(57)【要約】【課題】活性汚泥の自己消化量を多くし、余剰汚泥の発生量が少なくなるようにした汚水の処理方法を提供すること。【解決手段】生物反応槽において有機性汚水を微生物の作用により処理した後、固液分離を行う活性汚泥法において、生物処理系に保持される汚泥滞留日数を１００日以上とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物反応槽において有機性汚水を微生物の作用により処理した後、固液分離を行う活性汚泥法において、生物処理系に保持される汚泥滞留日数を１００日以上としたことを特徴とする汚水の処理方法。
【請求項２】
汚泥滞留期間の生物化学的酸素要求量／浮遊物質（ＢＯＤ５／ＳＳ）比を０．０２以下としたことを特徴とする請求項１記載の汚水の処理方法。
【請求項３】
固液分離に膜分離装置を用いたことを特徴とする請求項１又は２記載の汚水の処理方法。
【請求項４】
活性汚泥に凝集剤を添加することを特徴とする請求項１、２又は３記載の汚水の処理方法。
【請求項５】
生物反応槽を複数設置し、各々の生物反応槽に有機性汚水を間欠的かつ交互に流入せしめ、一時的に低負荷状態で運転することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の汚水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水の処理方法に関し、特に、浮遊性の微生物を用いて処理を行う活性汚泥法において、活性汚泥の自己消化量を多くすることにより、余剰汚泥の発生量が少なくなるようにした汚水の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水などの有機性汚水の処理は、活性汚泥法と呼ばれる生物処理が主流である。
生物処理では、汚水中に含まれる溶解性の有機物はそのまま活性汚泥微生物に資化されて分解され、また厨芥などの固形性の有機物についても、微生物が代謝する酵素などの作用により溶解化した後に分解される。
活性汚泥法の代表的なものとしては、標準活性汚泥法、オキシデーションディッチ（ＯＤ）法、膜分離活性汚泥法等がある。
これらの活性汚泥法は、後段の工程で、活性汚泥と溶液とを物理的な方法で固液分離して清澄な処理水を得ることを目的としている。
この固液分離の方法としては、重力沈澱や膜分離による方法が一般的に普及している。
一方、活性汚泥微生物は有機物を資化した結果、増殖して活性汚泥量を増加させるが、一部の活性汚泥は再度、汚水処理に供されるものの、その他は余剰汚泥として系外に排出して、別途、処理を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の汚水の処理方法における活性汚泥法は、安定した処理水が得られることから、一般的な処理方法として広く普及しているが、多量の余剰汚泥が発生することが問題となっている。
この余剰汚泥の発生量は濃縮汚泥ベースの重量換算で、全産業廃棄物の２０％近くを占めて最も多く、この余剰汚泥の処理コストや最終処分地などをめぐり、社会問題にさえ発展するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の汚水の処理方法の有する問題点を解決し、活性汚泥の自己消化量を多くし、余剰汚泥の発生量が少なくなるようにした汚水の処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の汚水の処理方法は、生物反応槽において有機性汚水を微生物の作用により処理した後、固液分離を行う活性汚泥法において、生物処理系に保持される汚泥滞留日数を１００日以上としたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の汚水の処理方法は、生物処理系に保持される汚泥滞留日数を１００日以上と、長期間保持させることにより、一定の有機物量に対し、処理系内の活性汚泥微生物量が多くなって自己消化し易い環境が整い、余剰汚泥の発生を抑制することができる。
【０００７】
この場合において、汚泥滞留期間の生物化学的酸素要求量／浮遊物質（ＢＯＤ５／ＳＳ）比を０．０２以下とすることができる。
【０００８】
