JP2017051922A - 排水処理方法及び排水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】散水型ろ床を用いて有機物や窒素化合物を含んだ排水を処理することが可能な排水処理方法及び排水処理装置を提供する。【解決手段】汚泥が空隙内に担持されている多孔質の担体１１を上下に複数配設した散水型ろ床１０を用いて、汚泥発生量を抑えながら、有機物及び窒素化合物を含んだ排水を処理する排水処理方法に、散水型ろ床１０の上部に排水を供給することで、排水の流れによって汚泥に空気を供給させ、排水を汚泥に含まれている微生物により有機物処理及び硝化処理する第一工程と、散水型ろ床１０への排水の供給を停止することで、排水の滞留によって汚泥への空気の供給を停止させ、内生呼吸による自己分解を進めることで生じた残骸有機物を分解及び第一工程によって担体１１に保持されている排水を汚泥に含まれている微生物により脱窒処理する第二工程と、を具備させ、第一工程と第二工程とを交互に行わせる。【選択図】図１

Description

本発明は、散水型ろ床を用いて有機物や窒素化合物を含んだ排水を処理する排水処理方法及び排水処理装置に関するものである。

有機物や窒素化合物を含んだ排水の処理方法として、排水と共に汚泥が貯留されている反応槽に曝気装置と撹拌装置とを備え、曝気装置により反応槽に空気を供給して汚泥内の好気性微生物により硝化処理を行った後に、曝気装置を停止させて反応槽内を嫌気状態とした上で、撹拌装置により反応槽内を撹拌して汚泥内の嫌気性微生物により脱窒処理を行い、その後、沈殿槽に送って汚泥を沈殿させて処理水を得る方法が提案されている（特許文献１）。特許文献１の技術では、沈殿槽で沈殿した分だけ反応槽内の汚泥が減少するため、沈殿した汚泥を反応槽へ返送するようにしている。この特許文献１の技術によれば、硝化処理と脱窒処理を一つの反応槽で行うことにより、排水の処理設備を小規模にすることが可能となる。

しかしながら、特許文献１の技術では、反応槽内（水中）において曝気や撹拌をしたり、沈殿槽の汚泥を反応槽に返送したりするため、消費電力が多くなる問題があった。また、特許文献１の技術では、曝気装置や撹拌装置、汚泥の返送装置等、多くの装置を維持管理する必要があり、維持管理にコストと手間がかかる問題があった。これらの問題は、特許文献１の技術に限られるものではなく、反応槽内の微生物を活性化させて排水の処理を行う活性汚泥法を用いた排水処理に対して、共通の問題となっている。

これに対して、多孔質の担体を上下に複数配設した散水型ろ床（ＤＨＳリアクタ（Ｄｏｗｎ−ｆｌｏｗ Ｈａｎｇｉｎｇ Ｓｐｏｎｇｅ Ｒｅａｃｔｏｒ））を用いて排水を処理する方法が提案されている（特許文献２）。特許文献２に記載されているようなＤＨＳリアクタでは、多孔質の担体に汚泥を担持させた状態で、排水を上部に供給することで、担体を伝って流下する排水の流れにより担体内部へ空気を供給することができる。これにより、担体に担持されている汚泥内の好気性微生物により有機物処理と硝化処理を行うことができると共に、担体の空隙により汚泥の流出を防止することができる。このように、ＤＨＳリアクタに排水を供給するだけで処理を行うことができるため、活性汚泥法と比較して、処理に必要な消費電力を少なくすることができると共に、比較的簡単な構成であることから維持管理のコストを低く抑えると共に、維持管理の容易性を向上することができる。

しかしながら、このようなＤＨＳリアクタによる排水の処理では、有機物処理と硝化処理しか行われないため、処理水には多くの硝酸性窒素（ＮＯ_３ ⁻）が含まれている。そのため、特許文献２の技術のように、ＤＨＳリアクタで処理された排水を、脱窒槽へ送って脱窒処理を行うようにしていた。従って、ＤＨＳリアクタを用いても、脱窒処理を行うための装置を別途備えなければならない問題があった。また、硝酸性窒素の除去には、相応の有機物が必要であり、処理水に十分な量の有機物が残存していない場合には、別途有機物の添加を行わなければならないというコスト的な問題もあった。

