排水処理方法、排水処理設備用の計装制御装置および排水処理設備
【課題】複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備において、特殊な菌を用いたり、付加装置を用いたり、新たな凝集剤やエネルギーを消費することなく、沈殿槽に沈降する発生汚泥量が安定して低減できる活性汚泥法による排水処理方法およびその方法を用いた計装制御装置、さらに排水処理設備を提供する
【解決手段】複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、生物処理槽の汚泥滞留時間が所定の汚泥滞留時間になるように沈殿槽からの余剰汚泥引抜量を調整して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする排水処理方法およびその方法を用いる計装制御装置、排水処理設備。
【解決手段】複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、生物処理槽の汚泥滞留時間が所定の汚泥滞留時間になるように沈殿槽からの余剰汚泥引抜量を調整して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする排水処理方法およびその方法を用いる計装制御装置、排水処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生汚泥量が低減できる活性汚泥法による排水処理方法に関する。詳しくは工場等から排出された汚水を生物学的処理によって浄化する排水処理において、発生する発生汚泥量を安定的に低減できる活性汚泥法による排水処理方法、その方法を用いた排水処理設備用の計装制御装置および排水処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、活性汚泥法による排水処理は複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理装置で行う。生物処理槽では活性汚泥に含まれている好気性微生物による有機物質の分解が行なわれており、ここには十分な酸素を常時供給するため曝気が行われる。そして有機物質の分解により汚泥が発生する。この汚泥は産業廃棄物として処分するためコストがかかり、発生汚泥量を低減することが課題となっている。
【０００３】
発生汚泥量を低減するために、従来は好熱性細菌のような特殊な菌を使用したり、オゾンやミル破砕などの物理化学的な作用により汚泥を減量化していた（たとえば、特許文献１、２）。
【特許文献１】特開２００６−１１６４８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの方法は特殊な細菌を用いたり、付加装置を設置したり、新たに凝集剤や電気エネルギー等のエネルギーを消費したりするため、コスト高になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備において、特殊な菌を用いたり、付加装置を用いたり、新たな凝集剤やエネルギーを消費することなく、コストを低減できる方法により、沈殿槽に沈降する発生汚泥量が安定して低減できる活性汚泥法による排水処理方法およびその方法を用いた計装制御装置、さらに排水処理設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題に鑑み、鋭意研究の結果、汚泥滞留時間と汚泥発生量との実績データを検討し、これらの間に相関性があることを発見し、汚泥滞留時間を一定範囲内に制御すれば、沈殿槽の発生汚泥量が安定して低減できることを見出し本発明に至った。
【０００７】
すなわち、請求項１の発明は、
複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、
前記生物処理槽の汚泥滞留時間が所定の汚泥滞留時間になるように前記沈殿槽からの余剰汚泥引抜量を調整して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする排水処理方法である。
【０００８】
排水処理における種々の条件に対して、汚泥発生量との関係について詳細な解析を行った結果、生物処理槽における汚泥の滞留時間と汚泥発生量との間に密接な関係があり、前記汚泥の滞留時間が特定の範囲内にあるときには、汚水に含まれる有機物の量が同じであっても、発生汚泥量を抑制することができる、即ち汚泥転換率（発生汚泥量／汚水に含まれる有機物量）を低くできることが分かった。
【０００９】
請求項１の発明によれば、生物処理槽の汚泥滞留時間が所定の汚泥滞留時間になるように沈殿槽からの余剰汚泥量を引抜くため、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を減量させることができる。そして、特殊な菌を用いたり、付加装置を用いたり、新たな凝集剤やエネルギーを消費する必要がないため、コスト低減を図ることができる。
【００１０】
汚泥発生量を低減するためには、前記汚泥滞留時間を２０〜３５日に制御することが好ましい。
【００１１】
１回の引抜きで引抜く余剰汚泥量、余剰汚泥を引抜く間隔は流入する汚水の量、汚水の濃度、生物処理槽の容積および目標とする汚泥滞留時間の値を基に適宜決定することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、
前記汚泥滞留時間を、前記生物処理槽の汚泥滞留時間と汚泥発生量との関係を示す実績データに基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法である。
【００１３】
請求項２の発明によれば、前記汚泥滞留時間を、前記生物処理槽の汚泥滞留時間と汚泥発生量との関係を示す実績データに基づいて決定するため、より確実に沈殿槽に沈降する発生汚泥量を低減させることができる。即ち、汚泥の発生を抑制することに有効な汚泥の滞留時間は処理する汚水の性質、排水処理設備の性能等の影響を受けるため、個々の排水処理毎に異なる。請求項２の発明においては、汚泥滞留時間を前記実績データに基づいて決定した汚泥発生量が少ない範囲に対応する生物処理槽の汚泥滞留時間に制御するため、確実に汚泥発生量を低減できる。
【００１４】
請求項３の発明は、
前記余剰汚泥引抜量を下記の式により算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水処理方法である。
Ｖｏｄ＝ＶＭＬＳＳ／Ａ−ＳＲＴ
ＶＭＬＳＳ＝Ｖｒｅａｃｔｏｒ× ＭＬＳＳ
Ｖｏｄ ：余剰汚泥引抜量
ＶＭＬＳＳ ：生物処理槽内の活性汚泥量
Ａ−ＳＲＴ ：汚泥滞留時間
Ｖｒｅａｃｔｏｒ：生物処理槽の容積
ＭＬＳＳ ：生物濃度
【００１５】
請求項３の発明によれば、汚泥発生量を低減できる汚泥滞留時間を、生物濃度を測定して上記式に入れて計算すれば余剰汚泥の引抜量が簡単に計算でき、汚泥滞留時間を一定範囲に容易に制御できるため、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を容易に低減させることができる。
【００１６】
なお、上記式において汚泥滞留時間Ａ−ＳＲＴは、汚泥滞留時間と汚泥発生量との実績データの相関グラフにおいて汚泥発生量が少ない範囲に対応する所定の汚泥滞留時間であり、予め決められる数値である。余剰汚泥引抜量Ｖｏｄは、ＭＬＳＳ（生物濃度）を測定しその値を上記式に代入して計算できる。
【００１７】
