有機性排水の処理装置及び処理方法
【課題】 処理液の水質を悪化させることなく、処理工程中に生じる余剰汚泥発生量を減少させる、有機性排水の処理装置及び処理方法を提供すること。
【解決手段】 有機性排水を生物学的に処理する第一生物処理手段、生物処理によって生成した混合物を処理水と汚泥に分離する固液分離手段、該分離処理水を系外へ排出する排出ライン及び該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理へ返送する返送ライン、該分離汚泥の他の一部をアルカリ剤の添加により可溶化処理する可溶化処理手段、該可溶化液を生物学的に処理する第二生物処理手段、並びに該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離手段及び排出ラインから選ばれる少なくとも１種へ送る排出返送手段を備えた有機性排水処理装置。
【解決手段】 有機性排水を生物学的に処理する第一生物処理手段、生物処理によって生成した混合物を処理水と汚泥に分離する固液分離手段、該分離処理水を系外へ排出する排出ライン及び該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理へ返送する返送ライン、該分離汚泥の他の一部をアルカリ剤の添加により可溶化処理する可溶化処理手段、該可溶化液を生物学的に処理する第二生物処理手段、並びに該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離手段及び排出ラインから選ばれる少なくとも１種へ送る排出返送手段を備えた有機性排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水の処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の活性汚泥法による有機性排水処理においては、多量に余剰汚泥が発生し、この余剰汚泥を処理するための多大の経費及び処理施設や処分場が必要となる。
この余剰汚泥の発生量を減らす技術として、汚泥減容化法が存在する。汚泥減容化法は、余剰汚泥に物理的処理、化学的処理、生物消化処理などを施して余剰汚泥を可溶化し、可溶化液を生物処理槽に返送して、微生物により汚泥をＣＯ2とＨ2Ｏに分解させて余剰汚泥の発生量を減らす技術である。
この技術は、余剰汚泥を可溶化するためＣＯＤ値やＳＳ値が高い可溶化液を生成するのでこの可溶化液をそのまま系外に放出することができないため、可溶化液の生物処理槽への返送が必須となる。このため、アルカリ剤添加を伴った高ＣＯＤ値や高ＳＳ値の可溶化液の返送によって生物処理槽の負荷が増大し、処理能力を超えたり処理効率が悪くなる。
その負荷増大を解決する手法として、可溶化液を一度前処理してから生物処理槽に戻す技術も開発されている。当該前処理として、例えば、特許文献１〜５では、アルカリ剤添加を伴う可溶化液を好気性などの微生物の存在下で処理する技術が開示されている。
【０００３】
しかしながら、可溶化液の前処理を行なったとしても、装置運転条件や原水性状、汚泥性状によって、可溶化液のＣＯＤ値やＳＳ値が大きく変動した場合、特に高い場合には、生物処理槽の処理能力を超えたり処理効率が悪くなるので、放出される処理水の水質を悪化させたり、また余剰汚泥の発生量を抑制できないという問題がある。一方で、この変動の最大値を加味して装置の設計や運転を行わなければならなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３６０９７号公報
【特許文献２】特開平１１−２７７０８７号公報
【特許文献３】特開２００３−１４５１９８号公報
【特許文献４】特開２００２−４５８８１号公報
【特許文献５】特開２００２−３５７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、排出される処理水の水質を悪化させることなく、処理工程中に生じる余剰汚泥発生量を減少させる、有機性排水の処理装置及び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】
【０００６】
そこで、本発明者は、斯かる実情に鑑み、効率よく余剰汚泥を削減することが可能な有機性排水の処理装置及び処理方法について鋭意検討した結果、余剰汚泥を可溶化処理手段で可溶化処理し、次いで第二生物処理工程で処理することで生成された生物処理液を、排出返送手段を経て固液分離手段及び排出ラインから選ばれる少なくとも１種、場合によっては第一生物処理手段にも送ることによって、排出放出される処理水のＣＯＤ値及びＳＳ値を低くしつつ余剰汚泥の発生量を抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
ここで、余剰汚泥とは、有機性排水の処理を行なった際に生じ、この処理の系外に排出される汚泥のことをいう。
【０００７】
すなわち、本発明は、有機性排水を生物学的に処理する第一生物処理手段、生物処理によって生成した混合物を処理水と汚泥に分離する固液分離手段、該分離処理水を系外へ排出する排出ライン及び該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理へ返送する返送ライン、該分離汚泥の他の一部をアルカリ剤の添加により可溶化処理する可溶化処理手段、該可溶化液を生物学的に処理する第二生物処理手段、並びに該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離手段及び排出ラインから選ばれる少なくとも１種へ送る排出返送手段を備えた有機性排水処理装置を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、第一生物処理工程において有機性排水を生物処理し、該生物処理によって生成した混合物を固液分離工程で処理水と汚泥に固液分離し、該処理水を系外へ排出し、また該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理工程に返送し、さらに該分離汚泥の他の一部を可溶化処理工程においてアルカリ剤の添加により可溶化せしめ、第二生物処理工程で該可溶化液を処理した後、該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離工程及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種並びに第一生物処理工程へ送る排出返送手段を備えた装置において、該処理液を、前記固液分離工程及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種並びに前記第一生物処理工程にそれぞれ任意の割合で分配して送ることを特徴とする有機性排水の処理方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の装置を用いれば、排出放出される処理水のＣＯＤ値及びＳＳ値を低くしつつ、処理工程中に生じる余剰汚泥発生量を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
可溶化処理装置を備え、従来の標準的な活性汚泥法を用いた一般的な有機性排水処理装置及びその処理フローについて、図１を用いて説明する。