特開平０５−０５００９２号公報 特開２００８−０４９２５１号公報

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、散水型ろ床を用いて有機物や窒素化合物を含んだ排水を処理することが可能な排水処理方法及び排水処理装置の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る排水処理方法は、「汚泥が空隙内に担持されている多孔質の担体を上下に複数配設した散水型ろ床を用いて、汚泥発生量を抑えながら、有機物及び窒素化合物を含んだ排水を処理する排水処理方法であって、前記散水型ろ床の上部に前記排水を供給することで、該排水の流れによって前記汚泥に空気を供給させ、前記排水を前記汚泥に含まれている微生物により有機物処理及び硝化処理する第一工程と、前記散水型ろ床への前記排水の供給を停止することで、該排水の滞留によって前記汚泥への空気の供給を停止させ、内生呼吸による自己分解を進めることで生じた残骸有機物を分解及び前記第一工程によって前記担体に保持されている前記排水を前記汚泥に含まれている微生物により脱窒処理する第二工程とを具備し、前記第一工程と前記第二工程とを交互に行う」ことを特徴とする。

ここで、「担体」としては、「スポンジ状の発泡樹脂（例えば、発泡ウレタン樹脂）」、「樹脂製のかご体」、「透水性を有した容器内に繊維を充填したもの」、を例示することができる。また、「担体」の形状としては、「円柱状」、「三角形や四角形等の多角柱状」、「球状」、を例示することができる。担体を上下に複数配設した「散水型ろ床」としては、「複数の担体をすだれのように上下に連結したもの」、「上下に延びている板に複数の担体を取付けたもの」、「上下に延びている筒内に複数の担体を充填したもの」、を例示することができる。

また、「排水」としては、有機物や窒素化合物を含んだものであれば良く、「生活排水」、「農業排水」、「酪農排水」、「工業排水」、を例示することができる。

更に、第一工程から第二工程へ、又は、第二工程から第一工程への切替えとしては、「１０ｍｉｎ〜数ｈの範囲内の設定時間の経過による切替え」、「散水型ろ床（担体）内での溶存酸素の濃度変化による切替え」、「担体内での汚泥濃度の変化による切替え」、「担体内での硝酸性窒素の濃度変化による切替え」、を例示することができる。

本構成の第一工程では、散水型ろ床の上部に排水を供給して流し続けることで、排水が多孔質の担体の上部から表面と内部を通って下部へ流下して行き、その担体の下部から下側の担体の上部へと受け渡され、これを繰り返しながら排水が散水型ろ床を流下する。排水が上側の担体から下側の担体へ受け渡される際に、排水が担体の外部に現れるため、多くの空気と接触し、排水に空気（酸素）が供給される。そして、排水に供給された空気により好気状態となることで、担体に担持されている汚泥内の好気性微生物が活性化し、排水に含まれる有機物や窒素化合物（主にアンモニア性窒素）が生物学的反応により、有機物は有機物処理により二酸化炭素に分解され、アンモニア性窒素は硝化処理により硝酸性窒素に酸化されることとなる。

この第一工程に続く第二工程では、散水型ろ床への排水の供給を停止させると、散水型ろ床を構成している複数の担体が多孔質であることから、表面張力により担体から排水が抜けることはなく、排水が保持されて滞留（静止）した状態となる。この状態では、第一工程により活性化した好気性微生物が、担体内の排水に含まれている酸素を使って有機物処理と硝化処理を継続させることとなる。そして、排水内の酸素が消費されて有機物濃度がある程度低下すると、好気性微生物が内生呼吸のみとなり自己分解することとなる。また、排水内の酸素の濃度が低下することで、担体内が嫌気状態となるため、汚泥内の嫌気性微生物が活性化し、微生物（汚泥）の自己分解（加水分解〜酸生成）により生じた残骸有機物と排水に含まれている硝酸性窒素が生物学的反応による脱窒処理により分解されることとなる。微生物の自己分解により生ずる有機物を脱窒処理に用いるので、外部から別途有機物を添加する量を低減することが出来る。

そして、本構成では、上述した第一工程と第二工程とを交互に行っていることから、夫々の工程において処理しきれなかった有機物や窒素化合物（硝酸性窒素を含む）への処理が進むこととなる。

