JP3358824B2 - 廃水処理方法 - Google Patents

廃水処理方法

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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は産業廃水、し尿、下水、
生活系排水などのような各種廃水の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図4により従来の廃水処理方法の基本構
成を説明する。生物反応槽6で浮遊懸濁状態の浄化微生
物によって廃水1中の有機物、窒素などを分解除去した
後、後段固液分離装置14において浄化微生物を分離回
収し、これを返送汚泥13として生物反応槽6に循環す
る。生物反応槽6において汚濁物質の分解によって増殖
した浄化微生物の生物反応槽6内保持量を一定とするた
めに余剰汚泥15の引抜きを行なう。固液分離装置14
からは処理水7が取出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図4に示した従来の生
物処理法には次のような問題点がある。すなわち、1つ
は浄化微生物回収用の固液分離装置(例えば重力分離、
加圧浮上分離、膜分離など)を付帯していることから、
MLSS( Mixed Liquor Suspended Solid ) ,SRT
( Sludge Retention Time )管理,汚泥返送などの汚泥
管理や固液分離操作が必要であり、これらは処理施設運
転・維持管理上大きな負担となっている。固液分離方法
として重力分離を適用した場合は、浄化微生物懸濁液の
微妙な性状変化によって沈降性・濃縮性が大きく変化す
ることから、その日常監視と変調に対する対応が頻繁に
必要であり、膜分離を適用した場合は、膜透過流速を安
定化させるための定期的膜洗浄が必要である。また、同
時に生物処理機能の支配因子としてSRT,MLSSが
重要であるが、これらは汚泥返送、余剰汚泥引抜などに
よって調整するので、そのための操作が必要である。以
上が従来の生物処理法の運転・維持管理操作の大半を占
めていると言ってよい。もう1つは、施設規模が過大で
あることである。生物反応は数日から数十日のオーダー
で進むので、生物反応槽容量はきわめて大きくなる。
【0004】本発明は上記技術水準に鑑み、浄化微生物
回収用の固液分離装置省略と施設規模縮少を可能にする
廃水処理方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】浄化微生物回収用の固液
分離装置を省略するには、生物反応槽内浄化微生物濃度
を維持するための何らかの浄化微生物保持方式・保持媒
体(媒体に浄化微生物を付着する方式)の導入が不可欠
である。この保持方式には大別して固定床と流動床があ
り、これらは一般的なものであり、とくに目新しいもの
ではない。しかし、この方式を廃水にそのまま適用する
と廃水中の浮遊性固形物に由来する浮遊懸濁状の共存浄
化微生物によって有機態窒素がアンモニア化され、これ
が媒体に付着された浄化微生物によって処理されないま
ま流出し、これによって総括的な硝化能力が低下すると
いう問題点のあることが実験によって本発明者は気付い
た。本発明は前処理で有機態窒素をほぼ完全に除去すべ
く凝集分離(凝集剤注入によって廃水中の浮遊性固形
物、コロイドおよび溶解性物質の一部を凝集フロック化
し、この凝集フロックを膜分離手段で除去する方法)を
適用することによって、この問題を解決することができ
ることの知見を得、本発明はこの知見によって完成した
ものである。
【0006】すなわち本発明は無機および有機態窒素を
含有する廃水に凝集剤を注入して廃水中の浮遊性固形
物、コロイドおよび溶解性物質を凝集フロック化し、該
凝集フロックを膜分離により除去した後の廃水を浄化微
生物付着媒体を内蔵する硝化槽および脱窒槽を有する生
物反応槽(ただし、前段脱窒槽を有するものを除く)
導いて生物処理することを特徴とする廃水処理方法であ
る。
【0007】
【作用】凝集膜分離の生物処理前処理への適用によっ
て、廃水中の浮遊性固形物、コロイド、溶解性物質の一
部、有機態窒素が除去されるが、これらによって後段生
物処理における浄化微生物回収用固液分離の省略、生物
反応槽の縮小化を達成できる。すなわち、媒体付着生物
膜方式の基本的問題点である共存浮遊懸濁状浄化微生物
による有機態窒素のアンモニア化、これによる硝化能力
低下を防止し、同時に窒素負荷軽減によって生物反応槽
の容積を削減することができる。
【0008】さらに換言すれば、膜前処理がないとき、
廃水中のBODが大量にバイオリアクタ内に流入し、か
つまた廃水中の浮遊性固形物起因のBOD分解菌が浮遊
状態でバイオリアクタ内に存在する。このBOD分解菌
が有機態窒素を分解してNH 4 −Nに変換するが、これ
が硝化菌によるNH4 −N分解と並行して起るため未処
