JPH0141399B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、し尿系汚水中の浮遊物および該し尿
系汚水の生物処理で発生する余剰汚泥を合理的に
処理する方法に関するものである。 し尿系汚水とは生し尿、浄化槽汚泥、およびこ
れらの混合液を意味する。し尿系汚水は従来、前
処理工程でし尿系汚水中の粗大な浮遊物が除去さ
れたのち、活性汚泥法などによる生物処理によつ
て浄化されているが、このような処理方法を採用
しているし尿系汚水処理施設では、通常し尿系汚
水中の浮遊物の分離工程および生物処理工程の余
剰汚泥の濃縮槽が設けてあり、対象とする固形物
に応じて濃縮分離工程が２系列に分けられ、さら
に、該浮遊物および余剰汚泥の脱水工程にそれぞ
れ別種の脱水機が配備されているため、設備が複
雑で操作も煩雑となつており、なおかつ濃縮槽で
は固形物濃度が2.5％程度の濃縮汚泥しか得るこ
とができない。 また、し尿系汚水中の浮遊物はトイレツトペー
パを主成分としているため脱水性が良く、スクリ
ユープレス型脱水機で容易に70％以下の含水率に
することができるが、一方、生物処理工程で発生
する余剰汚泥はその量が多く、しかも難脱水性の
ため、通常使用されている遠心脱水機、加圧脱水
機などによる脱水汚泥の含水率は80〜85％程度に
しかならず、さらに乾燥しなければ焼却、その他
の処分が困難である。 本発明は、従来では別個の工程で行われてい
た、し尿系汚水中の浮遊物の除去と余剰汚泥の濃
縮を同一の工程で行い、しかも脱水も同一工程で
行うことによりプロセス、設備および操作を簡略
化し、さらに、生物処理工程からの余剰汚泥量を
減少することにより脱水汚泥の脱水性を向上する
ことを目的とするものである。 すなわち本発明は、し尿系汚水中の浮遊物
（SS）を生物処理工程の前段に配備した固液分離
工程で分離し、該分離水を前記生物処理工程で生
物処理する方法において、前記生物処理工程にて
発生する余剰汚泥に少なくとも有機性高分子凝集
剤を添加して凝集処理したのち、該凝集余剰汚泥
と前記し尿系汚水を前記固液分離工程に導いて合
流せしめ、目開き１mm以下、好ましくは0.7mm以
下の多孔透水体により濃縮分離し、該分離水を前
記生物処理工程で生物処理すると共に前記固液分
離工程により濃縮分離された凝集汚泥と前記浮遊
物との混合汚泥を機械脱水工程にて脱水処理する
ことを特徴とするし尿系汚水の処理方法である。 しかして本発明では、余剰汚泥が有機性高分子
凝集剤により凝集処理されて凝集余剰汚泥とな
り、この凝集余剰汚泥は、固液分離工程において
し尿系汚水と合流混合状態で前記多孔透水体によ
り固液分離されて、凝集余剰汚泥とし尿系汚水中
の浮遊物との混合汚泥となり、この混合汚泥は機
械脱水処理される。また、前記固液分離工程によ
る分離水は、前記生物処理工程に導入される。 次に、本発明の一実施態様を第１図に基づいて
説明する。 し尿系汚水１中の浮遊物と、凝集余剰汚泥１
２、すなわち活性汚泥法による生物処理工程５の
余剰汚泥２を凝集剤３により凝集槽１３において
凝集処理した汚泥は、固液分離工程４に流入し、
目開き１mm以下、好ましくは0.7mm以下のスクリ
ーンにより固形分６すなわち凝集余剰汚泥と前記
浮遊物との混合汚泥を分離されたのち、分離水７
は上記生物処理工程５で処理され、固形分６は機
械脱水機１４にて脱水処理される。 固液分離工程４に流入する上記し尿系汚水１は
固液分離を円滑に行うため、予め破砕機（図示せ
ず）で破砕しておくことが望ましい。上記凝集剤
３としては、その固液分離性を向上するため有機
性高分子凝集剤（以下ポリマーという）を使用す
ることが必要不可欠である。また、余剰汚泥２を
改質して脱水性を向上するため鉄系、アルミニウ
ム系、カルシウム系などの無機凝集剤を余剰汚泥
２に添加、混合したのちにポリマーで凝集処理し
てもよい。ポリマーと余剰汚泥２の混合は数分間
の緩速撹拌（回転式パドルで100rpm前後）で充
分であり、長時間あるいは急速な撹拌を行うと凝
集汚泥が剪断されて微細化し、固液分離性が悪化
することがあるので好ましくない。無機凝集剤を
注入して汚泥を改質する場合には、鉄系凝集剤で
はPH5.0前後、硫酸バンドではPH6.0前後、カルシ
ウム系凝集剤ではPH11.0前後で無機凝集剤と余剰
汚泥２を混合したのちポリマーで凝集を行うとよ
い。無機凝集剤単独では余剰汚泥２の固液分離性
は改良されないので固液分離を行う前に必ずポリ
マー凝集処理しなければならない。なお、上記無
機凝集剤を複数種類組み合わせて併用してもよ
い。 ポリマーとしてはカチオン性又はノニオン性の
ものが望ましく、アニオンポリマーでは余剰汚泥
２の性状によつて凝集性が変わるので好ましくな
い。ポリマーの添加量は、余剰汚泥２のSS濃度
によつて異なるが、余剰汚泥SSに対し0.3〜1.0％
とするのが望ましい。 分離水７の流入する生物処理工程５は活性汚泥
法、生物学的硝化法、生物学的硝化脱窒素法のほ
か例えば回転円板法、散水床法など媒体に付着
した生物を利用する処理法でもよく、いかなるも
のでもよいが、微生物を分離する槽、例えば沈殿
槽９が必要である。生物処理工程５で発生する余
剰汚泥２はし尿系汚水１中のSSおよびBODから
転換される微生物から形成されるが、その量は
SSからの分が多い。 本発明の固液分離工程４はSSを最大限に除去
する目的で配備されたものであり、余剰汚泥に高
分子凝集剤を添加して凝集処理したのち、上記の
ような凝集余剰汚泥と、し尿系汚水中の浮遊物
（SS）とをスクリーンで分離することにより、余
剰汚泥２の発生量を大幅に減少できる。また、余
剰汚泥２の発生量の減少によつて、活性汚泥法で
は活性汚泥の槽内滞留時間が増大するため、汚泥
中の硝化菌量が増大してNH₃の硝化が容易とな
り、脱窒素工程を設けることによつて窒素分の除
去が可能となる。さらに、し尿系汚水１中の
NH₃を硝化することによつて生物処理水１１の
アルカリ度分が著しく減少するので、該生物処理
水１中の例えばリンを凝集処理する際のPH調整剤
の添加量も大幅に少なくすることができ、し尿系
汚水１に高濃度に含まれている窒素、リンの除去
にとつて極めて都合がよい。 生物処理水１１をさらに凝集処理したときに発
生する凝集汚泥は、第１図に示していないが沈殿
法あるいは加圧浮上法などにより固液分離し、凝
集槽１３に移送して余剰汚泥２と同じようにポリ
マーを添加したのち、前記固液分離工程４で濃縮
すればよい。 上記固形分６は無薬注で直接、あるいはさらに
ポリマー、塩化第２鉄、硫酸バンド、消石灰など
の脱水助剤を添加して脱水される。機械脱水機１
４としてはフイルタープレス、スクリユープレ
ス、ベルトプレスなどの加圧型のものが推奨され
る。これは、前記固形分中に繊維分が多量に存在
するため、脱水における汚泥のはみ出し等のトラ
ブルが未然に防止される効果があるからである。
脱水液１６は生物処理工程５に注入するとよ
い。 なお、第１図中８は曝気槽、１０は返送汚泥、
１５は脱水ケーキである。 次に本発明の実施例について説明する。 第１表に、し尿系汚水（SS15500mg／、
BOD7310mg／）を種々の方法で固液分離した
結果を示す。従来使用されているドラムスクリー
ンでは19％だつたSS除去率が、本発明に基づく
スクリーン法（目開き1.5mmのものは除く）では
60％及び67％となつている。

