(57)【要約】【課題】被処理水と悪臭ガスを効率良く処理できると共に、イニシャルコストとランニングコストを低減できる排水処理装置および排水処理方法を提供する。【解決手段】この排水処理装置および排水処理方法は、第１の排水処理装置２８が有する第１の脱窒槽１に、アミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有する排水が導入される。第１の排水処理装置２８が発生する悪臭ガスを、別の排水処理を行う別系統の第２の排水処理装置２９で分解処理する。この悪臭ガスを分解処理する第２の排水処理装置２９は、半嫌気部２５を有する第２の硝化槽２０を有し、この第２の硝化槽２０とスクラバー１１との間で循環される汚泥でもって、第１の排水処理装置２８からスクラバー１１に導入される悪臭ガスを処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
悪臭ガスと汚泥とを接触させる工程と、
上記悪臭ガスと接触させた汚泥と被処理水とを微生物濃度が１００００ｐｐｍ以上の高濃度微生物槽に導入する工程とを備えることを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
悪臭ガスと汚泥とが導入されると共に上記悪臭ガスと汚泥とを接触させる接触部と、
上記悪臭ガスと接触させた汚泥と被処理水とが導入されると共に微生物濃度が１００００ｐｐｍ以上の高濃度微生物槽とを備えることを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記接触部はスクラバーであることを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の排水処理方法において、
上記悪臭ガスは、アミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有する排水を生物処理したときに発生するイオウを含む悪臭ガスであることを特徴とする排水処理方法。
【請求項５】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記高濃度微生物槽は、
塩化ビニリデン充填物を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項６】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記高濃度微生物槽は、
液中膜を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記高濃度微生物槽は、
下部の半嫌気部と、
上部の好気部とを有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項８】
請求項２に記載の排水処理装置において、
窒素排水を脱窒硝化処理する脱窒硝化処理部を備え、
上記高濃度微生物槽は、上記脱窒硝化処理部が有する硝化槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の排水処理装置において、
上記脱窒硝化処理部は、
脱窒槽と、
上記硝化槽と、
上記硝化槽から上記脱窒槽へ被処理水を循環させるエアーリフトポンプとを有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の排水処理装置において、
上記脱窒硝化処理部に、生物処理された処理水または生物処理で発生した汚泥を導入することを特徴とする排水処理装置。
【請求項１１】
第１の排水処理を行うと共に悪臭ガスを発生する第１の排水処理部と、
第２の排水処理を行うと共に上記第１の排水処理部が発生する悪臭ガスを分解処理する第２の排水処理部とを備え、
上記第１の排水処理部は、
アミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有する排水が導入される第１の脱窒槽と、
半嫌気部を有する第１の硝化槽とを有し、
上記第２の排水処理部は、
窒素排水が導入される第２の脱窒槽と、
半嫌気部を有する第２の硝化槽と、
上記第１の排水処理部からの悪臭ガスが導入されるスクラバーと、
上記第２の硝化槽から上記スクラバーに汚泥を導入する第１汚泥導入部と、
上記スクラバーから上記第２の硝化槽に上記汚泥を導入する第２汚泥導入部とを有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の排水処理方法において、
上記悪臭ガスは、揮発性有機化合物を含むガスであることを特徴とする排水処理方法。
【請求項１３】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記悪臭ガスは、揮発性有機化合物を含むガスであることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の排水処理方法において、
上記汚泥は、マイクロナノバブルを含む汚泥であることを特徴とする排水処理方法。
【請求項１５】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記汚泥は、マイクロナノバブルを含む汚泥であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載の排水処理方法において、
上記悪臭ガスが含む揮発性有機化合物は、イソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチルのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする排水処理方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の排水処理装置において、
上記悪臭ガスが含む揮発性有機化合物は、イソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチルのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排水処理方法および排水処理装置に関する。一例として、この発明は、２００４年４月から施行された水質汚濁防止法の一部改正による窒素の総量規制および２００１年4月から施行されたＰＲＴＲ(Ｐollutant Ｒelease and Ｔransfer Ｒegister)法による有害物質の排出量削減に対応する排水処理方法および排水処理装置に関する。この発明は、例えば、主として半導体工場から排水されるアミノエタノールとジメチルスルホキシド含有排水と高濃度窒素排水(高濃度アンモニア排水、現像廃液およびジメチルホルムアミド廃液等)の２系統の排水を処理する排水処理方法および排水処理装置に関する。アミノエタノールはＰＲＴＲ法の第１種指定化学物質に指定されている。また、この発明は、一例として、悪臭処理ができ、かつ無希釈で微生物処理できるイニシャルコスト、ランニングコストおよびメンテナンスコストに優れた排水処理装置および排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アミノエタノールとジメチルスルホキシドとを含有した排水、具体的一例としては、３０００ｐｐｍ程度の高濃度アミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有した排水は、アミノエタノールの微生物毒性が高いので、一般的には、微生物処理できなかった。
