JPH04371295A

JPH04371295A - 汚水の活性汚泥処理法

Info

Publication number: JPH04371295A
Application number: JP3174330A
Authority: JP
Inventors: Hideki Iwabe; 岩部　秀樹; Shinji Oba; 真治大庭; Masaroku Kawauchi; 正六川内
Original assignee: Hanshin Engineering Co Ltd; Kubota Corp
Current assignee: Hanshin Engineering Co Ltd; Kubota Corp
Priority date: 1991-06-19
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JP2841131B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水や産業廃水等の汚
水処理における活性汚泥処理法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】活性汚泥処理法による汚水の浄化は、反
応槽内における適切な溶存酸素のもとで、活性汚泥が汚
水中の有機物を栄養源として摂取し、増殖する過程で、
汚水中の有機物を吸着・酸化することによって行なわれ
るものである。このため活性汚泥処理法の設計及び運転
管理には、反応槽内の活性汚泥が汚濁源である有機物を
吸着・酸化して増殖する反応の平衡維持が重要である。

【０００３】この反応の速度は、曝気時間、活性汚泥量
、流入有機物量など様々な因子によって異なるが、これ
ら各因子の内、基本的要因として流入有機物量（ＢＯＤ
量）と、反応槽内活性汚泥量との比を「ＢＯＤ−ＳＳ負
荷」として表わし、この値の範囲により各処理方式を定
め、運転管理上の重要なパラメータとしている。例えば
、標準活性汚泥法では、ＢＯＤ−ＳＳ負荷の値を０．２
　〜０．４ｋｇ／ｋｇ−ＳＳ／ｄａｙ　とし又、長時間
曝気法では０．０３〜０．０５ｋｇ／ｋｇ−ＳＳ／ｄａ
ｙ等としている。従って処理の安定化のためにはＢＯＤ
−ＳＳ負荷を一定に維持することが重要であると考え、
このための適正な反応槽内汚泥濃度を設定し、その管理
を余剰汚泥引抜量によって行っている。

【０００４】この余剰汚泥引抜量による反応槽内汚泥濃
度の管理方法は、流入負荷量に対し適切な槽内汚泥量を
定めて管理すべき槽内汚泥濃度を算出し、この算出され
た汚泥濃度に応じて沈澱池より適量の余剰汚泥を引抜く
方法をとっているが、余剰汚泥濃度は沈澱池からの返送
汚泥と同一であるため流入水量変動や汚泥の沈降速度に
強く影響を受けるので変動が大きい。この引抜汚泥量は
余剰汚泥濃度と引抜量（流量）の積であり、下水処理で
は流入量の変動が大きいので余剰汚泥濃度が大きく変動
し、汚泥量の調整が極めて困難である。

【０００５】一方最近の水処理の研究成果によれば、活
性汚泥処理においてはＢＯＤ−ＳＳ負荷よりも汚泥滞留
時間（Ｓｌｕｄｇｅ　ＲｅｔｅｎｔｉｏｎＴｉｍｅ　＝
ＳＲＴ）がより基本的要因であると考えられ、このＳＲ
Ｔを適正に維持することがより重要であることが明らか
になっている。ＳＲＴは反応槽内の汚泥量と汚泥の処理
系外への流出量との比であるが、従来の沈澱池から余剰
汚泥を引抜く方法では、流入負荷変動により引抜きの汚
泥濃度が大幅に変動するため、ＳＲＴを適正に維持する
ことは極めて困難である。そこで、上記の欠点を解決す
るために、ＳＲＴの調整を容易にするための手段として
案出されたのが特願平２−２９３１２６号の活性汚泥処
理法である。

