(57)【要約】【課題】  有機性固形物を多く含む廃水であっても、高度に処理することのできる処理装置を提供する。【解決手段】  有機性廃水の処理装置１００は、酸生成槽１４、嫌気性処理槽１６、酸生成槽１８、嫌気性処理槽２０、可溶化処理槽２２が直列に連結されている。嫌気性処理槽２０は、廃水導入部４２と、嫌気性汚泥を収容する空間を画成する側壁を有し、導入された有機性廃水を嫌気性汚泥を通して上向きに流動させ嫌気性処理を行う上向流部４４と、上向流部４４で処理され上向流部４４の上端を越流した処理水から固形物を分離する固液分離部４８と、固液分離部４８と上向流部４４の有機性廃水が導入された部位よりも上方の部位とを繋ぎ、固液分離部４８で分離された固形物を上向流部４４へ案内する流動体循環経路５０とを有する。固液分離部４８により、処理水からＳＳを効果的に分離できる。【選択図】  図１
2006068632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性固形物を含有する有機性廃水を嫌気性処理する有機性廃水の処理装置であって、
酸生成槽と、前記酸生成槽から流出された有機性廃水を嫌気性汚泥を用いて嫌気性処理する嫌気性処理槽と、を含む嫌気性処理部が直列に複数段連結されてなり、
前記複数段の嫌気性処理部の各嫌気性処理槽の少なくとも１つは、
前記酸生成槽から流出された有機性廃水を導入するための廃水導入部と、
前記嫌気性汚泥を収容する空間を画成する側壁を有し、前記導入された有機性廃水を前記嫌気性汚泥を通して上向きに流動させ嫌気性処理を行う上向流部と、
前記上向流部で処理され前記上向流部の上端を越流した処理水から固形物を分離する固液分離部と、
前記固液分離部で分離された前記固形物を前記上向流部へ案内する流動体循環経路と、
を有することを特徴とする有機性廃水の処理装置。
【請求項２】
前記複数段の嫌気性処理部の少なくとも最後段の前記嫌気性処理部の前記嫌気性処理槽は、前記廃水導入部と、前記上向流部と、前記固液分離部と、前記流動体循環経路とを有することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項３】
前記嫌気性処理部を２段備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項４】
前記流動体循環経路は、前記固液分離部と、前記上向流部の前記有機性廃水が導入された部位よりも上方の部位とを繋ぐようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項５】
前記嫌気性処理部の前記嫌気性処理槽の前記固液分離部で分離された前記固形物を可溶化処理するための可溶化処理槽を備え、
前記可溶化処理槽で可溶化処理された固形物を前記複数段の嫌気性処理部の少なくともいずれか１つに戻すラインを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項６】
前記複数の嫌気性処理部それぞれの少なくとも２つの嫌気性処理槽同士を繋ぎ、前記嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥を交換するラインを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項７】
前記流動体循環経路は、前記固液分離部から前記上向流部の前記廃水導入部よりも上方の箇所まで伸びた管状部材を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の有機性廃水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物を多く含有するビール製造工場等の有機性廃水を高度に処理できる有機性廃水の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水、し尿、ビール製造、食品及び畜産等の分野で廃棄される有機性廃水の処理においては、近年、省エネルギー型である嫌気性処理方法が多く利用されている。中でも嫌気性微生物からなるグラニュール（例えばグラニュールメタン菌）を利用するＵＡＳＢ式(Upflow Anaerobic Sludge Blanket：上向流嫌気性汚泥床式)、あるいはＥＧＳＢ式（Expanded Granular Sludge Blanket：膨張粒状スラッジブランケット式、ＥＧＳＢは汚泥床内の液の上昇流速がＵＡＳＢに比べて速いというだけの違いなので、以下は上向流式嫌気性汚泥床に統一して記述する）と標準活性汚泥法を代表とする好気性処理とを組み合わせ、河川放流が可能な性状まで廃水を処理する廃水処理方法が普及している。
【０００３】
しかし、この方法では、好気性処理での空気の曝気動力費が大きいこと、また余剰汚泥も多くなるという問題がある。
【０００４】
