(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ばっ気槽、該ばっ気槽の前段に設けられた吸着槽、及び沈殿槽を有する、有機性排水を生物学的に処理する連続式活性汚泥法であって、前記吸着槽が全ばっ気槽容積の１／２００〜１／１５の小容量のばっ気槽少なくとも１槽からなると共に、前記沈殿槽を、周速が２．５ｍ／分を越え、８ｍ／分以下となる回転速度で攪拌することを特徴とする、バルキング抑制型連続式活性汚泥法。
【請求項２】
前記吸着槽が実質的に２以上の多槽からなる如く、内部に隔壁を有する吸着槽である、請求項１に記載されたバルキング抑制型連続式活性汚泥法。
【請求項３】
吸着槽の上澄ＢＯＤ濃度が３０ｍｇ／ｌ以上となると共に、そこ迄のＢＯＤ吸着率が５０％以上となるように吸着槽を配する請求項１又は２に記載されたバルキング抑制型連続式活性汚泥法。
【請求項４】
ばっ気槽中に接触材を存在させる、請求項１〜３の何れかに記載されたバルキング抑制型連続式活性汚泥法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性排水を生物学的に処理する連続式活性汚泥法に関し、特に、糸状性細菌の増殖に起因する汚泥の沈降阻害（バルキング）を生じない、連続式活性汚泥法に関する。
【０００２】
【従来技術】
産業排水や生活排水等の有機性排水を処理する方法として、現在では連続式活性汚泥法が最も広く使用されている。この方法は、図１に示される如く、流量調整槽１０によって一定流量に調整された排水（原水１）を連続的にばっ気槽２０に投入し、活性汚泥とともにばっ気処理した後、沈澱槽３０で汚泥と処理水の分離を行うものである。この場合、沈澱した汚泥は通常ばっ気槽に返送されるが、ばっ気槽の汚泥濃度を一定に保つために、沈澱汚泥の一部は適宜引き抜かれて処分される。
【０００３】
前記した如く、上記連続式活性汚泥法は、下水処理場などの生活排水処理施設及び産業排水処理施設にもっとも多く採用されている生物処理方法であるが、糸状性細菌が繁殖して汚泥の沈降性が悪化するバルキングと呼ばれる現象が生じ易いという大きな欠点があった。上記バルキングが発生すると、沈澱槽での汚泥分離が不十分となり、処理水に汚泥が混入することになるので、処理水質が著しく悪化する。
【０００４】
従来、処理水質を許容範囲内に維持するために、バルキングが発生した場合には、酵素や微生物製剤など、糸状性細菌の増殖を抑制する薬剤を投入することが行われているが、このような手法は対症療法的であって抜本的解決策とはなり得ない上、薬剤費用が嵩むという欠点があった。そこで、初期ＢＯＤ濃度を高くし、順次ＢＯＤ濃度を低下させることにより糸状性細菌の繁殖を防止するという観点から、ばっ気槽を完全混合方式とするのではなく流路状に長くする押出し流れ方式とすることが試みられたが、ばっ気による強力な撹拌と汚泥のＢＯＤ吸着速度が速いということのために、実際の装置では十分な濃度変化を得ることができず、バルキングを解決するには至っていない。
【０００５】
また、上記押出し流れ方式と同様の効果を得ることを目的とし、ばっ気槽を多くの仕切りで区切って直列多槽化することも試みられたが、十分なＢＯＤ濃度変化を得るためには非常に多くの槽に区切る必要があり、現実的ではないことが判明している。そこで、ばっ気槽を複数槽に分割し、沈澱槽の代わりに最終ばっ気槽内に膜モジュールを組み込み、該膜によってろ過した液を処理水として排水することが行われている。この場合、上記膜としてはＵＦ又はＭＦ膜が使用されるので、糸状性細菌の存在の有無にかかわらず極めて清澄な処理水を得ることができるが、膜の目詰まりのために定期的な洗浄や膜交換が必要となるので、イニシャルコストだけでなくランニングコストも高くなるという欠点があった。
【０００６】
