(57)【要約】【課題】生物処理部より発生した汚泥を、汚泥処理槽９内で好気処理と固液分離することにより分解する処理方法において、連続的に好気処理をする条件で、ｐＨを調整することができる汚泥処理方法及びその装置の提供を目的とする。【解決手段】汚泥処理槽と、生物処理部の汚泥を供給する汚泥供給管７と、生物処理部の処理水を導入する処理水供給管７と、固液分離手段１０と、固液分離手段１０により得た分離水を生物処理部に返送する分離水戻し管１５と、前記分離水を生物処理部の処理水と混合して放流する分離水混合管１７と、汚泥処理槽９にｐＨセンサ２１と、そのｐＨ値に基づいて処理水量と汚泥供給量と分離水返送量と分離水混合量とを制御する制御装置２２を有し、汚泥処理槽の汚泥中の硝酸・亜硝酸濃度を薄めることによりｐＨを調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水を生物処理する生物処理工程と、前記生物処理工程で発生した汚泥を汚泥処理槽内に導入して好気処理を行う汚泥処理工程とを有し、前記生物処理工程で処理した処理水を前記汚泥処理工程に供給することにより、前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とする汚泥処理方法。
【請求項２】
前記ｐＨは、４．５以上８．５以下に調整することを特徴とする請求項１に記載の汚泥処理方法。
【請求項３】
排水を生物処理する生物処理部で発生した汚泥の好気処理を行う汚泥処理槽と、前記汚泥を前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給管と、前記汚泥処理槽に固液分離手段と、この固液分離手段の下方に散気手段と、前記生物処理部で処理した処理水を前記汚泥処理槽に供給する処理水供給管と、前記固液分離手段により分離した分離水を前記生物処理部に戻す分離水戻し管と、前記処理水供給管により前記汚泥処理槽に供給する処理水流量を調整する処理水流量調整手段と、前記分離水戻し管により前記生物処理部に戻す分離水流量を調整する分離水流量調整手段とを備え、前記処理水流量調整手段と前記分離水流量調整手段により各々の流量を調整して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項４】
前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給量を調整する汚泥供給量調整手段を前記汚泥供給管に備え、前記処理水流量調整手段と前記分離水流量調整手段と前記汚泥供給量調整手段により各々の流量を調整して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とする請求項３に記載の汚泥処理装置。
【請求項５】
排水を生物処理する生物処理部で発生した汚泥の好気処理を行う汚泥処理槽と、前記汚泥を前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給管と、前記汚泥処理槽に固液分離手段と、この固液分離手段の下方に散気手段と、前記生物処理部で処理した処理水を前記汚泥処理槽に供給する処理水供給管と、前記固液分離手段により分離した分離水を前記生物処理部の処理水と混合して放流する分離水混合管と、前記処理水供給管により前記汚泥処理槽に供給する処理水流量を調整する処理水流量調整手段と、前記分離水混合管により前記生物処理部の処理水と混合する混合水流量を調整する混合水流量調整手段とを備え、前記処理水流量調整手段と前記混合水流量調整手段により各々の流量を調整して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項６】
前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給量を調整する汚泥供給量調整手段を前記汚泥供給管に備え、前記処理水流量調整手段と前記混合水流量調整手段と前記汚泥供給量調整手段により各々の流量を調整して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とする請求項５に記載の汚泥処理装置。
【請求項７】
