JP2009279562A

JP2009279562A - 有機性排水の生物学的処理方法及び装置

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Publication number: JP2009279562A
Application number: JP2008136858A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kato; 元加藤; Kiyoshi Sakurai; 潔櫻井
Original assignee: BIODYNAMIC SYSTEM KENKYUSHO KK; Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: BIODYNAMIC SYSTEM KENKYUSHO KK; Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-26
Also published as: JP5363030B2

Abstract

【課題】環境問題や多大な費用負担を引き起こすことなく、簡便に且つ容易に実施することの出来る、減容効果を最大限に享受した汚泥処理方法、並びにそのための装置を提供する。
【解決手段】有機性排水を生物処理槽２に供給して、かかる排水中の有機物質を生物学的に処理した後、生じた処理液を固液分離して取り出される汚泥の少なくとも一部を、曝気装置３０を設けた汚泥処理槽２０に投入する一方、常温下において、かかる曝気装置３０から空気を吹き込み、汚泥処理槽２０内の固液混合物のＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値が０．１５以下又はＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が０．１以下となるように、汚泥投入量及び曝気量を制御しつつ、好気性状態下で汚泥処理した後、汚泥処理槽２０から取り出される汚泥処理液を再び生物処理槽２に供給して、有機性排水の生物学的処理を行うようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機性排水の生物学的処理方法及び装置に係り、特に、生物学的処理を用いた排水処理施設、即ち下水処理場、合併処理浄化槽、接触曝気処理槽等から発生する有機性汚泥の処理を伴なった有機性排水の処理方法、並びにそのための装置に関するものである。

従来から、生活系排水や有機性産業排水等の有機物を含有した排水の処理には、生物学的に浄化処理することが有効とされて、広く用いられて来ている。そして、そのような有機性排水の生物学的処理を実施した際に生じる生汚泥や余剰汚泥は、その全てを、排水処理施設内において消化し切ることは困難であるところから、廃棄物として、排水処理施設から搬出され、乾燥や焼却等の熱処理が施された後、埋立て処分されたり、或いはリサイクル資材として、肥料やセメント資材等に加工されている。しかし、それら埋立て処分やリサイクル加工は、廃棄物の発生、エネルギーの過剰消費、二酸化炭素排出量の増大、悪臭の発生等の環境問題を惹起することとなる他、汚泥の搬送、乾燥、焼却等の処理には、高額な処理費と設備費が必要とされて、排水処理施設の運用者や所有者に対して、大きな経済的負担をもたらしている。

このため、そのような排水処理施設から取り出される余剰汚泥について、それを、可及的に減容化すべく、これまで、オゾン処理、好熱性細菌処理、電解処理、超音波処理等の汚泥処理が実施されているが、それらの方法は、何れも、多大なエネルギーを必要とし、また、大掛かりな設備が必要となるところから、それらのエネルギー費用や設備費用は、経済的に大きな負担となっているのである。

また、特開平８−２１５６９５号公報においては、有機性の排液を返送汚泥と共に曝気槽に導入して、好気性生物処理を施した後、この処理液を固液分離装置で固液分離し、そしてその分離汚泥の一部を返送汚泥として、曝気槽に返送する好気性処理方法において、かかる分離汚泥の一部を可溶化処理槽に導入し、ｐＨ２．８〜５、温度４０〜９０℃の条件下で、１５分間〜２時間、汚泥の可溶化処理を行なった後、曝気槽に返送せしめるようにすることにより、余剰汚泥の減容化を行ない得ることが明らかにされているが、そこでは、ｐＨを２．８〜５に調整するために、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸（薬品）を添加する必要があり、また温度を４０〜９０℃とするべく、加熱器を設置する必要があり、そのために、薬品や熱エネルギーの投入に基づくところの設備上や作業上の各種の問題を内在し、また、処理コストも増大するという問題を内在するものであった。

