(57)【要約】  余剰汚泥の量を抑制しつつ、生物処理槽内に無機物が蓄積することを抑制することができる汚泥排出制御装置および水処理システム、汚泥排出制御方法を得ることを目的とする。  水処理システム１００は、オゾン反応部１０によりオゾン処理された汚泥含有処理水５を生物処理槽１に返送する汚泥含有処理水返送ポンプ１３と、汚泥含有処理水５を処理水７と濃縮汚泥８に分離する固液分離槽６と、濃縮汚泥８の一部を生物処理槽１に返送する濃縮汚泥返送ポンプ９と、余剰の濃縮汚泥８を余剰汚泥として系外に排出する濃縮汚泥排出ポンプ１５と、余剰汚泥の排出を制御する汚泥排出制御装置１４とを備える。汚泥排出制御装置１４は、オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知部１４１と、オゾン処理開始検知部１４１がオゾン処理の開始を検知した後に、濃縮汚泥排出ポンプ１５に余剰汚泥の排出を開始させる汚泥排出指示部１４５を備える。
2019193646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の水を生物処理槽にて生物処理し、前記生物処理で生じる汚泥含有処理水にオゾン処理を施して前記生物処理槽に返送するとともに、固液分離手段により前記汚泥含有処理水から分離された濃縮汚泥の一部を濃縮汚泥返送手段によって前記生物処理槽に返送し、余剰の前記濃縮汚泥を余剰汚泥として濃縮汚泥排出手段により系外に排出する水処理システムに設けられ、前記余剰汚泥の排出を制御する汚泥排出制御装置であって、
前記オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知手段と、
前記オゾン処理開始検知手段が前記オゾン処理の開始を検知した後に、前記余剰汚泥を排出する濃縮汚泥排出処理を前記濃縮汚泥排出手段に開始させる汚泥排出指示手段と
を備えたことを特徴とする汚泥排出制御装置。
【請求項２】
前記オゾン処理の開始および停止を制御するオゾン処理制御手段をさらに備えた請求項１に記載の汚泥排出制御装置。
【請求項３】
前記オゾン処理制御手段は、前記オゾン処理を予め定められた時間間隔で間欠的に実施させる請求項２に記載の汚泥排出制御装置。
【請求項４】
予め定められた待機時間を前記オゾン処理の開始からカウントする待機時間カウント手段をさらに備え、前記汚泥排出指示手段は、前記待機時間のカウントが終了した後に、前記濃縮汚泥排出処理を前記濃縮汚泥排出手段に開始させる請求項１から３のいずれか１項に記載の汚泥排出制御装置。
【請求項５】
処理対象の水を生物処理する生物処理槽と、
前記生物処理により生じる汚泥含有処理水をオゾン処理するオゾン処理手段と、
前記オゾン処理により処理された前記汚泥含有処理水を前記生物処理槽に返送する汚泥含有処理水返送手段と、
前記汚泥含有処理水を処理水と濃縮汚泥に分離する固液分離手段と、
前記汚泥含有処理水から分離された前記濃縮汚泥の一部を前記生物処理槽に返送する濃縮汚泥返送手段と、
余剰の前記濃縮汚泥を余剰汚泥として系外に排出する濃縮汚泥排出手段と、
前記余剰汚泥の排出を制御する請求項１から４のいずれか１項に記載の汚泥排出制御装置と
を備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項６】
前記濃縮汚泥返送手段および前記濃縮汚泥排出手段は、前記固液分離手段から流出する前記濃縮汚泥を輸送し、返送方向と排出方向とを切り替える切替手段により前記濃縮汚泥の輸送先が切り替えられる濃縮汚泥輸送手段であり、前記汚泥排出制御装置は、前記オゾン処理の開始を検知した後に前記切替手段を排出方向に切り替えて、前記濃縮汚泥を系外に排出させる請求項５に記載の水処理システム。
【請求項７】
前記生物処理槽と前記固液分離手段との間に設けられ、溶解性リンを不溶化する凝集剤を前記汚泥含有処理水に添加する凝集剤添加手段をさらに備えた請求項５または６に記載の水処理システム。
【請求項８】
前記凝集剤添加手段は、前記オゾン処理の開始から予め定められた時間の間、前記汚泥含有処理水に添加する凝集剤の量を増加させる請求項７に記載の水処理システム。
【請求項９】
前記オゾン処理手段に供給するオゾンを濃縮するオゾン濃縮手段をさらに備えている請求項５から８のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項１０】
処理対象の水を生物処理槽にて生物処理し、前記生物処理で生じる汚泥含有処理水にオゾン処理を施して前記生物処理槽に返送するとともに、固液分離手段により前記汚泥含有処理水から分離された濃縮汚泥の一部を濃縮汚泥返送手段によって前記生物処理槽に返送し、余剰の前記濃縮汚泥を余剰汚泥として濃縮汚泥排出手段により系外に排出する水処理システムにおいて前記余剰汚泥の排出を制御する汚泥排出制御方法であって、
前記オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知工程と、
前記オゾン処理開始検知工程の後に、前記余剰汚泥を系外に排出させる汚泥排出工程と
を備えたことを特徴とする汚泥排出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、水処理で発生する汚泥の排出を制御する汚泥排出制御装置および水処理システム、汚泥排出制御方法に関し、特に、発生した汚泥をオゾンで減容する水処理システムにおいて汚泥の排出を制御する汚泥排出制御装置および水処理システム、汚泥排出制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物を含有する廃水などの水を処理する方法として、微生物を利用した標準活性汚泥法などの処理方法が知られている。このような処理方法は、微生物を含んだ汚泥を用いて廃水の処理を行うもので、処理の進行に伴い廃水が浄化されると微生物の増殖も進行する。廃水の処理に伴って増殖した微生物は、再び廃水の処理に利用されるが、必要以上に微生物が増殖する場合もある。過剰に発生した微生物と他の浮遊物などを含む汚泥は、余剰汚泥と呼ばれる。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する必要がある。【０００３】
微生物を含んだ汚泥を用いて廃水の処理を行う処理方法において、汚泥を含む処理水は汚泥含有処理水と呼ばれる。汚泥含有処理水は、微生物による水の浄化が行われる生物処理槽で発生し、廃水の浄化に必要な汚泥と余剰汚泥をともに含有するため、固液分離槽において汚泥含有処理水を濃縮汚泥と処理水に分離した後、余剰汚泥を廃水処理系外に排出する。廃水の浄化に必要な汚泥は生物処理槽に返送し、処理水は河川または海に放流する。【０００４】
排出された余剰汚泥は、産業廃棄物として焼却処分、埋め立て処分、または嫌気条件下での発酵処分が施される。このような処分の実施には、多大なエネルギー、コスト、および新たな用地が必要となるため、余剰汚泥の発生量を低減することが求められている。【０００５】
従来、余剰汚泥の発生量を低減する方法のひとつとして、高濃度のオゾンを利用した汚泥減容化処理が知られている。具体的には、汚泥を含有する汚泥含有処理水を生物処理槽から槽外に引き抜いて、引き抜いた汚泥含有処理水と高濃度のオゾンガスを混合し、汚泥含有処理水内の汚泥を形成する有機物を分解する（例えば、特許文献１）。また、固液分離槽から曝気槽に汚泥を返送する返送汚泥路を改質層に分岐させて固液分離槽で分離された汚泥の一部を改質層に送り、改質層に送られた汚泥に対してオゾンを注入する（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２２６５３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４１７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
微生物による処理の対象となる廃水などの水には、有機物だけでなく砂または金属などの無機物も含まれるため、生物処理槽内の汚泥は、「微生物および有機物が集まった有機汚泥」（以下、「有機汚泥」）と「砂または金属などの無機物」（以下、「無機物」）から構成されるが、オゾンは汚泥中の有機汚泥を分解するものの無機物は分解しない。このため、汚泥含有処理水または汚泥にオゾンを注入する従来の汚泥減容化処理では、汚泥中の有機汚泥が分解される分だけ汚泥の量は減少するが、無機物の量は減少しない。無機物を減少させるためには固液分離槽で分離した汚泥を系外に排出すればよいが、汚泥を系外に排出する場合は無機物だけでなく有機汚泥も減少する。このように、汚泥中の有機汚泥はオゾン処理と系外への排出の両方で減少するのに対し、汚泥中の無機物は系外への排出でしか減少しない。一方、系外に排出する汚泥の量が多過ぎると、上述したように余剰汚泥の処分コストが増大する。また、生物処理槽に返送される汚泥の量が過少になり、廃水の処理に必要な量の微生物を生物処理槽内に維持できなくなる虞がある。したがって、系外に排出する余剰汚泥の量を抑制しつつ廃水の処理を行うと、処理の進行に伴って汚泥中の無機物の割合が次第に増加していき、生物処理槽に返送される無機物の量が増加して、生物処理槽内に無機物が蓄積していく虞がある。
無機物の蓄積により生物処理槽内の無機物の濃度が増加すると、固液分離槽において無機物を分離しきれなくなる虞がある。また、生物処理槽内の曝気による対流が悪化することで微生物の活性が低下し、処理水の水質が悪化する虞がある。【０００８】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、系外に排出する余剰汚泥の量を抑制しつつ、生物処理槽内に無機物が蓄積することを抑制することができる汚泥排出制御装置および水処理システム、汚泥排出制御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】
