JP2009131773A

JP2009131773A - 廃水処理方法

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Publication number: JP2009131773A
Application number: JP2007309608A
Authority: JP
Inventors: Akira Ikechi; 明池知; Hideharu Mae; 秀晴前
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Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: JP4826982B2

Abstract

【課題】嫌気槽、無酸素槽、好気槽などをそれぞれ別個独立に準備する必要がなく、既存の排水処理設備であってもこれに大きな改変を加えることなしに実施することが可能で、脱窒、脱リン、等の廃水処理能力に優れ、運転コストの低減を図ることも可能な廃水処理方法を提案する。
【解決手段】活性汚泥を備えている反応槽内に処理すべき廃水を供給して当該廃水を処理する廃水処理方法であって、前記反応槽内に、前記廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域と好気領域とを連続的に形成し、前記活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度を高く維持しつつ前記廃水を処理する。
【選択図】図２

Description

本発明は、下水、生活廃水、し尿、産業廃水などの廃水を生物学的に処理するにあたって、処理水質の安定化を図り、更に、脱窒、脱リン（高度処理）等する廃水処理方法に関する。

下水、生活廃水、し尿、産業廃水などの廃水を生物学的に脱窒、脱リン、等する廃水処理装置及び廃水処理方法に関しては従来から種々の提案が出されている。

例えば、廃水を嫌気槽、無酸素槽（脱窒槽）、好気槽（曝気槽）の順に通水し、好気槽内に浸漬したろ過膜によって処理水を分離し、好気槽の活性汚泥混合液の一部を無酸素槽に返送し、無酸素槽の活性汚泥混合液の一部を嫌気槽に返送する装置及び方法が提案されている（特許文献１）。嫌気槽において、無酸素、無ＮＯｘ条件下で廃水中の有機物を活性汚泥に取り込むと同時に、活性汚泥中のリンを放出し、無酸素槽において、有機物の存在下で硝酸性窒素が、脱窒菌の作用により還元されて窒素ガスとなる脱窒処理を行う。そして、好気槽において、硝化菌による廃水中のアンモニア性窒素の硝化と、活性汚泥中へのリンの取り込みを行う、というものである。

また、廃水を嫌気槽、好気槽の順に通水し、好気槽では内部に浸漬したろ過膜により処理水と活性汚泥混合液とに分離し、分離した活性汚泥混合液の余剰汚泥分以外の全量を、水素供与体が添加される無酸素槽で所定時間滞留させた後に、嫌気槽に供給する装置及び方法が提案されている（特許文献２）。

更に、廃水を、活性汚泥の存在下で、嫌気槽、好気槽、無酸素槽の順に供給し、好気槽の活性汚泥混合液の一部を嫌気槽に供給し、無酸素槽の活性汚泥混合液の一部を嫌気槽及び好気槽に供給し、好気槽に備えたろ過膜により処理水を分離する装置及び方法が提案されている（特許文献３）。

また、生物学的な廃水処理方法において、蛋白質、澱粉、油脂、アンモニア、硫化水素、アミンなどの分解性に優れたバチルス属細菌を優先化することにより悪臭の抑制や、余剰汚泥発生量を低減する提案がされている（例えば、特許文献４−８参照）。

ここで、活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度を高め、バチルス属細菌を優先化する方法としては、ケイ酸マグネシウムを添加することで活性汚泥に含まれるバチルス属細菌の増殖を促進し、余剰汚泥発生量を低減すると共に、発生した余剰汚泥を凝集化させて余剰汚泥の分離を促進することが提案されている（例えば、特許文献９参照）。
特開２００１−３１４８９０号公報特開２００４−８９９５６号公報特開２００６−７１３７号公報特開２００１−１６２２９７号公報特開２００１−２８６８８４号公報特開２００２−３１６１８４号公報特開２００２−１２６７８９号公報特開２００２−２６３６８４号公報特開平６−１７０３８７号公報

従来の廃水処理装置、廃水処理方法は、嫌気槽、無酸素槽、好気槽などをそれぞれ別個独立に準備する必要があり、設備が大型にならざるを得ず、このため、排水処理コストの低減を図ることが困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、嫌気槽、無酸素槽、好気槽などをそれぞれ別個独立に準備する必要がなく、既存の排水処理設備であってもこれに大きな改変を加えることなしに実施することが可能で、脱窒、脱リン、等の廃水処理能力に優れ、運転コストの低減を図ることも可能な廃水処理方法を提案することを目的にしている。

