(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を嫌気部に導入し次いで後段の好気部に導入して、活性汚泥微生物により原水中のリン成分を除去する生物学的下水脱リン方法において、嫌気部に下記の添加タイミングによって、下記添加量の酢酸を添加するものとし、過去の処理水リン濃度データに基づいて、リン除去が悪化すると予測される期間ｄとして、目標リン濃度値を超過した日が８０％以上占める連続した１０日間以上の期間がある場合には、その期間ｄ中は連続して下記添加量の酢酸を添加することを特徴とする下水脱リン方法。
添加タイミング ：下記式（１）によって求められる処理水のリン濃度が、目標濃度を２４時間以上の時間として予め定めた設定時間ａを経過する前に超えると予想された場合、連続的に添加する。ただし、上記予測が解消されたとき、または添加を開始してから２４時間以上の時間として設定される設定時間ｂを経過したとき、のいずれかの時点で添加を停止する。
式（１）：Ｐ＝Ｐ1＋（Ｐ1−Ｐ0）ｔ／ｔ1
ただし、各値は以下の通りとする。
Ｐ1：現在の処理水のリン濃度
Ｐ0：ｔ1時間過去の処理水のリン濃度
Ｐ  ：ｔ時間未来の処理水の予測リン濃度
ｔ1：Ｐ0測定時からＰ1測定時（現在）までの経過時間：５時間以上２４時間までの範囲で選択される。
ｔ  ：Ｐ1 測定時（現在）から予測時点までの時間：前記設定時間ａに相当する。
酢酸添加量：酢酸添加量＝（流入P0４-P 量）×６−（流入酢酸量）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水を嫌気部に導入し次いで後段の好気部に導入して、脱リンする生物学的下水脱リン方法の改良に関するものであって、特に、有機物の添加方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
活性汚泥微生物によるリン除去は、図１に示すように、最初沈殿池で沈降性固体を除去した下水などの原水は、嫌気槽とそれに続く好気槽に導入される。ここにおいて、抜き出された活性汚泥の一部は返送汚泥として嫌気槽に戻され、循環系を形成する。このような循環を通じて、リン成分は活性汚泥微生物に摂取された形態で蓄積される。
【０００３】
このような生物学的下水脱リン方法において、いくつかの要因から脱リン機能が低下しリン除去が不安定になることがある。このような事態を補完する方法として、プロセス後段において凝集剤を添加して、生物学的に除去しきれなかったリン成分を物理化学的に除去する方法、あるいはプロセス前段の嫌気槽入口に有機物を添加して、脱リンを促進させ安定させる方法が知られている。有機物としては、最初沈殿池汚泥やその発酵上澄液、あるいは市販の薬品が用いられる。
【０００４】
この後者の有機物添加法では、生物反応を活性化するために処理状況を逐次確認しながら添加量を調節して常時有機物を添加するものであり、物理化学的に機能する凝集剤添加法に較べて余剰汚泥の増加量が少なく済むという利点が認められているものの、添加から効果の発現まで時間がかかるという点、すなわち即効性に劣るという難点があった。このために、現実には過剰に有機物を添加するという事態を招きやすく、薬品コストを増大させたり、その結果発生汚泥量もなかなか低減できないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、前記生物学的下水脱リン方法の有機物添加法において、最も効果的な添加タイミングに、最も少ない添加量で脱リンプロセスの安定化を図ることによって、低コストで発生汚泥量も少なくなる下水脱リン方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本件発明者は、生物学的脱リンプロセスに関する調査研究を行い、特に被処理水中に含まれる有機酸とリン成分の濃度と脱リン作用との関係を追求して、以下の知見を得た。
１）被処理水中に含まれる有機酸とP04-P の比率が一定以上の値に安定的に維持されない場合、処理水P04-P 濃度が上昇し、ときには被処理水P04-P 濃度を上回るという現象が断続的に生じるなど脱リンは不安定になる。
２）被処理水中に含まれる有機酸とP04-P の比率は、下水処理場によって若干異なり、同一処理場でも季節に依っても異なる。ただし、年内変動の傾向は毎年同様な変動が繰り返される。
【０００７】