理のNH4 −Nが流出することになる。これに対し本発
明におけるように膜前処理を行なって有機態窒素をほゞ
完全に除去することによって、上記のような不具合が解
消される。
【0009】さらに、本発明の一態様を図1によって説
明し、その作用を明らかにする。図1において、廃水1
と凝集剤2を凝集反応装置3で近藤接触して凝集反応を
進行させ廃水中の浮遊性固形物、コロイドの凝集フロッ
ク化、一部溶解性物質の凝集フロックへのとり込みを行
う。凝集フロック5は後段凝集フロック分離装置4で除
去される。凝集フロック分離装置4としては膜分離(限
外ろ過や精密ろ過)装置があげられる。凝集剤として
は、硫酸バンド、塩化第二鉄などの無機凝集剤、高分子
凝集剤などの有機系凝集剤など各種のものが使用され
る。凝集フロック分離装置4で凝集フロック5を除去さ
れた廃水は硝化槽および脱窒槽を有する生物反応槽6に
流入するが、生物反応槽6には浄化微生物の保持媒体を
導入し、これによって浄化微生物回収用固液分離装置を
省略している。浄化微生物の保持媒体としてはプラスチ
ックろ材や高分子ゲルなど各種のものが使用される。
【0010】
【実施例】図2に本発明の効果を確認するための試験装
置の概要図を、図3にその比較対象となる従来法の試験
装置の概要図を示す。図2において、1は廃水、2は薬
品混和槽、3は凝集剤(例えば硫酸バンド)、4はpH
調整用薬品(例えば苛性ソーダ)、5は凝集フロック形
成槽、6は凝集フロック分離装置(例えば膜分離装
置)、7は凝集フロック、8は硝化槽、9は脱窒槽、1
0は曝気空気、11は循環液、12はpH調整用薬品
(例えば苛性ソーダ)、13はメタノール、14は再曝
気槽、15は処理水、16は浄化微生物付着媒体を示
す。図2において、8〜14が生物処理系、2〜7が前
処理系である。この生物処理系はいずれも生物学的硝化
脱窒法であり、まず硝化槽8で有機物(BOD、有機態
窒素など)およびアンモニア態窒素を酸化し、その時生
成する酸化態窒素を後段の脱窒槽9においてメタノール
13を有機炭素源として還元除去するものである。再曝
気槽14はこの時注入したメタノール13の余剰分を除
去するためのものである。
【0011】図2の試験装置の基本諸元は次のとおりで
ある。 〇前処理系の凝集フロック分離装置6(限外ろ過膜を適
用) 膜種類:材質ポリアクリルニトリル(膜面積0.42
2 )、分画分子量100000、モジュール型式チュ
ーブ型 膜分離条件:平均透過圧力1.5kg/cm2 G 凝集剤:硫酸バンド300ppm 〇生物処理系(浄化微生物付着媒としてプラスチックろ
材を適用し、生物反応槽に内蔵固定) 槽容積:硝化槽40リットル、脱窒槽40リットル、
再曝気槽5リットル 空気量:硝化槽20リットル/min、再曝気槽5リ
ットル/min 脱窒液循環比:5 メタノール注入率:脱窒槽流入NOx−Nの2倍 硝化槽設定pH:7 .5
【0012】図3において、図2と同一部分には同一符
号を付してある。図2の試験装置の諸元は次のとおりで
ある。 〇生物処理系:各槽容積は図2のものと同じであるが、
容積15リットルの沈殿槽(重力沈殿槽19)を付帯、
脱窒槽には機械攪拌機を付設 〇循環比、空気量は図2のものと同じ
【0013】2、図3の試験装置の比較試験結果を下
記表1に示す。なお、試験原水は某し尿処理場搬入の浄
化槽汚泥分離液であり、BOD:360ppm、T−
N:250ppm(NH4 −N:130ppm)、S
S:670ppmのものである。
【0014】
【表1】
【0015】以上の結果より、本発明の方法(図2)で
は従来法(図3)の約1/2の平均滞留時間で、しかも
従来法にまさる処理水質を得ることができることが判
る。また、この結果より、原液流量基準滞留時間を短か
くすることができるので生物反応槽容積を小さくするこ
とができる。
【0016】
【発明の効果】本発明により、従来法よりコンパクトな
廃水処理設備により、水質の良好な処理排水を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本的な廃水処理方法の説明図。
【図2】本発明の一実施例の説明図。
【図3】本発明の実施例と対比するための従来法の説明
図。
【図4】従来の廃水処理方法の説明図。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機および有機態窒素を含有する廃水に
    凝集剤を注入して廃水中の浮遊性固形物、コロイドおよ
    び溶解性物質を凝集フロック化し、該凝集フロックを
    分離により除去した後の廃水を浄化微生物付着媒体を内
    蔵する硝化槽および脱窒槽を有する生物反応槽(ただ
    し、前段脱窒槽を有するものを除く)に導いて生物処理
    することを特徴とする廃水処理方法。
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