JP2000254683A - 汚水処理施設および生物反応槽への余剰汚泥供給制御方法 - Google Patents

汚水処理施設および生物反応槽への余剰汚泥供給制御方法

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JP2000254683A
JP2000254683A JP11061946A JP6194699A JP2000254683A JP 2000254683 A JP2000254683 A JP 2000254683A JP 11061946 A JP11061946 A JP 11061946A JP 6194699 A JP6194699 A JP 6194699A JP 2000254683 A JP2000254683 A JP 2000254683A
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sludge
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reduction potential
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Akio Sato
明雄 佐藤
Toshinori Kanetani
利憲 金谷
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物反応槽への有機物供給制御方法 【解決手段】余剰汚泥をオゾンで曝気して酸化し、得ら
れた有機物を生物反応槽30に戻す。また、生物反応槽
30には流入側から順に嫌気槽31と好気槽32を設
け、嫌気槽31の酸化還元電位を検出することによって
オゾンで酸化され生物処理可能となった余剰汚泥有機物
の供給を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、汚水中の有機性汚
濁物質や、リン化合物、アンモニア化合物などを嫌気・
好気活性汚泥法に代表される活性汚泥法によって除去す
る汚水処理施設の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】活性汚泥法を利用して生物学的にリン化
合物やアンモニア化合物を除去する従来の方法として、
バーデンフォー(Bardenpho)法やフォストリップ(Pho
strip)法などが知られている。これらの方法によると、
活性汚泥が有機性汚濁物質を利用しながらリン化合物を
嫌気槽で放出すると、その後、好気槽で放出量を越える
リン化合物をとり込み、過剰摂取してリンが除去され
る。窒素を除去する際は、好気槽の中で硝化菌の異化代
謝によってアンモニア化合物が酸化されて硝酸態にな
り、この硝酸態窒素化合物を含む硝化液が硝化液循環用
配管や汚泥返送配管によって嫌気槽へ送られ、その後、
有機性汚濁物質を利用する脱窒素菌の作用によって窒素
ガスへ還元され、空中へ放出される。また、有機性汚濁
物質は、リン化合物とアンモニア性化合物の除去過程で
消費されるとともに、残余の部分については嫌気槽にお
ける嫌気分解と好気槽における酸化分解によって汚水中
から除去される。このように生物反応槽内に嫌気槽と好
気槽を設けることによって従来実施されていた有機性汚
濁物質の除去のみならず、リン化合物やアンモニア化合
物をも除去できることから、既存施設に機械攪拌装置を
付設した嫌気・好気活性汚泥法による運転が実施される
ようになった。
【0003】嫌気・好気活性汚泥法によるリン化合物や
アンモニア化合物の除去反応は、生物反応槽に流入する
有機性汚濁物質濃度や酸化還元電位、水温などの影響を
受ける。例えば、好気槽でアンモニア態化合物の硝化反
応を促進するには、好気槽で酸化雰囲気を作り出す必要
がある。そのため、溶存酸素量や酸化還元電位を上昇さ
せるようにブロワから生物反応槽へ供給する送風量を増
加させるという対策がとられている。これとは逆に、嫌
