(57)【要約】  好気性生物処理の空気量を削減し、かつ汚泥の発生量を大幅に少なくしながら高負荷で効率よく有機物除去を行うと共に、安定した処理水の水質を維持することが可能な有機性廃水の生物処理装置及び生物処理方法を提供すること。  固定型生物付着担体と、該固定型生物付着担体の下側に配置される散気手段とを有する第１生物処理槽３と、該第１生物処理槽で処理された処理液を導入し、浮遊式微生物により処理を行うと共に、散気手段を有する第２生物処理槽４と、該第２生物処理槽で処理された混合液を固液分離し、沈殿汚泥と処理水とに分離する沈殿槽５とを備え、さらに、有機性廃水を該第１生物処理槽３と該第２生物処理槽４とに分配して導入する流入ラインと、該沈殿槽５から排出される沈殿汚泥の一部を該第２生物処理槽４に返送する返送ライン６とを設けたことを特徴とする。
2020080460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型生物付着担体と、該固定型生物付着担体の下側に配置される散気手段とを有する第１生物処理槽と、
該第１生物処理槽で処理された処理液を導入し、浮遊式微生物により処理を行うと共に、散気手段を有する第２生物処理槽と、
該第２生物処理槽で処理された混合液を固液分離し、沈殿汚泥と処理水とに分離する沈殿槽とを備え、
さらに、有機性廃水を該第１生物処理槽と該第２生物処理槽とに分配して導入する流入ラインと、
該沈殿槽から排出される沈殿汚泥の一部を該第２生物処理槽に返送する返送ラインとを設けたことを特徴とする有機性廃水の生物処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の有機性廃水の生物処理装置において、有機性廃水の総供給量に対する該第２生物処理槽に供給される有機性廃水の供給量の比率Ｙ（％）は、該第１生物処理槽及び該第２生物処理槽の全体のＢＯＤ容積負荷Ｘ（ｋｇ／ｍ３／ｄ）が０．５以上、０．８１４未満の範囲で以下の式１を満足し、Ｘが０．８１４以上、１．５以下の範囲で以下の式２を満たすように設定されることを特徴とする有機性廃水の生物処理装置。
（式１）  ５≦Ｙ＜−６３Ｘ＋８２．５
（式２）  ５≦Ｙ＜−２０Ｘ＋４７．５
【請求項３】
請求項１に記載の有機性廃水の生物処理装置において、有機性廃水のＢＯＤ値を測定する第１のＢＯＤ測定手段と、該第２生物処理槽内の処理液の溶解性ＢＯＤ値を測定する第２のＢＯＤ測定手段とを設け、
該第１及び第２のＢＯＤ測定手段の測定値に基づき、有機性廃水のＢＯＤ値に対する第２生物処理槽の溶解性ＢＯＤ値の比率が６．７〜３０％の範囲になるように、該第１生物処理槽と該第２生物処理槽とに分配する有機性廃水の分配量を調整する調整手段を有することを特徴とする有機性廃水の生物処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理装置において、該第１生物処理槽は、有機性廃水の流れる方向に対して、当該流れを抑制するための阻流壁が配置されていることを特徴とする有機性廃水の生物処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理装置において、該第２生物処理槽には、処理液を撹拌するための撹拌手段が設けられていることを特徴とする有機性廃水の生物処理装置。
【請求項６】
有機物廃水を固定型生物付着担体により処理する第１生物処理工程と、
該第１生物処理工程で処理された処理液を導入し、浮遊式微生物により処理を行う第２生物処理工程と、
該第２生物処理工程で処理された混合液を固液分離し、沈殿汚泥と処理水とに分離する沈殿工程とを備え、
さらに、有機性廃水は該第１生物処理工程と該第２生物処理工程とに分配して導入され、
該沈殿工程から排出される沈殿汚泥の一部は、該第２生物処理工程に返送されることを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載の有機性廃水の生物処理方法において、有機性廃水の総供給量に対する該第２生物処理工程に供給される有機性廃水の供給量の比率Ｙ（％）は、該第１生物処理工程及び該第２生物処理工程の全体のＢＯＤ容積負荷Ｘ（ｋｇ／ｍ３／ｄ）が０．５以上、０．８１４未満の範囲で以下の式１を満足し、Ｘが０．８１４以上、１．５以下の範囲で以下の式２を満たすように設定されることを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。
（式１）  ５≦Ｙ＜−６３Ｘ＋８２．５
（式２）  ５≦Ｙ＜−２０Ｘ＋４７．５
【請求項８】
請求項６に記載の有機性廃水の生物処理方法において、有機性廃水のＢＯＤ値に対する該第２生物処理工程の処理液の溶解性ＢＯＤ値の比率が６．７〜３０％の範囲になるように、該第１生物処理工程と該第２生物処理工程とに分配する有機性廃水の分配量を調整することを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水の生物処理装置及び生物処理方法に関するものであり、特に、微生物によって処理効率を向上させると共に、浮遊式微生物による処理水の水質改善を図ることが可能な有機性廃水の生物処理装置及び生物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水、生活廃水、食品工場廃水などの広範囲な有機性廃水の処理に際しては、有機性廃水のＢＯＤ濃度が３００ｍｇ／Ｌ以下になると、高負荷な処理には高水量が必要となり、処理槽内での廃水の滞留時間も短くなる。このため、処理水の評価にあたっては、処理水の生物化学酸素要求量（ＢＯＤ）だけでなく浮遊物質（ＳＳ）が低いことも要求される。【０００３】
有機性廃水の生物処理では、浮遊式微生物を利用した活性汚泥法が広く行われている。活性汚泥法は処理水の水質に優れ、メンテナンスが容易であることから下水処理や工場廃水処理設備で広く用いられている。しかしながら、活性汚泥法におけるＢＯＤ容積負荷は０．２〜０．８ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄ程度（ｄは１日（ｄａｙ）を意味する。）であり、技術的に改善の余地がある。【０００４】
この他に有機性廃水の生物処理では、処理槽内の微生物濃度を高く保持するために担体を用いた流動床法がある。この方法は、ＢＯＤ容積負荷は２〜３ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄと活性汚泥法と比べて有機物負荷を高くとることができ処理効率に優れているが、処理水のＳＳ濃度が高くなるため、流動床法の後段にろ過設備等のＳＳ除去設備を設けるのが一般的になっている。【０００５】
廃水処理として、上述した活性汚泥法や流動床法の単独処理方式ではなく、非凝集性の汚泥による第１生物処理と浮遊式汚泥を用いた第２生物処理を組み合わせたハイブリッドの廃水処理も行われてきた。具体的には以下のような技術があり、代表的な特許文献につき、従来技術の問題点を列挙する。【０００６】
特許文献１には、有機性廃水を担体が充填されていない第一処理槽で細菌処理して、廃水中に含まれる有機物を酸化分解し、分散した細菌を含む非凝集細菌に変換される。その後第二処理槽には沈降槽より汚泥返送があり、固着性原生動物によって捕食除去され余剰汚泥の生成量を極めて少なくすることが開示されている。【０００７】
担体が充填されていない第一処理槽での処理は、非凝集性の細菌の増殖が律速となり、滞留時間の短い処理には適応できない。特許文献１でも、廃水の滞留日数が３日〜１０日の長時間必要となる。【０００８】
また、第二処理槽では固液分離可能なフロックを生成させる必要があり、増殖速度の小さい原生動物を増殖させるためには、ＢＯＤ源の添加なしでは第二処理槽の汚泥滞留時間を長くとる必要があり、結果的には第二処理槽と沈降槽の容量を大きくする必要がある。【０００９】
特許文献２には、第一生物処理槽に有機性廃水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽１からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を流動床式の第二生物処理槽に一過式で通水して第二生物処理水を得、第二生物処理水を浮遊式の第三生物処理槽に通水して得た第三生物処理水を沈殿槽で汚泥と処理水とに固液分離し、分離汚泥の一部を返送汚泥として第三生物処理槽に返送することが示されている。また、第一生物処理槽が担体充填率１０％以下の流動床式生物処理槽であり、前記第二生物処理槽が担体充填率１０％以上の流動床式生物処理槽であることも示されている。【００１０】
また、特許文献２には、後段の生物処理槽での適度な有機物負荷を確保するため、原水を第一生物処理槽と第三生物処理槽に有機性廃水を分注していることも示されている。また、分注の目安として、第三生物処理槽での溶解性ＢＯＤによる汚泥負荷が０．０２５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｄ以上となるように運転することも例示されている。【００１１】
特許文献２に開示されているすべての態様において、第一生物処理槽と第二生物処理槽の１個の槽か両槽に流動床式の担体を充填している。担体を充填する場合は担体を分離して混合液を取り出せるようにするスクリーン等の担体分離手段を設ける必要がある。また担体を流動させるためには、生物処理に要求される以上に大量の空気が動力源として必要となる。【００１２】
この処理方式では第一処理槽、第二処理槽とも担体は原水の流入により、担体が流動して槽の下流側のスクリーン近辺に集積する。このため、スクリーン近傍では担体によりろ過抵抗が生じ槽の混合液の排出が困難となるという問題も生じる。この集積した担体を槽の上流側に移送しなければ所定の性能が発揮されないため、流動床担体による効率的な処理が妨げられていた。【００１３】
しかも、処理槽における原水の滞留時間が数時間程度と短い場合においては、流動床担体が処理槽の下流部に偏ってしまうことにより、分散状態の細菌の増殖が行われないことも明らかとなった。【００１４】
特許文献３には、特許文献２と同様に、有機性廃水の高負荷処理に関しては、担体を添加した流動床法が開示されている。この方法を用いた場合、３ｋｇ／ｍ３／ｄ以上のＢＯＤ容積負荷で運転することが可能となる。しかしながら、この方法では発生汚泥量は分解したＢＯＤの３０％程度で、通常の活性汚泥法より高くなることが欠点となっている。【００１５】
具体的には、第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽に通水して第二生物処理水を得、第二生物処理水を固液分離する。第二生物処理槽に微小動物保持担体として、流動床担体と揺動床担体を設ける。第一生物処理槽には、後段の生物処理槽からの汚泥の一部を返送したり、この第一生物処理槽を二槽以上の多段構成としたり、担体を添加したりすることにより、ＢＯＤ容積負荷５ｋｇ／ｍ３／ｄ以上の高負荷処理も可能となると示されている。【００１６】
この処理方式においても第一処理槽、第二処理槽とも担体は被処理液と返送汚泥の流入により、活性汚泥法に担体を投入した高負荷処理方法である。【００１７】
