(57)【要約】【課題】  低濃度で有機物の生物処理を行って余剰汚泥の減量化を図り、余剰汚泥の処理費及びランニングコストの低減を可能にすると共に、生物処理する汚泥負荷を高くして装置の小型化及び低価格化を可能にした廃水の微生物処理方法及び装置を提供する。【解決手段】  浄化処理系に設けた低濃度反応槽３に原水Ｗ１を流入させると共に、汚濁物質を分解する微生物類は生物補給系５を介して必要量だけを補給し、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を１０００ｍｇ／Ｌ以下の低濃度に維持しながら、原水Ｗ１中の汚濁物質を曝気して生物処理で分解する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化処理系に設けた低濃度反応槽に原水を流入させると共に、汚濁物質を分解する微生物類は生物補給系を介して必要量だけを補給し、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を１０００ｍｇ／Ｌ以下の低濃度に維持しながら、原水中の汚濁物質を曝気して生物処理で分解することを特徴とした廃水の微生物処理方法。
【請求項２】
請求項１の方法を実施する装置であって、原水槽に接続した低濃度反応槽を備えた浄化処理系と、原水槽から分岐して接続した微生物培養槽で高濃度処理し、増加した微生物を低濃度反応槽に環流する生物補給系を設けたことを特徴とした廃水の微生物処理装置。
【請求項３】
請求項１の方法を実施する装置であって、原水槽に接続して一次処理を行う低濃度反応槽及び、低濃度反応槽の後段側に接続して二次処理を行う曝気槽及び沈殿槽を備えた浄化処理系と、沈殿槽から余剰汚泥の一部を低濃度反応槽に環流する生物補給系を設けたことを特徴とした廃水の微生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厨房その他で発生した有機性の汚濁物質を含む産業用廃水や生活廃水などの原水に対し、微生物類の生物処理によって水質浄化を行って排出基準に適合する下水道又は一般河川に放流ができるようにする廃水の微生物処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の廃水の微生物処理には、浄化処理系に原水槽・曝気槽・沈殿槽・処理水槽・汚泥貯留槽などを設け、原水槽に流入した廃水を曝気槽に汲み上げ、曝気槽内で曝気を行いながら内在又は外部から投入した微生物類の接触酸化作用によって、有機物などの分解処理を行った後に沈殿槽へ移送させ、沈殿槽では活性汚泥の重力沈降によって気液分離を行って浄化した上澄み水を処理水槽へ移送させ、浄化した処理水は処理水槽を介して下水道放流又は河川放流するようにしている。
【０００３】
また、沈殿槽内に沈殿した活性汚泥を含む沈殿物は、一部は返送汚泥として曝気槽に返送し、有機物などの分解処理に再利用すると共に、残りは余剰汚泥として汚泥貯留槽へ移送し、汚泥貯留槽において濃縮・脱水などの処理を施した後に、産業廃棄物の処理施設に移送して焼却などで廃棄処分しており、処理水槽から放流する浄化した処理水は河川放流又は下水道放流する。
【０００４】
さらに、廃水の微生物処理における余剰汚泥の減量化（減容化）に関し、例えば特許文献1〜４に開示された先行技術などを含む各種の提案がされている。
【特許文献１】特開２００５−３４９２５２号公報
【特許文献２】特開２００５−２７９３５１号公報
【特許文献３】特開２００４−１４１８０２号公報
【特許文献４】特開２０００−０５１８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、微生物類を含む活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を高濃度にしないと、曝気槽などで行う微生物類による浄化処理能力が充分に発揮できないと共に、沈殿槽内では活性汚泥を凝集させて上澄み水から分離して沈降することができないとされ、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を例えば３０００〜５０００ｍｇ／Ｌ程度の高濃度にして微生物類による反応速度を高めるようにしていた。
【０００６】
しかしながら、活性汚泥濃度を高くした場合には微生物類は次第に増殖して余剰汚泥を大量に発生させると共に、曝気槽を大型化して且つ散気を充分に行わないと、酸素不足などで死滅して減少して有機物に対する分解処理能力を低下させるが、大量に発生した余剰汚泥を処分するのには多大な経費が必要になり、分解処理能力の低下や装置の大型化は、ランニングコストや設備費用の高騰になるので、これらの課題を解決するために特許文献1〜４などに開示された余剰汚泥の減量化（減容化）に関する提案がされている。
