(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水に微生物によって好気性処理と嫌気性処理を施し、この微生物による処理が終了した廃水を固液分離し、沈殿した汚泥の一部を汚泥貯留槽に貯留するとともに他の一部を汚泥貯留槽よりも更に嫌気状態が進んだ超嫌気槽に貯留し、超嫌気性処理にて表面の酸化膜が破壊された汚泥を前記好気性雰囲気の槽に戻すようにしたことを特徴とする浄化装置の運転方法。
【請求項２】
請求項１に記載の浄化装置の運転方法において、前記汚泥の嫌気性処理は汚泥の酸化還元電位（ＯＲＰ）が−１９０ｍＶ以下になるまで行うようにしたことを特徴とする浄化装置の運転方法。
【請求項３】
請求項１に記載の浄化装置の運転方法において、前記好気性雰囲気の槽は、運転中の曝気槽、好気性処理槽または流量調整槽であり、そのＤＯ値（溶存酸素量）は２ｐｐｍ以上であることを特徴とする浄化装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工場や家庭等からの廃水を浄化する浄化装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場や家庭からの廃水中には、脂肪、タンパク質等の高分子有機物が多量に混在しており、これがそのまま川や海に流されると、環境汚染の原因となる。そこで、微生物による分解・硝化・脱窒プロセスを経て窒素成分等をガス化して除去する浄化装置が従来から知られている。
【０００３】
ここで、微生物による処理は好気性処理と嫌気性処理を繰り返すことで、効率的なサイクルで処理を行っている。
好気性処理では廃水中のアンモニア態窒素（ＮＨ4+）を硝酸態窒素（ＮＯ3-）や亜硝酸態窒素（ＮＯ2-）に酸化分解し、また嫌気性処理では、嫌気性の脱窒菌が有機炭素を用いて、好気性処理で生成された硝酸態窒素（ＮＯ3-）や亜硝酸態窒素（ＮＯ2-）を還元し窒素ガス（Ｎ2）に変換する。
また、嫌気状態では脂肪やタンパク質等の高分子有機物が低級な分子、例えば酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）にまで分解され、更にこれがメタン生成菌によりＣＯ2とＣＨ4にまで分解される。
【０００４】
上記の好気性処理と嫌気性処理を行うには、生物処理槽を好気性処理槽と嫌気性処理槽に分ける手段と、１つの曝気槽で間欠的に曝気運転することで好気性処理と嫌気性処理とを交互に行う手段とがあり、前者は菌体管理が容易であるが、装置が大型化し、後者はこの逆である。
【０００５】
そして、曝気槽での間欠運転の切換えの目安として、ＤＯ値（溶存酸素濃度）やｐＨ値の他に、酸化還元電位（ＯＲＰ）を運転の制御ファクターとして安定した生物処理を行うようにした先行技術が知られている。例えば、前記した特開昭６１−５４２９５号公報、特開昭６２−６８５９４号公報、特開昭６２−１６３７９８号公報、特開昭６２−２８２６９４号公報、特開昭６２−２８６５９７号公報等がある。
【０００６】
ところで、上述したように廃水を生物的に処理する装置では多量の余剰汚泥が発生する。斯かる余剰汚泥は定期的に沈殿槽から取り出して焼却するのが一般的な浄化装置であるが、処理コストが大きくなる。そこで、特公昭６０−３８７３号公報には汚泥貯留槽を設け、この汚泥貯留槽において余剰汚泥を分解ガス化する処理方法が提案されている。
【０００７】
