JP3763989B2 - 汚水処理方法 - Google Patents
汚水処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3763989B2 JP3763989B2 JP3712299A JP3712299A JP3763989B2 JP 3763989 B2 JP3763989 B2 JP 3763989B2 JP 3712299 A JP3712299 A JP 3712299A JP 3712299 A JP3712299 A JP 3712299A JP 3763989 B2 JP3763989 B2 JP 3763989B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aeration
- sludge
- sewage treatment
- circulation
- treatment method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はし尿、下水、産業排水等の有機性汚水の活性汚水処理方法に関し、特に低コストで効率的に汚水を処理できる汚水処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昼間の電力エネルギーの需要と夜間の電力エネルギーの需要の不均衡から、深夜の余剰電力の活用が種々の分野で検討されてきた。基本的に電力エネルギーは保存効率が悪く、深夜の余剰電力を直接蓄電することが実質的にできないので、例えば、位置エネルギーとして揚水発電、氷蓄熱などの潜熱としてのエネルギー保存などが試みられている。一方、現在我国で下水道処理場で消費する電力量は全体の０．５％を占め、その内の約半分が曝気用に消費されているのが実情である。
【０００３】
また、近年地球温暖化の問題から、ＣＯ2の排出削減が重要な問題となっている。我国における深夜電力は昼間電力に比べて化石燃料の使用比率が低下するから、ｋｗｈ当たりのＣＯ2の排出量が少ないと言われている。
【０００４】
これまで、下水処理における深夜の余剰電力の活用及び該余剰電力の活用によりＣＯ2の排出削減に寄与するということは行われていなかった。又、活性汚泥処理において、発生する余剰汚泥はその処理が問題となっている。近年余剰汚泥の排出を極力減らすため、返送汚泥量の一部を可溶化し、自己消化させることが試みられているが、この可溶化処理にも多大の電力が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のように大きい電力を消費する下水処理の分野において、深夜の余剰電力を有効に活用し、省エネルギー的に又は効率的に有機性汚水を処理する方法を提供することにある。即ち、深夜の余剰電力を活性汚泥微生物の活動ポテンシャルとして保存して該微生物の汚水処理能力を高め、該汚水処理能力を高めた微生物を昼間の汚水処理工程に導入することにより、該微生物の汚水処理能力を利用して汚水を効率的に処理すると共に、汚泥溶化処理を行い該昼間の汚水処理工程で消費する電力量を抑え、電力消費の平準化に寄与するか或いは他の分野に電力を振り分けることができる汚水処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に記載の発明は、汚水を曝気する曝気工程、該曝気工程を経た汚水を処理液と汚泥に分離する固液分離工程、固液分離工程で分離された分離汚泥を曝気する循環再曝気工程を具備し、該循環再曝気工程で曝気した汚泥を汚水と共に曝気工程に送るようにした汚水処理方法であって、曝気工程においては通日汚泥を燐の溶出を防止する程度の空気量で曝気を行い、循環再曝気工程においては導入する分離汚泥量を間歇的に増減させ、該導入する分離汚泥量の増加期間には強い曝気を行うと共に、該導入する分離汚泥の減少期間には実質的に汚泥が沈降しない程度の攪拌及び／又は曝気を行うことを特徴とする。
【０００７】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、電力エネルギーを活性汚泥微生物の活動ポテンシャルとして保存し、微生物の汚水処理能力を高めてから汚水処理を行うことになり、省エネルギーで且つ効率的な有機汚水を処理することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、循環再曝気工程に導入する分離汚泥量の増加期間が、深夜電力料金適用時間帯であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項１に記載の汚水処理方法において、分離汚泥量の増加期間である深夜電力料金適用時間帯に前記循環再曝気工程の曝気手段への供給電力を制御することを特徴とする。
【００１０】
これまでに言う汚泥導入量の増減には停止をも含む。即ち、本発明の汚水処理方法は、連続式にもバッチ式にも適用される。
【００１１】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、深夜の安価な電力で汚水処理を行うので汚水処理のコストを低くできると共に、日中の電力消費を抑えその分を他の分野に振り分けることができ、電力の有効利用が可能となる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、補助電力発生手段を設け、曝気工程及び／又は循環再曝気工程において必要とする電力が該補助電力発生手段で発生する電力で賄える期間は該補助電力発生手段で発生する電力で賄うことを特徴とする。
【００１３】
補助電力発生手段は特に限定せず、従来の燃料による自家発電や汚泥処理（焼却）等により生じるコジェネレーションエネルギーでも良い。電池や次に述べる様なソフトエネルギーでも良い。
【００１４】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、汚水処理に必要な購入電力を極力減少させることができ、汚水処理コストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、上記の汚水処理方法において、補助電力発生手段は太陽エネルギー発電装置である。この他に補助電源として風力、波力、張力、潮汐、温度差、その他のソフトエネルギーによる発電等を利用できる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設け、該貯留槽から循環再曝気工程に導入する分離汚泥量を間歇的に増減させることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設けると共に、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に貯留槽に貯留した汚泥の一部をオゾン反応工程に導入した後、貯留槽からの残部汚泥と共に再曝気槽に導入して曝気及びオゾン反応を行い、該オゾン反応及び曝気を行った汚泥を昼間に曝気工程に導入することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に固液分離工程で分離された分離汚泥の一部を該オゾン反応工程に導入すると共に、他を循環再曝気工程に導入し、オゾン反応工程でオゾン処理した汚泥を該循環再曝気工程で曝気を行った汚泥と共に昼間前記曝気工程に導入することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明によれば、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に固液分離工程で分離された分離汚泥の一部を該オゾン反応工程に導入すると共に、他を循環再曝気工程に導入し、オゾン反応工程でオゾン処理した汚泥を該循環再曝気工程で曝気を行った汚泥と共に昼間曝気工程に導入するので、上記と同様、深夜の安価な電力を利用し効率的で且つ安価に汚水の処理を行うことができる。
【００２０】
また、汚水を曝気する曝気工程、該曝気工程を経た汚水を処理液と汚泥に分離する固液分離工程、該固液分離工程で分離された分離汚泥を汚水と共に曝気工程に送るようにした標準的活性汚水処理方法に、固液分離工程で分離された分離汚泥を貯留し再曝気し、該再曝気した汚泥を前記曝気工程に送る循環再曝気工程を設け、該循環再曝気工程における曝気は深夜電力料金適用時間帯に行うことを特徴とする。
