JP2007136368A - 生物学的排水処理装置及び生物学的排水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連続流入排水の生物学的処理にあたり粒状微生物汚泥を生成・維持する。
【解決手段】連続流入排水を接触装置１で微生物汚泥と接触させ汚泥表面を高濃度として汚泥内へ有機物等を深く浸透させ且つ当該浸透により汚泥粒状化を図り、この粒状汚泥と排水の混合液を反応装置２にて好気性で処理し粒状汚泥全体を利用して有機物等を効果的に処理し且つ当該処理に従い汚泥粒状化を一層図り、この混合液に剪断力付与装置３ａにより剪断力を付与し粒状汚泥への酸素供給を容易として汚泥粒状化を一層図り且つ粒状汚泥表面の繊維状物を剥離し、この粒状汚泥の沈降速度の速さを利用して分離装置４で沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥含有処理水と分離し、分離処理水を連続的に流出させ浮遊性活性汚泥を優先種とするのを防止する一方で、分離粒状汚泥を連続流入排水と接触するようにラインＬ５を介し戻して粒状汚泥の流出を防止し且つ優先種とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水を微生物汚泥を用いて生物学的処理する生物学的排水処理装置及び生物学的排水処理方法に関する。

生物学的排水処理方法として活性汚泥法が広く知られ普及している。この活性汚泥法にあっては、活性汚泥を沈降分離して再利用するため、沈殿池が必要となるが、活性汚泥は、その沈降速度が遅いため、沈殿池に膨大な面積が必要で建設費が高くなるという問題がある。また、敷地に制約のある都市部では既設の処理能力を増強したくても、増設できないという問題が発生している。

一方、有用な微生物を粒状（グラニュール）にして排水処理に活用する試みがある。この方法では、粒状の微生物汚泥の沈降速度が速いため、沈殿池の面積を小さくすることが期待できる。しかしながら、この粒状の微生物汚泥を用いる方法は、嫌気性の処理方法としての実用化は進んでいるが、好気性の処理方法としては多くの問題があって本格的な実用化には至っていない。主な問題点は、好気性環境では、粒状の微生物汚泥を安定して生成・維持することができないことにあった。

ここで、最近の研究では、特許文献１〜３に記載のように、好気性環境でも粒状の微生物汚泥を安定して生成させる技術が開発されつつある。しかしながら、特許文献１〜３に記載の技術は、ＳＢＡＲ（Sequencing Batch Airlift Reactor；ＳＢＲ（Sequencing Batch Reactor）とも呼ぶ）と呼ばれるバッチ式（回分式）の処理装置を採用しており、例えば下水のように連続的に大量の排水が流入する処理施設には適用することができない。一方、連続的に流入する排水を、粒状の好気性微生物汚泥を用いて生物学的処理する方法が、特許文献４、５に記載されている。
ＷＯ ２００４／０２４６３８ Ａ１ ＷＯ ９８／３７０２７ 特表２００５−５１７５３２ 特許第１７７８６８１号 特許第２６７２１０９号

しかしながら、上記特許文献４、５に記載の技術では、実際には、粒状の好気性微生物汚泥を安定して生成・維持することが困難であった。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、連続的に流入する排水を生物学的に処理するにあたって粒状の微生物汚泥を安定して生成・維持することが可能な生物学的排水処理装置及び生物学的排水処理方法を提供することを目的とする。

ここで、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、粒状汚泥に、ある一定濃度以上の浮遊性汚泥を共存させると、粒状汚泥への基質（有機物、窒素、りん等）の浸透が不十分となり、粒状汚泥を維持する栄養分が十分供給できず、粒状汚泥が自己分解することを見出した。また、一度生成した粒状汚泥を原生動物や原虫が捕食して急激に粒状汚泥が消滅することも見出した。

