JP5387310B2 - Water treatment apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、水処理装置及び方法に関する。 The present invention relates to a water treatment apparatus and method.
下記特許文献１には、硫酸イオンを含む有機性排水の嫌気性処理方法が開示されている。この排水処理方法は、硫酸イオンを含む有機性排水をメタン発酵処理（嫌気性処理）するに際して、処理槽（発酵槽）の発生ガスを脱硫槽で脱硫した後、処理槽に戻すことにより発生ガス中の硫化水素濃度を低下させるものである。このような排水処理方法によれば、処理槽におけるメタン菌の活性の低下を抑制することができる。 Patent Document 1 below discloses an anaerobic treatment method for organic wastewater containing sulfate ions. In this wastewater treatment method, when organic wastewater containing sulfate ions is subjected to methane fermentation treatment (anaerobic treatment), the generated gas in the treatment tank (fermenter) is desulfurized in the desulfurization tank and then returned to the treatment tank. It reduces the hydrogen sulfide concentration inside. According to such a waste water treatment method, a decrease in the activity of methane bacteria in the treatment tank can be suppressed.
ところで、上記脱硫槽には、乾式のものと湿式のもの（生物処理も含む）とがあるが、何れも運転コストが高いと共に、湿式のものは余剰汚泥が多く発生するため、この余剰汚泥の処理にもコストがかかるという問題がある。 By the way, the desulfurization tank has a dry type and a wet type (including biological treatment), both of which have high operating costs, and the wet type generates a lot of excess sludge. There is a problem that processing is also expensive.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、有機性排水を従来よりも低コストで処理することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at processing organic waste_water | drain at lower cost than before.
上記目的を達成するために、本発明では、水処理装置に係る第１の解決手段として、原水としての有機性排水に当該有機性排水のＢＯＤ（Biochemical Oxygen Demand）に当量する硫酸イオンを添加する硫酸イオン添加装置と、前記硫酸イオンが添加された有機性排水を嫌気性処理する嫌気性反応槽と、該嫌気性処理槽の処理水を酸化処理する酸化反応槽とを具備する、という手段を採用する。 In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, as a first solution for the water treatment apparatus, sulfate ion equivalent to BOD (Biochemical Oxygen Demand) of the organic waste water is added to the organic waste water as raw water. Means comprising: a sulfate ion addition device; an anaerobic reaction tank for anaerobically treating the organic wastewater to which the sulfate ion is added; and an oxidation reaction tank for oxidizing the treated water of the anaerobic treatment tank. adopt.
水処理装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、酸化反応槽は、好気性微生物が配置された気層部と該気層部の下に配置された液層部とからなる好気性反応槽であり、気層部に上方から嫌気性反応槽の処理水を供給し、液層部に下方から空気を供給する、という手段を採用する。 As a second solving means relating to the water treatment apparatus, in the first solving means, the oxidation reaction tank includes an air layer portion in which aerobic microorganisms are disposed, and a liquid layer portion disposed under the air layer portion. This is an aerobic reaction tank comprising: an anaerobic reaction tank treated water from above, and air supplied from below to the liquid layer part.
水処理装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、酸化反応槽の処理水の一部を嫌気性反応槽に循環水として戻す、という手段を採用する。 As the third solving means relating to the water treatment apparatus, a means is adopted in which part of the treated water in the oxidation reaction tank is returned to the anaerobic reaction tank as circulating water in the first or second solving means.
水処理装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの解決手段において、硫酸イオン添加装置は、硫酸イオンを発生させる硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）を有機性排水に添加する、という手段を採用する。 As a fourth solving means related to the water treatment apparatus, in any of the first to third solving means, the sulfate ion adding device adds sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) for generating sulfate ions to the organic waste water. Adopt the means to do.
水処理装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４いずれかの解決手段において、原水としての有機性排水が当該有機性排水のＢＯＤに当量する硫酸イオンよりも少ない量の硫酸イオンを含むものである場合、硫酸イオン添加装置は、有機性排水のＢＯＤに当量する硫酸イオンに不足する硫酸イオンを有機性排水に添加する、という手段を採用する。 As a fifth solving means related to the water treatment apparatus, in any one of the first to fourth solving means, the organic waste water as the raw water is less than the sulfate ion equivalent to the BOD of the organic waste water. In the case where it contains, the sulfate ion addition device adopts a means of adding sulfate ions, which are deficient in sulfate ions equivalent to the BOD of the organic waste water, to the organic waste water.
