JP2008012409A - Waste water treatment apparatus and waste water treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機性廃水を生物処理するための廃水処理装置及び廃水処理方法に関するものである。 The present invention relates to a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method for biologically treating organic wastewater.
有機性廃水の処理施設においては、処理タンクや管路から発生する悪臭に対して防除策を講じる必要がある。悪臭の原因となる臭気物質は、主に、硫化水素、メチルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル及びアンモニアなどである。これらの臭気物質は、硫黄や窒素を含有する有機物が嫌気状態にて分解されることで生成する。 In organic wastewater treatment facilities, it is necessary to take control measures against odors generated from treatment tanks and pipelines. Odor substances that cause malodor are mainly hydrogen sulfide, methylcaptan, methyl sulfide, methyl disulfide, and ammonia. These odorous substances are generated by decomposing organic substances containing sulfur and nitrogen in an anaerobic state.
悪臭に対する防除策の一つとして、バチルス属細菌を利用する方法が知られている。バチルス属細菌は、有機性廃水の生物処理に使用される活性汚泥中に存在する土壌細菌の一種であり、臭気物質の発生を抑制する作用を有している。これは、バチルス属細菌が臭気物質を生成する硫酸還元菌などの働きを抑制する性質があるためと考えられている。 As one of the control measures against bad odor, a method using Bacillus bacteria is known. Bacillus bacteria are a kind of soil bacteria present in activated sludge used for biological treatment of organic wastewater, and have the effect of suppressing the generation of odorous substances. This is thought to be because Bacillus bacteria have the property of suppressing the action of sulfate-reducing bacteria that produce odorous substances.
このような性質を有するバチルス属細菌を利用した廃水処理装置として、例えば、特許文献1にはバチルス属細菌を優勢種とする生物相を活性汚泥中に形成し、これを用いて廃水の生物処理を行う装置が記載されている。
ところで、バチルス属細菌が優占種となると、臭気物質の発生が抑制されるのに加え、有機性廃水の生物処理によって生じる余剰汚泥を低減化することができる。これは、バチルス属細菌の優れた沈降性によって、生物処理槽からの汚泥流出が抑制され、効率的な生物処理が可能となるためと考えられている。また、バチルス属細菌が優占種となると、細菌の増殖に由来する汚泥量の増加を抑制できる。これは、バチルス属細菌は、他の細菌と比較し、BOD成分の分解により得たエネルギーを代謝に消費する割合が高く、同エネルギーを増殖に消費する割合が低いためと考えられている。 By the way, when Bacillus genus bacteria become dominant species, the generation of odorous substances is suppressed, and surplus sludge generated by biological treatment of organic wastewater can be reduced. This is thought to be because sludge outflow from the biological treatment tank is suppressed and efficient biological treatment becomes possible due to the excellent sedimentation of Bacillus bacteria. Moreover, when a Bacillus genus bacterium becomes a dominant species, an increase in the amount of sludge derived from bacterial growth can be suppressed. This is thought to be because Bacillus bacteria have a higher rate of consuming the energy obtained by decomposing the BOD component for metabolism and a lower rate of consuming the same energy for growth compared to other bacteria.
上記の通り、余剰汚泥の減容化の観点からも、バチルス属細菌を効率的に優占化させる手段が求められている。特許文献1に記載の廃水処理装置においては、バチルス属細菌を優勢種とするために被処理水に対して酸化剤を添加している。この場合、酸化剤などの添加薬剤の添加量につき、被処理水の性状の変動に応じた制御を要するため、廃水処理を十分に効率的に行うことが困難であるといえる。また、添加薬剤の使用は、廃水処理装置のランニングコストを増大させる要因となる。 As described above, also from the viewpoint of volume reduction of excess sludge, a means for efficiently predominating Bacillus bacteria is required. In the wastewater treatment apparatus described in Patent Literature 1, an oxidizing agent is added to the water to be treated in order to make Bacillus bacteria dominant. In this case, since it is necessary to control the amount of the additive agent such as the oxidizing agent according to the change in the properties of the water to be treated, it can be said that it is difficult to perform the waste water treatment sufficiently efficiently. In addition, the use of additive chemicals increases the running cost of the wastewater treatment apparatus.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、バチルス属細菌を十分に効率的且つ低コストにて優占化することが可能であり、有機性廃水を生物処理する際に生じる悪臭の低減及び余剰汚泥の減容化の両方を達成可能な廃水処理装置及び廃水処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can dominate Bacillus bacteria sufficiently efficiently and at low cost, and occurs when biologically treating organic wastewater. An object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method capable of achieving both reduction of malodor and volume reduction of excess sludge.
