JP3601976B2 - 排水処理方法および排水処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体工場や液晶工場から排出されるフッ素を含有する高濃度有機排水を微生物処理のみにて処理する排水処理方法および排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水質汚濁防止法の観点からフッ素含有高濃度有機排水においてはフッ素や有機物を所定濃度になるまで処理する必要がある。
【０００３】
従来、半導体工場等において、フッ素含有高濃度有機排水中のフッ素が５０〜１００ｐｐｍであることに加えて、有機物としてのＴＯＣ(トータル・オーガニック・カーボン(Total Organic Carbon))濃度が２０００ｐｐｍ以上の高濃度である場合には、次のようにして処理を行っている。
【０００４】
最も、簡単な方法は、業者引き取りして、焼却処分する方法である。この場合、排水中の有機物は簡単に焼却処理できるが、排水中にフッ素が含まれているので、焼却後の排ガスに含まれるフッ素を化学的に薬品処理する必要がある。したがって、焼却設備に加えて、排ガス中のフッ素を処理する設備が必要になるから、処理システムが複雑になるだけでなく、イニシャルコストとランニングコストが相当かかる問題点がある。
【０００５】
次に、もう１つの処理方法としては、フッ素含有高濃度有機排水を、焼却処分ではなく、排水処理する方法がある。この排水処理方法としては、最初に排水中のフッ素を化学的に処理してフッ素を除去し、続いて、排水を微生物処理できるまで希釈し、残存している排水中の有機物を処理する方法がある。また、順序は逆になるが、最初に、排水を微生物処理できるまで希釈して排水中の有機物を処理し、続いて排水中に残存しているフッ素を消石灰や炭酸カルシウム鉱物等で化学的に処理する方法もある。
【０００６】
一方、処理対象の排水が、有機物を高濃度に含有していないが、有機物を数十ｐｐｍ程度含有している有機物含有フッ素排水に対する排水処理装置としては、特願平５−４０９０号に記載の「フッ素含有有機性廃水の処理方法」や特開平６−３４３９７４号に記載の「排水処理装置および排水処理方法」がある。
【０００７】
なお、ここでは、フッ素濃度が４０〜１００ｐｐｍであり、かつ、有機物としてのＴＯＣ濃度が２０００〜３０００ｐｐｍである排水を、フッ素含有高濃度有機排水と言い、フッ素濃度が３０〜３００ｐｐｍであり、かつ、有機物としてのＴＯＣ濃度が１０〜３０ｐｐｍである排水を有機物含有フッ素排水と言う。
【０００８】
上記特開平５−４０９０号に記載の「フッ素含有有機性廃水の処理方法」と特開平６−３４３９７４号に記載の「排水処理装置および排水処理方法」は、どちらも、最初に化学処理し、フッ素を低減した後に、微生物によって有機物を生物処理するという内容である。また、両者の方法は、あくまでもＴＯＣとしての有機物濃度が１００ｐｐｍ以下の低い排水を対象としている。
【０００９】
より詳しくは、前者の方法では、図１５に示すように、凝集沈殿槽２１９でフッ素含有有機性廃水に、水溶性カルシウム化合物を添加してフッ素カルシウムを生成させ、その後、フッ化カルシウムを凝集沈殿させる。次に、ＰＨ調整槽２２０で上澄液のＰＨを６.５〜７.０に調整した後、廃水を曝気槽２２１で微生物を固定化したペレットと接触させて曝気処理してＢＯＤ(化学的酸素要求量)成分を除去する。次いで、沈殿槽２２２に含まれている凝集槽で、廃水に凝集剤を添加し、上記ペレットから漏出した微生物と残存フッ素化合物とを共沈させて処理する。
【００１０】
また、後者の方法では、図１６に示すように、第１に、第１水槽３０１に炭酸カルシウム鉱物３０７を充填しておき、フッ素含有排水と炭酸カルシウム鉱物３０７とを化学的に反応させる。第２に、第２水槽３０２にも炭酸カルシウム鉱物３０７を充填しておき、それらに繁殖する微生物によって排水中の有機物を生物学的に処理する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、集積回路を製造する半導体工場においては、技術革新が日夜続けられており、新規の薬品の使用によって、従来とは性状の全く異なる排水が出現している。具体的には、ＡＬ(アルミニウム)配線エッチング後の後処理薬液として新規の薬品が開発された。この薬品を使用すると、排水中にフッ素と高濃度有機物が混合した状態で排出,排水される。
【００１２】
上記薬品そのものは、フッ素化合物濃度として、約１００００ｐｐｍ程度、また有機物の指標としてのＴＯＣ濃度は２４８０００ｐｐｍ程度である。その薬品は純水によって１００倍程度まで希釈されて排水される。すなわち、排水中のフッ素濃度として１００ｐｐｍ前後、有機物としてのＴＯＣ濃度として２０００〜３０００ｐｐｍ程度の排水となる。
【００１３】
このフッ素と高濃度有機物を含有している排水を処理する場合、前記した様に(1)業者引き取り案と(2)化学処理と生物処理による排水処理案の２案が考えられる。
【００１４】
(1)の業者引き取り案は、焼却処分の上、さらに排ガス中のフッ素の化学的な薬品処理が必要で、それら処理設備のイニシャルコストとランニングコストがかかるという問題点がある。さらに、業者引き取り処理の場合、事業所から発生する廃棄物を削減しようとする時代において、事業所からの廃棄物の増大という問題も起こる。よって、事業所から発生する廃棄物量の増大を招くことなく、事業所内で簡単に自社処理できる処理案が求められている。
【００１５】
一方、(2)案の化学処理と生物処理による排水処理方法は、廃棄物の削減が可能である。しかし、消石灰や炭酸力ルシウム等によってフッ素を化学処理することに加え、高濃度有機物に対しては活性汚泥法等による生物処理が必要である。有機物を高濃度に含有する排水を希釈して生物処理するこの方法も、処理設備が複雑であるばかりか、処理設備のイニシャルコストと、ブロワー、ポンプ等の電気代としてのランニングコストがかかるという問題がある。
【００１６】
そこで、この発明の目的は、フッ素と有機物とを含有する排水を、薬品を使用することなく、微生物のみで処理でき、イニシャルコストおよびランニングコストを格段に低減できる排水処理方法および排水処理装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明の排水処理方法は、排水中のフッ素を微生物含有汚泥中の微生物によってその微生物含有汚泥中に濃縮し、
上記微生物含有汚泥を上記微生物含有汚泥を貯留した貯留槽から処理部へ連続的または間欠的に導入し、
上記微生物を嫌気部分と好気部分との間で移動させるステップを一回または複数回行って、排水中のフッ素を微生物で処理することを特徴としている。
【００１８】
この請求項１の発明では、微生物が有するフッ素濃縮力によって、微生物含有汚泥中にフッ素を濃縮する。そして、微生物含有汚泥中にフッ素が濃縮された状態において、微生物含有汚泥を連続的または間欠的に次の処理部へ取り出す。こうして、被処理水中のフッ素を除去処理できる。したがって、消石灰や炭酸カルシウム等のカルシウム剤を用いることなく、簡単な設備と低いコストでフッ素を含有した排水を処理できる。しかも、この微生物が本来保有している有機物処理能力は健在である。したがって、排水中のフッ素と有機物の両方を処理できる。
【００１９】
また、請求項１の発明では、上記微生物を嫌気部分から好気部分へ移動させるステップを一回または複数回行うので、微生物が持っているフッ素濃縮能力をより一層高めることができ、フッ素と有機物の両方を処理できる。
【００２０】
この請求項１の発明では、微生物含有汚泥が持っているフッ素濃縮能力を、微生物含有汚泥を嫌気状態から好気状態に変化させて、格段に高めることができる。したがって、微生物のフッ素濃縮能力を増強して排水中のフッ素を効率的に処理できる。ここで、上記微生物は、フッ素を濃縮する能力を増強させたことに起因して、有機物処理能力が劣化することはない。なお、微生物含有汚泥を好気状態にしただけでは、フッ素を濃縮する能力が増加することはなく、微生物を嫌気状態から好気状態に変えることによって、この微生物のフッ素濃縮能力を増強することができるのである。
【００２１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
上記複数回のステップの末端の好気部分に設置した膜分離装置で排水を濾過することを特徴としている。
【００２２】
この請求項２の発明では、末端の好気部分に膜分離装置を設置しているので、好気部分の微生物濃度をＭＬＳＳ(混合浮遊物質濃度)で１００００ｐｐｍ程度まで高めることができる。そして、上記膜分離装置を構成する限外濾過膜や精密濾過膜で処理水と微生物含有汚泥とを機械的に確実に分離できる。また、好気部分での微生物濃度が高いので、より多くフッ素を微生物含有汚泥内に貯留できる上に、高濃度有機物を希釈することなく効率的に処理できる。
【００２３】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
分離壁を境とする上部に配置された好気部分と、上記分離壁を境とする下部に配置された嫌気部分とで排水を処理することを特徴としている。
【００２４】
この請求項３の発明では、分離壁を境にして、嫌気部分が下部に配置され、好気部分が上部に配置されているので、排水処理装置を立体的構造にでき、設置スペースを節約できる。
【００２５】
また、好気部分に膜分離装置を設置すれば、この膜分離装置で濃縮した微生物含有汚泥を自然沈降の重力で下部に堆積させることができ、嫌気部分の微生物濃度を高めることができる。嫌気部分の微生物濃度を高めることは、微生物のフッ素濃縮能力を増強する１ステップとなる。前記したように、微生物含有汚泥は、嫌気状態ではフッ素を濃縮しないが、充分な嫌気状態を経て、その後、充分な好気状態になった時点でフッ素を濃縮するのである。
【００２６】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
上記排水に生物系余剰汚泥を混合して上記排水を微生物で処理することを特徴としている。
【００２７】
この請求項４の発明では、微生物の繁殖に必要なリンを、リンを含有している生物系余剰汚泥(微生物を含む)から補給できて、汚泥中の微生物の繁殖を高めることができる。また、微生物処理を行う水槽内での微生物濃度を高めて空気を遮断すれば、容易に嫌気状態を維持できる。
【００２８】
すなわち、生物系余剰汚泥を、微生物処理を行う水槽内に投入することによって、嫌気部での微生物濃度を上げて充分な嫌気状態を維持し、その後、好気部での充分な好気状態を維持し、高濃度微生物含有汚泥内にフッ素を濃縮するのである。
【００２９】
また、請求項５の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
最終ステップで、上記好気部の微生物含有汚泥を上記嫌気部に返送することを特徴としている。
【００３０】
この請求項５の発明では、最終ステップで、好気部の微生物含有汚泥を嫌気部に返送し循環させるので、微生物含有汚泥が嫌気状態の嫌気部と好気状態の好気部を通過することによって,フッ素濃縮能力が増大する。
【００３１】
また、上記返送による循環によって、嫌気部の微生物濃度と好気部の微生物濃度を均一化でき、全体としての微生物含有汚泥が高濃度化して、処理効率が向上する。なお、上記返送による循環を行わない場合には、好気部に膜分離装置を設置したときに、この膜分離装置から処理水のみが排出され、好気部の微生物濃度が上昇して、好気部の微生物濃度と嫌気部の微生物濃度との濃度バランスがくずれてしまう。
【００３２】
また、請求項６の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
微生物を嫌気部と好気部とに交互に循環させることによって、上記微生物を培養することを特徴としている。
【００３３】
この請求項６の発明では、微生物を嫌気部と好気部とに交互に循環させることによって、微生物のフッ素濃縮能力を高めることができ、排水中のフッ素を効率良く除去できる。
【００３４】
また、請求項７の発明は、排水中のフッ素を微生物含有汚泥中の微生物によって、その微生物含有汚泥中に濃縮する濃縮手段を備えたことを特徴としている。
【００３５】
この請求項７の発明では、上記濃縮手段により、微生物含有汚泥中に排水中のフッ素を濃縮し、被処理水中のフッ素を除去処理できる。したがって、排水中のフッ素を、薬品を使用することなく、微生物のみで処理でき、イニシャルコストおよびランニングコストを格段に低減できる。
【００３６】
また、請求項８の発明は、請求項７に記載の排水処理装置において、
上記濃縮手段は、
上記微生物を嫌気部と好気部との間を移動させるステップを一回または複数回行う処理手段を備えたことを特徴としている。
【００３７】
