JP2002035764A - 有機性廃水の処理方法およびその方法を用いた処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凝集剤による有機物の凝集処理の前段階で、
有機性廃水に酸および消泡剤を同時に添加して脱気処理
しておくこと、また廃水を酸性にして有機物の凝集効果
を高めることにより、凝集剤の使用量の減少を図りつ
つ、処理水の色度の低下を達成することができる有機性
廃水の処理方法およびその方法を用いた処理システムを
提供する。 【解決手段】 有機物を含む廃水に酸および消泡剤を添
加して撹拌する脱気槽１０１と、この脱気槽１０１から
供給される廃水にアルカリ剤および凝集剤を添加して撹
拌しフロックを生成させる反応槽１０２と、この反応槽
１０２から供給される廃水に凝集剤を添加して撹拌し上
記フロックを凝集させる凝集槽１０３と、この凝集槽１
０３から供給される廃水の有機性沈殿物と水分とを分離
する沈殿槽１０４とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家畜糞尿処理過程
などで生ずる有機物を含む廃水を、有機物を沈殿除去
し、脱色して放流するようにした有機性廃水の処理方法
およびその方法を用いた処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】牛や豚などの酪農経営では、これが大型
化するに伴って排出される糞尿の量も増大し、環境衛生
上この糞尿処理がシステム化して行われることが望まし
い。この場合、家畜糞尿処理を単なる堆肥製造に止まる
ことなく、糞尿を嫌気発酵（例えばメタン発酵）させる
ことで消化ガスを発生させることにより、このガスを熱
源ひいては発電として有効利用することができる。この
とき、糞尿を嫌気発酵させた際の副産物として有機性肥
料を生産することができるのであるが、この有機性肥料
を固形脱水する際に絞り出される廃水には多量の有機物
が含有されており、この有機物を除去して浄化処理した
後に放流することになる。

【０００３】この浄化処理では、まず廃水中に凝集剤を
添加して有機物を凝集させ、そして、この凝集された有
機物を更に沈殿して除去するようになっている。しか
し、この凝集沈殿処理段階では凝集した有機物を除去し
た状態では、排水中にはまだ有機物に由来する茶褐色の
着色成分が残存しており、最終的にこの着色成分をオゾ
ン脱色処理などにて脱色して放流することになる。

【０００４】このとき、前記凝集沈殿処理で添加される
凝集剤としては、例えば塩化第２鉄（ＦｅＣｌ_３）が用
いられる。また、前記凝集物（フロック）の沈降を促進
するためには凝集沈殿処理段階で気泡として発生される
二酸化炭素を抑制する必要があり、この二酸化炭素発生
の抑止剤として水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤が添
加される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の有機性廃水の処理方法では、凝集剤として添加す
る塩化第二鉄は酸性物質であり、この酸性条件下で最適
な凝集作用が行われる。ところが、二酸化炭素の発生を
抑制するためにアルカリ剤が添加されるため、凝集処理
が行われる槽内での酸性度が低下されることになり、上
記塩化第二鉄による凝集作用が低減されることになり処
理水質レベルが低下されてしまうという課題があった。

【０００６】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て成されたもので、凝集剤による有機物の凝集処理の前
段階で、有機性廃水に酸および消泡剤を同時に添加して
脱気処理しておくこと、また廃水を酸性にして有機物の
凝集効果を高めることにより、凝集剤の使用量の減少を
図りつつ、処理水の色度の低下を達成することができる
有機性廃水の処理方法およびその方法を用いた処理シス
テムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、有機物を含む廃水から有機物を沈殿除去
し、脱色する有機性廃水の処理方法において、上記有機
性廃水に酸および消泡剤を添加する脱気工程と、この脱
気工程を通った廃水にアルカリ剤および凝集剤を添加し
て有機性沈殿物を生成させる凝集工程と、を備える。