本発明の廃水処理装置は、有機性廃水に含まれる異物及び浮遊物質を分離除去する前処理手段と、前処理手段からの有機性廃水を好気条件にて、バチルス属細菌を含有する汚泥で生物処理する好気処理手段と、好気処理手段からの好気処理液を固液分離して分離汚泥と分離液とを得る固液分離手段と、分離汚泥の少なくとも一部を、嫌気条件にて生物処理する嫌気処理手段と、嫌気処理手段からの消化汚泥の少なくとも一部を、前処理手段及び好気処理手段の両方又はいずれか一方に返送する消化汚泥返送路と、を備えることを特徴とする。 The wastewater treatment apparatus of the present invention is a pretreatment means for separating and removing foreign substances and suspended solids contained in organic wastewater, and sludge containing Bacillus bacteria under aerobic conditions for organic wastewater from the pretreatment means. An aerobic treatment means for biological treatment, a solid-liquid separation means for separating the aerobic treatment liquid from the aerobic treatment means to obtain a separated sludge and a separated liquid, and at least a part of the separated sludge under anaerobic conditions Anaerobic treatment means for biological treatment, and a digested sludge return path for returning at least a part of the digested sludge from the anaerobic treatment means to either or both of the pretreatment means and the aerobic treatment means. And
本発明の廃水処理装置によれば、分離汚泥の一部に対し、嫌気処理手段による嫌気処理(汚泥消化処理)を行うことができる。分離汚泥を嫌気処理すると、好気条件下にて生息する偏性好気性菌などが死滅する。これに対し、バチルス属細菌は胞子を形成する性質を有し、この性質により嫌気条件下であっても死滅せずに生存可能である。 According to the wastewater treatment apparatus of the present invention, anaerobic treatment (sludge digestion treatment) by anaerobic treatment means can be performed on a part of the separated sludge. When the separated sludge is anaerobically treated, obligate aerobic bacteria that live under aerobic conditions are killed. In contrast, Bacillus bacteria have the property of forming spores, and this property allows them to survive without being killed even under anaerobic conditions.
一方、バチルス属細菌が好気状態に曝されると活性化し、他の菌を溶解しBODとして捕食しながら増殖する。更に、バチルス属細菌は、他の菌の増殖を妨げる物質を放出する性質があるので、バチルス属細菌が増えるにつれて更にバチルス属細菌は増殖しやすくなる。また、好気条件下においては、溶存酸素がある条件下では生息できない一部の嫌気性菌が死滅する。 On the other hand, when Bacillus genus bacteria are exposed to an aerobic state, they are activated, and other bacteria are dissolved and proliferated while being predated as BOD. Furthermore, since the Bacillus bacterium has a property of releasing a substance that hinders the growth of other bacteria, the Bacillus bacterium is more likely to grow as the number of the Bacillus bacterium increases. Also, under an aerobic condition, some anaerobic bacteria that cannot live under the condition where dissolved oxygen exists are killed.
本発明の廃水処理装置は、当該装置の上流側に嫌気処理手段による嫌気処理を経た消化汚泥を返送する消化汚泥返送路を備えている。返送された消化汚泥は、再び好気処理手段による好気処理が施されることとなる。つまり、本発明の廃水処理装置によれば、バチルス属細菌を含む汚泥に対して、嫌気処理及び好気処理を繰り返し行うことができる。 The wastewater treatment apparatus of the present invention includes a digested sludge return path for returning digested sludge that has undergone anaerobic treatment by anaerobic treatment means on the upstream side of the apparatus. The returned digested sludge is subjected to the aerobic treatment by the aerobic treatment means again. That is, according to the wastewater treatment apparatus of the present invention, anaerobic treatment and aerobic treatment can be repeatedly performed on sludge containing Bacillus bacteria.
したがって、廃水処理装置を運転して有機性廃水の処理を行うにつれて、嫌気条件下及び好気条件下の両方において生存可能なバチルス属細菌を選択的に増殖させることができる。これにより、添加薬剤を使用せずに、悪臭の低減及び余剰汚泥の減容化の作用を有するバチルス属細菌を優占種とすることができる。なお、ここでいう「優占種」とは、汚泥中に生息している生物相において数が最も多い種を意味する。また、「優占化」とは、ある種の細菌を対象の生物相における優占種にすることを意味する。 Therefore, as the wastewater treatment apparatus is operated to treat organic wastewater, Bacillus bacteria that can survive under both anaerobic and aerobic conditions can be selectively grown. Thereby, the Bacillus genus bacteria which have the effect | action of reduction of malodor and volume reduction of an excess sludge can be made into a dominant species, without using an additive chemical | medical agent. The “dominant species” here means the species with the largest number in the biota living in the sludge. Also, “dominance” means making certain types of bacteria dominant in the target biota.
また、嫌気処理手段によれば、分離汚泥に含まれる有機化合物を嫌気性菌の作用によって分解することができるため、余剰汚泥の減容化が図られる。嫌気処理は、空気を吹き込むための動力などを必要とせず、低いランニングコストにて行うことができるという利点がある。更に、嫌気性菌が有機化合物を分解することによって生じる、メタンガスなどの有用な生産物を回収することもできる。 Further, according to the anaerobic treatment means, the organic compound contained in the separated sludge can be decomposed by the action of the anaerobic bacteria, so that the volume of excess sludge can be reduced. Anaerobic treatment does not require power for blowing air and has an advantage that it can be performed at a low running cost. Furthermore, useful products such as methane gas generated by anaerobic bacteria decomposing organic compounds can be recovered.
