(57)【要約】【課題】  汚泥を減容化して系外に排出する汚泥量を減少させ、しかも保持汚泥量の増減を把握し、負荷変動があっても適切な汚泥改質量を設定して迅速かつ正確に汚泥改質量を制御し、安定した処理を行って良好な処理水質を得ることが可能な有機性排液の好気性処理方法および装置を提案する。【解決手段】  有機性排液を曝気槽２に導入して好気性生物処理を行い、曝気槽２内の混合液の一部を固液分離槽３で固液分離し、分離汚泥の設定量は返送汚泥として返送し、残部はオゾン処理槽２２に導入してオゾン処理し、曝気槽２に戻す。曝気槽２の混合液の汚泥濃度および混合液量、ならびに固液分離槽３の沈殿汚泥の汚泥濃度および沈殿汚泥量から求められる系内の保持汚泥量Ｍと、目標保持汚泥量Ｍ０との差から保持汚泥の増減量ΔＭを求め、これにVSS換算係数および汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量ΔＳを求め、これに相当する汚泥量を増減させるように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排液を曝気槽に導入して、活性汚泥の存在下に好気性生物処理する生物処理工程と、
曝気槽の混合液を固液分離槽で固液分離し、分離液を処理液として排出するとともに、分離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する固液分離工程と、
分離汚泥または混合液から活性汚泥のうち設定量を引き抜いて、この引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質工程と、
改質汚泥を曝気槽に返送する返送工程とを含み、
曝気槽の混合液の汚泥濃度および混合液量、ならびに固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度および分離汚泥量から系内の保持汚泥量を求め、
こうして求められる保持汚泥量と、目標保持汚泥量との差から保持汚泥の増減量を求め、
この保持汚泥の増減量に単位重量当りのＶＳＳ換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量を求め、
保持汚泥量が目標保持汚泥量より多い場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ増加し、保持汚泥量が目標保持汚泥量より少ない場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ減少させるように制御することを特徴とする有機性排液の好気性処理方法。
【請求項２】
固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度を、曝気槽の混合液の汚泥濃度、および固液分離槽の濃縮比から求める請求項１記載の方法。
【請求項３】
有機性排液を曝気槽に導入して、活性汚泥の存在下に好気性生物処理する生物処理装置と、
曝気槽の混合液を固液分離する固液分離槽を含み、分離液を処理液として排出するとともに、分離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する固液分離装置と、
分離汚泥または混合液から活性汚泥のうち設定量を引き抜いて、この引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質装置と、
改質汚泥を曝気槽に返送する返送手段と、
曝気槽の混合液の汚泥濃度および固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度、ならびに固液分離槽の分離汚泥量を測定する測定手段と、
測定値から系内の保持汚泥量を求め、こうして求められる保持汚泥量と目標保持汚泥量との差から保持汚泥量の増減量を求め、この保持汚泥量の増減量に汚泥単位重量当りのＶＳＳ換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量を求め、保持汚泥量が目標保持汚泥量より多い場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ増加し、保持汚泥量が目標保持汚泥量より少ない場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ減少させるように制御する制御装置と
を備えていることを特徴とする有機性排液の好気性処理装置。
【請求項４】
