WO2011122217A1

WO2011122217A1 - 有機性排水の生物処理方法および装置

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Publication number: WO2011122217A1
Application number: PCT/JP2011/054748
Authority: WO
Inventors: 繁樹藤島; 倫明田中
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2012-09-30

Abstract

【課題】微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法において、濾過捕食型の微小動物を優先させて、処理効率の向上及び汚泥の減容化と共に、処理水質の向上を図る。【解決手段】第一生物処理槽１に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽１からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽２に通水して第二生物処理水を得、第二生物処理水を固液分離する。第二生物処理槽２に微小動物保持担体２２を設けると共に、汚泥の一部を引き抜いて無酸素槽４で処理した後第二生物処理槽２に返送する。

Description

有機性排水の生物処理方法および装置

　本発明は、生活排水、下水、食品工場やパルプ工場をはじめとした広い濃度範囲の有機性排水の処理に利用することができる有機性排水の生物処理方法および装置に関するものであり、特に、処理水質を悪化させることなく、処理効率を向上させ、かつ、余剰汚泥発生量の低減が可能な有機性排水の生物処理方法および装置に関する。

　有機性排水を生物処理する場合に用いられる活性汚泥法は、処理水質が良好で、メンテナンスが容易であるなどの利点から、下水処理や産業廃水処理等に広く用いられている。しかしながら、活性汚泥法におけるＢＯＤ容積負荷は一般に０．５～０．８ｋｇ／ｍ^３／ｄ程度であるため、広い敷地面積が必要となる。また、分解したＢＯＤの２０～４０％が菌体、即ち汚泥へと変換されるため、大量の余剰汚泥処理も問題となる。

　有機性排水の高負荷処理に関しては、担体を添加した流動床法が知られている。この方法を用いた場合、３ｋｇ／ｍ^３／ｄ以上のＢＯＤ容積負荷で運転することが可能となる。しかしながら、この方法では発生汚泥量は分解したＢＯＤの３０～５０％程度で、通常の活性汚泥法より高くなることが欠点となっている。

　特開昭５５－２０６４９号公報には、有機性排水をまず、第一処理槽で細菌により処理し、排水に含まれる有機物を酸化分解して非凝集性の細菌の菌体に変換した後、第二処理槽で固着性原生動物に捕食除去させることで余剰汚泥の減量化が可能になることが記載されている。さらに、この方法では高負荷運転が可能となり、活性汚泥法の処理効率も向上するとされている。

　このように細菌の高位に位置する原生動物や後生動物の捕食を利用した廃水処理方法は、多数提案されている。

　例えば、特開２０００－２１０６９２号公報では、特開昭５５－２０６４９号公報の処理方法で問題となる、原水の水質変動による処理性能悪化の対策が提案されている。具体的な方法としては、「被処理水のＢＯＤ変動を平均濃度の中央値から５０％以内に調整する」、「第一処理槽内および第一処理水の水質を経時的に測定する」、「第一処理水の水質悪化時には種汚泥又は微生物製剤を第一処理槽に添加する」等の方法が提案されている。

　特公昭６０－２３８３２号公報では、細菌、酵母、放線菌、藻類、カビ類や廃水処理の初沈汚泥や余剰汚泥を、原生動物や後生動物に捕食させる際に、超音波処理または機械攪拌により、これらの餌のフロックサイズを動物の口より小さくさせる方法を提案している。

　また、流動床と活性汚泥法の多段処理に関する発明としては、特許第３４１０６９９号公報に記載のものがある。この方法では、後段の活性汚泥法をＢＯＤ汚泥負荷０．１ｋｇ－ＢＯＤ／ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｄの低負荷で運転することで、汚泥を自己酸化させ、汚泥引き抜き量を大幅に低減できるとしている。

　このような微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法は、実際に有機性廃水処理に用いられており、対象とする排水によっては処理効率の向上、５０％程度の発生汚泥量の減量化が可能となっている。この汚泥減量に寄与する微小動物には、濾過捕食型のものと凝集体捕食型のものがある。このうち、凝集体捕食型の微小動物は、フロック化した汚泥をかじりながら捕食することも可能であるため、凝集体捕食型微小動物が優先化した場合、処理水質は悪化してしまう。従って、処理水質の向上のためには、微小動物のうち、濾過捕食型のものを優先させることが有効であるが、従来において、濾過捕食型の微小動物の増殖と凝集体捕食型の微小動物の増殖を制御する方法は提案されておらず、排水処理において微小動物を用いた汚泥減量を行う場合、運転条件によっては、予期しない処理水質悪化が発生することが問題となっていた。

　活性汚泥法には、汚泥と処理水との固液分離に膜分離装置を利用する膜式活性汚泥法と、沈殿池を用いる沈殿池型の活性汚泥法とがある。
　膜式活性汚泥法では、沈殿池型活性汚泥法に比べて汚泥濃度を高く維持し、高い容積負荷で運転することが可能である上に、沈殿池におけるような汚泥管理が不要で、良好な水質の処理水を得ることができるという利点がある。

　しかしながら、膜式活性汚泥法では、活性汚泥槽内の汚泥の性状によっては、膜が閉塞しやすく、膜の洗浄頻度が高いことが課題となる。

　特開平９－２９４９９６号公報では、曝気槽に担体を添加することにより、膜への汚泥付着を低減し、膜の閉塞を防ぐ方法を提案している。

　しかしながら、曝気槽に担体を添加する方法でも、膜の閉塞を十分に防止し得ない場合がある。
　また、活性汚泥処理を低負荷で運転した場合であっても、汚泥の解体で微細なＳＳが発生し、膜を閉塞させる。また、水温、負荷、ＳＲＴ（固形分滞留時間）により、活性汚泥内でフロックを捕食する微小動物が急増すると、汚泥の微細化が促進され、処理水の悪化につながり、これを固液分離する膜分離装置の運転管理が困難になるという問題もある。

