专利名称：生物处理槽的污泥处理方法以及废水处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在通过活性污泥方法处理有机性废水时的生物处理槽的污泥处理方法以及废水处理系统。
背景技术：
由于通过含有需氧性微生物的活性污泥处理有机性废水的活性污泥法具有净化能力高，处理经费比较少等优点，因此提出了使用活性污泥法的各种水处理方法，在污水处理或工业废水处理等中通常广泛使用。在该活性污泥法中，将作为处理对象的各种有机性废水导入曝气槽，在该曝气槽中，通过活性污泥将以生物学氧气要求量(BOD生物耗氧量)表示的废水中的有机污浊成分分解，从而进行净化处理。
然而，在活性污泥处理方法中，分解的有机物中50～70％以微生物维持能量的形式消耗，剩余的30～50％在菌体的增殖中使用，因此活性污泥的量逐渐增加。因此，通常将通过曝气槽处理的废水导入沉淀槽，只以有机性废水的净化处理中必须的量作为返送污泥从沉淀的活性污泥中返回至曝气槽内，除此之外的活性污泥经过浓缩、消化、脱水、堆肥化、焚化这样的过程而作为剩余污泥处理，因此在这样的处理中存在产生费用和麻烦的问题。
因此，作为尽可能不出现污泥的处理方法，提出了延长污泥在曝气槽内滞留时间的长时间曝气法，或通过将污泥附着在接触材料的表面，使污泥大量保持在反应槽内的接触氧化法等并实用化((社)日本下水道协会发行，建设省都市局下水道部监修，《下水道设施计划·设计方针和说明》续编，1994年版)。
然而，在这些方法中，作为用于延长污泥在曝气槽内滞留时间的曝气槽，必须有扩大的设置面积。此外，在长时间曝气法中，在负载降低时会发生污泥的扩散，在固液分离中引起障碍。另外，对于接触氧化法，从在负载增加时，产生污泥的孔眼堵塞等的观点出发，其是不优选的。
因此，作为将产生的污泥减体积化，即减少污泥体积的方法，目前公开了从曝气槽抽出污泥进行臭氧处理后，返送回至曝气槽而将污泥减少体积(参见专利文献1，2)，或通过臭氧将污水剩余污泥氧化分解的污泥前处理方法(参见专利文献3)。此外，最近提出了通过喷射器将需氧性生物处理槽内的污泥混合废水与含有臭氧的气体混合，从而向需氧性生物处理槽内的污泥混合废水中注入(参见专利文献4)。
专利文献1特许2973761号公报专利文献2特开2003-126882号公报专利文献3特开平2-222798号公报专利文献4特开2001-259678号公报发明内容然而，在特许2973761号公报、特开2003-126882号公报、特开平2-222798号公报的方法中，由于在另外的槽中臭氧处理产生的污泥，因此存在设置面积和设备费用提高的问题。另外，在特开2001-259678号公报中，由于溶解了臭氧，因此不需要活性污泥法中常用的空气扩散管，而喷射器是必须的，另外还设置密闭活性污泥处理槽和开放污泥处理槽这两个槽，在密闭活性污泥处理槽中主要进行污泥的减体积化处理，在开放污泥处理槽中进行生物处理。如果这样的话，则在该方法中，在活性污泥槽以外，另外，喷射器和开放活性污泥槽均是必须的。
本发明是鉴于所述方面而作出的，目的在于，使用通常的空气扩散管供给臭氧，同时除了生物处理槽以外，并不用额外设置用于将污泥处理减体积化的专用槽，而将产生的污泥减体积化。
为了实现上述目的，根据方面1，其特征在于，向活性污泥法中处理废水的生物处理槽，供应上述生物处理槽为了维持活性污泥处理所必须的空气或氧气，同时每1L流入上述生物处理槽中的流入水(废水)，供应0.0005X～0.15X[g]的臭氧。
更优选供应的臭氧量可以是0.0005X～0.03X[g]。其中，所谓的X，是指流入水中有机性流入负荷浓度，其为BOD+BOD未包含的有机性SS的总和。即，X＝BOD[g/L]+有机性SS[g/L]。另外，所谓的SS，是指悬浮物质。0.0005X是由在烧杯中的杀菌效果试验判断而认为明显没有杀菌效果的浓度。此外，如果超过0.15，则活性污泥量增加的量与由于臭氧减少的量的平衡崩溃，从而活性污泥减少的量增多，无法获得活化活性污泥并杀灭一部分微生物的本发明的作用效果。
