JP2011206615A - 汚水処理装置及び汚水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流入する汚水の負荷が如何なる場合においても脱窒能力を高く維持できる汚水処理装置を提供する。
【解決手段】上流側から順に、汚水が流入する沈殿式の固液分離糟１、固液分離槽１からの処理水を嫌気性処理する嫌気性処理槽、嫌気性処理槽からの処理水を好気性処理する好気性処理槽３、好気性処理槽３から嫌気性処理槽に処理水を返送する循環返送路１７を設け、嫌気性処理槽と好気性処理槽３の間で活性汚泥を循環させることで硝化脱窒処理を行う汚水処理装置であって、固液分離槽１に流入する汚水の負荷にかかわらず、固液分離槽１から嫌気性処理槽に移流する処理水の汚泥濃度が、硝化脱窒処理に適した濃度となるように調整する汚泥濃度調整手段を設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、上流側から順に、汚水が流入する沈殿式の固液分離槽、前記固液分離槽からの処理水を嫌気処理する嫌気処理する嫌気性処理槽、前記嫌気性処理槽からの処理水を好気性処理する好気性処理槽、前記好気性処理槽から前記嫌気性処理槽に処理水を返送する循環返送路を設け、前記嫌気性処理槽と前記好気性処理槽の間で活性汚泥を循環させることで硝化脱窒処理を行う汚水処理装置及び汚水処理方法に関する。

従来、被処理水から固形分を分離する固液分離槽では、沈殿分離により懸濁物（ＳＳ）が除去された処理水だけが、下流側の嫌気性処理を行う流量調整槽に流れるように形成してあるだけであった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１０８７１号公報

上述した従来の汚泥処理装置では、固液分離槽から流量調整槽を経た処理水は、固形分による生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）も低下し、実質の負荷も下がっている。
そのために、流入する汚水が、例えば、し尿が主な低負荷時には、処理水が炭素源不足で脱窒不良になり、硝酸が残留してＰＨが下がり、トータル窒素（Ｔ−Ｎ）除去率が低下するという問題点がある。
また、流入する汚水の濃度が高く固液分離槽の汚泥が過剰となる時には、固液分離が不十分な状態になり、多くのＳＳ成分が流量調整槽に移流する。そのため、二次処理にかかるＳＳ成分由来のＢＯＤ負荷が高くなって硝化不良となり、Ｔ−Ｎ除去率は低下する。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、流入する汚水の負荷が如何なる場合においても脱窒能力を高く維持できる汚水処理装置及び汚水処理方法を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、上流側から順に、汚水が流入する沈殿式の固液分離槽、前記固液分離槽からの処理水を嫌気性処理する嫌気性処理槽、前記嫌気性処理槽からの処理水を好気性処理する好気性処理槽、前記好気性処理槽から前記嫌気性処理槽に処理水を返送する循環返送路を設け、前記嫌気性処理槽と前記好気性処理槽の間で活性汚泥を循環させることで硝化脱窒処理を行う汚水処理装置であって、固液分離槽に流入する汚水の負荷にかかわらず、前記固液分離槽から前記嫌気性処理槽に移流する処理水の汚泥濃度が、前記硝化脱窒処理に適した濃度となるように調整する汚泥濃度調整手段を設けてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、定常的に汚水が固液分離槽に流入する時には、その流入する汚水も高負荷の固形分などが多く含まれ、そのために、固液分離槽での沈殿分離によりＳＳ成分が除去されて、嫌気性処理槽と好気性処理槽での硝化脱窒処理が良好に行われるとともに、循環返送路により好気性処理槽での濃度の高い活性汚泥も嫌気性処理槽に返送されて脱窒処理が促進される。
また、固液分離槽の汚泥濃度調整手段により、固液分離槽に流入する汚水の負荷が高い場合、あるいは低い場合でも、固液分離槽から嫌気性処理槽に移流する処理水の汚泥濃度（ＢＯＤ濃度、ＳＳ濃度）が硝化脱窒処理に適した濃度となるように調整されるので、嫌気性処理槽と好気性処理槽での硝化脱窒処理を安定的に行うことが可能となる。

