(57)【要約】【課題】高濃度有機物廃水を、凝集剤を添加したり加熱したりすることなく、河川などに放流可能な水に変化させることができ、処理作業に伴う汚泥発生を無くし、臭気発生も抑制することのできる、廃液処理技術を提供する。【解決手段】焼酎廃液１を活性汚泥と共に貯留して嫌気処理する貯留槽２と、嫌気処理した廃液を段階的に曝気処理する複数の曝気槽３と、曝気処理した廃液を硝化・脱窒処理する硝化槽４および脱窒槽５と、硝化・脱窒処理した廃液を分離膜７で固形分と水分とに分離する濾過処理槽６と、前記水分中の有機物を光触媒８で酸化・分解して再生水を生成する再生水槽９と、再生水を活性炭１０で浄化する浄水槽１１とを備えた廃液処理設備であり、前記固形分を貯留槽２に返送する汚泥返送管３０と、再生水の一部を貯留槽２、曝気槽３、硝化槽４、脱窒槽５内に散布するためのポンプＰ、送水管１８、散水器３４を設けている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液を活性汚泥と共に一定期間貯留して嫌気処理する貯留槽と、前記嫌気処理された廃液を段階的に曝気処理する複数の独立した曝気槽と、前記曝気処理された廃液を曝気しながら硝化処理する硝化槽と、前記硝化処理された廃液を脱窒処理する脱窒槽と、前記脱窒処理された廃液を分離膜を用いて固形分と水分とに分離する濾過処理槽と、前記水分中の有機物を光触媒を用いて酸化・分解して再生水を生成する再生水槽と、前記再生水を活性炭を用いて浄化する浄水槽と、前記濾過処理槽で分離された前記固形分を前記貯留槽に返送する固形分返送経路と、前記再生水の一部を前記貯留槽内に散布する散水手段とを備えたことを特徴とする廃液処理設備。
【請求項２】
前記再生水の一部を、前記曝気槽内、前記硝化槽内および前記脱窒槽内に散布する散水手段を設けた請求項１記載の廃液処理設備。
【請求項３】
廃液を活性汚泥と共に貯留槽内に一定期間貯留して嫌気処理する嫌気処理工程と、前記嫌気処理された廃液を複数の独立した曝気槽で段階的に曝気処理する曝気工程と、前記曝気処理された廃液を曝気しながら硝化処理する硝化工程と、前記硝化処理された廃液を脱窒処理する脱窒工程と、前記脱窒処理された廃液を分離膜を用いて固形分と水分とに分離する濾過処理工程と、前記水分中の有機物を光触媒を用いて酸化・分解して再生水を生成する再生水生成工程と、前記再生水を活性炭を用いて浄化する浄水工程と、前記濾過処理槽で分離された前記固形分を前記貯留槽に返送する固形分返送工程と、前記再生水の一部を前記貯留槽内に散布する散水工程とを有することを特徴とする廃液処理方法。
【請求項４】
さらに、前記再生水の一部を、前記曝気工程、硝化工程および脱窒工程において廃液に散布する散水工程を有する請求項３記載の廃液処理方法。
【請求項５】
前記嫌気処理工程における廃液の貯留期間を２０日〜３０日とする請求項３記載の廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼酎工場や食品工場などから排出される廃液あるいは畜産し尿など有機物を高濃度に含有する廃液を処理する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼酎製造工程で生じる、いわゆる焼酎粕は、焼酎廃液あるいは焼酎蒸留残滓などとも呼ばれ、水分を９０〜９５％程度含む高濃度有機物廃液の一つであり、保存性が悪く、腐敗しやすい液体である。このような焼酎廃液などの廃液処理システムとしては、焼酎廃液を高温加熱の前処理を行った後、生物処理するもの（例えば、特許文献１参照。）や、焼酎廃液を固形分と濾液とに分離した後、固形分は真空乾燥機を用いて乾燥物とし、濾液は嫌気槽および発酵槽などを用いてガスと処理水に変化させるもの（例えば、特許文献２参照。）がある。
【０００３】
また、生活排水などの廃水処理システムとして、曝気槽で廃水を最終沈殿槽において膜処理ユニットを備えた膜分離装置で濾過処理するもの（例えば、特許文献３参照。）や、光触媒分解処理装置および嫌気性処理装置などを備えた第１処理槽と、好気性処理装置などを備えた第２処理槽とで廃水を処理するもの（例えば、特許文献４参照。）がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３１０１９７号公報（第２−７頁）
【特許文献２】
特開平１１−２４１０８０号公報（第２−５頁）
【特許文献３】
特開平９−４７７７６号公報（第２−８頁）
【特許文献４】
