JP2001025789A - 有機性排液の処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 好気性生物処理工程の曝気槽容量および供給
酸素量を増大させることなく、かつ低コストで汚泥を減
容化して系外へ排出する汚泥量を減少させ、しかも処理
水質の悪化を防止するとともに、メタンの形で資源、エ
ネルギーの回収が可能な有機性排液の処理方法および装
置を提供する。 【解決手段】 曝気槽１で活性汚泥により好気性生物処
理した混合液を沈殿槽２で固液分離し、分離汚泥１８か
ら一部を引き抜き、この引抜汚泥２２をオゾン処理槽３
でオゾン２５と接触させて易生物分解性に改質した後、
オゾン処理汚泥２６を酸生成槽４で嫌気状態に維持して
有機酸を生成させ、次にこの酸生成液２８を膜分離装置
５で分離し、濃縮液４０は酸生成槽４に戻し、透過液３
９はメタン発酵槽６でメタン発酵させた後、曝気槽１に
戻して好気性生物処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性排液を活性
汚泥の存在下に生物処理する方法および装置、特に活性
汚泥処理系における余剰汚泥を減容化することができる
とともにエネルギーを回収することができる有機性排液
の処理方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】活性汚泥処理法などのように、好気性微
生物の作用を利用して有機性排液を好気条件で処理する
好気性生物処理方法は、処理コストが安く、処理性能も
優れているため、一般に広く利用されているが、難脱水
性の余剰汚泥が大量に生成する。このため汚泥を減容化
する処理方法が注目されている。

【０００３】このような汚泥の減容化を行う処理方法と
して、曝気槽または沈殿槽から汚泥を引き抜き、この引
抜汚泥をオゾン処理、加熱処理、酸またはアルカリ処理
等の改質処理により易生物分解性に改質し、改質された
汚泥を曝気槽に返送して生物分解させる方法が提案され
ている（例えば、特開平６−２０６０８８号）。

【０００４】図２は、特開平６−２０６０８８号に記載
されている有機性排液の処理方法を示すフローシートで
あり、４１は曝気槽、４２は汚泥分離槽、４３はオゾン
処理槽である。図２の処理方法では、曝気槽４１に有機
性排液４４および返送汚泥４５を導入するとともに、オ
ゾン処理汚泥４６を導入し、曝気槽４１内の活性汚泥と
混合し、空気供給管４７から空気を送り散気装置４８か
ら散気して好気性生物処理を行う。

【０００５】曝気槽４１の槽内液は一部ずつ取出して汚
泥分離槽４２に導入し、分離液と分離汚泥５１とに分離
する。分離液は処理液５０として系外へ排出し、分離汚
泥５１は一部を返送汚泥４５として曝気槽４１に返送
し、他の一部を引抜汚泥５３としてオゾン処理槽４３に
導入してオゾン処理し、残部を余剰汚泥５４として系外
に排出する。引抜汚泥５３はオゾン処理槽４３に導入
し、オゾン供給管５５からオゾンを供給してオゾンと接
触させ、汚泥を酸化分解してＢＯＤ成分に変換する。オ
ゾン排ガスは排オゾン管５６から排出し、オゾン処理汚
泥４６は曝気槽４１に戻して前記のように好気性生物処
理を行う。

【０００６】上記図２の従来の方法では、引抜汚泥５３
を易生物分解性に改質して曝気槽４１に返送することに
より、易生物分解性となった改質汚泥が曝気槽４１内の
微生物に資化されるので、生成する汚泥量が減少する。
この場合被処理ＢＯＤから生成する汚泥量よりも多い量
の引抜汚泥５３を改質して返送すると、系外へ排出する
余剰汚泥を実質的にゼロにすることができる。