図１の処理フローにおいて、原水（有機性排水）は原水供給ライン１から第一生物処理槽２に供給される。原水が曝気されて活性汚泥により好気的生物処理を受け、混合物となる。次いで生成された混合物はライン３を経て第一固液分離槽４に送られる。そして、生成された混合物は固液分離槽４で上澄み液と汚泥とに分離され、分離された上澄み液は処理水としてライン５から排出・放流される一方、分離された沈殿汚泥は返送汚泥として返送ライン６を経て第一生物処理槽２に戻される。この返送汚泥の一部が分取されて、余剰汚泥として必要に応じて脱水工程を経て一部が系外へ廃棄ライン８を経て排出される。他の一部は、ライン７を経て可溶化処理工程９（可溶化槽）へと導かれ、ライン１０を経たアルカリ剤の添加を受けて可溶化処理され、可溶化液となる。可溶化液は返送ライン１１を経て第一生物処理槽に戻され、活性汚泥法により再び生物処理される。
【００１１】
本発明の有機性排水処理装置は、余剰汚泥を発生させる各種の有機性排水の生物処理手段を有するものに適用することができるが、本発明の有機性排水処理装置の実施態様の一例として、有機性排水処理装置及びこの処理フローを図２に示す。以下、図２を参照して本発明を詳しく説明する。
【００１２】
図２に示す本発明の実施態様の処理フローでは、原水供給ライン１から原水（有機性排水）は第一生物処理槽２に供給される。原水は第一生物処理槽２において曝気されて活性汚泥により好気性生物処理を受けて混合物となる。次いで当該混合物はライン３を経て第一固液分離槽４に送られる。そして、生物処理によって生成された混合物は第一固液分離槽４で上澄み液と沈殿汚泥に分離され、この上澄み液は処理水としてライン５から排出・放流される一方、分離された沈殿汚泥は返送汚泥として返送ライン６を経て第一生物処理槽２に戻される。この返送汚泥の一部はライン７を経て可溶化処理工程９（汚泥可溶化槽）に導かれ、ライン１０を経たアルカリ剤の添加を受けて可溶化処理され、可溶化液となる。
当該可溶化液はライン１２を経て第二生物処理工程１３（第二生物処理槽１４）に導かれ、当該第二生物処理工程１３にてＣＯＤ値とＳＳ値を低下させた第二生物処理液となる。当該第二生物処理工程１３で生じた沈殿汚泥は廃棄ライン１７を経て余剰汚泥として排出される。そして、当該第二生物処理液は排出返送手段１５を経て、第一固液分離手段４及び排出ライン５から選ばれる少なくとも１種に送られる。
【００１３】
本発明の排出返送手段１５は、第一固液分離槽４又は排出ライン５の何れか一方に接続されていてもよいし、両方に接続されていてもよい。さらに、図３に示すように、当該排出返送手段１５は、更に第二生物処理液を第一生物処理槽２に送る返送ライン１６によって、第一生物処理槽２に接続されていてもよい。
前記排出返送手段によって、排水の種類や量により適宜、前記生物処理液を、固液分離手段、排出ライン及び第一生物処理手段にそれぞれ任意の割合で分配して送ることも可能である。このとき、前記生物処理液を、固液分離手段、排出ライン及び第一生物処理手段に、それぞれに任意の割合で分配することが好ましい。この配合割合は、基本的には下記のような生物処理液の性質（ＣＯＤ値やＳＳ値）によって決定されることが望ましい。
【００１４】
前記生物処理液を固液分離手段（第一固液分離槽４）に送る場合は、当該処理液中のＣＯＤ負荷は低くなっているが、ＳＳ分が多い性状の際に行なうのが望ましい。具体的には生物処理液のＣＯＤ値が３００ｍｇ／Ｌ以下である場合が望ましい。第二生物処理工程後の生物処理液を固液分液手段に送ることにより、第一生物処理槽への負荷の増加を軽減し且つ処理水の水質への影響も少なくなる。この場合、排水流量による処理液の希釈を考慮し、計算上のＣＯＤ排水規制値の１％以下になるように分配するのが望ましい。
【００１５】
また、前記生物処理液を排水ラインに送る場合は、生物処理液中のＣＯＤ負荷が低くＳＳ分も少ない際に行なうのが望ましい。具体的には生物処理液のＣＯＤ値が３００ｍｇ／Ｌ以下であり、かつＳＳ値が４０ｍｇ／Ｌ以下である場合が望ましい。第二生物処理工程後の生物処理液を排水ラインに送ることにより、第一生物処理槽の処理能力や第一固液分離槽の分離能力の負荷を軽減して有機性排水を処理することができ、作業効率が高まる。この場合、排水流量による処理液の希釈を考慮し、計算上のＣＯＤ排水規制値の１％以下になるように分配するのが望ましい。
【００１６】
また、前記生物処理液を第一生物処理手段（第一生物処理槽２）に送る場合は、可溶化液のＣＯＤ負荷が高く、第二生物処理工程においても処理液のＣＯＤ負荷を下げきれていない際に行なうことが望ましい。また、原水性状が不安定な処理場の場合には、生物処理液のＣＯＤ負荷も大きく変動することが予想されるため、生物処理液の一部を処理水への影響が最も少ない第一生物処理槽に送ることが望ましい。具体的には生物処理液のＣＯＤ値が３００ｍｇ／Ｌ以上である場合に望ましい。
【００１７】
本発明の第一生物処理槽２は従来から用いられているものを適宜用いることができる。
第一生物処理槽に用いられる生物処理としては、好気性生物処理、嫌気性生物処理の何れでもよい。
好気性生物処理としては、活性汚泥法、生物膜法などが挙げられる。活性汚泥法は、有機性排水を活性汚泥の存在下に好気性生物処理する処理方法であり、有機性排水を生物処理槽で混合しながら曝気し、その混合液を濃縮装置で濃縮し、濃縮汚泥の一部を生物処理槽に返送する標準活性汚泥法が一般的であるが、これを変形した処理方法であってもよい。また、生物膜法は、担体に生物膜を形成して好気性下に有機性排水と接触させる処理方法である。また、嫌気性生物処理としては、嫌気性消化方法、高負荷嫌気性処理方法などが挙げられる。上記各種の有機性排水の生物処理の中でも、有機性排水の処理に多用されている活性汚泥法が好ましい。
【００１８】
本発明の第一固液分離槽４は従来から用いられているものを適宜用いることができる。
第一固液分離槽に用いられる固液分離手段としては、例として、重力沈降分離機、浮上分離機、遠心分離機、膜分離機、スクリュー脱水機などが挙げられ、好ましくは重力沈降分離機である。
【００１９】
本発明の第一生物処理槽は、ＣＯＤ容積負荷０〜１５ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）の範囲の排水処理負荷において適用することが好ましく、０．５〜５ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）の範囲が更に好ましく、特に１〜３ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）の範囲が好ましい。
また、第一生物処理槽における滞留時間は、１〜３００時間が好ましく、特に５〜４８時間が好ましい。
【００２０】
なお、本発明のＣＯＤは、全てＣＯＤ（Ｍｎ）を表している。ＣＯＤ（Ｍｎ）の測定は、ＪＩＳに定められた測定方法又はＪＩＳの測定方法に準拠した方法のいずれかで測定することができる。
また、本発明のＳＳは、水中に懸濁している物質の量を表している。ＳＳの測定は、ＪＩＳに定められた懸濁物質の測定方法又はＪＩＳの測定方法に準拠した方法のいずれかで測定することができる。
【００２１】
本発明の可溶化処理工程９には、アルカリ剤を汚泥に添加するライン１０と送られた汚泥を可溶化処理し、可溶化液とする汚泥可溶化槽（図示せず）が備えられている。
【００２２】
ここで、アルカリ剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウムなどが挙げられ、水酸化ナトリウム又は酸化カルシウムが好ましい。アルカリ剤の添加量は、可溶化処理する余剰汚泥に対して０．００５〜０．１Ｎとなるように添加するが好ましく、０．００５〜０．０８Ｎとするがより好ましく、特に０．０１〜０．０８Ｎとするが好ましい。また、ここで汚泥のｐＨは、１０以上とするのが好ましく、さらに１１〜１３、特に１２〜１３とするのが好ましい。
