(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱窒槽、硝化槽及び沈殿池より構成される循環式硝化脱窒活性汚泥処理装置を用いる有機性廃水の処理方法において、沈殿池、もしくは脱窒槽または硝化槽より槽内汚泥の一部と、流入原水の一部を前段処理槽に供給するとともに、ＰＳＡ式オゾン発生装置からのオゾンガスを前段処理槽に供給し、該前段処理槽の処理液を返送汚泥及び残部の原水とともに後段の脱窒槽に導入し、該脱窒槽の処理液を硝化槽に導入し、該前段処理槽からの排オゾンガスを硝化槽に導入し、該硝化槽に別の酸素源からの酸素を供給しないことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【請求項２】
前記硝化槽の処理液である硝化液の一部を脱窒槽に循環することを特徴とする請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項３】
前段処理槽に供給する汚泥量は、系内全汚泥量の５〜３０％であることを特徴とする請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項４】
脱窒槽、硝化槽及び沈殿池より構成される循環式硝化脱窒活性汚泥処理装置を用いる有機性廃水の処理装置において、沈殿池、もしくは脱窒槽または硝化槽より槽内汚泥の一部と、流入原水の一部を前段処理槽に供給するとともに、ＰＳＡ式オゾン発生装置からのオゾンガスを前段処理槽に供給し、該前段処理槽の処理液を返送汚泥及び残部の原水とともに後段の脱窒槽に導入し、該脱窒槽の処理液を硝化槽に導入し、該前段処理槽からの排オゾンガスを硝化槽に導入し、該硝化槽に別の酸素源からの酸素を供給しないことを特徴とする有機性廃水の処理装置。
【請求項５】
前記硝化槽の処理液である硝化液の一部を脱窒槽に循環する配管が設けられたことを特徴とする請求項４記載の有機性廃水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃水の処理に関するもので、特に活性汚泥法における余剰汚泥の減容化と窒素除去に関するものであり、有機性工業廃水や生活排水などに用いることができる有機性廃水の処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、活性汚泥による廃水処理においては、処理に伴う余剰汚泥の処理処分法としては引き抜き、濃縮、脱水、焼却等の工程を経て系外に排出しなければならない。その費用がかなり莫大なものであり、廃水処理全体のランニングコストの増大を招く。更に汚泥脱水処理においても、適切な薬注率等の管理に伴うメンテナンスの煩雑さも残る。
【０００３】
最近、活性汚泥処理と組み合わせた汚泥減容化処理として、余剰汚泥量以上の汚泥を沈殿池または生物反応曝気槽から引き抜き、オゾンを注入する別個のオゾン反応槽に導入し、オゾン処理を受けた汚泥を再び生物反応曝気槽へ返送し、曝気槽でオゾン処理汚泥の一部が生物処理によって分解する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のオゾン注入による汚泥減容化処理では、オゾン反応槽において、系内より増殖汚泥、つまり余剰汚泥の量より多い量の汚泥を引き抜き、それに対し高濃度のオゾンを注入し、汚泥の酸化分解を行うことによって汚泥の減容化を目的としていることから、循環汚泥の量が減少し、活性汚泥の死滅を招く恐れがあり、処理水のＣＯＤ、ＳＳの上昇といった水質の悪化が見られる。また、オゾン反応槽からの排オゾンを別個のオゾン分解槽により処理する必要があり、ＰＳＡ式オゾン発生器を用いた場合、排オゾン中の高濃度酸素を消費することなく系外に放出されるため、系全体の処理コストが高くなるといった問題点が依然として残る。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、活性汚泥の死滅を招く恐れがなく、処理水のＣＯＤ、ＳＳを効率的に低下させ、しかも排オゾンガスを有効に活用して、有機性廃水の活性汚泥処理方法における余剰汚泥の減容化と窒素除去がともに可能で、廃水処理系全体のコスト低下も実現できる方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題を解決すべく研究した結果、沈殿池、もしくは脱窒槽または硝化槽よりの汚泥だけをオゾン処理するのでなく、これに流入原水の一部を加えてオゾン処理することにより、オゾンガスを注入する前段処理槽内でのオゾン濃度が従来技術に較べて可成り低くなり、その結果活性汚泥の死滅を招くことがなくなることを見出した。