(57)【要約】【課題】余剰汚泥を十分減容化できると同時に良好な水質の放流水を得ることができる有機性排水の処理設備及び処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、有機性排水を汚泥により生物処理する生物処理装置５、生物処理装置５の生物処理水中の汚泥を分離し上澄み水を放流水として排出する分離槽７、槽７で分離される分離汚泥のうち余剰汚泥を、微生物群により分解する汚泥分解槽１０、汚泥分解槽１０の槽内液を膜分離する膜分離手段１２、汚泥分解槽１０の槽内液を曝気する曝気手段１１を備える。この場合、汚泥分解槽１０で膜分離手段１２により微生物群が高濃度とされ、曝気手段１１により好気状態とされる。このため、余剰汚泥が汚泥分解槽１０で所定の微生物群により十分分解される。また膜分離水は、生物処理装置５に返送されても沈殿分離槽７の放流水中のＴ−Ｎ、Ｔ−Ｐ濃度の増加が十分防止される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を汚泥により生物処理する生物処理装置と、
前記生物処理装置で得られる生物処理水中の汚泥を分離し、上澄み水を排出する固液分離槽と、
前記固液分離槽で分離される分離汚泥のうちの余剰汚泥を分解するための汚泥分解槽と、
前記汚泥分解槽の槽内液を膜分離する膜分離手段と、
前記汚泥分解槽の槽内液を曝気する曝気手段と、
を備えることを特徴とする有機性排水の処理設備。
【請求項２】
前記膜分離手段で前記槽内液の膜分離により得られる膜分離水を前記生物処理装置又はその上流側に返送する返送手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の有機性排水の処理設備。
【請求項３】
前記固液分離槽に接続され、前記上澄み水を放流水として放流させる放流ラインと、
前記膜分離手段で前記槽内液の膜分離により得られる膜分離水を前記放流ラインに導入する膜分離水導入手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の有機性排水の処理設備。
【請求項４】
前記汚泥分解槽に、前記余剰汚泥を分解する所定の微生物群が存在していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機性排水の処理設備。
【請求項５】
前記微生物群が、無芽胞グラム陽性桿菌類（Ｇｒｏｕｐ　　２０）、グラム陽性桿菌類（コリネ型細菌群、ｃｏｒｙｎｅｆｏｒｍ　ｂａｃｔｅｒｉａ）、グラム陽性球菌類（スタネ型細菌群、Ｓｔａｐｎｅｆｏｒｍ　ｂａｃｔｅｒｉａ）、シュードモナスアエルギノーザ（緑膿菌、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、シュードモナススツッゼリー（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　Ｓｔｕｔｚｅｒｉ）、セラチアリクエファシエンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ　Ｌｉｇｕｅｆａｃｉｅｎｓ）、セラチアマルセッセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）、ステノトロホモナスマルトフィーラ（Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓｍａｌｔｏｐｈｉｌｉａ）及びバチルススヘリカス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｐｈａｅｒｉｃｕｓ）からなる群より選ばれる２種以上の細菌群であることを特徴とする請求項４に記載の有機性排水の処理設備。
【請求項６】
有機性排水を生物処理装置において汚泥により生物処理する生物処理工程と、
前記生物処理装置で得られる生物処理水中の汚泥を固液分離槽で分離し、上澄み水を放流水として前記固液分離槽から排出する固液分離工程と、
前記固液分離槽で分離される分離汚泥のうち余剰汚泥を汚泥分解槽に導入し、所定の微生物群により好気条件下で分解する汚泥分解工程と、
前記汚泥分解槽の槽内液を膜分離する膜分離工程と、
を含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性排水の処理設備及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
下水、パルプ排水などの有機性排水を処理する方法として、従来、特開２００２−１８４６９号公報に開示されるものが知られている。
