JPH02222796A - 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、浄化槽汚泥などのし尿系汚水その他な
どの窒素、リン、ＢＯＤ、、ＣＯＤ、色度、ＳＳを含有
する汚水を簡潔な構成をもった新規プロセスにより処理
し、高度に浄化された処理水を得るプロセスに関する。

（従来技術と発明が解決しようとする課８）し尿系汚水
などの窒素、リン、ＢＯＤ、ＣＯＤ、色度、ＳＳを多量
に含む有機性汚水を処理する従来の最も一般的なプロセ
スは、第２図に示したようなフローによるもので、膜分
離方式と呼ばれている。

この方式は、固液分離に膜を適用するもので、最近非常
に注目されている。しかし、この方式は次のような大き
な欠点が解決されていないため、到底理想的プロセスと
は言えない。

■　生物学的硝化脱窒素工程（無希釈）の発泡がすさま
じく、消泡機を設け、さらに消泡剤を添加しないと生物
処理が破綻する。

■　活性炭吸着塔と活性炭再生炉を必要とするため、メ
ンテナンスが煩雑かつ、設備費が高額である。

■　ＬＪＦ（限外濾過）膜分離装置を２段階必要とする
ので、膜分離用のポンプ動力コストが約５００円／ｋｌ
と非常に高く、また設備費、膜交換コストが高くなる。

本発明は、従来量も進歩したし尿処理方式として認識さ
れている膜分離方式の前記欠点を根本的に解決すること
を目的とする。

すなわち、 ■　無希釈生物学的硝化脱窒素工程の消泡剤添加、消泡
機設置を不要あるいは僅少にする。

■　活性炭吸着塔、活性炭再生炉を不要にする。

■　し尿処理の運転費を大幅に軽減する。

■　プロセスを節潔化し、メンテナンス性を向上させる
。

を解決課題とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、有機性汚水を生物学的硝化脱窒素処理したの
ち、活性汚泥スラリーを膜分離以外の手段で固液分離し
、該分離水に、Ｆｅ又はＡＮ系凝集剤、および粉末活性
炭を添加し、ｐＨを酸性条件に維持しつつ限外濾過膜又
は精密濾過膜で、粉末活性炭共存スラリーを膜分離し、
該粉末活性炭共存スラリーの少な（とも一部と前記固液
分離汚泥の少なくとも一部とを、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
あり、前記膜分離工程から排出される粉末活性炭共存ス
ラリーの一部を、前記凝集剤添加工程又はその前段の該
分離水に供給することを特徴とする有機性汚水の処理方
法であり、これらにより上記課題を効果的に解決するも
のである。

本発明が適用される装置のフローシートを示した第１図
を参照しながら、本発明の一実施態様を詳述する。

除渣し尿１は、無希釈の生物学的硝化脱窒素槽２に流入
し、硝化脱窒素され、ＢＯＤも同時に除去される。硝化
脱窒素の反応型式は、硝化液循環型、ステップ流入型、
一種型、好気性脱窒素型、回分型など公知の任意のタイ
プを採用してよい。

生物学的硝化脱窒素槽２から流出する活性汚泥スラリー
３は、雑排水生物処理槽４を経由して、沈殿槽５にて沈
降分離される。沈降分離の代わりに浮上分離、遠心分離
、スクリーン分離でもよく、スクリーン分離のときはカ
チオンポリマーを添加する。６は汚泥脱水が液、床洗浄
汚水など、し尿処理に伴って発生する雑排水である。

沈殿濃縮汚泥７は、生物学的硝化脱窒素槽２にリサイク
ルされる。８は余剰汚泥であり、汚泥脱水工程に供給さ
れて処分される。沈殿槽５では、沈降性の良好な汚泥の
みを沈降させれば良く、沈降性の悪いＳＳは、分離水９
に含有させて差支えない。従って、沈殿槽５の管理は非
常に容易である。

