JP2011194373A - 米加工廃水の処理方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】難分解性有機物を含有する米加工廃水であっても確実に窒素とリンを除去できる米加工廃水の処理方法及び装置を提供する。
【解決手段】米加工廃水に含まれる窒素とリンを同時に除去する米加工廃水の処理装置において、マイクロバブルにオゾンを溶解させてオゾンマイクロバブルを生成するオゾンマイクロバブル生成手段11と、米加工廃水に、オゾンマイクロバブル生成手段11で生成したオゾンマイクロバブルを供給して米加工廃水中の難分解性有機物を低分子化する前処理手段(前処理槽)10と、前処理手段10の後段に接続され、リン蓄積細菌及び脱窒性リン蓄積細菌の少なくとも一方の存在下で、米加工廃水を嫌気性処理、好気性処理、無酸素処理の順に処理し、米加工廃水に含まれる窒素とリンを除去する生物処理手段(反応槽)35とを備える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、米加工廃水から窒素とリンを同時に除去する米加工廃水の処理方法及び装置に関する。
米加工工場等から排出される米ぬかや米のとぎ汁を含む米加工廃水は、BOD(Biochemical Oxygen Demand:生物化学的酸素要求量)が高く、且つ水質汚濁で特に問題視される窒素とリンを含んでいる。従来、有機性廃水の処理には、環境負荷が低く、ランニングコストが比較的安価な活性汚泥法等の生物処理が多く用いられているが、主に有機物除去や窒素除去を目的とした処理が多く、米加工廃水等のようにリンを含む有機性廃水の処理としてリンと窒素を同時に除去することが求められている。
そこで近年、窒素とリンを同時に除去する方法として、下水処理施設等ではAOA法が用いられている。AOA法は、一般に嫌気工程、無酸素工程、好気工程からなる工程を一部循環させながら廃水を処理するものである。この方法によれば、リン蓄積細菌(PAO)により嫌気工程でのリン放出と好気工程でのリン摂取が行なわれ、廃水中からリンが汚泥中に取り込まれて廃水中のリンが除去される。一方硝化細菌により好気工程での硝化作用が行なわれ、脱窒細菌により無酸素工程での脱窒作用が行なわれ、廃水中の窒素が除去される。
さらにこれを応用した技術として、特許文献1(特許第4267860号公報)には、脱窒性リン蓄積細菌(DNPAO)を用いて窒素とリンを同時除去する方法を提案している。これは、脱窒性リン蓄積細菌の存在下で、嫌気工程、好気工程、及び無酸素工程の順に廃水を処理し、さらに好気工程初期に有機炭素源を供給するようにしたものである。脱窒性リン蓄積細菌は、AOA法で運転されている汚泥に大抵含まれているため、これを有効に活用できる廃水条件とすることで、窒素とリンを効率よく除去することを可能としている。
特許第4267860号公報
このように、AOA法を用いた廃水処理技術によれば、窒素とリンを同時除去することが可能である。
しかしながら、米加工廃水においては、脂質の高いぬかを含むためBODが高く、且つ廃水中に難分解性有機物が多く存在するため、処理効率が低下してしまうという問題があった。難分解性有機物は微生物が分解しにくい有機物であり、この存在により廃水中のリン除去を担うリン蓄積細菌類、脱窒性リン蓄積細菌類が酸素ならびに硝酸態結合酸素を含まない嫌気条件下で有機物の取り込み不良となる結果、プロセス稼動状態が不安定となり、窒素及びリン除去効率の低下を招いてしまう。