この可溶化処理の時間としては、１〜３００分が好ましく、１〜１８０分がより好ましく、特に３０分〜６０分が好ましい。
【００２３】
また、可溶化処理工程９において、アルカリ剤の添加に加え、物理的破砕手段を組み合わせて汚泥の可溶化処理を行うことが好ましい。
物理的破砕の例として、超音波、ミキサー、ミル、圧力差、突出による衝突力を用いた破砕がある。これらの物理的破砕は、アルカリ剤により可溶化されにくい細胞膜や細胞壁の破砕を目的とすると同時にアルカリ剤の接触効率の向上にも繋がる。好ましくは、ミキサーを用いるのが良い。更に好ましくは、パイプライン型のミキサーが挙げられる。このときのローター周速度は、１〜１００ｍ／ｓｅｃが好ましく、特に１５〜５０ｍ／ｓｅｃが好ましく、このときの可溶化処理の時間は、１〜３００分が好ましく、１〜１８０分がより好ましく、特に１〜６０分が好ましい。
【００２４】
可溶化処理工程９には、第二生物処理槽での処理能力が向上し、処理液のＣＯＤ負荷が低減されるので、必要に応じて前記可溶化液に酸を添加し、中和処理する手段が備えられていることが好ましい。この際の実施態様の一例としては、当該酸を送るラインを、可溶化液を第二生物処理工程に送るライン１２に配置し、ライン１２内で酸と可溶化液を混合させて可溶化液のｐＨを調整する。
前記酸としては、各種の無機酸と有機酸が使用でき、例として、硫酸、塩酸、硝酸、亜硝酸、酢酸、クエン酸などが挙げられる。好ましくは、ｐＨを５〜１１程度に調整することが好ましく、特にｐＨを６〜１０程度に調整するのが好ましい。
【００２５】
本発明の第二生物処理工程１３には、負荷に応じた滞留時間を有し、好気性処理や嫌気性処理により可溶化液の処理を行う第二生物処理槽１４が備えられている。
好気性処理の例としては、空気曝気や純酸素曝気、表面曝気、マイクロナノバブルの使用、攪拌などが挙げられる。好気性処理を採用する場合、ＤＯ値を２ｍｇ／Ｌ以上に維持することが望ましい。また、嫌気性処理の例としてメタン発酵やエタノール発酵、酢酸発酵、乳酸発酵、嫌気消化などが挙げられる。更に、この他、高温処理や膜分離法、揺動床法、固定床法、各種微生物担体の使用などが挙げられる。これらの処理のうちの一種で又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２６】
更に、第二生物処理工程１３には、第二生物処理槽１４で生成された混合物を固液分離する第二固液分離槽（装置）１８が必要に応じて備えられていることが好ましい（図４）。当該第二固液分離槽は、滞留時間が短く第二生物処理装置内の微生物量が維持できない場合や、元の可溶化液ＣＯＤが高いため第二生物処理装置内の微生物量が相対的に少なく、処理能力が足らない場合に用いるのが望ましい。
この際の実施態様の一例としては、図４に示すように、第二生物処理槽１４で生成された混合物がライン１９を経て第二固液分離槽１８で上澄み液と沈殿汚泥とに分離され、分離された上澄み液は排水返送手段１５に送られる一方、分離された沈殿汚泥の一部は返送ライン２０を経て戻される。
この際に用いる固液分離手段は、従来から用いられているものを適宜用いることができる。例として、重力沈降分離機、浮上分離機、遠心分離機、膜分離機、スクリュー脱水機などが挙げられ、好ましくは重力沈降分離機である。
【００２７】
また、第二生物処理工程１３には、膜分離法を採用した膜２１が備えられていることが好ましい。この際の実施態様の一例として、図５に示すように、可溶化液を第二生物処理槽１４で処理した後、膜２１を通過させて排水返送ライン１５に生物処理液を流し、また第二生物処理槽１４で生じる余剰汚泥の一部は返送ライン２２を経て可溶化処理工程９に返送される（図５）。
前記膜の分離能力は０．１〜５μｍ程度が望ましい。また、膜の様態は平板型や中空糸型を用いることが望ましい。その際の槽内ＭＬＳＳは５０００〜３００００ｍｇ／Ｌ程度に保つことが望ましい。これらの中で好ましくは、一般的に微生物が活発であり処理能力が高い好気性処理である。さらに好ましくは、槽内の微生物を高濃度に維持できる微生物担体を使用し、それにより必要となる酸素を十分に供給できる空気もしくは純酸素の曝気、マイクロナノバブルなどを併用した方法である。
【００２８】
また、第二生物処理工程１３には、第二生物処理槽１４に、高濃度微生物が含まれている微生物製剤を定期的、不定期的に一回以上添加する微生物製剤添加手段が備えられていることが好ましい。微生物製剤は高濃度に微生物が濃縮されているため、第二生物処理槽に添加することで処理槽内の微生物濃度を高めることができる。この効果により、処理槽内の処理能力を向上させることが可能である。市販の各微生物製剤には特徴として液状、ゲル状、粉末状、高負荷用、低ｐＨ用、高ｐＨ用、高油分用などがある。好ましくは液状、高負荷用、高ｐＨ用などの性質をもつものが好ましい。更に好ましくは、液状、高負荷用、高ｐＨ用などの性質を合わせもつ製剤が挙げられる。粉末状製剤には一般に、微生物担持としてや衝撃緩衝、空隙確保などの理由で微生物以外の有機物が含まれている。その為、この有機物が高いＣＯＤ負荷を持っている。このような理由から液状製剤の方が扱いやすく、ＣＯＤ負荷を有しないため、適している。
【００２９】
本発明の第二生物処理槽に入る可溶化液の負荷はＣＯＤ量で０．５〜５０ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）程度が好ましく、特に５〜１５ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）が好ましい。また、第二生物処理槽における滞留時間は、１〜３００時間が好ましく、４〜９６時間がより好ましく、特に４〜３６時間が好ましい。
【００３０】
後記実施例に示すように、可溶化液を第二生物処理工程で処理した生物処理液を第一固液分離槽、排水ラインから選ばれる少なくとも１種に直接導入するか、場合によっては更に第一生物処理槽に導入することにより、処理水のＣＯＤ値及びＳＳ値を低くすることができ、また、第一生物処理槽に生物処理液全てを入れた場合と比較して、余剰汚泥の発生量を約１／３〜１／４以下に抑制できた。従って、本発明の有機性排水処理装置を用いれば、生物処理液を、固液分離手段、排水ライン及び第一生物処理手段にそれぞれ適宜分配することができるので効率よく有機性排水を処理し、処理水の水質を悪化させることなく、余剰汚泥の発生量を抑制することが可能となる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例及び比較例により本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３２】
＜実施例１＞
工場排水を対象として、図３の処理フローの工程に基づいて実証試験を行った。第一生物処理槽では、一般的な活性汚泥法を用いた。第一固液分離槽は沈降分離法を用いた。可溶化処理には、アルカリ剤と物理的破砕処理を組み合わせて用いた。
工場排水（COD：200〜220mg/L、SS：30〜40mg/L）を1ｍ3の第一生物処理槽に供給し、8時間曝気処理した後、0.5ｍ3の槽を持つ第一固液分離槽で沈降分離を行い、固形物濃度約1%の濃縮汚泥を得る操作を、余剰汚泥として40L/dayを回収した。この回収した濃縮汚泥にNaOHを汚泥可溶化槽内液に対して、濃度0.05N（pH12.5程度）になるように添加して、パイプラインミキサー「パイプラインホモミクサーPL-2S」（PRIMIX（(株)）製品）にて高速攪拌（3600rpm）しながら、滞留時間2分間で汚泥の可溶化を行った。得られた可溶化液を12時間の滞留時間を持ち、担体が充填された第二生物処理槽で空気曝気処理を行った。第二生物処理工程後の処理液は第一生物処理槽と第一個液分離槽に2：1の割合で入れた。
