(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理系の前段に処理槽を有し、且つ後段に固液分離手段を有し、該処理系に有機性廃水を導入して好気性生物処理する有機性廃水の処理方法において、
固液分離手段より引き抜かれた内生胞子形成細菌の胞子を含む汚泥を、前記処理槽の前段に位置し、汚泥中の非生物性の残存有機物の資化と、消滅及び胞子形成細菌の胞子の活性汚泥フロックからの遊離を行う汚泥改質槽に導いた後前記処理槽に導く際に、
汚泥改質槽には、有機性廃水を導入することなく、かつ該有機性廃水は前記処理槽に導入され、
汚泥改質槽に導く汚泥量は処理系に導入される有機性廃水量の２．５〜５倍量とし、更に前記処理槽に供給される有機性廃水によって汚泥中の内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞に転換し、ケイ素とマグネシウムを含む単一又は複合の化合物を加えて該栄養細胞を増殖させながら有機性廃水を処理することを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【請求項２】
汚泥改質槽の溶存酸素濃度が、０．１〜１．０ppmの範囲であり、処理槽の溶存酸素濃度が、０．２〜２ppmの範囲であることを特徴とする請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項３】
処理槽が、空気供給手段を有する曝気槽からなり、該曝気槽は、２段以上の多段の槽からなり、後段の槽から第１段の槽に汚泥を返送することを特徴とする請求項１又は２記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項４】
処理槽に、内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質を添加することを特徴とする請求項１、２又は３記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項５】
内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質が、アミノ酸、ポリペプチド又は糖質のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項４記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項６】
アミノ酸が、Ｌ−アラニン、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−チロシン、ＤＬ−バリン、ＤＬ−アスパラギン酸又はカサアミノ酸から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項５記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項７】
糖質が、Ｄ−グルコース、ガラクトース、フルクトース、マンノース、マルトース、多糖類、オリゴ糖又は糖類の加水分解物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項５記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項８】
内生胞子形成細菌が、バチルス属細菌であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項９】
処理系の前段に処理槽を有し、且つ後段に固液分離手段を有し、該処理系に有機性廃水を導入して好気性生物処理する有機性廃水の処理装置において、
前記処理槽の前段に、有機性廃水は導入することなく、固液分離手段から引き抜いた汚泥を導いて、汚泥中の非生物性の残存有機物の資化と、消滅及び胞子形成細菌の胞子の活性汚泥フロックからの遊離を行う汚泥改質槽を有し、
固液分離手段より内生胞子形成細菌の胞子を含む汚泥を引き抜く手段と、該引き抜き手段によって引き抜かれた汚泥を前記処理槽の前段に位置する汚泥改質槽に導く手段と、該汚泥改質槽から前記処理槽に導く手段と、前記汚泥改質槽に導く汚泥量を処理系に導入される有機性廃水量の２．５〜５倍量に調整する手段とを有し、更に前記処理槽に供給される有機性廃水によって汚泥中の内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞に転換する構成と、ケイ素とマグネシウムを含む単一又は複合の化合物を加えて該栄養細胞を増殖させる構成とを有することを特徴とする有機性廃水の処理装置。
【請求項１０】
汚泥改質槽の溶存酸素濃度を０．１〜１．０ppmの範囲に調整する手段を有し、且つ処理槽の溶存酸素濃度を０．２〜２ppmの範囲に調整する手段を有することを特徴とする請求項９記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項１１】