【０００７】
本発明は、特許文献1〜４に開示された先行技術などと同様に、廃水の微生物処理における余剰汚泥の減量化（減容化）を主たる目的とするが、特に従来技術の発想を転換して低濃度で有機物の生物処理を行うようにして余剰汚泥の減量化（減容化）を図り、余剰汚泥の処理費及びランニングコストの低減を可能にすると共に、生物処理する汚泥負荷を高くすることによって、装置の小型化及び低価格化を可能にした廃水の微生物処理方法及び装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による廃水の微生物処理方法は、浄化処理系に設けた低濃度反応槽に原水を流入させると共に、汚濁物質を分解する微生物類は生物補給系を介して必要量だけを補給し、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を１０００ｍｇ／Ｌ以下の低濃度に維持しながら、原水中の汚濁物質を曝気して生物処理で分解する。（請求項１）
【０００９】
本発明による廃水の微生物処理装置は、請求項１の方法を実施する装置であって、原水槽に接続した低濃度反応槽を備えた浄化処理系と、原水槽から分岐して接続した微生物培養槽で高濃度処理し、増加した微生物を低濃度反応槽に環流する生物補給系を設けた。（請求項２）
【００１０】
本発明による廃水の微生物処理装置は、請求項１の方法を実施する装置であって、原水槽に接続して一次処理を行う低濃度反応槽及び、低濃度反応槽の後段側に接続して二次処理を行う曝気槽及び沈殿槽を備えた浄化処理系と、沈殿槽から余剰汚泥の一部を低濃度反応槽に環流する生物補給系を設けた。（請求項３）
【発明の効果】
【００１１】
請求項１による廃水の微生物処理方法では、低濃度反応槽に対して過剰な活性汚泥の蓄積及び微生物類の増殖を制限して汚泥負荷を高くすると共に、有機物の分解処理を行うのに必要な適量の微生物類を生物補給系から補給して低濃度を維持することによって、少なくとも汚濁物質の７０％以上を分解処理することが可能である。
【００１２】
従って、沈降する余剰汚泥の発生を抑制することができるので、余剰汚泥を減量化（減容化）して廃棄処理を容易且つ安価に行うことができ、しかも小さな反応槽で少ない酸素供給量でも分解処理が可能であるから、装置の小型化と低価格化に寄与することができる。
【００１３】
請求項２による廃水の微生物処理装置では、請求項１による上記した作用効果に加えて、浄化処理系の大部分を低濃度反応槽のみで構成して曝気槽及び沈殿槽を省略する形態を採ることができるので、ランニングコストの低減と装置の小型化及び低価格化を可能にすると共に、原水中の栄養分を用いて微生物培養槽で増殖して低濃度反応槽に環流するので、生息環境に馴化した微生物類は活性化されて分解処理能力を高めることができる。
【００１４】
請求項３による廃水の微生物処理装置では、請求項１による上記した作用効果に加えて、低濃度反応槽で一次処理を行って少なくとも汚濁物質の７０％以上を分解した一次浄化水に対して、曝気槽及び沈殿槽でさらに水質を浄化させので、従来技術の曝気槽及び沈殿槽を設けた浄化処理系に比べ、曝気槽及び沈殿槽における処理が容易になってランニングコストの低減と装置の小型化及び低価格化を図ることができる。
【実施例】
【００１５】
本発明による廃水の微生物処理方法及び装置について、本発明を適用した好適な実施形態を示す添付図面に基づいて詳細に説明するが、図１は本発明を適用した第一の実施例であって、原水Ｗ１を浄化した処理水Ｗ２を下水道放流する形態による微生物処理装置１Ａを模式的な構成図で示し、図２は第二の実施例であって、原水Ｗ１を浄化した処理水Ｗ３を河川放流する形態による微生物処理装置１Ｂを模式的な構成図で示す。
【００１６】
微生物処理装置１Ａは、直列状態に接続された原水槽2と低濃度反応槽３及び処理水槽4による浄化処理系と、原水槽2から分岐して並列状態に接続された微生物培養槽５と沈殿室５Ａによる生物補給系を備え、厨房その他で発生した有機性の汚濁物質を含む産業用廃水又は生活廃水による原水Ｗ１は配管Ｌ１を介して原水槽2に流入して貯留された後に、ポンプＰ１，Ｐ２で汲み上げられて配管Ｌ２を介して浄化処理系の低濃度反応槽３へ移送されると共に、配管Ｌ３を介して生物補給系の微生物培養槽５へ移送される。
【００１７】
