(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水難溶性物質と有機物とを含む廃水を、密閉可能な容器内に導入してフロックを共存させた状態で嫌気的に生物処理してガスを生成させることにより、前記廃水に前記ガスを加圧状態で含ませた加圧廃水を得る加圧廃水生成工程と、
前記加圧廃水を減圧することにより、前記水難溶性物質が前記フロックに吸着された吸着フロックを浮上させて液分と分離して前記吸着フロックと分離水とを得る浮上分離工程と、
前記分離水を活性汚泥処理する後処理工程と、を含み、前記後処理工程で生成された汚泥を前記フロックとして前記密閉容器に供給する廃水の処理方法。
【請求項２】
水難溶性物質と有機物とを含む廃水を、密閉可能な容器内に導入してフロックを共存させた状態で嫌気的に生物処理してガスを生成させることにより、前記廃水に前記ガスを加圧状態で含ませた加圧廃水を得る加圧廃水生成工程と、
前記加圧廃水を減圧することにより、前記水難溶性物質が前記フロックに吸着された吸着フロックを浮上させて液分と分離して前記吸着フロックと分離水とを得る浮上分離工程と、
前記分離水をメタン生成槽に導入してメタン発酵させるメタン生成工程と、
前記メタン生成工程で得られた処理水を活性汚泥処理する後処理工程と、を含み、
前記後処理工程で生成された汚泥を前記フロックとして前記密閉容器に供給し、
前記加圧廃水生成工程で、生物処理として酸生成菌による酸生成を行なう廃水の処理方法。
【請求項３】
前記水難溶性物質は油である請求項１または２に記載の廃水の処理方法。
【請求項４】
前記加圧廃水生成工程の前に、前記廃水に凝集剤を添加して前記フロックを形成させる凝集反応工程をさらに含む請求項１から３いずれかに記載の廃水の処理方法。
【請求項５】
水難溶性物質と有機物とを含む廃水が導入される密閉可能な容器を備え、該容器内で、フロックを共存させた状態で前記廃水を嫌気的に生物処理してガスを生成させることにより、前記廃水に前記ガスを加圧状態で含ませた加圧廃水を得る加圧廃水生成手段と、
前記加圧廃水を減圧することにより、前記水難溶性物質が前記フロックに吸着された吸着フロックを浮上させて液分と分離して前記吸着フロックと分離水とを得る浮上分離手段と、
前記分離水を導入して活性汚泥処理する後処理槽と、
前記後処理槽で生成された汚泥を前記フロックとして前記容器に供給する汚泥フロック供給路と、
を含む廃水の処理装置。
【請求項６】
水難溶性物質と有機物とを含む廃水が導入される密閉可能な容器を備え、該容器内で、フロックを共存させた状態で前記廃水を嫌気的に生物処理してガスを生成させることにより、前記廃水に前記ガスを加圧状態で含ませた加圧廃水を得る加圧廃水生成手段と、
前記加圧廃水を減圧することにより、前記水難溶性物質が前記フロックに吸着された吸着フロックを浮上させて液分と分離して前記吸着フロックと分離水とを得る浮上分離手段と、
前記分離水を導入してメタン発酵させるメタン生成槽と、
前記メタン生成槽から流出する処理水を導入して活性汚泥処理する後処理槽と、
前記後処理槽で生成された汚泥を前記フロックとして前記容器に供給する汚泥フロック供給路と、をさらに含み、
前記容器は酸生成菌を保持し、酸生成を行なうように構成されている廃水の処理装置。
【請求項７】
前記浮上分離手段は、前記容器に設けられた開閉可能な弁を含んで構成される請求項５または６に記載の廃水の処理装置。
【請求項８】
前記廃水に凝集剤を添加して前記フロックを形成させる凝集反応槽と、
前記凝集反応槽前で生成された前記フロックを前記容器に供給する凝集フロック供給路と、をさらに含む請求項５から７のいずれかに記載の廃水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油のような水難溶性の懸濁物質と有機物とを含む廃水を処理する方法および装置に関し、特に、廃水から水難溶性物質を除去するための浮上分離処理と生物処理とを組み合わせた廃水の処理方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機物を含む有機性廃水の処理法として、有機物を基質として増殖する種々の微生物の働きを利用する生物処理が知られている。例えば、好気的条件下で生物処理を行なう方法としては、活性汚泥と呼ばれる好気性微生物群集を用いた活性汚泥法、または嫌気的条件下で生物処理を行なう方法としては、酸生成菌およびメタン生成菌（以下、これらを「メタン発酵菌」と総称する場合がある）を用いたメタン発酵法等が知られている。
