JP3137690B2 - 活性汚泥処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は都市下水・団地下水・小
規模農村集落廃水や食品・染色・皮革・化学・電気産業
等で微生物分解できる有機性廃水を活性汚泥を用いて処
理する方法に係り、活性汚泥処理するに当たりそれぞれ
特徴のある原排水が流れてきても、あらかじめ原廃水を
前処理をすること並びに予め、その原水を消化し易い汚
泥を別ラインで調製しておきそれを連続的に原水に添加
しながら処理することにより汎用的な設備でバルキング
が発生しにくく、無人自動運転が容易に達成出来るよう
にし、あわせて廃水処理設備設置面積を少なくし、かつ
余剰汚泥の発生が少なくなるばかりでなく余剰汚泥を有
効資源として活用するのに適した活性汚泥処理方法を提
供することに関する。

【０００２】

【従来の技術】活性汚泥処理方法は極めて優れた排水処
理方法であるため、広く排水処理に用いられ、原水の種
類に応じていろいろな処理方式が提案されている。

【０００３】従来の活性汚泥処理法は食物連鎖を利用し
て土壌細菌から大型の原生動物に至るまで種々の微生物
が利用されている。

【０００４】活性汚泥法は前処理としてスクリーンや加
圧浮上や凝集沈降処理で荒いものから微細なものまで原
水中に分散していたものを除去して、微生物処理に適し
た可溶性有機分を活性汚泥で曝気処理したのち、処理水
を活性汚泥から分離して放流し、濃縮分離した活性汚泥
は返送汚泥として再循環使用される。そして余剰汚泥は
この返送汚泥の一部を抜き出して処分する。系外に排出
される汚泥はこれと前処理して除去された汚泥を混合し
てそのまま脱水したり、消化槽で消化させてから脱水し
た脱水ケーキを埋め立てや菌体肥料や焼却処分してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の活性
汚泥処理法は極めて完成度の高い方法であるが、なお解
決しなければならない問題があった。以下それらを述べ
る。

【０００６】（１）流入原水中に微生物が分解しにくい
難分解性物質（蛋白質・変成蛋白質やセルロース・澱粉
や油脂分）が多い場合は、活性汚泥がこれらを吸着した
状態でなかなか分解できないために、未分解物質の大部
分を活性汚泥が吸着したまま余剰汚泥として引き抜き、
固形分を排出するのが一般的であるが、この場合は発生
する廃棄物が多いのみならず脱水しにくいとか脱水ケー
キが悪臭を発生するなどの多くの問題を抱えその処分が
問題になる。また、活性汚泥が吸着した未分解物質が蓄
積するに伴い、活性汚泥中に種々の糸状細菌が発生して
糸状性バルキングや放線菌等による発泡スカムが発生し
たり、活性汚泥フロックが解体して白濁したりする処理
異状現象を引き起こし、活性汚泥処理能力を著しく損な
う問題がある。このため、加圧浮上設備を導入してこれ
らの難分解性物質を除去すると原水中の有機分濃度が極
端に低下し活性汚泥で処理する部分が減少する反面、除
去した産業廃棄物の発生量が多くなり、その処分が問題
となる。また浮上汚泥を脱水するにあたり、一般的には
凝集性が不安定であり凝集脱水しにくく含水率も低くな
りにくいのみならず、汚泥は腐敗しやすく悪臭を発生し
作業環境問題をおこしたりしやすい。したがって、総合
的には浮上分離した汚泥の処理に多くの問題点が集中し
排水処理コストの上昇を引き起こし、活性汚泥処理方法
の長所を著しく損なうので、あまり普及していない。そ
れらの問題を避けるため前処理で除去しないで、曝気槽
を大きくして長時間曝気して消化させる方法が提案され
たが（ラグーン方式・オキシデーションデッチ）、これ
は排水量が多く成ったり負荷が大きい場合は膨大な曝気
槽が必要になるため、敷地が無かったり建設費が膨大に
なるなどの問題がある。

【０００７】（２）微生物処理を行うに当たり、流入原
水中のｐＨが中性から大きくずれている場合は中性付近
を維持するために酸やアルカリを添加して中和してい
る。しかし、薬品添加量が多くなり処理水中の塩濃度が
上がり、３次処理して再循環する場合に問題が発生する
のみならず、処理水のｐＨが異常値を示したり、設備の
腐食を促進したりする問題を引き起こす。例えば、原水
のｐＨが低い場合に苛性ソーダで中和するが、原水中の
脂肪酸が活性汚泥の曝気を十分行うと飼化されて、曝気
槽で脂肪酸が飼化されると処理水がアルカリ性に成り活
性汚泥が損傷を受けたり、逆に原水がアルカリ性の場合
は硫酸で中和するのが一般的であるが、硫酸還元菌の増
殖を促進して硫化水素による腐食の問題が発生したり、
活性汚泥が損傷を受け糸状性バルキングを引き起こした
りする。したがってこれらの薬品を添加すると薬品代が
かかるのみならず弊害もあるので、原水のｐＨ調整方法
に問題である。

