JP3496789B2 - 有機性汚水の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水などのアンモ
ニア含有汚水を高度に浄化する有機性汚水の処理方法及
び処理装置に関し、特に、窒素成分を従来技術よりも著
しく高い除去率で除去可能で、余剰汚泥発生量も従来よ
り減少することのできる有機性汚水の処理方法及び処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、下水などの汚水の窒素を除去
する方法として種々の方法が用いられているが、その中
で最も代表的な技術は硝化液循環型生物学的硝化脱窒素
法である。この汚水処理技術は、有機性汚水を生物学的
脱窒素部に供給し、その脱窒素液を硝化部に供給してア
ンモニアを硝化し、硝化液の一部を脱窒素部に循環し、
他部を沈殿槽に供給して、活性汚泥を分離し処理水を得
るものである。硝化部に硝化菌を固定化した粒状担体を
投入する技術も最近実用化されている。

【０００３】上記従来の汚水処理方法は、下水を処理す
る場合窒素除去率８０％程度が得られ、処理水にはアン
モニアはほとんど残らず硝酸性窒素と曝気槽内の浮遊物
（以下、単に「ＳＳ」という。）が少量残留する。しか
し、この汚水処理方法では処理水に硝酸性窒素が残留し
てしまうため、窒素除去率を９０％以上にすることは原
理的に不可能であり、放流水域の富栄養化を防止するに
は非常に不十分であった。

【０００４】従来の汚水処理方法において窒素除去率を
高めるには、例えば、特開平８−１９０号公報に開示さ
れているように、第２脱窒素部を硝化部の後に設け、メ
タノールなどの高価な有機炭素源を添加しなければなら
ない。しかし、このような処理方法では、処理槽の槽容
積が大きるなど設備のコストが極めて増大し、またラン
ニングコストも非常に増大するため、設備としては非現
実的であり、実際には実施困難であった。また汚泥発生
量が多量であり、汚泥処理処分が大きな問題になってい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みてなされたものであり、従来の生物学的窒素除去法
の問題点を解決し、極めて安定して高い窒素除去率を得
ることができ、汚泥発生量の大幅な低減も可能な有機汚
水の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、生物学的硝
化脱窒素法のプロセス構成を変革し、活性汚泥のオゾン
酸化による脱窒素菌のための有機炭素源の生産、粒状ろ
材充填層による生物学的脱窒素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。

【０００７】 すなわち本発明は、有機性汚水を生物学
的硝化脱窒素法で処理したのち、活性汚泥を固液分離し
生物処理水を得る有機性汚水の処理方法において、前記
生物処理工程の活性汚泥の一部をオゾン酸化したのち固
液分離し、該固液分離した分離液を前記生物処理水に添
加して、脱窒素菌が固定化された粒状ろ材充填槽に供給
し、生物学的脱窒素及びＳＳろ過を同時に行なうことを
特徴とする有機性汚水の処理方法である。

【０００８】 又、本発明は、有機性汚水を生物学的硝
化脱窒素処理する処理槽と、前記処理槽から流出する生
物汚泥を固液分離するための沈殿槽と、前記沈殿槽内の
活性汚泥の一部をオゾン酸化するオゾン酸化槽と、前記
オゾン酸化槽にて処理した活性汚泥を固液分離する固液
分離槽と、前記固液分離槽にて固液分離された分離液
と、前記沈殿槽から排出される生物処理水とが供給され
る脱窒素菌が固定化された粒状ろ材充填槽とを備え、前
記有機性汚水の生物学的脱窒素及びＳＳろ過処理を同時
に行なうように構成されたことを特徴とする有機性汚水
の処理装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１の本発明の好ましい実施の形
態を参照しながら本発明の構成、作用について詳細に説
明する。本実施形態においては、図１に示すように、有
機性汚水を生物学的硝化脱窒素処理する処理槽４と、処
理槽４から流出する生物汚泥を固液分離するための沈殿
槽５と、この沈殿槽５内の活性汚泥（返送汚泥５０）の
一部（汚泥６０）をオゾン酸化するオゾン酸化槽６とを
備えており、さらに、このオゾン酸化槽６にて処理した
活性汚泥を固液分離する固液分離槽７と、この固液分離
槽７にて固液分離された分離液８０と、沈殿槽５から排
出される生物処理水とが供給される粒状ろ材充填槽８と
を備えた汚水の処理装置１００である。