【００２１】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、既存の汚水処理設備の標準的活性処理方法に、循環再曝気工程を付加するのみで、電力エネルギーを活性汚泥微生物の活動ポテンシャルとして保存し、微生物の汚水処理能力を高めてから汚水処理を行うことになり、省エネルギーで且つ効率的に有機汚水を処理することができる。また、既存の汚水処理設備に循環再曝気工程を付加するのみで、更に安価な深夜電力を利用して省エネルギーで且つ効率的な有機汚水を処理することができる。また、深夜電力を利用するからＣＯ 2 の削減に寄与する。
【００２４】
また、上記汚水処理方法において、曝気工程に送る循環再曝気工程の再曝気汚泥量に見合う分、曝気工程で行う曝気の為に送る送気量を減じることを特徴とする。
【００２５】
また、上記汚水処理方法において、固液分離工程で分離された曝気工程に送る分離汚泥の量を実質ゼロとすると共に、該曝気工程での送気量を汚水の攪拌が維持できるまでに低下させ、循環再曝気工程で再曝気した再曝気汚泥を２４時間連続して送ることを特徴とする。
【００２６】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、曝気工程における送気量を低減でき、安価に汚水処理を行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。図示するように、本汚水処理装置は、初沈槽１、曝気槽２、終沈槽３、循環再曝気槽４を具備する。また、５は曝気槽２に曝気用空気を送るブロワー、６は循環再曝気槽４に曝気用空気を送るブロワー、７は循環再曝気槽４から汚泥を曝気槽２に送るポンプである。
【００２８】
上記構成の汚水処理装置において、し尿、下水、産業排水等の有機性汚水は初沈槽１で送られ固液分離が行われる。そして汚水は曝気槽２に送られ、曝気槽２では後に詳述するように循環再曝気槽４から飢餓状態の微生物を多く含む汚泥が送られ、該汚泥と初沈槽１からの汚水は混合される。そして飢餓状態の微生物の旺盛な汚水処理能力により、該汚水は処理される。曝気槽２には通日燐溶出防止等のため、ブロワー５から汚泥が嫌気化しない程度の空気量を送り曝気する。
【００２９】
曝気槽２で処理された汚水は終沈槽３に送られ、ここで処理水８と分離汚泥９に分離される。処理水８は排出され、分離汚泥９は循環再曝気槽４に送られる。循環再曝気槽４ではブロワー６から送られてくる曝気用空気に曝される。循環再曝気槽４における曝気により、汚泥中の微生物の活動は旺盛になるが、汚泥中の栄養分が少ないので、微生物は飢餓状態となる。この飢餓状態となった微生物を含む汚泥をポンプ７で曝気槽２へ送る。該曝気槽２では上述の通り、該飢餓状態の微生物を含む汚泥と初沈槽１の栄養分の豊富な汚水が混合される。これにより、飢餓状態の微生物の旺盛な汚水処理能力で汚水は処理される。
【００３０】
循環再曝気槽４での曝気は深夜の安価な余剰電力を使って行ない、深夜中に飢餓状態の微生物を含む汚泥を循環再曝気槽４に貯留しておく。また、循環再曝気槽４では、導入する分離汚泥９の量は深夜は多く、昼間は少なくなるように間歇的に増減させる。そして導入する分離汚泥９の量が多い深夜期間には強い曝気を行い、分離汚泥９の少ない期間には実質的に汚泥が沈降しない程度の撹拌及び／又は曝気を行う。また、循環再曝気槽４から曝気槽２に送る汚泥の量は一定とするか、昼間の送る量を夜間より増やしてもよい。
【００３１】
図２は本発明の汚水処理装置による汚水処理方法を説明するための図で、図２（ａ）は循環再曝気槽４の貯留汚泥量の変化を示す図、図２（ｂ）は終沈槽３から循環再曝気槽４への汚泥の引き抜き量を示す図、図２（ｃ）は循環再曝気槽４での曝気運転時間を示す図である。図２（ａ）に示すように、循環再曝気槽４の貯留汚泥量は８時（午前８時）が最も多く、時間の経過と共に減少し２２時（午後１０時）で最低となる。深夜電力料金適用時間帯である２２時〜翌朝８時までは時間の経過と共に貯留汚泥量は増える。
【００３２】
また、図２（ｂ）に示すように、終沈槽３から循環再曝気槽４への汚泥の引き抜き量は２２時〜翌朝８時まで行われ、その量は循環再曝気槽４から曝気槽２への再循環汚泥量の平均量Ｂを１００％とすると終沈槽３から循環再曝気槽４への汚泥の引き抜き量Ａは２４０％となる。そして、図２（ｃ）に示すように循環再曝気槽４での曝気は深夜の２２時〜翌朝８時、即ち、循環再曝気槽４の終沈槽３からの分離汚泥９の量の増加期間である深夜電力料金適用時間帯に曝気手段であるブロワー６への電力供給をする。
【００３３】
また、本汚水処理装置に太陽エネルギー発電装置等の補助発電装置１０を設け、曝気槽２や循環再曝気槽４においてブロワー５や６に供給する電力等、必要とする電力を該補助発電装置１０で発生する電力で賄える期間は、この電力で賄うようにする。これにより、汚水処理に必要な購入電力を極力減少させることができる。
【００３４】
図３は本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の他の概略構成を示す図である。本汚水処理装置が図１の汚水処理装置と相違する点は、終沈槽３からの分離汚泥９を一時貯留する貯留槽１１を設け、該貯留槽１１から循環再曝気槽４にポンプ１２で汚泥を導入するようにしている点であり、その他の点は図１の汚水処理装置と同じである。これにより、循環再曝気槽４に導入する汚泥量を間歇的に増減させることが容易となる。
【００３５】
図４は本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の他の概略構成を示す図である。本汚水処理装置が図１の汚水処理装置と相違する点は、終沈槽３からの分離汚泥９を一時貯留する貯留槽１１、汚泥中にオゾンを送りこんで反応させるオゾン反応槽１３を設け、該オゾン反応槽１３に貯留槽１１に貯留されている汚泥の一部を供給し、オゾンと反応させて処理し、該オゾン処理汚泥を曝気槽２で戻している点である。その他の点は図１の汚水処理装置と同じである。
【００３６】
上記のようにオゾン反応槽１３を設け、該オゾン反応槽１３で分離汚泥９中にオゾンを注入することにより、汚泥に含まれる栄養分が分解されると共に微生物は死滅、即ち汚泥が可溶化される。該オゾン反応槽１３の汚泥をポンプ１５で曝気槽２に送ることにより、循環再曝気槽４からポンプ７で送られてくる汚泥に生息する活動旺盛な飢餓状態の微生物と共に、曝気槽２中において汚水と可溶化された汚泥が効率良く処理される。これらの内、多大の電力を消化するオゾン反応と再曝気工程は安価な深夜電力料金適用時間帯に実施される。
【００３７】
図５は本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の他の概略構成を示す図である。本汚水処理装置が図１の汚水処理装置と相違する点は、貯留槽１１、オゾン反応槽１３を設け、貯留槽１１に貯留されている汚泥の一部をオゾン反応槽１３に送りオゾン反応処理し、該オゾン反応処理した汚泥を循環再曝気槽４に送り込んでいる点であり、その他の点は図１の汚水処理装置と同じである。
【００３８】
上記のようにオゾン反応槽１３を設け、該オゾン反応槽１３で分離汚泥９中にオゾンを注入することにより、上記と同様に汚泥に含まれる栄養分が分解されると共に微生物は死滅する。即ち可溶化される。オゾン反応槽１３から可溶化された汚泥をポンプ１６で循環再曝気槽４に送り込み、曝気を行うことにより、循環再曝気槽４中の汚泥中には活動旺盛な微生物が多量に生息する。従って、該循環再曝気槽４の汚泥をポンプ７で曝気槽２内に送りこむことにより、循環再曝気槽４中の汚水が効率良く処理される。これらの内、多大に電力を消費するオゾン反応と再曝気工程は安価な深夜電力料金適用時間帯に実施される。
【００３９】
図６は本発明の汚水処理方法を実施するための汚水処理装置の他の構成例を示す図である。同図において、初沈槽１、曝気槽２及び終沈槽３を具備し、曝気槽２にブロワー５から空気を送り曝気すると共に、終沈槽３からの分離汚泥９をポンプ１２で曝気槽２に送る汚水処理方法は標準的活性汚水処理方法として既存の汚水処理場で行われていることである。
【００４０】
ここではこのような既存の汚水処理場で行われる標準的汚水処理方法に、循環再曝気槽４及び貯留槽１１を設け、終沈槽３からの分離汚泥９を貯留槽１１に貯留し、該貯留した分離汚泥９を随時循環再曝気槽４に送り、ブロワー６から該循環再曝気槽４に空気を送り曝気し、汚泥中の微生物を活性化して曝気槽２に送るようにしている。
【００４１】
