JPH0975978A - 活性汚泥処理方法及びそのための活性汚泥処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機性廃水を処理する活性汚泥処理方法にお
いて、発生する余剰汚泥の量を極めて低減できるととも
に、より安定した操業が可能な活性汚泥処理方法及び活
性汚泥処理装置を提供する。 【解決手段】 有機性廃水を好気性生物処理をするため
の曝気処理装置14と、曝気処理装置14処理された処理液
Ｂを処理水Ｃと汚泥に固液分離するための第１の沈殿装
置16と、沈殿装置16で分離された汚泥の一部Ｄを曝気処
理装置に返送するための還流経路18と、沈殿装置16で分
離された汚泥のうち余剰汚泥Ｅを高温で可溶化するため
の可溶化処理装置24と、可溶化処理装置24で可溶化され
た処理液Fを曝気処理装置14に返送する返送経路30と、
返送経路途中に可溶化処理装置で可溶化された処理液中
に残存する生物難溶解性有機物を酸化分解するためのオ
ゾン酸化処理装置31を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性廃水、例え
ば、下水処理場、屎尿処理場などの下水処理プロセス、
食品工場、化学工場などの排水処理プロセスなどから排
出される生物分解性有機性廃水を処理する活性汚泥処理
方法において、余剰汚泥を減容することの可能な活性汚
泥処理方法及び活性汚泥処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、下水廃水を処理する方法とし
ては、活性汚泥法と呼ばれる好気性生物処理法が、もっ
とも一般的に実施されている。この方法は、図４に示し
たように、有機性廃水貯留槽100 から曝気処理装置102
に導入れた下水などの有機性廃水が、曝気処理装置102
において好気条件にて、微生物による酸化分解反応であ
る「生物酸化」によって、二酸化炭素若しくは水などの
無機物に分解されるようになっている。そして、曝気処
理装置102 にて処理された廃水は、沈殿装置104にて処
理水106 と汚泥108 に固液分離され、汚泥の一部は微生
物源として曝気処理装置102 に返送されるとともに、残
りの汚泥（すなわち曝気処理装置102 での増殖汚泥量に
相当）は余剰汚泥110 として処理されているのが通常で
ある。

【０００３】ところで、この場合、沈殿装置で固液分離
した有機性固形物を含む沈殿固形物濃縮液（汚泥）は、
濃縮、消化、脱水、コンポスト化、焼却といった工程を
経て処理されるため、このような処理に手間と費用がか
かり好ましくなかった。

【０００４】このため、できるだけ汚泥のでない処理方
法として、汚泥の滞留時間を長くする長時間曝気法、又
は汚泥を接触材表面に付着させることにより、汚泥を反
応槽内に大量に保持する接触酸化法などが提案され実用
化されている（（社）日本下水道協会発行、建設省都市
局下水道部監修、「下水道施設計画・設計指針と解説」
後編、１９９４年版）。しかしながら、これらの方法で
は、滞留時間を長くとるために広大な敷地面積を必要と
し、また、長時間曝気法は、負荷の低下時に汚泥の分散
が生じ、固液分離に支障をきたすこととなる。また、接
触酸化法では、負荷の上昇時に汚泥の目詰まりが発生す
るなどの点から好ましくなかった。

【０００５】さらに、これらの問題を解決するために、
余剰汚泥を一時貯留しておいて、嫌気消化法によって汚
泥を減容化して汚泥量を減少して廃棄処理の負担を少な
くする方法も提案されているが（（社）日本下水道協会
発行、建設省都市局下水道部監修、「下水道施設計画・
設計指針と解説」後編、１９９４年版）、この方法では
処理時間が20〜30日と長く、有機性汚泥の減容率も30〜
50％程度と十分であるとは言い難いものである。

【０００６】また、特開平6-206088号公報では、有機性
廃液を好気性処理をした後に、固液分離した汚泥をオゾ
ン酸化塔で酸化処理することによって余剰汚泥を低減す
る方法が開示されている。しかしながら、この方法のオ
ゾン酸化のみでは余剰汚泥の分解率も未だ満足できる値
ではなく、また、分解に大量のオゾンが必要である。

【０００７】この方法を改良した特開平７−８８４９５
号においては、有機性廃液を好気性処理をして固液分離
した汚泥を、前処理として酸発酵槽で可溶化した後に、
オゾン酸化塔で酸化処理することによって余剰汚泥を低
減する方法が開示されている。

