JP2001029981A - 有機性排水処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機性排水処理の、糸状菌に起因するバルキ
ング現象の発生を抑制する。 【解決手段】 有機性排水を曝気槽１で生物処理により
分解し、分解した有機性排水を沈殿槽２で上澄水と汚泥
とに分離する。分離した汚泥の一部を汚泥酸化槽３に抜
き出し、抜き出した汚泥に酸化剤を添加し、酸化剤で汚
泥を微生物分解可能な酸化汚泥に有機物化する。一方沈
殿槽２で分離した汚泥のさらに一部を再曝気槽４へ分岐
し、分岐した汚泥を再曝気する。再曝気した曝気汚泥を
酸化汚泥処理槽５で酸化汚泥と混合して曝気汚泥に該酸
化汚泥を分解させ、分解した汚泥を曝気槽１に返送す
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、生物処理による有
機性排水の処理に関し、詳しくは糸状菌の発生及び生育
を抑えた生物処理による有機性排水の処理方法及び装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市下水、し尿、産業排水等の有機物を
含む排水は、一般的に活性汚泥法、散水ろ床法、酸化池
法などの微生物による生物処理法によって処理されるこ
とが多く、上記方法は、いずれも微生物の働きにより排
水中の有機物質を酸化処理するものである（酸化浄化法
ともいう）。その中でも活性汚泥法は代表的な処理方法
としてよく知られている。

【０００３】この活性汚泥法は、多種類の微生物で構成
されているので、流入する排水の負荷変動や、水温変化
などに影響されやすく、曝気槽内において、ズーグレ
ア、フラボバクテリウム、エントロバクターなどの有用
微生物に対して、スフェロティルス、ベギアトア、ノカ
ルディアなどの糸状性細菌（以下単に糸状菌という）が
優占的に発生する場合がある。糸状菌はその糸状体の長
さが数ミリメートルから100ミクロン程度で、グラム陰
性又は陽性を示し鞘を有するものが多い。この糸状菌が
優占的に発生してくる原因としては、曝気槽の溶存酸素
不足、曝気槽中のＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷の低下、流入す
る排水が低分子の有機物により構成されていることなど
が考えられる。この糸状菌が優占種となった曝気槽内の
液は活性汚泥の沈降性が悪化し、いわゆるバルキング現
象が発生する。このバルキング現象は、活性汚泥のフロ
ック中に多数存在する糸状菌がフロック外まで長く突出
しており、相互に接触したこれらの糸状菌は一つの層を
なし、その上の層を支持してその沈降を妨げることが原
因である。

【０００４】このようなバルキング現象を発生、抑制す
る手段としては、たとえばカチオンポリマーなどの高分
子凝集剤や多化金属イオンなどの無機凝集剤を使用する
方法が知られている。しかし、これらの凝集剤は生物分
解性が不十分であるため、処理水と共に凝集剤が放水さ
れるという新たな環境問題が発生する場合があり、実際
に行う場合にはこの問題を解決しなければならない。ま
た、バルキング抑制剤や殺菌剤などを投入する方法も同
様の問題をはらんでいる。

【０００５】一方、曝気槽内のｐＨや曝気量などの環境
条件を調整したりして、前述の有用微生物が優占種とな
るようにすることも行われているが、直ちに成果を得る
ことは困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、糸状菌が優占種となること
により発生するバルキング現象の発生を抑制し、また糸
状菌が発生した場合にも排水処理装置を一旦停止させる
ことなく、かつ新たな環境問題の発生を起こす懸念のな
い排水処理方法及び装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の有機性排水処理
方法は、有機性排水を生物処理により分解する曝気槽か
ら直接または間接的に汚泥の一部を抜き出し、抜き出し
た該汚泥に酸化剤を添加し、該酸化剤で前記汚泥を微生
物分解可能な酸化汚泥に有機物化する有機性排水処理方
法において、前記抜き出した汚泥のさらに一部を分岐
し、分岐した該汚泥を再曝気し、該再曝気した曝気汚泥
に前記酸化汚泥を混合して該曝気汚泥に該酸化汚泥を分
解させ、該分解した汚泥を前記曝気槽に直接又は間接的
に返送することを特徴とするものである。

