JPS5998799A - 有機性物質を含む廃水の生物学的処理方法 - Google Patents

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】 この発明は水産加工廃水、人畜し原廃水、農産加工廃水
などの有機性物質を含む廃水の生物学的処理方法に関す
る。

周知のように、この種の廃水の生物学的処理方法として
は、第１図に示すような工程からなる活性汚泥法が従前
から使用されている。この方法は、廃水を一旦調整槽Ａ
に溜めて、必要に応じて液性の均一化、栄養源の添加、
ＰＨ調節などの作業を施した後、その一定量を連続的に
曝気槽Ｂへ給水する。この曝気槽Ｂに一定時間滞留中に
、廃水の有機性物質が、送風機Ｃから送り込まれる空気
により活発に活動している好気性細菌によって酸化分解
されて、活性汚泥（フロック）が形成され、この活性汚
泥と共に廃水が沈降分離槽りに送られる。そして、沈降
分離槽りにおいても、一定時　。

間滞留させて、活性汚泥と上澄液を分離させ、上澄液は
処理水として放流される。一方、沈降した活性汚泥は、
汚泥ポンプＥによって一部を曝気槽Ｂへ返送して循環使
用し曝気槽Ｂ内の活性汚泥濃度を保持して、好気性細菌
による酸化分解に役立たせている。曝気槽Ｂへ返送した
残余の活性汚泥は余剰汚泥として、前記循環系外へ引き
出して汚泥脱水機Ｆにより液体と固体に分離され、固体
は埋立、投棄等の処分がなされる。

このような従来の活性汚泥法においては、廃水のＢＯＤ
ｉ度が高い場合には、好気性細菌による酸化分解が進行
しないために、所定のＢＯＤ濃度以上の廃水を活性汚泥
法で処理する場合には、稀釈水を多量に加えてＢＯＤ濃
度を低下させる必要がある。そして、この稀釈水による
廃水量の増加に伴い、曝気槽Ｂ等が大型化し運転管理が
複雑になるのに加えて、稀釈水の給水施設等の諸経費の
増加、さらには曝気槽Ｂにおける曝気量の増大に伴う送
風機Ｃの動力費の増加などの種々の欠点を伴なっている
。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、廃
水のＢｏＤｉ；ｉ度いかんにかかわらず、極めて効率良
く処理することにより運転経費の軽減化、装置の小型化
、運転管理の単純化を図ることを目的とし、その特徴と
するところは、第１の発明においては、調整槽から送ら
れる廃水を嫌気槽において通性嫌気性細菌を含む嫌気性
細菌が顕在化した嫌気性汚泥状態を維持するのに通した
曝気量で曝気した後に、沈降分離槽から返送される好気
性汚泥と混合凝集し２強曝気槽で強曝気してから、好気
槽へ送って再び曝気して好気好気性汚泥を生成させた後
、沈降分離槽で沈降分離し上澄液を処理水として系外へ
排出し、沈降した好気性汚泥を前記のようにこの廃水処
理循環系内へ返送する廃水処理循環系を形成すると共に
、嫌気槽及び好気槽の廃水の一部をそれぞれ別の活性化
タンクに取り出してＣ／Ｎ比の調整と無機物の添加を行
い、且つ、これらの活性化タンク内において、廃水を取
り出した元の各種におけるのと同一条件の曝気攪拌を行
った後、それぞれの活性化タンク内の廃水を元の各種へ
戻すよ、うにしたところにあり、第２の発明においては
、第１の発明における沈降分離槽よりの好気性汚泥を上
記嫌気槽からの嫌気性汚泥と共に前記と同様の活性タン
クを具備した再曝気槽に集めて曝気して好気性汚泥の状
態としたものを、嫌気槽からの嫌気性汚泥と混合凝集さ
せて強拍気槽へ送るところにある。