【０００８】しかしながら、この場合、酸発酵によって
汚泥が低級脂肪酸にまで分解されるためオゾン消費量は
少なくなるが、汚泥の分解率を大幅に改善するには至っ
ていない。

【０００９】このため、本発明者等は、特願平７−１６
３３５５号において、活性汚泥処理方法において、有機
性廃水を好気性生物処理した後、処理液を処理水と汚泥
に固液分離した後、余剰汚泥を高温で可溶化して、これ
を再び好気性生物処理することによって、発生する余剰
汚泥の量を極めて低減することを提案した。すなわち、
この方法は、図５に示したように、有機性廃水を曝気処
理装置114 にて好気性生物処理をした後、曝気処理装置
にて処理された処理液Ｂ’を第１の沈殿装置116 にて処
理水Ｃ’と汚泥に固液分離し、沈殿装置で分離された汚
泥の一部Ｄ’を、還流経路118 を介して曝気処理装置11
4 に返送し、残りの汚泥Ｅ’を、可溶化処理装置124 に
て高温で可溶化し、可溶化処理装置で可溶化された処理
液Ｆ’を、返送経路130 を介して曝気処理装置114 に返
送するようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特願平７−
１６３３５５号において、高温可溶化処理装置124 にお
いては、熱や好熱菌の体外酵素などの作用によって固形
分、すなわち、揮発性有機物(VSS) が減少して、比較的
分子量の低い有機物である溶解性有機物（VDS)になり、
これが、曝気処理装置114 の消化処理によって、無機化
されて炭酸ガスと水に分解するものである。

【００１１】しかしながら、この高温可溶化処理装置12
4 で生成された高温可溶化処理液中の溶解性有機物（VD
S)には、高分子性多糖類などの生物難分解性の有機物が
多く残存し、BOD （生物学的酸素要求量）が低い値であ
っても、TOD （総酸素要求量）の高い褐色を呈する廃水
が発生することとなる。そのため、この廃水をそのまま
放流するには、環境保護などの点から好ましくなく、ま
た、返送経路130 を介して曝気処理装置114 に返送する
と、この水処理系の安定性を壊すおそれがあり好ましく
なかった。

【００１２】従って、本発明は、このような実情に鑑み
て、有機性廃水を処理する活性汚泥処理方法において、
発生する余剰汚泥の量を極めて低減できるとともに、よ
り安定した操業が可能な活性汚泥処理方法及び活性汚泥
処理装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る活性汚泥処
理方法及び活性汚泥処理装置は、前述した課題及び目的
を達成するために発明なされたものであって、下記の
（１）〜（１１）をその要旨とするものである。

【００１４】（１）有機性廃水を処理するための活性汚
泥処理装置であって、有機性廃水を好気性生物処理をす
るための曝気処理装置と、該曝気処理装置で処理された
処理液を処理水と汚泥に固液分離するための第１の沈殿
装置と、前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を曝気処
理装置に返送するための還流経路と、前記沈殿装置で分
離された汚泥の一部を高温で可溶化するための可溶化処
理装置と、前記可溶化処理装置で可溶化された処理液を
曝気処理装置に返送する返送経路と、前記返送経路途中
に前記可溶化処理装置で可溶化された処理液中に残存す
る生物難溶解性有機物を酸化分解するための物理化学的
酸化処理装置を設けたことを特徴とする活性汚泥処理装
置。

【００１５】（２）前記沈殿装置で固液分離した汚泥を
可溶化槽で可溶化された可溶化処理液で加温するための
熱交換器を、前記沈殿装置から可溶化槽に至る経路に設
けたことを特徴とする前述の（１）に記載の活性汚泥処
理装置。

【００１６】（３）前記可溶化処理装置で可溶化された
処理液を曝気処理装置に返送する返送経路に、処理液を
曝気処理装置に返送する処理水と汚泥に固液分離するた
めの第２の沈殿装置を設けたことを特徴とする前述の
（１）又は（２）に記載の活性汚泥処理装置。

【００１７】（４）前記第２の沈殿装置の汚泥の一部
を、第１の沈殿装置に返送する余剰汚泥還流経路を設け
たことを特徴とする前述の（１）から（３）のいずれか
に記載の活性汚泥処理装置。

