JP2007083153A - 下水処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下水を嫌気性生物処理した後、好気性生物処理するに当たり、処理水水質を維持した上で、下水流量が増大した場合の汚泥の流出を防止する。
【解決手段】下水は初沈１に導入されて固液分離され、上澄水が配管２を介して嫌気処理用の第１槽３に導入される。第１槽３にて嫌気処理された水は、第２槽５に導入され、散気管６からの散気により好気処理される。好気処理された水は、終沈７に導入され、固液分離処理され、上澄水が処理水として系外へ排出される。終沈７で沈降した汚泥の一部は汚泥返送管８を介して第１槽３へ返送され、余剰の汚泥は配管８ａより余剰汚泥として排出される。上澄水流量が所定流量以下の場合、或いは上澄水流量が所定流量を超えても、ＳＶＩが所定値未満の場合には、上澄水の全量が第１槽３へ送られ、全量が嫌気処理及び好気処理される。上澄水流量が所定流量を超過し、かつＳＶＩが所定値以上の場合には、上澄水の一部のみを第１槽３及び第２槽５に通水し、残部はバイパス管９を介して第２槽５へ直接に導入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水流量が所定流量以下のときには下水を嫌気性生物処理した後、好気性生物処理し、降雨等により下水流量が増大した場合には、ステップフィードを行うことにより汚泥流出を防止する方法及び装置に関するものであり、特に、ステップフィードにより汚泥流出を防止すると共に、処理水水質を維持するようにした下水処理方法及び装置に関する。

下水を好気性生物処理した後、最終沈殿池（終沈）にて固液分離する活性汚泥処理方法において、好気性処理の前段において嫌気性処理を行うことにより、終沈での汚泥の沈降性が向上することは周知である。

しかし、この方法において、降雨等により下水流量が増大した場合、嫌気生物処理部からの汚泥流出量が増大し、終沈からの流出水に汚泥が混入するようになる。

本出願人は、降雨等により下水流量が急激に増加した場合でも、終沈からの汚泥流出が少ない下水処理方法及び装置として、下水を最初沈殿池（初沈）で沈殿処理した後、その上澄水（初沈処理水）を前段生物処理部と後段生物処理部とで処理し、終沈で固液分離する下水処理において、下記(1)又は(2)のように、初沈処理水の流量に応じて初沈処理水の一部をステップフィード（前段生物処理部を経ることなく後段生物処理部に流入させること）する方法及び装置を提案した（特願２００４−８０６０７号。以下「先願」という。）。

(1) 初沈処理水流量が所定流量以下のときには、初沈処理水の全量を嫌気処理用の前段生物処理部と好気処理用の後段生物処理部とにこの順で流通させ、初沈処理水の流量が該所定流量を超えるときには、初沈処理水の一部を前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、初沈処理水の残部は前段生物処理部を経ることなく後段生物処理部に流入させる。

(2) 初沈処理水流量が所定流量以下のときには、前段生物処理部を嫌気処理状態とし、初沈処理水流量の全量を該前段生物処理部と好気処理用の後段生物処理部とにこの順で流通させ、初沈処理水流量が該所定流量を超えるときには、該前段生物処理部を好気処理状態とすると共に、初沈処理水の一部を該前段生物処理部と好気処理用の後段生物処理部とにこの順で流通させ、初沈処理水の残部は前段生物処理部を経ることなく後段生物処理部に流入させる。

先願の方法においては、年間の大部分の期間は上澄水流量が所定流量以下のときであり、上澄水は嫌気処理された後、好気処理されるため、この下水処理系に保持される汚泥は沈降性が良好となる。

(1)の方法において、初沈処理水流量が所定流量以下のときには、上述のように該所定流量の初沈処理水は嫌気処理された後、好気処理されるため、保持されている汚泥は沈降性が良好である。初沈処理水流量が所定流量を超えた場合、初沈処理水の一部を前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、初沈処理水の残部は、前段生物処理部を経ることなく後段生物処理部に流入して好気処理される。流量超過は、一般的には降雨により生じるものであるため、前段生物処理部を経ることなく後段生物処理部に流入する水は、前段生物処理部の混合液に比べ、固形分濃度が非常に低い。そのため、前段生物処理部から後段生物処理部へ流入する混合液はバイパス流入する初沈処理水で希釈され、固形分濃度は低くなり、後段生物処理部から流出する流量は増加するものの、流出水中の固形分濃度は低いものとなるため、固液分離における固形分負荷は大きく増加せず、十分に固液分離され、固形分濃度の低い処理水が得られる。

