(57)【要約】  【課題】  設備の変更や処理コストの高騰を伴うことなく、高温の有機性排水を安定して効率よく処理することができる排水処理装置と、これらに用いる高温排水に馴養させた微生物を得るための微生物馴養装置とを提供する。  【解決手段】  微生物馴養装置は、一端より高温排水Ａが流入し他端から排出される排水処理槽１と、前記排水処理槽１に付設され、高温排水Ａを冷却して前記排水処理槽１内に高温排水域と中温排水域とを高温排水Ａの流れ方向に沿って形成する冷却手段４と、微生物を含む汚泥を高温排水域と中温排水域との間で循環させる汚泥循環手段２，６とを備え、排水処理装置は、さらに微生物が高温排水Ａに馴養した後には排水処理槽１中の冷却を停止させる手段をも有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温排水中の有機物を好気的に分解処理するために使用する微生物を高温排水に馴養させるための装置であって、
一端より高温排水が流入し他端から排出される排水処理槽と、
前記排水処理槽に付設され、高温排水を冷却して前記排水処理槽内に高温排水域と中温排水域とを高温排水の流れ方向に沿って形成する冷却手段と、
微生物を含む汚泥を高温排水域と中温排水域との間で循環させる汚泥循環手段とを備える、ことを特徴とする微生物馴養装置。
【請求項２】
前記高温排水および前記高温排水域の温度は４０℃を超え４５℃未満であり、前記中温排水域の温度は４０℃以下である請求項１記載の微生物馴養装置。
【請求項３】
微生物を高温排水に馴養させ、この微生物により高温排水中の有機物を好気的に分解処理するための装置であって、
一端より高温排水が流入し他端から処理水が排出される排水処理槽と、
前記排水処理槽に付設され、高温排水を冷却して前記排水処理槽内に高温排水域と中温排水域とを高温排水の流れ方向に沿って形成する冷却手段と、
微生物を含む汚泥を高温排水域と中温排水域との間で循環させる汚泥循環手段とを備え、
さらに微生物が高温排水に馴養した後には排水処理槽中の冷却を停止させる手段をも有する、ことを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
前記高温排水および前記高温排水域の温度は４０℃を超え４５℃未満であり、前記中温排水域の温度は４０℃以下である請求項３記載の排水処理装置。
【請求項５】
排水処理槽の一端より高温排水を流入させ他端から排出する過程において、前記高温排水を冷却して前記排水処理槽内に高温排水域と中温排水域とを高温排水の流れ方向に沿って形成し、この高温排水域と中温排水域との間で汚泥を循環させる、ことを特徴とする微生物馴養方法。
【請求項６】
前記高温排水および前記高温排水域の温度は４０℃を超え４５℃未満であり、前記中温排水域の温度は４０℃以下である請求項５記載の微生物馴養方法。
【請求項７】
汚泥が高温排水域または中温排水域を通過する１回あたりの時間がそれぞれ１時間〜３日間であり、汚泥を馴養する期間が０．５〜６０日である、請求項５または６記載の微生物馴養方法。
【請求項８】
高温排水中の有機物を微生物により好気的に分解処理する排水処理方法であって、
請求項５〜７のいずれかに記載の微生物馴養方法により微生物を馴養させる微生物馴養工程と、
この微生物馴養工程ののち、排水処理槽中の冷却を停止し、前記微生物馴養工程で馴養させた微生物を含む汚泥により高温排水を処理する分解処理工程とを含むことを特徴とする排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水中の有機物を生物学的に分解処理する際に用いる微生物を高温排水に馴養させるための微生物馴養装置および微生物馴養方法と、これらを利用した排水処理装置および排水処理方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水、し尿等の生活系排水や、食品加工工場、化学工業等の製造プロセスから排出される有機物を含有する排水の処理方法が種々提案されている。その中で最も汎用的な方法として、活性汚泥法が挙げられる。活性汚泥法は、好気性微生物である汚泥が浮遊する処理槽内に、有機物を含有した排水を供給し、空気で曝気することによって、浮遊汚泥を構成する微生物により排水中の有機物を酸化分解する方法である。ここで、用いられる微生物としては、一般に、２５〜３７℃を好適な生育温度とするものが多い。
