(57)【要約】 【課題】  従来の沈降分離による回分式の活性汚泥法の固液分離に長時間を要するという問題点を解決した、効率よく排水処理を行いうる回分式の排水処理方法と排水処理装置を提供すること。【解決手段】  本発明は、活性汚泥を用いた回分式の水処理方法において、磁性粉を加えた活性汚泥を用い、曝気工程の後段若しくは終了後に、磁力によって活性汚泥懸濁液中から活性汚泥を分離する排水処理方法、及び曝気処理を行なう排水処理槽と磁気分離手段を有する排水処理装置である。  活性汚泥と磁性粉との割合は、活性汚泥のＭＬＶＳＳが１ｍｇ／Ｌに対して磁性粉が０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの濃度が好ましく、磁性粉は、その大きさが０．０５〜２μｍであり、保磁力が０〜２００Ｏｅのものが好ましい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥を用いて水を処理し有機物を分解・除去する回分式の水処理方法において、磁性粉を加えた活性汚泥を用い、曝気工程の後段若しくは曝気工程の終了後に、磁力によって活性汚泥懸濁液中から活性汚泥を分離することを特徴とする、排水処理方法。    
【請求項２】
磁力による活性汚泥の分離が、磁性粉を加えた活性汚泥を永久磁石または電磁石を用いて吸着し、次いで活性汚泥懸濁液から分離することを特徴とする、請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記活性汚泥と磁性粉との割合が、活性汚泥のＭＬＶＳＳが１ｍｇ／Ｌに対して磁性粉が０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの濃度であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の排水処理方法。
【請求項４】
前記磁性粉が、大きさが０．０５〜１０μｍであり、保磁力が０〜２００Ｏｅであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の排水処理方法。
【請求項５】
前記磁性粉が、四三酸化鉄粉であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の排水処理方法。
【請求項６】
曝気工程での活性汚泥の濃度が、ＭＬＶＳＳで４０００ｍｇ／Ｌ〜３００００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の排水処理方法。    
【請求項７】
磁性粉を加えた活性汚泥を用いて排水を曝気する通気手段を有する排水処理槽と、磁力による活性汚泥を分離する磁気分離手段とを有することを特徴とする、排水処理装置。    
【請求項８】
磁気分離手段が、排水処理槽の内部に設けられ、曝気中に処理液が放流あるいは排水処理槽へ循環する構造であることを特徴とする、請求項７に記載の排水処理装置。    
【請求項９】
磁気分離手段が、排水処理槽の外部に設けられ、曝気中に処理液をポンプにより磁気分離装置に流入させ処理液を放流あるいは排水処理槽へ循環させる構造であることを特徴とする、請求項７に記載の排水処理装置。
【請求項１０】
前記磁気分離手段において、活性汚泥を磁気分離するための磁石が、Ｎ極とＳ極とが２〜２０ｍｍの間隔で交互に設けられていることを特徴とする、請求項７ないし９のいずれかに記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回分式の排水処理方法及び排水処理装置に関し、詳しくは、有機物を主な汚濁成分とする排水や下水等の水処理を活性汚泥法によって行う回分式の排水処理方法及び排水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水や有機排水の処理法として、従来から活性汚泥法が広く利用されている。この方法は、基本的に、下水等に含まれる有機物を曝気槽等の処理槽で空気に曝して活性汚泥により分解した後、最終沈殿池で活性汚泥を重力により沈降分離し、ここで分離した活性汚泥を処理槽に返送するという処理方式となっている。このような活性汚泥法では、最終沈殿池において、活性汚泥は水との密度差により重力で沈降分離するため、活性汚泥の沈降性は、活性汚泥の沈降性指標や濃度に影響される。