原水Ｗ１には、有機物又は無機物による活性汚泥が含まれており、原水槽2から浄化処理系の低濃度反応槽３と生物補給系の微生物培養槽５へ移送される流量は、所定の配分比率になるように予め設定すると共に、必要に応じて配分比率を微調整できるように制御が可能であり、配管Ｌ２に流量計（図示を省略）を設けて低濃度反応槽３へ移送される流量を計測し、例えばその１／５程度が微生物培養槽５へ移送されるように設定しておく。
【００１８】
低濃度反応槽３は、従来技術における曝気槽などの場合と同様に超微細気泡型の散気装置などによる曝気手段（図示を省略）を設け、曝気によって微生物類の接触酸化作用を促進して有機物の分解処理を行うが、従来技術における曝気槽の場合と異なる点は、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を低くして微生物類を少なく制限した状態で有機物の分解を行うと共に、有機物の分解に必要な微生物は微生物培養槽５からポンプＰ３及び配管Ｌ４を介して、不足分を補給しながら適量を確保している。
【００１９】
この点に関し、従来技術では曝気槽内に微生物類を含む活性汚泥が充分に存在しないと浄化処理能力を充分に発揮できないので、曝気槽内の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を例えば３０００〜５０００ｍｇ／Ｌ程度の高濃度にすることによって、微生物類による反応速度を高めるようにしていたが、活性汚泥濃度を高くした場合には微生物類は次第に増殖して余剰汚泥量を大量に発生させる。
【００２０】
そこで、低濃度反応槽３では活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を１０００ｍｇ／Ｌ以下の低濃度に維持するように、原水槽2から汲み上げる原水Ｗ１の水量を流量計で計測しながら流入させると共に、流入した原水Ｗ１に対する有機物の分解処理に必要な微生物類を含む活性汚泥を、過剰にならない見合った適量で微生物培養槽５から補給するようにしており、この微生物類は低濃度反応槽３の上澄み水と一緒に処理水槽4へ流出する微生物類を補給できるようにし、これによって低濃度の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）と微生物濃度を確保している。
【００２１】
このように、低濃度反応槽３に対して過剰な活性汚泥の蓄積及び微生物類の増殖を制限して汚泥負荷を高くすると共に、有機物の分解処理を行うのに必要な適量の微生物類を微生物培養槽５から補給して低濃度を維持することによって、少なくとも汚濁物質の７０％以上を分解処理することが可能であって、沈降する余剰汚泥の発生を抑制することができるので、余剰汚泥を減容化して廃棄処理を容易且つ安価に行うことができ、しかも小さな反応槽で少ない酸素供給量でも分解処理が可能であるから、装置の小型化と低価格化に寄与することができる。
【００２２】
処理水槽4には、低濃度反応槽３での分解処理によって浄化された上澄み水が配管Ｌ５を介して流入すると共に、微生物培養槽５から沈殿室５Ａで微生物を沈殿させた上澄み水が配管Ｌ４を介して流入するので、この処理水Ｗ２を排出基準に適合する排水路に配管Ｌ７を介して放流するが、この第一の実施例による微生物処理装置１Ａの場合には、一般河川には放流できる程度まで浄化する形態ではなく下水道に放流することを想定しており、処理水Ｗ２中には一部の微生物類が混入して放流される。
【００２３】
微生物培養槽５は、微生物類が増殖できるような環境を維持するために、槽内には微生物類が内在する活性汚泥を含む培養水が予め収容されていると共に、槽内には超微細気泡型の散気装置などによる曝気手段（図示を省略）を設け、曝気によって微生物類の接触酸化作用を促進して有機物の分解処理と微生物類の増殖が行われるようにしておき、そこへ配管Ｌ３を介して原水Ｗ１の一部を、例えば低濃度反応槽３へ送出する流量の１／５程度の配分比率で流入させる。
【００２４】
微生物培養槽５では、有機物の分解処理と微生物類の増殖が行われるので、沈降した余剰汚泥から微生物類が内在する活性汚泥を流量計（図示を省略）で計測しながら、ポンプＰ３及び配管Ｌ４を介して低濃度反応槽３に適量（例えば、低濃度反応槽３の全微生物類の１／１０程度）ずつ移送し、低濃度反応槽３における微生物類の不足分を補給して分解処理に必要な活性汚泥量及び微生物量を確保すると共に、余剰分は沈殿室５Ａに流入し、上澄みを配管Ｌ６を介して処理水槽4に移送するようにしている。
【００２５】
