JP2002282898A

JP2002282898A - 排水処理方法

Info

Publication number: JP2002282898A
Application number: JP2001088434A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Takahashi; 和義高橋
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】有機性排水の生物処理に伴って発生する余剰
汚泥を穏やかな処理条件で十分に削減できると共に、処
理済水の性状（水質）を改善等できる排水処理方法を提
供する。【解決手段】排水処理装置１０は、原水Ｗが供給され
る生物処理槽１に固液分離槽２が接続され、その後段に
汚泥濃縮機３、可溶化槽４、及び酸化器５が連設された
ものである。生物処理槽１に供給された原水Ｗは、生物
処理が行われた後、固液分離される。活性汚泥Ｓの一部
は、余剰汚泥として汚泥濃縮機３を経て可溶化槽４へ導
入され、アルカリ剤Ｂが添加され且つ加熱される。これ
により、活性汚泥Ｓの大部分を可溶化し、流出物を酸化
器５に供給する。そして、例えば数百ｋＰａ程度の加圧
条件下で空気等の酸素含有ガスＧｏを供給し、可溶化で
生じた有機物や未溶解残渣を酸化分解し、得られた溶液
を生物処理槽１へ戻入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性排水等を生
物処理する排水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、下水、産業廃水等の有機性排
水（排水、汚水）の処理には、活性汚泥法が代表的な方
法として用いられている。このような方法を用いた生物
処理においては、排水中の有機物の処理に伴って余剰汚
泥が大量に発生する傾向にある。通常、この余剰汚泥
は、脱水された後、そのままの状態で投棄・廃棄処分さ
れるか、焼却処分されている。しかし、近年、廃棄物処
分場不足、燃焼に伴うダイオキシン等の有害な有機性塩
素化合物の発生が大きな問題となっており、余剰汚泥の
少ない生物処理技術が切望されている。

【０００３】このような要求に応えるべく、余剰汚泥の
減容化の方法としては、オゾンを使用して余剰汚泥を分
解する方法が広く用いられている。また、オゾンを使用
した場合には処理コストが増大する傾向があるため、オ
ゾン分解法に代わる方法として、例えば、（ａ）汚泥を
アルカリ性に保持して可溶化する方法、（ｂ）汚泥を加
熱処理して可溶化する方法、（ｃ）高温高圧下で酸化す
る方法、等も知られている。

【０００４】より具体的には、上記（ａ）及び（ｂ）に
関係する方法として、例えば、特開２０００−５１８８
４号公報には、汚泥を弱アルカリ性条件で加熱し、且
つ、オゾン分解を併用する方法が記載されている。ま
た、特開２０００−１８５２９９号公報には、汚泥をア
ルカリ性下で加熱処理した後、好気性処理する方法が開
示されている。さらに、上記（ｃ）に関する方法とし
て、例えば、特開昭６３−２５８７３号公報には、汚泥
を１５０℃以上且つ２０ｋｇ／ｍｍ²の高温高圧下で処
理する方法が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、汚泥を単にア
ルカリ性の条件下で可溶化したり、或いは、単に加熱処
理する方法では、汚泥の可溶化が不十分な傾向にあり、
処理に長時間を要することがあった。こうなると、アル
カリ処理のみの場合には、アルカリ性を高めて処理を促
進すべくアルカリ剤の使用量が増大してしまう。他方、
加熱処理では、大部分が水であって実質的に溶液状態の
余剰汚泥を、比較的高温で長時間加熱する必要が生じ、
多大の熱エネルギーを消費してしまう。また、これらを
組み合わせた方法によっても、満足のいく効果が十分に
奏され難い傾向にあった。

【０００６】さらに、オゾン酸化叉は好気性処理を併用
した場合にも、処理時間を短縮しつつ汚泥を所望に低減
することには限界があった。一方、高温高圧下で汚泥を
分解減容するにも多大なエネルギーが必要とされ、しか
も装置が複雑且つ大規模化してしまうといった問題があ
った。また、本発明者は、高温高圧下での汚泥処理につ
いて詳細に検討したところ、条件を過度に過酷にして
も、それに見合う程に汚泥の分解効果が改善されないこ
とを見出した。