活性汚泥の沈降性の維持管理では、負荷条件、溶存酸素濃度等の影響因子についてプロセス管理者が細心の注意を払う必要があるため、活性汚泥プラントの運転管理には、化学、機械、生物等の多岐にわたる専門知識が要求される。また、活性汚泥濃度がＭＬＶＳＳで３０００ｍｇ／Ｌを超えると活性汚泥の沈降分離が不完全になる可能性がある。このようなことから、活性汚泥の沈降性指標や濃度に影響されずに固液分離を確実に行うために、重力による沈降分離の代わりに膜分離を用いる方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
なお、ここで、「ＭＬＶＳＳ」とは、Mixed Liquor Volatile Suspended Solidの頭文字をとったもので、汚泥を遠心分離した固形分を１０２℃２時間乾燥後の固形分（MLSS）を６００℃３０分燃焼させて消失する固形分を表す数値であり、具体的にはその系の中に存在する菌体の量を表す指標となるものである。
【０００４】
また、活性汚泥法では、水中の有機物を除去する一方で、除去した有機物の半分程度の微生物の増殖が起こる。この増殖分の微生物は、余剰汚泥と呼ばれており、この余剰汚泥は、大量の水分を含んでいるため、そのまま廃棄することができず、大きなエネルギーを消費して濃縮・脱水した後に焼却している。さらに、余剰汚泥は、産業廃棄物の中の大きな割合を占めているため、廃棄物処理上の大きな問題となっている。この余剰汚泥を削減するためには、オゾンを添加して増殖した微生物の一部を可溶化処理し、有機物として再度活性汚泥法に投入して処理する方法が報告されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
一方、磁力の作用を利用した磁気分離法を活性汚泥法に適用することも提案されている。すなわち、強磁性粉である四三酸化鉄やフェライト粒子を活性汚泥懸濁液に添加すると、汚泥フロックが直ちにこれらの強磁性粉を捕捉し、汚泥フロックを磁力で集められるようになることから、沈降分離に頼らない活性汚泥法が可能であることが酒井らにより報告されている（例えば、非特許文献３〜８参照）。これらの論文では，磁気分離法は、単独で又は沈降分離の後段に用いられ、処理水から活性汚泥を完全に分離するために利用されている。磁気分離法によれば、ＭＬＶＳＳが１６ｇ／Ｌの活性汚泥まで分離可能であること、さらに、負荷に応じてＭＬＶＳＳの活性汚泥濃度を設定すれば、ポリペプトン／グルコース混合溶液を模擬排水とした実験では、自己酸化作用によって余剰汚泥をほぼゼロにできることが報告されている。
【０００６】
一般的な活性汚泥法で１００ｋｇの有機物を処理すれば、およそ４０〜７０ｋｇの余剰汚泥が発生する。従って、水の浄化と引き換えに、大量の余剰汚泥を社会に対して放出していることになる。また、活性汚泥（微生物）の沈降性が悪化すると成立しないプロセスであるため、多くのコストを払って活性汚泥の沈降性管理を行っている。
一方、磁気を利用して活性汚泥を分離する方法は、特に大量の排水を処理する水処理装置においては、まだ技術的に未完成の段階にあり、磁気分離のみで活性汚泥を分離する方法は、磁気分離装置の大型化やコストアップが避けられないという問題がある。例えば、連続式の磁気分離活性汚泥法では、排水が連続的に流入してくるため、間欠曝気などを行なっても、排水中の有機物を脱窒の水素源として十分に利用できず、また、曝気中の流出水の中には硝酸イオン濃度の増加及び曝気停止時の流出液の中にはアンモニウムイオン濃度の上昇がみられる、などの問題があった。
【０００７】
一方、回分式の活性汚泥法はバルキングが起こりにくい活性汚泥法の一つの方法として、小規模排水処理施設を中心に普及している。しかし、この回分式の活性汚泥法は、１回の回分処理での操作時間の配分、例えば、曝気・無酸素撹拌などの水を処理するための操作時間の割合を比較的自由に選定できる利点があり、連続式の硝化液循環プロセスに比して、硝化・脱窒の時間割合を自由に選定できる利点を有しているが、清澄な処理水を排出するために必要な、固液分離のための静止沈降時間に関しては、かなりの長時間を割かざるを得ないという問題がある。
【０００８】
