JPS6316199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は水産加工廃水、人畜し尿廃水、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。

この発明の発明者等はこの発明の出願と同時に
提出した特許願において、従来の活性汚泥法によ
る有機性物質を含む廃水の生物学的処理に代わる
有用な生物学的処理方法を提案した。この生物学
的処理方法の特徴とするところを、第１図及び第
２図に示すフローシートに基づいて説明すると、
有機性物質を含む廃水を調整槽１から嫌気槽２、
強曝気槽３、分離装置４へと順に送ると共に分離
装置４で分離された汚泥を強曝気槽３へ返送させ
る廃水処理循環系であつて、前記嫌気槽２におい
ては、調整槽１から送られた廃水を該嫌気槽２中
に生息している通気性嫌気性細菌を含む嫌気性細
菌が増殖し得る状態を維持するのに適した曝気量
で曝気し、前記強曝気槽３においては、上記嫌気
槽２から供給される通性嫌気性細菌を含む嫌気性
汚泥を含んだ廃水と上記分離装置４から返送され
るズーグレア（Zoogloea）属を含む好気性細菌
を含んだ好気性汚泥を混合し凝集させて新たな汚
泥を生成させた廃水を強曝気してズーグレア
（Zoogloea）属を含む好気性細菌が活発化した状
態とした後、この廃水を分離装置４へ送つて廃水
と汚泥を分離し、この分離した汚泥を上記強曝気
槽３の入口へ返送すると共に残余の汚泥と分離し
た廃水は廃水処理循環系外へ排出する点と、前記
特徴とする点に加えて前記分離装置４から強曝気
槽３の入口へ返送する汚泥を再曝気槽５を経由さ
せるところにある。

このような生物学的処理方法は、従来の活性汚
泥法に較べて、廃水の汚泥濃度のいかんにかかわ
らず処理することができるために、廃水を稀釈す
る必要がなく、その結果、諸装置の小型化を図る
ことができると共に、運転管理が簡素化され、更
に曝気量が少なくてよいためにランニングコスト
が減少されるなどの種々の特長を有している。

しかしながら、廃水の汚濁成分や汚濁濃度の急
変、気象条件の変化、あるいはその他の物理化学
的条件に変動があつた場合には、廃水処理循環系
内の細菌の生存条件がこれら諸要因に伴つて変動
して円滑な廃水処理が行えなくなり、この結果、
廃水処理循環系を安定させるために多大の労力を
必要とする欠点があつた。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたも
のであつて、廃水の汚濁成分が汚濁濃度の急変、
気象条件の変化、あるいはその他の物理化学的変
化が生じた場合であつても廃水処理循環系を安定
させて円滑な廃水処理を行うことを目的とし、そ
の特徴とするところは、前記同時提案の発明にお
ける嫌気槽内の廃水の一部を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
この活性化タンクにおいて嫌気槽におけるのと同
一条件の曝気撹拌を行つた後、活性化タンク内の
廃水を嫌気槽へ戻すようにしたところにある。

この発明方法を第３図乃至第６図に示すフロー
シートに基づいて説明する。

まず、第３図及び第４図のフローシートに基づ
いて第１の発明を説明する。

この第１の発明方法は、廃水を調整槽１から嫌
気槽２及び強曝気槽３を通じて分離装置４へ送る
と共に、分離装置４で生成された汚泥を強曝気槽
３入口へ返送させると共に嫌気槽２に設けた活性
化タンク６によつて嫌気槽２内の廃水を活発化さ
せるものである。

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る。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（Lactobacillus）属、ペデイオ
コツカス（Pediococcus）属、ストレプトコツカ
ス（Streptococcus）属、バチルス（Bacillus）
属等に属する細菌が含まれた嫌気性細菌群であれ
ばよい。これら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嫌気槽２の中にあらか
じめ投入しておくことにより以後は嫌気槽２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、畜産し尿廃水、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、通常は嫌気槽２へ連続的に定量ずつ給
水されるが、バツチ処理の場合には一括して給水
される。

嫌気槽２においては、調整槽１から送られる廃
水を溜めて送風機７から送り込まれる空気によつ
て曝気撹拌される。この曝気は、嫌気槽２の中の
嫌気性細菌の主体をなす通性嫌気性細菌を活発化
させるために廃水中の溶存酸素を微量に提供する
ためと、廃水の弱い撹拌のためであるから、弱い
曝気でよいことが経験的、実験的に判明してい
る。具体的には従来の活性汚泥法における曝気槽
の曝気量の通常約10分の１以下の弱い曝気でよ
く、これより多い量の曝気を行うと、廃水の撹拌
は十分に行われるものの、通性嫌気性細菌が不活
発な状態となつて嫌気性汚泥が生成されず、本槽
２の曝気の目的に反することとなるからである。
このような条件に合致した曝機を行うことによつ
て、嫌気槽２内においては、通性嫌気性細菌を含
む嫌気性細菌が増殖されて、この嫌気性細菌の嫌
気性汚泥を含む廃水が強曝気槽３へ供給される
が、この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８によつて
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
おける同一条件の曝気撹拌を送風機７から送られ
る空気によつて行つた後、この活性化タンク６内
の廃水を嫌気槽２へ房す。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から千分の
１程度でよい。又、Ｃ／Ｎ比は10乃至25の範囲内
において廃水の汚濁成分によつて適宜選択調整さ
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から千分の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
その他の理由によつて必要に応じて滞留時間を延
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
バツチ処理が標準であるが、廃水組成が嫌気性細
菌の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つているために、これを嫌気
槽２へ戻すことによつて、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ツ
チ処理は、廃水組成によつては連続して行つても
よいが、廃水の諸条件の変化に伴つて処理系が円
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
30℃以上32℃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調整槽１と嫌気槽２を一つ
にまとめて、これら２つの槽１，２の役目を兼ね
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。

