活性汚泥装置及び処理方法
【課題】固定担体の充填量が少なくても、高いＢＯＤ負荷で処理が可能で、高いＢＯＤ容積負荷で運転しても汚泥発生率が低く、さらに処理水の水質悪化を防止することができる活性汚泥装置及び処理方法を提供する。
【解決手段】有機物含有水を処理する活性汚泥装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、曝気槽１と、生物処理槽２と、沈殿槽３とを備え、前記生物処理槽２が固定担体４と、散気手段７と、両者を分離するバッフル板５とを有し、前記沈殿槽３の汚泥を前記生物処理槽２に返送する返送手段をさらに備える、活性汚泥装置。
【解決手段】有機物含有水を処理する活性汚泥装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、曝気槽１と、生物処理槽２と、沈殿槽３とを備え、前記生物処理槽２が固定担体４と、散気手段７と、両者を分離するバッフル板５とを有し、前記沈殿槽３の汚泥を前記生物処理槽２に返送する返送手段をさらに備える、活性汚泥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物含有水を処理する活性汚泥装置、及び有機物含有水を活性汚泥装置により処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物処理槽に固定担体を有する活性汚泥装置は、有機物含有水の処理によく用いられている。活性汚泥浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ濃度）が従来の活性汚泥法の２０００〜５０００ｍｇ／Ｌに対して５０００〜１００００ｍｇ／Ｌと高めることができるため、処理槽の容積あたりのＢＯＤ処理能力を高めることができる。また、発生する余剰汚泥が少ないという利点も有する。特許文献１や特許文献２には様々な材質や形状の固定担体が開示され、生物処理槽が一個から数個に分割された活性汚泥装置が開示されている。固定担体は生物処理槽のほとんどに充填されるのが通常であるが、生物処理槽に使用される固定担体は高価である。コストを低減するために固定担体の量を削減すると、容積当りのＢＯＤ処理能力が低下したり、余剰汚泥が増加する問題があった。
【特許文献１】特開平０９−２５２７７０号公報
【特許文献２】特開平１０−９９８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる事情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、固定担体の充填量が少なくても、容積当りのＢＯＤ処理能力が高く、さらに余剰汚泥の増大を防止することができる、活性汚泥装置及び処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記課題に対して鋭意検討したところ、有機物含有水を処理する活性汚泥装置において、有機物含有水の流れ方向である上流から下流の方向に、直列に配置された、曝気槽と、生物処理槽と、沈殿槽とを備え、前記生物処理槽が固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有し、前記沈殿槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段をさらに備える構成により、上記課題を解決できるという知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は下記の通りである。
１．有機物含有水を処理する活性汚泥装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、曝気槽と、生物処理槽と、沈殿槽とを備え、前記生物処理槽が固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有し、前記沈殿槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段をさらに備える、活性汚泥装置。
２．前記生物処理槽が２つ以上に分割されている、１．に記載の活性汚泥装置。
３．前記固定担体が、芯材と該芯材に一部が固定された繊維状物とからなり、かつ該繊維状物を芯材回りに密生せしめて構成された固定担体である１又は２に記載の活性汚泥装置。
４．前記固定担体が、ラセン形状をなしている１．〜３．のいずれかに記載の活性汚泥装置。
５．前記繊維状物が、ポリ塩化ビニリデンである３．又は４．に記載の活性汚泥装置。
６．有機物含有水の処理方法であって、前記有機物含有水を曝気処理する工程、固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有する生物処理槽において、散気手段からの気泡を固定担体に当てずに散気し生物処理する工程、沈殿槽において、汚泥を分離する工程、および分離後の前記汚泥を、前記生物処理槽に返送する工程、を含む有機物含有水の処理方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の活性汚泥装置及び処理方法は、固定担体の充填量が少なくても、容積当りのＢＯＤ処理能力が高く、さらに余剰汚泥の増大を防止することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。
【０００８】
以下に、本発明の活性汚泥装置及び処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
本発明は、有機物含有水を処理する活性汚泥装置及び処理方法に関する。本発明における活性汚泥装置とは、水中に含有する有機物等を活性汚泥中に存在する微生物等により生物分解し、活性汚泥を沈殿槽により固液分離し、清澄な処理水を得る装置である。
図１は、本発明による有機物含有水を処理する活性汚泥装置の好ましい一の態様の概略図を示す。図１に示すように、有機物含有水が流れる上流から下流の方向に、直列に配置された曝気槽１と、固定担体と散気手段と両者を分離するバッフル板とを有する生物処理槽２と、沈殿槽３とを備える。さらに、本発明の活性汚泥装置は、前記沈殿槽における汚泥を固定担体を有する生物処理槽へ返送する手段である汚泥返送管６を備える。
【０００９】
本発明の活性汚泥装置における曝気槽は、通常の活性汚泥法に用いられるものを使用することができる。曝気槽において有機物含有水中のＢＯＤ成分は、７０〜９５％程度まで酸化分解することができる。曝気槽のＢＯＤ容積負荷は、１ｋｇ／ｍ3・日以上、例えば１〜２０ｋｇ／ｍ3・日とすることができる。
