JP2024121217A - 有機性排水の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＳＡ処理の反応槽の一般的な汚泥滞留時間が５日以上と長くプラントが大きくなるという課題を解決し、有機汚泥の減容化の効率化及び処理施設のコンパクト化できる有機性排水の処理方法及び装置を提供する。【解決手段】有機性排水を生物処理する活性汚泥槽１０と、活性汚泥槽１０からの生物処理後の有機性排水を汚泥と処理水とに分離する固液分離槽２０と、固液分離槽２０からの余剰汚泥の一部または全部を所定の汚泥ＳＳ濃度まで濃縮する汚泥濃縮装置３０と、汚泥濃縮装置３０からの濃縮汚泥を所定量の鉄の存在下で微曝気処理する微曝気処理槽４０と、固液分離槽２０からの余剰汚泥の一部または全部を汚泥濃縮装置３０へ搬送する第１余剰汚泥搬送ライン５０と、汚泥濃縮装置３０からの濃縮汚泥の一部または全部を微曝気処理槽４０へ搬送する第１濃縮汚泥搬送ライン６０と、微曝気処理槽４０からの微曝気処理後の汚泥を活性汚泥槽１０へ返送する第1汚泥返送ライン７０と、を具備する有機性排水の処理装置。【選択図】図１

Description

本発明は、有機性排水の処理方法及び処理装置に関し、特に、処分が必要な余剰汚泥量を抑制することができるとともに、その余剰汚泥抑制プロセスに必要となる装置の規模及び処理コストの縮小化を行うことが可能な有機性排水の処理方法及び装置に関する。

有機性排水処理における汚泥の減容化方法のうち物理化学的処理としては、オゾン酸化処理、酸化剤処理、アルカリ処理、超音波処理、電解処理、熱処理など多数あり、余剰汚泥を可溶化して再基質化、または分解処理することで汚泥の減容化を図ることが行われている。しかし、この物理化学的処理の多くは単位汚泥当たりから生じる不活性な難分解性有機物量が多くなることも多いため、処理水質に影響を生じるなどの問題がある。

有機性排水処理における汚泥の減容化方法のうち生物学的処理としては、好気性または嫌気性消化処理、酵素処理、食物連鎖処理、嫌気好気生物処理などがあり、処理槽内の滞留時間や酸素条件を主なパラメータとして余剰汚泥発生量の抑制や嫌気的または好気的分解を促進することが行われている。しかし、消化処理の場合、大きな消化槽設備や敷地面積が必要となること、微生物または酵素処理の場合には固定化担体や高価な酵素を使用するためにコストが高いこと、食物連鎖処理の場合には高等生物相の安定的な維持が困難となること、などの問題がある。

嫌気好気生物処理は、主に下等生物相からなる菌叢の維持を行う方法であり、既設槽の改良による対応も可能であることから、上述の問題を解決できる。嫌気好気生物処理の一つとして知られるＯＳＡプロセス（Oxic Anaearobic Process）は、汚泥を好気性雰囲気下で生物処理した後に得られる余剰汚泥を嫌気性雰囲気下で滞留させ、その後当該余剰汚泥を生物処理に再度供する方法である。なお、このＯＳＡプロセスにおいては、細胞外高分子化合物（ＥＰＳ）の高次構造を構成する補因子の一つであるＦｅ（ＩＩＩ）がＦｅ（ＩＩ）に還元されることでＥＰＳの崩壊が起こることが汚泥発生量低減の要因の一つであると報告されている（非特許文献１）。

ＯＳＡプロセスの課題として、汚泥の反応を進めるために汚泥滞留時間（ＳＲＴ）を十分に確保する必要があり、そのために水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を長くとると、ＯＳＡプロセスを実施するための反応槽及び装置が大きくなることが挙げられる。本出願人は、ＯＳＡプロセスを実施するために必要であった大きな槽容積や装置を不要とすることを目的として、図３に示すように、有機性排水を活性汚泥槽１３０で生物処置した後、最終沈殿槽１４０で汚泥と処理水とに分離し、汚泥の一部を微曝気処理槽１５０に導入し、鉄の存在下で微曝気処理して汚泥を分解して再基質化させた後、再基質化された汚泥を活性汚泥槽１３０で再び生物処理する処理方法を提案している（特許文献１：特開２０２０―１４２１６８号公報）。

しかし、さらに研究を進めた結果、特許文献１の技術では、再基質化後の汚泥の全量を活性汚泥槽１３０に返送するため、生物処理前の有機性排水からの悪臭の発生、たとえばし尿・浄化槽汚泥貯留槽及び除さ装置１１０からの臭気成分は、臭気成分回収ライン及びをそれぞれ介して脱臭設備へ送られて処理されるが、悪臭の発生を防止できないこと、及び活性汚泥槽の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を維持することが困難となり、また、嫌気槽へ導入する汚泥濃度が低濃度となることがあり、汚泥滞留時間（ＳＲＴ）にまだ改善の余地があることがわかった。また、ＯＳＡプロセスでは、嫌気性雰囲気下で汚泥分解を促進する際、発生ガス中には温暖化係数が二酸化炭素よりも２５倍高いメタンガスを含有する可能性も考えられることから、２０３０年までにメタンの排出量を２０２０年と比べて３０％削減する目標が世界的に掲げられる中では、その排出防止対策も施す必要がある。

浄化槽汚泥の処理方法において余剰汚泥の発生量を低減させるとともに脱水ケーキの悪臭発生を抑制する技術として、浄化槽汚泥を脱水処理して固形分が除去された有機性排水を微生物によって生物処理する過程で、生物処理助剤（腐植、腐植抽出物、フミン酸、フルボ酸、珪砂、珪石等のうちの一種または複数種）と接触させて特定微生物群（通性嫌気性菌であるバチルス属細菌のような土壌微生物群）を優占化する特定微生物群優占化処理と、前記特定微生物群優占化処理によって前記生物処理の過程で優占化された特定微生物群を含む汚泥を前記脱水処理前の有機性排水に供給して接触させる接触処理と、を含む排水処理方法を実施するための排水処理装置が提案されている（特許文献２：特開２０１５－１６０１８８号公報）。

特許文献２には、脱水処理される前の有機性排水が優占化された特定微生物群と接触するので、浄化槽汚泥に含まれる僅かな有機性固形成分であるタンパク質、デンプン、脂質等が悪臭の発生を伴うことなく効率的に分解され減容化されるとともに、余剰の特定微生物群の自己分解が促進され、その結果、脱水設備で固液分離された固形分、つまり脱水ケーキの大幅な減量化が達成できるとともに、その脱水ケーキが悪臭を放つことも回避できるようになることが記載されている。特許文献２には、装置構成の説明と、８００ｇ－Ｏ_２／ｍ^３・日の吹き込み空気量で２日以上曝気する好気条件下で、優占化された特定微生物群と浄化槽汚泥とを接触させると、接触処理しない場合に比べて汚泥量が３０％減少することは記載されている。しかし、好気条件で曝気するか、あるいは、まったく曝気しないという両極端かつ一般的な条件は記載されているものの、微曝気条件は記載されていない。また、接触処理した後の汚泥は、脱水処理で固液分離され、生物処理に導入されずに系外に排出される形態が示されているに過ぎない。また、脱水ケーキからの悪臭防止は記載されているが、処理施設全般から発生する悪臭を防止することは記載されていない。さらに、生物処理助剤を充填したリアクターを用いることから、処理汚泥を高濃度化するとリアクター内に閉塞や発泡が生じやすく、高濃度運転やリアクター小型化は難しい。

