JP3763460B2 - 有機性汚水の生物処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水、産業排水などの有機性汚水を生物学的に処理する工程における余剰汚泥、下水生汚泥、厨芥などの生分解性有機性廃棄物を、きわめて簡単な装置で、省エネルギ的に大幅に減少できる新規技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水、産業排水、屎尿、などの活性汚泥処理施設から、大量の有機性汚泥（余剰汚泥、生汚泥など）が毎日発生しており、日本全体で年間１０００万トンを上回る。この余剰汚泥の処理処分が、最大の問題点になっている。有機性汚泥は難脱水性であるため、多量の脱水助剤（ポリマーなど）を添加し、汚泥脱水機で水分８５％程度に脱水し、脱水ケーキを埋立処分するか、又は焼却処分しているが、脱水助剤コスト、脱水ケーキの埋立場所不足、焼却灰の処分場所の不足、焼却設備費、焼却用重油コストの高さなどの多くの問題点を抱えている。
【０００３】
このような問題を解決するため、図５のような、人為的加熱と好熱菌接種による汚泥可溶化手段を適用する汚泥可溶化技術、オゾン酸化法などが種々提案されている。図５においては、汚水１を活性汚泥曝気槽２で生物処理し、その活性汚泥スラリ３を沈殿槽４で活性汚泥を沈殿させ、沈殿汚泥６の一部である分岐汚泥８に別に培養した好熱菌接種３０を行い、それを可溶化槽３１に入れ、スチームのような加熱源３２で加熱して可溶化を行い、可溶化汚泥３３を活性汚泥曝気槽２に戻すようにしている。
好熱菌による汚泥可溶化技術は、該技術の発明者である長谷川らが、次の文献にその詳細を報告している。
１）堺、青柳、長谷川：好気性好熱細菌による下水汚泥の減量化：第３７回下水道研究発表会講演集：７４９−７５１、平成１２年度
２）桂、長谷川、三浦：好熱性微生物を利用した余剰汚泥が発生しない活性汚泥プロセス：水環境学会誌、第２１巻第６号、３６０−３６６（１９９８）
３）長谷川：好熱性細菌による汚泥削減化技術：工業技術会主催「汚泥の無発生化、減る容化、削減化技術の最発端」講習会資料。２０００年５月１６日開催
４）長谷川、三浦、桂：好熱性微生物による有機性汚泥の可溶化：下水道協会誌、ｖｏ１．３４．Ｎｏ．４０８．１月号（１９９７）
【０００４】
この技術は、有機性汚水の活性汚泥処理工程から、余剰汚泥発生量より多い量の活性汚泥を引き抜き、別個に培養した好熱菌を添加し、スチームなどで人為的に温度を６５℃程度に加熱し、好熱菌の作用により汚泥を可溶化（汚泥細胞から低分子状有機物を溶出させる操作を意味する）した後、汚水の活性汚泥処理工程に返送し、可溶化汚泥を無機化する方法である。
この文献によれば、活性汚泥を好熱菌によって可溶化するには、別個に培養した好熱菌を汚泥に添加し、かつ汚泥温度を好熱菌の活動に適した温度に（６５℃程度）に加温するための、スチームなどの外部熱源が不可欠であることが明記されている。たとえば、文献１）のｐ７４９−には、図１に加温ボイラが明記され、かつ、３．実験施設および運転方法の項には、「可溶化槽は蒸気を直接吹き込むことによって６５℃に加温し」と明記されている。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
しかし、好熱菌による汚泥減量化技術は、スチームなどによる汚泥加熱コストが高く、そのためにボイラが必要で、加温した汚泥から熱回収するための熱交換器を設けたりしなければならず、設備費がアップすること、熱交換器のスケールトラブルなどの欠点もあった。
省エネルギー及び公共用水域の水質汚濁防止が、大きな課題になっている現在、汚泥の減量化ができても、そのために人為的な加温熱源を使用し、エネルギーを多量に消費することは、従来技術の大きな欠点である。人為的な加温を行わなくても汚泥を高度に減量できる技術でなければ、ユーザーにとって理想的とは言えない。
【０００６】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決し、汚泥を人為的に加熱せずに、また特殊な微生物を接種する必要がなく、余剰汚泥発生量をゼロにできる新技術を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は上記の課題を解決するために、次の構成からなる。
（１）有機性汚水の生物処理方法において、有機性汚水の生物処理工程から汚泥を引き抜いて、生物学的酸化を行う攪拌槽に汚泥を供給すると共に、有機性廃棄物を供給し、汚泥有機物および汚泥水分供給負荷、攪拌槽滞留時間を設定し、攪拌槽内において生物学的酸化を生起せしめて、人為的加熱を行わなくても供給有機物の生物学的酸化無機化反応に伴って発生する生物酸化熱だけで、該攪拌槽内温度を、供給汚泥温度に対し４０℃以上昇温せしめた後、該処理汚泥を前記有機性汚水の生物処理工程に供給することを特徴とする有機性汚水の生物処理方法。
【０００８】
（２）汚泥有機物および汚泥水分供給負荷、攪拌槽滞留時間を設定し、供給有機物の生物学的酸化による生物酸化熱だけで、前記槽内温度を６０℃以上にすることを特徴とする前記（１）記載の有機性汚水の生物処理方法。
（３）前記昇温条件で処理した汚泥に対し、物理化学的可溶化処理を行った後、有機性汚水の生物処理工程に供給することを特徴とする前記（１）記載の有機性汚水の生物処理方法。
（４）前記攪拌槽からの流出スラリ、前記（３）の物理化学的可溶化処理で得た可溶化スラリ又はこれらの固液分離液に、ＭｇまたはＣａイオンを添加しリンを不溶化して回収することを特徴とする前記（１）記載の有機性汚水の生物処理方法。
【０００９】
