(57)【要約】【課題】容易かつ確実に脱リンができ、処理水放流先の富栄養化の防止や下水処理設備等における管路等でのリン酸塩結晶析出によるスケール発生防止が図れる有機性排水の処理装置を提供する。【解決手段】有機性排水中の汚泥等を沈降分離する最初沈殿池と、汚泥等を分離された排水を生物処理する生物処理槽と、生物処理混合液中の汚泥を分離する最終沈殿池と、沈降分離された汚泥の少なくとも一部をを濃縮するとともに汚泥中のリンを放出させる汚泥濃縮・リン放出兼用槽と、最初沈殿池で沈降分離された汚泥を濃縮する汚泥濃縮槽と、汚泥濃縮槽で分離された上澄水又は／及び濃縮汚泥を酸発酵させた酸発酵液を汚泥濃縮・リン放出兼用槽にリン放出効率向上用の溶解性有機物として供給する経路と、放出リンを除去する脱リン装置とを設けた有機性排水の処理装置。【選択図】図１
2006122861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水中の汚泥等の懸濁物を沈降分離する最初沈殿池と、該最初沈殿池で汚泥等を分離された有機性排水を生物処理する生物処理槽と、該生物処理槽で生物処理された混合液中の汚泥を分離する最終沈殿池と、該最終沈殿池で沈降分離された汚泥の少なくとも一部を返送汚泥として前記生物処理槽に返送する汚泥返送経路と、残部の汚泥を濃縮するとともに汚泥中のリンを放出させる汚泥濃縮・リン放出兼用槽と、前記最初沈殿池で沈降分離された汚泥を濃縮する第二汚泥濃縮槽と、該第二汚泥濃縮槽で分離された上澄水の少なくとも一部を前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽に供給する溶解性有機物供給経路と、前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽で分離されたリン濃縮分離水中のリンを除去する脱リン装置とを設けたことを特徴とする有機性排水の処理装置。
【請求項２】
有機性排水中の汚泥等の懸濁物を沈降分離する最初沈殿池と、該最初沈殿池で汚泥等を分離された有機性排水を生物処理する生物処理槽と、該生物処理槽で生物処理された混合液中の汚泥を分離する最終沈殿池と、該最終沈殿池で沈降分離された汚泥の少なくとも一部を返送汚泥として前記生物処理槽に返送する汚泥返送経路と、残部の汚泥を濃縮するとともに汚泥中のリンを放出させる汚泥濃縮・リン放出兼用槽と、前記最初沈殿池で沈降分離された汚泥を濃縮する第二汚泥濃縮槽と、該第二汚泥濃縮槽で濃縮された濃縮汚泥の少なくとも一部を酸発酵処理する酸発酵槽と、該酸発酵槽からの酸発酵液及び／又は前記第二汚泥濃縮槽で分離された上澄水の少なくとも一部を前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽に供給する溶解性有機物供給経路と、前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽で分離されたリン濃縮分離水中のリンを除去する脱リン装置とを設けたことを特徴とする有機性排水の処理装置。
【請求項３】
前記酸発酵槽で処理された後の酸発酵液を固液分離する固液分離装置を設け、該固液分離装置で分離された分離水を酸発酵液として汚泥濃縮・リン放出兼用槽に供給する請求項２に記載の有機性排水の処理装置。
【請求項４】
前記第二汚泥濃縮槽で濃縮された濃縮汚泥の少なくとも一部及び前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽で濃縮された濃縮汚泥を嫌気性消化処理する嫌気性消化槽を設けた請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機性排水の処理装置。
【請求項５】
