(57)【要約】      （修正有）【課題】廃水処理システムにおいて、微生物活性度測定センサーなどを準備することなく、曝気風量の制御が可能な廃水処理システムの提供。【解決手段】本願に係る廃水処理システムは、オゾン処理の開始に関する情報を検知するオゾン処理検知手段の出力に基づいて、生物処理槽内の曝気風量を制御する曝気風量制御手段を設けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を好気性条件の下で生物処理し、汚泥を含んだ汚泥含有処理水を生成する生物処理槽と、
前記生物処理槽で生成された前記汚泥含有処理水に対してオゾン処理を行った後、前記生物処理槽に返送するオゾン反応部と、
原料供給装置から供給された原料によりオゾン化酸素を生成し、前記オゾン反応部に前記オゾン化酸素を供給するオゾン発生装置と、
前記オゾン処理の開始に関する情報を検知するオゾン処理検知手段と、
前記情報に基づいて前記生物処理槽内への曝気風量を制御する曝気風量制御手段と、を備えることを特徴とする廃水処理システム。
【請求項２】
前記曝気風量制御手段は、前記オゾン処理の開始に関する情報を前記オゾン処理検知手段が検知したことに基づいて、曝気風量を増加する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の廃水処理システム。
【請求項３】
前記曝気風量制御手段は、前記オゾン処理の開始に関する情報を前記オゾン処理検知手段が検知した後、一定時間経過後に曝気風量を増加する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の廃水処理システム。
【請求項４】
前記オゾン処理検知手段は、前記オゾン処理の開始に関する情報に加えて、前記オゾン処理の終了に関する情報も検知することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項５】
前記曝気風量制御手段は、前記オゾン処理の開始に関する情報に基づいて曝気風量を増加し、前記オゾン処理の終了に関する情報に基づいて曝気風量を元に戻す制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の廃水処理システム。
【請求項６】
前記曝気風量制御手段は、前記オゾン処理の終了に関する情報を前記オゾン処理検知手段が検知した後、一定時間経過後に曝気風量を元に戻す制御を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の廃水処理システム。
【請求項７】
前記オゾン処理は、間欠オゾン処理であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項８】
前記間欠オゾン処理は、前記オゾン処理のサイクル時間に対するオゾン処理時間の比を一定の範囲に制御することを特徴とする請求項７に記載の廃水処理システム。
【請求項９】
前記オゾン処理の開始に関する情報は、前記オゾン処理の開始のタイミングであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項１０】
前記オゾン処理の開始のタイミングは、前記オゾン処理を制御する制御装置の信号を前記オゾン処理検知手段が検知したタイミングであることを特徴とする請求項９に記載の廃水処理システム。
【請求項１１】
前記曝気風量制御手段は、前記オゾン処理の開始のタイミングの一定時間前に曝気風量を増加する制御を行うことを特徴とする請求項９または１０に記載の廃水処理システム。
【請求項１２】
前記オゾン化酸素を濃縮して高濃度オゾンを生成する濃縮装置を備え、高濃度オゾンを前記オゾン反応部に供給することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項１３】
曝気風量が制御された処理槽から引き抜いた汚泥含有処理水にオゾン化酸素を注入してオゾン処理を開始し、前記オゾン処理が終了した後、前記処理槽に返送する廃水処理方法において、オゾン処理の開始に関する信号を検知し、検知した前記信号に応じて曝気風量を増加することを特徴とする廃水処理方法。
【請求項１４】