本発明の曝気槽における水力学的滞留時間（ＨＲＴ）は、２４ｈ以下、例えば０．５〜２４ｈとすることができる。汚泥濃度（ＭＬＳＳ）は流入する有機物含有水のＢＯＤ濃度により異なり、通常は１００〜１００００ｍｇ／Ｌとすることができる。曝気槽の水温は１５〜４０℃が好ましく、２０〜３７℃がより好ましく、２５〜３５℃がさらに好ましい。曝気槽のｐＨはかなり広い範囲で実施することができ、ｐＨ６から８の範囲が好ましい。曝気槽の溶存酸素（ＤＯ）は０．２ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、１ｍｇ／Ｌ以上がより好ましい。空気や酸素の曝気方式として、散気管や機械曝気を用いることができる。散気管を用いる場合は、旋回流方式や全面曝気方式が挙げられる。機械曝気としては、機械撹拌方式やエゼクタ方式が挙げられる。ＢＯＤ容積負荷が大きい場合は、効率のよい曝気方式を用いることが好ましい。
【００１０】
本発明の曝気槽において、有機物含有水中に窒素やりんが不足する場合は、栄養源として窒素やりんを添加することが好ましい。曝気槽は、必要に応じて２段以上の多段工程であってもよい。また、必要に応じて、流動担体や固定担体などの担体を有してもよいが、大量のＢＯＤ成分を分解するために曝気を充分にする必要があるため、流動担体が好ましい。流動担体として、ゲル状担体やプラスチック担体、繊維状担体などが挙げられる。一種類の担体や二種類以上の担体を組合せて使用することができる。流動担体の材料としては、ポリエチレングリコールやポリビニルアルコール、アクリルアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロース、ポリエステル等が挙げられる。流動担体の形状としては、球や立方体、円筒形、多孔質体が挙げられる。流動担体の大きさとしては、１〜２０ｍｍが好ましく、３〜１０ｍｍがさらに好ましい。流動担体を用いる場合はスクリーンで分離することが好ましい。流動担体の充填率としては槽容積の１〜５０％であることが好ましく、さらに２〜２０％であることがより好ましい。
【００１１】
曝気槽に用いる固定担体としては後の生物処理槽の項で述べる固定担体を用いることができる。流動担体や固定担体は曝気槽全体に有してもよいが、槽の一部に有するだけでも効果的である。沈殿槽や生物処理槽から曝気槽への返送汚泥は、通常は必要がないが、流入する有機物含有水の水量やＢＯＤ成分が大きく減少する場合等には曝気槽へ返送汚泥を添加する必要があるため、曝気槽へ返送汚泥を添加する手段を設置する。
【００１２】
この場合の返送汚泥量は、通水した有機物含有水量に対する容量比で１以下、例えば０．０１〜１にすることができる。なお、曝気槽に流入する有機物含有水の成分や処理量を均一に保つため、曝気槽の前段に調整槽を設置するのが好ましい。調整槽の容量は流入量及び流入成分の変動パターン、流量調整後の流量変動許容幅等を考慮して決定することができる。また、有機物含有水に懸濁物質（ＳＳ）、油分、有害金属等の生物処理に障害を与える成分が含まれている場合は、曝気槽の前段に沈殿槽、加圧浮上装置、凝集沈殿槽等の前処理手段を設置するのが好ましい。
【００１３】
本発明の活性汚泥装置における生物処理槽は、固定担体と散気手段と両者を分離するバッフル板を有する。本発明の生物処理槽は、前段の曝気槽からの排水を流入する構成であればよく、図１に例示するように、曝気槽にて曝気処理された有機物含有水をオーバーフローさせて、本発明の生物処理槽に流入することが好ましい。
【００１４】
本発明に用いられる生物処理槽ではＢＯＤ除去、ＣＯＤ除去、窒素除去、リン除去以外に、汚泥の自己消化や捕食、汚泥のフロック化が行われる。生物処理槽は、除去したいものによって種々の形態や運転条件を取ることができる。生物処理槽は、必要に応じて２段以上の多段工程であってもよい。生物処理槽は余剰汚泥の発生を少なくするため、又、糸状性バルキングを防止するために２段以上の多段工程が好ましく、食物連鎖を効率的に成立させる観点やコスト的な観点から３〜６段がより好ましい。ＢＯＤ除去が主な目的であれば、好気工程だけであってもよい。好気工程を行うための生物処理槽のＢＯＤ容積負荷は、前段の曝気槽で有機物含有水中のＢＯＤ成分は大部分除去されているので、５ｋｇ／ｍ3・日以下、例えば０．０５〜５ｋｇ／ｍ3・日で行うことができる。生物処理槽のＨＲＴは４８ｈ以下、例えば１〜４８ｈとすることができる。ＭＬＳＳは、通常は２０００〜２００００ｍｇ／Ｌとすることができ、５０００〜２００００ｍｇ／Ｌで行うのが好ましい。生物処理槽の水温は１５〜４０℃が好ましく、２０〜３７℃がより好ましく、２５〜３５℃がさらに好ましい。ｐＨはかなり広い範囲で実施することができ、ｐＨ６〜８の範囲が好ましい。生物処理槽のＤＯは０．２ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、１ｍｇ／Ｌ以上がより好ましい。
【００１５】
本発明に用いられる生物処理槽では、窒素やりんの除去を目的にさらに嫌気工程を設けることができる。窒素除去が必要な場合は、脱窒・硝化の二段や脱窒・硝化・第二脱窒・第二硝化の四段等とすることができる。硝化工程の水温は１０〜３５℃が好ましく、２０〜３０℃がより好ましい。生物処理槽におけるｐＨは６．８〜８．５が好ましく、生物処理槽のＤＯは２ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、生物処理槽の汚泥滞留時間（ＳＲＴ）は７日間以上とすることが好ましい。脱窒工程にＢＯＤ成分が不足する場合はメタノール等のＢＯＤ源を添加したり、ＢＯＤ成分を含む有機物含有水をステップフィードすることができる。
【００１６】
本発明に用いられる生物処理槽は、固定担体を有している。固定担体は、生物処理槽が種々の生物処理を担うため、細菌だけでなく原生動物や後生動物などの多様な微生物が生育するために用いられる。固定担体は特に限定されないが、形状としてはハニカム状、ラセン状、中空状、スポンジ状、網目状、棒状、線状などが挙げられ、微生物が多く生息でき生物処理槽の流動が良くなることからラセン状が好ましい。また、芯材と該芯材に一部が固定された繊維状物とからなり、かつ、該繊維状物を前記芯材回りに密生せしめて構成された固定担体が好ましい。また、前記芯材の形状は限定されないが、芯材がラセン形状をなしている固定担体が好ましい。芯材には、軟鉄、アルミ、銅などの金属、又は軟質塩化ビニルなどのプラスチックを使用することができる。金属製の芯材には腐食防止のため防水塗装やプラスチック被覆を施すことができる。芯材の直径は材質によって異なり、１ｍｍ以上７ｍｍ以下が好ましい。さらに、前記繊維状物の材質は特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタンなどが挙げられ、ポリ塩化ビニリデンが微生物の付着性がよいので好ましい。固定担体は、複数本の固定担体を適当な耐食性材料で製造されたフレームに保持させた固定担体ブロックにして、生物処理槽に浸漬して使用することができる。固定担体ブロックの高さは、生物処理槽の水深に適した高さのものを使用すればよく、０．５ｍ以上６ｍ以下であるのが好ましく、２ｍ以上４ｍ以下がより好ましい。