通过向活性污泥中供应臭氧，杀灭活性污泥中的部分微生物，通过活性污泥中的微生物捕食杀灭的微生物，从而作为总体污泥的产生量减少。
生物处理槽可以是通常的活性污泥槽，也可以通过向通常的扩散空气中添加臭氧而供应臭氧，从而容易地向已有的废水处理设备中增加该功能。
另外，例如在供应臭氧时，通过使用施加超声波、将臭氧形成微泡(非常细小的泡)添加、在生物处理槽内边搅拌边添加、使用喷射器添加等公知的促进臭氧溶解的方法，可以期待进一步提高效率。
根据发明人们的验证，通过将供应的臭氧量设置为可以维持活性污泥的活性度的范围内，通过相对于1L流入上述生物处理槽中的流入水，供应0.0005×X～0.15×X[g]臭氧，通过维持生物处理槽内微生物的分解性能，并通过臭氧使部分过度增殖的细菌增溶，从而可以维持与通常相同的污泥浓度，并使污泥减体积化。并且处理水质可以获得与目前同样的水平。
由于通过活性污泥进行的排水处理是微生物处理，污泥增加量根据水温和流入水质等各种条件发生变化。为了与该变化对应，必须调整污泥减体积量。因此，为了控制供应的臭氧量，还可以对下述a～f值中的任一个或多个进行测定，基于该测定结果，从而控制供应的臭氧量。
a.供应臭氧的浓度b.生物处理槽内的臭氧浓度c.从生物处理槽中排气的臭氧浓度d.作为流入生物处理槽内的处理原水、生物处理槽的处理水或处理后的处理水的有机物指标的浓度e.生物处理槽内的处理水或处理后的处理水的氧化还原电位(ORP)f.生物处理槽中悬浮物质的量通过如此，可以将生物处理槽内的污泥量保持一定，可以同时进行通过生物处理的有机性废水的净化和产生污泥的减体积化。
另外，在作为有机物指标的浓度中，可以列举例如BOD(每1L废水，在5日内通过微生物消耗的氧气量[mg/L])、COD(每1L废水，通过氧化剂氧化的量[mg/L])、TOC(每1L废水的有机碳量[mg/L])。
直接、连续测定含有较多污泥这样的悬浮物质的臭氧水的水中臭氧浓度在现有技术中是困难的，因此还可以通过测定臭氧处理后的气中臭氧浓度，通过计算求得水中臭氧的浓度。
为了使得臭氧为指定量，可以分别向生物处理槽中供应臭氧和空气或氧气，也可以在供应至生物处理槽之前与空气或氧气混合。此外，臭氧量的调整可以通过增减臭氧产生量(浓度)或间歇加入臭氧实现。
根据如上构成，通过控制供应的臭氧量，从而能够使体系内的生物量基本没有增减，生物处理能力基本保持不变，杀灭部分污泥。因此，可以减少剩余污泥的产生量。
然而，如上所述，由于活性污泥法是通过水中的微生物进行排水净化的方法，因此每体积的净化能力低，所以用于净化必须的水槽容量较大。因此，为了提高每单位体积的排水净化能力，进行通过在活性污泥槽中放入接触材料等以增加水槽内微生物数量的方法。除了通过增加微生物数量，提高排水净化能力以外，进行优先增殖净化能力高的微生物群，以净化能力高的活性污泥槽为目标的方法。
作为对活性污泥的微生物进行控制的方法，一般通过添加微生物剂进行。通过在活性污泥中添加一定量的微生物剂，在活性污泥中增殖上述微生物剂中所含的微生物，发挥出其目标效果。因此，微生物剂中所含的微生物必须在添加的活性污泥中存活。然而，实际上在添加后，由于微生物不适应环境而死灭，或被活性污泥中的其它微生物捕食，而无法发挥其效果的情况也较多。此外，由于对活性污泥中的微生物种的分析非常困难，因此在添加微生物剂后，也难以知道活性污泥中的微生物种变化成什么样，也难以判断实际效果与微生物剂有何关联。此外，微生物剂较昂贵，会花费较高的运行成本。
臭氧在废水处理领域中用于污泥减体积化和杀菌、脱色。在上述的污泥减体积化中，通过臭氧的杀菌效果使得污泥分解。由于臭氧具有杀菌效果，因此通常不考虑直接放入活性污泥槽中。这是由于活性污泥法是通过微生物的废水净化方法，如果杀灭微生物，则活性污泥就不存在了。因此，如上所述，在本发明中，供应至生物处理槽内的臭氧供应量限制在上述范围内。