オゾン処理の終了に関する信号を検知し、検知した前記終了に関する信号に応じて増加した曝気風量を元に戻すことを特徴とする請求項１３に記載の廃水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、廃水処理システムおよび廃水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機物を含有する廃水を処理する方法として、標準活性汚泥法等の微生物を利用した処理方法が広く用いられている。微生物を利用した処理方法では、廃水の処理に伴い、微生物の増殖による活性汚泥と、他の浮遊物等とを含む大量の余剰汚泥が発生し得る。
【０００３】
余剰汚泥は、水処理に不必要な汚泥であるため、廃水処理系外へと排出され、産業廃棄物として焼却され、埋め立て処分される。そのような余剰汚泥の処分には、多大なエネルギー、コスト、および新たな用地を必要とするため、余剰汚泥の発生量の低減が求められている。
【０００４】
余剰汚泥の発生量を低減する方法のひとつとして、オゾンを利用して余剰汚泥を減容化する汚泥減容化処理が知られている。具体的には、微生物等が集まった余剰汚泥に、オゾンあるいは高濃度オゾンを供給して分解している。このような生物処理においては、生物処理槽に大量の空気を送り込む必要がある。特にオゾン処理した汚泥を生物処理槽へ返送した場合には有機物負荷が増えることにより空気を送り込む曝気風量を増やす必要がでてくる。このような曝気風量の制御方法として例えば特許文献１のように、生物処理槽内の微生物活性度の測定結果を用いて制御する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２２６５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のように曝気風量を制御するために生物処理槽内の微生物活性度の測定結果を用いると、微生物活性度を自動で測定し制御装置に信号を伝送するための機器が必要となり、この初期のコストが曝気風量増加に伴うランニングコストに追加されてしまうという課題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の技術においては、微生物活性度の測定結果を確認した後に曝気風量の制御を開始するため、既に処理水質への影響が出てしまっている可能性がある為、その場合には効果的な曝気風量制御に至らないという課題があった。
【０００８】
本願は上記のような課題を解決するためになされたものであり、オゾンを利用した余剰汚泥の減容処理において、微生物活性度計などの水質センサを用いることなく、生物処理槽の曝気風量を制御する廃水処理システムおよび廃水処理方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願に開示される廃水処理システムは、
有機性廃水を好気性条件の下で生物処理し、汚泥を含んだ汚泥含有処理水を生成する生物処理槽と、
生物処理槽で生成された汚泥含有処理水に対してオゾン処理を行った後、生物処理槽に返送するオゾン反応部と、
原料供給装置から供給された原料によりオゾン化酸素を生成し、オゾン反応部にオゾン化酸素を供給するオゾン発生装置と、
オゾン処理の開始に関する情報を検知するオゾン処理検知手段と、
オゾン処理の開始に関する情報に基づいて生物処理槽内への曝気風量を制御する曝気風量制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本願に開示される廃水処理システムによれば、微生物活性度の測定用センサーなどを別途準備することなく曝気風量を増加することが可能になるため、初期コストおよびランニングコストを従来よりも削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る廃水処理システムの構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態１に係る廃水処理システムのオゾン処理制御装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る廃水処理システムの廃水処理工程の動作概要を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る廃水処理システムの汚泥に対するオゾン注入時の動作を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る廃水処理システムの曝気風量の風量制御の動作を示す図である。
