(57)【要約】【課題】活性汚泥性状変化による処理性の不安定化や処理能力の低下、運転管理の困難さ、処理槽の容積及び設定スペースの増大等の問題を排除して有機廃水を効果的かつ効率的に処理する技術を提供する。【解決手段】有機廃水を活性汚泥処理するにあたり、廃水処理後の活性汚泥の濃縮又は固液分離に１００〜３００メッシュの網目スクリーンのろ過板と集水管を配してなる分離装置を用いることを特徴とする有機廃水の処理方法。【選択図】      図１
2005013937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃水を活性汚泥処理するにあたり、廃水処理後の活性汚泥の濃縮又は固液分離に１００〜３００メッシュの網目スクリーンのろ過板と集水管を配してなる分離装置を用いることを特徴とする有機廃水の処理方法。
【請求項２】
スケーリングの原因となる成分を含む有機廃水を活性汚泥処理する請求項１に記載の有機廃水の処理方法。
【請求項３】
活性汚泥処理における固液分離の効率向上及び安定化手段として活性汚泥フロック形成剤を分離装置へ添加してろ過分離性能に優れた活性汚泥フロックを形成せしめて有機廃水を処理する請求項１に記載の有機廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機廃水の処理方法に関し、更に詳しくは主に生物化学的酸素要求量（以下、ＢＯＤという）及び化学的酸素要求量（以下、ＣＯＤという）の活性汚泥処理方法に関する。
【０００２】
本発明の有機廃水処理方法は、従来、標準活性汚泥処理法や長時間曝気処理法に代表される活性汚泥で処理されてきた食品工場、屠場、畜産、塗装、水産加工、皮革、し尿等の有機廃水の処理に対して利用可能である。
【０００３】
【従来の技術】
有機廃水を処理するためには、水中の微生物の活性を利用した方法が極めて有効であり、エアー曝気方式の活性汚泥処理法、散水ろ床法、回転円板法、接触曝気法等が知られている。これらの中でも標準活性汚泥法は下水処理や有機廃水を排出する多くの工場廃水処理に利用されている。活性汚泥を用いた生物処理法は水中での微生物の浄化作用を利用した処理方法であることから化学処理のように危険な薬品や難しい操作は必要ないため、比較的容易に採用が可能な反面、微生物の安定した処理能力の維持やそのための運転管理に熟練が必要とされている。
【０００４】
本発明に関連した先行技術文献としては以下のものがあげられる。
【特許文献１】
特開２００１−２９９５２号公報
【特許文献２】
特開２００１−８７６３５号公報
【非特許文献１】
山本和夫  膜分離を用いた新しい排水処理技術（用水と廃水  Ｖｏｌ．４１  ＮＯ．５（１９９９））
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
活性汚泥を用いて有機廃水を処理する場合、有機物を処理した処理水と活性汚泥を固液分離する際には自然沈降を利用した沈殿槽が一般に用いられている。しかしながら、活性汚泥方式の処理法で処理される廃水には食品工場廃水のようにバルキング（汚泥の膨化現象）を起こし易い廃水が多く、この場合活性汚泥処理後の処理水と活性汚泥の沈殿槽における固液分離が不十分になり、活性汚泥が処理水とともに流出してしまうことがある。そのため処理性が悪化したり、活性汚泥処理槽の汚泥濃度維持が不能になったりして、廃水の処理に支障を来たすおそれがあり、廃水処理の運転維持管理が難しいという問題がある。
【０００６】
また、食品工場からの廃水の場合には廃水の水質や水量の変動、季節的変動が多く、廃水処理装置で使用する微生物の能力や廃水処理装置の運転維持管理を考慮した場合、通常運転に際して、これらの変動に対応するために、ＢＯＤ容積負荷を０．５〜１ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３・Ｄ以下で運転しなければならず、活性汚泥処理槽の容量及び設置スペースが大きくなるという問題がある。
【０００７】