従って、通常、連続式活性汚泥法の設計ＢＯＤ容積負荷は０．５ｋｇ／ｍ３・日以下に抑えられているが、工場排水処理施設においては、生産量の増加等により設計負荷を越え、バルキングに悩まされている場合もある。斯る欠点は、通常のばっ気槽の前段に、ＢＯＤ濃度が十分に高い状態で且つ汚泥にＢＯＤを十分吸着させることができるような、１槽〜数槽からなる小容積の吸着槽を設けることにより改善することができるものの、処理水質がやや悪くなることがあり、このような場合には、ＳＳ（浮遊固形物）が増加し、ＳＳ濃度が１００ｍｇ／リットルを越えることもあった。
【０００７】
ところで、従来型の活性汚泥法を採用した有機性排水処理の場合、沈殿槽における汚泥かき寄せ機は、通常沈殿物をかき乱さないようにできるだけ低速で運転するように設計されている。例えば、「下水道施設計画・設計指針と解説」（社団法人日本下水道協会編）によると、「最終沈殿池（＝沈殿槽）の汚泥かき寄せ機の速度は、微細フロックの舞上がりを防ぐために、最初沈殿池に比べて小さく設定し、できれば可変速機能を有したものが望ましい。チェーンフライト式（かき寄せ板がチェーンで一方向に移動するタイプ）では３０ｃｍが一般的である。また、回転式では、かき寄せ板の外周速度が２．５ｍ／分を越えないようにする。」とされている。
【０００８】
このように一般的な活性汚泥法の場合、汚泥の沈降圧密性があまり良くない（ＳＶＩが２００前後）ため、できるだけ攪拌しないようにかき寄せ機を運転する必要があった。尚、上記ＳＶＩとは、汚泥の沈降・圧密性を示す指標であり、以下の式から求められる。
ＳＶＩ＝ＳＶ３０／ＭＬＳＳ×１０，０００  （ｍｌ／ｇ）
ここでＳＶ３０とは、汚泥混合液をメスシリンダーに取り、３０分間静置したのちに沈降濃縮した汚泥がしめる体積の割合（％）である。ＭＬＳＳは汚泥混合液中の固形分濃度（ｍｇ／ｌ）であり、ＳＶＩが小さいほど、汚泥の沈降・圧密性はよい。連続式における正常時の値は１００〜２００程度であるが、回分式では１００以下になることもある。
【０００９】
これに対し、前記した、吸着槽を設けたバルキング抑制型連続式活性汚泥法の場合には、汚泥の沈降圧密性が良くなる（ＳＶＩが低いときは５０前後）ため、かき寄せ機が低速であると沈殿槽底部で汚泥が圧密状態となり、ほとんど流動性がなくなる。従って、むしろ汚泥が圧密状態にならない程度にかき寄せ機で適度に攪拌することが、前記したＳＳ濃度の増加を防止するのに有効であることが判明した。
従って本発明の目的は、バルキングの発生や処理水中の浮遊固形物の発生を抑制することのできる連続式活性汚泥法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の目的は、ばっ気槽、該ばっ気槽の前段に設けられた吸着槽、及び沈殿槽を有する、有機性排水を生物学的に処理する連続式活性汚泥法であって、前記吸着槽が全ばっ気槽容積の１／２００〜１／１５の小容量のばっ気槽少なくとも１槽からなると共に、前記沈殿槽を、周速が２．５ｍ／分を越え、８ｍ／分以下となる回転速度で攪拌することを特徴とする、バルキング抑制型連続式活性汚泥法によって達成された。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明のバルキング抑制型連続式活性汚泥法を実施するための施設の１概念図である。
図中の符号７は、本発明においてばっ気槽２０の前段に設けられた吸着槽であり、本図の場合には、内部の隔壁によって、それぞればっ気装置３を有する３槽構成とされている。また、符号８は、沈殿槽３０内に設けられた攪拌翼である。ばっ気槽２０には、適宜、公知の接触材２１を配すことができる。ばっ気槽２０を複数槽構成とし、最終ばっ気槽から汚泥を吸着槽に返送しても良い。尚、ばっ気槽２０が複数構成となっている場合には、その全ての槽に接触材２１を配しても、一部の槽のみに接触材を配しても良い。接触材２１は、ひも状接触材、波板状接触材、浮遊担体等の公知の接触材の中から適宜選択して使用することができる。