【図６】実施の形態２に係る廃水処理システムの処理時間比を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る廃水処理システムの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図を参照して、本願が開示する廃水処理システムおよび廃水処理方法の実施の形態を詳細に説明する。同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。以降の実施形態も同様に、同一符号を付した構成について重複した説明は省略する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本願が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る廃水処理システムの構成を示す模式図である。廃水処理システムは、好気槽または曝気槽を有する生物処理槽１、散気装置２、固液分離部１８、オゾン反応部８、原料供給装置１２、オゾン発生装置１０、オゾン処理検知手段１４、曝気風量制御手段１５等を備える。図中、実線の矢印は、処理水、オゾンガスの流れ、またはその配管などを示し、破線の矢印は、信号の流れを示す。
【００１４】
散気装置２は、空気供給装置３と接続され、生物処理槽１内の主に底部に設置されている。これにより、空気供給装置３から排出される空気を生物処理槽１内に供給し、生物処理槽１を好気性条件としている。空気供給装置３は、必要空気供給量によってブロアーまたはコンプレッサ等が用いられる。
【００１５】
生物処理槽１内には、主に好気性微生物の集合体からなる活性汚泥が貯留されており、外部より流入された廃水４と好気性条件下にて混合処理され、活性汚泥を含んだ汚泥含有処理水１７が生成される。
【００１６】
生物処理槽１は、固液分離部１８へ汚泥含有処理水１７を流出するように配管接続されている。生物処理槽１で生成された汚泥含有処理水１７は、終末沈澱槽または膜分離槽等に代表される固液分離部１８で、分離処理後の処理水と濃縮汚泥とに分離される。濃縮汚泥返送配管１９は、固液分離部１８と生物処理槽１とに配管接続され、分離された濃縮汚泥を、ポンプ等（不図示）を介して生物処理槽１に返送されるように構成している。
【００１７】
なお、固液分離部１８の形態が膜分離槽形式の場合には、膜分離活性汚泥法で使用される膜モジュールの構成によって図に示す槽外型構成に限定されず、槽内型構成でも可能である。
【００１８】
オゾン反応部８は、生物処理槽１から引き抜いた汚泥含有処理水１７に対してオゾン処理による反応が行われる部分である。オゾン反応部８は、生物処理槽１から汚泥引抜配管６にて接続されている。汚泥引抜配管６には汚泥引抜ポンプ５が設置されている。汚泥引抜ポンプ５のサイズは、余剰汚泥発生量または一日当たりの汚泥処理回数などから計算される引抜汚泥流量、およびポンプの設置位置または配管などの圧損に起因する揚程から決定される。
【００１９】
オゾン反応部８にて汚泥含有処理水１７のオゾン反応が行われた後、オゾン反応部８の下部に接続されている汚泥返送配管７を介して生物処理槽１に返送される。返送にはポンプ等を用いても良いが、オゾン反応部８が生物処理槽１の上部に配置されている場合には自然落下にて返送することも可能である。汚泥引抜ポンプ５によって生物処理槽１内の汚泥含有処理水１７を連続的にオゾン反応部８へ移送することができる。なお汚泥引抜ポンプ５にてオゾン反応部８に移送する対象は、生物反応槽１内の汚泥含有処理水１７に限定されず、固液分離部１８で分離された濃縮汚泥とすることも可能である。オゾン反応部８の側面にはオゾンガス注入配管９の一端が接続されており、他端がオゾン発生装置１０の出口に接続されている。
【００２０】
