(57)【要約】【課題】微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法において、安定した処理水質を維持した上でより一層の処理効率の向上と余剰汚泥発生量の低減を図る。【解決手段】有機性排水中のＢＯＤを高負荷処理して菌体に変換する第１生物処理槽１と、変換された菌体を該菌体を捕食する微小動物と共存させる第２生物処理槽２とで有機性排水を多段活性汚泥処理するに当たり、基準となる有機性排水中のＢＯＤの７０％以上１００％未満が菌体に変換されるに要する第１生物処理槽におけるＨＲＴを求めて、この値を基準ＨＲＴとし、第１生物処理槽１におけるＨＲＴが基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲となるように、第１生物処理槽１に導入される有機性排水に処理水を添加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水中のＢＯＤを高負荷処理して菌体に変換する第１の生物処理工程と、
変換された菌体を該菌体を捕食する微小動物と共存させる第２の生物処理工程とを有する有機性排水の生物処理方法において、
基準となる前記有機性排水中のＢＯＤの７０％以上１００％未満が菌体に変換されるに要する前記第１の生物処理工程における水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を求めて、この値を基準ＨＲＴとし、
前記第１の生物処理工程におけるＨＲＴが該基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲となるように、該第１の生物処理工程に導入される前記有機性排水に液体を添加することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の有機性排水の生物処理方法において、前記液体が、前記第２の生物処理工程を経た処理水であることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
【請求項３】
有機性排水中のＢＯＤを高負荷処理して菌体に変換する第１の生物処理工程と、
変換された菌体を該菌体を捕食する微小動物とを共存させる第２の生物処理工程とを有する有機性排水の生物処理方法において、
基準となる前記有機性排水中のＢＯＤの７０％以上１００％未満が菌体に変換されるに要する前記第１の生物処理工程における水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を求めて、この値を基準ＨＲＴとし、
前記第１の生物処理工程におけるＨＲＴが該基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲となるように、該第１の生物処理工程を行う処理槽内の水量を変動させることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の有機性排水の生物処理方法において、前記第１の生物処理工程が、処理槽内に担体を添加した流動床式生物処理工程であることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生活排水、下水、食品工場やパルプ工場をはじめとした広い濃度範囲の有機性排水の処理に利用することができる有機性排水の生物処理方法に関するものであり、特に、処理水質を悪化させることなく、処理効率を向上させ、かつ、余剰汚泥発生量の低減が可能な有機性排水の生物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性排水を生物処理する場合に用いられる活性汚泥法は、処理水質が良好で、メンテナンスが容易であるなどの利点から、下水処理や産業廃水処理等に広く用いられている。しかしながら、活性汚泥法におけるＢＯＤ容積負荷は０．５〜０．８ｋｇ／ｍ３／ｄ程度であるため、広い敷地面積が必要となる。また、分解したＢＯＤの２０％が菌体、即ち汚泥へと変換されるため、大量の余剰汚泥処理も問題となる。
【０００３】
有機性排水の高負荷処理に関しては、担体を添加した流動床法が知られている。この方法を用いた場合、３ｋｇ／ｍ３／ｄ以上のＢＯＤ容積負荷で運転することが可能となる。しかしながら、この方法では発生汚泥量は分解したＢＯＤの３０％程度で、通常の活性汚泥法より高くなることが欠点となっている。