特開２０２０－１４２１６８号公報 特開２０１５－１６０１８８号公報

WATER ENVIRONMENT RESERCH, January 2018, p42-47

本発明は、ＯＳＡ処理の反応槽の一般的な汚泥滞留時間が５日以上と長くプラントが大きくなるという課題を解決し、有機汚泥の減容化の効率化及び処理施設のコンパクト化を可能とする有機性排水の処理方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、有機性排水処理において、好気性生物処理後の余剰汚泥を、鉄存在下、適当量の酸素供給による微曝気環境下で汚泥の再基質化反応（ＢＯＤ成分化）を促進させ、その処理汚泥を活性汚泥槽に返送させて単位投入ＢＯＤ当たりの余剰汚泥の発生量低減を図るとともに、この微曝気処理では適切な汚泥濃度及び対汚泥鉄成分存在率の条件下において良好な再基質化反応を示すという知見を得、微曝気処理の前段に汚泥濃縮装置を導入して適正範囲内での汚泥濃度制御を行うとともに、その汚泥濃度に応じた鉄添加量制御を行うことで、効率の良い汚泥減容化と処理施設のコンパクト化を実現できる発明を完成するに至った。

本明細書において、「ＯＳＡ処理」とは、好気性雰囲気下での生物処理後の汚泥を、嫌気性雰囲気下でFe(III)をFe(II)へ還元させることによって細胞外高分子の高次構造を崩壊させ、適当量の空気供給を制御してFe(II)からFe（III）への自動酸化速度をコントロールし、Fe(II) からFe（III）への自動酸化から生じるヒドロキシラジカルによって細胞外高分子の低分子化反応を進行させ、標準活性汚泥法において発生する余剰汚泥の再基質化（ＢＯＤ成分化）を促進させ、再基質化された汚泥を活性汚泥槽に返送して、無益回路（futile cycle）を促進させることで、単位投入ＢＯＤ当たりの余剰汚泥の発生量低減を図る処理方法である。

本明細書において「再基質化」とは、生物学的な水処理過程で発生した有機汚泥の一部を、物理化学的、生化学的な手段によって可溶化を促進させ、生物学的に酸化分解が可能な状態にまで低分子化させることである。

本発明によれば、下記の態様を有する有機性排水の処理方法及び処理装置が提供される。
［１］ 有機性排水を活性汚泥槽で生物処理する生物処理工程と、
生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離工程と、
当該余剰汚泥の一部または全部をさらに固液分離して固形物を濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮工程と、
当該濃縮汚泥の一部を鉄の存在下で微曝気処理し、汚泥を分解して再基質化させる微曝気処理工程と、
当該再基質化された汚泥を当該活性汚泥槽に返送して再び生物処理する再生物処理工程と、を含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
［２］ 前記汚泥濃縮工程において、固形物を濃縮した後の濃縮汚泥のＳＳ濃度が３０，０００ｍｇ／Ｌ以上１２０，０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲になるように固形物を濃縮することを特徴とする前記［１］に記載の有機性排水の処理方法。
［３］ 前記微曝気処理工程において、
前記濃縮汚泥のＶＳＳ濃度に対して４％相当以上の鉄成分が常に存在するように、鉄成分を前記微曝気工程に導入することを特徴とする前記［１］１又は［２］に記載の有機性排水の処理方法。
［４］ 有機性排水を活性汚泥槽で生物処理する生物処理工程と、
生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離工程と、
当該余剰汚泥の一部または全部をさらに固液分離して固形物を濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮工程と、
当該濃縮汚泥の一部を鉄の存在下で微曝気処理し、汚泥を分解して再基質化させる微曝気処理工程と、
当該再基質化された汚泥を当該活性汚泥槽に返送して再び生物処理する再生物処理工程と、を含む有機性排水の処理方法であって、
当該固液分離工程からの余剰汚泥の残部を濃縮せずに当該微曝気処理工程に投入するとともに、当該微曝気処理工程における汚泥濃度を計測し、計測された汚泥濃度に応じて、当該固液分離工程から当該微曝気処理工程へ投入する余剰汚泥の量を増減し、当該微曝気処理工程における汚泥濃度が所定の範囲内になるように調節することを特徴とする有機性排水の処理方法。
［５］ 前記汚泥濃縮工程において、濃縮汚泥のＳＳ濃度が３０，０００ｍｇ／Ｌ以上１２０，０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲になるように固形物を濃縮することを特徴とする前記［４］に記載の有機性排水の処理方法。
［６］ 前記微曝気処理工程において、前記濃縮汚泥のＶＳＳ濃度に対して４％相当以上の鉄成分が常に存在するように、鉄成分を前記微曝気工程に導入する
ことを特徴とする前記［４］又は［５］に記載の有機性排水の処理方法。
［７］ 有機性排水を生物処理する活性汚泥槽と、
当該活性汚泥槽からの生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離槽と、
当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部または全部を所定の汚泥ＳＳ濃度まで濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮装置と、
当該汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥を所定量の鉄の存在下で微曝気処理する微曝気処理槽と、
当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部または全部を当該汚泥濃縮装置へ搬送する第１余剰汚泥搬送ラインと、
当該汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥の一部または全部を当該微曝気処理槽へ搬送する第１濃縮汚泥搬送ラインと、
当該微曝気処理槽からの微曝気処理後の汚泥を当該活性汚泥槽へ返送する第1汚泥返送ラインと、
を具備することを特徴とする有機性排水の処理装置。
［８］ 前記活性汚泥槽の前段に設けられている貯留槽又は中継槽と、
前記微曝気処理槽からの微曝気処理後の汚泥を当該貯留槽又は中継槽へ返送する第２汚泥返送ラインと、をさらに具備することを特徴とする前記［７］に記載の有機性排水の処理装置。
［９］ 前記固液分離槽からの余剰汚泥の一部を前記微曝気処理槽へ直接搬送する第２余剰汚泥搬送ラインをさらに具備することを特徴とする前記［７］または［８］に記載の有機性排水の処理装置。
［１０］ 前記微曝気処理槽は、槽内の汚泥濃度を計測する汚泥濃度計を具備し、
前記汚泥濃縮装置は、濃縮汚泥の汚泥濃度を調節する自動調節機構を具備し、
当該汚泥濃度計にて計測された前記微曝気処理槽内の汚泥の濃度に応じて、当該自動調節機構により前記微曝気処理槽に導入する濃縮汚泥の汚泥濃度を調節することを特徴とする請求項７または８に記載の有機性排水の処理装置。
［１１］ 有機性排水を生物処理する活性汚泥槽と、
当該活性汚泥槽からの生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離槽と、
当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部または全部を所定の汚泥ＳＳ濃度まで濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮装置と、
当該汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥を所定量の鉄の存在下で微曝気処理する微曝気処理槽と、
当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部を当該汚泥濃縮装置へ搬送する第１余剰汚泥搬送ラインと、
当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部を前記微曝気処理槽へ直接搬送する第２余剰汚泥搬送ラインと、
当該汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥の一部または全部を当該微曝気処理槽へ搬送する第１濃縮汚泥搬送ラインと、
当該微曝気処理槽からの微曝気処理後の汚泥を当該活性汚泥槽へ返送する第1汚泥返送ラインと、
を具備することを特徴とする有機性排水の処理装置。
［１２］ 前記微曝気処理槽は、槽内の汚泥濃度を計測する汚泥濃度計を具備し、
前記第２余剰汚泥搬送ラインには、自動調節機構が設けられており、
当該汚泥濃度計にて計測された前記微曝気処理槽内の汚泥の濃度に応じて、前記第２余剰汚泥搬送ラインに送る前記固液分離槽からの余剰汚泥の量を調節することを特徴とする前記［１１］に記載の有機性排水の処理装置。
［１３］ 前記汚泥濃縮装置は、
一定間隔の複数のフラットバーで形成された平行スリット状の隙間を楕円形の多重円盤が常時回転しながら当該スリットを貫通する機構を有するスリット状ろ過体と、
当該スリット状ろ過体の上の汚泥を上部から押圧して圧搾する圧搾板と、
当該圧搾板を当該スリット状ろ過体に押し付ける機構と、
を有するスリット型汚泥濃縮装置であることを特徴とする前記［７］～［１２］のいずれか１に記載の有機性排水の処理装置。