【０００８】また、かかる処理方法を用いた本発明の有
機性廃水の処理システムは、有機物を含む廃水に酸およ
び消泡剤を添加して撹拌する脱気槽と、この脱気槽から
供給される廃水にアルカリ剤および凝集剤を添加して撹
拌しフロックを生成させる反応槽と、この反応槽から供
給される廃水に凝集剤を添加して撹拌し上記フロックを
凝集させる凝集槽と、この凝集槽から供給される廃水の
有機性沈殿物と水分とを分離する沈殿槽とを備えて構成
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図１および図２は本発明
の有機性廃水の処理方法の一実施形態を示し、図１は本
発明の処理方法を用いた有機性廃水の処理システムを示
す概略構成図、図２は本発明が適用される家畜糞尿等再
利用設備の概略構成図である。

【００１０】即ち、本実施形態の有機性廃水の処理方法
は図２に示す家畜糞尿等再利用設備１０に適用され、主
に家畜糞尿を嫌気発酵させて消化ガスを取り出すととも
に有機性肥料を生産する一方、この有機性肥料を生産す
る際に脱離される有機性廃水を図１に示す本発明の処理
システム１００により浄化して放流するようになってい
る。

【００１１】上記家畜糞尿等再利用設備１０は、家畜の
糞尿や食品工場で排出されるおからおよびわら・おがく
ず、更には生活排水などを受入・沈降槽１１に投入し、
ここで粗大物を沈降除去した後、破砕機１２でわらなど
を破砕して糞尿とともに原水槽１３で一時貯留する。次
に、該原水槽１３から消化槽１４に原水を投入して嫌気
処理され、メタンを含む消化ガスを発生させるととも
に、処理が終了した糞尿などの消化汚泥はこれを脱水し
て固形分の脱水ケーキが作り出される。

【００１２】上記消化槽１４からは、処理水がオーバー
フローして流出パイプ２７から汚泥状となって脱水設備
４０に排出される。

【００１３】ガス処理設備３０は、排出パイプ２６から
排出される消化ガスをガスホルダー１５に貯留するとと
もに、脱硫塔１６で硫化水素を除去した後、ブロワでガ
スエンジンに送って発電機１７を回転して発電し、ま
た、ボイラ１８で燃焼する。

【００１４】また、脱水設備４０は上記消化槽１４の流
出パイプ２７から排出される汚泥状の処理水を消化液槽
２０に貯留した後に脱水機２１に投入する。該脱水機２
１では、凝集剤槽２２の高分子凝集剤が添加されて有機
成分を凝集しつつ脱水し、液分を脱離しつつ上記脱水ケ
ーキを作り出し、この脱水ケーキを図外の発酵処理施設
で発酵させた後に堆肥を生産して商品化される。

【００１５】一方、上記脱水機２１で脱離された廃水に
は多分の有機物が含有されており、この有機性廃水が上
記処理システム１００に送られる。該処理システム１０
０は図１に示したように、有機物を含む有機性廃水に硫
酸などの酸および消泡剤を添加して撹拌する脱気槽１０
１と、この脱気槽１０１から供給される廃水にアルカリ
剤および凝集剤を添加して撹拌しフロックを生成させる
反応槽１０２と、この反応槽１０２から供給される廃水
に凝集剤を添加して撹拌し上記フロックを凝集させる凝
集槽１０３と、この凝集槽１０３から供給される廃水の
有機性沈殿物と水分とを分離する沈殿槽１０４とを備え
て構成される。

【００１６】上記脱気槽１０１には、上記脱水機２１で
脱離した有機性廃水を一旦貯留しておく貯留槽１０５か
ら該有機性廃水が流量調節弁１０６を介して導入され
る。該脱気槽１０１には消泡剤槽１１０から供給される
消泡剤が添加されるとともに、酸槽１１１から供給され
る硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）などの酸が添加される。また、上
記反応槽１０２には、凝集剤槽１１２から供給される塩
化第二鉄（ＦｅＣｌ_３）が凝集剤として添加されるとと
もに、アルカリ槽１１３から供給される水酸化ナトリウ
ム（ＮａＯＨ）が添加される。