処理槽が、空気供給手段を有する曝気槽からなり、該曝気槽は、２段以上の多段の槽からなり、後段の槽から第１段の槽に汚泥を返送する手段を有することを特徴とする請求項９又は１０記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項１２】
処理槽に、内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質を添加する手段を有することを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項１３】
内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質が、アミノ酸、ポリペプチド又は糖質のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１２記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項１４】
アミノ酸が、Ｌ−アラニン、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−チロシン、ＤＬ−バリン、ＤＬ−アスパラギン酸又はカサアミノ酸から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１３記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項１５】
糖質が、Ｄ−グルコース、ガラクトース、フルクトース、マンノース、マルトース、多糖類、オリゴ糖又は糖類の加水分解物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１３記載の有機性廃水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水等の有機性廃水の処理方法及び処理装置に関し、詳しくは生物処理の結果多量に発生する生物汚泥量を著しく減少させることができると共に活性汚泥の凝集沈降性、脱水性を向上させて活性汚泥処理設備の操作性の改善、経済性の向上に寄与する有機性廃水の処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水等の有機性廃水の処理は、一般的に、活性汚泥法を始めとする生物処理法によって行われる。生物処理法では、汚水中の有機物は生物によって異化、同化され、水中より除去されることになる。
【０００３】
しかし、同化された有機物は汚泥中に蓄積される。即ち、汚泥量が増大し、この汚泥の処分が処理費用の増大を招く結果となっている。このような問題に対応するために発生汚泥量を減少させる方法が数多く提案されている。
【０００４】
生物処理方式により発生汚泥量を減少させる方法としては、長時間曝気法や生物膜法がある。これらの方法は有機物負荷や滞留時間等の運転変数を制御して発生汚泥量を抑制する方式である。
【０００５】
一方、活性汚泥中の微生物細胞を破壊し、可溶化した後、処理槽内で生物処理し、無機化することによって発生汚泥量を低下させる方法が提案されている。可溶化技術としては、熱処理、酸アルカリ処理、化学的酸化処理、機械的粉砕処理、酵素処理、微生物処理等多くの方法が提案されている。たとえば返送汚泥の一部をオゾン酸化し、可溶化した後、処理槽に返送することによって余剰汚泥量を著しく減少させる方法が特開平８−１０３７８６号公報に開示されている。また同様に、高温で可溶化処理する方法が特開平９−１０７９１号公報に開示されている。
【０００６】
また汚泥の凝集沈降性は自然沈降によって汚泥と処理水に分離する活性汚泥法においては、運転管理上最も重要な因子であり、運転管理者はこの凝集沈降性の維持に多大な労苦を要しているのが現状である。一旦、凝集沈降性が悪化した場合は、処理水質の緊急な回復をはかるために薬剤の投入が試みられこともある。さらに余剰汚泥として排出される汚泥は、脱水処理を経て、焼却、コンポスト化等の後処理工程へ送られるが、脱水処理に際しては、所定の含水率を達成するために高価な薬剤が用いられているのが実状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、生物処理方式により発生汚泥量を減少させる方法は、汚泥減少量が小さく、処理槽あたりの有機物処理量を少なくすることが通常であるため、処理効率が悪くなる。
【０００８】
また汚泥の可溶化処理工程を採用する場合は、汚泥の主体である微生物細胞を破壊する必要がある。この破壊のために前記した方法（特開平８−１０３７８６号公報や特開平９−１０７９１号公報に記載の方法）が利用されるが、微生物細胞を覆う細胞壁はかなり強固であり、穏和な処理条件であれば細胞壁の破壊が起きず、可溶化処理が不十分となる問題がある。