そこで、これらに基づき、本発明による生物学的排水処理装置は、連続的に流入する排水を生物学的処理しその処理水を連続的に流出する生物学的排水処理装置であって、連続的に流入する排水を、微生物汚泥と接触させる接触装置と、この接触装置で接触した微生物汚泥及び排水を混合し好気性状態で処理する反応装置と、この反応装置の混合液又は当該反応装置からの混合液に剪断力を付与する剪断力付与装置と、剪断力を付与した混合液を、沈降速度の速い粒状の微生物汚泥と沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥を含む処理水とに分離する分離装置と、分離した沈降速度の速い粒状の微生物汚泥を上記微生物汚泥として接触装置に移送するための移送ラインと、を具備したことを特徴としている。

また、本発明による生物学的排水処理方法は、連続的に流入する排水を生物学的処理しその処理水を連続的に流出する生物学的排水処理方法であって、連続的に流入する排水を、微生物汚泥と接触させる接触工程と、この接触工程で接触した微生物汚泥及び排水を混合し好気性状態で処理する反応工程と、この反応工程での混合液又は当該反応工程からの混合液に剪断力を付与する剪断力付与工程と、剪断力を付与した混合液を、沈降速度の速い粒状の微生物汚泥と沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥を含む処理水とに分離する分離工程と、分離した沈降速度の速い粒状の微生物汚泥を上記微生物汚泥として接触工程に移送する移送工程と、を具備したことを特徴としている。

このような生物学的排水処理装置及び生物学的排水処理方法によれば、連続的に流入する排水が微生物汚泥と接触し、高濃度の排水が薄まること無く微生物汚泥表面が高濃度とされて、排水中の汚濁成分である有機物、窒素、りん等が微生物汚泥内へ深く浸透すると共にこの浸透工程における排水と粒状の微生物汚泥との相互流動作用により微生物汚泥の粒状化が図られる。この粒状の微生物汚泥及び排水を含む混合液は、好気性状態で処理され、粒状の微生物汚泥の表面で好気性分解反応が進行するだけでなく、粒状の微生物汚泥の深層部では無酸素状態で微生物反応が進行する。このため、粒状の微生物汚泥全体が利用されて、汚濁成分である有機物、窒素、りん等が効果的に処理されると共に、当該処理に従い微生物汚泥の粒状化がさらに図られる。この混合液には剪断力が付与され、粒状の微生物汚泥に対する酸素の供給が容易とされて微生物汚泥の活性化が図られて粒状化がさらに図られると共に、粒状の微生物汚泥の表面に付着している繊維状、羽毛状の微生物が剥離される。この大径化されると共に繊維状、羽毛状の微生物が剥離された粒状の微生物汚泥は沈降速度が速く、沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥を含む処理水と分離される。分離された処理水は連続的に流出され、粒状の微生物汚泥以外の浮遊性活性汚泥が留まって優先種と成り粒状の微生物汚泥のバイオマス比率低下と分解が防止される一方で、分離された粒状の微生物汚泥は、連続的に流入する排水と接触するように戻され、粒状の微生物汚泥の流出が防止されると共に優先種とされ、この優先種とされることにより、粒状の微生物汚泥へ適度な栄養を供給することが可能とされ粒状の微生物汚泥が選択的に増殖可能とされて系内から消失することが防止され、このような一連の処理が繰り返されて粒状の微生物汚泥が大径化される。このため、粒状の微生物汚泥が安定して生成・維持されるようになる。ここで、沈降速度の速い粒状の微生物汚泥は、概ね、０．１〜５ｍｍの径を有し、４ｍ／ｈ（９６ｍ／ｄ）以上の表面積負荷率で沈降操作することで、容易に沈降分離することができる。また、ストークスの法則からも明らかなように、粒径の大小によって沈降速度に違いが生じるため、沈降分離の代替手段として、スクリーン等による物理的な手段を採用しても良い。

