WO2006109715A1 - 有機性廃水の生物処理方法及び生物処理装置 - Google Patents

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WO2006109715A1
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bacteria
treatment tank
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Shigeki Fujishima
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Kurita Water Industries Ltd.
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a biological treatment method and apparatus for treating organic wastewater by an activated sludge method or the like, and in particular, organic wastewater capable of reducing excess sludge generated by biological treatment of organic wastewater.
  • the present invention relates to a biological treatment method and apparatus.
  • the activated sludge method has the advantages of being able to obtain treated water of good quality and being easy to maintain. It is widely used as a method for treating various organic wastewater such as wastewater.
  • the volumetric load of BOD (organic matter expressed in terms of biochemical oxygen consumption) to the activated sludge tank that performs activated sludge treatment is as low as about 0.5 to 0.8 kgZm 3 Z days. For this reason, it is necessary to enlarge the activated sludge tank in order to cope with high loads, and there is a problem that a large installation area is required.
  • a fluidized bed system in which a carrier is added to an activated sludge tank is known!
  • the bacteria are retained on the carrier, so that the concentration of bacteria in the activated sludge tank can be increased and the BOD volumetric load can be increased to 3 kgZm 3 Z days.
  • more surplus sludge is generated than in the normal activated sludge method, and more specifically, about 30% of the biodegraded BOD is generated.
  • a high BOD load is applied to the first stage treatment tank. Suppress the growth of protozoa to prevent bacterial aggregation, and introduce activated sludge treated water containing dispersible bacteria and flowing out of the first-stage treatment tank into the second-stage treatment tank.
  • the second-stage treatment tank holds protozoa that prey on dispersible bacteria, so that the dispersal bacteria are preyed on by the protozoa, thereby reducing excess sludge and agglomeration of biological communities. Progresses. For this reason, microbial aggregates (sludge) with good sedimentation are formed in the second stage treatment tank, and clear treated water can be obtained by solid-liquid separation of the effluent from the second stage treatment tank.
  • Patent Document 2 discloses a biological treatment apparatus in which a feed refinement tank is provided between an activated sludge tank and a microbiological holding tank.
  • phagocytosis by protozoa is carried out by dispersing flocculated bacteria and maintaining them in the micro-organism holding tank in the subsequent stage by performing ultrasonic treatment or the like in the feed refinement tank. Promote.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 55-20649
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 57-74082
  • the present invention has been made in view of the above problems, and organic waste water that can stably hold a certain amount of micro organisms in a micro organism holding tank and can stably reduce the amount of excess sludge generated. It is an object to provide a biological treatment method and apparatus. Means for solving the problem
  • the present invention provides a micro-organism by supplying either or both of a bacterial substrate and a dispersible bacterium to a tank holding a micro-organism, and causing a predetermined amount of the dispersible bacterium to exist in the tank. Securing the food for the organisms to proliferate the micro-organisms, and use the micro-organisms that have proliferated to promote the reduction of excess sludge. More specifically, the present invention provides the following.
  • a biological treatment method in which organic wastewater containing organic matter is introduced into a biological treatment tank for biological treatment, and the effluent from the biological treatment tank is solid-liquid separated into sludge and treated water, A biological treatment step for converting the organic wastewater into bacteria in the biological treatment tank using the organic matter as a substrate, and the generated sludge containing the bacteria is introduced into the sludge treatment tank to be eaten by micro-organisms to reduce sludge.
  • a biological treatment method of organic wastewater comprising adding a substrate assimilated to bacteria and Z or dispersible bacteria produced using the organic matter as a substrate to the sludge treatment tank of the sludge reduction step .
  • a first biological treatment is performed in which an organic wastewater containing an organic substance is introduced into a first biological treatment tank, and the organic substance is used as a substrate to generate dispersible bacteria.
  • An effluent that flows out from the first biological treatment step containing the step and the dispersible bacteria is introduced into a second biological treatment tank to feed the dispersible bacteria into the micro organisms, and
  • the sludge treatment tank contains a substrate and Z or first that are assimilated by dispersible bacteria. Add dispersible bacteria produced in a biological treatment tank Biological treatment method of organic wastewater according to (1).
  • a part of the organic wastewater to be introduced into the biological treatment step and a substrate that is assimilated by Z or bacteria are introduced into a dispersive bacteria culture tank in parallel with the biological treatment tank, and dispersible bacteria are
  • the sludge reduction step further includes a step of reducing the sludge by introducing a part or all of the generated sludge in the biological treatment step into the sludge treatment tank to prey on the micro organisms.
  • An organic wastewater containing organic matter is introduced to produce bacteria using the organic matter as a substrate, a biological treatment tank for performing biological treatment, and a treatment liquid flowing out from the biological treatment tank is subjected to solid-liquid separation and treated water And a solid-liquid separation means for obtaining sludge, and a sludge treatment tank for holding micro organisms and introducing the sludge to prey on the micro organisms, and the substrate utilized by bacteria in the sludge treatment tank And a biological treatment apparatus for organic wastewater provided with an adding means for adding dispersible bacteria produced using Z or the organic substance as a substrate.
  • the biological treatment tank is anaerobic biological treatment that biologically decomposes organic matter under anaerobic conditions, and an anaerobic biological treatment tank that biologically decomposes organic matter. It may be a tank. However, since anaerobic bacteria that decompose organic matter anaerobically have a slow growth rate, it is preferable to use an aerobic biological treatment tank to obtain a high reaction rate.
  • a biological treatment system in the biological treatment process an arbitrary system such as a floating system or a fluidized bed system can be adopted.
  • the floating type include an activated sludge method in which a sedimentation basin is provided after the biological treatment tank, and a membrane type activated sludge method in which the suspended sludge is filtered through a membrane and solid-liquid separated.
  • the activated sludge method in which a sedimentation basin is provided after the biological treatment tank also includes a treatment method in which the sludge separated in the solid-liquid separation in the sedimentation basin is returned to the biological treatment tank as return sludge.
  • various fluid fillers can be filled as a carrier for holding bacteria.
  • the material of the carrier there are no limitations on the material of the carrier, and there are inorganic substances such as ash, sand, activated carbon, and ceramic, synthetic resins, and organic substances such as cellulose (including cellulose derivatives).
  • Synthetic resins include polyurethane, polyethylene, polypropylene, polystyrene, and polybutyl alcohol.
  • a foaming agent is suitable for these synthetic resins.
  • a foam that is appropriately mixed and foamed is porous with a network structure and can be suitably used.
  • carrier which uses a gel-like substance as a raw material.
  • the shape of the carrier is not limited, and examples thereof include granular, cylindrical, honeycomb, thread-like, corrugated, etc. Examples of granular carrier shapes include spheres, pellets, and rectangles.
  • a carrier having a size of about 0.1 to about LOm m can be suitably used.
  • the filling rate of the carrier is preferably about 1 to 20% in bulk volume per biological treatment tank.
  • HRT hydroaulic residence time
  • L volume of the biological treatment tank
  • the amount of sludge in the tank is the existing amount of microorganisms (sludge) in the biological treatment tank, and is obtained from Equation 2.
  • the amount of extracted sludge is the amount of microorganisms (sludge) discharged from the biological treatment tank.
  • the effluent flowing out from the biological treatment process contains bacteria grown using organic substances contained in the organic wastewater as a substrate.
  • the effluent is treated in a solid-liquid separation process, etc., and the produced sludge is gathered and bacteria is flocked.
  • this generated sludge is supplied to the sludge treatment tank, and the substrate and Z or organic matter that are utilized by bacteria are utilized and produced. Add a certain amount of dispersible bacteria so that microbes can easily prey on them. As a result, food necessary for growing a predetermined amount of micro-organisms is secured, so that it is possible to prevent the micro-organisms in the sludge treatment tank from decreasing, and a stable sludge reduction effect can be obtained.
  • a predetermined amount of dispersible bacteria may be grown in the sludge treatment tank by adding a substrate that is assimilated to the bacteria to the sludge treatment tank.
  • a substrate organic substances contained in organic wastewater that is the liquid to be treated in the biological treatment process, organic substances remaining in the effluent flowing out of the biological treatment process, etc. can be used, and other additives can be used. May be used.
  • both the substrate and dispersible sludge may be added to the sludge treatment tank.
  • the amount of the substrate and Z or dispersible bacteria added is preferably an amount necessary to produce dispersible bacteria sufficient to grow a predetermined amount of micro-organisms in the sludge treatment tank. Yes. Specifically, it is recommended to add 0.1% or more, especially 5 to 20% by weight of the COD (organic matter expressed in terms of chemical oxygen consumption) of the sludge supplied to the sludge treatment tank.