【０００９】
一方、可溶化処理の効果を充足させるためには、多量のエネルギーを要し、経済的に不利となる問題が発生する。
【００１０】
また汚泥と処理水の固液分離を自然沈降方式で行う方法では、絶えず汚泥の凝集沈降性に配慮した運転管理と薬剤使用による運転費増大の問題が発生する。更に汚泥の脱水性が悪ければ脱水工程での薬剤使用が必須となり、経済性の悪化をもたらす。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、上記従来の諸問題を解決し、効果的に発生汚泥量を減少させると共に固液分離工程における正常な固液分離を容易ならしめ、また余剰汚泥の脱水性を向上させる有機性廃水の処理方法及び処理装置を提供することにある。
【００１２】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
有機性廃水の生物処理は活性汚泥中の多様な微生物間の相互作用によって行われていることは周知のことであり、微生物の中でも細菌の働きは重要なものと考えられる。ただし、活性汚泥中には多様な細菌の生息が確認されているものの、全てが明らかになっているわけではなく、個々の細菌の機能を積極的に活用し制御して廃水処理に適用している例は窒素除去等の一部に限られている。このような状況下で、内生胞子形成細菌の中でもバチルス属細菌は、その産出する酵素の有機物分解能力の高さから有機性廃水処理に極めて有用な細菌であると考えられている。
【００１４】
しかし、バチルス属細菌は活性汚泥中に含まれ一般的な細菌であるとの認識があるものの、その生態を十分に解明し、制御し、機能を活用している事例は存在しない。
【００１５】
このような点に鑑み、内生胞子形成細菌、特にバチルス属細菌の生態を解明し、制御し、活性汚泥中で十分に機能を発揮させる技術として、本発明者らは先に特願２０００−１０２５３３号（以下、先提案の技術という）を提案した。
【００１６】
即ち、バチルス属細菌に代表される内生胞子形成細菌は、その生存する環境によって栄養細胞から胞子、胞子から栄養細胞へと変遷し、細胞の変遷課程で、グルコサミダーゼ、リゾチーム、アミダーゼ、エンドペプチダーゼなどの細胞壁溶解酵素を産出する。更にバチルス属細菌は栄養細胞から胞子への段階では菌体外酵素としてα−アミラーゼ、プロテアーゼを産出する。これらの酵素の持つ作用効果を活用すれば、廃水中の有機物を効果的に分解すると共に汚泥の構成物である微生物の一部は溶解され、他の生存する微生物によって資化され、無機化されて発生汚泥量を著しく減少させることが可能となる。また汚泥に含まれた親水性の高い有機物を分解することによって、汚泥の膨潤化を防ぎ、汚泥の凝集沈降性の悪化を防止することが可能となる。
【００１７】
先提案の技術は、これらの機能を発現するために、内生胞子形成細菌の胞子をアミノ酸、ペプチド、糖質などの発芽促進物質存在下で、栄養細胞に転換する過程と、内生胞子形成細菌の栄養細胞を資化できる栄養物質が減少した環境下で、胞子の状態に転換する過程を水処理工程に組み込んだものである。
【００１８】
本発明者らは、先提案の技術を更に改良し、汚泥のより一層の脱水性向上、及び経済性の向上のために、内生胞子形成細菌の機能活用をはかる具体的手段を見いだし、本発明に至ったものである。
【００１９】
即ち、上記課題を解決する本発明は以下の構成を有するものである。
（請求項１）  処理系の前段に処理槽を有し、且つ後段に固液分離手段を有し、該処理系に有機性廃水を導入して好気性生物処理する有機性廃水の処理方法において、固液分離手段より引き抜かれた内生胞子形成細菌の胞子を含む汚泥を、前記処理槽の前段に位置し、汚泥中の非生物性の残存有機物の資化と、消滅及び胞子形成細菌の胞子の活性汚泥フロックからの遊離を行う汚泥改質槽に導いた後前記処理槽に導く際に、汚泥改質槽には、有機性廃水を導入することなく、かつ該有機性廃水は前記処理槽に導入され、汚泥改質槽に導く汚泥量は処理系に導入される有機性廃水量の２．５〜５倍量とし、更に前記処理槽に供給される有機性廃水によって汚泥中の内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞に転換し、ケイ素とマグネシウムを含む単一又は複合の化合物を加えて該栄養細胞を増殖させながら有機性廃水を処理することを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【００２０】
（請求項２）汚泥改質槽の溶存酸素濃度が、０．１〜１．０ppmの範囲であり、処理槽の溶存酸素濃度が、０．２〜２ppmの範囲であることを特徴とする請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
【００２１】