【０００７】加えて、上記従来の方法においては、汚泥
の可溶化による有機物成分の生成に加えて、汚泥の微生
物細胞内、或いは、フロックに包含されていたような種
々の成分が溶出叉は放出される。これらのうちＢＯＤ成
分は、生物処理に返送されて分解処理され得るものの、
他の例えばＣＯＤ成分、着色物質等は生物処理では極め
て分解され難い。よって、これらの難分解性成分によっ
て処理済水の水質が悪化する傾向にあった。このような
難分解性の有機成分は、上述したように、過酷な酸化条
件によれば分解可能であるが、これでは、経済性、取扱
性等の観点から好ましくない。

【０００８】また、アルカリ処理及び／叉は加熱処理を
用いた場合には、ＢＯＤ成分の低減効果が小さいことが
あり、こうなると生物処理へ返送した場合にＢＯＤ負荷
が高くなって、余剰汚泥の発生量が不都合に増大してし
まうという懸念があった。

【０００９】そこで、本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、有機性排水の生物処理に伴って発
生する余剰汚泥を穏やかな処理条件で十分に削減できる
と共に、処理済水の性状（水質）を改善でき、且つ、余
剰汚泥の発生を抑制でき、しかも、経済性等に優れる排
水処理方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による排水処理方法は、（ａ）有機性排水を
活性汚泥により生物処理する生物処理工程と、（ｂ）有
機性排水の生物処理で得られた処理済水と活性汚泥とを
分離する固液分離工程と、（ｃ）分離された活性汚泥の
少なくとも一部を処理する汚泥処理工程とを備える方法
であって、その汚泥処理工程は、（ｃ１）活性汚泥がア
ルカリ領域の所定のｐＨ範囲内のｐＨ値となるように、
且つ、そのｐＨ値が上記ｐＨ範囲内に保持されるよう
に、活性汚泥にアルカリ剤を添加し、活性汚泥を所定温
度に加熱して活性汚泥の一部叉は略全部を有機物へと分
解して可溶化する汚泥可溶化ステップと、（ｃ２）汚泥
可溶化ステップの実施中叉は実施後に実行され、可溶化
ステップで生じた有機物を含む混合液を所定圧力下に保
持しつつその混合液に酸素を含むガスを供給して有機物
の少なくとも一部を更に分解する酸化分解ステップとを
有することを特徴とする。

【００１１】このような排水処理方法では、生物処理工
程において有機性排水を活性汚泥により生物処理して処
理済水が得られる。次いで、固液分離工程において、処
理済水と活性汚泥とを固液分離し、通常、活性汚泥の一
部を生物処理工程へ返送して有機性排水の生物処理に循
環使用し、残部（活性汚泥の少なくとも一部）を余剰汚
泥として引き抜いて汚泥処理工程に導入する。この余剰
汚泥（活性汚泥）は、固液分離された後の状態であるの
で、生物処理工程で使用されている状態に比して濃縮さ
れているものの、大部分が水である。

【００１２】それから、汚泥処理工程では、まず、汚泥
可溶化ステップにおいて、この活性汚泥にアルカリ剤を
適宜添加する。これにより、活性汚泥をアルカリ域の所
定のｐＨ範囲内のｐＨ値とし、更にはそのｐＨ値を保持
（維持）するように液性を調整する。さらに、その活性
汚泥を所定温度に加熱（加温）する。その結果、活性汚
泥の一部叉は略全部がより低分子量の有機物等へと分解
し、可溶化される。

【００１３】これらの有機物成分には、生物処理され得
るＢＯＤ成分の他に、難分解性のＣＯＤ成分も含まれて
おり、それに加えて汚泥の微生物細胞内或いはフロック
に包含されていたような他の成分、例えば、難分解性の
着色物質等が液中に溶出叉は放出される。次に、酸化分
解ステップを実行し、活性汚泥の可溶化によって生じた
有機物及び未溶解汚泥を含む混合液中に酸素を含むガス
を供給すると共に、その混合液を所定圧力条件下に保持
する。なお、上述の如く、酸化分解ステップは、汚泥可
溶化ステップの実施中つまり同時に実行してもよく、汚
泥可溶化ステップの実施後に実行しても構わない。

