JP3511430B2 - 有機性汚水の処理方法 - Google Patents
有機性汚水の処理方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は下水などのリン含有
有機性汚水を高度に浄化する技術であり、リンを従来技
術よりも安定して除去し回収することが可能であり、か
つ余剰生物汚泥発生量を著しく減少できる技術である。
有機性汚水を高度に浄化する技術であり、リンを従来技
術よりも安定して除去し回収することが可能であり、か
つ余剰生物汚泥発生量を著しく減少できる技術である。
【０００２】
【従来の技術】下水などの有機性汚水のリンを除去する
方法として、最も代表的な技術は生物学的脱リン法であ
る。この技術は有機性汚水を嫌気槽に供給して返送汚泥
中の活性汚泥（脱リン菌が共存している）からリンを吐
き出させた後、好気槽に供給し脱リン菌にリン摂取を行
わせ、そのあと活性汚泥を沈殿分離し、沈殿汚泥を嫌気
槽にリサイクルする。
方法として、最も代表的な技術は生物学的脱リン法であ
る。この技術は有機性汚水を嫌気槽に供給して返送汚泥
中の活性汚泥（脱リン菌が共存している）からリンを吐
き出させた後、好気槽に供給し脱リン菌にリン摂取を行
わせ、そのあと活性汚泥を沈殿分離し、沈殿汚泥を嫌気
槽にリサイクルする。
【０００３】しかし従来の生物学的脱リン法は次の欠点
があった。 原水のＢＯＤ／Ｐ比が減少すると嫌気槽における脱リ
ン菌からのリン吐き出しが不十分になり、好気槽におけ
る脱リン菌へのリン摂取も悪化する。下水処理ではこの
ようなトラブルが起きるケースが多い。 リンは生物汚泥に取り込まれる以外の形では除去され
ないので、リンを取り込んだ汚泥を常に系外に排出しな
い限りリンの物質収支が成立せずリン除去が行われなく
なる。従って難脱水性の余剰生物汚泥発生量が多く、汚
泥処理が負担になる。
があった。 原水のＢＯＤ／Ｐ比が減少すると嫌気槽における脱リ
ン菌からのリン吐き出しが不十分になり、好気槽におけ
る脱リン菌へのリン摂取も悪化する。下水処理ではこの
ようなトラブルが起きるケースが多い。 リンは生物汚泥に取り込まれる以外の形では除去され
ないので、リンを取り込んだ汚泥を常に系外に排出しな
い限りリンの物質収支が成立せずリン除去が行われなく
なる。従って難脱水性の余剰生物汚泥発生量が多く、汚
泥処理が負担になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の生物学
的脱リン法の欠点を解決した新技術を確立し、原水のＢ
ＯＤ／Ｐ比が小さい場合でも安定した高度のリン除去、
回収が可能で、しかも余剰汚泥発生量を著しく少なくで
きる新システムを提供する。
的脱リン法の欠点を解決した新技術を確立し、原水のＢ
ＯＤ／Ｐ比が小さい場合でも安定した高度のリン除去、
回収が可能で、しかも余剰汚泥発生量を著しく少なくで
きる新システムを提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、生物学的脱
リン法のプロセス構成を変革して、化学的リン除去、酸
発酵による汚泥可溶化を新規な態様で生物学的脱リン工
程に結合することにより上記課題を達成できることを見
いだした。すなわち、本発明は、リン含有有機性汚水を
生物学的に脱リンする生物処理系を用いた有機性汚水の
処理方法において、該生物処理系から汚泥の一部を引き
抜き、酸発酵工程にて酸発酵処理せしめた後、該酸発酵
処理した汚泥を固液分離工程にて分離液と酸発酵汚泥に
固液分離し、該分離液をリン回収工程に移して該分離液
にリン酸イオンと沈殿反応を起こす金属イオンを添加し
てリンを回収すると共にリンが除去された液を得、この
リンが除去された液と酸発酵汚泥を該生物処理系嫌気処
理工程に供給することを特徴とする有機性汚水の処理方
法である。
リン法のプロセス構成を変革して、化学的リン除去、酸
発酵による汚泥可溶化を新規な態様で生物学的脱リン工
程に結合することにより上記課題を達成できることを見
いだした。すなわち、本発明は、リン含有有機性汚水を
生物学的に脱リンする生物処理系を用いた有機性汚水の
処理方法において、該生物処理系から汚泥の一部を引き
抜き、酸発酵工程にて酸発酵処理せしめた後、該酸発酵
処理した汚泥を固液分離工程にて分離液と酸発酵汚泥に
固液分離し、該分離液をリン回収工程に移して該分離液
