JPH02172598A - 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、ごみ埋立滲出汚水などの
含窒素有機性汚水を二段階の生物学的硝化脱窒素処理工
程で処理する処理方法において、同処理工程で消泡剤を
使用しないで処理できるようにし、かつ高度に浄化され
た処理水を安定して得ることができる処理方法に関する
。

〔従来技術〕

有機性汚水の処理の代表的なものはし尿処理である。そ
のし尿処理における従来技術を見ると、種々の処理方法
が発表されているが、その中で最も進歩した処理方式は
第２図のフローシートに示すように限外濾紙膜（ＵＦ膜
）を用いる膜分離を行うものであって、膜分離方式と呼
ばれている。

この方式では、汚泥脱水分離水やバキュームカー洗車汚
水のような雑排水は無希釈硝化脱窒製処理工程に導入さ
れ、またＵＦ膜を用いる膜分離工程からの膜透過水に塩
化第２鉄のような無機凝集剤が添加される。

この膜分離方式は、従来硝化脱窒素処理工程後に行われ
ていた沈降分離工程がいっさい省略されているので、Ｓ
Ｓのキャリオーバーの心配がなく、維持管理が容易とい
う掻めて望ましい長所をもっているため、非常に注目を
集めている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この方式は反面では次のような重大な欠
点をもっており、とうてい理想的な処理プロセスとはい
えない。

（１）　　無希釈硝化脱窒素処理工程でのエアレーショ
ンに伴う発泡が激しく、多量の消泡剤を添加し、消泡機
を設置しないと、泡が処理槽から溢れ出し、処理不能に
なる。

（２）　　凝集分離水を活性炭吸着塔に通水し、ＣＯＤ
、色度を吸着除去しているために設備費が高く、しかも
吸着に使用した活性炭を再生するために活性炭再生炉を
設ける必要があるので、ますます設備費が増加し、維持
管理も煩雑になる。

（３）　　汚泥脱水濾液、あるいは場内各種洗浄汚水な
どの雑排水を生物学的硝化脱窒製処理工程に混入させ、
し尿と合併処理しているため、限外濾過膜で透過すべき
水量が著しく増加し、ＵＦ膜分離のポンプ動力コストが
増加し、また所要膜面積の増加に伴い設備費が増加する
。

以上に挙げた問題点はいずれも大きな問題点であり、こ
のような問題点のない、さらに理想的な処理方法を開発
することが望まれている。

本発明は、前記ｆｉｌ〜（３）の問題点を根本的に解決
することを課題としている。

〔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した後、
該処理工程からの活性汚泥スラリーを限外濾過膜又は精
密濾過膜により膜分離し、そのさい有機性汚水の処理量
をＱ１、膜透過水量をＱ２とするとき、Ｑ、＞Ｑｔの条
件を満たすように膜分離工程の透過水量を設定し、そこ
で得られる濃縮活性汚泥を前記生物学的硝化脱窒製処理
工程に返送し、また膜分離工程で得られる膜透過水に汚
泥脱水濾液等の雑排水を添加して、さらに生物学的硝化
脱窒素処理し、該工程からの流出水に無機凝集剤を添加
して酸性条件下に維持しつつ、＄５）未活性炭を添加し
て攪拌せしめた後置液分離し、そこで分離された粉末活
性炭共存凝集汚泥の少な（とも一部を第１の生物学的硝
化脱窒製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。

スクリーンなどの前処理工程によりし渣が除去された除
清し尿１は、無希釈型の生物学的硝化脱窒製処理工程（
これを「主生物処理工程」という）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。なお、し
尿の除渣にさいしては、し尿にあらかじめカチオンポリ
マーなどの凝集剤を添加して偕集除渣するという前処理
を通用してもよい、この主生物処理工程２としては、硝
化液循環型、ステップ流入型、−槽壁、好気的脱窒製型
など、公知の任意の方式を適用してもよい。

主生物処理工程２から流出する活性汚泥スラリー３をチ
ューブラ型、平膜型などの限外濾過膜４によって膜分離
し、膜透過水５と濃縮活性汚泥６に分離する。この膜分
離では膜として精密濾過膜（ＭＦ膜）を用いてもよい、
膜透過水５は第２の生物学的硝化脱窒製処理工程（以下
「副生物処理工程」という）７に流入する。＞Ｉ４縮活
性汚泥６は主生物処理工程２内の活性汚泥ＭＬＳＳを所
定）農度（通常１２０００〜２００００　ｎｇ／　ｅ　
）　ニ維持すルタメにリサイクルされる。濃縮活性汚泥
６は全量主生物処理工程２へ返送するのがよいが、その
一部を次段の副生物処理工程７に導入するようにしても
よい。

