(57)【要約】【課題】半回分式反応槽を用いて好気性グラニュールを形成する方法において、有機物濃度におけるＳＳ成分の割合が高い排水においても良好な好気性グラニュールを形成させることが可能な好気性グラニュールの形成方法を提供する。【解決手段】有機物含有排水を流入させる流入工程と、有機物含有排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理する生物処理工程と、微生物汚泥を沈降させる沈降工程と、生物学的に処理した生物処理水を排出させる排出工程とを繰り返して行ってグラニュールを形成する半回分式反応槽１０を用いた好気性グラニュールの形成方法であって、有機物含有排水中のＳＳの半回分式反応槽１０に対する容積負荷を、０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下とする好気性グラニュールの形成方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含む有機物含有排水を流入させる流入工程と、前記有機物含有排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理する生物処理工程と、前記微生物汚泥を沈降させる沈降工程と、前記生物学的に処理した生物処理水を排出させる排出工程とを繰り返して行ってグラニュールを形成する半回分式反応槽を用いた好気性グラニュールの形成方法であって、
前記有機物含有排水中のＳＳの前記半回分式反応槽に対する容積負荷を、０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下とすることを特徴とする好気性グラニュールの形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の好気性グラニュールの形成方法であって、
前記半回分式反応槽に流入する有機物含有排水の全ＢＯＤ濃度に対する、ＳＳ由来のＢＯＤの割合が０．４以上であることを特徴とする好気性グラニュールの形成方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の好気性グラニュールの形成方法であって、
前記半回分式反応槽の生物処理水排出口を排水流入口よりも上方に設け、前記有機物含有排水を前記半回分式反応槽に流入させることにより前記生物処理水を前記生物処理水排出口から排出することを特徴とする好気性グラニュールの形成方法。
【請求項４】
有機物を含む有機物含有排水を流入させる流入工程と、前記有機物含有排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理する生物処理工程と、前記微生物汚泥を沈降させる沈降工程と、前記生物学的に処理した生物処理水を排出させる排出工程とを繰り返して行ってグラニュールを形成する半回分式反応槽を備える好気性グラニュールの形成装置であって、
前記有機物含有排水中のＳＳの前記半回分式反応槽に対する容積負荷を、０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下とすることを特徴とする好気性グラニュールの形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の好気性グラニュールの形成装置であって、
前記半回分式反応槽に流入する有機物含有排水の全ＢＯＤ濃度に対する、ＳＳ由来のＢＯＤの割合が０．４以上であることを特徴とする好気性グラニュールの形成装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の好気性グラニュールの形成装置であって、
前記半回分式反応槽の生物処理水排出口を排水流入口よりも上方に設け、前記有機物含有排水を前記半回分式反応槽に流入させることにより前記生物処理水を前記生物処理水排出口から排出することを特徴とする好気性グラニュールの形成装置。
【請求項７】
有機物含有排水を連続的に流入させながら、前記有機物含有排水を生物汚泥により生物処理する連続式生物処理槽に、請求項１〜３のいずれか１項に記載の好気性グラニュールの形成方法により形成されたグラニュールを供給することを特徴とする排水処理方法。
【請求項８】