したがって、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、難分解性有機物を含有する米加工廃水であっても確実に窒素とリンを除去できる米加工廃水の処理方法及び装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る米加工廃水の処理方法は、米加工廃水に含まれる窒素とリンを同時に除去する米加工廃水の処理方法において、前記米加工廃水に、マイクロバブルにオゾンを溶解させたオゾンマイクロバブルを供給して前記米加工廃水中の難分解性有機物を低分子化する前処理工程と、前記前処理工程の後、リン蓄積細菌及び脱窒性リン蓄積細菌の少なくとも一方の存在下で、前記米加工廃水を嫌気性処理、好気性処理、無酸素処理の順に処理して前記米加工廃水に含まれる窒素とリンを除去する生物処理工程とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、窒素とリンを除去する前処理として、米加工廃水にマイクロバブルにオゾンを溶解させたオゾンマイクロバブルを供給することで、米加工廃水中の難分解性有機物の低分子化を行い、嫌気性処理でリン蓄積細菌類、脱窒素リン蓄積細菌類による有機物の取り込みを容易にさせることで、プロセス稼動の安定化を図ることが可能となる。
オゾンは強い酸化力を有することが知られており、この酸化力を利用することで有機性物質の低分子化が可能となる。しかし、米加工廃水には難分解性有機物が含まれているため、オゾンのみでは十分な分解能力が得られない。そこで、オゾンをマイクロバブルに溶解して供給する構成とし、これにより難分解性有機物を高効率で低分子化することが可能となり、後の処理工程で窒素及びリンを十分に除去可能となった。
マイクロバブルとは、大きさ(径)が10〜数10μm程度の微細な気泡であり、好適には気泡が発生した時の大きさが50μmより小さい気泡である。このマイクロバブルは、廃水中で気液界面に囲まれているため、界面間の表面張力により常に加圧された状態にある。気泡に加わる圧力は気泡径に反比例し増大し、自己加圧効果が極限に達するとマイクロバブルは消滅する。このとき、消滅と同時に水が分解されOHラジカルが生成されると考えられている。OHラジカルは、オゾンと同様に強い酸化力を有するため、これらの酸化力により難分解性有機物が低分子化すると考えられる。
さらに、マイクロバブルは上記したOHラジカルの生成のみならず、難分解性有機物の低分子化を促進する他の要因も有している。その一つに、マイクロバブルの表面電荷特性が挙げられる。マイクロバブルは、通常のpH領域では負に帯電しており、気泡径に反比例して表面電荷が高くなると言われている。通常の気泡よりも微細なマイクロバブルは電荷も非常に高く、この電荷が難分解性有機物とOHラジカルやオゾンとの酸化反応を促進すると考えられる。
さらにまた、気泡径が超微細であるため、その上昇速度はストークスの式にほぼ従うとされ、気泡の上昇速度は非常に遅い。したがって、マイクロバブルの液中滞留時間は長く、難分解性有機物との接触効率が極めて高い。これにより難分解性有機物を高効率で低分子化することが可能となる。
加えて本発明では、生物処理工程で廃水から汚泥にリンが移行しやすく、汚泥のリン含有濃度を高くすることができる。近年リン鉱石の世界的な枯渇によりリン資源が不足し、その価格が高騰しつつある一方、生物系廃棄物中には多くのリンが含まれており、廃棄物からのリン再資源化の要望が高まりつつある。一般に、生物処理を用いた廃水処理においてリンを再資源化する場合、汚泥中に含まれるリンを回収する。そこで本発明のように、前処理工程でオゾンマイクロバブルを用いることにより、汚泥中のリン含有濃度を高くすることができるため、リン回収率の向上が期待でき、延いては回収したリンを、リン鉱石の新たな代替資源として有効に利用することが可能となる。
また、前記前処理工程で、前記米加工廃水のCOD(Chemical Oxygen Demand:化学的酸素要求量)を10mg/l以下まで低減させることが好ましく、これにより次工程の嫌気性処理で、リン蓄積細菌類、脱窒素リン蓄積細菌類による有機物の取り込みを容易にさせることが確実にでき、生物処理を安定して且つ効率よく行うことが可能となる。