特に、微生物培養槽５では原水槽2から供給された原水Ｗ１中に含まれる栄養分によって微生物類を増殖し、分解処理を行う汚泥の環境に馴化した状態の微生物類を低濃度反応槽３内の原水Ｗ１中に環流し、低濃度反応槽３において有機物の分解処理に用うようにしているので、微生物類を単に外部から供給する場合に比べて有機物に対する分解処理能力を高めることが可能であり、低濃度反応槽３へは流出などで減少する消費量に適合させて微生物類の投入量を調整するようにしている。
【００２６】
なお、図１で図示した第一の実施例による微生物処理装置１Ａでは、低濃度反応槽３に対して微生物類を含む活性汚泥を補給する微生物培養槽５を原水槽２に接続し、原水Ｗ１中の栄養分によって微生物類を微生物培養槽５で増殖するようにしているが、この微生物培養槽５を原水槽２から切り離すと共に、微生物類及び栄養分を外部から微生物培養槽５に投入して増殖させ、この微生物類を低濃度反応槽３に対して補給するようにした形態を採ることも可能である。
【００２７】
次に、第二の実施例による微生物処理装置１Ｂは、第一の実施例における原水槽2から分岐接続した微生物培養槽５を無くし、浄化処理系の低濃度反応槽３に対して分解処理に必要な微生物類を補給する生物補給系は、浄化処理系の後段側から環流させる形態を採っており、浄化処理系には第一の実施例の場合と同様に低濃度反応槽３を設けると共に、その後段には従来技術の場合と同様の構成にした曝気槽６及び沈殿槽７を接続するが、第一の実施例の微生物処理装置１Ａと同様の構成部分については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２８】
微生物処理装置１Ｂでは、配管Ｌ１を介して原水槽2に流入して貯留された原水Ｗ１は、ポンプＰ１で汲み上げて配管Ｌ２を介して低濃度反応槽３に移送され、低濃度反応槽３における分解処理に必要な微生物類の補給は、活性汚泥を含む濃縮した汚泥を必要量だけ沈殿槽７から引き抜いて配管Ｌ８，Ｌ９を介して返送して行われ、散気手段で曝気させながら微生物類によって有機物の分解処理（一次処理）を行い、一次処理で浄化させた上澄み水による一次浄化水は配管Ｌ１０を介して曝気槽６へ移送する。
【００２９】
この一次処理では、低濃度反応槽３に対して過剰な活性汚泥の蓄積及び微生物類の増殖を制限して汚泥負荷を高くするように、有機物の分解処理に必要な適量の活性汚泥及び微生物類を沈殿槽７からの返送で補給して低濃度を維持しながら、少なくとも汚濁物質の７０％以上を分解処理することが可能であり、沈降する余剰汚泥の発生を抑制することができるので、余剰汚泥を減容化して廃棄処理を容易且つ安価に行うことができ、しかも小さな反応槽で少ない酸素供給量でも分解処理が可能であるから、装置の小型化と低価格化に寄与することができる。
【００３０】
曝気槽６及び沈殿槽７では、低濃度反応槽３から移送された一次浄化水に対して二次処理を行うが、曝気槽６には超微細気泡型の散気装置などによる曝気手段（図示を省略）を設けると共に、有機物の分解処理に必要な活性汚泥及び微生物類は、沈殿槽７から引き抜いた活性汚泥を含む濃縮した汚泥を、配管Ｌ８，Ｌ１１を介して必要量だけ移送を受けて補給するようにし、曝気しながら微生物類によって有機物の分解処理を行って、浄化させた上澄み水は配管Ｌ１２を介して沈殿槽７へ移送する。
【００３１】
また、沈殿槽７では活性汚泥の重力沈降によって気液分離を行い、浄化した上澄み水は配管Ｌ１３を介して処理水槽４へ移送させると共に、底部に沈降して濃縮した余剰汚泥は低濃度反応槽３及び曝気槽６への返送分を除いて、従来技術の場合と同様に外部へ適時に排出して廃棄処分するが、低濃度反応槽３における一次処理によって少なくとも汚濁物質の７０％以上が分解処理されているので、二次処理は小型で且つ散気量の少ない曝気槽６及び沈殿槽７によって行うことが可能であって、有機物に対する分解処理能力が低下したり、余剰汚泥量を大量に発生させることを解消することができる。
【００３２】
処理水槽4には、曝気槽６及び沈殿槽７によって二次処理を行って浄化した上澄み水が配管Ｌ１３を介して流入するので、上澄み水から異物を沈降させた後の処理水Ｗ３を、排出基準に適合する排水路に配管Ｌ７を介して放流するが、この第二の実施例による微生物処理装置１Ｂの場合には、一般河川に放流できる程度まで浄化することができる。
【００３３】
なお、図１で図示した第二の実施例による微生物処理装置１Ｂでは、低濃度反応槽３によって一次処理された一次浄化水に対して、個別に設けた曝気槽６と沈殿槽７によって二次処理を行うようにしているが、曝気槽６と沈殿槽７を一体に構成した曝気沈澱槽を設ける形態を採ることも可能であり、その際には曝気沈澱槽内に散気手段を設けると共に、タイマーなどによって適当な時間間隔で曝気を停止して汚泥の沈降と上澄水の排出が行なわれるように制御する。