また、第一生物処理槽では一定の処理能力を維持するために、槽内汚泥のMLSSを4000〜5000mg/Lになるように汚泥を抜き出して調整した。
結果、排出される処理水の水質はCOD：9〜11mg/L、SS：5〜6mg/L、pH：6.7であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は127g/monthであった。
【００３３】
＜実施例２＞
第一生物処理槽での滞留時間を16時間とし、処理液は第一固液分離槽に全て入れた。そのほかは実施例１と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD：8〜13mg/L、SS：4〜6mg/L、pH：6.7であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は106g/monthであった。
【００３４】
＜実施例３＞
実施例１に使用した工場排水を水道水で2倍希釈し、第一生物処理槽で6時間滞留するように供給した。第二生物処理槽では滞留時間を24時間とし、第二生物処理工程後の処理液は第一固液分離槽と処理水へ4：1の割合で入れる。その他は実施例１と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD：7〜11mg/L、SS：5〜13mg/L、pH：7.2であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は70g/monthであった。
【００３５】
＜実施例４＞
得られた可溶化液は硫酸を加え、pHが11になるように調整した後、この液を6時間の滞留時間を持つ第二生物処理槽で曝気処理し、得られた第二生物処理工程後の処理液を第一生物処理槽と第一個液分離槽に2：1の割合で入れた。その他は実施例１と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD：8〜11mg/L、SS：5〜10mg/L、pH：6.7あり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は126g/monthであった。
【００３６】
＜比較例１＞
工場排水を対象にして、図１の処理フローの工程に基づいて実証試験を行った。第一生物処理槽では、一般的な活性汚泥法を用いた。第一固液分離槽は沈降分離法を用いた。可溶化処理には、アルカリ剤と物理的破砕処理を組み合わせて用いた。
工場排水（COD：200〜220mg/L、SS：30〜40mg/L）を1ｍ3の第一生物処理槽に供給し、12時間曝気処理した後、0.5ｍ3の槽を持つ第一固液分離槽で沈降分離を行い、固形物濃度約1%の濃縮汚泥を得る操作を、余剰汚泥として40L/dayを回収した。この回収した濃縮汚泥にNaOHを汚泥可溶化槽内液に対して、濃度0.05N（pH12.5程度）になるように添加して、パイプラインミキサー「パイプラインホモミクサーPL-2S」（PRIMIX（(株)）製品）にて高速攪拌（3600rpm）しながら、滞留時間2分間で汚泥の可溶化を行った。得られた可溶化液を全て第一生物処理槽へ入れた。また、第一生物処理槽では一定の処理能力を維持するために、槽内汚泥のMLSSを4000〜5000mg/Lになるように汚泥を抜き出して調整した。
結果、排出される処理水の水質はCOD：13〜41mg/L、SS：5〜10mg/L、pH：6.7あり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は426g/monthであった。
【００３７】
＜比較例２＞
第二生物処理工程後の処理液を全て第一生物処理槽に入れ、その他は実施例１と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD： 7〜13mg/L、SS：5〜13mg/L、pH：7.0であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は390g/monthであった。
【００３８】
＜比較例３＞
第二生物処理工程後の処理液を全て第一生物処理槽に入れ、その他は実施例２と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD：8〜13mg/L、SS：4〜9mg/L、pH：7.1であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は312g/monthであった。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の標準的な有機性排水処理装置を示す図である。
【図２】本発明の有機性排水処理装置の一態様を示す図である。
【図３】本発明の有機性排水処理装置の一態様を示す図である。
【図４】本発明の第二生物処理工程の一態様を示す図である。
【図５】本発明の第二生物処理工程の一態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 原水供給ライン
２ 第一生物処理槽
３ ライン
４ 第一固液分離槽
５ 排水ライン
６ 返送ライン
７ ライン
８ 廃棄ライン
９ 可溶化処理工程
１０ ライン
１１ 返送ライン
１２ ライン
１３ 第二生物処理工程
１４ 第二生物処理槽
１５ 排水返送手段
１６ 返送ライン
１７ 廃棄ライン
１８ 第二固液分離槽
１９ ライン
２０ 返送ライン
２１ 膜
２２ 返送ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水の処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の活性汚泥法による有機性排水処理においては、多量に余剰汚泥が発生し、この余剰汚泥を処理するための多大の経費及び処理施設や処分場が必要となる。
この余剰汚泥の発生量を減らす技術として、汚泥減容化法が存在する。汚泥減容化法は、余剰汚泥に物理的処理、化学的処理、生物消化処理などを施して余剰汚泥を可溶化し、可溶化液を生物処理槽に返送して、微生物により汚泥をＣＯ2とＨ2Ｏに分解させて余剰汚泥の発生量を減らす技術である。
この技術は、余剰汚泥を可溶化するためＣＯＤ値やＳＳ値が高い可溶化液を生成するのでこの可溶化液をそのまま系外に放出することができないため、可溶化液の生物処理槽への返送が必須となる。このため、アルカリ剤添加を伴った高ＣＯＤ値や高ＳＳ値の可溶化液の返送によって生物処理槽の負荷が増大し、処理能力を超えたり処理効率が悪くなる。
その負荷増大を解決する手法として、可溶化液を一度前処理してから生物処理槽に戻す技術も開発されている。当該前処理として、例えば、特許文献１〜５では、アルカリ剤添加を伴う可溶化液を好気性などの微生物の存在下で処理する技術が開示されている。
【０００３】
しかしながら、可溶化液の前処理を行なったとしても、装置運転条件や原水性状、汚泥性状によって、可溶化液のＣＯＤ値やＳＳ値が大きく変動した場合、特に高い場合には、生物処理槽の処理能力を超えたり処理効率が悪くなるので、放出される処理水の水質を悪化させたり、また余剰汚泥の発生量を抑制できないという問題がある。一方で、この変動の最大値を加味して装置の設計や運転を行わなければならなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３６０９７号公報
【特許文献２】特開平１１−２７７０８７号公報
【特許文献３】特開２００３−１４５１９８号公報
