(57)【要約】【課題】早期の安定運転を可能とすることができる凝集沈殿活性汚泥処理システム、及びその運転方法を提供する。【解決手段】本実施形態に係る凝集沈殿活性汚泥処理システム１００は、無機添加槽２において第１の無機凝集剤を添加するのみならず、第２の無機凝集剤によって水酸化物汚泥を作成し、処理水に供給する水酸化物汚泥槽５を備えると共に、無機添加槽２において活性汚泥と水酸化物汚泥とを混合している。従って、システムの立ち上げ運転時に無機添加槽２にて活性汚泥と水酸化物汚泥を混合することによって、第１の無機凝集剤のみを用いる場合に比して、早く汚泥沈降性を向上させることができる。以上によって、凝集沈殿活性汚泥処理システム１００の早期の安定運転が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥を有し、導入される原水を生物学的処理する生物反応部と、
前記生物反応部からの処理水に第１の無機凝集剤を添加する第１の無機凝集剤添加部と、
前記第１の無機凝集剤添加部で前記第１の無機凝集剤を添加した処理水が導入され、汚泥を沈降分離する沈殿部と、
前記沈殿部で沈殿分離した前記汚泥の一部を前記生物反応部に返送汚泥として返送する返送ラインと、
第２の無機凝集剤によって水酸化物汚泥を作成し、前記生物反応部からの処理水に供給する水酸化物汚泥作成部と、
ｐＨの調整を行うと共に、前記活性汚泥と前記水酸化物汚泥とを混合する混合部と、を備える凝集沈殿活性汚泥処理システム。
【請求項２】
前記混合部では、ｐＨが５〜５．５に調整される、請求項１に記載の凝集沈殿活性汚泥処理システム。
【請求項３】
活性汚泥を有し、導入される原水を生物学的処理する生物反応部と、
前記生物反応部からの処理水に第１の無機凝集剤を添加する第１の無機凝集剤添加部と、
前記第１の無機凝集剤添加部で前記第１の無機凝集剤を添加した処理水が導入され、汚泥を沈降分離する沈殿部と、
前記沈殿部で沈殿分離した前記汚泥の一部を前記生物反応部に返送汚泥として返送する返送ラインと、を備える凝集沈殿活性汚泥処理システムの運転方法であって、
システムの立ち上げ運転時、及びシステムの立ち上げ運転前の少なくとも一方で、第２の無機凝集剤によって水酸化物汚泥を作成する工程と、
前記水酸化物汚泥を、前記生物反応部からの処理水に供給する工程と、
ｐＨ調整を行うと共に、前記活性汚泥と前記水酸化物汚泥とを混合する工程と、を備える凝集沈殿活性汚泥処理システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集沈殿活性汚泥処理システム、及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性排水などの原水を曝気槽で活性汚泥処理し、この曝気槽からの処理水を沈殿槽で固液分離し汚泥を沈降させると共に上澄水を得る水処理システムに比して、汚泥沈降性の向上を図る所謂凝集沈殿活性汚泥処理システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の凝集沈殿活性汚泥処理システムは、有機性排水を曝気槽に導入して活性汚泥処理し、この曝気槽からの処理水を沈降分離槽（沈殿部）に導入して凝集剤を添加することで凝集フロックを生成すると共に、槽内の液面から底面に向けて清澄層、凝集フロック層、濃縮汚泥層を順に形成するものであり、凝集フロックを生成し粗大化させることにより汚泥沈降性を高めると共に、この汚泥沈降性の向上により、処理水質を向上し、安定運転を可能とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２９００８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような凝集沈殿活性汚泥処理システムにあっては、システム立ち上げから安定運転までの期間が長く、その期間短縮が望まれていた。