JP2000325988A

JP2000325988A - 汚泥濃縮手段を有する廃水処理システム

Info

Publication number: JP2000325988A
Application number: JP13842899A
Authority: JP
Inventors: Junichi Yaguchi; 淳一矢口
Original assignee: Nishihara Environmental Sanitation Research Corp
Current assignee: Nishihara Environment Co Ltd
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のＢＮＲ法を見直し、既存の標準活性汚
泥廃水処理施設以外に処理施設を増設することなく、Ｂ
ＯＤのみならず、窒素、リンをも併せて効率よく除去で
きる廃水処理システムを提供する。【解決手段】廃水処理システムは、廃水を分離水と分
離汚泥とに分離する最初沈殿池１と、分離水を生物学的
に処理する生物反応槽２１と、生物反応槽２１から流出
する混合液を無酸素下で攪拌する無酸素槽４と、無酸素
槽４から流出する混合液を曝気する好気槽５と、好気槽
５の混合液を処理水と沈殿汚泥とに分離する最終沈殿池
９と、最終沈殿池９で分離した沈殿汚泥および最初沈殿
池１で分離された分離汚泥を濃縮する重力濃縮槽２２
と、重力濃縮槽２２で濃縮された濃縮汚泥を生物反応槽
２１に返送する濃縮汚泥返送管路２４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、下水等の廃水を
生物学的に処理するシステム、特に廃水中に含まれる有
機物、窒素およびリンを同時に除去する汚泥濃縮手段を
有する廃水処理システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の廃水処理装置の構成を示す
フローシートである。図７において、１は流入する廃水
に対し、本処理に先立ち、予め固液分離する最初沈殿池
であり、２は最初沈殿池１から分離液を導入し、該分離
液中のＢＯＤを利用して脱窒・脱リンを同時に行うため
の浮遊汚泥方式の反応槽である。この反応槽２は、嫌気
槽３と無酸素槽４と好気槽５とに３分割されている。６
は嫌気槽３内に配置された攪拌機であり、７は無酸素槽
４内に配置された攪拌機、８は好気槽５内に配置され攪
拌機能とエアレーション機能を併せ持つ散気装置であ
り、９は好気槽５からの流出水を受け入れて固液分離す
る最終沈殿池である。

【０００３】１０は好気槽５内の混合液を無酸素槽４に
循環させるための循環路であり、１１は最初沈殿池１か
ら初沈汚泥を汚泥処理工程へ引き出すための初沈汚泥管
路であり、１２ａは最終沈殿池９で固液分離された汚泥
の一部を嫌気槽３に返送するための返送汚泥管路であ
り、１２ｂは最終沈殿池９で固液分離された汚泥の一部
を余剰汚泥として最初沈殿池１へ引き抜くための余剰汚
泥管路である。

【０００４】次に動作について説明する。流入廃水は、
まず最初沈殿池１で固液分離され、その分離液は嫌気槽
３に導入される。この嫌気槽３内では、上記分離液が最
終沈殿池９から返送汚泥管路１２ａを介して返送される
返送汚泥と接触させられるが、その際に、返送汚泥中に
含まれるリン蓄積菌が廃水中の溶解性ＢＯＤ（主として
揮発性有機酸）を取り込むと同時に、菌体内のリンを放
出する。嫌気槽３からの流出水は無酸素槽４に導入され
る。ここでは、好気槽５から返送された酸化態窒素が脱
窒細菌によって窒素ガスに還元されて除去される。無酸
素槽４からの流出水は好気槽５に導入され、好気条件下
で廃水中のＢＯＤが酸化分解され、硝化細菌によってア
ンモニア態窒素や有機態窒素が硝化されると共に、リン
はリン蓄積菌により過剰に再摂取され液相中から除去さ
れる。好気槽５からの流出水は最終沈殿池９で固液分離
され、処理水は消毒後に放流され、汚泥の一部は嫌気槽
３に返送される。また、汚泥の一部は余剰汚泥として余
剰汚泥管路１２ｂを介して汚泥処理工程へ送られ、処理
される。

