JP2014136188A

JP2014136188A - 排水処理方法

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Publication number: JP2014136188A
Application number: JP2013005790A
Authority: JP
Inventors: Taichi Yamamoto; 太一山本; Yoshiaki Hasebe; 吉昭長谷部; Masahiro Eguchi; 正浩江口
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2014-07-28
Anticipated expiration: 2033-01-16
Also published as: JP6009362B2

Abstract

【課題】連続式生物処理と半回分式生物処理とを併用する系において、連続式生物処理により処理された処理水のＳＳ濃度の増加を抑えることができる排水処理方法を提供する。
【解決手段】排水を連続式槽２４に連続的に流入させながら、排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理し、連続式槽２４から排出された処理水から微生物汚泥を沈殿槽２６にて分離する連続式生物処理工程と、排水を流入させる流入工程、排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理する生物処理工程、前記微生物汚泥を沈降させる沈降工程、処理水を排出させる排出工程を半回分式槽１４にて繰り返して行う半回分式生物処理工程と、前記沈降した半回分式槽１４内の微生物汚泥を連続式槽２４に供給する汚泥供給工程と、を備え、前記排出工程において半回分式槽１４から排出された処理水の排出先を連続式槽２４の系外及び沈殿槽２６の系外とする排水処理方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水中の処理対象物質を微生物により生物学的に処理する排水処理方法に関する。

従来、生物学的排水処理には、フロックと呼ばれる微生物の集合体を活用した活性汚泥法が用いられてきた。しかし、活性汚泥法では、沈殿池でフロックと処理水を分離する際、フロックの沈降速度が遅いために沈殿池の表面積を非常に大きくしなければならないという問題点を有する場合がある。また、活性汚泥法の処理速度は、槽内の汚泥濃度に依存しており、汚泥濃度を高めることで処理速度を増加させることができるが、汚泥濃度を３０００〜５０００ｍｇ／Ｌ以上に増加させようとすると、バルキングなどの固液分離障害が発生し、処理を維持することができなくなる場合がある。したがって、従来の活性汚泥法のＢＯＤ処理速度は、０．５〜０．８ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙ程度である。

嫌気性生物処理では、グラニュールと呼ばれる微生物が緻密に集合し粒状となった集合体を活用することが一般的である。グラニュールは非常に沈降速度が速く、微生物が緻密に集合しているため、処理槽内の汚泥濃度を高くすることができ、排水の高速処理を実現することが可能である。しかし、嫌気性生物処理は、好気性処理（活性汚泥法）に比べて処理対象の排水種が限られていることや、処理水温を３０〜３５℃に維持する必要がある等の問題点を有する場合がある。また、嫌気性生物処理単独では、処理水の水質が悪く、河川等へ放流する場合には、別途活性汚泥法等の好気性処理を実施することが必要となる場合もある。

近年、排水を間欠的に反応槽に流入させる半回分式処理装置を用いて処理を行い、さらに汚泥の沈殿時間を非常に短縮することで、好気性の活性汚泥でもグラニュールを形成できることが明らかとなってきた（例えば、特許文献１〜４参照）。なお、半回分式処理装置では、１つの反応槽で（１）排水の流入、（２）処理対象物質の生物処理、（３）生物汚泥の沈降、（４）処理水の排出といった４つの工程を経ることによって処理が行われる。

上記のようにグラニュール化させることで、高速処理を達成できるが、半回分式処理装置を大規模排水処理設備に用いる場合には、巨大な排水貯留槽を設置しなければならない場合がある。そこで、排水を連続的に流入させて処理する連続式処理装置と、好気性グラニュールを供給する半回分式処理装置と、を設置し、半回分式処理装置から好気性グラニュールを供給することで、システム全体をグラニュール化する処理方法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。この方法を用いることで、沈殿池を小型化でき、且つＢＯＤ処理速度を１．５〜３．０ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙにすることが可能となる。

国際公開第２００４／０２４６３８号特開２００８−２１２８７８号公報特開２００９−１８２６３号公報特開２００９−１８２６４号公報特開２００７−１３６３６７号公報

本発明の目的は、連続式生物処理と半回分式生物処理とを併用する系において、連続式生物処理により処理された処理水のＳＳ濃度の増加を抑えることができる排水処理方法を提供することである。

