JP2001009498A

JP2001009498A - 廃水の処理方法および処理装置

Info

Publication number: JP2001009498A
Application number: JP18231299A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Takechi; 辰夫武智; Toshiaki Tsubone; 俊明局; Jun Miyata; 純宮田; Kei Baba; 圭馬場; Satoru Udagawa; 悟宇田川; Shinichi Endo; 伸一遠藤
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】有機薬剤や酸発酵槽の前処理を必要とせずに
窒素除去性能を維持して、廃水を生物学的に処理する装
置を提供する。【解決手段】固形有機物を含む廃水を、廃水と沈殿物
とに固液分離する最初沈澱池（２）、前記固液分離され
た廃水を、無酸素条件下と好気条件下とで処理する生物
学的処理手段（３，４）、前記固液分離された沈殿物の
少なくとも一部を導入して酸発酵処理し、溶解性有機物
を得る、微生物固定化担体を収容した酸発酵槽（１
２）、及び前記溶解性有機物を前記生物学的に処理する
手段に導入する手段を具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水・廃水処理分
野に係り、特に廃水からの窒素除去処理方法およびその
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、廃水中から有機物を除去する
ための代表的な処理プロセスとしては活性汚泥法プロセ
スが知られており、窒素化合物および有機物を同時に除
去する従来の方法としては生物学的硝化脱窒法が知られ
ている。

【０００３】生物学的硝化脱窒法による従来の廃水処理
装置の一例を、図８に示す。同図に示したように、生物
学的硝化脱窒法のうちの活性汚泥硝化液循環変法と呼ば
れる方法による廃水処理装置は、最初沈殿池２と、廃水
中の窒素化合物を硝酸性窒素または亜硝酸性窒素にまで
硝化する反応（硝化反応）およびその他の反応が行われ
る好気槽４と、硝酸性窒素または亜硝酸性窒素を窒素ガ
スにまで還元する反応（脱窒反応）およびその他の反応
が行われる無酸素槽３と、最終沈殿池７とから構成され
る。

【０００４】廃水の処理に当たっては、まず、最初沈殿
池２内で廃水１中に含まれる比較的大きく重い固形物を
除去し、その後、窒素は硝化反応および脱窒反応を受け
て最終的に窒素ガスの形で大気中に放散されることによ
って廃水中から除去される。硝化処理を受けた後の好気
槽４流出液の少なくとも一部は、硝化循環液６として無
酸素槽３へ循環返送される。また、排水中の有機物は、
無酸素槽３および好気槽４の双方において除去される。
近年、好気槽４へ微生物固定化担体を収容して硝化菌の
増殖保持を図ることによって硝化速度を向上させ、反応
槽容積のコンパクト化を図るという技術も開発されてい
る。

【０００５】生物学的硝化脱窒法による従来の廃水処理
装置の他の一例を、図９に示す。図９に示した廃水処理
装置は、生物学的硝化脱窒法の内の嫌気無酸素好気活性
汚泥法あるいはＡ２Ｏ法と呼ばれる方法によるものであ
り、主に、最初沈殿池２、嫌気槽１０、無酸素槽３、好
気槽４および最終沈澱池７から構成される。嫌気槽１０
においては、活性汚泥が細胞内のリン酸イオンを排水中
に放出するという生物学的リン放出反応およびその他の
反応が行われ、無酸素槽３においては、活性汚泥が廃水
中のリン酸イオンを細胞内に摂取する生物学的リン摂取
反応、脱窒反応およびその他の反応が行われる。また、
好気槽４においては、活性汚泥が廃水中のリン酸イオン
を細胞内に摂取する生物学的リン摂取反応、硝化反応お
よびその他の反応が行われる。無酸素工程および好気工
程での活性汚泥のリン摂取量は嫌気工程でのリン放出量
よりも大であり、このリン摂取量とリン放出量との差が
廃水からのリン除去量に相当する。

【０００６】図９に示した嫌気無酸素好気活性汚泥法装
置は、生物学的な脱リン反応と脱窒素反応とを行わせる
ことによって、廃水中のＢＯＤ（およびＳＳ）ととも
に、リンと窒素とを除去するものである。硝化促進のた
めに微生物固定化担体を利用できる点も、上述の活性汚
泥硝化液循環変法装置の場合と同様である。図９には示
していないが、例えばアルミニウム塩または鉄塩などの
凝集剤を、反応槽の流入部あるいは流出部などへ添加す
ることによって、生物脱リン処理法と物理化学的脱リン
処理法とが併用される場合もある。また、図８に示した
活性汚泥硝化液循環変法による生物学的硝化脱窒装置に
おいて、この物理化学的脱リン処理法を併用した装置と
する場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】生物学的硝化脱窒装置
によって廃水の窒素除去処理を行うにおいては、次のよ
うな問題がある。雨水の流入等により廃水の有機物濃度
が低下する場合には、廃水は酸素を供給されつつ希釈さ
れるため、廃水中の有機物は酸化と希釈とを受けた後、
脱窒工程（無酸素工程）へ供給される。この結果、脱窒
工程へ供給される有機物濃度は窒素濃度に比してより低
下するので、脱窒工程での脱窒反応速度が低下して処理
水の水質が悪化する。

【０００８】また、最初沈殿池において廃水中の固形汚
濁物質が沈降分離されることによって、最初沈殿池を経
由して脱窒工程へ供給される廃水は、溶解性汚濁物質を
主体とした構成となる。したがって、脱窒工程へ供給さ
れる廃水中の溶解性汚濁物質の有機物濃度／窒素濃度が
低い場合においても、脱窒工程での脱窒反応速度が低下
して、処理水の水質が悪化する。

【０００９】このような問題点に対処するために、廃水
と共にメタノール等の有機薬剤を脱窒工程へ供給し、廃
水中の有機物濃度の不足分を補うことにより脱窒反応速
度の低下を防ぐという方法が用いられている。

【００１０】このようにメタノール等の有機薬剤を脱窒
工程へ流入させた場合には、薬剤費がかかるほか、種類
と濃度によっては危険物である有機薬剤を多量に貯蔵
し、供給するための設備を必要とするという問題もあ
る。

【００１１】さらに、このような問題に対処するため
に、最初沈殿汚泥や余剰汚泥や原廃水を酸発酵処理し、
これらに含まれる有機物から酢酸や酪酸などの有機酸を
生成させて、この有機酸を脱窒処理のための還元剤とし
て利用する方法（特開昭５６−５８５９３号公報、特開
昭５７−１５８９４号公報）が提案されている。しかし
ながら、例えば、２日ないし７日間程度の滞留時間でも
って、浮遊生物による酸発酵処理を行った場合、蛋白質
等の比較的発酵処理されやすい有機物のみが酸発酵処理
されて、有機酸と同時にアンモニアを主体とする水溶性
の窒素化合物が生成する。このため、酸発酵処理液をそ
のまま脱窒工程へ流入させると、脱窒工程へ供給される
廃水中の溶解性汚濁物質の有機物濃度／窒素濃度比を高
めてもって脱窒処理成績を向上させるという効果は、さ
ほど期待できないものであった。また、滞留時間を１５
日ないし３０日間程度として浮遊生物による酸発酵処理
を行わんとすると、セルロール等の窒素を含有していな
い難分解性有機物の少なくとも一部は分解されて有機酸
が生成するものの、酸発酵槽内のメタン生成菌の作用に
よって有機酸の大半がメタンガスまで転換してしまう。
このような発酵処理液は、脱窒用炭素源（還元剤）とし
ては不適切なものになってしまうという問題があった。

