下水処理方法
【課題】 降雨後においても下水の十分な脱リンを行うことができる下水処理方法を提供する。
【解決手段】 酸発酵装置５に汚泥を投入し発酵処理して得られた酸発酵液を下水とともに生物処理装置７に導入し、下水を生物処理する下水処理方法において、下水中の有機酸濃度（ＣVFA）とリン濃度（ＣP）との比（ＣVFA／ＣP）が所定の値を下回った場合に、酸発酵装置５への汚泥の投入量を増加する。
【解決手段】 酸発酵装置５に汚泥を投入し発酵処理して得られた酸発酵液を下水とともに生物処理装置７に導入し、下水を生物処理する下水処理方法において、下水中の有機酸濃度（ＣVFA）とリン濃度（ＣP）との比（ＣVFA／ＣP）が所定の値を下回った場合に、酸発酵装置５への汚泥の投入量を増加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸発酵槽にて生成した酸発酵液を下水とともに生物処理装置に導入し、生物処理する下水処理方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。下水処理では、下水中にもともと含まれる有機酸が生物処理装置内で下水の脱リンに寄与する。特許文献１記載の方法では、有機酸を含む酸発酵液を更に下水に加えて下水中の有機酸を増加させ、下水の脱リンを促進している。
【特許文献１】特開２００４−４９９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この種の下水処理方法における下水は、下水管を介して生物処理装置へ導入される。従って、降雨時には、下水管に雨水が入り込むため下水が雨水によって希釈され、生物処理装置へ導入される下水の有機酸濃度及びリン濃度は一時的に低くなり、そして、降雨後には再び下水の有機酸濃度及びリン濃度が回復する。
【０００４】
しかしながら、下水中のリン濃度が素早く回復する一方で、有機酸濃度は回復が遅いので、降雨直後のしばらくの間は、下水中の有機酸がリンに対して不足した状態にあることが判った。図８は時点Ｔ１において降雨があった場合の下水の有機酸濃度及びリン濃度の概略の変化を示すグラフである。降雨直後には、下水管に雨水が入り込むため下水が雨水によって希釈され、生物処理装置へ導入される下水の有機酸濃度及びリン濃度は双方とも一時的に低くなる（時点Ｔ１〜Ｔ２）。降雨後には再び下水の有機酸濃度及びリン濃度の回復が始まるが、リン濃度の方が有機酸濃度よりも素早く回復する。すなわち、下水のリン濃度は時点Ｔ４で降雨前の濃度に回復するが、有機酸濃度は時点Ｔ５で降雨前の濃度に回復する。なお、Ｔ１〜Ｔ５は夏季においては３日程度、冬季においては６日程度である。
【０００５】
有機酸濃度の回復が遅いのは、下水管に堆積し有機酸の原料となる有機物や有機物を分解して有機酸を生成する酸生成菌が降雨時に雨水により洗い流されてしまい、有機物が再び堆積し有機酸が生成されるまでに時間がかかるためと推測される。その結果、特許文献１記載の下水処理方法によれば、降雨直後のしばらくの間は、生物処理装置で十分な下水の脱リンがなされず、処理水中のリン濃度が高くなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、降雨後においても下水の十分な脱リンを行うことができる下水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の下水処理方法は、酸発酵装置に汚泥を投入し発酵処理して得られた酸発酵液を下水とともに生物処理装置に導入し、下水を生物処理する下水処理方法であって、下水中の有機酸濃度（ＣVFA）とリン濃度（ＣP）との比（ＣVFA／ＣP）が所定の値を下回った場合に、酸発酵装置への汚泥の投入量を増加することを特徴とする。
【０００８】
この下水処理方法においては、汚泥が酸発酵装置へ投入され、汚泥の投入量に応じた量の有機酸が酸発酵装置から排出される。酸発酵装置は、汚泥の投入量を増加する前は、増加後に比較して、酸発酵装置内に滞留する酸発酵液の有機酸濃度が高く流量が低い状態で運転されている。ここで、降雨等によってＣVFA／ＣPの値が所定値を下回った場合は、生物処理装置へ導入される有機酸が不足していると考えられ、汚泥の投入量が増加されることによって、酸発酵装置の流量が上昇する。このため、投入量増加後しばらくは、酸発酵装置内に滞留する高い濃度の酸発酵液が、上昇後の高い流量で排出される。その結果として、投入量増加後しばらくは、酸発酵装置から排出される有機酸の量が増加することとなり、生物処理装置へ導入される有機酸が素早く補われる。上記下水処理方法によれば、このように生物処理装置に導入される有機酸とリンとの量的関係の変化が抑制されることにより、安定した下水の脱リンがなされる。
【０００９】
また、本発明の下水処理方法は、上記の濃度の比（ＣVFA／ＣP）が５を下回った場合に、前記汚泥の投入量を増加することを特徴としてもよい。
【００１０】
有機酸濃度ＣVFAがリン濃度ＣPの５倍以上であれば、処理水中のリン濃度が定められた規準値以下になり、５倍を下回れば処理水中のリン濃度が規準値を超えて極端に増加する傾向にある。有機酸濃度ＣVFAがリン濃度ＣPの５倍を下回った場合には、処理水中のリン濃度が規準値を超えてしまうと考えられ、汚泥の投入量が増加される。このことにより、生物処理装置へ導入される有機酸が増加されるので濃度比ＣVFA／ＣPの変化が抑制され、処理水中のリン濃度が安定化される。
【００１１】
また、本発明の下水処理方法は、汚泥の最大の投入量が、最小の投入量の３倍以下であることを特徴としてもよい。汚泥の投入量をこの範囲に限ることにより大量の汚泥が酸発酵装置に投入されることがなく、酸発酵装置の負荷が抑えられる。
【００１２】
また、本発明の下水処理方法は、酸発酵装置が、汚泥を発酵処理する発酵槽と、発酵槽で得られた発酵汚泥を酸発酵液と濃縮汚泥とに固液分離する濃縮槽と、を有し、濃縮槽で分離した濃縮汚泥を発酵槽へ返送することを特徴としてもよい。この下水処理方法によれば、発酵装置が濃縮槽で分離した濃縮汚泥を発酵槽へ返送しているので、発酵槽内の汚泥濃度が高められ、発酵装置において有機酸が効率よく生成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、降雨後においても下水の十分な脱リンを行うことができる下水処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。まず、図１を参照し、本発明の実施形態に係る下水処理方法を行う下水処理装置１の構成を説明する。
