JP2020179390A - Sewage treatment system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下水処理システムに関し、更に詳細には、生物処理槽、および最終沈殿池を少なくとも備え、家庭や工場・企業などから排出される下水を受け、これを処理する下水処理設備を備えた下水処理システムに関する。 The present invention relates to a sewage treatment system, and more specifically, includes a biological treatment tank and a final settling basin, and is provided with a sewage treatment facility that receives and treats sewage discharged from homes, factories, companies, and the like. Regarding sewage treatment system.
排水や汚水等の被処理液を処理する方法として、活性汚泥により被処理液を処理する活性汚泥処理が広く行われている。
例えば、特開２０１３−２３３４８２号公報等に広く開示されているように、活性汚泥法を適用する廃水処理システムは、基本的には最初沈殿池（なお小規模下水処理システムでは省略する場合がある）と、反応槽と、最終沈殿池とから構成される。そして、活性汚泥法に従って、供給された廃水から最初沈殿池で生汚泥が分離された後、流路を通って供給された廃水に対して反応槽の中で曝気・エアレーションによって酸素を溶解させると同時に攪拌混合し、その中に主に好気性微生物からなる活性汚泥を浮遊滞留させた後、流路を通って供給された最終沈殿池で活性汚泥を沈殿させて、上澄みの水を放流水として流出させる。反応槽は、曝気槽、反応タンク、エアレーションタンク、生物処理槽などと呼ばれることもあり、曝気時間は６〜１４時間である。最終沈殿池で沈殿した活性汚泥の一部は、返送汚泥として再び反応槽に戻されて、残りは余剰汚泥として機械濃縮設備で濃縮される。
As a method for treating a liquid to be treated such as wastewater and sewage, activated sludge treatment in which the liquid to be treated is treated with activated sludge is widely performed.
For example, as widely disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-233482, a wastewater treatment system to which the activated sludge method is applied is basically a first settling basin (note that it may be omitted in a small-scale sewage treatment system). ), A reaction tank, and a final settling basin. Then, according to the activated sludge method, after the raw sludge is first separated from the supplied wastewater in the settling basin, oxygen is dissolved in the wastewater supplied through the flow path by aeration and aeration in the reaction tank. At the same time, the mixture is stirred and mixed, and activated sludge mainly composed of aerobic microorganisms is suspended and retained in it, and then the activated sludge is precipitated in the final settling basin supplied through the flow path, and the supernatant water is used as discharged water. Let it flow out. The reaction tank is sometimes called an aeration tank, a reaction tank, an aeration tank, a biological treatment tank, or the like, and the aeration time is 6 to 14 hours. A part of the activated sludge settled in the final settling basin is returned to the reaction tank as return sludge, and the rest is concentrated as surplus sludge in a mechanical concentration facility.
以上のようにして、最終沈殿池で沈殿した活性汚泥の一部を有効利用しているが、これに留まるものである。 As described above, a part of the activated sludge settled in the final settling basin is effectively used, but it is limited to this.
そこで本発明は、一歩進んで、返送汚泥等を処理して、生物反応槽で更に有効に作用する微生物資材を製造する微生物資材製造装置を備え、下水中の有機物の処理量を増大させることができるとともに、フロックの沈殿性を良好にした下水処理システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can go one step further and include a microbial material manufacturing apparatus for treating returned sludge and the like to produce microbial materials that act more effectively in a biological reaction tank, thereby increasing the amount of organic matter processed in sewage. It is an object of the present invention to provide a sewage treatment system which can improve the sedimentation property of flocs.
上記課題は、下記（１）〜（１４）の構成の本発明の下水処理システムによって達成される。
（１）
生物処理槽、および最終沈殿池を少なくとも備え、家庭や工場・企業などから排出される下水を受け、これを処理する下水処理設備を備えた下水処理システムにおいて、
少なくとも前記最終沈殿池からの汚泥を受け、その含水率を所定含水率まで低下させ、水分調整汚泥を作る水分調整手段、
この水分調整手段からの水分調整汚泥を、温度を６０℃〜１１０℃に保った状態で、酸素を供給して、前記水分調整汚泥中のグラム陽性の好気性微生物により好気性発酵させ、これにより、前記水分調整汚泥中のグラム陰性の嫌気性および通性嫌気性微生物を分解死滅させるとともに、フィルミクテス門のグラム陽性のバシラス綱に属するもの、放線菌門のグラム陽性のアクチノバクテリア綱に属するもの、およびクロロフレクサス門のグラム陽性菌のうち少なくとも１種の好気性微生物の芽胞を含有する微生物資材を製造する微生物資材製造装置、
後述する微生物活性化装置に、該下水処理システムの系のいずれかからの水を給送するための水給送手段、
後述する微生物活性化装置に、酸素を供給するための酸素供給手段、
前記微生物資材製造装置からの微生物資材を受け、かつ前記酸素供給手段からの酸素、および水給送手段からの水の供給を受けると共に、この水の温度を１０度〜４０度に、酸素濃度を１〜１０ｍｇ／Ｌに維持して、前記微生物資材中の前記芽胞を発芽させて、活性化された前記好気性微生物を含有する活性微生物資材とする微生物資材活性化装置、および
この微生物活性化装置からの活性微生物資材を、前記生物処理槽の前半部に供給し、該生物処理槽内の下水の少なくとも一部のＭＬＳＳを、２０００ｍｇ／Ｌ〜４０００ｍｇ／Ｌに維持する活性微生物資材供給装置
を備えていることを特徴とする下水処理システム。
（２）
前記水給送手段からの水の温度を１５度〜４０度に維持する前記（１）の下水処理システム。
（３）
前記微生物資材中の微生物のうち、前記好気性微生物の量が、５０％以上である前記（１）の下水処理システム。
（４）
前記水分調整手段が、脱水機である前記（１）〜（３）のいずれかの下水処理システム。
（５）
前記水分調整手段が、前記汚泥に、水分調整のための乾燥資材を添加して水分調整を行う水分調整器である前記（１）〜（３）のいずれかの下水処理システム。
（６）
前記所定含水率が、８５％以下である前記（１）〜（５）のいずれかの下水処理システム。
（７）
前記活性微生物資材の前記生物処理槽の前半部への供給が、連続的に行われる前記（１）〜（６）のいずれかの下水処理システム。
（８）
前記酸素供給手段からの酸素が、空気の形態で供給される前記（１）〜（７）のいずれかの下水処理システム。
（９）
前記下水処理設備が、最初沈殿池を更に有し、前記微生物活性化装置へ供給する前記水が、該最初沈殿池からの溢水である前記（１）〜（８）のいずれかの下水処理システム。
（１０）
前記微生物活性化装置へ供給する前記水が、前記最初沈殿池に入る前の下水である前記（１）〜（８）のいずれかの下水処理システム。
（１１）
前記微生物活性化装置へ供給する前記水が、前記下水処理設備により処理済みの水である前記（１）〜（８）のいずれかの下水処理システム。
（１２）
前記下水処理設備が、前記最終沈殿池からの水を消毒するための消毒槽を備え、前記微生物活性化装置へ供給する前記水が、この消毒槽における消毒前の水である前記（１）〜（８）のいずれかの下水処理システム。
（１３）
前記水給送手段からの水が、前記芽胞の発芽に必要な栄養素を備えている前記（１）〜（１２）のいずれかの下水処理システム。
（１４）