本发明者们发现了如果臭氧供应量在一定浓度范围内，则生物活性增加，目前的常识无从得知此点。对于其机理目前未探明，按如下进行推导。换句话说，在进行活性污泥处理的生物处理槽中，微生物世代交替每几十分钟就重复，还含有自然寿命结束或弱的菌，这些形成对排水净化没有贡献的剩余污泥，可以说是不利的产物。
但是，相信如此，通过供应规定的臭氧量，使这些只能带来解烦的菌在早期死亡或变弱以到达可溶化，相反，健康的细菌通过对作为臭氧分解产物的氧的有效利用与由于死亡或变弱的细菌的可溶化引起的食料增加的协同作用，活性度增加，从而细菌增殖速度提高，结果废水净化性能得到提高。
因此，根据别的观点的本发明的特征在于，向活性污泥法中处理废水的生物处理槽，供应上述生物处理槽为了维持活性污泥处理所必须的空气或氧气，同时以规定的时间供应相对于生物处理槽内的MLSS(混合液悬浮粒)的规定比例的臭氧，从而提高生物处理槽的有机物除去能力。
此外，鉴于上述事实，臭氧供应量存在于对这样健康的细菌没有损害，且促进死亡或变弱的细菌可溶化的最佳的范围。
即，根据发明者们，相对于生物处理槽内MLSS供应的臭氧的量Y[g-O3/g-MLSS]可以为Y＜0.005×t+0.05。其中，t是在生物处理槽内添加臭氧的时间(处理时间)[h]。
根据后述的实验结果，通过将臭氧的量Y设定为Y＜0.005×t+0.05，有机物除去能力的比例可以保持在100％或以上。
必须的臭氧量限据活性污泥法的各种变化方法而有所不同。这是由于根据各种变化方法，流入有机物的污泥转化率有所不同。例如在长时间曝气法和浸渍膜活性污泥法这样的在废水的生物处理槽内滞留时间长的方法的情况下，污泥产生量变少。例如在标准活性污泥的情况下据说污泥转化率为50％左右，但如果通过长时间曝气法处理，则还有时基本不产生污泥。在这样的污泥产生量少的处理方式中使用本发明的情况下，臭氧供应量可以非常少。
此外，根据废水的种类，污泥转化率为10～85％左右，非常宽。此外，根据污泥的絮凝物(废水中有机物分解而增殖的细菌聚集而成)的状态而必须的臭氧量有所不同。作为明确的数值是不清楚的，如果将絮凝物大且高密度的情况与小且分散的情况进行比较，则确认用于实现同样的减体积化所必须的臭氧量在絮凝物大且高密度的情况下较大。此外，显微镜观察的结果观察到由于臭氧，从絮凝物结合弱的部分开始分解，知道由于这个原因，具有高密度絮凝物的污泥难由于臭氧发生分解，因此必须大量的臭氧。
如果对其进行研究，则本发明方法中必须的臭氧量根据使用的活性污泥法的方法(例如长时间曝气或浸渍膜活性污泥法)、排水种类、活性污泥的絮凝物状态而有所不同。
用于实施本发明活性污泥法的废水处理系统具有进行活性污泥处理的生物处理槽、向上述生物处理槽内供应臭氧的臭氧供应装置、测定上述生物处理槽内活性污泥浓度的测定装置、基于上述测定装置的测定结果对来自上述臭氧供应装置的臭氧供应量进行控制的控制装置。
根据该系统，由于基于生物处理槽内的活性污泥浓度，对来自臭氧供应装置的臭氧供应量进行控制，因此可以将活性污泥浓度维持在期望的范围内，可以将生物处理槽内的污泥量保持在规定范围内。即，可以提高污泥的减体积化(污泥体积的减少)或生物处理槽的有机物除去能力。
在该情况下，如下所述，可以采用测定a.供应臭氧的浓度b.生物处理槽内的臭氧浓度c.从生物处理槽中的排气臭氧浓度d.作为流入生物处理槽内的处理原水、生物处理槽的处理水或处理后的处理水的有机物指标的浓度e.生物处理槽内的处理水或处理后的处理水的氧化还原电位(ORP)f.生物处理槽中悬浮物质的量中任一个或多个的测定装置，基于其测定结果，对臭氧供应装置进行控制。
发明效果根据本发明，除了生物处理槽以外，不用设置其他用于污泥处理减体积化的专用槽，就可以实现产生污泥的减体积化，同时可以使用通常的散气管向生物处理槽内供应臭氧。此外还可以提高生物处理槽的有机物除去能力。