また、本発明に係る廃水処理装置では、固液分離手段と嫌気処理手段との間に、分離汚泥を濃縮する汚泥濃縮手段を更に備え、汚泥濃縮手段からの濃縮汚泥が嫌気処理手段に導入される構成であることが好ましい。汚泥濃縮手段からの濃縮汚泥は、固液分離手段からの分離汚泥と比較して、高濃度に固形分(例えば、菌体、固体有機性化合物)を含有している。このため、濃縮汚泥を嫌気処理手段に供給することで、より効率的な汚泥の減容化が実現する。 The wastewater treatment apparatus according to the present invention further includes a sludge concentration means for concentrating the separated sludge between the solid-liquid separation means and the anaerobic treatment means, and the concentrated sludge from the sludge concentration means is introduced into the anaerobic treatment means. It is preferable that it is the structure. The concentrated sludge from the sludge concentrating means contains a solid content (for example, bacterial cells, solid organic compounds) at a higher concentration than the separated sludge from the solid-liquid separating means. For this reason, more efficient volume reduction of sludge is implement | achieved by supplying concentrated sludge to an anaerobic treatment means.
本発明に係る廃水処理方法は、有機性廃水に含まれる異物及び浮遊物質を分離除去する前処理工程と、前処理工程を経た有機性廃水を好気条件にて、バチルス属細菌を含有する汚泥で生物処理する好気処理工程と、好気処理工程で得られる好気処理液を固液分離して分離汚泥と分離液とを得る固液分離工程と、分離汚泥の少なくとも一部を、嫌気条件にて生物処理する汚泥消化処理工程と、汚泥消化処理工程で得られる消化汚泥の少なくとも一部を返送し、前処理工程に供する有機性廃水及び好気処理工程に供する有機性廃水の両方又はいずれか一方に添加する消化汚泥返送工程と、を備えることを特徴とする。 The wastewater treatment method according to the present invention includes a pretreatment step for separating and removing foreign substances and suspended solids contained in organic wastewater, and sludge containing Bacillus bacteria under aerobic conditions for the organic wastewater that has undergone the pretreatment step. An aerobic treatment step for biological treatment in a solid, a solid-liquid separation step for separating the aerobic treatment liquid obtained in the aerobic treatment step into solid sludge and a separated liquid, and at least a part of the separated sludge The sludge digestion process that biologically treats under conditions and the organic wastewater that is returned to at least a part of the digested sludge obtained in the sludge digestion process and used for the pretreatment process and the organic wastewater used for the aerobic process or And a digested sludge returning step to be added to either one of the above.
本発明の廃水処理方法は、汚泥消化処理工程を経た消化汚泥を返送する消化汚泥返送工程を備えている。返送した消化汚泥を好気処理工程以前の有機性廃水に添加することによって、バチルス属細菌を含む消化汚泥を再び好気処理することができる。つまり、本発明の廃水処理方法によれば、バチルス属細菌を含む汚泥に対して、嫌気処理及び好気処理を繰り返し行うことができる。 The wastewater treatment method of the present invention includes a digested sludge return step for returning digested sludge that has undergone the sludge digestion step. By adding the returned digested sludge to the organic waste water before the aerobic treatment step, the digested sludge containing Bacillus bacteria can be aerobically treated again. That is, according to the wastewater treatment method of the present invention, anaerobic treatment and aerobic treatment can be repeatedly performed on sludge containing Bacillus bacteria.
したがって、本発明の廃水処理方法による処理を行うにつれて、嫌気条件下及び好気条件下の両方において生存可能なバチルス属細菌を選択的に増殖させることができる。これにより、添加薬剤を使用せずに、悪臭の低減及び余剰汚泥の減容化の作用を有するバチルス属細菌を優占種とすることができる。 Therefore, as treatment by the wastewater treatment method of the present invention is performed, Bacillus bacteria that can survive both under anaerobic conditions and aerobic conditions can be selectively grown. Thereby, the Bacillus genus bacteria which have the effect | action of reduction of malodor and volume reduction of an excess sludge can be made into a dominant species, without using an additive chemical | medical agent.
また、本発明の廃水処理方法の汚泥消化工程では、嫌気性菌の作用によって、分離汚泥に含まれる有機化合物を分解することができ、余剰汚泥の減容化を図ることができる。 Moreover, in the sludge digestion step of the wastewater treatment method of the present invention, the organic compound contained in the separated sludge can be decomposed by the action of anaerobic bacteria, and the volume of excess sludge can be reduced.