【００１５】
下水処理装置１は、第１沈殿池３、酸発酵装置５、生物処理装置７、及び最終沈殿池９を備えている。第１沈殿池３は、原水中の固体成分である生汚泥を重力により沈殿させ分離する分離槽である。第１沈殿池３は、ラインＬ１から原水を導入し、沈殿させた生汚泥をラインＬ２から排出し、上澄み液を下水としてラインＬ３から排出するようになっている。ラインＬ２からの生汚泥は酸発酵装置５へ導入され、ラインＬ３からの下水は生物処理装置７へ導入されるようになっている。
【００１６】
酸発酵装置５は、発酵槽１１及び沈殿槽１３を備えている。発酵槽１１は、生汚泥を発酵処理する槽である。発酵槽１１は、ラインＬ２から導入した生汚泥の有機物を酸生成菌によって有機酸に分解する。本発明において「有機酸」とは、酢酸、プロピオン酸、酪酸等の低分子量の酸をいう。発酵槽１１は有機酸を含む発酵汚泥をラインＬ４から排出するようになっている。ラインＬ４からの発酵汚泥は沈殿槽１３へ導入される。発酵槽１１は発酵を促進するための撹拌機、ポンプ、ブロアを備えてもよく、発酵槽１１は、槽内にアルカリ剤を添加し槽内のｐＨを調整するアルカリ添加装置を備えてもよい。
【００１７】
沈殿槽１３は発酵汚泥を重力によって沈殿させ濃縮する槽である。沈殿槽１３は、ラインＬ４から導入した発酵汚泥を、重力によって固体成分である濃縮汚泥と、有機酸を含む酸発酵液とに分離し、それぞれをラインＬ５，Ｌ６から排出するようになっている。ラインＬ５からの濃縮汚泥は発酵槽１１へ再び返送され、ラインＬ６からの酸発酵液は生物処理装置７へ導入されるようになっている。
【００１８】
生物処理装置７は、嫌気／無酸素／好気法（Ａ２Ｏ法）を用いて下水を脱リン、脱窒処理する装置である。生物処理装置７は、嫌気槽２１、無酸素槽２３、好気槽２５、無酸素槽２７、好気槽２９を備えている。上記各槽には、脱リン菌、硝化菌、脱窒菌等を含む汚泥が生育している。生物処理装置７は、ラインＬ３から嫌気槽２１へ導入された下水をラインＬ６からの酸発酵液と共に、嫌気槽２１、無酸素槽２３、好気槽２５、無酸素槽２７、好気槽２９の順に送りながら脱リン菌、硝化菌、脱膣菌によって下水の脱リン、脱窒を行うようになっている。なお、ラインＬ３からの下水は、無酸素槽２７へも導入されるようになっている。好気槽２９での処理がされた下水はラインＬ８から排出されるようになっている。
【００１９】
最終沈殿池９は、下水中の固体成分を重力により沈殿させ分離する分離槽である。最終沈殿池９は、ラインＬ８から生物処理された下水を導入し、沈殿させた固体成分をラインＬ９から排出し、上澄み液をラインＬ１０から排出するようになっている。ラインＬ９からの固体成分は、一部は返送汚泥としてラインＬ１１を通じて生物処理装置７の嫌気槽２１へ再び返送され、他は余剰汚泥として下水処理装置１の系外に排出されるようになっている。ラインＬ１０からの上澄み液は、処理水として下水処理装置１の系外に排出されるようになっている。
【００２０】
次に、図１及び図２のフロー図を参照し、下水処理装置１で行われる下水処理の方法及びその作用について説明する。
【００２１】
まず、下水管を含むラインＬ１を通じて原水が第１沈殿池３へ導入される。第１沈殿池３では原水中の固体成分が沈殿し、上澄み液（下水）と沈殿物（生汚泥）とが分離する。分離した下水は、ラインＬ３を通じて生物処理装置７へ導入される。ラインＬ３の下水は一部サンプリングされ、有機酸濃度及びリン濃度が測定される（Ｓ１０２）。
【００２２】
ここでは、「有機酸濃度」として、例えば酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸の合計の濃度が測定される。以下、本実施形態において、「有機酸濃度」というときは酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸の合計の濃度を意味するものとする。また、ここでは、「リン濃度」として、例えばＰＯ4の濃度（ＰＯ4―Ｐ濃度）が測定される。以下、本実施形態において、「リン濃度」というときは、ＰＯ4の濃度（ＰＯ4―Ｐ濃度）を意味するものとする。なお、下水中のＰＯ4の濃度は、下水中に含まれるすべてのリンの濃度（Ｔ−Ｐ濃度）と相関関係があり、両者は互いに換算が可能である。また、以下、生物処理装置７へ導入される有機酸濃度及びリン濃度をそれぞれ「流入有機酸濃度」、「流入リン濃度」と称する。これらの濃度は、例えばイオンクロマト法、ガスクロマト法、比色法等により測定される。
【００２３】
測定した流入有機酸濃度（ＣVFA）及び流入リン濃度（ＣP）に基づいて生汚泥の投入量を設定する（Ｓ１０４）。これらの濃度比（ＣVFA／ＣP）が所定の値を下回った場合には投入量の設定が増加され（Ｓ１０６）、下回っていないときには投入量の設定は変更されない。このとき、増加後の投入量は、沈殿槽１３に負荷を与えないよう最小の投入量の３倍以下に定められる。次に、バッチ運転により、例えば手動で第１沈殿池３で沈殿した生汚泥のうち設定された量の生汚泥がラインＬ２から排出され、所望の投入量の生汚泥が酸発酵装置５へ投入される（Ｓ１０８）。
【００２４】
また、上記濃度比（ＣVFA／ＣP）の所定の値は例えば５に設定される。図３はＣVFA／ＣPと、処理水のリン濃度との関係を示すグラフである。本図によれば、有機酸濃度ＣVFAがリン濃度ＣPの５倍以上であれば、処理水のリン濃度が一般的に望まれる目標値１．０ｍｇ／リットル以下になり、５倍を下回れば処理水中のリン濃度が規準値を超えて極端に増加することが判る。すなわち、有機酸濃度ＣVFAがリン濃度ＣPの５倍を下回った場合に、上記投入量の増加がなされれば、処理水のリン濃度を抑えることが可能となる。
【００２５】
なお、ＣVFA／ＣPが所定の値以上の場合には、投入量を最小の投入量にすることが好ましい。このようにすれば、酸発酵装置５内に滞留する有機酸をなるべく多くすることができ、ＣVFA／ＣPが所定の値を下回った場合に酸発酵装置５からの有機酸量を素早く増加させることができる。
【００２６】
酸発酵装置５において、発酵槽１１では生汚泥が発酵処理され、沈殿槽１３において固液分離され、有機酸を含む酸発酵液がラインＬ６から排出される。このとき、発酵槽１１内はｐＨが５〜５．８程度に調整されることが好ましい。このようにすれば、発酵槽１１内で有機酸がメタンガスにまで分解されることが防止されつつ、効率の良い発酵が行われる。
【００２７】
酸発酵装置５への生汚泥の投入量が増加された場合には、増加前に酸発酵装置５内に比較的高い有機酸濃度で滞留していた酸発酵液が、増加した流量の生汚泥にて押し出されるので、ラインＬ６から排出される有機酸の総量が増加する。