【００１４】こうすることにより、ＢＯＤ成分、ＣＯＤ
成分、更には着色物質等の他の有機物成分の酸化分解が
生起される。この場合、従来の高温高圧下における処理
に比して穏やかな条件において、しかも、単なるアルカ
リ処理や加熱処理或いはアルカリ加熱処理に比して、余
剰汚泥が十分に低減されることが確認された。また、Ｂ
ＯＤ成分、ＣＯＤ成分、及び着色物質等の有機物成分の
分解効果が従来に比して改善され得る。これは、アルカ
リ加熱処理によって汚泥の可溶化がある程度促進された
状態で、所定の圧力保持下で分解生成物である有機物を
更に酸化分解するといった工程制御が有効に作用するこ
とによると考えられる。

【００１５】より具体的には、汚泥可溶化ステップにお
いては、上記のｐＨ範囲を８〜１１、より好ましくは９
〜１０とし、上記の所定温度を３０〜９０℃、より好ま
しくは５０℃前後として活性汚泥の一部叉は略全部を有
機物へと分解して可溶化すると好ましい。なお、ｐＨ値
の維持を確実ならしめるために、ｐＨ緩衝剤を更に添加
してもよい。

【００１６】このｐＨ値が８未満であると、可溶化が十
分に進行し難い傾向にある。これに対し、ｐＨ値が１１
を超えるとアルカリ剤の消費量が過度に増大し、しか
も、そのような使用量の増大に応じた汚泥の可溶化効率
の向上が達成され難い傾向にある。また、活性汚泥の加
熱温度を３０℃未満、つまり略室温未満とすると、活性
汚泥が低分子量の有機物へ分解する効率が十分に高めら
れない一方、加熱温度が９０℃を超えると、活性汚泥を
その温度に加熱するのに要するエネルギーが顕著に増大
してしまい、コストパフォーマンスの低下が懸念され
る。

【００１７】また、酸素含有ガスをより高い圧力条件下
で供給することにより、混合液への酸素溶解量を増大で
き、有機物の酸化分解効率が一層高められる。しかし、
過度の高圧条件は、取扱いや装置設備が複雑となる傾向
にある。そこで、酸化分解ステップにおいては、上記の
所定圧力を、好ましくは１．０１×１０⁵〜１．０１×
１０⁶Ｐａ、より好ましくは２×１．０１×１０⁵〜５×
１．０１×１０⁵Ｐａとして有機物の一部を分解すると
好適である。

【００１８】この圧力が１．０１×１０⁵Ｐａつまり常
圧（１ａｔｍ）未満すなわち減圧条件下では、有機物や
未溶解汚泥の酸化分解に長期間を要するおそれがある。
一方、１．０１×１０⁶Ｐａ（１０ａｔｍ）を超える
と、反応を行わせる圧力容器（槽）の構造が複雑化し且
つ強靭性を要するものとなるので、取扱性、操作性、叉
は経済性の低下が想定されるので好ましくない。また、
この圧力条件を２×１．０１×１０⁵〜５×１．０１×
１０⁵Ｐａとした場合には、可溶化で生じた有機物等の
分解効率を一層向上させつつ、圧力増大による酸素溶解
量の増加度に相応な有機物等の分解効率の上昇が実現さ
れる。

【００１９】さらに、汚泥可溶化ステップにおいては、
活性汚泥のｐＨ値を連続して叉は断続的に測定し、その
測定結果であるｐＨ実測値に基づいて、活性汚泥のｐＨ
値が上記のｐＨ範囲内の値となるように、且つ、そのｐ
Ｈ値が上記ｐＨ範囲内に保持されるように、アルカリ剤
の該活性汚泥への添加量を調整すると有用である。こう
することにより、活性汚泥の可溶化に好適なアルカリ域
の所定ｐＨ値が確実に維持される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置
関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づ
くものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に
限られるものではない。

【００２１】図１は、本発明による排水処方法を有効に
実施するための排水処理装置の好適な一実施形態を模式
的に示す構成図である。排水処理装置１０は、有機性排
水である原水Ｗが配管ライン（以下、ラインという）Ｌ
１を介して供給される生物処理槽１と、この生物処理槽
１にラインＬ２を介して接続された固液分離槽２とを備
えるものである。この生物処理槽１は、活性汚泥を含ん
でおり、ブロアＶに接続された散気管等の曝気機１ａが
内部に設けられている。ブロアＶからは空気等の酸素ガ
スを含むガスが曝気機１ａを通して生物処理槽１内に供
給されるようになっている。さらに、生物処理槽１と固
液分離槽２とは、ラインＬ４によっても接続されてい
る。

