JP4815826B2

JP4815826B2 - 有機性廃水の生物処理方法

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Publication number: JP4815826B2
Application number: JP2005069478A
Authority: JP
Inventors: 太郎飯泉
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2025-03-11
Also published as: JP2006247565A

Description

本発明は、生活廃水、下水、工場廃水をはじめとした広い濃度範囲の有機性廃水、特に食品工場や厨房廃水をはじめとした広い濃度範囲の油脂を含有する有機性廃水の生物処理方法に関するものである。詳しくは、本発明は、このような有機性廃水の処理水質を悪化させることなく、処理効率を向上させ、かつ余剰汚泥発生量の低減が可能な生物処理方法に関するものである。

有機性廃水を生物処理する場合に用いられる活性汚泥法は、処理水質が良好で、メンテナンスが容易であるなどの利点から、下水処理や産業廃水処理等に広く用いられている。しかしながら、活性汚泥法では、分解したＢＯＤ成分の約３０％が菌体、すなわち汚泥へと変換されるため、大量の余剰汚泥処理が問題となっている。こうした余剰汚泥の発生量を低減するための汚泥減容化方法としては、これまで様々な手法が考案されているが、熱や電力等のエネルギーをかけない安価なプロセスとして、生態学的な食物連鎖を利用した原生動物による汚泥の捕食システムがある。

例えば、特開昭５５−２０６４９号公報では、有機性廃水をまず、第一処理槽で細菌処理して、廃水に含まれる有機物を酸化分解し、非凝集性の細菌（分散性細菌）の菌体に変換した後、第二処理槽で固着性原生動物に捕食除去させることで、余剰汚泥の減量化が可能になるとしている。さらに、この方法では高負荷運転が可能となり、活性汚泥法の処理効率も向上する。

こうした細菌の高位に位置する原生動物や後生動物の捕食を利用した廃水処理方法は、この他にも多数考案されている。

ところで、食品工場や厨房から排出される廃水は、多量の動植物油（トリグリセリド）を含有していることが多い。従来の油脂含有廃水の処理方法としては、廃水中の油脂をグリーストラップや加圧浮上により浮上分離させ、残部の有機物を活性汚泥処理により生物処理する方法が一般的である。しかし、分離された油脂は別途廃棄物として処理するため、労力や費用を要する。さらに、加圧浮上等の装置は設置に関する費用や場所を要し、更に、装置の清掃といったメンテナンスに関わる労力を要する。

そこで、油脂含有廃水を直接生物処理する方法が近年では検討されている。例えば、油脂分解酵素（特開平５−２４５４７９号公報）や、酵母（特開２００３−２２７号公報）を原水や曝気槽などに投入することにより分解効率を促進する方法や、粒状の不繊布を槽表面に浮遊させたり（特開平８−１８２９９６号公報）、機械攪拌を行う（特開平１１−５７７５８号公報、特開平１０−３４１８０号公報）など曝気による油脂の浮上とスカム化を積極的に抑制する方法が考案されている。

このように、油脂含有廃水を直接生物処理する方法が検討されているが、油脂由来のＢＯＤ成分は菌体すなわち汚泥に変換されるため、余剰汚泥発生量が多くなる結果、やはり廃棄物処理が問題となる。

こうした問題点を解決するため、上述の汚泥捕食システムの油脂含有廃水への適用が期待されている。
特開昭５５−２０６４９号公報特開平５−２４５４７９号公報特開２００３−２２７号公報特開平８−１８２９９６号公報特開平１１−５７７５８号公報特開平１０−３４１８０号公報

従来の汚泥捕食システムを油脂含有廃水に適用して、油脂含有廃水をまず第一生物処理槽に通水して非凝集性細菌により生物処理した後、この第一生物処理槽からの非凝集性細菌を含む処理水を第二生物処理槽に導入して活性汚泥処理する多槽生物処理を行った場合、油脂含有廃水が高濃度の油脂を含有する廃水であると、可溶性ＢＯＤ成分の方が微生物により容易に資化されるため、結果的に油脂が残留し、処理水質を悪化させる。しかも、こうした不溶性油脂の蓄積はスカム等の不溶塊の発生原因となることが知られているが、このような問題に対して効果的に対処する方法は、これまでに提案されていなかった。