特許文献３の処理方式においても、特許文献２と同様にさらに、担体が流動して槽の下流側のスクリーン近辺に集積する問題が生じる。このため、スクリーン近傍では担体によりろ過抵抗が生じ槽の混合液の排出が困難となる課題が生じた。また、この集積した担体を槽の上流側に移送しなければ、所定の性能が発揮されない課題があった。【００１８】
これに対し、本発明者らは、特許文献４において、生物処理槽内に固定型生物付着担体（特許文献４では「固定型接触担体」で表現されている。）を配置することを提案した。
固定型生物付着担体は、特許文献２及び３で指摘した流動床式担体（流動担体）の不具合を解消でき、有機性廃水を効率的に処理できることが確認されている。しかしながら、生物処理槽内での処理量が増加するに従い、大量の浮遊物質（ＳＳ）が発生すると共に、溶解性ＢＯＤも高く、排水する処理水が濁った状態となり、水質が著しく劣化するという新たな問題が発生した。【００１９】
微細な浮遊物質（ＳＳ）や溶解性ＢＯＤを除去するには、後段に浮遊式微生物による処理工程や沈殿工程を付加する必要がある。しかしながら、固定型生物付着担体を用いた生物処理槽の処理能力に見合った処理能力を有する浮遊式微生物の処理槽や沈殿槽を備えるには、少なくとも、生物処理槽の容量の数倍以上の容量が不可欠となる。
また、固定型生物付着担体を用いた生物処理槽で処理された処理水では、後段の処理槽内の浮遊式微生物が十分に繁殖せず、浮遊式微生物による処理効果が十分に期待できないことも分かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開昭５５−２０６４９号公報
【特許文献２】特開２００９−２０２１１５号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４１６４０号公報
【特許文献４】特開２０１７−１５９２４３号公報
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】宗宮功著，「やさしい水処理」，（発行人）宗宮功，（印刷所）株式会社田中プリント，平成２０年１２月２５日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明が解決しようとする課題は、上述した諸問題に鑑み、好気性生物処理の空気量を削減し、かつ汚泥の発生量を大幅に少なくしながら高負荷で効率よく有機物除去を行うと共に、安定した処理水の水質を維持することが可能な有機性廃水の生物処理装置及び生物処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため、本発明の有機性廃水の生物処理装置及び生物処理方法は、以下の特徴を有する。
（１）  固定型生物付着担体と、該固定型生物付着担体の下側に配置される散気手段とを有する第１生物処理槽と、該第１生物処理槽で処理された処理液を導入し、浮遊式微生物により処理を行うと共に、散気手段を有する第２生物処理槽と、該第２生物処理槽で処理された混合液を固液分離し、沈殿汚泥と処理水とに分離する沈殿槽とを備え、さらに、有機性廃水を該第１生物処理槽と該第２生物処理槽とに分配して導入する流入ラインと、該沈殿槽から排出される沈殿汚泥の一部を該第２生物処理槽に返送する返送ラインとを設けたことを特徴とする有機性廃水の生物処理装置である。【００２４】
（２）  上記（１）に記載の有機性廃水の生物処理装置において、有機性廃水の総供給量に対する該第２生物処理槽に供給される有機性廃水の供給量の比率Ｙ（％）は、該第１生物処理槽及び該第２生物処理槽の全体のＢＯＤ容積負荷Ｘ（ｋｇ／ｍ３／ｄ）が０．５以上、０．８１４未満の範囲で以下の式１を満足し、Ｘが０．８１４以上、１．５以下の範囲で以下の式２を満たすように設定されることを特徴とする。
（式１）  ５≦Ｙ＜−６３Ｘ＋８２．５
（式２）  ５≦Ｙ＜−２０Ｘ＋４７．５【００２５】
（３）  上記（１）に記載の有機性廃水の生物処理装置において、有機性廃水のＢＯＤ値を測定する第１のＢＯＤ測定手段と、該第２生物処理槽内の処理液の溶解性ＢＯＤ値を測定する第２のＢＯＤ測定手段とを設け、
該第１及び第２のＢＯＤ測定手段の測定値に基づき、有機性廃水のＢＯＤ値に対する第２生物処理槽の溶解性ＢＯＤ値の比率が６．７〜３０％の範囲になるように、該第１生物処理槽と該第２生物処理槽とに分配する有機性廃水の分配量を調整する調整手段を有することを特徴とする。【００２６】
（４）  上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理装置において、該第１生物処理槽は、有機性廃水の流れる方向に対して、当該流れを抑制するための阻流壁が配置されていることを特徴とする。【００２７】
（５）  上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の有機性廃水の生物処理装置において、該第２生物処理槽には、処理液を撹拌するための撹拌手段が設けられていることを特徴とする。【００２８】
（６）  有機物廃水を固定型生物付着担体により処理する第１生物処理工程と、該第１生物処理工程で処理された処理液を導入し、浮遊式微生物により処理を行う第２生物処理工程と、該第２生物処理工程で処理された混合液を固液分離し、沈殿汚泥と処理水とに分離する沈殿工程とを備え、さらに、有機性廃水は該第１生物処理工程と該第２生物処理工程とに分配して導入され、該沈殿工程から排出される沈殿汚泥の一部は、該第２生物処理工程に返送されることを特徴とする有機性廃水の生物処理方法である。【００２９】
（７）  上記（６）に記載の有機性廃水の生物処理方法において、有機性廃水の総供給量に対する該第２生物処理工程に供給される有機性廃水の供給量の比率Ｙ（％）は、該第１生物処理工程及び該第２生物処理工程の全体のＢＯＤ容積負荷Ｘ（ｋｇ／ｍ３／ｄ）が０．５以上、０．８１４未満の範囲で以下の式１を満足し、Ｘが０．８１４以上、１．５以下の範囲で以下の式２を満たすように設定されることを特徴とする。
（式１）  ５≦Ｙ＜−６３Ｘ＋８２．５
（式２）  ５≦Ｙ＜−２０Ｘ＋４７．５【００３０】
（８）  上記（６）に記載の有機性廃水の生物処理方法において、有機性廃水のＢＯＤ値に対する該第２生物処理工程の処理液の溶解性ＢＯＤ値の比率が６．７〜３０％の範囲になるように、該第１生物処理工程と該第２生物処理工程とに分配する有機性廃水の分配量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の有機性排水の生物処理装置及び生物処理方法では、高負荷での有機物の処理が可能であり、沈殿工程後においてはＢＯＤやＳＳが極めて低い処理水が得られる。具体的には固定型生物付着担体が充填された反応槽からなる第１生物処理工程で有機性廃水の大部分を処理するとともに、浮遊式微生物処理槽からなる第２生物処理工程にも有機性廃水の一部を導入し、沈殿工程からの返送汚泥を導入することで、第１生物処理工程で残留した溶解性ＢＯＤを生物学的に分解するとともに、第１生物処理工程からのフロック化しきれない細菌を浮遊汚泥で付着捕捉できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る有機性廃水の生物処理装置の概要（第１の形態）を示す図である。
【図２】本発明に係る有機性廃水の生物処理装置の概要（第２の形態）を示す図である。
【図３】本発明に係る有機性廃水の生物処理装置の概要（第３の形態）を示す図である。
【図４】本発明に係る有機性廃水の生物処理装置の概要（第４の形態）を示す図である。
【図５】本発明に係る有機性廃水の生物処理装置の概要（第５の形態）を示す図である。
【図６】実施例１の実験結果を示すグラフである。
【図７】本発明に係る有機性廃水の生物処理装置に使用される第２生物処理槽の応用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る有機性廃水の生物処理装置及び生物処理方法について、具体的に説明する。
本発明の有機性廃水の生物処理装置は、図１又は２に示すように、固定型生物付着担体３０と、該固定型生物付着担体の下側に配置される散気手段３１とを有する第１生物処理槽３と、該第１生物処理槽で処理された処理液を導入し、浮遊式微生物により処理を行うと共に、散気手段４１を有する第２生物処理槽４と、該第２生物処理槽で処理された混合液を固液分離し、沈殿汚泥と処理水とに分離する沈殿槽５とを備え、さらに、有機性廃水を該第１生物処理槽３と該第２生物処理槽４とに分配して導入する流入ライン（１１，１２）と、該沈殿槽５から排出される沈殿汚泥の一部を該第２生物処理槽４に返送する返送汚泥ライン６とを設けたことを特徴とする。
【００３４】
なお、本発明の有機性廃水の生物処理方法については、上記第１生物処理槽で行われる処理が「第１生物処理工程」に、上記第２生物処理槽で行われる処理が「第２生物処理工程」に、また、上記沈殿槽で行われる処理が「沈殿工程」に各々該当する。
【００３５】
本発明に使用される第１生物処理槽（処理工程）のみでは、ＢＯＤ容積負荷は０．５ｋｇ／ｍ３／ｄ〜３ｋｇ／ｍ３／ｄでＢＯＤ除去率８０％以上となり、ＢＯＤ容積負荷は０．７５ｋｇ／ｍ３／ｄ〜１．５ｋｇ／ｍ３／ｄでＢＯＤ除去率９０％以上となるものの、後段に沈殿工程を設けても沈殿工程では処理水に微細な粒子および細菌が流出し、処理水の一層の改善が実用上必要となる。なお、本発明における第１生物処理槽や第２生物処理槽、並びに沈殿槽は、各槽を一つの容器で構成するものに限らず、複数の容器を直列又は並列して配管で接続するものも含まれる。
【００３６】
また、本発明に使用される第２生物処理槽（処理工程）は、通常の浮遊汚泥、いわゆる活性汚泥法による生物処理法であり、沈殿工程での沈降性のよい汚泥を生成するためのＢＯＤ容積負荷は０．１ｋｇ／ｍ３／ｄ〜０．５ｋｇ／ｍ３／ｄ、好ましくはＢＯＤ容積負荷は０．１ｋｇ／ｍ３／ｄ〜０．３ｋｇ／ｍ３／ｄとなる。さらに、沈殿工程での浮遊汚泥の良好なフロックを形成し、沈降性を良好にするために、第２生物処理槽でのＭＬＳＳは１０００ｍｇ／Ｌ〜２０００ｍｇ／Ｌ、好ましくは１０００ｍｇ／Ｌ〜１５００ｍｇ／Ｌに維持するのがよい。
【００３７】
本発明は、第１生物処理槽（処理工程）と第２生物処理槽（処理工程）および沈殿槽（沈殿工程）からなるシステム全体で有機性廃水を分配処理する場合では、第１生物処理工程と第２生物処理工程の全生物反応槽全体でのＢＯＤ容積負荷を０．５ｋｇ／ｍ３／ｄ〜１．５ｋｇ／ｍ３／ｄに設定することで、ＢＯＤ除去率８０％以上の処理が可能であり、ＢＯＤ容積負荷を０．６ｋｇ／ｍ３／ｄ〜０．９ｋｇ／ｍ３／ｄとするとＢＯＤ除去率９５％以上の処理性能が発揮できる。
【００３８】
この場合、第１生物処理工程と第２生物処理工程への有機性廃水の分配量の調整が極めて重要となる。
本発明の有機性廃水の分配量の調整は、図１又は２の符号２で示された流量調整機構で行われている。有機性廃水（原水）の供給ライン１は流量調整機構２を介して分岐し、分配ライン（１１，１２）を構成する。
原水のＢＯＤ濃度を測定するセンサＳ１と、第２生物処理槽内のＢＯＤ濃度を測定するセンサＳ２が設けられている。