ここで、接触装置は、連続的に流入する排水と微生物汚泥とを向流接触させる向流接触装置であると、微生物汚泥表面における基質（有機物、窒素、りん等）濃度が一層高濃度とされ、排水中の汚濁成分である有機物、窒素、りん等が微生物汚泥内へ一層深く浸透すると共にこの浸透により粒状の微生物汚泥全体が活性化し微生物汚泥の粒状化が一層図られる。なお、接触装置は、連続的に流入する排水と微生物汚泥とを混合することで接触させる混合装置としても良い。

また、接触装置は、反応装置内の上流側を構成しても良い。

また、反応装置全体に剪断力付与装置を配設すると、大きな動力を要することから、剪断力付与装置は、反応装置と分離装置との間に配設されているのが好ましい。

ここで、排水が流入する接触装置は嫌気性状態又は無酸素状態（以下嫌気性状態と呼ぶ）にあり、反応装置は好気性状態にあり、この好気性状態にある反応装置では原生動物や原虫が発生し、粒状の微生物汚泥が捕食される虞がある。従って、接触装置と反応装置の機能を所定時間ごとに切り換え、反応装置を接触装置とすると共に接触装置を反応装置とするように構成するのが好ましい。これにより、嫌気性状態を一定時間おきに発現させることができるため、粒状の微生物汚泥を捕食する原生動物や原虫の発生が防止され、粒状の微生物汚泥の生成・維持が確実に行える。

このように本発明による生物学的排水処理装置及び生物学的排水処理方法によれば、連続的に流入する排水を生物学的に処理するにあたって粒状の微生物汚泥を安定して生成・維持することが可能となる。

以下、本発明による生物学的排水処理装置及び生物学的排水処理方法の好適な実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。なお、各図において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、 本発明の第一実施形態に係る生物学的排水処理方法を採用した生物学的排水処理装置を示す概略構成図であり、本実施形態の生物学的排水処理装置１００は、下排水処理施設に採用されているもので、好気性グラニュール（以下、粒状の微生物汚泥と呼ぶ）を安定して生成・維持しながら、連続的に流入する排水を処理するものである。

図１に示すように、生物学的排水処理装置１００は、向流接触装置（接触装置）１、反応装置２、分離装置４をラインＬ２，Ｌ３を介してこの順に接続して備えると共に、反応装置２と分離装置４とを接続するラインＬ３の途中に中間槽３を備え、さらに、ラインＬ２とは別に向流接触装置１と反応装置２とを接続するラインＬ４の途中に中間槽７を備えると共に、分離装置４と向流接触装置１とを接続する移送ラインＬ５を備えている。

向流接触装置１は、ここでは向流接触槽であり、連続的に流入する排水と後段の分離装置４からの粒状の微生物汚泥とを、向流接触させるためのものである。

具体的な態様の例として、向流接触装置１は、貫通孔１ａを複数有し回転する水平回転板１ｂを備え、ラインＬ１を介して底部から連続的に排水が導入され水平回転板１ｂの貫通孔１ａを通過して上部から流出する上向流とされると共に、移送ラインＬ５を介して上部から分離装置４からの粒状の微生物汚泥が導入され水平回転板１ｂの貫通孔１ａを通過して底部から流出する下向流とされ、この上向流と下向流とが向流接触する構成とされている。そして、この向流接触装置１は、大量の排水が流入するため、嫌気槽とされている。

この向流接触装置１の上部と反応装置２とを接続するラインＬ２は、向流接触装置１の上部から流出する排水を反応装置２に導入するためのものであり、向流接触装置１の底部と反応装置２とを接続するラインＬ４は、向流接触装置１の底部から流出する粒状の微生物汚泥を反応装置２に導入するためのものである。なお、ラインＬ２，Ｌ４は、反応装置２の上流側で合流していても良い。

このラインＬ４の途中に配設されている中間槽７は、詳しくは後述するが、排水中の汚濁成分である有機物（ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＯＣ）、窒素、りん等の微生物汚泥内への浸透性を高めるためのものである。なお、中間槽７は汚泥貯留槽としても機能する。