本発明によれば、バチルス属細菌を十分に効率的且つ低コストにて優占化することが可能であり、有機性廃水を生物処理する際に生じる悪臭の低減及び余剰汚泥の減容化の両方を達成可能な廃水処理装置及び廃水処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to dominate Bacillus bacteria sufficiently efficiently and at a low cost, and it is possible to reduce bad odors and reduce excess sludge generated when biologically treating organic wastewater. A wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method that can achieve both can be provided.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の廃水処理装置の概略構成図である。廃水処理装置10は、有機物を含有する有機性廃水を、バチルス属細菌を含む活性汚泥を用いて生物処理するための装置である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wastewater treatment apparatus according to the first embodiment. The
廃水処理装置10は、沈砂槽(前処理手段)12、曝気槽(好気処理手段)14、沈殿槽(固液分離手段)16、汚泥濃縮槽(汚泥濃縮手段)20及び汚泥消化槽(嫌気処理手段)22を有する。
The
沈砂槽12はラインL1を通って導入される有機性廃水に含まれる異物及び浮遊物質を分離除去するためのものである。沈砂槽12は有機性廃水の流入口部分に網(図示せず)が設けられており、この網の目よりも大きな異物が分離除去される。また、沈砂槽12に流入した有機性廃水に含まれる浮遊物質のうち、沈殿したものがラインL2から排出される。沈砂槽12で処理された有機性廃水はラインL3を通じて曝気槽14に導入されるようになっている。なお、本明細書において「ライン」とは、管路を意味するものとする。
The sand settling tank 12 is for separating and removing foreign substances and suspended solids contained in the organic wastewater introduced through the line L1. The sand settling tank 12 is provided with a net (not shown) at the inflow portion of the organic waste water, and foreign matters larger than the mesh are separated and removed. Moreover, what was settled out of the suspended solids contained in the organic wastewater which flowed into the sand settling tank 12 is discharged | emitted from the line L2. The organic wastewater treated in the sand settling tank 12 is introduced into the
曝気槽14は、好気性菌を含む活性汚泥によって有機性廃水を生物処理するためのものである。図示していないが、曝気槽14は空気又は酸素を曝気する曝気装置を備えている。本実施形態では、主に、好気性菌であるバチルス属細菌によって有機性廃水に含まれる有機物を分解する。曝気槽14には、ラインL4が接続されている。曝気槽14から排出される曝気液(好気処理液)は、ラインL4を通じて沈殿槽16に導入されるようになっている。
The
沈殿槽16は、曝気槽14からの曝気液を、分離汚泥と分離液とに分離するためのものである。分離液は、いわゆる上澄み液であり、固形分(例えば、活性汚泥、固体有機化合物)の含有量が十分に低減されている。一方、分離汚泥は、固形分を高濃度に含有するとともに、曝気槽14における好気処理で分解されなかった成分も含有している。なお、活性汚泥には、バチルス属細菌をはじめ複数の菌が含まれている。
The settling
沈殿槽16には、ラインL5及びラインL6が接続されている。ラインL5は、分離液を排水浄化設備へと移送するためのラインである。ラインL6は、分離汚泥を排出するためのラインである。
A line L5 and a line L6 are connected to the settling
ラインL6には、分離汚泥の一部を曝気槽14に返送する分離汚泥返送路L7が接続されている。分離汚泥返送路L7を通じて返送される汚泥が返送汚泥と称されるものである。一方、分離汚泥返送路L7で返送されない分離汚泥(余剰汚泥)は、ラインL6を通じて汚泥濃縮槽20に供給されるようになっている。
A separated sludge return path L7 for returning a part of the separated sludge to the
汚泥濃縮槽20は、分離汚泥返送路L7で返送されない分離汚泥を、比重の異なる濃縮汚泥と汚泥濃縮槽処理液とに分離するためのものである。汚泥濃縮槽20には、ラインL8及びラインL9が接続されている。濃縮汚泥は、ラインL8を通じて汚泥消化槽22に供給されるようになっている。一方、汚泥濃縮槽処理液は、ラインL9を通じて、排水浄化設備へと移送されるようになっている。
The
汚泥消化槽22は、ラインL8を通じて供給される濃縮汚泥を嫌気処理するためのものである。汚泥消化槽22は、攪拌手段(図示せず)を備え、槽内の濃縮汚泥を攪拌できるようになっている。汚泥消化槽22には、ラインL10及びラインL11が接続されている。消化汚泥の少なくとも一部は、ラインL10を通じて廃水処理装置10の上流側へと返送されるようになっている。一方、ラインL11は、返送しない消化汚泥を系外に排出するためのものであり、汚泥処理設備へと接続されている。
The
ラインL10にはラインL10a及びラインL10bが接続されている。ラインL10a及びラインL10bそれぞれは、消化汚泥を分離汚泥返送路L7及び沈砂槽12に導入するためのラインである。上記ラインL10,L10a,L10bは、消化汚泥を廃水処理装置10の上流側に返送する消化汚泥返送路として機能するものである。
A line L10a and a line L10b are connected to the line L10. Each of the line L10a and the line L10b is a line for introducing the digested sludge into the separated sludge return path L7 and the sand settling tank 12. The lines L10, L10a, and L10b function as a digested sludge return path for returning digested sludge to the upstream side of the
なお、ラインL10aは、分離汚泥返送路L7に接続されているが、ラインL10aはラインL3又は曝気槽14に接続されていてもよい。また、廃水処理装置10は、必ずしもラインL10,L10a,L10bのすべてを備えていなくてもよく、消化汚泥返送路は、ラインL10,L10aにより構成されていてもよく、ラインL10,L10bにより構成されていてもよい。
The line L10a is connected to the separated sludge return path L7, but the line L10a may be connected to the line L3 or the
次に、廃水処理装置10を用いた有機性廃水の廃水処理方法について説明する。
Next, a wastewater treatment method for organic wastewater using the
まず、ラインL1を通じて沈砂槽12に有機性廃水を導入する。ここで有機性廃水の原水に含まれている異物及び浮遊物質を分離除去する。 First, organic wastewater is introduced into the sand settling tank 12 through the line L1. Here, foreign substances and suspended solids contained in the organic wastewater raw water are separated and removed.