【０００６】すなわち、この発明は、反応槽に汚泥混合
水を定量送出するポンプを設置し、該反応槽内の汚泥混
合水を定量的に引抜き、汚泥として処理系外へ排出する
ことによって、ＳＲＴを常に設定された値に制御するよ
うにしたもので、反応槽から直接汚泥を定量的に抜き取
ることにより、流入汚水の水量、水質及び反応槽内の汚
泥濃度や返送汚泥濃度の変化に拘らずＳＲＴを一定に保
つものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法は
、流入する水量、水質の負荷変動が小さいときは極めて
有効であるが、流入負荷変動が大きい場合、例えば、観
光地に立地する下水処理場のように、負荷量が観光人口
により大きく左右され、例えば週末と平日とで大きく異
なる場合には、ＳＲＴを一定とすると、負荷変動に対応
できる限界があることがわかった。

【０００８】これは、活性汚泥法は原則的には、ＢＯＤ
−ＳＳ負荷で示されるような、汚泥量当りの負荷量を一
定に保つことが処理を安定させる基本であり、流入負荷
変動が大きい場合、上記の手段によりＳＲＴを一定とし
た場合、負荷量に比例してＢＯＤ−ＳＳ負荷で示される
ような、負荷が高くなってしまう。一般の処理施設の設
計では、負荷の高い時点を基準に設計されるが、逆に、
実際に負荷が小さい場合、例えば、さきに述べた観光地
の例のように、平日には極端に負荷量が減る場合には、
ＢＯＤ−ＳＳ負荷もほぼ比例して小さくなる。この負荷
が小さくなることで、直接的には処理への影響は小さい
が、次の週末に大きな負荷がかかった場合、処理機能が
回復しないことが多い。

【０００９】このことは、嫌気、好気を繰返すことによ
り硝化脱窒を行なう生物学的脱窒法においては、特にこ
の傾向が顕著である。活性汚泥中の硝化菌の働きは、負
荷条件に見合った菌体量が保持され、その条件下での活
性が維持されるが、負荷変動が大きいと、それに対応し
た活性を維持することは極めて困難である。

【００１０】例えば、反応槽に水中エアレータを設置し
て嫌気、好気を繰返す単槽法において、平日に流入汚水
量が少なく、ＮＨ４−Ｎ負荷が小さい状態が続き、嫌気
、好気運転時間比を、負荷の高い週末と同じモードで運
転すると、汚泥中の硝化菌の負荷は軽くなり、活性が低
下する。このような状態から急激に負荷上昇がおきると
、その変動に追従できす、処理機能が低下し水質が悪化
する。このような負荷変動が大きい処理場では、長期に
わたって活性を高く維持し、処理機能を保つことは難し
い。

【００１１】そこで、本発明は、このような負荷変動が
大きい場合にも、十分な機能を発揮することができる活
性汚泥による汚水の処理法を提供しようとするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の問題
点を解決するため鋭意研究を重ねた結果、反応槽から直
接汚泥混合液を余剰汚泥として引抜くようにし、その引
抜量を流入負荷量に応じたＳＲＴとなるように調節する
こと、および好気時間の実質的な比率を調節することに
よって、ＡＳＲＴを一定に制御することで、良好な処理
性能が発揮されることを見いだし、本発明を形成するに
至った。

【００１３】すなわち、本発明の活性汚泥処理法は、嫌
気、好気を繰返して活性汚泥処理する反応槽に、汚泥混
合水の一部を直接系外に排出する引抜手段を設けて、流
入負荷量に応じたＳＲＴとなるように汚泥の引抜量を調
節するとともに、嫌気処理時間に対する好気処理時間の
実質的な比率を、流入負荷量に応じて調節することによ
り、ＡＳＲＴを一定に制御するようにしたことを特徴と
するものである。

【００１４】本発明での対象となる反応槽の形式は、単
一の反応槽において嫌気と好気を繰返す単槽法と、嫌気
と好気との行える反応槽を複数縦列した嫌気好気循環変
法が好ましい。また、嫌気槽と好気槽とを交互に多段に
並べた多段嫌気好気法にも適用可能である。

【００１５】反応槽よりの汚泥混合水の引抜手段として
は、一般的に、反応槽の底部よりポンプにより引抜くよ
うにし、嫌気好気循環変法にあっては、最終段の反応槽
より引抜く。引抜いた汚泥混合水は余剰汚泥として系外
である濃縮沈殿池に送り処理される。