前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽で濃縮された濃縮汚泥を更に濃縮する汚泥濃縮装置を設けた請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機性排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水に含有される有機物やリン等を除去して浄化処理する有機性排水の処理装置であり、また、浄化処理に伴って発生する汚泥を嫌気性消化処理してメタンガス等を回収する有機性排水の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、し尿、下水、食品加工排水又は厨房排水等の有機性排水を浄化処理する装置として、好気性又は嫌気性で生物処理する各種の装置が用いられている。
一例として、従来の有機性排水である下水を処理する下水処理装置の系統図を図３に示す。図３において、５０は下水中の汚泥等の懸濁物を沈降分離する最初沈殿池、５１は最初沈殿池５０で汚泥等を分離された下水中の有機物を生物処理する好気性生物処理槽である曝気槽、５２は曝気槽５１で好気性生物処理された混合液中の汚泥を分離する最終沈殿池、５３は最終沈殿池５２で沈降分離された汚泥の少なくとも一部を返送汚泥として曝気槽５１に返送する汚泥返送経路、５４は最終沈殿池５２で沈降分離された残部の汚泥を濃縮する第一汚泥濃縮槽、５５は最初沈殿池５０で沈降分離された汚泥を濃縮する第二汚泥濃縮槽、５６は第一汚泥濃縮槽５４で濃縮された汚泥を更に濃縮する汚泥濃縮装置、５７は第二汚泥濃縮槽５５で濃縮された汚泥及び汚泥濃縮装置５６で濃縮された濃縮汚泥を混合貯留する汚泥供給槽、５８は汚泥供給槽５７から供給される汚泥を嫌気性消化処理する嫌気性消化槽、５９は嫌気性消化槽５８で処理された後の消化汚泥を貯留する汚泥貯留槽である。
【０００３】
前記下水処理装置において、下水を処理する方法は、以下の通りである。
通常、下水は図示しない沈砂池で砂等を分離した後最初沈殿池５０に供給され、有機性排水中の汚泥や受け入れ設備におけるスクリーン等で捕捉できなかった微細な懸濁物が沈降分離される。更に最初沈殿池５０で汚泥を分離された下水は好気性で生物処理する曝気槽５１に供給される。
【０００４】
曝気槽５１に供給された下水は、汚泥を構成する微生物の生物学的作用により有機物が分解される。所定の時間好気性処理された後の汚泥と処理水の混合液は最終沈殿池５２に供給され、汚泥が沈降分離され、上澄水は処理水として系外に放流される。最終沈殿池５２で沈降分離された汚泥（第二沈降汚泥）の少なくとも一部は、曝気槽５１内の汚泥濃度を適切に維持するために用いられる汚泥として、汚泥返送経路５３から曝気槽５１に返送され、また、残部の汚泥は第一汚泥濃縮槽５４に供給され、沈降分離により濃縮される。
【０００５】
第一汚泥濃縮槽５４で濃縮された濃縮汚泥（第一濃縮汚泥）は汚泥濃縮装置５６に供給されて更に高濃度に濃縮された汚泥（高濃度汚泥）とされ、また、最初沈殿池５０で沈降分離された汚泥（第一沈降汚泥）は第二汚泥濃縮槽５５に供給され、沈降分離により濃縮される（第二濃縮汚泥）。高濃度汚泥及び第二濃縮汚泥は、汚泥供給槽５７に供給され、図示しない攪拌装置等により攪拌されて均一混合され、混合した混合汚泥は所定の供給流量で嫌気性消化槽５８に供給される。
【０００６】
嫌気性消化槽５８に供給された濃縮汚泥は、嫌気性におけるメタン菌等の微生物の生物学的作用により汚泥が分解され、メタンや炭酸ガス等を主成分とするガスを生成し、生成ガスは必要により設けられた脱硫装置により硫化水素が除去され、ガスホルダ等に貯留された後燃料ガス等として有効利用される。
【０００７】
嫌気性消化槽５８で嫌気性処理された後の汚泥（消化汚泥）は汚泥貯留槽５９に供給され、系外に排出する汚泥として後段に設けられる図示しない脱水機等の汚泥処理装置により処理された後、埋め立て処分や焼却処理又は溶融処理等により処理される。なお、脱リンや臭気抑制等を目的として、曝気槽５１の後段、汚泥供給槽５７及び／又は汚泥貯留槽５９等に鉄塩凝集剤等が添加される場合がある。
【０００８】
なお、前記好気性生物処理槽にかえて、嫌気性槽と好気性槽を配置し、嫌気性槽においてリンを放出させ、嫌気性槽で放出されたリンを好気性槽で過剰摂取させ、好気性槽の混合液から汚泥を分離して余剰汚泥として排出することにより、有機性排水中の有機物処理と脱リン処理を生物学的に行う嫌気・好気生物処理装置が配設される装置もある。