本発明に係る米加工廃水の処理装置は、米加工廃水に含まれる窒素とリンを同時に除去する米加工廃水の処理装置において、マイクロバブルにオゾンを溶解させてオゾンマイクロバブルを生成するオゾンマイクロバブル生成手段と、前記米加工廃水に、前記オゾンマイクロバブル生成手段で生成したオゾンマイクロバブルを供給して前記米加工廃水中の難分解性有機物を低分子化する前処理手段と、前記前処理手段の後段に接続され、リン蓄積細菌及び脱窒性リン蓄積細菌の少なくとも一方の存在下で、前記米加工廃水を嫌気性処理、好気性処理、無酸素処理の順に処理し、前記米加工廃水に含まれる窒素とリンを除去する生物処理手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、前処理手段で米加工廃水にマイクロバブルにオゾンを溶解させたオゾンマイクロバブルを供給することにより、米加工廃水中の難分解性有機物の低分子化を行い、嫌気性処理でリン蓄積細菌類、脱窒素リン蓄積細菌類による有機物の取り込みを容易にさせることができ、処理装置の安定稼働を図ることが可能となる。
また、前記前処理手段と前記オゾンマイクロバブル生成手段とが循環ラインで接続され、該循環ラインにより前記米加工廃水がオゾンマイクロバブルの供給を受けながら循環するように構成することが好ましい。
このように、米加工廃水にオゾンマイクロバブルを供給しながら該廃水を循環させることにより、米加工廃水とオゾンマイクロバブルとの接触効率が向上して、廃水中に含まれる難分解性有機物の低分子化を促進させることが可能となり、処理時間の短縮化が図れる。
さらに、前記生物処理手段が、槽内の条件を変化させて前記嫌気性処理、前記好気性処理、前記無酸素処理を単一槽で行う手段であることが好ましく、これにより処理装置の設置面積を小さくでき、また装置の小型化が可能となる。
以上記載のように本発明によれば、窒素とリンを除去する前処理として、米加工廃水にマイクロバブルにオゾンを溶解させたオゾンマイクロバブルを供給することで、米加工廃水中の難分解性有機物の低分子化を行い、嫌気性処理でリン蓄積細菌類、脱窒素リン蓄積細菌類による有機物の取り込みを容易にさせることで、プロセス稼動の安定化を図ることが可能となる。
本発明の実施形態に係る米加工廃水の処理方法を示すフロー図である。 本発明の実施形態に係る米加工廃水の前処理槽の概略構成図である。 米加工廃水の処理装置のより具体的な構成例を示す全体図である。 実施例1の試験結果であり、前処理におけるCOD経時変化を示すグラフである。 実施例2の試験結果であり、栄養塩除去性能及びリン含有濃度を示すグラフである。 実施例2の試験結果であり、MLSS濃度の経時変化を示すグラフである。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。なお、本実施形態の処理対象は、米加工工場等から排出された米ぬかや米のとぎ汁等を含む米加工廃水であり、BOD、COD、窒素、リンを含む有機性廃水である。
図1を参照して、本発明の実施形態に係る基本フローを説明する。
本実施形態に係る米加工廃水の処理方法は、主に、前処理工程1と、嫌気性処理工程2、好気性処理工程3、無酸素処理工程4を含む生物処理工程5とを備える。
前処理工程1は、オゾンマイクロバブル生成手段11によりマイクロバブルにオゾンを溶解させたオゾンマイクロバブルを米加工廃水に供給して、該米加工廃水に含まれる難分解性有機物を低分子化する。
マイクロバブルとは、大きさ(径)が10〜数10μm程度の微細な気泡であり、好適には気泡が発生した時の大きさが50μmより小さい気泡である。米加工廃水にオゾンマイクロバブルを供給することで、米加工廃水中の難分解性有機物の低分子化を行い、嫌気性処理でリン蓄積細菌類、脱窒素リン蓄積細菌類による有機物の取り込みを容易にさせる。
より具体的には、オゾンの酸化力により難分解性有機物を低分子化するとともに、マイクロバブルの消滅により生成するOHラジカルの酸化力により難分解性有機物を低分子化する。このとき、マイクロバブルの電荷により難分解性有機物を低分子化が促進されると考えられる。さらにまた、マイクロバブルの液中滞留時間が長いため、難分解性有機物とオゾン又はOHラジカルとの接触効率が極めて高くなり、難分解性有機物を高効率で低分子化することが可能となる。
なお、前処理工程の前段にて、廃水中の夾雑物を除去したり、廃水のpH調整や温度調整を行うなどの予備処理を施しておくことが好ましい。
