JP2002239580A - 活性汚泥処理槽用の酸素補給剤の補給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物処理に悪影響を与えることなく、曝気槽
内において生じる溶存酸素不足を適確に解消することが
でき、悪臭や浄化処理不足の発生を安定に防止して防止
でき、処理水への影響もない経済性に優れた活性汚泥処
理槽用の酸素補給剤の補給方法の提供。 【解決手段】 活性汚泥処理槽内に酸素補給剤を添加し
て該処理槽内に酸素分を補給しながら処理を行う活性汚
泥処理槽用の酸素補給剤の補給方法であって、活性汚泥
処理槽内の酸化還元電位を継続して測定し、該酸化還元
電位が０ｍＶ以上となった時に酸素酸系化合物を主成分
とする酸素補給剤の供給を停止することを特徴とする活
性汚泥処理槽用の酸素補給剤の補給方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性廃水を活性
汚泥によって処理する際に好適に使用される活性汚泥処
理槽内の処理環境を迅速に改善することができる活性汚
泥処理槽用の酸素補給剤の補給方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】水中の汚濁物質は、河川や湖沼等の自然
の中で、沈殿、凝集、酸化、還元等の物理化学的、生物
学的な作用を受けて分解除去されて浄化される。特に有
機物を含んだ汚濁は、微生物による生物学的な作用によ
って浄化され易い。これを利用した有機性廃水の浄化方
法として、好気性微生物を含んだ活性汚泥により有機性
廃水を処理する活性汚泥法がある。そして、この方法
は、浄化能力が高く、比較的、処理経費が少なくて済む
等の利点があるため、下水処理や産業廃水処理等におい
て広く一般に使用されている。

【０００３】上記活性汚泥法では、通常、調整槽等で廃
水のｐＨ調整や均一化といった前処理を行なった後、有
機性廃水を活性汚泥処理槽（以下、曝気槽とも呼ぶ）へ
と導き、この曝気槽内で、酸素を吹き込みながら、好気
性微生物を含んだ活性汚泥によりＢＯＤで示される廃水
中の有機汚濁成分を分解して浄化処理を行っている。そ
して、曝気槽における効率的な生物処理を実現するため
に、有機性廃水と空気との接触面積を大きくした大口径
の曝気槽を用いたり、曝気槽内に微生物用担体を設ける
等の手段によって、曝気槽内が、活性汚泥中の好気性微
生物が活動し易い環境になるようにすることが行なわれ
ている。又、曝気槽内の活性汚泥量も、曝気槽内に導入
されてくるＢＯＤで示される有機汚濁成分量に対して最
適な量となるように調整されている。

【０００４】しかしながら、曝気槽内に導入されてくる
有機性廃水中に含まれるＢＯＤで示される廃水中の有機
汚濁成分量は、曝気槽に導入する前処理工程で調整が行
なわれたとしても、対象とする工場の生産状況や使用す
る原料等の変化に伴って変動するので常に一定ではな
く、場合によっては曝気槽内が過負荷になることが生じ
る。過負荷になると、曝気槽内が酸素不足の状態とな
り、活性汚泥による有機汚濁成分の微生物処理が充分に
なされず、臭気の発生や活性汚泥の黒変、更には、浄化
処理が不充分な処理水が放流されること等を生じる場合
があった。

【０００５】これに対して、曝気槽内への曝気量を更に
多くして溶存酸素量を増加させる方法がある。しかし、
ある程度までは、この方法によっても対処できるが、場
合によっては更に大型の曝気装置を用意しておかなけれ
ばならず、より処理設備が大型化するという問題があ
る。又、曝気量を多くしたとしても、液体中に気体状態
の酸素を溶存させることは容易ではなく、曝気槽内の溶
存酸素不足が即座に解消されるわけではない。従って、
悪臭の発生や浄化処理不足を速やかに防止することがで
きなかった。