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、早期の安定運転を可能とすることができる凝集沈殿活性汚泥処理システム、及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る凝集沈殿活性汚泥処理システムは、活性汚泥を有し、導入される原水を生物学的処理する生物反応部と、生物反応部からの処理水に第１の無機凝集剤を添加する第１の無機凝集剤添加部と、第１の無機凝集剤添加部で第１の無機凝集剤を添加した処理水が導入され、汚泥を沈降分離する沈殿部と、沈殿部で沈殿分離した汚泥の一部を生物反応部に返送汚泥として返送する返送ラインと、第２の無機凝集剤によって水酸化物汚泥を作成し、生物反応部からの処理水に供給する水酸化物汚泥作成部と、ｐＨの調整を行うと共に、活性汚泥と水酸化物汚泥とを混合する混合部と、を備える。
【０００８】
本発明に係る凝集沈殿活性汚泥処理システムは、生物反応部で活性汚泥処理し、この処理水に第１の無機凝集剤を添加し、汚泥を沈殿分離し、汚泥の一部を返送ラインで返送する構成を有することで、汚泥沈降性を高めることができる。ここで、第１の無機凝集剤のみを添加する場合、システムの立ち上げ運転時では沈降速度は遅く、沈降速度を向上させるためには第１の無機凝集剤を継続的に添加する必要がある。これに対し、本発明に係る凝集沈殿活性汚泥処理システムは、第１の無機凝集剤添加部のみならず、第２の無機凝集剤によって水酸化物汚泥を作成し、処理水に供給する水酸化物汚泥作成部を備えると共に、活性汚泥と水酸化物汚泥とを混合する混合部を備えている。従って、システムの立ち上げ運転時に混合部にて活性汚泥と水酸化物汚泥を混合することによって、第１の無機凝集剤のみを用いる場合に比して、早く汚泥沈降性を向上させることができる。以上によって、凝集沈殿活性汚泥処理システムの早期の安定運転が可能となる。
【０００９】
本発明に係る凝集沈殿活性汚泥処理システムにおいて、混合部では、ｐＨが５〜５．５に調整されてよい。これによって、混合部において活性汚泥と水酸化物汚泥との混合性を高めることができる。
【００１０】
本発明に係る凝集沈殿活性汚泥処理システムの運転方法は、活性汚泥を有し、導入される原水を生物学的処理する生物反応部と、生物反応部からの処理水に第１の無機凝集剤を添加する第１の無機凝集剤添加部と、第１の無機凝集剤添加部で第１の無機凝集剤を添加した処理水が導入され、汚泥を沈降分離する沈殿部と、沈殿部で沈殿分離した汚泥の一部を生物反応部に返送汚泥として返送する返送ラインと、を備える凝集沈殿活性汚泥処理システムの運転方法であって、システムの立ち上げ運転時、及びシステムの立ち上げ運転前の少なくとも一方で、第２の無機凝集剤によって水酸化物汚泥を作成する工程と、水酸化物汚泥を、生物反応部からの処理水に供給する工程と、ｐＨ調整を行うと共に、活性汚泥と水酸化物汚泥とを混合する工程と、を備える。
【００１１】
本発明に係る凝集沈殿活性汚泥処理システムの運転方法では、システムの立ち上げ運転時、及びシステムの立ち上げ運転前の少なくとも一方で、第２の無機凝集剤によって水酸化物汚泥を作成する工程を備えている。また、水酸化物汚泥を、生物反応部からの処理水に供給する工程と、ｐＨ調整を行うと共に、活性汚泥と水酸化物汚泥とを混合する工程と、を備えている。従って、システムの立ち上げ運転時に活性汚泥と水酸化物汚泥を混合することによって、第１の無機凝集剤のみを用いる場合に比して、早く汚泥沈降性を向上させることができる。以上によって、凝集沈殿活性汚泥処理システムの早期の安定運転が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、早期の安定運転を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る凝集沈殿活性汚泥処理システムのブロック構成図である。
