WO2012133386A1

WO2012133386A1 - 排水処理方法及び排水処理システム

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Publication number: WO2012133386A1
Application number: PCT/JP2012/057889
Authority: WO
Inventors: 若原　慎一郎; 舞穂小林
Original assignee: 株式会社クボタ
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-10-04
Also published as: EP2692700A4; CN103298754B; EP2692700A1; CN103298754A; JP5867796B2; US20140014577A1; JP2012206053A

Abstract

　有機性排水から液分と固形分を分離する固液分離装置２と、固液分離装置２で分離された液分を嫌気性処理し、汚泥から濾過機構３を通過した処理水を得る第一嫌気性処理槽４と、固液分離装置２で分離された固形分を嫌気性処理する第二嫌気性処理槽５と、第二嫌気性処理槽５での汚泥を第一嫌気性処理槽４に供給する汚泥供給機構６とを備えて構成され、嫌気性処理槽が大型化することなく、濾過機構も安定的に機能する排水処理システムである。

Description

排水処理方法及び排水処理システム

　本発明は、有機性排水を嫌気性条件下で生物処理する排水処理方法、及び排水処理システムに関する。

　下水、生活排水等、ＣＯＤが１０００ｍｇ／Ｌ以下の有機性排水を浄化処理する場合、嫌気性条件下で生物処理する嫌気性処理のみでは十分な処理水質が得られないため、好気性条件下での生物処理が一般的に行なわれている。

　特許文献１には、好気性処理の負荷を軽減するために、流入する大容量の下水に含まれるＳＳを最初沈殿池で沈殿除去した後に、その上澄液を好気性処理槽で生物処理する排水処理方法が開示されている。

　当該排水処理方法では、最初沈殿池で沈殿除去されたＳＳが消化槽で消化処理され、消化処理の後に固形分が沈殿分離または脱水により除去され、残った液分のみが最初沈殿池に返送されている。

　また、ＣＯＤが１０００ｍｇ／Ｌ以下の有機性排水を浄化処理するために、嫌気性微生物の自己集塊作用を利用して、活性の高い菌体を沈降性に優れたグラニュールとして処理槽に保持するＵＡＳＢ（up-flow anaerobic sludge blanket）法の活用も進められている。

　しかし、ＵＡＳＢ法を採用する場合には、処理後の水質が不十分なために、後段で好気性処理が必要となる。また、ＵＡＳＢ法は高濃度の有機性排水の処理に適した方法であり、下水等の低濃度の有機性排水を嫌気性処理しても、処理槽を加温するために必要な量のメタンガスが得られない。このため、経済的観点で処理槽を加温することができず、固形分の分解性が低下する。

特許第３６６４３９９号

　従来の嫌気性条件下での排水処理方法では、最終的に所定の水質を確保するために、処理槽内に大量の空気を散気する好気性処理工程が必須となり、散気のためのブロワ等の動力コストが嵩むという問題があった。

　また、嫌気性処理工程で汚泥を加温することにより汚泥濃度を高め、濾過機構で汚泥を濾過して処理水を得る効率的が汚泥処理方法が注目されている。この方法では、嫌気性処理工程で発生したメタンガスが加温のための燃料に用いられる。

　しかし、未分解の固形性有機物が混ざった有機物濃度の低い排水を嫌気性条件下で生物処理する場合には、汚泥を加熱するための十分な量のメタンガスが得られない。そのため別途の熱源を用いるとエネルギーコストが嵩み、汚泥を加温せずに処理を進めると処理効率が著しく悪くなり、未分解の固形分が処理槽に堆積してしまう。

　そのような状況でも、汚泥滞留時間ＳＲＴ（sludge Retention Time）を十分に確保すると円滑に処理を進めることができるが、そのために処理槽の容量を大きくする必要があるという問題があった。

　さらに、嫌気性処理工程の汚泥を膜分離装置等の濾過機構で濾過して処理水を得る場合、分離膜等の濾材表面に汚泥中の微生物や未分解物が付着して濾過孔を閉塞するために、濾過性が悪化するという問題もあった。

　特許文献１のように、流入排水に含まれる固形分を予め除去すると、嫌気性処理工程の処理対象汚泥が溶解性成分主体となり、濾材表面に未分解物が付着するような事態の発生は回避できるようになる。

