專利名稱：廢水處理方法、系統(tǒng)及污染物降解活性測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種高效的廢水處理方法。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及利用活性污泥法的廢水處理方法、廢水處理系統(tǒng)及活性污泥微生物的污染物降解活性測定方法。
背景技術(shù)：
下水道水和生活廢水等污水、實(shí)驗(yàn)廢水、エ廠廢水、家畜廢水、污泥處理水等廢水主要通過三種方法來處理。S卩，可大致分為圖I所示的被稱為“標(biāo)準(zhǔn)法”的連續(xù)式處理、圖2所示的被稱為分批式處理方法的處理方式、以及OD式處理方法(圖3)這三大類；所述標(biāo)準(zhǔn)法用于各種廢水處理，主要用于下水道水處理，第一處理槽2a用于進(jìn)行厭氧處理，第二處理槽3a和第三處理槽4a用于進(jìn)行曝氣；所述OD式處理方法是制造橢圓形的大型水路來流通原水，在原水的 流入部位和中間的部位間歇地進(jìn)行曝氣和攪拌；它們分別根據(jù)使用的廢水(原水Ia)的種類和處理量、建設(shè)費(fèi)來建設(shè)并實(shí)施。例如，采用分批式處理方法(圖2)的情況下，在四個(gè)槽的處理設(shè)備中，將原水Ia導(dǎo)入具有曝氣裝置和攪拌裝置以及排水裝置的第一分批槽(處理槽)2a和第二分批槽3a，進(jìn)行活性污泥處理，將沉淀在兩個(gè)分批槽底面的污泥取出，輸送至第一剰余污泥槽8a，再將該污泥濃縮后貯存于第二剰余污泥槽9a，適時(shí)地搬出，脫水后進(jìn)行填埋、焚燒等。另ー方面，分批槽的上清液被排水裝置上吸，作為排放水7a排放至河川。一般來說，原水Ia大都預(yù)先在調(diào)整槽中將流入廢水的水質(zhì)和濃度平均化后導(dǎo)入處理槽等。如上所述，對于利用活性污泥法的上述任一種廢水處理，一直以來都要求下水道水處理后的排放水(處理水)的水質(zhì)(處理水質(zhì))的提高、處理效率的穩(wěn)定化、伴隨處理而產(chǎn)生的污泥的減量化、處理時(shí)的泡沫/浮渣(scum 由浮在下水道水處理槽的水面上的固體物質(zhì)和油脂成分聚集而成的浮渣，由于會產(chǎn)生氣體，因此曝氣受到阻礙，處理槽的功能減弱，產(chǎn)生惡臭)/膨脹等的抑制?，F(xiàn)有的廢水處理所存在的問題中，上述采用活性污泥的處理過程中的活性污泥細(xì)菌類的活性降低可能會導(dǎo)致產(chǎn)生氨和硫化氫而發(fā)出惡臭、或者產(chǎn)生泡沫或被稱為浮渣的漂浮物而直接流入排放水等問題，處理效率大幅降低，并且排放水的水質(zhì)變差。即，現(xiàn)有的下水道水處理中，流入處理系統(tǒng)內(nèi)的污水和廢液等待處理廢液中的污染物的成分(流入水所含物質(zhì))及其組成一直在變化，從“活性污泥法”的角度來看，抑制活性污泥的活性(活性污泥微生物的生長)的生長抑制物質(zhì)始終都在流入。如果生長抑制物質(zhì)流入處理系統(tǒng)內(nèi)，則污染物降解性的活性污泥細(xì)菌類/微生物類的生長受到抑制，污染物降解性可能會下降。其原因多種多樣，其中，投入處理槽(分批槽)2a和3a中的原水Ia常常含有活性污泥微生物群的生長抑制物質(zhì)，因此活性污泥處理能力急劇下降，使廢水處理的推進(jìn)大幅減緩。另ー方面，各處理槽和剩余污泥貯留槽的曝氣所需的用電量大，成為降低廢水處理成本的一大障礙。此外，現(xiàn)有的處理方法中，即使廢水處理能力有所提高，從處理槽中取出、(離心)脫水后供至焚燒、填埋處理的剩余污泥量也只會増加，而完全不可能減少。即，處理剩余污泥的各種費(fèi)用不斷増加。因此，用于將剩余污泥離心分離和脫水的電費(fèi)、排出的污泥的焚燒和填埋費(fèi)用、由此產(chǎn)生的運(yùn)輸費(fèi)用等不斷増加。作為 改善策略，通常實(shí)施在處理系統(tǒng)中設(shè)置培養(yǎng)槽來使污泥循環(huán)的方法，但有時(shí)設(shè)置費(fèi)用和管理費(fèi)增加，污泥減量化效果卻不明顯。作為污泥減量化的方法，已知設(shè)置培養(yǎng)槽來提高活性污泥的污染物降解性的“培養(yǎng)法”;持續(xù)向處理槽中添加降解性高的活性污泥的“添加法”;用研磨機(jī)粉碎污泥后送回處理槽的“研磨法”;向污泥中鼓入臭氧后送回處理槽的“臭氧法”；對污泥進(jìn)行超聲波處理后送回處理槽的“超聲波法”;用噴水粉碎污泥后送回處理槽的“水噴射法”等方法。但是，這些污泥減量化方法中，新設(shè)備的引入和維持需要花費(fèi)龐大的費(fèi)用。在這樣的背景下，專利文獻(xiàn)I中，僅為了提高屎尿處理槽中的處理效率而提出了向處理槽中添加硅化合物和鎂化合物的方法、給予蛋白胨等營養(yǎng)劑的方法、向處理槽中追加活性污泥用種菌的方法，但對于屎尿處理以外的情況并未充分達(dá)到其目的。另ー方面，以往幾乎未知有關(guān)下水道水所含污染物和屎尿降解性菌株的報(bào)道。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，屎尿被芽孢桿菌屬細(xì)菌類(下述A株和B株的組合)降解，這些芽孢桿菌屬細(xì)菌類定性地顯示出淀粉油脂降解性，以肌肉性蛋白質(zhì)為主要成分的庖肉培養(yǎng)基(日水制藥株式會社(日水製薬)制)的懸浮物質(zhì)〔SS suspended solid)的除去率約為80%以上(非專利文獻(xiàn)I)。日水制藥株式會社制的庖肉培養(yǎng)基現(xiàn)已停產(chǎn)。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在屎尿處理時(shí)，如果向處理槽中添加硅化合物和鎂化合物，則屎尿降解性芽孢桿菌屬細(xì)菌類占據(jù)優(yōu)勢，高效地引發(fā)屎尿降解，惡臭的產(chǎn)生減少(非專利文獻(xiàn)I 3)。而且還發(fā)現(xiàn)，在下水道水處理時(shí)，硅化合物和鎂化合物的存在對于伴隨處理而產(chǎn)生的污泥的減量化和惡臭產(chǎn)生的減少也是很重要的。此外還發(fā)現(xiàn)，對于污染物降解而言，除了淀粉降解性和油脂降解性之外還兼具庖肉培養(yǎng)基中的懸浮物降解性的芽孢桿菌屬細(xì)菌是很重要的。但是，非專利文獻(xiàn)I 3中，針對被焚燒或填埋的排放污泥的減量化的嘗試，僅提出了通過使用處理能力高的微生物菌株和處理方法來提高效率的技術(shù)方案，可以說尚不存在污泥大幅減量化的方法和技術(shù)。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在下水道水處理時(shí)，如果產(chǎn)生泡沫、浮渣、膨脹等，則通過添加營養(yǎng)劑能有效地消除這些問題(專利文獻(xiàn)2)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利特開第2002-86181號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :國際公開第2006/115199號文本非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I :村上及入江等，好氧性屎尿處理槽中的芽孢桿菌的優(yōu)勢及其生物化學(xué)性質(zhì)(好気性し尿処理槽におけるBacillis spp.の優(yōu)占化とそれらの生化學(xué)的性質(zhì))，水環(huán)境學(xué)會志，18 (2)，97-108頁，1995年
非專利文獻(xiàn)2 :入江鐐?cè)案邏V秀樹，利用芽孢桿菌屬細(xì)菌的増加/優(yōu)勢來改善下水道水處理的相關(guān)研究(Bacillus屬細(xì)菌の増加/優(yōu)占化による下水道水処理改善に閨する研究)，防菌防霉，27卷(7)，431-440頁，1999年非專利文獻(xiàn)3 :土井幸夫、李文生、入江鐐?cè)?、田端信一郎及建石耕一，高效無臭合并處理浄化槽中占據(jù)優(yōu)勢的菌群及它們的生物化學(xué)性質(zhì)，防菌防霉，26卷(2)，53-63頁，1998 年

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種能在不對現(xiàn)有的活性污泥法中使用的廢水處理設(shè)施 進(jìn)行大規(guī)模改造的情況下以低成本實(shí)現(xiàn)廢水處理后的水的水質(zhì)(處理水質(zhì))的提高和污泥減量化、高效地處理下水道水等廢水的廢水處理方法、廢水處理系統(tǒng)及活性污泥微生物的污染物降解活性(作為表示水域的渾濁程度的指標(biāo)的BOD成分和懸浮物質(zhì)〔SS〕的除去率)測定方法。S卩，本發(fā)明的目的在于提供一種在消除活性污泥處理微生物群的污染物降解活性降低的現(xiàn)象并大幅提高其處理能力以提高處理效率的同時(shí)、使剰余污泥減量化的方法。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如上所述，下水道水處理的處理費(fèi)用持續(xù)高漲，希望實(shí)現(xiàn)污泥產(chǎn)生量的減少、惡臭的減少、污泥脫水的聞效化等。從環(huán)境問題等角度考慮，還希望實(shí)現(xiàn)處通后的水質(zhì)的提聞和
穩(wěn)定化。以往，幾乎未知活性污泥法等中使用的污染物降解性微生物類的相關(guān)研究，也未知選擇性地在下水道水處理槽或污泥貯留槽中培養(yǎng)污染物降解性高的微生物的技木。此夕卜，生長抑制物質(zhì)流入處理系統(tǒng)內(nèi)、污染物降解性的活性污泥細(xì)菌類/微生物類的生長受到抑制的“生長抑制”是下水道水處理高效化的難點(diǎn)，也未知該生長抑制的解決方法。本發(fā)明人自1991年起開始研究自人畜的屎尿處理和下水道水處理(包括生活雜廢水和食品エ廠廢水的處理，下同)中起作用的活性污泥微生物，從而完成了本發(fā)明。一般認(rèn)為污泥由活性污泥微生物構(gòu)成，但本發(fā)明人提出了污泥中含有大量的未降解污染物的見解。事實(shí)上，已有報(bào)道稱，淀粉降解性、油脂降解性、肌肉蛋白質(zhì)降解性細(xì)菌類如果在屎尿處理或下水道水處理活性污泥中生長，則處理水質(zhì)提高，可見污泥的減量化，惡臭減少(非專利文獻(xiàn)1、2)。有報(bào)道稱，此時(shí)，要使污染物降解性高的細(xì)菌類生長并維持，需要添加硅化合物和鎂化合物(非專利文獻(xiàn)I 3)。還發(fā)現(xiàn)，污染物降解性高的細(xì)菌類生長時(shí)，可能會產(chǎn)生浮渣和泡沫，蛋白胨的添加有助于解決這些問題，并且已將其申請專利(專利文獻(xiàn)2)。然后，在2006年(2006年)12月 2009年(2009年)12月的3年間，進(jìn)行了下水道水處理的高效化試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果除了硅化合物和鎂化合物及蛋白胨之外還添加鋁化合物和干燥酵母提取物作為處理促進(jìn)劑，則可起到如下所述的良好效果當(dāng)有活性污泥微生物生長抑制物質(zhì)流入?yún)?