JP2002186988A - 排水処理装置及び排水処理方法 - Google Patents

排水処理装置及び排水処理方法

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JP2002186988A
JP2002186988A JP2000384751A JP2000384751A JP2002186988A JP 2002186988 A JP2002186988 A JP 2002186988A JP 2000384751 A JP2000384751 A JP 2000384751A JP 2000384751 A JP2000384751 A JP 2000384751A JP 2002186988 A JP2002186988 A JP 2002186988A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】効率の高い有機性排水の処理を行うことがで
き、また、運転経費や設備費などが低廉化でき、更に、
汚泥全体としての発生量の減容化を図ることができる排
水処理装置及び方法を提供する 【解決手段】汚泥減容化処理手段を設けた排水処理装置
において、前記汚泥減容化処理手段がpHを6.0〜
9.0に維持して生物消化処理する好気性消化槽及びp
Hを10.5〜12.5に維持してアルカリ可溶化処理
するアルカリ処理槽とからなることを特徴とする排水処
理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性排水を生物
学的に処理する排水処理装置に関し、特に、生物処理で
発生する汚泥を減容化する排水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、下水、食品排水、厨房排水又は浄
化槽汚泥などの有機性排水の好気性生物処理装置として
は、活性汚泥処理装置、固定床式生物処理装置又は流動
床式処理装置などが用いられている。
【0003】前記活性汚泥処理装置にあっては、好気性
微生物である汚泥の浮遊する処理槽内に排水を供給し、
空気で曝気することにより、汚泥の生物学的作用で原水
中の有機物を生物的に酸化分解処理する装置であり、ま
た、固定床式生物処理装置にあっては、処理槽内に生物
担体の固定床を設け、空気で曝気することにより微生物
を担体の表面に付着増殖させ、付着した微生物の生物学
的作用で原水中の有機物を生物的に酸化分解処理する装
置であり、更に、流動床式処理装置は、好気性生物処理
槽内の液中に流動可能に生物担体を充填し、原水を供給
して空気で曝気することにより、流動化する生物担体の
表面に付着増殖した微生物の生物学的作用で原水中の有
機物を生物的に酸化分解処理する装置である。
【0004】前記生物処理装置では、いずれも有機物を
生物学的に分解処理するのに伴い、増殖した微生物が汚
泥として大量に発生する。発生した汚泥は沈殿槽などで
分離濃縮され、その一部は生物処理工程に循環される
が、残部は余剰汚泥として系外に排出されて適宜な方法
で処分されている。なお、その余剰汚泥量は生物処理工
程に導入された原水中の有機物量(BOD)の20〜5
0%といわれている。それら余剰汚泥の処分方法として
は、汚泥を濃縮、脱水したのち焼却や埋め立てにより処
分したり、又は嫌気性消化処理により減容化されてい
る。
【0005】更に、発生汚泥をできるだけ減容化する方
法として、特表平6−509986号公報には、中温生
物処理槽と好熱性生物処理槽とを組合せ、中温生物処理
槽から発生する汚泥を好熱性生物処理槽で可溶化したの
ち、中温生物処理槽に返送する汚泥の減容化方法が開示
されており、また、特許第2973761号公報には、
曝気槽の汚泥を抜き出してオゾン処理で可溶化したの
ち、曝気槽に返送して処理する汚泥の減容化方法が開示
されている。更に、特開平9−136097号公報に
は、生物処理工程からの汚泥をpH9〜11のアルカリ
条件で好気性生物処理して減容化する方法が開示されて
いる。なお、汚泥の可溶化とは、汚泥を構成する微生物
を分解して低分子化した有機物とすることを意味し、汚
泥の減容化とは、余剰汚泥として排出される汚泥の容量
を低減することを意味する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の余剰汚泥の
処分方法で、汚泥を濃縮、脱水したのち焼却又は埋め立
て処分する方法にあっては、汚泥の濃縮、脱水後におい
ても含水率が70〜80wt%と高いため嵩が大きく、
廃棄物業者に処分を依頼する場合には、引き取りコスト
が高くなり、排水処理全体にかかるコストの多くを占め
ているのが現状である。更に、埋め立て処分において
は、産業廃棄物埋立処分場の残余年数が少なくなってお
り、引き取りコストも年々高騰している。また、焼却処