【０００８】本発明の有機性排水処理装置は、有機性排
水を生物処理により分解する曝気槽から直接又は間接的
に汚泥の一部を抜き出す手段と、抜き出された該汚泥を
受容し、該汚泥を酸化剤で微生物分解可能な酸化汚泥に
有機物化する汚泥酸化槽と、該汚泥酸化槽に前記酸化剤
を添加する手段とを備えた有機性排水処理装置におい
て、曝気槽から直接又は間接的に抜き出された汚泥のさ
らに一部を分岐する手段と、分岐された該汚泥を再曝気
する再曝気槽と、該再曝気槽で再曝気された曝気汚泥と
前記酸化汚泥を混合して該曝気汚泥で該酸化汚泥を分解
する酸化汚泥処理槽と、前記汚泥酸化槽から前記酸化汚
泥処理槽に前記酸化汚泥を供給する手段と、該酸化汚泥
処理槽で分解した前記汚泥を前記曝気槽に直接又は間接
的に返送する手段とを有することを特徴とするものであ
る。

【０００９】「有機性排水」とは、有機物を主に含む排
水をいい、家庭排水やし尿などの都市下水からの排水や
工場排水などを意味する。

【００１０】「曝気槽」とは、有機性排水を生物処理に
より分解処理する槽を意味し、連続して処理を行う場合
には、分解した有機性排水を上澄水と汚泥とに分離する
沈殿槽を設ける必要があるが、曝気槽を沈殿槽と兼用す
ることができるバッチ式の場合には、曝気槽が沈殿槽を
兼ねていてもよい。「曝気槽から直接又は間接的に」と
は、曝気槽から直接抜き出してもよいし、あるいは曝気
槽から沈殿槽や汚泥貯留槽などを経由して間接的に抜き
出してもよいことを意味する。

【００１１】「汚泥」とは、糸状菌と凝集菌が混在して
いる汚泥であって、有機性排水を生物処理する処理施設
の曝気槽中の主な構成体であって、都市下水や諸種の産
業排水を連続通気撹拌してそれらの含有有機物に対する
資化能、酸化能の高い種々の好気性細菌や、酸素のない
状態で含有有機物を分解する嫌気性細菌や、嫌気、好気
どちらの状態でも含有有機物を分解できる通性嫌気性細
菌などの微生物、及びこの微生物を増殖させて得られる
泥状の物質や、有機性の懸濁物の集まりであり、微生物
を含むものであれば、多少の未処理状態の有機性排水や
無機物をも含む意味として用いる。

【００１２】「生物処理」とは、活性汚泥法や、中空糸
膜法、生物膜法などのように、生物によって有機性排水
を処理する方法を、「微生物」とは、活性汚泥法の活性
汚泥菌をはじめ、中空糸膜法の活性汚泥菌や生物膜法の
生物膜構成菌を含む広い意味である。

【００１３】「酸化剤」は、汚泥を微生物分解可能な酸
化汚泥に有機物化することができるものであれば特に限
定されるものではく、たとえば過酸化水素や次亜塩素酸
ナトリウムなどが好ましい。

【００１４】「汚泥酸化槽」は、酸化剤で汚泥を酸化し
汚泥菌を死滅させる槽であって、酸化剤による酸化には
汚泥と添加される酸化剤とを撹拌するための撹拌機が設
けられていることが望ましい。撹拌機は、高速で撹拌で
きれば特に限定されるものではなく、たとえばラインミ
キサなどを用いることができる。

【００１５】酸化剤で前記汚泥を微生物分解可能な酸化
汚泥に有機物化するとは、糸状菌および有用微生物が凝
集しているいわゆる、凝集菌が混在している汚泥を酸化
剤で酸化分解し、分解された汚泥を凝集菌がＢＯＤ源と
して生物酸化できる状態にすることを意味する。