また、第一工程と第二工程とを交互に行っていることから、第二工程に続いて第一工程が行われるため、散水型ろ床への排水の供給が再開されることで、排水の流れにより空気（酸素）が供給され、嫌気状態が解消されて好気状態となる。

このように、本構成によれば、散水型ろ床に対して、排水を供給したり供給を停止させたりして有機物処理及び硝化処理と残骸有機物の分解及び脱窒処理とを交互に行わせるようにしているため、散水型ろ床のみを用いて有機物や窒素化合物を含んだ排水を処理することができる。従って、排水の処理にかかる設備（装置）を散水型ろ床のみとすることが可能となるため、従来と比較して消費電力や維持管理のコストを低減させることができる。加えて、脱窒処理に必要な有機物の添加に関わるコストの低減も可能になる。

また、第一工程で活性化して増殖した好気性微生物を第二工程で自己分解させて減少させることができるため、微生物の量（汚泥量）を調整すること可能となり、第一工程（有機物処理及び硝化処理）や第二工程（残骸有機物の分解及び脱窒処理）において好適な濃度の汚泥で排水を処理させることが可能となる。

更に、散水型ろ床へ排水を供給したり供給を停止させたりするだけで上述した作用効果を得ることができるため、散水型ろ床を備えた既存の排水処理装置に対して、大幅な改良を加えなくても容易に対応させることができる。

また、本発明に係る排水処理方法は、上記の構成に加えて、「前記第一工程及び前記第二工程を夫々一回を行う１サイクルの時間が、前記散水型ろ床に対する前記排水の水理学的滞留時間よりも短い」ことを特徴としても良い。

ここで、「水理学的滞留時間」とは、散水型ろ床に対して、上部に供給した排水が下部から出てくるまでの時間である。水理学的滞留時間は、１ｈ〜２４ｈの範囲内とすることが望ましい。水理学的滞留時間の範囲を限定する理由としては、１ｈよりも短いと排水に対する十分な処理が得られない虞があるためであり、２４ｈよりも長いと排水を処理する処理量が不十分となり装置が大型化する虞があるためである。

また、１サイクルの時間は、１０ｍｉｎ以上となるように、水理学的滞留時間の整数分の１とすることが望ましい。また、１サイクルの時間は、水理学的滞留時間に対して複数サイクル行える時間とすることが望ましく、散水型ろ床に供給された排水に対して硝化処理と脱窒処理とを複数回行うようにすることで、排水を十分に処理して散水型ろ床から排出させることが期待できる。１サイクルの時間は、１０ｍｉｎよりも短いと、排水に対する十分な処理の進行が得られない虞がある。

また、本発明に係る排水処理装置は、「上記構成の排水処理方法を行うための装置である」ことを特徴とする。ここで、「排水処理装置」としては、散水型ろ床に、排水を供給したり排水の供給を停止したりすることができるものであれば良く、「散水型ろ床」の他に、「排水供給用のポンプ」、「排水供給用のバルブ」、「排水の貯留槽」、「ポンプやバルブを制御する制御装置」、「タイマー」、「散水型ろ床内或いは処理水の汚泥、溶存酸素、硝酸性窒素、等の濃度の測定装置」、等を適宜組合せた装置とすることができる。

本構成によれば、有機物及び窒素化合物を含んだ排水を、上述したように処理することができる。

本構成によれば、散水型ろ床の上部に供給した排水に対して、必ず第一工程及び第二工程を経た後に下部から排出させることができるため、散水型ろ床に供給された排水に対して硝化処理と脱窒処理を確実に行わせることができる。

このように、本発明によれば、散水型ろ床を用いて有機物や窒素化合物を含んだ排水を処理することが可能な排水処理方法及び排水処理装置を提供することができる。

本発明の排水処理方法に用いる排水処理装置の概略構成を示す説明図である。 実施例１〜３の試験結果を示すグラフである。 比較例１〜３の試験結果を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態である排水処理方法について説明する。本実施形態の排水処理方法は、汚泥が空隙内に担持されている多孔質の担体１１を上下に複数配設した散水型ろ床１０を用いて、汚泥発生量を抑えながら、有機物及び窒素化合物を含んだ排水を処理する排水処理方法であって、散水型ろ床１０の上部に排水を供給することで、排水の流れによって汚泥に空気を供給させ、汚泥により排水を有機物処理及び硝化処理する第一工程と、散水型ろ床１０への排水の供給を停止することで、排水の滞留によって汚泥への空気の供給を停止させ、内生呼吸による自己分解を進めることで生じた残骸有機物を分解及び汚泥により第一工程によって担体に保持されている硝酸性窒素を含む排水を脱窒処理する第二工程と、を具備し、第一工程と第二工程とを交互に行うものである。