　しかし、微生物がフロック化するための核となる成分が減少するため汚泥が微細化し、また濾過性の改善に有効な繊維分も減少することから、やはり濾過機構での濾過性能が低下するという問題があった。

　本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、特段の好気性処理を不要としながらも、嫌気性処理槽の大型化を招かず、また、濾過機構の性能の低下を招くことがない排水処理方法及び排水処理システムを提供する点にある。

　上述の目的を達成するため、本発明による排水処理方法の第一特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、有機性排水を嫌気性条件下で生物処理する排水処理方法であって、有機性排水から液分と固形分を分離する固液分離工程と、前記固液分離工程で分離された液分を嫌気性処理し、前記嫌気性処理における汚泥から濾過機構を通過した処理水を得る第一嫌気性処理工程と、前記固液分離工程で分離された固形分を嫌気性処理する第二嫌気性処理工程と、
　前記第二嫌気性処理工程で処理された汚泥を前記第一嫌気性処理工程に供給する汚泥供給工程と、を含む点にある。

　第一嫌気性処理工程では、固液分離工程で有機性排水から分離された液分、つまり、溶解性成分のみが微生物により消化される。そのため、未分解の固形分が処理槽内で堆積することが無く、容量の大きな大型の処理槽でなくても効率的に消化処理できるようになる。

　第二嫌気性処理工程では、固液分離工程で有機性排水から分離されることによって濃縮された固形分中の有機物が、微生物により可溶化され、消化される。当該第二嫌気性処理工程では、有機物濃度が高い状態で嫌気性処理が行なわれるため、活性の高い微生物が大量に増殖される。汚泥供給工程によってそのような汚泥が第一嫌気性処理工程に供給されるので、第一嫌気性処理工程では、汚泥を加温しなくても、活性化された大量の微生物によって効率的に嫌気性処理が行なわれるようになる。

　その結果、固液分離工程を経ずに有機性排水をそのまま第一嫌気性処理工程で処理する場合と比較して、上述した第二嫌気性処理工程では、十分にＳＲＴを確保しつつ、格段に小型の処理槽で処理を進めることができる。

　さらに、第一嫌気性処理工程では、処理対象となる有機性排水から予め固形分が除去されているため、濾過機構を構成する分離膜等の濾材に未分解の固形物が付着するような事態が発生することがない。

　仮に第一嫌気性処理工程で嫌気性汚泥が微細化しても、第二嫌気性処理工程から供給される汚泥に大量の繊維性物質が混ざっているため、それら繊維性物質によって濾過機構が適正にクリーニングされるようになる。

　その結果、濾過機構により濾過された処理水は良好な処理水質を確保できるので、特段の好気性処理工程を経なくとも、そのまま河川等に放流することができる。

　同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記第一嫌気性処理工程で用いられる濾過機構は膜分離装置である点にあり、膜分離装置が濾過機構として好適に用いることができる。

　同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記第一嫌気性処理工程には、嫌気性処理で生成されたバイオガスを、汚泥中に浸漬配置されている前記膜分離装置の下方から散気する散気工程が含まれる点にある。

　消化処理で生成されたメタンガス等のバイオガスが、散気工程で膜分離装置の下方から散気される。散気によって汚泥中に生じた上向流により濾過機構の分離膜面に付着した閉塞物質が剥離されるので濾過性能が良好に維持される。

　また、第二嫌気性処理工程で分解されずに残った繊維性物質等の夾雑物が第一嫌気性処理工程に供給されるため、散気によって汚泥中に生じた上向流に従って浮遊する繊維性物質と接触することにより、濾過機構の膜面に付着した閉塞物質が容易に剥離されるようになる。

　同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記第二嫌気性処理工程は、汚泥を加温する加温状態で行なわれる点にある。

　同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記第二嫌気性処理工程は、汚泥を加温する加温状態で行なわれる点にある。

　同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第四または第五の特徴構成に加えて、前記第二嫌気性処理工程は、前記第二嫌気性処理工程で発生するバイオガスを燃料に用いて汚泥を加温する加温状態で行なわれる点にある。

　固液分離工程で固形分の有機物が濃縮されて第二嫌気性処理工程に供給されるので、第二嫌気性処理工程では嫌気性処理によって多量の可燃性ガスが発生する。当該可燃性ガスを燃料に用いた加温環境で良好な消化処理が効率的に行なわれるようになる。その結果、第二嫌気性処理工程で大量に増殖した活性度の高い微生物を第一嫌気性処理工程に供給することが可能になる。