本発明の排水処理方法は、排水を連続式反応槽に連続的に流入させながら、排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理し、前記連続式反応槽から排出された処理水から微生物汚泥を固液分離槽にて分離する連続式生物処理工程と、排水を流入させる流入工程、排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理する生物処理工程、前記微生物汚泥を沈降させる沈降工程、処理水を排出させる排出工程を半回分式反応槽にて繰り返して行う半回分式生物処理工程と、前記沈降した半回分式反応槽内の微生物汚泥を前記連続式反応槽に供給する汚泥供給工程と、を備え、前記排出工程において前記半回分式反応槽から排出された処理水の排出先を前記連続式反応槽の系外及び前記固液分離槽の系外とする。

また、前記排水の処理方法において、前記排出工程において前記半回分式反応槽から排出された処理水の平均ＳＳ濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下の場合、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系外及び前記固液分離槽の系外とし、前記排出工程において前記半回分式反応槽から排出された処理水の平均ＳＳ濃度が１００ｍｇ／Ｌ超の場合、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系内及び前記固液分離槽の系内のうち少なくともいずれか一方とすることが好ましい。

また、前記排水の処理方法において、前記排出工程では、前記排出工程時間を前期と後期に分割し、後期の時間の割合を全時間の１／２以上として、前期の間は、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系内及び前記固液分離槽の系内のうち少なくともいずれか一方とし、後期の間は、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系外及び前記固液分離槽の系外とすることが好ましい。

また、前記排水の処理方法において、前記半回分式反応槽の汚泥のＳＶＩ５（Sludge Volume Index ５）が５０以上〜８０以下に達するまでを前記半回分式生物処理の立ち上げ期間とし、前記半回分式生物処理の立ち上げ期間の間は、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系内及び前記固液分離槽の系内のうち少なくともいずれか一方とし、前記半回分式生物処理の立ち上げ期間経過後は、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系外及び前記固液分離槽の系外とすることが好ましい。

本発明によれば、連続式生物処理と半回分式生物処理とを併用する系において、連続式生物処理により処理された処理水のＳＳ濃度の増加を抑えることができる排水処理方法を提供することができる。

本実施形態に係る排水処理システムの構成の一例を示す模式図である。本実施形態に係る排水処理システムの構成の他の一例を示す模式図である。沈殿池から排出された処理水ＳＳ濃度の経時変化を示す図である。半回分式槽から排出された処理水ＳＳ濃度の経時変化を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る排水処理システムの構成の一例を示す模式図である。図１に示す排水処理システム１は、排水貯留槽１０、排水流入ライン１２，２８、半回分式生物処理反応槽１４、処理水排出ライン１６、汚泥排出ライン１８、処理水槽２０、連続式生物処理反応槽２４、沈殿槽２６、一次処理水排出ライン３０、処理水排出ライン３２、汚泥返送ライン３４、を備える。本明細書において、「連続式」とは、回分式に対する方式であり、半回分式のように、排水の流入、生物処理、汚泥の沈降、処理水の排出を一つの反応槽で行う半回分式処理と区別されるものである。また、本実施形態において、連続式は、連続して反応槽に排水を投入して運転する方式に限定されるものではなく、ダイヤフラムポンプ等の往復運動のような原理を利用したポンプにより、反応槽に排水を供給して運転する方式等であってもよいし、反応槽の前段に原水槽を設置し、その原水槽の水位に応じてポンプの稼動−停止を制御（水位が高い場合にはポンプを稼動、水位が低い場合にはポンプを停止）して、反応槽に排水を供給する模擬連続通水方式等であってもよい。

半回分式生物処理反応槽１４内には、排水を攪拌するための攪拌機（不図示）を備えることが望ましい。攪拌機は、例えば、モータの駆動により、モータに取り付けられたシャフトが回転し、シャフトの回転と共にシャフトの先端に取り付けられた攪拌羽根が回転する構造である。なお、攪拌機は、半回分式生物処理反応槽１４内の排水を攪拌できる構造であれば上記に制限されるものではなく、例えば、好気性条件で生物処理を実施する際に用いられる曝気装置等でもよい。曝気装置の曝気により、槽内の排水を攪拌することが可能となる。