上記のように活性汚水処理を行う既存の汚水処理設備に、循環再曝気槽４、貯留槽１１、ポンプ７及びブロワー６を設け、ブロワー６から循環再曝気槽４に送気して行う曝気を深夜電力料金適用時間帯に行い、循環再曝気槽４の再曝気汚泥を曝気槽２に送る。そしてブロワー５から曝気槽２に曝気のために送る送気量を循環再曝気槽４から曝気槽２に送る再曝気汚泥量に見合う分減じる。これにより、安価な深夜電力で曝気を行った再曝気汚泥量に見合う分ブロワー５からの送気量を減じることができるから、その分昼間の高価な電力を消費する曝気槽２への送気量を減らすことができる。
【００４２】
また、終沈槽３で分離され、ポンプ１２で曝気槽２に送る分離汚泥の量を実質ゼロとし、更にブロワー５で曝気槽２に送る送気量を汚水の撹拌が維持できるまで低下させ、循環再曝気槽４で再曝気した再曝気汚泥を２４時間連続して送るようにする。これにより、昼間の高価な電力を消費する曝気槽２への送気量を汚水の撹拌が維持できる程度に減少させ、安価な深夜電力のみで活性汚水処理を行うことが可能となる。
【００４３】
上記構成の汚水処理設備においては、種々の運転方法が考えられる。図７乃至図１１は各種運転方法を示すタイミングチャートを示す図である。図において、Ｔは運転時間、Ａは曝気槽２による曝気運転、Ｂは循環再曝気槽４による再曝気運転、Ｃは循環再曝気槽４で再曝気した汚泥を送出する再曝気汚泥送出運転をそれぞれ示す。
【００４４】
図７は循環再曝気槽４による再曝気運転のみとする完全再曝気運転を示す図である。この運転方法は図示するように、曝気槽２による曝気運転Ａをほぼ停止させ、２２時〜翌日の８時までの深夜電力料金適用時間帯に循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂを行い、０時〜２４時まで再曝気汚泥送出運転Ｃを行う運転方法である。ここでは循環再曝気槽４に汚水処理の負荷を１００％受け持たせている。
【００４５】
図８は曝気槽２にも一定の負荷を負わせる混合運転を示す図である。この運転方法は、０時〜２４時まで曝気槽２による一定割合（図では５０％）の負荷を負わせる曝気運転Ａを行い、２２時〜翌日の８時までの深夜電力料金適用時間帯に循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂ（１２０％）を行い、０時〜２４時まで５０％の再曝気汚泥送出運転Ｃを行う運転方法である。
【００４６】
図９は電力需要のピークカット・ボトムアップに貢献するピークカット・ボトムアップ運転を示す図である。この運転方法は、１８時〜翌日の１０時までの深夜電力料金適用時間帯に曝気槽２による曝気運転Ａ（１００％）及び循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂ（５０％）を行い、１０時〜１８時までの昼間の時間帯は曝気を停止（ピークカットＰ・ｃｕｔ）すると共に、該時間帯に循環再曝気槽４に貯留された活性汚泥を曝気槽２に送る再曝気汚泥送出運転Ｃ（１００％）を行う運転方法である。このような運転を行うことにより、１０時〜１８時迄の時間帯の電力需要を抑制し、１８時〜翌日の１０時までの時間帯の電力需要を増やす、電力需要のピークカット・ボトムアップに貢献できる。
【００４７】
図１０は汚水負荷の変化に対応する負荷対応運転を示す図である。この運転方法は、流入汚水量、即ち負荷の増大に合わせて、循環再曝気槽４からの再曝気汚泥の送出量を変化させる運転方法である。図ではは曝気槽２による曝気を最低水準負荷（最低流入汚水量）に合わせて、例えば０時〜２４時まで曝気槽２による７０％の曝気運転Ａを連続して実施すると共に、２２時〜翌日の８時までの深夜電力料金適用時間帯に循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂを行い、更に６時〜２０時まで再曝気汚泥送出運転Ｃを行うが、この再曝気汚泥送出運転Ｃにおける送出再曝気汚泥量は汚水流入負荷に応じて、負荷の大きい６時〜１０時の時間帯と１６時〜２０時の時間帯は多く、負荷の小さい１０時〜１６時の時間帯は少なくする。
【００４８】
図１１は昼間の電力需要増大時に曝気槽２へ再曝気汚泥を送り昼間の曝気槽２による曝気を停止する昼間曝気負荷低減運転を示す図である。この運転方法は図示するように、曝気槽２による曝気運転Ａを０時〜１２時と１６時〜２４時の時間帯に行い１２時〜１６時の時間帯に停止し、循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂは０時〜２４時まで連続して行い、１２時〜１４時の時間帯に循環再曝気槽４から曝気槽２への再曝気汚泥の送出運転Ｃを行う。これにより、昼間の電力需要増大時の電力低減に寄与することができる。
【００４９】
図７に示す完全再曝気運転で汚水処理を実施した場合の電力料金コストとＣＯ2の発生量の点から検討した結果例を下記に示す。ここでは汚水処理場の条件は下記の通りとして検討する。
汚水処理能力 ４００，０００ｍ3／日、
曝気用動力 ０．１１１ｋｗｈ／ｍ3、
【００５０】
電力料金は業務用蓄熱調整契約が締結でき、その料金が適用されるものとして、 規定料金 １６．５５円／ｋｗｈ（７−９月）
規定料金 １５．００円／ｋｗｈ（１０−６月）
業務用蓄熱調整契約
３．４６円／ｋｗｈ（７−９月）
３．４５円／ｋｗｈ（１０−６月）
【００５１】
新設の下水処理場として建設費は送風量の容量を２．４倍アップするものとし、それに伴う配管電気設備が追加されるものとする。躯体の容量は殆ど変わらず土木建設費用は略同一とする。従来の汚水処理方法（図６の既設部分）と本発明の汚水処理方法での槽容量は、
従来 １０８，３３３ｍ3
本発明 ２，５００ｍ3＋８７．５００ｍ3
とする。
【００５２】
そのため曝気設備のコストの差額だけが本発明を実施するために必要な初期増加コストとなり、本発明を実施する場合は建設コストが２．２億円多くなる。これに対して、本発明を実施した場合の使用電力料金は０．６億円／年であるのに対して、従来の場合は２．５億円／年となり、本発明を実施した場合はその差額１．９億円／年だけ電力料金が安価となる。従って、本発明を実施することにより１年２月で初期増加コストを電力料金でカバーできる。
【００５３】
我国の電力業界では、深夜電力は昼間の電力に比べて化石燃焼の使用比率が低下するため、ｋｗｈ当たりのＣＯ2の発生量も低減されると言われている。ＣＯ2の排出削減は全地球的な問題である。本発明を実施することにより、どこまでＣＯ2の削減に寄与できるかを検討した。
【００５４】
ＣＯ2排出原単位（東京電力の月別ＣＯ2排出原単位１９９４）は、
８〜２２時（昼間） ９９ｇＣ／ｋｗｈ
２２〜８時（夜間） ８３．７ｇＣ／ｋｗｈ
ｇＣ：グラムカーボン、
である。
【００５５】
標準活性汚泥処理方法では、ＣＯ2排出量が
１．５００ｔＣ／年
であるのに対して、本発明の処理方法を実施した場合は、
１．３６０ｔＣ／年
ｔＣ：トンカーボン、
となり、本発明を実施することにより、１４０ｔｏｎ／年の炭素換算のＣＯ2の削減が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、各請求項の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００５７】
請求項１に記載の発明によれば、曝気工程においては通日汚泥を燐の溶出を防止する程度の空気量で曝気を行い、循環再曝気工程においては導入する分離汚泥量を間歇的に増減させ、該導入する分離汚泥量の増加期間には強い曝気を行うと共に、該導入する分離汚泥量の減少期間には実質的に汚泥が沈降しない程度の撹拌及び／又は曝気を行うので、電力エネルギーを活性汚泥微生物の活動ポテンシャルとして保存し、微生物の汚水処理能力を高めてから汚水処理を行うことになり、省エネルギーで且つ効率的な有機汚水を処理する汚水処理方法を提供できる。また、ＣＯ2の排出削減にも寄与する。
【００５８】
請求項２に記載の発明によれば、循環再曝気工程に導入する分離汚泥量の増加期間が、深夜電力料金適用時間帯であるので、深夜の安価な電力で汚水処理を行うことができ汚水処理のコストを低くできると共に、日中の電力消費を抑えその分を他の分野に振り分けることができ、電力の有効利用が可能となる。
【００５９】
また、請求項３に記載の発明によれば、補助電力発生手段を設け、曝気工程及び／又は循環再曝気工程において必要とする電力が該補助電力発生手段で発生する電力で賄える期間は該補助電力発生手段で発生する電力で賄うので、汚水処理に必要な購入電力を極力減少させることができ、汚水処理コストの低減を図ることができる。
【００６０】
