JP3832888B2 - Purification device operation method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は工場や家庭等からの廃水を浄化する浄化装置の運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
工場や家庭からの廃水中には、脂肪、タンパク質等の高分子有機物が多量に混在しており、これがそのまま川や海に流されると、環境汚染の原因となる。そこで、微生物による分解・硝化・脱窒プロセスを経て窒素成分等をガス化して除去する浄化装置が従来から知られている。
【0003】
ここで、微生物による処理は好気性処理と嫌気性処理を繰り返すことで、効率的なサイクルで処理を行っている。
好気性処理では廃水中のアンモニア態窒素(NH4 +)を硝酸態窒素(NO3 -)や亜硝酸態窒素(NO2 -)に酸化分解し、また嫌気性処理では、嫌気性の脱窒菌が有機炭素を用いて、好気性処理で生成された硝酸態窒素(NO3 -)や亜硝酸態窒素(NO2 -)を還元し窒素ガス(N2)に変換する。
また、嫌気状態では脂肪やタンパク質等の高分子有機物が低級な分子、例えば酢酸(CH3COOH)にまで分解され、更にこれがメタン生成菌によりCO2とCH4にまで分解される。
【0004】
上記の好気性処理と嫌気性処理を行うには、生物処理槽を好気性処理槽と嫌気性処理槽に分ける手段と、1つの曝気槽で間欠的に曝気運転することで好気性処理と嫌気性処理とを交互に行う手段とがあり、前者は菌体管理が容易であるが、装置が大型化し、後者はこの逆である。
【0005】
そして、曝気槽での間欠運転の切換えの目安として、DO値(溶存酸素濃度)やpH値の他に、酸化還元電位(ORP)を運転の制御ファクターとして安定した生物処理を行うようにした先行技術が知られている。例えば、前記した特開昭61−54295号公報、特開昭62−68594号公報、特開昭62−163798号公報、特開昭62−282694号公報、特開昭62−286597号公報等がある。
【0006】
ところで、上述したように廃水を生物的に処理する装置では多量の余剰汚泥が発生する。斯かる余剰汚泥は定期的に沈殿槽から取り出して焼却するのが一般的な浄化装置であるが、処理コストが大きくなる。そこで、特公昭60−3873号公報には汚泥貯留槽を設け、この汚泥貯留槽において余剰汚泥を分解ガス化する処理方法が提案されている。
【0007】
また、汚泥貯留槽から汚泥を曝気槽に戻して、硝化効率を高めるようにした先行技術として、特開昭61−54295号公報や特開平2−284695号公報に開示されるものがある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、汚泥貯留槽に汚泥を貯留し、汚泥貯留槽内で汚泥を完全にガス化する場合には、多量の汚泥を処理することができず、定期的な汚泥の抜き取りをなくすには極めて大きな汚泥貯留槽が必要になる。
【0009】
また、汚泥貯留槽から汚泥を微生物の栄養源等として曝気槽に戻すようにすれば、ある程度汚泥貯留槽の容量は小さくて済む。
しかしながら、汚泥の表面には殻状の酸化膜が形成されており、この状態で曝気槽等に戻しても汚泥を簡単に分解することができない。
【0010】
本発明者は汚泥表面に形成された酸化膜は、通常の嫌気状態(還元雰囲気)では容易に破壊されないが、更に進んだ嫌気状態(超嫌気状態)に置くことで酸化膜は還元され軟らかくなって破壊される知見を得た。
【0011】
そこで、従来の汚泥貯留槽を超嫌気槽として使用することが考えられるが、汚泥を超嫌気状態にするには、長期間静置する必要がある。そして従来の容量の汚泥貯留槽に長期間静置した場合には、今度はキャリーオーバが生じるおそれがある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明に係る浄化装置の運転方法は、廃水に微生物によって好気性処理と嫌気性処理を施し、この微生物による処理が終了した廃水を固液分離し、沈殿した汚泥の一部を汚泥貯留槽に貯留するとともに他の一部を汚泥貯留槽よりも更に嫌気状態が進んだ超嫌気槽に貯留し、超嫌気性処理にて表面の酸化膜が破壊された汚泥を前記好気性雰囲気の槽に戻すようにした。
【0015】
ここで、汚泥表面の酸化膜を十分に破壊にするには汚泥の酸化還元電位(ORP)が−190mV以下になるまで超嫌気性処理を行うのが好ましく、また酸化膜の殻が破れた汚泥を効果的に好気性処理するにはDO値(溶存酸素量)が2ppm以上であることが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る浄化装置の運転方法を実施するための全体構成図であり、浄化装置は上流側から順に、原液槽1、流量調整槽2、曝気槽3、沈殿槽4、砂濾過槽5、活性炭槽6及び消毒槽7が設けられ、更に沈殿槽4の下流側には汚泥貯留槽8及び超嫌気槽9が設けられている。
【0017】
前記原液槽1には木片等の大きな異物を取り除くフィルタ10が設けられ、フィルタ10を透過した廃水がポンプ11により流量調整槽2に送られ、この流量調整槽2からポンプ12にて計量桝13に廃水を送り、この計量桝13を介して曝気槽3に一定量の廃水を供給して好気性処理と嫌気性処理を施す。
【0018】