【０００４】
特開昭５５−２０６４９号公報では有機性排水をまず、第１処理槽で細菌処理して、排水に含まれる有機物を酸化分解し、非凝集性の細菌の菌体に変換した後、第２処理槽で固着性原生動物に捕食除去させることで余剰汚泥の減量化が可能になるとの記載がある。さらに、上記の方法では高負荷運転が可能となり、活性汚泥法の処理効率も向上する。
【０００５】
このように細菌の高位に位置する原生動物や後生動物の捕食を利用した廃水処理方法は、多数考案されている。特開２０００−２１０６９２号公報では、特開昭５５−２０６４９号公報の処理方法で問題となる原水の水質変動による処理性能悪化の対策を提案している。具体的な方法としては、「被処理水のＢＯＤ変動を平均濃度の中央値から５０％以内に調整する」、「第１処理槽内および第１処理水の水質を経時的に測定する」、「第１処理水の水質悪化時には微生物製剤または種汚泥を第１処理槽に添加する」等の方法を提案している。特公昭６０−２３８３２号公報では、細菌、酵母、放線菌、藻類、カビ類や廃水処理の初沈汚泥や余剰汚泥を原生動物や後生動物に捕食させる際に超音波処理または機械撹拌により、上記の餌のフロックサイズを動物の口より小さくさせる方法を提案している。
【０００６】
流動床と活性汚泥法の多段処理に関するものとしては、特許第３４１０６９９号公報がある。この方法では後段の活性汚泥法をＢＯＤ汚泥負荷０．１ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｄの低負荷で運転することで、汚泥を自己酸化させ、汚泥引き抜き量を大幅に低減できるとしている。
【特許文献１】特開昭５５−２０６４９号公報
【特許文献２】特開２０００−２１０６９２号公報
【特許文献３】特公昭６０−２３８３２号公報
【特許文献４】特許第３４１０６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の微小動物の捕食作用や細菌自体の自己消化を利用した多段活性汚泥法は、実際に有機性排水処理に用いられており、対象とする排水によっては処理効率の向上、発生汚泥量の減量化は可能である。例えば、微小動物の捕食を利用した場合、汚泥減量効果は処理条件や排水の水質によっては異なるものの、標準活性汚泥法で発生する汚泥量を３０〜７０％程度低減できるとされている。しかしながら、汚泥減量効果は槽内の微小動物数に依存し、安定した汚泥減量を長期にわたり維持できないのが現状である。これは、汚泥減量に関与する微小動物が細菌に比べ高等な動物であり、栄養の要求性が高く、また、前段の生物処理槽で捕食しやすい非凝集性の細菌（分散菌）の生成を安定して行うことが困難であるためである。
【０００８】
一方、細菌の自己消化を利用する多段活性汚泥法では、細菌の状態（分散状態、フロック、糸状）によらず、標準活性汚泥法にくらべ５０％程度汚泥発生量を削減することができる。しかしながら、５０％の汚泥減量率を得るには自己消化を行う生物処理槽では汚泥滞留時間を長く設定する必要があり、そのために膜分離装置を導入すると、膜のメンテナンス費用により汚泥減量によるランニングコストの削減を相殺してしまう。
【０００９】
よって、既設の曝気槽を利用して低ランニングコストで５０％以上の汚泥減量率を達成するには、微小動物の利用が有効であり、これを安定して行うためには、前段の生物処理槽で、微小動物に捕食されやすい細菌を安定して生成させる必要がある。
【００１０】
本発明は、微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法において、安定した処理水質を維持した上でより一層の処理効率の向上と余剰汚泥発生量の低減を図る有機性排水の生物処理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】
【００１１】