特開平１１−３００３７３号公報（第２−５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されている廃液処理技術は、焼酎廃液を高温加熱処理する工程を含んでいるため、加熱処理に多大なエネルギを必要とし、エネルギコストがかかり過ぎる。
【０００６】
特許文献２に記載されている廃液処理技術は、処理工程において生成される乾燥物を飼料、肥料、固形燃料などとしてリサイクル利用するものであるため、これらの利用先を確保しなければ処理システムとして機能しない。また、前記乾燥物の利用先がない場合、新たに乾燥物処理手段を設ける必要がある。
【０００７】
特許文献３に記載されている廃液処理技術の場合、処理作業に伴って最終沈殿槽から相当量の汚泥が排出されるので、これらの汚泥を最終的に処分する手段を別に設ける必要がある。また、この廃液処理技術は、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）が２００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ程度のし尿、下水などの廃水を処理対象とするものであるため、水分を９０〜９５％程度含み、保存性が悪く、腐敗しやすい液体であって、ＢＯＤが５００００ｐｐｍを超えることもある焼酎廃液や畜産し尿などの高濃度有機物廃水の処理手段として採用することは不可能である。
【０００８】
特許文献４に記載されている廃液処理技術は生活雑排水を処理対象とするものであるため、これらよりも遥かに高濃度の有機物を含有する焼酎廃液などを処理した場合、嫌気性処理装置内に配置された光触媒に有機物が付着して光触媒に光線が到達しなくなるおそれがあり、焼酎廃液などの処理手段として採用することは極めて困難である。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、焼酎廃液や畜産し尿などの高濃度有機物廃水を、凝集剤を添加したり加熱したりすることなく、河川などに放流可能な水に変化させることができ、処理作業に伴う汚泥発生を無くし、臭気発生も抑制することのできる、廃液処理技術を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の廃液処理設備は、廃液を活性汚泥と共に一定期間貯留して嫌気処理する貯留槽と、嫌気処理された廃液を段階的に曝気処理する複数の独立した曝気槽と、曝気処理された廃液を曝気しながら硝化処理する硝化槽と、硝化処理された廃液を脱窒処理する脱窒槽と、脱窒処理された廃液を分離膜を用いて固形分と水分とに分離する濾過処理槽と、水分中の有機物を光触媒を用いて酸化・分解して再生水を生成する再生水槽と、前記再生水を活性炭を用いて浄化する浄水槽と、濾過処理槽で分離された固形分を貯留槽に返送する固形分返送経路と、前記再生水の一部を貯留槽内に散布する散水手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成とすることにより、焼酎廃液や畜産し尿などの高濃度有機物廃水を、凝集剤を添加したり加熱したりすることなく、河川などに放流可能な水に変化させることができ、処理作業に伴う汚泥発生を無くし、臭気発生も抑制することができるようになる。以下、各処理槽および各処理工程について詳しく説明する。
【００１２】
廃液を活性汚泥と共に貯留槽内に一定期間貯留すると、廃液中に含まれる有機物は嫌気性細菌の働きによって酸性発酵期および酸性減退期を経て徐々に分解されていくが、この期間は主として酸性成菌と呼ばれる通性嫌気性菌群の作用で、セルロースを含む炭水化物、蛋白質、脂肪などの高分子が、酢酸、プロピオン酸、らく酸などの揮発性有機酸と低級アルコール類とに加水分解される。後述するように、廃液を活性汚泥と共に貯留槽内に貯留する期間としては２０日〜３０日程度が好適であり、特に２０日程度とすることが望ましい。
【００１３】
嫌気処理された廃液は活性汚泥を含んだ状態で曝気槽へ移送され、ここで曝気処理される。曝気処理とは、空気と水とを活発に接触させる操作であり、空気中の酸素を水中に溶解させたり、水中に溶存している不要なガスや揮発性物質を、大気に拡散させるのに用いられる。活性汚泥存在下における曝気の役割は、酸素を効率的に溶解することと、曝気槽内の廃液を混合、撹拌することである。曝気処理することにより、廃液中の有機物が活性汚泥に吸着され、活性汚泥を形成する微生物群（有機物酸化細菌）の代謝機能によって有機物が酸化および同化され、その一部は活性汚泥に転換されていく。なお、複数の独立した曝気槽で段階的に曝気処理するとは、一つの曝気槽に収容した廃液を一定時間曝気処理した後、次の曝気槽へ移して所定時間曝気処理するというバッチ処理過程を曝気槽の個数だけ順番に行なっていくことをいう。