また、本発明では、水処理方法に係る第１の解決手段として、原水としての有機性排水に当該有機性排水のＢＯＤ（Biochemical Oxygen Demand）に当量する硫酸イオンを添加する硫酸イオン添加工程と、該硫酸イオン添加工程を経た有機性排水を嫌気性処理する嫌気性処理工程と、嫌気性処理工程の処理水を酸化処理する酸化処理工程とを有する、という手段を採用する。 Further, in the present invention, as a first solution for the water treatment method, a sulfate ion addition step of adding sulfate ions equivalent to BOD (Biochemical Oxygen Demand) of the organic wastewater to the organic wastewater as raw water, A means is adopted that includes an anaerobic treatment step for anaerobically treating the organic waste water that has undergone the sulfate ion addition step and an oxidation treatment step for oxidizing the treated water of the anaerobic treatment step.
水処理方法に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、酸化処理工程は、好気性微生物が配置された気層部と液層部とを上下に配置した好気性反応槽において、気層部に上方から嫌気性反応槽の処理水を供給し、液層部に下方から空気を供給して行う、という手段を採用する。 As a second solving means related to the water treatment method, in the first solving means, the oxidation treatment step is performed in an aerobic reaction tank in which an air layer part and a liquid layer part in which aerobic microorganisms are arranged are arranged vertically. In addition, a method is adopted in which the treated water in the anaerobic reaction tank is supplied to the gas layer portion from above and air is supplied to the liquid layer portion from below.
水処理方法に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、酸化処理工程における処理水の一部を嫌気性処理工程に循環水として戻す、という手段を採用する。 As a third solving means relating to the water treatment method, a means is adopted in which part of the treated water in the oxidation treatment step is returned to the anaerobic treatment step as circulating water in the first or second solving means.
水処理方法に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの解決手段において、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）によって硫酸イオンを有機性排水に添加する、という手段を採用する。 As a fourth solving means relating to the water treatment method, a means is adopted in which sulfate ions are added to the organic waste water with sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) in any of the first to third solving means.
水処理方法に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４いずれかの解決手段において、原水としての有機性排水が当該有機性排水のＢＯＤに当量する硫酸イオンよりも少ない量の硫酸イオンを含むものである場合、有機性排水のＢＯＤに当量する硫酸イオンに不足する硫酸イオンを有機性排水に添加する、という手段を採用する。 As a fifth solving means related to the water treatment method, in any of the first to fourth solving means, the organic waste water as the raw water has a smaller amount of sulfate ion than the sulfate ion equivalent to the BOD of the organic waste water. In the case where the organic wastewater is contained, a method is adopted in which sulfate ions that are insufficient in sulfate ions equivalent to the BOD of the organic wastewater are added to the organic wastewater.
本発明によれば、嫌気性処理によって収率良く硫化水素（Ｈ２Ｓ）を発生させることができ、また当該硫化水素（Ｈ２Ｓ）を酸化処理によって有価物である硫黄（Ｓ）を収率良く得ることができるので、硫化水素（Ｈ２Ｓ）を脱硫槽で脱硫する従来技術よりも有機性排水を低コストで処理することが可能である。 According to the present invention, hydrogen sulfide (H 2 S) can be generated with good yield by anaerobic treatment, and valuable sulfur (S) is collected by oxidizing the hydrogen sulfide (H 2 S). Since it can be obtained efficiently, it is possible to treat organic wastewater at a lower cost than in the prior art in which hydrogen sulfide (H 2 S) is desulfurized in a desulfurization tank.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る水処理装置Ａは、図１に示すように、調整槽１、嫌気性反応槽２、好気性反応槽３（酸化反応槽）、ＢＯＤ計測器４、硫酸ナトリウム添加装置５及び空気供給装置６から構成されている。このような水処理装置Ａは、外部から供給される原水Ｘ1（硫酸イオンを含む有機性排水）のＢＯＤ（生物化学的酸素要求量；Biochemical Oxygen Demand）が事業所の排水基準あるいは環境基準以下となるように処理するものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the water treatment apparatus A according to the present embodiment includes an adjustment tank 1, an anaerobic reaction tank 2, an aerobic reaction tank 3 (oxidation reaction tank), a BOD measuring device 4, a sodium sulfate addition device 5, and An air supply device 6 is used. In such a water treatment apparatus A, the BOD (Biochemical Oxygen Demand) of raw water X1 (organic wastewater containing sulfate ions) supplied from the outside is below the wastewater standard or environmental standard of the establishment. It is processed as follows.
