JP2005034753A

JP2005034753A - 有機性廃水処理装置及び処理方法

Info

Publication number: JP2005034753A
Application number: JP2003275116A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kato; 靖始加藤; Hiroshi Matsumura; 博志松村; Takahiro Murate; 隆廣村手
Original assignee: FUJIYOSHI KOGYO KK
Current assignee: FUJIYOSHI KOGYO KK
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】
有機性廃水処理において、処理した固形物の６０〜１２０℃で加熱処理し加熱処理後の処理液を生物処理して、固液処理を行い、要すれば固形部分を再び加熱処理槽に戻し処理を繰り返すことにより固形物減少をはかることを目的とする。
【解決する手段】
すなわち、本発明は、
有機性廃水を好気性微生物と処理する生物反応槽、反応後の処理液の固液処理を行う固液処理槽、処理された固形物の６０〜１２０℃に可溶化処理を行う可溶化装置を有する有機性廃水処理装置において、６０〜１２０℃に可溶化処理後の処理液を生物処理し固液処理する汚泥設備を追加設置したことを特徴とする有機性廃水処理装置である。
そして、生物反応槽、固液処理槽、固形物分離槽及び固形物汚泥設備を有する上記の有機性廃水処理装置において、リン除去装置を追加設置したことを特徴とする有機性廃水処理装置であるとよい。
【選択図】図１

Description

本発明は有機性廃水処理装置及び処理方法に関するものである。

有機性廃水を処理する方法としては、好気性微生物を含む処理槽（曝気槽）内で有機性廃水を好気性微生物処理する方法が知られている。この処理において、曝気槽内で廃水中の有機物を摂取して微生物が増殖するため、図５に示すように、余剰固形物が発生することになる。また、廃水中に有機性固形物が含まれていると、固形物が最初沈殿池で処理され初沈固形物が発生する。これら固形物は廃棄物として処理されているが、固形物の削減は重要な課題となっている。

余剰固形物の大部分を占める細菌類の細胞である固形物を減少する方法としては、固形物を処理して再び栄養源として消費させることであり、細胞殺傷法、細胞破壊法、細胞低分子化法がある。
細胞殺傷法としては、例えばオゾンや紫外線を使用する方法がある（特許文献１）。細胞破壊法としては超音波を使用する方法がある（特許文献２）。細胞低分子化法としてはアルカリ処理法（特許文献３）などが知られているが、取扱に危険がともなったり、大型化が困難であったり、薬品使用に伴う処理が煩雑になるなどの難点がある。

特開２００１−３１４８８６号公報特開２０００−１１７２８０号公報特開２００１−３２７９８８号公報

一方、高温高圧水を用いる方法（特許文献４）もあるが、加圧装置を必須とし、装置が複雑となる欠点があり、４０〜１００℃に加温する方法（特許文献５）も公知であるが処理効果が不十分である欠点がある。また、処理後、リン酸鉄として、リンを回収する方法（特許文献６）も知られている。

特開２０００−２１８２９５号公報特開平９−２７６８８７号公報特開２００２−１０２８６２号公報

本発明の目的は、前記事情に鑑み、処理した固形物を６０〜１２０℃で加熱処理し、加熱処理後の処理液を生物処理して、固液分離を行い、必要に応じ、固形部分を再び加熱処理槽に戻し処理を繰り返すことにより固形物減少をはかることを目的としている。

すなわち、本発明は、
（１）有機性廃水を好気性微生物で処理する生物反応槽、反応後の処理液の固液分離を行う固液分離槽、分離された固形物の加熱処理による可溶化処理を行う可溶化装置を有する有機性廃水処理装置において、可溶化処理後の処理液を生物処理し固液分離する汚泥設備を追加設置したことを特徴とする。
（２）生物反応槽、固液分離槽、加熱処理による可溶化装置及び汚泥設備を有する請求項１の有機性廃水処理装置に、リン除去装置を追加設置するとよい。
（３）有機性廃水を好気性微生物で処理する処理法、該処理後の処理液の固液分離を行う固液分離法、分離された固形物の加熱処理による可溶化処理を行う可溶化法からなる有機性廃水処理法に、可溶化処理後の処理液を汚泥設備で生物処理して固液分離を行う生物処理・固液分離法を追加したことを特徴とする。
（４）有機性廃水を好気性微生物で処理する処理法、該処理後の処理液の固液分離を行う固液分離法、分離された固形物の加熱処理を行う可溶化法、可溶化処理後の処理液を生物処理し固液分離を行う各工程からなる（３）記載の有機性廃水処理法に、リン除去を行う方法を追加するとよい。
（５）有機性廃水を好気性微生物で処理する処理法、該処理後の処理液の固液分離を行う固液分離法、分離された固形物の加熱処理を行う可溶化法を有する（３）に、可溶化処理後の処理液を汚泥設備で生物処理して、固液分離し、固形物部分は再び可溶化装置に戻し再度可溶化処理すること及びリン除去を行う方法を追加するとよい。
（６）（１）〜（５）において、加熱温度が６０〜１２０℃であるとよい。