また、請求項４に記載の発明によれば、固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設け、該貯留槽から循環再曝気工程に導入する分離汚泥量を間歇的に増減させるので、循環再曝気槽に導入する汚泥量を間歇的に増減させることが容易となる。
【００６１】
また、請求項５に記載の発明によれば、固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設けると共に、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に該貯留槽に貯留した汚泥の一部をオゾン反応工程に導入した後、貯留槽からの残部汚泥と共に再曝気槽に導入して曝気及びオゾン反応を行い、該オゾン反応及び曝気を行った汚泥を昼間に曝気工程に導入するので、深夜の安価な電力を利用し効率的で且つ安価に汚水の処理を行うことができる。
【００６２】
また、請求項６に記載の発明によれば、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に固液分離工程で分離された分離汚泥の一部を該オゾン反応工程に導入すると共に、他を循環再曝気工程に導入し、オゾン反応工程でオゾン処理した汚泥を該循環再曝気工程で曝気を行った汚泥と共に昼間曝気工程に導入するので、上記と同様、深夜の安価な電力を利用し効率的で且つ安価に汚水の処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の汚水処理装置による汚水処理方法を説明するための図である。
【図３】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【図８】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【図９】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【図１０】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【図１１】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ 初沈槽
２ 曝気槽
３ 終沈槽
４ 循環再曝気槽
５ ブロワー
６ ブロワー
７ ポンプ
８ 処理水
９ 分離汚泥
１０ 補助発電装置
１１ 貯留槽
１２ ポンプ
１３ オゾン反応層
１４ ポンプ
１５ ポンプ
１６ ポンプ
【発明の属する技術分野】
本発明はし尿、下水、産業排水等の有機性汚水の活性汚水処理方法に関し、特に低コストで効率的に汚水を処理できる汚水処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昼間の電力エネルギーの需要と夜間の電力エネルギーの需要の不均衡から、深夜の余剰電力の活用が種々の分野で検討されてきた。基本的に電力エネルギーは保存効率が悪く、深夜の余剰電力を直接蓄電することが実質的にできないので、例えば、位置エネルギーとして揚水発電、氷蓄熱などの潜熱としてのエネルギー保存などが試みられている。一方、現在我国で下水道処理場で消費する電力量は全体の０．５％を占め、その内の約半分が曝気用に消費されているのが実情である。
【０００３】
また、近年地球温暖化の問題から、ＣＯ2の排出削減が重要な問題となっている。我国における深夜電力は昼間電力に比べて化石燃料の使用比率が低下するから、ｋｗｈ当たりのＣＯ2の排出量が少ないと言われている。
【０００４】
これまで、下水処理における深夜の余剰電力の活用及び該余剰電力の活用によりＣＯ2の排出削減に寄与するということは行われていなかった。又、活性汚泥処理において、発生する余剰汚泥はその処理が問題となっている。近年余剰汚泥の排出を極力減らすため、返送汚泥量の一部を可溶化し、自己消化させることが試みられているが、この可溶化処理にも多大の電力が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のように大きい電力を消費する下水処理の分野において、深夜の余剰電力を有効に活用し、省エネルギー的に又は効率的に有機性汚水を処理する方法を提供することにある。即ち、深夜の余剰電力を活性汚泥微生物の活動ポテンシャルとして保存して該微生物の汚水処理能力を高め、該汚水処理能力を高めた微生物を昼間の汚水処理工程に導入することにより、該微生物の汚水処理能力を利用して汚水を効率的に処理すると共に、汚泥溶化処理を行い該昼間の汚水処理工程で消費する電力量を抑え、電力消費の平準化に寄与するか或いは他の分野に電力を振り分けることができる汚水処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に記載の発明は、汚水を曝気する曝気工程、該曝気工程を経た汚水を処理液と汚泥に分離する固液分離工程、固液分離工程で分離された分離汚泥を曝気する循環再曝気工程を具備し、該循環再曝気工程で曝気した汚泥を汚水と共に曝気工程に送るようにした汚水処理方法であって、曝気工程においては通日汚泥を燐の溶出を防止する程度の空気量で曝気を行い、循環再曝気工程においては導入する分離汚泥量を間歇的に増減させ、該導入する分離汚泥量の増加期間には強い曝気を行うと共に、該導入する分離汚泥の減少期間には実質的に汚泥が沈降しない程度の攪拌及び／又は曝気を行うことを特徴とする。
【０００７】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、電力エネルギーを活性汚泥微生物の活動ポテンシャルとして保存し、微生物の汚水処理能力を高めてから汚水処理を行うことになり、省エネルギーで且つ効率的な有機汚水を処理することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、循環再曝気工程に導入する分離汚泥量の増加期間が、深夜電力料金適用時間帯であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項１に記載の汚水処理方法において、分離汚泥量の増加期間である深夜電力料金適用時間帯に前記循環再曝気工程の曝気手段への供給電力を制御することを特徴とする。
【００１０】
これまでに言う汚泥導入量の増減には停止をも含む。即ち、本発明の汚水処理方法は、連続式にもバッチ式にも適用される。
【００１１】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、深夜の安価な電力で汚水処理を行うので汚水処理のコストを低くできると共に、日中の電力消費を抑えその分を他の分野に振り分けることができ、電力の有効利用が可能となる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、補助電力発生手段を設け、曝気工程及び／又は循環再曝気工程において必要とする電力が該補助電力発生手段で発生する電力で賄える期間は該補助電力発生手段で発生する電力で賄うことを特徴とする。
【００１３】
補助電力発生手段は特に限定せず、従来の燃料による自家発電や汚泥処理（焼却）等により生じるコジェネレーションエネルギーでも良い。電池や次に述べる様なソフトエネルギーでも良い。
【００１４】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、汚水処理に必要な購入電力を極力減少させることができ、汚水処理コストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、上記の汚水処理方法において、補助電力発生手段は太陽エネルギー発電装置である。この他に補助電源として風力、波力、張力、潮汐、温度差、その他のソフトエネルギーによる発電等を利用できる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設け、該貯留槽から循環再曝気工程に導入する分離汚泥量を間歇的に増減させることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設けると共に、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に貯留槽に貯留した汚泥の一部をオゾン反応工程に導入した後、貯留槽からの残部汚泥と共に再曝気槽に導入して曝気及びオゾン反応を行い、該オゾン反応及び曝気を行った汚泥を昼間に曝気工程に導入することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の汚水処理方法において、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に固液分離工程で分離された分離汚泥の一部を該オゾン反応工程に導入すると共に、他を循環再曝気工程に導入し、オゾン反応工程でオゾン処理した汚泥を該循環再曝気工程で曝気を行った汚泥と共に昼間前記曝気工程に導入することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明によれば、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に固液分離工程で分離された分離汚泥の一部を該オゾン反応工程に導入すると共に、他を循環再曝気工程に導入し、オゾン反応工程でオゾン処理した汚泥を該循環再曝気工程で曝気を行った汚泥と共に昼間曝気工程に導入するので、上記と同様、深夜の安価な電力を利用し効率的で且つ安価に汚水の処理を行うことができる。