なお、硫酸イオンを含む有機性排水である原水Ｘ1は、例えば食品製造排水、パルプ製造排水あるいは下水である。このような原水Ｘ1は、５０〜２０００ｍｇ-ＢＯＤ／Ｌの有機物（≒ＢＯＤ）を含むと共に、５０〜３０００ｍｇ-ＳＯ４／Ｌの硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）を含む排水である。このような原水Ｘ1における硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）の含有量は、後述する嫌気性反応槽２内の硫酸還元反応、つまり原水Ｘ1に含まれる有機成分と硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）とを過不足なく反応させて硫化水素（Ｈ２Ｓ）化するために必要な量に対して不足する量である。 The raw water X1, which is an organic wastewater containing sulfate ions, is, for example, food production wastewater, pulp production wastewater, or sewage. Such raw water X1 is a wastewater containing 50 to 2000 mg-BOD / L of organic matter (≈BOD) and 50 to 3000 mg-SO 4 / L of sulfate ions (SO 4 2− ). The content of sulfate ion (SO 4 2− ) in such raw water X1 is the sulfuric acid reduction reaction in the anaerobic reaction tank 2 described later, that is, the organic component and sulfate ion (SO 4 2− ) contained in the raw water X1. The amount is insufficient with respect to the amount necessary for the reaction to form hydrogen sulfide (H 2 S) without excess or deficiency.
調整槽１は、外部から供給された原水Ｘ1と硫酸ナトリウム添加装置５から供給された硫酸ナトリウム水溶液Ｘ2とを混合・攪拌する所定容量の容器であり、混合・攪拌後の混合水Ｘ3を嫌気性反応槽２に排出する。 The adjustment tank 1 is a container having a predetermined capacity for mixing and stirring the raw water X1 supplied from the outside and the sodium sulfate aqueous solution X2 supplied from the sodium sulfate addition device 5, and the mixed water X3 after mixing and stirring is anaerobic. Discharge into reaction vessel 2.
嫌気性反応槽２は、嫌気性微生物であるメタン菌が汚泥床２ａとして内部に設けられた反応槽であり、下部から注入された上記混合水Ｘ3及び後述する循環水Ｘ7をメタン生成菌の作用によってメタン発酵（嫌気性処理）するものである。
The anaerobic reaction tank 2 is a reaction tank in which methane bacteria, which are anaerobic microorganisms, are provided as a
この嫌気性反応槽２では、メタン生成菌の作用によって原水Ｘ1に含まれる有機成分が分解されてメタンガス（ＣＨ４）と二酸化炭素（ＣＯ ２ ）とが主に発生するが、メタン生成菌と共生する硫酸還元菌の作用によって上記混合水Ｘ3に含まれる硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）が硫酸還元処理されて硫化水素（Ｈ２Ｓ）が生成される。このような嫌気性反応槽２では、このような硫化水素（Ｈ２Ｓ）が溶け込んだ上記上澄み液が中間処理水Ｘ4として上部から取り出されて好気性反応槽３に排水される。 In the anaerobic reaction tank 2, the organic components contained in the raw water X1 are decomposed by the action of the methanogen, and methane gas (CH 4 ) and carbon dioxide ( CO 2 ) are mainly generated. The sulfate ions (SO 4 2− ) contained in the mixed water X 3 are subjected to a sulfuric acid reduction treatment to generate hydrogen sulfide (H 2 S). In such an anaerobic reaction tank 2, the supernatant liquid in which such hydrogen sulfide (H 2 S) is dissolved is taken out from the upper portion as intermediate treated water X 4 and drained into the aerobic reaction tank 3.
なお、この嫌気性反応槽２における処理条件は、ｐＨ５〜８（最適値：ｐＨ６）、温度１５〜４０℃（最適値：３０℃）、また圧力は反応槽の保持液深相当（最適値：０．０５ＭＰａ）である。 The treatment conditions in the anaerobic reaction tank 2 are pH 5-8 (optimum value: pH 6), temperature 15-40 ° C. (optimum value: 30 ° C.), and pressure is equivalent to the retentate depth in the reaction tank (optimum value: 0.05 MPa).
