(57)【要約】【課題】  多量の空気を用いることなく、活性汚泥槽内のＯＲＰを制御して、活性汚泥槽内の微生物相を一定に保つ。【解決手段】  活性汚泥法の下で廃水を処理する生物処理槽１内に、生物処理槽１が活性汚泥処理を維持するために必要な空気または酸素と共に、オゾン発生器３で発生したオゾンを散気管２によって、生物処理槽１内に供給する。そのときのオゾンの量は、生物処理槽１内に流入する廃水１リットル当り０．００５Ｘｇ〜０．５Ｘｇとする。ただしＸは、流入する廃水における有機性流入負荷濃度を意味し、ＢＯＤ＋ＢＯＤに含まれない有機性ＳＳの総和である。【選択図】  図１
2008036467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥法の下で廃水を処理する生物処理槽の微生物相を一定に保つための方法であって、
前記生物処理槽が活性汚泥処理を維持するために必要な空気または酸素と共に、前記生物処理槽に流入する廃水１リットル当り、０．００５Ｘ〜０．５Ｘ［ｇ］のオゾンを散気装置によって前記生物処理槽に供給して、前記生物処理槽のＯＲＰを制御することを特徴とする、生物処理槽の制御方法。
Ｘ：流入する廃水における有機性流入負荷濃度（ＢＯＤ［ｇ／Ｌ］＋有機性ＳＳ［ｇ／Ｌ］)
【請求項２】
活性汚泥法の下で廃水を処理する生物処理槽の微生物相を一定に保つための方法であって、
前記生物処理槽が活性汚泥処理を維持するために必要な空気または酸素と共に、前記生物処理槽に流入する廃水１リットル当り、０．１６Ｘ〜０．５Ｘ［ｇ］のオゾンを前記生物処理槽に供給して、前記生物処理槽のＯＲＰを制御することを特徴とする、生物処理槽の制御方法。
Ｘ：流入する廃水における有機性流入負荷濃度（ＢＯＤ［ｇ／Ｌ］＋有機性ＳＳ［ｇ／Ｌ］)
【請求項３】
前記生物処理槽内のＯＲＰを測定し、当該測定結果に基づいて前記供給するオゾンの量を定めることを特徴とする、請求項1又は２に記載の生物処理槽の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水を活性汚泥方式で処理する際の生物処理槽の微生物相を一定に保つための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機性廃水を、好気性微生物を含む活性汚泥により処理する活性汚泥法は、浄化能力が高く、比較的処理経費が少なくて済むなどの利点があるため、活性汚泥法を利用した種々の水処理方法が提案され、下水処理や産業廃水処理等において広く一般に利用されている。この活性汚泥法では、処理対象となる各種の有機性廃水を曝気槽へと導き、この曝気槽において活性汚泥により生物学的酸素要求量（ＢＯＤ：Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）で示される廃水中の有機汚濁成分を分解させて浄化処理をしている。
【０００３】
しかしながら活性汚泥処理方法では、微生物により有機物を処理するという原理上、その微生物相は流入廃水の組成や水温等に大きく左右され、制御することが難しい。
【０００４】
この点に関し、廃水を嫌気状態にして脱窒させる排水処理施設では、ＯＲＰ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：酸化還元電位）を指標として嫌気状態を制御し、微生物相を制御することが行なわれている（特許文献１）。これは、ＯＲＰは温度、ｐＨ、廃水水質によって変化し、微生物は各々の電位によって見合ったものが増殖する点に着目してなされたものである。
【０００５】
これに倣って活性汚泥法のように好気槽を持った設備においても、好気槽のＯＲＰを制御するため、好気槽に供給する空気量を調節する方法が提案されている（特許文献２）。しかしながら、この方法では、ＯＲＰを上昇させるために非常に多くの空気を供給する必要があり、曝気動力費のランニングコストの増大を招いてしまう。また曝気量を多くすると、そのときの剪断応力による汚泥の解体や、あるいは空気量の増大に伴って上昇するＤＯ（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  ｏｘｙｇｅｎ：溶存酸素）によって、硝化が進行してｐＨが低下したり、沈殿槽で脱窒が発生し、汚泥が上昇するおそれもある。
これに関連し、好気槽中にオゾンを添加すること、並びに好気槽内に設置されたＯＲＰセンサとオゾンゼネレータとが連動し、ＯＲＰコントローラで制御することが提案されている（特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６４−７０１９８