更に、本実施形態の排水処理方法は、第一工程及び第二工程を夫々一回行う１サイクルの時間が、散水型ろ床１０に対する排水の水理学的滞留時間（ＨＲＴ）よりも短いものである。

本実施形態の実施例として、図１に示す排水処理装置１を用いて、１サイクルを１時間とした上で、第一工程と第二工程の時間を、実施例１〜３のパターンで試験を行った。この１サイクルの時間は、ＨＲＴを２ｈとした時では１／２に相当し、ＨＲＴを８ｈとした時では１／８に相当している。実施例１は、第一工程を１５ｍｉｎとし、第二工程を４５ｍｉｎとした。また、実施例２は、第一工程を３０ｍｉｎとし、第二工程を３０ｍｉｎとした。更に、実施例３は、第一工程を１５ｍｉｎとし、第二工程を４５ｍｉｎとした。

ここで、排水処理装置１は、散水型ろ床１０と、処理するための排水Ａが貯留されている第一貯留槽２と、第一貯留槽２の排水Ａを汲み上げて散水型ろ床１０の上部に供給する第一ポンプ３と、排水Ａとは異なる排水Ｂが貯留されている第二貯留槽４と、第二貯留槽４の排水Ｂを汲み上げて散水型ろ床１０の上部に供給する第二ポンプ５と、第一ポンプ３及び第二ポンプ５を制御する制御装置６と、を備えている。

散水型ろ床１０は、スポンジからなる担体１１をすだれ状に吊下げたいわゆるＤＨＳリアクタである。担体１１は、直径が３．５ｃｍで長さが３．０ｃｍの円柱状に形成された、スポンジ状の発泡ウレタン樹脂である。散水型ろ床１０は、複数の円柱状の担体１１を横に寝かせた状態で、すだれのように上下に連結して形成されている。散水型ろ床１０は、４０個の担体１１を備えており、高さが１４０ｃｍである。また、散水型ろ床１０は、全体の容積が０．９２Ｌ（リットル）である。

排水Ａは、排水中の窒素化合物として、ＮＯ_３ ⁻ ３０ｍｇＮ／Ｌの硝酸性窒素人工排水を用いた。排水Ａには、無機栄養塩類と重曹を添加した。

排水Ｂは、排水中の有機物として、ＣＯＤ ２００ｍｇ／Ｌの有機物添加用排水を用いた。ここで、ＣＯＤは、化学的酸素要求量のことであり、数値が高いほど含有有機物の量が多いことを示している。排水Ｂは、酢酸ナトリウム及びプロピオン酸を、夫々ＣＯＤ １００ｍｇ／Ｌ、及び、窒素化合物として、ＮＨ_４ ^＋を、３０ｍｇＮ／Ｌ、となるようにした。

制御装置６は、第一ポンプ３及び第二ポンプ５を夫々制御して、散水型ろ床１０に供給する流入排水の流量を調整できるものである。また、制御装置６は、タイマーを内蔵しており、第一ポンプ３及び第二ポンプ５の駆動を、夫々時間によってＯＮ／ＯＦＦすることができる。詳述すると、制御装置６は、予め設定された、第一工程の時間と第二工程の時間に対して、タイマーが第一工程の時間と第二工程の時間を交互に計測し、第一工程の時間の時には第一ポンプ３及び第二ポンプ５を駆動し、第二工程の時間の時には第一ポンプ３及び第二ポンプ５の駆動を停止させるものであり、第一工程と第二工程を交互に行わせることができる。この制御装置６としては、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）としても良いし、単にタイマーとスイッチを組合せただけのものとしても良い。

散水型ろ床１０には、流入排水として、排水Ａと排水Ｂを２：１の流量比で供給した。また、各実施例１〜３において、第一工程で散水型ろ床１０に供給する排水の量を、ＨＲＴが２ｈ分の排水量とした。