【０００３】
生物処理法は、微生物活動を利用して有機物を分解するため処理コストが低く、産業排水または下水等の処理に広く用いられている。しかし、微生物活動を阻害する物質が廃水に含まれる場合は、生物分解が良好に進行しない。例えば、油、界面活性剤、または分散剤等は微生物分解され難いため、微生物活動を阻害したり、生物処理過程で分解されず処理水に残留したりするといった問題を引き起こすおそれがある。
【０００４】
そこで、難分解性物質を含む廃水を生物処理する前に、あらかじめ難分解性物質を液分と分離する方法が提案されている。例えば特許文献１では、油脂含有水にリパーゼを添加して油脂を加水分解した後にメタン発酵させる処理法が開示されている。特許文献１に開示された方法によれば、生物処理に先立ち油脂を加水分解することから、メタン発酵される被処理液は微生物分解されやすく、生物処理工程での処理効率の低下を防止できる。
【特許文献１】特開平６−２４６２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法では、油脂を加水分解させるためにリパーゼの添加が必要となるため、処理コストが高くなる。これに対し、油脂等の難水溶性物質を含む有機物含有廃水を生物処理する前に浮上分離等の固液分離操作を行って油脂等を除去する構成とすれば、油脂等を分解する特異な添加剤は必要ない。しかし、かかる構成では生物処理工程の前に凝集沈殿槽または加圧浮上槽を別途、設けるため、処理装置の構成が複雑化し、装置設置面積も大きくなる問題がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされ、構成が簡素で装置が長大になることを回避し、かつ、油のような物質を含む被処理水を生物処理する際の処理効率の低下を防止できる廃水処理方法および設備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】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく検討した結果、嫌気的条件で廃水を生物処理する過程で生成されるガスを利用して浮上分離を行えることを見出し、本発明を完成させた。具体的には、本発明は、以下を提供する。
【０００８】
（１）水難溶性物質と有機物とを含む廃水を、密閉可能な容器内に導入してフロックを共存させた状態で嫌気的に生物処理してガスを生成させることにより、前記廃水に前記ガスを加圧状態で含ませた加圧廃水を得る加圧廃水生成工程と、前記加圧廃水を減圧することにより、前記水難溶性物質が前記フロックに吸着された吸着フロックを浮上させて液分と分離して前記吸着フロックと分離水とを得る浮上分離工程と、前記分離水を活性汚泥処理する後処理工程と、を含み、前記後処理工程で生成された汚泥を前記フロックとして前記密閉容器に供給する廃水の処理方法。
（２）水難溶性物質と有機物とを含む廃水を、密閉可能な容器内に導入してフロックを共存させた状態で嫌気的に生物処理してガスを生成させることにより、前記廃水に前記ガスを加圧状態で含ませた加圧廃水を得る加圧廃水生成工程と、前記加圧廃水を減圧することにより、前記水難溶性物質が前記フロックに吸着された吸着フロックを浮上させて液分と分離して前記吸着フロックと分離水とを得る浮上分離工程と、前記分離水をメタン生成槽に導入してメタン発酵させるメタン生成工程と、前記メタン生成工程で得られた処理水を活性汚泥処理する後処理工程と、を含み、前記後処理工程で生成された汚泥を前記フロックとして前記密閉容器に供給し、前記加圧廃水生成工程で、生物処理として酸生成菌による酸生成を行なう廃水の処理方法。
（３）前記水難溶性物質は油である請求項（１）または（２）に記載の廃水の処理方法。
（４）前記加圧廃水生成工程の前に、前記廃水に凝集剤を添加して前記フロックを形成させる凝集反応工程をさらに含む請求項（１）から（３）いずれかに記載の廃水の処理方法。
