JP3373146B2

JP3373146B2 - 有機性汚水の生物処理装置および生物処理方法

Info

Publication number: JP3373146B2
Application number: JP36745297A
Authority: JP
Inventors: 拓治中野; 徳彰糸井; 洋志川重; 孝幸加太; 昭市原; 邦威鈴木; 益朗石川
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 2003-02-04
Anticipated expiration: 2017-12-08
Also published as: JPH11169886A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、有機性汚水の生
物処理装置および生物処理方法、特に、生活雑排水や屎
尿等が含まれる農業集落排水等の有機性汚水の浄化に適
した生物処理装置と生物処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水等の有機性汚水の処理を行う
上では、有機性汚水自体が含有している悪臭の放散と、
また、処理系内で生じた汚泥が滞留中に嫌気性分解を起
こしての悪臭の発生がみられ、各槽の発生臭気は相当強
く、作業環境の悪化を招いていた。

【０００３】そこで、悪臭防止対策として、下水等の有
機性汚水処理をしながら、汚水や汚泥からの臭気を液体
の状態で防・脱臭する技術が種々開発され、以下に述べ
るような技術（便宜上、従来技術と称する）が知られ
る。この従来技術は、有機性汚水を前処理工程で汚泥と
混合処理した後、この汚水を嫌気性ろ床槽で嫌気性微生
物により処理した後に好気性ろ床槽で好気性微生物によ
り処理し、好気性ろ床槽の処理水の一部を嫌気性ろ床槽
に返送して嫌気性ろ床槽での悪臭を抑制し、また、他の
処理水を沈殿槽に導いて汚泥を沈殿処理した後に消毒し
て放流する。そして、嫌気性ろ床槽や沈殿槽で生じる汚
泥は濃縮汚泥貯留槽に導いて濃縮し、また、この濃縮汚
泥貯留槽とリアクターとの間で汚泥を循環させ、リアク
ターにおいて汚泥を腐植質ペレットと接触させて散気処
理して酸化反応と微生物群の増殖を行い、この汚泥を濃
縮汚泥貯留槽から循環汚泥として前処理工程に返送す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術にあっては、嫌気性生物膜処理において汚泥
滞留等に伴う嫌気性分解が起きて嫌気性汚泥が大量に発
生する傾向にあり、悪臭抑制が不十分になるという問
題、また、嫌気性ろ床部で発生した汚泥（前段汚泥）
と、沈殿槽で発生した汚泥（後段汚泥）とが常に一定の
比率で濃縮汚泥貯留槽に導入されるとは限らず、さら
に、これらの汚泥が濃縮汚泥貯留槽内で偏在しやすく、
全段汚泥と後段汚泥の比率の変動や偏在等に起因して悪
臭が発生するという問題があった。

【０００５】すなわち、通常、前段汚泥と後段汚泥の比
率としては、前段汚泥の発生する絶対量が多いため、好
気性生物反応が遅くなり、また、滞留時に嫌気性分解が
起きやすいので、悪臭防止が困難であった。特に、濃縮
汚泥貯留槽内における各汚泥の比率が変動した場合、ま
た、汚泥が偏在した場合等に、リアクターの負荷も大き
く変動し、酸化等の処理が不十分なことに起因して悪臭
が発生し、さらに、酸化等の処理が不十分な汚泥が前処
理工程に返送されることで前処理工程においても悪臭を
引き起こすことがあった。

【０００６】また、上述した従来技術にあっては、接触
曝気槽から嫌気性ろ床槽へ返送する処理水の水量を経験
的に決定するに過ぎず、悪臭の原因となる硫化水素等の
発生を有効に抑制できないという問題があった。一方、
上述した問題の解決には、発生する硫化水素を検出、例
えば、槽内の硫化水素濃度を検出し、この検出された硫
化水素濃度に基づき返送水の水量を制御することが考え
られるが、硫化水素濃度を連続的に検出することは極め
て困難であり、実用化が不可能であった。本発明は、上
記各問題に鑑みてなされたもので、一定濃度、一定の質
の汚泥が得られ、処理を安定して行え、悪臭の発生を確
実に防止できる有機性汚水の生物処理装置と処理方法、
また、硫化水素濃度を検出することなく嫌気性ろ床槽か
らの硫化水素の発生量を制御できる有機性汚水の生物処
理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、有機性汚水に腐植質を含
む分離液および／または腐植質を含む汚泥を混合する前
処理槽と、該前処理槽の処理水を嫌気条件下で生物膜処
理する嫌気性ろ床槽と、該嫌気性ろ床槽の処理水に生物
膜処理する接触曝気槽と、該接触曝気槽の処理水を沈殿
処理して生物膜汚泥を分離する沈殿槽とを有する有機性
汚水の生物処理装置において、前記嫌気性ろ床槽および
前記沈殿槽から汚泥を受け入れて貯留し、貯留汚泥に撹
拌処理を行う汚泥受槽と、汚泥に種々の金属類を含む腐
植質ペレットを接触させて散気処理し、汚泥に好気性生
物反応を行う汚泥接触槽と、前記汚泥受槽から汚泥を受
け入れて汚泥を該汚泥受槽との間で循環させるととも
に、前記汚泥接触槽に汚泥を送出して該汚泥接触槽との
間で汚泥を循環させて汚泥を調質する汚泥循環槽と、該
汚泥循環槽から汚泥を受け入れて沈降処理を行い、該汚
泥から分離された腐植質を含む分離液を前記前処理槽に
返送する分離液槽とを設けた。

【０００８】そして、請求項１に記載の発明にかかる有
機性汚水の生物処理装置は、前記汚泥受槽が汚泥を空気
攪拌し、前記汚泥接触槽が貯留汚泥に散気処理を行う態
様（請求項２）に構成することができる。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、前処理槽
で腐植質を含む分離液および／または腐植質を含む汚泥
と混合した有機性汚水を嫌気性ろ床槽で嫌気条件下で生
物膜処理した後に接触曝気槽で生物膜処理し、次いで、
沈殿槽で生物膜汚泥を沈殿処理する有機性汚水の生物処
理方法において、前記嫌気性ろ床槽で生成する汚泥およ
び前記沈殿槽の汚泥を汚泥受槽に受容して該汚泥受槽と
汚泥循環槽との間で循環させて均質化し、均質化された
汚泥を前記汚泥循環槽と汚泥接触槽との間で循環させ、
該汚泥接触槽で汚泥に種々の金属類を含む腐植質ペレッ
トを接触させて散気処理し、汚泥に好気性生物反応を行
うとともに、前記汚泥循環槽の汚泥を分離液槽に導入し
て汚泥を沈降分離し、該分離液槽で得られた腐植質を含
む分離液および／または汚泥を前記前処理槽に返送す
る。