【０００５】このような廃水処理方法は、嫌気・無酸素
・好気の各槽を必要とする生物学的窒素リン同時除去法
（以下、ＢＮＲ法という）と呼ばれ、近年、国内外を問
わず多く実用化されている。なお、ＢＮＲとはBiologic
al Nutrient Removal、即ち生物学的栄養塩除去の意で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のＢＮＲ法では、嫌気槽３でリンの放出、無酸素槽
４で脱窒、好気槽５でＢＯＤ酸化と硝化を主に行い、い
ずれの槽が欠けても成り立たなかったため、全体で約１
５時間前後の長い滞留時間を要するという課題があっ
た。また、反応槽の容積はそれ以前の標準活性汚泥法の
約２〜３倍も必要であり、サイズが大きいため、施設建
設費も嵩むという課題もあった。

【０００７】さらに、従来のＢＮＲ法では、窒素除去を
比較的安定に効率よく達成できるものの、リンの除去を
安定に行えず、負荷が低下した場合に嫌気槽３における
リン蓄積菌からのリン放出が十分ではなく、好気槽５に
おける安定したリン除去が得られないという課題もあっ
た。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、従来のＢＮＲ法を見直し、既存の
標準活性汚泥廃水処理施設以外に処理施設を増設するこ
となく、ＢＯＤのみならず、窒素、リンをも併せて効率
よく除去できる汚泥濃縮手段を有する廃水処理システム
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】この発明に係る汚泥濃縮
手段を有する廃水処理システムは、廃水を分離水と分離
汚泥とに分離する固液分離手段と、分離水を生物学的に
処理する生物反応槽と、生物反応槽から流出する混合液
を無酸素下で攪拌する無酸素槽と、無酸素槽から流出す
る混合液を曝気する好気槽と、好気槽の混合液を処理水
と沈殿汚泥とに分離する沈殿分離手段と、沈殿分離手段
で分離した沈殿汚泥および固液分離手段で分離された分
離汚泥を濃縮する汚泥濃縮手段と、汚泥濃縮手段で濃縮
された濃縮汚泥を生物反応槽に返送する汚泥返送手段と
を備えたことを特徴とするものである。

【００１０】この発明に係る汚泥濃縮手段を有する廃水
処理システムは、廃水を分離水と分離汚泥とに分離する
固液分離手段と、分離水を生物学的に処理する生物反応
槽と、生物反応槽から流出する混合液を無酸素下で攪拌
する無酸素槽と、無酸素槽から流出する混合液を曝気す
る好気槽と、好気槽の混合液から処理水を分離して排出
する膜分離手段と、好気槽の混合液および固液分離手段
で分離された分離汚泥を濃縮する汚泥濃縮手段と、汚泥
濃縮手段で濃縮された濃縮汚泥を生物反応槽に返送する
汚泥返送手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１１】この発明に係る汚泥濃縮手段を有する廃水
処理システムは、生物反応槽は、微生物を担持する担体
が投入されている担体投入型生物反応槽であることを特
徴とするものである。この発明に係る汚泥濃縮手段を有
する廃水処理システムは、汚泥濃縮手段で濃縮された濃
縮汚泥の一部を無酸素槽に移送する汚泥移送手段を備え
ていることを特徴とするものである。

【００１２】この発明に係る汚泥濃縮手段を有する廃水
処理システムは、生物反応槽は、固液分離手段で分離さ
れた分離水を無酸素下で攪拌する前無酸素槽と、前無酸
素槽から流出する混合液を曝気する前好気槽と、前好気
槽の混合液を前無酸素槽へ循環する循環手段とからなる
ことを特徴とするものである。

【００１３】この発明に係る汚泥濃縮手段を有する廃水
処理システムは、生物反応槽は曝気手段および攪拌手段
を備えた間欠曝気槽であることを特徴とするものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
汚泥濃縮手段を有する廃水処理システムを示すフローシ
ートであり、従来の廃水処理装置を示した図７と共通す
る要素については同一符号を付し、その部分の説明を必
要に応じて省略する。図１において１は最初沈殿池（固
液分離手段）であり、沈殿池の他に膜を利用した分離装
置やろ材を利用したろ過装置を採用してもよい。２１は
生物反応槽であり、この生物反応槽２１は無酸素槽４と
好気槽５との前工程に配置されている。２２は初沈汚泥
管路１１を介して供給される最初沈殿池１で分離された
分離汚泥と、沈殿汚泥管路２３を介して供給される最終
沈殿池（沈殿分離手段）９で分離された沈殿汚泥を混合
して濃縮する汚泥濃縮手段としての重力濃縮槽である。
この汚泥濃縮手段としては重力濃縮槽２２のような重力
沈殿手段に代えて、分離膜で分離液を排出する膜分離方
式の汚泥濃縮槽、あるいは遠心濃縮手段または遠心分離
手段等の使用も可能である。２４は重力濃縮槽２２で濃
縮された汚泥を生物反応槽２１に返送するための汚泥返
送管路である。