【００３９】
図２においては、センサＳ２に対する返送汚泥の影響を抑制するため、第１生物処理槽からの処理水と有機性廃水（原水）との合流部分を取り囲む空間（空間を構成する仕切りの一部には、第２生物処理槽内に連通する開口が形成されている）を設け、水質測定部９を形成している。
【００４０】
センサＳ１及びＳ２からの測定結果は、その数値を見て、操作者が流量調整機構２を調整することも可能であるが、図４及び５に示すように、調整手段として、制御装置８に測定結果を入力し、自動的に流量調整機構を制御するよう構成することも可能である。
【００４１】
第１生物処理槽に充填する固定型生物付着担体３０は個々の担体の集合体である。担体の形状としては、特許文献４又は非特許文献１に示されるように、一般的に使用できる波板、ハニカムチューブ、瓶状、筒状、網状、ボール状やウニ状などの形状をした担体が好ましい。微生物が担体上に付着し、各槽の負荷に応じた微生物が繁殖し、効率良く槽内の有機物を処理することが可能となる。
【００４２】
充填される担体は、原水に浮遊物質（ＳＳ）が含まれる場合には、ＳＳが担体に付着・抑留しすぎると槽内の固定型生物付着担体充填部が閉塞することになる。このため、担体にはＳＳの閉塞の少ない、目開きが十分にある担体の選定が好ましい。上記の単体の中でも目幅のある筒状、網状、ボール状やウニ状の担体が好適に選択できる。
【００４３】
第１生物処理工程では固定型生物付着担体をばっ気や廃水の流入、流出により、槽内に配置する担体が流出しないような工夫が必要である。具体的には、第１生物処理工程の反応槽に目幅のある網状の支持部を設け、この網の上部に固定型生物付着担体を充填して、さらに充填部の上面にはばっ気等で流出しないように、目幅のある網目あるいは穴のあいた抑え部を設ける。技術的に高負荷処理を目的とする場合は、第１生物処理工程での固定型生物付着担体の充填割合は最低でも５０％以上、好ましくは６０％〜７０％とすることが重要である。なお、本発明の固定型生物付着担体とは、生物処理槽内に固定配置されるものだけでなく、互いの担体が密集し担体が容易に流動しないよう構成されているものを含む。
【００４４】
第１生物処理槽において、固定型生物付着担体３０を配置した下側には、酸素を含む空気を供給する散気手段３１が配置される。散気手段から放出された空気は、固定型生物付着担体により、上方に拡散し外部に容易に放出されるのが抑制され、被処理液内に留まる空気量が多くなる。このため、酸素の溶解効率が、特許文献２又は３の流動床式の担体を使用する場合より高くなる。しかも、固定型生物付着担体を利用した場合には、特許文献２又は３の流動床式の担体を移動させるための動力源となる空気も不要となるため、有機性廃水の処理に必要な空気量を大幅に低減することが可能となる。
【００４５】
次に、本発明の有機性廃水の生物処理装置のスタートアップは、第１生物処理工程の特徴を生かした方法を採用できる。
第一の方法は、第１生物処理工程には原水を充満し、処理が良好となる期間は処理液を槽内にとどめておく。この最初の期間は分注ラインで原水の全量を第２生物処理工程で処理する。
第１生物処理工程の処理が立ち上がるに従い、徐々に第１生物処理工程側に原水を増やしていくのがよい。
【００４６】
第二の方法は、沈殿槽から第２生物処理槽への返送汚泥を、種汚泥として、さらに第１生物処理槽に返送し、第１生物処理槽への原水の供給を減らした状態で原水の一部を第１生物処理槽で処理しつつ、原水の大部分を第２生物処理槽で処理する方法である。
【００４７】
定常状態になった場合では、分注される原水量は、第１生物処理工程の方が第２生物処理工程より多くするのがよい。第１生物処理工程への原水の分配率は原水全量に対して７０〜９５％の範囲が好ましい。原水の分配率とは、原水量に対する、第１生物処理工程への原水の分配量の比率あるいは、第２生物処理工程への原水の分配量の比率と定義する。
【００４８】
図３は、第１生物処理槽において阻流壁１０を設置した例である。
第１生物処理槽では、固定型生物付着担体の充填された部分と担体のない部分とが存在し、両者の空間では流体抵抗が異なる。原水は流体抵抗の少ない部分である担体のない部分を主に通過し、その結果、原水と担体との接触が不十分となる。
原水が処理不十分のまま第２生物処理槽に流出することを避ける、すなわち第１生物処理槽での原水と担体との接触を効率よく行い、処理を十分に行うためには、第１生物処理槽内に阻流壁１０を設けることが重要である。特に、原水が固定型生物付着担体３０の下側を横方向に流れ易い場合には、阻流壁の設置は重要である。
阻流壁は、原水等の流れに抵抗を付与するものであればよく、開口を付した仕切板や、処理槽の底面に配置された突起物などが利用可能である。
【００４９】
図１乃至５に記載の第２生物処理槽では、散気手段４１が処理槽内に配置されている。
第２生物処理槽でのＢＯＤ負荷量が小さい場合や、散気量が多く溶存酸素濃度が２ｍｇ／Ｌを超える場合には有機性廃水に含まれるアンモニア性窒素が酸化されＮＯ２−Ｎ（亜硝酸性窒素）やＮＯ３−Ｎ（硝酸性窒素）が生成され、沈殿槽で汚泥が浮上し、処理水のＳＳが高くなったり、ＢＯＤ濃度が上昇し放流基準値が満足できない場合がある。
【００５０】
第２生物処理槽でのＮＯ２−Ｎ（亜硝酸性窒素）やＮＯ３−Ｎ（硝酸性窒素）の生成を抑制するために、第２生物処理槽を無酸素状態（実質的に溶存酸素のない状態）にしてアンモニア性窒素の酸化を止めることが重要である。
このため、図７に示すように、処理槽内に撹拌手段４２を配置し、分注された有機性廃水のＢＯＤで微生物を浮遊状態にし、生物学的に脱窒処理することができる。脱窒処理においては、ＮＯ２−Ｎ（亜硝酸性窒素）やＮＯ３−Ｎ（硝酸性窒素）を生成する硝化細菌の増殖に要するＡＳＲＴ（Aerobic Sludge Retention Time；好気的な汚泥滞留日数）を短くすることとなるため、硝化細菌の増殖抑制によるＮＯ２−ＮやＮＯ３−Ｎの発生が防止できる。
なお、図７の符号（３）は第１生物処理槽３から導入される処理液であり、符号（５）は沈殿槽５に向かう処理液、符号６は第２生物処理槽に流入する返送汚泥ラインを示している。
【００５１】
図７（ａ）では、処理槽内に開口を伴う仕切り壁４３を設け、上流側の槽においては撹拌手段４２による無酸素的な混合したのちに下流側の槽において、散気手段４１を用いたばっ気によるＢＯＤの処理を行う。これに限らず、図７（ｂ）に示すように、上流側槽の散気手段４４の上方に撹拌手段４２を配置することも可能である。散気手段４４からの空気量を調整するために、溶存酸素濃度計（センサＳ３）の値で散気手段４４に空気を送る送風機の回転数等を制御することが好ましい。この場合の溶存酸素の濃度は０．５ｍｇ／Ｌ以下で、好ましくは０．３ｍｇ／Ｌ以下である。なお、図７（ｂ）の符号（８）に向かう点線矢印は、溶存酸素濃度計であるセンサＳ３の信号を制御装置８に伝送することを意味している。
【００５２】
図７（ｃ）に示すように、第２生物処理槽内に仕切り壁を設けること無く、散気手段４１と撹拌手段４２を設けて低溶存酸素状態での処理を行うことも可能である。分注された有機性廃水および第１生物処理槽流出液の合計水量の処理時間が２時間以上のとなるようにすると処理水水質が良好となる。
【実施例１】
【００５３】
有機性廃水（原水）の第２生物処理槽への流入量の比率、すなわち第２生物処理槽への原水の分配率を変化させた実験を行った。本実施例ではシステム全体でのＢＯＤ容積負荷と各原水の分配率について、実施態様を図１に示す。以下の実施例では第２生物処理槽への原水分配率を「原水分配率」と省略する。【００５４】
本処理システムの原水となる有機性廃水は、７２ｍ３／ｄで、このＢＯＤ濃度は１５０ｍｇ／Ｌである。
固定型生物付着担体が充填された第１生物処理工程（以下、第１工程と略す）と沈殿工程から汚泥が返送される浮遊式微生物処理を行う第２生物処理工程（以下、第２工程と略す）で処理を行い、沈殿工程で固液分離を行うことで、原水の処理を行うこととしている。
沈殿工程では水面積当たりの分離速度２０ｍ３／ｍ２／ｄで重力式沈殿池で固液分離を行い、処理水の水質で評価した。
ＲＵＮ１〜ＲＵＮ７におけるＢＯＤ濃度及びＳ−ＢＯＤ（溶解性ＢＯＤ）値の測定は公定法ＪＩＳ−Ｋ０１０２：２０１６版に準拠した。【００５５】
結果の評価方法は、目標値の達成で評価する。具体的には下記のようになる。
ＢＯＤ転換からみたＳＳ発生濃度推定値をＢＯＤの６６％としている。ＢＯＤ１５０ｍｇ／Ｌであるのでこの場合のＳＳ発生濃度を１００ｍｇ／Ｌとした。
１）ＢＯＤ除去率９５％以上かつＳＳ１０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「非常に満足」と評価し、記号○で表す。ＳＳ１０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は９０％以上となる。
２）ＢＯＤ除去率は８０％以上〜９５％未満かつＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「満足」と評価し、記号△で表す。ＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は８０％以上となる。
３）ＳＳ濃度に関わらずＢＯＤ除去率が８０％未満の場合には「不満足」と評価し、記号×で表す。【００５６】
【表１】
2020080460.tif 000003
【００５７】
実験はまず、表１に示すように、沈殿工程は変えず、第１工程と第２工程のそれぞれの槽の容量を変化させ、第１工程と第２工程の合計容量に対する処理システム全体のＢＯＤ容積負荷（以下システム全体のＢＯＤ負荷という）を０．５ｋｇ／ｍ３／ｄ〜１．５ｋｇ／ｍ３／ｄの７通りのＲＵＮ（ＲＵＮ１〜ＲＵＮ７）で行った。各ＲＵＮにおいて第１工程、第２工程への原水分配率を５ポイントずつ変化させて処理水の評価を行った。
第１工程、第２工程の槽の容量は負荷に応じて調整し、その容量は各ＲＵＮ毎に表１に示している。第１工程の固定型生物付着担体には内部に空隙があり、目幅のある籠（かご）状のものを上下支持材で固定した。固定型生物付着担体の充填容量は第１工程（反応槽）容量の６０％である。第２工程のＭＬＳＳ濃度（処理槽にいる細菌の濃度）は１０００ｍｇ／Ｌとなるように調整した。実験結果も併せて表１に示す。【００５８】
ＲＵＮ１では第１工程の槽容量１１ｍ３、第２工程１１ｍ３でシステム全体のＢＯＤ負荷を０．５ｋｇ／ｍ３／ｄとした。
まず原水分配率は５％に設定すると、第２工程への原水量は３．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．０５ｋｇ／ｍ３／ｄであった。この原水分配率は５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１６．５ｍｇ／Ｌで除去率８９％、ＳＳ濃度は１７ｍｇ／Ｌで「満足（△）」の評価であった。【００５９】
つぎに、原水分配率を１０％、１５％、２０％、２５％、３０％までにあげると、第２工程への原水量は７．２ｍ３から２１．６ｍ３まで３．６ｍ３間隔で増加する。第２工程でのＢＯＤ負荷は分配率に応じて０．１〜０．２９ｋｇ／ｍ３／ｄとなっている。