图1是表示实施方式中所述废水处理系统的结构概略的说明图。
图2是表示臭氧供应量与处理水BOD的关系的曲线图。
图3是表示臭氧供应所致的系统内的SS量经时变化的曲线图。
图4是表示生物处理槽内SS经时变化的曲线图。
图5是表示臭氧量经时变化的曲线图。
图6是表示处理水BOD经时变化的曲线图。
图7是表示其他实施方式中废水处理系统的结构概略的说明图。
图8是表示臭氧供应量与有机物除去能力的关系的曲线图。
图9是表示处理时间与活性污泥的有机物除去能力比不加入臭氧的情况提高的情况的最大臭氧量的关系的曲线图。
图10是表示处理水BOD经时变化的曲线图。
图11是表示生物处理槽内MLSS经时变化的曲线图。
图12是表示处理水BOD经时变化的曲线图。
符号说明1 生物处理槽2 空气扩散管3 臭氧发生器4 空气泵6，33 臭氧浓度计12 流入管21 移送管22 沉淀槽23 排水管31 排气管32 臭氧分解装置34 测定装置35 控制装置具体实施方式
接下来对本发明的优选实施方式进行说明。图1表示实验用组构的实施方式中的废水处理系统的概要，在密闭型的生物处理槽1内的底部设置空气扩散管2。在该空气扩散管2中，通过无声放电式臭氧发生器3产生的臭氧与通过空气泵4吸入的空气一起，通过供应管5进行供应。在供应管5中设置紫外线式的臭氧浓度计6和流量计7。
作为处理原水的废水从人工废水槽11通过泵12，经过流入管13流入生物处理槽1内。在生物处理槽1内投入分解处理废水的微生物，流入的废水通过该微生物进行分解处理。
处理的废水通过下游侧的移送管21移送至沉淀槽22内，之后通过排水管23排出体系外。在沉淀槽22内，沉淀的活性污泥通过返回管24返回至生物处理槽1中。
生物处理槽1内的排气通过排气管31从生物处理槽1中排出，臭氧分解装置32中臭氧分解后，排出体系外。从而对人体等有害的臭氧在排气前进行分解处理。在排气管31中设置臭氧浓度计33，对排出的臭氧浓度进行监视。
生物处理槽1内的废水(处理原水)的活性污泥浓度通过测定活性污泥浓度的测定装置34进行测定，该测定结果输入至控制装置35。控制装置35基于该测定结果对臭氧发生装置3进行控制，从而可以对通过空气扩散管2向生物处理槽1内的废水供应的臭氧的量进行控制。
实施方式涉及的废水处理系统如上构成，然后，使用该系统，进行如下的实验，其目的在于，通过曝气含有臭氧的空气，保持生物处理槽1内的微生物维持处理能力的状态下，对产生的污泥减体积化，将系统内的污泥量保持一定，例如为2000～4000mg/L左右。
在活性污泥法中，通过生物处理槽1内微生物的作用，处理原水中的有机物被分解。此时，分解的有机物中的50～70％作为维持微生物的能量被消耗，剩下的30～50％用于微生物的增殖，因此如果放任的话，微生物(活性污泥)量逐渐增加。该增加的污泥被称为剩余污泥。另外，如果该剩余污泥的产生量尽可能减少，则可以削减废水处理的运行成本。
然而，如果生物处理槽1内的污泥过少，则生物处理能力降低，因此期望污泥为一定的量。在本实验例中，进行如下的实验，使得生物处理槽1内的污泥量为2500mg/L而保持一定。
臭氧供应量的调整通过调整臭氧发生浓度和流量进行。此外，试验中使用的污泥使用从办公大楼的中水处理设施(根据标准活性污泥法的处理设施)采取的污泥，试验污水(处理原水)制备成胨系人工废水，在实验时稀释成100mg/L使用。
实验条件如下表1所示。表1中，“臭氧量”中的“X”是指处理原水(流入的废水)中的有机性流入负荷浓度，其为BOD[g/L]+BOD中未包含的有机性SS[g/L的总和。
人工废水(处理原水)的BOD每10000mg/L的成分如表2所示。在本实验中，流入有机负荷＝流入BOD+流入有机SS，实验中使用的人工废水由于有机SS分基本为0，因此流入有机负荷＝流入BOD。