前記嫌気性および通性嫌気性微生物が、腸内に存在するプロテオバクテリア門のグラム陰性の硫酸塩還元菌を含むもの、および／またはバクテロイデス門のグラム陰性のものである前記（１）〜（１３）のいずれかの下水処理システム。
The above object is achieved by the sewage treatment system of the present invention having the following configurations (1) to (14).
(1)
In a sewage treatment system equipped with at least a biological treatment tank and a final settling basin, and equipped with a sewage treatment facility that receives and treats sewage discharged from homes, factories, companies, etc.
A moisture adjusting means for producing sludge by receiving at least the sludge from the final sedimentation basin and reducing the moisture content to a predetermined moisture content.
The moisture-adjusted sludge from the moisture-adjusting means is aerobic-fermented by Gram-positive aerobic microorganisms in the moisture-adjusting sludge by supplying oxygen while keeping the temperature at 60 ° C to 110 ° C. , Degrading and killing Gram-negative anaerobic and common anaerobic microorganisms in the water-regulated sludge, as well as belonging to the Gram-positive Bacillus class of Firmicutes, and belonging to the Gram-positive Actinobacteria class of Actinomycetes. And a microbial material manufacturing apparatus that produces microbial materials containing spores of at least one aerobic bacterium among Gram-positive bacteria of the phylum Chloroflexus.
A water feeding means for feeding water from any of the systems of the sewage treatment system to a microbial activator described later.
Oxygen supply means for supplying oxygen to the microbial activator described later,
It receives the microbial material from the microbial material manufacturing apparatus, receives the oxygen from the oxygen supply means, and the water from the water feeding means, and raises the temperature of this water to 10 to 40 degrees and the oxygen concentration. A microbial material activating device, which is maintained at 1 to 10 mg / L and germinates the spores in the microbial material to be an active microbial material containing the activated aerobic microorganism, and the microbial activation device. Provided with an active microbial material supply device that supplies the active microbial material from the above to the first half of the biological treatment tank and maintains at least a part of the MLSS of the sewage in the biological treatment tank at 2000 mg / L to 4000 mg / L. A sewage treatment system characterized by being
(2)
The sewage treatment system according to (1), which maintains the temperature of water from the water feeding means at 15 to 40 degrees.
(3)
The sewage treatment system according to (1), wherein the amount of the aerobic microorganisms among the microorganisms in the microbial material is 50% or more.
(4)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (3) above, wherein the moisture adjusting means is a dehydrator.
(5)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (3) above, wherein the moisture adjusting means is a moisture adjusting device for adjusting the moisture by adding a drying material for adjusting the moisture to the sludge.
(6)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (5) above, wherein the predetermined water content is 85% or less.
(7)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (6) above, wherein the active microbial material is continuously supplied to the first half of the biological treatment tank.
(8)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (7) above, wherein oxygen from the oxygen supply means is supplied in the form of air.
(9)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (8) above, wherein the sewage treatment facility further has a first settling basin, and the water supplied to the microbial activator is overflow from the first settling basin. ..
(10)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (8) above, wherein the water supplied to the microbial activator is sewage before entering the first sedimentation basin.
(11)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (8), wherein the water supplied to the microbial activator is water treated by the sewage treatment facility.
(12)
The sewage treatment facility includes a disinfection tank for disinfecting water from the final settling basin, and the water supplied to the microorganism activation device is water before disinfection in the disinfection tank (1) to Any sewage treatment system of (8).
(13)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (12) above, wherein the water from the water feeding means has nutrients necessary for germination of the spores.
(14)
The anaerobic and facultative anaerobic microorganisms include those containing Gram-negative Sulfate-Reducing Bacteria of the phylum Proteobacteria present in the intestine and / or those of the phylum Bacteroidetes that are Gram-negative (1)-(13). ) Any sewage treatment system.
