JP3844347B2 - 有機性汚水からのリン除去・回収方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理場や各種廃水処理施設等において有機性汚水を処理するシステムに係わり、更に詳しくは、これらの有機性汚水処理システムで発生する有機性汚泥に対して濃縮、嫌気性消化、脱水などの処理を行った時に分離され、水処理系に返流される返流水を水処理システム全体のバランスを考慮した条件で返流させることにより、該水処理システムから排出される放流水中のリン濃度の軽減を安定的に図る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機性汚水を処理する処理場では多量の有機性汚泥が発生する。この汚泥は減量化処理としての濃縮、消化、脱水などの工程を経て処理される場合が多く、これらのプロセスにおいて汚泥から分離される分離水は通常水処理系に返流される。なお、この場合の減量化処理としては、主として濃縮、脱水、乾燥等の汚泥のＳＳ量は減少させないが、全体の容積を減少させる処理を指す場合と、ＳＳ量を減少させる嫌気性消化処理、オゾン処理、熱処理、超音波処理等を指す場合がある。この返流水中にはＢＯＤ、アンモニア性窒素、溶解性リン等が高濃度に含まれており、これら返流水中の高濃度の処理対象物質が、水処理系の処理水質を悪化させる場合が少なからずある。このＢＯＤ、窒素、リンの３物質の内、特にリンは近年水質規制項目としての取り締まりが強化されつつある物質の一つである。
【０００３】
従来、下水処理場等で行われている代表的な脱リン処理方式としては、生物学的処理法としての嫌気好気法や、物理化学的処理法としての凝集沈殿法等が挙げられる。嫌気好気法では、流入水質の変化や季節変動等の外部環境の変化により処理性能が安定しない等の問題があり、凝集沈殿方式では、凝集剤として添加するＰＡＣ、ポリ鉄、及び高分子凝集剤等の薬品代コストが、処理場全体のランニングコストを過大にする等の問題があった。
これまで、汚泥処理プロセスより発生する返流水からリンを回収する方法としては、該返流水からリン及び一部のアンモニア性窒素をリン酸マグネシウムアンモニウム粒子として回収した後、残留するアンモニア性窒素を生物学的に硝化し、その処理水に生汚泥を加えて、水処理系と関係しないＢＯＤを使って脱窒を行う汚泥処理系返流水の処理方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１０４６９３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特に、嫌気好気法では、嫌気槽において活性汚泥微生物が過剰に摂取したリン酸を菌体外に放出する際に、溶解性ＢＯＤを菌体内に取り込む必要があるが、嫌気槽に流入する溶解性ＢＯＤは、時々刻々と変化する流入原水と返流水の水質に依存するためにコントロールすることが困難である。そのため、リン酸放出に必要十分な溶解性ＢＯＤが得られず、好気槽での活性汚泥によるリン酸摂取能力を十分に発揮させることが困難となり、最終的には放流水中のリン酸濃度が目標放流水質を上回るケースも多く発生していた。
【０００６】
そこで、上述した生物学的リン除去を採用する水処理システムにおける従来の問題点を解消できるよう、比較的容易にリン処理効率を向上させる技術を開発する必要がある。従来法としての生物学的リン除去システムの課題であった、「流入水質の変化や季節変動等の外部環境の変化によるリン除去処理性能の不安定性」が、大きく改善することが求められる。
【０００７】
また、返流水中の有機物量は、嫌気好気法などのリン除去システムの処理性能に影響を及ぼす以外に、硝化脱窒法等の窒素除去システムの処理性能にも大きく影響を及ぼす。例えば、嫌気−無酸素−好気法を採用する水処理施設の場合は、返流水中の有機物量が脱窒、脱リンの両方の処理性能に影響を及ぼすため、システムに流入する有機物量を安定供給することは、良好なリン・窒素同時除去を実現するための重要な課題の一つであった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するものである。要するに、本発明は、汚泥減量化工程により分離された溶解性有機物や溶解性リンを多く含む返流水から、有機物はなるべく除去せずにリンを除去又は回収し、リン除去又は回収後の返流水及びリン酸マグネシウムアンモニウム粒子回収後の汚泥由来の返流水のうちの少なくとも１つを一時的に貯留する槽を設け、該返流水貯留槽から実際に水処理系に返流させる量をコントロールすることにより、水処理系での嫌気好気法によるリン除去効率を向上させることを基本的な構成とする。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記の手段により上記の課題を解決した。
（１）有機性汚水を処理して生物学的にリンを除去する工程、及び生成汚泥を減量化する工程を含み、それに加えて、該汚泥減量化工程の減量化汚泥から分離した返流水からリンを除去又は回収する工程と、有機性汚水の処理工程で発生する汚泥の嫌気性消化工程において発生するリン酸マグネシウムアンモニウム粒子を回収する工程のうちの少なくとも１工程を含む有機性汚水の処理システムにおいて、リン除去又は回収後の返流水及びリン酸マグネシウムアンモニウム粒子回収後の汚泥から分離した返流水のうちの少なくとも１つを生物学的リン除去工程又はその前段に返流させる途中に該返流水を貯留する槽を設け、該返流水貯留槽から生物学的リン除去工程又はその前段に流入させる該返流水の有機物量を制御することを特徴とする有機性汚水の処理方法。
【００１０】
（２）汚泥の減量化工程として濃縮処理、嫌気性発酵処理、脱水処理、オゾン処理、超音波処理、熱処理のうちの少なくとも１つの処理を含むことを特徴とする前記（１）に記載の有機性汚水の処理方法。
（３）前記返流水貯留槽に、水処理系プロセスの最初沈殿池において沈降分離した最初沈殿池汚泥、汚泥処理系プロセスにおいて生成した濃縮汚泥、嫌気性消化汚泥、脱水ケーキのうちの少なくとも１つの一部又は全部を導入することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の有機性汚水の処理方法。
