JP3414007B2 - 有機性排液の好気性処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、有機性排液を好気性微
生物を含む生物汚泥の存在下に生物処理する方法、特に
好気性生物処理系における余剰汚泥を減容化することが
できる有機性排液の好気性処理方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】活性汚泥処理法などのように、好気性微
生物の作用を利用して、有機性排液を好気条件で処理す
る好気性生物処理方法は、処理コストが安く、処理性能
も優れているため、一般に広く利用されているが、難脱
水性の余剰汚泥が大量に生成する。この余剰汚泥は処理
ＢＯＤ量の約３０〜６０％にも達し、その処理は困難で
ある。従来、このような余剰汚泥は投棄処分されていた
が、その処分場の確保が困難となり、汚泥の減容化が必
要となっている。 【０００３】汚泥を減容化するために特開平６−２０６
０８８号には、好気性処理系から引抜いた活性汚泥をオ
ゾンにより酸化分解した後、好気的に生物処理する有機
性排液の好気性処理方法が記載されており、オゾン処理
により余剰汚泥の減容化の程度が向上し、場合によって
は余剰汚泥の発生をゼロにすることができることが開示
されている。この方法は汚泥をオゾン処理して酸化分解
することによりＢＯＤ化し、これを好気性処理して汚泥
の減容化を行うものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところがこのような方
法で処理を行うと、オゾン処理による減容化を行わない
場合に比べて、処理水ＣＯＤが高くなる場合がある。そ
の原因はオゾン処理により微生物が死滅した汚泥を多量
に返送すると、曝気槽流入部で生きた微生物と死んだ微
生物の汚泥バランスが崩れ、オゾン処理により生成する
難生物分解性成分が曝気槽において十分生物分解されな
いためであると考えられる。このような活性の低下は、
被処理液のＢＯＤが低い場合は顕著ではないが、被処理
液ＢＯＤが５００ｍｇ／ｌ以上の場合、特に１０００ｍ
ｇ／ｌ以上の場合は顕著であり、処理水のＣＯＤが増加
して、後処理としての凝集沈殿処理や活性炭処理の負荷
を高くするという問題点がある。 【０００５】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決するため、汚泥の減容化を行うとともに、処理水質の
悪化を防止することができる有機性排液の好気性処理方
法を提案することである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、有機性排液を
曝気槽に導入して、好気性微生物を含む生物汚泥の存在
下に好気性生物処理する好気性生物処理工程と、曝気槽
の混合液を固液分離し、分離液を処理液として排出し、
分離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する固液分離
工程と、分離汚泥の一部を引き抜いてオゾン処理するオ
ゾン処理工程と、オゾン処理汚泥を曝気槽に返送する返
送工程とを含み、曝気槽の汚泥返送部における返送汚泥
に対するオゾン処理汚泥の返送量が１／２以下となるよ
うに、処理液、混合液またはオゾン処理汚泥を返送する
ことを特徴とする有機性排液の好気性処理方法である。 【０００７】本発明において処理の対象となる有機性排
液は、通常の好気性生物処理法により処理される有機物
を含有する排液であるが、難生物分解性の有機物または
無機物が含有されていてもよい。このような有機性排液
としては、下水、し尿、食品工場排水その他の産業排液
などがあげられる。本発明はこのような有機性排液のう
ちＢＯＤ濃度の高い排液、例えばＢＯＤ５００ｍｇ／ｌ
以上、特に１０００ｍｇ／ｌ以上の排液が処理対象とし
て適している。 【０００８】本発明における好気性生物処理では、有機
