(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚水を、生物処理の前処理工程（以下前処理工程）に受け入れた後、生物処理工程で生物処理し、生物処理工程で発生した汚泥を汚泥処理工程に導入して、該汚泥処理工程の汚泥循環槽と腐植質を含む充填剤と接触する汚泥接触槽との間を循環させながら処理し、得られる腐植質を含む分離液及び／又は汚泥を、前記有機性汚水の前処理工程に返送する生物処理方法において、前記汚泥循環槽内の汚泥濃度を測定し、該測定値に基づいて前記汚泥循環槽内の汚泥濃度を一定範囲内に調節しながら処理することを特徴とする有機性汚水の生物処理方法。
【請求項２】
前記汚泥循環槽内の汚泥濃度の調節は、生物処理工程からの汚泥引抜量を制御して行うことを特徴とする請求項１記載の有機性汚水の生物処理方法。
【請求項３】
前記前処理工程に返送する腐植質を含む分離液及び／又は汚泥の返送量は、前記汚泥循環槽内の汚泥濃度の測定値に基づいて制御することを特徴とする請求項１又は２記載の有機性汚水の生物処理方法。
【請求項４】
有機性汚水に腐植質を含む分離液及び／又は汚泥を混合する前処理槽と、前記前処理槽の処理水を処理する生物処理槽と、前記生物処理槽の処理水を沈殿処理して汚泥を分離する沈殿槽と、前記生物処理槽及び沈殿槽からの汚泥を受け入れて貯留し、貯留した汚泥の攪拌処理を行う汚泥受槽と、汚泥に腐植質ペレットを接触させて散気処理して汚泥に好気性生物反応を行う汚泥接触槽と、前記汚泥受槽から汚泥を受け入れて汚泥を前記汚泥受槽との間で循環させると共に、前記汚泥接触槽との間で汚泥を循環させて汚泥を調質する汚泥循環槽と、前記汚泥循環槽から汚泥を受け入れて沈降処理を行い、該汚泥から分離された腐植質を含む分離液及び／又は汚泥を前記前処理槽に返送する分離液槽とを有する有機性汚水の生物処理装置において、前記汚泥循環槽内の汚泥濃度を測定する汚泥濃度計と、前記汚泥循環槽の汚泥濃度に基づいて、分離液及び／又は汚泥の前処理槽への返送量を制御する比率設定器とを具備していることを特徴とする有機性汚水の生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性汚水の生物処理方法に係り、特に、生活雑排水や屎尿等が含まれる農業集落排水等の有機性汚水の浄化に適した生物処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水等の有機性汚水の処理を行う上では、有機性汚水自体が含有している悪臭の放散と、また、処理系内で生じた汚泥が滞留中に嫌気性分解を起こしての悪臭の発生がみられ、各槽の発生臭気は相当強く、作業環境の悪化を招いていた。
そこで、悪臭防止対策として、下水等の有機性汚水処理をしながら、汚水や汚泥からの臭気を液体の状態で防・脱臭する技術が種々開発され、以下に述べるような技術（便宜上、従来技術と称する）が知られる。この従来技術は、有機性汚水を前処理工程で汚泥と混合処理した後、この汚水を嫌気性ろ床槽で嫌気性微生物により処理した後に好気性ろ床槽で好気性微生物により処理し、好気性ろ床槽の処理水の一部を嫌気性ろ床槽に返送して嫌気性ろ床槽での悪臭を抑制し、また、他の処理水を沈殿槽に導いて汚泥を沈殿処理した後に消毒して放流する。
【０００３】
そして、嫌気性ろ床槽や沈殿槽で生じる汚泥は濃縮汚泥貯留槽に導いて濃縮し、また、この濃縮汚泥貯留槽とリアクターとの間で汚泥を循環させ、リアクターにおいて汚泥を腐植質ペレットと接触させて散気処理して酸化反応と微生物群の増殖を行い、この汚泥を濃縮汚泥貯留槽から循環汚泥として前処理工程に返送する。
しかしながら、上述した従来技術にあっては、嫌気性生物膜処理において汚泥滞留等に伴う嫌気性分解が起きて嫌気性汚泥が大量に発生する傾向にあり、悪臭抑制が不十分になるという問題、また、嫌気性ろ床部で発生した汚泥（前段汚泥）と、沈殿槽で発生した汚泥（後段汚泥）とが常に一定の比率で濃縮汚泥貯留槽に導入されるとは限らず、さらに、これらの汚泥が濃縮汚泥貯留槽内で偏在しやすく、前段汚泥と後段汚泥の比率の変動や偏在等に起因して悪臭が発生するという問題があった。