【００１５】次に動作を説明する。流入廃水は、まず最
初沈殿池１で固液分離され、その分離水が生物反応槽２
１に導入される。一方、最初沈殿池１で分離された初沈
汚泥の一部または全部は初沈汚泥管路１１を介して重力
濃縮槽２２に導入され、最終沈殿池９で分離された沈殿
汚泥の一部または全部と共に重力沈殿され、得られた濃
縮汚泥は管路２４を介して生物反応槽２１に返送され
る。このように生物反応槽２１内では最初沈殿池１から
の分離水と重力濃縮槽２２からの濃縮汚泥とが混合さ
れ、好気条件下で重力濃縮槽２２内で液相にリンを放出
してきた濃縮汚泥中のリン蓄積菌により最初沈殿池１か
らの分離水からリンが過剰に摂取されると共に、分離水
中の窒素分が硝化され、無酸素条件下で硝化された窒素
分が脱窒される。

【００１６】なお、この生物反応槽２１の運転のケース
では、当該生物反応槽２１内に例えば混合液中の酸化還
元電位ＯＲＰを測定するＯＲＰセンサを設置し、この値
（ＯＲＰの範囲は概ね−３００〜＋３００ｍＶ）に基い
て送風量等を自動制御し、生物反応槽２１内の好気状態
や無酸素状態を適宜保持することが望ましい。生物反応
槽２１内に攪拌機等（図示せず）を設ける場合には、主
に攪拌羽根を備えた機械攪拌装置など水流を発生させる
ものであればよく、特に限定されない。なお、ＯＲＰセ
ンサーの他にｐＨセンサーや溶存酸素濃度センサーなど
を用いてもよい。

【００１７】次に、生物反応槽２１からの流出液は無酸
素槽４に導入される。この流出液は生物反応槽２１内で
上述のような生物学的な処理を経ており、窒素、リンの
含有量も減っているが、これを無酸素槽４に導入するこ
とで、さらに硝化された窒素分の脱窒反応を促進させ
る。即ち、流出液中の酸化態窒素が脱窒細菌によって還
元され、窒素は窒素ガスとして系外に除去される。

【００１８】次に、無酸素槽４から流出する混合液は好
気槽５に導入される。この際、混合液の移流方法は、好
気槽５内の混合液が無酸素槽４へ逆流しないようにオー
バーフロー（越流）の形態をとることが望ましい。この
好気槽５の運転は、例えば当該槽内にＤＯセンサ（溶存
酸素濃度計）を設置し、この測定値（ＤＯ値の範囲は概
ね０．５〜５ｍｇ／Ｌ）に基いてＤＯ計、コンピュータ
によって曝気ブロアの回転数を自動的に制御し、送風量
を調整することが望ましい。この場合、ＤＯ濃度が低い
場合は送風量を増加させ、高い場合は送風量を減少させ
る。また、この指標はＯＲＰまたはｐＨでも行うことが
できる。ＯＲＰの場合は概ね＋３０〜＋３００ｍＶの範
囲で、ＤＯと同様に低い場合は送風量を増加させ、高い
場合は送風量を減少させる。ｐＨの場合は概ね６．３〜
７．５の範囲で、ＤＯ，ＯＲＰとは逆に低い場合は送風
量を減少させ、高い場合は送風量を増加させる。このよ
うな操作を行うことにより、好気槽５内で安定した効率
的な残存ＢＯＤの酸化分解、窒素成分の硝化およびリン
の過剰摂取除去を十分に行うことができる。なお、送風
量は曝気ブロアの回転数に限らず、電動弁の操作やブロ
アの運転台数で調整してもよい。