反応装置２は、ここでは好気槽であり、向流接触装置１からラインＬ２を介して導入される排水と、向流接触装置１から途中の中間槽７を経由しラインＬ５を介して導入される粒状の微生物汚泥とを混合し曝気しながら撹拌し好気性処理を行うものである。この反応装置２での混合液の滞留時間は、排水中の汚濁成分である有機物、窒素、りん等の負荷により設定される。

この反応装置２は、矩形状を成して上流側から下流側に亘って、長尺に構成されることが多く、その場合には、複数段に分けられ、混合液が各槽２ａ〜２ｅを順次通過し好気性処理に浴する構成とされている。各槽２ａ〜２ｅには、曝気のための酸素含有気体である空気をブロワ５の駆動により供給するラインＬａ〜Ｌｅが各々接続され、各ラインＬａ〜Ｌｅには、各槽２ａ〜２ｅへの酸素供給量を制御するバルブＶａ〜Ｖｅが設置されている。各バルブＶａ〜Ｖｅは、各槽２ａ〜２ｅへの酸素供給量を最適に制御する。

この反応装置２には、溶存酸素濃度（ＤＯ）を測定する溶存酸素計６が設けられ、反応装置２の溶存酸素濃度が３ｍｇ／Ｌ以上となるように、各バルブＶａ〜Ｖｅを制御する構成とされている。なお、溶存酸素計６は各槽２ａ〜２ｅに設けられていても良い。また、溶存酸素濃度を高濃度とすべく、各槽２ａ〜２ｅに純酸素を供給するようにしても良い。

反応装置２と分離装置４との間の中間槽３は、反応装置２からの混合液に剪断力を付与するものであり、剪断力付与装置３ａを備えている。この剪断力付与装置３ａは、ここでは、駆動源３ｂの駆動により撹拌羽根３ｃが強力に回転し剪断力を付与する機械式撹拌装置とされている。なお、機械式撹拌装置に代えて、例えば、エジェクター、強い空気式撹拌装置等を剪断力付与装置３ａとして用いるようにしても良い。

分離装置４は、ここでは沈殿槽（沈殿池）であり、中間槽３からの混合液を重力分離するものである。この分離装置４は、その表面積負荷率が４ｍ／ｈ以上に設定され、混合液を沈降速度の速い粒状の微生物汚泥と沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥等を含む処理水とに分離する。ここで、沈降速度の速い粒状の微生物汚泥は、概ね、０．１〜５ｍｍの径を有し、このように４ｍ／ｈ（９６ｍ／ｄ）以上の表面積負荷率で沈降操作することで、容易に沈降分離することができる。なお、沈殿槽に代えて、例えば、遠心分離機や微細目スクリーン等を分離装置４として用いるようにしても良い。

分離装置４と向流接触装置１とを接続する移送ラインＬ５は、途中に配設されるポンプ等の駆動により、分離装置４で沈降分離された粒状の微生物汚泥を向流接触装置１に移送するためのものである。そして、この移送ラインＬ５は途中で分岐され、分岐ラインを介して余剰汚泥を生物学的排水処理装置１００外に排出する構成とされている。

次に、このように構成された生物学的排水処理装置１００の作用について説明する。ラインＬ１を介して連続的に流入してくる排水は、向流接触装置１で、分離装置４から移送ラインＬ５を介して移送される粒状の微生物汚泥と向流接触する。ここでは、微生物汚泥が未だ粒状になっていない状態から説明する。

このように微生物汚泥は、連続的に流入する排水と向流接触するため、高濃度の排水が薄まること無く微生物汚泥表面が高濃度とされて、排水中の汚濁成分である有機物、窒素、りん等が微生物汚泥内へ深く浸透すると共にこの浸透により粒状の微生物汚泥の深層部を含む汚泥全体の活性が向上し微生物汚泥の生成と粒状化が図られる。