にリン酸イオンと沈殿反応を起こす金属イオンを添加し
てリンを回収すると共にリンが除去された液を得、この
リンが除去された液と酸発酵汚泥を該生物処理系嫌気処
理工程に供給することを特徴とする有機性汚水の処理方
法である。
【０００６】本発明における「生物処理系」とは、嫌気
好気活性汚泥処理系単独に限定されず、これに硝化脱窒
素処理系を組み込んだ系等を包含する概念である。ま
た、本発明において、固液分離工程、酸発酵工程、リン
回収工程における各処理方法および装置構成は従来公知
の方法、装置が適用される。
好気活性汚泥処理系単独に限定されず、これに硝化脱窒
素処理系を組み込んだ系等を包含する概念である。ま
た、本発明において、固液分離工程、酸発酵工程、リン
回収工程における各処理方法および装置構成は従来公知
の方法、装置が適用される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明の構
成例をその作用原理と共に説明する。生物処理系は、基
本的に嫌気処理工程１、好気処理工程５、固液分離工程
３からなる。嫌気工程１に原水（リン含有有機性汚水）
２と固液分離工程３からの返送汚泥４を流入させ、脱リ
ン菌からリンを吐き出させる。次に好気処理工程５にお
いて活性汚泥を曝気し、吐き出したリン以上の量のリン
を脱リン菌に吸収させる。固液分離工程３では汚泥６と
処理水７とに固液分離し、汚泥６の大部分は返送汚泥４
として嫌気処理工程１にリサイクルされる。
成例をその作用原理と共に説明する。生物処理系は、基
本的に嫌気処理工程１、好気処理工程５、固液分離工程
３からなる。嫌気工程１に原水（リン含有有機性汚水）
２と固液分離工程３からの返送汚泥４を流入させ、脱リ
ン菌からリンを吐き出させる。次に好気処理工程５にお
いて活性汚泥を曝気し、吐き出したリン以上の量のリン
を脱リン菌に吸収させる。固液分離工程３では汚泥６と
処理水７とに固液分離し、汚泥６の大部分は返送汚泥４
として嫌気処理工程１にリサイクルされる。
【０００８】汚泥６の残りは引き抜き汚泥８として酸発
酵工程９（酸発酵とは汚泥が嫌気性条件で酸発酵菌によ
って腐敗し有機酸を生成する現象をいう）に導かれ、リ
ンを豊富に含む活性汚泥が酸生成菌の菌体外酵素によっ
て加水分解されて可溶化され、酢酸などの溶解性有機
酸、リン酸イオンを溶出する。酸発酵工程９に供給する
汚泥としては好気処理工程５から汚泥１０を引き抜き酸
発酵工程９に供給するようにしても良い。酸発酵工程９
によって可溶化しなかった汚泥を膜などの手段を用いた
固液分離工程１１において分離液１２と酸発酵汚泥１３
に固液分離し、その分離液９をリン回収工程１４に移し
該分離液にカルシウム、アルミニウム、鉄等のリンと化
学的に沈殿生成反応を起こす金属イオン１５を含む化合
物（例えば、消石灰等）を添加し、リンをリン酸カルシ
ウム、リン酸マグネシウムアンモニウム、リン酸アルミ
ニウム、リン酸鉄等の沈殿物１６として分離回収する。
なかでもカルシウムイオンが分離液１２中のリンを肥料
の減量になるヒドロキシアパタイトとして回収できると
同時に酸発酵過程で生成する難分解性ＣＯＤを凝集除去
できるので最適である。
酵工程９（酸発酵とは汚泥が嫌気性条件で酸発酵菌によ
って腐敗し有機酸を生成する現象をいう）に導かれ、リ
ンを豊富に含む活性汚泥が酸生成菌の菌体外酵素によっ
て加水分解されて可溶化され、酢酸などの溶解性有機
酸、リン酸イオンを溶出する。酸発酵工程９に供給する
汚泥としては好気処理工程５から汚泥１０を引き抜き酸
発酵工程９に供給するようにしても良い。酸発酵工程９
によって可溶化しなかった汚泥を膜などの手段を用いた
固液分離工程１１において分離液１２と酸発酵汚泥１３
に固液分離し、その分離液９をリン回収工程１４に移し
該分離液にカルシウム、アルミニウム、鉄等のリンと化
学的に沈殿生成反応を起こす金属イオン１５を含む化合
物（例えば、消石灰等）を添加し、リンをリン酸カルシ
ウム、リン酸マグネシウムアンモニウム、リン酸アルミ
ニウム、リン酸鉄等の沈殿物１６として分離回収する。
なかでもカルシウムイオンが分離液１２中のリンを肥料
の減量になるヒドロキシアパタイトとして回収できると
同時に酸発酵過程で生成する難分解性ＣＯＤを凝集除去
できるので最適である。
【０００９】酸発酵工程９の温度は常温〜９０℃、好ま