ラインL3を通じて曝気槽14に有機性廃水を導入する。曝気槽14では、有機性廃水に含まれる有機物をバチルス属細菌を含有する活性汚泥によって生物処理する。曝気槽14内の酸化還元電位(ORP)は、50mV以上とすることが好ましく、100〜400mVとすることがより好ましい。ORPが50mV未満であると、有機性廃水に含まれる浮遊物質などの分解及びバチルス属細菌の活性化が不十分となる傾向がある。
Organic wastewater is introduced into the
曝気槽14からラインL4を通じて排出される曝気液を、沈殿槽16に導入する。沈殿槽16において曝気液に含まれる汚泥を沈殿させ、分離汚泥と分離液とに分離する。上澄み液である分離液を、ラインL5を通じて排水浄化施設に移送する。排水浄化設備において、脱水分離液の消毒や高度凝集処理といった処理が行われる。
The aeration liquid discharged from the
一方、沈殿槽16からの分離汚泥を、ラインL6から排出する。ラインL6から排出した分離汚泥の少なくとも一部を、分離汚泥返送路L7を通じて曝気槽14に返送する。曝気槽14に返送しない分離汚泥を、ラインL6を通じて汚泥濃縮槽20に導入する。
On the other hand, the separated sludge from the settling
分離汚泥返送路L7を通じて返送することなく、汚泥濃縮槽20に導入する分離汚泥の量は、下記式(1)で算出される余剰汚泥発生量と同量又はこれよりも多い量とすることが好ましく、具体的には、余剰汚泥発生量の1.0〜5.0倍とすることが好ましい。
余剰汚泥発生量=(a1×A1+b1×B1)−(c1×C1)…(1)
式中、a1は溶解性BOD単位質量に対する汚泥転換率;
A1は曝気槽に流入する溶解性BOD量(g/日);
b1は浮遊物質(SS)単位質量に対する汚泥転換率;
B1は曝気槽に流入するSS量(g/日);
c1は活性汚泥の内生呼吸による自己分解速度(%/日);
C1は曝気槽内の活性汚泥浮遊物質(MLSS)量(g);
をそれぞれ示す。
The amount of separated sludge introduced into the
Excess sludge generation amount = (a 1 × A 1 + b 1 × B 1 ) − (c 1 × C 1 ) (1)
Where a 1 is the sludge conversion rate relative to the soluble BOD unit mass;
Soluble BOD volume A 1 is flowing into the aeration tank (g / day);
b 1 is sludge conversion rate per unit mass of suspended solids (SS);
B 1 is the amount of SS flowing into the aeration tank (g / day);
c 1 is the autolysis rate (% / day) of activated sludge by endogenous respiration;
C 1 is the amount of activated sludge suspended matter (MLSS) in the aeration tank (g);
Respectively.
式(1)中の各パラメータは従来公知の方法によって測定することができる。なお、a1は通常0.4〜0.6の範囲であり、b1は通常0.9〜1.0の範囲であり、c1は通常0.01〜0.05の範囲である。 Each parameter in Formula (1) can be measured by a conventionally known method. Incidentally, a 1 is usually in the range of 0.4 to 0.6, b 1 is usually in the range of 0.9 to 1.0, c 1 is usually in the range of 0.01 to 0.05.
