JP5016839B2

JP5016839B2 - 有機性廃水処理システム

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Publication number: JP5016839B2
Application number: JP2006115657A
Authority: JP
Inventors: 峰彦佐藤; 成毅神谷
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: JP2007283249A

Description

本発明は、有機性廃水を微生物により処理する装置に関する。

有機性廃水を好気性微生物を含む活性汚泥により処理する活性汚泥法は、浄化能力が高く、比較的処理経費が少なくて済む等の利点がある。このため、活性汚泥法を利用した種々の水処理方法が提案され、下水処理や産業排水処理等の廃水処理において広く一般に利用されている。

前記活性汚泥法では、処理対象となる各種の有機性廃水をエアレーションタンク（曝気槽）へと導き、この曝気槽で、活性汚泥によりＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）で示される廃水中の有機汚濁成分を分解させて浄化処理をしている。前記活性汚泥法は、通常、ＢＯＤで表される負荷量で０．３〜０．８ｋｇ／ｍ³・ｄａｙ程度の条件で実施される。このため、大量の有機性廃水の処理を行うには、広い敷地面積を要する大型の曝気槽が必要となる等、設備が大型化する傾向がある。

さらに前記活性汚泥法では、分解した前記負荷量のうち５０〜７０％は微生物の維持エネルギーとして消費されるが、残りの３０〜５０％は菌体の増殖に使用されるので、活性汚泥の量が次第に増加する。このため、一般的には、曝気槽で処理された廃水を沈殿槽へと導き、沈殿した活性汚泥の中から有機性廃水の浄化処理に必要な量だけ返送汚泥として曝気槽内へ戻し、それ以外の活性汚泥は、濃縮、消化、脱水、コンポスト化、焼却といった工程を経て余剰汚泥として処理される。このため、このような処理に費用と手間がかかり問題となっている。

このため、できるだけ汚泥の出ない処理方法として、曝気槽における汚泥の滞留時間を長くする長時間曝気法、又は汚泥を接触材の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等が提案され、実用化されている（例えば、非特許文献１参照。）。

しかしながら、これらの方法では、曝気槽における汚泥の滞留時間を長くとるために曝気槽として広大な設置面積を必要とする。また長時間曝気槽では負荷の低下時に汚泥の拡散が生じ、固液分離に支障を来す場合がある。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場合があり好ましくない。

そこで、可溶化処理によるＢＯＤ負荷の増加に対応して活性汚泥処理槽での被処理液の滞留時間を長くすること、すなわち活性汚泥処理槽の容積を大きくすることが考えられるが、その場合、設備コストの上昇を招くことになる。

一方、特許文献１には、有機性廃水（原水）を、細菌処理（主に分散菌による細菌処理）して廃水中の有機物を酸化分解すると共に非凝集性の細菌に変換させた後、さらに、前記非凝集性細菌を固着性原生動物に捕食、除去させることによって、生物処理の効率を向上させることが提案されている。そして特許文献１には、前記方法を用いると、高負荷状態での運転が可能となり、活性汚泥法による処理効率が格段に向上し、さらに生物処理の効率の向上が図れると同時に余剰汚泥の生成量を減少させることができることが記載されている。

しかしながら、前記方法を用いて本発明者が研究を進めたところ、流入廃水のＢＯＤの
濃度が約６００ｍｇ／Ｌ以上でないと上記効果が得られないことがあることが分かった。これは、高温で生息する細菌は活性が非常に高いため、多くの栄養分を必要とし、流入廃水濃度が低いと餓死するためと推測される。したがって、一般的な生活廃水のＢＯＤの濃度は１００ｍｇ／Ｌ程度であるため、前記方法は、そのままでは利用できない場合があることが分かった。

また特許文献１には、細菌処理の際に原生動物の混入を防止する観点から、細菌処理の温度を高めることが記載されているが、このように廃水の全量を高温処理することは、加える熱量が膨大となるため、コジェネレーションの廃熱等の安価な熱を用いても、熱コストが汚泥削減によりコストメリットよりも大きくなることがある。

さらには、特許文献２には、固形の食品廃棄物を細かく砕いて流動性のある粥状とし、得られた粉砕物を原水と共に高温水槽に導入して高温の温水で可溶化処理し、これを生物処理することが記載されている。本発明者が特許文献２に従って実験したところ、高温水槽に流入した粥状の固形物の一部がそのまま後段の生物処理槽に流出することが確認された。そして後段の生物処理槽に流れ出た粥状の固形物はほぼ未処理であり、野菜くず等の廃棄物の形態が残ったままであるため、生物処理槽での処理が難しく、結果として汚泥の発生量が増加することがあることが確認された。