また、前処理工程では、米加工廃水のCODを10mg/l以下まで低減させることがより好ましく、これにより次工程の嫌気性処理工程2で、リン蓄積細菌類、脱窒素リン蓄積細菌類による有機物の取り込みを容易にさせることが確実にでき、生物処理を安定して且つ効率よく行うことが可能となる。
嫌気性処理工程2は、リン蓄積細菌及び脱窒性リン蓄積細菌の少なくとも一方の存在下で廃水を嫌気性処理する。ここでリン蓄積細菌及び脱窒性リン蓄積細菌は、炭素源を取り込み、リンを放出する。このとき、前処理工程4で米加工廃水中の難分解性有機物が低分子化しているため、嫌気性処理での炭素源の取り込みが円滑に行われる。
好適には、嫌気性処理工程には、リン蓄積細菌及び脱窒性リン蓄積細菌の少なくとも一方を含む汚泥若しくはこれらの少なくとも一方が固定化された生物膜が用いられる。
主として、脱窒性リン蓄積細菌を含む汚泥を用いて嫌気性処理を行う場合には、脱窒性リン蓄積細菌を含む汚泥を嫌気/無酸素条件で馴養し、脱窒性リン蓄積細菌を優占化させる。この馴養では、嫌気性処理終時に硝酸ナトリウム等の硝酸イオン源を微生物の活性状態により適宜添加してもよく、また廃水を供給しつつ各処理を脱窒性リン蓄積細菌が優占化するまでこれらの処理を繰り返し行うことが好ましい。主として、脱窒性リン蓄積細菌が固定化された生物膜を用いて嫌気性処理を行う場合には、増殖速度の遅い硝化細菌が生物膜内側に、脱窒性リン蓄積細菌が生物膜外側に局在化するような生物膜を用いることが好ましい。
好気性処理工程3は、廃水中に空気を供給して好気条件とし、ここで硝化細菌によるアンモニア態窒素の硝酸態窒素への酸化、及びリン蓄積細菌によるリンの取り込みが行われる。なお、この好気性処理工程では、リン蓄積細菌による過剰なリン取り込みを防止するために、好気性処理工程初期に有機炭素源を少量添加し、リン取り込み量を制限することが好ましい。これにより、後の無酸素処理工程において、脱窒性リン蓄積細菌による硝酸態窒素の取り込みを十分に行うことが可能となる。
無酸素処理工程4は、空気の供給を停止して無酸素条件とし、ここで脱窒性リン蓄積細菌による脱窒反応及びリンの取り込みが行われる。
無酸素処理工程4の終了後は、余剰汚泥と処理水とを分離する固液分離工程6が行われる。固液分離工程6は、例えば、沈殿、膜分離等の公知の方法が用いられ、凝集剤を投入して汚泥を凝集沈殿させてもよい。
上記したような廃水処理は、バッチ式であっても連続式であってもよい。連続式の場合には、固液分離工程6で分離した余剰汚泥の一部を嫌気処理工程2に返送し、MLSS濃度を維持することが好ましい。
本実施形態によれば、窒素とリンを除去する前処理工程1として、米加工廃水にマイクロバブルにオゾンを溶解させたオゾンマイクロバブルを供給することで、米加工廃水中の難分解性有機物の低分子化を行い、嫌気性処理工程2でリン蓄積細菌類、脱窒素リン蓄積細菌類による有機物の取り込みを容易にさせることで、プロセス稼動の安定化を図ることが可能となる。
加えて本実施形態では、前処理工程1でオゾンマイクロバブルを用いることにより、汚泥中のリン含有濃度を高くすることができるため、汚泥からリン回収する従来手法を採用した場合に、リン回収率の向上が期待できる。
次に、本発明の実施形態に係る処理装置の構成を以下に説明する。
図2は、本実施形態の主要な構成の一つである前処理槽の一例を示す概略構成図である。
前処理槽10には、オゾンマイクロバブル生成手段11からオゾンマイクロバブルが供給される。
オゾンマイクロバブル生成手段11は、空気を吸気して高濃度の酸素を生成する酸素濃縮機12と、酸素からオゾンを生成するオゾン発生装置13と、マイクロバブルにオゾンを溶解したオゾンマイクロバブルを生成するマイクロバブル発生装置16とを含む。なお、オゾンマイクロバブル生成手段11は、同図では一例として気液混合ポンプ型を示したが、これに限定されず、旋回流ノズル型等の他の型式であってもよいし、空気からオゾンを生成する手段であってもよい。
