(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体に微生物が付着した多数の微生物付着担体を槽内で流動させながら、前記槽内に流入する廃水と接触させることにより前記廃水を処理する処理槽と、該処理槽の後段に設けられ該処理槽からの処理水に同伴して流出する活性汚泥を沈降分離する固液分離槽と、前記固液分離槽で分離した活性汚泥を前記処理槽に返送する返送路と、を備えた廃水処理装置の立上げ運転方法において、
前記処理槽を直列に複数配設し、立上げ運転時に、各処理槽に対して前記固液分離槽から返送する返送汚泥量を順番に減少させて、返送汚泥量を減少させている処理槽内の微生物付着担体を馴養することを特徴とする廃水処理装置の立上げ運転方法。
【請求項２】
前記処理槽は曝気装置を備えた曝気槽であると共に、前記返送汚泥量を減少させている最中は、当該曝気槽の曝気量を前記返送汚泥量を減少させる以前の曝気量よりも減らすことを特徴とする請求項１の廃水処理装置の立上げ運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、廃水処理装置の立上げ運転方法に係り、特に、担体に微生物が付着した多数の微生物付着担体を曝気により槽内で流動させて廃水を処理する流動床式の廃水処理装置の立上げ運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
担体に微生物が付着した多数の微生物付着担体を曝気により槽内で流動させて廃水を処理する流動床式の廃水処理装置は、高負荷型の廃水処理装置として注目されている。
【０００３】
図４は、従来技術に係わる流動床式の廃水処理装置の一般的な構成を示す構成図である。
【０００４】
図４に示すように、流動床式の廃水処理装置は、曝気装置１を備えた１つの曝気槽２と、固液分離槽３と、固液分離槽３で沈降分離させた活性汚泥を曝気槽２に返送する返送汚泥ライン７で構成される。曝気槽２内には担体に微生物が付着した多数の微生物付着担体４が収納され、曝気槽２の流出口５には、処理水と微生物付着担体４とを分離すると共に微生物付着担体４の流出を防止するスクリーン６が設けられる。尚、符号８は返送汚泥ポンプ、符号９はブロアーである。
【０００５】
この流動床式の廃水処理装置は、担体に微生物が付着し、曝気槽２内に高濃度の微生物を保持できることから固液分離槽３からの汚泥返送を行わずに廃水を処理可能であると共に、廃水の高負荷処理が可能であるというメリットがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、流動床式の廃水処理装置は、担体に微生物が付着して担体に十分な生物膜が形成されるまでは処理性能が十分に発揮されず、廃水の処理が不安定になる為、運転の立上げ時は、低負荷で運転を行うと共に、汚泥返送を行って曝気槽２内に微生物濃度を一定に保持して廃水を処理しながら、微生物付着担体４の馴養を行う。そして、微生物付着担体４に十分な生物膜が形成されたら汚泥の返送を停止すると共に高負荷にして定常運転を行うようにしている。
【０００７】
従って、従来の流動床式の廃水処理装置は、高負荷処理が可能になるまでに微生物付着担体４の微生物を増殖させて十分な生物膜を形成するための馴養期間が長くかかるという欠点があった。
【０００８】
また、立上げ時に返送汚泥量を多くすれば処理性能を大きくできるが、曝気槽２内に浮遊微生物が多く存在することになり廃水との接触効率が微生物付着担体４よりも高くなってしまう。この為、微生物付着担体４よりも浮遊微生物の方が増殖のための基質を獲得し易くなるので、浮遊微生物の方が微生物付着担体４よりも増殖し易くなり、微生物付着担体４の増殖を逆に抑制してしまい馴養が遅くなるという問題がある。
【０００９】
従って、微生物付着担体４の馴養期間を短縮するためには、返送汚泥量を減らして微生物付着担体４当たりの処理負荷を大きくする必要があるが、返送汚泥量を減らした状態で負荷が大きいと処理水の品質が低下するので、それも問題がある。
【００１０】
このことから、従来の流動床式の廃水処理装置における立上げ時の汚泥返送量は、処理水の水質と微生物付着担体４の増殖とのバランスを確認しながら慎重に調整しなくてはならないために、運転者の高度な熟練が要求されるという欠点がある。