【００１４】
このように、複数の独立した曝気槽で段階的に曝気処理することにより、従来の単一曝気槽による処理工程で問題となる廃液の短絡（曝気処理槽に存在する未処理の廃液が次の処理工程へ誤って流出すること）が発生しなくなるため、廃液を確実に曝気処理することができるようになる。なお、曝気処理を段階的に行なうための独立した曝気槽の個数は、特に限定するものではないが、嫌気処理された焼酎廃液を処理する場合、５槽〜７槽程度が好適である。
【００１５】
曝気処理された廃液は硝化槽へ移送され、この中で再び曝気処理することにより、廃液中に含まれる活性汚泥中に存在する硝化菌の働きによって廃液中のアンモニア性窒素が酸化され、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素へと変化する。
【００１６】
硝化処理された廃液は脱窒槽内に移送され、この中で、活性汚泥中に存在する脱窒菌の働きによって廃液中の亜硝酸性窒素、硝酸性窒素が窒素ガスに還元されて大気中へ放出（脱窒）される。ここで、脱窒とは、水溶性の硝酸態窒素がガス状の化合物として大気中に放出される現象を指す。硝酸（ＨＮＯ３）から分子状窒素（Ｎ２）までの完全脱窒は細菌に限られた能力であり、亜硝酸（ＨＮＯ２）、一酸化窒素（ＮＯ）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を経由する４段階の反応から構成される。それぞれの反応は硝酸還元酵素（ＮＡＲ）、亜硝酸還元酵素（ＮＩＲ）、ＮＯ還元酵素（ＮＯＲ）、亜酸化窒素還元酵素（Ｎ２ＯＲ）の４種の金属酵素により触媒される。これらの反応は、ニトロゲナーゼ複合体によって大気中より固定化された結合型窒素を分子状窒素として大気中に戻す唯一の生物反応として、地球上の窒素循環に対し重要な役割を担っている。
【００１７】
なお、硝化処理、脱窒処理はそれぞれ独立して行なうことも可能であるが、硝化槽と脱窒槽との間で廃液を循環させながら行なうことが望ましく、これによって、硝化・脱窒反応が効率的に進行し、最終的な脱窒率も高めることができる。この場合、前段の曝気槽から移送されてくる廃液の分量に比べ比較的容量の大きな硝化槽および脱窒槽を設け、これらの槽間で比較的大量の廃液を循環させながら処理を行ない、脱窒槽から比較的少量ずつの廃液を後工程へ移送するようにすれば、廃液を連続処理することが可能であり、ほぼ一定レベルの硝化処理、脱窒処理が施された状態の廃液を後工程へ移送することができる。
【００１８】
脱窒処理された廃液は濾過処理槽へ移送され、分離膜によって固形分と水分とに濾過分離される。ここでは、微生物を高濃度に含む活性汚泥や、曝気槽などで処理できなかった微細な懸濁物質を短時間で分離除去することができる。分離膜を用いた濾過処理槽を備えたことにより、大型の沈殿分離槽や最終沈殿槽などを配備する必要がなくなるため、処理プロセスが簡略化され、設備の省スペース化が可能となり、比較的小規模な設備で廃液処理をすることができるようになる。
【００１９】
濾過処理槽で分離された水分は再生水槽へ移送され、ここで、水分中に含まれる有機物が光触媒によって酸化・分解されて再生水が生成される。光触媒の主原料は酸化チタンであり、光触媒は蛍光灯や太陽などからの光エネルギ（紫外線、可視光線）により、触媒表面に接触した有機物を酸化、分解する作用がある。光触媒の表面には吸着水と呼ばれる水が存在し、紫外線や可視光線が当たると強い酸化力が生じて吸着水が酸化されヒドロキシラジカルが生成し、これが、近くに存在する有機物の分子結合を切断して電子を奪い安定化しようとするため、有機物は分解されて二酸化炭素と水になる。なお、光触媒としては、有限会社水商のケネタック光触媒（商品名）などが好適である。
【００２０】
再生水槽で生成した再生水は浄化槽へ移送され、この中で、再生水中の不純物が活性炭に吸着除去されることによって、河川などへ放流可能な無色透明、無臭の水となる。この浄化槽は、活性炭の吸着作用を利用して再生水中の有機物、色、臭いなどを除去するものである。活性炭は、ヤシガラ、木材、石炭、亜炭、石油ピッチなどを高温で炭化し、水蒸気などで活性化したものであり、その形状は粉状、粒状、繊維状などがある。活性炭は内径１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の微細孔を大量に有する多孔質構造であり、重量当たりの表面積が極めて大きく、これらの微細孔が優れた吸着能力を発揮する。
【００２１】