固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度を、曝気槽の混合液の汚泥濃度、および固液分離槽の濃縮比から求めるように構成されている請求項３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排液を活性汚泥の存在下に好気性生物処理する方法、特に活性汚泥処理系における余剰汚泥を減容化する有機性排液の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
活性汚泥処理法などのように、好気性微生物の作用を利用して、有機性排液を好気条件で処理する好気性生物処理方法は、処理コストが安く、処理性能も優れていることから一般に広く利用されているが、難脱水性の余剰汚泥が大量に生成するので、汚泥量を減少させる減容化処理方法が行われている。このような汚泥の減容化を行う処理方法として特許文献１には、曝気槽または固液分離槽（沈殿槽）から汚泥を引き抜き、この引抜汚泥をオゾン処理、加熱処理、酸またはアルカリ処理等の改質処理により易生物分解性に改質し、改質された汚泥を曝気槽に返送して生物分解させる方法が提案されている。
【０００３】
このような処理方法では、生成汚泥量は流入する負荷ＢＯＤに比例するので、流入する負荷量を測定し、それに一定の係数を乗じた量の汚泥を引き抜いて改質処理すると安定した処理を行うことができる。しかし、流入する被処理液の量、濃度等は変動するため、正確な負荷ＢＯＤを把握するのは困難であり、従って生成汚泥量を正確に把握することは困難であった。
【０００４】
汚泥の減容量が生成量よりも多くなると、ＭＬＳＳ濃度が次第に低下し、処理が悪化する。一方、減容量が少ないとＭＬＳＳ濃度が増加し、流量増加時等において汚泥が固液分離槽から流出し、処理水質が悪化する。この点を改善するために特許文献１では、曝気槽内の活性汚泥のVSS／SSおよびＭＬＳＳを一定量に保つように汚泥の引抜量を制御している。しかしながら、ＭＬＳＳの測定は手間と時間を要し、処理系の変動に対して迅速に対応することが困難である。
【０００５】
このような点を改善する方法として特許文献２には、固液分離槽における汚泥界面を監視し、汚泥界面が一定の範囲に維持されるように、固液分離槽における汚泥界面が所定の上限値より高いときには改質処理を行う汚泥量を増加し、所定の下限値より低いときには改質処理を行う汚泥量を減少させるように制御し、増減を行った条件でその後の処理を継続するか、あるいは所定時間だけ増加または減少させるように制御する方法が提案されている。
【０００６】
しかしこのような方法で汚泥改質量を変更すると、汚泥の分解量（減容量）は変化するが、生物的反応であり直ちに対応するというより徐々に変化していく。したがって、例えば汚泥界面が所定の高さより高くなったときに、汚泥改質量が多くなるように制御されても、直ちに汚泥の増加傾向が止まらず、しばらくはその所定高さより高い位置に汚泥界面が存在することになる。その後汚泥の減少傾向に転換し、２〜４日程度で汚泥界面が低下していく。
【０００７】
このように汚泥改質量の変更から結果が現れるまでに時間がかかり、その間にも被処理液の量、濃度等は変動する。従来、汚泥減量運転を行う際に決定する汚泥改質量は、その時の汚泥発生量を想定して計算している。しかし、減量運転中は、汚泥改質により発生汚泥量を抑えているため、その時の流入水水質や水温、SRTや供給酸素量等の諸条件により変動する汚泥発生量を把握するのは難しい。したがって、適正な汚泥改質量を維持することが難しく、汚泥が増えすぎたり減りすぎたりすることが起き、適正な保持汚泥量を維持しきれないことが起こる。このため従来法では、迅速かつ正確に汚泥改質量を制御して、安定した処理を行うことができないという問題点があった。
【特許文献１】特開平７−１１６６８５号公報
【特許文献２】特開平１１−１０１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、汚泥を減容化して系外に排出する汚泥量を減少させ、しかも保持汚泥量の増減を常時把握し、負荷変動があっても適切な汚泥改質量を設定して迅速かつ正確に汚泥改質量を制御し、安定した処理を行って良好な処理水質を得ることが可能な有機性排液の好気性処理方法および装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、次の有機性排液の生物処理方法および装置である。
（１）有機性排液を曝気槽に導入して、活性汚泥の存在下に好気性生物処理する生物処理工程と、
曝気槽の混合液を固液分離槽で固液分離し、分離液を処理液として排出するとともに、分離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する固液分離工程と、
分離汚泥または混合液から活性汚泥のうち設定量を引き抜いて、この引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質工程と、