本発明においては、有機性廃水は、まず、好気性微生物と分離される。有機性廃水中の有機成分は減少するが、廃水中の有機物を摂取して微生物が増殖するため、余剰の固形物が発生する。余剰の固形物を処理するため、固液分離が行われる。
ここで、固形物は、主として菌体からなり、ペースト状を示しており、汚泥とも言われることがある。

次に余剰の固形物は、好ましくは、６０〜１２０℃に熱処理される。固形物の処理温度を６０〜１２０℃に限定する理由として、６０℃以下では細菌の死滅が不十分であり、１２０℃以上では、細菌の死滅は充分であるが、装置を耐圧にする程度が大きくなり過ぎ、経済的に不利であるからである。

熱処理後の処理液を熱処理容器中に保って固形物を分離するのではなく、別の容器に移し生物処理して固液分離を行う。ここで分離した固形物は、好ましくは、再び、６０〜１２０℃に熱処理して可溶化する。６０〜１２０℃での可溶化を繰り返し行うことで固形物の減少をより完全に行うことが可能となる。

可溶化後、処理された液体成分には、リン系成分が含まれているので、鉄系化合物と処理される。リン系成分はリン酸鉄として処理される。リンを排出すると、排出先の富栄養化につながり好ましくないからである。

リンを除去された処理液は、生物反応槽１に戻される。再び好気性細菌と処理される死滅した菌体および菌体からの分解物は再び栄養として利用可能であるからである。

本発明では、固液分離された菌体に対し熱を加え、菌を死滅させ、分解している。図６に示した従来公知の、オゾンや紫外線照射に比較して、オゾンの残存による危険性や、設備が単純であり、保守管理が容易である利点がある。また、汚泥設備を設け、繰り返し可溶化処理が可能であり、可溶化処理を完全に行うことが可能である。
従来法では、図６に示すように、生物処理を行うことなく、直接、生物反応槽１に戻しているため、処理のための負荷量が高負荷となる。これに対し、本発明方法では、原則的に、可溶化処理および生物処理後の返送水であり、生物反応槽１への影響は小さい。
また、従来の固形物処理設備は、図４破線に示すようにMLSS(MIXED LIQUOR SUSPENDED SOLID の略）濃度が上がり系外に排出する必要がある。本発明方法では、図４の実線に示す様に系外への排出は不要、または時期が長くなる。

以下に、本発明の実施例について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、生物反応槽１での有機性汚物の処理と固液分離槽２での固液分離と、可溶化装置３での可溶化処理と、これに続く可溶化処理後の生物処理及び固液分離（膜を使用した固液分離を含む）のための汚泥設備４と、可溶化処理後の処理物（可溶性成分と一部固形物からなる）の生物反応槽１への返送からなる本発明装置を示す本発明の一実施例の工程図を示す。
図２は、図１の工程に、可溶化処理とこれに続く可溶化処理後の生物処理及び固液処理の繰り返しが追加された本発明方法を示す工程図である。
図３は、図２の工程に、可溶化処理後の処理物のリンの除去が追加された本発明方法を示す工程図である。
図４は、操業に伴う、固形物汚泥設備内ＭＬＳＳ濃度（ｍｇ／ｌ）変化を示す図である。

有機性廃水は、先ず生物反応槽１に入る。生物反応槽は、空気中１０〜４０℃に保たれ撹拌される。廃水中に含まれる有機物は、好気性微生物により消費され減少する。この場合、好気性微生物に基づく固形物が生成する。廃水中に含まれる有機物の減少がみられなくなったら、固形物分離槽２に移送する。固形物は、重力による沈殿分離、ろ過又は遠心処理され、ろ液は排出される。固形物は可溶化装置３に移行する。
可溶化装置３における可溶化処理は６０〜１２０℃で３０〜１２０分処理することで行われる。この処理で、好気性細菌は死滅し、細菌を構成する有機物は一部分解される。可溶化処理後の処理液は、汚泥設備４に移し、固形物成分と、液体成分に処理される。液体成分は生物反応槽１に戻される。

