(57)【要約】【課題】好気性生物処理槽（曝気槽）内の微生物の生存環境に悪影響を及ぼさず、むしろ微生物の生理活性を向上させ、高濃度有機性廃水や難分解物質含有廃水を効率よく浄化処理し得る方法及び装置を提供すること。【解決手段】ｐＨ＜５又はｐＨ＞８、ＢＯＤ20／ＢＯＤ5 ＞１．５、ＣＯＤ＞ＢＯＤ、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ＞１００：１５：５、ＢＯＤ＞６０００ｐｐｍ、ＳＳ＞２０００ｐｐｍ、ｎ−Ｈｅｘ＞１００ｐｐｍの高濃度有機性廃水を活性汚泥法により処理するため、該廃水を固液分離装置８及び原水調整槽３で５．５≦ｐＨ≦７．５、ＢＯＤ20／ＢＯＤ5 ≦１．５、ＣＯＤ≦０．５×ＢＯＤ、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ≦１００：１５：５、ＢＯＤ≦５０００ｐｐｍ、ＳＳ≦１０００ｐｐｍ、ｎ−Ｈｅｘ≦５０まで処理した後、曝気槽４に導入して好気性生物処理する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐＨ＜５又はｐＨ＞８、ＢＯＤ20／ＢＯＤ5 ＞１．５、ＣＯＤ＞ＢＯＤ、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ＞１００：１５：５、ＢＯＤ＞６０００ｐｐｍ、ＳＳ＞２０００ｐｐｍ、ｎ−Ｈｅｘ＞１００ｐｐｍの高濃度有機性廃水を活性汚泥法により浄化処理するに当たり、該高濃度有機性廃水を５．５≦ｐＨ≦７．５、ＢＯＤ20／ＢＯＤ5 ≦１．５、ＣＯＤ≦０．５×ＢＯＤ、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ≦１００：１５：５、ＢＯＤ≦５０００ｐｐｍ、ＳＳ≦１０００ｐｐｍ、ｎ−Ｈｅｘ≦５０まで固液分離処理及び有機物低分子化処理に付した後、曝気槽に導入して好気性生物処理することを特徴とする高濃度有機性廃水の浄化処理方法。
【請求項２】
有機物低分子化処理を空気導入によって行う請求項１記載の浄化処理方法。
【請求項３】
有機物低分子化処理を酵素触媒資・機材又は遠赤外線放射材の存在での空気導入によって行う請求項１記載の浄化処理方法。
【請求項４】
高濃度有機性廃水を活性汚泥法により浄化処理する装置において、曝気槽の直前に、有機物低分子化装置を備えた原水調整槽が付設されていることを特徴とする高濃度有機性廃水の浄化処理装置。
【請求項５】
有機物低分子化装置が空気導入装置である請求項４記載の浄化処理装置。
【請求項６】
有機物低分子化装置が酵素触媒資・機材又は遠赤外線放射材付き空気導入装置である請求項４記載の浄化処理装置。
【請求項７】
原水調整槽が、原水の最大１日排出量の１．５日分以上の容量を有するものである請求項４記載の浄化処理装置。
【請求項８】
原水槽、原水調質槽、原水調整槽、曝気槽及び沈殿槽から構成され、原水槽、原水調整槽及び曝気槽内にそれぞれ有機物低分子化装置を備えたことを特徴とする高濃度有機性廃水の浄化処理装置。
【請求項９】
有機物低分子化装置が空気導入装置である請求項８記載の浄化処理装置。
【請求項１０】
有機物低分子化装置が酵素触媒資・機材又は遠赤外線放射材付き空気導入装置である請求項８記載の浄化処理装置。
【請求項１１】
原水調整槽が、原水の最大１日排出量の１．５日分以上の容量を有するものである請求項８記載の浄化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、下水処理場、し尿処理場、農村集落廃水処理場、畜産廃水処理場、各種工場廃水処理場などから排出される高濃度有機性廃水及び難分解物質を含有する廃水を活性汚泥法により効率よく高度に浄化処理する方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