本発明は、上記従来の問題点を解決し、有機性廃水、特に油脂含有廃水を汚泥捕食システムで浄化するに当たり、広い濃度範囲の有機性廃水を、処理水質を悪化させることなく効率的に処理すると共に余剰汚泥発生量の低減を図る生物処理方法を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の有機性廃水の生物処理方法は、有機性廃水を第一生物処理工程に導入して非凝集性細菌により生物処理し、該第一生物処理工程からの非凝集性細菌を含む処理水を固液分離することなく第二生物処理工程に導入して活性汚泥処理する有機性廃水の生物処理方法において、該第一生物処理工程のｐＨを８．０〜９．０とし、該第二生物処理工程のｐＨを６〜８とすることを特徴とする。

請求項２の有機性廃水の生物処理方法は、請求項１において、前記有機性廃水が油脂を含有するものであることを特徴とする。

請求項３の有機性廃水の生物処理方法は、請求項２において、該油脂含有廃水及び／又は第一生物処理工程内の反応液を乳化処理することを特徴とする。

請求項４の有機性廃水の生物処理方法は、請求項３において、前記油脂含有廃水及び／又は第一生物処理工程内の反応液に界面活性剤を添加することにより乳化処理を行うことを特徴とする。

請求項５の有機性廃水の生物処理方法は、請求項４において、前記界面活性剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする。

請求項６の有機性廃水の生物処理方法は、請求項５において、前記ノニオン系界面活性剤が糖脂肪酸エステル類であることを特徴とする。

請求項７の有機性廃水の生物処理方法は、請求項１ないし６のいずれか１項において、前記第二生物処理工程の処理水を固液分離する固液分離工程と、該固液分離工程の分離汚泥の少なくとも一部及び／又は第二生物処理工程から引き抜いた汚泥を処理する第三生物処理工程とを有することを特徴とする。

本発明の有機性廃水の生物処理方法によれば、有機性廃水、特に油脂含有廃水を汚泥捕食システムで浄化するに当たり、広い濃度範囲の有機性廃水を、処理水質を悪化させることなく効率的に処理すると共に余剰汚泥発生量の低減を図ることができる。

即ち、本発明では、油脂を含有する有機性廃水を、第一生物処理工程で非凝集性細菌により生物処理するに当たり、この第一生物処理工程のｐＨを８．０〜９．０のアルカリ域とすることにより、非凝集性細菌により廃水中の油脂及び有機物が酸化分解される。この第一生物処理工程の処理水を必要に応じて酸で中和した後、第二生物処理工程に導入すると、この第二生物処理工程において、残存している有機成分の酸化分解、非凝集性細菌の自己分解及び微小動物の捕食による余剰汚泥の減量化がなされる。

なお、本発明の有機性廃水の生物処理方法は、油脂を含有する有機性廃水に有効に適用されるが、後述の実験例２の結果からも明らかなように、油脂を含有しない有機性廃水に対しても優れた効果が奏される。

本発明においては、更に、油脂含有廃水及び／又は第一生物処理工程内の反応液を乳化処理することが好ましい。こうすることにより、水に不溶の油脂を乳化分散させることで微生物との接触面積を大きくさせることができ、油脂含有廃水中の油脂を含めて有機性物質をより一層効率的に分散性細菌へ変換することが可能となり、優れた処理効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の有機性排水の生物処理方法の実施の形態を詳細に説明する。

図１，２は本発明の有機性廃水の生物処理方法の実施の形態を示す系統図であり、図１，２において同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。

図１の方法では、原水（有機性廃水）は、貯留槽１を経てまず第一生物処理槽（分散菌槽）２に導入され、ｐＨ８．０〜９．０のアルカリ条件下に有機成分が酸化分解される。

本発明において、処理される有機性廃水としては、好ましくは動植物油脂を含有する有機性廃水であり、ｎ−ヘキサン抽出物濃度として、１００ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは１００〜１０００ｍｇ／Ｌの範囲の有機性廃水が好適である。本発明によれば、かかる油脂含有廃水を第一生物処理槽２に導入してｐＨ８．０〜９．０のアルカリ条件下に生物処理することにより、ｎ−ヘキサン抽出物濃度を１００ｍｇ／Ｌ以下、望ましくは３０ｍｇ／Ｌ以下にすることができる。