【００１２】
本発明における吸着槽７の効果をより高くする上から、該吸着槽は、設計時に想定する容積負荷時に、槽内の上澄みＢＯＤ濃度が３０ｍｇ／ｌ以上となると共に、ＢＯＤ吸着量が５０％以上となるように設計することが好ましい。吸着槽内の上澄みＢＯＤが３０ｍｇ／ｌ未満となると吸着槽内での糸状性細菌の増殖を十分に抑えることができない場合があり、また、上澄みＢＯＤが３０ｍｇ／ｌ以上であっても、該吸着槽迄のＢＯＤ吸着率が５０％未満であると、後段のばっ気槽内における糸状性細菌の増殖を十分に抑えることができない場合がある。吸着槽が複数の槽からなる多段構成となっていたり、内部の隔壁によって区切られた多槽構成となっている場合には、その何れかの槽において、上澄みＢＯＤ濃度が３０ｍｇ／ｌ以上であり、且つ、それまでの合計ＢＯＤ吸着率が５０％以上となれば良い。この場合、設置した吸着槽の最終槽より前に、上記の条件が満足されるという情況も生ずる。
【００１３】
本発明における吸着槽７は極く小容量のばっ気槽であり、その構造は、基本的に従来のばっ気槽と同じであるが、吸着槽７内は常に高負荷状態となるので接触材２１を存在させないことが好ましい。本発明における吸着槽７の容積は全ばっ気槽容積の１／１５〜１／２００とすることが必要であり、特に１／３０〜１／１００程度とすることが好ましい。吸着槽７は一槽構成とすることも図２の如く多槽構成とすることもできるが、原水のＢＯＤ濃度、汚泥濃度、汚泥の性質、温度など、変動を避けることができない要因があるので、これらの変動要因を分散させ吸着槽としての前記条件を維持する上からは、吸着槽７を直列多槽構成とすることが好ましく、特に２〜４槽とすることが設計上からも好ましい。この場合、吸着槽第１槽（最上流槽）の容積は、全ばっ気槽容積の１／３０〜１／１００とすることが好ましい。
【００１４】
本発明の最大の特徴は、沈殿槽３０の攪拌を通常の速度以上で行う点にある。回転式の場合には、攪拌翼８の外周速度が２．５ｍ／分を越え、８ｍ／分以下となるように攪拌する。
本発明のような吸着槽７を有するバルキング抑制型連続式活性汚泥法の場合には、低速で攪拌したりかき寄せたりすると、沈殿槽底部で汚泥が圧密状態となり、殆ど流動性がなくなるので処理水のＳＳ濃度の増加を引き起こすが、本発明のように通常以上の攪拌を行うことによって、ＳＳ濃度の増加を防止することができる。
【００１５】
原水及び沈殿槽３０からの返送汚泥４は、全量吸着槽７に投入しても良いが、一部をばっ気槽に投入することも不可能ではない。本発明におけるばっ気槽の形状は、完全混合型、押出し流れ型、深層型等、公知のものの中から適宜選択することができる。また、ばっ気槽は単槽である必要はなく、前記した如く複数の槽からなっていても良いし、前記した如く、ばっ気槽内には汚泥を付着させるための接触材を設置しても良い。
本発明においては、生物学的脱窒・脱リンをも行わせるために、嫌気槽を組み合わせるなど、目的に応じて適宜公知の手段を組み合わせることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の連続式活性汚泥法においては、糸状性細菌の増殖が抑制されるのでバルキングが発生し難い。従って設計容積負荷を従来よりも大きくすることができるので、運転管理が容易となるだけでなく処理能力も向上する。このため、排水の処理水質を従来通りとすれば、当然処理施設の設置面積を縮小することもできる。また、ＳＳの発生が少なく、処理水の水質も悪化しないので本発明は極めて有意義である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。尚、処理装置としては、図２に示される処理施設と同様のものを使用した。但し、接触材は使用しなかった。吸着槽は０．２５リットル×２槽、ばっ気槽は９．５リットル、沈殿槽は１．３リットル、沈殿槽の内径は９５ｍｍで、攪拌装置は幅８５ｍｍ、高さ１５ｍｍの平板（攪拌翼）を、シャフトを介して上部のモーターで回転する構造とした（攪拌翼の回転半径は４２．５ｍｍ）。比較のため同じ構造の装置を２組使用した。