さらに、特開２００３−４７９８６号公報においては、有機性排水を活性汚泥により生物処理する生物処理槽と、この生物処理槽から流出される処理水と前記活性汚泥との混合液を固液分離する分離槽とを有する廃水処理装置において、固液分離した活性汚泥を汚泥処理装置で汚泥処理した後、曝気槽において、過曝気状態で処理することにより、活性汚泥の自己消化作用を向上せしめ、以て、安定した減容効果を得るようにした方式が明らかにされている。しかしながら、そこでは、固液分離された活性汚泥が、汚泥処理装置において、高圧ノズル噴射することによって、微細化される汚泥処理を施す必要があることに加えて、曝気槽においては、過曝気によって、どのような状態を維持するかについて、何等、明らかにされておらず、そのために、有効な過曝気状態を維持することが困難となる他、過曝気状態が変動したりして、常に高い減容効果を得ることは難しいものであった。

特開平８-２１５６９５号公報特開２００３−４７９８６号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、環境問題をもたらし、多大なエネルギーと費用のかかる従来の汚泥処理方式に対して、環境問題や多大な費用負担を引き起こすことなく、簡便に且つ容易に実施することの出来る、減容効果を最大限に享受し得る汚泥処理方法、並びにそのための装置を提供することにある。

そして、本発明にあっては、上記した課題を解決するために、有機性排水を生物処理槽に供給して、該排水中の有機物質を生物学的に処理した後、生じた処理液を固液分離して、浄化された水相を系外に放流する一方、固形分としての汚泥を取り出すようにした生物学的処理方法において、前記取り出される汚泥の少なくとも一部を、曝気装置を設けた汚泥処理槽に投入する一方、常温下において、かかる曝気装置から空気を吹き込み、常時、該汚泥処理槽内の固液混合物のＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値が０．１５以下又はＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が０．１以下となるように、汚泥投入量及び曝気量を制御しつつ、好気性状態下で汚泥処理した後、かかる汚泥処理槽から取り出される汚泥処理液を再び前記生物処理槽に供給するようにしたことを特徴とする有機性排水の生物学的処理方法を、その要旨とするものである。

また、本発明にあっては、かかる生物学的処理方法を有利に実施する上において、処理されるべき有機性排水を流入せしめて、該排水中の有機物質を生物学的に処理する生物処理槽と、該生物処理槽から導かれた処理液を固液分離して、浄化された水相を系外に放流する一方、固形分としての汚泥が取り出されるようにした固液分離手段とを有する生物学的処理装置において、（ａ）前記取り出される汚泥の少なくとも一部を移送せしめる汚泥移送手段と、（ｂ）曝気装置を備え、かかる曝気装置から吹き込まれる空気によって、常温下において、該汚泥移送手段にて移送された汚泥を、好気性状態下で処理する一方、生じた汚泥処理液を前記生物処理槽に導く返送流路を備えた汚泥処理槽と、（ｃ）該汚泥処理槽内の固液混合物のＢＯＤを測定するＢＯＤ測定装置と、（ｄ）該汚泥処理槽内の固液混合物のＭＬＳＳを測定するＭＬＳＳ測定装置と、（ｅ）該ＢＯＤ測定装置で測定されたＢＯＤ値と該ＭＬＳＳ測定装置で測定されたＭＬＳＳ値の比（ＢＯＤ／ＭＬＳＳ）が常に０．１以下となるように、前記汚泥移送手段による前記汚泥処理槽への汚泥投入量及び前記曝気装置による該汚泥処理槽における曝気量を制御する制御装置とを、設けたことを特徴とする有機性排水の生物学的処理装置を用いることをも、その要旨とするものである。

なお、ここで、ＢＯＤとは、汚泥処理槽内の固液混合物における生物化学的酸素要求量（Biochemical Oxygen Demand）(ｍｇ／Ｌ）であり、ＭＬＶＳＳとは、同じく汚泥処理槽内の固液混合物における有機性浮遊物質（Mixed Liquor Volatile Suspended Solids）（ｍｇ／Ｌ）であり、更に、ＭＬＳＳとは、汚泥処理槽内の固液混合物における浮遊物質（Mixed Liquor Suspended Solids）(ｍｇ／Ｌ）であって、本発明では、それらの比であるＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ又はＢＯＤ／ＭＬＳＳを用いて、汚泥処理槽における汚泥の処理状態を把握することとしている。