また、有機性廃水の処理では、高温での好熱菌による廃水処理を含む技術が知られている（例えば特許文献３〜６参照。）。しかしながらこれらの技術では、常温での生物処理後の固形物を高温で好熱菌により分解する技術であり、生物処理槽での負荷の低減の観点で検討の余地が残されている。
特公昭５６−４８２３５号公報特許第３６４３２８７号公報特許第３２６７９３５号公報特開２００３−２０５２７９号公報特開２００５−３３４８８６号公報特開２００５−２７９４６４号公報（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

本発明は、汚泥の発生量をより低減させることができる有機性廃水の生物処理技術を提供する。

また本発明は、有機性廃水の温度の調整に必要な熱量をより低減させることができる有機性廃水の生物処理技術を提供する。

本発明は、第一の固液分離装置と高温処理槽と第二の固液分離装置により有機性廃水を処理するシステムである。本発明では、有機性廃水を第一の固液分離装置にて固相と液相とを分離し、上澄み液と固形物を多く含む液体とを得、固形物を多く含む液体のみを高温処理槽で処理し、得られた処理液を第二の固液分離装置によってさらに固相と液相とに分離し、得られた固相中の固形物は高温処理槽に返送し、前記の上澄み液等の前記液相を一次処理水とする。そして、公知の生物処理システムで前記一次処理水を処理し、さらに浄化された処理水を得る。有機性廃水のＢＯＤが高い場合では、一次処理水が放流基準を満足しない場合があるが、標準活性汚泥法、浸漬膜活性汚泥法、接触曝気法等の公知の生物処理システムで前記一次処理水を処理し、放流基準を満足する処理水を得ることができる
。

有機性廃水を第一の固液分離装置で分離し、高温処理槽への流入水中の固形物の割合を高くすることで、高温処理槽への流入水のＢＯＤ濃度が上がる。高温処理槽では高温下で生息する好熱菌によって固形物が分解されるが、この好熱菌は活性が高いため、常に多くの栄養分が必要となる。そのため、高温処理槽への流入水のＢＯＤ濃度を上げることによって、高温処理槽において好熱菌を増殖させることができる。高温処理槽において好熱菌が増殖することによって高温処理槽における廃水処理能力が向上し、汚泥の発生量も少なくすることができる。

また固形物の割合が高い固形物の濃縮水のみを高温処理槽に流入させるため、高温処理槽の水量を少なくすることができる。そのため、高温処理槽において温度調節のために加える熱量を減らすことができ、ランニングコストを低減させることができる。

また高温処理槽の下流に第二の固液分離装置を設け、この第二の固液分離装置で得られた固形物を高温処理槽に返送することにより、高温処理されなかった固形物の流出を防止し、固形物の高温処理槽内での滞留時間を伸ばすことができ、高温処理槽に流入した固形物が十分に分解される。

なお高温処理槽への流入水のＢＯＤ濃度については、通常、家庭等で発生する廃水と同等の、ＢＯＤ濃度が１００ｍｇ／Ｌ程度の廃水では、好熱菌は、この程度の栄養分では十分に増殖しないことがあることが確認されている。

本発明は、より詳しくは、有機性の固形物と水とを含有する有機性廃水を固液分離するための第一の固液分離装置と、前記第一の固液分離装置での固液分離による固形物を含有する第一の固形物含有液が供給される、前記第一の固形物含有液中の前記固形物を好熱菌で分解するための高温処理槽と、前記高温処理槽から排出される好熱菌処理液が供給される、前記好熱菌処理液を固液分離するための第二の固液分離装置と、前記第一の固液分離装置での固液分離による液相である第一の処理水及び前記第二の固液分離装置での固液分離による液相である第二の処理水が供給される、前記第一及び第二の処理水を生物で処理するための生物処理槽とを有し、前記第二の固液分離装置での固液分離による固形物を含有する第二の固形物含有液が前記高温処理槽に供給される、有機性廃水処理システムを提供する。

前記システムでは、有機性廃水中の固形物が、分解活性が比較的高い好熱菌によって処理され、有機性廃水中の液相が、分解活性が比較的低い通常の生物処理で処理される。また好熱菌で処理された液中の固形物は再度好熱菌によって処理され、好熱菌で処理された液中の液相は通常の生物処理で処理される。したがって、最初に有機性廃水を通常の生物処理で処理する従来のシステムに比べて汚泥の発生量をより低減させることが可能である。また、好熱菌での処理では被処理液の加熱が必要となるが、前記システムでは有機性廃水の一部のみを被処理液とすることができるので、有機性廃水の全量を好熱菌で処理する場合に比べて温度の調節に必要な熱量をより低減させることが可能である。