この請求項８の発明では、微生物を嫌気部から好気部へ移動させるステップを行うから、微生物によるフッ素濃縮能力を高めることができ、排水中のフッ素を一層効率良く処理できる。
【００３８】
また、請求項９の発明は、請求項７または８に記載の排水処理装置において、
微生物処理末端の好気部に液中膜で構成した膜分離装置を配置したことを特徴としている。
【００３９】
この請求項９の発明では、上記液中膜で構成した膜分離装置によって、好気部の微生物濃度を高めることができ、かつ、処理水と微生物含有汚泥とを機械的に確実に分離できる。また、上記膜分離装置を液中膜で構成したから、膜分離装置を水槽の中に設置でき設置スペースを節約できる。また、上記液中膜は空気洗浄によって洗浄でき、保守が容易である。
【００４０】
また、請求項１０の発明は、請求項７に記載の排水処理装置において、
上記濃縮手段は、
上部の好気部と下部の嫌気部とが分離壁で境を接している処理槽を備えたことを特徴としている。
【００４１】
この請求項１０の発明では、上記分離壁を境にして、下部に嫌気部、上部に好気部を配置しているので、立体構造による省スペース化を図れる。また、好気部から嫌気部へ微生物を自然沈降させることで、嫌気部の微生物濃度を高め、充分な嫌気状態の後に微生物を好気状態にして、微生物のフッ素濃縮能力の増強を図れる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４３】
〔第１の実施の形態〕
図１に、この発明の第１の実施形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、水中撹拌機２Ａを有する生物系余剰汚泥槽９と、嫌気槽１と好気槽４を有する主処理槽３０と、フッ素濃縮汚泥槽１５を備える。
【００４４】
この排水処理装置は、フッ素と高濃度有機物とを含有しているフッ素含有高濃度有機排水が流入配管３から上記主処理槽３０の嫌気槽１に導入される。
【００４５】
一方、生物系余剰汚泥は、余剰汚泥配管１１を経由して、水中撹拌機２Ａが設置されている生物余剰汚泥槽９に導入される。この生物余剰汚泥槽９に導入された生物系余剰汚泥は、水中撹拌機２Ａによって撹拌された後、生物系余剰汚泥ポンプ１０によって移送配管１２を経て嫌気槽１に導入される。上記生物系余剰汚泥槽９は、水中撹拌機２Ａでもって汚泥を撹拌することによって、水質を均一化し、かつ嫌気状態を維持する。また、上記嫌気槽１に配置された水中撹拌機２Ｂもまた、嫌気槽１内の水質を均一化し、かつ嫌気状態を維持する。生物系余剰汚泥槽９および嫌気槽１には空気を槽内に導入する装置が無く、嫌気状態が維持されている。
【００４６】
上記主処理槽３０の嫌気槽１に流入したフッ素含有高濃度有機排水は、すでに嫌気性に調整されている生物系余剰汚泥と混合されて、嫌気槽１で嫌気的に処理される。
【００４７】
この嫌気槽１におけるフッ素含有高濃度有機排水単独の滞留時間は、4日以上が望ましいが、絶対条件ではない。すなわち、基本的には、フッ素含有高濃度有機排水中のフッ素濃度と有機物濃度によって決定するべき内容である。より詳しくは、上記滞留時間は、嫌気槽１における微生物濃度(ＭＬＳＳ)，投入される生物系余剰汚泥濃度，排水の水温をも考慮して設定される。フッ素濃度が低ければ滞留時間を短く設定する。このフッ素濃度に比べれば、有機物濃度の高低は滞留時間の設定に対する影響が小さい。
【００４８】
次に、排水は、嫌気槽１に隣接していて嫌気槽１の下部で連通している好気槽４に流入する。この好気槽４は、液中タイプの分離膜７と、この分離膜７の下側の散気管５Ａを有する。この散気管５Ａにはブロワ−６から空気が供給されるようになっている。そして、散気管５Ａが吐出する空気は、分離膜７を空気洗浄する。
【００４９】
また、散気管５Ａから吐出する空気は、好気槽４を好気性に維持すると同時に槽内の撹拌のためにも役立つ。液中膜で構成される分離膜７としては、具体的には限外濾過膜や精密濾過膜があげられる。
【００５０】
好気槽４で好気的に処理された排水は、分離膜７で処理水と汚泥が分離されて、処理水のみが処理水ポンプ８からバルブ２３を経て槽外に流出する。分離膜７の働きによって、微生物含有汚泥は、ポンプ８,バルブ２３の系統から一切流失しないので、水質は比較的安定している。分離膜７の穴径は０．１〜０．３ミクロン程度であり、細菌等の微生物は分離膜７を通過できない。この好気槽４におけるフッ素含有高濃度有機排水単独の滞留時間は、4日以上が望ましいが、嫌気槽１と同様絶対的条件ではない。
【００５１】
生物系余剰汚泥中の微生物は、嫌気槽１と好気槽４を通過することによって、微生物中へのフッ素濃縮能力が向上して排水中のフッ素を濃縮処理することができる。したがって、排水中の高濃度有機物の処理は当然として、微生物含有汚泥中にフッ素を濃縮することができる。このフッ素が濃縮された微生物含有汚泥を主処理槽３０から分離することによって、結果として、排水中の高濃度有機物とフッ素の両方を処理することができる。
【００５２】
そして、嫌気槽１には、時間の経過とともに生物系余剰汚泥が導入されてくるので、嫌気槽１と好気槽４の微生物濃度は上昇してくる。微生物濃度としてのＭＬＳＳ(ミックスト・リカー・サスペンディッド・ソリッド)が１００００ｐｐｍまで上昇したときに、処理水ポンプ８の吐出量をバルブ２３でもって少なくして、水位上昇させ、好気槽４からスラリー汚泥(微生物)を自動的にフッ素濃縮汚泥槽１５に流入させる。
【００５３】
好気槽４からのスラリー汚泥は、フッ素を濃縮している微生物の集合体である。したがって、上記好気槽４からのスラリー汚泥をフッ素濃縮汚泥槽１５に流入させることによって、排水中のフッ素が微生物含有汚泥によって濃縮され、排水中のフッ素が除去されることとなる。したがって、従来のフッ素処理におけるフッ化カルシウムとしての化学反応ではなく、生物物理学的に微生物体内へフッ素を濃縮し、このフッ素を濃縮した微生物を含有した汚泥をフッ素濃縮汚泥槽１５へ移動することによって、排水中のフッ素を除去処理できる。
【００５４】
微生物含有汚泥のフッ素濃縮汚泥槽１５への移動は連続的でも間欠でもよいが、処理の観点からすれば、システムの安定性から判断して連続的の方がよい。すなわち、嫌気槽１に生物系余剰汚泥を連続的に投入して、微生物含有汚泥にフッ素を濃縮し、このフッ素を濃縮した微生物含有汚泥を主水槽３０から連続的に取り出して、フッ素含有高濃度有機排水からフッ素を除去できる。
【００５５】
生物系余剰汚泥は、嫌気槽１と好気槽４を通過することによって、しだいにフッ素濃縮能力が増加する。そして、排水中の有機物を処理することによって発生した微生物含有汚泥は、処理排水中のフッ素を微生物含有汚泥中に濃縮しながら、フッ素濃縮汚泥槽１５に流入して、排水からフッ素を除去処理する。
【００５６】
フッ素濃縮汚泥槽１５へ移動したスラリー汚泥は、フィルタープレス用ポンプ１６によって、フィルタープレス１７に導入されて脱水処理される。
【００５７】
なお、図２(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度(８０ｐｐｍ程度)の場合での、各槽での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気槽１での滞留日数を４日とし、続く好気槽４での滞留日数を４日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気槽４,嫌気槽１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００５８】
次に、図２(ｂ)に、フッ素濃度が低濃度(４０ｐｐｍ程度)の場合での各槽での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気槽１での滞留日数を３日とし、続く好気槽４での滞留日数を３日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気槽４,嫌気槽１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００５９】
〔第２の実施の形態〕
次に、図３に本発明の第２実施形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、次の(1)の点だけが前述の第1実施形態と異なる。
【００６０】
(1) 好気槽４の上部に循環ポンプ１３を付加し、循環配管１４によって、好気槽４のスラリー汚泥を嫌気槽１に返送できる構成としている。
【００６１】
したがって、この第２実施形態では、第１実施形態と異なる点を重点的に説明する。
【００６２】
この第２実施形態では、好気槽４の上部に配置した循環ポンプ１３と循環配管１４によって、好気槽４のスラリー汚泥(微生物)を嫌気槽１に返送できる。したがって、微生物含有汚泥は嫌気槽１と好気槽４の間を循環する。したがって、上記微生物含有汚泥に含まれる同一の微生物が嫌気状態の嫌気槽１と好気状態の好気槽４の間を移動する。このことによって、上記微生物が有するフッ素濃縮能力が図１の第１実施形態よりも向上する。したがって、この第２実施形態の方が、第１実施形態よりも、排水中のフッ素除去率が高いことになる。
【００６３】
微生物含有汚泥中の微生物を好気状態と嫌気状態とに循環させることによって、好気状態における上記微生物のフッ素濃縮能力を向上させることができることが実験で確かめられた。
【００６４】
また、この第２実施形態では、循環設備としての循環ポンプ１３を有しているので、嫌気槽１と好気槽４の微生物濃度を均一化でき、全体として高濃度となる。同時に、上記微生物含有汚泥は、嫌気槽１と好気槽４の間を循環させられて、フッ素の濃縮能力が増加し、排水処理システム全体として有機物とフッ素に対する処理能力が向上する。
【００６５】
なお、図４(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での、各槽での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気槽１での滞留日数を４日とし、続く好気槽４での滞留日数を４日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気槽４,嫌気槽１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００６６】
次に、図４(ｂ)に、フッ素濃度が低濃度(４０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での各槽での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気槽１での滞留日数を３日とし、続く好気槽４での滞留日数を３日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気槽４,嫌気槽１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００６７】
〔第３の実施の形態〕
次に、図５に、この発明の第３実施形態の排水処理装置を示す。この第３実施形態は、第１実施形態の主処理槽３０に替えて、主処理槽５０を備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なっている。したがって、この第３実施形態は、第１実施形態と異なる点だけを重点的に説明する。
【００６８】
上記主処理槽５０は、上部の好気部５４と下部の嫌気部５１とで構成されている。この好気部５４と嫌気部５１は分離壁６８で境を接している。この分離壁６８は、主処理槽５０の内壁の上下方向の略中央に一周にわたって固定されており、水平方向内方に向かって先細になっている。
【００６９】
上記嫌気部５１は底部近傍に水中撹拌機５２を有している。そして、好気部５４は、分離壁６８近傍で水平方向に延在している散気管５５と、この散気管５５の上に配置された分離膜５７を有している。散気管５５はブロワ-５６に連結されている。一方、分離膜５７の上部は、配管で槽外の処理水ポンプ５８,バルブ２３に連結されている。
【００７０】
この実施形態では、流入配管３からのフッ素含有高濃度有機排水が主処理槽５０の嫌気部５１の底部に導入され、生物系余剰汚泥槽９から生物系余剰汚泥が移送配管１２を経由して主処理槽５０の嫌気部５１の底部に導入される。
【００７１】
そして、この嫌気部５１の底部で、水中撹拌機５２によって上記排水と上記生物系余剰汚泥とが撹拌される。そして、嫌気部５１では排水が嫌気処理され、好気部５４では排水が好気処理される。
【００７２】
この実施形態では、図５に示すように、好気部５４と嫌気部５１の周囲の境に分離壁６８を配置することによって、好気部５４内の散気管５５による上昇水流が、下部の嫌気部５１に影響を及ぼさないようにしている。
【００７３】