請求項１の有機性排水の生物処理方法は、有機性排水中のＢＯＤを高負荷処理して菌体に変換する第１の生物処理工程と、変換された菌体を該菌体を捕食する微小動物とを共存させる第２の生物処理工程とを有する有機性排水の生物処理方法において、基準となる前記有機性排水中のＢＯＤの７０％以上１００％未満が菌体に変換されるに要する前記第１の生物処理工程における水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を求めて、この値を基準ＨＲＴとし、前記第１の生物処理工程におけるＨＲＴが該基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲となるように、該第１の生物処理工程に導入される前記有機性排水に液体を添加することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の有機性排水の生物処理方法は、請求項１に記載の有機性排水の生物処理方法において、前記液体が、前記第２の生物処理工程を経た処理水であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の有機性排水の生物処理方法は、有機性排水中のＢＯＤを高負荷処理して菌体に変換する第１の生物処理工程と、変換された菌体を該菌体を捕食する微小動物とを共存させる第２の生物処理工程とを有する有機性排水の生物処理方法において、基準となる前記有機性排水中のＢＯＤの７０％以上１００％未満が菌体に変換されるに要する前記第１の生物処理工程における水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を求めて、この値を基準ＨＲＴとし、前記第１の生物処理工程におけるＨＲＴが該基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲となるように、該第１の生物処理工程を行う処理槽内の水量を変動させることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の有機性排水の生物処理方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の有機性排水の生物処理方法において、前記第１の生物処理工程が、処理槽内に担体を添加した流動床式生物処理工程であることを特徴とする。
【００１５】
なお本発明において、「基準となる有機性排水」とは、本発明により生物処理される有機性排水、即ち、流量、温度、ＢＯＤ濃度が経時により変動する有機性排水の、基準となる温度、ＢＯＤ濃度の有機性排水を指す。この基準となる温度、ＢＯＤ濃度とは、次の通りである。  
基準温度：加温する場合も含めて、年間で最も低い温度。  
基準ＢＯＤ濃度：第１の生物処理工程に流入する排水の最大ＢＯＤ濃度。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の有機性排水の生物処理方法によれば、以下のような作用効果のもとに微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法において、安定した処理水質を維持した上でより一層の処理効率の向上と余剰汚泥発生量の低減を図ることができる。
【００１７】
有機物除去を行う第１生物処理工程で生成される細菌の状態の中で、最も微小動物に捕食されやすいものは分散状態の細菌である。フロック化した細菌であっても、第２生物処理工程中に、濾過捕食型微小動物に加え、凝集体捕食型微小動物が存在すれば、十分捕食可能である。しかしながら、微小動物に細菌が速やかに捕食されるためには、細菌一個体が微小動物の口径より小さいことが有利であり、細菌が分散状態であるか、フロック状態であるかを問わず、細菌が糸状化している場合は、微小動物によっては捕食可能であるものの、捕食速度は低下し、汚泥減量効果も低減する。
【００１８】
以上の問題を解決するため、本発明では第１生物処理工程で生成する細菌を糸状化させない条件で運転することを特徴としている。
【００１９】
即ち、本発明（請求項１，３）では、基準となる有機性排水中の有機成分（ＢＯＤ）の７０％以上、１００％未満が酸化分解されるに要する基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲となるように、第１生物処理工程のＨＲＴを制御する。
【００２０】