(2)の方法において、初沈処理水流量が所定流量を超過するときには、初沈処理水の一部は前段生物処理部に流通させるとともに、残部は(1)と同様にして前段生物処理部を経ることなく後段生物処理部に導入する。この場合も、後段生物処理部からの流出水中の固形分濃度が低く、初沈処理水流量が所定流量以下のときに形成された沈降性の良好な活性汚泥が保持されているので、固液分離により固形分濃度の低い処理水が得られる。

(2)の方法においては、初沈処理水流量が所定流量を超えるときには、前段生物処理部においても好気処理を行う。これにより前段生物処理部においてもＢＯＤ成分の好気性処理が行われることになり、処理水の溶解性ＢＯＤ濃度が(1)の方法に比べて低下する。
特願２００４−８０６０７号

上記先願の方法では、系内に保持されている活性汚泥の沈降性（ＳＶＩ：sludge volume index）に関わらず、初沈処理水流量が大きくなった時には、ステップフィードを行うが、この方法では、ステップフィードを行うことにより、得られる処理水の水質が悪くなる場合があるという不具合がある。即ち、ＳＶＩが極めて低く、汚泥の沈降性が極めて良い場合には、終沈から流出する汚泥量はステップフィードの有無に大きく関係しないのに対して、ステップフィードを行った場合には、溶解性ＢＯＤの除去率が若干悪くなるために、処理水のＢＯＤで水質を比較したとき、ステップフィードを行うとかえって水質が悪くなる結果となる。

本発明は上記先願の問題点を解決し、下水を嫌気性生物処理した後、好気性生物処理するに当たり、処理水水質を維持した上で、下水流量が増大した場合の汚泥の流出を防止する下水処理方法及び装置を提供することを目的とする。

第１発明の下水処理方法は、下水を沈殿処理した後、その上澄水を生物処理部で生物処理し、その処理液を処理水と汚泥とに固液分離し、分離汚泥の一部を生物処理部の入口側に返送する下水処理方法において、該生物処理部として、嫌気処理用の前段生物処理部と、好気処理用の後段生物処理部とが設けられており、下記条件１又は２の場合には、前記上澄水の全量を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、下記条件３の場合には、前記上澄水の一部を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、該上澄水の残部は該前段生物処理部を経ることなく該後段生物処理部に流入させることを特徴とする。

第２発明の下水処理方法は、下水を沈殿処理した後、その上澄水を生物処理部で生物処理し、その処理液を処理水と汚泥とに固液分離し、分離汚泥の一部を生物処理部の入口側に返送する下水処理方法において、該生物処理部として、嫌気処理及び好気処理のいずれもが可能な前段生物処理部と、好気処理用の後段生物処理部とが設けられており、下記条件１の場合には、該前段生物処理部を嫌気処理状態とし、前記上澄水の全量を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、下記条件２の場合には、該前段生物処理部を好気処理状態とし、前記上澄水の全量を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、下記条件３の場合には、該前段生物処理部を好気処理状態とすると共に、該上澄水の一部を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、該上澄水の残部は該前段生物処理部を経ることなく該後段生物処理部に流入させることを特徴とする。
条件１：前記上澄水の流量が所定流量以下の場合
条件２：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
所定のＳＶＩ値未満である場合
条件３：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
該所定のＳＶＩ値以上である場合

この下水処理方法において、前記所定のＳＶＩ値は、１００〜２００の間の値とすることが好ましい。或いは、前記所定のＳＶＩ値は、好気処理を行う生物処理部のＭＬＳＳ濃度に依存して変化するものであることが好ましく、この場合、前記所定のＳＶＩ値（ＳＶＩｃ）を、例えば、下記（１）式により決定することができる。
ＳＶＩｃ＝ＳＶＩ_０−（ＭＬＳＳ−ＭＬＳＳ_０）×ｆ ‥（１）
ただし、
ＳＶＩ_０：基準ＳＶＩであり、１００〜２００の間の任意の値
ＭＬＳＳ_０：基準ＭＬＳＳであり、５００〜３０００ｍｇ／Ｌの間の任意の値
ＭＬＳＳ：好気処理を行う生物処理部のＭＬＳＳ
ｆ：ファクターであり、０．０１〜０．１の間の任意の値

上記第１発明のための下水処理装置は、最初沈殿池と、該最初沈殿池からの上澄水を受け入れる嫌気性の前段生物処理手段と、該前段生物処理手段の生物処理水を受け入れる好気性の後段生物処理手段と、該後段生物処理手段の生物処理水を受け入れる最終沈殿池とを有する下水処理装置において、上記条件１又は２の場合には、前記上澄水の全量を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、上記条件３の場合には、前記上澄水の一部を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、該上澄水の残部は該前段生物処理手段を経ることなく後段生物処理手段に流入させる手段とを設けたことを特徴とする。

