JPH09174071A - 有機性汚水の処理方法及び処理装置 - Google Patents

有機性汚水の処理方法及び処理装置

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JPH09174071A
JPH09174071A JP7341214A JP34121495A JPH09174071A JP H09174071 A JPH09174071 A JP H09174071A JP 7341214 A JP7341214 A JP 7341214A JP 34121495 A JP34121495 A JP 34121495A JP H09174071 A JPH09174071 A JP H09174071A
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sludge
ozone oxidation
aeration tank
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現在使用中の設備の改造して使用でき、排オ
ゾンガスを無公害化処理する装置が不必要であり、かつ
ほとんど余剰汚泥の発生がなく、オゾン接触槽で汚泥が
発泡することがない有機汚水の処理方法及び処理装置を
提供すること。 【解決手段】 有機性汚水の生物処理工程の曝気槽の前
段にオゾン酸化槽を設け、有機性汚水からなる原水をオ
ゾン酸化槽を経て曝気槽で生物処理した後、曝気槽から
流出する生物処理汚泥を固液分離し、処理水は系外に排
出すると共に、濃縮された分離汚泥は返送し、原水と共
にオゾン酸化槽に供給し、オゾン酸化槽にオゾンを間欠
的に、もしくはオゾンを時間の経過と共にその供給量が
増減するように供給することを特徴とする有機性汚水の
処理方法及び慣用の活性汚泥処理装置の曝気槽の汚水流
入端にオゾン酸化槽を設けてなる処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水などの有機性
汚水を生物処理する新技術、特に活性汚泥処理など汚水
の生物処理にともなう余剰汚泥発生量を著しく削減で
き、処理水質も向上できる新技術に関するものである。
また、既存の生物処理施設を容易に余剰汚泥削滅システ
ムに改造できる新技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、活性汚泥法などの生物処理に
ともなって発生する余剰汚泥量の削滅法として、例えば
以下に図2を用いて説明するように、生物処理工程の曝
気槽11からの生物処理汚泥12を固液分離した後、そ
の一部を曝気槽11に返送する返送汚泥ライン13とは
別に、ポンプ17によりライン14を経てオゾン接触槽
15に送液し、該オゾン接触槽15において汚泥をオゾ
ン酸化して可溶化し、該可溶化汚泥16を曝気槽11に
返送する技術が知られている。
【0003】しかし、前記技術を、本発明が追試してみ
たところ、次のような実用上の大きな問題点が認められ
た。すなわち、 1.オゾン接触槽14でオゾンを散気すると汚泥が激し
く発泡し、汚泥が槽から溢れ出す。この原因は、オゾン
の酸化作用によって汚泥から蛋白質が溶出し、その蛋白
質が散気によって激しく発泡してできた泡を安定化させ
るためであることが判明した。 2.曝気槽11とは別に、大容量のオゾン接触槽14が
必要である。 3.オゾン接触槽14から排出される排オゾンガスを無
公害化処理する装置が必要である。さらに、 4.固液分離手段から生物汚泥を引き抜くためのポンプ
17が、返送するためのポンプ18と別個に必要である
ため、ポンプの設備費とその運転コストがかかる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、実用上大き
な障害となる前記公知技術にある問題点を解決できる新
技術と該技術を実行するに適する装置を提供することを
課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、
(1)有機性汚水の生物処理工程の曝気槽の前段にオゾ
ン酸化槽を設け、有機性汚水からなる原水を前記オゾン