，活性污泥微生物的休克狀態(tài)解除，污染物降解性細(xì)菌群恢復(fù)，而且還出現(xiàn)污染物降解性更高的細(xì)菌群。還有，從16S rDNA堿基序列的分析和基因樹判斷，可以認(rèn)為出現(xiàn)的高污染物降解性菌株是由添加的種菌株誘變而得的突變株，各種酶活性有所提高，而且各種酶的非特異性有所提高。即，可以認(rèn)為由添加的種菌株誘變而得的突變株是誘導(dǎo)出了酶生產(chǎn)能力的菌株?？梢哉J(rèn)為“誘導(dǎo)出了酶生產(chǎn)能力”是指酶自身發(fā)生突變而酶活性提高，特別是蛋白酶活性和蛋白酶的底物非特異性提高。除了污染物降解性高的細(xì)菌株的出現(xiàn)、生長、維持之外，還出現(xiàn)了顯示出淀粉降解性、油脂降解性、纖維素降解性的霉菌和酵母，并且能維持一定數(shù)量。出現(xiàn)的霉菌中存在G株，該G株具有抗生素生產(chǎn)性，而且隨著G株的生長，在處理槽中絲狀真菌類的生長逐漸消失。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了使上述污染物降解性高的微生物類生長并維持，除了添加處理促進(jìn)劑之外，還需要保持合適的污泥返送量和保持合適的曝氣量。如果如上所述管理下水道水處理設(shè)施，則與以往的年平均值相比，處理水BOD改善了 57%以上，懸浮物質(zhì)〔SS〕除去率改善了 67%以上，總氮〔T-N〕改善了 15%以上，總磷 化合物量〔T-P〕顯示出與以往相同的除去率。還有，污泥產(chǎn)生量以干燥重量計(jì)與以往相比削減了 50%，以污泥轉(zhuǎn)化率(=IOOX增加污泥干燥重量/除去BOD量)計(jì)與以往相比減少了約60% (實(shí)現(xiàn)了減量化)。此外，關(guān)于添加的處理促進(jìn)劑，已知硅化合物和鎂化合物，但未知鋁化合物的添加效果。另ー方面，雖然已發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)生泡沫和浮渣時(shí)，蛋白胨的添加對于解決這些問題有效，但本發(fā)明人新發(fā)現(xiàn)，干燥酵母提取物的添加顯示出消除泡沫和浮渣的效果，對于活性污泥微生物的生長抑制的恢復(fù)具有卓越的效果。已知添加種菌作為污染物降解性細(xì)菌的技術(shù)方案，但效果不持久。此外，尚不知曉從添加的種菌誘變出污染物降解性更高的菌株的技術(shù)方案。另外，迄今為止在下水道水處理領(lǐng)域，尚未知有在處理槽、污泥貯留槽、濃縮污泥貯留槽中確認(rèn)到霉菌和酵母等淀粉降解性、油脂降解性、纖維素降解性強(qiáng)的微生物的生長的例子。本發(fā)明人基于這些發(fā)現(xiàn)而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明的廢水處理方法如下所述，包括作為第一形態(tài)的“廢水處理方法(a ) ”和作為第二形態(tài)的“廢水處理方法(P)”。廢水處理方法(a )如圖I 4所示，其特征在于，在對原水Ia進(jìn)行活性污泥處理吋，實(shí)施第一污泥返送エ序Va，該第一污泥返送エ序Va是將在帶曝氣和攪拌的第一剩余污泥槽或污泥貯留槽12a中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至處理槽、分批槽或厭氧槽的エ序和/或?qū)⒃趲貧夂蛿嚢璧牡诙徲辔勰嗖刍驖饪s污泥貯留槽13a中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至處理槽、分批槽或厭氧槽的エ序，并且在將返送該污泥的處理槽中、分批槽中或厭氧槽中的芽孢桿菌屬細(xì)菌數(shù)維持在2. OX IO5 22. 5 X 105Cfu/mL的同時(shí)進(jìn)行活性污泥處理。上述方法(a)中，在實(shí)施第一污泥返送エ序Va時(shí)，為了避免受到生長抑制劑等的影響而活性降低，較好是還實(shí)施第二污泥返送エ序Wa，該第二污泥返送エ序Wa是將在帶曝氣和攪拌的第二剰余污泥槽或濃縮污泥貯留槽13a中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至帶曝氣和攪拌的第一剩余污泥槽或污泥貯留槽12a的エ序。較好是向第一處理槽或第一分批槽2a、第二處理槽或第二分批槽3a、第三處理槽4a,OD槽5a、第一剩余污泥槽或污泥貯留槽8a、第二剰余污泥槽或濃縮污泥貯留槽9a、污泥濃縮槽10a、污泥貯留槽或濃縮污泥貯留槽11a、帶曝氣和攪拌的第一剰余污泥槽或污泥貯留槽12a、以及帶曝氣和攪拌的第二剰余污泥槽或濃縮污泥貯留槽13a中的任意ー個(gè)以上的槽中添加處理促進(jìn)劑，該處理促進(jìn)劑較好是選自硅化合物、鎂化合物、鋁化合物、蛋白胨和干燥酵母提取物的ー種或兩種以上。較好是向第一剩余污泥槽或污泥貯留槽8a、第二剰余污泥槽或濃縮污泥貯留槽9a、污泥濃縮槽10a、污泥貯留槽或濃縮污泥貯留槽11a、帶曝氣和攪拌的第一剰余污泥槽或污泥貯留槽12a、以及帶曝氣和攪拌的第二剰余污泥槽或濃縮污泥貯留槽13a中的任意ー個(gè)以上的槽中添加氮源，該氮源較好是選自尿素、硫酸銨、氯化銨和硝酸銨的任意ー種以上。另ー方面，本發(fā)明的廢水處理方法(￠)如圖5所示，其特征在于，采用至少包括下述エ序(I) (5)的活性污泥法進(jìn)行廢水處理吋，在污泥貯留槽30和/或濃縮污泥貯留槽50中至少安裝曝氣裝置和攪拌裝置中的 曝氣裝置，配置成帶裝置的污泥貯留槽30和/或帶裝置的濃縮污泥貯留槽50，實(shí)施下述污泥返送(I)、(II)；エ序(I):在向具有曝氣裝置和攪拌裝置的曝氣槽10中添加了種菌群2的狀態(tài)下，使生物化學(xué)需氧量〔B0D〕為80mg/L以上的污水或廢液I流入，進(jìn)行曝氣和攪拌，從而得到攪拌處理液11的曝氣エ序；エ序(2):使エ序(I)中得到的攪拌處理液11流入污泥沉淀槽20，通過靜置分離成上清液21和沉淀污泥22后,將該上清液21作為排放水23排放至體系外的分離エ序；エ序(3):將エ序(2)中得到的沉淀污泥22取出，將沉淀污泥22貯留于污泥貯留槽30，將其一部分返送至所述曝氣槽10的貯留返送エ序；エ序⑷將エ序(3)中得到的貯留污泥在污泥濃縮槽40和/或離心濃縮機(jī)60中濃縮的濃縮エ序；以及エ序(5):將エ序(4)中得到的濃縮污泥貯留于濃縮污泥貯留槽50，將其一部分搬出至體系外的貯留搬出エ序；污泥返送(I):在所述帶裝置的污泥貯留槽30中進(jìn)行曝氣或進(jìn)行曝氣和攪拌，將由此得到的攪拌處理貯留污泥31取出，返送至所述曝氣槽10 ;和/或污泥返送(II):在所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中進(jìn)行曝氣或進(jìn)行曝氣和攪拌，將由此得到的攪拌處理濃縮貯留污泥51取出，返送至所述曝氣槽10和/或所述帶裝置的污泥貯留槽30 ；向所述曝氣槽10、所述帶裝置的污泥貯留槽30和所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的至少ー個(gè)以上的槽中添加污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑，并且在將添加有所述污泥凝聚劑和所述營養(yǎng)劑的槽中的芽孢桿菌屬的細(xì)菌數(shù)保持在2. OXlO5 111 X 105Cfu/mL的同時(shí)進(jìn)行廢水處理。如圖6所示，所述曝氣槽10可以2個(gè)以上串聯(lián)連結(jié)，在第一個(gè)處理槽12中實(shí)施不進(jìn)行曝氣而只進(jìn)行攪拌的厭氧處理，在第二個(gè)處理槽13以后添加種菌群2，進(jìn)行曝氣和攪拌。如圖5所示的所述曝氣槽10通過暫時(shí)停止其曝氣和攪拌的功能，可以兼用作所述污泥沉淀槽20。較好是所述種菌群2被誘變成污染物高降解性菌群，該污染物高降解性菌群具有淀粉降解性和油脂降解性，并且下述組成的庖肉培養(yǎng)基Oxoid和Difco中所含的懸浮物質(zhì)SS的除去率分別為70%以上和60%以上；庖肉培養(yǎng)基Oxoid的組成(每1L):干燥心肌為73. Og、蛋白胨為10. Og、牛肉提取物粉末(Lab-lemco powder)為10. Og、氯化鈉為5. Og、葡萄糖為2. Og ;庖肉培養(yǎng)基Difco的組成(每1L):干燥牛心肌為98. Og、月示蛋白胨為20. Og、葡萄糖為2. Og、氯化鈉為5. Og。更好是所述污染物高降解性菌群對所述庖肉培養(yǎng)基Oxoid中所含的SS的除去率為80%以上。較好是所述種菌群2是A株、B株和C株；所述A株是蘇云金芽孢桿菌[Bacillus thuringiensis],國際保藏編號:FERM BP-11280 ;所述B株是枯草芽孢桿菌[Bacillussubtilis]，國際保藏編號FERM BP-11281 ;所述C株是枯草芽孢桿菌[Bacillussubtilis]，國際保藏編號:FERM BP-11282。較好是所述污染物高降解性菌群包含選自D株、E株和F株的至少ー種芽孢桿菌屬細(xì)菌；所述D株是枯草芽孢桿菌[Bacillus subtilis]，國際保藏編號:FERM BP-11283 ；所述E株是枯草芽孢桿菌[Bacillus subtilis]，國際保藏編號FERM BP-11284 ;所述F株是枯草芽孢桿菌[Bacillus subtilis]，國際保藏編號FERM BP-11285 ;或者所述污染物高降解性菌群包含至少ー種所述芽孢桿菌屬細(xì)菌以及G株的霉菌和/或選自H株、I株和J株的至少ー種酵母；所述G株是不整青霉[Penicillium turbatum],國際保藏編號FERM BP-11289 ;所述H株是林生地霉[Geotrichum silvicola],國際保藏編號FERM BP-11287 ;所述I株是發(fā)酵畢赤酵母[Pichia fermentans],國際保藏編號FERM BP-11286 ;所述J株是季也蒙畢赤酵母[Pichia guilliermondii],國際保藏編號FERMBP-I1288。較好是所述污泥凝聚劑含有鋁化合物以及硅化合物和/或鎂化合物；相對于lg/L添加該污泥凝聚劑的槽中的懸浮物質(zhì)MLSS，添加0. 01 0. 5g的以氧化鋁Al2O3換算的鋁化合物、0. 01 2g的以ニ氧化硅SiO2換算的硅化合物、以及0. 01 0. 5g的以氧化鎂MgO換算的鎂化合物，上述添加量是各槽的每I立方米(m3)的每I天的量。較好是所述營養(yǎng)劑是蛋白胨和/或干燥酵母提取物；相對于lg/L添加該營養(yǎng)劑的曝氣槽10中的MLSS，添加0. 8 70mg的蛋白胨、0. I IOmg的干燥酵母提取物；相對于lg/L添加該營養(yǎng)劑的所述帶裝置的污泥貯留槽30中的MLSS，添加3. 5 250mg的蛋白胨、0. 7 45mg的干燥酵母提取物；相對于lg/L添加該營養(yǎng)劑的所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的MLSS，添加2. 0 150mg的蛋白胨、0. 4 25mg的酵母提取物；上述添加量是各槽的每I立方米(m3)的每I天的量。