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、運転の立上げ時における微生物付着担体の馴養期間を短縮できると共に、立上げ時の処理水水質も良好にでき、しかも立上げ時の運転に熟練を要しない廃水処理装置の立上げ運転方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、担体に微生物が付着した多数の微生物付着担体を槽内で流動させながら、前記槽内に流入する廃水と接触させることにより前記廃水を処理する処理槽と、該処理槽の後段に設けられ該処理槽からの処理水に同伴して流出する活性汚泥を沈降分離する固液分離槽と、前記固液分離槽で分離した活性汚泥を前記処理槽に返送する返送路と、を備えた廃水処理装置の立上げ運転方法において、前記処理槽を直列に複数配設し、立上げ運転時に、各処理槽に対して前記固液分離槽から返送する返送汚泥量を順番に減少させて、返送汚泥量を減少させている処理槽内の微生物付着担体を馴養することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、処理槽を直列に複数配設し、立上げ運転時に、返送汚泥量制御装置により各処理槽に対して前記固液分離槽から返送する返送汚泥量を順番に減少させて、返送汚泥量を減少させている処理槽内の微生物付着担体を馴養するようにした。これにより、返送汚泥量を減少している処理槽内における浮遊微生物濃度が減少するので、微生物付着担体が増殖し易くなり、微生物付着担体の馴養期間を短縮できる。一方、返送汚泥量が減少した処理槽での廃水処理性能は低下するが、返送汚泥量を減少させない残りの処理槽内おける浮遊微生物濃度は高く、廃水処理性能が維持されるので、処理水の水質が悪化することもない。この操作を、各処理槽について順番に行えば、処理水の水質を悪化させることなく、全ての処理槽内の微生物付着担体を確実に且つ短期間に馴養することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って、本発明の廃水処理装置の立上げ運転方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１６】
図１は、本発明の立上げ運転方法を実施する廃水処理装置を模式的に図示した模式図であり、処理槽として槽内に曝気を行う曝気槽の例で説明する。
【００１７】
図１に示すように、廃水処理装置１０は、主として、第１段目曝気槽１２と、第２段目曝気槽１４と、固液分離装置１５とで構成され、第１段目曝気槽１２と第２段目曝気槽１４には微生物を付着して多数の微生物付着担体１６を形成するための多数の担体が投入される。第１段目曝気槽１２と第２段目曝気槽１４とは、廃水の流れに対して直列に配設されており、被処理水は第１段目曝気槽１２、第２段目曝気槽１４の順に処理される。曝気槽１２、１４の底部には、曝気装置１８が配設され、ブロアー２０から圧縮エアが供給される。これにより、曝気槽１２、１４内を好気性にすると共に、曝気槽１２、１４内において多数の微生物付着担体１６が流動する流動床が形成される。この微生物付着担体１６に使用される担体の材質としては、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエチレン等の合成樹脂が好ましい。また、形状としては、特に限定されないが、球状、網状、中空円筒状、波状等で、且つ比表面積が大きいものが好ましい。尚、本実施の形態では、曝気槽１２、１４を２段直列に配設した例で説明するが、２段以上であってもよい。
【００１８】
第２段目曝気槽１４からの処理水は、固液分離槽１５に流出し、処理水に同伴して流出した活性汚泥が沈降分離される。
【００１９】
曝気槽１２、１４の流出口には、流出液を微生物付着担体１６と分離すると共に、微生物付着担体１６の流出を防止するスクリーン２２が配設される。
【００２０】
固液分離槽１５の底部に接続された返送汚泥ライン２４は、途中で分岐され、それぞれの分岐管２４Ａ、２４Ｂが第１段目曝気槽１２と第２段目曝気槽１４に延設される。この返送汚泥ライン２４には、汚泥を返送する返送汚泥ポンプ２６が設けられると共に、分岐位置には、第１段目曝気槽１２と第２段目曝気槽１４に返送する汚泥返送量を制御する返送汚泥量制御装置２８が設けられる。これにより、固液分離槽１５からの返送される返送汚泥量を、第１段目曝気槽１２、第２段目曝気槽１４ごとに個別に制御することができる。
