(57)【要約】【課題】  オキシデーションディッチ法を適用した比較的コンパクトな設備で効率よく窒素及びリンを除去することができる排水処理方法及び装置を提供する。【解決手段】  無終端水路（ディッチ１１）に循環水流発生手段及び酸素供給手段（曝気機１４）を備えたオキシデーションディッチ法により排水処理を行う方法において、曝気機１４からディッチ１１内に供給する酸素量を原水の流入負荷に対して低く設定するとともに循環水量を調節することにより、ディッチ１１内を酸素供給手段の下流側の好気域１５と、好気域の下流側の無酸素域１６と、無酸素域と酸素供給手段との間の嫌気域１７とに区画し、ディッチ１１内の活性汚泥含有液の一部を抜き出して好気槽１２で好気処理し、好気処理を行った活性汚泥含有液の一部をディッチ１１に返送する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無終端水路に循環水流発生手段及び酸素供給手段を備えたオキシデーションディッチ法により排水処理を行う方法において、前記酸素供給手段から無終端水路内に供給する酸素量を原水の流入負荷に対して低く設定し、前記循環水流発生手段の循環水量を調節することにより、前記無終端水路内を前記酸素供給手段の下流側の好気域と、該好気域の下流側の無酸素域と、該無酸素域と前記酸素供給手段との間の嫌気域とに区画するとともに、該無終端水路内の活性汚泥含有液の一部を抜き出して好気処理し、該好気処理を行った活性汚泥含有液の一部を前記無終端水路に返送することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
前記好気処理を行う活性汚泥含有液を前記好気域内から抜き出し、好気処理を行った活性汚泥含有液を固液分離して分離水を処理水として抜き出すとともに分離汚泥を前記酸素供給手段の近傍に返送し、流入原水を前記活性汚泥含有液の抜出部よりも下流側の好気域に流入させることを特徴とする請求項１記載の排水処理方法。
【請求項３】
無終端水路に循環水流発生手段及び酸素供給手段を備えたオキシデーションディッチ法により排水処理を行う装置において、前記無終端水路内に供給する酸素量を原水の流入負荷に対して低く設定した前記酸素供給手段と、前記無終端水路内を前記酸素供給手段の下流側の好気域、該好気域の下流側の無酸素域、及び、該無酸素域と前記酸素供給手段との間の嫌気域に区画する循環水量に設定された前記循環水流発生手段と、前記無終端水路内の活性汚泥含有液の一部を抜き出す活性汚泥含有液導出経路と、該活性汚泥含有液導出経路に抜き出した活性汚泥含有液に対して好気処理を行う好気処理槽と、該好気処理槽で好気処理を行った活性汚泥含有液の一部を前記無終端水路に返送する汚泥返送経路とを備えていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
前記活性汚泥含有液導出経路を前記好気域から活性汚泥含有液の一部を抜き出す位置に設け、前記好気処理槽の後段に好気処理を行った活性汚泥含有液を固液分離する固液分離手段を設けるとともに、該固液分離手段に、分離した分離水を処理水として抜き出す処理水流出経路と分離した分離汚泥を前記酸素供給手段の近傍に返送する汚泥返送経路とを設け、前記好気域における前記活性汚泥含有液導出経路より下流部分に流入原水を流入させる原水流入経路を設けたことを特徴とする請求項３記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理方法及び装置に関し、詳しくは、下水等の排水中に含まれる有機物、窒素及びリンをオキシデーションディッチ法によって生物学的に除去する排水処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物学的な排水処理を行う方法として、オキシデーションディッチ法が広く知られている。このオキシデーションディッチ法は、無端状に形成したディッチ（無終端水路）内の水を循環させながら一部で曝気することにより、ディッチ内に好気性水域と無酸素水域とを形成し、有機物の分解だけでなく、好気性水域での硝化反応と無酸素水域での脱窒反応とによって窒素分も除去するようにしている。
【０００３】