この第一生物処理槽２へのＢＯＤ容積負荷は１ｋｇ／ｍ^３／ｄ以上、例えば１〜２０ｋｇ／ｍ^３／ｄ、ＨＲＴ２４ｈ以下、例えば１〜２４ｈとすることで、非凝集性細菌が優占化した処理水を得ることができる。また、ＨＲＴを短くすることでＢＯＤ濃度の薄い廃水を高負荷で処理することができる。

第一生物処理槽２の適切なｐＨ範囲としては、ｐＨ８．０から好気性従属栄養微生物の成育限界であるｐＨ１２であり、さらに最適なｐＨ範囲としてはｐＨ８．５〜９．０である。このようなｐＨ値に維持するための方法としては、処理槽２内の溶液のｐＨを連続的あるいは間欠的に測定し、その変動を補正するように水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ成分を添加する方法が挙げられる。

動植物油脂（トリグリセリド）は、最初に第一生物処理槽２内に存在する細菌が産生する菌体外酵素（リパーゼ）により脂肪酸とグリセリンに加水分解される。脂肪酸のｐＫａはおおむね８前後の弱アルカリ域であるため、中性域あるいは酸性域では非水溶性の遊離脂肪酸として存在し、微生物による分解性は悪化する。さらに蓄積によって脂肪酸を主体とするスカムの発生が起こる。しかし、本発明では、この第一生物処理槽２のｐＨを８．０以上のアルカリ側に保つことで、動植物油脂を可溶性の脂肪酸塩に加水分解することができるので、微生物による分解効率は向上し、スカムの発生も抑制することができる。

また、こうしたｐＨ条件下で処理を行うことで、反応液中の細菌の種類は限定され、Pseudomonas属細菌やBacillus属細菌等のアルカリ域で優占的に生育する細菌が占有するようになる。このため、酵母や糸状真菌、糸状性バルキングの原因となる糸状性細菌、あるいは細菌を捕食する微小動物類の繁殖は制限され、非凝集性細菌を成長させるために適した環境となる。こうした効果は、油脂含有濃度が低い廃水（ｎ−ヘキサン抽出物濃度１００ｍｇ／Ｌ未満）に適用した場合にも有効に得ることができる。

第一生物処理槽２の微生物量を維持するために、市販の微生物製剤やその培養物あるいは活性汚泥を第一生物処理槽２に適宜投入することは可能である。あるいは、微生物担体を投入することもできる。添加する担体の形状は、球状、ペレット状、中空筒状、糸状等の任意であり、大きさも０．１〜１０ｍｍ程度の径で良い。また、担体の材料は天然素材、無機素材、高分子素材等任意であり、ゲル状物質を用いても良い。第一生物処理槽２では、さらに油脂の分解を促進させる公知の方法、例えば、油脂分解細菌、油脂分解真菌、リパーゼ等の油脂分解酵素、界面活性剤等を別途添加することもでき、また、機械的攪拌等で油脂の分散を促進する方法を採用することもできる。このようにすることでＢＯＤ容積負荷５ｋｇ／ｍ^３／ｄ以上の高負荷処理も可能となる。

第一生物処理槽２を経た処理水は、酸によって中和後、第二生物処理槽３に送ることが望ましい。あるいは、第一生物処理槽２を経た処理水を受け入れることにより上昇した第二生物処理槽３のｐＨを酸によって適宜補正することもできる。かかる操作によって、第二生物処理槽３のｐＨは６以上８以下、好ましくは６．５〜７．０に維持する。このｐＨ調整に用いる酸としては、塩酸、硫酸等を利用することができる。

この第二生物処理槽３では、残存している有機成分の酸化分解、非凝集性細菌の自己分解及び微小動物による捕食による余剰汚泥の減量化が行われる。第二生物処理槽３では細菌に比べ増殖速度の遅い微小動物の働きと細菌の自己分解を利用するため、微小動物と細菌が系内に留まるような運転条件及び処理装置を用いなければならない。そこで第二生物処理槽３には、図１に示すような汚泥返送を行う活性汚泥法又は膜分離式活性汚泥法を用いることが望ましい。さらに望ましくは曝気槽内に担体を添加することで微小動物の槽内保持量を高めることができる。