分においては、含水率が高いため燃料消費量が多くなり
燃料費が嵩み、更に、排出ガスや焼却灰の処理が必要で
あり、近年はダイオキシン問題等から焼却処理自体が困
難になってきている状況である。
【0007】また、嫌気性消化法により減容化処理する
方法にあっては、メタン菌等の嫌気性微生物が浮遊する
処理槽内に汚泥を供給し、嫌気性ガスで曝気攪拌するこ
とにより、嫌気性微生物の生物学的作用で汚泥中の有機
物をメタンガスや炭酸ガス等に分解処理する方法であ
り、メタンガスを燃料等に有効活用できる利点はある
が、処理に時間がかかるため、消化槽等の設備が過大と
なり、また、最終的に発生する汚泥量も多く、その処分
には前記の問題点が解決できない。
【0008】また、特表平6−509986号公報に開
示された汚泥の減容化方法では、複数のサイクル運転で
処理するため、処理工程が複雑となるとともに、処理時
間がかかる問題があり、また、特許第2973761号
公報に開示された方法では、オゾン含有ガス中の酸素が
有効に利用されていないため、設備費や運転経費が嵩む
問題もある。特に、汚泥減容化処理したのちの生物処理
槽では、処理槽での負荷が高まるため、より酸素が必要
となり、運転経費が嵩む問題がある。更に、特開平9−
136097号公報に開示された汚泥の減容化方法で
は、生物処理工程での処理により有機酸が生成するた
め、pH9〜11のアルカリ条件に維持するためのアル
カリ消費量が多くなり、運転経費が嵩む問題や、pHが
9付近と低い場合には、アルカリによる汚泥の可溶化作
用が少なくなり、また、pHが11付近と高い場合に
は、生物的な汚泥の消化作用が低くなり、アルカリ作用
と生物消化作用の相乗効果が得にくい問題もある。
【0009】本発明は、前記従来の汚泥処分及び減容化
処理における問題点に鑑みて成されたものであり、効率
の高い有機性排水の処理を行うことができ、また、運転
経費や設備費などが低廉化でき、更に、汚泥全体として
の発生量の減容化を図ることができる排水処理装置及び
方法を提供する目的で成されたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の要旨は、請求項1に記載した発明において
は、有機性排水中の有機物を好気性生物処理する生物処
理槽と、生物処理後の汚泥と処理水との混合液を固液分
離する汚泥分離手段と、分離汚泥の一部を生物処理槽に
循環する汚泥循環手段と、残部の分離汚泥を減容化処理
する汚泥減容化処理手段を設けた排水処理装置におい
て、前記汚泥減容化処理手段がpHを6.0〜9.0に
維持して生物消化処理する好気性消化槽及びpHを1
0.5〜12.5に維持してアルカリ可溶化処理するア
ルカリ処理槽とからなることを特徴とする排水処理装置
である。
【0011】また、請求項2に記載した発明において
は、有機性排水中の有機物を好気性生物処理する生物処
理工程と、生物処理後の汚泥と処理水との混合液を固液
分離する汚泥分離工程と、分離汚泥の一部を生物処理槽
に循環する汚泥循環工程と、残部の分離汚泥を減容化処
理する汚泥減容化処理工程を設けた排水処理方法におい
て、前記汚泥減容化処理工程ではpHを6.0〜9.0
に維持して生物消化処理する好気性消化工程とpHを1
0.5〜12.5に維持してアルカリ可溶化処理するア
ルカリ処理工程を設け、分離汚泥を好気性消化工程とア
ルカリ処理工程の間で循環して減容化処理することを特
徴とする排水処理方法である。
【0012】また、請求項3に記載した発明において
は、請求項2に記載の排水処理方法における好気性消化
槽とアルカリ処理槽の間で循環する汚泥量を、好気性消
化槽に供給される汚泥量の30〜100%として処理す
る排水処理方法である。
【0013】前記の通り、アルカリ可溶化に好適なpH
条件に維持されたアルカリ処理槽により微生物を効率的
に死滅・分解して可溶化し、可溶化した汚泥を生物消化
に好適なpH条件に維持された好気性消化槽により効率
的に消化処理するため、汚泥の減容化処理を効率よく行
うことができる。また、請求項3に記載した発明では、
好気性消化槽とアルカリ処理槽間で循環する汚泥量を、
30〜100%の範囲とすることにより、好気性消化槽
での酸消費量を低減して汚泥減容化の促進を図ることが
できる。なお、循環汚泥量が30%よりも少ないと汚泥
の減容化率が低くなり過ぎ、100%を超えるとアルカ
リ消費量及び酸消費量が過大となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施の形
態である排水処理装置の系統図である。1は、後段の処
理槽に供給する排水量を調整する調整槽であり、必要に
よりアルカリなどでpH調整する設備を設けることもで
きる。2は、底部に散気装置10が配置され、空気など
の酸素含有ガスで曝気することにより、好気性微生物の
