(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含む有機性廃水を曝気槽に導入して好気的条件下で生物処理する高負荷処理工程と、
前記高負荷理工程から流出する生物処理液を微小生物保持槽に導入して生物処理する低負荷処理工程と、を含み、
前記高負荷処理工程の前記曝気槽の酸素濃度を０．５ｍｇ／Ｌ以下に制御するとともに、前記低負荷処理工程の前記微小生物保持槽に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を０．０２５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日以上０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日以下に制御し、
前記高負荷処理工程において前記有機物を基質として分散性の細菌を生成させ、前記低負荷処理工程において前記微小生物保持槽に生息させた微小生物により前記分散性の細菌を捕食させる有機性排水の生物処理方法。
【請求項２】
前記高負荷処理工程において、前記曝気槽に対する前記有機性廃水の流入量および前記有機性廃水に含まれる前記有機物の濃度を測定して前記高負荷処理工程で分解すべきＣＯＤｃｒ量を求め、前記分解すべきＣＯＤｃｒ量に基づいて酸素供給量を制御する請求項１に記載の有機性廃水の生物処理方法。
【請求項３】
前記高負荷処理工程において、酸素供給量を一時的に停止する酸素欠乏期間を設ける請求項１または２に記載の有機性廃水の生物処理方法。
【請求項４】
前記高負荷処理工程において、酸素供給量を一時的に停止する前記酸素欠乏期間は、前記曝気槽が好気的条件にある有酸素期間に対して０．２５〜１倍の長さとなるように酸素供給量を制御する請求項３に記載の有機性廃水の生物処理方法。
【請求項５】
前記高負荷処理工程において、酸素消費速度と酸素供給速度との差が１０％以下になるように酸素供給量を制御する請求項１から４のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。
【請求項６】
前記微小生物保持槽に、前記微小生物を汚泥ＭＬＶＳＳの５％以上の濃度で生息させる請求項１から５のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。
【請求項７】
前記曝気槽をバイパスさせた前記有機性廃水を前記微小生物保持槽に直接流入させる請求項１から６のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水を活性汚泥等により処理する有機性廃水の生物処理方法に関し、特に、有機性廃水の生物処理により発生する余剰汚泥を生物的に減量する有機性廃水の生物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物を含む有機性廃水を生物処理する生物処理法の中でも活性汚泥法は、良好な水質の処理水が得られ、メンテナンスが容易であるといった利点を有するため、下水や産業廃水等の各種有機性廃水の処理方法として広く用いられている。しかし、活性汚泥処理を行う生物処理槽に対するＢＯＤ（生物化学的酸素消費量で表される有機物）の容積負荷は０．５〜０．８ｋｇ／ｍ３／日程度と低い。このため、高負荷に対応するためには曝気槽を大きくする必要があり、広い設置面積が必要になるという問題がある。【０００３】
これに対し、高負荷運転が可能な生物処理法として流動床法が知られている。流動床法では、曝気槽に担体を添加して生物処理を行うことにより曝気槽に保持される汚泥濃度を高めるため、ＢＯＤ容積負荷が３ｋｇ／ｍ３／日以上の高負荷運転が可能となる。【０００４】
ところで、廃水を生物処理する際、細菌に資化されるＢＯＤの大部分は細菌の呼吸基質として利用され二酸化炭素と水とに分解されるが、一部は細菌の増殖に用いられる。例えば、活性汚泥法では細菌に取り込まれたＢＯＤの２０〜４０％程度が菌体合成に用いられる。すなわち、活性汚泥処理されたＢＯＤの２０〜４０％程度は細菌に変換され、ＢＯＤを基質として増殖した細菌が余剰汚泥として排出されるという問題がある。特に、流動床法では通常の活性汚泥法より多くの余剰汚泥が発生し、具体的には生物分解されたＢＯＤの約３０〜４０％の余剰汚泥が発生する。【０００５】
そこで、第１段目の生物処理槽（以下、特に「曝気槽」と称する場合がある）の後段に、固着性原生動物を保持する第２段目の生物処理槽（以下、特に「微小生物保持槽」と称する場合がある）を設ける有機性廃水の生物処理方法が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１に開示された方法では、第１段生物処理槽に高いＢＯＤ負荷をかけることで原生動物の増殖を抑制して細菌の凝集を防止し、分散性の細菌を含み第１段生物処理槽から流出する生物処理液を第２段生物処理槽に導入する。第２段生物処理槽には、分散性の細菌を捕食する原生動物が保持されているため、分散性の細菌が原生動物に捕食されることにより、余剰汚泥が減量されるとともに生物群集のフロック化が進行する。このため、第２段生物処理槽では、沈降性のよい微生物集合体（汚泥フロック）が形成され、第２段生物処理槽からの流出水を固液分離することにより、清澄な処理水が得られる。【０００６】
このように、高負荷で運転される第１段生物処理槽と、固着性原生動物を保持する第２段生物処理槽とを組み合わせることにより、高負荷運転及び余剰汚泥の減量ができ、清澄な処理水を得ることもできる。このため、第１段生物処理槽及び第２段生物処理槽を用いた生物処理法について、種々の改良法が提案されている。例えば特許文献２には、第１段生物処理槽と第２段生物処理槽との間に餌微細化槽を設けた生物処理装置が開示されている。特許文献２に開示された装置では、餌微細化槽で超音波処理等を行うことにより、フロック化した細菌を分散させて後段の第２段生物処理槽に保持される原生動物による細菌の捕食を促進する。【０００７】
また、流動床法と活性汚泥法とを組み合わせ、余剰汚泥の減量を図る方法が提案されている（特許文献３）。特許文献３に開示された方法では、前段側曝気槽において流動床法で生物処理を行った後、後段側生物処理槽でＢＯＤ汚泥負荷を０．１〜０．６ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日として活性汚泥法による処理を行う。この方法では、前段側の生物処理槽に担体を添加することで、高負荷処理を可能とする一方、後段側の生物処理槽でのＢＯＤ汚泥負荷を低くすることで活性汚泥の自己消化を促進し、余剰汚泥の発生量を低減する。
【特許文献１】特開昭５５−２０６４９号公報
【特許文献２】特開昭５７−７４０８２号公報
