JPH01262996A - 有機性廃水の好気性処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、有機物（ＢＯＤまたはＣ０Ｄ）を含む廃水を
好気性条件下で生物学的に酸化分解する方法及び当該方
法の実施に好適な処理装置に関する。

〈従来の技術〉 ＢＯＤまたはＣＯＤ等の有機物を含む廃水を処理する方
法として、当該有機物を好気性菌の働きによって酸化分
解することが従来から広く行われており、その代表的な
ものに活性汚泥法がある。

前記好気性菌は、好気性条件下において廃水中の有機物
を酸化分解してエネルギーを獲得（呼吸）し、このエネ
ルギーを利用して新しい菌体を合成する。

好気性菌による酸化分解反応は、一般に処理装置内に存
在する好気性菌の濃度（通常、汚泥濃度で代表される、
以下汚泥濃度ということもある）が高い程速い。従って
、工業的規模で好気性処理を行うにあたっては、出来る
だけ前記好気性菌の濃度を高く保持することが装置の小
型化等の点で望ましいことは言うまでもなく、従来から
この点が好気性処理法における大きな課題となっている
。

好気性処理装置内に存在する好気性菌の濃度、すなわち
汚泥濃度を高めるために、例えば槽内に好気性菌が生育
出来る微生物担体（砂、石、活性炭、ハニカムチューブ
等）を入れて槽内の汚泥濃度（微生物保有量）を高める
ようにした、いわゆる固定床式（生物膜式）接触酸化装
置と称されるものも実用に供されている。しかしながら
、当該装置においても槽内汚泥濃度はせいぜい浮遊式の
活性汚泥処理装置（汚泥濃度は通常２．０００〜４．０
００■／ｌ）のそれの１．５〜２倍程度であり、しかも
微生物担体間の隙間があまり小さいと汚泥等による閉塞
の問題を招くので、定期的な洗浄を必要とするという、
メンテナンス上の配慮を要するものである。

一方、近年特にメタン発酵あるいは生物学的脱窒のよう
ないわゆる嫌気性処理の分野において、槽内の汚泥濃度
を従来より飛躍的に高く保持することが出来、従って、
装置全体を従来より大幅に小さく出来る処理装置、仮に
高濃度汚泥床式（あるいはスラッジブランケット式）と
称することが出来るものが開発されている。当該高濃度
汚泥床式の嫌気性発酵装置あるいは脱窒装置は、槽の内
部にメタン発酵菌または脱窒菌が高濃度に凝集した粒状
物（通称グラニユールと呼ばれる汚泥粒）からなる汚泥
床（以下グラニユール汚泥床という）を形成させてなる
ものであり、このグラニユール汚泥床に対して廃水を上
昇流で通過させて有機物の嫌気性分解または窒素除去を
行うものである。

ところが、最近になって有機性廃水の好気性処理におい
ても、特殊な操作を行うことによって好気性菌が高濃度
に凝集したグラニユール汚泥粒を形成させることが可能
であることが明らかになり、これに関する報文も既に発
表されている。

上記好気性菌が高濃度に凝集したグラニユール汚泥粒の
形成は、以下のような操作によって行われる。

すなわち、いわゆる活性汚泥を種汚泥として槽に入れ、
当該槽の下部から、予め曝気等の手段によって溶存酸素
を付加した有機性廃水を上昇流で適量通水しながら所定
時間馴養させることにより、比較的簡単にグラニユール
汚泥粒を形成させることが出来る。形成されたグラニユ
ール汚泥粒は、運転条件によっても異なるが通常１〜５
鶴程度の球状となる。このようなグラニユール汚泥粒形
成のメカニズムについては明らかでないが、当該汚泥粒
の形成及び形成されたグラニユール汚泥粒の維持を図る
ためには、従来の好気性処理装置の如く槽内に直接空気
等の酸素含有ガスを吹き込むようなことは避けなければ
ならず、前述の如く廃水を予め曝気する等して廃水中に
溶存酸素を存在せしめ、しかる後に廃水を槽内に４人し
て汚泥床と接触させ、当該溶存酸素を利用して廃水中の
有機物の酸化分解を行わせるようにすることが肝要であ
る。

なお、形成されたグラニユール汚泥粒は、その比重が比
較的大きいので、廃水を槽の下部から例えば上昇ＬＶ６
〜８ｍ／Ｈ程度の流速で流入してもグラニユール汚泥粒
の流出は起こらない。

このようなグラニユール汚泥床を持った好気性処理装置
（以下、高濃度汚泥床式酸化槽または装置という）にお
いては、槽内の汚泥濃度が従来の活性汚泥処理装置のそ
れの４〜１０倍の１５，０００〜２５．　ＯＯ０ｆｆ１
ｒ／ｌにまで達する。

以下に、従来の高濃度汚泥床式酸化装置のフロー概要の
一例を第４図に基づいて説明する。

第４図において、１は槽内にグラニユール汚泥床２を有
する高濃度汚泥床式酸化槽、３は当該酸化槽１に流入さ
せる原廃水を予め曝気して溶存酸素を付加させるための
酸素溶解槽を示している。