請求項４の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法を用いて排水処理を行うことを特徴とする排水処理設備である。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３を設備の面から捉えたものであり、これらの請求項に記載の排水処理を行うための発生汚泥量の少ない排水処理設備を提供することができる。
【００１９】
請求項５の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法における余剰汚泥引抜量を自動で調整するための排水処理設備用の計装制御装置であって、
生物処理槽内の活性汚泥量を測定する活性汚泥量測定手段と、
生物処理槽の生物濃度を測定する生物濃度測定手段と、
汚泥滞留時間を入力する基準時間入力手段と、
生物処理槽の容積を入力する容積入力手段と、
下記の式に基づき、測定した活性汚泥量、生物濃度及び入力した汚泥滞留時間の基準時間値、生物処理槽の容積の値を用いて余剰汚泥引抜量を算出する余剰汚泥引抜量算出手段と、
算出された余剰汚泥引抜量に基づいて余剰汚泥引抜装置による余剰汚泥引抜量を調整する余剰汚泥引抜量調整手段を有することを特徴とする計装制御装置である。
Ｖｏｄ＝ＶＭＬＳＳ／Ａ−ＳＲＴ
ＶＭＬＳＳ＝Ｖｒｅａｃｔｏｒ× ＭＬＳＳ
Ｖｏｄ ：余剰汚泥引抜量
ＶＭＬＳＳ ：生物処理槽内の活性汚泥量
Ａ−ＳＲＴ ：汚泥滞留時間
Ｖｒｅａｃｔｏｒ：生物処理槽の容積
ＭＬＳＳ ：生物濃度
【００２０】
請求項５の発明によれば、汚泥滞留時間を前記予め決められた発生汚泥量を少なくできる汚泥滞留時間に自動的に制御することができ、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を安定的に低減させることができる排水処理設備用の計装制御装置を提供することができる。
【００２１】
具体的には、本計装制御装置により、自動で測定した活性汚泥量、生物濃度及び入力した汚泥滞留時間の基準時間値、生物処理槽の容積の値を用いて余剰汚泥引抜量を算出し、その値に基づいて余剰汚泥を自動的に引抜くため、汚泥滞留時間を自動で制御できる。
【００２２】
請求項６の記載の発明は、
請求項５に記載の計装制御装置を備えることを特徴とする排水処理設備である。
【００２３】
請求項６の発明によれば、余剰汚泥を自動的に引き抜いて汚泥滞留時間を予め決められた発生汚泥量を少なくできる範囲内に制御できる計装制御装置を備えるため、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を安定的に且つ自動で低減させることができる排水処理設備を提供することができる。
【００２４】
請求項７の発明は、
複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、
前記排水処理設備に流入後の汚水の濃度が均一化されるように汚水を希釈水で希釈して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法である。
【００２５】
本発明者らは、さらに汚水の濃度の時間変動が大きいと、汚泥の発生量が増加する傾向にあることを発見し、実測データを解析した結果、汚水の濃度が一定範囲内（汚水の濃度の時間変動の均一化）にあると、さらに発生汚泥量が少なくなることを見出した。
【００２６】
請求項７の発明によれば、流入後の汚水の濃度が均一化されるように汚水を希釈水で希釈するため、生物処理槽に流入する汚水の濃度が均一になり、発生汚泥量をさらに低減できる。
【００２７】
従来より、流入排水量の均一化を目的とした貯留槽や流量調整槽等の設備を設置して場合があるが、このような設備においては、汚水の経時濃度差が小さいときには一定の均一化が自然に図られているが、汚水の経時濃度差が大きい場合には濃度均一化効果はほとんど期待できない。本発明者らは、汚水が高濃度であるときに希釈すれば、容易に濃度を均一化することができ、発生汚泥量が低減できることを見出した。
【００２８】
なお、汚水の濃度は一般的にはＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）により評価する。
【００２９】
請求項８の発明は、
前記希釈水に、前記排水処理設備を用いた排水処理によって生成した処理水を用いることを特徴とする請求項７に記載の排水処理方法である。
【００３０】
請求項８の発明によれば、希釈水に、前記排水処理設備を用いた排水処理によって生成した処理水を用いるので、希釈水のコスト低減ができると共に水資源を節約することができる。
【００３１】
即ち汚水が高濃度である場合に、井水や工水、上水などを使って希釈することが考えられるが、排水処理によって生成した処理水を希釈水として用いることでコストを抑えることができる。
【００３２】
請求項９の発明は、
前記汚水の濃度の日内変動を予め調査して、汚水の濃度が高濃度である時間帯を特定し、汚水の濃度が均一化されるように前記時間帯に所定量の希釈水を投入し前記汚水を希釈することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の排水処理方法である。
【００３３】
請求項９の発明によれば、汚水の濃度の日内変動を予め調査して、汚水の濃度が高濃度である時間帯を特定し、汚水の濃度が均一化されるようにその時間帯に希釈するという簡便な操作で汚水の濃度を均一化することができる。このため、汚水の濃度の均一化を自動化することが容易となる。
【００３４】
汚水の濃度の日内変動を予め調査して汚水の濃度の高い時間帯を特定する方法として、たとえば次の方法を適用することができる。
【００３５】
即ち工場の排出する１日の排水を、製造開始工程排水、製造工程排水、洗浄工程排水、製造終了工程排水に分類し、その区分毎に水質分析を行い汚水の濃度の日内変動を調査する。各工程排水に分類できない場合は、一定時間毎、たとえば１時間毎に１日２４回の採水と排水濃度を調査することになるが、調査コストが嵩む。これに対して、工程排水に分類してから調査すると採水回数が少ないため低コストで調査を行うことができる。次にこの調査結果（日内変動）から、希釈が必要な時間帯を明らかにし、均一化を図るための希釈水量を求める。
【００３６】
請求項１０の発明は、
請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の排水処理方法を用いて排水処理を行うことを特徴とする請求項４または請求項６に記載の排水処理設備である。
【００３７】
請求項１０の発明によれば、汚水の濃度が均一化されるようにその濃度が高い時間帯に希釈するという簡単な操作で汚水の濃度を均一化するため、高価な装置の付加を必要としない。すなわち、本排水処理装置を用いれば、発生汚泥量が減少すると共に、一層のコスト低減が可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の排水処理方法により、特殊な菌や付加装置を用いたり凝集剤やエネルギーを消費することなく、余剰汚泥の引抜量を調整するという簡単な方法で汚泥滞留時間を、汚泥発生量が少ない所定の範囲に制御して、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を減少させることができる。
【００３９】
本発明の計装制御装置は、余剰汚泥を自動的に引き抜いて汚泥滞留時間を所定の範囲内に制御できるため、人手がかからずコスト低減ができると共に、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を安定的に低減できる。
【００４０】
