(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を処理するための活性汚泥処理装置であって、有機性廃水を好気性生物処理をするための曝気処理装置と、該曝気処理装置で処理された処理液を処理水と汚泥に固液分離するための第１の沈殿装置と、前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を曝気処理装置に返送するための還流経路と、前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を６０〜８０℃の温度範囲で、下水余剰汚泥から分離した好熱菌を用いて可溶化するための可溶化処理装置と、前記可溶化処理装置で可溶化された処理液を曝気処理装置に返送する返送経路と、前記返送経路途中に前記可溶化処理装置で可溶化された処理液中に残存する生物難分解性有機物を酸化分解するための物理化学的酸化処理装置を設けたことを特徴とする活性汚泥処理装置。
【請求項２】
前記可溶化処理装置で可溶化された処理液を曝気処理装置に返送する返送経路に、処理液を曝気処理装置に返送する処理水と汚泥に固液分離するための第２の沈殿装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の活性汚泥処理装置。
【請求項３】
前記第２の沈殿装置の汚泥の一部を、第１の沈殿装置に返送する余剰汚泥還流経路を設けたことを特徴とする請求項２に記載の活性汚泥処理装置。
【請求項４】
有機性廃水を処理するための活性汚泥処理方法であって、有機性廃水を曝気処理装置にて好気性生物処理をした後、曝気処理装置にて処理された処理液を第１の沈殿装置にて処理水と汚泥に固液分離し、前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を、還流経路を介して曝気処理装置に返送し、前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を、可溶化処理装置にて６０〜８０℃の温度範囲で、下水余剰汚泥から分離した好熱菌を用いて可溶化し、前記可溶化処理装置で可溶化された処理液中に残存する生物難分解性有機物を物理化学的酸化処理装置にて酸化分解し、前記物理化学的酸化処理装置で酸化分解された処理液を、返送経路を介して曝気処理装置に返送することを特徴とする活性汚泥処理方法。
【請求項５】
前記可溶化処理装置で可溶化された処理液を曝気処理装置に返送する返送経路に設けられた第２の沈殿装置にて、処理液を曝気処理装置に返送する処理水と汚泥に固液分離することを特徴とする請求項４に記載の活性汚泥処理方法。
【請求項６】
前記第２の沈殿装置の汚泥の一部を、余剰汚泥還流経路を介して第１の沈殿装置に返送することを特徴とする請求項５に記載の活性汚泥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃水、例えば、下水処理場、屎尿処理場などの下水処理プロセス、食品工場、化学工場などの排水処理プロセスなどから排出される生物分解性有機性廃水を処理する活性汚泥処理方法において、余剰汚泥を減容することの可能な活性汚泥処理方法及び活性汚泥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、下水廃水を処理する方法としては、活性汚泥法と呼ばれる好気性生物処理法が、もっとも一般的に実施されている。この方法は、図４に示したように、有機性廃水貯留槽100 から曝気処理装置102 に導入れた下水などの有機性廃水が、曝気処理装置102 において好気条件にて、微生物による酸化分解反応である「生物酸化」によって、二酸化炭素若しくは水などの無機物に分解されるようになっている。そして、曝気処理装置102 にて処理された廃水は、沈殿装置104 にて処理水106 と汚泥108 に固液分離され、汚泥の一部は微生物源として曝気処理装置102 に返送されるとともに、残りの汚泥（すなわち曝気処理装置102 での増殖汚泥量に相当）は余剰汚泥110 として処理されているのが通常である。
【０００３】
ところで、この場合、沈殿装置で固液分離した有機性固形物を含む沈殿固形物濃縮液（汚泥）は、濃縮、消化、脱水、コンポスト化、焼却といった工程を経て処理されるため、このような処理に手間と費用がかかり好ましくなかった。