【０００７】上記従来の方法では、改質処理した汚泥を
すべて曝気槽に返送して好気性条件下で分解させている
ので、活性汚泥処理装置へのＢＯＤ負荷が大幅に増大す
るために曝気槽容量をＢＯＤ負荷に合わせて大きくする
必要がある。また、増加したＢＯＤを好気的に分解する
ために酸素供給装置の能力も大きくする必要がある。こ
のように活性汚泥処理装置の設備能力を大きくする必要
があるだけでなく、酸素供給のための動力も大幅に増加
するため、エネルギー多消費型の処理システムとなる。
また、改質処理する汚泥からエネルギーを回収すること
はできない。さらに従来の方法では、系外へ排出する余
剰汚泥をゼロにするためには、通常の余剰汚泥量の３倍
程度の多量の汚泥を引抜汚泥としてオゾン処理する必要
がある。これは、オゾン処理によりＢＯＤ化された汚泥
が曝気槽に戻されて好気性生物処理される工程で、オゾ
ン処理により生成したＢＯＤの３０〜４０％が再び汚泥
に転換するためである。このためオゾン処理には多量の
オゾン、薬品、エネルギーなどが必要となり、コスト高
になる。また多量の汚泥を引抜汚泥としてオゾン処理す
ると、処理に必要な微生物量を確保できないため、処理
水質が悪化するという問題点もある。

【０００８】また特開平１−２２４１００号には、嫌気
性消化した汚泥を１００〜１８０℃で加熱した後、この
加熱処理汚泥を嫌気消化槽に返送する有機性汚泥の処理
方法が記載されている。しかしこの方法は嫌気性処理に
関するものであり、好気性処理における適用の可能性に
ついては開示されていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、好気
性生物処理工程の曝気槽容量および供給酸素量を増大さ
せることなく、かつ低コストで汚泥を減容化して系外へ
排出する汚泥量を減少させ、しかも処理水質の悪化を防
止するとともに、メタンの形で資源、エネルギーの回収
が可能な有機性排液の処理方法および装置を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の有機性排
液の処理方法および装置である。 （１）有機性排液を曝気槽に導入して、活性汚泥の存在
下に好気性生物処理する好気性生物処理工程、曝気槽の
混合液を固液分離し、分離液を処理水として排出し、分
離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する第１の固液
分離工程、第１の固液分離工程の分離汚泥または曝気槽
の混合液から活性汚泥の少なくとも一部を引き抜き、こ
の引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質処理工程、改
質処理汚泥を、酸生成菌を含む汚泥の存在下に嫌気状態
に維持して可溶化し、有機酸を生成させる酸生成工程、
酸生成工程の混合液を固液分離し、分離液をメタン発酵
工程に移送し、分離汚泥を前記酸生成工程に戻す第２の
固液分離工程、第２の固液分離工程の分離液を、メタン
生成菌を含む汚泥の存在下に嫌気状態に維持し、メタン
発酵するメタン発酵工程、およびメタン発酵液を前記好
気性生物処理工程に導入する移送工程を含む有機性排液
の処理方法。 （２）有機性排液を曝気槽に導入して、活性汚泥の存在
下に好気性生物処理する好気性生物処理装置、曝気槽の
混合液を固液分離し、分離液を処理水として排出し、分
離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する第１の固液
分離装置、第１の固液分離装置の分離汚泥または曝気槽
の混合液から活性汚泥の少なくとも一部を引き抜き、こ
の引抜汚泥を易生物分解性に改質する改質処理装置、改
質処理汚泥を、酸生成菌を含む汚泥の存在下に嫌気状態
に維持して可溶化し、有機酸を生成させる酸生成槽、酸
生成槽の混合液を固液分離し、分離液をメタン発酵槽に
移送し、分離汚泥を前記酸生成槽に戻す第２の固液分離
装置、第２の固液分離装置の分離液を、メタン生成菌を
含む汚泥の存在下に嫌気状態に維持し、メタン発酵する
メタン発酵槽、およびメタン発酵液を前記好気性生物処
理装置に導入する移送装置を含む有機性排液の処理装
置。

【００１１】本発明において処理の対象となる有機性排
液は、通常の好気性生物処理法により処理される有機物
を含有する排液であるが、難生物分解性の有機物または
無機物が含有されていてもよく、またアンモニア性窒素
等が含有されていてもよい。このような有機性排液とし
ては、下水、し尿、食品工場排水その他の産業排液など
があげられる。

