JP2009101277A - 有機性廃水の処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機性廃水の生物処理においてリン回収を行い、余剰汚泥の発生量を低減できる回分式の有機性廃水の処理方法及び装置を提供する。
【解決手段】リンを含有する有機性廃水を有機性廃水の曝気処理にて生成したリンを含有する活性汚泥を有する生物反応槽内に流入させる第1工程、生物反応槽内の活性汚泥を攪拌して嫌気性雰囲気で嫌気運転を行って活性汚泥からリン放出を行う第2工程、第2工程の後に、生物反応槽内を曝気する好気運転を行う第3工程、及び第3工程の後、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、処理水として排出する第4工程を有する回分式廃水処理方法であって、第2工程及び/又は第3工程及び/又は第4工程において生物反応槽の汚泥を引き抜き、汚泥の一部を液化処理し、液化処理した汚泥を第1工程及び/又は第2工程に流入させる有機性廃水の処理方法、装置。
【選択図】図1
【解決手段】リンを含有する有機性廃水を有機性廃水の曝気処理にて生成したリンを含有する活性汚泥を有する生物反応槽内に流入させる第1工程、生物反応槽内の活性汚泥を攪拌して嫌気性雰囲気で嫌気運転を行って活性汚泥からリン放出を行う第2工程、第2工程の後に、生物反応槽内を曝気する好気運転を行う第3工程、及び第3工程の後、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、処理水として排出する第4工程を有する回分式廃水処理方法であって、第2工程及び/又は第3工程及び/又は第4工程において生物反応槽の汚泥を引き抜き、汚泥の一部を液化処理し、液化処理した汚泥を第1工程及び/又は第2工程に流入させる有機性廃水の処理方法、装置。
【選択図】図1
Description
本発明は、廃水等の有機性廃水の処理に関するもので、生物処理装置の構成上簡素な回分式活性汚泥法による生物処理において、余剰汚泥の生成量の削減とリンの除去ができる有機性廃水の処理方法及び処理装置に関するものである。
有機性廃水の生物処理では、活性汚泥処理が広く行われている。従来の活性汚泥処理は、分解性の有機物の分解除去が中心であったが、近年嫌気好気法による窒素やリンの除去も行われるようになってきた。活性汚泥法の1つの形態である回分式の活性汚泥処理では生物反応槽と固液分離がひとつの槽ですむことから、小規模の廃水処理装置として採用されている。また、この回分式の活性汚泥処理においても、生物反応槽の有機物の分解に伴い汚泥量が増加することから増加した汚泥を余剰汚泥として生物処理系外に排出することが必要である。ここで、汚泥を物理的、化学的手段により液化することで、汚泥の体積を減少する技術が提案されており、余剰汚泥の発生量を減少することができるが、減少した汚泥に含まれていた分のリンは処理水に流出し、リン分に関する処理水水質が悪化する。
連続式の活性汚泥法においては問題を解決するために、公知技術として「嫌気好気法による生物脱リン装置において、返送汚泥の一部が導入される汚泥可溶化手段と、該汚泥可溶化手段で可溶化された汚泥を嫌気槽に返送する手段と、嫌気槽内液が導入される脱リン反応塔とを備える脱リン装置」が開示されている。しかし、最も簡便な処理方式である回分式活性汚泥法では、リンを汚泥に過剰摂取する運転条件や汚泥の可溶化の条件、可溶化処理汚泥の好気処理条件が全く明らかでないために、実施は不可能と考えられていた。
本発明は、上記の問題を解決するために考えられたものであり、有機性廃水の生物処理においてリン回収を行い、処理水中のリン及びCODの増加を防止することができ、かつオゾン利用効率を高めつつ余剰汚泥の発生量を低減できる、回分式の有機性廃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。
本発明者らは回分式活性汚泥法の態様について新たに実験をし、本発明に至った。すなわち、本発明は、以下の手段により上記の課題を解決することができた。
(1)(a)リンを含有する有機性廃水を、有機性廃水の曝気処理にて生成したリンを含有する活性汚泥を有する生物反応槽内に流入させる第1工程、
(b)次に、前記生物反応槽内の活性汚泥を攪拌して嫌気性雰囲気を形成する嫌気運転を行い、該嫌気運転において活性汚泥からリン放出を行う第2工程、