【０００４】
このため、できるだけ汚泥のでない処理方法として、汚泥の滞留時間を長くする長時間曝気法、又は汚泥を接触材表面に付着させることにより、汚泥を反応槽内に大量に保持する接触酸化法などが提案され実用化されている（（社）日本下水道協会発行、建設省都市局下水道部監修、「下水道施設計画・設計指針と解説」後編、１９９４年版）。しかしながら、これらの方法では、滞留時間を長くとるために広大な敷地面積を必要とし、また、長時間曝気法は、負荷の低下時に汚泥の分散が生じ、固液分離に支障をきたすこととなる。また、接触酸化法では、負荷の上昇時に汚泥の目詰まりが発生するなどの点から好ましくなかった。
【０００５】
さらに、これらの問題を解決するために、余剰汚泥を一時貯留しておいて、嫌気消化法によって汚泥を減容化して汚泥量を減少して廃棄処理の負担を少なくする方法も提案されているが（（社）日本下水道協会発行、建設省都市局下水道部監修、「下水道施設計画・設計指針と解説」後編、１９９４年版）、この方法では処理時間が20〜30日と長く、有機性汚泥の減容率も30〜50％程度と十分であるとは言い難いものである。
【０００６】
また、特開平6-206088号公報では、有機性廃液を好気性処理をした後に、固液分離した汚泥をオゾン酸化塔で酸化処理することによって余剰汚泥を低減する方法が開示されている。しかしながら、この方法のオゾン酸化のみでは余剰汚泥の分解率も未だ満足できる値ではなく、また、分解に大量のオゾンが必要である。
【０００７】
この方法を改良した特開平７−８８４９５号においては、有機性廃液を好気性処理をして固液分離した汚泥を、前処理として酸発酵槽で可溶化した後に、オゾン酸化塔で酸化処理することによって余剰汚泥を低減する方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、この場合、酸発酵によって汚泥が低級脂肪酸にまで分解されるためオゾン消費量は少なくなるが、汚泥の分解率を大幅に改善するには至っていない。
【０００９】
このため、本発明者等は、特願平７−１６３３５５号において、活性汚泥処理方法において、有機性廃水を好気性生物処理した後、処理液を処理水と汚泥に固液分離した後、余剰汚泥を高温で可溶化して、これを再び好気性生物処理することによって、発生する余剰汚泥の量を極めて低減することを提案した。すなわち、この方法は、図５に示したように、有機性廃水を曝気処理装置114 にて好気性生物処理をした後、曝気処理装置にて処理された処理液Ｂ’を第１の沈殿装置116 にて処理水Ｃ’と汚泥に固液分離し、沈殿装置で分離された汚泥の一部Ｄ’を、還流経路118 を介して曝気処理装置114 に返送し、残りの汚泥Ｅ’を、可溶化処理装置124 にて高温で可溶化し、可溶化処理装置で可溶化された処理液Ｆ’を、返送経路130 を介して曝気処理装置114 に返送するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特願平７−１６３３５５号において、高温可溶化処理装置124 においては、熱や好熱菌の体外酵素などの作用によって固形分、すなわち、揮発性有機物(VSS) が減少して、比較的分子量の低い有機物である溶解性有機物（VDS)になり、これが、曝気処理装置114 の消化処理によって、無機化されて炭酸ガスと水に分解するものである。
【００１１】
しかしながら、この高温可溶化処理装置124 で生成された高温可溶化処理液中の溶解性有機物（VDS)には、高分子性多糖類などの生物難分解性の有機物が多く残存し、BOD （生物学的酸素要求量）が低い値であっても、TOD （総酸素要求量）の高い褐色を呈する廃水が発生することとなる。そのため、この廃水をそのまま放流するには、環境保護などの点から好ましくなく、また、返送経路130 を介して曝気処理装置114 に返送すると、この水処理系の安定性を壊すおそれがあり好ましくなかった。
【００１２】