汚泥設備４まで、図２に示す操作は、図１と同一であるが、汚泥設備４で固液分離後の固形物は再び可溶化装置に戻され、固液分離槽２からの固形物と合わされ可溶化処理に送られる。

図３に示す操作は、汚泥設備までの操作は図２に示す操作と同一である。しかし図３に示す操作では、汚泥設備４の液体部分は、リン除去処理装置５でリン除去処理が施されて生物反応槽１に戻る。

図１〜図３に示した操作を繰り返したときの経過日数と固形物（生物処理）設備内ＭＬＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）の関係を示した。

（１）本願発明の有機性廃水処理方法は、好気性細菌の培養処理とそれに続く固液処理により発生した固形物を加熱処理して、廃棄すべき固形物を減少させる方法であり、廃棄物となる固形物を減少させることが可能である。
（２）固形物分離に、オゾンなどの薬品や、紫外線を使用しないので、オゾンの残存による危険性もなく、設備が単純であり、保守管理が容易である利点がある。
（３）また、アルカリなどの薬品を使用しないので、装置自体が簡略化できる。
（４）リンの除去が好ましく、排水の富栄養化をさけることが可能となる。またリンを資源として回収することも可能である。

本願発明有機性廃水の処理装置及び処理方法は、一般家庭の廃水処理装置、特定の地区の廃水処理装置などの比較的小規模の処理装置のみならず、市町村が行う比較的大規模の有機性廃水処理にも利用でき、また熱源として、自然エネルギー、バイオマスエネルギーとしての利用も可能であり、産業に寄与するところ大である。

生物反応槽１での有機性汚物の処理と固液処理槽２での固液処理と、可溶化装置３での可溶化処理と、これに続く可溶化処理後の生物処理及び固液分離のための固形物汚泥設備４と、可溶化処理後の処理物の生物反応槽への返送からなる本発明装置を示す本発明の一実施例の工程図を示す。図１の工程に、可溶化処理と、可溶化処理とこれに続く可溶化処理後の生物処理及び固液分離の繰り返しを追加した、本発明方法を示す工程図である。図２の工程に、可溶化処理後の処理物のリンの除去を追加した本発明方法を示す工程図である。本発明方法と通常方法による汚泥設備（固形物貯留設備）におけるＭＬＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）変化を示す図である。従来例における処理を示す工程図である。オゾン処理を併用した従来例の工程図である

符号の説明

１生物反応槽
２固液処理槽
３可溶化装置
４汚泥設備
５リン除去装置
６固形物貯留設備
７オゾン処理設備

Claims

有機性廃水を好気性微生物で処理する生物反応槽、反応後の処理液の固液分離を行う固液分離槽、分離された固形物の加熱処理による可溶化処理を行う可溶化装置を有する有機性廃水処理装置において、可溶化処理後の処理液を生物処理し固液分離する汚泥設備を追加設置したことを特徴とする有機性廃水処理装置。
生物反応槽、固液分離槽、加熱処理による可溶化装置及び汚泥設備を有する請求項１の有機性廃水処理装置に、リン除去装置を追加設置したことを特徴とする有機性廃水処理装置。
有機性廃水を好気性微生物で処理する処理法、該処理後の処理液の固液分離を行う固液分離法、分離された固形物の加熱処理による可溶化処理を行う可溶化法からなる有機性廃水処理法に、可溶化処理後の処理液を汚泥設備で生物処理して固液分離を行う生物処理・固液分離法を追加したことを特徴とする有機性廃水処理方法。
有機性廃水を好気性微生物で処理する処理法、該処理後の処理液の固液分離を行う固液分離法、分離された固形物の加熱処理を行う可溶化法、可溶化処理後の処理液を生物処理し固液分離を行う各工程からなる請求項３記載の有機性廃水処理法に、
リン除去を行う方法を追加したことを特徴とする有機廃水処理方法。
有機性廃水を好気性微生物で処理する処理法、該処理後の処理液の固液分離を行う固液分離法、分離された固形物の加熱処理を行う可溶化法を有する請求項３に、可溶化処理後の処理液を汚泥設備で生物処理して、固液分離し、固形物部分は再び可溶化装置に戻し再度可溶化処理すること及びリン除去を行う方法を追加したことを特徴とする有機性廃水処理方法。
請求項１〜７において、加熱温度が６０〜１２０℃であることを特徴とする有機性固形物処理装置。