【０００３】
アミノエタノールとジメチルスルホキシドとを含有した排水が微生物処理されているケースは、アミノエタノールとジメチルスルホキシドの濃度がそれぞれ数百ｐｐｍと低い濃度での処理が一般的であった。
【０００４】
そのため、３０００ｐｐｍ以上の高濃度のアミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有した排水は、物理的方法としての蒸発缶を用いて１/１０程度まで濃縮し、その濃縮液を産業廃棄物として処分していた。
【０００５】
この蒸発缶で濃縮して、産業廃棄物として工場より排出する方法では、濃縮物が産業廃棄物に該当するので、事業所からの産業廃棄物の増加を招いていた。また、その産業廃棄物としての濃縮液の処分方法が、一般的には焼却であることから、重油等の燃料の使用による大気汚染等の課題があった。また、蒸発缶にて処理する方法は、エネルギーを多量に消費し、かつ大きなプラント設備となるため、イニシャルコスト、ランニングコストおよびメンテナンスコストが大きいことに課題があった。
【０００６】
また、従来技術としての生物処理法が、特許文献１(特許第３４６７６７１号公報)に記載されている。この生物処理法は、原水槽内の有機性排水を、送液ポンプにより脱窒槽および硝化槽に順々に送り込むとともに両槽間で循環させることより、有機性排水中に含まれるアンモニア態窒素を生物学的硝化および脱窒反応を用いて窒素ガスに還元して除去し、さらに吸引ポンプを用いて、硝化槽内の排水中に浸漬されたろ過膜ユニットにより汚泥と処理水とを分離する硝化脱窒方法である。
【０００７】
この硝化脱窒方法の特徴として、脱窒槽から硝化槽へ送る導管を途中で分岐させ、分岐部の先端を脱窒槽内に開口させ、脱窒槽から硝化槽へ送り込まれる有機性排水の一部を脱窒槽内の有機性排水中に吹き出させている。
【０００８】
また、今一つの従来技術としての生物処理法が、特許文献２(特許第３０９５６２０号公報)に記載されている。この生物処理法は、有機物を含む原水が流入する脱窒槽と、脱窒槽の脱窒槽混合液が流入する硝化槽と、硝化槽の硝化液を脱窒槽へ循環させる硝化液循環流路と、硝化槽内に配置した硝化槽散気装置とを備えた生物学的窒素除去装置による処理方法である。
【０００９】
より詳しくは、上記生物学的窒素除去装置では、脱窒槽に流入する原水中の浮遊物質を捕捉し、除去する脱窒菌固定化担体充填ゾーンを脱窒槽内に設けている。また、原水導入流路および硝化液循環流路を脱窒槽の脱窒菌固定化担体充填ゾーンの下方位置に連通させ、脱窒槽の底部に脱窒菌固定化担体充填ゾーンで捕捉し、除去した浮遊物質を堆積するための汚泥ホッパー部を設け、汚泥ホッパー部にホッパー散気装置を設けている。
【００１０】
しかし、上述の如く、従来は、３０００ｐｐｍ程度の高濃度のアミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有した排水は、生物毒性が高いため、一般的には、微生物処理はされていなかった。すなわち、生物毒性が高いため、微生物処理できない高濃度のアミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有した排水は、前述の濃縮法で処理されていた。
【００１１】
しかし、濃縮法では、エネルギーの多量消費と濃縮液による産業廃棄物の増加という問題が課題であった。
【００１２】
また一方で、排水処理時に発生したイオウを含む悪臭を、イニシャルコスト、ランニングコストおよびメンテナンスコストを低く抑えつつ、効率良く処理することが求められている。
【特許文献１】特許第３４６７６７１号公報
【特許文献２】特許第３０９５６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、この発明の課題は、被処理水と悪臭ガスを効率良く処理できると共に、イニシャルコストとランニングコストを低減できる排水処理装置および排水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、この発明の排水処理方法は、悪臭ガスと汚泥とを接触させる工程と、
上記悪臭ガスと接触させた汚泥と被処理水とを微生物濃度が１００００ｐｐｍ以上の高濃度微生物槽に導入する工程とを備える。
【００１５】
この発明の排水処理方法によれば、上記悪臭ガスと接触させたことで、この悪臭ガスの悪臭成分を含有する汚泥を、微生物濃度が１００００ｐｐｍ以上の高濃度微生物槽に導入する。これにより、上記悪臭ガスの悪臭成分と被処理水の被処理成分とを同時に処理することが可能となる。したがって、この発明の排水処理方法によれば、悪臭除外設備と排水処理装置を兼用できる上に、悪臭ガスを処理するための薬品を使用する代わりに、例えば排水処理等で発生する汚泥を使用している。したがって、この発明によれば、被処理水と悪臭ガスを効率良く処理できると共に、イニシャルコストとランニングコストを低減できる。
【００１６】
また、一実施形態の排水処理装置は、悪臭ガスと汚泥とが導入されると共に上記悪臭ガスと汚泥とを接触させる接触部と、
上記悪臭ガスと接触させた汚泥と被処理水とが導入されると共に微生物濃度が１００００ｐｐｍ以上の高濃度微生物槽とを備える。
【００１７】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記接触部で、悪臭ガスと汚泥とを接触させることによって、悪臭ガスの悪臭成分を上記汚泥に含有させる。そして、この悪臭成分を含有する汚泥と被処理水とを、微生物濃度が１００００ｐｐｍ以上の高濃度微生物槽に導入する。これにより、上記悪臭ガスの悪臭成分と被処理水の被処理成分とを同時に処理することが可能となる。したがって、この発明の排水処理装置によれば、悪臭除外設備と排水処理装置を兼用できる。しかも、悪臭ガスを処理するための薬品を使用する代わりに、例えば排水処理等で発生する汚泥を使用している。したがって、この発明によれば、被処理水と悪臭ガスを効率良く処理できると共に、イニシャルコストとランニングコストを低減できる。
【００１８】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記接触部はスクラバーである。
【００１９】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記接触部としてのスクラバーでもって、汚泥と悪臭ガスとを接触させることによって、悪臭ガスをより効率よく処理できる。
【００２０】
また、一実施形態の排水処理方法では、上記悪臭ガスは、アミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有する排水を生物処理したときに発生するイオウを含む悪臭ガスである。
【００２１】
この実施形態の排水処理方法によれば、アミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有する排水を脱窒処理したときに発生するイオウを含む悪臭ガスを汚泥に接触させて高濃度微生物槽で処理できる。したがって、一般的に処理が困難なイオウを含む悪臭ガスを低コストで処理できる。