【００２８】
また酸発酵装置５は、発酵槽１１で得られた発酵汚泥を濃縮槽５で固液分離し、分離された濃縮汚泥を発酵槽１１へ返送するとともに酸発酵液を排出するように構成されているので、有機酸が効率よく生成される。
【００２９】
続いて、第１沈殿池３で分離された下水と酸発酵装置５で生成された酸発酵液とが生物処理装置７へ導入される。生物処理装置７中の脱リン菌は、嫌気槽２１において、リンを吐き出して有機酸を取り込み、菌体内にＰＨＡｓ（polyhydroxyal Kanoates）を蓄える。次に脱リン菌は、好気槽２５（２９）において、ＰＨＡｓを消費し、嫌気槽２１で吐き出した量よりも多くリンを取り込む。最終的にリンを取り込んだ脱リン菌は最終沈殿池９で分離され、余剰汚泥として系外へ排出されるので、結果として下水中のリンが取り除かれることとなる。このように、生物処理装置７中では、有機酸が脱リン菌による下水の脱リンに寄与する。
【００３０】
また、下水中の窒素（有機性窒素、アンモニア等）は、好気槽２５（２９）において硝化菌によりＮＯ3-に変えられ、このＮＯ3-は無酸素槽２７において脱窒菌により窒素ガスへと変えられて大気中に放出される。このように脱リン、脱窒された下水は、ラインＬ８より排出される。
【００３１】
上記の通り、脱リン菌による下水の脱リンのためには、下水中にはリン濃度に応じた濃度の有機酸が存在する必要がある。たとえば、生物処理装置７の下水中の有機酸濃度（流入有機酸濃度）が流入リン濃度の５倍以上であることが好ましい。降雨後等で流入有機酸濃度が流入リン濃度の５倍を下回った場合には、上述したように酸発酵装置５への生汚泥の投入量が増加され、ラインＬ６から生物処理装置７へ導入される有機酸の総量が増加するので、生物処理装置７の下水中の有機酸濃度の低下が抑制される。
【００３２】
ラインＬ８からの下水は最終沈殿池９において固体成分と液体成分とに分離される。固体成分はラインＬ９を通じて系外に排出されるとともに、一部は返送汚泥として生物処理装置７へ返送される。液体成分は処理水としてラインＬ１０を通じて系外に排出される。
【００３３】
上記の下水処理方法によれば、例えば降雨後等にラインＬ３から生物処理装置７へ導入される有機酸濃度が低下した場合には、ラインＬ６から導入される有機酸量が増加するように運転されるので、生物処理装置７の下水中の有機酸濃度の低下が抑制される。このように生物処理装置７内の有機酸濃度の低下が抑制されることにより、脱リン菌によるリンの取り込みの効率が維持され、降雨後においても下水の十分な脱リンを行うことができる。
【００３４】
ここで、図４を参照し、酸発酵装置５への生汚泥の投入量が増加された場合に、ラインＬ６から排出される有機酸の総量が増加する原理について説明する。図４のグラフは、横軸に時間を取り、ラインＬ６における流量Ｖと、ラインＬ６から排出される酸発酵液の有機酸濃度Ｃとの経時変化を示すグラフである。生汚泥投入量の増加前は、生汚泥投入量がＶ１（すなわち流量Ｖ＝Ｖ１）で運転されており、このときの酸発酵液の有機酸濃度をＣ１とする。増加後は、生汚泥の投入量がＶ１からＶ２（すなわち流量Ｖ＝Ｖ２）へ増加したものとする。
【００３５】
ここで、図５に、酸発酵装置５内の水理学的滞留時間（流量Ｖに反比例する。以下「ＨＲＴ」。）と、酸発酵液の有機酸濃度Ｃとの関係を示す。図５によれば、ＨＲＴと有機酸濃度Ｃとは比例することが判り、その結果、流量Ｖと有機酸濃度Ｃは反比例することが判る。よって、生汚泥投入量がＶ２に増加した場合には酸発酵液の有機酸濃度Ｃ２はＣ２＝Ｃ１×Ｖ１／Ｖ２となるはずである。ところが、酸発酵装置５内には既に有機酸濃度Ｃ１の酸発酵液が滞留しているので、図４に示すように濃度ＣはＣ２までゆっくりと下降していく。一方、流量Ｖは素早くＶ１からＶ２へと増加する。ここで、ラインＬ６から排出される有機酸の総量ＳはＳ＝Ｖ×Ｃで表されるので、生汚泥投入量の増加直後は総量ＳがＶ１×Ｃ１からＶ２×Ｃ１へと増加することとなる。最終的にはＳ＝Ｖ２×Ｃ２へ収束するが、投入量増加からＣ２へ収束するまでの間はラインＬ６から排出される有機酸の総量が増加することとなる。このように、上記の下水処理方法によれば、酸生成装置５から排出される有機酸の総量を素早く増加させることが可能である。
【００３６】
また、上記の下水処理方法は、生物処理装置に高価な酢酸等の有機酸を直接投入する方法に比してランニングコストを抑えることが出来る。また、上記の下水処理方法では、酸発酵装置と生物処理槽との間に酸発酵液を貯留し酸発酵液の導入量を調整する方法に比して貯留槽を設ける必要がないので設備が簡略化される。
【００３７】
また、上記の下水方法では、生物処理装置の後段にポリ塩化アルミニウム等を添加してリンを除去する方法に比して発生する余剰汚泥を少なくすることができる。また、汚泥には、硝化菌の反応を阻害するアルミニウム等がほとんど含まれていないので、汚泥に由来する有機酸を生物処理装置７内に導入しても、硝化菌の作用が阻害されることも少ない。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、上記した実施形態では図１に示す構成の酸発酵装置５を用いたが、これに代えて、図６に示すような、濃縮槽３１３で生汚泥を濃縮し濃縮汚泥を発酵槽３１１で発酵させるように構成された酸発酵装置３０５を用いてもよい。
【００３９】
また、上記した実施形態では、手動により所望の投入量の生汚泥が酸発酵装置５へ投入される例を挙げたが、例えば、次に説明する下水処理装置３０１ように、自動的に所望の量の生汚泥が投入されるようにしてもよい。図７は下水処理装置３０１の第１沈殿池３付近を示す拡大図である。下水処理装置３０１は、ラインＬ３上に設けられた濃度測定装置１１１と、制御装置１１３と、ラインＬ２上に設けられた汚泥排出装置１１５とを備えている。濃度測定装置は、ラインＬ３を通過する下水の有機酸濃度ＣVFA及びリン濃度ＣPを測定し、測定結果に応じた信号を制御装置１１３へ送信する。制御装置１１３は、受信した信号に基づいて算出されるＣVFA／ＣPの値を所定の値と比較し、生汚泥の投入量を決定する。制御装置１１３は決定された生汚泥投入量に応じて汚泥排出装置１１５へ信号を送信し、汚泥排出装置１１５は、受信した信号に応じた量の生汚泥をラインＬ２から排出する。
【００４０】
また、上記した実施形態では、酸発酵装置５は重力により固体成分を沈殿させる沈殿槽１３を用いて固液分離を行っているが、沈殿槽１３に代えて遠心濃縮設備等を用いて固液分離を行ってもよい。