また本発明では、前記生物処理槽から排出される生物処理液が供給される、前記生物処理液を固液分離するための第三の固液分離装置をさらに有し、前記第三の固液分離装置での固液分離による固形物を含有する第三の固形物含有液は、前記高温処理槽及び前記生物処理槽のいずれか一方又は両方に供給されても良い。このシステムでは、生物処理で発生した汚泥が再度処理されることから、汚泥の発生量をさらに削減することが可能である。汚泥の発生量の削減の観点によれば、第三の固形物含有液を生物処理槽のみに供給するよりも、第三の固形物含有液を生物処理槽及び高温処理槽の両方に供給することが好ましく
、第三の固形物含有液を高温処理槽のみに供給することがより好ましい。

また本発明では、前記生物処理槽は、前記第一及び第二の処理水が供給される槽と前記槽内の液体及び空気を接触させるための散気管とを有する活性汚泥槽、前記槽と前記散気管と前記槽内の液体をろ過するための浸漬膜とを有する浸漬膜活性汚泥槽、又は前記槽と前記散気管と前記生物を収容するための充填材とを有する接触曝気槽であることが、廃水処理能力と経済的なメリットとの両立の観点から好ましい。

また本発明では、前記高温処理槽は、槽内の液体を４０〜９５℃で処理するための槽であることが、固形物含有液に対する十分な処理能力を発現させる観点から好ましい。

また本発明は、廃水処理能力に優れ、かつ温度調節のためのコスト等のランニングコストも比較的低いことから、粉砕装置によって粉砕された食料品由来の有機性の固形物を含有する有機性廃水の処理に好適に用いられ、特にディスポーザ排水を含む有機性廃水の処理に好適に用いられる。

本発明のシステムは、前記第一及び第二の固液分離装置と、前記高温処理槽と、前記生物処理槽とを有し、前記第二の固形物含有液が前記高温処理槽に供給されることから、有機性廃水を生物により十分に処理でき、また発生する汚泥量も少なくすることができる。さらに本発明のシステムによると、高温処理槽に流れる水量は全廃水量と比較して少ないため、少ない熱量で済む。

本発明のシステムでは、前記第三の固液分離装置をさらに有し、前記第三の固形物含有液を前記高温処理槽及び前記生物処理槽の一方又は両方に供給すると、汚泥の発生量をさらに低減させる観点からより一層効果的である。前記第三の固形物含有液を高温処理槽のみに供給すると、汚泥の発生量のさらなる削減の観点からより一層効果的である。前記第三の固形物含有液を生物処理槽のみに供給すると、高温処理槽における処理液の温度の調節にかかるコストの増加の抑制の観点からより一層効果的である。前記第三の固形物含有液を高温処理槽及び生物処理槽の両方に供給すると、汚泥の発生量のさらなる削減と高温処理槽における処理液の温度の調節にかかるコストの増加の抑制とを両立させる観点からより一層効果的である。

本発明のシステムでは、生物処理槽が前記活性汚泥槽、浸漬膜活性汚泥槽、又は接触曝気槽であると、比較的低いコストで有機性廃水の処理における高い処理能力を得る観点からより一層効果的である。

本発明のシステムでは、高温処理槽が槽内の液体を４０〜９５℃で処理するための槽であることが、汚泥の発生量を十分に削減する観点からより一層効果的である。

本発明のシステムでは、粉砕装置で粉砕された食料品由来の有機性の固形物を含有する有機性廃水の処理においてより効果的であり、ディスポーザ排水を含む有機性廃水の処理においてより一層効果的である。

本発明の有機性廃水処理システムは、有機性の固形物と水とを含有する有機性廃水を固液分離するための第一の固液分離装置と、前記第一の固液分離装置での固液分離による固形物を含有する第一の固形物含有液が供給される、前記第一の固形物含有液中の前記固形物を好熱菌で分解するための高温処理槽と、前記高温処理槽から排出される液である好熱菌処理液が供給される、前記好熱菌処理液を固液分離するための第二の固液分離装置と、
前記第一の固液分離装置での固液分離による液相である第一の処理水及び前記第二の固液分離装置での固液分離による液相である第二の処理水が供給される、前記第一及び第二の処理水を生物で処理するための生物処理槽とを有する。

前記第一及び第二の固液分離装置には、有機性の固形物や処理中に発生した汚泥と液相とを分離するのに用いられる通常の固液分離装置を用いることができる。このような固液分離装置には、例えば沈殿槽、加圧浮上装置、スクリーンや網等の公知の固液分離装置が挙げられる。第一及び第二の固液分離装置は同種の装置であっても良いし、異なる種類の装置であっても良い。