【０００９】
前記曝気槽を配設した下水の処理においては、下水等に比較的多く含有されるリンが、微生物の増殖に必要な分として汚泥に摂取され、余剰汚泥として除去されるのみであるため、リン除去が不十分となり、処理水中のリンにより放流先の富栄養化を起こす問題がある。
【００１０】
また、生物処理装置として嫌気・好気生物処理装置を用いる場合には、好気性においてリンを過剰摂取した汚泥が余剰汚泥として排出されるため、余剰汚泥に過剰摂取されたリンが、嫌気性消化槽での処理、余剰汚泥の汚泥処理施設等への輸送及び汚泥脱水処理においてリンを放出しやすく、アンモニウムイオン、マグネシウムイオンやリン酸イオンが化合したＭＡＰ（Ｍｇ（ＮＨ４）ＰＯ４）結晶等が析出し、結晶析出による管路の閉塞やスケールの発生が起こりやすい問題がある。
【００１１】
前記の問題に鑑みて、汚泥中のリンを嫌気性で放出させ、放出されたリンを除去する脱リン方法が実施されており、その脱リン方法の一例として、生物処理槽で処理した汚水を、生物処理槽の後に設けられた沈澱池で上澄水と沈澱汚泥とに分離し、分離した沈澱汚泥の一部又は全量を嫌気条件下に保持したリン放出室に導入し、初沈汚泥又は初沈濃縮汚泥を添加してリンを放出させ、放出させたリンを含む上澄水と汚泥とに分離し、分離したリンを含む上澄水をリン除去槽に導入した後、マグネシウム塩を添加してリンを含む上澄水からリンを除去することを特徴とするリンの除去方法が特許文献１に記載されている。
【００１２】
また、他の例として、下水に鉄系凝集剤を添加した後、凝集分離し、該処理水を生物処理するとともに、凝集分離汚泥を嫌気性消化することによって汚泥中のリン酸鉄を、硫化鉄及びリン酸イオンに変化させた後、嫌気性消化脱離液にＭｇイオンを添加してリン酸マグネシウムアンモニウム（Ｍｇ（ＮＨ４）ＰＯ４）を晶析させることを特徴とする下水処理方法が特許文献２に記載されている。
【００１３】
また、有機性排水を好気性生物処理する一次処理工程を経た一次処理水に一次処理工程で発生した余剰汚泥を混和するとともに凝集剤を添加して一次処理水中に残存するリンを凝集分離処理する二次処理工程を設けた排水処理方法が特許文献３に記載されている。
【００１４】
また、他の例として、下水処理設備で発生した汚泥を汚泥処理施設等に輸送する管路でのマグネシウムイオンやリン酸等が化合したリン酸マグネシウムアンモニウム析出による管路管路の閉塞防止する方法として、汚泥を輸送するための管路の上流にエアレーション装置を備え、このエアレーション装置内で予め汚泥を曝気してその汚泥中にＭＡＰ粒子を形成しＭＡＰ粒子の発生要因成分を除去してからその汚泥を上記管路内に送るようにした管路閉塞防止方法が特許文献４に記載されている。
【特許文献１】特開平８−１０７９１号公報
【特許文献２】特開２００３−３０００９５号公報
【特許文献３】特開２００４−２４３２８８号公報
【特許文献４】特開２０００−２７１５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
解決しようとする課題は、嫌気性条件におけるリン放出速度や放出量等は、溶解性有機物（以下溶解性ＢＯＤという。）濃度が高いほど大きくなることが知られており、特許文献１に開示されているリンの除去方法においては、初沈汚泥や初沈濃縮汚泥そのものを加えているため、溶解性ＢＯＤ濃度が低く、脱リン効果が低い問題があり、また、汚泥の固液分離性能が低下し、固形物負荷が高くなるとともに、汚泥の粘度が高いこともあり放出リンの上澄水側への移行が遅くなる問題がある。
【００１６】
また、特許文献２に開示されている下水処理方法においては、嫌気性消化工程の後の消化脱離液にマグネシウムイオンを添加してリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を析出させて脱リンしているため、嫌気性消化槽内や消化脱離液排出配管又は汚泥−汚泥熱交換器での熱回収手段を付設した場合には、その管路等にリン酸マグネシウムアンモニウムやリン酸カルシウム等の結晶が付着成長し、管路の閉塞等を起こす可能性がある。
【００１７】