特開昭５５－２０６４９号公報特開２０００－２１０６９２号公報特公昭６０－２３８３２号公報特許第３４１０６９９号公報特開平９－２９４９９６号公報

　本発明で提供される第１の態様に係る発明（以下「第１発明」という。）は、微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法において、濾過捕食型の微小動物を優先させて、処理効率の向上及び汚泥の減容化と共に、処理水質のより一層の向上を図る有機性排水の生物処理方法及び装置を提供することを課題とする（課題Ｉ）。

　本発明で提供される第２の態様に係る発明（以下「第２発明」という。）は、膜式活性汚泥法を適用した有機性排水の生物処理において、発生汚泥量を大幅に減量化すると共に、膜の閉塞を防止して膜の洗浄頻度を下げ、高負荷運転による処理効率の向上と、安定した処理水質を図る有機性排水の生物処理方法及び装置を提供することを課題とする（課題II）。

　本発明者らは、上記課題Ｉを解決するべく鋭意検討した結果、後段の生物処理槽汚泥を引き抜き、無酸素槽を経由させることで、遊泳性凝集体捕食型の微小動物の増殖を抑制して処理水質の悪化を防ぐことができること、加えて、後段の生物処理槽に微小動物保持担体を設置することで、固着性の濾過捕食型微小動物を保持することができ、後段の生物処理槽の汚泥を引き抜いて無酸素槽へ導入する処理を行っても、これらの微小動物は影響を受けず、この結果、濾過捕食型微小動物を優先化させることができること、を見出した。

　第１発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。

　第１発明の第１態様の有機性排水の生物処理方法は、二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽の第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理する有機性排水の生物処理方法において、該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体を設けると共に、該第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて無酸素槽で処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送することを特徴とするものである。

　第１発明の第２態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様において、前記第一生物処理水の少なくとも一部を前記無酸素槽を経由して前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水することを特徴とするものである。

　第１発明の第３態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様又は第２態様において、前記有機性排水の一部を前記無酸素槽に導入し、残部を前記第一生物処理槽に導入することを特徴とするものである。

　第１発明の第４態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様ないし第３態様において、前記無酸素槽が担体を保持することを特徴とするものである。

　第１発明の第５態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様ないし第４態様のいずれかにおいて、前記該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体が設けられていることを特徴とする。

　第１発明の第６態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様ないし第５態様のいずれかにおいて、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のＳＲＴ（固形分滞留時間）が６０日以下となるように汚泥を引き抜くことを特徴とする。

　第１発明の第７態様の有機性排水の生物処理方法は、第１ないし第６態様のいずれかにおいて、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離し、分離汚泥の少なくとも一部を前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送することを特徴とする。

　第１発明の第８態様の有機性排水の生物処理装置は、二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽を備え、第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理する有機性排水の生物処理装置において、該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体が設けられており、該第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送する無酸素槽を設けたことを特徴とするものである。

　第１発明の第９態様の有機性排水の生物処理装置は、第８態様において、前記第一生物処理水の少なくとも一部を前記無酸素槽を経由して前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水する手段を有することを特徴とするものである。

　第１発明の第１０態様の有機性排水の生物処理装置は、第８態様又は第９態様において、前記有機性排水の一部を前記無酸素槽に導入する手段と、該有機性排水の残部を前記第一生物処理槽に導入する手段を有することを特徴とするものである。

　第１発明の第１１態様の有機性排水の生物処理装置は、第８態様ないし第１０態様のいずれかにおいて、前記無酸素槽に担体が保持されていることを特徴とするものである。

　第１発明の第１２態様の有機性排水の生物処理装置は、第８態様ないし第１１態様のいずれかにおいて、前記該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体が設けられていることを特徴とする。

　第１発明の第１３態様の有機性排水の生物処理装置は、第８態様ないし第１２態様のいずれかにおいて、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のＳＲＴ（固形分滞留時間）が６０日以下となるように汚泥が引き抜かれることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。

　第１発明の第１４態様の有機性排水の生物処理装置は、第８態様ないし第１３態様のいずれかにおいて、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離し、分離汚泥の少なくとも一部を前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送する手段を有することを特徴とする。

　本発明者らは、上記課題IIを解決するべく鋭意検討した結果、微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法において、前段の生物処理槽に一過式で有機物を処理する槽を設けて、分散菌を生成させ、後段の生物処理槽で、必要な微小動物を積極的に優先化させることで、膜の閉塞を引き起こす凝集体（フロック）捕食型微小動物の増殖を抑制すること；このために後段の生物処理槽に微小動物保持担体を設けて、分散菌を効率的に捕食して汚泥の固液分離性と処理水質向上に寄与する固着性の濾過捕食型微小動物を保持すること；により、膜式活性汚泥法における膜の閉塞を防止して安定した高負荷処理が可能となることを見出した。

　第２発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。

　第２発明の第１態様の有機性排水の生物処理方法は、二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽の第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理し、該第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離する有機性排水の生物処理方法において、該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体を設けると共に、該第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水の固液分離を膜分離処理により行うことを特徴とする。

　第２発明の第２態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様において、前記膜分離処理を槽外型膜分離装置で行うことを特徴とする。

　第２発明の第３態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様又は第２態様において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内に設けられた担体が該生物処理槽に固定された担体であることを特徴とする。

　第２発明の第４態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様ないし第３態様のいずれかにおいて、前記有機性排水の一部を前記第一生物処理槽を経ることなく前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に導入することを特徴とする。

　第２発明の第５態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様ないし第４態様のいずれかにおいて、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のＳＲＴ（固形分滞留時間）が６０日以下となるように汚泥を引き抜くことを特徴とする。

　第２発明の第６態様の有機性排水の生物処理方法は、第１態様ないし第５態様のいずれかにおいて、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて無酸素槽で処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送することを特徴とする。

　第２発明の第７態様の有機性排水の生物処理装置は、二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽を備え、第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理し、第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離することを特徴とする有機性排水の生物処理装置において、該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体が設けられており、該第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水の固液分離手段として膜分離処理装置を備えることを特徴とする。

　第２発明の第８態様の有機性排水の生物処理装置は、第７態様において、前記膜分離装置が槽外型膜分離装置であることを特徴とする。

　第２発明の第９態様の有機性排水の生物処理装置は、第７態様又は第８態様において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内に設けられた担体が該生物処理槽に固定された担体であることを特徴とする。