一方、濾過処理槽で分離された固形分は固形分返送経路によって貯留槽に返送して活性汚泥として再利用され、貯留槽内での長時間処理に供されることで減容化するので、処理作業に伴って汚泥が排出されることが無くなり、汚泥の処理は不要となる。また、再生水槽で生成する再生水の一部を散水手段で貯留槽内に散布することにより、貯留槽内で発生する悪臭成分が再生水に吸着され、大気中への放散が防止されるため、臭気発生も抑制することができる。
【００２２】
また、再生水槽で生成する再生水の一部を、曝気槽、脱窒槽および硝化槽内に散布する散水手段を設ければ、これらの槽で発生する悪臭成分が再生水に吸着され、大気中への放散が防止されるため、臭気発生を抑制する機能をさらに高めることができる。
【００２３】
さらに、前記濾過処理槽内の廃液中に気泡を発生させるための気泡発生手段を設ければ、濾過処理の進行に伴って前記分離膜に付着する固形分を、廃液中を上昇する気泡によって分離膜から離脱させることができるようになるため、分離膜の目詰まりに起因する濾過機能の低下を防止することができる。なお、気泡発生手段としては、ブロワによって濾過処理槽内に空気を吹き込む方式などを用いることができる。
【００２４】
一方、本発明の廃液処理方法は、廃液を活性汚泥と共に貯留槽内に一定期間貯留して嫌気処理する嫌気処理工程と、嫌気処理がされた廃液を複数の独立した曝気槽で段階的に曝気処理する曝気工程と、曝気処理がされた廃液を曝気しながら硝化処理する硝化工程と、硝化処理された廃液を脱窒処理する脱窒工程と、脱窒処理された廃液を分離膜を用いて固形分と水分とに分離する濾過処理工程と、水分中の有機物を光触媒を用いて酸化・分解して再生水を生成する再生水生成工程と、再生水を活性炭を用いて浄化する浄水工程と、濾過処理槽で分離された固形分を貯留槽に返送する固形分返送工程と、再生水の一部を貯留槽内に散布する散水工程とを有することを特徴とする。
【００２５】
このような工程とすることにより、焼酎廃液や畜産し尿などの高濃度有機物廃水を、凝集剤を添加したり加熱したりすることなく、河川などに放流可能な水に変化させることができ、処理作業に伴う汚泥発生を無くし、臭気発生も抑制することができるようになる。
【００２６】
ここで、再生水生成工程で生成する再生水の一部を、曝気工程、硝化工程および脱窒工程において廃液に散布する散水工程を追加すれば、臭気発生をさらに効果的に抑制することができる。
【００２７】
また、嫌気処理工程における廃液の貯留期間は２０日〜３０日とすることが望ましい。廃液中の有機物は、活性汚泥に含まれる嫌気性細菌の働きによって、酸性発酵期（第１期）、酸性減退期（第２期）およびアルカリ性発酵期（第３期）を経て分解されていくが、貯留期間を２０日〜３０日とすることにより、廃液中の有機物は酸性減退期（第２期）の段階まで処理され、廃液中に含まれる固形状有機物が分解、溶融して低分子化されるため、この後の曝気処理工程を効率化することができる。
【００２８】
なお、貯留期間が２０日より短い場合は廃液中に含まれる固形状有機物の分解、溶融および低分子化が完全に終了しないため、次の曝気処理工程における処理効率が低下する傾向が生じ、貯留期間が３０日を超えるとアルカリ性発酵期（第３期）の段階まで進行し、絶対嫌気性細菌であるメタン生成菌の働きによって、有機酸などの中間生成物がメタン、二酸化炭素、アンモニアなどの最終生成物に分解されるため、次の曝気処理工程の効率化を図る上では有効であるが、全体的な処理時間が増大するというデメリットがある。また、貯留期間が３０日を超える場合、工場などから継続的に排出される廃液を滞りなく処理するためには、１回の貯留量を増大させる必要が生じるので、貯留槽の大型化を招くこととなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態である廃液処理設備を示す概略構成図であり、図２は図１に示す廃液処理設備を用いて構築した焼酎廃液処理システムを示す構成図である。
【００３０】
本実施形態の廃液処理設備は、図１に示すように、焼酎廃液１を活性汚泥とともに一定期間貯留して嫌気処理するための貯留槽２と、嫌気処理された廃液を段階的に曝気処理するための複数の独立した曝気槽３と、曝気処理がされた廃液を曝気しながら硝化処理する硝化槽４と、硝化処理された廃液を脱窒処理するための脱窒槽５と、脱窒処理がされた廃液を膜処理ユニット７を用いて固形分と水分とに分離する濾過処理槽６と、固形分が除去された水分中の有機物を光触媒８を用いて酸化・分解して再生水を生成する再生水槽９と、再生水を活性炭１０を用いて浄化する浄水槽１１とを備えている。
【００３１】
