(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽を間欠運転することで微生物による好気性処理と嫌気性処理を廃水に施し、この微生物による処理が終了した廃水を沈殿槽に移行して固液分離し、沈殿した汚泥の一部を超嫌気性処理して汚泥表面の酸化膜を破壊し、この酸化膜が破壊された汚泥を好気状態にある槽に戻すようにした浄化装置の運転方法であって、前記曝気槽から沈殿槽への廃水の移行開始の時点を、曝気槽における酸化還元電位（ＯＲＰ）が最高値から２００ｍＶ以上低下した時点とす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として、曝気槽を間欠的に曝気運転することで微生物による好気性処理と嫌気性処理とを交互に行う構造のもの知られている。
【０００３】
そして、好気性処理では廃水中のアンモニア態窒素（ＮＨ4+）が硝酸態窒素（ＮＯ3-）や亜硝酸態窒素（ＮＯ2-）に酸化分解され、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ので、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消化（分解ガス化）する処理方法が提案されている。
【０００５】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、好気性処理によって汚泥表面には酸化膜が形成されこの酸化膜によってこれ以上の分解が阻止される。そして本発明者はこの酸化膜は通常の還元雰囲気ではなかなか破壊されないが、酸化還元電位が更に低くなる超嫌気状態（ＯＲＰ≦−１９０ｍＶ）にすると、酸化膜は還元され軟らかくなり破壊（消失）されるという知見を得た。
【０００７】
超嫌気状態にするには新たに超嫌気槽を設けるか、従来の汚泥貯留槽を利用するかであるが、酸化還元電位（ＯＲＰ）を−１９０ｍＶ以下まで下げるには、汚泥を所定期間静置しなければならない。
特に、この静置時間は超嫌気槽または汚泥貯留槽に汚泥を投入するときの汚泥の酸化還元電位（ＯＲＰ）が高いとそれだけ汚泥の静置時間を長くしなければならず、キャリーオーバなどの問題が生じる。
一方、曝気槽における嫌気性処理によって汚泥の酸化還元電位（ＯＲＰ）を低くして沈殿槽に移行すれば、超嫌気槽または汚泥貯留槽にて処理される汚泥も初めから酸化還元電位（ＯＲＰ）が低いため、汚泥の静置時間を短縮できるが、これだと、曝気槽における嫌気性処理時間を長くしなければならず、全体の浄化効率が悪化する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、曝気槽での曝気運転を停止した後、所定時間経過後に汚泥の酸化還元電位（ＯＲＰ）が最高値を示し、この後酸化還元電位（ＯＲＰ）は徐々に低下するが、最高値よりも２００ｍＶ以上低下すると、酸化還元電位（ＯＲＰ）の低下率は急激に小さくなることに着目してなしたものである。
【０００９】
即ち、本発明に係る浄化装置の運転方法は、曝気槽を間欠運転することで微生物による好気性処理と嫌気性処理を廃水に施し、この微生物による処理が終了した廃水を沈殿槽に移行して固液分離し、沈殿した汚泥の一部を超嫌気性処理して汚泥表面の酸化膜を破壊し、この酸化膜が破壊された汚泥を好気状態にある槽に戻すようにした浄化装置の運転方法であって、前記曝気槽から沈殿槽への廃水の移行開始の時点を、曝気槽における酸化還元電位（ＯＲＰ）が最高値から２００ｍＶ以上低下した時点とするようにした。
【００１０】
【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は本発明方法の実施に用いる浄化装置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の下流側には濾過槽５とは別に超嫌気槽８が設けられている。
【００１１】
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９が設けられ、フィルタ９を透過した廃水がポンプ１０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１１にて計量桝１２に廃水を送り、この計量桝１２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。
【００１２】
曝気槽３の底部には曝気装置１３と攪拌装置１４が配置され、曝気装置１３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１３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。攪拌装置１４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。