本発明の第２の特徴構成は、前記汚泥濃度調整手段は、前記固液分離槽に配置する撹絆装置と、１日の内で前記固液分離槽への汚水流入量が少なくなる又は流入が停止する所定の時間帯に前記攪絆装置を作動させる制御装置を備えてあるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、１日の内で固液分離槽への汚水流入量が少なくなる又は流入が停止する所定の時間帯に、例えば、夜間などの固液分離槽に流入する汚水が、し尿や浴槽排水等を主とするような低負荷の状態になるような予め定めた時間帯に、固液分離槽に設けた撹絆装置を、制御装置によって作動させることにより、底部に沈殿した分離汚泥が攪拌される。その攪拌により分離汚泥の固形分の加水分解が進んで、貯留汚泥の分解、細分化及び有機物の溶出を促進してＢＯＤ濃度を高め、嫌気性処理槽での脱窒処理の炭素源として供給される。
従って、流入する汚泥の低負荷時においても脱窒能力を高く維持できると共に、分離汚泥の減量化も図ることが可能となる。

本発明の第３の特徴構成は、前記汚泥濃度調整手段は、前記固液分離槽の分離汚泥を槽外に排出する分離汚泥移送路と、分離汚泥を貯留する汚泥貯留槽を備えるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、固液分離槽における分離汚泥が汚泥貯留槽に移送されることにより、固液分離槽での固液分離処理が分離汚泥による障害を受けることなく良好に維持されてＳＳ成分が除去されるので、嫌気性処理槽へ移流される処理水の汚泥濃度が過剰となることを防止することができる。
従って、流入する汚泥の高負荷時においても好気性処理槽にかかるＢＯＤ負荷を低減することができ、硝化脱窒能力を高く維持できる。

本発明の第４の特徴構成は、前記汚泥濃度調整手段は、前記固液分離槽の分離汚泥を槽外に排出する分離汚泥移送路または／および前記好気性処理槽の余剰汚泥を槽外に排出する余剰汚泥移送路から移送された汚泥を貯留する汚泥貯留槽と、その汚泥貯留槽内の貯留汚泥を前記固液分離槽に戻す貯留汚泥移送路を備えるところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、固液分離槽や好気性処理槽から移送される汚泥が汚泥貯留槽に一旦貯留されることにより、固液分離槽や好気性処理槽での各処理が、分離汚泥や余剰汚泥による障害を受けることなく良好に維持される。また、貯留汚泥移送路により貯留汚泥が汚泥貯留槽内から固液分離槽に戻すことができることにより、特に、低負荷時には、固液分離槽の分離汚泥の固形分が不足することを防止できる。

本発明の第５の特徴構成は、前記嫌気性処理槽は、前記固液分離槽からの処理水を一時貯留して下流への流出量を調整する流量調整槽を備え、前記好気性処理槽には、微生物を担持した担体を収容し、前記担体に気泡を供給する散気部を備えて好気処理する担体流動槽と、前記担体流動槽の下流側に、複数の濾過担体を内部に沈降堆積させた状態で堆積濾過層を形成してある濾過槽とを設けてあるところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、嫌気性処理槽に流量調整槽を備えられているので、固液分離槽からの処理水を一時貯留して下流への流出量が調整される。これにより、固液分離槽から移流される処理水量が大きくても嫌気性処理槽と好気性処理による硝化脱窒処理を安定的に行うことができる。また、好気性処理槽に担体流動槽が設けられることにより、担体に付着した生物膜により処理水の酸化が行われ、硝化処理が促進する。濾過槽では、剥離汚泥が除去され処理水の浄化が促進される。

本発明の第６の特徴構成は、流入する汚水を固液分離処理する固液分離槽と、処理水を硝化脱窒処理する嫌気性処理槽と好気性処理槽を備え、固液分離槽に流入する汚水の負荷にかかわらず、固液分離槽の上澄み液の汚泥濃度が硝化脱窒処理に適した濃度となるように調整して、その上澄み液を嫌気性処理と好気性処理する汚水処理方法にある。