曝気槽3の底部には曝気装置14と攪拌装置15が配置され、曝気装置14から空気を供給することで曝気槽3内で好気性処理を行い、曝気装置14の運転を停止することで曝気槽3内で嫌気性処理を行う。尚、攪拌装置15は曝気槽内を速かに好気性雰囲気または嫌気性雰囲気に切換えるためのものであり、好気性処理と嫌気性処理の何れの場合にも運転可能である。
【0019】
また、曝気槽3における好気性処理と嫌気性処理の切換えは、曝気槽3内の廃水のDO値、pH値を基準とすることもできるが、安定な処理を行うため、酸化還元電位(ORP)を曝気装置14の運転の切換えの基準とするのが好ましい。
【0020】
そして、曝気槽3内での好気性処理と嫌気性処理が終了した廃水はポンプ16によって沈殿槽4に送られ、ここで静置することで固液分離され、廃水中の汚泥17は沈殿槽4の底部に沈殿する。
【0021】
沈殿槽4での上澄み液は定量移行装置18を介して砂濾過槽5、活性炭槽6及び消毒槽7を介して、下水等に放流され、また沈殿槽4の底部に沈殿した汚泥17の一部は微生物の栄養源としてポンプ19で曝気槽3に戻され、他の一部はポンプ20で汚泥貯留槽8に送られる。
【0022】
汚泥貯留槽8では汚泥17を嫌気状態で静置し、上澄み液は定量移行装置21を介して流量調整槽2に戻され、汚泥貯留槽8内の汚泥17の一部はポンプ25によって戻し管23及び切換え弁24を介して流量調整槽2または曝気槽3に戻され、更に他の一部はポンプ22によって超嫌気槽9に送られる。
【0023】
超嫌気槽9では汚泥の酸化還元電位(ORP)が−190mV以下になるまで嫌気状態のまま保持する。
酸化還元電位(ORP)が−190mV以下になると、図2に示すように、汚泥17の表面酸化膜17aが順次破壊される。尚、図2は表面酸化膜17aの破壊を模式的に示したものであり、実際には表面酸化膜17aが薄くなって消失する場合もあり、ここではこれらを含めて破壊と称する。
【0024】
このように、表面酸化膜17aが破壊された汚泥17は、ポンプ26及び前記汚泥戻し管23及び切換え弁24を介して流量調整槽2または運転状態の曝気槽3に戻される。流量調整槽2は廃水が流入するため好気状態となっており、運転状態の曝気槽3も好気状態となっているので、表面酸化膜17aが破壊された汚泥17は、流量調整槽2に戻す場合にはある程度好気性処理されて一部が硝酸態窒素(NO3−N)や亜硝酸態窒素(NO2−N)に変換された状態で曝気槽3に供給される。また、曝気槽3に戻される場合には直ちに好気性処理がなされる。
【0025】
尚、超嫌気槽9の上澄み液は定量移行装置27を介して流量調整槽2に戻される。
【0026】
図3は別実施例に係る浄化装置の運転方法を実施するための全体構成図であり、この実施例にあっては、生物処理槽として1つの曝気槽を設ける代りに、常時空気が導入されている好気性処理槽31と一切空気の導入を断った嫌気性処理槽32を併設している。このような構成とすることで、好気性処理槽31では好気性菌の管理のみを、嫌気性処理槽32では嫌気性菌の管理のみを行えばよいので、管理が楽になる。
【0027】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、間欠曝気槽若しくは好気性処理槽において廃水に微生物によって好気性処理と嫌気性処理を施し、沈殿槽で微生物による処理が終了した廃水を固液分離し、沈殿した汚泥の一部を汚泥貯留槽に貯留するとともに他の一部を汚泥貯留槽よりも更に嫌気状態が進んだ超嫌気槽に貯留し、超嫌気性処理にて表面の酸化膜が破壊された汚泥を間欠曝気槽、好気性処理槽または流量調整槽等の好気性雰囲気の槽に戻すようにしたので、汚泥粒子に対する好気性処理が効率よく行われ、最終的に汚泥を回収する必要が殆どないか、全く必要としない浄化装置とすることができる。
【0028】
しかも、超嫌気槽で汚泥を長期間静置させても、超嫌気槽とは別に汚泥貯留槽が設けられているので、従来と同じ容量の汚泥貯留槽であってもキャリーオーバのおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る浄化装置の運転方法を実施するための全体構成図
【図2】汚泥の表面酸化膜の破壊の様子を説明した図
【図3】 別実施例に係る浄化装置の運転方法を実施するための全体構成図
【符号の説明】
1…原液槽、2…流量調整槽、3…曝気槽、4…沈殿槽、5…濾過槽、8…汚泥貯留槽、9…超嫌気槽、14…曝気装置、15…攪拌装置、17…汚泥、17a…汚泥の表面酸化膜、23…汚泥戻し管、31…好気性処理槽、32…嫌気性処理槽。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving method of the apparatus for removing the waste water from factories and households, and the like.
[0002]
[Prior art]
Waste water from factories and households contains a large amount of high-molecular organic substances such as fat and protein, and if this is washed away into rivers and the sea, it causes environmental pollution. Therefore, a purification apparatus that gasifies and removes nitrogen components and the like through a microorganism decomposition, nitrification, and denitrification process has been known.
