(57)【要約】【課題】ＢＯＤが高い被処理水を用いて高ＢＯＤ容積負荷処理を行う場合に汚泥量を顕著に減らすことができ、かつ、低コストである水処理装置の提供。【解決手段】曝気槽および消化槽をこの順で備える水処理装置であって；被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が０．８〜４．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙであり；  曝気槽が曝気手段および流動床担体を備え；消化槽が曝気手段を備え、かつ、担体を含まない水処理装置；水処理方法。【選択図】図１
2020044471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽および消化槽をこの順で備える水処理装置であって；
被処理水の前記曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が０．８〜４．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙであり；
前記曝気槽が曝気手段および流動床担体を備え；
前記消化槽が曝気手段を備え、かつ、担体を含まない；水処理装置。
【請求項２】
前記曝気槽でのＢＯＤ除去率が７０％以上である、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記流動床担体の充填率が４０〜５０％である、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記流動床担体がポリプロピレン製である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記流動床担体が略円柱状である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記曝気槽が、前記流動床担体の前記消化槽への移動を制限できるスクリーンを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記被処理水の前記曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が１．５〜２．５ｋｇ／ｍ３／ｄａｙである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項８】
前記被処理水が食品加工系排水である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項９】
前記被処理水の温度が１〜１５℃である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項１０】
前記消化槽の下流に沈殿槽を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項１１】
前記沈殿槽から、前記曝気槽および前記消化槽の少なくとも一方に汚泥を返送する手段を備えない、請求項１０に記載の水処理装置。
【請求項１２】
曝気槽および消化槽をこの順で備える水処理装置に被処理水を通過させる水処理方法であって；
前記被処理水の前記曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が０．８〜４．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙであり；
前記曝気槽が曝気手段および流動床担体を備え；
前記消化槽が曝気手段を備え、かつ、担体を含まない；水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置および水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な水質指標のひとつに、生物化学的酸素要求量（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ；ＢＯＤ）と呼ばれる値がある。例えば、食品加工系排水などの有機物を含む排水は、ＢＯＤの値が高くなる。
ＢＯＤが高い被処理水の水処理方法として、微生物により有機物を分解除去する処理槽を用いる方法が知られており、例えば活性汚泥法や生物膜法などがよく知られている。活性汚泥法は、曝気装置を備える処理槽である曝気槽を用いて、活性汚泥中の好気性微生物に被処理水中の有機物などの汚濁物質を分解させる方法である。生物膜法は、担体の表面または内部に付着させた微生物に被処理水中の有機物などの汚濁物質を分解させる方法である。
【０００３】