即ち、回分式活性汚泥法では一般的に２４時間を1回または２回程度のサイクルで排水の導入、曝気、固液分離、排水を繰り返す。しかしながら、有機物の分解や窒素の硝化、硝酸の脱窒反応は排水中の有機物濃度にもよるが、数十分から数時間程度の時間があればほぼ分解されている。従って、この分解時間を基準に回分処理のサイクルを決定することがもっとも合理的な水処理シーケンスを構築につながる。特に、生物学的な硝化・脱窒や脱リンプロセスを組み込んだ場合には、排水中の有機物を脱窒や脱リンプロセスで効率的に活用するために回分サイクルの自由度は水処理プロセスの性能に大きく影響する。しかしながら、従来の沈降分離による固液分離法では、清澄な処理水を得るためには、固液分離のための時間が数時間、場合によっては十数時間以上必要になることもあるため、処理水の排出には、汚泥界面の低下につれて排出口を低下できるアーム式排水装置等高価な処理水排出装置が必要であることに加え、汚泥界面の沈降速度と同等な速度で長時間かけて排出する必要があった。
さらに、汚泥を含む排水を一度曝気攪拌してしまうと、固液分離のため再度、数時間の静止時間が必要となるため、清澄な処理水が得るためには、通常１日の回分数を４回以上にすることが困難であるという欠点があった。
【０００９】
また、回分式の活性汚泥法においても余剰汚泥の発生にともない、余剰汚泥の抜き取り時間や、そのための余分なシーケンス、また、発生した余剰汚泥の濃縮、脱水、焼却といった時間とコストのかかるプロセスが必要であった。そのため、余剰汚泥の処分コストが水処理コストを大きく引き上げる原因になっている。
【００１０】
また、従来法による回分式の活性汚泥法では、バルキングを抑制するため、また、固液分離を可能とするために、汚泥濃度をあまり高濃度にすることはできず、さらに、曝気槽と沈殿池を一つの処理槽で行なえるとは言え、２つの役割を時間をずらして長時間をかけて行なうため、本質的に水処理プロセスの効率化や処理装置のコンパクト化が困難であった。
【００１１】
【非特許文献１】K. Yamamoto, M. Hiasa, T. Mahmood and T.Matsuo: Direct solid-liquid separation using hollow fiber membrane in anactivated sludge aeration tank. Wat. Sci. Tech., 21, 43-54 (1989)
【非特許文献２】Yasui,H.,Nakamura,K.,Iwasaki,M.,Sakai,Y,:Afull-scale operating of a novel activated sludge process withoutexcess sludge production. Wat.Sci.Tech.36(11),163-361(1996)
【非特許文献３】Sakai,Y.,Fukase,T.,Yasui,H.,Shibata,M:An activated sludge process without excess sludgeproduction.Wat.Sci.Tech.36(11),163-170(1997)
【非特許文献４】Y. Sakai, S. Kurakata and F. Takahashi, “Magnetic Forced Sedimentation of Flocs in Activated Sludge Supplementedwith Ferromagnetic Powder of Iron Oxide”, J. Ferment. Bioeng., 71(3), 208-210, (1991)
【非特許文献５】Y. Sakai, K. Tani and F. Takahashi,"Sewage Treatment under Conditions of Balancing Microbial Growth and CellDecay with a High Concentration of Activated Sludge Supplemented withFerromagnetic Powder", J. Ferment. Bioeng., 74(6), 413-415 (1992)