【００１０】そして、請求項３に記載の発明にかかる有
機性汚水の生物処理方法は、前記汚泥循環槽から培養さ
れた汚泥の一部を前記汚泥受槽に返送し、該汚泥受槽で
前記汚泥循環槽から返送された汚泥、前記嫌気性ろ床槽
から送り込まれた汚泥および前記沈殿槽から送り込まれ
た汚泥を空気攪拌し、均質化を進める態様（請求項４）
に、また、前記汚泥受槽内の貯留汚泥の酸化還元電位を
検出し、該検出された酸化還元電位が−５０ｍＶ以上の
場合に前記汚泥受槽内の汚泥を前記汚泥循環槽に送出す
る態様（請求項５）に、さらに、前記汚泥循環槽内の貯
留汚泥の酸化還元電位を検出し、該酸化還元電位が＋１
５０ｍＶ以上の場合に前記汚泥循環槽から前記分離液槽
に汚泥を送出する態様（請求項６）に構成することがで
きる。

【００１１】さらに、本発明では、前処理槽で腐植質を
含む分離液および／または腐植質を含む汚泥を有機性汚
水に混合し、この混合された有機性汚水を嫌気性ろ床槽
で嫌気性微生物により処理した後に接触曝気槽で好気性
微生物により処理する有機性汚水の生物処理方法におい
て、前記嫌気性ろ床槽の酸化還元電位を測定し、該測定
された酸化還元電位に基づき前記嫌気性ろ床槽内の汚水
に微散気を行うことで、および／または、前記測定され
た酸化還元電位に基づき前記嫌気性ろ床槽内に前記接触
曝気槽から処理水を返送して前記嫌気性ろ床槽の酸化還
元電位を目標値に保持する。

【００１２】そして、本発明にかかる有機性汚水の生物
処理方法は、前記嫌気性ろ床槽が複数の処理室を汚水の
流れに対して直列的に備え、前記処理室の少なくとも１
つの処理室の酸化還元電位を測定し、汚水の流れ方向上
流側の少なくとも１つの処理室に前記接触曝気槽から処
理水を返送して該処理水の水量を前記酸化還元電位に基
づき調節するとともに、汚水の流れ方向下流側の少なく
とも１つの処理室内の汚水に微散気を行って該散気量を
前記酸化還元電位に基づき調節する態様に構成すること
ができる。

【００１３】本発明の対象である生物処理装置は汚水処
理系と汚泥処理系を有し、通常、汚水処理系に前処理
槽、嫌気性ろ床槽、接触曝気槽、沈殿槽および消毒槽等
を備え、また、汚泥処理系に汚泥受槽、汚泥循環槽、分
離液槽、汚泥接触槽、汚泥濃縮槽および汚泥貯留槽等を
備える。

【００１４】前処理槽は、汚水を曝気処理する曝気沈砂
槽、原水ポンプ槽、破砕機、荒目スクリーン、細目スク
リーンおよび沈砂排出ポンプ等を備える。この前処理槽
は、流入する汚水に汚泥処理系（分離液槽）から返送さ
れた分離液等を混合して荒目スクリーンを通し曝気沈砂
槽に導き、この曝気沈砂槽で曝気処理する。そして、こ
の処理された汚水を細目スクリーンを通した後に破砕機
で破砕して原水ポンプ槽に導き、原水ポンプ槽から流量
調整槽等を経由させて所定の水量の汚水を嫌気性ろ床槽
に送出する。

【００１５】嫌気性ろ床槽は、嫌気性ろ床部が設けられ
た処理室を備え、嫌気性ろ床部の嫌気性微生物で有機物
質の還元分解、浮遊性物質の沈殿分離を行い、また、汚
泥処理系と接続する。そして、この発明における嫌気性
ろ床槽は、好気性ろ床槽から処理水（硝化水）を返送す
る配管や微散気を行う空気ノズル等の酸素濃度調節手段
と、酸化還元電位を所定のサンプリング周期あるいは連
続的に測定するセンサとを処理室に備え、測定された酸
化還元電位を指標値として酸素濃度調節手段により嫌気
性微生物の活動を制御する。

【００１６】この嫌気性ろ床槽は、酸化還元電位が所定
の値域内になるように、具体的には、酸化還元電位が−
１５０ｍＶ〜−５０ｍＶ程度になるように汚水への微散
気量および／または返送水量を調整し、嫌気性微生物の
活動を制御して硫化水素の発生を抑制する。すなわち、
酸化還元電位の調節は、少量の空気（酸素）を散気する
散気管やブロア等を用いて、および／または、接触曝気
槽の処理水（硝化水）を嫌気性ろ床槽に返送する配管や
ポンプ等を用いて自動あるいは作業員の手動により行
う。そして、微散気に際しては散気量を酸化還元電位に
応じて、具体的には、有効容量あたり０．２〜０．５ｍ
^３／ｍ^３Ｈｒ程度の範囲で酸化還元電位に応じて調節
し、また、硝化水の返送に際しては返送する硝化水の水
量を酸化還元電位に応じて調節する。

【００１７】望ましい態様としては、この嫌気性ろ床槽
は、汚水の流れ方向に直列に配置された複数の処理室を
備え、少なくとも１つの処理室、より望ましくは、汚水
の流れ方向下流側の処理室、あるいは、全ての処理室の
酸化還元電位を測定し、それぞれの処理室の酸化還元電
位若しくは代表される１つの処理室の酸化還元電位に基
づき微散気や硝化水の注入で調節し、各処理室における
嫌気性微生物の活動を個別的に制御する。具体的な一例
を挙げれば、この嫌気性ろ床槽は、汚水の流れ方向上流
側の処理室に上記硝化水を導入し、汚水の流れ方向下流
側の処理室に上記微散気を行い、汚水の流れ方向中間部
分の処理室の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位
を基に硝化水の流量と散気量を調節する（請求項６）。