また、濾過処理槽６で分離された固形分を貯留槽２に返送するための固形分返送経路として汚泥返送管３０を設け、再生水槽９で生成された再生水の一部を貯留槽２、曝気槽３、硝化槽４および脱窒槽５内に散布するための散水手段として濾過処理槽６内のポンプＰ、送水管１８および散水器３４を設けている。
【００３２】
後述するように、焼酎工場から送給された焼酎廃液１は、貯留槽２内に送り込まれ、この中で活性汚泥と撹拌混合されながら約２０日の期間、嫌気処理が行なわれる。このような嫌気処理を施すと、焼酎廃液１に含まれている有機物が活性汚泥中の嫌気性細菌の働きによって酸性発酵期および酸性減退期を経て徐々に分解されていく。この期間、主として、酸性成菌と呼ばれる通性嫌気性菌群の働きにより、セルロースを含む炭水化物、蛋白質、脂肪などの高分子化合物が、酢酸、プロピオン酸、らく酸などの揮発性有機酸と低級アルコール類とに加水分解される。
【００３３】
貯留槽２において嫌気処理された廃液は、互いに独立した状態で複数配置された曝気槽３のうちの初段の曝気槽３に移送され、曝気処理が行なわれる。曝気槽３内においては、曝気ポンプ（図示せず）により廃液中への空気の吹き込みと撹拌、混合が行なわれ、廃液中の有機物は活性汚泥に吸着され、活性汚泥を構成する微生物群（有機物酸化細菌）の代謝機能によって酸化および同化され、その一部は活性汚泥に転換されていく。
【００３４】
初段の曝気槽３における所定時間の曝気処理が終了した廃液は、ポンプＰにより、隣接する次段の曝気槽３へ移送され、再び所定時間の曝気処理が施された後、次の曝気槽３へ移送され、以下同様に、曝気槽３の個数だけ独立した曝気処理が順番に繰り返される。すなわち、廃液は複数の曝気槽３によるバッチ処理過程を順番に経ながら複数回の曝気処理が施される。
【００３５】
このように、複数の独立した曝気槽３で廃液を段階的に曝気処理することにより、未処理の廃液の一部が次の処理工程へ流入する、いわゆる廃液の短絡が発生しないので、曝気処理を確実に行なうことができる。なお、図１では、簡略化して曝気槽３を４槽配置した状態を示しているが、焼酎廃液を実際に処理する場合は５〜７槽が好適である。
【００３６】
複数の曝気槽３のうちの最終段の曝気槽３での曝気処理が終わった廃液はポンプＰによって硝化槽４へ移送される。硝化槽４と脱窒槽５とは互いに隣接するとともに連通して配置され、廃液が両槽間を循環移動する構造となっており、硝化槽４においては曝気処理が行なわれる。硝化槽４へ移送された廃液は、この中で曝気処理されることにより、廃液中のアンモニア性窒素が、活性汚泥中に存在する硝化菌の働きによって酸化され、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素へと変化する。
【００３７】
一方、硝化槽４で消化処理された廃液は脱窒槽５へ移動し、この中で、活性汚泥中に存在する脱窒菌の働きによって、廃液中に含まれる亜硝酸性窒素、硝酸性窒素が窒素ガスに還元された後、大気中へ放出（脱窒）される。
【００３８】
このような硝化処理および脱窒処理は、硝化槽４から脱窒槽５へ廃液を一方通行状態に移動させて行なうのではなく、硝化槽４と脱窒槽５との間で廃液を連続的に循環させながら行なうので、硝化反応および脱窒反応が交互に反復されることとなり、脱窒反応が効率的に進行し、最終的に高い脱窒率が得られる。
【００３９】
なお、硝化槽４および脱窒槽５の容積は、曝気槽３から移送される廃液量に比べかなり大きく設定され、比較的大量の廃液を常に循環させながら処理を行なっているため、曝気槽３から送り込まれる廃液量と同程度の分量を脱窒槽５から取り出して後工程へ移送するようにすれば、硝化処理および脱窒処理が完了したほぼ一定レベルの廃液を連続的に後工程へ送り込むことができる。
【００４０】
硝化処理および脱窒処理された廃液は濾過処理槽６へ移送され、この中に配置されている膜処理ユニット７によって固形分と水分とに分離される。具体的には、濾過処理槽６内に収容された廃液を膜処理ユニット７を通してポンプＰで汲み上げることによって濾過されるが、このとき、廃液中の固形分は膜処理ユニット７に付着し、膜処理ユニット７を通過することができた水分のみが後工程へ送り込まれる。濾過処理槽６においては、微生物を高濃度に含む活性汚泥あるいは曝気槽３などで処理できなかった微細な懸濁物質などの固形分を短時間で分離することができる。
【００４１】
このような濾過処理槽６を備えたことにより、従来用いられていた大型の沈殿分離槽や最終沈殿槽などが不要となり、処理プロセスを簡略化することができ、設備の省スペース化が実現できるため、比較的小規模な設備で廃液を処理することができるようになった。なお、膜処理ユニットとしては株式会社クボタの液中膜浸漬型膜分離装置（商品名）などを好適に使用することができる。
