JP2000246280A - 有機性排水の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機性排水を好気的に生物処理するに当り、
処理水水質の維持及びエネルギーの回収を図った上で、
系外に排出される余剰汚泥を減容化すると共に、この余
剰汚泥の減容化のためのオゾン使用量を低減する。 【解決手段】 有機性排水を曝気槽１で好気性生物処理
し、沈殿槽２で固液分離して処理水を得る。返送汚泥の
一部を余剰汚泥として抜き出し、嫌気消化槽３、好気消
化槽４で処理し、消化汚泥を沈殿槽５で分離する。沈殿
槽５の分離液分は曝気槽１に戻し、濃縮汚泥はオゾン反
応槽６で可溶化し可溶化汚泥を嫌気消化槽３に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、し尿、産業排水、
下水などの有機性排水の処理装置に係り、特に、有機性
排水を好気性生物処理するに当り、好気消化と嫌気消化
とオゾン処理との組み合わせによって、副産物である余
剰汚泥の発生量を減少させた上でエネルギー効率良く処
理を行って、高水質処理水を得るための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】活性汚泥法などのように、有機性排水を
好気性微生物の作用で処理する好気性生物処理では、有
機物の分解に伴って増殖する菌体が余剰汚泥として大量
に排出される。このような余剰汚泥は、脱水、焼却など
の処理を施した後投棄処分されており、そのための汚泥
処理コストや処分場の確保が問題となっている。

【０００３】余剰汚泥が全く発生しない活性汚泥法とし
て、余剰汚泥に対してオゾン処理を行い、再び曝気槽に
戻す方法が実用化されている（特開平６−２０６０８８
号公報）。しかしこの方法では、曝気槽において、余剰
汚泥の約３倍量ものオゾン処理汚泥を分解させることと
なるため、曝気槽にかかる負荷が大きく増加し、曝気動
力を増加させる必要がある上に、処理水水質が悪化する
という問題がある。

【０００４】また、余剰汚泥を減容化する方法として、
好気性消化法や嫌気性消化法が知られている。この方法
は、好気性或いは嫌気性微生物の働きを利用して汚泥を
消化させる方法であるが、最終的な消化率は５０%程度
が限界であり、汚泥の減容化も３〜５割程度であるた
め、やはり投棄処分すべき汚泥が残される。

【０００５】更に、汚泥を嫌気性消化し、この消化汚泥
をアルカリ処理することにより可溶化した後嫌気性消化
工程に戻して循環処理することも提案されている。この
方法では、汚泥の嫌気性消化で発生したメタンガスをエ
ネルギー源として利用することができるという利点もあ
る。この場合、消化汚泥の可溶化処理としては、アルカ
リ処理よりも、可溶化効果が高いオゾンによる可溶化処
理が望ましいが、嫌気性消化を受けた消化汚泥をオゾン
処理しようとすると、消化汚泥に含まれる還元性物質に
よってオゾンが消費され、多量のオゾンが必要となり合
理的ではない。

【０００６】また、汚泥を好気性消化し、消化汚泥をア
ルカリ処理して可溶化し、好気性消化工程へ戻して循環
処理することも提案されている。この方法であれば、オ
ゾンによる可溶化処理を適用することが可能であるが、
好気性消化は、嫌気性消化のようなメタンガスの生成が
ないため、エネルギー回収の面からは不利である。

【０００７】このようなことから、有機性排水を好気的
に生物処理するに当り、エネルギー回収を図ると共に、
処理水水質を十分に高く維持した上で、余剰汚泥の発生
量を効果的に低減する技術の開発が望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解決し、有機性排水を好気的に生物処理するに当
り、処理水水質の維持及びエネルギーの回収を図った上
で、系外に排出される余剰汚泥を減容化すると共に、こ
の余剰汚泥の減容化のためのオゾン使用量を低減するこ
とができる有機性排水の処理装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の有機性排水の処
理装置は、有機性排水を好気的に生物処理する好気性生
物処理手段と、該好気性生物処理手段から排出される有
機性汚泥を嫌気的に生物消化する嫌気消化手段と、該嫌
気消化手段から排出される嫌気消化液を好気的に生物消
化する好気消化手段と、該好気消化手段から排出される
好気消化液を液分と濃縮汚泥分とに分離する濃縮手段
と、該濃縮手段から排出される液分を前記好気性生物処
理手段に返送する液分返送手段と、該濃縮手段から排出
される濃縮汚泥分をオゾンと接触させて汚泥を可溶化す
る汚泥可溶化手段と、該汚泥可溶化手段から排出される
可溶化汚泥を前記嫌気消化手段へ返送する汚泥返送手段
とを有することを特徴とする。