　第２発明の第１０態様の有機性排水の生物処理装置は、第７態様ないし第９態様のいずれかにおいて、前記有機性排水の一部を前記第一生物処理槽を経ることなく前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に導入する手段を有することを特徴とする。

　第２発明の第１１態様の有機性排水の生物処理装置は、第７態様ないし第１０態様のいずれかにおいて、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のＳＲＴ（固形分滞留時間）が６０日以下となるように汚泥が引き抜かれることを特徴とする。

　第２発明の第１２態様の有機性排水の生物処理装置は、第７態様ないし第１１態様のいずれかにおいて、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送する無酸素槽を設けたことを特徴とする。

　第１発明では、微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法において、微小動物を保持する生物処理槽に微小動物保持担体を設けると共に、この生物処理槽内汚泥を引き抜いて無酸素槽で処理した後返送することにより、微小動物保持生物処理槽内で、凝集体捕食型微小動物の増殖を抑制して濾過捕食型微小動物を優先的に増殖させることが可能となり、処理水質の向上を図ることができる。

　第２発明では、微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法において、微小動物を保持する生物処理槽に微小動物保持担体を設けることにより、この生物処理槽内に分散菌を効率的に捕食して汚泥の固液分離性と処理水質向上に寄与する固着性の濾過捕食型微小動物を保持し、これにより、この生物処理槽の生物処理水を膜分離処理する膜分離装置の膜の閉塞を防止して、膜の薬品洗浄頻度を低減することが可能となる。

　このため、第１発明及び第２発明によれば、有機性排水の効率的な生物処理が可能になり、以下のような効果が奏される。
１）排水処理時に発生する汚泥の大幅な減量化
２）高負荷運転による処理効率の向上
３）安定した処理水質の維持

第１発明の有機性排水の生物処理方法および装置の実施の形態を示す系統図である。第１発明の有機性排水の生物処理方法および装置の他の実施の形態を示す系統図である。第１発明の有機性排水の生物処理方法および装置の他の実施の形態を示す系統図である。第１発明の有機性排水の生物処理方法および装置の他の実施の形態を示す系統図である。第１発明の有機性排水の生物処理方法および装置の他の実施の形態を示す系統図である。第２発明の有機性排水の生物処理方法及び装置の実施の形態を示す系統図である。第２発明の有機性排水の生物処理方法及び装置の他の実施の形態を示す系統図である。第２発明の有機性排水の生物処理方法及び装置の他の実施の形態を示す系統図である。

　以下に図面を参照して本発明の有機性排水の生物処理方法および装置の実施の形態を詳細に説明する。

［第１発明］
　図１～５は第１発明の有機性排水の生物処理方法および装置の実施の形態を示す系統図である。
　図１～５において、１は第一生物処理槽、２は第二生物処理槽、３は沈殿槽、４は無酸素槽、５は膜分離装置、１１，２１は散気管、２２は微小動物保持担体、４１は攪拌手段、４２は担体であり、図１～５において同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。

　図１の態様では、原水（有機性排水）は第一生物処理槽１に導入され、分散性細菌（非凝集性細菌）により、有機成分(溶解性ＢＯＤ)の７０％以上、望ましくは８０％以上、さらに望ましくは９０％以上が酸化分解される。この第一生物処理槽１のｐＨは６以上、望ましくは８以下とする。ただし、原水中に油分を多く含む場合にはｐＨは８以上としても良い。

　また、第一生物処理槽１への通水は、通常一過式とされ、第一生物処理槽１のＢＯＤ容積負荷は１ｋｇ／ｍ^３／ｄ以上、例えば１～２０ｋｇ／ｍ^３／ｄ、ＨＲＴ（原水滞留時間）は２４ｈ以下、好ましくは８ｈ以下、例えば０．５～８ｈとすることで、分散性細菌が優占化した処理水を得ることができ、また、ＨＲＴを短くすることでＢＯＤ濃度の低い排水を高負荷で処理することができる。

　第一生物処理槽１には、後段の生物処理槽からの汚泥の一部を返送したり、この第一生物処理槽１を二槽以上の多段構成としたり、担体を添加したりすることにより、ＢＯＤ容積負荷５ｋｇ／ｍ^３／ｄ以上の高負荷処理も可能となる。

　第一生物処理槽１に担体を添加する場合、担体の形状は、球状、ペレット状、中空筒状、糸状、板状等の任意であり、大きさも０．１～１０ｍｍ程度の径において任意である。また、担体の材料も天然素材、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良い。また、第一生物処理槽１に添加する担体の充填率が高い場合、分散菌は生成せず、細菌は担体に付着するか、糸状性細菌が増殖する。そこで、第一生物処理槽１に添加する担体の充填率を１０％以下、望ましくは５％以下とすることで、濃度変動に影響されず、捕食しやすい分散菌の生成が可能になる。

　また、この第一生物処理槽１は溶存酸素（ＤＯ）濃度を１ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは０．５ｍｇ／Ｌ以下として、糸状性細菌の増殖を抑制しても良い。
　なお、第一生物処理槽１で溶解性有機物を完全に分解した場合、第二生物処理槽２ではフロックが形成されず、また、微小動物増殖のための栄養も不足し、圧密性の低い汚泥のみが優占化した生物処理槽となる。従って、第一生物処理槽１での有機成分の分解率は１００％ではなく、９５％以下、望ましくは８５～９０％となるようにすることが好ましい。

　第一生物処理槽１の処理水（第一生物処理水）は、後段の第二生物処理槽２に通水し、ここで、残存している有機成分の酸化分解、分散性細菌の自己分解および微小動物の捕食による余剰汚泥の減量化を行う。

　第二生物処理槽２では、細菌に比べ増殖速度の遅い微小動物の働きと細菌の自己分解を利用するため、微小動物と細菌が系内に留まるような運転条件および処理装置を用いる必要がある。そこで第二生物処理槽２には、汚泥返送を行う活性汚泥法または膜分離式活性汚泥法を用いることが望ましい。また、この第二生物処理槽２は二槽以上の多段構成としても良い。