この粒状の微生物汚泥は中間槽７に導入され、排水中の汚濁成分である有機物、窒素、りん等の微生物汚泥内への浸透性がさらに高められると共に、さらに高められた浸透性により微生物汚泥の粒状化がさらに図られる。また、中間槽７は、汚泥貯留機能を併せ持つ。

向流接触装置１からの排水、及び、向流接触装置１から中間槽７を経由した粒状の微生物汚泥は、反応装置２に導入され混合されて好気性状態で処理され、粒状の微生物汚泥の表面だけでは無く内部の浸透域を含む粒状の微生物汚泥全体が利用されて、汚濁成分である有機物、窒素、りん等が効果的に処理されると共に、当該処理に従い微生物汚泥の粒状化がさらに図られる。

ここで、反応装置２は、上流側から下流側に亘って長尺とされている例であり、長さ方向に汚濁成分の溶存物質の濃度勾配が生じ、この場合には、排水中の汚濁成分や粒状の微生物汚泥内に浸透した汚濁成分に応じた酸素供給が必要とされる。本実施形態では、反応装置２を複数段２ａ〜２ｅに分けて混合液を順次処理し、各バルブＶａ〜Ｖｅの制御により各槽２ａ〜２ｅへの酸素供給量を変えるようにしているため、各槽２ａ〜２ｅへの酸素供給量が最適化されている。具体的には、最上流の槽２ａから最下流の槽２ｅへ行くに従いその酸素供給量が大〜小とされている。これにより、酸素供給に要する動力を低減することが可能である。

加えて、反応装置２に供給する酸素量は、液中の溶存酸素濃度により制御され、３ｍｇ／Ｌ以上とされている。このため、粒状の微生物汚泥内への酸素の浸透性が高められ、処理が促進されると共に、窒素の酸化（硝化）による硝酸塩の生成とその汚泥深層への浸透による反応も付加され微生物汚泥全体が活性化され、微生物汚泥の粒状化がさらに図られている。なお、この溶存酸素濃度は、５ｍｇ／Ｌ以上とするのがより好ましい。

このように最適量の酸素が供給され好気性状態で処理された混合液は、中間槽３に導入され、剪断力付与装置３ａにより剪断力が付与される。この剪断力の付与により、粒状の微生物汚泥に対する酸素の供給が容易とされて微生物汚泥の粒状化がさらに図られると共に、粒状の微生物汚泥の表面に付着している繊維状、羽毛状の微生物が剥離される。

このようにして剪断力が付与された混合液は分離装置４に導入される。ここで、上記の装置を経ることで、大径化されると共に繊維状、羽毛状の微生物が剥離された粒状の微生物汚泥は、沈降速度が速い。このため、分離装置４では、沈降速度の速い粒状の微生物汚泥と沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥を含む処理水とが容易に分離される。

このとき、分離装置４の表面積負荷率が４ｍ／ｈ以上に設定されているため、混合液は、沈降速度の速い粒状の微生物汚泥と沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥を含む処理水とに、短時間で容易に分離される。なお、分離装置４の表面積負荷率は１０〜２０ｍ／ｈ以上とするのがより好ましい。これらの表面積負荷率は、従来の活性汚泥法で採用される値（２０〜３０ｍ／ｄ（０．８〜１．２５ｍ／ｈ））と大きく異なり、標準的な活性汚泥法で上記数値を適用すれば、標準的な活性汚泥法のシステムが維持できない。

このようにして分離された浮遊性活性汚泥を含む処理水は、連続的に生物学的排水処理装置１００外へ流出され、所定の処理設備に送られて処理される。このように、粒状の微生物汚泥以外の浮遊性活性汚泥は生物学的排水処理装置１００外へ排出されるため、当該浮遊性活性汚泥が生物学的排水処理装置１００内に留まって優先種と成り、粒状の微生物汚泥が分解したり、系外へ流出したりすることが防止されている。