生物处理槽1的SS与沉淀槽22内的SS汇总在一起为系统内的微生物量。此外，为了检查活性污泥的活性，对氧利用速度进行测定。各自的测定方法根据下水试验方法(1997年版)进行。试验开始前的14日，使用不含有臭氧的空气进行曝气，进行污泥的驯化，然后开始试验。无需对试验水温度进行特别的控制。
另外，在本实验例这样小的实验系统中，由于在臭氧量较少的范围内，臭氧量过于微量而无法测定，因此实验在0.01～0.30X[g]的范围内进行。
在图2中表示供给空气中的臭氧量与处理水BOD的关系。试验结果为实验开始后14日的数值。根据其发现，伴随着臭氧量的增加，处理水BOD接近于流入水BOD的100mg/L，处理性能发生恶化。这被认为是由于活性污泥中的细菌类被臭氧杀灭，活性污泥的能力降低。
然而，在0.01～0.15X[g-O3/L-流入水]的范围内，认为由于入口BOD与出口BOD无法相等，因此处理能力的降低而进行微生物处理。因此发现，在该范围内，臭氧量越少，处理水质就越好，如果在0.03X[g-O3/L-流入水]或以下，则基本没有变化。
在图3中表示实验经过天数与实验系统内SS量(＝污泥量)的关系。加入臭氧前实验系统内的SS为约30g。其中，供应0.03X[g-O3/L-流入水]的臭氧。
在不加入臭氧的情况下(0mg/L)，实验系统内的污泥量在14日内增加约4.5g。
4.5[g]÷14[d]＝0.32[g/d]每1天的污泥增加量0.1[g/L]×9[L/d]＝0.9[g]1天内流入的BOD0.32[g/d]÷0.9[g/d]＝0.36污泥转化率由上述的计算结果发现，该实施方式中通过废水处理系统的污泥转化率为0.36，在该比例下，剩余污泥增加。
在同样的系统、装置和同样的条件下，在供应空气中按照0.03X[g-O3/L-流入水]的比例添加臭氧的情况下，发现系统内的SS量基本没有增减。即，SS的生成量与臭氧所致的减体积量基本相等。如图4中所示，由于本条件下的处理水质为18mg/L，因此生物处理能力足够，且是污泥也没有增加的生物处理。
在供应空气中按照0.01X[g-O3/L-流入水]的比例添加臭氧的情况下，目视观察的结果与曝气空气的情况相比，没有发现特别的变化，但活性污泥的氧气利用速度得到提高，另外，使用该情况的氧气利用速度作为活性污泥的活性指标。这认为由于臭氧死灭的污泥是活性低的污泥，这些污泥死灭，其分解物被其他活性强的污泥捕食，从而微生物群总体活性得到提高。
使用同样的系统，在同样的条件下，在供应空气中按照0.30X[g-O3/L-流入水]的比例添加臭氧的情况下，活性污泥产生白浊并发泡，系统内的SS大幅减少。这认为是由于臭氧使得大量微生物死灭的情况被目视观察到。认为由于大量的微生物死灭，因此系统内的SS大幅减少。
由上述的结果发现，基于本实验条件，通过在活性污泥槽的供应空气中添加0.03X[g-O3/L-流入水]或以下的臭氧，生物处理能力不会降低，反而可以抑制污泥的增加量。
另外，在以0.03X[g-O3/L-流入水]的比例添加臭氧的情况下，曝气槽上方气中的臭氧浓度为0.1ppm或以下，为作业环境容许浓度以下。
但是，为了同时进行有机性废水的生物处理和污泥的减体积化，重要的是将系统内的污泥量保持一定。为了实现该目的，必须一直对污泥的产生量监视，并通过添加与其相应的臭氧从而减体积化。由于污泥的产生量根据各种条件而有所不同，因此难以通过计算求得，必须实际测定。
从这样的观点出发，接下来在图1的废水处理系统中，基于生物处理槽1内的废水(处理原水)的活性污泥浓度，通过控制装置35对臭氧发生装置3进行控制，调整臭氧的供应量，从而将活性污泥的量控制在一定范围内，对此实验的结果进行说明。
实验条件与前例中的表1、表2相同。此外，臭氧供应量的范围为0～0.15X[g-O3/L-流入水]，并进行自动控制，使得在生物处理槽1内的SS超过2500mg/L的情况下增加臭氧的供应量，在为2500mg/L或以下的情况下减少臭氧的供应量。