本願に開示される汚泥排出制御装置は、処理対象の水を生物処理槽にて生物処理し、生物処理で生じる汚泥含有処理水にオゾン処理を施して生物処理槽に返送するとともに、固液分離手段により汚泥含有処理水から分離された濃縮汚泥の一部を濃縮汚泥返送手段によって生物処理槽に返送し、生物処理槽に返送されない余剰の濃縮汚泥を余剰汚泥として濃縮汚泥排出手段により系外に排出する水処理システムに設けられ、余剰汚泥の排出を制御する汚泥排出制御装置であって、オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知手段と、オゾン処理開始検知手段がオゾン処理の開始を検知した後に、余剰汚泥を排出する濃縮汚泥排出処理を濃縮汚泥排出手段に開始させる汚泥排出指示手段とを備えたものである。【００１０】
また、本願に開示される汚泥排出制御方法は、処理対象の水を生物処理槽にて生物処理し、生物処理で生じる汚泥含有処理水にオゾン処理を施して生物処理槽に返送するとともに、固液分離手段により汚泥含有処理水から分離された濃縮汚泥の一部を濃縮汚泥返送手段によって生物処理槽に返送し、余剰の濃縮汚泥を余剰汚泥として濃縮汚泥排出手段により系外に排出する水処理システムにおいて余剰汚泥の排出を制御する汚泥排出制御方法であって、オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知工程と、オゾン処理開始検知工程の後に、余剰汚泥を系外に排出させる汚泥排出工程とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本願に開示される汚泥排出制御装置および汚泥排出制御方法によれば、系外に排出する余剰汚泥の量を抑制しつつ、生物処理槽内に無機物が蓄積することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１における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における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。
【図３】実施の形態２における水処理システムの構成を示す模式図である。
【図４】実施の形態２における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。
【図５】実施の形態３における水処理システムの構成を示す模式図である。
【図６】実施の形態３における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。
【図７】実施の形態４における水処理システムの構成を示す模式図である。
【図８】実施の形態４における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。
【図９】実施の形態５における水処理システムの構成を示す模式図である。
【図１０】実施の形態６における水処理システムの構成を示す模式図である。
【図１１】実施の形態６における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下に、実施の形態１を図１および図２に基づいて説明する。図１は、実施の形態１における水処理システムの構成を示す模式図である。水処理システム１００は、内部で廃水４の生物処理が行われる生物処理槽１、生物処理槽１内に空気を送り込む散気装置２、生物処理槽１で生成された汚泥含有処理水５を処理水７と濃縮汚泥８に分離する固液分離槽６、汚泥含有処理水５に対してオゾン処理を施すオゾン反応部１０、濃縮汚泥８の排出を制御する汚泥排出制御装置１４を備える。生物処理槽１に流入される廃水４は有機物を含んでいる。廃水４は、水処理システム１００で処理対象の水の一例である。固液分離槽６は、固液分離手段の一例である。オゾン反応部１０は、オゾン処理手段の一例である。
【００１４】
散気装置２は、空気供給装置３に接続されており、空気供給装置３から取得した空気を生物処理槽１内に供給し、生物処理槽１内を好気性条件とする。生物処理槽１では、微生物等の集合体である汚泥によって廃水４が好気性条件下で処理され、汚泥を含有する汚泥含有処理水５が生成される。空気供給装置３としては、必要な空気供給量に応じ、ブロア、コンプレッサ、及びポンプ等を用いることができる。なお、生物処理槽１の一部に好気性条件の環境が存在すればよいため、生物処理槽１の一部に、空気が供給されない、あるいは空気の供給が少ない嫌気性条件の環境が存在してもよい。また、生物処理槽１の構成は特に限定されず、嫌気槽、無酸素槽を含むＡ２Ｏ法またはＯＤ（オキシデーションディッチ法）など公知の技術を使用することができる。
【００１５】
生物処理槽１で生成された汚泥含有処理水５は、生物処理槽１と接続された固液分離槽６に送られる。固液分離槽６は、汚泥含有処理水５中の汚泥を沈殿させ、汚泥含有処理水５を処理後の処理水７と濃縮汚泥８とに分離する。固液分離槽６において分離された処理水７は、生物処理槽１から固液分離槽６に流入する汚泥含有処理水５の量と同じ量だけ固液分離槽６から流出される。処理水７の流出方法は特に限定されないが、例えばオーバーフロー方式を採用することができる。オーバーフロー方式を採用する場合、固液分離槽６に流入する汚泥含有処理水５の量と固液分離槽６から流出される処理水７の量をポンプなどの動力を用いずに同じにすることができる
【００１６】
固液分離槽６において分離された濃縮汚泥８は、濃縮汚泥配管１０１により固液分離槽６の外部に輸送される。濃縮汚泥配管１０１は、一端が固液分離槽６の下部または底部に接続され、他端が分岐して濃縮汚泥返送配管１０２と濃縮汚泥排出配管１０６に接続されている。濃縮汚泥返送配管１０２上には濃縮汚泥返送ポンプ９が設置されており、濃縮汚泥排出配管１０６上には濃縮汚泥排出ポンプ１５が設置されている。これにより、濃縮汚泥配管１０１に輸送される濃縮汚泥８の一部は濃縮汚泥返送ポンプ９の吸引により濃縮汚泥返送配管１０２を介して生物処理槽１に返送され、残りが濃縮汚泥排出ポンプ１５の吸引により濃縮汚泥排出配管１０６を介して水処理システム１００の系外に排出される。濃縮汚泥返送ポンプ９は、濃縮汚泥返送手段の一例であり、濃縮汚泥排出ポンプ１５は濃縮汚泥排出手段の一例である。
【００１７】
固液分離槽６としては、沈殿槽、または膜分離槽等を用いる。膜分離槽を用いる場合、いわゆる膜分離活性汚泥法で使用される膜モジュールを使用すればよい。
【００１８】
オゾン反応部１０は、引き抜き配管１０３を介して生物処理槽１と接続されており、生物処理槽１から引き抜かれた汚泥含有処理水５に対するオゾン処理がオゾン反応部１０において行われる。引き抜き配管１０３上には引き抜きポンプ１１が設置されており、引き抜きポンプ１１の吸引により生物処理槽１内の汚泥含有処理水５を連続的または間欠的にオゾン反応部１０へ送ることが可能となっている。引き抜きポンプ１１は、汚泥含有処理水５をオゾン反応部１０へ流入させる手段の一例である。なお、実施の形態１では生物処理槽１内の汚泥含有処理水５をオゾン反応部１０に送るが、オゾン反応部１０に汚泥含有処理水５中の汚泥を送ればよいので、例えば、固液分離槽６において分離された濃縮汚泥８をオゾン反応部１０に送る構成にしてもよい。この場合、引き抜き配管１０３は、一端が固液分離槽６の下部または底部に接続され、他端がオゾン反応部１０に接続される。
【００１９】
オゾン反応部１０は、オゾンガス配管１０４を介してオゾン発生器１２に接続されている。オゾン発生器１２は、例えば無声放電方式によりガス状のオゾンであるオゾンガスを発生させるもので、オゾン発生器１２で発生したガス状のオゾンはオゾンガス配管１０４からオゾン反応部１０に供給される。オゾン反応部に供給されたオゾンは、生物処理槽１からオゾン反応部１０に流入した汚泥含有処理水５中の有機汚泥と接触、反応し、有機汚泥を分解する。オゾンにより有機汚泥が分解された汚泥含有処理水５は、返送配管１０５を介して生物処理槽１に返送される。返送配管１０５上には返送ポンプ１３が設置されており、返送ポンプ１３の吸引によりオゾン反応部１０内の汚泥含有処理水５を連続的または間欠的に生物処理槽１へ返送することが可能となっている。オゾンガス配管１０４上にはガス流量計１７が設けられており、オゾン発生器１２からオゾン反応部１０に供給されるオゾンガスの量がガス流量計１７により計測される。なお、返送ポンプ１３は、汚泥含有処理水返送手段の一例であり、この汚泥含有処理水返送手段に限定されるものではない。汚泥含有処理水返送手段として、例えば、オゾン反応部１０が生物処理槽１よりも高い位置にある場合、自然落下を用いたものであってもよい。実施の形態１では図示しない制御部により引き抜きポンプ１１、オゾン発生器１２、および返送ポンプ１３の起動および停止が行われる。
【００２０】
なお、オゾン反応部１０の構成は、汚泥含有処理水５にオゾンを供給することができる公知の技術を使用すればよく、特に限定されない。例えば、オゾン反応部１０が汚泥含有処理水５を貯留でき、かつ散気管または気液混合器であるエジェクタ等が設置されている槽であり、散気管またはエジェクタを介してオゾンを供給してもよいし、オゾン反応部１０がエジェクタ等の気液混合器そのものであり、オゾンガス配管１０４から直接オゾンガスが供給される構成としてもよい。
【００２１】
オゾン反応部１０におけるオゾン処理も、バッチ方式、ＣＳＴＲ（連続槽型反応器）方式、ＰＦＲ（プラグフロー）方式など公知の技術を使用すればよく、特に限定されない。例えば、オゾン反応部１０が汚泥含有処理水５を貯留できる槽であり、引き抜きポンプ１１により汚泥含有処理水５をオゾン反応部１０に貯留、保持し、オゾン反応部１０に貯留、保持した汚泥含有処理水５に対してオゾン発生器１２で発生したオゾンガスを散気管またはエジェクタ等の気液混合器を介して供給した後、返送ポンプ１３を用いて汚泥含有処理水５を生物処理槽１に返送する場合はバッチ方式となる。また、例えば、オゾン反応部１０が汚泥含有処理水５を貯留できる槽であり、引き抜きポンプ１１により汚泥含有処理水５をオゾン反応部１０に流入させると同時に返送ポンプ１３を用いて汚泥含有処理水５を生物処理槽１に返送し、その間にオゾン発生器１２で発生したオゾンガスを散気管またはエジェクタ等の気液混合器を介して供給する場合はＣＳＴＲ方式となる。さらに、オゾン反応部１０がエジェクタ等の気液混合器そのものである場合は、ＰＦＲ方式となる。
【００２２】
オゾン発生器１２は、汚泥含有処理水５に含まれる有機汚泥に対するオゾン処理に必要とされる濃度および流量のオゾンガスを発生させる。オゾン発生器１２は、オゾン発生器１２にオゾンガスの原料を供給する原料供給装置（図示せず）、およびオゾン発生器１２を冷却する冷却装置（図示せず）に接続されている。