上記第２発明のための下水処理装置は、最初沈殿池と、該最初沈殿池からの上澄水を受け入れる嫌気性及び好気性のいずれの生物処理も可能な前段生物処理手段と、該前段生物処理手段の生物処理水を受け入れる好気性の後段生物処理手段と、該後段生物処理手段の生物処理水を受け入れる最終沈殿池とを有する下水処理装置において、上記条件１の場合には、該前段生物処理手段を嫌気処理状態とし、前記上澄水の全量を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、上記条件２の場合には、該前段生物処理手段を好気処理状態とし、前記上澄水の全量を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、上記条件３の場合には、該前段生物処理手段を好気処理状態とすると共に、前記上澄水の一部を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、該上澄水の残部は、該前段生物処理手段を経ることなく該後段生物処理手段に流入させる手段とを設けたことを特徴とする。

本発明においては、初沈処理水（最初沈殿池からの上澄水）流量が所定流量を超える場合であっても、生物処理部汚泥のＳＶＩが所定値未満であり、汚泥の沈降性が良好である場合には、ステップフィードを行わず、初沈処理水の全量をそのまま前段生物処理部と後段生物処理部に通水する。汚泥の沈降性が良好な場合には、初沈処理水量が増加しても汚泥流出の問題は殆どないため、このように前段生物処理部と後段生物処理部とで処理を行うことにより、ＢＯＤの低い良好な水質の処理水を得ることができる。

そして、初沈処理水流量が所定流量を超え、かつ生物処理部汚泥のＳＶＩが所定値以上の場合で、汚泥の流出のおそれがある場合においてのみ、ステップフィードを行うことにより、汚泥の流出を防止する。

なお、第１の発明及び第２の発明における前段生物処理部及び後段生物処理部による処理機構及びそれによる効果は、前述の先願におけるものと同様である。

以下に本発明の下水処理方法及び装置の実施の形態を詳細に説明する。

まず、本発明に係る下記条件１〜３について説明する。
条件１：前記上澄水の流量が所定流量以下の場合
条件２：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
所定のＳＶＩ値未満である場合
条件３：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
該所定のＳＶＩ値以上である場合
上記条件１〜３における上澄水の「所定流量」とは、当該下水処理系の処理能力に応じて適宜決定される。

また、上記条件２，３における汚泥のＳＶＩについては、下水処理系内の汚泥のうち、生物処理反応槽の汚泥、好ましくは生物処理反応槽のうち最も後段の好気性処理槽の汚泥、例えば、後述の図１（ａ），（ｂ），図２（ａ），（ｂ）においては槽５の汚泥のＳＶＩであり、このＳＶＩは、上澄水流量が所定流量以下のとき（晴天時）のＳＶＩ値であっても、上澄水流量が所定流量を超えた場合（雨天時）のＳＶＩ値であっても良い。即ち、通常、晴天が続くときに一時的に雨天になっても、汚泥性状が大きく変わることはないため、どちらのＳＶＩ値を採用しても良い。また、梅雨期のように雨天が続く場合には、雨天時のＳＶＩ値を採用しても良い。ＳＶＩ値は連続的に測定しても良く、間欠的に測定しても良い。

上澄水流量が所定流量を超える場合にステップフィードを行うか否かの判断基準となるＳＶＩ値は１００〜２００の間の所定の値であっても良く、好気処理を行う生物処理部、例えば、後述の図１（ａ），（ｂ），図２（ａ），（ｂ）においては槽５のＭＬＳＳ濃度に依存して、ＭＬＳＳ濃度が比較的大きい場合には、ＳＶＩを低めに設定し、ＭＬＳＳ濃度が比較的小さい場合には、ＳＶＩを高めに設定するようにしても良い。

この場合、ステップフィードを行うか否かの判断基準となるＳＶＩ値（ＳＶＩｃ）は、例えば、下記（１）式により決定することができる。
ＳＶＩｃ＝ＳＶＩ_０−（ＭＬＳＳ−ＭＬＳＳ_０）×ｆ ‥（１）
ただし、
ＳＶＩ_０：基準ＳＶＩであり、１００〜２００の間の任意の値
ＭＬＳＳ_０：基準ＭＬＳＳであり、５００〜３０００ｍｇ／Ｌの間の任意の値
ＭＬＳＳ：好気処理を行う生物処理部のＭＬＳＳ
ｆ：ファクターであり、０．０１〜０．１の間の任意の値

なお、上記（１）式において、ＳＶＩ_０、ＭＬＳＳ_０及びｆは、それぞれ１００〜２００、５００〜３０００及び０．０１〜０．１の範囲であれば任意の値で良いが、シミュレーターを用いて様々なＳＶＩとＭＬＳＳの条件でシミュレーションを行い、最適な基準値を求めることが好ましい。