　同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記第二嫌気性処理工程の汚泥滞留時間が、前記第一嫌気性処理工程の汚泥滞留時間よりも長い時間に設定されている点にある。

　同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記第二嫌気性処理工程の汚泥滞留時間が１５～３０日に設定され、前記第一嫌気性処理工程の汚泥滞留時間が１５日未満に設定されている点にある。

　低濃度で大流量の液分と高濃度で小流量の固形分に分離し、液分を処理する第一嫌気性処理工程の汚泥滞留時間は短く設定し、固形分を処理する第二嫌気性処理工程の汚泥滞留時間は長く設定することで、処理槽の容量を小さくすることが可能になる。

　同第九の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記濾過機構を通過した処理水に溶存するバイオガスを、曝気処理または減圧処理によって回収する回収工程がさらに含まれる点にある。

　処理水中に溶存するバイオガスを回収することで燃料として有効利用することが可能になり、また温室効果ガスであるメタンガスの放出を抑制することができる。

　同第十の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記濾過機構を通過した処理水に溶存するアンモニアを硝酸にする硝化工程と、前記硝化工程で生成された硝酸を脱窒する脱窒工程と、前記脱窒工程を通過した処理水から汚泥を分離する固液分離工程と、がさらに含まれる点にある。

　濾過機構で分離した処理水を高度処理することによって、処理水の放流先の法流基準に適応することが可能になる。

　本発明による排水処理システムの第一特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、有機性排水を嫌気性条件下で生物処理する排水処理システムであって、有機性排水から液分と固形分を分離する固液分離装置と、前記固液分離装置で分離された液分を嫌気性処理し、前記嫌気性処理における汚泥から濾過機構を通過した処理水を得る第一嫌気性処理槽と、前記固液分離装置で分離された固形分を嫌気性処理する第二嫌気性処理槽と、前記第二嫌気性処理槽における汚泥を前記第一嫌気性処理槽に供給する汚泥供給機構と、を備えている点にある。

　同第二の特徴構成は、同請求項１２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記第一嫌気性処理槽に備えた濾過機構は膜分離装置である点にある。

　同第三の特徴構成は、同請求項１３に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記濾過機構は、前記第一嫌気性処理槽の汚泥中に浸漬配置された膜分離装置と、前記膜分離装置の下方に配置され、嫌気性処理で生成されたバイオガスを散気する散気装置と、を含む点にある。

　同第四の特徴構成は、同請求項１４に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記濾過機構は、メッシュフィルタ、スクリーン、セラミックス多孔体、またはスポンジ多孔体の何れかから選択され、粒径１μｍ以下の粒子の透過を阻止する部材である点にある。

　同第五の特徴構成は、同請求項１５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記第二嫌気性処理槽に、槽内の汚泥を加温する加温機構を備えている点にある。

　同第六の特徴構成は、同請求項１６に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記濾過機構で分離された処理水中に溶存するアンモニアを硝酸にする硝化槽と、前記硝化槽で生成された硝酸を脱窒する無酸素槽と、
　前記無酸素槽を通過した処理水から汚泥を分離する固液分離装置と、をさらに備えている点にある。

　以上説明した通り、本発明によれば、特段の好気性処理を不要としながらも、嫌気性処理槽の大型化を招かず、また、濾過機構の性能の低下を招くことがない排水処理方法及び排水処理システムを提供ことができるようになった。

図１は、排水処理システムの説明図である。図２は、別実施形態による排水処理システムの説明図である。図３は、高度処理の説明図である。

　以下、本発明による有機性排水を嫌気性条件下で生物処理する排水処理方法及び排水処理システムを説明する。尚、以下の説明で用いる「バイオガス」との用語は、「有機物の発酵や腐敗によって生成される可燃性ガス」と定義する。

　図１に示すように、排水処理システム１は、固液分離装置２、濾過機構３、第一嫌気性処理槽４、第二嫌気性処理槽５、及び汚泥供給機構６を備えている。

　固液分離装置２は、有機性排水から液分と固形分を分離する沈殿池で構成されている。固液分離装置２は、予め沈砂池等で大きな夾雑物が取り除かれた有機性排水が緩やかに流して、有機性排水中の固形性有機物を沈殿させる。固液分離装置２で分離された上澄液が第一嫌気性処理槽４に送られる。つまり、有機性排水から液分と固形性有機物を分離する固液分離工程が、固液分離装置２で実行される。