本発明の下水処理システムにおいては、微生物資材製造装置を設けて、下水処理に有用な微生物を主として芽胞の形で存在させ、この微生物資材製造装置によって製造された微生物資材を、前記微生物活性化装置によって、前記芽胞を発芽させ、下水中の有機物の分解に有用な微生物であるフィルミクテス門のグラム陽性のバシラス綱に属するもの、および／または放線菌門のグラム陽性のアクチノバクテリア綱に属するもの、および/またはクロロフレクサス門のグラム陽性菌がリッチな状態とする。以上により、生物処理槽における処理を、活性汚泥および微生物活性化装置からの微生物により行うようにしたもので、生物処理槽中のＭＬＳＳ濃度を従来のものより大幅に増大させることができ、その有機物の処理を迅速・大量に行うことができるようになった。
しかも、従来は、ＭＬＳＳ濃度を高くすると、今度は、フロックのバルキング問題が発生するという問題があったが、前記微生物資材の働きにより、フロックの凝集性、圧密性が向上し、バルキングが改善され、沈殿性が良好となり、処理時間が短縮できるようになった。
In the sewage treatment system of the present invention, a microbial material manufacturing apparatus is provided to allow microorganisms useful for sewage treatment to exist mainly in the form of spores, and the microbial material produced by the microbial material manufacturing apparatus is used as the microbial activation apparatus. And / or those belonging to the Gram-positive Bacilli class of Firmicutes, and / or those belonging to the Gram-positive Actinobacteria class of the phylum Actinomycetes, which are microorganisms that germinate the spores and are useful for decomposing organic substances in sewage. / Or make it rich in Gram-positive bacteria of the phylum Chloroflexi. As described above, the treatment in the biological treatment tank is performed by activated sludge and microorganisms from the microbial activator, and the MLSS concentration in the biological treatment tank can be significantly increased as compared with the conventional one, and the organic matter thereof. It has become possible to perform the processing of the above quickly and in large quantities.
Moreover, in the past, when the MLSS concentration was increased, there was a problem that the bulking problem of flocs occurred, but the action of the microbial material improved the cohesiveness and compaction of flocs, and the bulking was improved. , The precipitation property became good, and the treatment time could be shortened.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態による下水処理システム１０について説明する。 Hereinafter, the sewage treatment system 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
下水処理システム１０は、家庭や工場・企業などから排出される下水のための中継ポンプ場２０、および下水道管渠１００を介して、前記中継ポンプ場２０からの下水を受け、これを処理する下水処理設備５０を備えている。この下水処理設備５０は、通常の活性汚泥法によるものと同様、最初沈殿池５２、生物処理槽（曝気槽）５４、最終沈殿池５６および消毒槽５８を備えており、下水は、以上を経て、浄化され、消毒され、下水管渠を介して放流される。下水処理設備５０の上記した構成については、この種下水処理システム１０においては、通常のものであるので、これ以上の詳細は省略する。なお、小規模な下水処理設備においては、前記最初沈殿池５２が省略されることがある。また、中継ポンプ場２０は、各家庭や工場等から延びる下水管渠に接続されたポンプＰを備えている。 The sewage treatment system 10 receives sewage from the relay pumping station 20 via a relay pumping station 20 for sewage discharged from homes, factories, companies, etc., and a sewer pipe 100, and treats the sewage. It is equipped with a processing facility 50. The sewage treatment facility 50 is provided with a first settling basin 52, a biological treatment tank (aeration tank) 54, a final settling basin 56, and a disinfection tank 58, as in the case of the ordinary activated sludge method. , Purified, disinfected and discharged through sewers. Since the above-described configuration of the sewage treatment facility 50 is a normal one in this type of sewage treatment system 10, further details will be omitted. In a small-scale sewage treatment facility, the first settling basin 52 may be omitted. Further, the relay pumping station 20 includes a pump P connected to a sewage pipe extending from each home, factory, or the like.
前記下水処理システム１０は、さらに前記最初沈殿池５２および最終沈殿池５６のうち少なくとも最終沈殿池５６に接続され、最初沈殿池からの余剰汚泥および最終沈殿池からの返送汚泥のうち少なくとも返送汚泥を受け、その含水率を所定含水率まで低下させ、水分調整汚泥（以下、脱水汚泥を作る水分調整手段を備えている。この水分調整手段としては、脱水装置や前記汚泥に、水分調整のための乾燥資材を添加して水分調整を行う水分調整器等が挙げられる。また、脱水装置としては、遠心分離型、フィルタープレス型や機械濃縮型等のいずれの形式の脱水方法を行うものであってもよい。図には、この脱水装置６０として示した。前記所定含水率は、８５％以下、特に６５〜８５％であることが好ましい。 The sewage treatment system 10 is further connected to at least the final settling basin 56 of the first settling basin 52 and the final settling basin 56, and at least the return sludge of the excess sludge from the first settling basin and the return sludge from the final settling basin is removed. Receive, reduce the water content to a predetermined water content, and provide moisture adjusting sludge (hereinafter, a moisture adjusting means for producing dehydrated sludge. The moisture adjusting means includes a dehydrator and the sludge for moisture adjustment. A moisture regulator or the like that adjusts the moisture content by adding a drying material can be mentioned. Further, as the dehydrating apparatus, any type of dehydration method such as a centrifugal separation type, a filter press type or a mechanical concentration type is performed. The dehydration device 60 is shown in the figure. The predetermined water content is preferably 85% or less, particularly preferably 65 to 85%.