【００４２】
濾過処理槽６で分離された水分は再生水槽９に移送され、再生水槽９に収容された廃液表面に浮いた状態にある光触媒８によって、廃液中の有機物が酸化・分解されて再生水が生成される。光触媒８の主原料は酸化チタンであり、太陽光や蛍光灯などからの光線により、触媒表面に接触した有機物を酸化・分解する作用がある。光触媒８としては、有限会社水商のケネタック光触媒（商品名）などを好適に使用することができる。
【００４３】
再生水槽９で生成された再生水は浄化槽１１へ移送され、この中に配置されている活性炭１０の吸着作用により再生水中の有機物、色、臭いなどが除去されることによって浄化され、河川などへ放流可能な無色、透明の放流水１２が得られる。
【００４４】
一方、濾過処理槽６において膜処理ユニット７によって分離された活性汚泥などの固形分は濾過処理槽６の底部に沈殿した後、汚泥返送管３０，３０ａを通して貯留槽２へ返送され、ここで活性汚泥として再利用され嫌気処理に供される。貯留槽２へ返送された活性汚泥は、その中で長時間処理することで減容化するので増えすぎることがなく、処理作業に伴って汚泥を排出することがないため、汚泥の処分を行なう必要がない。
【００４５】
前述したように、曝気槽３、硝化槽４および脱窒槽５においては好気性菌の働きを利用しながら曝気処理などを行っているが、長期間稼動するうちに各槽中の好気生菌が減少して不足状態となることがある。このような場合、濾過処理槽６の底部に沈殿した活性汚泥（嫌気性菌および好気性菌を含む）を汚泥返送管３０，３０ｂを通して返送し、貯留槽２から曝気槽３へ移送される廃液に混合すれば、曝気槽３およびそれ以降の硝化槽４および脱窒槽５へ活性汚泥が流れ込んで好気性菌が補給されるため、不足状態を解消することができる。
【００４６】
また、再生水槽９で生成された再生水の一部はポンプＰで汲み上げられ、送水管１８および散水器３４を通して、それぞれ貯留槽２、曝気槽３、硝化槽４および脱窒槽５内に散布される。これにより、貯留槽２、曝気槽３、硝化槽４および脱窒槽５内において発生する悪臭成分が再生水に吸着し、外部への拡散が防止されるため、臭気発生を抑制することができる。
【００４７】
以上のように、図１に示す構成とすることにより、焼酎廃液１を、凝集剤を添加したり加熱したりすることなく、河川などに放流可能な放流水１２に変化させることができ、処理作業に伴う汚泥発生を無くし、臭気発生も抑制することができる。また、この廃液処理設備においては、廃液への凝集剤の添加および廃液の加熱などを行わないので、凝集沈殿槽および加熱装置などが不要であり、凝集剤や加熱用エネルギも使用しないので、設備費用および運転費用を軽減することができ、小規模の焼酎工場などでも比較的容易に導入することができる。
【００４８】
次に図２を参照しながら、前述した廃液処理設備を用いて構築した焼酎廃液処理システムについて詳しく説明する。なお、図２中において、図１で示した各種処理槽および装置などと同じ機能を有する部分については図１と同じ符号を付して説明を省略する。また、図２においては図１で示す送水管１８および散水器３４を一部省略している。
【００４９】
図２に示すように、焼酎工場１３で発生する焼酎廃液１は予備タンク１４内に送り込まれ、この中で一時貯留される。予備タンク１４内に貯留されている焼酎廃液１のＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）は６４０００ｐｐｍ程度、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）は４７０００ｐｐｍ程度、ＳＳ（懸濁物質）は２７０００ｐｐｍ程度、ｐＨは３．５６程度である。
【００５０】
予備タンク１４内に一時貯留された焼酎廃液１はポンプＰによって貯留槽２内へ移送され、撹拌機Ｍによって活性汚泥と十分に撹拌、混合されながら約２０日間の嫌気処理が行なわれる。この場合、貯留槽２内の活性汚泥を高濃度（１５０００〜２００００ｍｇ／Ｌ）とし、貯留期間も２０日という長期間とすることにより、低負荷操業としている。これにより、活性汚泥自体が飢餓状態となり活性汚泥の増殖速度が小さくなるので、汚泥発生量を低く抑制することができる。
【００５１】