本発明によれば、好気性生物処理後の余剰汚泥を、鉄存在下、適当量の酸素供給による微嫌気的環境下で汚泥の再基質化反応（ＢＯＤ成分化）を促進させ、その処理汚泥を活性汚泥槽に返送させて単位投入ＢＯＤ当たりの余剰汚泥の発生量低減を図り、汚泥処理時に必要な薬品使用量、及び汚泥処分費の削減ができるＯＳＡプロセスにおいて、ＯＳＡ処理の前段に汚泥濃縮装置を設置し、常に最適な汚泥濃度と対汚泥鉄成分存在率の環境下でＯＳＡ処理を行えるプロセスを採用したことで、ＯＳＡ処理のさらなる効率化と処理施設のさらなるコンパクト化が可能となり、ＯＳＡプロセスの反応槽の一般的な汚泥滞留時間が５日以上と長く、プラントが大きくなるという課題を解決できる。

本発明の第１実施形態による有機性排水の処理装置の概略説明図。 本発明の第２実施形態による有機性排水の処理装置の概略説明図。 従来技術による有機性排水の処理装置の概略説明図。 実施例１による汚泥濃度とＶＳＳ減少率との関係を示すグラフ。 実施例２による対ＶＳＳ鉄濃度とＶＳＳ減少率との関係を示すグラフ。

好ましい実施形態

以下、添付図面を参照しながら本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［有機性排水の処理方法］
本発明の有機性排水の処理方法は、有機性排水を活性汚泥槽で生物処理する生物処理工程と、
生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離工程と、
当該余剰汚泥の一部または全部をさらに固液分離して固形物を濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮工程と、
当該濃縮汚泥の一部を鉄の存在下で微曝気処理し、汚泥を分解して再基質化させる微曝気処理工程と、
再基質化された汚泥を当該活性汚泥槽に返送して再び生物処理する再生物処理工程と、を含むことを特徴とする。

すなわち、生物処理工程において有機性排水を活性汚泥槽で生物処理した後、固液分離工程において余剰汚泥と処理水とに分離し、その余剰汚泥をさらに固液分離して適正濃度まで濃縮した濃縮汚泥を微曝気処理槽に導入して、適正量の鉄の存在下で微曝気処理し、通性嫌気性菌による汚泥の再基質化と汚泥分解を促進し、再基質化された汚泥を活性汚泥槽に導入することで発生汚泥の減量化を行うものである。再基質化された汚泥は、微曝気処理槽から直接、活性汚泥槽に導入されてもよいし、汚泥貯留槽または中継槽に貯留された後に活性汚泥槽に導入されてもよい。

（Ａ）有機性排水
本発明は、主として下水処理場、し尿処理場、食品製造工場排水処理場、バイオマス処理施設に適用され、下水汚泥、農村集落排水汚泥、コミュニティプラント汚泥、し尿・浄化槽汚泥、農畜産排水汚泥、食品製造排水汚泥、バイオマス処理汚泥として収集され、その処理工程で発生する有機性排水処理方法に適する。本発明で処理できる有機性排水の主な性状は、たとえばｐＨ４以上８以下、ＢＯＤ濃度２００ｍｇ／Ｌ以上２０，０００ｍｇ／Ｌ以下、ＳＳ濃度２００ｍｇ／Ｌ以上２０，０００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。

本発明は、特には、処理施設内で悪臭を発する環境下での有機性排水の処理方法として適用効果が高い。処理施設内で発生する悪臭は、アンモニアを含むアミン系臭気、硫黄化合物系臭気、アルデヒド類、低級脂肪酸類が主な原因物質である。

（Ｂ）生物処理工程（活性汚泥処理）
生物処理工程は、酸素存在下、槽内に活性汚泥を維持して、槽内に浮遊する好気性微生物群の作用により汚濁質処理を行う工程であり、細胞外高分子とＦｅ（ＩＩＩ）が形成される。生物処理工程としての活性汚泥処理は通常の好気性生物処理方法を適用し、酸素存在下、曝気槽に活性汚泥を維持することで、槽内に浮遊する好気性微生物群の働きにより汚濁質処理を行う。活性汚泥槽は、ＭＬＳＳ濃度約２，０００ｍｇ／Ｌ以上約１０，０００ｍｇ／Ｌ以下、ＢＯＤ容積負荷約０.６ｋｇ／ｍ^３・日以下、ＢＯＤ－ＭＬＳＳ負荷約０.３ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ・日以上約１.２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ・日以下、ＨＲＴ約６時間以上約８時間以下の条件に維持することが好ましい。

（Ｃ）固液分離工程
固液分離工程は、生物処理後の細胞外高分子とＦｅ（ＩＩＩ）を含む汚泥含有水を固液分離して余剰汚泥を形成する工程である。活性汚泥槽からの生物処理後の有機性排水は、最終沈殿槽にて、余剰汚泥と処理水とに固液分離される。余剰汚泥の一部は、活性汚泥槽内の上記環境条件を維持するために活性汚泥槽に返送されてもよい。