【００１６】抜き出した汚泥のさらに一部を分岐すると
は、曝気槽より直接又は間接的に汚泥の一部を抜き出し
て酸化剤を添加するが、これとは別に汚泥を抜き出すこ
とを意味する。すなわち、抜き出された汚泥は、一部が
酸化剤で微生物分解可能な酸化汚泥とするために用いら
れ、これとは別に再曝気をして曝気汚泥とするために抜
き出される。曝気槽から直接又は間接的に汚泥の一部を
抜き出す手段、すなわち曝気槽から直接又は間接的に汚
泥酸化槽に汚泥の一部を抜き出す手段と、曝気槽から直
接又は間接的に抜き出された汚泥のさらに一部を分岐す
る手段、すなわち曝気槽から直接又は間接的に再曝気槽
に汚泥の一部を分岐する手段は完全に独立していてもよ
いし、曝気槽から直接又は間接的に再曝気槽に汚泥の一
部を分岐する手段は、曝気槽から直接又は間接的に汚泥
酸化槽に汚泥の一部を抜き出す手段の途中までを共有す
るものであってもよいし、その逆であってもよい。

【００１７】汚泥を再曝気するとは、基質を添加しない
状態で汚泥だけを再び曝気することを意味する。曝気汚
泥とは、基質なしで再曝気され飢餓状態となった汚泥を
意味し、再曝気した曝気汚泥に前記酸化汚泥を混合して
該曝気汚泥に該酸化汚泥を分解させるとは、基質の分解
能力が高まった曝気汚泥によって、酸化汚泥を分解させ
ることを意味する。

【００１８】「酸化汚泥処理槽」とは、曝気された曝気
汚泥と酸化汚泥を混合して曝気汚泥で酸化汚泥を分解す
る槽であって、汚泥酸化槽と同様に、曝気汚泥と酸化汚
泥とを撹拌するための撹拌機が設けられていることが望
ましい。

【００１９】分解した汚泥を曝気槽に直接又は間接的に
返送するとは、曝気槽に直接返送してもよいし、間接的
にたとえば、曝気槽に有機性排水を導入している経路を
通して返送してもよいことを意味する。

【００２０】

【発明の効果】本発明の有機性排水処理方法は、有機性
排水を生物処理により分解する曝気槽から直接又は間接
的に汚泥の一部を抜き出し、抜き出した該汚泥に酸化剤
を添加し、該酸化剤で前記汚泥を微生物分解可能な酸化
汚泥に有機物化する有機性排水処理方法において、前記
抜き出した汚泥のさらに一部を分岐し、分岐した汚泥を
基質が存在しない状態で再曝気して汚泥を飢餓状態とし
ておき、ここに微生物分解可能な状態に分解された酸化
汚泥を混合するので、飢餓状態となった曝気汚泥により
酸化汚泥が分解されるが、この時汚泥に含まれている凝
集菌の増殖速度が糸状菌の増殖速度を上回るために、相
対的に凝集菌の比率を増加させることができる。

【００２１】すなわち、本発明の有機性排水処理方法及
び装置は、糸状菌と凝集菌を含む抜き出された汚泥を、
一方は酸化剤で微生物分解可能な酸化汚泥とし、他方は
基質が存在しない状態で再曝気して曝気汚泥とし、曝気
汚泥に酸化汚泥を混合して曝気汚泥に酸化汚泥を分解さ
せるものである。糸状菌と凝集菌はともに酸化剤で酸化
汚泥となるが（糸状菌の一部は死滅させることができ、
また一部は死滅させられないまでも、糸状菌が細長く互
いにからみ合って水を抱き込んでいる状態を破壊し、沈
降分離性を増すことができると考えられる。）、曝気汚
泥中の糸状菌は分子量の大きい酸化汚泥を分解する速度
が遅いので、曝気汚泥中には、酸化汚泥を基質として速
く分解することができる凝集菌が相対的に速く増殖す
る。つまり、酸化汚泥処理槽中では凝集菌の増殖速度が
糸状菌の増殖速度を上回るので、凝集菌の比率を増加さ
せることができる。