第４図に示したフローの装置によって有機物を含む廃水
を処理するには、先ず原廃水を原水供給ライン４を介し
て酸素溶解槽３に導くとともに、当該槽３内の下部に付
設した散気装置５を介して空気導入ライン６より空気を
吹き込み、原廃水を曝気して原廃水中に溶存酸素を存在
せしめる。次いで、溶存酸素を付加した原廃水を原水流
入ライン７を介して高濃度汚泥床式酸化槽１の下部から
槽内に供給し、槽内に形成されたグラニユール汚泥床２
内を上昇流で通過させる。この間に原廃水中の有機物は
グラニユール汚泥粒を形成している好気性菌の働きによ
り、廃水中の溶存酸素を利用して酸化分解され、一方分
解によって得られるエネルギーを用いて好気性菌の増殖
及び新たなグラニユール汚泥粒の形成がなされる。有機
物の分解がなされた廃水は、処理水流出ライン８を介し
て処理水として取り出す、なお、第４図において、９は
余剰汚泥の引き抜きラインを示しており、当該管９を介
して高濃度汚泥床式酸化槽１内の汚泥を余剰汚泥として
定期的に引き抜き、当該槽ｌ内の汚泥濃度をほぼ一定に
保ちながら処理を行う。

上述のような高濃度汚泥床式酸化槽１においては、前述
の如く槽内に比較的大きな比重を有するグラニユール汚
泥粒が形成されるので、廃水を上昇流で流入させても当
該酸化槽１内から汚泥がオーバーフローすることはほと
んどなく、従って高濃度汚泥床式酸化槽１の後段に従来
の活性汚泥処理装置の如く沈殿槽を設ける必要はなく、
従って汚泥返送の必要もない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述の如く、高濃度汚泥床式酸化槽を用いた有機性廃水
の処理方法（以下高濃度汚泥床式酸化法という）におい
ては、酸化槽内の汚泥濃度を従来の好気性処理における
それよりも飛躍的に大きくすることが出来る。しかしな
がら、この方法には以下に述べるような致命的な欠点が
あり、そのために有機物の高負荷処理を行うことが出来
ない。

すなわち、高濃度汚泥床式酸化法においては、前述の説
明で明らかな如（グラニユール汚泥床を直接曝気するこ
とが出来ず、有機物の酸化分解に必要な酸素は、グラニ
ユール汚泥床内に流入させる廃水中に存在している溶存
酸素からしか得られない。従って、有機物の酸化分解反
応は流入廃水中に存在する溶存酸素量で制限され、溶存
酸素量に見合った量の、極く少量の有機物しか除去する
ことが出来ない。この点に当該処理方法の最大の欠点が
ある。というのは、水中の溶存酸素濃度は、例えば水を
空気と接触させた場合に約８〜９■／ｌで、また純酸素
と接触させた場合でもその約５倍で飽和に達するから、
廃水とグラニユール汚泥とを１回接触（ｏｎｅ−ｐａｓ
ｓ処理）させただけでは、理論的にはこれらの溶存酸素
量に見合ったＢＯＤ量、すなわち約８〜９■のＢＯＤ　
（空気で曝気した場合）あるいは約４０〜４５■のＢＯ
Ｄ（純酸素で曝気した場合）しか除去することが出来な
い訳である。

よって、廃水中の有機物濃度が極めて低い場合を除いて
、ｏｎｅ−ｐａｓｓ処理のみでは十分な処理がなされな
い。

そのため、高濃度汚泥床式酸化法を実際の廃水処理に適
用する場合には、例えば、第４図に示したような酸素溶
解槽３と、高濃度汚泥床式酸化槽ｌとの組み合わせから
なるユニットを複数ユニット直列に接続し、前段のユニ
ットの処理水を更に次段のユニットで処理するような構
成としたり、あるいは第４図に示したようなフローの装
置において、高濃度汚泥床式酸化槽ｌの処理水の大部分
を酸素溶解槽３に循環し、前記酸化槽１に供給する被処
理水中の有機物濃度を低下させながら処理を行うように
しなければ十分な処理が行えない。

このような構成とすることはいずれも装置規模の大型化
あるいは設備費の増大を意味し、結果的には従来の他の
好気性処理装置とあまり変わらないものとなってしまう
。

本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたもので、
その最大の目的は、工業的実施規模の廃水処理に高濃度
汚泥床式酸化法を適用するに際して、形成されるグラニ
ユール汚泥粒を有効に活用することによって廃水中の有
機物の高負荷処理を可能とし、装置全体を従来より小型
化し得る有機性廃水の好気性処理方法を提供するところ
にあり、更に本発明の他の目的は当該処理方法を実施す
るのに好適な装置を提供するところにある。