（５）有機性汚水を供給して生物処理をする活性汚泥曝気槽、前記活性汚泥曝気槽からの活性汚泥スラリを処理水と分離汚泥に固液分離する固液分離装置、前記固液分離装置からの分離汚泥を濃縮する汚泥濃縮装置、前記汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥を導入する配管と有機性廃棄物を導入する配管とを有し、酸素含有ガスを供給して無機化・発熱する通気攪拌槽、前記通気攪拌槽から処理汚泥を活性汚泥曝気槽へ返送する配管を有することを特徴とする有機性汚水の処理装置。
【００１０】
要するに、本発明のポイントは、たとえば固形物濃度３％以上の濃縮汚泥を、通気攪拌槽に供給し、槽内を機械的に攪拌しながら、酸素ガス含有ガスを供給し、３〜４日程度曝気することにより、人為的加温を行うことなく、汚泥中の有機物が生物酸化されて無機化されるまでの過程中で、発生する自己酸化熱によって、汚泥温度が容易に６０〜７０℃程度に上昇し、有機性ＳＳの分解が極めて効果的に進むことにある。
特に重要なポイントは、汚水の生物処理工程で増殖した活性汚泥を引き抜き、通気攪拌槽に供給する際に、人為的加温を行わなくても、有機物の不完全な無機化に伴って発生する生物酸化熱だけで、槽内温度が供給汚泥温度に対し４０℃以上高い温度に昇温するように、有機物及び水分供給負荷及び攪拌槽滞留時間を設定することである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１に本発明の一実施態様を示す。なお、実施態様を説明するための全図において、同一機能有するものは同一符号を用いて示す。
下水などの汚水１を、生物処理する活性汚泥曝気槽（以下「曝気槽」ともいう）２に供給して活性汚泥処理を行い、ＢＯＤなどの汚濁物質を生物的に除去する。活性汚泥スラリ３は沈殿、ダイナミックろ過、又はＭＦ膜、ＵＦ膜を用いる膜分離などの固液分離装置、図では沈殿槽４で固液分離され、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳなどが除去された処理水５が得られる。分離汚泥、図では沈殿汚泥６を汚泥返送ポンプにより管路から曝気槽２に返送するための汚泥返送ラインは２系統に分岐されており、片方の系統は遠心濃縮機又は浮上分離装置などの汚泥濃縮装置９に接続されており、分岐汚泥８を送っている。（なお膜分離部を曝気槽内に設置する場合は、返送汚泥ラインは不要である）。他方の系統は返送汚泥７を送るものであって曝気槽２へ返送される。
【００１２】
ここでは、汚水を好気性微生物によって浄化する活性汚泥処理工程（生物脱リン法、生物学的硝化脱窒素法のように嫌気部を付帯する工程でもよい）である曝気槽２から汚泥を活性汚泥スラリ３として引き抜き、機械的濃縮手段（遠心分離、浮上分離、膜分離などの重力沈殿以外の手段を意味する）を取る汚泥濃縮装置９に供給する。
【００１３】
次に、たとえば固形物濃度３％以上に濃縮した濃縮汚泥１０を通気攪拌槽１２に供給し、槽内を機械的に攪拌しながら、酸素含有ガス１３（空気、酸素富化空気、純酸素）を少量供給し、３〜４日程度曝気する。この結果、別個に培養した好熱菌を外部から添加する手段、外部からスチームなどによる人為的加温を行うことなく、汚泥温度が、汚泥中の有機物が生物酸化されて無機化（炭酸ガスと水にまで分解されること）されるまでの過程中で発生する自己酸化熱（下記反応式（図２）参照）によって、容易に供給汚泥温度に対し４０℃以上高い温度、例えば６０〜７０℃程度に上昇するとともに、有機性ＳＳの分解がきわめて効果的に進むことを見出した。
【００１４】
本発明者等は、流入汚泥固形物濃度が３％の場合、この攪拌槽１２（滞留日数４日）を通過する過程で生物汚泥が酸化され、流出汚泥固形濃度は１％程度と顕著に減少することを実験的に見出した。このように処理した汚泥１５を、処理汚泥返送配管を経て汚水の生物処理をする曝気槽２に供給すると、さらに汚泥が生物分解を受け、余剰汚泥が発生しなくなるのである。なお、図１中で１１は汚泥濃縮装置の分離液である。
【００１５】
ここで、上記の汚泥温度が、汚泥中の有機物が生物酸化されて、無機化されるまでの過程中で発生する自己酸化熱によって４０℃以上昇り、６０〜７０℃程度に上昇する現象を定量的に説明すると、次のようになる。
反応槽による汚泥の分解率を３５％、発熱量を４，５００ｃａｌ／ｋｇ・ＤＳ、供給汚泥温度を２０℃とすると、含水率９５％の汚泥１０００ｋｇ、すなわち、水分量９５０ｋｇ、５０ｋｇＤＳを、空気を曝気する好気性反応槽で生物酸化すると、発生する自己酸化熱、すなわち発熱量Ｑは、Ｑ＝５０×０．３５×４５００＝７８，７５０ｋｃａｌになる。
一方、２０℃の汚泥１ｋｇを５５℃上昇するのに必要な熱量は５２，２５０ｋｃａｌなので、好気性反応槽を７５℃に上昇させ、反応槽から外気への自然放熱を考慮しても、７５℃に維持するのに十分の自己酸化熱を発生することが分かる。
【００１６】
図２において、可溶化とは、有機物が低分子化されて低分子有機物に変わることを意味し、無機化とは可溶化の後に起きる反応である。可溶化の段解では生物酸化熱は発生しない。図５の従来技術では汚泥を可溶化させたのち、可溶化汚泥を汚水の生物処理工程で無機化するので、可溶化槽では生物酸化熱がほとんど発生しない条件で運転しているために、スチームなどの人為的加熱が必要になっているのである。
【００１７】
しかして、本発明において濃縮汚泥を曝気する酸素含有ガス１３としては、空気で十分であるが、酸素富化ガス、純酸素を使用すると、供給ガス量を減少でき、排出ガスの持ち去る熱量が減少し、通気攪拌槽１２の温度を上昇させやすいので、非常に好ましい。
また、攪拌槽流出スラリの熱を熱交換器で回収して、供給汚泥を加温しても当然かまわないが、本発明では、自己発熱を利用するため、人為的加熱は必要なく、熱交換器による熱回収は、特に不可欠というものではない。
汚泥濃度が高濃度で流動性が悪い条件で、少量の空気を送りながら生物酸化するので、曝気だけでは汚泥が流動しにくい。したがって、機械的に汚泥を攪拌しながら少量の空気で曝気することが好ましい。機械攪拌としては、水中ポンプ、水中攪拌機、ポンプ循環が好適である。
【００１８】
