JP3364018B2 - 廃水の処理方法 - Google Patents

廃水の処理方法

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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、し尿や各種産業廃水な
ど、有機物、窒素、及び固形物を高濃度で含有する廃水
の生物学的処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の廃水の生物学的処理法は、図5に
示すように、廃水1中の粗大固形物や夾雑物を除去する
細目スクリーンなどの簡易な前処理行程2を廃水1に適
用した後、有機物や窒素除去を行う活性汚泥法、生物学
的硝化脱窒素法などの処理を行う各種の生物反応槽3に
導入し、その後に設置した固液分離装置4で生物反応槽
3中の微生物を分離回収して一部返送汚泥5として生物
反応槽3に循環し、一部を余剰汚泥6として引抜く。
【0003】固液分離装置4からは、余剰汚泥6の他、
処理水17が排出される。余剰汚泥6は、汚泥処理工程
で処理される。その汚泥処理は、まず、濃縮装置7、脱
水装置8で固物濃度を大幅に増大させ(3〜4%→3
0〜40%)、その後、乾燥・焼却装置9に導入し、最
終的には焼却灰10、排ガス11となる。生物反応槽3
は、目的に合わせて単槽でも複槽でもよく、かつまた好
気性、あるいは脱窒を目的とした嫌気性いずれでもよ
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、廃水
の生物学的処理から発生する余剰汚泥は、前処理工程後
の原液中固形物のうち生物反応槽で分解されなかった量
と、溶解性有機物を炭素源となる菌体増殖量から微生物
の自己分解量を引いた量であるが、前処理後原液中固形
物の活性汚泥法、生物学的硝化脱窒素法など生物反応槽
での分解能力はきわめて小さい。
【0005】余剰汚泥の大半は前処理後原液中固形物に
起因し、その汚泥処理工程が過大で設備費、運転経費が
嵩むという基本的問題点があった。汚泥処理工程をコン
パクト化し、設備費・運転費低減をはかるには、余剰汚
泥量そのものを低減することが必要である。
【0006】本発明は、生物学的処理において発生する
余剰汚泥量を低減可能にした廃水処理方法を提供するこ
とを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明では、前
処理工程後原液中の固形物を生物学的に高効率で分解し
て余剰汚泥量の低減をはかるため、通常の活性汚泥法又
は生物学的硝化脱窒素法を適用して処理する前の廃水に
対し予じめ加水分解・有機酸発酵を適用するものであ
る。
【0008】なお、固形物分解能力の高い廃水の生物学
的処理法として嫌気性消化法が従来からあるが、これ
は、加水分解・有機酸発酵にメタン発酵を組合せたもの
で野生の土壌微生物の自然のサイクルを利用し加水分解
・有機酸発酵とメタン発酵を単一槽で行う方法が一般的
であり、独立した別個の槽で反応させることはきわめて
困難であった。
【0009】本発明は、活性汚泥法又は生物学的硝化脱
窒素法の前段階としてこの加水分解・有機酸発酵を適用
し、原液中の固形物を溶解性有機物に転換する。
【0010】本発明によるこの廃水の処理方法によれ
ば、前記したように処理すべき廃水を予じめ好気性の
物反応槽に導入して同廃水中の固形物を加水分解・有機
酸発酵により溶解性有機物に転換し、そのあと通常の活
性汚泥法又は生物学的硝化脱窒素法で処理を行うので、
余剰汚泥発生量が大幅に低減される。
【0011】次に、他の本発明では、廃水を生物学的に
処理した場合に生ずる余剰汚泥量を低減するため、通常
の生物学的処理を適用する前の廃水を濃縮分離により濃
縮分離液と濃縮分離上澄液とに分離し、濃縮分離液を
気性の生物反応槽に導入して固形物を加水分解・有機酸
発酵により溶解性有機物に転換する。こうして得られた
処理液と前記した濃縮分離上澄液との混合液に対し通常
の活性汚泥法又は生物学的硝化脱窒素法で処理する。
【0012】このように加水分解・有機酸発酵を行う前
に廃水中の固形物を濃縮分離して溶解性有機物と固形性
有機物に分離し、その固形性有機物に対してのみ加水分
解・有機酸発酵を行い廃水中の固形性有機物のみを効率
的に分解する。
【0013】その理由は、溶解性有機物と固形性有機物
が混在する廃水に対して加水分解・有機酸発酵を行うと
易分解性の溶解性有機物のみが分解され固形性有機物が