有機物含有排水を連続的に流入させながら、前記有機物含有排水を生物汚泥により生物処理する連続式生物処理槽を備え、請求項４〜６のいずれか１項に記載の好気性グラニュールの形成装置により形成されたグラニュールを前記連続式生物処理槽に供給することを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物等を含む有機物含有排水を好気的に生物処理するために、好気性のグラニュールを安定的に形成するための好気性グラニュールの形成方法、好気性グラニュールの形成装置、その形成されたグラニュールを用いる排水処理方法、および排水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機物等を含む有機物含有排水の生物学的排水処理には、フロックと呼ばれる微生物の集合体（好気性生物汚泥）を活用した活性汚泥法が用いられている。しかし、活性汚泥法では、沈殿池でフロック（好気性生物汚泥）と処理水とを分離する際、フロックの沈降速度が遅いために沈殿池の表面積を非常に大きくしなければならない場合がある。また、活性汚泥法の処理速度は、生物処理槽内の汚泥濃度に依存しており、汚泥濃度を高めることで処理速度を増加させることができるが、汚泥濃度を１５００〜５０００ｍｇ／Ｌの範囲またはそれ以上に増加させると、沈殿池でのバルキング等により固液分離が困難となり、処理を維持することができなくなる場合がある。
【０００３】
一方、嫌気性生物処理では、グラニュールと呼ばれる微生物が緻密に集合し粒状となった集合体（嫌気性生物汚泥）を活用することが一般的である。グラニュールは非常に沈降速度が速く、微生物が緻密に集合しているため、生物処理槽内の汚泥濃度を高くすることができ、排水の高速処理を実現することが可能である。しかし、嫌気性生物処理は、好気性処理（活性汚泥法）に比べて処理対象の排水種が限られていることや、処理水温を３０〜３５℃程度に維持する必要がある等の問題点を有する場合がある。また、嫌気性生物処理単独では、処理水の水質が悪く、河川等へ放流する場合には、活性汚泥法等の好気性処理を別途実施することが必要となる場合もある。
【０００４】
近年、排水を間欠的に反応槽に流入させる半回分式処理装置を用いて処理を行い、さらに生物汚泥の沈降時間を短縮することで、嫌気性生物汚泥に限られず、好気性生物汚泥でも沈降性の良いグラニュール化した生物汚泥を形成できることが明らかとなってきた（例えば、特許文献１〜４参照）。好気性生物汚泥をグラニュール化させることで、平均粒径が０．２ｍｍ以上となり、沈降速度が５ｍ／ｈ以上とすることが可能となる。なお、半回分式処理装置では、１つの生物処理槽で（１）排水の流入、（２）処理対象物質の生物処理、（３）生物汚泥の沈降、（４）処理水の排出といった４つの工程により処理が行われる。上記のような沈降性の良いグラニュール化した好気性生物汚泥を形成することで、槽内汚泥濃度を高濃度に維持することが可能となり、高速処理が可能となる。
【０００５】
半回分式反応槽を利用して好気性グラニュールを形成する方法において、投入する排水が下水等のようにＢＯＤ濃度が低く（例えば、８０〜２００ｍｇ／Ｌ程度）、有機物含有排水中に懸濁物質が含まれており、特に、有機物含有排水中の全ＢＯＤに対してＳＳ由来のＢＯＤ成分の割合が大きい（例えば、０．４以上）場合に、沈降性の高いグラニュール汚泥を安定して維持することが困難となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００４／０２４６３８号
【特許文献２】特開２００８−２１２８７８号公報
【特許文献３】特許第４９７５５４１号公報
【特許文献４】特許第４８０４８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、半回分式反応槽を用いて好気性グラニュールを形成する方法において、有機物濃度におけるＳＳ成分の割合が高い排水においても良好な好気性グラニュールを形成させることが可能な好気性グラニュールの形成方法、好気性グラニュールの形成装置、その形成されたグラニュールを用いる排水処理方法、および排水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、有機物を含む有機物含有排水を流入させる流入工程と、前記有機物含有排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理する生物処理工程と、前記微生物汚泥を沈降させる沈降工程と、前記生物学的に処理した生物処理水を排出させる排出工程とを繰り返して行ってグラニュールを形成する半回分式反応槽を用いた好気性グラニュールの形成方法であって、前記有機物含有排水中のＳＳの前記半回分式反応槽に対する容積負荷を、０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下とする好気性グラニュールの形成方法である。
【０００９】
前記好気性グラニュールの形成方法において、前記半回分式反応槽に流入する有機物含有排水の全ＢＯＤ濃度に対する、ＳＳ由来のＢＯＤの割合が０．４以上のときに好適である。
【００１０】