（５）水難溶性物質と有機物とを含む廃水が導入される密閉可能な容器を備え、該容器内で、フロックを共存させた状態で前記廃水を嫌気的に生物処理してガスを生成させることにより、前記廃水に前記ガスを加圧状態で含ませた加圧廃水を得る加圧廃水生成手段と、前記加圧廃水を減圧することにより、前記水難溶性物質が前記フロックに吸着された吸着フロックを浮上させて液分と分離して前記吸着フロックと分離水とを得る浮上分離手段と、前記分離水を導入して活性汚泥処理する後処理槽と、前記後処理槽で生成された汚泥を前記フロックとして前記容器に供給する汚泥フロック供給路と、を含む廃水の処理装置。
（６）水難溶性物質と有機物とを含む廃水が導入される密閉可能な容器を備え、該容器内で、フロックを共存させた状態で前記廃水を嫌気的に生物処理してガスを生成させることにより、前記廃水に前記ガスを加圧状態で含ませた加圧廃水を得る加圧廃水生成手段と、前記加圧廃水を減圧することにより、前記水難溶性物質が前記フロックに吸着された吸着フロックを浮上させて液分と分離して前記吸着フロックと分離水とを得る浮上分離手段と、前記分離水を導入してメタン発酵させるメタン生成槽と、前記メタン生成槽から流出する処理水を導入して活性汚泥処理する後処理槽と、前記後処理槽で生成された汚泥を前記フロックとして前記容器に供給する汚泥フロック供給路と、を含み、前記容器は酸生成菌を保持し、酸生成を行なうように構成されている廃水の処理装置。
（７）前記浮上分離手段は、前記容器に設けられた開閉可能な弁を含んで構成される請求項（５）または（６）に記載の廃水の処理装置。
（８）前記廃水に凝集剤を添加して前記フロックを形成させる凝集反応槽と、前記凝集反応槽前で生成された前記フロックを前記容器に供給する凝集フロック供給路と、をさらに含む請求項（５）から（７）のいずれかに記載の廃水の処理装置。
【０００９】
本明細書において「水難溶性物質」とは、水中にＳＳとして存在する固体、および室温付近で水と混合されずに相分離する液体を指すものとする。具体的には、油、界面活性剤、乳たんぱく、および分散剤等が挙げられる。
【００１０】
「フロック」とは、ＳＳが集合した浮遊物を指すものとする。フロックは、生物的に形成された生物フロック（微生物の集合体）であってもよく、凝集剤の添加により形成された凝集フロックであってもよい。
【００１１】
加圧廃水生成工程における生物処理としては、被処理液中の酸素濃度がほぼゼロである嫌気的条件で、有機物を基質としてガスを生成する生物反応が起こる処理を行なう。具体的にはメタン発酵、および従属栄養型脱窒が挙げられる。
【００１２】
メタン発酵は、糖またはたんぱく質等を基質として酪酸等の酸を生成する「酸生成工程」および酢酸または水素からメタンを生成する「メタン生成工程」とに分けられる。酸生成工程はさらに、糖等から酪酸およびプロピオン酸等の低級脂肪酸を生成する「低級脂肪酸生成工程」と、低級脂肪酸から酢酸を生成する「酢酸生成工程」とに分けることもできる。加圧廃水生成工程では、メタン発酵工程を２以上に分割し、加圧廃水を生成させるための生物処理として、いずれか一つの工程のみを行なうようにしてもよい。
【００１３】
加圧廃水生成工程において生成されるガスは、微生物の代謝活動により生成されるガス（「微生物生成ガス」と称する場合がある）であり、具体的には、メタン発酵過程で生成される炭酸ガス、メタンガス、水素ガス、および脱窒過程で生成される窒素ガス等が挙げられる。
【００１４】
かかる加圧廃水生成工程では、水難溶性物質と有機物とを含む廃水は密閉可能な容器に導入され、嫌気的条件でガス生成を伴う生物反応により処理されるため、生成されたガスが容器内の液体に加圧状態で溶解されることになる。このため、容器内の微生物生成ガスを含んだ液体（加圧廃水）を急激に大気圧開放することで、加圧状態で溶解していたガスがマイクロエアと呼ばれる微細気泡となって浮上する。このとき、微細気泡と水難溶性物質とはフロックに付着し、水難溶性物質を吸着した吸着フロックが容器内の液面近くに浮上するため、吸着フロックを液分と分離することで水難溶性物質を除去できる。このため、分離水をさらに生物処理する場合の処理効率の低下を防止できる。
【００１５】