また前段処理槽での排オゾンガスを硝化槽中での曝気に使用することによりＳＳ、ＣＯＤ、ＢＯＤ等が著しく低下し、水質が向上することも見出した。その上、排オゾンを処理するための別個のオゾン分解槽を設ける必要がないばかりでなく、排オゾンガス中の高濃度酸素を完全に有効利用するので、廃水処理系全体のコストも低減することも見出し、これらの知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は次の構成からなるものである。
（１）脱窒槽、硝化槽及び沈殿池より構成される循環式硝化脱窒活性汚泥処理装置を用いる有機性廃水の処理方法において、沈殿池、もしくは脱窒槽または硝化槽より槽内汚泥の一部と、流入原水の一部を前段処理槽に供給するとともに、ＰＳＡ式オゾン発生装置からのオゾンガスを前段処理槽に供給し、該前段処理槽の処理液を返送汚泥及び残部の原水とともに後段の脱窒槽に導入し、該脱窒槽の処理液を硝化槽に導入し、該前段処理槽からの排オゾンガスを硝化槽に導入し、該硝化槽に別の酸素源からの酸素を供給しないことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
（２）前記硝化槽の処理液である硝化液の一部を脱窒槽に循環することを特徴とする前記（１）記載の有機性廃水の処理方法。
（３）前段処理槽に供給する汚泥量は、系内全汚泥量の５〜３０％であることを特徴とする前記（１）記載の有機性廃水の処理方法。
（４）脱窒槽、硝化槽及び沈殿池より構成される循環式硝化脱窒活性汚泥処理装置を用いる有機性廃水の処理装置において、沈殿池、もしくは脱窒槽または硝化槽より槽内汚泥の一部と、流入原水の一部を前段処理槽に供給するとともに、ＰＳＡ式オゾン発生装置からのオゾンガスを前段処理槽に供給し、該前段処理槽の処理液を返送汚泥及び残部の原水とともに後段の脱窒槽に導入し、該脱窒槽の処理液を硝化槽に導入し、該前段処理槽からの排オゾンガスを硝化槽に導入し、該硝化槽に別の酸素源からの酸素を供給しないことを特徴とする有機性廃水の処理装置。
（５）前記硝化槽の処理液である硝化液の一部を脱窒槽に循環する配管が設けられたことを特徴とする請求項４記載の有機性廃水の処理装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、脱窒槽、硝化槽及び沈殿池より構成する循環式硝化脱窒活性汚泥処理方法において、沈殿池もしくは脱窒槽または硝化槽より系内汚泥の一部を流入原水の一部とともにオゾン注入を行う前段処理槽に供給することによって、供給汚泥及び原水の一部が短時間にオゾンによる酸化分解を受け、汚泥の可溶化が進行するとともに原水中有機物の生分解性が向上できる。
なお、前記前段処理槽は、オゾンを注入しオゾンによる酸化分解を行う槽をいうものであり、脱窒槽、硝化槽及び沈殿池より構成する循環式硝化脱窒活性汚泥処理装置についてその前段に設けるものであるため、このように呼ぶものであり、これに対して脱窒槽、硝化槽及び沈殿池を後段の槽等ということになる。
【０００９】
この際、前段処理槽に供給する汚泥量は、系内全汚泥量の５〜３０％であることが好ましい。５％未満では余剰汚泥の減容化が不十分なものになり、一方３０％を越えると処理水質の悪化が見られるからである。
なお、供給オゾンガス中の酸素を高濃度とすることにより、前段処理槽内の溶存酸素が高く維持でき、原水中有機物の一部が分解し、ＮＨ4 −Ｎの硝化も可能である。
上記の結果、前段処理槽からの処理液を返送汚泥及び原水とともに後段の脱窒槽に導入することによって、脱窒に必要な炭素源は原水中の有機物に加え、汚泥の可溶化に伴う液化有機物を利用することができ、脱窒性能が向上し、安定した脱窒速度を維持することができると同時に脱窒に伴う汚泥液化有機物の分解も可能であることから、汚泥の減少に寄与することができる。
【００１０】
さらに、ここで、前段処理槽からの排オゾンガス中の高濃度酸素を硝化槽に供給することによって、硝化槽でのＢＯＤ分解及びＮＨ4 −Ｎの硝化に必要な酸素源とすることができ、新たな酸素源を供給する必要がまったくない。