【０００３】
同公報に記載の処理方法は、有機性排水を調整準備槽に導入した後、曝気反応槽に導入し、曝気反応槽で有機性排水を曝気処理した後、曝気処理水中の汚泥を沈殿分離槽で沈殿分離し、上澄み水を放流する。沈殿分離槽で分離した汚泥は、残留物分解槽に導入し、残留物分解槽において所定の微生物群により汚泥を分解し、残留物分解槽における未分解残留物質の一部を、調整槽又は曝気反応槽に戻すものである。こうして未分解残留物質を処理系内で循環させることにより余剰汚泥の十分な減容化が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の公報に記載の有機性排水の処理方法は、余剰汚泥の十分な減容化を図ることができるものの、以下に示す課題を有していた。
【０００５】
すなわち上記処理方法では、沈殿分離槽における上澄み水の水質が、未分解残留物質の一部を調整準備槽又は曝気反応槽に戻すことにより大幅に悪化するという問題があった。すなわち上澄み水中のＴ−Ｎ濃度やＴ−Ｐ濃度が大幅に増加し、良好な水質の放流水を得ることができないという問題があった。このため、特に、放流先が湖沼等の閉鎖系である場合には、富栄養化の問題が生じるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、余剰汚泥を十分に減容化できると同時に良好な水質の放流水を得ることができる有機性排水の処理設備及び処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、有機性排水を汚泥により生物処理する生物処理装置と、生物処理装置で得られる生物処理水中の汚泥を分離し、上澄み水を放流水として排出する固液分離槽と、固液分離槽で分離される分離汚泥のうちの余剰汚泥を分解するための汚泥分解槽と、汚泥分解槽の槽内液を膜分離する膜分離手段と、汚泥分解槽の槽内液を曝気する曝気手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この処理設備によれば、有機性排水は、生物処理装置において汚泥により生物処理され、生物処理装置で得られる生物処理水中の汚泥は固液分離槽で分離され、上澄み水は固液分離槽から排出される。そして、固液分離槽で分離される分離汚泥のうち余剰汚泥は汚泥分解槽に導入される。ここで、汚泥分解槽に、余剰汚泥を分解する所定の微生物群が導入される場合、汚泥分解槽の槽内液は、膜分離手段により膜分離されるため、槽内液中の微生物群が高濃度となる。このとき、曝気手段により余剰汚泥を含む槽内液の曝気が行われると、槽内液が好気状態とされるため、微生物群の作用が活発化する。従って、汚泥分解槽において微生物群の作用により余剰汚泥が十分に分解され、余剰汚泥の十分な減容化が行われることとなる。また、汚泥分解槽の槽内液は膜分離手段により膜分離されるが、膜分離水には、Ｔ−Ｎ濃度やＴ−Ｐ濃度を増加させる原因となる汚泥は含まれていない。このため、膜分離水が生物処理槽、その上流側に戻されたり、放流水と混合されたとしても、固液分離槽から排出される放流水中のＴ−Ｎ濃度、Ｔ−Ｐ濃度の増加が十分に防止される。
【０００９】
上記処理設備は、上記膜分離手段で槽内液の膜分離により得られる膜分離水を生物処理装置又はその上流側に返送する返送手段を更に備えてもよい。この場合、膜分離水は、返送手段により生物処理槽又はその上流側に返送されることとなるが、膜分離水には、Ｔ−Ｎ濃度やＴ−Ｐ濃度を増加させる原因となる汚泥は含まれていない。このため、固液分離槽から排出される放流水中のＴ−Ｎ濃度やＴ−Ｐ濃度の増加が十分に防止される。
【００１０】
また上記処理設備は、上記固液分離槽に接続され、上澄み水を放流水として放流させる放流ラインと、膜分離手段で槽内液の膜分離により得られる膜分離水を放流ラインに導入する膜分離水導入手段とを更に備えてもよい。この場合、汚泥分解槽の槽内液の膜分離水は、膜分離水導入手段により放流ラインに導入され、放流水と混合される。ここで、放流ラインに導入される膜分離水には、Ｔ−Ｎ濃度やＴ−Ｐ濃度を増加させる原因となる汚泥は含まれていない。このため、この膜分離水が放流水に混合されても、放流水中のＴ−Ｎ濃度やＴ−Ｐ濃度の増加が十分に防止される。
【００１１】
また本発明は、有機性排水を生物処理装置において汚泥により生物処理する生物処理工程と、生物処理装置で得られる生物処理水中の汚泥を固液分離槽で分離し、上澄み水を放流水として固液分離槽から排出する沈殿分離工程と、固液分離槽で分離される分離汚泥のうち余剰汚泥を汚泥分解槽に導入し、所定の微生物群により好気条件下で分解する汚泥分解工程と、汚泥分解槽の槽内液を膜分離する膜分離工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