酸素濃縮機12から排出された酸素(好ましくは酸素濃度90%以上)はオゾン発生装置13に供給され、ここで酸素を原料としてオゾンが生成される。このオゾンは、オゾン発生装置13からオゾン供給ライン14を通ってマイクロバブル発生装置16に供給される。このとき、オゾン供給ライン14上の流量調整バルブ15でオゾン流量が調整される。
前処理槽10とマイクロバブル発生装置16とは循環ライン17で接続されており、循環ライン17上で循環する米加工廃水は、マイクロバブル発生装置16でオゾンマイクロバブルの供給を受け、廃水中の難分解性有機物が低分子化される。
このように米加工廃水にオゾンマイクロバブルを供給しながら該廃水を循環させることにより、米加工廃水とオゾンマイクロバブルとの接触効率が向上して、処理時間の短縮化が図れる。
なお、前処理槽10では、上記した構成の他に、槽底部に設けた曝気管(不図示)よりオゾンマイクロバブルを供給してもよいし、また、槽内に撹拌手段を設けてオゾンマイクロバブルと米加工廃水との接触効率をさらに向上させるようにしてもよい。
前処理槽10から排出された米加工廃水は、後段の反応槽35へ送給される。
図3は、米加工廃水の処理装置のより具体的な構成例を示す全体図である。
米加工廃水の処理装置は、主に、オゾンマイクロバブル生成手段11と、前処理槽10と、反応槽35とを備える。反応槽35は、嫌気性処理工程、好気性処理工程、無酸素処理工程をそれぞれ別個に行う槽を複数設け、これらを直列に接続してもよいし、同図に示すように槽内の条件を変化させて嫌気性処理工程、好気性処理工程、無酸素処理工程を単一槽で行うようにしてもよいが、装置の設置面積の削減及び装置の小型化ができることから、特に単一槽であることが好ましい。
以下に、米加工廃水の処理装置の詳細な構成を説明する。
米加工廃水は、ポンプ20により一旦貯水タンク21に貯留される。貯水タンク21には、米加工廃水のpHや温度を測定するセンサ22が設置されている。
貯水タンク21の米加工廃水は、廃水供給ライン23を介してポンプ24により前処理槽10に送給される。廃水供給ライン23上にはバルブ25が設けられており、このバルブ25により前処理槽10へ供給する廃水処理量が調整される。また、廃水供給ライン23から分岐した廃水の一部を貯水タンク21へ返送する返送ライン26を設けてもよく、廃水返送量はバルブ27により調整される。
前処理槽10には、オゾンマイクロバブル生成手段11で生成されたオゾンマイクロバブルが供給される。具体的には、オゾンマイクロバブル生成手段11には、循環ライン17a、17bが接続されており、米加工廃水がこの循環ライン17a、17bを介して前処理槽10とマイクロバブル発生装置16間を循環することにより、廃水中にオゾンマイクロバブルが供給される。循環ライン17a、17b上にはバルブ18a、18bが設けられており、ここで循環量が調整される。なお、オゾンマイクロバブル生成手段11は、図2で説明したものと同一である。
また、前処理槽10には、廃水中のオゾン濃度を測定するオゾンモニタ28と、米加工廃水のpHや温度を測定するセンサ29が設置されている。
前処理槽10から排出された米加工廃水は、廃水供給ライン30を介してポンプ31により反応槽35に送給される。廃水供給ライン30上には、バルブ32等が設けられており、このバルブ32等により反応槽35へ供給する廃水処理量が調整される。
反応槽35には、循環ライン37a、37bを介してマイクロバブル発生装置36が接続されている。マイクロバブル発生装置36は、廃水中に空気のマイクロバブルを供給して反応槽35内を好気条件にするための装置である。空気の供給量(曝気量)はバルブ38a、38bにより調整される。
また、反応槽35には、循環ライン41a、41bを介して槽内の温度調整を行う空冷チラー40が接続されており、循環ライン41aには圧力脈動を防止するための膨張タンク43が接続されている。
さらにまた、反応槽35には、槽内を撹拌する撹拌機44と、廃水のpHや温度を測定するセンサ45が設置されている。