また、特許文献３に開示されている排水処理方法においては、好気性生物処理工程からの処理水の全量を対象として凝集剤を添加するため、凝集剤の使用量が極めて多くなり、薬品費が嵩むとともに、汚泥の溶融処理においては、炉壁を劣化させる恐れがある。
【００１８】
また、特許文献４に開示されている管路閉塞防止方法においては、エアレーションのみでは、ＭＡＰ粒子の形成や成長が不十分であるとともに、動力費や設備費が嵩む問題がある。
【００１９】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、容易かつ確実に脱リンができ、処理水による放流先の富栄養化の防止や下水処理設備及び汚泥処理施設等における管路のリン酸マグネシウムアンモニウム結晶析出によるスケール発生防止が図れる。また、嫌気性消化槽を設けた装置においては、メタンや炭酸ガス等を主成分とするガスを得て、燃料ガス等として有効利用することができる有機性排水の処理装置を提供する目的で成されたものである。特に、下水処理においては、鉄系凝集剤を用いて凝集脱リンし、凝集汚泥を溶融炉により溶融処理する方法が実施されているが、溶融処理される余剰汚泥中の鉄濃度が高く、鉄が溶融炉壁を劣化させ、炉寿命が短命化されることが問題となっており、鉄系凝集剤の使用量の低減化が切望されていることに対応できる有機性排水の処理装置である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するための本発明の要旨は、請求項１に記載の第一発明においては、有機性排水中の汚泥等の懸濁物を沈降分離する最初沈殿池と、該最初沈殿池で汚泥等を分離された有機性排水を生物処理する生物処理槽と、該生物処理槽で生物処理された混合液中の汚泥を分離する最終沈殿池と、該最終沈殿池で沈降分離された汚泥の少なくとも一部を返送汚泥として前記生物処理槽に返送する汚泥返送経路と、残部の汚泥を濃縮するとともに汚泥中のリンを放出させる汚泥濃縮・リン放出兼用槽と、前記最初沈殿池で沈降分離された汚泥を濃縮する第二汚泥濃縮槽と、該第二汚泥濃縮槽で分離された上澄水の少なくとも一部を前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽に供給する溶解性有機物供給経路と、前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽で分離されたリン濃縮分離水中のリンを除去する脱リン装置とを設けたことを特徴とする有機性排水の処理装置である。
【００２１】
また、請求項２に記載の第二発明は、有機性排水中の汚泥等の懸濁物を沈降分離する最初沈殿池と、該最初沈殿池で汚泥等を分離された有機性排水を生物処理する生物処理槽と、該生物処理槽で生物処理された混合液中の汚泥を分離する最終沈殿池と、該最終沈殿池で沈降分離された汚泥の少なくとも一部を返送汚泥として前記生物処理槽に返送する汚泥返送経路と、残部の汚泥を濃縮するとともに汚泥中のリンを放出させる汚泥濃縮・リン放出兼用槽と、前記最初沈殿池で沈降分離された汚泥を濃縮する第二汚泥濃縮槽と、該第二汚泥濃縮槽で濃縮された濃縮汚泥の少なくとも一部を酸発酵処理する酸発酵槽と、該酸発酵槽からの酸発酵液及び／又は前記第二汚泥濃縮槽で分離された上澄水の少なくとも一部を前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽に供給する溶解性有機物供給経路と、前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽で分離されたリン濃縮分離水中のリンを除去する脱リン装置とを設けたことを特徴とする有機性排水の処理装置である。
【００２２】
また、請求項３に記載の第三発明は、請求項２に記載の有機性排水の処理装置において、酸発酵槽で処理された後の酸発酵液を固液分離する固液分離装置を設け、該固液分離装置で分離された分離水を酸発酵液として汚泥濃縮・リン放出兼用槽に供給する有機性排水の処理装置である。
【００２３】