【０００３】
ところで、微生物の活性は水温に依存することが知られており、水温が１０℃上昇すると処理活性は約２倍高くなる。これに鑑みると、排水中に含有する有機物を生物学的に処理する場合、微生物の活性の点では水温を高く設定する方が有利である。しかしながら、水温が４０℃を超えると、微生物を構成しているタンパク質の変性や酵素の失活によって活性が著しく低下し、処理水の水質を悪化させてしまう。このため、一般に、活性汚泥法を採用した生物学的処理施設では、処理に供する排水の温度を４０℃以下に保持して運転されている（非特許文献１参照）。
【０００４】
ところが、近年、特に夏季には活性汚泥法による排水処理に供される排水の温度が上昇したり、食品加工工場や化学工場等では日常的に高温の排水が排出されたりする場合が多々ある。このように高温の排水が流入すると、生物処理槽内の水温は著しく上昇し、時として４０℃を超えることもあり、処理水の水質を著しく悪化させることがあった。かかる問題に対しては、従来、生物処理槽に大量の冷却水を注水して槽内の水温を下げるといった方法や、流入排水を温度が４０℃以下になるまで冷却してから生物処理槽に供給する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５５４７５号公報
【非特許文献１】「活性汚泥法と維持管理」第５版、株式会社産業用水調査会、平成６年５月２４日、ｐ５９，ｐ２２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高温排水の流入に対する従来の対処方法は、実機スケールでは様々な問題を有していた。例えば、大量の冷却水を注水するためには、処理槽を大型化しなければならなかったり、流入排水を予め冷却してから生物処理槽に供給するためには、別に冷却設備が必要になったり、冷却のためのエネルギーコストが生じたりするという問題があった。そのため、排水温度の上昇や気温の上昇によって、生物処理槽内の水温が一般に微生物の生育に好ましくないとされている４０℃を超える温度になっても、設備の変更（大型化）や処理コスト（運転費用等）の高騰を伴うことなく、有機性排水を効率よく処理することができるような対策が求められている。
【０００７】
本発明者らは、高温のままで排水を処理することを可能にするべく、微生物を高い温度環境に馴養させる方法として、微生物が生育するのに好適な温度環境から徐々に目標とする温度環境まで上昇させる方法を試みた（後述する比較例参照）。その結果、微生物が高温の環境に適応するにともなって、次第に処理活性は向上し、処理水の水質も回復した。しかし、微生物の好適温度環境から徐々に昇温していく際に、一般に微生物が生育するのに好ましくないとされている４０℃を超える温度領域に到達すると、微生物が新しい環境にうまく適応できずに処理活性が低下し、一時的に処理水の水質が悪化するという問題が生じた。このように処理活性の変動が大きいと、水質の悪い処理水はそのまま放流できず、一時的に貯留槽に溜めておき再処理をする必要があるので、やはり設備の増設や処理コストの高騰を招くことになる。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、設備の変更や処理コストの高騰を伴うことなく、高温の有機性排水を安定して効率よく処理することができる排水処理装置および排水処理方法と、これらに用いる高温排水に馴養させた微生物を得るための微生物馴養装置および微生物馴養方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、従来から一般に用いられている排水処理槽にて、高温で排出される排水を利用して、高温環境下でも安定して効率よく有機性排水を処理できるように微生物を馴養させた後、引き続き高温排水の処理を行なうことを着想し、これらを実機スケールで実現するための具体的な装置および方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は以下の構成からなる。