【００１７】
生物処理槽の水深は特に限定されないが、水深が浅いと曝気時の酸素溶解効率が低くなり、水深が深いと曝気時の圧力損失が高くなるため、水深は０．５ｍ以上１０ｍ以下が好ましく、さらに１．５ｍ以上５ｍ以下がより好ましい。
生物処理槽の固定担体の充填量は、固定担体充填量で表すことができる。ここで固定担体充填量とは「生物処理槽に充填された固定担体の長さ」を「生物処理槽にある活性汚泥の容量」で割り、単位ｍ／ｍ３で表したものである。本発明の生物処理槽における固定担体充填量は、特に限定されないが、１０から１００ｍ／ｍ３が好ましく、３０から７０ｍ／ｍ３がより好ましい。本発明で定義された曝気槽を有しない活性汚泥装置（例えば、比較例に用いた図３の装置）では、固定担体充填量は７０から１２０ｍ／ｍ３がよく用いられ、固定担体充填量を７０ｍ／ｍ３より少なくすると汚泥発生量が増加したり、ＢＯＤ容積負荷が上げられないなどの弊害が生じる。
【００１８】
固定担体の使用量は、固定担体ブロックの投影床面積１ｍ2当たり、固定担体の表面積として１００ｍ2以上３０００ｍ2以下が好ましい。また、１００ｍ2以上５００ｍ2以下であることがより好ましい。１００ｍ2以上あれば装置の設置面積効率がよく、５００ｍ2以下であれば、曝気によるエアーリフト効果が発揮されて上昇流と下降流とからなる均一な旋回流が得られ、微生物が成育しやすい環境が得られる。固定担体の表面積は更に好ましくは、２５０ｍ2以上３５０ｍ2以下である。
【００１９】
また、本発明に用いられる生物処理槽における担体としては、固定担体とともに曝気槽の項で述べた流動担体を使用することができる。担体は生物処理槽全体に有してもよく、槽の一部に有するだけでも効果的である。生物処理槽が２段以上の多段工程の場合、固定担体を用いた工程と流動担体を用いた工程を併用することもできる。
【００２０】
本発明に用いられる生物処理槽は、固定担体と散気手段とを分離するバッフル板を有している。バッフル板は固定担体に直接気泡が当たらずに、生物処理槽の曝気による旋回流を均一にする目的で用いられる。特にＢＯＤ負荷が高くＭＬＳＳを１０，０００ｍｇ／Ｌ以上にする場合は、バッフル板を用いることが効果的である。バッフル板は、散気管により生じる水流に沿うように、固定担体ブロックの近くに仕切壁とほぼ平行かつ垂直に設置することが望ましく、バッフル板の長さは、上端を生物処理槽の運転停止時の液面から０．１〜０．３ｍの位置に、下端を固定担体ブロックの下端と同じ位置にすることが好ましい。
【００２１】
バッフル板を用いると、生物処理槽の旋回流速が槽内に渡って均一になるため、槽内に設置された固定担体各々を通過する流速も均一となり、固定担体に汚泥が均一に付着することとなる。付着した汚泥の表面に好気性菌が、汚泥の内部には通性嫌気性菌が繁殖し、付着汚泥全体として、バランスの良い食物連鎖を形成する微生物生態系を築くことができる。その結果、余剰汚泥の増大を防止できる。また、旋回流速が均一であると、槽内の同一平面上では、溶存酸素濃度が均一となり、生物処理槽内の必要溶存酸素濃度を確保するための曝気量が最小限で済み、電力費を低減することができる。
【００２２】
固定担体と散気手段とを分離するバッフル板を用いているので、散気手段より生じた気泡が上昇流を発生させ、この流れが槽全体を旋回する。バッフル板で固定担体と散気手段を分離しているので、散気手段から生じた気泡が直接固定担体に接触せず、固定担体の上方から下降流として固定担体を通過する。このことによって固定担体には汚泥と共に後生動物のミミズやクマムシ、原生動物のゾウリムシ、ワムシ等が付着し、食物連鎖を成立させる事ができる。
【００２３】
本発明の活性汚泥装置における沈殿槽は、前段の生物処理槽から流入する活性汚泥混合液を沈殿分離し清澄な処理水を得るものである。本発明の沈殿槽は、前段の生物処理槽からの排水を流入する構成であればよく、図１に例示するように、生物処理槽における排水のオーバーフローにより、本発明の沈殿槽に流入することが好ましい。
ＭＬＳＳの調整は、余剰汚泥として引抜くか、生物処理槽への汚泥返送量により行うことができる。余剰汚泥の引抜き量は、流入ＢＯＤ量に対する重量比率で５〜２０％とすることができる。
【００２４】
本発明の活性汚泥装置は、沈殿槽において分離された汚泥を、前述した生物処理槽へ返送する手段を備える。沈殿槽において分離された汚泥を返送する手段は特に限定されないが、通常の汚泥ポンプを使用することができる。返送汚泥量は特に限定されないが、返送汚泥量が少ないと沈殿槽のＭＬＳＳが高くなりすぎ、多いと電力費が高くなる。通水した有機物含有水量（Ｑ）に対する汚泥返送比（容量比）は、好ましくは１〜５であり、より好ましくは２〜４である。先に述べたように汚泥の返送は、生物処理槽だけでなく必要に応じて、一部を曝気槽にも返送することができる。
【００２５】
本発明の活性汚泥装置には、上記の槽及び手段以外に、必要に応じて、他の装置や手段、槽などを併設することができる。例えば、前処理として、ストリッピング装置や加圧浮上装置、オイルスキマー、凝集沈殿装置、ろ過装置、膜分離装置、調整槽等が挙げられる。汚泥処理として、ベルトプレスやフィルタープレス、遠心脱水機、多重円板脱水機、汚泥可溶化装置、嫌気性消化装置等が挙げられる。後処理として、活性炭吸着やオゾン発生装置、紫外線照射装置、殺菌剤添加装置、イオン交換装置、イオン吸着装置、逆浸透膜（ＲＯ膜）等が挙げられる。膜分離活性汚泥装置の生物処理を順調に実行するものとして、ｐＨ調整装置や温度調整装置、メタノール添加装置、消泡剤添加装置、無機凝集剤添加装置、分離膜用薬液洗浄槽、脱臭装置等が挙げられる。
【００２６】
次に、本発明の有機物含有水の処理方法について説明する。本発明の処理方法は、前記有機物含有水を曝気処理する工程と、固定担体と散気手段と両者を分離するバッフル板とを有する生物処理槽において、散気手段からの気泡を固定担体に当てずに散気し生物処理する工程と、沈殿槽において、汚泥を分離する工程と、分離後の前記汚泥を、前記生物処理槽に返送する工程と、を含む。
曝気処理工程では、有機物含有水の有機成分を酸化分解させる。また、生物処理工程では、曝気槽に曝気処理された有機物含有水を流入し、固定担体を有する生物処理槽において、ＢＯＤ除去、窒素除去、リン除去以外に、汚泥の自己消化や捕食、汚泥のフロック化が行われる。次に、沈殿槽において、生物処理槽から流入する汚泥混合液を沈殿により汚泥を分離するとともに、清澄な処理水を得る。
【００２７】
本発明の処理方法では、沈殿槽において分離された汚泥を、固定担体を有する生物処理槽へ返送し、前述の生物処理槽における生物処理工程を行う。このように、一度分離された汚泥を、再度生物処理を行うことで、高いＢＯＤ負荷において、余剰汚泥の発生を低減することができる。