上記した構成を備える反応槽35において、各処理工程の条件に合わせて、各バルブを開度調整して槽内の状態を変化させるとよい。例えば、好気性処理工程では、マイクロバブル発生装置36のバルブ38a、38bを開にして反応槽35内に空気のマイクロバブルを供給して好気条件とする。また、温度調整を行う場合には、空冷チラー40のバルブ42a、42bを調整する。
この反応槽35で、嫌気性処理工程、好気性処理工程、無酸素処理工程からなる一連の処理工程が終了したら、排出ライン50より処理水を排出し、後段の固液分離装置(図示略)に送給する。
[実施例1]
実施例1として、図2に示す米加工廃水の前処理槽を用いて、本実施形態のオゾンマイクロバブルを用いた前処理工程が廃水中CODにどのような変化を及ぼすか検証した。
処理対象の米加工廃水には、米ぬかを含む産業廃水を用いた。
実施例1では、酸素濃縮機12からオゾン発生装置13への酸素流入量は1[L/min](酸素濃度90%以上)とし、オゾン発生装置13のオゾン発生量は9.66[g/h](161[mg/min])とし、オゾン濃度は161[g/nm]とし、マイクロバブル循環量は24.5[L/min]とした。また、前処理槽10における米ぬか産業廃水とオゾンマイクロバブルとの反応時間は10分間とした。
以上の試験条件で、米ぬか産業廃水に対して連続的にオゾンマイクロバブルを供給して前処理を行い、廃水のCOD値を測定した。この試験を4回行った結果を実施例1として図4に示す。
また、比較例1として、オゾンを含まないマイクロバブルを用いて米ぬか産業廃水の前処理工程を行い、廃水のCOD値を測定する試験を実施例1と同様に4回行い、その結果を図4に示す。
これによれば、米ぬか産業廃水をオゾンマイクロバブルと反応させる前処理工程を行ったときは、COD減少傾向が顕著にみられた。そのCOD減少傾向が顕著にみられる期間は、反応開始から30分以内であった。これに対して、オゾンを含まないマイクロバブルを用いて前処理工程を行った場合には、CODは僅かに減少したが殆ど変化はみられなかった。したがって、米加工廃水をオゾンマイクロバブルと反応させる前処理工程を行うことによって、オゾンとマイクロバブルとの相乗効果によりCODを大幅に減少させることができ、すなわち廃水中の難分解性有機物に関わる汚濁物質を低減可能であることが明らかとなった。
[実施例2]
実施例2として、図3に示す米加工廃水の処理装置を用いて処理を行い、栄養塩除去性能及び汚泥中リン含有濃度の検証試験を行なった。
処理対象の米加工廃水には、実際に食品加工工場から排出された、米ぬかを含む米加工製造実廃水を用いた。
反応処理プロセスについては、反応層35における生物処理工程は1サイクル12時間(嫌気条件、好気条件、無酸素条件あわせて600分、汚泥沈降工程117分、処理水引き抜き工程3分)で、AOAプロセス運転を行なった。反応層35内温度は28.5℃に制御した。また、前処理槽10での前処理工程は、マイクロバブル(MB)の運転を行なった後、オゾンマイクロバブル(O+MB)に切り替え、両系の後工程にあたる生物処理工程での栄養塩除去性能ならびに汚泥中リン含有濃度の検証を行った。
前処理槽10は有効容積25lとし、反応層35は有効容積50lの単一処理層を用いた。
マイクロバブルならびにオゾンマイクロバブルを反応させた両系(MB、O+MB)の前処理流入から生物処理終了後の栄養塩除去性能ならびにリン含有濃度を図5に、両系のMLSS濃度の経時変化を図6にそれぞれ示す。
この試験では、AOAプロセスを稼動させることで米加工製造実廃水においても単一処理槽での有機物ならびに栄養塩除去性能が確認できた。
図5に示されるように米加工廃水のCOD除去率は、マイクロバブルを用いた前処理工程を行なった場合63.8%で、オゾンマイクロバブルを用いた前処理工程を行なった場合85.5%であり、オゾンマイクロバブルを用いた方がよりCOD除去率が高いことがわかる。
米加工廃水の窒素除去率は、マイクロバブルを用いた前処理工程を行なった場合38.6%で、オゾンマイクロバブルを用いた前処理工程を行なった場合93.9%であり、オゾンマイクロバブルを用いた方が極めて窒素除去率が高いことがわかる。