気槽での脱窒反応やリン放出反応を促進させるには、嫌
気槽の十分な還元雰囲気を保ちかつ前記脱窒反応および
リン放出反応に必要な有機物の存在が重要となる。通
常、嫌気槽の還元雰囲気は酸化還元電位の測定により把
握可能であり、脱窒反応、リン放出反応に必要な有機物
が十分存在する場合には、嫌気槽の酸化還元電位は低下
する傾向にある。この有機物の供給源は、最初沈殿池か
ら流入する汚水中の有機性汚濁物質であり、降雨時や昼
夜間の負荷変動が存在する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来
は、嫌気槽に流入する有機性汚濁物質による、成り行き
まかせで還元雰囲気が作り出されていた。しかし、これ
では還元雰囲気を十分に作り出すことができず、酸化還
元電位が十分に低下しないことが多いという欠点があっ
た。酸化還元電位をさらに低下させるためには、水素供
与体などの添加が必要になってくる。水素供与体として
は、メタノール等の薬品を添加すればよいが、設備上の
制約やランニングコストがかかるなど、実用上の問題が
あり実施されることは皆無に等しい状況にある。
【0005】一方で、この水素供与体を補うため間欠曝
気法が採用され、酸化還元電位を指標として嫌気槽に初
沈汚泥の供給を開始するという方法が提案されている
(特開平7−116691号公報)。しかし、この方法を適用
した場合、初沈汚泥引抜ラインを用いて初沈汚泥の供給
を行うため、最初沈殿池のホッパに滞留している夾雑物
が生物反応槽に大量に投入され、夾雑物が嫌気槽の機械
攪拌装置にからみついて故障を引き起こすなどの問題が
あった。さらに、初沈汚泥の濃度は処理場に流入する流
入水の負荷変動により大きく変動し、負荷が高いときに
は初沈汚泥の濃度が高くなり、夜間や降雨時などの負荷
の低いときは、初沈汚泥濃度が低くなって嫌気槽の還元
雰囲気が十分に得られないという問題があった。
【0006】
【問題を解決するための手段】前記問題を解決するた
め、本発明の汚水処理施設は、汚水が流入する最初沈殿
池と、嫌気槽および好気槽からなる生物反応槽と、最終
沈殿池と、その最終沈殿池のホッパ部に溜まった余剰汚
泥を引き抜く余剰汚泥引抜ラインと、引き抜いた余剰汚
泥を滞留させる余剰汚泥滞留槽と、その余剰汚泥滞留槽
へオゾンを供給するオゾン供給設備と、そのオゾンによ
り酸化されて生物処理可能になった余剰汚泥を前記生物
反応槽へ投入する余剰汚泥投入ラインからなり、前記嫌
気槽に設けられた酸化還元電位測定装置と、前記最終沈
殿池の汚泥を前記嫌気槽に投入する余剰汚泥投入ライン
に設けられた調節弁と、前記余剰汚泥投入ラインに設け
られた流量計と、前記嫌気槽の酸化還元基準電位の所定
値を設定する酸化還元電位設定装置と、前記酸化還元電
位測定装置で測定される前記嫌気槽の酸化還元電位が前
記酸化還元電位設定装置の設定値に一致するよう前記余
剰汚泥投入ラインの流量を指令するとともに、前記流量
計で検出される前記余剰汚泥投入ラインの流量が前記指
令に応じるよう前記調節弁の開度を制御する汚泥投入調
節装置とを備えたことを特徴としている。また本発明の
生物反応槽への余剰汚泥供給制御方法は、前記生物反応
槽には流入側から順に嫌気槽と好気槽が設けられその嫌
気槽の酸化還元電位を検出することによってオゾンで酸
化され生物処理可能となった余剰汚泥有機物の供給を制
御することを特徴としている。余剰汚泥は、流入水の負
荷変動に関係なく引き抜かれた汚泥の濃度はほぼ一定で
あり、さらに夾雑物は最初沈殿池でほぼ除去されている
ため、夾雑物が少なくかつ一定濃度の有機物を嫌気槽へ
投入することが可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は本発明の汚水処理施設の構成
を示す系統図である。この施設は、現在最も多数建設さ
れ運転されている生物学的な処理法が採用されており、
機械撹拌装置が設置されて嫌気・好気活性汚泥法による
生物学的脱リン処理と脱窒素処理が行われる。図におい