【特許文献３】特許第３４１０６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に記載された方法では、活性汚泥の自己消化を利用して汚泥を減量するものの、活性汚泥の自己消化を促進するために溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を低くすると汚泥の沈降性が低下して処理水水質が悪化する問題がある。【０００９】
一方、特許文献１及び特許文献２に開示された方法では、細菌を吸い込んで捕食する濾過捕食型の微小生物による細菌の捕食作用を利用して汚泥を減量する。この方法では、汚泥を減容化する第２段生物処理槽で微小生物の捕食作用による汚泥減容と細菌のフロック化が同時に促進されるため、汚泥の沈降性を悪化させることを防いで汚泥を減量できる。【００１０】
しかし、特許文献１及び特許文献２に開示された方法では、第１段生物処理槽と第２段生物処理槽での処理条件の調整が難しい。特に、第１段生物処理槽での処理条件を適正な範囲に制御できない場合、汚泥減量効果が得られないだけでなく、処理水水質の悪化を招く場合もある。例えば、第２段生物処理槽に保持される生物相は第１段生物処理槽での溶解性ＢＯＤの除去率によって異なり、第１段生物処理槽での処理条件によっては微小生物保持槽に一定量の微小生物を維持できなくなる場合がある。あるいは、細菌が微小生物の口径より大きい場合、微小生物による捕食が進まず汚泥減量効果が低くなる場合がある。【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされ、良好な水質の処理水を得ることができ、さらに微小生物の捕食作用による汚泥減量効果を安定的に得ることができる有機性廃水の生物処理方法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】
【００１２】
本発明者らは、高負荷処理工程の曝気槽の溶存酸素（ＤＯ）濃度を制御することにより曝気槽において分散性の細菌を増殖させることができ、微小生物保持槽に所定量の微小生物を保持するために必要な餌が安定的に供給できることを見出した。また、本発明者らは、微小生物保持槽の溶解性ＢＯＤ汚泥負荷がある範囲内になるように制御することで、微小生物保持槽に所定量の微小生物が保持されやすくなることを知見した。【００１３】
本発明は、かかる知見に基づいて完成され、生物処理槽を複数段に分割し、前段側の生物処理槽（曝気槽）のＤＯ濃度を制御するか、後段側の生物処理槽（微小生物保持槽）の溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を制御することにより、微小生物保持槽内に微小生物を安定的に増殖させて余剰汚泥を減量する。より具体的には、本発明は以下を提供する。【００１４】
（１）  有機物を含む有機性廃水を曝気槽に導入して好気的条件下で生物処理する高負荷処理工程と、  前記高負荷処理工程から流出する生物処理液を微小生物保持槽に導入して生物処理する低負荷処理工程と、を含み、  前記高負荷処理工程の前記曝気槽の酸素濃度、および前記低負荷処理工程の前記微小生物保持槽に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷のいずれか一方または両方を制御し、  前記高負荷処理工程において前記有機物を基質として分散性の細菌を生成させ、前記低負荷処理工程において前記微小生物保持槽に生息させた微小生物により前記分散性の細菌を捕食させる有機性排水の生物処理方法。【００１５】
前記低負荷処理工程において、前記微小生物保持槽に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を０．０２５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日以上０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日以下とする（１）に記載の有機性廃水の生物処理方法。【００１６】
（３）  前記高負荷処理工程において、前記曝気槽の溶存酸素濃度を０．５ｍｇ／Ｌ以下として生物処理を行う（１）または（２）に記載の有機性廃水の生物処理方法。【００１７】
（４）  前記高負荷処理工程において、前記曝気槽に対する前記有機性廃水の流入量および前記有機性廃水に含まれる前記有機物の濃度を測定して前記高負荷処理工程で分解すべきＣＯＤｃｒ量を求め、前記分解すべきＣＯＤｃｒ量に基づいて酸素供給量を制御する（１）から（３）のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。【００１８】
（５）  前記高負荷処理工程において、酸素供給量を制御することにより前記曝気槽の槽内液の溶存酸素濃度が０ｍｇ／Ｌとなる酸素欠乏期間を設ける（１）から（４）のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。【００１９】
（６）  前記高負荷処理工程において、前記曝気槽の槽内液の溶存酸素濃度が０ｍｇ／Ｌを超える有酸素期間に対する前記酸素欠乏期間の比が、０．２５以上１以下となるように酸素供給量を制御する（５）に記載の有機性廃水の生物処理方法。【００２０】
（７）  前記高負荷処理工程において、酸素消費速度と酸素供給速度との差が１０％以下になるように酸素供給量を制御する（１）から（６）のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。【００２１】
（８）  前記微小生物保持槽に、前記微小生物を汚泥ＭＬＶＳＳの５％以上の濃度で生息させる（１）から（７）のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。【００２２】
（９）  前記曝気槽をバイパスさせた前記有機性廃水を前記微小生物槽に直接流入させる（１）から（８）のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理方法。【００２３】
本発明では、曝気槽で処理され高負荷処理工程から流出する流出液（生物処理液）には有機性廃水に含まれる有機物を基質として増殖した細菌が含まれる。本発明では、かかる生物処理液を微小生物保持槽に導入し、微小生物による細菌の捕食と細菌の自己消化により汚泥発生量を減らす。このため微小生物保持槽は、所定量の微小生物が保持され、かつ、細菌が凝集するのに適した条件で運転する。【００２４】
微小生物保持槽に所定量の微小生物を保持するためには、高負荷で運転される前段側の生物処理槽である曝気槽のＤＯ濃度、および低負荷で運転される後段側の生物処理槽である微小生物保持槽の溶解性ＢＯＤ負荷のいずれか一方、または両方を制御する。【００２５】