この第３実施形態は、嫌気部５１を好気部５４の下に配置したから、重力を利用して、好気部５４から嫌気部５１に微生物を下降させることができる。したがって、第１実施形態の嫌気槽１に比べて、嫌気部５１の微生物濃度を高めることができる。嫌気部５１での微生物濃度が高まれば、微生物含有汚泥が充分嫌気状態になる。微生物含有汚泥は嫌気状態では排水中のフッ素を濃縮しないが、充分な嫌気状態を経た微生物含有汚泥は、つぎの好気状態に至ったときには、フッ素を濃縮する能力が向上する。
【００７４】
また、嫌気部５１と好気部５４を上下に立体的に配置したから、第１実施形態に比べて設置面積を小さくすることができる。
【００７５】
なお、好気部５４と嫌気部５１の微生物濃度が高いほど、好気部５４の好気状態と嫌気部５１の嫌気状態がより明確になる。その理由は、嫌気部５１での微生物濃度が低い場合には、微生物によって排水中の酸素が消費されずに残存する場合があるが、微生物濃度が高い場合には、排水中の酸素が消費されて必ず嫌気性となり、嫌気状態が明確になるからである。一方、好気部５４では常に空気中の酸素が散気管５５から供給されているから、常に好気状態になっている。好気部５４の好気状態と嫌気部５１の嫌気状態がより明確となる具体的濃度は微生物濃度として、ＭＬＳＳで６０００ｐｐｍ以上である。
【００７６】
なお、図６(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での、各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気部５１での滞留日数を４日とし、続く好気部５４での滞留日数を４日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部５４,嫌気部５１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００７７】
次に、図６(ｂ)に、フッ素濃度が低濃度(４０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気部５１での滞留日数を３日とし、続く好気部５４での滞留日数を３日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部５４,嫌気槽５１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００７８】
〔第４の実施の形態〕
次に、図７にこの発明の第４実施形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、好気部５４から嫌気部５１の底部に至る循環配管６４を有している点だけが前述の第３実施形態と異なる点である。したがって、この第４実施形態では、第３実施形態と異なる点を重点的に説明する。
【００７９】
上記循環配管６４には循環ポンプ６３が設けられ、循環ポンプ６３の駆動によって、好気部５４のスラリー汚泥を循環配管６４を経由して嫌気部５１の底部に返送できる。
【００８０】
したがって、この第４実施形態では、微生物は嫌気部５１と好気部５４の間を循環する。したがって、同一の微生物が嫌気状態の嫌気部５１と好気状態の好気部５４との間を移動する。このことによって、微生物によるフッ素濃縮能力を、前述の第３実施形態よりも向上させることができる。したがって、この第４実施形態によれば、第３実施形態よりも排水中のフッ素除去率を高くできる。また、上記微生物の循環によって、好気部５４での微生物濃度と嫌気部５１での微生物濃度を均一化できる。
【００８１】
なお、図８(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での、各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気部５１での滞留日数を４日とし、続く好気部５４での滞留日数を４日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部５４,嫌気部５１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００８２】
次に、図８(ｂ)に、フッ素濃度が低濃度(４０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気部５１での滞留日数を３日とし、続く好気部５４での滞留日数を３日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部５４,嫌気部５１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００８３】
〔第５の実施の形態〕
次に、図９に、この発明の第５実施形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、先述の第３実施形態の主処理槽５０に替えて、３段構造の主処理槽７０を備えた点だけが第３実施形態と異なる。したがって、この主処理槽７０に関して重点的に説明する。
【００８４】
この主処理槽７０は、第１室７１と第２室７２と第３室７３で構成されている。第１室７１に隣接して第２室７２が在り、第２室７２に隣接して第３室７３がある。
【００８５】
上記第１室７１は下側の第１嫌気部７１aと上側の第１好気部７１ｂからなる。第１嫌気部７１ａと第１好気部７１ｂとは上下方向の略中央で側壁に固定された分離壁７５ａで境を接している。この分離壁７５ａは、水平方向内方に向かって先細になっている。上記第１嫌気部７１ａの底には、水中撹拌機５２ａが配置されている。また、上記第１好気部７１ｂの底近傍には散気管７７ａが配置されている。この散気管７７ａは分離壁７５ａに対して上下方向に対向しており、ブロワ−８５に接続されている。
【００８６】
上記第２室７２は、第２嫌気部７２ａと第２好気部７２ｂからなる。第２嫌気部７２ａと第２好気部７２ｂとは上下方向の略中央で側壁に固定された分離壁７５ｂで境を接している。この分離壁７５ｂは、水平方向内方に向かって先細になっている。第２嫌気部７２ａの底には、水中撹拌機５２ｂが配置されている。また、第２好気部７２ｂの底近傍には散気管７７ｂが配置されている。この散気管７７ｂは分離突起７５ｂに対して上下方向に対向しており、ブロワ−８５に接続されている。
【００８７】
上記第３室７３は、下側の第３嫌気部７３ａと上側の第３好気部７３ｂからなる。第３嫌気部７３ａと第３好気部７３ｂとは上下方向の略中央で側壁に固定された分離壁７５ｃで境を接している。この分離突起７５ｃは、水平方向内方に向かって先細になっている。第３嫌気部７３ａの底には、水中撹拌機５２ｃが配置されている。また、第３好気部７３ｂの底近傍には散気管７７ｃが配置されている。この散気管７７ｃは分離壁７５ｃに近接して配置されており、ブロワ−８５に接続されている。そして、散気管７７ｃの上に所定隙間を隔てて分離膜７８が配置されている。この分離膜７８の上部は配管でポンプ８０,バルブ８１に接続されている。
【００８８】
そして、第１室７１と次の第２室７２とを区切る壁８２の上部分に、第１室７１と第２室７２とを連通させる連通穴８２ａが形成されている。また、第２室７２と次の第３室７３とを区切る壁８３の最下部分に、第２室７２と第３室７３とを連通させる連通穴８３ａが形成されている。
【００８９】
この第５実施形態では、まず、流入配管３からのフッ素含有高濃度有機排水が主処理槽７０の第１嫌気部７１ａに導入され、生物系余剰汚泥槽９からの生物余剰汚泥が移送配管１２を経由して上記第１嫌気部７１ａに導入される。そして、この第１嫌気部７１ａの底部で、水中撹拌機５２ａによって上記排水と上記生物余剰汚泥とが撹拌される。そして、第１嫌気部７１ａでは排水が嫌気処理される。また、この第１嫌気部７１ａから上の第１好気部７１ｂに移動した排水は、好気処理される。次に、排水は連通穴８２ａを通って第１好気部７１ｂから第２好気部７２ｂに移動する。排水は、この第２好気部７２ｂで好気処理されて下方の第２嫌気部７２ａに移動する。そして、この第２嫌気部７２ａで嫌気処理された排水は、連通穴８３ａを通って第３嫌気部７３ａに移り、嫌気処理される。そして、この第３嫌気部７３ａで嫌気処理された排水は、次に、上方の第３好気部７３ｂに至り、好気処理される。そして、この第３好気部７３ｂでは、分離膜７８で濾過した排水をポンプ８０でくみ上げてバルブ８１を経由して処理水として取り出す。
【００９０】
一方、第３嫌気部７３ａの水位レベル近傍からは、導入管８８を経由してスラリー汚泥がフッ素濃縮汚泥槽１５に導入される。このフッ素濃縮汚泥槽１５に導入されたスラリー汚泥は、微生物の働きによってフッ素がさらに濃縮される。そして、このフッ素濃縮汚泥槽１５でフッ素が濃縮されたスラリー汚泥は、次に、フィルタープレス１７に導入されて、脱水される。
【００９１】
この第５実施形態によれば、順次、第１嫌気部７１ａ，第１好気部７１ｂ，第２好気部７２ｂ，第２嫌気部７２ａ，第３嫌気部７３ａ，第３好気部７３ｂに上記排水と汚泥が移動する。したがって、上記汚泥が含有する微生物を嫌気部から好気部に移動させるステップを複数回行えるので、上記微生物のフッ素濃縮能力を確実に高めることができる。したがって、この第５実施形態は、排水の水質の濃度が特に高い排水に適合する。すなわち、処理すべき排水の水質が高い場合には、この排水を特に確実に処理する必要があるから、この第５実施形態のように、微生物含有汚泥を嫌気部から好気部に移動させるステップを複数回実行することが望ましい。この第５実施形態では、排水中の有機物の処理能力だけでなく、フッ素濃縮能力が増加して、排水中のフッ素をより効率的に処理できる。
【００９２】
次に、図１０に、フッ素濃度が高濃度(１６０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が高濃度(４０００ｐｐｍ程度)の場合での、各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、第１嫌気部７１ａでの滞留日数を２日とし、第１好気部７１ｂでの滞留日数を２日とし、続く第２好気部７２ｂでの滞留日数を２日とし、第２嫌気部７２ａでの滞留日数を２日とした。また、第３嫌気部７３ａでの滞留日数を４日とし、第３好気部７３ｂでの滞留日数を４日とし、フッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部,嫌気部共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。次に、図１１に、フッ素濃度が普通(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が高濃度(４０００ｐｐｍ程度)の場合での各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、第１嫌気部７１ａでの滞留日数を２日とし、第１好気部７１ｂでの滞留日数を２日とし、続く第２好気部７２ｂでの滞留日数を２日とし、第２嫌気部７２ａでの滞留日数を２日とした。また、第３嫌気部７３ａでの滞留日数を３日とし、第３好気部７３ｂでの滞留日数を３日とし、フッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部,嫌気部共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００９３】
〔第６の実施の形態〕
次に、図１２に、この発明の第６の実施の形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、第３好気部７３ｂから第１嫌気部７１ａの底にスラリー汚泥を返送する循環配管９０を付加した点だけが、前述の第５の実施の形態と異なる。したがって、この点を重点的に説明する。
【００９４】
この第６実施形態では、主処理槽７０における処理末端である第３好気部７３ｂから処理始端である第１嫌気部７１ａにスラリー汚泥を循環ポンプ１３にて、返送している。したがって、この第６実施形態では、同一の微生物が嫌気状態から好気状態に移動する回数を第５実施形態よりも一層増大させることができる。このため、この第６実施形態では、第５実施形態に比べて、上記微生物のフッ素濃縮能力が向上し、排水中のフッ素を除去する率が高くなる。ちなみに、上記第１〜第６実施形態の内では、この第６実施形態が、フッ素の処理能力と有機物の処理能力が最も高い。
【００９５】
