JP3383504B2 - 有機性汚水の処理方法及び処理装置 - Google Patents

有機性汚水の処理方法及び処理装置

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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水等の有機性汚
水を生物処理する方法並びに処理のための装置に関し、
特に処理に伴い発生する余剰汚泥量を著しく削減でき、
バルキングやスカムの発生も防止でき、また処理水質も
向上させることができる新規な有機性汚水の処理及び処
理装置を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より下水等の有機性汚水を活性汚泥
を使用して生物処理することが行われているが、処理に
伴い余剰汚泥が多量に発生するため、余剰汚泥量を削減
する技術が重要な研究対象となっている。余剰汚泥の発
生量を削減する方法として、例えば特開平6−2060
88号が公知である。同公報に記載された有機性汚水の
処理方法は、図2に示すように、原水(有機性汚水)1
0を活性汚泥が入れられた曝気槽20内で生物処理し、
曝気槽20から流出する活性汚泥スラリ30を沈殿槽4
0にて固液分離するとともに、分離された液体成分を処
理水50として取り出し、一方沈殿成分である生物汚泥
60の一部を沈殿槽40から引き抜き、更にその一部と
返送汚泥60aとして返送路70を通じて曝気槽20に
返送するとともに、残部(60b)をオゾン接触部80
にてオゾン処理した後、曝気槽20に返送することから
構成される。ここで、オゾン接触部80に供給された生
物汚泥60bは、オゾン90により酸化分解(低分子
化)されて可溶化汚泥60cとして曝気槽20に返送さ
れる。この可溶化汚泥60cは、曝気槽20内の微生物
により容易に分解されるため、処理系全体として余剰汚
泥量が減少することになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平6−206088号公報に記載された有機性汚水の
処理方法を本発明者が追試してみたところ、次のような
実用上の大きな問題点が認められた。即ち、 オゾン接触部80は、図示は省略するが、生物汚泥6
0bが貯留した槽内にオゾン90を散気させ、余剰もし
くは未反応のオゾン(以下、排オゾン100と呼ぶ)が
生物汚泥60bの貯留界面から外部に自然に放出する所
謂開放系の構造であるため、生物汚泥60bの分解に伴
い強い発泡作用を持つ蛋白質が溶出して気泡界面の被膜
強度を増加させ、その結果激しい発泡とともに生物汚泥
60bが槽外に溢れ出す。 オゾン接触部80は開放系の構造であるため、排オゾ
ン100の処理装置が必要となる。 生物汚泥60を返送路70を経由して曝気槽20に返
送するためのポンプと、オゾン処理部80を経由して曝
気槽20に返送するためのポンブとを必要とするため、
設備コスト及び動力コストがかかる。
【0004】本発明は上記の問題点を解決するととも
に、更に前記特開平6−206088号公報に記載され
た処理方法では得られない効果(バルキング防止、スカ
ム発生防止、処理水質向上)を得ることができる有機性
汚水の処理方法並びに処理装置を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明
の、有機性汚水を曝気槽にて生物処理した後、曝気槽か
ら流出する生物汚泥を沈殿槽にて固液分離する有機性汚
水の処理方法において、沈澱槽の沈殿成分の少なくとも
一部を返送汚泥として引き抜き、返送汚泥をその返送流
量を周期的に増減させながら密閉式のオゾン接触槽にお
いてオゾン含有ガスと接触させた後、未吸収オゾン気泡
とともに曝気槽に返送することを特徴とする有機性汚水
の処理方法により達成される。また、同様の目的は、本
発明の、有機性汚水を生物処理するための曝気槽と、曝
気槽から流出する生物汚泥を固液分離するための沈殿槽
と、沈澱槽の沈殿成分の少なくとも一部を返送汚泥とし
て曝気槽に返送するための返送路と、返送路に設けら
れ、返送汚泥とオゾン含有ガスとを接触させるための
閉式オゾン接触装置と、返送汚泥をその流量を周期的に
増減させて曝気槽に返送するためのポンプと、オゾン接
触装置にオゾン含有ガスを供給するためのオゾン源とを
備えることを特徴とする有機性汚水の処理装置によって
も達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面を参照して