【００１０】本発明の有機性排水の処理装置では、処理
系統を有機性排水処理系と余剰汚泥減容系とに分け、余
剰汚泥減容系においてオゾン処理し、オゾン処理された
汚泥は汚泥減容系で循環処理し、液分のみを有機性排水
処理系に戻すようにしたので、有機性排水処理系への汚
泥減容化処理の導入に伴う悪影響、即ち、負荷の増大、
処理水質や汚泥性状の悪化、汚泥沈降性の変化などが軽
減され、良好な水質の処理水を得ることができる。

【００１１】また、余剰汚泥減容系において、有機性排
水処理系からの余剰汚泥の嫌気性消化と好気性消化を行
い、生物的に汚泥を減容化すると共に、排出される消化
汚泥を更にオゾン処理して汚泥固形分を可溶化し、可溶
化汚泥を消化工程に循環して再度消化処理するので、汚
泥を著しく効果的に減容化することができ、余剰汚泥を
全く排出することなく処理を行うこともできる。

【００１２】また、余剰汚泥の減容化に当り、オゾン処
理に供する消化汚泥は、余剰汚泥を嫌気性消化した後、
好気性消化したものであるため、還元性物質は含まれて
おらず、使用オゾン量に見合った汚泥の改質ができる。
このため、汚泥減容化のためのオゾン使用量を低減する
ことができる。

【００１３】更に、有機性排水処理系からの余剰汚泥を
嫌気性消化することによりメタンガスを発生させエネル
ギー源として回収することができる。特に、本発明で
は、消化汚泥を可溶化して再度嫌気性消化することによ
りメタンガス発生量を増大させて、エネルギー回収効率
を高めることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明の有機性排水の処理装置の実
施の形態を示す系統図である。

【００１６】この有機性排水の処理装置において、原水
（有機性排水）は曝気槽１で活性汚泥処理された後、沈
殿槽２で固液分離され、分離水が処理水として系外へ排
出される。

【００１７】この有機性排水処理系における曝気槽１の
形式には特に制限はなく、浮遊方式、固定床式、流動床
式、生物膜式のいずれでも良い。また、沈殿槽２の代り
に膜分離装置を用いても良い。

【００１８】沈殿槽２の分離汚泥は返送汚泥として曝気
槽１に返送されるが、このうちの一部が余剰汚泥として
引き抜かれ、余剰汚泥減容系で減容化処理される。

【００１９】まず、余剰汚泥は嫌気消化槽３で嫌気性微
生物により消化される。この嫌気消化においても、分解
不可能な成分や増殖した嫌気性微生物を含んだ余剰汚泥
が発生する。この余剰汚泥は次いで好気消化槽４で好気
性微生物による消化を受ける。嫌気消化及び好気消化処
理された消化汚泥は、沈殿槽５で固液分離され、分離液
分（溶解性成分）は曝気槽１に送給される。この消化汚
泥の固液分離には、沈殿槽に限らず、膜分離装置を用い
ても良い。

【００２０】ここで曝気槽１に戻される分離液分量は、
余剰汚泥減容系に引き抜いた余剰汚泥量と同程度とさ
れ、曝気槽負荷の増大の問題は殆どない。従って、有機
性排水処理系の水質を低下させることは殆どない。

【００２１】沈殿槽５の濃縮汚泥は、オゾン反応槽６に
送給され、オゾン発生器７から供給されるオゾンにより
固形物成分が分解され、生分解性が高められた後、可溶
化汚泥は嫌気消化槽３に戻され再度嫌気消化を受ける。

【００２２】このオゾンによる可溶化処理に当り、オゾ
ン反応槽６に導入される濃縮汚泥は、嫌気消化後好気消
化を受けたものであり、還元性物質を含まないため、オ
ゾンが無駄に消費されることはなく、少ないオゾン使用
量で効率的に汚泥を可溶化処理することができる。ま
た、汚泥減容化に当り、嫌気消化を行うと共に可溶化汚
泥をこの嫌気消化工程へ循環するため、メタンガスを効
果的に発生させてエネルギー源として回収することがで
きる。

【００２３】このような本発明の有機性排水の処理装置
では、余剰汚泥減容系において循環させる汚泥（即ち、
沈殿槽５で分離する濃縮汚泥）量を、嫌気消化及び好気
消化で発生する汚泥量よりも多くすることによって、見
掛け上の汚泥発生量をゼロとすることができ、系外への
余剰汚泥の引き抜きを全く行うことなく、安定に運転す
ることができる。