【００２２】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記高濃度微生物槽は、塩化ビニリデン充填物を有する。
【００２３】
この実施形態によれば、高濃度微生物槽に塩化ビニリデン充填物が存在していることによって、微生物が安定化し、汚泥に含まれる悪臭ガスの悪臭成分と被処理水中の被処理成分とを効率よく同時処理できる。
【００２４】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記高濃度微生物槽は、液中膜を有する。
【００２５】
この実施形態の排水処理装置によれば、高濃度微生物槽に液中膜が存在することによって、微生物処理に特有のバルキング現象等がなくなり、高濃度微生物槽での固液分離を確実にできる。また、液中膜で濃縮した汚泥は、悪臭を吸着する能力が格段にある。
【００２６】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記高濃度微生物槽は、下部の半嫌気部と、上部の好気部とを有する。
【００２７】
この実施形態の排水処理装置によれば、高濃度微生物槽は、下部の半嫌気部と、上部の好気部とを有しているので、高濃度微生物槽で繁殖する微生物の種類が多くなり、被処理水や悪臭を効率良く処理できる。
【００２８】
また、一実施形態の排水処理装置では、窒素排水を脱窒硝化処理する脱窒硝化処理部を備え、上記高濃度微生物槽は、上記脱窒硝化処理部が有する硝化槽である。
【００２９】
この実施形態の排水処理装置によれば、脱窒硝化処理部が有する硝化槽によって、窒素排水に対する処理と悪臭ガスに対する処理との両方を行えるので、建設費(イニシャルコスト)を削減できる。
【００３０】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記脱窒硝化処理部は、脱窒槽と、上記硝化槽と、上記硝化槽から上記脱窒槽へ被処理水を循環させるエアーリフトポンプとを有する。
【００３１】
この実施形態の排水処理装置によれば、脱窒槽と硝化槽との間で被処理水を循環させることで、窒素排水を効率よく処理できると共に、この循環をエアーリフトポンプで行うことによって、循環のための電力を削減できる。
【００３２】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記脱窒硝化処理部に、生物処理された処理水または生物処理で発生する汚泥を導入する。
【００３３】
この実施形態の排水処理装置によれば、生物処理された処理水または生物処理で発生した汚泥によって、微生物に必要な各種ミネラルが脱窒硝化処理部に補給される。これにより、脱窒硝化処理部で微生物が活性化され、脱窒硝化処理が安定化する。
【００３４】
また、一実施形態の排水処理装置では、第１の排水処理を行うと共に悪臭ガスを発生する第１の排水処理部と、第２の排水処理を行うと共に上記第１の排水処理部が発生する悪臭ガスを分解処理する第２の排水処理部とを備え、
上記第１の排水処理部は、アミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有する排水が導入される第１の脱窒槽と、半嫌気部を有する第１の硝化槽とを有し、上記第２の排水処理部は、窒素排水が導入される第２の脱窒槽と、半嫌気部を有する第２の硝化槽と、上記第１の排水処理部からの悪臭ガスが導入されるスクラバーと、上記第２の硝化槽から上記スクラバーに汚泥を導入する第１汚泥導入部と、上記スクラバーから上記第２の硝化槽に上記汚泥を導入する第２汚泥導入部とを有する。
【００３５】
この実施形態の排水処理装置によれば、第１の排水処理部が有する第１の脱窒槽に、アミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有する排水が導入される。この第１の排水処理部が発生する悪臭ガスを、第１の排水処理部とは別の排水処理を行う別系統の第２の排水処理部で分解処理する。この悪臭ガスを分解処理する第２の排水処理部は、半嫌気部を有する第２の硝化槽を有し、この第２の硝化槽とスクラバーとの間で循環される汚泥でもって、第１の排水処理部からスクラバーに導入される悪臭ガスを処理する。
【００３６】
したがって、この実施形態によれば、アミノエタノールとジメチルスルホキシドを含有する排水を第１の排水処理部で処理でき、高濃度窒素排水を第２の排水処理部で処理できると共に、第１の排水処理部で発生する悪臭ガスを第２の排水処理部で効率よく処理できる。
【００３７】
また、一実施形態の排水処理方法では、上記悪臭ガスは、揮発性有機化合物を含むガスである。
【００３８】
この実施形態の排水処理方法によれば、悪臭ガスに含まれる揮発性有機化合物を含有する汚泥を、高濃度微生物槽に導入して悪臭ガスに含まれる揮発性有機化合物を生物学的に処理できる。
【００３９】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記悪臭ガスは、揮発性有機化合物を含むガスである。
【００４０】
この実施形態の排水処理装置によれば、悪臭ガスに含まれる揮発性有機化合物を含有する汚泥を、高濃度微生物槽に導入して悪臭ガスに含まれる揮発性有機化合物を生物学的に処理できる。
【００４１】
また、一実施形態の排水処理方法では、上記汚泥は、マイクロナノバブルを含む汚泥である。
【００４２】
この実施形態の排水処理方法によれば、上記汚泥はマイクロナノバブルを含む汚泥であるので、この汚泥が導入される高濃度微生物槽では、微生物が活性化しており、悪臭ガスの成分を活性化した微生物により効率的に分解処理できる。
【００４３】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記汚泥は、マイクロナノバブルを含む汚泥である。
【００４４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記汚泥はマイクロナノバブルを含む汚泥であるので、この汚泥が導入される高濃度微生物槽では微生物が活性化しており、悪臭ガスの成分を活性化した微生物により効率的に分解処理できる。
【００４５】
なお、マイクロナノバブルは、マイクロバブル(直径５０ミクロン以下)とナノバブル(直径１ミクロン以下)の両方を含んでいるバブルである。マイクロナノバブルによれば、水中の溶存酸素を上昇させて維持する機能を有していると考えられる。また、ナノバブルは直径が１ミクロン以下のバブルであるので、生物への細胞レベルでの直接的な作用があると考えられ、特に微生物の活性を増加させる。さらに、マイクロナノバブルの代表的機能として、界面活性作用、汚れ成分の吸着機能、物体表面の高速洗浄機能、触媒的機能等が挙げられる。
【００４６】
また、一実施形態の排水処理方法では、上記悪臭ガスが含む揮発性有機化合物は、イソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチルのうちの少なくとも１つを含む。
【００４７】
この実施形態の排水処理方法によれば、上記悪臭ガスに含まれる揮発性有機化合物としてのイソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチルのうちの少なくとも１つを含有する汚泥を、高濃度微生物槽に導入して上記イソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチル等を微生物によって容易に分解処理できる。