次に、図１３に、フッ素濃度が高濃度(１６０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が高濃度(４０００ｐｐｍ程度)の場合での、各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、第１嫌気部７１ａでの滞留日数を２日とし、第１好気部７１ｂでの滞留日数を２日とし、続く第２好気部７２ｂでの滞留日数を２日とし、第２嫌気部７２ａでの滞留日数を２日とした。また、第３嫌気部７３ａでの滞留日数を４日とし、第３好気部７３ｂでの滞留日数を４日とし、フッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部,嫌気部共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。次に、図１４に、フッ素濃度が普通(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が高濃度(４０００ｐｐｍ程度)の場合での各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、第１嫌気部７１ａでの滞留日数を２日とし、第１好気部７１ｂでの滞留日数を２日とし、続く第２好気部７２ｂでの滞留日数を２日とし、第２嫌気部７２ａでの滞留日数を２日とした。また、第３嫌気部７３ａでの滞留日数を３日とし、第３好気部７３ｂでの滞留日数を３日とし、フッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部,嫌気部共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００９６】
<実験例>
次に、上記第６実施形態の排水処理装置を用いた排水処理の具体的な実験例について述べる。ここで、用いた排水処理装置は、図１１に示す排水処理装置と同一構造を有する排水処理装置であり、第１好気部７１ｂ，第２好気部７２ｂの容積を約５０ｍ３とし、第３好気部７３ｂの容積を約１００ｍ３とし、第１嫌気部７１ａ,第２嫌気部７２ｂの容積を５０ｍ３とし、第３嫌気部７３ａの容積を約１００ｍ３とし、生物系余剰汚泥槽９の容積を４０ｍ３とし、フッ素濃縮汚泥槽１５の容積を３０ｍ３とした。
【００９７】
上記排水処理装置を用いて、ＰＨが７．６、フッ素濃度が８６ｐｐｍ、ＴＯＣ濃度が２６００ｐｐｍであるフッ素含有高濃度有機排水の処理を、化学的処理は一切せずに微生物処理のみで行った。その結果、処理水のＰＨを７．４にし、フッ素濃度を５ｐｐｍ(処理前の約１７分の１)にし、ＴＯＣ濃度を２５ｐｐｍ(処理前の約１００分の１)にすることができた。
【００９８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の排水処理方法は、微生物が有するフッ素濃縮力によって、微生物含有汚泥中にフッ素を濃縮する。そして、微生物含有汚泥中にフッ素が濃縮された状態において、微生物含有汚泥を連続的または間欠的に次の処理槽へ導入する。こうして、被処理水中のフッ素を除去処理できる。したがって、消石灰や炭酸カルシウム鉱物等のカルシウム剤を用いることなく、簡単な設備と低いコストでフッ素を含有した排水を処理できる。しかも、この微生物が本来保有している有機物処理能力は健在である。したがって、排水中のフッ素と有機物の両方を処理できる。
【００９９】
また、請求項１の発明は、上記微生物を嫌気部分から好気部分へ移動させるステップを一回または複数回行うので、微生物が持っているフッ素濃縮能力をより一層高めることができ、フッ素と有機物の両方を処理できる。
【０１００】
この請求項１の発明では、微生物含有汚泥が持っているフッ素濃縮能力を、微生物含有汚泥を嫌気状態から好気状態に変化させて、格段に高めることができる。したがって、微生物のフッ素濃縮能力を増強して排水中のフッ素を効率的に処理できる。ここで、上記微生物は、フッ素を濃縮する能力を増強させたことに起因して、有機物処理能力が劣化することはない。
【０１０１】
また、請求項２の発明は、末端の好気部分に膜分離装置を設置しているので、好気部分の微生物濃度をＭＬＳＳ(混合浮遊物質濃度)で１００００ｐｐｍ程度まで高めることができる。そして、上記膜分離装置を構成する限外濾過膜や精密濾過膜で処理水と微生物含有汚泥とを機械的に確実に分離できる。また、好気部分での微生物濃度が高いので、より多くフッ素を微生物含有汚泥内に貯留できる上に、高濃度有機物を希釈することなく効率的に処理できる。
【０１０２】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、分離壁を境にして、嫌気部分が下部に配置され、好気部分が上部に配置されているので、排水処理装置を立体的構造にでき、設置スペースを節約できる。また、好気部分に膜分離装置を設置すれば、この膜分離装置で濃縮した微生物含有汚泥を自然沈降の重力で下部に堆積させることができ、嫌気部分の微生物濃度を高めることができる。嫌気部分の微生物濃度を高めることは、微生物のフッ素濃縮能力を増強する１ステップとなる。前記したように、微生物含有汚泥は、嫌気状態ではフッ素を濃縮しないが、充分な嫌気状態を経て、その後、充分な好気状態になった時点でフッ素を濃縮するのである。
【０１０３】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、上記排水に生物系余剰汚泥を混合して上記排水を微生物で処理する。この請求項４の発明では、微生物の繁殖に必要なリンを、リンを含有している生物系余剰汚泥(微生物を含む)から補給できて、汚泥中の微生物の繁殖を高めることができる。また、微生物処理を行う水槽内での微生物濃度を高めて空気を遮断すれば、容易に嫌気状態を維持できる。つまり、生物系余剰汚泥を、微生物処理を行う水槽内に投入することによって、嫌気部での微生物濃度を上げて充分な嫌気状態を維持し、その後、好気部での充分な好気状態を維持し、高濃度微生物含有汚泥内にフッ素を濃縮するのである。
【０１０４】
また、請求項５の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、最終ステップで、上記好気部の微生物含有汚泥を上記嫌気部に返送する。この請求項５の発明では、最終ステップで、好気部の微生物含有汚泥を嫌気部に返送し循環させるので、微生物含有汚泥が嫌気状態の嫌気部と好気状態の好気部を通過することによって、フッ素濃縮能力が増大する。
【０１０５】
また、上記返送による循環によって、嫌気部の微生物濃度と好気部の微生物濃度を均一化でき、全体としての微生物含有汚泥が高濃度化して、処理効率が向上する。なお、上記返送による循環を行わない場合には、好気部に膜分離装置を設置したときに、この膜分離装置から処理水のみが排出され、好気部の微生物濃度が上昇して、好気部の微生物濃度と嫌気部の微生物濃度との濃度バランスがくずれてしまう。
【０１０６】
また、請求項６の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、微生物を嫌気部と好気部とに交互に循環させることによって、微生物のフッ素濃縮能力を高めることができ、排水中のフッ素を効率良く除去できる。
【０１０７】
また、請求項７の発明は、濃縮手段により、微生物含有汚泥中に排水中のフッ素を濃縮し、被処理水中のフッ素を除去処理できる。したがって、排水中のフッ素を、薬品を使用することなく、微生物のみで処理でき、イニシャルコストおよびランニングコストを格段に低減できる。
【０１０８】
また、請求項８の発明は、請求項７に記載の排水処理装置において、上記濃縮手段は、上記微生物を嫌気部と好気部との間を移動させるステップを一回または複数回行う処理手段を備えた。この請求項８の発明では、微生物を嫌気部から好気部へ移動させるステップを行うから、微生物によるフッ素濃縮能力を高めることができ、排水中のフッ素を一層効率良く処理できる。
【０１０９】
また、請求項９の発明は、請求項７または８に記載の排水処理装置において、微生物処理末端の好気部に液中膜で構成した膜分離装置を配置した。この請求項９の発明では、上記液中膜で構成した膜分離装置によって、好気部の微生物濃度を高めることができ、かつ、処理水と微生物含有汚泥とを機械的に確実に分離できる。また、上記膜分離装置を液中膜で構成したから、膜分離装置を水槽の中に設置でき設置スペースを節約できる。また、上記液中膜は空気洗浄によって洗浄でき、保守が容易である。
【０１１０】
また、請求項１０の発明は、請求項７に記載の排水処理装置において、上記濃縮手段は、上部の好気部と下部の嫌気部とが分離壁で境を接している処理槽を備えた。この請求項１１の発明では、上記分離壁を境にして、下部に嫌気部を配置し、上部に好気部を配置しているので、立体構造による省スペース化を図れる。また、好気部から嫌気部へ微生物を自然沈降させることで、嫌気部の微生物濃度を高め、充分な嫌気状態の後に微生物を好気状態にして、微生物のフッ素濃縮能力の増強を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の排水処理装置の第１実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】図２(ａ)は上記第１実施形態においてフッ素,ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートであり、図２(ｂ)はフッ素が低濃度、ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートである。
【図３】この発明の排水処理装置の第２実施形態の構成を示す模式図である。
【図４】図４(ａ)は上記第２実施形態においてフッ素,ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートであり、図４(ｂ)はフッ素が低濃度、ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートである。
【図５】この発明の排水処理装置の第３実施形態の構成を示す模式図である。
【図６】図６(ａ)は上記第３実施形態においてフッ素，ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートであり、図６(ｂ)はフッ素が低濃度、ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートである。
【図７】この発明の排水処理装置の第４実施形態の構成を示す模式図である。
【図８】図８(ａ)は上記第４実施形態においてフッ素,ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートであり、図８(ｂ)はフッ素が低濃度、ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートである。
【図９】この発明の排水処理装置の第５実施形態の構成を示す模式図である。
【図１０】上記第５実施形態においてフッ素,ＴＯＣが高濃度のときの運転タイムチャートであり、
【図１１】上記第５実施形態においてフッ素が通常濃度でＴＯＣが高濃度のときの運転タイムチャートである。
【図１２】この発明の排水処理装置の第６実施形態の構成を示す模式図である。
【図１３】上記第６実施形態においてフッ素,ＴＯＣが高濃度のときの運転タイムチャートであり、
【図１４】上記第６実施形態において、フッ素が通常濃度でＴＯＣが高濃度のときの運転タイムチャートである。
【図１５】従来の排水処理方法を説明する図である。
【図１６】従来の今一つの排水処理方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…嫌気槽、２Ａ，２Ｂ…水中撹拌機、３…流入配管、４…好気槽、
５Ａ…散気管、６…ブロワ−、７…分離膜、８…ポンプ、
９…生物系余剰汚泥槽、１０…生物系余剰汚泥ポンプ、１１…余剰汚泥配管、
１３…循環ポンプ、１４…循環配管、１５…フッ素濃縮汚泥槽、
１６…ポンプ、３０,５０…主水槽、５１…嫌気部、５２…水中撹拌機、
５４…好気部、５５…散気管、６３…循環ポンプ、６４…循環配管、
７０…主処理槽、７１…第１室、７１ａ…第１嫌気部、７２…第２室、
７２ａ…第２嫌気部、７３…第３室、７３ａ…第３嫌気部、
７３ｂ…第３好気部、７５ｃ…分離壁。
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体工場や液晶工場から排出されるフッ素を含有する高濃度有機排水を微生物処理のみにて処理する排水処理方法および排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水質汚濁防止法の観点からフッ素含有高濃度有機排水においてはフッ素や有機物を所定濃度になるまで処理する必要がある。
【０００３】
従来、半導体工場等において、フッ素含有高濃度有機排水中のフッ素が５０〜１００ｐｐｍであることに加えて、有機物としてのＴＯＣ(トータル・オーガニック・カーボン(Total Organic Carbon))濃度が２０００ｐｐｍ以上の高濃度である場合には、次のようにして処理を行っている。
【０００４】