【実施例】
【００２８】
以下では、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
まず、本発明の実施例及び比較例で用いた分析方法について、簡単に説明する。
＜ＢＯＤ容積負荷＞
ＢＯＤ容積負荷は、[一日あたりに流入させた有機物含有水中のＢＯＤ成分の重量]を、[曝気槽と生物処理槽にある活性汚泥の容量]で割り、単位ｋｇ／ｍ3・日で表示した。
汚泥発生率は、[引抜いた汚泥中の固形分の重量]を、[流入させた有機物含有水中のＢＯＤ成分の重量]で割り、百分率（％）で表示した。
＜固定担体充填量＞
固定担体充填量は、「曝気槽と生物処理槽に充填された固定担体の長さ」を、「曝気槽と生物処理槽にある活性汚泥の容量」で割り、単位ｍ／ｍ3で表示した。
【００２９】
（実施例１）
本実施例に用いた活性汚泥装置を図１に示す。曝気槽１（容量６Ｌ）、生物処理槽２（容量１８Ｌ）及び沈殿槽３（容量４Ｌ）は、有機物含有水が流れる上流から下流の方向に、直列に連結されている。曝気槽と生物処理槽には、それぞれ散気管７が設置されており曝気が可能である。生物処理槽は３段に等分されており、第２段と第３段に固定担体４と散気管と両者を分離するバッフル板５とが設置されている。固定担体は、ポリ塩化ビニリデン繊維を長さ１．５ｃｍのループ状にしてその一部をプラスチック被覆された銅製の芯材に密生するように固定し、長さ６０ｃｍで外径が８ｃｍのラセン状にしたものを用いた。沈殿槽中の活性汚泥は送液ポンプにより汚泥返送管６を通して生物処理槽の第一段に返送される。汚泥返送比は２とした。水温は２５℃で実施した。有機物含有水としてスキムミルク水溶液（ＢＯＤ約１０００ｍｇ／Ｌ）を用いた。約３週間の馴養運転後、スキムミルク水溶液を４８Ｌ／日流入し、ＢＯＤ容積負荷を２ｋｇ／ｍ3・日の一定とした。この時のＨＲＴは１２時間となる。沈殿槽の活性汚泥を適宜引抜き、生物処理槽のＭＬＳＳが約１００００ｍｇ／Ｌになるように調整した。曝気槽のＭＬＳＳは約３００から９００ｍｇ／Ｌであった。運転期間中に曝気槽の発泡が見られたのでノニオン系消泡剤を適宜添加した。重曹を適宜添加しｐＨが約７になるように調整した。処理水のＢＯＤは５ｍｇ／Ｌ以下と良好であった。また、生物処理槽には原生動物及び後生動物が棲みつき、食物連鎖を作っており、汚泥発生率も１３％と良好であった。結果を表１に示す。
【００３０】
（実施例２）
本実施例に用いた活性汚泥装置を図２に示す。生物処理槽の第１段を嫌気処理とした。第１段には散気管が設置されておらず、汚泥を撹拌するための撹拌装置１０を設置した。また、嫌気処理における脱窒のためのＢＯＤ成分を補うために、流入する有機物含有水の３０％（０．３Ｑ）を生物処理槽の第一段にステップフィードした。それ以外は実施例１と同様に行った。処理水の全窒素（ＴＮ）は１５ｍｇ／Ｌと良好であった。生物処理槽には原生動物及び後生動物が棲みつき、食物連鎖を作っており、汚泥発生率も１６％と良好であった。結果を表１に示す。
【００３１】
（比較例１）
本比較例に用いた活性汚泥装置を図３に示す。曝気槽がなく、生物処理槽（容量２４Ｌ）及び沈殿槽（容量４Ｌ）は、有機物含有水が流れる上流から下流の方向に、直列に連結されている。生物処理槽は４段に等分されそれぞれに散気管と固定担体を設置した。それ以外は、実施例１と同様に行った。馴養後、約２週間ＢＯＤ容積負荷２ｋｇ／ｍ3・日を続けた後、糸状性バルキングが発生したので、以降はＢＯＤ容積負荷を１．５ｋｇ／ｍ3・日に下げて行った。バッフル板が無いためか、固定担体から流出する原生動物及び後生動物が観測され、汚泥発生率も２５％と高かった。結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例２）
比較例１に用いた活性汚泥装置の第１段から第４段のすべてにバッフル板を設置した。それ以外は、比較例１と同様に行った。馴養後、約２週間ＢＯＤ容積負荷２ｋｇ／ｍ3・日を続けた後、糸状性バルキングが発生したので、以降はＢＯＤ容積負荷を１．５ｋｇ／ｍ3・日に下げて行った。実施例１および２と比較して、ＢＯＤ容積負荷が低く、固定担体充填量が多いにもかかわらず、汚泥発生率は２２％と高かった。結果を表１に示す。
【００３３】
（比較例３）
実施例１に用いた活性汚泥装置の生物処理槽からバッフル板を取外した。それ以外は、実施例１と同様に行った。約３週間の馴養後、ＢＯＤ容積負荷を２ｋｇ／ｍ3・日の一定とした。バッフル板が無いためか、固定担体から流出する原生動物及び後生動物が観測され、汚泥発生率も２５％と高かった。結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１に示す結果から、本発明の活性汚泥装置は、比較例より固定担体充填量が少ないにも関わらず、ＢＯＤ容積負荷が大きくとれ、さらに汚泥発生率が少ないことが理解できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、食品や化学等の産業排水、酪農施設等からの排水、レストラン厨房や家庭等からの排水、下水やし尿等の公共排水等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１で用いた本発明の活性汚泥装置の説明図である。
【図２】実施例２で用いた本発明の活性汚泥装置の説明図である。
【図３】比較例１で用いた活性汚泥装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 曝気槽
２ 生物処理槽
３ 沈殿槽
４ 固定担体
５ バッフル板
６ 汚泥返送管
７ 散気管
８ 有機物含有水
９ 処理水
１０ 撹拌装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物含有水を処理する活性汚泥装置、及び有機物含有水を活性汚泥装置により処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物処理槽に固定担体を有する活性汚泥装置は、有機物含有水の処理によく用いられている。活性汚泥浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ濃度）が従来の活性汚泥法の２０００〜５０００ｍｇ／Ｌに対して５０００〜１００００ｍｇ／Ｌと高めることができるため、処理槽の容積あたりのＢＯＤ処理能力を高めることができる。また、発生する余剰汚泥が少ないという利点も有する。特許文献１や特許文献２には様々な材質や形状の固定担体が開示され、生物処理槽が一個から数個に分割された活性汚泥装置が開示されている。固定担体は生物処理槽のほとんどに充填されるのが通常であるが、生物処理槽に使用される固定担体は高価である。コストを低減するために固定担体の量を削減すると、容積当りのＢＯＤ処理能力が低下したり、余剰汚泥が増加する問題があった。
