(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体を流動させる曝気槽、第１の活性汚泥槽、第２の活性汚泥槽および沈殿槽をこの順で備える排水処理装置を用いる排水の処理方法であって、曝気槽における溶解性ＢＯＤ容積負荷が１ｋｇ／ｍ３・日以上、第１の活性汚泥槽における溶解性ＢＯＤ汚泥負荷が０．１ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日以下、かつ、第２の活性汚泥槽における溶解性ＢＯＤ汚泥負荷が０．１〜０．６ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日の範囲で排水を処理する排水の処理方法。
【請求項２】
担体が、ゲル状担体、プラスチック担体および繊維状担体からなる群から選ばれた１種類以上の担体である請求項１に記載の排水の処理方法。
【請求項３】
担体がポリビニルアルコール架橋ゲル担体である請求項２に記載の排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は余剰汚泥を発生させない排水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排水処理には主として活性汚泥法が用いられてきた。活性汚泥法によれば、沈殿槽で汚泥を沈降させ、一部を曝気槽に返送し、一部を余剰汚泥として引抜くことによって、ＢＯＤ容積負荷が０．３〜０．８ｋｇ／ｍ3・日程度の条件で定常的な運転を行うことが可能である。一方で、微生物を高濃度で保持することができる担体の開発が進んでおり、これを用いれば、２〜５ｋｇ／ｍ3・日という高いＢＯＤ容積負荷をかけることができ、曝気槽を小型化することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の活性汚泥法では、ＢＯＤ容積負荷が０．３〜０．８ｋｇ／ｍ3・日程度の条件で運転しなければならず、大きな曝気槽を用いなければならない。また、余剰汚泥を引抜く必要が生じ、これを処分しなければならないという問題が生じる。これに対し、担体を用いる方法（以下、これを「担体法」と記す。）では、高負荷をかけることが可能であることから、曝気槽を小型化することができる反面、沈降分離しない微細汚泥が発生し、凝集沈殿法を併用しなければならない。この場合、凝集剤のランニングコストがかかる上、凝集沈殿した沈殿物を処分しなければならないという問題が生じる。
【０００４】
上記の課題に鑑みてなされた本発明は、槽を小型化することが可能で、しかも余剰汚泥を発生させない排水の処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の排水の処理方法は、
担体を流動させる曝気槽、第１の活性汚泥槽、第２の活性汚泥槽および沈殿槽をこの順で備える排水処理装置を用いる排水の処理方法であって、曝気槽における溶解性ＢＯＤ容積負荷が１ｋｇ／ｍ３・日以上、第１の活性汚泥槽における溶解性ＢＯＤ汚泥負荷が０．１ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日以下、かつ、第２の活性汚泥槽における溶解性ＢＯＤ汚泥負荷が０．１〜０．６ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日の範囲で排水を処理するものである。
【０００６】
本発明では、担体法を用いていることから、曝気槽をコンパクトにすることができる。そして、大部分の溶解性ＢＯＤを除去させたのち、活性汚泥槽において低汚泥負荷運転することによって汚泥の自己酸化を促進させることができ、汚泥の増殖と自己酸化とが平衡に達して余剰汚泥が発生しなくなる。また、低汚泥負荷運転により発生した微細汚泥も活性汚泥に巻き込ませて沈降性を向上させることができる。したがって、汚泥沈降性を保持したまま余剰汚泥の引き抜きが不要となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の排水処理方法のためのシステムの一例を図１および図２に示す。このシステムにおいて、曝気槽を可能な限り小型化するために、曝気槽における溶解性ＢＯＤ容積負荷は１ｋｇ／ｍ３・日以上である。ここで、溶解性ＢＯＤとは、０．４５μのフィルタでろ過した後に測定したＢＯＤのことであり、微生物を除いたＢＯＤを意味する（以下、これを「ｓ−ＢＯＤ」と略記する。）。ｓ−ＢＯＤ容積負荷が高いほど、曝気槽を小型化することができる。担体の種類や充填率を適宜選択することにより、２ｋｇ／ｍ３・日以上あるいは５ｋｇ／ｍ３・日以上で運転することも可能である。