  • the term "generated sludge" introduced into the sludge treatment tank refers to sludge produced in the biological treatment tank in the biological treatment process provided in the preceding stage of the sludge treatment tank.
  • the biological treatment process is divided into a first biological treatment process and a second biological treatment process, and dispersible bacteria are grown in the first biological treatment process.
  • the biological treatment is performed, and then in the second biological treatment step, the dispersal bacteria are preyed by the micro-organisms. Thereby, sludge reduction is realized more efficiently.
  • the generated sludge obtained in the second biological treatment step is drawn directly from the second biological treatment tank, or a solid-liquid separation means is provided downstream of the second biological treatment tank. By installing it, it is separated into solid and liquid and sent to the sludge treatment tank in the subsequent sludge reduction process.
  • biological treatment is also performed in which the organic matter remaining in the effluent of the first biological treatment process power is decomposed by bacteria. Therefore, in the invention described in (2), is excess sludge stable? If the amount can be reduced sufficiently, a good quality of treated water can be obtained.
  • the dispersible bacteria per se or a substrate for generating dispersible bacteria is added to the sludge treatment tank.
  • sludge is added as in the invention described in (5).
  • Substances that serve as nutrients for micro-organisms may be added to the treatment tank.
  • lipids that are particularly preferred for substances containing lipids include phospholipids, free fatty acids, sterols, and the like.
  • substances containing phospholipids such as lysophospholipids and lecithin can be suitably used.
  • rice bran, beer pomace, oil pomace, sugar beet lees, shellfish flour, eggshell, vegetable extract, fish meat, various amino acids, various vitamins, and the like can be used as nutrients.
  • the sludge residence time in the sludge treatment tank is relatively long in order to prevent the outflow of micro-organisms. Specifically, as in the invention described in (6), 2 to 30 days. It is preferable that
  • a sedimentation tank can be provided at the subsequent stage of the sludge treatment tank to return the sludge.
  • solid-liquid separation can be performed using a dehydrator or a membrane, and only the solid content can remain in the sludge reduction tank.
  • the membrane for example, an immersion membrane can be provided in the sludge treatment tank.
  • the present invention by adding a substrate that is assimilated to bacteria and Z or dispersible bacteria to a sludge treatment tank that holds microbes such as protozoa, the reduction of microbes is prevented. In addition, a high weight loss rate of excess sludge can be obtained and stable treatment can be performed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a biological treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a biological treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a biological treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a biological treatment apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an organic wastewater biological treatment apparatus (hereinafter simply referred to as “treatment apparatus”) 11 according to a first embodiment of the present invention.
  • the treatment apparatus 11 includes a first activated sludge tank 21 as a biological treatment tank, a second activated sludge tank 31, and a solid-liquid A sedimentation basin 41 as a separation means and a sludge treatment tank 51 are provided.
  • the first activated sludge tank 21 and the second activated sludge tank 31 are the first connection pipe 35
  • the second activated sludge tank 31 and the settling tank 41 are the second connection pipe 45
  • 51 is sludge channel 66, which is connected in series with each other.
  • a raw water channel 25 is connected to the entrance side of the first activated sludge tank 21, and a bypass channel 26 as an adding means branches from this raw water channel 25, and the end of the no-pass channel 26 is sludge treated. Connected to tank 51. In the middle of the sludge channel 66, the first sludge channel 67 and the return sludge channel 68 are connected, and the end of the return sludge channel 68 is connected to the second activated sludge tank 31.
  • pipes for supplying organic waste water other than raw water may be connected to the sludge treatment tank 51 as an addition means!
  • organic wastewater such as sewage and industrial wastewater is introduced into the first activated sludge tank 21 from the raw waterway 25 as treated water.
  • the organic wastewater is mixed with the activated sludge retained in the first activated sludge tank 21 and the first biological treatment (activated sludge treatment) process is performed to biodegrade the organic matter contained in the organic wastewater. To do.
  • the first activated sludge tank 21 preferably has a pH of 6 to 8, a BOD volumetric load of 1 kg / m 3 / day or more, an HRT of 4 hours or less, Oxygen-containing gas such as air is supplied from a gas supply means (not shown) such as an ejector, and high load operation is performed under aerobic conditions.
  • the first biological treatment process most of organic substances (70% or more in this embodiment) contained in the organic wastewater introduced as the treated water are biodegraded.
  • the first activated sludge tank 21 is small and operated at a high load, the bacteria that have grown by utilizing organic substances are contained in the effluent in a dispersed state without flocking, and the first activated sludge tank 21 Escape from 21.
  • This effluent is introduced into the second activated sludge tank 31 through the first connection pipe 35 and the second biological treatment (activated sludge treatment) step is performed.
  • the second activated sludge tank 31 also has a worm and a micro-organism, and preferably has a pH of 6 to 8 and a BOD sludge load of 0.1 kgZkg-SSZ or less from a gas supply means (not shown). Operate under aerobic conditions by supplying oxygen-containing gas.
  • the second activated sludge tank 31 has an SRT of 40 days or less, preferably 30 days or less, in order to grow microbes with a slow growth rate. More preferably, it is operated at a low load so as to be within a certain range of about 10-30 days.
  • the second activated sludge tank 31 it is preferable to circulate a part of the solids separated from the liquid in the subsequent settling basin 41 as return sludge.
  • a separation membrane may be provided in the second activated sludge tank 31 to operate in a membrane separation system that holds the sludge in the tank.
  • the second activated sludge tank 31 may be operated with micro-organisms and bacteria supported on a fixed bed or a fluidized bed that may be added with a carrier. It should be noted that the sludge in the tank of the second activated sludge tank 31 is preferably replaced once every 40 days, particularly 30 days, to remove excessively proliferated micro-organisms and their feces.
  • Residual organic matter contained in the effluent from the first activated sludge tank 21 is biodegraded in the second activated sludge tank 31, and dispersible bacteria are reduced by predation and self-digestion by micro-organisms. Since the second activated sludge tank 31 contains micro-organisms with a long SRT, the bacteria in the second activated sludge tank 31 are flocked, and mixed sludge, which is a floc-generated sludge containing micro-organisms, is also present. Generated.
  • the liquid containing the generated sludge flows out from the second activated sludge tank 31 and is introduced into the sedimentation basin 41 from the second connection pipe 45, and the produced sludge is separated from the treated water in the sedimentation basin 41. Is done.
  • the treated water is taken out from the treated water channel 55 connected to the sedimentation basin 41 outlet side, and at least a part of the generated sludge is sent from the sludge channel 66 to the sludge treatment tank 51.
  • treated water with good water quality can be obtained by biodegradation in the second activated sludge tank 31 as well.
  • the generated sludge separated in both the second activated sludge tank 31 and the settling basin 41 is sludge treatment tank. 5 May be introduced in 1.
  • a part of the sludge separated in the sedimentation basin 41 is circulated to the second activated sludge tank 31 as a return sludge through a return path 68 branched from the sludge path 66.
  • Sludge can also be returned from the second activated sludge tank 31 or sedimentation site 41 to the first activated sludge tank 21 as returned sludge! /.
  • micro-organisms are retained in the sludge treatment tank 51, and organic waste water is introduced from the bypass 26, so that organic substances contained in the organic waste water are added as a substrate.
  • a sludge reduction process is carried out to reduce the generated sludge.
  • Substrate supplement The amount is preferably 0.1% by weight or more, particularly 1 to 20% by weight of the COD amount of the produced sludge supplied to the sludge treatment tank 51.
  • active activity the liquid flowing out from the first biological treatment process
  • the activated sludge treated water contains not only organic substances as a substrate but also dispersible bacteria. Further, the dispersible bacteria grown by biological treatment may be added to the sludge treatment tank 51 as it is or after being concentrated.
  • the sludge treatment tank 51 is operated under an aerobic condition by supplying an oxygen-containing gas from a gas supply means (not shown) at pH 4 to 8, SRT 12 hours or more, particularly 48 hours to 30 days. Sludge treatment tank 51 is particularly effective in reducing sludge when the pH in tank 51 is 6 or less.
  • the SRT in sludge treatment tank 51 adjusts the return ratio of the generated sludge separated in sedimentation tank 41 (return amount to second active sludge tank 31: supply amount to sludge treatment tank 51). If the amount of sludge produced in the first activated sludge tank 21 is large when the treatment device 11 is started up, half of the produced sludge to the total amount of produced sludge is transferred to the sludge treatment tank 51. A part of the supplied sludge may be discharged from the first sludge passage 67 as excess sludge.
  • the sludge flowing out from the sludge treatment tank 51 (hereinafter referred to as “reduced sludge”) is connected to the sludge treatment tank 51 which can be sent to the second activated sludge tank 31 as it is or after being separated into solid and liquid. It may be discharged from the second sludge channel 65.