【００１８】（５）前記物理化学的酸化処理装置が、オ
ゾン酸化処理装置であることを特徴とする前述の（１）
から（４）のいずれかに記載の活性汚泥処理装置。

【００１９】（６）有機性廃水を処理するための活性汚
泥処理方法であって、有機性廃水を曝気処理装置にて好
気性生物処理をした後、曝気処理装置にて処理された処
理液を第１の沈殿装置にて処理水と汚泥に固液分離し、
前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を、還流経路を介
して曝気処理装置に返送し、前記沈殿装置で分離された
汚泥の一部を、可溶化処理装置にて高温で可溶化し、前
記可溶化処理装置で可溶化された処理液中に残存する生
物難溶解性有機物を物理化学的酸化処理装置にて酸化分
解し、前記物理化学的酸化処理装置で酸化分解された処
理液を、返送経路を介して曝気処理装置に返送すること
を特徴とする活性汚泥処理方法。

【００２０】（７）前記沈殿装置で固液分離した汚泥
を、沈殿装置から可溶化槽に至る経路に設けた熱交換器
を介して、可溶化槽で可溶化された可溶化処理液で加温
することを特徴とする前述の（６）に記載の活性汚泥処
理方法。

【００２１】（８）前記可溶化処理装置で可溶化された
処理液を曝気処理装置に返送する返送経路に設けられた
第２の沈殿装置にて、処理液を曝気処理装置に返送する
処理水と汚泥に固液分離することを特徴とする前述の
（６）又は（７）に記載の活性汚泥処理方法。

【００２２】（９）前記第２の沈殿装置の汚泥の一部
を、余剰汚泥還流経路を介して第１の沈殿装置に返送す
ることを特徴とする前述の（６）から（８）のいずれか
に記載の活性汚泥処理方法。

【００２３】（１０）前記物理化学的酸化処理装置が、
オゾン酸化処理装置であることを特徴とする前述の
（６）から（９）のいずれかに記載の活性汚泥処理方
法。

【００２４】（１１）前記可溶化処理を、50〜90℃の温
度範囲となるような条件で操作することを特徴とする前
述の（６）から（１０）のいずれかに記載の活性汚泥処
理方法。

【００２５】すなわち、本発明者等が鋭意研究を行った
結果、有機性廃水を好気性生物処理した後、処理液を処
理水と汚泥に固液分離した後、その汚泥の一部を高温で
可溶化した高温可溶化処理液には、溶解性有機物（VDS)
が含まれ、この中には、高分子性多糖類などの生物難分
解性の有機物が多く残存し、BOD （生物学的酸素要求
量）が低い値であっても、TOD （総酸素要求量）の高い
褐色を呈する廃水が発生するが、これを物理化学的酸化
処理装置で物理化学的酸化処理することによって、溶解
性有機物（VDS)に含まれる高分子性多糖類などの生物難
分解性の有機物が低分子化されて、これを再び好気性生
物処理することによって、炭酸ガスと水に完全に分解
し、無機化されることとなり、その結果、発生する余剰
汚泥の量を極めて低減できることを知見して本発明を完
成したものである。

【００２６】この場合、物理化学的酸化処理としては、
オゾン処理、過酸化水素などの酸化剤の添加により処
理、紫外線のエネルギーを利用した処理などがある。な
お、オゾン処理方法としては、高温可溶化処理液をオゾ
ンと接触させて酸化分解して低分子化するが、接触方法
としては、オゾン酸化槽に高温可溶化処理液を導入し
て、オゾンを吹き込む方法の他、送泥管中にオゾンを注
入するなどの方法が採用することができる。また、オゾ
ンの反応性を高めるため、過酸化水素を添加したり、触
媒として酸化チタンなどを投入することも考えられる。
使用するオゾンとしては、オゾンガスの他、オゾン含有
空気、オゾン化空気などが使用でき、オゾンの使用量
（吹き込み量）は、反応効率及び経済性を考慮して0.02
〜0.2g-O₃ /g-VDS（VDS 1g当たりのオゾンのｇ数）の範
囲であるのが好ましく、その吹き込み時間（反応時間）
は、２時間以上とするのが好適である。なお、オゾン処
理に用いられ、不要となった使用済みのオゾンは大気汚
染防止や作業環境の保全の見地から0.1ppm以下にするこ
とが望ましく、その使用済みオゾンの処理方法として
は、活性炭吸着分解法や触媒分解法を用いることができ
る。また、使用済みオゾンを有効利用する場合は、使用
済みオゾンを殺菌、脱色、脱臭の目的で、本発明の装置
及び方法の後工程（すなわち、活性汚泥水処理系の３次
処理）に用いたり、又は、高温可溶化槽に導入して汚泥
の可溶化及び可溶化物の低分子化に利用することも可能
である。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の活性汚泥処理装
置及び活性汚泥処理方法の第１の実施例の概略図であ
る。