そして、このような知見に基づき、有機酸もうち特に酢酸を添加する実験を繰り返し、次に示す具体的な技術的知見を得て、本発明に至ったのである。
１）ある期間を単位にして嫌気槽入口における酢酸流入量と流入P04-P 量との好ましい関係は、次式に示す範囲であることが分かった。
酢酸流入量の総量≧（流入P04-P 量）×６
従って、ある時点での酢酸添加量≧（流入P04-P 量）×６−（流入酢酸量）となる。
２）有機酸添加の脱リン作用に及ぼすタイムラグとしては、１〜３日を要する。
【０００８】
上記の問題は、本発明すなわち、原水を嫌気部に導入し次いで後段の好気部に導入して、活性汚泥微生物により原水中のリン成分を除去する生物学的下水脱リン方法において、嫌気部に下記の添加タイミングによって、下記添加量の酢酸を添加するものとし、過去の処理水リン濃度データに基づいて、リン除去が悪化すると予測される期間ｄとして、目標リン濃度値を超過した日が８０％以上占める連続した１０日間以上の期間がある場合には、その期間ｄ中は連続して下記添加量の酢酸を添加することを特徴とする本発明の下水脱リン方法によって解決できる。
添加タイミング ：下記式（１）によって求められる処理水のリン濃度が、目標濃度を２４時間以上の時間として予め定めた設定時間ａを経過する前に超えると予想された場合、連続的に添加する。ただし、上記予測が解消されたとき、または添加を開始してから２４時間以上の時間として設定される設定時間ｂを経過したとき、のいずれかの時点で添加を停止する。
式（１）：Ｐ＝Ｐ1＋（Ｐ1−Ｐ0）ｔ／ｔ1
ただし、各値は以下の通りとする。
Ｐ1：現在の処理水のリン濃度
Ｐ0：ｔ1時間過去の処理水のリン濃度
Ｐ  ：ｔ時間未来の処理水の予測リン濃度
ｔ1：Ｐ0測定時からＰ1測定時（現在）までの経過時間：５時間以上２４時間までの範囲で選択される。
ｔ  ：Ｐ1 測定時（現在）から予測時点までの時間：前記設定時間ａに相当する。
酢酸添加量：酢酸添加量＝（流入P0４-P 量）×６−（流入酢酸量）」
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の下水脱リン方法に係る実施形態について説明する。
先ず、本発明の下水脱リン方法は、操作原理は先に説明したものと同様であるが、特徴とするところは、嫌気部に次に記載の添加タイミングによって有機酸である酢酸を添加する点にある。
添加タイミング：処理水のリン濃度が、目標濃度を２４時間以上の時間として予め定めた設定時間ａを経過する前に超えると予想された場合には、その間連続的に添加する。
ただし、過去の処理水リン濃度データに基づいて、リン除去が悪化すると予測される期間ｄとして、目標リン濃度値を超過した日が８０％以上占める連続した１０日間以上の期間がある場合には、その期間ｄ中は連続して下記添加量の酢酸を添加するものとする。
【００１０】
ここで、前記酢酸添加タイミングは、標準的に採用されるタイミングであり、処理水の目標リン濃度値の設定と、将来の処理水のリン濃度を予測する必要があるが、目標リン濃度値はその処理場の特性に応じて定められる値であり、またリン濃度の予測は、例えば自動リン濃度計を用い、次式によって予測することができる。
Ｐ＝Ｐ1 ＋（Ｐ1 −Ｐ0 ）ｔ／ｔ1
ただし、各値は以下の通りとする。
Ｐ1 ：現在の処理水のリン濃度
Ｐ0 ：ｔ1 時間過去の処理水のリン濃度
Ｐ  ：ｔ時間未来の処理水の予測リン濃度
ｔ1 ：Ｐ0 測定時からＰ1 測定時（現在）までの経過時間：適宜な時間が選択できるが、５時間以上２４時間までが実際的である。
ｔ  ：Ｐ1 測定時（現在）から予測時点までの時間：前記設定時間ａに相当する。
【００１１】
なお、この添加タイミングによる酢酸添加は、前記予測が解消されたとき、または添加を開始してから設定時間ｂを経過したとき、のいずれかのうち最も早い時点で添加を停止するものである。
すなわち、設定時間ａ経過後の処理水の予想リン濃度が、目標濃度を超えないようになったときには酢酸添加を停止する。また、この予想の解消の有無にかかわらず、前記予測に基づく添加が継続されているうちに、添加開始から予め設定した設定時間ｂを経過したときには、添加を停止するのである。この設定時間ｂは、酢酸の添加効果のタイムラグを考慮して定められるもので、１日またはそれ以上の日数として設定すれば良い。
【００１２】
また、この酢酸添加は、過去のデータより統計的にリン除去が悪化すると予測される期間ｄ中は連続的に添加するように設定される。