排水を生物処理する生物処理部で発生した汚泥の好気処理を行う汚泥処理槽と、前記汚泥を前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給管と、前記汚泥処理槽に固液分離手段と、この固液分離手段の下方に散気手段と、前記生物処理部で処理した処理水を前記汚泥処理槽に供給する処理水供給管と、前記固液分離手段により分離した分離水を前記生物処理部に戻す分離水戻し管と、前記汚泥処理槽内にｐＨを検知するｐＨ検知手段と、前記処理水供給管により前記汚泥処理槽に供給する処理水流量を調整する処理水流量調整手段と、前記分離水戻し管により前記生物処理部に戻す分離水流量を調整する分離水流量調整手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は前記ｐＨ検知手段で検知したｐＨ値に基づいて前記処理水流量調整手段と前記分離水流量調整手段を制御して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項８】
前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給量を調整する汚泥供給量調整手段を前記汚泥供給管に備え、前記ｐＨ検知手段で検知したｐＨ値に基づいて前記処理水流量調整手段と前記分離水流量調整手段と前記汚泥供給量調整手段を制御して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とする請求項７に記載の汚泥処理装置。
【請求項９】
排水を生物処理する生物処理部で発生した汚泥の好気処理を行う汚泥処理槽と、前記汚泥を前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給管と、前記汚泥処理槽に固液分離手段と、この固液分離手段の下方に散気手段と、前記生物処理部で処理した処理水を前記汚泥処理槽に供給する処理水供給管と、前記固液分離手段により分離した分離水を前記生物処理部の処理水と混合して放流する分離水混合管と、前記処理水供給管により前記汚泥処理槽に供給する処理水流量を調整する処理水流量調整手段と、前記分離水混合管により前記生物処理部の処理水と混合する混合水流量を調整する混合水流量調整手段と、前記汚泥処理槽内のｐＨを検知するｐＨ検知手段とを備え、前記ｐＨ検知手段で検知したｐＨ値に基づいて前記処理水流量調整手段と前記混合水流量調整手段を制御して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項１０】
前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給量を調整する汚泥供給量調整手段を前記汚泥供給管に備え、前記制御手段は前記ｐＨ検知手段で検知したｐＨ値に基づいて前記処理水流量調整手段と前記混合水流量調整手段と前記汚泥供給量調整手段とを制御して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とした請求項９に記載の汚泥処理装置。
【請求項１１】
前記汚泥処理槽内に生物担体を設けた請求項３から１０のいずれか１項に記載の汚泥処理装置。
【請求項１２】
前記生物担体は揺動床である請求項１１に記載の汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排水処理システムより排出される汚泥の処理方法と、それを用いた処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排水の処理方法として、細菌、原生動物、藻類、後生動物等の微生物を用いることにより排水中の汚濁物質を分解・除去する、活性汚泥法が知られている。
【０００３】
しかし、このような生物学的処理方法では、大量の汚泥、すなわち余剰汚泥が発生するため、その処分が問題となっている。一般的には、発生した余剰汚泥は濃縮・脱水後、埋立処分や焼却処分されているが、近年、処分場の残余容量の逼迫や、処分時の費用等の問題が生じているために、余剰汚泥の削減が求められている。
【０００４】
余剰汚泥を削減する方法の一つとして、汚泥処理槽を設けて前記余剰汚泥を導入し、任意の固形物滞留時間内で好気処理することにより汚泥の自己酸化及び／又は生物分解させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この方法は、汚泥処理槽に余剰汚泥を導入し、有用菌体を添加しながら曝気・撹拌することにより汚泥の容量を１／５以下に減容する方法で図２にその構成を示す。ここで、有用菌体とは、汚泥処理槽における汚泥の分解を促進する菌体を意味し、酵母、乳酸菌、光合成菌、放線菌等である。
【０００６】
図２において、汚水は汚水ポンプ槽１０１に導入されて曝気槽１０２において生物処理され、その過程で発生した余剰汚泥が余剰汚泥ポンプ１０３を介して汚泥処理槽１０４に導入される。培養槽１０５では有用菌体が数日間かけて培養され、これを培養液として汚泥処理槽１０４に所定量定期的に添加する。汚泥処理槽１０４で生物処理された汚泥は沈殿濃縮槽１０６により濃縮汚泥を得て、その一部を返送汚泥として汚水ポンプ槽１０１に返送し、残りを濃縮汚泥として系外に排出する。