【００２０】
また、汚水を曝気する曝気工程、該曝気工程を経た汚水を処理液と汚泥に分離する固液分離工程、該固液分離工程で分離された分離汚泥を汚水と共に曝気工程に送るようにした標準的活性汚水処理方法に、固液分離工程で分離された分離汚泥を貯留し再曝気し、該再曝気した汚泥を前記曝気工程に送る循環再曝気工程を設け、該循環再曝気工程における曝気は深夜電力料金適用時間帯に行うことを特徴とする。
【００２１】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、既存の汚水処理設備の標準的活性処理方法に、循環再曝気工程を付加するのみで、電力エネルギーを活性汚泥微生物の活動ポテンシャルとして保存し、微生物の汚水処理能力を高めてから汚水処理を行うことになり、省エネルギーで且つ効率的に有機汚水を処理することができる。また、既存の汚水処理設備に循環再曝気工程を付加するのみで、更に安価な深夜電力を利用して省エネルギーで且つ効率的な有機汚水を処理することができる。また、深夜電力を利用するからＣＯ 2 の削減に寄与する。
【００２４】
また、上記汚水処理方法において、曝気工程に送る循環再曝気工程の再曝気汚泥量に見合う分、曝気工程で行う曝気の為に送る送気量を減じることを特徴とする。
【００２５】
また、上記汚水処理方法において、固液分離工程で分離された曝気工程に送る分離汚泥の量を実質ゼロとすると共に、該曝気工程での送気量を汚水の攪拌が維持できるまでに低下させ、循環再曝気工程で再曝気した再曝気汚泥を２４時間連続して送ることを特徴とする。
【００２６】
汚水処理方法に上記構成を採用することにより、曝気工程における送気量を低減でき、安価に汚水処理を行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。図示するように、本汚水処理装置は、初沈槽１、曝気槽２、終沈槽３、循環再曝気槽４を具備する。また、５は曝気槽２に曝気用空気を送るブロワー、６は循環再曝気槽４に曝気用空気を送るブロワー、７は循環再曝気槽４から汚泥を曝気槽２に送るポンプである。
【００２８】
上記構成の汚水処理装置において、し尿、下水、産業排水等の有機性汚水は初沈槽１で送られ固液分離が行われる。そして汚水は曝気槽２に送られ、曝気槽２では後に詳述するように循環再曝気槽４から飢餓状態の微生物を多く含む汚泥が送られ、該汚泥と初沈槽１からの汚水は混合される。そして飢餓状態の微生物の旺盛な汚水処理能力により、該汚水は処理される。曝気槽２には通日燐溶出防止等のため、ブロワー５から汚泥が嫌気化しない程度の空気量を送り曝気する。
【００２９】
曝気槽２で処理された汚水は終沈槽３に送られ、ここで処理水８と分離汚泥９に分離される。処理水８は排出され、分離汚泥９は循環再曝気槽４に送られる。循環再曝気槽４ではブロワー６から送られてくる曝気用空気に曝される。循環再曝気槽４における曝気により、汚泥中の微生物の活動は旺盛になるが、汚泥中の栄養分が少ないので、微生物は飢餓状態となる。この飢餓状態となった微生物を含む汚泥をポンプ７で曝気槽２へ送る。該曝気槽２では上述の通り、該飢餓状態の微生物を含む汚泥と初沈槽１の栄養分の豊富な汚水が混合される。これにより、飢餓状態の微生物の旺盛な汚水処理能力で汚水は処理される。
【００３０】
循環再曝気槽４での曝気は深夜の安価な余剰電力を使って行ない、深夜中に飢餓状態の微生物を含む汚泥を循環再曝気槽４に貯留しておく。また、循環再曝気槽４では、導入する分離汚泥９の量は深夜は多く、昼間は少なくなるように間歇的に増減させる。そして導入する分離汚泥９の量が多い深夜期間には強い曝気を行い、分離汚泥９の少ない期間には実質的に汚泥が沈降しない程度の撹拌及び／又は曝気を行う。また、循環再曝気槽４から曝気槽２に送る汚泥の量は一定とするか、昼間の送る量を夜間より増やしてもよい。
【００３１】
図２は本発明の汚水処理装置による汚水処理方法を説明するための図で、図２（ａ）は循環再曝気槽４の貯留汚泥量の変化を示す図、図２（ｂ）は終沈槽３から循環再曝気槽４への汚泥の引き抜き量を示す図、図２（ｃ）は循環再曝気槽４での曝気運転時間を示す図である。図２（ａ）に示すように、循環再曝気槽４の貯留汚泥量は８時（午前８時）が最も多く、時間の経過と共に減少し２２時（午後１０時）で最低となる。深夜電力料金適用時間帯である２２時〜翌朝８時までは時間の経過と共に貯留汚泥量は増える。
【００３２】
また、図２（ｂ）に示すように、終沈槽３から循環再曝気槽４への汚泥の引き抜き量は２２時〜翌朝８時まで行われ、その量は循環再曝気槽４から曝気槽２への再循環汚泥量の平均量Ｂを１００％とすると終沈槽３から循環再曝気槽４への汚泥の引き抜き量Ａは２４０％となる。そして、図２（ｃ）に示すように循環再曝気槽４での曝気は深夜の２２時〜翌朝８時、即ち、循環再曝気槽４の終沈槽３からの分離汚泥９の量の増加期間である深夜電力料金適用時間帯に曝気手段であるブロワー６への電力供給をする。
【００３３】
また、本汚水処理装置に太陽エネルギー発電装置等の補助発電装置１０を設け、曝気槽２や循環再曝気槽４においてブロワー５や６に供給する電力等、必要とする電力を該補助発電装置１０で発生する電力で賄える期間は、この電力で賄うようにする。これにより、汚水処理に必要な購入電力を極力減少させることができる。
【００３４】
図３は本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の他の概略構成を示す図である。本汚水処理装置が図１の汚水処理装置と相違する点は、終沈槽３からの分離汚泥９を一時貯留する貯留槽１１を設け、該貯留槽１１から循環再曝気槽４にポンプ１２で汚泥を導入するようにしている点であり、その他の点は図１の汚水処理装置と同じである。これにより、循環再曝気槽４に導入する汚泥量を間歇的に増減させることが容易となる。
【００３５】
図４は本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の他の概略構成を示す図である。本汚水処理装置が図１の汚水処理装置と相違する点は、終沈槽３からの分離汚泥９を一時貯留する貯留槽１１、汚泥中にオゾンを送りこんで反応させるオゾン反応槽１３を設け、該オゾン反応槽１３に貯留槽１１に貯留されている汚泥の一部を供給し、オゾンと反応させて処理し、該オゾン処理汚泥を曝気槽２で戻している点である。その他の点は図１の汚水処理装置と同じである。
【００３６】
上記のようにオゾン反応槽１３を設け、該オゾン反応槽１３で分離汚泥９中にオゾンを注入することにより、汚泥に含まれる栄養分が分解されると共に微生物は死滅、即ち汚泥が可溶化される。該オゾン反応槽１３の汚泥をポンプ１５で曝気槽２に送ることにより、循環再曝気槽４からポンプ７で送られてくる汚泥に生息する活動旺盛な飢餓状態の微生物と共に、曝気槽２中において汚水と可溶化された汚泥が効率良く処理される。これらの内、多大の電力を消化するオゾン反応と再曝気工程は安価な深夜電力料金適用時間帯に実施される。
【００３７】
図５は本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の他の概略構成を示す図である。本汚水処理装置が図１の汚水処理装置と相違する点は、貯留槽１１、オゾン反応槽１３を設け、貯留槽１１に貯留されている汚泥の一部をオゾン反応槽１３に送りオゾン反応処理し、該オゾン反応処理した汚泥を循環再曝気槽４に送り込んでいる点であり、その他の点は図１の汚水処理装置と同じである。
【００３８】