【００１９】次に、好気槽５から流出する混合液は、最
終沈殿池９で沈殿分離され、分離水は処理水として消毒
後に放流される。沈殿汚泥（終沈汚泥）は沈殿汚泥管路
２３を介して重力濃縮槽２２に導入され、重力沈殿によ
り濃縮される。この重力濃縮槽２２には上述したように
最初沈殿池１から分離汚泥（初沈汚泥）の一部が導入さ
れている。この初沈汚泥には易分解性基質が多く含まれ
ており、この初沈汚泥の重力濃縮槽２２内への導入によ
り終沈汚泥中に含まれるリン蓄積菌が溶解性ＢＯＤ成分
を取り込むと共に、自らの菌体内に蓄積していたリンを
放出する。このようにリンを液相に放出した濃縮汚泥の
一部は汚泥返送管路２４を介して生物反応槽２１へ返送
され、残りは適宜汚泥処理工程で処理される。リンを多
く含む分離液は主に晶析反応によるリン酸マグネシウム
アンモニウム（ＭＡＰ）除去装置に送られ、リンを除去
することが望ましい。

【００２０】この実施の形態１では、重力濃縮槽２２で
濃縮汚泥から分離液にリンが放出され、分離液中に高濃
度のリンが移流し、リン飢餓状態の濃縮汚泥が生物反応
槽２１へ返送される。このため、生物反応槽２１、無酸
素槽４および好気槽５への返送汚泥に含まれるリンの流
入を防止できる。即ち、重力濃縮槽２２で汚泥中のリン
蓄積菌から分離液にリンが放出され、この放出されたリ
ンを含む分離液は生物反応槽２１へ返送されず、また生
物反応槽２１内のリン蓄積菌により好気条件下で最初沈
殿池１からの分離水に含まれるリンが摂取されるため、
無酸素槽４および好気槽５に流入するリン濃度を十分に
低減でき、さらに好気槽５内でもリン蓄積菌によりリン
摂取が行われるため、最終的に得られる処理水中のリン
濃度を十分に引き下げることができる。また、窒素に関
しては、生物反応槽２１内で硝化・脱窒反応が進行し、
酸化態窒素が窒素ガスとして除去されるが、さらに無酸
素槽４内の無酸素条件下で生物反応槽２１からの流出液
中の酸化態窒素が脱窒細菌によって還元され、窒素ガス
として系外に除去される。このため、処理水中の窒素濃
度も引き下げることができる。

【００２１】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２による汚泥濃縮手段を有する廃水処理システムを
示すフローシートである。この実施の形態２の特徴は、
先の実施の形態１における沈殿分離手段としての最終沈
殿池９に代えて、好気槽５に膜分離手段２５を設け、最
終沈殿池９から重力濃縮槽２２に引き抜かれていた沈殿
汚泥に代えて、好気槽５からの流出液を重力濃縮槽２２
に供給するようにした点にある。ここで、最初沈殿池１
で分離された分離汚泥の一部または全部は重力濃縮槽２
２に導入されると共に、好気槽５からの流出水は適宜引
き抜いて重力濃縮槽２２に導入される。この際、流出水
の量は重力濃縮槽２２での滞留時間がリンの溶出に必要
な時間として１時間以上は確保できる量でなければなら
ない。

【００２２】膜分離手段２５は好気槽５内の混合液を処
理水と汚泥とに固液分離する分離膜を備えており、この
分離膜としては精密ろ過膜等の種々の分離膜は勿論、好
気槽５内の混合液中の浮遊微生物やＳＳなどを分離ろ過
できるものであればいずれも使用可能である。具体的に
は、例えば有機系高分子をベースとした中空糸膜を用い
たゼノン膜プロセス「マックバイオ」（株式会社西原環
境衛生研究所）等が好適である。この膜分離手段２５は
好気槽５内に配置されることで、好気槽５内の散気装置
により膜の表面に付着する汚泥を効率よく剥離すること
ができ、また時には逆洗操作を行うことで長期間にわた
って安定した分離性能を維持することができる。

【００２３】この実施の形態２では、好気槽５内の混合
液はポンプ（図示せず）により膜分離手段２５の分離膜
を通過することで固液分離され、清澄な処理水となって
系外に排出される。このように膜分離手段２５を用いて
も清澄な処理水を得ることができるので、最終沈殿池９
を設ける必要がなく、最終沈殿池９の設置面積を削減で
き、省スペース化、コンパクト化を図ることができる。
また、重力沈殿方式による最終沈殿池９に比べて生物反
応槽２１、無酸素槽４および好気槽５の汚泥濃度（ＭＬ
ＳＳ）を高濃度に維持しても確実に固液分離できること
から、処理効率を向上させることもできる。さらに、無
酸素槽４や好気槽５内のＭＬＳＳを高濃度に維持できる
ため、無酸素槽４や好気槽５の容積を縮小でき、処理施
設の設置面積の省スペース化を図ることもできる。ま
た、従来のＢＮＲ法における嫌気槽の占有スペースを利
用して生物反応槽２１を設けることができるので、設置
スペースの有効活用を図ることもできる。