[0003]
Here, the treatment with microorganisms is performed in an efficient cycle by repeating an aerobic treatment and an anaerobic treatment.
Ammonium nitrogen in the waste water in the aerobic treatment (NH 4 +) and nitrate nitrogen (NO 3 -) and nitrite nitrogen (NO 2 -) and oxidative degradation to, and in anaerobic processes, anaerobic denitrifying bacteria Uses organic carbon to reduce nitrate nitrogen (NO 3 − ) and nitrite nitrogen (NO 2 − ) produced by aerobic treatment and convert them into nitrogen gas (N 2 ).
In an anaerobic state, macromolecular organic substances such as fat and protein are decomposed into lower molecules such as acetic acid (CH 3 COOH), and further decomposed into CO 2 and CH 4 by methanogens.
[0004]
In order to perform the aerobic treatment and the anaerobic treatment described above, the aerobic treatment and the anaerobic treatment are performed by intermittently performing the aeration operation in one aeration tank and a means for dividing the biological treatment tank into the aerobic treatment tank and the anaerobic treatment tank. There is a means for alternately performing sex treatment, and the former is easy to manage the fungus body, but the apparatus is enlarged and the latter is the opposite.
[0005]
As a guideline for switching the intermittent operation in the aeration tank, in addition to the DO value (dissolved oxygen concentration) and the pH value, a prior biological treatment is performed using the oxidation-reduction potential (ORP) as a control factor for the operation. Technology is known. For example, the above-mentioned JP-A 61-54295, JP-A 62-68594, JP-A 62-163798, JP-A 62-282694, JP-A 62-286597, etc. is there.
[0006]
Incidentally, as described above, a large amount of excess sludge is generated in an apparatus for biologically treating wastewater. Such surplus sludge is generally removed from the sedimentation tank and incinerated, but the processing cost increases. Therefore, Japanese Patent Publication No. 60-3873 proposes a treatment method in which a sludge storage tank is provided and surplus sludge is decomposed and gasified in this sludge storage tank.