　第１発明においては、この第二生物処理槽２内に微小動物保持担体２２を設けることにより、微小動物の槽内保持量を高める。
　第二生物処理槽２に設ける担体２２の形状は、流動床の場合は球状、ペレット状、中空筒状、糸状等任意であり、大きさも０．１～１０ｍｍ程度の径で良い。固定床を用いても良く、その場合の担体２２の形状は糸状、板状等任意である。また、担体２２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良い。
　第二生物処理槽２では、微小動物を維持するための多量の足場が必要となることから、添加する担体の充填率は流動床、固定床の形式の違いや材質により異なるが、０．５～４０％とすることが望ましい。

　また、前述の如く、第二生物処理槽２では、分散状態の菌体を捕食する濾過捕食型微小動物だけでなく、フロック化した汚泥を捕食できる凝集体捕食型微小動物も増殖する。後者は遊泳しながら、フロックを捕食するため、優先化した場合、汚泥は食い荒らされ、微細化したフロック片が散在する汚泥となる。このフロック片により、沈殿池型の活性汚泥では処理水ＳＳ濃度が上昇し、膜式活性汚泥では膜の目詰まりが発生する。そこで、第１発明では、無酸素槽４を設け、この無酸素槽４に第二生物処理槽２から引き抜いた汚泥を所定時間滞留させることにより、遊泳性の微小動物の増殖を阻害することで、生物相の安定化を図る。この場合、第二生物処理槽２には微小動物保持担体２２が設けられており、濾過捕食型微小動物は担体２２側に定着するため、第二生物処理槽２から引き抜いたれて無酸素槽４に流入することは殆どなく、従って濾過捕食型微小動物の増殖が阻害されることはない。第二生物処理槽２から引き抜かれ、無酸素槽４で処理された汚泥は第二生物処理槽２に返送される。

　第二生物処理槽２から無酸素槽４へ引き抜く汚泥量、及び無酸素槽４での汚泥の滞留時間は、処理状況に応じて適宜決定されるが、通常汚泥の引き抜き量は槽容量に対して１／３０倍量／日以上、また、無酸素槽４での汚泥の滞留時間０．５時間以上とすることが好ましい。

　第１発明において、無酸素槽４では、微小動物の増殖を阻害するため、ＯＲＰを０ｍＶ以下とする必要がある。そのため、無酸素槽４では曝気は行わず、機械攪拌のみとすることが望ましい。また、ＯＲＰの低下を促進するために第一生物処理水や原水を通水し、酸生成反応や脱窒反応によりＯＲＰを下げるようにしても良い。

　また、無酸素槽４でのＯＲＰ低下（脱窒反応、酸生成反応）を安定して進行させるため、無酸素槽４に担体を添加しても良い。無酸素槽４でのＯＲＰが低ければ、遊泳性微小動物の活性低下は促進されるため、無酸素槽４での第二生物処理槽汚泥の滞留時間を短くでき、無酸素槽４を小型化することができる。添加する担体の形状は流動床の場合は球状、ペレット状、中空筒状、糸状の任意であり、大きさも０．１～１０ｍｍ程度の径で任意である。固定床を用いても良く、その場合の担体２２の形状は、糸状、板状等任意である。更に、材料についても天然素材、無機素材、高分子素材等任意で、ゲル状物質を用いても良い。
　無酸素槽４に担体を添加する場合、その充填率は流動床、固定床の形式の違いや材質により異なるが、０．５～４０％とすることが望ましい。

　なお、この第二生物処理槽２においては、槽汚泥を定期的に入れ替える、即ち、微小動物や糞を間引くため、ＳＲＴ（固形分滞留時間）を６０日以下望ましくは４５日以下、さらに望ましくは１０日以上４５日以下の範囲内で一定に制御することが望ましい。ただし、第二生物処理槽２内の汚泥濃度（ＭＬＳＳ）が２０００ｍｇ／Ｌ以下となる場合は、ＳＲＴ＞６０日としてもよい。ここで、ＳＲＴ＝（槽内汚泥濃度×曝気槽容積）÷(引き抜き汚泥濃度×１日当たりの引き抜き量)であり、槽内汚泥濃度（ＭＬＳＳ）は浮遊汚泥の濃度を指し、担体付着汚泥分は含めない。

　また、第１発明において、第二生物処理槽２へ投入する第一生物処理水中に有機物が多量に残存した場合、その酸化分解は後段の処理槽で行われることになる。微小動物が多量に存在する第二生物処理槽２で細菌による有機物の酸化分解が起こると、微小動物の捕食から逃れるための対策として、捕食されにくい形態で増殖することが知られており、このように増殖した細菌群は微小動物により捕食されず、これらの分解は自己消化のみに頼ることとなり、汚泥発生量低減の効果が下がってしまう。そこで、前述のように、第一生物処理槽では有機物の大部分、すなわち原水ＢＯＤの７０％以上、望ましくは８０％以上を分解し、菌体へと変換しておく必要がある。よって、後段生物処理槽への溶解性ＢＯＤによる汚泥負荷で表すと０．２５～０．５０ｋｇ－ＢＯＤ／ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｄで運転することが望ましい。ここでも、ＭＬＳＳは、浮遊汚泥の濃度を指し、担体付着分の汚泥は含めない。

　図１において、第二生物処理槽２からの処理水は、次いで、沈殿槽３で汚泥と処理水とに固液分離され、分離水が処理水として取り出され、分離汚泥の一部が返送汚泥として第二生物処理槽２に返送され、残部は余剰汚泥として系外へ排出される。

　なお、この沈殿槽３の代りに固液分離手段として、膜分離装置を用いても良い。従来において、活性汚泥の膜分離処理では、膜の目詰まりによるフラックスの低下、薬品洗浄が課題とされているが、本発明によれば、突発的な汚泥の分散化を防ぐことができ、膜分離装置の運転管理を容易にすることができる。

　図２に示す態様は、第一生物処理槽１からの第一生物処理槽処理水の一部、例えば１０～２０％程度を無酸素槽４に導入し、残部を第二生物処理槽２に導入する点が図１に示す態様と異なり、その他は同様の構成とされている。前述の如く、このように、第一生物処理槽水の一部を無酸素槽４に導入することにより、無酸素槽４のＯＲＰを低下させて、無酸素槽４における微小動物の増殖阻害効果を高めることができる。