好気性反応槽３は、好気性微生物が汚泥床３ａとして配置された気層部３ｂ（上部）と該気層部３ｂの下に配置された液層部３ｃ（下部）とからなり、気層部３ｂに上方から上記中間処理水Ｘ4が供給され、また中間処理水Ｘ4によって下部に溜まった液層部３ｃに下方から空気供給装置６の空気Ｘ5が供給されるようになっている。このような好気性反応槽３では、中間処理水Ｘ4が上方からシャワー状に落下して汚泥床３ａを通過する一方、液層部３ｃを曝気（ばっき）した空気Ｘ5が下方から汚泥床３ａを通過する。
The aerobic reaction tank 3 includes an
この汚泥床３ａでは、上記中間処理水Ｘ4に含まれる硫化水素（Ｈ２Ｓ）と空気Ｘ5に含まれる酸素（Ｏ２）とが硫化物酸化反応を起こして硫黄（Ｓ）と水（Ｈ２Ｏ）とが生成される。このような好気性反応槽３は、上記硫黄（Ｓ）と水（Ｈ２Ｏ）とを含む液層部３ｃの上澄み液が処理済水Ｘ6として外部に排出する一方、液層部３ｃの下部から取り出した処理水を上記循環水Ｘ7として嫌気性反応槽２の下部に供給する。
In the
この好気性反応槽３における処理条件は、ｐＨ４〜８（最適値：ｐＨ６）、温度１５〜４０℃（最適値：３０℃）、また圧力は反応槽の保持液深相当（最適値：０．０５ＭＰａ）である。 The treatment conditions in the aerobic reaction tank 3 are pH 4-8 (optimum value: pH 6), temperature 15-40 ° C. (optimum value: 30 ° C.), and pressure is equivalent to the retentate depth in the reaction tank (optimum value: 0. 05 MPa).
ＢＯＤ計測器４は、上記調整槽１における原水Ｘ1のＢＯＤを定期的あるいは不定期に計測する計測器であり、計測値を硫酸ナトリウム添加装置５に出力する。このＢＯＤ計測器４は、例えばＪＩＳに規定された溶存酸素の量を評価する比較的精度が高い測定方法あるいはバイオセンサーを用いた簡易的な測定方法等に基づいてＢＯＤを測定する。また、測定タイミングは、所定日数毎の定期的なタイミングあるいは食品製造排水、パルプ製造排水あるいは下水等の原水Ｘ1の種類が変更される不定期なタイミングの何れであっても良く、適宜適切なタイミングに設定される。 The BOD measuring device 4 is a measuring device that measures the BOD of the raw water X1 in the adjustment tank 1 regularly or irregularly, and outputs the measured value to the sodium sulfate addition device 5. The BOD measuring instrument 4 measures the BOD based on, for example, a comparatively high measuring method for evaluating the amount of dissolved oxygen specified in JIS or a simple measuring method using a biosensor. The measurement timing may be either a regular timing every predetermined number of days or an irregular timing at which the type of raw water X1 such as food production wastewater, pulp production wastewater, or sewage is changed. Set to
硫酸ナトリウム添加装置５は、硫酸塩の一種である硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）の水溶液（硫酸ナトリウム水溶液）を硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）として調整槽１に供給する。この硫酸ナトリウム添加装置５は、硫酸ナトリウム水溶液の調整槽１への添加量、ＢＯＤ及び硫酸イオン量を食品製造排水、パルプ製造排水あるいは下水等の原水Ｘ1の種類毎に登録した原水テーブルを予め記憶しており、当該添加量テーブルに基づいて実際に処理する原水Ｘ1の種類に対応する添加量の硫酸ナトリウム水溶液を調整槽１に供給する。 The sodium sulfate addition device 5 supplies an aqueous solution (sodium sulfate aqueous solution) of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), which is a kind of sulfate, to the adjustment tank 1 as sulfate ions (SO 4 2− ). This sodium sulfate addition device 5 stores in advance a raw water table in which the amount of sodium sulfate aqueous solution added to the adjustment tank 1, the BOD and the amount of sulfate ions are registered for each type of raw water X1 such as food production wastewater, pulp production wastewater or sewage. The amount of sodium sulfate aqueous solution corresponding to the type of the raw water X1 to be actually processed is supplied to the adjustment tank 1 based on the addition amount table.