また、請求項４に記載の第四発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機性排水の処理装置において、第二汚泥濃縮槽で濃縮された濃縮汚泥の少なくとも一部及び前記汚泥濃縮・リン放出兼用槽で濃縮された濃縮汚泥を嫌気性消化処理する嫌気性消化槽を設けた有機性排水の処理装置である。
【００２４】
また、請求項５に記載の第五発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機性排水の処理装置において、汚泥濃縮・リン放出兼用槽で濃縮された濃縮汚泥を更に濃縮する汚泥濃縮装置を設けたを設けた有機性排水の処理装置である。
【００２５】
前記において、生物処理槽としては、活性汚泥処理装置、固定床式生物処理装置、流動床式処理装置等の好気性生物処理装置や嫌気性生物処理装置又は嫌気・好気生物処理装置等が用いられるが、下水処理においては、活性汚泥処理装置や嫌気・好気生物処理装置が多く用いられる。また、汚泥濃縮・リン放出兼用槽としては、従来一般的に配置される最終沈殿池の汚泥を濃縮する汚泥濃縮槽を略そのまま使用することができ、従来のリン放出槽のように密閉構造として槽内全体を嫌気性状態にする構造は特に必要はない。また、汚泥濃縮・リン放出兼用槽に汚泥とリン含有水とを分離する、精密ろ過膜装置、限外ろ過膜装置又は汚泥膜ろ過装置等を設けることも好ましい。
【００２６】
また、前記第二汚泥濃縮槽や酸発酵槽等に、汚泥の酸発酵を促進するための汚泥を加熱する加熱手段を設けるのが好ましく、更に、最初沈殿池で沈降分離した汚泥等を機械的に破砕する汚泥破砕装置を第二汚泥濃縮槽の後段に配設し、破砕汚泥を酸発酵槽に供給することも、酸発酵を促進して溶解性ＢＯＤ濃度を高める作用を有するため好ましい。
【００２７】
また、脱リン装置としては、凝集剤により凝集分離する凝集脱リン装置、カルシウム化合物結晶やマグネシウム化合物結晶として晶析分離する晶析脱リン装置等が用いられる。また、凝集脱リン装置に用いられる凝集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第一鉄やポリ塩化第一鉄等の無機凝集剤が用いられるが、それらには限定されない。なお、凝集汚泥を沈降分離する凝集沈殿槽としては、沈殿槽内にらせん状の傾斜板を設け、傾斜板を回転させることで、粒子の沈降速度を高めた沈殿装置を用いるのが装置の小型化が図れるので好ましい。
【００２８】
また、汚泥濃縮・リン放出兼用槽で濃縮された濃縮汚泥を更に濃縮する汚泥濃縮装置としては、ベルト型ろ過濃縮装置、デカンタ型遠心分離機又は各種フィルタ等を用いることができるが、ベルト型ろ過濃縮装置を用いるのが濃縮効率が高いため好ましい。
【００２９】
なお、最初沈殿池又は最終沈殿池等は沈殿槽、汚泥濃縮槽や凝集沈殿槽は、汚泥濃縮装置としてもよいことはいうまでもなく、また、最終沈殿池で沈降分離された沈降汚泥を更に濃縮処理する汚泥濃縮装置を付設してもよく、本発明の作用、効果が得られる設備であれば、本願の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の第一発明においては、第二汚泥濃縮槽では汚泥の酸発酵が進んで溶解性ＢＯＤ濃度が高く保持されているため、分離された上澄水の少なくとも一部を、汚泥濃縮・リン放出兼用槽に供給する溶解性有機物供給経路を設けたことにより、嫌気性条件における溶解性ＢＯＤを高く維持でき、リン放出速度や放出量等を向上させることができる。従って、脱リン効率の向上を図ることができる。また、従来一般的に配置される最終沈殿池の汚泥を濃縮する汚泥濃縮槽をリン放出槽としたことにより、リン放出槽を別置する必要がなく、設備費の低廉化が図れる。
【００３１】
また、リン放出後の液に鉄塩以外の薬剤を添加して凝集脱リン又は晶析脱リンすることで、鉄塩の使用量を削減することができるため、排出汚泥を溶融炉により溶融処理する方法においては、鉄塩による溶融炉壁の劣化を軽減することができる。
【００３２】
また、余剰汚泥からのリン放出が効率的に行われ、適宜脱リン装置により脱リンするため、後段に配設される嫌気性消化槽での処理、系内から排出される汚泥の汚泥処理施設等への輸送及び汚泥脱水処理等において、結晶析出による管路の閉塞やスケールの発生を防止することができる。