しかして、沈殿槽からの分離水９には、多量の非生物分
解性ＣＯＤ、色度、ｐｏ、”−と少量の有機性窒素が残
留しているので、これを凝集除去するために、ＦｅＣβ
３、′ポリ硫酸第２鉄、硫酸ばん土、ポリ塩化アルミニ
ウムなど、ＦｅまたはＡｌ系凝集剤１０を攪拌槽１１に
注入し、酸性条件下（ｐＨ４，０〜５．５が好適）で数
分混和したのち、粉末活性炭接触槽１２に流入させる。

１３は新鮮な粉末活性炭である。粉末活性炭のＣＯＤ吸
着速度は早いので接触槽１２の滞留時間は３０〜６０分
で充分である。なお、凝集剤の所要薬注率は１５００〜
３０００ｍｇ／　ｌであり、粉末活性炭の所要注入率は
１００〜８００ｍｇ　／　Ｉ！、、好ましくは、１５０
〜５００ｍｇ／ｌで充分である。

しかして、接触槽１２より、ポンプ１４により粉末活性
炭含有スラリーを限外が過（Ｕ、Ｆ）膜分離装置１５に
圧送して膜透過させ、ＳＳ、ＣＯＤ、色度、ｐｏ、’＼
ＢＯＤのすべてが極めて高度に除去された清澄透過水１
６とし、公共用水域に放流する。

方、ＵＦ膜分離装置１５で分離された粉末活性炭共存ス
ラリー１７は配管１７’によって生物学的硝化脱窒素槽
２に供給される。

なお、一部を１７″の経路を持つ配管から、凝集処理工
程のための攪拌槽１１にリサイクルさせても良い。

驚くべきことには、ＵＦ膜分離粉末活性炭共存スラＩＪ
−１７を、生物学的硝化脱窒素槽２に供給すると、生物
学的硝化脱窒素槽２における激しい発泡が全くなくなり
、消泡剤の添加、消泡機の設置が不要あるいは僅少にな
ることが発見された。

本発明は、生物処理水中の非生物分解性ＣＯＤ、色度、
リンなどを凝集剤と粉末活性炭を併用して除去したのち
、廃粉末活性炭を発泡防止剤として有効利用できるので
、消泡コストが実質的にゼロになるという顕著な効果が
ある。

しかも、廃粉末活性炭を、凝集処理工程にリサイクルす
ると、凝集剤１０および新鮮な粉末活性炭の所要量が減
少するという効果も認められた。

また、ＵＦ又はＭＦ膜分離工程の透過流束（Ｆｌｕｘ）
が粉末活性炭共存時に１５〜２０％向上し、膜汚染が軽
減することが判明した。

また、前記粉末活性炭共存スラリー１７から生物学的硝
化脱窒素槽２へ送る量については、この硝化脱窒素槽へ
の返送量を■１、撹拌槽への返送量をＶ２とするとき、
■１は硝化脱窒素槽２の発泡を防止するのに必要な量に
設定され、はぼ一定であるのに対し、■２は任意の量に
設定される。従って、（Ｖ　ｚ／　Ｖ　＋）ノ値は０．
５〜１００と広範囲の値をとりうる。通常は５０〜６０
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槽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共存スラ
リー１７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
加が僅小、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、粉末活性炭共存スラリーのどのような作用
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、粉末活性炭共存スラＩＪ　−１７を攪拌槽１１
での凝集処理に循環すると、塩化第２鉄などの無機凝集
剤の所要集注率が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、使用済粉末活性炭を前記した個所に
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（、たとえば生物
学的硝化脱窒素槽に添加すると、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槽に添加す
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） 第１図のフローに従って行った本発明の一実施例につい
て以下詳述するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。

表−１の水質の除渣し尿を、後記する粉末活性炭共存ス
ラリーを添加しつつ無希釈タイプの生物学的硝化脱窒素
処理を行った（運転条件は表−２参照）。消泡剤を添加
しなくても生物学的硝化脱窒素槽内の発泡は、はとんど
認められず、円滑な運転が可能であった。

