WO2016056367A1

WO2016056367A1 - 排水処理方法及び排水処理装置

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Publication number: WO2016056367A1
Application number: PCT/JP2015/076338
Authority: WO
Inventors: 將貴三宅; 長谷部　吉昭; 太一山本; 江口　正浩
Original assignee: オルガノ株式会社
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2016-04-14
Also published as: CN106795021B; SG11201702607XA; TW201623155A; CN106795021A; TWI646059B; MY188307A

Abstract

　排水流入口２２が処理水流出口２４より低い位置に設けられ、槽内に生物汚泥を収容した半回分式生物処理槽１０を用いて、排水を生物処理する排水処理方法であって、排水流入口２２からの前記排水の導入及び処理水流出口２４からの処理水の排出が停止された状態で、半回分式生物処理槽１０内の排水を撹拌して、前記生物汚泥により前記排水を生物処理する生物処理工程と、半回分式生物処理槽１０内の排水の撹拌を停止してから半回分式生物処理槽１０内に前記生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、排水流入口２２からの前記排水の導入を開始すると共に、処理水流出口２４からの前記処理水の排出を開始する排水導入・処理水排出工程と、を備え、前記生物処理工程及び前記排水導入・処理水排出工程を順次繰り返し行う排水処理方法である。

Description

排水処理方法及び排水処理装置

　本発明は、有機物等を含有する排水を生物処理する排水処理方法及び排水処理装置の技術に関する。

　従来、生物学的排水処理には、フロックと呼ばれる微生物の集合体（好気性生物汚泥）を活用した活性汚泥法が用いられている。しかし、活性汚泥法では、沈殿池でフロック（好気性生物汚泥）と処理水を分離する際、フロックの沈降速度が遅いために沈殿池の表面積を非常に大きくしなければならない場合がある。また、活性汚泥法の処理速度は、生物処理槽内の汚泥濃度に依存しており、汚泥濃度を高めることで処理速度を増加させることができるが、汚泥濃度を１５００～５０００ｍｇ／Ｌの範囲又はそれ以上に増加させると、バルキングなどの固液分離障害が発生し、処理を維持することができなくなる場合がある。

　一方、嫌気性生物処理では、グラニュールと呼ばれる微生物が緻密に集合し粒状となった集合体（嫌気性生物汚泥）を活用することが一般的である。グラニュールは非常に沈降速度が速く、微生物が緻密に集合しているため、生物処理槽内の汚泥濃度を高くすることができ、排水の高速処理を実現することが可能である。しかし、嫌気性生物処理は、好気性処理（活性汚泥法）に比べて処理対象の排水種が限られていることや、処理水温を３０～３５℃に維持する必要がある等の問題点を有する場合がある。また、嫌気性生物処理単独では、処理水の水質が悪く、河川等へ放流する場合には、別途活性汚泥法等の好気性処理を実施することが必要となる場合もある。

　近年、排水を間欠的に反応槽に流入させる半回分式処理装置を用いて処理を行い、さらに生物汚泥の沈降時間を短縮することで、嫌気性生物汚泥に限られず、好気性生物汚泥でも沈降性の良いグラニュール化した生物汚泥を形成できることが明らかとなってきた（例えば、特許文献１～４参照）。生物汚泥をグラニュール化させることで、平均粒径が０．２ｍｍ以上となり、沈降速度が５ｍ／ｈ以上とすることが可能となる。なお、半回分式処理装置では、１つの生物処理槽で（１）排水の導入、（２）処理対象物質の生物処理、（３）生物汚泥の沈降、（４）処理水の排出といった４つの工程により処理が行われるものである。上記のような沈降性の良いグラニュール化した生物汚泥を形成することで、槽内汚泥濃度を高濃度に維持することが可能となり、高速処理が可能となる。

国際公開第２００４／０２４６３８号公報特開２００８－２１２８７８号公報特許第４９７５５４１号公報特許第４８０４８８８号公報

　ところで、上記（３）の生物汚泥の沈降は（ｉ）再フロック化、（ｉｉ）ゾーン沈降、（ｉｉｉ）遷移、（ｉｖ）圧密という過程を経るとされており、遷移過程では沈降汚泥の密度が上昇し、汚泥粒子間の干渉が強くなる。そして、沈降の最終段階である圧密過程において沈降汚泥の圧密が進む。汚泥濃度の高いスラッジブランケットは遷移及び圧密過程において形成される。

　遷移および圧密過程において形成されたスラッジブランケットは、粒径の大きい生物汚泥のみで構成されるものではなく、沈降性が低く粒径の小さい生物汚泥も多く存在している。このような粒径の小さい生物汚泥がスラッジブランケットに取り込まれた状態において、粒径の小さい生物汚泥を選択的に生物処理槽系外へ排出することは困難である。そして、生物処理槽内に小さい粒径の生物汚泥を多く残したまま、半回分式の生物処理を行っても、沈降性の高い生物汚泥を得ることが難しく、或いは沈降性の高い生物汚泥を得るまでに多くの時間を要することとなる。その結果、生物処理の立ち上げに多くの時間を費やす必要があり、ひいては、排水の高速処理が困難となる。なお、上記特許文献１～４はいずれも、沈降工程において、粒径の小さい生物汚泥が取り込まれたスラッジブランケットが形成され、その後、処理水の排出工程が行われている。

　そこで、本発明は、沈降性の高い生物汚泥を得ること、ひいては沈降性の高い生物汚泥を短時間で得ることが可能な排水処理方法及び排水処理装置を提供することを目的とする。

　（１）本発明は、生物汚泥を収容した半回分式生物処理槽を用いて、排水を生物処理する半回分式生物処理工程を含む排水処理方法であって、前記半回分式生物処理工程は、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入及び前記半回分式生物処理槽からの処理水の排出が停止された状態で、前記半回分式生物処理槽内の排水を撹拌して、前記生物汚泥により前記排水を生物処理する生物処理工程と、前記半回分式生物処理槽内の排水の撹拌を停止してから前記半回分式生物処理槽内に前記生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入を開始すると共に、前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出を開始する排水導入・処理水排出工程と、を備え、前記生物処理工程及び前記排水導入・処理水排出工程を順次繰り返し行う排水処理方法である。

　（２）上記（１）に記載の排水処理方法において、前記排水導入・処理水排出工程では、前記生物処理槽内の排水の撹拌の停止と同時または停止した直後に、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入を開始すると共に、前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出を開始することが好ましい。

　（３）上記（１）又は（２）に記載の排水処理方法において、生物汚泥を収容した連続式生物処理槽に連続的に流入する排水を生物処理する連続式生物処理工程と、前記半回分式生物処理工程で形成されたグラニュールを前記連続式生物処理槽に供給する生物汚泥供給工程と、前記半回分式生物処理工程で排出された前記処理水を前記連続式生物処理槽に供給する処理水供給工程と、前記生物汚泥供給工程による前記グラニュールの供給、及び前記処理水供給工程による前記処理水の供給に伴って、前記連続式生物処理槽へ流入する前記排水の流量を低下させる排水流量調整工程と、をさらに備えることが好ましい。

　（４）上記（３）に記載の排水処理方法において、前記排水流量調整工程では、前記生物汚泥供給工程による前記グラニュールの供給、及び前記処理水供給工程による前記処理水の供給に伴って、前記連続式生物処理槽へ流入する前記排水の流量を零にすることが好ましい。

　（５）上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の排水処理方法において、前記半回分式生物処理槽は、前記排水を槽内へ流入するための排水流入口と、前記排水流入口より高い位置に設けられ、前記処理水を槽外へ排出するための処理水流出口、又は前記処理水と前記グラニュールとを槽外へ排出するための汚泥処理水出口と、を備えることが好ましい。

　（６）また、本発明は、槽内に生物汚泥を収容する半回分式生物処理槽と、前記半回分式生物処理槽に排水を導入する導入手段と、前記半回分式生物処理槽内の処理水を槽外へ排出する排出手段と、前記半回分式生物処理槽内の排水を撹拌する撹拌手段と、前記撹拌手段の稼働を制御する第１制御手段と、前記導入手段及び前記排出手段の稼働を制御する第２制御手段と、を備え、前記第１制御手段は、前記生物汚泥により前記排水を生物処理する際に、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入及び前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出が停止された状態で、前記撹拌手段を稼働させ、前記生物処理槽内の排水を撹拌し、前記第２制御手段は、前記撹拌手段による排水の撹拌が停止されてから前記半回分式生物処理槽内に前記生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、前記導入手段を稼働させ、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入を開始すると共に、前記排出手段を稼働させ、前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出を開始する排水処理装置である。

　（７）上記（６）に記載の排水処理装置において、前記第２制御手段は、前記撹拌手段による排水の撹拌の停止と同時又は停止した直後に、前記導入手段を稼働させ、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入を開始すると共に、前記排出手段を稼働させ、前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出を開始することが好ましい。

　（８）上記（６）又は（７）に記載の排水処理装置において、前記第２制御手段は、さらに、前記半回分式生物処理槽へ導入する排水の量と前記半回分式生物処理槽から排出する処理水の量とが等しくなるように、前記導入手段および前記排出手段を稼働させることが好ましい。

　（９）上記（６）～（８）のいずれか１つに記載の排水処理装置において、前記半回分式生物処理槽は、前記排水を槽内へ流入するための排水流入口と、前記処理水を槽外へ排出するための処理水流出口と、を備え、前記排水流入口は前記処理水流出口より低い位置に設けられていることが好ましい。

　（１０）上記（９）に記載の排水処理装置において、前記処理水流出口は、前記処理水の排出が停止されたときの、前記半回分式生物処理槽内の排水の水面高さに設けられていることが好ましい。

　（１１）上記（６）～（１０）のいずれか１つに記載の排水処理装置において、連続的に流入する排水を生物処理する連続式生物処理装置と、前記半回分式生物処理槽で形成されたグラニュールを前記連続式生物処理装置に供給する生物汚泥供給手段と、前記半回分式生物処理槽から排出される処理水を前記連続式生物処理装置に供給する処理水供給手段と、前記連続式生物処理装置に流入する排水の流量を調整する排水流量調整手段と、をさらに備え、前記排水流量調整手段は、前記生物汚泥供給手段による前記グラニュールの供給、及び前記処理水供給手段による前記処理水の供給に伴って、前記連続式生物処理装置へ流入する前記排水の流量を低下させることが好ましい。

　（１２）上記（１１）に記載の排水処理装置において、前記排水流量調整手段は、前記生物汚泥供給手段による前記グラニュールの供給、及び前記処理水供給手段による前記処理水の供給に伴って、前記連続式生物処理装置へ流入する前記排水の流量を零にすることが好ましい。

　（１３）上記（６）～（８）のいずれか１つに記載の排水処理装置において、前記半回分式生物処理槽は、前記排水を槽内へ流入するための排水流入口と、前記排水流入口より高い位置に設けられ、前記処理水を槽外へ排出するための処理水流出口、又は前記処理水と前記グラニュールとを槽外へ排出するための汚泥処理水出口、を備えることが好ましい。