生物学的作用で原水中の有機物を分解処理する生物処理
槽であり、処理槽2は、複数の槽を連設した構成でもよ
く、また、生物担体を固定して充填した固定床式処理槽
や生物担体を流動可能に充填した流動床式生物処理槽な
どでもよい。
【0015】3は、生物処理後の汚泥と処理水との混合
液を固液分離する汚泥分離手段である沈殿槽であり、汚
泥分離手段としては、沈殿槽3以外に膜分離装置などを
用いることができ、また、沈殿槽3と膜分離装置、遠心
分離装置又は濾過装置などの汚泥濃縮装置6とを組合せ
た手段であってもよい。
【0016】4は、底部に散気装置11が配置され、空
気などの酸素含有ガスで曝気することにより、好気性微
生物の生物学的作用で分離汚泥及び可溶化汚泥を分解処
理する好気性消化槽であり、5は、pHを10.5〜1
2.5に維持し、分離汚泥を効率的に分解して可溶化す
るアルカリ処理槽である。なお、アルカリ処理槽5には
攪拌機9が付設され、また、アルカリを供給するアルカ
リ貯留槽6が接続している。更に、好気性消化槽4及び
アルカリ処理槽5にはそれぞれの処理液pHを測定して
所定の値範囲に制御するためのpH計が付設されてい
る。また、好気性消化槽4には、攪拌効果を高めるた
め、攪拌機を付設してもよい。
【0017】前記構成の装置により有機性排水である原
水を処理する方法について以下詳述する。原水を原水供
給管aから調整槽1に供給して一旦貯留し、貯留された
原水は、後段の処理槽2の状態により、排水量を調整し
て貯留水供給管bから処理槽2に供給され、処理槽2に
供給された原水は、酸素含有ガス供給管nを介して、散
気装置10から供給される空気などの酸素含有ガスで曝
気されることにより、浮遊する好気性微生物(以下汚泥
という)の生物学的作用で、原水中の有機物が効率的に
分解される。
【0018】有機物が分解され、増殖した汚泥が混合し
た処理後の混合液は、混合液排出管cから沈殿槽3に導
入され、汚泥が沈降分離されて、清浄化された処理水が
処理水排出管dから系外に排出される。また、沈降分離
された汚泥は、一部が返送汚泥として循環管fから処理
槽2に循環され、残部の汚泥は、汚泥抜出し管eから好
気性消化槽4に供給される。
【0019】更に、好気性消化槽4に供給された汚泥
は、汚泥循環管jからアルカリ処理槽5に供給され、汚
泥循環管jと可溶化汚泥循環管kとの間で循環流路が形
成され、アルカリ処理槽5では、pH計8によりアルカ
リ供給量が制御されて、アルカリ貯留槽6からアルカリ
供給管mを介して供給され、pHが10.5〜12.5
に維持される。また、アルカリ処理槽5では、攪拌機9
で均一混合されてるため、アルカリによる細胞の破壊に
より微生物を効率的に死滅・分解して低分子化(可溶
化)し、可溶化した汚泥が可溶化汚泥循環管kから好気
性消化槽4に循環される。好気性消化槽4では、pH計
7により循環量が制御され、pHを6.0〜9.0の生
物消化に好適なpH条件に維持されているため、酸素含
有ガス供給管pを介して、散気装置11から供給される
空気などの酸素含有ガスで曝気されることにより、可溶
化した汚泥は、好気性微生物の生物学的作用で分解され
る。また、好気性消化槽からアルカリ処理槽を介して循
環する汚泥量を、好気性消化槽に供給される汚泥量の3
0〜100%として処理するのが酸消費量を低減して汚
泥減容化率も高いため好ましい。
【0020】好気性消化槽4の汚泥は、一部は循環管g
を介して生物処理槽2に循環され、残部は処理汚泥とし
て汚泥排出管hを介して図示しない後段の汚泥処理装置
などに供給される。しかし、減容化処理の状態によって
は、全量を生物処理槽2に循環又は後段の汚泥処理装置
などに供給することもできる。
【0021】
【実施例】(実施例1)生物処理された余剰汚泥(ML
SS:13,300mg/L、MLVSS:10,60
0mg/L)を、pH8.8に維持した好気性消化槽及
びpH11に維持したアルカリ処理槽からなる減容化処
理手段により処理した。なお、好気性消化槽は、槽容
量:600mL、汚泥供給量:600mL/d、散気
量:300mL/minで運転し、アルカリ処理槽で
は、槽容量:150mL、汚泥循環量:400mL/d
(好気性消化槽に供給された汚泥量の66%)で運転し
た。なお、それぞれの槽における処理温度は37℃に維
持した。その結果、処理後の処理汚泥は、MLSS:1
1,200mg/L(減少率16%)、MLVSS:
8,500mg/L(減少率20%)であった。また、
アルカリ処理槽のpHを維持するために添加したアルカ
リ量は32mmol−NaOH/L−汚泥であり、好気
性消化槽には酸の添加をする必要がなかった。
【0022】(実施例2)生物処理された余剰汚泥(M
LSS:13,400mg/L、MLVSS:10,8
00mg/L)を、pH8.8に維持した好気性消化槽
及びpH11に維持したアルカリ処理槽からなる減容化