【００１２】こうした問題は、高濃度の固形物含有廃水
に対して酸発酵処理を行って有機酸を生成させ、固液分
離した汚泥を酸発酵槽へ返送するとともに、濾液を脱硝
−脱窒または脱窒−脱硝工程で処理するという従来方法
（特開平９−１５０１９０号公報）においても十分に解
決されず、固液分離によって得られる濾液は必ずしも窒
素濃度に比べて炭素系溶解性有機物濃度の高いものとは
ならないため、脱窒用有機炭素源としては必ずしも適切
ではなかった。

【００１３】また、このような酸発酵処理液に対して、
例えばマグネシウム化合物を加えてリン酸マグネシウム
アンモニウム等の難溶性化合物を生成させることによっ
て廃液中のリンおよび窒素の濃度を低下させるという従
来方法（特開平１０−１１８６８７号公報）を適用する
ことも考えられている。この場合、溶解性窒素濃度を低
下させた酸発酵処理液を脱窒工程へ流入させようとする
と、薬剤費がかかるため運転費が高くなるという問題が
あった。

【００１４】汚泥等の処理における嫌気性消化法（広義
のメタン発酵）は、汚泥を減量化するとともに汚泥を脱
水し易いように改質し、副産物として燃料となるメタン
ガスの得られる方法であり、古くより用いられてきたも
のである。この嫌気性消化の反応は、主に有機酸生成発
酵反応とメタン生成発酵反応（狭義のメタン発酵）とか
らなり、これらの反応の効率を高めるために様々な工夫
がなされてきた。

【００１５】例えば、発酵速度の小さなセルロースを効
果的に酸発酵処理するために、酵素を添加・使用する方
法（特開昭５４−１３６７４７号公報、特開昭６０−５
８２９７号公報）が提案されている。しかしながら酵素
は高価な薬品であり、しかも酵素は蛋白質を主体とする
有機物であるため、通常、生物学的な開放系である嫌気
性硝化工程において、酵素自体が蛋白分解性の微生物に
よって分解・消費されてしまい、継続的に酵素を投入す
ることが必要となる。このため、酵素を添加・使用する
方法は運転費がかさむという問題があった。

【００１６】微生物処理反応の効率を高めるために、微
生物固定化担体を用いて、固定化微生物を利用するとい
う技術があり、嫌気性硝化処理において固定化微生物を
利用するという技術もいくつか知られている。例えば、
メタン生成反応のための反応槽部分にのみ生物担体粒子
を用い、酸生成反応部分にはスラッジブランケット形の
浮遊生物を用いる装置（特開昭６０−３１８９９号公
報）や、酢酸からメタンガスを生成するメタノスリック
スが固定化された担体を反応器に収容する装置（特開平
２−６８１９８号公報）が提案されている。これらは、
いずれもメタン生成菌を固定化して利用するものであ
る。

【００１７】一方、酸生成工程とメタン生成工程との各
々において、担体に固定化した微生物を利用する方法
（特開昭６１−５４２９２号公報）も提案されている。
しかしながら、以上は、固定化微生物を利用して、廃水
等を効率よく嫌気性消化処理して、メタンガスを効率よ
く発生させることを狙ったもので、廃水の窒素除去処理
に関わるものではない。さらに、酸発酵槽において、セ
ラミック担体に固定化した菌体によって有機廃水より有
機酸を生成させた後、有機酸の抽出、逆浸透膜やイオン
交換膜等による膜分離を行って有機酸を有価物として回
収する方法（特開昭６０−１５０８９６号公報）や、公
知の包括法によりゲル状担体に固定化した酸生成能を有
する微生物を用いて、有機物含有廃水から有機物を生成
させる方法（特開昭６１−５６０８７号公報）も知られ
ている。これらの有機酸を効率よく生成させ、有機酸を
有価物として回収することを目的としたものであり、や
はり廃水の窒素除去処理に関わるものではない。

【００１８】生物学的硝化脱窒法による廃水処理におい
て、廃水中の有機物濃度の不足による窒素除去性能の悪
化を防止することが望まれているものの、これを可能と
した廃水の処理方法や処理装置は、未だ得られていない
のが現状である。

【００１９】そこで本発明は、有機薬剤を使用すること
なく窒素除去性能を維持し、比較的安価に廃水を生物学
的硝化脱窒法により処理する方法を提供することを目的
とする。

【００２０】また本発明は、有機薬剤や酸発酵槽の前処
理を必要とせずに窒素除去性能を維持して、廃水を生物
学的に処理する装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、固形有機物を含む廃水を固液分離して、
廃水と沈殿物とを得る工程、前記固液分離により得られ
た廃水を、無酸素条件下と好気条件下とで処理すること
によって生物学的に処理する工程、および、前記固液分
離により得られた沈殿物の少なくとも一部を、微生物固
定化担体を収容した酸発酵槽に導入して溶解性有機物を
得、この溶解性有機物を生物学的処理工程に導入する工
程を具備する廃水の処理方法を提供する。

【００２２】また本発明は、固形有機物を含む廃水を、
廃水と沈殿物とに固液分離する最初沈澱池、前記固液分
離された廃水を、無酸素条件下と好気条件下とで処理す
る生物学的処理手段、前記固液分離された沈殿物の少な
くとも一部を導入して酸発酵処理し、溶解性有機物を得
る、微生物固定化担体を収容した酸発酵槽、および、前
記溶解性有機物を前記生物学的に処理する手段に導入す
る手段を具備する廃水の処理装置を提供する。

【００２３】本発明においては、溶解性有機物は、生物
学的処理手段の最初の工程に導入されることが好まし
い。無酸素工程の前に嫌気工程を有する場合には嫌気工
程に導入することが好ましく、この場合には、脱窒反応
に必要な有機物の供給を確保することができる。

【００２４】また、好気槽から流出する汚泥混合液の少
なくとも一部を酸発酵槽に導入することが好ましい。こ
れによって、酸発酵槽で生成した有機酸がメタンに転換
する反応（メタン発酵）を抑制するという効果が得ら
れ、酸発酵槽における脱窒反応に有効な有機物の生成等
の活性を確保することができる。

【００２５】さらに、酸発酵槽の流出側には、担体分離
手段を設けることが好ましい。担体分離手段としては、
例えばスクリーン等を用いることができ、こうした手段
を設けることによって、酸発酵槽内に微生物固定化担体
を保持することができる。しかも、酸発酵槽に導入され
るセルロース等の非含窒素難分解性有機物を含む有機物
から有機酸を生成する反応に寄与する菌を、容易に酸発
酵槽内に保持して、酸発酵槽における脱窒反応に有効な
有機物の生成活性を確保することができる。

