JP2008018377A - 間欠式生物処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 休止中の腐敗を最小限に抑えて汚泥の活性を維持した状態で休止でき、運転再開時の処理効率の低下や汚泥流出等による処理水質の悪化を防止して処理を立ち上げることができ、これにより低コストで処理効率の高い状態で好気性生物処理の連続処理と休止を繰り返すことができ、低コストの処理を行うことができる間欠式生物処理方法を提案する。
【解決手段】 被処理液１１を生物処理槽２へ受け入れて好気性生物処理を行い、生物処理槽２の反応液の一部を固液分離槽５へ移送して固液分離を行う処理期間から休止期間へ移行する際、被処理液１１の供給を停止した後も生物処理槽１１内が過曝気状態となるまで曝気を継続し、かつ固液分離槽５内の汚泥を排出して液面を低下させた状態で処理を停止し、休止期間から処理期間へ移行する際、生物処理槽内が過曝気状態となるまで曝気を継続した後、被処理液の供給を開始して処理を立ち上げ、間欠式生物処理を行う。
【選択図】 図１

Description

被処理液を生物処理槽へ受け入れて連続的に好気性生物処理を行い、生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して固液分離を行う処理期間と、処理を休止する休止期間を繰り返す間欠式生物処理方法に関するものである。

下水、し尿、その他の有機性排水等の被処理液を生物処理槽へ受け入れて連続的に好気性生物処理を行い、生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して固液分離を行う好気性生物処理方法は、活性汚泥処理法、硝化脱窒法などとして広く採用されている。このような処理方法は、生物の活性を利用する処理であるため、あるいは下水等の場合は被処理液が連続的に発生するため、被処理液を連続的に受け入れて連続的に処理を行う連続処理が多く採用されている。しかし連続処理は、人件費、電力費等のランニングコストが高くなるので、被処理液が間欠的に発生する場合などでは、ウイークデイに連続的に処理を行い、週末は休止するような間欠処理の方がランニングコスト的には有利になる。

し尿処理の場合、下水道や浄化槽の普及により、し尿処理施設へのし尿搬入量が減少したり、あるいは浄化槽汚泥の搬入割合が増加することにより、施設処理能力に対して搬入負荷量が低くなるケースがある。し尿処理施設の各設備、機器は、計画負荷量を連続処理するように設計されているため、負荷量の低下により各設備、機器には余裕が生じるので、処理量あたりのランニングコストを削減するためには、処理期間と休止期間を繰り返す間欠処理が有利になる。

一般にし尿処理施設への搬入は、月曜日から金曜日または土曜日にかけて搬入を行い、前処理して貯留槽に貯留し、週７日にわたって連続処理している。連続処理を行う理由は、生物処理に対して負荷変動を抑えて一定の負荷で処理する為である。このような処理において間欠処理を行うと、施設の運転休止により生物処理に負荷変動が起こるため、あるいは休止中に汚泥が嫌気状態に維持されて汚染物質が生成し、処理水質に悪影響が発生する。

特許文献１（特開昭６１−２５４２９６号公報）には、有機性廃水の生物化学的硝化脱窒間処理における間欠運転方法として、生物処理装置と沈殿槽の間をバルブで遮断して処理を休止することにより、充分に硝化脱窒処理されていない液の流入等を防止することが記載されている。この方法では処理の再開により５時間程度で生物活性が回復することが示されているが、その間は曝気槽内に残留する未処理物質のため、再開後に処理水質に影響を与えること、および休止中に汚泥浮上等が生じ、その結果浮上汚泥の分解による水質悪化が生じることなどについては記載されていない。

発明者が生物処理の間欠運転について検討した結果、以下のことがわかった。すなわち、有機性排水を処理している曝気槽等の生物処理槽における好気性生物処理をそのまま停止すると、曝気槽中の汚泥が分解してＢＯＤ成分やアンモニア性窒素などの成分が生物処理槽内に溶出してくるため、運転再開時に後工程に移行して処理水の水質が悪化する現象が起きる。また沈殿槽等の固液分離槽に汚泥が溜まったまま運転を停止すると、休止中に汚泥が腐敗して、水質の悪化や汚泥の浮上による運転再開時の汚泥流出が起き、処理水の水質が悪化する。従来はこのような水質悪化の対応策として、処理水の凝集処理により不純物を除去していたが、凝集剤の使用量が多くなるという問題点があった。
特開昭６１−２５４２９６号公報

本発明の課題は、休止中の汚泥の腐敗を最小限に抑えて汚泥の活性を維持した状態で休止することができるとともに、運転再開時の処理効率の低下や汚泥流出等による処理水質の悪化を防止して処理を立ち上げることができ、これにより低コストで処理効率の高い状態で好気性生物処理の連続処理と休止を繰り返すことができ、低コストの処理を行うことができる間欠式生物処理方法を提案することである。