曝気槽のＤＯ濃度を制御する場合は、分散性の細菌が優占するようにＤＯ濃度を制御する。曝気槽の槽内液のＤＯ濃度は、曝気槽に供給する酸素の供給量を調整することにより制御できる。曝気槽内に分散性の細菌を優占させるための酸素供給量の制御方法としては、曝気槽にＤＯ計を設け、ＤＯ計の値が０．５ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは０．１ｍｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは０．０５ｍｇ／Ｌ以下となるように酸素供給量を調整する方法が挙げられる。【００２６】
また、曝気槽に供給した酸素は主として有機物分解に用いられ消費されるため、曝気槽に流入する有機性廃水の流入量と有機物濃度とを測定することから、曝気槽への酸素供給量を設定してもよい。すなわち、有機性廃水の流入量と有機物濃度を求めることにより、曝気槽に供給される有機物が求められ、曝気槽に持ち込まれるＣＯＤｃｒ（化学的酸素消費量で表される有機物）量を把握できる。曝気槽では主に溶解性のＣＯＤｃｒの７０〜９０％が分散性の細菌へと変換されるため、曝気槽に流入させる原水（有機性廃水）に含まれる溶解性ＣＯＤｃｒの７０〜９０％が菌体に変換された場合の菌体のＣＯＤｃｒ分を引いたＣＯＤｃｒを酸化分解するために必要な量の酸素を曝気槽に供給すれば、曝気槽のＤＯ濃度を０．５ｍｇ／Ｌ以下に保って分散性の細菌を優占させることができる。すなわち、菌体の収率と対象廃水の溶解性ＣＯＤｃｒの分解性をあらかじめ求めておけば、原水である有機性廃水の有機物濃度が変化しても曝気槽に供給する酸素の最適量がわかる。なお、有機性廃水に含まれる有機物濃度はＣＯＤｃｒとして求めてもよいが、ＢＯＤ、または全有機物量（ＴＯＣ）として求めることは排除されない。【００２７】
あるいは、酸素供給を一時的に停止する等して曝気槽の槽内液のＤＯ濃度を実質的にゼロにする期間（酸素欠乏期間）を設けてもよい。酸素欠乏期間を設けることにより、長さが５μｍを超えて微小生物に捕食され難い形態となる細菌の生育を抑制できる。酸素欠乏期間は、曝気槽に対する酸素供給を間欠的に行う（間欠曝気）、または酸素供給量を一時的に減少させるといった手段により設定できる。特に、有機性廃水の有機物濃度の変動が大きい場合（例えば変動幅が５０〜１５０％、またはそれ以上であるような場合）、ＤＯを一定の値に保つことが困難となるので、酸素欠乏期間を設けることにより微小生物に捕食され難い細菌の生育を抑制することが好ましい。【００２８】
酸素欠乏期間は、曝気槽が好気的条件にある有酸素期間（ＤＯ濃度が０ｍｇ／Ｌを超える期間）に対して０．２５〜１倍の長さになるように設定することが好ましい。酸素欠乏期間は、１〜６０分間とすることが好ましく、特に２分以内とすることが好ましい。また、酸素欠乏期間と有酸素期間とは数分刻みの間隔で交互に設定することが好ましく、例えば２〜１０分間隔程度の間隔とするとよい。ただし、３０分、あるいは１時間といった時間間隔とすることは排除されない。【００２９】
また、より厳密にＤＯ濃度を制御するためには、曝気槽での酸素消費速度と酸素供給速度との差を１０％以下、好ましくは５％以下となるように酸素供給量を制御してもよい。酸素消費速度は、曝気槽の槽内液のＤＯ濃度が２ｍｇ／Ｌ以上となるように一時的に酸素を過剰に供給した後、酸素供給量を一時的に停止または減少させることから算出すればよい。すなわち、酸素過剰供給時と酸素供給抑制時とのＤＯ濃度の減少速度を求めることから酸素消費速度を算出できる。酸素消費速度は有機性廃水の性状や処理条件の変化等により変動することから、１時間に１度以上、具体的には２０〜４０分間隔で算出することが好ましい。【００３０】
一方、微小生物保持槽の溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を制御する理由は次による。微小生物保持槽に有機物が多く供給されると、有機物を基質として増殖する細菌が微小生物による捕食を避ける形態で増殖し、充分な汚泥減量効果が得られず、細菌が糸状で増殖した場合はバルキング現象を招く恐れもある。また、フロックを解体する微小生物が増え、処理水の水質が悪化する恐れもある。一方で、微小生物保持槽に対する有機物供給量が不足すると微小生物保持槽に微小生物が所定量保持されなくなり、汚泥減量効果が低下するだけでなく、細菌の自己消化により汚泥が微細化して汚泥の沈降性が低下する結果、処理水水質の悪化を招く恐れがある。【００３１】
こうした問題を防ぐため、本発明では微小生物を保持する微小生物保持槽に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を制御し、特に０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日以下、特に０．０２５〜０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日の範囲とするように制御する。本発明では、微小生物保持槽の溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を制御するとともに、上述したように曝気槽のＤＯ濃度を制御してもよい。【００３２】
また、微小生物保持槽の生物処理の方式として、微小生物保持槽の後段に沈殿池等の固液分離装置を設け分離した汚泥を返送する活性汚泥法、微小生物保持槽内に分離膜を設ける膜分離式活性汚泥法等を用いることができる。また、微小生物と細菌を保持するのに適した担体を微小生物保持槽に添加してもよい。担体としては、種々の流動性の充填材を使用でき、材質、形状は特に限定されない。担体の充填率は槽あたり嵩容積で１０〜５０％程度とすることが好ましい。【００３３】
加えて、微小生物は細菌に比して増殖速度が遅いため、微小生物保持槽のＳＲＴ（汚泥の平均滞留時間）を１０日以上とすることが好ましい。ただし、ＳＲＴを長くしすぎると微小生物保持槽に微小生物が過剰に保持され、微小生物の糞等も多く蓄積することになるため、ＳＲＴは４０日以下、特に１０日以上３０日以下とするとよい。なお、ＳＲＴは数式１により求められる。【００３４】
（数１）
ＳＲＴ（日）＝槽内汚泥量÷引抜き汚泥量【００３５】
ここで槽内汚泥量とは、生物処理槽内の微生物（汚泥）の現存量であり、数式２により求められる。また、引抜き汚泥量とは、生物処理槽から排出される微生物（汚泥）の量であり、数式３より求められる。【００３６】
（数２）
槽内汚泥量＝不溶解性固形物（ＳＳ）濃度（ｍｇ／Ｌ）×槽容積（Ｌ）【００３７】
（数３）
引抜き汚泥量＝不溶解性固形物（ＳＳ）濃度（ｍｇ／Ｌ）×汚泥引抜き量（Ｌ／日）【００３８】