一方、主生物処理工程２から余剰汚泥発生量に相当する
活性汚泥スラリー８が引き抜かれ、必要によりそれに高
分子ポリマーなどの凝集剤９を添加し、ベルトプレス、
遠心脱水、スクリエープレス、フィルタプレスなどから
選ばれる汚泥脱水工程１０に供給され、脱水ケーキ１１
と脱水分離液（「脱水濾液」と呼ぶこともある）　１２
に分離される。

そのさいにおける余剰汚泥発生量を△ＳＳ（ｋｇ／日）
とし、汚泥脱水工程に供給される汚泥スラリーの汚泥濃
度をＣ８、その流量をＱ、とすると、の関係があり、ま
た前記除渣し尿の供給量をＱ１膜分離工程の透過水量を
Ｃ２とすると、Ｑｔ　＝Ｑ、　　−Ｑ、。

Ｑ、＞Ｑ。

の関係を満足するようにＣ２の流量を設定する。

本発明は、汚泥脱水濾液等の雑排水を主生物処理工程２
に供給せずに、Ｑ１＞Ｑ２の条件を満たすように膜透過
水量を設定して運転することが一つの重要な条件であり
、このことによって、限外濾過膜などの膜面積を第２図
の従来方式よりもその１／２ないし１／３程度と、大幅
に削減できる。

なお、汚泥脱水工程１０に供給する活性汚泥スラリー８
は、別に取り出さないで、前記活性汚泥スラリー３又は
ｔＭ　Ｉ＠活性汚泥６から抜き出してもよい。

これに対し、第２図に示す従来の膜分離方式では、汚泥
脱水濾液（流量はＱＨにほぼ等しい）を生物学的硝化脱
窒素処理工程２に供給し、かつ床洗浄排水などの雑排水
も同時に生物学的硝化脱窒素処理工程２に流入させると
いう方法を採用しているため、し尿処理量をＱ１、膜透
過水量を０２雑排水の流量をＱ、とすると、 Ｑ、−Ｑ、＋Ｑ。

となり、本発明方法とは正反対に、 Ｑ、＜Ｑ。

になってしまう。

すなわち、第２図の従来の膜分離方式における膜透過水
量は、本発明方法の２〜３倍に達し、膜分離用のポンプ
動力コストと膜所要面積も２〜３倍に増加し、極めて不
利であることがわかる。

しかして、汚泥脱水濾液１２及び、バキュームカー洗車
汚水、床洗い汚水などの各雑排水１３は副生物処理工程
７に流入し、前記の膜透過水５とともに生物学的硝化脱
窒素処理を受ける。１４は、メタノール、酢酸などの脱
窒製促進用の有機炭素源である。副生物処理工程７から
の活性汚泥スラリー１５は、沈殿槽などの任意の固液分
離工程１６で分離され、高度にＢＯＤ、窒素成分が除去
された生物処理水１７が得られる。１８は返送汚泥であ
る。

次に、この生物処理水１７に対し、無機凝集剤１９を添
加し、ｐＨｔＰＩ整剤２０によってｐ）（を４〜６、好
ましくは４〜５に調整し、混和槽２１で攪拌して凝集フ
ロックを形成させる。このさいの生物処理水の流量は、
し尿処理量に雑排水１３の流量を加えたものとなってい
る。そして、ここで使用する無機凝集剤１９としては、
アルミニウム系のものも使用できるが、ＣＯＤ除去効果
が劣るので、塩化第２鉄などの鉄系凝集剤を使用するの
が好適である。

鉄又はアルミニウム系凝集剤の添加量は通常１５００〜
３０００■／ｌの範囲とするのがよい。

しかる後、前記凝集フロνりを形成した処理水に粉末活
性炭２２を添加して接触混和槽２３で前記ｐＨに維持し
ながら所要時間混和する。攪拌手段としては曝気攪拌が
好適であるが、機械環゛拌でもよい。前記の混和時間は
３０〜６０分程度でよい。粉末活性炭の添加量は、通常
１００〜８００■／１、好ましくは１５０〜５００■／
ｌとするのが好適であり、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。