性排液を好気性微生物を含む生物汚泥の存在下に好気性
生物処理を行う。この処理では、有機性排液を曝気槽で
活性汚泥と混合して曝気し、混合液を固液分離装置で固
液分離し、分離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送す
る。このような処理としては、標準活性汚泥処理法によ
る好気性生物処理が一般的であるが、これを変形した他
の処理でもよい。 【０００９】本発明では、このような好気性生物処理装
置における固液分離装置で分離された分離汚泥の一部を
引抜き、この引抜汚泥をオゾン処理する。分離汚泥から
引抜く場合、余剰汚泥として排出される部分の一部また
は全部を引抜汚泥として引抜くことができるが、余剰汚
泥に加えて、返送汚泥として曝気槽に返送される汚泥の
一部をさらに引抜いてオゾン処理するのが好ましく、こ
れにより余剰汚泥の発生量をより少なくすることがで
き、条件によっては余剰汚泥の発生量をゼロにすること
ができる。いずれの場合も目的とする汚泥減容率に対応
する量の汚泥を引抜く。 【００１０】好気性生物処理では、汚泥収率は被処理液
のＢＯＤ負荷に比例するので、汚泥減容率を一定値に維
持するためには、ＢＯＤ負荷に比例して一定量の汚泥を
オゾン処理する必要がある。この場合、オゾン処理した
汚泥はＢＯＤ化し、これが曝気槽にＢＯＤ成分として負
荷され、通常はオゾン処理汚泥の１／３が減容化につな
がるので、減容化する汚泥の３倍量の汚泥をオゾン処理
する必要がある。 【００１１】オゾン処理する汚泥としては、できるだけ
高濃度の汚泥をオゾン処理するのがオゾン反応性や処理
カラム容量などの面から好ましく、このため本発明では
固液分離槽で分離された分離汚泥を用いる。ところで固
液分離槽として自然沈降型の沈降槽を用いる場合、十分
な濃縮を行うためには、固液分離槽から得る処理水量に
対する返送汚泥量の割合を一定値以下に設定する必要が
あり、その値より多くの分離汚泥を排出すると、固液分
離のバランスが崩れる。 【００１２】このような状態で得られる分離汚泥の一部
を返送汚泥として返送し、他の一部をオゾン処理する
が、従来のように一定量を返送汚泥とし、残りの汚泥を
オゾン処理する方法では、前述のように汚泥が増量する
ため、一定量を余剰汚泥として系外に排出しなければな
らなくなる。一方汚泥減容率を一定にするためには、汚
泥収率に対応する一定量の汚泥をオゾン化する必要があ
り、例えば余剰汚泥発生量をゼロにするためには汚泥増
加量の３倍の分離汚泥をオゾン化する必要がある。 【００１３】この場合でも被処理液中のＢＯＤ濃度が低
いときは、好気性処理に必要な返送汚泥量を確保するこ
とができるが、ＢＯＤ濃度が高い排水の場合は、所定量
の分離汚泥をオゾン処理すると、残りの分離汚泥を返送
しても好気性処理に必要な返送汚泥量を確保することが
できない。この場合は生物が死滅した多量のオゾン処理
汚泥と、活性を有する少量の汚泥が返送されることにな
り、曝気槽上流部での汚泥バランスが崩れるとともに、
オゾン処理汚泥には難生物分解性成分が含まれるため、
汚泥の活性が低下し、処理水質が低下する。 【００１４】検討の結果、被処理液のＢＯＤ濃度が高い
場合、例えば５００ｍｇ／ｌ以上、特に１０００ｍｇ／
ｌ以上の場合でも、曝気槽の汚泥返送部における返送汚
泥に対するオゾン処理汚泥の返送量が１／２以下とすれ
ば、曝気槽における汚泥の活性を高く維持し、処理水質
を高くできることがわかった。 【００１５】被処理液のＢＯＤ濃度が高い場合は、前述
のように汚泥増加量を低くするためには、返送汚泥量に
比べて多量の分離汚泥をオゾン処理する必要があり、通
常の処理ではオゾン処理汚泥量を返送汚泥量の１／２以
下とすることができない。そこで本発明では曝気槽の汚
泥返送部における返送汚泥に対するオゾン処理汚泥の返
送量を１／２以下にするように、処理液、混合液または
オゾン処理汚泥を返送する。曝気槽の汚泥返送部とは曝