従って、本発明は、このような実情に鑑みて、有機性廃水を処理する活性汚泥処理方法において、発生する余剰汚泥の量を極めて低減できるとともに、より安定した操業が可能な活性汚泥処理方法及び活性汚泥処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る活性汚泥処理方法及び活性汚泥処理装置は、前述した課題及び目的を達成するために発明なされたものであって、下記の（１）〜（６）をその要旨とするものである。
【００１５】
（１）有機性廃水を処理するための活性汚泥処理装置であって、有機性廃水を好気性生物処理をするための曝気処理装置と、該曝気処理装置で処理された処理液を処理水と汚泥に固液分離するための第１の沈殿装置と、前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を曝気処理装置に返送するための還流経路と、前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を６０〜８０℃の温度範囲で下水余剰汚泥から分離した好熱菌を用いて可溶化するための可溶化処理装置と、前記可溶化処理装置で可溶化された処理液を曝気処理装置に返送する返送経路と、前記返送経路途中に前記可溶化処理装置で可溶化された処理液中に残存する生物難分解性有機物を酸化分解するための物理化学的酸化処理装置を設けたことを特徴とする活性汚泥処理装置。
【００１６】
（２）前記可溶化処理装置で可溶化された処理液を曝気処理装置に返送する返送経路に、処理液を曝気処理装置に返送する処理水と汚泥に固液分離するための第２の沈殿装置を設けたことを特徴とする前述の（１）に記載の活性汚泥処理装置。
【００１７】
（３）前記第２の沈殿装置の汚泥の一部を、第１の沈殿装置に返送する余剰汚泥還流経路を設けたことを特徴とする前述の（２）に記載の活性汚泥処理装置。
【００２０】
（４）有機性廃水を処理するための活性汚泥処理方法であって、有機性廃水を曝気処理装置にて好気性生物処理をした後、曝気処理装置にて処理された処理液を第１の沈殿装置にて処理水と汚泥に固液分離し、前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を、還流経路を介して曝気処理装置に返送し、前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を、可溶化処理装置にて６０〜８０℃の温度範囲で下水余剰汚泥から分離した好熱菌を用いて高温で可溶化し、前記可溶化処理装置で可溶化された処理液中に残存する生物難分解性有機物を物理化学的酸化処理装置にて酸化分解し、前記物理化学的酸化処理装置で酸化分解された処理液を、返送経路を介して曝気処理装置に返送することを特徴とする活性汚泥処理方法。
【００２１】
（５）前記可溶化処理装置で可溶化された処理液を曝気処理装置に返送する返送経路に設けられた第２の沈殿装置にて、処理液を曝気処理装置に返送する処理水と汚泥に固液分離することを特徴とする前述の（４）に記載の活性汚泥処理方法。
【００２２】
（６）前記第２の沈殿装置の汚泥の一部を、余剰汚泥還流経路を介して第１の沈殿装置に返送することを特徴とする前述の（５）に記載の活性汚泥処理方法。
【００２５】
すなわち、本発明者等が鋭意研究を行った結果、有機性廃水を好気性生物処理した後、処理液を処理水と汚泥に固液分離した後、その汚泥の一部を高温で可溶化した高温可溶化処理液には、溶解性有機物（VDS)が含まれ、この中には、高分子性多糖類などの生物難分解性の有機物が多く残存し、BOD （生物学的酸素要求量）が低い値であっても、TOD （総酸素要求量）の高い褐色を呈する廃水が発生するが、これを物理化学的酸化処理装置で物理化学的酸化処理することによって、溶解性有機物（VDS)に含まれる高分子性多糖類などの生物難分解性の有機物が低分子化されて、これを再び好気性生物処理することによって、炭酸ガスと水に完全に分解し、無機化されることとなり、その結果、発生する余剰汚泥の量を極めて低減できることを知見して本発明を完成したものである。
【００２６】