排水流入ライン１２の一端は排水貯留槽１０に接続され、他端は半回分式生物処理反応槽１４に接続されている。処理水排出ライン１６の一端は、半回分式生物処理反応槽１４に接続され、他端は処理水槽２０に接続されている。排水流入ライン２８の一端は排水貯留槽１０に接続され、他端は、連続式生物処理反応槽２４に接続され、一次処理水排出ライン３０の一端は連続式生物処理反応槽２４に接続され、他端は沈殿槽２６に接続され、処理水排出ライン３２の一端は、沈殿槽２６に接続され、他端は、処理水槽２０に接続され、汚泥返送ライン３４の一端は、沈殿槽２６に接続され、他端は連続式生物処理反応槽２４に接続されている。また、汚泥排出ライン１８の一端が半回分式生物処理反応槽１４に接続され、他端は連続式生物処理反応槽２４に接続されている。なお、以下、半回分式生物処理反応槽１４を半回分式槽１４、連続式生物処理反応槽２４を連続式槽２４と呼ぶ場合がある。なお、汚泥排出ライン１８の接続点は、半回分式生物処理反応槽１４から汚泥を引き抜くのに適した場所であれば何れでもよい。なお、各ラインには、排水や汚泥等の送液のためのポンプ等が設置されていることが望ましい。

以下に、図１に示す排水処理システム１の動作について説明する。

まず、処理対象物質を含む排水は、半回分式生物処理反応槽１４や連続式生物処理反応槽２４に供給される前に、排水貯留槽１０に溜められ、排水の水質安定化を行うことが好ましい。この際、排水中に固形物が含まれている場合には、スクリーン等によって、固形物を取り除いておくことが望ましい。また、排水貯留槽１０では排水の均一化を行うため、攪拌装置（機械攪拌、空気攪拌等）を設置することが望ましい。

排水貯留槽１０内の排水の一部は、排水流入ライン１２から半回分式槽１４に間欠的に流入し、残りは、排水流入ライン２８から連続式槽２４に連続的に流入する。半回分式槽１４では、（１）排水の流入、（２）排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理する生物処理、（３）汚泥の沈降、（４）生物処理により得られる処理水の排出の４つの工程が繰り返し行われる。具体的には、半回分式生物処理反応槽１４内に滞留している微生物汚泥と半回分式生物処理反応槽１４に流入した排水中の処理対象物質とが接触し、処理対象物質が分解され処理される。生物処理後、半回分式生物処理反応槽１４内の微生物汚泥を沈降させる。微生物汚泥（グラニュール化した汚泥も含む。以下同じ）の沈降後、微生物汚泥は半回分式槽１４から引き抜かれ、汚泥排出ライン１８から連続式槽２４に供給されると共に、本実施形態では、半回分式槽１４の処理水（上澄水）が処理水排出ライン１６から処理水槽２０に供給される。すなわち、本実施形態では、半回分式槽１４から排出された処理水の排出先を連続式槽２４の系外、沈殿槽２６の系外としている。

連続式槽２４には、汚泥排出ライン１８及び汚泥返送ライン３４から微生物汚泥（グラニュール化した汚泥も含む）が供給され、例えば、好気条件下で（曝気装置等による曝気処理）、且つ供給された微生物汚泥（グラニュール化した汚泥も含む）等が共存した状態で、例えば、排水中の有機物が二酸化炭素にまで酸化処理される。本実施形態では、上記のような標準活性汚泥法による生物処理だけでなく、Ａ_２Ｏ（Ａｎａｅｒｏｂｉｃ−ＡｎｏｘｉｃＰｒｏｃｅｓｓ）やＡＯ（Ａｎａｅｒｏｂｉｃ−ＯｘｉｃＰｒｏｃｅｓｓ）等の栄養塩除去型システム（無酸素処理槽や嫌気処理槽を設置するシステム）、オキシデーションディッチ法、ステップ流入型多段活性汚泥法等のシステムによる生物処理も可能である。