すなわち、原水Ｘ1に含まれる有機成分と硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）とが嫌気性反応槽２において過不足なく反応して硫化水素（Ｈ２Ｓ）化するために必要な硫酸イオン量Ｍ0、また原水Ｘ1にもともと含まれる硫酸イオン量Ｍ1とすると、硫酸ナトリウム添加装置５は、硫酸イオン量Ｍ0から硫酸イオン量Ｍ1を差し引いた量Ｍ2（＝Ｍ0−Ｍ1）、つまり硫酸イオン量Ｍ0に対する硫酸イオン量Ｍ1の不足分の硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）に相当する硫酸ナトリウム水溶液を調整槽１に供給する。 That is, the amount of sulfate ion M0 required for the organic component and sulfate ion (SO 4 2− ) contained in the raw water X 1 to react with each other without excess or deficiency in the anaerobic reaction tank 2 to form hydrogen sulfide (H 2 S), Further, when the sulfate ion amount M1 which originally contained in the raw water X1, sodium addition devices 5 sulfate, the amount M2 (= M0-M1) obtained by subtracting the amount of sulfate ions M1 sulfate ion amount M0, i.e. sulfate ions to sulfate ion amount M0 A sodium sulfate aqueous solution corresponding to a shortage of sulfate ions (SO 4 2− ) in an amount of M 1 is supplied to the adjustment tank 1.
ＢＯＤは原水Ｘ1の種類（食品製造排水、パルプ製造配排水、一般下水、等々）毎に予め見積もることができるので、硫酸ナトリウム添加装置５には上記固定量が原水Ｘ1の種類毎に予め記憶されている。また、空気供給装置６は、空気を液層部３ｃの下部に所定圧で送り込むブロワである。
Since the BOD can be estimated in advance for each type of raw water X1 (food manufacturing wastewater, pulp manufacturing and distribution wastewater, general sewage, etc.), the fixed amount is stored in advance in the sodium sulfate addition device 5 for each type of raw water X1. ing. The air supply device 6 is a blower that sends air to the lower portion of the
次に、このように構成された水処理装置Ａの動作についてさらに詳しく説明する。
本水処理装置Ａが稼働すると、ＢＯＤ計測器４は予め設定されたタイミングで調整槽１に貯留された原水Ｘ1のＢＯＤを計測し、その計測値を硫酸ナトリウム添加装置５に出力する。この結果として、硫酸ナトリウム添加装置５は、原水Ｘ1のＢＯＤに応じた、つまりＢＯＤに対して化学的に当量となる硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）が原水Ｘ1に添加されるように、硫酸ナトリウム水溶液Ｘ2を調整槽１に供給する。
Next, operation | movement of the water treatment apparatus A comprised in this way is demonstrated in detail.
When the water treatment apparatus A is in operation, the BOD measuring instrument 4 measures the BOD of the raw water X1 stored in the adjustment tank 1 at a preset timing, and outputs the measured value to the sodium sulfate addition apparatus 5. As a result, the sodium sulfate addition device 5 is configured so that sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) corresponding to the BOD of the raw water X1, that is, chemically equivalent to the BOD is added to the raw water X1. The aqueous solution X2 is supplied to the adjustment tank 1.
なお、硫酸ナトリウム添加装置５は、原水テーブルに登録された原水Ｘ1のＢＯＤがＢＯＤ計測器４の計測結果と大幅に異なる場合には警報を発生して、この事態を水処理装置Ａの管理者に知らせる。 The sodium sulfate addition device 5 generates an alarm when the BOD of the raw water X1 registered in the raw water table is significantly different from the measurement result of the BOD measuring device 4, and this situation is indicated by the administrator of the water treatment device A. To inform.
調整槽１は、このようにして硫酸ナトリウム添加装置５から供給された硫酸ナトリウム水溶液Ｘ2を原水Ｘ1と混合・攪拌し、その結果得られた混合水Ｘ3を嫌気性反応槽２に出力する。
なお、周知のように、硫酸塩の一種である硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）は、水溶性であり、水に溶けることによってナトリウムイオン（Ｎａ＋）と硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）とに分解する。
The adjustment tank 1 mixes and stirs the sodium sulfate aqueous solution X2 thus supplied from the sodium sulfate addition device 5 with the raw water X1, and outputs the resulting mixed water X3 to the anaerobic reaction tank 2.
As is well known, sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), which is a kind of sulfate, is water-soluble and dissolves in water to form sodium ions (Na + ) and sulfate ions (SO 4 2− ). Decompose.