【図２】変形例に係る混合部を示す図である。
【図３】従来の凝集沈殿活性汚泥処理システムのブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明による凝集沈殿活性汚泥処理システムの一実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１に示すように、凝集沈殿活性汚泥処理システム１００は、有機性排水などの原水が導入される曝気槽１、無機添加槽２、ｐＨ調整槽３、高速凝集沈殿槽４をこの順に接続して備えると共に、高速凝集沈殿槽４と曝気槽１とを接続する汚泥返送ラインＬ１及びこの汚泥返送ラインＬ１から分岐する余剰汚泥排出ラインＬ２を備える。また、凝集沈殿活性汚泥処理システム１００は、水酸化物汚泥を作成して、曝気槽１と無機添加槽２との間の処理水のラインＬ３に供給する水酸化物汚泥槽５を備えている。
【００１６】
曝気槽１は、活性汚泥を有する槽で、有機性排水などの原水を導入し曝気による生物学的処理（好気性処理）を行うことで有機成分（ＢＯＤ）を分解する槽である。曝気槽１の底部にはブロワから空気を供給されて、処理水を曝気する曝気装置１１が設けられている。
【００１７】
無機添加槽２は、曝気槽１からの活性汚泥を含む処理水がラインＬ３を通して導入され、当該処理水に第１の無機凝集剤を添加する第１の無機凝集剤添加部として機能する槽である。無機添加槽２は、第１の無機凝集剤及び処理水を、例えば撹拌等により混合することで、活性汚泥に対して無機凝集剤の金属成分を電気化学的に反応させて金属成分の水酸化物のフロックを生成する。また、無機添加槽２は、少なくとも水酸化物汚泥槽５よりも下流側において、ｐＨ調整を行うと共に活性汚泥と水酸化物汚泥槽５からの水酸化物汚泥とを混合する混合部としても機能する槽である。
【００１８】
無機添加槽２は、第１の無機凝集剤を供給可能な第１の無機凝集剤供給部１２と接続されている。第１の無機凝集剤として、硫酸バンドやＰＡＣ等のＡｌ系の無機凝集剤を用いてもよく、例えばＦｅ系の無機凝集剤を用いてもよく、要は、活性汚泥と電気化学的反応する金属成分（ＡｌやＦｅ）とを有していればよい。
【００１９】
無機添加槽２は、ｐＨ調整のための酸を供給する酸供給部１３と接続されている。酸供給部１３は、凝集沈殿活性汚泥処理システム１００の立ち上げ運転時において、無機添加槽２内の処理水のｐＨが、活性汚泥と水酸化物汚泥槽５からの水酸化物汚泥とを混合するのに適したｐＨとなるように酸の供給を行う。混合に適したｐＨは、例えば５〜５．５である。ｐＨが当該下限値より低い場合、生物処理に影響が及ぼされる場合がある。一方、ｐＨが当該上限値より高い場合、凝集性（活性汚泥と無機凝集剤との結合性）を十分に上げることができない場合がある。酸供給部１３が供給する酸として、例えば硫酸（Ｈ２ＳＯ４）や塩酸（ＨＣｌ）などを適用してよい。
【００２０】