試験（運転）は、実施例１の条件で運転を開始し、運転４４日目からは実施例２の条件に変更し、更に、運転９３日目からは実施例３の条件に変更して１１３日目まで運転した。この試験中（運転中）の流入排水と、散水型ろ床１０から排出された処理水の各窒素濃度を測定した結果を図２に示す。また、各実施例１〜３の最終日に、散水型ろ床１０における上から１０個目までの担体１１に担持されているＭＬＳＳ、ＭＬＶＳＳ、及びＯＵＲを測定した結果を表１に示す。ここで、ＭＬＳＳは、排水中の活性汚泥浮遊物のことであり、ＭＬＶＳＳは、ＭＬＳＳのうちの有機物の量を示す活性汚泥有機性浮遊物質のことである。ＭＬＳＳ及びＭＬＶＳＳは、何れも汚泥濃度を示している。ＯＵＲは、汚泥に含まれている微生物の酸素呼吸速度のことである。Ｔ−Ｎは、排水中の全窒素量である。

実施例１〜３の全運転期間における流入排水の各窒素の平均濃度は、Ｔ−Ｎは３２ｍｇＮ／Ｌ、Ｏｒｇ−Ｎは３ｍｇＮ／Ｌ、ＮＨ_４ ^＋は１０ｍｇＮ／Ｌ、ＮＯ_３ ⁻は２２ｍｇＮ／Ｌ、ＮＯ_２ ⁻は０ｍｇＮ／Ｌ、であった。

比較として、流入排水を停止させることなく連続して供給する以外は上記と同様とし、ＨＲＴを異ならせた比較例１〜３の試験結果を図３に示す。比較例１はＨＲＴを２ｈとし、比較例２はＨＲＴを８ｈとし、更に、比較例３は流入排水を排水ＡのみでＨＲＴを８ｈとした。また、比較例１〜３においても、実施例１〜３と同様に、散水型ろ床１０における上から１０個目までの担体１１におけるＭＬＳＳ、ＭＬＶＳＳ、及びＯＵＲを測定した結果を表２に示す。比較例１，２における流入排水の各窒素の平均濃度は、Ｔ−Ｎは３３ｍｇＮ／Ｌ、Ｏｒｇ−Ｎは３ｍｇＮ／Ｌ、ＮＨ_４ ^＋は９ｍｇＮ／Ｌ、ＮＯ_３ ⁻は２１ｍｇＮ／Ｌ、ＮＯ_２ ⁻は０ｍｇＮ／Ｌ、であった。

実施例１では、運転日数の経過とともに処理水の窒素態のうちＮＯ_３ ⁻が多くを占めるようになり、第一工程による硝化処理が十分に進行した。運転２９日目に、ＮＨ_４ ^＋が０ｍｇＮ／Ｌとなっており、その分がＮＯ_３ ⁻に上積みされている。また、処理水におけるＴ−Ｎ除去率が７％以下であり、第二工程による脱窒処理があまり進行しなかった。更に、処理水の水溶性ＣＯＤは、８ｍｇ／Ｌ以下であった。更に、表１に示すように、ＭＬＶＳＳは１０ｇ／Ｌ−ｓｐｏｎｇｅであり、ＯＵＲは０．１３７ｇＯ_２／ｇ−ＶＳＳ／ｄａｙであった。

実施例２では、実施例１に比べて、ＮＨ_４ ^＋の除去率が低下した。加えて、処理水からＮＯ_２ ⁻が検出されるようになった。これは、第一工程における硝化処理の際に、ＤＯ（溶存酸素）の不足によって、ＮＯ_２ ⁻からＮＯ_３ ⁻への進行が妨げられていることを示す。詳述すると、実施例２では、排水を供給する第一工程の時間を、実施例１の２倍としたことで、単位時間当たりの流入排水の流量が半分になり、排水の流れが弱くなることで担体１１内への空気（酸素）の供給が低下し、ＤＯが不足したと考えられる。これにより、担体１１内で脱窒処理が可能な環境が生成されつつあると考えられる。この実施例２では、運転６６〜８１日目において、処理水の水溶性ＣＯＤが、３０〜４０ｍｇ／Ｌに悪化した。また、運転８３日目の処理水におけるＴ−Ｎ除去率が１９％（２７ｍｇＮ／Ｌ）であり、実施例１よりも向上している。