上記のようにオゾン反応槽１３を設け、該オゾン反応槽１３で分離汚泥９中にオゾンを注入することにより、上記と同様に汚泥に含まれる栄養分が分解されると共に微生物は死滅する。即ち可溶化される。オゾン反応槽１３から可溶化された汚泥をポンプ１６で循環再曝気槽４に送り込み、曝気を行うことにより、循環再曝気槽４中の汚泥中には活動旺盛な微生物が多量に生息する。従って、該循環再曝気槽４の汚泥をポンプ７で曝気槽２内に送りこむことにより、循環再曝気槽４中の汚水が効率良く処理される。これらの内、多大に電力を消費するオゾン反応と再曝気工程は安価な深夜電力料金適用時間帯に実施される。
【００３９】
図６は本発明の汚水処理方法を実施するための汚水処理装置の他の構成例を示す図である。同図において、初沈槽１、曝気槽２及び終沈槽３を具備し、曝気槽２にブロワー５から空気を送り曝気すると共に、終沈槽３からの分離汚泥９をポンプ１２で曝気槽２に送る汚水処理方法は標準的活性汚水処理方法として既存の汚水処理場で行われていることである。
【００４０】
ここではこのような既存の汚水処理場で行われる標準的汚水処理方法に、循環再曝気槽４及び貯留槽１１を設け、終沈槽３からの分離汚泥９を貯留槽１１に貯留し、該貯留した分離汚泥９を随時循環再曝気槽４に送り、ブロワー６から該循環再曝気槽４に空気を送り曝気し、汚泥中の微生物を活性化して曝気槽２に送るようにしている。
【００４１】
上記のように活性汚水処理を行う既存の汚水処理設備に、循環再曝気槽４、貯留槽１１、ポンプ７及びブロワー６を設け、ブロワー６から循環再曝気槽４に送気して行う曝気を深夜電力料金適用時間帯に行い、循環再曝気槽４の再曝気汚泥を曝気槽２に送る。そしてブロワー５から曝気槽２に曝気のために送る送気量を循環再曝気槽４から曝気槽２に送る再曝気汚泥量に見合う分減じる。これにより、安価な深夜電力で曝気を行った再曝気汚泥量に見合う分ブロワー５からの送気量を減じることができるから、その分昼間の高価な電力を消費する曝気槽２への送気量を減らすことができる。
【００４２】
また、終沈槽３で分離され、ポンプ１２で曝気槽２に送る分離汚泥の量を実質ゼロとし、更にブロワー５で曝気槽２に送る送気量を汚水の撹拌が維持できるまで低下させ、循環再曝気槽４で再曝気した再曝気汚泥を２４時間連続して送るようにする。これにより、昼間の高価な電力を消費する曝気槽２への送気量を汚水の撹拌が維持できる程度に減少させ、安価な深夜電力のみで活性汚水処理を行うことが可能となる。
【００４３】
上記構成の汚水処理設備においては、種々の運転方法が考えられる。図７乃至図１１は各種運転方法を示すタイミングチャートを示す図である。図において、Ｔは運転時間、Ａは曝気槽２による曝気運転、Ｂは循環再曝気槽４による再曝気運転、Ｃは循環再曝気槽４で再曝気した汚泥を送出する再曝気汚泥送出運転をそれぞれ示す。
【００４４】
図７は循環再曝気槽４による再曝気運転のみとする完全再曝気運転を示す図である。この運転方法は図示するように、曝気槽２による曝気運転Ａをほぼ停止させ、２２時〜翌日の８時までの深夜電力料金適用時間帯に循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂを行い、０時〜２４時まで再曝気汚泥送出運転Ｃを行う運転方法である。ここでは循環再曝気槽４に汚水処理の負荷を１００％受け持たせている。
【００４５】
図８は曝気槽２にも一定の負荷を負わせる混合運転を示す図である。この運転方法は、０時〜２４時まで曝気槽２による一定割合（図では５０％）の負荷を負わせる曝気運転Ａを行い、２２時〜翌日の８時までの深夜電力料金適用時間帯に循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂ（１２０％）を行い、０時〜２４時まで５０％の再曝気汚泥送出運転Ｃを行う運転方法である。
【００４６】
図９は電力需要のピークカット・ボトムアップに貢献するピークカット・ボトムアップ運転を示す図である。この運転方法は、１８時〜翌日の１０時までの深夜電力料金適用時間帯に曝気槽２による曝気運転Ａ（１００％）及び循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂ（５０％）を行い、１０時〜１８時までの昼間の時間帯は曝気を停止（ピークカットＰ・ｃｕｔ）すると共に、該時間帯に循環再曝気槽４に貯留された活性汚泥を曝気槽２に送る再曝気汚泥送出運転Ｃ（１００％）を行う運転方法である。このような運転を行うことにより、１０時〜１８時迄の時間帯の電力需要を抑制し、１８時〜翌日の１０時までの時間帯の電力需要を増やす、電力需要のピークカット・ボトムアップに貢献できる。
【００４７】
図１０は汚水負荷の変化に対応する負荷対応運転を示す図である。この運転方法は、流入汚水量、即ち負荷の増大に合わせて、循環再曝気槽４からの再曝気汚泥の送出量を変化させる運転方法である。図ではは曝気槽２による曝気を最低水準負荷（最低流入汚水量）に合わせて、例えば０時〜２４時まで曝気槽２による７０％の曝気運転Ａを連続して実施すると共に、２２時〜翌日の８時までの深夜電力料金適用時間帯に循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂを行い、更に６時〜２０時まで再曝気汚泥送出運転Ｃを行うが、この再曝気汚泥送出運転Ｃにおける送出再曝気汚泥量は汚水流入負荷に応じて、負荷の大きい６時〜１０時の時間帯と１６時〜２０時の時間帯は多く、負荷の小さい１０時〜１６時の時間帯は少なくする。
【００４８】
図１１は昼間の電力需要増大時に曝気槽２へ再曝気汚泥を送り昼間の曝気槽２による曝気を停止する昼間曝気負荷低減運転を示す図である。この運転方法は図示するように、曝気槽２による曝気運転Ａを０時〜１２時と１６時〜２４時の時間帯に行い１２時〜１６時の時間帯に停止し、循環再曝気槽４による再曝気運転Ｂは０時〜２４時まで連続して行い、１２時〜１４時の時間帯に循環再曝気槽４から曝気槽２への再曝気汚泥の送出運転Ｃを行う。これにより、昼間の電力需要増大時の電力低減に寄与することができる。
【００４９】
図７に示す完全再曝気運転で汚水処理を実施した場合の電力料金コストとＣＯ2の発生量の点から検討した結果例を下記に示す。ここでは汚水処理場の条件は下記の通りとして検討する。
汚水処理能力 ４００，０００ｍ3／日、
曝気用動力 ０．１１１ｋｗｈ／ｍ3、
【００５０】
電力料金は業務用蓄熱調整契約が締結でき、その料金が適用されるものとして、 規定料金 １６．５５円／ｋｗｈ（７−９月）
規定料金 １５．００円／ｋｗｈ（１０−６月）
業務用蓄熱調整契約
３．４６円／ｋｗｈ（７−９月）
３．４５円／ｋｗｈ（１０−６月）
【００５１】
新設の下水処理場として建設費は送風量の容量を２．４倍アップするものとし、それに伴う配管電気設備が追加されるものとする。躯体の容量は殆ど変わらず土木建設費用は略同一とする。従来の汚水処理方法（図６の既設部分）と本発明の汚水処理方法での槽容量は、
従来 １０８，３３３ｍ3
本発明 ２，５００ｍ3＋８７．５００ｍ3
とする。
【００５２】
そのため曝気設備のコストの差額だけが本発明を実施するために必要な初期増加コストとなり、本発明を実施する場合は建設コストが２．２億円多くなる。これに対して、本発明を実施した場合の使用電力料金は０．６億円／年であるのに対して、従来の場合は２．５億円／年となり、本発明を実施した場合はその差額１．９億円／年だけ電力料金が安価となる。従って、本発明を実施することにより１年２月で初期増加コストを電力料金でカバーできる。
【００５３】
我国の電力業界では、深夜電力は昼間の電力に比べて化石燃焼の使用比率が低下するため、ｋｗｈ当たりのＣＯ2の発生量も低減されると言われている。ＣＯ2の排出削減は全地球的な問題である。本発明を実施することにより、どこまでＣＯ2の削減に寄与できるかを検討した。
【００５４】
ＣＯ2排出原単位（東京電力の月別ＣＯ2排出原単位１９９４）は、
８〜２２時（昼間） ９９ｇＣ／ｋｗｈ
２２〜８時（夜間） ８３．７ｇＣ／ｋｗｈ
ｇＣ：グラムカーボン、
である。
【００５５】
標準活性汚泥処理方法では、ＣＯ2排出量が
１．５００ｔＣ／年
であるのに対して、本発明の処理方法を実施した場合は、
１．３６０ｔＣ／年
ｔＣ：トンカーボン、
となり、本発明を実施することにより、１４０ｔｏｎ／年の炭素換算のＣＯ2の削減が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、各請求項の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００５７】