また、原水の一部が前段処理槽にてオゾン処理されることにより、有機物の生分解が向上し、脱窒槽において脱窒に伴う有機物の分解効率が高く、硝化槽においてさらなる分解除去が可能となることから、処理水質の向上に寄与する。
なお、汚泥の液化有機物も同様に硝化槽にてさらに分解除去されることから、系内汚泥増殖を抑制することができる。
なお、ＰＳＡ式オゾン発生装置とは、高濃度の酸素ガスを用いてオゾンを製造する装置をいうものである。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、この実施例により何等限定されるものではない。
【００１２】
実施例１
図１は団地下水に対する本発明による処理法の一例のフローシートである。
図１に示す如く、全流入原水量の５％となる原水を前段処理槽供給原水１とし、全返送汚泥量の約１１％となる返送汚泥を前段処理槽供給汚泥６として前段処理槽５に供給し、ＰＳＡ式オゾン発生器２からのオゾンガス３をエジェクター４を通じて同時に前段処理槽５に注入される。
前段処理槽５の処理液８を返送汚泥１０及び流入原水１１とともに脱窒槽１２に流入させる。硝化槽１４からの循環液１５を脱窒槽１２に導入し、脱窒槽攪拌機１３による攪拌混合によって硝化液中のＮＯx −Ｎが脱窒処理される。脱窒槽処理液が硝化槽１４に流入し、脱窒液に残留有機物の分解及びＮＨ4 −Ｎの硝化を行う。
【００１３】
ここで、前段処理槽５からの排オゾンガス９（高濃度酸素を含有）がガス供給管１６を通じて硝化槽１４に導入され、硝化槽攪拌機１７によって前記の供給される高濃度酸素が硝化槽１４中で濃度が均一となり、有機物分解及びＮＨ4 −Ｎ硝化に必要な酸素供給量となる。硝化槽１４からの処理液１８が沈殿池１９において固液分離し、上澄水が処理水２０として得られる。なお、図１において７はエジェクター循環ポンプを示す。
第１表に実施例での前段処理槽の処理条件を示す。前段処理槽に対し、Ｏ2 濃度９６ｖｏｌ（体積）％の酸素ガスを原ガスとするＰＳＡ方式オゾン発生器よりＯ3 ガス流量３．０リットル／ｍｉｎ、Ｏ3 濃度５０ｍｇ／リットルの注入を行い、滞留時間を１．５時間とした条件で処理を行った。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
第２表に前段処理槽の処理結果を示す。前段処理槽入口のＳＳが６５００ｍｇ／リットルであるのに対し、処理後のＳＳが５５００ｍｇ／リットルに低下し、汚泥の液化率としては約１５．４％となった。なお、汚泥の液化率は以下の式より算出した。
液化率＝〔（処理後ＳＳ−処理前ＳＳ）／処理前ＳＳ〕×１００％
Ｓ−ＣＯＤ及びＳ−ＢＯＤが処理前でそれぞれ２５ｍｇ／リットルと２３ｍｇ／リットルであるのに対し、処理後でそれぞれ、３５０ｍｇ／リットルと４２０ｍｇ／リットルに増加し、ＳＳ中の有機物が液化したのに加え、原水中の有機物の生分解性の向上も寄与したものと考えられる。
【００１６】
【表２】
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【００１７】
第３表にこの実施例における生物処理槽の処理条件を示す。また、第４表に脱窒槽流入原水及び処理水の水質の結果を示す。
流入原水のＳＳが８０ｍｇ／リットル、ＣＯＤ６５ｍｇ／リットル、ＢＯＤ８０ｍｇ／リットル、ＮＨ4 −Ｎ２３ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｎ３５ｍｇ／リットルであるのに対し、前段処理槽処理水を流入混合させた処理水では、ＳＳが６．０ｍｇ／リットル、ＣＯＤが１２ｍｇ／リットル、ＢＯＤが５．８ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｎが１１．５ｍｇ／リットルとなり、安定した良好な処理水質が得られた。また、処理水のＮＨ4 −Ｎが０．１ｍｇ／リットル以下、ＮＯx −Ｎが９．５ｍｇ／リットルとなり、硝化脱窒とも良好な結果であると認められた。
【００１８】
【表３】
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【００１９】
【表４】
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【００２０】