（請求項３）処理槽が、空気供給手段を有する曝気槽からなり、該曝気槽は、２段以上の多段の槽からなり、後段の槽から第１段の槽に汚泥を返送することを特徴とする請求項１又は２記載の有機性廃水の処理方法。
【００２２】
（請求項４）処理槽に、内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質を添加することを特徴とする請求項１、２又は３記載の有機性廃水の処理方法。
【００２３】
（請求項５）内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質が、アミノ酸、ポリペプチド又は糖質のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項４記載の有機性廃水の処理方法。
【００２４】
（請求項６）アミノ酸が、Ｌ−アラニン、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−チロシン、ＤＬ−バリン、ＤＬ−アスパラギン酸又はカサアミノ酸から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項５記載の有機性廃水の処理方法。
【００２５】
（請求項７）糖質が、Ｄ−グルコース、ガラクトース、フルクトース、マンノース、マルトース、多糖類、オリゴ糖又は糖類の加水分解物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項５記載の有機性廃水の処理方法。
【００２６】
（請求項８）内生胞子形成細菌が、バチルス属細菌であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の有機性廃水の処理方法。
【００２７】
（請求項９）処理系の前段に処理槽を有し、且つ後段に固液分離手段を有し、該処理系に有機性廃水を導入して好気性生物処理する有機性廃水の処理装置において、前記処理槽の前段に、有機性廃水は導入することなく、固液分離手段から引き抜いた汚泥を導いて、汚泥中の非生物性の残存有機物の資化と、消滅及び胞子形成細菌の胞子の活性汚泥フロックからの遊離を行う汚泥改質槽を有し、固液分離手段より内生胞子形成細菌の胞子を含む汚泥を引き抜く手段と、該引き抜き手段によって引き抜かれた汚泥を前記処理槽の前段に位置する汚泥改質槽に導く手段と、該汚泥改質槽から前記処理槽に導く手段と、前記汚泥改質槽に導く汚泥量を処理系に導入される有機性廃水量の２．５〜５倍量に調整する手段とを有し、更に前記処理槽に供給される有機性廃水によって汚泥中の内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞に転換する構成と、ケイ素とマグネシウムを含む単一又は複合の化合物を加えて該栄養細胞を増殖させる構成とを有することを特徴とする有機性廃水の処理装置。
【００２８】
（請求項１０）汚泥改質槽の溶存酸素濃度を０．１〜１．０ppmの範囲に調整する手段を有し、且つ処理槽の溶存酸素濃度を０．２〜２ppmの範囲に調整する手段を有することを特徴とする請求項９記載の有機性廃水の処理装置。
【００２９】
（請求項１１）処理槽が、空気供給手段を有する曝気槽からなり、該曝気槽は、２段以上の多段の槽からなり、後段の槽から第１段の槽に汚泥を返送する手段を有することを特徴とする請求項９又は１０記載の有機性廃水の処理装置。
【００３０】
（請求項１２）処理槽に、内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質を添加する手段を有することを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の有機性廃水の処理装置。
【００３１】
（請求項１３）内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質が、アミノ酸、ポリペプチド又は糖質のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１２記載の有機性廃水の処理装置。
【００３２】
（請求項１４）アミノ酸が、Ｌ−アラニン、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−チロシン、ＤＬ−バリン、ＤＬ−アスパラギン酸又はカサアミノ酸から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１３記載の有機性廃水の処理装置。
【００３３】
（請求項１５）糖質が、Ｄ−グルコース、ガラクトース、フルクトース、マンノース、マルトース、多糖類、オリゴ糖又は糖類の加水分解物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１３記載の有機性廃水の処理装置。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３５】