従来、廃水処理の現場において生物処理が自然に優しく、経済的であり、対応幅も広いことから、幅広い分野において活性汚泥法が活用されてきた。反面、欠点として、自然条件変化を受け易く、生命力の弱さはもとより生物相の優先存在範囲も僅かな環境変化で著しく変動し、安全運転の困難さ、負荷変動への低い追従性が指摘されてきた。
特開平９−２４８５８９号公報には、高濃度有機性廃水の処理方法として、加圧浮上槽で浮上分離したスカム、下層部に沈殿した泥及び／又は他所より排出される濃厚廃液を消化槽に導き、一定時間低速攪拌して、嫌気的及び微好気的処理した後、中間層を好気性生物処理槽（曝気槽）へ供給し、好気性生物処理を行わせる方法が開示されている。この方法によれば、好気性生物処理では処理が困難であった浮上スカム、下層部の泥及び濃厚廃液を処理することが可能になる。
しかしながら、この方法でも、原水は、加圧浮上槽、嫌気性消化槽で順次処理された後に曝気槽へ導入されるため、微生物は環境変化にさらされ、生理活性が阻害される。
したがって、微生物の生存環境に悪影響を及ぼさず、生理活性を阻害すことなく、高濃度有機性廃水を効率よく処理し得る方法の開発が求められている。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、好気性生物処理槽（曝気槽）内の微生物の生存環境に悪影響を及ぼさず、むしろ微生物の生理活性を向上させ、高濃度有機性廃水や難分解物質含有廃水を効率よく浄化処理し得る方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、浄化すべき廃水を新鮮管理・新鮮維持管理し、かつ廃水中の有機物を予め活性汚泥に摂取されやすい状態にすることによって上記目的を達成したものである。
すなわち、本発明は、ｐＨ＜５又はｐＨ＞８、ＢＯＤ20／ＢＯＤ5 ＞１．５、ＣＯＤ＞ＢＯＤ、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ＞１００：１５：５、ＢＯＤ＞６０００ｐｐｍ、ＳＳ＞２０００ｐｐｍ、ｎ−Ｈｅｘ＞１００ｐｐｍの高濃度有機性廃水を活性汚泥法により浄化処理するに当たり、該高濃度有機性廃水を５．５≦ｐＨ≦７．５、ＢＯＤ20／ＢＯＤ5 ≦１．５、ＣＯＤ≦０．５×ＢＯＤ、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ≦１００：１５：５、ＢＯＤ≦５０００ｐｐｍ、ＳＳ≦１０００ｐｐｍ、ｎ−Ｈｅｘ≦５０まで固液分離処理及び有機物低分子化処理に付した後、曝気槽に導入して好気性生物処理することを特徴とする高濃度有機性廃水の浄化処理方法を提供するものである。
また、本発明は、高濃度有機性廃水を活性汚泥法により浄化処理する装置において、曝気槽の直前に、有機物低分子化装置を備えた原水調整槽が付設されていることを特徴とする高濃度有機性廃水の浄化処理装置を提供すると共に、原水槽、原水調質槽、原水調整槽、曝気槽及び沈殿槽から構成され、原水槽、原水調整槽及び曝気槽内にそれぞれ有機物低分子化装置を備えたことを特徴とする高濃度有機性廃水の浄化処理装置を提供するものである。
【０００５】
本発明に用いる有機物低分子化装置としては、空気導入装置あるいは酵素触媒資・機材又は遠赤外線放射材付き空気導入装置であるのが好ましい。これらの装置により、有機物は酸化され、低分子化される。