較好是向所述帶裝置的污泥貯留槽30和/或所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中與所述污泥凝聚劑和所述營養(yǎng)劑一起添加氮源，該氮源是選自尿素、硫酸銨、氯化銨和硝酸銨的ー種以上；相對于lg/L所述帶裝置的污泥貯留槽30中的MLSS，添加0. I 15g的以N2換算的氮源；相對于lg/L所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的MLSS，添加I 150mg的以N2換算的氮源；上述添加量是各槽的每I立方米(m3)的每I天的量。此外，本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)的特征在于，采用所述活性污泥法進(jìn)行廢水處理吋，在污泥貯留槽30和/或濃縮污泥貯留槽50中至少安裝曝氣裝置和攪拌裝置中的曝氣裝置，配置成帶裝置的污泥貯留槽30和/或帶裝置的濃縮污泥貯留槽50，實(shí)施所述污泥返送(I)和/或(II)，向所述曝氣槽10、所述帶裝置的污泥貯留槽30和所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的至少ー個(gè)以上的槽中添加污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑，并且在將添加有所述污泥凝聚劑和所述營養(yǎng)劑的槽中的芽孢桿菌屬的細(xì)菌數(shù)保持在2. OX IO5 IllX 105Cfu/mL的同時(shí)進(jìn)行廢水處理。本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)中，所述曝氣槽10可以2個(gè)以上串聯(lián)連結(jié)，在第一個(gè)處理槽12中實(shí)施不進(jìn)行曝氣而只 進(jìn)行攪拌的厭氧處理，在第二個(gè)處理槽13以后添加種菌群2，進(jìn)行曝氣和攪拌，所述曝氣槽10通過暫時(shí)停止其曝氣和攪拌的功能，可以兼用作所述污泥沉淀槽20。本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)中的污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑與優(yōu)選在本發(fā)明的廢水處理方法(￠)中使用的污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑相同，添加量也與本發(fā)明的廢水處理方法(￠)的情況相同。此外，所述帶裝置的污泥貯留槽30和/或所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中與污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑一起添加的氮源及其添加量也與本發(fā)明的廢水處理方法(￠)的情況相同。另外，本發(fā)明的活性污泥微生物的污染物降解活性測定方法的特征在于，根據(jù)將細(xì)菌接種于所述庖肉培養(yǎng)基并培養(yǎng)后的SS的干燥重量X和在不將細(xì)菌接種于所述庖肉培養(yǎng)基的情況下另行培養(yǎng)后的SS的干燥重量Y，用下式(i)SS 除去率(% ) = { (Y-X)/Y} X100- (i)算出SS除去率，藉此測定所述種菌群或所述污染物高降解性菌群中所含的活性污泥微生物的污染物降解性能。發(fā)明的效果利用本發(fā)明的廢水處理方法(a )，與現(xiàn)有的處理方法相比，具有如下所述的極優(yōu)良的效果能處理的廢水量的大幅増加(以一年計(jì)，處理水的BOD的除去率提高57%以上，SS〔懸浮物質(zhì)〕的除去率提高67%以上，T-N的除去率提高15%以上)、剩余污泥的產(chǎn)生量的令人震驚的減量化(50% )、污泥轉(zhuǎn)化率的顯著降低(約-60% )、經(jīng)曝氣和貯藏的剩余污泥的離心分離所需的電量的大幅削減、排放水的水質(zhì)的大幅提高、處理設(shè)備周邊的惡臭產(chǎn)生的大幅減少。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，通過實(shí)施本發(fā)明的廢水處理方法(a)，在該處理的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中作為種菌添加的污染物降解性微生物群(以芽孢桿菌屬菌為主體)在經(jīng)過一定時(shí)間后完全消失，被誘變成污染物降解性能更高的污染物降解性微生物群。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在該污染物降解性微生物群中也包含天然來源的霉菌和酵母菌。本發(fā)明的廢水處理方法(￠)還能提供具有下述⑴ (10)的效果的廢水處理方法、廢水處理系統(tǒng)和活性污泥微生物的污染物降解活性測定方法。(I)種菌被誘變成污染物高降解性菌群通過實(shí)施本發(fā)明的廢水處理方法)，不僅種菌被誘變成污染物降解性高的菌群，即使在不添加種菌的情況下(這是指土壌或屎尿等中存在污染物降解性高的芽孢桿菌屬細(xì)菌、流入并占據(jù)優(yōu)勢而進(jìn)行高效的處理的情況)，也能誘變出污染物降解性高的菌群(與添加種菌的情況相比有時(shí)需要花費(fèi)ー些時(shí)間；非專利文獻(xiàn)2)。還有，使用A株、B株和C株作為種菌來實(shí)施本發(fā)明的廢水處理方法的情況下(在實(shí)施例中詳細(xì)描述)，能誘變出污染物降解活性維持在與這些種菌同等水平的多種菌群(芽孢桿菌屬細(xì)菌、霉菌、酵母)。菌群中所包含的微生物的種類有多種(即對生長抑制物質(zhì)的感受性各不相同)，因此作為一個(gè)整體不易發(fā)生生長抑制。(2)污泥減量化能使污泥產(chǎn)生量以干燥重量計(jì)與以往相比減少50%以上，以污泥轉(zhuǎn)化率(=IOOX增加污泥干燥重量/除去BOD量)計(jì)與以往相比減少約60%以上。(3)處理水水質(zhì)的提高以年平均計(jì)，與以往相比能使處理水BOD改善57%以上，使SS除去率改善67%以上，使總氮〔T-N〕改善15%以上?？偭谆衔锪俊睺-P〕的處理維持現(xiàn)狀。如果能像本發(fā)明這樣提高處理水質(zhì)，則能抑制對環(huán)境造成的不良影響。 (4)惡臭成分產(chǎn)生的抑制能抑制來自處理槽或污泥貯留槽的氨、硫化氫等惡臭成分的產(chǎn)生。其結(jié)果是，能延長設(shè)施的無修理時(shí)間(修理間隔)，因此能節(jié)約設(shè)施管理費(fèi)。(5)耗電量的節(jié)約即使流入BOD量隨時(shí)間增加，也能如上所述以高效率和高品質(zhì)進(jìn)行廢水處理，因此在要求與以往同等程度的品質(zhì)的處理水的情況下，能維持耗電量不變或降低耗電量。(6)幾乎不需要翻修設(shè)施不需要大幅翻修現(xiàn)有設(shè)施。即，在不改造或小幅改造現(xiàn)有的下水道水處理設(shè)施的情況下即可實(shí)施本發(fā)明的廢水處理方法)，因而與以往相比能實(shí)現(xiàn)污泥減量化。(7)絲狀真菌類的生長的抑制絲狀真菌類的生長得到抑制，因而能抑制泡沫和浮渣的產(chǎn)生，能維持良好的污泥沉降性，設(shè)施的管理容易。(8)下水道水污泥處理經(jīng)費(fèi)的削減如實(shí)施例中所詳述，2009年(2009年)的下水道水處理量為185m3/天，污泥減量化率與2005年(2005年)相比為50. 1%，污泥產(chǎn)生量大幅減少，雖然與2005年相比除去BOD量增加了 35. 92%、除去SS重量增加了 60. 85%，但減量化的干燥污泥重量相當(dāng)于7. 458t。該干燥污泥量換算成濃縮污泥(實(shí)施例中使用的下水道水處理設(shè)施的濃縮污泥的MLSS含量約為2%，含水率約為98% )相當(dāng)于124輛3. Om3貨車的量，搬運(yùn)費(fèi)為62萬日元，相當(dāng)于50m3脫水泥餅(含水率85% :含水率(％) =(水分重量/水分+MLSS重量)X 100)，處理費(fèi)用約為80萬日元，共計(jì)142萬日元，節(jié)省下的費(fèi)用為142萬日元/年。如果以從2009年4月到2010年(2009財(cái)政年度)3月的預(yù)測污泥減量化率62%計(jì)算，則可預(yù)測能節(jié)約的處理費(fèi)為176萬日元/年?！案稍镂勰唷钡闹亓堪凑諔腋∥镔|(zhì)測定法(JIS K010214. I)測定。該懸浮物質(zhì)測定法是用玻璃纖維制濾器(孔徑I U m，直徑20 50nm)過濾一定容量(200mL)的污泥懸浮水，于105 110°C干燥I小時(shí)，在干燥器內(nèi)放冷(約I小吋)，按照下式算出其重量。干燥懸浮物質(zhì)量(mg/L) = [懸浮物質(zhì)+濾紙重量(mg) -濾紙重量]X 1000/試樣(mL)式中，[懸浮物質(zhì)+濾紙重量(mg)-濾紙重量]在20 40mg的范圍內(nèi)。通過常規(guī)方式測定槽內(nèi)的MLSS時(shí)，用MLSS計(jì)(利用光的散射現(xiàn)象測定MLSS濃度(mg/L))測定?！皾饪s污泥”是指從沉淀槽污泥去除水分濃縮而得(水分含量低)的污泥。(9)能應(yīng)用于各種廢水不僅能應(yīng)用于下水道水處理，也能應(yīng)用于以畜產(chǎn)廢水處理、屎尿處理、食品エ廠廢水處理為代表的其它廢水處理，因此能應(yīng)用于各種領(lǐng)域。(10)污泥轉(zhuǎn)化率的降低對于污泥轉(zhuǎn)化率設(shè)計(jì)值為40%、且污泥轉(zhuǎn)化率實(shí)際值為90%的設(shè)施，能使污泥轉(zhuǎn)化率降至35%以下。 這里，“污泥轉(zhuǎn)化率設(shè)計(jì)值”是指根據(jù)由各處理設(shè)施建設(shè)公司按照下水道水處理方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而得的值算出的值，記載于投標(biāo)文件等。設(shè)為40%以下的法律依據(jù)不明(認(rèn)為可能是下水道事業(yè)團(tuán)制定的標(biāo)準(zhǔn)值)，但認(rèn)為污泥轉(zhuǎn)化率上限為40%?！拔勰噢D(zhuǎn)化率實(shí)際值”根據(jù)由設(shè)施管理人員(地方政府委托管理)運(yùn)轉(zhuǎn)處理設(shè)施而得到的值算出。污泥轉(zhuǎn)化率通過下式算出。污泥轉(zhuǎn)化率) =100 X增加污泥重量(干燥物kg) /除去BOD量(kg)附圖