【００２３】
オゾン発生器１２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）、若しくはＰＶＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ 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、供給される酸素流量に対して０．０５〜５％の窒素、空気、または二酸化炭素を添加する添加ガス供給部を配置してもよい。
【００２４】
冷却装置は、オゾン発生器１２を冷却するための冷却媒体を循環させる循環ポンプと、オゾン発生器１２におい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とを備える。冷却器としては、液体−液体型及び液体−気体型から選択した熱交換型冷却器、または液体−フロン冷媒型のチラー等を用いても良い。また、極低温下の冷却を行う場合には、冷凍機を用いても良い。冷却媒体としては、一例として、一般的な水道水を用いてもよい。その他、不凍液またはスケール除去剤等が混入された水、イオン交換水、または純水を用いてもよい。さらに、エチレングリコールまたはエタノール等を用いてもよい。
【００２５】
オゾン発生器１２で発生させるオゾンガスの濃度は特に限定されないが、汚泥含有処理水５中の有機汚泥を効率的に分解して生分解性を向上させ、生物処理槽１における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器１２のみで生成可能なオゾンガス濃度を考慮し、オゾンガス濃度は１００ｍｇ／Ｌ以上４００ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、２５０ｍｇ／Ｌ以上４００ｍｇ／Ｌ以下がより好ましい。
【００２６】
オゾン発生器１２は、放電開始信号送信部１２１を備えている。放電開始信号送信部１２１は、オゾン処理の開始のためにオゾン発生器１２が起動し、オゾンガス生成のための放電が開始されると放電開始信号を送信する。
【００２７】
汚泥排出制御装置１４は、信号線Ｌ１を介してオゾン発生器１２と接続されるとともに、信号線Ｌ２を介して濃縮汚泥排出ポンプ１５と接続されている。また、汚泥排出制御装置１４は、オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知部１４１、すなわちオゾン処理開始検知手段と、濃縮汚泥排出の開始を指示する汚泥排出指示部１４５、すなわち汚泥排出指示手段を備える。オゾン処理では、オゾン発生器１２で発生させたオゾンガスがオゾン反応部１０に供給され、オゾン反応部１０において汚泥含有処理水５に対するオゾン処理が行われる。オゾン処理開始検知部１４１は、オゾン発生器１２の放電開始信号送信部１２１から信号線Ｌ１を介して送信される放電開始信号を受信することでオゾン処理の開始を検知する。なお、実施の形態１では放電開始信号送信部１２１からの放電開始信号によりオゾン処理の開始を検知するが、オゾン処理の開始は、例えば、オゾン発生器１２からのインバータ出力信号またはガス流量計１７のアナログ信号などによって検知する構成にしてもよい。
【００２８】
なお、オゾン反応部１０におけるオゾンと有機汚泥の反応方式がバッチ方式であり、オゾン反応部１０に汚泥含有処理水５を貯留、保持し、オゾン反応部１０に貯留、保持した汚泥含有処理水５に対してオゾン発生器１２で発生したオゾンガスを供給した後、返送配管１０５を介して汚泥含有処理水５を生物処理槽１に返送する場合、オゾン処理の開始は、返送配管１０５上に設けた返送ポンプ１３の起動信号、返送配管１０５上に設けた汚泥流量計（図示なし）のアナログ信号、または返送配管１０５上に設けた電動弁（図示なし）の開信号などによって検知してもよい。
【００２９】
汚泥排出指示部１４５は、オゾン処理開始検知部１４１がオゾン処理の開始を検知した後、固液分離槽６で分離された濃縮汚泥８を濃縮汚泥排出配管１０６に輸送し、水処理システム１００の系外に排出させる。具体的には、信号線Ｌ２を介して起動信号を濃縮汚泥排出ポンプ１５に送信し、濃縮汚泥排出ポンプ１５を駆動させる。これにより、固液分離槽６において処理水７から分離された濃縮汚泥８が濃縮汚泥排出配管１０６側に吸引され、水処理システム１００の系外に排出される。
【００３０】
汚泥排出制御装置１４からの指示によって開始される濃縮汚泥排出処理は、オゾン処理の開始後に行われるため、系外に排出される濃縮汚泥８は、オゾン処理された汚泥含有処理水５から分離された濃縮汚泥８である。オゾン処理においては、汚泥含有処理水５の汚泥の中の有機汚泥をオゾンにより分解し、生物処理槽１に返送させているので、オゾン処理工程中にオゾン反応部１０から生物処理槽１に返送される汚泥含有処理水５の汚泥は、有機汚泥に対する無機物の割合（以下、「無機物／有機汚泥比率」）が高い状態になっている。このため、オゾン処理の実施中、生物処理槽１内の無機物／有機汚泥比率も高くなり、固液分離槽６に送られる汚泥含有処理水５、およびこの汚泥含有処理水５から分離される濃縮汚泥８の無機物／有機汚泥比率も高くなる。したがって、汚泥排出制御装置１４によってオゾン処理の開始後に濃縮汚泥排出処理を開始すると、無機物／有機汚泥比率が高い濃縮汚泥８を系外に排出することとなり、同量の濃縮汚泥８を排出する場合でも、排出できる無機物の量が相対的に大きくなる。
【００３１】
次に、動作について説明する。水処理システム１００において、生物処理槽１で廃水４を生物処理する生物処理工程、生物処理工程で生成した汚泥含有処理水５を固液分離槽６にて処理水７と濃縮汚泥８に分離する固液分離工程、および濃縮汚泥の一部を生物処理槽１に返送する濃縮汚泥返送工程が実施される。
【００３２】
まず、生物処理工程において、生物処理槽１に廃水４が流入し、生物処理槽１内において廃水４の生物処理が施され、汚泥を含有した汚泥含有処理水５となる。続いて、汚泥含有処理水５は固液分離槽６に流入し、固液分離工程において、汚泥含有処理水５は処理水７と濃縮汚泥８に分離される。分離された濃縮汚泥８は、濃縮汚泥返送工程において、濃縮汚泥返送ポンプ９により濃縮汚泥返送配管１０２を介して生物処理槽１に返送される。これは濃縮汚泥返送工程の一例である。
生物処理工程、固液分離工程、および濃縮汚泥返送工程は、あらかじめ定められたシーケンスに従って実施してもよいし、施設管理者によって手動で実施してもよい。
【００３３】
汚泥排出制御装置１４による汚泥排出制御は、上述の生物処理工程および固液分離工程と並行して実施される。図２は、実施の形態１における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。実施の形態１における汚泥排出制御方法は、減容プロセスおよび濃縮汚泥排出プロセスを含む。減容プロセスはオゾン処理工程および返送工程を含み、濃縮汚泥排出プロセスはオゾン処理開始検知工程及び濃縮汚泥排出工程を含む。
【００３４】
まず、制御部からの指令により引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３を起動させ、生物処理槽１とオゾン反応部１０との間で汚泥含有処理水５が循環する状態にする（ステップＳＴ１０１）。生物処理槽１内の汚泥含有処理水５は引き抜きポンプ１１の吸引により引き抜かれ、引き抜き配管１０３を通ってオゾン反応部１０に流入する。オゾン反応部１０内の汚泥含有処理水５は返送ポンプ１３の吸引により引き抜かれ、返送配管１０５を通って生物処理槽１に返送される。
【００３５】
次に、オゾン発生器１２を起動させ、放電によるオゾンガスの生成を開始させる。放電が開始されたら、放電開始信号送信部１２１は放電開始信号を汚泥排出制御装置１４に送信する（ステップＳＴ１０２）。オゾン発生器１２によって生成されたオゾンガスは、オゾンガス配管１０４を介してオゾン反応部１０に供給される。オゾン反応部１０にオゾンガスが供給されると、オゾン反応部１０において汚泥含有処理水５に含まれる汚泥とオゾンが接触、反応し、オゾン処理が施される（ステップＳＴ１０３）。オゾン処理された汚泥含有処理水５は、返送配管１０５を介して生物処理槽１に返送される。ステップＳＴ１０３にて実施されるオゾン処理はオゾン処理工程の一例であり、オゾン処理された汚泥含有処理水５を返送配管１０５を介して生物処理槽１に返送させる処理は返送工程の一例である。
【００３６】
一方、オゾン処理開始検知部１４１は、ステップＳＴ１０２においてオゾン発生器１２の放電開始信号送信部１２１から送信された放電開始信号を受信し、オゾン処理の開始を検知する（ステップＳＴ１１１）。ステップＳＴ１１１は、オゾン処理開始検知工程の一例である。
【００３７】
ステップＳＴ１１１においてオゾン処理開始検知部１４１がオゾン処理の開始を検知すると、汚泥排出指示部１４５は濃縮汚泥排出ポンプ１５を通電させ、濃縮汚泥排出ポンプ１５を起動させる（ステップＳＴ１１２）。濃縮汚泥排出ポンプ１５は、固液分離槽６内の濃縮汚泥８の一部を吸引し、濃縮汚泥排出配管１０６を通して水処理システム１００の系外に排出する濃縮汚泥排出処理を行う（ステップＳＴ１１３）。ステップＳＴ１１３で実施される濃縮汚泥排出処理は、濃縮汚泥排出工程の一例である。このように、汚泥排出指示部１４５は、オゾン処理開始検知部１４１がオゾン処理の開始を検知した後に、濃縮汚泥排出処理を濃縮汚泥排出ポンプ１５に開始させる
【００３８】
オゾン発生器１２の稼働時間は、汚泥含有処理水５に含まれる有機汚泥を分解するのに必要なオゾン量が供給されるように、オゾン発生器１２のオゾンガス濃度およびガス流量をもとに適宜設定すればよい。また、引き抜きポンプ１１でオゾン反応部１０に引き抜く汚泥含有処理水５の量は、オゾンで分解する必要のある有機汚泥の量、および汚泥含有処理水５中の有機汚泥の濃度をもとに適宜設定すればよい。
【００３９】
オゾン発生器１２の稼働時間終了後、オゾン発生器１２を停止させ（ステップＳＴ１０４）、引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３を停止させる（ステップＳＴ１０５）。
【００４０】