【００２８】本発明では、有機性廃水、例えば、下水処
理場、屎尿処理場などの下水処理プロセス、食品工場、
化学工場などの排水処理プロセスなどから排出される生
物分解性有機性廃水（以下「原廃水」と言う）を対象と
する。

【００２９】図１に示したように、これらの原廃水貯留
槽10に貯留された原廃水Ａが、経路12を介して曝気処理
装置14に導入され、曝気処理装置14にて有機性廃水であ
る原廃水が、好気性生物処理されるようになっている。
なお、この場合、曝気処理装置14での好気性生物処理と
は、すなわち、「生物酸化」によって、有機物を二酸化
炭素若しくは水などの無機物に分解する処理であり、用
いられる好気性微生物としては、下水浄化のための活性
汚泥法において用いられているグラム陰性またはグラム
陽性桿菌、例えば、シュードモナス(Pseudomonas) 属お
よびバチルス(Bacillus)属であり、これらの接種菌体
は、通常の下水浄化処理プラントから得られるものであ
る。この場合、曝気処理装置14の温度は、10〜50℃、通
常は、20〜30℃の温度範囲となるような条件で操作する
が、より効率よく処理するには、高温の方が好ましく、
例えば、下水余剰汚泥から分離した中温菌を用いる場合
には、35〜40℃の範囲で操作するようにする。何れにし
ても微生物による酸化分解反応が効率良く十分に生じう
るように、前記温度範囲の中から最適な温度条件を選択
して操作するようにする。また、曝気処理装置14で好気
性で微生物分解をするための装置としては、特に限定さ
れるものではなく、要するに、散気装置が反応槽に具備
してなるものであれば使用可能である。なお、この場
合、反応槽としては、バッチ式でも、連続方式の何れも
使用可能である。

【００３０】つづいて、このように曝気処理装置14で処
理された処理水Ｂは、沈殿装置16に導入されて固液分離
され、固液分離された上澄液Ｃは、放流先の排出基準に
従い、必要であれば、硝化脱窒素若しくはオゾン処理な
どの三次処理を施し、河川放流又は修景用水などとして
利用されるようになっている。

【００３１】一方、沈殿装置16で分離された汚泥の一部
Ｄは、還流経路18を介して、経路12に合流して原廃水Ａ
とともに、曝気処理装置14に導入されるようになってい
る。

【００３２】なお、この還流量は、曝気処理装置14での
微生物の保持量により決定される。

【００３３】さらに、この沈殿装置16で分離された残り
の汚泥Ｅ（すなわち、曝気処理装置14での増殖汚泥量に
相当）は、経路20、22を介して、可溶化処理装置24に導
入されるようになっている。可溶化処理装置24では、高
温条件で嫌気的若しくは好気的に有機性汚泥の可溶化が
行われる。この場合、高温条件において用いられる嫌気
性若しくは好気性微生物の接種菌体（好熱菌）は、例え
ば、従来の好気性若しくは嫌気性消化槽から微生物を培
養することによって得られるものである。また、可溶化
処理装置24の最適温度は、好ましくは、50〜90℃の温度
範囲となるような条件で操作するが、その高温処理対象
である汚泥Ｅに含まれる有機性固形物を分解する好熱菌
の種類によって異なるものであり、例えば、下水余剰汚
泥から分離した好熱菌の場合には、微生物（好熱菌）に
よる可溶化反応と熱による物理化学的な熱分解の両作用
が同時に効率良く十分に生じうるように、高温条件にお
ける温度を60℃〜80℃の範囲、好ましくは70℃の範囲で
操作するようにする。何れにしても、微生物（好熱菌）
による可溶化反応と熱による物理化学的な熱分解の両作
用が同時に効率良く十分に生じうるように、微生物の種
類に応じて、50〜90℃の温度範囲となるように設定すれ
ばよい。