この第１の発明を第２図を参照しつつ以下詳細に説明す
る。

この第１の発明は、廃水を調整槽１から嫌気槽２、強拍
気槽３、好気ｊＭ４、沈降分離槽５へと順に送り該沈降
分離槽５で沈降分離した好気性汚泥を強拍気槽３の入口
へ返送させる廃水処理循環系を形成すると共に、嫌気槽
２、好気槽３の廃水をそれぞれ別の活性化タンク６．７
に取り出して、Ｃ／Ｎの調整と無機物の添加を行い、更
に廃水を取り出した元の各種２．４におけるのと同一条
件の曝気攪拌を所定時間行った後に、元の嫌気槽２及び
好気ｊＷ４へ活性化タンク６．７の廃水を戻すようにし
たものである。

この廃水処理循環系で作用する細菌のうち、好気性細菌
としてはズーグレア（Ｚｏｏｇｌｏｅａ）属が主体で、
その他酵母等も含まれ、嫌気性細菌としては一部好気的
性質を有する通性嫌気性細菌、例えば、乳酸菌（Ｌａｃ
ｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ　）属、ペディオコッカス（Ｐｅ
ｄｉｏｃｏｃｃｕｓ　）属、ストレプトコッカス（Ｓｔ
ｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　）属、バチルス（Ｂａｃｉｌ
ｌｕｓ）属等に属する細菌が必須で、その他偏性嫌気性
細菌も含まれてもよい。これらの好気性細菌及び嫌気性
細菌は廃水処理循環系の運転開始前に該系の中にあらか
じめ投入おくことにより以後は該系の中で自然増殖した
ものが使用される。

廃水は、水産加工廃水、畜産し原廃水、農産加工廃水、
その他の有機性物質を含む廃水であればその種類を問わ
ずにすべてこの発明方法で処理することができる。

この廃水はまず調整槽１に集められ、ここで必要に応じ
て液性の均一化、栄養源の添加、ＰＨ調節などの作業が
行われる。そして、所定時間滞留させた後に、一定量が
連続的に嫌気槽２へ給水される。

嫌気槽２においては、前記調整槽ｌから送られた廃水が
送風機８から送り込まれる空気によって曝気される。こ
の曝気は、廃水を弱く攪拌する目的と、嫌気性細菌の主
体をなす通性嫌気性細菌を顕在化させるため廃水に溶存
酸素を微量に提供する目的のためであるから、単位汚渇
物質当りの曝気量は従来の活性汚泥法の曝気槽における
曝気量の通常約１０分の１以下の弱い曝気でよいことが
経験的、実験的に判明している。これより多い量の曝気
を行うと、廃水の攪拌は十分に行われるものの嫌気性細
菌が潜在化して曝気の目的に反することとなるためであ
る。このような条件に合致した曝気を行うことにより、
嫌気槽２内においては、嫌気性１■菌が顕在化した嫌気
性汚泥が生息している状態が維持される。

上記のように通性嫌気性細菌を含む嫌気性細菌が生息し
ている嫌気槽２内の廃水を、ポンプ９によって活性化タ
ンク６に導いて、Ｃ／Ｎ比の調整と無機物の添加を行う
と共に、所定時間の間嫌気槽２におけるのと同一条件の
陽気攪拌を送風機８から送られる空気によって行った後
、この活性化タンク６内の廃水を嫌気槽２へ戻す。この
活性化タンク６の容量は通常嫌気槽２の容量の百分の１
から十分の１程度でよい。又、Ｃ／Ｎ比は１０乃至２５
の範囲内において廃水の汚濡成分によって適宜選択ｔＲ
Ｊ整される。このＣ／Ｎ比の調整は廃水中に含まれる嫌
気性細菌を活性化し、その増殖速度を速めるために行う
ものであるが、Ｃ／Ｎ比が高い場合には尿素等窒素成分
を加えて低下させ、Ｃ／Ｎ比が低い場合には、廃糖密等
の炭素成分を加えて高くされる。無機物の添加は、Ｃ／
Ｎ比の調整と同様、廃水中に含まれる嫌気性細菌を活性
化し、その増殖速度を速めるために行うものであるが、
通常活性硅酸５０％程度をベースに、その他の必要な塩
類５０％程度を含む溶液を、活性化タンク６容量の３百
分の１から十分の１程度添加する。活性化タンク６内で
廃水を滞留させる時間は、廃水中に存在する通性嫌気性
細菌の分裂時間の１０倍程度、具体的には２時間３０分
程度が標準であるが、廃水の条件その他の理由によって
必要に応して滞留時間を延長又は短縮する。この活性化
タンク６への嫌気槽２内の廃水の供給は、前記した所定
量を一括して供給して前記処理を施した後、再び活性化
タンク６内の廃水を一括して嫌気槽２内へ戻すいわゆる
バッチ処理が標準であるが、廃水組成が嫌気性細菌な生
育に特に適さない場合においては一定量を連続的に供給
してもよい。活性化タンク６で処理された廃水は、前記
したように嫌気性細菌が活性化しており、有機物の微生
物分解を促進するのに最も適した状態となっているため
に、これを嫌気槽２へ戻すことによって、嫌気槽２内の
廃水もこの活性化タンク６から戻された廃水と同様に有
機物の微生物分解の促進に適した状態すなわち廃水中の
嫌気性細菌が活性化した状態となるのである。この活性
化タンク６における前記廃水のバッチ処理は、廃水組成
によっては連続して行ってもよいが、廃水の諸条件の変
化に伴って処理系が円滑に運転できなくなる可能性が生
じた時だけ連続して行うようにしてもよい。活性化タン
ク６内の廃水の温度は、嫌気槽２内の廃水の温度に対し
て±１０℃以内の範囲が望ましいが、最も望ましくは３
０℃以上３２°Ｃ以下である。