また、分離装置４で分離された粒状の微生物汚泥は、移送ラインＬ５を介して移送され、余剰汚泥は、移送ラインＬ５からの分岐ラインを介して生物学的排水処理装置１００外へ排出され、所定の汚泥処理設備へ送られて処理される一方で、所定量の粒状の微生物汚泥は、移送ラインＬ５を介して、連続的に流入する排水と向流接触するように戻される。このため、粒状の微生物汚泥の生物学的排水処理装置１００外への流出が防止されると共に優先種として生物学的排水処理装置１００内に維持され、このような一連の処理が繰り返されて粒状の微生物汚泥が大径化されて生物学的排水処理装置１００内を循環し、粒状の微生物汚泥が安定して生成・維持される。

このように本実施形態においては、連続的に流入する排水を微生物汚泥と向流接触させる向流接触装置１と、この向流接触装置で向流接触した微生物汚泥及び排水を混合し好気性状態で処理する反応装置２と、この反応装置２からの混合液に剪断力を付与する剪断力付与装置３ａと、剪断力を付与した混合液を、沈降速度の速い粒状の微生物汚泥と沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥を含む処理水とに分離する分離装置４と、分離した沈降速度の速い粒状の微生物汚泥を上記微生物汚泥として向流接触装置１に移送するための移送ラインＬ５と、を具備しているため、粒状の微生物汚泥を安定して生成・維持することが可能とされている。

また、本実施形態においては、剪断力付与装置３ａを有する中間槽３が、反応装置２と分離装置４との間に配設されているため、剪断力付与装置３ａを反応装置２内に配設する場合に比して小さな動力で済み、ランニングコストの低減を図ることが可能とされている。

また、本実施形態においては、反応装置２を複数段２ａ〜２ｅに分けて混合液を順次処理するようにしているため、各槽２ａ〜２ｅへの酸素供給量を変えることで、各槽２ａ〜２ｅへの酸素供給量が最適化され、酸素供給過多や酸素供給不足が無くされている。このため、低コスト化を図りつつ、粒状の微生物汚泥を一層安定して生成・維持することが可能とされている。

また、本実施形態においては、反応装置２に供給する酸素量が、液中の溶存酸素濃度により制御され、例えば３ｍｇ／Ｌ以上とされているため、粒状の微生物汚泥内への酸素の浸透性が高められている。このため、粒状の微生物汚泥を一層安定して生成・維持することが可能とされている。

なお、本実施形態においては、向流接触装置１と反応装置２とを別々に独立して設けているが、向流接触装置１は、反応装置２内の上流側にあっても良く、例えば、最上流の槽２ａの位置に向流接触装置１があっても良い。また、反応装置２と分離装置４との間に中間槽３を設けずに、剪断力付与装置３ａを反応装置２内に配設し、反応装置２内の混合液に剪断力を付与するように構成しても良い。また、向流接触装置１と反応装置２との間の中間槽７は、汚濁負荷に応じて汚泥貯槽として利用するようにしても良い。

図２は、図１中の向流接触装置の他の例を示す概略平面構成図である。この図２に示す向流接触装置２１は、槽内に複数の領域Ａ，Ｂ，Ｃが平面的に並設され、ラインＬ１を介して連続的に流入する排水が各領域Ａ，Ｂ，Ｃをこの順に通過すると共に、移送ラインＬ５を介して移送される粒状の微生物汚泥が各領域Ｃ，Ｂ，Ａをこの順に通過し、連続的に流入する排水と粒状の微生物汚泥とが各領域Ａ，Ｂ，Ｃで平面的に向流接触する構成とされている。