濃縮汚泥排出ポンプ１５の稼働時間は、特に限定されないが、生物処理槽１内の汚泥含有処理水５中の余剰汚泥に含まれる有機汚泥のうち、オゾンにより分解されなかった有機汚泥が水処理システム１００の系外に排出されるように設定することが好ましい。つまり、汚泥含有処理水５中の余剰汚泥に含まれる有機汚泥の一部をオゾンにより分解し、オゾンにより分解されなかった余剰の有機汚泥は水処理システム１００の系外に排出されるように濃縮汚泥排出ポンプ１５を稼働する。
【００４１】
濃縮汚泥排出ポンプ１５の稼働時間終了後、汚泥排出指示部１４５は濃縮汚泥排出ポンプ１５を停止させ、濃縮汚泥８の排出を停止する（ステップＳＴ１１４）。
【００４２】
上記のように、汚泥排出制御装置１４は、オゾン処理の開始を検知した後に濃縮汚泥排出処理を開始させるため、濃縮汚泥排出プロセスでは、オゾン処理によって無機物／有機汚泥比率が高められた状態の濃縮汚泥８が水処理システム１００の系外に排出されることとなる。
【００４３】
実施の形態１によれば、系外に排出する余剰汚泥の量を抑制しつつ、生物処理槽内に無機物が蓄積することを抑制することができる。より具体的には、オゾン処理の開始を検知し、オゾン処理開始の検知後に濃縮汚泥排出処理を開始させる汚泥排出制御装置を備えた。オゾン処理は、汚泥含有処理水に含まれる汚泥の無機物／有機汚泥比率を高め、固液分離槽において汚泥含有処理水から分離される濃縮汚泥の無機物／有機汚泥比率も高めるので、濃縮汚泥排出処理で固液分離槽から水処理システムの系外に排出される濃縮汚泥の無機物／有機汚泥比率が高くなり、系外に排出する余剰汚泥の量を増加させることなく、より多くの無機物を系外に排出することができる。このため、系外に排出する余剰汚泥の量をオゾン処理により抑制しながら、生物処理槽内に無機物が蓄積することを抑制することができる。
また、系外に排出する濃縮汚泥の無機物／有機汚泥比率が高いので、濃縮汚泥排出処理により系外に排出される有機汚泥の量を抑制している。このため、有機汚泥に含まれる微生物が過大に系外に排出されることを防ぐことができ、廃水の処理に必要な量の微生物を維持することができる。
【００４４】
実施の形態２．
以下に、実施の形態２を図３および図４に基づいて説明する。実施の形態２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、濃縮汚泥返送ポンプおよび濃縮汚泥排出ポンプが省略されて濃縮汚泥配管上に濃縮汚泥ポンプが設けられ、濃縮汚泥配管、濃縮汚泥返送配管、および濃縮汚泥排出配管が切替弁を介して接続されている点が実施の形態１と異なる。なお、図１または図２と同一または相当する部位については同一の符号を用い、特に必要が無い限り説明を省略する。
【００４５】
図３は、実施の形態２における水処理システムの構成を示す模式図である。水処理システム２００において、汚泥排出制御装置２４は、オゾン処理開始検知部２４１と、汚泥排出指示部２４５を備えている。オゾン処理開始検知部２４１は、実施の形態１のオゾン処理開始検知部１４１と同様に、オゾン発生器１２の放電開始信号送信部１２１から放電開始信号を受信することでオゾン処理の開始を検知する。また、汚泥排出指示部２４５は、実施の形態１の汚泥排出指示部１４５と同様に、オゾン処理開始検知部２４１がオゾン処理の開始を検知した後、濃縮汚泥排出処理を開始させる。
【００４６】
濃縮汚泥配管２０１上には濃縮汚泥ポンプ１８、すなわち濃縮汚泥輸送手段が設けられている。また、濃縮汚泥配管２０１は、一端が固液分離槽６の下部または底部に接続され、他端が切替弁１９を介して濃縮汚泥返送配管１０２および濃縮汚泥排出配管１０６と接続されている。切替弁１９は、信号線Ｌ２を介して汚泥排出制御装置２４に接続されており、汚泥排出制御装置２４から送られる指示に応じて濃縮汚泥配管２０１から送られる濃縮汚泥８の輸送先を切り替える。具体的には、濃縮汚泥配管２０１と濃縮汚泥返送配管１０２を接続する返送方向、濃縮汚泥配管２０１と濃縮汚泥排出配管１０６を接続する排出方向とし、返送方向と排出方向のいずれかの方向が開くように切り替える。例えば、返送方向が開状態のとき排出方向は閉状態となり、返送方向が閉状態のとき排出方向は開状態となる。濃縮汚泥ポンプ１８は、固液分離槽６にて汚泥含有処理水５から分離された濃縮汚泥８を固液分離槽６から吸引し、濃縮汚泥配管２０１を介して切替弁１９に送る。切替弁１９において返送方向が開状態であるとき、濃縮汚泥配管２０１からの濃縮汚泥８は濃縮汚泥返送配管１０２を介して生物処理槽１に返送される。切替弁１９において排出方向が開状態であるとき、濃縮汚泥配管２０１からの濃縮汚泥８は濃縮汚泥排出配管１０６を介して水処理システム２００の系外に排出される。上記のように、濃縮汚泥ポンプ１８は、切替弁１９の状態により、濃縮汚泥返送手段または濃縮汚泥排出手段となる。切替弁１９は、切替手段の一例である。
【００４７】
汚泥排出指示部２４５は、オゾン処理開始検知部２４１がオゾン処理の開始を検知する前、すなわち、オゾン処理開始検知部２４１がオゾン発生器１２の放電開始信号送信部１２１から送信される放電開始信号を受信する前は、切替弁１９を切り替えて返送方向を開状態とし、固液分離槽６から流出する濃縮汚泥８の輸送先を濃縮汚泥返送配管１０２とする。このため、オゾン処理開始検知部２４１がオゾン処理の開始を検知する前は、固液分離槽６で分離された濃縮汚泥８を濃縮汚泥ポンプ１８により生物処理槽１に返送する。オゾン処理開始検知部２４１がオゾン処理の開始を検知した場合、汚泥排出指示部２４５は切替弁１９を切り替えて排出方向を開状態とし、固液分離槽６から流出する濃縮汚泥８の輸送先を濃縮汚泥排出配管１０６として、水処理システム２００の系外に排出させる。なお、オゾン処理開始検知部２４１がオゾン処理の開始を検知した時に濃縮汚泥ポンプ１８が停止している場合、汚泥排出指示部２４５は濃縮汚泥ポンプ１８を起動させる。なお、切替弁１９の排出方向が開状態となっているとき、は濃縮汚泥ポンプ１８が停止しないように制御することが望ましい。
その他については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００４８】
次に、動作について説明する。実施の形態１と同様に、水処理システム２００において、生物処理工程、固液分離工程、および濃縮汚泥返送工程が実施される。濃縮汚泥返送工程において、切替弁１９は返送方向が開くように切り替えられている。
【００４９】
汚泥排出制御装置２４による汚泥排出制御は、上述の生物処理工程および固液分離工程と並行して実施される。図４は、実施の形態２における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。実施の形態２における汚泥排出制御方法は、実施の形態１と同様に容プロセスおよび濃縮汚泥排出プロセスを含む。減容プロセスはオゾン処理工程および返送工程を含み、濃縮汚泥排出プロセスはオゾン処理開始検知工程及び濃縮汚泥排出工程を含む。
【００５０】
まず、実施の形態１と同様に減容プロセスを開始する。すなわち、制御部からの指令により引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３を起動させ（ステップＳＴ２０１）、オゾン発生器１２を起動させて放電によるオゾンガスの生成を開始させるとともに放電開始信号を汚泥排出制御装置２４に送信する（ステップＳＴ２０２）。オゾン発生器１２で生成したオゾンガスをオゾン反応部１０に供給し、オゾン反応部１０にて汚泥含有処理水５にオゾン処理を施すとともに、オゾン処理された汚泥含有処理水５を生物処理槽１に返送させる（ステップＳＴ２０３）。
【００５１】
一方、オゾン処理開始検知部２４１は、ステップＳＴ２０２においてオゾン発生器１２の放電開始信号送信部１２１から送信された放電開始信号を受信し、オゾン処理の開始を検知する（ステップＳＴ２１１）。
【００５２】
ステップＳＴ２１１においてオゾン処理開始検知部２４１がオゾン処理の開始を検知すると、汚泥排出指示部２４５は、排出方向が開状態、返送方向が閉状態となるように切替弁１９を切り替える（ステップＳＴ２１２）。続いて、汚泥排出指示部２４５は濃縮汚泥ポンプ１８の起動・停止状態を濃縮汚泥ポンプ１８の通電の状態から判断し、濃縮汚泥ポンプ１８が通電しておらず停止している場合には濃縮汚泥ポンプ１８を通電させ、濃縮汚泥ポンプ１８を起動させる（ステップＳＴ２１３）。汚泥排出制御装置２４により起動した濃縮汚泥ポンプ１８は、固液分離槽６内の濃縮汚泥８の一部を吸引し、切替弁１９および濃縮汚泥排出配管１０６を通して水処理システム２００の系外に排出する濃縮汚泥排出処理を行う（ステップＳＴ２１４）。
【００５３】
オゾン発生器１２の稼働時間については実施の形態１と同様である。オゾン発生器１２の稼働時間終了後、実施の形態１と同様にオゾン処理を終了する。すなわち、オゾン発生器１２を停止させ（ステップＳＴ２０４）、引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３を停止させる（ステップＳＴ２０５）。
【００５４】
濃縮汚泥ポンプ１８の稼働時間については実施の形態１の濃縮汚泥排出ポンプ１５と同様である。濃縮汚泥ポンプ１８の稼働時間終了後、実施の形態１と同様に、汚泥排出指示部２４５は濃縮汚泥ポンプ１８を停止させ、濃縮汚泥８の排出を停止する（ステップＳＴ２１５）。また、汚泥排出指示部２４５は、排出方向が閉状態、返送方向が開状態となるように切替弁１９を切り替える（ステップＳＴ２１６）。その後、濃縮汚泥返送工程を実施する場合など、必要に応じて濃縮汚泥ポンプ１８を起動させる。
【００５５】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様にオゾン処理の開始後に濃縮汚泥排出処理を開始させるため、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、生物処理槽内の無機物の蓄積をさらに抑制することができる。より具体的には、濃縮汚泥返送配管および濃縮汚泥排出配管と濃縮汚泥配管の間に、一方が開状態になると他方が閉状態になる切替弁を設けた。このため、濃縮汚泥排出処理において切替弁の排出方向が開状態となるように切り替えたときに返送方向は閉状態となるため、固液分離槽から無機物／有機汚泥比率の高い濃縮汚泥が生物処理槽に返送されることを防ぐことができ、生物処理槽内の無機物の蓄積をさらに抑制することができる。