【００１６】本発明においては、反応槽への流入負荷量
に応じそれに反比例するＳＲＴとなるように、ポンプに
よる汚泥引抜量≒汚泥混合水引抜量を調節する。すなわ
ち、流入負荷量の増大、減少に応じて汚泥引抜量を増大
、減少させることになる。

【００１７】また、本発明では、反応槽への流入負荷量
に応じ、嫌気処理時間に対する好気処理時間の比率を調
節する。この調節は、一般的に、反応槽内へ空気を送入
して行なう曝気時間と曝気休止時間のどちらか一方また
は両方を調節することで行なうことができる。

【００１８】本発明は、上記の汚泥引抜量の調節と好気
時間比率の両方の調節を複合して行なうことによって、
ＡＳＲＴを一定に制御しようとするものである。このＡ
ＳＲＴとは、好気的汚泥滞留時間（日）ということであ
って、ＳＲＴ＝反応槽内の活性汚泥量（ｋｇ）／余剰汚泥量（
ｋｇ／日）であって、余剰汚泥を反応槽から直接引抜くとすれば、
ＳＲＴ＝ＭＬＳＳ×Ｖ／ＭＬＳＳ×Ｑｅここで、ＭＬＳ
Ｓ：反応槽内のＭＬＳＳ濃度（ｍｇ／ｌ）Ｖ　　　　　
　：反応槽容量（ｍ３）Ｑｅ　　　　：汚泥引抜量（ｍ３／日）または、ＳＲＴ＝ＭＬＳＳ×（２４／Ｑ）×ＨＲＴ／ＭＬＳＳ×
Ｑｅ＝Ｑ×ＨＲＴ／Ｑｅ×２４ここで、Ｑ　　　　：流入汚水量（ｍ３／日）ＨＲＴ：
水理学的滞留時間（時間）ＡＳＲＴ＝ＳＲＴ×ｘここで、ｘ：好気時間比率（−）（１日の中の好気時間の割合）である。すなわち、ＡＳＲＴとは、活性汚泥の汚泥滞留
時間のうち、好気処理を受けている時間（日数）をいう
のであり、嫌気好気処理法においてのＡＳＲＴは、ＳＲ
Ｔの調整および好気時間帯の設定により決まるのである
（ただし、好気性処理のみの方法では、ＳＲＴ＝ＡＳＲ
Ｔとなる。）。

【００１９】

【作用】上記構成の本発明の方法によれば、反応槽への
流入負荷量の増減に対応して、反応槽から直接引抜く汚
泥量の調節と、好気時間比の調節とによって、ＡＳＲＴ
が一定となるように制御することにより、負荷変動が大
きい処理場においても、常に良好な処理機能が発揮され
、効率的な汚水処理を達成することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付した図面
および表を参照して説明する。

【００２１】実施例１（１）　本実施例は単槽法への実施を例とするもので、
使用した装置は図１に示すように、単一の反応槽１は、
その中に汚水の混合撹拌と酸素供給とを行なう水中エア
レータ２を設置し、スイッチの切換えなどによりコンプ
レッサＣからの空気（酸素）の供給、停止を行ない、空
気の供給停止の際は混合撹拌のみを行なえるようにし、
それぞれ反応槽１内に必要な好気状態と嫌気状態とが交
互に形成できるようになっている。３は沈澱池、４は濃
縮沈澱池で、沈澱池３の汚泥は返送汚泥としてポンプＰ
１　により反応槽１に戻され、上澄水は系外に流出され
る。また、反応槽１にはその底部から汚泥混合液を引抜
くためのポンプＰ２　が設けられており、引抜かれた汚
泥混合液は濃縮沈澱池４に送られ、分離された汚泥は余
剰汚泥として排出され、分離水は反応槽１に戻されるよ
うになっている。