【００３４】さらに、可溶化処理装置24で好気的に微生
物分解をするための装置として、従来の散気装置を具備
してなるもの、嫌気性で微生物分解をするための装置と
しては、（1)槽内の液を循環することにより撹拌する方
法、（2)生成ガスを循環曝気することにより撹拌する方
法、（3)撹拌翼などの撹拌機を設置する方法、（4)活性
微生物固定手段を有するなど、活性微生物と処理対象汚
泥とを効率的に接触させる手段を具備したものであれば
使用可能である。なお、この場合、反応槽としては、バ
ッチ式でも、連続方式の何れも使用可能である。

【００３５】このように、可溶化処理装置24で可溶化し
た可溶化処理液Ｆは、返送経路26を介して、経路20に設
けられた熱交換器28を経由し、返送経路30を介して、オ
ゾン酸化処理装置31に導入されるようになっている。オ
ゾン酸化処理装置31では、可溶化処理装置24で可溶化し
た可溶化処理液Ｆには、溶解性有機物（VDS)が含まれ、
この中には、高分子性多糖類などの生物難分解性の有機
物が多く残存し、BOD（生物学的酸素要求量）が低い値
であっても、TOD （総酸素要求量）の高い褐色を呈する
廃水が発生するが、これをオゾン酸化処理装置31でオゾ
ン酸化処理することによって低分子化して、これを再び
返送経路33を介して最初の曝気処理装置14に還流した際
に、炭酸ガスと水に完全に無機化しやすくなって、シス
テム全体として余剰汚泥の発生を極力抑制することがで
きる。

【００３６】この場合、オゾン処理方法としては、高温
可溶化処理液をオゾンと接触させて酸化分解して低分子
化するが、接触方法としては、オゾン酸化処理装置に高
温可溶化処理液を導入して、オゾンを吹き込む方法の
他、送泥管中にオゾンを注入するなどの方法が採用する
ことができる。また、オゾンの反応性を高めるため、過
酸化水素を添加したり、触媒として酸化チタンなどを投
入することも考えられる。使用するオゾンとしては、オ
ゾンガスの他、オゾン含有空気、オゾン化空気などが使
用でき、オゾンの使用量（吹き込み量）は、反応効率及
び経済性を考慮して0.02〜0.2g-O₃ /g-VDS（VDS 1g当た
りのオゾンのｇ数）の範囲であるのが好ましく、その吹
き込み時間（反応時間）は、２時間以上とするのが好適
である。なお、オゾン処理に用いられ、不要となった使
用済みのオゾンは大気汚染防止や作業環境の保全の見地
から0.1ppm以下にすることが望ましく、その使用済みオ
ゾンの処理方法としては、活性炭吸着分解法や触媒分解
法を用いることができる。また、使用済みオゾンを有効
利用する場合は、使用済みオゾンを殺菌、脱色、脱臭の
目的で、本発明の装置及び方法の後工程（すなわち、活
性汚泥水処理系の３次処理）に用いたり、又は、高温可
溶化槽に導入して汚泥の可溶化及び可溶化物の低分子化
に利用することも可能である。

【００３７】次に、オゾン酸化処理装置31においてオゾ
ン酸化処理された処理液Ｆ’は、経路12に合流されて原
廃水Ａとともに曝気処理装置14に導入して好気性生物処
理が行われ、前述したように処理サイクルが繰り返され
るようになっている。

【００３８】なお、熱交換器28では、沈殿装置16で固液
分離した汚泥Ｅを、可溶化処理装置24で可溶化された可
溶化処理液Ｆで加温することにより、熱損失を極力抑え
るようになっている。

【００３９】このように、可溶化処理装置24で可溶化す
ると、固形分が減少するが、生物難分解性の有機物が多
く含まれるため、それを曝気処理装置14に導入して好気
性生物処理すると、難分解物質が未分解のまま処理水中
に残留することになるが、オゾン酸化処理装置31で難分
解物質を低分子化して、生物分解性にすることにより、
曝気処理装置14にて生物的に分解、無機化できる。この
時、可溶化分が分解されて一部が汚泥となるので、その
増殖分も考慮して、可溶化処理装置24で汚泥を可溶化す
ると余剰汚泥発生が理論上なくなることとなり、余剰汚
泥の濃縮、消化、脱水、コンポスト化、焼却といった工
程を経ることがないために、設備の簡素化、コスト低減
化等が図れることとなる。