【０００６】これに対して、本願出願人は、既に、処理
設備を大型化することなく、曝気槽内の溶存酸素不足に
迅速に対処することを可能とする安価な活性汚泥処理槽
用の酸素補給剤について提案している（特開２０００−
１４０８７５号公報参照）。かかる方法によれば、曝気
槽内の溶存酸素が不足の状態になった場合に、単に安価
な酸素補給剤を添加するだけで、曝気槽内における溶存
酸素不足の状態を、迅速に且つ経済的に解消することが
できる。

【０００７】しかしながら、前述したように、活性汚泥
処理の対象となる原水は、工場の生産状況や使用する原
料等の変化に伴って変動するので常に一定ではなく、槽
内に導入されてくる原水のＢＯＤ濃度は、時々刻々と変
動し、更に、活性汚泥の状態は槽内のｐＨ値や温度等に
よっても変化するため、曝気槽内の溶存酸素の過不足の
状態を適確に判断することは困難であり、酸素補給剤を
適確なタイミングで添加できないという問題があった。
かかる場合には、前記したように、悪臭の発生や活性汚
泥の黒変、浄化処理不足等の弊害を生じることが起こ
る。一方、酸素補給剤を過度に添加し過ぎた場合には、
経済的でなく、更には、処理水中に酸素補給剤がそのま
ま混入し、処理水の水質を悪化させる恐れもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記した酸素補給剤の使用方法に対する改良であっ
て、生物処理に悪影響を与えることなく、曝気槽内にお
いて生じる溶存酸素不足を適確に解消することができ、
悪臭や浄化処理不足の発生を安定に防止して防止でき、
処理水への影響もない経済性に優れた活性汚泥処理槽用
の酸素補給剤の補給方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、活性汚泥処
理槽内に酸素補給剤を添加して該処理槽内に酸素分を補
給しながら処理を行う活性汚泥処理槽用の酸素補給剤の
補給方法であって、活性汚泥処理槽内の酸化還元電位を
継続して測定し、該酸化還元電位が０ｍＶ以上となった
時に酸素酸系化合物を主成分とする酸素補給剤の供給を
停止することを特徴とする活性汚泥処理槽用の酸素補給
剤の補給方法である。又、本発明は、活性汚泥処理槽内
に硝酸或いは硝酸塩化合物を添加して該処理槽内に酸素
分を補給しながら処理を行う活性汚泥処理槽用の酸素補
給剤の補給方法であって、処理水の硝酸濃度を継続して
測定し、該硝酸濃度が２０ｍｇ／リットル以上となった
時に硝酸或いは硝酸塩化合物の供給を停止することを特
徴とする活性汚泥処理槽用の酸素補給剤の補給方法であ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を挙げて本発明を詳細に説明する。本発明者らは、上
記従来技術の課題を解決すべく鋭意検討の結果、槽内の
酸化還元電位を継続して測定し、酸化還元電位が０ｍＶ
以上となった時に酸素酸系化合物の添加を停止するよう
に構成すれば、曝気槽内の溶存酸素量不足は、処理水中
に酸素補給剤が残留することなく、有効に、且つ、安定
な状態で解決されることを知見して本発明に至った。
又、酸素酸系化合物として硝酸或いは硝酸塩化合物を用
いれば、充分な効果が得られ、しかも廃硝酸或いはその
塩を使用することができるのでコスト的に非常に有利で
あることもわかった。更に、その場合に、処理水の硝酸
濃度を継続して測定し、該硝酸濃度が２０ｍｇ／リット
ル以上となった時に硝酸或いは硝酸塩化合物の供給を停
止するように構成すれば、曝気槽内の溶存酸素量不足
は、処理水中に酸素補給剤が残留することなく、有効
に、且つ安定な状態で解決できることがわかった。