前記高温処理槽は、好熱菌が固形物等を分解することができる温度に、槽内の液の温度を維持することができる槽であれば特に限定されない。高温処理槽は、好熱菌による固形物の分解能力を十分に発現させる観点から、槽内の液体を４０〜９５℃で処理するための槽であることが好ましく、槽内の液体を５０〜７０℃で処理するための槽であることがより好ましい。高温処理槽は、好熱菌による廃水処理で用いられる公知の槽を用いることができ、例えば槽と、槽内の液温を調節するための加熱装置とによって構成することができる。高温処理槽は、前記好熱菌として好気性の好熱菌を用いる場合では、さらに散気管を有する。

前記生物処理槽は、常温における有機性廃水の処理に用いられる公知の槽を用いることができる。このような生物処理槽としては、例えば、前記第一及び第二の処理水が供給される槽と前記槽内の液体と空気とを接触させるための散気管とを有する活性汚泥槽、前記槽と前記散気管と前記槽内の液体をろ過するための浸漬膜とを有する浸漬膜活性汚泥槽、及び前記槽と前記散気管と前記生物を収容するための充填材とを有する接触曝気槽、等が挙げられる。

特に、前記浸漬膜活性汚泥槽や前記接触曝気槽は、前記活性汚泥槽に比べて槽内に活性汚泥をより長時間滞留させることが可能であるので、汚泥の発生量の削減の観点で優れている。さらに前記浸漬膜活性汚泥槽は、槽内でろ過された液体が処理水として得られることから、処理水の浮遊物質濃度（ＳＳ）のさらなる低減の観点で優れている。

本発明のシステムでは、前記第二の固液分離装置での固液分離による固形物を含有する第二の固形物含有液が前記高温処理槽に供給される。

本発明において、固液分離装置から処理槽への固形物含有液の供給は、固液分離装置の形態に応じた適当な構成によって行うことができる。例えば固液分離装置が沈殿槽である場合では、前記固形物が沈殿している沈殿槽の底部と処理槽とを接続する管と、この管を開閉するための弁と、前記管中の液を処理槽に向けて送るためのポンプとによって固形物含有液を固液分離装置から処理槽へ供給することができる。

また例えば固液分離装置が、スクリーンや網等のろ過部材を用いて固形物と液相とを分離する装置である場合では、固形物を捕集したろ過部材を有機性廃水や前記液相（処理水）で洗浄する装置と、この装置と処理槽とを接続する管と、この管を開閉するための弁と、前記洗浄装置で生じ前記管に供給された洗液を処理槽に向けて送るためのポンプとによって固形物含有液を固液分離装置から処理槽へ供給することができる。

また固液分離装置から処理槽への固形物含有液の供給、及び有機性廃水の第一の固液分離装置への供給は、流量計による流量の検出、前記ポンプの運転、前記弁の開度等の通常の技術を利用して連続して、又は間欠的に調整することが可能である。

前記有機性廃水は、有機性の固形物と水とを含有する。有機性の固形物は、特に限定されないが、有機性の固形物としては、例えば粉砕装置によって粉砕された食料品由来の有機性の固形物（いわゆる生ごみ）が挙げられ、このような固形物を含有する有機性廃水としては、例えば粉砕装置であるディスポーザから排出されるディスポーザ排水が挙げられる。ディスポーザ排水は有機性廃水としてそのまま用いられても良いし、他の廃水や水で適宜希釈されて用いられても良い。

前記好熱菌は、高温処理槽において高温（例えば４０〜９５℃）で有機性の固形物を分解する菌であれば特に限定されない。好熱菌は好気性の菌であっても良いし嫌気性の菌であっても良い。好熱菌には、例えば特開２００３−２０５２７９号公報に記載されているように、バチルス・ステアロサーモフィラス等の好熱菌そのもの、及びこのような好熱菌を含有する市販の微生物製剤が挙げられる。前記好熱菌は、前記の菌や微生物製剤から得ることができるが、有機性廃水中の菌を高温処理槽での処理温度で培養して得られる、前記処理温度で増殖する有機性廃水中の菌を前記好熱菌に用いることもできる。

生物処理槽での処理に用いられる生物には、標準活性汚泥法、浸漬膜活性汚泥法、接触曝気法等の下水の通常の生物処理方法で用いられる生物を用いることができる。このような生物には、例えば特許第３６４３２８７号公報に記載されているように、アシネトバクター属細菌、アルカリゲネス属細菌、シュウドモナス属細菌、バチルス属細菌、アエロバクター属細菌、フラボバクテリウム属細菌等の細菌や、ボルチセラ、エピステイリス、オペルクラリア、カルケシウム、ズータニウム等有柄固着型の繊毛虫類等の原生動物、前記細菌や前記原生動物を含有する市販の製剤、及び前記細菌や前記原生動物を含有する活性汚泥が挙げられる。