また、本発明の排水処理設備は多くの費用をかけることなく、安定的に発生汚泥量を低減できる排水処理を可能とする排水処理設備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】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００４２】
はじめに、本発明の一実施の形態に係る排水処理方法および排水処理設備の概要を説明する。
【００４３】
（１）本発明に係る基本的な排水処理の概要
図１は本発明の一実施の形態に係る排水処理設備および排水処理方法を説明する図である。排水処理設備は、調整槽１、曝気装置２、ｎ個の槽からなる生物処理槽３、沈殿槽４、消毒槽５、余剰汚泥引抜装置１１を有し、余剰汚泥引抜装置１１は汚泥槽６、脱水機７を有する。汚水は図の左側から流入し、調整槽１においてｐＨ、処理量などが調整され、生物処理槽３へ移送される。生物処理槽３の第１槽はろ材８のない状態で曝気装置２から空気が送り込まれる。
【００４４】
汚水はその後ろ材を有する第２槽以降の生物処理槽３に移送される。この第２槽以降の生物処理槽３では同様に空気が送り込まれて曝気が行われ、ろ材８や活性汚泥に含まれている好気性微生物により汚水に含まれる有機物質の分解が行なわれる。第２槽から第ｎ槽まで順次移送され、分解が進行すると共に発生汚泥量が増える。次にｎ番目の生物処理槽３から沈殿槽４に移送されて、沈殿槽４内で汚泥９が沈降する。沈降した汚泥は汚泥槽６に引き抜かれ、脱水機７に移されて脱水される。脱水された汚泥は産業廃棄物として焼却される。沈殿槽４の処理水（上澄み液）１０は排水基準を満たせば消毒槽５で消毒後放流される。また、必要に応じて、沈殿槽４の処理水（上澄み液）１０は消毒を施さずに希釈水として用いられる。
【００４５】
なお、図１の排水処理設備においては、第２槽以降の生物処理槽３にろ材が使用されている場合を示したが、ろ材は全ての生物処理槽に使用されていてもよく、逆にろ材が一切使用されていなくてもよい。また、ろ材を使用する場合においてもろ材の種類は特に限定されない。
【００４６】
（２）希釈による汚水濃度の均一化の概要
図２は、処理水を用いて汚水を希釈する希釈方法を説明するためのブロック図である。図３は、図２に示した排水処理設備を用いて汚水の濃度が高い特定の時間に汚水を希釈する希釈方法を概念的に示す説明図である。図２において、希釈装置はタイマー部２２とリレー部２３からなる希釈制御装置２１と希釈水ポンプ２６で構成されている。２８は生物処理槽、２９は沈殿槽、３０は汚水貯留槽、３１は沈殿槽２９の処理水（上澄み液）を放流させるための放流槽である。また３２および３３は流量計量箱である。
【００４７】
本実施の形態においては、図３に示すＸ時とＸ’時の間の時間に汚水の希釈を行う。具体的には、汚水貯留槽３０に連結された汚水ポンプ２４により、所定の流量（Ｙ２ｍ３／ｈ）の汚水が常時汚水貯留槽３０から生物処理槽２８に移送されている。希釈を行わない時間には、図３に示すように汚水貯留槽３０に連結された調整ポンプ２５によりさらに所定の量（Ｙ１ｍ３／ｈ）の汚水が上積みされ、設計流量の汚水が生物処理槽２８へ移送される。
【００４８】
希釈開始時刻（Ｘ時）になった時点で、タイマー部２２によりリレー部２３が作動して調整ポンプ２５が停止し、代わって放流槽３１に連結された希釈水ポンプ２６が作動し、放流槽３１から前記した調整ポンプ２５による汚水の流量と同じＹ１ｍ３／ｈで処理水（上澄み液）が送り出される。そして、汚水ポンプ２４により汚水貯留槽３０から所定の流量（Ｙ２ｍ３／ｈ）で送り出された汚水に、希釈水ポンプ２６により放流槽３１から所定の流量（Ｙ１ｍ３／ｈ）で送り出された処理水が希釈水混合部２７で混合され、汚水が希釈される。希釈された汚水は流量計量箱３３を経由して生物処理槽２８へ移送される。希釈停止時刻（Ｘ’時）になると、タイマー部２２によりリレー部２３が作動して、希釈水ポンプ２６が停止し、代わって調整ポンプ２５が作動し、再び調整ポンプ２５により汚水貯留槽３０から汚水が前記所定の流量（Ｙ１ｍ３／ｈ）で送り出される。
【００４９】
上記実施の形態によれば、タイマーによって特定の時間に希釈を自動的に行うという簡単でかつ人手をかけない方法で排水処理設備に流入する汚水の濃度を均一化することができる。
【００５０】
次に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００５１】
(実施例１)
本実施例は、５個の生物処理槽と沈殿槽および余剰汚泥引抜装置を有する排水処理設備を用いて生物処理槽の汚泥滞留時間と発生汚泥量の関係を調べた例である。
本実施例に用いた排水処理設備の生物処理槽のトータルの容積（Ｖｒｅａｃｔｏｒ）は１３００ｍ３である。図４は、調査期間中における汚泥滞留時間および汚泥発生量／流入ＢＯＤ量を示すグラフである。余剰汚泥引抜量（Ｖｏｄ）と生物処理槽内の活性汚泥量（ＶＭＬＳＳ）から求められる汚泥滞留時間（Ａ−ＳＲＴ、日数）が棒グラフで示され、汚泥発生量／流入ＢＯＤ量、すなわち、流入する汚水のＢＯＤの変動による影響をなくした汚泥発生量が折れ線グラフで示されている。図４において、右縦軸が汚泥滞留時間であり、左縦軸が汚泥発生量／流入ＢＯＤ量である。横軸には１週間毎の日付けを記載した。
【００５２】
なお、汚泥滞留時間の汚泥発生量への影響は、約１〜３週間遅れて現れる。図４に示した結果より、汚泥滞留時間が２０〜３５日であれば汚泥発生量が少なくなることが分かる。したがって、本実施例における排水処理設備を用いた排水処理においては、沈殿槽から余剰汚泥を引抜いて、生物処理槽における汚泥滞留時間を２０〜３５日に制御することにより発生汚泥量を低減することができる。
【００５３】
そして、所定の汚泥滞留時間Ａ−ＳＲＴを例えば２５日とし、生物濃度（ＭＬＳＳ）の測定値と生物処理槽の容積（Ｖｒｅａｃｔｏｒ）を請求項１の式に代入して求められる余剰汚泥引抜量（Ｖｏｄ）の余剰汚泥を引抜くことにより発生汚泥量を安定して低減することができる。
【００５４】
(実施例２)
本実施例は、５個の生物処理槽と沈殿槽および図２に示した希釈装置を有する排水処理設備であって、処理対象の汚水のＢＯＤの設計最大値が１０００ｍｇ／Ｌ、仕様値が９９０ｍｇ／Ｌの排水処理設備を用いて排水処理設備に流入する汚水を特定の時間帯希釈することによりＢＯＤの均一化を図った例である。
【００５５】
（１）汚水の濃度の調査例
７月１日〜８月１９日まで間は希釈を行わず、８月２０日〜１０月６日までの間希釈を行いこの間の汚水の濃度を調査した。先ず、原水の濃度の調査結果について説明する。図５には、期間を隔てた各日の１日に流入する汚水（原水）の濃度（ＢＯＤ）を、１８時〜２４時、０時〜６時、６時〜１２時、１２時〜１８時と６時間毎に測定した結果を棒グラフで示してある。縦軸はＢＯＤ（ｍｇ／Ｌ）を示し、横軸は時間帯を示している。各棒の上に記載されている数値はＢＯＤ値である。図５より、期間を隔てた場合においても１日に流入する汚水の濃度は、０時〜６時の時間帯が最もＢＯＤが高く、次に１８時〜２４時の時間帯のＢＯＤが高い。そして１２時〜１８時の時間帯のＢＯＤが最も低いという傾向を示すことが分かる。また、図５より１８時〜翌日の１２時までの時間帯はＢＯＤが設計最大値の１０００ｍｇ／Ｌを超える頻度が高く希釈を必要とし、一方１２時〜１８時までの時間帯は無希釈でよいことが分かる。なお、図５にはＢＯＤの仕様値を基準にした希釈倍率を示す希釈ラインを示してある。
【００５６】
（２）希釈によるＢＯＤの均一化
次に、希釈による汚水のＢＯＤの均一化について説明する。図５に示した調査結果に基づいて各日、各時間帯毎のＢＯＤに応じて希釈倍率を定めることにより、希釈後のＢＯＤを正確に均一化することができるが、操作が面倒である。このため、本実施例においては１２時〜１８時までの時間帯を無希釈とし、残りの１８時〜翌日の１２時までの時間帯においてはＢＯＤが設計最大値を超えることが多くないように希釈倍率を１．６５倍に固定して希釈を行った。