一方、活性汚泥処理では、槽内の活性汚泥濃度を高め、汚泥負荷を下げることによって高負荷運転する方法が取れるが、この場合には自然沈降を利用した沈殿槽では汚泥濃度が高いため固液分離が不可能となる。近年開発された高負荷型活性汚泥処理装置として、固定床式処理装置に代表される生物膜法による生物ろ過方式の活性汚泥処理があり、これらでは、２〜５ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３・Ｄの高ＢＯＤ容積負荷で処理を行っている。これらは活性汚泥の濃度を高めるために、プラスチックスやセラミックス等の充填材（ろ材）を利用しているが、これらの活性汚泥処理には充填材（ろ材）を詰めることによる装置の複雑さ、ろ材箇所への汚泥の閉塞、閉塞による汚泥の嫌気化に基づく悪臭の発生等の問題が生じ、処理性が不安定になるとともに、運転管理が難しいという問題がある。
【０００８】
最近採用されている膜分離法は、活性汚泥処理後の処理水と汚泥を分離する際に、従来の沈殿槽に代えて、膜による固液分離を行い、清澄な処理水を得る方法である。この膜分離法は、膜によって固液分離を行なうので、沈殿槽が必要なくなり、従って設置スペースが小さくて済み、沈降性の不良を心配する必要がないので、この膜分離法は比較的水質の安定しているし尿、生活排水、中水道を中心に普及している。しかし、この膜分離法は精密なろ過膜を用いるためその透過水量が  ０．２ｍ３／ｍ２・Ｄ  以下という少量処理をせざるを得ず、多量の廃水の処理に対しては膜の枚数が多くなるばかりでなく、産業廃水のように多種多様な有機成分を含み、排出水量、水質の変動が激しい廃水に対しては透過水量不足や膜面閉塞等の問題があるため、採用が難しい廃水処理法とされている。特にカルシウム等のスケーリングの原因になる成分を含む廃水は処理対象水として避けられている。更に一般的な廃水でも凝集処理を前処理として用いる場合には、薬品取り扱いの安全性や価格から処理剤の一部として水酸化カルシウムを使用している場合が多く、このような場合にもカルシウムスケールが生成し、膜面を閉塞させる原因となる。従って、前記膜分離法は実用化の障害があり、特に産業廃水の処理技術としては十分でないのが現状である。
【０００９】
従って、本発明の目的は、活性汚泥性状変化による処理性の不安定化や処理能力の低下、運転管理の困難さ、処理槽の容積及び設定スペースの増大等の問題を排除して有機廃水を効果的かつ効率的に処理する技術を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、有機廃水を活性汚泥処理するにあたり、廃水処理後の活性汚泥の濃縮又は固液分離に１００〜３００メッシュの網目スクリーンのろ過板と集水管を配してなる分離装置を用いることを特徴とする有機廃水の処理方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に従えば、有機廃水を汚泥処理した処理水を透過する網目スクリーンを張ったろ過板及び集水管を内部に備えた分離装置（分離槽）を用いて有機廃水の活性汚泥処理後の活性汚泥の濃縮又は固液分離をする。即ち曝気によって有機廃水を混合攪拌された活性汚泥が分離装置のろ過板表面に活性汚泥フロックの均一な生物膜を形成し、その生物膜を介してろ過した透過水を活性汚泥処理水として集水管を経由して系外に排出する。なお、処理水を排出する方法には、大別して分離装置が活性汚泥処理槽中に浸漬されている場合と、分離装置が活性汚泥処理槽の外部に独立に設置されている場合とがあるが、分離装置の設置場所にかかわらず、曝気槽等の水位より、排水管の位置を下げて、水位差を利用して処理水を排出する方法によることができ、動力を必要としないで処理水を排出することができる。
【００１２】
本発明に従えば、前記分離装置を用いることによって、活性汚泥処理槽又は分離槽内の活性汚泥を濃縮し、槽内の活性汚泥濃度を１０，０００〜２０，０００ｍｇ／リットル  又はそれ以上の高い濃度にすることができるので、汚泥負荷を抑え、ＢＯＤ  容積負荷を高くして有機廃水を処理することができる。但し、本発明における活性汚泥濃度は上記濃度に限定するものではなく、１０，０００ｍｇ／リットル以下の低活性汚泥濃度においても有機廃水の汚泥処理水を透過することは十分可能であり、この状態で活性汚泥処理を行うこともできる。従って活性汚泥処理を行う際、容積負荷を抑え、汚泥消化領域（ＢＯＤ汚泥負荷：０．１ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・Ｄ以下）で有機廃水を活性汚泥処理することにより、通常の有機物処理量の３０〜５０％余剰汚泥発生量に対して余剰汚泥発生量を数％以下に抑えることができる。