【０００７】
しかし、この方法においては、余剰汚泥の発生量、分解量、引抜き量、返送量のバランスをとることにより汚泥処理槽内の諸条件を制御し、汚泥の自己酸化及び／又は生物分解できる環境を維持する必要があるため、運転管理が複雑で難しい。
【０００８】
さらに、有用菌体は、そもそも該排水処理系に存在しないために、新たに投入する必要が生じるものである。投入することによって前記汚処理解槽内に定着するのであれば好ましいが、多くの場合、前記有用菌体を定着させることが困難であり、その活性を維持するために定期的な添加が必要となる。したがって、汚泥処理槽内の汚泥濃度に応じて、有用菌体の濃度、活性、添加量等を適切に制御する必要があり、運転管理が難しい。
【０００９】
そこで、汚泥処理槽内に浸漬膜を設けて余剰汚泥濃度を高め、固形物滞留時間を制御することにより、汚泥の自己酸化及び／又は生物分解できる環境を維持する方法が提案されている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。
【００１０】
しかし、この方法においては、汚泥処理槽内で好気処理により汚泥が分解される過程で有機物中の窒素成分が遊離し、硝化細菌・亜硝酸細菌の働きにより酸化されて硝酸・亜硝酸を生じ、前記汚泥分解槽内のｐＨを低下させることとなり、汚泥の活性を低下させて汚泥分解性能を低下させてしまう。特に、膜を使用しているために汚泥分解槽内の硝酸細菌・亜硝酸細菌が高濃度に維持され、ｐＨの低下は著しい。
【００１１】
この現象を防ぐため、通常の活性汚泥法においては、間欠曝気することにより好気処理と嫌気処理を繰り返し、嫌気状態で脱窒を行い、硝酸や亜硝酸を減少させてｐＨ低下を防ぐ方法がある。
【００１２】
しかし、一般に浸漬膜を使用する場合には、膜表面の閉塞を防ぐために膜の下方より曝気して上昇流を形成し、膜表面をクロスフローで流すことによって洗浄している。そこで、曝気を停止した状態で浸漬膜の吸引ろ過を行うと、浸漬膜表面の閉塞を招くため、曝気停止中は浸漬膜を運転することができない。したがって、任意の時間、膜分離水を系外に取り出すことができないため、余剰汚泥の導入量が限られ、処理性能が低下するという問題がある。
【００１３】
また、ｐＨの低下に対しては水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を添加することによりｐＨ調整を行う方法も考えられるが、薬剤コストが増大するために、好ましい方法であるとはいえない。
【００１４】
したがって、特許文献２においては無酸素状態を形成し得る空気量で制限曝気することにより、前記好気処理によって生じた硝酸や亜硝酸を生物学的に脱窒し、ｐＨの低下を防いでいる。
【特許文献１】特開平１０−２１６７９９号公報
【特許文献２】特開２００３−２６０４９８号公報
【特許文献３】特開２００４−８１９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記特許文献２のような従来の汚泥処理方法においては、制限曝気することにより好気処理を行う時間が減少するため、ｐＨの低下は防げても汚泥分解性能を十分に発揮することができないという課題があった。
【００１６】
また、原生動物や後生動物等の高等微生物を用いて好気処理を行う場合、前記高等微生物は細菌等の下等微生物と比較して酸素を多量に消費するため、曝気量を制限するような環境の下では、その活性を高い状態で維持することができないという課題があった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、連続的に十分な曝気量で好気処理を行うことにより汚泥処理方法における処理性能を高めるとともにｐＨの低下を防ぎ、かつ浸漬膜の信頼性を高め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】
【００１８】
請求項１に記載の本発明は、上記目的を達成するために、排水を生物処理する生物処理工程と、前記生物処理工程で発生した汚泥を汚泥処理槽内に導入して好気処理を行う汚泥処理工程とを有し、前記生物処理工程で処理した処理水を前記汚泥処理工程に供給することにより、前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とするものである。
【００１９】
これにより、連続的に十分な曝気量で好気処理できるようになり、汚泥処理性能を高めることができる。
【００２０】