本発明は次の間欠式生物処理方法である。
（１） 被処理液を生物処理槽へ受け入れて好気性生物処理を行い、生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して固液分離を行う処理期間と、処理を休止する休止期間を繰り返す間欠式生物処理方法において、
処理期間から休止期間へ移行する際、被処理液の供給を停止し、
被処理液の供給停止後も生物処理槽内が過曝気状態となるまで曝気を継続した後曝気を停止し、
かつ固液分離槽内の汚泥を排出して固液分離槽の液面を低下させた状態で処理を停止する
ことを特徴とする間欠式生物処理方法。
（２） 固液分離槽から排出した汚泥を曝気継続中および／または曝気停止後の生物処理槽へ返送する上記（１）記載の方法。
（３） 固液分離槽内の汚泥を排出する際、汚泥界面計を用い、界面が一定以下になるまで汚泥を排出する上記（１）または（２）記載の方法。
（４） 被処理液を生物処理槽へ受け入れて好気性生物処理を行い、生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して固液分離を行う処理期間と、処理を休止する休止期間を繰り返す間欠式生物処理方法において、
休止期間から処理期間へ移行する際、生物処理槽内が過曝気状態となるまで曝気を継続した後、
被処理液の供給を開始して処理を立ち上げる
ことを特徴とする間欠式生物処理方法。
（５） 曝気開始後および／または被処理液の供給開始後、固液分離槽内の汚泥を生物処理槽へ返送して曝気を行う上記（４）記載の方法。

本発明において間欠式の処理を行う生物処理方法は、被処理液を生物処理槽へ受け入れて連続的に好気性生物処理を行い、生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して固液分離を行う処理方法である。好気性生物処理としては、好気性微生物を利用して曝気等の好気性処理手段により好気性生物処理を行う処理方法であり、活性汚泥処理、生物的硝化などがあげられる。生物処理方法は、これらの好気性生物処理工程を含んでいればよく、好気性生物処理工程のほかに嫌気性消化、嫌気的脱窒等の嫌気性生物処理工程、あるいは凝集、膜処理等の物理的処理工程などの他の工程を含んでいてもよい。固液分離は、好気性生物処理で生成する反応液を、沈降分離、膜分離等により分離液と汚泥に分離する処理工程を含んでいればよい。

上記の生物処理方法としては、単純な例として活性汚泥を利用する活性汚泥処理法があり、これは好気性生物処理工程と固液分離工程とからなり、固液分離工程の分離汚泥の少なくとも一部を好気性生物処理工程へ返送して処理を行う方法である。別の例として嫌気性処理と好気性処理の組合わせ処理法があり、これは嫌気性消化、高負荷嫌気性処理等の嫌気性処理後、活性汚泥処理等の好気性処理を行い、さらに固液分離工程において汚泥を分離し、分離汚泥の少なくとも一部を嫌気性処理工程または好気性生物処理工程へ返送して処理を行う方法である。他の例として生物的硝化と嫌気的脱窒の組合わせからなる硝化脱窒処理法がある。この方法は、被処理液の有機物（ＢＯＤ）を除去後、アンモニア性窒素を硝酸または亜硝酸性窒素に硝化し、硝化液を嫌気処理することにより脱窒する方法であり、嫌気的脱窒工程を第１段に置くことにより、有機物除去と脱窒を同時に行い、その後硝化することにより、残留する有機物の除去と硝化を同時に行い、さらに固液分離工程において汚泥を分離し、分離汚泥の少なくとも一部を嫌気性処理工程または好気性生物処理工程へ返送して処理を行う方法である。

これらの処理法は通常連続的に被処理液を導入して連続的に処理を行っており、これにより負荷変動を抑えて安定して処理を行うことができる。このような処理において間欠処理を行う場合、大きな影響を受けるのは好気性生物処理工程と固液分離工程である。これらの工程に嫌気性処理工程が組み合わされる場合でも、嫌気性処理工程は本来積極的な処理を施さない処理であるため、運転を休止しても重大な影響を受けず、運転再開にあたって攪拌する程度で元に復元する。また物理処理も休止時の装置に対して万全の処置を施せば、運転再開にあたって容易に復元することができる。