貯留槽２内における２０日間の嫌気処理が終わった廃液はポンプ槽３１内へ移送される。このポンプ槽３１においては、貯留槽２から移送された廃液と、濾過処理槽６の底部から汚泥返送管３０を通して返送される活性汚泥とを混合することにより、次の曝気槽３でバッチ処理過程を通して曝気処理する際に必要となる好気性菌などの生物量を維持する機能を果たしている。ポンプ槽３１内の廃液のＢＯＤは３５０００ｐｐｍ程度、ＣＯＤは８８００ｐｐｍ程度、ＳＳは７８００ｐｐｍ程度、ｐＨは７程度である。
【００５２】
貯留槽２において焼酎廃液が嫌気処理される場合、廃液のｐＨは酸性側へ移動する傾向があり、廃液が酸性側へ移動するとこの後の工程における生物処理に支障を来すため、中性に戻す必要がある。このため、中和剤としての水酸化ナトリウムを薬剤タンク１６からポンプ槽３１内へ添加してｐＨを調整する。
【００５３】
汚泥返送管３０，３０ｂを通して返送された活性汚泥とポンプ槽３１内で混合された廃液は、互いに独立して配置された７個の曝気槽３のうちの初段の曝気槽３に移送され、ここから終段の曝気槽３に至るまで段階的に曝気処理される。曝気処理は曝気槽３内に配置された曝気ポンプＡＰによって行なわれる。初段の曝気槽３で曝気処理された直後における廃液のＢＯＤは１９０００ｐｐｍ程度、ＣＯＤは３８００ｐｐｍ程度、ＳＳは８３５ｐｐｍ程度、ｐＨは７程度である。
【００５４】
終段の曝気槽３における曝気処理が終了した廃液は、流量調整槽３２内へ移送される。流量調整槽３２においては、終段の曝気槽３から移送された廃液と、焼酎工場１３から送水管１５を経由して移送された洗米水とが混合、貯留され、次の硝化槽４へ移送する際の流量を調整する機能を果たしている。ここで、洗米水とは、焼酎工場において原料の一つとして用いられる米を水洗いしたときに生じる廃液を指している。なお、流量調整槽３２内に収容されている廃液のＢＯＤは６７００ｐｐｍ程度、ＣＯＤは１７００ｐｐｍ程度、ＳＳは５５０ｐｐｍ程度、ｐＨは７程度である。
【００５５】
また、流量調整槽３２の底部には、未分解の有機物を含有する活性汚泥などのスラッジが沈殿することがあるが、これらのスラッジは、スラッジ返送管２９を経由して貯留槽２内へ返送され、再び嫌気処理に供される。
【００５６】
流量調整槽３２内に一時貯留された廃液は、脱窒槽５と連通して配置された硝化槽４へ少量ずつ連続的に移送され、硝化槽４内に配置された曝気ポンプＡＰによって曝気されながら、硝化槽４と脱窒槽５との間を循環させることによって硝化処理、脱窒処理が行なわれる。
【００５７】
硝化処理および脱窒処理された廃液は、脱窒槽５側に配置されたポンプＰによって少量ずつ汲み上げられ濾過処理槽６内へ連続的に移送される。濾過処理槽６内へ移送された廃液は膜処理ユニット７によって水分と活性汚泥などの固形分とに分離され、水分のみが再生水槽９へ移送される。
【００５８】
濾過処理の進行に伴って膜処理ユニット７の外面に活性汚泥などの固形分が付着していくが、これらの固形分はブロア１７から送気管１７ａを通して送給されるエアで濾過処理槽６内に発生する大量の気泡によって膜処理ユニット７から離脱して濾過処理槽６の底部に沈殿する。そして、これらの固形分は、濾過処理槽６内に配置されたポンプＰにより汚泥返送管３０，３０ｂを経由してポンプ槽３１内へ返送され、嫌気処理を終えて貯留槽２から移送された廃液と混合される。
【００５９】
膜処理ユニット７から再生水槽９に移送された水分は、再生水槽９中に収容されている光触媒８の作用によって、水分中の有機物が酸化・分解され、再生水が生成される。そして、再生水槽９で生成された再生水は浄水槽１１へ移送され、この中に配置されている活性炭１０によって浄化され、河川などへ放流することのできる清浄な放流水１２となる。なお、浄水槽１１で処理された直後の放流水１２のＢＯＤは１２０ｐｐｍ程度、ＣＯＤは１２０ｐｐｍ程度、ＳＳは１０ｐｐｍ程度、ｐＨは７程度である。
【００６０】
図２に示す焼酎廃液処理システムにおいては、再生水槽９で生成される再生水の一部を、図１で示した送水管１８および散水器３４を通して貯留槽２、曝気槽３、硝化槽４および脱窒槽５の内部に散水することによって臭気発生を抑制しているのであるが、その効果が不充分である場合、貯留槽２、ポンプ槽３１および汚泥消化槽２０で発生する臭気を排気ダクト２７を通して吸引してスクラバー１９内に引き込んで脱臭する。スクラバー１９内においては、送水管２６を経由して送水された浄化槽１１内の放流水１２の一部を上部から万遍なく散布して、臭気を水分に吸着させることによって脱臭が行われる。
【００６１】
この場合、スクラバー１９内に散布された放流水はスクラバー１９の底部付近に回収された後、排水管２８を経由して浄化槽１１へ返送され、活性炭１０による浄化が行なわれる。なお、スクラバー１９から回収される水の汚濁レベルが高い場合、浄化槽１１よりも前工程に位置する流量調整槽３２内へ返送し、硝化処理以降の各種処理を施して浄化を図るようにすることもできる。