特許文献１には、好気性条件下で有機性排水を微生物により処理する有機性排水の処理方法であって、有機性排水を１ｋｇＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙ以上の高負荷にて好気性生物処理を行う第１の生物処理工程と、第１の生物処理工程で処理した処理水を、凝集剤を使用した凝集処理にて凝集分離を行う工程と、凝集分離された処理水を第１の生物処理よりも低い負荷で好気性生物処理を行う第２の生物処理工程と、を含む、有機性排水の処理方法が記載されている。特許文献１では、第１の生物処理および第２の生物処理のいずれでも担体を用いており、第１の生物処理は固定床もしくは流動床担体を、第２の生物処理は繊維及び活性炭のいずれかもしくは両方を含む生物担体を用いることが好ましいと記載されている。
【０００４】
特許文献２には、有機性排水を生物処理槽に導入して活性汚泥処理し、生物処理槽の処理液を汚泥と処理水とに固液分離する生物処理方法において、生物処理槽内の汚泥の一部及び／又は分離汚泥の少なくとも一部を、槽内に孔径５〜１００μｍの浸漬濾材を設けた汚泥処理槽に導入して好気性生物処理し、浸漬濾材の透過液を生物処理槽に返送する、有機性排水の生物処理方法が記載されている。
また、特許文献２には、有機性排水を第１生物処理槽に導入して細菌により生物処理し、第１生物処理槽からの細菌を含む処理液を第２生物処理槽に導入して活性汚泥処理し、第２生物処理槽の処理液を汚泥と処理水とに固液分離する生物処理方法において、第２生物処理槽内の汚泥の一部及び／又は分離汚泥の少なくとも一部を、槽内に孔径５〜１００μｍの浸漬濾材を設けた汚泥処理槽に導入して好気性生物処理し、浸漬濾材の透過液を第１生物処理槽及び／又は第２生物処理槽に返送する、有機性排水の生物処理方法も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８２８号公報
【特許文献２】特開２００６−２４７４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＢＯＤが高い被処理水を効率的に水処理しようとする場合、曝気槽の容積に対する１日間に処理できるＢＯＤ量（ＢＯＤ容積負荷）を高くする必要があるが、通常の活性汚泥法では高ＢＯＤ容積負荷処理できないと考えられていた（例えば、特許文献１の［００２８］参照）。
また、本発明者らが、流動床担体などの生物膜法にて曝気槽を用いて高ＢＯＤ容積負荷処理を行ったところ、過剰に汚泥量が増えてしまう問題が生じることがわかった。
【０００７】
一方、特許文献１に記載の生物膜法を用いる方法は、第１の生物処理および第２の生物処理のいずれでも担体を用いる点で運用コストが高く、また、第１の生物処理および第２の生物処理の間に凝集剤を使用して凝集分離する点で薬品コストおよび設備コストが高いことがわかった。
特許文献２に記載の方法は、汚泥処理槽において担体として浸透膜などの浸漬濾材として用いる点で運用コストやメンテナンスコストが高く、浸漬濾材の透過液（返送汚泥）をその量を制御しながら生物処理槽に返送する手段が必要な点で設備コストおよびメンテナンスコストが高いことがわかった。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、ＢＯＤが高い被処理水を用いて高ＢＯＤ容積負荷処理を行う場合に汚泥量を顕著に減らすことができ、かつ、低コストである水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、流動床担体による生物処理を行う曝気槽と、汚泥減量をするための担体を含まない消化槽をこの順で連結することにより、上記の課題を解決できることを見出した。
具体的に、本発明および本発明の好ましい構成は、以下のとおりである。
【００１０】
［１］  曝気槽および消化槽をこの順で備える水処理装置であって；
被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が０．８〜４．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙであり；
曝気槽が曝気手段および流動床担体を備え；
消化槽が曝気手段を備え、かつ、担体を含まない；水処理装置。
［２］  曝気槽でのＢＯＤ除去率が７０％以上である［１］に記載の水処理装置。
［３］  流動床担体の充填率が４０〜５０％である［１］または［２］に記載の水処理装置。
［４］  流動床担体がポリプロピレン製である［１］〜［３］のいずれか一つに記載の水処理装置。
［５］  流動床担体が略円柱状である［１］〜［４］のいずれか一つに記載の水処理装置。
［６］  曝気槽が、流動床担体の消化槽への移動を制限できるスクリーンを備える［１］〜［５］のいずれか一つに記載の水処理装置。
［７］  被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が１．５〜２．５ｋｇ／ｍ３／ｄａｙである［１］〜［６］のいずれか一つに記載の水処理装置。
［８］  被処理水が食品加工系排水である［１］〜［７］のいずれか一つに記載の水処理装置。