〈問題点を解決するための手段〉 本願第１発明は、有機物を含む廃水を生物学的に処理す
る方法であって、好気性菌が高濃度に凝集した粒状物（
グラニユール汚泥粒）の形成する汚泥床に廃水を上昇流
にて、かつ当該汚泥床を曝気することなく通過させるこ
とによって、有機物の酸化分解を行いながら前記粒状物
の形成を促進させる造粒工程と、当該工程で形成された
粒状物からなる汚泥を用いて、曝気下に有機物の酸化分
解を行う曝気工程とを含んでなることを特徴とする有機
性廃水の好気性処理方法であり、また本願第２発明は、
前記造粒工程と前記曝気工程とを同一の槽で行えるよう
にするとともにこのような槽を少なくとも２系列設け、
一方の槽で前記造粒工程を行っている時には他方の槽で
曝気工程を行えるように構成したことを特徴とする有機
性廃水の好気性処理方法であり、また本願第３発明は、
第１発明の好気性処理方法を実施するための装置であっ
て、前記造粒工程と前記曝気工程とをそれぞれ専用の槽
で行い、造粒工程用の槽（高濃度汚泥床式酸化槽）で形
成されたグラニユール汚泥を、曝気工程用の槽（曝気槽
）に送給出来るようにするとともに、曝気槽で細粒化さ
れた汚泥を前記高濃度汚泥床式酸化槽へ返送出来るよう
に構成したことを特徴とする装置である。

〈作用〉 本発明は従来の高濃度汚泥床式酸化法を利用するもので
あって、いわゆるグラニユール汚泥粒を形成させること
に変わりはないが、従来のものと異なり、当該グラニユ
ール汚泥粒の形成を促進させる工程とは別に、形成され
たグラニユール汚泥粒からなる汚泥を用いて曝気下に有
機物の酸化分解を行う工程を設けたことを特徴とするも
のであり、前記グラニユール汚泥粒の造粒工程において
はあくまでグラニユール汚泥粒の形成を主目的とし、有
機物の酸化分解は主として別に設けた曝気工程で行うよ
うにしたものである。

すなわち、造粒工程で形成されたグラニユール汚泥粒か
らなる汚泥を別の槽に移送し、当該槽においてグラニユ
ール汚泥と廃水との混合液を曝気することによって有機
物の酸化分解を行わせるようにするかあるいは同一の槽
において造粒工程と曝気工程とを交互に行うとともにこ
のような槽を少なくとも２槽設け、一方の槽で造粒工程
を行っている時には他方の槽で曝気工程を行うようにす
ることによって廃水を連続的に処理する等の方法により
、曝気工程における槽内汚泥濃度を従来より著しく高濃
度に保持することが出来、また酸化分解に必要な酸素も
曝気によって十分に供給することが出来て有機物の高負
荷処理が可能となるのである。

以下に、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明を実施するのに好適な処理装置であって
グラニユール汚泥粒の造粒工程と当該工程で形成された
グラニユール汚泥粒を用いての曝気工程とをそれぞれ専
用の槽で行うように構成した装置の実施態様の一例を示
すフローの説明図である。

第１図において、工は槽内にグラニユール汚泥粒からな
るグラニユール汚泥床２を有する高濃度汚泥床式酸化槽
を示しており、当該高濃度汚泥床式酸化槽１の下部に原
水流入ライン７を、また当該槽１の上部に、処理水流出
ライン８を付設する点は前述した従来の高濃度汚泥床式
酸化槽と同様である。本発明においては、当該高濃度汚
泥床式酸化槽１の後段に曝気槽１０を付設するとともに
、前記処理水流出ライン８を当該曝気槽１０に連通し、
更に高濃度汚泥床式酸化槽ｌの下方部に、当酸槽ｌで形
成させたグラニユール汚泥粒からなる汚泥を後段の曝気
槽１０へ送給するための汚泥送給ライン１１を付設する
。前記曝気槽１０は、例えば空気導入ライン１２と連通
した散気装置１３を槽内に有するもので、構造的には従
来の活性汚泥処理に用いられている曝気槽と同様なもの
でよい。また、１４は前記曝気槽１０から送られる汚泥
混合液を、汚泥と処理水とに分離するための沈殿槽であ
り、１５は当該沈殿槽１４で分離した処理水を排出する
ための処理水排出ラインを示している。沈殿槽１４の下
部には、当該沈殿槽１４で分離した汚泥を前段の高濃度
汚泥床式酸化槽１へ返送するための汚泥返送ライン１６
を付設し、更に汚泥返送ライン１６から分岐して汚泥引
き抜きライン１７を付設する。

なお、３は原廃水に溶存酸素を付加するための手段の一
例としての酸素溶解槽を、５は空気導入ライン６と連通
する散気装置を示しており、これらは従来と同様である
が、原廃水中に始めから溶存酸素が存在する場合には当
該酸素溶解槽３を省略してもよい。また、４は当該酸素
溶解槽３に原廃水を供給するための原水供給ラインであ
る。

上述のような構成とした好気性処理装置を用いて有機性
廃水を処理するには以下のようにして行う。

原水供給ライン４を介して送られる原廃水を一旦酸素溶
解槽３に貯留するとともに、空気導入ライン６を介して
散気装置５から当該槽３内に空気を供給して原廃水の曝
気を行い、原廃水中にほぼ飽和濃度の溶存酸素を存在せ
しめる。なお、空気の代わりに、空気導入ライン６から
酸素富化空気あるいは純酸素を供給してもよいことは言
うまでもないことである。溶存酸素を付加した原廃水を
、原水流入ライン７を介して高濃度汚泥床式酸化槽１の
下部から当該槽１内に流入させる。高濃度汚泥床式酸化
槽１内に流入した原廃水は、グラニユール汚泥床２内を
上昇流で通過し、この際原廃水中に存在する溶存酸素量
に見合った量の、一部の有機物が酸化分解されるととも
に、新たな好気性菌の増殖及びグラニユール汚泥粒の形
成促進がなされる。