しくは４０〜７０℃に設定する。酸発酵工程の滞留時間
は１〜６日、好ましくは２〜４日に設定する。高温のほ
うが滞留時間が少なくて済む。つまり酸発酵工程の温
度、滞留時間は汚泥が充分酸発酵し可溶化率がおよそ２
０〜３０％以上になるようにあらかじめ実験し決定すれ
ばよい。
しくは４０〜７０℃に設定する。酸発酵工程の滞留時間
は１〜６日、好ましくは２〜４日に設定する。高温のほ
うが滞留時間が少なくて済む。つまり酸発酵工程の温
度、滞留時間は汚泥が充分酸発酵し可溶化率がおよそ２
０〜３０％以上になるようにあらかじめ実験し決定すれ
ばよい。
【００１０】リン回収工程１４からのリンが除去された
流出液１７には酢酸、プロピオン酸などの有機酸が豊富
に含まれているので、これを嫌気処理工程１に添加する
原水のＢＯＤ／Ｐ比を高めることができ、脱リン菌から
のリン吐き出しが活発に起き、その後のリン摂取も円滑
に進む。酸発酵によって可溶化しなかった酸発酵汚泥１
３も好気処理工程における好気性菌による生物分解性が
やや高まっているので嫌気処理工程１を介して好気処理
工程にリサイクルさせ、該酸発酵汚泥を生物学的に分解
する。
流出液１７には酢酸、プロピオン酸などの有機酸が豊富
に含まれているので、これを嫌気処理工程１に添加する
原水のＢＯＤ／Ｐ比を高めることができ、脱リン菌から
のリン吐き出しが活発に起き、その後のリン摂取も円滑
に進む。酸発酵によって可溶化しなかった酸発酵汚泥１
３も好気処理工程における好気性菌による生物分解性が
やや高まっているので嫌気処理工程１を介して好気処理
工程にリサイクルさせ、該酸発酵汚泥を生物学的に分解
する。
【００１１】原水２および酸発酵工程で生成したＢＯＤ
の除去にともなって増殖した活性汚泥は酸発酵工程９、
嫌気処理工程１、好気処理工程５をこの順序で循環する
ことによってほぼ完全に炭酸ガス、水に分解され、系外
に排出すべき余剰汚泥はほぼゼロになる。酸発酵工程に
供給する汚泥量は極めて重要であり、少なすぎると汚泥
減量効果が殆ど得られない。すなわち、酸発酵によって
生成した酢酸などの有機物を生物処理系に供給すると、
この有機物を資化して活性汚泥が増殖するので、単に生
物処理系からの余剰汚泥相当量のみを引き抜き汚泥８と
して酸発酵させても結局余剰汚泥が発生してしまう。従
って、生物処理系で増殖する汚泥量以上の活性汚泥を引
き抜いて酸発酵させることが重要である。
の除去にともなって増殖した活性汚泥は酸発酵工程９、
嫌気処理工程１、好気処理工程５をこの順序で循環する
ことによってほぼ完全に炭酸ガス、水に分解され、系外
に排出すべき余剰汚泥はほぼゼロになる。酸発酵工程に
供給する汚泥量は極めて重要であり、少なすぎると汚泥
減量効果が殆ど得られない。すなわち、酸発酵によって
生成した酢酸などの有機物を生物処理系に供給すると、
この有機物を資化して活性汚泥が増殖するので、単に生
物処理系からの余剰汚泥相当量のみを引き抜き汚泥８と
して酸発酵させても結局余剰汚泥が発生してしまう。従
って、生物処理系で増殖する汚泥量以上の活性汚泥を引
き抜いて酸発酵させることが重要である。
【００１２】例えば、図２に示すような従来の生物学的
脱リン法を用いた生物処理系において余剰汚泥１８とし
て廃棄されていた部分（汚泥６から返送汚泥４を差し引
いた残り）を引き抜いて酸発酵させ、流出液１７と酸発
酵汚泥１３を嫌気処理工程１に返送させても活性汚泥は
必然的に増殖し余剰汚泥が発生するので、本発明におい
ては従来の生物学的脱リン法で余剰汚泥として廃棄され
ていた以上の汚泥量を酸発酵させることが重要である。
このことにより余剰汚泥の発生を大幅に減少させること
ができ、条件によっては系外に廃棄する余剰汚泥量をゼ
ロにできる。
脱リン法を用いた生物処理系において余剰汚泥１８とし
て廃棄されていた部分（汚泥６から返送汚泥４を差し引
いた残り）を引き抜いて酸発酵させ、流出液１７と酸発
酵汚泥１３を嫌気処理工程１に返送させても活性汚泥は
必然的に増殖し余剰汚泥が発生するので、本発明におい
ては従来の生物学的脱リン法で余剰汚泥として廃棄され
ていた以上の汚泥量を酸発酵させることが重要である。
このことにより余剰汚泥の発生を大幅に減少させること
ができ、条件によっては系外に廃棄する余剰汚泥量をゼ
ロにできる。
【００１３】他の実施態様として嫌気処理工程１に後続
して脱窒素工程、硝化工程を設け生物学的脱リンと生物