改質汚泥を曝気槽に返送する返送工程とを含み、
曝気槽の混合液の汚泥濃度および混合液量、ならびに固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度および分離汚泥量から系内の保持汚泥量を求め、
こうして求められる保持汚泥量と、目標保持汚泥量との差から保持汚泥の増減量を求め、
この保持汚泥の増減量に単位重量当りのVSS換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量を求め、
保持汚泥量が目標保持汚泥量より多い場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ増加し、保持汚泥量が目標保持汚泥量より少ない場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ減少させるように制御することを特徴とする有機性排液の好気性処理方法。
（２）固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度を、曝気槽の混合液の汚泥濃度、および固液分離槽の濃縮比から求める上記（１）記載の方法。
（３）有機性排液を曝気槽に導入して、活性汚泥の存在下に好気性生物処理する生物処理装置と、
曝気槽の混合液を固液分離する固液分離槽を含み、分離液を処理液として排出するとともに、分離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する固液分離装置と、
分離汚泥または混合液から活性汚泥のうち設定量を引き抜いて、この引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質装置と、
改質汚泥を曝気槽に返送する返送手段と、
曝気槽の混合液の汚泥濃度および固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度、ならびに固液分離槽の分離汚泥量を測定する測定手段と、
測定値から系内の保持汚泥量を求め、こうして求められる保持汚泥量と目標保持汚泥量との差から保持汚泥量の増減量を求め、この保持汚泥量の増減量に汚泥単位重量当りのVSS換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量を求め、保持汚泥量が目標保持汚泥量より多い場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ増加し、保持汚泥量が目標保持汚泥量より少ない場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ減少させるように制御する制御装置と
を備えていることを特徴とする有機性排液の好気性処理装置。
（４）固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度を、曝気槽の混合液の汚泥濃度、および固液分離槽の濃縮比から求めるように構成されている上記（３）記載の装置。
【００１０】
本発明において処理の対象となる有機性排液は、通常の好気性生物処理法により処理される有機物を含有する排液であるが、難生物分解性の有機物または無機物が含有されていてもよく、またアンモニア性窒素等が含有されていてもよい。このような有機性排液としては、下水、し尿、食品工場排水その他の産業排液などがあげられる。
【００１１】
本発明における好気性生物処理は、有機性排液を曝気槽に導入して、活性汚泥の存在下に好気性生物処理を行うように構成する。また固液分離工程および装置は、曝気槽から混合液を固液分離槽として沈殿槽に導いて固液分離（沈殿分離）し、分離液を処理液として排出し、分離液の少なくとも一部を曝気槽へ返送するように構成することができるが、ＵＦ膜等の分離膜を用いて膜分離を行うこともできる。このような処理系としては、有機性排液を曝気槽で活性汚泥と混合して曝気し、混合液を固液分離槽において固液分離分離し、分離汚泥の一部を曝気槽に返送する標準活性汚泥処理法における好気性生物処理が一般的であるが、これを変形した他の処理でもよい。アンモニア性窒素を含む排液を処理する場合は硝化脱窒工程を組合せて処理することができる。
【００１２】
本発明では、このような好気性生物処理における処理系からの生物汚泥のうち設定量を引き抜き、この引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質工程を行う。生物汚泥を引き抜く場合、固液分離装置で分離された分離汚泥の一部を引き抜くのが好ましいが、曝気槽から混合液の状態で引き抜いてもよい。分離汚泥から引き抜く場合、余剰汚泥として排出される部分の一部または全部を引抜汚泥として引き抜くことができるが、余剰汚泥に加えて、返送汚泥として曝気槽に返送される返送汚泥の一部をさらに引き抜いて改質することもできる。この場合系外に排出する余剰汚泥の発生量をより少なくし、場合によってはゼロにすることができる。