【００１１】以下に、本発明の活性汚泥処理槽用の酸素
補給剤の補給方法に使用可能な酸素補給剤について説明
する。本発明に好適な酸素補給剤としては、曝気槽内等
に添加された場合にイオン化して速やかに溶解する水溶
性の酸素酸系化合物を主成分とする液状の薬剤を使用す
ることが好ましい。この際、上記酸素酸系化合物は、そ
のイオン構造中に多量の酸素を含んでいるため、曝気槽
内が過負荷及び／又は嫌気的な状態になった場合に、曝
気槽内の溶存酸素不足が即座に解消できる。即ち、好気
性微生物は、上記化合物の結合酸素を通常の溶存酸素と
同様に利用して活動できるため、好気性微生物による有
機性廃水の浄化処理が充分に行なわれる結果、処理水の
水質が悪化することはない。又、このような酸素補給剤
を添加することによって曝気槽内を好気性化できるの
で、嫌気的な雰囲気下で活性汚泥処理した場合に生じる
硫酸還元菌の活動が有効に抑制される結果、悪臭成分、
特に、硫化水素やメルカプタン類等の硫黄系臭気成分の
発生が有効に防止される。一方、曝気槽内におけるバル
キング発生の原因となる糸状性細菌は、酸素補給剤を構
成している酸素を有効に利用することができないため、
糸状性細菌の増殖は抑制される。この結果、より良好な
状態での活性汚泥処理が可能となる。

【００１２】本発明で使用する酸素補給剤を構成する酸
素酸系化合物としては、上記した機能を発揮し得るもの
であれば、いずれのものでもよいが、先に述べたよう
に、中でも硝酸或いは硝酸塩化合物を用いると安価であ
るにもかかわらず（特に、硝酸或いはその塩を用いた場
合には非常に安価となる）、悪臭の発生や浄化処理不足
の発生を速やかに防止でき、しかも、生物処理に悪影響
を与えることがないので、非常に有効である。即ち、硝
酸或いは硝酸塩化合物を曝気槽内に添加すると酸素を含
むイオンとなって速やかに溶解するので、曝気槽内にお
いて生じている溶存酸素不足を即座に解消でき、好気性
微生物の活動を活発化させることができる。更に、曝気
槽内に投入した場合に酸素源を供給し得る化合物として
は各種のものが考えれるが、使用する化合物によって
は、高価であるためランニングコストの上昇を招いた
り、曝気槽内への重金属や塩素等のハロゲンの混入を招
き、処理水中に有害な物質が残留することになったり、
好気性微生物に対して悪影響を与える等の問題がある。
これに対し、硝酸或いは硝酸塩化合物を酸素補給剤とし
て用いた場合には、上記の問題を生じることはない。

【００１３】更に、本発明に好適に用いられる硝酸或い
は硝酸塩化合物としては、いずれのものも使用できる
が、例えば、通常は廃棄処分される廃硝酸及びその塩を
使用することが有効である。廃硝酸とは、鉄鋼・鋼材製
造業におけるステンレス硝酸洗浄工程排水、有機合成に
おけるニトロ化工程の濾過廃液等の有機合成化学工場排
水等として発生するもの、或いは、排水中の硝酸が中和
処理されて硝酸塩として含まれているもののことであ
る。本発明においては、これらの廃硝酸の中でも、特
に、中和処理されている塩化合物を用いることが好まし
い。本発明で好適に用いることのできる硝酸塩化合物と
しては、例えば、硝酸カルシウムや硝酸ナトリウム等を
用いることができる。

【００１４】本発明の活性汚泥処理槽用の酸素補給剤の
補給方法においては、勿論、過負荷及び／又は嫌気的な
雰囲気となる曝気槽内に酸素補給剤を添加することが好
ましいが、本発明はこれに限定されない。例えば、更に
は、活性汚泥処理設備の原水槽や調整槽、或いは送汚泥
等に酸素補給剤を添加することによっても、活性汚泥処
理系内における溶存酸素不足の解消が可能である。この
ようにすれば、同時に前処理装置周辺や管渠等における
硫化水素の発生を抑制できるので、悪臭の防止と共に管
渠等の施設の保護も図られる。

