【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は下水、産業排水など
の有機性汚水を生物学的に処理する工程における余剰汚
泥の発生をなくすことができ、しかも汚水の生物処理水
のＣＯＤをほとんど悪化させない新規技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水、産業排水、し尿、ごみ埋立汚水な
どの活性汚泥処理施設から大量の有機性汚泥（余剰汚
泥、生汚泥など）が毎日発生しており、日本全体で年間
１０００万トンを上回る。この余剰汚泥の処理処分が最
大の問題点になっている。有機性汚泥は難脱水性である
ため、多量の脱水助剤（ポリマーなど）を添加し汚泥脱
水機で水分８５％程度に脱水し、脱水ケーキを埋立処分
するか、又は焼却処分している。しかし、脱水助剤コス
ト、脱水ケーキの埋立場所不足、焼却灰の処分場所の不
足、焼却設備費、焼却用重油コストの高さなどの多くの
問題点を抱えている。
【０００３】このような問題を解決するため、図２のよ
うな「オゾンを利用した汚泥減量化法」が特開平６−２
０６０８８号公報に開示されている。この技術は、有機
性汚水（以下単に汚水ともいう）１の活性汚泥処理工程
１１から直接、または固液分離工程１２を経て、余剰汚
泥発生量より約３倍多い量の活性汚泥を引抜き（引抜き
汚泥ともいう）２、オゾン酸化工程１３で処理したあと
の汚泥（オゾン酸化汚泥ともいう）３を活性汚泥処理工
程１１に返送する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者がこ
の技術を追試したところ、次のような大きな欠点がある
ことを見出した。
オゾン酸化した汚泥を汚水生物処理工程の曝気槽に返
送し生物処理すると、確かにオゾン酸化汚泥の一部が分
解消滅するが、オゾン酸化汚泥を曝気して生物分解する
過程で、汚泥から多量の難生物分解性のＣＯＤが生成
し、処理水ＣＯＤ濃度を著しく悪化させる。本発明者の
実験によれば汚泥消滅量１kg-SS あたり約１００ｇの難
生分解性ＣＯＤが生成することが認められた。
【０００５】汚泥をオゾン酸化しＢＯＤ成分に転換し
汚水処理工程の曝気槽に返送するため、曝気槽容積に余
裕がない場合には曝気槽ＢＯＤ負荷が高負荷になる。高
負荷になると汚水生物処理工程の余剰汚泥生成率が多く
なり、この結果オゾン所要量が増加しランニングコスト
の増加を招くという悪循環が生じる。公共用水域の富栄
養化が大きな問題になっている現在、汚泥の減量化の伴
って処理水ＣＯＤが大きく悪化することは従来技術の大
きな欠点である。汚泥を高度に減量でき、かつ良好な処
理水質を得ることができる技術でなければ理想的とは言
えない。本発明は、前記従来技術の欠点を克服し、系外
に排出する余剰汚泥をゼロにでき、かつ汚水生物処理水
のＣＯＤがほとんど悪化しない新技術を提供することを
課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はオゾンによる汚
泥の酸化法、オゾン処理した汚泥の生物処理を新規な態
様で結合することにより上記課題を達成できることを見
いだした。すなわち本発明は、有機性汚水を好気性生物
処理法により浄化する工程から、余剰汚泥量より多い汚
泥を引抜き、オゾン酸化工程と前記好気性生物処理工程
とは別に設けた汚泥曝気工程との間を循環させたのち固
液分離し、該分離水および前記汚泥曝気工程で曝気され
た汚泥の一部を、前記生物処理工程に返送することを特
徴とする有機性汚水の生物処理方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１に本発明の構成例を示す。有