（４）前記返流水貯留槽から生物学的リン除去工程又はその前段に流入する貯留槽流出水の有機物量を制御する方法として、該返流水貯留槽流出水中の有機物量と、処理場流入水由来の有機物量を計量することによって、生物学的リン除去工程に流入する有機物量を把握し、得られた該データを生物学的リン除去工程を最適に制御するための説明変数とすることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の有機性汚水の処理方法。
【００１１】
（５）該返流水貯留槽流出水中のリン負荷量と、処理場流入水由来のリン負荷量を計量することによって、生物学的リン除去工程に流入するリン負荷量を把握し、得られた該データを生物学的リン除去工程を最適に制御するための説明変数とすることにより、前記返流水貯留槽から生物学的リン除去工程又はその前段に流入する貯留槽流出水についてそのリン負荷量を制御することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の有機性汚水の処理方法。
（６）有機性汚水を処理して生物学的にリンを除去する嫌気好気生成物反応槽、及び生成汚泥を減量化する装置を有し、さらに該汚泥減量化装置の減量化処理汚泥を固液分離装置で分離した返流水からリンを除去又は回収する脱リン反応槽と、汚泥の嫌気性消化槽において発生するリン酸マグネシウムアンモニウム粒子を回収する装置のうちの少なくとも１つを含む有機性汚水の処理装置において、リン除去又は回収後の返流水、及びリン酸マグネシウムアンモニウム粒子の回収後の汚泥を固液分離装置で分離した返流水のうちの少なくとも１つを生物学的リン除去装置又はその前段のいずれかの箇所に返流させる途中に配置した一時的に貯留可能であって、該返流水の有機物量を制御する手段を備えた返流水貯留槽、及び該返流水貯留槽に本システム内で発生する汚泥のうち少なくとも１つを導入する配管と、該返流水が該返流水貯留槽を経由せずに水処理系ラインに返流するためのバイパス管のうちの少なくとも１つの配管を設けたことを特徴とする有機性排水の処理装置。
【００１２】
本発明の骨子とするところは、上記課題を解決するために、汚泥減量化工程により分離された溶解性有機物や溶解性リンを多く含む返流水から、有機物は除去せずにリンを除去又は回収したリン除去又は回収後の返流水、及び汚泥の嫌気性消化工程に関連してリン酸マグネシウムアンモニウム粒子を回収した後の返流水のうちの少なくとも１つを一時的に貯留する槽を設け、該返流水貯留槽から生物学的リン除去工程に流入させる有機物量を制御する方法である。この返流水貯留槽を設けることにより、該返流水貯留槽では、水処理系の脱リンプロセスにおいて必要とされる水素供与体としての有機物、特に易分解性の溶解性ＢＯＤ成分が多量に貯留される環境にあるので、水処理系の脱リンプロセスの必要に応じて返流水貯留槽流出水の生物処理系に返流させる量を調節することで、前記脱リンプロセスの最適化を行うことができる。すなわち、返流水中のリンが少なく、かつ溶解性ＢＯＤ成分が多い点が、水処理系の生物学的リン除去プロセスの処理効率を大幅に高める効果を生じる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態とその作用等について図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１４】
図１に示すフローは、水処理系が嫌気好気法を採用し、汚泥処理系が濃縮、嫌気性消化、脱水の各工程からなるフローを採用している。流入汚水１は最初沈殿池１６にて固形物の一部を沈殿分離し、最初沈殿池流出水２は生物反応槽１７の嫌気槽１７ａに送られる。嫌気槽１７ａでは、活性汚泥微生物が菌体内のポリリン酸をリン酸として放出し、代わりに水素供与体としての溶解性ＢＯＤ成分を菌体内に取り込む。この時、嫌気槽１７ａ内に溶解性ＢＯＤが十分に存在しないとリン酸の放出が不十分となり、後段の好気槽１７ｂにおける活性汚泥のリン酸摂取量が減少し、結果的には最終沈殿池１８からの処理水４に残留するリン酸濃度を高めることになる。すなわち、嫌気槽１７ａに流入する有機物量、とりわけ溶解性ＢＯＤ成分は、水処理系におけるリン除去性能に影響を及ぼす重要な因子の一つであると言える。
【００１５】
もちろん、嫌気槽１７ａ内の水温、ｐＨ、ＯＲＰ等も重要で因子であるが、本発明者らがこれまでに得た知見の範囲では、リン放出量を左右する最大の因子が溶解性ＢＯＤ成分であるケースが特に多かった。それにもかかわらず、従来法では嫌気槽１７ａに流入する溶解性ＢＯＤ成分の量をコントロールする手段としては、初沈汚泥５の直接投入などに限定されており、流入水質の日変動、気象変動、及び季節変動に対応したきめの細かい溶解性ＢＯＤの制御は困難であった。
しかし、本発明法では返流水貯留槽３２に貯留された溶解性ＢＯＤが豊富で、リン濃度が低い返流水１３を、水処理系の水質変動に応じて最初沈殿池１６や嫌気槽１７ａに返流するので、安定したリン除去処理に必要なきめの細かい溶解性ＢＯＤ負荷量の制御が可能となる。本発明プロセスの要となる返流水貯留槽３２と、該槽から流出する返流水貯留槽流出水１３について以下に詳細に説明する。
【００１６】
返流水貯留槽３２に流入する液体は、基本的には汚泥処理系由来の分離水である。汚泥処理系の汚泥濃縮装置２１で分離された濃縮汚泥脱離液１０、及び脱水装置２３で分離された脱水ろ液１１は、ともに脱リン反応槽３１に導入される。脱リン反応槽３１は、液体から溶解性のリンを除去又は回収するために設けられた反応槽であり、ＰＡＣやポリ鉄等の凝集剤の添加により、リン酸をリン酸アルミニウムやリン酸鉄等の不溶性の塩として固液分離する方法、又はアルカリ剤とマグネシウム源やカルシウム源を供給することによりリン酸マグネシウムアンモニウム（以下「ＭＡＰ」ともいう）やリン酸カルシウムを析出させることにより、リンを分離回収する方法等が挙げられる。流入汚水水質、及び水処理系や汚泥処理系の方式によっては、その適性に合ったリン除去・回収方法を選択する必要があり、必要に応じてこれらのリン除去・回収方式を組み合わせて用いても良い。
【００１７】
仮に図１に示した処理フローを例にして脱リン方式の選定を行う。脱水装置２３の前段に嫌気性消化反応槽２２があることから、脱水ろ液１１中には多量のリン酸、アンモニアイオン、及びＭアルカリ成分等が含まれる。これらの成分を有効利用したリン除去・回収方法としては、ＭＡＰ法が挙げられる。マグネシウム源と必要に応じてアルカリ剤をこの脱水ろ液１１、又は脱水ろ液１１と濃縮汚泥脱離液１０の混合液に対して添加し、晶析造粒することにより、液体中のリン酸及びアンモニアイオンの一部はＭＡＰとして回収することができる。ＭＡＰ晶析反応では、槽内のｐＨを７．３〜８．２程度の従来までのＭＡＰ晶析法の設定ｐＨよりやや低めに設定することにより、析出したＭＡＰ粒子がほとんど有機性ＳＳ成分を含まない、純度の高いＭＡＰ粒子に造粒することも可能である。要するに、脱リン反応槽３１においてＭＡＰを回収した後の脱リン槽流出液１３中の有機物量が、脱リン反応槽３１流入水中の有機物量とほぼ同量存在するようにすることが可能となる。