【００２６】担体分離手段を酸発酵槽の流出側に設けた
場合には、この担体分離手段を通過した酸発酵槽処理液
の少なくとも一部を、酸発酵槽に返送することが好まし
い。これによって、酸素の混入しない状態で容易に酸発
酵槽内を攪拌させることができる。したがって、酸発酵
槽内における固形有機物を豊富に含む最初沈澱池の沈殿
物と、それを分解利用して脱窒反応に必要な有機物を生
成する菌との接触を促進して、酸生成反応効率を高める
ことが可能となる。

【００２７】また本発明によれば、固形有機物を含む廃
水を固液分離して、廃水と沈殿物とを得る工程、前記固
液分離により得られた廃水を、無酸素条件下で処理する
工程、前記固液分離により得られた沈殿物の少なくと
も一部を、微生物固定化担体を収容した酸発酵槽に導入
して溶解性有機物を得る工程、前記無酸素条件下で処理
された処理液と、前記酸発酵槽で得られた溶解性有機物
とを好気条件下で処理する工程を具備し、前記廃水を無
酸素条件下で処理する工程は、前記微生物固定化担体を
収容した酸発酵槽内で行われることを特徴とする廃水の
処理方法が提供される。

【００２８】さらに本発明によれば、固形有機物を含む
廃水を、廃水と沈殿物とに固液分離する最初沈澱池、前
記固液分離された廃水を無酸素条件下で処理するととも
に、前記固液分離された沈殿物の少なくとも一部を導入
して酸発酵処理して溶解性有機物を得る、微生物固定化
担体を収容した無酸素槽兼酸発酵槽、および、前記無酸
素槽兼酸発酵槽からの処理液と溶解性有機物とを導入し
て好気条件下で処理する好気槽を具備する廃水の処理装
置が提供される。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００３０】本発明の方法に基づく生物学的窒素除去装
置の一例を図１に示す。

【００３１】図１に示した廃水の処理装置は、主として
最初沈殿池２，無酸素槽３、好気槽４、最終沈殿池７お
よび微生物固定化担体を収容した酸発酵槽１２から構成
され、いわゆる生物学的窒素除去処理装置である。

【００３２】固形有機物を含む廃水１は最初沈澱池２で
の固液分離を経て、廃水は無酸素槽３および好気槽４へ
と順次通水される。無酸素槽３では撹拌のみが行われ、
好気槽４では散気装置５により酸素供給が行われるとと
もに、散気に伴って生じる水流により撹拌が行われる。
好気槽４流出液は最終沈澱池７へ導入され、ここで処理
水９と活性汚泥とに分離される。最終沈殿池７で分離・
濃縮された活性汚泥の少なくとも一部は返送汚泥８とし
て無酸素槽３へ送られ、残部は余剰汚泥として処理処分
される。また、好気槽４を流出した流出液の一部は硝化
循環液６として無酸素槽３へ送られる。

【００３３】最初沈澱池２において分離された廃水は上
述したように処理され、一方、最初沈殿池沈殿物１１の
少なくとも一部は、微生物固定化担体を収容した酸発酵
層１２に導入される。最初沈澱池沈殿物１１は、この酸
発酵槽１２内で酸発酵処理を受けて溶解性有機物を生成
した後、酸発酵処理後の最初沈殿池沈殿物１３として無
酸素槽３に送られる。

【００３４】無酸素槽３においては、活性汚泥が、廃水
１中の溶解性成分を主体とする有機物ならびに最初沈殿
池沈殿物１１の酸発酵処理に由来する有機酸を主体とす
る溶解性有機物を利用して、廃水１、返送汚泥８および
硝化循環液６に含まれる硝酸性窒素または亜硝酸性窒素
を窒素ガスにまで還元（脱窒反応）して、脱窒処理す
る。

【００３５】好気槽４においては、活性汚泥の作用によ
り廃水中の窒素化合物を硝酸性窒素または亜硝酸性窒素
にまで酸化（硝化反応）するとともに、有機物の酸化分
解除去を行う。この好気槽４へ微生物固定化担体を収容
して、硝化反応の促進を図ることも可能である。

【００３６】最初沈澱池２で固液分離されて酸発酵槽１
２に導入される最初沈殿池沈殿物１１には、微生物体や
蛋白質などの含窒素有機物とセルロース等の非含窒素有
機物とが含有されている。酸発酵処理を受けることによ
って、前者の含窒素有機物からは酢酸、酪酸、プロピオ
ン酸等の窒素を含まない有機酸とともにアンモニア等の
水溶性窒素化合物が生じるのに対し、後者の非含窒素有
機物からは水溶性窒素化合物が生じない。このため、脱
窒用有機炭素源を酸発酵処理によって生産するための基
質としては、後者のほうが優れている。しかしながら、
後者の酸発酵速度は前者のそれに比べて小さいため反応
に時間がかかり、大きな反応槽を必要とする。こうした
問題点をカバーするために本発明においては、酸発酵槽
１２内に微生物固定化担体を収容して、この担体にセル
ロース分解菌を保持させることによってセルロース分解
反応の促進を図る。

【００３７】セルロース分解菌を固定化保持するための
担体の形状は特に限定されず、例えば、球状、立方体
状、円筒状、中空円筒状等の粒状のものや、板状、円盤
状のもの、ひも状のものを用いることができる。担体上
の微生物は表面に付着して作用するという性質をもって
おり、担体の価格はその容積（真の容積）にほぼ比例す
るため、担体は真の容積当たりの表面積（比表面積）の
大きなものが費用効果の点で優れている。例えば中空円
筒形状はこの点で好ましい。また、微生物が付着し易
く、剥離しにくいようにするために、担体表面を粗面化
することも効果的である。

【００３８】微生物を担体に固定化する方法は特に限定
されず、包括法および結合法のいずれとしてもよく、ま
た、担体の材質は、微生物によって分解処理されないも
のであることが好ましい。さらに、担体を収容する酸発
酵槽１２は撹拌混合されることがあるため、担体は耐摩
耗性であることが望まれる。このような条件を満足した
担体の材質の例としては、例えば、ポリエチレン、ポリ
プロピレンおよびポリスチレンなどを挙げることができ
る。

【００３９】酸発酵槽１２内で良質な脱窒用有機炭素源
を生産するための理想からいえば、蛋白質等の含窒素有
機物が、この酸発酵槽１２内で酸発酵処理されるのを回
避することが望まれる。酸発酵処理前に、最初沈澱池沈
殿物１１を含窒素有機物と非含窒素有機物とを分別し
て、非含窒素有機物のみを酸発酵処理すれば、これを達
成することは可能である。しかしながら分別するには、
酸アルカリ洗浄や遠心分離等の前処理手段が必要である
ため、経済的な水処理技術ではなくなる。また、酸発酵
処理槽１２内でセルロース分解反応のみを起こさせよう
とした場合には、最初沈殿池沈殿物１１を滅菌処理した
り反応槽を無菌培養設備とするなどの手段が必要となる
ためやはり経済的ではない。

【００４０】本発明においては含窒素有機物が酸発酵処
理されるのを避けることはできないが、セルロース等の
非含窒素有機物からの酸生成反応を効率よく進行させる
ことはできる。このため、炭素系溶解性有機物濃度の比
較的高い酸発酵処理液を得ることが可能である。しかも
最初沈殿池沈殿物１１の前処理を必要とせず、酸発酵槽
１２を無菌培養設備とする必要もないため、本発明の廃
水の処理装置の設備費および運転費は比較的安価であ
る。