【００５７】
図５の後半４日間について処理水で希釈後の汚水のＢＯＤを図６に示す。なお、８月３０日における１２時〜１８時の時間帯の汚水は浮遊物質量（ＳＳ値）が５５０ｍｇ／Ｌと異常に高くサンプリング時に問題があった可能性が高いとみられる。このＳＳ値の数値を差し引けば、希釈後の各日における各時間帯のＢＯＤの差（日内変動）が希釈前に比べて大幅に小さくなっていることが分かる。このように、希釈倍率を一定の値に固定するという非常に簡便な希釈方法によっても汚水の濃度を均一化できることが分かる。
【００５８】
（３）希釈
次に希釈の状況について詳細に説明する。前記したように本実施例においては希釈倍率を１．６５倍に固定して希釈を行った。ただし、９月１１日〜９月２４日の間は原水量が増えたため、トータルの水量が設計水量を超えないよう希釈倍率を１．３６倍とした。図７の（ａ）は１日の汚水量（原水量）、希釈水量、合計水量、および日平均希釈倍率を示すグラフである。１日の汚水量（各棒の中抜きの部分）、希釈水量（各棒の斜線入りの部分）および合計水量（中抜きの部分と斜線入りの部分の和）を棒グラフで、日平均希釈倍率をドットで示した。なお、グラフの左縦軸は水量を、右縦軸は日平均希釈倍率を示す。横軸には１週間毎の期日を記載した。
【００５９】
図７（ａ）中には予定希釈可能な上限水量を二点鎖線で、ＢＯＤ９９０ｍｇ／Ｌ以下になるような設計水量のラインを一点鎖線で示してある。希釈実施期間中の日平均希釈倍率はおおよそ１．２〜１．５倍であった。
【００６０】
図７（ｂ）は本実施例における汚水のＢＯＤを示すグラフであり、８月２０日以降のデータは、希釈後の汚水のＢＯＤを示している。図７（ｂ）より希釈後のＢＯＤは日内変動（最大値と最小値の差）が小さく、平均値が仕様値｛図７（ｂ）では設計値と記載｝の９９０ｍｇ／Ｌに近い値を示していることが分かる。
【００６１】
（４）希釈による汚泥転換率の低下
図７（ｃ）には図７（ａ）に対応して直近のＢＯＤ測定値を用いて計算した汚泥転換率（発生汚泥量）を実線の折れ線グラフで示した。図７（ｃ）に示したように、希釈しなかった７月２５日〜８月８日の１５日間の平均汚泥転換率は０．５５であったが、希釈を実施した８月２４日〜１０月６日までの４４日間の平均汚泥転換率は０．２０であった。このように希釈を行ってＢＯＤを均一化することによって、平均汚泥転換率が半分以下に下がっていることが分かる。なお、８月２４日以降については、原水のＢＯＤ（７４３ｍｇ／Ｌ）を用いて計算した汚泥転換率を破線で示した。図７（ｃ）から希釈を行った汚泥転換率は原水のＢＯＤを用いて計算しても希釈を行っていない時の汚泥変換率に比べて大幅に低下しており目標値（一点鎖線）の０．２５を下回っていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る排水処理設備および排水処理方法を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施の形態における処理水を用いて汚水を希釈する希釈方法を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る汚水の希釈方法を説明するための図である。
【図４】実施例１における汚泥滞留時間と汚泥発生量／流入ＢＯＤ量を示すグラフである。
【図５】実施例２における排水処理設備に流入する１日の汚水のＢＯＤを、６時間毎に測定した結果を各時間帯毎に示すグラフである。
【図６】実施例２における希釈後の汚水のＢＯＤを各時間帯毎に示すグラフである。
【図７】実施例２における（ａ）１日の汚水量、希釈水量、合計水量、希釈倍率、（ｂ）希釈後のＢＯＤおよび（ｃ）汚泥転換率（発生汚泥量）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１ 調整槽
２ 曝気装置
３、２８ 生物処理槽
４、２９ 沈殿槽
５ 消毒槽
６ 汚泥層
７ 脱水機
８ ろ材
９ 汚泥
１０ 処理水（上澄み液）
１１ 余剰汚泥引抜装置
１２ 計装制御装置
２１ 希釈制御装置
２２ タイマー部
２３ リレー部
２４ 汚水ポンプ
２５ 調整ポンプ
２６ 希釈水ポンプ
２７ 希釈水混合部
３０ 汚水貯留槽
３１ 放流槽
３２、３３ 流量計量箱
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生汚泥量が低減できる活性汚泥法による排水処理方法に関する。詳しくは工場等から排出された汚水を生物学的処理によって浄化する排水処理において、発生する発生汚泥量を安定的に低減できる活性汚泥法による排水処理方法、その方法を用いた排水処理設備用の計装制御装置および排水処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、活性汚泥法による排水処理は複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理装置で行う。生物処理槽では活性汚泥に含まれている好気性微生物による有機物質の分解が行なわれており、ここには十分な酸素を常時供給するため曝気が行われる。そして有機物質の分解により汚泥が発生する。この汚泥は産業廃棄物として処分するためコストがかかり、発生汚泥量を低減することが課題となっている。
【０００３】
発生汚泥量を低減するために、従来は好熱性細菌のような特殊な菌を使用したり、オゾンやミル破砕などの物理化学的な作用により汚泥を減量化していた（たとえば、特許文献１、２）。
【特許文献１】特開２００６−１１６４８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの方法は特殊な細菌を用いたり、付加装置を設置したり、新たに凝集剤や電気エネルギー等のエネルギーを消費したりするため、コスト高になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備において、特殊な菌を用いたり、付加装置を用いたり、新たな凝集剤やエネルギーを消費することなく、コストを低減できる方法により、沈殿槽に沈降する発生汚泥量が安定して低減できる活性汚泥法による排水処理方法およびその方法を用いた計装制御装置、さらに排水処理設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題に鑑み、鋭意研究の結果、汚泥滞留時間と汚泥発生量との実績データを検討し、これらの間に相関性があることを発見し、汚泥滞留時間を一定範囲内に制御すれば、沈殿槽の発生汚泥量が安定して低減できることを見出し本発明に至った。
【０００７】
すなわち、請求項１の発明は、
複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、
前記生物処理槽の汚泥滞留時間が所定の汚泥滞留時間になるように前記沈殿槽からの余剰汚泥引抜量を調整して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする排水処理方法である。
【０００８】
排水処理における種々の条件に対して、汚泥発生量との関係について詳細な解析を行った結果、生物処理槽における汚泥の滞留時間と汚泥発生量との間に密接な関係があり、前記汚泥の滞留時間が特定の範囲内にあるときには、汚水に含まれる有機物の量が同じであっても、発生汚泥量を抑制することができる、即ち汚泥転換率（発生汚泥量／汚水に含まれる有機物量）を低くできることが分かった。