【００１８】接触曝気槽は、好気性ろ床部や散気管等を
備え、散気管から空気を散気する好気的環境下で好気性
ろ床部の好気性微生物により汚水中の汚濁物質の吸着、
酸化、分解を行って処理水を沈殿槽に送出する。この接
触曝気槽には、硝化水を返送するためのポンプ等が設け
られ、処理水、すなわち、溶存酸素を比較的大量に含む
硝化水の一部が嫌気性ろ床槽に返送される。そして、望
ましい態様としては、この接触曝気槽も、好気性ろ床部
を備えた複数の処理室を備え、複数の処理室を処理水の
流れ方向に直列的に配置する。

【００１９】沈殿槽は、接触曝気槽から流入する汚水中
に浮遊する生物膜汚泥を沈殿処理して、上澄み水を消毒
槽に送出する。そして、この沈殿槽には汚泥引抜ポンプ
等が設けられ、この汚泥引抜ポンプが汚泥処理系に接続
する。消毒槽は、沈殿槽から流入する上澄み水に消毒薬
等を投入して消毒し、この消毒された処理水を放流す
る。

【００２０】汚泥受槽は、嫌気性ろ床槽で発生した汚泥
（前段汚泥）と沈殿槽で発生した汚泥（後段汚泥）とを
受容して空気攪拌（散気）等で混合・攪拌し、これら汚
泥の質・量の変動を吸収して一定の質の汚泥を汚泥循環
槽へ移送し、また必要に応じて、臭気防止のために汚泥
循環槽から腐植質を含む分離液を受け入れて嫌気性ろ床
槽の汚泥および沈殿槽の汚泥と混合する。

【００２１】汚泥循環槽は、散気を行いつつ汚泥接触槽
との間で汚泥を繰り返し循環して微生物の培養を行い、
充分に培養された汚泥を分離液槽に送出し、また、一部
を汚泥受槽に必要に応じて返送し、さらに、余剰の汚泥
を汚泥濃縮槽に移送する。この汚泥循環槽では、質・量
の変動を吸収された汚泥が汚泥受槽から送り込まれ、十
分に馴致して栄養の少ない汚泥を接触槽から送り込まれ
るが、養分が低負荷でも微生物の活発な馴養がなされ
る。

【００２２】望ましい態様としては、汚泥受槽および汚
泥循環槽にはそれぞれ貯留汚泥の酸化還元電位を測定す
るＯＲＰセンサを設ける。そして、汚泥受槽において
は、ＯＲＰセンサにより検出された貯留汚泥の酸化還元
電位に基づき散気量、嫌気性ろ床槽からの受入汚泥量、
接触曝気槽からの受入汚泥量および汚泥循環槽からの受
入汚泥量等を調節し、また、汚泥循環槽においては、Ｏ
ＲＰセンサにより検出された貯留汚泥の酸化還元電位に
基づき分離液槽への汚泥の送出、汚泥濃縮槽への汚泥の
送出および散気量等の制御を行う。

【００２３】具体的な制御の一例を述べれば、汚泥受槽
においては、酸化還元電位が−５０ｍＶ以上になるよう
に散気量を調整し、酸化還元電位が−５０ｍＶ以上にな
った時に汚泥循環槽へ汚泥を送出し、最大風量の散気で
酸化還元電位が−５０ｍＶを超えない場合は汚泥循環槽
からの受入汚泥量を増大させる。また、汚泥循環槽にお
いては、散気を一定の風量で行い、酸化還元電位が＋１
５０ｍＶ以上になった時に分離液槽や汚泥濃縮槽へ汚泥
を送出する。

【００２４】分離液槽は、汚泥循環槽から送り込まれた
十分に馴養された汚泥を沈降分離し、沈降汚泥を汚泥循
環槽に戻し、上澄液として得られる腐植質を含む分離液
を前処理槽に送り出す。この分離液槽では、汚泥循環槽
から送り込まれる汚泥の養分が低負荷で十分に馴養され
ているので、分離した腐植質を含む分離液の養分が低
く、微生物含有量も多いので前処理槽に送るのに適して
いる。なお、この分離液槽あるいは汚泥循環槽から汚泥
を前処理槽に送り出すことも可能である。

【００２５】汚泥接触槽は、種々の金属類を含む腐植質
ペレットを充填し、汚泥を投入しながら攪拌等で腐植質
ペレットと汚泥とを接触させて散気処理し、化学反応と
好気性生物反応による脱臭を行うとともに、微生物の増
殖を行って汚泥循環槽へ馴養汚泥を供給する。上述した
汚泥受槽、汚泥循環槽、汚泥接触槽、分離液槽および汚
泥濃縮槽等は、その役割を分担し、相互補完することで
汚泥濃度の均一化を進めて汚泥処理を安定的に行い、悪
臭の発生を防止する。

【００２６】

【作用】この発明にかかる有機性汚水の生物処理装置お
よび生物処理方法は、前処理槽で有機性汚水に腐植質を
含む分離液および／または腐植質を含む汚泥を混合して
曝気処理し、続いて、この汚泥を含む有機性汚水を嫌気
性ろ床槽および接触曝気槽で順次生物膜処理し、この
後、沈殿槽で汚泥を沈殿させて分離し、処理水に消毒等
の処理を施して放流する。そして、汚水の処理に際して
は、嫌気性ろ床槽の酸化還元電位を測定し、この測定さ
れた酸化還元電位に基づき嫌気性ろ床槽内に接触曝気槽
から硝化水を返送し、また、嫌気性ろ床槽内の汚水に微
散気を行い、酸化還元電位を所定の値域内に維持し、嫌
気性微生物の活動を制御する。このため、ＢＯＤや窒素
の除去を図りつつ、酸化還元電位の測定で悪臭の原因と
なる硫化水素が大量に発生することを防止できる。すな
わち、嫌気性微生物の活性度（活動）は酸化還元電位
（ＯＲＰ）にも依存するため、酸化還元電位を所定の値
域に維持することで、嫌気性微生物を適正に活性化で
き、硫化水素の発生を抑制できる。