前記好気性グラニュールの形成方法において、前記半回分式反応槽の生物処理水排出口を排水流入口よりも上方に設け、前記有機物含有排水を前記半回分式反応槽に流入させることにより前記生物処理水を前記生物処理水排出口から排出することが好ましい。
【００１１】
本発明は、有機物を含む有機物含有排水を流入させる流入工程と、前記有機物含有排水中の処理対象物質を微生物汚泥により生物学的に処理する生物処理工程と、前記微生物汚泥を沈降させる沈降工程と、前記生物学的に処理した生物処理水を排出させる排出工程とを繰り返して行ってグラニュールを形成する半回分式反応槽を備える好気性グラニュールの形成装置であって、前記有機物含有排水中のＳＳの前記半回分式反応槽に対する容積負荷を、０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下とする好気性グラニュールの形成装置である。
【００１２】
前記好気性グラニュールの形成装置において、前記半回分式反応槽に流入する排水の全ＢＯＤ濃度に対する、ＳＳ由来のＢＯＤの割合が０．４以上のときに好適である。
【００１３】
前記好気性グラニュールの形成装置において、前記半回分式反応槽の生物処理水排出口を排水流入口よりも上方に設け、前記有機物含有排水を前記半回分式反応槽に流入させることにより前記生物処理水を前記生物処理水排出口から排出することが好ましい。
【００１４】
本発明は、有機物含有排水を連続的に流入させながら、前記有機物含有排水を生物汚泥により生物処理する連続式生物処理槽に、前記好気性グラニュールの形成方法により形成されたグラニュールを供給する排水処理方法である。
【００１５】
本発明は、有機物含有排水を連続的に流入させながら、前記有機物含有排水を生物汚泥により生物処理する連続式生物処理槽を備え、前記好気性グラニュールの形成装置により形成されたグラニュールを前記連続式生物処理槽に供給する排水処理装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、半回分式反応槽を用いて好気性グラニュールを形成する方法において、有機物濃度におけるＳＳ成分の割合が高い排水においても良好な好気性グラニュールを形成させることが可能な好気性グラニュールの形成方法、好気性グラニュールの形成装置、その形成されたグラニュールを用いる排水処理方法、および排水処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る好気性グラニュールの形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る好気性グラニュールの形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る好気性グラニュールの形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る好気性グラニュールの形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る排水処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】実施例１におけるＳＶＩ５の経日変化を示す図である。
【図７】実施例２におけるＳＶＩ５の経日変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
＜好気性グラニュールの形成方法および形成装置＞
本発明の実施形態に係る好気性グラニュールの形成装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。グラニュール形成装置１は、半回分式反応槽１０を備える。グラニュール形成装置１において、排水供給配管２２が排水流入ポンプ１２を介して半回分式反応槽１０の排水流入口に接続されている。半回分式反応槽１０の生物処理水排出口１６に生物処理水配管２４が生物処理水排出バルブ１８を介して接続されている。半回分式反応槽１０の内部の下部には、曝気用ポンプ１４と接続された曝気装置２６が設置されている。排水流入ポンプ１２、生物処理水排出バルブ１８、曝気用ポンプ１４は、それぞれ制御装置２０と電気的接続等により接続されていてもよい。
【００２０】
グラニュール形成装置１は、例えば、次のようなサイクルで運転される。
（１）流入工程：排水流入ポンプ１２が作動し、有機物含有排水が排水供給配管２２を通して半回分式反応槽１０に所定量流入される。
【００２１】