　第一嫌気性処理槽４は、固液分離装置２で分離された液分を嫌気性処理し、その汚泥から濾過機構３を通過した処理水を得る処理槽である。
　第一嫌気性処理槽４では、固液分離工程で有機性排水から分離された液分、即ち溶解性成分のみが微生物により消化される。そのため、未分解の固形分が処理槽内で堆積することが無く、容量の大きな大型の処理槽でなくても効率的に消化処理できるようになる。
　つまり、固液分離工程で分離された液分を嫌気性処理し、その汚泥から濾過機構３を通過した処理水を得る第一嫌気性処理工程が、第一嫌気性処理槽４で実行される。

　濾過機構３は、膜分離装置７と散気装置８で構成され、第一嫌気性処理槽４の汚泥中に浸漬配置されている。膜分離装置７は、表裏両面に分離膜を備えた複数の膜エレメントと、各膜エレメントが相互に間隔を保った状態で収容されるフレームとで構成されている。
　各膜エレメントに備えた吸引管がヘッダー管に接続され、ヘッダー管が吸引ポンプに接続されている。吸引ポンプを駆動することにより各分離膜を介して第一嫌気性処理槽４内の汚泥から処理水が吸引濾過される。

　散気装置８は、膜分離装置７の下方に設置された散気管と、散気管に散気用のガスを供給するブロワＢとで構成されている。少なくとも第一嫌気性処理槽４の嫌気性処理で生成されたメタンガス等のバイオガスが、ブロワＢで吸引されて散気管に供給される。つまり、嫌気性処理で生成されたバイオガスを膜分離装置７の下方から散気する散気工程が、散気装置８で実行される。

　嫌気性処理で生成されたメタンガス等のバイオガスを散気装置８から散気することにより槽内の各膜エレメントの間隙に上向流が発生し、この上向流により分離膜の膜面に付着した閉塞物質が剥離される。
　第一嫌気性処理槽４に流入する有機性排水から、予め固形性有機物が除去されているので、そのような固形性有機物が濾過機構３に多量に付着して濾過性能が低下することもない。

　仮に第一嫌気性処理槽４で嫌気性汚泥が微細化することがあっても、後述の汚泥供給機構６を介して第二嫌気性処理槽５から第一嫌気性処理槽４に供給される汚泥に大量の繊維性物質が混ざっているため、それら繊維性物質によって濾過機構３が適正にクリーニングされるようになる。

　さらに、繊維性物質が濾過機構３の濾過助剤として作用するため、微細化した嫌気性汚泥によって濾過機構が閉塞するようなこともない。例えば、下水等の有機性排水にはトイレットペーパー等の繊維状の夾雑物が含まれており、その繊維分は第二嫌気性処理工程でも、ある程度の量は分解されずに、解れて分散した状態で第一嫌気性処理工程に供給される。

　第二嫌気性処理槽５は、固液分離装置２で分離された固形分を嫌気性処理する処理槽である。第二嫌気性処理槽５は、槽内の汚泥を加温する加温機構９を備えている。加温機構９は、公知の熱交換器で構成されている。
　第二嫌気性処理槽５では、固液分離装置２で有機性排水から分離されることによって濃縮された固形分中の有機物が、微生物により可溶化され、消化される。有機物濃度が高い状態で嫌気性処理が行なわれるため、活性の高い微生物が大量に増殖される。

　さらに、第二嫌気性処理槽５では濃縮された固形有機物に対する嫌気性処理によって多量の可燃性ガスが発生する。当該可燃性ガスを加温機構９の燃料に用いることで、良好な消化処理が効率的に行なわれるようになる。その結果、第二嫌気性処理槽５では活性度の高い微生物が大量に増殖する。尚、第一嫌気性処理槽４及び第二嫌気性処理槽５で発生したメタンガス等のバイオガスはガスホルダー等で捕集される。