【特許文献２】特開平１１−２８４９３号公報
【特許文献３】特開２００２−８６１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２００２−８６１２４号公報においては、好気槽内に設置されたＯＲＰセンサとオゾンゼネレータとが連動し、ＯＲＰコントローラで制御するという文章は記載されているが、ＯＲＰの測定によってオゾン量を制御すること、並びにその具体的な詳細は同文献には記載されておらず、具体的なオゾン量についても記載されていない。また当該文献は、オゾンを活性汚泥槽に入れる効果としてオゾンによる直接的な分解を想定しているものと考えられ、オゾンによってＯＲＰを変化させることまでは開示されていない。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、活性汚泥法の下で廃水を処理する生物処理槽の微生物相を一定に保つための方法であって、従来技術では不明であった、好気槽における具体的なオゾンによるＯＲＰの制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明によれば、活性汚泥法の下で廃水を処理する生物処理槽の微生物相を一定に保つための方法であって、前記生物処理槽が活性汚泥処理を維持するために必要な空気または酸素と共に、前記生物処理槽に流入する廃水１リットル当り０．００５Ｘ〜０．５Ｘ［ｇ］のオゾンを散気装置によって前記生物処理槽に供給して、前記生物処理槽のＯＲＰを制御することを特徴とする。但し、Ｘは、流入する廃水における有機性流入負荷濃度（ＢＯＤ［ｇ／Ｌ］＋有機性ＳＳ［ｇ／Ｌ］）である。ここでＸとは、流入水における有機性流入負荷濃度を意味し、ＢＯＤ＋ＢＯＤに含まれない有機性ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｓｏｌｉｄ：浮遊物質）の総和である。すなわちＸ＝ＢＯＤ［ｇ／Ｌ］＋有機性ＳＳ［ｇ／Ｌ］）である。
また空気または酸素と、オゾンとは、同時に供給してもよく、また各々独立して供給してもよい。後者の場合、空気または酸素用の散気装置と、オゾン用の散気装置とは、個別に採用、設置してもよい。
【００１０】
かかる場合、前記生物処理槽内のＯＲＰを測定し、当該測定結果に基づいて前記供給するオゾンの量を定めるようにしてもよい。
【００１１】
発明者の検証によれば、生物処理槽が活性汚泥処理を維持するために必要な空気または酸素と共に、生物処理槽に流入する廃水１リットル当りに対して、０．００５Ｘ〜０．５Ｘ［ｇ］のオゾンを供給すると、従来のように多量の空気を供給することなく、生物処理槽内のＯＲＰを制御して、微生物相の状態を安定させて、活性汚泥を安定して機能させられることがわかった。また特別な装置を用いることなく、一般の散気装置によってオゾンを生物処理槽内に供給しても、十分その効果が得られることも判明した。
【００１２】
そしてオゾンを活性汚泥中に供給すると、オゾンの酸化力により、ＯＲＰが酸化方向に向かうが、オゾンは殺菌作用のあるガスであるから、これを多量に活性汚泥中に供給すると、活性汚泥中の微生物を死滅させてしまい、活性汚泥が成り立たなくなる。したがって、オゾン供給量の上限は、当該微生物が死滅せず、その機能を維持するためのものとして、０．５Ｘ［ｇ］とした。一方下限については、少しでもオゾンを供給するとＯＲＰが向上する（酸化方向になる）が、後述の実験によって、実用上ＯＲＰが約１割程度上昇するときの値、すなわち生物処理槽に流入する廃水１リットル当りに対して、０．００５Ｘ［ｇ］を下限とした。但し、後述の実験結果で示されるように、処理水ＢＯＤの低減をも考慮すれば、好ましくは、生物処理槽に流入する廃水１リットル当りに対して、０．１６Ｘ〜０．５Ｘ［ｇ］がよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、活性汚泥法の下で廃水を処理する生物処理槽のＯＲＰを制御して、生物処理槽の微生物相を一定に保つ、すなわち活性汚泥を安定して機能させることが可能である。またそれによって活性汚泥の管理が容易になり、メンテナンスサイクルを長くすることができる。また散気装置を使用しているので、本発明の制御方法を実施するための装置も極めて簡素化することができ、またオゾンを効率よく溶解させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、実施の形態にかかる制御方法を実施するための実験用に構築した、廃水処理システムの概要を示しており、密閉型の生物処理槽１内の底部には、散気装置として、散気管２が設置されている。この散気管２には、無声放電式のオゾン発生器３で発生させたオゾンが、エアポンプ４で取り入れられた空気と共に、供給管５を介して供給される。供給管５には、紫外線式のオゾン濃度計６と流量計７が設けられている。なお生物処理槽１は、特にオゾンがそのまま放出されることを防止するために採用したものであり、本発明を実施するには、必ずしも密閉型である必要はなく、例えば開放式のタンクのようなものでもよい。
【００１５】
処理原水である廃水は、人工廃水槽１１から、ポンプ１２によって、流入管１３を介して生物処理槽１内に流入する。生物処理槽１内には、廃水を分解処理する微生物が投入され、あるいは投入しない場合でも槽内に導入される空気中に元々存在していた微生物が馴致により適数残存するため、流入した廃水は、当該微生物によって分解処理される。
【００１６】
処理された廃水は、下流側の移送管２１によって沈殿槽２２内に移送され、その後排水管２３によって系外に排水される。沈殿槽２２内において沈殿した活性汚泥は、戻し管２４を通じて、生物処理槽１に戻される。
【００１７】
生物処理槽１内の排気は、排気管３１を通じて生物処理槽１から排気され、オゾン分解装置３２においてオゾンが分解された後、系外へと排気される。これによって人体等に有害なオゾンは、排気前に分解処理される。排気管３１には、オゾン濃度計３３が設けられ、排気するオゾンの濃度が監視されている。この監視は、生物処理槽に導入されたオゾンと排出されたオゾンの差から、どれだけオゾンが槽内で消費されたかを知るためで、後述するＯＲＰ計で計測し制御することに役立つ。
【００１８】
生物処理槽１内の廃水（処理原水）のＯＲＰは、ＯＲＰ計３４によって測定され、その測定結果は制御装置３５へと入力される。制御装置３５は、当該測定結果に基づいて、オゾン発生装置３を制御し、散気管２を介して生物処理槽１内の廃水に供給するオゾンの量を制御することが可能である。
【００１９】
本実施の形態にかかる制御方法を実施するための廃水処理システムは以上のように構成されており、次にこのシステムを用いて、オゾンを含む空気を曝気することにより、生物処理槽１内のＯＲＰを変化させることを目的とした実験を行った。
【００２０】
オゾン供給量の調整は、オゾン発生濃度と流量を調整して行った。また実験に用いた汚泥は、事務所ビルの中水処理施設（標準活性汚泥法による処理施設）から採取したものを用い、試験汚水（処理原水）は人口廃水を作成し、実験時にＢＯＤが２００ｍｇ／Ｌになるように希釈して用いた。実験の各種条件は、図２の表に示した通りである。表中、「オゾン量」のところの「Ｘ」は、処理原水（流入する廃水）における有機性流入負荷濃度を意味し、ＢＯＤ［ｇ／Ｌ］＋ＢＯＤに含まれない有機性ＳＳ［ｇ／Ｌ］の総和である。
【００２１】
人工廃水（処理原水）のＢＯＤ：１０、０００ｍｇ／Ｌあたりの成分は、図３の表に示したとおりである。本実験においては、流入有機負荷＝流入ＢＯＤ＋流入有機ＳＳであるが、実験に用いた人工廃水は有機ＳＳ分がほぼ０であるため、流入有機負荷＝流入ＢＯＤである。
【００２２】
（実験例１）
生物処理槽１のＯＲＰは、ＯＲＰ計３４で測定した。オゾンを供給してから１４日後の結果を、図４（ＲＵＮ１：１回目の実験）、図５（ＲＵＮ２：２回目の実験）の各表に示した。ＯＲＰは、オゾンを加えないときの値を１とした割合で示した。
【００２３】
図４、図５の各表に示したとおり、本実験範囲において、オゾン供給量と生物処理槽１内のＯＲＰは正の相関関係があった。このようにオゾンを生物処理槽１に供給することにより、通常の空気による曝気では得られないＯＲＰの環境を容易に得ることができた。
【００２４】
また図４、図５の各表に示す通り、オゾン量が０．００５〜０．５Ｘ［ｇ］の範囲では、処理水ＢＯＤは、オゾンを加えない場合よりも良好であった。この原因は明らかではないが、ＯＲＰが変わったことにより、よりよい活性汚泥生物の状態になったためか、あるいはオゾンにより廃水中の有機物が分解したためと考えられる。
【００２５】
０．７５Ｘ［ｇ］のオゾンを加えると、オゾンによる殺菌効果のため、活性汚泥の一部が死滅し、処理水質の悪化がみられた。よって供給するオゾン量の上限は、０．５Ｘ［ｇ］がよいことがわかった。また処理水ＢＯＤの低減をも考慮すれば、好ましくは、生物処理槽に流入する廃水１リットル当りに対して、０．１６Ｘ〜０．５Ｘ［ｇ］がよい。この範囲であれば、ＯＲＰの値を高くしつつ、かつ処理水ＢＯＤの値を、９［ｍｇ／Ｌ］以下とすることができる。
【００２６】
なおＲＵＮ１とＲＵＮ２では、人為的に制御できる項目については、同一の条件で実験を行っているが、結果が異なることから、人為的に制御できない微小な差異により異なる結果が得られたものと考えられる。
【００２７】
次に実験例２について説明する。
（実験例２）
実験例１のＲＵＮ２の実験終了後、オゾンの供給を停止し、空気のみを供給した。オゾンを止めてから３日後のＯＲＰを測定した。最初からオゾンを加えていない場合についても測定した。その結果を図６の表に示す。なおＯＲＰは、オゾンを加えないときの値を１とした割合で示した。
【００２８】
その結果、ＯＲＰの変化割合は、オゾン供給中の場合（ＲＵＮ２）と比較して小さかったが、オゾンを停止した後であっても、初めからオゾンを加えていない場合に比べてＯＲＰが高くなった。
【００２９】
本実験では、槽内の排水滞留時間は１日であるため、３日後には槽内にオゾンはほぼ残存していない。このことから、オゾンによる直接の影響ではなく、オゾンにより活性汚泥生物の状態が変化し、その変化がＯＲＰに現れていると考えられる。
【００３０】
上記実施の形態では、散気装置として、生物処理槽１の底部に設置した散気管２を使用したが、本発明では、これに限らずオゾン管に接続されたオゾン吐出口を生物処理槽１内に浸漬したり、オゾン攪拌供給作用を有するエアレーション装置を、その吐出部が底部から少し距離をおいた状態で生物処理槽１内に設けてもよい。また散気装置自体を、生物処理槽１外に設けてもよい。すなわち本発明でいう、散気装置によって供給するとは、直接生物処理槽内に供給する場合のみならず、他の水槽内や生物処理槽廻りに設けた循環管路の途中において散気装置によってオゾンの混合処理をした後の水を、生物処理槽に供給する（いわば間接的に供給する）ようにしてもよい。要は、生物処理槽内に流入する廃水１リットルあたり、所定の量のオゾンを結果的に供給していればよい。
【００３１】
図７は、散気装置自体を、生物処理槽１外に設けた例を示しており、生物処理槽１外に、別途水槽４１が設けられており、この水槽４１の水中には、散気装置４２が設けられている。そしてポンプ４３によって水槽４１から取水された水と、オゾン発生器３によって発生したオゾンがエアポンプ４で取り入れられた空気と一緒に、各々散気装置４２内に供給される、噴出口から細かい気泡となって、水槽４１内に噴出される構成を有している。そしてそのようにして酸素やオゾンが供給された後の水槽４１内の水は、供給管４４によって生物処理槽１に供給されるようになっている。なお供給管４４によって生物処理槽１に供給された水の補給については、別途外部から水槽４１内に補給してもよく、また生物処理槽１内の水を一部循環させて、水槽４１内に戻すようにしてもよい。
【００３２】
かかる構成によれば、散気装置４２の目詰まりを抑え、図１の例よりもメンテナンスサイクルや寿命を長くすることができる。また水槽４１を複数用意して、各々生物処理槽１に対して、並列に酸素やオゾンが供給された後の水槽４１内の水を供給する構成とすれば、一方の水槽４１の散気装置４２を保守、点検している間も、他方の水槽４１の散気装置４２を運転することで、連続して生物処理槽１を稼動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態にかかる制御方法を実施するための廃水処理システムの構成の概略を示す説明図である。
【図２】実験条件を示した表である。
【図３】実験に用いた人工廃水の成分表である。
【図４】オゾンを生物処理槽内に供給してから１４日経過後のＯＲＰと処理水のＢＯＤの変化を示す、１回目の実験結果の表である。
【図５】オゾンを生物処理槽内に供給してから１４日経過後のＯＲＰと処理水のＢＯＤの変化を示す、２回目の実験結果の表である。
【図６】２回目の実験結果の後、空気のみを供給した場合のＯＲＰの割合を示す表である。
【図７】散気装置を生物処理槽外に設置した例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    生物処理槽
２    散気管
３    オゾン発生器
４    エアポンプ
６、３３  オゾン濃度計
１２    流入管
２１    移送管
２２    沈殿槽
２３    排水管
３１    排気管
３２    オゾン分解装置
３４    ＯＲＰ計
３５    制御装置
【図１】
2008036467.tif 000003
【図２】
2008036467.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008036467.tif 000006
【図５】
2008036467.tif 000007
【図６】
2008036467.tif 000008
【図７】
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