【００５７】
また、構成をより簡単にすることができる。より具体的には、濃縮汚泥配管上に濃縮汚泥ポンプを設け、切替弁を介して濃縮汚泥配管に濃縮汚泥返送配管と濃縮汚泥排出配管を接続した。濃縮汚泥配管によって輸送される余剰汚泥の移動先は、切替弁の切り替えにより制御され、濃縮汚泥ポンプの吸引のみで濃縮汚泥の返送および排出を行うことができる。このため、濃縮汚泥返送ポンプと濃縮汚泥排出ポンプが省略され、構成がより簡単になっている。
【００５８】
実施の形態３．
以下に、実施の形態３を図５および図６に基づいて説明する。実施の形態３は、基本的な構成および動作は実施の形態２と同様であるが、引き抜きポンプ、オゾン発生器、および返送ポンプの起動および停止を制御するオゾン処理制御部を汚泥排出制御装置が備えている点が実施の形態２と異なる。なお、図３または図４と同一または相当する部位については同一の符号を用い、特に必要が無い限り説明を省略する。
【００５９】
図５は、実施の形態３における水処理システムの構成を示す模式図である。水処理システム３００において、汚泥排出制御装置３４は、オゾン処理開始検知部３４１と、汚泥排出指示部３４５と、オゾン処理制御部３４２、すなわちオゾン処理制御手段を備えている。オゾン処理開始検知部３４１は、実施の形態１のオゾン処理開始検知部１４１と同様に、オゾン発生器１２の放電開始信号送信部１２１から放電開始信号を受信することでオゾン処理の開始を検知する。また、汚泥排出指示部３４５は、実施の形態１の汚泥排出指示部１４５と同様に、オゾン処理開始検知部３４１がオゾン処理の開始を検知した後、濃縮汚泥排出処理を開始させる。
【００６０】
オゾン処理制御部３４２は、信号線Ｌ１を介して引き抜きポンプ１１、オゾン発生器１２、および返送ポンプ１３と接続されており、引き抜きポンプ１１、オゾン発生器１２、および返送ポンプ１３に対してオゾン処理開始信号を送信し引き抜きポンプ１１、オゾン発生器１２、および返送ポンプ１３の起動を制御することでオゾン処理の開始および停止を制御する。また、オゾン処理の開始および停止制御において、オゾン処理制御部３４２はオゾン処理が間欠的に実施されるように制御を行う。より具体的には、引き抜きポンプ１１によりオゾン反応部１０に汚泥含有処理水５を引き抜き、オゾン反応部１０においてオゾン発生器１２で発生させたオゾンガスを汚泥含有処理水５に供給し、返送ポンプ１３により汚泥含有処理水５を生物処理槽１に返送するという一連の工程が、予め定められた時間間隔で間欠的に実施されるように引き抜きポンプ１１、オゾン発生器１２、および返送ポンプ１３の起動を制御する。
【００６１】
オゾン処理を間欠的に実施する場合、オゾン処理において１時間あたり分解する有機汚泥の量とオゾン処理後の無機物／有機汚泥比率は、オゾン処理を連続的に実施する場合よりも増加する。以下、具体的に説明する。
【００６２】
オゾン処理は、生物処理槽１内の有機汚泥の量が長期的に見た場合に一定に保たれるように実施されるため、オゾン処理を短時間で間欠的に実施することにより、オゾン処理において単位時間当たりに分解する有機汚泥の量はオゾン処理を連続的に実施させる場合よりも増加する。例えば、１日間に増加する有機汚泥の量を４８（１時間あたり２増加）とした場合、オゾン処理で分解される有機汚泥のうち約３分の２は再び有機汚泥に変換されるため、有機汚泥の量を一定に保つためには増加量の３倍である１４４の有機汚泥を１日間のオゾン処理により分解することとなる。オゾン処理を１日２４時間継続した場合、１時間あたりに分解される有機汚泥の量は、１４４／２４＝６である。一方、１回１時間のオゾン処理を１日４回実施する場合、１時間あたりに分解される有機汚泥の量は、１４４／（１×４）＝３６である。
【００６３】
初期状態の生物処理槽１内の汚泥の量を１００、そのうち有機汚泥の量が７２、無機物の量が２８（無機物／有機汚泥比率は０．２８）であるとすると、
オゾン処理を連続的に実施する場合、１時間後の無機物／有機汚泥比率は、２８／（７２＋２−６）＝０．４１となり、一定に保たれる。
オゾン処理を間欠的に実施する場合、１時間後の無機物／有機汚泥比率は、２８／（７２＋２−３６）＝０．７４であり、オゾン処理実施時における無機物／有機汚泥比率は連続的にオゾン処理を実施する場合よりも大きい。この後、有機汚泥が増加することで無機物／有機汚泥比率が低下していき、２回目のオゾン処理の直前には初期状態と同じになるが、２回目のオゾン処理で１回目と同様に有機汚泥を分解するので、２回目以降もオゾン処理における無機物／有機汚泥比率が連続的にオゾン処理を実施する場合よりも大きくなる。
【００６４】
上記のように、連続的にオゾン処理を実施するよりも間欠的にオゾン処理を実施した方がオゾン処理実施時における生物処理槽１内の無機物／有機汚泥比率が大きくなるため、固液分離槽６から余剰汚泥として排出される濃縮汚泥８の無機物／有機汚泥比率も、オゾン処理を間欠的に実施する場合の方が大きくなる。
【００６５】
オゾン処理を実施する時間間隔は、特に限定されるものではないが、３時間以上１２時間以下が好ましく、４時間以上６時間以下がより好ましい。すなわち、１日に実施するオゾン処理の回数（時間）は２回（２時間）以上８回（８時間）以下が好ましく、４回（４時間）以上６回（６時間）以下がより好ましい。オゾン処理実施の時間間隔が１２時間より大きい、つまり１日に実施するオゾン処理の回数（時間）が２回（２時間）よりも小さい場合、オゾン処理１回（１時間）当たりにオゾン処理する有機汚泥の量が過大になり、引き抜きポンプ１１、および返送ポンプ１３のサイズと動力が大きくなるため、イニシャルコスト、およびランニングコストが増加する虞がある。また、オゾン処理実施の時間間隔が３時間より小さい、つまり１日に実施するオゾン処理の回数（時間）が８回（８時間）よりも大きい場合、オゾン処理１回（１時間）当たりに処理する有機汚泥の量が小さくなり、連続的にオゾン処理を実施する場合との差異が小さくなって、間欠的にオゾン処理を実施することによる効果が得られなくなる虞がある。
その他については実施の形態２と同様であるので、その説明を省略する。
【００６６】
次に、動作について説明する。実施の形態２と同様に、水処理システム３００において、生物処理工程、固液分離工程、および濃縮汚泥返送工程が実施され、濃縮汚泥返送工程において切替弁１９は返送方向が開くように切り替えられている。
【００６７】
汚泥排出制御装置３４による汚泥排出制御は、上述の生物処理工程および固液分離工程と並行して実施される。図６は、実施の形態３における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。実施の形態３における汚泥排出制御方法は、実施の形態２と同様に減容プロセスおよび濃縮汚泥排出プロセスを含む。減容プロセスはオゾン処理工程および返送工程を含み、濃縮汚泥排出プロセスはオゾン処理開始検知工程及び濃縮汚泥排出工程を含む。
【００６８】
実施の形態３における汚泥排出制御方法においては、あらかじめ定められたオゾン処理実施のタイミングでオゾン処理を実施するので、まず、あらかじめ定められた時間間隔が経過するまで待機する（ステップＳＴ３０１）。あらかじめ定められた時間間隔が経過したら、オゾン処理制御部３４２はオゾン処理開始信号を引き抜きポンプ１１、オゾン発生器１２、および返送ポンプ１３に送信する（ステップＳＴ３０２）。これにより、オゾン処理が開始される。オゾン処理開始信号の送信後、オゾン処理制御部３４２はあらかじめ定められた時間間隔が経過するまで再び待機する。
【００６９】
引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３は、オゾン処理開始信号を受信することで起動し、実施の形態１のステップＳＴ１０１と同様に生物処理槽１とオゾン反応部１０との間で汚泥含有処理水５が循環する状態にする（ステップＳＴ３０３）。
【００７０】
次に、オゾン発生器１２を起動させ、放電によるオゾンガスの生成を開始させる。放電が開始されたら、放電開始信号送信部１２１は放電開始信号を汚泥排出制御装置３４に送信する（ステップＳＴ３０４）。オゾン発生器１２で生成したオゾンガスをオゾン反応部１０に供給し、オゾン反応部１０にて汚泥含有処理水５にオゾン処理を施すとともに、オゾン処理された汚泥含有処理水５を生物処理槽１に返送させる（ステップＳＴ３０５）。
【００７１】
一方、オゾン処理開始検知部３４１は、実施の形態２と同様に、ステップＳＴ３０４においてオゾン発生器１２の放電開始信号送信部１２１から送信された放電開始信号を受信し、オゾン処理の開始を検知する（ステップＳＴ３１１）。
【００７２】
実施の形態２と同様に、オゾン処理開始検知部３４１がオゾン処理の開始を検知すると、汚泥排出指示部３４５は排出方向が開状態、返送方向が閉状態となるように切替弁１９を切り替える（ステップＳＴ３１２）。汚泥排出指示部３４５は濃縮汚泥ポンプ１８の起動・停止状態を濃縮汚泥ポンプ１８の通電の状態から判断し、濃縮汚泥ポンプ１８が通電しておらず停止している場合には濃縮汚泥ポンプ１８を通電させ、濃縮汚泥ポンプ１８を起動させる（ステップＳＴ３１３）。濃縮汚泥ポンプ１８は、固液分離槽６内の濃縮汚泥８の一部を吸引し、切替弁１９および濃縮汚泥排出配管１０６を通して水処理システム３００の系外に排出する濃縮汚泥排出処理を行う（ステップＳＴ３１４）。
【００７３】
オゾン発生器１２の稼働時間については実施の形態１と同様である。オゾン発生器１２の稼働時間終了後、オゾン処理を終了する。すなわち、オゾン発生器１２を停止させ（ステップＳＴ３０６）、引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３を停止させる（ステップＳＴ３０７）。
【００７４】
濃縮汚泥ポンプ１８の稼働時間については実施の形態２と同様である。濃縮汚泥ポンプ１８の稼働時間終了後、実施の形態２と同様に、汚泥排出指示部３４５は濃縮汚泥ポンプ１８を停止させ、濃縮汚泥８の排出を停止する（ステップＳＴ３１５）。また、汚泥排出指示部３４５は、排出方向が閉状態、返送方向が開状態となるように切替弁１９を切り替える（ステップＳＴ３１６）。その後、濃縮汚泥返送工程を実施する場合など、必要に応じて濃縮汚泥ポンプ１８を起動させる。