これに対して好気性生物処理工程は好気性生物の活性を利用して処理を行うので、休止により嫌気状態になると、好気性生物の活性が影響を受け、また好気性生物処理に存在する有機物が嫌気処理を受けて分解し、運転再開時に後工程に移行して処理水の水質が悪化する現象が起きる。また固液分離工程では、固液分離槽に汚泥が溜まったまま運転を停止すると、休止中に汚泥が腐敗して、水質の悪化や汚泥浮上による運転再開時の汚泥流出が起き、処理水の水質が悪化する。このため上記の処理において間欠処理を行う場合、このような問題が生じない処置を施しておくことにより、処理効率の低下、処理水質の悪化などを防止することが可能になる。

本発明では、被処理液を生物処理槽へ受け入れて好気性生物処理を行い、生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して固液分離を行う処理期間と、処理を休止する休止期間を繰り返す間欠式生物処理方法を採用するために、処理期間から休止期間へ移行する際、被処理液の供給を停止した後、生物処理槽内が過曝気状態となるまで曝気を継続した後曝気を停止し、かつ固液分離槽内の汚泥を排出して固液分離槽の液面を低下させた状態で処理を停止することにより、好気性生物処理工程と固液分離工程における上記の問題を解決し、処理効率の低下、処理水質の悪化などを防止することができる。

生物処理槽へ受け入れる被処理液は、好気性生物処理を行うための被処理液であり、活性汚泥処理法では活性汚泥処理のために好気性生物処理工程へ受け入れる有機性排水等の被処理液であるが、嫌気性処理と好気性処理の組合わせ処理法の場合は嫌気性処理液がこれにあたり、また硝化脱窒処理法では有機物除去後あるいは脱窒後の硝化工程へ受け入れる被処理液などがこれにあたる。

好気性生物処理はこれらの被処理液を生物処理槽へ受け入れて返送汚泥と混合し、あるいは混合することなく曝気等の好気性処理手段により被処理液中の有機物を分解し、あるいは硝化等の酸化を行う工程である。また固液分離は生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して、沈降分離、膜分離等の固液分離を行い、分離液を処理液として排出し、分離汚泥を返送汚泥として好気性生物処理等へ返送し、あるいは余剰汚泥として汚泥処理系へ排出する工程である。間欠式生物処理における処理期間は、被処理液を連続的に受け入れて好気性生物処理および固液分離を連続的に行う期間であり、通常４〜７日間である。また休止期間は被処理液の供給および曝気等の好気性処理手段を停止して、これらの処理を休止する期間であり、通常２〜３日間である。

処理期間から休止期間へ移行する際、被処理液の供給を停止した後、生物処理槽内が過曝気状態となるまで曝気を継続することにより、好気性生物処理系に存在する未処理の有機物を分解するとともに、好気性生物を飢餓状態にして好気性生物活性を維持し、休止期間に有機物が嫌気処理を受けて汚染物質を生成するのを防止する。好気性生物処理系に利用される微生物は通性嫌気性菌が主体であり、好気状態では酸素を利用して増殖するが、基質（ＢＯＤ成分）がなくなると内生呼吸に移り、酸素を利用しなくなるため、溶存酸素が上昇傾向になり、過曝気状態となる。このような状態で曝気を停止しても未処理の有機物が存在しないので、腐敗は発生せず、好気性生物は内生呼吸の状態で保持され、曝気を再開すれば直ちに処理が再開される状態を維持することができる。

このような過曝気状態では生物処理槽内の溶存酸素量が上昇傾向になるので、溶存酸素量が上昇傾向になる時点を検知して曝気を停止してもよく、また溶存酸素量が一定値以上になる時点で曝気を停止して休止期間へ移行することもできる。曝気を停止する溶存酸素量の値は、溶存酸素量が上昇傾向になる時点の指標となる値であるが、一般的には処理期間における溶存酸素量の変動値の上限値、例えば３〜８ｍｇ／Ｌ、好ましくは４〜７ｍｇ／Ｌとすることができる。また過曝気状態は生物処理槽内の未処理有機物が存在しなくなれば生じるので、未処理有機物が存在しなくなる時間をあらかじめ実験的に確かめてその時間だけ曝気を継続することもできる。上記未処理有機物が存在しなくなる時間は、通常生物処理槽の滞留時間に相当するので、生物処理槽の滞留時間に相当する時間だけ曝気を継続してもよい。この空曝気の程度は限定されないが、処理工程の曝気と同程度でよい。