このように、本発明にあっては、固液分離操作において取り出される汚泥の少なくとも一部が、汚泥処理槽に投入されて、常温下において曝気処理されて、好気性に保たれると共に、常時、そのような汚泥処理槽内の固液混合物のＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値が、０．１５以下となるように、或いはＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が０．１以下となるように、かかる汚泥処理槽への汚泥の投入量及び曝気量を制御することにより、汚泥処理槽内を汚泥分解に適した状態に維持することが可能となったのである。なお、この場合、ＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値、又はＢＯＤ／ＭＬＳＳの値は、汚泥処理槽内の固液混合物の未分解の有機物質量を示すものではなく、汚泥処理槽内の固液混合物の固液分を構成する多数種の生物の重量当たりの酸素消費量を主に示す指標と理解するべきである。即ち、固液混合物のＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値が０．１５以下、或いはＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が０．１以下という範囲は、汚泥分解処理を最も適切に行なうことが出来る生物群の状態を示すものである。また、この汚泥分解能力の指標であるＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値、又はＢＯＤ／ＭＬＳＳの値は、汚泥投入量及び曝気量によって大きく影響を受ける。これらのＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値、又はＢＯＤ／ＭＬＳＳの値の監視と制御なしに汚泥を処理することは、汚泥処理槽の汚泥分解能力を落し、汚泥発生量を効果的に削減することが困難となるのである。汚泥分解に適した生物群の示すＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値、ＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が０．１５以下、０．１以下であるのに対し、好気性の生物学的排水処理に当たる活性汚泥を構成する生物群の示すそれらの値は、０．２〜０．８程度と大きく異なっていることを考えるに、これらの指標が汚泥分解に当たる生物群を排水処理に当たる活性汚泥とを明確に区別していることが分かり、汚泥処理槽内にそれら汚泥分解に当たる生物群が優勢であることを示す重要な指標となるのである。

また、汚泥処理槽内の固液混合物のＢＯＤやＭＬＶＳＳ、ＭＬＳＳを測定して、それらの測定値に基づいて、曝気量及び汚泥投入量をそれぞれ制御することにより、汚泥処理装置内における不要な曝気を抑え、且つ過剰な汚泥投入を抑え得ることとなるのであり、以て、電力消費を抑制しつつ、汚泥処理を適正に実施することが出来るのである。なお、その制御に当たっては、ＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ又はＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が高い場合には、汚泥投入量を低く抑え、曝気量を多くすることで、それらの値を低く制御することが出来るのであり、また、投入する汚泥が不足している場合には、曝気量を少なくして、曝気にかかるエネルギーを抑え、それらの値を低く維持することが経済的に適切となる。

さらに、本発明にあっては、汚泥処理槽で汚泥処理して得られる汚泥処理液は、汚泥処理槽から取り出されて、上流に返送され、生物処理槽に再び供給せしめられるようになっていることによって、排水処理に悪影響を来たすことなく、生物処理槽においても、汚泥分解を効果的に進行させ得ることとなるのであり、結果的に、排水処理施設から発生する汚泥、換言すれば、廃棄物として取り出される汚泥の総量が、可及的に削減され得ることとなるのである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１は、本発明に従う有機性排水の生物学的処理施設の一例に係る全体構成説明図であり、そこにおいて、処理対象排水であるＢＯＤ成分等の有機物質を含む有機性排水は、生物処理槽２に対して、排水流入ライン４を通じて、流量調整槽６から所定流量において流入せしめられるようになっている。また、この生物処理槽２においては、ブロワにより空気を吹き込むようにした曝気装置８が設けられており、その作動によって、槽底部から空気を吹き込むことにより、流入排水が曝気処理され、活性汚泥の存在下において、生物学的に好気処理されるようになっている。即ち、生物処理槽２において、流入排水中の有機物質が、微生物（活性汚泥）に捕食されて、浄化されることとなると共に、かかる微生物は、生物処理槽２において増殖し、浮遊物質として、処理液中に含有された状態において、次の固液分離槽１０に導かれるようになっているのである。