【０００９】
請求項１の発明によれば、生物処理槽の汚泥滞留時間が所定の汚泥滞留時間になるように沈殿槽からの余剰汚泥量を引抜くため、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を減量させることができる。そして、特殊な菌を用いたり、付加装置を用いたり、新たな凝集剤やエネルギーを消費する必要がないため、コスト低減を図ることができる。
【００１０】
汚泥発生量を低減するためには、前記汚泥滞留時間を２０〜３５日に制御することが好ましい。
【００１１】
１回の引抜きで引抜く余剰汚泥量、余剰汚泥を引抜く間隔は流入する汚水の量、汚水の濃度、生物処理槽の容積および目標とする汚泥滞留時間の値を基に適宜決定することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、
前記汚泥滞留時間を、前記生物処理槽の汚泥滞留時間と汚泥発生量との関係を示す実績データに基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法である。
【００１３】
請求項２の発明によれば、前記汚泥滞留時間を、前記生物処理槽の汚泥滞留時間と汚泥発生量との関係を示す実績データに基づいて決定するため、より確実に沈殿槽に沈降する発生汚泥量を低減させることができる。即ち、汚泥の発生を抑制することに有効な汚泥の滞留時間は処理する汚水の性質、排水処理設備の性能等の影響を受けるため、個々の排水処理毎に異なる。請求項２の発明においては、汚泥滞留時間を前記実績データに基づいて決定した汚泥発生量が少ない範囲に対応する生物処理槽の汚泥滞留時間に制御するため、確実に汚泥発生量を低減できる。
【００１４】
請求項３の発明は、
前記余剰汚泥引抜量を下記の式により算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水処理方法である。
Ｖｏｄ＝ＶＭＬＳＳ／Ａ−ＳＲＴ
ＶＭＬＳＳ＝Ｖｒｅａｃｔｏｒ× ＭＬＳＳ
Ｖｏｄ ：余剰汚泥引抜量
ＶＭＬＳＳ ：生物処理槽内の活性汚泥量
Ａ−ＳＲＴ ：汚泥滞留時間
Ｖｒｅａｃｔｏｒ：生物処理槽の容積
ＭＬＳＳ ：生物濃度
【００１５】
請求項３の発明によれば、汚泥発生量を低減できる汚泥滞留時間を、生物濃度を測定して上記式に入れて計算すれば余剰汚泥の引抜量が簡単に計算でき、汚泥滞留時間を一定範囲に容易に制御できるため、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を容易に低減させることができる。
【００１６】
なお、上記式において汚泥滞留時間Ａ−ＳＲＴは、汚泥滞留時間と汚泥発生量との実績データの相関グラフにおいて汚泥発生量が少ない範囲に対応する所定の汚泥滞留時間であり、予め決められる数値である。余剰汚泥引抜量Ｖｏｄは、ＭＬＳＳ（生物濃度）を測定しその値を上記式に代入して計算できる。
【００１７】
請求項４の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法を用いて排水処理を行うことを特徴とする排水処理設備である。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３を設備の面から捉えたものであり、これらの請求項に記載の排水処理を行うための発生汚泥量の少ない排水処理設備を提供することができる。
【００１９】
請求項５の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法における余剰汚泥引抜量を自動で調整するための排水処理設備用の計装制御装置であって、
生物処理槽内の活性汚泥量を測定する活性汚泥量測定手段と、
生物処理槽の生物濃度を測定する生物濃度測定手段と、
汚泥滞留時間を入力する基準時間入力手段と、
生物処理槽の容積を入力する容積入力手段と、
下記の式に基づき、測定した活性汚泥量、生物濃度及び入力した汚泥滞留時間の基準時間値、生物処理槽の容積の値を用いて余剰汚泥引抜量を算出する余剰汚泥引抜量算出手段と、
算出された余剰汚泥引抜量に基づいて余剰汚泥引抜装置による余剰汚泥引抜量を調整する余剰汚泥引抜量調整手段を有することを特徴とする計装制御装置である。
Ｖｏｄ＝ＶＭＬＳＳ／Ａ−ＳＲＴ
ＶＭＬＳＳ＝Ｖｒｅａｃｔｏｒ× ＭＬＳＳ
Ｖｏｄ ：余剰汚泥引抜量
ＶＭＬＳＳ ：生物処理槽内の活性汚泥量
Ａ−ＳＲＴ ：汚泥滞留時間
Ｖｒｅａｃｔｏｒ：生物処理槽の容積
ＭＬＳＳ ：生物濃度
【００２０】
請求項５の発明によれば、汚泥滞留時間を前記予め決められた発生汚泥量を少なくできる汚泥滞留時間に自動的に制御することができ、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を安定的に低減させることができる排水処理設備用の計装制御装置を提供することができる。
【００２１】
具体的には、本計装制御装置により、自動で測定した活性汚泥量、生物濃度及び入力した汚泥滞留時間の基準時間値、生物処理槽の容積の値を用いて余剰汚泥引抜量を算出し、その値に基づいて余剰汚泥を自動的に引抜くため、汚泥滞留時間を自動で制御できる。
【００２２】
請求項６の記載の発明は、
請求項５に記載の計装制御装置を備えることを特徴とする排水処理設備である。
【００２３】
請求項６の発明によれば、余剰汚泥を自動的に引き抜いて汚泥滞留時間を予め決められた発生汚泥量を少なくできる範囲内に制御できる計装制御装置を備えるため、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を安定的に且つ自動で低減させることができる排水処理設備を提供することができる。
【００２４】
請求項７の発明は、
複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、
前記排水処理設備に流入後の汚水の濃度が均一化されるように汚水を希釈水で希釈して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法である。
【００２５】
本発明者らは、さらに汚水の濃度の時間変動が大きいと、汚泥の発生量が増加する傾向にあることを発見し、実測データを解析した結果、汚水の濃度が一定範囲内（汚水の濃度の時間変動の均一化）にあると、さらに発生汚泥量が少なくなることを見出した。
【００２６】
請求項７の発明によれば、流入後の汚水の濃度が均一化されるように汚水を希釈水で希釈するため、生物処理槽に流入する汚水の濃度が均一になり、発生汚泥量をさらに低減できる。
【００２７】
従来より、流入排水量の均一化を目的とした貯留槽や流量調整槽等の設備を設置して場合があるが、このような設備においては、汚水の経時濃度差が小さいときには一定の均一化が自然に図られているが、汚水の経時濃度差が大きい場合には濃度均一化効果はほとんど期待できない。本発明者らは、汚水が高濃度であるときに希釈すれば、容易に濃度を均一化することができ、発生汚泥量が低減できることを見出した。
【００２８】
なお、汚水の濃度は一般的にはＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）により評価する。
【００２９】
請求項８の発明は、
前記希釈水に、前記排水処理設備を用いた排水処理によって生成した処理水を用いることを特徴とする請求項７に記載の排水処理方法である。
【００３０】
請求項８の発明によれば、希釈水に、前記排水処理設備を用いた排水処理によって生成した処理水を用いるので、希釈水のコスト低減ができると共に水資源を節約することができる。
【００３１】