また、微小生物保持槽に所定量の微小生物を生息させておくため、生物処理液に含まれる固形物のＣＯＤ量の０．１重量％以上、特に５〜２０重量％程度の分散性の細菌が微小生物保持槽に持ち込まれるようにしておくことが好ましい。さらに、微小生物保持槽に微小生物の栄養剤となる物質を添加してもよい。栄養剤としては脂質を含む物質が特に好ましく、脂質としては、リン脂質、遊離脂肪酸、及びステロール等が挙げられ、特にリゾリン脂質、レシチン等のリン脂質を含む物質を好適に使用できる。具体的には米糠、ビール絞り粕、油の絞り粕、甜菜粕、貝殻粉、卵殻、野菜エキス、魚肉エキス、各種アミノ酸、及び各種ビタミン等を栄養剤として使用できる。添加量は槽容積あたり０．０１ｍｇ／Ｌ／日以上、特に０．１〜１０ｍｇ／Ｌ／日が好ましい。【００３９】
微小生物保持槽には微小生物をＭＬＶＳＳの５％以上の濃度で生息させることが好ましい。なお、本明細書において「微小生物」とは細菌を捕食する水生の原生動物及び後生動物を総称するものとし、原生動物としてゾウリムシ及びツリガネムシ、後生動物としてワムシ及びセンチュウ等が挙げられる。微小生物としては特に濾過捕食型の摂食行動を示す微小生物を優占させることが好ましく、具体的には微小生物保持槽に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を上記のように制御することによりツリガネムシやヒルガタワムシを優占させることが好ましい。また、ＭＬＶＳＳ（Ｍｉｘｅｄ  Ｌｉｑｕｏｒ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）とは、６００℃で燃焼する汚泥（有機物）濃度を意味するものである。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、曝気槽のＤＯ濃度を制御することにより、濾過捕食型の原生動物等の微小生物に捕食され易い分散性の細菌を優占化させ、微小生物保持槽に保持される微小生物の量を安定させることができる。本発明では、曝気槽において高い負荷で生物処理を行う一方、原生動物等の微小生物を保持する微小生物保持槽に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を低くすることにより、汚泥減量に寄与する微小生物保持槽の微小生物の量を安定させることができる。このため、本発明によれば余剰汚泥の発生量を安定的に低減でき、ＳＳ濃度の低い処理水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を実施するための第１実施態様に係る生物処理装置の模式図。
【図２】本発明を実施するための第２実施態様に係る生物処理装置の模式図。
【図３】本発明を実施するための第３実施態様に係る生物処理装置の模式図。
【図４】本発明を実施するための第４実施態様に係る生物処理装置の模式図。
【図５】本発明を実施するための第５実施態様に係る生物処理装置の模式図。
【図６】実施例３における酸素供給量の制御パターンを示す図である。
【図７】参考例７の結果を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。以下、同一部材には同一符号を付し、説明を省略又は簡略化する。図１は、本発明を実施するために用いられる有機性廃水の生物処理装置（以下、単に「処理装置」という）１１の模式図である。処理装置１１は、曝気槽２１と、微小生物保持槽３１と、固液分離手段としての沈殿池４１を備え、汚泥減量をさらに促進するため、沈殿池４１で処理水と分離された汚泥フロックを生物処理する汚泥処理槽５１をさらに備える。【００４３】
曝気槽２１及び微小生物保持槽３１は第１接続管３５で、微小生物保持槽３１及び沈殿池４１は第２接続管４５で互いに直列に接続されている。また沈殿池４１及び微小生物保持槽３１は汚泥返送路６５で接続され、沈殿池４１で分離された汚泥の一部が返送汚泥として微小生物保持槽３１に返送されるように構成されている。汚泥返送路６５からは、汚泥排出路５６および処理汚泥路５７が分岐しており、沈殿池４１で分離された汚泥の一部は処理汚泥路５７から汚泥処理槽５１に送られてさらに減量され、余剰分が汚泥排出路５６から系外へ排出される。【００４４】
この処理装置１１では、まず、下水や産業廃水等の有機性廃水を被処理水として原水路２５から曝気槽２１に導入する。曝気槽２１では有機性廃水を槽内に保持された活性汚泥と混合し、有機性廃水に含まれる有機物を生物分解する高負荷処理工程を実施する。曝気槽２１では、槽内液のＤＯ濃度が所定範囲内に収まるよう、気体供給手段（本実施形態では散気管）２２からの酸素供給量を制御しながら生物処理を行い、分散性細菌を優占化させる。酸素供給量の制御については詳述したとおりであるが、ＤＯ計２３により計測された槽内液のＤＯ濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以下となるようにするとよい。【００４５】
曝気槽２１は、酸素供給量を制御することにより、菌体に対する分散性細菌の割合が５０％以上、特に８０〜１００％とする。濾過捕食型微小生物に捕食されやすい分散性細菌を曝気槽２１内で優占化させるためには、曝気槽２１のＤＯ濃度を調整することに加え、曝気槽２１のＨＲＴ（水理学的滞留時間）を短く設定することが好ましい。具体的には、曝気槽２１に流入した有機性廃水に含まれる溶解性有機物の７０〜９０％程度を除去できるＨＲＴを最適値とし、ＨＲＴがこの最適値の０．７５〜１．５倍以内に収まるよう、制御することが好ましい。ＨＲＴの最適値は有機性廃水の種類等により異なるため、机上試験等によってあらかじめＨＲＴの最適値を求めておくとよい。一般的には、曝気槽２１のＨＲＴは２４時間以下とすることが好ましく、特に、２〜８時間とすることが好ましい。【００４６】
ＨＲＴを一定の範囲内に維持する方法としては、曝気槽２１に流入させる有機性廃水量が減少したときに、処理水を曝気槽に返送して曝気槽２１に入る水の量を一定にする方法や、曝気槽２１への廃水流入量の変動に合わせて曝気槽２１の水位を変動させる方法等が挙げられる。なお、ＨＲＴとは被処理水が生物処理槽（曝気槽２１）に流入してから流出するまでの時間を指し、生物処理槽（曝気槽２１）の容積（Ｌ）を被処理水（有機性廃水）の流量（Ｌ／時間）で除すことにより求められる。【００４７】
また、曝気槽２１では、微小生物保持槽３１での生物処理（低負荷処理）に比して高い有機物負荷での生物処理（高負荷処理）を行うようにし、具体的には溶解性ＢＯＤ容積負荷１ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／日以上、好ましくは３ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／日以上２０ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／日以下の高負荷で運転するとよい。ＢＯＤ容積負荷を高くすると、細菌のフロック化および糸状性細菌の優占化を防ぐことによって分散性細菌が優占化しやすくなるためであり、曝気槽２１の容積も小さくできる。【００４８】