【００４１】酸発酵槽１２内に収容された微生物固定化
担体は、増殖速度の極めて小さなセルロース分解菌を保
持して、酸生成反応効率を高く保つことが必要である。
このためには、酸発酵槽１２内の微生物固定化担体が酸
発酵処理後の最初沈澱池沈殿物１３とともに酸発酵槽１
２外へ流出することを避けることが好ましい。なぜなら
ば、担体を酸発酵槽１２外へ流出させた後、これを回収
して酸発酵槽１２へ返送するという手段を用いると、そ
の返送の過程において担体の表面に固着、固定化された
有効菌が剥離したり、担体が物理的に損耗するおそれが
あるからである。このような問題は、酸発酵槽１２にお
ける有機酸生成活性の低下や担体の補充のための経済的
な負担を招くことになる。

【００４２】粒状の担体を用いる場合には、担体と酸発
酵処理後の最初沈殿池沈殿物１３とを分離する手段を設
けることが好ましく、スクリーン分離もしくは重力分離
などのような稼動部をほとんど必要としない簡単な分離
手段は、経済的であるので好ましい。粒状担体の分離に
遠心分離等の機械的手段を用いることも可能ではある
が、運転動力費がかかることや、担体の摩耗のおそれが
あることを考慮すれば、スクリーン分離もしくは重力分
離を用いることがより好ましい。

【００４３】最初沈殿池２へ導入される汚水１は、通
常、１５〜５０ｍｍ程度の目開きのスクリーンを通過し
たものであり、酸発酵槽１２に導入される最初沈殿池沈
殿物１１のサイズは、この目開きと同等またはそれ以下
である。したがって、酸発酵槽１２内に収容されている
粒状の担体と酸発酵処理後の最初沈殿池沈殿物１３とを
スクリーン分離するにおいて、担体分離用スクリーンの
目開きを最初沈殿池手前のスクリーンの目開きと同程度
にすれば、酸発酵処理後の最初沈殿池沈殿物１３はこの
担体分離用スクリーンを通過することになる。しかしな
がら、いったんスクリーンを通過した最初沈殿池沈殿物
１３を、再度同じ目開きのスクリーンにかけると、ごく
一部の繊維状固形物等がスクリーンに引っかかることが
ある。酸発酵槽１２の流出部付近に設置したスクリーン
に固形物が引っかかった場合には、スクリーンの清掃が
必要となるものの、このために機械的な清掃機構を設け
ると設備費の上昇を招き、人力による清掃を行うと労力
への負担を招く。さらに、スクリーンの閉塞に対処する
ための人力清掃時あるいはそのための機械清掃設備の維
持管理時には、酸発酵槽１２における担体分離用スクリ
ーン部を頻繁に露出して酸発酵槽１２を空気にさらすこ
とになる。これは、酸発酵槽１２の嫌気度を保ち、酸生
成反応効率を維持する上で好ましいものではない。

【００４４】すなわち、担体分離用スクリーンの目詰ま
りは、極力避けることが望まれる。具体的には担体分離
用スクリーンの目開きは、最初沈殿池手前のスクリーン
の目開きより５ｍｍ程度以上大きなものとすることが好
ましく、１０〜２０ｍｍ程度大きなものとすることがよ
り好ましい。したがって、酸発酵槽１２内に収容した微
生物固定化担体がスクリーンから流出するのを阻止する
ために、粒状微生物固定化担体を用いる場合にはその最
短径を、担体分離用スクリーンの目開きより２ｍｍ以上
大きなもの、好ましくは４〜１５ｍｍ程度大きなものと
する。

【００４５】酸発酵槽１２に導入される最初沈殿池沈殿
物１１の比重は、微量に含まれる砂分を除くと、１．０
２から１．１０程度である。比重の比較的大きな粒状担
体を酸発酵槽１２内に保持して、酸発酵処理後の最初沈
殿汚泥１３のみを流出させるためには、該担体の比重を
１．１２以上、好ましくは１．１５〜１．５０程度と
し、酸発酵槽１２の流出部の上昇速度を、例えば１００
〜４００ｍ／日の範囲とすることが望まれる。

【００４６】酸発酵槽１２において、最初沈殿池沈殿物
１１と担体上の微生物もしくは担体より剥離した微生物
との接触を促進することによって酸生成反応効率を高め
るためには、酸発酵槽１２内を攪拌混合することが好ま
しい。酸発酵処理後の最初沈澱汚泥１３と粒状担体との
分離のために重力分離を用いると、この攪拌混合に由来
する酸発酵槽１２内の流れが、その重力分離性能に悪影
響を及ぼす場合がある。したがって、酸発酵処理後の最
初沈殿汚泥１３と粒状担体との分離手段としてはスクリ
ーン分離を用いることが好ましい。

【００４７】板状、円盤状の担体やひも状の担体を用い
る場合には、通常、担体の支持体を必要とし、担体と支
持体とが一体となった構造物を形成しなければならな
い。この場合、担体と酸発酵処理後の最初沈殿池沈殿物
１３とを分離するあたって、スクリーン分離、重力分離
および遠心分離などを必要とせず、酸発酵槽１２は流通
管型の反応槽とすることができる。しかしながら、流通
型の反応槽とすると、酸発酵槽全体の設備費は、粒状の
担体を用いた場合に比べて通常、高価になってしまう。

【００４８】酸発酵槽１２内を撹拌する際には、酸発酵
槽１２へ空気が混入するのを避けることが好ましい。な
ぜならば、空気中の酸素は、嫌気反応である有機酸生成
反応の進行を妨害する作用を有するからである。このよ
うな観点からすれば、攪拌手段として、空気曝気撹拌を
用いることは適切ではなく、ポンプもしくは水中攪拌機
を用いることが好ましい。しかしながら、ポンプや水中
攪拌機を用いる場合においても、インペラもしくは攪拌
翼が酸発酵槽に存在する担体と直接接触すると、担体の
著しい損耗を招くおそれがあるため、こうした接触を避
けるような装置構造とすることが望まれる。

【００４９】図２には、本発明の廃水の処理装置に用い
られる酸発酵槽１２の構造の一例を示す。図示する例に
おいては、酸発酵槽１２内を攪拌するために、攪拌用ポ
ンプ１６を酸発酵槽１２外に設置している。酸発酵槽１
２外へ流出する酸発酵処理後の最初沈澱池沈殿物１３の
一部は、担体分離用スクリーン１７を経由してこのポン
プ１６によって、最初沈澱池沈殿物１１の酸発酵槽１２
への導入部付近へ返送される。担体分離用スクリーン１
７を経由して酸発酵槽１２外へ流出する酸発酵処理後の
最初沈澱池沈殿物１３には担体は含まれておらず、担体
がポンプ１６のインペラと直接接触する機会はないた
め、担体が損耗するおそれは少ない。攪拌用ポンプ１６
としては、比較的安価な渦巻きポンプを用いることがで
きる。また、この場合には、担体分離用スクリーン１７
に対する水流負荷が増加するため、それに対処できるよ
うに、スクリーン目開きに応じて２００〜８００ｍ³／
ｍ²程度の水量スクリーン面積負荷となるようにスクリ
ーン面積を設計することが好ましい。さらに、酸発酵槽
１２への空気の混入を防止するために、図示するように
圧力調製弁または逆止弁１５を取り付けることも有効で
ある。