本発明のシステムは、前記生物処理槽から排出される液である生物処理液が供給される、前記生物処理液を固液分離するための第三の固液分離装置をさらに有していても良い。前記第三の固液分離装置は、前述した第一及び第二の固液分離装置と同様の装置を用いることができる。

前記第三の固液分離装置での固液分離による固形物を含有する第三の固形物含有液は、前記高温処理槽及び前記生物処理槽のいずれか一方又は両方に供給される。第三の固形物含有液の高温処理槽及び生物処理槽への供給は、前述した第二の固形物含有液の高温処理槽への供給と同様に行うことができる。

本発明のシステムは、前述した装置以外の他の構成要素をさらに有していても良い。このような他の構成要素としては、例えば処理水中の汚泥を処理するためのオゾン発生装置が挙げられる。前記オゾン発生装置によれば、汚泥を可溶化することが可能であり、または殺菌することも可能である。特に前記オゾン発生装置を処理水に用いると、フミン質等の処理水中の難分解物質の分解が可能であり、それに伴い色度の除去が可能である。

また本発明のシステムは、前記他の構成要素として、高温処理槽における好熱菌や生物処理槽における生物の生育環境を調整するための装置として、槽内のｐＨを調整する装置や、栄養分を補給する装置等をさらに有していても良い。

本発明のシステムは、例えば図１に示すように構成される。図１のシステムは、有機性廃水が供給される第一沈殿槽１と、第一沈殿槽１の底部と接続されている高温処理槽２と、高温処理槽２の液が供給される第二沈殿槽３と、第一沈殿槽１の上部及び第二沈殿槽３の上部のそれぞれと接続されている生物処理槽４と、生物処理槽４の液が供給される第三沈殿槽５とを有する。第二沈殿槽３の底部と高温処理槽２とは接続されており、第三沈殿槽５の底部と生物処理槽４とは接続されている。

第一沈殿槽１にはディスポーザ排水又はその希釈液等の有機性廃水が供給される。第一沈殿槽１の底部には、有機性廃水中の固形物が沈殿し、第一沈殿槽１内の液は沈殿物と上澄み液とに分かれる。

第一沈殿槽１の沈殿物は、第一沈殿槽１の底部から、第一沈殿槽１内の液とともに抜き出される。第一沈殿槽１の底部から抜き出された液には第一沈殿槽１の沈殿物が多く含まれており、この液（第一の固形物含有液）は、高温処理槽２に供給される。第一沈殿槽１の底部からの液の抜き出し量は、第一沈殿槽１中の沈殿物の堆積高さを増加させない程度であれば良く、例えば有機性廃水中の固形物の濃度が５００〜２，０００ｍｇ／Ｌであれば、第一沈殿槽１への有機性廃水の流入量の１０〜４０％である。ただし第一沈殿槽１の底部からの液の抜き出し量は、流入する有機性廃水中の固形物の沈降性により左右され、沈降性が良い場合は少なく、沈降性が悪い場合は多くなるため、前記範囲外の場合もある。

高温処理槽２は、例えば槽内の液温を調節するためのジャケットと槽内における気液接触のための散気管とを有しており、好気性の好熱菌が投入されている。第一沈殿槽１の底部から抜き出された液は高温処理槽２において好熱菌によって処理され、前記液中の固形物は好熱菌によって分解される。

高温処理槽２で処理された液（好熱菌処理液）は第二沈殿槽３に供給される。第二沈殿槽３の底部には好熱菌処理液の固形物が沈殿し、第二沈殿槽３内の液は沈殿物と上澄み液とに分かれる。第二沈殿槽３の沈殿物は、第二沈殿槽３の底部から、第二沈殿槽３内の液とともに抜き出される。第二沈殿槽３の底部から抜き出された液には第二沈殿槽３の沈殿物が多く含まれており、この液（第二の固形物含有液）は、高温処理槽２に供給される。第二沈殿槽３の底部からの液の抜き出し量は、第二沈殿槽３中の沈殿物の堆積高さを増加させない程度であれば良く、例えば好熱菌処理液中の固形物の濃度が２５０〜１，０００ｍｇ／Ｌであれば、第二沈殿槽３への好熱菌処理液の流入量の５〜２０％である。ただし第二沈殿槽３の底部からの液の抜き出し量は、流入する好熱菌処理液中の固形物の沈降性により左右され、沈降性が良い場合は少なく、沈降性が悪い場合は多くなるため、前記範囲外の場合もある。

