JPH0970596A - 有機排水の生物学的処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルキングを生じることなく恒常的に安定、
且つ大量の排水を処理することが出来る活性汚泥法によ
る有機排水の処理方法を提供すること。 【解決手段】 有機排水を、曝気槽を少なくとも２槽以
上直列に連結した曝気槽間を、最先の曝気槽から順次後
段の曝気槽に移行させて生物学的に処理するに際し、排
水が最先から順次後段の曝気槽に移行するにつれてＢＯ
Ｄが段階的に減少するように処理することを特徴とする
有機排水の生物学的処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機排水の生物学的
処理方法に関し、更に詳しくは、バルキングが防止さ
れ、高効率で大水量の有機排水の処理が可能な有機排水
の生物学的処理方法に関する。

【０００２】有機排水の処理法として活性汚泥法は処理
水の水質が良好であること、運転費用が安い等の利点が
あり、広く採用されている。活性汚泥法における最大の
弱点は、活性汚泥の沈降分離が困難となり、排水の処理
が不能となるバルキングの発生である。バルキングは、
大部分は、活性汚泥中にスフェロチルス等の糸状菌が繁
殖し、フロック状になり易いズーグレア菌等に対して優
先種となり、その結果フロック間の接着が行われず、活
性汚泥は沈降せずに処理水中に懸濁浮遊する。バルキン
グが生じた活性汚泥は、処理水と一緒に流出してしま
い、曝気槽内の活性汚泥濃度を適正に維持することが困
難となり、正常な活性汚泥処理が出来なくなると共に、
処理水中の懸濁物質濃度が許容限度以上に高くなってし
まう。

【０００３】バルキングの発生は、排水の基質組成、Ｂ
ＯＤ負荷、操作条件等の多くの誘発因子により支配され
ており、その因果関係は複雑で、未だ充分な解明はなさ
れていない。従来から、曝気槽の混合形態とバルキング
の間に密接な関係があることが経験的に知られており、
完全混合方式の曝気槽に比べて押し流れ方式あるいは曝
気層を２つ以上の区画に分割した押し流れ方式に近い混
合方式の方が、バルキング防止の点からは有利であるこ
とが分かっている。これも安定した処理が継続している
場合にのみ期待できるものであり、何等かの変動が生じ
た場合にも有効なバルキング防止技術は未だ確立されて
いないのが実情である。

【０００４】上記の混合方式を加味したバルキング防止
方法として、沈澱槽からの返送汚泥の一部を活性汚泥の
濃度が所定量となるように原水槽に返送し、この原水と
活性汚泥の混合液を、曝気槽の前半部を少なくとも４分
割した曝気槽の最初の分割部に送ると共にこの分割部で
返送汚泥と更に混合して曝気する方法（特開昭５８−１
７４２９１号公報）、少なくとも６槽に分割された曝気
槽で排水を処理する際に、返送汚泥を最前槽及び次段槽
に返送し、次段槽以降の活性汚泥濃度を通常の活性汚泥
法おいて一般的に採用されている濃度に維持し、次段槽
の活性汚泥濃度が最前槽の２．５倍以上となるように最
前槽の濃度を調整して曝気する方法（特開昭５８−１９
３７９０号公報）等が提案されているが、これらの方法
でもバルキング防止は不十分であり、更なる改善が必要
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような実
情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、バル
キングを生じることなく恒常的に安定、且つ大量の排水
を処理することが出来る活性汚泥法による有機排水の処
理方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は以下の本発
明によって達成される。即ち、本発明は、直列に連結さ
れた少なくとも２槽の曝気槽と沈澱槽からなる排水処理
装置で有機排水を生物学的に処理するに際し、有機排水
が最初の曝気槽から順次後段の曝気槽に移行するにつれ
て、有機排水のＢＯＤが順次段階的に減少するように処
理することを特徴とする有機排水の生物学的処理方法で
ある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に好ましい実施の形態を挙げ
て本発明を詳細に説明する。本発明の特徴は、（１）有
機排水を、直列に連結した少なくとも２槽の曝気槽で、
最先の曝気槽から順次後段の曝気槽へ移行させながら処
理すること、（２）曝気槽での処理を、最初の２つの曝
気槽で原有機排水中のＢＯＤ濃度が８０〜９５％減少す
るように処理することである。本発明では、食品工業か
ら化学工業、繊維・染色、紙・パルプ、廃棄物処理、家
庭排水までの広範の排水を処理することが出来る。以下
に上記の各要件について説明する。

【０００８】（１）曝気槽 前記したように、曝気槽を複数に分割して、最先の分割
部から次位の分割部へと順次移行させながら排水を汚泥
と混合曝気処理する押し流れ方式に近い混合方式の方
が、曝気槽を分割せずに混合する完全混合方式よりバル
キング防止の点からは有利であることが経験的に知られ
ている。本発明では、曝気槽を複数直列に連結し、最初
の曝気槽から順次後部の曝気槽へと排水を移行させなが
ら活性汚泥と混合して曝気処理を行ってＢＯＤ濃度を所
定の範囲に低下させる。