また、本発明において、時間的、量的、質的、濃度的、温度的等の負荷変動が激しい廃水を物理的に平準化すると共に、曝気槽に廃水を導入する前に有機物低分子化を充分に行うため、原水調整槽の容量を、原水の最大１日排出量の１．５日分以上の容量とするのが好ましく、特に、原水が難分解物質を含有する場合には、2〜４日分の容量とするのが好ましい。原水調整槽の容量は、原水中の有機物を充分に溶解性にすることを考慮して適宜定めることができるが、システム全体における処理効率や経済性なども考慮すれば、６日分程度が上限となると考えられる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す高濃度有機性廃水の処理装置の系統図である。図１に示した高濃度有機性廃水の処理装置は、主として、原水槽１、原水調質槽２、原水調整槽３、曝気槽４及び沈殿槽５から成る。本発明の対象となる廃水は、ｐＨ＜５又はｐＨ＞８、ＢＯＤ20／ＢＯＤ5 ＞１．５、ＣＯＤ＞ＢＯＤ、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ＞１００：１５：５、ＢＯＤ＞６０００ｐｐｍ、ＳＳ＞２０００ｐｐｍ、ｎ−Ｈｅｘ＞１００ｐｐｍの高濃度有機性廃水である。このような高濃度の有機物を含有する原水は、予めスクリーン等により大きい固形物を除去した後、原水槽１へ導入される。原水槽１には、有機物低分子化装置６が付設されている。この有機物低分子化装置６は、ブロワ７に接続されており、原水槽１内に空気を微細な気泡として導入することができるのが好ましい。また、有機物低分子化装置６は、空気導入機能と共に、酵素触媒資・機材又は遠赤外線放射材を備え、低分子化作用を増強したものであるのが好ましい。
【０００７】
原水槽１に貯留された原水は、ポンプにより原水調質槽２へ導入され、ここで凝集剤と混合され、原水中の浮遊懸濁物質（ＳＳ）はフロックを形成する。原水調質槽２内には液剪断攪拌機（特願２００１−１８４０２０号明細書参照）を設置してフロックを団粒構造型にするのが好ましい。団粒構造型フロックとすることにより、固液分離装置８において固液分離を容易に行うことが可能となる。固液分離装置８（例えば、脱水ロール等）で分離された団粒構造型フロックは、含水率の低い脱水ケーキとなって排出され、脱離廃水は原水調整槽３へ導入される。
【０００８】
原水調整槽３は、原水の最大１日排出量の１．５日分以上の容量とするのが好ましく、特に、原水が難分解物質を含有する場合には、2日分以上の容量とするのが好ましい。このような容量とすることにより、原水の滞留時間を充分にとることができ、時間的、量的、質的、濃度的、温度的等の負荷変動を物理的に平準化することができ、さらに、曝気槽４に廃水を導入する前に有機物低分子化を充分に行うことができる。
原水調整槽３内にも、有機物低分子化装置６が付設されている。ここでも、空気導入機能と共に、酵素触媒資・機材又は遠赤外線放射材を備え、低分子化作用を増強したものであるのが好ましい。
原水槽１、原水調質槽２、固液分離装置８及び原水調整槽３で固液分離処理及び有機物低分子化処理することにより、曝気槽内の微生物の生理活性が好適に維持され、曝気槽を工業的に効率よく、経済的に運転し得る数値である５．５≦ｐＨ≦７．５、ＢＯＤ20／ＢＯＤ5 ≦１．５、ＣＯＤ≦０．５×ＢＯＤ、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ≦１００：１５：５、ＢＯＤ≦５０００ｐｐｍ、ＳＳ≦１０００ｐｐｍ、ｎ−Ｈｅｘ≦５０以下、好ましくは６．０≦ｐＨ≦７．０、ＢＯＤ20／ＢＯＤ5 ≦１．２、ＣＯＤ≦０．３×ＢＯＤ、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ≦１００：１０：２、ＢＯＤ≦３０００ｐｐｍ、ＳＳ≦５００ｐｐｍ、ｎ−Ｈｅｘ≦３０以下の水質とする。得られた原水は、次いで曝気槽４に導入される。
