JP3575047B2 - 排水の処理方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は排水の処理方法に係り、特に、食品製造排水等の有機性排水の活性汚泥処理水の高度処理として、CODMn及び色度を高い除去率にて効率的に処理する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、有機性排水の処理方法として、高濃度酸素含有空気で曝気する生物処理後、凝集沈殿又は凝集浮上による分離を行い、次いで高濃度酸素含有空気をオゾン化したガスでオゾン処理する方法が提案されている(特開昭59−177192号公報)。
【0003】
また、沈殿分離(一次処理)及び生物処理(二次処理)した後の二次処理水をオゾン処理後、流動床式好気性処理を行い、更に固定床式好気性処理を行う方法も提案されている(特開平4−363199号公報)。
【0004】
一方、食品製造排水等の有機性排水は、沈砂等の一次処理に次いで二次処理として活性汚泥処理を行っている。また、濃厚系を嫌気処理した後に総合廃水として活性汚泥処理する場合も多い。二次処理水は更に高度処理として濾過処理又は凝集沈殿や凝集加圧浮上処理が行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の処理法では、排水中の濁質や一部のCODMn、色度等の除去に効果はあるものの、溶解性のCODMnや色度を高度に除去することはできず、更に高度処理を行うことが必要とされる。
【0006】
なお、溶解性CODMnやTOCの除去方法としては、活性炭吸着法が一般的であるが、活性炭吸着法は活性炭の定期的な再生を必要とするため、活性炭を抜き出して再生するための装置や、そのための運転管理及び補修作業、更には発生排ガスの処理等において、極めて煩雑な作業を要するという欠点がある。
【0007】
一方、高度処理としての凝集沈殿処理法は、清澄水が得られるものの、連続処理系においては沈殿したスラッジが一部浮上して処理水と共に流出し、処理水水質を悪化させる傾向がみられる。本発明者らはこの原因について検討した結果、凝集沈殿処理法においては、沈殿部のスラッジゾーンでは嫌気状態になり、処理水中に溶解している硝酸イオンとの生物反応で窒素ガスが生成し、この窒素ガスの気泡を同伴してスラッジが浮上して処理水水質を悪化させることをつきとめた。
【0008】
本発明は上記従来の問題点を解決し、食品製造排水等の有機性排水の活性汚泥処理水を更に高度処理するにあたり、該活性汚泥処理水中のCODMn及び色度を高度に除去して高水質処理水を効率的に得ることができる排水の処理方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の排水の処理方法は、有機性排水の活性汚泥処理水を更に高度処理する排水の処理方法において、該活性汚泥処理水を凝集処理した後、空気を水に加圧下に溶解した加圧水と混合して固形分を浮上分離し、次いでオゾン処理後、生物濾過することを特徴とする。
【0010】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【0011】
図1は本発明の排水の処理方法の一実施例方法を示す系統図である。
【0012】
図中、1は凝集反応槽、2は加圧浮上槽、3はオゾン接触槽、4は反応槽、5は生物濾過塔である。11〜22の各符号は配管を示し、Pはポンプを示す。
【0013】
本発明の排水の処理方法において、原水となる排水としては、食品製造排水等の有機性排水を沈砂等の一次処理後、二次処理として活性汚泥処理して得られる、或いは、総合廃水として活性汚泥処理して得られる活性汚泥処理水が挙げられる。
【0014】
本発明においては、このような活性汚泥処理水を原水として、まず、配管11より凝集反応槽1に導入し、配管12より凝集剤を添加して凝集処理する。ここで、凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム塩や鉄塩等の無機凝集剤が用いられ、更にアニオン性、ノニオン性あるいはカチオン性等の高分子凝集剤を併用するのが好ましい。凝集剤の添加量は、原水水質によっても異なるが、通常の場合、無機凝集剤を50〜1000mg/l、高分子凝集剤を0.3〜2mg/l添加するのが好ましい。
【0015】
凝集反応槽1にて凝集剤と反応してフロックが生成した凝集処理水は、次いで、配管13より加圧浮上槽2に送給されるが、その過程で、配管14より加圧水が混合される。
【0016】
この加圧水は、水に空気を加圧下で溶解させたものであり、通常2〜10kg・f/cm2 の加圧下で溶解させたものが好ましい。この加圧水は、通常の場合、凝集処理水に対して10〜50容量%程度添加される。
【0017】