  • the reduced sludge may be returned to the sludge treatment tank 51.
  • the sludge treatment tank 51 may also contain a nutrient that promotes the growth of micro-organisms.
  • Substances containing lipids can be used as nutrients, and the amount added is preferably at least 0. Olmg / L / day per tank volume, especially 0.1 to LOmg / L days.
  • the first activated sludge tank 21 two or more biological treatment tanks may be provided in series to perform multistage treatment. Further, the first activated sludge tank 21 may be a fluidized bed to which a carrier may be added or a good carrier may be added. As a result, high load processing with a BOD volumetric load of 5 kgZm 3 Z days or more is possible. [0051] In the second activated sludge tank 31, in order to make use of the action of micro-organisms with a slower growth rate than bacteria and the self-degradation of bacteria, operating conditions and treatment equipment that allow micro-organisms and bacteria to remain in the system are used. It is important to adopt it.
  • the second activated sludge tank 31 is preferably used in an activated sludge treatment system that returns sludge or a membrane separation activated sludge treatment system!
  • the amount of micro-organisms retained in the tank can be increased by adding a carrier to the aeration tank.
  • the amount of micro-organisms retained in the tank can be increased by adding a carrier.
  • the shape of the carrier added to the first activated sludge tank 21, the second activated sludge tank 31, and the sludge treatment tank 51 is arbitrary, such as a spherical shape, a pellet shape, a hollow cylindrical shape, a thread shape, and the size is also 0. 1 ⁇ : A diameter of about LOmm is acceptable.
  • the material of the carrier is arbitrary such as a natural material, an inorganic material, or a polymer material, and a gel material may be used.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the treatment device 12, and the treatment device 12 includes an activated sludge tank 22 as a biological treatment tank, a sedimentation basin 41, and a sludge treatment tank 51.
  • the activated sludge tank 22 is connected to the sedimentation basin 41 via the first connection pipe 35. That is, the treatment apparatus 12 of the second embodiment does not include the first biological treatment tank 21 unlike the treatment apparatus 11 of the first embodiment, and the return path 68 of the treatment apparatus 12 of the second embodiment is an activated sludge tank. 22 and connected.
  • the activated sludge tank 22 of the treatment apparatus 12 is larger than the activated sludge tank 21 of the treatment apparatus 11 of the first embodiment.
  • the operating conditions are based on the standard activated sludge method, but can be appropriately adjusted depending on the method such as fluidized bed, multistage activated sludge, membrane activated sludge and the like.
  • Bacteria are generated in the activated sludge tank 22, and the generated bacteria are flocked and enter the sedimentation basin 41 in a flocked state. In the sedimentation basin 41, flocs having a large specific gravity are separated from the liquid component by natural sedimentation, and the produced sludge is obtained, and the liquid component is taken out from the treatment channel 55 as treated water.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the processing apparatus 13 according to the third embodiment of the present invention.
  • the processing apparatus 13 includes a first activated sludge tank 21 and a second activated sludge tank 21 that are the same as the processing apparatus 11 of the first embodiment.
  • the activated sludge tank 31, the sedimentation basin 41, and the sludge treatment tank 51 are provided, and have substantially the same configuration as the treatment apparatus 11.
  • the bypass path 26 for bypassing the raw water in the treatment apparatus 11 of the first embodiment is not provided in the treatment apparatus 13, but instead a branch path 27 as an adding means is provided.
  • One end of the branch path 27 is connected in the middle of the first connection pipe 35, the other end is connected to the sludge treatment tank 51, and sludge is formed using organic substances contained in the effluent flowing out of the first activated sludge tank 21 as a substrate. Supply to treatment tank 51.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the treatment apparatus 14 according to the fourth embodiment of the present invention, in which an activated sludge tank 23 as a biological treatment tank, a dispersal bacteria culture tank 24, a sedimentation tank 41, And a sludge treatment tank 51.
  • the activated sludge tank 23 is larger than the activated sludge tank 21 of the treatment apparatus 11 of the first embodiment.
  • the standard activated sludge method can be applied.
  • Bacteria grown in the activated sludge tank 23 enter the sedimentation basin 41 in a flocked state as in the second embodiment, and at least a part of the generated sludge separated in the solid-liquid separation in the sedimentation basin 41 is a sludge channel 66. Then, it is supplied to the sludge treatment tank 51, and the remaining part is returned to the activated sludge tank 23 via the return path 68.
  • a second raw water channel 28 is connected instead of the bypass channel 26 of the treatment device 12 of the second embodiment, and the end of the second raw water channel 28 is the dispersal bacteria culture tank 24. It is connected to the entrance side.
  • the dispersal cell culture tank 24 is smaller than the first activated sludge tank 21 of the treatment apparatus 11 of the first embodiment, preferably operated at pH 6-8, BOD volume load lkgZm 3 Z days or more, HRT2 4 hours or less. Produce dispersible bacteria.
  • the dispersal bacteria culture tank 24 is connected to the sludge treatment tank 51 via the third connection pipe 29, and the dispersible bacteria produced in the dispersal bacteria culture tank 24 are treated with the sludge treatment via the third connection pipe 29.
  • the third connecting pipe 29 functions as an adding means.
  • Example 1 the treatment device 11 shown in Fig. 1 was used, and simulated wastewater (COD concentration 1,000 mgZL, BOD concentration 660 mgZL)
  • the first activated sludge tank 21 has a capacity of 3.6 L, pH 6.8, BOD negative Load 3. 85kg / m day, HRT 4 hours, operation without return sludge.
  • the second activated sludge tank 31 has a capacity of 15L, pH 6.8, BOD sludge load with respect to the sludge amount in the tank, 0.022kg / mM LSS / day, and HRT operated for 17 hours.
  • almost all organic substances contained in the water to be treated are biodegraded in the first activated sludge tank 21 and the second activated sludge tank 31, and the first activated sludge tank 21 and the second activated sludge tank 21 are activated.
  • the treatment conditions for the whole biological treatment tank including the sludge tank 31 were BOD load of 0.75 kg / m day and HRT of 21 hours.
  • the sludge treatment tank 51 had a capacity of 3 L, and was operated at pH 5.0, HRT 6 days, and SRT 6 days.
  • the sludge extracted from the second activated sludge tank 31 (COD concentration 7, OOOmg ZL) was introduced into the sludge treatment tank 51 at a supply amount of 0.5 LZ.
  • the sludge in the sludge treatment tank 51 was extracted in 0.5 LZ days.
  • treated water bypassed from the bypass 26 was added at a COD concentration of 10.5 mg / day as a substrate source to be utilized by bacteria.
  • the sludge conversion rate of BOD contained in the treated water is. 12kg—MLSSZkg—BOD.
  • Example 1 In addition to the configuration of Example 1 'conditions, lecithin was added to the sludge treatment tank 51 as a nutrient once a day so that the concentration in the sludge treatment tank 51 immediately after addition was lmgZL. As a result, the sludge conversion rate of BOD contained in the treated water was 0.08 kg—MLSSZkg—B OD. In addition, the concentration of micro organisms in the sludge treatment tank 51 was more stable than that in Example 1.
  • Example 3 the treatment apparatus 14 shown in FIG. 4 was used, and the same simulated wastewater as in Example 1 was used as the treated water.
  • the activated sludge tank 23 has a capacity of 15 L, pH 6.8, BOD load of 0.76 kg / m 3 / day and HRT for 20 hours.
  • the sludge treatment tank 51 has a capacity of 3L and was operated at pH 5.0, HRT 6 days, SRT 6 days.
  • the sludge extracted from the activated sludge tank 23 was introduced at a supply amount of 0.5 LZ days.
  • the sludge in the sludge treatment tank 51 was drawn out in 0.5 LZ days.
  • Concentrated sludge mainly composed of dispersal bacteria generated in the dispersal bacteria culture tank 24 was added to the sludge treatment tank 51 via the third connection pipe 29. That is, the dispersal bacteria obtained by adding the treated water bypassed from the bypass path 28 as a substrate to the dispersal cell culture tank 24 and producing sludge in the dispersal cell culture tank 24.
  • Main concentrated sludge was added to sludge treatment tank 51 at 17.5 mg COD / day.
  • lecithin was added to the sludge treatment tank 51 once a day as a nutrient so that the concentration in the sludge treatment tank 51 immediately after addition was lmgZL.
  • Example 4 a treatment apparatus 12 shown in FIG. 2 was used, and an experiment was conducted using simulated waste water similar to Example 1 as treated water.
  • the activated sludge tank 22 has a capacity of 15L, pH 6.8, BOD load 0.776kg / m day, and HRT 20 hours.
  • the sludge treatment tank 51 has a capacity of 3 L, and was operated at pH 5.0, HR T6 days, and SRT 6 days.