【００４８】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記悪臭ガスが含む揮発性有機化合物は、イソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチルのうちの少なくとも１つを含む。
【００４９】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記悪臭ガスに含まれる揮発性有機化合物としてのイソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチルのうちの少なくとも１つを含有する汚泥を、高濃度微生物槽に導入して上記イソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチル等を微生物によって容易に分解処理できる。
【発明の効果】
【００５０】
この発明の排水処理方法及び排水処理装置によれば、悪臭ガスと汚泥とを接触させた後は悪臭成分が汚泥に移行し、この悪臭ガスの悪臭成分を含有する汚泥を、微生物濃度が１００００ｐｐｍ以上の高濃度微生物槽に導入する。これにより、この悪臭ガスの悪臭成分と被処理水の被処理成分とを同時に処理することが可能となる。したがって、この発明の排水処理方法及び排水処理装置によれば、悪臭除外設備と排水処理装置を兼用させることができる上に、悪臭ガスを処理するための薬品を使用する代わりに、例えば排水処理等で発生する汚泥を使用している。したがって、この発明によれば、被処理水と悪臭ガスを効率良く処理できると共に、イニシャルコストとランニングコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５２】
(第１の実施の形態)
図１に、この発明の排水処理装置の第１実施形態を模式的に示す。この第１実施形態は、悪臭ガスを発生する第１の排水処理部としての排水処理装置２８と、第１の排水処理装置２８が発生する悪臭ガスを処理する第２の排水処理部としての第２の排水処理装置２９とを備える。
【００５３】
悪臭を発生する第１の排水処理装置２８を最初に説明する。この第１の排水処理装置２８は、第１脱窒槽１と第１硝化槽６を有する。
【００５４】
上記第１脱窒槽１の下部に、アミノエタノールとジメチルスルホキシドとを含有する排水が導入される。第１脱窒槽１では、重力により、上部よりも下部の方が、重力により微生物濃度が高濃度となっている。したがって、毒性のあるアミノエタノール含有排水を第１脱窒槽１の下部に導入することによって、微生物にとっての刺激が少なくなるので、微生物処理が安定する。
【００５５】
また、第１脱窒槽１には、生物処理された処理水または生物処理で発生した汚泥が導入される。この生物処理された処理水または生物処理で発生した汚泥に含まれるリン、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の微量要素が、第１脱窒槽１と第１硝化槽６の各槽での全ての微生物の活性を促進する。特に、第１硝化槽６の上部の好気部２４に配置された液中膜７Ａを利用した高濃度微生物処理では、上記微量要素が被処理水に含有されていないと、処理が安定しない。
【００５６】
また、第１脱窒槽１には槽内を撹拌するための撹拌機２が設置されている。なお、この撹拌機２は、嫌気性微生物とアミノエタノールとジメチルスルホキシドとを含有する排水を効率良く混合することができれば、通常の撹拌機に替えて、水中に設置する水中撹拌機でも構わない。ただし、第１脱窒槽１の微生物濃度がＭＬＳＳ(混合液懸濁物質(Mixed Liquor Suspended Solid))で１００００ｐｐｍと高濃度であるので、撹拌機２では第１脱窒槽１内に撹拌ができない部分いわゆるデットスペースができる。これに対処するため、この実施形態では、エアーリフトポンプ３による循環撹拌を実施している。
【００５７】
すなわち、第１脱窒槽１の上部には、第１硝化槽６の下部の半嫌気部２３からの微生物を含む返送汚泥がエアーリフトポンプ３により多量に導入される。
【００５８】
このエアーリフトポンプ３は、縦配管３Ａの下部先端部に散気管５Ａが設置されている。この散気管５Ａはブロワー１６に接続されている。ブロワー１６から発生する空気が、縦配管３Ａ内の散気管５Ａから吐出し、上昇流によって、微生物を含む返送汚泥が縦配管３Ａ内の下部から縦配管３Ａ内の上部に移動する。
【００５９】
次に、第１脱窒槽１に導入されたアミノエタノールとジメチルスルホキシドとを含有する排水は、嫌気的に処理された後、第１脱窒槽１の上部から自然流下によって、第１硝化槽６の下部の半嫌気部２３に導入される。
【００６０】
この第１硝化槽６においては、上部の好気部２４に液中膜７が設置されているので、微生物は第１硝化槽６内に留まるか、エアーリフトポンプ３によって第１脱窒槽１に返送されるかである。このエアーリフトポンプ３による返送汚泥の移送は、空気を利用した方法であり、多量の返送汚泥を少ない動力で移送することができる。すなわち、このエアーリフトポンプ３による移送方式は省エネルギー方式である。一般に、機械駆動力による圧送ポンプ等のポンプ方式は、揚程は多く確保できるが、エアーリフトポンプ方式と比較して多くの動力が必要であり、省エネルギー方式にならない。
【００６１】
上記エアーリフトポンプ３によって、第１脱窒槽１に返送された微生物汚泥は、再び第１硝化槽６に戻り、循環することとなる。両槽を微生物汚泥が循環することにより、両槽の微生物濃度がほぼ同様の濃度で維持される。前述の如く、微生物濃度が１００００ｐｐｍ以上と高いと通常の撹拌機や水中撹拌機では、撹拌ができないデットスペースが発生することに対する対策として、エアーリフトポンプ方式による循環撹拌を実施している。この第１脱窒槽１と第１硝化槽６の両槽の微生物濃度としては、ＭＬＳＳ(混合液懸濁物質(Mixed Liquor Suspended Solid))で１００００ｐｐｍ以上を維持する。なお、第１脱窒槽１には、嫌気性の度合いを測定するための酸化還元電位計(図示せず)が設置されている。
【００６２】
この第１脱窒槽１内では、エアーリフトポンプ３によって第１硝化槽６から導入された硝酸性窒素が、嫌気性微生物により、一般的な水素供与体であるメタノールの代替品としてのアミノエタノールの存在下で、窒素ガスまで還元処理される。この硝酸性窒素は、第１硝化槽６でアミノエタノールが微生物により分解されて硝酸性窒素に変化したものである。また、第１脱窒槽１内においては、アミノエタノール以外の有機物は、嫌気性微生物により、生物学的に分解処理される。
【００６３】
次に、第１脱窒槽１内より流出した被処理水は、第１硝化槽６の下部の半嫌気部２３に導入される。ここで、嫌気部とは、溶存酸素が全く無い状態であり、好気部とは溶存酸素が数ｐｐｍに維持されている状態であり、半嫌気部とは溶存酸素が０ｐｐｍか、溶存酸素が存在していても０.５ｐｐｍ程度と定義する。
【００６４】