本発明の好気性生物処理としては、曝気槽やオキシデーションディッチ等の処理槽を用いた処理が例示的に挙げられるが、以下の説明では曝気槽を用いた好気性生物処理について主に説明する。
【００３６】
図１は本発明の有機性廃水の処理方法を実施するための処理装置の一例を示す図であり、同図において、１は曝気槽、２は固液分離手段の一例である固液分離槽、３は汚泥改質槽である。
【００３７】
曝気槽１は処理系の前段に設けられ、本実施の形態では４段の槽１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄによって構成された例が示されている。４段の槽に構成する手段は特に限定されないが、１つの水槽を上下方向の３つの仕切部によって仕切り４つの槽に分けることが一般的に採用される。前段の側の槽から順に第１段槽１ａ、第２段槽１ｂ、第３段槽１ｃ、第４段槽１ｄと指称する。本発明では第１段槽１ａ→第２段槽１ｂ→第３段槽１ｃ→第４段槽１ｄの順に自然流下できるように、各槽の液面を調整することが好ましい。液の輸送コストを低減できるからである。
【００３８】
本実施の形態では、第２段槽１ｂから第１段槽１ａに向かって液を返送する返送ライン１１を設ける態様が採用されている。返送手段としては、図示しないエアーリフトによる方法を採用したが、本手段に限定されない。
【００３９】
曝気槽１を構成する各槽には、有機物分解の担い手である好気性微生物に酸素を供給するために図示しない空気供給手段が設けられている。空気供給量は、適正な微生物構造の維持や経済性を考慮して、決定、管理されるが、本発明では、内生胞子形成細菌の機能を十分に発揮させ、効果を得るために、曝気槽の溶存酸素濃度は０．２〜２ppmの範囲であることが好ましい。過剰に酸素が存在する場合は糸状菌等の好ましくない微生物の増殖を促し、また酸素が不足する場合は、内生胞子形成細菌の活性に悪影響を及ぼす。
【００４０】
空気供給手段は、ブロア等から供給される空気を導入して曝気槽内で散気できる構成であればよく、また曝気槽の溶存酸素濃度を０．２〜２ppmの範囲に調整する手段は、たとえばブロアの回転数を制御する手段、コントロールバルブ等による空気量制御手段等のいずれでもよい。
【００４１】
本発明では、固液分離槽２の下部より汚泥引き抜きポンプ２０により引き抜き、その引き抜いた汚泥を前記曝気槽１の前段に位置する汚泥改質槽３に返送する。汚泥改質槽３内では返送された活性汚泥中に含まれる非生物性の残存有機物が活性汚泥中の微生物によって資化され、消滅すると共に、汚泥中に含まれる内生胞子形成細菌の胞子が活性汚泥のフロックより遊離する。
【００４２】
汚泥改質槽３に導く汚泥量は処理系に導入される有機性廃水量の２〜５倍量とすることが重要で、２倍量未満では、活性汚泥中に含まれる非生物性残存有機物の資化、消滅が不十分であり、また５倍量を越えると、汚泥返送に要するエネルギーが増加し、経済性を害する。
【００４３】
また汚泥改質槽３内の溶存酸素濃度は０．１〜１．０ppmの範囲が活性汚泥フロックの過度な解体を防止する観点から好ましい。
【００４４】
更に、汚泥改質槽３内における汚泥の滞留時間は、非生物性の残存有機物の資化、消滅及び胞子形成細菌の胞子の活性汚泥フロックからの遊離の観点から１Hr以上が好ましく、また、過度なタンク容量を排除する観点から４Hr以下が好ましい。
【００４５】
上記汚泥改質槽３で改質された汚泥は曝気槽１に送られ、好気処理される。曝気槽１では処理対象となる有機性廃水が導入され、活性汚泥によって有機物等の分解が始まる。また同時に汚泥改質槽３から送り込まれた返送汚泥中に含まれる内生胞子形成細菌（好ましくはバチルス属細菌）の胞子は、有機性廃水中に含まれるアミノ酸、ポリペプチド、糖質等の発芽促進物質の作用により栄養細胞に転換される。
【００４６】
栄養細胞に転換し、活性化された内生胞子形成細菌はその高い有機物分解能力によって廃水中の有機物を効率的に分解すると共にその産出する有益な酵素によって、汚泥を構成する微生物の可溶化が起こり、発生汚泥量を著しく減少させることができる。
【００４７】
特に、曝気槽が２段以上の槽によって構成される場合には、後段の曝気槽内の一部汚泥を第１段の曝気槽に返送すれば、発芽が未完であった内生胞子形成細菌の発芽を促し、水処理を更に効果的に実施することができる。かかる効果を発揮する理由ないし原因は、曝気槽内で処理対象となる有機性廃水中の有機物の分解が進行し、糖、アミノ酸等の発芽促進物質が生成され、これらの物質が第１段の曝気槽に返送されることによって、胞子発芽を促進するものと考えられる。
【００４８】
また本発明では、発芽促進を更に加速するために、処理槽の一例である曝気槽１に、発芽促進物質添加手段１０から内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質を添加することが好ましい。
【００４９】