最も、簡単な方法は、業者引き取りして、焼却処分する方法である。この場合、排水中の有機物は簡単に焼却処理できるが、排水中にフッ素が含まれているので、焼却後の排ガスに含まれるフッ素を化学的に薬品処理する必要がある。したがって、焼却設備に加えて、排ガス中のフッ素を処理する設備が必要になるから、処理システムが複雑になるだけでなく、イニシャルコストとランニングコストが相当かかる問題点がある。
【０００５】
次に、もう１つの処理方法としては、フッ素含有高濃度有機排水を、焼却処分ではなく、排水処理する方法がある。この排水処理方法としては、最初に排水中のフッ素を化学的に処理してフッ素を除去し、続いて、排水を微生物処理できるまで希釈し、残存している排水中の有機物を処理する方法がある。また、順序は逆になるが、最初に、排水を微生物処理できるまで希釈して排水中の有機物を処理し、続いて排水中に残存しているフッ素を消石灰や炭酸カルシウム鉱物等で化学的に処理する方法もある。
【０００６】
一方、処理対象の排水が、有機物を高濃度に含有していないが、有機物を数十ｐｐｍ程度含有している有機物含有フッ素排水に対する排水処理装置としては、特願平５−４０９０号に記載の「フッ素含有有機性廃水の処理方法」や特開平６−３４３９７４号に記載の「排水処理装置および排水処理方法」がある。
【０００７】
なお、ここでは、フッ素濃度が４０〜１００ｐｐｍであり、かつ、有機物としてのＴＯＣ濃度が２０００〜３０００ｐｐｍである排水を、フッ素含有高濃度有機排水と言い、フッ素濃度が３０〜３００ｐｐｍであり、かつ、有機物としてのＴＯＣ濃度が１０〜３０ｐｐｍである排水を有機物含有フッ素排水と言う。
【０００８】
上記特開平５−４０９０号に記載の「フッ素含有有機性廃水の処理方法」と特開平６−３４３９７４号に記載の「排水処理装置および排水処理方法」は、どちらも、最初に化学処理し、フッ素を低減した後に、微生物によって有機物を生物処理するという内容である。また、両者の方法は、あくまでもＴＯＣとしての有機物濃度が１００ｐｐｍ以下の低い排水を対象としている。
【０００９】
より詳しくは、前者の方法では、図１５に示すように、凝集沈殿槽２１９でフッ素含有有機性廃水に、水溶性カルシウム化合物を添加してフッ素カルシウムを生成させ、その後、フッ化カルシウムを凝集沈殿させる。次に、ＰＨ調整槽２２０で上澄液のＰＨを６.５〜７.０に調整した後、廃水を曝気槽２２１で微生物を固定化したペレットと接触させて曝気処理してＢＯＤ(化学的酸素要求量)成分を除去する。次いで、沈殿槽２２２に含まれている凝集槽で、廃水に凝集剤を添加し、上記ペレットから漏出した微生物と残存フッ素化合物とを共沈させて処理する。
【００１０】
また、後者の方法では、図１６に示すように、第１に、第１水槽３０１に炭酸カルシウム鉱物３０７を充填しておき、フッ素含有排水と炭酸カルシウム鉱物３０７とを化学的に反応させる。第２に、第２水槽３０２にも炭酸カルシウム鉱物３０７を充填しておき、それらに繁殖する微生物によって排水中の有機物を生物学的に処理する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、集積回路を製造する半導体工場においては、技術革新が日夜続けられており、新規の薬品の使用によって、従来とは性状の全く異なる排水が出現している。具体的には、ＡＬ(アルミニウム)配線エッチング後の後処理薬液として新規の薬品が開発された。この薬品を使用すると、排水中にフッ素と高濃度有機物が混合した状態で排出,排水される。
【００１２】
上記薬品そのものは、フッ素化合物濃度として、約１００００ｐｐｍ程度、また有機物の指標としてのＴＯＣ濃度は２４８０００ｐｐｍ程度である。その薬品は純水によって１００倍程度まで希釈されて排水される。すなわち、排水中のフッ素濃度として１００ｐｐｍ前後、有機物としてのＴＯＣ濃度として２０００〜３０００ｐｐｍ程度の排水となる。
【００１３】
このフッ素と高濃度有機物を含有している排水を処理する場合、前記した様に(1)業者引き取り案と(2)化学処理と生物処理による排水処理案の２案が考えられる。
【００１４】
(1)の業者引き取り案は、焼却処分の上、さらに排ガス中のフッ素の化学的な薬品処理が必要で、それら処理設備のイニシャルコストとランニングコストがかかるという問題点がある。さらに、業者引き取り処理の場合、事業所から発生する廃棄物を削減しようとする時代において、事業所からの廃棄物の増大という問題も起こる。よって、事業所から発生する廃棄物量の増大を招くことなく、事業所内で簡単に自社処理できる処理案が求められている。
【００１５】
一方、(2)案の化学処理と生物処理による排水処理方法は、廃棄物の削減が可能である。しかし、消石灰や炭酸力ルシウム等によってフッ素を化学処理することに加え、高濃度有機物に対しては活性汚泥法等による生物処理が必要である。有機物を高濃度に含有する排水を希釈して生物処理するこの方法も、処理設備が複雑であるばかりか、処理設備のイニシャルコストと、ブロワー、ポンプ等の電気代としてのランニングコストがかかるという問題がある。
【００１６】
そこで、この発明の目的は、フッ素と有機物とを含有する排水を、薬品を使用することなく、微生物のみで処理でき、イニシャルコストおよびランニングコストを格段に低減できる排水処理方法および排水処理装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明の排水処理方法は、排水中のフッ素を微生物含有汚泥中の微生物によってその微生物含有汚泥中に濃縮し、
上記微生物含有汚泥を上記微生物含有汚泥を貯留した貯留槽から処理部へ連続的または間欠的に導入し、
上記微生物を嫌気部分と好気部分との間で移動させるステップを一回または複数回行って、排水中のフッ素を微生物で処理することを特徴としている。
【００１８】
この請求項１の発明では、微生物が有するフッ素濃縮力によって、微生物含有汚泥中にフッ素を濃縮する。そして、微生物含有汚泥中にフッ素が濃縮された状態において、微生物含有汚泥を連続的または間欠的に次の処理部へ取り出す。こうして、被処理水中のフッ素を除去処理できる。したがって、消石灰や炭酸カルシウム等のカルシウム剤を用いることなく、簡単な設備と低いコストでフッ素を含有した排水を処理できる。しかも、この微生物が本来保有している有機物処理能力は健在である。したがって、排水中のフッ素と有機物の両方を処理できる。
【００１９】
また、請求項１の発明では、上記微生物を嫌気部分から好気部分へ移動させるステップを一回または複数回行うので、微生物が持っているフッ素濃縮能力をより一層高めることができ、フッ素と有機物の両方を処理できる。
【００２０】
この請求項１の発明では、微生物含有汚泥が持っているフッ素濃縮能力を、微生物含有汚泥を嫌気状態から好気状態に変化させて、格段に高めることができる。したがって、微生物のフッ素濃縮能力を増強して排水中のフッ素を効率的に処理できる。ここで、上記微生物は、フッ素を濃縮する能力を増強させたことに起因して、有機物処理能力が劣化することはない。なお、微生物含有汚泥を好気状態にしただけでは、フッ素を濃縮する能力が増加することはなく、微生物を嫌気状態から好気状態に変えることによって、この微生物のフッ素濃縮能力を増強することができるのである。
【００２１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
上記複数回のステップの末端の好気部分に設置した膜分離装置で排水を濾過することを特徴としている。
【００２２】
この請求項２の発明では、末端の好気部分に膜分離装置を設置しているので、好気部分の微生物濃度をＭＬＳＳ(混合浮遊物質濃度)で１００００ｐｐｍ程度まで高めることができる。そして、上記膜分離装置を構成する限外濾過膜や精密濾過膜で処理水と微生物含有汚泥とを機械的に確実に分離できる。また、好気部分での微生物濃度が高いので、より多くフッ素を微生物含有汚泥内に貯留できる上に、高濃度有機物を希釈することなく効率的に処理できる。
【００２３】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
分離壁を境とする上部に配置された好気部分と、上記分離壁を境とする下部に配置された嫌気部分とで排水を処理することを特徴としている。
【００２４】
この請求項３の発明では、分離壁を境にして、嫌気部分が下部に配置され、好気部分が上部に配置されているので、排水処理装置を立体的構造にでき、設置スペースを節約できる。
【００２５】
また、好気部分に膜分離装置を設置すれば、この膜分離装置で濃縮した微生物含有汚泥を自然沈降の重力で下部に堆積させることができ、嫌気部分の微生物濃度を高めることができる。嫌気部分の微生物濃度を高めることは、微生物のフッ素濃縮能力を増強する１ステップとなる。前記したように、微生物含有汚泥は、嫌気状態ではフッ素を濃縮しないが、充分な嫌気状態を経て、その後、充分な好気状態になった時点でフッ素を濃縮するのである。
【００２６】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
上記排水に生物系余剰汚泥を混合して上記排水を微生物で処理することを特徴としている。
【００２７】
この請求項４の発明では、微生物の繁殖に必要なリンを、リンを含有している生物系余剰汚泥(微生物を含む)から補給できて、汚泥中の微生物の繁殖を高めることができる。また、微生物処理を行う水槽内での微生物濃度を高めて空気を遮断すれば、容易に嫌気状態を維持できる。
【００２８】
すなわち、生物系余剰汚泥を、微生物処理を行う水槽内に投入することによって、嫌気部での微生物濃度を上げて充分な嫌気状態を維持し、その後、好気部での充分な好気状態を維持し、高濃度微生物含有汚泥内にフッ素を濃縮するのである。
【００２９】
また、請求項５の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
最終ステップで、上記好気部の微生物含有汚泥を上記嫌気部に返送することを特徴としている。
【００３０】
この請求項５の発明では、最終ステップで、好気部の微生物含有汚泥を嫌気部に返送し循環させるので、微生物含有汚泥が嫌気状態の嫌気部と好気状態の好気部を通過することによって,フッ素濃縮能力が増大する。
【００３１】
また、上記返送による循環によって、嫌気部の微生物濃度と好気部の微生物濃度を均一化でき、全体としての微生物含有汚泥が高濃度化して、処理効率が向上する。なお、上記返送による循環を行わない場合には、好気部に膜分離装置を設置したときに、この膜分離装置から処理水のみが排出され、好気部の微生物濃度が上昇して、好気部の微生物濃度と嫌気部の微生物濃度との濃度バランスがくずれてしまう。
【００３２】
また、請求項６の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、
微生物を嫌気部と好気部とに交互に循環させることによって、上記微生物を培養することを特徴としている。
【００３３】
この請求項６の発明では、微生物を嫌気部と好気部とに交互に循環させることによって、微生物のフッ素濃縮能力を高めることができ、排水中のフッ素を効率良く除去できる。
【００３４】
また、請求項７の発明は、排水中のフッ素を微生物含有汚泥中の微生物によって、その微生物含有汚泥中に濃縮する濃縮手段を備えたことを特徴としている。
【００３５】
この請求項７の発明では、上記濃縮手段により、微生物含有汚泥中に排水中のフッ素を濃縮し、被処理水中のフッ素を除去処理できる。したがって、排水中のフッ素を、薬品を使用することなく、微生物のみで処理でき、イニシャルコストおよびランニングコストを格段に低減できる。
【００３６】
また、請求項８の発明は、請求項７に記載の排水処理装置において、
上記濃縮手段は、
上記微生物を嫌気部と好気部との間を移動させるステップを一回または複数回行う処理手段を備えたことを特徴としている。
【００３７】
この請求項８の発明では、微生物を嫌気部から好気部へ移動させるステップを行うから、微生物によるフッ素濃縮能力を高めることができ、排水中のフッ素を一層効率良く処理できる。
【００３８】
また、請求項９の発明は、請求項７または８に記載の排水処理装置において、
微生物処理末端の好気部に液中膜で構成した膜分離装置を配置したことを特徴としている。
【００３９】
この請求項９の発明では、上記液中膜で構成した膜分離装置によって、好気部の微生物濃度を高めることができ、かつ、処理水と微生物含有汚泥とを機械的に確実に分離できる。また、上記膜分離装置を液中膜で構成したから、膜分離装置を水槽の中に設置でき設置スペースを節約できる。また、上記液中膜は空気洗浄によって洗浄でき、保守が容易である。
【００４０】
また、請求項１０の発明は、請求項７に記載の排水処理装置において、
上記濃縮手段は、
上部の好気部と下部の嫌気部とが分離壁で境を接している処理槽を備えたことを特徴としている。