（２）生物処理工程：排水流入ポンプ１２が停止するとともに、曝気用ポンプ１４から空気等の酸素含有気体が半回分式反応槽１０に供給され、半回分式反応槽１０内で有機物含有排水中の処理対象物質が微生物汚泥により生物学的に処理される。生物反応は好気反応には限らず、空気等の供給は行わず、撹拌を行うことで無酸素反応を行うことも可能であるし、好気反応および無酸素反応を組み合わせてもいい。無酸素状態とは、溶存酸素は存在しないが、亜硝酸や硝酸由来の酸素等は存在している状態をいう。例えば、図２に示すように、モータ２８、撹拌翼３０、モータ２８と撹拌翼３０を接続するシャフト等により構成される撹拌装置を半回分式反応槽１０に設置して、曝気用ポンプ１４を停止して撹拌装置により撹拌を行えばよい。なお、撹拌装置は上記構成に制限されるものではない。
【００２２】
（３）沈降工程：曝気用ポンプ１４が停止し、所定の時間、静置状態にすることで半回分式反応槽１０内の汚泥を沈降させる。
【００２３】
（４）排出工程：生物処理水排出バルブ１８を開けることで、沈降工程で得られた上澄み水を生物処理水として生物処理水排出口１６から生物処理水配管２４を通して排出する。この場合、生物処理水排出バルブではなく、ポンプを用いて生物処理水を排出してもよい。
【００２４】
以上の（１）〜（４）のサイクルを繰り返すことにより、微生物が緻密に集合し粒状となった集合体であるグラニュールが形成される。なお、排水流入ポンプ１２、曝気用ポンプ１４、撹拌装置のモータ２８の作動および停止、生物処理水排出バルブ１８の開閉は、制御装置２０により制御してもよい。
【００２５】
半回分式反応槽１０で形成されるグラニュール汚泥とは、自己造粒が進んだ汚泥のことであり、例えば汚泥の平均粒径が０．２ｍｍ以上、もしくは沈降性指標であるＳＶＩ５が８０ｍＬ／ｇ以下の生物汚泥である。また、本実施形態では、グラニュール汚泥が形成されたか否かは、例えば汚泥の沈降性指標であるＳＶＩを測定することにより判断される。具体的には、定期的に半回分式反応槽１０内の汚泥の沈降性試験によりＳＶＩ値を測定し、５分沈降後の体積割合から算出されるＳＶＩ５の値が所定値以下（例えば８０ｍＬ／ｇ以下）となった段階で、グラニュール汚泥が形成されたと判断することが可能である。もしくは、半回分式反応槽１０内の汚泥の粒径分布を測定し、その平均粒径が所定値以上（例えば０．２ｍｍ以上）となった段階で、グラニュール汚泥が形成されたと判断することが可能である（なお、ＳＶＩ値が低いほど、平均粒径が大きいほど良好なグラニュール汚泥であると判断可能である）。
【００２６】
本発明者らは、有機物含有排水中のＳＳの半回分式反応槽１０に対する容積負荷を、０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下とすることで、半回分式反応槽を用いて好気性グラニュールを形成する方法において、有機物濃度におけるＳＳ成分の割合が高い排水においても良好な好気性グラニュールを形成させることが可能であることを見出した。
【００２７】
一方で、半回分式反応槽におけるグラニュールの形成は、１サイクルにおける反応槽内の有機物濃度勾配を繰り返すことが重要であり、反応槽内での生物分解性有機物濃度が高い時間（飽食状態）と、生物分解性有機物がほとんど０となっている時間（飢餓時間）が必要であると考えられている。通常、懸濁性やコロイド状等のＳＳ性有機物は直接微生物により摂取されず、微生物により生産される細胞外加水分解酵素により加水分解を受けて低分子化され、易分解性の有機物になることで微生物細胞内での代謝に用いられる。つまり、溶解性の有機物よりも生物に代謝されるまでに必要な時間が長い。加水分解を受けることで微生物に摂取されるようになるＳＳ性有機物は、ゆっくりと生物分解可能な形へと変換されるため、半回分式反応槽へのＳＳ性有機物の容積負荷が高いと飢餓時間が短くなる懸念がある。そこで、ＳＳ性有機物の容積負荷を０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下にすることで十分な飢餓時間を設けることができると考えられる。
【００２８】
また、ＳＳ由来のＢＯＤがグラニュールの形成を阻害するため、ＳＳ由来のＢＯＤ成分をより分解させるために汚泥濃度を高く運転する方法も考えられるが、汚泥濃度を高く運転しても、ＳＳ性有機物の分解効率は汚泥濃度が低い場合と比べ大きく変わらない。それゆえ、一定（１０００ｍｇＭＬＳＳ／Ｌ）以上の汚泥濃度を有する場合、０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下のＳＳ性有機物の容積負荷で運転することで、安定してグラニュールを形成させることができると考えられる。
【００２９】
この有機物含有排水中のＳＳの半回分式反応槽１０に対する容積負荷は、０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下であり、０．３ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下であることがより好ましい。この容積負荷が０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日よりも大きいと、良好なグラニュールが形成されにくくなる。