この結果、汚泥ＳＳは生物酸化熱による供給汚泥温度に対し４０℃以上高い温度、例えば５０℃以上、好ましくは６０℃以上の高温下で効率よく生物学的に無機化され、汚泥ＳＳが顕著に減少する。しかる後、不完全無機化された該攪拌槽流出スラリ（処理汚泥）を汚水の生物処理槽に供給すると、さらにＳＳが汚水生物処理工程の好気性微生物によって、炭酸ガスと水に無機化され消滅する。汚泥ＳＳ分解速度は温度が高いほど速く、槽内温度が供給汚泥温度に対し４０℃未満しか高くない温度、例えば５０℃未満では、汚泥ＳＳ減少速度が大きく減少する。
【００１９】
攪拌槽１２は多段にすることが好ましく、単段にすると汚泥ＳＳ減量効果が減少する。この原因は、単段では供給有機物のショートパスが多いこと、高温度で汚泥を生物分解する菌が系外に流出しやすいためである。段数は、３段で十分であり、これ以上段数をふやしても効果の向上は少ない。
他の好適な実施態様として、下水処理に本発明を適用する場合、下水生汚泥、デスポーザ粉砕厨芥などの有機性廃棄物、例えば生汚泥１４を攪拌槽１２に供給すると、さらに生物酸化熱発生量が増加し、昇温効果が大きくなること、生汚泥１４と余剰活性汚泥を一緒に処理できるという利点があるので非常に好ましい。
【００２０】
本発明の重要ポイントは、汚水１の生物処理工程で増殖した活性汚泥を引き抜き、通気攪拌槽１２に供給するにあたり、人為的加温を行わなくても、有機物の不完全無機化に伴って発生する生物酸化熱だけで、槽内温度が供給汚泥温度に対し４０℃以上高い温度、例えば５０〜６０℃以上に昇温度するように、有機物および水分供給負荷および攪拌槽滞留時間を設定することである。
ここで「有機物供給負荷」とは、攪拌槽１ｍ3あたりの１日の有機物供給重量である。有機物とは汚泥中のＶＳＳ（灼熱減量）を意味する。単位はｋｇ・ＶＳＳ／ｍ3・ｄである。また「水分供給負荷量」は、攪拌槽１ｍ3あたりの１日の汚泥水分供給量を意味する。単位はｋｇ・水／ｍ3・ｄである。
【００２１】
汚泥濃度が希薄な余剰汚泥を、本発明の通気攪拌槽９に供給すると、有機物供給負荷量が少なく、水分供給量が多くなるので、生物酸化熱発生量が少なく、温度上昇効果が非常に少なくなってしまい、汚泥分解が減少する。このため、顕著な汚泥減少効果が得られない。
また、攪拌槽１２滞留時間の設定は非常に重要であり、一日以下では、生物酸化が十分進まず、生物酸化熱の発生量が少ないので、２日以上、好ましくは３〜７日に設定することが推奨できる。７日以上にしてもそれ以上は生物分解が進みにくい。すなわち、有機物は完全に無機化されず、汚泥固形物濃度が１％程度になるような無機化状態にとどめることが肝要である。
【００２２】
従来技術の好熱菌による汚泥可溶化技術では、たとえば、従来技術の公報に、「可溶化槽の滞留時間（ＨＲＴ）は、３〜２４時間に設定することが好ましい」と明記されているように、１日以下の時間は可溶化には十分な時間であるが、無機化による生物酸化熱の発生には滞留時間が短すぎるために、生物酸化熱がほとんど発生しない条件で運転しているため、スチームなどの人為的加熱が必要になっているのである。
【００２３】
次に、他の好適な実施態様を図３によって説明する。
この方法は、生物酸化熱で昇温させた汚泥を物理化学的に可溶化したのち、汚水の生物処理槽に供給するものである。この技術は、汚泥の通気攪拌槽１２での生物酸化率が劣るものに対して有効である。
すなわち、生物酸化熱によって高温にした汚泥に対し、過酸化水素酸化、オゾン酸化、塩素系酸化剤などの化学酸化、超音波照射、機械的すり潰し、アルカリ化加水分解、酸による加水分解などの物理化学的可溶化処理を可溶化処理槽１６で行う。特に、オゾン発生機、超音波発生機などの機械設備が不要な、アルカリ加水分解法、過酸化水素法、塩素系酸化剤が好適である、図３では、過酸化水素１７を例に挙げて説明する。
【００２４】
この方法では、生物酸化熱、言い換えれば自己酸化熱によって昇温させた汚泥を、昇温状態を維持させた状態で過酸化水素酸化して、化学的に可溶化処理して易生分解性に転換してから、可溶化汚泥１８として、汚水の生物処理槽２に供給する。この結果、可溶化汚泥１８が汚水の生物処理をする曝気槽２で生物分解を受けてＳＳが分解消滅する。
過酸化水素１７による汚泥可溶化処理は、温度が常温では効果がほとんどないが、本発明では、汚泥の自己生物酸化熱により供給汚泥温度に対して４０℃以上高い温度、例えば５０℃以上昇温させた状態で、過酸化水素と接触させるようにしたので、きわめて効果的に過酸化水素１７による汚泥可溶化処理が行える。（塩素系酸化剤による可溶化、およびアルカリによる可溶化も温度が高いほど効果的である）。過酸化水素１７としては、過酸化ナトリウム、過炭酸ナトリウム、過酸化カルシウムなどを添加して、過酸化水素１７を発生させても良いことは言うまでもない。特に必要は無いが、生物酸化熱で昇温させた汚泥をさらに人為的に加熱してから、過酸化水素１７と接触させることを妨げるものではない。
この結果、オゾン発生機、超音波発生機などの高額設備が不要になり、かつ加熱のための燃料、電力も要らないので安価なコストで汚泥を消滅できる。
【００２５】
本発明の上記の実施態様の重要ポイントは、汚泥濃度を高め汚泥生物酸化熱だけによって供給汚泥温度に対して４０℃以上高い温度、例えば５０℃以上に昇温できる条件で生物酸化して、有機物を不完全に無機化する工程のあとに、該昇温した汚泥を、物理化学的に（例えば過酸化水素、アルカリ可溶化）に可溶化する点である。
【００２６】
従来技術では、余剰活性汚泥ＳＳ量の３倍以上をオゾン、超音波などで可溶化したのち、汚水処理の曝気槽に返送しなければ、余剰汚泥発生量をゼロにすることができないのに対し、図３に示す本発明では、通気攪拌槽１２において、汚泥の大部分が生物酸化によって無機化し消滅しているので、余剰汚泥ＳＳ量のほぼ同一量を物理化学的に可溶化したのち、汚水１の生物処理工程に返送すれば、余剰汚泥発生をゼロにできる。したがって、汚泥ＳＳ量に比例して処理コストが増加する可溶化処理コストが、従来技術（オゾン可溶化法など）より格段に減少する。