其结果为，如图4所示，曝气槽内的SS稳定推移至约2500mg/L。此时臭氧量的变化在图5中示出，处理水BOD的经时变化在图6中示出。
如图5所示，本实验条件下的臭氧量为0.03X[g-O3/L-流入水]左右，发现若干的变动。如图6所示，确认此时的处理水BOD稳定在20mg/L或以下，对排水处理能力没有影响。这样地，通过使用控制装置35，可以更稳定地运转。
另外，上述的控制例中，基于图1系统中生物处理槽1内的废水(处理原水)的活性污泥浓度，通过控制装置35对臭氧发生装置3进行控制，从而对臭氧的供应量进行调整，但下限于此，例如还可以测定供应臭氧的浓度、生物处理槽1内的臭氧浓度、从生物处理槽1中的排气臭氧浓度、作为流入生物处理槽1内的处理原水、生物处理槽的处理水或处理后的处理水的有机物指标的浓度、生物处理槽1内的处理水或处理后的处理水的氧化还原电位(ORP)、生物处理槽1中悬浮物质的量的任一个或多个，基于该测定值，通过控制装置35对臭氧发生装置3进行控制。
图7表示用于实施所述控制的废水处理系统的结构概要。例如，在基于作为流入生物处理槽1内的处理原水(废水)的有机物指标的浓度进行控制的情况下，可以在流入管13中设置有机分浓度测定器51，将该结果输入控制装置35中，基于其对臭氧发生装置3进行控制。
同样，在基于生物处理槽1内处理水的氧化还原电位(ORP)进行控制的情况下，可以具有如下结构在生物处理槽1内设置ORP传感器52a，将其检测信号送至ORP测定装置52，从ORP测定装置52将测定结果输入控制装置35。在基于生物处理槽1中处理后的处理水的氧化还原电位(ORP)进行控制的情况下，可以具有如下结构在排水管23中设置ORP传感器53a，将其检测信号送至ORP测定装置53，从ORP测定装置53将测定结果输入控制装置35。
此外，在根据臭氧浓度进行控制的情况下，可以具有如下结构将在排气管31.中设置的臭氧浓度计33的测定结果输入至控制装置35中。
以下，对其他的实施方式进行说明。该实施方式按照如下的目的进行在活性污泥法中，通过曝气含有微量臭氧的空气，使微生物活化以提高有机物质净化能力。系统使用如下装置作为实验装置在图1所示的系统中，使泵12停止，使用生物处理槽1作为间歇式曝气槽。
此外，活性污泥的有机物质除去能力的测定按如下进行。
(1)从生物处理槽1中采取一定量的污泥，进行离心分离。
(2)将离心分离的污泥放入一定量的烧杯中。
(3)在上述(2)的烧杯中的污泥中加入BOD浓度为已知的，其成分如表2所示的经稀释的人工废水，振荡一定时间进行培养。
(4)离心分离上述(3)的物质，测定上层澄清液的BOD。
(5)然后，将通过污泥除去的BOD量作为有机物质除去能力。
BOD测定方法按照下水试验方法(1997年版)进行。生物处理槽1的温度为23.5℃。
另外，对于处理时间(对生物处理槽1内的活性污泥曝气含有臭氧的空气的时间)，按照3小时、8小时和24小时3种情况进行实验。另外，标准活性污泥法的曝气时间为6～8小时，由于曝气时间长的长时间曝气法的曝气时间为16～24小时，因此本实验的范围可以说汇集了基本所有的活性污泥法。在所述的情况下，如果本发明所述情况中的相对于生物处理槽1内的MLSS供应的臭氧量Y[g-O3/g-MLSS]由0＜Y＜0.005×t+0.05算出，则在处理时间为3小时的情况下，0＜Y＜0.065[g-O3/g-MLSS]，在处理时间为8小时的情况下，0＜Y＜0.09[g-O3/g-MLSS]，在处理时间为24小时的情况下，0＜Y＜0.17[g-O3/g-MLSS]。
实验条件如表3所示。
在图8中表示臭氧添加量与有机物质除去能力的关系。纵轴以不含有臭氧的空气进行曝气的污泥的有机物质除去能力为100。根据该附图，发现随着臭氧量的增加，有机物质除去能力提高，峰值之后降低。此外，在添加大量臭氧的情况下，活性污泥发生白浊和发泡，系统内的SS大幅减少。认为这是由于臭氧，大量的微生物死灭，通过目视所观察到。认为由于大量的微生物死灭，系统内的SS大幅减少。此时，有机物质除去能力为0。