【００２７】また、汚泥の処理に際しては、嫌気性ろ床
槽で発生した汚泥および沈殿槽で発生した汚泥を汚泥受
槽に導いて空気攪拌等で混合・攪拌し、これら汚泥の質
・量の変動を吸収した後に汚泥循環槽に送り出し、汚泥
は、汚泥循環槽と汚泥接触槽との間で循環させ、汚泥接
触槽で種々の金属類を含む腐植質ペレットと接触させて
散気処理し、化学反応と好気性生物反応を行う。そし
て、このように、腐植質ペレットと接触、化学的、生物
学的反応がされてＯＰＰも上昇した調質汚泥を分離液槽
に導入し、沈降分離して得られた分離液および／または
汚泥（この調質された分離液を腐植質を含む分離液、汚
泥を腐植質を含む汚泥と呼ぶ。）を前処理槽に返送し、
また、必要に応じて汚泥循環槽から一部を汚泥受槽に返
送し、汚泥受槽において沈殿槽の発生汚泥および嫌気性
ろ床の発生汚泥と混合し、汚泥の偏在を防止する。この
ため、汚泥の処理に際して悪臭の発生を防止できる。

【００２８】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１から図５はこの発明の実施の形態
にかかる有機性汚水の処理装置を示し、図１が全体構成
を示すブロック図、図２が汚水処理系の概要を示す模式
図、図３が汚泥処理系の概要を示す模式図、図４が嫌気
性ろ床槽および接触曝気槽における酸化還元電位と嫌気
性微生物の活性度の関係を示すグラフ、図５が汚泥の酸
化還元電位と汚泥中の硫化水素濃度との関係を示すグラ
フである。

【００２９】図中、Ｗは汚水処理系、Ｃは汚泥処理系を
示し、汚水処理系Ｗは前処理槽１０、流量調整槽２０、
嫌気性ろ床槽３０、接触曝気槽４０、沈殿槽５０および
消毒槽５９を有し、また、汚泥処理系Ｃは汚泥受槽６
０、汚泥循環槽７０、汚泥接触槽８０、分離液槽１０
０、汚泥濃縮槽９１および汚泥貯留槽９２を有する。な
お、図１においてブロック間の細線は汚水の流れを、太
線は汚泥の流れを示す。

【００３０】前処理槽１０は、流入する汚水に後述する
分離液返送管で返送される腐植質を含む分離液を投入し
て自動荒目スクリーン１１を介し曝気沈砂槽１２に導
き、この曝気沈砂槽１２内の汚水を細目スクリーン１３
および破砕機１４を介し原水ポンプ槽１５に送り出す。
曝気沈砂槽１１には複数の空気吹出口を有する曝気管
（図示せず）が配置され、この曝気管がブロア３７に接
続してブロア３７から送られる空気で汚水を散気する。

【００３１】原水ポンプ槽１５には送出ポンプ１５ａが
設けられ、この送出ポンプ１５ａが電磁流量計１７を有
する送水管１８で流量調整槽２０に連絡する。送出ポン
プ１５ａは、原水ポンプ槽１５内の汚水量等に応じて運
転され、原水ポンプ槽１５内の汚水を流量調整槽２０に
送り出す。電磁流量計１７は、図示しないコントローラ
に接続され、流量調整槽２０に送られた汚水の水量、換
言すれば、流量調整槽２０に貯留される汚水の水量を計
測して計測信号をコントローラに出力する。コントロー
ラは各種の機器を制御する。

【００３２】流量調整槽２０は、嫌気性ろ床槽３０の処
理水量を超える貯留容量を有し、前処理槽１０から送ら
れる汚水を略気密的に貯留する。図２に示すように、こ
の流量調整槽２０内には攪拌ポンプ２１と送出ポンプ２
２とがそれぞれ複数設けられ、各送出ポンプ２２の吐出
ポートが汚水供給管２３で嫌気性ろ床槽３０に接続す
る。汚水供給管２３には自動微細目スクリーン２４ａを
有するスクリーン槽２４および汚水計量槽２５が直列的
に介装される。送出ポンプ２２は図示しないコントロー
ラにより制御されて流量調整槽２０内の汚水を吐出し、
この汚水を汚水計量槽２５が計量して２系列の嫌気性ろ
床槽３０に選択的に振り分ける。２６はし渣脱水機であ
る。

【００３３】嫌気性ろ床槽３０は、汚水供給管２３が接
続し、他側上部に連結管３９が接続する。この嫌気性ろ
床槽３０は、ろ床部を有する３つの第１，第２および第
３処理室３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを略気密的に有し、こ
れら処理室３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが汚水供給管２３の
接続部と連結管３９の接続部との間に直列的に配置され
る。そして、この嫌気性ろ床槽３０には、各処理室３１
Ａ，３１Ｂ，３１Ｃにそれぞれろ床部（図示せず）と酸
化還元電位を検出するＯＲＰセンサ３２Ａ，３２Ｂ，３
２Ｃが設けられ、第１処理室３１Ａの上方に硝化水返送
管３８が接続し、また、各処理室３１Ａ，３１Ｂ，３１
Ｃ内にそれぞれ散気管３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが設けら
れる。ＯＲＰセンサ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、上述し
たコントローラと接続され、酸化還元電位の検知信号を
コントローラに出力する。

【００３４】硝化水返送管３８は、接触曝気槽４０に設
けられた返送水ポンプ４３と接続され、この返送水ポン
プ４３が吐出する接触曝気槽４０の処理水（硝化水、返
送水）を第１処理室３１Ａに導く。この硝化水返送管３
８には返送水計量槽３８ａが返送水の流量を調節可能に
介設される。この返送水計量槽３８ａは、コントローラ
に接続され、ＯＲＰセンサ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの少
なくとも１つの出力に基づきコントローラにより制御さ
れて返送水の流量を調節する。