【００４１】
また、上記した実施形態では、酸発酵装置５へ投入する汚泥として、第１沈殿池３からの生汚泥を用いているが、これに代えて最終沈殿池からの汚泥、生物処理装置からの余剰汚泥等を用いてもよい。
【００４２】
また、上記した実施形態では、生物処理装置７として、２段の無酸素槽２３，２７及び好気槽２５，２９を備えた装置を用いているが、生物処理装置７は、１段又は３段以上の無酸素槽及び好気槽を備えてもよい。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の
実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１）
下水処理装置１において、台風による降雨後に酸発酵装置５へ投入する生汚泥の量を増加させた。生物処理装置７としては、１段の無酸素槽及び好気槽を備えるものを用いた。生汚泥の投入はバッチ運転で、１時間に１回とした。降雨量は６５ｍｍ／日であった。各濃度は、イオンクロマト法により測定した。他の条件は以下の通りである。
下水処理装置の処理能力：５０ｍ3／日
第１沈殿池：５０ｍ3／ｍ2／日
嫌気槽容積：１ｍ3
無酸素槽容積：４ｍ3
好気槽：７ｍ3
最終沈殿池：１０ｍ3／ｍ2／日
発酵槽容積：１ｍ3
降雨前の生汚泥の投入量：２５０リットル／日（降雨前のＨＲＴは４日）
発酵槽内のＭＬＳＳ：１５０００〜２００００ｍｇ／リットル
発酵槽における発酵温度：２６〜２８℃
発酵槽内のｐＨ：５．５〜５．７
流入リン濃度：０．２〜３．５ｍｇ／リットル
【００４５】
表１に、降雨後の日数に対応する生汚泥の投入量を示している。本表に示すように、降雨後０日目（降雨日）には流入有機酸濃度が０ｍｇ／リットル（流入リン濃度の５倍未満）となったので、１〜３日目にかけて生汚泥の投入量を７５０リットル／日（最小の投入量２５０リットル／日の３倍）まで増加させた。
【００４６】
（比較例１）
下水処理装置１において、降雨前の生汚泥の投入量を５００リットル／日とし、降雨後にも酸発酵装置５へ投入する生汚泥の量を変化させず５００リットル／日とした。その他の条件は実施例１と同様とした。
【００４７】
【表１】
【００４８】
（結果及び評価）
実施例１及び比較例１について、表１に、降雨後の日数に対応して、生物処理装置７へ導入される有機酸の量及び処理水のリン濃度を示している。実施例１において、処理水のリン濃度は、降雨後１〜７日目まで０．１ｍｇ／リットル以下に抑えられている。一方、比較例１においては、処理水のリン濃度は、降雨後１日目から上昇し始め、３日目に１．１ｍｇ／リットルまで達してから下降し、７日目に０．１ｍｇ／リットル以下となった。よって、実施例１においては、降雨後においても下水の十分な脱リンが可能であることが示された。
【００４９】
（実施例２）
下水処理装置１において、春季における降雨後に酸発酵装置５へ投入する生汚泥の量を増加させた。降雨は２日間に亘り、降雨量は２日間で合計２９ｍｍであった。発酵槽容積は１．２５ｍ3とした。発酵槽における発酵温度は２１〜２２℃であった。流入リン濃度は０．２〜４．１ｍｇ／リットルであった。その他の条件は実施例１と同様とした。
【００５０】
（比較例２）
下水処理装置１において、降雨前の生汚泥の投入量を５００リットル／日とし、降雨後にも酸発酵装置５へ投入する生汚泥の量を変化させず５００リットル／日とした。温度は２６〜２８℃とした。その他の条件は実施例２と同様とした。
【００５１】
【表２】
【００５２】
（結果及び評価）
実施例２及び比較例２について、表２に、降雨後の日数に対応して、生物処理装置７へ導入される有機酸の量及び処理水のリン濃度を示している。実施例２において、処理水のリン濃度は、降雨後１〜１０日目まで０．１ｍｇ／リットル以下に抑えられている。一方、比較例２においては、処理水のリン濃度は、降雨後１日目から上昇し始め、３日目に１．５ｍｇ／リットルまで達し、１０日目に０．２ｍｇ／リットルとなった。よって、実施例２においては、降雨後においても下水の十分な脱リンが可能であることが示された。また、実施例１（発酵温度＝２６〜２８℃）と比較して、発酵槽における発酵温度が低く（発酵温度＝２１〜２２℃）、発酵の反応速度が遅くなる場合においても、同様に本発明が適用可能であって、降雨後の下水の十分な脱リンが可能であることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る下水処理方法を行う下水処理装置の構成を示す概略図である。
【図２】下水処理装置１で行われる下水処理の方法を示すフロー図である。
【図３】ＣVFA／ＣPと、処理水のリン濃度との関係を示すグラフである。
【図４】ラインＬ６における流量Ｖと、ラインＬ６から排出される酸発酵液の有機酸濃度Ｃと、の経時変化を示すグラフである。
【図５】酸発酵装置内のＨＲＴと、酸発酵液の有機酸濃度Ｃとの関係を示すグラフである。
【図６】酸発酵装置の変形例を示す図である。
【図７】下水処理装置の変形例の第１沈殿池付近を示す拡大図である。
【図８】降雨があった場合の下水の有機酸濃度及びリン濃度の概略の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１…下水処理装置、３…第１沈殿池、５…酸発酵装置、７…生物処理装置、９…最終沈殿池、１１…発酵槽、１３…沈殿槽。
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸発酵槽にて生成した酸発酵液を下水とともに生物処理装置に導入し、生物処理する下水処理方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。下水処理では、下水中にもともと含まれる有機酸が生物処理装置内で下水の脱リンに寄与する。特許文献１記載の方法では、有機酸を含む酸発酵液を更に下水に加えて下水中の有機酸を増加させ、下水の脱リンを促進している。
【特許文献１】特開２００４−４９９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この種の下水処理方法における下水は、下水管を介して生物処理装置へ導入される。従って、降雨時には、下水管に雨水が入り込むため下水が雨水によって希釈され、生物処理装置へ導入される下水の有機酸濃度及びリン濃度は一時的に低くなり、そして、降雨後には再び下水の有機酸濃度及びリン濃度が回復する。
【０００４】