【００１８】
脱リン槽流出液１２は、返流水貯留槽３２において数時間〜数日間の滞留時間を経た後、返流水貯留槽流出水１３として最初沈殿池１１及び／又は嫌気槽１７ａに返流される。返流水貯留槽３２は、槽内を混合撹拌する機能や沈殿物を回収する機能を持たせる場合もある。返流水貯留槽３２で一時的に貯留された返流水は、流入汚水１の日変動、気象変動、季節変動に合わせて水処理系に返流させる。例えば、雨が降った場合は、返流水貯留槽流出水１３を水処理系に比較的多く返流することで、流入水量が急激に増加するファーストフラッシュの前や、雨で希釈された流入汚水１が流入する場合に、嫌気槽１２ａに溶解性ＢＯＤ成分を随時補給しリン酸放出速度を高めることができる。
【００１９】
また、本発明法では、初沈汚泥５の一部を返流水貯留槽３２に導入することを可能にしているため、状況に応じて初沈汚泥５を返流水貯留槽３２に導入し、該槽にて汚泥の酸発酵を促進させ、より多くの溶解性ＢＯＤ成分を生成させることも可能である。
一般的に下水の初沈汚泥を単独で酸発酵する場合、溶液中のアルカリ成分の消耗により約３日程度で有機酸濃度が極大となる場合が多いが、本発明の１つのフローである図１のフローの場合、返流水貯留槽３２に流入する水は、嫌気性消化汚泥の脱水ろ液由来である点と、脱リン反応槽３１においてアルカリ剤を添加されている点からMアルカリ成分を多く含み、返流水貯留槽３２に導入された初沈汚泥５の酸発酵を大幅に促進させることが可能になる。
【００２０】
また、導入した初沈汚泥５の返流水貯留槽３２での滞留時間を調節するために、バイパス管３３を通じて脱リン槽流出液１２の一部を返流水貯留槽３２に導入せずに、直接水処理系に返流させる場合もある。バイパス管３３は、初沈汚泥５を返流水貯留槽３２に導入しない場合においても適宜使用することにより、返流水貯留槽３２内での実質的滞留時間をコントロールすることができる。
【００２１】
また、酸発酵により生成した有機酸等が、メタン発酵菌や硫酸還元菌により消費されることを防止するために、返流水貯留槽３２内を曝気可能な構造としたり、該槽３２内の有機酸生成環境をＯＲＰで監視及び制御したりすることも有効である。また、返流水貯留槽３２を加温することにより、有機酸生成反応を促進させることが可能であるので、処理場内に廃熱が残っている場合等は、この加温処理と熱源とし、熱源量に応じて３０〜５５℃程度まで返流水貯留槽３２を加温する方法は有効である。このような方式により、初沈汚泥５の該槽３２での滞留時間を７日以上に設定した場合においても、該槽３２内での遊離有機酸や遊離アンモニアの濃度レベルは、有機酸生成反応に阻害に及ぼすレベルにはほとんど到達しないことを、本発明者らの実験データにより確認している。
【００２２】
また、リン除去ではなくリン回収に重きを置いたプロセスを設計する場合は、特開２０００−２３１６３３や特開２００２−１１６３５７等に開示した有機性排水からのリン回収方法を、本発明法に組み入れることにより、水処理系における排水からの高効率リン除去と、汚泥処理系における高効率リン回収を同時に行うことが可能になる。すなわち、必要に応じてマグネシウム源を嫌気性消化反応槽２２に供給することで該槽２２におけるＭＡＰ晶析反応を促進し、消化汚泥中に発生し
たＭＡＰ粒子を、液体サイクロンや振動ふるい等のＭＡＰ分離装置により分離及び回収し、ＭＡＰ粒子が取り除かれた汚泥の一部を該槽２２に返送するとともに、残りの汚泥を汚泥脱水装置２３により脱水する方式を採用することにより、従来法では脱水ケーキ中に多量に混在していたＭＡＰの大部分を、ＭＡＰ粒子という形態で回収することが可能になる。また、このＭＡＰ粒子は粒径が３００μｍ以上で、沈降性が良く固液分離性に優れている場合が多く、後段の脱リン反応槽３１内で流動させる種結晶とすることにより、該槽３１でのリン回収を効率良く行える。この方式によるリン回収を行うことにより、脱リン反応槽３１を省略しても、水処理系における生物学的リン除去性能を十分に発揮できる場合もある。
【００２３】
以上、説明したように返流水貯留槽３２では、水処理系の脱リンプロセスにおいて必要とされる水素供与体としての有機物、特に易分解性の溶解性ＢＯＤ成分が多量に貯留される環境にあるので、水処理系の必要に応じて返流水貯留槽流出水１３を調節することで、該脱リンプロセスの最適化を行うことができる。該脱リンプロセスをより正確に制御する必要がある場合には、流入汚水及び返流水貯留槽流出水中の有機物量やリン濃度を常時または適宜計測し、該脱リンプロセスに流入するトータルの有機物負荷量やリン負荷量を把握し、それらのデータに基づいて返流水貯留槽流出水１３の流量や初沈汚泥５の返流水貯留槽３２導入量を制御することにより、より効率的な脱リンプロセスの運転が可能になる。
【００２４】
また、上述してきた「脱リンシステム効率化のための返流水中の有機物量制御」に関する技術は、当然のことながら水処理系の脱窒システムにおいても適応することは可能である。すなわち、脱窒プロセスにおいても返流水中の溶解性ＢＯＤ成分の量は、脱窒プロセスに不可欠な水素供与体として、プロセスの性能に大きく影響する因子となる。そのため、生物学的脱リンと生物学的脱窒を組み合わせた方式を採用する水処理系に対して返流水が発生し、それを返流するシステムを採用する場合には、脱窒と脱リンを両方考慮した上で、返流水貯留槽流出水１３の流量や、初沈汚泥５の返流水貯留槽３２導入量を制御することも有効である。
【００２５】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例によりなんら制限されるものではない。
【００２６】
実施例１
先に解説した図１に示すフローを採用したＡ処理場での本発明法実験プラントの運転条件について説明する。なお、本実施例の発明効果を評価しやすくするために、対照系としてＡ処理場での本発明法実験プラントと同規模の対照系プラント（１）、（２）（図２及び図３参照）を併設し、３系列ともに３ヶ月の運転を行った。
【００２７】