【００３５】散気管３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃはそれぞ
れ、微少径のノズルを複数有し、空気供給管３７ａを介
してブロア３７に並列的に接続する。これら空気供給管
３７ａにはそれぞれ図示しない制御弁が空気流量を調節
可能に設けられ、これら制御弁およびブロア３７がコン
トローラに接続される。そして、散気管３３Ａの制御弁
はＯＲＰセンサ３２Ａの出力に基づきコントローラによ
り制御され、以下同様に、散気管３３Ｂの制御弁はＯＲ
Ｐセンサ３２Ｂの出力に基づき、散気管３３Ｃの制御弁
はＯＲＰセンサ３２Ｃの出力に基づき制御される。

【００３６】また、嫌気性ろ床槽３０には下部に汚泥引
抜ポンプ３６を介設された汚泥引抜管３６ａが接続す
る。この汚泥引抜ポンプ３６は、コントローラと接続し
てコントローラにより制御され、嫌気性ろ床槽３０の各
処理室３１の下部に沈殿した汚泥を引き抜いて汚泥引抜
管３６ａにより汚泥受槽６０に送出する。

【００３７】接触曝気槽（好気性ろ床槽）４０は、連結
管３９が接続し、他側上部が連結管４９で沈殿槽５０と
接続する。この接触曝気槽４０は連結管３９，４９の接
続部間に直列的に配置された２つの処理室４１Ａ，４１
Ｂを有し、これら処理室４１Ａ，４１Ｂにそれぞれろ床
部と散気管４２が設けられる。散気管４２はそれぞれ、
前述したブロア３７に並列的に接続され、ブロア３７か
ら空気を供給されて散気する。

【００３８】また、この接触曝気槽４０には返送水ポン
プ４３が設けられ、この返送水ポンプ４３の吸込ポート
に接続した吸込管４３ａが処理水の流れ方向下流側の処
理室４１Ｂの所定高さ位置まで垂下する。この返送水ポ
ンプ４３は、コントローラに接続されて制御され、処理
室４１Ｂの処理水を返送水計量計３８ａを介して嫌気性
ろ床槽３０に返送する。

【００３９】沈殿槽５０は、連結管４９が連結し、他側
が連結管５３で消毒槽５９と接続する。この沈殿槽５０
には汚泥引抜ポンプ５１を有する汚泥引抜管５１ａが設
けられ、この汚泥引抜管５１ａが汚泥受槽６０に連絡す
る。汚泥引抜ポンプ５１は、コントローラにより制御さ
れ、槽下部に沈殿した汚泥を引き抜いて汚泥受槽６０に
送出する。消毒槽５９は沈殿槽５０から送られる処理水
を消毒して放流する。

【００４０】図３に示すように、汚泥受槽６０は、槽下
部に汚泥返送ポンプ６１と空気吹出管６２が設けられ、
また、槽上部に汚泥移送管７８ａおよび前述した汚泥引
抜管３６ａ，５１ａが接続する。汚泥返送ポンプ６１
は、吐出ポートが汚泥返送管６１ａにより汚泥循環槽７
０と接続し、槽下部の汚泥を汚泥循環槽７０に送出す
る。空気吹出管６２は、多数の空気吹出口を有し、ブロ
ア６４と接続してブロア６４から送られる空気を吹出口
から噴出する。汚泥移送管７８ａは、切換弁と接続さ
れ、汚泥循環槽７０から送られる汚泥を汚泥受槽６０に
導く。

【００４１】この汚泥受槽６０は、嫌気性ろ床槽３０と
汚泥沈殿槽５０からそれぞれ汚泥引抜管３６ａ，５１ａ
により送られた汚泥、また、汚泥循環槽７０から汚泥移
送管７８ａにより送られる汚泥を受容し、これら汚泥を
所定期間（時間）、例えば、１日（２４時間）の汚泥量
を貯留する。そして、この汚泥受槽６０は、ブロア６４
から送られる空気を空気吹出管６２より吹き出させて汚
泥を空気攪拌し、汚泥の濃度調整と質の均一化を行って
所定の濃度、かつ、所定の質に均一化し、この均一化し
た汚泥を汚泥返送ポンプ６１により汚泥循環槽７０に送
出する。

【００４２】汚泥循環槽７０は分離液槽１００が付設さ
れ、これら汚泥循環槽７０と分離液槽１００の下部にそ
れぞれブロア７４Ａ，７４Ｂと接続した散気管７３Ａ，
７３Ｂが設けられる。これら散気管７３Ａ，７３Ｂはそ
れぞれ、多数のノズルが形成され、ブロア７４Ａ，７４
Ｂから供給される空気をノズルから吹き出して汚泥を空
気攪拌（散気）する。ブロア７４Ａ，７４Ｂはそれぞ
れ、コントローラに接続され、コントローラにより制御
されて加圧空気を散気管７３Ａ，７３Ｂに供給する。

【００４３】また、汚泥循環槽７０には、汚泥供給ポン
プ７５ａ、汚泥移送ポンプ７５ｂおよび汚泥引抜ポンプ
７５ｃが、分離液槽１００には沈殿汚泥移送ポンプ７６
ａと分離液移送ポンプ７６ｂが設けられ、また、汚泥循
環槽７０の上部に汚泥循環管７８ｂと上述した汚泥返送
管６１ａが接続する。上述した各ポンプ７５ａ，７５
ｂ，７５ｃ，７６ａ，７６ｂはコントローラに接続され
てコントローラにより制御され、また、汚泥循環管７８
ｂで汚泥接触槽８０と接続して汚泥接触槽８０から送り
出される汚泥を受容する。

【００４４】汚泥供給ポンプ７５ａは、吐出ポートが汚
泥供給管７７ａで分離液槽１００に接続し、汚泥循環槽
７０の汚泥を分離液槽１００に供給する。汚泥移送ポン
プ７５ｂは、吐出ポートが接続管７７ｂで切換弁７８に
接続する。汚泥引抜ポンプ７５ｃは、吐出ポートが引抜
管７７ｃで汚泥濃縮槽９１に接続され、汚泥循環槽７０
下部の汚泥を汚泥濃縮槽９１に送出する。