曝気槽２１における生物処理の方式としては、浮遊式、流動床式等の任意の方式を採用することができる。曝気槽２１は２段以上に分割して多段式としてもよく、曝気槽２１後段の微小生物保持槽３１から返送された汚泥を導入するようにしてもよい。また、曝気槽２１には担体を添加してもよい。【００４９】
担体としては種々の流動性の充填材を用いることができ、材質に特に限定はない。担体材質の具体例としては、灰、砂、活性炭、及びセラミック等の無機物、並びに、合成樹脂、及びセルロース（セルロースの誘導体を含む）等の有機物が挙げられる。合成樹脂としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、及びポリビニルアルコール等があり、これらの合成樹脂に発泡剤等を適宜混合して発泡させた発泡体は網構造を備えた多孔性であり好適に用いることができる。また、ゲル状物質を素材とする担体を用いてもよい。【００５０】
担体の形状も限定されず、粒状、筒状、ハニカム形、糸状、及び波形等が例示でき、粒状の担体形状としては球、ペレット、矩形等がある。担体の大きさは０．１〜１０ｍｍ程度のものを好適に使用できる。分散性の細菌の生成を促進するためには、担体の充填率は通常より小さくすることが好ましく、具体的には曝気槽２１当たり嵩容積で１０％以下、特に５％以下とすることが好ましい。【００５１】
曝気槽２１では、有機性廃水に含まれる溶解性ＢＯＤの７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上を分解するようにし、ｐＨは６以上８以下とすることが好ましい。ただし、油分を多く（例えば１００ｍｇ／Ｌ以上）含む有機性廃水を処理する場合、ｐＨは８を超えてもよい。【００５２】
曝気槽２１では、被処理水として導入された有機性廃水に含まれる溶解性ＢＯＤの大部分（例えば７０％以上）を生物分解する高負荷処理工程を行う。曝気槽２１は、酸素供給量の制御によりＤＯ濃度を調整して運転されるため分散性の細菌が優占し、凝集していない細菌が含まれる懸濁液（生物処理液）が曝気槽２１から流出する。生物処理液は第１接続管３５を介して微小生物保持槽３１に導入される。【００５３】
微小生物保持槽３１では、気体供給手段３２から酸素含有ガスを供給して好気的条件で生物処理する低負荷処理工程を行う。微小生物保持槽３１の槽内液のｐＨは４〜８程度とすることが好ましい。微小生物保持槽３１では、微小生物による細菌の捕食と細菌の自己消化により汚泥発生量を減らすとともに、分散性の細菌のフロック化を促進する。このため微小生物保持槽３１は、所定量の微小生物が保持され、かつ、細菌が凝集するのに適した条件で運転するとよい。【００５４】
特に、本発明では曝気槽２１で優占化させた分散性細菌を含む生物処理液を供給することにより微小生物保持槽３１には微小生物を汚泥ＭＬＶＳＳの５％以上の濃度で生息させることができる。【００５５】
微小生物保持槽３１は、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷は０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日以下、特に０．０２５〜０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日の範囲として運転するとよい。これは、微小生物保持槽３１で微小生物に捕食され難い糸状等の形態の細菌が増殖することを防止し、濾過捕食型の微小生物を優占的に生息させるためである。また、細菌に比して増殖速度が遅い微小生物を微小生物保持槽３１に滞留させるため、ＳＲＴを２４時間以上、特に１０日以上とするとよい。ただし、ＳＲＴを長くしすぎると微小生物保持槽３１に微小生物が過剰に保持され、微小生物の糞等も多く蓄積することになるため、ＳＲＴは４０日以下、特に１０日以上３０日以下とするとよい。【００５６】
さらに、微小生物保持槽３１に生息させる微小生物の餌を確保するため、生物処理液に含まれる固形物のＣＯＤｃｒ（化学的酸素消費量で表される有機物）量の０．１重量％以上、特に５〜２０重量％程度の溶解性ＣＯＤｃｒが微小生物保持槽に持ち込まれるようにしておくことが好ましい。さらに、微小生物保持槽３１に微小生物の栄養剤となる物質を添加してもよい。栄養剤としては脂質を含む物質が特に好ましく、脂質としては、リン脂質、遊離脂肪酸、及びステロール等が挙げられ、特にリゾリン脂質、レシチン等のリン脂質を含む物質を好適に使用できる。具体的には、米糠、ビール絞り粕、油の絞り粕、甜菜粕、貝殻粉、卵殻、野菜エキス、魚肉エキス、各種アミノ酸、及び各種ビタミン等を栄養剤として使用できる。添加量は槽容積あたり０．０１ｍｇ／Ｌ／日以上、特に０．１〜１０ｍｇ／Ｌ日が好ましい。【００５７】
なお、微小生物保持槽３１の生物処理の方式としては、本実施形態のように微小生物保持槽３１の後段に沈殿池４１等の固液分離手段を設け分離した汚泥を返送する活性汚泥法以外にも微小生物保持槽内に分離膜を設ける膜分離式活性汚泥法等を用いることができる。さらに、微小生物保持槽内に微小生物を保持するのに適した担体を微小生物保持槽３１に添加することもできる。担体は特に限定されず、上述した担体を使用でき、充填率は槽あたり嵩容積で１０〜４０％程度とすることが好ましい。【００５８】
微小生物保持槽３１では、曝気槽２１から流出した生物処理液に含まれる分散性の細菌は、微小生物による捕食や自己消化により減少する。この結果、微小生物保持槽３１では余剰汚泥となる細菌が消費されて汚泥が減量されるとともに、細菌が凝集してフロック化した汚泥フロックが生成される。【００５９】
汚泥フロックを含む液は、微小生物保持槽３１から流出し第２接続管４５から沈殿池４１に導入され、処理水と分離される。処理水は沈殿池４１出口側に接続された処理水路５５から取り出され、分離された汚泥の一部は汚泥返送路６５から微小生物保持槽３１に返送される。本実施形態に係る処理装置１１では、沈殿池４１で分離された汚泥の一部を処理汚泥路５７から汚泥処理槽５１へ送り、生物的に汚泥を減量する。また、沈殿池４１で分離された汚泥の一部を曝気槽２１へ返送してもよい。【００６０】
汚泥処理槽５１は、微小生物保持槽３１と同様の構成とすればよい。具体的には、汚泥処理槽５１では散気管等の気体供給手段５２から空気等の酸素含有気体を供給し、微小生物を生育させて微小生物の捕食作用を利用して汚泥発生量をさらに減量する。汚泥処理槽５１には、微小生物保持槽３１と同様に担体を添加してもよく、微小生物の増殖を促進するために栄養剤を添加してもよい。【００６１】
汚泥処理槽５１で処理されきれなかった汚泥フロック、または／および沈殿池４１から引き抜かれる汚泥のうち、微小生物保持槽３１に返送される部分と汚泥処理槽５１に送られる部分を除いた残りの汚泥フロックは、汚泥排出路５６から系外へ排出すればよい。【００６２】