【００１５】活性汚泥処理槽内が溶存酸素不足を生じ、
処理系が過負荷となる状態を防止するために、本発明の
活性汚泥処理槽用の酸素補給剤の補給方法では、活性汚
泥処理槽内の酸化還元電位を測定し、酸化還元電位が０
ｍＶ以上となった時に、酸素酸系化合物からなる酸素補
給剤の供給を停止することを特徴とする。ここで、酸化
還元電位（ＯＲＰ）とは、その物質が他の物質を酸化し
易い状態にあるか、或いは還元し易い状態にあるかを表
す指標であり、この値がプラスで大きければ酸化力が強
いことを示している。即ち、上記したように構成すれ
ば、活性汚泥処理槽内を常に他の物質を酸化し易い状態
に保つことができ、活性汚泥処理槽内の溶存酸素不足が
解消される、処理系が過負荷となる状態が有効に防止さ
れる一方、過剰な酸素補給剤の添加が有効に防止され
る。

【００１６】又、本発明の別の形態としては、酸素補給
剤として硝酸或いは硝酸塩化合物を使用する場合に、曝
気槽から出てくる処理水の硝酸濃度を継続して測定し、
かかる処理水の硝酸濃度が２０ｍｇ／リットル以上とな
った時に、硝酸或いは硝酸塩化合物の供給を停止する方
法が挙げられる。この場合も、上記したような構成によ
って酸素補給剤である硝酸或いは硝酸塩化合物の使用量
を最適なものとできるので、活性汚泥処理槽内の溶存酸
素不足が解消され、これによって、処理系が過負荷とな
る状態が有効に防止される一方で、過剰な酸素補給剤の
添加を有効に防止できる。この場合に硝酸濃度は、紫外
線による直接吸光光度法、ブルミン等による比色吸光光
度法等を用いて測定すればよい。

【００１７】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。実施例１ 通常の活性汚泥処理フローに従って建設した曝気槽容量
５００リットル規模のパイロットプラントを使用し、図
１に示したような構成で、酸素補給剤として、硝酸カル
シウムの水溶液を用い、これを供給ポンプで補給しなが
ら有機性廃水の活性汚泥処理を行った。曝気槽内の酸化
還元電位は、白金電極ＯＲＰメータを使用し、連続的に
測定した。原水として、食品工場からの有機性廃水を用
いた。下記表１に処理に用いた原水の性状を示した。

【００１８】

【００１９】上記の原水について、ｐＨ７．０、ＢＯＤ
負荷量が１ｋｇ／ｍ³、ＨＲＴ２０日の通常の負荷条件
での運転と、ｐＨ７．０、ＢＯＤ負荷量２ｋｇ／ｍ³、
ＨＲＴ４．０日の過負荷な条件での運転とが繰り返され
るような条件下で、活性汚泥処理を３０日間行った。こ
の際、曝気槽内に、硝酸塩として、硝酸カルシウムを約
０．５％含有している水溶液からなる酸素補給剤を１０
ｍｌ／分の割合で供給ポンプを用いて投入しながら浄化
処理を行なった。運転の際、曝気槽内の酸化還元電位が
０ｍＶ以上になった時点で酸素補給剤の供給ポンプが停
止するようにし、酸化還元電位がマイナスの間は供給ポ
ンプで酸素補給剤を添加し続け、酸化還元電位がプラス
になっている間は酸素補給剤の供給を停止するようにし
た。

【００２０】この結果、表２に示したように、試験の間
中、充分な浄化が行なわれることが確認できた。更に、
試験の間中、曝気槽の周辺には、悪臭の発生は感じられ
ず、又、検知管によって硫化水素濃度を測定したとこ
ろ、検出下限の０．１ｐｐｍ以下であった。

【００２１】比較例１ 活性汚泥処理槽用の酸素補給剤を投入しない以外は実施
例１と同様にして、活性汚泥処理試験を行った。この結
果、表２に示したように、処理水は充分な浄化が行なわ
れていないことがわかった。更に、曝気槽の周辺には、
明らかに悪臭が発生していた。又、実施例１と同様に、
検知管による硫化水素の濃度を測定したところ、１５０
ｐｐｍを示した。