【００３０】
半回分式反応槽１０に流入する有機物含有排水の全ＢＯＤ濃度に対する、ＳＳ由来のＢＯＤの割合が０．４以上であるときに好適であり、０．４以上０．８以下の範囲であるときにより好適である。この割合が０．８より大きいときにおいては、ほとんどのＢＯＤ成分がゆっくりと生物分解可能な形へと変換されるため、濃度勾配（反応槽内濃度差）が形成されにくくなり、グラニュールの形成が困難となる場合がある。
【００３１】
本実施形態に係るグラニュール形成方法の処理対象となる有機物含有排水は、食品加工工場排水、化学工場排水、半導体工場排水、機械工場排水、下水、し尿等の生物分解性有機物を含有する有機性排水である。また、生物難分解性の有機物が含有されている場合、予めオゾン処理やフェントン処理等の物理化学的処理を施し、生物分解性の成分に変換することで処理対象とすることができる。また、本実施形態に係るグラニュール形成方法はさまざまなＢＯＤ成分を対象としているが、油脂分に関しては、汚泥やグラニュール汚泥に付着して悪影響を及ぼす場合があるため、半回分式反応槽へと導入される前に、予め浮上分離、凝集加圧浮上、吸着等の既存の手法にて例えば１５０ｍｇ／Ｌ以下程度にまで除去しておくことが好ましい。
【００３２】
半回分式反応槽１０内のｐＨは、一般的な微生物に適する範囲に設定されることが好ましく、例えば６〜９の範囲とすることが好ましく、６．５〜７．５の範囲とすることがより好ましい。ｐＨ値が前記範囲外となる場合は、酸、アルカリ等を添加してｐＨ制御を実施することが好ましい。
【００３３】
半回分式反応槽１０内の溶存酸素（ＤＯ）は、好気条件では、０．５ｍｇ／Ｌ以上、特に１ｍｇ／Ｌ以上とすることが好ましい。
【００３４】
生物汚泥のグラニュール化を促進させる点で、半回分式反応槽１０内の有機物含有排水または半回分式反応槽１０に導入される前の有機物含有排水に、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋等を含む、水酸化物が形成されるようなイオンを添加することが好ましい。通常の有機物含有排水には、グラニュールの核となるような微粒子が含まれているが、上記イオンの添加により、グラニュールの核形成をより促進させることが可能となる。
【００３５】
本実施形態に係る好気性グラニュールの形成装置の他の例を図３に示す。図３のグラニュール形成装置１において、排水供給配管２２が排水流入ポンプ１２、排水流入バルブ３２を介して半回分式反応槽１０の下部の排水流入口３４に接続されている。排水流入口３４には、排水排出部３６が接続されて、半回分式反応槽１０の内部の下部に設置されている。半回分式反応槽１０の生物処理水排出口１６は排水流入口３４よりも上方に設けられ、生物処理水排出口１６に生物処理水配管２４が生物処理水排出バルブ１８を介して接続されている。生物処理水排出口１６は排水流入口３４よりも上方に設けられているが、流入する有機物含有排水の短絡を防ぎ、より効率的にグラニュールを形成させるためには排水流入口３４からできるだけ離れて設置されていることが好ましく、沈降工程における水面位に設けられることがより好ましい。排水流入ポンプ１２、排水流入バルブ３２、生物処理水排出バルブ１８、曝気用ポンプ１４、撹拌装置のモータ２８は、それぞれ制御装置２０と電気的接続等により接続されていてもよい。その他は、図２のグラニュール形成装置１と同様の構成である。
【００３６】
図３のグラニュール形成装置１では、（４）排出工程において、排水流入バルブ３２を開けて排水流入ポンプ１２を作動し、有機物含有排水を排水流入口３４から排水供給配管２２を通して排水排出部３６から半回分式反応槽１０に流入させることにより、生物処理水を生物処理水排出口１６から生物処理水配管２４を通して排出する。なお、排水流入ポンプ１２、曝気用ポンプ１４、撹拌装置のモータ２８の作動および停止、排水流入バルブ３２、生物処理水排出バルブ１８の開閉は、制御装置２０により制御してもよい。
【００３７】
このように、図３のグラニュール形成装置１では、（１）流入工程／排出工程、（２）生物処理工程、（３）沈降工程という３つのサイクルを繰り返すことにより、グラニュールが形成される。
【００３８】
図３のグラニュール形成装置１では、有機物含有排水を半回分式反応槽１０に流入させることにより生物処理水を生物処理水排出口１６から排出することにより、粒径が比較的小さいグラニュールが生物処理水とともに排出され、粒径が比較的大きいグラニュールについて（１）〜（３）のサイクルを繰り返すことにより、より効率的にグラニュールを形成することができる。
【００３９】