［９］  被処理水の温度が１〜１５℃である［１］〜［８］のいずれか一つに記載の水処理装置。
［１０］  消化槽の下流に沈殿槽を有する［１］〜［９］のいずれか一つに記載の水処理装置。
［１１］  沈殿槽から、曝気槽および消化槽の少なくとも一方に汚泥を返送する手段を備えない［１０］に記載の水処理装置。
［１２］  曝気槽および消化槽をこの順で備える水処理装置に被処理水を通過させる水処理方法であって；
被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が０．８〜４．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙであり；
曝気槽が曝気手段および流動床担体を備え；
消化槽が曝気手段を備え、かつ、担体を含まない；水処理方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＢＯＤが高い被処理水を用いて高ＢＯＤ容積負荷処理を行う場合に汚泥量を顕著に減らすことができ、かつ、低コストである水処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の水処理装置の一例の断面概略図である。
【図２】図２は、本発明の水処理装置の他の一例の断面概略図である。
【図３】図３は、本発明の水処理装置の他の一例の断面概略図である。
【図４】図４は、本発明の水処理装置の他の一例の断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１４】
［水処理装置］
本発明の水処理装置は、曝気槽および消化槽をこの順で備える水処理装置であって；被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が０．８〜４．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙであり；曝気槽が曝気手段および流動床担体を備え；消化槽が曝気手段を備え、かつ、担体を含まない。
この構成により、本発明の水処理装置は、ＢＯＤが高い被処理水を用いて高ＢＯＤ容積負荷処理を行う場合に汚泥量を顕著に減らすことができ、かつ、低コストである。曝気手段を備え、かつ、担体を含まない消化槽の作用により、低コストで、高ＢＯＤ容積負荷処理を行う際に多量に出る汚泥の減量が可能となる。また、曝気槽では担体として流動床担体を用いることにより、流動床担体内に生物相を保持させることができ、高ＢＯＤ容積負荷処理を小さな体積で（曝気槽の設置スペースを縮小して）行うことができ、設備コストを低くできる。
以下、本発明の水処理装置の好ましい態様を説明する。
【００１５】
＜全体構成＞
まず、本発明の水処理装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明の水処理装置の一例の断面概略図である。図１に示した水処理装置は、曝気槽１１および消化槽１２をこの順で備える水処理装置であって、曝気槽１１が曝気手段２２および流動床担体２１を備え；消化槽が曝気手段２２を備え、かつ、担体を含まない。
【００１６】
図１に示した水処理装置を用いる水処理方法を説明する。図１では、水の流れを実線の矢印で示している。図１に示した水処理装置では、被処理水１は曝気槽１１に送液される。
曝気槽１１において、被処理水１は、曝気手段２２からの気体に曝気されながら流動床担体２１によって生物処理された後、生物処理水２として曝気槽１１から消化槽１２に送液される。
消化槽１２において、生物処理水２は曝気手段２２からの気体に曝気された後、処理水３として消化槽１２から下流に排出される。消化槽１２からの処理水３は、そのまま海洋や河川等の外部領域に放出されてもよく、用水として回収および再利用されてもよく、あるいは、さらに排水処理が施されてもよい。
【００１７】
図２は、本発明の水処理装置の他の一例の断面概略図である。図２に示した水処理装置は、図１に示した構成の水処理装置において、さらに曝気槽１１が、流動床担体２１の消化槽１２への移動を制限できるスクリーン２３を備える構成である。
【００１８】
図３は、本発明の水処理装置の他の一例の断面概略図である。図３に示した水処理装置は、図２に示した構成の水処理装置において、さらに消化槽１２の下流に沈殿槽１３を有する構成である。
【００１９】
図４は、本発明の水処理装置の他の一例の断面概略図である。図４に示した水処理装置は、図３に示した構成の水処理装置において、さらに曝気槽１１の上流に調整槽１４を有する構成である。
【００２０】
＜被処理水＞
本発明の水処理装置は高ＢＯＤ容積負荷処理を行うことができるため、ＢＯＤが高い被処理水を用いることができる。このような被処理水としては、例えば、食品加工総合排水や水産加工工場の排水などの食品加工系排水、植物工場の養液や陸上養殖の飼育水といった生物汚濁水、下水、一般汚水の浄化処理に用いることができる。中でも、本発明の水処理装置は、被処理水が食品加工系排水である場合に、特に好ましく用いられる。