学的脱窒素を同時に行う方法に本発明を組み込むことが
できることは当然である。このように本発明は、「有機
性汚水から除去したリンを活性汚泥に取り込んだ形で系
外に廃棄する生物学的脱リン法において、余剰汚泥量を
ゼロにすることはリンの物質収支から原理的に不可能で
ある」との固定観念を初めて打破した。更にリンを豊富
に取り込んだ活性汚泥を酸発酵すると、リン、有機物を
多量に含む可溶化液が生成することに着目し、可溶化有
機物を脱リン菌の嫌気槽におけるリンのはきだしの促進
に利用するという思想は従来に例を見ない。
して脱窒素工程、硝化工程を設け生物学的脱リンと生物
学的脱窒素を同時に行う方法に本発明を組み込むことが
できることは当然である。このように本発明は、「有機
性汚水から除去したリンを活性汚泥に取り込んだ形で系
外に廃棄する生物学的脱リン法において、余剰汚泥量を
ゼロにすることはリンの物質収支から原理的に不可能で
ある」との固定観念を初めて打破した。更にリンを豊富
に取り込んだ活性汚泥を酸発酵すると、リン、有機物を
多量に含む可溶化液が生成することに着目し、可溶化有
機物を脱リン菌の嫌気槽におけるリンのはきだしの促進
に利用するという思想は従来に例を見ない。
【００１４】
【実施例】図１の工程に従って下水（平均水質を表１に
示す）を対象に本発明の実証試験を行った。表２に試験
条件を示す。
示す）を対象に本発明の実証試験を行った。表２に試験
条件を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】実験の結果、処理開始後２ヵ月後に処理状
況が安定状態になってからの沈殿槽からの処理水水質の
平均は表３のように高度にリン、ＢＯＤが除去されてい
た。また余剰汚泥は１年間の試験の間、引き抜かなかっ
たが好気槽のＭＬＳＳは３６００〜４２００ｍｇ／ｌを
維持したことから余剰汚泥の発生は無視小であることが
判明した。
況が安定状態になってからの沈殿槽からの処理水水質の
平均は表３のように高度にリン、ＢＯＤが除去されてい
た。また余剰汚泥は１年間の試験の間、引き抜かなかっ
たが好気槽のＭＬＳＳは３６００〜４２００ｍｇ／ｌを
維持したことから余剰汚泥の発生は無視小であることが
判明した。
【００１８】
【表３】
【００１９】
１．生物学的脱リン法と化学的なリン除去法、酸発酵に
よる汚泥可溶化法を新規な思想で結合した結果、余剰汚
泥の発生量をほぼゼロにでき、かつリン除去が安定して
行われる。 ２．余剰汚泥を減少させるためにアルカリ、オゾンなど
の薬品を使う必要が無く純粋に生物の作用のみによって
余剰汚泥量を減少させることができるため運転費が安
い。 ３．脱リン菌に摂取されたリンをヒドロキシアパタイト
などの肥料有価資源として回収できる。 ４．脱リン菌の嫌気槽におけるリン吐き出しに酸発酵に
よって生成した酢酸などの有機炭素源を利用できるので
安定したリン吐き出し作用が行われる。
よる汚泥可溶化法を新規な思想で結合した結果、余剰汚
泥の発生量をほぼゼロにでき、かつリン除去が安定して
行われる。 ２．余剰汚泥を減少させるためにアルカリ、オゾンなど
の薬品を使う必要が無く純粋に生物の作用のみによって
余剰汚泥量を減少させることができるため運転費が安
い。 ３．脱リン菌に摂取されたリンをヒドロキシアパタイト
などの肥料有価資源として回収できる。 ４．脱リン菌の嫌気槽におけるリン吐き出しに酸発酵に
よって生成した酢酸などの有機炭素源を利用できるので
安定したリン吐き出し作用が行われる。
【図１】本発明の一例を説明するための図である。
【図２】従来法を説明するための図である。
１ 嫌気処理工程
２ 原水
３ 固液分離工程
４ 返送汚泥
５ 好気処理工程
６ 汚泥
７ 処理水
８ 引き抜き汚泥
９ 酸発酵工程
１０ 汚泥
１１ 固液分離工程
１２ 分離液
１３ 酸発酵汚泥
１４ リン回収工程
１５ 金属イオン
１６ 沈殿物
１７ 流出液
１８ 余剰汚泥
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０３ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０３Ｃ
3/12 3/12 Ｓ
3/30 ＺＡＢ 3/30 ＺＡＢＣ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 9/00