連続式槽２４内で生物処理された一次処理水は、微生物汚泥（グラニュール汚泥も含む）と共に一次処理水排出ライン３０を通り、沈殿槽２６に流入する。沈殿槽２６内では、一次処理水から微生物汚泥（グラニュール汚泥も含む）が沈降分離される。そして、微生物汚泥（グラニュール汚泥も含む）が分離された排水は、処理水として処理水排出ライン３２から排出され、処理水槽２０に供給される。また、微生物汚泥（グラニュール汚泥も含む）は、汚泥返送ライン３４から連続式槽２４に返送される。

本実施形態では、このようにして排水処理が行われるが、通常、半回分式槽１４における処理水の排出工程では、約１５分程度の短時間に多量の処理水の排出を行うため、処理水の排出先を連続式槽２４や沈殿槽２６とすると、沈殿槽２６の表面積負荷が一時的に大きくなり、沈殿槽２６から排出される処理水にＳＳが流出して、処理水中のＳＳ濃度が上昇する危険性がある。そこで、本実施形態では、前述したように、半回分式槽１４の微生物汚泥については連続式槽２４に供給するが、半回分式槽１４から排出された処理水の排出先については連続式槽２４の系外及び沈殿槽２６の系外へ排出させている。これにより、沈殿槽２６の表面積負荷の一時的な上昇を抑制することができるため、沈殿槽２６から排出される処理水にＳＳが流出して、処理水中のＳＳ濃度の上昇を抑制することができる。ここで、連続式槽２４の系外及び沈殿槽２６の系外とは、連続式槽２４、沈殿槽２６に処理水が供給されることのない箇所を指しており、本実施形態では、例えば、処理水槽２０等が挙げられる。

図２は、本実施形態に係る排水処理システムの構成の他の一例を示す模式図である。図２に示す排水処理システム２において、図１に示す排水処理システム１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図２に示す排水処理システム２は、処理水供給ライン３６、電磁弁３８、ＳＳ濃度計４０を備えるものである。処理水供給ライン３６の一端は処理水排出ライン１６に接続され、他端は連続式槽２４に接続されている。なお、処理水供給ライン３６の他端は連続式槽２４の系内及び沈殿槽２６の系内のうち少なくともいずれか一方に接続されていればよく、例えば、排水流入ライン２８、一次処理水排出ライン３０、又は沈殿槽２６等に接続されてもよい。すなわち、連続式槽２４の系内及び沈殿槽２６の系内とは、連続式槽２４、沈殿槽２６に処理水が供給される箇所を指している。また、処理水供給ライン３６の他端に一時貯留槽やｐＨ調整槽などの槽を設けて、半回分式槽１４の処理水を一時的に貯留した後、連続式槽２４、沈殿槽２６に供給してもよい。

処理水排出ライン１６と処理水供給ライン３６との接続点には電磁弁３８が設置され、電磁弁３８より上流側の処理水排出ライン１６にはＳＳ濃度計４０が設置されている。電磁弁３８とＳＳ濃度計４０とは電気的に接続されている。電磁弁３８は、ＳＳ濃度計４０の測定値に基づいて、処理水が流れる経路を処理水排出ライン１６側、又は処理水供給ライン３６側に切り換えるものである。ＳＳ濃度計４０は、処理水中のＳＳ濃度を測定することができるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、ＭＬＳＳ計や濁度計等が挙げられる。

以下に、図２に示す排水処理システム２の動作について説明する。

排水貯留槽１０内の排水の一部は、排水流入ライン１２から半回分式槽１４に間欠的に流入し、残りは、排水流入ライン２８から連続式槽２４に連続的に流入する。半回分式槽１４内では、前述の通り、排水中の処理対象物質が分解処理された後、微生物汚泥（グラニュール化した汚泥も含む。以下同じ）を沈降させる。そして、微生物汚泥を半回分式槽１４から引き抜き、汚泥排出ライン１８から連続式槽２４に供給すると共に、半回分式槽１４の処理水（上澄水）を処理水排出ライン１６から排出する。