的簡單說明圖I是模式化地表示現(xiàn)有的連續(xù)式廢水處理設(shè)備中的廢水處理槽的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖2是模式化地表示現(xiàn)有的分批式廢水處理槽的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖3是模式化地表示現(xiàn)有的OD式廢水處理槽的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖4是模式化地表示本發(fā)明的廢水處理方法(a )中的污泥的返送和剰余污泥處理的流程的圖，可適用于圖I 3中的任ー個(gè)。圖5是模式化地表示本發(fā)明的廢水處理方法(￠)中使用的各槽的結(jié)構(gòu)的圖。圖中，(a)和(b)分別表示可以將攪拌處理貯留污泥31在離心濃縮機(jī)60中濃縮，或者也可以使攪拌處理貯留污泥31流入污泥濃縮槽40。用圖5的曝氣槽10來應(yīng)對圖6所示的連續(xù)式處理的形態(tài)與將圖I和圖4組合而成的連續(xù)式處理的形態(tài)相同。圖6是模式化地表示圖5的曝氣槽10為應(yīng)對連續(xù)式處理而由多個(gè)處理槽連結(jié)而成的形態(tài)的圖。圖7是模式化地表示實(shí)施例中使用的廢水處理方法(￠)的各槽的結(jié)構(gòu)的圖，污泥貯留槽30和濃縮污泥貯留槽50分別具有曝氣裝置和攪拌裝置。下面，也將攪拌處理貯留污泥31從污泥貯留槽30向分批槽70的返送記作“污泥返送(i) ”，將攪拌處理濃縮貯留污泥51從濃縮污泥貯留槽50向分批槽70的返送記作“污泥返送(ii) ”，將攪拌處理濃縮貯留污泥51從濃縮污泥貯留槽50向污泥貯留槽30的返送記作“污泥返送(iii) ”。圖7的形態(tài)與將圖2和圖4組合而成的分批式處理的形態(tài)相同。圖8所示為C株、D株、E株或F的16S rDNA堿基序列(1510bp)。圖中的“R”表示A(腺嘌呤)或G(鳥嘌呤)。此外，該堿基序列的前端(5’末端)的19個(gè)堿基和3’末端的16個(gè)堿基的序列分別表示與9F引物和1510R引物的序列相對應(yīng)的堿基序列。實(shí)施發(fā)明的方式下面，參照附圖I 4對本發(fā)明的廢水處理方法(a)進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
<廢水處理方法(a ) >用活性污泥來處理下水道水或生活廢水等污水、實(shí)驗(yàn)廢水、エ廠廢水、家畜廢水、污泥處理水等廢水時(shí)，無論是連續(xù)式、分批式還是OD式，在進(jìn)行處理的同時(shí)，活性污泥微生物的活動都會下降，產(chǎn)生氨、硫化氫等惡臭及泡沫和被稱為浮渣的漂浮物，造成直接流入排放水等問題。因此，處理效率大幅降低，并且排放水的水質(zhì)變差。其原因多種多樣，其中，投入處理槽(圖2中的2a和3a)中的原水Ia (廢水)常常含有活性污泥微生物群的生長抑制物質(zhì)，因此活性污泥處理能力急劇下降，使廢水處理的推進(jìn)和效率降低。通常，在廢水處理的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，將污泥從各處理槽取出至剰余污泥槽或污泥貯留槽，積蓄了規(guī)定量后，再經(jīng)過濃縮、脫水等處理，將污泥搬出。該取出自動進(jìn)行一定時(shí)間。本發(fā)明的廢水處理方法(a )中，不論采用何種活性污泥處理的情況下，剩余污泥 的取出量均為正在各處理槽中進(jìn)行處理的廢水量的10 25%左右，為15 17%左右時(shí)效率更好。通常，一并實(shí)施如下所述的與該污泥取出相對應(yīng)的量的污泥返送。如圖4所示，在進(jìn)行污泥取出前，將進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥從“帶曝氣和攪拌的第一剩余污泥槽或污泥貯留槽12a”(例如至少安裝有曝氣裝置和攪拌裝置中的曝氣裝置的進(jìn)行了曝氣和攪拌的第一剰余污泥槽8a等)返送至處理槽(曝氣槽或厭氧槽)(“第一污泥返送エ序”Va)。藉此，能在將處理槽中的污染物降解性高的微生物數(shù)(以污染物降解性的芽孢桿菌屬細(xì)菌作為指標(biāo))維持在2. OX IO5 22. 5 X 105Cfu/mL的同時(shí)穩(wěn)定地實(shí)施活性污泥處理。為標(biāo)準(zhǔn)法時(shí)(與分批法相同)，第一污泥返送エ序的返送量是原水的流入量的10 30%左右，通常較好是15 17%左右。該第一污泥返送エ序在提高廢水處理的效率方面很重要，通過在將分批槽中具有高污染物降解活性的污染物降解性微生物數(shù)(以污染物降解性的芽孢桿菌屬細(xì)菌作為指標(biāo))維持在2. OX IO5 22. 5 X 105Cfu/mL的同時(shí)實(shí)施活性污泥處理來實(shí)現(xiàn)，這是本發(fā)明的廢水處理方法(a)的特征之一。為標(biāo)準(zhǔn)法或OD方式吋，需要有將沉淀于沉淀槽的污泥直接返送至處理槽的通路，需要流入原水量的0. 15倍 I. 5倍量的返送能力。本發(fā)明的廢水處理方法(a )中，還進(jìn)行從“帶曝氣和攪拌的第二剩余污泥槽或濃縮污泥貯留槽13a”(例如進(jìn)行了曝氣和攪拌的第二剰余污泥槽9a等)到“帶曝氣和攪拌的第一剩余污泥槽或污泥貯留槽12a” (例如進(jìn)行了曝氣和攪拌的第一剰余污泥槽8a等)的污泥返送(圖4中的“第二污泥返送エ序”Wa)。該第二污泥返送エ序的返送量是該槽12a中的污泥量的15 60%量/周，較好是15 25%量/周。在各處理槽和/或該槽12a中活性污泥處理微生物群發(fā)生了生長抑制時(shí)，例如在該槽12a中作為指標(biāo)的芽孢桿菌屬細(xì)菌數(shù)減少至約7. 5 X IO5CfuAiL以下時(shí)，該第二污泥返送エ序?qū)τ诨钚晕勰嗵幚砦⑸锶旱脑偕突謴?fù)極為有效。還有，在活性污泥處理的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，常常會有絲狀真菌蔓延，活性污泥處理微生物群可能會發(fā)生生長抑制。此時(shí)也能發(fā)現(xiàn)，從該槽13a到該槽12a的污泥返送對于絲狀真菌的生長的抑制起到極為有效的作用。由此可以發(fā)現(xiàn)，活性污泥處理微生物群產(chǎn)生了新的且與種菌相比更強(qiáng)的污染物降解活性。還發(fā)現(xiàn)了通過實(shí)施該第二污泥返送エ序，污染物減少這ー顯著的事實(shí)。本發(fā)明的廢水處理方法(a)中，處理槽中的污染物降解性高的微生物群的細(xì)菌類的指標(biāo)菌株以污染物降解性的枯草芽孢桿菌作為指標(biāo)，在其細(xì)菌數(shù)為2. OX IO5 22. 5 X IO5CfuAiL的條件下進(jìn)行活性污泥處理。作為芽孢桿菌屬細(xì)菌的指標(biāo)菌的例子，采用作為種菌的蘇云金芽孢桿菌A株、枯草芽孢桿菌B株和枯草芽孢桿菌C株、在實(shí)施例中詳細(xì)描述了分離方法等的枯草芽孢桿菌D株、枯草芽孢桿菌E株、枯草芽孢桿菌F株等。發(fā)現(xiàn)A株+B株、C株、D株、E株、F株在實(shí)施例3中記載的方法中是污染物降解性菌株。上述槽12a的曝氣量為D0〔溶解氧量〕為lmg/L時(shí)，ORP〔氧化還原電位〕為140 280mV。上述槽13a的曝氣是進(jìn)行通氣的程度的簡單曝氣，通氣量為D0為Omg/L，ORP 為-100 -300mVo現(xiàn)有的方法中，第一剰余污泥槽和第二剰余污泥槽、污泥貯留槽、污泥濃縮槽和濃縮污泥貯留槽均沒有進(jìn)行曝氣的例子。圖4是僅示出了本發(fā)明的廢水處理方法(a)的污泥返送的流程的模式圖，說明的是將該廢水處理方法(a )應(yīng)用于通常的連續(xù)式處理方法(圖I)、分批式處理方法(圖2)和OD式處理方法(圖3)時(shí)的處理的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
[連續(xù)式處理方法的情況]通常，在大量的下水道水處理設(shè)施等中使用的連續(xù)式處理方法(圖I)中，在第一處理槽2a(通常保持厭氧性)中加入原水la，進(jìn)行脫氮處理后，將經(jīng)處理的原水在第二處理槽3a、進(jìn)而在第三處理槽4a中曝氣，然后送至沉淀槽6a，進(jìn)行固液分離后，將上清水作為排放水7a進(jìn)行滅菌后排放。另ー方面，對沉淀槽6a中固液分離的沉淀實(shí)施污泥取出(Xa)Jf其一部分污泥返送(Ya)至第一處理槽2a。將實(shí)施了污泥取出Xa后的剰余部分送至污泥濃縮槽10a，靜置后，將上清水取出濃縮，送至污泥貯留槽11a。接著，再取出上清水，濃縮后，作為搬出污泥14a搬出。目前使用的下水道水處理設(shè)施中(無論是上述連續(xù)式處理方法、分批式處理方法和OD式處理方法中的哪ー種方法)，沉淀槽6a、第一剰余污泥槽(或污泥貯留槽)8a、第ニ剰余污泥槽(或濃縮污泥貯留槽)9a、污泥濃縮槽IOa和污泥貯留槽(或濃縮污泥貯留槽)Ila中均不具有曝氣裝置和攪拌裝置，并且也不具有用于進(jìn)行從槽Ila到槽2a、從槽IOa到槽2a、從槽Ila到槽10a、從槽9a到槽2a、從槽8a到槽2a以及從槽9a到槽8a的污泥返送的設(shè)備(裝置)。作為將本發(fā)明的廢水處理方法(a )應(yīng)用于該連續(xù)式處理方法時(shí)的處理的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，例如通過在濃縮污泥貯留槽Ila中設(shè)置曝氣裝置和/或攪拌裝置，使其處于能向槽Ila中供給空氣的狀態(tài)，將在槽Ila中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至第一處理槽2a。該污泥返送量相對于原水Ia的量(流入量)為5 15% /天，從由沉淀槽6a到第一處理槽2a的污泥返送Ya的量中扣除相當(dāng)于該污泥返送量的3 6倍的量(該扣除量有時(shí)根據(jù)第一處理槽2a的MLSS濃度而有所不同)。然后，較好是適量添加下述的凝聚劑、營養(yǎng)劑和氮源中的任意ー種以上。[分批式處理方法的情況]如圖2所示，在第一分批槽2a和第二分批槽3a中每隔6小時(shí)交替加入原水la，在該6小時(shí)的期間(I個(gè)循環(huán))進(jìn)行曝氣和攪拌。因此，通常I天進(jìn)行4個(gè)循環(huán)，曝氣和攪拌的時(shí)間進(jìn)行合適的次數(shù)，例如曝氣和攪拌進(jìn)行2 3次/循環(huán)，曝氣時(shí)間為約I. 5小時(shí)X2/循環(huán)，攪拌時(shí)間為約I. 5小時(shí)X2/循環(huán)。在停止曝氣和攪拌的期間，進(jìn)行4 5小時(shí)的污泥的沉淀和處理水的排放。一井進(jìn)行污泥的取出。將本發(fā)明的廢水處理方法(a )應(yīng)用于該分批式處理方法時(shí)的處理的運(yùn)轉(zhuǎn)方法在實(shí)施例中詳細(xì)描述。