（１）高温排水中の有機物を好気的に分解処理するために使用する微生物を高温排水に馴養させるための装置であって、一端より高温排水が流入し他端から排出される排水処理槽と、前記排水処理槽に付設され、高温排水を冷却して前記排水処理槽内に高温排水域と中温排水域とを高温排水の流れ方向に沿って形成する冷却手段と、微生物を含む汚泥を高温排水域と中温排水域との間で循環させる汚泥循環手段とを備える、ことを特徴とする微生物馴養装置。
（２）前記高温排水および前記高温排水域の温度は４０℃を超え４５℃未満であり、前記中温排水域の温度は４０℃以下である前記（１）記載の微生物馴養装置。
（３）微生物を高温排水に馴養させ、この微生物により高温排水中の有機物を好気的に分解処理するための装置であって、一端より高温排水が流入し他端から処理水が排出される排水処理槽と、前記排水処理槽に付設され、高温排水を冷却して前記排水処理槽内に高温排水域と中温排水域とを高温排水の流れ方向に沿って形成する冷却手段と、微生物を含む汚泥を高温排水域と中温排水域との間で循環させる汚泥循環手段とを備え、さらに微生物が高温排水に馴養した後には排水処理槽中の冷却を停止させる手段をも有する、ことを特徴とする排水処理装置。
（４）前記高温排水および前記高温排水域の温度は４０℃を超え４５℃未満であり、前記中温排水域の温度は４０℃以下である前記（３）記載の排水処理装置。
【００１１】
（５）排水処理槽の一端より高温排水を流入させ他端から排出する過程において、前記高温排水を冷却して前記排水処理槽内に高温排水域と中温排水域とを高温排水の流れ方向に沿って形成し、この高温排水域と中温排水域との間で汚泥を循環させる、ことを特徴とする微生物馴養方法。
（６）前記高温排水および前記高温排水域の温度は４０℃を超え４５℃未満であり、前記中温排水域の温度は４０℃以下である前記（５）記載の微生物馴養方法。
（７）汚泥が高温排水域および中温排水域を通過する１回あたりの時間がそれぞれ１時間〜３日間であり、汚泥を馴養する期間が０．５〜６０日である、前記（５）または（６）記載の微生物馴養方法。
（８）高温排水中の有機物を微生物により好気的に分解処理する排水処理方法であって、前記（５）〜（７）のいずれかに記載の微生物馴養方法により微生物を馴養させる微生物馴養工程と、この微生物馴養工程ののち、排水処理槽中の冷却を停止して、前記微生物馴養工程で馴養させた微生物を含む汚泥により高温排水を処理する分解処理工程とを含むことを特徴とする排水処理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設備の変更や処理コストの高騰を伴うことなく、一般に微生物の生育には好ましくないとされている高温環境下でも排水中の有機物を安定して効率よく分解処理することができる微生物を得、この微生物を用いて、高温の有機性排水を処理活性の変動をきたすことなく効率よく処理することができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における排水は、有機物を含有する排水であって、下水、し尿等の生活系排水や、食品加工工場や化学工業等の特定の有機物を含有する排水等が挙げられる。かかる排水中に含まれる有機物の種類は、特に限定されないが、一般には、炭水化物、糖類、有機酸等の易分解性の有機物が挙げられる。
【００１４】
本発明における微生物は、排水中の有機物を好気的に分解する微生物であれば、特に限定されるものではなく、一般に活性汚泥施設で用いられている微生物であればよい。なお、このような一般的な微生物は、上述の通り、水温が４０℃を超えると微生物を構成しているタンパク質の変性や酵素の失活により処理活性が著しく低下するものであり、例えば４０℃を超え４５℃未満の高温環境で有機物を分解処理させるためには、微生物をこの高温環境に馴養させる必要があるものである。