オゾン発生装置１０は、オゾンガス注入配管９を介してオゾン反応部８に供給するのに必要な流量および必要な濃度のオゾン化酸素（以下オゾンガスと称す）を発生させる。オゾン発生装置１０は、原料ガス供給配管１１を介して原料供給装置１２および冷却装置（不図示）に接続されている。原料ガス供給配管１１は、オゾン発生装置１０にオゾンガスの原料を供給する。また、冷却装置は、オゾン発生装置１０を冷却する。
【００２１】
原料供給装置１２からオゾン発生装置１０に供給されるオゾンガスの原料は特に限定されない。例えば、液体酸素またはＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）、またはＶＳＡ(Vacuum Swing Adsorption)で生成した酸素を用いることができる。必要に応じ、オゾン発生効率を保つために、供給される酸素流量に応じて０．０５〜０．５％の窒素、空気などを添加する添加ガス供給部（不図示）を設けてもよい。
【００２２】
図示されていない冷却装置は、オゾン発生装置１０を冷却する冷却媒体を循環させる冷媒循環ポンプと、オゾン発生装置１０にて発生した熱を吸収して温度が上昇した冷却媒体を冷却する冷却器を備える。冷却器としては熱交換器、チラー、または冷凍機などを用いることが可能である。冷却媒体としては水道水の他、イオン交換水、不凍液、スケール除去剤、または腐食防止剤などが混入された水などを用いることができる。
【００２３】
なお、図１はオゾンガスの具体的な注入方式を図示していないが、本願に関わる廃水処理システムは、エジェクタ方式、散気式、機械攪拌式など任意のオゾンガス注入方式を用いてよい。
【００２４】
オゾン発生装置１０から発生するオゾンの濃度は特に限定されないが、汚泥含有処理水１７中の汚泥の生分解性を向上させて生物処理槽１内の余剰汚泥の減量を促進させることおよび現状のオゾン発生装置１０で生成可能なオゾン濃度を考慮すると、１００mg/L以上４００mg/L以下が好ましい。
【００２５】
オゾン発生装置１０で発生されたオゾンガスは、オゾンガス注入配管９を介してオゾン反応部８内の汚泥含有処理水１７に注入される。
【００２６】
オゾン処理制御装置２０は、オゾン発生装置１０と一体あるいは併設されているＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などの制御装置で、例えば廃水処理システム全体の制御を実施する制御盤（不図示）に搭載されていてもよい。オゾン処理制御装置２０は、オゾン処理検知手段１４と接続されている。
【００２７】
オゾン処理制御装置２０の一例を図２に示す。プロセッサ１００と記憶装置２００から構成され、図示していないが、記憶装置はランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１００は、記憶装置２００から入力されたプログラムを実行することにより以下に説明するオゾン処理の制御を行う。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１００にプログラムが入力される。また、プロセッサ１００は、演算結果等のデータを記憶装置２００の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。なお、プログラムは外部から変更可能である。
【００２８】
オゾン処理検知手段１４は、接続されたオゾン処理制御装置２０からのオゾン処理開始またはオゾン処理終了に関する情報を含むオゾン処理開始信号１３ａ、オゾン処理終了信号１３ｂを検知する。このオゾン処理開始信号１３ａまたはオゾン処理終了信号１３ｂは、例えばＰＬＣのタイミング信号でもよい。また、オゾン処理検知手段１４は、ＰＬＣの信号検知機能を用いることができる。検知されたオゾン処理開始信号１３ａ、オゾン処理終了信号１３ｂに基づいて曝気風量制御手段１５にオゾン処理開始検知信号１４ａまたはオゾン処理終了検知信号１４ｂを送信する。
【００２９】
曝気風量制御手段１５は、オゾン処理検知手段１４に接続され、オゾン処理開始検知信号１４ａに基づいてオゾン処理を開始し、曝気風量制御信号１６aに基づいて生物処理槽１内の曝気風量を制御する。例えば、曝気風量制御手段１５は、空気供給装置３と接続されており、生物処理槽１に供給する空気の量により曝気風量を制御する。
【００３０】