グラニユール汚泥床２内を通過して有機物の一部を除去
された処理水（−次処理水）を、処理水流出ライン８を
介して後段の曝気槽１０に導き、この時同時に高濃度汚
泥床式酸化槽１内で形成させたグラニユール汚泥粒から
なる汚泥の一部を、汚泥返送ライン１１を介して同じ（
曝気槽１０に送給する。このように高濃度汚泥床式酸化
槽１内で形成させたグラニユール汚泥粒からなる、汚泥
濃度が極めて高い汚泥（前述の如く、その汚泥濃度は１
５，０００〜２５．０００■／ｌ）を曝気槽１０に送給
するので、当該曝気槽１０内の汚泥濃度を従来の活性汚
泥処理装置の曝気槽におけるそれに比べて飛躍的に高く
保持することが出来る。

因に、従来の活性汚泥処理装置において、沈殿槽から曝
気槽に送給する汚泥（いわゆる返送汚泥）の濃度は、一
般に４，０００〜７，０００■／１であり、本発明にお
いて曝気槽１０に送給する汚泥のそれの約１／２〜１／
６でしかない。曝気槽１０では、このような高い槽内汚
泥濃度のもとに、空気導入ライン１２を介して散気装置
１３がら空気を供給することによって、高濃度汚泥床式
酸化槽１の一次処理水中に残留する有機物の酸化分解を
行う。曝気槽１０においては、上述の如〈従来の活性汚
泥処理装置の曝気槽に比べて槽内汚泥濃度を著しく高く
することが出来、よって有機物の高負荷処理が可能とな
る。従って、曝気槽１０の容量は比較的小さくてよく、
処理装置全体の小型化が図れる。

曝気槽１０で残留有機物の酸化分解を行った後、曝気槽
１０内の汚泥混合液を後段の沈殿槽１４に導いて処理水
（二次処理水）と汚泥とに分離する。

なお、高濃度汚泥床式酸化槽１で形成されたグラニユー
ル汚泥粒は比較的崩壊しにくいものであり、上記曝気槽
１０での曝気によっである程度細粒化されるが完全には
崩壊しない。従って、曝気槽１０から沈殿槽１４へ送給
する汚泥の沈降性は、従来の活性汚泥処理におけるそれ
に比べて著しく良好であり、その分沈殿槽１４を小型化
することが出来る。有機物の酸化分解がほぼ完全になさ
れた二次処理水は、処理水排出ライン１５を介して系外
に排出させ、一方沈殿汚泥はその一部を汚泥返送ライン
１６を介して前記高濃度汚泥床式酸化槽１へ返送し、他
部は汚泥引き抜きライン１７を介して余剰汚泥として引
き抜く。なお沈殿槽１４からの返送汚泥を上述の如く高
濃度汚泥床式酸化槽１に返送することが肝要であり、こ
のような構成とすることにより、曝気槽１０内における
曝気によっである程度細粒化された汚泥を高濃度汚泥床
式酸化槽１内で再び大粒化させることが出来、系内の汚
泥濃度を常に高濃度に保つことが出来る。

また、曝気槽１０内におけるグラニユール汚泥粒の細粒
化の程度が比較的小さい場合には、返送汚泥の一部を高
濃度汚泥床式酸化槽１に返送するとともに返送汚泥の他
部を曝気槽１０に直接返送するようにしてもよく、第１
図において点線で示した汚泥返送ライン１６Ａは、その
ためのラインを示している。

上述の説明では、原廃水のすべてを高濃度汚泥床式酸化
槽１に流入させ、しかる後に曝気槽１０に導くようにし
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、原廃水
の一部を上述の場合と同様に高濃度汚泥床式酸化槽１を
介して曝気槽１０に導き、原廃水の他部は高濃度汚泥床
式酸化槽１を介することなく、直接曝気槽１０に導入す
るようにしてもよい。第１図において原水供給ライン４
から分岐して曝気槽１０に至る点線で示した原水供給ラ
イン４Ａは、そのためのラインを示している。

第２図は、本願の他の実施態様を示すフローの説明図で
あり、第１図における曝気槽１０と沈殿槽１４とを一体
にした構造の、気・液・固の分離部一体型の曝気槽１０
Ａを使用し、沈殿槽１４を省略した形のもので、それ以
外は第１図に示したものとほぼ同じである。当該曝気槽
１０Ａは、例えば第２図に示した如く、槽の下方部を曝
気部１８とし、その上方に当該曝気部１８の断面積より
広い断面積を有する分離部１９を一体に設けるとともに
当該分離部１９の内部に、例えば内筒２０を設けた構造
のもので、第１図に示した装置に比べて装置全体をより
コンパクトに出来るものである。

当該好気性処理装置は、曝気槽ＩＯＡの上方部に一体に
設けた分離部１９で処理水、空気、汚泥の分離を行い、
また高濃度汚泥床式酸化槽１への汚泥の返送は、曝気槽
１０Ａの下方部に設けた汚泥返送ライン１６を介して曝
気槽１０Ａから直接行う。曝気部と分離部とを一体にし
た曝気槽の構造はいかなるものでもよく、上述の実施態
様に限定されるものではない。