【０００８】（３）活性汚泥法は活性汚泥を殺菌するよ
うな有害物質が流入すると、活性汚泥が損傷を受け、原
水の浄化機能を失ったり糸状細菌性バルキングを引き起
こしたりしやすい。しかし、少量の殺菌剤や活性汚泥に
悪影響を与える物質を全く排水に流さないわけには行か
ずこれらの有害物質の除去が問題である。

【０００９】（４）多量の有機汚濁物質を処理している
活性汚泥処理場では、夜間や休日に極端に流入水が減少
したり、連休が多くなった場合、一定量の汚濁物質を与
えられず良好な活性汚泥菌が過曝気で減少したり、過負
荷で汚泥が解体したりして、活性汚泥菌の安定な増殖が
確保できないため、バルキングや汚泥の浮上の発生で、
活性汚泥処理能力が低下しやすくなる。特に、流入原水
の汚濁物質成分の変動が大きい場合や連休明けに急激に
負荷が掛かる場合等はバルキングが発生しやすくなる。
これを予防するために、大きな原水調整槽を造って、原
水を多量に保存して、原水の均質化を計ったり、曝気槽
への供給量を一定かつ連続的で供給することが成されて
いるが、敷地面積の制約と建設費用の問題がある。

【００１０】（５）高速エアレーション活性汚泥処理法
は設置面積が少なくて高い効率を持つ廃水処理方法であ
るが、活性汚泥と原水が常に同居している完全混合型で
あるので糸状細菌によるバルキングが発生しやすい問題
点がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は以上述べた問題
点のすべてを合理的に解決するためには活性汚泥処理の
前処理方法およびそれに必要な活性汚泥を選択培養して
それを大量保有することに手段を求め解決した。

【００１２】流入原水中の大きな固形分はスクリーン等
で除去し、原水調整槽に蓄えてから一定量汲み上げて活
性汚泥処理したり、原水調整槽を用いず直接活性汚泥曝
気槽で処理したりするにあたり、あらかじめ原水にたい
して反応汚泥（返送汚泥）を原水調整槽があればそこに
添加するか、原水汲み上げ配管内か、あるいは原水反応
槽を設けて、それぞれ原水と攪拌混合して、原水中の難
分解性物質や活性汚泥を破壊する有害物質など、活性汚
泥の処理異常を与えやすい汚濁物質を反応汚泥に接触吸
着させて吸着反応汚泥を得る。吸着反応汚泥を沈降濃縮
分離ないしは加圧浮上濃縮分離して、０．５％以上好ま
しくは１．５％以上の固形分を含む汚泥（以降「吸着濃
縮反応汚泥」と称する）と上澄水ないしは加圧浮上処理
水とを得る（以降「処理原水」と称する）。吸着濃縮反
応汚泥は濃厚汚泥消化槽で通性嫌気性菌並びに通性好気
性菌により、吸着した汚濁物質を消化し活性汚泥菌に変
換する。濃厚汚泥消化槽は汚泥濃度が高いため、７日か
ら４０日間空気で曝気すると自然に嫌気性部分と好気性
部分が同一槽内にできるので空気の曝気量を調節する事
により適切な消化条件を得ることが出来るので、特に密
閉した嫌気槽を設けて嫌気消化しなくとも、簡単な水槽
に隔壁を設け、更に、攪拌機と散気管を設置するだけで
良好なな濃厚汚泥消化槽が得られる。また、設備が大が
かりになり敷地の問題や建設費が嵩むが、効率よく行う
ためには、吸着濃縮反応汚泥を最初嫌気性消化槽に入れ
４日から３０日消化させたのち好気性消化槽で１日から
７日酸素含有気体で曝気して消化させて、消化汚泥を得
る。消化に必要な時間は流入原水に含まれる汚濁物質の
性質によるのでそれに基づき決める。好気消化槽出口の
汚泥は、活性汚泥曝気槽に送られ、処理原水や返送汚泥
と混合され、酸素含有気体で曝気処理したのち、活性汚
泥を処理水から濃縮分離する。処理水は必要に応じて滅
菌処理して放流し、濃縮分離された活性汚泥は返送汚泥
と反応汚泥として循環使用する。

【００１３】吸着剤として用いる反応汚泥と原水との混
合割合は、流入原水中の汚濁物質の成分と量により変え
なければならないが、これは現実的に管理が大変であ
る。混合割合は、原水に含まれる汚濁物質量をＣＯＤ−
Ｋｇで求めたものにたいして、反応汚泥に含まれる活性
汚泥固形分量を５％から３００％の範囲、好ましくは３
０％から２００％の範囲で添加するのが好ましい。下限
値より少ないと反応汚泥が活性汚泥に悪影響を与える汚
濁物質を吸着できないために、活性汚泥処理が不安定と
なる。上限値を超えると反応汚泥が汚濁物質の殆どを吸
着してしまい処理原水に含まれるＢＯＤが減ってしま
い、水処理系の活性汚泥処理の負荷が軽くなりすぎ、消
化汚泥の供給を増やし、調節すれば問題は少ないが、負
荷が濃厚汚泥消化槽に懸かり過ぎ、消化効率が低下する
ため、汚泥処理するにあたり、脱水ケーキの含水率が高
いとか悪臭がしたりする悪影響が現れ問題となる。した
がって、原水と反応汚泥の具体的な混合割合の例を挙げ
れば、原水のＣＯＤが１０００ｐｐｍの時、反応汚泥濃
度が８０００ｐｐｍの時は、原水１００部に対して反応
汚泥は０．７部から２５部の範囲となり、原水のＣＯＤ
が２００ｐｐｍで返送汚泥濃度が６０００ｐｐｍの時の
反応汚泥の混合部数は０．２部から１０部の範囲であ
る。