ここで、基準ＨＲＴのＢＯＤ酸化分解率を１００％未満とし、ＢＯＤを完全に酸化分解させないのは、系内にＢＯＤが存在しない条件下では非凝集性細菌が糸状化、フロック化する傾向を有することから、これを防止するためである。また、基準ＨＲＴのＢＯＤ酸化分解率を７０％とするのは、３０％を超えるＢＯＤが第２生物処理工程に移行することを防止するためである。３０％を超えるＢＯＤが第２生物処理工程に移行する場合には、十分な汚泥減量効果を享受することができない。これは、第２生物処理工程において、非凝集性細菌が当該３０％を超えるＢＯＤを糸状化しつつ分解することとなるため、微小動物が捕食しにくくなり、その結果十分な汚泥減量効果が得られないからである。
【００２１】
有機性排水量は経時により変動するが、ＨＲＴは処理槽容積（Ｌ）を処理水流量（Ｌ／ｈ）で除したものであり、従って、有機性排水量減少時にはＨＲＴが長くなるため、非凝集性細菌のフロック化や糸状化が起こり、第２生物処理工程での捕食速度が低下し、汚泥減量効果も低下する。
【００２２】
そこで、請求項１では有機性排水量減少時に、第１生物処理工程に供給される有機性排水に液体を加えることにより第１生物処理工程に流入する被処理水量を一定にし、第１生物処理工程におけるＨＲＴを安定させる。この液体としては、請求項２のように、第２生物処理工程を経た処理水を好適に用いることができる。
【００２３】
また、請求項３では、有機性排水量の変動に応じて第１生物処理工程を行う処理槽内の水量を変動させることにより、第１生物処理工程のＨＲＴを安定化させる。
【００２４】
このように、本発明に従って、基準となる有機性排水のＢＯＤ酸化分解率３０％以上１００％未満を達成する基準ＨＲＴに対して、その０．７５〜１．５倍の範囲内となるように第１生物処理工程のＨＲＴを制御することにより、第１生物処理工程で生成する非凝集性細菌を糸状化、フロック化させることなく、第２生物処理工程に送給することができ、第２生物処理工程において、微小動物濃度を高濃度に安定化させて、良好な汚泥減量効果を得ることができる。
【００２５】
なお、第１生物処理工程におけるＨＲＴは、好ましくは、基準ＨＲＴとなるように制御するのが最適であるが、一般的には、基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲内で、本発明による効果を十分に得ることができる。ただし、第１生物処理工程のＨＲＴは、特に基準ＨＲＴの０．９〜１．２倍、とりわけ０．９５〜１．０５倍の範囲内で制御することが好ましい。
【００２６】
ところで、有機性排水のＢＯＤ濃度が大きく変動する場合、本発明に従って、基準となる有機性排水に対して定めた基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲内で第１生物処理工程のＨＲＴを制御しても、次のような不具合が発生する場合がある。即ち、有機性排水のＢＯＤ濃度が基準となる有機性排水のＢＯＤ濃度の５０％以下に低減し、その後再度基準となるＢＯＤ濃度に戻った場合、第１生物処理工程において、ＢＯＤの細菌への変動が追従し得なくなり、第１生物処理工程で分解し得ずに残存したＢＯＤが第２生物処理工程に流入してしまう。第２生物処理工程に流入したＢＯＤは、第２生物処理工程で酸化分解されることになるが、微小動物が多量に存在する第２生物処理工程で細菌によるＢＯＤの酸化分解が起こると、細菌は微小動物の捕食から逃れるための対策として、捕食されにくい形態で増殖することが知られており、このように増殖した細菌群は微小動物により捕食されず、これらの分解は自己消化のみに頼ることとなり、汚泥発生量低減の効果が損なわれる。
【００２７】
そこで、請求項４に示すように、第１生物処理工程を、処理槽内に担体を添加した流動床式生物処理工程とすることにより、担体に付着した生物膜が負荷低下時に減少した第１生物処理工程内の細菌の供給源となり、再度、負荷が戻った場合に、速やかに細菌が増殖し、第１生物処理工程でのＢＯＤ除去率を安定させることができるため、有機性排水のＢＯＤ濃度変動による上記問題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に図面を参照して本発明の有機性排水の生物処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