また、微小動物汚泥（第二生物処理槽汚泥）を定期的に入れ替える、即ち、微小動物や糞を間引くため、第二生物処理槽３は、ＳＲＴを４０日以下、望ましくは３０日以下、さらに望ましくは１０日以上３０日以下の範囲内で一定に制御することが望ましい。この第二生物処理槽３には、微小動物の成育を促進するための、液糖、米糠、ビールの絞り粕、植物性油の絞り粕、甜菜粕、貝殻粉、卵殻、野菜エキス、魚肉エキス、各種アミノ酸、リン脂質、各種ビタミン等の後生動物の増殖促進に効果のある栄養剤を１種を単独で又は２種以上を混合して添加することもできる。

第二生物処理槽３の処理水は沈殿槽４で固液分離され、分離水は処理水として系外へ排出される。また、分離汚泥の一部は余剰汚泥として系外へ排出され、一部は第二生物処理槽３に返送され、残部は第三生物処理槽５に送給される。分離汚泥の第二生物処理槽３と第三生物処理槽５への汚泥返送比率は、以下の第三生物処理槽５での汚泥滞留時間を維持できれば良く、発生汚泥量にあわせて任意に変化させることができる。

図１の方法では、微小動物が分散菌の捕食を行っている第二生物処理槽３内の汚泥を固液分離して得られる汚泥の少なくとも一部を第三生物処理槽５に導入して、好気性硝化を行うことにより、更に減容化する。この汚泥の好気性硝化は第二生物処理槽３内汚泥に対して行っても良く、従って、第三生物処理槽５へは、沈殿槽４の分離汚泥ではなく、第二生物処理槽３から引き抜いた汚泥を導入しても良い。また、沈殿槽４の分離汚泥と第二生物処理槽３から引き抜いた汚泥の両方を第三生物処理槽５に導入しても良い。

この第三生物処理槽５にも沈殿槽を設けて汚泥返送を行う好気処理法又は担体を添加した流動床又は膜分離式好気処理法とすることで汚泥滞留時間を長くしても良い。第三生物処理槽５からの汚泥の一部又は全部は第二生物処理槽３に返送しても良いし、固液分離し、処理水は第一生物処理槽２及び／又は第二生物処理槽３へ、固形分は第二生物処理槽３へと返送しても良い。また、固形分を返送せずに、余剰汚泥として引き抜いても良い。

図１の方法は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示の方法に限定されるものではない。

例えば、第一生物処理槽２は、高負荷処理のために、後段の沈殿槽４の分離汚泥の一部を返送する他、前述の如く、担体を添加した流動床方式としたり、２槽以上の生物処理槽を直列に設けて多段処理を行っても良い。特に、担体の添加により、高負荷処理も可能となり、好ましい。また、第二生物処理槽３では、前述の如く、細菌に比べ増殖速度の遅い微小動物の働きと細菌の自己分解を利用するため、微小動物と細菌が系内に留まるような運転条件及び処理装置を採用することが重要であり、このために、第二生物処理槽３は、図１に示すように、汚泥の返送を行う汚泥返送式生物処理を行う他、槽内に分離膜を浸漬して膜分離式活性汚泥処理を行うことも望ましい。更に望ましくは、曝気槽内に担体を添加することで微小動物の槽内保持量を高めることができる。この場合の担体としては、第一生物処理槽２に添加する担体として前述したものと同様のものを用いることができる。

また、第三生物処理槽５は必ずしも必要とされず、沈殿槽４の分離汚泥の一部を余剰汚泥として系外へ排出し、残部を第二生物処理槽３に返送するようにしても良い。更に第三生物処理槽５を多槽化して嫌気性処理と好気性処理を組み合わせるようにしても良い。

更に、本発明では、前述の如く、第一生物処理槽２に導入する油脂含有廃水及び／又は第一生物処理槽２の反応液中の油脂を乳化処理しても良い。油脂の乳化処理方法としては特に制限はないが、界面活性剤を添加して攪拌処理する方法が挙げられる。図２はこのような乳化処理を行う場合を示す系統図であり、乳化処理のための機械攪拌式乳化装置１０が設けられており、貯留槽１に界面活性剤を添加する手段、第一生物処理槽２の反応液を機械攪拌式乳化装置１０の入口側に返送する手段を有すること以外は、図１のものと同様の構成とされている。