[0007]
Further, as prior arts in which sludge is returned from the sludge storage tank to the aeration tank to increase the nitrification efficiency, there are those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-54295 and 2-284695.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As mentioned above, when sludge is stored in the sludge storage tank and the sludge is completely gasified in the sludge storage tank, a large amount of sludge cannot be treated, and periodic sludge removal is eliminated. Requires an extremely large sludge storage tank.
[0009]
In addition, if sludge is returned from the sludge storage tank to the aeration tank as a nutrient source for microorganisms, the capacity of the sludge storage tank can be reduced to some extent.
However, a shell-like oxide film is formed on the surface of the sludge, and the sludge cannot be easily decomposed even if it is returned to the aeration tank or the like in this state.
[0010]
The inventor does not easily destroy the oxide film formed on the sludge surface in a normal anaerobic state (reducing atmosphere), but the oxide film is reduced and softened by placing it in a more advanced anaerobic state (super anaerobic state). And gained the knowledge to be destroyed.
[0011]
Then, although it is possible to use the conventional sludge storage tank as a super-anaerobic tank, in order to make a sludge into a super-anaerobic state, it is necessary to leave still for a long period of time. Then, when left standing in a conventional sludge storage tank for a long period of time, there is a possibility that a carry-over may occur.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the operation method of the purification apparatus according to the present invention is to subject the wastewater to aerobic treatment and anaerobic treatment by microorganisms, solid-liquid separation of the wastewater that has been treated by the microorganisms, And the other part is stored in a super-anaerobic tank that is more anaerobic than the sludge storage tank. It returned to the tank of temper atmosphere .
[0015]
Here, in order to sufficiently destroy the oxide film on the sludge surface, it is preferable to perform a super anaerobic treatment until the oxidation-reduction potential (ORP) of the sludge becomes −190 mV or less, and the sludge in which the shell of the oxide film is broken. For effective aerobic treatment, the DO value (dissolved oxygen content) is preferably 2 ppm or more.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram for carrying out the operation method of the purification apparatus according to the present invention. The purification apparatus is in order from the upstream side: a
[0017]
The
[0018]
An
[0019]
In addition, the aerobic treatment and the anaerobic treatment in the aeration tank 3 can be switched based on the DO value and pH value of the wastewater in the aeration tank 3, but in order to perform stable treatment, the oxidation-reduction potential (ORP) ) Is preferably used as a reference for switching the operation of the
[0020]
Then, the waste water after the aerobic treatment and the anaerobic treatment in the aeration tank 3 is sent to the
[0021]
The supernatant liquid in the
[0022]
In the
[0023]
In the super
When the oxidation-reduction potential (ORP) is −190 mV or less, the
[0024]
Thus, the
[0025]
The supernatant liquid of the super
[0026]
FIG. 3 is an overall configuration diagram for carrying out the operation method of the purification apparatus according to another embodiment. In this embodiment, instead of providing one aeration tank as a biological treatment tank, air is constantly introduced. The
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the wastewater is subjected to aerobic treatment and anaerobic treatment with microorganisms in the intermittent aeration tank or aerobic treatment tank, and the wastewater that has been treated with microorganisms in the precipitation tank is solid-liquid separated. A part of the precipitated sludge is stored in the sludge storage tank and the other part is stored in a super anaerobic tank that is more anaerobic than the sludge storage tank, and the surface oxide film is destroyed by the super anaerobic treatment. The sludge was returned to an aerobic atmosphere tank such as an intermittent aeration tank, aerobic treatment tank or flow rate adjustment tank, so aerobic treatment of sludge particles was performed efficiently, and it is necessary to finally collect sludge Therefore, it is possible to provide a purification device that has little or no need.
[0028]
Moreover, even if sludge is allowed to stand for a long time in a super anaerobic tank, a sludge storage tank is provided separately from the super anaerobic tank. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram for carrying out a method of operating a purification apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a state of destruction of a surface oxide film of sludge. Overall configuration diagram for implementing the operation method [Explanation of symbols]
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