酸化槽を経て曝気槽で生物処理した後、前記曝気槽から
流出する生物処理汚泥を固液分離し、処理水は系外に排
出すると共に、濃縮された分離汚泥は返送し、前記原水
と共に前記オゾン酸化槽に供給し、前記オゾン酸化槽に
オゾンを間欠的に、もしくはオゾンを時間の経過と共に
その供給量が増減するように供給することを特徴とする
有機性汚水の処理方法と(2)空気など酸素含有ガスの
散気管を備えた曝気槽、沈殿槽または膜分離手段からな
る固液分離手段と固液分離手段から処理水を排出する排
出管と前記曝気槽への濃縮汚泥還流路とを備えた有機性
汚水の生物処理装置において、前記曝気槽の有機性汚水
流入端にオゾン酸化槽を設置し該槽内にオゾンを供給す
る手段を備えたことを特徴とする有機性汚水の処理装置
によって解決される。
【0006】本発明の骨子は、有機性汚水(原水)を生
物処理する前に、間欠的なオゾン処理を行うことによっ
て、原水中の色度成分やCODを除去し、また原水と同
時に流入する返送汚泥を可溶化して、生物処理にともな
って発生する余剰汚泥を削滅し、同時に処理水の水質向
上を図ることにある。また、本発明の大きい特徴は、慣
用の生物処理システムを利用しながら簡単な改造によっ
て前記効果が実現できることにある。すなわち、本発明
において曝気槽の前段に設けるオゾン酸化槽は曝気槽と
別個に設ける必要はなく、後に図示するように、オゾン
酸化槽は曝気槽の一部を隔壁で区画すれば良い。従っ
て、既設の活性汚泥処理槽が容易に本発明の方法のオゾ
ン酸化槽を併設した曝気槽に改造できる。
【0007】なお、オゾン酸化槽内にオゾンを間欠的
に、もしくはオゾンを時間の経過と共にその供給量が増
減するように供給するというオゾンの供給する仕方は、
オゾンを注入しない時間帯がある場合の他、時間の経過
と共に周期的に供給量が汚泥の可溶化に有効でない量で
ある供給の仕方を含むものであり、このようなオゾン供
給態様によって汚泥の可溶化が間欠的に行われることに
なる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の有機性汚水の生物処理工
程のフローを図1に示し、以下に図1を用いて本発明を
説明する。本発明の生物処理工程としては、活性汚泥法
のほかに、嫌気好気法、生物学的硝化脱窒素法などが採
用できるが、以下には標準的な活性汚泥法を採用した場
合について説明する。図1において、原水2をオゾン酸
化槽A内を通過させた後、曝気槽1においてBODなど
の汚濁物質を生物学的に処理して除去する。曝気槽1に
おける活性汚泥処理により発生した活性汚泥スラリ3
は、沈殿槽4に送液され、沈殿槽4において固液分離さ
れ、一方はBOD、COD、SS、窒素、リン、色度な
どが除去された処理水5として系外に排出する。他方沈
殿汚泥(返送汚泥6)は、汚泥返送ポンプ9により管路
7を通って曝気槽1の前段に設けたオゾン酸化槽Aに返
送される。
【0009】オゾン酸化槽Aへのオゾンガス8の供給
は、酸化槽Aの底部に間欠的にもしくは時間の経過と共
にその供給量が増減するように行われる。前記返送汚泥
6は管路7を通って(系外から供給される原水2と合流
して、)オゾン酸化槽Aに流入し、ここで例えば間欠的
に供給されるオゾン8により強力に酸化され、可溶化さ
れ、BOD成分を生成する。オゾン酸化槽Aでは管路7
を通って返送された返送汚泥6が原水2中のSSよりも
オゾンにより可溶化され易い。それは、返送汚泥6は生
物処理汚泥であり、生物処理汚泥は多量の微生物を含ん
でおり、オゾン酸化槽Aにオゾンガス8が注入される
と、オゾンの強い酸化力によりオゾン酸化槽Aに存在す
る生物処理汚泥中の多量の微生物の細胞壁及び細胞壁に
存在する菌体外高分子(ムコ多糖類など)が酸化されて
低分子化し、生物処理汚泥からBODが生成することに
なるからである。
【0010】曝気槽1では空気の曝気が行われ、ここで
は原水中に含まれる汚濁物質は通常の好気的生物処理が
進む。曝気槽1における活性汚泥処理により発生した活
性汚泥スラリ3は、沈殿槽4に送られ、沈殿槽4におい
て固液分離される。沈殿槽4で沈降・濃縮された沈殿汚
泥6は管路7を通ってオゾン酸化槽Aに供給される。一
方管路7を通ってオゾン酸化槽Aに供給された生物処理