　本発明によれば、沈降性の高い生物汚泥を得ること、ひいては沈降性の高い生物汚泥を短時間で得ることが可能な排水処理方法及び排水処理装置を提供することができる。

本実施形態に係る半回分式生物処理装置の構成の一例を示す模式図である。本実施形態に係る半回分式生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。沈降曲線の一例を示す図である。本実施形態に係る排水処理装置の構成の一例を示す模式図である。本実施形態で用いられる半回分式生物処理装置の構成の一例を示す模式図である。本実施形態に係る排水処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。本実施形態に係る排水処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。本実施形態に係る排水処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。本実施形態で用いられる半回分式生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。本実施形態で用いられる半回分式生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。実施例及び比較例のＳＶＩ５の経日変化を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

　図１は、本実施形態に係る半回分式生物処理装置の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、半回分式生物処理装置１は、半回分式生物処理槽１０、排水導入装置１２、ディストリビューター１４、処理水排出装置１６、撹拌システム、制御装置２０、を備えている。

　本実施形態の半回分式生物処理槽１０は、槽内に生物汚泥を収容し、排水を生物汚泥により処理するものである。本実施形態の半回分式生物処理槽１０は、排水を導入する排水流入口２２、処理水を排出する処理水流出口２４を備えており、排水流入口２２は、処理水流出口２４より低い位置に設けられている。

　本実施形態の排水導入装置１２は、排水導入ライン２６、排水ポンプ２８、排水側電磁バルブ３０を備えている。排水導入ライン２６は、半回分式生物処理槽１０の外側から排水流入口２２に接続されている。排水導入ライン２６には排水ポンプ２８及び排水側電磁バルブ３０が設置され、排水ポンプ２８及び排水側電磁バルブ３０は制御装置２０と電気的に接続されている。排水導入装置１２は、排水流入口２２から半回分式生物処理槽１０内に排水を導入するための装置構成であれば上記に制限されるものではなく、例えば、排水導入ライン２６、排水ポンプ２８等から構成されていてもよい。なお、本実施形態では、ディストリビューター１４が半回分式生物処理槽１０内に設けられ、半回分式生物処理槽１０の内側から排水流入口２２に接続されている。すなわち、排水流入口２２を介して排水導入ライン２６とディストリビューター１４とが連通している。

　本実施形態の処理水排出装置１６は、処理水排出ライン３２、処理水側電磁バルブ３４を備えている。処理水排出ライン３２は、半回分式生物処理槽１０の外側から処理水流出口２４に接続されている。処理水排出ライン３２には処理水側電磁バルブ３４が設置され、処理水側電磁バルブ３４が制御装置２０と電気的に接続されている。処理水排出装置１６は、半回分式生物処理槽１０内の処理水を処理水流出口２４から排出するための装置構成であれば上記に制限されるものではなく、例えば、処理水排出ライン３２、処理水ポンプ、処理水側電磁バルブ３４等から構成されていてもよい。

　本実施形態の撹拌システムは、撹拌装置３６、曝気装置３８を備える。本実施形態の撹拌装置３６は、モータ４０、撹拌翼４２等を備えており、モータ４０の回転に伴って撹拌翼４２が回転することにより、半回分式生物処理槽１０内の排水が撹拌される。本実施形態の曝気装置３８は、散気ポンプ４４、散気管４６等を備えており、散気ポンプ４４により酸素や空気等の曝気ガスが散気管４６に送られ、散気管４６により曝気ガスが半回分式生物処理槽１０内に供給されることで、半回分式生物処理槽１０内の排水が流動し撹拌される。モータ４０及び散気ポンプ４４は制御装置２０と電気的に接続されている。

　図２は、本実施形態に係る半回分式生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。撹拌システムは、半回分式生物処理槽１０内の排水を撹拌することができるシステム構成であれば特に制限されるものではない。例えば、好気性生物処理では、図２の半回分式生物処理装置２のように、撹拌装置３６等は不要であるため、撹拌システムは曝気装置３８から構成され、曝気ガスを半回分式生物処理槽１０に供給することで、半回分式生物処理槽１０内を好気条件としながら、排水を撹拌してもよい。また、例えば、嫌気性生物処理では、曝気装置３８等は不要であるため、撹拌システムは撹拌装置３６から構成され、撹拌装置３６により、排水を撹拌すればよい。

　制御装置２０は、プログラムを演算するＣＰＵ、プログラムや演算結果を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭから構成されるマイクロコンピュータと電子回路等で構成され、撹拌装置３６及び曝気装置３８の稼働を制御する第１制御装置及び排水導入装置１２及び処理水排出装置１６の稼働を制御する第２制御装置として機能する。本実施形態では、第１制御装置及び第２制御装置を１つの制御装置において実行する例を示しているが、これに限定されるものではなく、第１制御装置及び第２制御装置をそれぞれ別々の制御装置として構成してもよい。

　本実施形態の半回分式生物処理装置１の動作の一例について説明する。

　制御装置２０により、排水側電磁バルブ３０が開放されると共に、排水ポンプ２８が稼働されて、排水が排水導入ライン２６を通り、排水流入口２２から半回分式生物処理槽１０内に導入される。なお、本実施形態では、排水の流入線速度が均一になるように、排水は半回分式生物処理槽１０内に設置したディストリビューター１４から供給される。

　制御装置２０により、排水側電磁バルブ３０が閉じられると共に、排水ポンプ２８の稼働が停止された後、モータ４０及び散気ポンプ４４が稼働される。これにより、撹拌翼４２が回転し、曝気ガスが散気管４６から半回分式生物処理槽１０内に供給され、半回分式生物処理槽１０内の排水及び生物汚泥が撹拌される。そして、半回分式生物処理槽１０内では、生物汚泥により排水が生物処理され、排水中の処理対象物質が分解される（生物処理工程）。

　排水を撹拌しながら所定時間生物処理を実施した後、制御装置２０によりモータ４０及び散気ポンプ４４の稼働が停止される。すなわち、半回分式生物処理槽１０内の排水の撹拌が停止される。排水の撹拌が停止されると、生物汚泥の沈降が始まる。ここで、生物汚泥の沈降が進むと、半回分式生物処理槽１０内に生物汚泥のスラッジブランケットが形成される。

　本実施形態では、排水の撹拌を停止してから生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、制御装置２０により、排水ポンプ２８が稼働されると共に、排水側電磁バルブ３０が開放されて、排水流入口２２から排水の導入が開始されると共に、処理水側電磁バルブ３４が開放されて、処理水流出口２４から処理水の排出が開始される（排水導入・処理水排出工程）。このように、処理水流出口２４より低い位置にある排水流入口２２からの排水の導入及び排水流入口２２より高い位置にある処理水流出口２４からの処理水の排出を行うことにより、粒径の小さい生物汚泥や半回分式生物処理槽１０内に導入された排水の流入線速度（ｍ／ｈ）より沈降速度の遅い生物汚泥等が処理水と共に系外へ排出される。これに対し、半回分式生物処理槽１０内に生物汚泥のスラッジブランケットが形成された後に、処理水流出口２４より低い位置にある排水流入口２２からの排水の導入及び排水流入口２２より高い位置にある処理水流出口２４からの処理水の排出を行っても、前述の粒径の小さい生物汚泥等はスラッジブランケット内に取り込まれているため、処理水と共に粒径の小さい生物汚泥等を排出させることは難しい。しかし、生物汚泥のスラッジブランケットが形成される前であれば、粒径の小さい生物汚泥は主に水面付近を浮遊している状態であるため、上記排水導入・処理水排出工程により、処理水と共に粒径の小さい生物汚泥が排出されると考えられる。また、排水の撹拌停止時に反応槽の下部付近に浮遊している粒径の小さい生物汚泥に関しても、汚泥の再フロック化が進み、スラッジブランケットが形成されるまでに排水の導入および処理水の排出を行うことで選択的に半回分式生物処理槽外へと排出されると考えられる。そして、上記生物処理工程及び排水導入・処理水排出工程を順次繰り返すことにより、半回分式生物処理槽１０内には、沈降速度の速い生物汚泥（粒径の大きい生物汚泥）が選択的に多く保持されるため、沈降性の高い生物汚泥が得られる。また、排水の導入と共に処理水の排出を行うため、処理サイクルの時間短縮にもつながる。

　半回分式生物処理槽１０内に排水を導入する排水流入口２２は半回分式生物処理槽１０内の処理水を排出する処理水流出口２４より低い位置に設けるのが好ましい。排水流入口２２は、半回分式生物処理槽１０底部から半回分式生物処理槽１０内の水面高さの１／２の間に位置させることが好ましく、処理水流出口２４は、半回分式生物処理槽１０内の水面高さの１／２～半回分式生物処理槽１０の頂部の間に位置させることが好ましく、半回分式生物処理槽１０内の水面高さに位置させることがより好ましい。なお、半回分式生物処理槽１０内の水面高さは排水導入・処理水排出工程終了時の水面高さである。このように、排水流入口２２を半回分式生物処理槽１０底部から半回分式生物処理槽１０内の水面高さの１／２の間に位置に設け、処理水流出口２４を半回分式生物処理槽１０内の水面高さの１／２～半回分式生物処理槽１０の頂部の間に位置に設けて、両者の間隔を広くすることで、排水の流入線速度の影響を多くの生物汚泥に与えることが可能となるため、より多くの沈降速度の遅い生物汚泥を処理水流出口２４から排出させることが可能となる。また、処理水流出口２４を半回分式生物処理槽１０内の水面高さに位置に設けることで、半回分式生物処理槽１０内に排水を流入させると同時に半回分式生物処理槽１０内の処理水を押し出すことができるので、半回分式生物処理槽１０内の水量を一定に保つことができる。

　これまで説明してきたように、粒径の小さい汚泥を選択的に半回分式生物処理槽外へ排出することができる点で、排水流入口２２を処理水流出口２４より低い位置に設定することが好ましいが、沈降性の高い生物汚泥を形成する上では必ずしも上記に限定されるものではなく、例えば、排水流入口２２を処理水流出口２４より高い位置に設定してもよいし、これらを同じ位置に設定してもよい。いずれにしろ、排水の撹拌を停止してから生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、排水の導入を開始すると共に、処理水の排出を開始することにより、粒径の小さい汚泥は半回分式生物処理槽外へ排出されるため、沈降性の高い汚泥を形成することが可能となる。ここで、排水流入口２２の高さ位置を処理水流出口２４の高さ位置以上とする場合には、沈降性の高い生物汚泥が多量に系外へ排出されることを抑制するために、バルブやポンプ等で流量を調整して、半回分式生物処理槽１０内の水量を一定に保つことが好ましい。