  • the sludge extracted from the activated sludge tank 22 was introduced at a supply amount of 0.5 LZ.
  • the sludge in the sludge treatment tank 51 was drawn out in 0.5 LZ days.
  • Example 4 as in Example 1, a part of the water to be treated was bypassed from the bypass path 26 and added as a substrate source. Furthermore, lecithin was added to the sludge treatment tank 51 as a nutrient once a day so that the concentration in the sludge treatment tank 51 immediately after addition was lmgZL. As a result, the conversion rate of BOD contained in the treated water was 0.25 kg / m-MLSS / kg BOD as BOD.
  • Example 5 a treatment apparatus 13 shown in FIG. 3 was used, and an experiment was conducted using simulated wastewater similar to Example 1 as treated water.
  • the capacities and operating conditions of the first activated sludge tank 21, the second activated sludge tank 31, and the sludge treatment tank 51 were the same as in Example 1.
  • the substrate source added to the sludge treatment tank 51 in accordance with the treatment device 13 of FIG. 3 is the one obtained by concentrating the sludge in the tank of the first activated sludge tank 21 that is not treated water.
  • the sludge conversion rate of BOD contained in the water to be treated was 0.10 kg / m—MLSS / kg—BOD as BOD.
  • Example 6 in addition to the configuration of Example 5 'conditions, lecithin was added as a nutrient to sludge treatment tank 51 once a day so that the concentration in sludge treatment tank 51 immediately after addition was lmgZL. It was. In other cases, the treatment was continued under the same conditions as in Example 5. As a result, the sludge conversion rate of BOD contained in the treated water was 0.15 kg / m—MLSS / kg—BOD as BOD. In addition, the concentration of micro-organisms in the sludge treatment tank 51 was stable compared with Example 5.
  • Example 1 As Comparative Example 1, the simulated wastewater used in Example 1 was introduced as treated water into a 15 L activated sludge tank and operated for 1 month at pH 6.8, BOD load of 0.76 kg / m day, and HRT of 20 hours. The quality of the treated water obtained by solid-liquid separation using the same sedimentation basin 41 as in Example 3 at the latter stage of the activated sludge tank was good. The sludge conversion rate of BOD contained in the treated water was 0 as BOD. 40kg / m—MLSS / kg—BOD.
  • Example 1 the amount of excess sludge generated could be reduced to less than half that of Comparative Example 1 which is the standard activated sludge method. Moreover, in any of the examples, it was possible to prevent a decrease in micro organisms in the sludge treatment tank that performs sludge reduction, and a stable sludge reduction effect was obtained. Furthermore, in any of the examples, the quality of the treated water obtained from the sedimentation basin 41 was good, and high treatment efficiency was obtained.
  • the present invention can be used for biological treatment of organic wastewater such as sewage.

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Abstract

 微小生物により余剰汚泥の発生量を低減させる汚泥処理槽内の微小生物の保持量を安定化させ、安定した処理を行なうことができる有機性廃水の生物処理方法及び装置を提供する。微小生物により汚泥を減量する汚泥処理槽５１に、分散性の細菌を増殖させる基質及び／又は分散性の細菌を供給することにより微小生物を安定して増殖させ、汚泥を減量する。具体的には、第１の活性汚泥槽２１及び第２の活性汚泥槽３１とでそれぞれ第１及び第２の生物処理工程を行ない、この生物処理工程から流出する流出液に含まれる汚泥を沈殿池４１で固液分離して得られた生成汚泥を汚泥処理槽５１に供給する。汚泥処理槽５１には、細菌に資化される基質としてバイパス路２６からバイパスさせた被処理水が導入され、汚泥処理槽５１内での分散性の細菌の増殖を図り、これにより微小生物を安定的に汚泥処理槽５１内に安定して保持させて余剰汚泥の減量を促進する。

Description

明 細 書
有機性廃水の生物処理方法及び生物処理装置
技術分野
[0001] 本発明は、有機性廃水を活性汚泥法等により処理する有機性廃水の生物処理方 法及び装置に関し、特に、有機性廃水の生物処理により発生する余剰汚泥を減量で きる有機性廃水の生物処理方法及び装置に関する。
背景技術
[0002] 有機物を含む有機性廃水を生物処理する生物処理法の中でも活性汚泥法は、良 好な水質の処理水が得られ、メンテナンスが容易であると 、つた利点を有するため、 下水や産業廃水等の各種有機性廃水の処理方法として広く用いられている。しかし 、活性汚泥処理を行なう活性汚泥槽に対する BOD (生物化学的酸素消費量で表さ れる有機物）の容積負荷は 0. 5〜0. 8kgZm3Z日程度と低い。このため、高負荷に 対応するためには活性汚泥槽を大きくする必要があり、広い設置面積が必要になる という問題がある。また、活性汚泥を構成する細菌に資化される BODの大部分は細 菌の呼吸基質として利用され二酸ィ匕炭素と水とに分解されるが、一部は細菌の増殖 に用いられ、具体的には細菌に取り込まれた BODの約 20〜40%が菌体合成に用 いられる。すなわち、活性汚泥処理された BODの約 20〜40%は細菌に変換される ため、活性汚泥法による有機性廃水の処理では、 BODを基質として増殖した細菌が 余剰汚泥として排出されるという問題もある。