この原水分配率１０％、１５％、２０％、２５％、３０％まで沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は６〜７ｍｇ／ＬでＢＯＤ除去率９５〜９６％、ＳＳ濃度は７〜１０ｍｇ／Ｌで「非常に満足（○）」の評価であった。【００６０】
原水分配率を３５％、４０％、４５％、５０％までにあげると、第２工程への原水量は２５．２ｍ３から３６ｍ３まで増加する。第２工程でのＢＯＤ負荷は分配率に応じて０．３５〜０．５０ｋｇ／ｍ３／ｄとなっている。
この原水分配率３５％、４０％、４５％、５０％まで沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１２〜２９ｍｇ／ＬでＢＯＤ除去率８１〜９２％、ＳＳ濃度は７〜１８ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００６１】
さらに、原水分配率を５５％に設定すると、第２工程への原水量は３９．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は処理限界以上の０．５５ｋｇ／ｍ３／ｄであった。原水分配率５５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は３８ｍｇ／Ｌで除去率７５％、ＳＳ濃度は２４ｍｇ／Ｌで「満足できない（×）」の評価であった。【００６２】
ＲＵＮ２では第１工程の槽容量９ｍ３、第２工程９ｍ３でシステム全体のＢＯＤ負荷を０．６ｋｇ／ｍ３／ｄとした。
まず原水分配率は５％に設定すると、第２工程への原水量は３．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．０６ｋｇ／ｍ３／ｄであった。ＲＵＮ２の原水分配率５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１６．５ｍｇ／Ｌで除去率８９％、ＳＳ濃度は１５ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００６３】
つぎに、原水分配率を１０％、１５％、２０％、２５％までにあげると、第２工程への原水量は７．２ｍ３から１８ｍ３まで３．６ｍ３間隔で増加する。第２工程でのＢＯＤ負荷は分配率に応じて０．１２〜０．３０ｋｇ／ｍ３／ｄとなっている。
この原水分配率１０％、１５％、２０％、２５％まで沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は６〜７ｍｇ／ＬでＢＯＤ除去率９６％、ＳＳ濃度は７〜１０ｍｇ／Ｌで「非常に満足」の評価であった。【００６４】
原水分配率を３０％、３５％、４０％までにあげると、第２工程への原水量は２１．６ｍ３から２８．８ｍ３まで増加する。第２工程でのＢＯＤ負荷は分配率に応じて０．３６〜０．４８ｋｇ／ｍ３／ｄとなっている。
この原水分配率３０％、３５％、４０％まで沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１２〜２６ｍｇ／ＬでＢＯＤ除去率８３〜９２％、ＳＳ濃度は７〜１６ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００６５】
さらに、原水分配率を４５％に設定すると、第２工程への原水量は３２．４ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は処理限界以上の０．５４ｋｇ／ｍ３／ｄであった。原水分配率４５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は３９ｍｇ／Ｌで除去率７４％、ＳＳ濃度は２５ｍｇ／Ｌで「満足できない」の評価であった。【００６６】
ＲＵＮ３では第１工程の槽容量８ｍ３、第２工程８ｍ３でシステム全体のＢＯＤ負荷を０．７ｋｇ／ｍ３／ｄとした。
まず原水分配率は５％に設定すると、第２工程への原水量は３．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．０７ｋｇ／ｍ３／ｄであった。ＲＵＮ３の原水分配率５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１６．５ｍｇ／Ｌで除去率８９％、ＳＳ濃度は１４ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００６７】
つぎに、原水分配率を１０％、１５％、２０％までにあげると、第２工程への原水量は７．２ｍ３から１４．４ｍ３まで３.６ｍ３間隔で増加する。第２工程でのＢＯＤ負荷は分配率に応じて０．１４〜０．２７ｋｇ／ｍ３／ｄとなっている。
この原水分配率１０％、１５％、２０％まで沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は５〜６ｍｇ／ＬでＢＯＤ除去率９６％、ＳＳ濃度は６〜８ｍｇ／Ｌで「非常に満足」の評価であった。【００６８】
さらに原水分配率は２５％、３０％、３５％に設定すると、第２工程への原水量は１８〜２５．２ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．３６〜０．４８ｋｇ／ｍ３／ｄであった。ＲＵＮ３の原水分配率２５％、３０％、３５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１２〜２４ｍｇ／Ｌで除去率８４〜９２％、ＳＳ濃度は７〜１５ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００６９】
さらに、原水分配率を４０％に設定すると、第２工程への原水量は２８．８ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は処理限界以上の０．５５ｋｇ／ｍ３／ｄであった。原水分配率４０％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は３９ｍｇ／Ｌで除去率７４％、ＳＳ濃度は２５ｍｇ／Ｌで「満足できない」の評価であった。【００７０】
ＲＵＮ４では第１工程の槽容量６．８ｍ３、第２工程６．８ｍ３でシステム全体のＢＯＤ負荷を０．８ｋｇ／ｍ３／ｄとした。
まず原水分配率は５％に設定すると、第２工程への原水量は３．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．０９ｋｇ／ｍ３／ｄであった。ＲＵＮ３の原水分配率５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１６．５ｍｇ／Ｌで除去率８９％、ＳＳ濃度は１４ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００７１】
つぎに、原水分配率を１０％、１５％までにあげると、第２工程への原水量は７．２ｍ３から１０．８ｍ３まで３.６ｍ３間隔で増加する。第２工程でのＢＯＤ負荷は分配率に応じて０．１７〜０．２６ｋｇ／ｍ３／ｄとなっている。
この原水分配率１０％、１５％まで沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は５〜６ｍｇ／ＬでＢＯＤ除去率９６％、ＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌで「非常に満足」の評価であった。【００７２】
原水分配率は２０％、２５％、３０％に設定すると、第２工程への原水量は１４．４〜２１．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．３４〜０．５ｋｇ／ｍ３／ｄであった。ＲＵＮ４の原水分配率２０％、２５％、３０％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１０．５〜２９．５ｍｇ／Ｌで除去率８０〜９３％、ＳＳ濃度は１０〜２０ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００７３】
さらに、原水分配率を３５％に設定すると、第２工程への原水量は２５．２ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は処理限界以上の０．５６ｋｇ／ｍ３／ｄであった。原水分配率３５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は４２ｍｇ／Ｌで除去率７２％、ＳＳ濃度は２７ｍｇ／Ｌで「満足できない」の評価であった。【００７４】
ＲＵＮ５では第１工程の槽容量６ｍ３、第２工程６ｍ３でシステム全体のＢＯＤ負荷を０．９ｋｇ／ｍ３／ｄとした。
まず原水分配率は５％に設定すると、第２工程への原水量は３．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．０９ｋｇ／ｍ３／ｄであった。ＲＵＮ３の原水分配率５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１６．５ｍｇ／Ｌで除去率８９％、ＳＳ濃度は１２ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００７５】
つぎに、原水分配率を１０％、１５％までにあげると、第２工程への原水量は７．２ｍ３から１０．８ｍ３まで増加する。第２工程でのＢＯＤ負荷は分配率に応じて０．１８〜０．２７ｋｇ／ｍ３／ｄとなっている。
この原水分配率１０％、１５％まで沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は６ｍｇ／ＬでＢＯＤ除去率９６％、ＳＳ濃度は９〜１０ｍｇ／Ｌで「非常に満足」の評価であった。【００７６】
さらに原水分配率は２０％、２５％に設定すると、第２工程への原水量は１４．４〜１８ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．３６〜０．４５ｋｇ／ｍ３／ｄであった。ＲＵＮ５の原水分配率２０％、２５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は２３〜２８ｍｇ／Ｌで除去率８１〜８５％、ＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００７７】
原水分配率は３０％に設定した場合、第２工程への原水量は２１．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．５４ｋｇ／ｍ３／ｄであった。沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は３１ｍｇ／Ｌで除去率７９％、ＳＳ濃度は１５ｍｇ／Ｌで「満足できない」の評価であった。【００７８】
先にのべたように、本発明に使用される第２生物処理槽（処理工程）は、通常の浮遊汚泥、いわゆる活性汚泥法による生物処理法であり、沈殿工程での沈降性のよい汚泥を生成するためのＢＯＤ容積負荷は０．１ｋｇ／ｍ３／ｄ〜０．５ｋｇ／ｍ３／ｄ、好ましくはＢＯＤ容積負荷は０．１ｋｇ／ｍ３／ｄ〜０．３ｋｇ／ｍ３／ｄとなる。【００７９】