特に、油は比重が軽いためマイクロエアの生成量が少なくても良好に浮上分離できる。
【００１６】
有機物含有廃水の嫌気処理は生物化学的酸素消費量で表される有機物（ＢＯＤ）濃度が１，０００ｍｇ／Ｌ以上程度の高濃度有機物廃水の処理に適する一方、下水放流可能なレベルの水質の処理水を得ることは難しい。このため、加圧廃水生成工程でメタン発酵を行なった場合、メタン発酵後の処理水には、数百ｍｇ／Ｌ程度の有機物が含まれる場合がある。そこで後処理工程において、メタン発酵した後の処理水を活性汚泥法で処理すると、メタン発酵処理水に残留する有機物をさらに分解して良好な水質の処理水を得ることができる。また、後処理工程で生成される汚泥（生物フロック）は、浮上分離の際に水難溶性物質を付着させるフロックとして利用できる。
【００１７】
浮上分離の際に要するフロックは、加圧廃水生成工程に導入される廃水に凝集剤を添加することにより生成させてもよい。
【００１８】
また、メタン発酵工程を少なくとも酸生成工程とメタン生成工程とに分割し、酸生成工程を加圧廃水生成工程で行った後、浮上分離工程で加圧廃水を固液分離し、得られた分離水をメタン生成工程で処理してもよい。この場合、糖等が酸に変換されＳＳ濃度が低減された分離水をメタン生成工程の被処理液とできる。かかる分離水は、グラニュール汚泥等を保持する高負荷型のメタン発酵槽での高負荷処理が可能であるため、処理装置をより小型化できる。なお、本明細書において「高負荷」とは例えば、化学的酸素消費量で表される有機物（ＣＯＤｃｒ）の容積負荷を２ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上とできることを意味するものとする。
【００１９】
加圧廃水を一気に大気圧開放する方法としては、密閉可能な容器にバルブを設け、このバルブを開くことにより容器内を急激に減圧する方法がある。また、加圧廃水を生成させる生物処理槽とは別に浮上分離を行う浮上分離槽を設け、生物処理槽と浮上分離槽とを減圧弁を備える通路で接続し、この通路から加圧廃水を浮上分離槽に導いて一気に大気圧開放してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、嫌気処理槽を浮上分離槽として利用することで、処理装置が過大になることを防止し、かつ、生物処理効率の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、難水溶性物質と有機物を含む廃水として油脂含有廃水を処理対象として本発明を実施する場合の実施形態について説明する。以下、同一機能を奏する部材には同一符号を付す。
【００２２】
図１は、第１実施形態に係る油脂含有廃水の処理方法および処理装置の実施の形態を示す系統図である。処理装置１０１は、原水貯槽１、凝集反応槽２、酸生成槽３、高負荷メタン生成槽５、後処理槽６、および沈殿池７を含み、これらはこの順で互いに直列に接続されている。処理装置１０１また、付随設備としてメタン発酵槽８、汚泥脱水機９、脱硫塔１０、およびガスホルダ１１を備える。
【００２３】
原水貯槽１には原水管２１と脱離液管４０の一端縁とが接続されている。脱離液管４０の他端縁は汚泥脱水機９に接続されており、油脂含有廃水と汚泥脱水濾液（脱離液）が原水管２１および脱離液管４０をそれぞれ経由して原水貯槽１に供給され、一時的に貯留される。原水貯槽１は導入管２２を介して凝集反応槽２と接続されており、油脂含有廃水と脱離液の混合液が原水として凝集反応槽２に導入される。
【００２４】
凝集反応槽２には、凝集剤注入管２３が接続されており、凝集剤貯槽２Ｂに貯留された凝集剤が添加され、原水が凝集処理される。凝集反応槽２で原水に添加される凝集剤としては特に限定されず、鉄塩およびアルミニウム塩等の無機凝集剤、アニオン性、カチオン性、または両性ポリマー等の有機高分子凝集剤を単独または組み合わせて使用できる。凝集反応槽２では原水に凝集剤を添加して攪拌することで凝集フロックが形成される。このため、凝集反応槽２から流出する凝集処理水は凝集フロックを含み、凝集処理水管２４は凝集フロック供給路を構成している。
【００２５】