【００２２】（２）　実験条件　　表１に示すように、
７日間を１サイクルとして、処理量で、２日間を２．０
ｍ３／ｄ　とし他の５日間は１．０ｍ３／ｄ　に減らす
ことで負荷変動をつけた。水質は、時間変動はあるもの
の、１日当りでみると、ＢＯＤは１７０ｍｇ／ｌ　前後
、Ｔ−Ｎは　２５ｍｇ／ｌ　前後と変らず、反応槽１へ
の負荷はほぼ水量変動に比例したものとなった。１日２
４時間の中の流入水量は一定とした。嫌気好気時間比ｘ
は、コンプレッサからの空気供給をＯＮ−ＯＦＦするこ
とで調節するが、本発明の実験では、負荷の大きい時（
６日、７日）は　０．５として、６０分ＯＮ、　６０分
ＯＦＦ　の繰返しとし、負荷の小さい１日〜５日目には
比率ｘを０．２５として３０分ＯＮ、９０分ＯＦＦ　を
繰返した。対照実験では、一律に比率を０．５　として
６０分ＯＮ、６０分ＯＦＦ　を７日間のサイクルを通し
て行った。

【００２３】反応槽１から直接引抜く余剰汚泥量は、余
剰汚泥の発生量が流入水量にほぼ比例することから、流
入水量に比例させて引抜量を決定した。すなわち、１〜
５日目で０．０５ｍ３／ｄ、６〜７日目で０．１ｍ３／
ｄ　とした。その結果、ＳＲＴは各々４０日と２０日と
なった。また、嫌気好気時間比ｘの設定により、本発明
ではＡＳＲＴは一定の２０日、対照実験では１〜５日目
が２０日、６〜７日目が１０日となった。なお、返送汚
泥は、反応槽内のＭＬＳＳがほぼ一定となるように流入
水量に比例させ、返送比　１００％とした。

【００２４】

【００２５】（３）　実験成績　　上記実験による成績
を図３に示す。本発明では、流入水量が少なく負荷が小
さい場合は好気時間を減少し、反対に、流入水量が大き
く負荷が大きい場合は好気時間を増すように、ＡＳＲＴ
を一定となるように制御したため、処理水中のＮＨ４−
Ｎ、ＮＯｘ−Ｎ濃度は安定して低く、Ｔ−Ｎ除去率とし
て約８０％を、一週間を通して確保している。

【００２６】これに対し、対象実験では、低負荷のとき
は硝化が進みＮＨ４−Ｎは低下するがＮＯｘ−Ｎが多く
残留し、反対に高負荷のときはＮＨ４−Ｎが多く残留す
る。このことは、高負荷時に合せた施設の設計を行ない
、運転条件を定めても、負荷変動が大きいと所定の性能
を発揮しないためである。

【００２７】この実験例では、高負荷に、本発明と対照
実験とで同じ負荷、処理条件であっても、ＮＨ４−Ｎの
硝化率に差が生じている。これは、硝化菌が大きな負荷
変動の中で活性を高い水準で保持されているかどうかの
違いによるものであり、本発明のようにＡＳＲＴを調整
することによって、低負荷時に好気時間を減らすような
工夫をすれば、常に一定量以上の負荷が硝化菌にかかる
ことになり、次に高負荷となっても活性が低下しないた
めである。

【００２８】実施例２（１）　　　本実施例は嫌気好気循環変法への実施の例
とするもので、使用した装置は図２に示すように、反応
槽１は、多段、この場合は５段に分かれ、１ａ〜１ｅと
縦列されており、各槽１ａ〜１ｅにそれぞれ撹拌装置５
，５と、ブロワーＢからの空気配管７にバブル８を介し
て接続された水中曝気装置６，６とが設置されており、
バブル８の開閉により空気の供給、停止が行なわれ、停
止すると嫌気状態での撹拌が行なわれ、空気を供給する
と好気状態となるようにされ、終端の槽１ｅからポンプ
Ｐ３　により始端の槽１ａに液が循環される。汚水は始
端の槽１ａに供給され、例えば前半の２槽１ａ，１ｂで
脱窒反応、後半の３槽１ｃ，１ｄ，１ｅで硝化反応が進
み、硝化された混合液の一部が循環され脱窒が生じるこ
とになる。汚泥混合液の引抜きは終端の槽１ｅの底部か
らポンプＰ２　により行なうようになっており、その他
の構成については実施例１と同様である。