上記の本発明によれば、余剰汚泥などの有機性汚泥を系外に廃棄処分することなく、消滅できる。
【００２７】
本発明においては、通気攪拌槽１２における汚泥酸化分解の過程で、汚泥中に含まれていたリンおよび窒素成分が、リン酸イオンおよびアンモニウムイオンとして液側に溶出するので、通気攪拌槽１２内又は流出汚泥にＣａまたはＭｇを添加すると、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウムアンモニウム沈殿が析出するので、これを固液分離し、リンを肥料として有価なリン資源として回収できる。
【００２８】
別の実施態様を、図４を参照して説明する。
通気攪拌槽（無機化槽）１２において、有機物の無機化に伴って、有機物の一部がフミン酸などの黄色成分を生成する。この黄色成分は難生物分解性であるため、汚水の生物処理槽に戻しても分解されず、処理水５に流出し、処理水５のＣＯＤを高める。この問題は、通気攪拌槽１２からの流出スラリを固液分離装置１９で固液分離し、分離処理汚泥２０は分離汚泥返送配管を経て汚水の生物処理をする曝気槽２に供給し、分離液にＣＯＤ除去剤２２（無機凝集剤、活性炭、オゾンなど）を添加して、ＣＯＤ除去装置２３で分離液中のＣＯＤを除去することによって解決できる。なお、図４中で２４は除去ＣＯＤである。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
下水を対象に、図１の工程に基づいて本発明の実証試験を行った。下記の第１表に下水水質を示す。また、第２表に試験条件を示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
上記の条件で、余剰汚泥を系外に処分することなく、３ヶ月連続試験を行った。
この結果、通気攪拌槽温度は、汚泥の生物酸化熱だけで６８〜７２℃ときわめて上昇した。また、通気攪拌槽からの流出汚泥固形物濃度は、１３０００ｍｇ／リットルであり、供給汚泥ＳＳの約７０％が消滅した。
また、汚水処理工程の処理水平均水質は、ＳＳ５ｍｇ／リットル，ＢＯＤ３ｍｇ／リットル，ＣＯＤ１３．８ｍｇ／リットルとなり、極めて良好な水質が得られた。また、３ヶ月間余剰汚泥を系外に捨てることなく運転したが、曝気槽ＭＬＳＳは３６００〜３９００ｍｇ／リットルであったことから、系内に汚泥は蓄積しなかった。
【００３４】
実施例２
第１表に示す水質の下水を、下記の第３表に示す試験条件で処理した。
【００３５】
【表３】
【００３６】
上記の条件で、余剰汚泥を系外に処分することなく１年間試験を行った結果、余剰生物汚泥を廃棄することなく、安定した運転が行え、曝気槽のＭＬＳＳは３６００から３９５０ｍｇ／リットルの範囲に維持された。このことから、余剰汚泥は発生しなかったことが認められた。
また、汚水処理工程の処理水平均水質は、ＳＳ４ｍｇ／リットル，ＢＯＤ２ｍｇ／リットル，ＣＯＤ８．８ｍｇ／リットルとなり、実施例１よりもＣＯＤが大きく減少し、極めて良好な水質が得られた。
【００３７】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
（１）燃料、電気による人為的加熱手段、オゾン発生機、超音波発生機、ミルなどの機械設備が必要なく、余剰汚泥発生を無くすことができる結果、汚泥減量化のための運転費、設備費が極めて安価になるので、ユーザーメリットが大きい。
（２）従来技術（図５）のような培養好熱菌を接種する必要が無い。したがって操作が煩雑でない。
（３）汚水からリンを資源として回収できる。
（４）人為的に加温することなく、過酸化水素などの酸化剤、アルカリによる汚泥可溶化効果を増加できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性汚水の生物処理方法の一実施態様を示すブロック図である。
【図２】有機物の可溶化反応及び無機化による発熱反応の原理を示す説明図である。
【図３】本発明の有機性汚水の生物処理方法の攪拌槽からの処理汚泥を化学的に可溶化する態様を示す説明図である。
【図４】本発明の有機性汚水の生物処理方法の攪拌槽からの処理汚泥を固液分離し、その分離液からＣＯＤを除去する態様を示す説明図である。
【図５】従来の余剰活性汚泥の可溶化装置の一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 汚水
２ 活性汚泥曝気槽
３ 活性汚泥スラリ
４ 沈殿槽
５ 処理水
６ 沈殿汚泥
７ 返送汚泥
８ 分岐汚泥
９ 汚泥濃縮装置
１０ 濃縮汚泥
１１ 分離液
１２ 通気攪拌槽
１３ 酸素含有ガス
１４ 有機性廃棄物（生汚泥）
１５ 処理汚泥
１６ 物理化学的可溶化装置
１７ 過酸化水素
１８ 可溶化汚泥
１９ 固液分離装置
２０ 分離処理汚泥
２１ 分離液
２２ ＣＯＤ除去剤
２３ ＣＯＤ除去装置
２４ 除去ＣＯＤ
３０ 培養好熱性菌接種
３１ 可溶化槽
３２ 加熱源
３３ 可溶化汚泥
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水、産業排水などの有機性汚水を生物学的に処理する工程における余剰汚泥、下水生汚泥、厨芥などの生分解性有機性廃棄物を、きわめて簡単な装置で、省エネルギ的に大幅に減少できる新規技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水、産業排水、屎尿、などの活性汚泥処理施設から、大量の有機性汚泥（余剰汚泥、生汚泥など）が毎日発生しており、日本全体で年間１０００万トンを上回る。この余剰汚泥の処理処分が、最大の問題点になっている。有機性汚泥は難脱水性であるため、多量の脱水助剤（ポリマーなど）を添加し、汚泥脱水機で水分８５％程度に脱水し、脱水ケーキを埋立処分するか、又は焼却処分しているが、脱水助剤コスト、脱水ケーキの埋立場所不足、焼却灰の処分場所の不足、焼却設備費、焼却用重油コストの高さなどの多くの問題点を抱えている。