凝集反応槽２と酸生成槽３とは凝集処理水管２４を介して互いに接続されており、凝集処理水は凝集処理水管２４から酸生成槽３に導入される。本実施形態において酸生成槽３は密閉可能な耐圧容器を備え、この耐圧容器には開閉可能な弁Ｖが設けられている。容器内には酸生成菌が保持されており、原水を供給して弁Ｖを閉じて容器を密閉した状態で嫌気的生物処理としての酸生成反応を行なう。
【００２６】
酸生成工程では、原水に含まれる有機物を基質として酪酸、プロピオン酸、および酢酸等が生成され、酸生成に伴って主として炭酸ガスを含むガスが生成される。酸生成槽３の容器内部はガス生成により加圧された状態となり、生成された酸およびガスが含まれた加圧廃水が得られる。このように、本実施形態では酸生成槽３の容器は加圧廃水生成手段として機能する。なお、酸生成に伴い生成されるガスには硫化水素やアンモニア等が含まれる場合がある。そこで、本実施形態では弁Ｖに排ガス管３６Ｂを接続し、この排ガス管３６Ｂの出口側端縁を第１ガス路２７に接続することにより、生成されたガスを脱硫塔１０で処理してガスホルダ１１に貯留できるように構成している。
【００２７】
酸生成槽３は、弁Ｖを急激に開放することにより、容器内の加圧廃水が大気圧開放され、加圧状態で液中に溶解されていたガスが微細気泡化する。微細気泡は、凝集フロックに付着して凝集フロックを浮上させ、かかる浮上の際に油脂成分は凝集フロックに吸着される。このため、容器の上部界面近傍に油脂成分を吸着したフロックが集積し、このフロックを液分と分離することで吸着フロックと分離水とが分離される。このように、酸生成槽３の容器は浮上分離槽を兼ね、容器と弁Ｖとにより浮上分離手段が構成される。
【００２８】
浮上分離工程で浮上分離を良好に行うためには、酸生成工程を水理学的滞留時間（ＨＲＴ）＜５日、温度２０℃以上の条件とすることが好ましい。
【００２９】
耐圧容器の一端面には浮上汚泥管３６が接続され、吸着フロックは浮上汚泥管３６を介してメタン発酵槽８に送られる。吸着フロックは、浮遊性のメタン発酵菌が保持されるメタン発酵槽８で嫌気消化され、発生したメタンガスを含む微生物生成ガスは第２ガス路３７を介して脱硫塔１０に送られる。微生物生成ガスは、メタン発酵過程で生成される硫化水素を含んでおり、脱硫塔１０で処理されることにより硫化水素が除去された脱硫ガスが脱硫ガス路２８を介してガスホルダ１１に送られ、ガスホルダ１１に貯留される。
【００３０】
メタン発酵槽８での発酵残渣（消化汚泥）は、消化汚泥管３８を介して汚泥脱水機９に供給され脱水処理される。脱水過程で生じる脱離液は脱離液管４０を介して原水貯槽１に戻される。消化汚泥が脱水された脱水ケーキは、脱水汚泥管３９から系外へ排出され、廃棄物等として処分される。
【００３１】
一方、吸着フロックと分離された分離水は、酸を含み油脂成分が低減されＳＳ濃度が低い。そこで、分離水管２６から高負荷メタン生成槽５に分離水を供給してメタン生成を行なう。本実施形態では高負荷メタン生成槽５には、メタン生成菌を粒状にしたグラニュール汚泥が保持され、２ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ以上程度の高負荷で上向流スラッジブランケット（ＵＡＳＢ）法によるメタン生成が行なわれる。ただし、分離水のメタン発酵の方式はこれに限定されず、膜式メタン発酵や嫌気流動床法等の他の方式としてもよい。
【００３２】
高負荷メタン生成槽５で生成されたメタンガスを含む微生物生成ガスは、第１ガス路２７を介して脱硫塔１０に送られる。脱硫塔１０に送られた微生物生成ガスは、脱硫された後、ガスホルダ１１に貯留され、ガス管２９からボイラー等に送られ、エネルギーとして利用される。
【００３３】
高負荷メタン生成槽５から発生した余剰汚泥は、必要に応じて嫌気余剰汚泥管３０を介してメタン発酵槽８に送給され、浮上汚泥とともに嫌気消化される。このように、メタン生成菌を高濃度で含む高負荷メタン生成槽５から発生する余剰汚泥（嫌気余剰汚泥）をメタン発酵槽８に供給すると、メタン発酵槽８に高濃度のメタン生成菌を接種することになる。このため、メタン発酵槽８におけるメタン発酵の安定化、効率化を図れる。
【００３４】
一方、高負荷メタン生成槽５から流出する処理水には、数百ｍｇ／Ｌ程度の有機物が含まれることから、嫌気処理水管３２を介して後処理槽６に導入する。後処理槽６には活性汚泥が保持されている。後処理槽６では、散気管３１等の散気手段から空気等の酸素含有ガスを供給しながら通常用いられる条件で好気的に生物処理する。