図１〜４は本発明の有機性排水の生物処理方法の実施の形態を示す系統図である。図１〜４において、１は第１生物処理槽、２は第２生物処理槽、３は沈殿槽、４は流量計、５は調整槽、５Ａは原水貯槽、５Ｂは処理水槽、６は原水ポンプ、７は水位調整用ポンプ、８は担体分離用スクリーン、９は担体を示す。
【００３０】
いずれの方法においても、原水（有機性排水）は、まず第１生物処理槽（分散菌槽）１に導入され、非凝集性細菌により、ＢＯＤ（有機成分）の７０％以上、望ましくは８０％以上、更に望ましくは９０％以上が酸化分解される。この第１生物処理槽１のｐＨは６以上、望ましくはｐＨ６〜８とする。また、第１生物処理槽１へのＢＯＤ容積負荷は１ｋｇ／ｍ３／ｄ以上、例えば１〜２０ｋｇ／ｍ３／ｄ、ＨＲＴ（原水滞留時間）は２４ｈ以下、例えば０．５〜２４ｈの範囲で、後述した方法で予め定めた基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲内とすることで、非凝集性細菌が優占化した処理水を得ることができ、また、ＨＲＴを短くすることでＢＯＤ濃度の低い排水を高負荷で処理することができ、好ましい。
【００３１】
第１生物処理槽１の処理水は、第２生物処理槽（微小動物槽）２に導入され、ここで、残存している有機成分の酸化分解、非凝集性細菌の自己分解及び微小動物による捕食による汚泥の減量化が行われる。この第２生物処理槽２はｐＨ６以上、好ましくはｐＨ６〜８の条件で処理を行う。
【００３２】
第２生物処理槽２の処理水は沈殿槽３で固液分離され、分離水は処理水として系外へ排出される。また、分離汚泥の一部は余剰汚泥として系外へ排出され、残部は第２生物処理槽２に返送される。なお、この汚泥返送は、各生物処理槽における汚泥量の維持のために行われるものであり、例えば、第１生物処理槽１及び／又は第２生物処理槽２を、後述のような担体を添加した流動床式とした場合、汚泥返送は不要である場合もある。第１生物処理槽１のＢＯＤ容積負荷が低い場合は、図示の如く、汚泥返送は第２生物処理槽２のみとしても良いが、汚泥返送は、第１生物処理槽１に行っても良く、第１生物処理槽１と第２生物処理槽２との両方に行っても良い。また、第３生物処理槽を設け、第２生物処理槽又は沈殿槽から引き抜いた汚泥を処理し、更に減量しても良い。ここから引き抜いた汚泥はそのまま、第１及び／又は第２生物処理槽に返送しても良いし、固液分離して余剰汚泥として処理しても良い。その場合、脱離液の一部又は全部を第１及び／又は第２生物処理槽に返送しても良い。また、固形分の一部又は全部を第１及び／又は第２生物処理槽に返送しても良いし、脱水汚泥として処理しても良い。また、生物処理の方法は嫌気性処理、好気性処理いずれでも良い。
【００３３】
本発明においては、予め基準ＨＲＴを机上試験などにより求めておき、この基準ＨＲＴの０．７５〜１．５倍の範囲となるように第１生物処理槽１のＨＲＴを制御する。
【００３４】
基準ＨＲＴを求めるための机上試験の方法としては、培養槽に対象となる有機性排水を同一速度で連続的に供給、引き抜き、細菌の増殖と有機性排水の供給による細菌の希釈とが平衡に達する状態が発生し、そのとき残存する排水ＢＯＤが排水の初期ＢＯＤの３０％以下、望ましくは２０％以下となるような排水の供給速度から最適滞留時間（ＨＲＴ）を求めるものがある。また、上記の連続実験以外に回分実験から対象となる排水の分解速度を求め、その結果から最適ＨＲＴを求めても良い。また、排水中に難分解性成分を多く含有し、最適ＨＲＴが長くなったり、分解速度に差がある成分を多く含むような場合は、対象排水に対し、何らかの処理を行い、難分解性成分の分解を促進し、ＨＲＴ２４ｈ以下望ましくは１２ｈ以下で排水中の有機成分を７０％以上望ましくは８０％以上分解できるようにすることが望ましい。難分解性成分の分解促進方法としては、酸、アルカリ等の薬品による化学処理、特定細菌や酵素の利用等による生物処理、物理処理いずれを用いても良い。
【００３５】
本発明において、基準ＨＲＴは、基準となる有機性排水のＢＯＤの７０％以上１００％未満が菌体に変換されるに要するＨＲＴであるが、好ましくはこのＢＯＤの７５％以上、、特には８０〜９５％が菌体に変換されるに要するＨＲＴとして設定することが好ましい。
【００３６】
また、前述の如く、第１生物処理槽１のＨＲＴは、特に基準ＨＲＴの０．９〜１．２倍、とりわけ０．９５〜１．０５倍の範囲内で制御することが好ましい。
【００３７】