前記目的を達成するため、この発明が提案する廃水処理方法は、下水、生活廃水、し尿、産業廃水などの廃水を生物学的に脱窒、脱リン、等する廃水処理方法に関し、活性汚泥を備えている反応槽内に処理すべき廃水を供給して当該廃水を処理するものであって、前記反応槽内に、前記廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域と好気領域とを連続的に形成し、前記活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度を高く維持しつつ、前記廃水を処理することを特徴とする廃水処理方法である。

前記において、好気領域と嫌気領域とは、例えば、好気領域は積極的にエアレーションを行うことにより形成し、一方、嫌気領域では前記のエアレーションを行わないことにより嫌気領域を形成することができる。

また、前記において、反応槽内に、廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域と好気領域とを連続的に形成するにあたっては、例えば、嫌気領域と好気領域とが少なくとも水面領域において連続していることにより、反応槽において嫌気領域と好気領域とが連続的に形成されるようにすることができる。

また、嫌気領域と好気領域とが少なくとも水面領域において連続しているようにして、反応槽内に、廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域と好気領域とを連続的に形成する場合、例えば、好気領域において行われるエアレーションによって、好気領域の水面付近の廃水が嫌気領域に逆流するようになる。

なお、反応槽内に、廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域と好気領域とを連続的に形成するにあたっては、例えば、嫌気領域と隣接する嫌気領域、嫌気領域と隣接する好気領域、好気領域と隣接する好気領域との間を、それぞれ、仕切り壁によって仕切ると共に、当該仕切り壁の側壁部分に流路を形成し、この流路を介して、処理されるべき廃水が、供給側から、排出側に向かっておだやかに流動させることもできる。

この場合、例えば、嫌気領域と隣接する嫌気領域との間を仕切っている第一の仕切り壁に設けられている流路が反応槽の左側、嫌気領域と隣接する好気領域との間を仕切っている次の（第二の）仕切り壁に設けられている流路が反応槽の右側、好気領域と隣接する好気領域との間を仕切っている次の（第三の）仕切り壁に設けられている流路が反応槽の左側に形成されているようにして、処理されるべき廃水が、供給側から、排出側に向かって、平面で見たときにジグザグに蛇行するように、おだやかに流動させることができる。

通常、本発明のような生物学的な廃水処理方法において、反応槽内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度は、一般的に１０^５〜６個／ミリリットルである。本発明においては、反応槽内に配備されている活性汚泥の濃度（MLSS）を2000〜2500mg／リットルで管理し、この活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度を１０^８〜１０個／ミリリットルに高め、この状態を保持することによって活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度を高く維持しつつ廃水を処理する。

反応槽内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度をこのように１０^８〜１０個／ミリリットルに高め、この状態を保持するには、例えば、反応槽に流入する廃水のＢＯＤ（生物学的酸素要求量）濃度（ｍｇ／リットル）を測定し、特許文献９に記載されているように、適宜、ケイ酸マグネシウムを主体とした活性剤を反応槽に流入する廃水に添加することにより、反応槽内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度を調整することができる。

活性剤に含まれているケイ酸によりバチルス属細菌の胞子形成を促し、マグネシウムによりバチルス属細菌の増殖速度を速めるものである。

バチルス属細菌は通性嫌気性細菌で、溶存酸素の濃度に応じて生活しているが、本発明においては、反応槽内に、廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域と好気領域とを連続的に形成することにより、前記のように濃度が高められて優先化されているバチルス属細菌が嫌気及び好気の各状態で活躍できる状況を確立するものである。

（廃水からの窒素除去）
バチルス属細菌は脱窒能を持ち、前記のようにエアレーションが行われている好気領域に比較してエアレーションが行われていないことにより酸素不足状態にある嫌気領域において、廃水に含まれている窒素酸化物から酸素を奪い脱窒を行う。

反応槽において、前記嫌気領域に対して連続的に形成されている好気領域では、前述したバチルス属細菌の働きに活性汚泥中の硝化細菌の働き（アンモニアを硝酸塩にまで酸化する）が加わり、硝化が促進され、廃水に含まれている窒素酸化物は分解され、除去される。