【００３５】
かかる好気処理により得られる活性汚泥処理水は、活性汚泥処理水管３３から沈殿池７に導入されて固液分離される。沈殿池７で得られた液分は処理水として処理水管３４から系外へ排出される。分離汚泥は排泥管３５から引抜かれる。排泥管３５からは汚泥返送管３５Ａおよび好気余剰汚泥管３５Ｂが分岐している。汚泥返送管３５Ａは後処理槽６に接続されており、分離汚泥の一部は汚泥返送管３５Ａから後処理槽６に返送される。好気余剰汚泥管３５Ｂはメタン発酵槽８に接続されており、分離汚泥の残部はメタン発酵槽８に供給され、浮上汚泥等とともにメタン発酵される。
【００３６】
この処理装置１０１では、酸生成槽３で生物処理を行なうとともに加圧状態でガスが溶解された液体（加圧廃水）を生成し、加圧廃水を大気圧開放することで、油脂が吸着された吸着フロックを浮上分離できる。このように、酸生成槽３で浮上分離を行うことができるため、浮上分離槽を別途設けることなく油脂を浮上分離でき、処理装置１０１を小型化できる。また、処理装置１０１では酸生成槽３において、原水中の油脂やＳＳの一部を可溶化、有機酸化するため、加圧廃水の溶解性ＣＯＤ濃度を上げることができる。また、メタン発酵槽８に供給する浮上汚泥も事前に酸発酵を受けることになるので、メタン発酵槽８での処理の安定化、有機物分解効率の向上を図ることができる。
【００３７】
次に、図２を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る油脂含有廃水の処理方法および処理装置１０２の実施の形態を示す系統図である。処理装置１０２は、以下の３点で第１実施形態に係る処理装置１０１と異なっている。
【００３８】
まず、処理装置１０２では、好気余剰汚泥管３５Ｂはメタン発酵槽８に接続されず、代わりに凝集反応槽２に接続されている。また、嫌気余剰汚泥管３０もメタン発酵槽８ではなく、次に述べる消化汚泥分岐管３８Ｂを介して凝集反応槽２に接続されている。さらに、消化汚泥管３８から消化汚泥分岐管３８Ｂが分岐し、凝集反応槽２に接続されている。
【００３９】
かかる構成により、処理装置１０２では後処理槽６で生成される好気余剰汚泥、高負荷メタン生成槽５から生じる嫌気余剰汚泥、および消化汚泥が凝集反応槽２に送給される。凝集反応槽２に供給されたこれらの汚泥は、原水と混合されることにより、原水中の油分はこれらの汚泥に吸着される。即ち、これらの汚泥は油脂を吸着する生物フロックとして機能するため、凝集剤の必要添加量は大幅に減少するか、凝集剤無添加での浮上分離が可能となる。このように、処理装置１０２では、好気余剰汚泥管３５Ｂ、嫌気余剰汚泥管３０、および消化汚泥分岐管３８Ｂの３つの配管が汚泥フロック供給路を構成している。
【００４０】
また、本発明の第３実施形態について図３を参照して説明する。図３は、本発明の第３実施形態に係る油脂含有廃水の処理方法および処理装置１０３の実施の形態を示す系統図である。処理装置１０３は、消化汚泥分岐管３８Ｂが設けられておらず、一方で脱水汚泥管３９から分岐する脱水汚泥返送管３９Ｂが設けられている点で第２実施形態の処理装置１０２と異なっている。また、嫌気余剰汚泥管３０は凝集反応槽２に直接、接続されている。
【００４１】
この処理装置１０３では、メタン発酵槽８から引き抜いた消化汚泥を汚泥脱水機（または汚泥濃縮機）９で脱水または濃縮後、脱水汚泥または濃縮汚泥の一部または全部をメタン発酵槽８に返送する。これにより、メタン発酵槽８内の汚泥濃度を高め、同時に、メタン発酵槽８での汚泥の滞留時間（ＳＲＴ）を長くできる。このため、メタン発酵槽８を高負荷で運転することができ、メタン発酵槽８の小型化が可能となる。かかる構成によるメタン発酵槽８の運転条件は、槽内汚泥濃度２００００ｍｇ／Ｌ以上、好ましくは２００００〜１０００００ｍｇ／Ｌ、ＳＲＴを１５日以上、好ましくは１５〜４０日、浮上汚泥等の被処理物の滞留時間（ＨＲＴ）を２０日以下、好ましくは３〜２０日とすることができる。
【００４２】