【特許文献４】特開２００２−４５８８１号公報
【特許文献５】特開２００２−３５７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、排出される処理水の水質を悪化させることなく、処理工程中に生じる余剰汚泥発生量を減少させる、有機性排水の処理装置及び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】
【０００６】
そこで、本発明者は、斯かる実情に鑑み、効率よく余剰汚泥を削減することが可能な有機性排水の処理装置及び処理方法について鋭意検討した結果、余剰汚泥を可溶化処理手段で可溶化処理し、次いで第二生物処理工程で処理することで生成された生物処理液を、排出返送手段を経て固液分離手段及び排出ラインから選ばれる少なくとも１種、場合によっては第一生物処理手段にも送ることによって、排出放出される処理水のＣＯＤ値及びＳＳ値を低くしつつ余剰汚泥の発生量を抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
ここで、余剰汚泥とは、有機性排水の処理を行なった際に生じ、この処理の系外に排出される汚泥のことをいう。
【０００７】
すなわち、本発明は、有機性排水を生物学的に処理する第一生物処理手段、生物処理によって生成した混合物を処理水と汚泥に分離する固液分離手段、該分離処理水を系外へ排出する排出ライン及び該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理へ返送する返送ライン、該分離汚泥の他の一部をアルカリ剤の添加により可溶化処理する可溶化処理手段、該可溶化液を生物学的に処理する第二生物処理手段、並びに該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離手段及び排出ラインから選ばれる少なくとも１種へ送る排出返送手段を備えた有機性排水処理装置を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、第一生物処理工程において有機性排水を生物処理し、該生物処理によって生成した混合物を固液分離工程で処理水と汚泥に固液分離し、該処理水を系外へ排出し、また該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理工程に返送し、さらに該分離汚泥の他の一部を可溶化処理工程においてアルカリ剤の添加により可溶化せしめ、第二生物処理工程で該可溶化液を処理した後、該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離工程及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種並びに第一生物処理工程へ送る排出返送手段を備えた装置において、該処理液を、前記固液分離工程及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種並びに前記第一生物処理工程にそれぞれ任意の割合で分配して送ることを特徴とする有機性排水の処理方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の装置を用いれば、排出放出される処理水のＣＯＤ値及びＳＳ値を低くしつつ、処理工程中に生じる余剰汚泥発生量を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
可溶化処理装置を備え、従来の標準的な活性汚泥法を用いた一般的な有機性排水処理装置及びその処理フローについて、図１を用いて説明する。
図１の処理フローにおいて、原水（有機性排水）は原水供給ライン１から第一生物処理槽２に供給される。原水が曝気されて活性汚泥により好気的生物処理を受け、混合物となる。次いで生成された混合物はライン３を経て第一固液分離槽４に送られる。そして、生成された混合物は固液分離槽４で上澄み液と汚泥とに分離され、分離された上澄み液は処理水としてライン５から排出・放流される一方、分離された沈殿汚泥は返送汚泥として返送ライン６を経て第一生物処理槽２に戻される。この返送汚泥の一部が分取されて、余剰汚泥として必要に応じて脱水工程を経て一部が系外へ廃棄ライン８を経て排出される。他の一部は、ライン７を経て可溶化処理工程９（可溶化槽）へと導かれ、ライン１０を経たアルカリ剤の添加を受けて可溶化処理され、可溶化液となる。可溶化液は返送ライン１１を経て第一生物処理槽に戻され、活性汚泥法により再び生物処理される。
【００１１】
本発明の有機性排水処理装置は、余剰汚泥を発生させる各種の有機性排水の生物処理手段を有するものに適用することができるが、本発明の有機性排水処理装置の実施態様の一例として、有機性排水処理装置及びこの処理フローを図２に示す。以下、図２を参照して本発明を詳しく説明する。
【００１２】
図２に示す本発明の実施態様の処理フローでは、原水供給ライン１から原水（有機性排水）は第一生物処理槽２に供給される。原水は第一生物処理槽２において曝気されて活性汚泥により好気性生物処理を受けて混合物となる。次いで当該混合物はライン３を経て第一固液分離槽４に送られる。そして、生物処理によって生成された混合物は第一固液分離槽４で上澄み液と沈殿汚泥に分離され、この上澄み液は処理水としてライン５から排出・放流される一方、分離された沈殿汚泥は返送汚泥として返送ライン６を経て第一生物処理槽２に戻される。この返送汚泥の一部はライン７を経て可溶化処理工程９（汚泥可溶化槽）に導かれ、ライン１０を経たアルカリ剤の添加を受けて可溶化処理され、可溶化液となる。
当該可溶化液はライン１２を経て第二生物処理工程１３（第二生物処理槽１４）に導かれ、当該第二生物処理工程１３にてＣＯＤ値とＳＳ値を低下させた第二生物処理液となる。当該第二生物処理工程１３で生じた沈殿汚泥は廃棄ライン１７を経て余剰汚泥として排出される。そして、当該第二生物処理液は排出返送手段１５を経て、第一固液分離手段４及び排出ライン５から選ばれる少なくとも１種に送られる。
【００１３】
本発明の排出返送手段１５は、第一固液分離槽４又は排出ライン５の何れか一方に接続されていてもよいし、両方に接続されていてもよい。さらに、図３に示すように、当該排出返送手段１５は、更に第二生物処理液を第一生物処理槽２に送る返送ライン１６によって、第一生物処理槽２に接続されていてもよい。
前記排出返送手段によって、排水の種類や量により適宜、前記生物処理液を、固液分離手段、排出ライン及び第一生物処理手段にそれぞれ任意の割合で分配して送ることも可能である。このとき、前記生物処理液を、固液分離手段、排出ライン及び第一生物処理手段に、それぞれに任意の割合で分配することが好ましい。この配合割合は、基本的には下記のような生物処理液の性質（ＣＯＤ値やＳＳ値）によって決定されることが望ましい。
【００１４】
前記生物処理液を固液分離手段（第一固液分離槽４）に送る場合は、当該処理液中のＣＯＤ負荷は低くなっているが、ＳＳ分が多い性状の際に行なうのが望ましい。具体的には生物処理液のＣＯＤ値が３００ｍｇ／Ｌ以下である場合が望ましい。第二生物処理工程後の生物処理液を固液分液手段に送ることにより、第一生物処理槽への負荷の増加を軽減し且つ処理水の水質への影響も少なくなる。この場合、排水流量による処理液の希釈を考慮し、計算上のＣＯＤ排水規制値の１％以下になるように分配するのが望ましい。
【００１５】