[0003] そこで、活性汚泥槽に担体を添加する流動床方式が知られて!/、る。流動床方式で は、担体に細菌が保持されることから、活性汚泥槽内の細菌の濃度を高くして BOD 容積負荷が 3kgZm3Z日程度の高負荷での処理ができる。しかし、流動床方式で は、通常の活性汚泥法より多くの余剰汚泥が発生し、具体的には生物分解された B ODの約 30%の余剰汚泥が発生する。
[0004] このため、第 1段処理槽 (活性汚泥槽)の後段に、固着性原生動物を保持する第 2 段処理槽を設ける有機性廃水の生物処理方法が知られて ヽる (例えば特許文献 1)
。特許文献 1に開示された方法では、第 1段処理槽に高い BOD負荷を力けることで 原生動物の増殖を抑制して細菌の凝集を防止し、分散性の細菌を含み第 1段処理 槽から流出する活性汚泥処理水を第 2段処理槽に導入する。第 2段処理槽には、分 散性の細菌を捕食する原生動物が保持されているため、分散性の細菌が原生動物 に捕食されることにより、余剰汚泥が減量されるとともに生物群集の凝集が進行する。 このため、第 2段処理槽では、沈降性のよい微生物集合体 (汚泥）が形成され、第 2 段処理槽からの流出水を固液分離することにより、清澄な処理水が得られる。
[0005] このように、高負荷で運転される活性汚泥槽と、固着性原生動物を保持する微小生 物保持槽とを組み合わせることにより、高負荷運転及び余剰汚泥の減量ができ、さら に清澄な処理水を得ることができる。このため、活性汚泥槽及び微小生物保持槽を 用いた活性汚泥法について、種々の改良法が提案されている。例えば特許文献 2に は、活性汚泥槽と微小生物保持槽との間に餌微細化槽を設けた生物処理装置が開 示されている。特許文献 2に開示された装置では、餌微細化槽で超音波処理等を行 なうことにより、フロック化した細菌を分散させて後段の微小生物保持槽に保持される 原生動物による細菌の捕食を促進する。
特許文献 1：特開昭 55 - 20649号公報
特許文献 2：特開昭 57— 74082号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] ところで上記の従来技術では、微小生物保持槽内に一定量の微小生物を保持す るため、微小生物保持槽に供給する細菌を分散させて微小生物が細菌を容易に捕 食できるようにして微小生物の増殖を図っている。このため上記の従来技術では、余 剰汚泥の減量は必ずしも充分ではない。一方、微小生物保持槽に供給する細菌が フロック化して微小生物の口より大きくなると微小生物による摂食が困難になり、微小 生物が増殖するための餌が不足する結果、微小生物が減少して微小生物保持槽に 一定量の微小生物を保持できなくなる。
[0007] 本発明は上記課題に鑑みてなされ、微小生物保持槽内に一定量の微小生物を安 定的に保持し、余剰汚泥の発生量を安定して減量させることができる有機性廃水の 生物処理方法及び装置を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0008] 本発明は、微小生物を保持する槽に、細菌の基質及び分散性の細菌のいずれか 一方又は両方を供給して当該槽内に分散性の細菌を所定量、存在させることにより 微小生物の餌を確保して微小生物を増殖させ、増殖させた微小生物を利用して余剰 汚泥の減量を促進する。より具体的には、本発明は以下を提供する。
[0009] (1) 有機物を含む有機性廃水を生物処理槽に導入して生物処理し、該生物処理 槽からの流出液を汚泥と処理水とに固液分離する生物処理方法であって、 前記有 機性廃水を前記生物処理槽において前記有機物を基質として細菌に変換する生物 処理工程と、前記細菌を含む生成汚泥を汚泥処理槽に導入して微小生物に捕食さ せて汚泥を減量する汚泥減量工程と、を含み、 前記汚泥減量工程の汚泥処理槽 に、細菌に資化される基質及び Z又は前記有機物を基質として生成した分散性の細 菌を添加する有機性廃水の生物処理方法。
[0010] (2) 前記生物処理工程は、有機物を含む有機性廃水を第 1の生物処理槽に導入 して前記有機物を基質として分散性の細菌を生成する生物処理を行なう第 1の生物 処理工程と、前記分散性の細菌を含有する前記第 1の生物処理工程から流出する 流出液を、第 2の生物処理槽に導入して前記分散性の細菌を微小生物に捕食させ るとともに、前記第 1の生物処理工程において処理されずに残存した有機物を基質と して細菌を生成する生物処理を行なう第 2の生物処理工程と、を含み、 前記汚泥減 量工程は、前記第 2の生物処理工程における生成汚泥を前記汚泥処理槽に導入し て微小生物に捕食させて汚泥を減量する工程であって、前記汚泥処理槽に、分散 性の細菌に資化される基質及び Z又は第 1の生物処理槽で生成した分散性の細菌 を添加する（1)に記載の有機性廃水の生物処理方法。
[0011] (3) 前記生物処理工程に導入する有機性廃水の一部及び Z又は細菌に資化さ れる基質を前記生物処理槽と並列な分散菌培養槽に導入し、分散性の細菌を生成 する分散菌生成工程をさらに含み、 前記汚泥減量工程は、前記生物処理工程に おける生成汚泥の一部又は全部を前記汚泥処理槽に導入して微小生物に捕食させ て汚泥を減量する工程であって、前記汚泥減量槽に、前記分散菌培養槽で生成し た分散性の細菌を添加する（1)に記載の有機性廃水の処理方法。 [0012] (4) 前記有機性廃水の一部を、前記生物処理工程をバイパスさせて前記汚泥減 量工程の汚泥処理槽に導入する（1)又は（2)に記載の有機性廃水の生物処理方法
[0013] (5) 前記汚泥減量工程の汚泥処理槽に、前記微小生物用の栄養剤をさらに添加 する（1)から (4)の 、ずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。
[0014] (6) 前記汚泥減量工程の汚泥処理槽に保持される槽内汚泥の平均滞留時間を 2 〜30日とする（1)から（5)の 、ずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。
[0015] (7) 有機物を含む有機性廃水を導入し前記有機物を基質として細菌を生成する 生物処理を行なう生物処理槽と、 前記生物処理槽から流出する処理液を固液分離 して処理水と汚泥とを得る固液分離手段と、 微小生物を保持し、前記汚泥を導入し て前記微小生物に捕食させる汚泥処理槽と、を備え、 前記汚泥処理槽に、細菌に 資化される基質及び Z又は前記有機物を基質として生成した分散性の細菌を添カロ する添加手段を設ける有機性廃水の生物処理装置。
[0016] ここで、生物処理槽は嫌気的条件下、有機物を生物的に分解する嫌気的生物処 理槽としてもよぐ好気的条件下、有機物を生物的に分解する好気的生物処理槽と してもよい。しかし嫌気的に有機物分解を行なう嫌気性細菌は増殖速度が遅いため 、高 、反応速度を得るためには好気的生物処理槽を用いることが好まし 、。
[0017] 生物処理工程における生物処理の方式としては、浮遊式、流動床式等の任意の方 式を採用することができる。具体的には浮遊式としては、生物処理槽の後段に沈殿 池を設ける活性汚泥法、浮遊汚泥を膜で濾過して固液分離する膜式活性汚泥法等 が挙げられる。なお、生物処理槽の後段に沈殿池を設ける活性汚泥法には、沈殿池 で固液分離された汚泥を返送汚泥として生物処理槽に返送する処理方式も含まれる
[0018] また、流動床式の生物処理法では細菌を保持する担体として、種々の流動性の充 填材を充填することができる。担体の材質に限定はなぐ灰、砂、活性炭、及びセラミ ック等の無機物、並びに、合成樹脂、及びセルロース (セルロースの誘導体を含む） 等の有機物がある。合成樹脂としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ リスチレン、及びポリビュルアルコール等があり、これらの合成樹脂に発泡剤等を適 宜混合して発泡させた発泡体は網構造を備えた多孔性であり好適に用いることがで きる。また、ゲル状物質を素材とする担体を用いてもよい。
[0019] 担体の形状も限定されず、粒状、筒状、ハニカム形、糸状、及び波形等が例示でき 、粒状の担体形状としては球、ペレット、矩形等がある。担体の大きさは 0. 1〜： LOm m程度のものを好適に使用できる。担体の充填率は生物処理槽当たり嵩容積で 1〜 20%程度が好ましい。
[0020] 生物処理工程で活性汚泥処理を行なう場合、生物処理槽の運転条件は標準活性 汚泥法に準ずるが流動床、多段活性汚泥、膜式活性汚泥等、方法により適宜調整 することができる。本明細書において、 HRT (水理学的滞留時間）とは、被処理水が 生物処理槽に流入して力 流出するまでの時間を指し、生物処理槽の容積 (L)を被 処理水の流量 (LZ時間）で除すことにより求められる。また SRT (汚泥の平均滞留時 間）は数式 1により求められる。
[0021] [数 1]
S R T (日） =槽內汚泥量 ÷引抜き汚泥量
[0022] ここで槽内汚泥量とは、生物処理槽内の微生物（汚泥）の現存量であり、数式 2によ り求められる。また、引抜き汚泥量とは、生物処理槽から排出される微生物 (汚泥)の 量であり、数式 3により求められる。