【００７５】
実施の形態３によれば、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、無機物が生物処理槽内に蓄積することをより確実に抑制することができる。より具体的には、汚泥排出制御装置がオゾン処理制御部を備え、このオゾン処理制御部により、汚泥含有処理水の引き抜き、オゾン処理を含む減容プロセスが、あらかじめ定められた時間間隔で間欠的に実施されるように引き抜きポンプ、オゾン発生器、および返送ポンプの起動を制御する。オゾン処理実施時の無機物／有機汚泥比率は、オゾン処理を間欠的に実施する場合の方がオゾン処理を連続的に実施する場合よりも大きい。このため、オゾン処理の開始に合わせて実施される濃縮汚泥排出処理では無機物／有機汚泥比率がより高い余剰汚泥を排出することとなり、無機物が生物処理槽内に蓄積することがより確実に抑制される。
【００７７】
実施の形態４．
以下に、実施の形態４を図７および図８に基づいて説明する。実施の形態４は、基本的な構成および動作は実施の形態３と同様であるが、汚泥排出制御装置がタイマーを備える点が実施の形態３と異なる。なお、図５または図６と同一または相当する部位については同一の符号を用い、特に必要が無い限り説明を省略する。
【００７８】
図７は、実施の形態４における水処理システムの構成を示す模式図である。水処理システム４００において、汚泥排出制御装置４４は、オゾン処理開始検知部４４１と、汚泥排出指示部４４５と、オゾン処理制御部４４２と、タイマー４４３を備えている。タイマー４４３は、待機時間カウント手段の一例である。オゾン処理開始検知部４４１、汚泥排出指示部４４５、およびオゾン処理制御部４４２は、実施の形態３のオゾン処理開始検知部３４１、汚泥排出指示部３４５、およびオゾン処理制御部３４２と同様である。
【００７９】
タイマー４４３は、オゾン処理開始検知部４４１がオゾン処理の開始を検知してから濃縮汚泥ポンプ１８が濃縮汚泥８の排出を開始するまでの時間を待機時間としてカウントする。汚泥排出指示部４４５は、タイマー４４３がカウントを開始するとカウント開始を検知し、タイマー４４３がカウントを終了するとカウント終了を検知する。
【００８０】
より具体的には、オゾン処理開始検知部４４１がオゾン発生器１２からの放電開始信号を受信してオゾン処理の開始を検知するとタイマー４４３が作動しカウントを開始するとともに、汚泥排出指示部４４５がカウント開始を検知する。カウント開始を検知した汚泥排出指示部４４５は、濃縮汚泥ポンプ１８が停止している場合には濃縮汚泥ポンプ１８を通電させ、濃縮汚泥ポンプ１８を起動する。また、切替弁１９の排出方向が開状態になっている場合は返送方向が開状態になるように切り替える。待機時間のカウントが終了するとタイマー４４３はカウントを停止し、カウントをリセットする。汚泥排出指示部４４５はカウント終了を検知し、切替弁１９を切り替えて排出方向を開状態とし、固液分離槽６で分離された濃縮汚泥８を濃縮汚泥ポンプ１８により水処理システム４００の系外に排出させる。待機時間中、すなわちタイマー４４３がカウントを行っている間は、固液分離槽６で分離された濃縮汚泥８は濃縮汚泥ポンプ１８により生物処理槽１に返送される。
【００８１】
タイマー４４３の待機時間は特に限定されないが、オゾン処理開始検知部４４１によるオゾン処理工程開始の検知時点において固液分離槽６内に貯留されている濃縮汚泥８の全量を、濃縮汚泥ポンプ１８によって生物処理槽１に返送するために必要な時間とすることが好ましい。
【００８２】
また、オゾン処理制御部４４２によって、オゾン処理があらかじめ定められた時間間隔で間欠的に実施される場合、固液分離槽６内の濃縮汚泥８の無機物／有機汚泥比率は１日を通して周期的に増減するため、あらかじめ強熱減量試験などの分析によって濃縮汚泥８の無機物／有機汚泥比率を測定しておき、固液分離槽６内の濃縮汚泥８の無機物／有機汚泥比率の変動の周期に基づいて待機時間を設定してもよい。
その他については実施の形態３と同様であるので、その説明を省略する。
【００８３】
次に、動作について説明する。実施の形態１と同様に、水処理システム４００において、生物処理工程、固液分離工程、および濃縮汚泥返送工程が実施され、濃縮汚泥返送工程において切替弁１９は返送方向が開くように切り替えられている。
【００８４】
汚泥排出制御装置４４による汚泥排出制御は、上述の生物処理工程および固液分離工程と並行して実施される。図８は、実施の形態４における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。実施の形態４における汚泥排出制御方法は、実施の形態１と同様に減容プロセスおよび濃縮汚泥排出プロセスを含む。減容プロセスはオゾン処理工程および返送工程を含み、濃縮汚泥排出プロセスはオゾン処理開始検知工程及び濃縮汚泥排出工程を含む。
【００８５】
まず、実施の形態３と同様にあらかじめ定められた時間間隔が経過するまで待機する（ステップＳＴ４０１）。あらかじめ定められた時間が経過したら、オゾン処理制御部４４２はオゾン処理開始信号を引き抜きポンプ１１、オゾン発生器１２、および返送ポンプ１３に送信し（ステップＳＴ４０２）、オゾン処理が開始される。オゾン処理開始信号の送信後、オゾン処理制御部４４２はあらかじめ定められた時間が経過するまで再び待機する。
【００８６】
引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３は、オゾン処理開始信号を受信することで起動し、実施の形態３のステップＳＴ３０３と同様に生物処理槽１とオゾン反応部１０との間で汚泥含有処理水５が循環する状態にする（ステップＳＴ４０３）。
【００８７】
次に、オゾン発生器１２を起動させて放電によるオゾンガスの生成を開始させる。放電が開始されたら、放電開始信号送信部１２１は放電開始信号を汚泥排出制御装置４４に送信する（ステップＳＴ４０４）。オゾン発生器１２で生成したオゾンガスをオゾン反応部１０に供給し、オゾン反応部１０にて汚泥含有処理水５にオゾン処理を施すとともに、オゾン処理された汚泥含有処理水５を生物処理槽１に返送させる（ステップＳＴ４０５）。
【００８８】
一方、オゾン処理開始検知部４４１は、実施の形態１と同様に、ステップＳＴ４０４においてオゾン発生器１２の放電開始信号送信部１２１から送信された放電開始信号を受信し、オゾン処理の開始を検知する（ステップＳＴ４１１）。
【００８９】
ステップＳＴ４１１においてオゾン処理開始検知部４４１がオゾン処理の開始を検知すると、タイマー４４３はあらかじめ定められた待機時間のカウントを開始するとともに（ステップＳＴ４１２）、汚泥排出指示部４４５はカウント開始を検知する。タイマー４４３のカウント開始を検知した汚泥排出指示部４４５は、濃縮汚泥ポンプ１８の起動・停止状態を濃縮汚泥ポンプ１８の通電の状態から判断し、濃縮汚泥ポンプ１８が通電しておらず停止している場合には濃縮汚泥ポンプ１８を通電させ、濃縮汚泥ポンプ１８を起動させる（ステップＳＴ４１３）。これにより、濃縮汚泥返送工程がすでに開始されている場合は引き続き濃縮汚泥返送工程が進行し、濃縮汚泥返送工程が開始されていなかった場合は濃縮汚泥返送工程が開始される。
【００９０】
タイマー４４３は、待機時間のカウントが終了すると停止し、カウントをリセットする。汚泥排出指示部４４５はタイマー４４３のカウント終了を検知する（ステップＳＴ４１４）。
【００９１】
タイマー４４３のカウント終了を検知した汚泥排出指示部４４５は、排出方向が開状態、返送方向が閉状態となるように切替弁１９を切り替える（ステップＳＴ４１５）。濃縮汚泥ポンプ１８は、固液分離槽６内の濃縮汚泥８の一部を吸引し、切替弁１９および濃縮汚泥排出配管１０６を通して水処理システム４００の系外に排出する濃縮汚泥排出処理を行う（ステップＳＴ４１６）。
【００９２】
オゾン発生器１２の稼働時間については実施の形態１と同様である。オゾン発生器１２の稼働時間終了後、オゾン処理を終了する。すなわち、オゾン発生器１２を停止させ（ステップＳＴ４０６）、引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３を停止させる（ステップＳＴ４０７）。
【００９３】
濃縮汚泥ポンプ１８の稼働時間については実施の形態２と同様である。濃縮汚泥ポンプ１８の稼働時間終了後、実施の形態２と同様に、汚泥排出指示部４４５は濃縮汚泥ポンプ１８を停止させ、濃縮汚泥８の排出を停止する（ステップＳＴ４１７）。また、汚泥排出指示部４４５は、排出方向が閉状態、返送方向が開状態となるように切替弁１９を切り替える（ステップＳＴ４１８）。その後、濃縮汚泥返送工程を実施する場合など、必要に応じて濃縮汚泥ポンプ１８を起動させる。
【００９４】
実施の形態４によれば、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
また、無機物／有機汚泥比率が高い余剰汚泥のみを系外に排出し、生物処理槽内の有機汚泥が不足することをより確実に防ぐことができる。より具体的には、あらかじめ定められた待機時間をカウントするタイマーを泥排出制御装置に備え、オゾン処理開始検知部がオゾン処理の開始を検知してから濃縮汚泥排出処理を開始するまでの時間をタイマーの待機時間により制御する。これにより、オゾン処理の開始直後で無機物／有機汚泥比率がまだ上昇しておらず、有機汚泥を多く含む余剰汚泥は系外に排出せずに生物処理槽に返送することができる。このため、無機物／有機汚泥比率が高い余剰汚泥のみを系外に排出し、生物処理槽内の有機汚泥が不足することをより確実に防ぐことができる。
【００９６】
実施の形態５．
以下に、実施の形態５を図９に基づいて説明する。実施の形態５は、基本的な構成および動作は実施の形態４と同様であるが、生物処理槽と固液分離槽を接続する配管を凝集配管とし、凝集配管に添加剤を添加する凝集剤添加装置を備えた点が実施の形態４と異なる。なお、図７と同一または相当する部位については同一の符号を用い、特に必要が無い限り説明を省略する。
【００９７】