【００１７】上記消泡剤としては、長鎖アルコール、炭
化水素、動植物油、アルキルポリオキシシロキサンなど
が知られるが、これ以外にも界面活性剤で一般にHLBの
小さく親油性の大きいもの、ポリオキシエリレン・ポリ
オキシプロピレン共重合体、ソルビタン脂肪酸エステ
ル、多価アルコール脂肪酸部分エステルや一連のシリコ
ーン系界面活性剤などを用いることができる。また、上
記凝集剤は一般に用いられるものとして無機凝集剤と有
機凝集剤があり、本実施形態では酸性物質である塩化第
二鉄（ＦｅＣｌ_３）がこの凝集剤として用いられる。

【００１８】従って、上記有機性廃水の処理システム１
００にあっては、有機物を多量に含む廃水は、まず脱気
槽１０１内で消泡剤による抑泡や破泡による消泡作用が
発揮され、廃水中に発生する泡が以降の浄化処理のトラ
ブルとなるのを防止する。また、この消泡作用が行われ
るにあたって、脱気槽１０１内に添加される硫酸（Ｈ _２
ＳＯ_４）などの酸により廃水が酸性化される。

【００１９】次に、消泡処理された上記脱気槽１０１の
廃水は反応槽１０２に供給され、この反応槽１０２で添
加される塩化第二鉄によって廃水中に含有される有機物
が沈殿される。このとき、該反応槽１０２に水酸化ナト
リウムが添加されるため、二酸化炭素の発生が抑制され
て上記塩化第二鉄による凝集作用が効率よく行われる。
そして、この反応槽１０２で処理された廃水は凝集槽１
０３にオーバーフローによって供給され、フロックの凝
集を成長させる。本実施形態では該凝集槽１０３は、反
応槽１０２の廃液が供給される１次凝集槽１０３ａと、
この１次凝集槽１０３ａの次に供給される２次凝集槽１
０３ｂとによって構成され、１次凝集槽１０３ａには高
分子凝集剤槽１２０から、必要に応じて高分子凝集剤が
添加される。従って、上記反応槽１０２で凝集される有
機物は、１次凝集槽１０３ａから２次凝集槽１０３ｂへ
と送られるに従って除々に成長する。

【００２０】上記凝集槽１０３で有機物が凝集された廃
水は沈殿槽１０４に供給されて、フロックを静かに沈降
させることにより、フロックは沈殿槽１０４の底部に汚
泥状となって沈殿される。この沈殿された余剰汚泥は還
元パイプ１１４を介して上記家畜糞尿等再利用設備１０
の受入・沈降槽１１に戻される。一方、上記凝集槽１０
３のオーバーフローされた上澄みは上積液貯槽１１５に
供給された後、オゾン脱色槽１１６おより消毒槽１１７
を通して放流される。

【００２１】以上の構成により本実施形態の有機性廃水
の処理システム１００にあっては、脱気槽１０１で有機
性廃水に硫酸などの酸および消泡剤を添加する脱気工程
と、反応槽１０２で脱気工程を通った廃水にアルカリ剤
および凝集剤を添加してフロックを生成させる凝集工程
とを備えたので、脱気工程では消泡剤を添加する際にこ
れと同時に硫酸などの酸が添加されるため、該脱気槽１
０１内の廃水を酸性化することができる。このため、貯
留槽１０５の廃水の水素イオン指数はアルカリ性を示す
ＰＨ≒８であるのに対して、脱気槽１０１の廃水はＰＨ
≒６となって酸性に変化させることができる。