請求項２に記載の本発明は、前記ｐＨは、４．５以上８．５以下に調整することを特徴とするものである。
【００２１】
これにより、汚泥中の微生物の活性を高い状態で維持することができる。
【００２２】
請求項３に記載の本発明は、排水を生物処理する生物処理部で発生した汚泥の好気処理を行う汚泥処理槽と、前記汚泥を前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給管と、前記汚泥処理槽に固液分離手段と、この固液分離手段の下方に散気手段と、前記生物処理部で処理した処理水を前記汚泥処理槽に供給する処理水供給管と、前記固液分離手段により分離した分離水を前記生物処理部に戻す分離水戻し管と、前記処理水供給管により前記汚泥処理槽に供給する処理水流量を調整する処理水流量調整手段と、前記分離水戻し管により前記生物処理部に戻す分離水流量を調整する分離水流量調整手段とを備え、前記処理水流量調整手段と前記分離水流量調整手段により各々の流量を調整して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とするものである。
【００２３】
これにより、処理水供給量と分離水流量とを調整することで汚泥処理槽内のｐＨを調整できる。
【００２４】
請求項５に記載の本発明は、排水を生物処理する生物処理部で発生した汚泥の好気処理を行う汚泥処理槽と、前記汚泥を前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給管と、前記汚泥処理槽に固液分離手段と、この固液分離手段の下方に散気手段と、前記生物処理部で処理した処理水を前記汚泥処理槽に供給する処理水供給管と、前記固液分離手段により分離した分離水を前記生物処理部の処理水と混合して放流する分離水混合管と、前記処理水供給管により前記汚泥処理槽に供給する処理水流量を調整する処理水流量調整手段と、前記分離水混合管により前記生物処理部の処理水と混合する混合水流量を調整する混合水流量調整手段とを備え、前記処理水流量調整手段と前記混合水流量調整手段により各々の流量を調整して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とするものである。
【００２５】
これにより、処理水供給量と混合水流量とを調整することで汚泥処理槽内のｐＨを調整できる。
【００２６】
請求項７に記載の本発明は、排水を生物処理する生物処理部で発生した汚泥の好気処理を行う汚泥処理槽と、前記汚泥を前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給管と、前記汚泥処理槽に固液分離手段と、この固液分離手段の下方に散気手段と、前記生物処理部で処理した処理水を前記汚泥処理槽に供給する処理水供給管と、前記固液分離手段により分離した分離水を前記生物処理部に戻す分離水戻し管と、前記汚泥処理槽内にｐＨを検知するｐＨ検知手段と、前記処理水供給管により前記汚泥処理槽に供給する処理水流量を調整する処理水流量調整手段と、前記分離水戻し管により前記生物処理部に戻す分離水流量を調整する分離水流量調整手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は前記ｐＨ検知手段で検知したｐＨ値に基づいて前記処理水流量調整手段と前記分離水流量調整手段を制御して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とするものである。
【００２７】
これにより、処理水供給量と分離水流量とを制御し、汚泥処理槽内のｐＨを自動調整することができる。
【００２８】
請求項９に記載の本発明は、排水を生物処理する生物処理部で発生した汚泥の好気処理を行う汚泥処理槽と、前記汚泥を前記汚泥処理槽に供給する汚泥供給管と、前記汚泥処理槽に固液分離手段と、この固液分離手段の下方に散気手段と、前記生物処理部で処理した処理水を前記汚泥処理槽に供給する処理水供給管と、前記固液分離手段により分離した分離水を前記生物処理部の処理水と混合して放流する分離水混合管と、前記処理水供給管により前記汚泥処理槽に供給する処理水流量を調整する処理水流量調整手段と、前記分離水混合管により前記生物処理部の処理水と混合する混合水流量を調整する混合水流量調整手段と、前記汚泥処理槽内のｐＨを検知するｐＨ検知手段とを備え、前記ｐＨ検知手段で検知したｐＨ値に基づいて前記処理水流量調整手段と前記混合水流量調整手段を制御して前記汚泥処理槽内のｐＨを調整することを特徴とするとするものである。
【００２９】
これにより、処理水供給量と混合水流量とを制御し、汚泥処理槽内のｐＨを自動調整することができる。
【００３０】