そして、固液分離手段である固液分離槽１０においては、生物処理槽２から導かれた処理液に対して、沈降（沈殿）分離操作が施されて、清澄な処理水と汚泥に分離されるようになっているのである。かくして得られる上澄の処理水は、排出ライン１２を通じて、施設外に流出せしめられる一方、沈降した汚泥１３については、固液分離槽１０の底部から取り出され、その一部が汚泥返送ライン１４を通じて、返送汚泥として、生物処理槽２に戻される一方、残りの汚泥が、汚泥濃縮槽１６に導入されるようになっている。

また、汚泥濃縮槽１６においては、そこに移された汚泥１３が濃縮され、濃縮汚泥として、槽底部より取り出されて、ポンプやエアーリフト等の適当な汚泥移送装置１８（ここでは、エアーリフトを使用）を用いて、汚泥処理槽２０及び汚泥貯留槽２２に、濃縮汚泥として、断続的に又は連続的に移送せしめられ得るようになっている。なお、汚泥貯留槽２２では、そこで生じた上澄水が、上澄水返送ライン２４を通じて、流量調整槽６に返送されるようになっている一方、更に濃縮された濃縮汚泥２６が、取出しライン２８を通じて、余剰汚泥として、施設外に取り出されるようになっている。

さらに、汚泥移送装置（エアーリフト）１８にて、汚泥濃縮槽１６から濃縮汚泥が移送せしめられる汚泥処理槽２０においては、その底部に、ブロワにより空気を吹き込むようにした曝気装置３０が設けられており、この曝気装置３０により、空気を吹き込みつつ、移送された濃縮汚泥に対して、常温下において、所定の曝気処理が施されるようになっている。そして、本発明にあっては、常時、この汚泥処理槽２０内の固液混合物のＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値が０．１５以下となるように、或いはＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が０．１以下となるように、汚泥処理槽２０への汚泥投入量及びそれに対する曝気量を制御せしめて、好気性状態下で、汚泥処理が進行せしめられることとなるのであるが、本実施形態においては、オンライン化の容易なＭＬＳＳの測定値を用い、ＢＯＤ／ＭＬＳＳの値に基づいて、目的とする制御が行なわれるようになっているのである。

すなわち、汚泥処理槽２０には、曝気処理の施されている槽内の固液混合物のＢＯＤ及びＭＬＳＳをそれぞれ測定する公知のＢＯＤ測定装置３１及びＭＬＳＳ測定装置３２が、それぞれ、配設されており、それらＢＯＤ測定装置３１及びＭＬＳＳ測定装置３２にて測定されるＢＯＤ値及びＭＬＳＳ値に基づき、かかる汚泥処理槽２０内の固液混合物のＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が常に０．１以下となるように、汚泥移送装置１８による濃縮汚泥の投入量と曝気装置３０による曝気量が制御せしめられ得るようになっている。なお、この汚泥処理槽２０において処理して得られた汚泥処理液は、汚泥処理液返送ライン３６を通じて、流量調整槽６に戻されるようになっている。

従って、このような構成からなる生物学的処理施設において、排水流入ライン４を通じて導かれた、処理されるべき所定の排水は、流量調整槽６において貯められて、生物処理槽２には、所定の流量にて流入せしめられ、そして、その流入排水中の有機物質が、曝気状態下において、微生物により、生物学的に好気処理されて、排水の浄化が行なわれた後、そこで生じた処理液が、固液分離槽１０において、固液分離されて、固形分としての汚泥１３が水相より取り出されることとなる。

そして、その取り出された汚泥１３は、その少なくとも一部が、汚泥返送ライン１４から汚泥濃縮槽１６に導かれた後、汚泥移送装置１８にて汚泥処理槽２０に供給されることとなるが、そのような汚泥移送装置１８による汚泥処理槽２０への汚泥供給量（投入量）が、曝気装置３０による曝気量と共に、汚泥処理槽２０内の固液混合物のＢＯＤ／ＭＬＳＳの値の如何によって制御されつつ、汚泥処理槽２０における汚泥処理が、常温下において、好気性状態下で、進行せしめられるようになっているのである。