処理期間から休止期間へ移行する際、固液分離槽内の汚泥を排出して固液分離槽の液面を低下させた状態で処理を停止することにより、休止中に滞留する汚泥量を少なくして汚泥の腐敗による水質の悪化や汚泥の浮上を少なくするとともに、休止中に汚泥が腐敗して水質の悪化や汚泥の浮上が生じても固液分離槽からの流出を防止することができる。また固液分離槽の液面を低下させた状態で運転を再開した時に、生物処理槽から移送される反応液を液面が上昇するまでしばらく貯留し、その間休止中に滞留していた汚泥を生物処理槽に返送して曝気し、処理水質の悪化を防止することができる。休止期間へ移行する際低下させる液面は、休止中における浮上汚泥や分離液の流出を防止し、運転再開時に生物処理槽から移送される反応液をしばらく貯留するのに必要な液面以下であり、一般的には越流液面から５０〜１５０ｍｍ、好ましくは６０〜１１０ｍｍとすることができる。

休止期間へ移行する際に固液分離槽から排出する汚泥量は、可能な限り多い量を排出して休止期間へ移行するのが好ましい。すなわち休止期間中は固液分離槽内は嫌気状態となるので、固液分離槽内の汚泥は腐敗して、水質の悪化や汚泥浮上による運転再開時の汚泥流出が起こるが、固液分離槽内の汚泥は可能な限り排出しておくことにより、これらを防止することができる。このときの汚泥排出量は固液分離槽の分離界面以下の汚泥層の３０〜１００容積％、好ましくは５０〜１００容積％とすることができる。このような汚泥排出量とするためには、固液分離槽内の汚泥界面を検出する汚泥界面計を用い、固液分離槽内の汚泥界面が一定以下になるまで汚泥を排出することができる。このときの目標とする汚泥界面は、一般的には定常時の界面に比べて２００〜４００ｍｍ低くする。

固液分離槽から排出した汚泥は、可能な限り生物処理槽内へ返送することができるが、生物処理槽内へ返送しきれない汚泥は余剰汚泥として排出することができる。通常の処理工程において採用している返送汚泥と余剰汚泥の割合に分割して返送と排出を行ってもよい。曝気中に生物処理槽内へ返送する汚泥は、曝気により活性化された状態で生物処理槽内に保持されることになる。生物処理系が曝気槽以外に嫌気槽を含む場合、嫌気槽に返送することもできるが、嫌気槽から曝気槽へ移送されたときに曝気により活性化される。曝気終了後も汚泥の返送を行ってもよく、固液分離槽から返送される汚泥は内生呼吸状態であるため、そのままの状態で生物処理槽内に保持されることになる。このとき生物処理槽内では曝気は停止しているため、返送汚泥はそのまま堆積して濃縮され、分離した液が固液分離槽へ循環する。これにより大量の汚泥が濃縮状態かつ活性化状態で生物処理槽内に保持されることになる。

上記のようにして休止期間へ移行した後、運転を再開して処理期間へ移行する際は、生物処理槽内が過曝気状態になるまで、被処理液を供給することなく空曝気を継続した後、被処理液の供給を開始して処理を立ち上げ、処理期間へ移行する。空曝気の継続により、休止期間中に好気性生物処理系に生成した有機物の嫌気性分解物を酸化するとともに、好気性生物を活性化して、連続処理可能状態にすることができる。嫌気性分解物を酸化し、好気性生物が活性化すると過曝気状態になるので、溶存酸素量が上昇傾向になる時点、または溶存酸素量が一定値以上になる時点で、曝気を続けながら被処理液の供給を開始して処理期間へ移行する。被処理液の供給を開始する指標となる溶存酸素量の値は、溶存酸素量が上昇傾向になる時点の指標となる値であるが、一般的には処理期間における溶存酸素量の変動値の上限値、例えば３〜８ｍｇ／Ｌ、好ましくは４〜７ｍｇ／Ｌとすることができる。また過曝気状態になる時点は前記と同様に、曝気時間によって決めてもよい。曝気の条件は、処理工程から休止期間へ移行するときの曝気と同程度でよい。

休止期間から処理期間へ移行する際、曝気開始後および／または被処理液の供給開始後、固液分離槽内の汚泥を生物処理槽へ返送して曝気を行うのが好ましい。処理期間から曝気を停止して休止期間へ移行する際には、固液分離槽内の汚泥は可能な限り排出して休止期間へ移行するのが好ましいが、仮に大部分の汚泥を排出しても完全に排出することは困難であり、若干は残留する。このようにして固液分離槽内に残留する汚泥は腐敗して、活性が低下し、また水質を悪化させるので、悪化した水を含む汚泥を生物処理槽へ返送して曝気を行うことにより、汚泥を活性化させ、また悪化した水に含まれる嫌気性分解物を酸化分解することができる。