　つまり、固液分離工程で分離された固形性有機物を嫌気性処理する第二嫌気性処理工程が、第二嫌気性処理槽５で実行され、当該第二嫌気性処理工程は、加温状態で実行される。

　汚泥供給機構６は、第二嫌気性処理槽５で処理された汚泥を引き抜くポンプＰと、引き抜いた汚泥を第一嫌気性処理槽４へ供給する搬送管を備えている。第二嫌気性処理槽５で増殖した活性度の高い大量の微生物が、汚泥供給機構６によって第一嫌気性処理槽４に供給される。従って、第一嫌気性処理工程では、汚泥を加温しなくても、活性化された大量の微生物によって効率的に嫌気性処理が行なわれるようになる。
　つまり、第二嫌気性処理工程の汚泥を第一嫌気性処理工程に供給する汚泥供給工程が、汚泥供給機構６で実行される。

　第一嫌気性処理槽４では有機性排水のうち溶解性成分主体の液分を処理すればよく、第二嫌気性処理槽５では有機性排水のうち濃縮された固形分を処理すればよい。このように、第一嫌気性処理工程と第二嫌気性処理工程で夫々処理対象が異なり、夫々の処理対象に適した微生物が効率的に増殖されるので効率よく嫌気処理できる。

　汚泥供給工程で、第二嫌気性処理槽５で培養された微生物には第一嫌気性処理工程で有用な微生物も多く含まれ、そのような微生物を含む汚泥が種汚泥として第一嫌気性処理工程に供給されるので、低水温期であっても第一嫌気性処理槽４では活性化された多量の微生物によって効率的に消化処理が行なわれるようになる。
　つまり、第二嫌気性処理槽５の汚泥のみ加温し、第一嫌気性処理槽４内の汚泥を加温する必要がないので、汚泥の加温処理に必要な燃料も大きく低減させることができる。

　本発明による排水処理システムでは、第二嫌気性処理槽５での汚泥滞留時間が、第一嫌気性処理槽４での汚泥滞留時間よりも長い時間に設定されている。
　第二嫌気性処理槽槽５では、濃縮されて減容化された固形性有機物を嫌気性処理するため、消化に十分に長い時間を要しても大型の処理槽は不要である。
　そのため、第一嫌気性処理工程及び第二嫌気性処理工程のそれぞれを適切な処理時間に設定することができるようになる。例えば、第一嫌気性処理槽４での汚泥滞留時間を１５日未満に設定し、第二嫌気性処理槽５での汚泥滞留時間を１５日から３０日程度に設定すると、何れも効率的に嫌気性処理できるようになる。

　本発明による排水処理システムによれば、膜分離装置７により濾過される処理水は良好な処理水質を確保できるので、濾過された処理水に特段の好気性処理を施さなくとも、そのまま河川等に放流することができる。
　尚、膜分離装置７の分離膜は、通過した処理水のＢＯＤが２０ｍｇ／Ｌ以下を達成できるような構成であることが好ましく、例えば、精密濾過膜や限外濾過膜が例示できる。粒径が１μｍ以下の粒子の分離膜の透過を阻止できればよい。
　第一嫌気性処理槽４と第二嫌気性処理槽５で生じる余剰汚泥は、汚泥ポンプ（図示せず）により引き抜かれて脱水装置１０へ供給され、脱水された後に焼却等の処理が行なわれる。ろ液は、膜分離装置７の処理水とともに河川等へ放流される。

　上述の沈殿池２または第二嫌気性処理槽５の処理対象汚泥に鉄系凝集剤を添加してもよい。沈殿池２または第二嫌気性処理槽５に流入する有機性排水にリン成分が混在する場合に、沈殿池２または第二嫌気性処理槽５で処理対象汚泥に鉄系凝集剤を添加すれば、微細なＳＳや有機性排水中のリン成分を凝集させることができる。
　これにより、第一嫌気性処理槽４に流入する未分解の固形性有機物やリン成分を低減させることができ、膜分離装置７の分離膜により濾過される処理水の処理水質を、さらに向上させることができる。

　以下に、本発明による排水処理方法及び排水処理システムの別実施形態を説明する。尚、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付し説明を省略する。

　上述した実施形態では、固液分離装置２としての沈殿池と、第一嫌気性処理槽４が別の槽で構成された例を説明したが、図２に示すように、沈殿池と第一嫌気性処理槽４が一体の処理槽１１で構成されていてもよい。
　処理槽１１に備えた仕切壁１２によって、沈殿池として機能する処理槽１１ａと、第一嫌気性処理槽として機能する処理槽１１ｂとに区画されている。処理槽１１ｂに設置された散気装置８による汚泥の対流が、仕切壁１２によって遮断され、処理槽１１ａに影響しないように構成されている。
　また、処理槽１１ａの上澄液が仕切壁１２をオーバーフローして処理槽１１ｂへ流入するように構成されている。尚、この構成では、処理槽１１に覆い蓋が設けられ、処理槽１１内が嫌気性雰囲気に維持される。