【００２２】また、固液分離槽２には、遠心脱水機、真
空脱水機、ベルトプレス等の汚泥濃縮機３がラインＬ５
を介して接続されている。さらに、汚泥濃縮機３の後段
には、アルカリ剤Ｂを保持するアルカリ供給槽４１が設
置され且つ図示しないヒーターを有する可溶化槽４と、
酸素含有ガスＧｏのガス供給源６に接続された加圧容器
である酸化器５とが、それぞれラインＬ６，Ｌ７を介し
て連設されている。またさらに、酸化器５は、ラインＬ
１０を介して生物処理槽１へ接続されている。ここで、
アルカリ剤Ｂとしては、ナトリウム、カリウム、マグネ
シウム、カルシウム等の水酸化物、酸化物、炭酸塩、塩
基性炭酸塩等が適宜用いられる。

【００２３】このような構成を有する排水処理装置１０
を用いた本発明の排水処理方法の一実施形態について以
下に説明する。まず、生物処理槽１にラインＬ１を通し
て有機性排水の原水Ｗを供給すると共に、ブロアＶを運
転して生物処理槽１内に空気等を供給し、原水Ｗと活性
汚泥との混合液である被処理水Ｗｋを攪拌曝気しながら
好気性処理する（生物処理工程）。

【００２４】次に、被処理水ＷｋをラインＬ２を通して
固液分離槽２へ移送し、液分である処理済水Ｗｓと、固
形分としての活性汚泥Ｓとに分離する（固液分離工
程）。この処理済水Ｗｓは、清澄水としてラインＬ３を
通して外部へ取り出す。一方、処理済水Ｗｓと分離した
活性汚泥Ｓを、固液分離槽２の底部から引き抜き、その
一部を返送汚泥としてラインＬ４を通して生物処理槽１
へ返送する。

【００２５】他方、固液分離槽２で分離された活性汚泥
Ｓの残部を余剰汚泥としてラインＬ５を通して汚泥濃縮
機３へ導入する。こうして濃縮した活性汚泥Ｓ（余剰汚
泥）を、ラインＬ６を通して可溶化槽４へ移送すると共
に、アルカリ供給槽４１から可溶化槽４内へアルカリ剤
を供給する。このときのアルカリ剤の添加量としては、
濃縮された活性汚泥ＳのｐＨ値が、アルカリ域の所定の
ｐＨ値、好ましくはｐＨ値が８〜１１、より好ましくは
９〜１０となるような量とする。

【００２６】また、可溶化槽４に付設されたヒーターを
運転して、活性汚泥Ｓを加熱（加温）し、その温度が好
ましくは３０〜９０℃、より好ましくは５０℃前後とな
るように制御する。これにより、活性汚泥Ｓが分解さ
れ、その結果、活性汚泥Ｓの大部分が可溶化される（汚
泥可溶化ステップ）。より具体的には、活性汚泥Ｓの細
胞壁や細胞膜が加水分解等によって分解・改質され、内
部から炭水化物、蛋白質等が溶出する。

【００２７】ここで、上記ｐＨ値が８未満になると、活
性汚泥Ｓの可溶化が十分に進行し難くなって未溶解残渣
が増えてしまい、余剰汚泥の低減が十分に図れないと共
に、後述する酸化器５内での処理負荷が不都合な程に増
大してしまう。一方、ｐＨ値が１１を超えるとアルカリ
剤の消費量が過度に増大し、しかも、そのような使用量
の増大に応じた活性汚泥Ｓの可溶化効率の向上が実現さ
れ難くなる。また、活性汚泥Ｓの加熱温度を３０℃未満
とすると、活性汚泥Ｓの溶解が進まず、これによっても
余剰汚泥の低減が十分に行われない傾向にある。これに
対し、加熱温度が９０℃を超えると、活性汚泥Ｓをその
温度に加熱するのに要するエネルギーが顕著に増大して
しまい、経済性が悪化することがある。

【００２８】次いで、可溶化処理して得られた溶液をラ
インＬ７を通して酸化器５へ導入すると共に、酸化器５
内にガス供給源６から空気等の酸素含有ガスＧｏを曝気
供給する。酸化器５は、大気開放とならないように、且
つ、ガス流通が可能な状態の密閉系とし、可溶化で得ら
れた溶液が所定の圧力状態に保持されるように酸化器５
内の圧力調節を行う。

