JPH02172597A - 有機性汚水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、し尿、浄化槽汚泥、ごみ埋立て滲出汚水など
の窒素分を含む有機性汚水を生物学硝化脱窒素処理を含
む処理工程で処理するさいに、生物学硝化脱窒素処理工
程での発泡現象が生じないようにするなどとともに高度
に浄化された処理水を安定して得る有機性汚水の処理方
法に関する。

特に、本発明は、本出願人が先に出願した特願昭「高濃
度有機性廃水の処理方法」の発明を改良したものである
。

〔従来技術〕

し尿などの窒素、リンを多量に含む有機性汚水を処理す
るための従来の最も代表的な処理方法は、第２図に示す
フローシートからなるプロセスを有するもので、実際に
多く用いられている。このプロセスは［高負荷脱窒素プ
ロセス」と呼ばれている。

しかしながら、このプロセスは、硝化脱窒素処理工程で
の発泡が激しいので、多量の消泡剤を添加しないと、同
処理工程において活性汚泥の付着した泡が槽外に溢れ出
し、硝化脱窒素処理が全く不可能となるという重大な欠
点があった。また、ここで使用される消泡剤は一般にシ
リコーンホあるいはアルコール系のものが使用されてい
て、このものは高濃度のＣＯＤ含有物質でもあるので、
その消泡剤の添加によって処理水のＣＯＤが悪化しやす
いという問題もあった。さらに、このプロセスでは、活
性汚泥スラリーの固液分離が一般に沈殿法によっている
ため、固液分離工程でのＳＳのキャリオーバーが起きや
すく、また活性炭吸着塔、活性炭再生炉が不可欠である
ため、メンテナンスが煩雑で、装置費も高いという問題
点もあった。

これに対応して、この高負荷脱窒素プロセスにおける沈
殿工程の代りに、限外濾過膜（ＵＦ膜）又は精密濾過膜
（ＭＦ膜）による膜分離を用いることによりＳＳのキャ
リオーバーを完全に防止するという新技術が最近開発さ
れ、数ケ所の家施設で採用されるようになった。

この膜分離方式を利用した有機性汚水の処理方法はｒＵ
Ｆ膜分離リンす着プロセスＪと呼ばれ、その工程は第３
図のフローシートに示す通りである。

この方式は、沈殿工程が完全に不要なので、固液分離工
程の維持管理性が従来より大幅に向上するという特長を
もっているが、やはり、無希釈硝化脱窒素処理工程にお
いて多量の消泡剤を必要とし、活性炭吸着塔と活性炭再
生炉を必要とすることは、第２図の高負荷脱窒素プロセ
スと同様であり、これらの面ではなんら改善されていな
い。しかも、このＵＦ膜分離リン吸着プロセスはＰ　Ｏ
４３−の吸着除去工程を必要とするので、その吸着剤の
再生操作が煩雑であり、再生廃液の処分問題にも直面す
るという大きな欠点があった。

次に、本出願人が先に出願した特願昭６２−２６６２１
４　（特開昭６３−２１４３９７）ｒ高濃度有機性廃水
の処理方法」は、第４図のフローシートに示すように、
凝集処理と膜分離とを結合したものであって、ＵＦ膜分
離リン吸着プロセスにおけるｐｏ＋’−吸着除去工程が
不要であるという長所をもっているが、前記両プロセス
と同様に消泡剤、活性炭吸着塔、活性炭再生炉の三者を
必要とするという欠点をもっており、理想的なプロセス
とはいえなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、以上のような従来技術の欠点を根本的に解決
することを課題とするもので、具体的には次の点を解決
課題とするものである。

（１）生物学的硝化脱窒素処理工程への消泡剤の添加を
不要あるいは大巾に削減出来る無発泡プロセスを確立す
ること。これにより、処理コストを高くしていた消泡剤
費用をゼロあるいは僅小にすること。

（２）活性炭吸着塔、活性炭再生炉を不要にすること。

これにより、建設費を大幅に削減し、プロセスを簡潔化
し、維持管理性を高めること。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、有機性汚水を生物学的硝化脱窒素処理をした
後、該処理工程からの活性汚泥スラリーに無機凝集剤を
添加混合した後、粉末活性炭を添加混合し、ＰＨを酸性
条件下に維持しつつ限外濾過膜又は精密濾過膜により膜
分離し、清澄処理水を得る一方、該膜分離工程で分離さ
れた粉末活性炭共存凝集汚泥の少なくとも一部を前記生
物学的硝化脱窒素処理工程に供給することを特徴とする
有機性汚水の処理方法である。

