JPH0141110B2

JPH0141110B2 -

Info

Publication number: JPH0141110B2
Application number: JP58180516A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Koike; Katsuyuki Kataoka
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1989-09-04
Also published as: JPS6075392A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、下水、し尿、産業廃水などの有機性
廃水を生物処理と凝集沈殿処理や凝集浮上処理な
どの凝集分離処理とを組み合わせて処理するプロ
セスの改良に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、下水、し尿、産業廃水などの有機性廃水
を活性汚泥処理などで生物処理するだけでは処理
水質（とくにリン酸、窒素、COD、色度）が十
分良質とならない場合、凝集沈殿、凝集浮上など
の凝集分離処理を生物処理と組合せて処理する、
いわゆる高度処理が多大の関心を集め、一部では
実プラント規模で実施されはじめている。

この従来の高度処理は、第１図に示したように
まことに単純な形態の寄せ集めプロセスであり、
特記する程の創意は認められないものである。

すなわち、有機性廃水１が生物処理工程２に導
かれて生物処理を受け、沈殿池３にて活性汚泥が
分離された後、その上澄水４に硫酸バンド、パツ
ク（PAC）、塩化第２鉄などの無機凝集剤及びCa
（OH）₂、NaOH、CaCO₃などのアルカリ剤６と
高分子凝集剤（ポリマー）７を添加してフロキユ
レーター５にてフロツク形成され、凝集沈殿池８
で凝集沈殿汚泥９と生物処理水１０に沈降分離さ
れる。そして、生物処理系からの余剰汚泥１１と
前記凝集沈殿汚泥９は濃縮された後、脱水工程１
２において高分子凝集剤又は塩化第２鉄と消石灰
などが添加され、ベルトプレス、遠心脱水機、フ
イルタプレスなどで機械脱水されるというもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来方法には、次の
ような重大な問題点があり、これらの問題点を効
果的に解決できる新処理プロセスが切望されてい
る現状である。

凝集処理工程に多量の凝集剤を使用するので
処理コストが膨大なものになる。

多量の凝集スラツジが発生するうえ、このス
ラツジの濃縮性、脱水性はきわめて悪い。

脱水ケーキの含水率が85％程度と高く、汚泥
処分が困難であり処分コストも高い。

汚泥処理工程でも多量の脱水助剤を添加しな
ければならないので薬品代が高額となる。

凝集沈殿池で分離された生物処理水及び汚泥
脱水分離水の塩類濃度が高くなり装置に腐食ま
たはスケール析出などの障害を起こしやすく、
生物処理水等を再利用する場合に、溶存塩が問
題となる。

汚泥中に無機凝集剤に由来するCl^-、SO₄ ^2-
が残存するので、脱水汚泥を焼却する際に排ガ
ス中のHCl、SO_X濃度が高くなり、焼却炉に著
しい腐食を生ずるほか排ガスの処理が困難にな
る。

以上の問題点はいずれも極めて重大なものがあ
るにもかかわらず、従来効果的な解決策がなかつ
たためにある程度やむを得ないと考えられ、これ
らの問題点をかかえたまま実施せざるを得なかつ
たのが実状である。

本発明は斬新な発想によつて前記の問題点を解
決することを可能にすることを目的とするもので
あり、有機性廃水を生物学的脱窒素処理を含む生
物処理と凝集沈殿処理又は凝集浮上処理などの凝
集分離処理とを組合せて処理する方法において、
生物学的脱窒素処理を極めて効果的にし、また本
来の生物処理では除去しきれない色度成分、
COD成分、リン酸などの化学的除去をも可能に
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、有機性廃水を生物学的脱窒素処理を
含む生物処理と凝集分離処理とを組合せて処理す
る方法において、前記生物処理の脱窒素工程へ、
鉄系、アルミニウム系、カルシウム、マグネシウ
ムのうちの少なくとも１種の金属とギ酸、酢酸、
シユウ酸、プロピオン酸、コハク酸、リンゴ酸な
どの生物学的に分解されやすいカルボン酸とのカ
ルボン酸金属塩を添加して生物処理を行つたの
ち、汚泥と生物処理水とに固液分離することを特
徴とする有機性廃水の処理方法である。

〔作用〕

本発明の作用を一実施態様を示す図面を参照し
つつ説明すれば、第２図において有機性廃水２１
は最初沈殿池（図示せず）を通るかまたはそのま
ま生物処理工程２２へ流入する。生物処理工程２
２としては、生物学的硝化脱窒素法を採用し、空
気２４により曝気される硝化工程と該硝化工程か
ら流出する硝化液中のNO_XをN₂ガスに還元する
ための脱窒素工程とからなり、この脱窒素工程へ
カルボン酸金属塩２３を添加する。