【００４５】切換弁７８は、２つのアウトレットポート
を有し、これらアウトレットポートが汚泥移送管７８ａ
と汚泥循環管７８ｂで汚泥受槽６０と汚泥接触槽８０に
連絡する。この切換弁７８は、コントローラにより制御
され、汚泥移送ポンプ７５ｂが吐出する汚泥を汚泥受槽
６０あるいは汚泥接触槽８０に選択的に切り換えて送り
出す

【００４６】沈殿汚泥移送ポンプ７６ａは吐出ポートに
汚泥返送管７６ｆが接続し、この汚泥返送管７６ｆが汚
泥循環槽７０の上部に連絡する。この沈殿汚泥移送ポン
プ７６ａは、分離液槽１００の下部に沈殿した汚泥を汚
泥循環槽７０に返送する。分離液移送ポンプ７６ｂは、
吸込ポートに吸込管７６ｇが接続して分離液槽１００の
上下方向中間部に、すなわち、所定の高さ位置まで垂下
し、吐出ポートが分離液返送管７９で前処理槽１０に接
続する。この分離液移送ポンプ７６ｂは、分離液槽１０
０内の汚泥を沈降分離して腐植質を含む分離液を前処理
槽１０に返送する。

【００４７】なお、図示と詳細な説明は割愛するが、汚
泥受槽６０には内部の汚泥の酸化還元電位を検出するＯ
ＲＰセンサが、また、汚泥循環槽７０にも汚泥の酸化還
元電位を検出するＯＲＰセンサが設けられ、これらＯＲ
Ｐセンサがコントローラに接続される。そして、汚泥返
送ポンプ６１、ブロア６４、汚泥引抜ポンプ３６，５１
および切換弁７８等は、汚泥受槽６０のＯＲＰセンサの
検知出力に基づきコントローラにより駆動され、汚泥受
槽６０内の汚泥の酸化還元電位が−５０ｍＶ以上となる
ように散気量を制御し、汚泥の酸化還元電位が所定時間
内に−５０ｍＶ以上に上昇しない場合等に嫌気性ろ床槽
３０から汚泥受槽６０への汚泥の送出を停止し、また、
汚泥循環槽７０から汚泥受槽６０へ送り込まれる汚泥量
を増大させる等の制御を行う。また同様に、ブロア７４
Ａ、汚泥供給ポンプ７５ａ、汚泥位相ポンプ７５ｂ、汚
泥引抜ポンプ７５ｃおよび切換弁７８等も、汚泥循環槽
７０のＯＲＰセンサの検知出力に基づきコントローラに
より駆動され、汚泥循環槽７０内の汚泥の酸化還元電位
が＋１５０ｍＶ以上になった時に汚泥循環槽７０内の汚
泥を濃縮槽９１や分離液槽１００に送出する。

【００４８】汚泥接触槽８０は、槽上部に汚泥循環管７
８ｂが、槽下部に汚泥循環管８８が接続し、また、ブロ
ア８１と接続した散気管（図示せず）を有する。この汚
泥接触槽８０は、汚泥循環管７８ｂを経て汚泥循環槽７
０から送られた汚泥に、種々の金属類を含む腐植質ペレ
ット等の充填材を充填、混合してブロア８１の空気によ
り散気し、酸化と微生物の増殖を行って汚泥循環管８８
により汚泥循環槽７０に返送する。

【００４９】汚泥濃縮槽９１は、前述した汚泥引抜管７
７ｃが槽上部に接続し、この汚泥引抜管７７ｃにより送
られた汚泥を濃縮する。この汚泥濃縮槽９１は、ブロア
３７と接続したエアレーションポンプ９１ａを有し、こ
のエアレーションポンプ９１ａにより濃縮汚泥を汚泥貯
留槽９２に送り出す。汚泥貯留槽９２は、ブロア９２ａ
と接続した散気管９２ｂを有し、散気を行って汚泥を貯
留する。

【００５０】この実施の形態にあっては、前処理槽１０
において汚水に分離液槽１００から返送された腐植質を
含む分離液を投入し、ブロアから供給される空気で散気
処理する。そして、前処理槽１０で処理された汚水は流
量調整槽等で一定量に調節して嫌気性ろ床槽２０に送出
する。ここで、分離液槽１００から前処理槽１０に返送
される分離液は汚泥受槽６０で均一化した後に汚泥循環
槽７０と汚泥接触槽８０との間を循環させて酸化と微生
物の増殖の処理がなされているため、悪臭などが発生す
ることを防止する。

【００５１】嫌気性ろ床槽２０においては、嫌気性細菌
の生物膜により汚水を処理し、汚濁物質の軽減や脱窒等
を行って処理汚水を接触曝気槽３０に送出し、また、発
生した汚泥が汚泥受槽６０に送られる。接触曝気槽３０
においては、好気性細菌の生物膜により処理し、処理水
を沈殿槽４０に送出する。そして、沈殿槽４０では接触
曝気槽３０で生じる生物膜汚泥等を沈殿処理して処理水
を消毒槽５０に送り出し、処理水を消毒槽５０で消毒し
て放流し、また、沈殿槽４０で発生した汚泥が汚泥受槽
６０に送られる。

【００５２】ここで、嫌気性ろ床槽３０においては、各
処理室３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの酸化還元電位をＯＲＰ
センサ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにより測定し、汚水の流
れ方向最上流側の第１処理室３１Ａに接触曝気槽４０の
処理水を導き、また、各処理室３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ
で微散気を行う。そして、第１処理室３１Ａに導入する
処理水の返送水の流量および微散気の散気量をＯＲＰセ
ンサ３２Ａの測定出力に基づき調節し、同様に、第２処
理室３１Ｂの微散気の散気量をＯＲＰセンサ３２Ｂの測
定出力に基づき、第３処理室３１Ｃの微散気の散気量を
ＯＲＰセンサ３２Ｃの測定出力に基づき調節する。な
お、第１処理室３１Ａに返送する返送水の流量は日平均
汚水量の１００％以下、望ましくは、５０％〜６０％程
度の範囲で調節する。