ここで、半回分式槽１４における生物処理の立上げ時は、槽内汚泥が十分にグラニュール化していないため、沈降工程で全ての汚泥が沈みきる前に排出工程が開始され、一部の汚泥（ＳＳ）が処理水側へ流出して、処理水ＳＳ濃度が１００〜４０００ｍｇ／Ｌとなる場合がある。従って、半回分式槽１４における排出工程前期のＳＳ濃度の高い処理水（ＳＳ濃度１００〜４０００ｍｇ／Ｌ）の排出先を連続式槽２４及び沈殿槽２６の系内のうち少なくともいずれか一方とし、排出工程後期のＳＳ濃度の低い処理水（ＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以下）の排出先を連続式槽２４の系外及び沈殿槽２６の系外とすることが有効である。

本実施形態では、処理水排出ライン１６を通る処理水のＳＳ濃度をＳＳ濃度計４０で測定し、測定データを電磁弁３８に送信する。そして、ＳＳ濃度計４０による測定データが１００ｍｇ／Ｌを超える場合には、電磁弁３８により処理水排出ライン１６側の経路を閉じ、処理水供給ライン３６側の経路を開放して、半回分式槽１４から排出されたＳＳ濃度の高い処理水を連続式槽２４に供給する。また、ＳＳ濃度計４０による測定データが１００ｍｇ／Ｌ以下の場合には、電磁弁３８により処理水供給ライン３６側の経路を閉じ、処理水排出ライン１６側の経路を開放して、半回分式槽１４から排出されたＳＳ濃度の低い処理水を処理水槽２０に供給する。

また、上記のような処理水の経路の切り換えを排出工程の時間で分割することも好ましい。排出工程の前期では、ＳＳ濃度の高い処理水が半回分式槽１４から排出される場合があるからである。したがって、排出工程時間の全時間を前期と後期に分割し、前期の間は、半回分式槽１４から排出された処理水の排出先を連続式槽２４の系内及び沈殿槽２６の系内のうち少なくともいずれか一方とし、後期の間は、半回分式槽１４から排出された処理水の排出先を連続式槽２４の系外及び沈殿槽２６の系外とする。ここで、排出工程時間の後期の時間は、排出工程全時間の１／２以上に設定されることが好ましく、１／２以上２／３以下に設定（排出工程全時間の１／３を少なくとも前期の時間とする）することがより好ましい。このような排出工程の時間で処理水の経路を切り換えるには、電磁弁３８等にタイマーを設置し、タイマーで設定した時間に基づいて処理水の経路を切り換えればよい。

また、上記のような処理水の経路の切り換えを前記半回分式生物処理の立ち上げ期間の前後とすることも好ましい。すなわち、半回分式生物処理の立ち上げ期間は、半回分式槽１４から排出された処理水の排出先を連続式槽２４の系内及び沈殿槽２６の系内のうち少なくともいずれか一方とし、半回分式生物処理の立ち上げ期間経過後は、半回分式槽１４から排出された処理水の排出先を連続式槽２４の系外及び沈殿槽２６の系外とする。ここで、半回分式生物処理の立ち上げ期間は、上述のように処理水のＳＳ濃度で規定することの他に、半回分式槽１４内の汚泥のＳＶＩ５（Sludge Volume Index ５）等で規定してもよく、例えば、半回分式槽１４内の汚泥のＳＶＩ５が５０以上〜８０以下の範囲に達するまでの期間を生物処理の立ち上げ期間としてもよい。半回分式槽１４内の汚泥のＳＶＩ５は下記により測定される。まず、１Ｌの汚泥を１Ｌのメスシリンダーに投入し、攪拌した後、５分間静置した時の汚泥界面を測定する。そして、メスシリンダーにおける汚泥の占める体積率（％）を計算する。次に、汚泥のＭＬＳＳ（ｍｇ/Ｌ）を測定する。これらを下記式に当てはめて、ＳＶＩ５を算出する。
ＳＶＩ５＝汚泥の占める体積率×１０，０００／ＭＬＳＳ

以下に、本実施形態の排水処理システム１，２を構成する各槽について詳述する。

半回分式槽１４内での生物処理反応は、嫌気（無酸素）条件のみ、好気条件のみ、嫌気（無酸素）−好気交互運転のいずれでもよい。しかし、汚泥の増殖速度が高くなる点、グラニュール形成速度が高くなる点からは好気条件を含む条件が好ましく、グラニュールを安定に形成できる点からは、嫌気（無酸素）条件を含む条件が好ましいため、嫌気（無酸素）−好気条件を含むような条件設定が望ましい。処理対象となる物質は、例えば、有機物、アンモニア性窒素、硝酸態窒素等の窒素含有物質等であり、有機物は微生物との接触により、二酸化炭素まで分解され、窒素含有物質等は微生物との接触により、窒素ガスにまで分解される。