３系列は、図１に示すように、水処理系は嫌気好気法を、汚泥処理系では嫌気性消化法を採用している。水処理系で発生した初沈汚泥５の一部と余剰汚泥６は、滞留時間約２時間の汚泥混合槽（図示せず）にて混合された後、遠心濃縮機２１において３０〜４０ｇ／リットル程度に濃縮される。汚泥濃縮装置である遠心濃縮機２１で分離された濃縮汚泥脱離液１０は、本発明法系列と対照系（２）では脱リン反応槽としてのＭＡＰ反応槽３１に導入され、対照系（１）では最初沈殿池１６に返流させる。濃縮汚泥７は全系列とも嫌気性消化槽２２に導入される。全系列とも嫌気性消化は中温３５℃で滞留時間は３０日とし、消化汚泥８は、スクリュープレス型の脱水機２３により脱水され脱水ケーキ９は系外に排出する。
【００２８】
脱水ろ液１１は、本発明法系列と対照系（２）ではＭＡＰ反応槽３１に導入し、対照系（１）では最初沈殿池１６に返流される。ＭＡＰ反応槽３１は滞留時間：７０分、添加マグネシウム源：水酸化マグネシウムとし、必要に応じて水酸化ナトリウム溶液を添加しｐＨを７．７に維持した。ＭＡＰ反応槽３１にて晶析したＭＡＰ粒子は回収し、ＭＡＰ反応槽流出水１２は本発明法系列では返流水貯留槽２３に導入し、対照系（２）では最初沈殿池１１に返送した。返流水貯留槽２３は、槽内を混合撹拌するゾーンと静置するゾーンに分割されており、両ゾーンの延べ平均滞留時間は７２時間とした。該槽２３には必要に応じて水処理系から初沈汚泥５の一部を導入し、ＭＡＰ反応槽流出水１２の一部をバイパス管３３によりバイパスさせることにより、初沈汚泥５の返流水貯留槽２３での滞留時間を最大１８０時間までコントロールすることを可能にした。本発明法系列の返流水貯留槽流出水１３は、全量最初沈殿池１１に返送した。
【００２９】
以下に、本実施例の運転結果について説明する。本発明法実験プラント、対照系プラント（１）及び（２）に対する３ヶ月間の運転結果を第１表に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
返流水の水質としては、本発明法と対照系（２）は溶解性リンの約８０％をＭＡＰとして回収しているので、平均Ｔ−Ｐがそれぞれ３５ｍｇ／リットル、２７ｍｇ／リットルであるのに対して、対照系（１）では１４４ｍｇ／リットルである。また、平均溶解性ＢＯＤは、本発明法が１３５０ｍｇ／リットルであるのに対して、対照系（１）、（２）はそれぞれ５７０ｍｇ／リットル、３５０ｍｇ／リットルと、本発明法の半分以下であった。放流水中の平均Ｔ−Ｐ濃度は、対照系（１）：０．８３ｍｇ／リットル、対照系（２）：０．５７ｍｇ／リットルに対して本発明法０．２７ｍｇ／リットルと本発明法では大幅にリン濃度低減が可能であった。
【００３２】
本発明法の返流水中のリンが少なく、かつ溶解性ＢＯＤ成分が多い点が、水処理系の生物学的リン除去プロセスの処理効率を大幅に高める要因となったと考えられる。とりわけ、本発明法と対照系（２）とを比較した場合、本発明法では、実験開始後４５日前後と８３日前後において大雨が降った際に、初沈汚泥から返送汚泥貯留槽に導入する量を増加させる等の処置を行ったことが、非常に効果的であったと考えられる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の優れた効果が得られる。
（１）従来の生物学的リン除去システムでは、下水の場合、放流水のリン濃度を定常的に０．５ｍｇ／リットル以下にすることは困難であったが、本発明では可能になった。
（２）処理水リン濃度が減少できるとともに、リン回収が可能であり、環境負荷低減と資源回収とが両立する。
（３）既存の水処理システムに対して、リンの晶析装置と貯留槽を新たに設けるだけで、リン回収と効率的な生物学的リン除去を行えるため、従来プロセスを大幅に変更することなく、複雑なプロセスや運転管理を行う必要もなく、リン除去性能が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のフローチャートである。
【図２】比較例としての対照系（１）のフローチャートである。
【図３】比較例としての対照系（２）のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 流入汚水
２ 最初沈殿池流出水
３ 生物反応槽流出水
４ 処理水
５ 沈殿汚泥
６ 余剰汚泥（返送汚泥）
７ 濃縮汚泥
８ 消化汚泥
９ 脱水ケーキ
１０ 濃縮汚泥脱離液
１１ 脱水ろ液
１２ 脱リン槽流出水
１３ 返流水貯留槽流出水
１６ 最初沈殿池
１７ 生物反応槽
１７ａ 嫌気槽
１７ｂ 好気槽
１８ 最終沈殿池
２１ 遠心濃縮機（汚泥濃縮装置）
２２ 嫌気性消化反応槽
２３ 汚泥脱水装置
３１ 脱リン反応槽
３２ 返流水貯留槽
３３ バイパス管
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理場や各種廃水処理施設等において有機性汚水を処理するシステムに係わり、更に詳しくは、これらの有機性汚水処理システムで発生する有機性汚泥に対して濃縮、嫌気性消化、脱水などの処理を行った時に分離され、水処理系に返流される返流水を水処理システム全体のバランスを考慮した条件で返流させることにより、該水処理システムから排出される放流水中のリン濃度の軽減を安定的に図る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機性汚水を処理する処理場では多量の有機性汚泥が発生する。この汚泥は減量化処理としての濃縮、消化、脱水などの工程を経て処理される場合が多く、これらのプロセスにおいて汚泥から分離される分離水は通常水処理系に返流される。なお、この場合の減量化処理としては、主として濃縮、脱水、乾燥等の汚泥のＳＳ量は減少させないが、全体の容積を減少させる処理を指す場合と、ＳＳ量を減少させる嫌気性消化処理、オゾン処理、熱処理、超音波処理等を指す場合がある。この返流水中にはＢＯＤ、アンモニア性窒素、溶解性リン等が高濃度に含まれており、これら返流水中の高濃度の処理対象物質が、水処理系の処理水質を悪化させる場合が少なからずある。このＢＯＤ、窒素、リンの３物質の内、特にリンは近年水質規制項目としての取り締まりが強化されつつある物質の一つである。
【０００３】
従来、下水処理場等で行われている代表的な脱リン処理方式としては、生物学的処理法としての嫌気好気法や、物理化学的処理法としての凝集沈殿法等が挙げられる。嫌気好気法では、流入水質の変化や季節変動等の外部環境の変化により処理性能が安定しない等の問題があり、凝集沈殿方式では、凝集剤として添加するＰＡＣ、ポリ鉄、及び高分子凝集剤等の薬品代コストが、処理場全体のランニングコストを過大にする等の問題があった。