この処理方法によれば、有機性排水は、生物処理装置において汚泥により生物処理され、生物処理装置で得られる生物処理水中の汚泥は固液分離槽で分離され、上澄み水は固液分離槽から排出される。そして、固液分離槽で分離される分離汚泥のうち余剰汚泥は汚泥分解槽に導入され、所定の微生物群により分解される。このとき、余剰汚泥の分解が好気条件下で行われるため微生物群の作用が活発化すると共に、汚泥分解槽の槽内液が膜分離されるため槽内液中の微生物群が高濃度となる。従って、汚泥分解槽において微生物群の作用により余剰汚泥が十分に分解され、余剰汚泥の十分な減容化が行われることとなる。また、汚泥分解槽の槽内液は膜分離されるが、膜分離水には、Ｔ−Ｎ濃度やＴ−Ｐ濃度を増加させる原因となる汚泥は含まれていない。このため、膜分離水が生物処理装置、その上流側等に戻されたり、放流水と混合されたとしても、沈殿分離槽から排出される放流水中のＴ−Ｎ濃度、Ｔ−Ｐ濃度の増加が十分に防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る有機性排水の処理設備の第１実施形態を示すフロー図であり、有機性排水の処理設備の一例である下水処理設備を示している。図１に示すように、下水処理設備１は、原排水である下水を受容し、後段の生物処理装置５に移送される調整水の流量を調整する調整槽２を備えている。調整槽２には、原排水移送ライン３を経て下水が導入されるようになっている。なお、下水は、有機物を含む排水であるため、有機性排水を構成する。
【００１５】
調整槽２は、調整水移送ライン４を介して生物処理装置５に接続されている。生物処理装置５は、調整水移送ライン４を経て調整槽２から移送される調整水を、汚泥を用いて生物処理するものであり、例えば浮遊する汚泥を生物処理槽に収容し槽内液を曝気する曝気槽で構成される。ただし、生物処理装置３は、上記曝気槽に限定されるものではなく、汚泥を用いて生物処理するものであればよい。曝気槽以外の生物処理装置３としては、調整水を汚泥を用いて硝化脱窒する硝化脱窒装置が挙げられる。
【００１６】
生物処理装置５は、生物処理水移送ライン６を介して沈殿分離槽（固液分離槽）７に接続されている。沈殿分離槽７は、生物処理水から汚泥を沈殿分離し、上澄み水を放流水として排出するものである。上澄み水は、沈殿分離槽７に接続される放流ライン８を経て排出されるようになっている。
【００１７】
沈殿分離槽７は、汚泥移送ライン９を介して汚泥分解槽１０に接続されている。このため、沈殿分離槽７で沈殿分離される分離汚泥のうち余剰汚泥が汚泥分解槽１０に導入されるようになっている。汚泥分解槽１０は、沈殿分離槽７で沈殿分離された余剰汚泥を分解するものであり、余剰汚泥の分解は、汚泥分解槽１０に投入される所定の微生物群により行われる。
【００１８】
このような微生物群としては、例えば無芽胞グラム陽性桿菌類（Ｇｒｏｕｐ　　２０）、グラム陽性桿菌類（コリネ型細菌群、ｃｏｒｙｎｅｆｏｒｍ　ｂａｃｔｅｒｉａ）、グラム陽性球菌類（スタネ型細菌群、Ｓｔａｐｎｅｆｏｒｍ　ｂａｃｔｅｒｉａ）、シュードモナスアエルギノーザ（緑膿菌、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、シュードモナススツッゼリー（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　Ｓｔｕｔｚｅｒｉ）、セラチアリクエファシエンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ　Ｌｉｇｕｅｆａｃｉｅｎｓ）、セラチアマルセッセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）、ステノトロホモナスマルトフィーラ（Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓｍａｌｔｏｐｈｉｌｉａ）又はバチルススヘリカス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｐｈａｅｒｉｃｕｓ）のうちの２種以上の細菌群が挙げられる。
【００１９】
汚泥分解槽１０には散気管（曝気手段）１１が配設されている。散気管１１を配設するのは、汚泥を好気状態にするためである。従って、汚泥を好気状態にできるならば、散気管１１に代えて散気板なども用いることができる。
【００２０】