　本実施形態の生物処理工程及び排水導入・処理水排出工程を繰り返す排水処理の運転条件としては、例えば、排水ＢＯＤ濃度が１００～１０００ｍｇ／Ｌで、ＢＯＤ負荷を０．５～３．０ｋｇ／ｍ^３／ｄａｙとする場合、排水の導入・処理水の排出時間を１５～１２０分の範囲とし、生物処理の反応時間を６０～４００分の範囲とし、１サイクルの合計時間を２．０～８．０時間の範囲に設定することが望ましい。

　以下に、各処理工程の詳細を説明する。

（生物処理工程）
　半回分式生物処理槽１０内での生物処理反応は、嫌気（無酸素）条件のみ、好気条件のみ、嫌気（無酸素）－好気交互運転のいずれでもよい。しかし、生物汚泥の増殖速度が高くなる点、グラニュール形成速度が高くなる点等から、好気条件を含む生物処理が好ましい。

　本実施形態の生物処理明に適用する排水は、例えば、食品加工工場排水、化学工場排水、半導体工場排水、機械工場排水、下水、し尿、河川水等の生物分解性を有する物質を含有する排水等である。生物分解性を有する物質は、例えば、有機物、アンモニア性窒素、硝酸態窒素等の窒素含有物質等である。例えば、有機物を含む排水を生物処理する場合、排水中の有機物は生物汚泥（微生物）との接触により、二酸化炭素まで分解される。また、例えば、窒素含有物質を含む排水を生物処理する場合、排水中の窒素含有物質は生物汚泥（微生物）との接触により、窒素ガスにまで分解される。

　生物処理工程における半回分式生物処理槽１０内の生物汚泥の汚泥濃度は、汚泥の健全性（沈降性、活性等）を維持する点で、例えば３０００～３００００ｍｇ／Ｌの範囲で運転されることが好ましい。また、汚泥負荷は、汚泥の健全性（沈降性、活性等）を維持する点で、０．０５～０．６０ｋｇ－ＢＯＤ／ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲に保つことが好ましく、０．１～０．５ｋｇ－ＢＯＤ／ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲に保つことがより好ましい。なお、汚泥負荷が上記範囲より高くなった場合や汚泥濃度が上記範囲より高くなった場合には、半回分式生物処理槽１０内より生物汚泥を引き抜くことが望ましい。

　半回分式生物処理槽１０内のｐＨは、一般的な微生物に適する範囲に設定されることが望ましく、例えば６～９とすることが好ましく、６．５～７．５とすることがより好ましい。ｐＨ値が前記範囲外となる場合は、酸、アルカリを添加してｐＨコントロールを実施することが好ましい。半回分式生物処理槽１０内の溶存酸素（ＤＯ）は、好気条件では、０．５ｍｇ／Ｌ以上、特に１ｍｇ／Ｌ以上とすることが望ましい。

（排水導入・処理水排出工程）
　排水導入処理水排水工程では、排水の撹拌が停止されてから生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、排水流入口２２から排水の導入を開始すると共に、処理水流出口２４から生物処理反応槽内の処理水の排出を開始する。ここで、当該工程における排水の導入を開始すると共に処理水の排出を開始するとは、排水の撹拌が停止されてから生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、排水の導入開始と処理水の排出開始を同時に行う場合だけでなく、排水の導入を開始した後、排水の導入を停止するまでに処理水の排出を開始する場合も含まれる。

　生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでとは、排水の撹拌を停止してから生物汚泥の沈降過程における（ｉｉ）ゾーン沈降過程が終了するまでを意味している。なお、前述したように、生物汚泥の沈降過程における（ｉｉｉ）遷移過程以降では、スラッジブランケットが形成している。したがって、排水の撹拌が停止されてからゾーン沈降過程が終了するまでの時間（以下、半回分式生物処理槽のゾーン沈降終了時間）が、排水の撹拌が停止されてから生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでとなる。本実施形態では、例えば、以下の方法で、半回分式生物処理槽のゾーン沈降終了時間を求める。

　例えば、試料（排水）１Ｌをメスシリンダーにとり、ＭＬＳＳが均一になるように緩やかに撹拌する。撹拌を停止させて５、１０、１５、２０、３０、４５、６０分ごとの沈殿汚泥の体積（ｍＬ）を測定し、それぞれについて、試料量１Ｌに対する百分率を求めて沈降曲線を描く。なお、沈降曲線は汚泥の沈降性により変化するため、沈降性が良好な汚泥の場合（例えば汚泥沈降指標であるＳＶＩ５が１００ｍＬ／ｇ以下の場合）には、メスシリンダーの撹拌を停止させてから０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、５、１０、１５、２０、３０分ごとのように、より細かい間隔で沈殿汚泥体積を測定し、沈降曲線を描くことが好ましい。

　図３は、沈降曲線の一例を示す図である。図３に示すように、沈降曲線には、少なくとも変曲点Ａ，Ｂが存在する。そして、沈降時間０から最初の変曲点Ａまでの時間が、排水の撹拌停止から（ｉ）再フロック化過程が終了するまでの時間であり、沈降時間０から２番目の変曲点Ｂまでの時間が、排水の撹拌停止から（ｉｉ）ゾーン沈降過程が終了するまでの時間である。なお、沈降曲線における変曲点Ｂ以降は、（ｉｉｉ）遷移過程及び（ｉＶ）圧密過程となる。

　上記沈降曲線から求めた排水の撹拌停止から（ｉｉ）ゾーン沈降過程が終了するまでの時間は、メスシリンダーで測定した時間である（以下、メスシリンダーで測定したゾーン沈降終了時間）。そのため、メスシリンダーで測定したゾーン沈降終了時間に実際の半回分式生物処理槽の高さとメスシリンダーの高さとの割合を乗じることにより、半回分式生物処理槽のゾーン沈降終了時間が求められる。具体的な式は、以下の通りである。

　処理装置のゾーン沈降終了時間＝メスシリンダーで測定したゾーン沈降終了時間×（半回分式生物処理槽の高さ／メスシリンダーの高さ）

　本実施形態では、上式で求めた半回分式生物処理槽のゾーン沈降終了時間までに、排水の導入を開始すると共に、処理水の排出を開始する。

　また、例えば、超音波式汚泥界面計を半回分式生物処理槽１０に設置し、ゾーン沈降中に排水を流入させることも可能である。具体的には、排水の撹拌停止後、沈降工程中の反応槽底部からの汚泥界面の高さの変化を超音波式汚泥界面計で記録し、その記録した汚泥界面高さの変化から図３と同様の沈降曲線を描くことで、半回分式生物処理槽のゾーン沈降終了時間を求めることができる。

　排水導入処理水排水工程では、排水の撹拌が停止と同時または停止した直後に、排水流入口２２から排水の導入を開始すると共に、処理水流出口２４から処理水の排出を開始することが好ましい。これにより、処理水流出口２４から生物汚泥の流出が多くなることが懸念されるが、サイクル時間の更なる短縮化が可能となる。排水の撹拌が停止した直後とは、撹拌システム（撹拌装置３６や曝気装置３８）への通電を停止した直後を意味しており、排水の撹拌が停止（実質的には排水を撹拌する装置への通電が停止）してから１分以内、好ましくは３０秒以内のことを言う。したがって、排水の撹拌が停止してから１分以内に、排水の導入開始と処理水の排出開始を同時に行うか、或いは排水の導入を開始した後、排水の導入を停止するまでに処理水の排出を開始する。こうすることにより、より粒径が小さく、沈降速度の遅い汚泥を系外へと積極的に排出し、かつサイクル時間の短縮化が可能となる。

　排水導入の停止及び処理水排出の停止時期については、排水の流入量や流入速度等によるが、生物汚泥のスラッジブランケットが形成された後に、排水導入及び処理水排出を停止させてもよい。但し、生物汚泥の汚泥界面が形成されると、粒径の小さい生物汚泥や沈降速度の遅い生物汚泥がスラッジブランケットに取り込まれた状態となっているため、処理水と共に粒径の小さい汚泥等が系外へ排出され難い。したがって、生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、排水を導入すると共に処理水を排出させ（排水の導入及び処理水の排出を停止させ）、生物処理工程に移行することが、サイクル時間を短縮化する点で望ましい。

　排水流入率（半回分式生物処理槽１０内の水容積に対する１サイクルにおける排水の流入量）は、例えば１０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。生物汚泥のグラニュール化は、処理対象物質濃度（例えば有機物濃度）が非常に高い状態（排水流入の直後、飽食状態）と処理対象物質濃度（例えば有機物濃度）が非常に低い状態（生物処理の終盤、飢餓状態）を生物汚泥が繰り返し経験することによって引き起こされると考えられている。したがって、グラニュールを形成する観点では、排水流入率を出来るだけ高くとった方が良いが、その一方で、排水流入率を高くすればする程、排水ポンプ２８の容量が大きくなりコスト高となるため、排水流入率は２０％以上８０％以下の範囲とすることがより好ましい。

　排水の流入線速度（半回分式生物処理槽の断面積に対する流量）は、汚泥濃度等にもよるが、例えば、１～１０ｍ／ｈとすることが好ましい。排水の流入線速度が１～１０ｍ／ｈの範囲を満たすことにより、上記範囲を満たさない場合と比較して、半回分式生物処理槽１０内に保持される汚泥のうち、沈降速度の遅い生物汚泥を排出させながら、沈降速度の速い生物汚泥を維持させることが可能となる。

　排水の流入線速度は、汚泥のグラニュール化に伴って増加させることが望ましい。つまり、半回分式生物処理槽１０内に沈降速度の速い生物汚泥（例えばグラニュール化した生物汚泥）が少ない場合には、低い流入線速度で排水を流入させ、沈降速度の速い生物汚泥（例えばグラニュール化した生物汚泥）の割合が大きくなるに伴って流入線速度を増加させる。このような流入線速度の制御については、例えば、生物汚泥の平均粒径を粒度分布計で測定しながら行うことが好ましい。具体的には、半回分式生物処理槽１０内の生物汚泥の平均粒径が０．０５ｍｍ以下の場合、流入線速度を１～２ｍ／ｈに設定して通水させ、その後、生物汚泥の平均粒径の増加に伴い流入線速度を上昇させ、平均粒径が０．２ｍｍ以上となった後（グラニュール化した後）には、流入線速度を２～１０ｍ／ｈに上昇させることが好ましい。また、実際に半回分式生物処理槽１０内の生物汚泥の沈降速度をゾーン沈降速度から測定し、その沈降速度の上昇に合わせて排水の流入線速度を増加させてもよい。

　本実施形態の半回分式生物処理槽１０の後段に、沈殿池、加圧浮上装置等の物理化学処理装置、ＭＢＲ、流動床担体法、活性汚泥法等の生物処理装置等の他の処理装置を設置して、排水導入・処理水排出工程から排出された処理水を他の処理装置に供給してもよい。これにより、排水導入・処理水排出工程から排出された処理水が他の処理装置により適切に処理されるため、最終処理水の水質悪化が抑制される。