【００１０】この装置１００において、先ず、下水など
の汚水１は、生物学的硝化槽３から循環液路２０を介し
て循環される硝化スラリ（循環液４０）とともに脱窒素
槽２に供給される。硝化スラリ中の硝酸性窒素は、汚水
１のＢＯＤを利用して生物学的に脱窒素される。硝化槽
３から沈殿槽（最終沈殿池５）への流出スラリには硝酸
性窒素が残留しているため、最終沈殿池５からの流出水
にも硝酸性窒素が残留している。

【００１１】この硝酸性窒素を除去するために、本発明
は、以下述べるような解決手段を適用したものである。
すなわち、生物処理水の活性汚泥（汚泥返送路２１を介
して脱窒素層２に返送される返送汚泥５０）の一部の汚
泥６０を、適宜分岐した汚泥路２２を介して、オゾン酸
化槽６に供給して、汚泥６０をオゾン酸化し可溶化して
溶解性ＢＯＤ成分を溶出させたのち（オゾン酸化のオゾ
ン適正添加量は、例えば、活性汚泥ＳＳ１ｋｇあたり５
０〜１００ｇオゾンである。）、固液分離部７におい
て、汚泥を膜分離、沈殿分離などの方法で固液分離す
る。

【００１２】この固液分離後の分離液８０には、脱窒素
菌に利用されやすい溶解性ＢＯＤ（有機炭素源）が２０
０ｍｇ／リットル程度含まれる。この分離液８０を最終
沈殿槽５からの流出水に、分離液路２４を介して添加
し、脱窒素菌が固定化された粒状ろ材充填槽８に供給す
る。このことにより、メタノールなどの高価な薬品を使
うことなく粒状ろ材充填槽８内で高速度で生物学的脱窒
素反応が進み、同時に最終沈殿池５からの流出水に含ま
れるＳＳのろ過もおこなわれ、清澄で窒素、ＳＳが１ｍ
ｇ／リットル以下の高度処理水１Ａが得られる。なお、
固液分離後の固形分は、可溶化汚泥７０として可溶化汚
泥返送路２３を介して、脱窒素層２に戻される。

【００１３】図２に示すように、粒状ろ材充填槽５内に
は適宜粒状ろ材からなる充填層８ａが形成されている。
この粒状ろ材充填槽５内に充填されるろ材粒径や充填層
の厚み等は特に限定されるものではないが、例えば、２
〜３ｍｍの粒径で、充填層８ａの層厚Ｌが２ｍ程度とす
るのが適切であり、充填槽への通水速度は１００〜１５
０ｍ／ｄとするのが好適である。また、粒状ろ材充填槽
５は、図２のように、ろ材充填層８ａの高さ方向の中間
部に曝気部材９を設け、その下部を脱窒素部１８、その
上部を好気性生物膜による残留ＢＯＤ除去部１９とし上
向流で運転する方法が、極めて好まし実施形態である。

【００１４】なお、粒状ろ材は特に限定するものではな
いが、例えば、アンスラサイト、セラミックなどの沈降
性ろ材のほかに、発泡スチロール、ポリプロピレン、ポ
リエチレンなどの浮上性ろ材を適用することもできる。

【００１５】上述の本発明の処理装置を用いて汚水処理
を行うと、極めて効果的な汚水処理を行うことが出来
る。すなわち、本発明によれば、活性汚泥をオゾンによ
って可溶化し、再び活性汚泥の基質（微生物の食料）に
変換させ生物処理槽に返送することで、通常は汚水処理
系外に廃棄しなければならない汚泥を曝気槽内で生物学
的に炭酸ガス、水に分解できるために、メタノールなど
の薬品が不要であり、活性汚泥処理系に第２脱窒素槽を
増設する必要もない。また、粒状ろ材充填槽８において
ＳＳろ過も同時に行なわれるのでＳＳ除去のためのろ過
槽が別個に必要ない。更に、汚泥をオゾンにより可溶化
したのち固液分離し、分離汚泥を再び活性汚泥の基質と
して供給し生物学的に減量するようにしたので、余剰汚
泥発生量が大幅に減少する。

【００１６】

【実施例】本発明者の実験によれば、オゾン酸化による
汚泥からのＢＯＤ溶出量は、活性汚泥１ｋｇあたり４０
〜５０ｇＢＯＤであった。またオゾンによる汚泥可溶化
液の最終沈殿池流出水に対する添加流量は、硝酸性窒素
量１ｋｇあたりＢＯＤ３ｋｇ程度になるようにオゾン可
溶化液流量を設定する。なお、粒状ろ材による脱窒素槽
からの流出水にＢＯＤが残留する（オゾン可溶化液の添
加量が過剰になるとこのような自体を招く）のを防止す
る方法として、図２のように、ろ材充填層８ａの高さ方
向の中間部に曝気部材９を設け、その下部を脱窒素部１
８、その上部を好気性生物膜による残留ＢＯＤ除去部１
９とし上向流で運転する方法とした。