曝気している生物処理槽へ汚泥を返送すると生物処理槽の液面は高くなり、生物処理槽の槽内液は固液分離槽に流出するが、固液分離槽の液面は下がっているので、固液分離槽から分離液が排出されることがなく、固液分離槽の残留汚泥が生物処理槽へ返送されて曝気され、処理系全体の汚泥が活性化される。このような状態で被処理液の供給を開始すると、生物処理槽の槽内液が固液分離槽に流出して固液分離槽の液面が高くなり、越流液面を越えると分離液が処理液として排出される。被処理液の供給開始後、固液分離槽の液面が越流液面以下の場合にも汚泥を返送することにより、汚泥の活性化および嫌気性分解物の酸化分解が継続して行われるので、処理系全体の汚泥が活性化され、連続処理可能状態への復帰が速くなる。越流液面を越えた後は通常の汚泥返送の状態となり、処理期間への移行が完了する。

処理期間への移行が完了すると連続処理状態となり、通常の処理条件で処理が行われるが、この場合休止期間の前後において曝気を行っているため、未処理の有機物または嫌気性分解物を分解して好気性生物を活性化状態に維持し、これにより速く連続処理可能状態に復帰し、連続処理状態の正常な処理が行われる。処理期間への移行後の好気性生物処理系における汚泥の活性は実質的に完全に復帰している。固液分離槽内の汚泥が可能な限り排出されているので、処理期間への移行直後は返送汚泥量が少ないが、休止前に多量の汚泥を返送して保持しておくことにより十分なＭＬＳＳを確保することができる。汚泥の保持量が少ない場合でも、被処理液の供給開始により汚泥は急速に増殖し、十分なＭＬＳＳを回復する。

固液分離槽内に残留する汚泥は、休止期間中に嫌気性分解物を生成するとともに一部の汚泥は浮上するが、嫌気性分解物は汚泥とともに一部が返送される。残りの分解物および浮上汚泥は処理期間への移行後に処理水中に流出するが、後続の凝集工程等の後処理工程で容易に除去される。固液分離槽内の汚泥は可能な限り排出することにより残留する汚泥は少量になり、流出する嫌気性分解物や浮上汚泥も少量になるので、後処理工程における処理コストは低くなる。

本発明によれば、休止期間へ移行する際、被処理液の供給を停止し、被処理液の供給停止後も生物処理槽内が過曝気状態となるまで曝気を継続した後曝気を停止し、かつ固液分離槽内の汚泥を排出して固液分離槽の液面を低下させた状態で処理を停止することにより、また処理期間へ移行する際、生物処理槽内が過曝気状態となるまで曝気を継続した後、被処理液の供給を開始して処理を立ち上げることにより、休止中の腐敗を最小限に抑えて汚泥の活性を維持した状態で休止することができるとともに、運転再開時の処理効率の低下や汚泥流出等による処理水質の悪化を防止して処理を立ち上げることができ、これにより低コストで処理効率の高い状態で好気性生物処理の連続処理と休止を繰り返すことができ、低コストの処理を行うことができる間欠式生物処理方法が得られる。

以下、本発明の実施形態を図面により説明する。図１は実施形態の間欠式生物処理方法のフロー図であり、硝化脱窒によるし尿の生物処理方法に適用した例を示す。図１において、１は脱窒槽、２は硝化槽、３は第２脱窒槽、４は再曝気槽、５は固液分離槽である。脱窒槽１は嫌気状態で攪拌機６により攪拌して脱窒を行うように構成されている。硝化槽２は散気装置７により曝気して好気的に酸化および硝化を行うように構成されている。第２脱窒槽３は嫌気状態で攪拌機８により攪拌して第２の脱窒を行うように構成されている。再曝気槽４は散気装置９により曝気して好気的に酸化を行うように構成されている。固液分離槽５は沈降分離により分離液と汚泥を分離するように構成されている。

図１の処理方法は脱窒槽１へ、被処理液路１１から被処理液（し尿）を導入し、希釈液路１２から雑排水等の希釈液を導入して希釈し、返送汚泥路１３から返送汚泥を導入し、硝化液路１４から硝化液を導入し、嫌気状態で攪拌機６により攪拌混合して脱窒菌により、被処理液中の有機物を炭素源として利用することにより、硝化液中の硝酸または亜硝酸性窒素を脱窒する。脱窒槽１の反応液の一部をライン１５から硝化槽２へ取り出し、散気装置７により曝気して、残留する有機物を好気的に酸化するとともに、残留するアンモニア性窒素を硝化菌の作用により硝酸または亜硝酸性窒素に硝化する。

