JPH02172596A - 有機性汚水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、し尿、浄化槽汚泥、とみ埋立滲出汚水その他
の窒素成分を多量に含む有機性汚水を生物学的硝化脱窒
素処理をはじめとする処理工程により処理するさいに、
生物学的硝化脱窒素処理工程における発泡を抑え、かつ
非常に高度に浄化された処理水を安定して得ることがで
きる有機性汚水の処理方法に関する。

〔従来の技術〕

し銀糸汚水などの窒素、リン、ＢＯＤ、ＣＯＤ、色度、
ＳＳを多量に含む有機性汚水を処理する従来の最も代表
的な処理方法は、第２図に示すようなプロセスからなシ
、実際に多く用いられている。

このプロセスは「高負荷脱窒素プロセス」と呼ばれてい
る。

しかしながら、このプロセスは、硝化脱窒未処理工程で
の発泡が激しいので、多量の消泡剤を添加しないと生物
学的硝化脱窒素処理を行うことが不可能である。また、
その処理の後の固液分離に沈殿法を使うので、ＳＳのキ
ャリオーバが起きやすい。さらに、最終処理に活性炭吸
着塔が必要となシ、それに伴って活性炭の再生炉が不可
欠となるので、メンテナンスが繁雑で、かつ装置比が高
いという大きな欠点があった。

そのため、ごく最近、限外濾過膜（ＵＰ膜）又は精密濾
過膜（ＭＦ膜）による固液分離方式が開発され、それを
利用した有機性汚水の処理方法が数ケ所の実施設で採用
されるようになっている。

この膜分離方式を利用した有機性汚水の処理方法は、「
ＵＦ膜分離リン吸着プロセス」と呼ばれ、その工程は第
３図に示す通シであって、沈殿工程が全く不要なので、
従来よシ維持管理性が非常に向上するという特徴がある
。

しかしながら、このＵＰ膜分離リン吸着プロセスにおい
ても、無希釈生物学的硝化脱窒素処理工程で多量の消泡
剤を必要とし、消泡コストが高く、また、活性炭吸着塔
と活性炭再生炉を必要とすることは、前記の高負荷脱窒
素プロセスと同様であって、これらの面では改善されて
いない。

しかも、このプロセスにおいては、し尿の無希釈処理の
場合、活性炭吸着塔からｐｏ４’−吸着除去工程に流入
する精製水のｐｏ４”−濃度が６００〜８００ｔｐｑ／
Ｉと著しく高くなるので、ＰＯ−一吸着除去工程で酸化
ジルコニウム系吸着剤のようにかなりＰＯ４３−吸着容
量の大きな吸着剤を使用しても、再生を数日に一回とい
うように極めて頻繁に行わなければならず、維持管理が
非常に繁雑になる外、再生廃液の処分も必要となるとい
う重大な欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、このようか従来技術の欠点を根本的に解決す
ることを課題とするもので、具体的には、次の点を発明
の解決課題とするものである。

（１１生物学的硝化脱窒素処理工程への消泡剤の添加を
不要あるいは大巾に削減できる無発泡型生物処理法を開
発確立すること。それによって、従来処理コストを高く
していた消泡剤費用をゼロあるいは僅小にすること。

（２）従来用いられてきた活性炭吸着塔、活性炭再生炉
を不要とすること。それによって、建設費、装置費を削
減するだけでなく、プロセスを簡潔化し、維持管理を容
易にすること。

（３）　　Ｐ　□、３−イオンの吸着除去工程を不要に
し、ランニングコストを軽減するのみならず、吸着剤再
生廃液の処分工程を不要にすること。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、有機性汚水を生物学的硝化脱窒素処理した後
、該生物学的硝化脱窒素処理工程からの活性汚泥スラリ
ーを限外濾過膜又は精密濾過膜により膜分離し、該膜分
離により得られた濃縮活性汚泥の少なくとも一部を前記
生物学的硝化脱窒素処理工程へ返送すると共に、該膜分
離により得られた膜透過水に鉄又はアルミニウム系凝集
剤を添加した後、粉末活性炭を添加混和して、ｐＨを酸
性条件下に維持しつつ固液分離し、清澄処理水を得る一
方、分離された粉末活性炭共存凝集汚泥の少なくとも一
部を、前記生物学的硝化脱窒素処理工程に供給すること
を特徴とする有機性汚水の処理方法である。