これにより、生物化学的酸素要求量／浮遊物質（ＢＯＤ５／ＳＳ）比を０．０２以下の低負荷の状態とすることにより、自己消化が促進され、余剰汚泥の発生を抑制することができる。また、低負荷運転のため、維持監理が容易で安定した処理水質が得られる。
【０００９】
また、固液分離に膜分離装置を用いることができる。
【００１０】
これにより、汚泥滞留日数が長くなり、生物反応（曝気）槽内の活性汚泥微生物の濃度が上昇して固液分離性能が悪化しても、精密ろ過膜等を用いた膜分離装置を使用することにより、高濃度の汚泥に対しても固液分離を簡易に行うことができる。
【００１１】
また、活性汚泥に凝集剤を添加することができる。
【００１２】
これにより、活性汚泥に凝集剤を添加することで、活性汚泥塊を大きくすることができ、かつ沈降性を高めることができるので、汚泥滞留日数１００日以上の長期間の運転が可能となる。
【００１３】
さらに、生物反応槽を複数設置し、各々の生物反応槽に有機性汚水を間欠的かつ交互に流入せしめ、一時的に低負荷状態で運転することができる。
【００１４】
これにより、一時的に生物化学的酸素要求量／浮遊物質（ＢＯＤ５／ＳＳ）比をゼロの無負荷状態とすることができるため、汚泥の自己消化を促進することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚水の処理方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
一般に、活性汚泥法における余剰汚泥の発生は、活性汚泥微生物が汚水中に含まれる有機物を資化して、増殖した結果によるものであり、実際的には増殖と同時に活性汚泥微生物の死滅・分解（自己消化）が進行しており、自己消化量より増殖量が大きい場合に余剰汚泥が発生することになる。
したがって、余剰汚泥の発生量を少なくするには、増殖量を少なくするか、自己消化量を大きくすることで達成できる。
増殖量を少なくする場合の制御因子としては、温度、溶存酸素、流入有機物量などが考えられるが、温度や溶存酸素を制限して、増殖量を抑制すると汚水が適正に処理されなくなるし、処理場に流入する有機物量を制御することは困難であることから、一定量の汚水を処理する場合には、一定量の活性汚泥微生物が増殖するので、その増加量を減少させることはできない。
【００１６】
一方、自己消化量については、その制御が可能である。活性汚泥に限らず、微生物は低負荷の状態が長時間続くと自己消化量が多くなる。換言すると、一定の有機物量に対して、処理系内の活性汚泥微生物量を多く保持すれば、微生物１個体当りが資化できる有機物量が少なくなって自己消化し易い環境が整い、その状況を長く続けると自己消化を促進することができる。
汚水処理において、自己消化が進行し易い環境を整えるためには、処理系内に汚泥が滞留する日数（ＳＲＴ）を長くすることにより実現が可能である。
汚泥滞留日数が長くなると処理系内で活性汚泥量が増加して低負荷の状態、つまり、生物化学的酸素要求量／浮遊物質量（ＢＯＤ５／ＳＳ）比が小さくなり、かつ自己消化のための時間を長くすることができる。
本発明は、この点に着眼し、活性汚泥の自己消化量を多くして、余剰汚泥の発生量を少なくするようにしたものである。
【００１７】
図１は、活性汚泥法における汚水の処理方法を示す原理図で、分流下水１ｍ３（ＢＯＤ５１３０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ１５０ｍｇ／Ｌ）を活性汚泥で処理した場合に発生する余剰汚泥量と各操作因子との関係を示している。
【００１８】
従来の処理方式において、代表的な低負荷運転としてＯＤ法があるが、図１の右半に示すように、該処理方法における汚泥滞留日数（ＳＲＴ）は１５日乃至５０日、ＢＯＤ５／ＳＳ比は、０．０３乃至０．０７であり、下水１ｍ３を処理した場合に、約９０ｇ以上の余剰汚泥が発生することになる。その他、従来の膜分離活性汚泥法についてもＯＤ法と同等の操作領域であり、余剰汚泥の発生量はＯＤ法と変わらない。標準活性汚泥法にいたっては、図１のさらに右側領域にあり、余剰汚泥の発生量がさらに多くなる。
【００１９】
一方、本発明の操作領域は、図１の左半に示すように、汚泥滞留日数が１００日以上、ＢＯＤ５／ＳＳ比が０．０２以下であり、各操作因子とも従来の処理方式と比べて異なっており、余剰汚泥の発生量を凡そ２／３以下にできる。