（１）次に、本実施の形態の廃水処理システムの廃水処理工程の動作概要について図３を用いて説明する。まず廃水４の流入を受けて生物処理槽１では槽内に貯留されていた主に好気性微生物の集合体からなる活性汚泥と廃水４が合流する（工程Ｓ１００）。その際に散気装置２は、空気供給装置３から排出される空気を生物処理槽１内に供給し、活性汚泥内の好気性微生物の微生物活性度を上げる為に生物処理槽１を好気性条件とする（工程Ｓ１０１）。
【００３１】
生物処理槽１内に流入された廃水４が好気性条件下にて活性汚泥と混合処理され、好気性微生物によって有機物の吸着および生物分解が行われることで活性汚泥を含んだ汚泥含有処理水１７が生成され、廃水４が浄化される（工程Ｓ１０２）。なお、空気供給装置３から排出される空気の風量、すなわち曝気風量は生物処理槽１内の活性汚泥量に対して流入する廃水４に含まれる有機物の割合である有機物負荷の数値または温度などの条件が変動すれば調整が必要になる場合がある。
【００３２】
生成された汚泥含有処理水１７は固液分離部１８に流出される（工程Ｓ１０３）。固液分離部１８では汚泥含有処理水１７を分離処理後の処理水（不図示）と濃縮汚泥とに分離する。（工程Ｓ１０４）分離された濃縮汚泥は、濃縮汚泥返送配管１９を介してポンプ等にて生物処理槽１に返送される（工程Ｓ１０５）。
【００３３】
（２）次に本実施の形態１の廃水処理システムにて汚泥減容効果を満たすための汚泥に対するオゾン注入の動作について図４を用いて説明する。
まず、生物処理槽１あるいは固液分離部１８から汚泥引抜ポンプ５を用いて汚泥引抜配管６を介してオゾン反応部８へ汚泥含有処理水１７を引き抜く（工程Ｓ２００）。
【００３４】
次に原料供給装置１２から原料ガス供給配管１１を介してオゾン発生装置１０に原料ガスを供給する（工程Ｓ２０１）。原料ガスが供給されて生成されたオゾンガスを、オゾンガス注入配管９を介してオゾン反応部８に供給する（工程Ｓ２０２）。これによりオゾン反応部８内に貯留されている汚泥含有処理水１７にオゾンガスが注入され、汚泥含有処理水１７中の活性汚泥微生物などの難分解性有機物を分解処理する（工程Ｓ２０３）。
【００３５】
オゾン処理されたオゾン処理汚泥は汚泥返送配管７を介して生物処理槽１へと返送される（工程Ｓ２０４）。これにより、生物処理槽１へと返送されたオゾン処理汚泥に含まれる分解処理された難分解性有機物が、生物処理槽１内の活性汚泥（すなわち好気性微生物）によって再び生物分解されることで余剰汚泥の減容が行われる。
【００３６】
ここでオゾン処理されたオゾン処理汚泥の生物処理槽１への返送によって有機物負荷が増加することにより、空気供給装置３から排出される曝気風量を増加させる必要が出てくる可能性がある。ただし、空気供給装置３から排出される曝気風量に必要風量の増加分をカバーするだけの十分な余裕が元々含まれている場合はこの限りではない。
【００３７】
（３）次に空気供給装置３から排出される曝気風量を増加する、または増加した後再び運転風量を元に戻すなどの風量制御を実施する動作について図５を用いて説明する。
オゾン発生装置１０にてオゾン処理を開始した際には、オゾン処理制御装置２０からタイミング信号であるオゾン処理開始信号１３ａがオゾン処理制御装置２０からオゾン処理検知手段１４に送信され（工程Ｓ３０１）、オゾン処理検知手段１４によってオゾン処理開始信号１３ａが検知される。オゾン処理検知手段１４はオゾン処理開始信号１３ａの検知を受けてオゾン処理を開始するオゾン処理開始検知信号１４aを曝気風量制御手段１５に送信する（工程Ｓ３０２）。
【００３８】
曝気風量制御手段１５はオゾン処理開始検知信号１４aに基づいて空気供給装置３に曝気風量制御信号１６ａを送信する（工程Ｓ３０３）。曝気風量制御手段１５は空気供給装置３の曝気風量を増加させることで生物処理槽１内の曝気風量を制御する（工程Ｓ３０４）。必要な曝気風量の増加量については、空気供給装置３による生物処理槽１の汚泥含有処理水中への酸素の溶解効率または生物処理槽１内の水温などに応じて適宜設定すれば良い。ただし、処理する汚泥量または注入するオゾン量などから増加する有機物負荷を見積もることで、最小限必要な増加量をあらかじめ試算しておく方法が好ましい。
【００３９】
このように、曝気風量制御手段１５がオゾン処理検知手段１４からオゾン処理開始検知信号１４aを受信した時に、曝気風量を増加する制御を行うこととする。