図１の方法では、第１生物処理槽１のＨＲＴが所定の値となるように、沈殿槽３の処理水を第１生物処理槽１の原水導入側に返送する。
【００３８】
即ち、原水の流量を流量計４で測定し、原水量が所定のＨＲＴを確保するために不足する場合には、その不足分を処理水で補い、原水量と返送処理水量との合計で、第１生物処理槽１のＨＲＴを所定範囲に制御する。
【００３９】
図２に示す方法は、図１に示す方法と同様に、処理水により第１生物処理槽１に流入する液量を制御するものであるが、図２では、原水貯槽５Ａと処理水槽５Ｂとが隣接して設けられた調整槽５を設け、この調整槽５から原水ポンプ６により所定量の水量で第１生物処理槽１に被処理水を供給する。この調整槽５は、原水貯槽５Ａの水位に応じて、処理水槽５Ｂ内の処理水が原水貯槽５Ａ内に流入するように両槽間に液流通部を有する仕切壁が設けられており、原水量の増減をこの調整槽５で吸収し、一定の水量で原水、或いは原水と処理水を第１生物処理槽１に送給することにより、第１生物処理槽１のＨＲＴを所定範囲に維持することができる。この図２の方法では、調整槽５を設けることにより、図１における流量計４及び処理水返送ポンプ（図１では図示せず）を省略して、ＨＲＴの制御を簡素化することができる。
【００４０】
図３に示す方法では、第１生物処理槽１に水位調整用ポンプ７を設け、第１生物処理槽１への流入原水量が少なく、第１生物処理槽１のＨＲＴが長くなる傾向にある場合には、この水位調整用ポンプ７で第１生物処理槽１内の水を第２生物処理槽２に強制的に移送し、第１生物処理槽１の見掛け上の保水量を低減させることにより、第１生物処理槽１のＨＲＴを所定の範囲に維持する。
【００４１】
図４に示す方法は、図３に示す方法において、第１生物処理槽１に担体分離用スクリーン８を設け、このスクリーン８の原水導入側に担体９を投入すると共に、スクリーン８の処理水排出側に水位調整用ポンプ７を設けて、図３に示す方法と同様に、この水位調整用ポンプ７で第１生物処理槽１内の水を第２生物処理槽２に強制的に移送し、第１生物処理槽１の見掛け上の保水量を低減させることにより、第１生物処理槽１のＨＲＴを所定の範囲に維持する。
【００４２】
図４に示す方法では、第１生物処理槽１に担体９を投入したことにより、前述の如く、原水ＢＯＤ濃度の変動に対して、第１生物処理槽１におけるＢＯＤ除去率を安定化させることができる。
【００４３】
第１生物処理槽１への添加率（以下「槽内充填率」と称す。）は、第１生物処理槽１の有効容積に対して、０．１〜２０％、特に１〜１０％、とりわけ２〜５％とすることが好ましい。添加する担体の形状は球状、ペレット状、中空筒状、糸状等任意であり、大きさも０．１〜１０ｍｍ程度の径で良い。また、担体の材料は天然素材、無機素材、高分子素材等任意であり、ゲル状物質を用いても良い。
【００４４】
担体は、図１，２における方法において、第１生物処理槽１に添加しても良いことは言うまでもない。水位調整用ポンプ７により第１生物処理槽１内の水を第２生物処理槽２に移送する構成を採用する場合は、図４に示す如く、第１生物処理槽１の底部にまで到る担体分離用スクリーン８を設ける必要がある。この場合、担体から剥離した生物膜がスクリーン８でつまり、ＳＳの流出が妨げられ、汚泥滞留時間が長くなることを防ぐため、スクリーン８の目開きは５ｍｍ以上にすることが望ましく、この場合において、添加する担体９は５ｍｍ以上の径であることが望ましい。
【００４５】
なお、図１〜４に示す方法は本発明の実施の形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示の方法に限定されるものではない。例えば、ＨＲＴの制御のために原水に添加する液体は、処理水の他、工水、井水、市水、河川水等を用いても良いが、好ましくは、処理水を用いる。
【００４６】
また、担体は、第１生物処理槽１のみならず、第２生物処理槽２にも添加しても良い。また、第１生物処理槽１、第２生物処理槽２は、２槽以上の生物処理槽を直列に配置した多段処理としても良く、槽内に分離膜を浸漬した膜分離式活性汚泥処理としても良い。
【００４７】