本発明においては、汚泥滞留日数を長くする必要があるが、汚泥滞留日数を長くすると生物反応（曝気）槽内の活性汚泥微生物の濃度が上昇して、後段の固液分離性能が悪化するため、通常の重力沈澱分離では行えない。このため、本発明では固液分離を、精密ろ過膜等を用いた膜分離装置を使用することにより、汚泥滞留日数が９００日近くまで、またＢＯＤ５／ＳＳ比が、０．０１以下まで運転できるようになり、この操作領域までは実用化が可能である。ただし現実的には、膜分離装置のろ過面積や維持管理上の問題から、汚泥滞留日数は１００乃至５００日の範囲内にて、望ましくは３００乃至５００日にて、またＢＯＤ５／ＳＳ比を０．０２以下、望ましくは０．０１２前後で運転することが好ましい。
この条件で運転することにより、従来の処理方式と比べて、余剰汚泥の発生量を凡そ１／３と、少なくすることができる。
【００２０】
なお、近年、膜分離装置の性能向上には目覚しいものがあり、今後、さらなる低負荷運転が見込まれ、余剰汚泥の発生量を格段に少なくできるものと期待される。
一方、従来の最終沈澱池を用いた固液分離方法においても、凝集剤を添加して活性汚泥塊を大きくして沈降性を高めることにより汚泥滞留日数１００日以上の運転が可能である。この場合、装置や水槽などについて、最少限度の追加や改造で実施することができ、既設の処理場へ適用し易い利点がある。
また、余剰汚泥の発生量が少なくする本発明の水処理方式は、上流側の処理工程に位置するため、下流側の処理が簡易化することができる利点もある。
【００２１】
表１に、各々の処理方式（連続流入は従来の方式であり、間欠流入は本発明の方式である。）で生物処理を行った時に発生する余剰汚泥の発生率を示す。
ここで、余剰汚泥の発生率は、流入する有機性汚水中に含まれる浮遊物質（ＳＳ）に対する割合で算出している。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１に示すとおり、有機性汚水を連続流入させた場合の余剰汚泥発生率を１００％とすると、間欠流入は８０％であった。これは、低負荷（無負荷）が一時的なものであっても、繰返して運転することにより、余剰汚泥を減量化することが可能であることを示すものであり、間欠流入は連続流入に比べ、相対的に余剰汚泥を２０％程度減容化できることを示している。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の汚水の処理方法によれば、生物処理系に保持される汚泥滞留日数を１００日以上と、長期間保持させることにより、一定の有機物量に対し、処理系内の活性汚泥微生物量が多くなって自己消化し易い環境が整い、余剰汚泥の発生を抑制し、従来法に比べその発生量を１／３程度までとすることができる。
【００２５】
また、生物化学的酸素要求量／浮遊物質（ＢＯＤ５／ＳＳ）比を０．０２以下の低負荷の状態とすることにより、自己消化が促進され、余剰汚泥の発生を抑制することができる。
また、低負荷運転のため、維持監理が容易で安定した処理水質が得られる。
【００２６】
また、汚泥滞留日数が長くなり、生物反応（曝気）槽内の活性汚泥微生物の濃度が上昇して固液分離性能が悪化しても、精密ろ過膜等を用いた膜分離装置を使用することにより、高濃度の汚泥に対しても固液分離を簡易に行うことができる。
【００２７】
また、活性汚泥に凝集剤を添加することで、活性汚泥塊を大きくすることができ、かつ沈降性を高めることができるので、汚泥滞留日数１００日以上の長期間の運転が可能となる。
【００２８】
さらに、生物反応槽を複数設置し、各々の生物反応槽に有機性汚水を間欠的かつ交互に流入せしめ、一時的に低負荷状態で運転することにより、一時的に生物化学的酸素要求量／浮遊物質（ＢＯＤ５／ＳＳ）比をゼロの無負荷状態とすることができるため、汚泥の自己消化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、活性汚泥法による汚水処理の原理を説明する図で、左半は本発明を右半は従来の方法をそれぞれ示す。
【図１】
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