請求項１１に記載の本発明は、上記汚泥処理槽内に生物担体を設けたことを特徴とするものである。
【００３１】
これにより、汚泥処理槽内に高次捕食者である微生物を増加させることができ、汚泥削減能力を更に高めることができる。
【００３２】
請求項１２に記載の本発明は、上記生物担体は揺動床であることを特徴とするものである。
【００３３】
これにより、生物担体の信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、生物処理後の処理水を汚泥処理槽に導入することにより、汚泥処理槽内の汚泥を希釈し、ｐＨを調整することができる。
【００３５】
すなわち、汚泥処理槽内のｐＨを低下させる原因物質である硝酸・亜硝酸を膜分離水と共に汚泥処理槽外に排出させることにより、嫌気処理を伴う脱窒工程を必要とすることなくｐＨを維持することができるため、連続して好気処理を行うことができる。
【００３６】
したがって、好気微生物の活性を高い状態で維持し、高効率で汚泥を削減することができ、汚泥処分費用も削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明は、処理水による希釈という簡易な操作で、好気処理によるｐＨの低下を防止できるものであり、まず、ｐＨの低下現象について説明する。
【００３８】
一般に、汚泥を容器に入れて長時間好気処理すると、自己酸化と生物分解が起こる。自己酸化は内生呼吸による有機物の消費であり、次式の反応によりアンモニアとエネルギーを生じる。
【００３９】
（Ｃ５Ｈ７ＮＯ２）＋Ｏ２  →  ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋ＮＨ３＋エネルギー
また、生物分解は微生物の代謝に伴う同化反応と異化反応であり、次式の反応によりＣ5Ｈ7ＮＯ2で表される新細胞の合成と、エネルギーの獲得を行う。
【００４０】
（ＣｘＨｙＯｚ）＋ＮＨ３＋Ｏ２  →  （Ｃ５Ｈ７ＮＯ２）＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋エネルギー
前記容器内では、上記に挙げた両反応が起きることにより、汚泥を構成する微生物が分解され、汚泥が削減される。
【００４１】
ここで、自己酸化により生じたアンモニア、もしくはその他の代謝により生じた窒素化合物は、硝化菌・亜硝酸菌により酸化されて硝酸や亜硝酸を生じる。
【００４２】
ＮＨ４＋＋３／２Ｏ２  →  ＮＯ２−＋Ｈ２Ｏ＋２Ｈ＋
ＮＯ２−＋１／２Ｏ２  →  ＮＯ３−
したがって、硝酸・亜硝酸が生成されることにより上記容器内のｐＨが低下する。特に、固液分離手段を設けた生物処理方法では、処理槽内で増殖した硝酸菌・亜硝酸菌が分離膜により濃縮されるために多量に蓄積し、硝酸・亜硝酸が多量に生じて著しいｐＨ低下を引き起こす。汚泥のｐＨが低下すると、汚泥中の微生物の活性が低下し、汚泥分解能力が低下することになる。
【００４３】
次にｐＨの調整範囲について説明する。
【００４４】
一般に、汚泥を構成する微生物の増殖範囲としてのｐＨ値は細菌類がｐＨ４．５〜９．８、真菌類がｐＨ２〜７．５、原生動物がｐＨ３．５〜９．５であるが、高い活性をもつ至適ｐＨ領域は細菌類がｐＨ７〜８．５、真菌類がｐＨ４．５〜６、原生動物がｐＨ６．８〜７．５である。したがって、微生物が高い活性を維持することで汚泥の分解を促進させるには、ｐＨ値として少なくともｐＨ４．５〜８．５の範囲に収めることが必要である。
【００４５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４６】
図１は、本発明の実施の形態における汚泥処理装置の構成図である。本発明の実施の形態の汚泥処理装置は、排水を生物処理する生物処理部と、前記生物処理部より発生した汚泥を分解する汚泥処理部により構成されている。
【００４７】
図１において、生物処理部は、排水を導入する輸送管１と、排水の流量を調整する調整槽２と、排水を生物処理する生物処理槽３と、生物処理槽３より得られた処理水を固液分離する沈殿槽４と、処理水を系外に放流する輸送管５と、沈殿槽４で分離された汚泥を生物処理槽３に返送する輸送管６とで構成されている。
【００４８】