【００１３】
引抜汚泥を生物が分解し易い性状に改質する改質工程としては、任意の方法を採用することができる。例えば、オゾン処理による改質、酸処理による改質、アルカリ処理による改質、加熱処理による改質、高圧パルス放電処理による改質、ボールミル、コロイドミル等のミルを用いる磨砕処理による改質、これらを組合せた改質等を採用することができる。これらの中ではオゾン処理による改質が、処理操作が簡単かつ処理効率が高いため好ましい。
【００１４】
改質工程としてのオゾン処理は、好気性生物処理系から引き抜いた汚泥をオゾンと接触させればよく、オゾンの酸化作用により汚泥は易生物分解性に改質される。オゾン処理はｐＨ５以下の酸性領域で行うと酸化分解効率が高くなる。このときのｐＨの調整は、硫酸、塩酸または硝酸などの無機酸をｐＨ調整剤として生物汚泥に添加するか、生物汚泥を酸発酵処理して調整するか、あるいはこれらを組合せて行うのが好ましい。ｐＨ調整剤を添加する場合、ｐＨは３〜４に調整するのが好ましく、酸発酵処理を行う場合、ｐＨは４〜５となるように行うのが好ましい。
【００１５】
オゾン処理は、引抜汚泥またはその酸発酵処理液をそのまま、または必要により遠心分離機などで濃縮した後ｐＨ５以下に調整し、オゾンと接触させることにより行うことができる。接触方法としては、オゾン処理槽に汚泥を導入してオゾンを吹込む方法、機械攪拌による方法、充填層を利用する方法などが採用できる。オゾンとしてはオゾンガスの他、オゾン含有空気、オゾン化空気などのオゾン含有ガスが使用できる。オゾンの使用は０．０２〜０．０６ｇ−Ｏ3／ｇ−VSS、好ましくは０．０２〜０．０５ｇ−Ｏ3／ｇ−VSSとするのが望ましい。オゾン処理により生物汚泥は酸化分解されて、ＢＯＤ成分に変換される。
【００１６】
改質工程としての酸処理では、好気性生物処理系から引き抜いた引抜汚泥を改質槽に導き、塩酸、硫酸などの鉱酸を加え、ｐＨ２．５以下、好ましくはｐＨ１〜２の酸性条件下で所定時間滞留させればよい。滞留時間としては、例えば５〜２４時間とする。この際、汚泥を加熱、例えば５０〜１００℃に加熱すると改質が促進されるので好ましい。このような酸による処理により汚泥は易生物分解性となり、好気性生物処理系に戻すことにより容易に分解除去できるようになる。
【００１７】
また、汚泥の改質工程としてのアルカリ処理では、好気性生物処理系から引き抜いた引抜汚泥を改質槽に導き、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを汚泥に対して０．１〜１重量％加え、所定時間滞留させればよい。滞留時間は０．５〜２時間程度で汚泥は易生物分解性に改質される。この際、汚泥を加熱し、例えば５〜１００℃に加熱すると改質が促進されるので好ましい。
【００１８】
改質工程としての加熱処理は、加熱処理単独で行うこともできるが、酸処理またはアルカリ処理と組合せて行うのが好ましい。加熱処理単独で行う場合は、例えば温度７０〜１００℃、滞留時間２〜３時間とすることができる。
【００１９】
高電圧のパルス放電処理は、電極間隔３〜１０ｍｍ、好ましくは４〜８ｍｍのタングステン／トリウム合金等の＋極と、ステンレス鋼等の−極間に汚泥を存在させ、印加電気１０〜５０ｋＶ、好ましくは２０〜４０ｋＶ、パルス間隔２０〜８０Ｈｚ、好ましくは４０〜６０Ｈｚでパルス放電を行い、汚泥は順次循環させながら処理を行うことができる。
【００２０】
このようにして易生物分解性に改質した改質汚泥は、返送工程において好気性生物処理工程の曝気槽に導入して好気性処理を行い、好気性生物物に資化させる。曝気槽では生物汚泥のVSS／SS比を０．２〜０．７、好ましくは０．３〜０．６、ＭＬＶＳＳを５００〜１００００ｍｇ／Ｌ、好ましくは１０００〜５０００ｍｇ／Ｌに維持するように制御することにより、汚泥の沈降性および脱水性を改善することができる。
【００２１】
本発明では、曝気槽の混合液の汚泥濃度および混合液量、ならびに固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度および分離汚泥量から系内の保持汚泥量を求め、こうして求められる保持汚泥量と、目標保持汚泥量との差から保持汚泥の増減量を求め、この保持汚泥の増減量に汚泥単位重量当りのVSS換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量を求め、保持汚泥量が目標保持汚泥量より多い場合には、改質するために引き抜く汚泥の設定量を、改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ増加し、保持汚泥量が目標保持汚泥量より少ない場合には、前記設定量を前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ減少させるように制御する制御装置を設けて制御する。