【非特許文献６】Y. Sakai, T. Terakado and F. Takahashi,"A Sewage Treatment Process Using Highly Condensed Activated Sludge withan Apparatus for Magnetic Separation",J. Ferment. Bioeng., 78(1),120-122, (1994)
【非特許文献７】Y.Sakai, T.Miama and Fujio Takahashi,"Simultaneous Removal of Organic and Nitrogen Compounds in IntermittentlyAerated Activated Sludge Process Using Magnetic Separation”, Water Research, 31(8), 2113-2116, (1997)
【非特許文献８】酒井保藏, 高橋不二雄, “磁気分離法による活性汚泥中の糸状菌とフロック形成菌の分離”，水環境学会, 22(4), 323-326, (1999)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、以上のような従来の沈降分離による回分式の活性汚泥法による排水処理の問題点を解決した、効率よく排水処理を行なうことのできる回分式の排水処理方法と排水処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記のような課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、回分式の排水処理において、その工程の中に磁力による作用を利用した磁気分離を組み込むことにより、排水処理のサイクルタイムを大きく短縮し、非常に効率よく排水を処理することができること見出し、本発明を完成した。
【００１４】
即ち、本発明は、以下の内容をその要旨とするものである。
（１）活性汚泥を用いて水を処理し有機物を分解・除去する回分式の水処理方法において、磁性粉を加えた活性汚泥を用い、曝気工程の後段若しくは曝気工程の終了後に、磁力によって活性汚泥懸濁液中から活性汚泥を分離することを特徴とする、排水処理方法。
（２）磁力による活性汚泥の分離が、磁性粉を加えた活性汚泥を永久磁石または電磁石を用いて吸着し、次いで活性汚泥懸濁液から分離することを特徴とする、前記（１）記載の排水処理方法。
（３）前記活性汚泥と磁性粉との割合が、活性汚泥のＭＬＶＳＳが１ｍｇ／Ｌに対して磁性粉が０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの濃度であることを特徴とする、前記（１）又は（２）に記載の排水処理方法。
（４）前記磁性粉が、大きさが０．０５〜１０μｍであり、保磁力が０〜２００Ｏｅであることを特徴とする、前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の排水処理方法。
（５）前記磁性粉が、四三酸化鉄粉であることを特徴とする、前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の排水処理方法。
（６）曝気工程での活性汚泥の濃度が、ＭＬＶＳＳで４０００ｍｇ／Ｌ〜３００００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする、前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の排水処理方法。
（７）磁性粉を加えた活性汚泥を用いて排水を曝気する通気手段を有する排水処理槽と、磁力による活性汚泥を分離する磁気分離手段とを有することを特徴とする、排水処理装置。
（８）磁気分離手段が、排水処理槽の内部に設けられ、曝気中に処理液が排出あるいは循環できる構造であることを特徴とする、前記（７）に記載の排水処理装置。
（９）磁気分離手段が、排水処理槽の外部に設けられ、曝気中に処理液をポンプにより排出あるいは循環できる構造であることを特徴とする、前記（７）に記載の排水処理装置。