此外，由图8的结果可以看出，例如在处理时间为3小时的情况下，有机物质除去能力为超过100的范围，臭氧添加量为0.01～约0.05[g-O3/g-MLSS]，在处理时间为8小时的情况下，有机物质除去能力为超过100的范围，臭氧添加量为0.01～约0.1[g-O3/g-MLSS]，同样，在处理时间为24小时的情况下，有机物质除去能力为超过100的范围，臭氧添加量为0.01～约0.15[g-O3/g-MLSS]。
基于以上的结果，如图9所示，绘制各个处理时间下的臭氧添加量的上限值，如果对其进行近似，则得到Y＜0.005×t+0.05这样的算式(图9中的直线)。
即，如果相对于生物处理槽1内的MLSS供应的臭氧量(臭氧添加量)Y为Y＜0.005×t+0.05的范围，则导出有机物除去能力超过100，换句话说，有机物处理能力得到提高。
此外，由图8的结果确认，由于即使在作为本实验装置的臭氧量添加的下限值约0.01[g-O3/L-MLSS]的臭氧下，有机物除去能力也超过100，因此即使极其微量的臭氧也提高有机物除去能力。
如上所述，污泥的有机物除去能力也通过加入极其微量的臭氧以得到提高，因此导出通过臭氧使污泥的有机物质除去能力提高的范围为0＜Y＜0.005×t+0.05。
另外，在0＜Y＜0.005×t+0.05的范围内加入臭氧的实验后上层澄清水的BOD与试验前基本相同，未发现臭氧的影响。此外，在污泥浓度不同的污泥(MLSS＝3000mg/L，5000mg/L)中进行实验，必须的每单位污泥的臭氧量相同。
由上述的结果可知，基于本实验条件，如上述，生物处理槽1的供应空气在处理时间为3小时的情况下为0.05[g-O3/g-MLSS]或以下，污泥的有机物除去能力得到提高，在处理时间为8小时的情况下为0.1[g-O3/g-MLSS]或以下，污泥的有机物除去能力得到提高，在处理时间为24小时的情况下为0.15[g-O3/g-MLSS]或以下，污泥的有机物除去能力得到提高。
另外，在试验装置的排气管31中，设置用于安全的臭氧分解装置32，但由于排气浓度基本为0，因此可以得知在本实验中，这样的臭氧除去部不一定是必须的。
接下来，对其他的实验例进行说明。在该实验中，使用图1的系统，运行泵12，生物处理槽1具有连续式曝气槽的功能。此外，作为处理原水的废水，使用先表2中所示的胨系人工废水，在实验时BOD稀释为100mg/L使用。
试验开始前的14日，采用不含有臭氧的空气进行曝气，进行污泥的培养，之后开始试验。对曝气槽的温度不进行特别的控制。实验条件如表4所示。
实验结果在图10中示出。在试验开始后第15日开始供应臭氧。添加臭氧前的处理水BOD为约18mg/L。从刚供应臭氧之后处理水质得到提高，在供应臭氧后1周左右，BOD降低至11～12mg/L而稳定。根据该试验结果可以确认，通过向生物处理槽1内供应(添加)臭氧，有机物除去能力得到提高。
通过这样的方法，即使在生物处理槽1的有机物除去能力得到提高的情况下，使系统内污泥量保持一定也是重要的，必须在对生物处理槽1内的污泥量监视的同时，向生物处理槽1内供应与其相应的臭氧。为了实现这个目的，可以使用如上述的控制装置35进行控制运行。
对这样的生物处理槽1的有机物除去能力得到提高的情况的控制运行的实验例进行说明。实验条件与上述表4相同，臭氧供应量的范围为0～0.15[g-O3/g-MLSS]，通过测定装置34监视生物处理槽(曝气槽)1内的MLSS，进行如下的自动控制在生物处理槽1内的MLSS超过3000mg/L的情况下，增加臭氧的供应量，在为2900mg/L或以下的情况下，减少臭氧的供应量。