【００２４】この実施の形態２では、好気槽５に膜分離
手段２５を設けたことにより、好気槽５内の活性汚泥が
濃縮され、好気槽５内での汚泥滞留時間を長く保てるの
で、ＢＯＤ分解活性、硝化活性をさらに向上させること
ができる。また、好気槽５内の混合液は混合液管路２６
を介して重力濃縮槽２２に送られ、初沈汚泥と混合され
る。このとき、混合液中のリン蓄積菌は初沈汚泥に多く
含まれる溶解性ＢＯＤ成分を取り込むと共に、菌体内に
蓄積していたリンを放出する。リンを放出した汚泥は、
重力濃縮槽２２内で濃縮され、濃縮汚泥の一部は生物反
応槽２１へ返送され、残りは汚泥処理工程で適宜処理さ
れる。

【００２５】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３による汚泥濃縮手段を有する廃水処理システムの
要部を示すフローシートである。この実施の形態３の特
徴は、先の実施の形態１における生物反応槽２１に汚泥
中の脱窒細菌および硝化細菌等の微生物を高濃度に保持
した担体３０を浮遊させている点にある。この担体３０
は主に一辺もしくは直径が５〜３０ｍｍの立体形状のポ
リウレタン製のものを用いるが、曝気や攪拌により槽内
を流動し微生物を保持できる機能を有するものであれ
ば、上記形状や材質に限定されない。また、微生物の保
持形態も、微生物を担体の表面や内部に付着固定させて
もよいし、担体材料で包み込む包括固定でもよい。さら
に、担体３０の材質は無機性物質または有機性物質のい
ずれも適用可能である。

【００２６】図３において３１は生物反応槽２１に設け
られた担体分離手段である。この担体分離手段３１は生
物反応槽２１から無酸素槽４に向かう流出水に含まれた
担体３０が無酸素槽４に流出しないように分離するもの
で、主として３〜２０ｍｍφのパンチングプレートを用
いるが、これに限らず、担体３０を分離できるものであ
れば、いかなるものであってもよい。

【００２７】この実施の形態３では、脱窒細菌および硝
化細菌等の微生物を高濃度に保持した担体３０を浮遊さ
せたので、汚泥滞留時間（ＳＲＴ）を十分に確保でき、
脱窒反応、硝化反応の効率化を図ることができる。

【００２８】実施の形態４．先の実施の形態３では、実
施の形態１における生物反応槽２１内に担体３０を浮遊
させる構成を採用したが、実施の形態２における生物反
応槽２１内に担体３０と同様の担体（図示せず）を浮遊
させる構成を採用してもよい。

【００２９】この実施の形態４では、先の実施の形態３
と同様に生物反応槽２１に担体分離手段（図示せず）を
設ける必要があるが、これと同様の手段を混合液管路２
６の取水口（図示せず）に設けることにより、担体３０
の重力濃縮槽２２側への流出を防止し、生物反応槽２１
内の担持微生物濃度を一定に維持し、脱窒反応、硝化反
応の安定化を図ることができる。

【００３０】実施の形態５．図４は、この発明の実施の
形態５による汚泥濃縮手段を有する廃水処理システムの
要部を示すフローシートである。この実施の形態５の特
徴は、先の実施の形態１における重力濃縮槽２２から生
物反応槽２１へ濃縮汚泥の一部を返送する濃縮汚泥返送
手段としての管路２４の他に、重力濃縮槽２２から無酸
素槽４へ濃縮汚泥の一部を移送する濃縮汚泥移送手段と
しての管路３２を設けた点にある。即ち、無酸素槽４に
は生物反応槽２１から酸化態窒素を含む混合液が流入す
るため、脱窒反応を促進するためＢＯＤ源（電子供与
体）が必要となる。そこで、無酸素槽４へは重力濃縮槽
２２からＢＯＤ源となる濃縮汚泥を導入できるようにし
ておくことが有効である。これにより、無酸素槽４で
は、ＢＯＤ源としての濃縮汚泥が管路３２を介して供給
されるので、脱窒反応が促進され、窒素が効率よく窒素
ガスとして系外に除去される。