しかしながら、下水中のリン濃度が素早く回復する一方で、有機酸濃度は回復が遅いので、降雨直後のしばらくの間は、下水中の有機酸がリンに対して不足した状態にあることが判った。図８は時点Ｔ１において降雨があった場合の下水の有機酸濃度及びリン濃度の概略の変化を示すグラフである。降雨直後には、下水管に雨水が入り込むため下水が雨水によって希釈され、生物処理装置へ導入される下水の有機酸濃度及びリン濃度は双方とも一時的に低くなる（時点Ｔ１〜Ｔ２）。降雨後には再び下水の有機酸濃度及びリン濃度の回復が始まるが、リン濃度の方が有機酸濃度よりも素早く回復する。すなわち、下水のリン濃度は時点Ｔ４で降雨前の濃度に回復するが、有機酸濃度は時点Ｔ５で降雨前の濃度に回復する。なお、Ｔ１〜Ｔ５は夏季においては３日程度、冬季においては６日程度である。
【０００５】
有機酸濃度の回復が遅いのは、下水管に堆積し有機酸の原料となる有機物や有機物を分解して有機酸を生成する酸生成菌が降雨時に雨水により洗い流されてしまい、有機物が再び堆積し有機酸が生成されるまでに時間がかかるためと推測される。その結果、特許文献１記載の下水処理方法によれば、降雨直後のしばらくの間は、生物処理装置で十分な下水の脱リンがなされず、処理水中のリン濃度が高くなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、降雨後においても下水の十分な脱リンを行うことができる下水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の下水処理方法は、酸発酵装置に汚泥を投入し発酵処理して得られた酸発酵液を下水とともに生物処理装置に導入し、下水を生物処理する下水処理方法であって、下水中の有機酸濃度（ＣVFA）とリン濃度（ＣP）との比（ＣVFA／ＣP）が所定の値を下回った場合に、酸発酵装置への汚泥の投入量を増加することを特徴とする。
【０００８】
この下水処理方法においては、汚泥が酸発酵装置へ投入され、汚泥の投入量に応じた量の有機酸が酸発酵装置から排出される。酸発酵装置は、汚泥の投入量を増加する前は、増加後に比較して、酸発酵装置内に滞留する酸発酵液の有機酸濃度が高く流量が低い状態で運転されている。ここで、降雨等によってＣVFA／ＣPの値が所定値を下回った場合は、生物処理装置へ導入される有機酸が不足していると考えられ、汚泥の投入量が増加されることによって、酸発酵装置の流量が上昇する。このため、投入量増加後しばらくは、酸発酵装置内に滞留する高い濃度の酸発酵液が、上昇後の高い流量で排出される。その結果として、投入量増加後しばらくは、酸発酵装置から排出される有機酸の量が増加することとなり、生物処理装置へ導入される有機酸が素早く補われる。上記下水処理方法によれば、このように生物処理装置に導入される有機酸とリンとの量的関係の変化が抑制されることにより、安定した下水の脱リンがなされる。
【０００９】
また、本発明の下水処理方法は、上記の濃度の比（ＣVFA／ＣP）が５を下回った場合に、前記汚泥の投入量を増加することを特徴としてもよい。
【００１０】
有機酸濃度ＣVFAがリン濃度ＣPの５倍以上であれば、処理水中のリン濃度が定められた規準値以下になり、５倍を下回れば処理水中のリン濃度が規準値を超えて極端に増加する傾向にある。有機酸濃度ＣVFAがリン濃度ＣPの５倍を下回った場合には、処理水中のリン濃度が規準値を超えてしまうと考えられ、汚泥の投入量が増加される。このことにより、生物処理装置へ導入される有機酸が増加されるので濃度比ＣVFA／ＣPの変化が抑制され、処理水中のリン濃度が安定化される。
【００１１】
また、本発明の下水処理方法は、汚泥の最大の投入量が、最小の投入量の３倍以下であることを特徴としてもよい。汚泥の投入量をこの範囲に限ることにより大量の汚泥が酸発酵装置に投入されることがなく、酸発酵装置の負荷が抑えられる。
【００１２】
また、本発明の下水処理方法は、酸発酵装置が、汚泥を発酵処理する発酵槽と、発酵槽で得られた発酵汚泥を酸発酵液と濃縮汚泥とに固液分離する濃縮槽と、を有し、濃縮槽で分離した濃縮汚泥を発酵槽へ返送することを特徴としてもよい。この下水処理方法によれば、発酵装置が濃縮槽で分離した濃縮汚泥を発酵槽へ返送しているので、発酵槽内の汚泥濃度が高められ、発酵装置において有機酸が効率よく生成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、降雨後においても下水の十分な脱リンを行うことができる下水処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。まず、図１を参照し、本発明の実施形態に係る下水処理方法を行う下水処理装置１の構成を説明する。
【００１５】
下水処理装置１は、第１沈殿池３、酸発酵装置５、生物処理装置７、及び最終沈殿池９を備えている。第１沈殿池３は、原水中の固体成分である生汚泥を重力により沈殿させ分離する分離槽である。第１沈殿池３は、ラインＬ１から原水を導入し、沈殿させた生汚泥をラインＬ２から排出し、上澄み液を下水としてラインＬ３から排出するようになっている。ラインＬ２からの生汚泥は酸発酵装置５へ導入され、ラインＬ３からの下水は生物処理装置７へ導入されるようになっている。
【００１６】
酸発酵装置５は、発酵槽１１及び沈殿槽１３を備えている。発酵槽１１は、生汚泥を発酵処理する槽である。発酵槽１１は、ラインＬ２から導入した生汚泥の有機物を酸生成菌によって有機酸に分解する。本発明において「有機酸」とは、酢酸、プロピオン酸、酪酸等の低分子量の酸をいう。発酵槽１１は有機酸を含む発酵汚泥をラインＬ４から排出するようになっている。ラインＬ４からの発酵汚泥は沈殿槽１３へ導入される。発酵槽１１は発酵を促進するための撹拌機、ポンプ、ブロアを備えてもよく、発酵槽１１は、槽内にアルカリ剤を添加し槽内のｐＨを調整するアルカリ添加装置を備えてもよい。
【００１７】
沈殿槽１３は発酵汚泥を重力によって沈殿させ濃縮する槽である。沈殿槽１３は、ラインＬ４から導入した発酵汚泥を、重力によって固体成分である濃縮汚泥と、有機酸を含む酸発酵液とに分離し、それぞれをラインＬ５，Ｌ６から排出するようになっている。ラインＬ５からの濃縮汚泥は発酵槽１１へ再び返送され、ラインＬ６からの酸発酵液は生物処理装置７へ導入されるようになっている。
【００１８】