以下、本発明を実施する装置の模式図を示した第１図を
参照しながら、本発明の詳細な説明する。

除渣し尿１は、無希釈生物学的硝化脱窒素処理工程２に
流して硝化脱窒素され、ＢＯＤも同時に除去される。硝
化脱窒未処理工程２としては、硝化液循環型、ステップ
流入型、一種型、好気的脱窒素型など公知の任意の方式
を適用して良い。

生物学的脱窒未処理工程２から流出する活性汚泥スラリ
ー３は限外濾過膜又は精密濾過膜による固液分離工程（
膜分離工程）４で、濃縮活性汚泥５と膜透過水６に分離
される。濃縮活性汚泥５の大部分７は返送汚泥として前
記硝化脱窒未処理工程２に返送され、一部８が余剰汚泥
相当分として汚泥脱水工程９に導びかれる。

膜透過水６には非生物分解性００Ｄ、色度、ＰＯ４３−
イオン、少量の有機性窒素が残留しているので、塩化第
２鉄、ポリ硫酸第２鉄、硫酸ばん土、ポリ塩化アルミニ
ウムなどの鉄又はアルミニウム系凝集剤１０を混合槽１
１で膜透過水６に添加し、ｐＨ４〜５．５の酸性条件で
凝集フロックを形成させ、これにさらに粉末活性炭１２
を添加し、所定時間接触槽１３で混和した後、固液分離
工程１４で粉末活性炭共存凝集スラリーを分離し、ＯＯ
Ｄ、色度５ＰＯ４”−ｓ有機性窒素、８８が高度に除去
された極めて清澄な高度処理水１６を得る。鉄又はアル
ミニウム本凝集剤の添加量は通常１５００〜３０００ｗ
／Ｉの範囲とするのがよく、前記処理において粉末活性
炭の添加量は通常１００〜８００η／Ｊ！、好ましくは
１５０〜５００■／２とする。また、接触槽１３での混
和時間は通常３０〜９０分行えば十分であり、その接触
槽１３としては例えば図示のような空気攪拌によるもの
でも機械攪拌によるものでもよい。

また、固液分離工程１４では、沈殿、濾過、膜分離など
のいずれを採用してもよく、第１図の場合精密濾過膜（
ＭＦ膜）を用いた。

一方、固液分離工程１４で完全に捕捉分離された粉末活
性炭共存凝集汚泥の一部１５は接触槽１３又は膜透過水
６に返送され、他部１５’が生物学的硝化脱窒素処理工
程２に供給される。なお、場合によっては、固液分離工
程で分離された粉末活性炭共存凝集汚泥の全量を生物学
的硝化脱窒素処理工程２に供給するようにしてもよい。

このようにして、前記の粉末活性炭共存凝集汚泥を生物
学的硝化脱窒素処理工程２へ供給したところ、この処理
工程２における激しい発泡が全くあるいはほとんどなく
なシ、消泡剤の添加が不要あるいは大巾に削減されるこ
とが見出された。前記の従来のプロセスでは、消泡剤と
してシリコーン又はアルコール系消泡剤が多用され、そ
れを用いることによるコストはし尿１　ｋｌ当９　ｔｏ
ｏ〜１５０円と非常に多額であったのが、本発明ではこ
の費用を全く要しカい。

しかも、粉末活性炭共存凝集汚泥の一部１５を混合槽１
１（工程としては凝集処理工程に肖る）又は接触槽１３
の前で膜透過水６に添加すると、凝集剤１０及び新しい
粉末活性炭１２の所要量が減少するという知見も得られ
、る。

また、固液分離工程１４に限外濾過膜もしくは精密濾過
膜を適用する場合、粉末活性炭共存時に、膜透過流束（
ＦＡｕｘ　）が１５〜２０％向上し、膜の汚染度も軽減
されることが観測された。

なお、第１図において、１７は高分子凝集剤などの脱水
助剤、１８は汚泥脱水ケーキ、１９は脱水濾液、２０は
空気である。

固液分離工程１４から生物学的硝化脱窒素処理工程２へ
送られる粉末活性炭共存凝集汚泥１５′の量、ひいては
前記処理工程２へ送られる粉末活性炭の量は、接触槽１
３の前で膜透過水６へ新規に添加される粉末活性炭１２
の量及びこの凝集汚泥１５′と混合槽１１などの前で膜
透過水６に添加される粉末活性炭共存凝集汚泥１５との
量比とによって決まる。