この場合、物理化学的酸化処理としては、オゾン処理、過酸化水素などの酸化剤の添加により処理、紫外線のエネルギーを利用した処理などがある。なお、オゾン処理方法としては、高温可溶化処理液をオゾンと接触させて酸化分解して低分子化するが、接触方法としては、オゾン酸化槽に高温可溶化処理液を導入して、オゾンを吹き込む方法の他、送泥管中にオゾンを注入するなどの方法が採用することができる。また、オゾンの反応性を高めるため、過酸化水素を添加したり、触媒として酸化チタンなどを投入することも考えられる。使用するオゾンとしては、オゾンガスの他、オゾン含有空気、オゾン化空気などが使用でき、オゾンの使用量（吹き込み量）は、反応効率及び経済性を考慮して0.02〜0.2g-O3 /g-VDS（VDS 1g当たりのオゾンのｇ数）の範囲であるのが好ましく、その吹き込み時間（反応時間）は、２時間以上とするのが好適である。なお、オゾン処理に用いられ、不要となった使用済みのオゾンは大気汚染防止や作業環境の保全の見地から0.1ppm以下にすることが望ましく、その使用済みオゾンの処理方法としては、活性炭吸着分解法や触媒分解法を用いることができる。また、使用済みオゾンを有効利用する場合は、使用済みオゾンを殺菌、脱色、脱臭の目的で、本発明の装置及び方法の後工程（すなわち、活性汚泥水処理系の３次処理）に用いたり、又は、高温可溶化槽に導入して汚泥の可溶化及び可溶化物の低分子化に利用することも可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の活性汚泥処理装置及び活性汚泥処理方法の第１の実施例の概略図である。
【００２８】
本発明では、有機性廃水、例えば、下水処理場、屎尿処理場などの下水処理プロセス、食品工場、化学工場などの排水処理プロセスなどから排出される生物分解性有機性廃水（以下「原廃水」と言う）を対象とする。
【００２９】
図１に示したように、これらの原廃水貯留槽10に貯留された原廃水Ａが、経路12を介して曝気処理装置14に導入され、曝気処理装置14にて有機性廃水である原廃水が、好気性生物処理されるようになっている。なお、この場合、曝気処理装置14での好気性生物処理とは、すなわち、「生物酸化」によって、有機物を二酸化炭素若しくは水などの無機物に分解する処理であり、用いられる好気性微生物としては、下水浄化のための活性汚泥法において用いられているグラム陰性またはグラム陽性桿菌、例えば、シュードモナス(Pseudomonas) 属およびバチルス(Bacillus)属であり、これらの接種菌体は、通常の下水浄化処理プラントから得られるものである。この場合、曝気処理装置14の温度は、10〜50℃、通常は、20〜30℃の温度範囲となるような条件で操作するが、より効率よく処理するには、高温の方が好ましく、例えば、下水余剰汚泥から分離した中温菌を用いる場合には、35〜40℃の範囲で操作するようにする。何れにしても微生物による酸化分解反応が効率良く十分に生じうるように、前記温度範囲の中から最適な温度条件を選択して操作するようにする。また、曝気処理装置14で好気性で微生物分解をするための装置としては、特に限定されるものではなく、要するに、散気装置が反応槽に具備してなるものであれば使用可能である。なお、この場合、反応槽としては、バッチ式でも、連続方式の何れも使用可能である。
【００３０】
つづいて、このように曝気処理装置14で処理された処理水Ｂは、沈殿装置16に導入されて固液分離され、固液分離された上澄液Ｃは、放流先の排出基準に従い、必要であれば、硝化脱窒素若しくはオゾン処理などの三次処理を施し、河川放流又は修景用水などとして利用されるようになっている。
【００３１】
一方、沈殿装置16で分離された汚泥の一部Ｄは、還流経路18を介して、経路12に合流して原廃水Ａとともに、曝気処理装置14に導入されるようになっている。
【００３２】
なお、この還流量は、曝気処理装置14での微生物の保持量により決定される。
【００３３】
さらに、この沈殿装置１６で分離された残りの汚泥Ｅ（すなわち、曝気処理装置１４での増殖汚泥量に相当）は、経路２０、２２を介して、可溶化処理装置２４に導入されるようになっている。可溶化処理装置２４では、高温条件で嫌気的若しくは好気的に有機性汚泥の可溶化が行われる。この場合、高温条件において用いられる嫌気性若しくは好気性微生物の接種菌体（好熱菌）は、下水余剰汚泥から分離した好熱菌であり、微生物（好熱菌）による可溶化反応と熱による物理化学的な熱分解の両作用が同時に効率良く十分に生じうるように、高温条件における温度を６０℃〜８０℃の範囲、好ましくは７０℃の範囲で操作するようにする。