　また、例えば、生物難分解性を示す物質を含む排水を処理する場合には、本実施形態の半回分式生物処理槽１０の前段に、浮上分離、凝集加圧浮上装置、吸着装置、フェントン処理、オゾン処理等の物理化学的処理装置を設置して、上記排水を物理化学的処理装置に供給してもよい。物理化学的処理装置により、排水中の生物難分解性を示す物質を生物分解性を示す物質に変換することが可能となる。例えば、食品加工工場排水などに含有されることが多い油脂分に対して物理化学的処理をせずに生物処理装置に供給すると、油脂分が生物汚泥に付着して、生物処理に悪影響を及ぼす場合がある。したがって、上記物理化学的処理装置により、油脂分をノルマルヘキサン抽出濃度で１５０ｍｇ／Ｌ以下程度まで除去した上で、半回分式生物処理槽１０に供給することが望ましい。

　生物汚泥のグラニュール化を促進させる点で、半回分式生物処理槽１０内の排水又は半回分式生物処理槽１０に導入される前の排水に、Ｆｅ^２＋、Ｆｅ^３＋、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋等を含む水酸化物が形成されるようなイオンを添加することが好ましい。通常の排水には、グラニュールの核となるような微粒子が含まれているが、上記イオンの添加により、グラニュールの核形成を促進させることが可能となる。

　以下に、これまで説明した半回分式生物処理装置により形成されたグラニュールを連続式生物処理装置に供給して生物処理を行う排水処理について説明する。以下の図４～９に示す半回分式生物処理装置は、これまで説明した半回分式生物処理装置の変形例である。すなわち、以下で説明する排水処理装置に図１や図２に示す半回分式生物処理装置を適用することができることは当然に理解されるものである。また、以下では、前述した生物処理工程及び排水導入・処理水排出工程を順次繰り返し、グラニュールを形成する処理については、重複する説明となるため省略するが、以下の半回分式生物処理装置においても、必要に応じて適宜行われることは当然に理解されるものである。例えば、以下の半回分式生物処理装置では、生物処理の立ち上げ時（装置の立ち上げ時）や槽内のグラニュール濃度が著しく低下した場合等のように、グラニュールの形成が望まれる場合において、通常行われる半回分式生物処理に代えて、前述した生物処理工程及び排水導入・処理水排出工程が順次繰り返され、グラニュールの形成が行われることが好ましい。

　図４は、本実施形態に係る排水処理装置の構成の一例を示す模式図である。図４に示す排水処理装置３は、連続式生物処理装置４８、半回分式生物処理装置５０、固液分離装置５２、排水貯留槽５４を備えている。

　図４に示す排水処理装置３は、排水流入ライン５６ａ，５６ｂ，５６ｃ、処理水排出ライン５８ａ，５８ｂ、汚泥返送ライン６０、汚泥排出ライン６２、生物汚泥供給ライン６４を備えている。また、図４に示す排水処理装置３は、第１排水流入ポンプ６６、第２排水流入ポンプ７０、処理水排出ポンプ７２、汚泥供給ポンプ７４、汚泥返送ポンプ７６を備えている。第１排水流入ポンプ６６は排水流入ライン５６ａに設置され、第２排水流入ポンプ７０は排水流入ライン５６ｂに接続され、汚泥供給ポンプ７４は生物汚泥供給ライン６４に接続され、汚泥返送ポンプ７６は汚泥返送ライン６０に接続されている。また、汚泥排出ライン６２には電磁バルブ７８が設けられている。

　排水流入ライン５６ａの一端は排水貯留槽５４の排水流入口に接続され、他端は連続式生物処理装置４８の排水流入口に接続されている。また、排水流入ライン５６ｂの一端は排水貯留槽５４の排水流入口に接続され、他端は半回分式生物処理装置５０の排水流入口に接続されている。また、排水流入ライン５６ｃの一端は連続式生物処理装置４８の排水出口に接続され、他端は固液分離装置５２の排水流入口に接続されている。処理水排出ライン５８ａは固液分離装置５２の処理水流出口に接続されている。汚泥返送ライン６０の一端は固液分離装置５２の汚泥出口に接続され、他端は連続式生物処理装置４８の汚泥入口に接続されている。汚泥排出ライン６２は汚泥返送ライン６０に接続されている。生物汚泥供給ライン６４の一端は半回分式生物処理装置５０の汚泥出口に接続され、他端は連続式生物処理装置４８の汚泥供給口に接続されている。処理水排出ライン５８ｂの一端は半回分式生物処理装置５０の処理水流出口に接続され、他端は連続式生物処理装置４８の処理水入口に接続されている。

　図５は、本実施形態で用いられる半回分式生物処理装置の構成の一例を示す模式図である。図５に示す半回分式生物処理装置５０では、後述するように、（１）排水の流入、（２）有機物等の処理対象物質の生物処理、（３）生物汚泥の沈降、（４）処理水の排出といった４つの工程を繰り返す処理が行われる。図５に示す半回分式生物処理装置５０は半回分式生物処理槽８０を備えており、半回分式生物処理槽８０内及びその周囲に第２排水流入ポンプ７０、処理水排出ポンプ７２、撹拌装置８６、エアポンプ８８、散気装置９０、汚泥供給ポンプ７４等が配置されている。散気装置９０はエアポンプ８８に接続されており、エアポンプ８８から供給される空気が散気装置９０を通して槽内に供給される。また、撹拌装置８６は、例えばモータ、撹拌翼、モータと撹拌翼を接続するシャフト等により構成される。半回分式生物処理装置５０には、排水流入口５０ａ、処理水流出口５０ｂ、汚泥出口５０ｃが設けられ、排水流入口５０ａには排水流入ライン５６ｂが接続され、処理水流出口５０ｂには処理水排出ライン５８ｂが接続され、汚泥出口５０ｃには生物汚泥供給ライン６４が接続されている。

　図５に示す排水流入ライン５６ｂ及び第２排水流入ポンプ７０は、排水を半回分式生物処理装置５０に間欠的に供給する半回分式側の排水供給装置として機能する。本実施形態では、第２排水流入ポンプ７０の稼働・停止により、排水の間欠供給が行われるが、例えば、排水流入ライン５６ｂに電磁バルブ等を設置して、バルブの開閉により排水の間欠供給を行っても良い。

　図５に示す生物汚泥供給ライン６４及び汚泥供給ポンプ７４は、グラニュールを連続式生物処理装置４８に供給する生物汚泥供給装置として機能する。なお、適宜生物汚泥供給ライン６４に電磁バルブ等を設置してもよい。

　図５に示す処理水排出ライン５８ｂ及び処理水排出ポンプ７２は、処理水を連続式生物処理装置４８に供給する処理水供給装置として機能する。なお、適宜処理水排出ライン５８ｂに電磁バルブ等を設置してもよい。

　図４に示す排水流入ライン５６ａ及び第１排水流入ポンプ６６は、排水を連続式生物処理装置４８に供給する連続式側の排水供給装置として機能する。また、図４の第１排水流入ポンプ６６は、上記の生物汚泥供給装置によるグラニュールの供給、及び上記の処理水供給装置による処理水の供給に伴って、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流量を調整する機能を有している。具体的には、第１排水流入ポンプ６６は、処理水排出ポンプ７２及び汚泥供給ポンプ７４と電気的に接続されており、処理水排出ポンプ７２又は汚泥供給ポンプ７４が稼働した時に、それらの出力信号が第１排水流入ポンプ６６に送信され、第１排水流入ポンプ６６が出力信号を受けた段階で、第１排水流入ポンプ６６の出力等が低下し、排水の流量を所定量低下させる。或いは、第１排水流入ポンプ６６が出力信号を受けた段階で、第１排水流入ポンプ６６の稼働が停止し、排水の流量を零にする（すなわち、排水流入ライン５６ａからの排水の供給が停止される）。なお、処理水排出ポンプ７２又は汚泥供給ポンプ７４の稼働が停止され、出力信号の送信が停止された場合には、第１排水流入ポンプ６６の出力を元の状態に戻し、排水の流量を回復させることが望ましい。

　本実施形態の連続式生物処理装置４８は、連続的に流入する排水を生物処理する好気性反応槽である。図４に示す連続式生物処理装置４８は、不図示であるが、例えば撹拌装置、エアポンプ、エアポンプに接続される散気装置等を備えており、撹拌装置により槽内の液が撹拌され、またエアポンプから供給される空気が散気装置を通して槽内に供給されるように構成されている。

　本実施形態の固液分離装置５２は、生物汚泥を含む水から生物汚泥と処理水とに分離するための分離装置であり、例えば、沈降分離、加圧浮上、濾過、膜分離等の分離装置が挙げられる。

　本実施形態の排水処理装置３の動作の一例について説明する。

　図４に示す排水貯留槽５４内には、処理対象となる排水が貯留されている。処理対象となる排水は、例えば、食品加工工場排水、化学工場排水、半導体工場排水、機械工場排水、下水、し尿、河川水等の排水が挙げられる。また、排水中には、一般的に生物分解性の有機物等が含まれている。なお、排水中に生物難分解性の有機物が含まれている場合には、予め浮上分離、凝集加圧浮上装置、吸着装置等の物理化学的処理を施し、除去することが望ましい。

　まず、第１排水流入ポンプ６６を稼働させ、排水貯留槽５４内の処理対象排水を排水流入ライン５６ａから連続式生物処理装置４８に供給する。連続式生物処理装置４８では、好気条件下で、生物汚泥による排水の生物処理を実施する。連続式生物処理装置４８で処理された処理水を排水流入ライン５６ｃから固液分離装置５２に供給して、処理水から生物汚泥を分離する。

　半回分式生物処理装置５０を稼働させる場合には、（第１排水流入ポンプ６６を稼働させたまま）第２排水流入ポンプ７０を稼働させ、排水貯留槽５４内の処理対象排水を排水流入ライン５６ｂから半回分式生物処理装置５０（図５に示す半回分式生物処理槽８０）に供給する（（１）排水の流入）。半回分式生物処理槽８０に排水を所定の量になるまで導入した後、第２排水流入ポンプ７０を停止する。次に、エアポンプ８８を稼働し、散気装置９０から空気を導入して、半回分式生物処理槽８０内に空気の供給を開始すると共に、撹拌装置８６を稼働させ、半回分式生物処理槽８０内の排水を撹拌することで、排水の生物処理を行う（（２）処理対象物質の生物処理）。そして、所定時間経過後、エアポンプ８８の動作を停止することで空気の供給を停止し、また、撹拌装置８６を停止することで、生物処理を終了させる。生物処理終了後、半回分式生物処理槽８０内の生物汚泥を所定時間沈降させ、半回分式生物処理槽８０内で、生物汚泥と処理水とに分離させる（（３）生物汚泥の沈降）。次に　処理水排出ポンプ７２を稼働させ、半回分式生物処理槽８０内の処理水を処理水排出ライン５８ｂから排出させ（（４）処理水の排出）、処理水排出ライン５８ｂから連続式生物処理装置４８に供給する。そして、（１）～（４）の工程が繰り返し行われる。なお、（１）～（４）の工程を繰り返すことで、半回分式生物処理槽８０内ではグラニュールが形成される。しかし、例えば、生物処理の立ち上げ時（装置の立ち上げ時）や槽内のグラニュール濃度が著しく低下した場合等においては、上記（１）～（４）の工程に代えて、前述した生物処理工程及び排水導入・処理水排出工程を順次繰りして、グラニュールの形成を行う方がよい。