なお、汚泥移送ライン９の途中からは分岐ライン１５が延びており、その接続先は生物処理装置５となっている。分岐ライン１５にはポンプ１６が設置されている。ポンプ１６を作動することにより沈殿分離槽７で得られる分離汚泥の一部が返送汚泥として生物処理装置５に導入されるようになり、生物処理装置５における汚泥濃度を一定に保持できるようになっている。
【００２１】
汚泥分解槽１０には、複数の浸漬平膜１２が並設され槽内液中に浸漬されている。複数の浸漬平膜１２は散気管１１の上方に配置されている。これは、膜分離中に散気管１１から排出される散気空気により浸漬平膜１２を洗浄するためである。浸漬平膜１２からは、膜分離水排出ライン１３が延びており、その接続先は調整槽２となっている。更に膜分離水排出ライン１３には吸引ポンプ１４が設置されている。従って、吸引ポンプ１４により槽内液が吸引され、膜分離水が調整槽２に返送されるようになっている。本実施形態では、浸漬平膜１２、膜分離水排出ライン１３及び吸引ポンプ１４が膜分離手段を構成しており、これらのうち膜分離水排出ライン１３及び吸引ポンプ１４は返送手段をも構成している。
【００２２】
次に、上述した有機性排水の処理設備１を用いた有機性排水の処理方法について説明する。
【００２３】
まず下水を、調整槽移送ライン３を経て調整槽２に導入する。そして、調整槽３で流量や水質の調整された調整水を、調整水移送ライン４を経て生物処理装置５に導入する。そして、生物処理装置５により、調整水を汚泥により生物処理する（生物処理工程）。
【００２４】
次に、生物処理装置５で得られる生物処理水を、生物処理水移送ライン６を経て沈殿分離槽７に移送し、生物処理水中の汚泥を沈殿分離する。上澄み水は、放流ライン８を経て放流水として放流する（固液分離工程）。
【００２５】
一方、沈殿分離槽７で沈殿分離される分離汚泥のうち余剰汚泥を、汚泥移送ライン９により汚泥分解槽１０に導入する。汚泥分解槽１０には、汚泥を分解しうる微生物群が存在している。このとき、汚泥分解槽１０の槽内液には、散気管１１より散気空気が供給されている。これにより、槽内液が好気状態とされ、微生物群が活発化する。このとき、汚泥分解槽１０の槽内液を、吸引ポンプ１４の作動により浸漬平膜１２によって膜分離する（膜分離工程）。これにより、槽内液中の微生物群が高濃度となる。このため、槽内液中の余剰汚泥が十分に分解され、余剰汚泥を十分に減容化することができる。
【００２６】
得られた膜分離水は、膜分離水排出ライン１３を経て調整槽２に返送する（返送工程）。ここで、膜分離水には、窒素分やリン分の濃度を増加させる原因となる汚泥は含まれていない。このため、膜分離水が調整槽２に返送されても、沈殿分離槽７から排出される放流水中のＴ−Ｎ濃度、Ｔ−Ｐ濃度の増加が十分に防止され、良好な水質の放流水を得ることができる。よって、放流先が湖沼等の閉鎖系であっても富栄養化等の問題が生じるのを十分に防止することができる。
【００２７】
次に、本発明の有機性排水の処理設備の第２実施形態について図２を用いて説明する。なお、図２において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態の下水処理設備２１は、浸漬平膜１２から延びる膜分離水排出ライン１３の接続先が放出ライン８である点で第１実施形態の下水処理設備１と相違する。この場合、膜分離水は、上澄み水と混合されることとなるが、膜分離水には、Ｔ−Ｎ濃度又Ｔ−Ｐ濃度を増加させる原因となる汚泥が含まれていない。このため、放流水中のＴ−Ｎ濃度やＴ−Ｐ濃度の増加を十分に防止でき、良好な水質の放流水を得ることができる。また下水処理設備２１で生じた余剰汚泥について汚泥分解槽１０で十分に減容化が可能であることは、第１実施形態の下水処理設備１の場合と同様である。
【００２９】
本発明は、前述した第１および第２実施形態に限定されるものでない。例えば上記第１および第２実施形態では下水処理設備１，２１が調整槽２を有するが、調整槽２は、本発明の目的、すなわち余剰汚泥の十分な減容化及び良好な水質の放流水を得ることを達成するという観点からは必ずしも必要なものではない。下水処理設備１，２１において調整槽２を省略する場合は、浸漬平膜１２から延びる膜分離水排出ライン１３の接続先は、生物処理装置５又は上流側であってもよい。
【００３０】
また上記第１および第２実施形態では、汚泥分解槽１０の槽内液を膜分離するために浸漬平膜１２が用いられているが、浸漬平膜１２に代えて回転平膜や中空糸膜であってもよい。また、浸漬平膜１２は、汚泥分解槽１０の内部に設けられているが、汚泥分解槽１０とは別個に膜分離槽を設け、その膜分離槽の内部に浸漬平膜を設けても良い。更に中空糸膜などが用いられる場合にも、中空糸膜は汚泥分解槽１０の外部に設けられてもよい。