【００２９】このときの酸化器５の内圧としては、好ま
しくは１．０１×１０⁵（略大気圧）〜１．０１×１０⁶
Ｐａ、より好ましくは２×１．０１×１０⁵〜５×１．
０１×１０⁵Ｐａとされる。さらに、酸化器５内の溶液
のｐＨ及び温度は、それぞれアルカリ性が高いほど、ま
た、温度が高いほど好ましいが、改めてｐＨ調整や加熱
・冷却を行うと手間が掛かってしまい、更には経済性の
低下が誘因され得るので、酸化器５内の液性及び温度を
可溶化槽４内における処理条件に近い条件として処理を
実施すると好都合である。

【００３０】このような酸化器５内の処理により、可溶
化された溶液中に生じた有機物が酸化分解されると共
に、可溶化されずに残存する活性汚泥Ｓ（未溶解残渣）
の酸化分解が促進される（酸化分解ステップ）。特に、
大気圧を上回る加圧条件で酸化器５内の処理を実施する
と、溶液中への酸素溶解量が適度に増大され、有機物及
び未溶解残渣の分解が一層促進される。このようにして
酸化処理が施された溶液は、ラインＬ１０を通して生物
処理槽１へ移送して生物処理に供する。

【００３１】ここで、酸化器５内の圧力値が１．０１×
１０⁵Ｐａつまり常圧（１ａｔｍ）未満となると、有機
物や未溶解汚泥等の酸化分解に長期間を要する傾向にあ
る。一方、この圧力値が１．０１×１０⁶Ｐａ（１０ａ
ｔｍ）を超えると、酸化器５の構造が複雑化し且つ強靭
性を要するものとなってしまい、取扱性、操作性、叉は
経済性が低下叉は悪化するおそれがある。また、この圧
力条件を２×１．０１×１０⁵〜５×１．０１×１０⁵Ｐ
ａとした場合には、有機物等の分解効率を一層向上させ
つつ、圧力増大による酸素溶解量の増加度に相応する分
解効率の上昇を達成できる。

【００３２】このような排水処理装置１０を用いた本発
明の排水処理方法によれば、処理済水Ｗｓと分離した活
性汚泥Ｓの一部が、加温アルカリ条件下で大部分が可溶
化され、それにより生じた有機物（ＢＯＤ成分、ＣＯＤ
成分、着色物質等）や未溶解汚泥が所定圧力条件下で酸
化分解処理される。よって、余剰汚泥を十分に低減でき
る。しかも、活性汚泥Ｓを可溶化した後の酸化処理を特
に加圧条件下で実施した場合には、オゾン等の高価で比
較的取扱いに注意を要するガスを用いずに例えば空気等
の酸素含有ガスＧｏを用いても、有機物等を十分に酸化
分解できる。

【００３３】これは、加圧条件によって、可溶化で得ら
れた溶液中への酸素の溶解量が適度に増大し、この酸素
が加温アルカリ条件下で有機物等の分解反応に有効に用
いられることによると考えられる。また、可溶化によっ
て、酸化分解すべき有機物への分解が促進されており、
可溶化を実施せずに酸化分解を行う場合に比して、酸化
分解ステップにおける負荷が有効に軽減されることも一
因と推定される。但し、作用はこれらに限定されない。

【００３４】よって、余剰汚泥の低減のみならず、可溶
化により生じた溶液中のＢＯＤ成分を従来に比して低減
できる利点もあり、これにより、生物処理工程へ返送し
た溶液中のＢＯＤ濃度を減少させ、生物処理槽１内での
活性汚泥Ｓの過度の増殖を抑制して余剰汚泥の発生量を
抑えることができる。また、可溶化により生じた溶液中
のＣＯＤ成分や着色物質等の難分解性成分を従来に比し
て低減することもできる。したがって、処理済水Ｗｓの
性状（水質）を改善することが可能となる。そして、こ
のような優れた処理を、穏やかな処理条件で迅速に実施
できるので、設備装置の複雑化や処理効率の低下を防止
でき、ひいては経済性を向上させることが可能となる。