一方で第一沈殿槽１の上澄み液は生物処理槽４に供給される。また第二沈殿槽３の上澄み液も生物処理槽４に供給される。生物処理槽４は、例えば槽とこの槽内の液体と空気とを接触させるための散気管とを有する活性汚泥槽であり、活性汚泥が収容されている。前記上澄み液は生物処理槽４において活性汚泥中の生物によって処理され、前記上澄み液中の有機物が活性汚泥中の生物によって分解される。

生物処理槽４で処理された液（生物処理液）は第三沈殿槽５に供給される。第三沈殿槽５の底部には生物処理液の固形物が沈殿し、第三沈殿槽５内の液は沈殿物と上澄み液とに分かれる。第三沈殿槽５の沈殿物は、第三沈殿槽５の底部から、第三沈殿槽５内の液とともに抜き出される。第三沈殿槽５の底部から抜き出された液には第三沈殿槽５の沈殿物が多く含まれており、この液（第三の固形物含有液）は、生物処理槽４に供給される。第三沈殿槽５の底部からの液の抜き出し量は、一般的に行われている活性汚泥処理と同等とする。

第三沈殿槽５の上澄み液は、最終的な処理水として下水に放流される。

図１のシステムでは、有機性廃水中の固形物が選択的に高温処理槽２に供給され、この固形物が高温処理槽２で分解される。このように処理負荷の高い有機性廃水中の固形物を
処理能力の高い高温処理槽２に選択的に供給し分解することができる。

また図１のシステムでは、第二沈殿槽３の沈殿物が選択的に高温処理槽２に戻される。したがって、固形物の処理で生じた汚泥が高温処理槽２でさらに分解されるので、固形物の処理に伴う汚泥の発生量を低減させることができる。

また図１のシステムでは、第二沈殿槽３の沈殿物が選択的に高温処理槽２に戻されるので、未処理の固形物を高温処理槽２に戻すことができ、高温処理槽２における固形物の滞留時間を長くすることができる。したがって、固形物の処理を十分に行うことができる。

また図１のシステムでは、有機性廃水の一部及び好熱菌処理液の一部が高温処理槽２に供給されることから、有機性廃水の全量を高温処理槽２に供給する場合に比べて、高温処理槽２において温度を調整すべき液の量を低減させることができ、高温処理槽２における液の温度調節にかかるコストを低減させることができる。

また図１のシステムでは、比較的処理負荷の低い第一沈殿槽１の上澄み液と第二沈殿槽３の上澄み液とが生物処理槽４に供給される。したがって、生物処理槽４での生物処理によって放流基準を満足する処理水を得ることができる。

また図１のシステムでは、第三沈殿槽５の沈殿物が生物処理槽４に戻されることから、生物処理槽４で生じた汚泥の減量や最終処理水への汚泥の流出を防止する観点からより一層効果的である。

また本発明のシステムは、例えば図２に示すように構成される。図２のシステムは、第三沈殿槽５の底部が高温処理槽２と生物処理槽４との両方に接続されている以外は、図１のシステムと同じである。

図２のシステムでは、第三沈殿槽５の沈殿物は生物処理槽４と高温処理槽２の両方に適当な割合で供給される。したがって生物処理槽４で発生した汚泥等の固形物について、生物処理槽４における滞留時間を伸ばすこともできるし、また高温処理槽２で分解することもできる。図２のシステムにおける第三沈殿槽５から高温処理槽２及び生物処理槽４への第三の固形物含有液の分配は、例えば生物処理液のＳＳの上昇に応じて高温処理槽２への第三の固形物含有液の供給量を増やす等、第三沈殿槽５に流入する生物処理液のＳＳ等の水質に応じて適宜調整することができる。

図２のシステムでは、汚泥の発生量の低減や最終処理水の水質の向上の観点から、図１のシステムに比べてより一層効果的である。

さらに本発明のシステムは、例えば図３に示すように構成される。図３のシステムは、生物処理槽４が、例えば槽と前記散気管と前記槽内の液体をろ過するための浸漬膜とを有する浸漬膜活性汚泥槽であり、第三沈殿槽５を有さず、第三の固形物含有液が生物処理槽４に供給されない以外は図１のシステムと同じである。

図３のシステムでは、浸漬膜でろ過された最終処理水が得られる。したがって、最終処理水の水質の向上の観点からより一層効果的である。

本発明のシステムは、住宅、集合住宅、飲食店、食料品製造工場等の廃水処理に広く用いることができ、これらの用途において本発明の優れた効果を奏する。

［実施例１］
図１に示す有機性廃水処理システムを用いて、有機性廃水である試験廃水の処理を行った。図１の有機性廃水処理システムにおける各槽の容量、材質及び形態は以下の通りである。
第一〜第三沈殿槽：１０Ｌ（塩ビ製、円錐形）
高温処理槽：１０Ｌ（ステンレス製、加熱のためジャケット式とした）
生物処理槽：２０Ｌ（塩ビ製、角型）