【００１２】本発明における好気性生物処理工程は、有
機性排液を曝気槽に導入して、活性汚泥の存在下に好気
性生物処理を行うように構成される。また第１の固液分
離工程は曝気槽から混合液を固液分離槽に導いて固液分
離し、分離液を処理水として排出し、分離汚泥の少なく
とも一部を曝気槽へ返送するように構成される。このよ
うな処理系および処理装置としては、有機性排液を曝気
槽で活性汚泥と混合して曝気し、混合液を固液分離槽に
おいて分離し、分離汚泥の一部を曝気槽に返送する標準
活性汚泥処理法における好気性生物処理および処理装置
が一般的であるが、これを変形した他のものでもよい。
アンモニア性窒素を含む排液を処理する場合は硝化脱窒
工程を組み合せて処理することができる。

【００１３】改質処理工程は上記の好気性生物処理にお
ける処理系からの活性汚泥（生物汚泥）の少なくとも一
部を引き抜き、この引抜汚泥を易生物分解性に改質する
工程である。生物汚泥を引き抜く場合、固液分離槽で分
離された分離汚泥の一部を引き抜くのが好ましいが、曝
気槽から混合液の状態で引き抜いてもよい。分離汚泥か
ら引き抜く場合、余剰汚泥として排出される部分の一部
または全部を引抜汚泥として引き抜くことができるが、
余剰汚泥（被処理液中のＢＯＤの同化により増殖する汚
泥量に相当）に加えて、返送汚泥として曝気槽に返送さ
れる返送汚泥の一部をさらに引き抜いて改質処理するこ
とにより、系外に排出する余剰汚泥の発生量をより少な
くし、場合によってはゼロにすることができる。余剰汚
泥の発生量をゼロにするためには、改質汚泥を直接曝気
槽に戻す場合は増殖汚泥量の約３倍を改質処理する必要
があったが、本発明では増殖汚泥量の約１．８倍を改質
処理すればよく、改質処理のために引き抜く汚泥量は従
来の半分近くになる。

【００１４】引抜汚泥を生物が分解し易い性状に改質す
る改質処理方法としては、任意の方法を採用することが
できる。例えば、オゾン処理による改質処理、酸処理に
よる改質処理、アルカリ処理による改質処理、加熱処理
による改質処理、高圧パルス放電処理、ボールミル、コ
ロイドミル等のミルによる磨砕処理、これらを組み合せ
た改質処理等を採用することができる。これらの処理は
公知の処理装置を用いて行うことができる。これらの中
ではオゾン処理による改質処理が、処理操作が簡単かつ
処理効率が高いため好ましい。

【００１５】改質処理としてのオゾン処理は、好気性生
物処理系から引き抜いた引抜汚泥をオゾンと接触させれ
ばよく、オゾンの酸化作用により汚泥は易生物分解性に
改質される。オゾン処理はｐＨ５以下の酸性領域で行う
と酸化分解効率が高くなる。このときのｐＨの調整は、
硫酸、塩酸または硝酸などの無機酸をｐＨ調整剤として
生物汚泥に添加する方法などを採用することができる。
ｐＨ調整剤を添加する場合、ｐＨは３〜４に調整するの
が好ましい。

【００１６】オゾン処理は、引抜汚泥をそのまま、また
は必要により遠心分離機などで濃縮した後、オゾンと接
触させることにより行うことができる。接触方法として
は、オゾン処理槽に汚泥を導入してオゾンを吹込む方
法、機械撹拌による方法、充填層を利用する方法などが
採用できる。オゾンとしては、オゾンガスの他、オゾン
含有空気、オゾン化空気などのオゾン含有ガスが使用で
きる。オゾンの使用量は０．００２〜０．０５ｇ−Ｏ₃
／ｇ−ＶＳＳ、好ましくは０．００５〜０．０３ｇ−Ｏ
₃／ｇ−ＶＳＳとするのが望ましい。オゾン処理により
生物汚泥は酸化分解されて、ＢＯＤ成分に変換される。

【００１７】改質処理としての酸処理では、好気性生物
処理系から引き抜いた引抜汚泥を改質槽に導き、塩酸、
硫酸などの鉱酸を加え、ｐＨ２．５以下、好ましくはｐ
Ｈ１〜２の酸性条件下で所定時間滞留させればよい。滞
留時間は、例えば５〜２４時間程度とする。この際、汚
泥を加熱、例えば５０〜１００℃に加熱すると改質が促
進されるので好ましい。