また、前記生物処理液を排水ラインに送る場合は、生物処理液中のＣＯＤ負荷が低くＳＳ分も少ない際に行なうのが望ましい。具体的には生物処理液のＣＯＤ値が３００ｍｇ／Ｌ以下であり、かつＳＳ値が４０ｍｇ／Ｌ以下である場合が望ましい。第二生物処理工程後の生物処理液を排水ラインに送ることにより、第一生物処理槽の処理能力や第一固液分離槽の分離能力の負荷を軽減して有機性排水を処理することができ、作業効率が高まる。この場合、排水流量による処理液の希釈を考慮し、計算上のＣＯＤ排水規制値の１％以下になるように分配するのが望ましい。
【００１６】
また、前記生物処理液を第一生物処理手段（第一生物処理槽２）に送る場合は、可溶化液のＣＯＤ負荷が高く、第二生物処理工程においても処理液のＣＯＤ負荷を下げきれていない際に行なうことが望ましい。また、原水性状が不安定な処理場の場合には、生物処理液のＣＯＤ負荷も大きく変動することが予想されるため、生物処理液の一部を処理水への影響が最も少ない第一生物処理槽に送ることが望ましい。具体的には生物処理液のＣＯＤ値が３００ｍｇ／Ｌ以上である場合に望ましい。
【００１７】
本発明の第一生物処理槽２は従来から用いられているものを適宜用いることができる。
第一生物処理槽に用いられる生物処理としては、好気性生物処理、嫌気性生物処理の何れでもよい。
好気性生物処理としては、活性汚泥法、生物膜法などが挙げられる。活性汚泥法は、有機性排水を活性汚泥の存在下に好気性生物処理する処理方法であり、有機性排水を生物処理槽で混合しながら曝気し、その混合液を濃縮装置で濃縮し、濃縮汚泥の一部を生物処理槽に返送する標準活性汚泥法が一般的であるが、これを変形した処理方法であってもよい。また、生物膜法は、担体に生物膜を形成して好気性下に有機性排水と接触させる処理方法である。また、嫌気性生物処理としては、嫌気性消化方法、高負荷嫌気性処理方法などが挙げられる。上記各種の有機性排水の生物処理の中でも、有機性排水の処理に多用されている活性汚泥法が好ましい。
【００１８】
本発明の第一固液分離槽４は従来から用いられているものを適宜用いることができる。
第一固液分離槽に用いられる固液分離手段としては、例として、重力沈降分離機、浮上分離機、遠心分離機、膜分離機、スクリュー脱水機などが挙げられ、好ましくは重力沈降分離機である。
【００１９】
本発明の第一生物処理槽は、ＣＯＤ容積負荷０〜１５ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）の範囲の排水処理負荷において適用することが好ましく、０．５〜５ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）の範囲が更に好ましく、特に１〜３ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）の範囲が好ましい。
また、第一生物処理槽における滞留時間は、１〜３００時間が好ましく、特に５〜４８時間が好ましい。
【００２０】
なお、本発明のＣＯＤは、全てＣＯＤ（Ｍｎ）を表している。ＣＯＤ（Ｍｎ）の測定は、ＪＩＳに定められた測定方法又はＪＩＳの測定方法に準拠した方法のいずれかで測定することができる。
また、本発明のＳＳは、水中に懸濁している物質の量を表している。ＳＳの測定は、ＪＩＳに定められた懸濁物質の測定方法又はＪＩＳの測定方法に準拠した方法のいずれかで測定することができる。
【００２１】
本発明の可溶化処理工程９には、アルカリ剤を汚泥に添加するライン１０と送られた汚泥を可溶化処理し、可溶化液とする汚泥可溶化槽（図示せず）が備えられている。
【００２２】
ここで、アルカリ剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウムなどが挙げられ、水酸化ナトリウム又は酸化カルシウムが好ましい。アルカリ剤の添加量は、可溶化処理する余剰汚泥に対して０．００５〜０．１Ｎとなるように添加するが好ましく、０．００５〜０．０８Ｎとするがより好ましく、特に０．０１〜０．０８Ｎとするが好ましい。また、ここで汚泥のｐＨは、１０以上とするのが好ましく、さらに１１〜１３、特に１２〜１３とするのが好ましい。
この可溶化処理の時間としては、１〜３００分が好ましく、１〜１８０分がより好ましく、特に３０分〜６０分が好ましい。
【００２３】
また、可溶化処理工程９において、アルカリ剤の添加に加え、物理的破砕手段を組み合わせて汚泥の可溶化処理を行うことが好ましい。
物理的破砕の例として、超音波、ミキサー、ミル、圧力差、突出による衝突力を用いた破砕がある。これらの物理的破砕は、アルカリ剤により可溶化されにくい細胞膜や細胞壁の破砕を目的とすると同時にアルカリ剤の接触効率の向上にも繋がる。好ましくは、ミキサーを用いるのが良い。更に好ましくは、パイプライン型のミキサーが挙げられる。このときのローター周速度は、１〜１００ｍ／ｓｅｃが好ましく、特に１５〜５０ｍ／ｓｅｃが好ましく、このときの可溶化処理の時間は、１〜３００分が好ましく、１〜１８０分がより好ましく、特に１〜６０分が好ましい。
【００２４】
可溶化処理工程９には、第二生物処理槽での処理能力が向上し、処理液のＣＯＤ負荷が低減されるので、必要に応じて前記可溶化液に酸を添加し、中和処理する手段が備えられていることが好ましい。この際の実施態様の一例としては、当該酸を送るラインを、可溶化液を第二生物処理工程に送るライン１２に配置し、ライン１２内で酸と可溶化液を混合させて可溶化液のｐＨを調整する。
前記酸としては、各種の無機酸と有機酸が使用でき、例として、硫酸、塩酸、硝酸、亜硝酸、酢酸、クエン酸などが挙げられる。好ましくは、ｐＨを５〜１１程度に調整することが好ましく、特にｐＨを６〜１０程度に調整するのが好ましい。
【００２５】
本発明の第二生物処理工程１３には、負荷に応じた滞留時間を有し、好気性処理や嫌気性処理により可溶化液の処理を行う第二生物処理槽１４が備えられている。
好気性処理の例としては、空気曝気や純酸素曝気、表面曝気、マイクロナノバブルの使用、攪拌などが挙げられる。好気性処理を採用する場合、ＤＯ値を２ｍｇ／Ｌ以上に維持することが望ましい。また、嫌気性処理の例としてメタン発酵やエタノール発酵、酢酸発酵、乳酸発酵、嫌気消化などが挙げられる。更に、この他、高温処理や膜分離法、揺動床法、固定床法、各種微生物担体の使用などが挙げられる。これらの処理のうちの一種で又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２６】
更に、第二生物処理工程１３には、第二生物処理槽１４で生成された混合物を固液分離する第二固液分離槽（装置）１８が必要に応じて備えられていることが好ましい（図４）。当該第二固液分離槽は、滞留時間が短く第二生物処理装置内の微生物量が維持できない場合や、元の可溶化液ＣＯＤが高いため第二生物処理装置内の微生物量が相対的に少なく、処理能力が足らない場合に用いるのが望ましい。
この際の実施態様の一例としては、図４に示すように、第二生物処理槽１４で生成された混合物がライン１９を経て第二固液分離槽１８で上澄み液と沈殿汚泥とに分離され、分離された上澄み液は排水返送手段１５に送られる一方、分離された沈殿汚泥の一部は返送ライン２０を経て戻される。
この際に用いる固液分離手段は、従来から用いられているものを適宜用いることができる。例として、重力沈降分離機、浮上分離機、遠心分離機、膜分離機、スクリュー脱水機などが挙げられ、好ましくは重力沈降分離機である。
【００２７】
また、第二生物処理工程１３には、膜分離法を採用した膜２１が備えられていることが好ましい。この際の実施態様の一例として、図５に示すように、可溶化液を第二生物処理槽１４で処理した後、膜２１を通過させて排水返送ライン１５に生物処理液を流し、また第二生物処理槽１４で生じる余剰汚泥の一部は返送ライン２２を経て可溶化処理工程９に返送される（図５）。