機性汚水１を好気性微生物によって浄化する活性汚泥処
理工程（生物脱リン法、生物学的硝化脱窒素法のように
嫌気部を付帯する工程でもよい；以下単に、好気性生物
処理工程ともいう）１１から、直接あるいは最終沈殿池
等の固液分離工程１２を経て、汚泥（余剰汚泥の１．２
倍量程度で良く、従来技術のように余剰汚泥の３倍量を
引抜く必要はない；以下単に、引抜き汚泥ともいう）２
を引き抜き、本発明の汚泥消滅工程１０に導入する。
【０００８】本発明でいう汚泥消滅工程とは、すなわち
引抜き汚泥２をオゾン酸化工程１３に供給しオゾン４に
より汚泥を化学酸化し汚泥の生物分解性を向上させた
後、活性汚泥処理工程１１とは別に設けた汚泥曝気工程
１４に流入させ曝気し、オゾン処理汚泥３を生物分解す
る工程である。汚泥曝気工程１４で曝気された汚泥の一
部は、オゾン酸化工程１３に循環される。循環量は活性
汚泥処理工程１１で発生する余剰汚泥ＳＳ重量の約３倍
程度に設定すればよい。尚、引抜き汚泥２を、始めに汚
泥曝気工程に供給するようにしても構わない。
【０００９】オゾン注入率は４０〜５０g-オゾン/1kg-s
s汚泥が適正である。オゾン酸化汚泥を曝気すると、オ
ゾン酸化汚泥（オゾンの酸化作用により微生物による生
分解性が向上している）の一部（ＳＳの３０〜４０％）
が活性汚泥（好気性微生物）によって炭酸ガスと水に分
解して消滅する。汚泥曝気工程１４からの流出汚泥は遠
心分離、膜分離、沈澱などの固液分離工程１５で固液分
離される。分離汚泥の大部分は濃縮汚泥５として汚泥曝
気工程１４に返送され、分離水は活性汚泥処理工程１１
の曝気部に循環される。
【００１０】汚泥曝気工程１４から汚泥の一部を活性汚
泥処理工程１１に供給せずに長期間運転すると、汚泥曝
気工程１４で無機性ＳＳの増加が起こりＶＳＳが減少
し、汚泥減量化効果が悪化することが判った。この対策
として、汚泥曝気工程１４から汚泥の一部を活性汚泥処
理工程１１に供給することが重要である。このようにす
ることによって、汚泥曝気工程１４で無機性ＳＳが蓄積
し汚泥分解活性が悪化するのを防止でき、所定の汚泥減
量化効果が安定して維持されることが判明した。
【００１１】図１の構成にすると、オゾン酸化汚泥３が
曝気されて生物学的に分解消滅する際に生成した難生物
分解性ＣＯＤ成分が再びオゾン酸化され、難生物分解性
ＣＯＤがオゾンの酸化作用により生物分解性ＣＯＤに転
換されるという作用が多数回反復される結果、汚泥曝気
工程１４において難生物分解性ＣＯＤが生物学的に高度
に分解されると考えられる。本発明方法では、消滅した
汚泥１kg-SS あたりのＣＯＤ生成量は従来法の約１／７
の１５ｇとなり著しく減少することが実験的に確認され
た。
【００１２】図２の従来技術では、オゾン酸化汚泥３は
そのまま活性汚泥処理工程１１の曝気部に返送されるた
め、活性汚泥処理工程１１においてオゾン酸化汚泥３が
生物分解を受ける過程で難生物分解性ＣＯＤが生成し、
最終沈殿池等の固液分離工程１２を経てそのまま処理水
６が流出してしまうため、汚水処理水のＣＯＤが著しく
悪化してしまうことが認められた。つまり従来技術は液
中の難分解性ＣＯＤ成分が再びオゾン酸化されることが
なく最終沈殿池等の固液分離工程１２を経て処理水６に
流出していくのに対し、本発明は汚泥曝気工程１４で生
成した難分解性ＣＯＤ成分が、再度オゾン酸化を受け生
分解性が向上したのち、汚泥曝気工程１４に戻りここで
ＣＯＤが除去され、これが多数回繰り返される。この結
果、本発明によれば、従来技術よりも難分解性ＣＯＤ生