このような向流接触装置２１であっても、先の向流接触装置１と同様な効果を得ることができるというのはいうまでもない。

図３は、本発明の第二実施形態に係る生物学的排水処理方法を採用した生物学的排水処理装置を示す概略構成図である。この第二実施形態の生物学的排水処理装置２００が第一実施形態の生物学的排水処理装置１００と違う点は、向流接触装置１に代えて、反応装置の機能も有する向流接触装置１１を用いると共に、反応装置２に代えて、向流接触装置の機能も有する反応装置１２を用いた点である。これにより、向流接触装置１１は、向流接触装置として機能する場合と反応装置として機能する場合とがあり、反応装置１２は、反応装置として機能する場合と向流接触装置として機能する場合がある。

そして、この変更に伴って、第一実施形態と同様なラインＬ１〜Ｌ５に加えて、ラインＬ１から分岐し、連続的に流入する排水を向流接触装置として機能する反応装置１２に導入するラインＬ１１、この向流接触装置として機能する反応装置１２で向流接触した排水を、反応装置として機能する向流接触装置１１に導入するラインＬ１２、移送ラインＬ５から分岐し、分離装置４からの粒状の微生物汚泥を、向流接触装置として機能する反応装置１２に導入する移送ラインＬ１５、向流接触装置として機能する反応装置１２で向流接触した粒状の微生物汚泥を、反応装置として機能する向流接触装置１１に導入するラインＬ１４、反応装置として機能する向流接触装置１１にて好気性状態で処理した混合液を分離装置４に導入するラインＬ１３が各々設けられている。

なお、この第二実施形態にあっては、第一実施形態で説明した剪断力付与装置３ａを有する中間槽３が無く、剪断力を付与する装置は、向流接触装置１１及び反応装置１２内に各々設けられている。勿論、中間槽３を設置しても良い。

このように構成された生物学的排水処理装置２００にあっては、所定時間は、ラインＬ１〜ラインＬ５が使用され、向流接触装置１１が向流接触装置として機能すると共に反応装置１２が反応装置として機能する第一の状態とされ、第一実施形態と同様な作用・効果を奏する。

ここで、排水が流入する向流接触装置１１は嫌気性状態にあり、反応装置１２は好気性状態にあり、この好気性状態にある反応装置１２では原生動物や原虫が発生し、粒状の微生物汚泥が捕食される虞がある。

従って、この第二実施形態にあっては、第一の状態で所定時間が経過すると、選択的にラインＬ１１〜ラインＬ１５が使用され、向流接触装置１１が反応装置として機能すると共に反応装置１２が向流接触装置として機能する第二の状態に切り換えられ、向流接触装置として機能する反応装置１２で、排水と粒状の微生物汚泥が向流接触し、この向流接触した粒状の微生物汚泥及び排水が、反応装置として機能する向流接触装置１１にて剪断力を付与されながら好気性状態で処理される。

このように、向流接触装置１１と反応装置１２の機能を切り換えているため、装置１１，１２において好気性状態、嫌気性状態が切り換えられ、好気性状態下でしか生育できない原生動物や原虫の発生を防止することができる。従って、反応装置１２において粒状の微生物汚泥を捕食する原生動物や原虫の発生が防止される。

そして、向流接触装置１１で剪断力を付与された混合液は分離装置４に導入され、以降は、粒状の微生物汚泥が、ラインＬ１５，１４，１３を介して生物学的排水処理装置２００内を循環し、第一実施形態と同様に、粒状の微生物汚泥が安定して生成・維持される。

このように、反応装置１２に排水が流入すると共に向流接触装置１１を反応装置として使用していると、今度は、反応装置１２が嫌気性状態になると共に向流接触装置１１が好気性状態になり、この好気性状態にある向流接触装置１１で原生動物や原虫が発生する虞がある。従って、この第二実施形態では、第二の状態で所定時間が経過すると、今度は、ラインＬ１〜Ｌ５を使用する第一の状態への切り換えを行う。そして、この第一の状態と第二の状態との切り換えが所定時間ごとに繰り返される。このため、生物学的排水処理装置２００にあっては、原生動物や原虫の発生が無く、粒状の微生物汚泥を一層安定して生成・維持することが可能とされている。