この問題を改善するための方法としては、ＵＡＳＢ式嫌気性処理をシリーズ（直列）で連結して処理する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、２つのＵＡＳＢ式処理槽を連結し、第１段目の処理槽で処理した後、再度、第２段目の処理槽で処理するという嫌気２段処理のため、処理性能が嫌気１段処理に比べて良好であり、また第２段目を好気処理する方法に比べて汚泥発生量が少ないという利点を有している。
【特許文献１】特開２００１−９４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような嫌気性処理槽を２段に配した従来の処理手段でも、処理されるべき廃水中に有機性の固形物が多く含まれる場合は、固形物が消化されず、要求される処理性状を得ることはできないという問題点があった。すなわち、有機性固形物に対する嫌気性処理が不十分或いは全く処理されず、処理が完了した処理水中に比較的多くの有機物固形物が残存してしまうことがある。そのため、廃水規制物質である化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の多い物質、いわゆるＣＯＤ物質が多く残存してしまい、河川等への直接放流のための規制値を満たすことができない事態も考えられる。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機性固形物を多く含む廃水であっても、高度に処理することのできる処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、有機性固形物を含有する有機性廃水を嫌気性処理する有機性廃水の処理装置であって、酸生成槽と、酸生成槽から流出された有機性廃水を嫌気性汚泥を用いて嫌気性処理する嫌気性処理槽と、を含む嫌気性処理部が直列に複数段連結されてなり、複数段の嫌気性処理部の各嫌気性処理槽の少なくとも１つは、酸生成槽から流出された有機性廃水を導入するための廃水導入部と、嫌気性汚泥を収容する空間を画成する側壁を有し、導入された有機性廃水を嫌気性汚泥を通して上向きに流動させ嫌気性処理を行う上向流部と、上向流部で処理され上向流部の上端を越流した処理水から固形物を分離する固液分離部と、固液分離部と、固液分離部で分離された固形物を上向流部へ案内する流動体循環経路と、を有することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、嫌気性処理部が複数段連結されているので、１段のみの嫌気性処理に比べて処理性能が良好となる。また、各嫌気性処理部は酸生成槽を備えるため、有機性成分を有機酸等に分解することが可能であり、嫌気性処理槽における嫌気性処理を効率良く行うことができる。そして、複数段の嫌気性処理部の各嫌気性処理槽の少なくとも１つにおいて、固液分離部を有するので、有機性固形物を多く含む廃水であっても固形物が効果的に処理水から取り除かれ、廃水規制されるＣＯＤなどを効果的に削減することができる。また、嫌気性処理槽と一体として固液分離部を備えているので別途固液分離槽を設ける必要がなく、設置スペースを小さくすることができる。さらに固液分離部は、上向流部の上端を越流した処理水から固形物を分離する。このため、固形物が上向流部の上端まで達したとしても、その後に処理水から分離されるので、上向流部の鉛直方向の高さに関わりなく分離性能を確保することができる。従って、上向流部の鉛直方向の高さを抑えることができ、嫌気性処理槽全体を低背化することができる。なお、本発明において、上向流部の上端とは、上向流部の空間を仕切る部材の鉛直方向の端部であって、最も高い位置にある端部をいう。
【０００９】
また、嫌気性処理槽は、流動体循環経路を設けているので、固液分離部で分離された固形物が、上昇してくる固形物とは別の経路で上向流部に戻される。よって分離された固形物中に嫌気性汚泥が含まれていたとしても、下方へ向かう固形物中の嫌気性汚泥と上昇中の固形物中の嫌気性汚泥とが混在しにくくなり、上向流部に収容された嫌気性汚泥が上下で入れ替わることにより、嫌気性汚泥の活性が均一化される。また、固形物は上向流部に戻されるため、上向流部に収容された嫌気性汚泥が槽外へ流出することを防ぐことができる。また、流動体循環経路は、上向流部とは別の経路であり、固液分離部と廃水導入部の上方を繋いでいるので、上向流部での上向流の影響を受けて流動体循環経路では下降流が発生することとなる。よって、流動体循環経路を沈降する固形物は重力及び下降流によって円滑に下方へ案内される。
【００１０】
この場合、複数段の嫌気性処理部の少なくとも最後段の嫌気性処理部の嫌気性処理槽は、廃水導入部と、上向流部と、固液分離部と、流動体循環経路とを有することが好適である。この構成によれば、最後段の嫌気性処理部の嫌気性処理槽が固液分離部を有するため、最終的な処理水は、固体分（汚泥）が十分に分離された良好な処理水となる。
【００１１】
この場合、例えば、嫌気性処理部を２段備えることが好適である。嫌気性処理部を２段とすることで、比較的簡便な構造で、高い処理能力を備えた処理装置とできる。