本発明の第６の特徴構成によれば、固液分離槽に流入する汚水の負荷にかかわらず、固液分離された上澄み液が下流側での嫌気性処理と好気性処理に適した汚泥濃度（ＢＯＤ濃度、ＳＳ濃度）となるように調整されるので、嫌気性処理と好気性処理による硝化脱窒処理が良好に行われる。

本発明の第７の特徴構成は、流入する汚水の量が少ない所定の時間帯に固液分離処理された分離汚泥を攪拌処理して固液分離槽の上澄み液の濃度を調整する汚水処理方法にある。

本発明の第７の特徴構成によれば、１日の内で固液分離槽への汚水流入量が少なく低負荷の状態となる所定の時間帯に、固液分離槽で固液分離処理された分離汚泥が攪拌されることにより分離汚泥の固形分の加水分解が進んで、貯留汚泥の分解、細分化及び有機物の溶出を促進し上澄み液の汚泥濃度（ＢＯＤ濃度）を高め、嫌気性処理での脱窒処理の炭素源として供給することができる。
従って、流入する汚泥の低負荷時においても脱窒能力を高く維持できる。

本発明の第８の特徴構成は、前記固液分離槽の分離汚泥を定期的に所定の量を槽外に排出して固液分離槽の上澄み液の濃度を調整する汚水処理方法にある。

本発明の第８の特徴構成によれば、固液分離槽の分離汚泥の所定の量が定期的に槽外に移送され、沈降する分離汚泥が過剰に貯留されないように調整されるため、固液分離槽での固液分離性能を維持してＳＳ成分を除去することができ、上澄み液の汚泥濃度が過剰とることを防止できる。
従って、流入する汚泥の高負荷時においても、好気性処理槽にかかるＢＯＤ負荷を低減することができ、硝化能力を高く維持できる。

本発明の第９の特徴構成は、第７の特徴構成に加え、前記固液分離槽での分離汚泥の攪拌を行っていない所定の時間帯に、前記固液分離槽の分離汚泥の所定の量を槽外に排出する汚水処理方法にある。

本発明の第９の特徴構成によれば、１日の内で固液分離槽への汚水流入量が少なく低負荷の状態となる所定の時間帯に、固液分離槽での攪拌処理により上澄み液の汚泥濃度を高めことができる。さらに、固液分離槽での撹拌が行われずに固液分離槽内の固形分が底部に沈降した状態の時に固液分離槽の分離汚泥の排出が行われるため、分離汚泥の余剰分を確実に槽外に移送することができ、固液分離槽での固液分離性能を維持することができる。
従って、固液分離槽に流入する汚水の濃度に関わらず固液分離槽の上澄み液の汚泥濃度が過不足なく調整されるので、硝化脱窒処理を安定的に行うことが可能となる。

本発明の第１０の特徴構成は、固液分離槽での固液分離処理やその下流側での好気性処理により分離される分離汚泥を貯留する汚泥貯留槽を備え、流入する汚水の量が少ない所定の時間帯に、汚泥貯留槽に貯留された分離汚泥の一部を固液分離槽に移送し、流入する汚水の固液分離された分離汚泥とを合わせて攪拌処理する汚水処理方法にある。

本発明の第１０の特徴構成によれば、固液分離槽での固液分離処理や好気性処理により分離される分離汚泥が汚泥貯留槽に一旦貯留され、１日の内で固液分離槽への汚水流入量が少なく低負荷の状態になるときに、汚泥貯留槽に貯留された分離汚泥の一部が固液分離槽に移送されて固液分離槽で固液分離処理された分離汚泥と合わせて攪拌されることにより、固形分の加水分解が進んで、貯留汚泥の分解、細分化及び有機物の溶出を促進し、嫌気性処理での脱窒処理の炭素源として供給することができる。
従って、流入する汚泥の低負荷時においても脱窒能力を高く維持できる。