本発明における汚泥は、特に制限されるものではなく、前記微生物を含むものであり、一般に活性汚泥施設で用いられているものを用いればよい。
【００１５】
本発明の微生物馴養装置は、排水処理槽、冷却手段および汚泥循環手段を備え、高温排水中の有機物を好気的に分解処理するために使用する微生物を高温排水に馴養させるものである。本発明の排水処理装置は、これらに加えて、さらに前記排水処理槽中の冷却を停止させる手段（冷却停止手段）をも備え、高温排水に馴養させた微生物により高温排水中の有機物を好気的に分解処理するものである。
以下、図面を用いて本発明の微生物馴養装置および排水処理装置の実施形態を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
図１（ａ）は、本発明にかかる微生物馴養装置および排水処理装置の一実施形態を模式的に示した図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の装置を平面視した模式図である。
【００１７】
図１（ａ）および図１（ｂ）において、排水処理槽である曝気槽１には、対向する側壁に交互に仕切り板１０を設けることによって一端から他端まで１本の流路が形成されているとともに、排水Ａを注入するための排水導入管３が付設されている。このようにして、排水処理槽（曝気槽１）の一端より高温排水Ａが流入し他端から排出されるようになっている。
【００１８】
前記排水処理槽（曝気槽１）に形成された流路には、冷却手段として、冷却水導入管４が付設されており、この冷却水導入管４から冷却水Ｂを注入することで高温の排水Ａを冷却して、排水処理槽（曝気槽１）内に高温排水域と中温排水域とを高温排水Ａの流れ方向に沿って形成しうるようになっている。この冷却手段、すなわち冷却水導入管４は、排水処理槽（曝気槽１）の一端と他端との間の任意の位置、好ましくはほぼ中間位置に設けられる。つまり、冷却手段が設けられた位置を境として、これより上流が高温排水域、これより下流が中温排水域となるのである。前記冷却水導入管４から注入される冷却水Ｂには、冷却にかかるエネルギーコストを要さない地下水、工業用水、河川水などを利用することが好ましい。
【００１９】
前記排水処理槽（曝気槽１）には、微生物を含む汚泥が収容されており、この汚泥を高温排水域と中温排水域との間で循環させる汚泥循環手段として、排水処理槽（曝気槽１）の他端から排出された排水（含有する有機物が分解処理されている場合には処理水）から汚泥を沈降分離する固液分離部２と、沈降分離された汚泥を返送汚泥Ｄとして曝気槽１の一端に戻すための汚泥返送ポンプ６とが設けられている。なお、処理が進むにつれ排水処理槽（曝気槽１）内に余剰汚泥が増えてきた場合には、排水処理槽内のＭＬＳＳ濃度等を考慮しながら、必要に応じて、沈降分離された汚泥の一部を余剰汚泥として抜出すこともできる。なお、固液分離部２で汚泥を沈降分離した後の排水（含有する有機物が分解処理されている場合には処理水）は、処理水Ｃとして処理水排出管５から排出される。
【００２０】
さらに、図１（ａ）および図１（ｂ）においては、図示しないが、前記冷却水導入管４には、冷却水の供給を停止する弁が、冷却停止手段として具備されている。これにより、微生物が高温排水に馴養した後に冷却を停止し、中温排水域を高温排水域と同等の温度まで昇温させて排水処理を行うことができるので、通常の排水処理槽を馴養装置にも使用することが可能となる。
【００２１】
さらに、通常、排水処理槽（曝気槽１）の底部には、微生物が排水Ａ中の有機物を好気的に分解処理するのに必要な空気を供給するための空気供給管７が設けられている。
【００２２】
前記排水処理槽（曝気槽１）に流入される高温排水Ａ、および冷却手段によって形成された前記高温排水域の温度は、４０℃を超え４５℃未満であることが好ましく、他方、冷却手段によって形成された前記中温排水域の温度は４０℃以下であることが好ましい。さらに、特に馴養装置として使用する際には、前記高温排水域と前記中温排水域との温度差があまりに大きすぎると、高温排水における微生物の処理活性が低下しやすくなる傾向があるので、通常、前記高温排水域と前記中温排水域との温度差は１０℃以下とすることが好ましい。