【００１３】
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、タイマーによる切換えの他に、曝気槽３内の廃水のＤＯ値、ｐＨ値或いはＯＲＰ値等を切換えのファクターとすることができる。
【００１４】
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１５によって沈殿槽４に送られ、ここで静置することで上澄み液と汚泥１６とに固液分離され、廃水中の汚泥１６は沈殿槽４の底部に沈殿する。
【００１５】
沈殿槽４での上澄み液は定量移行装置１７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１６の一部は微生物の栄養源としてポンプ１８で曝気槽３に戻され、他の一部はポンプ１９で超嫌気槽８に送られる。
【００１６】
超嫌気槽８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１６の表面酸化膜１６ａが軟化して破壊される。
【００１７】
そして、表面酸化膜１６ａが破壊された汚泥１６は、ポンプ２０及び汚泥戻し管２１を介して流量調整槽２に戻される。この流量調整槽２は廃水が流入するため好気状態となっており、表面酸化膜１６ａが破壊された汚泥１６は、流量調整槽２にて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、超嫌気槽８の上澄み液は定量移行装置２２及び戻し管２３を介して流量調整槽２に戻される。
【００１８】
尚、汚泥１６を流量調整槽２に戻さずに、好気状態にある曝気槽３に戻すようにしてもよい。ただし、嫌気状態の曝気槽に戻すのは浄化効率上好ましくない。即ち、嫌気状態の曝気槽に戻しても、酸化膜が破壊された汚泥は硝酸態窒素（ＮＯ3−Ｎ）や亜硝酸態窒素（ＮＯ2−Ｎ）に変換されず、次の好気性状態まで待機することになるからである。
【００１９】
図３（ａ）は曝気槽でのＤＯ値の変化を示すグラフ、図３（ｂ）は曝気槽、沈殿槽及び超嫌気槽でのＯＲＰ値の変化を示すグラフである。図３（ａ）（ｂ）から、曝気槽３での曝気運転を停止した後、所定時間経過後に汚泥の酸化還元電位（ＯＲＰ）が最高値を示し、この後酸化還元電位（ＯＲＰ）は徐々に低下するが、最高値よりも２００ｍＶ以上低下すると、酸化還元電位（ＯＲＰ）の低下率は急激に小さくなることが分る。
したがって、酸化還元電位（ＯＲＰ）が最高値よりも２００ｍＶ以上低下した時点で沈殿槽４に移行するのが、浄化効率上有利と言える。
【００２０】
また、図３（ｂ）からは、曝気槽の嫌気性処理の中間時点で、酸化還元電位（ＯＲＰ）を示す曲線が変曲点Ｈを持ち、酸化還元電位（ＯＲＰ）が最高値を示した時点から変曲点Ｈを示す時点までの時間ａと略同じ時間ｂが変曲点Ｈを過ぎて経過すると、酸化還元電位（ＯＲＰ）の低下率が急激に小さくなることも判明した。そこで、酸化還元電位（ＯＲＰ）が最高値を示した時点から変曲点Ｈを示す時点までの時間を測定し、更にこの時間だけ曝気槽で嫌気性処理した後、沈殿槽４に移行するのも、浄化効率上有利と考えられる。
【００２１】
そして、図３（ｂ）に示すように、曝気槽３から沈殿槽４に移行せしめられた汚泥は更にＯＲＰ値が低下し、この沈殿槽４から超嫌気槽に移された汚泥は酸化還元電位（ＯＲＰ）が−１９０ｍＶになるまで静置される。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、曝気槽を間欠運転することで微生物による好気性処理と嫌気性処理を廃水に施すようにした浄化装置を運転するにあたり、曝気槽から沈殿槽への廃水の移行開始の時点を、曝気槽における酸化還元電位（ＯＲＰ）が最高値から２００ｍＶ以上低下した時点とするようにしたので、曝気槽における嫌気性処理時間と、超嫌気槽或いは汚泥貯留槽における超嫌気性処理時間とのバランスをとることができ、浄化装置全体として効率のよい運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の実施に用いる浄化装置の全体構成図
【図２】汚泥の表面酸化膜の破壊の様子を説明した図
【図３】（ａ）は曝気槽でのＤＯ値の変化を示すグラフ、（ｂ）は曝気槽から超曝気槽でのＯＲＰ値の変化を示すグラフ
【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…超嫌気槽、１３…曝気装置、１４…攪拌装置、１６…汚泥、１６ａ…汚泥の表面酸化膜、２１…汚泥戻し管。
【図１】
0003803883.tif 000002
【図２】
0003803883.tif 000003
【図３】
0003803883.tif 000004