【００２２】
測定手段では、曝気槽の混合液の汚泥濃度および固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度、ならびに固液分離槽の分離汚泥量を測定する。曝気槽の保持汚泥量は、曝気槽の混合液のＳＳ濃度と混合液量とから算出されるが、曝気槽の混合液量は決まっているので、ここでは曝気槽の混合液の汚泥濃度だけを測定することができる。曝気槽の混合液の汚泥濃度は、曝気槽または移送路に設けたＳＳ濃度計により測定することができる。
【００２３】
固液分離槽の保持汚泥量は、固液分離槽の分離汚泥の汚泥濃度と、固液分離槽の分離汚泥量とから算出される。分離汚泥の汚泥濃度は、固液分離槽または返送路に設けたＳＳ濃度計により測定することができるが、曝気槽の混合液の汚泥濃度と固液分離槽の濃縮比とから求めることもできる。この場合、曝気槽の混合液の汚泥濃度を測定するとともに、固液分離槽から流出する処理液の一定時間の積算流量、ならびに固液分離槽から曝気槽へ返送される返送汚泥の一定時間の積算流量を流量計で測定し、流量比から濃縮比を求めることができる。固液分離槽の分離汚泥量は、固液分離槽に設けた汚泥界面計により測定することができる。
【００２４】
制御装置では、測定手段で測定された測定値から系内の保持汚泥量を求め、こうして求められる保持汚泥量と目標保持汚泥量との差から保持汚泥量の増減量を求め、この保持汚泥量の増減量に汚泥単位重量当りのVSS換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量を求め、保持汚泥量が目標保持汚泥量より多い場合には改質するために引き抜く汚泥の設定量を、改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ増加し、保持汚泥量が目標保持汚泥量より少ない場合には、前記設定量を前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ減少させるように制御する構成とされる。
【００２５】
系内の保持汚泥量は、曝気槽内の混合汚泥量と固液分離槽の沈殿汚泥量との合計量として計算され、移送路および返送路の汚泥は少ないため、無視されている。この保持汚泥量は、式（１）または式（２）で演算することができる。式（１）または式（２）において、容量換算関数は固液分離槽の分離汚泥界面高さに対応して沈殿汚泥の容量に換算する関数であり、固液分離槽の形状による容量の補正を行う関数である。また濃度勾配関数は、沈殿汚泥と界面付近の汚泥の濃度勾配の補正を行う関数である。式（２）において、処理水流量および返送汚泥流量は、一定時間、好ましくは１日間の積算流量を示す。
【００２６】
Ｍ＝Ｘ・Ｖ＋Ｘｒ・Ｈ・Ａ・Ｂ・・・・・（１）
あるいは
Ｍ＝Ｘ・Ｖ＋Ｘ・（Ｑ＋Ｑｒ）／（Ｑｒ＋Ｑｗ）・Ｈ・Ａ・Ｂ・・・（２）
ここで、Ｍは保持汚泥量（ｇ）、Ｘは曝気槽ＭＬＳＳ（ｇ/ｍ３）、Ｖは曝気槽容積（ｍ３）、Ｘｒは返送汚泥濃度（ｇ/ｍ３）、Ｈは固液分離槽の分離汚泥界面高さ（ｍ）、Ａは容積換算関数（−）、Ｂは濃度勾配関数（−、通常0.5〜１）、Ｑは原水流量（ｍ3/day）、Ｑｗは余剰汚泥量（ｍ3/day、100％減容時はゼロ）、Ｑｒは返送汚泥量（ｍ3/day）である。
【００２７】
汚泥保持量の増減量ΔＭは、こうして求められる系内の保持汚泥量Ｍと、目標保持汚泥量Ｍ０との差から、式（３）により演算することができる。
ΔＭ  ＝  Ｍ−Ｍ０      ・・・・・（３）
【００２８】
式（３）から求められる汚泥保持量の増減量ΔＭがプラスの場合には改質処理を行う汚泥量を増加し、汚泥保持量の増減量ΔＭがマイナスの場合には改質処理を行う汚泥量を減少させるように制御する。この場合、増減させる改質処理汚泥量は、汚泥保持量の増減量ΔＭに汚泥単位重量当りのVSS換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて求めることができる。この場合、改質汚泥の増減量ΔSは次の式（４）で演算することができる。
【００２９】
ΔＳ＝ΔＭ×ｋ１×ｋ２・・・・（４）
ただしΔＳは改質槽に供給する汚泥の増減量（kg−VSS／day）、
ｋ１は汚泥のＳＳ単位重量当りのVSS換算係数（kg−VSS／kg−SS）、
ｋ２は減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数（kg−VSS／kg−VSS）