【００３５】さらに、汚泥可溶化ステップにおける、活
性汚泥ＳのｐＨ値及び加熱温度を上述した好適な範囲内
の値とすることにより、可溶化を十分に進行させること
ができ、酸化器５内の負荷を低減できることと相俟っ
て、処理効率の向上を図り得るとともに、アルカリ剤や
エネルギーの消費量を適度に抑制して経済性の低下を防
ぐことも可能となる。またさらに、酸化器５内の内圧を
上述した好適な範囲内の値とすれば、有機物、未溶解汚
泥等の酸化分解時間を短縮でき、処理効率の一層の向上
を達成できる。また、従来のような大規模且つ複雑な加
圧加熱装置を用いる必要がないので、処理装置や設備の
簡略化を実現でき、この点においても処理性（操作
性）、経済性の悪化を抑止できる。

【００３６】図２は、本発明による排水処理方法を有効
に実施するための排水処理装置の他の実施形態を模式的
に示す構成図である。排水処理装置２０は、可溶化槽４
及び酸化器５の代りに、可溶化兼酸化器７を汚泥濃縮機
３の後段に設けたこと以外は、図１に示す排水処理装置
１０と同様に構成されたものである。この可溶化兼酸化
器７はヒーター（図示せず）が設けられており、前述し
たアルカリ供給槽４１及びガス供給源６が接続されてい
る。また、可溶化兼酸化器７には、内部の溶液のｐＨ値
を連続叉は断続的に測定するためのｐＨ測定系Ｐが設け
られている。

【００３７】このような排水処理装置２０を用いた本発
明の排水処理方法においては、汚泥濃縮機３で適宜の濃
度に調整された活性汚泥Ｓを可溶化兼酸化器７に導入
し、所定量のアルカリ剤の添加及び加熱を実施すると共
に、器内を所定の圧力条件下に保持して空気等の酸素含
有ガスＧｏを供給する。これにより、活性汚泥Ｓの可溶
化と、活性汚泥Ｓ及び可溶化で生じた有機物等の酸化分
解を同時に進行させる（汚泥可溶化ステップ、酸化分解
ステップ）。

【００３８】この際に、ｐＨ測定系Ｐを運転して可溶化
兼酸化器７内のｐＨ値を連続的叉は断続的にモニターす
る。このとき、可溶化兼酸化器７内の溶液の温度及び圧
力がそれほど高くない場合には、ｐＨ計を器内に直接設
置してもよく、器内の温度叉は圧力が比較的高い場合に
は、測定ラインやサンプリングラインを設け、そこにｐ
Ｈ計を設置してｐＨ測定を行うと好ましい。

【００３９】可溶化兼酸化器７内では、酸素含有ガスＧ
ｏによる反応によって有機酸等の酸成分が生成され得る
ので、そのような酸成分によってアルカリ剤が中和さ
れ、活性汚泥Ｓ及び可溶化溶液のｐＨ値が低下する傾向
にあり、図１に示す実施形態に比べ、アルカリ剤の添加
量が多くなったり、ｐＨ調整が多少難しくなる場合があ
る。そこで、ｐＨ測定系ＰによるｐＨ値の実測値に基づ
いて、処理中の活性汚泥Ｓ等のｐＨ値が所望の範囲を下
回らないように、アルカリ供給槽４１からアルカリ剤Ｂ
を可溶化兼酸化器７内に追加添加する。

【００４０】こうすれば、処理中の活性汚泥Ｓの液性を
所定のアルカリ域のｐＨ値に確実に維持できる。また、
ｐＨ値に実測値に基づいてアルカリ剤の添加量を正確に
決定できるので、アルカリ剤を不必要に多く消費するこ
とを防止できる。そして、単一の可溶化兼酸化器７で可
溶化及び酸化処理を施すことができるので、設備装置を
一層簡略化することが可能となる。

【００４１】なお、上述した各実施形態において、汚泥
濃縮機３は先述した機器に限られず、或いは、なくても
よい。また、酸素含有ガスＧｏとしては、空気等の他に
酸素ガス叉は燃焼排ガス等を用いることができ、オゾン
ガスを用いても構わない。さらに、酸化器５を複数連設
して多段構成としてもよい。こうすると、単一の酸化器
５ではＣＯＤ成分等が分解しきれなかった場合に、その
ような残存成分を更に分解せしめることができ、ひいて
は処理済水Ｗｓの水質をより向上させ得る。またさら
に、酸化器５としては、例えば、底部から酸素含有ガス
Ｇｏの微細気泡が供給される加圧タイプのもの、或い
は、攪拌機を併用した加圧タイプの反応器（槽）が挙げ
られるが、これらに限定されず、各種の圧力容器を用い
得る。