気槽の上流側であって、被処理液と返送汚泥が混合され
る部分を意味する。この位置はプラグフローの場合に限
らず、完全混合型の場合も返送汚泥の返送位置としてと
らえることができる。 【００１６】処理液を返送すると、被処理液が希釈され
て好気性処理が行われ、固液分離槽から得られる処理液
が多くなるため、多量の分離汚泥を返送できるようにな
り、返送汚泥量に対するオゾン処理汚泥の量を１／２以
下とすることができる。混合液を返送する場合もこれと
同様の操作であり、曝気槽の下流側から上流側に返送す
る。混合液は固液分離前の液であり、処理液と汚泥が含
まれた状態であるから、処理液と汚泥を同時に返送する
のと同じ操作となる。この場合は混合液とし返送される
汚泥も返送汚泥として計算する。 【００１７】これらの操作を行わないで、オゾン処理汚
泥を返送するには、汚泥返送部における返送汚泥に対す
るオゾン処理汚泥の返送量が１／２以下になる量のオゾ
ン処理汚泥を上流の汚泥返送部に返送し、残部を必要に
より分割して順次下流にステップ返送する。 【００１８】このようにして曝気槽の汚泥返送部におけ
る返送汚泥量に対するオゾン処理汚泥の返送量を１／２
以下になるようにして返送を行うと、返送汚泥とオゾン
処理汚泥のバランスが正常に保たれ、汚泥の活性が阻害
されることなく好気性処理が行われ処理水質の低下が防
止される。 【００１９】オゾン処理はｐＨ５以下の酸性領域で行う
と酸化分解効率が高くなる。このときのｐＨの調整は、
硫酸、塩酸または硝酸などの無機酸をｐＨ調整剤として
生物汚泥に添加するか、生物汚泥を酸発酵処理して調整
するか、あるいはこれらを組合せて行うのが好ましい。
ｐＨ調整剤を添加する場合、ｐＨは２〜４に調整するの
が好ましく、酸発酵処理を行う場合、ｐＨは４〜５とな
るように行うのが好ましい。 【００２０】オゾン処理は、分離汚泥または酸発酵処理
液をそのまま、または必要により遠心分離機などで濃縮
した後ｐＨ５以下に調整し、オゾンと接触させることに
より行うことができる。接触方法としては、オゾン処理
槽に汚泥を導入してオゾンを吹込む方法、機械攪拌によ
る方法、充填層を利用する方法などが採用できる。オゾ
ンとしてはオゾンガスの他、オゾン含有空気、オゾン化
空気などのオゾン含有ガスが使用できる。オゾンの使用
量は０．００２〜０．０５ｇ−Ｏ₃／ｇ−ＶＳＳ、好ま
しくは０．００５〜０．０３ｇ−Ｏ₃／ｇ−ＶＳＳとす
るのが望ましい。オゾン処理により生物汚泥は酸化分解
されて、ＢＯＤ成分に変換される。 【００２１】オゾン処理するオゾン処理装置としては、
汚泥含有液中の汚泥にオゾンを接触させて酸化反応させ
るためのオゾン処理槽、およびオゾン処理液を曝気槽に
返送する手段を有している装置であればどのような構成
の装置でも使用することができる。オゾン処理槽内で汚
泥が沈降しやすい場合、または浮上する汚泥に比べて沈
降する汚泥が多い場合には、汚泥含有液とオゾン含有ガ
スとは並流で接触させるようにするのが好ましく、これ
により汚泥とオゾンとの接触効率がよくなる。一方、オ
ゾン処理槽内で汚泥が浮上しやすい場合、または沈降す
る汚泥に比べて浮上する汚泥が多い場合には、向流で接
触させるようにするのが好ましく、これにより接触効率
がよくなる。 【００２２】オゾン処理槽にオゾン含有ガスを吹込んで
オゾン処理を行うと発泡が生じるが、この発泡によるト
ラブルを防止するために、オゾン処理槽内に消泡用の液
散布手段を設けることができる。液散布手段としては、
オゾン処理槽内の汚泥を含む槽内液を引抜いて、この引
抜液を消泡用水としてオゾン処理槽内の液面に散布する
ように構成された装置が好ましい。 【００２３】またオゾン処理槽として、槽の下部に液相
の汚泥含有液にオゾン含有ガスを吹込んで気液接触させ
る液相接触域が形成され、その上部に発泡した泡沫とオ
ゾン含有ガスとを接触させる泡沫接触域が形成されるよ
うに構成されたオゾン処理槽を使用すると、オゾン処理