生物処理装置７は、嫌気／無酸素／好気法（Ａ２Ｏ法）を用いて下水を脱リン、脱窒処理する装置である。生物処理装置７は、嫌気槽２１、無酸素槽２３、好気槽２５、無酸素槽２７、好気槽２９を備えている。上記各槽には、脱リン菌、硝化菌、脱窒菌等を含む汚泥が生育している。生物処理装置７は、ラインＬ３から嫌気槽２１へ導入された下水をラインＬ６からの酸発酵液と共に、嫌気槽２１、無酸素槽２３、好気槽２５、無酸素槽２７、好気槽２９の順に送りながら脱リン菌、硝化菌、脱膣菌によって下水の脱リン、脱窒を行うようになっている。なお、ラインＬ３からの下水は、無酸素槽２７へも導入されるようになっている。好気槽２９での処理がされた下水はラインＬ８から排出されるようになっている。
【００１９】
最終沈殿池９は、下水中の固体成分を重力により沈殿させ分離する分離槽である。最終沈殿池９は、ラインＬ８から生物処理された下水を導入し、沈殿させた固体成分をラインＬ９から排出し、上澄み液をラインＬ１０から排出するようになっている。ラインＬ９からの固体成分は、一部は返送汚泥としてラインＬ１１を通じて生物処理装置７の嫌気槽２１へ再び返送され、他は余剰汚泥として下水処理装置１の系外に排出されるようになっている。ラインＬ１０からの上澄み液は、処理水として下水処理装置１の系外に排出されるようになっている。
【００２０】
次に、図１及び図２のフロー図を参照し、下水処理装置１で行われる下水処理の方法及びその作用について説明する。
【００２１】
まず、下水管を含むラインＬ１を通じて原水が第１沈殿池３へ導入される。第１沈殿池３では原水中の固体成分が沈殿し、上澄み液（下水）と沈殿物（生汚泥）とが分離する。分離した下水は、ラインＬ３を通じて生物処理装置７へ導入される。ラインＬ３の下水は一部サンプリングされ、有機酸濃度及びリン濃度が測定される（Ｓ１０２）。
【００２２】
ここでは、「有機酸濃度」として、例えば酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸の合計の濃度が測定される。以下、本実施形態において、「有機酸濃度」というときは酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸の合計の濃度を意味するものとする。また、ここでは、「リン濃度」として、例えばＰＯ4の濃度（ＰＯ4―Ｐ濃度）が測定される。以下、本実施形態において、「リン濃度」というときは、ＰＯ4の濃度（ＰＯ4―Ｐ濃度）を意味するものとする。なお、下水中のＰＯ4の濃度は、下水中に含まれるすべてのリンの濃度（Ｔ−Ｐ濃度）と相関関係があり、両者は互いに換算が可能である。また、以下、生物処理装置７へ導入される有機酸濃度及びリン濃度をそれぞれ「流入有機酸濃度」、「流入リン濃度」と称する。これらの濃度は、例えばイオンクロマト法、ガスクロマト法、比色法等により測定される。
【００２３】
測定した流入有機酸濃度（ＣVFA）及び流入リン濃度（ＣP）に基づいて生汚泥の投入量を設定する（Ｓ１０４）。これらの濃度比（ＣVFA／ＣP）が所定の値を下回った場合には投入量の設定が増加され（Ｓ１０６）、下回っていないときには投入量の設定は変更されない。このとき、増加後の投入量は、沈殿槽１３に負荷を与えないよう最小の投入量の３倍以下に定められる。次に、バッチ運転により、例えば手動で第１沈殿池３で沈殿した生汚泥のうち設定された量の生汚泥がラインＬ２から排出され、所望の投入量の生汚泥が酸発酵装置５へ投入される（Ｓ１０８）。
【００２４】
また、上記濃度比（ＣVFA／ＣP）の所定の値は例えば５に設定される。図３はＣVFA／ＣPと、処理水のリン濃度との関係を示すグラフである。本図によれば、有機酸濃度ＣVFAがリン濃度ＣPの５倍以上であれば、処理水のリン濃度が一般的に望まれる目標値１．０ｍｇ／リットル以下になり、５倍を下回れば処理水中のリン濃度が規準値を超えて極端に増加することが判る。すなわち、有機酸濃度ＣVFAがリン濃度ＣPの５倍を下回った場合に、上記投入量の増加がなされれば、処理水のリン濃度を抑えることが可能となる。
【００２５】
なお、ＣVFA／ＣPが所定の値以上の場合には、投入量を最小の投入量にすることが好ましい。このようにすれば、酸発酵装置５内に滞留する有機酸をなるべく多くすることができ、ＣVFA／ＣPが所定の値を下回った場合に酸発酵装置５からの有機酸量を素早く増加させることができる。
【００２６】
酸発酵装置５において、発酵槽１１では生汚泥が発酵処理され、沈殿槽１３において固液分離され、有機酸を含む酸発酵液がラインＬ６から排出される。このとき、発酵槽１１内はｐＨが５〜５．８程度に調整されることが好ましい。このようにすれば、発酵槽１１内で有機酸がメタンガスにまで分解されることが防止されつつ、効率の良い発酵が行われる。
【００２７】
酸発酵装置５への生汚泥の投入量が増加された場合には、増加前に酸発酵装置５内に比較的高い有機酸濃度で滞留していた酸発酵液が、増加した流量の生汚泥にて押し出されるので、ラインＬ６から排出される有機酸の総量が増加する。
【００２８】
また酸発酵装置５は、発酵槽１１で得られた発酵汚泥を濃縮槽５で固液分離し、分離された濃縮汚泥を発酵槽１１へ返送するとともに酸発酵液を排出するように構成されているので、有機酸が効率よく生成される。
【００２９】
続いて、第１沈殿池３で分離された下水と酸発酵装置５で生成された酸発酵液とが生物処理装置７へ導入される。生物処理装置７中の脱リン菌は、嫌気槽２１において、リンを吐き出して有機酸を取り込み、菌体内にＰＨＡｓ（polyhydroxyal Kanoates）を蓄える。次に脱リン菌は、好気槽２５（２９）において、ＰＨＡｓを消費し、嫌気槽２１で吐き出した量よりも多くリンを取り込む。最終的にリンを取り込んだ脱リン菌は最終沈殿池９で分離され、余剰汚泥として系外へ排出されるので、結果として下水中のリンが取り除かれることとなる。このように、生物処理装置７中では、有機酸が脱リン菌による下水の脱リンに寄与する。
【００３０】
また、下水中の窒素（有機性窒素、アンモニア等）は、好気槽２５（２９）において硝化菌によりＮＯ3-に変えられ、このＮＯ3-は無酸素槽２７において脱窒菌により窒素ガスへと変えられて大気中に放出される。このように脱リン、脱窒された下水は、ラインＬ８より排出される。
【００３１】
上記の通り、脱リン菌による下水の脱リンのためには、下水中にはリン濃度に応じた濃度の有機酸が存在する必要がある。たとえば、生物処理装置７の下水中の有機酸濃度（流入有機酸濃度）が流入リン濃度の５倍以上であることが好ましい。降雨後等で流入有機酸濃度が流入リン濃度の５倍を下回った場合には、上述したように酸発酵装置５への生汚泥の投入量が増加され、ラインＬ６から生物処理装置７へ導入される有機酸の総量が増加するので、生物処理装置７の下水中の有機酸濃度の低下が抑制される。
【００３２】