そして、このような混合水Ｘ3が流入する嫌気性反応槽２では、汚泥床２ａのメタン生成菌の作用によって有機成分がメタン発酵（嫌気性処理）してメタンガス（ＣＨ４）と二酸化炭素（ＣＯ４）とが発生すると共に、同じく汚泥床２ａに上記メタン生成菌と共生する硫酸還元菌の作用によって上記硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）が硫酸還元処理されて硫化水素（Ｈ２Ｓ）が生成される。すなわち、嫌気性反応槽２内では、有機成分である炭水化物が硫酸還元菌の作用によって硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）と反応して二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）及び水（Ｈ２Ｏ）に変化する。
In the anaerobic reaction tank 2 into which the mixed water X3 flows, the organic components are subjected to methane fermentation (anaerobic treatment) by the action of the methane-producing bacteria in the
ここで、嫌気性反応槽２の処理対象である混合水Ｘ3は、硫酸ナトリウム添加装置５から調整槽１に硫酸ナトリウム水溶液が所定量添加されることにより、原水Ｘ1のＢＯＤに対して化学的に当量となる硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）を含むものである。したがって、原水Ｘ1中に含まれる有機成分と硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）とが過不足なく反応して硫化水素（Ｈ２Ｓ）が生成される。すなわち、原水Ｘ1の硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）に含まれる硫黄（Ｓ）成分の殆どが硫化水素（Ｈ２Ｓ）に還元される。 Here, the mixed water X3 to be treated in the anaerobic reaction tank 2 is chemically added to the BOD of the raw water X1 by adding a predetermined amount of aqueous sodium sulfate solution from the sodium sulfate addition device 5 to the adjustment tank 1. It contains sulfate ions (SO 4 2− ) which are equivalent. Therefore, the organic component contained in the raw water X1 and sulfate ions (SO 4 2− ) react without excess or deficiency to generate hydrogen sulfide (H 2 S). That is, most of the sulfur (S) component contained in the sulfate ion (SO 4 2− ) of the raw water X1 is reduced to hydrogen sulfide (H 2 S).
嫌気性反応槽２は、このような硫化水素（Ｈ２Ｓ）が溶存する中間処理水Ｘ4（上澄み液）を好気性反応槽３に排水する。好気性反応槽３では、中間処理水Ｘ4が汚泥床３ａを上方から下方に向けて通過すると共に、空気Ｘ5が同じく汚泥床３ａを下方から上方に通過する。このような対向流として中間処理水Ｘ4と空気Ｘ5とが汚泥床３ａを通過すると、汚泥床３ａの好気性微生物の作用によって、硫化水素（Ｈ２Ｓ）が酸素（Ｏ２）と硫化物酸化反応を起こして硫黄（Ｓ）と水（Ｈ２Ｏ）とが生成する。
The anaerobic reaction tank 2 drains the intermediate treated water X4 (supernatant liquid) in which such hydrogen sulfide (H 2 S) is dissolved into the aerobic reaction tank 3. In the aerobic reaction tank 3, the intermediate treated water X4 passes through the
すなわち、嫌気性反応槽２内では、以下の反応式（１）に沿った酸化反応が起こる。
Ｈ２Ｓ ＋ Ｏ２ → ＳＯ４ ２− ＋ Ｈ２Ｏ
→ Ｓ ＋ Ｈ２Ｏ （１）
That is, in the anaerobic reaction tank 2, an oxidation reaction along the following reaction formula (1) occurs.
H 2 S + O 2 → SO 4 2− + H 2 O
→ S + H 2 O (1)
ここで、硫化水素（Ｈ２Ｓ）から転化した硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）がさらに酸化されて単独元素である硫黄（Ｓ）にまで酸化されるためには、硫化水素量に対して酸素量を最適設定する必要があるが、本実施形態では、硫酸ナトリウム添加装置５から調整槽１に硫酸ナトリウム水溶液を所定量添加することにより原水Ｘ1のＢＯＤに対して化学的に当量となる硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）が含まれているので、嫌気性反応槽２における硫化水素（Ｈ２Ｓ）の発生量を見積もることが可能である。したがって、本実施形態では、硫化水素（Ｈ２Ｓ）の発生量に対して最適設定された量の酸素（Ｏ２）を空気供給装置６から嫌気性反応槽２に供給することが容易である。 Here, in order for the sulfate ion (SO 4 2− ) converted from hydrogen sulfide (H 2 S) to be further oxidized and oxidized to sulfur (S), which is a single element, oxygen relative to the amount of hydrogen sulfide. It is necessary to optimally set the amount, but in this embodiment, sulfate ions that are chemically equivalent to the BOD of the raw water X1 by adding a predetermined amount of aqueous sodium sulfate solution from the sodium sulfate addition device 5 to the adjustment tank 1. Since (SO 4 2− ) is contained, the amount of hydrogen sulfide (H 2 S) generated in the anaerobic reaction tank 2 can be estimated. Therefore, in this embodiment, it is easy to supply oxygen (O 2 ) in an amount optimally set with respect to the generation amount of hydrogen sulfide (H 2 S) from the air supply device 6 to the anaerobic reaction tank 2. .