【００２２】この一連の処理を繰り返すことにより、ズ
ーグレア、フラボバクテリウム、エントロバクター等の
有用微生物が凝集した凝集菌が、糸状菌からとって代わ
って優占種になり、溶解性有機物、ＳＳ等を取り込むと
共に沈降分離性も増し、有機性排水を浄化することとな
る。

【００２３】なお、この一連の処理により、余剰汚泥も
減少し、汚泥減量も同時に行うことができる。また、こ
こでは、すでに糸状菌が発生してバルギング現象を起こ
した場合を想定して説明したが、この方法および装置を
用いることによりバルギング現象の発生そのものを抑制
することも可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明の一の実施の
形態を示す有機性排水処理装置の概略図である。

【００２５】この有機性排水処理装置は、有機性排水を
生物処理により分解する曝気槽１と、分解した有機性排
水を上澄水と汚泥とに分離する沈殿槽２と、上澄水を処
理水として放流する手段１６と、曝気槽１から直接汚泥
の一部を抜き出す手段１１ｂと、曝気槽１から間接的に
沈殿槽２を経由して汚泥の一部を抜き出す手段１１ａ
と、抜き出された汚泥を受容し、汚泥を酸化剤で微生物
分解可能な酸化汚泥に有機物化する汚泥酸化槽３と、汚
泥酸化槽３に酸化剤を添加する手段１４とを備えた有機
性排水処理装置において、沈殿槽２で分離された汚泥又
は曝気槽１から直接抜き出された汚泥のさらに一部を分
岐する手段１２と、分岐された汚泥を再曝気する再曝気
槽４と、再曝気槽４で再曝気された曝気汚泥と酸化汚泥
を混合して曝気汚泥で酸化汚泥を分解する酸化汚泥処理
槽５と、汚泥酸化槽３から酸化汚泥処理槽５に酸化汚泥
を供給する手段１５と、酸化汚泥処理槽５で分解した汚
泥を曝気槽１に直接返送する手段１７ａと、酸化汚泥処
理槽５で分解した汚泥を曝気槽１に間接的に返送する手
段１７ｂとからなるものである。

【００２６】次に、この有機性排水処理装置の動作につ
いて説明する。曝気槽１へ送り込まれた有機性排水は、
曝気槽１で充分な溶存酸素を与えられて微生物により分
解される。分解された有機性排水は、沈殿槽２へと送ら
れる。有機性排水の分解と同時に生成した汚泥は吸着性
に富むフロックを形成して沈降し、汚泥と上澄水とに分
離される。汚泥が充分な凝集性をもち沈殿分離が容易に
行える状態であれば、分離した汚泥は、沈殿槽１で分離
された汚泥を曝気槽２へ直接返送する手段１３によっ
て、再び曝気槽２へ返送され有機性排水の処理に用いら
れる。一方、上澄水は放水手段１６から放流される。

【００２７】しかし、活性汚泥法は多種類の微生物より
構成されているので、曝気槽の溶存酸素不足や曝気槽中
のＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷の低下あるいは流入する有機性
排水が低分子の有機物を多く含むような場合には、曝気
槽１において、有用微生物に対して、糸状菌が優占的に
発生してくる場合がある。このように、糸状菌が優占的
に発生してくると、沈殿槽２において静置時にバルキン
グ現象が生じて、活性汚泥の沈殿分離が不充分となり、
活性汚泥の流出といった問題が発生してくる。