本実施形態に係る好気性グラニュールの形成装置の他の例を図４に示す。図４のグラニュール形成装置１において、排水供給配管２２が排水流入ポンプ１２、排水流入バルブ３２を介して半回分式反応槽１０の下部の排水流入口３４に接続されている。排水流入口３４には、排水排出部３６が接続されて、半回分式反応槽１０の内部の下部に設置されている。半回分式反応槽１０の生物処理水排出口１６は排水流入口３４よりも上方に設けられ、生物処理水排出口１６に生物処理水配管２４が生物処理水排出バルブ１８を介して接続されている。生物処理水排出口１６は排水流入口３４よりも上方に設けられているが、流入する有機物含有排水の短絡を防ぎ、より効率的にグラニュールを形成させるためには排水流入口３４からできるだけ離れて設置されていることが好ましく、沈降工程における水面位に設けられることがより好ましい。排水流入ポンプ１２、排水流入バルブ３２、生物処理水排出バルブ１８、曝気用ポンプ１４は、それぞれ制御装置２０と電気的接続等により接続されていてもよい。その他は、図１のグラニュール形成装置１と同様の構成である。
【００４０】
図４のグラニュール形成装置１では、（４）排出工程において、排水流入バルブ３２を開けて排水流入ポンプ１２を作動し、有機物含有排水を排水流入口３４から排水供給配管２２を通して排水排出部３６から半回分式反応槽１０に流入させることにより、生物処理水を生物処理水排出口１６から生物処理水配管２４を通して排出する。なお、排水流入ポンプ１２、曝気用ポンプ１４の作動および停止、排水流入バルブ３２、生物処理水排出バルブ１８の開閉は、制御装置２０により制御してもよい。
【００４１】
このように、図４のグラニュール形成装置１でも、（１）流入工程／排出工程、（２）生物処理工程、（３）沈降工程という３つのサイクルを繰り返すことにより、グラニュールが形成される。
【００４２】
図４のグラニュール形成装置１では、有機物含有排水を半回分式反応槽１０に流入させることにより生物処理水を生物処理水排出口１６から排出することにより、粒径が比較的小さいグラニュールが生物処理水とともに排出され、粒径が比較的大きいグラニュールについて（１）〜（３）のサイクルを繰り返すことにより、より効率的にグラニュールを形成することができる。
【００４３】
＜排水処理方法および排水処理装置＞
本実施形態に係る排水処理装置は、有機物含有排水を連続的に流入させながら、有機物含有排水を生物汚泥により生物処理する連続式生物処理槽を備える。本実施形態に係る排水処理方法および排水処理装置では、有機物含有排水を連続的に流入させながら、有機物含有排水を生物汚泥により生物処理する連続式生物処理槽に、上記好気性グラニュールの形成方法により形成されたグラニュールを供給する。
【００４４】
本実施形態に係る排水処理装置の一例の概略構成を図５に示す。排水処理装置３は、排水貯留槽５０と、半回分式反応槽１０と、連続式生物処理槽５２と、固液分離装置５４とを備える。
【００４５】
排水処理装置３において、排水貯留槽５０の出口と連続式生物処理槽５２の排水入口とはポンプ５６およびバルブ５８を介して排水供給配管６６により接続されている。連続式生物処理槽５２の出口と固液分離装置５４の入口とは配管７０により接続されている。固液分離装置５４の処理水出口には処理水配管７２が接続されている。固液分離装置５４の汚泥出口にはバルブ６２を介して汚泥排出配管７４が接続され、汚泥排出配管７４のバルブ６２の上流側と連続式生物処理槽５２の返送汚泥入口とはポンプ６４を介して汚泥返送配管７６により接続されている。排水供給配管６６のポンプ５６とバルブ５８との間と、半回分式反応槽１０の排水流入口とは排水流入バルブ３２を介して排水供給配管２２により接続されている。半回分式反応槽１０の生物処理水排出口と、連続式生物処理槽５２の生物処理水入口とは、生物処理水排出バルブ１８を介して生物処理水配管２４により接続されている。半回分式反応槽１０の汚泥排出口と、連続式生物処理槽５２の汚泥入口とは、ポンプ６０を介して汚泥配管６８により接続されている。
【００４６】
連続式生物処理槽５２は、例えば撹拌装置、曝気用ポンプ、曝気用ポンプに接続される曝気装置等を備えており、撹拌装置により槽内の液が撹拌され、また曝気用ポンプから供給される空気等の酸素含有気体が曝気装置を通して槽内に供給されるように構成されている。
【００４７】
固液分離装置５４は、生物汚泥を含む処理水から生物汚泥と処理水とに分離するための分離装置であり、例えば、沈降分離、加圧浮上、濾過、膜分離等の分離装置が挙げられる。
【００４８】