本発明は、曝気槽２１に対する酸素供給量を制御することにより、曝気槽２１での分散性の細菌の増殖を促進するものであり、上記実施形態は適宜、変形することができる。例えば、図２に示すように原水路２５に流量計２６を設けた処理装置１２を用い、曝気槽２１に流入する有機性廃水の流入量と有機性廃水の有機物濃度に基づいて曝気槽２１で必要とされる酸素量を求めて酸素供給量を制御してもよい。【００６３】
また、微小生物保持槽３１のいずれか一方または両方に担体を添加することができる。各槽に添加する担体の好ましい種類や充填率は上述した通りである。図３に、曝気槽２１に担体５８を添加した処理装置１３の模式図を示す。また、微小生物保持槽３１での微小生物の増殖を促進するために栄養剤等を添加するようにしてもよい。さらに、汚泥処理槽５１は、オゾンの吹込み等により化学的に汚泥を減量するものとしてもよく、機械的破砕等により物理的に汚泥減量を行うものとすることもできる。【００６４】
次に、図４および図５を参照して、微小生物保持槽３１の溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を制御することにより、微小生物量を安定化させる方法について説明する。図４の処理装置１４は、曝気槽２１と、微小生物保持槽３１と、固液分離手段としての沈殿池４１を備える。この処理装置１４では、曝気槽２１のＤＯ濃度を制御する代わりに、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を制御することにより、微小生物保持槽３１の微小生物保持量を安定化させるため、曝気槽２１のＤＯ濃度の制御は特に行わないものとして曝気槽２１にはＤＯ計を設けていない。しかし、上述したとおり曝気槽２１において分散性の細菌の生成を促進するため、曝気槽２１の溶存酸素濃度は高過ぎないようにし、処理装置１４においても曝気槽２１のＤＯは０．５ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。【００６５】
処理装置１４では、微小生物保持槽３１の溶解性ＢＯＤ汚泥負荷が所定の範囲内となるように制御し、具体的には溶解性ＢＯＤ汚泥負荷０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日以下とする。また、微小生物保持槽３１は、ｐＨ５〜８で、気体供給手段３２から酸素含有ガスを供給して好気的条件で運転することが好ましい。処理装置１４では、微小生物保持槽３１は増殖速度の遅い微小生物を増殖させるために、ＳＲＴは１２時間以上４０日以下、好ましくは３０日以下、さらに好ましくは１０〜３０日程度で運転するとよい。微小生物保持槽３１には、後段の沈殿池４１で液分から分離された固形分（汚泥）の一部を返送汚泥として循環させることが好ましい。あるいは、微小生物保持槽３１に分離膜を設けることにより、槽内汚泥を保持する膜分離方式としてもよい。また、担体を充填することにより、微小生物保持槽３１を流動床方式としてもよい。この場合、微小生物保持槽３１に充填する担体は特に限定されず、上述した担体を使用できる。【００６６】
曝気槽２１からは主として分散性の細菌を含む生物処理液が流出し、微小生物保持槽３１に流入する。微小生物保持槽３１には、微小生物が保持され、曝気槽２１から流出した生物処理液に含まれる分散性の細菌は微小生物による捕食や自己消化により減少する。また、微小生物保持槽３１では生物処理液に含まれる残存有機物を基質として細菌も増殖するが、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷は低いため、細菌の増殖は微小生物保持槽３１に保持される微小生物数を維持するために必要な餌として消費される程度に留まる。【００６７】
この結果、微小生物保持槽３１には所定量の微小生物が保持され、余剰汚泥となる細菌が消費されて汚泥が減量されるとともに、細菌が凝集してフロック化した汚泥フロックが生成される。汚泥フロックは、ＳＶＩ（汚泥１ｇあたりの沈降体積ｍｌ）が１５０以下程度であり、沈殿池４１で容易に液体と分離される。【００６８】
汚泥フロックを含む液は、微小生物保持槽３１から流出し第２接続管４５から沈殿池４１に導入され、処理水と分離される。処理水は沈殿池４１出口側に接続された処理水路５５から取り出され、分離された汚泥の少なくとも一部は汚泥返送路６５から微小生物保持槽３１に返送される。沈殿池４１で分離された汚泥の一部は、汚泥返送路６５から分岐させた汚泥排出路５６から余剰汚泥として系外へ排出してもよい。また、返送汚泥の一部は曝気槽２１に返送するようにしてもよく、余剰汚泥を導入して汚泥を生物的、化学的、または物理的方法により減量する汚泥処理槽（図示せず）を処理装置１４内に設け、余剰汚泥発生量をさらに減らしてもよい。【００６９】
本発明は、高負荷での生物処理を行うことにより生成された分散性の細菌を含む生物処理液を微小生物保持槽３１に導入し、溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を所定範囲とすることで微小生物による捕食作用を介した汚泥のフロック化及び減量を図るものであり、上記実施形態は適宜、変形することができる。例えば、曝気槽２１および微小生物保持槽３１のいずれか一方または両方に担体を添加することができる。各槽に添加する担体の好ましい種類や充填率は上述した通りである。また、微小生物保持槽３１での微小生物の増殖を促進するために栄養剤等を添加するようにしてもよい。【００７０】
さらに、図５に示すように原水路２５を分岐させ、原水の一部を微小生物保持槽３１に直接流入させてもよい。このように原水の一部を、曝気槽２１を経由させずに微小生物保持槽３１に供給する装置構成とすることにより、曝気槽２１に導入された原水に含まれる溶解性ＢＯＤの分解率を考慮して微小生物保持槽３１にバイパスさせる原水量を調整できる。このため、図５に示す処理装置１５では微小生物保持槽３１の運転条件を、微小生物の保持及びフロック化に適するよう調整することが容易となる。
【実施例】
【００７１】
[実施例１]
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。実施例１として、図１に示す処理装置１１を用い、人工廃水（ＣＯＤｃｒ濃度１，２００ｍｇ／Ｌ、溶解性ＢＯＤ濃度６００ｍｇ／Ｌ、溶解性ＣＯＤｃｒ濃度１，１００ｍｇ／Ｌ）を被処理水として実験した。曝気槽２１は容量３．６Ｌで、ｐＨ７．０、ＨＲＴ４時間、返送汚泥なしで運転した。曝気槽２１では、被処理水に含まれる溶解性ＣＯＤｃｒの８０％、全ＣＯＤｃｒ濃度は３０％低下するため、曝気槽２１で分解する全ＣＯＤｃｒ量に基づいて酸素供給量を制御し、槽内液のＤＯ濃度を０．０１ｍｇ／Ｌにした。【００７２】