（廃水からのリン除去）
反応槽内に配備されている活性汚泥中のリン蓄積細菌の働きにより、前記の嫌気領域においてはリン蓄積細菌が体内に蓄えていたリンを放出し、好気領域においてリン蓄積細菌が前記嫌気領域において放出したよりも多くのリンを体内に再摂取する。これによって、廃水からリンが除去される。

（汚泥沈降性の改善）
反応槽内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌は、前述したようにして反応槽中で処理が進み、貧栄養状態になると細胞の中に胞子が形成され、その状態で反応槽から最終沈殿池に流入する。このバチルス属細菌の胞子の細胞壁は吸着性があり、粘着物質で覆われているため、フロック形成が容易となり、凝集性が向上する。また、前述したように、反応槽内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度を前記のように高め、これを維持するために廃水に添加されているケイ酸マグネシウムを主体とした活性剤中のケイ酸が汚泥に含まれていることにより活性汚泥の比重が高まり、汚泥の沈降性が増す。

このように本発明の廃水処理方法によれば廃水処理の結果として生じる汚泥の沈降性を改善できるので、汚水管理・水質管理が容易となる。

なお、本発明において、下水、生活廃水、し尿、産業廃水などの廃水を生物学的に処理するにあたって処理水質の安定化を図り、更に、脱窒、脱リン（高度処理）等する上で、反応槽内に、前記廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域と好気領域とを連続的に形成し、反応槽内に配備されている活性汚泥の濃度（MLSS）を2000〜2500mg／リットルで管理しつつ、この活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度を１０^８〜１０個／ミリリットルに高め、この状態を保持するために汚泥返送率40~50%で管理することが望ましい。

（臭気除去）
バチルス属細菌は廃水中における硫黄化合物（硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル）の削減に優れた能力を発揮することができ、前述した本発明の廃水処理により、同時に臭気除去することができる。

このように本発明の廃水処理方法によれば、活性汚泥中における濃度が高められているバチルス属細菌によって廃水中の硫黄系物質の分解が進み、悪臭発生が抑制される。これは、防錆の一手段となるものであり、機械設備などの使用可能期間を従来より延長できる効果がある。

（NH_４−N（アンモニア性窒素）の完全分解）
前述した本発明の廃水処理方法により、NH_４−N（アンモニア性窒素）を完全分解することができる。

この発明によれば、嫌気槽、無酸素槽、好気槽などをそれぞれ別個独立に準備する必要がなく、既存の排水処理設備であってもこれに大きな配置変更、設備の増設などを行なうことなしに実施することが可能で、脱窒、脱リン、等の廃水処理能力に優れ、運転コストの低減を図ることも可能な廃水処理方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態をいくつかの実施例について説明する。

図１は、この発明の廃水処理装置、廃水処理方法の一例を説明する概略構成図である。

不図示の沈砂槽（沈殿池）で沈殿処理がされた後の処理すべき廃水が、最初沈殿池１に矢印２０のように供給される。

次いで、最初沈殿池１を経た処理すべき廃水が、活性汚泥（不図示）を備えている反応槽３に矢印２１のように供給される。最初沈殿池１から反応槽３への経路にはＳＳ計２が配備されていて反応槽３への流入負荷が確認されている。

反応槽３において脱窒素、脱リン、等の処理が行なわれた廃水は矢印２２のように最終沈殿池９に送られ、滅菌後、矢印２３のように放流されていく。なおこの放流の際には、Ｎ、Ｐ計１２によって窒素、リン排出濃度が監視され、またＣＯＤ計１３によって化学的酸素要求量排出濃度が監視される。

最終沈殿池９に沈殿した活性汚泥１０は矢印２４、２５、２６のように、反応槽３、最初沈殿池１に返送されていく。

これらの構成、工程は従来の標準活性汚泥方法に係る廃水処理装置、廃水処理方法において採用されているものと同様である。

この発明の廃水処理装置・廃水処理方法は、活性汚泥を備えている反応槽３内に、廃水が供給される側（図１において左側）から、廃水が排出される側（図１において右側）に向けて嫌気領域４と好気領域５とが連続的に形成されている点に特徴を有する。

すなわち、排水処理用の活性汚泥が投入されている反応槽３において、廃水が排出される側（図１において右側）では散気板８ａ、８ｂ、８ｃを介してエアレーションが行われることにより好気領域５が形成されている。