【００５０】図２に示す例においては、担体分離用スク
リーン１７を経由して酸発酵槽１２外へ流出する酸発酵
処理後の最初沈澱池沈殿物１３の一部を、ポンプ１６に
よって最初沈澱池沈澱物１１の酸発酵槽１２への導入部
付近へ返送するという構造としたが、酸発酵槽１２外へ
流出する酸発酵処理後の最初沈澱池沈殿物１３の返送先
は、これに限定されるものではない。酸発酵槽１２のい
ずれの位置へ酸発酵処理後の最初沈澱池沈殿物１３を返
送しても、酸発酵槽１２内の攪拌効果を得ることができ
る。ただし、酸発酵槽１２内での短絡流を防止し、攪拌
効果を高めるためには、最初沈澱池沈殿物１１の酸発酵
槽１２への導入部付近に酸発酵処理後の最初沈澱池沈殿
物１３を返送することが好ましい。

【００５１】図２に示したように、攪拌用ポンプを酸発
酵槽１２外に設置し、かつ攪拌用ポンプとしてモーノポ
ンプなどの定容積型ポンプを用いる場合には、ポンプが
担体を損傷するおそれは少ないため、担体分離用スクリ
ーン１７を通過した液をポンプの吸引側へ供給する必要
はない。すなわち、担体の混在する酸発酵槽１２内部液
を直接ポンプの吸引側へ供給することが可能であるた
め、担体分離用スクりーン１７の面積を比較的小さくす
ることはできる。ただし、ポンプ自体が高価であるた
め、こうした構成は経済的には不利である。

【００５２】図３には、本発明の廃水の処理装置に用い
られる酸発酵槽１２の構造の他の例を示す。図示する例
においては、酸発酵槽１２内に水中攪拌機を設置し、そ
の周囲を担体分離用スクリーン１７で覆っている。この
スクリーンの目開きは、酸発酵処理後の最初沈澱池沈殿
物１３が酸発酵槽１２外へ流出する流出部付近に設置す
る担体分離用スクリーン１７のものと同様に選定するこ
とができる。こうした構成とする場合、必ずしも水中攪
拌機の全周囲をスクリーンで覆う必要はないが、スクリ
ーン部の面積の大きい方がスクリーンの目詰まりのおそ
れが少ないので好ましい。また、図３における水中攪拌
機１８の代わりに水中ポンプを使用することもでき、水
中攪拌機１８もしくは水中ポンプをつり下げ型として、
その周囲を担体分離用スクリーン１７で覆うような構造
としてもよい。

【００５３】図３に示した例では、攪拌機もしくはポン
プを酸発酵槽１２内に設置するので、攪拌機もしくはポ
ンプの定期点検時や故障時には、攪拌機もしくはポンプ
を酸発酵槽１２から取り出す、あるいは酸発酵槽１２内
を空にする等の作業が必要となる。これに比して、図２
に示した例では、攪拌用ポンプ１６を酸発酵槽１２の外
に設置しているため、ポンプの維持管理作業は比較的容
易である。

【００５４】図４に、本方法に基づく生物学的窒素除去
処理装置の他の例を示す。

【００５５】図４に示した例においては、生物学的硝化
脱窒法として嫌気無酸素好気活性汚泥法を用いており、
反応槽のうちに嫌気槽１０、無酸素槽３および好気槽４
を有している。微生物固定化担体を収容した酸発酵槽１
２において最初沈殿池沈殿物１１を酸発酵処理する点
は、図１に示した装置と同様である。図４に示す装置に
おいては、酸発酵処理後の最初沈殿池沈殿物１３を嫌気
槽１０へ導入しているが、酸発酵処理後の最初沈殿池沈
殿物１３を嫌気槽１０および無酸素槽３の双方もしくは
無酸素槽３のみへ導入することも可能である。

【００５６】嫌気槽１０で主に起こる生物脱リン反応の
うちのリン放出反応、および無酸素槽３で主に起こる脱
窒反応のいずれもが、有機物を必要とする反応であり、
酸発酵処理後の最初沈殿池沈殿物１３に含まれる有機酸
は、これらの反応に有効に利用される。酸発酵処理後の
最初沈殿池沈殿物１３のいずれの送液ルートを用いるか
については、汚水の水質と目標処理水質、生物処理すべ
きリン量と窒素量、処理設備の立地条件当を考慮して決
定することができる。

【００５７】図５に本発明に基づく生物学的窒素除去処
理装置の別の例を示す。

【００５８】図５に示した例においては、生物学的硝化
脱窒法として活性汚泥硝化液循環変法を用いている点
は、図１の場合と同様であり、微生物固定化担体を収容
した酸発酵槽１２において最初沈殿池沈殿物１１を酸発
酵処理する点は、図１および図４に示した装置の場合と
同様である。図５に示した装置が図１に示したものと異
なる点は、図１においては好気槽４から流出液の一部を
無酸素槽３のみへ返送していたのに対し、図５の例にお
いては、好気槽４からの流出液の一部を酸発酵槽１２へ
も返送している点である。

【００５９】好気槽４からの流出液の一部を酸発酵槽１
２へ返送することによって得られる第１の効果は、酸発
酵槽１２内でのメタン発酵反応を抑制できることであ
る。図５に示した装置における酸発酵槽１２は、図１お
よび図４に示したものと同様に担体を収容しており、セ
ルロースの酸発酵処理による有機酸の生産を促進するも
のである。しかしながら、この酸発酵槽１２内では、有
機酸の消費反応であるメタン発酵反応が生じることもあ
る。酸発酵槽１２において、有機酸生成反応とその有機
酸の消費反応であるメタン発酵反応とが同時に起こる
と、酸発酵処理後の最初沈殿池沈殿物１３は、炭素系溶
解性有機物濃度の低いものとなってしまう。したがっ
て、こうした酸発酵処理後の最初沈澱池沈殿物１３を無
酸素槽３へ導入しても、脱窒反応のために有効な有機物
を脱窒工程へ導入するという目的を充分には達成できな
い場合がある。

【００６０】メタン発酵反応と脱窒反応とは、いずれも
微生物による嫌気反応であり、前者の反応は標準酸化還
元電位（Ｅ₀’）がマイナス０．２２ボルト程度の極め
て低い領域で起こる。一方、後者の反応は標準酸化還元
電位（Ｅ₀’）がプラス０．３１〜プラス０．７５ボル
ト程度の比較的高い領域で起こる。そしてまた、例えば
硝酸イオンと有機酸と脱窒菌とメタン菌とが共存する系
においては、硝酸還元反応（脱窒反応）が優先的に起こ
り、硝酸イオンが消費しつくされた後に酸化還元電位が
低下してメタン発酵が起こる。好気槽４流出液には好気
槽４での硝化反応により生成した硝酸イオンおよび亜硝
酸イオンが含まれている。例えば下水を処理した場合に
は、硝酸性窒素と亜硝酸性窒素との合計量として１０〜
４０ｍｇ／Ｌ程度が含まれているため、好気槽４流出液
を酸発酵槽１２へ導入することによって、酸発酵槽１２
内でのメタン発酵反応を抑制するという効果を得ること
ができる。また、この好気槽４流出液を常時もしくは頻
繁に酸発酵槽１２へ導入して酸発酵槽１２内の酸化還元
電位を脱窒反応の領域付近に保つことによって、メタン
菌の増殖が抑制される。この点からも、好気槽４からの
流出液の一部を酸発酵槽１２へ返送することは、酸発酵
槽１２内でのメタン発酵反応を抑制するのに役立つ。