試験廃水の組成、流入時間及び流入量の割合は「下水道のためのディスポーザ排水処理システム性能基準（案）」（平成１６年３月社団法人日本下水道協会）に従った。試験廃水には、前記文献の「［３］ディスポーザ排水の条件」の記載に基づいて調製されたディスポーザ排水を、前記文献の「資料８試験方法」に記載の「試験用原水」の水質の許容範囲となるように水で希釈した液を用いた。ディスポーザで粉砕される生ごみについては、前記文献の「資料３標準生ごみの組成」及び「資料４標準生ごみの調製方法」の記載に従って調製した。

試験廃水の流入時間及び流入量は、前記文献の「資料８試験方法」に記載のの記載に基づいた。また試験廃水の流入量は、０．５人分とした。すなわち前記文献の「原水流入パターン例」の記載に基づき下表の通りとした。

高温処理槽及び生物処理槽へは、散気管で空気を供給した。高温処理槽へは１０Ｌ／ｍｉｎで空気を供給し、生物処理槽へは５Ｌ／ｍｉｎで空気を供給した。また高温処理槽の液温を６５℃に保ち、生物処理槽の液温を室温（約２３℃）に保った。高温処理槽における好熱菌には、高温処理槽中の環境で増殖する有機性廃水中の菌を用いた。すなわち、前記の条件で試験廃水を本システム又はそれと同様の構成のシステムに導入し、槽内の液の温度を６５℃とした高温処理槽において１〜２週間で増殖した菌を用いた。好熱菌の増殖は、高温処理槽中の液体の外観（色）が変化する（濃くなる）ことを目視で観察することによって確認した。また生物処理槽における処理生物には、別の有機性廃水の処理で用いられていた活性汚泥を用いた。

第一沈殿槽から高温処理槽への第一の固形物含有液の流入量は、第一沈殿槽内の沈殿物が全て高温処理槽へ流れるように調整した。第一沈殿槽から高温処理槽への第一の固形物含有液の流入量は、高温処理槽の全水量の約２０％であった。

第二沈殿槽から高温処理槽への第二の固形物含有液の流入量は、第二沈殿槽に固形物が溜まらないように調整した。第二沈殿槽から高温処理槽への第二の固形物含有液の流入量は、高温処理槽への固形物含有液の全流入量の約３０％であった。

第三沈殿槽から生物処理槽への第三の固形物含有量の流入量は、生物処理槽への処理液
及び固形物含有液の全流入量の約５０％となるように調整した。

前述の条件で試験廃水の処理を３０日間行った。その後、高温処理槽内及び第二沈殿槽の沈殿物を調査したところ、生物処理されない卵殻以外はほぼ沈殿物が無かった。また生物処理槽及び第三沈殿槽を調査したところ、野菜くず等の固形物は確認されなかった。原水（試験廃水）及び第三沈殿槽の上澄み液である最終処理水の水質は表１に示す通りとなった。本システムを利用することで、排水基準値（ＳＳ：３００ｍｇ／Ｌ以下、ＢＯＤ：３００ｍｇ／Ｌ以下）を十分満足することが分かった。なお、ＳＳ及びＢＯＤは、前記の「下水道のためのディスポーザ排水処理システム性能基準（案）」における「資料５ディスポーザ排水の全負荷水質測定方法」に記載の方法、及び（社）日本下水道協会発行、建設省都市局下水道部・厚生省生活衛生局水道環境部監修、「下水試験方法」−１９９７年版−に準拠して求めた。

［比較例１］
高温処理槽中の液の温度を常温（約２３℃）に保つ以外は実施例１と同様に試験廃水の処理を行った。原水及び最終処理水の水質を表２に示す。なお比較例１では、過負荷状態となったため汚泥がバルキングし、最終処理水が得られなくなり、３０日間連続した試験廃水の処理ができず、試験廃水の処理を途中で中止した。表２の実験結果は、まだ最終処理水が得られているときの値である。高温処理槽内及び第二沈殿槽の沈殿物を調査したところ、比較例１では、槽内の約半分が未処理の生ゴミで埋まり、常温では試験廃水の処理ができないことが確認された。

［比較例２］
高温処理槽下段の沈殿槽、すなわち第二沈殿槽を除いた以外は実施例１と同様に試験廃水の処理を行った。原水及び最終処理水の水質を表２に示す。比較例２では、高温処理槽後に沈殿槽を設けないことで、高温処理槽に流入した第一の固形物含有液に含まれる固形物がそのまま生物処理槽へ流れ出すことによる最終処理水の水質の悪化が見られた。