請求項１に記載の発明によれば、曝気工程においては通日汚泥を燐の溶出を防止する程度の空気量で曝気を行い、循環再曝気工程においては導入する分離汚泥量を間歇的に増減させ、該導入する分離汚泥量の増加期間には強い曝気を行うと共に、該導入する分離汚泥量の減少期間には実質的に汚泥が沈降しない程度の撹拌及び／又は曝気を行うので、電力エネルギーを活性汚泥微生物の活動ポテンシャルとして保存し、微生物の汚水処理能力を高めてから汚水処理を行うことになり、省エネルギーで且つ効率的な有機汚水を処理する汚水処理方法を提供できる。また、ＣＯ2の排出削減にも寄与する。
【００５８】
請求項２に記載の発明によれば、循環再曝気工程に導入する分離汚泥量の増加期間が、深夜電力料金適用時間帯であるので、深夜の安価な電力で汚水処理を行うことができ汚水処理のコストを低くできると共に、日中の電力消費を抑えその分を他の分野に振り分けることができ、電力の有効利用が可能となる。
【００５９】
また、請求項３に記載の発明によれば、補助電力発生手段を設け、曝気工程及び／又は循環再曝気工程において必要とする電力が該補助電力発生手段で発生する電力で賄える期間は該補助電力発生手段で発生する電力で賄うので、汚水処理に必要な購入電力を極力減少させることができ、汚水処理コストの低減を図ることができる。
【００６０】
また、請求項４に記載の発明によれば、固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設け、該貯留槽から循環再曝気工程に導入する分離汚泥量を間歇的に増減させるので、循環再曝気槽に導入する汚泥量を間歇的に増減させることが容易となる。
【００６１】
また、請求項５に記載の発明によれば、固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設けると共に、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に該貯留槽に貯留した汚泥の一部をオゾン反応工程に導入した後、貯留槽からの残部汚泥と共に再曝気槽に導入して曝気及びオゾン反応を行い、該オゾン反応及び曝気を行った汚泥を昼間に曝気工程に導入するので、深夜の安価な電力を利用し効率的で且つ安価に汚水の処理を行うことができる。
【００６２】
また、請求項６に記載の発明によれば、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に固液分離工程で分離された分離汚泥の一部を該オゾン反応工程に導入すると共に、他を循環再曝気工程に導入し、オゾン反応工程でオゾン処理した汚泥を該循環再曝気工程で曝気を行った汚泥と共に昼間曝気工程に導入するので、上記と同様、深夜の安価な電力を利用し効率的で且つ安価に汚水の処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の汚水処理装置による汚水処理方法を説明するための図である。
【図３】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【図８】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【図９】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【図１０】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【図１１】本発明の汚水処理方法を実施するタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ 初沈槽
２ 曝気槽
３ 終沈槽
４ 循環再曝気槽
５ ブロワー
６ ブロワー
７ ポンプ
８ 処理水
９ 分離汚泥
１０ 補助発電装置
１１ 貯留槽
１２ ポンプ
１３ オゾン反応層
１４ ポンプ
１５ ポンプ
１６ ポンプ
Claims (6)
- 汚水を曝気する曝気工程、該曝気工程を経た汚水を処理液と汚泥に分離する固液分離工程、該固液分離工程で分離された分離汚泥を曝気する循環再曝気工程を具備し、該循環再曝気工程で曝気した汚泥を前記汚水と共に前記曝気工程に送るようにした汚水処理方法であって
前記曝気工程においては通日汚泥を燐の溶出を防止する程度の空気量で曝気を行い、前記循環再曝気工程においては導入する前記分離汚泥量を間歇的に増減させ、該導入する分離汚泥量の増加期間には強い曝気を行うと共に、該導入する分離汚泥量の減少期間には実質的に汚泥が沈降しない程度の攪拌及び／又は曝気を行うことを特徴とする汚水処理方法。 - 請求項１に記載の汚水処理方法において、
前記循環再曝気工程に導入する分離汚泥量の増加期間が、深夜電力料金適用時間帯であることを特徴とする汚水処理方法。 - 請求項１に記載の汚水処理方法において、
補助電力発生手段を設け、前記曝気工程及び／又は循環再曝気工程において必要とする電力が該補助電力発生手段で発生する電力で賄える期間は該補助電力発生手段で発生する電力で賄うことを特徴とする汚水処理方法。 - 請求項１に記載の汚水処理方法において、
前記固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設け、該貯留槽から前記循環再曝気工程に導入する分離汚泥量を間歇的に増減させることを特徴とする汚水処理方法。 - 請求項１に記載の汚水処理方法において、
前記固液分離工程で分離された分離汚泥を一時貯留する貯留槽を設けると共に、汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に貯留槽に貯留した汚泥の一部を前記オゾン反応工程に導入した後、貯留槽からの残部汚泥と共に再曝気槽に導入して曝気及びオゾン反応を行い、該オゾン反応及び曝気を行った汚泥を昼間に前記曝気工程に導入することを特徴とする汚水処理方法。 - 請求項１に記載の汚水処理方法において、
汚泥にオゾンを供給するオゾン反応工程を設け、深夜電力料金適用時間帯に前記固液分離工程で分離された分離汚泥の一部を該オゾン反応工程に導入すると共に、他を前記循環再曝気工程に導入し、オゾン反応工程でオゾン処理した汚泥を該循環再曝気工程で曝気を行った汚泥と共に昼間前記曝気工程に導入することを特徴とする汚水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3712299A JP3763989B2 (ja) | 1998-06-24 | 1999-02-16 | 汚水処理方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-177263 | 1998-06-24 | ||
| JP17726398 | 1998-06-24 | ||
| JP3712299A JP3763989B2 (ja) | 1998-06-24 | 1999-02-16 | 汚水処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000079397A JP2000079397A (ja) | 2000-03-21 |
| JP3763989B2 true JP3763989B2 (ja) | 2006-04-05 |
Family
ID=26376216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3712299A Expired - Fee Related JP3763989B2 (ja) | 1998-06-24 | 1999-02-16 | 汚水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3763989B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014208322A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-11-06 | クボタ環境サ−ビス株式会社 | 汚水処理プラントの運転方法、運転制御装置及び汚水処理プラント |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002177979A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-25 | Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd | 排水処理装置 |
| CN101817624B (zh) * | 2010-05-11 | 2012-02-15 | 杭州求是膜技术有限公司 | 一种荧光增白剂生产废水综合处理方法 |