【０００９】曝気槽の容量は、処理する排水量や排水の
ＢＯＤ濃度等に従って適宜選択することが出来、特に限
定されないが、例えば、１０〜５００ｍ³ 程度が目安で
ある。曝気槽の容量は、全ての曝気槽が同一の容量であ
っても、異なる容量であっても、又、同じ容量と異なる
容量のものが混在するもの等であっても構わない。直列
に連結する曝気槽の数は、少なくとも２槽以上であり、
処理排水量が多くなる程多数連結することが望ましい。
２槽未満ではバルキング防止は困難である。好ましくは
３〜１０槽である。

【００１０】曝気槽は、従来公知のいずれの曝気槽も使
用することが出来、特に限定されないが、設置面積が小
さくて済み、且つそれ自体もバルキング防止効果を有す
る深槽型曝気槽が好ましい曝気槽として挙げられる。既
設の曝気槽に増設して本発明方法を実施する場合には、
特に深槽型曝気槽が適している。深槽型曝気槽は、井戸
型の曝気槽であり、深さが５０〜１５０ｍに及ぶものは
超深槽曝気槽（ディープシャフト）と称される。

【００１１】深槽型曝気槽は、底部を有する外円筒内に
上下開放端を有する内円筒が設置された構造を有してい
る。該曝気槽による排水の処理は次のようにして行われ
る。内円筒（下降部）上部に導入された排水及び活性汚
泥は円筒内を下降し、下端部に達した排水と活性汚泥の
混合液は両円筒の隙間（上昇部）を上昇し、更に、下降
・上昇を繰り返す循環流が形成されるように下降部及び
上昇部に空気を送り、循環流形成以後は下降部にのみ空
気を供給して曝気を行うことによって排水の処理が行わ
れる。この方式によれば活性汚泥による有機物の処理速
度が速く、バルキングが防止される効果が得られる利点
もある。

【００１２】本発明で深槽型曝気槽を使用する場合に
は、基本的構造は前記と同じであるが、深さは、処理す
る排水の量や排水のＢＯＤ濃度等により相違し、適宜決
定すればよく、特に限定されない。例えば、２０〜１０
０ｍ程度である。

【００１３】（２）曝気槽間のＢＯＤ濃度差 本発明においては、有機排水は連結された最初の曝気槽
から最後の曝気槽に移行するまでの間にＢＯＤ濃度が順
次段階的に減少するように、即ち、最初の曝気槽でＢＯ
Ｄ濃度は最大であり、最後の曝気槽では最小となるよう
に各曝気槽で処理することがバルキングを防止する為に
必要である。

【００１４】曝気槽間のＢＯＤ濃度差は、処理する排水
のＢＯＤ濃度や連結する曝気槽の数によって相違はある
が、有機排水は最初の曝気槽と次の曝気槽において、原
有機排水中のＢＯＤ濃度が８０〜９５重量％減少する
（処理後のＢＯＤ濃度が原有機排水のＢＯＤ濃度の２０
〜５重量％となる）ように処理することが好ましい。
又、３槽目以後の曝気槽においては、沈澱槽から排出さ
れる処理済水のＢＯＤ濃度が所定の濃度となるようにＢ
ＯＤ濃度を順次段階的に減少させればよいが、いずれの
曝気槽においてもＢＯＤ濃度が前段の曝気槽におけるＢ
ＯＤ濃度の５０重量％以下になるように処理することが
好ましい。

【００１５】上記のようなＢＯＤの濃度勾配を最初〜最
後の曝気槽間に設ける方法は、特に限定されないが、例
えば、曝気槽間に活性汚泥濃度差を設ける方法、各曝気
槽の活性汚泥濃度は通常の活性汚泥法における場合と同
じであるが、各曝気槽における排水の滞留時間（処理時
間）を変える方法、活性汚泥濃度差と滞留時間差を組み
合わせる方法等が挙げられる。

【００１６】活性汚泥濃度差を設ける方法としては、例
えば、３槽以上の曝気槽を連結する場合、最初の曝気槽
には３槽目以後の最後の曝気槽の混合液を返送し、沈澱
槽からの返送汚泥を２番目の曝気槽に返送し、最初の曝
気槽の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を１００〜１０００ｍ
ｇ／ｌに維持する方法が特に好ましい方法として挙げら
れるが、沈澱槽からの返送汚泥の一部を最初の曝気槽
に、残りを２番目の曝気槽に返送する方法によっても同
じ効果を得ることが出来る。