【００１７】この結果、汚泥発生量の大幅な低減効果が
あることが認められた。この理由は活性汚泥をオゾンに
よって可溶化し、再び活性汚泥の基質（微生物の食料）
に変換させ生物処理槽に返送することによって通常は系
外に廃棄しなければならない汚泥を曝気槽内で生物学的
に炭酸ガス、水に分解できるためである。本発明者の下
水を対象にした試験によれば、図１の処理装置を用い
て、上記以外の処理条件を、 ・汚水の処理量を１００リットル／ｄ、 ・粒状ろ材の材料を粒状スポンジとし、その粒径を１０
〜１５ｍｍ、 ・ろ材充填層の層厚みＬを２ｍ、 としたときに、汚泥発生量は、従来の活性汚泥法（即
ち、粒状ろ材充填槽を使用しない処理装置）の余剰汚泥
の発生量に比べて約１／６に減少した。

【００１８】

【発明の効果】以上のべたように、本発明は、有機性汚
水を生物学的硝化脱窒素法で処理したのち、活性汚泥を
固液分離し生物処理水を得る有機性汚水の処理方法で、
生物処理工程の活性汚泥の一部をオゾン酸化したのち固
液分離し、この固液分離した分離液を前記生物処理水に
添加して脱窒素菌が固定化された粒状ろ材充填槽に供給
して、生物学的脱窒素及びＳＳろ過を同時に行なう有機
性汚水の処理方法及び該処理方法を実施可能とした装置
である。したがって、下記する効果を奏するものであ
る。 １．汚泥をオゾンによって可溶化してＢＯＤを溶出させ
たのち固液分離し、分離液を脱窒素菌が固定化された粒
状ろ材充填槽による脱窒素部の有機炭素源として利用す
るので、メタノールなどの薬品が不要であり、ランニン
グコストを抑えることができる。また、活性汚泥処理系
に第２脱窒素槽を増設する必要もないので、設備の大型
化を回避することができる。 ２．脱窒素菌が固定化された粒状ろ材充填槽においてＳ
Ｓろ過も同時に行なわれるので、ＳＳ除去のためのろ過
槽が別個に必要ないので、処理装置の簡素化を図ること
ができる。 ３．汚泥をオゾンにより可溶化したのち固液分離し、分
離汚泥を再び活性汚泥の基質として供給し生物学的に減
量するようにしたので、余剰汚泥発生量を大幅に減少さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理装置の一実施形態の概略図であ
る。

【図２】本発明の処置装置における要部概略図である。

【符号の説明】

１ 汚水 1A 高度処理水 ２ 脱窒素槽 ３ 生物学的硝化槽 ４ 処理槽 ５ 沈殿槽（最終沈殿池） ６ オゾン酸化槽 ７ 固液分離槽 ８ 粒状ろ材充填槽 8a 充填層 ９ 曝気部材 18 脱窒素部 19 残留ＢＯＤ除去部 100 汚水の処理装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性汚水を生物学的硝化脱窒素法で処
   理したのち、活性汚泥を固液分離し生物処理水を得る有
   機性汚水の処理方法において、 前記生物処理工程の活性汚泥の一部をオゾン酸化したの
   ち固液分離し、 該固液分離した分離液を前記生物処理水に添加して、脱
   窒素菌が固定化された粒状ろ材充填槽に供給し、生物学
   的脱窒素及びＳＳろ過を同時に行なうこと、 を特徴とする有機性汚水の処理方法。
2. 【請求項２】 有機性汚水を生物学的硝化脱窒素処理す
   る処理槽と、 前記処理槽から流出する生物汚泥を固液分離するための
   沈殿槽と、 前記沈殿槽内の活性汚泥の一部をオゾン酸化するオゾン
   酸化槽と、 前記オゾン酸化槽にて処理した活性汚泥を固液分離する
   固液分離槽と、 前記固液分離槽にて固液分離された分離液と、前記沈殿
   槽から排出される生物処理水とが供給される脱窒素菌が
   固定化された粒状ろ材充填槽とを備え、 前記有機性汚水の生物学的脱窒素及びＳＳろ過処理を同
   時に行なうように構成されたことを特徴とする有機性汚
   水の処理装置。