【００１２】
この場合、流動体循環経路は、固液分離部と、上向流部の有機性廃水が導入された部位よりも上方の部位とを繋ぐようになっていることが好適である。この構成によれば、流動体循環経路が、上向流部における廃水導入部位より上方の部位に固形物を戻すので、廃水の流れが乱れず、廃水が槽内をスムーズに流れるようになる。
【００１３】
この場合、嫌気性処理部の嫌気性処理槽の固液分離部で分離された固形物を可溶化処理するための可溶化処理槽を備え、可溶化処理槽で可溶化処理された固形物を複数段の嫌気性処理部の少なくともいずれか１つに戻すラインを備えることが好適である。
【００１４】
固形物を可溶化処理槽により可溶化処理することにより、固形物を減量化することができる。さらに、可溶化処理された固形物をラインにより嫌気性処理部に戻すことにより、固形物中に含まれる嫌気性微生物を、再び嫌気性処理部に戻して再利用することができる。
【００１５】
この場合、複数の嫌気性処理部それぞれの少なくとも２つの嫌気性処理槽同士を繋ぎ、嫌気性処理槽内の嫌気性汚泥を交換するラインを備えることが好適である。この構成によれば、嫌気性処理槽同士の汚泥を交換することにより、各嫌気性処理槽内の汚泥量を調節したり、菌体を高活性に保つことができるので、装置を安定して稼動させることができ、良好な処理性能を保つことができる。
【００１６】
この場合、流動体循環経路は、固液分離部から上向流部の廃水導入部よりも上方の箇所まで伸びた管状部材を含むことが好適である。この構成によれば、従来型の嫌気性処理槽の外側に管状部材を取り付けるだけで、流動体循環経路を構成することができ、既存の装置を本発明の装置に改造することが容易となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による有機性廃水の処理装置によれば、有機性固形物を多く含む廃水であっても固形物が効果的に処理水から取り除かれ、廃水規制されるＣＯＤなどを効果的に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る有機性廃水の処理装置を示す図である。図１に示すように、本実施形態における有機性廃水の処理装置１００は、酸生成槽１４、嫌気性処理槽１６、酸生成槽１８、嫌気性処理槽２０、可溶化処理槽２２を備えている。酸生成槽１４と嫌気性処理槽１６は第１段目の嫌気性処理部１０を構成し、酸生成槽１８と嫌気性処理槽２０は第２段目の嫌気性処理部１２を構成する。第１段目の嫌気性処理部１０と第２段目の嫌気性処理部１２は直列に２段に連結されている。
【００２０】
酸生成槽１４は、酸発酵反応を行う通性嫌気性微生物を液相内に浮遊状態で保持しており、有機性成分を有機酸（低級脂肪酸）等に分解することが可能となっている。この酸生成槽１４には、固形物を含有する有機性廃水が供給されるが、廃水中に大きな夾雑物が含まれる場合には、あらかじめ粗めのスクリーン等で夾雑物を除去した後、有機性廃水が酸生成槽１４に供給される。酸生成槽１４では、有機物の分解によって有機物などが生成して酸性化あるいはアルカリ化するので、有機性廃水のｐＨに応じて酸やアルカリ等の中和剤が添加される。
【００２１】
酸生成槽１４内で処理された廃水は、配管（ライン）２４から廃水導入部２６を介して嫌気性グラニュール汚泥（以下、単にグラニュール汚泥と記す）が保持された嫌気性処理槽１６に供給される。この嫌気性処理槽１６は、いわゆるＵＡＳＢ式や、ＥＧＳＢ式といった上向流式の嫌気性処理槽である。廃水中の有機物は嫌気性処理槽１６内に形成されたグラニュール汚泥層２８において、メタン菌などの働きによってメタンガス等に変換される。生成されたメタン等のガスは配管（ライン）３８を介して取り出される。
【００２２】
嫌気性処理槽１６は、気（メタンガス等）−固（グラニュール汚泥）−液（処理水）の三相分離を行う三相分離部３０が備えられている。しかし、廃水中のＳＳ（懸濁物質：Suspended Solid）は密度が小さく、沈降性の悪い固形物なので処理水と共に嫌気性処理槽１６から流出する。
【００２３】
嫌気性処理槽１６の処理水の一部は配管（ライン）３２を介して酸生成槽１４に返送され、残部は配管（ライン）３４を介して第２段目の嫌気性処理部１２の酸生成槽（貯留槽の機能も兼ねる）１８に供給される。
【００２４】
なお、本実施形態において、嫌気性処理槽１６内の液の上昇流速は速いので、スラッジベッド層とスラッジブランケット層の区別がほとんどなく、主にスラッジブランケット層のみの流動化したグラニュール汚泥層２８となっており、廃水中のＳＳは嫌気性処理槽１６内のグラニュール汚泥層２８に保持されることなく嫌気性処理槽１６から流出する。
【００２５】
嫌気性処理槽１６の流出水は配管（ライン）３４を介して第２段目の嫌気性処理部１２の酸生成槽１８に供給され、残存する有機物等が有機酸等に変換される。酸生成槽１８も、第１段目の嫌気性処理部１０の酸生成槽１４と同様に、酸生成や後段のメタン発酵に適したｐＨに調整するため、必要に応じて酸あるいはアルカリが添加される。