第２工程でのＢＯＤ負荷が０．５ｋｇ／ｍ３／ｄを超えるようになった場合にはここでの処理能力をオーバーする。そのため、第２工程でのＢＯＤ負荷が０．５ｋｇ／ｍ３／ｄ以下に設定することも重要である。【００８０】
ＲＵＮ６では第１工程の槽容量５．４ｍ３、第２工程５．４ｍ３でシステム全体のＢＯＤ負荷を１．０ｋｇ／ｍ３／ｄとした。
まず原水分配率は５％に設定すると、第２工程への原水量は３．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は０．１ｋｇ／ｍ３／ｄであった。ＲＵＮ６の原水分配率５％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は２２ｍｇ／Ｌで除去率８５％、ＳＳ濃度は１４ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００８１】
つぎに、原水分配率を１０％、１５％、２０％、２５％までにあげると、第２工程への原水量は７．２ｍ３から１８ｍ３まで増加する。第２工程でのＢＯＤ負荷は分配率に応じて０．２〜０．５ｋｇ／ｍ３／ｄとなっている。
この原水分配率１０％、１５％、２０％、２５％まで沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は２１〜２８ｍｇ／ＬでＢＯＤ除去率８１〜８６％、ＳＳ濃度は１４〜１８ｍｇ／Ｌで「満足」の評価であった。【００８２】
さらに原水分配率は３０％に設定すると、第２工程への原水量は２１．６ｍ３となり、第２工程でのＢＯＤ負荷は処理限界以上の０．６ｋｇ／ｍ３／ｄであった。ＲＵＮ６の原水分配率３０％での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は３２ｍｇ／Ｌで除去率７９％、ＳＳ濃度は２５ｍｇ／Ｌで「満足できない」の評価であった。【００８３】
表１のＢＯＤ容積負荷に対する原水分配率との関係を、図６のグラフに示す。なお、グラフ内の「○」「△」「×」の記号は、表１の評価を反映したものである。
図６を見ると、有機性廃水の総供給量に対する第２生物処理槽に供給される有機性廃水の供給量の比率Ｙ（％）は、が０．５以上、０．８１４未満の範囲で以下の式１を満足し、Ｘが０．８１４以上、１．５以下の範囲で以下の式２を満たすように調整することで、処理水の水質を「△（満足）」以上に設定できることが理解される。
（式１）  ５≦Ｙ＜−６３Ｘ＋８２．５
（式２）  ５≦Ｙ＜−２０Ｘ＋４７．５【００８４】
図６の上側の２つの直線（点線）は、有機性廃水の総供給量に対する第２生物処理槽に供給される有機性廃水の供給量の比率Ｙ（％）の上限値を特定するため、評価が「△」と「×」の境界部分を直線で近似したものである。
２つの直線の交点は、図６にも示したように（Ｘ，Ｙ）＝（０．８１４，３１．２）となる。【００８５】
また、実施例１の結果から、処理水の水質をＢＯＤ濃度やＳＳ濃度の観点から「満足」と評価できるレベル以上に保つには、浮遊式微生物を利用する第２生物処理槽へのＢＯＤ容積負荷を、０．０５ｋｇ／ｍ３／ｄ（ＲＵＮ１の第２工程への分配率５％）から０．５ｋｇ／ｍ３／ｄ（ＲＵＮ１の同分配率５０％やＲＵＮ６の分配率２５％）までの範囲に設定することが好ましいことが理解される。この数値は、特許文献２に開示されているような、汚泥負荷の目安「０．０２５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｄ」と比較すると、この２倍〜２０倍の範囲に相当する。
本発明のような固定型生物付着担体を用いた生物処理装置において、処理水の水質を改善するには、浮遊式微生物を使用する第２生物処理槽には、高い汚泥負荷が必要となることが理解される。
【実施例２】
【００８６】
本願発明では、第１工程は容積負荷を高くとれ、その処理可能な最大の容積負荷は実施例１のＲＵＮ７にあるように３ｋｇ／ｍ３／ｄである。一方、第２工程は０．５ｋｇ／ｍ３／ｄが最大の処理負荷である。システム全体としては第１工程に負荷与え、処理水質が許容できる範囲で第２工程で最小限の負荷を与えるのが技術的に合理的である。
実施例２では、ＲＵＮ８として原水のＢＯＤ濃度が高くなった場合の原水分配率の検証を行った。また、ＲＵＮ９として、第１工程に対して第２工程の容量を大きくした場合の最終処理水の変化を検証した。第２工程のＭＬＳＳ濃度は１０００ｍｇ／Ｌとした。【００８７】
ＲＵＮ８の結果を表２に示す。ＲＵＮ８での原水となる有機性廃水は、２４ｍ３／ｄで、このＢＯＤ濃度は４５０ｍｇ／Ｌである。ＢＯＤ濃度が高くなった場合でも第２工程への分配率に再現性があるか否かの検討を行った。システム全体の負荷は０．９ｋｇ／ｍ３／ｄで実施例１のＲＵＮ５の負荷と同等である。
第１工程の容量は６ｍ３、第２工程の容量を６ｍ３として原水の分配率の検討を行った。沈殿工程では水面積当たりの分離速度２０ｍ３／ｍ２／ｄで重力式沈殿池で固液分離を行い、処理水の水質で評価した。【００８８】
結果の評価方法は、目標値の達成で評価する。具体的には下記のようになる。
ＢＯＤ転換からみたＳＳ発生濃度推定値をＢＯＤの６６％としている。ＢＯＤ４５０ｍｇ／Ｌであるのでこの場合のＳＳ発生濃度を３００ｍｇ／Ｌとした。
１）ＢＯＤ除去率９５％以上かつＳＳ３０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「非常に満足」と評価し、記号○で表す。ＳＳ３０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は９０％以上となる。
２）ＢＯＤ除去率は８０％以上〜９５％未満かつＳＳ６０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「満足」と評価し、記号△で表す。ＳＳ６０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は８０％以上となる。
３）ＳＳ濃度に関わらずＢＯＤ除去率が８０％未満の場合には「不満足」と評価し、記号×で表す。【００８９】
【表２】
2020080460.tif 000004
【００９０】
ＲＵＮ８のＢＯＤ濃度が実施例１に比べて３倍高い。この状態でＲＵＮ８の処理水の結果を実施例１のＲＵＮ５と比較する。分配率５〜２５％で処理の評価は「満足（△）」と「非常に満足（○）」であり、ＲＵＮ８は実施例１のＲＵＮ５と同一の評価となっている。このＲＵＮ８においても第２工程の容積負荷が０．５ｋｇ／ｍ３／ｄをオーバーした分配率３０％になると水質は「満足できない」という評価になった。【００９１】
ＲＵＮ８のように、原水のＢＯＤ濃度が増加（変動）した場合であっても、有機性廃水の総供給量に対する第２生物処理槽に供給される有機性廃水の供給量の比率を、上述した式１又は式２で規定される数値範囲に調整することで、処理水の水質を「満足（△）」以上に設定できることが理解される。【００９２】
ＲＵＮ９では第１工程の容量は６ｍ３、第２工程の容量を１２ｍ３として原水の分配率の検討を行った。原水水量、原水ＢＯＤ沈殿濃度はＲＵＮ８と同様とした。沈殿工程では水面積当たりの分離速度２０ｍ３／ｍ２／ｄで重力式沈殿池で固液分離を行い、処理水の水質で評価した。
第２工程の容量が１２ｍ３と増大したことで、システム全体の負荷は０．６ｋｇ／ｍ３／ｄになり、第２工程の容積負荷は限界値０．５ｋｇ／ｍ３／ｄ未満となっている。、処理水はＢＯＤ除去率９５％以上でＳＳは３０ｍｇ／Ｌ以下で「非常に満足」の評価範囲となっている。【００９３】
上記結果より、原水のＢＯＤにかかわらず、システム全体のＢＯＤ負荷を設定し、第２工程の第２工程の容積負荷は限界値０．５ｋｇ／ｍ３／ｄとなるように原水の分配率を調整すればいいことになる。実施例１で示された適用範囲は原水のＢＯＤ濃度、システム全体の容積負荷、第２工程の容積負荷は限界値から再現性があると判断された。【００９４】
また、ＲＵＮ９のように、第１工程の容量に対し第２工程の容量を大きくすることができる場合には、有機性廃水の総供給量に対する第２生物処理槽に供給される有機性廃水の供給量の比率は、式１又は式２で規定される上限値を超える広い数値範囲に設定しても、処理水の水質が改善できることが容易に理解される。しかしながら、第２工程の容量を単純に増加することは、スペース的にもコスト的にも問題が多いため、第２工程の容量は、ＲＵＮ９のように第１工程の２倍を上限とすることが好ましい。【００９５】
逆に、第１工程の容量に対する第２工程の容量を小さくした場合について検討する。例えば、実施例１のＲＵＮ２において、第１工程の容量を９ｍ３、第２工程の容量を４．５ｍ３に設定した場合を検討する。この場合のシステム全体のＢＯＤ容積負荷は０．８ｋｇ／ｍ３／ｄである。仮に、第２工程への有機性排水の供給量（原水分配率）の比率を５％と１０％に設定した場合、第２工程でのＢＯＤ容積負荷は各々０．１２ｋｇ／ｍ３／ｄと０．２４ｋｇ／ｍ３／ｄとなる。実施例１の第２工程でのＢＯＤ容積負荷が０．１〜０．３ｋｇ／ｍ３／ｄの範囲では「非常に満足」の水質が得られていることから、この場合も同様に処理水の水質改善が期待できる。【００９６】
第１工程の容量に対する第２工程の容量をより小さくする場合には、一般的に、第２工程のＢＯＤ容積負荷を最適にするためには、第２工程への原水分配量をより絞る必要がある。しかしながら、第２工程への原水分配率を５％より低くすると、原水の処理量や原水のＢＯＤ濃度が変化した場合、原水の分配率を調整する幅が狭く、第２工程のＢＯＤ容積負荷を最適状態に維持することが困難となる。
このため、第１工程の容量に対する第２工程の容量の比率は、０．５倍以上に設定することが好ましい。【００９７】
以上のことから、第２工程の容量は、第１工程の容量の０．５〜２倍の範囲に設定することが好ましい。なお、本発明では、第１工程では、ＢＯＤの処理能力が高い反面、ＳＳ濃度も高くなり易い。そして、第２工程では、このＳＳ濃度を低減する役割が期待される。このため、第２工程は、第１工程よりも処理速度をより遅く維持することが必要となり、第２工程の容量は、第１工程の容量の１〜２倍の範囲に設定することが、より好ましいと言える。
【実施例３】
【００９８】
ＲＵＮ１１での原水となる有機性廃水は、７２ｍ３／ｄである。有機性廃水の濃度やシステム全体の負荷０．６ｋｇ／ｍ３／ｄをもとに第１工程の容量を９ｍ３、第２工程の容量を９ｍ３にして処理を行った。第２工程のＭＬＳＳは１０００ｍｇ／Ｌとなるように返送汚泥量をＲＵＮごとに変化させた。沈殿工程では水面積当たりの分離速度２０ｍ３／ｍ２／ｄで重力式沈殿池で固液分離を行い、処理水の水質で評価した。実施の方法は図５に示す方法で行った。【００９９】
結果の評価方法は、目標値の達成で評価する。具体的には下記のようになる。
ＢＯＤ転換からみたＳＳ発生濃度推定値をＢＯＤの６６％としている。ＢＯＤ１５０ｍｇ／Ｌであるのでこの場合のＳＳ発生濃度を１００ｍｇ／Ｌとした。