前記脱水装置６０には、微生物資材製造装置６２が接続されている。この微生物資材製造装置６２は、前記脱水装置６０からの脱水汚泥を、温度を６０℃〜１１０℃に保った状態で、酸素を供給して、前記脱水汚泥中のグラム陽性の好気性微生物により好気性発酵させる。この好気性発酵で費やした脱水汚泥中の水分および栄養分の枯渇、また、高温により、グラム陰性の嫌気性および通性嫌気性微生物を分解死滅、あるいは少なくとも一部死滅をさせるとともに、フィルミクテス門のグラム陽性のバシラス綱に属するもの、放線菌門のグラム陽性のアクチノバクテリア綱に属するもの、およびクロロフレクサス門のグラム陽性菌のうち少なくとも１種の好気性微生物の芽胞を含有する微生物資材を製造する。
前記微生物資材中の微生物のうち、前記好気性微生物の量が、５０％以上であることが好ましい。
前記好気性微生物の量は、非培養法であるメタゲノム解析法により測定した。この方法では、前記微生物資材から直接DNAを抽出し、バクテリア16S rRNA遺伝子アンプリコンのメタゲノム解析により細菌群を門レベルで判定し、前記好気性微生物の量（％）を測定した。
なお、実際の測定においては、微生物活性化装置６２から排出された微生物資材を０．５ｍｇ採取し、それをＤＮＡ抽出キット使用して微生物のＤＮＡを抽出した。その結果、前記好気性微生物中、放線菌門のグラム陽性のアクチノバクテリア綱に属するものの割合が５０％強、フィルミクテス門のグラム陽性のバシラス綱に属するものの割合が２０％弱であった。
この微生物資材製造装置６２は、上記の温度管理のため、ヒータを備えており、また必要により酸素（空気）供給装置を備える。この微生物資材製造装置６２により、比較的乾燥したサラサラの粒子上微生物資材が製造される。
A microbial material manufacturing device 62 is connected to the dehydrating device 60. The microbial material manufacturing apparatus 62 supplies oxygen to the dewatered sludge from the dewatering apparatus 60 while keeping the temperature at 60 ° C. to 110 ° C., and is favored by gram-positive aerobic microorganisms in the dewatered sludge. Temper ferment. Depletion of water and nutrients in the dehydrated sludge spent in this aerobic fermentation, as well as high temperatures, decompose and kill, or at least partially kill, Gram-negative anaerobic and facultative anaerobic microorganisms, as well as Gram of Firmicutes. Produce microbial materials containing spores of at least one aerobic bacterium belonging to the positive Bacillus family, Gram-positive Actinobacteria of the phylum Actinomycete, and Gram-positive bacteria of the phylum Chloroflexi.
Of the microorganisms in the microbial material, the amount of the aerobic microorganism is preferably 50% or more.
The amount of the aerobic microorganism was measured by a metagenomic analysis method which is a non-culture method. In this method, DNA was extracted directly from the microbial material, the bacterial population was determined at the portal level by metagenomic analysis of the bacterial 16S rRNA gene amplicon, and the amount (%) of the aerobic microorganism was measured.
In the actual measurement, 0.5 mg of the microbial material discharged from the microbial activator 62 was collected, and the microbial DNA was extracted using the DNA extraction kit. As a result, among the aerobic microorganisms, the proportion of those belonging to the Gram-positive Actinobacteria of the phylum Actinomycete was more than 50%, and the proportion of those belonging to the Gram-positive Bacilli of the Firmicutes was less than 20%.
The microbial material manufacturing apparatus 62 is provided with a heater for the above temperature control, and is provided with an oxygen (air) supply apparatus if necessary. The microbial material manufacturing apparatus 62 produces a relatively dry and smooth microbial material on particles.
前記下水処理システム１０は、前記下水処理設備５０に設置され、あるいは接続された微生物活性化装置７０を備えている。この微生物活性化装置７０には、該下水処理システムの系のいずれかからの水を該微生物活性化装置７０に給送するための水給送手段７２が接続されている。この微生物活性化装置７０には、必要に応じて、および酸素を該微生物活性化装置７０に給送するための酸素供給手段７４が接続されている。前記水給送手段７２が供給する水としては、処理を受ける前の下水（例えば、前記中継ポンプ場２０のポンプＰより上流の下水）や、消毒槽５８前の最終沈殿池５６から流れ出る水であることが好ましい。これらの水は、前記芽胞を発芽させるために必要な栄養素を含有しており、芽胞の発芽に必要な水分と栄養素を同時に提供できる。
水給送手段７２からの水中の溶存酸素量が不足している場合には、酸素供給手段７４から酸素を供給する。この供給される酸素は、空気の形で供給されても良い。この場合、酸素発生装置や酸素タンクを特別に設ける必要はない
なお、従来技術（特開２００１−２７１５１０号公報参照）において、本発明の微生物資材にほぼ相当する発酵物（肥料のための）を下水汚泥に直接添加するものがあるが、その目的は、活性汚泥の沈殿の促進であり、その目的が本発明の目的とは異なっている。また、前記従来技術からは、当該発酵物を前記生物反応槽に直接添加することも考えられるが、前記生物反応槽には、栄養素を優先して消費する他の微生物（グラム陰性菌等）が多く存在し、芽胞の発芽のための栄養素等が枯渇し、あるいは少なくなっているため、生物反応槽に直接添加された芽胞は、発芽することなく、あるいは発芽に長時間を必要とする。したがって、有用微生物の下水処理の機能の発揮は限定的であると思われる。
The sewage treatment system 10 includes a microbial activation device 70 installed or connected to the sewage treatment facility 50. A water feeding means 72 for feeding water from any of the systems of the sewage treatment system to the microorganism activating device 70 is connected to the microbial activating device 70. An oxygen supply means 74 for supplying oxygen to the microorganism activation device 70 is connected to the microorganism activation device 70 as needed. The water supplied by the water feeding means 72 is sewage before being treated (for example, sewage upstream from pump P of the relay pumping station 20) or water flowing out of the final settling basin 56 in front of the disinfection tank 58. It is preferable to have. These waters contain nutrients necessary for germination of the spores, and can simultaneously provide water and nutrients necessary for germination of the spores.