内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質としては、アミノ酸、ポリペプチド又は糖質のうちの少なくとも１種であることが好ましい。
【００５０】
アミノ酸としては、Ｌ−アラニン、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−チロシン、ＤＬ−バリン、ＤＬ−アスパラギン酸又はカサアミノ酸が好ましい例として挙げられ、これらの中から１種を選択して使用することもできるし、あるいは２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００５１】
糖質としては、Ｄ−グルコース、ガラクトース、フルクトース、マンノース、マルトース、多糖類、オリゴ糖又は糖類の加水分解物が好ましい例として挙げられ、これらの中から１種を選択して使用することもできるし、あるいは２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００５２】
内生胞子形成細菌の胞子発芽促進物質の添加量は、特に限定されないが、効果と経済性を考慮して、廃水量に対して５〜５０mg/lが適当である。
【００５３】
本発明では、前述のように曝気槽に供給される有機性廃水によって汚泥中の内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞に転換するが、更に発芽した内生胞子形成細菌の増殖を促し、その有機物の分解能力を更に増加させるために、ケイ素とマグネシウムを含む単一又は複合の化合物を添加する。
【００５４】
これらの化合物としては、ケイ酸、ケイ酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等が挙げられる。
【００５５】
添加場所は、処理槽の一例である曝気槽１に添加することが好ましく、更に曝気槽１が多段の槽からなる場合には、第１段の槽１ａに添加することが好ましい。なお、曝気槽１以外の場所に添加する場合、汚泥改質槽３に添加することもできる。
【００５６】
添加量は廃水量に対して、Ｓｉ（ケイ素）、Ｍｇ(マグネシウム)として、１〜５mg/lの範囲が好ましい。
【００５７】
以上の説明は好気性処理槽として曝気槽を用いた例について説明したが、曝気槽に代えてオキシディーションデッチのように流れ方向に連続的に処理する方式でも、後方の汚泥を前方に返送することによって同様の効果が得られる。
【００５８】
また固液分離手段は、前述のような沈殿槽、沈殿池、固液分離槽などの重力式の分離手段以外に、汚泥と処理水に分離できれば、膜を利用した分離手段であってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によると、効果的に発生汚泥量を減少させると共に固液分離工程における正常な固液分離を容易ならしめ、また余剰汚泥の脱水性を向上させることができる。
【００６０】
また本発明によると、先提案の技術を更に改良し、汚泥のより一層の脱水性向上、及び経済性の向上のために、内生胞子形成細菌の機能活用をはかり、装置の適正な運転管理法を提供できる。
【００６１】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されるものではない。
【００６２】
実施例１
図１に示す曝気槽（３．６ｍ3）と沈殿槽（０．９ｍ3）及び汚泥改質槽（１．４ｍ3）からなる処理装置を用いて下水処理の実験を実施した。
【００６３】
下水の成分分析値はＢＯＤ約２００ppm、Ｔ−Ｎ(全窒素)約３０ppm、Ｔ−Ｐ（全リン）約６ppmであった。
【００６４】
下水は夾雑物を除去した後、曝気槽へ投入され処理される。曝気槽は直列に連なった同容量の４槽からなっている。各々の槽を第１段槽、第２段槽、第３段槽、第４段槽と指称する。
【００６５】
曝気槽の運転は以下のように行った。即ち、曝気槽中の汚泥濃度はＭＬＳＳ４０００mg/l程度であり、水力学的滞留時間は８Hrとし、槽内の溶存酸素濃度は０．４〜０．８mg/lに調整し、汚泥中の内生胞子形成細菌の活性化のために可溶性ケイ酸及び硫酸マグネシウムを処理対象下水に対して、Ｓｉとして２mg/l、Ｍｇとして１mg/lとなるように各々添加した。
【００６６】
また第２段槽から第１段槽への汚泥返送比（＝汚泥返送量／流入下水量）は１となるようにして運転した。
【００６７】
流入下水は曝気槽で処理された後、固液分離槽（沈殿槽）へ送られ、重力沈降によって処理水と汚泥に分離され、処理水は系外に放流される。
【００６８】
一方、沈降した汚泥は汚泥返送ポンプによって沈殿槽の下部から汚泥改質槽へ返送される。この際の汚泥返送比（＝汚泥返送量／流入下水量）は２．５の条件で運転を行い、汚泥改質槽における汚泥の水力学的滞留時間は１．３Hrであり、汚泥改質槽内の溶存酸素濃度は０．３mg/lである。
【００６９】