【特許文献１】特開平０９−２５２７７０号公報
【特許文献２】特開平１０−９９８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる事情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、固定担体の充填量が少なくても、容積当りのＢＯＤ処理能力が高く、さらに余剰汚泥の増大を防止することができる、活性汚泥装置及び処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記課題に対して鋭意検討したところ、有機物含有水を処理する活性汚泥装置において、有機物含有水の流れ方向である上流から下流の方向に、直列に配置された、曝気槽と、生物処理槽と、沈殿槽とを備え、前記生物処理槽が固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有し、前記沈殿槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段をさらに備える構成により、上記課題を解決できるという知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は下記の通りである。
１．有機物含有水を処理する活性汚泥装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、曝気槽と、生物処理槽と、沈殿槽とを備え、前記生物処理槽が固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有し、前記沈殿槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段をさらに備える、活性汚泥装置。
２．前記生物処理槽が２つ以上に分割されている、１．に記載の活性汚泥装置。
３．前記固定担体が、芯材と該芯材に一部が固定された繊維状物とからなり、かつ該繊維状物を芯材回りに密生せしめて構成された固定担体である１又は２に記載の活性汚泥装置。
４．前記固定担体が、ラセン形状をなしている１．〜３．のいずれかに記載の活性汚泥装置。
５．前記繊維状物が、ポリ塩化ビニリデンである３．又は４．に記載の活性汚泥装置。
６．有機物含有水の処理方法であって、前記有機物含有水を曝気処理する工程、固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有する生物処理槽において、散気手段からの気泡を固定担体に当てずに散気し生物処理する工程、沈殿槽において、汚泥を分離する工程、および分離後の前記汚泥を、前記生物処理槽に返送する工程、を含む有機物含有水の処理方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の活性汚泥装置及び処理方法は、固定担体の充填量が少なくても、容積当りのＢＯＤ処理能力が高く、さらに余剰汚泥の増大を防止することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。
【０００８】
以下に、本発明の活性汚泥装置及び処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
本発明は、有機物含有水を処理する活性汚泥装置及び処理方法に関する。本発明における活性汚泥装置とは、水中に含有する有機物等を活性汚泥中に存在する微生物等により生物分解し、活性汚泥を沈殿槽により固液分離し、清澄な処理水を得る装置である。
図１は、本発明による有機物含有水を処理する活性汚泥装置の好ましい一の態様の概略図を示す。図１に示すように、有機物含有水が流れる上流から下流の方向に、直列に配置された曝気槽１と、固定担体と散気手段と両者を分離するバッフル板とを有する生物処理槽２と、沈殿槽３とを備える。さらに、本発明の活性汚泥装置は、前記沈殿槽における汚泥を固定担体を有する生物処理槽へ返送する手段である汚泥返送管６を備える。
【０００９】
本発明の活性汚泥装置における曝気槽は、通常の活性汚泥法に用いられるものを使用することができる。曝気槽において有機物含有水中のＢＯＤ成分は、７０〜９５％程度まで酸化分解することができる。曝気槽のＢＯＤ容積負荷は、１ｋｇ／ｍ3・日以上、例えば１〜２０ｋｇ／ｍ3・日とすることができる。
本発明の曝気槽における水力学的滞留時間（ＨＲＴ）は、２４ｈ以下、例えば０．５〜２４ｈとすることができる。汚泥濃度（ＭＬＳＳ）は流入する有機物含有水のＢＯＤ濃度により異なり、通常は１００〜１００００ｍｇ／Ｌとすることができる。曝気槽の水温は１５〜４０℃が好ましく、２０〜３７℃がより好ましく、２５〜３５℃がさらに好ましい。曝気槽のｐＨはかなり広い範囲で実施することができ、ｐＨ６から８の範囲が好ましい。曝気槽の溶存酸素（ＤＯ）は０．２ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、１ｍｇ／Ｌ以上がより好ましい。空気や酸素の曝気方式として、散気管や機械曝気を用いることができる。散気管を用いる場合は、旋回流方式や全面曝気方式が挙げられる。機械曝気としては、機械撹拌方式やエゼクタ方式が挙げられる。ＢＯＤ容積負荷が大きい場合は、効率のよい曝気方式を用いることが好ましい。
【００１０】
本発明の曝気槽において、有機物含有水中に窒素やりんが不足する場合は、栄養源として窒素やりんを添加することが好ましい。曝気槽は、必要に応じて２段以上の多段工程であってもよい。また、必要に応じて、流動担体や固定担体などの担体を有してもよいが、大量のＢＯＤ成分を分解するために曝気を充分にする必要があるため、流動担体が好ましい。流動担体として、ゲル状担体やプラスチック担体、繊維状担体などが挙げられる。一種類の担体や二種類以上の担体を組合せて使用することができる。流動担体の材料としては、ポリエチレングリコールやポリビニルアルコール、アクリルアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロース、ポリエステル等が挙げられる。流動担体の形状としては、球や立方体、円筒形、多孔質体が挙げられる。流動担体の大きさとしては、１〜２０ｍｍが好ましく、３〜１０ｍｍがさらに好ましい。流動担体を用いる場合はスクリーンで分離することが好ましい。流動担体の充填率としては槽容積の１〜５０％であることが好ましく、さらに２〜２０％であることがより好ましい。
【００１１】
曝気槽に用いる固定担体としては後の生物処理槽の項で述べる固定担体を用いることができる。流動担体や固定担体は曝気槽全体に有してもよいが、槽の一部に有するだけでも効果的である。沈殿槽や生物処理槽から曝気槽への返送汚泥は、通常は必要がないが、流入する有機物含有水の水量やＢＯＤ成分が大きく減少する場合等には曝気槽へ返送汚泥を添加する必要があるため、曝気槽へ返送汚泥を添加する手段を設置する。