この第１硝化槽６は、側面に分離壁４Ａが設置されている。この分離壁４Ａは、上部の好気部２４と下部の半嫌気部２３とを分離するためのものである。この分離壁４Ａは、コンクリートで施工しても良いし、鋼鉄製で製作しても良い。すなわち、この分離壁４Ａは、材質は限定しないが、鋼鉄製の場合、長期間使用の場合、塗装をしっかりして腐蝕防止することを要する。この分離壁４Ａの設置により、第１硝化槽６の上部の好気部２４で散気管５Ｂから吐出する空気により、水流が発生するが、この水流は下部の半嫌気部２３に対して、多少は影響するが、より多くは影響しないことになる。この第１硝化槽６内の微生物濃度が高濃度であるため、図１に示す程度の大きさの分離壁４Ａであっても、半嫌気部２３に対する好気部２４の影響を最小限とすることができる。
【００６５】
この実施形態では、第１脱窒槽１と第１硝化槽６との間のエアーリフトポンプ３による循環システムにおいて、この第１硝化槽６の下部に半嫌気部２３を設けたことで、第１脱窒槽１で嫌気性微生物によって処理された被処理水と共に第１硝化槽６に移動してくる嫌気性微生物を、半嫌気部２３を経て好気部２４に導入している。これにより、上記嫌気性微生物を直接(ストレート)に好気部２４に導入する場合に比べて、第１脱窒槽１から第１硝化槽６に移動して来る嫌気性微生物に対する環境ストレスが少なくなって、微生物で窒素を処理する際の効率を向上できる。
【００６６】
また、第１硝化槽６では、下部の半嫌気部２３に特有の微生物が繁殖し、嫌気性微生物、好気性微生物のみならず半嫌気部２３に繁殖する各種微生物によって被処理水を微生物処理することとなり、総合的な排水処理効率が向上する。また、第１硝化槽６の下部に半嫌気部２３を設けたことで、この半嫌気部２３で繁殖する微生物が汚泥の減溶化に役立つことを発見した。この半嫌気部２３では、曝気設備が設置されていないので曝気されていないが、曝気されている上部の好気部２４の多少の水流の影響を受け、半嫌気部の条件である溶存酸素が０ｐｐｍか、溶存酸素が存在していても０.５ｐｐｍ程度となる。これにより、上記半嫌気部２３で半嫌気性を維持できることとなる。
【００６７】
また、エアーリフトポンプ３は、第１硝化槽６の半嫌気部２３から好気部２４に延在する縦配管３Ａを有し、散気管５Ａが吐出する空気が縦配管３Ａ内を上昇する際に、この第１硝化槽６の半嫌気部２３からの返送汚泥も同時に上昇移送されることとなる。このエアーリフトポンプ３は、エアーリフトポンプ３は比較的少ない揚程しか確保できないが、圧送ポンプ等に比べて、少ない電力で多量の返送汚泥を第１脱窒槽１に移送できる。このように、エアーリフトポンプ３によって、多量の返送汚泥を第１脱窒槽１に移送することによって、この返送汚泥を第１脱窒槽１の水槽内の撹拌にも役立てることもできる。
【００６８】
また、好気部２４には、液中膜７Ａを空気洗浄するための散気管５Ｂが液中膜７Ａの下方に設置されている。この散気管５Ｂへの空気供給はブロワー１６からの吐出空気により実施される。この液中膜７Ａとしては、平膜タイプと中空糸状膜の２種類が市販されているがどちらを採用しても良い。
【００６９】
液中膜７Ａを通った処理水は、液中膜７Ａに連結している重力配管９Ａから、重力により、自然に流れ出てくる。すなわち、水頭差により重力配管９Ａから処理水が出てくる。この水頭差による方法は電力を必要としないので、省エネルギー運転が可能となる。また、液中膜７Ａが閉塞して、重力配管９Ａからの吐出量が減少した場合は、液中膜７Ａに配管によって連結している液中膜ポンプ８Ａを運転することによって、処理水を確保できる。なお、液中膜７Ａの活用方法の一例として、処理水の確保に重力配管方式と液中膜ポンプ方式の２種類を同時に採用して、それぞれの長所を生かし、処理水を確保することが、安全運転の観点からもより好ましい。また、液中膜７Ａの透過水量が低下した場合、すなわち、処理水量が低下した場合は、液中膜７Ａ自体を次亜塩素酸ソーダ等で洗浄している。この第１硝化槽６から、重力配管９Ａまたは液中膜ポンプ８を経由して、導出された被処理水は第１処理水となる。
【００７０】
次に、この第１排水処理装置２８で発生する悪臭について説明する。この第１排水処理装置２８の第１脱窒槽１や第１硝化槽６においては、被処理水中のジメチルスルホキシドが分解されてイオウ化合物が発生する。イオウ化合物は悪臭ガス１４となり、第１脱窒槽１や第１硝化槽６の上部から放出される。そこで、この第１排水処理装置２８は、蓋部２８Ａを有し、この蓋部２８Ａで悪臭を発生する排水処理装置２７全体を囲うと共に覆い、この蓋部２８Ａに接続した排気管Ｌ１と排気ファン１０で悪臭ガス１４をスクラバー１１に導入する。
【００７１】
このスクラバー１１の上部１１Ａには、脱臭用汚泥の往路配管１２Ａ,１２Ｂを経由して、悪臭を処理する第２の排水処理装置２９の第２硝化槽２０から微生物汚泥が導入される。上記往路配管１２Ａ,１２Ｂからスクラバー１１の上部１１Ａに導入された微生物汚泥は、下部１１Ｂに向かってスプレー式に流下する。その際、この流下する微生物汚泥は、排気ファン１０でスクラバー１１に導入される悪臭ガスと気液(気体と液体)接触することによって、悪臭ガスが処理される。こうして、悪臭ガスはスクラバー１１によって処理されて、スクラバー１１の最上部から処理ガス１５として排出される。
【００７２】
第２排水処理装置２９では、第２脱窒槽１７の下部に、高濃度窒素排水が導入される。この高濃度窒素排水としては、半導体工場で発生する高濃度アンモニア排水、現像廃液、およびジメチルホルムアミド廃液がある。この実施形態では、第２脱窒槽１７の上部に比べて、重力により微生物濃度が高濃度となっている下部に高濃度窒素排水を導入するので、微生物に加わる刺激が少なくなり、微生物処理にとって好適である。
【００７３】
また、第２脱窒槽１７には、生物処理された処理水または生物処理で発生した汚泥が導入される。この生物処理された処理水または生物処理で発生した汚泥は、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の微量要素を含んでいるので、この微量要素が、各槽全ての微生物の活性を促進する。特に、第２硝化槽２０の上部の好気部２６に配置された液中膜７Ｂによる高濃度微生物処理では、この微量要素が被処理水に含有されていることで、処理を安定化できる。
【００７４】
また、上記第２脱窒槽１７には槽内を撹拌するための撹拌機１８が設置されている。この撹拌機１８は、嫌気性微生物と高濃度窒素排水とを効率良く混合できれば、通常の撹拌機に替えて、水中に設置する水中撹拌機でも構わない。ただし、第２脱窒槽１７の微生物濃度が１００００ｐｐｍと高濃度であるので、撹拌機１８だけでは第２脱窒槽１７内に撹拌ができない部分いわゆるデットスペースができる。これに対処するため、エアーリフトポンプ１９による循環撹拌を実施している。
【００７５】
このエアーリフトポンプ１９は、第２硝化槽２０の下部の半嫌気部２５からの微生物を含む返送汚泥を、第２脱窒槽１７の上部に多量に導入する。この悪臭を処理する第２の排水処理装置２９では、エアーリフトポンプ１９の縦配管１９Ａが第２硝化槽２０の下部に達している。この縦配管１９Ａの下部先端部に、散気管５Ｃが設置され、ブロワー１６から発生する空気が、縦配管１９Ａ内の散気管５Ｃから吐出し、上昇流によって、微生物を含む返送汚泥が配管内下部から配管内上部に移動する。
【００７６】
この第２脱窒槽１７に導入された高濃度窒素排水は、嫌気的に処理された後、第２脱窒槽１７の上部から、自然流下によって第２硝化槽２０の下部の半嫌気部２５に導入される。この第２硝化槽２０においては、上部の好気部２６に液中膜７Ｂが設置されているので、微生物は第２硝化槽２０に留まるか、エアーリフトポンプ１９によって第２脱窒槽１７に返送されるかである。このエアーリフトポンプ１９による返送汚泥の移送は、空気を利用した方法であり、多量の返送汚泥を比較的少ない動力で移送することができる省エネルギー方式のポンプである。一般に、圧送ポンプ等のポンプ方式は、揚程は多く確保できるが、エアーリフトポンプ方式と比較して多くの動力が必要であり、省エネルギー方式にはならない。