効率はさらに高くなる。液相接触域の高さは０．２〜３
ｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍとする。泡沫接触域の
高さは液相接触域の汚泥含有液の液面より１ｍ以上の高
さであればよいが、好ましくは１〜１０ｍ、さらに好ま
しくは２〜５ｍの高さとする。 【００２４】泡沫接触域には泡沫保持部材を充填するこ
とができ、これによりオゾン処理槽の内径が大きくて泡
が保持されにくい場合、または生物汚泥の濃度が低くて
汚泥含有液が発泡しにくい性状である場合などでも、泡
沫を効率よく保持することができ、オゾン処理効率を高
くすることができる。泡沫保持部材としては、泡沫を保
持できる構造のものであればよいが、ハニカム状、格子
状などの仕切板構造のものが好ましい。 【００２５】オゾン処理槽内の泡沫接触域の上部に前記
液散布装置を設けて、工業用水、最終処理液、オゾン処
理槽からの引抜液、または引抜液と被処理液との混合液
などを泡沫層に向けて散布することができ、これにより
過剰な発泡を抑制して、泡沫接触域を所定の高さに維持
することができる。この場合、引抜液または引抜液と被
処理液との混合液を使用すると、槽内液の汚泥濃度が低
下せず、またノズル等の閉塞が発生しないので好まし
い。オゾン処理槽の泡沫接触域は泡沫で満たされるだけ
なので、槽内を被処理液で満たす装置に比べてオゾン処
理槽の強度は小さくてもよくなり、それだけ低コストの
オゾン処理装置となる。 【００２６】オゾン処理槽では汚泥がオゾンと反応して
酸化分解され、ＢＯＤ成分に変換される。このとき一部
難生物分解性成分が生成するため、これをそのまま多量
に曝気槽に返送して好気性生物処理を行うと汚泥の活性
が低下するが、本発明では曝気槽の汚泥返送部における
返送汚泥に対するオゾン処理汚泥の返送量を１／２以下
にするように返送することにより、汚泥の活性を維持す
る。このようにオゾン処理した汚泥を好気性生物処理工
程の曝気槽に導入して好気性生物処理を行うことによ
り、オゾン処理によってＢＯＤ化した易生物分解性成分
は容易に生物分解されて除去される。また難生物分解性
成分も、汚泥が活性を維持するため少しずつ分解されて
除去される。これにより高処理水質が得られるととも
に、系全体から排出される汚泥の量が低減する。 【００２７】好気性処理工程では、オゾン処理に供給す
る汚泥の供給量および系外に排出する余剰汚泥の排出量
を制御して、曝気槽内の生物汚泥のＶＳＳ／ＳＳ比およ
びＭＬＶＳＳを所定値に維持することにより、生物処理
性能を低下させることなく、余剰汚泥の減容化を行うと
ともに、曝気槽内の生物汚泥の沈降性および脱水性を改
善することもできる。これにより、固液分離装置におけ
る分離操作が容易となり、また生成する余剰汚泥の脱水
処理も容易になる。すなわち、曝気槽内の生物汚泥のＶ
ＳＳ／ＳＳ比を０．２〜０．７、好ましくは０．３〜
０．６、ＭＬＶＳＳを５００〜１００００ｍｇ／ｌ、好
ましくは１０００〜５０００ｍｇ／ｌに維持するように
制御することにより、汚泥の沈降性および脱水性を改善
することができる。一般的傾向としてＶＳＳ／ＳＳ比が
小さくなるほど汚泥の比重が高くなり、沈降性、脱水性
がよくなる。 【００２８】本発明における汚泥減容化の原理を図を用
いて説明する。図１は汚泥減容化の原理を説明するため
の模式図である。図において、１は好気性生物処理系、
２はオゾン処理系である。好気性生物処理系１は、活性
汚泥処理装置のように、有機性排液を生物汚泥と接触さ
せて好気的に分解する処理系であり、曝気槽と固液分離
装置とが別々に設けられるが、これらを含めた全体の処
理系として図示されている。オゾン処理系２は分離汚泥
から引抜かれる引抜汚泥にオゾン含有ガスを反応させ、
酸化分解してＢＯＤに変換するオゾン処理槽を有する。 【００２９】図１の好気性生物処理系１には、好気性生
物処理を行うために一定量の生物汚泥３ａが保持されて