すなわち、本発明においては、かかる汚泥処理槽２０内における汚泥処理が、ＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が常に０．１以下となるようにして進行せしめられるように、ＢＯＤ測定装置３１にて、汚泥処理槽２０内の固液混合物のＢＯＤ値が測定され、またＭＬＳＳ測定装置３２にて、汚泥処理槽２０内の固液混合物のＭＬＳＳ値が測定される。そして、それらの測定値に基づきＢＯＤ／ＭＬＳＳ値を求めて、制御装置３４にて、汚泥移送装置１８による汚泥投入量が制御され、更に曝気装置３０による曝気量、換言すれば、曝気装置３０のブロワによる吹込み空気量が制御されるようになっているのであり、これによって、汚泥処理槽２０内における汚泥処理が、最適な状態において進行せしめられることとなるのである。要するに、ＢＯＤ測定装置３１及びＭＬＳＳ測定装置３２において測定されたＢＯＤ値及びＭＬＳＳ値に応じて、制御装置３４が、曝気装置３０と汚泥移送装置１８の稼動を制御し、曝気量と汚泥投入量を変量するようになっているのであって、そこでは、ＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が高い場合には、曝気量を上げるよう、曝気装置３０を稼動させるか、汚泥投入量を減らすように、汚泥移送装置１８の稼動が抑制されるのであり、また、それとは逆に、ＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が低い場合には、曝気量を下げるように、曝気装置３０の稼動を抑えるか、或いは汚泥投入量を増やすように、汚泥移送装置１８を稼動させるように、制御装置３４による制御が行なわれるのである。

このように、汚泥処理槽２０においては、その槽内の固液混合物のＢＯＤ／ＭＬＳＳ値に基づき、汚泥投入量及び曝気量が制御されることにより、汚泥処理が最適状態において進行せしめられて、汚泥の可及的な減容化が有利に実現され得ることとなるのであるが、そのような制御されるＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が０．１を超えるようになると、汚泥処理槽２０内における汚泥処理が、充分に行なわれ得ず、そのために、汚泥移送装置１８から、汚泥貯留槽２２に移送せしめられる濃縮汚泥量が多くなり、以て、施設外に取り出される濃縮汚泥２６の量も増大するようになって、本発明の目的が、充分に達成され得なくなるのである。

また、本発明においては、汚泥処理槽２０に対して、従来技術に見られるような加熱手段は、何等設けられておらず、そのために、汚泥処理は、常温下において、一般に、３５℃以下の温度下において、汚泥処理が進行せしめられ、これによって、熱エネルギーを用いることによる費用負担の解消も、効果的に図られ得ているのであるが、これに加えて、本発明にあっては、有利には、細胞壁溶解酵素生産能を有する微生物（菌）が、汚泥処理槽２０内に添加されることが、望ましい。そのような微生物としては、細胞壁溶解に寄与する菌であるストレプトマイセス（Streptomyces）属に属する放線菌、アクロモバクター（Achromobacter）属、アエロモナス（Aeromonas）属、バチルス（Bacillus）属、クロストリジウム（Clostridium）属、フラボバクテリウム（Flavobacterium）属、スタフィロコッカス（Staphylococcus）属、ストレプトコッカス（Streptococcus）属等の菌を挙げることが出来、そのような菌を添加することは、汚泥処理槽２０内の汚泥分解に寄与する細菌の候補の多くを、槽が保有する上においても有効であり、汚泥分解処理に対して、一層効果的に機能することとなるのである。

そして、上述の如く、汚泥処理槽２０において、汚泥処理することによって生じた汚泥処理液は、その返送ライン３６を通じて、流量調整槽６に順次返されることとなるが、その流量調整槽６に送られた汚泥処理液は、流量調整されて、次の生物処理槽２に移され、そこで、汚泥分解が更に進行せしめられ、結果的に、排水処理施設から発生する汚泥が、可及的に削減されることとなるのである。なお、汚泥処理槽２０からの汚泥処理液は、生物処理槽２に導入されても、排水処理には悪影響を及ぼすことがないために、処理水質は適正に保持されるようになっている。

ところで、本発明に従う有機性排水の生物学的処理施設は、上記した図１に示される構成のものの他にも、当業者に自明な各種の態様において、実現され得るものであり、例えば、図２に示される如く、生物処理槽２を、嫌気性処理する脱窒槽部２ａと、好気性処理する硝化槽部２ｂとにて構成すると共に、固液分離手段をも兼ねてなる構造とすることも、可能である。