このような本実施形態によれば、硫酸ナトリウム添加装置５から調整槽１に硫酸ナトリウム水溶液を所定量添加することにより、嫌気性反応槽２の処理対象である混合水Ｘ3を原水Ｘ1のＢＯＤに対して化学的に当量となる硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）を含むものとするので、収率良く硫化水素（Ｈ２Ｓ）を発生させることができる。そして、このようにして得られた硫化水素（Ｈ２Ｓ）を好気性反応槽３によって好気性処理（酸化処理）することにより有価物である硫黄（Ｓ）を収率良く得るので、硫化水素（Ｈ２Ｓ）を脱硫槽で脱硫する従来技術よりも有機性排水を低コストで処理することが可能である。 According to this embodiment, by adding a predetermined amount of an aqueous sodium sulfate solution from the sodium sulfate addition device 5 to the adjustment tank 1, the mixed water X3, which is the treatment target of the anaerobic reaction tank 2, is converted into the BOD of the raw water X1. On the other hand, since it contains sulfate ions (SO 4 2− ) that are chemically equivalent, hydrogen sulfide (H 2 S) can be generated with good yield. Then, the hydrogen sulfide (H 2 S) thus obtained is subjected to aerobic treatment (oxidation treatment) in the aerobic reaction tank 3 to obtain valuable sulfur (S) in a high yield. Organic wastewater can be treated at a lower cost than in the prior art in which (H 2 S) is desulfurized in a desulfurization tank.
また、本実施形態によれば、好気性反応槽３から排出された循環水Ｘ7を嫌気性反応槽２に戻すので、好気性反応槽３で硫黄（Ｓ）に変換できなかった硫化水素（Ｈ２Ｓ）を好気性反応槽３で再度処理することが可能であり、よって硫黄（Ｓ）の収率を向上させることができる。
また、好気性反応槽３は、中間処理水Ｘ4と空気Ｘ5とが対向流として汚泥床３ａを通過するので、硫黄（Ｓ）が硫化水素（Ｈ２Ｓ）から効率よく転化される。このような好気性反応槽３の構成によっても硫黄（Ｓ）の収率を向上させることができる。
Moreover, according to this embodiment, since the circulating water X7 discharged | emitted from the aerobic reaction tank 3 is returned to the anaerobic reaction tank 2, the hydrogen sulfide (H) which could not be converted into sulfur (S) in the aerobic reaction tank 3 2 S) can be treated again in the aerobic reactor 3, so that the yield of sulfur (S) can be improved.
In the aerobic reaction tank 3, since the intermediate treated water X4 and air X5 pass through the
さらに、比較的廉価な硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）を硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）の発生源として用いるので、硫酸ナトリウム水溶液を原水Ｘ1に添加して消費することによるコストを低減することができる。 Furthermore, since relatively inexpensive sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) is used as a source of sulfate ions (SO 4 2− ), the cost of adding and consuming an aqueous sodium sulfate solution to the raw water X1 can be reduced. it can.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）を含む有機性排水を処理対象水（原水Ｘ1）としたが、本発明はこれに限定されるものでない。硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）を殆ど含まない処理対象水に本願発明を適用しても良い。
（２）上記実施形態では、酸化反応槽として好気性反応槽３を採用したが、本発明はこれに限定されない。好気性反応以外の原理に基づく酸化反応槽を用いても良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the organic waste water containing sulfate ions (SO 4 2− ) is treated water (raw water X 1), but the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to water to be treated that hardly contains sulfate ions (SO 4 2− ).
(2) Although the aerobic reaction tank 3 is employed as the oxidation reaction tank in the above embodiment, the present invention is not limited to this. You may use the oxidation reaction tank based on principles other than an aerobic reaction.