【００１４】濃厚汚泥消化槽から活性汚泥曝気槽に送付
する消化汚泥量は、それに含まれる乾燥汚泥固形分が反
応汚泥の乾燥固形分量とほぼ同量に成るように濃度換算
して求めた量を供給し、活性汚泥処理槽の汚泥量を一定
に保つ。一例をあげれば、濃度６０００ｐｐｍの反応汚
泥を１ｍ³/Hrで供給した場合は、濃度２２０００ｐｐｍ
の消化汚泥を０．２７ｍ³/Hrで供給すれば良い。しかし
ながら、曝気槽に入る水量が少なくなった場合は、消化
汚泥の供給量を通常の２０％から２００％に増加して供
給する。

【００１５】高速エアレーション活性汚泥処理を活性汚
泥処理槽として用いる場合は、反応汚泥を曝気部出口を
通過した付近から抜き出して、原水と原水反応槽で混合
攪拌し加圧浮上で濃縮浮上分離させて濃厚汚泥消化槽に
移送し、そこで反応汚泥に吸着した有機汚濁物質を消化
することにより、得られる消化汚泥中には、そこの廃水
に多く存在している有機汚濁物質を高い効率で処理でき
る細菌が自然に選択培養されるため、消化汚泥を高速エ
アレーション活性汚泥処理槽の曝気部入口付近に所定量
添加することにより、曝気部の活性汚泥細菌が流入原水
中の有機汚濁物質を消化しやすく成り、糸状細菌の発生
が抑制されるので、極めて少ない敷地で大きな水量負荷
と有機分負荷の処理をする好ましい組み合わせを提供す
る。

【００１６】以上問題解決のための手段をまとめると、
活性汚泥処理に際し、原水に反応汚泥を先に述べた混合
割合で混合攪拌して、原水中の汚濁物質の一部を反応汚
泥に吸着させたのち加圧浮上設備や沈降槽で原水から吸
着反応汚泥を濃縮分離して、吸着濃縮反応汚泥と処理原
水を得る。そして、処理原水は活性汚泥曝気槽で返送汚
泥と消化汚泥といっしょに曝気処理後固液分離して、最
終放流水と返送汚泥とを得る。返送汚泥の一部を反応汚
泥として原水反応槽に供給する。吸着濃縮反応汚泥は、
濃厚汚泥消化槽で嫌気・好気消化し、反応汚泥が吸着し
た汚濁物質は微生物分解され、消化汚泥を得る。そし
て、この消化汚泥を引き抜き除去する手段を用いること
を特徴とするものであるが、特に活性汚泥処理装置が高
速エアレーションである場合は極めて優れた効果を発揮
する組み合わせとなる。

【００１７】

【作用】本発明の活性汚泥処理方法は従来の活性汚泥法
では不用となり引き抜いて廃棄されている余剰汚泥（返
送汚泥）を反応汚泥として微生物吸着剤として用いるこ
とにより、流入原水中の難分解性物質をはじめ、活性汚
泥に吸着して活性汚泥を損傷させる殺菌剤等の物質や強
酸や強アルカリ等の微生物に悪影響を与える物質を選択
的に反応汚泥に吸着し、吸着反応汚泥を系外に濃縮除去
して、吸着濃縮反応汚泥をえる。この吸着濃縮反応汚泥
を濃厚消化槽で、消化して、この場所に適した活性汚泥
菌が選択培養されるため、これを再度活性汚泥曝気槽に
一定量連続添加すると水処理系の活性汚泥菌がその処理
原水の消化に適した状態になるため、活性汚泥の損傷を
防止し、活性汚泥の活性を高い状態に保つので、活性汚
泥の膨化や発泡スカムによる処理異状現象の発生が減
り、処理を安定化することができる。つまり、この作用
は、活性汚泥の菌相を安定化させるために、原水に含有
される汚濁物質のうち反応汚泥に短時間で吸着するもの
と長時間必要なものとに分け、短時間で反応汚泥に吸着
できなかったものは水処理系の活性汚泥曝気槽に導き、
短時間で吸着したものは濃厚汚泥消化槽で消化条件を選
択し、培養（消化）すると自然にその場所の流入原水の
処理に適した活性汚泥菌が選択培養されてくる。この活
性汚泥菌が「消化汚泥」である。これを一定の割合で連
続的に再度活性汚泥水処理系に戻すことによって活性汚
泥菌が、それぞれの原水中の汚濁物質を選択的に摂取す
るに好都合な細菌を主体とした活性汚泥になるので微生
物処理能力が高まり、活性汚泥処理を安定化させるの
で、糸状細菌性バルキングの発生や放線菌による発泡ス
カムの発生などの活性汚泥処理異常が抑制される。