【００２６】
酸生成槽１８の流出水は配管（ライン）４０を介して上部に固液分離部４８を有する第２の嫌気性処理槽２０の底部へ導入され、再度、嫌気性処理が施される。嫌気性処理槽２０で発生するメタン等のガスは配管（ライン）５４を介して取り出される。
【００２７】
図２は、本発明の第１実施形態に係る固液分離部を有することを特徴とする嫌気性処理槽を示す図である。この嫌気性処理槽２０は、いわゆるＵＡＳＢ式や、ＥＧＳＢ式といった上向流式の嫌気性処理槽である。嫌気性処理槽２０は四角柱状の形状をなしており、底壁６４、側壁６６、および上壁６８を有している。側壁６６は、底壁６４の縁部から上に伸びて設けられている。側壁６６の上端７０は上壁６８と接触せず開口されている。側壁６６は、グラニュール汚泥を収容する空間を画成し、有機性廃水をグラニュール汚泥を通して上向きに流動させ嫌気性処理を行う上向流部を構成する。以下、側壁６６で囲まれた内側の空間を流路Ｒ１とする。
【００２８】
廃水導入部４２が、上向流部４４の下部において、側壁６６を挿通するように設けられている。廃水導入部４２は、外部から供給される廃水を流路Ｒ１へ導入する。廃水導入部４２には多数の出水口４３が設けられており、これら出水口４３からは廃水が噴出されるようになっている。
【００２９】
流路Ｒ１の下部には、グラニュール汚泥層４６となるグラニュール汚泥が充填されており、その中にメタン生成菌が存在する。グラニュール汚泥層４６の汚泥中のメタン生成菌は、廃水導入部４２から導入された廃水を嫌気性処理し、廃水中の有機物を分解し、メタンガス、炭酸ガス等のガスを発生する。なお、処理後の廃水（以下「処理水」と称する）は排水口７８を通じて嫌気性処理槽２０の外部へ排出される。また、有機物の分解によって生じたメタンガス、炭酸ガス等のガスは、上壁６８に設けられたガス排出口８０を通じて嫌気性処理槽２０の外部へ排出される。
【００３０】
中間壁７２が、側壁６６の上部を囲繞するように配置され、上壁６８から下方に伸びている。また外側壁７４が、側壁６６の上部から冠状に張り出し、中間壁７２を囲繞するように配置され、上方に伸びている。外側壁７４の上端は上壁６８と接触せず開口されている。中間壁７２の下端は、側壁６６の上端７０及び外側壁７４の上端よりも低い位置にある。また、外側壁７４の上端は側壁６６の上端７０よりもやや高い位置にある。外側壁７４の外壁にはトラフ部７６が設けられている。トラフ部７６の上端は上壁６８の縁部に連なっている。トラフ部７６の側壁には排水口７８が貫通して形成されている。以下、側壁６６と中間壁７２に囲まれた空間を流路Ｒ２とし、中間壁７２と外側壁７４に囲まれた空間を流路Ｒ３とし、外側壁７６とトラフ部７６に囲まれた空間を流路Ｒ４とする。これらの流路Ｒ２，Ｒ３，およびＲ４により、固液分離部４８が構成される。
【００３１】
管状部材（流動体循環経路）５０が、流路Ｒ２および流路Ｒ３の下端から側壁６６の下部まで伸びている。管状部材５０は、側壁６６の外側に露出して設けられている。管状部材５０は、固液分離部４８で分離された固形物を上向流部４４に案内する。以下、管状部材５０の中空部分の空間を流路Ｒ５とする。流路Ｒ５の一端は、管状部材５０の管入口４９を介して流路Ｒ２および流路Ｒ３と繋がっている。また、流路Ｒ５の他端は、管状部材５０の管出口５１を介して流路Ｒ１の下部と繋がっている。管出口５１は、廃水導入部４２よりも上方に設けられている。
【００３２】
流路Ｒ５の下部には、引抜口（引抜き経路）８２が設けられている。引抜口８２はバルブ５８に接続されており、バルブ５８を開くことによって流路Ｒ５を沈降してきたＳＳが引抜口８２を通過して嫌気性処理槽２０の外部へ排出される。
【００３３】
以下、嫌気性処理槽２０の運転時の動作について説明する。嫌気性処理槽２０の運転時においては、廃水導入部４２から流路Ｒ１へ常に廃水が導入されている。廃水が継続的に導入されているので、嫌気性処理槽２０内は外側壁７４の上端の高さまで廃水が満たされ、液面Ｈが形成される。
【００３４】
廃水導入部４２から導入された廃水は、出水口４３から上向きに噴出され、グラニュール汚泥層４６の汚泥と混合され、汚泥によって嫌気性処理がされる。嫌気性処理によって発生したガスは気泡となって流路Ｒ１を上昇する。出水口４３からの噴出および、上記気泡の上昇によって流路Ｒ１内には上向流が生じ、廃水は上向きに流動する。このようにして、流路Ｒ１は上向流部を構成し、側壁６６は上向流部の側壁を構成する。また、側壁６６の上端７０は上向流部の上端を構成する。廃水は流路Ｒ１を上向きに流動しながら、グラニュール汚泥層４６の汚泥によって有機物が分解され、液面Ｈに近づくに従って有機物濃度が小さくなってゆく。よって、液面Ｈ付近の液体はほとんどが有機物含有量が少ない処理水となっている。
【００３５】