即ち汚水が高濃度である場合に、井水や工水、上水などを使って希釈することが考えられるが、排水処理によって生成した処理水を希釈水として用いることでコストを抑えることができる。
【００３２】
請求項９の発明は、
前記汚水の濃度の日内変動を予め調査して、汚水の濃度が高濃度である時間帯を特定し、汚水の濃度が均一化されるように前記時間帯に所定量の希釈水を投入し前記汚水を希釈することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の排水処理方法である。
【００３３】
請求項９の発明によれば、汚水の濃度の日内変動を予め調査して、汚水の濃度が高濃度である時間帯を特定し、汚水の濃度が均一化されるようにその時間帯に希釈するという簡便な操作で汚水の濃度を均一化することができる。このため、汚水の濃度の均一化を自動化することが容易となる。
【００３４】
汚水の濃度の日内変動を予め調査して汚水の濃度の高い時間帯を特定する方法として、たとえば次の方法を適用することができる。
【００３５】
即ち工場の排出する１日の排水を、製造開始工程排水、製造工程排水、洗浄工程排水、製造終了工程排水に分類し、その区分毎に水質分析を行い汚水の濃度の日内変動を調査する。各工程排水に分類できない場合は、一定時間毎、たとえば１時間毎に１日２４回の採水と排水濃度を調査することになるが、調査コストが嵩む。これに対して、工程排水に分類してから調査すると採水回数が少ないため低コストで調査を行うことができる。次にこの調査結果（日内変動）から、希釈が必要な時間帯を明らかにし、均一化を図るための希釈水量を求める。
【００３６】
請求項１０の発明は、
請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の排水処理方法を用いて排水処理を行うことを特徴とする請求項４または請求項６に記載の排水処理設備である。
【００３７】
請求項１０の発明によれば、汚水の濃度が均一化されるようにその濃度が高い時間帯に希釈するという簡単な操作で汚水の濃度を均一化するため、高価な装置の付加を必要としない。すなわち、本排水処理装置を用いれば、発生汚泥量が減少すると共に、一層のコスト低減が可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の排水処理方法により、特殊な菌や付加装置を用いたり凝集剤やエネルギーを消費することなく、余剰汚泥の引抜量を調整するという簡単な方法で汚泥滞留時間を、汚泥発生量が少ない所定の範囲に制御して、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を減少させることができる。
【００３９】
本発明の計装制御装置は、余剰汚泥を自動的に引き抜いて汚泥滞留時間を所定の範囲内に制御できるため、人手がかからずコスト低減ができると共に、沈殿槽に沈降する発生汚泥量を安定的に低減できる。
【００４０】
また、本発明の排水処理設備は多くの費用をかけることなく、安定的に発生汚泥量を低減できる排水処理を可能とする排水処理設備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】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００４２】
はじめに、本発明の一実施の形態に係る排水処理方法および排水処理設備の概要を説明する。
【００４３】
（１）本発明に係る基本的な排水処理の概要
図１は本発明の一実施の形態に係る排水処理設備および排水処理方法を説明する図である。排水処理設備は、調整槽１、曝気装置２、ｎ個の槽からなる生物処理槽３、沈殿槽４、消毒槽５、余剰汚泥引抜装置１１を有し、余剰汚泥引抜装置１１は汚泥槽６、脱水機７を有する。汚水は図の左側から流入し、調整槽１においてｐＨ、処理量などが調整され、生物処理槽３へ移送される。生物処理槽３の第１槽はろ材８のない状態で曝気装置２から空気が送り込まれる。
【００４４】
汚水はその後ろ材を有する第２槽以降の生物処理槽３に移送される。この第２槽以降の生物処理槽３では同様に空気が送り込まれて曝気が行われ、ろ材８や活性汚泥に含まれている好気性微生物により汚水に含まれる有機物質の分解が行なわれる。第２槽から第ｎ槽まで順次移送され、分解が進行すると共に発生汚泥量が増える。次にｎ番目の生物処理槽３から沈殿槽４に移送されて、沈殿槽４内で汚泥９が沈降する。沈降した汚泥は汚泥槽６に引き抜かれ、脱水機７に移されて脱水される。脱水された汚泥は産業廃棄物として焼却される。沈殿槽４の処理水（上澄み液）１０は排水基準を満たせば消毒槽５で消毒後放流される。また、必要に応じて、沈殿槽４の処理水（上澄み液）１０は消毒を施さずに希釈水として用いられる。
【００４５】
なお、図１の排水処理設備においては、第２槽以降の生物処理槽３にろ材が使用されている場合を示したが、ろ材は全ての生物処理槽に使用されていてもよく、逆にろ材が一切使用されていなくてもよい。また、ろ材を使用する場合においてもろ材の種類は特に限定されない。
【００４６】
（２）希釈による汚水濃度の均一化の概要
図２は、処理水を用いて汚水を希釈する希釈方法を説明するためのブロック図である。図３は、図２に示した排水処理設備を用いて汚水の濃度が高い特定の時間に汚水を希釈する希釈方法を概念的に示す説明図である。図２において、希釈装置はタイマー部２２とリレー部２３からなる希釈制御装置２１と希釈水ポンプ２６で構成されている。２８は生物処理槽、２９は沈殿槽、３０は汚水貯留槽、３１は沈殿槽２９の処理水（上澄み液）を放流させるための放流槽である。また３２および３３は流量計量箱である。
【００４７】
本実施の形態においては、図３に示すＸ時とＸ’時の間の時間に汚水の希釈を行う。具体的には、汚水貯留槽３０に連結された汚水ポンプ２４により、所定の流量（Ｙ２ｍ３／ｈ）の汚水が常時汚水貯留槽３０から生物処理槽２８に移送されている。希釈を行わない時間には、図３に示すように汚水貯留槽３０に連結された調整ポンプ２５によりさらに所定の量（Ｙ１ｍ３／ｈ）の汚水が上積みされ、設計流量の汚水が生物処理槽２８へ移送される。
【００４８】
希釈開始時刻（Ｘ時）になった時点で、タイマー部２２によりリレー部２３が作動して調整ポンプ２５が停止し、代わって放流槽３１に連結された希釈水ポンプ２６が作動し、放流槽３１から前記した調整ポンプ２５による汚水の流量と同じＹ１ｍ３／ｈで処理水（上澄み液）が送り出される。そして、汚水ポンプ２４により汚水貯留槽３０から所定の流量（Ｙ２ｍ３／ｈ）で送り出された汚水に、希釈水ポンプ２６により放流槽３１から所定の流量（Ｙ１ｍ３／ｈ）で送り出された処理水が希釈水混合部２７で混合され、汚水が希釈される。希釈された汚水は流量計量箱３３を経由して生物処理槽２８へ移送される。希釈停止時刻（Ｘ’時）になると、タイマー部２２によりリレー部２３が作動して、希釈水ポンプ２６が停止し、代わって調整ポンプ２５が作動し、再び調整ポンプ２５により汚水貯留槽３０から汚水が前記所定の流量（Ｙ１ｍ３／ｈ）で送り出される。
【００４９】
上記実施の形態によれば、タイマーによって特定の時間に希釈を自動的に行うという簡単でかつ人手をかけない方法で排水処理設備に流入する汚水の濃度を均一化することができる。
【００５０】
次に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００５１】
(実施例１)
本実施例は、５個の生物処理槽と沈殿槽および余剰汚泥引抜装置を有する排水処理設備を用いて生物処理槽の汚泥滞留時間と発生汚泥量の関係を調べた例である。