【００４１】
この請求項１０の発明では、上記分離壁を境にして、下部に嫌気部、上部に好気部を配置しているので、立体構造による省スペース化を図れる。また、好気部から嫌気部へ微生物を自然沈降させることで、嫌気部の微生物濃度を高め、充分な嫌気状態の後に微生物を好気状態にして、微生物のフッ素濃縮能力の増強を図れる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４３】
〔第１の実施の形態〕
図１に、この発明の第１の実施形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、水中撹拌機２Ａを有する生物系余剰汚泥槽９と、嫌気槽１と好気槽４を有する主処理槽３０と、フッ素濃縮汚泥槽１５を備える。
【００４４】
この排水処理装置は、フッ素と高濃度有機物とを含有しているフッ素含有高濃度有機排水が流入配管３から上記主処理槽３０の嫌気槽１に導入される。
【００４５】
一方、生物系余剰汚泥は、余剰汚泥配管１１を経由して、水中撹拌機２Ａが設置されている生物余剰汚泥槽９に導入される。この生物余剰汚泥槽９に導入された生物系余剰汚泥は、水中撹拌機２Ａによって撹拌された後、生物系余剰汚泥ポンプ１０によって移送配管１２を経て嫌気槽１に導入される。上記生物系余剰汚泥槽９は、水中撹拌機２Ａでもって汚泥を撹拌することによって、水質を均一化し、かつ嫌気状態を維持する。また、上記嫌気槽１に配置された水中撹拌機２Ｂもまた、嫌気槽１内の水質を均一化し、かつ嫌気状態を維持する。生物系余剰汚泥槽９および嫌気槽１には空気を槽内に導入する装置が無く、嫌気状態が維持されている。
【００４６】
上記主処理槽３０の嫌気槽１に流入したフッ素含有高濃度有機排水は、すでに嫌気性に調整されている生物系余剰汚泥と混合されて、嫌気槽１で嫌気的に処理される。
【００４７】
この嫌気槽１におけるフッ素含有高濃度有機排水単独の滞留時間は、4日以上が望ましいが、絶対条件ではない。すなわち、基本的には、フッ素含有高濃度有機排水中のフッ素濃度と有機物濃度によって決定するべき内容である。より詳しくは、上記滞留時間は、嫌気槽１における微生物濃度(ＭＬＳＳ)，投入される生物系余剰汚泥濃度，排水の水温をも考慮して設定される。フッ素濃度が低ければ滞留時間を短く設定する。このフッ素濃度に比べれば、有機物濃度の高低は滞留時間の設定に対する影響が小さい。
【００４８】
次に、排水は、嫌気槽１に隣接していて嫌気槽１の下部で連通している好気槽４に流入する。この好気槽４は、液中タイプの分離膜７と、この分離膜７の下側の散気管５Ａを有する。この散気管５Ａにはブロワ−６から空気が供給されるようになっている。そして、散気管５Ａが吐出する空気は、分離膜７を空気洗浄する。
【００４９】
また、散気管５Ａから吐出する空気は、好気槽４を好気性に維持すると同時に槽内の撹拌のためにも役立つ。液中膜で構成される分離膜７としては、具体的には限外濾過膜や精密濾過膜があげられる。
【００５０】
好気槽４で好気的に処理された排水は、分離膜７で処理水と汚泥が分離されて、処理水のみが処理水ポンプ８からバルブ２３を経て槽外に流出する。分離膜７の働きによって、微生物含有汚泥は、ポンプ８,バルブ２３の系統から一切流失しないので、水質は比較的安定している。分離膜７の穴径は０．１〜０．３ミクロン程度であり、細菌等の微生物は分離膜７を通過できない。この好気槽４におけるフッ素含有高濃度有機排水単独の滞留時間は、4日以上が望ましいが、嫌気槽１と同様絶対的条件ではない。
【００５１】
生物系余剰汚泥中の微生物は、嫌気槽１と好気槽４を通過することによって、微生物中へのフッ素濃縮能力が向上して排水中のフッ素を濃縮処理することができる。したがって、排水中の高濃度有機物の処理は当然として、微生物含有汚泥中にフッ素を濃縮することができる。このフッ素が濃縮された微生物含有汚泥を主処理槽３０から分離することによって、結果として、排水中の高濃度有機物とフッ素の両方を処理することができる。
【００５２】
そして、嫌気槽１には、時間の経過とともに生物系余剰汚泥が導入されてくるので、嫌気槽１と好気槽４の微生物濃度は上昇してくる。微生物濃度としてのＭＬＳＳ(ミックスト・リカー・サスペンディッド・ソリッド)が１００００ｐｐｍまで上昇したときに、処理水ポンプ８の吐出量をバルブ２３でもって少なくして、水位上昇させ、好気槽４からスラリー汚泥(微生物)を自動的にフッ素濃縮汚泥槽１５に流入させる。
【００５３】
好気槽４からのスラリー汚泥は、フッ素を濃縮している微生物の集合体である。したがって、上記好気槽４からのスラリー汚泥をフッ素濃縮汚泥槽１５に流入させることによって、排水中のフッ素が微生物含有汚泥によって濃縮され、排水中のフッ素が除去されることとなる。したがって、従来のフッ素処理におけるフッ化カルシウムとしての化学反応ではなく、生物物理学的に微生物体内へフッ素を濃縮し、このフッ素を濃縮した微生物を含有した汚泥をフッ素濃縮汚泥槽１５へ移動することによって、排水中のフッ素を除去処理できる。
【００５４】
微生物含有汚泥のフッ素濃縮汚泥槽１５への移動は連続的でも間欠でもよいが、処理の観点からすれば、システムの安定性から判断して連続的の方がよい。すなわち、嫌気槽１に生物系余剰汚泥を連続的に投入して、微生物含有汚泥にフッ素を濃縮し、このフッ素を濃縮した微生物含有汚泥を主水槽３０から連続的に取り出して、フッ素含有高濃度有機排水からフッ素を除去できる。
【００５５】
生物系余剰汚泥は、嫌気槽１と好気槽４を通過することによって、しだいにフッ素濃縮能力が増加する。そして、排水中の有機物を処理することによって発生した微生物含有汚泥は、処理排水中のフッ素を微生物含有汚泥中に濃縮しながら、フッ素濃縮汚泥槽１５に流入して、排水からフッ素を除去処理する。
【００５６】
フッ素濃縮汚泥槽１５へ移動したスラリー汚泥は、フィルタープレス用ポンプ１６によって、フィルタープレス１７に導入されて脱水処理される。
【００５７】
なお、図２(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度(８０ｐｐｍ程度)の場合での、各槽での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気槽１での滞留日数を４日とし、続く好気槽４での滞留日数を４日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気槽４,嫌気槽１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００５８】
次に、図２(ｂ)に、フッ素濃度が低濃度(４０ｐｐｍ程度)の場合での各槽での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気槽１での滞留日数を３日とし、続く好気槽４での滞留日数を３日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気槽４,嫌気槽１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００５９】
〔第２の実施の形態〕
次に、図３に本発明の第２実施形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、次の(1)の点だけが前述の第1実施形態と異なる。
【００６０】
(1) 好気槽４の上部に循環ポンプ１３を付加し、循環配管１４によって、好気槽４のスラリー汚泥を嫌気槽１に返送できる構成としている。
【００６１】
したがって、この第２実施形態では、第１実施形態と異なる点を重点的に説明する。
【００６２】
この第２実施形態では、好気槽４の上部に配置した循環ポンプ１３と循環配管１４によって、好気槽４のスラリー汚泥(微生物)を嫌気槽１に返送できる。したがって、微生物含有汚泥は嫌気槽１と好気槽４の間を循環する。したがって、上記微生物含有汚泥に含まれる同一の微生物が嫌気状態の嫌気槽１と好気状態の好気槽４の間を移動する。このことによって、上記微生物が有するフッ素濃縮能力が図１の第１実施形態よりも向上する。したがって、この第２実施形態の方が、第１実施形態よりも、排水中のフッ素除去率が高いことになる。
【００６３】
微生物含有汚泥中の微生物を好気状態と嫌気状態とに循環させることによって、好気状態における上記微生物のフッ素濃縮能力を向上させることができることが実験で確かめられた。
【００６４】
また、この第２実施形態では、循環設備としての循環ポンプ１３を有しているので、嫌気槽１と好気槽４の微生物濃度を均一化でき、全体として高濃度となる。同時に、上記微生物含有汚泥は、嫌気槽１と好気槽４の間を循環させられて、フッ素の濃縮能力が増加し、排水処理システム全体として有機物とフッ素に対する処理能力が向上する。
【００６５】
なお、図４(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での、各槽での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気槽１での滞留日数を４日とし、続く好気槽４での滞留日数を４日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気槽４,嫌気槽１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００６６】
次に、図４(ｂ)に、フッ素濃度が低濃度(４０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での各槽での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気槽１での滞留日数を３日とし、続く好気槽４での滞留日数を３日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気槽４,嫌気槽１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００６７】
〔第３の実施の形態〕
次に、図５に、この発明の第３実施形態の排水処理装置を示す。この第３実施形態は、第１実施形態の主処理槽３０に替えて、主処理槽５０を備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なっている。したがって、この第３実施形態は、第１実施形態と異なる点だけを重点的に説明する。
【００６８】
上記主処理槽５０は、上部の好気部５４と下部の嫌気部５１とで構成されている。この好気部５４と嫌気部５１は分離壁６８で境を接している。この分離壁６８は、主処理槽５０の内壁の上下方向の略中央に一周にわたって固定されており、水平方向内方に向かって先細になっている。
【００６９】
上記嫌気部５１は底部近傍に水中撹拌機５２を有している。そして、好気部５４は、分離壁６８近傍で水平方向に延在している散気管５５と、この散気管５５の上に配置された分離膜５７を有している。散気管５５はブロワ-５６に連結されている。一方、分離膜５７の上部は、配管で槽外の処理水ポンプ５８,バルブ２３に連結されている。
【００７０】
この実施形態では、流入配管３からのフッ素含有高濃度有機排水が主処理槽５０の嫌気部５１の底部に導入され、生物系余剰汚泥槽９から生物系余剰汚泥が移送配管１２を経由して主処理槽５０の嫌気部５１の底部に導入される。
【００７１】
そして、この嫌気部５１の底部で、水中撹拌機５２によって上記排水と上記生物系余剰汚泥とが撹拌される。そして、嫌気部５１では排水が嫌気処理され、好気部５４では排水が好気処理される。
【００７２】
この実施形態では、図５に示すように、好気部５４と嫌気部５１の周囲の境に分離壁６８を配置することによって、好気部５４内の散気管５５による上昇水流が、下部の嫌気部５１に影響を及ぼさないようにしている。
【００７３】
この第３実施形態は、嫌気部５１を好気部５４の下に配置したから、重力を利用して、好気部５４から嫌気部５１に微生物を下降させることができる。したがって、第１実施形態の嫌気槽１に比べて、嫌気部５１の微生物濃度を高めることができる。嫌気部５１での微生物濃度が高まれば、微生物含有汚泥が充分嫌気状態になる。微生物含有汚泥は嫌気状態では排水中のフッ素を濃縮しないが、充分な嫌気状態を経た微生物含有汚泥は、つぎの好気状態に至ったときには、フッ素を濃縮する能力が向上する。
【００７４】
また、嫌気部５１と好気部５４を上下に立体的に配置したから、第１実施形態に比べて設置面積を小さくすることができる。
【００７５】