以下、図面を参照して本発明についてさらに詳細に説明する。図１（ａ）は第１発明の実施の形態に係る下水処理方法及び装置の系統図であり、図１（ｂ）は第２発明の実施の形態に係る下水処理方法及び装置の系統図である。

図１（ａ）において、下水は最初沈殿池（初沈）１に導入されて固液分離され、上澄水（初沈処理水）が配管２を介して前段生物処理部としての嫌気処理用の第１槽３に導入される。この第１槽３には撹拌機４が設けられている。第１槽３にて嫌気処理された水は、後段生物処理部としての第２槽５に導入され、散気管６からの散気により好気処理される。好気処理された水は、最終沈殿池（終沈）７に導入され、固液分離処理され、上澄水が処理水として流出する。終沈７で沈降した汚泥の一部は汚泥返送管８を介して第１槽３へ返送され、余剰の汚泥は配管８ａより余剰汚泥として排出される。

前記条件１又は条件２の場合には、上記のフローに従って上澄水の全量が第１槽３にて嫌気処理された後、第２槽５にて好気処理される。上澄水流量が所定流量を超えるのは、一般的には降雨によるものであるため、年間の大部分の期間は、嫌気処理した後、好気処理することになるため、好気槽（第２槽５）の流出水中の汚泥の沈降性が良好なものとなる。また、上澄水流量が所定流量を超えた場合であっても、前記条件２の場合には、汚泥の沈降性が良いため、上記のフローであっても汚泥の流出は防止される。

前記条件３の場合には、上澄水の一部は配管２から分岐したバイパス配管９を介して、第１槽３を経ることなく直接に第２槽５へ導入される。なお、この配管９には流量調節弁１０が設けられている。

この上澄水流量が所定流量を超えるのは、一般的には、降雨によるものであるため、バイパス配管９を流れる水は下水が雨水で希釈され、固形分濃度が極めて低い水となっている。そのため、第１槽３から第２槽５へ流入する混合液は、バイパス流入する上澄液で希釈され、固形分濃度は低くなり、第２槽５から流出する流量は、増加するものの、流出水中の固形分濃度は低いので、終沈７の固形分負荷は大きく増加せず、終沈７からの処理水中の固形分濃度も、降雨前と大差のない低いものとなる。汚泥の沈降性も、一時的な処理フローの変更では良好に維持される。

図１（ｂ）は第２発明の実施の形態を示すものである。

この実施の形態では、前段生物処理部として、第１槽３の代わりに、撹拌機４と散気管１１とを備えた第１槽１３が設けられている。その他の構成は図１（ａ）と同一である。

この図１（ｂ）のフローでは、前記条件１の場合には、図１（ａ）と全く同一の処理が行われる。即ち、上澄水の全量が第１槽１３へ送られる。また、第１槽１３では、散気は全く行われず、第１槽１３は第１槽３と同じく嫌気槽となる。従って、下水は、全量が嫌気処理された後、好気処理されるので、終沈７での汚泥沈降性が良好となる。

前記条件２の場合には、図１（ａ）と同じく上澄水の全量が第１槽１３へ送られるが、散気管１１から散気し、第１槽１３にて好気処理を行う点で図１（ａ）での処理と異なる。このように第１槽１３にて好気処理を行うと、２段にわたって好気処理を受けることになり、終沈７から流出する処理水中の溶解性ＢＯＤ濃度が低下する。上澄水流量が所定流量を超えた場合であっても、前記条件２の場合には、汚泥の沈降性が良いため、汚泥の流出は防止される。

前記条件３の場合には、図１（ａ）と同じく上澄水の一部はバイパス管９を介して第２槽５へ直接に導入される。

この条件３の場合には、散気管１１から散気し、第１槽１３にて好気処理を行う。このように第１槽にて好気処理を行うと、第１槽１３を経て第２槽５へ流れる水は、２段にわたって好気処理を受けることになり、終沈７から流出する処理水中の溶解性ＢＯＤ濃度が低下する。なお、この場合、第１槽１３では嫌気処理は行われないが、条件１の期間に、上澄水は嫌気処理された後、好気処理されるために、汚泥の沈降性は良好に維持されるとともに、上記の通り処理水中の溶解性ＢＯＤ濃度は図１（ａ）よりも低下する。

図１は本発明の下水処理方法の簡明な構成例であり、本発明は槽を多段に設ける構成など、他の態様をもとりうる。図２（ａ），（ｂ）は前段生物処理部及び後段生物処理部をそれぞれ２槽で構成したものであり、図２（ａ）は第１発明の実施の形態に係り、図２（ｂ）は第２発明の実施の形態に係る。