【０００３】
このような問題を解決するため、図５のような、人為的加熱と好熱菌接種による汚泥可溶化手段を適用する汚泥可溶化技術、オゾン酸化法などが種々提案されている。図５においては、汚水１を活性汚泥曝気槽２で生物処理し、その活性汚泥スラリ３を沈殿槽４で活性汚泥を沈殿させ、沈殿汚泥６の一部である分岐汚泥８に別に培養した好熱菌接種３０を行い、それを可溶化槽３１に入れ、スチームのような加熱源３２で加熱して可溶化を行い、可溶化汚泥３３を活性汚泥曝気槽２に戻すようにしている。
好熱菌による汚泥可溶化技術は、該技術の発明者である長谷川らが、次の文献にその詳細を報告している。
１）堺、青柳、長谷川：好気性好熱細菌による下水汚泥の減量化：第３７回下水道研究発表会講演集：７４９−７５１、平成１２年度
２）桂、長谷川、三浦：好熱性微生物を利用した余剰汚泥が発生しない活性汚泥プロセス：水環境学会誌、第２１巻第６号、３６０−３６６（１９９８）
３）長谷川：好熱性細菌による汚泥削減化技術：工業技術会主催「汚泥の無発生化、減る容化、削減化技術の最発端」講習会資料。２０００年５月１６日開催
４）長谷川、三浦、桂：好熱性微生物による有機性汚泥の可溶化：下水道協会誌、ｖｏ１．３４．Ｎｏ．４０８．１月号（１９９７）
【０００４】
この技術は、有機性汚水の活性汚泥処理工程から、余剰汚泥発生量より多い量の活性汚泥を引き抜き、別個に培養した好熱菌を添加し、スチームなどで人為的に温度を６５℃程度に加熱し、好熱菌の作用により汚泥を可溶化（汚泥細胞から低分子状有機物を溶出させる操作を意味する）した後、汚水の活性汚泥処理工程に返送し、可溶化汚泥を無機化する方法である。
この文献によれば、活性汚泥を好熱菌によって可溶化するには、別個に培養した好熱菌を汚泥に添加し、かつ汚泥温度を好熱菌の活動に適した温度に（６５℃程度）に加温するための、スチームなどの外部熱源が不可欠であることが明記されている。たとえば、文献１）のｐ７４９−には、図１に加温ボイラが明記され、かつ、３．実験施設および運転方法の項には、「可溶化槽は蒸気を直接吹き込むことによって６５℃に加温し」と明記されている。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
しかし、好熱菌による汚泥減量化技術は、スチームなどによる汚泥加熱コストが高く、そのためにボイラが必要で、加温した汚泥から熱回収するための熱交換器を設けたりしなければならず、設備費がアップすること、熱交換器のスケールトラブルなどの欠点もあった。
省エネルギー及び公共用水域の水質汚濁防止が、大きな課題になっている現在、汚泥の減量化ができても、そのために人為的な加温熱源を使用し、エネルギーを多量に消費することは、従来技術の大きな欠点である。人為的な加温を行わなくても汚泥を高度に減量できる技術でなければ、ユーザーにとって理想的とは言えない。
【０００６】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決し、汚泥を人為的に加熱せずに、また特殊な微生物を接種する必要がなく、余剰汚泥発生量をゼロにできる新技術を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は上記の課題を解決するために、次の構成からなる。
（１）有機性汚水の生物処理方法において、有機性汚水の生物処理工程から汚泥を引き抜いて、生物学的酸化を行う攪拌槽に汚泥を供給すると共に、有機性廃棄物を供給し、汚泥有機物および汚泥水分供給負荷、攪拌槽滞留時間を設定し、攪拌槽内において生物学的酸化を生起せしめて、人為的加熱を行わなくても供給有機物の生物学的酸化無機化反応に伴って発生する生物酸化熱だけで、該攪拌槽内温度を、供給汚泥温度に対し４０℃以上昇温せしめた後、該処理汚泥を前記有機性汚水の生物処理工程に供給することを特徴とする有機性汚水の生物処理方法。
【０００８】
（２）汚泥有機物および汚泥水分供給負荷、攪拌槽滞留時間を設定し、供給有機物の生物学的酸化による生物酸化熱だけで、前記槽内温度を６０℃以上にすることを特徴とする前記（１）記載の有機性汚水の生物処理方法。
（３）前記昇温条件で処理した汚泥に対し、物理化学的可溶化処理を行った後、有機性汚水の生物処理工程に供給することを特徴とする前記（１）記載の有機性汚水の生物処理方法。
（４）前記攪拌槽からの流出スラリ、前記（３）の物理化学的可溶化処理で得た可溶化スラリ又はこれらの固液分離液に、ＭｇまたはＣａイオンを添加しリンを不溶化して回収することを特徴とする前記（１）記載の有機性汚水の生物処理方法。
【０００９】
（５）有機性汚水を供給して生物処理をする活性汚泥曝気槽、前記活性汚泥曝気槽からの活性汚泥スラリを処理水と分離汚泥に固液分離する固液分離装置、前記固液分離装置からの分離汚泥を濃縮する汚泥濃縮装置、前記汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥を導入する配管と有機性廃棄物を導入する配管とを有し、酸素含有ガスを供給して無機化・発熱する通気攪拌槽、前記通気攪拌槽から処理汚泥を活性汚泥曝気槽へ返送する配管を有することを特徴とする有機性汚水の処理装置。
【００１０】
要するに、本発明のポイントは、たとえば固形物濃度３％以上の濃縮汚泥を、通気攪拌槽に供給し、槽内を機械的に攪拌しながら、酸素ガス含有ガスを供給し、３〜４日程度曝気することにより、人為的加温を行うことなく、汚泥中の有機物が生物酸化されて無機化されるまでの過程中で、発生する自己酸化熱によって、汚泥温度が容易に６０〜７０℃程度に上昇し、有機性ＳＳの分解が極めて効果的に進むことにある。