いる。このような好気性生物処理系１に被処理液４を導
入して好気性生物処理を行うと、被処理液４に含まれる
ＢＯＤは生物汚泥３ａに同化され、その増殖により新た
に生成汚泥３ｂが生成する。一方、系内の生物汚泥３ａ
は自己分解により、自己分解分３ｃが消失する。従って
定常状態では、生成汚泥３ｂと自己分解分３ｃの差が増
殖汚泥３ｄとして増殖する。 【００３０】増殖汚泥３ｄを余剰汚泥としてオゾン処理
系２で処理する場合を、図１に破線５で示しているが、
増殖汚泥３ｄをオゾン処理して好気性生物処理系１に戻
すと、オゾン処理により生成するＢＯＤが汚泥に転換し
て、別の生成汚泥３ｅが生成し、この分が実質的な汚泥
増殖分となり、余剰汚泥として排出されなければならな
い。これに対し、増殖汚泥３ｄよりも多い量の引抜汚泥
３ｆを好気性生物処理系１から引抜き、オゾン処理系２
でオゾン処理してＢＯＤに転換し、オゾン処理汚泥６を
好気性生物処理系１に戻すことにより、オゾン分解で生
成したＢＯＤから別の生成汚泥３ｇが生成する。この場
合、引抜汚泥３ｆと生成汚泥３ｇの差が無機化部分３ｈ
となる。 【００３１】ここで増殖汚泥３ｄよりも多い量の引抜汚
泥３ｆをオゾン処理してＢＯＤに転換することにより、
増殖汚泥３ｄのみをオゾン分解する場合よりも、無機化
部分が多くなり、汚泥減容化率は高くなる。増殖汚泥３
ｄと無機化部分ｈが等しくなるように、引抜汚泥３ｆの
量を決めると、余剰汚泥は実質的にゼロになる。増殖汚
泥３ｄが無機化部分３ｈより多い場合は、その差が実質
的な増加部分３ｉとなり、余剰汚泥７として系外に排出
される。８は好気性生物処理系１の処理液である。 【００３２】上記好気性生物処理系１における曝気槽容
量をＶ、その生物汚泥濃度をＸ、汚泥収率をＹ、被処理
液流量（処理液流量）をＱ、被処理液の有機物濃度をＣ
ｉ、処理液の有機物濃度をＣｅ、生物処理された有機物
濃度を（Ｃｉ−Ｃｅ）、汚泥自己分解定数をＫｄ、余剰
汚泥排出量をｑ、オゾン処理槽への引抜量をＱｏ、オゾ
ン処理された汚泥が生物汚泥に再変換された割合をｋと
すると、物質収支は次の〔１〕式で表される。 【数１】 V dX／dt＝Y Q (Ci−Ce) −V Kd X−q X−QoX＋k QoX 〔１〕 【００３３】〔１〕式において、V dX／dtは好気性生物
処理系１における生物汚泥３ａの変化量、Y Q (Ci−Ce)
は生成汚泥３ｂの量、V Kd Xは自己分解分３ｃの量、q
Xは余剰汚泥７の排出量、QoXは引抜汚泥３ｆの量、k Q
oXは生成汚泥３ｇの量を示している。ここでQ (Ci−Ce)
／V＝LV（槽負荷）、q／V＝１／SRT（余剰汚泥滞留時間
比）、Qｏ／V＝θ（オゾン処理系への生物汚泥の循環
比）、（１−k）＝δ（無機化率）とおくと、定常状態
では、〔１〕式は次の〔２〕式のように簡略化される。 【数２】 Y LV／X＝Kd＋１／SRT＋δθ 〔２〕 【００３４】オゾン処理系２が存在しない通常の好気性
生物処理系では、〔２〕式の第３項（δθ）がないの
で、汚泥負荷を一定としたとき第２項で余剰汚泥（X／S
RT）が決定される。これに対してオゾン処理を組合せた
処理系では、〔２〕式から明らかなように、第３項の値
により余剰汚泥が減容化する。そして第３項の値が第２
項の値に匹敵するような条件下では、余剰汚泥を排出し
なくても（１／SRT＝０）、汚泥負荷を通常の値に設定
することが可能である。 【００３５】前記〔２〕式の第３項のパラメータは無機
化率δと循環比θであるが、このうちδは汚泥に対する
オゾン注入率が０．０１ｇ−Ｏ₃／ｇ−ＶＳＳ以上で
は、０．５付近の定常値になるため、この領域では汚泥
の見かけの減容化率はθに比例して決定される。一方、
循環比θは、０．５ｄａｙ^-1程度までは汚泥活性に影響
を与えない。このことは１日あたり、好気性生物処理系
１に保持された生物汚泥３ａの１／２以下を引抜汚泥３
ｆとしてオゾン処理系２に循環しても、好気性生物処理