【００７７】
この第２脱窒槽１７に返送された微生物汚泥は、第２脱窒槽１７から再び第２硝化槽２０に戻り、循環することとなる。両槽を微生物汚泥が循環することにより、両槽の微生物濃度がほぼ同様の濃度で維持される。前述したように、微生物濃度が１００００ｐｐｍ以上と高いと通常の撹拌機や水中撹拌機では、撹拌ができないデットスペースが発生することに対する対策として、エアーリフトポンプ方式による循環撹拌を実施している。両槽の微生物濃度としては、ＭＬＳＳ(Mixed Liquor Suspended Solid)で１００００ｐｐｍ以上を維持する。なお、第２脱窒槽１７には、嫌気性の度合いを測定するための酸化還元電位計(図示せず)が設置されている。
【００７８】
この第２脱窒槽１７内では、エアーリフトポンプ１９よって、第２硝化槽２０から導入された硝酸性窒素が、嫌気性微生物により、窒素ガスまで還元処理される。この硝酸性窒素は、第２硝化槽２０で高濃度窒素排水が微生物により分解されて硝酸性窒素に変化したものである。また、第２脱窒槽１７内においては、被処理水中の有機物は、嫌気性微生物により、生物学的に分解処理される。
【００７９】
次に、第２脱窒槽１７内より流出した被処理水は、第２硝化槽２０の下部の半嫌気部２５に導入される。ここで、嫌気部とは、溶存酸素が全く無い状態であり、好気部とは溶存酸素が数ｐｐｍ維持されている状態であり、半嫌気部とは溶存酸素が０ｐｐｍか、溶存酸素が存在していても０.５ｐｐｍ程度と定義する。
【００８０】
この第２硝化槽２０は、上部の好気部２６と下部の半嫌気部２５を分離するための分離壁４Ｂが第２硝化槽２０の側面に設置されている。この分離壁４Ｂは、コンクリートで施工しても良いし、鋼鉄製で製作しても良い。すなわち、この分離壁４Ｂは、材質は限定しないが、鋼鉄製とした場合、長期間の使用を行う場合は、腐蝕を防ぐために塗装をしっかりしておく必要がある。
【００８１】
第２硝化槽２０では、上部の好気部２６で散気管５Ｄから吐出する空気によって水流が発生するが、分離壁４Ｂを設置したことで、上記水流は下部の半嫌気部２５に対して、多少は影響するが、より多くは影響しないようにできる。この第２硝化槽２０内では、微生物濃度が高濃度であるので、図１に示す程度の大きさの分離壁４Ｂであっても、半嫌気部２５に対する好気部２６の影響を最小限とすることができる。
【００８２】
このように、この実施形態では、第２脱窒槽１７と第２硝化槽２０との間のエアーリフトポンプ１９による循環システムにおいて、第２硝化槽２０の下部に半嫌気部２５を設けた。これにより、第２脱窒槽１７で嫌気性微生物によって処理された被処理水と共に第２硝化槽２０に移動してくる嫌気性微生物を、半嫌気部２５を経て好気部２６に導入できる。これにより、上記嫌気性微生物を、直接(ストレート)に好気部２６に導入する場合に比べて、移動して来る嫌気性微生物に対する環境ストレスを少なくすることができ、窒素を処理する際の効率を向上できる。また、半嫌気部２５では、特有の微生物が繁殖し、嫌気性微生物、好気性微生物のみならず半嫌気部２５に繁殖する各種微生物によって被処理水を処理することになり、総合的な微生物処理効率を向上できる。
【００８３】
また、第２硝化槽２０の下部に半嫌気部２５が存在することによって、半嫌気部２５で繁殖する微生物が汚泥の減溶化に役立つことを発見した。この半嫌気部２５では、曝気設備が設置されておらず、曝気されていないが、曝気されている上部の好気部２６からの多少の水流の影響を受けて、半嫌気部の条件である溶存酸素が０ｐｐｍか、溶存酸素が存在していても０.５ｐｐｍ程度となる。これにより、半嫌気部２５での半嫌気性を維持できることとなる。
【００８４】
また、第２硝化槽２０には、半嫌気部２５と好気部２６にまたがるエアーリフトポンプ１９の縦配管１９Ａが設置されている。このエアーリフトポンプ１９では、ブロワー１６より吐出する空気が縦に設置された縦配管１９Ａの内部を上昇する際に返送汚泥も同時に上昇移送される。このエアーリフトポンプ１９は比較的少ない揚程しか確保できないが、圧送ポンプに比べて少ない電力で多量の返送汚泥を第２脱窒槽１７に移送できる。このエアーリフトポンプ１９によれば、多量の返送汚泥を第２脱窒槽１７に移送することができるので、第２脱窒槽１７の水槽内の撹拌にも役立つこととなる。
【００８５】
また、この第２硝化槽２０の好気部２６では、液中膜７Ｂの下方に液中膜７Ｂを空気洗浄するための散気管５Ｄが設置されている。この散気管５Ｄへの空気供給はブロワー１６からの吐出空気により行われる。液中膜７Ｂとしては、市販されている平膜タイプと中空糸状膜の２種類のうちのどちらを採用しても良い。
【００８６】
この第２硝化槽２０での処理水は、液中膜７Ｂと連結している重力配管９Ｂから、重力により、第２処理水として自然に流れ出てくる。すなわち、重力配管９Ｂからの第２処理水は、水頭差によって、導き出される。この重力を利用する方法は電力を必要としないため、省エネルギー運転が可能となる。また、液中膜７Ｂが閉塞して、重力配管９Ｂからの吐出量が減少した場合には、液中膜７Ｂに配管で連結している液中膜ポンプ８Ｂを運転することによって処理水を確保できる。
【００８７】
なお、液中膜７Ｂの活用方法としては、第２処理水の確保に重力配管方式と液中膜ポンプ方式の２種類を同時に採用し、それぞれの長所を生かして、第２処理水を確保する方式とすることが、安全運転の観点からもより好ましい。また、液中膜７Ｂの透過水量が低下した場合、すなわち処理水量が低下した場合には、液中膜７Ｂ自体を次亜塩素酸ソーダ等で洗浄している。
【００８８】
このように、第２硝化槽２０からの被処理水は、重力配管９または液中膜ポンプ８を経由して、第２処理水として導出される。
【００８９】
次に、この排水処理装置２９による悪臭処理について説明する。この排水処理装置２９が備える第２硝化槽２０が有する上部の好気部２６に存在する微生物汚泥は、イオウ化合物等の悪臭の原因となる物質を吸着して、この吸着後に微生物による一部分解が可能である。よって、好気部２６の微生物汚泥を汚泥ポンプ２２により、脱臭用の汚泥の往路配管１２Ａ,１２Ｂを通じて、脱臭用汚泥としてスクラバー１１の上部１１Ａに導入することで、排水処理装置２８から導入された悪臭を吸着し一部分解処理することができる。すなわち、スクラバー１１の上部１１Ａからスプレー式に微生物汚泥を散水して、悪臭ガスと接触させることにより、イオウ化合物等の悪臭成分を微生物汚泥で吸着して一部微生物分解する。このスクラバー１１において、悪臭成分を吸着し一部微生物分解した後の汚泥は、スクラバー１１の下部１１Ｂに接続された脱臭用汚泥の帰路配管１３を経由して、悪臭含有汚泥の導入配管２１の上部に導入される。この導入配管２１は、第２硝化槽２０の上部から下部に亘って上下方向に延在している。
【００９０】