【００３３】
また、請求項２に記載の第二発明においては、請求項１に記載の発明の効果に加えて、第二汚泥濃縮槽で濃縮された濃縮汚泥の少なくとも一部を酸発酵槽で酸発酵して可溶化し、高溶解性ＢＯＤ濃度の液状とすることにより、汚泥濃縮・リン放出兼用槽への高溶解性ＢＯＤ供給量をより高く保持することができる。また、汚泥の酸発酵を促進するために汚泥を加熱する加熱手段を設けることにより、低温となる冬季などには、酸発酵に適した温度に適宜調整できる。なお、酸発酵を促進する温度は、２５〜３５℃が好ましい。
【００３４】
また、請求項３に記載の第三発明においては、請求項２に記載の発明の効果に加えて、固液分離装置で分離された分離水を酸発酵液として汚泥濃縮・リン放出兼用槽に供給することにより、固形物負荷を低減し、濃縮性の向上が図れるとともに、高溶解性ＢＯＤ供給量の制御が容易となり、最適な濃度でリン放出をさせることができる。
【００３５】
また、請求項４に記載の第四発明においては、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明の効果に加えて、汚泥濃縮・リン放出兼用槽で濃縮された濃縮汚泥を嫌気性消化処理する嫌気性消化槽を設けたことにより、メタンや炭酸ガス等を主成分とするガスを回収でき、燃料等として有効利用することができ、また、排出汚泥の減容化を図ることができる。
【００３６】
また、請求項５に記載の第五発明においては、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の発明の効果に加えて、汚泥濃縮・リン放出兼用槽で濃縮された濃縮汚泥を更に濃縮する汚泥濃縮装置を設けたことにより、後段における汚泥処理装置の小型化が図れると共に焼却や溶融処理における燃料使用量の低減化をはかることができる。更に、嫌気性消化槽を設けた装置においては、嫌気性消化槽における汚泥濃度を高めることができるため、メタン発酵効率を高く維持することができる。
更に、汚泥濃縮装置で分離された分離水を脱リン装置に供給することにより、装置全体でのリン除去効率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】
【００３７】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態の有機性排水の処理装置の系統図、図２は本発明の他の実施形態の有機性排水の処理装置の系統図、図３は従来の有機性排水の処理装置の系統図である。なお、図１及び図２において、相当する作用を有する部材においては同一の符番を用いた。
【００３８】
図１及び図２において、符番１は、有機性排水中の汚泥等の懸濁物を沈降分離する最初沈殿池、、符番２は、最初沈殿池１で汚泥を分離された有機性排水を好気性で生物処理する好気性生物処理槽である曝気槽、符番３は、曝気槽２で好気性生物処理された混合液中の汚泥を分離する最終沈殿池、符番４は、最初沈殿池１で沈降分離された汚泥等を濃縮する第二汚泥濃縮槽、符番５は、最終沈殿池３で沈降分離された汚泥を濃縮するとともに汚泥中のリンを放出させる汚泥濃縮・リン放出兼用槽、符番６は、第二汚泥濃縮槽で濃縮された濃縮汚泥の少なくとも一部及び汚泥濃縮・リン放出兼用槽５で濃縮された濃縮汚泥を嫌気性消化処理する嫌気性消化槽、符番７及び符番８は、凝集脱リン装置であり、符番７は凝集剤を添加混合してリンを包含凝集するリン凝集槽、符番８は、リン凝集槽７でリンを凝集した凝集汚泥を沈降分離する凝集沈殿槽である。
【００３９】
更に、符番９は、嫌気性消化槽６から排出された消化汚泥を貯留する汚泥貯留槽、符番１０は、汚泥濃縮・リン放出兼用槽５で濃縮された濃縮汚泥を更に濃縮する汚泥濃縮装置、符番１１は、汚泥濃縮装置１０で濃縮された高濃度汚泥及び第二汚泥濃縮槽４で濃縮された濃縮汚泥を一旦貯留し、汚泥を所定の供給量で後段の嫌気性消化槽６に供給する汚泥供給槽である。また、図２において、符番１２は、第二汚泥濃縮槽４で濃縮された濃縮汚泥の少なくとも一部を酸発酵処理する酸発酵槽である。符番１３は、酸発酵槽１２で処理された汚泥を固液分離する固液分離装置であり、デカンタ等の遠心分離機を用いるのが好ましい。符番１４は、第二汚泥濃縮槽４で分離された上澄水と固液分離装置１３で分離された分離水を貯留混合する混合槽である。なお、前記固液分離装置１３や混合槽１４等は、必ずしも必要としない場合もある。