以下、本発明を実施する装置の模式図を示した第１図を
参照しながら、し尿処理を例に挙げて、本発明の詳細な
説明する。

除渣し尿１は、無希釈型の生物学的硝化脱窒素処理工程
２に流入し、そこで硝化脱窒素され、同時にＢＯＤも除
去される。同処理工程としては、硝化液循環型、ステッ
プ流入型、一種型、好気的脱窒素型などの公知の任意の
方式を適用して差し支えない。

前記の生物学的硝化脱窒素処理工程２から流出する活性
汚泥スラリー３に、塩化第２鉄、ポリ硫酸第２鉄などの
鉄　凝集剤４、もしくは硫酸ばん土、ポリ塩化アルミニ
ウムなどのアルミニウム系凝集剤４′を添加し、ｐＨを
弱酸性条件に維持して混和槽５で撹拌し、凝集フロック
形成を行うことによって、活性汚泥スラリー３中に高濃
度に含まれる非生物分解性ＣＯＤ、色度成分及びＰＯ４
’−イオンを凝集不溶化する。そのさいのｐ　Ｈは４゜
０〜５．５が好適で、ＣＯＤ、色度、ＰＯ４３−の除去
率が向上するとともに後記のＵＦ膜の透過流束も増加す
る。なお、混和槽５は省略し、管路撹拌でもかまわない
。

しかして、凝集処理を受けた活性汚泥スラリー６に粉末
活性炭７を添加し、接触槽８にて所定時間滞留させ、凝
集処理によってもなお水中に残留するＣＯＤ、色度を活
性炭に吸着する。図示の接触槽８は空気撹拌を行うもの
である。９は空気である。接触槽８内における滞留時間
は、通常３０〜９０分で良い。

次に、粉末活性炭が共存する凝集スラリー１０を限外濾
過膜又は精密濾過膜を用いる膜分離装置１１にポンプ圧
送し、膜分離し、ＳＳゼロの無色透明な膜透過水（高度
処理水）１２を得る。膜分離装置１１は、チューブラ−
型、平膜型のクロスフロータイブのものを用いるのが好
ましい。

膜透過水１２は無菌であり、ＣＯＤ、色度、窒素成分、
ｐｏ、’−１ＳＳが極めて高度に除去されているので、
そのまま公共用水域に放流あるいは再利用することがで
きる。なお、再利用する場合には、膜透過水を逆浸透又
は電気透析によってあらかじめ脱塩することが好ましい
。

一方、膜分離工程で分離された粉末活性炭共存凝集汚泥
１３の一部１４は混和槽５に循環され、残部１５は生物
学的硝化脱窒素処理工程２に供給される。

なお、１６は余剰汚泥であり、汚泥脱水工程へ供給され
る。余剰汚泥は粉末活性炭共存凝集汚泥１３から抜き出
してもよいが、第１図示例のようにするのが好ましい。

また１７は、凝集処理を弱酸性（ｐＨ４，Ｏ〜５．５）
に調整するためのｐＨ調整剤である。

活性汚泥スラリーに対する無機凝集剤の添加量は、通常
１５００〜３０００■／Ｉｌの範囲とし、また粉末活性
炭の添加量は通常１００〜８００■／！、好ましくは１
５０〜５００■／！の範囲とするのがよい。本発明で使
用する粉末活性炭は、市販されているものをそのまま使
用することができ、その粒度は平均粒径が１００メツシ
ユ以下のものが好ましい。

また、前記粉末活性炭共存凝集汚泥１３から生物学的硝
化脱窒素処理工程２へ送る部分１５の量については、こ
の硝化脱窒素処理工程への返送量をＶＩ、凝集処理工程
への返送量をＶ２とするとき、Ｖｌは硝化脱窒素処理工
程２のＭＬＳＳを所定濃度に維持するのに必要な量に設
定され、はぼ一定であるのに対し、Ｖ２は任意の量に設
定される。従って、（Ｖｚ　／Ｖ１）の値は０，５〜数
１００と広範囲の値をとりうる。通常は２００程度に設
定される。