【表】 次に第１表に示した固液分離後のし尿を、第２
図のフローシートで示す循環式硝化脱窒法で硝化
脱窒素処理したところ、従来法とスクリーン
（1.5mm）分離水を除く、本発明方法による固液分
離水では第２表に示したように硝化率を98％以上
に、余剰汚泥発生量を5.5Kg／日以下にすること
ができた。なお、硝化槽などの容量及び処理条件
は第２図に併記したとおりである。

【表】 次に、第２図の生物処理方法で得られた余剰汚
泥にカチオンポリマーを乾燥固形物あたり１％添
加し、約30分間混合してフロツクを形成したの
ち、第１表と同一の固液分離法で固液分離したと
ころ第３表に示す分離汚泥濃度と汚泥回収率を得
た。従来のドラムスクリーンでは汚泥をフロツク
化しても殆どスクリーンの目を通過してしまつ
た。また、目開き1.5mmのスクリーンも汚泥回収
率が70％と悪かつたが、１mm以下のスクリーンで
は97％以上の汚泥回収率を得ることができ、分離
汚泥濃度は4.9％以上となつた。

【表】 上記第１表乃至第３表の結果から、目開き１mm
以下のスクリーンの採用が省エネルギー的であ
り、また、沈殿法に比べ装置が小さく分離汚泥濃
度が高くなるため最も有効であるということがい
える。 次に、0.7mm目スクリーンによつて過したし
尿系汚水を生物処理したのち凝集処理して得た余
剰汚泥を単独で、および該凝集余剰汚泥と該スク
リーンによつて過して得たSSを発生量の比で
混合した混合汚泥の脱水試験結果を第４表に示
す。