本実施例に用いた排水処理設備の生物処理槽のトータルの容積（Ｖｒｅａｃｔｏｒ）は１３００ｍ３である。図４は、調査期間中における汚泥滞留時間および汚泥発生量／流入ＢＯＤ量を示すグラフである。余剰汚泥引抜量（Ｖｏｄ）と生物処理槽内の活性汚泥量（ＶＭＬＳＳ）から求められる汚泥滞留時間（Ａ−ＳＲＴ、日数）が棒グラフで示され、汚泥発生量／流入ＢＯＤ量、すなわち、流入する汚水のＢＯＤの変動による影響をなくした汚泥発生量が折れ線グラフで示されている。図４において、右縦軸が汚泥滞留時間であり、左縦軸が汚泥発生量／流入ＢＯＤ量である。横軸には１週間毎の日付けを記載した。
【００５２】
なお、汚泥滞留時間の汚泥発生量への影響は、約１〜３週間遅れて現れる。図４に示した結果より、汚泥滞留時間が２０〜３５日であれば汚泥発生量が少なくなることが分かる。したがって、本実施例における排水処理設備を用いた排水処理においては、沈殿槽から余剰汚泥を引抜いて、生物処理槽における汚泥滞留時間を２０〜３５日に制御することにより発生汚泥量を低減することができる。
【００５３】
そして、所定の汚泥滞留時間Ａ−ＳＲＴを例えば２５日とし、生物濃度（ＭＬＳＳ）の測定値と生物処理槽の容積（Ｖｒｅａｃｔｏｒ）を請求項１の式に代入して求められる余剰汚泥引抜量（Ｖｏｄ）の余剰汚泥を引抜くことにより発生汚泥量を安定して低減することができる。
【００５４】
(実施例２)
本実施例は、５個の生物処理槽と沈殿槽および図２に示した希釈装置を有する排水処理設備であって、処理対象の汚水のＢＯＤの設計最大値が１０００ｍｇ／Ｌ、仕様値が９９０ｍｇ／Ｌの排水処理設備を用いて排水処理設備に流入する汚水を特定の時間帯希釈することによりＢＯＤの均一化を図った例である。
【００５５】
（１）汚水の濃度の調査例
７月１日〜８月１９日まで間は希釈を行わず、８月２０日〜１０月６日までの間希釈を行いこの間の汚水の濃度を調査した。先ず、原水の濃度の調査結果について説明する。図５には、期間を隔てた各日の１日に流入する汚水（原水）の濃度（ＢＯＤ）を、１８時〜２４時、０時〜６時、６時〜１２時、１２時〜１８時と６時間毎に測定した結果を棒グラフで示してある。縦軸はＢＯＤ（ｍｇ／Ｌ）を示し、横軸は時間帯を示している。各棒の上に記載されている数値はＢＯＤ値である。図５より、期間を隔てた場合においても１日に流入する汚水の濃度は、０時〜６時の時間帯が最もＢＯＤが高く、次に１８時〜２４時の時間帯のＢＯＤが高い。そして１２時〜１８時の時間帯のＢＯＤが最も低いという傾向を示すことが分かる。また、図５より１８時〜翌日の１２時までの時間帯はＢＯＤが設計最大値の１０００ｍｇ／Ｌを超える頻度が高く希釈を必要とし、一方１２時〜１８時までの時間帯は無希釈でよいことが分かる。なお、図５にはＢＯＤの仕様値を基準にした希釈倍率を示す希釈ラインを示してある。
【００５６】
（２）希釈によるＢＯＤの均一化
次に、希釈による汚水のＢＯＤの均一化について説明する。図５に示した調査結果に基づいて各日、各時間帯毎のＢＯＤに応じて希釈倍率を定めることにより、希釈後のＢＯＤを正確に均一化することができるが、操作が面倒である。このため、本実施例においては１２時〜１８時までの時間帯を無希釈とし、残りの１８時〜翌日の１２時までの時間帯においてはＢＯＤが設計最大値を超えることが多くないように希釈倍率を１．６５倍に固定して希釈を行った。
【００５７】
図５の後半４日間について処理水で希釈後の汚水のＢＯＤを図６に示す。なお、８月３０日における１２時〜１８時の時間帯の汚水は浮遊物質量（ＳＳ値）が５５０ｍｇ／Ｌと異常に高くサンプリング時に問題があった可能性が高いとみられる。このＳＳ値の数値を差し引けば、希釈後の各日における各時間帯のＢＯＤの差（日内変動）が希釈前に比べて大幅に小さくなっていることが分かる。このように、希釈倍率を一定の値に固定するという非常に簡便な希釈方法によっても汚水の濃度を均一化できることが分かる。
【００５８】
（３）希釈
次に希釈の状況について詳細に説明する。前記したように本実施例においては希釈倍率を１．６５倍に固定して希釈を行った。ただし、９月１１日〜９月２４日の間は原水量が増えたため、トータルの水量が設計水量を超えないよう希釈倍率を１．３６倍とした。図７の（ａ）は１日の汚水量（原水量）、希釈水量、合計水量、および日平均希釈倍率を示すグラフである。１日の汚水量（各棒の中抜きの部分）、希釈水量（各棒の斜線入りの部分）および合計水量（中抜きの部分と斜線入りの部分の和）を棒グラフで、日平均希釈倍率をドットで示した。なお、グラフの左縦軸は水量を、右縦軸は日平均希釈倍率を示す。横軸には１週間毎の期日を記載した。
【００５９】
図７（ａ）中には予定希釈可能な上限水量を二点鎖線で、ＢＯＤ９９０ｍｇ／Ｌ以下になるような設計水量のラインを一点鎖線で示してある。希釈実施期間中の日平均希釈倍率はおおよそ１．２〜１．５倍であった。
【００６０】
図７（ｂ）は本実施例における汚水のＢＯＤを示すグラフであり、８月２０日以降のデータは、希釈後の汚水のＢＯＤを示している。図７（ｂ）より希釈後のＢＯＤは日内変動（最大値と最小値の差）が小さく、平均値が仕様値｛図７（ｂ）では設計値と記載｝の９９０ｍｇ／Ｌに近い値を示していることが分かる。
【００６１】
（４）希釈による汚泥転換率の低下
図７（ｃ）には図７（ａ）に対応して直近のＢＯＤ測定値を用いて計算した汚泥転換率（発生汚泥量）を実線の折れ線グラフで示した。図７（ｃ）に示したように、希釈しなかった７月２５日〜８月８日の１５日間の平均汚泥転換率は０．５５であったが、希釈を実施した８月２４日〜１０月６日までの４４日間の平均汚泥転換率は０．２０であった。このように希釈を行ってＢＯＤを均一化することによって、平均汚泥転換率が半分以下に下がっていることが分かる。なお、８月２４日以降については、原水のＢＯＤ（７４３ｍｇ／Ｌ）を用いて計算した汚泥転換率を破線で示した。図７（ｃ）から希釈を行った汚泥転換率は原水のＢＯＤを用いて計算しても希釈を行っていない時の汚泥変換率に比べて大幅に低下しており目標値（一点鎖線）の０．２５を下回っていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る排水処理設備および排水処理方法を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施の形態における処理水を用いて汚水を希釈する希釈方法を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る汚水の希釈方法を説明するための図である。
【図４】実施例１における汚泥滞留時間と汚泥発生量／流入ＢＯＤ量を示すグラフである。
【図５】実施例２における排水処理設備に流入する１日の汚水のＢＯＤを、６時間毎に測定した結果を各時間帯毎に示すグラフである。
【図６】実施例２における希釈後の汚水のＢＯＤを各時間帯毎に示すグラフである。
【図７】実施例２における（ａ）１日の汚水量、希釈水量、合計水量、希釈倍率、（ｂ）希釈後のＢＯＤおよび（ｃ）汚泥転換率（発生汚泥量）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１ 調整槽
２ 曝気装置
３、２８ 生物処理槽
４、２９ 沈殿槽
５ 消毒槽
６ 汚泥層
７ 脱水機
８ ろ材
９ 汚泥
１０ 処理水（上澄み液）
１１ 余剰汚泥引抜装置
１２ 計装制御装置
２１ 希釈制御装置
２２ タイマー部
２３ リレー部
２４ 汚水ポンプ
２５ 調整ポンプ
２６ 希釈水ポンプ
２７ 希釈水混合部
３０ 汚水貯留槽
３１ 放流槽
３２、３３ 流量計量箱
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、