（１０）前記磁気分離手段において、活性汚泥を磁気分離するための磁石が、Ｎ極とＳ極とが２〜２０ｍｍの間隔で交互に設けられていることを特徴とする、前記（７）ないし（９）のいずれかに記載の排水処理装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の方法によれば、従来の沈降分離による方法に比べて、排水処理後の活性汚泥懸濁液から固形分を非常に短い時間で分離することができる。そのため活性汚泥を用いた回分式の排水処理において、従来の沈降分離の場合には数時間から十数時間を要していた固液分離の時間を省き曝気中に処理水を排出することができ、この短縮できた時間を本来の有機物の分解や窒素の硝化、硝酸の脱窒反応などのために利用することができる。また、有機物の分解時間に応じて、１日に何回も回分操作を繰り返しても、固液分離の待ち時間による効率の低下は無視できる。そこで、有機物やアンモニアの酸化反応の進行に合わせて、曝気、曝気停止、排水流出の処理サイクルを最適なものに選ぶことが可能となる。
また、本発明の方法によれば、排水処理槽中の汚泥濃度をＭＬＶＳＳで２０ｇ／Ｌ以上の高い濃度でも固液分離可能であるため、汚泥濃度を従来より大幅に高濃度化することができる。このことは、ＢＯＤ−ＳＳ負荷を大幅に低下させ、余剰汚泥の生成をゼロまたは大幅に削減することが可能となる。汚泥濃度が増加することは、脱窒プロセスなどの嫌気反応が汚泥濃度に対応して増加することが期待でき、また、好気反応でも、酸素供給速度が律速にならない限り、微生物による酸化分解反応の速度が上昇することを意味する。従って、水処理の反応速度が高速化するため本質的に装置のコンパクト化が可能となる。また、回分処理のサイクルに合わせて、処理水の排出が行なえるために、もっとも排水処理槽中の汚濁成分の濃度の低下した時間帯に処理水をすばやく固液分離して排水することができる。これらの点において、従来の沈降分離による回分式活性汚泥法に比べて、著しく高性能化することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の方法による排水処理装置の一例を示す説明図であり、図２は本発明に使用する磁気分離手段としての磁気分離装置の一例の断面図である。
【００１７】
本発明は、活性汚泥を用いた回分式の排水処理方法において、磁力により、活性汚泥を急速に、効率よく被処理排水から活性汚泥を分離する。活性汚泥にあらかじめ磁性粉を添加混合しておき、これを排水処理槽５において排水と混合して、曝気処理を行い、曝気処理が完了した段階で磁気分離手段６によって排水中の活性汚泥を分離して回収するものである。
本発明の方法においては、磁気により活性汚泥懸濁液９から固形分を短時間で効率よく除去することができるため、曝気処理を行う排水処理槽５の中の活性汚泥の濃度を従来の沈降分離法の場合に比べて高くすることができ、排水処理槽５内の活性汚泥の濃度をＭＬＶＳＳで４０００ｍｇ／Ｌから３００００ｍｇ／Ｌ、好ましくは１０，０００ｍｇ／Ｌから２０，０００ｍｇ／Ｌという高い濃度で処理することができる。
【００１８】
この磁気分離手段５で活性汚泥を磁気分離可能な状態とするため、活性汚泥には、あらかじめ磁性粉を添加混合しておき、磁性粉を活性汚泥に吸着保持させた状態にしておく必要がある。使用する磁性粉には、適当なものを選定できるが、１０μｍ以上の大きさの磁性粉は活性汚泥に対して重すぎるため、重力によって活性汚泥から分離してしまうことが多いので、これよりも小さなものが好ましく、通常は０．０５〜２μｍの範囲のものが適している。超微粒子状の磁性粉を使用することも可能であるが、磁性粉のコストが上昇するので好ましくない。また、磁性粉の保磁力は、０〜２００Ｏｅが適当であり、保磁力の大きな磁性粉は、自身の磁力によって凝集し、活性汚泥から分離して沈降してしまう欠点がある。さらに、長期の使用を考慮すると、常温の水中で溶解したり、変質したりすることがほとんどない酸化物系の磁性粉を使用することが好ましく、特に、コスト等を考慮すると粒径が０．１〜１．０μｍ、例えば０．４μｍ程度の四三酸化鉄粉が最適である。
【００１９】
磁性粉の濃度（混合量）は、低すぎると活性汚泥を分離するために超電導磁石のような強力な磁石が必要となり、逆に濃度が高すぎると磁性粉のコストが上昇することになるので、活性汚泥のＭＬＶＳＳが１ｍｇ／Ｌに対して０．０１から１０ｍｇ／Ｌの濃度範囲になるようにすることが好ましく、通常は、活性汚泥のＭＬＶＳＳと同程度の濃度となるように設定すればよい。
【００２０】