【００３４】
さらに、可溶化処理装置24で好気的に微生物分解をするための装置として、従来の散気装置を具備してなるもの、嫌気性で微生物分解をするための装置としては、（1)槽内の液を循環することにより撹拌する方法、（2)生成ガスを循環曝気することにより撹拌する方法、（3)撹拌翼などの撹拌機を設置する方法、（4)活性微生物固定手段を有するなど、活性微生物と処理対象汚泥とを効率的に接触させる手段を具備したものであれば使用可能である。なお、この場合、反応槽としては、バッチ式でも、連続方式の何れも使用可能である。
【００３５】
このように、可溶化処理装置24で可溶化した可溶化処理液Ｆは、返送経路26を介して、経路20に設けられた熱交換器28を経由し、返送経路30を介して、オゾン酸化処理装置31に導入されるようになっている。オゾン酸化処理装置31では、可溶化処理装置24で可溶化した可溶化処理液Ｆには、溶解性有機物（VDS)が含まれ、この中には、高分子性多糖類などの生物難分解性の有機物が多く残存し、BOD （生物学的酸素要求量）が低い値であっても、TOD （総酸素要求量）の高い褐色を呈する廃水が発生するが、これをオゾン酸化処理装置31でオゾン酸化処理することによって低分子化して、これを再び返送経路33を介して最初の曝気処理装置14に還流した際に、炭酸ガスと水に完全に無機化しやすくなって、システム全体として余剰汚泥の発生を極力抑制することができる。
【００３６】
この場合、オゾン処理方法としては、高温可溶化処理液をオゾンと接触させて酸化分解して低分子化するが、接触方法としては、オゾン酸化処理装置に高温可溶化処理液を導入して、オゾンを吹き込む方法の他、送泥管中にオゾンを注入するなどの方法が採用することができる。また、オゾンの反応性を高めるため、過酸化水素を添加したり、触媒として酸化チタンなどを投入することも考えられる。使用するオゾンとしては、オゾンガスの他、オゾン含有空気、オゾン化空気などが使用でき、オゾンの使用量（吹き込み量）は、反応効率及び経済性を考慮して0.02〜0.2g-O3 /g-VDS（VDS 1g当たりのオゾンのｇ数）の範囲であるのが好ましく、その吹き込み時間（反応時間）は、２時間以上とするのが好適である。なお、オゾン処理に用いられ、不要となった使用済みのオゾンは大気汚染防止や作業環境の保全の見地から0.1ppm以下にすることが望ましく、その使用済みオゾンの処理方法としては、活性炭吸着分解法や触媒分解法を用いることができる。また、使用済みオゾンを有効利用する場合は、使用済みオゾンを殺菌、脱色、脱臭の目的で、本発明の装置及び方法の後工程（すなわち、活性汚泥水処理系の３次処理）に用いたり、又は、高温可溶化槽に導入して汚泥の可溶化及び可溶化物の低分子化に利用することも可能である。
【００３７】
次に、オゾン酸化処理装置31においてオゾン酸化処理された処理液Ｆ’は、経路12に合流されて原廃水Ａとともに曝気処理装置14に導入して好気性生物処理が行われ、前述したように処理サイクルが繰り返されるようになっている。
【００３８】
なお、熱交換器28では、沈殿装置16で固液分離した汚泥Ｅを、可溶化処理装置24で可溶化された可溶化処理液Ｆで加温することにより、熱損失を極力抑えるようになっている。
【００３９】
このように、可溶化処理装置24で可溶化すると、固形分が減少するが、生物難分解性の有機物が多く含まれるため、それを曝気処理装置14に導入して好気性生物処理すると、難分解物質が未分解のまま処理水中に残留することになるが、オゾン酸化処理装置31で難分解物質を低分子化して、生物分解性にすることにより、曝気処理装置14にて生物的に分解、無機化できる。この時、可溶化分が分解されて一部が汚泥となるので、その増殖分も考慮して、可溶化処理装置24で汚泥を可溶化すると余剰汚泥発生が理論上なくなることとなり、余剰汚泥の濃縮、消化、脱水、コンポスト化、焼却といった工程を経ることがないために、設備の簡素化、コスト低減化等が図れることとなる。
【００４０】
図２は、本発明の活性汚泥処理装置及び活性汚泥処理方法の第２の実施例の概略図である。前述した第１の実施例と基本的には同一の参照番号を付している。
【００４１】