ところで、細菌の活性、即ち、ＢＯＤ分解能は、温度が高くなると高くなり、温度が低くなると低下する。つまり、所定のＢＯＤ酸化分解率を得るに要する第１生物処理槽のＨＲＴは、温度が高くなると短くなり、温度が低くなると長くなる。そこで、原水の温度変化が基準となる温度に対して５℃以上ある原水に関しては、温度による最適ＨＲＴの変化を事前に机上試験から確認しておき、温度変動時には温度の影響を考慮した基準ＨＲＴを予め設定し、この基準ＨＲＴに対して、第１生物処理槽のＨＲＴを０．７５〜１．５倍の範囲内、特に基準ＨＲＴの０．９〜１．２倍、とりわけ０．９５〜１．０５倍の範囲内で制御することが好ましい。
【００４８】
同様に、原水のＢＯＤ濃度変化が基準となるＢＯＤ濃度に対して大きく変動する場合にも、このＢＯＤ濃度変動に基いた基準ＨＲＴを予め設定し、この基準ＨＲＴに対して、第１生物処理槽のＨＲＴを０．７５〜１．５倍の範囲内、特に基準ＨＲＴの０．９〜１．２倍、とりわけ０．９５〜１．０５倍の範囲内で制御することが好ましい。
【００４９】
このようにして、第１生物処理槽１のＨＲＴを所定の範囲内に制御する本発明の有機性排水の生物処理方法によれば、第２生物処理槽２での微小動物密度は高まり、槽内ＳＳに占める微小動物割合は１０％以上で維持され、後述の実施例の結果からも明らかなように、標準活性汚泥法に比べ５０％以上の汚泥減量効果を安定して得ることができる。
【実施例】
【００５０】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００５１】
実施例１
第１生物処理槽１として容量３．６Ｌの活性汚泥槽（汚泥返送なし）と、第２生物処理槽２として容量１５Ｌの活性汚泥槽を連結させた実験装置を用いて、図１に示す本発明の方法で有機性排水の処理を実施した。第１生物処理槽１のｐＨは６．８に、第２生物処理槽２のｐＨは６．８に調整した。第１生物処理槽１に対する溶解性ＢＯＤ容積負荷は３．８５ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄ、ＨＲＴ４ｈ、第２生物処理槽２への溶解性ＢＯＤ汚泥負荷は０．０２２ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＳＳ／ｄ、ＨＲＴ１７ｈ、全体でのＢＯＤ容積負荷０．７５ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄ、ＨＲＴ２１ｈの条件で運転した。実験は２０℃恒温室内で行った。その結果、汚泥転換率は０．１８ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤとなった。なお、予め机上試験により求めた原水中のＢＯＤの７５％を酸化分解するに要する第１生物処理槽１のＨＲＴは４ｈである。
【００５２】
運転開始１ヶ月後から、上記と同様の条件で１２ｈ運転し、その後、基質流量を半分に減らし、減った分の水量を処理水で補う運転（この間ＢＯＤ容積負荷は半減する）を１２ｈ交互に繰り返す試験（負荷変動運転）を行ったところ、第１生物処理槽１のＨＲＴは約４ｈに維持でき、第１生物処理槽１中の細菌も分散状態が維持された。しかし、負荷半減時に分散菌濃度が減少し、負荷回復時に分散菌の再増殖が間に合わず、排水中の有機物が分解されず、これが第２生物処理槽２に流入することがあった。そのため、汚泥転換率は若干増え、０．２８ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤとなっていた。
【００５３】
運転期間中の第２生物処理槽２ではヒルガタワムシが優占化し、負荷変動運転前の微小動物数は５５０００〜７００００個／ｍｌで、槽内ＳＳに占める割合は２０％であったが、負荷変動運転開始後は、微小動物数は３００００個／ｍｌ程度に留まった。
【００５４】
実施例２
第１生物処理槽１に粒径５ｍｍのスポンジを槽内充填率５％で添加して、第１生物処理槽において、流動床式活性汚泥処理を行ったこと以外は、実施例１と同条件で運転を行った。
【００５５】
その結果、負荷変動運転開始後も、第１生物処理槽１のＨＲＴは約４ｈに維持でき、第１生物処理槽１中の細菌も分散状態が維持された。しかも、汚泥転換率も０．１８ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤに維持できた。
【００５６】
運転期間中、高負荷変動の前後いずれにおいても、第２生物処理槽２ではヒルガタワムシが優占化し、微小動物数は５５０００〜７００００個／ｍｌで、槽内ＳＳに占める割合は２０％であった。