一方、近年は、閉鎖性水域の富栄養化の問題から、下水中の窒素及びリンを除去することが望まれている。オキシデーションディッチ法では、間欠曝気運転等を行うことによって窒素を除去することはできたが、リンを十分に除去することはできなかった。このため、ディッチの前段に流量調整槽を設け、この流量調整槽に返送汚泥を投入することによってリンを放出させ、ディッチでリンを再摂取させることで生物学的に脱リンを行う方法や（例えば、特許文献１参照。）、ディッチの前段にリン放出槽を設けるとともに、このリン放出槽とディッチとの間で有機物含有水及び活性汚泥をやりとりする方法等が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−２９００８６号公報
【特許文献２】特開２００２−１８６９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された方法では、流量調整槽からディッチへの原水（汚水）の流入量を正確に調整する必要があり、さらに、大容量の嫌気槽を必要とするという難点がある。また、特許文献２に記載された方法では、有機物含有水及び活性汚泥をやりとりするため、ディッチにおける処理効率が低下するおそれがあり、さらに、この方法でも設備が大型化するという難点があった。
【０００５】
そこで本発明は、オキシデーションディッチ法を適用した比較的コンパクトな設備で効率よく窒素及びリンを除去することができる排水処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の排水処理方法は、無終端水路に循環水流発生手段及び酸素供給手段を備えたオキシデーションディッチ法により排水処理を行う方法において、前記酸素供給手段から無終端水路内に供給する酸素量を原水の流入負荷に対して低く設定し、前記循環水流発生手段の循環水量を調節することにより、前記無終端水路内を前記酸素供給手段の下流側の好気域と、該好気域の下流側の無酸素域と、該無酸素域と前記酸素供給手段との間の嫌気域とに区画するとともに、該無終端水路内の活性汚泥含有液の一部を抜き出して好気処理し、該好気処理を行った活性汚泥含有液の一部を前記無終端水路に返送することを特徴としている。
【０００７】
さらに、本発明の排水処理方法は、上記構成において、前記好気処理を行う活性汚泥含有液を前記好気域内から抜き出し、好気処理を行った活性汚泥含有液を固液分離して分離水を処理水として抜き出すとともに分離汚泥を前記酸素供給手段の近傍に返送し、流入原水を前記活性汚泥含有液の抜出部よりも下流側の好気域に流入させることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の排水処理装置は、無終端水路に循環水流発生手段及び酸素供給手段を備えたオキシデーションディッチ法により排水処理を行う装置において、前記無終端水路内に供給する酸素量を原水の流入負荷に対して低く設定した前記酸素供給手段と、前記無終端水路内を前記酸素供給手段の下流側の好気域、該好気域の下流側の無酸素域、及び、該無酸素域と前記酸素供給手段との間の嫌気域に区画する循環水量に設定された前記循環水流発生手段と、前記無終端水路内の活性汚泥含有液の一部を抜き出す活性汚泥含有液導出経路と、該活性汚泥含有液導出経路に抜き出した活性汚泥含有液に対して好気処理を行う好気処理槽と、該好気処理槽で好気処理を行った活性汚泥含有液の一部を前記無終端水路に返送する汚泥返送経路とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明の排水処理装置は、上記構成において、前記活性汚泥含有液導出経路を前記好気域から活性汚泥含有液の一部を抜き出す位置に設け、前記好気処理槽の後段に好気処理を行った活性汚泥含有液を固液分離する固液分離手段を設けるとともに、該固液分離手段に、分離した分離水を処理水として抜き出す処理水流出経路と分離した分離汚泥を前記酸素供給手段の近傍に返送する汚泥返送経路とを設け、前記好気域における前記活性汚泥含有液導出経路より下流部分に流入原水を流入させる原水流入経路を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディッチ内の好気域で流入原水中のアンモニア性窒素の大部分を硝化し、これに続く無酸素域で硝化により生成した硝酸性窒素を脱窒し、さらに、この後段の嫌気域で活性汚泥中のリンを放出させることができる。そして、ディッチから抜き出した活性汚泥含有液に対して好気性処理を行うことにより、活性汚泥にリンを再摂取させて水中からリンを除去し、残存するアンモニア性窒素を略完全に硝化することができるとともに、残存するＢＯＤを酸化して除去することができる。