【００２１】
（ＢＯＤ容積負荷）
本発明では、被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が０．８〜４．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙである。なお、ＢＯＤ容積負荷の単位として「ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙ」を用いられることもあるが、本明細書における「ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ」と同義である。
本発明の水処理装置は、被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷を高くして水処理ができる。ＢＯＤ容積負荷の下限値は１．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ以上であることが好ましく、１．２ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ以上であることがより好ましく、１．５ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ以上であることが特に好ましく、２．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ以上であることがより特に好ましい。ただし、処理水のＳ−ＢＯＤの高さ、生物処理水のＳ−ＢＯＤ除去率の低さを許容しつつ、高ＢＯＤ容積負荷処理を重視する場合は、ＢＯＤ容積負荷を２．５ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ以上とすることも好ましく、３．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ以上とすることも好ましい。
被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷をある程度低くすることで、さらに処理水のＳ−ＢＯＤを低くでき、かつ、曝気槽Ｓ−ＢＯＤ処理率を高くすることができる。この観点から、ＢＯＤ容積負荷の上限値は３．５ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ以下であることが好ましく、３．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ以下であることがより好ましく、２．５ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ以下であることが特に好ましい。
【００２２】
（その他の被処理水の水質）
被処理水のＳＳ濃度は、例えば５０〜１０００ｍｇ／Ｌであることが好ましく、２００〜５００ｍｇ／Ｌであることがより好ましく、３００〜４００ｍｇ／Ｌであることが特に好ましい。
被処理水のＴ−ＢＯＤ（トータルＢＯＤ）は、例えば２００〜２０００ｍｇ／Ｌであることが好ましく、６００〜１０００ｍｇ／Ｌであることがより好ましく、８００〜９００ｍｇ／Ｌであることが特に好ましい。
被処理水のＳ−ＢＯＤ（溶解性ＢＯＤ）は、例えば１００〜１０００ｍｇ／Ｌであることが好ましく、３００〜５００ｍｇ／Ｌであることがより好ましく、４００〜４５０ｍｇ／Ｌであることが特に好ましい。なお、Ｓ−ＢＯＤとＴ−ＢＯＤの関係は、以下のとおりである。
Ｔ−ＢＯＤは全溶液中のＢＯＤであり、Ｓ−ＢＯＤは懸濁物質を取り除いた後（ＪＩＳ  Ｋ０１０２  １４．１懸濁物質測定方法に基づく）の溶解性ＢＯＤである。
【００２３】
本発明の水処理装置は、被処理水の温度に制限はなく、高温の被処理水であっても、低温の被処理水であっても用いることもできる。低温の被処理水を用いることにより、設備管理および維持管理を簡便にすることができ、好ましい。例えば、低温の被処理水として、被処理水の温度が１〜１５℃である場合でも汚泥量を顕著に減らすことができ、かつ、ＢＯＤ除去率を高くすることができる。特に、低温の被処理水の温度が５〜１２℃、特に７〜１１℃である場合にＢＯＤ除去率を高くすることができる。
【００２４】
＜曝気槽＞
本発明の水処理装置は曝気槽を備える。また、本発明では、曝気槽が曝気手段および流動床担体を備える。
曝気槽の体積は特に制限はない。本発明では、流動床担体を用いて高ＢＯＤ容積負荷処理を行うことにより、曝気槽の体積を小さくすることができ、曝気槽の設置に必要な敷地面積も小さくすることができる。
曝気槽の材質としては、コンクリート製、金属製、樹脂製などを挙げることができる。中でも、樹脂製であることが好ましく、例えば、塩化ビニルや繊維強化プラスチックなどを好ましく採用することができる。
【００２５】
（曝気手段）
曝気槽の曝気手段としては特に制限はなく、公知の曝気手段を用いることができる。