ラインＬ８からの下水は最終沈殿池９において固体成分と液体成分とに分離される。固体成分はラインＬ９を通じて系外に排出されるとともに、一部は返送汚泥として生物処理装置７へ返送される。液体成分は処理水としてラインＬ１０を通じて系外に排出される。
【００３３】
上記の下水処理方法によれば、例えば降雨後等にラインＬ３から生物処理装置７へ導入される有機酸濃度が低下した場合には、ラインＬ６から導入される有機酸量が増加するように運転されるので、生物処理装置７の下水中の有機酸濃度の低下が抑制される。このように生物処理装置７内の有機酸濃度の低下が抑制されることにより、脱リン菌によるリンの取り込みの効率が維持され、降雨後においても下水の十分な脱リンを行うことができる。
【００３４】
ここで、図４を参照し、酸発酵装置５への生汚泥の投入量が増加された場合に、ラインＬ６から排出される有機酸の総量が増加する原理について説明する。図４のグラフは、横軸に時間を取り、ラインＬ６における流量Ｖと、ラインＬ６から排出される酸発酵液の有機酸濃度Ｃとの経時変化を示すグラフである。生汚泥投入量の増加前は、生汚泥投入量がＶ１（すなわち流量Ｖ＝Ｖ１）で運転されており、このときの酸発酵液の有機酸濃度をＣ１とする。増加後は、生汚泥の投入量がＶ１からＶ２（すなわち流量Ｖ＝Ｖ２）へ増加したものとする。
【００３５】
ここで、図５に、酸発酵装置５内の水理学的滞留時間（流量Ｖに反比例する。以下「ＨＲＴ」。）と、酸発酵液の有機酸濃度Ｃとの関係を示す。図５によれば、ＨＲＴと有機酸濃度Ｃとは比例することが判り、その結果、流量Ｖと有機酸濃度Ｃは反比例することが判る。よって、生汚泥投入量がＶ２に増加した場合には酸発酵液の有機酸濃度Ｃ２はＣ２＝Ｃ１×Ｖ１／Ｖ２となるはずである。ところが、酸発酵装置５内には既に有機酸濃度Ｃ１の酸発酵液が滞留しているので、図４に示すように濃度ＣはＣ２までゆっくりと下降していく。一方、流量Ｖは素早くＶ１からＶ２へと増加する。ここで、ラインＬ６から排出される有機酸の総量ＳはＳ＝Ｖ×Ｃで表されるので、生汚泥投入量の増加直後は総量ＳがＶ１×Ｃ１からＶ２×Ｃ１へと増加することとなる。最終的にはＳ＝Ｖ２×Ｃ２へ収束するが、投入量増加からＣ２へ収束するまでの間はラインＬ６から排出される有機酸の総量が増加することとなる。このように、上記の下水処理方法によれば、酸生成装置５から排出される有機酸の総量を素早く増加させることが可能である。
【００３６】
また、上記の下水処理方法は、生物処理装置に高価な酢酸等の有機酸を直接投入する方法に比してランニングコストを抑えることが出来る。また、上記の下水処理方法では、酸発酵装置と生物処理槽との間に酸発酵液を貯留し酸発酵液の導入量を調整する方法に比して貯留槽を設ける必要がないので設備が簡略化される。
【００３７】
また、上記の下水方法では、生物処理装置の後段にポリ塩化アルミニウム等を添加してリンを除去する方法に比して発生する余剰汚泥を少なくすることができる。また、汚泥には、硝化菌の反応を阻害するアルミニウム等がほとんど含まれていないので、汚泥に由来する有機酸を生物処理装置７内に導入しても、硝化菌の作用が阻害されることも少ない。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、上記した実施形態では図１に示す構成の酸発酵装置５を用いたが、これに代えて、図６に示すような、濃縮槽３１３で生汚泥を濃縮し濃縮汚泥を発酵槽３１１で発酵させるように構成された酸発酵装置３０５を用いてもよい。
【００３９】
また、上記した実施形態では、手動により所望の投入量の生汚泥が酸発酵装置５へ投入される例を挙げたが、例えば、次に説明する下水処理装置３０１ように、自動的に所望の量の生汚泥が投入されるようにしてもよい。図７は下水処理装置３０１の第１沈殿池３付近を示す拡大図である。下水処理装置３０１は、ラインＬ３上に設けられた濃度測定装置１１１と、制御装置１１３と、ラインＬ２上に設けられた汚泥排出装置１１５とを備えている。濃度測定装置は、ラインＬ３を通過する下水の有機酸濃度ＣVFA及びリン濃度ＣPを測定し、測定結果に応じた信号を制御装置１１３へ送信する。制御装置１１３は、受信した信号に基づいて算出されるＣVFA／ＣPの値を所定の値と比較し、生汚泥の投入量を決定する。制御装置１１３は決定された生汚泥投入量に応じて汚泥排出装置１１５へ信号を送信し、汚泥排出装置１１５は、受信した信号に応じた量の生汚泥をラインＬ２から排出する。
【００４０】
また、上記した実施形態では、酸発酵装置５は重力により固体成分を沈殿させる沈殿槽１３を用いて固液分離を行っているが、沈殿槽１３に代えて遠心濃縮設備等を用いて固液分離を行ってもよい。
【００４１】
また、上記した実施形態では、酸発酵装置５へ投入する汚泥として、第１沈殿池３からの生汚泥を用いているが、これに代えて最終沈殿池からの汚泥、生物処理装置からの余剰汚泥等を用いてもよい。
【００４２】
また、上記した実施形態では、生物処理装置７として、２段の無酸素槽２３，２７及び好気槽２５，２９を備えた装置を用いているが、生物処理装置７は、１段又は３段以上の無酸素槽及び好気槽を備えてもよい。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の
実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１）
下水処理装置１において、台風による降雨後に酸発酵装置５へ投入する生汚泥の量を増加させた。生物処理装置７としては、１段の無酸素槽及び好気槽を備えるものを用いた。生汚泥の投入はバッチ運転で、１時間に１回とした。降雨量は６５ｍｍ／日であった。各濃度は、イオンクロマト法により測定した。他の条件は以下の通りである。
下水処理装置の処理能力：５０ｍ3／日
第１沈殿池：５０ｍ3／ｍ2／日
嫌気槽容積：１ｍ3
無酸素槽容積：４ｍ3
好気槽：７ｍ3
最終沈殿池：１０ｍ3／ｍ2／日
発酵槽容積：１ｍ3
降雨前の生汚泥の投入量：２５０リットル／日（降雨前のＨＲＴは４日）
発酵槽内のＭＬＳＳ：１５０００〜２００００ｍｇ／リットル
発酵槽における発酵温度：２６〜２８℃
発酵槽内のｐＨ：５．５〜５．７
流入リン濃度：０．２〜３．５ｍｇ／リットル
【００４５】
表１に、降雨後の日数に対応する生汚泥の投入量を示している。本表に示すように、降雨後０日目（降雨日）には流入有機酸濃度が０ｍｇ／リットル（流入リン濃度の５倍未満）となったので、１〜３日目にかけて生汚泥の投入量を７５０リットル／日（最小の投入量２５０リットル／日の３倍）まで増加させた。
【００４６】
（比較例１）