図１〜３に示す処理は、本発明の実施の形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示の処理に限定されるものではない。例えば、浮上分離工程で得られる分離水は、好気性処理と高負荷嫌気性処理との併用に限らず、他の方法で処理してもよく、いずれか一方の処理のみでもよい。
【００４３】
また、図２の処理装置１０２において、好気余剰汚泥、嫌気余剰汚泥、および消化汚泥のいずれかのみを凝集反応槽２に返送してもよい。例えば、図２の処理装置１０２および図３の処理装置１０３において、好気余剰汚泥はメタン発酵槽８に導入するようにしてもよい。あるいは、好気余剰汚泥は凝集反応２に返送して、高負荷メタン生成槽５からの嫌気余剰汚泥をメタン発酵槽８に導入してメタン発酵槽８のメタン生成菌の高濃度化を図ってもよい。さらに、メタン発酵槽８の消化汚泥と共にあるいは消化汚泥の代りに、汚泥脱水機９からの脱水汚泥の一部を凝集反応槽２に返送するようにしてもよい。この場合も結果的にメタン発酵槽８の汚泥濃度を高めて高負荷運転を行うことができる。
【実施例】
【００４４】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４５】
［実施例１］
図２に示す処理装置１０２を用いて、水難溶性物質として油脂を含む以下の水質の食品工場廃水（流量４３０ｍ３／ｄ）を処理した。有機物濃度はＢＯＤ濃度で示し、油脂濃度はノルマルヘキサン抽出物濃度として示す。
［原水水質］
ＢＯＤ：２３００ｍｇ／Ｌ
ＳＳ  ：６５３ｍｇ／Ｌ
ｎ−ヘキサン抽出物：１７０ｍｇ／Ｌ
【００４６】
この油脂含有廃水は油脂濃度が比較的低く、加圧浮上処理と、加圧浮上処理後に得られた分離水をメタン発酵させずに活性汚泥法で処理した場合の汚泥の構成比が３：４（加圧浮上スカム：余剰汚泥）程度の水質のものである。
【００４７】
各槽の仕様は次の通りである。
酸生成槽容積：１１０ｍ３
高負荷メタン生成槽容積：２１０ｍ３（有機物負荷：１０〜１５ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ）
後処理槽容積：１５０ｍ３
メタン発酵槽容積：４５ｍ３（有機物負荷：１０〜１５ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ）
【００４８】
その結果、メタン発生量は５２６ｍ３／ｄ、脱水ケーキの含水率は８５％、発生量は０．７３ｔｏｎ／ｄであった。また、高負荷メタン生成槽５での処理効率の低下、および後処理槽６でのバルキングの発生等の生物処理の悪化は認められなかった。
【００４９】
このように、本発明によれば加圧浮上槽を設けることなく、生物分解が困難な油脂を浮上分離し、分離水をＵＡＳＢ法等の高負荷でメタン発酵させることができる。このため、処理装置を簡略化できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、油脂含有廃水等を嫌気的条件で処理する有機物含有廃水の処理に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る廃水の処理装置の模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る廃水の処理装置の模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る廃水の処理装置の模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１              原水貯槽
２              凝集反応槽
３              酸生成槽
５              高負荷メタン発酵
６              後処理槽
７              沈殿池
８              メタン発酵槽
９              汚泥脱水機
１０            脱硫塔
１１            ガスホルダ
１０１〜１０４  廃水の処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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