図２（ａ）では、第１槽３の流出水を撹拌機４を有した嫌気槽３Ａに導入して第２段目の嫌気処理を行った後、好気槽５Ａに導入して好気処理し、この流出水を第２槽５に導入している。前記条件１又は条件２の場合にはバイパス配管９へは上澄水は分岐されず、前記条件３の場合には、上澄水の一部が配管２からバイパス配管９を介して第２槽５へ導入される。図２（ａ）のその他の構成は図１（ａ）と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

この図２（ａ）の下水処理方法でも図１（ａ）と同様の作用効果が奏される。なお、嫌気処理及び好気処理をそれぞれ多段に行うことにより、処理水の水質が向上する。

図２（ｂ）では、第１槽１３の流出水の全量を、該第１槽１３と同じく撹拌機４及び散気管１１を備えた槽１３Ａに導入し、この槽１３Ａの流出水を好気槽５Ａに導入する。この好気槽５Ａの流出水を第２槽５に導入する。

この図２（ｂ）においても、前記条件１の場合にはバイパス配管９へは上澄水は分岐されず、また、槽１３，１３Ａは散気されず嫌気処理を行う。

前記条件２の場合には、バイパス配管９へは上澄水は分岐されないが、槽１３，１３Ａは散気管１１から散気が行われ、好気処理を行う。

前記条件３の場合には、上澄水の一部がバイパス配管９から第２槽５へ導入される。そして、槽１３，１３Ａは散気管１１から散気が行われ、好気処理を行う。図２（ｂ）のその他の構成は図１（ｂ）と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

この図２（ｂ）の下水処理方法でも図１（ｂ）と同様の作用効果が奏される。なお、好気処理をさらに多段に行うことにより、処理水の溶解性ＢＯＤ濃度が低くなる。

図２（ａ），（ｂ）では、前段生物処理部を槽３と槽３Ａ、槽１３と１３Ａの２槽で構成しているが、１槽でもよく、３槽以上でもよい。後段生物処理部も、１槽又は３槽以上でもよい。

図２（ａ），（ｂ）では、上澄水の一部をバイパス配管９から第２槽５にのみ導入しているが、槽５Ａにも導入してもよく、槽５Ａのみに導入してもよい。また、図示はしないが、後段生物処理部を３槽以上で構成した場合、第１槽１３のほかにこれらの槽のうちの任意の一部にのみ上澄水を分割注入してもよく、全槽に上澄水を分割注入してもよい。

図１，２では、各槽が独立したものである様に図示されているが、１つの槽体を仕切ることにより各槽を形成してもよい。

なお、散気管６としては各種のものを用いることができる。図１（ｂ）と図２（ｂ）の槽１３，１３Ａには、攪拌機４および散気管１１の両方の機能を備えた装置として、空気供給機能付きの攪拌装置を用いることができる。

上記図１（ｂ），図２（ｂ）の槽１３，１３Ａに用いられる散気管１１は、該槽１３，１３Ａで嫌気処理を行うときには通気されないものである。上澄水流量が所定流量以下である状態が継続するときには、該散気管は長期にわたり通気されず、そのため、内部において汚泥が固化して次回の通気時の散気に支障が生じるおそれがある。そこで、この散気管１１としては、非通気時には内部に槽内の汚泥が入り込まない構成のものが好適である。図３はこのような汚泥侵入防止特性を有した散気管の一例を示している。

図示のように一端が閉じ、他端に送気ヘッダ（図示略）に接続する接続口２２が設けられた中空筒状の支持体２１を有し、この支持体は両端部の間に、軸方向にほぼ半周が切割られた切欠き開放部２３を有する。この支持体の外周のほぼ全長を、多数の微細なスリット２５が刻まれた弾力性があるチューブ（被包体）２４が包む。２６は上記チューブの各端部を支持体の各端部の外周に固定する留め輪を示す。

チューブ２４に形成されたスリット２５は、（ｂ），（ｃ）図に示したように、円周方向Ｅに対し正側に角度α（３０〜６０°）で配列されたスリット２５ｂと、負側に角度α（３０〜６０°）で配列されたスリット２５ｂとからなり、スリット２５ａ同志、及びスリット２５ｂは夫々平行で、スリット２５ａの延長方向に隣接してスリット２５ｂが配置され、スリット２５ｂの延長方向に隣接してスリット２５ａが配置されたパターンであることが好ましい。それは、支持体内に空気が供給されたチューブ２４が膨らむと、各スリット２５ａ，２５ｂは円周方向に対して同一角度を有するため各スリットは同程度に開口し、全スリットから均等に気泡が発生すること、又、全スリットが有効なスリットとして作用し、均等に通気するので、通気抵抗が低下すること、更に、各スリット当りの通気量が小さいので、微細な気泡が連続して発生すること、スリットの方向が集中した局所的な脆弱部が生じないため、チューブは円周方向、及び軸方向共に引張強度が全般的に高くなること等の理由による。尚、チューブの材質は軟質塩化ビニール系樹脂、肉厚は０．８ｍｍ、スリット２５ａ，２５ｂの円周方向に対する角度αは４５°、各スリットの長さは１．０ｍｍ、スリットの間隔はＸ＝３．７ｍｍ、Ｙ＝３．２ｍｍ、チューブの長さ、及び肉径は支持体の長さ、及び外径に対応させることが好ましい。