(c)第2工程の後に、該生物反応槽内を曝気する好気運転を行う第3工程、及び
(d)第3工程の後、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、該生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、処理水として排出する第4工程、
を有する回分式廃水処理方法であって、
(e)第2工程及び/又は第3工程及び/又は第4工程において該生物反応槽の汚泥を引き抜き、
(f)該汚泥の一部を液化処理し、
(g)該液化処理した汚泥を第1工程及び/又は第2工程に流入させることを特徴とする有機性廃水の処理方法。
(1)(a)リンを含有する有機性廃水を、有機性廃水の曝気処理にて生成したリンを含有する活性汚泥を有する生物反応槽内に流入させる第1工程、
(b)次に、前記生物反応槽内の活性汚泥を攪拌して嫌気性雰囲気を形成する嫌気運転を行い、該嫌気運転において活性汚泥からリン放出を行う第2工程、
(c)第2工程の後に、該生物反応槽内を曝気する好気運転を行う第3工程、及び
(d)第3工程の後、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、該生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、処理水として排出する第4工程、
を有する回分式廃水処理方法であって、
(e)第2工程及び/又は第3工程及び/又は第4工程において該生物反応槽の汚泥を引き抜き、
(f)該汚泥の一部を液化処理し、
(g)該液化処理した汚泥を第1工程及び/又は第2工程に流入させることを特徴とする有機性廃水の処理方法。
(2)(h)前記第2工程において、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、該生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、
(i)リン除去工程に導入し、
(j)リンを除去後の液を系外に排出することを特徴とする前記(1)記載の有機性廃水の処理方法。
(3)(k)前記第2工程において、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、該生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、
(l)リン除去工程に導入し、
(m)リンを除去後の液を前記第3工程もしくは第4工程に返送することを特徴とする前記(1)記載の有機性廃水の処理方法。
(i)リン除去工程に導入し、
(j)リンを除去後の液を系外に排出することを特徴とする前記(1)記載の有機性廃水の処理方法。
(3)(k)前記第2工程において、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、該生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、
(l)リン除去工程に導入し、
(m)リンを除去後の液を前記第3工程もしくは第4工程に返送することを特徴とする前記(1)記載の有機性廃水の処理方法。
(4)(n)リン除去工程が、晶析によるリン除去法であることを特徴とする前記(2)又は(3)記載の有機性廃水の処理方法。
(5)(o)第2工程及び/又は第3工程及び/又は第4工程において該生物反応槽の汚泥を引き抜いた際に、引き抜いた汚泥を貯留し、
(p)汚泥の液化処理を連続的に行い、
(q)液化処理した汚泥を貯留し、
(r)該汚泥を第1工程及び/又は第2工程に流入させることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の有機性廃水の処理方法。
(6)(s)液化処理方法が、オゾン処理、超音波処理、ミルによる細胞のすりつぶし、加熱処理あるいはアルカリ処理の少なくとも一つであることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の有機性廃水の処理方法。
(5)(o)第2工程及び/又は第3工程及び/又は第4工程において該生物反応槽の汚泥を引き抜いた際に、引き抜いた汚泥を貯留し、