詳細に説明する。本発明に係る有機性汚水の処理工程を
説明すると、図1に示すように、活性汚泥が入れられた
曝気槽1に有機性汚水である原水2を注入し、曝気槽1
で生物処理された活性汚泥スラリ3を沈殿槽4て固液分
離するとともに、分離された液体成分を処理水5として
取り出し、一方沈殿成分である生物汚泥6の一部を沈殿
槽4から引き抜いてオゾン処理部7にてオゾン処理した
後、曝気槽1に返送することから構成される。
【0007】曝気槽1は標準的な活性汚泥法の他に、嫌
気好気法や生物学的硝化脱窒素法に適した槽構成を採る
ことができる。ここでは、活性汚泥法を例にして説明す
ることにする。曝気槽1は、その内部が障壁により分画
されて、矢印で示されるように交互に上方及び下方に向
かうカスケード状の流路が形成されている。また、内部
は活性汚泥と原水2との混合液で満たされており、前記
流路には空気ブロア8から空気が供給されている。そし
て、原水2は、前記流路を通過する間に活性汚泥中の微
生物によりBOD、COD、SS、窒素、リン等が分
解、除去されて曝気槽1から流出して沈殿槽4へと送ら
れる。流出分である活性汚泥スラリ3には、原水2の生
物処理された成分とともに曝気槽1内の浮遊物(SS)
が含まれており、沈殿槽4において固液分離される。そ
して、液体成分は処理水5として回収されて更なる浄水
化工程(図示省略)へと送られる。一方、沈殿槽4の沈
殿成分は生物汚泥6であり、その一部は引き抜かれて返
送汚泥9としてポンプ10によりオゾン接触部7に圧送
される。
【0008】オゾン接触部7には、オゾン発生装置11
からオゾン含有ガス12が提供されており、流入した返
送汚泥9とオゾン含有ガス12とが接触する。この接触
により、返送汚泥9はオゾンの強い酸化力によりその細
胞壁に存在するムコ多糖類等の菌体外高分子及び細胞壁
の構成要素が分解して低分子化し、BODを生成して曝
気槽1へと返送される。そして、このBODが曝気槽1
において微生物により炭酸ガスと水とに分解される結
果、余剰汚泥量が減少することになる。
【0009】本発明は、オゾン接触部7に供給されるオ
ゾン含有量をほぼ一定とするとともに、返送汚泥9の流
入量を周期的に増減させることを特徴とする。このよう
に構成することにより、オゾン接触部7への返送汚泥9
の流入量が少ない期間(以下、汚泥返送少流量時と呼
ぶ)は、返送汚泥9の流入量に対するオゾン含有ガス1
2の供給量(以下、対汚泥オゾン添加率と呼ぶ)が大き
くなる。ここで、返送汚泥9のSS単位量当たりの分解
に必要なオゾン量は一定(通常、2%程度)と考えられ
るから、対汚泥オゾン添加率が前記の分解必要値を超え
る場合には、流入した返送汚泥9が分解されて余剰汚泥
量が削減されると同時に、オゾン接触部7内に排オゾン
が発生することになる。従来技術では、この排オゾンを
無害化処理しており、そのための設備やコストを要して
いた。
【0010】そこで本発明では、この排オゾンを曝気槽
1に供給することで、設備やコストの問題を解消すると
ともに、以下に述べる効果を得ることができる。即ち、
曝気槽1ではオゾンの作用により、原水2の色度が分解
除去され、また難生物分解性CODが生物分解性の良い
CODに変化して処理水5の水質が向上する。また、オ
ゾンが硝化菌の活性を高めるため、処理水5のアンモニ
ア性窒素が減少する。更に、オゾンは活性汚泥とも接触
するため、バルキングの原因となる糸状菌の発生を抑制
して活性汚泥の沈降性が向上する。この糸状菌は、極く
少量のオゾンによっても増殖が著しく抑制される。ま
た、スカムの発生源となるノカルヂア等の放線菌はオゾ
ンにより容易に死滅するため、曝気槽1の水面でのスカ
ムの発生を完全に防止することができる。尚、この排オ
ゾンは、曝気槽1において水面に向かって上昇する間に
原水2と接触して略完全に吸収されるため、特段の回収
や除去のための装置を必要としない。一方、返送汚泥9
の流入量が多い期間(以下、汚泥返送多流量時と呼ぶ)
は、対汚泥オゾン添加率が低い状態となり、返送汚泥9
は低分子化までには至らず、放線菌や糸状菌等の有害微
生物の殺菌のみが行われて曝気槽1に返送される。
【0011】尚、オゾン接触部7は密閉容器からなる本
体に、返送汚泥9の汚泥返送路13並びにオゾン発生装
置11とが接続した所謂密閉構造を採っている。これに
より、汚泥返送少流量時に排オゾンが発生しても、汚泥
と排オゾンとが混合した状態で汚泥返送路13を通じて