具体的には、図２に示される生物処理槽２は、排水中の有機物質の生物処理方式の一つとして、よく知られている脱窒槽部２ａと硝化槽部２ｂとを有し、その中で、嫌気性処理を行なう脱窒槽部２ａにおいては、流入排水の嫌気性下での脱窒を行ない、硝化槽部２ｂにおいては、好気性下での硝化が行なわれるようになっており、そのため、硝化槽部２ｂ内においては、曝気装置８による曝気処理が施されるようになっている。また、硝化槽部２ｂ内には、汚泥を含む処理液から浄化された水相を取り出すための公知の固液分離膜４０が配設されており、この固液分離膜４０にて、清澄な処理水が、水相として、汚泥から分離され、排出ライン１２を通じて、施設外に流出せしめられるようになっている一方、固形分としての汚泥１３は、脱窒槽部２ａに戻されるようになっている。

そして、脱窒槽部２ａでは、返戻された汚泥１３が沈降するようになるところから、その底部に設けられた汚泥移送手段としてのポンプ４２によって、汚泥１３は槽外に取り出された後、汚泥処理槽２０や汚泥貯留槽２２に移送せしめられるようになっている。このように、この態様では、浄化された水相と分離される汚泥とが生物処理槽２の全体から槽外に取り出されるようになっているところから、ここでは、生物処理槽２全体にて、固液分離手段が構成されることとなる。

なお、かかる図２に示される生物学的処理施設にあっても、汚泥処理槽２０における汚泥処理は、前記した図１に示される生物学的処理施設と同様であって、ポンプ４２にて取り出される汚泥１３の少なくとも一部が、汚泥処理槽２０に供給され、汚泥処理されると共に、そのような汚泥処理槽２０内の固液混合物のＢＯＤ及びＭＬＳＳが、ＢＯＤ測定装置３１及びＭＬＳＳ測定装置３２にてそれぞれ測定され、そしてそれらの測定値に基づいて、かかる汚泥処理槽２０内のＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が０．１以下となるように、制御装置３４によって、ポンプ４２による汚泥処理槽２０への汚泥投入量と曝気装置３０による曝気量とが制御せしめられ、以て、汚泥分解が、常温下において効果的に行なわれ得るようになっているのである。

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

例えば、生物処理槽２における有機性排水の生物学的処理や、それによって生じた処理液の固液分離の方式としては、従来から公知の各種のものが、適宜に用いられることとなる。

なお、例示の実施形態においては、汚泥処理槽２０に対して、公知のＭＬＳＳ測定装置３２が、ＢＯＤ測定装置３１と共に設けられ、それらの測定によって得られた値から、ＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が、オンラインにおいて有利に求められて、目的とする制御が制御装置３４にて自動的に行なわれ得るようになっているが、本発明にあっては、そのようなＭＬＳＳ測定装置３２に代えて、かかる汚泥処理槽２０内の固液混合物におけるＭＬＶＳＳを、従来と同様な手法に従って求め、そしてＢＯＤ測定装置３１にて測定されるＢＯＤ値を用いて、ＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値を求めて、その値が０．１５以下となるように、汚泥投入量及び曝気量を制御するようにすることも、可能である。

また、例示の実施形態においては、汚泥処理槽２０から取り出された汚泥処理液が、その返送ライン３６を通じて、流量調整槽６に供給されるようになっているが、かかる返送ライン３６を、生物処理槽２に接続して、汚泥処理液が直接に生物処理槽２内に供給されるようにすることも、可能である。

さらに、汚泥処理槽２０に供給される汚泥の量にあっても、取り出された汚泥の全部が汚泥処理槽２０に供給されることとなるならば、汚泥貯留槽２２を設置する必要も無くなり、施設外に取り出される濃縮汚泥２６を皆無とすることが可能となる利点がある。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そして、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことも、また、理解されるべきである。