汚泥はオゾンの作用により可溶化されており、これら可
溶化汚泥10は曝気槽1に入ると容易にBOD化され、
さらにBOD成分は生物学的に炭酸ガス、水に分解され
るので、オゾン酸化槽Aにオゾンが供給されている間沈
殿汚泥6は減量化する。すなわち、オゾン酸化槽Aには
オゾンは間欠的に供給されるべきで、もしオゾンを汚泥
の可溶化が起きるオゾン量(概略、汚泥SS重量あたり
3%)以上で連続的に供給すると返送汚泥の全てが可溶
化され、汚水の浄化に預かる微生物が曝気槽内に存在で
きなくなるので注意すべきである。
【0011】前記したようにオゾン酸化槽Aでは、オゾ
ンガス8の供給はオゾン酸化槽Aの底部に間欠的に注入
する方法の他に、その供給量が増減する供給方法も採用
できる。このような供給方法では、オゾンの供給が多い
時間帯は「汚泥の可溶化が起きる時間帯」であり、オゾ
ンの供給が少ない時間帯は「汚泥の可溶化が起きない時
間帯」となり、間欠的にオゾンを供給する場合と同じ効
果が得られる。「汚泥の可溶化が起きない時間帯」に相
当するオゾンの供給が少ない期間においても、オゾンは
原水の色度、CODなどを酸化し、処理水質を向上させ
る機能を果たす。従ってオゾン酸化槽Aでは、オゾンガ
ス8を原水2及び沈殿汚泥6の両者に接触させることが
重要である。
【0012】オゾンの間欠的な供給の周期は、供給オゾ
ンの濃度、原水のBODの濃度によって変化するので一
概にはいえないが、通常5〜10分間オゾンを供給し、
55〜50分間供給を停止するという条件が採用され
る。正確には前記供給の周期は実験的に決定する。オゾ
ンの添加量は、汚泥重量あたり3〜30%程度が好適で
あり、より好ましくは5〜15%程度である。オゾン量
が少な過ぎると汚泥可溶化が十分進まず、オゾンが過剰
であると、いたずらにオゾン添加コストが高くなる。従
って、時間の経過と共にオゾンの供給量を増減させる供
給方式を採用する場合、前記した「汚泥の可溶化が起き
ない時間帯」におけるオゾン供給量は汚泥SS重量あた
り3%以下、好ましくは1%以下である。
【0013】本発明においてオゾン酸化槽Aでは、オゾ
ンガスは微細気泡型の散気板から微細気泡状態で散気す
る。このように散気するとオゾンの微細気泡は、曝気槽
内を水面に向かって上昇する間に、原水、返送汚泥と接
触し、ほぼ完全にオゾンが吸収されるので、従来のよう
に、排オゾン処理設備は不要になる。また、オゾン接触
槽Aでは従来技術の「オゾン接触槽の汚泥の発泡トラブ
ル」は起きないことが確認された。なぜなら、オゾンと
接触した汚泥が原水の水流に乗って曝気槽に移動するの
で、オゾン曝気部の水面に泡が問題になるほど蓄積しな
いからである。また原水をオゾン酸化槽の水面上から落
下させると簡単に消泡できる。
【0014】オゾン接触槽Aで注入するオゾンの量は、
曝気槽内の活性汚泥濃度(MLSS)が所定の値(例え
ば3000〜5000mg/リットル)に維持されるよ
うに制御される。このように生物処理槽内のMLSSを
所定の値に維持することは曝気槽内にMLSS自動測定
器を設置することによって容易に可能である。通常、M
LSSを3000〜5000mg/リットルの値に維持
することは、汚泥の生物処理の効率を最も良くすること
になる。本発明におけるように余剰生物汚泥発生量をゼ
ロにするような汚泥消化方法によって生物処理槽内のM
LSSを所定の値に維持することが可能になる。
【0015】オゾン酸化槽Aでは、オゾンが原水とも接
触するので原水の色度を分解除去するほか難生物分解性
CODを生物分解性の良いCODに変化させる結果、処
理水の水質が向上する。さらに、オゾンにより活性汚泥
中の硝化菌の活性が高められるので、処理水のアンモニ
ア窒素が減少する。さらにオゾンは僅かであるが曝気槽
中の活性汚泥と接触するので、活性汚泥のバルキングの
原因となっている糸状菌の発生をこの少量のオゾンが抑
制し、活性汚泥の沈降性が向上する。糸状菌は少量のオ
ゾンにより増殖が著しく抑制されるからである。また、
オゾンの作用によりノカルヂアなどの放線菌による曝気
槽水面のスカムの発生を完全に防止できる。(放線菌は
オゾンによって容易に死滅する。)
【0016】
【実施例】