【００１８】また、汚泥の改質処理としてのアルカリ処
理では、好気性生物処理系から引き抜いた引抜汚泥を改
質槽に導き、水酸化ナトリム、水酸化カリウム等のアル
カリを汚泥に対して０．１〜１重量％加え、所定時間滞
留させればよい。滞留時間は、例えば０．５〜２時間程
度とする。この際、汚泥を加熱し、例えば５０〜１００
℃に加熱すると改質が促進されるので好ましい。

【００１９】改質処理としての加熱処理は、加熱処理単
独で行うこともできるが、酸処理またはアルカリ処理と
組み合せて行うのが好ましい。加熱処理単独で行う場合
は、例えば温度７０〜１００℃、滞留時間２〜３時間と
することができる。

【００２０】高電圧のパルス放電処理は、電極間隔３〜
１０ｍｍ、好ましくは４〜８ｍｍのタングステン／トリ
ウム合金等のプラス極と、ステンレス鋼等のマイナス極
間に汚泥を存在させ、印加電圧１０〜５０ｋＶ、好まし
くは２０〜４０ｋＶ、パルス間隔２０〜８０Ｈｚ、好ま
しくは４０〜６０Ｈｚでパルス放電を行い、汚泥は順次
循環させながら処理を行うことができる。

【００２１】酸生成工程は酸生成槽において酸生成菌を
含む汚泥の存在下に改質処理汚泥を嫌気状態に維持して
可溶化し、有機酸を生成させる工程である。また酸生成
工程では、後述の第２の固液分離工程で分離された分離
汚泥も酸生成槽に戻されて処理される。このような酸生
成工程では、酸生成菌の作用により有機物が液化→低分
子化→有機酸生成のステップにより、メタン生成菌によ
って分解されやすい有機酸に転換する。有機酸の生成に
より酸性となるので、水酸化ナトリウム等のアルカリを
添加してｐＨ調整することができる。

【００２２】酸生成の条件としては、３５℃付近に最適
温度がある中温酸生成菌、および５５℃付近に最適温度
がある高温酸生成菌のいずれも利用可能であり、それぞ
れ３０〜３８℃または４５〜６０℃で処理される。酸生
成槽での滞留時間（ＳＲＴ）は３日以上、好ましくは５
〜１０日程度とすることができる。この滞留時間は実質
的にメタン生成菌が増殖しない範囲に設定される。酸生
成工程におけるｐＨは５〜７、好ましくは５．８〜６．
２とするのが好適である。

【００２３】第２の固液分離工程は酸生成槽から混合液
（以下、酸生成液という場合がある）を固液分離装置に
導いて固液分離し、分離液はメタン発酵工程に送り、分
離汚泥は酸生成工程に戻すように構成される。第２の固
液分離工程で使用される固液分離装置は特に制限され
ず、膜分離装置、デカンター、ろ過装置などの任意の固
液分離装置を用いることができる。膜分離を利用する場
合は、中空糸、チューブラー、平膜などの種々の膜形式
が利用できる。また膜分離は固形物を分離することが目
的であるため、ＭＦ、ＵＦなどの比較的大きなポアサイ
ズを有する膜が好ましい。

【００２４】メタン発酵工程は第２の固液分離工程で分
離された分離液をメタン生成菌を含む汚泥の存在下に嫌
気状態に維持し、メタン発酵する工程である。メタン発
酵の方法はＵＡＳＢ（上向流嫌気性スラッジブランケッ
ト）式、固定床式および流動床式等の高負荷嫌気性処
理；浮遊式など、任意の方式のメタン発酵法を採用する
ことができるが、高負荷嫌気性処理、特にＵＡＳＢ式が
好ましい。

【００２５】ＵＡＳＢ式はメタン生成菌を高密度でグラ
ニュール化した汚泥を用い、上向流で通液することによ
り、スラッジブランケットを形成し、嫌気性処理する方
法である。固定床方式は固定床式の担体の表面にメタン
生成菌を高密度で付着させた汚泥を用いて嫌気処理を行
う方法である。流動床法はメタン生成菌を高密度で含む
生物汚泥を粒状担体に担持させて、流動床を形成して嫌
気性処理を行う方法である。これらは高負荷嫌気性処理
であって、いずれも溶解性の有機物について高負荷かつ
高流速で通液して比較的短時間で処理する方法である。
浮遊式は浮遊状態の生物汚泥と分離液とを混合して嫌気
処理する方法である。