【００５３】すなわち、第１処理室３１Ａにおいては、
処理水の返送水の流量および散気量をその酸化還元電位
が−１５０ｍＶ〜−５０ｍＶになるように関連させて、
例えば、所定のテーブルに従い調節し、汚水の溶存酸素
濃度を調節して嫌気性微生物の活動を制御する。また、
第２処理室３１Ｂにおいても散気量を酸化還元電位が−
１５０ｍＶ〜−５０ｍＶになるように調節して汚水の溶
存酸素濃度を調整して嫌気性微生物の活動を制御し、同
様に、第３処理室３１Ｃにおいても散気量を酸化還元電
位が−１５０ｍＶ〜−５０ｍＶになるように調節して嫌
気性微生物の活動を制御する。このため、悪臭の原因と
なる硫化水素が大量に発生することが無く、また、ＢＯ
Ｄや窒素の除去も行える。なお、上述した汚水処理系Ｗ
については公知の部分についての説明を割愛している。

【００５４】一方、汚泥受槽６０は、嫌気性ろ床槽２０
から汚泥が、また、沈殿槽４０から汚泥が流入し、さら
に、汚泥循環槽７０から汚泥が流入し、これらの汚泥を
ブロアの空気により空気攪拌して混合する。そして、酸
化還元電位が−５０ｍＶ以上となった汚泥を汚泥循環槽
７０に送出する。このため、嫌気性ろ床槽２０の発生汚
泥や沈殿槽４０の発生汚泥が偏在することがなく、汚泥
を一定の質、かつ、一定の濃度に均一化でき、また、悪
臭の発生も防止できる。すなわち、図５に示すように、
酸化還元電位が−５０ｍＶ以上であれば、悪臭の原因と
なる硫化水素は汚泥中にほとんど含まれないため、悪臭
を防止できる。

【００５５】なお、この汚泥受槽６０においては、嫌気
性ろ床槽２０の発生汚泥および沈殿槽４０の発生汚泥の
全量を受容することもできるが、嫌気性ろ床槽２０の発
生汚泥や沈殿槽４０の発生汚泥の取込量を調節すること
も可能であり、また、汚泥循環槽７０内の汚泥は一定量
を取り込むこともできるが、作業者の判断で手動により
適宜の量を、あるいは空気吹出管６２内の空気圧力等に
応じ自動的に取り込むこともできる。

【００５６】そして、汚泥受槽６０により均一化された
汚泥は汚泥循環槽７０に送出され、汚泥循環槽７０と汚
泥接触槽８０との間を循環し、汚泥接触槽８０において
充填材と混合されて散気処理が施された後、分離液槽１
００に導入されて沈降分離され、分離液槽１００におい
て沈降分離された腐植質分離液が前処理槽１０に返送さ
れる。すなわち、汚泥接触槽８０においては、汚泥に種
々の金属類を含む腐植質ペレットを混合して散気処理
し、酸化反応と微生物の増殖を行うとともに、また、汚
泥を汚泥循環槽７０と汚泥接触槽８０との間を循環させ
て培養し、この培養された汚泥を沈降分離した分離液を
前処理槽１０に送り出す。

【００５７】ここで、前述したように、汚泥は汚泥受槽
６０で均質化されて、かつ、酸化還元電位を−５０ｍＶ
以上に調整されて汚泥循環槽７０に送り込まれる。この
ため、汚泥は酸化反応や微生物の増殖が均一かつ充分に
行われ、悪臭等を発生することもなくなる。また、この
汚泥から分離液槽１００で汚泥を沈降分離して腐植質を
含む分離液を得、この分離液を前処理槽１０に返送し、
また、培養された汚泥を汚泥濃縮槽９１に送り出すが、
汚泥は充分に培養され、さらに、酸化還元電位が＋１５
０ｍＶ以上に調整されて分離液槽１００や汚泥濃縮槽９
１に送り出される。このため、汚泥や分離液が悪臭を引
き起こすことも無い。すなわち、前述したように、酸化
還元電位が−５０ｍＶ以上であれば汚泥中には悪臭を引
き起こす硫化水素がほとんど発生しないため（図５参
照）、悪臭が防止される。

【００５８】そして、汚泥濃縮槽９１は汚泥循環槽８０
から送られた汚泥を濃縮して汚泥貯留槽９２に送り出
し、汚泥は汚泥貯留槽９２に貯留される。汚泥濃縮槽９
１の上澄み水は流量調整層２０へ返送され、汚泥貯留槽
９２では汚泥を散気する。

【００５９】なお、上述した実施の形態にあっては、嫌
気性ろ床槽３０の第１処理室３１Ａに返送する返送水の
水量および各処理室３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃにおける散
気量を自動制御するが、これら返送水の流量や散気量は
メンテナンス時等に作業者により手動設定するように構
成することも可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明にかかる有機性汚水の生物処理装置および請求項３
に記載の発明にかかる有機性汚水の生物処理方法によれ
ば、汚水処理系の嫌気性ろ床槽で発生した汚泥と沈殿槽
で発生した汚泥とを汚泥受槽に導いて濃度や質を調整し
た後に汚泥循環槽に送り出し、この汚泥を汚泥循環槽と
汚泥接触槽との間を循環させ、汚泥接触槽で腐植質ペレ
ット等と接触させて散気処理し、微生物を培養させた汚
泥を分離液槽に導入し汚泥を沈降分離して得た分離液を
前処理槽に返送するため、汚泥の処理に際して悪臭が生
じることを防止できる。

【００６１】特に、請求項２および請求項４に記載の発
明は、汚泥受槽において汚泥循環槽から微生物が培養さ
れた汚泥を汚泥受槽に導き、この培養された汚泥を嫌気
性ろ床槽で発生した汚泥と沈殿槽で発生した汚泥に空気
攪拌で混合するため、汚泥をより均質化でき、また、汚
泥受槽でも酸化反応や細菌の増殖が図れ、悪臭の発生を
より確実に防止できる。

【００６２】また特に、請求項５，６に記載の発明にか
かる有機性汚水の生物処理方法によれば、汚泥受槽から
汚泥循環槽への汚泥の送出を酸化還元電位が−５０ｍＶ
以上で行い、同様に、汚泥循環槽から分離液槽や汚泥濃
縮槽への汚泥の送出を酸化還元電位が＋１５０ｍＶ以上
で行い、酸化還元電位が低い汚泥の送出を禁止するた
め、悪臭の放散を防止できる。