油脂含有廃水中の油脂を乳化させるための界面活性剤としては、Ｏ／Ｗ型の安定したエマルジョンを作るために適したものであれば良いが、望ましくは生分解性に富むものが良く、また、曝気槽である第一生物処理槽２での発泡性の低いものが望ましい。また、槽内に存在する微生物に対する溶菌作用や殺菌作用が非常に弱いものが望ましい。こうした界面活性剤としては「ツイーン（アトラス社商標）」や「スパン（アトラス社商標）」等の糖脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、十分な油脂分散効果を得る観点からは対象水中に含有される油脂重量に対して０．０１重量％以上、好ましくは０．１重量％以上の重量割合で添加することが好ましい。一方、費用対効果の観点からは１０重量％以下、好ましくは２％以下とすることが好ましい。

油脂を乳化分散するための機械攪拌式乳化装置１０としては、ホモジナイザー、超音波式、高圧噴射式攪拌機等が挙げられる。廃水は界面活性剤と共に攪拌機で予備攪拌した後、前述の機械攪拌式乳化装置１０に導入することが好ましい。従って、貯留槽１では攪拌を行うことが好ましい。攪拌は仕様に応じて連続式あるいは間欠式のいずれも可能である。

油脂含有廃水中の油脂を乳化分散させるための、界面活性剤の添加濃度と機械攪拌式乳化装置１０の攪拌条件としては、廃水中の油脂の平均粒径が１〜１０μｍ程度、あるいはこれ以下となるような条件とすることが好ましい。

図２では、第一生物処理槽２内の反応液を抜き出して貯留槽１からの界面活性剤添加油脂含有廃水と共に機械攪拌式乳化装置１０で乳化処理を行うが、この第一生物処理槽２からの反応液の抜き出しは必ずしも必要とされず、油脂含有廃水のみを乳化処理しても良い。また、油脂含有廃水はそのまま第一生物処理槽２に導入して、第一生物処理槽２から抜き出した反応液のみを乳化処理しても良い。ただし、微生物が産生する酵素によって油脂の分解の過程で生じた脂肪酸が蓄積した場合、不溶化物となるので、図２に示す如く、第一生物処理槽２の反応液を連続あるいは間欠的に引き抜き、界面活性剤の存在下に機械攪拌を行った後、第一生物処理槽２に戻すようにすることが好ましい。この不溶化物は水面に浮上しやすいので、水面付近の反応液を引き抜くことがより効果的である。図２に示す如く、油脂含有廃水と第一生物処理槽２の反応液の両方を乳化処理することにより、乳化処理による分散効果で効率的な生物処理を行える。なお、第一生物処理槽２の反応液を抜き出して乳化処理する場合、その抜き出し量は、同時に油脂含有廃水の乳化処理を行うか否かによっても異なるが、第一生物処理槽２の滞留時間内に、少なくとも処理槽２内の容量を処理できる仕様が望ましい。例えば、第一生物処理槽２の容積が１００ｍ^３、ＨＲＴが６時間である場合は２８０Ｌ／ｍｉｎで連続処理することが望ましい。油脂が不溶化等により濃縮されている場合は、該当部分だけを滞留時間内に１回以上処理することが望ましい。なお、第一生物処理槽２から抜き出した反応液は貯留槽１に返送しても良い。

この図２の方法においても、図２の方法と同様に、他の様々な変更を行うことができる。

以下に、実験例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

実験例１
有効容積が５Ｌの実験装置（活性汚泥槽）を用いて、本発明の生物処理方法における第一生物処理工程を模擬した実験を行った。処理した原水の組成は下記表１の通りである。

この原水は、オリーブ油を６０ｇ／Ｌとなるように水に溶解し、さらに１Ｌあたり０．６ｇとなるようにツイーン８０（アトラス社商標）を添加した後、ホモジナイザーで乳化させたものを原液として調製したものである。オリーブ油以外の成分は予め脱塩素水道水に溶解し、オリーブ油原液と混合した後、実験装置に送った。原水のｎ−ヘキサン抽出物濃度は２００ｍｇ／Ｌであった。

４系列の実験装置を用意し、各々ｐＨ７、ｐＨ８、ｐＨ８．５、ｐＨ９に維持し、温度２５℃、通気量１ｖｖｍでケモスタット方式による運転とした。滞留時間（ＨＲＴ）は８ｈ（原水流量６２５ｍＬ／ｈ）とし、段階的に６ｈ（８３３ｍＬ／ｈ）、４ｈ（１２５０ｍＬ／ｈ）と低くしていった。種菌としては、厨房施設の活性汚泥を０．５重量％ペプトン、０．２重量％酵母エキス、０．２重量％オリーブ油、０．２重量％Ｎａ_２ＨＰＯ_４（初発ｐＨ８．０）より構成される培地で、２５℃、４８時間フラスコ培養したものを用い、これをＨＲＴ８ｈで一週間運転して馴養化したのち、実験を開始した。