前記膜の分離能力は０．１〜５μｍ程度が望ましい。また、膜の様態は平板型や中空糸型を用いることが望ましい。その際の槽内ＭＬＳＳは５０００〜３００００ｍｇ／Ｌ程度に保つことが望ましい。これらの中で好ましくは、一般的に微生物が活発であり処理能力が高い好気性処理である。さらに好ましくは、槽内の微生物を高濃度に維持できる微生物担体を使用し、それにより必要となる酸素を十分に供給できる空気もしくは純酸素の曝気、マイクロナノバブルなどを併用した方法である。
【００２８】
また、第二生物処理工程１３には、第二生物処理槽１４に、高濃度微生物が含まれている微生物製剤を定期的、不定期的に一回以上添加する微生物製剤添加手段が備えられていることが好ましい。微生物製剤は高濃度に微生物が濃縮されているため、第二生物処理槽に添加することで処理槽内の微生物濃度を高めることができる。この効果により、処理槽内の処理能力を向上させることが可能である。市販の各微生物製剤には特徴として液状、ゲル状、粉末状、高負荷用、低ｐＨ用、高ｐＨ用、高油分用などがある。好ましくは液状、高負荷用、高ｐＨ用などの性質をもつものが好ましい。更に好ましくは、液状、高負荷用、高ｐＨ用などの性質を合わせもつ製剤が挙げられる。粉末状製剤には一般に、微生物担持としてや衝撃緩衝、空隙確保などの理由で微生物以外の有機物が含まれている。その為、この有機物が高いＣＯＤ負荷を持っている。このような理由から液状製剤の方が扱いやすく、ＣＯＤ負荷を有しないため、適している。
【００２９】
本発明の第二生物処理槽に入る可溶化液の負荷はＣＯＤ量で０．５〜５０ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）程度が好ましく、特に５〜１５ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）が好ましい。また、第二生物処理槽における滞留時間は、１〜３００時間が好ましく、４〜９６時間がより好ましく、特に４〜３６時間が好ましい。
【００３０】
後記実施例に示すように、可溶化液を第二生物処理工程で処理した生物処理液を第一固液分離槽、排水ラインから選ばれる少なくとも１種に直接導入するか、場合によっては更に第一生物処理槽に導入することにより、処理水のＣＯＤ値及びＳＳ値を低くすることができ、また、第一生物処理槽に生物処理液全てを入れた場合と比較して、余剰汚泥の発生量を約１／３〜１／４以下に抑制できた。従って、本発明の有機性排水処理装置を用いれば、生物処理液を、固液分離手段、排水ライン及び第一生物処理手段にそれぞれ適宜分配することができるので効率よく有機性排水を処理し、処理水の水質を悪化させることなく、余剰汚泥の発生量を抑制することが可能となる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例及び比較例により本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３２】
＜実施例１＞
工場排水を対象として、図３の処理フローの工程に基づいて実証試験を行った。第一生物処理槽では、一般的な活性汚泥法を用いた。第一固液分離槽は沈降分離法を用いた。可溶化処理には、アルカリ剤と物理的破砕処理を組み合わせて用いた。
工場排水（COD：200〜220mg/L、SS：30〜40mg/L）を1ｍ3の第一生物処理槽に供給し、8時間曝気処理した後、0.5ｍ3の槽を持つ第一固液分離槽で沈降分離を行い、固形物濃度約1%の濃縮汚泥を得る操作を、余剰汚泥として40L/dayを回収した。この回収した濃縮汚泥にNaOHを汚泥可溶化槽内液に対して、濃度0.05N（pH12.5程度）になるように添加して、パイプラインミキサー「パイプラインホモミクサーPL-2S」（PRIMIX（(株)）製品）にて高速攪拌（3600rpm）しながら、滞留時間2分間で汚泥の可溶化を行った。得られた可溶化液を12時間の滞留時間を持ち、担体が充填された第二生物処理槽で空気曝気処理を行った。第二生物処理工程後の処理液は第一生物処理槽と第一個液分離槽に2：1の割合で入れた。
また、第一生物処理槽では一定の処理能力を維持するために、槽内汚泥のMLSSを4000〜5000mg/Lになるように汚泥を抜き出して調整した。
結果、排出される処理水の水質はCOD：9〜11mg/L、SS：5〜6mg/L、pH：6.7であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は127g/monthであった。
【００３３】
＜実施例２＞
第一生物処理槽での滞留時間を16時間とし、処理液は第一固液分離槽に全て入れた。そのほかは実施例１と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD：8〜13mg/L、SS：4〜6mg/L、pH：6.7であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は106g/monthであった。
【００３４】
＜実施例３＞
実施例１に使用した工場排水を水道水で2倍希釈し、第一生物処理槽で6時間滞留するように供給した。第二生物処理槽では滞留時間を24時間とし、第二生物処理工程後の処理液は第一固液分離槽と処理水へ4：1の割合で入れる。その他は実施例１と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD：7〜11mg/L、SS：5〜13mg/L、pH：7.2であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は70g/monthであった。
【００３５】
＜実施例４＞
得られた可溶化液は硫酸を加え、pHが11になるように調整した後、この液を6時間の滞留時間を持つ第二生物処理槽で曝気処理し、得られた第二生物処理工程後の処理液を第一生物処理槽と第一個液分離槽に2：1の割合で入れた。その他は実施例１と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD：8〜11mg/L、SS：5〜10mg/L、pH：6.7あり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は126g/monthであった。
【００３６】
＜比較例１＞
工場排水を対象にして、図１の処理フローの工程に基づいて実証試験を行った。第一生物処理槽では、一般的な活性汚泥法を用いた。第一固液分離槽は沈降分離法を用いた。可溶化処理には、アルカリ剤と物理的破砕処理を組み合わせて用いた。
工場排水（COD：200〜220mg/L、SS：30〜40mg/L）を1ｍ3の第一生物処理槽に供給し、12時間曝気処理した後、0.5ｍ3の槽を持つ第一固液分離槽で沈降分離を行い、固形物濃度約1%の濃縮汚泥を得る操作を、余剰汚泥として40L/dayを回収した。この回収した濃縮汚泥にNaOHを汚泥可溶化槽内液に対して、濃度0.05N（pH12.5程度）になるように添加して、パイプラインミキサー「パイプラインホモミクサーPL-2S」（PRIMIX（(株)）製品）にて高速攪拌（3600rpm）しながら、滞留時間2分間で汚泥の可溶化を行った。得られた可溶化液を全て第一生物処理槽へ入れた。また、第一生物処理槽では一定の処理能力を維持するために、槽内汚泥のMLSSを4000〜5000mg/Lになるように汚泥を抜き出して調整した。
結果、排出される処理水の水質はCOD：13〜41mg/L、SS：5〜10mg/L、pH：6.7あり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は426g/monthであった。