１）ＢＯＤ除去率９５％以上かつＳＳ１０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「非常に満足」と評価し、記号○で表す。ＳＳ１０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は９０％以上となる。
２）ＢＯＤ除去率は８０％以上〜９５％未満かつＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「満足」と評価し、記号△で表す。ＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は８０％以上となる。
３）ＳＳ濃度に関わらずＢＯＤ除去率が８０％未満の場合には「不満足」と評価し、記号×で表す。【０１００】
具体的には有機物濃度の測定できる検知器を、原水ラインと、第２工程内の第１工程の流出部と第２工程への原水が合流する水質測定部を設け、これらの２つの信号（溶解性ＢＯＤ値）を演算機構に導入し、第２工程の水質測定部の溶解性ＢＯＤ値が、原水の溶解性ＢＯＤ値に対して所定の割合になるように流量調整機構を調整し、第２工程への原水流量を調整した。このことで、結果的には第１工程の流量も変化することになる。なお、溶解性ＢＯＤ値とはＳＳを除外したＢＯＤ濃度のことであり、第２工程ではＭＬＳＳが１０００ｍｇ／Ｌであるため、ＢＯＤ測定では誤差が大きいことから、ＭＬＳＳをろ過で除外した溶解性ＢＯＤの値を制御の指標とした。【０１０１】
ＲＵＮ１１では原水のＢＯＤ濃度は１５０ｍｇ／Ｌで、システム全体のＢＯＤ負荷０．６ｋｇ／ｍ３／ｄで設計されている。第１工程の容量は９ｍ３、第２工程の容量は９ｍ３である。ＲＵＮ１１の結果を表３に示す。ＲＵＮ１１ではＢＯＤ濃度及びＳ−ＢＯＤ値の測定は水中浸漬型水質測定器スペクトライザＢＯＤ計（型式Ｓｐ１−００５−ｐＯ−ｓＮＯ−０７５，荏原実業株式会社製）を用いた。【０１０２】
【表３】
2020080460.tif 000005
【０１０３】
表３では第２工程の水質測定部の溶解性ＢＯＤ値をＳ−ＢＯＤ値と表記する。
テスト１１では第２工程への原水分配量は５ｍ３でＳ−ＢＯＤ値は１０ｍｇ／Ｌであり、原水ＢＯＤ濃度に対しては６．７％となっている。このテスト１１での沈殿工程後の処理水のＢＯＤ濃度は１５ｍｇ／Ｌで除去率９０％、ＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌで「満足（△）」の評価であった。【０１０４】
テスト１２では、第２工程への原水分配量は流量調整機構を調整し７ｍ３／ｄに上げたところ、Ｓ−ＢＯＤ値は１５ｍｇ／Ｌとなり、原水ＢＯＤ濃度に対しては１０％となった。このテスト１２では沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は３ｍｇ／Ｌで除去率９８％と大幅に上昇するとともに、ＳＳ濃度は８ｍｇ／Ｌであった。ＢＯＤ除去率とＳＳ濃度からテスト１２の処理結果は「非常に満足（○）」の評価であった。【０１０５】
テスト１３では原水分配量を１１ｍ３／ｄ、テスト１４では原水分配量を１４ｍ３／ｄにあげたところ、Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は、テスト１３で２３ｍｇ／Ｌ、１５．３％、テスト１４で３０ｍｇ／Ｌ、２０％になった。これらの状態でも、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は３ｍｇ／Ｌで除去率９８％が維持できていた。ＳＳ濃度は５ｍｇ／Ｌであった。ＢＯＤ除去率とＳＳ濃度からテスト１３及び１４の処理結果は「非常に満足」の評価であった。【０１０６】
テスト１５では原水分配量を調整し１８ｍ３／ｄにあげたところ、Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は、３８ｍｇ／Ｌ、２５．３％になった。この状態では、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は９ｍｇ／Ｌで除去率９４％とテスト１４に比べ低下した。ＳＳ濃度は１５ｍｇ／Ｌであった。ＢＯＤ除去率とＳＳ濃度からテスト１５の処理結果は「満足」の評価であった。
テスト１２〜テスト１４の結果からは、処理結果が「非常に満足」となる範囲は原水ＢＯＤ濃度に対するＳ−ＢＯＤ値は１０％〜２０％が妥当であると判断できた。【０１０７】
原水分配量を調整し、テスト１６で１９ｍ３／ｄ、テスト１７で２２ｍ３／ｄにあげた。Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は、４０ｍｇ／Ｌ、２６．７％、テスト１７では、Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤに対する割合は、４５ｍｇ／Ｌ、３０％、と原水ＢＯＤに対する割合の設定値１０％〜２０％より高かった。
沈殿工程後の処理水はテスト１６でＢＯＤ濃度が１５ｍｇ／Ｌで除去率９０％であり、ＳＳ濃度は１８ｍｇ／Ｌ、テスト１７で２１ｍｇ／Ｌで除去率８６％であり、ＳＳ濃度は２０ｍｇ／Ｌであった。
ＢＯＤ除去率とＳＳ濃度からテスト１６とテスト１７の処理結果は「満足」の評価であった。【０１０８】
テスト１８では原水分配量を調整し２４ｍ３／ｄとした。この場合、Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は、５０ｍｇ／Ｌ、原水ＢＯＤに対する割合は３３．３％になった。このテスト１８の場合、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は３３ｍｇ／Ｌで除去率７８％であり、ＳＳ濃度は２５ｍｇ／Ｌであった。ＢＯＤ除去率とＳＳ濃度からテスト１８の処理結果は「不満足（×）」の評価であった。【０１０９】
テスト１８終了後、第２工程の水質測定部のＳ−ＢＯＤ値を２３ｍｇ／Ｌ、原水ＢＯＤ濃度に対する割合を１５．３％とすべく演算機構を作動させて流量調整機構を調整し、原水分配量を下げたところ、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は３ｍｇ／Ｌで除去率９８％と大幅に上昇できた。この時の原水分配量は１１ｍ３／ｄとなっていた。【０１１０】
以上の結果から、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が、６．７％〜３０％の範囲になるように流量調整機構を調整すると、評価として「満足（△）」以上の状態となる。
さらに、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が、１０％〜２０％の範囲になるように流量調整機構を調整すると、評価として「非常に満足（○）」の状態となる。
これらのことから、第２工程のＳ−ＢＯＤ値を原水ＢＯＤ濃度に対する割合を設定することで本システムの水質の制御が可能となることが判明した。【０１１１】
以上のテストより、Ｓ−ＢＯＤ値を原水ＢＯＤ濃度に対する割合の設定値を６．７〜３０％、好ましくは１０％〜２０％とし、この値で演算機構を作動させ、流量調整機構を調整し、第２工程への原水流量を調整することで、容易に本システムの最適運転状態に維持できることが分かる。
【実施例４】
【０１１２】
ＲＵＮ１２では原水のＢＯＤ濃度は３００ｍｇ／Ｌで、システム全体のＢＯＤ負荷０．６ｋｇ／ｍ３／ｄで設計されている。第１工程の容量は１８ｍ３、第２工程の容量は１８ｍ３であり、第２工程のＭＬＳＳは１０００ｍｇ／Ｌとした。
ＲＵＮ１２ではＢＯＤ濃度及びＳ−ＢＯＤ値の測定は水中浸漬型水質測定器スペクトライザＢＯＤ計（型式Ｓｐ１−００５−ｐＯ−ｓＮＯ−０７５，荏原実業株式会社製）を用いた。
結果を表４に示す。ここでは第２工程の水質測定部の溶解性ＢＯＤ値をＳ−ＢＯＤ値と表記する。【０１１３】
結果の評価方法は、目標値の達成で評価する。具体的には下記のようになる。
ＢＯＤ転換からみたＳＳ発生濃度推定値をＢＯＤの６６％としている。ＢＯＤ３００ｍｇ／Ｌであるのでこの場合のＳＳ発生濃度を２００ｍｇ／Ｌとした。
１）ＢＯＤ除去率９５％以上かつＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「非常に満足」と評価し、記号○で表す。ＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は９０％以上となる。
２）ＢＯＤ除去率は８０％以上〜９５％未満かつＳＳ４０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「満足」と評価し、記号△で表す。ＳＳ４０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は８０％以上となる。
３）ＳＳ濃度に関わらずＢＯＤ除去率が８０％未満の場合には「不満足」と評価し、記号×で表す。【０１１４】
【表４】
2020080460.tif 000006
【０１１５】
このＲＵＮ１２での原水ＢＯＤ濃度が３００ｍｇ／Ｌと高いこともあって、実施の方法は図４に示す方法で行った。水質測定部ではなく、第２工程内の第１工程の流出部と第２工程への原水が合流する地点から採水し、直ちに分析する方法を採用した。【０１１６】
テスト２１では第２工程への原水分配量は５ｍ３でＳ−ＢＯＤ値は２０ｍｇ／Ｌであり、原水ＢＯＤ濃度に対しては６．７％となる。沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は３０ｍｇ／Ｌで除去率９０％、ＳＳ濃度は２０ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「満足（△）」であった。【０１１７】
テスト２２では第２工程への原水分配量を７ｍ３／ｄに上げたところ、Ｓ−ＢＯＤ値は３０ｍｇ／Ｌで原水ＢＯＤ濃度に対しては１０％となった。このテスト２２では沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は９ｍｇ／Ｌで除去率９７％、ＳＳ濃度は１６ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「非常に満足（○）」であり、水質は大幅に向上した。【０１１８】
原水分配量を調整し、テスト２３では１１ｍ３／ｄ、テスト２４では１４ｍ３／ｄに設定したところ、Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤに対する割合は、テスト２３では４５ｍｇ／Ｌ、１５．０％、テスト２４では６０ｍｇ／Ｌ、２０％になった。これらの状態でも、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は９ｍｇ／Ｌで除去率９７％、ＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「非常に満足」の状態を維持できていた。【０１１９】