【０００８】
第１の活性汚泥槽において、低負荷で曝気することにより汚泥の自己酸化が促進される。この槽におけるｓ−ＢＯＤ汚泥負荷は０．１ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日以下である。この槽におけるｓ−ＢＯＤ汚泥負荷は０．０５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日以下であることがより好ましい。
【０００９】
第２の活性汚泥槽で適切な汚泥負荷運転をすることにより、担体を流動させる曝気槽や、低負荷運転の活性汚泥槽で発生した微細汚泥が巻き込まれ、沈降性が高められる。活性汚泥は適切な汚泥負荷運転をすれば粘着物を出し、フロック化することができる。第２の活性汚泥槽におけるｓ−ＢＯＤ汚泥負荷は０．１〜０．６ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日の範囲にある。このｓ−ＢＯＤ汚泥負荷は０．１５〜０．４ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日の範囲にあることがより好ましい。このような汚泥負荷で運転するために、原水の一部を２槽以上の活性汚泥槽のいずれかに流入させて、必要なＢＯＤを確保すれば良い。
【００１０】
沈殿槽で沈降した汚泥は全量が低汚泥負荷運転の活性汚泥槽に返送され、汚泥の引抜きが不要となる。ただし、汚泥の中には無機のＳＳ成分が含まれるケースがあるので、若干の汚泥の引き抜きが必要な場合もあるが、その場合でも従来の方法に比べると汚泥の発生量が大幅に減少する。すなわち、本発明でいう全量を返送するとは、ＳＳ成分を排除するため、若干量の汚泥を引き抜き、残りを返送する態様も含まれる。本発明の実施のために排水処理設備を新設しても良いが、現有の排水処理設備の改造によってにも実施できる。
【００１１】
本発明における担体として、公知の各種の担体を使用することができるが、ゲル状担体、プラスチック担体および繊維状担体から選ばれた１種類の担体、あるいはこれらの担体の２種類以上を組み合せた担体を使用することが好ましい。中でも、処理性能の高さや流動性の点から、ポリビニルアルコール架橋ゲル担体が好ましい。担体の充填率としては、処理効率と流動性の点から、槽容積の５％以上５０％以下であることが好ましく、さらに１０％以上３０％以下であることがより好ましい。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
（実施例１）
容量が５００リットルの原水調整槽、容量が５００リットルの担体流動曝気槽、容量がいずれも５００リットルの２つの活性汚泥槽および容量が１０００リットルの沈殿槽からなる排水試験装置を用いて本発明を実施した。上記の曝気槽にはポリビニルアルコール架橋ゲル担体（直径約４ｍｍ）を５０リットル投入した。この実施例1におけるフローを図1に模式的に示す。運転の条件および運転開始1ヵ月経過時点での結果を表１に示す。本発明に基づき、担体流動曝気槽におけるｓ−ＢＯＤ容積負荷が４ｋｇ／ｍ3・日、第１の活性汚泥槽（低汚泥負荷運転の活性汚泥槽）におけるｓ−ＢＯＤ汚泥負荷が０．０４ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日の条件で排水を処理した。第２の活性汚泥槽（通常の汚泥負荷運転の活性汚泥槽）に原水の一部を流入させ、ｓ−ＢＯＤ汚泥負荷が０．１６ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日の条件で運転した。処理水は良好であり、汚泥を引抜かずに運転を継続することができた。
【００１４】
（実施例２）
容量が５００リットルの原水調整槽、容量が５００リットルの担体流動曝気槽、容量がいずれも５００リットルの２つの活性汚泥槽および容量が１０００リットルの沈殿槽からなる排水試験装置を用いて本発明を実施した。上記の曝気槽にはポリビニルアルコール架橋ゲル担体（直径約４ｍｍ）を５０リットル投入した。この実施例２におけるフローを図２に模式的に示す。運転の条件および運転開始1ヵ月経過時点での結果を表１に示す。本発明に基づき、担体流動曝気槽における溶解性ＢＯＤ容積負荷が４ｋｇ／ｍ3・日、第１の活性汚泥槽（低汚泥負荷運転の活性汚泥槽）におけるｓ−ＢＯＤ汚泥負荷が０．１５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日、第２の活性汚泥槽におけるｓ−ＢＯＤ汚泥負荷が０．０４ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日の条件で運転した。処理水は良好であり、汚泥を引抜かずに運転を継続することができた。