従って、支持体２１の接続口２２を送気ヘッダ（図示略）に連結し、送気ヘッダから支持体２１の内部に空気を供給すると、支持体の切欠き開放部２３から出る空気によってスリット２５を有するチューブ２４は膨らみ、チューブの回りに刻まれた全部のスリットは空気で押し開かれ、空気はそのスリットを通じチューブの全長、全周から気泡となって噴出する。空気供給を停止すると、スリット２５は閉口し、汚泥が入り込まないので、スリットや散気管内部が汚泥などにより閉塞されることがない。

以下、実施例及び比較例について説明する。

実施例１
図２（ａ）の構成の下水処理装置において、各槽の面積ないし容積を次の通りとした。
最初沈殿槽面積：１００ｍ^２
前段生物処理部，槽３容積 ：１５０ｍ^３
槽３Ａ容積：１５０ｍ^３
後段生物処理部，槽５Ａ容積：３００ｍ^３
槽５容積 ：３００ｍ^３
最終沈殿槽面積：１５０ｍ^２

晴天が継続し、この間平均して下水のＣＯＤ_Ｃｒは１３０ｍｇ／Ｌ、上澄水（初沈処理水）流量は１０５ｍ^３／Ｈｒであった。第２槽５のＭＬＳＳ１０２０ｍｇ／Ｌであった。各槽５Ａ，５における散気量を１．１ｍ^３／ｍ^３・ｈｒ（２５℃で）とした。バイパス配管９の流量はゼロとした。

この晴天期間中の処理水質等は次の通りであった。
ＳＶＩ（第２槽５出口の汚泥の沈降性） ２２０［−］
曝気槽（第２槽５）出口のＳＳ濃度 １０２０［ｍｇ／Ｌ］
終沈流出処理水のＳＳ濃度 ０．９［ｍｇ／Ｌ］
終沈流出処理水のＢＯＤ濃度 ０．７［ｍｇ／Ｌ］
終沈流出処理水の溶解性ＢＯＤ濃度 ０．２［ｍｇ／Ｌ］

その後、降雨があり、上澄水流量が３２０ｍ^３／Ｈｒに増加したので、そのうちの２００ｍ^３／Ｈｒについては第１槽３へ送り、残りの１２０ｍ^３／Ｈｒをバイパス配管９から第２槽５へ直接に送った（ステップフィードあり）。このときの運転結果を表１に示す。

比較例１
実施例１と同一構成の下水処理装置を実施例１の下水処理装置と並設し、同一時期に同一流入下水流量にて運転した。ただし、この比較例１では、降雨時にもバイパス流量をゼロとした（ステップフィードなし）。このときの降雨時の運転結果を表１に示す。なお、晴天時の運転結果は実施例１の場合と同一であった。

実施例２
図２（ａ）の構成の下水処理装置において、実施例１とは異なる時期に次のようにして運転を行った。なお、各槽の面積ないし容積は実施例１におけると同様である。

晴天が継続し、この間平均して下水のＣＯＤ_Ｃｒは１２５ｍｇ／Ｌ、上澄水（初沈処理水）流量は１０５ｍ^３／Ｈｒであった。第２槽５のＭＬＳＳ１０５０ｍｇ／Ｌであった。

この晴天期間中は、実施例１と同様にして運転を行った。このときの処理水質等は次の通りであった。
ＳＶＩ（第２槽５出口の汚泥の沈降性） ８０［−］
曝気槽（第２槽５）出口のＳＳ濃度 １０５０［ｍｇ／Ｌ］
終沈流出処理水のＳＳ濃度 ０．４［ｍｇ／Ｌ］
終沈流出処理水のＢＯＤ濃度 ０．３［ｍｇ／Ｌ］
終沈流出処理水の溶解性ＢＯＤ濃度 ０．２［ｍｇ／Ｌ］

その後、降雨があり、上澄水流量が３１０ｍ^３／Ｈｒに増加したが、ＳＶＩが８０と低いので、そのまま上澄水の全量を第１槽３へ送った（ステップフィードなし）。このときの運転結果を表１に示す。