【００２８】従って、沈殿分離が充分に行われなくなっ
た場合には、曝気槽１から間接的に沈殿槽２を経由して
汚泥を抜き出す手段１１ａ、または曝気槽１から直接汚
泥を抜き出す手段１１ｂによって、汚泥の一部を汚泥酸
化槽３に抜き出し、酸化剤を添加する手段１４から汚泥
酸化槽３に酸化剤を添加し、汚泥を微生物分解可能な酸
化汚泥とする。一方、曝気槽１から直接または間接的に
抜き出された汚泥を分岐する手段１２によって、汚泥の
一部を分岐し再曝気槽４へ供給して再曝気を行う。この
時、再曝気槽４に分岐された汚泥には、新たに基質とな
るようなものを添加することは行わない。すなわち、分
岐された汚泥はここで単に曝気されるだけであるので、
この曝気をある程度の時間続けると汚泥は非常に飢餓状
態となる。このような状態となった曝気汚泥は酸化汚泥
処理槽５に移され、ここに汚泥酸化槽３から酸化汚泥を
供給する手段１５によって、酸化汚泥が供給される。酸
化汚泥は酸化剤によって汚泥が微生物分解可能な状態に
有機物化されているものなので、曝気汚泥中の有用微生
物である凝集菌はこれを優先的に基質とすることができ
るが、糸状菌は分子量の大きな有機物を分解し基質とす
る速度が遅いので、酸化汚泥処理槽５中では、凝集菌の
増殖速度が糸状菌の増殖速度を上回り、凝集菌の比率が
増加することになる。このようにして分解された汚泥
は、汚泥を曝気槽１に直接返送する手段１７ａ又は汚泥
を曝気槽１に間接的に返送する手段１７ｂによって曝気
槽１に返送される。この循環を繰り返すことにより凝集
菌を優占種とすることができ、糸状菌の増殖を抑制する
ことが可能となり、バルギング現象の改善を図ることが
できる。

【００２９】なお、本発明の有機性排水処理装置は、余
剰汚泥の減少も図ることができるので、バルギング現象
の発生を抑制しながら、汚泥減量を同時に行うことも可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態を示す有機性排水処
理装置の概略図

【符号の説明】

１ 曝気槽 ２ 沈殿槽 ３ 汚泥酸化槽 ４ 再曝気槽 ５ 酸化汚泥処理槽 １１ａ 曝気槽から間接的に汚泥の一部を抜き出す手段 １１ｂ 曝気槽から直接汚泥の一部を抜き出す手段 １２ 沈殿槽から汚泥のさらに一部を分岐する手段 １４ 汚泥酸化槽に酸化剤を添加する手段 １５ 汚泥酸化槽から酸化汚泥処理槽に酸化汚泥を供
給する手段 １７ａ 酸化汚泥処理槽で分解した汚泥を曝気槽に直接
返送する手段 １７ｂ 酸化汚泥処理槽で分解した汚泥を曝気槽に間接
的に返送する手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性排水を生物処理により分解する曝
   気槽から直接又は間接的に汚泥の一部を抜き出し、抜き
   出した該汚泥に酸化剤を添加し、該酸化剤で前記汚泥を
   微生物分解可能な酸化汚泥に有機物化する有機性排水処
   理方法において、 前記抜き出した汚泥のさらに一部を分岐し、分岐した該
   汚泥を再曝気し、該再曝気した曝気汚泥に前記酸化汚泥
   を混合して該曝気汚泥に該酸化汚泥を分解させ、該分解
   した汚泥を前記曝気槽に直接又は間接的に返送すること
   を特徴とする有機性排水処理方法。
2. 【請求項２】 有機性排水を生物処理により分解する曝
   気槽から直接又は間接的に汚泥の一部を抜き出す手段
   と、抜き出された該汚泥を受容し、該汚泥を酸化剤で微
   生物分解可能な酸化汚泥に有機物化する汚泥酸化槽と、
   該汚泥酸化槽に前記酸化剤を添加する手段とを備えた有
   機性排水処理装置において、 前記抜き出された汚泥のさらに一部を分岐する手段と、
   分岐された該汚泥を再曝気する再曝気槽と、該再曝気槽
   で再曝気された曝気汚泥と前記酸化汚泥を混合して該曝
   気汚泥で該酸化汚泥を分解する酸化汚泥処理槽と、前記
   汚泥酸化槽から前記酸化汚泥処理槽に前記酸化汚泥を供
   給する手段と、該酸化汚泥処理槽で分解した前記汚泥を
   前記曝気槽に直接又は間接的に返送する手段とを有する
   ことを特徴とする有機性排水処理装置。