〔作用〕 本発明においては、生物学的硝化脱窒素処理工程２に凝
集処理後の残留ＣＯＤ成分などを吸着した粉末活性炭を
含んだ凝集汚泥１５を供給すると、驚くべきことに、同
処理工程での発泡が著しく抑止あるいは全くなくなり、
消泡剤の添加が借手、もしくは不必要になり、消泡機が
完全に不要になることが見出された。このような作用が
生じる機構については、粉末活性炭と凝集汚泥とのどの
ような共同作用によるものかはっきりしないが、いずれ
にしてもその添加により上記の作用が顕著に生じる。す
なわち、し尿の無希釈生物学的処理プロセスの最大の懸
案が解決することが見出された。

さらに、粉末活性炭共存凝集汚泥１４を混和槽５での凝
集処理に循環すると、塩化第２鉄などの無機凝集剤の所
要薬注率が２０％はど節減できることが認められた。こ
のことは重要な意味をもっており、汚泥発生量が減少し
、汚泥処理が合理化できるという大きな効果が出る。

もう一つの重要な作用としては、粉末活性炭が共存する
凝集スラリーを膜分離する場合、粉末活性炭無共存時に
比べ、膜透過流束（フラックス）（ホ／ホ・膜・日）が
向上することも発見された。

本発明においては、粉末活性炭などを前記した個所で活
性汚泥スラリーに添加し、かつそれにより生じた粉末活
性炭共存凝集汚泥の少なくとも一部を硝化脱窒素処理工
程に供給することにより上記の作用を生じるのであって
、粉末活性炭が発泡防止に役立っているのではないかと
の観点から、もしも新鮮な粉末活性炭を、本発明のよう
に凝集剤添加工程の後に添加するのではなく、たとえば
生物学的硝化脱窒素処理工程に添加すると、該処理工程
内の液の高濃度の溶解性ＣＯＤと色度成分（凝集処理後
のＣＯＤ、色度の約１０倍もの高濃度を示す）と粉末活
性炭が接触することになること、およびこれらのＣＯＤ
、色度成分が活性炭によって吸着され難い高分子量成分
であることにより、放流水のＣＯＤ、色度が本発明にお
ける放流水よりも４〜５倍も高い値になり、トータルプ
ロセスとして評価した場合に極めて不合理な結果を招く
。したがって、新鮮な粉末活性炭を生物学的硝化脱窒素
処理工程に添加する方法では、総合的な水質向上度が本
発明に比べ極めて劣るという結果をもたらす。

〔実施例〕

以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。ただ
し、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない
。

実施例 第１図の模式図に示す。本発明を実施するための装置に
よって、し尿を処理した。

第１表に示す水質の除渣し尿を、後記する粉末活性炭共
存凝集汚泥を循環しつつ一槽型の無希釈タイプ硝化脱窒
素処理を行った。その処理における運転条件は第２表に
示すとおりである。

第１表　除渣し尿水質 注）　Ｔ−Ｎ　：全窒素 第２表　生物処理の運転条件 ル限外濾過膜（［ＪＦ膜）（公称分画分子量１０万）に
よって膜分離した結果、第３表に示す水質の膜透過水、
すなわち高度処理水を得た。

第３表　膜透過水の水質 次に、生物学的硝化脱窒素処理工程２からの活性汚泥ス
ラリー３にＦ　ｅ　Ｃ１，を２０００ｍｇ／ｌ（し尿１
Ｍあたり２．　６ｋｇのＦｅ（’４ｚ）添加し、ｐＨ４
，Ｏ〜４．５の弱酸性条件下で５分間撹拌した後、粉末
活性炭をし尿１ボあたり４００ｇ添加し、６０分空気撹
拌した。

しかるのち、２の粉末活性炭が共存する凝集スラリーを
クロスフローによるチューブラモジュー前記運転条件下
による運転結果によれば、８ケ月間にわたる試験期間中
、生物学的硝化脱窒素処理工程に消泡剤を添加しなくて
も、発泡はほとんど認められず、円滑な処理が可能であ
った。そのさい生物処理槽では泡はその槽の水面上１０
〜１５ｃｍのところにとどまっていた。このため消泡機
も不要であった。

また、その膜分離におけるＵＦ膜の透過流束（Ｆｆｕｘ
）は２．　０〜２．　１ｒｒｆ／ｎ？−日という高い値
が安定して得られた。膜汚染防止のための亜塩素酸ソー
ダ（濃度１００ｍｇ／ｊりによるＵＦ膜の所要洗浄頻度
は、５ケ月に１回とかなり少なくしてすんだ。