　上述した実施形態では、沈殿池２で分離された固形分のみが第二嫌気性処理槽５で嫌気性処理される例を説明したが、第二嫌気性処理槽５に生ゴミ等の固形性有機物を投入して、これらも同時に嫌気性処理するように構成してもよい。
　このように処理すれば、沈殿池２に流入する有機性排水に未分解性の繊維性物質が含まれていない場合であっても、生ゴミに含まれる未分解性の繊維性物質が第一嫌気性処理槽４へ供給され、分離膜をクリーニングする濾過助剤として機能する。

　上述した実施形態では、濾過機構３が分離膜を備えた膜分離装置７で構成された例を説明したが、濾過機構３が、公知のメッシュフィルタやスクリーンやセラミックスやスポンジ等の多孔質体で構成されていてもよい。濾過機構３を通過した処理水のＢＯＤが２０ｍｇ／Ｌ以下を達成できるような構成であることが好ましく、粒径が１μｍ以下の粒子の透過を阻止できればよい。

　上述した実施形態では、固液分離装置２が沈殿池で構成された例を説明したが、固液分離装置２が、バースクリーン等のスクリーン機構やサイクロン等の遠心分離機構で構成されていてもよい。

　上述した実施形態では、濾過機構を通過した処理水がそのまま河川等に放流される例を説明したが、濾過機構を通過した処理水を曝気槽に一旦貯留し、緩やかに曝気して該処理水に溶存するメタンガス等のバイオガスを回収した後に、河川等に放流するように構成してもよい。尚、曝気槽に替えて減圧槽を設置して、処理水に溶存するメタンガス等のバイオガスを減圧処理で回収してもよい。

　上述した実施形態では、第一嫌気性処理槽４及び第二嫌気性処理槽５で発生したメタンガス等のバイオガスを燃料として加温機構９に供給し、その加温機構９によって第二嫌気性処理槽５の汚泥を加温する構成を説明したが、燃料としてバイオガスと化石燃料を併用してもよいし、化石燃料のみを燃料に用いてもよい。

　尚、本発明による排水処理システムが適用される地域で制定されている放流基準に適合していない場合には、放流基準に適合するように、濾過機構を通過した処理水を高度処理装置で高度に浄化した後に放流することも可能である。

　図３に基づいて、第一嫌気性処理槽４から排水される処理水の高度処理工程、高度処理装置について説明する。尚、図３では、図１に示す第一嫌気性処理槽４の上流側の構成を省略している。
　排水処理システム１は、第一嫌気性処理槽４の濾過機構３から排水される処理水を高度処理するために、第一嫌気性処理槽４の下流側に、さらに、硝化槽１２、無酸素槽１３、及び固液分離装置１４を備えている。
　硝化槽１２には曝気装置１５が設置されている。第一嫌気性処理槽４から流入した処理水に含まれるアンモニアが曝気により硝化されて硝酸になる。
　無酸素槽１３には第一嫌気性処理槽４で増殖した汚泥が供給されている。無酸素状態に維持された当該汚泥によって、硝化槽１２から無酸素槽１３へ供給された処理水に含まれるリンが取り込まれる際に、処理水中の硝酸が脱窒される。
　固液分離装置１４で固液分離された上澄液は河川等へ放流され、固液分離された汚泥は返送汚泥として第一嫌気性処理槽４へ返送される。

　尚、濾過機構３を通過した処理水は、窒素やリンを含み、コンタミネーションが少ないため藻類の育成環境として好ましい水となる。よって、高度処理工程として、当該処理水中でユーグレナ藻等の藻類を用いて光合成させることにより脱窒、脱リン処理してもよい。

　以上説明した本発明による排水処理方法及び排水処理システムは、下水処理場、浄化槽などの生活排水処理システム、食品工場などの産業排水処理システムに広く適用できる。

　上述した各実施形態は、本発明の一態様であり、該記載により本発明の範囲が限定されることはなく、各部の具体的な構造やプロセスは本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。