汚水処理装置の全体概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。 汚水処理装置の処理水の流れを表すフロー図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図２に示すように、上流側から順に、汚水が流入する沈殿式の固液分離槽１、固液分離槽１からの処理水を一時貯留して下流への流出量を調整するとともに嫌気性処理を行う流量調整槽２、流量調整槽２からの処理水を活性汚泥により好気性処理する好気性処理槽３を設け、好気性処理槽３からの処理水は、処理水槽４と消毒槽５と放流槽６を経て外部に放流される汚水処理装置を構成してある。

前記固液分離槽１は、図１に示すように、底部に攪拌装置としての攪拌用散気管７と攪拌用散気管７へのエアー供給を制御する制御装置８を設けてある。通常時には攪拌用散気管７へのエアー供給を停止して、流入する汚水中の固形物や懸濁物（ＳＳ）を沈殿分離により除去させて、下流側へ流れる処理水のＳＳに基づく生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）負荷を低減するようにしてある。そして、１日の内で固液分離槽１への汚水流入量が少ない時間帯、例えば夜間の２〜３時の１時間の間などの予め定めた時間帯になるとタイマーにより攪拌用散気管７にエアーを供給し、攪拌用散気管７の散気により底部に沈殿した分離汚泥の固形分や懸濁物（ＳＳ）を攪拌して固液分離槽１の上澄み液にＢＯＤ分を含んだ有機物を溶出させることで下流に供給する処理水の汚泥濃度を高めるようにして流量調整槽２における脱窒処理が良好にできるようにしてある。

攪拌用散気管７の散気は定めた時間帯の間で連続または間欠で運転されるようにしてあり、その散気強度は酸素供給のための強度に比べて低いものとされ（酸素供給の強度の約１／８〜５／８程度）、分離汚泥を緩やかに撹拌するようにしてある。

前記流量調整槽２には、下流側への流出量を調整する流量調整ポンプＰを設け、間欠曝気を行う曝気装置９を設けて、脱窒処理を促進させつつ流入変動を緩和し、前記好気性処理槽３は、微生物を担持した担体１０を収容すると共に、担体１０に気泡を供給する散気部１１を備えて好気処理する担体流動槽１２と、担体流動槽１２の下流側に、複数の濾過担体１３を内部に沈降堆積させた状態で堆積濾過層１４を形成してある濾過槽１５とを設けてある。
尚、担体流動槽１２と濾過槽１５との間には、循環水槽１６を設けて、担体流動槽１２と循環水槽１６とに亘って処理水が循環路２０を介して循環するように構成してある。

前記好気性処理槽３のうちの濾過槽１５で分離される汚泥や循環水槽１６で分離する濃い活性汚泥を流量調整槽２に返送する循環返送路１７を設け、脱窒処理を良好にできるようにしてある。