【００１５】
（比較例１）
容量が５００リットルの原水調整槽、容量が１０００リットルの活性汚泥槽および容量が１０００リットルの沈殿槽からなる排水試験装置を用いて排水の処理を行った。この比較例１におけるフローを図３に模式的に示す。運転の条件および運転開始1ヵ月経過時点での結果を表１に示す。活性汚泥槽におけるｓ−ＢＯＤ汚泥負荷が０．６７ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日と高いため、ＢＯＤの除去が不十分であり、汚泥沈降性が時間の経過とともに低下した。
【００１６】
（比較例２）
容量が５００リットルの原水調整槽、容量が４０００リットルの活性汚泥槽（１槽）および容量が１０００リットルの沈殿槽からなる排水試験装置を用いて排水の処理を行った。この比較例２におけるフローは図３のものである。運転の条件および運転開始1ヵ月経過時点での結果を表１に示す。活性汚泥槽におけるｓ−ＢＯＤ汚泥負荷を０．１７ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日で運転すると、処理水は良好であったが、余剰汚泥を１日に１ｋｇ（乾燥重量）引抜かなければならなかった。
【００１７】
（比較例３）
容量が５００リットルの原水調整槽、容量が５００リットルの担体流動曝気槽、容量が５００リットルの活性汚泥槽（１槽）および容量が１０００リットルの沈殿槽からなる排水試験装置を用いて排水の処理を行った。上記の曝気槽にはポリビニルアルコール架橋ゲル担体（直径約４ｍｍ）を５０リットル投入した。この比較例３におけるフローを図４に模式的に示す。運転の条件および運転開始1ヵ月経過時点での結果を表１に示す。曝気槽におけるｓ−ＢＯＤ容積負荷が４ｋｇ／ｍ3・日以上であり、活性汚泥槽における溶解性ＢＯＤ汚泥負荷が０．１４ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日の条件で運転したところ、処理水は良好であったが、余剰汚泥は１日に０．６ｋｇ（乾燥重量）引抜かなければならなかった。
【００１８】
（比較例４）
容量が５００リットルの原水調整槽、容量が５００リットルの担体流動曝気槽、容量がいずれも５００リットルの２つの活性汚泥槽および容量が１０００リットルの沈殿槽からなる排水試験装置を用いた。上記の曝気槽にはポリビニルアルコール架橋ゲル担体（直径約４ｍｍ）を５０リットル投入した。このフローを図５に模式的に示す。運転の条件および運転開始1ヵ月経過時点での結果を表１に示す。担体流動曝気槽におけるｓ−ＢＯＤ容積負荷が４ｋｇ／ｍ3・日、第１の活性汚泥槽におけるｓ−ＢＯＤ汚泥負荷が０．０４ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日、第２の活性汚泥槽のｓ−ＢＯＤ汚泥負荷が０．０４ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日の条件で運転したところ、沈殿槽で汚泥が沈降しなくなり、水質が悪化した。
【００１９】
【表１】
0004467738.tif 000002
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、槽を小型化することが可能であり、しかも余剰汚泥を発生させないで排水を処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のフローを模式的に表した図である。
【図２】実施例２のフローを模式的に表した図である。
【図３】比較例１および２のフローを模式的に表した図である。
【図４】比較例３のフローを模式的に表した図である。
【図５】比較例４のフローを模式的に表した図である。
【図１】
0004467738.tif 000003
【図２】
0004467738.tif 000004
【図３】
0004467738.tif 000005
【図４】
0004467738.tif 000006
【図５】
0004467738.tif 000007