これまで、汚泥処理プロセスより発生する返流水からリンを回収する方法としては、該返流水からリン及び一部のアンモニア性窒素をリン酸マグネシウムアンモニウム粒子として回収した後、残留するアンモニア性窒素を生物学的に硝化し、その処理水に生汚泥を加えて、水処理系と関係しないＢＯＤを使って脱窒を行う汚泥処理系返流水の処理方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１０４６９３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特に、嫌気好気法では、嫌気槽において活性汚泥微生物が過剰に摂取したリン酸を菌体外に放出する際に、溶解性ＢＯＤを菌体内に取り込む必要があるが、嫌気槽に流入する溶解性ＢＯＤは、時々刻々と変化する流入原水と返流水の水質に依存するためにコントロールすることが困難である。そのため、リン酸放出に必要十分な溶解性ＢＯＤが得られず、好気槽での活性汚泥によるリン酸摂取能力を十分に発揮させることが困難となり、最終的には放流水中のリン酸濃度が目標放流水質を上回るケースも多く発生していた。
【０００６】
そこで、上述した生物学的リン除去を採用する水処理システムにおける従来の問題点を解消できるよう、比較的容易にリン処理効率を向上させる技術を開発する必要がある。従来法としての生物学的リン除去システムの課題であった、「流入水質の変化や季節変動等の外部環境の変化によるリン除去処理性能の不安定性」が、大きく改善することが求められる。
【０００７】
また、返流水中の有機物量は、嫌気好気法などのリン除去システムの処理性能に影響を及ぼす以外に、硝化脱窒法等の窒素除去システムの処理性能にも大きく影響を及ぼす。例えば、嫌気−無酸素−好気法を採用する水処理施設の場合は、返流水中の有機物量が脱窒、脱リンの両方の処理性能に影響を及ぼすため、システムに流入する有機物量を安定供給することは、良好なリン・窒素同時除去を実現するための重要な課題の一つであった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するものである。要するに、本発明は、汚泥減量化工程により分離された溶解性有機物や溶解性リンを多く含む返流水から、有機物はなるべく除去せずにリンを除去又は回収し、リン除去又は回収後の返流水及びリン酸マグネシウムアンモニウム粒子回収後の汚泥由来の返流水のうちの少なくとも１つを一時的に貯留する槽を設け、該返流水貯留槽から実際に水処理系に返流させる量をコントロールすることにより、水処理系での嫌気好気法によるリン除去効率を向上させることを基本的な構成とする。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記の手段により上記の課題を解決した。
（１）有機性汚水を処理して生物学的にリンを除去する工程、及び生成汚泥を減量化する工程を含み、それに加えて、該汚泥減量化工程の減量化汚泥から分離した返流水からリンを除去又は回収する工程と、有機性汚水の処理工程で発生する汚泥の嫌気性消化工程において発生するリン酸マグネシウムアンモニウム粒子を回収する工程のうちの少なくとも１工程を含む有機性汚水の処理システムにおいて、リン除去又は回収後の返流水及びリン酸マグネシウムアンモニウム粒子回収後の汚泥から分離した返流水のうちの少なくとも１つを生物学的リン除去工程又はその前段に返流させる途中に該返流水を貯留する槽を設け、該返流水貯留槽から生物学的リン除去工程又はその前段に流入させる該返流水の有機物量を制御することを特徴とする有機性汚水の処理方法。
【００１０】
（２）汚泥の減量化工程として濃縮処理、嫌気性発酵処理、脱水処理、オゾン処理、超音波処理、熱処理のうちの少なくとも１つの処理を含むことを特徴とする前記（１）に記載の有機性汚水の処理方法。
（３）前記返流水貯留槽に、水処理系プロセスの最初沈殿池において沈降分離した最初沈殿池汚泥、汚泥処理系プロセスにおいて生成した濃縮汚泥、嫌気性消化汚泥、脱水ケーキのうちの少なくとも１つの一部又は全部を導入することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の有機性汚水の処理方法。
（４）前記返流水貯留槽から生物学的リン除去工程又はその前段に流入する貯留槽流出水の有機物量を制御する方法として、該返流水貯留槽流出水中の有機物量と、処理場流入水由来の有機物量を計量することによって、生物学的リン除去工程に流入する有機物量を把握し、得られた該データを生物学的リン除去工程を最適に制御するための説明変数とすることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の有機性汚水の処理方法。
【００１１】
（５）該返流水貯留槽流出水中のリン負荷量と、処理場流入水由来のリン負荷量を計量することによって、生物学的リン除去工程に流入するリン負荷量を把握し、得られた該データを生物学的リン除去工程を最適に制御するための説明変数とすることにより、前記返流水貯留槽から生物学的リン除去工程又はその前段に流入する貯留槽流出水についてそのリン負荷量を制御することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の有機性汚水の処理方法。
（６）有機性汚水を処理して生物学的にリンを除去する嫌気好気生成物反応槽、及び生成汚泥を減量化する装置を有し、さらに該汚泥減量化装置の減量化処理汚泥を固液分離装置で分離した返流水からリンを除去又は回収する脱リン反応槽と、汚泥の嫌気性消化槽において発生するリン酸マグネシウムアンモニウム粒子を回収する装置のうちの少なくとも１つを含む有機性汚水の処理装置において、リン除去又は回収後の返流水、及びリン酸マグネシウムアンモニウム粒子の回収後の汚泥を固液分離装置で分離した返流水のうちの少なくとも１つを生物学的リン除去装置又はその前段のいずれかの箇所に返流させる途中に配置した一時的に貯留可能であって、該返流水の有機物量を制御する手段を備えた返流水貯留槽、及び該返流水貯留槽に本システム内で発生する汚泥のうち少なくとも１つを導入する配管と、該返流水が該返流水貯留槽を経由せずに水処理系ラインに返流するためのバイパス管のうちの少なくとも１つの配管を設けたことを特徴とする有機性排水の処理装置。