| KR20150141194A (ko) * | 2010-08-18 | 2015-12-17 | 베올리아 워터 솔루션즈 앤드 테크놀러지스 써포트 | 생활 폐수의 처리방법 및 생중합체 생산 가능성을 갖는 생물량의 생산 방법 |
| JP5657583B2 (ja) * | 2012-02-02 | 2015-01-21 | 株式会社東芝 | 下水処理システム |
| JP5757928B2 (ja) * | 2012-11-02 | 2015-08-05 | 水ｉｎｇ株式会社 | 有機性排水の処理方法及び処理装置 |
| CN103395881B (zh) * | 2013-08-20 | 2014-09-17 | 安徽工业大学 | 一种基于城镇生活污水纯氧曝气的污泥颗粒化方法 |
| CN106904733A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-06-30 | 中国华电集团科学技术研究总院有限公司 | 可逆转的生化系统好氧池的类sbr运行方法 |
| CN109574202A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-05 | 江苏捷豋环保能源有限公司 | 生化污泥趋零排放系统 |
-
1999
- 1999-02-16 JP JP3712299A patent/JP3763989B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014208322A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-11-06 | クボタ環境サ−ビス株式会社 | 汚水処理プラントの運転方法、運転制御装置及び汚水処理プラント |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000079397A (ja) | 2000-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bolzonella et al. | Mesophilic anaerobic digestion of waste activated sludge: influence of the solid retention time in the wastewater treatment process | |
| CN106277319B (zh) | 一种基于MBBR的Bardenpho脱氮除磷工艺 | |
| CN104098227B (zh) | 一种利用短程硝化反硝化处理餐厨厌氧废水的方法 | |
| CN206985961U (zh) | 用于光伏电站的地埋式一体化污水处理装置 | |
| CN105481208B (zh) | 一种基于电子流定向调控的高效污水处理工艺及装置 | |
| JP3763989B2 (ja) | 汚水処理方法 | |
| CN104108841B (zh) | 一种基于序批式a/o联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置与方法 | |
| CN107265626A (zh) | 一种快速高效驯化短程硝化污泥的方法 | |
| Nowak | Benchmarks for the energy demand of nutrient removal plants | |
| CN104944701A (zh) | 基于脉冲曝气强化污水脱氮除磷和节能降耗的方法 | |
| CN113666496A (zh) | 分段进水双短程厌氧氨氧化工艺实现低碳氮比生活污水深度脱氮除磷的方法与装置 | |
| Zhelev et al. | Energy-environment closed-loop through oxygen pinch | |
| CN102491597B (zh) | 一种处理含氮高浓度有机废水的方法 | |
| CN103570195B (zh) | 一种餐厨厌氧废水的高效好氧处理方法 | |
| CN207659276U (zh) | 一种一体化的污水处理系统 | |
| JP4114128B2 (ja) | 廃水浄化装置および方法 | |
| JP2013158730A (ja) | 水処理設備の運転制御装置及び運転制御方法 | |
| Guven et al. | Energy self-sufficiency in wastewater treatment plants: perspectives, challenges, and opportunities | |
| CN107381812A (zh) | 基于细菌包埋固定化与活性污泥混合a2o污水处理装置与方法 | |
| JP6306298B2 (ja) | 汚水処理プラントの運転方法、運転制御装置及び汚水処理プラント | |
| CN112520853B (zh) | 一种侧流生物脱氮除磷工艺强化剩余污泥资源化利用的装置与方法 | |
| Au et al. | Strategies to improve energy efficiency in sewage treatment plants | |
| JP2004011513A (ja) | 廃棄物処理施設におけるバイオガス利用設備および電力費低減方法 | |
| CN109534506A (zh) | 一种低c/n比废水的电耦合生物除碳脱氮处理方法 | |
| JP2987103B2 (ja) | 間欠曝気法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050525 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050621 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050810 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050810 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051011 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20051129 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051129 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20051205 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060117 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060118 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3763989 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100127 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110127 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110127 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110127 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110127 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120127 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120127 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130127 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130127 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140127 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |