(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥の排水処理性能を向上させるための排水処理能向上剤であって、
馴致汚泥を含む凍結乾燥汚泥と、
前記凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン系凝集剤と、
を備えることを特徴とする排水処理能向上剤。
【請求項２】
前記カチオン系凝集剤は、カチオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の排水処理能向上剤。
【請求項３】
前記カチオン性ポリマーは、ポリジシアンジアミド系ポリマーを含むことを特徴とする請求項２に記載の排水処理能向上剤。
【請求項４】
前記カチオン系凝集剤は、前記凍結乾燥汚泥の正味の電荷がプラスとなるように前記凍結乾燥汚泥に担持された請求項１乃至３の何れか一項に記載の排水処理能向上剤。
【請求項５】
汚泥を馴致して馴致汚泥を得るステップと、
前記馴致汚泥とカチオン系凝集剤とを混合して混合物を得るステップと、
前記混合物を凍結乾燥して排水処理能向上剤を得るステップと、
を備えることを特徴とする排水処理能向上剤の製造方法。
【請求項６】
前記混合物を脱水して脱水ケーキを得るステップをさらに備え、
前記排水処理能向上剤を得るステップでは、前記脱水ケーキを凍結乾燥する
ことを特徴とする請求項５に記載の排水処理能向上剤の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の排水処理能向上剤を汚泥に添加するステップと、
前記排水処理能向上剤が添加された前記汚泥を用いて排水を生物処理するステップと、
を備えることを特徴とする排水処理方法。
【請求項８】
前記排水処理能向上剤が添加された前記汚泥を馴致するステップをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の排水処理方法。
【請求項９】
前記排水処理能向上剤を添加するステップでは、前記汚泥による前記排水の処理性能の低下時、前記汚泥に前記排水処理能向上剤を添加することを特徴とする請求項７又は８に記載の排水処理方法。
【請求項１０】
前記汚泥の量に対する前記汚泥への前記排水処理能向上剤の添加量の比（前記排水処理能向上剤の添加量／前記汚泥の量）は、ＭＬＳＳ換算で１／１９以上１／１以下であることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の排水処理方法。
【請求項１１】
前記生物処理された前記排水を膜分離によりろ過するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載の排水処理方法。
【請求項１２】
処理対象の排水を貯留するための排水タンクと、
前記排水タンクからの前記排水を、請求項１乃至４の何れか一項に記載の排水処理能向上剤が添加された活性汚泥と曝気混合し生物処理するための生物処理槽と、
前記生物処理槽で処理された処理排水を貯留するための処理水タンクと、
を備えることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１３】
前記処理排水をろ過するための分離膜をさらに備え、
前記処理水タンクは、前記分離膜によりろ過された前記処理排水を貯留するように構成された
ことを特徴とする請求項１２に記載の排水処理装置。
【請求項１４】
前記生物処理槽における排水の処理性能を検出するための検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記生物処理槽にさらに前記排水処理能向上剤を添加するように構成された供給部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の排水処理装置。
【請求項１５】
前記検出部は、前記生物処理槽における前記排水のＣＯＤを計測するためのＣＯＤ計測部を含むことを特徴とする請求項１４に記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排水処理能向上剤及びその製造方法並びに排水処理方法及び排水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水処理において、活性汚泥を用いた生物処理を行うことにより排水の浄化を行う場合がある。
例えば、特許文献１には、プラント設備から排出される洗濯排水を生物処理槽に導入し、該生物処理槽にて洗濯排水を活性汚泥と曝気混合することによって洗濯排水を処理することが開示されている。
また、特許文献２には、洗濯排水を処理する活性汚泥の生物処理能力が低下した場合に、該生物処理能力を回復するために、馴致済み活性汚泥を凍結乾燥して得られる凍結乾燥化汚泥を活性汚泥に添加することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１０４８６号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／１４５８６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に記載の凍結乾燥化汚泥を用いると、洗濯排水を処理する活性汚泥の生物処理能力が低下した場合に、該生物処理能力を回復させることができる。
しかし本発明者らの知見によれば、特許文献２に記載の凍結乾燥化汚泥を用いた場合、該凍結乾燥化汚泥が生物処理を行う生物処理槽から流出しやすく、安定した生物処理が難しくなる場合があることがわかった。
そこで、活性汚泥による排水の生物処理をより安定して行うことが望まれる。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、活性汚泥を用いた排水処理において、より安定した処理を可能とする排水処理能向上剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る排水処理能向上剤は、
汚泥の排水処理性能を向上させるための排水処理能向上剤であって、
馴致汚泥を含む凍結乾燥汚泥と、
前記凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン系凝集剤と、
を備える。
【０００７】
本発明者らの鋭意検討の結果、カチオン系凝集剤を含まない凍結乾燥汚泥を生物処理槽で用いた場合、生物処理槽にて凍結乾燥汚泥が十分に沈降しないことがあり、例えば連続通水する場合等に、凍結乾燥汚泥が生物処理槽の外部に流出してしまう場合があることがわかった。これは、以下の理由によると考えられる。
すなわち、汚泥は一般的にマイナスに帯電している。ここで、マイナス帯電の汚泥フロックに対してマイナス帯電の凍結乾燥汚泥を添加すると、両者は電気的に反発し合うため、凍結乾燥汚泥は汚泥フロックと結合しにくい。このため、粒径が比較的小さい凍結乾燥汚泥は、処理対象の排水とともに流れやすい。
上述のように生物処理槽の外部に流出した凍結乾燥汚泥は、生物処理槽での生物処理に寄与し得ないため、凍結乾燥汚泥が生物処理槽の外部に流出すると、生物処理槽における活性汚泥による生物処理性能は低下する。
この点、上記（１）の排水処理能向上剤は、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン性凝集剤を含むので、凍結乾燥汚泥がプラスに帯電するため、マイナス帯電の汚泥（汚泥フロック）と電気的に結合しやすい。よって、上記（１）の排水処理能向上剤によれば、凍結乾燥汚泥が、粒径の比較的大きな汚泥（汚泥フロック）に電気的に結合することで生物処理槽内に留まりやすくなる。このため、生物処理槽にて処理対象の排水をより安定的に処理することができる。
【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記カチオン系凝集剤は、カチオン性ポリマーを含む。
（３）また、幾つかの実施形態では、前記カチオン性ポリマーは、ポリジシアンジアミド系ポリマーを含む。
上記（２）又は（３）の構成によれば、カチオン性ポリマーを含む排水処理能向上剤により、生物処理槽における排水の処理を効果的に行うことができる。
【０００９】
（４）本発明の少なくとも一実施形態に係る排水処理能向上剤の製造方法は、
汚泥を馴致して馴致汚泥を得るステップと、
前記馴致汚泥とカチオン系凝集剤とを混合して混合物を得るステップと、
前記混合物を凍結乾燥して排水処理能向上剤を得るステップと、
を備える。
【００１０】
上記（４）の方法により得られる排水処理能向上剤は、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン性凝集剤を含むので、凍結乾燥汚泥がプラスに帯電するため、マイナス帯電の汚泥（汚泥フロック）と電気的に結合しやすい。よって、該排水処理能向上剤によれば、凍結乾燥汚泥が、粒径の比較的大きな汚泥（汚泥フロック）に電気的に結合することで生物処理槽内に留まりやすくなる。すなわち、上記（４）の方法によれば、生物処理槽にて処理対象の排水をより安定的に処理することが可能な排水処理能向上剤を得ることができる。
【００１１】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の方法において、
前記混合物を脱水して脱水ケーキを得るステップをさらに備え、
前記排水処理能向上剤を得るステップでは、前記脱水ケーキを凍結乾燥する。
上記（５）の方法では、馴致汚泥とカチオン系凝集剤との混合物において、マイナス帯電の馴致汚泥とカチオン系凝集剤との電気的な作用により混合物の凝集が促進されて、凝集物のサイズが大きくなる。このため、混合物を脱水する工程において、濾材（例えば濾布）が閉塞されにくくなり、脱水効率が良好となる。よって、上記（５）の方法によれば、排水処理能向上剤を効率よく製造できる。
【００１２】
（６）本発明の少なくとも一実施形態に係る排水処理方法は、
上記（１）〜（３）の何れかに記載の排水処理能向上剤を汚泥に添加するステップと、
前記排水処理能向上剤が添加された前記汚泥を用いて前記排水を生物処理するステップと、
を備える。
【００１３】
上記（１）〜（３）に記載の排水処理能向上剤は、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン性凝集剤を含むので、凍結乾燥汚泥がプラスに帯電するため、マイナス帯電の汚泥（汚泥フロック）と電気的に結合しやすい。よって、上記（６）の方法によれば、上述の排水処理能向上剤を用いるので、凍結乾燥汚泥が、粒径の比較的大きな汚泥（汚泥フロック）に電気的に結合することで生物処理槽内に留まりやすくなる。このため、生物処理槽にて処理対象の排水をより安定的に処理することができる。
【００１４】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の方法において、前記排水処理能向上剤が添加された前記汚泥を馴致するステップをさらに備える。
上記（７）の方法によれば、凍結乾燥汚泥を含む汚泥を馴致するので、凍結乾燥汚泥を含まない汚泥を馴致する場合に比べて、短期間で馴致を行うことができる。
【００１５】
（８）幾つかの実施形態では、上記（６）又は（７）の方法において、前記排水処理能向上剤を添加するステップでは、前記汚泥による前記排水の処理性能の低下時、前記汚泥に前記排水処理能向上剤を添加する。
上記（８）の方法によれば、汚泥による排水の処理性能の低下時に、汚泥に排水処理能向上剤を添加するので、汚泥による排水の処理性能を回復することができる。
【００１６】
（９）幾つかの実施形態では、上記（６）〜（８）の何れかの方法において、前記汚泥の量に対する前記汚泥への前記排水処理能向上剤の添加量の比（前記排水処理能向上剤の添加量／前記汚泥の量）は、ＭＬＳＳ換算で１／１９以上１／１以下である。
上記（９）の方法では、汚泥の量に対する汚泥への排水処理能向上剤の添加量の比をＭＬＳＳ換算で１／１９以上としたので、汚泥の排水処理性能を効果的に向上させることができる。また、上記（９）の方法では、汚泥の量に対する汚泥への排水処理能向上剤の添加量の比をＭＬＳＳ換算で１／１以下としたので、凍結乾燥汚泥の流出をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（６）〜（９）の何れかの方法において、前記生物処理された前記排水を膜分離によりろ過するステップをさらに含む。
活性汚泥により生物処理された排水を膜分離によりろ過することで、排水中に含まれる汚泥の流出を抑制することがある。
この点、上記（１０）の方法では、排水の生物処理において排水処理能向上剤が添加された汚泥を用いるため、マイナス帯電の汚泥とプラス帯電の凍結乾燥汚泥との電気的な作用により、汚泥の凝集が促進されて、凝集物のサイズが大きくなる。このため、生物処理された排水を膜分離によりろ過する工程において、膜分離に用いるフィルタが閉塞されにくくなり、フィルタを通過する処理排水の流量が低下しにくい。よって、上記（１０）の方法によれば、処理対象の排水をより効率的に処理することができる。
【００１８】
（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る排水処理装置は、
処理対象の排水を貯留するための排水タンクと、
前記排水タンクからの前記排水を、上記（１）〜（３）の何れかに記載の排水処理能向上剤が添加された活性汚泥と曝気混合し生物処理するための生物処理槽と、
前記生物処理槽で処理された処理排水を貯留するための処理水タンクと、
を備える。
【００１９】
上記（１）〜（３）に記載の排水処理能向上剤は、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン性凝集剤を含むので、凍結乾燥汚泥がプラスに帯電するため、マイナス帯電の汚泥（汚泥フロック）と電気的に結合しやすい。よって、上記（１１）の構成によれば、処理対象の排水を前述の排水処理能向上剤が添加された活性汚泥と曝気混合し生物処理するので、凍結乾燥汚泥が、粒径の比較的大きな汚泥（汚泥フロック）に電気的に結合することで生物処理槽内に留まりやすくなる。このため、生物処理槽にて処理対象の排水をより安定的に処理することができる。
【００２０】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記処理排水をろ過するための分離膜をさらに備え、
前記処理水タンクは、前記分離膜によりろ過された前記処理排水を貯留するように構成される。
上記（１２）の構成では、排水の生物処理において排水処理能向上剤が添加された汚泥を用いるため、マイナス帯電の汚泥とプラス帯電の凍結乾燥汚泥との電気的な作用により、汚泥の凝集が促進されて、凝集物のサイズが大きくなる。このため、生物処理された排水をろ過するための分離膜（フィルタ）が閉塞されにくくなり、分離膜（フィルタ）を通過する処理排水の流量が低下しにくい。よって、上記（１２）の構成によれば、処理対象の排水をより効率的に処理することができる。
【００２１】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１１）又は（１２）の構成において、
前記生物処理槽における排水の処理性能を検出するための検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記生物処理槽にさらに前記排水処理能向上剤を添加するように構成された供給部と、
をさらに備える。
上記（１３）の構成によれば、生物処理槽における排水の処理性能の検出結果に基づいて排水処理能向上剤を添加するので、汚泥による排水の処理性能を効果的に回復することができる。例えば、汚泥による排水の処理性能の低下時に汚泥に排水処理能向上剤を添加することにより、汚泥による排水の処理性能を適切に回復することができる。
【００２２】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の構成において、前記検出部は、前記生物処理槽における前記排水のＣＯＤ（化学的酸素要求量）を計測するためのＣＯＤ計測部を含む。
上記（１４）の構成によれば、生物処理槽における排水のＣＯＤの計測結果に基づいて、必要に応じて適切に排水処理能向上剤を添加することができる。よって、排水処理能向上剤の添加量を抑制しながら、汚泥による排水の処理性能を回復することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、活性汚泥を用いた排水処理において、より安定した処理を可能とする排水処理能向上剤が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一実施形態に係る排水処理装置の概略構成図である。
【図２Ａ】一実施形態に係る排水処理能向上剤が添加された汚泥の模式図である。
【図２Ｂ】従来の排水処理能向上剤が添加された汚泥の模式図である。
【図３】一実施形態に係る排水処理能向上剤の製造方法のフローチャートである。
【図４】一実施形態に係る排水処理方法のフローチャートである。
【図５】一実施形態に係る排水処理方法のフローチャートである。
【図６】試験例で用いた排水処理試験の試験装置の構成を示す図である。
【図７】試験例において排水処理試験を行った結果を示すグラフである。
【図８】試験例において排水処理試験を行った結果を示すグラフである。
【図９】試験例における経過時間とＣＯＤ濃度の関係を示すグラフである。
【図１０】試験例における経過時間とＣＯＤ濃度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２６】
まず、幾つかの実施形態に係る排水処理能向上剤が適用される排水処理装置の概要について説明する。
図１は、一実施形態に係る排水処理装置の概略構成図である。図１に示すように、一実施形態に係る排水処理装置１は、洗濯排水８を処理するための装置であって、排水タンク１０と、生物処理槽１２と、処理水タンク１６と、を備える。
排水タンク１０には、処理対象の排水が貯留される。排水タンク１０に貯留された排水は、生物処理槽１２に送られて、生物処理槽１２にて活性汚泥と曝気混合されて、生物処理される。生物処理槽１２で処理された処理排水は、処理水タンク１６に送られる。
なお、排水処理装置１の構成について、より詳細には後で説明する。
【００２７】
ここで、排水処理装置１による処理対象の排水は、例えば、衣服等を洗濯した際に排出される洗濯排水であってもよい。この洗濯排水は、例えば、プラント設備の作業員の作業服を洗濯した際に排出される洗濯排水であってもよい。この場合、洗濯排水には、例えば、洗剤、布繊維、脂肪分又は炭水化物等の有機物質や、あるいは、極微量の放射性物質等が含まれる。排水処理装置１では、これらの物質の濃度を低下させるために、生物処理槽１２において処理対象の排水の生物処理を行う。
生物処理槽１２における生物処理では、処理対象の排水は、一実施形態に係る排水処理能向上剤が添加された活性汚泥と曝気混合される。
【００２８】
次に、幾つかの実施形態に係る排水処理能向上剤及びその製造方法について説明する。
一実施形態に係る排水処理能向上剤は、馴致汚泥を含む凍結乾燥汚泥と、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン系凝集剤と、を備える。
【００２９】
該排水処理能向上剤は、汚泥により排水を生物処理する際に、汚泥の排水処理性能を向上させるために用いることができる。
例えば、一実施形態に係る排水処理能向上剤が添加された汚泥を馴致して得られる活性汚泥を、上述した排水処理装置１での生物処理において用いることができる。この場合、汚泥の馴致に要する時間を短縮することができる。
あるいは、上述した排水処理装置１による排水処理性能が低下した際に、一実施形態に係る排水処理能向上剤を生物処理槽１２の汚泥に添加することができる。この場合、排水処理装置１による排水処理性能を回復させることができる。
【００３０】
ここで、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、実施形態に係る排水処理能向上剤の作用及び効果について説明する。図２Ａは、一実施形態に係る排水処理能向上剤が添加された汚泥の模式図であり、図２Ｂは、従来の排水処理能向上剤が添加された汚泥の模式図である。
なお、従来の排水処理能向上剤は、例えば、馴致済み活性汚泥を凍結乾燥して得られる凍結乾燥汚泥であり、カチオン系凝集剤を含まない凍結乾燥汚泥である。
【００３１】
本発明者らの鋭意検討の結果、例えば上述した排水処理装置１において、カチオン系凝集剤を含まない従来の排水処理能向上剤（凍結乾燥汚泥４）（図２Ｂ参照）を生物処理槽１２で用いた場合、生物処理槽１２にて凍結乾燥汚泥４が十分に沈降しないことがあり、例えば連続通水する場合等に、凍結乾燥汚泥４が生物処理槽１２の外部に流出してしまう場合があることがわかった。これは、以下の理由によると考えられる。
【００３２】
すなわち、汚泥（乾燥凍結汚泥も含む）は一般的にマイナスに帯電している。ここで、図２Ｂに示すように、マイナス帯電の汚泥フロック２に対してマイナス帯電の凍結乾燥汚泥４（従来の排水処理能向上剤）を添加すると、両者は電気的に反発し合うため、凍結乾燥汚泥４は汚泥フロック２と結合しにくい。このため、粒径が比較的小さい凍結乾燥汚泥４は、処理対象の排水とともに流れやすい。
上述のように生物処理槽１２の外部に流出した凍結乾燥汚泥４は、生物処理槽１２での生物処理に寄与し得ないため、凍結乾燥汚泥４が生物処理槽１２の外部に流出すると、生物処理槽１２における活性汚泥による生物処理性能は低下する。
【００３３】
この点、図２Ａに示すように、一実施形態に係る排水処理能向上剤５は、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン性凝集剤を含むので、凍結乾燥汚泥がプラスに帯電するため、マイナス帯電の汚泥（汚泥フロック２）と電気的に結合しやすい。よって、排水処理能向上剤５によれば、凍結乾燥汚泥が、粒径の比較的大きな汚泥（汚泥フロック２）に電気的に結合することで生物処理槽１２内に留まりやすくなる。このため、生物処理槽１２にて処理対象の排水をより安定的に処理することができる。
【００３４】
一実施形態では、排水処理能向上剤５を構成するカチオン性凝集剤は、カチオン性ポリマーを含む凝集剤であってもよい。このようなカチオン性ポリマーは、例えば、ポリジシアンジアミド系ポリマーであってもよい。
あるいは、一実施形態では、排水処理能向上剤５を構成するカチオン性凝集剤は、ポリマー以外のカチオン性物質であってもよく、例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、又は鉄等であってもよい。
【００３５】
図３は、一実施形態に係る排水処理能向上剤５の製造方法のフローチャートである。図３に示すように、一実施形態に係る排水処理能向上剤５の製造方法では、まず、汚泥を馴致して馴致汚泥を得る（Ｓ１２）。次に、ステップＳ１２で得られた馴致汚泥とカチオン系凝集剤とを混合して、馴致汚泥とカチオン系凝集剤との混合物を得る（Ｓ１４）。次に、ステップＳ１４で得られた混合物を脱水して脱水ケーキを得る（Ｓ１６）。そして、ステップＳ１６で得られた混合物の脱水ケーキを凍結乾燥し、排水処理能向上剤５を得る。このようにして得られた排水処理能向上剤５は、馴致汚泥を含む凍結乾燥汚泥と、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン系凝集剤とを備える。
【００３６】
上述の製造方法により得られる排水処理能向上剤５は、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン性凝集剤を含むので、凍結乾燥汚泥がプラスに帯電するため、マイナス帯電の汚泥（汚泥フロック）と電気的に結合しやすい。よって、該排水処理能向上剤５によれば、凍結乾燥汚泥が、粒径の比較的大きな汚泥（汚泥フロック）に電気的に結合することで生物処理槽１２（図１参照）内に留まりやすくなる。すなわち、上述の製造方法によれば、生物処理槽１２にて処理対象の排水をより安定的に処理することが可能な排水処理能向上剤５を得ることができる。
【００３７】
また、上述の製造方法では、馴致汚泥とカチオン系凝集剤との混合物において、マイナス帯電の馴致汚泥とカチオン系凝集剤との電気的な作用により混合物の凝集が促進されて、凝集物のサイズが大きくなる。このため、混合物を脱水するステップＳ１６において、濾材（例えば濾布）が閉塞されにくくなり、脱水効率が良好となる。よって、上述の製造方法によれば、排水処理能向上剤５を効率よく製造できる。
【００３８】
次に、幾つかの実施形態に係る排水処理装置及び排水処理方法について説明する。
上述したように、一実施形態に係る排水処理装置１（図１参照）は、洗濯排水８を処理するための排水処理装置であって、排水タンク１０と、生物処理槽１２と、処理水タンク１６と、を備える。生物処理槽１２では、排水タンク１０からの洗濯排水８を、上述した排水処理能向上剤５が添加された活性汚泥と曝気混合し生物処理するようになっている。
【００３９】
また、図１に示すように、排水処理装置１は、生物処理槽１２にて生物処理された処理排水をろ過するための分離膜１４をさらに備えている。そして、分離膜１４によってろ過された処理排水が処理水タンク１６に貯留されるようになっている。
分離膜１４は、生物処理槽１２の内部に設けられていてもよい。あるいは、分離膜１４は、生物処理槽１２と処理水タンク１６との間に設けられていてもよい。
【００４０】
また、図１に示すように、排水処理装置１は、生物処理槽１２における活性汚泥による洗濯排水８の処理性能を検出するための検出部として、生物処理槽１２における排水のＣＯＤ（化学的酸素要求量）を計測するためのＣＯＤ計測部１３をさらに備える。また、排水処理装置１は、ＣＯＤ計測部１３の計測結果に基づいて排水処理能向上剤５を生物処理槽１２に添加するように構成された供給部１８をさらに備える。
【００４１】
幾つかの実施形態に係る排水処理方法は、上述した排水処理装置１により実施することができ、上述した排水処理能向上剤５を汚泥に添加するステップ（Ｓ２）と、生物処理槽１２にて、排水処理能向上剤５が添加された汚泥を用いて排水を生物処理するステップ（Ｓ４）と、を含む。
ここで、図４及び図５は、それぞれ、一実施形態に係る排水処理方法のフローチャートである。
【００４２】
図４のフローチャートに示す排水処理方法では、まず、汚泥に排水処理能向上剤５を添加し（Ｓ２２（上述のＳ２に相当））、ステップＳ２２にて排水処理能向上剤５が添加された汚泥を馴致する（Ｓ２４）。そして、ステップＳ２４にて馴致された汚泥（排水処理能向上剤５が添加された汚泥）を用いて排水の生物処理を行う（Ｓ２６（上述のＳ４に相当））。
【００４３】
馴致する汚泥に添加される排水処理能向上剤５は、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン性凝集剤を含むので、凍結乾燥汚泥がプラスに帯電するため、マイナス帯電の汚泥（汚泥フロック）と電気的に結合しやすい。
上述の排水処理方法では、このような排水処理能向上剤５が添加された汚泥を馴致するので、凍結乾燥汚泥が、粒径の比較的大きな汚泥（汚泥フロック）に電気的に結合することで、凍結乾燥汚泥が馴致培養槽から流出しにくくなる。このため、汚泥の馴致を比較的短期間で行うことができる。
また、上述の排水処理方法では、排水処理能向上剤５が添加された汚泥を馴致して得られた活性汚泥を用いて生物処理を行うので、凍結乾燥汚泥が、粒径の比較的大きな汚泥（汚泥フロック）に電気的に結合することで生物処理槽内に留まりやすくなる。このため、生物処理槽にて処理対象の排水をより安定的に処理することができる。
【００４４】
上述の排水処理方法において、ステップＳ２２において、汚泥の量に対する汚泥への排水処理能向上剤５の添加量の比（排水処理能向上剤５の添加量／汚泥の量）は、ＭＬＳＳ換算で１／１９以上１／１以下であってもよい。
汚泥の量に対する汚泥への排水処理能向上剤の添加量の比をＭＬＳＳ換算で１／１９以上とすることで、汚泥の排水処理性能を効果的に向上させることができる。また、汚泥の量に対する汚泥への排水処理能向上剤の添加量の比をＭＬＳＳ換算で１／１以下とすることで、凍結乾燥汚泥の流出をより効果的に抑制することができる。
【００４５】
図５のフローチャートに示す排水処理方法では、排水処理能向上剤５が添加された汚泥を用いて、生物処理槽１２にて排水を生物処理する（Ｓ３２（上述のＳ４に相当））。そして、生物処理槽１２における汚泥による排水の処理性能を計測し（Ｓ３４）、この計測結果により、汚泥による排水の処理性能の低下が検出されたときには（Ｓ３６のＹｅｓ）、生物処理槽１２の汚泥に排水処理能向上剤５を添加する（Ｓ３８（上述のＳ２に相当））。
【００４６】
生物処理槽１２にて生物処理に用いられる汚泥に添加された排水処理能向上剤５は、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン性凝集剤を含むので、凍結乾燥汚泥がプラスに帯電するため、マイナス帯電の汚泥（汚泥フロック）と電気的に結合しやすい。
上述の排水処理方法では、このような排水処理能向上剤５が添加された汚泥を排水処理に用いるので、凍結乾燥汚泥が、粒径の比較的大きな汚泥（汚泥フロック）に電気的に結合することで生物処理槽１２内に留まりやすくなる。このため、生物処理槽１２にて処理対象の排水をより安定的に処理することができる。
また、上述の排水処理方法では、汚泥による排水の処理性能の低下時に、汚泥に排水処理能向上剤５を添加するので、汚泥による排水の処理性能を回復することができる。
【００４７】
なお、上述の排水処理方法において、ステップＳ３４にて生物処理槽１２における汚泥による排水の処理性能を計測した結果、ステップＳ３６にて汚泥による排水の処理性能の低下が検出されないときには（Ｓ３６のＮｏ）、生物処理槽１２における汚泥による排水の生物処理（Ｓ３２）及び生物処理槽１２における汚泥の処理性能の計測（Ｓ３４）を継続する。
【００４８】
一実施形態では、ステップＳ３４ではＣＯＤ計測部１３により、生物処理槽１２における排水のＣＯＤ（化学的酸素要求量）が計測される。そして、ステップＳ３６では、ＣＯＤ計測部１３により計測されたＣＯＤの低下速度が閾値以下である場合に、汚泥による排水の処理性能が低下していると判断（Ｓ３６のＹｅｓ）されるようになっていてもよい。
このように、生物処理槽１２における排水のＣＯＤの計測結果に基づいて、必要に応じて適切に排水処理能向上剤５を添加することで、排水処理能向上剤５の添加量を抑制しながら、汚泥による排水の処理性能を回復することができる。
【００４９】
上述の排水処理方法において、ステップＳ３８において、汚泥の量に対する汚泥への排水処理能向上剤５の添加量の比（排水処理能向上剤５の添加量／汚泥の量）は、ＭＬＳＳ換算で１／１９以上１／１以下であってもよい。
汚泥の量に対する汚泥への排水処理能向上剤の添加量の比をＭＬＳＳ換算で１／１９以上とすることで、汚泥の排水処理性能を効果的に向上させることができる。また、汚泥の量に対する汚泥への排水処理能向上剤の添加量の比をＭＬＳＳ換算で１／１以下とすることで、凍結乾燥汚泥の流出をより効果的に抑制することができる。
【００５０】
一実施形態では、排水処理方法は、ステップＳ４にて排水処理能向上剤５が添加された汚泥を用いて生物処理された処理排水を、膜分離によりろ過するステップをさらに行ってもよい。
例えば、図４又は図５のフローチャートに示す排水処理方法において、排水処理能向上剤５が添加された汚泥を用いて生物処理槽１２にて排水を生物処理するステップＳ４（図４におけるステップＳ２６又は図５におけるステップＳ３２）で生物処理された処理排水を、分離膜（フィルタ）１４（図１参照）を用いて膜分離によりろ過するようになっていてもよい。
【００５１】
この場合、排水の生物処理において排水処理能向上剤５が添加された汚泥を用いるため、マイナス帯電の汚泥とプラス帯電の凍結乾燥汚泥との電気的な作用により、汚泥の凝集が促進されて、凝集物のサイズが大きくなる。このため、生物処理された排水を膜分離によりろ過する工程において、膜分離に用いるフィルタが閉塞されにくくなり、フィルタを通過する処理排水の流量が低下しにくい。よって、処理対象の排水をより効率的に処理することができる。
【００５２】
次に、一実施形態に係る排水処理能向上剤の製造例及び製造した排水処理能向上剤を用いて効果を確認した試験例について説明する。
【００５３】
（排水処理能向上剤の製造例）
原料汚泥を洗濯排水で馴致して得られたＭＬＳＳが約１００００ｐｐｍの馴致汚泥約３．５ｍ３と、カチオン系凝集剤として、ポリジシアンジアミド（原料汚泥に対して１％（ｖ／ｖ））とを混合して、馴致汚泥とポリジシアンジアミドの混合物を得た。
次に、上述の混合物を濾布を用いて脱水し、約２２３ｋｇの脱水ケーキを得た。この脱水ケーキの水分含有量は約８０％であった。
得られた脱水ケーキを冷凍庫で凍結させた後、減圧乾燥機にて減圧乾燥し、凍結乾燥汚泥と、凍結乾燥汚泥に担持されたカチオン系凝集剤とを備える排水処理能向上剤を得た。排水処理能向上剤の収量は約３７ｋｇであった。
【００５４】
（試験例１）
上述の製造例にて得られた排水処理能向上剤を用いて、排水処理試験を実施した。
図６は、本試験例で用いた排水処理試験の試験装置の構成を示す図である。
図６に示すように、排水処理試験装置５０は、底部に曝気部５２を備える曝気槽５４と、曝気槽５４と上部において連通管５５を介して連通する沈降槽５６と、模擬排水（模擬洗濯排水）２０を曝気槽５４に供給するための排水供給部５１と、を含む。
排水供給部５１からは、模擬洗濯排水２０が所定量供給されるようになっている。曝気槽５４には活性汚泥２２が入れられており、底部の曝気部５２から酸素（Ｏ２）が供給されて、排水供給部５１から供給される模擬洗濯排水と活性汚泥２２とが曝気混合されるようになっている。曝気槽５４にて曝気混合された活性汚泥２２は、連通管５５を介して沈降槽５６に移動し、沈降する。一方、曝気槽５４にて曝気混合された模擬洗濯排水２０は、生物処理された処理排水２４となって、沈降槽５６の上部から排出される。
【００５５】
模擬洗濯排水２０としては、Ｎ成分としてのＮＨ４Ｃｌ、Ｐ成分としてのＫＨ２ＰＯ４、及び、洗濯洗剤を配合したものを用いた。
【００５６】
図７及び図８は、上述の排水処理試験装置５０を用いて排水処理試験を行った結果を示すグラフである。図７は、活性汚泥２２として、下水汚泥に上述の製造例で得られた排水処理向上剤を、ＭＬＳＳ換算で１：９の比で混合したものを用いた場合における試験結果である。一方、図８は、活性汚泥２２として、上述の製造例で得られた排水処理向上剤のみを用いた場合における試験結果である。
図７及び図８のグラフにおいて、横軸は経過時間を示し、左側縦軸は模擬洗濯排水２０のＣＯＤ容積負荷及び処理排水２４のＣＯＤ濃度を示し、右側縦軸はＣＯＤ除去率（処理率）を示す。
【００５７】
図７及び図８に示すように、排水処理試験装置５０において、排水供給部５１から曝気槽５４に、模擬排水（１００ｐｐｍ）をバッチで添加した（図７のＡ１及び図８のａ１）。
模擬排水のバッチ添加後、処理排水のＣＯＤ濃度の低下がみられ（図７のＢ１及び図８のｂ１）、各試験において上述の製造例にて製造された排水処理能向上剤が排水処理能力を有することが確認できたので、模擬排水の連続添加（２．２Ｌ／日）を開始した（図７のＢ２及び図８のｂ２）。各試験において、処理排水（処理水）ＣＯＤ濃度の変化及びＣＯＤ除去率の変化は、以下のようになった。
【００５８】
活性汚泥として、下水汚泥と上述の製造例に係る排水処理能向上剤を混合して用いた場合、図７に示すように、模擬排水の連続添加開始（Ｂ２）後、処理排水ＣＯＤが低下し続け（Ｂ１〜Ｃ１）、模擬排水の連続添加開始（Ｂ２）から約４日後にＣＯＤ除去率が９０％以上となった（Ｃ３）。ここで、排水処理能向上剤のさらなる処理能力を確認するために、模擬排水の処理負荷を増大させた。すなわち、模擬排水のＮ成分、Ｐ成分及び洗濯洗剤成分を増加させて曝気槽５４に添加した（Ｄ２）。模擬排水の処理負荷を増大させたにもかかわらず、処理排水ＣＯＤ濃度はほとんど増加せず（Ｄ１）、ＣＯＤ除去率も９０％以上で維持された。そこで、模擬排水の処理負荷をさらに増大させたところ（Ｅ２）、やはり処理排水ＣＯＤ濃度はほとんど増加せず、ＣＯＤ除去率も９０％以上で維持された。なお、Ｅ２の時点から添加される模擬排水の処理負荷は、実際の洗濯排水の負荷に相当する程度のものである。
【００５９】
一方、活性汚泥として、上述の製造例に係る排水処理能向上剤のみを用いた場合、図８に示すように、模擬排水の連続添加開始（ｂ２）後、処理排水ＣＯＤ濃度は徐々に上昇し、模擬排水の連続添加開始（ｂ２）から約４日後から低下し始めた。しかしながら、模擬排水の連続添加開始（ｂ２）から約１６日経過しても、ＣＯＤ除去率の上昇は約６０％までにとどまった（ｄ３）。
すなわち、活性汚泥として上述の製造例に係る排水処理能向上剤のみを用いた試験では、試験期間中、排水の処理負荷を増大させるに至らず、実際の洗濯排水の負荷よりも低い負荷の処理排水でさえ十分な処理を行うことができなかった。
【００６０】
上述の結果から、活性汚泥として上述の製造例に係る排水処理能向上剤のみを用いた場合、図８に示すように、１６日程度の期間では、十分なＣＯＤ除去率を得ることができなかった。これは、上述の製造例に係る排水処理能向上剤はプラスに帯電しているため、排水処理能向上剤同士が電気的に反発し合あうために凝集し難いため、曝気槽５４に滞留しにくく、処理排水とともに曝気槽５４から沈降槽５６及び排水処理試験装置５０の外部へ流出しやすいためであると考えられる。
【００６１】
一方、下水汚泥と上述の製造例に係る排水処理能向上剤を混合して用いた場合、図７に示すように、比較的短時間で排水処理率（ＣＯＤ除去率）が得られるとともに、処理負荷の大きな模擬排水（Ｎ成分、Ｐ成分及び洗剤成分の濃度の高い模擬排水）に対しても、優れた処理能力を発揮できている。これは、マイナス帯電の下水汚泥とプラス帯電の排水処理能向上剤とが電気的に結合して、曝気槽５４内に滞留しやすくなり、このため、連続通水においても、模擬排水を安定的に処理できたためと考えられる。
よって、下水汚泥に製造例に係る排水処理能向上剤を添加して活性汚泥とすることで、比較的短期間で汚泥の馴致をすることができること、及び、優れた排水処理性能が得られることが示された。
【００６２】
（試験例２）
活性汚泥として、下水汚泥に上述の製造例で得られた排水処理向上剤を、ＭＬＳＳ換算で、それぞれ、１：１、１：３及び１：９の比で混合して得られた活性汚泥Ａ、活性汚泥Ｂ及び活性汚泥Ｃを用いて、汚泥に対する排水処理能向上剤の添加量の比の違いによる、排水処理性能の違いについて確認した。
馴致装置（不図示）を用い、それぞれの活性汚泥（活性汚泥Ａ〜Ｃ）に対して、ＣＯＤ濃度が５０ｐｐｍ増加するように模擬洗濯排水を投入し、ＣＯＤ濃度を計測した。模擬洗濯排水投入からの経過時間とＣＯＤ濃度との関係を図９のグラフに示す。
【００６３】
図９に示すように、模擬洗濯排水を投入後、ＣＯＤ濃度が一時的に上昇した後に低下しているため、活性汚泥Ａ〜Ｃのそれぞれにおいて、排水処理能力が発揮されていることが確認できた。
また、模擬洗濯排水を投入後、ＣＯＤ濃度が一時的に上昇してから低下開始した付近における時間範囲Ｔ１でのＣＯＤ濃度減少速度は、活性汚泥Ｃ（混合比１：９）のほうが、活性汚泥Ａ（混合比１：１）に対して５８％程度大きく、活性汚泥Ｂ（混合比１：３）に対して３６％程度大きい。よって、活性汚泥Ａ及び活性汚泥Ｂに比べて、活性汚泥Ｃのほうが、良好な排水処理性能を発揮する可能性があることが確認された。
【００６４】
（試験例３）
活性汚泥として、下水汚泥に上述の製造例で得られた排水処理向上剤を、ＭＬＳＳ換算で、１：９の比で混合して得られた活性汚泥Ｄと、１：１９の比で混合して得られた活性汚泥Ｅと、を用いて、汚泥に対する排水処理能向上剤の添加量の比の違いによる、排水処理性能の違いについて確認した。
馴致装置（不図示）を用い、それぞれの活性汚泥（活性汚泥Ｄ及び活性汚泥Ｅ）に対して、初期ＣＯＤ濃度が１００ｐｐｍとなるように模擬洗濯排水を投入し、ＣＯＤ濃度を計測した。模擬洗濯排水投入からの経過時間とＣＯＤ濃度との関係を図１０のグラフに示す。
【００６５】
図１０に示すように、模擬洗濯排水を投入後、ＣＯＤ濃度が低下しているため、活性汚泥Ｄ及び活性汚泥Ｅの両方において、排水処理能力が発揮されていることが確認できた。
また、模擬洗濯排水を投入後、ＣＯＤ濃度が低下開始した付近における時間範囲Ｔ２でのＣＯＤ濃度減少速度は、活性汚泥Ｄ（混合比１：９）のほうが、活性汚泥Ｅ（混合比１：１９）に対して１７０％程度大きい。よって、活性汚泥Ｅに比べて、活性汚泥Ｄのほうが、良好な排水処理性能を発揮する可能性があることが確認された。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００６７】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【００６８】
１      排水処理装置
２      汚泥フロック
４      凍結乾燥汚泥
５      排水処理能向上剤
８      洗濯排水
１０    排水タンク
１２    生物処理槽
１３    ＣＯＤ計測部
１４    分離膜
１６    処理水タンク
１８    供給部
２０    模擬洗濯排水
２２    活性汚泥
２４    処理排水
５０    排水処理試験装置
５１    排水供給部
５２    曝気部
５４    曝気槽
５５    連通管
５６    沈降槽
【図１】
0006716289.tif 000002
【図２Ａ】
0006716289.tif 000003
【図２Ｂ】
0006716289.tif 000004
【図３】
0006716289.tif 000005
【図４】
0006716289.tif 000006
【図５】
0006716289.tif 000007
【図６】
0006716289.tif 000008
【図７】
0006716289.tif 000009
【図８】
0006716289.tif 000010
【図９】
0006716289.tif 000011
【図１０】
0006716289.tif 000012