米加工廃水のリン除去率は、マイクロバブルを用いた前処理工程を行なった場合79.1%で、オゾンマイクロバブルを用いた前処理工程を行なった場合79.7%であり、いずれも高い値を示した。したがって、マイクロバブル、オゾンマイクロバブルのいずれを用いても、高効率でリン除去が可能であることがわかる。
また、汚泥中リン含有濃度については、濃度1.7%の初期汚泥と比較して、マイクロバブルを反応させた両系(MB、O+MB)で増加し、このうちオゾンマイクロバブルを用いた場合はリン含有濃度が4.5%となり最も高い値となった。一方、マイクロバブルを用いた場合はオゾンマイクロバブルを用いた場合と比較して、図6に示されるようにMLSS濃度に低下傾向が見られた。これは、前処理工程におけるマイクロバブルのみの反応工程は、後に続く生物処理内の菌体維持に対して良好に作用しない反応工程であることが推察される。したがって、オゾンマイクロバブルを用いた方が、よりリン回収率を高くでき、また後工程の反応層35内で菌体による分解反応が促進されて、窒素、リンを含む汚濁物質の除去効率を高くできることがわかる。
このように上記した検証試験によれば、本発明に係る米加工廃水の処理装置及び方法を用いることで、米加工廃水から高効率でCOD、窒素及びリンを除去することが可能となった。さらに、本汚泥のリン含有濃度を増加させることができるためリン回収率の向上が期待でき、リン再資源化に大きく寄与する可能性があることが明らかとなった。また、オゾンマイクロバブルを用いた前処理を行なうことにより、後工程の生物処理で菌体による分解反応を促進でき、窒素、リンを含む汚濁物質の除去効率を高くできることが明らかとなった。
1 前処理工程
2 嫌気性処理工程
3 好気性処理工程
4 無酸素処理工程
5 固液分離工程
6 オゾンマイクロバブル
10 前処理槽
11 オゾンマイクロバブル生成手段
12 酸素濃縮機
13 オゾン発生装置
16 マイクロバブル発生装置
35 反応槽

Claims (5)

  1. 米加工廃水に含まれる窒素とリンを同時に除去する米加工廃水の処理方法において、
    前記米加工廃水に、マイクロバブルにオゾンを溶解させたオゾンマイクロバブルを供給して前記米加工廃水中の難分解性有機物を低分子化する前処理工程と、
    前記前処理工程の後、リン蓄積細菌及び脱窒性リン蓄積細菌の少なくとも一方の存在下で、前記米加工廃水を嫌気性処理、好気性処理、無酸素処理の順に処理して前記米加工廃水に含まれる窒素とリンを除去する生物処理工程とを備えることを特徴とする米加工廃水の処理方法。
  2. 前記前処理工程で、前記米加工廃水のCODを10mg/l以下まで低減させることを特徴とする請求項1に記載の米加工廃水の処理方法。
  3. 米加工廃水に含まれる窒素とリンを同時に除去する米加工廃水の処理装置において、
    マイクロバブルにオゾンを溶解させてオゾンマイクロバブルを生成するオゾンマイクロバブル生成手段と、
    前記米加工廃水に、前記オゾンマイクロバブル生成手段で生成したオゾンマイクロバブルを供給して前記米加工廃水中の難分解性有機物を低分子化する前処理手段と、
    前記前処理手段の後段に接続され、リン蓄積細菌及び脱窒性リン蓄積細菌の少なくとも一方の存在下で、前記米加工廃水を嫌気性処理、好気性処理、無酸素処理の順に処理し、前記米加工廃水に含まれる窒素とリンを除去する生物処理手段とを備えることを特徴とする米加工廃水の処理装置。
  4. 前記前処理手段と前記オゾンマイクロバブル生成手段とが循環ラインで接続され、該循環ラインにより前記米加工廃水がオゾンマイクロバブルの供給を受けながら循環するようにしたことを特徴とする請求項3に記載の米加工廃水の処理装置。
  5. 前記生物処理手段が、槽内の条件を変化させて前記嫌気性処理、前記好気性処理、前記無酸素処理を単一槽で行う手段であることを特徴とする請求項3又は4に記載の米加工廃水の処理装置。
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