硝化槽２の反応液の一部をライン１６から取り出し、一部を硝化液路１４から硝化液として脱窒槽１へ導入する。残部を第２脱窒槽３へ導入し、ライン１７からメタノール等の栄養源を供給し、嫌気状態で攪拌機８により攪拌して第２の脱窒を行う。第２脱窒槽３反応液の一部をライン１８から再曝気槽４へ取り出し、散気装置９により曝気して残留する有機物を好気的に酸化する。再曝気槽４反応液の一部をライン１９から固液分離槽５へ取り出し、沈降分離により固液分離し、分離液をライン２１から処理液として排出する。分離した汚泥をライン２２から取り出し、一部を返送汚泥路１３から返送汚泥として脱窒槽１へ返送し、残部をライン２３から余剰汚泥として排出する。

上記は処理期間における連続処理であり、例えば１週間のうちウイークデイに行われ、週末には上記の連続処理を停止して休止期間に移行する。処理期間から休止期間へ移行する際、脱窒槽１への被処理液路１１からの被処理液および希釈液路１２からの希釈液の供給を停止した後、生物処理槽としての硝化槽２内が過曝気状態となるまで散気装置７による曝気を継続する。このとき返送汚泥路１３からの返送汚泥の返送、硝化液路１４からの硝化液の導入、ライン１７からの栄養源の供給、散気装置９による曝気、攪拌機６、８による攪拌、ライン２３からの余剰汚泥の排出なども継続する。これにより被処理液の供給停止後も、すでに供給された被処理液の有機物やアンモニア性窒素等は処理され、返送汚泥は活性化されるが、余剰汚泥の排出分だけ固液分離槽５の液面は低下する。

硝化槽２内の過曝気状態は、硝化槽２に設置したＤＯ計２４によりＤＯ値が所定値を超えたことを検知した時点で、散気装置７のブロア２５を停止し、曝気を停止するが、あらかじめ設定した時間の経過により停止してもよい。これと同時に硝化液路１４からの硝化液の導入、ライン１７からの栄養源の供給、散気装置９による曝気、攪拌機６、８による攪拌、なども停止する。これにより処理自体は休止状態になるが、返送汚泥路１３からの返送汚泥の返送、ライン２３からの余剰汚泥の排出などを継続することにより、固液分離槽５の汚泥の一部を脱窒槽１、硝化槽２等に保持し、残部を排出することにより固液分離槽５の液面は低下する。固液分離槽５の汚泥の取り出しは、固液分離槽５に設けた界面計２６により界面を検出して、固液分離槽５内の汚泥層２７が排出される時点を検知し、汚泥取出ポンプ２８を停止することができるが、目測、あるいは設定時間の経過により停止してもよい。

このようにして処理期間から休止期間へ移行するが、このとき被処理液の供給を停止した後、硝化槽２および再曝気槽４内が過曝気状態となるまで曝気を継続することにより、好気性生物処理系に存在する未処理の有機物を分解するとともに、保持されている汚泥の好気性生物活性を維持し、休止期間に有機物が嫌気処理を受けて汚染物質を生成するのを防止することができる。また処理期間から休止期間へ移行する際、固液分離槽５内の汚泥を排出して固液分離槽５の液面を低下させた状態で処理を停止することにより、休止中に滞留する汚泥量を少なくして汚泥の腐敗による水質の悪化や汚泥の浮上を少なくするとともに、休止中に汚泥が腐敗して水質の悪化や汚泥の浮上が生じても固液分離槽からの流出を防止することができる。

上記のようにして休止期間へ移行した後、運転を再開して処理期間へ移行する際は、脱窒槽１への被処理液路１１からの被処理液および希釈液路１２からの希釈液の供給を停止した状態で、生物処理槽としての硝化槽２内が過曝気状態となるまで散気装置７による曝気を開始する。このとき返送汚泥路１３からの返送汚泥の返送、硝化液路１４からの硝化液の導入、散気装置９による曝気、攪拌機６、８による攪拌なども開始する。これにより休止期間中に好気性生物処理系に生成した有機物の嫌気性分解物を酸化するとともに、好気性生物を活性化して、連続処理可能状態にすることができる。この間返送汚泥路１３からの返送汚泥の返送、硝化液路１４からの硝化液の導入により、脱窒槽１の反応液が順次各槽を流れて固液分離槽５へ至る。固液分離槽５の液面は低下した状態であるため、ライン２３からの余剰汚泥の排出は行われないが、返送汚泥路１３から返送される汚泥は、脱窒槽１から硝化槽２、再曝気槽４に入って曝気され、休止期間中に生成した有機物の嫌気性分解物が酸化される。