なお、その他の部分は第１図に示した装置と同様であり
、またその操作も同様であるので詳しい説明は省略する
。

第３図は、本願の他の実施態様の一例を示すフローの説
明図である。第３図に示したものはグラニユール汚泥床
を有する高濃度汚泥床式酸化槽１に曝気手段、例えば散
気装置２１を設けるとともにこのような高濃度汚泥床式
酸化槽１を少なくとも２系列（図ではＩＡ、ＩＢの２系
列）設け、−方の酸化槽で、造粒工程を行っている時に
は他方の酸化槽で曝気工程を行えるような構成とし、か
つ同一の槽で前記造粒工程と前記曝気工程とを繰り返し
て行うことを特徴とするものである。

第３図に示した高濃度汚泥床式酸化槽ｌは、槽内に空気
導入ライン２２と連通する散気装置２１を有する点を除
いては、基本的に従来の高濃度汚泥床式酸化槽の構造と
同じでよい。しかし、後述の如く高濃度汚泥床式酸化槽
１に原廃水を流入しながら曝気を行う工程を要するので
、その際に当該酸化槽１内から廃水と汚泥との混合液が
流出する。従って、高濃度汚泥床式酸化槽１の後段に、
当該混合液を処理水と汚泥とに分離する手段を設ける必
要があり、−船釣にはそのために沈殿槽を設置すればよ
いが、第３図には処理水と汚泥との分離手段を高濃度汚
泥床式酸化槽に一体に設けた構造の、複合型の高濃度汚
泥床式酸化槽１を示しである。当該複合型の高濃度汚泥
床式酸化槽１は、槽の上方部に気・液・固の分離部２３
を有するとともに当該分離部２３の内部に、例えば円筒
２４を有する構造のもので、構造的には第２図に示した
分離部一体型の曝気槽１０Ａと同様なものである。

第３図に示したフローにおいては、前述の如く高濃度汚
泥床式酸化槽１を２系列設け、そのどちらにも原廃水を
供給出来るようにする必要があるので、第３図に示した
如く原水流入ライン７を分岐してそれぞれ７Ａ及び７Ｂ
となし、原水流入ライン７Ａを高濃度汚泥床式酸化槽Ｉ
Ａに、また原水流入ライン７Ｂを高濃度汚泥床式酸化槽
ＩＢに連通ずる。なお、第３図において、２５Ａは高濃
度汚泥床式酸化槽ＩＡから処理水流出ライン８Ａを介し
て流出する処理水を、もう一方の高濃度汚泥床式酸化槽
ＩＢに送給するための処理水送給ラインを、また２５Ｂ
はその逆に高濃度汚泥床式酸化槽ＩＢから処理水流出ラ
イン８Ｂを介して流出する処理水を、高濃度汚泥床式酸
化槽ＩＡに送給するための処理水送給ラインをそれぞれ
示しており、更に２６．２７．２８はそれぞれ代表的な
弁を示している。

その他の部分に関しては、第４図に示した従来の装置と
同じであり、同一の部分には、同一の符号を付しである
ので詳しい説明は省略する。

上述のようなフローとした第３図に示した装置を用いて
有機性廃水を処理するには、以下のようにして行う。

すなわち、高濃度汚泥床式酸化槽ＩＡで造粒工程を行い
、もう一方の高濃度汚泥床式酸化槽ＩＢで曝気工程を行
う場合には、弁２６Ａ、２８Ａ及び２７Ｂを開とすると
ともに弁２７Ａ及び弁２６Ｂ、２８Ｂを閉とし、酸素溶
解槽３で溶存酸素を付加した原廃水を原水流入ライン７
Ａ及び弁２６Ａを介して高濃度汚泥床式酸化槽ＩＡに流
入させる。原廃水は、当該酸化槽ＩＡ内に予め形成させ
ておいたグラニユール汚泥床２Ａ内を上昇流で通過し、
この際原廃水中に存在する溶存酸素量に見合った量の、
一部の有機物が酸化分解されるとともに新たな好気性菌
の増殖及びグラニユール汚泥粒の形成促進がなされる。

なお、この時には高濃度汚泥床式酸化槽ＩＡの曝気は行
わない。

グラニユール汚泥床２Ａ内を通過して有機物の一部が酸
化分解された一次処理水を、その上方部に位置する分離
部２３Ａを介して処理水流出ライン８Ａより高濃度汚泥
床式酸化槽ＩＡ外へ流出させる０次いで、当該−次処理
水を処理水送給ライン２５Ａ及び弁２８Ａを介してもう
一方の高濃度汚泥床式酸化槽ＩＢに送給する。高濃度汚
泥床式酸化槽ＩＢにおいては、前記−次処理水の流入と
同時に空気導入ライン２２Ｂを介して散気装置２１Ｂか
ら空気を導入し、予め当該酸化槽ＩＢ内に形成させてお
いたグラニユール汚泥床２Ｂを構成している、好気性菌
が高濃度に凝集したグラニユール汚泥粒の存在下に曝気
を行って、−次処理水中に残留している有機物の酸化分
解を行う。当該高濃度汚泥床式酸化槽ＩＢにおいては、
このように好気性菌が高濃度に凝集してなるグラニユー
ル汚泥粒の存在下に曝気処理を行うので、槽内汚泥濃度
が例えば１０．０００〜２０，０００■／ｌというよう
な極めて高濃度の条件下において有機物の酸化分解を行
うことが出来、従って有機物の高負荷処理が可能となる
。