【００２２】従って、反応槽１０２に導入される廃水
に、酸性化（ＰＨ≒６）された条件下で凝集剤を添加す
ることができる。この凝集剤としては塩化第二鉄が用い
られるが、この塩化第二鉄はこれの水溶液がＦｅの３価
イオンの加水分解により酸性を示す性質を有し、これの
凝集作用は酸性条件下の方がより効果的となる。このた
め、反応槽１０２に導入される廃水が既に酸性であるた
め有機物の凝集を促進することができる。

【００２３】更に、上記廃水に添加された酸は重炭酸塩
と反応して二酸化炭素を発生するが、この二酸化炭素は
気泡となって浮遊するため凝集作用が阻害されることに
なる。このため、上記反応槽１０２に水酸化ナトリウム
が添加されることにより、二酸化炭素の発生が抑制され
て凝集作用の低下を防止することができる。

【００２４】従って、本実施形態では有機性廃水に酸を
添加して酸性条件下で消泡剤を用いる（脱気工程）の
で、この消泡剤による消泡作用が高まるとともに、酸性
条件下で塩化第二鉄が添加される（凝集工程）ので、こ
の塩化第二鉄の投入量を低減し、ランニングコストを低
下することができる。

【００２５】従って、本実施形態の処理システム１００
では処理水は最終的にオゾン脱色槽１１６で脱色される
が、本実施形態では表１に示すように色度が減少され、
有機性廃水の処理水質レベルを大幅に向上することがで
きる。即ち、同表ではに全く処理しない原水の場合、
に本実施形態と同様にオゾン脱色する従来の場合、
に本実施形態の場合をそれぞれ比較して示す。

【００２６】

【表１】 この場合、反応槽１０２に添加される塩化第二鉄および
１次凝集槽１０３ａに添加される高分子凝集剤は、本実
施形態の場合および従来の場合とも同量とし、それぞれ
塩化第二鉄の添加率は２１００mg/l、高分子凝集剤の添
加率は１５mg/lとした。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の有機性廃水
の処理方法およびその方法を用いた処理システムにあっ
ては、脱気工程では有機性廃水に酸を添加して酸性条件
下で消泡剤を用いたので、この消泡剤による消泡作用を
高めることができるとともに、凝集工程では酸性条件下
で凝集剤を添加することができるので、該凝集剤の投入
量を低減してランニングコストを低下することができ、
有機性廃水の処理水質レベルを大幅に向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を用いた有機性廃水の処理システムの一
実施形態を示す概略構成図である。

【図２】本発明が適用される家畜糞尿等再利用設備の一
実施形態を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 家畜糞尿等再利用設備 １００ 処理システム １０１ 脱気槽 １０２ 反応槽 １０３ 凝集槽 １０４ 沈殿槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 大 東京都港区港南２丁目15番２号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 久枝 俊弘 大阪府大阪市中央区北浜東４番33号 株式 会社大林組本店内 Ｆターム(参考） 4D037 AA13 AB05 BA23 BB04 BB08 BB09 CA06 CA08 CA12 4D062 BA19 BA23 BB05 CA02 CA09 DA13 DA39 EA06 EA13 EA32 FA01 FA25

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機物を含む廃水から有機物を沈殿除去
   し、脱色する有機性廃水の処理方法において、 上記有機性廃水に酸および消泡剤を添加する脱気工程
   と、この脱気工程を通った廃水にアルカリ剤および凝集
   剤を添加して有機性沈殿物を生成させる凝集工程と、を
   備えたことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
2. 【請求項２】 有機物を含む廃水に酸および消泡剤を添
   加して撹拌する脱気槽と、この脱気槽から供給される廃
   水にアルカリ剤および凝集剤を添加して撹拌しフロック
   を生成させる反応槽と、この反応槽から供給される廃水
   に凝集剤を添加して撹拌し上記フロックを凝集させる凝
   集槽と、この凝集槽から供給される廃水の有機性沈殿物
   と水分とを分離する沈殿槽とを備えたことを特徴とする
   有機性廃水の処理システム。