【００１３】
本発明に従えば、前述のように、カルシウムなどの装置のスケーリングの原因となる成分を含む有機廃水の活性汚泥処理に際しても分離装置として比較的網目の粗い１００〜３００メッシュ、好ましくは１９０〜２１０メッシュの網目スクリーンを張ったろ過板を用いてろ過し、処理水を内部の集水管を経由してスムーズに固液分離することができる。なお、ここでメッシュは日本工業規格に基づくメッシュをいう。
【００１４】
本発明に従えば、更に活性汚泥処理における固液分離の効率を向上させると共に、分離効率を安定化する手段として、活性汚泥フロック形成薬品、例えば従来から汎用されている高分子系等の汚泥凝集剤を分離装置（分離槽）に添加して、比較的大きく強固な汚泥フロックを形成せしめ、ろ過板上の生物膜を介して処理水を透過することでろ過板の処理水透過能力及び清澄化効果を向上させることができる。
このような活性汚泥凝集剤としては、例えばポリアクリルアミドを主成分とするカチオン系高分子凝集剤などがあげられる。
【００１５】
本発明に従った有機廃水の処理方法に用いる汚泥処理は従前の標準活性汚泥法の技術をそのまま用いることができる。
【００１６】
以下、添付図面を参照にしながら本発明を更に詳しく説明するが、本発明をこれらの図面の態様に限定するものでないことはいうまでもない。図１及び図２は本発明による有機廃水の活性汚泥処理方法を示す図面であり、図１は活性汚泥処理後の汚泥分離装置が有機廃水の活性汚泥処理槽内に浸漬されている場合を示す図面であり、図２は分離装置が活性汚泥処理槽の外部に設置されている場合を示す図面であり、図３Ａ，Ｂ及びＣはろ過板一例の詳細を示す図面である。
【００１７】
本発明に従えば、処理すべき有機廃水１は、廃水供給ポンプ（図示せず）によりブロワー（図示せず）からのエアー２で曝気された活性汚泥処理槽３に流入させ、ここで有機廃水１中の有機物を分解する。活性汚泥処理水は、図１では分離装置４の網目スクリーン５を張ったろ過板６（図３参照）で活性汚泥フロックが適正な厚みをもったケーキ層となり、ケーキ層と網目スクリーン５を透過した処理水（清澄水）がろ過板６の内部に流入する。網目スクリーン５は、透過、逆洗の際、ろ過板６の内外に変形するのを防ぐためと均一なケーキ層を形成し、また均一な逆洗を行わせるために外側スペーサー７と内側スペーサー８に挟まれた形でろ過板６に固定されている。尚、ろ過板は内部集水パイプ分の厚みを持ち、表面側面と反対側面に網目スクリーンが張られており、それぞれの網目スクリーンが外部スペーサーと内部スペーサーに挟まれている構成をしている。
【００１８】
網目スクリーン５を透過した処理水は水面とのヘッド差によりろ過板内集水管９を経て系外へ排出され、処理水槽１０に流入する。尚、ヘッド差は１００ｍｍ〜１０００ｍｍの間で任意に設定するのが好ましい。
【００１９】
処理水は処理開始数分後にケーキ層が厚みを帯びるに従って透過水量が落ちるが、定期的に処理水を用いて逆洗を数秒〜数十秒間行う。このために逆洗ポンプ１１から流入する逆洗水はろ過板内集水パイプ９に開いた孔より均一に流出し、網目スクリーン５に付着しすぎた余分なケーキを剥離する。これらの透過〜逆洗工程を１サイクルとして運転を行い、必要な処理量を得ることができる。
【００２０】
また、図２のように分離装置４が活性汚泥処理槽の外部にある場合には、活性汚泥処理槽３の汚泥を汚泥移送ポンプ１２で分離装置４へ移送し、同様の経路を経て、必要な処理水を得ることができる。一方、濃縮された汚泥は再び活性汚泥処理槽３へ返送して分離操作を繰り返す。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものではないことは言うまでもない。
【００２２】
実施例１