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(q)液化処理した汚泥を貯留し、
(r)該汚泥を第1工程及び/又は第2工程に流入させることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の有機性廃水の処理方法。
(6)(s)液化処理方法が、オゾン処理、超音波処理、ミルによる細胞のすりつぶし、加熱処理あるいはアルカリ処理の少なくとも一つであることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の有機性廃水の処理方法。
(7)有機性廃水を嫌気好気法による生物学的により浄化する有機性廃水の処理装置において、(a)リンを含有する有機性廃水を、有機性廃水の曝気処理にて生成したリンを含有する活性汚泥を有する生物反応槽内に流入させる手段、(b)該生物反応槽内の活性汚泥を攪拌して嫌気性雰囲気を形成する嫌気運転を行って、活性汚泥からリン放出を行った後、(c)前記嫌気運転の後に、前記生物反応槽内を曝気する好気運転を行い、(d)前記活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、反応槽内の上澄液の一部を引き抜き、処理水として排出する手段を備えた回分式生物反応槽と、該回分式生物反応槽内の引き抜き汚泥を液化処理する液化処理槽を備えたことを特徴とする有機性廃水の処理装置。
(8)回分式生物反応槽で活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後の上澄液を引き抜き、その引き抜き上澄液の一部を導入して脱リンするリン除去装置を備えたことを特徴とする前記(7)記載の有機性廃水の処理装置。
(9)回分式生物反応槽に水位計を設け、廃水の流入、液化汚泥の流入あるいはリン除去処理水の流入が該水位計で制御されることを特徴とする前記(7)又は(8)記載の有機性廃水の処理装置。
(8)回分式生物反応槽で活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後の上澄液を引き抜き、その引き抜き上澄液の一部を導入して脱リンするリン除去装置を備えたことを特徴とする前記(7)記載の有機性廃水の処理装置。
(9)回分式生物反応槽に水位計を設け、廃水の流入、液化汚泥の流入あるいはリン除去処理水の流入が該水位計で制御されることを特徴とする前記(7)又は(8)記載の有機性廃水の処理装置。
本発明によれば、回分式の生物処理においても、汚泥の発生量を大幅に低減できる。回分式有機性廃水の生物処理において、余剰汚泥の発生量を低減できるとともに、またリン回収が可能であり処理水中のリンを低減できる。さらに余剰汚泥の削減に伴う処理水CODの増加を防止する効果もある。
本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態及び実施例を説明するための全図において、同一機能を有する構成要素は同一符号を付けて説明する。図1は、本発明の処理方法による一例のフローシートを示す。本発明の処理装置の構成は、回分式生物処理槽1、原水調整槽2、汚泥貯留槽3、液化処理装置4、液化処理装置流出液貯留槽5、リン除去装置流入液貯留槽6、リン除去装置7、リン除去装置流出液貯留槽8からなる。なお、以下においては有機性廃水を「原水12」という。
以下、本発明の実施態様を図面を用いて説明する。
原水調整槽2には、原水12の全部が供給されている。原水12は原水調整槽2に連続投入し、原水調整槽2からの原水調整槽流出液13は、回分式生物処理槽1へは間欠的に投入させる。原水調整槽2は原水調整槽撹拌機11にて連続的に撹拌を行う。
回分式生物反応槽1の運転は、一連の工程を繰り返す方式としている。ただし、一連工程の合計時間及び各工程の時間配分は処理する原水、処理水の水質を考慮し決定することから本記載に限定されるものではない。
原水調整槽2には、原水12の全部が供給されている。原水12は原水調整槽2に連続投入し、原水調整槽2からの原水調整槽流出液13は、回分式生物処理槽1へは間欠的に投入させる。原水調整槽2は原水調整槽撹拌機11にて連続的に撹拌を行う。
回分式生物反応槽1の運転は、一連の工程を繰り返す方式としている。ただし、一連工程の合計時間及び各工程の時間配分は処理する原水、処理水の水質を考慮し決定することから本記載に限定されるものではない。