比較例２
実施例２と同一構成の下水処理装置を実施例２の下水処理装置と並設し、同一時期に同一流入下水流量にて運転した。ただし、この比較例２では、降雨時には、上澄水のうちの一部１２０ｍ^３／Ｈｒをバイパス配管９から第２槽５へ直接送り、残部を第１槽３に送った（ステップフィードあり）。このときの降雨時の運転結果を表１に示す。なお、晴天時の運転結果は実施例２の場合と同一であった。

実施例３
実施例１の下水処理装置と並設して設けられた図２（ｂ）に示す下水処理装置に実施例１と同一流量にて下水を流して処理した。この下水処理装置は、実施例１（図２（ａ））の下水処理装置において、槽３，３Ａにそれぞれ散気管１１を設置して槽１３，１３Ａとしたこと以外は実施例１と同一構成のものである。なお、晴天時には槽１３，１３Ａは嫌気運転とし、雨天時には全槽好気運転とした。各槽１３，１３Ａの散気管１１への送気量はそれぞれ１．１ｍ^３／ｍ^３・ｈｒ（２５℃で）とした。降雨時のバイパス流量も実施例１と同一とした（ステップフィードあり）。降雨時の運転結果を表２に示す。なお、晴天時の運転結果は実施例１と同一であった。

比較例３
実施例３と同一構成の下水処理装置を実施例３の下水処理装置と並設し、同一時期に同一流入下水流量にて運転した。ただし、この比較例３では、降雨時には全槽を好気運転としたが、バイパス流量はゼロとした（ステップフィードなし）。このときの降雨時の運転結果を表２に示す。なお、晴天時の運転結果は実施例３の場合と同一であった。

実施例４
実施例２の下水処理装置と並設して設けられた図２（ｂ）に示す下水処理装置に実施例２と同一流量にて下水を流して処理した。この下水処理装置は、実施例２（図２（ａ））の下水処理装置において、槽３，３Ａにそれぞれ散気管１１を設置して槽１３，１３Ａとしたこと以外は実施例２と同一構成のものである。なお、晴天時には槽１３，１３Ａは嫌気運転とした。晴天時の運転結果は実施例２と同一であった。

その後、降雨があり、上澄水流量が３１０ｍ^３／Ｈｒに増加したが、ＳＶＩが８０と低いので、全槽を好気運転としたのみで、上澄水の全量を第１槽１３へ送った（ステップフィードなし）。このときの運転結果を表２に示す。

比較例４
さらに、実施例４と同一構成の下水処理装置を実施例４の下水処理装置と並設し、同一時期に同一流入下水流量にて運転した。ただし、この比較例４では、降雨時には、全槽を好気運転とすると共に、上澄水のうちの一部１２０ｍ^３／Ｈｒをバイパス配管９から第２槽５へ直接送り、残部を第１槽１３に送った（ステップフィードあり）。このときの降雨時の運転結果を表２に示す。なお、晴天時の運転結果は実施例４の場合と同一であった。

表１，２より、次のことが明らかである。
即ち、ＳＶＩが２２０で汚泥の沈降性が悪い場合には、先願と同様に雨天時の初沈処理水流量が多い場合には、ステップフィードを行った実施例１，３の方がステップフィードを行わない比較例１，３に比べて処理水のＢＯＤ濃度が低くなるが、ＳＶＩが８０と、汚泥の沈降性が良好な場合には、ステップフィードの有無は処理水のＳＳ濃度には大きな影響を及ぼすことはなく（実施例２，４と比較例２，４）、むしろステップフィードを行うことにより、処理水の溶解性ＢＯＤ濃度が若干上昇する結果、処理水のＢＯＤが悪くなる。このため、このような場合には、ステップフィードを行わない実施例２，４の方がステップフィードを行った比較例２，４よりも処理水のＢＯＤが良好となる。

従って、初沈処理水流量のみならず、汚泥の沈降性をも考慮して、ステップフィードの有無を制御する本発明の方法によれば、初沈処理水の流量のみからステップフィードの有無を制御する先願の方法に比べて、処理水ＢＯＤ及びＳＳ濃度が共に良好な処理水を得ることができることが分かる。

実施の形態に係る下水処理方法及び装置の系統図である。 実施の形態に係る下水処理方法及び装置の系統図である。 散気管の構成を示すものであり、（ａ）図は一部を断面とした断面図、（ｂ）及び（ｃ）図は被包体（チューブ）の展開図である。

符号の説明

１ 最初沈殿池
３ 第１槽
５ 第２槽
６，１１ 散気管
７ 最終沈殿池
９ バイパス配管
１０ 流量調節弁

Claims (7)