この結果、微生物活性度の測定用センサーなどを別途準備することなく、装置内に付帯している制御装置の構成を利用することで必要最小限の曝気風量のみ効率的に増加することが可能となる。これにより、初期コストおよびランニングコストを従来よりも削減することができる。
【００４０】
またオゾン処理の開始をトリガーに制御を開始できるため、微生物活性度の測定結果を確認した後の場合と異なり、水質への影響が出る前に曝気風量を増加させることができる。これにより、より効果的に処理水内の溶存有機体酸素濃度（ＤＯＣ濃度）の上昇を抑制可能である。
【００４１】
また、曝気風量制御手段１５は、オゾン処理開始のタイミングの一定時間前に曝気風量を増加する制御を開始しても良い。これは、曝気風量を増加した後に、増加した分の酸素が溶け込んで溶存酸素になる時間が気泡径の大きさなどの条件によって遅くなるなど時間差が生じる場合があり、その時間差を考慮するためである。この一定時間の範囲については個々の処理場において曝気風量を増加した分の酸素が溶存酸素になる時間に応じて適切に設定すればよく、特に限定されない。なお、オゾン処理開始の一定時間前のタイミング信号の作成はオゾン処理制御装置２０にて予めプログラムミングしておいてもよい。
【００４２】
また、曝気風量制御手段１５は、オゾン処理の開始に関する情報をオゾン処理検知手段１４が検知した後、一定時間経過後に曝気風量を増加する制御を行っても良い。これは、オゾン処理の開始から、オゾンを注入してオゾン処理を行い、オゾン処理汚泥が生物処理槽１に到達するまでにかかる時間を考慮するためである。例えば、オゾン処理汚泥を好気槽以外の池などに返送し、その池を経由して、生物処理槽１に返送する場合、移動のための滞留時間が発生する場合などが考えられる。滞留時間は処理場ごとに異なるため、オゾン処理検知手段１４が検知した後に曝気風量を増加するまでの一定時間の範囲については個々の処理場に於いてオゾン処理汚泥を返送する場所に応じて適切に設定すればよく、特に限定されない。これにより、オゾン処理汚泥が生物処理槽１に到達してから曝気風量を増加することができ、より効果的な制御が可能となる。
【００４３】
また、曝気風量制御手段１５は、オゾン処理開始信号１３ａに基づいて曝気風量を増加し、オゾン処理検知手段１４が検知するオゾン処理の終了に関する情報すなわちオゾン処理終了信号１３ｂを検知し、検知されたことを示すオゾン処理終了検知信号１４ｂに基づき、曝気風量制御信号１６ｂを空気供給装置３に送信し、曝気風量を元に戻す制御を行うことも可能である（図５中、工程S３０５〜S３０７）。この結果、オゾン処理の終了後に過剰に曝気風量を増加し続けることがなくなり、より効果的に曝気風量を制御可能である。
【００４４】
さらにオゾン処理終了信号１３ｂをオゾン処理検知手段１４が検知した後、一定時間経過後にオゾン処理終了検知信号１４ｂを曝気風量制御手段１５に送信することで曝気風量を元に戻す制御を行っても良い。これにより、上述したオゾン処理開始のタイミング前後で曝気風量を増加する制御と同様、時間差、滞留時間を考慮することで、オゾン処理トータル時間と曝気時間を同じにするように効果的に曝気風量を制御することができ、処理水の水質への影響をさらに低減できる。
また、オゾン処理汚泥による有機物負荷の上昇を抑制するのに必要な曝気風量増加の時間がオゾンの注入開始から終了までの間隔よりも長く必要な場合が試験などで判明した際には、オゾン処理トータル時間よりも曝気時間を長くする必要があるため、このような制御を行うことは効果的である。
なお、曝気風量を増加するまでの時間同様、オゾン処理検知手段１４が検知した後、曝気風量を元に戻すまでの一定時間の範囲についても個々の処理場において曝気風量を増加した分の酸素が溶存酸素になる時間に応じて適切に設定すればよく、特に限定されない。
【００４５】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る廃水処理システムを図６に基づいて説明する。図６は、実施の形態２に係る廃水処理システムの処理時間比を示す図である。実施の形態２に係る廃水処理システムは基本的な構成および動作は実施の形態１と同様である。しかし、実施の形態１が、連続または間欠などのオゾン処理の形態を特に指定していないのに対して、実施の形態２では、オゾン処理の形態を間欠オゾン処理と特定している点が異なる。すなわち、オゾン反応部８において、オゾンガスを汚泥含有処理水１７に注入する処理形態が、一定の時間間隔を空けて注入する間欠オゾン処理としている。