【００１２】
この場合の返送汚泥量は、通水した有機物含有水量に対する容量比で１以下、例えば０．０１〜１にすることができる。なお、曝気槽に流入する有機物含有水の成分や処理量を均一に保つため、曝気槽の前段に調整槽を設置するのが好ましい。調整槽の容量は流入量及び流入成分の変動パターン、流量調整後の流量変動許容幅等を考慮して決定することができる。また、有機物含有水に懸濁物質（ＳＳ）、油分、有害金属等の生物処理に障害を与える成分が含まれている場合は、曝気槽の前段に沈殿槽、加圧浮上装置、凝集沈殿槽等の前処理手段を設置するのが好ましい。
【００１３】
本発明の活性汚泥装置における生物処理槽は、固定担体と散気手段と両者を分離するバッフル板を有する。本発明の生物処理槽は、前段の曝気槽からの排水を流入する構成であればよく、図１に例示するように、曝気槽にて曝気処理された有機物含有水をオーバーフローさせて、本発明の生物処理槽に流入することが好ましい。
【００１４】
本発明に用いられる生物処理槽ではＢＯＤ除去、ＣＯＤ除去、窒素除去、リン除去以外に、汚泥の自己消化や捕食、汚泥のフロック化が行われる。生物処理槽は、除去したいものによって種々の形態や運転条件を取ることができる。生物処理槽は、必要に応じて２段以上の多段工程であってもよい。生物処理槽は余剰汚泥の発生を少なくするため、又、糸状性バルキングを防止するために２段以上の多段工程が好ましく、食物連鎖を効率的に成立させる観点やコスト的な観点から３〜６段がより好ましい。ＢＯＤ除去が主な目的であれば、好気工程だけであってもよい。好気工程を行うための生物処理槽のＢＯＤ容積負荷は、前段の曝気槽で有機物含有水中のＢＯＤ成分は大部分除去されているので、５ｋｇ／ｍ3・日以下、例えば０．０５〜５ｋｇ／ｍ3・日で行うことができる。生物処理槽のＨＲＴは４８ｈ以下、例えば１〜４８ｈとすることができる。ＭＬＳＳは、通常は２０００〜２００００ｍｇ／Ｌとすることができ、５０００〜２００００ｍｇ／Ｌで行うのが好ましい。生物処理槽の水温は１５〜４０℃が好ましく、２０〜３７℃がより好ましく、２５〜３５℃がさらに好ましい。ｐＨはかなり広い範囲で実施することができ、ｐＨ６〜８の範囲が好ましい。生物処理槽のＤＯは０．２ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、１ｍｇ／Ｌ以上がより好ましい。
【００１５】
本発明に用いられる生物処理槽では、窒素やりんの除去を目的にさらに嫌気工程を設けることができる。窒素除去が必要な場合は、脱窒・硝化の二段や脱窒・硝化・第二脱窒・第二硝化の四段等とすることができる。硝化工程の水温は１０〜３５℃が好ましく、２０〜３０℃がより好ましい。生物処理槽におけるｐＨは６．８〜８．５が好ましく、生物処理槽のＤＯは２ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、生物処理槽の汚泥滞留時間（ＳＲＴ）は７日間以上とすることが好ましい。脱窒工程にＢＯＤ成分が不足する場合はメタノール等のＢＯＤ源を添加したり、ＢＯＤ成分を含む有機物含有水をステップフィードすることができる。
【００１６】
本発明に用いられる生物処理槽は、固定担体を有している。固定担体は、生物処理槽が種々の生物処理を担うため、細菌だけでなく原生動物や後生動物などの多様な微生物が生育するために用いられる。固定担体は特に限定されないが、形状としてはハニカム状、ラセン状、中空状、スポンジ状、網目状、棒状、線状などが挙げられ、微生物が多く生息でき生物処理槽の流動が良くなることからラセン状が好ましい。また、芯材と該芯材に一部が固定された繊維状物とからなり、かつ、該繊維状物を前記芯材回りに密生せしめて構成された固定担体が好ましい。また、前記芯材の形状は限定されないが、芯材がラセン形状をなしている固定担体が好ましい。芯材には、軟鉄、アルミ、銅などの金属、又は軟質塩化ビニルなどのプラスチックを使用することができる。金属製の芯材には腐食防止のため防水塗装やプラスチック被覆を施すことができる。芯材の直径は材質によって異なり、１ｍｍ以上７ｍｍ以下が好ましい。さらに、前記繊維状物の材質は特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタンなどが挙げられ、ポリ塩化ビニリデンが微生物の付着性がよいので好ましい。固定担体は、複数本の固定担体を適当な耐食性材料で製造されたフレームに保持させた固定担体ブロックにして、生物処理槽に浸漬して使用することができる。固定担体ブロックの高さは、生物処理槽の水深に適した高さのものを使用すればよく、０．５ｍ以上６ｍ以下であるのが好ましく、２ｍ以上４ｍ以下がより好ましい。
【００１７】
生物処理槽の水深は特に限定されないが、水深が浅いと曝気時の酸素溶解効率が低くなり、水深が深いと曝気時の圧力損失が高くなるため、水深は０．５ｍ以上１０ｍ以下が好ましく、さらに１．５ｍ以上５ｍ以下がより好ましい。
生物処理槽の固定担体の充填量は、固定担体充填量で表すことができる。ここで固定担体充填量とは「生物処理槽に充填された固定担体の長さ」を「生物処理槽にある活性汚泥の容量」で割り、単位ｍ／ｍ３で表したものである。本発明の生物処理槽における固定担体充填量は、特に限定されないが、１０から１００ｍ／ｍ３が好ましく、３０から７０ｍ／ｍ３がより好ましい。本発明で定義された曝気槽を有しない活性汚泥装置（例えば、比較例に用いた図３の装置）では、固定担体充填量は７０から１２０ｍ／ｍ３がよく用いられ、固定担体充填量を７０ｍ／ｍ３より少なくすると汚泥発生量が増加したり、ＢＯＤ容積負荷が上げられないなどの弊害が生じる。
【００１８】
固定担体の使用量は、固定担体ブロックの投影床面積１ｍ2当たり、固定担体の表面積として１００ｍ2以上３０００ｍ2以下が好ましい。また、１００ｍ2以上５００ｍ2以下であることがより好ましい。１００ｍ2以上あれば装置の設置面積効率がよく、５００ｍ2以下であれば、曝気によるエアーリフト効果が発揮されて上昇流と下降流とからなる均一な旋回流が得られ、微生物が成育しやすい環境が得られる。固定担体の表面積は更に好ましくは、２５０ｍ2以上３５０ｍ2以下である。
【００１９】
また、本発明に用いられる生物処理槽における担体としては、固定担体とともに曝気槽の項で述べた流動担体を使用することができる。担体は生物処理槽全体に有してもよく、槽の一部に有するだけでも効果的である。生物処理槽が２段以上の多段工程の場合、固定担体を用いた工程と流動担体を用いた工程を併用することもできる。
【００２０】
本発明に用いられる生物処理槽は、固定担体と散気手段とを分離するバッフル板を有している。バッフル板は固定担体に直接気泡が当たらずに、生物処理槽の曝気による旋回流を均一にする目的で用いられる。特にＢＯＤ負荷が高くＭＬＳＳを１０，０００ｍｇ／Ｌ以上にする場合は、バッフル板を用いることが効果的である。バッフル板は、散気管により生じる水流に沿うように、固定担体ブロックの近くに仕切壁とほぼ平行かつ垂直に設置することが望ましく、バッフル板の長さは、上端を生物処理槽の運転停止時の液面から０．１〜０．３ｍの位置に、下端を固定担体ブロックの下端と同じ位置にすることが好ましい。