【００１８】さらに発明の作用を詳細に説明すると、反
応汚泥を原水と混合攪拌したあと加圧浮上設備ないしは
沈降分離で吸着反応汚泥を除去すると、原水のｐＨ調整
が不用となる。それは微生物の持っているｐＨ緩衝作用
により、自然にｐＨの調整が行われるので、酸・アルカ
リを中和するに必要な薬剤や設備が不用となるのでその
分、敷地が有効に使用できるのみならず薬品代の節約に
なる。また、原水中に活性汚泥に吸着して活性汚泥を破
壊する殺菌剤等の有害物質があっても、反応汚泥が予め
これらを吸着し、系外に加圧浮上で除去されるので曝気
槽の活性汚泥に悪影響が及ばないため、殺菌剤が排水に
混入するところでも安定な活性汚泥処理が出来る。

【００１９】流入原水量や成分が一定でない場合、特
に、夜間流入水が極端に減少する場合や、休日や連休に
流入水が極端に減少することが頻繁に起こる場合は曝気
槽には一定量の有機物負荷が懸かるようにしないと、活
性汚泥が過負荷や過曝気になり、汚泥の解体や糸状細菌
の発生を促進するなどバルキング現象を誘発し処理が不
安定になり易い。このようなときに、消化汚泥を通常の
２０％から２００％割増して曝気槽に供給することによ
り、活性汚泥の解体を防止し、場外処分する消化汚泥量
を減らすことが出来るので、大きな原水調整槽を作成し
てそれに原水を予め確保する必要がないので、大きな原
水調整槽ないしは全く原水中調整槽を造らなくても良い
など建設費や建設スペースの削減が計れる。

【００２０】本発明では活性汚泥処理を２系列平行処理
することにより、活性汚泥処理設備設置面積を小さく取
ることが出来る。つまり、通常の汚泥濃度の活性汚泥処
理（通常活性汚泥処理槽）と通常の約１０倍の濃厚な活
性汚泥処理（濃厚汚泥消化槽）とを並列に運転して、全
体的には効率よく排水処理が出来る。そのため、既存設
備の排水処理能力を５倍から１０倍以上にまで向上を計
るときに、原水反応槽と加圧浮上設備を曝気槽上部に据
えつけ、濃厚汚泥消化槽を既存の曝気槽ないしは原水調
整槽の一部を仕切って作り、必要に応じて最終沈澱槽を
大きくすることにより、既設の活性汚泥処理設備の処理
能力を狭い敷地面積でも大幅に増強できる。

【００２１】高速エアレーション活性汚泥処理設備は、
曝気槽と沈降槽が一体になっており、低負荷の原水のと
きは設置面積当たり水処理能力が、極めて高い。本発明
と組み合わせると活性汚泥負荷を常に低く一定に保てる
のみならず、活性汚泥細菌が当該原水中の汚濁物質を消
化しやすい細菌に変わるため、高速エアレーション活性
汚泥処理設備能力を極めて高い状態に維持できるので好
ましい組み合わせを提供できる。

【００２２】最終的に廃水処理により発生する汚泥固形
分量が著しく減少し、汚泥処理が極めて良好となる。な
ぜなら、吸着濃縮反応汚泥が濃厚汚泥消化槽で嫌気・好
気消化して、活性汚泥が吸着した汚濁物質のほとんどが
分解され、炭酸ガスや水や窒素ガスやメタンガスなどの
気体や微生物の増殖に使用されて、殆どが菌体に変化し
た消化汚泥であるため、著しく汚泥量が減少し、凝集脱
水性が良好となり、脱水ケーキの含水率が低下すること
により脱水ケーキの発生量が著しく少なくなる。活性汚
泥が未分解物質を抱き込んだままの状態で汚泥処理を行
うと、凝集脱水に際して活性汚泥が吸着した汚濁物質の
成分により、凝集剤の効果が異なるため、頻繁に凝集剤
の種類を変更しなければならず凝集剤の選定を頻繁に行
う必要にせまられ煩雑である。このため多くの労力が必
要な上に、さらに凝集剤の使用量が多く、そして、得ら
れた脱水ケーキの含水率も高く、悪臭を発しやすく、汚
泥処理費が安価な埋め立て処分できないような脱水ケー
キを与えやすい。一方本発明で得られた消化汚泥は完熟
菌体状態で得られるため、発生する活性汚泥量が従来の
活性汚泥法と比較して１／２から１／３に減少し、しか
も、引き抜き汚泥の凝集脱水性が大幅に改善され、少量
の凝集剤で良好で安定な凝集が得られるので脱水ケーキ
中の含水率が低下することと、絶対的な汚泥発生量が少
なくなることによる相乗効果とで、最終的に脱水ケーキ
量が従来法の１／２から１／４と大幅に減少し、活性汚
泥の処分費が安価になる。しいては、水処理コストが１
／２から１／５と大幅に縮小する。