実施例３では、実施例２と同様の傾向を示しており、処理水におけるＴ−Ｎ除去率が実施例２と、ほぼ同等、若しくは、若干向上しているように見える。また、表１に示すように、ＭＬＶＳＳは１５ｇ／Ｌ−ｓｐｏｎｇｅであり、ＯＵＲは０．１１４ｇＯ_２／ｇ−ＶＳＳ／ｄａｙであった。

比較例１では、運転１５日目に、ＮＯ_２ ⁻が７ｍｇＮ／Ｌであり、硝化処理の開始が確認された。そして、運転２９日目の処理水には、ＮＨ_４ ^＋が１ｍｇＮ／Ｌ、ＮＯ_２ ⁻が１ｍｇＮ／Ｌ、ＮＯ_３ ⁻が２６ｍｇＮ／Ｌであった。これ以降は、硝化処理が略完全に進んだ。また、Ｔ−Ｎ除去率は、運転２２日目に、最大となる２０％程度を示し、運転３０日目以降では０〜５％前後であった。更に、表２に示すように、ＭＬＶＳＳは２４ｇ／Ｌ−ｓｐｏｎｇｅであり、ＯＵＲは０．３０７ｇＯ_２／ｇ−ＶＳＳ／ｄａｙであった。比較例１では、汚泥が担体１１を覆い隠すほど付着していた。

比較例２では、比較例１に引き続き、硝化処理はほぼ完全であった。しかしながら、処理水におけるＴ−Ｎ除去率は、運転４９日目を除いてプラスを示すことはなく、０〜−１２％で推移した。また、表２に示すように、ＭＬＶＳＳは１０ｇ／Ｌ−ｓｐｏｎｇｅであり、比較例１よりも減少した。

比較例３では、Ｔ−Ｎ除去率が、比較例２よりもさらに低い、−１０〜−３５％のレベルで推移した。また、処理水のＮＯ_３ ⁻が、増加する傾向を示した。これは、汚泥の自己分解に伴い生成されたＮＨ_４ ^＋が硝化したものと考えられる。また、表２に示すように、ＭＬＶＳＳは５ｇ／Ｌ−ｓｐｏｎｇｅであり、ＯＵＲは０．１２８ｇＯ_２／ｇ−ＶＳＳ／ｄａｙであった。何れも比較例１よりも減少した。

比較例２，３では、比較例１よりもＭＬＶＳＳが減少することで、ＤＯの消費が減り、担体１１内までＤＯが供給され易くなる。また、比較例２，３では、ＨＲＴを比較例１の４倍としていることから、排水の流れが遅く、担体１１表面における空気との接触時間が長くなっている。従って、汚泥濃度の減少と空気との接触時間の増加とにより、無酸素環境（嫌気状態）が形成されず、流入排水のＣＯＤ及び内生呼吸により生成されたＣＯＤは、ＤＯにより分解され（処理水における水溶性ＣＯＤは０〜２２ｍｇ／Ｌ）、脱窒処理が進まなかったと考えられる。

実施例１と比較例１のＭＬＶＳＳを比較すると、実施例１が比較例１の半分以下となっており、実施例１では排水中のＤＯが消費され難い状態になっていると考えられる。一方、ＯＵＲを比較すると、実施例１が比較例１よりも低かった。それにも関わらず実施例１のＭＬＶＳＳが低かった。この理由としては、実施例１では、第二工程において微生物のエサとなるＣＯＤが欠乏し、汚泥の内生呼吸による自己分解（ＯＵＲ）が発揮されてＭＬＶＳＳが低くなったと考えられる一方、比較例１では、ＣＯＤが常に存在する環境にあり、汚泥の自己分解（ＯＵＲ）が発揮されなかったと考えられる。

また、実施例１〜３では、何れも、汚泥濃度の低下と脱窒処理の進行が認められたのに対して、比較例１〜３では、脱窒処理の進行が認められなかった。

以上のように、本実施形態の排水処理方法によれば、散水型ろ床１０に対して、排水を供給したり供給を停止させたりして硝化処理と脱窒処理とを交互に行わせるようにしているため、散水型ろ床１０のみを用いて有機物や窒素化合物を含んだ排水を処理することができる。従って、排水の処理にかかる設備（装置）を散水型ろ床１０のみとすることが可能となるため、従来と比較して消費電力や維持管理のコストを低減させることができる。