尚、前記調整槽１と嫌気槽２は廃水の性質あるいは諸般
の事情によりｍ接種１と嫌気槽２を一つにまとめてこれ
ら２つの槽１．２を兼ねる調整嫌気槽とすることができ
るが、これはこの発明方法の技術的範囲に含まれるもの
である。

強拍気槽３においては、前記嫌気槽２から供給される嫌
気性汚泥と前記沈降分離槽５からのズーグレア（Ｚｏｏ
ｇｌｏｅａ　）属細菌を含む好気性汚泥が混合したもの
が投入される。この両者の混合量は固形物濃度で等量か
好気性汚泥が少し多い目に混合される。この２つの種類
の異なる汚泥はそれぞれ相反する物理化学的性質を有し
ており、これら相反する物理化学的性質のうち、クーロ
ン力、ファンデルワールス力による好気性汚泥と嫌気性
汚泥との親和性の増大、並びに２つの汚泥間ににけるあ
る種の高分子間結合反応の形成及び好気性細菌により形
成された粘膜による粘着力などの相乗効果により、２つ
の汚泥間における強固な凝集力がもたらされる。この強
固な凝集力並びに凝集の進行に伴う溶解成分の取り込み
効果によって、好気性細菌と嫌気性細菌が共に顕在化し
た新たな汚泥が生成されると共に、廃水の浄化作用が促
進されるのである。ちなみに、同一廃水から生成された
好気性汚泥と嫌気性汚泥は、上記のような強固な凝集力
を有するが、これに反して、異った廃水から生成された
好気性汚泥と嫌気性汚泥との間には、はとんど凝集力が
生しないことが実験的に判明している。このことは、凝
集反応が、単にクーロン力、ファンデルワールス力にの
みによるものではなく、ある種の高分子間結合反応の存
在を示すものである。嫌気性細菌としては、前記した通
性嫌気性細菌の添加が不可欠であるが、通性嫌気性細菌
として乳酸菌属細菌を含ませた場合には、この乳酸菌の
作用によって、嫌気性汚泥の生成が助長され強固な凝集
効果が一段と増大すると同時に、嫌気槽２における嫌気
的条件の元での腐敗細菌の増殖に伴う腐敗状態の進行が
遅延され、従って腐敗臭の発生が防止される効果がある
。

このようにして、新たに生成した汚泥は、汚泥凝集力が
弱いために全体に柔らかい汚泥となっているので、強拍
気槽３において送風機６からの空気で短時間の間だけ強
曝気して１．汚泥の表面を堅固にした後に好気槽４へ送
る。