第1工程では、有機性廃水の曝気処理にて生成したリンを含有する活性汚泥を有する回分式生物反応槽1へ原水調整槽2から原水調整槽流出液13を流入させるとともに、液化処理装置流出液貯留槽5から液化処理工程流出液16を回分式生物反応槽1へ流入させる。前記の、有機性廃水の曝気処理にて生成したリンを含有する活性汚泥としては、操業の最初では別のリンを含有する有機性廃水の曝気処理にて生成した活性汚泥を用いてもよいし、また操業中では第4工程で沈降させた活性汚泥を用いることになる。なお、液化処理装置流出液貯留槽5から液化処理工程流出液16を回分式生物反応槽1へ流入させるのは、以下の第2工程や第3工程でも可能である。第2工程では、生物処理槽撹拌機10を用いて嫌気条件で回分式生物反応槽1内を撹拌する嫌気運転を行う。この嫌気運転により、前の曝気処理によりリンを含有した活性汚泥からリンが溶出するため、生物処理槽内の溶解性のリン濃度が高まる。嫌気運転の時間は、30〜240分とするが、60〜120分が好適である。一定時間撹拌後、撹拌を停止し、静置して活性汚泥を沈殿させた後、一定量のリン濃度が高くなった上澄水を引き抜き、これをリン除去装置流入液17としてリン除去装置流入液貯留槽6へ投入する。
上澄水の引抜き終了後の第3工程では、撹拌を再開し、さらに散気管9より空気20を吹き込む曝気を実施し好気運転を行う。曝気は空気20だけでなく、高濃度酸素を用いる曝気方式も採用できる。好気運転の時間は2〜12時間とするが、4〜8時間が好適である。
第4工程では、回分式生物処理槽1の撹拌及び曝気を停止し、静置して活性汚泥を沈殿させ、固液分離後、上澄水は処理水14として放流し、分離した汚泥の一部を回分式生物反応槽1外へ引き抜く。この好気運転において、原水の有機物成分が除去されるとともに、原水中のリンが活性汚泥に取り込まれる。この汚泥の一部は余剰汚泥21として処分し、一部は汚泥貯留槽3に一旦貯留された後、液化処理装置4に供給する。残りの汚泥は回分式生物反応槽1に残されるが、前記の沈降分離により汚泥濃度が高くなっており、次の工程に際して、回分式生物反応槽1内の汚泥濃度(MLSS濃度)を高く維持することができる。回分式生物反応槽1は、第1〜4工程を繰り返し実施する。
なお、汚泥の一部を回分式生物反応槽1外へ引き抜く操作は第2工程、第3工程においても実施できる。
また、本発明では、第1工程と第2工程の生物処理槽撹拌機10を用いて嫌気条件で回分式生物反応槽1内を撹拌する嫌気運転は同時に行う、すなわち、原水調整槽流出液13を回分式生物反応槽1へ流入させさせながら、嫌気運転を行うことができる。
第4工程では、回分式生物処理槽1の撹拌及び曝気を停止し、静置して活性汚泥を沈殿させ、固液分離後、上澄水は処理水14として放流し、分離した汚泥の一部を回分式生物反応槽1外へ引き抜く。この好気運転において、原水の有機物成分が除去されるとともに、原水中のリンが活性汚泥に取り込まれる。この汚泥の一部は余剰汚泥21として処分し、一部は汚泥貯留槽3に一旦貯留された後、液化処理装置4に供給する。残りの汚泥は回分式生物反応槽1に残されるが、前記の沈降分離により汚泥濃度が高くなっており、次の工程に際して、回分式生物反応槽1内の汚泥濃度(MLSS濃度)を高く維持することができる。回分式生物反応槽1は、第1〜4工程を繰り返し実施する。
なお、汚泥の一部を回分式生物反応槽1外へ引き抜く操作は第2工程、第3工程においても実施できる。
また、本発明では、第1工程と第2工程の生物処理槽撹拌機10を用いて嫌気条件で回分式生物反応槽1内を撹拌する嫌気運転は同時に行う、すなわち、原水調整槽流出液13を回分式生物反応槽1へ流入させさせながら、嫌気運転を行うことができる。
リン除去装置7は、鉄、アルミニウム、カルシウム等を用いた凝集沈殿処理、ヒドロキシアパタイト(HAP)やMAPを用いた晶析法のいずれの方法を用いてもよいが、CODの除去効果もある凝集沈殿処理やヒドロキシアパタイト晶析法がなお良い。
リン除去装置流出液18はそのまま排出し、処理水の一部とするか、もしくは、回分式生物反応槽1へ投入し、さらに処理を行うことがある。処理水の一部とするか回分式生物反応槽1でさらに処理するかは処理水の水質レベル等の放流条件や装置の水バランスで選択可能である。リン除去装置流出液18を回分式生物処理槽1へ投入する場合、リン除去装置7から直接投入するもしくはリン除去装置流出液貯留槽8を設置し貯留してから回分式生物処理槽1へ投入する。直接投入する場合は、第3工程の時間のみリン除去装置7を運転する。リン除去装置流出液貯留槽8を設置する場合、リン除去装置7は連続運転することができる。