【００３０】
前記式（４）におけるｋ１は、汚泥の単位重量当りのVSS換算係数（kg−VSS／kg−SS）であって、処理系における活性汚泥の性状に対応して変化するが、特定の処理系、処理条件ではほぼ一定である。式（４）におけるｋ１は、一般の有機性排水の活性汚泥処理系では、通常０．５〜０．９kg−VSS／kg−SSであり、後記実施例では０．８kg−VSS／kg−ＳＳである。
【００３１】
式（４）おけるｋ２は、減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数（kg−VSS／kg−VSS）であって、減量すべき汚泥量（kg−VSS）に対する改質すべき汚泥量（kg−VSS）の割合を示す。この係数ｋ２は、改質処理の種類等により異なるが、一般の汚泥改質では、通常２〜５、オゾンによる汚泥改質では、ｋ２は通常３〜４余剰汚泥ゼロにする場合は２．９である。
【００３２】
制御装置では、測定手段の測定値から式（１）、（２）により系内の保持汚泥量Ｍを求め、こうして求められる保持汚泥量Ｍと目標保持汚泥量Ｍ０との差から式（３）により保持汚泥の増減量ΔＭを求めることにより、系内の汚泥の増減を常時、把握することができる。そして式（４）により保持汚泥の増減量ΔＭに汚泥単位重量当りのVSS換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量ΔＳを求め、保持汚泥の増減量ΔＭがプラスの場合には改質処理の増減量ΔＳに相当する汚泥量分だけ増加し、保持汚泥の増減量ΔＭがマイナスの場合には改質処理の増減量ΔＳに相当する汚泥量分だけ減少させるように制御し、増減量ΔＳに応じて改質工程に供給して改質する。改質工程で改質された改質汚泥は易生物分解性になっているので、これを生物処理工程に供給して好気性生物処理すると生物分解され、一部は汚泥に転換される。
【００３３】
上記のように処理を行うことにより、系内の汚泥量を迅速かつ正確に制御して、安定した処理を行うことができる。保持汚泥の増減量ΔＭおよび改質汚泥の増減量ΔＳの演算を所定時間毎、例えば１日間隔で行うことにより、各種条件により変動する汚泥発生量を、１日遅れで追随して制御することができ、適切な保持汚泥量を、確保することが可能になる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、曝気槽の混合液の汚泥濃度および混合液量、ならびに固液分離槽の沈殿汚泥の汚泥濃度および沈殿汚泥量から系内の保持汚泥量を求め、こうして求められる保持汚泥量と、目標保持汚泥量との差から保持汚泥の増減量を求め、この保持汚泥の増減量に単位重量当りのVSS換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量を求め、保持汚泥の増減量が目標保持汚泥量より多い場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ増加し、保持汚泥の増減量が保持汚泥量が目標保持汚泥量より少ない場合には前記設定量を、前記改質処理の増減量に相当する汚泥量分だけ減少させるように制御することにより、汚泥を減容化して系外に排出する汚泥量を減少させ、しかも保持汚泥量の増減を常時把握し、負荷変動があっても適切な汚泥改質量を設定して迅速かつ正確に汚泥改質量を制御し、安定した処理を行って良好な処理水質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。図１および図２はそれぞれ別の実施形態の好気性生物処理装置を示すフローシートであり、改質工程としてオゾン処理を採用した例である。
【００３６】
図１および図２において、１は好気性生物処理系で、生物処理装置としての曝気槽２、および固液分離装置としての固液分離槽３から構成されている。曝気槽２には被処理液路４、返送汚泥路５およびオゾン処理汚泥導入路６が連絡し、また底部には散気装置７が設けられ、空気供給路８が連絡している。曝気槽２から固液分離槽３に連絡路９が連絡している。固液分離槽３には処理液路１０および分離汚泥排出路１１が連絡し、分離汚泥排出路１１から返送汚泥路５が分岐している。返送汚泥路５にはポンプ１２が設けられている。
【００３７】
２１は改質処理系で、オゾン処理槽２２およびオゾン発生機２３から構成されている。オゾン処理槽２２には引抜汚泥路２４および排オゾン路２５が上部に連絡している。引抜汚泥路２４にはポンプ２６が設けられている。またオゾン処理槽２２の下部にはオゾン供給路２７およびオゾン処理汚泥導入路６が連絡している。２３ａは原料空気供給路である。
【００３８】