【００１８】
実施例及び比較例
攪拌翼の回転数を「Ａ：常時２．５ｒｐｍ」とする場合と、「Ｂ：５ｒｐｍ（０〜１３日目）、１０ｒｐｍ（１３〜２１日目）、２０ｒｐｍ（２１〜３５日目）」とする実験を行った。
尚、２．５ｒｐｍのときの攪拌翼外周速度は０．６７ｍ／分、５ｒｐｍで１．３ｍ／分、１０ｒｐｍで２．７ｍ／分、２０ｒｐｍでは５．３ｍ／分となる。
【００１９】
原水としては、人工排水（ＢＯＤ１００，０００ｍｇ／リットル）を所定のＢＯＤ濃度になるように水道水で希釈して用い、２５〜２８℃でばっ気槽滞留時間が２４時間となるように処理した。尚、上記人工排水は蒸留水１リットルに以下の試薬を添加溶解したものであり、使用時まで冷蔵保存した。
グルコース                  １１０ｇ
ポリペプトン                  ４０ｇ
ＫＨ２ＰＯ４                  ４．８ｇ
ＮａＣｌ                    ３．２ｇ
ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ          １．０ｇ
【００２０】
原水の濃度は、０〜２８日目の間は６００ｍｇ／リットル、２８〜３５日目の間は８００ｍｇ／リットルとした。また、種汚泥としては、前記原水を使用して活性汚泥法で訓養した汚泥を用いた。更に、酸素の供給は、各槽の溶存酸素濃度が０．２ｍｇ／リットル以上になるように、吸着槽及びばっ気槽に、ばっ気による酸素供給を行った。尚、生成した汚泥は、ばっ気槽内のＭＬＳＳが４，５００ｍｇ／リットルを越えないように、適宜引き抜いた。
【００２１】
上記のように処理した後の、処理水のＳＳ濃度の変化は図２に示した通りである。
常時攪拌回転速度を２．５ｒｐｍとしたＡの場合には、原水ＢＯＤ濃度が６００ｍｇ／リットル（ＢＯＤ容積負荷０．６ｋｇ／ｍ３・日）のときは幾分濁っていた程度であったが、原水ＢＯＤ濃度を８００ｍｇ／リットル（ＢＯＤ容積負荷０．８ｋｇ／ｍ３・日）にする（２８日目以降）と濁りが増し、ＳＳ濃度は１００ｍｇ／リットル程度に迄達した。
一方回転数を５ｒｐｍから２０ｒｐｍに上げたＢの場合には、初期の１０日目前後でやや濁りが見られたもののその後は濁りがなくなり、原水ＢＯＤ濃度を８００ｍｇ／リットル（ＢＯＤ容積負荷０．８ｋｇ／ｍ３・日）に上げた以降も、ＳＳ濃度は常に１０ｍｇ／リットル以下と、処理水質を良好に維持することができた。これらの結果は本発明の有効性を実証するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の連続式活性汚泥法における処理施設の１例である。
【図２】吸着槽を具備するばっ気槽と沈澱槽部分からなる、本発明のバルキング抑制型連続式活性汚泥法における処理施設の例である。
【図３】沈殿槽における攪拌効果を実証するグラフである。
【符号の説明】
１    原水（排水）
２    処理水
３    ばっ気装置
４    返送汚泥
５    引き抜き汚泥
６    ブロア
７    吸着槽
８    攪拌翼
１０  流量調整槽
２０  ばっ気槽
２１  接触材
３０  沈澱槽
【図１】
0003784002.tif 000002
【図２】
0003784002.tif 000003
【図３】
0003784002.tif 000004