一方、反応槽３の廃水が供給される側（図１において左側）においては積極的なエアレーションが行われないことにより嫌気領域４が形成されている。

そして、この発明の廃水処理方法は、反応槽３内に配備されている活性汚泥の濃度（MLSS）を2000〜2500mg／リットルで管理している。そして、この活性汚泥中における活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度が１０^８〜１０個／ミリリットルに高められ、この高濃度に保持されている状態で廃水処理することを特徴にしている。

なお、反応槽３内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度を１０^８〜１０個／ミリリットルに高め、この状態を保持するため、反応槽３に流入する廃水のＢＯＤ濃度（ｍｇ／リットル）を測定し、ケイ酸マグネシウムを主体とした活性剤を反応槽３に流入する廃水に添加して、反応槽３内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度を調整する。

図１図示の本発明の廃水処理装置による本発明の廃水処理方法において、反応槽３内に流入した廃水は、図１中、右側の排出方向に向けてゆっくりと流動していくが、反応槽３においては、嫌気領域４と好気領域５とが連続的に形成されているので、反応槽３内の廃水は、全体としては図１中右側の排出方向に向けてゆっくりと流動しつつ、反応槽３中の好気領域５で行われるエアレーションによって嫌気領域４方向に矢印２７で示すように逆流可能になっている。

反応槽３内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌は脱窒能を持ち、エアレーションが行われている好気領域５に比較してエアレーションが行われていないことにより酸素不足状態にある嫌気領域４において、廃水に含まれている窒素酸化物からバチルス属細菌が酸素を奪い脱窒が行われている。

そして、好気領域５では、前述したバチルス属細菌の働きに活性汚泥中の硝化細菌の働き（アンモニアを硝酸塩にまで酸化する）が加わり、硝化が促進され、廃水に含まれている窒素酸化物が分解され、除去される。

また、反応槽３内に配備されている活性汚泥中のリン蓄積細菌の働きにより、嫌気領域４においてはリン蓄積細菌が体内に蓄えていたリンを放出し、好気領域５においてリン蓄積細菌が嫌気領域４において放出したよりも多くのリンを体内に再摂取する。これによって、廃水からリンが除去される。

更に、反応槽３内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌は廃水中における硫黄化合物（硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル）の削減に優れた能力を発揮するので、この廃水処理により、同時に臭気が除去される。

また、NH_４−N（アンモニア性窒素）が完全分解される。

なお、反応槽３内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌は、前述したようにして反応槽３中で処理が進み、貧栄養状態になると細胞の中に胞子が形成され、その状態で反応槽３から最終沈殿池９に流入する。このバチルス属細菌の胞子の細胞壁は吸着性があり、粘着物質で覆われているため、フロック形成が容易となり、凝集性が向上している。また、前述したように、反応槽３内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度を前記のように高め、これを維持するために廃水に添加されているケイ酸マグネシウムを主体とした活性剤中のケイ酸が汚泥に含まれていることにより活性汚泥の比重が高まり、汚泥の沈降性が増す。

本願の発明者等が検討したところによれば、反応槽３内に、前述したように、廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域４と好気領域５とを連続的に形成し、反応槽３内に配備されている活性汚泥の濃度（MLSS）を2000〜2500mg／リットルで管理しつつ、この活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度を１０^８〜１０個／ミリリットルに高め、この状態を保持するために、汚泥返送率40~50%に管理すると、下水、生活廃水、し尿、産業廃水などの廃水を生物学的に処理するにあたって処理水質の安定化を図り、更に、脱窒、脱リン（高度処理）等する上で効果的であった。

なお、嫌気領域４の領域においても、反応槽３内に澱みを作らないようにする目的で、嫌気領域４の領域に配備されている散気板から少量のエアレーションを行って、廃水の流れが生起されるようにしているが、このエアレーションは、嫌気領域４の領域における活性汚泥（不図示）中のバチルス菌などの微生物の働きによる廃水中の脱窒素処理、リンの放出などの作用を妨げない程度の少量のものである。

嫌気領域４の領域において、何らかの攪拌設備を配備することにより、廃水の流れを生起し、反応槽３内に澱みを作らないようにすることが可能ならば、前述した嫌気領域４における少量のエアレーションは不要である。

嫌気領域４には酸化還元電位計（ＯＲＰ計）６が配備されており、嫌気領域４の酸化還元電位を確認できるようになっている。また、好気領域５にはＤＯ計７が配備されており、好気領域５における廃水中の溶存酸素量を確認できるようになっている。

ＤＯ計７で確認した好気領域５における廃水中の溶存酸素量及び、ＯＲＰ計６で確認した嫌気領域４の酸化還元電位を参照して、散気板８ａ、８ｂ、８ｃに送風するエアーの量を調整し、散気板８ａ、８ｂ、８ｃを介したエアレーションの程度を調整することができる。

処理すべき廃水中の窒素濃度、リン濃度などにもよるが、嫌気領域４の酸化還元電位を−１５０ｍＶ〜−２００ｍＶとし、その一方、好気領域５における廃水中の溶存酸素量が２．０〜３．５ｍｇ／リットルとなるようにエアレーションの状態を管理することが望ましい。

また、反応槽３において嫌気領域４を形成する容積(体積)と、好気領域５を形成する容積(体積)は、処理すべき廃水中における流入負荷量及び、窒素濃度、リン濃度などを測定して種々に定めることができる。図１図示の場合は、容積(体積)がほぼ１：１〜１：３の関係になるようにしているが、図１中、散気板８ａからエアレーションを行わないようにして嫌気領域４を好気領域５より広くしたり、逆に、図１において、散気板８ａの左隣に配置されている散気板からもエアレーションを行うようにして好気領域５を嫌気領域４より広くすることもできる。

こうして、反応槽３において脱窒素、脱リン、等の処理が行なわれた廃水が矢印２２のように最終沈殿池９に送られる。

このように本発明の廃水処理装置、廃水処理方法は、従来の廃水処理装置、廃水処理方法において使用され、配備されていた、活性汚泥を備えている反応槽の中に、散気板８ａ〜８ｃを介してエアレーションが行われる好気領域５を廃水が排出される側（図１において右側）に、積極的なエアレーションが行われない嫌気領域４を廃水が供給される側（図１において左側）に、連続的に、すなわち、反応槽３内に流入した廃水が全体としては排出側に向けてゆっくりと流動しつつ、反応槽３内の好気領域５で行われるエアレーションによって嫌気領域４方向に矢印２７で示すように逆流することができるように、前記の嫌気領域４と好気領域５とを連続的に形成している点に特徴を有するものである。

そして、反応槽３内に配備されている活性汚泥の濃度（MLSS）を2000〜2500mg／リットルで管理し、この活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度が１０^８〜１０個／ミリリットルに高められ、この高濃度に保持されている状態で廃水処理することを特徴にしている。

そこで、標準活性汚泥法が採用されている既存の廃水処理の反応槽を前記のように、廃水が供給される側（図１において左側）から、廃水が排出される側（図１において右側）に向けて嫌気領域４と好気領域５とが連続的に形成されるように配置するのみで実施すことができる。

また、嫌気槽、無酸素槽、好気槽などをそれぞれ別個独立に準備する必要も、新たな施設を建設する必要も無く、活性汚泥法による既存の排水処理設備に大きな配置変更、設備の増設などを行なうことなしに実施することが可能である。

図２は本発明の廃水処理装置、廃水処理方法の他の構成を説明する概略構成図である。

図１を用いて説明した実施例１の廃水処理装置、廃水処理方法と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略し、図２図示の実施例の構成で図１図示のものと相違している部分のみを説明する。

図２図示の実施例においては、反応槽３内に２箇所の嫌気領域４ａ、４ｂと、２箇所の好気領域５ａ、５ｂが形成されている点、隣接する嫌気領域４ａ、４ｂの間、隣接する嫌気領域４ｂと好気領域５ａとの間、隣接する好気領域５ａ、５ｂの間に、それぞれ、反応槽３の深さより高さが短い隔壁１５ａ、１５ｂ、１５ｃが配置されている点が、実施例１の構成と相違している。

このように隣接する領域の間に隔壁１５ａ、１５ｂ、１５ｃが配置されているが、隔壁の高さは反応槽３の深さより短いので、反応槽３内の廃水は、少なくとも、水面付近において、隣接する領域に移動できるようになっており、これによって、反応槽３内に流入した廃水は、全体としては排出側（図２中、右側）に向けてゆっくりと流動しつつ、反応槽３内の好気領域５ａ、５ｂで行われるエアレーションによって嫌気領域４ａ、４ｂ方向に矢印２７で示すように逆流可能になっていて、嫌気領域４ａ、４ｂと好気領域５ａ、５ｂとは連続的に形成されている。

なお、図２図示の実施形態に替えて、図３図示のように、反応槽３内に、廃水が供給される側（図３中、下側）から、廃水が排出される側(図３中、上側)に向けて、嫌気領域４（４ａ、４ｂ）と好気領域５（５ａ、５ｂ）とを連続的に形成することもできる。

図３図示の実施形態では、嫌気領域４ａと隣接する嫌気領域４ｂとの間を仕切っている仕切り壁１５ａには、反応槽３の左側に流路が設けられ、嫌気領域４ｂと隣接する好気領域５ａとの間を仕切っている次の仕切り壁１５ｂには、反応槽３の右側に流路が設けられ、好気領域５ａと隣接する好気領域５ｂとの間を仕切っている次の仕切り壁１５ｃは、反応槽３の左側に流路がに設けられている。そして、処理されるべき廃水は、供給側（図３中、下側）から、排出側(図３中、上側)に向かって、平面で見たときにジグザグに蛇行するように、おだやかに流動している。

図２図示の実施形態では、好気領域５ａ、５ｂには、それぞれ、４個の散気板８が配置され、ここからエアレーションが行われている。

また、図２図示の実施形態では、ＰＨ計１４を好気領域５ｂに配備し、アルカリ度を測定している。

図２図示の本発明の廃水処理装置を用いた本発明の廃水処理方法は図１図示の廃水処理装置を用いて行う実施例１の廃水処理方法と同一である。

すなわち、反応槽３内に配備されている活性汚泥の濃度（MLSS）を2000〜2500mg／リットルで管理している。そして、この活性汚泥中における活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度が１０^８〜１０個／ミリリットルに高め、この状態が保持されるようにしている。ここでも、反応槽３に流入する廃水のＢＯＤ濃度（ｍｇ／リットル）を測定し、ケイ酸マグネシウムを主体とした活性剤を反応槽３に流入する廃水に添加する、等して、反応槽３内に配備されている活性汚泥中のバチルス属細菌の濃度を１０^８〜１０個／ミリリットルに高め、この状態が保持されるようにしている。

また、処理すべき廃水中の窒素濃度、リン濃度などにもよるが、嫌気領域４ａ、４ｂの酸化還元電位を−１５０ｍＶ〜−２００ｍＶとし、その一方、好気領域５ａ、５ｂにおける廃水中の溶存酸素量が２．０〜３．５ｍｇ／リットルとなるようにエアレーションの状態を管理している。

この本発明の廃水処理方法を実施した場合の、図１に符号ＣＰ１、ＣＰ８、ＣＰ９、ＣＰ１６で示しているチェックポイントにおける、廃水中の窒素濃度、リン濃度などを測定した結果は図３、図４の通りであった。図３は冬季に、図４は夏季に測定したものである。図３、図４中、ＣＰ０は廃水が反応槽３に流入する際の濃度である。

図３、図４図示のように、窒素濃度は、冬季でも、夏季でも、嫌気領域４ａに流入した、ポイントＣＰ１から、好気領域５ａに近づくにつれて減少し、好気領域５ａ、５ｂ内では、その濃度は大きく変動していない。

また、リン濃度は、嫌気領域４ａ、４ｂにおいて、活性汚泥中のリン蓄積細菌がリンを吐き出したことにより上昇したが、好気領域５ａ、５ｂにおいては、ＣＰ１６に近づくにしたがって濃度が低下していた。

更に、NH_４−N（アンモニア性窒素）に関しては、図３（冬季）、図４（夏季）のいずれとも、ＣＰ１６においてはほぼゼロに近い数値になっており、NH_４−N（アンモニア性窒素）がほぼ完全に分解されることが確認できた。

また、臭気に関しては、ＣＰ１６ではほとんど臭気が感じられなかった。これは、バチルス属細菌によって廃水中の硫黄化合物（硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル）が効果的に削減されたためと思われる。