【００６３】また、本発明にかかる有機性汚水の生物処
理方法によれば、嫌気性ろ床槽の酸化還元電位を測定
し、この測定された酸化還元電位に基づき嫌気性ろ床槽
に後段の接触曝気槽の処理水を返送、および／または、
微散気を行って酸化還元電位を所定の値域に補するた
め、微生物が適正に活動し、硫化水素が大量に発生する
ことが防止でき、また、ＢＯＤや窒素の除去も図れる。

【００６４】特に、本発明の有機性汚水の生物処理方法
にあっては、嫌気性ろ床槽が複数の処理室を備え、上流
側の処理室に返送水を導人するとともに、少なくとも下
流側の処理室で微散気を行い、これら返送水の水量と微
散気の散気量を１つの処理室の酸化還元電位で代表して
制御、あるいは、当該返送水の導入や微散気を行う個々
の処理室の酸化還元電位に基づき個別的に制御するた
め、微生物の活動をより確実かっ有効に制御でき、高い
信頼性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施の形態にかかる有機性汚水
の生物処理装置の全体ブロック図である。

【図２】同生物処理装置の汚水処理系の概要を示す模式
図である。

【図３】同生物処理装置の汚泥処理系の概要を示す模式
図である。

【図４】同汚水処理装置の嫌気性ろ床槽および接触曝気
槽における酸化還元電位に対する嫌気性微生物の活性度
を示すグラフである。

【図５】汚泥の酸化還元電位と含まれる硫化水素の関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

１０前処理槽２０嫌気性ろ床槽３０接触曝気槽４０沈殿槽５０消毒槽６０汚泥受槽７０汚泥循環槽８０汚泥接触槽１００分離液槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者糸井徳彰東京都港区浜松町１丁目10番14号住友東新橋ビル三号館社団法人日本農業集落排水協会内 (72)発明者川重洋志東京都港区浜松町１丁目10番14号住友東新橋ビル三号館社団法人日本農業集落排水協会内 (72)発明者加太孝幸東京都港区港南１丁目６番27号株式会社荏原製作所内 (72)発明者市原昭東京都港区港南１丁目６番27号株式会社荏原製作所内 (72)発明者鈴木邦威東京都中央区銀座７丁目14番１号荏原実業株式会社内 (72)発明者石川益朗東京都中央区銀座７丁目14番１号荏原実業株式会社内 (56)参考文献特開平４−310297（ＪＰ，Ａ) 特開平３−207496（ＪＰ，Ａ) 特開平８−1193（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−51197（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/30 C02F 3/34 101 C02F 11/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性汚水に腐植質を含む分離液および
／または腐植質を含む汚泥を混合する前処理槽と、該前
処理槽の処理水を嫌気条件下で生物膜処理する嫌気性ろ
床槽と、該嫌気性ろ床槽の処理水に生物膜処理する接触
曝気槽と、該接触曝気槽の処理水を沈殿処理して生物膜
汚泥を分離する沈殿槽とを有する有機性汚水の生物処理
装置において、前記嫌気性ろ床槽および前記沈殿槽から
汚泥を受け入れて貯留し、貯留汚泥に攪拌処理を行う汚
泥受槽と、汚泥に種々の金属類を含む腐植質ペレットを
接触させて散気処理し、汚泥に好気性生物反応を行う汚
泥接触槽と、前記汚泥受槽から汚泥を受け入れて汚泥を
該汚泥受槽との間で循環させるとともに、前記汚泥接触
槽に汚泥を送出して該汚泥接触槽との間で汚泥を循環さ
せて汚泥を調質する汚泥循環槽と、該汚泥循環槽から汚
泥を受け入れて沈降処理を行い、該汚泥から分離された
腐植質を含む分離液を前記前処理槽に返送する分離液槽
と、を設けたことを特徴とする有機性汚水の生物処理装
置。
【請求項２】前記汚泥受槽が汚泥を空気攪拌し、前記
汚泥接触槽が貯留汚泥に散気処理を行う請求項１に記載
の有機性汚水の生物処理装置。
【請求項３】前処理槽で腐植質を含む分離液および／
または腐植質を含む汚泥と混合した有機性汚水を嫌気性
ろ床槽で嫌気条件下で生物膜処理した後に接触曝気槽で
生物膜処理し、次いで、沈殿槽で生物膜汚泥を沈殿処理
する有機性汚水の生物処理方法において、前記嫌気性ろ
床槽で生成する汚泥および前記沈殿槽の汚泥を汚泥受槽
に受容して該汚泥受槽と汚泥循環槽との間で循環させて
均質化し、均質化された汚泥を前記汚泥循環槽と汚泥接
触槽との間で循環させ、該汚泥接触槽で汚泥に種々の金
属類を含む腐植質ペレットを接触させて散気処理し、汚
泥に好気性生物反応を行うとともに、前記汚泥循環槽の
汚泥を分離液槽に導入して汚泥を沈降分離し、該分離液
槽で得られた腐植質を含む分離液および／または汚泥を
前記前処理槽に返送することを特徴とする有機性汚水の
生物処理方法。
【請求項４】前記汚泥循環槽から培養された汚泥の一
部を前記汚泥受槽に返送し、該汚泥受槽で前記汚泥循環
槽から返送された汚泥、前記嫌気性ろ床槽から送り込ま
れた汚泥および前記沈殿槽から送り込まれた汚泥を空気
攪拌し、均質化を進める請求項３に記載の有機性汚水の
生物処理方法。
【請求項５】前記汚泥受槽内の貯留汚泥の酸化還元電
位を検出し、該検出された酸化還元電位が−５０ｍＶ以
上の場合に前記汚泥受槽内の汚泥を前記汚泥循環槽に送
出する請求項３または請求項４に記載の有機性汚水の生
物処理方法。
【請求項６】前記汚泥循環槽内の貯留汚泥の酸化還元
電位を検出し、該酸化還元電位が＋１５０ｍＶ以上の場
合に前記汚泥循環槽から前記分離液槽に汚泥を送出する
請求項３、請求項４または請求項５に記載の有機性汚水
の生物処理方法。