微小生物保持槽３１は、容量１５Ｌで、ＭＬＶＳＳ濃度３，９００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７、溶解性ＢＯＤ汚泥負荷０．０４４ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日、ＨＲＴ１７時間で運転した。微小生物保持槽３１に対しては、槽内液のＤＯが２〜３ｍｇ／Ｌとなるように酸素を供給した。微小生物保持槽３１には、汚泥返送路５５を介して沈殿池４１で分離された汚泥フロックの一部を返送した。実施例１では汚泥処理槽５１は使用せず、沈殿池４１で分離された汚泥フロックのうち、微小生物保持槽３１に返送する分を除いた残部を余剰汚泥として汚泥排出路５５から系外へ排出した。【００７３】
上記条件で処理を行った結果、曝気槽２１では、菌体ＳＳに対して長さが１〜５μｍ程度の分散状態の細菌が占める割合が８０％程度となり、分散性細菌を優占的に増殖させることができた。また、微小生物保持槽３１にはツリガネムシが１００，０００〜１３０，０００個／ｍｌの濃度（ＭＬＶＳＳの１０〜１３％）で優占的に生息し、被処理水に含まれるＢＯＤの汚泥転換率は０．１５ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ、沈殿池４１から取り出された処理水のＳＳ濃度は２０ｍｇ／Ｌ以下程度で推移した。【００７４】
[実施例２]
曝気槽２１に対する酸素供給を間欠的に行った以外は実施例１と同じ条件で試験を行った。すなわち、実施例１では、曝気槽２１に対する酸素供給は連続的に行ったのに対し実施例２では、曝気槽２１に対する酸素供給を間欠的に行って、曝気槽２１の槽内液のＤＯが２ｍｇ／Ｌの有酸素期間を１分間、槽内液のＤＯが０ｍｇ／Ｌの酸素欠乏期間を１分間、ＤＯが０〜２ｍｇ／Ｌの間の期間（移行期間と称する）を２分間とした。【００７５】
その結果、曝気槽２１では、菌体ＳＳに対して長さが１〜５μｍ程度の分散状態の細菌が占める割合が７０％程度となり、分散性細菌を優占的に増殖させることができた。また、微小生物保持槽３１にはツリガネムシが１００，０００個／ｍｌ程度の濃度で優占的に生息し、被処理水に含まれるＢＯＤの汚泥転換率は０．２０ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ、沈殿池４１から取り出された処理水のＳＳ濃度は２０ｍｇ／Ｌ以下程度で推移した。【００７６】
[実施例３]
曝気槽２１における酸素消費速度を算出することから、曝気槽２１出の生物処理に要する酸素必要量を求めて酸素供給量を制御した以外は実施例１と同じ条件で試験を行った。具体的には、一時間に一度、曝気槽２１への酸素供給量を増やして曝気槽２１の槽内液のＤＯ濃度を一時的に（２分間）２ｍｇ／Ｌを超えるようにした後、酸素供給量を一時的に減少（または停止）させて槽内液のＤＯ濃度の減少速度から酸素消費速度を求めた。図６に、実施例３における酸素供給量の制御パターンを示す。本実施例では、このようにして求めた酸素消費速度に基づき、曝気槽２１のＤＯ濃度が０．０１ｍｇ／Ｌとなるように酸素供給速度を制御した。【００７７】
その結果、曝気槽２１では、菌体ＳＳに対して長さが１〜５μｍ程度の分散状態の細菌が占める割合が９０％程度となり、分散性細菌を優占的に増殖させることができた。また、微小生物保持槽３１にはツリガネムシが１００，０００〜１３０，０００個／ｍｌ程度の濃度で優占的に生息し、被処理水に含まれるＢＯＤの汚泥転換率は０．１５ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ、沈殿池４１から取り出された処理水のＳＳ濃度は２０ｍｇ／Ｌ以下程度で推移した。【００７８】
[参考例１]
参考例１では、曝気槽２１でのＤＯ濃度制御について検討した。具体的には曝気槽２１の槽内液のＤＯ濃度を、微小生物保持槽３１と同様の値、すなわち２〜３ｍｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同じ条件で試験を行った結果、曝気槽２１では、長さが１０〜５０μｍ程度の糸状細菌が直径１〜５μｍ程度の分散状態の細菌より多く繁殖した優占状態となり、微小生物による捕食が困難となった。この結果、微小生物保持槽３１の微小生物濃度は低下して１０，０００〜２０，０００個／ｍｌの濃度（ＭＬＶＳＳの１〜２％）となり、被処理水に含まれるＢＯＤの汚泥転換率は０．３０ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ、沈殿池４１から取り出された処理水のＳＳ濃度は３０ｍｇ／Ｌ程度となった。【００７９】
[実施例４]
曝気槽２１に、５ｍｍ角のスポンジ担体５８を曝気槽２１に対する嵩容積比５％で充填することにより、曝気槽２１を流動床式とした図３の処理装置１３を用いて試験を行った。実施例４では、曝気槽２１に担体５８を充填した以外は実施例１と同じ条件とし、酸素供給量を制御して曝気槽２１内のＤＯ濃度は０．０１ｍｇ／Ｌとなるように制御した。その結果、曝気槽２１では、菌体ＳＳに対して長さが１〜５μｍ程度の分散状態の細菌が占める割合が８０％程度となり、分散性細菌を優占的に増殖させることができた。また、微小生物保持槽槽３１にはツリガネムシが１００，０００〜１３０，０００個／ｍｌの濃度で優占的に生息し、被処理水に含まれるＢＯＤの汚泥転換率は０．１５ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ、沈殿池４１から取り出された処理水のＳＳ濃度は２０ｍｇ／Ｌ以下程度で推移した。【００８０】
実施例４においては、試験開始から１ヶ月経過後に曝気槽２１に流入させる有機性廃水の流量を半減させ、曝気槽２１に対するＢＯＤ容積負荷を半減させるとともに、処理水返送路４２を介して沈殿池４１で汚泥フロックから分離された処理水を曝気槽２１に戻した。処理水の返送量は、有機性廃水の減少分と同量にした。このように被処理水流量を減少させた処理を１２時間継続した後、被処理水流量を元に戻し、処理水の返送を止める処理を１２時間継続することを繰り返した。この間、被処理水流量減少時に処理水を返送することによって曝気槽２１のＨＲＴをほぼ一定に維持できた。この間、曝気槽２１では分散性細菌の優占状態が維持され、汚泥転換率も上述した値に維持でき、微小生物保持槽槽３１におけるツリガネムシの濃度も１００，０００〜１３０，０００個／ｍｌ程度の値を維持できた。【００８１】
[参考例２]
参考例２では、実施例４において被処理水流量を減少させた際に処理水の返送を行わなかった以外は実施例４と同じ条件で試験を行った。参考例１で、被処理水流量を１２時間減少させ、次の１２時間流量を元に戻す処理を繰り返す試験を３日間継続した結果、曝気槽２１に優占的に存在していた分散状態の細菌に変わり、長さが２０〜１，０００μｍ程度の糸状の細菌が優占化した。また、微小生物保持槽槽３１ではツリガネムシが１２，０００個／ｍＬ程度まで減少し、汚泥転換率が０．４０ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤまで上昇した。また、沈殿池４１から取り出された処理水のＳＳ濃度は４０ｍｇ／Ｌ程度となった。【００８２】