粉末活性炭によりＣＯＤ、色度が高度に除去された粉末
活性炭共存凝集スラリー２４は、任意の固定液分離手段
２５によって粉末活性炭共存凝集汚泥が分離され、無色
透明のＣＯＤ、色度、リン、ＳＳ、ＢＯＤ、窒素などが
極めて高度に浄化された処理水２６が得られる。前記の
固液分離手段２５としては、第１図では限外濾過膜又は
精密濾過膜を用いるのが好ましいが、浮上濃縮、遠心分
離でもかまわない。

一方、固液分離手段２５で分離された粉末活性炭共存凝
集汚泥２７を主生物処理工程２にならびに、必要により
副生物処理工程７にも循環させる。

〔作用〕

本発明の重要な特徴の一つは、粉末活性炭共存凝集汚泥
を主生物処理工程、必要により副生物処理工程へ循環す
るすることにより、驚くべきことには主生物処理工程２
における激しい発泡が極めて効果的に抑止され、第２図
に示す従来方法において不可欠の消泡剤の添加及び消泡
機の設置が全く不要、あるいは消泡剤の添加が大幅に削
減できることが発見された。したがって、高度処理工程
のＣＯＤ、色度吸着用として使用済の廃粉末活性炭によ
って発泡を防止できるため、消泡剤コストがゼロあるい
は借手になるという注目すべき効果が得られる。

このほか、注目すべき点として次のような多くの現象も
認められた。

（１）　　膜分離工程において、限外濾過膜４の透過流
束（Ｆｌｕｘ）が粉末活性炭共存時に増加する。

（２）　　主生物処理工程の硝化脱窒製反応効率の変！
ＩＪ幅が縮小する。−処理の安定化効果 （３）　　粉末活性炭共存凝集スラリーの分離をする工
程２５からの粉末活性炭共存凝集汚泥の一部２７′を凝
集処理の前段、すなわちＩＩ！Ｊ透過水に返送すると、
無機凝集剤１９の所要注入率が低減する。

本発明においては、粉末活性炭などを前記した個所に添
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？店度の
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り、シたがって、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捲めて
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、本発明を実施する装置によって
し尿を処理した。その実験結果について述べる。

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主生物処理工程２で無希釈タイ
プの硝化脱窒製処理を行った。その運転条件を第２表に
示す。

第１表　除渣し尿の水質 第２表　主生物処理工程の運転条件 １０ケ月にわたる試験期間中、運転初期を除いて発泡は
ほとんど認められず、円滑な処理が可能であったゆその
発泡状態は水面上１０　ｃｎｃのところで泡はとどまっ
ており、泡は自然に壊れやすかった。

次に、主生物処理工程２からの活性汚泥スラリーをチュ
ーブラ型のＬＩＦ膜モジュール（分画分子量１０万）で
クロスフロ一方式で膜分離したところ、膜透過水の水質
は第３表に示す値が得られた。また、そのさいのＬＩＦ
膜の透過流束は１．８〜２．０　ｒｄ／、（・日が可能
であった・ 注）Ｔ−Ｎ：全窒素 第３表 ＩＩ２透過水の水質 運転条件を第５表に示す。

第４表　副生物処理工程への供給液水質主生物処理工程
から発生する余剰汚泥８の量（余剰活性汚泥、Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）ｓ汚泥、粉末活性炭の合計量）は、し尿１に１あた
り７．５〜９．０ｋｇ・ＳＳであった。余剰汚泥に対し
微細目スクリーンを用いるし尿の前処理工程で除去した
し渣を添加し混合してから、これにカチオンポリマを添
加して凝集させた後、スクリュープレス脱水機で脱水し
たところ、水分６５〜６７％の脱水ケーキが得られた。

次に、このスクリュープレス脱水機からの脱水濾液と床
洗い汚水とを、前記の第３表に示す水質の膜透過水と共
に、副生物処理工程に供給し、生物学的硝化脱窒素処理
を行った。副生物処理工程への供給液の水質を第４表に
示し、同処理工程の第５表　副生物処理工程の運転条件 副生物処理工程の沈殿槽からの流出水にＦｅＣ１，を１
５００ｍｇ／ｌ添加し、ＮａＯＨでｐＨ４，０〜４．５
に調整して、２分攪拌した後、粉末活性炭（石炭系）を
４５０ｍｇ／ｆ添加し、接触混和槽２３で４５分エアレ
ーション攪拌し、限外濾過膜（公称分画分子量１０万）
で固液分離した。この結果、第６表の中欄に示す水質の
流出水は第６表の右欄に示す水質の、極めて高度な処理
水となった。