　（４）処理水の排出工程において、処理水排出ポンプ７２の稼働の際の出力信号を、第１排水流入ポンプ６６が受信した段階で、第１排水流入ポンプ６６の出力が所定量低下し、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下させる。或いは、第１排水流入ポンプ６６の稼働を停止し、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流量を零にする。連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下させずに半回分式生物処理装置５０（図５に示す半回分式生物処理槽８０）から処理水の供給を行うと、連続式生物処理装置４８に流入する水量が著しく増加するため、連続式生物処理装置４８から排出される処理水中に含まれる生物汚泥量が増加する。その結果、固液分離装置５２への流量負荷が瞬間的に増加することになるため、固液分離装置５２で生物汚泥が十分に分離されず、処理水と共に多くの生物汚泥が流出する場合がある。しかし、本実施形態では、前述したように、半回分式生物処理槽８０から連続式生物処理装置４８への処理水の供給に伴って、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下又は零にするため、連続式生物処理装置４８に流入する水量の増加が抑えられる。その結果、連続式生物処理装置４８から排出される処理水中に含まれる生物汚泥量の増加が抑制され、ひいては固液分離装置５２への流量負荷が瞬間的に増加することが抑制されるため、処理水と共に排出される生物汚泥量を抑えることが可能となる。なお、所定時間経過後に処理水排出ポンプ７２の稼働を停止して、再度（１）排水の流入工程に移行する際には、第１排水流入ポンプ６６の出力を元の状態に戻して、連続式生物処理装置４８への排水の流入量を回復させることが望ましい。

　連続式生物処理装置４８への処理水供給時において、連続式生物処理装置４８に供給する排水の流量は、連続式生物処理装置４８に流入する水量の増加を抑える点で、半回分式生物処理槽８０から供給される処理水の流量以上に低下させることが好ましく、排水の流量を零にすることがより好ましい。例えば、半回分式生物処理槽８０への処理水供給前において連続式生物処理装置４８に供給している排水の流量が１００Ｌ／ｈであり、半回分式生物処理槽８０から供給される処理水の流量が３０Ｌ／ｈであった場合、連続式生物処理装置４８への処理水供給時には、連続式生物処理装置４８に供給する排水の流量を７０Ｌ／ｈ以下とすることが好ましく、０Ｌ／ｈとすることがより好ましい。なお、第１排水流入ポンプ６６の稼働を停止して、排水流入ライン５６ａから連続式生物処理装置４８へ供給する排水の流量を零にしても（排水流入ライン５６ａからの排水の流入を停止しても）、半回分式生物処理槽８０から排出された処理水が処理水排出ライン５８ｂから連続式生物処理装置４８へ供給されているので、連続式生物処理装置４８における排水の連続供給は担保されている。

　また、汚泥供給ポンプ７４を稼働させることで、半回分式生物処理槽８０内で形成されたグラニュールを生物汚泥供給ライン６４から連続式生物処理装置４８に供給する。なお、半回分式生物処理槽８０からのグラニュールの供給は、（３）生物汚泥の沈降工程で行ってもよいし、（２）処理対象物質の生物処理工程で行ってもよいし、（４）処理水の排出工程で行ってもよい。いずれにしろ、連続式生物処理装置４８へのグラニュールの供給に伴って、すなわち第１排水流入ポンプ６６が汚泥供給ポンプ７４の出力信号を受けた段階で、第１排水流入ポンプ６６の出力を低下させる。或いは、第１排水流入ポンプ６６の稼働を停止し、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流量を零にする。これにより、連続式生物処理装置４８に流入する水量の増加が抑えられる。その結果、連続式生物処理装置４８から排出される処理水中に含まれる生物汚泥量の増加が抑制され、ひいては固液分離装置５２への流量負荷が瞬間的に増加することが抑制されるため、処理水と共に排出される生物汚泥量を抑えることが可能となる。

　連続式生物処理装置４８へのグラニュール汚泥供給時において、連続式生物処理装置４８に供給する排水の流量は、連続式生物処理装置４８に流入する水量の増加を抑える点で、半回分式生物処理槽８０から供給されるグラニュールの流量以上に低下させることが好ましく、排水の流量を零にすることがより好ましい。例えば、半回分式生物処理槽８０への処理水供給前において連続式生物処理装置４８に供給している排水の流量が１００Ｌ／ｈであり、半回分式生物処理槽８０から供給されるグラニュールの流量が１０Ｌ／ｈであった場合、連続式生物処理装置４８へのグラニュール供給時には、連続式生物処理装置４８に供給する排水の流量を９０Ｌ／ｈ以下とすることが好ましく、０Ｌ／ｈとすることがより好ましい。また、処理水の供給と共にグラニュールの供給を行う場合、半回分式生物処理槽８０から供給される処理水及びグラニュールの合計流量以下に低下させることが好ましい。なお、第１排水流入ポンプ６６の稼働を停止して、排水流入ライン５６ａから連続式生物処理装置４８へ供給される排水の流量を零にしても（排水流入ライン５６ａからの排水の流入を停止しても）、半回分式生物処理槽８０から排出されるグラニュールには処理水が含まれているため、その処理水が生物汚泥供給ライン６４から連続式生物処理装置４８へ供給されているので、連続式生物処理装置４８における排水の連続供給は担保されている。

　ここで、半回分式生物処理槽８０で形成されるグラニュールとは、自己造粒が進んだ汚泥のことであり、例えば汚泥の平均粒径が０．２ｍｍ以上、もしくは沈降性指標であるＳＶＩ５が８０ｍＬ／ｇ以下の生物汚泥である。また、本実施形態では、グラニュールが形成されたか否かは、例えば汚泥の沈降性指標であるＳＶＩを測定することにより判断される。具体的には、定期的に半回分式生物処理槽８０内の汚泥の沈降性試験によりＳＶＩ値を測定し、５分沈降後の体積割合から算出されるＳＶＩ５の値が所定値以下（例えば８０ｍＬ／ｇ以下）となった段階で、グラニュールが形成されたと判断することが可能である。もしくは、半回分式生物処理槽８０内の汚泥の粒径分布を測定し、その平均粒径が所定値以上（例えば０．２ｍｍ以上）となった段階で、グラニュールが形成されたと判断することが可能である（なお、ＳＶＩ値が低いほど、平均粒径が大きいほど良好なグラニュール汚泥であると判断可能である）。その後、汚泥供給ポンプ７４を稼働させ、半回分式生物処理槽８０で形成されたグラニュールを生物汚泥供給ライン６４から連続式生物処理装置４８に供給する。

　これまで説明したように、本実施形態では、固液分離装置５２への流量負荷が増加することが抑制されるため、固液分離装置５２から排出される処理水と共に生物汚泥が流出することが抑制される。そして、固液分離装置５２から排出される処理水を処理水排出ライン５８ａから系外へ排出する。また、汚泥返送ポンプ７６を稼働させ、固液分離装置５２で分離された生物汚泥の一部を汚泥返送ライン６０から連続式生物処理装置４８に供給する。また、電磁バルブ７８を開放することで、固液分離装置５２から排出される生物汚泥の一部を汚泥排出ライン６２から系外へ排出する。

　以下に、本実施形態の変形例等について説明する。

　図４に示す半回分式生物処理装置５０では、好気条件で生物処理を行う形態を例に説明したが、生物処理は嫌気又は無酸素条件のみ、好気条件のみ、嫌気または無酸素－好気交互運転等、特に制限されるものではない。しかし、好気条件を含むことで、生物汚泥の増殖速度が高くなるため、グラニュール形成速度の点から、好気条件を含むことが望ましい。また、グラニュール形成においては、沈降時間の管理と１バッチあたりの排水流入率を適切にコントロールすることが望ましい。攪拌（曝気による攪拌を含む）を停止して汚泥を沈降させる沈降時間は水面から汚泥排出部までの距離と汚泥の沈降速度とから計算され、例えば、４分／ｍから１５分／ｍの間で設定されることが好ましく、５分／ｍから１０分／ｍの間で設定されることがより好ましい。また、排水流入率（反応時有効容積に対する流入水の割合）は、例えば２０％以上１２０％以下の範囲であることが好ましく、４０％以上１００％以下の範囲であることがより好ましい。処理対象物質である有機物濃度が非常に高い状態（流入工程の直後、飽食状態）と有機物濃度が非常に低い状態（生物処理工程の終盤、飢餓状態）を汚泥が繰り返し経験することによって、汚泥のグラニュール化が進行すると考えられているため、グラニュールを形成する観点では排水流入率は出来るだけ高くとった方が良いが、その一方で、排水流入率を高くすればする程、流入ポンプの容量が大きくなりコスト高となる。そのため、グラニュール形成及びコスト削減の点で、排水流入率は４０％以上１００％以下の範囲が好ましい。

　半回分式生物処理装置５０は、例えば槽内の汚泥濃度が２０００～２００００ｍｇ／Ｌの範囲で運転されることが望ましい。所定濃度よりも汚泥濃度が増加した場合には槽内より生物汚泥を引き抜くことが望ましい。また、生物汚泥の健全性（沈降性、活性等）を維持するためには、適切な汚泥負荷に保つことが望ましく、好ましくは０．０５～０．６０ｋｇＢＯＤ／ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲、より好ましくは０．１～０．５ｋｇＢＯＤ／ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲に保たれるように、槽内から生物汚泥を引き抜くことが望ましい。

　半回分式生物処理槽８０内のｐＨは、一般的な生物処理に適する６～９の範囲に調整することが好ましく、６．５～７．５の範囲に調整することがより好ましい。ｐＨ値が前記範囲外となる場合は酸、アルカリを利用してｐＨ調整を実施することが好ましい。半回分式生物処理槽８０においてｐＨ調整を実施する場合、ｐＨ値を適切に測定する点で、半回分式生物処理槽８０内の排水が撹拌されていない状態より、撹拌されている状態でｐＨ調整を実施することが望ましい。半回分式生物処理槽８０内の溶存酸素（ＤＯ）は、一般的な生物処理に適する０．５ｍｇ／Ｌ以上とすることが好ましく、１ｍｇ／Ｌ以上とすることがより好ましい。