【００２３】都市部では下水道放流が進行してきたがそ
の簡易処理として本発明は有利に作用する。下水道放流
の場合は油脂分に対する規制が厳しいが、ＳＳ（懸濁固
形分濃度）はそれぞれの市町村で異なるが比較的高いの
で、放流基準に見合った水質に通常活性汚泥処理槽から
の放流水と濃厚汚泥消化槽からの消化汚泥とを混合し
て、放流基準値に適合した水質に自動的に調整して放流
しやすいので、活性汚泥による簡易処理費用の削減にも
役立つ。

【００２４】以下本発明を具体的に、実施例ならびに比
較例を挙げて対比しながら説明するが、本発明をここに
述べる実施例に限定するものではない。

【００２５】

【比較例】食肉加工を主体とした食品製造工場から平均
水量６５０ｍ³/日の排水を活性汚泥処理を行っている施
設がある。流入原水の年平均水質は、ＢＯＤが７２０ｐ
ｐｍ、ＣＯＤ３５０ｐｐｍ、ＳＳ２５０ｐｐｍそしてｎ
−ヘキサン抽出成分が８５ｐｐｍであり、燻製炉のアル
カリ洗浄液や食品加工工場での殺菌剤が含まれている。
この施設は流入原水を油分離槽で油脂分を浮上分離させ
たのち、ウエッジワイヤー型の目開きが１mmのスクリー
ンで粗大塵を除去して、６５０ｍ³ の原水調整槽に原水
を貯溜し、ポンプで汲み上げて原水計量槽で平均２７ｍ
³/時に調整して、返送汚泥と混合して押し出し流れの活
性汚泥曝気槽容積３５０ｍ³ で曝気処理したのち水面積
が６４ｍ² で容積が１８６ｍ³ の沈降槽２池を並列に使
用して、活性汚泥から処理水を分離して放流水を取り出
し、沈降濃縮された活性汚泥は返送汚泥として循環使用
し、一部を余剰汚泥として抜き出して凝集脱水し、脱水
ケーキが得られ、これを場外処分していた。

【００２６】本施設では曝気槽にスファエロチリスやタ
イプ０２１Ｎ糸状細菌が異常繁殖して、バルキングを引
き起こし処理出来ない状態が時々発生した。また、原水
のｐＨが１１を超えることがあるので硫酸で中和してか
ら曝気槽に入れていた。

【００２７】さらに、余剰汚泥の凝集脱水をおこなうに
当たり、凝集状態が毎日工場の生産品目により異なり、
一定になりにくい。バルキング発生時には予備の沈降槽
を用いて運転するが、汚泥がここにも多量に溜まるので
最大脱水能力でおこなっても足らないと返送汚泥として
循環するが原水流入量を一時的に減少させざるをえない
状態がしばしば発生した。

【００２８】余剰汚泥の引き抜き量は、沈降槽で圧密性
が増さず返送汚泥が月平均で３５００ｐｐｍであるため
月平均１１１０ｍ³ であり、日平均３７ｍ³ と比較的多
く、脱水機の稼働時間が月平均で１９時間／日と長くな
り、凝集剤の添加量は余剰汚泥に対して多少添加量は減
らせるが脱水機の稼働時間が長いので、固形分の重量当
たりの高分子凝集剤の月平均ではカチオン系高分子凝集
剤が２．５％でアニオン系高分子凝集剤が０．７％と添
加率が多いので、凝集剤の月平均使用量はカチオン系高
分子凝集剤が９８Ｋｇ／月でアニオン系高分子凝集剤が
２７Ｋｇ／月であった。また、脱水機から排出される脱
水ケーキの含水率は月平均値が８６％と比較的高いた
め、脱水ケーキが未分解物質を多く含むので、それが腐
敗して悪臭を発するため、その処分に困っていた。さら
に脱水ケーキ中に含水量が多いため、脱水ケーキの発生
量が月平均２９トンと多く、汚泥の処分費用がばかにな
らなかった。特に含水率が８５％を超えた場合は汚泥の
引き取りに問題が発生した。