て10は汚水が最初に流入する最初沈殿池、11は最初
沈殿池11の底に形成されて排出口が設けられたホッ
パ、12は最初沈殿池10のホッパ11から沈殿した汚
泥を引き抜くポンプ、13はポンプ12によって汚泥が
排出される汚泥引抜ライン、21は基準酸化還元電位を
設定する基準酸化還元電位設定装置、22は汚泥投入量
を調節する汚泥投入量調節装置、23は電動式の調節
弁、24は流量計、30は微生物の働きによって汚水を
浄化する生物反応槽、31は生物反応槽30の最初の槽
である嫌気槽、32は生物反応槽30の2番目の槽であ
る好気槽、33は嫌気槽31に設置されて酸化還元電位
を測定する酸化還元電位測定装置、34は好気槽32に
設置されて汚泥中に散気する散気装置、35は散気装置
34に送風するブロワ、36は嫌気槽31の汚泥を機械
的に攪拌する攪拌装置、50は生物反応槽30の流出水
が流入する最終沈殿池、40は最終沈殿池50の汚泥の
一部が生物反応槽30に返送される汚泥返送ライン、6
0は最終沈殿池50の余剰汚泥を引抜くポンプ、70は
最終沈殿池50からポンプ60まで余剰汚泥を通す余剰
汚泥引抜ライン、71はポンプ60により引抜かれた余
剰汚泥の一部を滞留させる余剰汚泥滞留槽、73は余剰
汚泥滞留槽71の余剰汚泥を生物反応槽30に投入する
ポンプ、72はその際に余剰汚泥が流れる余剰汚泥投入
ライン、80はオゾン発生装置、81はオゾン発生装置
80のオゾンを余剰汚泥滞留装置71内で散気する散気
装置である。
【0008】このような構成のもとで、汚水の流れに沿
って施設の動作を説明する。この施設に流入する汚水中
の浮遊物質や懸濁物質は、まず始めに最初沈殿池10に
流入し、夾雑物などを含む汚泥が沈降してホッパ11に
溜まる。ホッパ11に溜まった汚泥はポンプ12によっ
て引抜かれ、汚泥引抜ライン13を経て汚泥処理設備に
送られる。最初沈殿池10の上澄みの汚水は、生物反応
槽30の最初の槽である嫌気槽31に流入し、活性汚泥
混合液と混合される。嫌気槽31では汚水が機械撹拌装
置34によって攪拌され、そのときの嫌気槽の混合液の
酸化還元電位が酸化還元電位測定装置33によって測定
される。その混合液は次に生物反応槽30の2番目の槽
である好気槽32に流入する。好気槽32ではブロワ3
5がエアを圧送して散気装置34から散気される。そし
て、生物反応槽30、すなわち好気槽32を流出した混
合液は最終沈殿池50に流入する。最終沈殿池50で沈
降した汚泥は一部が汚泥返送ライン40を経て生物反応
槽30の嫌気槽31に返送される。また最終沈殿池50
で沈降した汚泥の一部が余剰汚泥として汚泥引抜ライン
70を経てポンプ60によって引き抜かれる。引き抜か
れた余剰汚泥の一部は汚泥処理設備へ送られ、残りの一
部は余剰汚泥滞留槽71に流入してそこに滞留する。余
剰汚泥滞留槽71にはオゾン発生装置80で発生された
オゾンが散気装置81によって散気されている。これに
より、余剰汚泥滞留槽の余剰汚泥はオゾンによって酸化
されて生物による分解が可能な有機物に変化する。
【0009】次に本発明の特徴部分である構成要素の動
作について説明する。その構成要素とは、基準酸化還元
電位設定装置21と、汚泥投入調節装置22、調節弁2
3、流量計24から構成されている。このうち、汚泥投
入調節装置22と調節弁23、流量計24とで流量制御
系が構成されており、それに酸化還元電位測定装置33
と基準酸化還元電位設定装置21とを加えて酸化還元電
位制御系が構成されている。すなわち、酸化還元電位制
御系のループの内側に流量制御系のマイナーループが構
成されているのである。
【0010】酸化還元電位制御系では次にように動作す
る。基準酸化還元電位設定装置21では、嫌気槽31の
酸化還元電位の基準値として約−150mVの上限電位
と約−350mVの下限電位が設定され、嫌気槽31の
酸化還元電位が酸化還元電位測定装置33によって計測
される。汚泥投入調節装置22では基準酸化還元電位設
定装置21の設定値と酸化還元電位測定装置33の計測