ラインL6を通じて導入した分離汚泥を、汚泥濃縮槽20において濃縮化し、濃縮汚泥と汚泥濃縮槽処理液とに分離する。汚泥濃縮槽処理液を、ラインL9を通じて排水浄化施設に移送する。他方、ラインL8を通じて濃縮汚泥を汚泥消化槽22に導入する。
The separated sludge introduced through the line L6 is concentrated in the
汚泥消化槽22では、汚泥濃縮槽20からの濃縮汚泥を嫌気処理する。嫌気処理は、濃縮汚泥を攪拌しながら行い、汚泥消化槽22内のORPを−100mV以下とすることが好ましく、−500〜−150mVとすることがより好ましい。ORPが−100mVを超えると偏性好気性菌の淘汰及び余剰汚泥の減容化が不十分となる傾向となる。
In the
汚泥消化槽22内における濃縮汚泥の滞留時間は、6〜100時間とすることが好ましく、10〜72時間とすることがより好ましい。滞留時間が6時間未満であると、偏性好気性菌の淘汰が不十分となる傾向となる。他方、嫌気処理する濃縮汚泥の単位時間当たりの量を十分確保しつつ、その滞留時間を100時間を越える時間とするためには、汚泥消化槽22の設備が過大となる傾向となる。なお、ここでいう「滞留時間」とは、汚泥消化槽22の内容積を、単位時間当たりに汚泥消化槽22に供給する濃縮汚泥の体積で除して算出される値を意味する。
The residence time of the concentrated sludge in the
汚泥の減容化を目的として、嫌気条件下における汚泥の消化処理を行う場合の滞留時間は、30〜40℃の温度条件では20〜30日、50〜55℃の温度条件では10〜15日とすることが一般的である。これに対し、本実施形態の汚泥消化槽22においては、偏性好気性菌などの淘汰を主目的としている。このため、上記の通り、汚泥消化槽22における分離汚泥の滞留時間は、6〜100時間であればよい。つまり、汚泥消化槽22においては、この滞留時間で分解される有機化合物に相当する量につき、汚泥の減容化を図ることができればよい。
For the purpose of reducing the volume of sludge, the residence time in the case of digesting sludge under anaerobic conditions is 20 to 30 days at a temperature of 30 to 40 ° C, and 10 to 15 days at a temperature of 50 to 55 ° C. It is common to do. On the other hand, in the
汚泥消化槽22において上記のように嫌気処理された消化汚泥を、ラインL10及びラインL10aを通じて分離汚泥返送路L7内の返送汚泥に添加する。また、消化汚泥を、ラインL10及びラインL10bを通じて沈砂槽12に添加する。一方、返送しない消化汚泥を、ラインL11を通じて汚泥処理設備に移送する。汚泥処理設備において、消化汚泥の脱水処理及び堆肥化や炭化又は焼却といった処理が行われる。
The digested sludge that has been anaerobically treated in the
汚泥消化槽22における濃縮汚泥の消化率は、下記式(2)によって算出することができる。
消化率=((1−a2)×A2−(1−b2)×B2)/(c2×A2×(1−a2)) …(2)
式中、a2は濃縮汚泥の含水率(濃縮汚泥の全質量基準);
A2は汚泥消化槽への濃縮汚泥供給量(g/日);
b2は消化汚泥の含水率(消化汚泥の全質量基準);
B2は消化汚泥の発生量(汚泥消化処理後の濃縮汚泥量)(g/日);
c2は濃縮汚泥の有機分(濃縮汚泥の全質量基準);
をそれぞれ示す。
The digestibility of the concentrated sludge in the
Digestibility = ((1-a 2 ) × A 2 − (1-b 2 ) × B 2 ) / (c 2 × A 2 × (1-a 2 )) (2)
Where a 2 is the moisture content of the concentrated sludge (based on the total mass of the concentrated sludge);
Concentrated sludge supply amount of A 2 is the sludge digestion tank (g / day);
b 2 is the water content of the digested sludge (total weight of the digested sludge);
B 2 is the amount of digested sludge generated (concentrated sludge after sludge digestion) (g / day);
c 2 is the organic content of the concentrated sludge (based on the total mass of the concentrated sludge);
Respectively.
廃水処理装置10で処理する有機性廃水の性質によっては、汚泥消化処理槽22で嫌気処理した消化汚泥の全量を、ラインL10を通じて返送してもよい。ただし、廃水処理装置10の系内における燐の蓄積及び無機物質の堆積を防止する観点から、消化汚泥の一部は、ラインL11を通じて系外に排出することが好ましい。この場合、ラインL11を通じて排出する消化汚泥の量は、上記式(1)で算出される余剰汚泥発生量の汚泥消化処理後の体積と同量又はこれよりも多い量とすることが好ましく、具体的には、余剰汚泥発生量の汚泥消化処理後の体積の1.0〜1.2倍とすることが好ましい。
Depending on the nature of the organic wastewater to be treated by the
なお、必ずしも分離汚泥返送路L7及び沈砂槽12の両方に消化汚泥を添加する必要はなく、いずれか一方でもよい。ただし、廃水処理装置10の系内広域にわたりバチルス属細菌を存在せしめる観点から、分離汚泥返送路L7及び沈砂槽12の両方に消化汚泥を供給することが好ましい。
It is not always necessary to add digested sludge to both the separated sludge return path L7 and the sand settling tank 12, and either one may be used. However, it is preferable to supply digested sludge to both the separated sludge return path L7 and the sand settling tank 12 from the viewpoint of allowing Bacillus bacteria to exist over a wide area in the system of the
上記構成の廃水処理装置及びこれを用いた処理方法により得られる効果としては以下のものが挙げられる。すなわち、廃水処理装置10によれば、当該装置を運転して有機性廃水の処理を行うことによって、系内を循環する汚泥の嫌気処理及び好気処理を繰り返し行うことができる。このため、添加薬剤を使用せずにバチルス属細菌を優占化することができる。汚泥消化槽22において汚泥を嫌気処理することで、嫌気性菌の消化作用によって余剰汚泥の減容化を図ることができる。
Examples of the effects obtained by the wastewater treatment apparatus having the above configuration and the treatment method using the same include the following. That is, according to the