將原水Ia導(dǎo)入OD槽5a (圖3 :通常呈橢圓形，在2處具有曝氣裝置兼攪拌裝置，槽內(nèi)呈能使原水循環(huán)的結(jié)構(gòu))，在剛流入后和半周后在進(jìn)行曝氣和攪拌的同時(shí)使原水Ia在槽5a中循環(huán)。將OD槽5a中的槽內(nèi)水(懸浮水)的一部分導(dǎo)入沉淀槽6a，固液分離后，上清水經(jīng)滅菌后作為排放水7a被排放。將沉淀物(污泥)取出(Xa)，將其一部分污泥返送Ya至OD槽5a。取出后的污泥的剰余部分在污泥濃縮槽IOa中通過取出上清水進(jìn)行濃縮，然后送至污泥貯留槽11a，在此通過取出上清水進(jìn)行濃縮，作為搬出污泥14a搬出。作為將本發(fā)明的廢水處理方法(a )應(yīng)用于該OD式處理方法時(shí)的處理的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，例如通過在濃縮污泥貯留槽Ila中設(shè)置曝 氣裝置和/或攪拌裝置，使其處于能向槽Ila中供給空氣的狀態(tài)，將在槽Ila中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至OD槽5a。該污泥返送量相對于原水Ia的量(流入量)為5 15% /天，從由沉淀槽6a到OD槽5a的污泥返送Ya的量中扣除相當(dāng)于該污泥返送量的3 6倍的量(該扣除量有時(shí)根據(jù)OD槽5a的MLSS濃度而有所不同)。然后，較好是適量添加下述的凝聚劑、營養(yǎng)劑和氮源中的任意ー種以上。向第一處理槽2a、分批槽2a和3a以及OD槽5a導(dǎo)入原水Ia時(shí)，通常預(yù)先在調(diào)整槽中將原水Ia的水質(zhì)和濃度平均化。除了從上述槽12a向處理槽(分批槽)返送剩余污泥的エ序外，通過向處理槽和該槽12a及上述槽13a中添加處理促進(jìn)劑，可以發(fā)現(xiàn)各槽中的活性污泥處理微生物群因生長抑制物質(zhì)的流入而導(dǎo)致的休克狀態(tài)解除，污染物降解性細(xì)菌類恢復(fù)，還可以對于污染物降解性更高的細(xì)菌類的出現(xiàn)獲得好的效果。所用的處理促進(jìn)劑僅靠硅化合物或鎂化合物(各自単獨(dú))即可充分發(fā)揮效果，但由硅化合物、鎂化合物、鋁化合物、蛋白胨和干燥酵母提取物組成的混合物可帶來更好的效果。還有，向由硅化合物、鎂化合物、鋁化合物、蛋白胨和干燥酵母提取物組成的混合物中添加氮源而得的混合物可以觀察到更好的效果。添加頻率為每周I 2次，添加的處理促進(jìn)劑在添加后立即吸附于絮凝物。因此，處理促進(jìn)劑在絮凝物內(nèi)濃縮30 70倍，通常約為50倍，從而作用于微生物群。每當(dāng)在各處理槽和/或該槽12a中活性污泥處理微生物群發(fā)生了生長抑制或休克狀態(tài)等時(shí)，便可追加處理促進(jìn)劑，使活性污泥處理微生物群的生長恢復(fù)。本發(fā)明的廢水處理方法(a )中，較好是在上述槽12a和/或13a中添加氮源，這是因?yàn)閷τ谖廴疚锝到庑晕⑸锶旱纳L特別有效。作為所用的氮源，有蛋白胨、酵母提取物和/或尿素、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨等氮混合物，來自貯留污泥槽12a和13a的返送污泥中的ー種或兩種以上。并用上述處理促進(jìn)劑和氮源時(shí)，不僅對于污染物降解性微生物的生長有效，而且對于新的污染物降解性微生物群的誘變也有很好的效果。接著，參照附圖5 7對本發(fā)明的廢水處理方法(@ )、廢水處理系統(tǒng)和活性污泥微生物的污染物降解活性測定方法進(jìn)行具體說明。<廢水處理方法(3 ) >本發(fā)明的廢水處理方法(￠)如圖5所示，其特征在于，采用至少包括上述エ序(I) (5)的活性污泥法進(jìn)行廢水處理吋， 在污泥貯留槽30和/或濃縮污泥貯留槽50中至少配置曝氣裝置和攪拌裝置中的曝氣裝置，實(shí)施上述污泥返送(I)和/或(II);
向所述曝氣槽10、所述帶裝置的污泥貯留槽30和所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的至少ー個(gè)以上的槽中添加污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑； 將添加有所述污泥凝聚劑和所述營養(yǎng)劑的槽中的芽孢桿菌屬的細(xì)菌數(shù)保持在2. OXlO5 lllX105cfu/mL ；來進(jìn)行廢水處理 。通過實(shí)施上述本發(fā)明的廢水處理方法)，污染物/污泥被淀粉降解性、油脂降解性、蛋白質(zhì)降解性高的菌株/微生物群高效地降解。芽孢桿菌屬細(xì)菌類中，國際保藏的A株(淀粉+油脂降解性)和B株(油脂+蛋白質(zhì)降解性)的組合以及C株 F株的菌株具有淀粉降解性、油脂降解性、蛋白質(zhì)降解性，特別是A株+B株和C F株的蛋白質(zhì)降解性高。G株的霉菌和H J株的酵母具有高淀粉降解性、油脂降解性，蛋白質(zhì)降解性與A株+B株和C F株相比較差。因此，為了高效地降解污染物/污泥(特別是蛋白質(zhì))，需要將添加有污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑的槽中的芽孢桿菌屬的細(xì)菌數(shù)保持在2. OX IO5 IllX 105cfu/mL。該細(xì)菌數(shù)的下限值是對各處的下水道水處理設(shè)施的細(xì)菌群進(jìn)行分析、考慮到文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)エ廠的污泥轉(zhuǎn)化率和芽孢桿菌屬細(xì)菌數(shù)而求得的數(shù)值?，F(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)下水道水處理設(shè)施也得到了幾乎相同的數(shù)值。[活性污泥法]認(rèn)為活性污泥由下水道水、廢水中存在的微生物通過有機(jī)物的降解、氧的供應(yīng)(曝氣)來進(jìn)行爆發(fā)性的繁殖、増殖而產(chǎn)生，藉此減少(處理)下水道水、廢水中的有機(jī)性污染物，但實(shí)際情況是產(chǎn)生了污泥產(chǎn)生量高、污泥處理費(fèi)用高等活性污泥法的問題。本說明書中，一般將采用活性污泥的廢水處理稱為“活性污泥法”?；钚晕勰喾筛鶕?jù)給微生物供氧的方法(根據(jù)方式不同，有時(shí)會暫時(shí)不供給)以及后續(xù)的將與水混合的活性污泥分離的エ序的形態(tài)進(jìn)ー步細(xì)分。用于供氧的水槽稱為曝氣槽10。本發(fā)明的廢水處理方法(￠)中，在鋼筋混凝土或鋼板制的水槽(曝氣槽10)中加入活性污泥，用鼓風(fēng)機(jī)送入空氣(也可以是氣泡從槽底冒出等形態(tài))。如果使污水或廢液I逐次少量流入槽內(nèi)，則污水或廢液I中所含的污染物質(zhì)成為微生物(例如種菌群2)的“飼料”。恰好與流入的污水或廢液I相同量的含活性污泥的水溢出，因而流入別的水槽。將其稱為污泥沉淀槽20，活性污泥的比重比水略重，因此下沉并積蓄在底部。通過泵等使其流入污泥貯留槽30，暫時(shí)貯留污泥，將該污泥返送至曝氣槽10 (將其稱為“污泥返送”)。使用按照連續(xù)進(jìn)行這些步驟的方式設(shè)計(jì)的一系列設(shè)備。該活性污泥法如圖5所示，典型的是至少包括下述エ序(I) (5)。エ序(I):在向具有曝氣裝置和攪拌裝置的曝氣槽10中添加了種菌群2的狀態(tài)下，使生物化學(xué)需氧量〔B0D〕為80mg/L以上的污水或廢液I流入，進(jìn)行曝氣和攪拌，從而得到攪拌處理液11的曝氣エ序；エ序(2):使エ序(I)中得到的攪拌處理液11流入污泥沉淀槽20，通過靜置分離成上清液21和沉淀污泥22后,將該上清液21作為排放水23排放至體系外的分離エ序；エ序(3):將エ序(2)中得到的沉淀污泥22取出，將沉淀污泥22貯留于污泥貯留槽30，將其一部分返送至所述曝氣槽10的貯留返送エ序；エ序(4):將エ序(3)中得到的貯留污泥在污泥濃縮槽40和/或離心濃縮機(jī)60中濃縮的濃縮エ序；
エ序(5):將エ序(4)中得到的濃縮污泥貯留于濃縮污泥貯留槽50，將其一部分搬出至體系外的貯留搬出エ序。要用該活性污泥法處理下水道水或生活廢水等污水、實(shí)驗(yàn)廢水、エ廠廢水、家畜廢水、污泥處理水等廢水，如上所述存在三種處理方式。如上所述，可分類為通常被稱為“標(biāo)準(zhǔn)法”的連續(xù)式處理方式、被稱為分批式處理方法的處理方式、以及OD式處理方法。例如圖7所示，為分批式處理方式時(shí)，在四個(gè)槽的處理設(shè)備中，將廢水導(dǎo)入具有曝氣裝置和攪拌裝置、排水裝置的第一分批槽和第二分批槽70，進(jìn)行活性污泥處理，將沉淀在兩個(gè)分批槽70底面的污泥取出，輸送至污泥貯留槽30 (也稱為第一剰余污泥槽)，再將該污泥濃縮后貯藏于濃縮污泥貯留槽50 (也稱為第二剰余污泥槽)，適時(shí)地搬出，脫水后進(jìn)行填埋、焚燒等。

另ー方面，分批槽70的上清液被排水裝置上吸，排放至河川。一般來說，原廢水大都預(yù)先在調(diào)整槽中將流入廢水的水質(zhì)和濃度平均化后導(dǎo)入處理槽。[污水或廢液/上清液/排放水]“污水或廢液I” (本說明書中也簡稱為“廢水”、“原水”、“原廢水”或“下水道水”)是生物化學(xué)需氧量〔B0D〕為80mg/L以上的下水道水，也可以含有屎尿和豬尿。下水道水、屎尿和豬尿的BOD分別較好是80 600mg/L、7000 12000mg/L和20000 40000mg/L?！吧锨逡?1”較好是其BOD為“污水或廢液I ”的BOD的I %以下。要對這樣的廢水進(jìn)行處理后排放至公共水域，需要滿足其BOD在20mg/L以下的規(guī)定，因此在“上清液21”的BOD為20mg/L以下的時(shí)作為“排放水23”排出至體系外。[曝氣槽]曝氣槽10如圖5所示配置有曝氣裝置和攪拌裝置。如圖6所示，曝氣槽10可以是現(xiàn)有的應(yīng)對連續(xù)式處理的形態(tài)，即2個(gè)以上串聯(lián)連結(jié)，在第一個(gè)處理槽12中實(shí)施不進(jìn)行曝氣而只進(jìn)行攪拌的厭氧處理，在第二個(gè)處理槽13以后添加種菌群2，進(jìn)行曝氣和攪拌。此外，圖7所示，曝氣槽10通過暫時(shí)停止其曝氣和攪拌的功能，也可以兼用作所述污泥沉淀槽20。[種菌群]作為曝氣槽10中添加的“種菌群2”，優(yōu)選使用A株、B株和C株。作為迄今為止已證明了屎尿降解性的菌株，僅已知A株和B株的組合(非專利文獻(xiàn)I)以及C株(本發(fā)明人未發(fā)表)。國際上也未知(或未確定)屎尿降解性菌株和污染物降解性菌株。組合使用芽孢桿菌屬細(xì)菌和芽孢桿菌屬細(xì)菌以外的微生物(例如霉菌和酵母等)作為種菌群來實(shí)施本發(fā)明的廢水處理方法的情況下，能使污泥減量化(干燥重量，與以往相比)達(dá)到50%以上，2007年的污泥減量化率為62. 75% (污泥轉(zhuǎn)化率為28. 376% ) 另ー方面，農(nóng)業(yè)村落廢水處理設(shè)施(采用OD式處理方式，エ廠廢液不流入)中，使用A株 J株來代替A C株作為種菌群2在污泥貯留槽中進(jìn)行曝氣，自2010年3月起實(shí)施現(xiàn)有的廢水處理方法(這里，對污泥貯留槽進(jìn)行曝氣，并且在OD槽和各污泥貯留槽(共計(jì)3個(gè)槽)中相對于lg/L的MLSS添加作為處理促進(jìn)劑的0. 01 0. 5g的A1203、0. 01 2. Og的Si02、0. 01 0. 5g的MgO以及0. 8 250mg的蛋白胨和0. I 45mg的干燥酵母提取物(各槽每Im3每I天)；由于流入水中的氮含量高，因此未添加氮源)，至5 7月確認(rèn)到25 30%的污泥減量化(自2010年7月中旬起，由于曝氣裝置和攪拌裝置發(fā)生故障，因此未能取得到2010年10月30日為止的數(shù)據(jù))。此時(shí)，作為污泥減量化與以往相比未達(dá)到50%的原因，認(rèn)為有以下原因(I)未像本發(fā)明的廢水處理方法那樣實(shí)施污泥返送等；(2)未能盡早獲取曝氣槽10和污泥貯留槽20的污泥濃度值，無法確立對策；(3)未能準(zhǔn)確把握污染物流入量和搬出污泥量；(4)該設(shè)施中的曝氣裝置等頻繁發(fā)生故障等。對于這些A C株在實(shí)施例中詳細(xì)描述。