排水処理装置３において、まず、バルブ５８を開け、ポンプ５６が作動し、排水貯留槽５０内の有機物含有排水が排水供給配管６６を通して連続式生物処理槽５２に供給される。連続式生物処理槽５２において、好気条件下で、生物汚泥による排水の生物処理が実施される（連続式生物処理工程）。連続式生物処理槽５２で処理された処理水は、連続式生物処理槽５２の出口から配管７０を通して固液分離装置５４に供給される。固液分離装置５４において、処理水から生物汚泥が分離される（固液分離工程）。固液分離処理された処理水は、固液分離装置５４の処理水出口から処理水配管７２を通して系外へ排出される。固液分離された生物汚泥は、バルブ６２を開け、汚泥排出配管７４を通して系外へ排出される。ポンプ６４を作動し、汚泥返送配管７６を通して、固液分離された生物汚泥の少なくとも一部を連続式生物処理槽５２に返送してもよい。
【００４９】
半回分式反応槽１０を稼働させる場合には、排水流入バルブ３２を開け、排水貯留槽５０内の有機物含有排水の少なくとも一部を、排水供給配管２２を通して半回分式反応槽１０に供給する。半回分式反応槽１０において、上記（１）流入工程、（２）生物処理工程、（３）沈降工程、（４）排出工程のサイクル（または、（１）流入工程／排出工程、（２）生物処理工程、（３）沈降工程のサイクル）を繰り返すことにより、グラニュールを形成し、ポンプ６０を作動し、汚泥配管６８を通して、形成したグラニュールを連続式生物処理槽５２に供給すればよい。
【００５０】
図５に示す連続式生物処理槽５２では、有機物等を処理対象とした標準活性汚泥法により生物処理を行う形態を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、Ａ２Ｏ（Ａｎａｅｒｏｂｉｃ−Ａｎｏｘｉｃ−Ｏｘｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）やＡＯ（Ａｎａｅｒｏｂｉｃ−Ｏｘｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）等の栄養塩除去型システム（無酸素処理槽や嫌気処理槽を設置するシステム）、オキシデーションディッチ法、ステップ流入型多段活性汚泥法等のシステムにより生物処理を行う装置であってもよい。また、ポリウレタン、プラスチック、樹脂等の担体の存在下で、生物処理を行う装置であってもよい。
【００５１】
連続式生物処理槽５２は、例えば槽内の汚泥濃度が２０００〜２００００ｍｇ／Ｌの範囲で運転されることが好ましい。また、生物汚泥の健全性（沈降性、活性等）を維持するために、汚泥負荷は、０．０５〜０．６ｋｇＢＯＤ／ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲にすることが好ましく、０．１〜０．５ｋｇＢＯＤ／ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲にすることがより好ましい。
【００５２】
連続式生物処理槽５２内のｐＨは、一般的な生物処理に適する６〜９の範囲に調整することが好ましく、６．５〜７．５の範囲に調整することがより好ましい。また、連続式生物処理槽５２内の溶存酸素（ＤＯ）は、一般的な生物処理に適する０．５ｍｇ／Ｌ以上とすることが好ましく、１ｍｇ／Ｌ以上とすることがより好ましい。
【００５３】
図５に示す排水処理装置３では、固液分離装置５４を備える形態を例に説明したが、固液分離装置５４を必ずしも備える必要はない。しかし、排水処理装置３は、グラニュールを循環させて、排水の処理効率を向上させる等の点で、連続式生物処理槽５２から排出される処理水から生物汚泥を分離する固液分離装置５４と、固液分離装置５４から排出される生物汚泥を連続式生物処理槽５２に返送する汚泥返送配管７６を備えることが好ましい。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５５】
反応槽有効容積４Ｌ（縦１４０ｍｍ×横７０ｍｍ×高さ４１０ｍｍ）の半回分式反応槽を用いて下記の試験を行った。半回分式反応槽において生物処理水排出口を沈降工程における水面位置に設置した。通水試験には下水を使用した。なお、通水に利用した下水のＳＳ濃度は４０〜１７０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ濃度は７０〜１８０ｍｇ／Ｌであり、全ＢＯＤ濃度に対する、ＳＳ由来のＢＯＤ濃度の割合は０．４〜０．８であった。全ＢＯＤ濃度に対する、ＳＳ由来のＢＯＤの割合は、まず、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ２１に準拠して排水の全ＢＯＤ濃度を測定し、ろ紙（Ｎｏ．５Ｃ，ＪＩＳ  Ｐ  ３８０１）によりろ過した後のろ液のＢＯＤ濃度（溶存性ＢＯＤ濃度）を測定し、全ＢＯＤ濃度−ろ液のＢＯＤ濃度により、ＳＳ由来のＢＯＤ濃度を算出して求めた。
【００５６】
［実施例１、実施例２、比較例１、実施例３］
半回分式反応槽の運転サイクルは下記のように行った。