【００４６】
オゾン処理において生物分解された有機物は一般的な有機物より生分解性が高い。そのため、オゾン処理した有機物を含んだ汚泥を生物処理槽１に返送した際に一時的に有機物負荷が上がって曝気風量を増加する必要がある。しかし、間欠オゾン処理によりオゾン処理を停止してオゾン処理汚泥が返送されない期間を設けることで、常に曝気風量を増加し続けることなく曝気風量を元に戻しても水質に影響が出にくいことを本願発明者らは見出した。
【００４７】
また、間欠オゾン処理は、間欠オゾン処理のサイクル時間（ＣＰ）に対するオゾン処理時間（ＯＰ）の比、すなわち処理時間比（ＯＰ／ＣＰ）を一定の範囲、例えば０．０５から０．２程度の範囲内に制御しても良い。この結果、生物処理槽１から引き抜いた汚泥含有処理水１７へ、間欠オゾン処理形態でオゾンガスを注入することになる。これにより汚泥を減容する期間（短時間）とオゾン処理を停止し、汚泥の活性を回復させる期間（長時間）を設けることが可能になり生物処理槽の汚泥の活性を回復させることで処理水質内のＤＯＣ濃度の上昇を抑制できると共に、前記理由により曝気風量の増加を抑制できる効果がある。
【００４８】
実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る汚水処理システムを図７に基づいて説明する。実施の形態３に係る汚水処理システムは基本的な構成および動作は実施の形態１と同様であるが、オゾンガス注入配管９の途中にオゾン濃縮装置２１が設置されている点が異なる。
【００４９】
オゾン発生装置１０で発生されたオゾンガスはオゾン濃縮装置２１によって吸着および濃縮される。濃縮された高濃度オゾンガスは、オゾン反応部８に注入され実施の形態１と同様、生物処理槽１あるいは固液分離部１８から引き抜かれた汚泥含有処理水１７中の活性汚泥微生物などの難分解性有機物を分解処理する。
【００５０】
汚泥含有処理水１７に注入するオゾンガスの濃度と必要なオゾン注入量すなわちオゾン注入量の収束値の関係に注目し、実験を実施したところ、オゾンガスの濃度が高濃度であるほど必要なオゾン注入量の収束値が小さくなることを本願発明者らは確認した。
【００５１】
よって、本実施の形態３では、オゾン濃縮装置２１によって発生させた４００mg/L程度以上、最大２０００mg/L程度までの高濃度オゾンを最適なオゾンガス量にて接触させるように構成することでさらなるオゾン処理効率の向上効果が見込める。これにより、供給するオゾン量が少なくてよく、オゾン発生装置１０を含めた初期費用とオゾン発生および注入のランニングコストをさらに低減できる効果がある。
【００５２】
なお、オゾン濃縮装置２１でオゾンガスを吸着および濃縮させる工程にて吸着されなかった酸素ガスを再び酸素ガス返送配管（不図示）によってオゾン発生装置１０に返送させてオゾン発生装置１０で再利用させることも可能であり、ランニングコストをさらに低減することができる。
【００５３】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００５４】
１：生物処理槽、２：散気装置、３：空気供給装置、４：廃水、５：汚泥引抜ポンプ、６：汚泥引抜配管、７：汚泥返送配管、８：オゾン反応部、９：オゾンガス注入配管、１０：オゾン発生装置、１１：原料ガス供給配管、１２：原料供給装置、１３ａ：オゾン処理開始信号、１３ｂ：オゾン処理終了信号、１４：オゾン処理検知手段、１４a：オゾン処理開始検知信号、１４ｂ：オゾン処理終了検知信号、１５：曝気風量制御手段、１６ａ、１６ｂ：曝気風量制御信号、１７：汚泥含有処理水、１８：固液分離部、１９：濃縮汚泥返送配管、２０：オゾン処理制御装置、２１：オゾン濃縮装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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