【００２９】

【実施例】比較例の活性汚泥施設に対して、次の改造並
びに設備の増強を行った。原水の前処理をするため８ｍ
³ 攪拌機付の原水反応槽を原水計量槽のあとに設け、１
５０ｍ³ の水槽を４池に分割してそれぞれに散気管と
７．５ＫＷの攪拌機を取り付けた好気性濃厚汚泥消化槽
を新設し、そして、予め２池ある沈降槽のうち、バルキ
ングに備えて設けた予備の沈降槽を隔壁で１２０ｍ³ と
６６ｍ³ の２槽に仕切り、１２０ｍ³ の槽は攪拌機を付
け上部を密閉し、発生ガスをアルカリ・酸処理してガス
回収設備を設置した嫌気消化槽として、また、もう片方
の６６ｍ³ の槽は散気管と攪拌機を設置して好気消化槽
として使用するために改造した。そして、無薬注型の角
型加圧浮上設備ＫＦ８００（日本アルシー（株）製）を
設置した。ＫＦ８００型は加圧水の製造能力は圧力が
６．５Ｋｇ／ｃｍ² の時８００ｍ³／日であり、浮上分
離槽の容積は４０ｍ³ で上部に浮上スカム掻き寄せがあ
り、底部は４か所から沈降汚泥を引き抜けるようになっ
ているもので、無薬注で８００ｍ³ ／日の原水処理が可
能である。

【００３０】比較例の設備を改造した設備に対して、原
水調整槽から平均２７ｍ³ ／時で原水を汲み上げ、是に
対して８５００ｐｐｍの反応汚泥を平均１．１ｍ³ ／時
で原水反応槽に送り攪拌混合したのち、吸着反応汚泥を
無薬注で加圧浮上設備で浮上濃縮して、固形分濃度が
１．８％の濃縮吸着反応汚泥を平均１１ｍ³ ／日得た。
なお、反応汚泥供給量は乾燥汚泥固形分が原水のＣＯＤ
−Ｋｇにたいして１００％となるように行った。吸着濃
縮反応汚泥は沈降槽を改造した濃厚汚泥消化槽の嫌気槽
に入れるとそれが消化され、自然に押し出されて好気部
消化槽に送くられて曝気処理され、更に、新設した好気
性濃厚汚泥消化槽で消化されて消化汚泥を得る。吸着濃
縮反応汚泥に吸着した汚濁物質を嫌気処理並びに好気曝
気処理して得られた消化汚泥を好気消化槽から引き抜
き、活性汚泥水処理系の曝気槽に日平均１０ｍ³ ／日連
続添加した。濃厚汚泥消化槽の液面を自動制御で一定に
保持するように引き抜き、カチオン系 とアニオン系高
分子凝集剤との２液を用いて凝集して、スクリュープレ
ス脱水機（日本アルシー（株）製ＤＳＰ−３００）を用
いて脱水した。

【００３１】一方無薬注加圧浮上設備で得られた処理水
は、比較例と同様に活性汚泥処理槽と沈降槽を用いて処
理して放流水を得た。しかしこの場合は比較例のときに
常時発生していたスファエロチリスやタイプ０２１Ｎ糸
状細菌はほとんど見られなくなり、沈降槽で汚泥の濃縮
性が改良され返送汚泥濃度が８０００ｐｐｍを超えるよ
うになったので返送率を８０％で運転してＭＬＳＳを３
５００ｐｐｍを維持して運転したところ活性汚泥処理が
良好となった。そのため、沈降槽を１池減らしたが全く
心配する必要がなかった。

【００３２】加圧浮上で月平均で約１．８％に浮上濃縮
された汚濁物質を吸着した反応汚泥は日平均で１１トン
／日発生し、これを沈降槽を改良した濃厚汚泥消化槽で
消化した。消化槽で反応汚泥の滞留日数は嫌気部に約１
２日そして好気部に６日ある。そして、更に新設した好
気濃厚汚泥消化槽に１４日あるため、反応汚泥が吸着し
た難分解性物質や油脂分や天然高分子などは消化が進行
して、菌体への転換が大幅に進行した。これは、活性汚
泥が水処理系と濃厚汚泥消化系とを行ったり来たりし
て、この処理場で発生する有機汚濁物質を処理しやすい
状態に選択培養されてき事もあるが、そのため月平均の
消化汚泥引き抜き量はで０．４トン／日であり、固形分
換算量では０．０６トン／日であり、脱水機の平均稼働
時間は８時間／週と比較例の場合の約１／１６になっ
た。凝集剤の使用量はカチオン系高分子凝集剤が１２Ｋ
ｇ／月でアニオン系高分子凝集剤が ５Ｋｇ／月と比較
例と比較すると約１／６程度と少なくなった。脱水ケー
キの含水率は月平均で８１％と大幅に減少したのみなら
ず脱水ケーキの臭気が比較例に比べて減少したため消臭
剤を使用する必要が無くなった。発生した脱水ケーキ量
は月平均で７．４トン／月と比較例に対して約１／４以
下と大幅に削減された。

【００３３】また、脱水ケーキの臭気が減ったので含水
率が１５％まで乾燥して肥料として検討したところ、完
熟菌体肥料のみならず土壌改良剤として有効利用できる
ことが分かった。