テスト２５では原水分配量は流量調整機構を調整し１８ｍ３／ｄにあげたとことＳ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤに対する割合は、７５ｍｇ／Ｌ、２５．０％になった。この状態では、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は３０ｍｇ／Ｌで除去率９０％、ＳＳ濃度は２０ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「満足」であった。【０１２０】
テスト２６およびテスト２７では流量調整機構を調整して、原水分配量をテスト２６は１９ｍ３／ｄ、テスト２７は２２ｍ３／ｄとした。Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は、テスト２６は８０ｍｇ／Ｌ、２６．７％、テスト２７は９０ｍｇ／Ｌ、３０％であり、原水ＢＯＤ濃度に対する割合の設定値１０％〜２０％より高かった。この状態では、沈殿工程後の処理水は、テスト２６はＢＯＤ濃度は３６ｍｇ／Ｌで除去率８８％、ＳＳ濃度は３０ｍｇ／Ｌであり、テスト２７はＢＯＤ濃度は５８ｍｇ／Ｌで除去率８１％、ＳＳ濃度は３０ｍｇ／Ｌであり、処理水の評価は「満足」であった。【０１２１】
テスト２８では流量調整機構を調整して、原水分配量を２４ｍ３／ｄとした。Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は１００ｍｇ／Ｌ、３３．３％であり、原水ＢＯＤ濃度に対する割合の設定値１０％〜２０％より高かった。この状態では、沈殿工程後の処理水は、ＢＯＤ濃度で６４ｍｇ／Ｌで除去率７８％、ＳＳ濃度は４５ｍｇ／Ｌであり、処理水の評価は「不満足（×）」となった。【０１２２】
テスト２１〜テスト２８の結果から、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が６．７％〜３０％の範囲で、ＢＯＤ除去率９０％以上でＳＳは４０ｍｇ／Ｌ以下でＢＯＤ転換ＳＳ発生濃度推定値の２０％以下となり、評価として「満足」以上の状態となる。
さらに、テスト２２〜テスト２４の結果にみられるように、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が１０％〜２０％の範囲で、ＢＯＤ除去率９５％以上でＳＳは２０ｍｇ／Ｌ以下でＢＯＤ転換ＳＳ発生濃度推定値の１０％以下となり、評価として「非常に満足」の状態となる。【０１２３】
テスト２８の終了後、第２工程の水質測定部のＳ−ＢＯＤ値を４５ｍｇ／Ｌ、すなわち、原水ＢＯＤ濃度に対する割合を１５％とすべく演算機構を作動させ流量調整機構を調整し、原水分配量を下げたところ、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は９ｍｇ／Ｌで除去率９７％と大幅に上昇できた。この時の原水分配量は１１ｍ３／ｄとなっていた。また、原水ＢＯＤ濃度に対する比率を１０％〜２０％となるべくＳ−ＢＯＤ値で３０〜６０ｍｇ／Ｌに制御したところ、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は９ｍｇ／Ｌで除去率９７％と大幅に上昇し「非常に満足」の状態となり、制御の効果が検証できた。【０１２４】
以上の結果から、原水ＢＯＤ濃度を実施例３より高くした場合（ただし、システム全体のＢＯＤ負荷は、実施例３と同じである。）には、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が、６．７％〜３０％の範囲になるように流量調整機構を調整すると、評価として「満足（△）」以上の状態となる。
さらに、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が、１０％〜２０％の範囲になるように流量調整機構を調整すると、評価として「非常に満足(○）」の状態となる。
これらのことからも、原水のＢＯＤ濃度が変化しても、第２工程のＳ−ＢＯＤ値を原水ＢＯＤ濃度に対する割合を設定することで本システムの水質の制御が可能となることが判明した。
以上のテストより、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合を、６．７〜３０％、好ましくは１０％〜２０％とし、この値で演算機構を作動させ、流量調整機構を調整し、第２工程への原水流量を調整することで、容易に本システムの最適運転状態に維持できる。
【実施例５】
【０１２５】
実施例５としてＲＵＮ１３を行った。ＲＵＮ１３での原水となる有機性廃水量は、７２ｍ３／ｄである。ＲＵＮ１３では原水のＢＯＤ濃度は１５０ｍｇ／Ｌで、システム全体のＢＯＤ負荷０．９ｋｇ／ｍ３／ｄで設計されている。
第１工程の容量は６ｍ３、第２工程の容量は６ｍ３である。結果を表５に示す。ここでは第２工程の水質測定部の溶解性ＢＯＤ値をＳ−ＢＯＤ値と表記する。
実施の方法は図５に示す方法で行った。
ＲＵＮ１３ではＢＯＤ濃度及びＳ−ＢＯＤ値の測定は水中浸漬型水質測定器スペクトライザＢＯＤ計（型式Ｓｐ１−００５−ｐＯ−ｓＮＯ−０７５，荏原実業株式会社製）を用いた。【０１２６】
結果の評価方法は、目標値の達成で評価する。具体的には下記のようになる。
ＢＯＤ転換からみたＳＳ発生濃度推定値をＢＯＤの６６％としている。ＢＯＤ１５０ｍｇ／Ｌであるのでこの場合のＳＳ発生濃度を１００ｍｇ／Ｌとした。
１）ＢＯＤ除去率９５％以上かつＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「非常に満足」と評価し、記号○で表す。ＳＳ１０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は９０％以上となる。
２）ＢＯＤ除去率は８０％以上〜９５％未満かつＳＳ４０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「満足」と評価し、記号△で表す。ＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は８０％以上となる。
３）ＳＳ濃度に関わらずＢＯＤ除去率が８０％未満の場合には「不満足」と評価し、記号×で表す。【０１２７】
【表５】
2020080460.tif 000007
【０１２８】
このＲＵＮ１３での原水ＢＯＤ濃度が１５０ｍｇ／Ｌであり、実施の方法は図４に示す方法で行った。水質測定部ではなく、第２工程内への第１工程の流出部と第２工程への原水が合流する地点から採水し、直ちに分析する方法を採用した。【０１２９】
テスト３１では第２工程への原水分配量は５ｍ３でＳ−ＢＯＤ値は１０ｍｇ／Ｌであり、原水ＢＯＤ濃度に対しては６．７％となる。沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は１５ｍｇ／Ｌで除去率９０％、ＳＳ濃度は１２ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「満足（△）」であった。【０１３０】
テスト３２では第２工程への原水分配量を７ｍ３／ｄに上げたところ、Ｓ−ＢＯＤ値は１５ｍｇ／Ｌで原水ＢＯＤ濃度に対しては１０％となった。このテスト３２では沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は４．５ｍｇ／Ｌで除去率９７％、ＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「非常に満足（○）」であり、水質は大幅に向上した。【０１３１】
原水分配量を調整し、テスト３３では１１ｍ３／ｄ、テスト３４では１４ｍ３／ｄに設定したところ、Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤに対する割合は、テスト３３では２３ｍｇ／Ｌ、１５．０％、テスト３４では３０ｍｇ／Ｌ、２０％になった。これらの状態でも、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は４．５ｍｇ／Ｌで除去率９７％、ＳＳ濃度は７ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「非常に満足」の状態を維持できていた。【０１３２】
テスト３５では原水分配量は流量調整機構を調整し１８ｍ３／ｄにあげたとことＳ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤに対する割合は、３８ｍｇ／Ｌ、２５．０％になった。この状態では、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は１５ｍｇ／Ｌで除去率９０％、ＳＳ濃度は１２ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「満足」であった。【０１３３】
テスト３６およびテスト３７では流量調整機構を調整して、原水分配量をテスト３６は１９ｍ３／ｄ、テスト３７は２２ｍ３／ｄとした。Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は、テスト３６は４０ｍｇ／Ｌ、２６．７％、テスト３７は４５ｍｇ／Ｌ、３０％であり、原水ＢＯＤ濃度に対する割合の設定値１０％〜２０％より高かった。この状態では、沈殿工程後の処理水は、テスト３６はＢＯＤ濃度は１８ｍｇ／Ｌで除去率８８％、ＳＳ濃度は１７ｍｇ／Ｌであり、テスト３７はＢＯＤ濃度は２７ｍｇ／Ｌで除去率８２％、ＳＳ濃度は２０ｍｇ／Ｌであり、処理水の評価は「満足」であった。【０１３４】
テスト３８では流量調整機構を調整して、原水分配量を２４ｍ３／ｄとした。Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は５０ｍｇ／Ｌ、３３．３％であり、原水ＢＯＤ濃度に対する割合の設定値１０％〜２０％より高かった。この状態では、沈殿工程後の処理水は、ＢＯＤ濃度で３８ｍｇ／Ｌで除去率７５％、ＳＳ濃度は２８ｍｇ／Ｌであり、処理水の評価は「不満足（×）」となった。【０１３５】
テスト３１〜テスト３８の結果から、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が６．７％〜３０．０％の範囲で、ＢＯＤ除去率９０％以上でＳＳは２０ｍｇ／Ｌ以下でＢＯＤ転換ＳＳ発生濃度推定値の２０％以下となり、評価として「満足」以上の状態となる。
さらに、テスト３２〜テスト３４の結果にみられるように、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が１０％〜２０％の範囲で、ＢＯＤ除去率９５％以上でＳＳは１０ｍｇ／Ｌ以下でＢＯＤ転換ＳＳ発生濃度推定値の１０％以下となり、評価として「非常に満足」の状態となる。【０１３６】
テスト３８の終了後、第２工程の水質測定部のＳ−ＢＯＤ値を２３ｍｇ／Ｌ、すなわち、原水ＢＯＤ濃度に対する割合を１５％とすべく演算機構を作動させ流量調整機構を調整し、原水分配量を下げたところ、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は４．５ｍｇ／Ｌで除去率９７％と大幅に上昇でき、ＳＳ濃度も７ｍｇ／Ｌなった。この時の原水分配量は１１ｍ３／ｄとなっていた。また、原水ＢＯＤ濃度に対する比率を１０％〜２０％となるべくＳ−ＢＯＤ値で１５〜３０ｍｇ／Ｌに制御したところ、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は４．５ｍｇ／Ｌで除去率９７％に大幅に上昇するとともに、ＳＳ濃度も７ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌとなり、「非常に満足」の状態が継続し、制御の効果が検証できた。【０１３７】