特に重要なポイントは、汚水の生物処理工程で増殖した活性汚泥を引き抜き、通気攪拌槽に供給する際に、人為的加温を行わなくても、有機物の不完全な無機化に伴って発生する生物酸化熱だけで、槽内温度が供給汚泥温度に対し４０℃以上高い温度に昇温するように、有機物及び水分供給負荷及び攪拌槽滞留時間を設定することである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１に本発明の一実施態様を示す。なお、実施態様を説明するための全図において、同一機能有するものは同一符号を用いて示す。
下水などの汚水１を、生物処理する活性汚泥曝気槽（以下「曝気槽」ともいう）２に供給して活性汚泥処理を行い、ＢＯＤなどの汚濁物質を生物的に除去する。活性汚泥スラリ３は沈殿、ダイナミックろ過、又はＭＦ膜、ＵＦ膜を用いる膜分離などの固液分離装置、図では沈殿槽４で固液分離され、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳなどが除去された処理水５が得られる。分離汚泥、図では沈殿汚泥６を汚泥返送ポンプにより管路から曝気槽２に返送するための汚泥返送ラインは２系統に分岐されており、片方の系統は遠心濃縮機又は浮上分離装置などの汚泥濃縮装置９に接続されており、分岐汚泥８を送っている。（なお膜分離部を曝気槽内に設置する場合は、返送汚泥ラインは不要である）。他方の系統は返送汚泥７を送るものであって曝気槽２へ返送される。
【００１２】
ここでは、汚水を好気性微生物によって浄化する活性汚泥処理工程（生物脱リン法、生物学的硝化脱窒素法のように嫌気部を付帯する工程でもよい）である曝気槽２から汚泥を活性汚泥スラリ３として引き抜き、機械的濃縮手段（遠心分離、浮上分離、膜分離などの重力沈殿以外の手段を意味する）を取る汚泥濃縮装置９に供給する。
【００１３】
次に、たとえば固形物濃度３％以上に濃縮した濃縮汚泥１０を通気攪拌槽１２に供給し、槽内を機械的に攪拌しながら、酸素含有ガス１３（空気、酸素富化空気、純酸素）を少量供給し、３〜４日程度曝気する。この結果、別個に培養した好熱菌を外部から添加する手段、外部からスチームなどによる人為的加温を行うことなく、汚泥温度が、汚泥中の有機物が生物酸化されて無機化（炭酸ガスと水にまで分解されること）されるまでの過程中で発生する自己酸化熱（下記反応式（図２）参照）によって、容易に供給汚泥温度に対し４０℃以上高い温度、例えば６０〜７０℃程度に上昇するとともに、有機性ＳＳの分解がきわめて効果的に進むことを見出した。
【００１４】
本発明者等は、流入汚泥固形物濃度が３％の場合、この攪拌槽１２（滞留日数４日）を通過する過程で生物汚泥が酸化され、流出汚泥固形濃度は１％程度と顕著に減少することを実験的に見出した。このように処理した汚泥１５を、処理汚泥返送配管を経て汚水の生物処理をする曝気槽２に供給すると、さらに汚泥が生物分解を受け、余剰汚泥が発生しなくなるのである。なお、図１中で１１は汚泥濃縮装置の分離液である。
【００１５】
ここで、上記の汚泥温度が、汚泥中の有機物が生物酸化されて、無機化されるまでの過程中で発生する自己酸化熱によって４０℃以上昇り、６０〜７０℃程度に上昇する現象を定量的に説明すると、次のようになる。
反応槽による汚泥の分解率を３５％、発熱量を４，５００ｃａｌ／ｋｇ・ＤＳ、供給汚泥温度を２０℃とすると、含水率９５％の汚泥１０００ｋｇ、すなわち、水分量９５０ｋｇ、５０ｋｇＤＳを、空気を曝気する好気性反応槽で生物酸化すると、発生する自己酸化熱、すなわち発熱量Ｑは、Ｑ＝５０×０．３５×４５００＝７８，７５０ｋｃａｌになる。
一方、２０℃の汚泥１ｋｇを５５℃上昇するのに必要な熱量は５２，２５０ｋｃａｌなので、好気性反応槽を７５℃に上昇させ、反応槽から外気への自然放熱を考慮しても、７５℃に維持するのに十分の自己酸化熱を発生することが分かる。
【００１６】
図２において、可溶化とは、有機物が低分子化されて低分子有機物に変わることを意味し、無機化とは可溶化の後に起きる反応である。可溶化の段解では生物酸化熱は発生しない。図５の従来技術では汚泥を可溶化させたのち、可溶化汚泥を汚水の生物処理工程で無機化するので、可溶化槽では生物酸化熱がほとんど発生しない条件で運転しているために、スチームなどの人為的加熱が必要になっているのである。
【００１７】
しかして、本発明において濃縮汚泥を曝気する酸素含有ガス１３としては、空気で十分であるが、酸素富化ガス、純酸素を使用すると、供給ガス量を減少でき、排出ガスの持ち去る熱量が減少し、通気攪拌槽１２の温度を上昇させやすいので、非常に好ましい。
また、攪拌槽流出スラリの熱を熱交換器で回収して、供給汚泥を加温しても当然かまわないが、本発明では、自己発熱を利用するため、人為的加熱は必要なく、熱交換器による熱回収は、特に不可欠というものではない。
汚泥濃度が高濃度で流動性が悪い条件で、少量の空気を送りながら生物酸化するので、曝気だけでは汚泥が流動しにくい。したがって、機械的に汚泥を攪拌しながら少量の空気で曝気することが好ましい。機械攪拌としては、水中ポンプ、水中攪拌機、ポンプ循環が好適である。
【００１８】
この結果、汚泥ＳＳは生物酸化熱による供給汚泥温度に対し４０℃以上高い温度、例えば５０℃以上、好ましくは６０℃以上の高温下で効率よく生物学的に無機化され、汚泥ＳＳが顕著に減少する。しかる後、不完全無機化された該攪拌槽流出スラリ（処理汚泥）を汚水の生物処理槽に供給すると、さらにＳＳが汚水生物処理工程の好気性微生物によって、炭酸ガスと水に無機化され消滅する。汚泥ＳＳ分解速度は温度が高いほど速く、槽内温度が供給汚泥温度に対し４０℃未満しか高くない温度、例えば５０℃未満では、汚泥ＳＳ減少速度が大きく減少する。
【００１９】
攪拌槽１２は多段にすることが好ましく、単段にすると汚泥ＳＳ減量効果が減少する。この原因は、単段では供給有機物のショートパスが多いこと、高温度で汚泥を生物分解する菌が系外に流出しやすいためである。段数は、３段で十分であり、これ以上段数をふやしても効果の向上は少ない。