（Ｄ）汚泥濃縮工程
汚泥濃縮工程は、余剰汚泥の一部又は全部を所定汚泥濃度まで濃縮する工程である。固液分離工程からの余剰汚泥の残余には凝集剤が添加されて凝集フロックを形成させ、凝集フロックを脱水処理する。凝集剤としては、特に限定されないが、高分子凝集剤が用いられる。また、ポリ硫酸第二鉄または硫酸バンド、ＰＡＣ等の無機系凝集助剤と高分子凝集剤の併用も分離液の清澄度を高めるために有効な場合がある。高分子凝集剤としては、カチオン系、アニオン系、両性系、等が挙げられ、例えば、アミジン系凝集剤、アクリルアミド系凝集剤、アクリル酸系凝集剤等が挙げられる。本凝集処理によってフロック径が数ミリ程度の沈降分離性の高い凝集フロックを形成できる。凝集処理により形成された凝集フロックは、濃縮汚泥と分離液とに固液分離される。濃縮汚泥の一部は微曝気処理工程に導入され、他部は脱水して脱水ケーキと分離水とに固液分離される。

汚泥濃縮工程では、固形物を濃縮した後の濃縮汚泥のＳＳ濃度が３０，０００ｍｇ／Ｌ以上１２０，０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲になるように固形物を濃縮することが好ましい。ＳＳ濃度３０，０００ｍｇ／Ｌ以上１２０，０００ｍｇ／Ｌ以下に濃縮された濃縮汚泥の一部、または脱水処理された脱水ケーキの一部を微曝気処理することで、処理汚泥を高濃度化でき、汚泥の再基質化反応と臭気分解微生物群の活性向上を促進することができるとともに、微曝気処理槽容量の小型化が可能である。

（Ｅ）微曝気処理工程
微曝気処理工程は、濃縮汚泥を鉄の存在下にて微曝気して汚泥の分解及び再基質化を促進する工程である。好気性雰囲気下で生物処理された後の濃縮汚泥は、細胞外高分子とＦｅ（ＩＩＩ）を含む。Ｆｅ（ＩＩＩ）は嫌気性雰囲気下でＦｅ（ＩＩ）へ還元されることによって細胞外高分子の高次構造を崩壊させる。ここに、適当量の空気を供給すると、Ｆｅ（ＩＩ）がＦｅ（ＩＩＩ）に酸化され、ヒドロキシラジカルが生成される。ヒドロキシラジカルは、細胞外高分子の低分子化反応を進行させ、再基質化反応を促進する。

微曝気処理工程では、鉄存在下、微曝気処理による汚泥の再基質化反応時にPseudomonas属、Thiobacillus属、Nitrosomonas属、Nitrobacter属などの好気性菌、並びにStreptcoccus属などの乳酸菌やAeromonas属、Bacillus属細菌などの通性嫌気性菌の増殖が促進される。この微曝気処理により増殖した好気性菌や通性嫌気性菌の微生物群が汚泥の再基質化反応に寄与するとともに、微曝気処理した汚泥は臭気分解にも効率的に作用するので、臭気発生源である原料貯留槽や中継槽に投入することで処理施設内の臭気発生低減に寄与する。

微曝気処理は、汚泥のＶＳＳ濃度に対して４％以上、好ましくは５％以上、より好ましくは６％以上、２０％以下、好ましくは１５％以下の鉄成分（以後「対VＳＳ鉄濃度」と称することもある。）が常に存在する環境下で行うことが望ましい。対VＳＳ鉄濃度４％以上とすることで、ＳＳ成分の可溶化に必要な鉄成分が確保され、効率的なＯＳＡ処理が可能となる。微曝気処理に供する汚泥中の対ＶＳＳ鉄濃度が不足する場合には、鉄成分を添加する。必要に応じて添加する鉄としては、水溶性の鉄化合物であれば特に限定されないが、たとえばポリ塩化鉄、ポリ硫酸鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、硫酸鉄などを好適に挙げることができる。また、微曝気に用いる酸素含有気体としては、酸素ガスを含む気体であれば問題なく、有機性排水処理施設内の汚泥受入ピットや除さ装置などから発生する悪臭成分を含む低濃度系および高濃度系の臭気ガス、汚水の活性汚泥処理設備から発生する曝気排ガスなどを用いることもできる。これらの有機性排水処理施設内で発生する臭気ガスなどを微曝気処理に用いることで、臭気の発生を低減する微生物群の増殖が促進され、臭気対策としても効果的である。

微曝気処理は、汚泥中溶存酸素（ＤＯ）濃度を０.５ｍｇ／Ｌ以下、温度１５℃以上４０℃以下、ｐＨ６以上９以下、標準水素電極と白金電極により測定する場合の酸化還元電位（ＯＲＰ）を＋３００ｍＶ以下－３００ｍＶ以上に維持して運転を行う。微曝気強度は０.０５ｍ^３／（ｍ^３・分）以上０.３ｍ^３／（ｍ^３・分）以下、好ましくは０．１０ｍ^３／（ｍ^３・分）以上０.２５ｍ^３／（ｍ^３・分）以下が好ましい。曝気強度が過大となると、汚泥の消化が進行して汚泥粘度が上昇して汚泥性状が更に変化し、後段の凝集処理や脱水処理に悪影響を及ぼす可能性がある。一方、曝気強度が０.０５ｍ^３／（ｍ^３・分）未満では、汚泥濃度が高い場合に微曝気処理槽内の均一な撹拌が困難になる可能性が高くなる。

また、本発明の微曝気処理においてはリアクター内固形物滞留時間（ＳＲＴ）が一定の場合、汚泥濃度が高濃度になるほど反応槽の必要容量が少なくなることから、プラントのコンパクト化を図る場合はなるべく汚泥濃度を高くすることが望ましい。しかし、汚泥濃度が高濃度になり過ぎると反応槽内の均一な撹拌と微曝気用気体の分散に支障が出る。汚泥の種類によりその最適濃度領域は異なるが、微曝気処理槽内の汚泥ＳＳ濃度を好ましくは、３０，０００ｍｇ／Ｌ以上１２０，０００ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは４０，０００ｍｇ／Ｌ以上１００，０００ｍｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは５０，０００ｍｇ／Ｌ以上９０，０００ｍｇ／Ｌ以下に維持することが望ましい。

微曝気処理工程において、さらにケイ酸ナトリウム、ケイ酸カルシウムなどのケイ素化合物、又は／及び通性嫌気性菌を添加してもよい。ケイ素イオン及び／又は通性嫌気性菌は、流動性の生物菌体付着担体として汚泥を付着・保持する役割を果たし、汚泥を高濃度に保持し、微曝気処理工程において特定の微生物の増殖促進及び汚泥フロックの形成促進に資する。ケイ素化合物を添加する場合、微曝気処理工程に供給される汚泥量１ｍ^３／ｄに対してケイ素イオン濃度が好ましくは１ｍｇ／Ｌ以上３００ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは５ｍｇ／Ｌ以上２００ｍｇ／Ｌ以下、特に好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以上１００ｍｇ／Ｌ以下となるように添加することが望ましい。カルシウム化合物とケイ素化合物を一緒に添加する場合、カルシウムイオン及びケイ素イオンの合計が１０ｍｇ／Ｌ以上となるように添加することが好ましい。通性嫌気性菌を添加する場合、１０^５個／ｇ以上１０^１１個／ｇ以下、好ましくは１０^８個／ｇ以上１０^１０個／ｇ以下、より好ましくは１０^７個／ｇ以上１０^９個／ｇ以下の菌体濃度で含まれる形態で添加することが好ましい。