【表】 ち
ポリマーを添加してスクリーンで分離したもの
と、し尿系汚水を過して得たSSとの混合汚泥 第４表より、混合汚泥の脱水ケーキ含水率は取
扱いの容易な70％以下になることがわかる。ま
た、余剰汚泥にFeCl₃を添加したのち固液分離、
脱水したものは無薬注脱水で混合汚泥脱水ケーキ
の含水率を63％とすることができることがわか
る。さらに、FeCl₃に加えて硫酸バンド、消石灰
を余剰汚泥あるいは混合汚泥のSSあたりそれぞ
れ15％、25％（ｗ／ｗ％）添加し、PHをそれぞれ
6.0、10.5となるように調整して脱水したところ、
第４表と同様に良好な脱水処理結果を得ることが
できた。 なお、消石灰を添加したときにアンモニアが発
生したので、消石灰を利用する場合には換気に注
意を要する。また、第４表から、混合汚泥につい
ては脱水用凝集剤を添加しなくても含水率が67％
になることがわかる。これより、本発明において
は無薬注脱水が推奨されるが、必要に応じ凝集剤
を利用することによつて含水率を66％以下にする
ことができる。脱水助剤としてFeCl₃、硫酸バン
ドなどの酸性無機凝集剤を使用すると脱水時にお
けるアルカリ性悪臭成分（例えばアンモニア）の
発生を防止できる。 さらに、本発明のポリマーを添加した凝集余剰
汚泥とし尿系汚水との混合物を種々の方法で固液
分離したときの分離汚泥濃度及びSS除去率（汚
泥回収率）、並びにこの分離汚泥をスクリユープ
レスで脱水した脱水ケーキの含水率を第５表に示
す。

【表】 第５表から、混合汚泥のSS除去率を高く、か
つ脱水ケーキ含水率も低くできる方法は、目開き
1.0mm以下のスクリーンを用いて汚泥を分離し、
スクリユープレス型脱水機で脱水する方法である
ことがわかる。なお、第５表のスクリーンのSS
除去率（汚泥回収率）が第３表の余剰汚泥単独の
場合よりも低いのは、し尿中のコロイダルな固形
分がスクリーンを通過したためである。 以上述べたように本発明によつて、以下のよう
な顕著な効果が得られる。 従来法で必要であつた濃縮槽を省略すること
ができる。 余剰汚泥あるいは、生物処理水をさに凝集処
理した際に発生する汚泥を従来の４倍近くの濃
度にまで濃縮できる。 難脱水性の余剰汚泥発生量を大幅に減少する
ことができる。 固液分離のための凝集剤が余剰汚泥にのみ消
費されるので、固液分離の凝集剤使用量が減少
する。 余剰汚泥余剰汚泥とし尿系汚水中の浮遊物
（繊維すなわちトイレツトペーパー、綿、毛な
ど）を混合することによつて該浮遊物が凝集余
剰汚泥の架橋体となり、凝集余剰汚泥の物理的
強度が高められ、スクリーン分離効率が凝集余
剰汚泥単独よりも向上する結果があり、余剰汚
泥が含水率約65％以下の脱水ケーキ中に含有さ
れる結果となるため、焼却あるいは埋立て、堆
肥化などを容易にかつ省エネルギー的に行うこ
とができる。 し尿系汚水中の浮遊物の除去と凝集余剰汚泥
の濃縮処理、該濃縮物の脱水処理をそれぞれが
同一工程で同時に行うのでプロセス、設備およ
び運転操作が簡略化する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示すフローシー
ト、第２図は本発明の一実施例に使用した生物処
理装置のフローシートである。 １……し尿系汚水、２……余剰汚泥、３……凝
集剤、４……固液分離工程、５……生物処理工
程、６……固形分、７……分離水、８……曝気
槽、９……沈殿槽、１０……返送汚泥、１１……
生物処理水、１２……凝集余剰汚泥、１３……凝
集槽、１４……機械脱水機、１５……脱水ケー
キ、１６……脱水液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ し尿系汚水中の浮遊物（SS）を生物処理工
   程の前段に配備した固液分離工程で分離し、該分
   離水を前記生物処理工程で生物処理する方法にお
   いて、前記生物処理工程にて発生する余剰汚泥に
   少なくとも有機性高分子凝集剤を添加して凝集処
   理したのち、該凝集余剰汚泥と前記し尿系汚水を
   前記固液分離工程に導いて合流せしめ、目開き１
   mm以下、好ましくは0.7mm以下の多孔透水体によ
   り濃縮分離し、該分離水を前記生物処理工程で生
   物処理すると共に前記固液分離工程により濃縮分
   離された凝集余剰汚泥と前記浮遊物との混合汚泥
   を機械脱水工程にて脱水処理することを特徴とす
   るし尿系汚水の処理方法。 ２ 前記生物処理工程が、生物学的硝化法によつ
   て行われるものである特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３ 前記生物処理工程が、生物学的硝化脱窒素法
   によつて行われるものである特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ４ 前記凝集処理工程が、無機凝集剤を添加・混
   合する工程とその後段の有機性高分子凝集剤を添
   加・混合する工程とからなるものである特許請求
   の範囲第１項、第２項又は第３項記載の方法。