ここで、処理が悪化する期間の予測は、過去の処理水リン濃度データに基づいて行うことができる。過去のある年数、例えば３年間において、目標リン濃度値を超過した日が８０％以上占める連続した期間を、本発明の期間ｄとするものであるが、この期間ｄの長さは、多くの処理場について調査した結果、１０日以上３か月以内、好ましくは２０日以上２か月以内に設定するのが、最小限の有機酸添加で最大の効果をあげるという観点から適当であることが分かった。
【００１３】
次に、有機酸である酢酸の添加量について説明すると、本発明では、前記した添加タイミングにおいて、酢酸添加量は、段落０００７で説明の通り、酢酸添加量≧（流入P0４-P 量）×６−（流入酢酸量）に適合するのがよいが、次の酢酸添加量（１）、（２）または（３）のいずれかの添加量の酢酸を添加するように具体化できる。
酢酸添加量(1) ＝（流入PO４-P 量測定値ｅ) ×４〜６の範囲内の係数ａ
酢酸添加量(2) ＝（流入PO４-P 量測定値ｅ) ×６〜１０の範囲内の係数ｂ
−（過去の一定期間ｆにおける酢酸流入量の平均）
酢酸添加量(3) ＝（過去の一定期間ｆにおける流入PO４-P 量測定値 )
×６〜１０の範囲内の係数ｃ−（過去の一定期間ｆにおける酢                酸流入量の平均）
ただし、係数ａ、係数ｂ、係数ｃは、それぞれの範囲内で選択される値であり、また、各式においていずれの場合も、少なくとも４時間に１回、好ましくは１時間に１回を単位として算出するのがよい。
【００１４】
ここで、流入PO4-P 量測定値は、公知の自動測定器手法が利用できる。そして、PO4-P 濃度を直接測定して算出しても良いし、T-P 濃度を測定してそれを換算してPO4-P 量を推定しても良い。なお、酢酸流入量の平均は、過去の添加量から算出すれば良い。
また、過去の一定期間ｆとしては、７日以上の日数を、好ましくは２０日を下回らないある程度長い日数に設定すると、管理精度を高めることができ、実際的である。
【００１５】
また、酢酸添加量（１）または（２）は、流入PO4-P 量の変動が比較的大きいプラントに適用するとリン除去の悪化抑制に効果的であるが、流入PO4-P 量の変動が少ないケースでは以下の酢酸添加量（３）を基準にするのが適当である。酢酸添加量（３）の場合は、過去７日以上の実績を基準にして、酢酸添加量を定めるので、流入PO4-P 量の変動が比較的大きい場合は対応しきれないが、ゆっくりした変動に対しては極めて効果的である。
【００１６】
なお、本発明における有機酸である酢酸としては、繊維工業や食品工業分野で排出される、いわゆる廃酢酸と言われる酢酸含有工業廃液で十分であり、薬品コストが安価に済む利点がある。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明の実施例と比較例について、その諸条件、結果などを表１、２に示す。
これによると、リン除去効果において、従来例では、処理水T-P 濃度は、期間中の平均で目標T-P 濃度以下の０．６ｍｇ／ｌを達成できるものの、一旦悪化すると回復するのに時間がかかるうえ、変動幅が大きく、目標T-P 濃度をオーバするケースも多く、最大４．５ｍｇ／ｌに達した。これに対して、本発明では、期間中目標T-P 濃度を超えることはなく、かつ変動幅の最大値も、従来の１／５程度になるなど安定性に優れていることが分かる。
また、本発明では、薬品コストおよび発生汚泥量においても格段に優れていることが理解される。
【００１８】
【表１】
実施例
0004070174.tif 000002
【００１９】
【表２】
従来例
0004070174.tif 000003
【００２０】
【発明の効果】
本発明の下水脱リン方法は、以上に説明したように構成されているので、有機酸を効果的にリン除去性能の向上に寄与させることが可能となり、その結果、有機酸の使用量を減らすことができ、薬品コストも最小となり、また、発生汚泥量も凝集剤添加法の約１／６、本発明に依らない有機物添加方法の約１／２に減少させることができるという優れた効果がある。よって本発明は従来の問題点を解消した下水脱リン方法として、その工業的価値は極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】生物学的リン除去プロセスフローの概要
【図１】
0004070174.tif 000004