【００４０】図２は、本発明の活性汚泥処理装置及び活
性汚泥処理方法の第２の実施例の概略図である。前述し
た第１の実施例と基本的には同一の参照番号を付してい
る。

【００４１】第１の実施例と相違するところは、可溶化
処理装置24で可溶化された処理液Ｆを曝気処理装置14に
返送する返送経路30に、第２の沈殿装置32を設けた点が
相違する。すなわち、第２の沈殿装置32にて処理液Ｆは
固液分離され、上澄み液である処理水Ｇは、返送経路34
を介して、オゾン酸化処理装置31に導入されてオゾン酸
化処理された後に、返送経路33を介して経路12に合流さ
れて原廃水Ａとともに曝気処理装置14に導入して好気性
生物処理が行われ、前述したように処理サイクルが繰り
返されるようになっている。一方、第２の沈殿装置32に
て固液分離された沈殿物である余剰汚泥Ｈは、適宜、濃
縮、消化、脱水、コンポスト化、焼却される。この第２
の沈殿装置32を設けた理由は、処理する廃水性状によっ
ては、系内に不溶性無機物若しくは生物難分解物が蓄積
することが考えられるためである。

【００４２】すなわち、特に不溶性無機物では、ある程
度の蓄積は汚泥の比重を増加する効果がるために、バル
キング防止の面からも好ましいものではあるが、必要以
上の蓄積は、単位汚泥当たりの活性低下につながるた
め、通常、単位汚泥乾燥重量当たりの灰分量が40％を越
えた時に、汚泥を一部、余剰汚泥として抜き取るためで
ある。

【００４３】なお、余剰汚泥Ｈは、高温槽を通過してい
るために、溶存ガスが少なく、沈降性の優れた汚泥であ
るので、沈殿分離が容易であり、また、高温槽を通過し
ているために、雑菌が殺菌されており、コンポスト化す
る場合、雑菌が少ないためにコンポスト化が速いもので
ある。すなわち、雑菌が多く存在すると、有用なコンポ
スト化菌を種菌として入れても、他の雑菌が栄養源をと
って増殖するために、コンポスト菌が十分に増殖できな
いうちに栄養源がなくなってしまうことになり、効率が
悪くなるのに対して、本発明のように雑菌が殺菌されて
いるところに、コンポスト菌を入れた場合に、コンポス
ト菌のみが優先的に増殖でき、効率よくできるからであ
る。

【００４４】また、余剰汚泥Ｈの一部Ｉを、余剰汚泥還
流経路36を介して、第１の沈殿装置16に返送するか、又
は沈殿装置16の負担を軽減するために返送経路38を介し
て経路20に返送するようにすれば、生物難分解固形物も
可溶化処理装置24でさらに分解されるので、より余剰汚
泥の発生を防止することができる。

【００４５】図３は、本発明の活性汚泥処理装置及び活
性汚泥処理方法の第３の実施例の概略図である。前述し
た第２の実施例と基本的には同一の参照番号を付してい
る。

【００４６】第２の実施例と相違するところは、第２の
沈殿装置32にて処理液Ｆは固液分離され、上澄み液であ
る処理水Ｇは、返送経路34を介して、オゾン酸化処理装
置31に導入されてオゾン酸化処理された後に、返送経路
33を介して経路12に合流されて原廃水Ａとともに曝気処
理装置14に導入して好気性生物処理が行われる代わり
に、上澄み液である処理水Ｇを返送経路34を介して、オ
ゾン酸化処理装置31に導入されてオゾン酸化処理された
後に、返送経路34' を介して、曝気処理装置14の中間部
に返送するようにした点が相違する。これは、曝気処理
装置14がプラグフロー形式である場合、可溶化処理装置
24で可溶化されオゾン酸化処理装置31でオゾン酸化処理
された可溶化物をそのまま曝気処理装置14の流入部に返
送すると、曝気処理装置14の流入部の負荷が大きくなる
ために分注方式にして曝気処理装置14の流入部の負荷を
低減するようにしたものである。なお、このことは、前
述した第１の実施例にも適用可能であることは勿論であ
る。