（Ｆ）再生物処理工程
微曝気処理を経て再基質化された汚泥は直接、または他の槽を経由して活性汚泥槽に導入され、再度、上述の生物処理に供される。微曝気処理で低分子化された有機物のうち、可溶化の程度までは分解されていない低分子のコロイダルなＳＳ状態の有機物（低分子ＳＳ状有機物）も多く含まれる。低分子ＳＳ状有機物は活性汚泥槽での分解が容易な成分も多く、結果的に活性汚泥槽での汚泥発生量を低減できる。

（Ｇ）脱水処理工程
微曝気処理工程に送られない余剰汚泥及び汚泥濃縮工程からの濃縮汚泥は、脱水処理されて脱水ケーキと分離水とに分離される。本発明の有機性排水の処理方法で得られる脱水ケーキの含水率はほとんどが７５％以上８２％以下となり、従来の脱水ケーキと比較して低含水率である。また、濃縮汚泥を再基質化させて汚泥分解が促進されていることから、汚泥固形物中の有機物の割合（ＶＳＳ）が減少しているため、脱水ケーキの粘着性は低く、不快臭も軽減され、コンポスト化、炭化、燃料化などの再資源化に有利である。分離水は、ＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下、電気伝導度２００ｍＳ／ｍ以上５００ｍＳ／ｍ以下となるため、汚泥処理工程の希釈液として用いることも可能である。

［有機性排水の処理装置］
次に、本発明の処理方法を実施するための処理装置について説明する。図１及び２は、し尿汚泥及び浄化槽汚泥を処理対象物とする場合を例にして、本発明の処理方法の基本処理フローを実施するための処理装置の構成を示す概略説明図である。

［第１実施形態］
本実施形態の有機性排水の処理装置は、
有機性排水を生物処理する活性汚泥槽１０と、
活性汚泥槽１０からの生物処理後の有機性排水を汚泥と処理水とに分離する固液分離槽２０と、
固液分離槽１０からの余剰汚泥の一部または全部を所定の汚泥ＳＳ濃度まで濃縮する汚泥濃縮装置３０と、
汚泥濃縮装置３０からの濃縮汚泥を所定量の鉄の存在下で微曝気処理する微曝気処理槽４０と、
固液分離槽２０からの余剰汚泥の一部または全部を汚泥濃縮装置３０へ搬送する第１余剰汚泥搬送ライン５０と、
汚泥濃縮装置３０からの濃縮汚泥の一部または全部を微曝気処理槽４０へ搬送する第１濃縮汚泥搬送ライン６０と、
微曝気処理槽４０からの微曝気処理後の汚泥を活性汚泥槽１０へ返送する第1汚泥返送ライン７０と、
を具備することを特徴とする。

微曝気処理槽４０には汚泥濃度計４２が設けられ、汚泥濃縮装置３０には自動調節機構としての自動濃縮度調節機構３２が設けられている。自動濃縮度調節機構３２は汚泥濃度計４２にて測定された濃度値に応じて作動する。自動濃縮度調節機構３２は微曝気処理槽４０内の汚泥濃度を所定の範囲内に制御するために汚泥濃縮装置３０での濃縮濃度を調節する機構である。汚泥濃度計４２で得られる微曝気処理槽４０内の汚泥濃度と、事前に得られている汚泥滞留時間と可溶化分解速度等の値を係数とした算出式により汚泥濃縮装置３０にて濃縮される最適濃縮濃度を決定し、その最適濃縮濃度になるように汚泥濃縮装置３０の圧搾圧力等を調整する。例えば微曝気処理槽４０内での滞留時間が１０日で、その１０日間の間で汚泥のＳＳが可溶化される量が２０％であり、微曝気処理槽４０内の汚泥濃度を４０，０００ｍｇ／Ｌに調整しようとする場合、４０，０００／（１－０．２）＝５０，０００であるから、自動濃縮度調節機構３２により汚泥濃縮装置３０から排出される濃縮汚泥濃度を５０，０００ｍｇ／Ｌとなるように調整する。

図１に示す第１実施形態では、上述の構成に加えて、活性汚泥槽１０の前段に、排水や汚泥を受け入れ、粗大固形物を除去する沈砂池、最初沈殿池、除さ装置などの粗大固形物除去部１１０と、粗大固形物が除去された排水や汚泥を受け入れて汚泥性状を調節する中継槽１２０とが設けられ、中継槽１２０には微曝気処理槽４０からの微曝気処理後の汚泥を中継槽１２０に返送する第２汚泥返送ライン８０が接続されており、固液分離槽（最終沈殿池）２０からの余剰汚泥の一部と汚泥濃縮装置３０からの濃縮汚泥の一部を脱水処理する脱水処理設備１３０と、粗大固形物除去部１１０にて分離された沈砂、し渣、汚泥などを脱水処理設備１３０及び系外へ搬送するライン１１５が設けられている。なお、図１には、第２汚泥返送ライン８０は、第1汚泥返送ライン７０から分岐して示されているが、微曝気処理槽４０と中継槽１２０とを直接接続して、微曝気処理槽４０からの微曝気処理後の汚泥の全量を中継槽１２０に導入する形態でもよい。微曝気処理槽４０からの微曝気処理後の汚泥の全量を中継槽１２０に直接導入する形態の場合、微曝気処理後の汚泥は中継槽１２０を経由して活性汚泥槽１０に返送され、再び生物処理に供される。

（Ａ）活性汚泥槽
活性汚泥槽１０は、通常の好気性生物処理方法を適用し、酸素存在下、曝気槽に活性汚泥を維持することで、槽内に浮遊する好気性微生物群の働きにより汚濁質処理を行う槽である。活性汚泥槽１０には、微曝気処理槽４０からの微曝気処理後の汚泥を導入する第1汚泥返送ライン７０が接続されている。

（Ｂ）固液分離槽
固液分離槽２０は、活性汚泥槽１０からの活性汚泥を余剰汚泥と処理水とに分離する槽である。一般的な活性汚泥フロックの重力沈降による沈降分離を目的とした最終沈殿池や、活性汚泥槽の一部に膜等の固液分離ろ過体を浸漬させて吸引ろ過して処理水を得る浸漬膜型固液分離装置等を用いることができる。固液分離槽２０には第１余剰汚泥搬送ライン５０が接続されている。固液分離槽２０からの余剰汚泥の一部または全部は、第１余剰汚泥搬送ライン５０を介して汚泥濃縮装置３０に導入され、所定ＳＳ濃度まで濃縮される。