比較例 第１図に示す処理装置により行われる実施例の処理方法
において粉末活性炭を添加しない以外は、同じ条件で処
理を行ったところ、生物学的硝化脱窒素処理工程での発
泡が激しく、シリコーン系消泡剤を常時１５０〜２００
■／ｌ添加しないと、汚泥が付着した泡が槽外に溢れだ
し、処理不能となった。

また、上記の粉末活性炭を添加しない場合に、生物学的
硝化脱窒素処理工程に消泡剤を添加するようにして処理
し、同処理工程から得られる活性汚泥スラリーにＦｅｃ
ｊ２．を２５００■／ｌ添加し、ｐＨ４，０〜４．５の
条件で凝集処理し、実施例と同じクロスフローによるチ
ューブラモジュール限外濾過膜で膜分離したところ、膜
透過水質は第４表に示すように、ＣＯＤ、色度とＴ−Ｎ
が悪化し、またＢＯＤもやや悪化した。

第４表　比較例の膜透過水 また、その膜分離におけるＵＦ膜の透過流束は１、　７
５〜１．　８８ｒｄ／ｒｒｆ、日であり、本発明法に比
べて悪い。Ｎａ（：ＩＯ＜濃度１００ｍｇ／ｆ）による
ＵＦ膜の所要洗浄頻度は２ケ月に１回となり、洗浄頻度
も本発明に比べて増加した。

〔発明の効果〕

本発明は、次のような効果を有する。

（１）生物学的硝化脱窒素処理工程での発泡を効果的に
抑止することが可能であり、従来の処理プロセスで多量
に必要としていた消泡剤が不要、あるいは大巾に削減可
能となり、ランニングコストの低減、維持管理性の向上
効果があるほか、ＣＯＤ発現物質である消泡剤が添加さ
れないので、処理水のＣＯＤが低減する。また、生物学
的硝化脱窒素反応の効率が向上し、安定して処理が行え
る。

（２）無機凝集剤の所要注入率が低減し、汚泥の発生量
も減少する。

（３）活性炭吸着塔、活性炭再生炉が不要になり、プロ
セスの構成が簡単になり、維持管理性、設置面積、建設
費のすべての面で非常に有利になる。

（４）膜分離工程における膜の透過流束が向上し、膜汚
染進行度も減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置の模式図を示し、第２
図は従来の「高負荷脱窒素プロセス」のフローシートを
示し、第３図は、従来のｒＵＦ膜分離リン吸着プロセス
」のフローシートを示し、第４図は、本願人が先に出願
した「高濃度有機性廃水の処理方法」のフローシートを
示す。 ■・・・・・・除渣し尿　　　　２・・・・・・生物学
的硝化膜３・・・・・・活性汚泥スラリー　　　窒素処
理工程訃・・・・・混和槽　　　　　４・・・・・・無
機凝集剤８・・・・・・接触槽　　　　　７・・・・・
・粉末活性炭１５・・・・・・粉末活性炭共存　１１・
・・・・・膜分離装置凝集汚泥の一部 手 続 ネ１ｎ 正 書 平成 １年 ２月２１日 （１）　　明細書第３頁第１３行目のＬ数ケ所の家施設
」を「数ケ所の実施設」と補正する。 特り午庁長宕′ 殿 １、　＄件の表示 昭和６３年特許願第３２５９８３号 発明の名称 有機性汚水の処理方法 補正をする者 事件との関係：　特許出願人 名称：　（０４０）荏原インフィルコ株式会社（ばか１
名） （２）　　同円第４頁第６行目のｌＰＯ４３−ＪをｒＰ
Ｏ’４３−Ｊと補正する。 同書第１２頁第２行目の［模式図にポリ−０本発明」を
［模式図に示す、本発明」と補正する。 （４）　　同店第１２頁第１表のｌＰＯ４３″′」をｒ
ＰＯ４”−Ｊと補正する。 （５）　　同書第１４頁第３表のｌＰＯ４３−ＪをｌＰ
Ｏ４３−Ｊと補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機性汚水を生物学的硝化脱窒素処理をした後、該処理
   工程からの活性汚泥スラリーに無機凝集剤を添加混合し
   た後、粉末活性炭を添加混合し、ｐＨを酸性条件下に維
   持しつつ限外濾過膜又は精密濾過膜により膜分離し、清
   澄処理水を得る一方、該膜分離工程で分離された粉末活
   性炭共存凝集汚泥の少なくとも一部を前記生物学的硝化
   脱窒素処理工程に供給することを特徴とする有機性汚水
   の処理方法。