なお、好気部５４と嫌気部５１の微生物濃度が高いほど、好気部５４の好気状態と嫌気部５１の嫌気状態がより明確になる。その理由は、嫌気部５１での微生物濃度が低い場合には、微生物によって排水中の酸素が消費されずに残存する場合があるが、微生物濃度が高い場合には、排水中の酸素が消費されて必ず嫌気性となり、嫌気状態が明確になるからである。一方、好気部５４では常に空気中の酸素が散気管５５から供給されているから、常に好気状態になっている。好気部５４の好気状態と嫌気部５１の嫌気状態がより明確となる具体的濃度は微生物濃度として、ＭＬＳＳで６０００ｐｐｍ以上である。
【００７６】
なお、図６(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での、各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気部５１での滞留日数を４日とし、続く好気部５４での滞留日数を４日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部５４,嫌気部５１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００７７】
次に、図６(ｂ)に、フッ素濃度が低濃度(４０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気部５１での滞留日数を３日とし、続く好気部５４での滞留日数を３日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部５４,嫌気槽５１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００７８】
〔第４の実施の形態〕
次に、図７にこの発明の第４実施形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、好気部５４から嫌気部５１の底部に至る循環配管６４を有している点だけが前述の第３実施形態と異なる点である。したがって、この第４実施形態では、第３実施形態と異なる点を重点的に説明する。
【００７９】
上記循環配管６４には循環ポンプ６３が設けられ、循環ポンプ６３の駆動によって、好気部５４のスラリー汚泥を循環配管６４を経由して嫌気部５１の底部に返送できる。
【００８０】
したがって、この第４実施形態では、微生物は嫌気部５１と好気部５４の間を循環する。したがって、同一の微生物が嫌気状態の嫌気部５１と好気状態の好気部５４との間を移動する。このことによって、微生物によるフッ素濃縮能力を、前述の第３実施形態よりも向上させることができる。したがって、この第４実施形態によれば、第３実施形態よりも排水中のフッ素除去率を高くできる。また、上記微生物の循環によって、好気部５４での微生物濃度と嫌気部５１での微生物濃度を均一化できる。
【００８１】
なお、図８(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での、各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気部５１での滞留日数を４日とし、続く好気部５４での滞留日数を４日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部５４,嫌気部５１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００８２】
次に、図８(ｂ)に、フッ素濃度が低濃度(４０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が通常濃度(２５００ｐｐｍ程度)の場合での各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、嫌気部５１での滞留日数を３日とし、続く好気部５４での滞留日数を３日とし、続くフッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部５４,嫌気部５１共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００８３】
〔第５の実施の形態〕
次に、図９に、この発明の第５実施形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、先述の第３実施形態の主処理槽５０に替えて、３段構造の主処理槽７０を備えた点だけが第３実施形態と異なる。したがって、この主処理槽７０に関して重点的に説明する。
【００８４】
この主処理槽７０は、第１室７１と第２室７２と第３室７３で構成されている。第１室７１に隣接して第２室７２が在り、第２室７２に隣接して第３室７３がある。
【００８５】
上記第１室７１は下側の第１嫌気部７１aと上側の第１好気部７１ｂからなる。第１嫌気部７１ａと第１好気部７１ｂとは上下方向の略中央で側壁に固定された分離壁７５ａで境を接している。この分離壁７５ａは、水平方向内方に向かって先細になっている。上記第１嫌気部７１ａの底には、水中撹拌機５２ａが配置されている。また、上記第１好気部７１ｂの底近傍には散気管７７ａが配置されている。この散気管７７ａは分離壁７５ａに対して上下方向に対向しており、ブロワ−８５に接続されている。
【００８６】
上記第２室７２は、第２嫌気部７２ａと第２好気部７２ｂからなる。第２嫌気部７２ａと第２好気部７２ｂとは上下方向の略中央で側壁に固定された分離壁７５ｂで境を接している。この分離壁７５ｂは、水平方向内方に向かって先細になっている。第２嫌気部７２ａの底には、水中撹拌機５２ｂが配置されている。また、第２好気部７２ｂの底近傍には散気管７７ｂが配置されている。この散気管７７ｂは分離突起７５ｂに対して上下方向に対向しており、ブロワ−８５に接続されている。
【００８７】
上記第３室７３は、下側の第３嫌気部７３ａと上側の第３好気部７３ｂからなる。第３嫌気部７３ａと第３好気部７３ｂとは上下方向の略中央で側壁に固定された分離壁７５ｃで境を接している。この分離突起７５ｃは、水平方向内方に向かって先細になっている。第３嫌気部７３ａの底には、水中撹拌機５２ｃが配置されている。また、第３好気部７３ｂの底近傍には散気管７７ｃが配置されている。この散気管７７ｃは分離壁７５ｃに近接して配置されており、ブロワ−８５に接続されている。そして、散気管７７ｃの上に所定隙間を隔てて分離膜７８が配置されている。この分離膜７８の上部は配管でポンプ８０,バルブ８１に接続されている。
【００８８】
そして、第１室７１と次の第２室７２とを区切る壁８２の上部分に、第１室７１と第２室７２とを連通させる連通穴８２ａが形成されている。また、第２室７２と次の第３室７３とを区切る壁８３の最下部分に、第２室７２と第３室７３とを連通させる連通穴８３ａが形成されている。
【００８９】
この第５実施形態では、まず、流入配管３からのフッ素含有高濃度有機排水が主処理槽７０の第１嫌気部７１ａに導入され、生物系余剰汚泥槽９からの生物余剰汚泥が移送配管１２を経由して上記第１嫌気部７１ａに導入される。そして、この第１嫌気部７１ａの底部で、水中撹拌機５２ａによって上記排水と上記生物余剰汚泥とが撹拌される。そして、第１嫌気部７１ａでは排水が嫌気処理される。また、この第１嫌気部７１ａから上の第１好気部７１ｂに移動した排水は、好気処理される。次に、排水は連通穴８２ａを通って第１好気部７１ｂから第２好気部７２ｂに移動する。排水は、この第２好気部７２ｂで好気処理されて下方の第２嫌気部７２ａに移動する。そして、この第２嫌気部７２ａで嫌気処理された排水は、連通穴８３ａを通って第３嫌気部７３ａに移り、嫌気処理される。そして、この第３嫌気部７３ａで嫌気処理された排水は、次に、上方の第３好気部７３ｂに至り、好気処理される。そして、この第３好気部７３ｂでは、分離膜７８で濾過した排水をポンプ８０でくみ上げてバルブ８１を経由して処理水として取り出す。
【００９０】
一方、第３嫌気部７３ａの水位レベル近傍からは、導入管８８を経由してスラリー汚泥がフッ素濃縮汚泥槽１５に導入される。このフッ素濃縮汚泥槽１５に導入されたスラリー汚泥は、微生物の働きによってフッ素がさらに濃縮される。そして、このフッ素濃縮汚泥槽１５でフッ素が濃縮されたスラリー汚泥は、次に、フィルタープレス１７に導入されて、脱水される。
【００９１】
この第５実施形態によれば、順次、第１嫌気部７１ａ，第１好気部７１ｂ，第２好気部７２ｂ，第２嫌気部７２ａ，第３嫌気部７３ａ，第３好気部７３ｂに上記排水と汚泥が移動する。したがって、上記汚泥が含有する微生物を嫌気部から好気部に移動させるステップを複数回行えるので、上記微生物のフッ素濃縮能力を確実に高めることができる。したがって、この第５実施形態は、排水の水質の濃度が特に高い排水に適合する。すなわち、処理すべき排水の水質が高い場合には、この排水を特に確実に処理する必要があるから、この第５実施形態のように、微生物含有汚泥を嫌気部から好気部に移動させるステップを複数回実行することが望ましい。この第５実施形態では、排水中の有機物の処理能力だけでなく、フッ素濃縮能力が増加して、排水中のフッ素をより効率的に処理できる。
【００９２】
次に、図１０に、フッ素濃度が高濃度(１６０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が高濃度(４０００ｐｐｍ程度)の場合での、各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、第１嫌気部７１ａでの滞留日数を２日とし、第１好気部７１ｂでの滞留日数を２日とし、続く第２好気部７２ｂでの滞留日数を２日とし、第２嫌気部７２ａでの滞留日数を２日とした。また、第３嫌気部７３ａでの滞留日数を４日とし、第３好気部７３ｂでの滞留日数を４日とし、フッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部,嫌気部共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。次に、図１１に、フッ素濃度が普通(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が高濃度(４０００ｐｐｍ程度)の場合での各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、第１嫌気部７１ａでの滞留日数を２日とし、第１好気部７１ｂでの滞留日数を２日とし、続く第２好気部７２ｂでの滞留日数を２日とし、第２嫌気部７２ａでの滞留日数を２日とした。また、第３嫌気部７３ａでの滞留日数を３日とし、第３好気部７３ｂでの滞留日数を３日とし、フッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部,嫌気部共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００９３】
〔第６の実施の形態〕
次に、図１２に、この発明の第６の実施の形態としての排水処理装置を示す。この排水処理装置は、第３好気部７３ｂから第１嫌気部７１ａの底にスラリー汚泥を返送する循環配管９０を付加した点だけが、前述の第５の実施の形態と異なる。したがって、この点を重点的に説明する。
【００９４】
この第６実施形態では、主処理槽７０における処理末端である第３好気部７３ｂから処理始端である第１嫌気部７１ａにスラリー汚泥を循環ポンプ１３にて、返送している。したがって、この第６実施形態では、同一の微生物が嫌気状態から好気状態に移動する回数を第５実施形態よりも一層増大させることができる。このため、この第６実施形態では、第５実施形態に比べて、上記微生物のフッ素濃縮能力が向上し、排水中のフッ素を除去する率が高くなる。ちなみに、上記第１〜第６実施形態の内では、この第６実施形態が、フッ素の処理能力と有機物の処理能力が最も高い。
【００９５】
次に、図１３に、フッ素濃度が高濃度(１６０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が高濃度(４０００ｐｐｍ程度)の場合での、各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、第１嫌気部７１ａでの滞留日数を２日とし、第１好気部７１ｂでの滞留日数を２日とし、続く第２好気部７２ｂでの滞留日数を２日とし、第２嫌気部７２ａでの滞留日数を２日とした。また、第３嫌気部７３ａでの滞留日数を４日とし、第３好気部７３ｂでの滞留日数を４日とし、フッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部,嫌気部共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。次に、図１４に、フッ素濃度が普通(８０ｐｐｍ程度)でＴＯＣ濃度が高濃度(４０００ｐｐｍ程度)の場合での各部での滞留日数の一例を示す。このケースでは、第１嫌気部７１ａでの滞留日数を２日とし、第１好気部７１ｂでの滞留日数を２日とし、続く第２好気部７２ｂでの滞留日数を２日とし、第２嫌気部７２ａでの滞留日数を２日とした。また、第３嫌気部７３ａでの滞留日数を３日とし、第３好気部７３ｂでの滞留日数を３日とし、フッ素濃縮汚泥槽１５での滞留日数を３日とした。また、この例では、好気部,嫌気部共にＭＬＳＳ濃度を１００００ｐｐｍ以上にした。