また、汚泥処理部は、汚泥処理槽９と、沈殿槽４より得られた汚泥を汚泥処理槽９に供給する汚泥供給管７と、その汚泥の供給量を調整する汚泥供給量調整手段である汚泥供給量調整器８と、汚泥処理槽９から膜分離水を得る固液分離手段である浸漬膜１０と、汚泥処理槽を曝気すると共に浸漬膜１０の表面を洗浄する散気管１１と、散気管１１に空気を供給するブロワ１２と、膜分離水を生物処理部に返送する分離水戻し管１５と、その膜分離水の返送量を調整する分離水流量調整手段である分離水流量調整器１６と、生物処理部の処理水を系外に放流する輸送管５に前記膜分離水を混合する分離水混合管１７と、その膜分離水の混合量を調整する混合水流量調整手段である混合水流量調整器１８と、生物処理部の処理水を供給する処理水供給管１９と、その供給量を調整する処理水流量調整手段である処理水流量調整器２０と、汚泥処理槽内のｐＨ値を検知するｐＨセンサ２１と、ｐＨセンサ２１より得られたｐＨ値に基づいて、処理水流量調整器２０と分離水流量調整器１６と混合水流量調整器１８と汚泥供給量調整器８とを制御する制御装置２２とで構成されている。
【００４９】
汚泥処理槽９の内部には、浸漬膜１０と散気管１１が配置されている。散気管１１は汚泥処理槽９の曝気を行うと共に、浸漬膜１０の表面を洗浄する上向流を得るために、浸漬膜１０の下方に設けられている。浸漬膜１０は２枚の平膜をスペーサを介して貼り合わせた構造となっており、その中空部分が輸送管１３を介してポンプ１４と接続されている。
【００５０】
上記構成において、まず、生物処理部の沈殿槽４により得られた汚泥は、汚泥供給管７を介して、汚泥処理槽９に導入される。このとき、導入される汚泥の量は、汚泥供給量調整器８によって調整される。
【００５１】
汚泥処理槽９に導入された汚泥は、散気管１１により曝気を行うことで好気処理される。
【００５２】
汚泥処理槽９内部の汚泥はポンプ１４により固液分離手段である浸漬膜１０を介して吸引ろ過され、浸漬膜１０を透過した清澄な膜分離水は分離水戻し管１５を介して生物処理部に返送されるか、分離水混合管１７を介して輸送管５で生物処理部の放流水と混合されて系外に放流される。
【００５３】
このとき、分離水戻し管１５を介して生物処理部へ返送する膜分離水の流量は分離水流量調整器１６によって調整される。また、分離水混合管１７を介して生物処理部の処理水と混合される膜分離水の混合量は混合水流量調整器１８によって調整される。
【００５４】
ここで、汚泥処理槽９内で汚泥を連続的に好気処理をすると、上記で説明した通り、著しいｐＨ低下を生じることとなる。そこで、生物処理等がなされることによりｐＨ値が比較的中性に近くなった、上記生物処理部の処理水を導入することで希釈し、上記汚泥処理槽内の汚泥中の硝酸・亜硝酸濃度を低下させることによりｐＨ値を上昇させて、汚泥を構成する微生物にとって至適条件となるようなｐＨを維持する。
【００５５】
すなわち、汚泥処理槽９内に設けられたｐＨセンサ２１は汚泥処理槽内の汚泥のｐＨ値を検知し、ｐＨ６を下回った時、制御装置２２により処理水流量調整器２０を制御し、ｐＨ７前後の水質である生物処理部の処理水を汚泥処理槽９の汚泥の容積の１０倍量を導入することにより、汚泥のｐＨ値を７前後に維持する。このとき、同時に導入した処理水と等量の水を汚泥処理槽９から引抜く必要があり、制御装置２２により分離水流量調整器１６を制御し、浸漬膜１０より得られた膜分離水を、分離水戻し管１５を介して生物処理部に返送する。返送された前記膜分離水は生物処理部で生物処理することによって硝酸・亜硝酸、汚泥分解時に生じる着色成分等を分解・除去して系外に放流される。
【００５６】
このとき、ｐＨの下限値は４．５を下回らない値であればよく、処理水導入後の汚泥のｐＨは４．５〜８．５の範囲に収まるようにすればよい。さらに望ましくは汚泥転換率を低くすることのできる原生動物の活性を高めるために、その至適ｐＨである６．８〜７．５の範囲に収めるように処理水流量調整器２０と分離水流量調整器１６を制御するとよい。
【００５７】
また、前記膜分離水は生物処理部の処理水と混合して放流してもよい。例えば、汚泥処理槽内のｐＨが硝酸によってｐＨ４．５であるとき、その水質は全窒素濃度で表すと０．４４ｍｇ／Ｌであり、他の汚濁物質が十分に分解・除去されているならば河川に放流しても構わない程度の水質である。この場合は混合水流量調整器１８を制御し、分離水混合管１７を介して、膜分離水を処理水と混合して系外に放流する。このときの混合水流量は、導入した処理水と等量である。
【００５８】
また、汚泥供給量調整器８を制御し、汚泥処理槽９への汚泥の導入量を変化させてもよく、汚泥の導入量を減らした量と等量の処理水を導入することができる。
【００５９】
さらに、汚泥供給量調整器８と分離水流量調整器１６と混合水流量調整器１８と処理水供給量調整器２０とを制御し、汚泥処理槽９内の汚泥量のバランスをとってもよく、この場合、それぞれの流量比は任意に定めてよい。
【００６０】
なお、図１に示す実施の形態では、上記のような制御を制御装置２２により自動で行っているが、これらの操作を手動でも行える。例えば、排水の処理負荷が安定している場合、ｐＨセンサ２１は常時は使用せず、定期的にｐＨ計を用いてｐＨを測定し、各配管の流量調整バルブで各流量を調整し、ｐＨを調整することも可能である。