【００１１】
さらに、好気処理するための活性汚泥含有液をディッチの好気域から抜き出すことにより、好気槽で好気処理を行う際の溶存酸素濃度の変動を小さくでき、安定した処理が行えるとともに管理も容易となる。また、好気処理後に固液分離した汚泥をディッチに返送することによって処理効率を向上させることができ、返送汚泥を酸素供給手段の近傍に導入することにより、無酸素域や嫌気域の状態を乱すことなく安定させることができる。さらに、好気域の下流部分に原水を流入させることにより、無酸素域における有機物濃度を高くしてリンの放出速度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の排水処理方法を適用した排水処理装置の一形態例を示す説明図である。この排水処理装置は、無終端水路からなるディッチ１１と、ディッチ１１から抜き出した活性汚泥含有液に対して好気処理を行う好気処理槽１２と、好気処理槽１２で好気処理した活性汚泥含有液の固液分離を行う最終沈殿池１３とを備えている。
【００１３】
ディッチ１１には、循環水流発生手段と酸素供給手段とを兼ねる曝気機１４が設けられており、この曝気機１４を運転することにより、ディッチ１４内に矢印Ａで示す方向の循環水流を形成している。曝気機１４は、ディッチ１１内の循環水（活性汚泥含有液）に供給する酸素量が、流入する原水の平均的な負荷に対して低く設定されるとともに、循環水量（循環速度）が、平均的な酸素供給量や流入負荷に対応させて調節設定され、ディッチ１１内に、曝気機１４の下流側の好気域１５と、該好気域１５の下流側の無酸素域１６と、該無酸素域１６の下流側で前記曝気機１４までの間の嫌気域１７とを区画形成するようにしている。
【００１４】
前記好気域１５の下流側には、無酸素域１６との境界付近にディッチ１１内に原水を流入させる原水流入経路１８が設けられるとともに、該原水流入経路１８より上流側部分に、ディッチ１１内を循環する活性汚泥含有液の一部を抜き出す活性汚泥含有液導出経路１９が設けられている。また、曝気機１４の近傍には、前記最終沈殿池１３で分離した汚泥をディッチ１１内に返送する汚泥返送経路２０が設けられている。
【００１５】
図示しない沈砂池（最初沈殿池）から流出した原水は、原水流入経路１８を通って好気域１５の下流側からディッチ１１内に流入する。この流入原水は、ディッチ１１内の循環水流によって好気域１５を流れる活性汚泥含有液と混合し、下流側の無酸素域１６に向かって流れ、さらに、その下流側の嫌気域１７に向かって流れていく。
【００１６】
曝気機１４から好気域１５に流入した活性汚泥含有液は好気性雰囲気となり、曝気機１４で液中に供給された酸素で微生物の働きが活発になり、微生物による有機物の分解及びリンの再摂取が行われるとともに、液中のアンモニア性窒素が酸化されて硝酸性窒素となる。このとき、曝気機１４からの酸素供給量が、必要とされる酸素要求量に比べて低く設定されていることから、活性汚泥含有液中のアンモニア性窒素の一部が酸化分解されずに液中に残存した状態になる。
【００１７】
原水流入経路１８からの原水と混合して好気域１５から無酸素域１６に流れ込んだ活性汚泥含有液は無酸素状態となることから、好気域１５で発生した硝酸を微生物が分解して脱窒が行われる。この微生物による脱窒には、水素供与体として有機物が必要となるが、この有機物は、原水流入経路１８から流入した原水中の有機物によって賄うことができる。
【００１８】
無酸素域１６から嫌気域１７に移動した活性汚泥含有液は、無酸素域１６での脱窒によって硝酸性窒素がほとんど存在しない嫌気状態となることにより、微生物が体内に取り込んだリンを放出し、微生物からの脱リンが行われる。そして、再び曝気機１４を経て好気域１５に進んで好気状態になることにより、嫌気域１７で放出した以上のリンを微生物が再摂取することにより、活性汚泥含有液中からリンが除去される。
【００１９】
また、好気域１５から活性汚泥含有液導出経路１９に抜き取られて好気処理槽１２に流入した活性汚泥含有液は、該好気処理槽１２で曝気されることによって十分な好気状態となり、微生物による有機物の分解及びリンの再摂取が行われるとともに、液中に残存するアンモニア性窒素の酸化が行われる。