このような磁性粉は、排水処理槽５で活性汚泥懸濁液９中に投入される。活性汚泥懸濁液９中に投入されると、直ちに活性汚泥に吸着保持された状態となり、磁石に引き寄せられる磁性粉含有活性汚泥となる。この磁性粉含有活性汚泥は、そのほとんどあるいは全量が磁気分離手段６によって回収されるので、活性汚泥懸濁液９への磁性粉の添加混合は、通常は、磁気分離を開始する前に１回だけ行えばよいが、水処理施設の状況に応じて適宜追加することもできる。また、系内を循環する活性汚泥の全体に満遍なく磁性粉が吸着するように、活性汚泥を循環させながら適当な量の磁性粉を適当な間隔で添加することが好ましい。
【００２１】
次いで、排水処理槽５で活性汚泥懸濁液９の中に散気管３から空気を吹き込んで曝気処理を行い、排水中の有機物の分解、硝化脱窒、脱リンなどの反応を行う。曝気処理に必要な時間は、排水中の有機物の量によって変わる。一般的に数時間から十数時間の時間をかけて曝気処理を行う。また、生活排水処理などでは、通常ＢＯＤ槽負荷が、０．２〜１．０ｋｇ／ｍ３／ｄ程度である。この負荷条件における排水処理槽５では、活性汚泥濃度が５０００〜１００００ｍｇ／Ｌの範囲で、活性汚泥の増殖分と自己酸化とがバランスして余剰汚泥がほとんど発生しない状態となることが推定できる。
【００２２】
排水の曝気処理が完了すると、従来の方法では処理液と活性汚泥等の固形分とを分離するために処理済の活性汚泥懸濁液を長時間の間静置して、固形分を沈降分離して清澄な処理液を取り出している。本発明の方法においては、排水の曝気処理が終了する段階で並行して、或いは排水の曝気処理が終了した後に、処理済の活性汚泥懸濁液９を磁気分離手段６に循環させて、活性汚泥懸濁液９から活性汚泥等の固形分を磁力によって除去する。
【００２３】
磁性粉を含有した活性汚泥を懸濁液中から分離するための磁気分離手段６には、今までに提案されている様々な方式のものを利用することができる。例えば、図２の断面図に示すように、活性汚泥懸濁液９の流入部１０及び吸引ポンプ７を有する磁化汚泥分離槽１１と、外周面に磁石を配置した回転ドラム１２と、回転ドラム１２に付着した磁性粉含有活性汚泥１４を掻き落とすスクレーパー１３と、スクレーパー１３で掻き落とした磁性粉含有活性汚泥１４を回収する汚泥回収トラフ１６とを備えた磁気分離装置を使用することもできる。なお、前記回転ドラム１２には、図示しない駆動用のモーター等が接続され、前記汚泥回収トラフ１６には、回収した磁気分離汚泥１４の排出経路が接続されている。
【００２４】
前記回転ドラム１２に設けられる磁石は、超電導磁石や電磁石等の特殊な磁石を採用することもできるが、一般的で、安価に入手が可能な永久磁石、例えばフェライト磁石を用いることができる。ドラム周面における磁極の配列は、２〜２０ｍｍの着磁間隔でＮ極とＳ極とを交互に配列した状態とすることが好ましい。この着磁間隔が狭くなると磁性粉含有活性汚泥の飽和付着量が減少し、着磁間隔が広くなると磁性粉含有活性汚泥の付着力が弱くなる。回転ドラム１２の大きさ（直径及び長さ）や磁気分離処理時の回転数は任意であり、処理量に応じて選定することが可能で、設置スペースや製造コスト、運転コスト等を考慮して設定すればよい。
【００２５】
磁力により懸濁液から分離した磁性粉含有活性汚泥の回収は、磁石の構造や形状に応じて任意の方法で行うことができ、板状、円盤状、棒状等の様々な形状の磁石と、これらの磁石の形状等に合わせた汚泥回収手段とを組み合わせることができるが、前記回転ドラム１２とスクレーパー１３との組み合わせにより、磁気分離した磁性粉含有活性汚泥１４を連続状態で容易に回収することができる。また、回転ドラム形状の磁石を使用することにより、装置構成も単純化でき、磁気分離装置の製作コストが削減できるだけでなく、保守点検も容易に行うことができる。
【００２６】
この磁気分離手段６は、図１に示すように排水処理槽５の内部に設置して、この中に活性汚泥懸濁液９を導入して懸濁液から磁性粉含有活性汚泥分離し、活性汚泥の除去された処理液を放流できる。また、処理液を排水処理槽５に戻してもよい。或いは、磁気分離手段６を排水処理槽５の外部に設置して、この磁気分離手段６に活性汚泥懸濁液９をポンプ等により強制的に流入させて、懸濁液から磁性粉含有活性汚泥分離し、活性汚泥の除去された処理液を放流する。また、処理液を排水処理槽５に戻してもよい。
【００２７】