第１の実施例と相違するところは、可溶化処理装置24で可溶化された処理液Ｆを曝気処理装置14に返送する返送経路30に、第２の沈殿装置32を設けた点が相違する。すなわち、第２の沈殿装置32にて処理液Ｆは固液分離され、上澄み液である処理水Ｇは、返送経路34を介して、オゾン酸化処理装置31に導入されてオゾン酸化処理された後に、返送経路33を介して経路12に合流されて原廃水Ａとともに曝気処理装置14に導入して好気性生物処理が行われ、前述したように処理サイクルが繰り返されるようになっている。一方、第２の沈殿装置32にて固液分離された沈殿物である余剰汚泥Ｈは、適宜、濃縮、消化、脱水、コンポスト化、焼却される。この第２の沈殿装置32を設けた理由は、処理する廃水性状によっては、系内に不溶性無機物若しくは生物難分解物が蓄積することが考えられるためである。
【００４２】
すなわち、特に不溶性無機物では、ある程度の蓄積は汚泥の比重を増加する効果がるために、バルキング防止の面からも好ましいものではあるが、必要以上の蓄積は、単位汚泥当たりの活性低下につながるため、通常、単位汚泥乾燥重量当たりの灰分量が40％を越えた時に、汚泥を一部、余剰汚泥として抜き取るためである。
【００４３】
なお、余剰汚泥Ｈは、高温槽を通過しているために、溶存ガスが少なく、沈降性の優れた汚泥であるので、沈殿分離が容易であり、また、高温槽を通過しているために、雑菌が殺菌されており、コンポスト化する場合、雑菌が少ないためにコンポスト化が速いものである。すなわち、雑菌が多く存在すると、有用なコンポスト化菌を種菌として入れても、他の雑菌が栄養源をとって増殖するために、コンポスト菌が十分に増殖できないうちに栄養源がなくなってしまうことになり、効率が悪くなるのに対して、本発明のように雑菌が殺菌されているところに、コンポスト菌を入れた場合に、コンポスト菌のみが優先的に増殖でき、効率よくできるからである。
【００４４】
また、余剰汚泥Ｈの一部Ｉを、余剰汚泥還流経路36を介して、第１の沈殿装置16に返送するか、又は沈殿装置16の負担を軽減するために返送経路38を介して経路20に返送するようにすれば、生物難分解固形物も可溶化処理装置24でさらに分解されるので、より余剰汚泥の発生を防止することができる。
【００４５】
図３は、本発明の活性汚泥処理装置及び活性汚泥処理方法の第３の実施例の概略図である。前述した第２の実施例と基本的には同一の参照番号を付している。
【００４６】
第２の実施例と相違するところは、第２の沈殿装置32にて処理液Ｆは固液分離され、上澄み液である処理水Ｇは、返送経路34を介して、オゾン酸化処理装置31に導入されてオゾン酸化処理された後に、返送経路33を介して経路12に合流されて原廃水Ａとともに曝気処理装置14に導入して好気性生物処理が行われる代わりに、上澄み液である処理水Ｇを返送経路34を介して、オゾン酸化処理装置31に導入されてオゾン酸化処理された後に、返送経路34' を介して、曝気処理装置14の中間部に返送するようにした点が相違する。これは、曝気処理装置14がプラグフロー形式である場合、可溶化処理装置24で可溶化されオゾン酸化処理装置31でオゾン酸化処理された可溶化物をそのまま曝気処理装置14の流入部に返送すると、曝気処理装置14の流入部の負荷が大きくなるために分注方式にして曝気処理装置14の流入部の負荷を低減するようにしたものである。なお、このことは、前述した第１の実施例にも適用可能であることは勿論である。
【００４７】
【実施例】
実施例１
内径150mm 、高さ1mのステンレス製の熱媒を循環させるジャケット方式の円筒型反応槽を用いて、可溶化槽は温度70℃、通気量0.1vvm、反応液量10L で、オゾン酸化槽は温度30℃、反応液量1L、オゾン注入量0.1g-O3 /g-VDS（VDS 1g当たりのオゾンのｇ数）で運転した。処理汚泥は、活性汚泥処理をした余剰汚泥（固形物濃度SS＝2.4 ％、揮発性有機物質濃度VSS ＝85％）を用い、可溶化槽及びオゾン酸化槽の滞留時間をそれぞれ５日、0.5 日とした。可溶化槽では、5 日の滞留時間で、約50％の固形物（VSS として60％) が可溶化され、同時に有機物の指標であるVM（揮発性物質)(Volatile matter)も50％除去された。
【００４８】