【００３１】実施の形態６．図５は、この発明の実施の
形態６による汚泥濃縮手段を有する廃水処理システムの
要部を示すフローシートである。この実施の形態６の特
徴は、先の実施の形態３における生物反応槽２１を前無
酸素槽４０と前好気槽４１とから構成し、前好気槽４１
の混合液を前無酸素槽４０に循環する循環手段４２を設
け、さらに重力濃縮槽２２からの濃縮汚泥を前無酸素槽
４０に返送するようにした点である。即ち、廃水処理工
程中に無酸素槽と好気槽との組合せを繰り返す構成とし
ている。この構成により、前無酸素槽４０へ循環手段４
２により循環される前好気槽４１の混合液に含まれる酸
化態窒素が還元されて窒素ガスとして系外に除去され、
ここで除去されなかった酸化態窒素が後の無酸素槽４内
で十分に還元され除去される。リンに関しては、先の実
施の形態と同様に重力濃縮槽２２内で濃縮される段階で
分離水にリンが放出されており、リンを放出したリン蓄
積菌を含む濃縮汚泥が上述のように前無酸素槽４０に返
送される。そして、その後の前好気槽４１内では、好気
条件下で飢餓状態のリン蓄積菌がリンを過剰に摂取する
ことにより、液相中のリン濃度が低下する。これによ
り、窒素濃度およびリン濃度のいずれも効率的に低減で
き、さらに無酸素槽４および好気槽５で同様の処理が行
われるため、極めて低い濃度の処理水を放流することが
できる。なお、濃縮汚泥の一部を無酸素槽４に返送して
もよい。

【００３２】この実施の形態６では、先の実施の形態３
と同様に、汚泥滞留時間（ＳＲＴ）を十分に確保でき、
脱窒反応、硝化反応の効率化を図るために、前無酸素槽
４０および前好気槽４１内に脱窒細菌および硝化細菌等
の微生物を高濃度に保持した担体３０を浮遊させてい
る。なお、前好気槽４１と前無酸素槽４０とがそれぞれ
個別の担体３０を利用する場合や前無酸素槽４０では担
体３０を利用しない場合には、前好気槽４１の担体３０
を前無酸素槽４０に循環させないように、循環手段４２
に担体分離手段３１を介在させてもよい。

【００３３】実施の形態７．図６は、この発明の実施の
形態７による汚泥濃縮手段を有する廃水処理システムの
要部を示すフローシートである。この実施の形態７の特
徴は、先の実施の形態３における生物反応槽２１を間欠
曝気槽５０で構成している点である。この間欠曝気槽５
０は、攪拌機能とエアレーション機能とを併せ持つ散気
装置を有するもので、送風を停止させることで攪拌装置
として機能し、槽内を無酸素槽とすることができ、また
送風することによりエアレーション装置として機能し、
槽内を好気槽とすることができるものである。即ち、先
の実施の形態６では、生物反応槽２１を構造的に分割し
て前無酸素槽４０と前好気槽４１を設けたが、この実施
の形態７では散気装置を切り替えることで時間的に無酸
素状態と好気状態とを交互に創出することができる。こ
れにより、間欠曝気槽５０の設置スペースを先の前無酸
素槽４０と前好気槽４１の設置スペースの総和よりも小
さくすることが可能となり、廃水処理システム全体のコ
ンパクト化を図ることができる。なお、間欠曝気槽５０
には別途攪拌装置とエアレーション装置とをそれぞれ設
けてもよい。

【００３４】なお、上記各実施の形態では、前無酸素槽
４０、前好気槽４１または間欠曝気槽５０等の生物反応
槽２１に対して微生物を担持する担体を投入して廃水処
理効率を上げたが、この担体は必要に応じて生物反応槽
２１の後に配置される無酸素槽４または前好気槽５内に
投入されてもよい。