カルボン酸金属塩２３としては、Fe²⁺、Fe³⁺、
Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺のうちの少なくとも１種、好
ましくはFe³⁺の金属と、ギ酸、酢酸、シユウ酸、
プロピオン酸、コハク酸、リンゴ酸などの生物学
的に分解されやすいカルボン酸とのカルボン酸金
属塩であり、かつ水に溶けやすいものを用いる。

しかして、脱窒素工程へ前記カルボン酸金属塩
２３が添加されると、カルボン酸金属塩２３の有
機酸基が脱窒素反応に必要な水素供与体（窒素還
元剤）の役目をするから、従来脱窒素工程で必要
としていたメタノール、酢酸等の薬剤添加量が著
しく削減される。さらに、カルボン酸金属塩２３
の有機酸基が廃水中の基質とともに生物学的に分
解または吸着されるにつれて、徐々に金属イオ
ン、金属水酸化物、金属流化物などのコロイドを
生じ、これらの金属イオン及び金属コロイドによ
り、本来生物処理工程２２では除去されない色度
成分、COD成分、リン酸などが凝集される。

このようにして処理が行われた後、沈殿池２５
にて汚泥２６と生物処理水２７に分離され、生物
処理水２７は適時後処理（生物過、砂過、オ
ゾン処理、活性炭処理など）工程を通るかまたは
そのまま放流、あるいは再利用される。

一方、沈殿池２５で分離された汚泥２６の一部
は返送汚泥２８として生物処理工程２２へ返送さ
れ、余剰汚泥２９及び最初沈殿池汚泥（図示せ
ず）は汚泥濃縮工程３０で濃縮され、分離水３２
は生物処理工程２２へ返送され、濃縮汚泥３１は
汚泥貯槽３３へ導かれる。なお、濃縮汚泥３１を
嫌気性消化槽（図示せず）へ投入してから、汚泥
貯槽３３へ流入させることも多い。次いで、汚泥
貯槽３３の汚泥３４にポリマーなどの脱水助剤３
５を加えた後、ベルトプレス、遠心脱水機、加圧
脱水機などを使用した脱水工程３６で脱水し、脱
水ケーキ３７は埋立、乾燥、焼却、コンポスト化
などにより最終的に処分されるがカルボン酸金属
塩２３を脱水助剤として、ポリマーに代わつて単
独、あるいはポリマーなどと併用して脱水する
と、汚泥処理をする上で利点が多い。

すなわち従来のように、塩鉄及び消石灰のよう
な無機凝集剤を汚泥の脱水助剤に用いた場合、生
成するケーキ量及び焼却後の灰量が増えるうえ、
焼却時にCr⁶⁺を生じること、HClガスを生じて装
置を腐食することなどの問題点があり、また、ポ
リマー法の場合、このような問題点は少ない反
面、ケーキ含水率が高く、乾燥、焼却、コンポス
ト化などのランニングコストが高くなること、ま
たケーキの剥離性が悪くフイルタプレスなどには
適用できないことなどの欠点があつた。

しかるにカルボン酸金属塩２３を脱水助剤とし
て、単独に、あるいはポリマーなどと併用して用
いることにより、含水率が低く、また剥離性も良
好で、焼却時にCr⁶⁺やHClガスを生じない脱水ケ
ーキ３７を得ることができる。また、脱水分離水
３８は、カルボン酸金属塩を含んでいるので、こ
れを生物処理工程２２の脱窒素工程へ戻して前記
のように処理すれば、注入したカルボン酸金属塩
を無駄なく使用できる。

ところで、鉄、アルミニウム、カルシウム、マ
グネシウムなどの金属塩を用いた凝集沈殿処理
と、生物処理を組合せる方法は公知であるが、こ
のような従来方法では、塩化鉄、ポリ硫酸鉄、
PACなどの無機金属塩を用いていたので、例え
ば生物処理工程でこれらの無機金属塩を単独で添
加するとPHが著しく低下して生物処理を阻害する
うえ、凝集反応も起こりにくい。

また、生物処理工程でこれらの無機金属塩とア
ルカリ剤を併用すると、ただちに金属水酸物コロ
イドを生じるため、本来、生物学的に処理される
べき有機性基質までが金属水酸化物コロイドを消
費するため、きわめて膨大の凝集剤注入量を要
し、また活性汚泥の生物活性が低下してしまう。
このため従来法では、どうしても生物処理工程の
後に、巨大な凝集沈殿池を設ける必要があり、該
凝集沈殿池での薬注量は膨大なもので、難沈降性
でかつ難脱水性の凝集汚泥を大量に生ずるなどの
欠点があつた。