　図３に示す態様は、原水の一部、例えば１０～２０％程度を直接無酸素槽４に導入し、残部を第一生物処理槽１に導入する点が図１に示す態様と異なり、その他は同様の構成とされている。前述の如く、このように、原水の一部を無酸素槽４に導入することにより、無酸素槽４のＯＲＰを低下させて、無酸素槽４における微小動物の増殖阻害効果を高めることができる。

　図４に示す態様は、沈殿槽３の代りに膜分離装置５を用い、膜分離装置５の透過水を処理水として取り出すと共に、濃縮水を第二生物処理槽２に返送し、余剰汚泥を第二生物処理槽２から直接引き抜くようにした点が図１に示す態様と異なり、その他は同様の構成とされている。前述の如く、固液分離手段として膜分離装置５を用いた場合、第１発明によれば、凝集体捕食型微小動物の増殖が抑制されるために、従来の活性汚泥の膜分離処理におけるような膜の目詰りの問題が軽減され、膜フラックスを安定させて薬品洗浄頻度を低減することができる。

　図５に示す態様は、無酸素槽４に担体４２を添加した点が図１に示す態様と異なり、その他は同様の構成とされている。前述の如く、このように、無酸素槽４に担体を添加することにより、無酸素槽４のＯＲＰを低下させて、無酸素槽４における微小動物の増殖阻害効果を高めることができる。

　図１～５は、第１発明の実施の形態の一例を示すものであり、第１発明は何ら図示のものに限定されない。例えば、第一生物処理槽、第二生物処理槽は、前述の如く、２段以上の多段構成としてもよく、従って、第１発明では、生物処理槽を３段以上に設けてもよい。
　また、固液分離手段としては、沈殿槽の他、膜分離装置や浮上分離槽等を用いても良く、後段の生物処理槽は、生物処理槽と固液分離手段とを兼ねる膜浸漬型生物処理槽として、膜分離式好気処理を行ってもよい。

　いずれの態様においても、第１発明によれば、第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物保持担体を設けると共に、第二生物処理槽以降の生物処理槽汚泥を無酸素槽で処理することにより、凝集体捕食型微小動物の優先化を抑制することが出来、汚泥減量と処理水水質の向上とを両立することができる。

［第２発明］
　図６～８は第２発明の有機性排水の生物処理方法及び装置の実施の形態を示す系統図である。
　図６～８において、１は第一生物処理槽、２は第二生物処理槽、４は無酸素槽、５は膜分離装置、１１，２１は散気管、２２は微小動物保持担体、４１は攪拌手段であり、図６～８において同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。

　図６の態様では、原水（有機性排水）は第一生物処理槽１に導入され、分散性細菌（非凝集性細菌）により、有機成分(溶解性ＢＯＤ)の７０％以上、望ましくは８０％以上、さらに望ましくは９０％以上が酸化分解される。この第一生物処理槽１のｐＨは６以上、望ましくは８以下とする。ただし、原水中に油分を多く含む場合にはｐＨは８以上としても良い。

　第一生物処理槽１に担体を添加する場合、担体の形状は、球状、ペレット状、中空筒状、糸状、板状等の任意であり、大きさも０．１～１０ｍｍ程度の径において任意である。また、担体の材料も天然素材、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良い。また、第一生物処理槽１に添加する担体の充填率が高い場合、分散菌は生成せず、細菌は担体に付着するか、糸状性細菌が増殖する。そこで、第一生物処理槽１に添加する担体の充填率を２０％以下、望ましくは１０％以下とすることで、濃度変動に影響されず、捕食しやすい分散菌の生成が可能になる。

　第一生物処理槽１の処理水（第一生物処理水）は、後段の第二生物処理槽２に通水し、ここで、残存している有機成分の酸化分解、分散性細菌の自己分解及び微小動物の捕食による余剰汚泥の減量化を行う。

　第二生物処理槽２では、細菌に比べ増殖速度の遅い微小動物の働きと細菌の自己分解を利用するため、微小動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用いる必要がある。そこで第二生物処理槽２には、汚泥返送を行う活性汚泥法又は膜式活性汚泥法を用いることが望ましい。また、この第二生物処理槽２は二槽以上の多段構成としても良い。膜式活性汚泥法の場合、膜分離装置は槽内型、槽外型のいずれでもよいが、槽外型とすることにより、高負荷時に捕食が遅れた分散菌による膜の目詰まりを防止することができる。

　第２発明においては、この第二生物処理槽２内に微小動物保持担体２２を設けることにより、微小動物、特に分散菌を効率的に捕食して汚泥の固液分離性と処理水質向上に寄与する固着性の濾過捕食型微小動物の槽内保持量を高める。

　即ち、第二生物処理槽２では、分散状態の菌体を捕食する濾過捕食型微小動物だけでなく、フロック化した汚泥を捕食できる凝集体捕食型微小動物も増殖する。後者は遊泳しながら、フロックを捕食するため、優先化した場合、汚泥は食い荒らされ、微細化したフロック片が散在する汚泥となる。このフロック片により、膜式活性汚泥法では膜の目詰まりが発生する。そこで、第２発明では、この第二生物処理槽２において、槽汚泥を定期的に入れ替える、即ち、微小動物や糞を間引くため、ＳＲＴ（固形分滞留時間）を望ましくは６０日以下、より望ましくは４５日以下、さらに望ましくは１０日以上４５日以下の範囲内で一定に制御する。ただし、第二生物処理槽２内の汚泥濃度（ＭＬＳＳ）が２０００ｍｇ／Ｌ以下となる場合は、ＳＲＴ＞６０日としてもよい。ここで、ＳＲＴ＝（槽内汚泥濃度×曝気槽容積）÷(引き抜き汚泥濃度×１日当たりの引き抜き量)であり、槽内汚泥濃度（ＭＬＳＳ）は浮遊汚泥の濃度を指し、担体付着汚泥分は含めない。
　その上で、分散状態の菌体を捕食する濾過捕食型微小動物を第二生物処理槽２内に維持するために、第二生物処理槽２内に微小動物保持担体２２を設ける。即ち、この種の微小動物は汚泥フロックに固着し、系内に維持されるが、汚泥は一定の滞留時間で系外へ引き抜かれるため、供給源を系内に設ける必要がある。この時、担体を粒状や角型の流動床とすると、流動のための剪断力で、高濃度での安定保持ができないだけでなく、流動床で有機物が完全に処理され、汚泥フロックの微細化、これによる膜の閉塞につながる。
　そこで、第２発明では、第二生物処理槽２に設ける担体として、流動担体ではなく、担体の少なくとも一部が、第二生物処理槽２の底面、側面、上部等のいずれかに固定された固定担体とすることが好ましい。その場合の担体２２の形状は糸状、板状、短冊状等任意である。また、担体２２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良い。望ましくは多孔質のウレタンフォームであり、例えば１００～４００ｃｍ×５０～２００ｃｍ×０．５～５ｃｍ厚さの板状ないし短冊状とし、曝気空気があたらないところに設置することが望ましい。