【００２３】
図２は、本発明にかかる微生物馴養装置および排水処理装置の別の実施形態を模式的に示した図である。
図２において、排水処理槽は、曝気槽１ａ〜１ｄを４槽直列に配列した構造を有し、その一端である曝気槽１ａに排水Ａを注入するための排水導入管３が付設されている。このような排水処理槽においては、高温排水Ａは排水導入管３から曝気槽１ａに流入し、曝気槽１ａから曝気槽１ｄまで順次溢流して、他端である曝気槽１ｄから排出されるようになっている。
【００２４】
図２に示される装置においても、冷却手段として、排水処理槽１のほぼ中間位置に当たる曝気槽１ｃに、前述した図１に示す装置と同様の冷却水導入管４と、汚泥循環手段として、前述した図１に示す装置と同様の固液分離部２および汚泥返送ポンプ６とが設けられている。また、図２においても、図示はしないが、冷却停止手段として冷却水Ｂの供給を停止する弁が冷却水導入管４に具備されている。また、各曝気槽１ａ〜１ｄの底部には、各々前述した図１に示す装置と同様の空気供給管７ａ〜７ｄが設けられている。排水Ａを流入するための排水導入管３および処理水Ｃを排出するための処理水排出管５を備えている点についても図１に示す装置と同様である。
【００２５】
さらに、図２に示す装置には、曝気槽１ａに収容された汚泥を攪拌するための攪拌装置８と、曝気槽１ｂ内の排水（処理水）を必要に応じて再び曝気槽１ａに循環させるための処理水循環ポンプ９とが設けられている。
【００２６】
本発明の微生物馴養装置および排水処理装置において、排水処理槽は、図１に示すような１つの槽を仕切り板で仕切って一端から他端までを１本の流路とした形態や、図２に示すような直列に配列された複数の槽からなり一端の槽から他端の槽まで順次溢流させるようになっている形態のほか、例えば、槽の一端から他端まで真直ぐな流路が形成されている形態など、一端より高温排水が流入し他端から処理水が排出されるものであれば、特に制限されない。また、冷却手段としては、図１および図２に示すような冷却水Ｂを注入する手段のほかに、例えば、熱交換器などで間接的に冷却する手段を採用することもできる。
【００２７】
次に、本発明の微生物馴養方法について、図１または図２に示す装置を用いた場合を例にとって説明する。
図１または図２に示す装置において、高温排水Ａを、排水導入管３から排水処理槽１の一端（曝気槽１の一端または曝気槽１ａ）に流入する。高温排水Ａの流入は、排水Ａを断続的に通水する回分法であってもよいし、排水Ａを連続的に通水する連続法であってもよい。流入された排水Ａは、図１の装置においては仕切り板１０で仕切られた流路を通って曝気槽１の他端まで流れることによって、図２の装置においては曝気槽１ａから曝気槽１ｄまで順次溢流することによって、他端（曝気槽１の他端または曝気槽１ｄ）から排出される。このとき、前記排水処理槽１には、微生物を含む汚泥を収容しておき、通常、空気供給管７から微生物が排水Ａ中の有機物を好気的に分解処理するのに必要な空気を供給する。さらに、図２のように攪拌装置８を備えた装置の場合、槽内を攪拌するようにしてもよい。
【００２８】
この過程において、前述した冷却手段、すなわち冷却水導入管４からの冷却水Ｂ注入によって高温排水Ａを冷却し、排水処理槽１内に高温排水域と中温排水域とを形成する。このとき、高温排水域と中温排水域とは、高温排水Ａの流れ方向に沿って、つまり、冷却手段を講じる位置よりも上流側に高温排水域が、下流側に中温排水域が形成される。
【００２９】
そして、前述した汚泥循環手段によって、この高温排水域と中温排水域との間で汚泥を循環させる。すなわち、固液分離部２によって、排水処理槽１の他端（曝気槽１の他端または曝気槽１ｄ）より排出された排水（含有する有機物が分解処理されている場合には処理水）から汚泥を沈降分離し、分離した汚泥を返送汚泥Ｄとして汚泥返送ポンプ６によって排水処理槽１の一端（曝気槽１の一端または曝気槽１ａ）に戻す。このとき、固液分離部２で汚泥を沈降分離した後の排水（含有する有機物が分解処理されている場合には処理水）は、処理水排出管５から排出する。