【００３７】
＜比較例２＞
第二生物処理工程後の処理液を全て第一生物処理槽に入れ、その他は実施例１と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD： 7〜13mg/L、SS：5〜13mg/L、pH：7.0であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は390g/monthであった。
【００３８】
＜比較例３＞
第二生物処理工程後の処理液を全て第一生物処理槽に入れ、その他は実施例２と同じ条件で試験を行った。
結果、排出される処理水の水質はCOD：8〜13mg/L、SS：4〜9mg/L、pH：7.1であり、第一生物処理槽の抜き出し汚泥量は312g/monthであった。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の標準的な有機性排水処理装置を示す図である。
【図２】本発明の有機性排水処理装置の一態様を示す図である。
【図３】本発明の有機性排水処理装置の一態様を示す図である。
【図４】本発明の第二生物処理工程の一態様を示す図である。
【図５】本発明の第二生物処理工程の一態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 原水供給ライン
２ 第一生物処理槽
３ ライン
４ 第一固液分離槽
５ 排水ライン
６ 返送ライン
７ ライン
８ 廃棄ライン
９ 可溶化処理工程
１０ ライン
１１ 返送ライン
１２ ライン
１３ 第二生物処理工程
１４ 第二生物処理槽
１５ 排水返送手段
１６ 返送ライン
１７ 廃棄ライン
１８ 第二固液分離槽
１９ ライン
２０ 返送ライン
２１ 膜
２２ 返送ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を生物学的に処理する第一生物処理手段、
生物処理によって生成した混合物を処理水と汚泥に分離する固液分離手段、
該分離処理水を系外へ排出する排出ライン及び該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理へ返送する返送ライン、
該分離汚泥の他の一部をアルカリ剤の添加により可溶化処理する可溶化処理手段、
該可溶化液を生物学的に処理する第二生物処理手段、並びに
該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離手段及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種へ送る排出返送手段を備えた有機性排水処理装置。
【請求項２】
前記排出返送手段が、前記処理液を前記第一生物処理手段へ送る返送ラインをさらに備えたものである請求項１記載の有機性排水処理装置。
【請求項３】
前記可溶化処理手段が、アルカリ剤の添加と物理的破砕処理により可溶化処理するものである請求項１又は２記載の有機性排水処理装置。
【請求項４】
前記可溶化処理手段が、さらに可溶化液を酸による中和処理する手段を備えたものである請求項１〜３の何れか１項に記載の有機性排水処理装置。
【請求項５】
前記第二生物処理手段が、さらに微生物の製剤を添加する手段を備えたものである請求項１〜４の何れか１項に記載の有機性排水処理装置。
【請求項６】
第一生物処理工程において有機性排水を生物処理し、該生物処理によって生成した混合物を固液分離工程で処理水と汚泥に固液分離し、該処理水を系外へ排出し、また該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理工程に返送し、さらに該分離汚泥の他の一部を可溶化処理工程においてアルカリ剤の添加により可溶化せしめ、第二生物処理工程で該可溶化液を処理した後、該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離工程及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種並びに第一生物処理工程へ送る排出返送手段を備えた装置において、
該処理液を、前記固液分離工程及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種並びに前記第一生物処理工程にそれぞれへ任意の割合で分配して送ることを特徴とする有機性排水の処理方法。
【請求項１】
有機性排水を生物学的に処理する第一生物処理手段、
生物処理によって生成した混合物を処理水と汚泥に分離する固液分離手段、
該分離処理水を系外へ排出する排出ライン及び該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理へ返送する返送ライン、
該分離汚泥の他の一部をアルカリ剤の添加により可溶化処理する可溶化処理手段、
該可溶化液を生物学的に処理する第二生物処理手段、並びに
該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離手段及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種へ送る排出返送手段を備えた有機性排水処理装置。
【請求項２】
前記排出返送手段が、前記処理液を前記第一生物処理手段へ送る返送ラインをさらに備えたものである請求項１記載の有機性排水処理装置。
【請求項３】
前記可溶化処理手段が、アルカリ剤の添加と物理的破砕処理により可溶化処理するものである請求項１又は２記載の有機性排水処理装置。
【請求項４】
前記可溶化処理手段が、さらに可溶化液を酸による中和処理する手段を備えたものである請求項１〜３の何れか１項に記載の有機性排水処理装置。
【請求項５】
前記第二生物処理手段が、さらに微生物の製剤を添加する手段を備えたものである請求項１〜４の何れか１項に記載の有機性排水処理装置。
【請求項６】
第一生物処理工程において有機性排水を生物処理し、該生物処理によって生成した混合物を固液分離工程で処理水と汚泥に固液分離し、該処理水を系外へ排出し、また該分離汚泥の少なくとも一部を第一生物処理工程に返送し、さらに該分離汚泥の他の一部を可溶化処理工程においてアルカリ剤の添加により可溶化せしめ、第二生物処理工程で該可溶化液を処理した後、該第二生物処理手段による処理液を、前記固液分離工程及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種並びに第一生物処理工程へ送る排出返送手段を備えた装置において、
該処理液を、前記固液分離工程及び前記排出ラインから選ばれる少なくとも１種並びに前記第一生物処理工程にそれぞれへ任意の割合で分配して送ることを特徴とする有機性排水の処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−７５８５２（Ｐ２０１０−７５８５２Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４７５８４（Ｐ２００８−２４７５８４）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００１０５５６７）コスモ石油株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００１０５５６７）コスモ石油株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
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