成量が約１／７に減少することが実験的に確認された。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により本発明の方法をさらに詳
細に説明するが、この実施例に限定されるものではな
い。
〔実施例〕図１に示すの工程にしたがって汚水を対象に
本発明の実証試験を行なった。汚水の平均水質を表１に
示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】更に、表２に試験条件を示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】実験の結果、処理開始後１カ月後に処理状
況が安定状態になってから、活性汚泥処理工程１１の後
段の固液分離工程１２である最終沈殿池の処理水水質の
平均値は表３の第１欄のように高度にＣＯＤ、ＢＯＤが
除去されていた。表３第２欄は汚泥減量化を行わない場
合の下水処理水水質である。本発明の方法では余剰汚泥
を完全に消滅させても下水処理水のＣＯＤ悪化はほとん
ど認められない。汚泥は６ヶ月間の試験の間、系外に引
き抜かなかったが、活性汚泥処理工程１１の曝気部のＭ
ＬＶＳＳは当初設定した３５００〜３７００mg／リット
ルを維持したことから、本発明システム系外に廃棄する
余剰汚泥は無かった。
【００１８】一方、本発明を適用しない通常の活性汚泥
法による余剰汚泥発生量は下水１ｍ 3当たり５５〜６０g
-ssであった。また汚泥曝気槽のＶＳＳ／ＭＬＳＳ比は
運転開始時に０．８６であり、６ヶ月後の値は０．８５
であった。この事から本発明によって汚泥曝気槽での汚
泥の無機性ＳＳの蓄積はないことが判明した。汚泥減量
率は運転開始時に３２％であり、６ヶ月後は３３％であ
ったことからも汚泥曝気槽（工程）の汚泥分解活性が安
定に維持されたことが認められた。
【００１９】
【表３】
【００２０】〔比較例〕本発明と同じ下水、同じ生物処
理工程を用いて従来技術（図２）の工程図にしたがって
運転した。従来技術の運転条件は特開平６−２０６０８
８号公報の記述にしたがって固液分離工程１２である最
終沈殿池から余剰活性汚泥発生量の３倍量を引抜きオゾ
ン酸化して（オゾン吸収量０．０５〜０．０８g-オゾン
/g-ss）、そのまま下水の活性汚泥処理槽（工程）に返
送するものである。従来技術の下水生物処理水のＣＯＤ
は表３の第３欄のように著しく悪化した。尚、汚泥曝気
槽からの汚泥を汚水生物処理工程に供給しない場合、６
ヵ月後の汚泥曝気槽のＶＳＳ／ＭＬＳＳ比は０．６８に
低下し、汚泥減量率も２３％に悪化した。
【００２１】
【発明の効果】本発明の方法により以下の効果が挙げら
れる。
有機性汚水の好気性生物処理工程から引抜いた汚泥
（余剰汚泥ではなく余剰汚泥量より多い量の汚泥を引き
抜くことが重要）をオゾン処理し、その後汚生物処理工
程とは別の汚泥曝気工程でオゾン酸化汚泥を生物分解
し、さらにこの曝気汚泥をオゾン酸化工程に循環するよ
うにした結果、有機性汚泥の系外への廃棄量をほぼゼロ
にでき、かつ難分解性ＣＯＤ生成量が少なくなる。
【００２２】オゾン処理した汚泥を、汚泥曝気工程で
曝気し、汚泥を分解消滅させた後、生物処理工程の曝気
部（生物処理槽）に供給するので、従来技術のような汚
水生物処理工程が高ＢＯＤ負荷になり余剰汚泥生成率が
大きくなるという悪循環を招くことがない。
汚泥消滅工程から汚泥の一部を生物処理工程に返送す
るので汚泥曝気工程での無機性ＳＳの蓄積を防止できオ
ゾン処理汚泥の生物分解活性が悪化しない。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to sewage, industrial wastewater, etc.