1. 下水を沈殿処理した後、その上澄水を生物処理部で生物処理し、その処理液を処理水と汚泥とに固液分離し、分離汚泥の一部を生物処理部の入口側に返送する下水処理方法において、
   該生物処理部として、嫌気処理用の前段生物処理部と、好気処理用の後段生物処理部とが設けられており、
   下記条件１又は２の場合には、前記上澄水の全量を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、
   下記条件３の場合には、前記上澄水の一部を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、該上澄水の残部は該前段生物処理部を経ることなく該後段生物処理部に流入させることを特徴とする下水処理方法。
   条件１：前記上澄水の流量が所定流量以下の場合
   条件２：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
   所定のＳＶＩ値未満である場合
   条件３：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
   該所定のＳＶＩ値以上である場合
2. 下水を沈殿処理した後、その上澄水を生物処理部で生物処理し、その処理液を処理水と汚泥とに固液分離し、分離汚泥の一部を生物処理部の入口側に返送する下水処理方法において、
   該生物処理部として、嫌気処理及び好気処理のいずれもが可能な前段生物処理部と、好気処理用の後段生物処理部とが設けられており、
   下記条件１の場合には、該前段生物処理部を嫌気処理状態とし、前記上澄水の全量を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、
   下記条件２の場合には、該前段生物処理部を好気処理状態とし、前記上澄水の全量を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、
   下記条件３の場合には、該前段生物処理部を好気処理状態とすると共に、該上澄水の一部を該前段生物処理部と後段生物処理部とにこの順で流通させ、該上澄水の残部は該前段生物処理部を経ることなく該後段生物処理部に流入させることを特徴とする下水処理方法。
   条件１：前記上澄水の流量が所定流量以下の場合
   条件２：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
   所定のＳＶＩ値未満である場合
   条件３：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
   該所定のＳＶＩ値以上である場合
3. 請求項１又は２において、前記所定のＳＶＩ値が、１００〜２００の間の値であることを特徴とする下水処理方法。
4. 請求項１又は２において、前記所定のＳＶＩ値が、好気処理を行う生物処理部のＭＬＳＳ濃度に依存して変化することを特徴とする下水処理方法。
5. 請求項４において、前記所定のＳＶＩ値（ＳＶＩｃ）を、下記（１）式により決定することを特徴とする下水処理方法。
   ＳＶＩｃ＝ＳＶＩ_０−（ＭＬＳＳ−ＭＬＳＳ_０）×ｆ ‥（１）
   ただし、
   ＳＶＩ_０：基準ＳＶＩであり、１００〜２００の間の任意の値
   ＭＬＳＳ_０：基準ＭＬＳＳであり、５００〜３０００ｍｇ／Ｌの間の任意の値
   ＭＬＳＳ：好気処理を行う生物処理部のＭＬＳＳ
   ｆ：ファクターであり、０．０１〜０．１の間の任意の値
6. 最初沈殿池と、該最初沈殿池からの上澄水を受け入れる嫌気性の前段生物処理手段と、該前段生物処理手段の生物処理水を受け入れる好気性の後段生物処理手段と、該後段生物処理手段の生物処理水を受け入れる最終沈殿池とを有する下水処理装置において、
   下記条件１又は２の場合には、前記上澄水の全量を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、下記条件３の場合には、前記上澄水の一部を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、該上澄水の残部は該前段生物処理手段を経ることなく後段生物処理手段に流入させる手段と
   を設けたことを特徴とする下水処理装置。
   条件１：前記上澄水の流量が所定流量以下の場合
   条件２：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
   所定のＳＶＩ値未満である場合
   条件３：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
   該所定のＳＶＩ値以上である場合
7. 最初沈殿池と、該最初沈殿池からの上澄水を受け入れる嫌気性及び好気性のいずれの生物処理も可能な前段生物処理手段と、該前段生物処理手段の生物処理水を受け入れる好気性の後段生物処理手段と、該後段生物処理手段の生物処理水を受け入れる最終沈殿池とを有する下水処理装置において、
   下記条件１の場合には、該前段生物処理手段を嫌気処理状態とし、前記上澄水の全量を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、
   下記条件２の場合には、該前段生物処理手段を好気処理状態とし、前記上澄水の全量を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、
   下記条件３の場合には、該前段生物処理手段を好気処理状態とすると共に、前記上澄水の一部を該前段生物処理手段と後段生物処理手段とにこの順で流通させ、該上澄水の残部は、該前段生物処理手段を経ることなく該後段生物処理手段に流入させる手段と
   を設けたことを特徴とする下水処理装置。
   条件１：前記上澄水の流量が所定流量以下の場合
   条件２：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
   所定のＳＶＩ値未満である場合
   条件３：前記上澄水の流量が該所定流量を超え、かつ前記生物処理部汚泥のＳＶＩが
   該所定のＳＶＩ値以上である場合

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