【００１７】滞留時間を変える方法としは、例えば、最
初と次の曝気槽の容量を曝気槽全体の容量の１／１０づ
つにする方法等が挙げられるが、この方法でも必要なＢ
ＯＤ濃度勾配を設けることが出来る。

【００１８】連結された複数の曝気槽を順次移行しなが
ら処理された有機排水は、最後の曝気槽から沈澱槽に送
られ、ここで活性汚泥と上澄み水に分離され、上澄み水
は処理水として放流される。活性汚泥は一部は返送汚泥
として曝気槽に返送される。尚、有機排水が生物難分解
性の有機物を含んでいる場合には、処理水を更に化学酸
化法等の他の処理方法を用いて処理することによって、
ＢＯＤ濃度を所定の濃度に減少させることができる。

【００１９】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体
的に説明する。 実施例１〜４、比較例１ 表１に示す合成排水を用い、処理の安定性と活性汚泥の
沈降性について、従来の活性汚泥法（１槽の曝気槽によ
る処理）と本発明の処理方法の比較を行った。尚、本合
成排水は極めて糸状性菌が発生し易いことが知られてい
る。

【００２０】従来の方法は、５０リットルの完全混合型
の曝気槽と２５リットルの沈澱槽からなる活性汚泥処理
ベンチプラントを用いて行った。本発明の方法は、上記
の曝気槽の前に１〜２個の５リットルの曝気槽（曝気槽
Ｉ、ＩＩ）を連結した場合と、上記の曝気槽の前に深層
曝気槽のモデルとして加圧浮上装置の加圧水タンクに類
似した５リットルの加圧タンク（圧力１０ｋｇ／ｃｍ
² ）を１〜２槽（曝気槽ＩＩＩ、ＩＶ）連結した場合に
ついて行った。実験では、排水ＢＯＤ濃度１０００ｍｇ
／ｌ、ＢＯＤ容積負荷を０．６ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ³ ・ｄ
ａｙで行った。処理１日目及び２８日目の各曝気槽の活
性汚泥濃度及びＢＯＤ濃度を表２及び表３に示す。又表
４には処理１日目〜３５日目の沈澱槽から排出される処
理済水のＳＳ、ＢＯＤ、ＳＶ₃₀及びＳＶＩを示す。本実
験では、沈澱槽からの返送汚泥の全量を１槽目の曝気槽
に返送した。

【００２１】

【表１】合成排水の組成 グルコース ７２０ｍｇ／ｌ スターチ ４００ｍｇ／ｌ ペプトン ３２０ｍｇ／ｌ 尿 素 １６ｍｇ／ｌリン酸一カリ ４０ｍｇ／ｌ ｐＨ ７．３ ＢＯＤ １０００ｍｇ／ｌ 窒 素 ５０ｍｇ／ｌリン １０ｍｇ／ｌ

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】

【表４】

【００２５】完全混合型曝気槽だけを用いた処理では、
１週間で糸状性細菌によるバルキング現象がの発生が認
められ、汚泥の沈降悪化現象とそれに伴う処理水質の悪
化が認められる。一方、 完全混合型曝気槽の前に曝気
槽（Ｉ、ＩＩ）を設けた場合（実施例１及び２）には、
糸状性細菌の発生にによる汚泥の沈降不良が認められる
ものの、汚泥の流出は認められず、従って、処理水質も
ほとんど悪化はしない。又、完全混合型曝気槽の前に加
圧タンクを用いた曝気槽（ＩＩＩ、ＩＶ）を設けた場合
（実施例３及び４）には、糸状性細菌の発生にによる汚
泥の沈降不良はほとんど観察されず、処理水質は良好で
あった。

【００２６】

【発明の効果】以上の本発明によれば、バルキングを発
生させることなく有機排水を生物学的に高効率で処理す
ることが出来るメインテナンスフリーの排水の生物学的
処理方法が提供される。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列に連結された少なくとも２槽の曝気
   槽と沈澱槽からなる排水処理装置で有機排水を生物学的
   に処理するに際し、有機排水が最初の曝気槽から順次後
   段の曝気槽に移行するにつれて、有機排水のＢＯＤが順
   次段階的に減少するように処理することを特徴とする有
   機排水の生物学的処理方法。
2. 【請求項２】 最初の２つの曝気槽において原有機排水
   のＢＯＤ濃度が８０〜９５％減少するように処理するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の有機排水の生物学的処
   理方法。
3. 【請求項３】 有機排水を３槽以上の曝気槽で処理する
   場合、最初の曝気槽に３槽目以後の曝気槽混合液を、２
   番目の曝気槽には沈澱槽からの返送汚泥をそれぞれ流入
   させる請求項１に記載の有機排水の生物学的処理方法。
4. 【請求項４】 曝気槽が深層型曝気槽である請求項１〜
   ３のいずれかに記載の有機排水の生物学的処理方法。