【００２２】

【００２３】実施例２ 実施例１で使用したと同様のパイロットプラントを使用
し、曝気槽内の酸化還元電位を測定する代わりに、活性
汚泥処理槽内から出てくる処理水の硝酸濃度を測定し
（図１中に点線で示した）、この処理水の硝酸濃度が２
０ｍｇ／リットル以上高くなった時に酸素補給剤の供給
を停止するようにした以外は実施例１と同様にして、食
品工場からの有機性廃水の処理を行った。酸素補給剤に
は、実施例１と同様に、硝酸カルシウムを約０．５％含
有している水溶液を使用した。硝酸濃度は、硝酸濃度計
として、２２０ｎｍ紫外線吸光光度法を使用し、連続し
て測定した。本実施例では、運転の際、活性汚泥処理槽
から出てくる処理水の硝酸濃度を測定し、処理水の硝酸
濃度が２０ｍｇ／リットル以上になった時に、酸素補給
剤である硝酸カルシウム溶液の供給を停止するようにし
た。即ち、連続して測定している処理水の硝酸濃度の値
が２０ｍｇ／リットルよりも少ない間は、供給ポンプで
曝気槽内に硝酸カルシウム溶液を添加し続け、継続して
測定している処理水の硝酸濃度が２０ｍｇ／リットルよ
りも大きくなった時に、硝酸カルシウム溶液の供給が停
止するように制御した。

【００２４】この結果、表３に示したように、試験の間
中、充分な浄化を行なうことが確認できた。更に、試験
の間中、曝気槽の周辺には、悪臭の発生は感じられず、
又、検知管によって硫化水素の濃度を測定した結果、検
出下限の０．１ｐｐｍ以下であった。

【００２５】比較例２ 硝酸カルシウム溶液を活性汚泥処理槽に投入しない以外
は実施例２と同様にして、活性汚泥処理試験を行った。
この結果、表３に示したように、処理水は充分な浄化が
行なわれていないことがわかった。更に、曝気槽の周辺
には、明らかに悪臭が発生していた。又、実施例２と同
様に、検知管による硫化水素の濃度を測定したところ、
５０〜１５０ｐｐｍ値を示した。

【００２６】

【００２７】

【発明の効果】上記に説明したように、本発明によれ
ば、酸素補給剤を有効に利用でき、曝気槽内において生
じる溶存酸素不足を適確に解消し、悪臭の発生や活性汚
泥の黒変を抑制し、浄化処理不足の発生を安定に防止で
き、処理水への悪影響もない経済性に優れた活性汚泥処
理槽用の酸素補給剤の補給方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の活性汚泥処理槽用の酸素補給剤の補給
方法の概略の一例を示す断面図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性汚泥処理槽内に酸素補給剤を添加し
   て該処理槽内に酸素分を補給しながら処理を行う活性汚
   泥処理槽用の酸素補給剤の補給方法であって、活性汚泥
   処理槽内の酸化還元電位を継続して測定し、該酸化還元
   電位が０ｍＶ以上となった時に酸素酸系化合物を主成分
   とする酸素補給剤の供給を停止することを特徴とする活
   性汚泥処理槽用の酸素補給剤の補給方法。
2. 【請求項２】 酸素酸系化合物が、硝酸或いは硝酸塩化
   合物である請求項１に記載の活性汚泥処理槽用の酸素補
   給剤の補給方法。
3. 【請求項３】 活性汚泥処理槽内に硝酸或いは硝酸塩化
   合物を添加して該処理槽内に酸素分を補給しながら処理
   を行う活性汚泥処理槽用の酸素補給剤の補給方法であっ
   て、処理水の硝酸濃度を継続して測定し、該硝酸濃度が
   ２０ｍｇ／リットル以上となった時に硝酸或いは硝酸塩
   化合物の供給を停止することを特徴とする活性汚泥処理
   槽用の酸素補給剤の補給方法。