本発明の方法においては、この磁気分離手段６によって磁性粉含有活性汚泥の９５％以上を分離・回収できるが、この排水処理槽５、磁気分離手段６の後に、固形分の分離装置、例えばろ過装置を設けて、ここで残留している固形分を分離除去してもよい。
次に、本発明を実施例によってより具体的に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１に示す排水処理装置を用いて、豚舎廃水の処理を行った。
有効容量２００Ｌの排水処理槽５には、槽内ＭＬＶＳＳ濃度約８０００ｍｇ／Ｌの活性汚泥と槽内ＭＬＶＳＳと等重量の平均粒子径が０．２〜０．４μｍの四三酸化鉄の磁性粉を仕込んだ。この排水処理槽５に、有効容量１０ｍ３の原水貯留槽１に貯留してある豚舎の廃水１０リットルを、ポンプ２によって仕込時間が約１０分で送入した。この時の原水の水質は下記の表１に示すとおりであった。散気管３から処理槽５内を通気し、最初の１２０分間は通気２分、停止１３分の間欠曝気を行い、その後連続して通気する連続曝気を２４０分間行った。
連続曝気の終了の１０分前に排出ポンプ７を稼働させ、磁気分離装置６の回転ドラム１２で磁性粉を混合した活性汚泥１４を分離除去した処理液８を排出ポンプ７によって放流した。この方法によって処理した排水の品質の分析結果例を表２に示す。なお、この時のＢＯＤ-槽負荷は０．４（ｋｇ／ｍ３／日）であった。
【００２９】
比較のために、同じ豚舎の廃水を使用して、以下の従来の沈降分離法による回分式の排水処理方法で廃水の処理を行った。
有効容量５０ｍ３の曝気用の散気管を備えた排水処理槽を使用して、上記の実施例に用いたのと同一の豚舎の廃水１．２ｍ３を仕込んだ。この時の活性汚泥懸濁液の濃度は、ＭＬＶＳＳで約５０００ｍｇ／Ｌであった。
仕込み終了後、次のサイクルタイムで曝気による廃水処理を行った。即ち、連続曝気を１２時間、間欠曝気を６時間（流入３０分含む）、沈澱５時間、放流・汚泥引き抜き１時間の合計１サイクルが２４時間とした。沈降工程の終了後上澄水を引き抜いた後、排水処理槽の下部に沈降した活性汚泥等を約１０分間抜き抜いた。このようにして処理を行った廃水の分析結果を同様に表２に示す。なお、この時のＢＯＤ-槽負荷は０．２（ｋｇ／ｍ３／日）であった。
【００３０】
【表１】
2005125228.tif 000003
【００３１】
【表２】
2005125228.tif 000004
【００３２】
本発明の磁化活性汚泥法では、ＢＯＤ容積負荷が従来の方法である沈降分離活性汚泥法のそれに比べて２倍となる条件で豚舎の廃水の処理を行なったが、活性汚泥処理の１サイクルが６時間と従来の沈降分離法の１／４であるにもかかわらず、ほぼ同程度の品質の処理水が得られた。
【００３３】
また、本発明の磁化活性汚泥法においては、余剰汚泥の引き抜きを全く行うこと無く槽内ＭＶＬＳＳ濃度を約８ｇ／Ｌに維持することができた。一方、従来法の沈降分離による活性汚泥法では、槽内ＭＶＬＳＳ濃度を約５ｇ／Ｌに維持するために、１日当たり約８ｋｇ（乾燥固体基準）の余剰汚泥を引き抜いている。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の磁気分離による排水の活性汚泥処理法は、従来使用されている沈降分離による排水の活性汚泥処理法にくらべて、処理後の固液の分離が短時間で、かつ高濃度で行うｋとができるため、回分操作の排水の曝気処理工程そのものにより多くの時間を割くことができ、より効率的な排水の処理が可能となり、種々の排水の処理に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の方法による排水処理装置の一例の説明図である。
【図２】本発明に使用する磁気分離手段の一例の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    原水貯留槽
２    原水移送ポンプ
３    散気管
４    ブロワー
５    排水処理槽
６    磁気分離手段
７    処理水吸引ポンプ
８    処理水
９    磁化活性汚泥懸濁液
１０    流入部
１１    磁化汚泥分離槽
１２    磁化回転ドラム
１３    スクレーバー
１４    磁性粉含有活性汚泥
１５    排水処理槽水面
１６    汚泥回収トラフ
【図１】
2005125228.tif 000005
【図２】
2005125228.tif 000006