　第二生物処理槽２では、微小動物を維持するための多量の足場が必要となるが、過度に担体の充填率が多いと槽内の混合不足、汚泥の腐敗などが起こるため、添加する担体の充填率は、０．１～２０％程度とすることが望ましい。

　第２発明において、第二生物処理槽２へ投入する第一生物処理水中に有機物が多量に残存した場合、その酸化分解は後段の処理槽で行われることになる。微小動物が多量に存在する第二生物処理槽２で細菌による有機物の酸化分解が起こると、微小動物の捕食から逃れるための対策として、捕食されにくい形態で増殖することが知られており、このように増殖した細菌群は微小動物により捕食されず、これらの分解は自己消化のみに頼ることとなり、汚泥発生量低減の効果が下がってしまう。そこで、前述のように、第一生物処理槽では有機物の大部分、すなわち原水ＢＯＤの７０％以上、望ましくは８０％以上を分解し、菌体へと変換しておく必要がある。よって、後段生物処理槽への溶解性ＢＯＤによる汚泥負荷で表すと０．２５～０．５０ｋｇ－ＢＯＤ／ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｄで運転することが望ましい。ここでも、ＭＬＳＳは、浮遊汚泥の濃度を指し、担体付着分の汚泥は含めない。

　図６において、第二生物処理槽２からの処理水は、槽外型の膜分離装置５に送給し、膜分離装置５の透過水を処理水として取り出すと共に、濃縮水を第二生物処理槽２の上流に返送し、余剰汚泥を第二生物処理槽２から直接引き抜く。このように固液分離手段として膜分離装置５を用いた場合、第２発明によれば、凝集体捕食型微小動物の増殖が抑制されるために、従来の活性汚泥の膜分離処理におけるような膜の目詰りの問題が軽減され、膜フラックスを安定させて薬品洗浄頻度を低減することができると共に、突発的な汚泥の分散化を防ぐことができ、膜分離装置の運転管理を容易にすることができる。

　槽外型の膜分離装置５としては特に制限はなく、限外濾過（ＵＦ）膜分離装置、精密濾過（ＭＦ）膜分離装置等を用いることができる。

　図７に示す態様は、原水の一部、例えば、５～５０％程度を、第一生物処理槽１を経ることなく直接第二生物処理槽２に導入する点が図６に示す態様と異なり、その他は同様の構成とされている。このように、原水の一部を直接第二生物処理槽２に導入することにより、原水変動時（負荷低下時）の第二生物処理槽の負荷不足を回避できるという効果が奏される。

　図８に示す態様は、微小動物を保持する第二生物処理槽２内の汚泥の一部を引き抜いて無酸素槽４で処理した後返送することにより、微小動物保持生物処理槽２内で、凝集体捕食型微小動物の増殖を更に抑制して濾過捕食型微小動物を優先的に増殖させるようにしたものであり、その他は、図６の態様と同様の構成とされている。

　即ち、このように、無酸素槽４を設け、この無酸素槽４に第二生物処理槽２から引き抜いた汚泥を所定時間滞留させることにより、遊泳性の微小動物の増殖を阻害することで、生物相の安定化を図る。この場合、第二生物処理槽２には微小動物保持担体２２が設けられており、濾過捕食型微小動物は担体２２側に一定量が保持されるため、濾過捕食型微小動物の増殖が阻害されることはない。第二生物処理槽２から引き抜かれ、無酸素槽４で処理された汚泥は第二生物処理槽２に返送される。

　第二生物処理槽２から無酸素槽４へ引き抜く汚泥量、及び無酸素槽４での汚泥の滞留時間は、処理状況に応じて適宜決定されるが、通常汚泥の引き抜き量は槽容量に対して１／３０倍量／日以上、また、無酸素槽４での汚泥の滞留時間は０．５時間以上とすることが好ましい。

　第２発明において、無酸素槽４では、微小動物の増殖を阻害するため、ＯＲＰを０ｍＶ以下とする必要がある。そのため、無酸素槽４では曝気は行わず、機械攪拌のみとすることが望ましい。また、ＯＲＰの低下を促進するために第一生物処理水や原水の一部を通水し、酸生成反応や脱窒反応によりＯＲＰを下げるようにしても良い。

　図６～８は、第２発明の実施の形態の一例を示すものであり、第２発明は何ら図示のものに限定されない。例えば、第一生物処理槽、第二生物処理槽は、前述の如く、２段以上の多段構成としてもよく、従って、第２発明では、生物処理槽を３段以上に設けてもよい。

　いずれの態様においても、第２発明によれば、第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物保持担体を設けるとことにより、凝集体捕食型微小動物の優先化を抑制することで、汚泥減量と処理水水質の向上とを両立させることができ、この第二生物処理槽以降の生物処理水を膜分離装置で固液分離することにより、膜分離装置の膜の閉塞を防止して、安定した高負荷処理が可能となる。