其结果如图11所示，生物处理槽1内的MLSS稳定推移至约3000mg/L。此外，此时的处理水BOD的经时变化在图12中示出。分别发现若干的变动，此时的处理水BOD稳定在约]0mg/L或以下，确认对排水处理能力没有影响。此外，如果与上述实验的通过停止泵12使生物处理槽1具有间歇式曝气槽功能时的处理水BOD相比，则稳定地得到良好的处理水。这样，通过使用自动控制装置，可以确认能够稳定地运行。
权利要求
1.一种生物处理槽的污泥处理方法，其特征在于，在通过活性污泥法处理废水时处理生物处理槽的污泥的方法中，向上述生物处理槽，供应上述生物处理槽为了维持活性污泥处理所必须的空气或氧气，同时每1L流入上述生物处理槽中的废水，供应0.0005X～0.15X[g]的臭氧，X流入废水中有机性流入负荷浓度，即BOD[g/L]+有机性SS[g/L]。
2.权利要求1所述生物处理槽的污泥处理方法，其特征在于，对下述a～f值中的任一个或多个进行测定，基于该测定结果，从而控制供应的臭氧量，a.供应臭氧的浓度；b.生物处理槽内的臭氧浓度；c.从生物处理槽的排气臭氧浓度；d.作为流入生物处理槽内的处理原水、生物处理槽内的处理水或处理后的处理水的有机物指标的浓度；e.生物处理槽内的处理水或处理后的处理水的氧化还原电位(ORP)；f.生物处理槽中悬浮物质的量。
3.一种生物处理槽的污泥处理方法，其特征在于，在通过活性污泥法处理废水时处理生物处理槽的污泥的方法中，供应生物处理槽为了维持活性污泥处理所必须的空气或氧气，同时按规定时间供应相对于生物处理槽内的MLSS为规定比例的臭氧，提高生物处理槽的有机物除去能力。
4.如权利要求3所述的生物处理槽的污泥处理方法，其特征在于，向上述生物处理槽内供应的臭氧量Y[g-O3/g-MLSS]为0＜Y＜0.005×t+0.05t向生物处理槽内添加臭氧的时间[h]。
5.如权利要求3或4所述的生物处理槽的污泥处理方法，其特征在于，对下述a～f值中的任一个或多个进行测定，基于该测定结果，从而控制供应的臭氧量a.供应臭氧的浓度；b.生物处理槽内的臭氧浓度；c.从生物处理槽的排气臭氧浓度；d.作为流入生物处理槽内的处理原水、生物处理槽内的处理水或处理后的处理水的有机物指标的浓度；e.生物处理槽内的处理水或处理后的处理水的氧化还原电位(ORP)；f.生物处理槽中悬浮物质的量。
6.一种废水处理系统，其特征在于，在具有进行活性污泥处理的生物处理槽、用于实施活性污泥法的废水处理系统中，包括向上述生物处理槽内供应臭氧的臭氧供应装置、向上述生物处理槽内供应含有氧气的气体的供应装置、测定上述生物处理槽内活性污泥浓度的测定装置、和基于上述测定装置的测定结果，对来自上述臭氧供应装置的臭氧供应量进行控制的控制装置。
7.如权利要求6所述的废水处理系统，其特征在于，上述测定装置对下述a～f值中的任一个或多个进行测定a.供应臭氧的浓度；b.生物处理槽内的臭氧浓度；c.从生物处理槽的排气臭氧浓度；d.作为流入生物处理槽内的处理原水、生物处理槽内的处理水或处理后的处理水的有机物指标的浓度；e.生物处理槽内的处理水或处理后的处理水的氧化还原电位(ORP)；f.生物处理槽中悬浮物质的量。
全文摘要
本发明的目的在于不设置用于使污泥处理减体积化的专用槽，使得活性污泥法中生物处理槽产生的污泥减体积化。在活性污泥法下处理废水的生物处理槽内，将用于生物处理槽维持活性污泥处理必须的空气或氧气与通过臭氧发生器产生的臭氧供应至生物处理槽内。此时的臭氧量是每1L流入生物处理槽内的废水，为0.0005Xg～0.15Xg。其中，X是指流入废水中的有机性流入负荷浓度，其为BOD+BOD未包含的有机性SS的总和。由此，能够维持通过生物处理槽内微生物的分解性能，同时使得过度增殖的细菌的一部分通过臭氧可溶化，可以减少污泥的体积。
文档编号C02F3/12GK1868921SQ200610091660
公开日2006年11月29日 申请日期2006年5月12日 优先权日2005年5月12日
发明者佐藤峰彦, 稻叶仁, 冈村典明, 猪垣真司, 神谷成毅 申请人:高砂热学工业株式会社