【００９６】
<実験例>
次に、上記第６実施形態の排水処理装置を用いた排水処理の具体的な実験例について述べる。ここで、用いた排水処理装置は、図１１に示す排水処理装置と同一構造を有する排水処理装置であり、第１好気部７１ｂ，第２好気部７２ｂの容積を約５０ｍ３とし、第３好気部７３ｂの容積を約１００ｍ３とし、第１嫌気部７１ａ,第２嫌気部７２ｂの容積を５０ｍ３とし、第３嫌気部７３ａの容積を約１００ｍ３とし、生物系余剰汚泥槽９の容積を４０ｍ３とし、フッ素濃縮汚泥槽１５の容積を３０ｍ３とした。
【００９７】
上記排水処理装置を用いて、ＰＨが７．６、フッ素濃度が８６ｐｐｍ、ＴＯＣ濃度が２６００ｐｐｍであるフッ素含有高濃度有機排水の処理を、化学的処理は一切せずに微生物処理のみで行った。その結果、処理水のＰＨを７．４にし、フッ素濃度を５ｐｐｍ(処理前の約１７分の１)にし、ＴＯＣ濃度を２５ｐｐｍ(処理前の約１００分の１)にすることができた。
【００９８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の排水処理方法は、微生物が有するフッ素濃縮力によって、微生物含有汚泥中にフッ素を濃縮する。そして、微生物含有汚泥中にフッ素が濃縮された状態において、微生物含有汚泥を連続的または間欠的に次の処理槽へ導入する。こうして、被処理水中のフッ素を除去処理できる。したがって、消石灰や炭酸カルシウム鉱物等のカルシウム剤を用いることなく、簡単な設備と低いコストでフッ素を含有した排水を処理できる。しかも、この微生物が本来保有している有機物処理能力は健在である。したがって、排水中のフッ素と有機物の両方を処理できる。
【００９９】
また、請求項１の発明は、上記微生物を嫌気部分から好気部分へ移動させるステップを一回または複数回行うので、微生物が持っているフッ素濃縮能力をより一層高めることができ、フッ素と有機物の両方を処理できる。
【０１００】
この請求項１の発明では、微生物含有汚泥が持っているフッ素濃縮能力を、微生物含有汚泥を嫌気状態から好気状態に変化させて、格段に高めることができる。したがって、微生物のフッ素濃縮能力を増強して排水中のフッ素を効率的に処理できる。ここで、上記微生物は、フッ素を濃縮する能力を増強させたことに起因して、有機物処理能力が劣化することはない。
【０１０１】
また、請求項２の発明は、末端の好気部分に膜分離装置を設置しているので、好気部分の微生物濃度をＭＬＳＳ(混合浮遊物質濃度)で１００００ｐｐｍ程度まで高めることができる。そして、上記膜分離装置を構成する限外濾過膜や精密濾過膜で処理水と微生物含有汚泥とを機械的に確実に分離できる。また、好気部分での微生物濃度が高いので、より多くフッ素を微生物含有汚泥内に貯留できる上に、高濃度有機物を希釈することなく効率的に処理できる。
【０１０２】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、分離壁を境にして、嫌気部分が下部に配置され、好気部分が上部に配置されているので、排水処理装置を立体的構造にでき、設置スペースを節約できる。また、好気部分に膜分離装置を設置すれば、この膜分離装置で濃縮した微生物含有汚泥を自然沈降の重力で下部に堆積させることができ、嫌気部分の微生物濃度を高めることができる。嫌気部分の微生物濃度を高めることは、微生物のフッ素濃縮能力を増強する１ステップとなる。前記したように、微生物含有汚泥は、嫌気状態ではフッ素を濃縮しないが、充分な嫌気状態を経て、その後、充分な好気状態になった時点でフッ素を濃縮するのである。
【０１０３】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、上記排水に生物系余剰汚泥を混合して上記排水を微生物で処理する。この請求項４の発明では、微生物の繁殖に必要なリンを、リンを含有している生物系余剰汚泥(微生物を含む)から補給できて、汚泥中の微生物の繁殖を高めることができる。また、微生物処理を行う水槽内での微生物濃度を高めて空気を遮断すれば、容易に嫌気状態を維持できる。つまり、生物系余剰汚泥を、微生物処理を行う水槽内に投入することによって、嫌気部での微生物濃度を上げて充分な嫌気状態を維持し、その後、好気部での充分な好気状態を維持し、高濃度微生物含有汚泥内にフッ素を濃縮するのである。
【０１０４】
また、請求項５の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、最終ステップで、上記好気部の微生物含有汚泥を上記嫌気部に返送する。この請求項５の発明では、最終ステップで、好気部の微生物含有汚泥を嫌気部に返送し循環させるので、微生物含有汚泥が嫌気状態の嫌気部と好気状態の好気部を通過することによって、フッ素濃縮能力が増大する。
【０１０５】
また、上記返送による循環によって、嫌気部の微生物濃度と好気部の微生物濃度を均一化でき、全体としての微生物含有汚泥が高濃度化して、処理効率が向上する。なお、上記返送による循環を行わない場合には、好気部に膜分離装置を設置したときに、この膜分離装置から処理水のみが排出され、好気部の微生物濃度が上昇して、好気部の微生物濃度と嫌気部の微生物濃度との濃度バランスがくずれてしまう。
【０１０６】
また、請求項６の発明は、請求項１に記載の排水処理方法において、微生物を嫌気部と好気部とに交互に循環させることによって、微生物のフッ素濃縮能力を高めることができ、排水中のフッ素を効率良く除去できる。
【０１０７】
また、請求項７の発明は、濃縮手段により、微生物含有汚泥中に排水中のフッ素を濃縮し、被処理水中のフッ素を除去処理できる。したがって、排水中のフッ素を、薬品を使用することなく、微生物のみで処理でき、イニシャルコストおよびランニングコストを格段に低減できる。
【０１０８】
また、請求項８の発明は、請求項７に記載の排水処理装置において、上記濃縮手段は、上記微生物を嫌気部と好気部との間を移動させるステップを一回または複数回行う処理手段を備えた。この請求項８の発明では、微生物を嫌気部から好気部へ移動させるステップを行うから、微生物によるフッ素濃縮能力を高めることができ、排水中のフッ素を一層効率良く処理できる。
【０１０９】
また、請求項９の発明は、請求項７または８に記載の排水処理装置において、微生物処理末端の好気部に液中膜で構成した膜分離装置を配置した。この請求項９の発明では、上記液中膜で構成した膜分離装置によって、好気部の微生物濃度を高めることができ、かつ、処理水と微生物含有汚泥とを機械的に確実に分離できる。また、上記膜分離装置を液中膜で構成したから、膜分離装置を水槽の中に設置でき設置スペースを節約できる。また、上記液中膜は空気洗浄によって洗浄でき、保守が容易である。
【０１１０】
また、請求項１０の発明は、請求項７に記載の排水処理装置において、上記濃縮手段は、上部の好気部と下部の嫌気部とが分離壁で境を接している処理槽を備えた。この請求項１１の発明では、上記分離壁を境にして、下部に嫌気部を配置し、上部に好気部を配置しているので、立体構造による省スペース化を図れる。また、好気部から嫌気部へ微生物を自然沈降させることで、嫌気部の微生物濃度を高め、充分な嫌気状態の後に微生物を好気状態にして、微生物のフッ素濃縮能力の増強を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の排水処理装置の第１実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】図２(ａ)は上記第１実施形態においてフッ素,ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートであり、図２(ｂ)はフッ素が低濃度、ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートである。
【図３】この発明の排水処理装置の第２実施形態の構成を示す模式図である。
【図４】図４(ａ)は上記第２実施形態においてフッ素,ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートであり、図４(ｂ)はフッ素が低濃度、ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートである。
【図５】この発明の排水処理装置の第３実施形態の構成を示す模式図である。
【図６】図６(ａ)は上記第３実施形態においてフッ素，ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートであり、図６(ｂ)はフッ素が低濃度、ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートである。
【図７】この発明の排水処理装置の第４実施形態の構成を示す模式図である。
【図８】図８(ａ)は上記第４実施形態においてフッ素,ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートであり、図８(ｂ)はフッ素が低濃度、ＴＯＣが通常濃度のときの運転タイムチャートである。
【図９】この発明の排水処理装置の第５実施形態の構成を示す模式図である。
【図１０】上記第５実施形態においてフッ素,ＴＯＣが高濃度のときの運転タイムチャートであり、
【図１１】上記第５実施形態においてフッ素が通常濃度でＴＯＣが高濃度のときの運転タイムチャートである。
【図１２】この発明の排水処理装置の第６実施形態の構成を示す模式図である。
【図１３】上記第６実施形態においてフッ素,ＴＯＣが高濃度のときの運転タイムチャートであり、
【図１４】上記第６実施形態において、フッ素が通常濃度でＴＯＣが高濃度のときの運転タイムチャートである。
【図１５】従来の排水処理方法を説明する図である。
【図１６】従来の今一つの排水処理方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…嫌気槽、２Ａ，２Ｂ…水中撹拌機、３…流入配管、４…好気槽、
５Ａ…散気管、６…ブロワ−、７…分離膜、８…ポンプ、
９…生物系余剰汚泥槽、１０…生物系余剰汚泥ポンプ、１１…余剰汚泥配管、
１３…循環ポンプ、１４…循環配管、１５…フッ素濃縮汚泥槽、
１６…ポンプ、３０,５０…主水槽、５１…嫌気部、５２…水中撹拌機、
５４…好気部、５５…散気管、６３…循環ポンプ、６４…循環配管、
７０…主処理槽、７１…第１室、７１ａ…第１嫌気部、７２…第２室、
７２ａ…第２嫌気部、７３…第３室、７３ａ…第３嫌気部、
７３ｂ…第３好気部、７５ｃ…分離壁。
Claims (10)
- 排水中のフッ素を微生物含有汚泥中の微生物によってその微生物含有汚泥中に濃縮し、
上記微生物含有汚泥を上記微生物含有汚泥を貯留した貯留槽から処理部へ連続的または間欠的に導入し、
上記微生物を嫌気部分と好気部分との間で移動させるステップを一回または複数回行って、排水中のフッ素を微生物で処理することを特徴とする排水処理方法。 - 請求項１に記載の排水処理方法において、
上記複数回のステップの末端の好気部分に設置した膜分離装置で排水を濾過することを特徴とする排水処理方法。 - 請求項１に記載の排水処理方法において、
分離壁を境とする上部に配置された好気部分と、上記分離壁を境とする下部に配置された嫌気部分とで排水を処理することを特徴とする排水処理方法。 - 請求項１に記載の排水処理方法において、
上記排水に生物系余剰汚泥を混合して上記排水を微生物で処理することを特徴とする排水処理方法。 - 請求項１に記載の排水処理方法において、
最終ステップで、上記好気部の微生物含有汚泥を上記嫌気部に返送することを特徴とする排水処理方法。 - 請求項１に記載の排水処理方法において、
微生物を一つの嫌気部と一つの好気部とに交互に循環させることによって、上記微生物を培養することを特徴とする排水処理方法。 - 排水中のフッ素を微生物含有汚泥中の微生物によって、その微生物含有汚泥中に濃縮する濃縮手段を備えたことを特徴とする排水処理装置。
- 請求項７に記載の排水処理装置において、
上記濃縮手段は、
上記微生物を嫌気部と好気部との間を移動させるステップを一回または複数回行う処理手段を備えたことを特徴とする排水処理装置。 - 請求項７または８に記載の排水処理装置において、
微生物処理末端の好気部に液中膜で構成した膜分離装置を配置したことを特徴とする排水処理装置。 - 請求項７に記載の排水処理装置において、
上記濃縮手段は、
上部の好気部と下部の嫌気部とが分離壁で境を接している処理槽を備えたことを特徴とする排水処理装置。
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