汚泥（固形物）の一部は、上記ガスの気泡が付着することによって持ち上げられ、液面Ｈに達する。汚泥が液面Ｈに浮いている間に、汚泥からガスの気泡が分離される。また、汚泥は液面Ｈに浮いている間に互いに集結し、粒子が大きくなりグラニュール状となる。汚泥から離れたガスは液面Ｈと上壁６８との間の空間に溜まり、ガス排出管８０を通じて外部へ排出される。
【００３６】
液面Ｈを浮遊し側壁６６の上端７０を越流した汚泥は、処理水と共に中間壁７２に案内され、処理水と共に中間壁７２と側壁６６とに挟まれた流路Ｒ２を流路Ｒ５へ向けて沈降する。このように、中間壁７２は、案内板として機能する。
【００３７】
流路Ｒ２を下降する汚泥はガスの気泡が離れた状態であるので、そのまま管入口４９を介して流路Ｒ５へ向けて重力によって容易に沈降していく。また、側壁６６を乗り越えた処理水の一部が流路Ｒ５へ流れていくので、流路Ｒ５を沈降する汚泥は、処理水に押し流され、円滑に流路Ｒ５を沈降する。残りの処理水は中間壁７２と外側壁７４とに挟まれた流路Ｒ３を通じて、外側壁７４の上端を乗り越え、トラフ部７６に囲まれた流路Ｒ４へと溢れ出す。流路Ｒ４へ溢れた処理水は排水口７８を介して嫌気性処理槽２０の外部へと排出される。排出された処理水の一部は、図１に示す配管（ライン）５２を介して酸生成槽１８に戻される。また、排出された処理水は、図１に示す配管（ライン）５６を通じて処理装置１００外に排出され、直接系外に放流したり、あるいは必要に応じて更に、生物処理、物理化学的処理等によって有機物や窒素成分、リン成分を取り除いた後放流される。
【００３８】
このように、上端７０の外周部に設けられた流路Ｒ２、流路Ｒ３、及び中間壁７２は、汚泥と処理水とを分離する固液分離部４８を構成する。
【００３９】
流路Ｒ５を沈降した汚泥は、管出口５１へ達し、流路Ｒ１の廃水導入部４２よりも上方へ戻される。流路Ｒ１へ戻された汚泥は再び上向流により上昇しながら廃水導入部４２から導入された廃水の嫌気性処理に寄与する。このように、流路Ｒ１の外側に設けられた流路Ｒ５は、汚泥を下方へ案内する流動体循環経路を構成する。
【００４０】
この嫌気性処理槽２０では、処理槽の一部に一体として固液分離部４８を備えているので別途固液分離槽を設ける必要がなく、設置スペースを小さくすることができる。また、嫌気性処理槽２０の固液分離部４８は、流路Ｒ１の上端７０を越流した処理水から汚泥を分離する。このため、汚泥が流路Ｒ１の最上部まで達したとしても、その後に処理水から分離されるので、流路Ｒ１の鉛直方向の高さに関わりなく分離性能を確保することができる。従って、流路Ｒ１の鉛直方向の高さを抑えることができ、装置全体を低背化することができる。また、上記嫌気性処理槽２０は、流動体循環経路としての流路Ｒ５を設けているので、下方へ戻される汚泥Ｓ、上昇してくる汚泥とは別の経路で、流路Ｒ１に戻される。よって分離された汚泥と上昇中の汚泥とが混在しにくくなり、流路Ｒ１に収容された汚泥が上下で常に入れ替わり、汚泥の活性が均一化される。また固形物は、上向流部４４に戻されるため、上向流部に収容された嫌気性汚泥が槽外へ流出することを防ぐことができる。さらに、固形物は上向流部４４の廃水導入部４２より上方に戻されるため、嫌気性処理槽２０内の水流が乱れず、廃水がスムーズに流れるようになる。
【００４１】
また、流動体循環経路としての流路Ｒ５では、流路Ｒ１で発生する上向流の影響を受けるので、下降流が発生することとなる。よって、流路Ｒ５を沈降する汚泥は重力及び下降流によってスムースに下方に案内されるので、例えば汚泥を返送するためのポンプ等も不要となり、液面Ｈでグラニュール状となった汚泥Ｓがポンプ等によって粉砕されるという問題も起こらない。
【００４２】
また、上記嫌気性処理槽２０は、固液分離部４８が流路Ｒ１の上端の外周部に設けられている。このため、気泡となって汚泥に付着したガスは流路Ｒ１の上部中央の液面Ｈにおいて汚泥から離される。このことによって汚泥は浮力を失い再び沈降し、下方へ戻される。また、ここで沈降せず上端７０を越流した汚泥も、ガスの浮力の影響が少なく沈降しやすくなっているので、流動体循環経路である流路Ｒ５を円滑に沈降し、汚泥と処理水とが効率よく分離される。また、嫌気性処理槽２０は、中間壁７２を設けることにより、汚泥が効率よく流路Ｒ５へ導入され、効率よく下方へ案内される。
【００４３】
続いて、特に、廃水が低濃度（例えばＣＯＤＣｒ≦１５００ｐｐｍ）の場合の運転時について説明する。なお、上述した説明と重複する点については説明を省略する。
嫌気性処理槽２０に低濃度の廃水Ｗを導入した場合には、上向流部４４における嫌気性処理にて発生するガスが少ないので、ガスの気泡が付着し持ち上げられる汚泥は少ない。このため、汚泥は運転時にも上向流部４４の中心よりも下方に分布し、液面Ｈに達する汚泥は少ない。上記のような状態で運転されるので、液面Ｈに達する汚泥は少なく、固液分離部４８で分離される固形物は廃水中に含まれるＳＳがほとんどを占めることとなる。
【００４４】
固液分離部４８で分離されたＳＳは流路Ｒ５へ導入され、流路Ｒ５の下方付近に停留する。ＳＳは廃水に含まれて嫌気性処理槽２０内に供給されているので、流路Ｒ５下方付近のＳＳは徐々に増加し、密度が高くなる。そこで、所定の時間ごとにバルブ５８を開き、流路Ｒ５下方付近に停留しているＳＳを引抜口８２から嫌気性処理槽２０の外部へ排出する。