ｐＨ調整槽３は、無機添加槽２からのフロックを含む処理水をラインＬ４を通して導入され、当該処理水のｐＨを調整する槽である。すなわち、ｐＨ調整槽３は、活性汚泥と水酸化物汚泥との混合のためにｐＨ調整（ｐＨを下げるような調整）を行った無機添加槽２よりも下流側において、排水処理に適したｐＨとなるようにｐＨが上がるように調整する槽である。ｐＨ調整槽３は、ｐＨ調整のためのアルカリを供給するアルカリ供給部１４と接続されている。アルカリ供給部１４は、ｐＨ調整槽３内の処理水のｐＨが、混合汚泥（活性汚泥と水酸化物汚泥とが混合した汚泥）の沈殿性が良くなるｐＨとなるように、アルカリの供給を行う。沈殿に適したｐＨは、例えば６〜８である。アルカリ供給部１４が供給するアルカリとして、例えば苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）などを適用してよい。
【００２１】
高速凝集沈殿槽４は、ｐＨ調整槽３からのフロックを含む処理水をラインＬ５を通して導入されると共に、高分子凝集剤が添加され、フロックを粗大化した粗大フロックを生成する槽である。
【００２２】
この高速凝集沈殿槽４は、具体的には、槽４ａ内に直立状態で配設されたミキシングチャンバ４ｂ内にｐＨ調整槽３からのフロックを含む処理水を導入すると共に、ミキシングチャンバ４ｂ内に高分子凝集剤供給部１６から供給されることによって高分子凝集剤が添加され、この状態で、ミキシングチャンバ４ｂ内に配設された回転ミキサ（高分子凝集剤攪拌翼）４ｃの回転による撹拌を行う。これにより、高速凝集沈殿槽４は、高分子凝集剤とフロックとの接触性を高めてフロックを集合させ粗大化した粗大フロックを生成すると共に、このミキシングチャンバ４ｂ内の粗大フロックを含む処理水を、水平且つ放射状に延び回転する分配管４ｄから槽４ａ内に均等に分散供給し、槽４ａ内に均等な上昇流を形成することで、粗大フロックを沈降分離させて槽４ａ内底部に濃縮汚泥層を形成する一方で、この濃縮汚泥層の上に、凝集フロック層、上澄みである清澄層を順に形成する。
【００２３】
汚泥返送ラインＬ１は、高速凝集沈殿槽４の濃縮汚泥層の凝集汚泥である金属成分含有凝集汚泥の一部を返送汚泥として曝気槽１に返送するためのものであり、余剰汚泥排出ラインＬ２は、システムで余剰となる余剰汚泥を系外に排出するためのものである。
【００２４】
水酸化物汚泥槽５は、第２の無機凝集剤によって水酸化物汚泥を作成し、曝気槽１からの処理水に供給する水酸化物汚泥作成部として機能する槽である。水酸化物汚泥槽５は、活性汚泥を含む水に第２の無機凝集剤を添加して撹拌等することにより、当該第２の無機凝集剤の金属成分の水酸化物を生成させる。水酸化物汚泥槽５は、ラインＬ６を通じて、曝気槽１と無機添加槽２との間のラインＬ３を通る処理水に対して、水酸化物汚泥を供給する。なお、水酸化物汚泥を供給する場所は、ラインＬ６でなくとも、少なくとも活性汚泥によって生物学的処理がなされる部分より下流側であり、且つ、活性汚泥と水酸化物汚泥とを混合する混合部よりも上流側（または後述の図３に示す変形例のように、混合部自体に供給してもよい）であればどこであってもよい。水酸化物汚泥槽５は、曝気槽１、無機添加槽２、ｐＨ調整槽３、及び高速凝集沈殿槽４の順の処理水の流れとは切り離された位置に設けられた槽であるため、システムの立ち上げ運転時に、予め活性汚泥と第２の無機凝集剤を十分に反応させて水酸化物汚泥を作成しておくことができる。水酸化物汚泥槽５では、汚泥濃度を曝気槽１や無機添加槽２と同等かそれ以上とすることにより、効率よく水酸化物を作成している。
【００２５】
水酸化物汚泥槽５は、第２の無機凝集剤を供給可能な第２の無機凝集剤供給部１７と接続されている。第２の無機凝集剤として、第１の無機凝集剤と同様なものを用いてよく、硫酸バンドやＰＡＣ等のＡｌ系の無機凝集剤を用いてもよく、例えばＦｅ系の無機凝集剤を用いてもよく、要は、活性汚泥と電気化学的反応する金属成分（ＡｌやＦｅ）とを有していればよい。
【００２６】