【００２６】
（流動床担体）
曝気槽は流動床担体を備え、具体的には曝気槽に流動床担体が充填されることが好ましい。流動床担体は、流動状態で（固定されずに）充填されていることにより、高ＢＯＤ容積負荷処理を行うことができ、好ましくは短時間でＢＯＤ低下ができる。
本発明では、流動床担体の充填率が４０〜５０％であることが好ましく、４５〜５０％であることがより好ましい。
流動床担体は、流動床担体の内部に微生物が密集できる形状や材質であることが、低水温（１０℃前後）でも曝気槽での生物処理を可能とする観点からより好ましい。
【００２７】
流動床担体の形状は、立方体（キューブ状）、直方体、柱状、短冊形、金平糖型、四面体、球体、サッカーボールのような形状等であることが好ましく、柱状であることがより好ましい。柱状とは、底面および上面が同じ形状であって、底面と上面をつなぐ側面を備える形状である。本発明では、流動床担体が、略円柱状であることが特に好ましい。略円柱状である場合、底面および上面は完全な円形状であっても、円の一部が変形した形状であっても、複数の円を平面的に重ねあわせた形状であってもよい。
【００２８】
流動床担体の材質としては、例えば樹脂、セラミックなどの無機物を用いることができる。流動床担体に用いられる樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム、エラストマー等を挙げることができる。
熱可塑性樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、スチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアミド樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、及びそれらの共重合体などが使用できる。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、及びそれらの共重合体などが使用できる。
ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ＮＢＲ、ＭＢＲ、ＣＲ、フッ素ゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、及びそれらの共重合体などが使用できる。
エラストマーとしては、スチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリブタジエン系エラストマー、及びそれらの共重合体などが使用できる。
上述した樹脂、ゴム、エラストマーは、単独で使用することもでき、また、２種類以上を混合して使用することもできる。
これらの中でも、熱可塑性樹脂が、高ＢＯＤ容積負荷処理を行いやすい観点から好ましい。熱可塑性樹脂の中では、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンを用いることがより好ましい。本発明では流動床担体がポリプロピレン製であることが特に好ましい。
【００２９】
（スクリーン）
本発明では、曝気槽が、流動床担体の消化槽への移動を制限できるスクリーンを備えることが好ましい。この構成により、消化槽が担体を含まない状態を維持しやすくでき、消化槽でのＢＯＤ容積負荷を減らして、消化槽での汚泥減量の作用を高めることができる。スクリーンとしては特に制限はなく、膜状や筒状などの公知のスクリーンを用いることができる。
【００３０】
（曝気槽でのＢＯＤ除去率）
曝気槽でのＢＯＤ除去率を高くすることが、消化槽ではＢＯＤ除去率を低くすることができ、消化槽での汚泥減量の作用を高める観点から好ましい。
本発明では、曝気槽でのＢＯＤ除去率が７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。本発明の水処理装置では、被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が０．８〜４．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙと高い場合であっても、曝気槽でのＢＯＤ除去率を７０％以上にすることができる。また、被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が１．０〜３．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ程度の高い場合であれば、曝気槽でのＢＯＤ除去率を８０％以上にすることができる。
さらに、本発明の水処理装置では、被処理水の水温が、例えば１０℃前後と低温であっても、曝気槽でのＢＯＤ除去率を高くすることができる。
【００３１】
＜消化槽＞