半回分式槽１４では、例えば、排水ＢＯＤ濃度が２００〜１０００ｍｇ／Ｌで、ＢＯＤ負荷を１．５〜３．０ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙとする場合、排水流入時間１５分、無酸素反応時間３０分、好気反応時間６０〜４００分、汚泥沈降時間１５分、処理水排出時間１５分とし、１サイクルの合計時間を２．３〜８．０時間に設定することが望ましい。

半回分式槽１４の排水流入率は２０％以上８０％以下とし、好ましくは４０％以上６０％以下とすることが好ましい。処理対象物質である有機物濃度が非常に高い状態（流入工程の直後、飽食状態）と有機物濃度が非常に低い状態（生物処理工程の終盤、飢餓状態）を汚泥が繰り返し経験することによって、汚泥のグラニュール化が進行すると考えられている。従って、グラニュールを形成する観点では排水流入率は出来るだけ高くとった方が良いが、その一方で、排水流入率を高くすればする程、流入ポンプの容量が大きくなりコスト高となるため、排水流入率は４０％以上６０％以下が好ましい。

半回分式槽１４内のｐＨは、一般的な微生物に適する６〜９、特に６．５〜７．５とすることが望ましい。ｐＨ値が前記範囲外となる場合は、酸、アルカリを添加してｐＨコントロールを実施することが好ましい。半回分式生物処理反応槽１４内の溶存酸素（ＤＯ）は、好気条件では、０．５ｍｇ／Ｌ以上、特に１ｍｇ／Ｌ以上とすることが望ましい。

半回分式槽１４は、概ね汚泥濃度が３０００〜３００００ｍｇ／Ｌ程度で運転されるが、汚泥の健全性（沈降性、活性等）を維持するためには、汚泥負荷を０．０５〜０．６０ｋｇ／ＭＬＳＳ／ｄａｙに保つことが好ましく、０．１〜０．５ｋｇ／ＭＬＳＳ／ｄａｙに保つことがより好ましいため、所定濃度よりも汚泥濃度が増加した場合には反応槽内より引き抜くことが必要となる。

連続式槽２４は１槽でもよいし、２槽以上の多段処理としてもよいし、好気槽、嫌気槽及び無酸素槽を組み合わせた複合槽としてもよい。また、ポリウレタン、プラスチック、樹脂等の担体を連続式槽２４に充填して、生物処理を行ってもよい。

連続式槽２４内のｐＨは、一般的な微生物に適する６〜９が好ましく、６．５〜７．５とすることがより好ましい。また、溶存酸素（ＤＯ）は、好気条件では、０．５ｍｇ／Ｌ以上、特に１ｍｇ／Ｌ以上とすることが望ましい。連続式槽２４の滞留時間は特に制限されるものではないが、通常は４時間から２４時間の間で設定することが好ましい。

本実施形態において、処理水から微生物汚泥を分離する固液分離装置としては、沈殿槽２６に限定されるものではなく、例えば、ＭＢＲのような膜分離装置、液体サイクロン、ＧＳＳ等でもよい。

半回分式槽１４から抜き取られる微生物汚泥はグラニュール化した汚泥として得られ易い。そして、グラニュール汚泥を投入した排水処理システムでは、汚泥の沈降性を著しく改善することが可能となる。処理水から汚泥を分離する固液分離装置が沈殿槽２６の場合には、沈殿槽２６の線流速は０．６ｍ／ｈｒ前後に設定されるが、グラニュールを投入した場合、線流速を１〜５ｍ／ｈｒに設定することが可能である。