リン除去装置流出液18はそのまま排出し、処理水の一部とするか、もしくは、回分式生物反応槽1へ投入し、さらに処理を行うことがある。処理水の一部とするか回分式生物反応槽1でさらに処理するかは処理水の水質レベル等の放流条件や装置の水バランスで選択可能である。リン除去装置流出液18を回分式生物処理槽1へ投入する場合、リン除去装置7から直接投入するもしくはリン除去装置流出液貯留槽8を設置し貯留してから回分式生物処理槽1へ投入する。直接投入する場合は、第3工程の時間のみリン除去装置7を運転する。リン除去装置流出液貯留槽8を設置する場合、リン除去装置7は連続運転することができる。
回分式生物処理槽1からの引抜汚泥の一部は、液化処理装置4に供給され液化処理される。液化処理装置4に供給される汚泥は、第2〜4工程のいずれの工程から引き抜いた汚泥を供給してもよい。活性汚泥は、液化処理されることにより生物分解性が高くなり、余剰汚泥21が減容する。とりわけ液化量を増殖汚泥量と同等にすることで、回分式生物処理槽1での余剰汚泥21はほとんど生成しない状態となる。この際、液化処理装置4に供給する汚泥量は、原水の性状で異なるため、回分式生物処理槽1での生物処理槽内の保有汚泥量の5〜50%の範囲であり、通常は10〜30%の範囲に設定される。液化処理装置4は、オゾン処理、超音波処理、ミルによる細胞のすりつぶし、加熱処理、アルカリ処理等を用いることができる。オゾン処理の場合は、汚泥あたりのオゾン注入量は10〜100mg−オゾン/g−ssであり、20〜50mg−オゾン/g−ssが最適である。加熱処理の場合は50℃〜80℃の温度に持っていくことが重要であり,アルカリ処理ではpHは少なくとも10以上が必要である。
液化処理装置流出液16は、液化処理装置流出液貯留槽5に貯留し、第1工程にて原水とともに回分式生物処理槽1へ投入される。液化処理装置流出液16は図2に示すフローの様に液化処理装置流出液貯留槽5に貯留せず原水調整槽2に投入してもよい。その際は原水調整槽2にて液化処理装置流出液16中の有機物は、同流出液16中の微生物の働きにより酸発酵が促進され、生物分解性の高い有機酸が生成される。また、オゾン等の酸化剤による液化処理を行った場合、液化処理装置流出液16を原水調整槽2にて攪拌混合することにより、液化処理装置流出液16のORPが低下し、液化処理装置流出液16中の残留酸化物による回分式生物処理槽1の第1工程でのORP上昇を防ぐことができる。さらに、原水12の酸発酵も期待できる。
以下において、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により制限されるものではない。
実施例1
図1に示すフローにより下水の処理を行った。回分式生物処理槽1の容量を100L(リットル)、1回の処理下水量を75L(1日当たり225L)としている。図3は回分式生物処理槽1での運転スケジュールと液化処理装置4、リン除去装置7との関係を表したものである。原水12の水質を第1表に示す。
図1に示すフローにより下水の処理を行った。回分式生物処理槽1の容量を100L(リットル)、1回の処理下水量を75L(1日当たり225L)としている。図3は回分式生物処理槽1での運転スケジュールと液化処理装置4、リン除去装置7との関係を表したものである。原水12の水質を第1表に示す。
本実施例では第1工程〜第4工程での時間を8時間とした。第1工程は、処理開始時から10分間とした。第2工程の嫌気運転は80分間とした。嫌気運転終了後、撹拌を停止し、沈殿及びリン除去装置流入液17の引き抜きを行う。沈殿及びリン除去装置流入液17引き抜きの時間は合わせて15分とした。第3工程は300分間とした。第4工程は、活性汚泥の沈殿に55分間、処理水14の放流及び汚泥引抜を20分間とした。引抜汚泥15は3.1L/dとし、2.5L/dを液化処理装置4に投入し、0.6L/dを余剰汚泥21として排出した。第2表に回分式生物処理槽1の運転条件を示す。