系１の汚泥活性が維持されることを意味している。 【００３６】従って、循環比θの上限は０．５ｄａｙ^-1
とされる。θがゼロの場合は完全酸化方式となるが、こ
の場合低汚泥負荷であるとともに、減容効果も小さい。
また引抜汚泥３ｆが増殖汚泥３ｄと同量の場合は、従来
法と同様な値の減容率となる。通常の好気性生物処理で
は、ＳＲＴは１０日、汚泥引抜率は０．１ｄａｙ^-1であ
る。本発明において、増殖汚泥３ｄより多い引抜汚泥３
ｆを循環すると、循環比θの下限は０．１ｄａｙ^-1を超
える値とされるが、０．２ｄａｙ^-1以上とするのが好ま
しく、特に０．３ｄａｙ^-1とすると、余剰汚泥が発生し
ない１００％減容化が可能となる。 【００３７】 【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図２
は実施例の好気性処理装置を示すフローシートである。
図２において、好気性処理系１は曝気槽１１および固液
分離装置１２から構成されている。曝気槽１１には被処
理液路１３、汚泥返送路１４および処理液返送路１５が
連絡し、また底部には散気装置１６が設けられて、空気
供給路１６ａが連絡している。曝気槽１１から固液分離
装置１２に連絡路１７が連絡している。固液分離装置１
２には、処理液路１８および分離汚泥排出路１９が連絡
し、分離汚泥排出路１９から汚泥返送路１４が分岐して
いる。２０は必要により設けられる余剰汚泥排出路であ
る。 【００３８】オゾン処理系２はオゾン処理槽２１を有す
るオゾン処理装置から構成され、オゾン処理槽２１に
は、汚泥引抜路２３および排オゾン路２４が上部に連絡
している。汚泥引抜路２３には、無機酸供給路２５が連
絡している。またオゾン処理槽２１の下部にはオゾン供
給路２６が連絡し、またオゾン処理汚泥路２７が曝気槽
１１に連絡している。 【００３９】図２の処理装置による有機性排液の好気性
生物処理方法は、被処理液路１３から有機性排液を曝気
槽１１に導入し、汚泥返送路１４から返送される返送汚
泥および曝気槽１１内の活性汚泥と混合し、空気供給路
１６ａから供給される空気を散気装置１６から散気して
好気性生物処理を行う。これにより排液中の有機物は生
物酸化反応によって分解される。曝気槽１１内の混合液
（反応液）の一部は連絡路１７を通して固液分離装置１
２に導入し、沈降分離により分離液と分離汚泥とに分離
する。分離液の一部は処理液として処理液路１８から系
外に排出し、他の一部は処理液返送路１５から曝気槽１
１の上流側に返送する。分離汚泥は分離汚泥排出路１９
から取出し、その一部は返送汚泥として汚泥返送路１４
から曝気槽１１の上流側に返送し、場合によっては一部
は余剰汚泥として余剰汚泥排出路２０から系外に排出す
る。 【００４０】分離汚泥の一部を引抜汚泥として汚泥引抜
路２３から引抜き、この引抜汚泥に無機酸供給路２５か
ら無機酸を加えてｐＨを５以下に調整した後、オゾン処
理槽２１に導入する。オゾン処理槽２１では、汚泥にオ
ゾン供給路２６から供給されるオゾンを接触させてオゾ
ン処理を行い、汚泥をＢＯＤ化する。この場合、オゾン
注入率は０．００５〜０．０２ｇ−Ｏ₃／ｇ−ＶＳＳ程
度でよい。オゾン排ガスは排オゾン路２４から系外に排
出する。 【００４１】オゾン処理液はオゾン処理汚泥路２７から
曝気槽１１に戻し、負荷として好気性生物処理する。こ
のようにオゾン処理汚泥を曝気槽１１に戻して好気性生
物処理することにより、オゾン処理により変換されたＢ
ＯＤ成分が微生物に資化され、分解除去される。これに
より好気性処理系１から生じる余剰汚泥が減容化する。 【００４２】本発明では汚泥引抜路２３から引抜く引抜
汚泥（オゾン処理汚泥）の量を汚泥減容率に対応する一
定量Ｑoとし、この引抜汚泥Ｑoの2倍以上の汚泥返送量
Ｑrの汚泥を返送するために、処理液返送量Ｑwの処理液
を返送する。被処理液流入量および処理液排出量をＱ、
曝気槽汚泥濃度（ｍｇ／ｌ）をＸ、分離汚泥濃度（ｍｇ