【００２６】メタン発酵の条件としては、３５℃付近に
最適温度がある中温メタン生成菌、および５５℃付近に
最適温度がある高温メタン生成菌のいずれも利用可能で
あり、それぞれ３０〜４０℃または４５〜６０℃で処理
される。メタン発酵槽での負荷は５〜２０ｋｇ−ＣＯＤ
／ｍ³・ｄａｙ、好ましくは１０〜１５ｋｇ−ＣＯＤ／
ｍ³・ｄａｙ、滞留時間は３〜４８時間、好ましくは４
〜２４時間程度とすることができる。ＵＡＳＢ式の場合
の上向流速度は０．５〜２ｍ／ｈｒ、好ましくは１〜
１．５ｍ／ｈｒとするのが望ましい。

【００２７】メタン発酵により分離液中の有機酸がメタ
ンガスおよび二酸化炭素に転換される。通常、メタンガ
スは発生ガスの６０〜７０容量％を占める。このメタン
ガスを回収することにより、燃料として有効利用するこ
とができる。またメタンガス発電を行い、電気と熱の両
方の形で有効利用（コジェネレーション）することもで
きる。

【００２８】移送工程はメタン発酵したメタン発酵液を
前記好気性生物処理工程に移送する工程である。曝気槽
に導入したメタン発酵液は、有機性排液および槽内の活
性汚泥と混合されて好気性生物処理されるが、メタン発
酵液は改質処理汚泥に比べると生物分解可能な有機物
（ＢＯＤ）量が大幅に減少しているので、新たにＢＯＤ
負荷になる量は少なく、このため曝気槽容量を大きくす
る必要はなく、また供給酸素量を増大させる必要もな
い。すなわち本発明では、改質処理汚泥中のＢＯＤを酸
生成およびメタン発酵により除去しているので、メタン
発酵液を曝気槽に導入しても、好気性生物処理工程の活
性汚泥処理能力を増大させる必要はない。また処理水質
の悪化も防止される。

【００２９】メタン発酵液を曝気槽で好気性生物処理す
ることにより、メタン生成菌が曝気によりほとんど死滅
して、一部ＢＯＤ化するので、系外へ排出する汚泥の発
生量はさらに少なくなる。また改質処理がオゾン処理の
場合は、メタン発酵液を直接改質処理工程に戻すと、メ
タン発酵液には還元性物質（Ｈ₂Ｓなど）が含まれてい
るのでオゾンを無駄に消費してしまうが、一旦曝気槽に
導入して曝気することにより、還元性物質を除去するこ
とができる。

【００３０】このように本発明では、好気性生物処理工
程の曝気槽容量および供給酸素量を増大させることなく
汚泥を減容化して系外へ排出する汚泥量を減少させるこ
とができ、しかも好気性処理系に十分な汚泥を保持して
処理水質の悪化も防止することができるとともに、メタ
ンの形で資源、エネルギーの回収が可能である。

【００３１】また本発明では、従来の方法に比べて低コ
ストで効率よく汚泥を減容化することができる。例え
ば、従来と同じ量の引抜汚泥を改質処理した場合、系外
へ排出する汚泥の発生量は従来よりも少なくなる。これ
は、従来の方法では、改質処理により生成したＢＯＤの
３０〜４０％が好気性生物処理工程で再び汚泥に転換す
るのに対して、本発明では酸生成工程およびメタン発酵
工程におけるＢＯＤの汚泥転換率が約５％と非常に小さ
く、曝気槽に戻った菌体から生成する汚泥量はほとんど
無視できるためである。従って、従来と同程度の汚泥減
容化率を達成する場合、改質処理する引抜汚泥の量を少
なくすることができ、低コストでの処理が可能となる。
例えば、改質処理がオゾン処理の場合、使用するオゾン
量、薬品、エネルギー量などを少なくすることができ、
低コストで処理することが可能となる。