【００４０】
次に、本発明の一実施の形態の有機性排水の処理装置を用いて下水を処理する方法について説明する。
【００４１】
下水は図示しない沈砂池で砂等を分離した後排水供給経路２０から最初沈殿池１に供給され、下水中の汚泥や微細な懸濁物が沈降分離される。更に、最初沈殿池１で汚泥等を分離された下水は、被処理水供給経路２１から曝気槽２に供給される。
【００４２】
曝気槽２に供給された下水は、所定の時間滞留し、底部から散気される空気により攪拌混合されるとともに好気性に維持され、汚泥を構成する微生物の生物学的作用により有機物が分解される。好気性処理された後の汚泥と処理水の混合液は混合液排出経路２２から最終沈殿池３に供給され、混合液中の汚泥が沈降分離される。上澄水は処理水として処理水排出経路２３から系外に放流され、また、沈降分離された汚泥（第二沈降汚泥）は池底部に接続した汚泥排出経路２５から排出され、その少なくとも一部は、返送汚泥として汚泥返送経路２６から曝気槽２に返送され、曝気槽２内の汚泥濃度を適切に維持するために用いられる。また、残部の汚泥は汚泥濃縮・リン放出兼用槽５に供給される。
【００４３】
最初沈殿池１で沈降分離された汚泥（第一沈降汚泥）は、第一沈降汚泥排出経路２４から第二汚泥濃縮槽４に供給され、６〜２４時間、好ましくは１０〜１５時間滞留させることにより沈降分離により濃縮される。第二汚泥濃縮槽４で分離された汚泥は沈降状態により酸発酵が惹起され、上澄水には溶解性ＢＯＤが多く含有されており、その上澄水の少なくとも一部を、溶解性有機物供給経路２７から汚泥濃縮・リン放出兼用槽５に供給することにより、溶解性ＢＯＤを高く維持することができる。また、残部の上澄水は上澄水循環経路２７ａから最初沈殿槽１又は曝気槽２に循環される。なお、冬季等の気温が低い時期には、第二汚泥濃縮槽４における温度を、図示しない加熱手段で２５〜３５℃に維持することにより効率的に酸発酵を促進することができる。
【００４４】
また、酸発酵槽１２を配置した図２における装置においては、第二汚泥濃縮槽４で沈降分離した第二濃縮汚泥の少なくとも一部を第二濃縮汚泥排出経路２８ｂから抜き出して、酸発酵槽１２に供給し、温度２５〜３５℃、又は４５〜５５℃で８〜４８時間、好ましくは１２〜２４時間滞留させることにより汚泥が酸発酵により可溶化される。酸発酵液は酸発酵液供給経路４１から固液分離装置１３に供給され、酸発酵濃縮汚泥と分離水とに固液分離される。分離された酸発酵濃縮汚泥は酸発酵濃縮汚泥循環経路４２から第二濃縮汚泥排出経路２８に循環され、分離水は分離水排出経路４３から第二汚泥濃縮槽４で分離された上澄水とともに混合槽１４を介して溶解性有機物供給経路４４から汚泥濃縮・リン放出兼用槽５に供給される。また、酸発酵液を直接混合槽１４又は汚泥濃縮・リン放出兼用槽５に供給する構成としてもよく、また、酸発酵液の一部を汚泥供給槽１１に供給し、嫌気性消化に供することも可能で有る。
なお、前記において、酸発酵槽１２による処理条件によっては、酸発酵槽１２からの酸発酵液を固液分離することなく、直接に溶解性有機物供給経路としての酸発酵液供給経路４１ａから汚泥濃縮・リン放出兼用槽５へ供給してもよく、また、第二汚泥濃縮槽４で分離された上澄水を溶解性有機物として供給しない場合もある。
【００４５】
汚泥濃縮・リン放出兼用槽５に供給された第二沈降汚泥は、所定の時間滞留する間に汚泥が沈降分離するとともに、第二汚泥濃縮槽４の上澄水及び／又は酸発酵槽１２からの酸発酵液を、溶解性ＢＯＤとして生物学的に用いて、汚泥中に含有されたリンが液側に放出される。汚泥から放出されたリンを含有する上澄水は、リン濃縮上澄水としてリン濃縮上澄水排出経路３０から脱リン装置の一部としてのリン凝集槽７に供給される。なお、汚泥濃縮・リン放出兼用槽５における酸化還元電位（ＯＲＰ）は、リン放出開始時には５０ｍＶ以下、好ましくは−５０ｍＶ以下に維持し、リン放出時には−１００ｍＶ以下、好ましくは−１３０ｍＶ以下に維持するのが、高いリン放出率が得られるため好ましい。本酸化還元電位の調整は、第二汚泥濃縮槽４の上澄水及び／又は酸発酵槽１２からの酸発酵液の供給量を制御することにより行うことができる。