When the amount of dissolved oxygen in the water from the water feeding means 72 is insufficient, oxygen is supplied from the oxygen supplying means 74. This supplied oxygen may be supplied in the form of air. In this case, it is not necessary to specially provide an oxygen generator or an oxygen tank. In the prior art (see JP-A-2001-271510), a fermented product (for fertilizer) substantially equivalent to the microbial material of the present invention is used. Some are added directly to sewage sludge, but the purpose is to promote the precipitation of activated sludge, the purpose of which is different from the object of the present invention. Further, from the above-mentioned prior art, it is conceivable to add the fermented product directly to the biological reaction tank, but other microorganisms (gram-negative bacteria, etc.) that preferentially consume nutrients are contained in the biological reaction tank. Since there are many spores and nutrients for germination of spores are depleted or reduced, spores directly added to the biological reaction tank do not germinate or require a long time for germination. Therefore, it seems that the function of sewage treatment of useful microorganisms is limited.
前記微生物活性化装置７０は、前記微生物資材製造装置６２からの微生物資材を受け、該微生物資材に、前記水給送手段７２からの水を供給すると共に、この水の温度を１０度〜４０度の範囲、特に１５度〜４０度の範囲、酸素濃度を１〜１０ｍｇ／Ｌに維持して、前記微生物資材の前記胞子を発芽させて、活性化させ、活性微生物資材を作る。前記水温を前記の範囲に維持するため、冷暖設備を備えていても良い。また、酸素濃度を前記の範囲に維持するため、前記酸素供給手段７４からの酸素（空気）の供給を受けるようにする。なお、この微生物活性化装置７０において、芽胞が発芽するには、発芽の環境が整ってから、５分以上掛かるため、微生物資材が競合するグラム陰性菌を極力含まないこの微生物活性化装置７０に５分以上滞留させる手段を設けることが好ましい。
前記微生物活性化装置７０には、活性微生物資材供給装置７６が設置されており、この活性微生物資材供給装置７６により、発芽した前記好気性微生物を含有する活性微生物資材を生物処理槽５４に投入する。生物処理槽５６への投入箇所は、槽の前半部、なるべく上流側であることが好ましい。発芽した前記好気性微生物の生物処理槽５４への投入は、間欠的に行っても良いが、なるべく連続的に行うことが望ましい。この生物処理槽５４には、新規の下水が絶え間なく流入してくるので、それに合わせるためである。
The microbial activation device 70 receives the microbial material from the microbial material manufacturing device 62, supplies the microbial material with water from the water feeding means 72, and raises the temperature of the water to 10 to 40 degrees. In particular, the oxygen concentration is maintained at 1 to 10 mg / L in the range of 15 to 40 degrees, and the spores of the microbial material are germinated and activated to prepare an active microbial material. In order to maintain the water temperature within the above range, a cooling / heating facility may be provided. Further, in order to maintain the oxygen concentration in the above range, oxygen (air) is supplied from the oxygen supply means 74. In the microbial activation device 70, it takes 5 minutes or more for the spores to germinate after the germination environment is prepared. Therefore, the microbial activation device 70 contains as little gram-negative bacteria as possible in which microbial materials compete. It is preferable to provide means for retaining for 5 minutes or more.
An active microbial material supply device 76 is installed in the microbial activation device 70, and the active microbial material supply device 76 puts the germinated aerobic microbial material into the biological treatment tank 54. .. It is preferable that the charging point into the biological treatment tank 56 is the first half of the tank, preferably upstream. The germinated aerobic microorganisms may be introduced into the biological treatment tank 54 intermittently, but it is desirable that the germinated aerobic microorganisms be continuously added as much as possible. This is to match the continuous inflow of new sewage into the biological treatment tank 54.
以上の構成により、本下水処理システム１０においては、生物処理槽５４中に微生物資材製造装置６２からの微生物資材中の芽胞が発芽した微生物（好気性）が、通常の活性汚泥に追加されて供給され、活性汚泥中の有用微生物とともに、下水の有機物の分解処理を効率よく行う。 With the above configuration, in this sewage treatment system 10, microorganisms (aerobic) in which spores in the microbial material from the microbial material manufacturing apparatus 62 have sprouted are added to and supplied to ordinary activated sludge in the biological treatment tank 54. It efficiently decomposes organic substances in sewage together with useful microorganisms in activated sludge.
なお、本発明において、前記好気性微生物としては、場合により酵母菌も含まれていてもよい。
一方、前記嫌気性および通性嫌気性微生物としては、腸内に存在するプロテオバクテリア門のグラム陰性の硫酸塩還元菌を含むもの、および／またはバクテロイデス門のグラム陰性のものを挙げることができる。
In the present invention, the aerobic microorganism may also contain yeast in some cases.
On the other hand, examples of the anaerobic and facultative anaerobic microorganisms include those containing Gram-negative sulfate-reducing bacteria of the phylum Proteobacteria present in the intestine and / or those gram-negative of the phylum Bacteroidetes.
以上の構成により、本下水処理システム１０においては、処理すべき下水の流入量、返送汚泥の供給量、前記活性微生物資材供給装置７６を用いての活性化装置微生物活性化装置７０からの活性微生物資材の供給量を調節して、生物処理槽５４中、少なくとも前半部分特に上流部分のＭＬＳＳを２０００ｍｇ／Ｌ〜４０００ｍｇ／Ｌに調整して、下水処理の運転を行う。
これにより、有機物の処理を迅速・大量に行うことができるようになったとともに、前記活性化された微生物資材の働きにより、フロックの凝集性、圧密性が向上し、バルキングが改善され、沈殿性が良好となり、処理時間が短縮できるようになった。
また、以上の方法により、少なくともフロックの部分において、無酸素状態部分および嫌気性部分が形成され、その結果、活性汚泥等に含まれる脱窒菌の作用による脱窒、および脱リン菌によるリンの除去の効果が見込まれる。
With the above configuration, in the present sewage treatment system 10, the inflow amount of sewage to be treated, the supply amount of returned sludge, the activation device using the active microbial material supply device 76, and the active microorganisms from the microbial activation device 70. By adjusting the supply amount of the material, the MLSS of at least the first half portion, particularly the upstream portion of the biological treatment tank 54 is adjusted to 2000 mg / L to 4000 mg / L, and the sewage treatment operation is performed.