加圧水が添加された凝集処理水は、加圧浮上槽2にて加圧浮上処理され、SSが除去された分離水は配管15よりオゾン接触槽3に送給される。この加圧浮上処理水のオゾン接触槽3への送給は、自然流下又はポンプにより行われる。
【0018】
オゾン接触槽3内では、配管16より注入されるオゾン(オゾン化空気)により色度成分の除去及び有機物のオゾン酸化が行われ、高分子量CODMnは次工程の生物濾過で生分解可能な程度の低分子量CODMnに分解される。このオゾン接触槽3の排オゾンガスは配管17より排出される。
【0019】
なお、このオゾン接触槽3へのオゾンの注入量は、色度成分がほぼ完全に酸化されて無色化される程度の量とするのが望ましいが、CODMnをCO2 にまで分解するほどの注入量は必要としない。
【0020】
一般に、オゾン注入量は多いほど色度及びCODMnの除去量は高くなるが、反面、オゾン利用率、即ち、CODMn除去量当りのオゾン消費量は増大する。従って、CODMn除去量及び色度除去量とオゾン利用率との両面から、最も経済的なオゾン注入量とするのが望ましく、通常の場合、オゾン注入量は5〜30mg−O3 /l−水程度とするのが好ましい。
【0021】
オゾン処理水は配管18より反応槽4に導入され、オゾン酸化反応が十分になされた後、ポンプPを備える配管19より生物濾過塔5に導入され、配管20からの空気(酸素)の存在下、生物濾過処理され、処理水は配管22より系外へ排出される。また、排ガスは配管21より排出される。
【0022】
この生物濾過処理により、オゾン処理で生成した易生分解性CODMnが除去される。
【0023】
この生物濾過において、被処理水の導入部ほど有機物負荷が高いことから、この部分において酸素(空気)供給量が多いことが好ましく、従って、図示の如く、被処理水−空気の併流による上向流処理が望ましい。この場合、濾材としては、上向流による濾材の流動が小さく、濁質捕捉性の良い浮上性(水よりも比重の小さい)濾材が好ましく、具体的にはポリスチレン,ポリプロピレン,ウレタン樹脂等のプラスチック素材を発泡成型した粒径3〜10mmの担体や長さ10mm、直径100μm程度の長毛繊維が望ましい。
【0024】
【作用】
本発明においては、活性汚泥処理水を凝集処理した後、加圧浮上分離処理し、次いでオゾン処理することにより、良好なオゾン利用効率にて効率的にオゾン酸化処理を行って、色度成分を高度に酸化して無色化すると共に、CODMnを高度に除去し、高分子量域のCODMnを易生物分解性CODMnに分解する。
【0025】
オゾン処理水中の易生物分解性CODMnは、生物濾過処理により効率的に除去される。
【0026】
これにより、本発明の方法によれば、CODMn及び色度が高度に除去された高水質処理水を効率的に得ることが可能とされる。
【0027】
これに対して、特開平4−363199号公報記載の方法のように、活性汚泥処理水を直接オゾン処理するものでは、CODMn除去効率が悪く、このため、粗処理を目的とする場合には適用し得るが、高度処理を目的とする場合には、オゾン注入量が増大して経済的にも好ましくない。
【0028】
このことは、本発明者らによる、活性汚泥処理水、凝集浮上処理水及びオゾン処理水におけるCODMnの分子量分画による検討からも裏付けられる。即ち、オゾン処理においては、高分子量域のCODMnが優先的に除去されるが、高分子量CODMnはその高い分子量のためにオゾン利用率が悪い。即ち、高分子量CODMnの分解にはオゾンを多く必要とする。
【0029】
このことから、オゾン処理に際して、オゾン利用率を高め、CODMnを効率的に除去するためには、予めオゾン利用率の悪い高分子量CODMnを凝集により除去してからオゾン処理を行うことが望ましいことがわかる。
【0030】
しかして、この凝集に当り、凝集加圧浮上処理を適用することにより、濁質の流出を防止して効率的な処理を行える。
【0031】
因みに、この凝集加圧浮上処理の代りに凝集沈殿を行うと、流出水のSS濃度が高くなるため、更に濾過器を必要とするなどの不具合がある。
【0032】
また、本発明においては、オゾン処理水を更に生物濾過することにより、CODMn及び濁度を高度に除去することが可能となる。
【0033】
因みに、オゾン処理後に生物濾過を行わない特開昭59−177192号公報記載の方法では、CODMn及び濁度を高度に除去することができない。
【0034】
なお、この生物濾過の代りに、ハニカム式や浮遊生物処理を行うと、生物濾過のような菌体の捕捉効果や生物付着体の大きい比表面積を得ることができず、装置の大型化を招く。
【0035】
【実施例】
以下に具体的な実施例、比較例及び実験例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【0036】
実施例1
図1に示す本発明方法に従って、食品製造排水の活性汚泥処理水の処理を行った。
【0037】