本実施例では、曝気は電磁弁及びガス流量計で管理され、回分式生物処理槽1内の撹拌は電動の回転翼によって行った。ここで用いた放流用電磁弁、回転翼、曝気及び流入ポンプは全てタイマーで稼動制御され、流入ポンプについては流入時に槽内の容量が一定容量を超えないよう、水位センサーによる制御も加えた。運転の各状態下における制御の内容を図4に示す。
リン除去装置7は晶析方式を採用し、Ca/Pモル比が約3になるように塩化カルシウムを注入し、NaOHにてpHを8.3〜9.1に調整し、リンを含む結晶状物質を生成させた。結晶状物質は沈殿の後に回収し、リン除去装置流出液18は回分式生物処理槽1へ投入した。リン除去装置7の運転条件を第3表に示す。
リン除去装置7は晶析方式を採用し、Ca/Pモル比が約3になるように塩化カルシウムを注入し、NaOHにてpHを8.3〜9.1に調整し、リンを含む結晶状物質を生成させた。結晶状物質は沈殿の後に回収し、リン除去装置流出液18は回分式生物処理槽1へ投入した。リン除去装置7の運転条件を第3表に示す。
リン除去装置7の入口で、リン酸態リン(PO4−P)と全リン(T−P)が、それぞれ15.5mg/リットルと15.9mg/リットルであったのに対し、出口でPO4−PとT−Pがそれぞれ2.2mg/リットルと2.4mg/リットルに低下し、リン回収量は0.81g/dであり、生物処理流入量に対する回収率は72%であった。また、溶解性COD(S−COD)は、入口で62mg/リットルであったのに対し、出口では38mg/リットルとなりCODも除去されていた。
液化処理はオゾン処理とした。オゾン発生器(図示せず)より発生したオゾン含有ガスは、オゾン濃度が20mg/リットルで、0.4リットル/minで液化処理装置4に供給された。回分式生物処理槽1からの引抜汚泥15のMLSSは12800mg/リットル、液化処理装置4への供給量は2.5リットル/dであった。液化処理装置4からの液化処理装置流出液16は一旦液化処理装置流出液貯留槽5に貯留され、第1工程時にて原水調整槽流出液13とともに回分式生物処理槽1へ投入される。
液化処理の結果を第4表に示す。引抜汚泥15と液化処理装置流出液16のMLSS、溶解性BOD(S−BOD)、溶解性有機体(S−Kj−N)および溶解性全リン(S−T−P)を比較すると、MLSSがオゾン処理後に減少し、各溶解性成分が増加しており、液化処理により汚泥の液化が進行した。また、液化処理装置4から排出されたガスのオゾン濃度はほぼ0ppmであり、オゾンは汚泥の液化処理に利用されたと考えられた。
第5表に回分式生物処理槽1の処理水14の水質を示す。処理水のBODは5mg/リットル以下、CODは19mg/リットルであり、良好な処理水水質を得ることができた。また、処理水のT−Pは1.05mg/リットルとなり、流入量の21%であった。約6ヶ月の連続運転中、余剰汚泥量は7.7g/dであった。
実施例2
この実施例2においては、図2に示すようなフローで、液化処理装置流出液貯留槽5以外の槽の容量は全て実施例1と同一にした。原水12は実施例1と同じものを使用し、リン除去装置7及び回分式生物反応槽1の運転条件は実施例1と同様とした。液化処理装置4からの流出液16は、液化処理装置流出液貯留槽5を設置せず原水調整槽2に投入し、原水12と撹拌混合した。
第6表に原水調整槽2の入口と出口での水質を示す。原水調整槽2で、原水12と液化処理装置流出液16を混合することにより、溶解性のBODが増加し、酢酸などの有機酸の生成も認められ、有機物の低分子化が起きた。
この実施例2においては、図2に示すようなフローで、液化処理装置流出液貯留槽5以外の槽の容量は全て実施例1と同一にした。原水12は実施例1と同じものを使用し、リン除去装置7及び回分式生物反応槽1の運転条件は実施例1と同様とした。液化処理装置4からの流出液16は、液化処理装置流出液貯留槽5を設置せず原水調整槽2に投入し、原水12と撹拌混合した。
第6表に原水調整槽2の入口と出口での水質を示す。原水調整槽2で、原水12と液化処理装置流出液16を混合することにより、溶解性のBODが増加し、酢酸などの有機酸の生成も認められ、有機物の低分子化が起きた。
第7表に、実施例1と実施例2の処理水水質を示す。処理水のBOD、COD、T−Nについては実施例1と実施例2はほぼ同様の結果であった。実施例2の処理水のT−Pは0.76mg/リットルとなり、流入量の15%であった。実施例2では実施例1に比べ処理水T−Pが低減された。リン除去装置でのリン回収量は0.89g/d、生物処理槽流入量に対する回収率は79%であった。