そして、この生物学的硝化脱窒素処理工程２へ送られる
粉末活性炭共存凝集汚泥１５′の量については、硝化脱
窒床処理工程２への返送量をＶ１％凝集処理工程への返
送量をｖ２とするとき、■１は、凝集処理によって発生
した汚泥量をａＫｐ・８８／Ｅ３゜粉末活性炭添加量を
ｂＫｇ・８８／日とし、固液分離工程で分離された粉末
活性炭共存凝集汚泥の濃度をＯＡ　Ｋｑ＠５５７ｍ５と
すると ＯＡ となる値に設定する。一方、Ｖ２は任意の値に設定でき
る。従って、（ＶＶ／Ｖ１）は０．５〜１００程度に変
動させうるものであシ、通常（ＶＪＶＩ）は５０〜６０
程度に設定するのが良い。

また、生物学的硝化脱窒素処理工程２へ送られる粉末活
性炭共存凝集汚泥１５′のし尿に対する量は、例えばし
尿１　ｋｌ当９０．２〜２に７！程度とすることができ
る。

本発明で使用する粉末活性炭は、市販されているものを
そのまま使用することができ、その粒度は平均粒径が１
００メツシユ以下のものが好ましい。

〔作用〕

本発明では、後の固液分離工程で分離された粉末活性炭
共存凝集汚泥の少なくとも一部を生物学的硝化脱窒素処
理工程に供給すると、同処理工程において発泡現象が著
しく抑止されあるいはほとんど生じなくなる。そのよう
な作用を生じる機構については、粉末活性炭と凝集剤に
より生じた凝集汚泥とのどのような共同作用によるもの
かについては、はつきシしないが、いずれにしてもその
添加により上記の作用が顕著に生じる。

本発明においては、粉末活性炭などを前記した個所に添
加し、かつそれにより生じた粉末活性炭共存凝集汚泥の
少なくとも一部を硝化脱窒未処理工程に供給することに
より上記の作用を生じるのであって、粉末活性炭が発泡
防止に役立っているのではないかとの観点から、もしも
新鮮な粉末活性炭を、本発明のように凝集剤添加工程の
後に添加するのではなく、たとえば生物学的硝化脱窒床
処理工程に添加すると、該処理工程内の液の高濃度の溶
解性ＣＯＤと色度成分（凝集処理後のＣＯＤ。

色度の約１０倍もの高濃度を示す）と粉末活性炭が接触
することになること、およびこれらのＣＯＤ　。

色度成分が活性炭によって吸着され難い高分子量成分で
あることにより、放流水のＣＯＤ、色度が本発明におけ
る放流水よシも４〜５倍も高い値にな勺、トータルプロ
セスとして評価した場合に極めて不合理な結果を招く。

したがって、新鮮な粉末活性炭を生物学的硝化脱窒床処
理工程に添加する方法では、総合的な水質向上度が本発
明に比べ極めて劣るという結果をもたらす。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

ただし、本発明はこの実施例のみに限定されるものでは
ない。

実施例 第１図の模式図に示す、本発明を実施する装置によって
、し尿を処理した。

第１表に示す水質の除渣し尿を、後記する粉末活性炭共
存凝集汚泥１５′を循環しつつ生物学的硝化脱窒床処理
工程２で無希釈タイプの生物学的硝化脱窒素処理を行っ
た。この処理における運転条件は第２表に示すとおシで
ある。また、添加した粉末活性炭共存凝集汚泥１５′は
、除渣し尿に対して粉末活性炭の濃度が２００〜５００
７ＩＩＰ／Ｊ！となるようにしたものである。

この処理では消泡剤を添加しなくてもこの処理工程２で
の発泡はほとんど認められず、円滑な運転が可能であっ
た。

以下余白 第１表　　除渣し尿水質 なお、前記限外濾過膜の透過流束は１．９〜２．Ｑｍ３
／ｍ２・日であった。

次に、生物学的硝化脱窒床処理工程２がら流出する活性
汚泥スラリー３をチューブラ型限外濾過膜（分画分子量
公称値１０万）によって限外濾過したところ、第３表に
示す水質の膜透過水を得た。