前記生物処理槽の汚泥滞留時間が所定の汚泥滞留時間になるように前記沈殿槽からの余剰汚泥引抜量を調整して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
前記汚泥滞留時間を、前記生物処理槽の汚泥滞留時間と汚泥発生量との関係を示す実績データに基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記余剰汚泥引抜量を下記の式により算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水処理方法。
Ｖｏｄ＝ＶＭＬＳＳ／Ａ−ＳＲＴ
ＶＭＬＳＳ＝Ｖｒｅａｃｔｏｒ× ＭＬＳＳ
Ｖｏｄ ：余剰汚泥引抜量
ＶＭＬＳＳ ：生物処理槽内の活性汚泥量
Ａ−ＳＲＴ ：汚泥滞留時間
Ｖｒｅａｃｔｏｒ：生物処理槽の容積
ＭＬＳＳ ：生物濃度
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法を用いて排水処理を行うことを特徴とする排水処理設備。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法における余剰汚泥引抜量を自動で調整するための排水処理設備用の計装制御装置であって、
生物処理槽内の活性汚泥量を測定する活性汚泥量測定手段と、
生物処理槽の生物濃度を測定する生物濃度測定手段と、
汚泥滞留時間を入力する基準時間入力手段と、
生物処理槽の容積を入力する容積入力手段と、
下記の式に基づき、測定した活性汚泥量、生物濃度及び入力した汚泥滞留時間の基準時間値、生物処理槽の容積の値を用いて余剰汚泥引抜量を算出する余剰汚泥引抜量算出手段と、
算出された余剰汚泥引抜量に基づいて余剰汚泥引抜装置による余剰汚泥引抜量を調整する余剰汚泥引抜量調整手段を有することを特徴とする計装制御装置。
Ｖｏｄ＝ＶＭＬＳＳ／Ａ−ＳＲＴ
ＶＭＬＳＳ＝Ｖｒｅａｃｔｏｒ× ＭＬＳＳ
Ｖｏｄ ：余剰汚泥引抜量
ＶＭＬＳＳ ：生物処理槽内の活性汚泥量
Ａ−ＳＲＴ ：汚泥滞留時間
Ｖｒｅａｃｔｏｒ：生物処理槽の容積
ＭＬＳＳ ：生物濃度
【請求項６】
請求項５に記載の計装制御装置を備えることを特徴とする排水処理設備。
【請求項７】
複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、
前記排水処理設備に流入後の汚水の濃度が均一化されるように汚水を希釈水で希釈して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項８】
前記希釈水に、前記排水処理設備を用いた排水処理によって生成した処理水を用いることを特徴とする請求項７に記載の排水処理方法。
【請求項９】
前記汚水の濃度の日内変動を予め調査して、汚水の濃度が高濃度である時間帯を特定し、汚水の濃度が均一化されるように前記時間帯に所定量の希釈水を投入し前記汚水を希釈することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の排水処理方法。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の排水処理方法を用いて排水処理を行うことを特徴とする請求項４または請求項６に記載の排水処理設備。
【請求項１】
複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、
前記生物処理槽の汚泥滞留時間が所定の汚泥滞留時間になるように前記沈殿槽からの余剰汚泥引抜量を調整して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
前記汚泥滞留時間を、前記生物処理槽の汚泥滞留時間と汚泥発生量との関係を示す実績データに基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記余剰汚泥引抜量を下記の式により算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水処理方法。
Ｖｏｄ＝ＶＭＬＳＳ／Ａ−ＳＲＴ
ＶＭＬＳＳ＝Ｖｒｅａｃｔｏｒ× ＭＬＳＳ
Ｖｏｄ ：余剰汚泥引抜量
ＶＭＬＳＳ ：生物処理槽内の活性汚泥量
Ａ−ＳＲＴ ：汚泥滞留時間
Ｖｒｅａｃｔｏｒ：生物処理槽の容積
ＭＬＳＳ ：生物濃度
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法を用いて排水処理を行うことを特徴とする排水処理設備。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法における余剰汚泥引抜量を自動で調整するための排水処理設備用の計装制御装置であって、
生物処理槽内の活性汚泥量を測定する活性汚泥量測定手段と、
生物処理槽の生物濃度を測定する生物濃度測定手段と、
汚泥滞留時間を入力する基準時間入力手段と、
生物処理槽の容積を入力する容積入力手段と、
下記の式に基づき、測定した活性汚泥量、生物濃度及び入力した汚泥滞留時間の基準時間値、生物処理槽の容積の値を用いて余剰汚泥引抜量を算出する余剰汚泥引抜量算出手段と、
算出された余剰汚泥引抜量に基づいて余剰汚泥引抜装置による余剰汚泥引抜量を調整する余剰汚泥引抜量調整手段を有することを特徴とする計装制御装置。
Ｖｏｄ＝ＶＭＬＳＳ／Ａ−ＳＲＴ
ＶＭＬＳＳ＝Ｖｒｅａｃｔｏｒ× ＭＬＳＳ
Ｖｏｄ ：余剰汚泥引抜量
ＶＭＬＳＳ ：生物処理槽内の活性汚泥量
Ａ−ＳＲＴ ：汚泥滞留時間
Ｖｒｅａｃｔｏｒ：生物処理槽の容積
ＭＬＳＳ ：生物濃度
【請求項６】
請求項５に記載の計装制御装置を備えることを特徴とする排水処理設備。
【請求項７】
複数の生物処理槽、沈殿槽および前記沈殿槽から余剰汚泥を引抜く余剰汚泥引抜装置を備える排水処理設備を用いた活性汚泥法による排水処理方法であって、
前記排水処理設備に流入後の汚水の濃度が均一化されるように汚水を希釈水で希釈して、汚泥の発生を抑制することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項８】
前記希釈水に、前記排水処理設備を用いた排水処理によって生成した処理水を用いることを特徴とする請求項７に記載の排水処理方法。
【請求項９】
前記汚水の濃度の日内変動を予め調査して、汚水の濃度が高濃度である時間帯を特定し、汚水の濃度が均一化されるように前記時間帯に所定量の希釈水を投入し前記汚水を希釈することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の排水処理方法。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の排水処理方法を用いて排水処理を行うことを特徴とする請求項４または請求項６に記載の排水処理設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２７９５０９（Ｐ２００９−２７９５０９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３３５５７（Ｐ２００８−１３３５５７）
【出願日】平成２０年５月２１日（２００８．５．２１）
【出願人】（０００００３９４２）日新電機株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２１日（２００８．５．２１）
【出願人】（０００００３９４２）日新電機株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
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