前記固液分離槽１と前記好気性処理槽３の濾過槽１５及び循環水槽１６から移送される汚泥を貯留する汚泥貯留槽１８を設け、固液分離槽１で固液分離された分離汚泥を汚泥貯留槽１８に移送する分離汚泥移送路２１、濾過槽１５で堆積濾過層１４を逆洗処理した際に分離される余剰汚泥や循環水槽１６の余剰汚泥を汚泥貯留槽１８に移送する余剰汚泥移送路１９を設けてある。濾過槽１５の逆洗運転は通常は１日１回行われ、逆洗運転中もしくは逆洗運転後暫く時間をおいて逆洗による分離汚泥が沈降した頃に分離汚泥が汚泥貯留槽１８に移送される。循環水槽１６から汚泥貯留槽１８への移送は、定期的に一定量を自動的に移送する、若しくは手動によって行われる。
固液分離槽１は、固液分離された分離汚泥が一定量以上貯留しないように、攪拌用散気管７の散気による分離汚泥の攪拌が停止し、固形分が十分に沈降する時を見計らって予め定めた時間帯、例えば昼の１０時になると、分離汚泥の一部、例えば１日に流入する処理水の分離汚泥に見合った量を汚泥貯留槽１８に移送するように構成してある。具体的には、分離汚泥の量を槽底から１／３以下の高さで調整する場合であって、１週間で底から水深の１／３の高さまで汚泥が貯留されるような汚水であれば、槽容量×１／３×１／７相当の量を毎日昼間の汚泥が沈降している時間帯に汚泥貯留槽１８へ移送するようにしてある。これにより、固液分離槽１の固液分離性能が維持されるので、好気性処理槽３のＢＯＤ負荷を高めることがなく、硝化能力を高く維持できる。
そこで、分離汚泥移送路２１の汚泥移送ポンプ２３の吸い込み高さは、槽底から所定高さ、例えば１／６の高さに設置され、その高さ以上に貯留される汚泥を排出するように調整されているので、固液分離槽１の分離汚泥を引き抜きすぎることがなく、低負荷時の炭素源供給の素となる汚泥を確保するようにしてある。
さらに、汚泥貯留槽１８内の貯留汚泥を固液分離槽１に戻す貯留汚泥移送路２２を設けて、特に、し尿が主の汚水の流入時や処理水中にＢＯＤが少なくなる状態の時に、貯留汚泥移送路２２により汚泥貯留槽１８から固液分離槽１に分離汚泥を戻し、攪拌処理することで、脱窒処理が良好に維持されるように構成してある。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

（１） 前記好気性処理槽３においては、循環水槽１６を設けない場合であっても良い。（２） 前記好気性処理槽３においては、担体流動槽１２、濾過槽１５を設けずに、膜分離装置を内装した活性汚泥処理槽に形成してあっても良い。この場合、好気性処理槽３での浮遊微生物を多く含む活性汚泥の濃度を高め、高負荷の処理水の浄化処理をより促進できる。
（３） 前記汚泥貯留槽１８は、特に設けない場合であっても良い。
（４） 前記貯留汚泥移送路２１は、特に設けない場合であっても良い。
（５） 前記固液分離槽１には、流入する汚水中の固形物などの來雑物を除去する曝気型スクリーンを設けてあっても良い。また、固液分離槽１は、１槽でも複数槽でも良い。
（６） 前記固液分離槽１の分離汚泥を攪拌する処理は、前述の実施例ではタイマーで夜間に攪拌用散気管７を作動させているが、固液分離槽１に流入する汚水の流入量を検知し、一定時間のうちに一定量の流入がない場合に攪拌用散気管７を予め定めた時間の間、作動させるようにしてもよい。
（７） 前記固液分離槽１における攪拌装置は、攪拌用散気管７に限らず、例えば回転羽
の付いた機械式の攪拌装置、槽の底部を往復移動する板状の可動装置、槽底部に水流を起こすジェット噴流装置や汚泥貯留槽１８からの貯留汚泥移送装置であっても良い。
（８） 前記固液分離槽１に分離汚泥の汚泥貯留槽１８への移送は、１日に流入する処理水の分離汚泥に見合った量を移送するとしていたが、汚泥移送ポンプの吸い込み口を所定の高さに設置して定期的（毎日あるいは数日に１回）に所定時間引き抜き運転することにより貯留汚泥の一部を移送してもよい。あるいは、汚泥貯留量計測センサを設け、ある一定の貯留量以上に貯留された場合に、貯留オーバ分の全量あるいは一部を移送その量の移送量としてもよい。
（９） 前記実施例は、嫌気性処理槽として流量調整槽を備えた汚水処理装置を示したが、嫌気性処理槽の構成としてはこれに限らず、流量調整機能を有さない嫌気槽であってもよいし、流量調整槽と嫌気槽の複数を組合せてあってもよい。また、流量調整槽や嫌気槽は、嫌気性濾材を有した嫌気濾床槽としてあっても良い。
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１ 固液分離槽
２ 流量調整槽
３ 好気性処理槽
８ 制御装置
１２ 担体流動槽
１４ 堆積濾過層
１５ 濾過槽
１７ 循環返送路
１８ 汚泥貯留槽
１９ 余剰汚泥移送路
２１ 分離汚泥移送路
２２ 貯留汚泥移送路