処理手段により処理した。なお、好気性消化槽は、槽容
量:600mL、汚泥供給量:600mL/d、散気
量:300mL/minで運転し、アルカリ処理槽で
は、槽容量:100mL、汚泥循環量:600mL/d
(好気性消化槽に供給された汚泥量の100%)で運転
した。なお、それぞれの槽における処理温度は37℃に
維持した。その結果、処理後の処理汚泥は、MLSS:
11,200mg/L(減少率16%)、MLVSS:
8,600mg/L(減少率20%)であった。また、
アルカリ処理槽のpHを維持するために添加したアルカ
リ量は33mmol−NaOH/L−汚泥であり、好気
性消化槽には酸の添加をする必要がなかった。
【0023】(比較例1)生物処理された余剰汚泥(M
LSS:13,400mg/L、MLVSS:10,8
00mg/L)を、pH8.8に維持した好気性消化槽
及びpH11に維持したアルカリ処理槽からなる減容化
処理手段により処理した。なお、好気性消化槽は、槽容
量:600mL、汚泥供給量:600mL/d、散気
量:300mL/minで運転し、アルカリ処理槽で
は、槽容量:150mL、汚泥循環量:1200mL/
d(好気性消化槽に供給された汚泥量の200%)で運
転した。なお、それぞれの槽における処理温度は37℃
に維持した。その結果、処理後の処理汚泥は、MLS
S:11,200mg/L(減少率16%)、MLVS
S:8,600mg/L(減少率20%)であった。ま
た、アルカリ処理槽のpHを維持するために添加したア
ルカリ量は50mmol−NaOH/L−汚泥、好気性
消化槽のpHを維持するために添加した酸量は10mm
ol−H2SO4/L−汚泥であり、アルカリ消費量及び
酸消費量が極めて多い結果となった。
【0024】(比較例2)生物処理された余剰汚泥(M
LSS:13,000mg/L、MLVSS:10,4
00mg/L)を、pH8.8に維持した好気性消化槽
からなる減容化処理手段により処理した。なお、好気性
消化槽は、槽容量:600mL、汚泥供給量:600m
L/d、散気量:300mL/minで運転した。な
お、処理温度は37℃に維持した。その結果、処理後の
処理汚泥は、MLSS:11,600mg/L(減少率
11%)、MLVSS:9,000mg/L(減少率1
3%)であった。また、好気性消化槽のpHを維持する
ために添加したアルカリ量は33mmol−NaOH/
L−汚泥であり、汚泥の減少率が低い結果となった。
【0025】
【発明の効果】本発明は、効率の高い有機性排水の処理
を行うことができ、また、運転経費や設備費などが低廉
化でき、更に、汚泥全体としての発生量の減容化を図る
ことができる排水処理装置と方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である排水処理装置の系
統図
【符号の説明】 1:調整槽 2:生物処理槽 3:沈殿槽 4:好気性消化槽 5:アルカリ処理槽 6:アルカリ貯留槽 7、8:pH計 9:攪拌機

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機性排水中の有機物を好気性生物処理す
    る生物処理槽と、生物処理後の汚泥と処理水との混合液
    を固液分離する汚泥分離手段と、分離汚泥の一部を生物
    処理槽に循環する汚泥循環手段と、残部の分離汚泥を減
    容化処理する汚泥減容化処理手段を設けた排水処理装置
    において、前記汚泥減容化処理手段がpHを6.0〜
    9.0に維持して生物消化処理する好気性消化槽及びp
    Hを10.5〜12.5に維持してアルカリ可溶化処理
    するアルカリ処理槽とからなることを特徴とする排水処
    理装置。
  2. 【請求項2】有機性排水中の有機物を好気性生物処理す
    る生物処理工程と、生物処理後の汚泥と処理水との混合
    液を固液分離する汚泥分離工程と、分離汚泥の一部を生
    物処理槽に循環する汚泥循環工程と、残部の分離汚泥を
    減容化処理する汚泥減容化処理工程を設けた排水処理方
    法において、前記汚泥減容化処理工程ではpHを6.0
    〜9.0に維持して生物消化処理する好気性消化工程と
    pHを10.5〜12.5に維持してアルカリ可溶化処
    理するアルカリ処理工程を設け、分離汚泥を好気性消化
    工程とアルカリ処理工程の間で循環して減容化処理する
    ことを特徴とする排水処理方法。
  3. 【請求項3】好気性消化槽とアルカリ処理槽の間で循環
    する汚泥量を、好気性消化槽に供給される汚泥量の30
    〜100%として処理する請求項2に記載の排水処理方
    法。
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