実施例１〜４、および参考例１、２の結果を表１に示す。【００８３】
【表１】
0004821773.tif 000002
【００８４】
このように本発明によれば、曝気槽２１において分散性の細菌を優占化させ、曝気槽２１後段に設けた微小生物保持槽３１において微小生物の捕食作用を利用して余剰汚泥の発生量を減らすことができた。【００８５】
[参考例３]
次に、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を制御する参考例３について説明する。参考例３では、図５に示す処理装置１５を用い、人工廃水（ＣＯＤｃｒ濃度１，０００ｍｇ／Ｌ、溶解性ＢＯＤ濃度６４０ｍｇ／Ｌ）を被処理水として実験した。曝気槽２１は容量３．６Ｌで、ｐＨ７、ＨＲＴ４時間、ＤＯ濃度を約１．０ｍｇ／Ｌとして返送汚泥なしで運転した。微小生物保持槽３１は容量１５Ｌで、ｐＨ７、ＭＬＶＳＳ３，７００ｍｇ／Ｌ、ＨＲＴ１７時間で運転した。曝気槽２１での溶解性ＢＯＤの分解率は約９５％とし、原水の一部をバイパス路２６から微小生物保持槽３１へ直接導入することにより、微小生物保持槽３１の槽内の汚泥量に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷０．０３ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日とした。参考例３では、曝気槽２１及び微小生物保持槽３１を合わせた生物処理槽全体での、溶解性ＢＯＤ容積負荷は０．７５ｋｇ／ｍ３／日、ＨＲＴ２１時間とした。【００８６】
上記条件で処理を行った結果、微小生物保持槽３１にはヒルガタワムシが５０，０００個／ｍｌの濃度（ＭＬＶＳＳの１５％）で優占的に生息し、被処理水に含まれるＢＯＤの汚泥転換率は０．２０ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤとなった。また、沈殿池４１から取り出された処理水のＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌ程度で推移した。【００８７】
[参考例４]
微小生物保持槽３１への原水の直接導入を停止し、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を０．０１ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日とした以外は参考例３と同じ条件で試験を行った。その結果、微小生物保持槽３１における微小生物の生息数は、１，０００個／ｍＬ（ＭＬＶＳＳの１％）以下となり、微小生物の捕食作用による汚泥減量及びフロック化が進行しなかった。このため、参考例４では被処理水に含まれるＢＯＤの汚泥転換率はＢＯＤとして０．３０ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ、処理水のＳＳ濃度は３０ｍｇ／Ｌとなった。【００８８】
[参考例５]
微小生物保持槽３１への原水流入量を増やし、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を０．１ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日とした以外は参考例３と同じ条件で試験を行った。その結果、微小生物保持槽３１において細菌が糸状で増殖し、微小生物に捕食され難くなり、微小生物の生息数は、１，０００個／ｍＬ以下となった。このため、微小生物の捕食作用による汚泥減量及びフロック化が進行せず、参考例５では被処理水に含まれるＢＯＤの汚泥転換率はＢＯＤとして０．４０ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤとなった。参考例５では、処理水のＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌであったが、糸状性細菌の増殖により、汚泥の圧密性は低下し、ＳＶＩは２２０となった。【００８９】
[参考例６]
微小生物保持槽３１への原水流入量を増やし、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を０．０８ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日とした以外は参考例３と同じ条件で試験を行った。その結果、微小生物保持槽３１における微小生物の生息数も３０，０００個／ｍＬ（ＭＬＶＳＳの７％）となった。このため、被処理水に含まれるＢＯＤの汚泥転換率はＢＯＤとして０．２０ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤとなった。しかし、優占した微小生物は、フロックを齧るようにして摂食するフロック捕食型のハオリワムシであったため、フロックが齧られ、処理水のＳＳ濃度は１２０ｍｇ／Ｌとなった。【００９０】
参考例３〜６の結果を表２に示す。【００９１】
【表２】
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【００９２】
表２に示すように、微小生物保持槽３１での溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を制御することにより、微小生物の捕食作用を利用して余剰汚泥の発生量を減らすことができた。また、微小生物保持槽３１において細菌のフロック化を促進し、沈降性の良好な汚泥フロックを生成することができたため良好な水質の処理水が得られた。【００９３】
[参考例７]
参考例７として、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を変動させた場合の微小生物保持槽３１における微小生物の生息数を調べた。結果を図７に示す。【００９４】
図７に示すように、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日程度以下とすることで、分散性細菌を吸い込んで捕食する濾過捕食型の微小生物を優占化させることができた。このため、微小生物保持槽３１に対する溶解性ＢＯＤ汚泥負荷を０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＶＳＳ／日以下とすることで、汚泥フロックの崩壊を防止して良好な水質の処理水を得られることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、下水等の有機性廃水の生物処理に用いることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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