／ｌ）をＸr、汚泥収率（ｇ−ＶＳＳ／ｇ−ＢＯＤ）を
Ｙ、被処理液ＢＯＤ濃度（ｍｇ／ｌ）をＣiとし、処理
液返送量Ｑｗおよび余剰汚泥量ｑがゼロの場合、すなわ
ち減容率１００％の場合のオゾン処理汚泥量Ｑoは次の
ようにして算出される。 【００４３】 【数３】 ＱoＸr＝３ＣiＱＹ 〔３〕 〔３〕式における係数３は、オゾン処理した汚泥の１／
３が減容化されるため、３倍量をオゾン処理する必要が
あることを示す。〔３〕式によりオゾン処理汚泥量（引
抜汚泥量）Ｑoは次の〔４〕式で表される。 【数４】 Ｑo＝３ＣiＱＹ／Ｘr 〔４〕 【００４４】一方、固液分離槽における汚泥バランスは
次の〔５〕式で表される。 【数５】 Ｘr＝Ｘ（Ｑ＋Ｑr＋Ｑo）／（Ｑr＋Ｑo） 〔５〕 上記〔４〕式および〔５〕式より、次の〔６〕式が得ら
れる。 【数６】 Ｑr＝（Ｘ／（Ｘr−Ｘ）−３ＣiＹ／Ｘr）Ｑ 〔６〕 またＱr＋Ｑｏ＝Ｑr+oとおくと、〔５〕式より次の
〔７〕式が得られる。 【数７】 Ｑr+o＝ＸＱ／（Ｘr−Ｘ） 〔７〕 ここでＹ、Ｘ、Ｘr、Ｑが一定値とすると、ＱrおよびＱ
oとＣiとの関係は図３のようになる。 【００４５】図３に示すように、Ｑr+o（返送汚泥量Ｑr
＋オゾン処理汚泥量Ｑo）はＣiにかかわらず一定値とな
り、ＱrはＣiの増加に応じて減少し、ＱoはＣiの増加に
応じて増大する。このため被処理液濃度Ｃiが高くなる
に従って、オゾン処理汚泥量（引抜汚泥量）が多くな
り、返送汚泥量を多くできないことがわかる。Ｃoはオ
ゾン処理汚泥Ｑoが返送汚泥量Ｑrの１／２になる濃度を
示しており、被処理液ＢＯＤ濃度Ｃiをこの濃度以下に
することにより、処理が可能なことを示している。 【００４６】本発明ではこのために処理液返送量Ｑwを
返送するが、この場合処理液Ｑwの返送により被処理液
が希釈されてＣo以下の濃度となるような返送量を選択
する。このＱwは次のようにして導かれる。まずＱoをＱ
rの１／２とする条件は次の〔８〕式で表される。 【数８】 Ｑo／（Ｑr＋Ｑo）＝１／３ 〔８〕 前記〔５〕式と〔８〕式からＱwは次の〔９〕式で表さ
れる。 【数９】 Ｑw＝３Ｑo（Ｘr／Ｘ−１）−Ｑ 〔９〕 前記〔４〕式と〔９〕式から、被処理水によって決まる
Ｘ、Ｘr、Ｃiを決定すると、ＱwはＱの関数として得ら
れる。 【００４７】図４および図５はそれぞれ他の実施例を概
略的に示す系統図である。図４では曝気槽１１を第１段
１１ａ、第２段１１ｂ…に分割し、末端側から混合液返
送路２８によりＱmの混合液を上流側の第１段１１ａに
返送するように構成されている。ここでは第１段に返送
される返送混合液Ｑmおよび返送汚泥Ｑrに含まれる汚泥
の合計量に対するオゾン処理汚泥Ｑoが１／２以下にな
るように混合液を返送する。混合液は固液分離前のもの
であり、これを返送することは固液分離後の処理液と汚
泥を返送するのと同じことになるから、図２の場合と同
様の希釈効果が得られる。このため汚泥返送部しての第
１段１１ａにおける返送汚泥とオゾン処理汚泥のバラン
スが保たれ、汚泥活性が維持され、高処理水質が得られ
る。 【００４８】図４の処理における汚泥返送量Ｑrは前記
〔６〕式で決定され、図２の場合と同様である。そして
汚泥返送部における返送汚泥と返送混合液に含まれる汚
泥に対するオゾン処理汚泥を１／２以下にする場合の混
合液返送量Ｑmは以下のようにして算出される。 【数１０】 Ｑo Ｘr／〔（Ｑr＋Ｑo）Ｘr＋ＱmＸ〕＝１／３ 〔10〕 【数１１】 Ｑm＝Ｘr（２Ｑo−Ｑr）／Ｘ 〔11〕 従ってＱo、Ｑrが決まれば〔１１〕式からＱmは決ま
る。 【００４９】図５では汚泥返送部としての第１段１１ａ
におけるオゾン処理量の返送量Ｑo₁を返送汚泥Ｑrの１
／２にし、残部Ｑo₂を第２段１１ｂ以下にステップ返送
する。これにより全体における返送汚泥に対する返送オ
ゾン処理汚泥の割合を低くして汚泥の活性を維持する。
この場合の汚泥返送量Ｑrは前記〔６〕式で決定され