下水処理装置１において、降雨前の生汚泥の投入量を５００リットル／日とし、降雨後にも酸発酵装置５へ投入する生汚泥の量を変化させず５００リットル／日とした。その他の条件は実施例１と同様とした。
【００４７】
【表１】
【００４８】
（結果及び評価）
実施例１及び比較例１について、表１に、降雨後の日数に対応して、生物処理装置７へ導入される有機酸の量及び処理水のリン濃度を示している。実施例１において、処理水のリン濃度は、降雨後１〜７日目まで０．１ｍｇ／リットル以下に抑えられている。一方、比較例１においては、処理水のリン濃度は、降雨後１日目から上昇し始め、３日目に１．１ｍｇ／リットルまで達してから下降し、７日目に０．１ｍｇ／リットル以下となった。よって、実施例１においては、降雨後においても下水の十分な脱リンが可能であることが示された。
【００４９】
（実施例２）
下水処理装置１において、春季における降雨後に酸発酵装置５へ投入する生汚泥の量を増加させた。降雨は２日間に亘り、降雨量は２日間で合計２９ｍｍであった。発酵槽容積は１．２５ｍ3とした。発酵槽における発酵温度は２１〜２２℃であった。流入リン濃度は０．２〜４．１ｍｇ／リットルであった。その他の条件は実施例１と同様とした。
【００５０】
（比較例２）
下水処理装置１において、降雨前の生汚泥の投入量を５００リットル／日とし、降雨後にも酸発酵装置５へ投入する生汚泥の量を変化させず５００リットル／日とした。温度は２６〜２８℃とした。その他の条件は実施例２と同様とした。
【００５１】
【表２】
【００５２】
（結果及び評価）
実施例２及び比較例２について、表２に、降雨後の日数に対応して、生物処理装置７へ導入される有機酸の量及び処理水のリン濃度を示している。実施例２において、処理水のリン濃度は、降雨後１〜１０日目まで０．１ｍｇ／リットル以下に抑えられている。一方、比較例２においては、処理水のリン濃度は、降雨後１日目から上昇し始め、３日目に１．５ｍｇ／リットルまで達し、１０日目に０．２ｍｇ／リットルとなった。よって、実施例２においては、降雨後においても下水の十分な脱リンが可能であることが示された。また、実施例１（発酵温度＝２６〜２８℃）と比較して、発酵槽における発酵温度が低く（発酵温度＝２１〜２２℃）、発酵の反応速度が遅くなる場合においても、同様に本発明が適用可能であって、降雨後の下水の十分な脱リンが可能であることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る下水処理方法を行う下水処理装置の構成を示す概略図である。
【図２】下水処理装置１で行われる下水処理の方法を示すフロー図である。
【図３】ＣVFA／ＣPと、処理水のリン濃度との関係を示すグラフである。
【図４】ラインＬ６における流量Ｖと、ラインＬ６から排出される酸発酵液の有機酸濃度Ｃと、の経時変化を示すグラフである。
【図５】酸発酵装置内のＨＲＴと、酸発酵液の有機酸濃度Ｃとの関係を示すグラフである。
【図６】酸発酵装置の変形例を示す図である。
【図７】下水処理装置の変形例の第１沈殿池付近を示す拡大図である。
【図８】降雨があった場合の下水の有機酸濃度及びリン濃度の概略の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１…下水処理装置、３…第１沈殿池、５…酸発酵装置、７…生物処理装置、９…最終沈殿池、１１…発酵槽、１３…沈殿槽。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸発酵装置に汚泥を投入し発酵処理して得られた酸発酵液を下水とともに生物処理装置に導入し、前記下水を生物処理する下水処理方法であって、
前記下水中の有機酸濃度（ＣVFA）とリン濃度（ＣP）との比（ＣVFA／ＣP）が所定の値を下回った場合に、前記酸発酵装置への前記汚泥の投入量を増加することを特徴とする下水処理方法。
【請求項２】
前記比（ＣVFA／ＣP）が５を下回った場合に、前記汚泥の投入量を増加することを特徴とする請求項１に記載の下水処理方法。
【請求項３】
前記汚泥の最大の投入量が、最小の投入量の３倍以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の下水処理方法。
【請求項４】
前記酸発酵装置は、前記汚泥を発酵処理する発酵槽と、前記発酵槽で得られた発酵汚泥を前記酸発酵液と濃縮汚泥とに固液分離する濃縮槽と、を有し、
前記濃縮槽で分離した前記濃縮汚泥を前記発酵槽へ返送することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の下水処理方法。
【請求項１】
酸発酵装置に汚泥を投入し発酵処理して得られた酸発酵液を下水とともに生物処理装置に導入し、前記下水を生物処理する下水処理方法であって、
前記下水中の有機酸濃度（ＣVFA）とリン濃度（ＣP）との比（ＣVFA／ＣP）が所定の値を下回った場合に、前記酸発酵装置への前記汚泥の投入量を増加することを特徴とする下水処理方法。
【請求項２】
前記比（ＣVFA／ＣP）が５を下回った場合に、前記汚泥の投入量を増加することを特徴とする請求項１に記載の下水処理方法。
【請求項３】
前記汚泥の最大の投入量が、最小の投入量の３倍以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の下水処理方法。
【請求項４】
前記酸発酵装置は、前記汚泥を発酵処理する発酵槽と、前記発酵槽で得られた発酵汚泥を前記酸発酵液と濃縮汚泥とに固液分離する濃縮槽と、を有し、
前記濃縮槽で分離した前記濃縮汚泥を前記発酵槽へ返送することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の下水処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−４３５１２（Ｐ２００６−４３５１２Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２４６３９（Ｐ２００４−２２４６３９）
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（５９１０４３５８１）東京都 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（５９１０４３５８１）東京都 (107)
【Ｆターム（参考）】
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