【０００４】
すなわち、通常、前段汚泥と後段汚泥の比率としては、前段汚泥の発生する絶対量が多いため、好気性生物反応が遅くなり、また、滞留時に嫌気性分解が起きやすいので、悪臭防止が困難であった。特に、濃縮汚泥貯留槽内における各汚泥の比率が変動した場合、また、汚泥が偏在した場合等に、リアクターの負荷も大きく変動し、酸化等の処理が不十分なことに起因して悪臭が発生し、さらに、酸化等の処理が不十分な汚泥が前処理工程に返送されることで前処理工程においても悪臭を引き起こすことがあった。
これらの問題を解決するために、本発明者らは先に特願平９−３６７４５２号及び特願平９−３６７４５３号を提案した。しかし、これらの技術においては、返送する分離液及び／又は汚泥の量は、汚水流入量に対して一定比率であった。
【０００５】
従来、分離液及び／又は汚泥の返送量は、
（ａ）  流入部の臭気強度、臭気濃度を測定し、その測定値により判断、
（ｂ）  改質汚泥を脱水し、その汚泥の脱水性、臭いにより判断、
上記（ａ）、（ｂ）により経験的に返送比率をコントロールしていた。
この方法は、臭気強度、臭気濃度の測定に時間と費用が係り、自動制御に利用しにくく、また汚泥の脱水も、実際に汚泥を脱水しなくてもよい別の汚泥管理指標が必要となる等の問題があった。
また、従来の技術によると、汚泥循環槽内の汚泥濃度を考慮していないため、槽内の汚泥濃度の低下による改質分離液及び／又は改質汚泥の質の低下が問題となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、汚水流入量が変動しても、臭気の発生を常に防止することができ、簡単な手段で操作できる有機性汚水の生物処理方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、有機性汚水を、生物処理の前処理工程（以下前処理工程）に受け入れた後、生物処理工程で生物処理し、生物処理工程で発生した汚泥を汚泥処理工程に導入して、該汚泥処理工程の汚泥循環槽と腐植質を含む充填剤と接触する汚泥接触槽との間を循環させながら処理し、得られる腐植質を含む分離液及び／又は汚泥を、前記有機性汚水の前処理工程に返送する生物処理方法において、前記汚泥循環槽内の汚泥濃度を測定し、該測定値に基づいて前記汚泥循環槽内の汚泥濃度を一定範囲内に調節しながら処理することとしたものである。
前記生物処理方法おいて、汚泥循環槽内の汚泥濃度の調節は、生物処理工程からの汚泥引抜量を制御して行うことができ、また、前記前処理工程に返送する腐植質を含む分離液及び／又は汚泥の返送量は、前記汚泥循環槽内の汚泥濃度の測定値に基づいて制御することができる。
【０００８】
また、本発明では、有機性汚水に腐植質を含む分離液及び／又は汚泥を混合する前処理槽と、前記前処理槽の処理水を処理する生物処理槽と、前記生物処理槽の処理水を沈殿処理して汚泥を分離する沈殿槽と、前記生物処理槽及び沈殿槽からの汚泥を受け入れて貯留し、貯留した汚泥の攪拌処理を行う汚泥受槽と、汚泥に腐植質ペレットを接触させて散気処理して汚泥に好気性生物反応を行う汚泥接触槽と、前記汚泥受槽から汚泥を受け入れて汚泥を前記汚泥受槽との間で循環させると共に、前記汚泥接触槽との間で汚泥を循環させて汚泥を調質する汚泥循環槽と、前記汚泥循環槽から汚泥を受け入れて沈降処理を行い、該汚泥から分離された腐植質を含む分離液及び／又は汚泥を前記前処理槽に返送する分離液槽とを有する有機性汚水の生物処理装置において、前記汚泥循環槽内の汚泥濃度を測定する汚泥濃度計と、前記汚泥循環槽の汚泥濃度に基づいて、分離液及び／又は汚泥の前処理槽への返送量を制御する比率設定器とを具備していることを特徴とする有機性汚水の生物処理装置としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に適する有機性汚水としては、生活雑排水や屎尿等が含まれる農業集落排水等であるが、これらに限らず、流入水に臭気を有する有機性汚水にすべて好適に本発明の処理方法を適用できる。