【００４５】
廃水に含まれるＳＳは、嫌気性処理に適しておらず、かつ、連続的に供給されるので、嫌気性処理槽２０内に蓄積していく。本実施形態の嫌気性処理槽２０によれば、引抜口８２を備えているので、蓄積していく固形物を外部に排出することができ、嫌気性処理槽２０内に過剰にＳＳが蓄積されることを防止することができる。
【００４６】
また、上述のとおり、処理対象の廃水の有機物濃度が低い場合には発生するガスが少なくなるが、嫌気性処理槽２０では、発生したガスを、上壁６８に設けられたガス排出管８０から排出することとしており、液面Ｈ以外ではガスを除去していない。よって、本実施形態の嫌気性処理槽２０によれば、上向流部４４の途中でガスが除去されることがないので、発生するガスが少ない場合であってもガスリフト効果による上向流が形成される。従って、本実施形態の嫌気性処理槽２０は例えばＣＯＤＣｒ≦１５００ｐｐｍの、有機物濃度が低い廃水の処理についても好適に適用が可能である。
【００４７】
また、本実施形態の嫌気性処理槽２０においては、流動体循環経路となる管状部材３１は外部に露出して設けられているが、例えば、上向流部としての流路Ｒ１内に管状部材３１を内蔵するようにしても良い。あるいは、流動体循環経路を管状部材ではなく、嫌気性処理槽２０内に内側壁を設けて、内側壁と外側壁との２重壁を有する構造とし、内側壁と外側壁との間の空間を流動体循環経路とするような構造としても良い。
【００４８】
図１に戻り、嫌気性処理槽２０の固液分離部４８により分離されたＳＳは、バルブ５８から配管（ライン）６０を介して可溶化処理槽２２へ供給される。可溶化処理槽２２では、ＮａＯＨなどのアルカリ剤を可溶化剤とし、約ｐＨ１０〜１３のアルカリ条件下に保持されており、ＳＳを可溶化処理する。可溶化処理液は必要に応じてＨＣｌなどで中和処理を施した後、配管（ライン）６２を介して酸生成槽１４、あるいは場合によっては酸生成槽１８などの前段にもどされて処理される。なお、可溶化処理としてアルカリ処理の他に、酸処理、オゾン処理、酸発酵処理、過熱処理、超音波処理など、あるいは、それらの処理を適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００４９】
また、本実施形態の処理装置１００では、嫌気性処理槽１６と嫌気性処理槽２０とを繋ぎ、各嫌気性処理槽の嫌気性汚泥を交換する配管（ライン）３６が設けられている。本実施形態では、第１段目の嫌気性処理槽１６と第２段目の嫌気性処理槽２０とも廃水中のＳＳは槽外に流出するため、槽内に蓄積することがない。そのため、２つの嫌気性処理槽１６，２０内のグラニュール汚泥は良好な状態に保たれるので、嫌気性処理槽１６，２０間で、グラニュール汚泥を相互に供給し合うことが可能である。グラニュール汚泥の相互の供給は、通常、装置を停止した時点で行われるが、運転中に行うことも可能である。
【００５０】
第２段目の上部に固液分離部４８を有する嫌気性処理槽２０は有機物の濃度が低いため、グラニュール汚泥の増加が少なく、場合によってはメタン菌等の自己消化によって菌体の減少が起こるので、配管３６を介して第１段目の嫌気性処理槽１６のグラニュール汚泥が供給される。
【００５１】
また、逆に、有機物の負荷が低い（貧栄養の状態である）第２段目の嫌気性処理槽２０のグラニュール汚泥を第１段目の嫌気性処理槽１６へ供給することにより、汚泥の活性を高めることもできる。このように汚泥を相互に供給し合うことにより、二つの槽内の汚泥量の調節や、菌体を高活性に保つことができるので、装置を安定して稼動させることができ、良好な処理水を得ることができる。
【００５２】
なお、上記実施形態においては、嫌気性２段処理を例に示したが、更に高度な処理をするために３段以上の嫌気性処理部をシリーズに接続し、最終段の嫌気性処理槽に上部に固液分離部を有する嫌気性処理槽を配設して実施することも可能である。
【００５３】
以下、本実施形態の作用効果について説明する。メタン菌などを自己固定化して形成された沈降性の良いグラニュール汚泥を使用する上向流式嫌気性汚泥床法では、グラニュール汚泥が嫌気性処理槽内で、スラッジベッド層やスラッジブランケット層を形成した状態で保持されているので、処理水と共にグラニュール汚泥が流出しにくく、嫌気性処理槽内のメタン菌などの菌体濃度を高く維持できる。そのため高負荷、高速で廃水を処理することができるという利点を有している。しかしながら廃水中に含まれる有機性固形物のかなりの部分は一般的に消化されにくいため、２段以上の嫌気性処理槽を連結して処理してもそれらは未分解のまま残存する。
【００５４】
上向流式嫌気性汚泥床においては、嫌気性処理槽内にグラニュールメタン菌の保持はできても嫌気性処理槽内の水の流れは通常速く、しかもメタンや炭酸ガス等の気泡発生もあるので、嫌気性処理槽内に流入する廃水中の固形物（主に有機性懸濁物質）は処理水とともに嫌気性処理槽の外部へ流出してしまう。