Waste in biological treatment of organic wastewater
It can eliminate the generation of mud, and moreover, biologically treated sewage
The present invention relates to a novel technology that hardly deteriorates the COD of the above.
[0002]
2. Description of the Related Art Sewage, industrial wastewater, night soil, garbage landfill wastewater, etc.
A large amount of organic sludge (excess sludge)
Mud, raw sludge, etc.) occur daily, and
More than 10 million tons. The treatment and disposal of this excess sludge is
It has become a major problem. Organic sludge is hard to dewater
Therefore, a large amount of dehydration aid (polymer, etc.) is added to remove sludge.
Dewater to about 85% moisture with a water machine and landfill the dehydrated cake
Or has been incinerated. However, dehydration aid cost
Insufficient landfill for dewatered cake,
Foot, incineration equipment costs, high fuel oil costs, etc.
I have a problem.
To solve such a problem, FIG.
"Sludge reduction method using ozone" is disclosed in JP-A-6-2.
06088. This technology is organic
Activated sludge treatment process for water-soluble wastewater (hereinafter also simply referred to as wastewater) 1
11 or through a solid-liquid separation step 12
Draw out about 3 times more activated sludge than the amount of generated mud
2) After treatment in the ozone oxidation step 13
Sludge (also called ozone oxidized sludge) 3 is activated sludge treatment
This is a method of returning to step 11.
[0004]
However, the present inventor has found that
After retesting the technology, there are the following major disadvantages
I found that.
Return the ozone oxidized sludge to the aeration tank in the sewage biological treatment process
When biological treatment is carried out, part of the ozone oxidized sludge is certainly separated.
Decomposes, but biodegrades by aerating ozone oxidized sludge
Large amount of biodegradable COD is generated from sludge in the process
However, the COD concentration of the treated water is significantly deteriorated. The inventor's
According to experiments, about 100 g of sludge disappeared per 1 kg-SS
The formation of biodegradable COD was observed.
[0005] The sludge is oxidized with ozone and converted into BOD components.
To return to the aeration tank in the sewage treatment process, there is no extra space in the aeration tank.
If there is not enough capacity, the aeration tank BOD load becomes high. High
When the load is increased, the excess sludge generation rate in the wastewater biological treatment process is high.
As a result, ozone requirements increase and running costs
A vicious circle occurs that leads to an increase in Buddha in public waters
Now that slaughtering is a major problem, sludge reduction
The large deterioration of the treated water COD
This is a serious drawback. Sludge can be reduced to a high level and good treatment
Unless the technology is capable of obtaining water quality, it is said to be ideal.
I can't. The present invention overcomes the disadvantages of the prior art, and
Surplus sludge discharged to wastewater can be reduced to zero
To provide new technology that will hardly reduce COD
Make it an issue.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a method for preventing ozone contamination.
A new form of mud oxidation and biological treatment of ozone-treated sludge
That the above tasks can be achieved by combining
I went. That is, the present invention relates to an organic wastewater
From the process of purification by the treatment method, more sludge than excess sludge
Mud extraction, ozone oxidation step and the aerobic biological treatment step
After circulating through the sludge aeration process provided separately from the
Liquid separation and aerated in the separated water and the sludge aeration step.
Returning part of the waste sludge to the biological treatment process.
This is a biological treatment method for organic wastewater.
[0007]
FIG. 1 shows a configuration example of the present invention. Yes
Activated sludge treatment that purifies mechanical sewage 1 with aerobic microorganisms
Process (such as biological dephosphorization, biological nitrification and denitrification)
It may be a step of attaching an anaerobic part;
Directly from the final settling basin
Through the solid-liquid separation step 12 such as
Double the amount of excess sludge as in the prior art.
It is not necessary to withdraw; hereinafter, also simply referred to as withdrawal sludge) 2
And is introduced into the sludge eliminating step 10 of the present invention.