【００２１】
次に、上記の如く構成された廃水処理装置１０の立上げ運転方法を説明する。
【００２２】
第１段目曝気槽１２及び第２段目曝気槽１４に微生物を付着させる担体と活性汚泥を共存させた状態で、曝気装置１８から空気を曝気して前記担体を流動させて微生物付着担体１６を形成すると共に、固液分離槽１５で沈降分離された活性汚泥を返送汚泥ライン２４を介して返送しながら廃水の生物学的処理を行う。この時、廃水処理装置１０で処理する負荷を、定常運転時の負荷である目標負荷の１／３程度とし、処理性能が良好であることを確認した後、返送汚泥ライン２４に設けた返送汚泥量制御装置２８により第１段目曝気槽１２に返送する返送汚泥量を減少する。この場合、返送汚泥量を一気に減少させないで段階的に減少させて最終的にゼロにすることが好ましい。これにより、第１段目曝気槽１２内の浮遊微生物濃度が減少するので、微生物付着担体１６と廃水との接触効率が良くなり増殖のための基質を獲得し易くなる。従って、微生物付着担体１６を短期間で馴養して菌体数を増加させることができる。この時、第１段目曝気槽１２内における浮遊微生物濃度が低下して第１段目曝気槽１２から流出する流出液の水質が悪化するが、第２段目曝気槽１４に返送する返送汚泥量は減少させないで処理性能を高く維持するので、廃水処理装置１０から最終的に流出する処理水の水質を良好に維持することができる。そして、第１段目曝気槽１２における微生物付着担体１６の馴養後は、微生物付着担体１６は高濃度に菌体を付着しているので、廃水処理装置への廃水流入量を増加させて処理負荷量を定常運転時の目標負荷まで段階的に上昇させる。
【００２３】
次に、返送汚泥量制御装置２８を制御して第２段目曝気槽１４の汚泥返送量を減少させて第１段目曝気槽１２と同様に第２段目曝気槽１４内の微生物付着担体を馴養する。この場合、第２段目曝気槽１４での処理性能は低下するが、第１段目曝気槽１２内の微生物付着担体１６は増殖して処理性能が向上しているので、第２段目曝気槽１４での処理性能の低下を補うことができる。これにより、廃水処理装置１０から最終的に排出する処理水の水質を良好に維持できる。そして、最終的には第２段目曝気槽１４に返送する返送汚泥量もゼロとする。これにより、高負荷運転が可能な定常運転に移行し、定常運転時は固液分離槽１５で沈降分離された活性汚泥は、余剰汚泥として定期的に系外に排出される。
【００２４】
このように、本発明の廃水処理装置１０の立上げ運転方法によれば、曝気槽１２、１４を２段直列に配設し、第１段目曝気槽１２の返送汚泥量を減少させた後、第２段目曝気槽１４の返送汚泥量を減少させるようにしたので、処理水の水質を悪化させることなく、第１及び第２段目曝気槽１２、１４内の微生物付着担体１６を短期間で確実に馴養することができる。従って、運転の立上げ時における微生物付着担体１６の馴養期間を短縮できると共に、立上げ時の処理水の水質も良好にできる。また、本発明の立上げ運転方法は、従来のように、処理水の水質と微生物付着担体１６の増殖とのバランスを確認しながら返送汚泥量を慎重に調整しなくてもよいので、運転者の高度な熟練を必要としない。
【００２５】
図２は、本発明の立上げ運転方法を実施する第２の実施の形態を示したもので、脱窒槽のような無酸素槽、あるいはメタン発酵槽のような嫌気槽における流動床式の廃水処理装置に本発明を適用した場合である。
【００２６】
第２の実施の形態における廃水処理装置３０は、図１の曝気装置１８を備えた第１段目曝気槽１２及び第２段目曝気槽１４を、攪拌器３２、３２を備えた第１段目無酸素槽３４（又は嫌気槽）及び第２段目無酸素槽３６（又は嫌気槽）に置き換えることにより構成され、その他の固液分離槽１５、スクリーン２２、返送汚泥ライン２４、返送汚泥ポンプ２６、返送汚泥量制御装置２８等は図１と同様である。そして、無酸素槽３４、３６（又は嫌気槽）には、脱窒菌等の処理に対応した微生物を付着するための多数の担体が投入されて微生物付着担体３８、３８…が形成される。尚、無酸素槽３４、３６（又は嫌気槽）は２段直列に配設した図で示したが、曝気槽１２、１４の場合と同様で、２段以上であってもよい。