【００３２】酸生成工程で生じる酸生成液を固液分離す
ることなくメタン発酵工程に導入してメタン発酵する
と、メタン発酵菌の活性が低下し、メタン発酵に時間が
かかるほか、汚泥生成量も増加し、このため曝気槽に導
入される負荷が大きくなり、汚泥減容化率も低下する。
これに対し本発明のように、酸生成液を固液分離して固
形分を酸生成工程に戻すことにより、可溶性成分のみを
メタン発酵工程に移送することができ、これによりメタ
ン発酵の効率を高くして曝気槽に導入する負荷を小さく
し、汚泥減容化率を高くすることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の有機性排液の処理方法は、引抜
汚泥を改質処理したのち酸生成処理し、次にこの酸生成
液を固液分離し、分離液はメタン発酵したのち好気性生
物処理工程に導入し、分離汚泥は酸生成工程に戻してい
るので、好気性生物処理工程の曝気槽容量および供給酸
素量を増大させることなく、かつ低コストで汚泥を減容
化して系外へ排出する汚泥量を減少させ、しかも処理水
質の悪化を防止するとともに、メタンの形で資源、エネ
ルギーの回収が可能である。

【００３４】本発明の有機性排液の処理装置は、改質処
理装置、酸生成槽、第２の固液分離装置、メタン発酵槽
および移送装置を備え、引抜汚泥を改質処理したのち酸
生成処理し、次にこの酸生成液を固液分離し、分離液は
メタン発酵したのち好気性生物処理工程に導入し、分離
汚泥は酸生成工程に戻すように構成されているので、有
機性排液を処理するに際し、好気性生物処理工程の曝気
槽容量および供給酸素量を増大させることなく、かつ低
コストで汚泥を減容化して系外へ排出する汚泥量を減少
させ、しかも処理水質の悪化を防止するとともに、メタ
ンの形で資源、エネルギーの回収が可能である。

【００３５】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を図面により
説明する。図１は本発明の実施形態の有機性排液の生物
処理装置を示す系統図であり、改質処理としてオゾン処
理する場合の例を示している。図１において、１は曝気
槽、２は沈殿槽、３はオゾン処理槽、４は酸生成槽、５
は膜分離装置、６はＵＡＳＢ式のメタン発酵槽である。

【００３６】曝気槽１には原水路１１および返送汚泥路
１２が連絡し、また底部には散気装置１５が設けられ
て、空気供給路１４が連絡している。曝気槽１から沈殿
槽２に連絡路１６が連絡している。沈殿槽２の上部には
処理水路１７が連絡し、下部には汚泥排出路１８が連絡
し、返送汚泥路１２に連絡している。２１は余剰汚泥排
出路である。

【００３７】オゾン処理槽３には汚泥排出路１８から分
岐する引抜汚泥路２２および排オゾン路２３が上部に連
絡している。またオゾン発生機２４から連絡するオゾン
供給路２５およびオゾン処理汚泥路２６が下部に連絡し
ている。酸生成槽４には、オゾン処理汚泥路２６、ポン
プ２７を有する酸生成液路２８および濃縮液路２９が連
絡し、内部には撹拌機３０が設けられている。

【００３８】膜分離装置５には酸生成液路２８、濃縮液
路２９およびポンプ３２を有する透過液路３３が連絡
し、内部には分離膜３４が設けられている。メタン発酵
槽６には透過液路３３が下部に連絡し、メタン発酵液移
送路３５およびメタンガス排出路３６が上部に連絡して
いる。メタン発酵槽６の内部には透過液路３３から連絡
する透過液流入部３７が設けられ、その上部にグラニュ
ール汚泥によりスラッジブランケット３８が形成されて
いる。メタン発酵液移送路３５は原水路１１に連絡して
いる。

【００３９】図１の生物処理装置により有機性排液（原
水）を処理するには、原水路１１から原水を曝気槽１に
導入し、返送汚泥路１２から返送される返送汚泥、メタ
ン発酵液移送路３５から移送されるメタン発酵液、およ
び曝気槽１内の活性汚泥と混合し、空気供給路１４から
供給される空気を散気装置１５から散気して好気性生物
処理する。

【００４０】曝気槽１内の混合液は連絡路１６から一部
ずつ取り出して沈殿槽２に導入し、分離液と分離汚泥と
に固液分離する。分離液は処理水として処理水路１７か
ら系外へ排出し、分離汚泥は汚泥排出路１８から取り出
し、その一部を返送汚泥として返送汚泥路１２から曝気
槽１に返送し、残部を引抜汚泥として引抜汚泥路２２か
らオゾン処理槽３に導入する。なお、系外へ排出する汚
泥が生じる場合は余剰汚泥排出路２１から系外へ排出す
る。