る。オゾン処理汚泥の分離条件は以下のようにして決め
られる。 【数１２】 Ｑo₁／（Ｑr＋Ｑo₁）＝１／３ 〔12〕 【数１３】 Ｑo₁＝Ｑr／２ 〔13〕 従ってＱo₁はＱrの１／２となるように第１段１１ａに
返送し、残部は後段に返送する。 【００５０】以下、図２の方法による試験例について説
明する。 実施例１〜２、比較例１〜２ ＢＯＤ２０００ｍｇ／ｌ、水量（Ｑ）１６７liter／ｄ
ａｙの医薬製造排水を、図２の方法で好気性処理を行っ
た。ここで図２の曝気槽１１として５００liter容の曝
気槽を用い、ＢＯＤ槽負荷０．６７ｋｇＢＯＤ／ｍ³・
ｄａｙ、ＭＬＳＳ３０００ｍｇ／ｌ、曝気槽ＨＲＴ３日
で好気性処理を行い、固液分離により１００００ｍｇ／
ｌの分離汚泥を得、これを一定量（０．２Ｑ）オゾン処
理し、残部を返送した。オゾン処理におけるオゾン注入
率は、０．０５ｇ−Ｏ₃／ｇ−ＶＳＳである。この処理
において処理液返送量を表１のように変えてオゾン処理
汚泥Ｑoと返送汚泥Ｑrの割合を変えた。結果を表１に示
す。 【００５１】 【表１】 【００５２】以上の結果より、汚泥返送量Ｑrに対する
オゾン処理汚泥量Ｑoを１／２以下とすることにより、
難分解性のＣＯＤが分解され、処理液ＣＯＤが一定とな
ることがわかる。 【００５３】 【発明の効果】本発明によれば、曝気槽の汚泥返送部に
おける返送汚泥に対するオゾン処理汚泥の返送量が１／
２以下となるように処理液、混合液またはオゾン処理汚
泥を返送するようにしたので、汚泥の減容化を行うこと
ができるとともに、オゾン処理汚泥による汚泥活性の阻
害を防止し、高い汚泥活性を維持して生物分解を行うこ
とができ、これにより処理水質の悪化を防止して高処理
水質を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】 【図１】汚泥減容化の原理を説明するための模式図であ
る。 【図２】実施例の好気性処理装置を示す系統図である。 【図３】被処理液ＢＯＤ濃度と返送汚泥量およびオゾン
処理汚泥量の関係を示すグラフである。 【図４】他の実施例の好気性処理方法を概略的に示す系
統図である。 【図５】さらに他の実施例の好気性処理方法を概略的に
示す系統図である。 【符号の説明】 １ 好気性処理系 ２ オゾン処理系 ３ａ 活性汚泥 ３ｂ，３ｅ，３ｇ 生成汚泥 ３ｃ 自己分解分 ３ｄ 増殖汚泥 ３ｆ 引抜汚泥 ３ｈ 無機化部分 ３ｉ 増加部分 ４ 被処理液 ６ オゾン処理汚泥 ７ 余剰汚泥 ８ 処理液 １１ 曝気槽 １２ 固液分離装置 １３ 被処理液路 １４ 汚泥返送路 １５ 処理液返送路 １６ 散気装置 １６ａ 空気供給路 １７ 連絡路 １８ 処理液路 １９ 分離汚泥排出路 ２０ 余剰汚泥排出路 ２１ オゾン処理槽 ２３ 汚泥引抜路 ２４ 排オゾン路 ２５ 無機酸供給路 ２６ オゾン供給路 ２７ オゾン処理汚泥路 ２８ 混合液返送路

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/28 - 3/34 C02F 11/00 - 11/20

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 有機性排液を曝気槽に導入して、好気性
   微生物を含む生物汚泥の存在下に好気性生物処理する好
   気性生物処理工程と、 曝気槽の混合液を固液分離し、分離液を処理液として排
   出し、分離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する固
   液分離工程と、 分離汚泥の一部を引き抜いてオゾン処理するオゾン処理
   工程と、 オゾン処理汚泥を曝気槽に返送する返送工程とを含み、 曝気槽の汚泥返送部における返送汚泥に対するオゾン処
   理汚泥の返送量が１／２以下となるように、処理液、混
   合液またはオゾン処理汚泥を返送することを特徴とする
   有機性排液の好気性処理方法。