高濃度汚泥床式酸化槽ＩＢ内の混合液を、当該酸化槽Ｉ
Ｂの上方部に設けた分離部２３Ｂにおいて、有機物の酸
化分解がほぼ完全になされた二次処理水と汚泥として分
離し、二次処理水は処理水流出ライン８Ｂ及び弁２７Ｂ
を介して系外に排出させる。

このような処理を継続すると、曝気工程を行っている高
濃度汚泥床式酸化槽ＩＢ内のグラニユール汚泥粒が徐々
に細粒化されるので、当該酸化槽ＩＢ内のグラニユール
汚泥粒の細粒化があまり進行しないうちに原廃水の流路
を切り換え、今度は高濃度汚泥床式酸化槽ＩＢから高濃
度汚泥床式酸化槽ＩＡへと原廃水を流入させて高濃度汚
泥床式酸化槽ＩＢで造粒工程を、高濃度汚泥床式酸化槽
ＩＡで曝気工程を行うようにする。

すなわち、弁２６Ａ、２８Ａ及び弁２７Ｂを閉にすると
ともに弁２６Ｂ、弁２８Ｂ及び２７Ａを開とし、かつ高
濃度汚泥床式酸化槽ＩＢの曝気を停止して今度は原廃水
を原水流入ライン７Ｂ及び弁２６Ｂを介して高濃度汚泥
床式酸化槽ＩＢ内に上昇流で流入させる。当該酸化槽Ｉ
Ｂにおいては、前記曝気工程である程度細粒化されたグ
ラニユール汚泥粒と原廃水との接触により原廃水中に存
在する溶存酸素量に見合った量の、一部の有機物を酸化
分解出来、それと同時に細粒化された汚泥を再び大粒化
させることが出来る。

高濃度汚泥床式酸化槽ＩＢ内を上昇した廃水を、その上
方部に設けた分離部２３Ｂにおいて固液分離し、有機物
の一部が酸化分解された一次処理水は、処理水流出ライ
ン８Ｂを介して高濃度汚泥床式酸化槽ＩＢ外に流出させ
る。当該−次処理水を、更に処理水送給ライン２５Ｂ及
び弁２８Ｂを介してもう一方の高濃度汚泥床式酸化槽Ｉ
Ａに送給する。当該酸化槽ＩＡにおいては、前述の高濃
度汚泥床式酸化槽ＩＢにおける曝気工程と全く同様に一
次処理水の流入と同時に空気導入ライン２Ａを介して敗
気装？＆２１Ａから空気を導入し、前記造粒工程で予め
当該酸化槽ＩＡ内に形成させて゛おいたグラニユール汚
泥粒の存在下に曝気を行って、−次処理水中に残留する
有機物の酸化分解を行う。

次いで高濃度汚泥床式酸化槽ＩＡ内の混合液を、当該酸
化槽ＩＡの分離部２３Ａにおいて、有機物の酸化分解が
ほぼ完全になされた二次処理水と汚泥とに分離し、二次
処理水は処理水流出ライン８Ａ及び弁２７Ａを介して系
外に排出させる。

このような処理を一定時間継続して、曝気工程を行って
いる高濃度汚泥床式酸化槽ＩＡ内の汚泥がある程度細粒
化されたら、再び原廃水の流路を高濃度汚泥床式酸化槽
ＩＢ側に切り換えるとともに高濃度汚泥床式酸化槽ＩＡ
の曝気を停止し、当該酸化槽ＩＡで細粒化された汚泥の
造粒工程を再び行うとともに、今まで造粒工程を行って
いた高濃度汚泥床式酸化槽ＩＢで曝気工程を行うように
し、以後このような操作を繰り返すことによって原廃水
の処理を継続する。また、余剰汚泥の引き抜きは汚泥引
き抜きライン９Ａまたは９Ｂを介して適宜行うようにす
る。なお、−皮形成されたグラニユール汚泥粒は前述の
如く曝気を行っても比較的崩壊しにくいが、上記曝気工
程をあまり長くしてグラニユール汚泥粒を細粒化させ過
ぎると、次の造粒工程において大粒化させるのに長時間
を要するようになって好ましくなく、曝気工程の時間と
しては例えば１２〜２４時間が適当である。

すなわち、高濃度汚泥床式酸化槽１を２系列設ける場合
には、１２〜２４時間毎に原廃水の流路を切り換えよう
にするとよい。

以上の如く、第３図に示したフローは同一の槽内でグラ
ニユール汚泥粒の造粒工程と形成されたグラニユール汚
泥粒を用いての曝気工程とを交互に行えるように構成し
たものであり、曝気工程においては造粒工程で形成され
るグラニユール汚泥粒を用いて、高濃度汚泥条件のもと
に有機物の高負荷処理が行え、従って従来の高濃度汚泥
床式酸化装置あるいは活性汚泥処理装置に比べて装置全
体を小型化することが出来るのである。