（１）流入／排出工程：排水を１２分かけて半回分式反応槽に流入させるとともに、生物処理水排出口（排水の流入開始と同時に開となる電動弁を設置）より生物処理水を排出させた（図４参照）。
（２）生物処理工程：排水の流入を停止させると同時に生物処理水排出バルブを閉とし、反応槽下部に設置した曝気装置より空気を供給した。
（３）沈降工程：曝気装置からの空気の供給を停止させて１０分間静置させ、反応槽内の汚泥を沈降させた。
以上（１）〜（３）の操作を繰り返した。
【００５７】
実施例および比較例ともに、半回分式反応槽内の生物汚泥のＳＶＩ５測定によりグラニュールの形成を評価した。結果を図６に示す。なお、ＳＶＩ５とは、生物汚泥の沈降性指標であり、以下の方法により求められる。まず、１Ｌのメスシリンダに１Ｌの汚泥を投入し、汚泥濃度ができるだけ均一となるように緩やかに撹拌した後、５分間静置したときの汚泥界面を測定する。そして、メスシリンダにおける汚泥の占める体積率（％）を計算する。次に、汚泥のＭＬＳＳ（ｍｇ／Ｌ）を測定する。これらを下記式に当てはめて、ＳＶＩ５を算出する。ＳＶＩ５の値が小さいほど、沈降性が高い汚泥であることを示している。ＳＶＩ５として１００ｍＬ／ｇ以下のときに良好な沈降性を有するグラニュールと判断した。
ＳＶＩ５（ｍＬ／ｇ）＝汚泥の占める体積率×１０，０００／ＭＬＳＳ
【００５８】
なお、以下に示すＳＳの容積負荷は、使用する排水のＳＳ濃度に合わせて反応時間長さの設定により調整した。
【００５９】
＜実施例１＞
通水開始から２８日目までＳＳの容積負荷を０．４２ｋｇＳＳ／ｍ３／日で通水を行ったところ、初期ＳＶＩ５が１７８ｍＬ／ｇから９０ｍＬ／ｇにまで低下した。
【００６０】
＜実施例２＞
通水２９日目からＳＳの容積負荷を０．５４ｋｇＳＳ／ｍ３／日に上げたところ、ＳＶＩ５：８０〜１０５ｍＬ／ｇで維持した。
【００６１】
＜比較例１＞
通水４５日目からＳＳの容積負荷を０．６５ｋｇＳＳ／ｍ３／日に上げたところ、ＳＶＩ５の値は上昇に転じ、７５日目には１６０ｍＬ／ｇになった。
【００６２】
＜実施例３＞
通水７６日目からＳＳの容積負荷を０．３５ｋｇＳＳ／ｍ３／日に下げたところ、ＳＶＩ５の値は下降に転じ、９８日目には５７ｍＬ／ｇにまで低下した。
【００６３】
［実施例４、実施例５］
（４）流入／排出工程：排水を１２分かけて半回分式反応槽に流入させるとともに、生物処理水排出口（排水の流入開始と同時に開となる電動弁を設置）より生物処理水を排出させた。
（５）生物処理工程：排水の流入を停止させると同時に生物処理水排出バルブを閉とし、反応槽下部に設置した散気装置より空気を供給した。
（６）沈降工程：曝気装置からの空気の供給を停止させて１０分間静置させ、反応槽内の汚泥を沈降させた。
以上（４）〜（６）の工程を繰り返した。結果を図７に示す。
【００６４】
＜実施例４＞
通水開始から７５日目までＳＳの容積負荷を０．３５ｋｇＳＳ／ｍ３／日となるように通水を行ったところ、初期ＳＶＩ５が１７８ｍＬ／ｇから低下し始め、２６日目には９０ｍＬ／ｇ程度にまで低下し、その後８０〜９０ｍＬ／ｇで維持した。
【００６５】
＜実施例５＞
７６日目より、ＳＳの容積負荷を０．３ｋｇＳＳ／ｍ３／日に引き下げたところ、ＳＶＩ５の値はさらに低下に転じ、９９日目には４７ｍＬ／ｇという非常に高い沈降性を有するグラニュールを得ることができた。
【００６６】
以上から、有機物含有排水中のＳＳの半回分式反応槽に対する容積負荷を、０．６ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下として通水することで、排水のＢＯＤ濃度が７０〜１８０ｍｇ／Ｌと低く、全ＢＯＤ濃度に対するＳＳ由来のＢＯＤ濃度の割合が０．４以上の場合においても、良好な好気性グラニュールを形成することが可能であり、また、０．３ｋｇＳＳ／ｍ３／日以下にすることでより良好なグラニュールが形成可能であることが示された。
【符号の説明】
【００６７】
１  グラニュール形成装置、３  排水処理装置、１０  半回分式反応槽、１２  排水流入ポンプ、１４  曝気用ポンプ、１６  生物処理水排出口、１８  生物処理水排出バルブ、２０  制御装置、２２，６６  排水供給配管、２４  生物処理水配管、２６  曝気装置、２８  モータ、３０  撹拌翼、３２  排水流入バルブ、３４  排水流入口、３６  排水排出部、５０  排水貯留槽、５２  連続式生物処理槽、５４  固液分離装置、５６，６０，６４  ポンプ、５８，６２  バルブ、６８  汚泥配管、７０  配管、７２  処理水配管、７４  汚泥排出配管、７６  汚泥返送配管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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