[0023] [数 2] 槽内汚泥量 =不溶解性固形物 （S S ) 濃度 （m g Z L ) X槽容積 （L ) [0024] [数 3] 引抜き汚泥量 =不溶解性固形物 （S S ) 濃度 （m g Z L ) X汚泥引抜き量 （L Z日）
[0025] 生物処理工程から流出する流出液には有機性廃水に含まれる有機物を基質として 増殖した細菌が含まれる。流出液は固液分離工程等で処理され、細菌が集合、つま りフロック化した生成汚泥が得られる。本発明では汚泥処理槽にはこの生成汚泥を 供給するとともに、細菌に資化される基質及び Z又は有機物が資化されて生成され た分散性の細菌を添加して、微小生物が容易に捕食できる分散性の細菌を所定量、 存在させる。これにより、所定量の微小生物を増殖させるために必要な餌が確保され るため、汚泥処理槽内の微小生物の減少を防止でき、安定した汚泥減量効果を得る ことができる。
[0026] 汚泥処理槽には所定量の微小生物を増殖させるために必要な量の分散性の細菌 を添加することが好ましい。また、分散性の細菌に代えて、細菌に資化される基質を 汚泥処理槽に添加することにより、汚泥処理槽で所定量の分散性の細菌を増殖させ てもよい。基質としては、生物処理工程の被処理液である有機性廃水に含まれる有 機物や、生物処理工程から流出する流出液に残存する有機物等を利用することがで き、他の添加物を利用してもよい。さらに、基質及び分散性の汚泥の両方を汚泥処 理槽に添加してもよい。
[0027] 基質及び Z又は分散性の細菌の添加量は、汚泥処理槽において所定量の微小生 物を増殖させるに充分な分散性の細菌を生成させるために必要な量とすることが好 ましい。具体的には汚泥処理槽に供給される汚泥の COD (化学的酸素消費量で表 される有機物）量の 0. 1重量％以上、特に 5〜20重量％の添加量とするとよい。
[0028] ここで本明細書にぉ 、て、汚泥処理槽に導入する「生成汚泥」とは、汚泥処理槽の 前段に設けられた生物処理工程の生物処理槽で生成された汚泥を指す。
[0029] また、 (2)に記載の発明では、生物処理工程を第 1の生物処理工程と第 2の生物処 理工程とに分割し、第 1の生物処理工程で分散性の細菌を増殖させる生物処理を行 ない、次いで第 2の生物処理工程において微小生物により、分散性の細菌を捕食さ せる。これにより汚泥減量がさらに効率的に実現する。
[0030] 第 2の生物処理工程では、分散性の細菌が微小生物により捕食され、細菌と微小 生物とを含むフロック化した汚泥が生成される。
[0031] (2)記載の発明において、第 2の生物処理工程で得られる生成汚泥は、第 2の生物 処理槽から直接引き抜かれ、又は、第 2の生物処理槽後段に固液分離手段を設ける ことにより固液分離され、後段の汚泥減量ィヒ工程の汚泥処理槽に送られる。第 2の生 物処理工程では、第 1の生物処理工程力 の流出液に残存する有機物が細菌により 分解される生物処理も行なわれるため、（2)記載の発明では、余剰汚泥を安定的か つ充分に減量できるば力りでなぐ良好な処理水質が得られる。
[0032] 本発明では汚泥処理槽には分散性の細菌それ自体又は分散性の細菌を生成させ るための基質が添加されるが、これらとは別に（5)に記載の発明のように汚泥処理槽 に微小生物の栄養剤となる物質を添加してもよい。栄養剤としては、脂質を含む物質 が特に好ましぐ脂質としては、リン脂質、遊離脂肪酸、及びステロール等が挙げられ 、特にリゾリン脂質、レシチン等のリン脂質を含む物質を好適に使用できる。具体的 には、米糠、ビール絞り粕、油の絞り粕、甜菜粕、貝殻粉、卵殻、野菜エキス、魚肉ェ キス、各種アミノ酸、及び各種ビタミン等を栄養剤として使用できる。
[0033] また、汚泥処理槽の汚泥の滞留時間は、微小生物の流出を防止するため比較的 長くすることが好ましぐ具体的には（6)に記載の発明のように 2〜30日とすることが 好ましい。
[0034] 比較的小容量の汚泥処理槽を採用する場合、滞留時間を確保するためには、例え ば汚泥処理槽の後段に沈殿槽を設けて汚泥の返送を行なうことができる。また、脱水 機や膜を利用して固液分離し、固形分のみを汚泥減量槽内に留まらせることもできる 。膜としては例えば汚泥処理槽内に浸漬膜を設けることができる。
[0035] 本発明によれば、原生動物等の微小生物を保持する汚泥処理槽に、細菌に資化さ れる基質及び Z又は分散性の細菌を添加することにより、微小生物の減少を防止し て余剰汚泥の高い減量率を得るとともに、安定した処理を行うことができる。
図面の簡単な説明
[0036] [図 1]本発明の第 1実施形態に係る生物処理装置の模式図である。
[図 2]本発明の第 2実施形態に係る生物処理装置の模式図である。
[図 3]本発明の第 3実施形態に係る生物処理装置の模式図である。
[図 4]本発明の第 4実施形態に係る生物処理装置の模式図である。
発明を実施するための形態
[0037] 以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。以下、同一部材には同一符 号を付し、説明を省略又は簡略ィ匕する。図 1は、本発明の第 1実施形態に係る有機 性廃水の生物処理装置（以下、単に「処理装置」という） 11の模式図である。処理装 置 11は、生物処理槽としての第 1の活性汚泥槽 21と、第 2の活性汚泥槽 31と、固液 分離手段としての沈殿池 41と、汚泥処理槽 51と、を備える。第 1の活性汚泥槽 21及 び第 2の活性汚泥槽 31は第 1接続管 35で、第 2の活性汚泥槽 31及び沈殿池 41は 第 2接続管 45で、沈殿池 41及び汚泥処理槽 51は汚泥路 66で、それぞれ相互に直 列接続されている。
[0038] また、第 1の活性汚泥槽 21の入り口側には原水路 25が接続され、この原水路 25か ら添加手段としてのバイパス路 26が分岐し、ノ ィパス路 26の末端は汚泥処理槽 51 に接続されている。汚泥路 66の途中には、第 1排泥路 67及び返送汚泥路 68が接続 され、返送汚泥路 68の末端は第 2の活性汚泥槽 31に接続されている。なお、ノィパ ス路 26に代えて、原水とは別の有機性廃水等を供給する配管を添加手段として汚 泥処理槽 51に接続してもよ!/ヽ。
[0039] 次に、この処理装置 11を用いた有機性廃水の処理方法について説明する。まず、 下水や産業廃水等の有機性廃水を被処理水として原水路 25から第 1の活性汚泥槽 21に導入する。次いで、有機性廃水を第 1の活性汚泥槽 21内に保持された活性汚 泥と混合し、有機性廃水に含まれる有機物を生物分解する第 1の生物処理 (活性汚 泥処理)工程を実施する。処理装置 11は第 2の活性汚泥槽 31を備えることから、第 1 の活性汚泥槽 21は好ましくは pH6〜8、 BOD容積負荷 lkg/m3/日以上、 HRT2 4時間以下で、散気管やェジェクタ等の気体供給手段（図示せず)から空気等の酸 素含有ガスを供給して好気的条件で高負荷運転する。
[0040] 第 1の生物処理工程では、被処理水として導入された有機性廃水に含まれる有機 物の大部分 (本実施形態では 70%以上）が生物分解される。本実施形態では第 1の 活性汚泥槽 21は小型で高負荷運転されるため、有機物を資化して増殖した細菌は フロック化せずに分散状態で流出液に含まれて第 1の活性汚泥槽 21から流出する。 この流出液は第 1接続管 35を介して第 2の活性汚泥槽 31に導入し第 2の生物処理（ 活性汚泥処理)工程を行う。
[0041] 第 2の活性汚泥槽 31はッリガネムシゃヮムシと 、つた微小生物も存在し、好ましくは pH6〜8、 BOD汚泥負荷 0. lkgZkg— SSZ日以下で、気体供給手段（図示せず） から酸素含有ガスを供給して好気的条件で運転する。第 2の活性汚泥槽 31は増殖 速度の遅い微小生物を増殖させるために、 SRT40日以下、好ましくは 30日以下、さ らに好ましくは 10〜30日程度の一定範囲内となるように低負荷で運転される。第 2の 活性汚泥槽 31には、後段の沈殿池 41で液分から分離された固形分の一部を返送 汚泥として循環させることが好ましい。あるいは、第 2の活性汚泥槽 31に分離膜を設 けることにより、槽内汚泥を保持する膜分離方式で運転してもよい。また、第 2の活性 汚泥槽 31に担体を添加してもよぐ固定床や流動床に微小生物及び細菌を担持さ せて運転してもよい。なお、第 2の活性汚泥槽 31の槽内汚泥は、 40日、特に 30日に 一度は入れ替えることにより、過剰に増殖した微小生物やその糞等を除去することが 好ましい。
[0042] 第 1の活性汚泥槽 21からの流出液に含まれる残存有機物はこの第 2の活性汚泥槽 31で生物分解され、分散性の細菌は微小生物による捕食や自己消化により減少す る。第 2の活性汚泥槽 31は SRTが長ぐ微小生物が存在することから第 2の活性汚 泥槽 31内の細菌はフロック化し、微小生物をも含むフロック化した生成汚泥である混 合汚泥が生成される。