【０００９】
曝気槽４内には、曝気装置９及び有機物低分子化装置６が設置されており、原水中の有機物は、さらに低分子化され、活性汚泥に摂食されやすい状態になり、原水は好気性生物処理により浄化されることとなる。充分に好気性生物処理された原水は、沈殿槽５へ導入され、ここで重力沈降により固液分離される。上澄水は、分離水として殺菌装置１０へ導入され、殺菌された後、さらに最終のトリートメント池（自然放流の馴致池）１１で養生され、施設外へ放流される。トリートメント池１１内には、曝気装置９より空気を吹き込み、水中の溶存酸素を放流に適した濃度にした後、放流する。トリートメント池１１内には、さらに有機物低分子化装置６を設置して分離水中になお含まれる有機物を必要に応じて低分子化あるいは無機物化することもできる。
【００１０】
沈殿槽５の底部から排出される汚泥の一部は、曝気槽４内へ返送され、一部は汚泥濃縮槽１２へ導入され、任意の公知の方法により濃縮される。濃縮汚泥の一部は、曝気槽４及び原水調整槽３へ返送され、残りは余剰汚泥として固液分離装置８へ導入され、固液分離処理される。
【００１１】
活性汚泥処理曝気槽の生物遷移の充実を図り、ＢＯＤの汚泥転換率を下げ（通常の下水処理場：０．６〜０．８、従来の良好な活性汚泥装置：０．４〜０．５、本発明の装置：０．３以下）、発生汚泥量を減少させるには、生物処理槽（曝気槽）の有効容量に対しての原水の流入パーセンテージを原水調整槽の生汚泥濃度で変動させることが大事である。1日当たりの流入量は、経験値ではＢＯＤ：１０００ｐｐｍ以下では３０〜４５％、ＢＯＤ：１０００〜３０００ｐｐｍでは１０〜３０％、ＢＯＤ：３０００〜６０００ｐｐｍでは５〜１０％、ＢＯＤ：６０００ｐｐｍ以上では５％以下が適切である。但し、これらの基準は、本処理法の原水水質調質を経たものの処理を前提とする。
【発明の効果】
本発明により予め曝気槽内の微生物の生理活性が好適に維持され、曝気槽を工業的に効率よく、経済的に運転し得る程度の水質まで固液分離及び有機物低分子化処理してから廃水を好気性生物処理槽内に導入して活性汚泥法により浄化処理することにより、好気性生物処理槽（曝気槽）内の微生物の生存環境に悪影響を及ぼさず、むしろ微生物の生理活性を向上させることができ、したがって高濃度有機性廃水や難分解物質含有廃水を効率よく浄化処理することができる。
本発明により原水槽及び原水調整槽内に有機物低分子化装置を設置して有機物低分子化処理することにより、有機物を好気性生物処理槽内で微生物が摂取し易い状態にすることができ、その結果、廃水を効率よく浄化処理することが可能となる。また、原水槽から流出した廃水を凝集剤と混合し、液剪断攪拌機で攪拌することにより、フロックが団粒構造型となり、固液分離を促進し、しかも含水率の低い脱水ケーキとすることができる。さらに、本発明により固液分離及び有機物低分子化を充分に行うことにより、原水の新鮮管理・新鮮維持管理が好適に行うことができ、悪臭を発生することなく、高濃度有機性廃水や難分解物質含有廃水を効率よく浄化処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す高濃度有機性廃水の浄化処理装置の系統図である。
【符号の説明】
１  原水槽
２  原水調質槽
３  原水調整槽
４  曝気槽
５  沈殿槽
６  有機物低分子化装置
７  ブロワ
８  固液分離装置
９  曝気装置
１０  殺菌装置
１１  トリートメント池
１２  汚泥濃縮槽
【図１】
2004202381.tif 000003