【００３０】
汚泥が高温排水域および中温排水域を通過する１回あたりの時間（すなわち、汚泥が高温排水域または中温排水域に保持されている１回あたりの時間）は、特に限定されないが、通常、それぞれ１時間〜３日間とするのが好ましく、より好ましくは１時間〜２４時間の範囲とするのがよい。高温排水域に保持する時間が１時間未満、もしくは、中温排水域に保持する時間が３日間を超えると、微生物の高温環境への馴養効果が得られ難く、他方、高温排水域に保持する時間が３日間を超えると、微生物の処理活性が低下する可能性がある。
【００３１】
また、汚泥を馴養する期間（汚泥が高温排水域および中温排水域を循環する日数）は、特に制限されないが、通常、０．５〜６０日とすることが好ましく、より好ましくは１〜３０日とするのがよい。
なお、流入する高温排水Ａの温度、冷却手段によって形成した前記高温排水域および前記中温排水域の温度、その温度差等については、微生物馴養装置の説明で述べた通りである。
【００３２】
次に、本発明の排水処理について、図１または図２に示す装置を用いた場合を例にとって説明する。
まず、図１または図２に示す装置において、前述した本発明の微生物馴養方法に従い微生物を馴養させる微生物馴養工程を実施する。
【００３３】
その後、高温排水Ａの流入を続けたまま引き続き、図１または図２に示す装置における冷却停止手段（冷却水導入管４に設けられた冷却水Ｂの供給を停止する弁）によって排水処理槽１中の冷却を停止し、前記微生物馴養工程で馴養させた微生物を含む汚泥により高温排水Ａを処理する分解処理工程を実施する。具体的には、冷却水導入管４に設けられた冷却水Ｂの供給を停止する弁を閉めて冷却水Ｂの注入を停止すると、微生物馴養工程で形成された中温排水域は、引き続き流入された高温の排水Ａによって高温排水域と同等の温度まで昇温するので、その状態で高温排水Ａを処理し、固液分離部２で汚泥を沈降分離した後に処理水Ｃとして処理水排出管５から排出する。つまり、本発明において、微生物を馴養する際には、高温排水域と中温排水域の２つの温度域を存在させ、両温度域に汚泥を循環させるのであるが、その後、馴養された微生物を用いて排水を処理する際には、中温排水域の温度を高温排水域と同等の温度まで戻し、排水処理槽内の全域を高温排水域とし、高温環境下で有機物を分解させるのである。なお、高温排水Ａを処理する際には、排水Ａを断続的に通水して生物学的に処理する回分法であってもよいし、排水Ａを連続的に通水しながら生物学的に処理する連続法であってもよい。
【００３４】
前記微生物の馴養および／または前記排水処理の期間中において、排水処理槽１内のｐＨは、微生物の生育可能な範囲であれば特に制限されないが、通常、６〜１０の範囲、好ましくは６〜９の範囲とするのがよい。排水処理槽１内のｐＨが前記範囲を外れるような場合には、適宜、アルカリ（例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等）または酸（例えば、硫酸等）を添加して前記範囲内のｐＨとなるよう調整すればよい。
【００３５】
本発明の排水処理方法においては、高温排水Ａが前記分解処理工程で処理されてなる処理水、つまり排水処理槽１の他端（曝気槽１の他端または曝気槽１ｄ）から排出された処理水に凝集剤を添加する凝集沈殿工程をも含むことが好ましい。これにより、浮遊した汚泥に由来する成分によって排水処理槽１内の水質が悪化するのを防ぐことができる。なお、凝集剤を添加することによって余剰汚泥が増大することがあるが、本発明のように高温で排水処理を行なうことで、余剰汚泥の生成を抑制することができる。
【００３６】
凝集沈殿工程において、凝集剤を添加する時機は、特に制限されず、排水処理槽１の他端（曝気槽１の他端または曝気槽１ｄ）から排出された処理水を固液分離部２に送り汚泥を沈降分離した後に添加するようにしてもよいし、固液分離部２で汚泥を沈降分離する前に添加するようにしてもよいが、前者の場合、その後さらに凝集したのちの汚泥を分離する工程が必要になるので、後者の方が好ましい。