（Ｃ）汚泥濃縮装置
汚泥濃縮装置３０は、余剰汚泥の一部または全部を所定の汚泥ＳＳ濃度まで濃縮する槽である。汚泥濃縮装置３０には、微曝気処理槽４０内の汚泥濃度に応じて濃縮汚泥の濃度を調節する自動調節機構としての自動濃縮度調節機構３２が設けられている。汚泥濃縮装置３０としては、特に限定されず、重力濃縮法が適用される単なる槽、遠心濃縮法が適用される遠心濃縮機、浮上濃縮法が適用される固液分離機、スクリーンを用いた分離機等を用いることができる。中でも、液体成分を通過させる多数のスリットを形成したスリット板と、スリット板上に周面を突出せしめた多数の円板と、を備えるスリット型濃縮機が好ましい。スリット型濃縮機では、例えば、余剰汚泥をスリット板で受け止められ、排出方向に偏心回転するスリット板上の多数の円板によってスリット板上を排出側に送られ、この過程でスリットと円板との隙間から液体成分が落下して濾過され、余剰汚泥中の固体成分は分離捕集される。さらに、排出方向に回転し、スリット板上の捕集物を圧搾して濃縮する背圧板をスリット板の上面に近接して設けた機械構造も好ましく用いることができる。本発明者らは、このスリット型濃縮機を用いることで８％以上、典型的には１８％程度の汚泥濃度まで濃縮処理が可能となることを確認している。本発明においては、濃縮汚泥のＳＳ濃度が３０，０００ｍｇ／Ｌ以上１２０，０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲になるように固形物を濃縮することができる濃縮装置を用いることが好ましい。

（Ｄ）微曝気処理槽
微曝気処理槽４０は、濃縮汚泥を鉄の存在下で微曝気処理して通性嫌気性菌による汚泥の再基質化と汚泥分解を促進する槽である。微曝気処理槽としては、好気性生物処理で一般に用いられる完全混合型の水槽を用いることができる。この水槽は、新規に導入する以外でも、既設の空き水槽や汚泥貯槽などがあればそれを改造して活用することも可能である。微曝気処理槽４０には、汚泥濃縮装置３０からの濃縮汚泥を導入する第１濃縮汚泥搬送ライン６０及び微曝気処理後の汚泥を活性汚泥槽１０へ返送する第１汚泥返送ライン７０が接続されている。また、微曝気処理槽４０には槽内の汚泥の濃度を計測する汚泥濃度計４２が設けられている。さらに、図示しないが、酸素含有気体を槽内に導入するためのブロワなどの微曝気手段又は散気手段、及び運転管理する計測機器としてｐＨ計、ＤＯ計及びＯＲＰ計、これらで計測したｐＨ値、ＤＯ値、ＯＲＰ値、汚泥濃度に応じて酸素含有気体の微曝気速度を調整する制御装置が設けられていることが好ましい。

微曝気手段としては、微曝気処理槽底部から槽内の汚泥中に気泡を導入できるように散気部を設けることが好ましい。特に汚泥スラリーを対象とした微曝気処理槽であることから、目詰まりを起こしにくい粗大気泡型散気装置が好ましく、多孔性散気管、スパージャ、ディスクディフューザなどを好ましく用いることができる。また、マイクロバブルを発生させる装置を使用、または併用して高濃度汚泥中への酸素の分散効率を高める方式も有効となる場合がある。さらに、微曝気処理槽に酸素含有気体を導入する際、施設内臭気を利用する場合には配管中の凝宿水に拠るブロワトラブルを回避するため、臭気中に存在するダストやミストなどを前処理装置（ドレーン抜き装置）で除外してから導入することが望ましい。

微曝気処理槽４０内での汚泥滞留時間を一定と設定する場合、濃縮汚泥の汚泥濃度が高くなるに伴って、汚泥と供給酸素の分散のための撹拌処理をより強くする必要があるが、微曝気処理槽４０の容積を小さくすることが可能となりその分装置のコンパクト化が可能となる。

（Ｅ）汚泥処理設備
汚泥濃縮装置３０に送られなかった余剰汚泥、及び微曝気処理槽４０に送られなかった濃縮汚泥は、汚泥処理設備１３０に送られて汚泥処理に供される。ＳＳ濃度４ｗｔ％以上１８ｗｔ以下％程度に濃縮された濃縮汚泥は効率的に脱水処理することができる。汚泥処理設備１３０は、余剰汚泥又は濃縮汚泥に凝集剤を添加して凝集フロックを形成する凝集槽と、凝集フロックを脱水して脱水ケーキと分離水とを得る脱水処理設備と、を具備する。脱水装置としては特に限定されず、凝集フロック又は濃縮凝集フロックへ応力を付与する手段と、分離水を透過し、消化汚泥凝集物を保持するろ過手段を具備することが好ましい。応力を付与する手段としては、プレス、遠心等が挙げられる。ろ過手段としては、開孔径が０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下のスクリ－ン等が挙げられる。

［第２実施形態］
図２を参照しながら、本発明の処理装置の第２実施形態をし尿汚泥及び浄化槽汚泥を処理対象物とする場合を例にして説明する。

本実施形態の有機性排水の処理装置は、
有機性排水を生物処理する活性汚泥槽１０と、
活性汚泥槽１０からの生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離槽２０と、
固液分離槽２０からの余剰汚泥の一部または全部を所定の汚泥ＳＳ濃度まで濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮装置３０と、
汚泥濃縮装置３０からの濃縮汚泥を所定量の鉄の存在下で微曝気処理する微曝気処理槽４０と、
固液分離槽２０からの余剰汚泥の一部を汚泥濃縮装置３０へ搬送する第１余剰汚泥搬送ライン５０と、
固液分離槽２０からの余剰汚泥の一部を微曝気処理槽４０へ直接搬送する第２余剰汚泥搬送ライン９０と、
汚泥濃縮装置３０からの濃縮汚泥の一部または全部を微曝気処理槽４０へ搬送する第１濃縮汚泥搬送ライン６０と、
微曝気処理槽４０からの微曝気処理後の汚泥を活性汚泥槽１０へ返送する第1汚泥返送ライン７０と、
を具備することを特徴とする。

微曝気処理槽４０には、槽内の汚泥濃度を計測する汚泥濃度計４２が設けられており、第２余剰汚泥搬送ライン９０には、自動調節弁９２が設けられている。自動調節弁９２は汚泥濃度計４２にて測定された濃度値に応じて作動し、汚泥濃縮装置３０に導入せずに直接微曝気処理槽４０に導入する固液分離槽２０からの余剰汚泥の量を調節する。