【００４２】さらにまた、ラインＬ１０に酸供給槽等を
接続し、酸化器５から移送される溶液に酸を添加しても
よい。これにより、その溶液の液性がアルカリ域のｐＨ
に偏り過ぎている場合に、それを中和して生物処理槽１
での処理条件により好ましい液性とすることが可能であ
る。この場合、添加する酸としては、例えば硫酸、塩酸
等の無機酸、叉は有機酸を好ましく用いることができ、
或いは、それ自体がプロトン供与体である必要はなく、
溶解状態で酸を遊離する化合物、例えば無機酸叉は有機
酸の塩を用いても構わない。

【００４３】また、ラインＬ１０に凝集沈殿槽を設けて
もよい。こうすれば、未分解の難分解性成分、更には、
活性汚泥の細胞中から液相へ溶出したリン等の富栄養化
成分をも除去できるので、処理済水Ｗｓの水質を一層向
上できる利点がある。このとき、用いる凝集剤として
は、特に限定されないが、例えば、イオン性叉は非イオ
ン性高分子凝集剤、無機系凝集剤等を用いることがで
き、無機系凝集剤としては、鉄系凝集剤（塩化第二鉄、
ポリ硫酸第二鉄等）、アルミニウム系凝集剤（硫酸アル
ミニウム、ポリ塩化アルミニウム等）、カルシウム系凝
集剤（水酸化カルシウム、酸化カルシウム等）、等が挙
げられ、これらを単独で或いは二種以上混合して使用す
ることができる。

【００４４】また、図１に示す排水処理装置１０におい
て、図２に示す排水処理装置２０と同様に、ｐＨ測定系
Ｐを可溶化槽４に設けていもよい。またさらに、酸化器
５にもｐＨ測定系Ｐを設けてもよい。このｐＨ測定系Ｐ
の実測値により、アルカリ剤Ｂの添加量を制御し、所定
のアルカリ域のｐＨ値に確実に維持することができる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明に係る具体的な実施例について
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００４６】〈実施例１〉図１に示す排水処理装置１０
と同等の構成を有する装置を用い、ＢＯＤを１００ｍｇ
／Ｌ（リットル；以下同様）、ＣＯＤを５０ｍｇ／Ｌ含
有する下水（有機性排水）を原水Ｗとして生物処理槽１
に供給し、ＭＬＳＳ濃度３０００ｍｇ／Ｌ、滞留時間６
時間で生物処理した後、固液分離槽２に移送し、処理済
水Ｗｓと濃縮汚泥（活性汚泥Ｓ）とに分離した。

【００４７】次に、濃縮汚泥（汚泥濃度約６５００ｍｇ
／Ｌ）の大部分を生物処理槽１へ返送する一方、残部を
脱水機から成る汚泥濃縮機３へ導入して汚泥濃度が３質
量％となるように濃縮した。これを、内部に加熱ヒータ
ーが設けられた可溶化槽４（滞留時間６時間）へ供給
し、アルカリ剤Ｂとして水酸化ナトリウムを添加してｐ
Ｈ１０及び温度５０℃の条件で可溶化処理した。次い
で、可溶化槽４からの流出物を酸化器５（滞留時間３時
間）内に導入し、底部から酸素含有ガスＧｏとしての空
気を供給した。この際、空気の圧力を調整して酸化器５
内の圧力を１．０１×１０⁵Ｐａに保持して酸化処理を
行い、酸化器５からの流出物を生物処理槽１へ戻入して
処理した。

【００４８】〈実施例２〉酸化器５内の圧力を２×１．
０１×１０⁵Ｐａに保持したこと以外は、実施例１と同
様にして排水処理を実施した。

【００４９】〈実施例３〉酸化器５内の圧力を５×１．
０１×１０⁵Ｐａに保持したこと以外は、実施例１と同
様にして排水処理を実施した。

【００５０】〈実施例４〉酸化器５内の圧力を１０×
１．０１×１０⁵Ｐａに保持したこと以外は、実施例１
と同様にして排水処理を実施した。

【００５１】〈比較例１〉可溶化槽４へのアルカリ剤Ｂ
の添加を実施せず、及び、酸化器５における酸化処理を
施さなかったこと以外は実施例１と同様にして、すなわ
ち、可溶化槽４における可溶化処理を５０℃の加熱のみ
とし、且つ、その後の空気酸化を省略して排水処理を実
施した。