図９は、実施の形態５における水処理システムの構成を示す模式図である。水処理システム５００は、溶解性のリンを不溶化する凝集剤を汚泥含有処理水５に添加する凝集剤添加装置２２を備えている。凝集剤添加装置２２は、生物処理槽１と固液分離槽６を接続する配管である凝集配管１０７に接続され、生物処理槽１から固液分離槽６に流れる汚泥含有処理水５に対して凝集剤を添加する。凝集剤添加装置２２が添加する添加剤は、汚泥含有処理水５中の溶解性のリンを不溶化するものである。凝集配管１０７において添加剤を汚泥含有処理水５は、固液分離槽６で溶解性のリンが不溶化される。これにより、固液分離槽６では汚泥含有処理水５からリンが分離され、リンが除去された処理水７が生成される。固液分離槽６で分離されたリンは無機物であるため、他の無機物と同様に、濃縮汚泥排出処理によって余剰汚泥とともに系外に排出される。凝集剤添加装置２２は、凝集剤添加手段の一例である。
【００９８】
汚泥含有処理水５中の溶解性リンは、主にオゾン処理で分解される微生物から溶出する。このため、オゾン処理工程実施時には溶解性リンの濃度が上昇する可能性があるので、オゾン処理開始検知部４４１がオゾン処理の開始を検知した後、凝集剤添加装置２２が添加する凝集剤の量を一定時間だけ増加させる制御機能を汚泥排出制御装置４４に持たせてもよい。
【００９９】
凝集剤添加装置２２が添加する凝集剤の添加量を増加させる際の増加量および増加時間は、汚泥含有処理水５中の溶解性リンを不溶化することができれば特に限定されないが、添加量を増加させる増加時間は、オゾン発生器１２の起動時間と一致させることが好ましい。これにより、オゾン反応部１０において有機汚泥が分解されて汚泥含有処理水５中にリンが溶出し、溶解性リン濃度が上昇している間、凝集量を増加させることができる。また、凝集配管１０７上に汚泥含有処理水５の溶解性リン濃度を測定するリン濃度測定装置を設け、リン濃度測定装置の測定値が高い時間帯に添加量を増加させてもよい。
【０１００】
凝集剤添加装置２２が添加する凝集剤は、汚泥含有処理水５中の溶解性リンを不溶化できれば特に限定されない。例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄などの無機系凝集剤、または有機系凝集剤などを使用することができる。
【０１０１】
実施の形態５によれば、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
また、処理水へのリンの流出を防止することができる。より具体的には、生物処理槽から固液分離槽に流れる汚泥含有処理水に凝集剤を添加する凝集剤添加装置を備えた。これにより、凝集剤を添加された汚泥含有処理水においては固液分離槽で溶解性リンが不溶化し、汚泥含有処理水からリンが分離される。このため、固液分離槽から流出する処理水ではリンが除去されており、リンの流出を防止することができる。
【０１０３】
また、オゾン処理の実施に合わせて凝集剤の添加量を一時的に増加させることで、溶解性リンの不溶化をより確実にすることができる。
【０１０４】
実施の形態６．
以下に、実施の形態６を図１０および図１１に基づいて説明する。実施の形態６は、基本的な構成および動作は実施の形態５と同様であるが、オゾンガス配管上にオゾン濃縮器が設けられており、オゾン発生器とオゾン濃縮器が酸素ガス返送配管を介して接続されている点が実施の形態５と異なる。なお、図８または図９と同一または相当する部位については同一の符号を用い、特に必要が無い限り説明を省略する。
【０１０５】
図１０は、実施の形態６における水処理システムの構成を示す模式図である。水処理システム６００において、汚泥排出制御装置６４は、オゾン処理開始検知部６４１と、汚泥排出指示部６４５と、オゾン処理制御部６４２と、タイマー６４３を備えている。汚泥排出指示部６４５、オゾン処理制御部６４２、およびタイマー６４３は、実施の形態４の汚泥排出指示部４４５、オゾン処理制御部４４２およびタイマー４４３と同様である。オゾン処理開始検知部６４１は、後述するオゾン濃縮器２３の供給開始信号を受信してオゾン処理の開始を検知する
【０１０６】
水処理システム６００は、オゾン濃縮器２３をオゾン発生器１２の下流側に備える。オゾン発生器１２が発生させたオゾンガスは、オゾン濃縮器２３によって濃縮される。濃縮されたオゾンガス、すなわち濃縮オゾンガスはオゾンガス配管１０４およびガス流量計１７を介してオゾン反応部１０に供給され、生物処理槽１からオゾン反応部１０に流入した汚泥含有処理水５中の有機汚泥と接触、反応し、有機汚泥を分解する。オゾン濃縮器２３は、吸着剤が収納され、所望の濃度のオゾンガスを発生させる吸着塔（図示なし）を有している。吸着塔は、内部の温度と圧力とが制御されることによってオゾンの吸着と脱着に最適な条件を形成する。オゾン濃縮器２３を用いた場合、比較的容易に４００ｍｇ／Ｌ以上の濃度の濃縮オゾンガスを汚泥含有処理水５に供給することができる。具体的には、最大２０００ｍｇ／Ｌまでの濃度の濃縮オゾンガスを汚泥含有処理水５に供給できる。なお、オゾン濃縮器２３においてオゾンガスを吸着濃縮する吸着剤は特に限定されるものではないが、例えばシリカゲルを用いることができる。オゾン濃縮器２３は、オゾン濃縮手段の一例である。
【０１０７】
オゾン濃縮器２３は、酸素ガス返送配管１０８を介してもオゾン発生器１２と接続されている。このため、オゾン発生器１２が発生したオゾンガスをオゾン濃縮器２３に吸着濃縮させる工程において吸着されなかった酸素が副産物として生じた場合、吸着されなかった酸素ガスは酸素ガス返送配管１０８によってオゾン発生器１２に返送され、オゾン発生器１２でオゾンの原料ガスとして再利用される。
【０１０８】
オゾン濃縮器２３から汚泥含有処理水５に供給する濃縮オゾンガスの濃度は特に限定されないが、６００ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。濃縮オゾンガスの濃度が上記範囲よりも小さい場合、有機汚泥との反応性、および接触効率が向上することによるオゾン使用量減少に伴うランニングコストの低下よりも、オゾン濃縮器２３を設置することによる初期費用の増加の方が大きく、システム全体のライフサイクルコストが増加する。一方、濃縮オゾンガスの濃度が上記範囲よりも大きい場合、オゾン分子の自己分解が促進されるため、オゾン濃縮器２３で発生させた濃縮オゾンガス中のオゾンの大部分がオゾンガス配管１０４上で酸素ガスに戻る可能性がある。また、オゾン発生器１２からオゾン濃縮器２３に送るオゾンガスの濃度は、ランニングコストの観点から、１５０ｍｇ／Ｌ以上３１０ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、１９０ｍｇ／Ｌ以上２９０ｍｇ／Ｌ以下の範囲とするのがさらに好ましい。
【０１０９】
オゾン濃縮器２３は、オゾン反応部１０への濃縮オゾンガスの供給を開始すると、オゾン処理開始検知部６４１に供給開始信号を送信する。供給開始信号を受信したオゾン処理開始検知部６４１は、オゾン処理の開始を検知する。なお、オゾン処理開始検知部６４１による濃縮オゾンガスの供給開始は、例えば、オゾン濃縮器２３が備える温度計、圧力計などのアナログ信号、あるいはオゾンガス配管１０４上に設けたガス流量計１７のアナログ信号などによって実現してもよい。
その他については実施の形態５と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１０】
次に、動作について説明する。実施の形態１と同様に、水処理システム６００において、生物処理工程、固液分離工程、および濃縮汚泥返送工程が実施され、濃縮汚泥返送工程において切替弁１９は返送方向が開くように切り替えられている。
【０１１１】
汚泥排出制御装置６４による汚泥排出制御は、上述の生物処理工程および固液分離工程と並行して実施される。図１１は、実施の形態６における汚泥排出制御方法を示すフロー図である。実施の形態６における汚泥排出制御方法は、実施の形態１と同様に減容プロセスおよび濃縮汚泥排出プロセスを含む。減容プロセスはオゾン処理工程および返送工程を含み、濃縮汚泥排出プロセスはオゾン処理開始検知工程及び濃縮汚泥排出工程を含む。
【０１１２】
まず、実施の形態３と同様にあらかじめ定められた時間間隔が経過するまで待機する（ステップＳＴ６０１）。あらかじめ定められた時間が経過したら、オゾン処理制御部６４２はオゾン処理開始信号を引き抜きポンプ１１、オゾン発生器１２、および返送ポンプ１３に送信し（ステップＳＴ６０２）、オゾン処理が開始される。オゾン処理開始信号の送信後、オゾン処理制御部６４２はあらかじめ定められた時間間隔が経過するまで再び待機する。
【０１１３】
オゾン発生器１２は、オゾン処理開始信号を受信することで起動し、放電によるオゾンガスの生成を開始して、オゾン濃縮器２３にオゾンガスを供給する。オゾン濃縮器２３ではオゾンが吸着濃縮される（ステップＳＴ６０３）。
【０１１４】
ステップＳＴ６０３において、オゾン濃縮器２３へのオゾンガスの吸着が完了した後、
引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３が起動し、実施の形態３のステップＳＴ３０３と同様に生物処理槽１とオゾン反応部１０との間で汚泥含有処理水５が循環する状態にする（ステップＳＴ６０４）。
【０１１５】
次に、オゾンガス配管１０４を介してオゾン濃縮器２３からオゾン反応部１０に濃縮オゾンガスを供給する。濃縮オゾンガスの供給が開始されると、オゾン濃縮器２３は、供給開始信号をオゾン処理開始検知部６４１に送信する（ステップＳＴ６０５）。オゾン濃縮器２３からオゾン反応部１０に濃縮オゾンガスが供給されると、オゾン反応部１０において汚泥含有処理水５に含まれる汚泥と濃縮オゾンガスのオゾンが接触、反応し、オゾン処理が施される（ステップＳＴ６０６）。オゾン処理された汚泥含有処理水５は、返送配管１０５を介して生物処理槽１に返送される。
【０１１６】
一方、オゾン処理開始検知部６４１は、ステップＳＴ６０４においてオゾン濃縮器２３から送信された供給開始信号を受信し、オゾン処理の開始を検知する（ステップＳＴ６１１）。
【０１１７】
ステップＳＴ６１１においてオゾン処理開始検知部６４１がオゾン処理の開始を検知すると、実施の形態４と同様に、タイマー６４３があらかじめ定められた待機時間のカウントを開始するとともに、（ステップＳＴ６１２）、汚泥排出指示部６４５がカウント開始を検知する。タイマー６４３のカウント開始を検知した汚泥排出指示部６４５は、濃縮汚泥ポンプ１８が停止している場合には濃縮汚泥ポンプ１８を起動させる（ステップＳＴ６１３）。