図２に示す第２実施形態は、固液分離槽２０からの余剰汚泥を汚泥濃縮装置３０に搬送する第１余剰汚泥搬送ライン５０に加えて、余剰汚泥を汚泥濃縮装置３０に導入せずに微曝気処理槽４０に導入する第２余剰汚泥搬送ライン９０を備え、微曝気処理槽４０内の汚泥濃度に応じて余剰汚泥の導入量を調節する自動調節機構としての自動調節弁９２が第２余剰汚泥搬送ライン９０に設けられている点を除いて第１実施形態と同じ構成である。汚泥濃縮装置３０はほぼ固定の濃縮汚泥濃度になるように調整されており、自動調節弁９２では濃縮されていない余剰汚泥の導入量と微曝気処理槽４０内の汚泥濃度の関係性が学習されていることから、微曝気処理槽４０内の汚泥濃度を所定の範囲内にするための第２余剰汚泥搬送ライン９０からの余剰汚泥導入量を決定することが可能となる。その他の構成については、図１に示す第１実施形態の説明を援用し、説明を割愛する。

次に、実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明する。

［実施例１］
表１に示す３種類の有機性排水処理場の余剰汚泥を用い、表２に示す処理条件にて処理して、本発明の微曝気処理における汚泥の分解効果を確認した。
本実施例１における微曝気処理では、１０リットル円筒シリンダーにＲｕｎ毎に対象汚泥を５．０リットル投入して以下の条件で微曝気処理運転を行った。

全てのＲｕｎにおいて、微嫌気処理時の汚泥中溶存酸素（ＤＯ）濃度は０．５ｍｇ／Ｌ以下、鉄存在量は塩化鉄を添加して対ＶＳＳ鉄濃度を１０％に調整した。微曝気処理時の温度は２０℃±２℃、酸化還元電位（ＯＲＰ）は－１５０ｍＶ以上＋５０ｍＶ以下となるように個々の曝気装置を自動制御した運転を行った。

全てのＲｕｎを開始する前にあらかじめ当該３種類の汚泥ごとに、３０，０００ｍｇ／Ｌに濃縮して上記の条件で１５日間微曝気処理を行った汚泥を種汚泥として用意し、Ｒｕｎごとにそれぞれの種汚泥を１Ｌずつ添加し、Ｒｕｎごとの濃縮汚泥濃度に調整した汚泥を５Ｌ混合し、合計６Ｌの汚泥を１０Ｌの微曝気処理槽で処理した。

各分析項目は以下の分析方法に拠った。
・ＴＳ（Total solids、全蒸発残留物）：１０５℃蒸発残留物重量（JIS K 0102）
・ＶＴＳ（Volatile total solids、強熱減量）：６００℃強熱減量（JIS K 0102）
・ＳＳ（Suspended solids、懸濁物質）：遠心分離機による回転数３，０００ｒｐｍ，１０分間での沈殿物重量（JIS K 0102）
・ＶＳＳ（Volatile suspended solids、揮発性懸濁物質）：懸濁物質の６００℃強熱減量（JIS K 0102）
・汚泥粘度：Ｂ型回転粘度計を用いて２５℃で測定（下水試験方法）

表中、「微曝気処理槽必要容積」は、対照系を１００とした相対値で示し、
「微曝気処理槽投入汚泥ＳＳ濃度」は、微曝気処理槽に投入する汚泥のＳＳ濃度を下水試験法に準じて測定した値であり、
「濃縮時薬注率」は、対象汚泥ＳＳあたりの高分子凝集剤の添加率であり、
「１０日後微曝気処理槽汚泥ＶＳＳ減少率」は、「１－１０日後微曝気処理槽排出汚泥ＶＳＳ／微曝気処理槽投入汚泥ＶＳＳ」として計算した値である。

３種類の有機性汚泥に対する微曝気処理において、いずれの汚泥においても濃縮汚泥濃度を高めることによりＶＳＳ減少率の向上、すなわち生物処理槽に返送した時の有機物分解率向上に寄与することが分かる。汚泥の種類により最適な濃縮汚泥濃度は異なるが、微曝気処理槽への投入汚泥ＳＳ濃度がおおよそ５０，０００ｍｇ／Ｌ以上である場合にＶＳＳ分解率が２０％を超えて良好な固形物可溶化効果があったと言える。

図４に、汚泥濃度とＶＳＳ減少率との関係を示す。汚泥濃度を高濃度にすることで、微曝気処理での固形物可溶化効果が高まる上に、微曝気処理装置のコンパクト化が図れるという大きなメリットが得られた。しかしながら、微曝気処理において過剰に高濃度にすることは、濃縮時の凝集剤使用量の増加、撹拌効率動力の増大、微曝気酸素分散効率の低下等のデメリット等も発生し、汚泥濃度増加に伴ってそれらのデメリットも大きくなることから、これらを総合的に判断して評価する必要がある。対象汚泥の種類と汚泥性状ごとに濃縮汚泥濃度とＶＳＳ減少率の関係より微曝気処理槽内への投入汚泥濃度の最適化をすることが望ましいが、本実施例においては、濃縮汚泥濃度３０，０００ｍｇ／Ｌ以上１２０，０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲、より好ましくは４０，０００ｍｇ／Ｌ以上１００，０００ｍｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは５０，０００ｍｇ／Ｌ以上９０，０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲内に濃縮することにより、多くの汚泥に対して効率の良い有機固形物可溶化と装置のコンパクト化が図れる。

［実施例２］
実施例１で使用した３種類の有機性排水処理場の余剰汚泥を用い、表３に示す濃縮汚泥処理を行った汚泥を微曝気処理槽に投入する場合の該微曝気処理槽内の鉄存在量の最適量を把握する実験を行った。

本実施例２における微曝気処理条件は、対照系条件のＲｕｎ．５、１１、１６を除いて濃縮汚泥濃度を６０，０００ｍｇ／Ｌに固定し、微曝気処理槽内鉄存在量は、対ＶＳＳ鉄濃度として１～２０％の範囲内で差を設けた以外は実施例１と同様のサンプル量、ＤＯ濃度、温度範囲、ＯＲＰ範囲で行った。対ＶＳＳ鉄濃度とＶＳＳ減少率との関係を図５に示す。

３種類の有機性汚泥に対する微曝気処理において、いずれの汚泥においても対ＶＳＳ鉄濃度を一定範囲内に調整することにより汚泥ＶＳＳ減少率の向上、すなわち生物処理槽に返送した時の有機物分解率向上に寄与することが分かる。汚泥の種類により最適な濃縮汚泥濃度は異なるが、微曝気処理槽へ投入した汚泥に対してのＶＳＳ鉄濃度がおよそ４％以上である場合にＶＳＳ減少率が１５％を超え、対ＶＳＳ鉄濃度が５％以上である場合にＶＳＳ減少率が１８％を越えて良好な固形物可溶化効果があったと言える。

微曝気処理時の汚泥内の鉄存在量を調整するために添加する鉄成分は高添加率になるとそれだけ薬品コストが高くなり、汚泥発生量の増加及び汚泥処分コストの増加にもつながることから、それらを総合的に判断した適正鉄存在量に調整することが望ましい。図５よりいずれの汚泥においても鉄存在率が１５％以上では大きな改善は見られないことから、濃縮汚泥微曝気処理における汚泥ＶＳＳ当たりの適正鉄存在率は４％以上、より好ましくは４％以上２０％以下、さらに好ましくは５％以上１５％以下の範囲であると言える。