本発明の水処理装置は消化槽を備える。また、本発明では、消化槽が曝気手段を備え、かつ、担体を含まない。消化槽が「担体を含まない」とは、厳密に担体となり得る物質を全く含まない場合に限定されることはなく、実質的に担体を含んでいなければよい。積極的に担体を添加する運用とせずに低コスト化でき、消化槽でのＢＯＤ除去率を低くして汚泥減量ができれば、本発明の解決しようとする課題は解決し得る。また、より効果的に汚泥の減量を行いたい場合は、担体を消化槽に投入するなどといった拡張も容易である。
消化槽を設けることにより、消化槽を設けない場合の汚泥量（単位：ｋｇ／ｄａｙ）を基準として、消化槽の後の汚泥量を５質量％以上減らせることが好ましく、１０質量％以上減らせることがより好ましい。なお、消化槽を設けない場合の汚泥量は１．５ｋｇ／ｄａｙ以下であることが好ましい。また、消化槽の後の汚泥量は１．２ｋｇ／ｄａｙ以下であることが好ましい。
消化槽の体積は特に制限はない。例えば、消化槽の体積を、曝気槽の体積と同程度とする構成を挙げることができる。
消化槽の材質は特に制限はない。例えば、消化槽の材質を、曝気槽の材質と同じとする構成を挙げることができる。
【００３２】
（曝気手段）
消化槽の曝気手段は、公知の曝気手段を用いてもよいが、間欠曝気できる曝気手段であることが好ましい。
また、消化槽は、曝気槽からの汚泥が消化槽に溜まるように曝気手段を間欠曝気できるように制御する制御手段を備えることが好ましい。消化槽で間欠曝気する構成とすることにより、曝気が停止している期間に汚泥の固形分が沈降し、消化槽に滞留する汚泥の密度が上昇するため汚泥消化を促進できる作用が生じ、下流の沈殿槽からの返送汚泥を無くすことができる。
一方、消化槽は発生汚泥量の多寡に応じて機能の使用不使用を選択可能であることが、設置スペースを調整する観点から好ましい。例えば、排水の状態によって汚泥量が想定より少ない場合等に、消化槽として区切ってある槽を消化槽以外の別の用途に転用することが可能である。その際は、曝気槽からの生物処理水をそのまま処理水として放流するか、沈殿槽に導入してもよい。
【００３３】
＜沈殿槽＞
本発明の水処理装置は、消化槽の下流に沈殿槽を有することが好ましい。消化槽からの処理水は、沈殿槽に送液され、沈殿槽で固液分離された後に、海洋や河川等の外部領域に放出されるか、用水として回収および再利用されることが好ましい。
本発明の水処理装置は、沈殿槽から、曝気槽および消化槽の少なくとも一方に汚泥を返送する手段を備えないことが好ましい。汚泥を返送しないことにより、返送汚泥用の流路やポンプの設備コストおよびメンテナンスコストを低くすることができ、維持管理が容易となる。
【００３４】
＜その他の装置＞
水処理装置は、その他の装置を有していてもよい。
水処理装置は、被処理水、生物処理水および処理水を送液するために、ポンプなどの公知の送液手段を備えることが好ましい。
水処理装置は、調整槽を備えることが好ましい。曝気槽の上流に調整槽を有する構成とすることで、被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷や、その他の被処理水の水質を制御しやすくなる。
水処理装置は、曝気槽と消化槽の間などに凝集分離手段を備えないことが、水処理装置自体をさらに簡素化でき、かつ、凝集剤に起因する薬品コストも生じない観点から好ましい。
水処理装置は洗浄設備を有していても、有していなくてもよい。流動床担体を洗浄する際には、水処理装置から流動床担体を取り出して洗浄してもよく、水処理装置内で逆流洗浄をしてもよく、洗濯機等によって負荷をかけて洗浄してもよい。水処理装置は洗浄設備を有さないことが水処理装置自体をさらに簡素化できて好ましい。流動床担体は優れた強度を有し、耐久性に優れていることが好ましく、耐久性に優れる流動床担体を用いる場合は、水処理装置は洗浄設備を有さないことが好ましい。
【００３５】
＜処理水＞
処理水のＳ−ＢＯＤ（溶解性ＢＯＤ）は、２００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１５０ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以下であることが特に好ましく、５０ｍｇ／Ｌ以下であることがより特に好ましい。
【００３６】
［水処理方法］
本発明の水処理方法は、曝気槽および消化槽をこの順で備える水処理装置に被処理水を通過させる水処理方法であって；被処理水の曝気槽に対するＢＯＤ容積負荷が０．８〜４．０ｋｇ／ｍ３／ｄａｙであり；曝気槽が曝気手段および流動床担体を備え；消化槽が曝気手段を備え、かつ、担体を含まない。
本発明の水処理方法の好ましい態様は、本発明の水処理方法の好ましい態様と同様である。
【００３７】
本発明の水処理方法では、曝気槽内に微生物が未固着の流動床担体を投入し、曝気槽に被処理水を通過させるだけで自動的に微生物を流動床担体に固着させることができる。そのため、流動床担体を、微生物を固着した担体とする工程は特に必要はない。
【実施例】