生物処理槽としての硝化槽２、再曝気槽４内が過曝気状態になるまで空曝気を継続した後、脱窒槽１への被処理液路１１からの被処理液および希釈液路１２からの希釈液の供給を開始して処理を立ち上げ、処理期間へ移行する。空曝気の継続により、休止期間中に好気性生物処理系に生成した有機物の嫌気性分解物を酸化するとともに、好気性生物を活性化しているので、被処理液の供給開始とともに連続処理が可能である。被処理液の供給開始後も固液分離槽５から汚泥を返送することができ、これにより返送される汚泥は、脱窒槽１から硝化槽２、に入って曝気され、休止期間中に生成した有機物の嫌気性分解物が酸化されることになり、固液分離槽５内の汚泥および液が入れ替わり、汚染物質が少なくなる。

前記のように休止期間へ移行した段階で固液分離槽５の液面は下がっているが、処理期間へ移行して被処理液の供給を開始することにより再曝気槽４から固液分離槽５へ移送される反応液の量が増加し、固液分離槽５の液面は上昇し、ついには処理液が越流することになる。同時に生物の増殖により汚泥界面も上昇するため、汚泥界面が設定界面を超えた段階でライン２３から余剰汚泥の排出を開始する。これにより処理が完全に立上り、通常の連続処理が行われる。

休止期間移行後に固液分離槽５内に残留する汚泥は、休止期間中に嫌気性分解物を生成するとともに一部の汚泥は浮上するが、嫌気性分解物は汚泥とともに一部が返送され、残りの分解物および浮上汚泥は処理期間への移行後に処理水中に流出するが、後続の凝集工程等の後処理工程で容易に除去される。固液分離槽５内の汚泥は可能な限り排出することにより残留する汚泥は少量になり、流出する嫌気性分解物や浮上汚泥も少量になるので、後処理工程における処理コストは低くなる。

上記の処理では、休止中の腐敗を最小限に抑えて汚泥の活性を維持した状態で休止することができるとともに、運転再開時の処理効率の低下や汚泥流出等による処理水質の悪化を防止して処理を立ち上げることができ、これにより低コストで処理効率の高い状態で好気性生物処理の連続処理と休止を繰り返すことができ、低コストの処理を行うことができる間欠式生物処理を行うことができる。

〔実施例１〕：
図１に示す被処理液処理能力３０ｋＬ／日の施設において、月曜日の日中から運転して金曜日の日中に施設の運転を停止した。１週間の内、実質運転は４日間行い、施設の停止を３日間行った。１週間の搬入量は１２４ｋＬであり、日平均は１７．８ｋＬ／日となるが、運転日１日当たりの被処理液供給量を約３１ｋＬ／日、硝化槽２のＭＬＳＳは６２００ｍｇ／Ｌで、汚泥の引抜き量は２４８ｋｇ・ｄｓ／日で連続処理を行った。脱窒槽１への被処理液供給量３．５ｍ^３／ｈ、雑排水等の希釈液供給量１９．０ｍ^３／ｈ、汚泥返送量１８．３ｍ^３／ｈ、硝化液循環量１６６．０ｍ^３／ｈ、固液分離槽５からの余剰汚泥排出量２．１ｍ^３／ｈであり、滞留時間は脱窒槽１および硝化槽２が２．６ｈｒ、第２脱窒槽３が６．２ｈｒ、再曝気槽４が２．１ｈｒ、固液分離槽５が６．０ｈｒである。

金曜日の午後に被処理液および希釈液の供給を停止し、硝化液循環と返送汚泥の返送および余剰汚泥の排出を継続した状態で、硝化槽２および再曝気槽４の曝気を２．９時間継続させてＤＯ値が約４ｍｇ／Ｌ上昇したところで曝気を停止させた。曝気停止後も固液分離槽５からの返送汚泥の返送および余剰汚泥の排出を１．６時間継続し、固液分離槽５底部の大部分の汚泥を排出した。これにより固液分離槽５の液面は１００ｍｍ低下し、汚泥界面を約４００ｍｍ低下した。この状態で休止期間への移行が完了した。

月曜日の午前に被処理液および希釈液の供給を停止した状態で、固液分離槽５から残留する汚泥および液を脱窒槽１へ返送しながら、硝化槽２および再曝気槽４の曝気を４５分間行ったところ、ＤＯ値が約３ｍｇ／Ｌに 上昇したので、被処理液および希釈液の供給を開始した。被処理液および希釈液の供給を開始後、１．５時間で固液分離槽５の液面が上昇し、処理水が越流した。固液分離槽５の汚泥界面が所定のレベルに戻ったところで、余剰汚泥の引抜きを開始し、連続処理に復帰した。