【００６１】好気槽４流出液の一部を酸発酵槽１２へ導
入する代わりに、最終沈殿池７流出水の一部を酸発酵槽
１２へ循環返送することも、酸発酵槽１２内でのメタン
発酵を抑制するのにある程度役立つ。しかしながら、最
終沈殿池７流出水の一部を酸発酵槽１２へ循環返送する
ことは、最終沈殿池７の水面積負荷を増加させることに
なるため、最終沈殿池の固液分離性能を悪化させて、Ｓ
Ｓ濃度の高い最終沈殿池流出水を生み出すおそれがあ
る。また、最終沈殿池内においても若干の脱窒素反応が
起こるため、最終沈殿池流出水の硝酸性窒素濃度あるい
は亜硝酸性窒素濃度は好気槽４流出液のそれに比して低
い。このため、最終沈殿池７流出水の一部を酸発酵槽１
２へ循環返送した場合のメタン発酵を抑制する効果は、
好気槽４流出液を導入した場合に比べて低い。したがっ
て、酸発酵槽１２内でのメタン発酵の抑制のためには、
好気槽４流出液の一部を酸発酵槽１２へ導入するほうが
好ましい。

【００６２】好気槽４からの流出液の一部を酸発酵槽１
２へ返送することによって得られる第２の効果は、酸発
酵槽１２における有機酸生成菌の活性を高く維持して、
有機酸生成反応速度を高く保つことができる点である。
酸発酵槽１２内に有機酸が生成蓄積すると、液側のｐＨ
緩衝能力にもよるが、ｐＨは３〜５程度まで低下し、有
機酸生成菌の活性が低下してしまう。これに対して、酸
発酵槽１２へ硝酸イオンあるいは亜硝酸イオンを導入し
て有機酸が脱窒反応のために消費されるようにすると、
有機酸の蓄積によるｐＨの低下が抑制され、有機酸生成
菌の活性を高く維持することができる。

【００６３】好気槽４からの流出液の一部を酸発酵槽１
２へ返送することによって得られる第３の効果は、酸発
酵槽１２内において脱窒反応を起こさせることによって
無酸素槽３の容積を低減するか、もしくは酸発酵槽１２
における脱窒処理能力と無酸素槽３における脱窒処理能
力とをあわせて、脱窒処理能力の大きな廃水処理設備が
提供できる点にある。前者の場合、無酸素槽３容積の小
さな設備とすることによって設備費を経済的なものにす
るという効果が得られ、後者の場合、処理能力の大きな
設備とすることによって処理性能を安定したものにする
という効果が得られる。この場合の脱窒反応の主体とな
る脱窒菌は、最初沈殿池沈殿物１１および硝化循環液６
に由来する。脱窒菌は汚水中や土壌中に広く分布するも
ので、最初沈殿池沈殿物１１にも含まれている。また、
硝化循環液６内には、無酸素槽３内での脱窒反応に関与
する脱窒菌が含まれている。図５には示していないが、
脱窒菌の供給能力を高めるために、返送汚泥８の少なく
とも一部を酸発酵槽１２へ返送することも有効である。

【００６４】図５においては、好気槽４流出液の導入位
置を無酸素槽３および酸発酵槽１２の二個所としている
が、好気槽４流出液を酸発酵槽１２のみへ導入すること
も可能である。好気槽４流出液を酸発酵槽１２のみへ導
入した場合には、酸発酵槽１２におけるメタン発酵の抑
制、有機酸の消費による有機酸生成活性の維持および脱
窒処理能力の最大限の発揮という効果が得られる。その
一方で、酸発酵槽１２における担体分離用スクリーンへ
の水量負荷が増加する、酸発酵槽１２内の流速が大とな
って重力分離手段の適用が困難となるといったデメリッ
トを生じる。したがって、好気槽４流出液の送液ルート
あるいは送液量の配分比を選択するに当たっては、流入
水質と目標処理水質、必要な設備の設置面積と費用など
の条件を考慮して決定することが望まれる。

【００６５】図１に示した装置においては、好気槽４流
出液を酸発酵槽１２へ導入せず、一方、図５に示した装
置においては、酸発酵槽１２へ好気槽４流出液を導入し
ている。すなわち、図５に示した装置では、好気槽４流
出液を酸発酵槽１２へ導入することによって、酸発酵槽
１２におけるメタン発酵を抑制し、有機酸の消費による
有機酸生成活性を維持するとともに、脱窒処理能力を発
揮するという効果が得られるのに対し、図１に示した装
置においては、このような効果は得られないことにな
る。

【００６６】こうした異なるフローは、次のような目安
にしたがって選択することができる。例えば、１）流入
廃水１中の溶解性成分として不足する脱窒用有機炭素源
の濃度がわずかであり、脱窒処理のために低濃度の有機
酸を補給すればよい場合、２）酸発酵槽１２で積極的に
メタン発酵を起こさせて、燃料となるメタンガスの発生
効果を求める場合等においては、図１に示したようなフ
ローを用いることが有効である。一方、１）脱窒処理の
ために高濃度の有機酸の補給を図る場合、２）メタンガ
スの発生を避ける場合等においては、図５に示したよう
なフローを用いることが有効である。なお、いずれのフ
ローを用いた場合においても、汚泥が減容化するという
効果は得られる。

【００６７】酸発酵槽１２において必要な滞留時間は、
流入水の性状と目標処理水質に関連する必要な有機酸供
給濃度や最初沈殿池汚泥の性状と供給量や担体の投入率
等によって異なり、適宜決定することができる。酸発酵
槽を設計するに当たっての目安は、例えば、真容積とし
ての担体投入率（ｖ／ｖ％）が２．５％の場合、有機酸
をＢＯＤとして５から１０ｍｇ／Ｌ補給するための酸発
酵槽の滞留時間を０．５〜３．０時間とすることであ
る。

【００６８】図６に、本発明に基づく生物学的窒素除去
処理装置の他の例を示す。図６に示した生物学的窒素除
去処理装置においては無酸素槽兼酸発酵槽１４を用いて
おり、この無酸素槽兼酸発酵槽１４は、図５に示した装
置における無酸素槽３の機能と微生物固定化担体を収容
した発酵槽１２の機能とを兼ね備えたものである。無酸
素槽兼酸発酵槽１４へは、最初沈殿処理後の廃水１、好
気槽４流出水の少なくとも一部、および返送汚泥を導入
して脱窒反応を起こさせる。さらに、この無酸素槽兼酸
発酵槽１４には微生物固定化担体が収容されており、最
初沈殿池沈殿物１１を導入して酸発酵処理し、脱窒反応
のために有用な有機酸を生成させる。かくして、無酸素
槽兼酸発酵槽１２は、図５における無酸素槽３の機能と
微生物固定化担体を収容した酸発酵槽１２の機能とを兼
ね備えたものとなる。酸生成反応と脱窒反応とを効率よ
く起こさせるために、無酸素槽兼酸発酵槽１４におい
て、攪拌機などによる攪拌を行うことが好ましい。