此外，使用實(shí)驗(yàn)エ廠的情況下，污泥轉(zhuǎn)化率為15. 3% (滯留時(shí)間12 15小時(shí)，水溫12 24°C )，這也記載于非專利文獻(xiàn)2。由該值可以推測，與污泥轉(zhuǎn)化率為90%的處理設(shè)施相比，能實(shí)現(xiàn)80%以上的污泥減量化。由此可知，即使不添加種菌群，也能實(shí)現(xiàn)50%以上的污泥減量化，但該值是使用實(shí)驗(yàn)エ廠(4個(gè)槽共計(jì)為3. 6m3)而得的值，與實(shí)際應(yīng)用時(shí)相比更容易實(shí)現(xiàn)污泥減量化。其原因在于，在實(shí)驗(yàn)エ廠中發(fā)生了生長抑制的情況下，曝氣量調(diào)整、污泥取出等操作容易進(jìn)行，能將生長抑制的影響控制在低水平。[污染物高降解性菌群]種菌群2較好是在實(shí)施本發(fā)明的廢水處理方法并經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后誘變成污染物高降解性菌群。較好是該污染物高降解性菌群具有淀粉降解性和油脂降解性，并且下述組成的庖肉培養(yǎng)基Oxoid和Difco中所含的懸浮物質(zhì)即SS的除去率分別為70%以上和60%以上；更好是該庖肉培養(yǎng)基Oxoid中所含的SS的除去率為80%以上。庖肉培養(yǎng)基Oxoid和Difco分別使用Oxoid公司制的“庖肉培養(yǎng)基(COOKED MEATMEDIUM) ”(0X0ID編號:CM0081)和Difco公司制的“Difco (商標(biāo))庖肉培養(yǎng)基(CookedMeat Medium) ” (目錄號 226730)。庖肉培養(yǎng)基Oxoid的每I升的組成為干燥心肌為73. Og、蛋白胨為10. Og、牛肉提取物粉末為10. Og、氯化鈉為5. Og、葡萄糖為2. Og ;另一方面，庖肉培養(yǎng)基Difco的每I升的組成為干燥牛心肌為98. Og、月示蛋白胨為20. Og、葡萄糖為2. Og、氯化鈉為5. Og。一般來說，評價(jià)蛋白質(zhì)降解性時(shí)，例如以白蛋白、酪蛋白、明膠等的降解性表示。但是，將酪蛋白或明膠用于評價(jià)蛋白質(zhì)降解性時(shí)，降解性菌株多，難以獲得污染物降解性的指標(biāo)，因此本發(fā)明人獨(dú)創(chuàng)地引入了采用庖肉培養(yǎng)基的蛋白質(zhì)降解性評價(jià)。使約300mg庖肉培養(yǎng)基Oxoid和Difco懸浮于6mL 7欠，振蕩10天后，殘留SS在Oxoid中為49. 7%，而在Difco中為68. 4%，可知這兩種培養(yǎng)基的性質(zhì)有很大差異。使用A C株作為種菌群的情況下，污染物高降解性菌群較好是包含選自D株、E株和F株的至少ー種芽孢桿菌屬細(xì)菌，或者包含至少ー種該芽孢桿菌屬細(xì)菌以及作為霉菌的G株和/或選自H株、I株和J株的至少ー種酵母。能降解庖肉培養(yǎng)基的只有有限的菌株，已知例如梭菌[Clostridium]屬細(xì)菌、擬桿菌[Bacteroid]屬細(xì)菌、沙雷氏菌[Serratia]屬細(xì)菌。對于這些污染物高降解性菌群也在實(shí)施例中詳細(xì)描述。[污泥凝聚劑/營養(yǎng)劑]
通過向曝氣槽10以及至少具有曝氣裝置和攪拌裝置中的曝氣裝置的帶裝置的污泥貯留槽30和/或帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中添加污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑(本說明書中，也將污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑一井簡稱為“處理促進(jìn)劑”)，可提高廢水處理的效率。較好是向帶裝置的污泥貯留槽30和/或帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中與污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑一起添加氮源。污泥凝聚劑較好是包含鋁化合物以及硅化合物和/或鎂化合物；營養(yǎng)劑較好是蛋白胨和/或干燥酵母提取物；氮源較好是選自尿素、硫酸銨、氯化銨和硝酸銨的ー種以上。這些物質(zhì)相對于姆lg/L槽中的懸浮物質(zhì)〔MLSS,混合液懸浮固體(mixed liquorsuspended solid)(曝氣槽混合液中的活性污泥漂浮物)〕的添加量匯總于下表(該槽的每I立方米〔m3〕每I天)。MLSS是指漂浮在曝氣槽內(nèi)的污水中的活性污泥。[表 I]
表I :污泥凝聚劑、營養(yǎng)劑和氮源的添加量
腺#鱗帶裝置的污泥貯帶裝置的濃縮污
— 'へ ^ 曝^taiu留槽30泥！!!:留槽50
污鋁化合物0.01 0.5g(以氧化鋁Ul2O3)換算)
泥--
凝硅化合物0.01 2g(以ニ氧化硅(SiO2)換算)
聚--
劑鎂化合物0.01 0.5g(以氧化鎂(MgO)換算)
營蛋白胨0.8 70mg3. 5 250mg2. 0 150mg
春----
劑酵母提取物 0.1 lOmg0. 7 45rag0. 4 25mg
氮源(以N2換算)一0.1 15gI 150噸<廢水處理系統(tǒng)>本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)如圖5 7所示，其特征在于，采用上述活性污泥法進(jìn)行廢水處理時(shí)， 在污泥貯留槽30和/或濃縮污泥貯留槽50中至少配置曝氣裝置和攪拌裝置中的曝氣裝置，實(shí)施上述污泥返送(I)和/或(II); 向所述曝氣槽10、所述帶裝置的污泥貯留槽30和所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的至少ー個(gè)以上的槽中添加污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑； 將添加有所述污泥凝聚劑和所述營養(yǎng)劑的槽中的芽孢桿菌屬的細(xì)菌數(shù)保持在2. OXlO5 lllX105cfu/mL ；來進(jìn)行廢水處理。如圖6所示，廢水處理系統(tǒng)中使用的曝氣槽10可以是現(xiàn)有的應(yīng)對連續(xù)式處理的形態(tài)，即2個(gè)以上串聯(lián)連結(jié)，在第一個(gè)處理槽12中實(shí)施不進(jìn)行曝氣而只進(jìn)行攪拌的厭氧處理，在第二個(gè)處理槽13以后添加種菌群2，進(jìn)行曝氣和攪拌。此外，如圖8所示，曝氣槽10通過暫時(shí)停止其曝氣和攪拌的功能，也可以兼用作所述污泥沉淀槽20。廢水處理系統(tǒng)中的污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑各自所用的化合物及其添加量以及和這些處理促進(jìn)劑一起添加的作為氮源使用的化合物及其添加量與上文中相同。 <活性污泥微生物的污染物降解活性測定方法>本發(fā)明的活性污泥微生物的污染物降解活性測定方法的特征在于，根據(jù)將細(xì)菌接種于所述庖肉培養(yǎng)基并培養(yǎng)后的SS的干燥重量(X)和在不將細(xì)菌接種于所述庖肉培養(yǎng)基的情況下另行培養(yǎng)后的SS的干燥重量(Y)，用下式(i)SS 除去率(% ) = { (Y-X)/Y} X100- (i)算出庖肉培養(yǎng)基中的SS除去率，藉此測定所述種菌群或所述污染物高降解性菌群中所含的活性污泥微生物的污染物降解性能。此時(shí)，較好是也ー并考慮淀粉降解性和油脂降解性。對于淀粉降解性和油脂降解性的測定在下文中描述。BOD成分的除去率可按照J(rèn)IS K 0102 *16中記載的方法測定。下面簡單地說明該方法。測定由微生物消耗的、待測水中所含溶解氧量〔D0〕的消耗量(培養(yǎng)5天)，換算 成mg/L來表示。首先，對應(yīng)于各稀釋級別分別準(zhǔn)備2個(gè)已知容量的“氧瓶(例200mL)”，將各瓶用稀釋水填充至一半。待測水的稀釋級別為每級1/2，在初始濃度的2個(gè)瓶中加入一定量(例40mL)的待測水，用稀釋水填滿空間。同樣地，逐級在一對氧瓶中加入1/2量的待測水(例20mL)，用稀釋水填滿，制備各級濃度的待測水(例10mL、5mL、2. 5mL等)。
5分鐘后，測定各稀釋級別的I個(gè)瓶的溶解氧量(記作A (mg/L))，將其它瓶在密閉狀態(tài)下于20°C培養(yǎng)5天。培養(yǎng)后，測定溶解氧量，采用3. 5 6mg/L的值的稀釋級別的數(shù)值作為溶解氧量(記作B〔mg/L〕)，用“BOD值〔mg/L〕= (A-B) X稀釋率”表示。接種時(shí)進(jìn)行校正。溶解氧量通過溫克勒(Winkler)疊氮化鈉法(JIS K 0102 24 3)或溶解氧計(jì)(主要在現(xiàn)場)測定。下面，采用實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，但本發(fā)明并不限定于此。