This has made it possible to process organic substances in large quantities quickly and in large quantities, and the action of the activated microbial material improves the cohesiveness and compaction of flocs, improves bulking, and precipitates. Has improved, and the processing time can be shortened.
Further, by the above method, an oxygen-free portion and an anaerobic portion are formed at least in the floc portion, and as a result, denitrification by the action of denitrifying bacteria contained in activated sludge and the like, and removal of phosphorus by dephosphorus bacteria. The effect of is expected.
１０ 下水処理システム
２０ 中継ポンプ場
５０ 下水処理設備
５２ 最初沈殿池
５４ 生物処理槽
５６ 最終沈殿池
５８ 消毒槽
６０ 脱水装置
６２ 微生物資材製造装置
７０ 微生物活性化装置
７２ 水給送手段
７４ 酸素供給手段
７６ 活性微生物資材供給装置
１００ 下水管渠
Ｐ ポンプ
10 Sewage treatment system 20 Relay pump station 50 Sewage treatment equipment 52 First sedimentation basin 54 Biological treatment tank 56 Final sedimentation basin 58 Disinfection tank 60 Dehydration equipment 62 Microbial material production equipment 70 Microbial activation equipment 72 Water supply means 74 Oxygen supply means 76 Active Microbial Material Supply Device 100 Sewage Pipe P Pump
上記課題は、下記（１）〜（１４）の構成の本発明の下水処理システムによって達成される。
（１）
生物処理槽、および最終沈殿池を少なくとも備え、家庭や工場・企業などから排出される下水を受け、これを処理する下水処理設備を備えた下水処理システムにおいて、
少なくとも前記最終沈殿池からの汚泥を受け、その含水率を所定含水率まで低下させ、水分調整汚泥を作る水分調整手段、
この水分調整手段からの水分調整汚泥を、温度を６０℃〜１１０℃に保った状態で、酸素を供給して、前記水分調整汚泥中のグラム陽性の好気性微生物により好気性発酵させ、これにより、前記水分調整汚泥中のグラム陰性の嫌気性および通性嫌気性微生物を分解死滅させるとともに、フィルミクテス門のグラム陽性のバシラス綱に属するもの、放線菌門のグラム陽性のアクチノバクテリア綱に属するもの、およびクロロフレクサス門のグラム陽性菌のうち少なくとも１種の好気性微生物の芽胞を含有する微生物資材を製造する微生物資材製造装置、
後述する微生物活性化装置に、該下水処理システムの系のいずれかからの水を給送するための水給送手段、
後述する微生物活性化装置に、酸素を供給するための酸素供給手段、
前記微生物資材製造装置からの微生物資材を受け、かつ前記酸素供給手段からの酸素、および水給送手段からの水の供給を受けると共に、この水の温度を１０度〜４０度に、酸素濃度を１〜１０ｍｇ／Ｌに維持して、前記微生物資材中の前記芽胞を発芽させて、活性化された前記好気性微生物を含有する活性微生物資材とする微生物資材活性化装置、および
この微生物活性化装置からの活性微生物資材を、前記生物処理槽の前半部に供給し、該生物処理槽内の下水の少なくとも一部のＭＬＳＳを、２０００ｍｇ／Ｌ〜４０００ｍｇ／Ｌに維持する活性微生物資材供給装置
を備えていることを特徴とする下水処理システム。
（２）
前記水給送手段からの水の温度を１５度〜４０度に維持する前記（１）の下水処理システム。
（３）
前記微生物資材中の微生物のうち、前記好気性微生物の量が、５０％以上である前記（１）の下水処理システム。
（４）
前記水分調整手段が、脱水機である前記（１）〜（３）のいずれかの下水処理システム。
（５）
前記水分調整手段が、前記汚泥に、水分調整のための乾燥資材を添加して水分調整を行う水分調整器である前記（１）〜（３）のいずれかの下水処理システム。
（６）
前記所定含水率が、８５％以下である前記（１）〜（５）のいずれかの下水処理システム。
（７）
前記活性微生物資材の前記生物処理槽の前半部への供給が、連続的に行われる前記（１）〜（６）のいずれかの下水処理システム。
（８）
前記酸素供給手段からの酸素が、空気の形態で供給される前記（１）〜（７）のいずれかの下水処理システム。
（９）
前記下水処理設備が、最初沈殿池を更に有し、前記微生物活性化装置へ供給する前記水が、該最初沈殿池からの溢水である前記（１）〜（８）のいずれかの下水処理システム。
（１０）
前記下水処理設備が、最初沈殿池を更に有し、前記微生物活性化装置へ供給する前記水が、前記最初沈殿池に入る前の下水である前記（１）〜（８）のいずれかの下水処理システム。
（１１）
前記微生物活性化装置へ供給する前記水が、前記下水処理設備により処理済みの水である前記（１）〜（８）のいずれかの下水処理システム。
（１２）
前記下水処理設備が、前記最終沈殿池からの水を消毒するための消毒槽を備え、前記微生物活性化装置へ供給する前記水が、この消毒槽における消毒前の水である前記（１）〜（８）のいずれかの下水処理システム。
（１３）
前記水給送手段からの水が、前記芽胞の発芽に必要な栄養素を備えている前記（１）〜（１２）のいずれかの下水処理システム。
（１４）
前記嫌気性および通性嫌気性微生物が、腸内に存在するプロテオバクテリア門のグラム陰性の硫酸塩還元菌を含むもの、および／またはバクテロイデス門のグラム陰性のものである前記（１）〜（１３）のいずれかの下水処理システム。
The above object is achieved by the sewage treatment system of the present invention having the following configurations (1) to (14).