約6ヶ月の連続運転中、余剰汚泥量は7.6g/dで実施例1とほぼ同量であった。実施例2と実施例1を比較すると、余剰汚泥の削減量はほぼ同じであるにもかかわらず液化処理装置流出液16を原水調整槽2に投入した場合、処理水のT−Pが低減され、リン回収量が増加することが判明した。
比較例1
比較例1として図5に示す液化処理及びリン除去を行わないフローの実験を行った。原水12は実施例1と同じものを用いた。回分式生物処理槽1の運転条件を第8表に示す。
比較例1として図5に示す液化処理及びリン除去を行わないフローの実験を行った。原水12は実施例1と同じものを用いた。回分式生物処理槽1の運転条件を第8表に示す。
第9表に、液化処理とリン除去の両方を行った実施例1と液化処理とリン除去の両方を行わなかった比較例1の処理水水質を示す。実施例1と比較例1の処理水水質はほぼ同じ結果であった。
約6ヶ月の連続運転中、比較例1の余剰汚泥量は20.1g/dであり、リン除去装置がないためリン回収量は0g/d(回収率0%)であった。実施例1と比較例1を比較すると、実施例1では余剰汚泥が削減されているにもかかわらず処理水水質は余剰汚泥の削減を行っていない比較例1とほぼ同じレベルを維持しており、さらに実施例1においてはリンを結晶状物質ととして回収できた。
比較例2
比較例2として図6に示すリン除去を行わないフローの実験を行った。原水12は実施例1と同じものを用い、液化処理装置4及び回分式生物処理槽1の運転条件はリン除去を行う実施例1と同様とした。第10表に、リン除去を行う場合と行わない場合の処理水水質を示す。リン除去を組み込んでいない比較例2の処理水のBOD、T−Nについて実施例1はほぼ同様の結果であった。処理水CODは29mg/リットルと実施例1に比べ高い結果となった。また、処理水のT−Pは4.2mg/リットルとなり、比較例2においてはリン流入量の84%が処理水として放流される結果となった。
比較例2として図6に示すリン除去を行わないフローの実験を行った。原水12は実施例1と同じものを用い、液化処理装置4及び回分式生物処理槽1の運転条件はリン除去を行う実施例1と同様とした。第10表に、リン除去を行う場合と行わない場合の処理水水質を示す。リン除去を組み込んでいない比較例2の処理水のBOD、T−Nについて実施例1はほぼ同様の結果であった。処理水CODは29mg/リットルと実施例1に比べ高い結果となった。また、処理水のT−Pは4.2mg/リットルとなり、比較例2においてはリン流入量の84%が処理水として放流される結果となった。
約6ヶ月の連続運転中、余剰汚泥量は7.7g/dで実施例1とほぼ同量であり、リン除去装置がないためリン回収量は0g/d(回収率0%)であった。比較例1と余剰汚泥量を比較すると実施例1、比較例2の余剰汚泥削減量はほぼ同じであった。以上の結果より、余剰汚泥削減量はほぼ同じであるにもかかわらずリン除去を組み込こんだことにより処理水のCOD及びT−Pを低減できることが判明した。
本発明の回分式廃水処理方法とその装置により、廃水処理が小規模な設備で可能となり、設備投資額が軽減されるため、中小規模の、工場廃水処理場、畜産施設の廃水処理場あるいは生活排水の処理場での利用が期待される。
1 回分式生物処理槽
2 原水調整槽
3 汚泥貯留槽
4 液化処理装置
5 液化処理装置流出液貯留槽
6 リン除去装置流入液貯留槽
7 リン除去装置
8 リン除去装置流出液貯留槽
9 散気管
10 回分式生物処理槽撹拌機
11 原水調整槽撹拌機
12 原水
13 原水調整槽流出液
14 処理水
15 引抜汚泥
16 液化処理装置流出液
17 リン除去装置流入液
18 リン除去装置流出液
19 除去リン
20 空気
21 余剰汚泥
2 原水調整槽
3 汚泥貯留槽
4 液化処理装置
5 液化処理装置流出液貯留槽
6 リン除去装置流入液貯留槽
7 リン除去装置
8 リン除去装置流出液貯留槽
9 散気管
10 回分式生物処理槽撹拌機
11 原水調整槽撹拌機
12 原水
13 原水調整槽流出液
14 処理水
15 引抜汚泥
16 液化処理装置流出液
17 リン除去装置流入液
18 リン除去装置流出液
19 除去リン
20 空気
21 余剰汚泥
Claims (9)
- (a)リンを含有する有機性廃水を、有機性廃水の曝気処理にて生成したリンを含有する活性汚泥を有する生物反応槽内に流入させる第1工程、