【００３１】
更に上記第１及び第２実施形態では、有機性排水として下水が挙げられているが、下水に限定されるものではなく、有機性排水であればよい。従って、下水以外の農集排水、パルプ排水、生活排水なども本発明に係る有機性排水の処理設備及び処理方法の処理対象とすることができる。
【００３２】
また上記第１及び第２実施形態では、固液分離槽として沈殿分離槽が用いられているが、沈殿分離槽以外に膜分離装置などを用いることもできる。
【００３３】
以下、実施例により、本発明の内容をより具体的に説明する。
【００３４】
【実施例】
（実施例１）
【００３５】
以下のようにして下水処理を行った。
【００３６】
まず原排水を、調整槽に導入し、調整槽で調整された調整水を、曝気槽に導入した。そして、曝気槽により調整水を汚泥により生物処理した。
【００３７】
次に、曝気槽で得られる生物処理水を沈殿分離槽に移送し、生物処理水中の汚泥を沈殿分離した。上澄み水は放流水として放流した。
【００３８】
一方、沈殿分離槽で沈殿分離される分離汚泥のうち余剰汚泥を汚泥分解槽に導入した。汚泥分解槽には、微生物群を槽内液中の濃度が０．８ｍｇ／ｌとなるように投入した。この微生物群としては、リンネ（有限会社アースラブ・ニッポン製）を使用した。このとき、汚泥分解槽の槽内液には、散気管より散気空気を１ｍ３あたり２．０ｍ３／ｈの流量で供給した。またこのとき、汚泥分解槽の槽内液を、吸引ポンプにより１０ｋＰａの吸引圧力で浸漬平膜によって膜分離し、得られた膜分離水は曝気槽に返送した。
【００３９】
こうして下水処理を行い、沈殿分離槽から排出される放流水中のＴ−Ｎ（全窒素）濃度、Ｔ−Ｐ（全リン）濃度を下水道試験方法に従って測定した。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
（実施例２）
膜分離水を、曝気槽に返送せずに放流水に混合させた以外は実施例１と同様にして下水処理を行った。そして、膜分離水を放流水に混合した後の放流水中のＴ−Ｎ、Ｔ−Ｐ濃度を実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。
【００４２】
（比較例１）
汚泥分解槽で槽内液の膜分離を行わずに槽内液の一部を曝気槽に返送した以外は実施例１と同様にして下水処理を行った。そして、放流水中のＴ−Ｎ、Ｔ−Ｐ濃度を実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。
【００４３】
表１に示すように、比較例１の場合は、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐ濃度が極めて大きい値を示しているのに対し、実施例１の場合は、比較例１の場合に比べてＴ−Ｎ濃度及びＴ−Ｐ濃度が３３％低下し、実施例２の場合は、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐ濃度がおよそ６０％も低下し、良好な水質の放流水が得られることが分かった。このことから、本発明の有機性排水の処理方法によれば、良好な水質の放流水を得られることが分かった。
【００４４】
また実施例１及び実施例２では、汚泥分解槽で槽内液の膜分離を行っており、微生物群が高濃度に維持されているため、余剰汚泥が十分に分解され、十分に減容化されているものと考えられる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の有機性排水の処理設備及び処理方法によれば、汚泥分解槽の槽内液が膜分離され、槽内液中の微生物群が高濃度となるため、槽内液中の余剰汚泥が汚泥分離槽で所定の微生物群の作用により十分に分解され、余剰汚泥を十分に減容化することができる。また汚泥分解槽の槽内液の膜分離水が生物処理装置、その上流側等に導入されることにより、良好な水質の放流水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性排水の処理設備の一実施形態を示すフロー図である。
【図２】本発明の有機性排水の処理設備の他の実施形態を示すフロー図である。
【符号の説明】
５…生物処理装置、７…沈殿分離槽（固液分離槽）、１０…汚泥分解槽、１１…散気管（曝気手段）、１２…浸漬平膜（膜分離手段）、１３…膜分離水排出ライン（返送手段、膜分離水導入手段）、１４…吸引ポンプ（返送手段、膜分離水導入手段）。
【図１】
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【図２】
2004081937.tif 000005