【００２９】（２）　実験条件　　反応槽は各槽１ａ〜
１ｅがそれぞれ０．１ｍ３　（１００ｌ　）で、全体と
して０．５ｍ３　の容量である。実験条件は表２に示す
とおりであり、本発明では、流入する負荷量（≒処理水
量）に合せて余剰汚泥量を増減させるとともに、各槽１
ａ〜１ｅの運転方法を、嫌気、好気の選択を変更して、
反応槽１全体としての嫌気、好気の時間比率を実質的に
調節することにより、ＡＳＲＴをほぼ一定（８．４日〜
９日）に保持した。これに対し、対照実験では、余剰汚
泥量は同様な調整を行ったが、各槽１ａ〜１ｅの運転方
法は、負荷変動によらず一定とした。その結果として、
ＡＳＲＴは平日（１〜５日目）で１６．８日、週末（６
、７日目）で９日と変化した。

【００３０】上記の条件で、約１カ月の馴養を行なった
後データを採った。なお、循環液量は、全実験期間で０
．８ｍ３／ｄ　と一定とした。また、ＭＬＳＳは、流入
水量に対し、返送比率を　１００％とした結果、２８０
０〜３３００　ｍｇ／ｌ　の範囲であった。

【００３１】

【００３２】（３）　実験成績　　上記実験による成績
を表３に示す。本発明では、負荷変動に影響されず、Ｂ
ＯＤ，ＳＳおよび窒素は良好に除去できていることがわ
かる。これに対し、対照実験では、負荷の小さい平日では、Ｂ
ＯＤ，ＳＳの除去は良好であったが、硝化槽（好気槽）
の負荷が過小なため、ＮＨ４−Ｎは良好に処理されたが
、硝化循環液中の溶存酸素が高く、この持込みによって
、嫌気槽での脱窒が不十分になる結果となった。また、
週末においては、本発明と同じ処理条件での結果であり
ながら、窒素除去率が劣る結果となった。これは、硝化
菌が平日の低負荷時に、負荷が軽くなりすぎ、その活性
が低下しているところへ、週末の高負荷がかかり、それ
への対応ができなかったことによる。表３に示されるよ
うに、本発明では、負荷変動に影響されず、ＢＯＤ，Ｓ
Ｓおよび窒素は良好に除去できた。

【００３３】

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明は、流入負荷量に
応じたＳＲＴとなるように汚泥引抜量を調節するととも
に、実質的な好気時間比率を調節することにより、ＡＳ
ＲＴを一定に制御するようにしたので、硝化菌の負荷を
適切に保つことができ、大きな負荷変動にも活性を低下
せずに良好な処理ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施例に適用する装置の概要図で
ある。

【図２】同他の装置の概要図である。

【図３】実施例１の実験成績を示す図である。

【符号の説明】

１，１ａ〜１ｅ　　反応槽２　　水中エアレータ３　　沈澱池４　　濃縮沈澱池５　　撹拌装置６　　水中曝気装置７　　空気配管８　　バルブＢ　　ブロワーＣ　　コンプレッサＰ１　〜Ｐ３　　　ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

嫌気、好気を繰返して活性汚泥処理する反応槽に、汚泥
混合水の一部を直接系外に排出する引抜手段を設けて、
流入負荷量に応じたＳＲＴとなるように汚泥の引抜量を
調節するとともに、嫌気処理時間に対する好気処理時間
の実質的な比率を、流入負荷量に応じて調節することに
より、ＡＳＲＴを一定に制御するようにしたことを特徴
とする、汚水の活性汚泥処理法。