表−２ 表−３ 分１目ｑ四にπ 次に、該硝化脱窒素槽から流出する活性汚泥スラリー３
を、沈殿槽５で沈降分離した（沈殿分離水量負荷４ポ／
　ｎｆ・日）。

沈殿槽から越流した分離水の水質を表−３の左欄（粉末
活性炭共存スラリーを硝化脱窒素槽に供給した場合）に
示す（なお、雑排水生物処理槽４は省略した）。

一方、前記の粉末活性炭共存スラリー１７を硝化脱窒素
槽に供給せずに運転した場合は、シリコーン系消泡剤を
常時２００ｍｇ／　ｌ添加しないと発泡が激しく、運転
不可であった。また、分離水の水質は表−３の右欄（粉
末活性炭共存スラリーを硝化脱窒素槽に供給しない場合
）の如く、ＣＯＤ、色度、ｐｏ、”−１全窒素が悪化し
た。

次に表−３の左欄の水質を示す分離水に、Ｐｅｔを２５
００ｍｇ／　１２添加し、ＮａＯＨでｐＨ４〜５の弱酸
性でコントロールして３分攪拌したのち、粉末活性炭（
エバダイヤ５００ＬＰ　、−−−−一荏原インフィルコ
製品）を２５０〜４００ｍｇ／　Ｉ！、添加して、３０
分空気攪拌したのちチューブラ型限外′濾過膜（分画分
子量１０万、ポリスルホン製）で、ＳＳを膜分離した。

（Ｊ　Ｆ　）ＦＪ透過水の水質を表−４に示した。粉末
活性炭共存スラリーは、硝化脱窒素槽へ供給し、発泡防
止剤として利用した。

また前記ＵＦ膜の透過流束は２．５〜２．７ｍ３／ｍ”
・日とかなり大きな値がとれ、ＯＦ分離用ポンプ動力コ
ストも３５〜４５円／　ｒｄと安かった。

なお、比較例として粉末活性炭を添加せず、上記ＵＦｌ
］’Ｊで膜分離した場合の透過流束は２．０〜２．２ｒ
ｎ　／　ｏｆ・日となった。

（発明の効果） ■　無希釈・生物学的硝化脱窒素槽に、消泡剤、消泡機
対策をほどこさな（でも、極めて効果的に発泡を防止す
ることができる。この結果、消泡コストが不要あるいは
僅少になるほか、０００発現物質である消泡剤の添加が
不要あるいは僅少になるので、処理水質が向上する。

■　活性炭吸着塔、活性炭再生炉が不要になり、システ
ム構成が著しく簡潔になる。維持管理性も向上する。

■　１１束分離工程が１段ですむので、設備費、運転費
が減少し、維持管理ポイントも減少する。

■　ＵＦ膜の透過流束が増加する。

■　活性汚泥の固液分離用の沈降分離工程で、ＳＳの充
分な分離を行う必要がないので、活性汚泥の沈降性が悪
化した場合も、問題なく運転できる。

【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、従来の膜分離方式のフローシートを示す。 符号の説明 １：除渣し尿　　　２：生物学的硝化脱窒素槽３：活性
汚泥スラリー　４：雑排水生物処理槽５：沈殿槽　　　
　　　６：雑排水 ７：沈殿濃縮汚泥　　　８：余剰汚泥 ９；分離水　　　　　　１０　：　Ｆｅ又はＡｐ系凝集
剤１１：撹拌槽　　　　　　１２；粉末活性炭接触槽１
３：新鮮な粉末活性炭　　　１４：ポンブ１５：限外濾
過膜分離装置　　１６；清澄透過水１７：粉末活性炭共
存スラリー １７’、　１７”　：粉末活性炭共存スラリー供給のた
めの配管

Claims (1)

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のち、活
   性汚泥スラリーを膜分離以外の手段で固液分離し、該分
   離水に、Ｆｅ又はＡｌ系凝集剤、および粉末活性炭を添
   加し、ｐＨを酸性条件に維持しつつ限外濾過膜又は精密
   濾過膜で、粉末活性炭共存スラリーを膜分離し、該粉末
   活性炭共存スラリーの少なくとも一部と前記固液分離汚
   泥の少なくとも一部とを、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
   。 ２、前記膜分離工程から排出される粉末活性炭共存スラ
   リーの一部を、前記凝集剤添加工程又はその前段の該分
   離水に供給することを特徴とする請求項１記載の方法。