１：排水処理システム
２：固液分離装置
３：濾過機構
４：第一嫌気性処理槽
５：第二嫌気性処理槽
６：汚泥供給機構
７：膜分離装置
８：散気装置
９：加温機構
１０：脱水装置

Claims

　有機性排水を嫌気性条件下で生物処理する排水処理方法であって、
　有機性排水から液分と固形分を分離する固液分離工程と、
　前記固液分離工程で分離された液分を嫌気性処理し、前記嫌気性処理における汚泥から濾過機構を通過した処理水を得る第一嫌気性処理工程と、
　前記固液分離工程で分離された固形分を嫌気性処理する第二嫌気性処理工程と、
　前記第二嫌気性処理工程で処理された汚泥を前記第一嫌気性処理工程に供給する汚泥供給工程と、
を含む排水処理方法。
　前記第一嫌気性処理工程で用いられる濾過機構は膜分離装置である請求項１記載の排水処理方法。
　前記第一嫌気性処理工程には、嫌気性処理で生成されたバイオガスを、汚泥中に浸漬配置されている前記膜分離装置の下方から散気する散気工程が含まれる請求項２記載の排水処理方法。
　前記第二嫌気性処理工程は、汚泥を加温する加温状態で行なわれる請求項１記載の排水処理方法。
　前記第二嫌気性処理工程は、汚泥を加温する加温状態で行なわれる請求項３記載の排水処理方法。
　前記第二嫌気性処理工程は、前記第二嫌気性処理工程で発生するバイオガスを燃料に用いて汚泥を加温する加温状態で行なわれる請求項４または５記載の排水処理方法。
　前記第二嫌気性処理工程の汚泥滞留時間が、前記第一嫌気性処理工程の汚泥滞留時間よりも長い時間に設定されている請求項１から５の何れかに記載の排水処理方法。
　前記第二嫌気性処理工程の汚泥滞留時間が１５～３０日に設定され、前記第一嫌気性処理工程の汚泥滞留時間が１５日未満に設定されている請求項１から５の何れかに記載の排水処理方法。
　前記濾過機構を通過した処理水に溶存するバイオガスを、曝気処理または減圧処理によって回収する回収工程がさらに含まれる請求項１から５の何れかに記載の排水処理方法。
　前記濾過機構を通過した処理水に溶存するアンモニアを硝酸にする硝化工程と、
　前記硝化工程で生成された硝酸を脱窒する脱窒工程と、
　前記脱窒工程を通過した処理水から汚泥を分離する固液分離工程と、
がさらに含まれる請求項１から５の何れかに記載の排水処理方法。
　有機性排水を嫌気性条件下で生物処理する排水処理システムであって、
　有機性排水から液分と固形分を分離する固液分離装置と、
　前記固液分離装置で分離された液分を嫌気性処理し、前記嫌気性処理における汚泥から濾過機構を通過した処理水を得る第一嫌気性処理槽と、
　前記固液分離装置で分離された固形分を嫌気性処理する第二嫌気性処理槽と、
　前記第二嫌気性処理槽における汚泥を前記第一嫌気性処理槽に供給する汚泥供給機構と、
を備えている排水処理システム。
　前記第一嫌気性処理槽に備えた濾過機構は膜分離装置である請求項１１記載の排水処理システム。
　前記濾過機構は、
　前記第一嫌気性処理槽の汚泥中に浸漬配置された膜分離装置と、
　前記膜分離装置の下方に配置され、嫌気性処理で生成されたバイオガスを散気する散気装置と、
を含む請求項１１記載の排水処理システム。
　前記濾過機構は、メッシュフィルタ、スクリーン、セラミックス多孔体、またはスポンジ多孔体の何れかから選択され、粒径１μｍ以下の粒子の透過を阻止する部材である請求項１１記載の排水処理システム。
　前記第二嫌気性処理槽に、槽内の汚泥を加温する加温機構を備えている請求項１１から１４の何れかに記載の排水処理システム。
　前記濾過機構で分離された処理水中に溶存するアンモニアを硝酸にする硝化槽と、
　前記硝化槽で生成された硝酸を脱窒する無酸素槽と、
　前記無酸素槽を通過した処理水から汚泥を分離する固液分離装置と、
をさらに備えている請求項１１から１４の何れかに記載の排水処理システム。