好気槽４においては、このようにして表面が強固となっ
た汚泥を送風機６からの空気によって曝気して、ズーグ
レア（Ｚｏｏｇｌｏｅａ）属細菌を含む好気性細菌が活
発化した好気性汚泥とすることＧこより、−眉の廃水の
浄化を行う。と同時に、好気槽４内の好気性細菌が顕在
化し嫌気性細菌が潜在化した好気性汚泥を含む廃水を、
ポンプ１０によって活性化タンク７に導いて、Ｃ／Ｎ比
の調整と無機物の添加を行うと共に、所定時間の間好気
槽４における同一条件の曝気攪拌を送風機８から送られ
る空気によって行った後、この活性化タンク７内の廃水
を好気槽４へ戻す。この活性化タンク７の容量は、通當
好気槽４の容量の百分の１から十分の１程度でよい。好
ましいＣ／Ｎ比の範囲、Ｃ／Ｎ比の調整の仕方、無機物
の添加、活性化タンク７内における廃水の曝気攪拌のた
めの滞留時間、ハツチ処理が標準である点等は前記嫌気
槽２の活性化タンク６０個所で説明した内容と、本活性
化タンク７の設置目的が好気性細菌を活発化させる点で
あるのを除いて同じである。活性化クンクツ内の廃水の
温度条件については、好気槽４内の廃水の温度に対して
±５℃の範囲が望ましし１が、張も望ましいのは２５℃
以上２７°Ｃ以下である。ここで、前記嫌気［２に設け
た活性化タンク６内の廃水の温度と差異が生じるのは、
対象とする翠■凹群の外的温度条件に対する拠動が異な
ることによるものである。

沈降分離槽５には、上述のようにして生成された好気的
細菌カに活発化した好気性汚泥を含む・廃７Ｊ（が一定
量連続的に入れられる。そして、この沈ト茅分離槽５に
おいて一定時間滞留後に沈降分ｉ％ｌｔされた好気性汚
泥は汚泥ポンプ１１によって、前記のように、強拍気槽
３の入口へと返送され、残余のに子気性汚泥はこの廃水
処理循環系外へ引き恢力入れて汚泥脱水機１２によって
固液分離されて、固体音ド分はその性質に応じて種々の
目的に使用される力く、この好気性汚泥に潜在化してい
る通性嫌気性Ｘ■菌の主体が乳酸菌属細菌である場合に
おしべでＧよ、この引抜き汚泥は乳酸菌属細菌等の嫌気
性細菌のイ乍用により、放置状態においても腐敗が進行
せず、従つて、汚泥による二次公害はもたらされなし１
゜一方、沈降分離槽５における上澄液は処理〕ととして
放流される。

次ぎに、第２の発明方法を第３図の記載に基づいて第１
の発明方法との相違について説明し、共通点は同符号を
付してその説明を省略する。

すなわち、この第２の発明方法は、沈降分離槽５で沈降
分離した好気性汚泥を嫌気ｊ’ｌ１２から送られる嫌気
性汚泥を含む廃水と共に再曝気槽１３において再曝気し
た後に、嫌気槽２からの嫌気性汚泥を含む廃水と混合８
集して強拍気槽３−・送るようにしたところが、第１の
発明方法と異なるところである。この第２の発明の廃水
処理循環系は、第１の発明方法における廃水処理循環系
での廃水浄化が促進されること等によって、沈降分離槽
５て沈降分離した好気性汚泥の濃度が薄い場合において
、嫌気槽２からの嫌気性汚泥と再曝気槽１３で曝気する
ことにより、濃度の濃いズーグレア（Ｚｏｏｇｌｏｅａ
）属細菌を含む好気性細菌が顕在化した好気性汚泥を生
成し、この好気性汚泥と嫌気槽２からの嫌気性汚泥を含
む廃水と混合凝集させることにより、汚泥の生成効率を
高め、廃水の浄化作用をより一層促進させるためである
。

又、この再曝気槽１３においても、該槽１３内の廃水を
ポンプ１４によって、活性化タンク１５に取り出してＣ
／Ｎ比の調整と無機物の添加を行い、且つ、この活性化
タンク１５内において、再曝気槽１３におけるのと同一
条件の曝気攪拌を行った後、活性化タンク１５内の廃水
を再曝気槽１３へ戻す。活性化タンク１５の容量、好ま
しいＣ／Ｎ比の範囲、Ｃ／Ｎ比の調整の仕方、無機物の
添加等は好気［４と同じである。