　半回分式生物処理装置５０は、脱離水の流入と処理水の排出を同時に行う装置も含まれる。すなわち、（１）脱離水の流入／処理水の排出、（２）処理対象物質の生物処理、（３）生物汚泥の沈降といった３つの工程を繰り返す装置も本実施形態の半回分式生物処理装置５０である。なお、上記３つの工程を繰り返す半回分式生物処理装置を用いた排水処理装置の例については後述する。

　図４に示す連続式生物処理装置４８では、有機物等を処理対象とした標準活性汚泥法により生物処理を行う形態を例説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、Ａ２Ｏ（Ａｎａｅｒｏｂｉｃ－Ａｎｏｘｉｃ－Ｏｘｉｃ　Ｐｒｏｃｅｓｓ）やＡＯ（Ａｎａｅｒｏｂｉｃ－Ｏｘｉｃ　Ｐｒｏｃｅｓｓ）等の栄養塩除去型システム（無酸素処理槽や嫌気処理槽を設置するシステム）、オキシデーションディッチ法、ステップ流入型多段活性汚泥法等のシステムにより生物処理を行う装置であってもよい。また、ポリウレタン、プラスチック、樹脂等の担体の存在下で、生物処理を行う装置であってもよい。

　連続式生物処理装置４８は、例えば槽内の汚泥濃度が２０００～２００００ｍｇ／Ｌの範囲で運転されることが望ましい。また、生物汚泥の健全性（沈降性、活性等）を維持するために、汚泥負荷は、０．０５～０．６ｋｇＢＯＤ／ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲にすることが好ましく、０．１～０．５ｋｇＢＯＤ／ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲にすることがより好ましい。

　連続式生物処理装置４８内のｐＨは、一般的な生物処理に適する６～９の範囲に調整することが好ましく、６．５～７．５の範囲に調整することがより好ましい。また、連続式生物処理装置４８内の溶存酸素（ＤＯ）は、一般的な生物処理に適する０．５ｍｇ／Ｌ以上とすることが好ましく、１ｍｇ／Ｌ以上とすることがより好ましい。

　図４に示す排水処理装置３では、固液分離装置５２を備える形態を例に説明したが、固液分離装置５２を必ずしも備える必要はない。しかし、排水処理装置３は、グラニュールを循環させて、排水の処理効率を向上させる等の点で、連続式生物処理装置４８から排出される処理水から生物汚泥を分離する固液分離装置５２と、固液分離装置５２から排出される生物汚泥を連続式生物処理装置４８に返送する汚泥返送ライン６０を備えることが好ましい。

　図６は、本実施形態に係る排水処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。図６の排水処理装置４において、図４に示す排水処理装置３と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図６に示す排水処理装置４では、排水流入ライン５６ａに排水流入ポンプ６８及び第１電磁バルブ８２が設けられ、排水流入ライン５６ｂには、第２電磁バルブ８４が設けられている。そして、排水流入ライン５６ｂの一端は、排水流入ポンプ６８と第１電磁バルブ８２の間の排水流入ライン５６ａに接続され、他端は半回分式生物処理装置５０の排水流入口に接続されている。また、図６に示す第１電磁バルブ８２は、グラニュールの供給及び処理水の供給に伴って、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流量を調整する機能を有している。具体的には、第１電磁バルブ８２は、処理水排出ポンプ７２及び汚泥供給ポンプ７４と電気的に接続されており、処理水排出ポンプ７２又は汚泥供給ポンプ７４が稼働した時に、それらの出力信号が第１電磁バルブ８２に送信され、第１電磁バルブ８２が出力信号を受けた段階で、第１電磁バルブ８２の開閉度を小さくし、排水の流量を所定量低下させる。或いは、第１電磁バルブ８２が出力信号を受けた段階で、第１電磁バルブ８２を閉じて、排水の流量を零にする（すなわち、排水流入ライン５６ａからの排水の供給が停止される）。なお、処理水排出ポンプ７２又は汚泥供給ポンプ７４の稼働が停止され、出力信号の送信が停止された場合には、第１電磁バルブ８２の開閉度を元に戻し、排水の流量を回復させることが望ましい。

　本実施形態の排水処理装置４の動作の一例について説明する。

　まず、排水流入ポンプ６８を稼働させると共に、第１電磁バルブ８２を開放し、排水貯留槽５４内の処理対象排水を排水流入ライン５６ａから連続式生物処理装置４８に供給する。連続式生物処理装置４８では、前述のように排水を生物処理する。また、処理された処理水を排水流入ライン５６ｃから固液分離装置５２に供給する。

　そして、半回分式生物処理装置５０を稼働させる場合には、排水流入ポンプ６８を稼働させ、第１電磁バルブ８２を開放したまま、第２電磁バルブ８４を開放させ、排水貯留槽５４内の処理対象排水を排水流入ライン５６ｂから半回分式生物処理装置５０に供給する（（１）排水の流入）。半回分式生物処理槽８０に排水を所定の量になるまで導入した後、第２電磁バルブ８４を閉じる。

　次に、エアポンプ８８を稼働し、散気装置９０から空気を導入して、半回分式生物処理装置５０内に空気の供給を開始すると共に、撹拌装置８６を稼働させ、半回分式生物処理装置５０内の排水を撹拌することで、排水の生物処理を行う（（２）処理対象物質の生物処理）。そして、所定時間経過後、エアポンプ８８の動作を停止することで空気の供給を停止し、また、撹拌装置８６を停止することで、生物処理を終了させる。生物処理終了後、半回分式生物処理装置５０内の生物汚泥を所定時間沈降させ、半回分式生物処理装置５０内で、生物汚泥と処理水とに分離させる（（３）生物汚泥の沈降）。次に、処理水排出ポンプ７２を稼働させ、半回分式生物処理装置５０内の処理水を処理水排出ライン５８ｂから排出させ（（４）処理水の排出）、処理水排出ライン５８ｂから連続式生物処理装置４８に供給する。そして、（１）～（４）の工程が繰り返し行われる。なお、（１）～（４）の工程を繰り返すことで、半回分式生物処理装置５０内ではグラニュールが形成される。しかし、例えば、生物処理の立ち上げ時（装置の立ち上げ時）や槽内のグラニュール濃度が著しく低下した場合等においては、上記（１）～（４）の工程に代えて、前述した生物処理工程及び排水導入・処理水排出工程を順次繰りして、グラニュールの形成を行う方がよい。

　（４）処理水の排出工程において、処理水排出ポンプ７２の稼働の際の出力信号を、第１電磁バルブ８２が受信した段階で、第１電磁バルブ８２の開閉度を小さくし、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下させる。或いは、第１電磁バルブ８２を閉じて、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流量を零にする（排水流入ライン５６ａからの排水の供給を停止する）。所定時間経過後、処理水排出ポンプ７２の稼働を停止して、再度（１）排水の流入工程に移行する。また、排水の流入工程時には、第１電磁バルブ８２の開閉度を元の状態に戻して、連続式生物処理装置４８への排水の流入量を回復させることが望ましい。なお、本実施形態では、第１電磁バルブ８２の開閉によって排水の流量を低下させているが、図４の排水処理装置３のように、排水流入ポンプ６８の出力を低下させることで、排水の流量を低下させてもよい。

　このように、本実施形態の排水処理装置４では、半回分式生物処理装置５０から連続式生物処理装置４８への処理水の供給に伴って、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下又は零にするため、連続式生物処理装置４８に流入する水量の増加が抑えられる。その結果、連続式生物処理装置４８から排出される処理水中に含まれる生物汚泥量の増加が抑制され、ひいては固液分離装置５２への流量負荷が瞬間的に増加することが抑制されるため、処理水と共に排出される生物汚泥量を抑えることが可能となる。

　また、汚泥供給ポンプ７４を稼働させることで、半回分式生物処理装置５０で形成されたグラニュールを生物汚泥供給ライン６４から連続式生物処理装置４８に供給する。そして、第１電磁バルブ８２が汚泥供給ポンプ７４の出力信号を受信した段階で、第１電磁バルブ８２の開閉度を小さくし、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流量を低下させる。或いは、第１電磁バルブ８２が閉じられ、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流量を零にする。これにより、連続式生物処理装置４８に流入する水量の増加が抑えられる。その結果、連続式生物処理装置４８から排出される処理水中に含まれる生物汚泥量の増加が抑制され、ひいては固液分離装置５２への流量負荷が瞬間的に増加することが抑制されるため、処理水と共に排出される生物汚泥量を抑えることが可能となる。

　また、本実施形態の排水処理装置４のように、同一のポンプで、連続式生物処理装置４８及び半回分式生物処理装置５０への排水の供給を行う装置形態の方が、別々のポンプで、連続式生物処理装置４８への排水の供給及び半回分式生物処理装置５０への排水の供給をそれぞれ行う装置形態より、装置のイニシャルコスト及びランニングコストを低く抑えることが可能となる。

　次に、排水が導入されると共に、処理水が排出される半回分式生物処理装置５０を用いた排水処理装置４の動作の一例について説明する。すなわち、半回分式生物処理装置５０では、（１）脱離水の流入／処理水の排出、（２）処理対象物質の生物処理、（３）生物汚泥の沈降といった３つの工程が繰り返される。なお、なお、（１）～（３）の工程を繰り返すことで、半回分式生物処理装置５０内ではグラニュールが形成される。しかし、例えば、生物処理の立ち上げ時（装置の立ち上げ時）や槽内のグラニュール濃度が著しく低下した場合等においては、上記（１）～（３）の工程に代えて、前述した生物処理工程及び排水導入・処理水排出工程を順次繰りして、グラニュールの形成を行う方がよい。

　まず、排水流入ポンプ６８を稼働させると共に、第１電磁バルブ８２を開放し、排水貯留槽５４内の処理対象排水を排水流入ライン５６ａから連続式生物処理装置４８に供給する。連続式生物処理装置４８において排水の生物処理を実施した後、処理水を排水流入ライン５６ｃから固液分離装置５２に供給する。そして、半回分式生物処理装置５０を稼働させる場合には、第２電磁バルブ８４を開放させると共に、処理水排出ポンプ７２を稼働させ、排水を排水流入ライン５６ａから半回分式生物処理装置５０に供給すると共に、半回分式生物処理装置５０内で既に生物処理された処理水を処理水排出ライン５８ｂを介して連続式生物処理装置４８に供給する（（１）脱離水の流入／処理水の排出）。この際、本実施形態では、処理水排出ポンプ７２の稼働の際の出力信号を、第１電磁バルブ８２が受信した段階で、第１電磁バルブ８２の開閉度を小さくし、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下させる。或いは、第１電磁バルブ８２を閉じて、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を零にする（排水の供給を停止する）。