實(shí)施例在2006年12月初添加種菌，開始實(shí)施本發(fā)明的廢水處理方法，如下所述進(jìn)行活性污泥處理。實(shí)施例中使用的下水道水處理設(shè)施(長野縣中野市的公共下水道水道長嶺凈化管理中心)如圖7所示，包括2個(gè)分批槽70 (各最大容量365m3)、污泥貯留槽30 (最大容量40m3)和濃縮污泥貯留槽50 (最大容量20m3)以及離心濃縮機(jī)60 (最多可將污泥濃縮4. 5倍，平均濃縮4倍)，所述2個(gè)分批槽70分別配置有曝氣裝置、攪拌裝置和處理水取出裝置。該下水道水處理設(shè)施只具有將污泥從污泥貯留槽31返送至分批槽70的裝置(通常在分批式處理設(shè)施中不具有返送污泥的裝置)，而污泥貯留槽30和濃縮污泥貯留槽50不具有曝氣裝置、攪拌裝置和處理水取出裝置中的任ー種。于是，重新配置了如上所述進(jìn)行污泥返送⑴ (iii)的通路。還在污泥貯留槽30和濃縮污泥貯留槽50中分別重新配置了曝氣裝置和攪拌裝置。但是，對于配置于濃縮污泥貯留槽50的曝氣裝置，在槽中安裝了管道，主要為了進(jìn)行空氣攪拌而輔助性地使用了攪拌裝置。濃縮污泥貯留槽50中的MLSS濃度為15000mg/L以上時(shí)，無法正常地進(jìn)行曝氣。污水或廢液I (下面也稱為“原水”)的流入量為184. 8m3/天(2005年) 184. 9m3/天(2009年)，滯留時(shí)間約為4天。以6小時(shí)的間隔交替流入該原水，每I天運(yùn)轉(zhuǎn)4個(gè)循環(huán)。各循環(huán)中，進(jìn)行2次曝氣和攪拌(共計(jì)6小時(shí))，進(jìn)行3小時(shí)的沉淀和上清液21的排放。其原因在于，如果以該條件運(yùn)轉(zhuǎn)，則污泥沉降性最好。分批槽70的曝氣量以O(shè)RP表示為50 300mV(通常為100 280mV);污泥貯留槽30的曝氣量以O(shè)RP表示為-50 300mV (通常為100 280mV);濃縮污泥貯留槽50的曝氣量以O(shè)RP表示為-350 -IOOmV (通常為-300 -IOOmV)。濃縮污泥貯留槽30的污泥的離心濃縮機(jī)60在2005年(2005年)將平均3m3/天的污泥貯留槽30的污泥濃縮至Im3/天，在2009年(2009年)將4. 2 4. Sm3/天的污泥濃縮至Im3/天。 污泥返送(i)的污泥返送量相對于原水流入量在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)法中為15 50%(通常最大為70% )，在分批法中為10 30%，另ー方面，在實(shí)施例中約為11 16% (相對于分批槽70的槽容量相當(dāng)于2. 7 4. 1% )。此外，污泥返送(iii)的污泥返送量在具有污泥濃縮機(jī)的設(shè)施中相對于原水流入量為I. 6 6% (相對于污泥貯留槽30的槽容量相當(dāng)于7. 5 30% )，另ー方面，在實(shí)施例中為平均I. 6 2. 8% /次、每周2次(相對于污泥貯留槽30的槽容量相當(dāng)于7. 5 12. 5%/次、每周2次)(參照日本專利特開2000-189991號公報(bào)和日本專利特開平10-216789號公報(bào))。[實(shí)施例I和比較例I]實(shí)施例I、即圖2所示的分批式活性污泥處理裝置中設(shè)置并使用了圖4所示的能進(jìn)行曝氣和攪拌的第一剰余污泥槽12a和第二剰余污泥槽13a以及能進(jìn)行第一污泥返送エ序Va的裝置。作為比較例1，示出了使用圖2所示的分批式活性污泥處理裝置自2005年I月初起到2005年12月末為止的實(shí)施結(jié)果。比較例I中的第一剩余污泥槽8a和第二剩余污泥槽9a不具有曝氣和攪拌裝置。在此期間，具有污泥返送エ序中使用的能從第一剰余污泥槽9a向分批槽進(jìn)行污泥返送的裝置。將長野縣中野市長嶺地區(qū)下水道水作為原水，使其流入最大容量365m3的處理槽即第一分批槽2a和第二分批槽3a，使其維持在最大量340m3，進(jìn)行4個(gè)循環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)，I個(gè)循環(huán)中進(jìn)行2次曝氣和攪拌。以I個(gè)循環(huán)約45m3的處理量(=排水量，即流入量)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。作為種菌，向第一分批槽2a和第二分批槽3a以及第ー剩余污泥槽8a中添加蘇云金芽孢桿菌A株、枯草芽孢桿菌B株和枯草芽孢桿菌C株。在此期間，從兩個(gè)分批槽進(jìn)行總最大量約為30m3/天(=污泥返送量)的污泥取出和污泥返送。下水道水處理量約為185m3/天。處理運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，進(jìn)行的第一污泥返送エ序Va的最大量是原水的流入量的16%的量。在此期間，當(dāng)各分批槽中的芽孢桿菌屬細(xì)菌數(shù)降至約3X105cfu/mL時(shí)，増加剩余污泥取出量和返送量，將具有污染物降解活性的污染物降解性微生物數(shù)(以污染物降解性的芽孢桿菌屬細(xì)菌作為指標(biāo))維持在2. OX IO5 22. 5X 105cfu/mL。處理水(原水、經(jīng)處理的水)的微生物數(shù)(芽孢桿菌屬細(xì)菌數(shù))、水質(zhì)(BOD)、總氮〔T-N〕、總磷化合物量〔T-P〕均以2次/月的頻率進(jìn)行測定，算出月平均值，以年平均值表示，微生物數(shù)以I次/周的頻率檢測總細(xì)菌數(shù)和芽孢桿菌屬細(xì)菌數(shù)。原水流入量、BOD和SS的流入量和除去率(年平均)不于表2,流入T_N、T-P量和除去率不于表3。此外，處理槽中的總曝氣時(shí)間(一年間和每一天)示于表4。0RP(D0為I. 0 I. lmg/L的條件下)維持在100 270mV。作為污染物降解性的指標(biāo)，污泥搬出量、污泥減量化率、污泥轉(zhuǎn)化率示于表5。實(shí)施例I的第一分批槽2a和第一剩余污泥槽8a中的微生物數(shù)(芽孢桿菌屬細(xì)菌數(shù))的測定值示于表6。還有，主要為了保持沉降性而通過污泥取出量的增減來調(diào)整兩個(gè)分批槽的MLSS濃度，結(jié)果兩個(gè)分批槽的MLSS保持在2700 4300mg/L(比較例I中的兩個(gè)分 批槽的MLSS濃度為1250 2150mg/mL)的范圍內(nèi)。[表2]表2 :原水流入量、BOD, SS流入量和除去率
原水流入童(Ui3) I ^BOD(mg/L) 年平均值I SS (mg/L) 年+均值_、一年間日均 .K(水排放水除去率(%) 擬水排放水除去率(%)
67444 184.8 235.3 1.35 99.426 239.3 I. 8 99.25 (比較例I)_________
2007年度_
67796 185.7 289.2 0.86 99.703 361.3 2.0 99.45 (頭施例I)__由表2可知，實(shí)施例I中，雖然廢水中的BOD流入量大幅增加，但BOD和SS的除去率與比較例I相比也均有顯著改善。[表3]表3 =T-N量、T-P量和除去率(I月 12月的平均值)
— -T-N (mg/L) 年平均值[ T-P (mg/L) 年平均值^
_~~~~-iq水I _放水了除去.宇.( )to水了排放水「除去率(%)
2005年度(比較例 I)39.8 1,9 95. 45,4I. 474. I :
2007年度(實(shí)施例 I)44.2 3.2 92.76. I2.165.6 '※注添加的T-N量不包括原水T-N值。[表4]表4 :分批槽總曝氣時(shí)間(曝氣量5. 25m3/分鐘)
_~___ 曝氣時(shí)間(小吋/年) 曝氣時(shí)間(小時(shí)/天)
_ 2005年度(比較例 I) _4199.911.51
2007年度(實(shí)施例 I) ]5359. 0I:14. 68[表5]表5 :原水BOD量、BOD除去率、搬出污泥量和污泥轉(zhuǎn)化率
權(quán)利要求
1.一種廢水處理方法，其特征在于， 在對原水Ia進(jìn)行活性污泥處理時(shí)，實(shí)施第一污泥返送工序Va，該第一污泥返送工序Va是將在帶曝氣和攪拌的第一剩余污泥槽或污泥貯留槽12a中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至處理槽、分批槽或厭氧槽的工序和/或?qū)⒃趲貧夂蛿嚢璧牡诙Ｓ辔勰嗖刍驖饪s污泥貯留槽13a中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至處理槽、分批槽或厭氧槽的工序， 并且在將返送該污泥的處理槽中、分批槽中或厭氧槽中的芽孢桿菌屬細(xì)菌數(shù)維持在2. OXlO5 22. 5X 105cfu/mL的同時(shí)進(jìn)行活性污泥處理。
2.如權(quán)利要求I所述的廢水處理方法，其特征在于，還實(shí)施第二污泥返送工序Wa，該第二污泥返送工序Wa是將在帶曝氣和攪拌的第二剩余污泥槽或濃縮污泥貯留槽13a中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至帶曝氣和攪拌的第一剩余污泥槽或污泥貯留槽12a的工序。
3.如權(quán)利要求I或2所述的廢水處理方法，其特征在于，向第一處理槽或第一分批槽2a、第二處理槽或第二分批槽3a、第三處理槽4a、OD槽5a、第一剩余污泥槽或污泥貯留槽8a、第二剩余污泥槽或濃縮污泥貯留槽9a、污泥濃縮槽10a、污泥貯留槽或濃縮污泥貯留槽11a、帶曝氣和攪拌的第一剩余污泥槽或污泥貯留槽12a、以及帶曝氣和攪拌的第二剩余污泥槽或濃縮污泥貯留槽13a中的任意一個(gè)以上的槽中添加處理促進(jìn)劑。
4.如權(quán)利要求3所述的廢水處理方法，其特征在于，所述處理促進(jìn)劑是選自硅化合物、鎂化合物、鋁化合物、蛋白胨和干燥酵母提取物的一種或兩種以上。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其特征在于，向第一剩余污泥槽或污泥貯留槽8a、第二剩余污泥槽或濃縮污泥貯留槽9a、污泥濃縮槽10a、污泥貯留槽或濃縮污泥貯留槽11a、帶曝氣和攪拌的第一剩余污泥槽或污泥貯留槽12a、以及帶曝氣和攪拌的第二剩余污泥槽或濃縮污泥貯留槽13a中的任意一個(gè)以上的槽中添加氮源。
6.如權(quán)利要求5所述的廢水處理方法，其特征在于，所述氮源是選自尿素、硫酸銨、氯化銨和硝酸銨的任意一種以上。
7.一種廢水處理方法，其特征在于，采用至少包括下述工序(I) (5)的活性污泥法進(jìn)行廢水處理時(shí)， 在污泥貯留槽30和/或濃縮污泥貯留槽50中至少安裝曝氣裝置和攪拌裝置中的曝氣裝置，配置成帶裝置的污泥貯留槽30和/或帶裝置的濃縮污泥貯留槽50， 實(shí)施下述污泥返送(I)、(II)； 工序(I):在向具有曝氣裝置和攪拌裝置的曝氣槽10中添加了種菌群2的狀態(tài)下，使生物化學(xué)需氧量〔B0D〕為80mg/L以上的污水或廢液I流入，進(jìn)行曝氣和攪拌，從而得到攪拌處理液11的曝氣工序； 工序(2):使工序(I)中得到的攪拌處理液11流入污泥沉淀槽20，通過靜置分離成上清液21和沉淀污泥22后,將該上清液21作為排放水23排放至體系外的分離工序； 工序(3):將工序(2)中得到的沉淀污泥22取出，將沉淀污泥22貯留于污泥貯留槽30，將其一部分返送至所述曝氣槽10的貯留返送工序； 工序(4):將工序(3)中得到的貯留污泥在污泥濃縮槽40和/或離心濃縮機(jī)60中濃縮的濃縮工序；以及 工序(5):將工序(4)中得到的濃縮污泥貯留于濃縮污泥貯留槽50，將其一部分搬出至體系外的貯留搬出工序；污泥返送(I):在所述帶裝置的污泥貯留槽30中進(jìn)行曝氣或進(jìn)行曝氣和攪拌，將由此得到的攪拌處理貯留污泥31取出，返送至所述曝氣槽10 ;和/或 污泥返送(II):在所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中進(jìn)行曝氣或進(jìn)行曝氣和攪拌，將由此得到的攪拌處理濃縮貯留污泥51取出，返送至所述曝氣槽10和/或所述帶裝置的污泥貯留槽30 ； 向所述曝氣槽10、所述帶裝置的污泥貯留槽30和所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的至少一個(gè)以上的槽中添加污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑，并且 將添加有所述污泥凝聚劑和所述營養(yǎng)劑的槽中的芽孢桿菌屬的細(xì)菌數(shù)保持在 ·2. OXlO5 lllX105cfu/mL的同時(shí)進(jìn)行廢水處理。