【００５７】
比較例１
実施例１において、第１生物処理槽を省略し、容量１５Ｌの第２生物処理槽のみからなる実験装置を用いて処理を行った。実験は２０℃恒温室内で行い、溶解性ＢＯＤ容積負荷は０．７６ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄ、ＨＲＴ２０ｈの条件で１ヶ月間連続運転したところ、処理水質は良好だったものの、汚泥転換率は０．４０ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤとなった。
【００５８】
また、実施例１と同様にして、１２ｈ毎に、基質流量を半分に減らした運転（この間ＢＯＤ容積負荷は半減）を１２ｈ、交互に繰り返して負荷変動運転を行ったところ、汚泥転換率は変わらず、０．４０ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤとなっていた。運転期間中、活性汚泥槽では、ヒルガタワムシが３０００個／ｍｌ、ツリガネムシが１００００個／ｍｌ観察されたが、槽内ＳＳに占める微小動物割合は常に５％以下であった。
【００５９】
比較例２
負荷変動運転後、基質流量を半分に減らしたときに処理水の返送を行わなかったこと以外は、実施例１と同条件で運転を行った。
【００６０】
その結果、負荷変動運転前は、実施例１と同様、汚泥転換率は０．１８ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤであったが、負荷変動運転開始後は、第１生物処理槽１では、分散状態の糸状性細菌（長さ５０〜１０００μｍ）が優占化し、第２生物処理槽２では、負荷を変動させる前に優占化していたヒルガタワムシが５００００個／ｍｌから０個／ｍｌに減少し、汚泥転換率も０．３４ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤまで上昇した。
【００６１】
以上の実施例１，２及び比較例１，２における、負荷変動運転前の投入ＢＯＤ量に対する余剰汚泥発生量（発生ＶＳＳ：汚泥転換率）との関係を図５に、負荷変動運転開始後の投入ＢＯＤ量に対する余剰汚泥発生量（発生ＶＳＳ：汚泥転換率）との関係を図６に示す。
【００６２】
図５，６より、負荷変動の前後を問わず、微小動物の捕食作用を利用した多段活性汚泥法の方が高い汚泥減量効果を得ることができるが、多段活性汚泥法による処理において、本発明に従って、第１生物処理槽のＨＲＴを所定範囲に維持することにより、更には第１生物処理槽に担体を添加して流動床式活性汚泥処理を行うことにより、負荷の変動にもかかわらず安定した汚泥減量効果を得ることができることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の有機性排水の生物処理方法は、生活排水、下水、食品工場やパルプ工場をはじめとした広い濃度範囲の有機性排水の処理に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の有機性排水の生物処理方法の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明の有機性排水の生物処理方法の他の実施の形態を示す系統図である。
【図３】本発明の有機性排水の生物処理方法の別の実施の形態を示す系統図である。
【図４】本発明の有機性排水の生物処理方法の異なる実施の形態を示す系統図である。
【図５】実施例１，２及び比較例１，２における投入ＢＯＤ量と余剰汚泥発生量との関係（負荷変動前）を示すグラフである。
【図６】実施例１，２及び比較例１，２における投入ＢＯＤ量と余剰汚泥発生量との関係（負荷変動後）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１  第１生物処理槽
２  第２生物処理槽
３  沈殿槽
４  流量計
５  調整槽
５Ａ  原水貯槽
５Ｂ  処理水槽
６  原水ポンプ
７  水位調整用ポンプ
８  担体分離用スクリーン
９  担体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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