図２にこの実施例の系内汚泥量の経過を示す。原水による全槽ＢＯＤ負荷を０．１５ｋｇ／ｋｇ・ｄとした場合、約２ヶ月の処理期間中、系内汚泥量がほぼ一定で、約１３．０〜１３．９ｋｇであり、ほとんど増加しなかったことから、オゾン処理を用いた汚泥減容効果が顕著であると認められた。
【００２１】
比較例１
実施例１と同様な処理フローにて、オゾン注入を行う前段処理槽に原水を供給しなかった、すなわち前段処理槽処理液を流入混合しなかった場合の処理水質の結果を第５表に示す。この場合、脱窒槽流入原水の水質が実施例とほぼ同一であるのに対し、処理水はＳＳ１５ｍｇ／リットル、ＣＯＤ２３ｍｇ／リットル、ＢＯＤ１１．５ｍｇ／リットルとなり、いずれも実施例より高くなった。なお、この場合、系内汚泥量の増加は認められず、余剰汚泥の減容効果は実施例１と同程度となった。
【００２２】
【表５】
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【００２３】
比較例２
実施例と同様な処理フローでオゾン注入を行う前段処理槽に系内汚泥量の約６０％を供給し、オゾン処理を行った場合の原水及び処理水の水質を第６表に示す。
実施例と同一原水に対し、処理水はＳＳ１８ｍｇ／リットル、ＣＯＤ２９ｍｇ／リットル、ＢＯＤ１６ｍｇ／リットルとなり、実施例と比べるといずれも約２倍以上高くなり、水質の悪化が認められた。また、処理水のＮＨ4 −Ｎが３．５ｍｇ／リットル、ＮＯx −Ｎが１２．０ｍｇ／リットルとなり、実施例よりも多量にＮＨ4 −Ｎが残留し、ＮＯx −Ｎも高くなったことから、硝化及び脱窒性能も低下したものと考えられる。さらに系内の汚泥量は処理期間において増加したため、汚泥の減容効果も低下したものと認められる。
【００２４】
【表６】
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【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、脱窒槽、硝化槽及び沈殿池より構成する循環式硝化脱窒活性汚泥装置において、沈殿池もしくは脱窒槽または硝化槽より系内汚泥の一部を流入原水の一部とともにエジェクター式オゾン注入を行う前段処理槽に供給すれば、供給汚泥中及び原水の一部がエジェクター内で短時間にオゾンによる酸化分解を受け、汚泥の可溶化が進行するとともに原水中有機物の生分解性も向上できる。
ここで、前段処理槽からの処理液を返送汚泥及び原水とともに脱窒槽に導入することによって、脱窒に必要な炭素源は原水中の有機物に加え、汚泥の可溶化にともなう液化有機物を利用することができ、脱窒性能が向上し、安定した脱窒速度を維持することができると同時に脱窒に伴う汚泥液化有機物の分解も可能であることから、汚泥の減少に寄与することができる。
【００２６】
ここで、前段処理槽からの排オゾンガス中の高濃度酸素を硝化槽に供給することで、硝化槽でのＢＯＤ分解及びＮＨ4-Ｎの硝化に必要な酸素源とすることができ、新たな酸素源から酸素を供給する必要がまったくない。
また、原水中の有機物が前段処理槽にてオゾン処理されたことにより、生分解が向上し、脱窒槽において脱窒に伴う有機物の分解効率が高く、硝化槽においてさらなる分解除去が可能となることから、処理水質の向上に寄与する。
その上、汚泥の液化有機物も同様に硝化槽にてさらに分解除去されることから、系内汚泥増殖を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性廃水の処理方法の一実施例のフローシートである。
【図２】本発明の一実施例での廃水処理系内汚泥量の経過を示す点グラフである。
【符号の説明】
１  前段処理槽流入原水
２  ＰＳＡ方式オゾン発生器
３  オゾンガス
４  エジェクター
５  前段処理槽
６  前段処理槽流入汚泥
７  エジェクター循環ポンプ
８  前段処理槽処理液
９  排オゾンガス
１０  返送汚泥
１１  脱窒槽流入原水
１２  脱窒槽
１３  脱窒槽攪拌器
１４  硝化槽
１５  循環液
１６  ガス供給管
１７  硝化槽攪拌器
１８  硝化槽処理液
１９  沈殿池
２０  処理水
【図１】
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【図２】
0003788716.tif 000009