次に、上記の第３表に示す水質の膜分離水に塩化第２鉄
を２５００η／に添加し、ｐＨ４〜５０弱酸性条件で凝
集処理した後、粉末活性炭（工・々ダイヤ５００ＬＰ−
荏原インフィルコ株式会社製品）を２００〜５００■／
２の濃度になるように添加して接触槽１３で６０分間空
気攪拌した後、限外濾過膜（分画分子量１０万）で粉末
活性炭共存凝集スラリーを膜分離した。この固液分離工
程１４で第４表に示す水質の、極めて清澄な高度処理水
を得た。

なお、この固液分離工程１４におけるＵＦ膜の透過流束
は２．５〜２．６２ｍ３７ｍ２・日であった。

一方、比較のため、前記の粉末活性炭共存凝集汚泥１５
′を生物学的硝化脱窒素処理工程２に循環しないで運転
した場合は、シリコーン系の消泡剤を常時２００〜３０
０１Ｎｉ／Ｘ添加しないと発泡が激しく。

運転不可能であった。また、膜分離工程４で得られる限
外濾過膜透過水の水質は、第５表に示す値となシ、第３
表に示す本発明で得られる膜透過水の水質よシも悪化し
た。なお、そのさいにおけるＵＰ膜の透過流束は１　、
６６〜１　、７４　ｍ”７ｍ”　６日であって、本発明
よシも低下した。

また、接触槽１３の前で粉末活性炭１２を添加せず、塩
化第２鉄２５００η／ぶのみを添加して、同一の限外濾
過膜で膜分離したところ、シリコーン系の消泡剤を常時
２００〜３００■／２添加しないと発泡が激しく運転不
可能であった。また、この膜の透過流束（Ｆｌｕｘ）は
２　＊　Ｏ〜２−２　ｍＶｍ”　ａ　日と−１、本発明
よシも小さな値となった。

〔発明の効果〕

本発明は、その構成に基づいて次のような効果を有する
。

（１）生物学的硝化脱窒素処理工程での発泡がほとんど
起こらず、従来のプロセスで多量に必要としていた消泡
剤が不要あるいは大巾に削減可能となる。この結果、ラ
ンニングコストが著しく節減される外、ＯＯＤ発現物質
である消泡剤の添加がなくなるため、処理水のＯＯＤが
低減する。また、生物学的硝化脱窒素反応の効率が向上
し密定して処理が行える。

（２）活性炭吸着塔、活性炭再生炉、ＰＯ−一吸着塔、
ＰＯ４３−吸着剤再生装置が不要になシ、処理のプロセ
スが著しく簡略化されると同時に建設費が大巾に低減し
、かつ維持管理も容易になる。

（３）　　活性汚泥スラリーの膜分離工程における透過
流束が向上するとともに、膜透過水の水質が向上する。

（４）粉末活性炭共存凝集汚泥の一部を凝集剤添加前又
は添加後の膜透過水に添加する場合、凝集剤及び新しい
粉末活性炭の所要量を減少することができる。

（５）膜透過水に凝集剤を添加した後の固液分離工程に
限外濾過膜又は精密濾過膜を使用した場合、膜の透過流
束が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置の模式図を示し、第２
図は、従来の最も代表的な有機性汚水の処理方法である
高負荷脱窒素プロセスのフローシートを示し、第３図は
、ＵＰ膜分離リン吸着プロセスのフローシートを示ス。 １・・・除渣し尿、２・・・生物学的硝化脱窒素処理工
程、３・・・活性汚泥スラリー　４・・・膜分離工程、
５・・・濃縮活性汚泥、６・・・膜透過水、１０・・・
凝集剤、１１・・・混合槽、１２・・・粉末活性炭、１
３・・・接触槽、１４・・・固液分離工程、１５．１５
’・・・粉末活性炭共存凝集汚泥、１６・・・処理水

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機性汚水を生物学的硝化脱窒素処理した後、該生物学
   的硝化脱窒素処理工程からの活性汚泥スラリーを限外濾
   過膜又は精密濾過膜により膜分離し、該膜分離により得
   られた濃縮活性汚泥の少なくとも一部を前記生物学的硝
   化脱窒素処理工程へ返送すると共に、該膜分離により得
   られた膜透過水に鉄又はアルミニウム系凝集剤を添加し
   た後、粉末活性炭を添加混和して、ｐＨを酸性条件下に
   維持しつつ固液分離し、清澄処理水を得る一方、分離さ
   れた粉末活性炭共存凝集汚泥の少なくとも一部を、前記
   生物学的硝化脱窒素処理工程に供給することを特徴とす
   る有機性汚水の処理方法。