また、バチルス属細菌は沈降性がよいので、活性汚泥に含まれるバチルス属細菌の量が多くなると、活性汚泥の沈降性もよくなる。そのため、活性汚泥が曝気槽14から流出しにくいことから、バチルス属細菌の量が増加すると、余剰汚泥が減容・減量されやすい。また、バチルス属細菌は、他の細菌と比較し、BOD成分の分解により得たエネルギーを代謝に消費する割合が高く、同エネルギーを増殖に消費する割合が低いことから、細菌の増殖に由来する余剰汚泥の増加を抑制できる。
Moreover, since the Bacillus genus bacteria have good sedimentation property, if the amount of the Bacillus genus bacteria contained in the activated sludge increases, the sedimentation property of the activated sludge also improves. Therefore, since activated sludge hardly flows out from the
更に、バチルス属細菌を含む活性汚泥の沈降性がよいことから、沈殿槽16で固液分離すると効率的に活性汚泥が有機性廃水から分離される。そして、その活性汚泥の一部を、曝気槽14を含む上流側に返送するので、曝気槽14中の活性汚泥濃度が濃くなる。したがって、有機性廃水に含まれる有機物の分解効率が向上する。これにより、曝気槽14で生物処理された有機性廃水に含まれる処理水の水質が向上する。
Furthermore, since the sedimentation property of the activated sludge containing Bacillus bacteria is good, the activated sludge is efficiently separated from the organic wastewater by solid-liquid separation in the
また、例えば、バチルス属細菌の優占種でない活性汚泥による生物処理の場合、曝気槽14内のSS濃度が約6000mg/Lであると、通常、その固形物の30分間沈殿率は90〜100であるのに対して、バチルス属細菌を優占種とすることによって固形物の30分間沈殿率が20〜40程度になる。これは、バチルス属細菌により有機性廃水に含まれる有機物がより多く分解されることを示している。また、バチルス属細菌は桿菌ではあるが、形状が糸状になったり、胞子になったり変化し、糸状化した菌は凝集化を促進する。
For example, in the case of biological treatment with activated sludge that is not the dominant species of the genus Bacillus, if the SS concentration in the
更に、バチルス属細菌を含む活性汚泥の沈降性がよいことから、活性汚泥の濃度が安定しやすくなっている。そのため、廃水処理装置10の運転管理が容易になっている。
Furthermore, since the sedimentation property of activated sludge containing Bacillus bacteria is good, the concentration of activated sludge is easily stabilized. Therefore, operation management of the
バチルス属細菌は、好気性菌であって有機物を分解する性質を有するので、バチルス属細菌を優占化させることにより、有機性廃水中の有機物が効率的に分解される。これにより、例えば、バチルス属細菌の菌体数が103〜108個/mL程度になると、沈砂槽12や曝気槽14などのカビ臭及び汚泥の腐敗臭などが低減される。
Since Bacillus bacteria are aerobic bacteria and have a property of decomposing organic matter, organic matters in organic wastewater are efficiently decomposed by predominating Bacillus bacteria. Thereby, for example, when the number of cells of the genus Bacillus is about 10 3 to 10 8 / mL, the mold odor of the sand settling tank 12 and the
有機性廃水に硫化物が含まれており、その有機性廃水が嫌気性になると、硫化水素が形成され悪臭が生じたり、廃水処理装置10を構成する各部に腐食が生じたりすることがある。しかしながら、バチルス属細菌は、硫化水素を発生させにくい性質も有している。そのため、廃水処理装置10の腐食が抑制され、腐食臭も低減される。
If the organic wastewater contains sulfides and the organic wastewater becomes anaerobic, hydrogen sulfide may be formed and a bad odor may be produced, or corrosion may occur in each part of the
以上述べたように、廃水処理装置10を用いた有機性廃水の廃水処理方法では、そのバチルス属細菌の働きにより、優れた処理水質が確保されつつ廃水処理装置10からの悪臭及び余剰汚泥が低減される。本実施形態では、これらの効果を添加薬剤を使用せずに得ることができる。また、添加薬剤を使用しないため、廃水処理装置の運転管理が容易であることに加え、添加薬剤等を使用する場合よりもランニングコストを低減できる。
As described above, in the wastewater treatment method for organic wastewater using the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、上記実施形態に係る廃水処理装置10は、汚泥濃縮槽20を備えているが、汚泥濃縮槽20を使用せずに本発明に係る廃水処理装置を構成してもよい。この場合、沈殿槽16と汚泥消化槽22とをラインL6で連結すればよい。
For example, although the
なお、沈砂槽12に消化汚泥を返送して添加するとは、沈砂槽12に直接添加するだけでなく、沈砂槽12に有機性廃水を流入させるためのラインL1に添加する場合も含む意味である。また、曝気槽14に消化汚泥を返送して添加するとは、曝気槽14に直接添加するだけでなく、曝気槽14に有機性廃水を流入させるためのラインL3又は分離汚泥返送路L7に添加する場合も含む意味である。
In addition, returning and adding digested sludge to the sand settling tank 12 means not only adding directly to the sand settling tank 12, but also adding to the line L1 for allowing the organic wastewater to flow into the sand settling tank 12. . In addition, when the digested sludge is returned and added to the
前処理手段として、沈砂槽12を例示したがこれに限られない。その他、例えば、沈砂池やスクリーンなどを採用してもよい。好気処理手段として、曝気槽14を例示したがこれに限られない。その他、例えば、好気性処理槽として、回転曝気法に用いられるもの、接触酸化法に用いられるもの、生物膜法に用いられるもの、オキシデーションディッチ法に用いられるものなどであってもよい。また、固液分離手段として、沈殿槽16を例示したが、例えば、遠心分離機や膜分離装置であってもよい。また、汚泥濃縮手段として、比重差を利用した汚泥濃縮槽20を例示したが、例えば、遠心濃縮機などであってもよい。