[0043] 本実施形態では、この生成汚泥を含む液が第 2の活性汚泥槽 31から流出して第 2 接続管 45から沈殿池 41に導入され、生成汚泥が沈殿池 41で処理水と分離される。 処理水は沈殿池 41出口側に接続された処理水路 55から取り出され、生成汚泥の少 なくとも一部は汚泥路 66から汚泥処理槽 51に送られる。本実施形態では第 2の活性 汚泥槽 31でも生物分解が起こることにより、良好な水質の処理水を得ることができる
[0044] なお、第 2の活性汚泥槽 31及び汚泥処理槽 51を接続する接続管を設ける場合は 、第 2の活性汚泥槽 31及び沈殿池 41の両方で分離された生成汚泥を汚泥処理槽 5 1に導入してもよい。処理装置 11においては、沈殿池 41で分離された汚泥の一部は 、汚泥路 66から分岐する返送路 68を介して返送汚泥として第 2の活性汚泥槽 31に 循環される。また、汚泥は第 2の活性汚泥槽 31又は沈殿地 41から第 1の活性汚泥槽 21に返送汚泥として返送してもよ!/、。
[0045] 汚泥処理槽 51には第 2の活性汚泥槽 31と同様に微小生物が保持され、バイパス 路 26から有機性廃水が導入されることにより、有機性廃水に含まれる有機物が基質 として添加されながら生成汚泥を減量する汚泥減量工程が実施される。基質の添カロ 量は、汚泥処理槽 51に供給される生成汚泥の COD量の 0. 1重量％以上、特に 1〜 20重量％が好ましい。本実施形態では、汚泥処理槽 51に添加される基質源として、 生物処理工程をバイパスさせた被処理水を用いて!/、るが、第 1の生物処理工程から 流出する液 (以下「活性汚泥処理水」 )を用いてもよ!、。活性汚泥処理水には基質と しての有機物のみならず分散性の細菌も含まれる。また、汚泥処理槽 51には生物処 理により増殖させた分散性の細菌をそのまま又は濃縮して添加してもよい。
[0046] 汚泥処理槽 51は、 pH4〜8、 SRT12時間以上、特に 48時間〜 30日で、気体供給 手段（図示せず)から酸素含有ガスを供給して好気的条件で運転される。汚泥処理 槽 51の pHを 6以下にすると特に汚泥の減量効果が高い。
[0047] 汚泥処理槽 51の SRTは、沈殿池 41で分離された生成汚泥の返送比率 (第 2の活 性汚泥槽 31への返送量:汚泥処理槽 51への供給量)を調整すること等によって調 整でき、処理装置 11の立ち上げ時ゃ第 1の活性汚泥槽 21で生成される汚泥量が多 い場合は、生成された汚泥の半量〜全量の生成汚泥を汚泥処理槽 51に供給しても よぐ一部を余剰汚泥として第 1排泥路 67から排出してもよい。
[0048] 汚泥処理槽 51から流出する汚泥（以下、「減量処理汚泥」）はそのまま、あるいは固 液分離して第 2の活性汚泥槽 31に送ってもよぐ汚泥処理槽 51に接続された第 2排 泥路 65から排出してもよい。減量処理汚泥を固液分離する場合、液分を第 1の活性 汚泥槽 21へ送り活性汚泥処理すると、汚泥の更なる減量ィヒ及び処理水の COD濃 度の低減が促進され、好ましい。また、減量処理汚泥は汚泥処理槽 51に返送しても よい。
[0049] 汚泥処理槽 51にはまた、基質及び Z又は分散性の細菌とは別に、微小生物の増 殖を促進する栄養剤を添加してもよ ヽ。栄養剤としては脂質を含む物質等が使用で き、添加量は槽容積あたり 0. Olmg/L/日以上、特に 0. 1〜： LOmg/L日が好まし い。
[0050] 第 1の活性汚泥槽 21として 2槽以上の生物処理槽を直列に設けて多段処理を行な つても良い。さらに、第 1の活性汚泥槽 21には担体を添加しても良ぐ担体を添加し た流動床としても良い。これにより、 BOD容積負荷 5kgZm3Z日以上の高負荷処理 も可能となる。 [0051] 第 2の活性汚泥槽 31では、細菌に比べ増殖速度の遅い微小生物の働きと細菌の 自己分解を利用するため、微小生物と細菌が系内に留まるような運転条件及び処理 装置を採用することが重要であり、このために、第 2の活性汚泥槽 31は、汚泥の返送 を行う活性汚泥処理方式又は膜分離式活性汚泥処理方式で行なうのが好まし!/ヽ。こ の場合、曝気槽内に担体を添加することで微小生物の槽内保持量を高めることがで きる。
[0052] また、汚泥処理槽 1につ 、ても担体を添加することで微小生物の槽内保持量を高 めることができる。
[0053] 第 1の活性汚泥槽 21、第 2の活性汚泥槽 31、汚泥処理槽 51に添加する担体の形 状は、球状、ペレット状、中空筒状、糸状等任意であり、大きさも 0. 1〜： LOmm程度 の径で良い。また、担体の材料は天然素材、無機素材、高分子素材等任意であり、 ゲル状物質を用いてもよい。
[0054] 次に、図 2により本発明の第 2実施形態に係る処理装置 12について説明する。図 2 は処理装置 12の模式図であり、処理装置 12は生物処理槽としての活性汚泥槽 22と 、沈殿池 41と、汚泥処理槽 51と、を備える。活性汚泥槽 22は、第 1接続管 35を介し て沈殿池 41と接続されている。すなわち、第 2実施形態の処理装置 12は、第 1実施 形態の処理装置 11とは異なり第 1の生物処理槽 21を備えず、第 2実施形態の処理 装置 12の返送路 68は活性汚泥槽 22と接続されている。
[0055] この処理装置 12の活性汚泥槽 22は、第 1実施形態の処理装置 11の活性汚泥槽 2 1より大型である。運転条件は標準活性汚泥法に準ずるが、流動床、多段活性汚泥 、膜式活性汚泥等、方法により適宜調整することができる。活性汚泥槽 22内では細 菌が生成され、生成された細菌はフロック化され、フロック化した状態で沈殿池 41に 入る。沈殿池 41では比重が大きいフロックが自然沈降により液分力も分離され、生成 汚泥が得られるとともに、液分が処理水として処理水路 55から取り出される。
[0056] 沈殿池 41で得られた生成汚泥は、汚泥路 66から汚泥処理槽 51に供給する。本実 施形態では、生成汚泥の一部は返送路 68を介して活性汚泥槽 22に返送されるよう になっている。このように、本実施形態の処理装置 12は装置構成が第 1実施形態の 処理装置 11に比べ簡略ィ匕されて 、る。 [0057] 図 3は本発明の第 3実施形態に係る処理装置 13の模式図であり、処理装置 13は 第 1実施形態の処理装置 11と同じぐ第 1の活性汚泥槽 21と、第 2の活性汚泥槽 31 と、沈殿池 41と、汚泥処理槽 51と、を備え、処理装置 11とほぼ同じ構成となっている 。ただし、第 1実施形態の処理装置 11において原水をバイパスさせるバイパス路 26 は処理装置 13では設けられず、代わりに添加手段としての分岐路 27が設けられて いる。分岐路 27は、一端が第 1接続管 35の途中に接続され、他端が汚泥処理槽 51 に接続され、第 1の活性汚泥槽 21から流出する流出液に含まれる有機物を基質とし て汚泥処理槽 51に供給する。
[0058] 図 4は、本発明の第 4実施形態に係る処理装置 14の模式図であり、生物処理槽と しての活性汚泥槽 23と、分散菌培養槽 24と、沈殿池 41と、汚泥処理槽 51と、を備え る。活性汚泥槽 23は第 1実施形態の処理装置 11の活性汚泥槽 21よりは大きい。運 転条件には特に制限はなぐ例えば標準活性汚泥法に準ずることができる。活性汚 泥槽 23で増殖した細菌は、第 2実施形態の場合と同様にフロック化した状態で沈殿 池 41に入り、沈殿池 41で固液分離された生成汚泥は少なくとも一部が汚泥路 66か ら汚泥処理槽 51に供給され、残りの部分が返送路 68を介して活性汚泥槽 23に返送 される。
[0059] 一方、原水路 25の途中には、第 2実施形態の処理装置 12のバイパス路 26に代え 、第 2原水路 28が接続され、第 2原水路 28の末端が分散菌培養槽 24の入り口側に 接続されている。分散菌培養槽 24は、第 1実施形態の処理装置 11の第 1の活性汚 泥槽 21より小型で、好ましくは pH6〜8、 BOD容積負荷 lkgZm3Z日以上、 HRT2 4時間以下で運転され、分散性の細菌を生成する。分散菌培養槽 24は第 3接続管 2 9を介して汚泥処理槽 51と接続されており、分散菌培養槽 24で生成された分散性の 細菌が第 3接続管 29を介して、汚泥処理槽 51に添加される。ここで、本実施形態に おいては、第 3接続管 29が添加手段として機能する。
[0060] [実施例 1]
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。実施例 1として、図 1に示す 処理装置 11を用い、模擬廃水（COD濃度 1, 000mgZL、 BOD濃度 660mgZL)
cr
を被処理水として実験した。第 1の活性汚泥槽 21は容量 3. 6Lで、 pH6. 8、 BOD負 荷 3. 85kg/m 日、 HRT4時間、返送汚泥なしで運転した。第 2の活性汚泥槽 31 は容量 15Lで、 pH6. 8、槽内の汚泥量に対する BOD汚泥負荷 0. 022kg/m-M LSS/日、 HRT17時間で運転した。実施例 1では、第 1の活性汚泥槽 21と第 2の活 性汚泥槽 31とで被処理水に含まれる有機物のほとんど全てが生物分解され、第 1の 活性汚泥槽 21及び第 2の活性汚泥槽 31を合わせた生物処理槽全体での被処理水 の処理条件としては、 BOD負荷 0. 75kg/m 日、 HRT21時間とした。