　所定時間経過後、処理水排出ポンプ７２の稼働を停止すると共に、第２電磁バルブ８４を閉じる。この際、また、第１電磁バルブ８２の開閉度を元に戻して、連続式生物処理装置４８への排水の流入量を回復させることが望ましい。次に、エアポンプ８８を稼働し、散気装置９０から空気を導入して、半回分式生物処理装置５０内に空気の供給を開始すると共に、撹拌装置８６を稼働させ、半回分式生物処理装置５０内の排水を撹拌することで、排水の生物処理を行う（（２）処理対象物質の生物処理）。そして、所定時間経過後、エアポンプ８８の動作を停止することで空気の供給を停止し、また、撹拌装置８６を停止することで、生物処理を終了させる。生物処理終了後、半回分式生物処理装置５０内の生物汚泥を所定時間沈降させ、半回分式生物処理装置５０内で、生物汚泥と処理水とに分離させる（（３）生物汚泥の沈降）。そして、再度、（１）排水の流入工程に移行する。また、半回分式生物処理装置５０内で形成されたグラニュールを連続式生物処理装置４８に供給する場合も、上記と同様に、汚泥供給ポンプ７４の出力信号を受信した段階で、第１電磁バルブ８２の開閉度を小さくし、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下又は零にする。

　このように、本実施形態の排水処理装置４では、半回分式生物処理装置５０から連続式生物処理装置４８への処理水及びグラニュールの供給に伴って、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下させるため、連続式生物処理装置４８に流入する水量の増加が抑えられる。その結果、連続式生物処理装置４８から排出される処理水中に含まれる生物汚泥量の増加が抑制され、ひいては固液分離装置５２への流量負荷が瞬間的に増加することが抑制されるため、処理水と共に排出される生物汚泥量を抑えることが可能となる。

　図７は、本実施形態に係る排水処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。図７の排水処理装置５において、図６に示す排水処理装置４と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図７に示す排水処理装置５では、処理水排出ライン５８ｂに第３電磁バルブ９２が設けられている（処理水排出ポンプ７２が設けられていない）。図７の排水処理装置５では、図６に示す処理水排出ポンプ７２の稼働・停止に代えて、第３電磁バルブ９２の開閉により処理水の供給・停止が行われること以外、図６に示す排水処理装置４と同様に動作する。図７に示す排水処理装置５は、図６に示す排水処理装置４と比較して、さらにポンプの数を減らした構成となっており、より装置のイニシャルコスト及びランニングコストの低減に繋がる。

　図８は、本実施形態に係る排水処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。図８の排水処理装置６において、図６に示す排水処理装置４と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図８に示す排水処理装置６は、半回分式生物処理装置５０から排出される処理水及びグラニュールを連続式生物処理装置４８に供給する汚泥処理水供給ライン９４を備えている。汚泥処理水供給ライン９４には、第３電磁バルブ９６が設けられている。汚泥処理水供給ライン９４は、半回分式生物処理装置５０から排出される処理水を連続式生物処理装置４８に供給する処理水供給装置としての機能及びグラニュールを連続式生物処理装置４８に供給する生物汚泥供給装置としての機能を備えている。第３電磁バルブ９６と第１電磁バルブ８２とは電気的に接続されている。第１電磁バルブ８２は、第３電磁バルブ９６が開放された時に、その出力信号が第１電磁バルブ８２に送信され、第１電磁バルブ８２が出力信号を受けた段階で、第１電磁バルブ８２の開閉度を小さくして、排水の流量を所定量低下させる。或いは、第１電磁バルブ８２が出力信号を受けた段階で、第１電磁バルブ８２が閉じて、排水の流量を零にする（すなわち、排水流入ライン５６ａからの排水の供給が停止される）。なお、第３電磁バルブ９６が閉じると、出力信号の送信が停止されるように構成しておき、出力信号の送信が停止された際には、第１電磁バルブ８２の開閉度を元に戻し、排水の流量を回復させることが望ましい。

　図８に示す排水処理装置６では、半回分式生物処理装置５０内の液（処理水及びグラニュール）が撹拌された状態で、半回分式生物処理装置５０に排水が導入されると共に、処理水及びグラニュールが半回分式生物処理装置５０から排出される半回分式生物処理装置５０が用いられている。以下、図８に示す排水処理装置６の動作を例に説明する。

　まず、排水流入ポンプ６８を稼働させると共に、第１電磁バルブ８２を開放し、排水貯留槽５４内の処理対象排水を排水流入ライン５６ａから連続式生物処理装置４８に連続的に供給する。連続式生物処理装置４８において排水の生物処理を実施した後、処理水を排水流入ライン５６ｃから固液分離装置５２に供給する。そして、半回分式生物処理装置５０を稼働させる場合には、第２電磁バルブ８４及び第３電磁バルブ９６を開放させると共に、排水を排水流入ライン５６ｂから半回分式生物処理装置５０に供給すると共に、半回分式生物処理装置５０内の処理水を汚泥処理水供給ライン９４から連続式生物処理装置４８に供給する（（１）排水の流入／処理水の排出）。この際、本実施形態では、第３電磁バルブ９６の開放の際の出力信号を、第１電磁バルブ８２が受信した段階で、第１電磁バルブ８２の開閉度を小さくし、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下させる。或いは、第１電磁バルブ８２を閉じて、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を零にする（排水の供給を停止する）。次に、各バルブの開閉状態を維持したまま、撹拌装置８６を稼働させ、半回分式生物処理装置５０内で撹拌装置により撹拌された処理水及びグラニュールを汚泥処理水供給ライン９４から連続式生物処理装置４８に供給する（（１．５）グラニュール汚泥の供給）。

　所定時間経過後、第２電磁バルブ８４及び第３電磁バルブ９６を閉じる。この際、第１電磁バルブ８２の開閉度を元に戻して、連続式生物処理装置４８への排水の流入量を回復させることが望ましい。次に、撹拌装置８６の稼働を停止することなく、エアポンプ８８を稼働させ、散気装置９０から空気を導入して、半回分式生物処理装置５０内に空気の供給を開始することで、排水の生物処理を行う（（２）生物処理工程）。そして、所定時間経過後、撹拌装置８６の稼働を停止すると共に、エアポンプ８８の稼働を停止し、空気の供給を停止することで、生物処理を終了させる。生物処理終了後、半回分式生物処理装置５０内の生物汚泥を所定時間沈降させ、半回分式生物処理装置５０内で、生物汚泥と処理水とに分離させる（（３）生物汚泥の沈降）。そして、再度、（１）排水の流入／処理水の排出工程に移行する。（１．５）グラニュール汚泥の供給工程は、サイクル毎に行われる必要はなく、数サイクルに１度の割合で行われても良い。

　以下に、図８に示す排水処理装置６の動作の他の一例を説明する。

　まず、排水流入ポンプ６８を稼働させると共に、第１電磁バルブ８２を開放し、排水貯留槽５４内の処理対象排水を排水流入ライン５６ａから連続式生物処理装置４８に連続的に供給する。連続式生物処理装置４８において排水の生物処理を実施した後、処理水を排水流入ライン５６ｃから固液分離装置５２に供給する。そして、半回分式生物処理装置５０を稼働させる場合には、第２電磁バルブ８４及び第３電磁バルブ９６を開放させると共に、撹拌装置８６を稼働させ、排水を排水流入ライン５６ｂから半回分式生物処理装置５０に供給すると共に、半回分式生物処理装置５０内で撹拌装置により撹拌された処理水及びグラニュールを汚泥処理水供給ライン９４から連続式生物処理装置４８に供給する（（１）排水の流入／処理水の排出）。この際、本実施形態では、第３電磁バルブ９６の開放の際の出力信号を、第１電磁バルブ８２が受信した段階で、第１電磁バルブ８２の開閉度を小さくし、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を低下させる。或いは、第１電磁バルブ８２を閉じて、連続式生物処理装置４８に供給される排水の流入量を零にする（排水の供給を停止する）。

　所定時間経過後、第２電磁バルブ８４及び第３電磁バルブ９６を閉じる。この際、第１電磁バルブ８２の開閉度を元に戻して、連続式生物処理装置４８への排水の流入量を回復させることが望ましい。次に、撹拌装置８６の稼働を停止することなく、エアポンプ８８を稼働させ、散気装置９０から空気を導入して、半回分式生物処理装置５０内に空気の供給を開始することで、排水の生物処理を行う（（２）生物処理工程）。そして、所定時間経過後、エアポンプ８８の稼働を停止し、空気の供給を停止することで、生物処理を終了させる。そして、撹拌装置８６を稼働させたまま、すなわち、半回分式生物処理装置５０内の液が撹拌された状態で、再度、半回分式生物処理装置５０に排水を流入し、半回分式生物処理装置５０から処理水及びグラニュールを排出する（（１）排水の流入／処理水の排出）。

　半回分式生物処理装置５０から排出される処理水を連続式生物処理装置４８に供給する処理水供給装置としての機能及びグラニュールを連続式生物処理装置４８に供給する生物汚泥供給装置としての機能を備える汚泥処理水供給ライン９４は、図８に示す排水処理装置への適用に限定されるものではなく、上記説明した全ての実施形態に適用される。

　図９Ａ及び９Ｂは、本実施形態で用いられる半回分式生物処理装置の構成の他の一例を示す模式図である。図９に示す半回分式生物処理装置９８において、図５に示す半回分式生物処理装置５０と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図９Ａに示す半回分式生物処理装置９８では、処理水を排出する処理水流出口５０ｂが、排水を流入する排水流入口５０ａより高い位置に設けられている。また、図９Ｂに示す半回分式生物処理装置９８は、図８の排水処理装置に用いられた半回分式生物処理装置５０であり、処理水及びグラニュールを排出する汚泥処理水出口５０ｄが、排水を流入する排水流入口５０ａより高い位置に設けられている。これにより、流入した排水が生物処理されることなく半回分式生物処理装置９８から排出される排水のショートカットが抑制されるため、半回分式生物処理装置９８で効率的にグラニュールを形成することが可能となる。また、半回分式生物処理装置９８内の処理水は、流入してくる排水により押し上げられる形で排出されるため、沈降性の低い生物汚泥を積極的に系外に排出される。その結果、沈降性の高い生物汚泥が半回分式生物処理装置５０内に残るため、より効率的にグラニュールを形成することが可能となる。なお、半回分式生物処理装置９８から流出する処理水が処理前の排水と混合されるため、処理水質の悪化が懸念されるが、半回分式生物処理装置９８から排出される処理水は連続式生物処理装置４８に供給され、そこで生物処理が行われるため、最終的に得られる処理水の水質悪化は抑制される。

　以下、実施例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

　実施例では図２に示す半回分式生物処理装置を用いて、模擬排水の処理を以下の条件で実施した。実施例では、排水流入口を半回分式生物処理槽の水面高さの１／４の位置（槽底部から０．４ｍの高さ）に設置し、処理水流出口を排水流入口より高い位置となるように、水面の位置（槽底部から０．２ｍの高さ）に設置した半回分式生物処理槽（半回分式生物処理槽の寸法：Ｗ０．１５ｍ×Ｌ０．２ｍ×Ｈ０．４ｍ）を用いた。模擬排水は、魚肉エキスおよびペプトンを主体としたものを用いた。