また、汚泥貯留槽から汚泥を曝気槽に戻して、硝化効率を高めるようにした先行技術として、特開昭６１−５４２９５号公報や特開平２−２８４６９５号公報に開示されるものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、汚泥貯留槽に汚泥を貯留し、汚泥貯留槽内で汚泥を完全にガス化する場合には、多量の汚泥を処理することができず、定期的な汚泥の抜き取りをなくすには極めて大きな汚泥貯留槽が必要になる。
【０００９】
また、汚泥貯留槽から汚泥を微生物の栄養源等として曝気槽に戻すようにすれば、ある程度汚泥貯留槽の容量は小さくて済む。
しかしながら、汚泥の表面には殻状の酸化膜が形成されており、この状態で曝気槽等に戻しても汚泥を簡単に分解することができない。
【００１０】
本発明者は汚泥表面に形成された酸化膜は、通常の嫌気状態（還元雰囲気）では容易に破壊されないが、更に進んだ嫌気状態（超嫌気状態）に置くことで酸化膜は還元され軟らかくなって破壊される知見を得た。
【００１１】
そこで、従来の汚泥貯留槽を超嫌気槽として使用することが考えられるが、汚泥を超嫌気状態にするには、長期間静置する必要がある。そして従来の容量の汚泥貯留槽に長期間静置した場合には、今度はキャリーオーバが生じるおそれがある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明に係る浄化装置の運転方法は、廃水に微生物によって好気性処理と嫌気性処理を施し、この微生物による処理が終了した廃水を固液分離し、沈殿した汚泥の一部を汚泥貯留槽に貯留するとともに他の一部を汚泥貯留槽よりも更に嫌気状態が進んだ超嫌気槽に貯留し、超嫌気性処理にて表面の酸化膜が破壊された汚泥を前記好気性雰囲気の槽に戻すようにした。
【００１５】
ここで、汚泥表面の酸化膜を十分に破壊にするには汚泥の酸化還元電位（ＯＲＰ）が−１９０ｍＶ以下になるまで超嫌気性処理を行うのが好ましく、また酸化膜の殻が破れた汚泥を効果的に好気性処理するにはＤＯ値（溶存酸素量）が２ｐｐｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る浄化装置の運転方法を実施するための全体構成図であり、浄化装置は上流側から順に、原液槽１、流量調整槽２、曝気槽３、沈殿槽４、砂濾過槽５、活性炭槽６及び消毒槽７が設けられ、更に沈殿槽４の下流側には汚泥貯留槽８及び超嫌気槽９が設けられている。
【００１７】
前記原液槽１には木片等の大きな異物を取り除くフィルタ１０が設けられ、フィルタ１０を透過した廃水がポンプ１１により流量調整槽２に送られ、この流量調整槽２からポンプ１２にて計量桝１３に廃水を送り、この計量桝１３を介して曝気槽３に一定量の廃水を供給して好気性処理と嫌気性処理を施す。
【００１８】
曝気槽３の底部には曝気装置１４と攪拌装置１５が配置され、曝気装置１４から空気を供給することで曝気槽３内で好気性処理を行い、曝気装置１４の運転を停止することで曝気槽３内で嫌気性処理を行う。尚、攪拌装置１５は曝気槽内を速かに好気性雰囲気または嫌気性雰囲気に切換えるためのものであり、好気性処理と嫌気性処理の何れの場合にも運転可能である。
【００１９】
また、曝気槽３における好気性処理と嫌気性処理の切換えは、曝気槽３内の廃水のＤＯ値、ｐＨ値を基準とすることもできるが、安定な処理を行うため、酸化還元電位（ＯＲＰ）を曝気装置１４の運転の切換えの基準とするのが好ましい。
【００２０】
そして、曝気槽３内での好気性処理と嫌気性処理が終了した廃水はポンプ１６によって沈殿槽４に送られ、ここで静置することで固液分離され、廃水中の汚泥１７は沈殿槽４の底部に沈殿する。
【００２１】
沈殿槽４での上澄み液は定量移行装置１８を介して砂濾過槽５、活性炭槽６及び消毒槽７を介して、下水等に放流され、また沈殿槽４の底部に沈殿した汚泥１７の一部は微生物の栄養源としてポンプ１９で曝気槽３に戻され、他の一部はポンプ２０で汚泥貯留槽８に送られる。