【００４１】オゾン処理槽３では、オゾン発生機２４で
発生させたオゾンをオゾン供給路２５から供給し、引抜
汚泥と接触させてオゾン処理（改質処理）を行う。これ
により引抜汚泥中の汚泥がＢＯＤ化する。オゾン処理汚
泥はオゾン処理汚泥路２６から酸生成槽４に導入する。
オゾン排ガスは排オゾン路２３から排出する。

【００４２】酸生成槽４では、オゾン処理汚泥および濃
縮液路２９から戻される濃縮液４０を、酸生成槽４内の
酸生成菌を含む汚泥と混合し、撹拌機３０により緩やか
に撹拌しながら嫌気性処理して酸生成を行う。これによ
り、オゾン処理汚泥中の有機物は酸生成菌により分解さ
れ有機酸が生成する。

【００４３】酸生成槽４内の混合液の一部は酸生成液路
２８から取り出し、ポンプ２７で加圧して膜分離装置５
に導き、分離膜３４により膜分離する。この膜分離によ
り透過液３９と濃縮液４０とに分離される。透過液３９
は透過液路３３からメタン発酵槽６へ送られる。濃縮液
４０は濃縮液路２９から酸生成槽４に戻し、前記のよう
に酸生成を行う。濃縮液４０に無機ＳＳ成分が含まれる
場合には連続的または間欠的に汚泥排出路２９ａから排
出することができる。

【００４４】膜分離装置５で分離された透過液３９は、
透過液路３３からポンプ３２によりメタン発酵槽６の下
部に導入し、透過液流入部３７から上向流でスラッジブ
ランケット３８を通過させる。この際、透過液３９は嫌
気性下にグラニュール汚泥と接触し、これより有機酸は
グラニュール汚泥に含まれるメタン生成菌の作用により
嫌気的に分解されてメタンと二酸化炭素に転換する。メ
タン発酵液はメタン発酵液移送路３５から一部ずつ取り
出し、原水路１１を通して曝気槽１に移送し、前記のよ
うに好気性生物処理する。メタンガスはメタンガス排出
路３６から回収する。回収したメタンガスはエネルキー
源などとして利用することができる。

【００４５】曝気槽１に導入されるメタン発酵液は、酸
生成およびメタン発酵によりＢＯＤのほとんどが分解さ
れているので、曝気槽１における新たなＢＯＤ負荷には
ほとんどならず、このため処理水質の悪化は生じること
はなく、また曝気槽１の容量を大きくする必要はなく、
空気供給路１４から供給する酸素の量を増大させる必要
もない。

【００４６】図１の装置ではメタン発酵槽６としてＵＡ
ＳＢ式のメタン発酵槽を採用しているが、固定床式、流
動床式、浮遊式など、任意の方式のメタン発酵法により
行うことができ、それに応じた装置を採用することがで
きる。

【００４７】

【実施例】比較例１ ペプトンおよび酵母エキスを有機源とするＣＯＤ＝３４
０ｍｇ／ｌの有機性排液を改質処理しないで好気性生物
処理を行った。すなわち、図２の装置においてオゾン処
理を省略して好気性生物処理を行った。このときの運転
条件は曝気槽負荷＝１ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ³／ｄａｙ、曝
気槽内の汚泥濃度＝約４０００ｍｇ／ｌ、ＳＲＴ＝１０
日であった。減容化処理を全く行わなかった比較例１場
合、余剰汚泥生成量は０．３８ｋｇ−ＳＳ／ｍ³／ｄａ
ｙ、処理水質はＣＯＤで１８ｍｇ／ｌであった。

【００４８】実施例１ 図１の装置により比較例１と同じ有機性排液を好気性生
物処理した。ただし、膜分離装置の代わりに沈殿槽を用
いた。オゾン処理槽におけるオゾン注入率は０．０５ｇ
−Ｏ₃／ｇ−ＳＳ、酸生成槽のＳＲＴは５日、メタン発
酵槽の滞留時間は１日とした。酸生成槽の後では沈降処
理を行い、上澄液をＵＡＳＢリアクターに供給し、沈殿
汚泥は酸生成槽に戻した。