以上の結果より、システム全体のＢＯＤ負荷を高く（変化）した場合でも、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が、６．７％〜３０％の範囲になるように流量調整機構を調整すると、評価として「満足（△）」以上の状態となる。
さらに、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値が、１０％〜２０％の範囲になるように流量調整機構を調整すると、評価として「非常に満足（○）」の状態となる。
これらのことから、システム全体のＢＯＤ負荷を変動させた際も、第２工程のＳ−ＢＯＤ値を原水ＢＯＤ濃度に対して所定の割合に設定することで本システムの水質の制御が可能となることが判明した。
以上のテストより、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合を、６．７〜３０％、好ましくは１０％〜２０％とし、この値で演算機構を作動させ、流量調整機構を調整し、第２工程への原水流量を調整することで、容易に本システムの最適運転状態に維持できる。
【実施例６】
【０１３８】
実施例６としてＲＵＮ１４を行った。ＲＵＮ１４での原水となる有機性廃水は、７２ｍ３／ｄである。ＲＵＮ１４では原水のＢＯＤ濃度は３００ｍｇ／Ｌで、システム全体のＢＯＤ負荷０．９ｋｇ／ｍ３／ｄで設計されている。
第１工程の容量は１２ｍ３、第２工程の容量は１２ｍ３である。結果を表６に示す。ここでは第２工程の水質測定部の溶解性ＢＯＤ値をＳ−ＢＯＤ値と表記する。
ＲＵＮ１４ではＢＯＤ濃度及びＳ−ＢＯＤ値の測定は水中浸漬型水質測定器スペクトライザＢＯＤ計（型式Ｓｐ１−００５−ｐＯ−ｓＮＯ−０７５，荏原実業株式会社製）を用いた。【０１３９】
結果の評価方法は、目標値の達成で評価する。具体的には下記のようになる。ＢＯＤ転換からみたＳＳ発生濃度推定値をＢＯＤの６６％としている。ＢＯＤ３００ｍｇ／Ｌであるのでこの場合のＳＳ発生濃度を２００ｍｇ／Ｌとした。
１）ＢＯＤ除去率９５％以上かつＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「非常に満足」と評価し、記号○で表す。ＳＳ２０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は９０％以上となる。
２）ＢＯＤ除去率は８０％以上〜９５％未満かつＳＳ４０ｍｇ／Ｌ以下の場合は「満足」と評価し、記号△で表す。ＳＳ４０ｍｇ／Ｌ以下の場合は、推定除去率は８０％以上となる。
３）ＳＳ濃度に関わらずＢＯＤ除去率が８０％未満の場合には「不満足」と評価し、記号×で表す。【０１４０】
【表６】
2020080460.tif 000008
【０１４１】
このＲＵＮ１４での原水ＢＯＤ濃度が３００ｍｇ／Ｌであり、実施の方法は図４に示す方法で行った。水質測定部ではなく、第２工程内の第１工程の流出部と第２工程への原水が合流する地点から採水し、直ちに水中浸漬型水質測定器スペクトライザＢＯＤ計（型式Ｓｐ１−００５−ｐＯ−ｓＮＯ−０７５，荏原実業株式会社製）で分析する方法を採用した。【０１４２】
テスト４１では第２工程への原水分配量は５ｍ３でＳ−ＢＯＤ値は２０ｍｇ／Ｌであり、原水ＢＯＤ濃度に対しては６．７％となる。沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は３０ｍｇ／Ｌで除去率９０％、ＳＳ濃度は１７ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「満足（△）」であった。【０１４３】
テスト４２では第２工程への原水分配量を７ｍ３／ｄに上げたところ、Ｓ−ＢＯＤ値は３０ｍｇ／Ｌで原水ＢＯＤ濃度に対しては１０％となった。このテスト４２では沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は９ｍｇ／Ｌで除去率９７％、ＳＳ濃度は１４ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「非常に満足（○）」であり、水質は大幅に向上した。【０１４４】
原水分配量を調整し、テスト４３では１１ｍ３／ｄ、テスト４４では１４ｍ３／ｄに設定したところ、Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤに対する割合は、テスト４３では４５ｍｇ／Ｌ、１５．０％、テスト４４では６０ｍｇ／Ｌ、２０％になった。これらの状態でも、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は９ｍｇ／Ｌで除去率９７％、ＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「非常に満足」の状態を維持できていた。【０１４５】
テスト４５では原水分配量は流量調整機構を調整し１８ｍ３／ｄに上げたところ、Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤに対する割合は、７５ｍｇ／Ｌ、２５．０％になった。この状態では、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は３０ｍｇ／Ｌで除去率９０％、ＳＳ濃度は２５ｍｇ／Ｌでこの処理水の評価は「満足」であった。【０１４６】
テスト４６およびテスト４７では流量調整機構を調整して、原水分配量をテスト４６は１９ｍ３／ｄ、テスト４７は２２ｍ３／ｄとした。Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は、テスト４６は８０ｍｇ／Ｌ、２６．７％、テスト４７は９０ｍｇ／Ｌ、３０％であり、原水ＢＯＤ濃度に対する割合の設定値１０％〜２０％より高かった。この状態では、沈殿工程後の処理水は、テスト４６はＢＯＤ濃度は３６ｍｇ／Ｌで除去率８８％、ＳＳ濃度は３２ｍｇ／Ｌであり、テスト４７はＢＯＤ濃度は５４ｍｇ／Ｌで除去率８２％、ＳＳ濃度は３５ｍｇ／Ｌであり、処理水の評価は「満足」であった。【０１４７】
テスト４８では流量調整機構を調整して、原水分配量を２４ｍ３／ｄとした。Ｓ−ＢＯＤ値及び原水ＢＯＤ濃度に対する割合は１００ｍｇ／Ｌ、３３．３％であり、原水ＢＯＤ濃度に対する割合の設定値１０％〜２０％より高かった。この状態では、沈殿工程後の処理水は、ＢＯＤ濃度で８１ｍｇ／Ｌで除去率７３％、ＳＳ濃度は４０ｍｇ／Ｌであり、処理水の評価は「不満足（×）」となった。【０１４８】
テスト４１〜テスト４８の結果から、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が６．７％〜３０％の範囲で、ＢＯＤ除去率９０％以上でＳＳは４０ｍｇ／Ｌ以下でＢＯＤ転換ＳＳ発生濃度推定値の２０％以下となり、評価として「満足」以上の状態となる。
さらに、テスト４２〜テスト４４の結果にみられるように、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が１０％〜２０％の範囲で、ＢＯＤ除去率９５％以上でＳＳは２０ｍｇ／Ｌ以下でＢＯＤ転換ＳＳ発生濃度推定値の１０％以下となり、評価として「非常に満足」の状態となる。【０１４９】
テスト４８の終了後、第２工程の水質測定部のＳ−ＢＯＤ値を４５ｍｇ／Ｌ、原水ＢＯＤ濃度に対する割合を１５％とすべく演算機構を作動させ流量調整機構を調整し、原水分配量を下げたところ、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は９ｍｇ／Ｌで除去率９７％と大幅に上昇できるとともに、ＳＳ濃度は１０ｍｇ／Ｌとなった。この時の原水分配量は１１ｍ３／ｄとなっていた。また、原水ＢＯＤ濃度に対する比率を１０％〜２０％となるべく第２工程のＳ−ＢＯＤ値で３０〜６０ｍｇ／Ｌに制御したところ、沈殿工程後の処理水ＢＯＤ濃度は９ｍｇ／Ｌで除去率９７％と大幅に上昇するとともに、ＳＳ濃度も１０〜１４ｍｇ／Ｌの「非常に満足」の状態となり、制御の効果が検証できた。【０１５０】
以上の結果から、原水のＢＯＤ濃度やシステム全体のＢＯＤ負荷を高めた場合であっても、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が、６．７％〜３０％の範囲になるように流量調整機構を調整すると、評価として「満足」以上の状態となる。
さらに、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合が、１０％〜２０％の範囲になるように流量調整機構を調整すると、評価として「非常に満足」の状態となる。
これらのことから、第２工程のＳ−ＢＯＤ値を原水ＢＯＤ濃度に対して所定の割合に設定することで本システムの水質の制御が可能となることが判明した。
以上のテストより、原水のＢＯＤ濃度やシステム全体のＢＯＤ負荷が変動した場合でも、原水ＢＯＤ濃度に対する第２工程のＳ−ＢＯＤ値の割合を、６．７〜３０％、好ましくは１０％〜２０％とし、この値で演算機構を作動させ、流量調整機構を調整し、第２工程への原水流量を調整することで、容易に本システムの最適運転状態に維持できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
以上説明したように、本発明によれば、好気性生物処理の空気量を削減し、かつ汚泥の発生量を大幅に少なくしながら高負荷で効率よく有機物除去を行うと共に、安定した処理水の水質を維持することが可能な有機性廃水の生物処理装置及び生物処理方法を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【０１５２】
１  有機性廃水ライン
２  流量調整機構（有機性廃水の水量分配機構）
３  第１生物処理槽
４  第２生物処理槽
５  沈殿槽
６  返送汚泥ライン
７  処理水流出ライン
８  制御装置
９  水質測定部え
１０  阻流壁
１１  第１生物処理槽への原水の流入ライン
１２  第２生物処理槽への原水の流入ライン
３０  固定型生物付着担体
３１，４１，４４  散気手段
４２  撹拌手段
４３  仕切り壁
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  センサ
【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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【国際調査報告】
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