[0061] 一方、汚泥処理槽 51は容量 3Lで、 pH5. 0、 HRT6日、 SRT6日で運転した。汚 泥処理槽 51には、第 2の活性汚泥槽 31から引き抜いた汚泥 (COD濃度 7, OOOmg ZL)を 0. 5LZ日の供給量で導入した。また、汚泥処理槽 51の槽内汚泥を 0. 5LZ 日で引抜いた。また、汚泥処理槽 51には細菌に資化される基質源として、バイパス 路 26からバイパスさせた被処理水を COD濃度として 10. 5mg/日の添加量で添加 した。
[0062] 上記条件で、被処理水の処理を行った結果、被処理水に含まれる BODの汚泥転 換率は。. 12kg— MLSSZkg— BODであった。
[0063] [実施例 2]
実施例 1の構成'条件に加えて、汚泥処理槽 51に栄養剤としてレシチンを 1日 1回 、添加直後の汚泥処理槽 51内での濃度が lmgZLとなるように添加した。その結果 、被処理水に含まれる BODの汚泥転換率は BODとして 0. 08kg— MLSSZkg— B ODであった。また、汚泥処理槽 51内の微小生物濃度は実施例 1と比較して安定し ていた。
[0064] [実施例 3]
実施例 3は、図 4に示す処理装置 14を用い、実施例 1と同様の模擬廃水を被処理 水として実験した。活性汚泥槽 23は容量 15Lで、 pH6. 8、 BOD負荷 0. 76kg/m3 /日、 HRT20時間で運転した。また、汚泥処理槽 51は容量 3Lで、 pH5. 0、 HRT6 日、 SRT6日で運転した。汚泥処理槽 51には、活性汚泥槽 23から引き抜いた汚泥 を 0. 5LZ日の供給量で導入した。また、汚泥処理槽 51の槽内汚泥を 0. 5LZ日で 引抜いた。
[0065] 実施例 3では、実施例 1にお!/、てバイパス路 26から被処理水を供給する代わりに、 分散菌培養槽 24で生成させた分散菌を主とする濃縮汚泥を、第 3接続管 29を介し て汚泥処理槽 51へ添加した。すなわち、基質として、バイパス路 28からバイパスさせ た被処理水を分散菌培養槽 24に添加することにより分散菌を生成させ、分散菌培養 槽 24の槽内汚泥を濃縮することにより得られる分散菌主体の濃縮汚泥を 17. 5mg — COD/日の添カ卩量で汚泥処理槽 51に添カ卩した。汚泥処理槽 51には、さらに、栄 養剤としてレシチンを 1日 1回、添加直後の汚泥処理槽 51内での濃度が lmgZLと なるように添カ卩した。
[0066] 上記条件で、被処理水の処理を 1ヶ月間行った結果、被処理水に含まれる BODの 汚泥転換率は 0. 16kgZm—MLSSZgk—BODであった。
[0067] [実施例 4]
実施例 4として、図 2に示す処理装置 12を用い、実施例 1と同様の模擬廃水を被処 理水として実験した。活性汚泥槽 22は容量 15Lで、 pH6. 8、 BOD負荷 0. 76kg/ m 日、 HRT20時間で運転した。また、汚泥処理槽 51は容量 3Lで、 pH5. 0、 HR T6日、 SRT6日で運転した。汚泥処理槽 51には、活性汚泥槽 22から引抜いた汚泥 を 0. 5LZ日の供給量で導入した。また、汚泥処理槽 51の槽内汚泥を 0. 5LZ日で 引抜いた。
[0068] 実施例 4では、実施例 1と同様にバイパス路 26から被処理水の一部をバイパスさせ て基質源として添加した。さらに、汚泥処理槽 51に栄養剤としてレシチンを 1日 1回、 添加直後の汚泥処理槽 51内での濃度が lmgZLとなるように添加した。その結果、 被処理水に含まれる BODの汚泥転換率は BODとして 0. 25kg/m-MLSS/kg BODであった。
[0069] [実施例 5]
実施例 5として、図 3に示す処理装置 13を用い、実施例 1と同様の模擬廃水を被処 理水として実験した。第 1の活性汚泥槽 21、第 2の活性汚泥槽 31、汚泥処理槽 51の 容量及び運転条件は実施例 1と同じとした。ただし実施例 5では、図 3の処理装置 13 に従い、汚泥処理槽 51に添加する基質源としては被処理水ではなぐ第 1の活性汚 泥槽 21の槽内汚泥を濃縮したものを用い、これを分岐路 27から汚泥処理槽 51に C OD濃度として 10. 5mgZ日の添加量で添加した。 [0070] 上記条件で、被処理水の処理を行った結果、被処理水に含まれる BODの汚泥転 換率は BODとして 0. 10kg/m— MLSS/kg— BODであった。
[0071] [実施例 6]
実施例 6として、実施例 5の構成'条件に加え、汚泥処理槽 51に栄養剤としてレシ チンを 1日 1回、添加直後の汚泥処理槽 51内での濃度が lmgZLとなるように添加し た。その他は、実施例 5と同じ条件で処理を継続した結果、被処理水に含まれる BO Dの汚泥転換率は BODとして 0. 15kg/m— MLSS/kg— BODであった。また、 汚泥処理槽 51内の微小生物濃度は実施例 5と比較して安定して ヽた。
[0072] [比較例 1]
比較例 1として、 15Lの活性汚泥槽に実施例 1で用いた模擬廃水を被処理水として 導入し、 pH6. 8、 BOD負荷 0. 76kg/m 日、 HRT20時間で 1ヶ月間運転した。 活性汚泥槽後段に実施例 3と同様の沈殿池 41を設けて固液分離して得られた処理 水の水質は良好であった力 被処理水に含まれる BODの汚泥転換率は BODとして 0. 40kg/m— MLSS/kg— BODであった。
[0073] このように、実施例 1〜6では、標準活性汚泥法である比較例 1に対して余剰汚泥 の発生量を半分以下に減らすことができた。また、いずれの実施例においても、汚泥 減量を行う汚泥処理槽での微小生物の減少は防止でき、安定した汚泥減量効果が 得られた。さらに、いずれの実施例においても沈殿池 41から得られる処理水の水質 は良好であり、高い処理効率が得られた。
[0074] 本発明は、下水等の有機性廃水の生物処理に用いることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 有機物を含む有機性廃水を生物処理槽に導入して生物処理し、該生物処理槽か らの流出液を汚泥と処理水とに固液分離する生物処理方法であって、
前記有機性廃水を前記生物処理槽において前記有機物を基質として細菌に変換 する生物処理工程と、
前記細菌を含む生成汚泥を汚泥処理槽に導入して微小生物に捕食させて汚泥を 減量する汚泥減量工程と、を含み、
前記汚泥減量工程の汚泥処理槽に、細菌に資化される基質及び Z又は前記有機 物を基質として生成した分散性の細菌を添加する有機性廃水の生物処理方法。
[2] 前記生物処理工程は、有機物を含む有機性廃水を第 1の生物処理槽に導入して 前記有機物を基質として分散性の細菌を生成する生物処理を行なう第 1の生物処理 工程と、前記分散性の細菌を含有する前記第 1の生物処理工程から流出する流出 液を、第 2の生物処理槽に導入して前記分散性の細菌を微小生物に捕食させるとと もに、前記第 1の生物処理工程において処理されずに残存した有機物を基質として 細菌を生成する生物処理を行なう第 2の生物処理工程と、を含み、
前記汚泥減量工程は、前記第 2の生物処理工程における生成汚泥を前記汚泥処 理槽に導入して微小生物に捕食させて汚泥を減量する工程であって、前記汚泥処 理槽に、分散性の細菌に資化される基質及び Z又は第 1の生物処理槽で生成した 分散性の細菌を添加する請求項 1に記載の有機性廃水の生物処理方法。
[3] 前記生物処理工程に導入する有機性廃水の一部及び Z又は細菌に資化される基 質を前記生物処理槽と並列な分散菌培養槽に導入し、分散性の細菌を生成する分 散菌生成工程をさらに含み、
前記汚泥減量工程は、前記生物処理工程における生成汚泥の一部又は全部を前 記汚泥処理槽に導入して微小生物に捕食させて汚泥を減量する工程であって、前 記汚泥減量槽に、前記分散菌培養槽で生成した分散性の細菌を添加する請求項 1 に記載の有機性廃水の処理方法。
[4] 前記有機性廃水の一部を、前記生物処理工程をバイパスさせて前記汚泥減量ェ 程の汚泥処理槽に導入する請求項 1又は 2に記載の有機性廃水の生物処理方法。
[5] 前記汚泥減量工程の汚泥処理槽に、前記微小生物用の栄養剤をさらに添加する 請求項 1から 4のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。
[6] 前記汚泥減量工程の汚泥処理槽に保持される槽内汚泥の平均滞留時間を 2〜30 日とする請求項 1から 5のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。
[7] 有機物を含む有機性廃水を導入し前記有機物を基質として細菌を生成する生物 処理を行なう生物処理槽と、
前記生物処理槽から流出する処理液を固液分離して処理水と汚泥とを得る固液分 離手段と、
微小生物を保持し、前記汚泥を導入して前記微小生物に捕食させる汚泥処理槽と 、を備え、
前記汚泥処理槽に、細菌に資化される基質及び Z又は前記有機物を基質として生 成した分散性の細菌を添加する添加手段を設ける有機性廃水の生物処理装置。
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