The sludge elimination step referred to in the present invention means that
The extracted sludge 2 is supplied to the ozone oxidation step 13 and converted into ozone 4
Chemical oxidation of sludge to improve biodegradability of sludge
Then, a sludge aeration step provided separately from the activated sludge treatment step 11
14 and aerated to biodegrade the ozonated sludge 3
This is the process of One of the sludge aerated in the sludge aeration process 14
The part is circulated to the ozone oxidation step 13. Circulating volume is active
Approximately three times the weight of excess sludge SS generated in sludge treatment process 11
It should just be set to about. In addition, the extracted sludge 2
It may be supplied to the mud aeration step.
Ozone injection rate is 40-50g-ozone / 1kg-s
s Sludge is appropriate. When aerated ozone oxidized sludge,
Zon oxidized sludge (produced by microorganisms due to the oxidizing action of ozone)
Degradability is improved) (30-40% of SS)
Is separated into carbon dioxide and water by activated sludge (aerobic microorganisms).
Understand and disappear. Sludge from sludge aeration process 14 is far away
Solid-liquid separation in the solid-liquid separation process 15 such as heart separation, membrane separation, and precipitation
Separated. Most of the separated sludge is exposed as sludge 5
The separated water is returned to the gas treatment step 14 and the separated water is supplied to the activated sludge treatment step 11
Is circulated to the aeration section.
In the sludge aeration step 14, a part of the sludge is activated sludge.
If it is operated for a long time without supplying to the mud treatment process 11, sludge exposure
In the process 14, the inorganic SS increases and VSS decreases
However, it was found that the sludge reduction effect deteriorated. This measure
In the sludge aeration step 14, a part of the sludge is
It is important to supply to the processing step 11. Like this
In this way, inorganic SS accumulates in the sludge aeration process 14
The sludge decomposition activity can be prevented from deteriorating, and
It was found that the quantification effect was stably maintained.
With the configuration shown in FIG. 1, the ozone oxidized sludge 3
Refractory organisms produced when aerated and biologically resolved
Degradable COD components are oxidized by ozone again, and are difficult to biodegrade
COD is converted to biodegradable COD by the oxidizing action of ozone
Is repeated many times, resulting in sludge aeration.
Biodegradable biodegradable COD in step 14
It is considered to be decomposed into In the method of the present invention,
COD generation per 1kg-SS of sludge is about 1/7 of the conventional method
It was confirmed experimentally that it became 15 g
Was.
In the prior art shown in FIG. 2, the ozone oxidized sludge 3 is
Returned to the aeration section of the activated sludge treatment process 11 as it is
In the activated sludge treatment step 11, the ozone oxidized sludge 3
In the process of undergoing biodegradation, hardly biodegradable COD is generated,
The treated water is passed through the solid-liquid separation process 12 such as the final settling basin.
6 flows out, and the COD of the sewage treatment water is remarkable.
It was noted that it would get worse. In other words, the conventional technology
Oxidation of the persistent COD component in the ozone
Into the treated water 6 through the solid-liquid separation process 12 such as the final sedimentation basin.
In contrast to the outflow, the present invention produces
The hard-to-decompose COD component is again subjected to ozone oxidation.
After the decomposability is improved, return to the sludge aeration process 14
The COD is removed and this is repeated many times. This result
As a result, according to the present invention, it is possible to produce a COD
It was experimentally confirmed that the yield was reduced to about 1/7.
[0013]
The following examples further illustrate the method of the present invention.
Although described in detail, the present invention is not limited to this embodiment.
No.
[Embodiment] Waste water is targeted according to the process shown in FIG.
A verification test of the present invention was performed. Table 1 shows the average water quality of sewage.
Show.
[0014]
[Table 1]
Table 2 shows the test conditions.
[0016]
[Table 2]
As a result of the experiment, one month after the start of the treatment,
After the condition becomes stable, after the activated sludge treatment process 11
Of the treated water quality of the final sedimentation basin which is the solid-liquid separation process 12
The average value is highly COD and BOD as shown in the first column of Table 3.