定期的に培養物を採取し、そのｎ−ヘキサン抽出物濃度（処理水ｎ−ヘキサン抽出物濃度）を下水道試験法に基づいて測定した。また、スカム（油脂凝集塊）の発生状況を目視により調べ、
− ：発生なし
＋：ごくわずかに発生
＋＋：少量発生
＋＋＋：多量に発生
で評価した。また非凝集性細菌の占有割合とその内容を培養物の顕微鏡観察により調べた。
これらの結果を図３及び表２に示した。

表２及び図３より次のことが分かる。
ｐＨ８．５とｐＨ９の系ではＨＲＴの低下に伴い処理水のｎ−ヘキサン抽出物濃度は上昇したが、スカムの発生もなく良好に油脂の分解処理を行うことができた。ｐＨ７系ではＨＲＴ８ｈでは培養物の顕微鏡観察の結果、油分の分解状態は良好であったが、糸状性細菌が優占化し、分散した非凝集性細菌数が低くなった。さらにＨＲＴを６ｈに下げると顕著なスカムの発生が起こり処理不能となった。ｐＨ８系ではＨＲＴ６ｈまで良好に処理できたが、ＨＲＴを４ｈに下げるとスカムの発生が見られた。

以上の結果より、第一生物処理工程のｐＨを８以上、望ましくは８．５以上に維持することにより、スカムの発生を抑制し、連続処理によって油脂を分解処理可能であることが分かった。

実験例２
有効容量が５Ｌの実験装置（活性汚泥槽）を用いて、本発明の生物処理方法における第一生物処理工程を模擬した実験を行った。処理した原水の組成は下記表３の通りである。この原水の可溶性ＣＯＤ_Ｃｒ濃度は１２００ｍｇ／Ｌであった。

４系列の試験装置を用意し、各々ｐＨ７、ｐＨ８、ｐＨ８．５、ｐＨ９に維持し、温度２５℃、通気量１ｖｖｍ、滞留時間は８ｈ（原水流量６２５ｍＬ／ｈ）での運転とした。種菌は市販の微生物製剤３種類の混合物を用い、２週間馴養後、処理水の可溶性ＣＯＤ_Ｃｒ濃度測定（０．４５μｍフィルター濾液）と培養物の顕微鏡観察及び培養物のコロニー数測定（Ｒ２Ａ寒天培地）を行い、結果を表４に示した。

表４より次のことが分かる。
処理水の可溶性ＣＯＤ_Ｃｒ濃度はいずれも１００ｍｇ／Ｌ以下であり、可溶性ＣＯＤ_Ｃｒの除去率は９０％以上で処理可能であったが、ｐＨ７系では糸状性細菌が繁殖し非凝集性菌数の低下が見られた（表４）。ｐＨ８系ではやや糸状性細菌が観察されたものの、ｐＨ８．５以上ではほとんど観察されず非凝集性細菌が維持されることが分かった。

以上の結果より、油脂を含有しない廃水に対しても、第一生物処理工程のｐＨを８以上に保つことで糸状性細菌の繁殖を抑制でき、非凝集性細菌を主体とする微生物槽により効率的な処理が可能であることが明らかとなった。

実施例１
図１に示す如く、容量が５Ｌの第一生物処理槽（活性汚泥槽（汚泥返送なし））２と容量が１０Ｌの第二生物処理槽（活性汚泥槽）３及び沈殿槽４と、容量が３Ｌの第三生物処理槽５を連結させた実験装置を用いて、本発明による油脂含有廃水（水質は表５の通り）の処理を行った。第一生物処理槽２のｐＨは８．５、第二生物処理槽３のｐＨは７．０、第三生物処理槽５のｐＨは５．５にそれぞれ調整した。第一生物処理槽２に対する溶解性ＣＯＤ_Ｃｒ負荷は２．４ｋｇ／ｍ^３／ｄ、ｎ−ヘキサン抽出物負荷は０．８ｋｇ／ｍ^３／ｄでＨＲＴ６時間、第一生物処理槽２と第二生物処理槽３を併せた全体での容積負荷は、可溶性ＣＯＤ_Ｃｒ負荷で０．８ｋｇ／ｍ^３／ｄ、ｎ−ヘキサン抽出物負荷で０．２７ｋｇ／ｍ^３／ｄとし、ＨＲＴ１８時間の条件で運転した。