また、第一工程で活性化して増殖した好気性微生物を第二工程で自己分解させて減少させることができるため、微生物の量（汚泥量）を調整すること可能となり、第一工程（有機物処理及び硝化処理）や第二工程（残骸有機物の分解及び脱窒処理）において好適な汚泥濃度で排水を処理させることが可能となる。

更に、散水型ろ床へ排水１０を供給したり供給を停止させたりするだけで上述した作用効果を得ることができるため、散水型ろ床１０を備えた既存の排水処理装置に対して、大幅な改良を加えなくても容易に対応させることができる。

また、第一工程及び第二工程を夫々１回行う１サイクルの時間を、散水型ろ床１０に排水を連続して供給する時のＨＲＴに対して、１／２〜１／８としているため、散水型ろ床１０の上部に供給した排水を、必ず第一工程及び第二工程を複数回経た後に下部から排出させることができるため、散水型ろ床１０に供給された排水に対して硝化処理と脱窒処理を確実に行わせることができる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

例えば、上記の実施形態では、第一工程と第二工程とを行う１サイクルの時間を１ｈとした場合を示したが、これに限定するものではなく、散水型ろ床１０への排水のＨＲＴに対して整数分の１とすることができる。

また、上記の実施形態では、排水処理装置１として、貯留槽とポンプを夫々二つずつ備えたものを示したが、これに限定するものではなく、排水の貯留槽やポンプ、タイマーを含む制御装置、等の数を適宜変更しても良い。また、上記の実施形態では、ポンプの駆動のＯＮ／ＯＦＦにより第一工程と第二工程を行わせるものを示したが、これに限定するものではなく、散水型ろ床に排水を供給するための配管にバルブを設け、バルブの開閉によって第一工程と第二工程を行わせるようにしても良い。

更に、上記の実施形態では、第一工程と第二工程を時間の経過によって切替えるものを示したが、これに限定するものではなく、散水型ろ床内や処理水の、汚泥、溶存酸素、硝酸性窒素、等の濃度の変化によって切替えるようにしても良い。具体的には、例えば、散水型ろ床内や処理水の水質（溶存酸素濃度、硝酸濃度、等）を検出するセンサーと、センサーによる水質の検出に基づいて散水型ろ床に排水を供給するためのポンプ又はバルブを制御するＰＣ等からなる制御装置と、を備えた排水処理装置としても良い。これにより、水質をセンサーでリアルタイムに検出し、最適な水質が得られるように制御装置によってポンプやバルブを制御することが可能となり、上述と同様の作用効果を排水の水質変動に依らず安定的に奏することができる。

１ 排水処理装置
２ 第一貯留槽
３ 第一ポンプ
４ 第二貯留槽
５ 第二ポンプ
６ 制御装置
１０ 散水型ろ床
１１ 担体

Claims (3)

1. 汚泥が空隙内に担持されている多孔質の担体を上下に複数配設した散水型ろ床を用いて、汚泥発生量を抑えながら、有機物及び窒素化合物を含んだ排水を処理する排水処理方法であって、
   前記散水型ろ床の上部に前記排水を供給することで、該排水の流れによって前記汚泥に空気を供給させ、前記排水を前記汚泥に含まれている微生物により有機物処理及び硝化処理する第一工程と、
   前記散水型ろ床への前記排水の供給を停止することで、該排水の滞留によって前記汚泥への空気の供給を停止させ、内生呼吸による自己分解を進めることで生じた残骸有機物を分解及び前記第一工程によって前記担体に保持されている前記排水を前記汚泥に含まれている微生物により脱窒処理する第二工程と
   を具備し、
   前記第一工程と前記第二工程とを交互に行うことを特徴とする排水処理方法。
2. 前記第一工程及び前記第二工程を夫々一回を行う１サイクルの時間が、前記散水型ろ床に対する前記排水の水理学的滞留時間よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
3. 請求項１又は２に記載の排水処理方法を行うための装置であることを特徴とする排水処理装置。
   

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