さらに実施例１及び比較例１、２における相対的な余剰汚泥の発生量を表３に示す。余剰汚泥の発生量は、試験開始前と試験完了後に試験系統内の全ＳＳ量を測定し、その差によって求めた。

余剰汚泥の発生量は、実施例１が比較例１、２と比べて小さかった。なお、数値では表せないが、生物処理槽中の活性汚泥は、実施例１における汚泥が最も良く、試験廃水の処
理中、安定した運転が可能であった。比較例２では、生物処理槽中の活性汚泥中に生ゴミが混じっていることが確認され、その量は試験廃水の処理が進むにつれて増えていった。このことから、試験廃水中の生ゴミが完全には処理されていないことが確認された。

［実施例２］
図２に示すように、第三沈殿槽における第三の固形物含有液の一部を高温処理槽に返送する以外は実施例１と同様に試験廃水の処理を行った。具体的には第三の固形物含有液の約１０％を高温処理槽に返送した。その結果、余剰汚泥の量は、実施例１に比べて約２割減少した。実施例１に対する相対的な余剰汚泥の発生量を表４に示す。なお、この際の最終処理水の水質は実施例１と同等であった。本実施例における余剰汚泥の減少は、好熱菌により汚泥が捕食された結果と考えられるが、詳細は不明である。

［実施例３］
図３に示すように、生物処理槽の替わりに浸漬膜活性汚泥槽を設け、かつ第三沈殿槽を除いた以外は実施例１と同様に試験廃水の処理を行った。原水及び最終処理水の水質を表５に示す。また実施例１に対する相対的な余剰汚泥の発生量を表６に示す。

浸漬膜を用いることで、非常に良好な最終処理水を得ることができる。また、実施例１と比較して余剰汚泥の発生量も少なかった。なお、浸漬膜を用いると、最終処理水の水質が良く、浸漬膜活性汚泥槽内にＳＳが溜まるため、余剰汚泥の発生量は実施例２よりも多かった。実施例１よりも余剰汚泥の発生量が少ないのは、浸漬膜活性汚泥槽での汚泥の滞留時間が長いため、汚泥の自己消化が起きたためと考えられる。

本発明の有機性廃水処理システムの一例の構成を概略的に示す図である。本発明の有機性廃水処理システムの他の例の構成を概略的に示す図である。本発明の有機性廃水処理システムの他の例の構成を概略的に示す図である。

符号の説明

１第一沈殿槽
２高温処理槽
３第二沈殿槽
４生物処理槽
５第三沈殿槽

Claims

有機性の固形物と水とを含有する有機性廃水を固液分離するための第一の固液分離装置と、
前記第一の固液分離装置での固液分離による固形物を含有する第一の固形物含有液が供給される、前記第一の固形物含有液中の前記固形物を好熱菌で分解するための高温処理槽と、
前記高温処理槽から排出される好熱菌処理液が供給される、前記好熱菌処理液を固液分離するための第二の固液分離装置と、
前記第一の固液分離装置での固液分離による液相である第一の処理水及び前記第二の固液分離装置での固液分離による液相である第二の処理水が供給される、前記第一及び第二の処理水を生物で処理するための生物処理槽とを有し、
前記第二の固液分離装置での固液分離による固形物を含有する第二の固形物含有液が前記高温処理槽に供給され、
前記生物処理槽は、前記第一及び第二の処理水が供給される槽と前記槽内の液体及び空気を接触させるための散気管とを有する活性汚泥槽、前記槽と前記散気管と前記槽内の液体をろ過するための浸漬膜とを有する浸漬膜活性汚泥槽、又は前記槽と前記散気管と前記生物を収容するための充填材とを有する接触曝気槽であることを特徴とする有機性廃水処理システム。
前記生物処理槽から排出される生物処理液が供給される、前記生物処理液を固液分離するための第三の固液分離装置をさらに有し、
前記第三の固液分離装置での固液分離による固形物を含有する第三の固形物含有液は、前記高温処理槽及び前記生物処理槽のいずれか一方又は両方に供給されることを特徴とする請求項１記載の有機性廃水処理システム。
前記第三の固形物含有液は前記生物処理槽及び前記高温処理槽のそれぞれに供給されることを特徴とする請求項２記載の有機性廃水処理システム。
前記高温処理槽は、槽内の液体を４０〜９５℃で処理するための槽であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機性廃水処理システム。
前記有機性廃水中の前記固形物は、粉砕装置によって粉砕された食料品由来の有機性の固形物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機性廃水処理システム。
前記粉砕装置はディスポーザであり、前記有機性廃水はディスポーザから排出されるディスポーザ排水を含むことを特徴とする請求項５記載の有機性廃水処理システム。