【００１２】
本発明の骨子とするところは、上記課題を解決するために、汚泥減量化工程により分離された溶解性有機物や溶解性リンを多く含む返流水から、有機物は除去せずにリンを除去又は回収したリン除去又は回収後の返流水、及び汚泥の嫌気性消化工程に関連してリン酸マグネシウムアンモニウム粒子を回収した後の返流水のうちの少なくとも１つを一時的に貯留する槽を設け、該返流水貯留槽から生物学的リン除去工程に流入させる有機物量を制御する方法である。この返流水貯留槽を設けることにより、該返流水貯留槽では、水処理系の脱リンプロセスにおいて必要とされる水素供与体としての有機物、特に易分解性の溶解性ＢＯＤ成分が多量に貯留される環境にあるので、水処理系の脱リンプロセスの必要に応じて返流水貯留槽流出水の生物処理系に返流させる量を調節することで、前記脱リンプロセスの最適化を行うことができる。すなわち、返流水中のリンが少なく、かつ溶解性ＢＯＤ成分が多い点が、水処理系の生物学的リン除去プロセスの処理効率を大幅に高める効果を生じる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態とその作用等について図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１４】
図１に示すフローは、水処理系が嫌気好気法を採用し、汚泥処理系が濃縮、嫌気性消化、脱水の各工程からなるフローを採用している。流入汚水１は最初沈殿池１６にて固形物の一部を沈殿分離し、最初沈殿池流出水２は生物反応槽１７の嫌気槽１７ａに送られる。嫌気槽１７ａでは、活性汚泥微生物が菌体内のポリリン酸をリン酸として放出し、代わりに水素供与体としての溶解性ＢＯＤ成分を菌体内に取り込む。この時、嫌気槽１７ａ内に溶解性ＢＯＤが十分に存在しないとリン酸の放出が不十分となり、後段の好気槽１７ｂにおける活性汚泥のリン酸摂取量が減少し、結果的には最終沈殿池１８からの処理水４に残留するリン酸濃度を高めることになる。すなわち、嫌気槽１７ａに流入する有機物量、とりわけ溶解性ＢＯＤ成分は、水処理系におけるリン除去性能に影響を及ぼす重要な因子の一つであると言える。
【００１５】
もちろん、嫌気槽１７ａ内の水温、ｐＨ、ＯＲＰ等も重要で因子であるが、本発明者らがこれまでに得た知見の範囲では、リン放出量を左右する最大の因子が溶解性ＢＯＤ成分であるケースが特に多かった。それにもかかわらず、従来法では嫌気槽１７ａに流入する溶解性ＢＯＤ成分の量をコントロールする手段としては、初沈汚泥５の直接投入などに限定されており、流入水質の日変動、気象変動、及び季節変動に対応したきめの細かい溶解性ＢＯＤの制御は困難であった。
しかし、本発明法では返流水貯留槽３２に貯留された溶解性ＢＯＤが豊富で、リン濃度が低い返流水１３を、水処理系の水質変動に応じて最初沈殿池１６や嫌気槽１７ａに返流するので、安定したリン除去処理に必要なきめの細かい溶解性ＢＯＤ負荷量の制御が可能となる。本発明プロセスの要となる返流水貯留槽３２と、該槽から流出する返流水貯留槽流出水１３について以下に詳細に説明する。
【００１６】
返流水貯留槽３２に流入する液体は、基本的には汚泥処理系由来の分離水である。汚泥処理系の汚泥濃縮装置２１で分離された濃縮汚泥脱離液１０、及び脱水装置２３で分離された脱水ろ液１１は、ともに脱リン反応槽３１に導入される。脱リン反応槽３１は、液体から溶解性のリンを除去又は回収するために設けられた反応槽であり、ＰＡＣやポリ鉄等の凝集剤の添加により、リン酸をリン酸アルミニウムやリン酸鉄等の不溶性の塩として固液分離する方法、又はアルカリ剤とマグネシウム源やカルシウム源を供給することによりリン酸マグネシウムアンモニウム（以下「ＭＡＰ」ともいう）やリン酸カルシウムを析出させることにより、リンを分離回収する方法等が挙げられる。流入汚水水質、及び水処理系や汚泥処理系の方式によっては、その適性に合ったリン除去・回収方法を選択する必要があり、必要に応じてこれらのリン除去・回収方式を組み合わせて用いても良い。
【００１７】
仮に図１に示した処理フローを例にして脱リン方式の選定を行う。脱水装置２３の前段に嫌気性消化反応槽２２があることから、脱水ろ液１１中には多量のリン酸、アンモニアイオン、及びＭアルカリ成分等が含まれる。これらの成分を有効利用したリン除去・回収方法としては、ＭＡＰ法が挙げられる。マグネシウム源と必要に応じてアルカリ剤をこの脱水ろ液１１、又は脱水ろ液１１と濃縮汚泥脱離液１０の混合液に対して添加し、晶析造粒することにより、液体中のリン酸及びアンモニアイオンの一部はＭＡＰとして回収することができる。ＭＡＰ晶析反応では、槽内のｐＨを７．３〜８．２程度の従来までのＭＡＰ晶析法の設定ｐＨよりやや低めに設定することにより、析出したＭＡＰ粒子がほとんど有機性ＳＳ成分を含まない、純度の高いＭＡＰ粒子に造粒することも可能である。要するに、脱リン反応槽３１においてＭＡＰを回収した後の脱リン槽流出液１３中の有機物量が、脱リン反応槽３１流入水中の有機物量とほぼ同量存在するようにすることが可能となる。
【００１８】
脱リン槽流出液１２は、返流水貯留槽３２において数時間〜数日間の滞留時間を経た後、返流水貯留槽流出水１３として最初沈殿池１１及び／又は嫌気槽１７ａに返流される。返流水貯留槽３２は、槽内を混合撹拌する機能や沈殿物を回収する機能を持たせる場合もある。返流水貯留槽３２で一時的に貯留された返流水は、流入汚水１の日変動、気象変動、季節変動に合わせて水処理系に返流させる。例えば、雨が降った場合は、返流水貯留槽流出水１３を水処理系に比較的多く返流することで、流入水量が急激に増加するファーストフラッシュの前や、雨で希釈された流入汚水１が流入する場合に、嫌気槽１２ａに溶解性ＢＯＤ成分を随時補給しリン酸放出速度を高めることができる。
【００１９】
また、本発明法では、初沈汚泥５の一部を返流水貯留槽３２に導入することを可能にしているため、状況に応じて初沈汚泥５を返流水貯留槽３２に導入し、該槽にて汚泥の酸発酵を促進させ、より多くの溶解性ＢＯＤ成分を生成させることも可能である。
一般的に下水の初沈汚泥を単独で酸発酵する場合、溶液中のアルカリ成分の消耗により約３日程度で有機酸濃度が極大となる場合が多いが、本発明の１つのフローである図１のフローの場合、返流水貯留槽３２に流入する水は、嫌気性消化汚泥の脱水ろ液由来である点と、脱リン反応槽３１においてアルカリ剤を添加されている点からMアルカリ成分を多く含み、返流水貯留槽３２に導入された初沈汚泥５の酸発酵を大幅に促進させることが可能になる。