【００３４】

【比較例２】都市部のビール製造廃水処理に直径が１７
ｍで、曝気部が４８４ｍ³ で沈降部が７４３ｍ³ の高速
エアレーション活性汚泥設備が採用されて、平均流入原
水量が９００ｍ³ ／日で月平均水質がＣＯＤ＝１２００
ｐｐｍ、ＢＯＤ＝２８００ｐｐｍ、ＳＳ＝４５０ｐｐｍ
の処理を行っている処理場がある。原水はウエッジワイ
ヤースクリーンを通って６００ｍ³ の原水調整槽に一時
貯溜され、３７から４０ｍ³ ／時で高速エアレーション
に入れた。空気吹き込み量は曝気部から流出している汚
泥のＤＯが１から３ｐｐｍに成るように調節した。水温
は比較的高く、夏期は４０°Ｃ以上になり、冬季も比較
的高く２５°以上あった。活性汚泥中に糸状細菌が常時
発生して、バルキング状態であり、活性汚泥濃度が２５
００ｐｐｍ以上の高い状態にはならず、余剰汚泥の引き
抜き量が日平均１３０ｍ³ ／日と多くなり脱水機が追い
つかない状態が頻繁に起こった。脱水ケーキの発生量が
３．６トン／日と多くかつ含水率が月平均で８６％と多
いため、その処分費が嵩んだ。脱水にはスクリュプレス
を用いておりその凝集剤はアニオン系高分子凝集剤とカ
チオン系高分子凝集剤を月平均でそれぞれ１２０Ｋｇと
３１０Ｋｇと大量に使用していた。また脱水ケーキは臭
気が強く、消臭剤を常時噴霧使用していた。

【００３５】

【実施例２】比較例２において、８ｍ³ の攪拌機付の原
水反応槽と５５ｍ³ の浮上槽をもつ無薬注角型加圧浮上
槽ＫＦ１０００（日本アルシー（株）製）を設置した。
またこの加圧浮上槽の能力は加圧水製造能力が使用圧
６．５Ｋｇ／ｃｍ² で４０ｍ³／日で、処理能力は１０
００トン／日である。そして５００ｍ³ 濃厚汚泥消化槽
を新規に作成した。この槽は４池に隔壁で分割された押
し出しながれ式水槽で、散気管と攪拌機が設置され、好
気消化槽として使用した。

【００３６】原水調整槽から原水を３７から４０ｍ³ ／
時で汲み上げ、高速エアレーションの沈降部から反応汚
泥（汚泥濃度が月平均７３００ｐｐｍ）を月平均６．５
ｍ³／時で汲み上げて原水反応槽で混合攪拌した。この
ときの反応汚泥量は乾燥固形分量が流入原水のＣＯＤ−
Ｋｇ／日にたいして１００％に成るように添加した。無
薬注加圧浮上設備で原水と５Ｋｇ／ｃｍ² 加圧水の混合
割合を１：１に調節して反応汚泥を１．５から２％に浮
上濃縮分離して、月平均２．７ｍ³ ／時の濃縮スカムが
得られるが、これを新設の濃厚汚泥消化槽に送り、そこ
で約平均８．０日間好気消化した。得られた消化汚泥は
高速エアレーションの曝気部に月平均２．３ｍ³ ／時で
連続的に供給した。これにより、活性汚泥中には殆ど、
糸状細菌が見られなくなり、汚泥の沈降性が良好にな
り、曝気部の汚泥濃度が月平均約５８００ｐｐｍであ
り、良好な処理状態が得られた。

【００３７】系外に引き抜いた汚泥は、消化汚泥のみで
あるため、脱水ケーキには、ほとんど悪臭がなく、作業
環境が改善された。また、脱水機の稼働時間が比較例２
と比較して約１／１０と大幅に減少した。脱水ケーキの
排出量も０．９トン／日と約１／４程度になり極めて少
なくなる。また凝集剤使用量も、カチオン系高分子凝集
剤が４０Ｋｇ／月でアニオン系高分子凝集剤が２０Ｋｇ
／月と約１／８程度に減少した。

【００３８】

【発明の効果】本発明により得られた効果は、排水処理
が水に溶解している汚濁物質を固形分やガスとして回収
する技術であるが、回収したこれらの固形分が産業廃棄
物として地球環境問題を引き起こさないようにしなけれ
ばならないという観点からすると、回収固形分量を減ら
しさらに有効な資源として使用する方法を容易に提供出
来ることは優れた効果である。