　以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

〔第１発明の実施例及び比較例〕
［実施例Ｉ－１］
　図１に示す如く、容量が３．６Ｌの第一生物処理槽１と、容量が１５Ｌの第二生物処理槽２と、容量が５Ｌの無酸素槽４と、容量が５Ｌの沈殿槽３とを連結させた実験装置を用いて、本発明による有機性排水の処理を行った。原水は、ＣＯＤ_Ｃｒ：１０００ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ：６４０ｍｇ／Ｌの人口基質を含むものである。
　各生物処理槽の処理条件は次の通りとした。

＜第一生物処理槽＞
　ＤＯ：０．５ｍｇ／Ｌ
　ＢＯＤ容積負荷：３．８５ｋｇ－ＢＯＤ／ｍ^３／ｄ
　ＨＲＴ：４ｈ
　ｐＨ：７．０
＜第二生物処理槽＞
　ＤＯ：４ｍｇ／Ｌ
　担体充填率：２％
　ＨＲＴ：１７ｈ
　ＳＲＴ：３０日
　ｐＨ：７．０
＜無酸素槽＞
　ＯＲＰ：－１００ｍＶ
　ＨＲＴ（＝ＳＲＴ）：１２ｈ

　なお、第二生物処理槽２の担体１２としては板状のポリウレタンフォームを用いた。
　また、装置全体でのＢＯＤ容積負荷は０．７５ｋｇ－ＢＯＤ／ｍ^３／ｄであり、装置全体でのＨＲＴは２１ｈであった。

　その結果、第二生物処理槽２内の汚泥フロック、担体には固着性の濾過捕食型微小動物（ツリガネムシ、ヒルガタワムシ）が優先化し、汚泥転換率は０．１ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｋｇ－ＣＯＤ_Ｃｒとなった。処理水（沈殿槽４の固液分離水）水質は、ＳＳ濃度が１０ｍｇ／Ｌ未満、溶解性ＣＯＤ_Ｃｒ濃度が３０ｍｇ／Ｌ未満と、試験期間中、常時良好な状態を維持していた。

［実施例Ｉ－２］
　沈殿槽の代りに膜分離装置としてＵＦ膜を用い、図４に示す実験装置としたこと以外は実施例Ｉ－１と同様の条件で処理を行った。原水の水質、第一，第二生物処理槽及び無酸素槽の処理条件、並びに全体のＢＯＤ容積負荷及びＨＲＴは実施例Ｉ－１と同一である。

　その結果、第二生物処理槽内の汚泥フロック、担体には固着性の濾過捕食型微小動物（ツリガネムシ、ヒルガタワムシ）が優先化し、汚泥転換率は０．０７５ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｋｇ－ＣＯＤ_Ｃｒとなった。
　処理水（膜分離装置の透過水）水質は、溶解性ＣＯＤ_Ｃｒ濃度が２０ｍｇ／Ｌ未満と、試験期間中、常時良好な状態を維持していた。また、膜間差圧の上昇はほとんど無く、１ヶ月以上薬品洗浄を行わなくても、安定したフラックスを維持することができた。

［比較例Ｉ－１］
　無酸素槽を省略し、第二生物処理槽に担体を設けなかったこと以外は実施例Ｉ－１と同様の条件で処理を行った。
　原水の水質、第一、第二生物処理槽の処理条件並びに全体のＢＯＤ容積負荷及びＨＲＴは実施例Ｉ－１と同一である。
　その結果、汚泥転換率は０．１３ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｋｇ－ＣＯＤ_Ｃｒとなった。しかしながら、１ヶ月おきに、凝集体捕食型微小動物（ハオリワムシ）が優先化し、その間は、処理水ＳＳ濃度が８０ｍｇ／Ｌ、溶解性ＣＯＤ_Ｃｒが１５０ｍｇ／Ｌまで上昇した。

［比較例Ｉ－２］
　無酸素槽を省略し、第二生物処理槽に担体を設けなかったこと以外は実施例Ｉ－２と同様の条件で処理を行った。
　原水の水質、第一、第二生物処理槽の処理条件並びに全体のＢＯＤ容積負荷及びＨＲＴは実施例Ｉ－１と同一である。
　その結果、汚泥転換率は０．１２ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｋｇ－ＣＯＤ_Ｃｒとなった。しかしながら、１ヶ月おきに、凝集体捕食型微小動物（ハオリワムシ）が優先化し、その間は、膜間差圧の上昇が頻繁に起こり、試験期間を通じ、２週間に１回の膜の薬品洗浄が必要となった。

〔第２発明の実施例及び比較例〕
［実施例II－１］
　図６に示す如く、容量が３．６Ｌの第一生物処理槽１と、容量が１５Ｌの第二生物処理槽２と、ＵＦ膜分離装置５とを連結させた実験装置を用いて、本発明による有機性排水の処理を行った。原水は、ＣＯＤ_Ｃｒ：１０００ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ：６４０ｍｇ／Ｌの人口基質を含むものである。
　各生物処理槽の処理条件は次の通りとした。

＜第一生物処理槽＞
　ＤＯ：０．５ｍｇ／Ｌ
　ＢＯＤ容積負荷：３．８５ｋｇ－ＢＯＤ／ｍ^３／ｄ
　ＨＲＴ：４ｈ
　ｐＨ：７．０
＜第二生物処理槽＞
　ＤＯ：４ｍｇ／Ｌ
　担体充填率：２％
　ＨＲＴ：１７ｈ
　ＳＲＴ：３０日
　ｐＨ：７．０

　なお、第二生物処理槽２の担体１２としては板状のポリウレタンフォーム（１５ｍｍ×３００ｍｍ×５０ｍｍ／１枚）を用い、槽の中央の垂直面に対して、散気管２１と対称となる位置に、底部と左右とを槽壁面に固定した。
　また、装置全体でのＢＯＤ容積負荷は０．７５ｋｇ－ＢＯＤ／ｍ^３／ｄであり、装置全体でのＨＲＴは２１ｈであった。