【００５５】
そのため、廃水中の溶解性有機物は効果的に処理されても、処理されにくい有機性固形物が処理水に含まれることになり、廃水の規制物質であるＣＯＤなどがかなり残存するという問題がある。
【００５６】
本実施形態では、最終段の嫌気性処理槽の上部に処理水とＳＳを分離できる固液分離部を有するコンパクトな嫌気性処理槽を配置して処理を行うものである。本実施形態では、複数段で処理するため、第１段目で大部分の有機物（主に可溶性有機物質）が分解されており、２段目での嫌気性処理槽ではガスの発生量が少ないので、気泡の上昇に伴う液の上昇流速の増加が抑えられると共に、ＳＳに付着するガスが少ないので、２段目での処理水からのＳＳの分離が良好に行われ、良好な処理水が得られる。
【００５７】
また、嫌気性処理槽の外部において、分離したＳＳを濃縮した汚泥として取り出すことができ、この濃縮汚泥を可溶化処理槽に供給して処理できるので、発生汚泥の減量化を効率的に行うことが可能である。
【００５８】
また、本実施形態のもう一つの特徴は、第１段目と第２段目の嫌気性処理槽内のグラニュール汚泥を相互に供給し合うことにある。これにより、各槽のグラニュール汚泥の過不足を調整することができると共に、第１段目と第２段目の嫌気性処理槽のグラニュール汚泥の均一化を図ることができ、さらにグラニュール汚泥の活性を高く維持することができる。そのため、安定した装置の運転が可能であり、良好な処理を行うことが可能である。
【００５９】
図３は、本発明の第２実施形態に係る有機性廃水の処理装置を示す図である。本実施形態の処理装置２００では、第１段目の嫌気性処理部１０においても、上部に固液分離部４８を設けた嫌気性処理槽２１を備えた点が、第１実施形態の装置と異なっている。第１段目と第２段目の嫌気性処理部の両方に固液分離部を備えた嫌気性処理槽を備えたことにより、処理水からＳＳがより効率良く分離されるため、さらに良好な処理水が得られる。
【００６０】
本実施形態においては、２つの嫌気性処理槽２１，２０で分離されたＳＳは、一つの可溶化処理槽２２により可溶化処理される。可溶化処理液は、配管６２を介して第１段目の酸生成槽１４に戻される。なお、この場合、各嫌気性処理槽ごとに個別の可溶化処理槽を配置しても良い。
【００６１】
図４は、本発明の第３実施形態に係る有機性廃水の処理装置を示す図である。本実施形態の処理装置３００では、バイパス路を形成する配管とバルブが配置されることにより、第１段目の嫌気性処理部１０と第２段目の嫌気性処理部１２の順番を入れ替えることができる点が、第２実施形態の装置と異なっている。
【００６２】
廃水を第１段目の酸生成槽１４に供給する配管の間にはバルブ９０が設けられている。また、廃水を第２段目の酸生成槽１８に直接供給するための配管（ライン）８４が設けられ、配管８４の間にはバルブ９１が設けられている。また第１段目の嫌気性処理部１０で処理した処理水が通る配管３４の間には、バルブ９２が設けられている。配管３４には第１段目の嫌気性処理部１０で処理した処理水を直接系外に排出するための配管（ライン）８６が繋げられ、配管８６の間にはバルブ９３が設けられている。また、第２段目の嫌気性処理部１２の処理水が通る配管５６の間には、バルブ９４が設けられている。配管５６には、第２段目の嫌気性処理部１２で処理した処理水を第１段目の嫌気性処理部１０に供給するための配管（ライン）８８が繋げられ、配管８８の間にはバルブ９５が設けられている。
【００６３】
本実施形態の処理装置３００が初めに運転する際には、バルブ９０、バルブ９２、およびバルブ９４は開放され、バルブ９１、バルブ９３、およびバルブ９５は閉鎖される。そうすると、廃水は、第１段目の酸生成槽１４、第１段目の嫌気性処理槽２１、第２段目の酸生成槽１８、第２段目の嫌気性処理槽２０の順序で流れることになり、前述の第１実施形態および第２実施形態と同様の流れとなる。
【００６４】
一方、第１段目の嫌気性処理部１０と第２段目の嫌気性処理部１２の順番を入れ替える場合は、バルブ９１、バルブ９３、およびバルブ９５は開放され、バルブ９０、バルブ９２、およびバルブ９４は閉鎖される。こうすると、廃水は配管８４を介して直接第２段目の酸生成槽１８に供給され、第２段目の嫌気性処理槽２０で嫌気性処理される。第２段目の嫌気性処理槽２０で処理された処理水は、配管８８を介して第１段目の酸生成槽１４に供給されて、第１段目の嫌気性処理槽２１で嫌気性処理される。第１段目の嫌気性処理槽２１で処理された処理水は、配管８６を介して系外に排出される。この場合、廃水は、第２段目の酸生成槽１８、第２段目の嫌気性処理槽２０、第１段目の酸生成槽１４、第１段目の嫌気性処理槽２１の順序で流れることになる。すなわち、第２段目の嫌気性処理部１２が第１段目となり、第１段目の嫌気性処理部１０が第２段目となる。
【００６５】