３０は制御装置を構成する制御部であり、図１の実施形態では、曝気槽２に設けられたＳＳ濃度計３１により曝気槽２の汚泥濃度信号を入力し、固液分離槽３に設けられた界面計３２により固液分離槽３の分離汚泥界面３３を測定して界面信号を入力し、返送汚泥路５に設けられたＳＳ濃度計３４により固液分離槽３の分離汚泥の汚泥濃度信号を入力し、前記式（１）により系内の汚泥保持量を演算するように構成されている。
【００３９】
図２の実施形態では、制御装置を構成する制御部３０は、曝気槽２に設けられたＳＳ濃度計３１により曝気槽２の汚泥濃度信号を入力し、処理液路１０に設けられた流量計３５により流出する処理液の１日の流量信号を入力し、返送汚泥路５に設けられた流量計３６により返送汚泥の１日の流量信号を入力し、前記式（２）により系内の汚泥保持量を演算するように構成されている。
【００４０】
上記の装置による有機性排液の好気性生物処理方法は、被処理液路４から有機性排液を曝気槽２に導入し、またポンプ１２を駆動して返送汚泥路５から返送汚泥を返送し、曝気槽２内の活性汚泥と混合し、空気供給路８から供給される空気を散気装置７から散気して好気性生物処理を行う。これにより、排液中の有機物は生物酸化反応によって分解される。
【００４１】
曝気槽２内の混合液（好気性処理液）の一部は連絡路９を通して固液分離槽３に導入し、固液分離により分離液と沈殿汚泥とに分離する。分離液は処理液として処理液路１０から系外に排出する。濃縮された分離汚泥は分離汚泥排出路１１から取出し、その一部は返送汚泥として返送汚泥路５から曝気槽２に返送する。
【００４２】
分離汚泥の残部は、ポンプ２６を駆動して引抜汚泥路２４からオゾン処理槽２２に導入する。余剰汚泥が生じる場合は、余剰汚泥排出路２８から系外へ排出することができるが、汚泥生成量より多い汚泥をオゾン処理槽２２へ導入してオゾン処理し、曝気槽２に戻すと、余剰汚泥の発生量がゼロになるので、余剰汚泥排出路２８を省略することもできる。オゾン処理槽２２では、オゾン発生機２３で発生したオゾンをオゾン供給路２７から導入し、汚泥と接触させてオゾン処理する。これにより、汚泥はＢＯＤ化される。オゾン排ガスは排オゾン路２５から系外へ排出する。
【００４３】
オゾン処理汚泥はオゾン処理汚泥導入路６から曝気槽２に導入する。オゾン処理により汚泥は易生物分解性に改質されるので、これを曝気槽２に戻すことにより被処理液路４から流入するＢＯＤとともに、曝気槽２内の活性汚泥中の微生物により資化されて分解する。アンモニア性窒素を含有する被処理液を処理する場合には、曝気槽２の前に脱窒槽を設け、この脱窒槽に被処理液、返送汚泥およびオゾン処理汚泥を導入するとともに、曝気槽２から硝化液を循環して脱窒およびＢＯＤ除去を行い、曝気槽２では主に硝化を行うように処理が行われる。
【００４４】
図１の実施形態では、曝気槽２に設けられたＳＳ濃度計３１により曝気槽２の汚泥濃度を測定し、その曝気槽２の汚泥濃度信号を制御部３０に入力し、固液分離槽３に設けられた界面計３２により固液分離槽３の沈殿汚泥の界面３３を測定し、その界面信号を制御部３０に入力し、さらに返送汚泥路５に設けられたＳＳ濃度計３４により固液分離槽３の沈殿汚泥の汚泥濃度を測定し、その汚泥濃度信号を制御部３０に入力し、前記式（１）により系内の汚泥保持量を演算する。
【００４５】
この場合制御部３０では、曝気槽２の保持汚泥量は、曝気槽２の汚泥濃度信号で示される曝気槽汚泥濃度と、曝気槽容量（曝気槽２内の混合液の容量）との積として演算され、固液分離槽３の保持汚泥量は、返送汚泥路５の汚泥濃度信号で示される沈殿汚泥濃度と、界面信号で示される固液分離槽汚泥界面高さ（沈殿汚泥高さ）と容量換算関数および濃度勾配関数との積として演算され、系内の保持汚泥量Ｍはこれらの和として演算される。容量換算関数は固液分離槽３の表面積を基準とするが、低部の円錐状の形状による容量を補正する関数となっている。
また、濃度勾配関数は沈殿汚泥濃度と界面汚泥濃度の濃度勾配を補正する関数となっている。
【００４６】
図２の実施形態では、曝気槽２に設けられたＳＳ濃度計３１により曝気槽２の汚泥濃度を測定し、その曝気槽２の汚泥濃度信号を制御部３０に入力し、固液分離槽３に設けられた界面計３２により固液分離槽３の沈殿汚泥の界面測定し、その界面信号を制御部３０に入力し、さらに処理液路１０に設けられた流量計３５により流出する処理液の１日の流量を測定し、その流量信号を制御部３０に入力し、返送汚泥路５に設けられた流量計３６により返送汚泥の１日の流量を測定し、その信号を制御部３０に入力し、前記式（２）により系内の汚泥保持量を演算する。
【００４７】
この場合制御部３０では、曝気槽２の保持汚泥量は、曝気槽２の汚泥濃度信号で示される曝気槽汚泥濃度と、曝気槽容量（曝気槽２内の混合液の容量）との積として演算され、固液分離槽３の保持汚泥量は、上記の曝気槽汚泥濃度と、（処理液流量＋返送汚泥流量）／返送汚泥流量の比と、固液分離槽汚泥界面高さおよび容量換算関数との積として演算され、系内の保持汚泥量Ｍはこれらの和として演算される。