第一生物処理槽２のＭＬＳＳは約４００ｍｇ／Ｌ、第二生物処理槽３のＭＬＳＳは約４５００ｍｇ／Ｌであり、沈殿槽４からの引抜き汚泥は約８０００ｍｇ／Ｌに濃縮された。この濃縮汚泥を３００ｍＬ／ｄの割合で引抜き、第三生物処理槽５に添加した。残り全ての濃縮汚泥は第二生物処理槽３に返送した。第三生物処理槽５のＨＲＴ及びＳＲＴは１０日に設定し、処理液は余剰汚泥として排出した。

上記条件で３０日間装置を運転し、各生物処理槽の処理水の水質及び余剰汚泥発生量の平均値を表５に表した。第二生物処理槽３のＭＬＳＳ濃度は期間を通じて４０００〜５０００ｍｇ／Ｌの範囲を維持しており、スカムの発生等やバルキングもなく処理状況は良好であった。発生した余剰汚泥は第三生物処理槽５より排出された汚泥だけであり、その排出量は１．２ｇ／ｄであった。

ＣＯＤ_Ｃｒ／油脂重量比を３．０
ＢＯＤ／ＣＯＤ_Ｃｒ比を０．６
除去ＢＯＤあたりの余剰汚泥発生比を３０％
と仮定すると、上記条件では一日あたり４．３ｇの余剰汚泥の発生が見込まれる。従って、本発明によれば、油脂含有廃水を効率的に処理し、余剰汚泥発生量を理論値の３０％以下に抑制させた上で高水質の処理水を得ることができることが分かる。

比較例１
実施例１において、第一生物処理槽２のｐＨを７．５としたこと以外は同様にして処理を行った。その結果、処理開始４日後より第一生物処理槽２、第二生物処理槽３において糸状性細菌の発生が見られ、糸状性バルキング状態となり、沈殿槽４の汚泥界面の上昇が起こった。さらに処理開始１０日目には、沈殿槽４水面に未分解の油脂を主成分としたムース状のスカムが発生し、運転の継続が不可能となった。第二生物処理槽３のＭＬＳＳ濃度も６１００ｍｇ／Ｌに増大していた。なお、各槽の処理水の水質は表５に示す通りである。

表５より、本発明によれば、油脂含有廃水を効率的に処理し、余剰汚泥発生量を抑えた上で高水質の処理水を得ることができることが分かる。

本発明の有機性廃水の生物処理方法は、生活廃水、下水、工場廃水をはじめとした広い濃度範囲の有機性廃水、特に食品工場や厨房廃水をはじめとした広い濃度範囲の油脂を含有する有機性廃水の処理に利用することができる。

本発明の有機性廃水の生物処理方法の実施の形態を示す系統図である。本発明の有機性廃水の生物処理方法の他の実施の形態を示す系統図である。実験例１におけるｐＨと処理水のｎ−ヘキサン抽出物濃度との関係を示すグラフである。

１貯留槽
２第一生物処理槽
３第二生物処理槽
４沈殿槽
５第三生物処理槽
１０機械攪拌式乳化装置

Claims

有機性廃水を第一生物処理工程に導入して非凝集性細菌により生物処理し、該第一生物処理工程からの非凝集性細菌を含む処理水を固液分離することなく第二生物処理工程に導入して活性汚泥処理する有機性廃水の生物処理方法において、
該第一生物処理工程のｐＨを８．０〜９．０とし、該第二生物処理工程のｐＨを６〜８とすることを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。
請求項１において、前記有機性廃水が油脂を含有するものであることを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。
請求項２において、該油脂含有廃水及び／又は第一生物処理工程内の反応液を乳化処理することを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。
請求項３において、前記油脂含有廃水及び／又は第一生物処理工程内の反応液に界面活性剤を添加することにより乳化処理を行うことを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。
請求項４において、前記界面活性剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。
請求項５において、前記ノニオン系界面活性剤が糖脂肪酸エステル類であることを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記第二生物処理工程の処理水を固液分離する固液分離工程と、該固液分離工程の分離汚泥の少なくとも一部及び／又は第二生物処理工程から引き抜いた汚泥を処理する第三生物処理工程とを有することを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。