図１に示される生物学的処理施設の実機を用いて、有機性排水である生活系排水について、生物学的処理の検証を行なった。その際、生物処理槽２における活性汚泥浮遊物質（ＭＬＳＳ）を６０００〜８０００ｍｇ／Ｌに維持し、固液分離槽１０における水面から汚泥界面までの距離を１．０〜２．０ｍに維持した状態において、生物学的処理施設からの汚泥搬出量（取出しライン２８を通じての濃縮汚泥２６の取出し量）が、汚泥処理槽２０における曝気による汚泥処理によって実現されるＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ値やＢＯＤ／ＭＬＳＳ値によって、どのように変動するかについて、調べた。また、かかる場合において搬出される汚泥濃度は、ＭＬＳＳで２２０００〜２３０００ｍｇ／Ｌに維持し、更にこの濃度に調整するために、余剰の汚泥は、汚泥貯留槽２２に移して、沈降、濃縮せしめ、随時、その上澄水を、流量調整槽６に移送した。なお、ここでは、汚泥処理槽２０には、細胞壁溶解酵素生産能を有する微生物が予め添加されている。また、かかる調査期間は３ヶ月として、各調査開始前に、１ヶ月間、調査開始時と同条件で、汚泥処理槽２０を予備運行させ、その後、調査を開始した。得られた結果を、下記表１に示す。

かかる表１の実施例では、調査開始後、０〜６０日目までの期間に、曝気装置３０のブロワを一日に２４時間稼動させた際の、汚泥処理槽２０のＢＯＤ、ＭＬＶＳＳ及びＭＬＳＳを測定し、ＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ及びＢＯＤ／ＭＬＳＳを求めたところ、３０日目及び６０日目で、それぞれ、ＢＯＤ／ＭＬＶＳＳが０．０５８、０．０８８、ＢＯＤ／ＭＬＳＳが、０．０４４、０．０７１という値が確認された。また、その期間における汚泥搬出量は、０〜３０日目及び３１〜６０日目で、それぞれ５ｍ³ 及び９ｍ³ であった。これに対して、表１中の比較例では、調査開始後、０〜６０日目までの期間に、曝気装置３０のブロワを一日に３時間のみ稼動させた際の、汚泥処理槽２０内のＢＯＤ、ＭＬＶＳＳ及びＭＬＳＳを、それぞれ測定したところ、３０日目及び６０日目で、それぞれ、ＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ値が０．３３０、０．３８７、ＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が０．２５５、０．３１６であることが確認された。また、その期間における汚泥搬出量は、０〜３０日目及び３１〜６０日目で、それぞれ、１８ｍ³ 及び２０ｍ³ であった。

そして、それら実施例と比較例の結果から明らかな如く、曝気装置３０のブロワを一日に２４時間稼動して、汚泥処理槽２０を所定の過剰曝気状態と為し、好気性状態下において汚泥処理を実施することにより、槽内のＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ値を０．１５以下又はＢＯＤ／ＭＬＳＳ値を０．１以下に維持した実施例にあっては、一日に３時間のブロワ稼動のみで、低い曝気状態に維持されて、汚泥処理が行なわれることにより、槽内のＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ値が０．２以上又はＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が０．３以上となった比較例に比べて、汚泥搬出量が著しく削減され得ていることが認められるのである。

また、表１中の実施例において、調査開始後、６１日〜９０日目までの期間に、曝気装置３０のブロワを一日に６時間稼動させた際の、汚泥処理槽２０内のＢＯＤ、ＭＬＶＳＳ及びＭＬＳＳをそれぞれ測定したところ、９０日目において、ＢＯＤ／ＭＬＶＳＳが０．１３２、またＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が０．０９３であることが確認された。そして、この期間における汚泥搬出量は、１４ｍ³ であった。これに対して、比較例において、調査開始後、６１〜９０日目までの期間に、曝気装置３０のブロワを一日に２４時間稼動させる一方、汚泥投入量を１５ｍ³ と多くした際の汚泥処理槽２０のＢＯＤ、ＭＬＶＳＳ及びＭＬＳＳを測定したところ、９０日目でＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ値が０．３７８、またＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が０．３１５であることが、確認された。また、その期間における汚泥搬出量は、２２ｍ³ であった。このように、比較例は、実施例よりも、曝気時間が長く、ＤＯも大きいものの、汚泥搬出量は多くなっていることが、認められる。

以上の結果よりして、所定の汚泥投入量に対する所定の曝気処理によって、汚泥処理槽２０の槽内のＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ値が０．１５以下、また、ＢＯＤ／ＭＬＳＳ値が０．１以下となるように維持された場合において、汚泥搬出量の削減に著しく効果があることが理解されるのである。同時に、汚泥搬出量が元々少ない処理施設においては、好気性条件下で、ＢＯＤ／ＭＬＶＳＳが０．１５以下に、又はＢＯＤ／ＭＬＳＳが０．１以下に、常時維持される条件を満たすだけの曝気が確保されることになれば、汚泥は搬出不要となり得る場合もあり、このため、曝気時間を減らしたり、曝気装置３０におけるブロワを、インバータで制御することで、ブロワの駆動に用いられる電力の消費量を抑えることも可能となるのであり、これらについても、汚泥処理槽２０内におけるＢＯＤ／ＭＬＶＳＳ値又はＢＯＤ／ＭＬＳＳ値を基準にして制御することにより、有効に実現され得るものであることが認められる。

本発明に従う有機性排水の生物学的処理施設の一例を示す全体構成説明図である。本発明に従う有機性排水の生物学的処理施設の他の一例を示す全体構成説明図である。

符号の説明

２生物処理槽２ａ脱窒槽部
２ｂ硝化槽部４排水流入ライン
６流量調整槽８，３０曝気装置
１０固液分離槽１２排出ライン
１３汚泥１４汚泥返送ライン
１６汚泥濃縮槽１８汚泥移送手段
２０汚泥処理槽２２汚泥貯留槽
２４上澄水返送ライン２６濃縮汚泥
２８取出しライン３１ＢＯＤ測定装置
３２ＭＬＳＳ測定装置３４制御装置
３６返送ライン４０固液分離膜
４２ポンプ

Claims

有機性排水を生物処理槽に供給して、該排水中の有機物質を生物学的に処理した後、生じた処理液を固液分離して、浄化された水相を系外に放流する一方、固形分としての汚泥を取り出すようにした生物学的処理方法において、
前記取り出される汚泥の少なくとも一部を、曝気装置を設けた汚泥処理槽に投入する一方、常温下において、かかる曝気装置から空気を吹き込み、常時、該汚泥処理槽内の固液混合物のＢＯＤ／ＭＬＶＳＳの値が０．１５以下又はＢＯＤ／ＭＬＳＳの値が０．１以下となるように、汚泥投入量及び曝気量を制御しつつ、好気性状態下で汚泥処理した後、かかる汚泥処理槽から取り出される汚泥処理液を再び前記生物処理槽に供給するようにしたことを特徴とする有機性排水の生物学的処理方法。
処理されるべき有機性排水を流入せしめて、該排水中の有機物質を生物学的に処理する生物処理槽と、該生物処理槽から導かれた処理液を固液分離して、浄化された水相を系外に放流する一方、固形分としての汚泥が取り出されるようにした固液分離手段とを有する生物学的処理装置において、
前記取り出される汚泥の少なくとも一部を移送せしめる汚泥移送手段と、
曝気装置を備え、かかる曝気装置から吹き込まれる空気によって、常温下において、該汚泥移送手段にて移送された汚泥を、好気性状態下で処理する一方、生じた汚泥処理液を前記生物処理槽に導く返送流路を備えた汚泥処理槽と、
該汚泥処理槽内の固液混合物のＢＯＤを測定するＢＯＤ測定装置と、
該汚泥処理槽内の固液混合物のＭＬＳＳを測定するＭＬＳＳ測定装置と、
該ＢＯＤ測定装置で測定されたＢＯＤ値と該ＭＬＳＳ測定装置で測定されたＭＬＳＳ値の比（ＢＯＤ／ＭＬＳＳ）が常に０．１以下となるように、前記汚泥移送手段による前記汚泥処理槽への汚泥投入量及び前記曝気装置による該汚泥処理槽における曝気量を制御する制御装置とを、
設けたことを特徴とする有機性排水の生物学的処理装置。