しかるにカルボン酸金属塩は単独で添加しても
著しいPHの低下は起こらず、従つて生物処理を阻
害しない。また、生物処理の進行にともなつて金
属イオンや、金属水酸化物コロイドを徐々に生じ
るため、これらのイオンやコロイドが、生物学的
に除去しにくい基質との反応に有効に使われるの
で、薬注量の低減、装置の縮小に多大の効果があ
る。さらに、生物処理水２７中の溶存無機塩も、
無機凝集剤を用いる従来法に比べて少ないので、
生物処理水２７の再利用が可能になるなど、きわ
めて効果が大きい。

〔実施例〕

次に実施例について記す。

比較例（従来法）Ｆ県Ｉ市Ｊし尿処理場では第１図に示したよう
にし尿を20倍希釈し、生物学的硝化脱窒素処理し
たのち、最終沈殿池から流出する生物処理水の色
度、COD成分を除去するため硫酸ばん土500〜
1000mg／とアニオンポリマー（商品名、アコフ
ロツクA100）2.0ppmを加え凝集沈殿処理してい
た。また、この凝集沈殿汚泥と前記生物学的硝化
脱窒素処理で発生した余剰汚泥とは、混合したの
ちカチオンポリマー（商品名、サンポリCF−
900）を汚泥中のSSあたり2.0％添加して遠心脱水
していたが、脱水ケーキ含水率が85〜86％と高
く、しかも脱水ケーキ発生量が多く、かつ硫酸ば
ん土、カチオンポリマーの使用量が多いためラン
ニングコストが高いことに頭を痛めていた。

実施例（本発明）上記比較例の現状を根本的に解決するため、第
２図に示す本発明の実施態様を適用したパイロツ
トプラントによる実験を行つた。すなわち、生物
学的硝化脱窒素法の脱窒素工程に酢酸第２鉄
〔Fe₂（CH₃COO）₃〕を60〜80mg／asFe添加して
処理後沈殿分離して得られた生物処理水の色度は
25〜35度、CODは10〜15mg／となり、上記比
較例の凝集沈殿後の生物処理水とほぼ同様で、処
理後の再凝集沈殿処理はほとんど不要となつた。
また、この生物学的硝化脱窒素処理でのＴ−Ｎ除
去率は、前記比較例では98％であつたのに対し、
本実施例では99.7％であり、しかも脱窒素工程に
添加したメタノールの量も、前記比較例の半分程
度でよかつた。

なお、前記処理で発生した余剰汚泥にカチオン
ポリマを汚泥中のSS当り0.8％添加しベルトプレ
スで脱水したところ脱水ケーキの含水率は82％に
なり、大幅なランニングコストの低下が可能とな
つた。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は、有機性廃水を生
物学的硝化脱窒素処理を含む生物処理と凝集分離
処理とを組合せて処理する方法において、前記生
物処理の脱窒素工程へカルボン酸金属塩を添加し
て処理することにより、脱窒素工程に添加する従
来の水素供与体としての薬剤添加量を著しく削減
すると同時に、本来の生物処理では除去しきれな
い色度成分、COD成分、リン酸などの化学的除
去をも可能にし、有機性廃水処理工程における凝
集剤注入量の大幅な低減も可能となり、巨大な凝
集沈殿設備がほとんど不要となり、さらに得られ
た生物処理水中に溶存する塩類濃度が少なくその
再利用を有利にし、さらに汚泥の脱水性が良くな
つてケーキ含水率が低下し、脱水ケーキを焼却す
る際の燃料消費が少なくなり、また焼却排ガス中
のHCl濃度が低下するなど、多大の有益なる効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法を示す系統説明図、第２図は本
発明の実施態様を示す系統説明図である。４……上澄水、５……フロキユレータ、６……
無機凝集剤及びアルカリ剤、７……高分子凝集
剤、８……凝集沈殿池、１，２１……有機性廃
水、２，２２……生物処理工程、２３……カルボ
ン酸金属塩、２４……空気、３，２５……沈殿
池、２６……沈殿汚泥、１０，２７……生物処理
水、２８……返送汚泥、１１，２９……余剰汚
泥、３０……汚泥濃縮工程、３１……濃縮汚泥、
３２……濃縮分離水、３３……汚泥貯槽、３４…
…貯留槽汚泥、３５……脱水助剤、１２，３６…
…脱水工程、３７……脱水ケーキ、３８……脱水
分離水。

Claims

【特許請求の範囲】

１有機性廃水を生物学的脱窒素処理を含む生物
処理と凝集分離処理とを組合せて処理する方法に
おいて、前記生物処理の脱窒素工程へ、鉄系、ア
ルミニウム系、カルシウム、マグネシウムのうち
の少なくとも１種の金属とギ酸、酢酸、シユウ
酸、プロピオン酸、コハク酸、リンゴ酸などの生
物学的に分解されやすいカルボン酸とのカルボン
酸金属塩を添加して生物処理を行つたのち、汚泥
と生物処理水とに固液分離することを特徴とする
有機性廃水の処理方法。