他の好適な実施態様として、下水処理に本発明を適用する場合、下水生汚泥、デスポーザ粉砕厨芥などの有機性廃棄物、例えば生汚泥１４を攪拌槽１２に供給すると、さらに生物酸化熱発生量が増加し、昇温効果が大きくなること、生汚泥１４と余剰活性汚泥を一緒に処理できるという利点があるので非常に好ましい。
【００２０】
本発明の重要ポイントは、汚水１の生物処理工程で増殖した活性汚泥を引き抜き、通気攪拌槽１２に供給するにあたり、人為的加温を行わなくても、有機物の不完全無機化に伴って発生する生物酸化熱だけで、槽内温度が供給汚泥温度に対し４０℃以上高い温度、例えば５０〜６０℃以上に昇温度するように、有機物および水分供給負荷および攪拌槽滞留時間を設定することである。
ここで「有機物供給負荷」とは、攪拌槽１ｍ3あたりの１日の有機物供給重量である。有機物とは汚泥中のＶＳＳ（灼熱減量）を意味する。単位はｋｇ・ＶＳＳ／ｍ3・ｄである。また「水分供給負荷量」は、攪拌槽１ｍ3あたりの１日の汚泥水分供給量を意味する。単位はｋｇ・水／ｍ3・ｄである。
【００２１】
汚泥濃度が希薄な余剰汚泥を、本発明の通気攪拌槽９に供給すると、有機物供給負荷量が少なく、水分供給量が多くなるので、生物酸化熱発生量が少なく、温度上昇効果が非常に少なくなってしまい、汚泥分解が減少する。このため、顕著な汚泥減少効果が得られない。
また、攪拌槽１２滞留時間の設定は非常に重要であり、一日以下では、生物酸化が十分進まず、生物酸化熱の発生量が少ないので、２日以上、好ましくは３〜７日に設定することが推奨できる。７日以上にしてもそれ以上は生物分解が進みにくい。すなわち、有機物は完全に無機化されず、汚泥固形物濃度が１％程度になるような無機化状態にとどめることが肝要である。
【００２２】
従来技術の好熱菌による汚泥可溶化技術では、たとえば、従来技術の公報に、「可溶化槽の滞留時間（ＨＲＴ）は、３〜２４時間に設定することが好ましい」と明記されているように、１日以下の時間は可溶化には十分な時間であるが、無機化による生物酸化熱の発生には滞留時間が短すぎるために、生物酸化熱がほとんど発生しない条件で運転しているため、スチームなどの人為的加熱が必要になっているのである。
【００２３】
次に、他の好適な実施態様を図３によって説明する。
この方法は、生物酸化熱で昇温させた汚泥を物理化学的に可溶化したのち、汚水の生物処理槽に供給するものである。この技術は、汚泥の通気攪拌槽１２での生物酸化率が劣るものに対して有効である。
すなわち、生物酸化熱によって高温にした汚泥に対し、過酸化水素酸化、オゾン酸化、塩素系酸化剤などの化学酸化、超音波照射、機械的すり潰し、アルカリ化加水分解、酸による加水分解などの物理化学的可溶化処理を可溶化処理槽１６で行う。特に、オゾン発生機、超音波発生機などの機械設備が不要な、アルカリ加水分解法、過酸化水素法、塩素系酸化剤が好適である、図３では、過酸化水素１７を例に挙げて説明する。
【００２４】
この方法では、生物酸化熱、言い換えれば自己酸化熱によって昇温させた汚泥を、昇温状態を維持させた状態で過酸化水素酸化して、化学的に可溶化処理して易生分解性に転換してから、可溶化汚泥１８として、汚水の生物処理槽２に供給する。この結果、可溶化汚泥１８が汚水の生物処理をする曝気槽２で生物分解を受けてＳＳが分解消滅する。
過酸化水素１７による汚泥可溶化処理は、温度が常温では効果がほとんどないが、本発明では、汚泥の自己生物酸化熱により供給汚泥温度に対して４０℃以上高い温度、例えば５０℃以上昇温させた状態で、過酸化水素と接触させるようにしたので、きわめて効果的に過酸化水素１７による汚泥可溶化処理が行える。（塩素系酸化剤による可溶化、およびアルカリによる可溶化も温度が高いほど効果的である）。過酸化水素１７としては、過酸化ナトリウム、過炭酸ナトリウム、過酸化カルシウムなどを添加して、過酸化水素１７を発生させても良いことは言うまでもない。特に必要は無いが、生物酸化熱で昇温させた汚泥をさらに人為的に加熱してから、過酸化水素１７と接触させることを妨げるものではない。
この結果、オゾン発生機、超音波発生機などの高額設備が不要になり、かつ加熱のための燃料、電力も要らないので安価なコストで汚泥を消滅できる。
【００２５】
本発明の上記の実施態様の重要ポイントは、汚泥濃度を高め汚泥生物酸化熱だけによって供給汚泥温度に対して４０℃以上高い温度、例えば５０℃以上に昇温できる条件で生物酸化して、有機物を不完全に無機化する工程のあとに、該昇温した汚泥を、物理化学的に（例えば過酸化水素、アルカリ可溶化）に可溶化する点である。
【００２６】
従来技術では、余剰活性汚泥ＳＳ量の３倍以上をオゾン、超音波などで可溶化したのち、汚水処理の曝気槽に返送しなければ、余剰汚泥発生量をゼロにすることができないのに対し、図３に示す本発明では、通気攪拌槽１２において、汚泥の大部分が生物酸化によって無機化し消滅しているので、余剰汚泥ＳＳ量のほぼ同一量を物理化学的に可溶化したのち、汚水１の生物処理工程に返送すれば、余剰汚泥発生をゼロにできる。したがって、汚泥ＳＳ量に比例して処理コストが増加する可溶化処理コストが、従来技術（オゾン可溶化法など）より格段に減少する。
上記の本発明によれば、余剰汚泥などの有機性汚泥を系外に廃棄処分することなく、消滅できる。
【００２７】
本発明においては、通気攪拌槽１２における汚泥酸化分解の過程で、汚泥中に含まれていたリンおよび窒素成分が、リン酸イオンおよびアンモニウムイオンとして液側に溶出するので、通気攪拌槽１２内又は流出汚泥にＣａまたはＭｇを添加すると、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウムアンモニウム沈殿が析出するので、これを固液分離し、リンを肥料として有価なリン資源として回収できる。
【００２８】
別の実施態様を、図４を参照して説明する。