強曝気槽３の入口においては、前記嫌気槽２か
ら供給される通性嫌気性細菌を含む嫌気性細菌を
含んだ嫌気性汚泥の廃水と、分離装置４から返送
される好気性細菌が活発化した好気性汚泥が混合
投入される。この両者の投入量は固形物濃度で等
量は若しくは好気性汚泥が少し多い目に投入され
る。そして、これらの２つの種類の異る汚泥はそ
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、フア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
にお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つ
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、同一又は類似の
汚濁成分の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、汚濁成分の異つた廃水から生
成された好気性汚泥と嫌気性汚泥との間には、ほ
とんど凝集力が生じ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、フア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。

このようにして、新たに生成された嫌気性細菌
と好気性細菌が共に顕在化した状態にある汚泥を
含む廃水を、強曝気槽３において強曝気して、こ
の新たに生成された汚泥を全体としてズーグレア
（Zoogloea）属を含む好気性細菌が活発化した好
気的状態としてから、分離装置４へ送る。この強
曝気槽３における強曝気によつて分離装置４にお
ける廃水と汚泥の分離が容易に行われると共に、
廃水の浄化がより促進される。

この分離装置４において、嫌気性汚泥と好気性
汚泥の凝集効果を一段と高めるためには、無機系
凝集剤とくに鉄系の凝集剤を使用することが好ま
しい。

このようにして、新たに生成した汚泥は分離装
置４で液体部分と分離して図外のポンプによつて
前記の通り嫌気槽２から供給される廃水と混合し
て強曝気槽３へ必要量だけ返送される。ズーグレ
ア（Zoogloea）属を含む好気性細菌は、強曝気
槽３並びに前記分離装置４の間を循環しつつ増殖
されるので、運転開始前に投入されたものが以後
そのまゝ使用される。分離装置４は第２図に示す
沈降槽形式のものに限定されず、その他の機械
的、物理的手段による分離装置をも含むものであ
る。

強曝気槽３の入口へ必要量だけ返送した残余の
汚泥は、汚泥脱水機９によつて固液分離されて、
固体部分はこの廃水処理循環系外へ排出され、液
体部分は分離装置４で汚泥を除去した残余の液体
部分と共に、この廃水処理循環系外へ処理水とし
て排出される。この際、これら液体部分の汚濁濃
度が規制値以上である場合には、高次処理工程１
０によつて必要な処理が施されて汚濁濃度が規制
値以下に押えられた後に処理水として排出され
る。この高次処理工程１０としては、砂ろ過によ
るもの、従来の活性汚泥法などの生物処理による
ものなどがある。高次処理工程１０が活性汚泥法
等の生物処理による場合、発生した汚泥は前記強
曝気槽３へ返送すれば、同一廃水処理循環系内で
すべて処理することができる。

尚、嫌気槽２においては該嫌気槽２の中へ運転
開始前に投入された通性嫌気性細菌を含む嫌気性
細菌が自然増殖されているが、嫌気槽２における
廃水濃度が低いなどの理由により通性嫌気性細菌
が自然増殖する条件を満足し得ないような場合に
は、第４図に示すように、分離装置４で液体部分
と分離した汚泥の一部を嫌気槽２へ返送するよう
にしてもよい。この汚泥を返送することにより、
嫌気性細菌の増殖に適した環境条件が満たされ
る。

次に、第５図及び第６図に示すフローシートに
基づいて、第２の発明を以下説明する。

この第２の発明と、第３図及び第４図に基づい
て説明した前記第１の発明と異るところは、分離
装置４で分離された汚泥を再曝気槽５を経由して
強曝気槽３の入口へ返送する点のみで、他の点は
第１の発明と同じであるので、その共通部分の詳
細な説明は省略し、異る点のみの説明を加える。

第５図において、分離装置４で分離された汚泥
は前工程の強曝気槽３における強曝気によつて好
気性細菌が活発化した好気性汚泥の状態になつて
いるが、原液廃水の汚濁濃度が比較的に薄い場合
のように、嫌気槽２からの廃水と分離装置４から
返送される汚泥の混合による凝集が十分に行われ
難い場合には、分離装置４によつて分離された好
気性汚泥を再曝気槽５により更に一層好気化させ
ることによつて、前記凝集が効率良く行え、廃水
の浄化作用が促進されるのである。