図２図示の本発明の廃水処理装置を用いた本発明の廃水処理方法を用いた場合と、従来の廃水処理方式の場合について、ＢＯＤ（生物学的酸素要求量）（単位：ｍｇ／リットル）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）（単位：ｍｇ／リットル）、ＳＳ（浮遊物質量）（単位：ｍｇ／リットル）、窒素濃度(単位：ｍｇ／リットル)、リン濃度（単位：ｍｇ／リットル）、空気倍率（反応槽に送る送気量（体積）の反応槽に収容される廃水の量（体積）に対する倍率）の比較を表すと以下の表１の通りになる。

ここで、従来の廃水処理方式の場合の数値は、平成１３年度の下水道統計（抜粋）によるものである。また、本発明の方法については、７月から週１回計測を行い。これを１８週にわたって計測したものの平均である。

本発明の方法によれば、従来の廃水処理方式の場合と同等のＢＯＤ、ＣＯＤを達成することができ、脱窒素、脱リンに関しては、脱リンの除去率が従来の嫌気・無酸素・好気法（Ａ_２Ｏ）の場合に比較して同等あるいはそれ以上の結果であり、それ以外についても、従来の廃水処理方式に比較して優れた除去率であった。

このように、本発明の装置、方法によれば、標準活性汚泥法の規模の処理施設で、従来の高度処理並みの水質を確保することができる。すなわち、本発明の装置、方法は安価な汚水処理装置、方法であることが確認できた。

更に、前記の比較結果の通り、空気倍率に関しては、反応槽への送気量が従来の高度処理法による廃水処理方式の場合に比較して著しく少なくてすんだ。

一般に廃水処理施設においては、反応槽への送気は電気を用いて行っており、廃水処理施設における電力消費の主なるものはこの反応槽への送気に用いられる電力である。そこで、反応槽への送気量が増えれば増えるほど、すなわち、前記における空気倍率の数値が大きくなればなるほど電力消費量も大きくなり、電気料金などのランニングコストがかさむことになる。

従来一般に使用されてきた標準活性汚泥法において空気倍率は５〜７倍が一般的であったが、本発明によれば、前記の通り空気倍率を低く抑え、少ない送気量で前述したような優れた脱窒素、脱リン、等の廃水処理を行うことができる。これにより、消費電力を少なくし、すなわちランニングコストの低減を図りつつ、効果的に高度処理としての水質確保が可能になる。

なお、この図２、図３図示の実施形態についても、発明者等が検討したところ、反応槽３内に、前述したように、廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域４（４ａ、４ｂ）と好気領域５（５ａ、５ｂ）とを連続的に形成し、反応槽３内に配備されている活性汚泥の濃度（MLSS）を2000〜2500mg／リットルで管理しつつ、この活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度を１０^８〜１０個／ミリリットルに高め、この状態を保持するために、汚泥返送率40~50%に管理することが、下水、生活廃水、し尿、産業廃水などの廃水を生物学的に処理するにあたって処理水質の安定化を図り、更に、脱窒、脱リン（高度処理）等する上で効果的であった。

以上、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。

本発明の廃水処理装置、廃水処理方法の一例を説明する概略構成図。本発明の廃水処理装置、廃水処理方法の他の例を説明する概略構成図。図２図示の廃水処理装置、廃水処理方法の他の例における平面概略構成図。本発明の廃水処理方法を実施した場合の廃水中の窒素濃度、リン濃度などの測定結果を表すグラフ。本発明の廃水処理方法を他の時期に実施した場合の廃水中の窒素濃度、リン濃度などの測定結果を表すグラフ。

符号の説明

１最初沈殿池
３反応槽
４嫌気領域
４ａ、４ｂ嫌気領域
５好気領域
５ａ、５ｂ好気領域
８ａ、８ｂ、８ｃ散気板
９最終沈殿池
１０活性汚泥
１１活性汚泥
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ隔壁

Claims

活性汚泥を備えている反応槽内に処理すべき廃水を供給して当該廃水を処理する廃水処理方法であって、
前記反応槽内に、前記廃水が供給される側から、廃水が排出される側に向けて嫌気領域と好気領域とを連続的に形成し、
前記活性汚泥中におけるバチルス属細菌の濃度を高く維持しつつ
前記廃水を処理することを特徴とする廃水処理方法。