【００３９】また、従来の活性汚泥処理では、流入原水
の有機分濃度とその種類が一定でなく大幅に変動したり
活性汚泥に対する有害物質が時々流入したりすると活性
汚泥細菌にたいして、大きな障害を与え、水質の悪化を
引き起こしたり、糸状細菌によるバルキングの発生によ
り処理不能現象を呈したりしやすい。このような原廃水
を処理している処理場では本発明により、流入原水中の
汚濁物質のうち活性汚泥に悪影響を与える成分を予め原
水に対して反応汚泥量の供給割合を調節し、活性汚泥に
接触吸着させて除去する事により、原水の水質が任意に
そして容易に調整できるので、活性汚泥処理を安定して
行えるようになり活性汚泥処理後の水質が安定化し、か
つバルキングの発生頻度が著しく減少する。さらに、排
水処理場の占有敷地に限度があり、流入原水の有機分負
荷が高く曝気槽で処理できそうにない場合に、本発明は
有機分負荷を曝気槽と濃厚汚泥消化槽に分散させて並列
処理するため、絶対的な活性汚泥保有量を同一面積でも
５から１０倍多く取れるので、微生物処理能力がその割
合で大きく取ることが出来るので、優れた効果を発揮で
きる。これは活性汚泥処理法の優れた２つの次に述べる
長所を組み合わせたために得られた。その一つが活性汚
泥処理では固液分離が活性汚泥濃度が薄ければ薄いほど
しやすいことを利用して、通常の活性汚泥処理設備を有
機分負荷を軽くして低濃度の活性汚泥で処理すること、
そして二つ目は固液分離を必要としない場合は有機分濃
度並びに活性汚泥濃度は高ければ高いほど消化能力が高
いので、反応汚泥に有機分を高濃度に吸着させて加圧浮
上設備で浮上濃縮してから濃厚汚泥消化槽に送ることに
より、通性嫌気性菌と通性好気性菌とにより、汚泥が吸
着した有機分の消化が効率よく促進され、最終的には悪
臭の少ない完熟の消化汚泥を得やすい。消化汚泥中には
その場所に適した細菌が選択培養され、多量に存在して
いるので、これを、再度曝気槽に戻して循環使用するこ
とにより、その廃水処理場に適した良好な分解能力を持
つ活性汚泥が自己増殖するため、バルキングを起こしに
くい良好な活性汚泥になる。また、負荷に応じて消化汚
泥を曝気槽に供給する量を増減することで、極端な負荷
変動に対しても幅広く対応できる。

【００４０】廃水処理場の一番の問題点は余剰汚泥処理
である。通常余剰汚泥を引き抜き凝集脱水しているが、
余剰汚泥中に未分解有機分濃度が高いと微生物分解の長
所である有機分を無機分（炭酸ガスと水）に変換してな
いのでその分廃棄汚泥量が増加するのみならず凝集剤の
使用量が増大したり凝集状態が未分解物質の種類に大き
く左右され不安定になり、脱水機の能力を著しく損なっ
たり、脱水ケーキの含水率が上昇したりして著しく経済
効果を損なうが、本発明は濃厚汚泥消化により効率よく
微生物分解を行い未分解物質量が減少し、汚泥の消化が
進行するため、発生汚泥固形分量が少なく、かつ凝集脱
水するに当たり、凝集剤消費量が少なくて安定で良好な
凝集が得られるため、脱水機の脱水効率が上がり、得ら
れた脱水ケーキの含水率が低いため脱水ケーキ量が少な
いのみならず腐敗しにくいので悪臭の発生が少ないため
作業環境問題が少ない。また、有害物の混入がなく肥料
としての適性が有る場合は、完熟有機肥料として、また
土壌改良剤として有効な地球資源として還元して経済効
果を出すことが出来る。従って、本発明は廃水処理に伴
って発生する産業廃棄物量が少なく、流入原水に有害物
質を含まぬ場合は有効な資源として活用できる状態の汚
泥になるので環境破壊が少なくかつ地球に優しい廃水処
理方法を提供できる。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性汚泥処理される原水に含まれるＣＯ
   Ｄ−Ｋｇ換算した日平均有機汚濁物質量にたいして、活
   性汚泥乾燥固形分量として 5〜300 重量％の範囲の反応
   返送汚泥を前記原水に連続に添加して混合撹拌する工程
   と、 前記反応返送汚泥が混合された原水を加圧浮上濃縮分離
   槽にて、処理原水と 0.5重量％以上の固形分を含む吸着
   濃縮反応汚泥とに分離する工程と、 前記処理原水を活性汚泥曝気槽で処理して、最終放流水
   と前記反応返送汚泥とに分離する工程と、 前記吸着濃縮反応汚泥を濃厚汚泥消化槽で嫌気・好気消
   化し、消化汚泥を得る工程と、 前記活性汚泥曝気槽の活性汚泥濃度が一定となるように
   前記消化汚泥を前記活性汚泥曝気槽に供給して、前記処
   理原水および前記返送汚泥とともに再度曝気処理後、固
   液分離して再度反応返送汚泥が得られる循環経路を作る
   工程と、 前記濃厚汚泥消化槽および前記活性汚泥曝気槽から活性
   汚泥処理の最終廃棄物を引き抜き除去する工程とを含む
   活性汚泥処理方法。
2. 【請求項２】 前記消化汚泥を得る工程が密閉式でない
   好気性消化槽を用いることを特徴とする請求項１記載の
   活性汚泥処理方法。
3. 【請求項３】 前記活性汚泥曝気槽での処理が高速エア
   レーション方法を用いることを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の活性汚泥処理方法。
4. 【請求項４】 前記最終放流水と前記反応返送汚泥とに
   分離する工程が、前記高速エアレーション方法による曝
   気槽と前記処理原水が供給される返送汚泥沈降槽とが隔
   壁で仕切られた一つの槽内で処理されることを特徴とす
   る請求項１、請求項２または請求項３記載の活性汚泥処
   理方法。