【００２４】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。説明の便宜上まず比較例を挙げ
る。

【００２５】比較例１ ペプトンと酵母エキスを有機源とするＴＯＣ２００ｍｇ
／Ｌの有機性排水を曝気槽で好気性生物処理した後、沈
殿槽で固液分離して分離水を処理水として取り出すと共
に、分離汚泥を曝気槽に返送した。

【００２６】運転条件は下記の通りとした。

【００２７】 曝気槽負荷：１ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ³／ｄａｙ 曝気槽内汚泥濃度：４０００ｍｇ／Ｌ 曝気槽滞留時間（ＳＲＴ）：１０日 このときの余剰汚泥発生量及び処理水水質は表１に示す
通りである。

【００２８】比較例２（特開平６−２０６０８８号公報
記載の方法） 比較例１において、返送汚泥の一部（循環比０．３）を
抜き取り（比較例１での発生汚泥量の約３倍量）、オゾ
ン供給量０．０５ｇ−Ｏ₃／ｇ−ＳＳでオゾン処理した
後、曝気槽に返送したこと以外は同様にして処理を行っ
たところ、余剰汚泥は見掛け上発生しなかったが、処理
水水質は表１に示す通りで、比較例１の場合に比べて大
幅に低下した。

【００２９】実施例１ 比較例１において、発生した余剰汚泥の全量分（比較例
２の約１／３量）を図１に示す如く、嫌気消化した後好
気消化し、好気消化液を固液分離して液分を曝気槽に返
送すると共に、濃縮汚泥をオゾン処理して可溶化した後
嫌気消化槽に戻したこと以外は同様にして処理を行っ
た。

【００３０】なお、余剰汚泥減容系の運転条件は下記の
通りとした。

【００３１】嫌気消化槽：ＳＲＴ２０日，温度３５℃ 好気消化槽：ＳＲＴ１０日 オゾン反応槽のオゾン供給量：０．０５ｇ−Ｏ₃／ｇ−
ＳＳ その結果、余剰汚泥は見掛け上全く発生せず、余剰汚泥
の引き抜きなしで安定に運転を継続することができた。
また、処理水水質は表１に示す通り、比較例２に比べて
改善され、余剰汚泥の減容化をしない比較例１の場合に
比較して処理水の悪化は無視できる程度となった。

【００３２】これは、本発明の有機性排水の処理装置で
は、有機性排水処理系と余剰汚泥減容系とを分離させた
こと、並びに余剰汚泥減容系から有機性排水処理系に戻
される液量が従来法に比べて格段に少ないことによるも
のである。

【００３３】なお、この実施例１では、嫌気消化槽から
メタンガスが１２０Ｌ−メタン／ｍ³−曝気槽容量／ｄ
ａｙ発生し、エネルギー源として有効利用することがで
きた。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の有機性排水
の処理装置によれば、 汚泥を減容化することによる処理水系の負荷の増大
を抑えて、処理水の水質の悪化を防止することができ
る。 余剰汚泥の発生量を低減することができ、余剰汚泥
を系外に全く排出することなく、安定運転を継続するこ
とも可能である。 少ないオゾン使用量で汚泥を効率的に減容化するこ
とができる。 余剰汚泥の減容化でメタンガスを発生させてエネル
ギー源として回収することができる。 といった効果が奏され、有機性排水を工業的に有利に処
理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機性排水の処理装置の実施の形態を
示す系統図である。

【符号の説明】

１ 曝気槽 ２ 沈殿槽 ３ 嫌気消化槽 ４ 好気消化槽 ５ 沈殿槽 ６ オゾン反応槽 ７ オゾン発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴエル ラジブ 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社 Ｆターム(参考） 4D028 AA02 BB07 BC18 BC28 BD12 BD16 BE01 BE04 BE08 4D059 AA05 AA23 BA31 BC02 BE31 BK12 CA28

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性排水を好気的に生物処理する好気
   性生物処理手段と、 該好気性生物処理手段から排出される有機性汚泥を嫌気
   的に生物消化する嫌気消化手段と該嫌気消化手段から排
   出される嫌気消化液を好気的に生物消化する好気消化手
   段と、 該好気消化手段から排出される好気消化液を液分と濃縮
   汚泥分とに分離する濃縮手段と、 該濃縮手段から排出される液分を前記好気性生物処理手
   段に返送する液分返送手段と、 該濃縮手段から排出される濃縮汚泥分をオゾンと接触さ
   せて汚泥を可溶化する汚泥可溶化手段と、 該汚泥可溶化手段から排出される可溶化汚泥を前記嫌気
   消化手段へ返送する汚泥返送手段とを有する有機性排水
   の処理装置。