通気攪拌槽（無機化槽）１２において、有機物の無機化に伴って、有機物の一部がフミン酸などの黄色成分を生成する。この黄色成分は難生物分解性であるため、汚水の生物処理槽に戻しても分解されず、処理水５に流出し、処理水５のＣＯＤを高める。この問題は、通気攪拌槽１２からの流出スラリを固液分離装置１９で固液分離し、分離処理汚泥２０は分離汚泥返送配管を経て汚水の生物処理をする曝気槽２に供給し、分離液にＣＯＤ除去剤２２（無機凝集剤、活性炭、オゾンなど）を添加して、ＣＯＤ除去装置２３で分離液中のＣＯＤを除去することによって解決できる。なお、図４中で２４は除去ＣＯＤである。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
下水を対象に、図１の工程に基づいて本発明の実証試験を行った。下記の第１表に下水水質を示す。また、第２表に試験条件を示す。
【００３１】
【表１】
【表２】
上記の条件で、余剰汚泥を系外に処分することなく、３ヶ月連続試験を行った。
この結果、通気攪拌槽温度は、汚泥の生物酸化熱だけで６８〜７２℃ときわめて上昇した。また、通気攪拌槽からの流出汚泥固形物濃度は、１３０００ｍｇ／リットルであり、供給汚泥ＳＳの約７０％が消滅した。
また、汚水処理工程の処理水平均水質は、ＳＳ５ｍｇ／リットル，ＢＯＤ３ｍｇ／リットル，ＣＯＤ１３．８ｍｇ／リットルとなり、極めて良好な水質が得られた。また、３ヶ月間余剰汚泥を系外に捨てることなく運転したが、曝気槽ＭＬＳＳは３６００〜３９００ｍｇ／リットルであったことから、系内に汚泥は蓄積しなかった。
【００３４】
実施例２
第１表に示す水質の下水を、下記の第３表に示す試験条件で処理した。
【００３５】
【表３】
上記の条件で、余剰汚泥を系外に処分することなく１年間試験を行った結果、余剰生物汚泥を廃棄することなく、安定した運転が行え、曝気槽のＭＬＳＳは３６００から３９５０ｍｇ／リットルの範囲に維持された。このことから、余剰汚泥は発生しなかったことが認められた。
また、汚水処理工程の処理水平均水質は、ＳＳ４ｍｇ／リットル，ＢＯＤ２ｍｇ／リットル，ＣＯＤ８．８ｍｇ／リットルとなり、実施例１よりもＣＯＤが大きく減少し、極めて良好な水質が得られた。
【００３７】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
（１）燃料、電気による人為的加熱手段、オゾン発生機、超音波発生機、ミルなどの機械設備が必要なく、余剰汚泥発生を無くすことができる結果、汚泥減量化のための運転費、設備費が極めて安価になるので、ユーザーメリットが大きい。
（２）従来技術（図５）のような培養好熱菌を接種する必要が無い。したがって操作が煩雑でない。
（３）汚水からリンを資源として回収できる。
（４）人為的に加温することなく、過酸化水素などの酸化剤、アルカリによる汚泥可溶化効果を増加できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性汚水の生物処理方法の一実施態様を示すブロック図である。
【図２】有機物の可溶化反応及び無機化による発熱反応の原理を示す説明図である。
【図３】本発明の有機性汚水の生物処理方法の攪拌槽からの処理汚泥を化学的に可溶化する態様を示す説明図である。
【図４】本発明の有機性汚水の生物処理方法の攪拌槽からの処理汚泥を固液分離し、その分離液からＣＯＤを除去する態様を示す説明図である。
【図５】従来の余剰活性汚泥の可溶化装置の一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 汚水
２ 活性汚泥曝気槽
３ 活性汚泥スラリ
４ 沈殿槽
５ 処理水
６ 沈殿汚泥
７ 返送汚泥
８ 分岐汚泥
９ 汚泥濃縮装置
１０ 濃縮汚泥
１１ 分離液
１２ 通気攪拌槽
１３ 酸素含有ガス
１４ 有機性廃棄物（生汚泥）
１５ 処理汚泥
１６ 物理化学的可溶化装置
１７ 過酸化水素
１８ 可溶化汚泥
１９ 固液分離装置
２０ 分離処理汚泥
２１ 分離液
２２ ＣＯＤ除去剤
２３ ＣＯＤ除去装置
２４ 除去ＣＯＤ
３０ 培養好熱性菌接種
３１ 可溶化槽
３２ 加熱源
３３ 可溶化汚泥
Claims (5)
- 有機性汚水の生物処理方法において、有機性汚水の生物処理工程から汚泥を引き抜いて、生物学的酸化を行う攪拌槽に汚泥を供給すると共に、有機性廃棄物を供給し、汚泥有機物および汚泥水分供給負荷、攪拌槽滞留時間を設定し、攪拌槽内において生物学的酸化を生起せしめて、人為的加熱を行わなくても供給有機物の生物学的酸化無機化反応に伴って発生する生物酸化熱だけで、該攪拌槽内温度を、供給汚泥温度に対し４０℃以上昇温せしめた後、該処理汚泥を前記有機性汚水の生物処理工程に供給することを特徴とする有機性汚水の生物処理方法。
- 汚泥有機物および汚泥水分供給負荷、攪拌槽滞留時間を設定し、供給有機物の生物学的酸化による生物酸化熱だけで、前記槽内温度を６０℃以上にすることを特徴とする請求項１記載の有機性汚水の生物処理方法。
- 前記昇温条件で処理した汚泥に対し、物理化学的可溶化処理を行った後、有機性汚水の生物処理工程に供給することを特徴とする請求項１記載の有機性汚水の生物処理方法。
- 前記攪拌槽からの流出スラリ、請求項３の物理化学的可溶化処理で得た可溶化スラリ又はこれらの固液分離液に、ＭｇまたはＣａイオンを添加しリンを不溶化して回収することを特徴とする請求項１記載の有機性汚水の生物処理方法。
- 有機性汚水を供給して生物処理をする活性汚泥曝気槽、前記活性汚泥曝気槽からの活性汚泥スラリを処理水と分離汚泥に固液分離する固液分離装置、前記固液分離装置からの分離汚泥を濃縮する汚泥濃縮装置、前記汚泥濃縮装置からの濃縮汚泥を導入する配管と有機性廃棄物を導入する配管とを有し、酸素含有ガスを供給して無機化・発熱する通気攪拌槽、前記通気攪拌槽から処理汚泥を活性汚泥曝気槽へ返送する配管を有することを特徴とする有機性汚水の処理装置。
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