分解されないからである。
【0014】
【実施例】以下、本発明による廃水処理方法の実施態様
を図1、図2に基づいて具体的に説明する。なお、図
1、図2において、図5に示した従来の処理方法と同じ
工程部分には同一符号を付してあり、それらについての
重複する説明を省略する。
【0015】(第1実施態様) まず図1に基づいて第1実施態様を説明する。図1にお
いて、12は生物反応槽、13は固液分離装置を示して
いる。廃水1に対し従来の方法と同様の前処理工程2を
適用した後、好気性の生物反応槽12で有機酸発酵を行
い固形物の分解、溶解性有機物への転換をはかる。
【0016】その後、固液分離装置13で微生物を分離
回収し、一部返送汚泥14として生物反応槽12に循
環、一部余剰汚泥15として引抜き汚泥処理工程へ送
る。固液分離装置13は重力分離、遠心分離、加圧浮上
分離、膜分離いずれの装置でもよい。
【0017】固液分離流出水16に対しては、生物反応
槽3で通常の活性汚泥法、又は生物学的硝化脱窒素法
よる処理を行い、固液分離装置4で微生物を回収し一部
は返送汚泥5として生物反応槽3へ戻し、余剰汚泥6は
濃縮装置7へ送る。
【0018】図1に示した処理方法で発生する余剰汚泥
は15と6であるが、その合計量は従来の処理方法で発
生する余剰汚泥よりも少い量となる。
【0019】(第2実施態様) 次に、本発明による廃水処理方法の第2実施態様を図2
に基づいて具体的に説明する。図2において、20は固
液分離装置を示しており、この固液分離装置20で廃水
は濃縮分離液22と濃縮分離上澄液21に分離される。
その他の構成機器については図1において説明したと
おりである。
【0020】図2において、従来の方法と同様の前処理
工程2を廃水に対し適用した後、固液分離装置20で固
形物を濃縮分離し、濃縮分離液22と濃縮分離上澄液2
1に分ける。この段階で前処理後原液中固形物の大半は
濃縮分離液22に移行する。
【0021】濃縮分離液22は、好気性の生物反応槽1
2で有機酸発酵を行い、固形物の分解・溶解性有機物へ
の転換をはかる。その後、微生物回収用の固液分離装置
13で微生物を分離回収し、一部返送汚泥14として生
物反応槽12に循環、一部余剰汚泥15として引抜き汚
泥処理工程へ送る。固液分離装置20,13は、重力分
離、遠心分離、加圧浮上分離、膜分離その他各種方式が
考えられるが、いずれでもよい。
【0022】濃縮分離上澄液21および固液分離装置1
3の流出水16は、生物反応槽3で通常の生物学的硝化
脱窒素法、又は活性汚泥法による処理を行い、固液分離
装置4で微生物を回収し、一部は返送汚泥5として生物
反応槽3へ戻し余剰汚泥6は濃縮装置7へ送る。余剰汚
泥発生量は余剰汚泥15と6であり、これが従来より少
ない。
【0023】次に、本発明による廃水処理方法の効果を
確認のために、し尿を対象として行った実験例について
説明する。
【0024】(実施例) 対象液は、某し尿処理場から入手した前処理後のし尿で
性状は、BOD5 8900(mg/リットル)、COD
n 5100(mg/リットル)、T−N3200(m
g/リットル)、SS9600(mg/リットル)であ
る。このし尿に対し、従来の廃水処理方法と本発明によ
る廃水処理方法を適用してそれらの余剰汚泥発生量を比
較した。
【0025】従来の廃水処理方法は、図6に示した実験
装置で実施した。その基本的諸元は図6に示したとおり
である。図6において、反応槽と脱窒槽が図5に示した
生物反応槽3に相当している。この反応槽では、有機物
除去と同時に硝化・脱窒を行い、その後の脱窒槽で残留
する酸化態窒素を除去する。
【0026】図3には、本発明による廃水処理方法を実
験する装置のうち加水分解・有機酸発酵を行う部分まで
を示してある。この図3に示した装置による前処理後の
廃水は図6に示したと同じ装置に導いて生物学的処理を
行ったのであるが、その部分は図示を省略してある。
【0027】種汚泥としてはし尿処理場嫌気性消化汚泥
を使用した。余剰汚泥発生量は、従来の処理法による
と、単位処理量当りの固形物量で7.9kg/klであ
ったのに対し、本発明の処理法での発生量(有機酸発酵
工程と後的生物処理工程の総和)が4.8kg/klで
あり約40%低減することができた。
【0028】次に図4には他の本発明による廃水処理方
法を実験する別の装置のうち図3と同様、加水分解・有
機酸発酵を行う部分までを示している。前記した対象液
について重力分解で固形物の濃縮分離を行い、濃縮分離