Claims (10)

1. 上流側から順に、汚水が流入する沈殿式の固液分離糟、
   前記固液分離槽からの処理水を嫌気性処理する嫌気性処理槽、
   前記嫌気性処理槽からの処理水を好気性処理する好気性処理槽、
   前記好気性処理槽から前記嫌気性処理槽に処理水を返送する循環返送路を設け、
   前記嫌気性処理槽と前記好気性処理槽の間で活性汚泥を循環させることで硝化脱窒処理を行う汚水処理装置であって、
   固液分離槽に流入する汚水の負荷にかかわらず、前記固液分離槽から前記嫌気性処理槽に移流する処理水の汚泥濃度が、前記硝化脱窒処理に適した濃度となるように調整する汚泥濃度調整手段を設けてある汚水処理装置。
2. 前記汚泥濃度調整手段は、
   前記固液分離槽に配置する撹絆装置と、
   １日の内で前記固液分離槽への汚水流入量が少なくなる又は流入が停止する所定の時間帯に前記攪絆装置を作動させる制御装置を備える請求項１に記載の汚水処理装置。
3. 前記汚泥濃度調整手段は、
   前記固液分離槽の分離汚泥を槽外に排出する分離汚泥移送路と、
   分離汚泥を貯留する汚泥貯留槽を備える
   請求項１又は２のいずれかに記載の汚水処理装置。
4. 前記汚泥濃度調整手段は、
   前記固液分離槽の分離汚泥を槽外に排出する分離汚泥移送路または／および前記好気性処理槽の余剰汚泥を槽外に排出する余剰汚泥移送路から移送された汚泥を貯留する汚泥貯留槽と、その汚泥貯留槽内の貯留汚泥を前記固液分離槽に移送する貯留汚泥移送路を備える請求項２に記載の汚水処理装置。
5. 前記嫌気性処理槽は、前記固液分離槽からの処理水を一時貯留して下流への流出量を調整する流量調整槽を備え、前記好気性処理槽には、微生物を担持した担体を収容し、前記担体に気泡を供給する散気部を備えて好気処理する担体流動槽と、前記担体流動槽の下流側に、複数の濾過担体を内部に沈降堆積させた状態で堆積濾過層を形成してある濾過槽とを設けてある請求項１〜４のいずれか１項に記載の汚水処理装置。
6. 流入する汚水を固液分離処理する固液分離槽と、処理水を硝化脱窒処理する嫌気性処理槽と好気性処理槽を備え、固液分離槽に流入する汚水の負荷にかかわらず、固液分離槽の上澄み液の汚泥濃度が硝化脱窒処理に適した濃度となるように調整して、その上澄み液を嫌気性処理と好気性処理する汚水処理方法。
7. 流入する汚水の量が少なくなる所定の時間帯に固液分離処理された分離汚泥を攪拌処理して固液分離槽の上澄み液の汚泥濃度を高めるように調整する請求項６に記載の汚水処理方法。
8. 固液分離槽の分離汚泥を定期的に所定の量を槽外に排出して固液分離槽の上澄み液の汚泥濃度が過剰とならないように調整する請求項６に記載の汚水処理方法。
9. 前記固液分離槽での分離汚泥の攪拌を行っていない所定の時間帯に、前記固液分離槽の分離汚泥の所定の量を槽外に排出して固液分離槽の上澄み液の濃度を調整する請求項７に記載の汚水処理方法。
10. 固液分離槽での固液分離処理やその下流側での好気性処理により分離される分離汚泥を貯留する汚泥貯留槽を備え、
    流入する汚水の量が少ない所定の時間帯に、汚泥貯留槽に貯留された分離汚泥の一部を固液分離槽に移送し、流入する汚水の固液分離された分離汚泥とを合わせて攪拌処理して固液分離槽の上澄み液の濃度を調整する請求項７又は９のいずれかに記載の汚水処理方法。

Images