【００２２】
汚泥貯留槽８では汚泥１７を嫌気状態で静置し、上澄み液は定量移行装置２１を介して流量調整槽２に戻され、汚泥貯留槽８内の汚泥１７の一部はポンプ２５によって戻し管２３及び切換え弁２４を介して流量調整槽２または曝気槽３に戻され、更に他の一部はポンプ２２によって超嫌気槽９に送られる。
【００２３】
超嫌気槽９では汚泥の酸化還元電位（ＯＲＰ）が−１９０ｍＶ以下になるまで嫌気状態のまま保持する。
酸化還元電位（ＯＲＰ）が−１９０ｍＶ以下になると、図２に示すように、汚泥１７の表面酸化膜１７ａが順次破壊される。尚、図２は表面酸化膜１７ａの破壊を模式的に示したものであり、実際には表面酸化膜１７ａが薄くなって消失する場合もあり、ここではこれらを含めて破壊と称する。
【００２４】
このように、表面酸化膜１７ａが破壊された汚泥１７は、ポンプ２６及び前記汚泥戻し管２３及び切換え弁２４を介して流量調整槽２または運転状態の曝気槽３に戻される。流量調整槽２は廃水が流入するため好気状態となっており、運転状態の曝気槽３も好気状態となっているので、表面酸化膜１７ａが破壊された汚泥１７は、流量調整槽２に戻す場合にはある程度好気性処理されて一部が硝酸態窒素（ＮＯ3−Ｎ）や亜硝酸態窒素（ＮＯ2−Ｎ）に変換された状態で曝気槽３に供給される。また、曝気槽３に戻される場合には直ちに好気性処理がなされる。
【００２５】
尚、超嫌気槽９の上澄み液は定量移行装置２７を介して流量調整槽２に戻される。
【００２６】
図３は別実施例に係る浄化装置の運転方法を実施するための全体構成図であり、この実施例にあっては、生物処理槽として１つの曝気槽を設ける代りに、常時空気が導入されている好気性処理槽３１と一切空気の導入を断った嫌気性処理槽３２を併設している。このような構成とすることで、好気性処理槽３１では好気性菌の管理のみを、嫌気性処理槽３２では嫌気性菌の管理のみを行えばよいので、管理が楽になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、間欠曝気槽若しくは好気性処理槽において廃水に微生物によって好気性処理と嫌気性処理を施し、沈殿槽で微生物による処理が終了した廃水を固液分離し、沈殿した汚泥の一部を汚泥貯留槽に貯留するとともに他の一部を汚泥貯留槽よりも更に嫌気状態が進んだ超嫌気槽に貯留し、超嫌気性処理にて表面の酸化膜が破壊された汚泥を間欠曝気槽、好気性処理槽または流量調整槽等の好気性雰囲気の槽に戻すようにしたので、汚泥粒子に対する好気性処理が効率よく行われ、最終的に汚泥を回収する必要が殆どないか、全く必要としない浄化装置とすることができる。
【００２８】
しかも、超嫌気槽で汚泥を長期間静置させても、超嫌気槽とは別に汚泥貯留槽が設けられているので、従来と同じ容量の汚泥貯留槽であってもキャリーオーバのおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る浄化装置の運転方法を実施するための全体構成図
【図２】汚泥の表面酸化膜の破壊の様子を説明した図
【図３】  別実施例に係る浄化装置の運転方法を実施するための全体構成図
【符号の説明】
１…原液槽、２…流量調整槽、３…曝気槽、４…沈殿槽、５…濾過槽、８…汚泥貯留槽、９…超嫌気槽、１４…曝気装置、１５…攪拌装置、１７…汚泥、１７ａ…汚泥の表面酸化膜、２３…汚泥戻し管、３１…好気性処理槽、３２…嫌気性処理槽。
【図１】
0003832888.tif 000002
【図２】
0003832888.tif 000003
【図３】
0003832888.tif 000004