尚、前記第１及び第２の発明方法の嫌気槽２においては
、運転開始前に投入された通性嫌気性細菌を含む嫌気性
細菌が曝気によって廃水の流出入にもかかわらず増殖し
続けて嫌気性汚泥を生成しているが、廃水の汚濁濃度が
諸種の理由によって減少した場合には前記嫌気性細菌の
増殖が不可能となることも生じ得るので、第４図及び第
５図に示すように、沈降分離槽５の好気性汚泥を、嫌気
槽２へも返送する廃水処理循環系とすることができる。

これらの系の場合には、好気性汚泥中に潜在化している
嫌気性細菌が嫌気槽２で前記した曝気によって顕在化し
増殖することができるからである。従って、これらの系
においては、嫌気槽２を出た廃水中には、嫌気性細菌が
顕在化し好気性細菌が潜在化した嫌気性汚泥が含まれて
いるが、この嫌気性汚泥を含む廃水と沈降分！’Ｓｔｔ
槽５から返送される好気性細菌が顕在化し嫌気性細菌が
潜在化している好気性汚泥が混合されて新たな汚泥を生
成するのは、前記２つの系と同様である。又、これらの
系の場合には、前記沈降分離槽５で沈降分離されて返送
される好気性汚泥の嫌気槽２、強拍気槽３の入口又は再
曝気槽１３への分配返送量は、嫌気槽２への返送量が最
も少く、再曝気槽１３又は強拍気槽３人口への返送量の
約１０分の１以下である。この理由は、嫌気槽２への好
気性汚泥の返送は、好気性汚泥中に潜在化している嫌気
性細菌を廃水と混合して、嫌気槽２内における嫌気的条
件でこれら嫌気性細菌を増殖するためであるので少くて
よいが、再曝気槽１３又は強拍気槽３の入口においては
、廃水処理効果を高めるために多量の返送が必要となる
のである。しかし、廃水の汚濁濃度が極端に低い場合に
は、嫌気槽２への返送量を前記量以上に返送したり、あ
るいは、嫌気槽２出口において、図外の嫌気沈降槽を設
けて得た嫌気濃縮汚泥を嫌気槽２に直接戻すなどの対策
を講じる必要がある。通性嫌気性細菌に乳酸菌属細菌を
含ませた場合の効果については、前記２つの系と同じで
ある。

上記の第２図及び第３図に示す第１の発明及び第２の発
明の２つの廃水処理循環系或いは第４図及び第５図に示
す系の説明において、嫌気槽２、強拍気槽３、好気槽４
及び再曝気槽１３における曝気を送風機８から送り込ま
れる空気によって行う例について説明したが、これに代
えて、他の手段による曝気であってもよいのは勿論であ
る。

以上の説明から明らかなように、この発明方法は、同一
廃水処理循環系内において、好気性細菌が顕在化し嫌気
性細菌が潜在化した好気性汚泥と嫌気性細菌が顕在化し
た嫌気性汚泥を生成し、次に、これら２つの相反する物
理化学的性質を有する汚泥を混合することによって生じ
る親和性の増大及び粘着力などの相乗効果により生じる
強固な凝集力と凝集の進行に伴う熔解成分の取り込み効
果によって、好気性細菌と嫌気性細菌が共に顕在化した
新たな汚泥を生成すると共に好気性汚泥の作用により廃
水の浄化を行うものである。