第６図は、再曝気槽５でより好気化された汚泥
の一部を嫌気槽２へも返送して、嫌気槽２におけ
る嫌気性細菌の増殖に適した環境条件を満たす場
合のフローシートで、第１の発明における第４図
に対応するものである。

又、以上の２つの系において、通性嫌気性細菌
の一種である乳酸菌属細菌を含む嫌気性細菌を使
用した場合には、嫌気槽２における嫌気的条件の
下での腐敗細菌の増殖に伴う腐敗状態の進行が阻
止され、従つて腐敗臭の発生が防止されると共
に、汚泥脱水機９で液体部分を取り除いた固体部
分を放置状態に置いても腐敗の進行が遅延し、従
つて汚泥による二次公害をもたらさない。

以上の説明においては、嫌気槽２、強曝気槽
３、再曝気槽５及び活性化タンク６における曝気
撹拌を送風機７からの空気供給により行う例につ
いて述べたが、他の手段による曝気撹拌であつて
もよいのは勿論である。

上記の説明からも明らかなようり、この発明方
法は、廃水を調整槽１、嫌気槽２、強曝気槽３、
分離装置４へと順に送ると共に、分離装置４で分
離された汚泥を再び強曝気槽３の入口へ返送され
る廃水処理循環系、あるいは、前記系における分
離装置４で分離された汚泥を再曝気槽５を経由し
て前記強曝気槽３入口へ返送する廃水処理循環系
において、嫌気槽２に活性化タンク６を設けて、
嫌気槽２内の廃水をこれら活性化タンク６に導い
て、嫌気性細菌を活発化させた後に再び元の嫌気
槽２へ戻すようにしたものであるから、嫌気槽２
内の細菌も活発化して、廃水中に含まれる微生物
が活性化された状態、すなわち、廃水中の有機物
の分解に適した状態となるように調整されるため
に、廃水処理系の安定化を図ることができる。従
つて、廃水の汚濁成分や、汚濁濃度が急変した場
合、気象条件の変化、その他の物理化学的変化に
も十分に対応することができると共に、円滑な効
率良い廃水処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、活性化タンクを設けない
廃水処理循環系のフローシート、第３図及び第４
図は、第１の発明のフローシート例、第５図及び
第６図は、第２の発明のフローシート例をそれぞ
れ示す。 １…調整槽、２…嫌気槽、３…強曝気槽、４…
分離装置、５…再曝気槽、６…活性化タンク。

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、
   強曝気槽、分離装置へと順に送ると共に分離装置
   で分離された汚泥を強曝気槽へ返送させる廃水処
   理循環系であつて、前記嫌気槽においては、調整
   槽から送られた廃水を該嫌気槽中に生息している
   通性嫌気性細菌を含む嫌気性細菌が増殖し得る状
   態を維持するのに適した曝気量で曝気し、前記強
   曝気槽においては、上記嫌気槽から供給される通
   性嫌気性細菌を含む嫌気性汚泥を含んだ廃水と上
   記分離装置から返送されるズーグレア
   （Zoogloea）属を含む好気性細菌を含んだ好気性
   汚泥を混合し凝集させて新たな汚泥を生成させた
   廃水を強曝気してズーグレア（Zoogloea）属を
   含む好気性細菌が活発化した状態とした後、この
   廃水を分離装置へ送つて廃水と汚泥を分離し、こ
   の分離した汚泥を上記強曝気槽の入口へ返送する
   と共に残余の汚泥と分離した廃水は廃水処理循環
   系外へ排出し、更に、前記嫌気槽内の廃水の一部
   を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の活性化タンク内におい
   て嫌気槽におけるのと同一条件の曝気撹拌を行つ
   た後、活性化タンク内の廃水を嫌気槽へ戻すこと
   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。 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、
   強曝気槽、分離装置へと順に送ると共に分離装置
   で分離された汚泥を再曝気槽を経由して、強曝気
   槽へ返送させる廃水処理循環系であつて、前記嫌
   気槽においては、調整槽から送られた廃水を該嫌
   気槽中に生息している通性嫌気性細菌を含む嫌気
   性細菌が増殖し得る状態を維持するのに適した曝
   気量で曝気し、前記強曝気槽においては、上記嫌
   気槽から供給される通性嫌気性細菌を含む嫌気性
   汚泥を含んだ廃水と上記分離装置から再曝気槽を
   経由して返送されるズーグレア（Zoogloea）属
   を含む好気性細菌を含んだ好気性汚泥を混合し凝
   集させて新たな汚泥を生成させた廃水を強曝気し
   てズーグレア（Zoogloea）属を含む好気性細菌
   が活発化した状態とした後、この廃水を分離装置
   へ送つて廃水と汚泥を分離し、この分離した汚泥
   を再曝気槽へ供給すると共に残余の汚泥と分離し
   た廃水は廃水処理循環系外へ排出し、更に、前記
   嫌気槽内の廃水の一部を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の
   活性化タンク内において嫌気槽におけるのと同一
   条件の曝気撹拌を行つた後、活性化タンク内の廃
   水を嫌気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。