Had been removed. The second column in Table 3 shows the places where sludge reduction is not performed.
The quality of the sewage treatment water in the case. In the method of the present invention, the excess sludge
COD deterioration of sewage effluent is almost impossible even if
Not allowed. Sludge is drawn out of the system during the 6-month test.
Although it was not punched out, the M in the aeration section of the activated sludge treatment process 11
LVSS is initially set at 3500-3700mg / lit.
Discarded outside of the system of the present invention
There was no excess sludge.
On the other hand, ordinary activated sludge to which the present invention is not applied
The amount of excess sludge generated by the method is 1 m of sewage. Three55-60g per
-ss. The VSS / MLSS ratio of the sludge aeration tank is
It is 0.86 at the start of operation and the value after 6 months is 0.85
Met. From this fact, the present invention shows that the sludge aeration tank
It was found that there was no accumulation of inorganic SS in the mud. Sludge weight loss
The rate is 32% at the start of operation and 33% after 6 months.
The sludge decomposition activity of the sludge aeration tank (process) is low.
It was confirmed that the temperature was maintained at a constant level.
[0019]
[Table 3]
Comparative Example The same sewage and the same biological treatment as in the present invention
Using the conventional process (FIG. 2)
I drove. The operating conditions of the prior art are disclosed in JP-A-6-20608.
No. 8, the solid-liquid separation process 12 is the
3 times the amount of surplus activated sludge generated from the final sedimentation tank
Oxidation (Ozone absorption 0.05-0.08g-ozone
/ g-ss) and return it to the activated sludge treatment tank (process)
To send. COD of conventional sewage biological treatment water
Deteriorated remarkably as shown in the third column of Table 3. In addition, sludge aeration
If sludge from the tank is not supplied to the wastewater biological treatment process, 6
After a month, the VSS / MLSS ratio of the sludge aeration tank is 0.68
The sludge loss rate also worsened to 23%.
[0021]
The following effects can be obtained by the method of the present invention.
It is.
Sludge extracted from the aerobic biological treatment process of organic wastewater
(Pull sludge not in excess sludge but in excess of excess sludge
Ozone treatment), and then wastewater treatment
Biodegradation of ozone oxidized sludge in a separate sludge aeration process
The aerated sludge is recycled to the ozone oxidation process.
As a result, almost no organic sludge was discarded outside the system.
And the amount of persistent COD produced is reduced.
The ozone-treated sludge is subjected to a sludge aeration process.
After aeration to eliminate sludge, aeration in biological treatment process
Section (biological treatment tank), so that
Water biological treatment process has high BOD load and excess sludge generation rate
It does not cause a vicious cycle of growing.
Return part of the sludge from the sludge elimination process to the biological treatment process
Therefore, the accumulation of inorganic SS in the sludge aeration process can be prevented.
The biodegradation activity of the zon treated sludge does not deteriorate.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の１例を示す工程図。
【図２】従来の汚泥減容化方法の１例を示す工程図。
【符号の説明】
１ 有機性汚水
２ 引抜き汚泥
３ オゾン酸化汚泥
４ オゾン
５ 濃縮汚泥
６ 処理水
１０ 汚泥消滅工程
１１ 活性汚泥処理工程
１２ 固液分離工程
１３ オゾン酸化工程
１４ 汚泥曝気工程
１５ 固液分離工程[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process chart showing one example of the method of the present invention.
FIG. 2 is a process diagram showing an example of a conventional sludge volume reducing method.
[Explanation of symbols]
1 Organic wastewater
2 Pull out sludge
3 Ozone oxidation sludge
4 ozone
5 concentrated sludge
6 treated water
10 Sludge annihilation process
11 Activated sludge treatment process
12 Solid-liquid separation process
13 Ozone oxidation process
14 Sludge aeration process
15 Solid-liquid separation process