【００２０】
好気処理槽１２で好気処理された活性汚泥含有液は、次の最終沈殿池１３で固液分離され、分離した上澄み水が処理水として処理水流出経路２１から流出し、沈殿分離した活性汚泥は、汚泥返送経路２０を通ってディッチ１１内に返送される。また、一部の活性汚泥は、汚泥抜出経路２２から余剰汚泥として抜き出される。
【００２１】
このように、ディッチ１１での曝気機１４による酸素供給量及び循環速度を原水の状態に応じて適切に設定することにより、ディッチ１１内に好気域１５及び無酸素域１６を形成できるとともに、無酸素域１５で硝酸性窒素が分解除去されて液中にほとんど残存しない嫌気域１７を形成することができる。これにより、ディッチ１１内を循環する活性汚泥含有液中で、窒素を除去する硝化脱窒反応に加えて、リンを除去する生物脱リン反応も発生するので、流入水中の窒素だけでなく、リンも除去することができる。
【００２２】
なお、好気域１５の区域は、曝気機１４の酸素供給量及び循環速度だけでなく、原水流入経路１８の位置によっても変化し、原水流入経路１８を曝気機１４に近付けることによって好気域１５を小さくすることができるので、前記好気域１５、無酸素域１６及び嫌気域１７を容易かつ確実に区画形成することができる。
【００２３】
そして、ディッチ１１から抜き出した活性汚泥含有液を好気処理槽１２で好気処理することにより、曝気機１４でディッチ１１内の活性汚泥含有液に供給する酸素量を低く設定しても、微生物による有機物の分解やリンの再摂取、アンモニア性窒素の酸化を十分に行うことができるので、最終沈殿池１３から窒素及びリンを除去した処理水を流出させることができる。
【００２４】
本形態例に示すように、ディッチ１１と好気処理槽１２とを組み合わせることにより、最終沈殿池１３の上澄み水（処理水）中の全リン濃度を０．５ｍｇ／Ｌ程度あるいはそれ未満にまで除去することが可能となる。また、処理水中の全窒素濃度は、ディッチ１１で残存するアンモニア性窒素と固形性窒素及び有機態窒素との合計量となる。
【００２５】
ディッチ１１から好気処理槽１２に活性汚泥含有液を抜き出す活性汚泥含有液導出経路１９は、原水が流入する原水流入経路１８の位置から十分に下流側にあればよく、図２の変形例に示すように、嫌気域１７の中間部に活性汚泥含有液導出経路１９ａを設けて活性汚泥含有液を抜き出すように設定することもできるが、図１の形態例に示すように、好気域１５から活性汚泥含有液を抜き出すように設定することにより、好気処理槽１２内の溶存酸素の変動を小さくできるので、好気処理槽１２の運転管理が容易になるという利点がある。なお、図２に示す排水処理装置では、図１に示した排水処理装置の構成要素と同一の構成要素にそれぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２６】
さらに、返送汚泥の返送位置も任意に設定することができるが、好気性微生物が活発な状態になっていることから、好気域１５に返送することが好ましく、好気域１５の全体を有効に利用できる曝気機１４の近傍、即ち曝気機１４の直前や直後が最適である。
【００２７】
また、循環水流発生手段及び酸素供給手段には、ディッチの規模等の条件に応じて任意の方式を採用することができ、両手段をそれぞれ独立させて設けることもできる。さらに、好気処理槽は、通常の排水処理装置に広く用いられている各種の好気処理手段を使用することが可能であり、固液分離手段は、沈殿分離の他に分離膜等の各種固液分離手段を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の排水処理方法を適用した排水処理装置の一形態例を示す説明図である。
【図２】本発明の排水処理方法を適用した排水処理装置の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１…ディッチ、１２…好気処理槽、１３…最終沈殿池、１４…曝気機、１５…好気域、１６…無酸素域、１７…嫌気域、１８…原水流入経路、１９…活性汚泥含有液導出経路、２０…汚泥返送経路、２１…処理水流出経路、２２…汚泥抜出経路
【図１】
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【図２】
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