8.如權(quán)利要求7所述的廢水處理方法，其特征在于，2個(gè)以上所述曝氣槽10串聯(lián)連結(jié)，在第一個(gè)處理槽12中實(shí)施不進(jìn)行曝氣而只進(jìn)行攪拌的厭氧處理，在第二個(gè)處理槽13以后添加種菌群2，進(jìn)行曝氣和攪拌。
9.如權(quán)利要求7所述的廢水處理方法，其特征在于，所述曝氣槽10通過暫時(shí)停止其曝氣和攪拌的功能而兼用作所述污泥沉淀槽20。
10.如權(quán)利要求7 9中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其特征在于，所述種菌群2被誘變成污染物高降解性菌群，該污染物高降解性菌群具有淀粉降解性和油脂降解性，并且下述組成的庖肉培養(yǎng)基Oxoid和Difco中所含的懸浮物質(zhì)SS的除去率分別為70%以上和60%以上； 每IL庖肉培養(yǎng)基Oxoid的組成 干燥心肌為73. 0g、 蛋白胨為10. 0g、 牛肉提取物粉末為10. 0g、 氯化鈉為5. 0g、 葡萄糖為2. Og ； 每IL庖肉培養(yǎng)基Difco的組成 干燥牛心肌為98. 0g、 月示蛋白胨為20. 0g、 葡萄糖為2. 0g、 氯化鈉為5. Og。
11.如權(quán)利要求10所述的廢水處理方法，其特征在于，所述污染物高降解性菌群對所述庖肉培養(yǎng)基Oxoid中所含的SS的除去率為80%以上。
12.如權(quán)利要求7 11中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其特征在于，所述種菌群2是A株、B株和C株；所述A株是蘇云金芽孢桿菌，國際保藏編號FERM BP-11280 ;所述B株是枯草芽孢桿菌，國際保藏編號FERMBP-11281 ;所述C株是枯草芽孢桿菌，國際保藏編號FERMBP-11282。
13.如權(quán)利要求12所述的廢水處理方法，其特征在于， 所述污染物高降解性菌群包含選自D株、E株和F株的至少一種芽孢桿菌屬細(xì)菌；所述D株是枯草芽孢桿菌，國際保藏編號FERM BP-11283 ;所述E株是枯草芽孢桿菌，國際保藏編號FERM BP-11284 ;所述F株是枯草芽孢桿菌，國際保藏編號FERM BP-11285 ;或者所述污染物高降解性菌群包含至少一種所述芽孢桿菌屬細(xì)菌以及G株的霉菌和/或選自H株、I株和J株的至少一種酵母；所述G株是不整青霉，國際保藏編號FERM BP-11289 ；所述H株是林生地霉，國際保藏編號FERMBP-11287 ;所述I株是發(fā)酵畢赤酵母，國際保藏編號FERM BP-11286 ;所述J株是季也蒙畢赤酵母，國際保藏編號FERM BP-11288。
14.如權(quán)利要求7 13中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其特征在于， 所述污泥凝聚劑含有鋁化合物以及硅化合物和/或鎂化合物； 相對于lg/L添加該污泥凝聚劑的槽中的懸浮物質(zhì)MLSS，添加O. Ol O. 5g的以氧化鋁Al2O3換算的鋁化合物、 .O.01 2g的以二氧化硅SiO2換算的硅化合物、以及 .O.01 O. 5g的以氧化鎂MgO換算的鎂化合物， 上述添加量是各槽的每I立方米(m3)的每I天的量。
15.如權(quán)利要求7 14中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法，其特征在于， 所述營養(yǎng)劑是蛋白胨和/或干燥酵母提取物； 相對于lg/L添加該營養(yǎng)劑的曝氣槽10中的MLSSd^W O. 8 70mg的蛋白胨、O. I IOmg的干燥酵母提取物； 相對于lg/L添加該營養(yǎng)劑的所述帶裝置的污泥貯留槽30中的MLSS，添加3. 5 250mg的蛋白胨、O. 7 45mg的干燥酵母提取物； 相對于lg/L添加該營養(yǎng)劑的所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的MLSSd^W 2. O 150mg的蛋白胨、O. 4 25mg的酵母提取物； 上述添加量是各槽的每I立方米(m3)的每I天的量。
16.如權(quán)利要求7 15中任一項(xiàng)所述的廢水處理方法,其特征在于， 向所述帶裝置的污泥貯留槽30和/或所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中與所述污泥凝聚劑和所述營養(yǎng)劑一起添加氮源，該氮源是選自尿素、硫酸銨、氯化銨和硝酸銨的一種以上； 相對于lg/L所述帶裝置的污泥貯留槽30中的MLSS，添加O. I 15g的以N2換算的氮源； 相對于lg/L所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的MLSS，添加I 150mg的以N2換算的氮源； 上述添加量是各槽的每I立方米(m3)的每I天的量。
17.一種廢水處理系統(tǒng)，其特征在于， 采用權(quán)利要求7 16中任一項(xiàng)所述的活性污泥法進(jìn)行廢水處理時(shí)， 在污泥貯留槽30和/或濃縮污泥貯留槽50中至少安裝曝氣裝置和攪拌裝置中的曝氣裝置，配置成帶裝置的污泥貯留槽30和/或帶裝置的濃縮污泥貯留槽50， 實(shí)施所述污泥返送(I)和/或(II)， 向所述曝氣槽10、所述帶裝置的污泥貯留槽30和所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的至少一個(gè)以上的槽中添加污泥凝聚劑和營養(yǎng)劑，并且 將添加有所述污泥凝聚劑和所述營養(yǎng)劑的槽中的芽孢桿菌屬的細(xì)菌數(shù)保持在.2. OXlO5 lllX105cfu/mL的同時(shí)進(jìn)行廢水處理。
18.如權(quán)利要求17所述的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，2個(gè)以上所述曝氣槽10串聯(lián)連結(jié)，在第一個(gè)處理槽12中實(shí)施不進(jìn)行曝氣而只進(jìn)行攪拌的厭氧處理，在第二個(gè)處理槽13以后添加種菌群2，進(jìn)行曝氣和攪拌。
19.如權(quán)利要求17所述的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣槽10通過暫時(shí)停止其曝氣和攪拌的功能而兼用作所述污泥沉淀槽20。
20.如權(quán)利要求17 19中任一項(xiàng)所述的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述污泥凝聚劑含有鋁化合物以及硅化合物和/或鎂化合物； 相對于lg/L添加該污泥凝聚劑的槽中的懸浮物質(zhì)MLSS，添加 O.01 O. 5g的以氧化鋁Al2O3換算的鋁化合物、 O.01 2g的以二氧化硅SiO2換算的硅化合物、以及 O.01 O. 5g的以氧化鎂MgO換算的鎂化合物， 上述添加量是該槽的每I立方米(m3)的每I天的量。
21.如權(quán)利要求17 20中任一項(xiàng)所述的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述營養(yǎng)劑是蛋白胨和/或干燥酵母提取物； 相對于lg/L添加該營養(yǎng)劑的曝氣槽10中的MLSSd^W O. 8 70mg的蛋白胨、O. I IOmg的干燥酵母提取物； 相對于lg/L添加該營養(yǎng)劑的所述帶裝置的污泥貯留槽30中的MLSS，添加3. 5 250mg的蛋白胨、O. 7 45mg的干燥酵母提取物； 相對于lg/L添加該營養(yǎng)劑的所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的MLSSd^W 2. O 150mg的蛋白胨、O. 4 25mg的酵母提取物； 上述添加量是各槽的每I立方米(m3)的每I天的量。
22.如權(quán)利要求17 21中任一項(xiàng)所述的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于， 向所述帶裝置的污泥貯留槽30和/或所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中與所述污泥凝聚劑和所述營養(yǎng)劑一起添加氮源，該氮源是選自尿素、硫酸銨、氯化銨和硝酸銨的一種以上； 相對于lg/L所述帶裝置的污泥貯留槽30中的MLSS，添加O. I 15g的以N2換算的氮源； 相對于lg/L所述帶裝置的濃縮污泥貯留槽50中的MLSS，添加I 150mg的以N2換算的氮源； 上述添加量是各槽的每I立方米(m3)的每I天的量。
23.一種活性污泥微生物的污染物降解活性測定方法，其特征在于，根據(jù)將細(xì)菌接種于所述庖肉培養(yǎng)基并培養(yǎng)后的懸浮物質(zhì)SS的干燥重量X和在不將細(xì)菌接種于所述庖肉培養(yǎng)基的情況下另行培養(yǎng)后的SS的干燥重量Y，用下式(i) SS 除去率(% ) = { (Y-X)/Y} X100-⑴ 算出SS除去率， 藉此測定權(quán)利要求7 22中任一項(xiàng)所述的種菌群或權(quán)利要求10 16中任一項(xiàng)所述的污染物高降解性菌群中所含的活性污泥微生物的污染物降解性能。
全文摘要
本發(fā)明提供一種消除活性污泥處理微生物群的活性降低的現(xiàn)象并大幅提高其處理能力以提高處理效率的同時(shí)、使剩余污泥減量化的方法。本發(fā)明的廢水處理方法的特征在于，在對原水(1a)進(jìn)行活性污泥處理時(shí)，實(shí)施第一污泥返送工序(Va)，該第一污泥返送工序(Va)是將在帶曝氣和攪拌的第一剩余污泥槽或污泥貯留槽(12a)中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至處理槽、分批槽或厭氧槽的工序和/或?qū)⒃趲貧夂蛿嚢璧牡诙Ｓ辔勰嗖刍驖饪s污泥貯留槽(13a)中進(jìn)行了曝氣和攪拌的污泥返送至處理槽、分批槽或厭氧槽的工序，并且在將返送該污泥的處理槽中、分批槽中或厭氧槽中的芽孢桿菌屬細(xì)菌數(shù)維持在2.0×105～22.5×105cfu/mL的同時(shí)進(jìn)行活性污泥處理。藉此，具有如下所述的極優(yōu)良的效果能處理的廢水量的大幅增加、剩余污泥的產(chǎn)生量的令人震驚的減量化、懸浮物質(zhì)〔SS〕的除去率的顯著增大、經(jīng)曝氣和貯藏的剩余污泥的離心分離所需的電量的大幅削減、排放水的水質(zhì)的大幅提高、處理設(shè)備周邊的惡臭產(chǎn)生的大幅減少。
文檔編號C02F3/00GK102858695SQ201180020900
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
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