曝気槽1に送られる。従って、従来の開放構造のオゾン
接触部で見られるような、激しい発泡とともに生物汚泥
が槽外に溢れ出すことはない。また、排オゾン及び返送
汚泥9は、曝気槽1の底部から供給されることが好まし
い。
【0012】上記の返送汚泥9の返送流量の増減サイク
ルは、余剰汚泥の発生量を考慮して設定される。汚泥返
送少流量時は返送汚泥9が分解されて余剰汚泥が削減す
るため、この期間の長さを調整することで余剰汚泥量を
制御することができる。例えば、原水2の注入量にもよ
るが、汚泥返送少流量時を10〜20分間、汚泥返送多
流量時を50〜40分間を単位増減サイクルとして繰り
返すことが好ましい。また、返送汚泥9の汚泥返送少流
量時及び汚泥返送多流量時における流量は、返送汚泥9
のSS単位量当たりの分解に必要なオゾン量を考慮して
対汚泥オゾン添加率を求め、この対汚泥オゾン添加率を
満足するようにそれぞれの流量を設定する。この返送汚
泥9の流入量の増減は、ポンプ10の輸送量の設定(例
えば、インペラ回転数や設置台数等)を変えるだけで容
易に実現できる。
【0013】以下、実施例に基づいて、本発明を更に具
体的に説明する。図1に示す処理工程に基づいて本発明
の実証試験を行った。原水2として用いた下水水質を表
1に、また試験条件を表2に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】以上の条件で6ヵ月試験を行った結果、処
理水平均水質はSS5.6、BOD6、COD6.1
〔mg/リットル〕となり、極めて良好な水質が得られ
た。また、余剰生物汚泥は発生しなかった。また、活性
汚泥のSVIは50〜90と小さく加勢汚泥の沈降性は
良好であり、バルキング、放線菌によるスカム生成は認
められなかった。また、曝気槽1の水面から排出される
水面部でのオゾン濃度は0.3ppm以下であった。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
生物処理工程において余剰汚泥が発生せず、またオゾン
が原水とも接触するため、処理水のCOD、色度が向上
する。また、糸状菌やノカルヂア等の放線菌がオゾンに
より死滅するため、バルキングやスカムが発生しない。
しかも、排オゾン処理設備が不要で、また従来汚泥返送
用ポンプの他にオゾン接触部に汚泥を輸送するためのポ
ンブを要していたのを、共通のポンプで代用でき、設備
費や運転コストの削減も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機性汚水の処理方法を説明するため
の模式図である。
【図2】従来の有機性汚水の処理方法を説明するための
模式図である。
【符号の説明】
1 曝気槽 2 原水 3 活性汚泥スラリ 4 沈殿槽 5 処理水 6 生物汚泥 7 オゾン接触部 8 空気ブロワ 9 返送汚泥 10 ポンプ 11 オゾン発生装置 12 オゾン含有ガス 13 汚泥返送路(排オゾン供給路)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/12 C02F 11/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性汚水を曝気槽にて生物処理した
    後、曝気槽から流出する生物汚泥を沈殿槽にて固液分離
    する有機性汚水の処理方法において、沈澱槽の沈殿成分
    の少なくとも一部を返送汚泥として引き抜き、返送汚泥
    をその返送流量を周期的に増減させながら密閉式のオゾ
    ン接触槽においてオゾン含有ガスと接触させた後、未吸
    収オゾン気泡とともに曝気槽に返送することを特徴とす
    る有機性汚水の処理方法。
  2. 【請求項2】 有機性汚水を生物処理するための曝気槽
    と、曝気槽から流出する生物汚泥を固液分離するための
    沈殿槽と、沈澱槽の沈殿成分の少なくとも一部を返送汚
    泥として曝気槽に返送するための返送路と、返送路に設
    けられ、返送汚泥とオゾン含有ガスとを接触させるため
    密閉式オゾン接触装置と、返送汚泥をその流量を周期
    的に増減させて曝気槽に返送するためのポンプと、オゾ
    ン接触装置にオゾン含有ガスを供給するためのオゾン源
    とを備えることを特徴とする有機性汚水の処理装置。
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