凝集沈殿工程で用いることのできる凝集剤としては、特に制限されないが、例えば、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄などの無機系凝集剤のほか、カチオン性、アニオン性もしくは両性の高分子系凝集剤等を用いることができる。凝集剤の添加量は、汚泥を凝集しうる量であれば、特に制限されないが、例えば、処理水１００質量部に対して、無機系凝集剤では０．０１〜０．５質量部、高分子系凝集剤では０．１〜１質量部とするのがよい。
【００３７】
以上のように、本発明の排水処理方法においては、微生物馴養工程で高温環境下でも効率よく有機物を分解処理しうるよう微生物を馴養しておき、該馴養された微生物を用いて、排水処理槽内の全域を高温排水域として、高温環境で高温排水Ａ中の有機物を微生物により好気的に分解処理する。これにより、微生物の処理活性を低下させることなく安定して微生物を馴養することができる。
【００３８】
本発明において、微生物を高温排水域と中温排水域との間で循環させることにより、微生物の処理活性を低下させることなく安定して微生物を馴養することができる理由は定かではないが、以下のように考えられる。すなわち、微生物は種々の微生物の集合体であり、中温環境を至適生育環境とする微生物（以下、中温菌と称する。）と高温環境を至適生育環境とする微生物（以下、高温菌と称する。）とは共生しており、中温環境においては中温菌が優占化し、高温環境では高温菌が優占化する。中温菌は高温環境に晒されても短時間であれば耐性を持っていることから、短期間、高温環境に晒し、速やかに中温環境に戻すことによって、中温菌はあまり死滅もしくは衰退することなく、維持される。一方、高温菌は、ごく短時間でも高温環境に晒されると増殖もしくは活性化する。中温環境と高温度環境とに繰り返して晒すことによって、あまり処理活性を変動させることなく、次第に高温菌が優占化してくるものと推測される。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されるものではない。
【００４０】
（参考例１）
内容積１８Ｌ、３５Ｌ、９Ｌおよび１６Ｌの曝気槽１ａ〜１ｄが４槽直列に配列された図２に示す処理装置（但し、参考例１においては冷却水導入管４は使用しなかった）を用いて化学工場から排出された有機性排水の処理を行なった。すなわち、該装置の曝気槽１ａに化学工場にて入手した活性汚泥（ＭＬＳＳ濃度約８０００ｍｇ／Ｌ）を投入し、次いで、攪拌装置８で曝気槽１ａ内を攪拌し、空気供給管７ａ〜７ｄから空気を供給しながら、あらかじめ約３２℃に温度調整しておいた有機性排水を約１００ｍＬ／分の流量で排水導入管３から導入し、曝気槽１ａから曝気槽１ｄまで順次溢流させた。そして、排水Ａが曝気槽１ａから曝気槽１ｄまで順次溢流する間に、各曝気槽１ａ〜１ｄ内で排水Ａ中の有機物が好気的に分解処理し、固液分離部２で汚泥を沈降分離した後に、処理水排出管５から排出された処理水ＣのＣＯＤ（化学的酸素要求量）濃度を測定し、結果を図３に示した。
なお、処理期間中、曝気槽１ａ〜１ｄ内の水温は約３２℃に保持されていた。また、固液分離部２で沈降分離した汚泥は、汚泥返送ポンプ６によって約９０ｍＬ／分で曝気槽１ａに送泥しつつ、適宜汚泥の抜出しを行うことにより曝気槽１ａ〜１ｄ内のＭＬＳＳ濃度が約６０００〜１００００ｍｇ／Ｌの範囲となるよう調整した。また、好気処理水循環ポンプ９によって曝気槽１ｂ内の排水（処理水）を約５００ｍＬ／分で曝気槽１ａに循環させた。
【００４１】
（比較例）
参考例１で使用した処理装置（但し、参考例１においては冷却水導入管４は使用しなかった）と同様の処理装置および活性汚泥を用い、参考例１の処理と同時進行で、参考例１で処理したのと同じ有機性排水（あらかじめ約３２℃に温度調整した有機性排水）の処理を参考例１と同様にして行なった。