本発明の生物処理工程としては、嫌気性処理、好気性処理のいずれでもよく、汚水を生物学的に処理し、汚泥を排出する処理方法がすべて用いることができるが、特に、嫌気性条件下で生物処理し、次いで好気的条件下で生物処理し、処理液を一部嫌気性処理工程に循環して処理する生物処理方法、及び、汚水を複数の回分槽で曝気攪拌、沈殿、排出を繰り返す回分式の生物処理方法を用いることができる。
【００１０】
また、汚泥処理工程では、前記の生物処理工程で発生した汚泥、例えば嫌気性処理及び好気性処理で発生する汚泥を沈殿分離し、該沈殿分離した汚泥を汚泥循環槽と汚泥接触槽との間を循環させながら処理する。汚泥接触槽では、腐植質を含む充填剤と汚泥とを接触させる。充填剤としては、腐植土等のバチルス菌及び放線菌を含む優占菌を種菌として有する腐植質に、マグネシウム化合物、セルロース及びキチン質を混合したものであり、これについては本発明者らが先に出願している（特願平９−３６９４５４号）。そして、汚泥と該充填剤との接触は散気しながら、好気的生物処理して行うのがよい。
汚泥接触槽では、槽内の汚泥濃度を測定しており、この測定値に基づいて、槽内の汚泥濃度が一定の範囲内に入るように、生物処理工程から引き抜く汚泥量を制御しながら循環処理する。
【００１１】
すなわち、循環槽内の汚泥濃度が高いと、生物処理工程から引き抜く汚泥量を減らすか、前処理槽への返送量を増やすか、あるいは、循環槽から汚泥濃縮槽に引き抜く量を増やす。一方、循環槽内の汚泥濃度が低いと、生物処理工程から引き抜く汚泥量を増やすか、前処理槽への返送量を減らすか、あるいは、循環槽から汚泥濃縮槽に引き抜く量を減らす。
次で、前記のように生物処理された汚泥は、汚泥循環槽からそのままを、あるいは固液分離して分離液を前処理工程に返送する。この返送量は、汚泥循環槽の汚泥濃度の測定値に基づいて、前処理工程に受け入れる汚水の流入量に対して一定の汚泥の返送量となる比率で行い、具体的には、前処理工程に流入する汚水の流入量を流入流量計で測定すると共に、汚泥循環槽の測定した汚泥濃度に基づいて、比率設定器により測定した汚水の流入量に見合った分離液及び／又は汚泥の返送量とするように返送ポンプの回転数を制御して行うことができる。又は、返送ポンプの運転時間を自動的にタイマ設定することにより行うことができる。
【００１２】
次に、本発明を図面を用いて具体的に説明する。
図１は、本発明の処理方法を説明するフロー構成図である。
図１において、Ｗは汚水処理系、Ｃは汚泥処理系を示し、汚水処理系Ｗは、前処理工程１、流量調整槽２、嫌気性ろ床槽３、接触曝気槽４、沈殿槽５及び消毒槽９を有し、また汚泥処理系Ｃは、汚泥受槽６、汚泥循環槽７、汚泥接触槽８、分離液槽１０、汚泥濃縮槽１１及び汚泥貯留槽１２を有し、１３は汚水流量計、１４は比率設定器、１５は返送ポンプ、１７は汚泥濃度計を示す。
有機性汚水１６は、汚水流量計１３により流入量を計測されながら前処理工程に導入され、後述の分離液及び／又は汚泥２１と混合されて、粗大物の除去、砂等の除去及び曝気等の前処理を行った後、流量調整槽２に導入される。
【００１３】
流量調整槽２から、一定量の汚水が嫌気性条件下で生物膜処理する嫌気性ろ床槽３に流入し、後段の接触曝気槽４から返送される処理水２０と混合されて、一部脱窒素され、接触曝気槽４に流入され好気的に生物処理される。該接触曝気槽４の処理水は一部が２０から嫌気性ろ床槽３に返送され、残部は沈殿槽５に導入される。