水酸化物汚泥槽５は、ｐＨ調整のためのアルカリを供給するアルカリ供給部１８と接続されている。アルカリ供給部１８は、水酸化物汚泥槽５内の水のｐＨが、水酸化物を作成するのに適したｐＨとなるようにアルカリの供給を行う。水酸化物を作成するのに適したｐＨは、例えば６〜８である。アルカリ供給部１８が供給するアルカリとして、例えばＮａＯＨやＣａ（ＯＨ）２などを適用してよい。
【００２７】
このような凝集沈殿活性汚泥処理システム１００では、通常運転時においては（システムの立ち上げ運転が完了し、沈降分離が安定した安定運転を行っている状態）、有機性排水が曝気槽１に導入されて活性汚泥処理され、この曝気槽１からの活性汚泥を含む処理水が無機添加槽２に導入され第１の無機凝集剤が添加されることで、活性汚泥と第１の無機凝集剤の金属成分が電気化学的に反応しフロックである金属成分含有一次凝集汚泥が生成される。また、この無機添加槽２からの金属成分含有凝集汚泥を含む処理水が高速凝集沈殿槽４に導入され高分子凝集剤が添加されることで、粗大化した金属成分含有凝集汚泥が生成される。この金属成分含有凝集汚泥が槽３ａ内に均等に分散供給されることで、底部から上部に向かって濃縮汚泥層、凝集フロック層、清澄層が順に形成され、濃縮汚泥層の金属成分含有凝集汚泥の一部は返送汚泥として汚泥返送ラインＬ１を通して曝気槽１に返送され当該曝気槽１の汚泥濃度が維持される一方で、余剰汚泥は余剰汚泥排出ラインＬ２を通して系外に排出される。なお、安定運転を行っているときには、水酸化物汚泥槽５での水酸化物汚泥の作成及び供給は停止していてよく、無機添加槽での酸供給部１３も停止してよい。
【００２８】
次に、凝集沈殿活性汚泥処理システム１００のシステムの立ち上げ運転の際の動作について説明する。
【００２９】
凝集沈殿活性汚泥処理システム１００のシステムの立ち上げ運転時は、曝気槽１にて有機性排水などの原水が曝気槽１に導入されて活性汚泥処理がなされる。この処理水は、無機添加槽２へ導入されて、第１の無機凝集剤供給部１２から第１の無機凝集剤が供給される。
【００３０】
一方、水酸化物汚泥槽５では、槽中の水にアルカリ供給部１８からアルカリが供給されて水酸化物汚泥の作成に適したｐＨとなるように調整がなされると共に、第２の無機凝集剤供給部１７から第２の無機凝集剤が供給される。これによって水酸化物汚泥槽５にて金属成分の水酸化物が作成される。なお、水酸化物汚泥槽５での水酸化物の作成は、システムの立ち上げ運転時に行ってもよく、システムの立ち上げ運転前に予め行っておいてもよく、立ち上げ運転時及び立ち上げ運転前の両方で行ってもよい。
【００３１】
水酸化物汚泥槽５で作成された水酸化物汚泥は、曝気槽１からの処理水へ導入され、当該処理水と共に無機添加槽２に導入される。無機添加槽２では、酸供給部１３から酸が供給されて水酸化物汚泥と活性汚泥との混合に適したｐＨに調整がなされ、撹拌等によって水酸化物汚泥と活性汚泥との混合がなされる。また、第１の無機凝集剤供給部１２から第１の無機凝集剤が供給され、活性汚泥と反応して金属成分含有一次凝集汚泥が生成される。
【００３２】
無機添加槽２からの処理水はｐＨ調整槽３に導入される。ｐＨ調整槽３では、アルカリ供給部１４からアルカリが供給されて混合汚泥の沈殿性が良くなるｐＨとなるように調整がなされる。ｐＨ調整がなされた処理水は、高速凝集沈殿槽４へ導入されると共に、前述の通常運転時と同様な処理がなされる。このとき、混合汚泥中には十分な量の水酸化物が含まれているため、高速凝集沈殿槽４での汚泥の沈降速度は速く、粗大フロックを十分に沈降分離させることができる。
【００３３】
次に、本実施形態に係る凝集沈殿活性汚泥処理システム１００の作用・効果について説明する。
【００３４】