その後、オゾン酸化処理した場合とオゾン酸化処理しない場合の性状を比較した結果を下記の表１に示した。表１の結果から明らかなように、オゾン酸化処理した処理液中では、オゾン酸化処理する前の高温可溶化処理液と比較して、TOD に対するBOD の割合が多い。すなわち、生物難分解性の有機物が低分子化されて、生物分解可能な有機物が多くなっていることがわかる。なお、オゾン酸化した処理液を曝気槽に導入したところ、発生する余剰汚泥量の減少が認められた。
【００４９】
【表１】
0003725212.tif 000002
【００５０】
【発明の作用・効果】
本発明の活性汚泥法における余剰汚泥処理方法及びそのための活性汚泥処理装置によれば、有機性廃水を好気性生物処理した後、処理液を処理水と汚泥に固液分離した後、余剰汚泥を高温で可溶化した高温可溶化処理液をオゾン酸化処理装置でオゾン酸化処理して、これを再び好気性生物処理するように構成したので、以下のような顕著で特有な作用効果を奏する極めて優れた発明である。
【００５１】
（１）高温可溶化処理液には、溶解性有機物（VDS)が含まれ、この中には、高分子性多糖類などの生物難分解性の有機物が多く残存し、BOD （生物学的酸素要求量）が低い値であっても、TOD （総酸素要求量）の高い褐色を呈する廃水が発生するが、これをオゾン酸化処理装置でオゾン酸化処理することによって、溶解性有機物（VDS)に含まれる高分子性多糖類などの生物難分解性の有機物が低分子化されて、これを再び好気性生物処理することによって、炭酸ガスと水に完全に分解しやすくなって無機化されることとなり、その結果、発生する余剰汚泥の量を極めて低減でき、余剰汚泥の濃縮、消化、脱水、コンポスト化、焼却といった工程を極力避けることができるために、設備の簡素化、コスト低減化等が図れる。
【００５２】
（２）可溶化処理装置で可溶化された処理液を曝気処理装置に返送する返送経路に、第２の沈殿装置を設けた構成のものでは、単位汚泥当たりの活性低下につながる不溶性無機物の過度の蓄積を防止するため、灰分量が40％を越えた時に、汚泥を一部、余剰汚泥として抜き取ることができるので、単位汚泥当たりの活性が低下することがない。
【００５３】
（３）余剰汚泥が発生しても、余剰汚泥は、高温槽である可溶化槽を通過しているために、溶存ガスが少なく沈降性の優れた汚泥であるので、沈殿分離が容易でであり、また、高温槽を通過しているために、雑菌が殺菌されており、コンポスト化する場合、雑菌が少ないためにコンポスト化が速いものである。
【００５４】
（４）余剰汚泥の一部を、還流経路を介して、第１の沈殿装置に返送するように構成したものでは、生物難分解物も可溶化処理装置でさらに分解されるので、より余剰汚泥の発生を防止することができる。
【００５５】
（５）沈殿装置で固液分離した余剰汚泥を、可溶化処理装置で可溶化された可溶化処理液で加温するための熱交換器を設けた構成のものでは、熱損失を極力抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の活性汚泥処理装置及び活性汚泥処理方法の第１の実施例の概略図である。
【図２】図２は、本発明の活性汚泥処理装置及び活性汚泥処理方法の第２の実施例の概略図である。
【図３】図３は、本発明の活性汚泥処理装置及び活性汚泥処理方法の第３の実施例の概略図である。
【図４】図４は、従来の活性汚泥法を示す概略図である。
【図５】図５は、従来の別の活性汚泥法を示す概略図である。
【符号の説明】
１０・・・ 原廃水貯留槽
１４・・・ 曝気処理装置
１６・・・ 沈殿装置
１８・・・ 還流経路
２４・・・ 可溶化処理装置
２８・・・ 熱交換器
３０・・・ 返送経路
３１・・・ オゾン酸化処理装置
３２・・・ 第２の沈殿装置
３３・・・ 返送経路
３４、３４’・・・ 返送経路
３６・・・ 余剰汚泥還流経路
Ａ・・・ 原廃水
Ｂ・・・ 処理水
Ｃ・・・ 上澄液
Ｄ・・・ 返送汚泥
Ｅ・・・ 汚泥
Ｆ・・・ 可溶化処理液
Ｆ’・・・ オゾン酸化処理液
Ｇ・・・ 処理水
Ｈ・・・ 余剰汚泥
【図１】
0003725212.tif 000003
【図２】
0003725212.tif 000004
【図３】
0003725212.tif 000005
【図４】
0003725212.tif 000006
【図５】
0003725212.tif 000007