(1)
In a sewage treatment system equipped with at least a biological treatment tank and a final settling basin, and equipped with a sewage treatment facility that receives and treats sewage discharged from homes, factories, companies, etc.
A moisture adjusting means for producing sludge by receiving at least the sludge from the final sedimentation basin and reducing the moisture content to a predetermined moisture content.
The moisture-adjusted sludge from the moisture-adjusting means is aerobic-fermented by Gram-positive aerobic microorganisms in the moisture-adjusting sludge by supplying oxygen while keeping the temperature at 60 ° C to 110 ° C. , Degrading and killing Gram-negative anaerobic and common anaerobic microorganisms in the water-regulated sludge, as well as belonging to the Gram-positive Bacillus class of Firmicutes, and belonging to the Gram-positive Actinobacteria class of Actinomycetes. And a microbial material manufacturing apparatus that produces microbial materials containing spores of at least one aerobic bacterium among Gram-positive bacteria of the phylum Chloroflexus.
A water feeding means for feeding water from any of the systems of the sewage treatment system to a microbial activator described later.
Oxygen supply means for supplying oxygen to the microbial activator described later,
It receives the microbial material from the microbial material manufacturing apparatus, receives the oxygen from the oxygen supply means, and the water from the water feeding means, and raises the temperature of this water to 10 to 40 degrees and the oxygen concentration. A microbial material activating device, which is maintained at 1 to 10 mg / L and germinates the spores in the microbial material to be an active microbial material containing the activated aerobic microorganism, and the microbial activation device. Provided with an active microbial material supply device that supplies the active microbial material from the above to the first half of the biological treatment tank and maintains at least a part of the MLSS of the sewage in the biological treatment tank at 2000 mg / L to 4000 mg / L. A sewage treatment system characterized by being
(2)
The sewage treatment system according to (1), which maintains the temperature of water from the water feeding means at 15 to 40 degrees.
(3)
The sewage treatment system according to (1), wherein the amount of the aerobic microorganisms among the microorganisms in the microbial material is 50% or more.
(4)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (3) above, wherein the moisture adjusting means is a dehydrator.
(5)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (3) above, wherein the moisture adjusting means is a moisture adjusting device for adjusting the moisture by adding a drying material for adjusting the moisture to the sludge.
(6)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (5) above, wherein the predetermined water content is 85% or less.
(7)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (6) above, wherein the active microbial material is continuously supplied to the first half of the biological treatment tank.
(8)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (7) above, wherein oxygen from the oxygen supply means is supplied in the form of air.
(9)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (8) above, wherein the sewage treatment facility further has a first settling basin, and the water supplied to the microbial activator is overflow from the first settling basin. ..
(10)
The sewage according to any one of (1) to (8) above, wherein the sewage treatment facility further has a first sedimentation basin, and the water supplied to the microbial activator is sewage before entering the first sedimentation basin. Processing system.
(11)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (8), wherein the water supplied to the microbial activator is water treated by the sewage treatment facility.
(12)
The sewage treatment facility includes a disinfection tank for disinfecting water from the final settling basin, and the water supplied to the microorganism activation device is water before disinfection in the disinfection tank (1) to Any sewage treatment system of (8).
(13)
The sewage treatment system according to any one of (1) to (12) above, wherein the water from the water feeding means has nutrients necessary for germination of the spores.
(14)
The anaerobic and facultative anaerobic microorganisms include those containing Gram-negative Sulfate-Reducing Bacteria of the phylum Proteobacteria present in the intestine and / or those of the phylum Bacteroidetes that are Gram-negative (1)-(13). ) Any sewage treatment system.
前記下水処理システム１０は、前記下水処理設備５０に設置され、あるいは接続された微生物活性化装置７０を備えている。この微生物活性化装置７０には、該下水処理システムの系のいずれかからの水を該微生物活性化装置７０に給送するための水給送手段７２が接続されている。この微生物活性化装置７０には、必要に応じて、および酸素を該微生物活性化装置７０に給送するための酸素供給手段７４が接続されている。前記水給送手段７２が供給する水としては、処理を受ける前の下水（例えば、前記最初沈殿池に入る前の下水、特に、前記中継ポンプ場２０のポンプＰより上流の下水）や、該最初沈殿池からの溢水や、消毒槽５８前の最終沈殿池５６から流れ出る水であることが好ましい。これらの水は、前記芽胞を発芽させるために必要な栄養素を含有しており、芽胞の発芽に必要な水分と栄養素を同時に提供できる。
水給送手段７２からの水中の溶存酸素量が不足している場合には、酸素供給手段７４から酸素を供給する。この供給される酸素は、空気の形で供給されても良い。この場合、酸素発生装置や酸素タンクを特別に設ける必要はない
なお、従来技術（特開２００１−２７１５１０号公報参照）において、本発明の微生物資材にほぼ相当する発酵物（肥料のための）を下水汚泥に直接添加するものがあるが、その目的は、活性汚泥の沈殿の促進であり、その目的が本発明の目的とは異なっている。また、前記従来技術からは、当該発酵物を前記生物反応槽に直接添加することも考えられるが、前記生物反応槽には、栄養素を優先して消費する他の微生物（グラム陰性菌等）が多く存在し、芽胞の発芽のための栄養素等が枯渇し、あるいは少なくなっているため、生物反応槽に直接添加された芽胞は、発芽することなく、あるいは発芽に長時間を必要とする。したがって、有用微生物の下水処理の機能の発揮は限定的であると思われる。
The sewage treatment system 10 includes a microbial activation device 70 installed or connected to the sewage treatment facility 50. A water feeding means 72 for feeding water from any of the systems of the sewage treatment system to the microorganism activating device 70 is connected to the microbial activating device 70. An oxygen supply means 74 for supplying oxygen to the microorganism activation device 70 is connected to the microorganism activation device 70 as needed. The water supplied by the water feeding means 72, the sewage before undergoing treatment (e.g., sewage before entering the primary sedimentation, in particular, the upstream of the sewage from the pump P of the relay pump station 20) and, the It is preferable that the water overflows from the first settling basin or flows out from the final settling basin 56 in front of the disinfection tank 58. These waters contain nutrients necessary for germination of the spores, and can simultaneously provide water and nutrients necessary for germination of the spores.