【００６１】
このようにして、一槽で連続曝気しながら汚泥の好気処理を行うことができるようになり、膜分離活性汚泥法において課題となっていた制限曝気が不要となり、高効率で汚泥を分解し、削減することができるため、処理性能が向上する。
【００６２】
なお、上記に挙げた汚泥削減方法は汚泥処理槽内に浸漬膜を設けることで余剰汚泥濃度を高め、固形物滞留時間を長くとることにより、特に自己酸化能力を高めて汚泥の削減を図るものであるが、汚泥を分散もしくは可溶化させることにより、更に汚泥削減率を高めてもよい。分散手段としては超音波処理、高圧噴流処理、ミル破砕処理による方法が知られており、また、可溶化手段としてはオゾン酸化処理、熱アルカリ処理、電解処理、水熱（高温高圧処理）等が知られており、いずれの方法を用いてもよく、上記に挙げたような分散手段もしくは可溶化手段を汚泥処理槽９に接続させることができる。
【００６３】
また、本実施の形態では浮遊活性汚泥と浸漬膜による好気処理で説明したが、好気処理に微生物担体を用いると、更に高い汚泥削減率が得られる。微生物担体の種類は固定床、流動床、揺動床のいずれを用いてもよく、特に、本発明によるこの処理方法は、連続曝気をすることにより十分な酸素濃度で好気処理を行うことができるため、原生動物や後生動物等のような食物連鎖系における高次捕食者を積極的に増殖させることができ、汚泥内における生物分解能力を、より高めることができる。
【００６４】
さらに、上記微生物担体は、揺動床であることが望ましい。固定床を用いると、汚泥が滞留する箇所が生じるため、閉塞を引き起こすことがあり、好気処理の効率を低下させるという問題がある。また、流動床には、一般にスポンジ等の多孔質形状の流動担体を用いるが、処理槽内を流動する過程で磨耗し、小さくなった流動担体が処理槽外に流出するという問題がある。さらに、磨耗した分を適宜補充する必要があり、ランニングコストの増加につながる。
【００６５】
ここで、上記揺動床は、繊維、スポンジ等の多孔質体を微生物担体として使用するものである。前記微生物担体は汚泥処理槽内にその一部を固定された状態で設置されており、親水性であるその表面に汚泥を付着させると同時に、水流等により前記微生物担体自体を揺動させることにより汚泥の剥離を行うもので、前記微生物担体表面に一定量の汚泥を保持させることができる。そのため、汚泥の閉塞や微生物担体の磨耗といった問題を回避することができ、本発明における汚泥処理槽に用いることで、より信頼性の高い汚泥削減システムを構成することができる。
【００６６】
また、上記に挙げたように汚泥処理槽内に浸漬膜を設けて生物処理することにより、汚泥の削減を図る場合には、前記浸漬膜表面の堆積物を洗浄するために、下方に設けた散気手段により連続的に曝気し、そこから流出する気泡のせん断力によって前記浸漬膜表面を常に洗浄することが必要である。
【００６７】
しかしながら、制限曝気や間欠曝気のように曝気量を一時的に減少させる方法では、浸漬膜表面に堆積物が残留し、閉塞し易くなる。したがって、本発明によれば、常に十分な量の曝気を行うことができ、連続して前記浸漬膜の洗浄を行うことができるため、浸漬膜の信頼性を高めることができる。
【００６８】
なお、汚泥処理槽９により削減できるのは汚泥中の有機物であり、砂礫等の無機成分は汚泥処理槽９に蓄積する。この蓄積物は定期的に除去する必要があり、適宜、汚泥除去開閉器２３を開いて除去する。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明における汚泥処理方法及び処理装置は、高い汚泥削減率を有するため、活性汚泥法の排水処理システムにおける余剰汚泥の処理装置として利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の汚泥処理システムを示す構成図
【図２】従来例を示す構成図
【符号の説明】
【００７１】
１、５、６、１３  輸送管
２    調整槽
３    生物処理槽
４    沈殿槽
７    汚泥供給管
８    汚泥供給量調整器
９    汚泥処理槽
１０  浸漬膜
１１  散気管
１２  ブロワ
１４  ポンプ
１５  分離水戻し管
１６  分離水流量調整器
１７  分離水混合管
１８  混合水流量調整器
１９  処理水供給管
２０  処理水流量調整器
２１  ｐＨセンサ
２２  制御装置
２３  汚泥除去開閉器
【図１】
2007014920.tif 000003
【図２】
2007014920.tif 000004