　その結果、第二生物処理槽２内の汚泥フロック、担体には固着性の濾過捕食型微小動物（ツリガネムシ、ヒルガタワムシ）が優先化し、汚泥転換率は０．１ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｋｇ－ＣＯＤ_Ｃｒとなった。
　処理水（膜分離装置５の透過水）水質は、溶解性ＣＯＤ_Ｃｒ濃度が２０ｍｇ／Ｌ未満と、試験期間中、常時良好な状態を維持していた。
　また、膜分離装置５の膜間差圧の上昇はほとんど無く、１ヶ月以上薬品洗浄を行わなくても、安定したフラックスを維持することができた。

［比較例II－１］
　第一生物処理槽を省略し、第二生物処理槽の容量を１８．６Ｌとし、第二生物処理槽に担体を設けなかったこと以外は実施例II－１と同様の条件で処理を行った。
　原水の水質、第二生物処理槽のＤＯ及びｐＨ、全体のＢＯＤ容積負荷及びＨＲＴは実施例II－１と同一である。
　その結果、汚泥転換率は０．２０ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｋｇ－ＣＯＤ_Ｃｒとなった。しかしながら、１ヶ月おきに、凝集体捕食型微小動物（ハオリワムシ）が優先化し、その間は、膜間差圧の上昇で、２週間に１回の膜の薬品洗浄が必要となった。加えて、処理水質も、悪化し、溶解性ＣＯＤ_Ｃｒ濃度が７０ｍｇ／Ｌ以上まで上昇した。

［実施例II－２］
　図８に示す如く、容量が５Ｌの無酸素槽４を設け、第二生物処理槽２内の汚泥を引き抜いて無酸素槽４で処理した後、第二生物処理槽２に返送するようにしたこと以外は実施例II－１と同様の条件で処理を行った。原水の水質、第一及び第二生物処理槽の処理条件、並びに全体のＢＯＤ容積負荷及びＨＲＴは実施例II－１と同一である。
　無酸素槽４の処理条件は以下の通りとした。
＜無酸素槽＞
　ＯＲＰ：－１００ｍＶ
　ＨＲＴ（＝ＳＲＴ）：１２ｈ

　その結果、第二生物処理槽内の汚泥フロック、担体には固着性の濾過捕食型微小動物（ツリガネムシ、ヒルガタワムシ）が優先化し、汚泥転換率は０．０７５ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｋｇ－ＣＯＤ_Ｃｒとなった。
　処理水水質は、溶解性ＣＯＤ_Ｃｒ濃度が２０ｍｇ／Ｌ未満と、試験期間中、常時良好な状態を維持していた。また、膜間差圧の上昇はほとんど無く、１ヶ月以上薬品洗浄を行わなくても、安定したフラックスを維持することができた。

　本発明の有機性排水の生物処理方法および装置は、生活排水、下水、食品工場やパルプ工場をはじめとした広い濃度範囲の有機性排水の処理に利用することができる。

　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　なお、本出願は、２０１０年３月３１日付で出願された日本特許出願（特願２０１０－０８３１３６）、２０１０年７月２１日付で出願された日本特許出願（特願２０１０－１６４０８７）、２０１１年３月２日付で出願された日本特許出願（特願２０１１－０４４７９７）及び２０１１年３月２日付で出願された日本特許出願（特願２０１１－０４４７９８）に基づいており、その全体が引用により援用される。

　１　第一生物処理槽
　２　第二生物処理槽
　３　沈殿槽
　４　無酸素槽
　５　膜分離装置

Claims

　二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽の第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理する有機性排水の生物処理方法において、
　該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体を設けると共に、該第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて無酸素槽で処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１において、前記第一生物処理水の少なくとも一部を前記無酸素槽を経由して前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１又は２において、前記有機性排水の一部を前記無酸素槽に導入し、残部を前記第一生物処理槽に導入することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１ないし３のいずれか１項において、前記無酸素槽が担体を保持することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１ないし４のいずれか１項において、前記該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体が設けられていることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１ないし５のいずれか１項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のＳＲＴ（固形分滞留時間）が６０日以下となるように汚泥を引き抜くことを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１ないし６のいずれか１項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離し、分離汚泥の少なくとも一部を前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽を備え、第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理する有機性排水の生物処理装置において、
　該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体が設けられており、該第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送する無酸素槽を設けたことを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項８において、前記第一生物処理水の少なくとも一部を前記無酸素槽を経由して前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水する手段を有することを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項８又は９において、前記有機性排水の一部を前記無酸素槽に導入する手段と、該有機性排水の残部を前記第一生物処理槽に導入する手段を有することを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項８ないし１０のいずれか１項において、前記無酸素槽に担体が保持されていることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項８ないし１１のいずれか１項において、前記該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体が設けられていることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項８ないし１２のいずれか１項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のＳＲＴ（固形分滞留時間）が６０日以下となるように汚泥が引き抜かれることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項８ないし１３のいずれか１項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離し、分離汚泥の少なくとも一部を前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送する手段を有することを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽の第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理し、該第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離する有機性排水の生物処理方法において、
　該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体を設けると共に、
　該第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水の固液分離を膜分離処理により行うことを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１５において、前記膜分離処理を槽外型膜分離装置で行うことを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１５又は１６において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内に設けられた担体が該生物処理槽に固定された担体であることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１５ないし１７のいずれか１項において、前記有機性排水の一部を前記第一生物処理槽を経ることなく前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に導入することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１５ないし１８のいずれか１項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のＳＲＴ（固形分滞留時間）が６０日以下となるように汚泥を引き抜くことを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　請求項１５ないし１９のいずれか１項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて無酸素槽で処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽を備え、第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理し、第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離することを特徴とする有機性排水の生物処理装置において、
　該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体が設けられており、
　該第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水の固液分離手段として膜分離処理装置を備えることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項２１において、前記膜分離装置が槽外型膜分離装置であることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項２１又は２２において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内に設けられた担体が該生物処理槽に固定された担体であることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項２１ないし２３のいずれか１項において、前記有機性排水の一部を前記第一生物処理槽を経ることなく前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に導入する手段を有することを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項２１ないし２４のいずれか１項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のＳＲＴ（固形分滞留時間）が６０日以下となるように汚泥が引き抜かれることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項２１ないし２５のいずれか１項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送する無酸素槽を設けたことを特徴とする有機性排水の生物処理装置。