(b)次に、前記生物反応槽内の活性汚泥を攪拌して嫌気性雰囲気を形成する嫌気運転を行い、該嫌気運転において活性汚泥からリン放出を行う第2工程、
(c)第2工程の後に、該生物反応槽内を曝気する好気運転を行う第3工程、及び
(d)第3工程の後、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、該生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、処理水として排出する第4工程、
を有する回分式廃水処理方法であって、
(e)第2工程及び/又は第3工程及び/又は第4工程において該生物反応槽の汚泥を引き抜き、
(f)該汚泥の一部を液化処理し、
(g)該液化処理した汚泥を第1工程及び/又は第2工程に流入させることを特徴とする有機性廃水の処理方法。 - (h)前記第2工程において、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、該生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、
(i)リン除去工程に導入し、
(j)リンを除去後の液を系外に排出することを特徴とする請求項1記載の有機性廃水の処理方法。 - (k)前記第2工程において、活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、該生物反応槽の上澄液の一部を引き抜き、
(l)リン除去工程に導入し、
(m)リンを除去後の液を前記第3工程もしくは第4工程に返送することを特徴とする請求項1記載の有機性廃水の処理方法。 - (n)リン除去工程が、晶析によるリン除去法であることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の有機性廃水の処理方法。
- (o)第2工程及び/又は第3工程及び/又は第4工程において該生物反応槽の汚泥を引き抜いた際に、引き抜いた汚泥を貯留し、
(p)汚泥の液化処理を連続的に行い、
(q)液化処理した汚泥を貯留し、
(r)該汚泥を第1工程及び/又は第2工程に流入させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機性廃水の処理方法。 - (s)液化処理方法が、オゾン処理、超音波処理、ミルによる細胞のすりつぶし、加熱処理あるいはアルカリ処理の少なくとも一つであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の有機性廃水の処理方法。
- 有機性廃水を嫌気好気法による生物学的により浄化する有機性廃水の処理装置において、(a)リンを含有する有機性廃水を、有機性廃水の曝気処理にて生成したリンを含有する活性汚泥を有する生物反応槽内に流入させる手段、(b)該生物反応槽内の活性汚泥を攪拌して嫌気性雰囲気を形成する嫌気運転を行って、活性汚泥からリン放出を行った後、(c)前記嫌気運転の後に、前記生物反応槽内を曝気する好気運転を行い、(d)前記活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後、反応槽内の上澄液の一部を引き抜き、処理水として排出する手段を備えた回分式生物反応槽と、該回分式生物反応槽内の引き抜き汚泥を液化処理する液化処理槽を備えたことを特徴とする有機性廃水の処理装置。
- 回分式生物反応槽で活性汚泥を沈降させる静置運転を行った後の上澄液を引き抜き、その引き抜き上澄液の一部を導入して脱リンするリン除去装置を備えたことを特徴とする請求項7記載の有機性廃水の処理装置。
- 回分式生物反応槽に水位計を設け、廃水の流入、液化汚泥の流入あるいはリン除去処理水の流入が該水位計で制御されることを特徴とする請求項7又は請求項8記載の有機性廃水の処理装置。
Priority Applications (1)
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JP2007274111A JP2009101277A (ja) | 2007-10-22 | 2007-10-22 | 有機性廃水の処理方法及び装置 |
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