本例では有機廃水として漬物製造工程廃水を用いた。この廃水の特徴は塩濃度が他の有機廃水に比較して極めて高濃度（２〜３％）であることがあげられる。廃水は前処理工程としてスクリーンで夾雑物を除去した後、有効容量１０００リットルの活性汚泥処理装置（図１に示すような分離装置浸漬型）へ廃水をポンプで適量供給した。装置内ではエアー曝気によって混合攪拌された活性汚泥で廃水中の有機物を分解した。活性汚泥処理水の排出は装置内に浸漬した２００メッシュ網目スクリーンを張ったろ過板及び内部の集水パイプを介して水位ヘッド差を５００ｍｍで透過時間５分間として得た。ろ過板へは処理水を透過するに従い、活性汚泥フロックが適正なケーキ層を形成して付着するが、付着形成されたろ過板面の生物膜は透過時間、透過水量によって厚みを増して透過水量が次第に減少するため、得られた処理水を用いて定期的に逆洗水を１０秒間送水し、ろ過面の余分な生物膜を排除することで常に安定した透過水量を確保した。この透過に要する時間や逆洗時間の設定は本例に限定されるものではなく、運転状態によって任意に変えることができるが、通常透過時間は数分〜数十分間、逆洗時間は数秒〜数十秒間に設定して行う。従って必要な処理水量は、透過時間と逆洗時間を１サイクルとしてこれを繰り返し運転することで得る。
【００２３】
このようにして得られた処理水のＢＯＤ濃度及びその除去性を確認するために、本例ではＢＯＤ濃度２，４００ｍｇ／リットルの廃水に対して活性汚泥濃度２０，０００ｍｇ／リットル、ＢＯＤ容積負荷０．６ｋｇ／ｍ３・日で処理を行った。結果を表Ｉに示す。
【００２４】
【表１】
2005013937.tif 000003
【００２５】
表Ｉに示すように、本発明の方法により、処理性は標準活性汚泥処理法に比較しても遜色なく、放流に十分な処理水が得られ、９９％以上のＢＯＤ除去率が達成された。
【００２６】
実施例２
本例では同様の食品工場廃水を用いて前処理工程としてスクリーンにより夾雑物を取り除いた後、有効容量１０００リットルの活性汚泥処理装置（図１に示すような浸漬型分離装置）へ廃水をポンプで適量供給し、実施例１同様の処理を行った。実施例２では透過時間を５分間、逆洗時間を１０秒間とした。
【００２７】
このようにして得られた処理水のＢＯＤ濃度及び除去性を確認するために本例ではＢＯＤ濃度２，４００ｍｇ／リットルの排水に対して活性汚泥濃度１８，０００ｍｇ／リットル、ＢＯＤ容積負荷０．５〜３．３ｋｇ／ｍ３・日まで廃水通水量を増やすことによりそれぞれの負荷に対して処理を行った。結果を表ＩＩに示す。
【００２８】
【表２】
2005013937.tif 000004
【００２９】
表ＩＩに示すように本発明の方法により、処理性は標準活性汚泥処理法に比較して４〜５倍の負荷にもかかわらず安定した処理水が得られ、９９％以上のＢＯＤ除去率が達成された。
【００３０】
実施例３
本例では実施例２の運転方法に加え、処理を施しながらフロック凝集薬剤（富士化水工業（株）製ＦＫフロックＦ１０２−Ｋ）を原水量に対して２０ｐｐｍ添加して運転を行った。運転結果を表ＩＩＩ  に示す。表３のように本発明のように添加前と添加後では透過水量が著しく増量している。これによりろ過板枚数を削減することができることから、設備コストの削減につながる。
【００３１】
【表３】
2005013937.tif 000005
【００３２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に従って１００〜３００メッシュの網目スクリーンのろ過板と集水管を配してなる分離装置を用いることにより有機廃水の活性汚泥の処理性が向上かつ安定化し、そして運転管理が容易になり、スケーリングを起すことなく高負荷処理することができ、また余剰汚泥の発生を大幅に削減できる活性汚泥処理を行うことができ、同時にフロック形成剤を用いることでさらに設備コスト、設置スペースを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有機廃水の活性汚泥処理方法において廃水処理後の活性汚泥の分離装置が活性汚泥処理槽に浸漬されている場合を示した図面である。
【図２】本装置に係る有機廃水の活性汚泥処理方法において廃水処理後の活性汚泥の分離装置が活性汚泥処理槽の外部に設置されている場合を示した図面である。
【図３】図３Ａ，Ｂ及びＣは図１及び図２に示したろ過板６の構造の詳細の一例を示す図面である。
【符号の説明】
１…有機廃水
２…曝気エアー
３…活性汚泥処理槽
４…分離装置
５…網目スクリーン
６…ろ過板
７…外側スペーサー
８…内側スペーサー
９…ろ過板内部集水パイプ
１０…処理水槽
１１…逆洗ポンプ
１２…汚泥移送ポンプ
【図１】
2005013937.tif 000006
【図２】
2005013937.tif 000007
【図３】
2005013937.tif 000008