【００３５】実験例下水を対象に処理規模２４ｍ³／日のパイロットプラン
トを用いて、図５に示すフローシートで浄化処理を行っ
た。この際の運転条件を表１に示し、原水として最初沈
殿池１からの流出水（分離水）および最終沈殿池９から
の流出水（処理水）の水質結果を表２に示した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】表２の結果から明らかなように、この発明
に係る汚泥濃縮手段を有する廃水処理システムによれ
ば、従来の有機物除去を目的とした標準的な活性汚泥施
設と同程度の滞留時間で全窒素濃度３．０ｍｇ／Ｌ以下
（除去率９０％以上），全リン濃度０．５ｍｇ／Ｌ以下
（除去率９０％以上）の処理水質が得られた。因みに、
従来の廃水処理施設による処理水質は、全窒素濃度１０
〜１５ｍｇ／L，全リン濃度１．０ｍｇ／Ｌ前後であっ
た。

【００３９】なお、図７に示した従来のＢＮＲ法による
廃水処理装置では、反応槽内の活性汚泥濃度を、余剰汚
泥の一部を嫌気槽へ返送させることによって維持してき
た。返送汚泥量は通常最初沈殿池１からの流出水の０．
３〜０．５倍であるが、１．０倍以上に達することもあ
り、反応槽内の実際の汚泥滞留時間は短くなり、十分な
反応時間が得られない場合もあった。これに対し、この
発明では、濃縮汚泥の一部を無酸素槽および好気槽の前
に配置された生物反応槽に返送するため、余剰汚泥より
ＭＬＳＳ濃度が２〜３倍以上高く、返送量は従来の１／
２〜１／３倍以下でも十分である。このため、反応槽内
の汚泥滞留時間を従来よりも長くなるため、十分な反応
時間を確保でき、処理能力を向上させることができる。
また、最終沈殿池でも汚泥沈降時間を長くすることがで
き、汚泥の沈降分離性を改善することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、汚泥濃縮手段を設け、リンを十分に放出した濃縮汚
泥を無酸素槽および好気槽の前に配置された生物反応槽
に返送することにより、生物反応槽、無酸素槽および好
気槽への返送汚泥に含まれるリンの流入を防止できるの
で、処理水中のリン濃度を低減することができるという
優れた効果を奏することができる。また、窒素に関して
は生物反応槽で硝化・脱窒され、さらに除去されなかっ
た酸化態窒素が無酸素槽で窒素ガスに還元され除去され
るという優れた効果を奏することができる。さらに、従
来のＢＮＲ法と異なり、省略する嫌気槽の占有スペース
を利用して生物反応槽を設けることにより、従来と同等
の反応槽滞留時間で全窒素濃度、全リン濃度を格段に引
き下げることができるという優れた効果を奏することが
できる。

【００４１】また、この発明によれば、好気槽に膜分離
手段を設けたことにより、より清澄な処理水を得ること
ができ、好気槽内の微生物濃度を高めることができ、反
応槽容積の更なる縮小化と安定した廃水処理システムを
得ることができる。さらに、最終沈殿池を設置する必要
がなくなることから、廃水処理システムの設置面積を大
幅に縮小することができる。

【００４２】さらに、この発明によれば、脱窒細菌等の
微生物を担持した担体を生物反応槽内に浮遊させたこと
により、実質的な汚泥濃度を高め、汚泥滞留時間を十分
に確保できるため、窒素除去等の効率化を図ることがで
きる。

【００４３】また、この発明によれば、汚泥濃縮手段か
ら無酸素槽へ濃縮汚泥の一部を移送する濃縮汚泥移送手
段を設けたことにより、無酸素槽に生物反応槽から酸化
態窒素を含む混合液が流入するが、脱窒反応を促進する
ためのＢＯＤ源となる濃縮汚泥を導入したので、無酸素
槽で脱窒反応が促進され、酸化態窒素を効率よく窒素ガ
スとして系外に除去することができる。

【００４４】さらに、この発明によれば、前無酸素槽お
よび前好気槽と、無酸素槽および好気槽との組合せを繰
り返す構成としたことにより、前段の組合せで除去され
なかった有機物や窒素分を後段の組合せでさらに効率よ
く除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による汚泥濃縮手段を
有する廃水処理システムを示すフローシートである。