液を有機酸発酵にかけ、その発酵処理水と固形物濃縮分
離上澄液を混ぜて図6に示したと同じ装置で処理した。
種汚泥としてし尿処理場嫌気性消化汚泥を使用した。
【0029】余剰汚泥発生量は、従来法が単位処理量当
りの固形物量で7.9kg/klであったのに対し、本
発明に基く処理方法の場合の発生量(有機酸発酵工程と
後段生物処理工程の総和)が4.0kg/klであり約
50%低減することができた。従来の設備費、運転経費
に比べて、汚泥処理で約50%低減、本発明による前処
理で20%増加、従って、合計して30%低減できた。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理すべき廃水を予じめ生物反応槽に導入して廃水中の
固形物を加水分解・有機酸発酵により溶解性有機物に転
換したのち、その処理液を活性汚泥法又は生物学的硝化
脱窒素法で処理することにより余剰汚泥量そのものが低
減されるのでその汚泥処理工程をコンパクト化し、設備
費と運転費の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による廃水処理方法の実施の態様を説明
するための機器構成図。
【図2】本発明による廃水処理方法の他の実施の態様を
説明するための機器構成図。
【図3】本発明の廃水処理方法の実験装置を示す機器構
成図。
【図4】本発明の廃水処理方法の他の実験装置を示す機
器構成図。
【図5】従来の廃水処理方法を説明するための機器構成
図。
【図6】従来の廃水処理方法の実験装置を示す機器構成
図。
【符号の説明】
1 廃水 2 前処理工程 3 生物反応槽 4 固液分離装置 5 一部返送汚泥 6 余剰汚泥 7 濃縮装置 8 脱水装置 9 乾燥・焼却装置 10 焼却灰 11 排ガス 12 生物反応槽 13 固液分離装置 14 一部返送汚泥 15 一部余剰汚泥 16 固液分離流出水 17 処理水 20 固液分離装置 21 濃縮液分離上澄液 22 濃縮分離液
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−79295(JP,A) 特開 平5−317880(JP,A) 特開 平2−207896(JP,A) 特開 昭62−1496(JP,A) 特開 平1−299698(JP,A) 特開 昭60−31899(JP,A) 特公 平6−47119(JP,B2) 特公 平2−18919(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/28 - 3/34 C02F 3/12 C02F 11/00 - 11/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機物、窒素、固形物を高濃度で含有す
    る廃水の生物学的処理方法において、処理すべき廃水を
    予じめ好気性の生物反応槽に導入して同廃水中の固形物
    を加水分解・有機酸醗酵により溶解性有機物に転換した
    のち、その処理液を通常の活性汚泥法若しくは生物学的
    硝化脱窒素法で処理することを特徴とする廃水の処理方
    法。
  2. 【請求項2】 有機物、窒素、固形物を高濃度で含有す
    る廃水の生物学的処理方法において、処理すべき廃水を
    濃縮分離により濃縮分離液と濃縮分離上澄液とに分離
    し、同濃縮分離液を好気性の生物反応槽に導入してその
    固形物を加水分解・有機酸醗酵により溶解性有機物に転
    換したのち、その処理液と前記濃縮分離上澄液との混合
    液を通常の活性汚泥法若しくは生物学的硝化脱窒素法で
    処理することを特徴とする廃水の処理方法。
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CN100418903C (zh) * 2004-08-07 2008-09-17 安徽建筑工业学院 完全混合水解酸化城市污水处理工艺
JP2007098271A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Sumitomo Heavy Ind Ltd 有機酸生成方法及び有機酸生成システム
WO2008111643A1 (ja) * 2007-03-13 2008-09-18 Hiromichi Kawahara 有機汚水処理装置

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