沈殿槽５で分離された処理水は、消毒槽９で消毒して放流される。一方、沈殿槽５で沈殿した汚泥１９は、嫌気性ろ床槽３から引き抜かれる汚泥１８と共に汚泥受槽６に導入される。汚泥受槽６に導入された汚泥は、汚泥循環槽７に送り出されるが、汚泥循環槽７には汚泥濃度計１７が備えられており、汚泥循環槽７内の汚泥濃度が一定範囲内に入るように、汚泥受槽から送り出される汚泥量を、及び嫌気ろ床槽及び沈殿槽より送り出される汚泥量を制御している。
【００１４】
この汚泥を汚泥循環槽７と汚泥接触槽８との間を循環させ、汚泥接触槽８で腐植質を含む充填剤と接触させて散気処理し、汚泥循環槽７内の汚泥の一部を分離液槽１０に流出し、他部を汚泥濃縮槽１１に導入して汚泥を濃縮後、汚泥貯留槽１２に貯留する。
分離液槽１０に流入した汚泥は、汚泥を沈降分離して上澄み液である腐植質を含む分離液、又は、分離せずにそのまま、又は分離した汚泥と共に、前処理工程１に返送２１する。
前処理工程１への返送２１は、汚水の流入量を汚水流量計１３で計測し、また、汚泥循環槽内の汚泥濃度又は分離液槽１０に流入する汚泥濃度を汚泥濃度計１７で測定し、その測定値に基づいて、比率設定器１４により、汚水の流入量に比例した量だけの分離液及び／又は汚泥の返送量を返送ポンプ１５の回転数を制御することにより返送する。又は、汚水の流入量を１時間ごとに積算し、また、汚泥濃度を１時間ごとに測定し、それらの量に比例して、その後の１時間の分離液及び／又は汚泥の返送ポンプの運転時間を制御して返送することもできる。
【００１５】
図２に、本発明の処理方法の他のフロー構成図を示す。
図２において、図１との相違は、汚水処理系Ｗのみにあり、汚泥処理系Ｃ及び分離液及び／又は汚泥の返送については差異はない。
図２では汚水処理系Ｗの生物処理工程を回分槽２２ａ、２２ｂで行っており、流量調整槽２から回分槽への汚水の導入は、複数の回分槽２２ａ,２２ｂに時系列的に行い、回分槽２２ａ,２２ｂから分離された汚泥２３ａ,２３ｂがそれぞれ汚泥受槽６に導入され図１と同様に汚泥処理される。一方、回分槽の上澄水は処理水として散水ポンプ槽２４に流入して、その後消毒槽９に導入して消毒後に放流される。
なお、回分槽は１槽のみでも使用でき、その場合２２ｂ,２３ｂは不要となる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）  汚泥循環槽の汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を測定することにより、改質分離液及び／又は改質汚泥の過剰又は不足を防止でき、汚泥濃度の測定値を手動又は自動制御に利用できる。
（２）  同様に生物処理工程からの汚泥引抜量の過剰又は不足を防止できる。
（３）  上記により、改質分離液及び／又は改質汚泥を返送する本処理方法を、経験によるものではなく、数値化して自動制御を行い、最適処理条件で処理することができる。
（４）  汚泥循環槽の汚泥を自動的に引き抜いて脱水する汚泥脱水装置において、引抜き汚泥濃度が一定範囲内であれば、汚泥供給量と薬品注入量を一定にして所定の含水率の脱水汚泥を得ることができる。
（５）  汚泥濃度と臭気とは比例関係があるから、汚泥濃度を臭気の少ない濃度に保つことにより、臭気抑制効果を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理方法の一例を示すフロー構成図。
【図２】本発明の処理方法の他の例を示すフロー構成図。
【符号の説明】
１：前処理工程、２：流量調整槽、３：嫌気性ろ床槽、４：接触曝気槽、５：沈殿槽、６：汚泥受槽、７：汚泥循環槽、８：汚泥接触槽、９：消毒槽、１０：分離液槽、１１：汚泥濃縮槽、１２：汚泥貯留槽、１３：汚水流量計、１４：比率設定器、１５：返送ポンプ、１６：汚水、１７：汚泥濃度計、２２ａ、２２ｂ：回分槽、２４：散水ポンプ槽、
Ｃ：汚泥処理系、Ｗ：汚水処理系
【図１】
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【図２】
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