値が比較され、計測値が上限電位より高い場合は嫌気槽
31の水素供与体である流入汚水中の有機物が不足して
十分な還元雰囲気が保てていないと判断し、嫌気槽31
の酸化還元電位を低下させるべく酸化された余剰汚泥の
投入量を増大するよう働く。そして、流量制御系が働い
て調節弁23を開き、余剰汚泥投入ライン72を経て送
られる余剰汚泥の投入量を増大する。計測値が下限電位
より低い場合は、嫌気槽31の水素供与体である流入下
水中の有機物濃度が十分であり、嫌気槽31の還元雰囲
気は十分保てており、さらに好気槽での硝化反応を阻害
しないように汚泥投入量を抑制するよう働く。そして、
流量制御系が働いて調節弁23を閉じ、余剰汚泥投入ラ
イン72を経て送られる余剰汚泥の投入量を抑制する。
なお、この実施例では有機物供給の判定基準となる基準
酸化還元電位を上記のように、概ね−350〜−150
mV程度としているが、この値はプロセスの状況にあわ
せて、基準酸化還元電位設定装置21によって自由に変
更可能である。
【0011】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、汚
水中のリン化合物と窒素化合物を生物学的に処理する
際、嫌気槽に必要な夾雑物のない有機物を安定的に供給
することができる。さらに酸化還元電位が所定値内に入
るように制御されるので、嫌気槽のリン酸態リン放出反
応と脱窒反応を促進することができるようになり、リン
化合物の除去とアンモニア化合物の除去を安定して行う
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の汚水処理施設の構成を示す系統図
【符号の説明】
10 最初沈殿池 11 ホッパ 12、60、73 ポンプ 13、70 汚泥引抜ライン 21 酸化還元基準電位設定装置 22 汚泥投入調節装置 23 調節弁 24 流量計 30 生物反応槽 31 嫌気槽 32 好気槽 33 酸化還元電位測定装置 34、81 散気装置 35 ブロワ 36 攪拌装置 40 汚泥返送ライン 50 最終沈殿池 71 余剰汚泥滞留槽 72 余剰汚泥投入ライン 80 オゾン発生装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】汚水が流入する最初沈殿池と、嫌気槽およ
    び好気槽からなる生物反応槽と、最終沈殿池と、その最
    終沈殿池のホッパ部に溜まった余剰汚泥を引き抜く余剰
    汚泥引抜ラインと、引き抜いた余剰汚泥を滞留させる余
    剰汚泥滞留槽と、その余剰汚泥滞留槽へオゾンを供給す
    るオゾン供給設備と、そのオゾンにより酸化されて生物
    処理可能になった余剰汚泥を前記生物反応槽へ投入する
    余剰汚泥投入ラインからなる汚水処理施設において前記
    嫌気槽に設けられた酸化還元電位測定装置と、 前記最終沈殿池の汚泥を前記嫌気槽に投入する余剰汚泥
    投入ラインに設けられた調節弁と、 前記余剰汚泥投入ラインに設けられた流量計と、 前記嫌気槽の酸化還元基準電位の所定値を設定する酸化
    還元電位設定装置と、 前記酸化還元電位測定装置で測定される前記嫌気槽の酸
    化還元電位が前記酸化還元電位設定装置の設定値に一致
    するよう前記余剰汚泥投入ラインの流量を指令するとと
    もに、前記流量計で検出される前記余剰汚泥投入ライン
    の流量が前記指令に応じるよう前記調節弁の開度を制御
    する汚泥投入調節装置とを備えたことを特徴とする汚水
    処理施設。
  2. 【請求項2】前記生物反応槽には流入側から順に前記嫌
    気槽と前記好気槽が設けられ、前記嫌気槽の酸化還元電
    位を検出することによってオゾンで酸化され生物処理可
    能となった余剰汚泥有機物の供給を制御することを特徴
    とする生物反応槽への余剰汚泥供給制御方法。
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