C02F 3/12
C02F 3/30
Claims (3)
- 【請求項１】 リン含有有機性汚水を生物学的に脱リン
する生物処理系を用いた有機性汚水の処理方法におい
て、該生物処理系から汚泥の一部を引き抜き、酸発酵工
程にて酸発酵処理せしめた後、該酸発酵処理した汚泥を
固液分離工程にて分離液と酸発酵汚泥に固液分離し、該
分離液をリン回収工程に移して該分離液にリン酸イオン
と沈殿反応を起こす金属イオンを添加してリンを回収す
ると共にリンが除去された液を得、このリンが除去され
た液と酸発酵汚泥を該生物処理系嫌気処理工程に供給す
ることを特徴とする有機性汚水の処理方法。 - 【請求項２】 前記固液分離工程は限外濾過膜を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の有機性汚水の処理方
法。 - 【請求項３】 系外に排出される余剰汚泥量がゼロであ
ることを特徴とする請求項１または２記載の有機性汚水
の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07886796A JP3511430B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 有機性汚水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07886796A JP3511430B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 有機性汚水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09267099A JPH09267099A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3511430B2 true JP3511430B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=13673781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07886796A Expired - Fee Related JP3511430B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 有機性汚水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3511430B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000296399A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-10-24 | Maezawa Ind Inc | 排水処理装置 |
| JP2003071487A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-11 | Ebara Corp | 有機性廃水の処理方法及び処理装置 |
| JP2003211178A (ja) * | 2002-01-25 | 2003-07-29 | Hitachi Kiden Kogyo Ltd | 汚泥の処理方法 |
| CN100443422C (zh) * | 2005-05-24 | 2008-12-17 | 株式会社东芝 | 污水处理场除磷装置 |
| JP4854706B2 (ja) * | 2008-06-09 | 2012-01-18 | 水ｉｎｇ株式会社 | 有機性廃水の処理方法及び処理装置 |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP07886796A patent/JP3511430B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09267099A (ja) | 1997-10-14 |
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|---|---|---|---|
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