表中、「微曝気処理槽投入汚泥ＳＳ濃度」は、微曝気処理槽に投入した汚泥のＳＳ濃度を下水試験法に準じて測定した値であり、
「対投入汚泥ＶＳＳあたり鉄存在率」は、微曝気処理槽に投入した汚泥のＶＳＳに対する鉄量を下水試験方法に準じた方法により測定した値であり、硝酸と塩酸による加熱分解後にＩＣＰによる定量分析を行う方法を採用した。
「１０日後微曝気処理槽汚泥ＶＳＳ減少率」は、「１－１０日後微曝気処理槽排出汚泥ＶＳＳ／微曝気処理槽投入汚泥ＶＳＳ」として計算した値である。

Claims (13)

1. 有機性排水を活性汚泥槽で生物処理する生物処理工程と、
   生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離工程と、
   当該余剰汚泥の一部または全部をさらに固液分離して固形物を濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮工程と、
   当該濃縮汚泥の一部を鉄の存在下で微曝気処理し、汚泥を分解して再基質化させる微曝気処理工程と、
   当該再基質化された汚泥を当該活性汚泥槽に返送して再び生物処理する再生物処理工程と、を含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
2. 前記汚泥濃縮工程において、固形物を濃縮した後の濃縮汚泥のＳＳ濃度が３０，０００ｍｇ／Ｌ以上１２０，０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲になるように固形物を濃縮することを特徴とする請求項１に記載の有機性排水の処理方法。
3. 前記微曝気処理工程において、
   前記濃縮汚泥のＶＳＳ濃度に対して４％相当以上の鉄成分が常に存在するように、鉄成分を前記微曝気工程に導入することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性排水の処理方法。
4. 有機性排水を活性汚泥槽で生物処理する生物処理工程と、
   生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離工程と、
   当該余剰汚泥の一部または全部をさらに固液分離して固形物を濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮工程と、
   当該濃縮汚泥の一部を鉄の存在下で微曝気処理し、汚泥を分解して再基質化させる微曝気処理工程と、
   当該再基質化された汚泥を当該活性汚泥槽に返送して再び生物処理する再生物処理工程と、を含む有機性排水の処理方法であって、
   当該固液分離工程からの余剰汚泥の残部を濃縮せずに当該微曝気処理工程に投入するとともに、当該微曝気処理工程における汚泥濃度を計測し、計測された汚泥濃度に応じて、当該固液分離工程から当該微曝気処理工程へ投入する余剰汚泥の量を増減し、当該微曝気処理工程における汚泥濃度が所定の範囲内になるように調節することを特徴とする有機性排水の処理方法。
5. 前記汚泥濃縮工程において、濃縮汚泥のＳＳ濃度が３０，０００ｍｇ／Ｌ以上１２０，０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲になるように固形物を濃縮することを特徴とする請求項４に記載の有機性排水の処理方法。
6. 前記微曝気処理工程において、前記濃縮汚泥のＶＳＳ濃度に対して４％相当以上の鉄成分が常に存在するように、鉄成分を前記微曝気工程に導入する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の有機性排水の処理方法。
7. 有機性排水を生物処理する活性汚泥槽と、
   当該活性汚泥槽からの生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離槽と、
   当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部または全部を所定の汚泥ＳＳ濃度まで濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮装置と、
   当該汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥を所定量の鉄の存在下で微曝気処理する微曝気処理槽と、
   当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部または全部を当該汚泥濃縮装置へ搬送する第１余剰汚泥搬送ラインと、
   当該汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥の一部または全部を当該微曝気処理槽へ搬送する第１濃縮汚泥搬送ラインと、
   当該微曝気処理槽からの微曝気処理後の汚泥を当該活性汚泥槽へ返送する第1汚泥返送ラインと、
   を具備することを特徴とする有機性排水の処理装置。
8. 前記活性汚泥槽の前段に設けられている貯留槽又は中継槽と、
   前記微曝気処理槽からの微曝気処理後の汚泥を当該貯留槽又は中継槽へ返送する第２汚泥返送ラインと、をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の有機性排水の処理装置。
9. 前記固液分離槽からの余剰汚泥の一部を前記微曝気処理槽へ直接搬送する第２余剰汚泥搬送ラインをさらに具備することを特徴とする請求項７または８に記載の有機性排水の処理装置。
10. 前記微曝気処理槽は、槽内の汚泥濃度を計測する汚泥濃度計を具備し、
    前記汚泥濃縮装置は、濃縮汚泥の汚泥濃度を調節する自動調節機構を具備し、
    当該汚泥濃度計にて計測された前記微曝気処理槽内の汚泥の濃度に応じて、当該自動調節機構により前記微曝気処理槽に導入する濃縮汚泥の汚泥濃度を調節することを特徴とする請求項７又は８に記載の有機性排水の処理装置。
11. 有機性排水を生物処理する活性汚泥槽と、
    当該活性汚泥槽からの生物処理後の有機性排水を余剰汚泥と処理水とに分離する固液分離槽と、
    当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部または全部を所定の汚泥ＳＳ濃度まで濃縮して濃縮汚泥を形成する汚泥濃縮装置と、
    当該汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥を所定量の鉄の存在下で微曝気処理する微曝気処理槽と、
    当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部を当該汚泥濃縮装置へ搬送する第１余剰汚泥搬送ラインと、
    当該固液分離槽からの余剰汚泥の一部を前記微曝気処理槽へ直接搬送する第２余剰汚泥搬送ラインと、
    当該汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥の一部または全部を当該微曝気処理槽へ搬送する第１濃縮汚泥搬送ラインと、
    当該微曝気処理槽からの微曝気処理後の汚泥を当該活性汚泥槽へ返送する第1汚泥返送ラインと、
    を具備することを特徴とする有機性排水の処理装置。
12. 前記微曝気処理槽は、槽内の汚泥濃度を計測する汚泥濃度計を具備し、
    前記第２余剰汚泥搬送ラインには、自動調節機構が設けられており、
    当該汚泥濃度計にて計測された前記微曝気処理槽内の汚泥の濃度に応じて、前記第２余剰汚泥搬送ラインに送る前記固液分離槽からの余剰汚泥の量を調節することを特徴とする請求項１１に記載の有機性排水の処理装置。
13. 前記汚泥濃縮装置は、
    一定間隔の複数のフラットバーで形成された平行スリット状の隙間を楕円形の多重円盤が常時回転しながら当該スリットを貫通する機構を有するスリット状ろ過体と、
    当該スリット状ろ過体の上の汚泥を上部から押圧して圧搾する圧搾板と、
    当該圧搾板を当該スリット状ろ過体に押し付ける機構と、
    を有するスリット型汚泥濃縮装置であることを特徴とする請求項７または１１に記載の有機性排水の処理装置。