したがって、上記悪臭成分を含む汚泥は、導入配管２１の上部から、導入配管２１の下部に移動した後、半嫌気部２５に導入されて、微生物により悪臭の原因物質の大部分が分解処理される。この悪臭の原因物質が分解された後の微生物汚泥は再び好気部２６に移動して、汚泥ポンプ２２により、好気部２６から脱臭用汚泥の往路配管１２を通じて、スクラバー１１の上部１１Ａに導入される。すなわち、この排水処理装置２９では、脱臭用汚泥の往路１２Ａ,１２Ｂと帰路１３を経由して、第２硝化槽２０の微生物汚泥が、第２硝化槽２０の好気部２６,半嫌気部２５とスクラバー１１との間を循環することとなる。この脱臭用汚泥の循環により、排水処理装置２８で発生する悪臭ガスに含まれるイオウ等の悪臭化合物は、脱臭用汚泥に吸着され、スクラバー１１での１段目の一部分解と、半嫌気部２５と好気部２６の微生物により実施される２段目の大部分の分解とによって処理されることとなる。
【００９１】
(第２の実施の形態)
次に、図２に、この発明の排水処理装置の第２実施形態を示す。図１に示す第１実施形態では、第２硝化槽２０の好気部２６および半嫌気部２５に充填材が充填されていなかったのに対し、この第２実施形態では、第２硝化槽２０Ｎの好気部２６Ｎおよび半嫌気部２５Ｎに充填材として塩化ビニリデン充填物２７が充填されている。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００９２】
この第２の実施形態は、第２の排水処理部としての排水処理装置２９Ｎの第２硝化槽２０Ｎの好気部２６Ｎおよび半嫌気部２５Ｎに塩化ビニリデン充填物２７が充填されたことで、高濃度窒素排水に対する窒素処理効率を上げると共に、イオウ等の悪臭化合物の大部分を効率よく分解することができる。
【００９３】
すなわち、この第２硝化槽２０Ｎの好気部２６Ｎと半嫌気部２５Ｎとに塩化ビニリデン充填物２７を充填したので、充填物が無い場合に比べて、好気部２６Ｎと半嫌気部２５Ｎでの微生物濃度が、槽全体を平均すると高濃度となる。その上、塩化ビニリデン充填物２７に微生物が付着し繁殖するので、充填物が無い場合に比べて、微生物がより安定化し、窒素と悪臭成分の処理能力が向上する。なお、この塩化ビニリデン充填物２７を第２硝化槽２０Ｎの水槽全体に配置した場合には、微生物濃度が槽全体に高濃度となるので、好ましい。
【００９４】
この第２実施形態では、排水処理装置２９Ｎは、試運転から時間の経過とともに塩化ビニリデン充填物２７に微生物が繁殖してくる。この塩化ビニリデン充填物２７の表面の微生物濃度は３００００ｐｐｍ以上となり、窒素と悪臭成分の処理効率のアップにつながる。この塩化ビニリデン充填物２７の材質は、強固で化学物質に侵されない塩化ビニリデンであり、半永久的に使用できる。なお、塩化ビニリデン充填物２７としては、バイオコード、リングレース、バイオマルチリーフ、バイオモジュール等の商品があるが、排水の性状に合わせて選定すれば良い。この第２硝化槽２０Ｎの好気部２６Ｎでは、被処理水中のアンモニア性窒素が好気性微生物により酸化分解されて硝酸性窒素や亜硝酸性窒素となる。
【００９５】
(第３の実施の形態)
次に、図３に、この発明の排水処理装置の第３実施形態を示す。図１に示す第１実施形態では、排水処理装置２８の第１脱窒槽１と第１硝化槽６、および、排水処理装置２９の第２脱窒槽１７と第２硝化槽２０に充填材が充填されていなかった。これに対して、この第３実施形態では、排水処理装置２８Ｎの第１脱窒槽１Ｎと第１硝化槽６Ｎに充填材として塩化ビニリデン充填物２７Ａと２７Ｂが充填されている。かつ、この第３実施形態では、排水処理装置２９Ｎの第２脱窒槽１７Ｎと第２硝化槽２０Ｎに充填材として塩化ビニリデン充填物２７Ｃと２７Ｄが充填されている。よって、この第３実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００９６】
この第３実施形態では、排水処理装置２８Ｎの第１脱窒槽１Ｎ,第１硝化槽６Ｎに塩化ビニリデン充填物２７Ａ,２７Ｂを充填して、アミノエタノールとジメチルスルホキシド含有排水におけるアミノエタノールとジメチルスルホキシドの分解と窒素処理効率を上げている。また、この第３実施形態では、排水処理装置２９Ｎの第２脱窒槽１７Ｎ,第２硝化槽２０Ｎに塩化ビニリデン充填物２７Ｃ,２７Ｄを充填して、高濃度窒素排水における窒素処理効率を上げている。
【００９７】
すなわち、第１脱窒槽１Ｎ、第１硝化槽６Ｎ、第２脱窒槽１７Ｎ、および第２硝化槽２０Ｎにも塩化ビニリデン充填物２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄを充填したことで、各槽内の微生物濃度が、槽全体を平均すると充填物がない状態に比べて高濃度となる。その上、塩化ビニリデン充填物２７Ａ〜２７Ｄに微生物が付着し繁殖して、充填物がない状態に比べて微生物がより安定化し、アミノエタノール、ジメチルスルホキシドおよび窒素の分解と窒素の処理能力が向上する。微生物濃度が各槽の全体に高濃度とするために、塩化ビニリデン充填物２７Ａ〜２７Ｄを各槽の水槽全体に配置することが好ましい。塩化ビニリデン充填物２７Ａ〜２７Ｄが存在することによって、充填物が無い状態に比べて、嫌気度(酸化還元電位で測定)が増加し、脱窒反応を促進できる。この実施形態の排水処理装置は、試運転から時間の経過に伴って塩化ビニリデン充填物２７Ａ〜２７Ｄに微生物が繁殖する。各塩化ビニリデン充填物２７Ａ〜２７Ｄの表面の微生物濃度は３００００ｐｐｍ以上となり、アミノエタノール、ジメチルスルホキシドおよび窒素の分解と窒素の処理能力が向上する。
【００９８】
なお、塩化ビニリデン充填物２７Ａ〜２７Ｄの材質は、強固で化学物質に侵されない塩化ビニリデンであり、半永久的に使用できる。この塩化ビニリデン充填物２７Ａ〜２７Ｄとしては、バイオコード、リングレース、バイオマルチリーフ、バイオモジュール等の商品があるが、排水の性状に合わせて選定すれば良い。
【００９９】
上記第１脱窒槽１Ｎおよび第２脱窒槽１７Ｎでは、第１硝化槽６Ｎおよび第２硝化槽２０Ｎから、エアーリフトポンプ３およびエアーリフトポンプ１９により、返送された被処理水中の硝酸性窒素が還元されて窒素ガスとなり、窒素が処理される。また、この第１硝化槽６Ｎおよび第２硝化槽２０Ｎでは、被処理水中のアミノエタノールやアンモニア性窒素が好気性微生物により酸化分解されて硝酸性窒素や亜硝酸性窒素となる。
【０１００】
尚、上記第１〜第３実施形態では、排気ファン１０が第１排水処理装置２８からの悪臭ガス１４をスクラバー１１に導入するが、第１排水処理装置２８外の揮発性有機化合物含有排ガスをスクラバー１１に導入しない場合を説明したが、排気ファン１０が第１排水処理装置２８で発生する悪臭ガス１４だけでなく、揮発性有機化合物を含むガスをもスクラバー１１に導入してもよい。この場合、上記第１〜第３実施形態の一変形例となる。この一変形例では、スクラバー１１内で両方のガスを合理的に微生物で処理する。なお、微生物によるガスの処理では、処理可能なガスの種類の適用範囲が広くて、スクラバー１１では多種類のガスを処理できる。また、揮発性有機化合物を含むガスは悪臭ガスである場合もある。
【０１０１】
また、上記第１〜第３実施形態では、好気部２６の微生物汚泥をスクラバー１１に導入するための脱臭用汚泥の往路配管１２Ａ,１２Ｂを備えるが、脱臭用汚泥の往路配管１２Ｃを備えない場合を説明したが、この一変形例では、配管１２Ｂに替えて、マイクロナノバブル発生槽３４を配設した一点鎖線で示す脱臭用汚泥の往路配管１２Ｃを備えた。したがって、この一変形例では、悪臭を処理する第２の排水処理装置２９の第２硝化槽２０の微生物汚泥は、汚泥ポンプ２２により脱臭用汚泥の往路配管１２Ｃを経由して、マイクロナノバブル発生槽３４に導入される。