実施例1 図1の装置を用い、下水を対象として、本発明の生物処
理を行った。処理に使用した下水の水質を第1表に示
す。
【0017】
【表1】
【0018】下水を好気的生物処理する工程の条件など
を第2表に示す。なお、下水の曝気槽への供給量は1日
あたり24リットルである。
【0019】
【表2】
【0020】以上の条件で下水を好気的生物処理した後
生物処理汚泥を沈殿槽に移送して固液分離する。分離水
(処理水)は系外に排水する。一方、分離汚泥は1日あ
たり20リットルの返送速度で沈澱槽から0.8g/リ
ットルの固形物濃度の沈殿汚泥(返送汚泥)を汚泥返送
ポンプによりオゾン酸化槽に返送し、返送汚泥の可溶化
処理と原水のオゾン処理を行う。オゾン酸化槽における
オゾン添加率は、汚泥SSあたり5〜7%、オゾンの供
給サイクルは、1時間に5〜10分間オゾンを供給し、
55〜50分間はオゾンの供給を停止する間欠供給とし
た。
【0021】以上の条件で10ヶ月間処理を行った結
果、処理水の平均水質は、SS:5.2mg/リット
ル、BOD:6mg/リットル、COD:7mg/リッ
トルとなり極めて良好な水質の処理水が得られた。ま
た、この生物処理では余剰生物汚泥は発生しなかった。
また、活性汚泥のSVIは50〜90リットル/gと小
さく、活性汚泥の沈降性は小さく良好であり、バルキン
グは認められなかった。また、曝気槽の水面から排出さ
れるオゾン濃度は0.1ppm以下であった。
【0022】
【発明の効果】本発明の生物処理により次のような効果
が得られた。 1.生物処理工程から余剰生物汚泥は発生せず、かつオ
ゾンが返送汚泥だけでなく、原水とも接触するので処理
水のCOD、色度が減少する。 2.糸状菌の増殖がオゾンにより抑制されるのでバルキ
ングが起きない。 3.ノカルヂアなどのスカムの生成の原因となる放線菌
が発生しない。 4.既存の曝気槽の一部をオゾン酸化槽に利用できるの
で、別個のオゾン接触槽を新設する必要がない。 3.排オゾンの処理設備が要らない。 4.生物処理槽から汚泥を引き抜き、オゾン接触槽に供
給するためのポンプは、沈殿槽からの移送ポンプで兼用
でき、不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機性汚水の処理工程のフローの1例
を示す説明図である。
【図2】生物処理槽中の生物汚泥を別ラインでオゾン可
溶化処理し生物処理槽に戻す工程を備えた有機性汚水の
処理工程のフローの従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 曝気槽 2 原水 3 スラリ 4 沈殿槽 5 処理水 6 返送汚泥(分離汚泥) 7 管路 8 オゾン 9 汚泥返送ポンプ 10 可溶化汚泥 11 曝気槽 12 生物処理汚泥 13 返送汚泥ライン 14 ライン 15 オゾン接触槽 16 可溶化汚泥 17 ポンプ 18 ポンプ A オゾン酸化槽

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性汚水の生物処理工程の曝気槽の前
    段にオゾン酸化槽を設け、有機性汚水からなる原水を前
    記オゾン酸化槽を経て曝気槽で生物処理した後、前記曝
    気槽から流出する生物処理汚泥を固液分離し、処理水は
    系外に排出すると共に、濃縮された分離汚泥は返送し、
    前記原水と共に前記オゾン酸化槽に供給し、前記オゾン
    酸化槽にオゾンを間欠的に、もしくはオゾンを時間の経
    過と共にその供給量が増減するように供給することを特
    徴とする有機性汚水の処理方法。
  2. 【請求項2】 空気など酸素含有ガスの散気管を備えた
    曝気槽、沈殿槽または膜分離手段からなる固液分離手段
    と固液分離手段から処理水を排出する排出管と前記曝気
    槽への濃縮汚泥還流路とを備えた有機性汚水の生物処理
    装置において、前記曝気槽の有機性汚水流入端にオゾン
    酸化槽を設置し該槽内にオゾンを供給する手段を備えた
    ことを特徴とする有機性汚水の処理装置。
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