【００６２】
一方、流量調整槽３２から回収された活性汚泥を含むスラッジはスラッジ返送管２９を通して貯留槽２へ返送され、濾過処理槽６から回収された活性汚泥を含む固形分は貯留槽２またはポンプ槽３１へ返送されて、それぞれ再利用されるため、基本的には処理作業に伴って活性汚泥が排出されることはないのであるが、焼酎廃液１の変動、操業条件の変化などにより、ポンプ槽３１内の活性汚泥が増え過ぎることがある。
【００６３】
このような場合、ポンプ槽３１内に余剰に蓄積された活性汚泥はポンプＰによって汚泥消化槽２０へ移送され、この中において撹拌機Ｍで撹拌しながら嫌気処理することによって分解され、減容化される。汚泥消化槽２０で処理された汚泥は嫌気的雰囲気であり悪臭を発するので汚泥曝気槽２１に移送し、この中において好気処理して悪臭を除去した後、脱水スクリーン２２へ移送される。脱水スクリーン２２は、汚泥曝気槽２１から排出される汚泥をスクリーンで固形分と有機性廃液とに分離する装置であり、ここで発生する有機性廃液は分離液受枡２３に回収された後、貯留槽２内へ返送され、嫌気処理が施される。
【００６４】
脱水スクリーン２２で生成された固形分（脱水ケーキ）は、脱水ケーキ乾燥室２４へ移送され、ここで十分に乾燥された後、焼却炉２５で焼却される。焼却炉２５においては、図１で示した廃液処理設備によって処理困難である残渣（セルロース）など、例えば、麦焼酎の原料麦であれば胚芽、芋焼酎の原料芋であれば繊維分などを焼却処分することができる。
【００６５】
以上の実施形態においては、本発明の廃液処理設備を焼酎廃液処理に用いた場合について説明したが、本発明の用途はこれらに限定するものではないので、食品工場の廃液や畜産し尿など有機物を高濃度に含有する廃液の処理手段として広く応用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏する。
【００６７】
（１）廃液を活性汚泥と共に一定期間貯留して嫌気処理する貯留槽と、嫌気処理された廃液を段階的に曝気処理する複数の独立した曝気槽と、曝気処理された廃液を曝気しながら硝化処理する硝化槽と、硝化処理された廃液を脱窒処理する脱窒槽と、脱窒処理された廃液を分離膜を用いて固形分と水分とに分離する濾過処理槽と、水分中の有機物を光触媒を用いて酸化・分解して再生水を生成する再生水槽と、再生水を活性炭を用いて浄化する浄水槽と、濾過処理槽で分離された前記固形分を貯留槽に返送する固形分返送経路と、再生水の一部を貯留槽内に散布する散水手段とを備えたことにより、焼酎廃液や畜産し尿などの高濃度有機物廃水を、凝集剤を添加したり加熱したりすることなく、河川などに放流可能な水に変化させることができ、処理作業に伴う汚泥発生を無くし、臭気発生も抑制することができる。
【００６８】
（２）前記再生水槽で生成する再生水の一部を、曝気槽、脱窒槽および硝化槽内に散布する散水手段を設けることにより、これらの槽で発生する悪臭成分が再生水に吸着され、大気中への放散が防止されるため、臭気発生を抑制する機能をさらに高めることができる。
【００６９】
（３）前記貯留槽における廃液の貯留期間を２０日〜３０日とすることにより、廃液中の有機物は酸性減退期（第２期）の段階まで処理され、廃液中に含まれる固形状有機物が分解、溶融して低分子化されるため、この後の曝気処理工程を効率化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態である廃液処理設備示す概略構成図である。
【図２】図１に示す廃液処理設備を用いて構築した焼酎廃液処理システムを示す構成図である。
【符号の説明】
１　焼酎廃液
２　貯留槽
３　曝気槽
４　硝化槽
５　脱窒槽
６　濾過処理槽
７　膜処理ユニット
８　光触媒
９　再生水槽
１０　活性炭
１１　浄水槽
１２　放流水
１３　焼酎工場
１４　予備タンク
１５　送水管
１６　薬剤タンク
１７　ブロア
１７ａ　送気管
１８，２６　送水管
１９　スクラバー
２０　汚泥消化槽
２１　汚泥曝気槽
２２　脱水スクリーン
２３　分離液受枡
２４　脱水ケーキ乾燥室
２５　焼却炉
２７　排気ダクト
２８　排水管
２９　スラッジ返送管
３０，３０ａ，３０ｂ　汚泥返送管
３１　ポンプ槽
３２　流量調整槽
３４　散水器
Ｍ　撹拌機
Ｐ　ポンプ
ＡＰ　曝気ポンプ
【図１】
2004097856.tif 000003
【図２】
2004097856.tif 000004