【図２】この発明の実施の形態２による汚泥濃縮手段を
有する廃水処理システムを示すフローシートである。

【図３】この発明の実施の形態３による汚泥濃縮手段を
有する廃水処理システムの要部を示すフローシートであ
る。

【図４】この発明の実施の形態５による汚泥濃縮手段を
有する廃水処理システムの要部を示すフローシートであ
る。

【図５】この発明の実施の形態６による汚泥濃縮手段を
有する廃水処理システムの要部を示すフローシートであ
る。

【図６】この発明の実施の形態７による汚泥濃縮手段を
有する廃水処理システムの要部を示すフローシートであ
る。

【図７】従来の廃水処理装置を示すフローシートであ
る。

【符号の説明】

１最初沈殿池（固液分離手段）２浮遊汚泥式の反応槽３嫌気槽４無酸素槽５好気槽６攪拌機７攪拌機８散気装置９最終沈殿池（沈殿分離手段）１０循環手段１１初沈汚泥管路１２ａ返送汚泥管路１２ｂ余剰汚泥管路２１生物反応槽２２重力濃縮槽（汚泥濃縮手段）２３沈殿汚泥管路２４濃縮汚泥返送管路（濃縮汚泥返送手段）２５膜分離手段２６混合液管路３０担体３１担体分離手段３２汚泥移送手段４０前無酸素槽（生物反応槽）４１前好気槽（生物反応槽）４２循環手段５０間欠曝気槽（生物反応槽）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 3/12 Ｃ０２Ｆ 3/12 ＳＦターム(参考） 4D003 AA12 AB01 BA02 CA01 CA02 CA03 CA07 CA08 DA08 DA09 DA21 DA22 DA29 EA01 EA21 EA22 EA30 FA05 FA10 4D006 GA07 HA01 HA93 KA01 KA12 KA44 KA46 KA72 KB13 KB14 KB22 KB23 KB25 KC02 KC03 KC14 KD08 MA01 MB02 MC09X PA02 PB08 PB70 PC64 4D028 AA08 BB02 BC11 BC17 BC18 BD11 BD12 BD16 BD17 CA09 CB03 CC07 CD01 4D040 BB51 BB52 BB82

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃水を分離水と分離汚泥とに分離する固
液分離手段と、分離水を生物学的に処理する生物反応槽
と、生物反応槽から流出する混合液を無酸素下で攪拌す
る無酸素槽と、無酸素槽から流出する混合液を曝気する
好気槽と、好気槽の混合液を処理水と沈殿汚泥とに分離
する沈殿分離手段と、沈殿分離手段で分離した沈殿汚泥
および固液分離手段で分離された分離汚泥を濃縮する汚
泥濃縮手段と、汚泥濃縮手段で濃縮された濃縮汚泥を生
物反応槽に返送する汚泥返送手段とを備えたことを特徴
とする汚泥濃縮手段を有する廃水処理システム。
【請求項２】廃水を分離水と分離汚泥とに分離する固
液分離手段と、分離水を生物学的に処理する生物反応槽
と、生物反応槽から流出する混合液を無酸素下で攪拌す
る無酸素槽と、無酸素槽から流出する混合液を曝気する
好気槽と、好気槽の混合液から処理水を分離して排出す
る膜分離手段と、好気槽の混合液および固液分離手段で
分離された分離汚泥を濃縮する汚泥濃縮手段と、汚泥濃
縮手段で濃縮された濃縮汚泥を生物反応槽に返送する汚
泥返送手段とを備えたことを特徴とする汚泥濃縮手段を
有する廃水処理システム。
【請求項３】生物反応槽は、微生物を担持する担体が
投入されている担体投入型生物反応槽であることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の汚泥濃縮手段を
有する廃水処理システム。
【請求項４】汚泥濃縮手段で濃縮された濃縮汚泥の一
部を無酸素槽に移送する汚泥移送手段を備えていること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記
載の汚泥濃縮手段を有する廃水処理システム。
【請求項５】生物反応槽は、固液分離手段で分離され
た分離水を無酸素下で攪拌する前無酸素槽と、前無酸素
槽から流出する混合液を曝気する前好気槽と、前好気槽
の混合液を前無酸素槽へ循環する循環手段とからなるこ
とを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に
記載の汚泥濃縮手段を有する廃水処理システム。
【請求項６】生物反応槽は曝気手段および攪拌手段を
備えた間欠曝気槽であることを特徴とする請求項１から
請求項４のいずれか１項に記載の汚泥濃縮手段を有する
廃水処理システム。