When the amount of dissolved oxygen in the water from the water feeding means 72 is insufficient, oxygen is supplied from the oxygen supplying means 74. This supplied oxygen may be supplied in the form of air. In this case, it is not necessary to specially provide an oxygen generator or an oxygen tank. In the prior art (see JP-A-2001-271510), a fermented product (for fertilizer) substantially equivalent to the microbial material of the present invention is used. Some are added directly to sewage sludge, but the purpose is to promote the precipitation of activated sludge, the purpose of which is different from the object of the present invention. Further, from the above-mentioned prior art, it is conceivable to add the fermented product directly to the biological reaction tank, but other microorganisms (gram-negative bacteria, etc.) that preferentially consume nutrients are contained in the biological reaction tank. Since there are many spores and nutrients for germination of spores are depleted or reduced, spores directly added to the biological reaction tank do not germinate or require a long time for germination. Therefore, it seems that the function of sewage treatment of useful microorganisms is limited.
Claims (14)
少なくとも前記最終沈殿池からの汚泥を受け、その含水率を所定含水率まで低下させ、水分調整汚泥を作る水分調整手段、
この水分調整手段からの水分調整汚泥を、温度を６０℃〜１１０℃に保った状態で、酸素を供給して、前記水分調整汚泥中のグラム陽性の好気性微生物により好気性発酵させ、これにより、前記水分調整汚泥中のグラム陰性の嫌気性および通性嫌気性微生物を分解死滅させるとともに、フィルミクテス門のグラム陽性のバシラス綱に属するもの、放線菌門のグラム陽性のアクチノバクテリア綱に属するもの、およびクロロフレクサス門のグラム陽性菌のうち少なくとも１種の好気性微生物の芽胞を含有する微生物資材を製造する微生物資材製造装置、
後述する微生物活性化装置に、該下水処理システムの系のいずれかからの水を給送するための水給送手段、
後述する微生物活性化装置に、酸素を供給するための酸素供給手段、
前記微生物資材製造装置からの微生物資材を受け、かつ前記酸素供給手段からの酸素、および水給送手段からの水の供給を受けると共に、この水の温度を１０度〜４０度に、酸素濃度を１〜１０ｍｇ／Ｌに維持して、前記微生物資材中の前記芽胞を発芽させて、活性化された前記好気性微生物を含有する活性微生物資材とする微生物資材活性化装置、および
この微生物活性化装置からの活性微生物資材を、前記生物処理槽の前半部に供給し、該生物処理槽内の下水の少なくとも一部のＭＬＳＳを、２０００ｍｇ／Ｌ〜４０００ｍｇ／Ｌに維持する活性微生物資材供給装置
を備えていることを特徴とする下水処理システム。 In a sewage treatment system equipped with at least a biological treatment tank and a final sedimentation basin, and equipped with sewage treatment equipment that receives and treats sewage discharged from homes, factories, companies, etc.
A moisture adjusting means for producing sludge by receiving at least the sludge from the final sedimentation basin and reducing the moisture content to a predetermined moisture content.
The moisture-adjusted sludge from the moisture-adjusting means is aerobic-fermented by Gram-positive aerobic microorganisms in the moisture-adjusting sludge by supplying oxygen while keeping the temperature at 60 ° C to 110 ° C. , Degrading and killing Gram-negative anaerobic and common anaerobic microorganisms in the water-regulated sludge, as well as belonging to the Gram-positive Bacillus class of Firmicutes, and belonging to the Gram-positive Actinobacteria class of Actinomycetes. And a microbial material manufacturing apparatus that produces microbial materials containing spores of at least one aerobic bacterium among Gram-positive bacteria of the phylum Chloroflexus.
A water feeding means for feeding water from any of the systems of the sewage treatment system to a microbial activator described later.
Oxygen supply means for supplying oxygen to the microbial activator described later,
It receives the microbial material from the microbial material manufacturing apparatus, receives the oxygen from the oxygen supply means, and the water from the water feeding means, and raises the temperature of this water to 10 to 40 degrees and the oxygen concentration. A microbial material activating device, which is maintained at 1 to 10 mg / L and germinates the spores in the microbial material to be an active microbial material containing the activated aerobic microorganism, and the microbial activation device. Provided with an active microbial material supply device that supplies the active microbial material from the above to the first half of the biological treatment tank and maintains at least a part of the MLSS of the sewage in the biological treatment tank at 2000 mg / L to 4000 mg / L. A sewage treatment system characterized by being
Any of claims 1 to 13, wherein the anaerobic and facultative anaerobic microorganisms include Gram-negative Sulfate-Reducing Bacteria of the phylum Proteobacteria present in the intestine and / or gram-negative of the phylum Bacteroidetes. Sewage treatment system.
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