第６表 なお、固液分離工程の限外′ｌｉ過膜で分離された、固
形物濃度２．０〜２．２％の粉末活性炭共存凝集汚泥は
、主生物処理工程へ循環させた。

また、その凝集汚泥の一部（比率５０％）２７′をＦｅ
Ｃｌ５添加前の生物処理水に循環添加させたところ、第
６表右欄に示す水質と同一の処理水質を得るのに必要な
ＦｅＣｌ３注入率は１２５０■／！、新鮮な粉末活性炭
の添加率は３８０■／βとなり、所要注入率がいずれも
減少した。

比較例 第１図に示す処理装置で行う処理において、イ。

粉末活性炭を添加しない、口、凝集スラリーの固液分離
工程２５で分離された凝集汚泥を主生物処理工程に供給
しない、という２条件以外は前記実施例と全く同一の条
件で運転した結果、主生物処理工程にシリコーン系消泡
剤（信越シリコーン株式会社製品）を常時２００■／ｅ
添加しないと、発泡が処理槽外に溢れ出し、処理不可能
であった。

消泡剤２００ｎｒ／７！を添加しながら運転した場合の
各工程における処理水の水質を第７表に示す。

第７表　比較例の各処理水の水質 第７表に示すように、最終処理水である固液分離工程の
処理水のＣＯＤ、色度が非常に悪化し、従来方式のよう
に前記処理水（ａ集分離水）に対して、さらに活性炭吸
着処理を行わないと放流不可能であった。また、主生物
処理工程のＢＯＤ除去、硝化脱窒素効率が本発明に比べ
てやや悪化することが認められた。主生物処理工程に後
続する膜分離におけるＵＦ膜における透過流束は１．５
８〜１．６５ｒ＆／　ｒｒＩ・日となり、本発明方法に
比べて低下した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次のような工業上顕著な効果を得るこ
とができる。

＋１１　　消泡剤、消泡機を用いずに、無希釈生物学的
硝化脱窒製処理工程での発泡を効果的に防止でき、ラン
ニングコスト節減効果が大きいほか、ＣＯＤ発現物質で
もある消泡剤が添加されないので、処理水質が向上する
。

（２）　　従来方式では不可欠であった活性炭吸着塔、
活性炭再生炉が全く不要になり、著しく維持管理性が向
上すると同時に、建設費、設置面積が大きく低減する。

（３）　　生物学的硝化脱窒素処理工程の処理効果がや
や向上する。

（４）　　膜分離工程の限外ａ過膜又は精密濾過膜の透
過流束かやや向上する。

（５）　　汚泥脱水ｉｌｌ液等の雑排水を主生物処理工
程に流入させないので膜分離工程で膜透過すべき水量が
従来方式に比べおよそ１／２に減少し、膜分離工程の設
備費と動力コストが太き（低減する。

（６）　　主生物処理工程の硝化脱窒素反応効率の変動
幅が縮小し、同処理が安定化される。

【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
図は従来の最も進歩した有機性汚水の処理方法である膜
分離方式のフローシートを示す。 １・・・除渣し尿　　　　　２・・・主生物処理工程３
・・・活性汚泥スラリー　４・・・膜分離工程５・・・
膜透過水　　　　　７・・・副生物処理工程１２・・・
汚泥脱水濾液　　　１３・・・雑排水１５・・・活性汚
泥スラリー１６・・・固液分離工程１７・・・生物処理
水　　　　１９・・・無機凝集剤２１・・・混和槽　　
　　　　２２・・・粉末活性炭２３・・・接触混和槽　
　　　２５・・・固液分離工程２６・・・処理水 ２７．２７′・・・粉末活性炭共存殿集汚泥（ほか３名
） 手続補正歯 事件の表示 昭和６３年特許願第３２５９８４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

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した後、該処理工
   程からの活性汚泥スラリーを限外濾過膜又は精密濾過膜
   により膜分離し、そのさい有機性汚水の処理量をＱ＿１
   、膜透過水量をＱ＿２とするとき、Ｑ＿１＞Ｑ＿２の条
   件を満たすように膜分離工程の透過水量を設定し、そこ
   で得られる濃縮活性汚泥を前記生物学的硝化脱窒素処理
   工程に返送し、また膜分離工程で得られる膜透過水に汚
   泥脱水濾液等の雑排水を添加して、さらに生物学的硝化
   脱窒素処理し、該工程からの流出水に無機凝集剤を添加
   して酸性条件下に維持しつつ、粉末活性炭を添加して攪
   拌せしめた後固液分離し、そこ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第１の生物学的硝化脱
   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。