【００４８】
図１、図２の場合とも制御部３０で、前記式（１）、（２）により求められる系内の保持汚泥量Ｍと、目標保持汚泥量Ｍ０との差から前記式（３）により保持汚泥の増減量ΔＭを求めることにより、系内の汚泥の増減を常時、把握することができる。そしてさらに前記式（４）により保持汚泥の増減量ΔＭに汚泥単位重量当りのVSS換算係数および減量汚泥単位重量当りの汚泥改質量係数を乗じて改質汚泥の増減量ΔＳを求め、保持汚泥の増減量ΔＭがプラスの場合には、改質するために引き抜く汚泥の設定量を、改質処理の増減量ΔＳに相当する汚泥量分だけ増加し、保持汚泥の増減量ΔＭがマイナスの場合には改質処理の増減量ΔＳに相当する汚泥量分だけ減少させるように制御し、増減量ΔＳに応じて改質工程に供給して改質する。改質工程で改質された改質汚泥は易生物分解性になっているので、これを生物処理工程に供給して好気性生物処理すると生物分解され、一部は汚泥に転換される。
【００４９】
上記のように処理を行うことにより、系内の汚泥量を迅速かつ正確に制御して、安定した処理を行うことができる。保持汚泥の増減量ΔＭおよび改質汚泥の増減量ΔＳの演算を所定の時間間隔で行うことにより、各種条件により変動する汚泥発生量を、所定時間の遅れで追随して制御することができ、適切な保持汚泥量を確保して、安定した処理を行うことができる。
【実施例】
【００５０】
実施例１：
図１の装置により、下水（BOD:200ｍｇ/L、流量500ｍ３/日）を活性汚泥の存在下に汚泥負荷0.1kg-BOD/kg-VSS/日で好気性生物処理した。固液分離槽３から引き抜いて汚泥改質する汚泥の設定量は、200kg-VSS/日とし、オゾン使用量は対VSS6.7％の13.4kg-O３/日とした。２４時間後、保持汚泥量Ｍは目標保持汚泥量Ｍ０より５０kg-SS多かった。このときのSS当りのVSSは、この汚泥に分析値では８０重量％であるため、下式のように、40kg-VSSの汚泥が系内で増えている結果になる。
50kg-SS×0.8kg-VSS/kg-SS=40kg-VSS
【００５１】
そこで、保持汚泥量を目標保持汚泥量に戻すため、汚泥改質量を増やした。オゾン減量法の場合、オゾン処理量は、減量したい量の2.9倍であるため、汚泥改質する汚泥の設定量を116kg-VSS/日増加してするように制御し、オゾン処理汚泥量を316kg-VSS/日とした。その結果、汚泥濃度分析結果より、２４時間後の汚泥保持量は、目標保持汚泥量となった。
【００５２】
実施例２：
図２の装置により、実施例１と同じ下水（BOD:200ｍｇ/L、流量500ｍ３/日）を活性汚泥の存在下に汚泥負荷0.1kg-BOD/kg-VSS/日で好気性生物処理した。固液分離槽３から引き抜いて汚泥改質する汚泥の設定量は、200kg-VSS/日とし、オゾン使用量は対VSS6.7５％の13.4kg-O３/日とした。２４時間後、保持汚泥量Ｍは目標保持汚泥量Ｍ０より５０kg多かった。そこでオゾン処理汚泥量を116kg-VSS増加して316kg-VSS/日とするように制御した。その結果、２４時間後には、目標保持汚泥量より２５kg-SS減少していた。これは、流入ＢＯＤ量が減少したことによるものと思われた。そこで、保持汚泥量を25kg-SS増やすため、オゾン処理汚泥量を下式のように58kg−VSS減らして、142kg−VSS/日と設定した。汚泥濃度分析結果により２４時間後には、保持汚泥量は目標保持汚泥量となった。
25kg-SS×0.8 kg-VSS/ kg-SS×2.9＝58kg-VSS
【産業上の利用可能性】
【００５３】
有機性排液を活性汚泥の存在下に好気性生物処理し、活性汚泥処理系における余剰汚泥を減容化する有機性排液の処理方法に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施形態の好気性生物処理装置を示すフローシートである。
【図２】他の実施形態の好気性生物処理装置を示すフローシートである。
【符号の説明】
【００５５】
１ 好気性生物処理系
２ 曝気槽
３ 固液分離槽
４ 被処理液路
５ 返送汚泥路
６ オゾン処理汚泥導入路
７ 散気装置
８ 空気供給路
９ 連絡路
１０ 処理液路
１１ 分離汚泥排出路
１２、２６ ポンプ
２１ オゾン処理系
２２ オゾン処理槽
２３ オゾン発生機
２３ａ 原料空気供給路
２４ 引抜汚泥路
２５ 排オゾン路
２７ オゾン供給路
２８ 余剰汚泥排出路
３０ 制御部
３１、３４  ＳＳ濃度計
３２  界面計
３３  界面
３５、３６流量計
【図１】
2007253011.tif 000003
【図２】
2007253011.tif 000004