なお、第一実施形態のように剪断力付与装置３ａを有する中間槽３を備える場合には、この中間槽３を、ラインＬ３の途中及びラインＬ１３の途中に各々配設することになる。また、中間槽７はあっても無くても良く、配設する場合には、ラインＬ４の途中及びラインＬ１４の途中に各々配設することになる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、微生物汚泥表面を一層高濃度とし有機物等の微生物汚泥内への浸透性を一層高めると共に微生物汚泥の粒状化を一層図るとして、接触装置を向流接触装置１，１１，２１としているが、連続的に流入する排水と微生物汚泥とを混合することで接触させる混合装置としても良く、この混合装置によっても、微生物汚泥表面が高濃度とされ、有機物等が微生物汚泥内へ深く浸透すると共にこの浸透により微生物汚泥の粒状化が図られる。

本発明の第一実施形態に係る生物学的排水処理方法を採用した生物学的排水処理装置を示す概略構成図である。 図１中の向流接触装置の他の例を示す概略平面構成図である。 本発明の第二実施形態に係る生物学的排水処理方法を採用した生物学的排水処理装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１，２１…向流接触装置（接触装置）、２…反応装置、２ａ〜２ｅ…各段の反応装置、３…中間槽、３ａ…剪断力付与装置、４…分離装置、１１…反応装置の機能を有する向流接触装置、１２…向流接触装置の機能を有する反応装置、１００，２００…生物学的排水処理装置、Ｌ５…移送ライン、Ｌ１〜Ｌ５，Ｌ１１〜Ｌ１５…ライン。

Claims (6)

1. 連続的に流入する排水を生物学的処理しその処理水を連続的に流出する生物学的排水処理装置であって、
   前記連続的に流入する排水を、微生物汚泥と接触させる接触装置と、
   この接触装置で接触した微生物汚泥及び排水を混合し好気性状態で処理する反応装置と、
   この反応装置の混合液又は当該反応装置からの混合液に剪断力を付与する剪断力付与装置と、
   前記剪断力を付与した混合液を、沈降速度の速い粒状の微生物汚泥と沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥を含む前記処理水とに分離する分離装置と、
   前記分離した沈降速度の速い粒状の微生物汚泥を前記微生物汚泥として前記接触装置に移送するための移送ラインと、を具備したことを特徴とする生物学的排水処理装置。
2. 前記接触装置は、前記連続的に流入する排水と前記微生物汚泥とを向流接触させる向流接触装置であることを特徴とする請求項１記載の生物学的排水処理装置。
3. 前記接触装置は、前記反応装置内の上流側を構成することを特徴とする請求項１又は２記載の生物学的排水処理装置。
4. 前記剪断力付与装置は、前記反応装置と前記分離装置との間に配設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の生物学的排水処理装置。
5. 前記接触装置と前記反応装置の機能を所定時間ごとに切り換え、反応装置を接触装置とすると共に接触装置を反応装置とするように構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の生物学的排水処理装置。
6. 連続的に流入する排水を生物学的処理しその処理水を連続的に流出する生物学的排水処理方法であって、
   前記連続的に流入する排水を、微生物汚泥と接触させる接触工程と、
   この接触工程で接触した微生物汚泥及び排水を混合し好気性状態で処理する反応工程と、
   この反応工程での混合液又は当該反応工程からの混合液に剪断力を付与する剪断力付与工程と、
   前記剪断力を付与した混合液を、沈降速度の速い粒状の微生物汚泥と沈降速度の遅い浮遊性活性汚泥を含む前記処理水とに分離する分離工程と、
   前記分離した沈降速度の速い粒状の微生物汚泥を前記微生物汚泥として前記接触工程に移送する移送工程と、を具備したことを特徴とする生物学的排水処理方法。
   

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