【００２０】
また、導入した初沈汚泥５の返流水貯留槽３２での滞留時間を調節するために、バイパス管３３を通じて脱リン槽流出液１２の一部を返流水貯留槽３２に導入せずに、直接水処理系に返流させる場合もある。バイパス管３３は、初沈汚泥５を返流水貯留槽３２に導入しない場合においても適宜使用することにより、返流水貯留槽３２内での実質的滞留時間をコントロールすることができる。
【００２１】
また、酸発酵により生成した有機酸等が、メタン発酵菌や硫酸還元菌により消費されることを防止するために、返流水貯留槽３２内を曝気可能な構造としたり、該槽３２内の有機酸生成環境をＯＲＰで監視及び制御したりすることも有効である。また、返流水貯留槽３２を加温することにより、有機酸生成反応を促進させることが可能であるので、処理場内に廃熱が残っている場合等は、この加温処理と熱源とし、熱源量に応じて３０〜５５℃程度まで返流水貯留槽３２を加温する方法は有効である。このような方式により、初沈汚泥５の該槽３２での滞留時間を７日以上に設定した場合においても、該槽３２内での遊離有機酸や遊離アンモニアの濃度レベルは、有機酸生成反応に阻害に及ぼすレベルにはほとんど到達しないことを、本発明者らの実験データにより確認している。
【００２２】
また、リン除去ではなくリン回収に重きを置いたプロセスを設計する場合は、特開２０００−２３１６３３や特開２００２−１１６３５７等に開示した有機性排水からのリン回収方法を、本発明法に組み入れることにより、水処理系における排水からの高効率リン除去と、汚泥処理系における高効率リン回収を同時に行うことが可能になる。すなわち、必要に応じてマグネシウム源を嫌気性消化反応槽２２に供給することで該槽２２におけるＭＡＰ晶析反応を促進し、消化汚泥中に発生し
たＭＡＰ粒子を、液体サイクロンや振動ふるい等のＭＡＰ分離装置により分離及び回収し、ＭＡＰ粒子が取り除かれた汚泥の一部を該槽２２に返送するとともに、残りの汚泥を汚泥脱水装置２３により脱水する方式を採用することにより、従来法では脱水ケーキ中に多量に混在していたＭＡＰの大部分を、ＭＡＰ粒子という形態で回収することが可能になる。また、このＭＡＰ粒子は粒径が３００μｍ以上で、沈降性が良く固液分離性に優れている場合が多く、後段の脱リン反応槽３１内で流動させる種結晶とすることにより、該槽３１でのリン回収を効率良く行える。この方式によるリン回収を行うことにより、脱リン反応槽３１を省略しても、水処理系における生物学的リン除去性能を十分に発揮できる場合もある。
【００２３】
以上、説明したように返流水貯留槽３２では、水処理系の脱リンプロセスにおいて必要とされる水素供与体としての有機物、特に易分解性の溶解性ＢＯＤ成分が多量に貯留される環境にあるので、水処理系の必要に応じて返流水貯留槽流出水１３を調節することで、該脱リンプロセスの最適化を行うことができる。該脱リンプロセスをより正確に制御する必要がある場合には、流入汚水及び返流水貯留槽流出水中の有機物量やリン濃度を常時または適宜計測し、該脱リンプロセスに流入するトータルの有機物負荷量やリン負荷量を把握し、それらのデータに基づいて返流水貯留槽流出水１３の流量や初沈汚泥５の返流水貯留槽３２導入量を制御することにより、より効率的な脱リンプロセスの運転が可能になる。
【００２４】
また、上述してきた「脱リンシステム効率化のための返流水中の有機物量制御」に関する技術は、当然のことながら水処理系の脱窒システムにおいても適応することは可能である。すなわち、脱窒プロセスにおいても返流水中の溶解性ＢＯＤ成分の量は、脱窒プロセスに不可欠な水素供与体として、プロセスの性能に大きく影響する因子となる。そのため、生物学的脱リンと生物学的脱窒を組み合わせた方式を採用する水処理系に対して返流水が発生し、それを返流するシステムを採用する場合には、脱窒と脱リンを両方考慮した上で、返流水貯留槽流出水１３の流量や、初沈汚泥５の返流水貯留槽３２導入量を制御することも有効である。
【００２５】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例によりなんら制限されるものではない。
【００２６】
実施例１
先に解説した図１に示すフローを採用したＡ処理場での本発明法実験プラントの運転条件について説明する。なお、本実施例の発明効果を評価しやすくするために、対照系としてＡ処理場での本発明法実験プラントと同規模の対照系プラント（１）、（２）（図２及び図３参照）を併設し、３系列ともに３ヶ月の運転を行った。
【００２７】
３系列は、図１に示すように、水処理系は嫌気好気法を、汚泥処理系では嫌気性消化法を採用している。水処理系で発生した初沈汚泥５の一部と余剰汚泥６は、滞留時間約２時間の汚泥混合槽（図示せず）にて混合された後、遠心濃縮機２１において３０〜４０ｇ／リットル程度に濃縮される。汚泥濃縮装置である遠心濃縮機２１で分離された濃縮汚泥脱離液１０は、本発明法系列と対照系（２）では脱リン反応槽としてのＭＡＰ反応槽３１に導入され、対照系（１）では最初沈殿池１６に返流させる。濃縮汚泥７は全系列とも嫌気性消化槽２２に導入される。全系列とも嫌気性消化は中温３５℃で滞留時間は３０日とし、消化汚泥８は、スクリュープレス型の脱水機２３により脱水され脱水ケーキ９は系外に排出する。
【００２８】
脱水ろ液１１は、本発明法系列と対照系（２）ではＭＡＰ反応槽３１に導入し、対照系（１）では最初沈殿池１６に返流される。ＭＡＰ反応槽３１は滞留時間：７０分、添加マグネシウム源：水酸化マグネシウムとし、必要に応じて水酸化ナトリウム溶液を添加しｐＨを７．７に維持した。ＭＡＰ反応槽３１にて晶析したＭＡＰ粒子は回収し、ＭＡＰ反応槽流出水１２は本発明法系列では返流水貯留槽２３に導入し、対照系（２）では最初沈殿池１１に返送した。返流水貯留槽２３は、槽内を混合撹拌するゾーンと静置するゾーンに分割されており、両ゾーンの延べ平均滞留時間は７２時間とした。該槽２３には必要に応じて水処理系から初沈汚泥５の一部を導入し、ＭＡＰ反応槽流出水１２の一部をバイパス管３３によりバイパスさせることにより、初沈汚泥５の返流水貯留槽２３での滞留時間を最大１８０時間までコントロールすることを可能にした。本発明法系列の返流水貯留槽流出水１３は、全量最初沈殿池１１に返送した。
【００２９】
以下に、本実施例の運転結果について説明する。本発明法実験プラント、対照系プラント（１）及び（２）に対する３ヶ月間の運転結果を第１表に示す。