【００４７】

【実施例】実施例１ 内径150mm 、高さ1mのステンレス製の熱媒を循環させる
ジャケット方式の円筒型反応槽を用いて、可溶化槽は温
度70℃、通気量0.1vvm、反応液量10L で、オゾン酸化槽
は温度30℃、反応液量1L、オゾン注入量0.1g-O₃ /g-VDS
（VDS 1g当たりのオゾンのｇ数）で運転した。処理汚泥
は、活性汚泥処理をした余剰汚泥（固形物濃度SS＝2.4
％、揮発性有機物質濃度VSS ＝85％）を用い、可溶化槽
及びオゾン酸化槽の滞留時間をそれぞれ５日、0.5 日と
した。可溶化槽では、5 日の滞留時間で、約50％の固形
物（VSS として60％) が可溶化され、同時に有機物の指
標であるVM（揮発性物質)(Volatile matter)も50％除去
された。

【００４８】その後、オゾン酸化処理した場合とオゾン
酸化処理しない場合の性状を比較した結果を下記の表１
に示した。表１の結果から明らかなように、オゾン酸化
処理した処理液中では、オゾン酸化処理する前の高温可
溶化処理液と比較して、TODに対するBOD の割合が多
い。すなわち、生物難分解性の有機物が低分子化され
て、生物分解可能な有機物が多くなっていることがわか
る。なお、オゾン酸化した処理液を曝気槽に導入したと
ころ、発生する余剰汚泥量の減少が認められた。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の作用・効果】本発明の活性汚泥法における余剰
汚泥処理方法及びそのための活性汚泥処理装置によれ
ば、有機性廃水を好気性生物処理した後、処理液を処理
水と汚泥に固液分離した後、余剰汚泥を高温で可溶化し
た高温可溶化処理液をオゾン酸化処理装置でオゾン酸化
処理して、これを再び好気性生物処理するように構成し
たので、以下のような顕著で特有な作用効果を奏する極
めて優れた発明である。

【００５１】（１）高温可溶化処理液には、溶解性有機
物（VDS)が含まれ、この中には、高分子性多糖類などの
生物難分解性の有機物が多く残存し、BOD （生物学的酸
素要求量）が低い値であっても、TOD （総酸素要求量）
の高い褐色を呈する廃水が発生するが、これをオゾン酸
化処理装置でオゾン酸化処理することによって、溶解性
有機物（VDS)に含まれる高分子性多糖類などの生物難分
解性の有機物が低分子化されて、これを再び好気性生物
処理することによって、炭酸ガスと水に完全に分解しや
すくなって無機化されることとなり、その結果、発生す
る余剰汚泥の量を極めて低減でき、余剰汚泥の濃縮、消
化、脱水、コンポスト化、焼却といった工程を極力避け
ることができるために、設備の簡素化、コスト低減化等
が図れる。

【００５２】（２）可溶化処理装置で可溶化された処理
液を曝気処理装置に返送する返送経路に、第２の沈殿装
置を設けた構成のものでは、単位汚泥当たりの活性低下
につながる不溶性無機物の過度の蓄積を防止するため、
灰分量が40％を越えた時に、汚泥を一部、余剰汚泥とし
て抜き取ることができるので、単位汚泥当たりの活性が
低下することがない。

【００５３】（３）余剰汚泥が発生しても、余剰汚泥
は、高温槽である可溶化槽を通過しているために、溶存
ガスが少なく沈降性の優れた汚泥であるので、沈殿分離
が容易でであり、また、高温槽を通過しているために、
雑菌が殺菌されており、コンポスト化する場合、雑菌が
少ないためにコンポスト化が速いものである。

【００５４】（４）余剰汚泥の一部を、還流経路を介し
て、第１の沈殿装置に返送するように構成したもので
は、生物難分解物も可溶化処理装置でさらに分解される
ので、より余剰汚泥の発生を防止することができる。

【００５５】（５）沈殿装置で固液分離した余剰汚泥
を、可溶化処理装置で可溶化された可溶化処理液で加温
するための熱交換器を設けた構成のものでは、熱損失を
極力抑えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の活性汚泥処理装置及び活性汚
泥処理方法の第１の実施例の概略図である。

【図２】図２は、本発明の活性汚泥処理装置及び活性汚
泥処理方法の第２の実施例の概略図である。

【図３】図３は、本発明の活性汚泥処理装置及び活性汚
泥処理方法の第３の実施例の概略図である。

【図４】図４は、従来の活性汚泥法を示す概略図であ
る。

【図５】図５は、従来の別の活性汚泥法を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１０・・・ 原廃水貯留槽 １４・・・ 曝気処理装置 １６・・・ 沈殿装置 １８・・・ 還流経路 ２４・・・ 可溶化処理装置 ２８・・・ 熱交換器 ３０・・・ 返送経路 ３１・・・ オゾン酸化処理装置 ３２・・・ 第２の沈殿装置 ３３・・・ 返送経路 ３４、３４’・・・ 返送経路 ３６・・・ 余剰汚泥還流経路 Ａ・・・ 原廃水 Ｂ・・・ 処理水 Ｃ・・・ 上澄液 Ｄ・・・ 返送汚泥 Ｅ・・・ 汚泥 Ｆ・・・ 可溶化処理液 Ｆ’・・・ オゾン酸化処理液 Ｇ・・・ 処理水 Ｈ・・・ 余剰汚泥