しかしながら、排水処理システム２の固液分離が沈殿槽２６のような重力沈降である場合、半回分式生物処理反応槽１４からの急激な汚泥投入は、沈殿槽２６における一時的な線流速の増加を引き起こし、汚泥が沈殿槽２６から流出する場合がある。通常、沈殿槽２６の汚泥界面は水深の１／２以下にあるため、汚泥の流出を防ぐ点で、1回あたりの汚泥供給量を沈殿槽２６の容積の１／２以下とすることが好ましい。また、たとえば膜分離のような固液分離を採用した場合においても急激な汚泥投入は水位の上昇を招き、連続式槽２４上部からの汚泥流出を引き起こす場合があるため、汚泥の供給量は上記範囲とすることが好ましい。また、固液分離の方式にかかわらず、連続式槽２４の処理水量の急激な増加を防ぐ点で、半回分式槽１４から連続式槽２４への汚泥供給速度を、連続式槽２４への原水の流入速度の１／２０以上１／２以下とすることが好ましい。また、連続式槽２４の処理水量の急激な増加を防ぐ点で、半回分式槽１４から汚泥を供給している間、連続式槽２４への排水流入速度を所定量低下、もしくは排水の流入を停止させることも好ましい。所定量とは、連続式槽２４の処理水量の急激な増加を防ぐ範囲で適宜設定されるものである。

半回分式槽１４からの汚泥を連続式槽２４で効率的に利用するためには、半回分式槽１４の容積は、連続式槽２４の容積に対して１／１００〜１／３の範囲の大きさとすることが好ましく、１／２０〜１／５の範囲の大きさとすることがより好ましい。また、半回分式槽１４の処理水を連続式槽２４の系内へ排出する場合、連続式槽２４の容積に対する半回分式槽１４の容積比率及び半回分式槽１４の排水流入率によって、沈殿槽２６における処理水のＳＳ濃度の増加への影響度が異なるため、前記の容積比率及び排水流入率を考慮して沈殿槽２６の線流速を設定する必要がある。例えば、容積比率が１／５で排水比率６０％の場合、比較的沈殿槽２６への影響度が大きいと考えられるため、沈殿槽２６の線流速は１〜２ｍ／ｈｒ程度に設定するのが好ましい。

本実施形態の処理に適用する排水は、例えば、食品加工工場排水、化学工場排水、半導体工場排水、機械工場排水、下水、し尿、河川水等の生物分解性を有する物質（有機物）を含有する排水等である。また、生物難分解性を示す排水を処理する場合には、予め物理化学的処理を施し、生物分解性を有する物質に変換することによって処理が可能となる。食品加工工場排水などに含有されることが多い油脂分に関しては、グラニュールを含む汚泥に付着して悪影響を及ぼす可能性が高いため、半回分式生物処理反応槽１４に流入させる前に、予め浮上分離、凝集加圧浮上装置、吸着装置等の既存の手法にて、油脂分をノルマルヘキサン抽出濃度で１５０ｍｇ／Ｌ以下程度まで除去しておくことが望ましい。

微生物汚泥のグラニュール化には核が必要と考えられている。通常の排水にはこのような核となるような微粒子が含まれているので特に添加する必要はないが、核形成を促進させる点で、Ｆｅ^２＋、Ｆｅ^３＋、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋等の水酸化物が形成されるようなイオンを排水に添加することが望ましい。

以下、実施例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
容積７２．５Ｌの連続式槽と、沈殿池表面積８６．５ｃｍ^２の沈殿池と、容積７．２５Ｌの半回分式槽を用いて、排水処理を実施した。処理水排出ラインの一端を半回分式槽に接続し、他端を連続式槽に接続した。連続式槽の排水流量を１４５Ｌ／日とし、半回分式槽の排水流入率を５０％、排出工程時間を１５分とした。半回分式槽における排出工程開始の５分前から５分ごとに、沈殿池から排出される処理水をサンプリングし、ＳＳ濃度を測定した。

図３は、沈殿池から排出された処理水ＳＳ濃度の経時変化を示す図である。図３から分かるように、半回分式槽から連続式槽に処理水が流入するまでは、沈殿池から排出される処理水のＳＳ濃度は５０〜６０ｍｇ／Ｌ程度であったが、半回分式槽から連続式槽に処理水が流入し始めると、処理水のＳＳ濃度は５００〜４５００ｍｇ／Ｌまで上昇した。その後、半回分式槽から連続式槽への処理水の流入が終了すると、即座に沈殿池から排出される処理水のＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下まで低下した。以上のことから、半回分式槽から排出される処理水の排出先は、連続式槽の系外及び沈殿池の系外とすることが有効であるといえる。