【００３０】
【表１】
返流水の水質としては、本発明法と対照系（２）は溶解性リンの約８０％をＭＡＰとして回収しているので、平均Ｔ−Ｐがそれぞれ３５ｍｇ／リットル、２７ｍｇ／リットルであるのに対して、対照系（１）では１４４ｍｇ／リットルである。また、平均溶解性ＢＯＤは、本発明法が１３５０ｍｇ／リットルであるのに対して、対照系（１）、（２）はそれぞれ５７０ｍｇ／リットル、３５０ｍｇ／リットルと、本発明法の半分以下であった。放流水中の平均Ｔ−Ｐ濃度は、対照系（１）：０．８３ｍｇ／リットル、対照系（２）：０．５７ｍｇ／リットルに対して本発明法０．２７ｍｇ／リットルと本発明法では大幅にリン濃度低減が可能であった。
【００３２】
本発明法の返流水中のリンが少なく、かつ溶解性ＢＯＤ成分が多い点が、水処理系の生物学的リン除去プロセスの処理効率を大幅に高める要因となったと考えられる。とりわけ、本発明法と対照系（２）とを比較した場合、本発明法では、実験開始後４５日前後と８３日前後において大雨が降った際に、初沈汚泥から返送汚泥貯留槽に導入する量を増加させる等の処置を行ったことが、非常に効果的であったと考えられる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の優れた効果が得られる。
（１）従来の生物学的リン除去システムでは、下水の場合、放流水のリン濃度を定常的に０．５ｍｇ／リットル以下にすることは困難であったが、本発明では可能になった。
（２）処理水リン濃度が減少できるとともに、リン回収が可能であり、環境負荷低減と資源回収とが両立する。
（３）既存の水処理システムに対して、リンの晶析装置と貯留槽を新たに設けるだけで、リン回収と効率的な生物学的リン除去を行えるため、従来プロセスを大幅に変更することなく、複雑なプロセスや運転管理を行う必要もなく、リン除去性能が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のフローチャートである。
【図２】比較例としての対照系（１）のフローチャートである。
【図３】比較例としての対照系（２）のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 流入汚水
２ 最初沈殿池流出水
３ 生物反応槽流出水
４ 処理水
５ 沈殿汚泥
６ 余剰汚泥（返送汚泥）
７ 濃縮汚泥
８ 消化汚泥
９ 脱水ケーキ
１０ 濃縮汚泥脱離液
１１ 脱水ろ液
１２ 脱リン槽流出水
１３ 返流水貯留槽流出水
１６ 最初沈殿池
１７ 生物反応槽
１７ａ 嫌気槽
１７ｂ 好気槽
１８ 最終沈殿池
２１ 遠心濃縮機（汚泥濃縮装置）
２２ 嫌気性消化反応槽
２３ 汚泥脱水装置
３１ 脱リン反応槽
３２ 返流水貯留槽
３３ バイパス管
Claims (6)
- 有機性汚水を処理して生物学的にリンを除去する工程、及び生成汚泥を減量化する工程を含み、それに加えて、該汚泥減量化工程の減量化汚泥から分離した返流水からリンを除去又は回収する工程と、有機性汚水の処理工程で発生する汚泥の嫌気性消化工程において発生するリン酸マグネシウムアンモニウム粒子を回収する工程のうちの少なくとも１工程を含む有機性汚水の処理システムにおいて、リン除去又は回収後の返流水及びリン酸マグネシウムアンモニウム粒子回収後の汚泥から分離した返流水のうちの少なくとも１つを生物学的リン除去工程又はその前段に返流させる途中に該返流水を貯留する槽を設け、該返流水貯留槽から生物学的リン除去工程又はその前段に流入させる該返流水の有機物量を制御することを特徴とする有機性汚水の処理方法。
- 汚泥の減量化工程として濃縮処理、嫌気性発酵処理、脱水処理、オゾン処理、超音波処理、熱処理のうちの少なくとも１つの処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機性汚水の処理方法。
- 前記返流水貯留槽に、水処理系プロセスの最初沈殿池において沈降分離した最初沈殿池汚泥、汚泥処理系プロセスにおいて生成した濃縮汚泥、嫌気性消化汚泥、脱水ケーキのうちの少なくとも１つの一部又は全部を導入することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機性汚水の処理方法。
- 前記返流水貯留槽から生物学的リン除去工程又はその前段に流入する貯留槽流出水の有機物量を制御する方法として、該返流水貯留槽流出水中の有機物量と、処理場流入水由来の有機物量を計量することによって、生物学的リン除去工程に流入する有機物量を把握し、得られた該データを生物学的リン除去工程を最適に制御するための説明変数とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機性汚水の処理方法。
- 該返流水貯留槽流出水中のリン負荷量と、処理場流入水由来のリン負荷量を計量することによって、生物学的リン除去工程に流入するリン負荷量を把握し、得られた該データを生物学的リン除去工程を最適に制御するための説明変数とすることにより、前記返流水貯留槽から生物学的リン除去工程又はその前段に流入する貯留槽流出水についてそのリン負荷量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機性汚水の処理方法。
- 有機性汚水を処理して生物学的にリンを除去する嫌気好気生成物反応槽、及び生成汚泥を減量化する装置を有し、さらに該汚泥減量化装置の減量化処理汚泥を固液分離装置で分離した返流水からリンを除去又は回収する脱リン反応槽と、汚泥の嫌気性消化槽において発生するリン酸マグネシウムアンモニウム粒子を回収する装置のうちの少なくとも１つを含む有機性汚水の処理装置において、リン除去又は回収後の返流水、及びリン酸マグネシウムアンモニウム粒子の回収後の汚泥を固液分離装置で分離した返流水のうちの少なくとも１つを生物学的リン除去装置又はその前段のいずれかの箇所に返流させる途中に配置した一時的に貯留可能であって、該返流水の有機物量を制御する手段を備えた返流水貯留槽、及び該返流水貯留槽に本システム内で発生する汚泥のうち少なくとも１つを導入する配管と、該返流水が該返流水貯留槽を経由せずに水処理系ラインに返流するためのバイパス管のうちの少なくとも１つの配管を設けたことを特徴とする有機性排水の処理装置。
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