　半回分式生物処理槽内に導入した模擬排水を、所定時間（１５０分間）、半回分式生物処理槽底部に設置した曝気装置により空気を供給し、模擬排水の生物処理を実施した（生物処理工程）。曝気装置を停止してから３０秒後（あらかじめメスシリンダーにて求めたゾーン沈降時間内）に、排水流入口からの排水導入を開始すると同時に、処理水流出口からの処理水排出を開始した（排水導入・処理水排出工程）。排水の流入線速度は半回分式生物処理槽の水面積に対して１ｍ／ｈとした。また、排水の流入量は、半回分式生物処理槽の実容積に対して７５％量を１８分で流入させた。このような生物処理及び排水導入・処理水排出工程を繰り返し実施した。

（比較例）
　上記模擬排水の処理を以下の条件で実施した。比較例では、排水流入口を半回分式生物処理槽の水面高さの１／４の位置（槽底部から０．４ｍの高さ）に設置し、処理水流出口を半回分式生物処理槽の水面高さの１／２の位置（槽底部から０．２ｍの高さ）に設置した半回分式生物処理槽（半回分式生物処理槽の寸法：Ｗ０．１５ｍ×Ｌ０．２ｍ×Ｈ０．４ｍ）を用いた。

　比較例では、従来の半回分式処理を実施した。まず、（１）排水の流入として、１０分間で原水を排水流入口から半回分式生物処理槽に導入した。（２）処理対象物質の生物処理として、９５分間、半回分式生物処理槽底部に設置した曝気装置により空気を供給し、模擬排水の生物処理を実施した。（３）生物汚泥の沈降として、曝気装置停止後、１５分間の生物汚泥の沈降を行った。（４）処理水の排出として、処理水流出口より、１０分間で処理水の排出を行った。上記（１）～（４）を繰り返し実施した。

　実施例および比較例ともに、半回分式生物処理槽内の生物汚泥のＳＶＩ５を経日的に測定した。なお、ＳＶＩ５とは、生物汚泥の沈降性指標であり、下記により求められる。まず、１Ｌのメスシリンダーに１Ｌの汚泥を投入し、撹拌した後、５分間静置したときの汚泥界面を測定する。そして、メスシリンダーにおける汚泥の占める体積率（％）を計算する。次に、汚泥のＭＬＳＳ（ｍｇ／Ｌ）を測定する。これらを下記式に当てはめて、ＳＶＩ５を算出する。ＳＶＩ５の値が、小さいほど沈降性が高い汚泥であることを示している。
　ＳＶＩ５（ｍＬ／ｇ）＝汚泥の占める体積率×１０，０００／ＭＬＳＳ

　表１は実施例および比較例における通水開始２６日目における代表処理水質例である。図１０は、実施例及び比較例のＳＶＩ５の経日変化を示す図である。処理水質としては、溶解性ＢＯＤを１０ｍｇ／Ｌ以下に抑えることができ、ＳＳに関しても良好な処理水質を得られた。試験開始時では、実施例１及び比較例のＳＶＩ５の値は、ともに５０ｍＬ／ｇ程度であった。しかし、実施例では、日数の経過に伴い、ＳＶＩ５の値が低下し、試験開始２６日目においては２６ｍＬ／ｇという非常に低い値となった。一方で、比較例においては、日数が経過しても大きくＳＶＩ５の値は変わらず、試験開始２６日目においては４７ｍＬ／ｇであった。したがって、実施例のように、排水の流入及び処理水の排出を停止した状態で、排水を撹拌しながら、生物汚泥により排水を生物処理する生物処理工程と、排水の撹拌を停止してから生物汚泥の汚泥界面が形成されるまでの間に、処理水流出口より低い位置に設けられた排水流入口から排水の導入を開始すると共に、処理水流出口から処理水の排出を開始する排水導入・処理水排出工程と、を繰り返し行うことにより、比較例のように通常の半回分子処理を行う場合と比較して、沈降性の高い生物汚泥を形成すること、ひいては沈降性の高い生物汚泥を短時間で形成することができた。

　１，２，５０，９８　半回分式生物処理装置、３～６　排水処理装置、１０　半回分式生物処理槽、１２　排水導入装置、１４　ディストリビューター、１６　処理水排出装置、２０　制御装置、２２　排水流入口、２４　処理水流出口、２６　排水導入ライン、２８　排水ポンプ、３０　排水側電磁バルブ、３２　処理水排出ライン、３４　処理水側電磁バルブ、３６，８６　撹拌装置、３８　曝気装置、４０　モータ、４２　撹拌翼、４４　散気ポンプ、４６　散気管、４８　連続式生物処理装置、５０ａ　排水流入口、５０ｂ　処理水流出口、５０ｃ　汚泥出口、５０ｄ　汚泥処理水出口、５２　固液分離装置、５４　排水貯留槽、５６ａ，５６ｂ，５６ｃ　排水流入ライン、５８ａ，５８ｂ　処理水排出ライン、６０　汚泥返送ライン、６２　汚泥排出ライン、６４　生物汚泥供給ライン、６６　第１排水流入ポンプ、６８　排水流入ポンプ、７０　第２排水流入ポンプ、７２　処理水排出ポンプ、７４　汚泥供給ポンプ、７６　汚泥返送ポンプ、７８　電磁バルブ、８０　半回分式生物処理槽、８２　第１電磁バルブ、８４　第２電磁バルブ、８８　エアポンプ、９０　散気装置、９２，９６　第３電磁バルブ、９４　汚泥処理水供給ライン。

Claims

　生物汚泥を収容した半回分式生物処理槽を用いて、排水を生物処理する半回分式生物処理工程を含む排水処理方法であって、
　前記半回分式生物処理工程は、
　前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入及び前記半回分式生物処理槽からの処理水の排出が停止された状態で、前記半回分式生物処理槽内の排水を撹拌して、前記生物汚泥により前記排水を生物処理する生物処理工程と、
　前記半回分式生物処理槽内の排水の撹拌を停止してから前記半回分式生物処理槽内に前記生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入を開始すると共に、前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出を開始する排水導入・処理水排出工程と、を備え、
　前記生物処理工程及び前記排水導入・処理水排出工程を順次繰り返し行うことを特徴とする排水処理方法。
　前記排水導入・処理水排出工程では、前記生物処理槽内の排水の撹拌の停止と同時または停止した直後に、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入を開始すると共に、前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出を開始することを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
　生物汚泥を収容した連続式生物処理槽に連続的に流入する排水を生物処理する連続式生物処理工程と、
　前記半回分式生物処理工程で形成されたグラニュールを前記連続式生物処理槽に供給する生物汚泥供給工程と、
　前記半回分式生物処理工程で排出された前記処理水を前記連続式生物処理槽に供給する処理水供給工程と、
　前記生物汚泥供給工程による前記グラニュールの供給、及び前記処理水供給工程による前記処理水の供給に伴って、前記連続式生物処理槽へ流入する前記排水の流量を低下させる排水流量調整工程と、をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の排水処理方法。
　前記排水流量調整工程では、前記生物汚泥供給工程による前記グラニュールの供給、及び前記処理水供給工程による前記処理水の供給に伴って、前記連続式生物処理槽へ流入する前記排水の流量を零にすることを特徴とする請求項３に記載の排水処理方法。
　前記半回分式生物処理槽は、前記排水を槽内へ流入するための排水流入口と、前記排水流入口より高い位置に設けられ、前記処理水を槽外へ排出するための処理水流出口、又は前記処理水と前記グラニュールとを槽外へ排出するための汚泥処理水出口と、を備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の排水処理方法。
　槽内に生物汚泥を収容する半回分式生物処理槽と、
　前記半回分式生物処理槽に排水を導入する導入手段と、
　前記半回分式生物処理槽内の処理水を槽外へ排出する排出手段と、
　前記半回分式生物処理槽内の排水を撹拌する撹拌手段と、
　前記撹拌手段の稼働を制御する第１制御手段と、
　前記導入手段及び前記排出手段の稼働を制御する第２制御手段と、を備え、
　前記第１制御手段は、前記生物汚泥により前記排水を生物処理する際に、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入及び前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出が停止された状態で、前記撹拌手段を稼働させ、前記生物処理槽内の排水を撹拌し、
　前記第２制御手段は、前記撹拌手段による排水の撹拌が停止されてから前記半回分式生物処理槽内に前記生物汚泥のスラッジブランケットが形成されるまでの間に、前記導入手段を稼働させ、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入を開始すると共に、前記排出手段を稼働させ、前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出を開始することを特徴とする排水処理装置。
　前記第２制御手段は、前記撹拌手段による排水の撹拌の停止と同時又は停止した直後に、前記導入手段を稼働させ、前記半回分式生物処理槽への前記排水の導入を開始すると共に、前記排出手段を稼働させ、前記半回分式生物処理槽からの前記処理水の排出を開始することを特徴とする請求項６記載の排水処理装置。
　前記第２制御手段は、さらに、前記半回分式生物処理槽へ導入する排水の量と前記半回分式生物処理槽から排出する処理水の量とが等しくなるように、前記導入手段および前記排出手段を稼働させることを特徴とする請求項６または７に記載の排水処理装置。
　前記半回分式生物処理槽は、前記排水を槽内へ流入するための排水流入口と、前記処理水を槽外へ排出するための処理水流出口と、を備え、前記排水流入口は前記処理水流出口より低い位置に設けられていることを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の排水処理装置。
　前記処理水流出口は、前記処理水の排出が停止されたときの、前記半回分式生物処理槽内の排水の水面高さに設けられていることを特徴とする請求項９記載の排水処理装置。
　連続的に流入する排水を生物処理する連続式生物処理装置と、
　前記半回分式生物処理槽で形成されたグラニュールを前記連続式生物処理装置に供給する生物汚泥供給手段と、
　前記半回分式生物処理槽から排出される処理水を前記連続式生物処理装置に供給する処理水供給手段と、
　前記連続式生物処理装置に流入する排水の流量を調整する排水流量調整手段と、をさらに備え、
　前記排水流量調整手段は、前記生物汚泥供給手段による前記グラニュールの供給、及び前記処理水供給手段による前記処理水の供給に伴って、前記連続式生物処理装置へ流入する前記排水の流量を低下させることを特徴とする請求項６～１０のいずれか１項に記載の排水処理装置。
　前記排水流量調整手段は、前記生物汚泥供給手段による前記グラニュールの供給、及び前記処理水供給手段による前記処理水の供給に伴って、前記連続式生物処理装置へ流入する前記排水の流量を零にすることを特徴とする請求項１１に記載の排水処理装置。
　前記半回分式生物処理槽は、前記排水を槽内へ流入するための排水流入口と、前記排水流入口より高い位置に設けられ、前記処理水を槽外へ排出するための処理水流出口、又は前記処理水と前記グラニュールとを槽外へ排出するための汚泥処理水出口、を備えることを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の排水処理装置。