【０１１８】
タイマー６４３は、待機時間のカウントが終了すると停止し、カウントをリセットする。汚泥排出指示部６４５はタイマー６４３のカウント終了を検知する（ステップＳＴ６１４）。
【０１１９】
タイマー６４３のカウント終了を検知した汚泥排出制御装置６４は、排出方向が開状態、返送方向が閉状態となるように切替弁１９を切り替える（ステップＳＴ６１５）。濃縮汚泥ポンプ１８は、固液分離槽６内の濃縮汚泥８の一部を吸引し、切替弁１９および濃縮汚泥排出配管１０６を通して水処理システム６００の系外に排出する濃縮汚泥排出処理を行う（ステップＳＴ６１６）。
【０１２０】
オゾン発生器１２の稼働時間については実施の形態１と同様である。オゾン発生器１２の稼働時間終了後、オゾン処理を終了する。すなわち、濃縮オゾンガスの供給を停止するとともにオゾン発生器１２を停止させ（ステップＳＴ６０７）、引き抜きポンプ１１および返送ポンプ１３を停止させる（ステップＳＴ６０８）。
【０１２１】
濃縮汚泥ポンプ１８の稼働時間については実施の形態２と同様である。濃縮汚泥ポンプ１８の稼働時間終了後、実施の形態２と同様に、汚泥排出指示部６４５は濃縮汚泥ポンプ１８を停止させ、濃縮汚泥８の排出を停止する（ステップＳＴ６１７）。また、汚泥排出指示部６４５は、排出方向が閉状態、返送方向が開状態となるように切替弁１９を切り替える（ステップＳＴ６１８）。その後、濃縮汚泥返送工程を実施する場合など、必要に応じて濃縮汚泥ポンプ１８を起動させる。
【０１２２】
実施の形態６によれば、実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
また、汚泥含有処理水中の有機汚泥を効率的に分解し、生物処理槽内の汚泥含有処理水の無機物／有機汚泥比率を高め、より効率的に無機物を系外に排出することができる。より具体的には、オゾン濃縮器をオゾンカス発生器の下流側に備えたため、４００ｍｇ／Ｌ以上の濃度を持つ濃縮オゾンガスを汚泥含有処理水に供給することが可能となった。濃縮オゾンガスは、有機汚泥との反応性および接触効率が高いことから、汚泥含有処理水中の有機汚泥を効率的に分解することができる。これにより、汚泥含有処理水中の有機汚泥の生分解性の向上が促進されて生物処理槽において減量される有機汚泥の量が増加し、生物処理槽内の無機物／有機汚泥比率がさらに増加する。この結果、固液分離槽から余剰汚泥として排出される濃縮汚泥の無機物／有機汚泥比率も高くなり、より効率的に無機物を系外に排出することができる。
【０１２４】
また、オゾン濃縮器において吸着されなかった酸素ガスを酸素ガス返送配管によりオゾン発生器に返送し、オゾンの原料として再利用するため、より効率的にオゾンを発生させることができる。
【０１２５】
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】
【０１２６】
１  生物処理槽、４  廃水、５  汚泥含有処理水、６  固液分離槽、７  処理水、８  濃縮汚泥、９  濃縮汚泥返送ポンプ、１０  オゾン反応部、１１  引き抜きポンプ、１２  オゾン発生器、１２１  放電開始信号送信部、１３  返送ポンプ、１４、２４、３４、４４、６４  汚泥排出制御装置、１４１、２４１、３４１、４４１、６４１  オゾン処理開始検知部、１４５、２４５、３４５、４４５、６４５  汚泥排出指示部、１５  濃縮汚泥排出ポンプ、１８  濃縮汚泥ポンプ、１９  切替弁、２２  凝集剤添加装置、２３  オゾン濃縮器、１００、２００、３００、４００、５００、６００  水処理システム、１０１、２０１  濃縮汚泥配管、１０２  濃縮汚泥返送配管、１０３  引き抜き配管、１０５  返送配管、１０６  濃縮汚泥排出配管、１０７  凝集配管、１０８  酸素ガス返送配管、３４２、４４２、６４２  オゾン処理制御部、４４３、６４３  タイマー
【図１】
2019193646.tif 000003
【図２】
2019193646.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月7日(2018.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の水を生物処理槽にて生物処理し、前記生物処理で生じる汚泥含有処理水にオゾン処理を施して前記生物処理槽に返送するとともに、固液分離手段により前記汚泥含有処理水から分離された濃縮汚泥の一部を濃縮汚泥返送手段によって前記生物処理槽に返送し、余剰の前記濃縮汚泥を余剰汚泥として濃縮汚泥排出手段により系外に排出する水処理システムに設けられ、前記余剰汚泥の排出を制御する汚泥排出制御装置であって、
前記オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知手段と、
前記オゾン処理開始検知手段が前記オゾン処理の開始を検知した後、予め定められた時間経過後に前記余剰汚泥を排出する濃縮汚泥排出処理を前記濃縮汚泥排出手段に開始させる汚泥排出指示手段と
を備えたことを特徴とする汚泥排出制御装置。
【請求項２】
前記オゾン処理の開始および停止を制御するオゾン処理制御手段をさらに備えた請求項１に記載の汚泥排出制御装置。
【請求項３】
前記オゾン処理制御手段は、前記オゾン処理を予め定められた時間間隔で間欠的に実施させる請求項２に記載の汚泥排出制御装置。
【請求項４】
前記予め定められた時間を前記オゾン処理の開始からカウントする待機時間カウント手段をさらに備え、前記汚泥排出指示手段は、前記待機時間のカウントが終了した後に、前記濃縮汚泥排出処理を前記濃縮汚泥排出手段に開始させる請求項１から３のいずれか１項に記載の汚泥排出制御装置。
【請求項５】
処理対象の水を生物処理する生物処理槽と、
前記生物処理により生じる汚泥含有処理水をオゾン処理するオゾン処理手段と、
前記オゾン処理により処理された前記汚泥含有処理水を前記生物処理槽に返送する汚泥含有処理水返送手段と、
前記汚泥含有処理水を処理水と濃縮汚泥に分離する固液分離手段と、
前記汚泥含有処理水から分離された前記濃縮汚泥の一部を前記生物処理槽に返送する濃縮汚泥返送手段と、
余剰の前記濃縮汚泥を余剰汚泥として系外に排出する濃縮汚泥排出手段と、
前記余剰汚泥の排出を制御する請求項１から４のいずれか１項に記載の汚泥排出制御装置と
を備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項６】
前記濃縮汚泥返送手段および前記濃縮汚泥排出手段は、前記固液分離手段から流出する前記濃縮汚泥を輸送し、返送方向と排出方向とを切り替える切替手段により前記濃縮汚泥の輸送先が切り替えられる濃縮汚泥輸送手段であり、前記汚泥排出制御装置は、前記オゾン処理の開始を検知した後に前記切替手段を排出方向に切り替えて、前記濃縮汚泥を系外に排出させる請求項５に記載の水処理システム。
【請求項７】
前記生物処理槽と前記固液分離手段との間に設けられ、溶解性リンを不溶化する凝集剤を前記汚泥含有処理水に添加する凝集剤添加手段をさらに備えた請求項５または６に記載の水処理システム。
【請求項８】
前記凝集剤添加手段は、前記オゾン処理の開始から予め定められた時間の間、前記汚泥含有処理水に添加する凝集剤の量を増加させる請求項７に記載の水処理システム。
【請求項９】
前記オゾン処理手段に供給するオゾンを濃縮するオゾン濃縮手段をさらに備えている請求項５から８のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項１０】
処理対象の水を生物処理槽にて生物処理し、前記生物処理で生じる汚泥含有処理水にオゾン処理を施して前記生物処理槽に返送するとともに、固液分離手段により前記汚泥含有処理水から分離された濃縮汚泥の一部を濃縮汚泥返送手段によって前記生物処理槽に返送し、余剰の前記濃縮汚泥を余剰汚泥として濃縮汚泥排出手段により系外に排出する水処理システムにおいて前記余剰汚泥の排出を制御する汚泥排出制御方法であって、
前記オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知工程と、
前記オゾン処理開始検知工程の後、予め定められた時間経過後に前記余剰汚泥を系外に排出させる汚泥排出工程と
を備えたことを特徴とする汚泥排出制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本願に開示される汚泥排出制御装置は、処理対象の水を生物処理槽にて生物処理し、生物処理で生じる汚泥含有処理水にオゾン処理を施して生物処理槽に返送するとともに、固液分離手段により汚泥含有処理水から分離された濃縮汚泥の一部を濃縮汚泥返送手段によって生物処理槽に返送し、生物処理槽に返送されない余剰の濃縮汚泥を余剰汚泥として濃縮汚泥排出手段により系外に排出する水処理システムに設けられ、余剰汚泥の排出を制御する汚泥排出制御装置であって、オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知手段と、オゾン処理開始検知手段がオゾン処理の開始を検知した後、予め定められた時間経過後に余剰汚泥を排出する濃縮汚泥排出処理を濃縮汚泥排出手段に開始させる汚泥排出指示手段とを備えたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本願に開示される汚泥排出制御方法は、処理対象の水を生物処理槽にて生物処理し、生物処理で生じる汚泥含有処理水にオゾン処理を施して生物処理槽に返送するとともに、固液分離手段により汚泥含有処理水から分離された濃縮汚泥の一部を濃縮汚泥返送手段によって生物処理槽に返送し、余剰の濃縮汚泥を余剰汚泥として濃縮汚泥排出手段により系外に排出する水処理システムにおいて余剰汚泥の排出を制御する汚泥排出制御方法であって、オゾン処理の開始を検知するオゾン処理開始検知工程と、オゾン処理開始検知工程の後、予め定められた時間経過後に余剰汚泥を系外に排出させる汚泥排出工程とを備えたものである。
【国際調査報告】
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