前述のように第１段目の嫌気性処理槽では、廃水中の有機成分の濃度が高いため、メタン菌が増加し、第２段目の嫌気性処理槽では、排水中の有機成分の濃度が低いため、メタン菌が減少する。しかし、本実施形態のように第１段目と第２段目を適宜切り替えることにより、それぞれの嫌気性処理槽２１、２０では、菌体の増加・減少が繰返されることになり、装置全体として菌体量を均一に一定に保つことができる。
【実施例】
【００６６】
（実施例１）
図５の（Ｉ）に示すような組成を有するビール製造工場からの有機性固形物を含有する有機性廃水を、図１に示すような処理装置の第１段目の酸生成槽（有効容積１ｍ３）に供給し、嫌気性処理槽（有効容積３．５ｍ３）で嫌気性処理をして、嫌気性処理槽の処理水の一部を酸生成槽に返送した。酸生成槽はｐＨ７に調整し、嫌気性処理槽内は３８℃とした。この時の第１段目の嫌気性処理槽における流出水の組成は、図５の（II）に示す通りであった。
【００６７】
更に、上記の第１段目の嫌気性処理槽の流出水を、第２段目の酸生成槽（有効容積１ｍ３）に供給し、固液分離部を有する第２段目の嫌気性処理槽（有効容積１ｍ３）で嫌気性処理をした。
【００６８】
以上の条件で６ヶ月間の連続運転を行った結果、第１段目及び第２段目の嫌気性処理槽内でのＳＳの蓄積はなく、順調な運転が可能であった。また、得られた処理水は図５の（III）に示すように良好であった。
【００６９】
（比較例１）
実施例１の第１段目の嫌気性処理部と同じ形式のものをシリーズに２段連結した、固液分離部を有しない嫌気性処理槽を備えた処理装置を用いて、実施例１と同じ条件で有機性廃水を処理した。
【００７０】
以上の条件で６ヶ月間の連続運転を行った結果、２段目の嫌気性処理槽の処理水の性状は、図５の（IV）に示す通りであった。すなわち、嫌気性処理部をシリーズに連結して２段処理することにより、溶解性有機物は効率良く処理できるが、処理水中のＳＳの除去ができないため、Ｔ−ＣＯＤＣｒ（全化学的酸素要求量）を満足に低減することができなかった。
【００７１】
以上の通り、本実施例に係る複数段の有機性廃水の処理装置では、気泡発生の少ない最終段の嫌気性処理槽として、設備費や設置面積の低減が図れる簡易な固液分離部を有する嫌気性処理槽を配設するだけで、固形物が処理水から除かれるので、廃水規制される化学的酸素要求量（ＣＯＤ）等を効果的に削減することができる。
【００７２】
また、２段の嫌気性処理が行われるので、その処理過程で固形物の一部は可溶化され、残部の分離されたＳＳのみが可溶化処理されるので、例えば、嫌気性処理の前段で可溶化処理するのに比べて、可溶化処理するＳＳの量が少ないため、可溶化に使用するアルカリ剤等の低減化など、可溶化の負荷を低減することが可能である。
【００７３】
尚、本発明の有機性廃水の処理装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機性廃水の処理装置を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る固液分離部を有することを特徴とする嫌気性処理槽を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る有機性廃水の処理装置を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る有機性廃水の処理装置を示す図である。
【図５】実施例および比較例における有機性廃水の処理装置の運転結果を示す表である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…第１段目の嫌気性処理部、１２…第２段目の嫌気性処理部、１４…酸生成槽、１６…嫌気性処理槽、１８…酸生成槽、２０…嫌気性処理槽、２１…嫌気性処理槽、２２…可溶化処理槽、２４…配管（ライン）、２６…廃水導入部、２８…グラニュール汚泥層、３０…三相分離部、３２…配管（ライン）、３４…配管（ライン）、３６…配管（ライン）、３８…配管（ライン）、４０…配管（ライン）、４２…廃水導入部、４３…出水口、４４…上向流部、４６…グラニュール汚泥層、４８…固液分離部、４９…管入口、５０…管状部材（流動体循環経路）、５１…管出口、５２…配管（ライン）、５４…配管（ライン）、５６…配管（ライン）、５８…バルブ、６０…配管（ライン）、６２…配管（ライン）、６４…底壁、６６…側壁、６８…上壁、７０…上端、７２…中間壁、７４…外側壁、７６…トラフ部、７８…排水口、８０…ガス排出口、８２…引抜口、８４…配管（ライン）、８６…配管（ライン）、８８…配管（ライン）、９０，９１，９２，９３，９４，９５…バルブ、１００，２００，３００…処理装置、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５…流路、Ｈ…液面
【図１】
2006068632.tif 000003
【図２】
2006068632.tif 000004
【図３】
2006068632.tif 000005
【図４】
2006068632.tif 000006
【図５】
2006068632.tif 000007