上述の実施態様においては、どちらかの高濃度汚泥床式
酸化槽１に原廃水の全量を流入させるようにして連続処
理を行ったが、原廃水を分流して両酸化槽ＩＡ、ＩＢに
原廃水を同時供給するようにしてもよい。その場合、原
廃水の一部を一方の高濃度汚泥床式酸化槽に供給して造
粒工程を行い、原廃水の他部を他方の高濃度汚泥床式酸
化槽に供給して曝気工程を行うようにし、かつ上述の場
合と同様に造粒工程と曝気工程とを交互に行うようにす
ればよい、なお、造粒工程を行っている高濃度汚泥床式
酸化槽の処理水（−次処理水）は、当該処理水中の有機
物濃度が十分に低い場合はそのまま処理水流出ラインを
介して系外に排出させてもよいが、有機物濃度が高くて
そのまま系外に排出させることが出来ない場合には、上
述の場合と同様に当該処理水を更に曝気工程を行ってい
るもう一方の高濃度汚泥床式酸化槽に送給して処理すれ
ばよい。

また、上述の実施態様では、高濃度汚泥床式酸化槽自体
を固液分離部一体型のものとしたが、前述の如く高濃度
汚泥床式酸化槽とは独立して固液分離手段（−船釣には
沈殿槽）を別に設けてもよい。この場合、各高濃度汚泥
床式酸化槽の後段にそれぞれ沈殿槽を設ける必要はなく
、例えば上述の場合の如く高濃度汚泥床式酸化槽を２系
列設ける場合には、沈殿槽は一部でよい。なお、このよ
うに沈殿槽を別に設ける場合には、当該沈殿槽で沈殿さ
せた汚泥を、高濃度汚泥床式酸化槽へ返送することが必
要となるのは言うまでもないことである。

く効果〉 以上説明した如く、本発明は好気性菌が高濃度に凝集し
たグラニユール汚泥粒を形成させながら有機物の酸化分
解を行う、従来の高濃度汚泥床式酸化法と同様な造粒工
程と、当該工程で形成されたグラニユール汚泥粒からな
る汚泥の一部または全部を用いて、曝気下に有機物の酸
化分解を行う曝気工程とを組み合わせることによって、
有機性廃水の効率的な処理を行うようにしたものである
。

すなわち、本発明によれば前記曝気工程において、いわ
ゆる高濃度汚泥床式酸化法の最大の特長である、好気性
菌が高濃度に凝集したグラニユール汚泥粒を用いて、曝
気下に有機物の酸化分解を行うので、当該曝気工程にお
ける槽内汚泥濃度を従来の活性汚泥法のそれに比べて著
しく高く保持することが出来、有機物の高負荷処理が可
能となって装置全体の小型化が図れる。

また、槽内汚泥濃度を極めて高く保持することが出来る
にもかかわらず有機物の酸化分解に必要な酸素の供給方
法に問題があるために有機物の高負荷処理を行うことが
出来ず、装置の小型化がそれ程なされなかった従来の高
濃度汚泥床式酸化装置の欠点を解消することも出来る。

しかも、本発明においては従来の固定床式接触酸化装置
におけるような充填材層の閉塞などの問題もなく、安定
した処理水を得ることが出来るのでその有用性は極めて
大なるものがある。

〈実施例〉 以下に本発明の効果をより明確にするために実施例を説
明する。

大旌桝二上 容量１１の酸素溶解槽と、容量１１の高濃度汚泥床式酸
化槽と、分離部一体型の曝気槽（分離部を除いた曝気槽
容量２Ｎ＞とを備えた第２図に示したような好気性処理
装置を用いて、Ｂ　ＯＤ　ｔＭ度２００■／ｌの原廃水
を、それぞれ処理量を変えて処理した結果を第１表に示
す。なお、原廃水の供給方法は、その全量を高濃度汚泥
床式酸化槽に流入させ、しかる後に当該酸化槽の処理水
（−次処理水）を曝気槽に送給する方法とした。

比較例として、容量１１の酸素溶解槽と、容量２１の高
濃度汚泥床式酸化槽とを組み合わせた、第４図に示した
ような従来の高濃度汚泥床式酸化装置を１ユニツトとし
、これを１０ユニット直列に接続してなる槽容量計３０
Ｅ（高濃度汚泥床式酸化槽容量２ＯＮ）の多段型高濃度
汚泥床式酸化装置を用いて、実施例と同じ原廃水を各ユ
ニットに直列に通水して処理した結果を同じく第１表に
示す。

但し、水温はすべて２０℃にコントロールし、また各酸
素溶解槽においては、曝気後の原廃水中に８■／１以上
の溶存酸素が存在するように空気による曝気を行い、曝
気槽においては常に溶存酸素が２■／１以上存在するよ
うに同じく空気による曝気を行った。

第１表 なお、第１表において、実施例−１のＭＬＳＳ濃度は曝
気槽におけるＭ　Ｌ　Ｓ　Ｓ　ｔａ度を、また比較例の
ＭＬＳＳ濃度は、処理系内の各高濃度汚泥床式酸化槽の
ＭＬＳＳｔ１度を平均して、それぞれ示しである。