【００６９】図７に本発明に基づく生物学的窒素除去処
理装置の他の例を示す。図７に示した生物学的窒素除去
処理装置において、嫌気無酸素好気法あるいはＡ２Ｏと
呼ばれる方法を用いている点は、図４に示した装置と同
様である。また、微生物固定化担体を収容した酸発酵槽
１２において最初沈殿池沈殿物１１を酸発酵処理する点
は、図１、図４および図５に示した装置と同じである。
図７に示した装置が図４に示したものと異なる点は、図
４の例においては好気槽４からの流出液の一部を無酸素
槽３へのみ返送していたのに対し、図７の例においては
好気槽４からの流出液の一部を酸発酵槽１２へも返送し
ている点である。

【００７０】好気槽４からの流出液を酸発酵槽１２へ返
送することによって、前述の図５の装置について説明し
たのと同様の効果が得られる。

【００７１】図７に示した装置においては、酸発酵処理
後の最初沈殿池沈殿物１３を嫌気槽１０へ導入している
が、これに限定されるものではない。無酸素槽３のみ
へ、あるいは嫌気槽１０と無酸素槽３との双方へ、酸発
酵処理後の最初沈澱池沈殿物１３を導入することも可能
であり、かつ効果的である。

【００７２】

【実施例】以下、具体例を示して本発明をさらに詳細に
説明する。

【００７３】本発明に基づく生物学的窒素除去処理方法
の一実施例を以下に示す。

【００７４】図５に示した装置（処理量：１２ｍ³／
日）を用いて廃水を処理して窒素除去性能を調べた。

【００７５】廃水１としては都市下水を用い、下水処理
場の最初沈殿池引き抜き汚泥を酸発酵槽１２へ導入し
た。酸発酵槽１２の内部には、内径１５ｍｍ、外径２０
ｍｍ、長さ２５ｍｍの中空円筒状、ポリプロピレン製担
体を、酸発酵槽１２の有効容積に対して担体の真容積が
５％（ｖ／ｖ）となるように収容し、酸発酵槽１２の流
出部には、目開き１５ｍｍの担体分離用スクリーンを設
けた。この酸発酵槽１２の滞留時間は２．０時間とし、
酸発酵処理後の最初沈殿汚泥１３の全量を無酸素槽３へ
導入した。

【００７６】酸発酵槽１２と無酸素槽３との間には、酸
発酵槽１２の流出液の一時貯留ピットを設置し、このピ
ット内に水中ポンプを設置して酸発酵槽１２流出液を酸
発酵槽１２流入部へ返送した。

【００７７】無酸素槽３には撹拌機を備えて常時撹拌
し、この無酸素槽３内の滞留時間は１．５時間とした。

【００７８】好気槽４には、内径３ｍｍ、外径４ｍｍ、
長さ５ｍｍの中空円筒状、ポリプロピレン製担体を、好
気槽４の有効容積に対して担体の真容積が３％（ｖ／
ｖ）となるように収容した。この担体の分離用として、
目開き２．５ｍｍのスクリーンを好気槽４の流出部に設
置した。また好気槽４には合成樹脂製のディスク型散気
装置を設置して、ブロワーより送った空気を、この散気
装置を通じて好気槽４へ導入し、好気槽４のＤＯが２ｍ
ｇ／Ｌ以上となるように常時曝気した。この好気槽４の
滞留時間は４．５時間とした。

【００７９】好気槽４の流出液は、廃水１と同じ流量Ｑ
で酸発酵槽１２へ常時返送し、無酸素槽３へは好気槽４
の流出液を導入しなかった。この場合の酸発酵槽１２の
滞留時間は、最初沈殿池沈殿物の流量に対する酸発酵槽
１２の有効容積の割合として求めた。

【００８０】また、最終沈澱池７からの返送汚泥８の流
量は１／２Ｑとし、その全量を無酸素槽３へ返送した。

【００８１】対照系として、図８に示したような、微生
物固定化担体を収容した酸発酵槽１２を具備しない処理
装置で、前述と同様の廃水を処理した。各反応槽の容積
および運転条件は、上述したものと同様とした。ただ
し、好気槽４の流出液６は、無酸素槽３へ返送した。

【００８２】本発明の装置、および従来の装置により処
理した処理水の分析結果を、原廃水の分析結果とともに
下記表１にまとめる。

【００８３】

【表１】

【００８４】表１に示されるように、本発明の装置によ
り処理した処理水の窒素濃度（Ｔ−Ｎ）は従来法による
処理水に比べて著しく低く、極めて良好な脱窒処理成績
が得られることが確認された。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、有
機薬剤を使用することなく窒素除去性能を維持し、比較
的安価に廃水を生物学的硝化脱窒法により処理する方法
が提供される。また本発明によれば、有機薬剤や酸発酵
槽の前処理を必要とせずに窒素除去性能を維持して、廃
水を生物学的に処理する装置が提供される。

【００８６】本発明により、多くの場合において脱窒反
応を行うに必要な有機物の供給を確保することができ
る。例えば、雨水が流入した場合などには、脱窒工程へ
供給される有機物濃度が窒素濃度の低下する程度以上に
低下して、脱窒工程での脱窒反応速度が低下し、また、
最初沈殿池で固液分離処理を受けた後脱窒工程へ流入す
る廃水中の溶解性汚濁物質の有機物濃度／窒素濃度比が
低い場合にも、脱窒工程での脱窒反応速度が低下する。
いずれの場合にも、脱窒工程での脱窒反応速度が低下す
ることによって、処理水の水質が悪化してしまう。こう
した状況においても、本発明を適用することによって、
脱窒反応を行うに必要な有機物の供給を確保することが
できる。したがって、脱窒工程での脱窒反応速度の低下
を防止することが可能となり、良好な窒素除去処理水を
得ることができる。

【００８７】しかも、担体に固定化した微生物によっ
て、最初沈澱池沈殿物の少なくとも一部を酸発酵処理し
ているので、セルロース等の難分解性非含窒素有機物か
ら有機酸を効率的に生成させることができる。難分解性
非含窒素有機物の特別な前処理や、酸発酵槽を無菌培養
設備とする必要はなく、メタノール等の有機薬剤を添加
する必要もない。また、酸発酵処理液と酸発酵槽内に収
容した担体とを分離するに当たっては、スクリーン分離
や重力分離などの稼動部をほとんど必要としない簡単な
手段を用いることができるので、本発明の処理装置の設
備費および運転費は比較的安価である。

【００８８】本発明の廃水の処理装置において、好気工
程から流出する汚泥混合液の少なくとも一部を酸発酵槽
へ導入した場合には、酸発酵槽におけるメタン発酵の抑
制、有機酸の消費による有機酸生成活性の維持、および
脱窒処理能力の発揮という効果が得られる。かくして、
酸発酵槽において、廃水処理にともなって発生する最初
沈澱池沈殿物を利用して、脱窒処理のための有機炭素源
として有効な有機酸を、効率的に生成させて脱窒工程へ
供給することが可能になるとともに、酸発酵槽において
脱窒機能を発揮させることが可能となる。