以上の運転条件で、１ヶ月間の運転を行った。
【００７０】
運転開始から運転終了まで、曝気槽汚泥について、ＳＶＩ、ＭＬＳＳ、ＣＳTテストによる脱水性評価、バチルス属全細菌数及び胞子数を測定した。
【００７１】
汚泥改質槽についてもバチルス属全細菌数及び胞子数を測定し、運転状況及び汚泥性状について解析を行った。処理水についてはＢＯＤ、Ｔ−Ｎを測定し、解析に供した。
【００７２】
汚泥の増減は余剰汚泥発生率として次式により算出した。
【００７３】
余剰汚泥発生率（％）
＝(運転終了時のMLSS−運転開始時のMLSS)×100／運転開始時のMLSS
ここで、ＭＬＳＳの単位はmg/lである。
【００７４】
汚泥改質槽及び曝気槽の内生胞子形成細菌の発芽状況については発芽率として次式により算出した。
【００７５】
発芽率（％）
＝（バチルス属細菌全菌数−バチルス属胞子菌数）×100／バチルス属細菌全菌数
以上の測定結果を以下に示す。
【００７６】
（曝気槽）
第４段槽の運転終了時のＳＶＩ＝１６８
余剰汚泥発生率＝７．９％
第４段槽のＣＳＴ値＝３９．０(sec)
【００７７】
（汚泥改質槽）
ＣＳＴ値＝３７．４(sec)
【００７８】
（微生物の解析結果）
汚泥改質槽汚泥中のバチルス属細菌の発芽率＝２３％
曝気槽第１段槽汚泥中の発芽率＝８２％
この結果、曝気槽第１段槽でのバチルス属細菌胞子が発芽・活性化し、バチルス属細菌にとって栄養の乏しい汚泥改質槽においては、胞子化が進行していることが確認された。
【００７９】
（処理水の水質）
ＢＯＤ＝５ppm
Ｔ−Ｎ＝１８ppm
【００８０】
実施例２
実施例１と同様の処理装置を用い、曝気槽中の汚泥濃度はＭＬＳＳ４０００mg/l程度に維持し、水力学的滞留時間８Hr、槽内の溶存酸素濃度は０．４〜１．０mg/l、第２槽から第１槽への汚泥返送比（＝汚泥返送量／流入下水量）は１となるように汚泥を返送して、下水処理の運転を行った。
【００８１】
汚泥中の内生胞子形成細菌の活性化のために可溶性ケイ酸及び硫酸マグネシウムを処理対象下水に対して、Ｓｉとして２mg/l、Ｍｇとして２mg/lとなるように各々添加した。
【００８２】
一方、汚泥改質槽への汚泥返送比（＝汚泥返送量／流入下水量）は３．０の条件で運転を行い、汚泥改質槽における汚泥の水力学的滞留時間は１．０Hrであり、汚泥改質槽内の溶存酸素濃度は０．５mg/lとして運転を行った。
【００８３】
また発芽促進物質としてＬ−アラニンを曝気槽第１段槽に流入下水量に対して５mg/l添加した。
【００８４】
以上の運転条件で、１ヶ月間の運転を行ない、実施例１と同様に解析、評価し、その測定結果を以下に示す。
【００８５】
（曝気槽）
第４段槽の運転終了時のＳＶＩ＝１６０
余剰汚泥発生率＝６．５％
第４段槽のＣＳＴ値＝３３．３(sec)
【００８６】
（汚泥改質槽）
ＣＳＴ値＝３１．９(sec)
【００８７】
（微生物の解析結果）
汚泥改質槽汚泥中のバチルス属細菌の発芽率＝２２％
曝気槽第１段槽汚泥中の発芽率＝８８％
この結果、発芽促進物質の添加により、曝気槽第１段槽でのバチルス属細菌胞子が発芽・活性化が促進された。
【００８８】
（処理水の水質）
ＢＯＤ＝４ppm
Ｔ−Ｎ＝１７ppm
【００８９】
比較例１
実施例１で用いた処理装置から、汚泥改質槽を除いた以外は同様の処理装置を用い、曝気槽中の汚泥濃度はＭＬＳＳ４０００mg/l程度に維持し、沈殿槽から直接曝気槽に汚泥を返送した。汚泥返送比は１とした。
【００９０】
曝気槽内での水力学的滞留時間８Hr、槽内の溶存酸素濃度は０．４〜１．０mg/l、第２段槽から第１段槽への汚泥返送比（＝汚泥返送量／流入下水量）は１となるように汚泥を返送して、下水処理の運転を行った。
【００９１】
汚泥中の内生胞子形成細菌の活性化のために可溶性ケイ酸及び硫酸マグネシウムを処理対象下水に対して、Ｓｉとして２mg/l、Ｍｇとして１mg/lとなるように各々添加した。
【００９２】
以上の運転条件で、１ヶ月間の運転を行ない、実施例１と同様に解析、評価し、その測定結果を以下に示す。
【００９３】
（曝気槽）
第４段槽の運転終了時のＳＶＩ＝２３０
余剰汚泥発生率＝４４．５％
第４段槽のＣＳＴ値＝１１８(sec)
【００９４】
（微生物の解析結果）
曝気槽第１段槽汚泥中の発芽率＝１９％
この結果、実施例１と比べ、汚泥の沈降性不良が認められ、余剰汚泥発生率も高く、発芽率もかなり低いことがわかる。
【００９５】
（処理水の水質）
ＢＯＤ＝４ppm
Ｔ−Ｎ＝１７ppm
この結果、実施例１に比べ、処理効率が悪いことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図
【符号の説明】
１：曝気槽
２：固液分離槽
３：汚泥改質槽
１０：発芽促進物質添加手段
２０：返送汚泥ポンプ
【図１】
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