（実施例２）
有効容積３．５Ｌの半回分式槽を用いて、排水処理を実施した。排水にはカツオエキス、ペプトンを主成分とした模擬排水を用い、ＢＯＤ濃度が約１０００ｍｇ／Ｌとなるように調整した。水温を２０℃に調整し、また、塩酸と水酸化ナトリウムを用いて、模擬排水のｐＨを７．２に調整した。半回分式処理のサイクルタイムは流入時間１０分、無酸素反応時間３０分、好気反応時間６７０分、汚泥沈殿時間１分、処理水排出時間１０分とした。半回分式槽から排出される処理水のＳＳ濃度の経時変化を把握するため、排出工程開始から1分毎に処理水をサンプリングし、ＳＳ濃度を測定した。

図４は、半回分式槽から排出された処理水ＳＳ濃度の経時変化を示す図である。図４から分かるように、処理水排出開始直後は約４０００ｍｇ／Ｌの高濃度のＳＳが排出されているが、1分後には約１４０ｍｇ／Ｌまで大きく低下した。そして、処理水排出開始３分後には、ＳＳ濃度が放流可能なレベルの１００ｍｇ／Ｌ以下となった。この結果から、半回分式槽から排出される処理水の排出先を時間で分割した場合、排出工程の全時間（１０分）の少なくとも３分の１の時間（３分）を前期とし、その間は処理水を連続式槽や沈殿槽に供給することが好ましい。すなわち、残りの時間である排出工程の全時間の２／３を後期とし、その間は処理水を連続式槽の系外及び沈殿槽の系外へ排出することが好ましい。

１，２排水処理システム、１０排水貯留槽、１２，２８排水流入ライン、１４半回分式生物処理反応槽（半回分式槽）、１６処理水排出ライン、１８汚泥排出ライン、２０処理水槽、２４連続式生物処理反応槽（連続式槽）、２６沈殿槽、３０一次処理水排出ライン、３２処理水排出ライン、３４汚泥返送ライン、３６処理水供給ライン、３８電磁弁、４０ＳＳ濃度計。

Claims

排水を連続式反応槽に連続的に流入させながら、排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理し、前記連続式反応槽から排出された処理水から微生物汚泥を固液分離槽にて分離する連続式生物処理工程と、
排水を流入させる流入工程、排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理する生物処理工程、前記微生物汚泥を沈降させる沈降工程、処理水を排出させる排出工程を半回分式反応槽にて繰り返して行う半回分式生物処理工程と、
前記沈降した半回分式反応槽内の微生物汚泥を前記連続式反応槽に供給する汚泥供給工程と、を備え、
前記排出工程において前記半回分式反応槽から排出された処理水の排出先を前記連続式反応槽の系外及び前記固液分離槽の系外とすることを特徴とする排水処理方法。
前記排出工程において前記半回分式反応槽から排出された処理水の平均ＳＳ濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下の場合、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系外及び前記固液分離槽の系外とし、前記排出工程において前記半回分式反応槽から排出された処理水の平均ＳＳ濃度が１００ｍｇ／Ｌ超の場合、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系内及び前記固液分離槽の系内のうち少なくともいずれか一方とすることを特徴とする請求項１記載の排水処理方法。
前記排出工程では、前記排出工程時間を前期と後期に分割し、後期の時間の割合を全時間の１／２以上として、前期の間は、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系内及び前記固液分離槽の系内のうち少なくともいずれか一方とし、後期の間は、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系外及び前記固液分離槽の系外とすることを特徴とする請求項１記載の排水処理方法。
前記半回分式反応槽の汚泥のＳＶＩ５（Sludge Volume Index ５）が５０以上〜８０以下に達するまでを前記半回分式生物処理の立ち上げ期間とし、前記半回分式生物処理の立ち上げ期間の間は、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系内及び前記固液分離槽の系内のうち少なくともいずれか一方とし、前記半回分式生物処理の立ち上げ期間経過後は、前記処理水の排出先を前記連続式反応槽の系外及び前記固液分離槽の系外とすることを特徴とする請求項１記載の排水処理方法。