【００３８】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００３９】
［実施例１］
容積５Ｌの曝気槽と、容積５Ｌの消化槽と、容積２Ｌの沈殿槽を連結し、実施例１の水処理装置とした。
曝気槽として、略円柱状のポリプロピレン担体を収容した、流動床式の生物処理槽を用いた。曝気槽では、流動床担体の充填率を５０％とした。消化槽への流路の前にスクリーンを設け、曝気槽から消化槽に流動床担体が移動しないようにした。
消化槽として、活性汚泥槽を用いた。消化槽は、汚泥を消化するための曝気手段を備えるものの、担体は収容しなかった。消化槽から曝気槽への汚泥返送は行わなかった。
被処理水として食品加工系排水を用いた。
実施例１の水処理装置で水処理を行った。実施例１では、ＢＯＤ容積負荷を２．１８ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙとした。まず、設定した容積負荷になるように被処理水の通水量を設定し、曝気槽に通水した。曝気槽で曝気を行い、流動床担体に微生物を保持させて、生物処理を行った。その後、曝気槽からのオーバーフローを生物処理水として消化槽に通水し、曝気装置で間欠曝気して、曝気槽からの汚泥をある程度溜めることと、汚泥を消化することを繰り返すように制御した。消化槽からのオーバーフロー分を沈殿槽に通水して、最終的に沈殿槽のオーバーフローを処理水として得た。沈殿槽から、曝気槽または消化槽への汚泥返送は行わなかった。
実施例１の水処理方法における被処理水のＳＳ濃度、Ｓ−ＢＯＤ（溶解性ＢＯＤ）、Ｔ−ＢＯＤ（トータルＢＯＤ）は下記表１のとおりであった。曝気槽からの生物処理水のＳ−ＢＯＤを測定し、被処理水のＳ−ＢＯＤを基準とする曝気槽Ｓ−ＢＯＤ除去率を求め、下記表１に記載した。沈殿槽からの処理水のＳ−ＢＯＤを測定し、下記表１に記載した。各ＢＯＤ濃度はＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ２１に準拠して測定した。
実施例１の水処理における汚泥量を測定し、下記表１に記載した。消化槽の後の汚泥量は以下の方法で測定した。
沈殿槽下部から抜き出した汚泥を乾燥機で完全に乾燥させ、絶乾汚泥量を測定し、含水率を８５％とした時の１日あたりの重量を算出した。
各パラメータの値は１０日間程度の試験結果を平均して算出した。
なお、実施例１で用いた被処理水の水温は２０℃であった。
【００４０】
［実施例２］
ＢＯＤ容積負荷を３．８２ｋｇ／ｍ３／ｄａｙとした以外は実施例１と同様にして、水処理を行った。
【００４１】
［比較例１］
消化槽を備えない以外は実施例１の水処理装置と同様の比較例１の水処理装置を製造した。実施例１の水処理装置の代わりに、比較例１の水処理装置を用いた以外は実施例１と同様にして、水処理を行った。
消化槽を設けない場合の汚泥量は以下の方法で測定した。
実施例1と同様にして沈殿槽下部の絶乾汚泥量から含水率85％想定の1日当たりの汚泥量を算出した。
【００４２】
【表１】
2020044471.tif 000003
【００４３】
以上の実施例および比較例より、本発明の水処理装置は、ＢＯＤが高い被処理水を用いて高ＢＯＤ容積負荷処理を行う場合に汚泥量を顕著に減らすことができ、かつ、低コストであることがわかった。一方、消化槽無しの比較例１の水処理装置を用いた場合、消化槽を設けた実施例１の水処理装置に比べて汚泥量が１２質量％程度多かった。
さらに本発明の水処理装置の好ましい態様では、高ＢＯＤ容積負荷処理を行う場合にＳ−ＢＯＤ除去率を高くできることがわかった。実施例１および２の条件でそれぞれ排水の水処理を行った場合、ＢＯＤ容積負荷２．１８ｋｇ／ｍ３／ｄａｙの場合のＢＯＤ除去率は９０％以上となり、ＢＯＤ容積負荷３．８２ｋｇ／ｍ３／ｄａｙの場合のＢＯＤ除去率は７０％以上となった。
【００４４】
［実施例３〜６］
ＢＯＤ容積負荷および水温を下記表２のとおりとした以外は実施例１と同様にして、水処理を行った。その結果を下記表２に示した。
【００４５】
【表２】
2020044471.tif 000004
【００４６】
上記表２より、本発明の水処理装置の好ましい態様では、ＢＯＤ負荷が高い被処理水の水温が１０℃前後であっても、Ｓ−ＢＯＤ除去率を高くできることがわかった。曝気槽で流動床担体を用いることで、流動床担体内部の深くに微生物が密集できたため、被処理水の水温が低くてもＳ−ＢＯＤ除去率を高くできたと考えられる。
【符号の説明】
【００４７】
１      被処理水
２      生物処理水
３      処理水
１１    曝気槽
１２    消化槽
１３    沈殿槽
１４    調整槽
２１    担体
２２    曝気手段
２３    スクリーン
【図１】
2020044471.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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