そして、これらの新たな汚泥の生成により廃水のＢＯＤ
濃度は激減されるために、廃水のＢＯＤ濃度が高い場合
であっても、従来の活性汚泥法のように廃水を稀釈して
ＢＯＤ濃度を低下させる必要はなくなるので、廃水量は
増加せず、従って好気槽等は小型のものでよくなり廃水
処理施設全体も小型化されると共に運転管理が単純化さ
れる効果がある。更に、稀釈水の不要に伴う給水施設の
諸経費の軽減化、好気槽の小型化並びに汚濁負荷の減少
に伴って曝気量も少（でよいために送風機の動力費が軽
減されるなど運転経費の大巾な軽減化を図ることができ
る。更に又、通性嫌気性細菌として乳酸菌属細菌が含ま
れた場合には悪臭の発生等の二次公害の発生が阻止され
る。又、強曝気槽を設けることによって汚泥の表面を堅
固にすることができるので、好気槽における汚泥の再溶
出を防止できる。更に、再曝気槽を設けて、嫌気槽から
の嫌気性汚泥と沈降分離槽からの好気性汚泥を再曝気し
て濃度の濃い好気性汚泥を生成するようにした第２の発
明においては、沈降分離槽からの返送好気性汚泥の濃度
が低い場合であっても、廃水処理することが可能となる
。更に又、嫌気槽、好気槽、再曝気槽内の廃水を活性化
するようにしたので、各種における細菌き増殖作用が促
進される結果、処理時間を短縮し効率のよい処理を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の活性汚泥法の一般的なフローシート、第
２図乃至第５図はこの発明方法のフローシート側倒をそ
れぞれ示す。 ■−調整槽、２−嫌気槽、３−強曝気槽、４−好気槽、
５−沈降分離槽、６．７．１５−活性化タンク、１３−
再曝気槽。 手続補正書（自発） 特許庁長官　若杉和夫殿 】、事件の表示 昭和５７年特許願第２０９０９０号 ２、発明の名称 有機性物質を含む廃水の生物学的処理方法３、？ｉｌｉ
正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名　内水　　護 ４、代理人　〒５３０電話大阪０６　（３６１）　３８
３１住所　大阪市北区太融町２番２１号 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、？ｉｌｉ正の内容 （］）　　発明の詳細な説明の欄 ■　明細書第５頁第２行目 「好気好気性」を「好気性」に補正する。 ■　明！ｉｌ書第６頁第７行目 ｒＣ／Ｎの」をｒＣ／Ｎ比の」に補正する。 ■　明細書第９頁第１８行目 「細菌な生育」を「細菌の生育」に補正する。 ■　明細書第１１真第４行目 「混合量」を「投入量」に補正する。 ■　明細書第１１頁第１０行目 「ににける」を「における」に補正する。 ■　明細書第１２頁第１１行目 「元での」を１下での」に補正する。 ■　明細書第１４頁第１９行目 「汚泥による」を「汚泥の腐敗臭による」に補正する。 ■　明細書第２０頁第１０行目 「細菌き」を「細菌の」に補正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　有機性物質を含む廃水を調整槽から嫌気槽、強拍
   気槽、好気槽及び沈降分離槽へと順に送ると共に沈降分
   離槽で沈降分離した好気性汚泥を前記強拍気槽の入口へ
   返送させる廃水処理循環系であって、前記嫌気槽及び好
   気槽の廃水の一部をそれぞれ別の活性化タンクに取り出
   してＣ／Ｎ比の調整と無機物の添加を行い、且つ、これ
   らの活性化タンク内において、廃水を取り出した元の各
   種におけるのと同一条件の曝気攪拌を行った後、それぞ
   れの活性化タンク内の廃水を元の各種へ戻すことを特徴
   とする有機性物質を含む廃水の生物学的処理方法。 ２、　前記通性嫌気性細菌が乳酸菌属細菌を含む通性嫌
   気性細菌である特許請求の範囲第１項記載の有機性物質
   を含む廃水の生物学的処理方法。 ３、　有機性物質を含む廃水を調整槽から嫌気槽、再曝
   気槽、強拍気槽、好気槽及び沈降分離槽へと送ると共に
   沈降分離槽で沈降分離した好気性汚泥を前記再曝気槽を
   経由して前記強拍気槽の入口へ前記嫌気槽からの廃水と
   混合させるため返送させる廃水処理循環系であって、前
   記嫌気槽、再曝気槽及び好気槽の廃水の一部をそれぞれ
   別の活性化タンクに取り出してＣ／Ｎ比の調整と無機物
   の添加を行い、且つ、これらの活性化タンク内において
   、廃水を取り出した元の各種におけるのと同一条件の曝
   気攪拌を行った後、それぞれの活性化タンク内の廃水を
   元の各槽へ戻すことを特徴とする有機性物質を含む廃水
   の生物学的処理方法。 ４、　前記通性嫌気性細菌が乳酸菌属細菌を含む通性嫌
   気性細菌である特許請求の範囲第３項記載の有機性物質
   を含む廃水の生物学的処理方法。