【００２１】
バッフル板を用いると、生物処理槽の旋回流速が槽内に渡って均一になるため、槽内に設置された固定担体各々を通過する流速も均一となり、固定担体に汚泥が均一に付着することとなる。付着した汚泥の表面に好気性菌が、汚泥の内部には通性嫌気性菌が繁殖し、付着汚泥全体として、バランスの良い食物連鎖を形成する微生物生態系を築くことができる。その結果、余剰汚泥の増大を防止できる。また、旋回流速が均一であると、槽内の同一平面上では、溶存酸素濃度が均一となり、生物処理槽内の必要溶存酸素濃度を確保するための曝気量が最小限で済み、電力費を低減することができる。
【００２２】
固定担体と散気手段とを分離するバッフル板を用いているので、散気手段より生じた気泡が上昇流を発生させ、この流れが槽全体を旋回する。バッフル板で固定担体と散気手段を分離しているので、散気手段から生じた気泡が直接固定担体に接触せず、固定担体の上方から下降流として固定担体を通過する。このことによって固定担体には汚泥と共に後生動物のミミズやクマムシ、原生動物のゾウリムシ、ワムシ等が付着し、食物連鎖を成立させる事ができる。
【００２３】
本発明の活性汚泥装置における沈殿槽は、前段の生物処理槽から流入する活性汚泥混合液を沈殿分離し清澄な処理水を得るものである。本発明の沈殿槽は、前段の生物処理槽からの排水を流入する構成であればよく、図１に例示するように、生物処理槽における排水のオーバーフローにより、本発明の沈殿槽に流入することが好ましい。
ＭＬＳＳの調整は、余剰汚泥として引抜くか、生物処理槽への汚泥返送量により行うことができる。余剰汚泥の引抜き量は、流入ＢＯＤ量に対する重量比率で５〜２０％とすることができる。
【００２４】
本発明の活性汚泥装置は、沈殿槽において分離された汚泥を、前述した生物処理槽へ返送する手段を備える。沈殿槽において分離された汚泥を返送する手段は特に限定されないが、通常の汚泥ポンプを使用することができる。返送汚泥量は特に限定されないが、返送汚泥量が少ないと沈殿槽のＭＬＳＳが高くなりすぎ、多いと電力費が高くなる。通水した有機物含有水量（Ｑ）に対する汚泥返送比（容量比）は、好ましくは１〜５であり、より好ましくは２〜４である。先に述べたように汚泥の返送は、生物処理槽だけでなく必要に応じて、一部を曝気槽にも返送することができる。
【００２５】
本発明の活性汚泥装置には、上記の槽及び手段以外に、必要に応じて、他の装置や手段、槽などを併設することができる。例えば、前処理として、ストリッピング装置や加圧浮上装置、オイルスキマー、凝集沈殿装置、ろ過装置、膜分離装置、調整槽等が挙げられる。汚泥処理として、ベルトプレスやフィルタープレス、遠心脱水機、多重円板脱水機、汚泥可溶化装置、嫌気性消化装置等が挙げられる。後処理として、活性炭吸着やオゾン発生装置、紫外線照射装置、殺菌剤添加装置、イオン交換装置、イオン吸着装置、逆浸透膜（ＲＯ膜）等が挙げられる。膜分離活性汚泥装置の生物処理を順調に実行するものとして、ｐＨ調整装置や温度調整装置、メタノール添加装置、消泡剤添加装置、無機凝集剤添加装置、分離膜用薬液洗浄槽、脱臭装置等が挙げられる。
【００２６】
次に、本発明の有機物含有水の処理方法について説明する。本発明の処理方法は、前記有機物含有水を曝気処理する工程と、固定担体と散気手段と両者を分離するバッフル板とを有する生物処理槽において、散気手段からの気泡を固定担体に当てずに散気し生物処理する工程と、沈殿槽において、汚泥を分離する工程と、分離後の前記汚泥を、前記生物処理槽に返送する工程と、を含む。
曝気処理工程では、有機物含有水の有機成分を酸化分解させる。また、生物処理工程では、曝気槽に曝気処理された有機物含有水を流入し、固定担体を有する生物処理槽において、ＢＯＤ除去、窒素除去、リン除去以外に、汚泥の自己消化や捕食、汚泥のフロック化が行われる。次に、沈殿槽において、生物処理槽から流入する汚泥混合液を沈殿により汚泥を分離するとともに、清澄な処理水を得る。
【００２７】
本発明の処理方法では、沈殿槽において分離された汚泥を、固定担体を有する生物処理槽へ返送し、前述の生物処理槽における生物処理工程を行う。このように、一度分離された汚泥を、再度生物処理を行うことで、高いＢＯＤ負荷において、余剰汚泥の発生を低減することができる。
【実施例】
【００２８】
以下では、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
まず、本発明の実施例及び比較例で用いた分析方法について、簡単に説明する。
＜ＢＯＤ容積負荷＞
ＢＯＤ容積負荷は、[一日あたりに流入させた有機物含有水中のＢＯＤ成分の重量]を、[曝気槽と生物処理槽にある活性汚泥の容量]で割り、単位ｋｇ／ｍ3・日で表示した。
汚泥発生率は、[引抜いた汚泥中の固形分の重量]を、[流入させた有機物含有水中のＢＯＤ成分の重量]で割り、百分率（％）で表示した。
＜固定担体充填量＞
固定担体充填量は、「曝気槽と生物処理槽に充填された固定担体の長さ」を、「曝気槽と生物処理槽にある活性汚泥の容量」で割り、単位ｍ／ｍ3で表示した。
【００２９】
（実施例１）
本実施例に用いた活性汚泥装置を図１に示す。曝気槽１（容量６Ｌ）、生物処理槽２（容量１８Ｌ）及び沈殿槽３（容量４Ｌ）は、有機物含有水が流れる上流から下流の方向に、直列に連結されている。曝気槽と生物処理槽には、それぞれ散気管７が設置されており曝気が可能である。生物処理槽は３段に等分されており、第２段と第３段に固定担体４と散気管と両者を分離するバッフル板５とが設置されている。固定担体は、ポリ塩化ビニリデン繊維を長さ１．５ｃｍのループ状にしてその一部をプラスチック被覆された銅製の芯材に密生するように固定し、長さ６０ｃｍで外径が８ｃｍのラセン状にしたものを用いた。沈殿槽中の活性汚泥は送液ポンプにより汚泥返送管６を通して生物処理槽の第一段に返送される。汚泥返送比は２とした。水温は２５℃で実施した。有機物含有水としてスキムミルク水溶液（ＢＯＤ約１０００ｍｇ／Ｌ）を用いた。約３週間の馴養運転後、スキムミルク水溶液を４８Ｌ／日流入し、ＢＯＤ容積負荷を２ｋｇ／ｍ3・日の一定とした。この時のＨＲＴは１２時間となる。沈殿槽の活性汚泥を適宜引抜き、生物処理槽のＭＬＳＳが約１００００ｍｇ／Ｌになるように調整した。曝気槽のＭＬＳＳは約３００から９００ｍｇ／Ｌであった。運転期間中に曝気槽の発泡が見られたのでノニオン系消泡剤を適宜添加した。重曹を適宜添加しｐＨが約７になるように調整した。処理水のＢＯＤは５ｍｇ／Ｌ以下と良好であった。また、生物処理槽には原生動物及び後生動物が棲みつき、食物連鎖を作っており、汚泥発生率も１３％と良好であった。結果を表１に示す。