フロントページの続き (72)発明者 三浦 雅彦 兵庫県神戸市垂水区高丸７丁目３−４ 神 鋼アパート４−445

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性廃水を処理するための活性汚泥処
   理装置であって、 有機性廃水を好気性生物処理をするための曝気処理装置
   と、該曝気処理装置で処理された処理液を処理水と汚泥
   に固液分離するための第１の沈殿装置と、 前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を曝気処理装置に
   返送するための還流経路と、 前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を高温で可溶化す
   るための可溶化処理装置と、 前記可溶化処理装置で可溶化された処理液を曝気処理装
   置に返送する返送経路と、 前記返送経路途中に前記可溶化処理装置で可溶化された
   処理液中に残存する生物難溶解性有機物を酸化分解する
   ための物理化学的酸化処理装置を設けたことを特徴とす
   る活性汚泥処理装置。
2. 【請求項２】 前記沈殿装置で固液分離した汚泥を可溶
   化槽で可溶化された可溶化処理液で加温するための熱交
   換器を、前記沈殿装置から可溶化槽に至る経路に設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載の活性汚泥処理装置。
3. 【請求項３】 前記可溶化処理装置で可溶化された処理
   液を曝気処理装置に返送する返送経路に、処理液を曝気
   処理装置に返送する処理水と汚泥に固液分離するための
   第２の沈殿装置を設けたことを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の活性汚泥処理装置。
4. 【請求項４】 前記第２の沈殿装置の汚泥の一部を、第
   １の沈殿装置に返送する余剰汚泥還流経路を設けたこと
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の活性汚
   泥処理装置。
5. 【請求項５】 前記物理化学的酸化処理装置が、オゾン
   酸化処理装置であることを特徴とする請求項１から４の
   いずれかに記載の活性汚泥処理装置。
6. 【請求項６】 有機性廃水を処理するための活性汚泥処
   理方法であって、 有機性廃水を曝気処理装置にて好気性生物処理をした
   後、曝気処理装置にて処理された処理液を第１の沈殿装
   置にて処理水と汚泥に固液分離し、 前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を、還流経路を介
   して曝気処理装置に返送し、 前記沈殿装置で分離された汚泥の一部を、可溶化処理装
   置にて高温で可溶化し、 前記可溶化処理装置で可溶化された処理液中に残存する
   生物難溶解性有機物を物理化学的酸化処理装置にて酸化
   分解し、 前記物理化学的酸化処理装置で酸化分解された処理液
   を、返送経路を介して曝気処理装置に返送することを特
   徴とする活性汚泥処理方法。
7. 【請求項７】 前記沈殿装置で固液分離した汚泥を、沈
   殿装置から可溶化槽に至る経路に設けた熱交換器を介し
   て、可溶化槽で可溶化された可溶化処理液で加温するこ
   とを特徴とする請求項６に記載の活性汚泥処理方法。
8. 【請求項８】 前記可溶化処理装置で可溶化された処理
   液を曝気処理装置に返送する返送経路に設けられた第２
   の沈殿装置にて、処理液を曝気処理装置に返送する処理
   水と汚泥に固液分離することを特徴とする請求項６又は
   ７に記載の活性汚泥処理方法。
9. 【請求項９】 前記第２の沈殿装置の汚泥の一部を、余
   剰汚泥還流経路を介して第１の沈殿装置に返送すること
   を特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の活性汚
   泥処理方法。
10. 【請求項１０】 前記物理化学的酸化処理装置が、オゾ
    ン酸化処理装置であることを特徴とする請求項６から９
    のいずれかに記載の活性汚泥処理方法。
11. 【請求項１１】 前記可溶化処理を、50〜90℃の温度範
    囲となるような条件で操作することを特徴とする請求項
    ６から１０のいずれかに記載の活性汚泥処理方法。