【００５２】〈比較例２〉可溶化槽４における加熱を実
施せず、及び、酸化器５における酸化処理を施さなかっ
たこと以外は実施例１と同様にして、すなわち、可溶化
槽４における可溶化処理をｐＨ１０でのアルカリ処理の
みとし、且つ、その後の空気酸化を省略して排水処理を
実施した。

【００５３】〈処理済水性状及び余剰汚泥発生量の測
定〉実施例１〜４及び比較例１，２の処理によって得ら
れた処理済水Ｗｓの性状（水質）として、ＢＯＤ濃度、
ＣＯＤ濃度、及び色度を測定した。また、余剰汚泥の発
生量を、ＢＯＤ−ｋｇあたりのＳＳ発生量（ｋｇ）とし
て測定した。これらの結果を、処理条件と併せて表１に
示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】これらの結果より、実施例における余剰汚
泥の発生量は、比較例に比して有意に低減されることが
確認された。また、実施例の処理済水の水質は、ＢＯＤ
濃度、ＣＯＤ濃度、及び色度ともに、比較例に比べて改
善がみられた。さらに、加圧条件下で酸化処理を実施し
た実施例２〜４（特に実施例３及び４）において、ＣＯ
Ｄ濃度及び色度の顕著な改善が認められた。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の排水処理
方法によれば、有機性排水の生物処理に伴って発生する
余剰汚泥を穏やかな処理条件で十分に削減できると共
に、処理済水の性状（水質）を改善でき、且つ、余剰汚
泥の過度の発生を抑制でき、しかも、経済性等を向上さ
せることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による排水処方法を有効に実施するため
の排水処理装置の好適な一実施形態を模式的に示す構成
図である。

【図２】本発明による排水処理方法を有効に実施するた
めの排水処理装置の他の実施形態を模式的に示す構成図
である。

【符号の説明】

１…生物処理槽、２…固液分離槽、３…汚泥濃縮機、４
…可溶化槽、５…酸化器、６…ガス供給源、７…可溶化
兼酸化器、１０，２０…排水処理装置、４１…アルカリ
供給槽、Ｂ…アルカリ剤、Ｇｏ…酸素含有ガス、Ｐ…ｐ
Ｈ測定系、Ｓ…活性汚泥、Ｖ…ブロア、Ｗ…原水、Ｗｋ
…被処理水、Ｗｓ…処理済水。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性排水を活性汚泥により生物処理す
る生物処理工程と、該有機性排水の生物処理で得られた
処理済水と該活性汚泥とを分離する固液分離工程と、分
離された活性汚泥の少なくとも一部を処理する汚泥処理
工程と、を備える排水処理方法であって、前記汚泥処理工程は、前記活性汚泥がアルカリ領域の所定のｐＨ範囲内のｐＨ
値となるように、且つ、該ｐＨ値が該ｐＨ範囲内に保持
されるように、該活性汚泥にアルカリ剤を添加し、該活
性汚泥を所定温度に加熱して該活性汚泥の一部叉は略全
部を有機物へと分解して可溶化する汚泥可溶化ステップ
と、前記汚泥可溶化ステップの実施中叉は実施後に実行さ
れ、前記有機物を含む混合液を所定圧力下に保持しつつ
該混合液に酸素を含むガスを供給して該有機物の少なく
とも一部を更に分解する酸化分解ステップと、を有する
排水処理方法。
【請求項２】前記汚泥可溶化ステップにおいては、前
記ｐＨ範囲を８〜１１とし、前記所定温度を３０〜９０
℃として、前記活性汚泥の一部叉は略全部を有機物へと
分解して可溶化する、ことを特徴とする請求項１記載の
排水処理方法。
【請求項３】前記酸化分解ステップにおいては、前記
所定圧力を１．０１×１０⁵〜１．０１×１０⁶Ｐａとし
て前記有機物の一部を分解する、ことを特徴とする請求
項２記載の排水処理方法。
【請求項４】汚泥可溶化ステップにおいては、前記活
性汚泥のｐＨ値を連続して叉は断続的に測定し、該ｐＨ
実測値に基づいて、該活性汚泥のｐＨ値が前記ｐＨ範囲
内の値となるように、且つ、該ｐＨ値が該ｐＨ範囲内に
保持されるように、前記アルカリ剤の該活性汚泥への添
加量を調整する、ことを特徴とする請求項１〜３のいず
れか一項に記載の排水処理方法。