【００４６】
また、汚泥濃縮・リン放出兼用槽５で沈降分離により濃縮された第一濃縮汚泥は、第一濃縮汚泥供給経路２９から汚泥濃縮装置１０に供給され、更に脱液されて濃縮する。濃縮された汚泥は高濃度汚泥として高濃度汚泥排出経路３２から汚泥供給槽１１に供給される。また、分離された分離水は分離水排出経路３１からリン凝集槽７に供給される。なお、汚泥濃縮装置１０を設けない場合には、第一濃縮汚泥は、直接第一濃縮汚泥供給経路２９ａから汚泥供給槽１１に供給される。また、第二汚泥濃縮槽４で沈降分離により濃縮された第二濃縮汚泥は、第二濃縮汚泥排出経路２８から汚泥供給槽１１に供給される。
【００４７】
前記のリン凝集槽７に供給されたリン濃縮上澄水及び汚泥濃縮装置１０の分離水に、凝集剤供給経路３５から凝集剤が添加され、図示しない攪拌手段により攪拌されることによりリンを包含する凝集汚泥が生成される。
【００４８】
生成した凝集汚泥は凝集汚泥供給経路３３から凝集沈殿槽８に供給され、沈降分離される。凝集沈殿槽８で沈降分離されたリン濃縮汚泥はリン濃縮汚泥排出経路３６から汚泥貯留槽９に供給されて一時貯留される。また、分離された脱リン上澄水は脱リン上澄水排出経路３４から最初沈殿槽１又は曝気槽２に循環される。
【００４９】
なお、脱リン装置として、マグネシウム塩やカルシウム塩を添加し、リン酸を含有する結晶を回収する晶析脱リン装置を配設する場合には、リン酸を含有する結晶をリン酸肥料等として有効利用を図ることができる。また、結晶化に用いられるアンモニアイオン源やマグネシウムイオン源として、嫌気性消化槽からの消化汚泥や排出汚泥等を用いることも可能である。
【００５０】
汚泥供給槽１１に供給された第二濃縮汚泥及び高濃度汚泥は、図示しない攪拌装置等により攪拌されて均一混合し、混合した混合汚泥は混合汚泥供給経路３７から所定の供給量で嫌気性消化槽６に供給される。なお、嫌気性消化槽６を設けない装置にあっては、第二濃縮汚泥、高濃度汚泥及び／又は第一濃縮汚泥は余剰汚泥として排出され、適宜の汚泥処理装置により処理された後、埋め立て処分、焼却処理又は溶融処理等により処理される。
【００５１】
嫌気性消化槽６に供給された混合汚泥は、嫌気性におけるメタン菌等の微生物の生物学的作用により汚泥が分解され、メタンや炭酸ガス等を主成分とするガスを生成し、生成ガスは生成ガス排出経路３９から排出され、図示しない必要により設けられた脱硫装置により硫化水素が除去され、ガスホルダ等に貯留された後燃料ガス等として有効利用される。
【００５２】
また、嫌気性消化槽６で嫌気性処理された後の消化汚泥は、消化汚泥排出経路３８から汚泥貯留槽９に供給され、リン濃縮汚泥とともに汚泥排出経路４０から排出汚泥として系外に排出され、図示しない後段に設けられる脱水装置等の汚泥処理装置により処理された後、埋め立て処分、焼却処理又は溶融処理等により処理される。なお、脱水装置等で分離された分離水も脱リン装置に供給することも好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態の有機性排水の処理装置の系統図
【図２】本発明の他の実施形態の有機性排水の処理装置の系統図
【図３】従来の有機性排水の処理装置の系統図
【符号の説明】
【００５４】
１：最初沈殿池
２：曝気槽（生物処理槽）
３：最終沈殿池
４：第二汚泥濃縮槽
５：汚泥濃縮・リン放出兼用槽
６：嫌気性消化槽
７：リン凝集槽
８：凝集沈殿槽
９：汚泥貯留槽
１０：汚泥濃縮装置
１１：汚泥供給槽
１２：酸発酵槽
１３：固液分離装置
１４：混合槽
２６：汚泥返送経路
２７：溶解性有機物供給経路
【図１】
2006122861.tif 000003
【図２】
2006122861.tif 000004
【図３】
2006122861.tif 000005