硝化槽２反応液および固液分離槽５分離液の休止直後（休止のための曝気停止直後）と再開直後（再開時の投入直後）の水質を表１に示す。表１において、硝化槽２反応液のＢＯＤ値は、空曝気によりＢＯＤが処理されていることを示している。硝化槽２反応液のＣＯＤ値は、再開直後の数値が上昇しているが、後段の凝集処理で除去可能である。硝化槽２の反応液のＮＯ_２−Ｎ値は、空曝気により溶出した窒素の処理ができていることを示している。硝化槽２反応液のＭＬＳＳ値は、汚泥の解体によりＭＬＳＳが減少したことを示している。また固液分離槽５分離液のＢＯＤ、ＣＯＤ値は、それぞれＳＳの減少により、ＳＳ性のＢＯＤとＣＯＤが減少したことを示している。固液分離槽５分離液のＳＳ値は、長時間の滞留時間により、ＳＳが減少したことを示している。固液分離槽５分離液のＴ−Ｎ値は、ＳＳの減少により、ＳＳ性のＴ−Ｎが減少したことを示している。固液分離槽５分離液のＮＯ_２−Ｎ値は、汚泥を排除したため、窒素の溶出がないことを示している。

〔比較例１〕：
実施例１のとおりの運転を２ケ月継続後、比較例１の運転に入った。まず実施例１と同様に月曜日から金曜日まで運転を続け、金曜日の午後に被処理液および希釈液の供給と、硝化槽および再曝気槽の曝気と、沈殿槽かちの汚泥の引き抜きを全て休止した。このとき再曝気槽と沈殿槽との間に設けられた開閉弁を閉じた。この状態で月曜日の午前まで維持した。月曜日の午前に沈殿槽の液面を目視すると、液面の３０％程度を覆うスカムの存在が認められた。次いで、各開閉弁を開いて一度に通常運転状態に移行した。移行直後の水質を表２に示す。

表２と表１とを比較すると、表２では運休中に汚泥が腐敗してＢＯＤ、Ｔ−Ｎ、ＮＨ_４−Ｎ等が大幅に増加していることが分かる。一方、過曝気をしていないため嫌気雰囲気となり、ＮＯ_２−ＮとＮＯ_３−Ｎとが減少していることが分かる。このような水質悪化から実施例１のような定常運転時の水質に戻るには、５時間程度の立上り時間を要すると考えられ、その間運転効率が低減する。

〔実施例２、比較例２〕：
通常運転時と比較例１の運転時について、沈殿処理水に凝集剤として塩化第二鉄を添加して凝集処理水を得たところ、表３に示すような結果を得た。これから通常運転時の最終処理水に塩化第二鉄を所定量添加すると所定の水質の処理水が得られたのに対し、比較例１の運転時には、通常運転時の２倍量の塩化第二鉄を添加しても、凝集処理水の水質は通常運転時水質に及ばなかった。但し、比較例２の水質でも、後処理により処理されるので、問題はない。

被処理液を生物処理槽へ受け入れて連続的に好気性生物処理を行い、生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して固液分離を行う処理期間と、処理を休止する休止期間を繰り返す間欠式生物処理方法に利用可能である。

実施形態の間欠式生物処理方法のフロー図である。

符号の説明

１ 脱窒槽
２ 硝化槽
３ 第２脱窒槽
４ 再曝気槽
５ 固液分離槽

Claims (5)

1. 被処理液を生物処理槽へ受け入れて好気性生物処理を行い、生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して固液分離を行う処理期間と、処理を休止する休止期間を繰り返す間欠式生物処理方法において、
   処理期間から休止期間へ移行する際、被処理液の供給を停止し、
   被処理液の供給停止後も生物処理槽内が過曝気状態となるまで曝気を継続した後曝気を停止し、
   かつ固液分離槽内の汚泥を排出して固液分離槽の液面を低下させた状態で処理を停止する
   ことを特徴とする間欠式生物処理方法。
2. 固液分離槽から排出した汚泥を曝気継続中および／または曝気停止後の生物処理槽へ返送する請求項１記載の方法。
3. 固液分離槽内の汚泥を排出する際、汚泥界面計を用い、界面が一定以下になるまで汚泥を排出する請求項１または２記載の方法。
4. 被処理液を生物処理槽へ受け入れて好気性生物処理を行い、生物処理槽の反応液の一部を固液分離槽へ移送して固液分離を行う処理期間と、処理を休止する休止期間を繰り返す間欠式生物処理方法において、
   休止期間から処理期間へ移行する際、生物処理槽内が過曝気状態となるまで曝気を継続した後、
   被処理液の供給を開始して処理を立ち上げる
   ことを特徴とする間欠式生物処理方法。
5. 曝気開始後および／または被処理液の供給開始後、固液分離槽内の汚泥を生物処理槽へ返送して曝気を行う請求項４記載の方法。

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