まず、図３を参照して、従来の凝集沈殿活性汚泥処理システム２００について説明する。図３に示すように、従来の凝集沈殿活性汚泥処理システム２００は、曝気槽１と、反応槽６と、高速凝集沈殿槽４と、を備えている。曝気槽１及び高速凝集沈殿槽４は、本実施形態に係る凝集沈殿活性汚泥処理システム１００と同様の構成を有する。反応槽６では、アルカリ供給部１４によってアルカリの供給がなされると共に、第１の無機凝集剤供給部１２から第１の無機凝集剤が供給される。
【００３５】
ここで、従来の凝集沈殿活性汚泥処理システム２００では、第１の無機凝集剤を添加し始めた当初は、沈降速度も遅く、継続して第１の無機凝集剤を添加することによって徐々に汚泥沈降性が向上する。従って、システムの立ち上げ運転時においては、活性汚泥に所定量の第１の無機凝集剤、高分子凝集剤を添加して連続運転を行い、凝集沈降性の向上を確認しながら沈殿槽負荷を調整していた。以上より、従来の凝集沈殿活性汚泥処理システム２００では、システムの立ち上げから安定運転までの期間が長い（数か月程度）という問題があった。
【００３６】
一方、本実施形態に係る凝集沈殿活性汚泥処理システム１００は、無機添加槽２において第１の無機凝集剤を添加するのみならず、第２の無機凝集剤によって水酸化物汚泥を作成し、処理水に供給する水酸化物汚泥槽５を備えると共に、無機添加槽２において活性汚泥と水酸化物汚泥とを混合している。従って、システムの立ち上げ運転時に無機添加槽２にて活性汚泥と水酸化物汚泥を混合することによって、第１の無機凝集剤のみを用いる場合に比して、早い段階で汚泥沈降性を向上させることができる。以上によって、凝集沈殿活性汚泥処理システム１００の早期の安定運転が可能となる。
【００３７】
本実施形態に係る凝集沈殿活性汚泥処理システム１００において、無機添加槽２では、ｐＨが５〜５．５に調整される。これによって、混合部として機能する無機添加槽２において活性汚泥と水酸化物汚泥との混合性を高めることができる。
【００３８】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
上述の実施形態では、無機添加槽２が、第１の無機凝集剤を添加する第１の無機凝集剤添加部として機能すると同時に、活性汚泥と水酸化物汚泥とを混合する混合部として機能していた。これに代えて、第１の無機凝集剤添加部として機能する部分と、混合部として機能する部分とを分離（別々の槽としてよく、あるいは、一の層の中で仕切りを設けてもよい）してもよい。
【００４０】
また、曝気槽１と無機添加槽２とが別の槽として構成されていたが、例えば、図２に示すように、曝気槽１の一部を仕切り、上流側を曝気部２１とし、下流側を水酸化物汚泥と活性汚泥との混合部２２としてもよい。混合部２２には、ｐＨ調整のための酸が酸供給部１３から供給され、水酸化物汚泥が水酸化物汚泥槽５から供給される。なお、混合部２２に第１の無機凝集剤を添加してもよく、別の槽にて添加してもよい。
【００４１】
上述の実施形態では、高速凝集沈殿槽４のミキシングチャンバ４ｂに高分子凝集剤が添加されているが、高分子凝集剤を添加するための凝集槽を別途設けてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…曝気槽（生物反応部）、２…無機添加槽（第１の無機凝集剤添加部、混合部）、４…高速凝集沈殿槽（沈殿部）、５…水酸化物汚泥槽（水酸化物汚泥作成部）、１００…凝集沈殿活性汚泥処理システム、Ｌ１…返送ライン。
【図１】
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【図２】
2014166613.tif 000004
【図３】
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