【００８９】また、本発明の廃水の処理装置において、
酸発酵槽の流出部付近に担体分離用スクリーンを設けた
場合には、粒状担体を酸発酵槽内に容易に保持すること
ができる。このため、セルロース等に非含窒素難分解性
有機物を含む有機物から有機酸を生成する反応に関与す
る菌を、酸発酵槽内に有効にかつ容易に保持することが
可能となり、酸発酵槽における脱窒反応に有効な有機酸
の生成活性を保持することができる。

【００９０】ここで用いるスクリーンのは、稼動部をほ
とんど必要としない簡単な手段とすることが好ましい。
このスクリーンの目幅および担体のサイズを適切に選定
することによって、スクリーンの目詰まりを避けること
ができる。したがって、スクリーン清掃のための機械を
設置する必要がなく、維持管理の労力も軽減することが
できる。

【００９１】さらに、本発明の廃水の処理装置におい
て、酸発酵槽流出部付近に設けた担体分離用スクリーン
を通過した酸発酵槽処理液の少なくとも一部を、この酸
発酵槽に返送した場合には、酸素の混入しない状態で容
易にかつ効果的に酸発酵槽内を攪拌することができる。
これによって、酸発酵槽内における固形有機物を豊富に
含む最初沈澱池の沈殿物と、それを分解利用して脱窒反
応に必要な有機物を生成する菌との接触を促進し、酸生
成反応効率を高めることが可能となる。この攪拌操作の
ためには、安価な渦巻きポンプが使用でき、維持管理も
容易となる。

【００９２】本発明により、生物学的硝化脱窒反応を用
いた廃水処理において、窒素除去性能が低下するという
問題を回避して、良好な窒素除去処理水を得ることがで
き、その工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の生物学的窒素除去処理装置の一例の構
成を表す概略図。

【図２】本発明の生物学的窒素除去処理装置における酸
発酵槽の構成の一例を表す概略図。

【図３】本発明の生物学的窒素除去処理装置における酸
発酵槽の構成の他の例を表す概略図。

【図４】本発明の生物学的窒素除去処理装置の他の例の
構成を表す概略図。

【図５】本発明の生物学的窒素除去処理装置の他の例の
構成を表す概略図。

【図６】本発明の生物学的窒素除去処理装置の他の例の
構成を表す概略図。

【図７】本発明の生物学的窒素除去処理装置の他の例の
構成を表す概略図。

【図８】従来の生物学的窒素除去処理装置の構成を表す
概略図。

【図９】従来の生物学的窒素除去処理装置の構成を表す
概略図。

【符号の説明】

１…廃水２…最初沈殿池３…無酸素槽（脱窒槽）４…好気槽（硝化槽）５…散気装置６…硝化循環液７…最終沈殿池８…返送汚泥９…処理水１０…嫌気槽１１…最初沈殿池沈殿物１２…微生物固定化担体を内在させた酸発酵槽１３…酸発酵処理後の最初沈殿池沈殿物１４…無酸素槽兼酸発酵槽１５…圧力調整弁１６…攪拌用ポンプ１７…担体分離用スクりーン１８…水中攪拌機

フロントページの続き (72)発明者宮田純東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者馬場圭東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者宇田川悟東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者遠藤伸一東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 4D003 EA01 4D040 BB02 BB42 BB52 BB82 BB93

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固形有機物を含む廃水を固液分離して、
廃水と沈殿物とを得る工程、前記固液分離により得られた廃水を、無酸素条件下と好
気条件下とで処理することによって生物学的に処理する
工程、および前記固液分離により得られた沈殿物の少な
くとも一部を、微生物固定化担体を収容した酸発酵槽に
導入して溶解性有機物を得、この溶解性有機物を生物学
的処理工程に導入する工程を具備する廃水の処理方法。
【請求項２】前記廃水を生物学的に処理する工程は、
無酸素工程と、これに引き続いて行われる好気工程とを
含み、前記溶解性有機物は、前記無酸素工程に導入され
る請求項１に記載の廃水の処理方法。
【請求項３】前記廃水を生物学的に処理する工程は、
前記無酸素工程の前に嫌気工程をさらに含み、前記溶解
性有機物は、前記嫌気工程に導入される請求項２に記載
の廃水の処理方法。
【請求項４】前記好気工程からは汚泥混合液が得ら
れ、この汚泥混合液の少なくとも一部が前記酸発酵槽に
導入される請求項２または３に記載の廃水の処理方法。
【請求項５】固形有機物を含む廃水を、廃水と沈殿物
とに固液分離する最初沈澱池、前記固液分離された廃水を、無酸素条件下と好気条件下
とで処理する生物学的処理手段、前記固液分離された沈殿物の少なくとも一部を導入して
酸発酵処理し、溶解性有機物を得る、微生物固定化担体
を収容した酸発酵槽、および前記溶解性有機物を前記生
物学的に処理する手段に導入する手段を具備する廃水の
処理装置。
【請求項６】前記廃水を生物学的に処理する手段は、
無酸素槽と、これに引き続いた好気槽とを具備し、前記
溶解性有機物は、前記無酸素槽に導入される請求項５に
記載の廃水の処理装置。
【請求項７】前記廃水を生物学的に処理する手段は、
前記無酸素槽の前に嫌気槽をさらに含み、前記溶解性有
機物は、前記嫌気槽に導入される請求項６に記載の廃水
の処理装置。
【請求項８】前記好気槽からは汚泥混合液が得られ、
この汚泥混合液の少なくとも一部を前記酸発酵槽にする
手段を具備する請求項６または７に記載の廃水の処理装
置。
【請求項９】前記酸発酵槽は、その流出側に担体分離
手段を有する請求項５ないし８のいずれか１項に記載の
廃水の処理装置。
【請求項１０】前記担体分離手段を通過して流出した
酸発酵処理液の少なくとも一部を、前記酸発酵槽に返送
する手段を具備する請求項９に記載の廃水の処理装置。
【請求項１１】固形有機物を含む廃水を固液分離し
て、廃水と沈殿物とを得る工程、前記固液分離により得られた廃水を、無酸素条件下で処
理する工程、前記固液分離により得られた沈殿物の少なくとも一部
を、微生物固定化担体を収容した酸発酵槽に導入して溶
解性有機物を得る工程、前記無酸素条件下で処理された処理液と、前記酸発酵槽
で得られた溶解性有機物とを好気条件下で処理する工程
を具備し、前記廃水を無酸素条件下で処理する工程は、前記微生物
固定化担体を収容した酸発酵槽内で行われることを特徴
とする廃水の処理方法。
【請求項１２】固形有機物を含む廃水を、廃水と沈殿
物とに固液分離する最初沈澱池、前記固液分離された廃水を無酸素条件下で処理するとと
もに、前記固液分離された沈殿物の少なくとも一部を導
入して酸発酵処理して溶解性有機物を得る、微生物固定
化担体を収容した無酸素槽兼酸発酵槽、および、前記無酸素槽兼酸発酵槽からの処理液と溶解性有機物と
を導入して好気条件下で処理する好気槽を具備する廃水
の処理装置。