【００２７】
本発明の第２の実施の形態の場合も第１の実施の形態と同様に、運転の立上げ時における微生物付着担体３８の馴養期間を短縮できると共に、立上げ時の処理水の水質も良好にでき、しかも立上げ時の運転に熟練を要しない。
【００２８】
【実施例】
次に本発明の廃水処理装置の立上げ運転方法（以下「発明法」という）と、従来の廃水処理装置の立上げ運転方法（以下「従来法」という）と比較した実施例を説明する。
【００２９】
本試験では、図１に示した２槽の曝気槽を直列に配設して成る本発明の廃水処理装置と、図４に示した曝気槽が１槽から成る従来法の廃水処理装置とで、立上げ期間を比較した。
【００３０】
本発明及び従来法ともに試験装置は、曝気槽と固液分離槽と汚泥返送ラインとで構成し、本発明の曝気槽は容積１Ｌのものを２槽直列に接続し、従来法の曝気槽は容積２Ｌのものを使用した。また、曝気槽底部にボールフィルタを設置し、曝気槽内に空気を曝気した。固液分離槽の沈降汚泥は、曝気槽に返送し、返送率は被処理水量比（対原水比）１００％の条件で行い、条件に応じて返送率を低減した。
【００３１】
本試験で使用した被処理水は、市販ウスターソースを１５０倍に希釈し、ＢＯＤ濃度を１５００ｍｇ／Ｌとしたものを試験装置に連続供給した。微生物を付着する担体は、ポリプロピレン製の中空円筒形状担体（直径４ｍｍ、長さ４ｍｍ）を曝気槽容積の１５％になるように添加した。
【００３２】
そして、従来法では、ＢＯＤ容積負荷が１ｋｇ／ｍ3 ・日で運転を開始し処理性能が安定した後、負荷上昇を段階的に行った。そして、ＢＯＤ容積負荷が３ｋｇ／ｍ3 ・日に達した後、処理性能を確認しながら汚泥返送量を段階的に減少させた。
【００３３】
一方、発明法では、ＢＯＤ容積負荷が１ｋｇ／ｍ3 ・日で運転を開始し処理性能が安定した後、第１段目曝気槽への汚泥返送量を段階的に減少させて無返送とした（図３の第一段）。その後、負荷上昇を段階的に行い、ＢＯＤ容積負荷が３ｋｇ／ｍ3 ・日に達した後、第２段目曝気槽の汚泥返送量を段階的に減少させて無返送とした（図３の第二段）。
【００３４】
図３は、本試験における発明法と従来法のそれぞれについて、経過日数とＢＯＤ容積負荷、汚泥返送率、ＢＯＤ除去率との関係を示したものである。
【００３５】
図３の結果から分かるように、ＢＯＤ容積負荷が３ｋｇ／ｍ3 ・日の条件でＢＯＤ除去率が９５％を達成するまでの日数を比較すると、従来法では３０日かかっているのに対し、発明法では１８日に短縮された。これにより、本発明の廃水処理装置の立上げ運転方法は、立上げ期間を従来法の６０％に短縮することができた。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の廃水処理装置及びその立上げ運転方法によれば、運転の立上げ時における微生物付着担体の馴養期間を短縮できると共に、立上げ時の処理水水質も良好にでき、しかも立上げ時の運転に熟練を要しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の立上げ運転方法を実施する廃水処理装置の第１の実施の形態の構成を模式的に示した模式図
【図２】  本発明の立上げ運転方法を実施する廃水処理装置の第２の実施の形態の構成を模式的に示した模式図
【図３】  本発明の廃水処理装置の立上げ運転方法と従来法とを比較した実施例を説明する説明図
【図４】  従来の廃水処理装置の構成を模式的に示した模式図
【符号の説明】
１０、３０…廃水処理装置、１２…第１段目曝気槽、１４…第２段目曝気槽、１６、３８…微生物付着担体、１８…曝気装置、２０…ブロアー、２２…スクリーン、２４…返送汚泥ライン、２６…返送汚泥ポンプ、２８…返送汚泥量制御装置、３２…攪拌器、３４…第１段目無酸素槽（嫌気槽）、３６…第２段目無酸素槽（嫌気槽）
【図１】
0003654164.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003654164.tif 000004
【図４】
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