【０１０２】
マイクロナノバブル発生槽３４内には、マイクロナノバブル発生機３１が設置され、このマイクロナノバブル発生機３１には空気吸い込み配管３３からの空気がバルブ３２で調整されながら導入される。また、マイクロナノバブル発生機３１には、マイクロナノバブル発生槽３４内の汚泥が循環ポンプ３０によって送水管３６から１.５ｋｇ/ｃｍ２以上の圧力で送水される。上記汚泥は、大部分が水であるため、マイクロナノバブル発生機３１は、マイクロナノバブルを効率良く発生させる。よって、マイクロナノバブル発生槽３４では、上記汚泥とマイクロナノバブルとが混合されて、汚泥中の微生物が活性化される。
【０１０３】
そして、このマイクロナノバブル発生槽３４で発生したマイクロナノバブルを含む微生物汚泥は、マイクロナノバブル発生槽ポンプ３５によって、脱臭用汚泥の往路配管１２Ａを経由して、スクラバー１１の上部１１Ａで散水される。これにより、スクラバー１１では、このマイクロナノバブルを含む微生物汚泥を上部１１Ａから散水して、悪臭ガスや揮発性有機化合物を含むガスに接触させることにより、イオウ化合物等の悪臭成分や揮発性有機化合物を微生物汚泥で吸着して一部微生物分解する。上記微生物汚泥中の微生物はマイクロナノバブルによって活性化されているので、スクラバー１１内でのガス処理の効率が向上する。
【０１０４】
このスクラバー１１において、悪臭成分や揮発性有機化合物を吸着し一部微生物分解した後の汚泥は、スクラバー１１の下部１１Ｂに接続された脱臭用汚泥の帰路配管１３を経由して、悪臭含有汚泥の導入配管２１の上部に導入される。この導入配管２１は、第２硝化槽２０の上部から下部に亘って上下方向に延在している。
【０１０５】
したがって、上記悪臭成分や揮発性有機化合物を含む汚泥は、導入配管２１の上部から、導入配管２１の下部に移動した後、半嫌気部２５に導入されて、微生物により悪臭の原因物質,揮発性有機化合物の大部分が分解処理される。この悪臭の原因物質,揮発性有機化合物が分解された後の微生物汚泥は再び好気部２６に移動して、汚泥ポンプ２２により、好気部２６から脱臭用汚泥の往路配管１２Ｃ,マイクロナノバブル発生槽３４を通じて、スクラバー１１の上部１１Ａに導入される。すなわち、この排水処理装置２９では、脱臭用汚泥の往路１２Ａ,１２Ｃ,マイクロナノバブル発生槽３４と帰路配管１３を経由して、第２硝化槽２０の微生物汚泥が、第２硝化槽２０の好気部２６,半嫌気部２５とスクラバー１１との間を循環することとなる。この脱臭用汚泥の循環により、排水処理装置２８で発生する悪臭ガスに含まれるイオウ等の悪臭化合物,揮発性有機化合物含有排ガスに含まれる揮発性有機化合物は、脱臭用汚泥に吸着される。そして、スクラバー１１での１段目の一部分解と、半嫌気部２５と好気部２６でマイクロナノバブルを含む汚泥によって活性化した微生物により実施される２段目の大部分の分解とによって処理されることとなる。
【０１０６】
なお、上記一変形例において、上記揮発性有機化合物含有排ガスが含有する揮発性有機化合物としては、一例として、イソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチル等が挙げられる。もっとも、上記揮発性有機化合物としては、揮発性有機化合物(ＶＯＣ(Ｖolatile Ｏrganic Ｃompounds)と呼ばれるもののいずれもが該当することは勿論である。
【０１０７】
(実験例)
図２に示す第２実施形態と同じ構成の実験装置を製作した。この実験装置における第１脱窒槽１の容量は１００リットル、第１硝化槽６の容量は２００リットル、また、第２脱窒槽１７の容量は１００リットル、第２硝化槽２０Ｎの容量は２００リットルである。
【０１０８】
また、工場の生産装置から排水されるアミノエタノールとジメチルスルホキシド含有排水として、アミノエタノール濃度２７６０ｐｐｍ、ジメチルスルホキシド濃度１３０ｐｐｍの被処理水を採取した。そして、この実験装置での約２ケ月間にわたる微生物の訓養終了後、微生物濃度を１７７００ｐｐｍとして、上記被処理水を第１脱窒槽１に連続的に導入した。その１ケ月間の後、水質が安定するのを待って、第１処理水のアミノエタノール濃度を測定したところ、１２０ｐｐｍであり、ジメチルスルホキシド濃度を測定したところ８ｐｐｍであった。また、悪臭を発生する排水処理装置２８(第１脱窒槽１と第１硝化槽６)から発生した悪臭ガス(人が実験装置に１ｍ以内に近づいた時点で、臭気を感じるレベル)をスクラバー１１で処理した後の排ガス１５では、悪臭はほとんどしない状況であった。
【０１０９】
なお、図４Ａのタイムチャートに、上記第１〜第３実施形態において、第１脱窒槽に導入される排水のジメチルスルホキシド濃度が約８０ｐｐｍで、第２脱窒槽に導入される排水の窒素濃度が約３０００ｐｐｍである場合の各槽の滞留時間を示す。また、図４Ｂのタイムチャートに、上記第１〜第３実施形態において、第１脱窒槽に導入される排水のジメチルスルホキシド濃度が約１６０ｐｐｍで、第２脱窒槽に導入される排水の窒素濃度が約３０００ｐｐｍである場合の各槽の滞留時間を示す。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】この発明の排水処理装置の第１実施形態およびその一変形例を模式的に示す図である。
【図２】この発明の排水処理装置の第２実施形態およびその一変形例を模式的に示す図である。
【図３】この発明の排水処理装置の第３実施形態およびその一変形例を模式的に示す図である。
【図４Ａ】ジメチルスルホキシド濃度が約８０ｐｐｍで窒素濃度が約３０００ｐｐｍである場合の上記第１〜第３実施形態における各槽のタイムチャートである。
【図４Ｂ】排水のジメチルスルホキシド濃度が１６０ｐｐｍで窒素濃度が約３０００ｐｐｍである場合の上記第１〜第３実施形態における各槽のタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１１１】
１  第１脱窒槽
２  撹拌機
３  エアーリフトポンプ
４Ａ、４Ｂ  分離壁
５Ａ〜５Ｄ  散気管
６、６Ｎ  第１硝化槽
７Ａ、７Ｂ  液中膜
８Ａ、８Ｂ  液中膜ポンプ
９Ａ、９Ｂ  重力配管
１０  排気ファン
１１  スクラバー
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  脱臭用汚泥の往路配管
１３  脱臭用汚泥の帰路配管
１４  悪臭ガス
１５  処理ガス
１６  ブロワー
１７、１７Ｎ  第２脱窒槽
１８  撹拌機
１９  エアーリフトポンプ
２０、２０Ｎ  第１硝化槽
２１  悪臭含有汚泥導入配管
２２  汚泥ポンプ
２３  半嫌気部
２４  好気部
２５  半嫌気部
２６  好気部
２７  塩化ビニリデン充填物
２８、２８Ｎ  悪臭を発生する排水処理装置
２９、２９Ｎ  悪臭を処理する排水処理装置
３０  循環ポンプ
３１  マイクロナノバブル発生機
３２  バルブ
３３  空気吸い込み管
３４  マイクロナノバブル発生槽
３５  マイクロナノバブル発生槽ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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