【００３０】
（実施例２）
本実施例に用いた活性汚泥装置を図２に示す。生物処理槽の第１段を嫌気処理とした。第１段には散気管が設置されておらず、汚泥を撹拌するための撹拌装置１０を設置した。また、嫌気処理における脱窒のためのＢＯＤ成分を補うために、流入する有機物含有水の３０％（０．３Ｑ）を生物処理槽の第一段にステップフィードした。それ以外は実施例１と同様に行った。処理水の全窒素（ＴＮ）は１５ｍｇ／Ｌと良好であった。生物処理槽には原生動物及び後生動物が棲みつき、食物連鎖を作っており、汚泥発生率も１６％と良好であった。結果を表１に示す。
【００３１】
（比較例１）
本比較例に用いた活性汚泥装置を図３に示す。曝気槽がなく、生物処理槽（容量２４Ｌ）及び沈殿槽（容量４Ｌ）は、有機物含有水が流れる上流から下流の方向に、直列に連結されている。生物処理槽は４段に等分されそれぞれに散気管と固定担体を設置した。それ以外は、実施例１と同様に行った。馴養後、約２週間ＢＯＤ容積負荷２ｋｇ／ｍ3・日を続けた後、糸状性バルキングが発生したので、以降はＢＯＤ容積負荷を１．５ｋｇ／ｍ3・日に下げて行った。バッフル板が無いためか、固定担体から流出する原生動物及び後生動物が観測され、汚泥発生率も２５％と高かった。結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例２）
比較例１に用いた活性汚泥装置の第１段から第４段のすべてにバッフル板を設置した。それ以外は、比較例１と同様に行った。馴養後、約２週間ＢＯＤ容積負荷２ｋｇ／ｍ3・日を続けた後、糸状性バルキングが発生したので、以降はＢＯＤ容積負荷を１．５ｋｇ／ｍ3・日に下げて行った。実施例１および２と比較して、ＢＯＤ容積負荷が低く、固定担体充填量が多いにもかかわらず、汚泥発生率は２２％と高かった。結果を表１に示す。
【００３３】
（比較例３）
実施例１に用いた活性汚泥装置の生物処理槽からバッフル板を取外した。それ以外は、実施例１と同様に行った。約３週間の馴養後、ＢＯＤ容積負荷を２ｋｇ／ｍ3・日の一定とした。バッフル板が無いためか、固定担体から流出する原生動物及び後生動物が観測され、汚泥発生率も２５％と高かった。結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１に示す結果から、本発明の活性汚泥装置は、比較例より固定担体充填量が少ないにも関わらず、ＢＯＤ容積負荷が大きくとれ、さらに汚泥発生率が少ないことが理解できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、食品や化学等の産業排水、酪農施設等からの排水、レストラン厨房や家庭等からの排水、下水やし尿等の公共排水等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１で用いた本発明の活性汚泥装置の説明図である。
【図２】実施例２で用いた本発明の活性汚泥装置の説明図である。
【図３】比較例１で用いた活性汚泥装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 曝気槽
２ 生物処理槽
３ 沈殿槽
４ 固定担体
５ バッフル板
６ 汚泥返送管
７ 散気管
８ 有機物含有水
９ 処理水
１０ 撹拌装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物含有水を処理する活性汚泥装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、曝気槽と、生物処理槽と、沈殿槽とを備え、前記生物処理槽が固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有し、前記沈殿槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段をさらに備える、活性汚泥装置。
【請求項２】
前記生物処理槽が２段以上に分割されている、請求項１に記載の活性汚泥装置。
【請求項３】
前記固定担体が、芯材と該芯材に一部が固定された繊維状物とからなり、かつ該繊維状物を芯材回りに密生せしめて構成された固定担体である請求項１又は２に記載の活性汚泥装置。
【請求項４】
前記固定担体が、ラセン形状をなしている請求項１〜３のいずれかに記載の活性汚泥装置。
【請求項５】
前記繊維状物が、ポリ塩化ビニリデンである請求項３又は４に記載の活性汚泥装置。
【請求項６】
有機物含有水の処理方法であって、前記有機物含有水を曝気処理する工程、固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有する生物処理槽において、散気手段からの気泡を固定担体に当てずに散気し生物処理する工程、沈殿槽において、汚泥を分離する工程、および分離後の前記汚泥を、前記生物処理槽に返送する工程、を含む有機物含有水の処理方法。
【請求項１】
有機物含有水を処理する活性汚泥装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、曝気槽と、生物処理槽と、沈殿槽とを備え、前記生物処理槽が固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有し、前記沈殿槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段をさらに備える、活性汚泥装置。
【請求項２】
前記生物処理槽が２段以上に分割されている、請求項１に記載の活性汚泥装置。
【請求項３】
前記固定担体が、芯材と該芯材に一部が固定された繊維状物とからなり、かつ該繊維状物を芯材回りに密生せしめて構成された固定担体である請求項１又は２に記載の活性汚泥装置。
【請求項４】
前記固定担体が、ラセン形状をなしている請求項１〜３のいずれかに記載の活性汚泥装置。
【請求項５】
前記繊維状物が、ポリ塩化ビニリデンである請求項３又は４に記載の活性汚泥装置。
【請求項６】
有機物含有水の処理方法であって、前記有機物含有水を曝気処理する工程、固定担体と、散気手段と、両者を分離するバッフル板とを有する生物処理槽において、散気手段からの気泡を固定担体に当てずに散気し生物処理する工程、沈殿槽において、汚泥を分離する工程、および分離後の前記汚泥を、前記生物処理槽に返送する工程、を含む有機物含有水の処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−７２７６７（Ｐ２００９−７２７６７Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０２５２６（Ｐ２００８−２０２５２６）
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]