Although the sand settling tank 12 was illustrated as a pre-processing means, it is not restricted to this. In addition, for example, a sand basin or a screen may be employed. Although the
(実施例1)
図1に示す廃水処理装置10と同様の構成の処理装置を用いて、し尿処理を行った。処理の条件を表1にまとめる。各処理工程後の被処理液の物性は、温度変化などによる変動はあったが、その平均値を表2にまとめる。なお、汚泥消化槽からの消化汚泥は、沈殿槽及び曝気槽の両方に返送した。汚泥消化槽から当該装置の系外に排出した消化汚泥を、汚泥処理設備に移送し、汚泥処理設備において脱水処理後、焼却処理した。
(Example 1)
Human waste treatment was performed using a treatment apparatus having the same configuration as the
(比較例1)
汚泥濃縮槽及び汚泥消化槽を有しない廃水処理装置を用いて、実施例1と同様の物性の被処理液の処理を行った。処理条件を表3に示す。なお、曝気槽に返送されない分離汚泥は、そのまま汚泥処理設備に移送し、汚泥処理設備において脱水処理後、焼却処理した。
(Comparative Example 1)
Using a wastewater treatment apparatus that does not have a sludge concentration tank and a sludge digestion tank, the liquid to be treated having the same physical properties as in Example 1 was treated. Table 3 shows the processing conditions. The separated sludge that was not returned to the aeration tank was transferred to the sludge treatment facility as it was, and after dehydration in the sludge treatment facility, it was incinerated.
上記実施例1及び比較例1の結果を表4に示す。 The results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Table 4.
10…廃水処理装置、12…沈砂槽(前処理手段)、14…曝気槽(好気処理手段)、16…沈殿槽(固液分離手段)、20…汚泥濃縮槽(汚泥濃縮手段)、22…汚泥消化槽(嫌気処理手段)、L7…分離汚泥返送路,L10,L10a,L10b…消化汚泥返送路(返送路)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記前処理手段からの有機性廃水を好気条件にて、バチルス属細菌を含有する汚泥で生物処理する好気処理手段と、
前記好気処理手段からの好気処理液を固液分離して分離汚泥と分離液とを得る固液分離手段と、
前記分離汚泥の少なくとも一部を、嫌気条件にて生物処理する嫌気処理手段と、
前記嫌気処理手段からの消化汚泥の少なくとも一部を、前記前処理手段及び前記好気処理手段の両方又はいずれか一方に返送する消化汚泥返送路と、
を備えることを特徴とする廃水処理装置。 Pretreatment means for separating and removing foreign substances and suspended solids contained in organic wastewater;
Aerobic treatment means for biologically treating the organic wastewater from the pretreatment means with sludge containing Bacillus bacteria under aerobic conditions;
Solid-liquid separation means for separating the aerobic treatment liquid from the aerobic treatment means to obtain a separated sludge and a separated liquid;
Anaerobic treatment means for biologically treating at least a part of the separated sludge under anaerobic conditions;
A digested sludge return path for returning at least a part of the digested sludge from the anaerobic treatment means to either or both of the pretreatment means and the aerobic treatment means;
A wastewater treatment apparatus comprising:
前記前処理工程を経た有機性廃水を、好気条件にて、バチルス属細菌を含有する汚泥で生物処理する好気処理工程と、
前記好気処理工程で得られる好気処理液を固液分離して分離汚泥と分離液とを得る固液分離工程と、
前記分離汚泥の少なくとも一部を、嫌気条件にて生物処理する汚泥消化処理工程と、
前記汚泥消化処理工程で得られる消化汚泥の少なくとも一部を返送し、前記前処理工程に供する有機性廃水及び前記好気処理工程に供する有機性廃水の両方又はいずれか一方に添加する消化汚泥返送工程と、
を備えることを特徴とする廃水処理方法。
A pretreatment process for separating and removing foreign substances and suspended solids contained in organic wastewater;
The aerobic treatment step of biologically treating the organic wastewater that has undergone the pretreatment step with sludge containing Bacillus bacteria under aerobic conditions;
A solid-liquid separation step in which the aerobic treatment liquid obtained in the aerobic treatment step is subjected to solid-liquid separation to obtain a separated sludge and a separated liquid;
A sludge digestion process for biologically treating at least a portion of the separated sludge under anaerobic conditions;
Returning at least a part of the digested sludge obtained in the sludge digestion treatment step and returning the digested sludge to be added to the organic wastewater to be used in the pretreatment step and / or to the organic wastewater to be used in the aerobic treatment step Process,
A wastewater treatment method comprising:
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