また、ＢＯＤ容積負荷の計算にあたっては、実施例−１
の場合は曝気槽容量を基準に、比較例の場合は、各高濃
度汚泥床式酸化槽の合計容量を基準にして計算しである
。

叉施斑二１ 容量１１の酸素溶解槽と、分離部一体型の高濃度汚泥床
式酸化槽（分離部を除いた槽容量２１）２槽とを備えた
、第３図に示したような好気性処理装置を用いて、実施
例−１の場合と同じ原廃水を、それぞれ処理量を変えて
処理した結果を前記第１表に示す。なお、原廃水の供給
方法は、グラニユール汚泥粒の造粒工程を行う一方の高
濃度汚泥床式酸化槽にその全量を流入させ、当該酸化槽
の処理水（−次処理水）を他方の、曝気工程を行う高濃
度汚泥床式酸化槽に送給する方法とし、また原廃水の供
給流路を２４時間毎に切り換えて、すなわち、同一槽内
において曝気工程と造粒工程とを２４時間毎に交互に行
って連続的に原廃水を処理した。

なお、第１表において、実施例−２のＭＬＳＳ濃度は各
高濃度汚泥床式酸化槽のＭＬＳＳ？１１度を平均して示
しである。また、この場合のＢＯＤ容積負荷は、廃水中
の有機物の大部分を酸化分解する曝気工程を行うための
槽容量、すなわち高濃度汚泥床式酸化槽１槽当たりの容
量を基準にして計算しである。

第１表に示した如く、本発明によれば実施例−１におけ
る曝気槽において、あるいは実施例−２における高濃度
汚泥床式酸化槽での曝気工程において、有機物の高負荷
処理を行うことが出来、その結果実施例−１においては
酸素溶解槽（１１）、高濃度汚泥床式酸化槽（１１）及
び曝気槽（約２１）、合わせて約４１の槽容量で、また
実施例−２においては、酸素溶解槽１１と、複合型の高
濃度汚泥床式酸化槽（約２１）との合わせて約３１の槽
容量で、いずれの処理量においても良好なりＯＤ除去が
なされており、かつ処理１２０　Ｉｌ／ｌ／上の高負荷
処理も可能であることが伺える。

これに対し、比較例（全槽容量３０ｊ２、高濃度汚泥床
式酸化槽容量計２０１）においては、いずれの処理量の
場合にも十分なりＯＤ除去が行われていない。

従って、本発明により処理装置全体を従来より小型化す
ることが出来ることは、上記実施例及び比較例から明白
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はいずれも本発明の実施態様の一例
を示すフローの説明図であり、第４図は従来装置のフロ
ーを示す説明図である。 １・・・高濃度汚泥床式酸化槽 ２・・・グラニユール汚泥床 ３・・・酸素溶解槽　　　　４・・・原水供給ライン５
．１３．２１・・・散気装置 ６．１２．２２・・・空気導入ライン ７・・・原水流入ライン　　８・・・処理水流出ライン
９．１７・・・汚泥引き抜きライン １０・・・曝気槽　　　　　１１・・・汚泥送給ライン
１４・・・沈殿槽　　　　　１５・・・処理水排出ライ
ン１６・・・汚泥返送ライン　１８・・・曝気部１９．
２３・・・分離部　　２０．２４・・・内筒２５・・・
処理水送給ライン ２６．２７．２８・・・弁 第３図 第４図 手続補正書（自発） 平成１年６月２２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機物を含む廃水を生物学的に処理する方法であっ
   て、好気性菌が高濃度に凝集した粒状物の形成する汚泥
   床に廃水を上昇流にて、かつ当該汚泥床を曝気すること
   なく通過させることによって、有機物の酸化分解を行い
   ながら前記粒状物の形成を促進させる造粒工程と、当該
   工程で形成された粒状物からなる汚泥を用いて、曝気下
   に有機物の酸化分解を行う曝気工程とを含んでなること
   を特徴とする有機性廃水の好気性処理方法。 ２、好気性菌が高濃度に凝集した粒状物の形成する汚泥
   床を有する高濃度汚泥床式酸化槽を少なくとも２系列設
   けるとともに、それぞれの槽に曝気手段を設け、同一槽
   内で前記粒状物の造粒工程と曝気工程とを行えるように
   するとともに、一方の槽で造粒工程を行っている時には
   他方の槽で曝気工程を行えるようにしたことを特徴とす
   る有機性廃水の好気性処理方法。 ３、好気性菌が高濃度に凝集した粒状物の形成する汚泥
   床に廃水を上昇流にて、かつ当該汚泥床を曝気すること
   なく通過させる高濃度汚泥床式酸化槽と、好気性菌が高
   濃度に凝集した粒状物からなる汚泥の存在のもとで曝気
   下に有機物の酸化分解を行う曝気槽とからなり、前記高
   濃度汚泥床式酸化槽で形成された粒状物からなる汚泥を
   、前記曝気槽へ送給するための汚泥送給ラインを有する
   とともに、曝気槽で細粒化された汚泥を高濃度汚泥床式
   酸化槽へ返送するための汚泥返送ラインを有することを
   特徴とする有機性廃水の好気性処理装置。