【００４９】各工程での水質変化を表１に示す。オゾン
処理後は溶解性の有機物成分が上昇、酸生成によって有
機酸に転換され、メタン発酵槽（ＵＡＳＢ）で効率よく
メタンガスが発生した。メタン発酵液は曝気槽に戻し
た。

【００５０】余剰汚泥が生じない１００％減容化状態に
おけるオゾン処理槽への引抜汚泥の循環量は、発生する
汚泥に対して約１．８倍量程度となった。オゾン処理を
単独で行って汚泥の１００％減容化を行う従来の方法に
おける循環量は約３倍であるので、実施例１における引
抜汚泥の循環量は従来の方法に比べて約半分の量であ
り、オゾン必要量もそれに伴って半減することができ
た。

【００５１】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の有機性排液の生物処理装置
を示す系統図である。

【図２】従来の有機性排液の処理方法を示すフローシー
トである。

【符号の説明】

１、４１ 曝気槽 ２ 沈殿槽 ３、４３ オゾン処理槽 ４ 酸生成槽 ５ 膜分離装置 ６ メタン発酵槽 １１ 原水路 １２ 返送汚泥路 １４ 空気供給路 １５、４８ 散気装置 １６ 連絡路 １７ 処理水路 １８ 汚泥排出路 ２１ 余剰汚泥排出路 ２２ 引抜汚泥路 ２３ 排オゾン路 ２４ オゾン発生機 ２５ オゾン供給路 ２６ オゾン処理汚泥路 ２７、３２ ポンプ ２８ 酸生成液路 ２９ 濃縮液路 ２９ａ 汚泥排出路 ３０ 撹拌機 ３３ 透過液路 ３４ 分離膜 ３５ メタン発酵液移送路 ３６ メタンガス排出路 ３７ 透過液流入部 ３８ スラッジブランケット ３９ 透過液 ４０ 濃縮液 ４２ 汚泥分離槽 ４４ 有機性排液 ４５ 返送汚泥 ４６ オゾン処理汚泥 ４７ 空気供給管 ５０ 処理液 ５１ 分離汚泥 ５３ 引抜汚泥 ５４ 余剰汚泥 ５５ オゾン供給管 ５６ 排オゾン管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性排液を曝気槽に導入して、活性汚
   泥の存在下に好気性生物処理する好気性生物処理工程、 曝気槽の混合液を固液分離し、分離液を処理水として排
   出し、分離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する第
   １の固液分離工程、 第１の固液分離工程の分離汚泥または曝気槽の混合液か
   ら活性汚泥の少なくとも一部を引き抜き、この引抜汚泥
   を易生物分解性に改質する改質処理工程、 改質処理汚泥を、酸生成菌を含む汚泥の存在下に嫌気状
   態に維持して可溶化し、有機酸を生成させる酸生成工
   程、 酸生成工程の混合液を固液分離し、分離液をメタン発酵
   工程に移送し、分離汚泥を前記酸生成工程に戻す第２の
   固液分離工程、 第２の固液分離工程の分離液を、メタン生成菌を含む汚
   泥の存在下に嫌気状態に維持し、メタン発酵するメタン
   発酵工程、およびメタン発酵液を前記好気性生物処理工
   程に導入する移送工程を含む有機性排液の処理方法。
2. 【請求項２】 有機性排液を曝気槽に導入して、活性汚
   泥の存在下に好気性生物処理する好気性生物処理装置、 曝気槽の混合液を固液分離し、分離液を処理水として排
   出し、分離汚泥の少なくとも一部を曝気槽に返送する第
   １の固液分離装置、 第１の固液分離装置の分離汚泥または曝気槽の混合液か
   ら活性汚泥の少なくとも一部を引き抜き、この引抜汚泥
   を易生物分解性に改質する改質処理装置、 改質処理汚泥を、酸生成菌を含む汚泥の存在下に嫌気状
   態に維持して可溶化し、有機酸を生成させる酸生成槽、 酸生成槽の混合液を固液分離し、分離液をメタン発酵槽
   に移送し、分離汚泥を前記酸生成槽に戻す第２の固液分
   離装置、 第２の固液分離装置の分離液を、メタン生成菌を含む汚
   泥の存在下に嫌気状態に維持し、メタン発酵するメタン
   発酵槽、およびメタン発酵液を前記好気性生物処理装置
   に導入する移送装置を含む有機性排液の処理装置。