（３）上記実施形態では、ＢＯＤ計測器４を原水Ｘ1のＢＯＤの異常を検知するために用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）を殆ど含まない処理対象水に本願発明を適用する場合、ＢＯＤ計測器４の検出結果に応じて当該検出結果が示すＢＯＤに当量する硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）の供給量を算出して原水Ｘ1に添加するようにしても良い。このような原水Ｘ1に対する硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）の添加制御によれば、原水Ｘ1のＢＯＤに応じて硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）の添加量がフィードバック制御されるので、原水Ｘ1のＢＯＤが時間的に変動する場合であっても、原水Ｘ1のＢＯＤにより正確に当量する硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）を添加することができる。したがって、硫黄（Ｓ）の収率を向上させることができる。 (3) In the above embodiment, the BOD measuring device 4 is used to detect an abnormality in the BOD of the raw water X1, but the present invention is not limited to this. For example, when applying the present invention to water to be treated containing little sulfate ion (SO 4 2-), sulfate ion equivalent to BOD of the detection result is shown in accordance with the detection result of the BOD meter 4 (SO 4 2- ) May be calculated and added to the raw water X1. According to such raw X1 to addition control of sulfate ions (SO 4 2-), since the addition amount of sulfate ions in accordance with the BOD of the raw water X1 (SO 4 2-) is feedback controlled, BOD of raw water X1 Even when fluctuates over time, sulfate ions (SO 4 2− ) equivalent to the BOD of the raw water X 1 can be added accurately. Therefore, the yield of sulfur (S) can be improved.
（４）さらには、ＢＯＤ計測器４に加えて、原水Ｘ1の硫酸イオン濃度を計測するイオン濃度計を設け、ＢＯＤ計測器４の計測値及びイオン濃度計の計測値に基づいて硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）の添加量を調節するようにしても良い。 (4) Further, in addition to the BOD measuring device 4, an ion concentration meter for measuring the sulfate ion concentration of the raw water X1 is provided. Based on the measured value of the BOD measuring device 4 and the measured value of the ion concentration meter, sulfate ions (SO You may make it adjust the addition amount of 4 2- ).
１…調整槽、２…嫌気性反応槽、３…好気性反応槽（酸化反応槽）、４…ＢＯＤ計測器、５…硫酸ナトリウム添加装置、６…空気供給装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Adjustment tank, 2 ... Anaerobic reaction tank, 3 ... Aerobic reaction tank (oxidation reaction tank), 4 ... BOD measuring device, 5 ... Sodium sulfate addition apparatus, 6 ... Air supply apparatus
Claims (10)
前記硫酸イオンが添加された有機性排水を嫌気性処理する嫌気性反応槽と、
該嫌気性反応槽の処理水を酸化処理する酸化反応槽と、
硫酸イオン添加装置によって添加された有機性排水のＢＯＤに当量する硫酸イオンから見積もられる嫌気性反応槽での硫化水素の発生量に基づいて、嫌気性反応槽の処理水に溶存する硫化水素を硫黄にまで酸化するために必要な量の酸素を酸化反応槽に供給する空気供給装置と
を具備することを特徴とする水処理装置。 A sulfate ion addition device for adding sulfate ions equivalent to BOD (Biochemical Oxygen Demand) of the organic wastewater to the organic wastewater as raw water;
An anaerobic reaction tank for anaerobically treating the organic wastewater to which the sulfate ion is added;
And oxidation tank for oxidizing the treated water of the anaerobic reactor,
Based on the amount of hydrogen sulfide generated in the anaerobic reaction tank estimated from the sulfate ion equivalent to the BOD of the organic wastewater added by the sulfate ion addition device, the hydrogen sulfide dissolved in the treated water in the anaerobic reaction tank is sulfurated. A water treatment apparatus comprising: an air supply device that supplies an oxygen reaction tank with an amount of oxygen necessary to oxidize the water.
該硫酸イオン添加工程を経た有機性排水を嫌気性処理する嫌気性処理工程と、
硫酸イオン添加工程で添加された有機性排水のＢＯＤに当量する硫酸イオンから見積もられる嫌気性処理工程での硫化水素の発生量に基づいて、嫌気性処理工程の処理水に溶存する硫化水素を硫黄にまで酸化するために必要な量の酸素を酸化反応槽に供給しつつ嫌気性処理工程の処理水を酸化処理する酸化処理工程と
を有することを特徴とする水処理方法。 A sulfate ion addition step of adding sulfate ions equivalent to BOD (Biochemical Oxygen Demand) of the organic wastewater to the organic wastewater as raw water;
An anaerobic treatment step for anaerobically treating the organic wastewater that has undergone the sulfate ion addition step;
Based on the amount of hydrogen sulfide generated in the anaerobic treatment process estimated from the sulfate ion equivalent to the BOD of the organic wastewater added in the sulfate ion addition process, the hydrogen sulfide dissolved in the treated water in the anaerobic treatment process is sulfurated. And an oxidation treatment step of oxidizing the treated water in the anaerobic treatment step while supplying an amount of oxygen necessary for oxidation to the oxidation reaction tank .
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