処理に先立ち、加熱手段（不図示）を用いて曝気槽１ａ〜１ｄ内の水温が約４２℃になるまで４〜７日毎に約２℃づつ昇温させつつ（図３の１ｂ槽の温度を参照）、排水Ａとともに汚泥を循環させることによって、汚泥中の微生物の馴養を行なった。その後、引き続き排水Ａの分解処理を行なった。
微生物の馴養期間を含む全処理期間中、処理水排出管５から排出された処理水ＣのＣＯＤ濃度を測定した。結果を、装置に導入した排水ＡのＣＯＤ濃度および参考例１における処理水ＣのＣＯＤ濃度とともに図３に示す。
曝気槽１ａ〜１ｄ内の水温が約４２℃に到達した後ＣＯＤ除去率の低下が観察され、その後次第に回復したものの、本比較例の処理水ＣＯＤ濃度は、参考例１における処理水ＣＯＤ濃度と比較すると最大９０ｍｇ／Ｌ悪化しており、変動が大きかった（図３中、丸で囲った部分を参照）。
【００４２】
（参考例２）
参考例１で使用した処理装置および活性汚泥を用い、参考例１と同じ操作で、化学工場から排出された有機性排水（あらかじめ約３２℃に温度調整しておいた有機性排水）の処理を行なった。この処理において処理水排出管５から排出された処理水ＣのＣＯＤ濃度を測定し、結果を図４に示した。
（実施例）
参考例１で使用した処理装置（但し、参考例１においては冷却水導入管４は使用しなかった）と同様の処理装置および活性汚泥を用い、参考例２の処理と同時進行で、約３８℃の有機性排水の処理を行なった。
処理に先立ち、該処理装置にて好気処理水循環ポンプ９は停止して汚泥中の微生物の馴養を行なった。詳しくは、微生物の馴養は、曝気槽１ａ〜１ｄ内の水温を加熱手段および／または冷却手段（不図示）を用いて一旦約３８℃に保持し、その後、約４３℃の排水を導入することにより曝気槽１ａおよび曝気槽１ｂ内の水温を約４２℃にし、同時に冷却水導入管４から曝気槽１ｃに冷却水Ｂを注入することにより曝気槽１ｃおよび曝気槽１ｄ内の水温は３８℃のまま維持するようにし（図４の１ｂ槽の温度、１ｄ槽の温度を参照）、この状態を保持したまま、排水Ａとともに汚泥を循環させた。その後、冷却水Ｂの注入を停止して曝気槽１ｃおよび曝気槽１ｄ内の水温も約４２℃まで昇温させ（図４の１ｄ槽の温度を参照）、引き続き排水Ａの分解処理を行なった。
微生物の馴養期間を含む全処理期間中、処理水排出管５から排出された処理水ＣのＣＯＤ濃度を測定した。結果を、装置に導入した排水ＡのＣＯＤ濃度および参考例２における処理水ＣのＣＯＤ濃度とともに図４に示す。
曝気槽１ａおよび曝気槽１ｂを約４２℃、曝気槽１ｃおよび曝気槽１ｄを３８℃として微生物を馴養している間、本実施例の処理水ＣＯＤ濃度は、参考例２における処理水ＣＯＤ濃度と比較すると高々３５ｍｇ／Ｌ程度悪化したのみであり（図４中、丸で囲った部分を参照）、微生物の馴養期間中およびその後の排水処理期間中においてＣＯＤ除去率は常に高いレベルで、変動も小さく推移した。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）は本発明にかかる微生物馴養装置および排水処理装置の一実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は前記（ａ）の装置を平面視した模式図である。
【図２】本発明にかかる微生物馴養装置および排水処理装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図３】比較例の結果を示すグラフである。
【図４】実施例の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１  排水処理槽（曝気槽）
２  固液分離部
３  排水導入管
４  冷却水導入管
５  処理水排出管
６  汚泥返送ポンプ
７  空気供給管
８  攪拌装置
９  好気処理水循環ポンプ
Ａ  排水
Ｂ  冷却水
Ｃ  処理水
Ｄ  返送汚泥
【図１】
2008080281.tif 000003
【図２】
2008080281.tif 000004
【図３】
2008080281.tif 000005
【図４】
2008080281.tif 000006