まず、活性汚泥処理水に凝集反応槽1にてPAC(ポリ塩化アルミニウム)300mg/lとノニオン性高分子凝集剤(「クリフロック−PN133」栗田工業(株)製)0.5mg/lとを添加して凝集処理した後、加圧水を凝集処理水に対して30容量%の割合で添加し、加圧浮上槽2で加圧浮上処理した。その後、オゾン接触槽(内径37cmφ×水深300cm)3にオゾン化空気を約10mg−O3 /l−水の割合で吸収させるように注入した後、生物濾過塔(浮上性濾材(発泡ポリスチレン樹脂)250リットル)5に滞留時間30分の流量で通水した。
【0038】
30日通水後の各工程の流出水のCODMn、色度及びオゾン利用率を調べ、結果を表1に示した。なお、オゾン利用率はオゾン消費量ΔO3 に対するCODMn除去量ΔCODMn(オゾン処理前のCODMn−オゾン処理後のCODMn)の割合として算出した。
【0039】
また、生物濾過処理水について、CODMnの分子量分画測定を行い、結果を表2に示した。
【0040】
比較例1
活性汚泥処理水を直接オゾン処理し、オゾン処理におけるオゾン吹込量を増やして、オゾン消費量を約20mg−O3 /l−水として実施例1と同様にオゾン処理及び生物濾過を行い、生物濾過処理水にPAC300mg/lを添加して凝集沈殿処理し、更に濾紙で濾過した。30日通水後の各工程の流出水のCODMn、色度及びオゾン利用率を調べ、結果を表1に示した。
【0041】
また、この凝集濾過処理水について、CODMnの分子量分画測定を行い、結果を表2に示した。
【0042】
【表1】
【0043】
【表2】
【0044】
表1,2より次のことが明らかである。即ち、本発明に従って、オゾン処理に先立ち凝集処理及び加圧浮上処理を行った実施例1では、凝集処理及び加圧浮上処理を行わず、活性汚泥処理水を直接オゾン処理し、オゾン処理後に凝集濾過処理する比較例1に比べて、高いオゾン利用率にて、即ち、少ないオゾン消費量にて、CODMnを高度に除去することができる。
【0045】
特に、本発明によれば、高分子量CODMnの除去率が高く、このことが、処理水のCODMnの低下につながっている。即ち、オゾン処理に先立ち、凝集、加圧浮上処理を行うことにより、オゾン利用率の悪い高分子量CODMnが予め除去されるため、後工程でのオゾン利用率が改善され、少ないオゾン注入量でCODMnを高度に除去することが可能とされる。
【0046】
実験例1
実施例1において原水とした活性汚泥処理水にPAC300mg/l,ノニオン性高分子凝集剤(クリフロックPN−133)0.5mg/lの薬注条件で凝集沈殿処理を行った。この処理における静置時間と上澄水濁度との関係を調べ、結果を表3に示した。
【0047】
【表3】
【0048】
表3より、凝集沈殿処理では、濁質を効率的に除去し得ないことが明らかである。
【0049】
次に、上記処理で得られた上澄水とスラッジとを分離し、上澄水に得られたスラッジの一定量を添加した水を、オゾン接触槽に1.8リットル/hrの流量で導入し、表4に示す条件で注入したオゾン化空気と接触させてオゾン処理を行った。オゾン注入量、排オゾン濃度及び水中残留オゾン量とから、オゾン消費量を求めると共に、オゾン消費量とCODMn除去量とからオゾン利用率ΔCODMn/ΔO3 を求め、結果を表4に示した。
【0050】
【表4】
【0051】
表4より、オゾン処理におけるオゾン注入量は多いほどCODMn除去量は多くなるが、オゾン利用率の面からは、オゾン注入量は少ない方が好ましいことが明らかである。
【0052】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の排水の処理方法によれば、食品製造排水等の有機性排水の活性汚泥処理水の高度処理として、
(1) 少ないオゾン注入量にて高度にCODMn及び色度を除去することができる。
(2) 活性炭吸着処理を採用する場合に比べて、運転操作が容易で経済的にも有利である上に、更に、凝集沈殿処理を採用する場合に比べて、処理水水質の向上及び装置設置面積の低減も図れる。
といった効果が奏され、高水質処理水を容易かつ効率的に、安価に得ることが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排水の処理方法の一実施例方法を示す系統図である。
【符号の説明】
1 凝集反応槽
2 加圧浮上槽
3 オゾン接触槽
4 反応槽
5 生物濾過塔
Claims (2)
- 有機性排水の活性汚泥処理水を更に高度処理する排水の処理方法において、該活性汚泥処理水を凝集処理した後、空気を水に加圧下に溶解した加圧水と混合して固形分を浮上分離し、次いでオゾン処理後、生物濾過することを特徴とする排水の処理方法。
- 請求項1において、該生物濾過は、浮上性濾材を用いた上向流生物濾過であることを特徴とする排水の処理方法。
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