【００３４】
以上のように、第一及び第二の実施例による微生物処理装置１Ａ，１Ｂでは浄化処理系中に低濃度反応槽３を設け、低濃度反応槽３には原水槽2から汲み上げる原水Ｗ１の汚泥量を流量計で計測しながら流入させると共に、汚泥に対する有機物の分解処理に必要な微生物類は、微生物培養槽５（第一の実施例）又は、沈殿槽７（第二の実施例）による生物補給系で微生物類を増殖させた活性汚泥を補給し、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ＝微生物濃度）を１０００ｍｇ／Ｌ以下の一定な低濃度に維持するようにしている。
【００３５】
すなわち、低濃度反応槽３では過剰な活性汚泥によって微生物類が増殖したり、酸欠などによって微生物類が死滅しないように、有機物の分解処理に見合った必要最小限の微生物類を生息させる低濃度の環境にし、原水Ｗ１中の有機物を生物処理によって少なくとも汚濁物質の７０％以上を分解して水質を浄化させ、上澄みした浄化水と一緒に後段側へ流出する微生物類の減少分は、微生物培養槽５又は沈殿槽７側から適量を補給し、微生物類の減少分と補給分が等しくなるように、低濃度反応槽３の容量に対する原水Ｗ１の流入量や微生物類の投入量などを制御して管理している。
【００３６】
このように、微生物類で有機物の分解処理を行う反応槽を低濃度にする（低濃度反応槽３を用いる）と、微生物類の生息する環境が安定化して接触酸化作用による有機物の分解処理を活性化させ、分解処理能力を高めて沈降する余剰汚泥の発生を抑制することができるので、余剰汚泥を減容化して廃棄処理を容易且つ安価に行うことができると共に、しかも小さな反応槽で少ない酸素供給量でも分解処理が可能であるから、装置の小型化と低価格化に寄与することができる。
【００３７】
特に、第一の実施例のように浄化処理系に低濃度反応槽３を用いて曝気槽及び沈殿槽を省略すると共に、生物補給系には微生物類を培養して低濃度反応槽３に補給する微生物培養槽５を設けた微生物処理装置１Ａの形態を採った場合には、低濃度反応槽３のみの生物処理によって、有機物を含む原水Ｗ１に対して少なくとも汚濁物質の７０％以上を分解して水質を浄化させて下水道に放流できるので、ランニングコストの低減と装置の小型化及び低価格化を図ることができる。
【００３８】
また、第二の実施例のように従来技術と同様の曝気槽６及び沈殿槽７を設けると共に、これらの前段側に低濃度反応槽３を用いて一次処理を行う微生物処理装置１Ｂの形態を採った場合には、低濃度反応槽３で一次処理を行って少なくとも汚濁物質の７０％以上を分解して水質を浄化させた後の上澄み水に対して、さらに水質を浄化させて一般河川に放流できるので、従来技術の曝気槽及び沈殿槽を設けた浄化処理系に比べ、曝気槽及び沈殿槽における処理が容易になってランニングコストの低減と装置の小型化及び低価格化を図ることができる。
【００３９】
以上の実施例でも明らかなように、従来技術では微生物類を含む活性汚泥濃度が少なくとも１０００ｍｇ／Ｌ以上でないと、曝気槽内では微生物類による浄化処理能力が発揮できないと共に、沈殿槽内では活性汚泥を凝集させて上澄み水から分離して沈降することができないとされ、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）を例えば３０００〜５０００ｍｇ／Ｌ程度の高濃度にして微生物類による反応速度を高めるようにしたのに対し、第一及び第二の実施例による微生物処理装置１Ａ，１Ｂの低濃度反応槽３では、この従来技術の発想を転換して低濃度で有機物の生物処理を行うことによって従来技術の課題を解決した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明を適用した第一の実施例による微生物処理装置の模式的な構成図を示す。
【図２】本発明を適用した第二の実施例による微生物処理装置の模式的な構成図を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１  微生物処理装置
１Ａ  （第一の実施例による）微生物処理装置
１Ｂ  （第二の実施例による）微生物処理装置
２  原水槽
３  低濃度反応槽
４  処理水槽
５  微生物培養槽
５Ａ，７  沈殿槽
６  曝気槽
Ｌ１〜Ｌ１３  配管
Ｐ１〜Ｐ３  ポンプ
Ｗ１  原水
Ｗ２，Ｗ３  処理水
【図１】
2007275833.tif 000003
【図２】
2007275833.tif 000004