JPH03151100A - 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的硝化脱窒素処理を
含む処理工程で処理する際に、生物学的硝化脱窒素処理
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６２２６６２１４（特開昭６３，２１４３９７）　
ｒ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、硝化脱窒製処理工程で
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
リコーン系あるいはアルコール系のものが使用されてい
て、このものは気泡の合一を促進するため酸素吸収効率
を悪化させるほか高濃度の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。

こ水（ｚ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、数ケ所の実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膜分離リン吸着プロセス」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ｐｏ４
’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Ｊ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使手にすること。

（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。

（３）　　Ｆｅ　（ＯＨ）３　、Ａｌ１　（ＯＨ）ｓな
どの難脱水性汚泥の発生量を大幅に減少させ、汚泥脱水
工程を合理化すること。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、有機性汚水にＭ　ｇ　ｔ　°イオンを添加し
たのち分離スラッジと固液分離液とに固液分離する工程
、該固液分Ｍ液を生物学的硝化脱窒素処理する工程、該
生物学的硝化脱窒素処理液に無機凝集側と粉末活性炭を
添加すると共に酸性条件下で膜透過水と粉末活性炭共存
凝集汚泥とに膜分離する工程、および該生物学的硝化脱
窒素処理する工程に該粉末活性炭共存凝集汚泥を供給す
る工程からな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。

し尿ｌにＭｇトイオン（Ｍｇ（ＯＨ）ｚの利用が好適）
２を添加混和し、Ｎ　Ｈａ　Ｍ　ｇ　Ｐ　Ｏ４の沈殿を
生成させたのち遠心分離機、スクリーンなどの固液分離
工程３で、Ｎ　Ｈａ　Ｍ　ｇ　Ｐ　Ｏ４およびし尿１中
のＳＳを分離する。固液分離工程３にスクリーンを採用
する場合は、Ｍ　ｇ　ｔ°添加後にカチオン系高分子凝
集剤４を添加し、し尿中のＳＳ、コロイドとＮ　Ｈ４Ｍ
　ｇ　Ｐ　Ｏａを共凝集させフロックを分離するように
する。５は分離スラッジ、６は固液分離液である。尚、
ＭＢ２−イオンの添加量は処理壁に対して５００　＝１
５００ｍｇ／　ｌの範囲が好ましい。

次いで、ＳＳ１コロイド、ｐｏ、”−が高度に除去され
た固液分離液６は無希釈型の生物学的硝化脱窒素処理工
程７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、好気的脱窒製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７から流出する処理
液、即ち、活性汚泥スラリー８に、塩化第２鉄、ポリ硫
酸第２鉄などの鉄系凝集剤９ａ。

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９ｂを添加し、必要により、苛性ソー
ダ、消石灰などのアルカリ剤をｐＨ調整剤２０として添
加しＰＨを弱酸性条件に維持して混和槽１０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８中に高濃度に含まれる非生物分解性ＣＯＤ、色度成
分、イオンを凝集不溶化する。そのさいのｐＨは４．０
〜６．０が好適で、ＣＯＤ、色度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１０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１１に粉
末活性炭１２を添加し、接触槽１３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
度を活性炭に吸着させる６図示の接触槽１３は空気撹拌
を行うものである。　１４は空気である。接触槽１３内
における滞留時間は、通常３０〜９０分で良い、尚、無
機凝集剤と粉末活性炭の添加順序は、実施例のように無
機凝集剤添加を先に、粉末活性炭添加を後にするのが好
ましいが、同時でもかまわない。

次に、上記凝集及び吸着処理した液、即ち、粉末活性炭
が共存する凝集スラリー１５を限外濾過膜又は精密濾過
膜を用いる膜分離装置１６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）　１７を
得る。膜分離装置１６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１７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
１８の一部は混和槽ｌＯに返送汚泥１８ａとして循環さ
れ、残部は返送汚泥１８ｂとして生物学的硝化脱窒素処
理工程７に供給される。

１９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１８から抜き出しても
よい。

なお、余剰汚泥１９は、し尿ｌに混合し、固液分離工程
３を利用して、濃縮脱水する方法も推奨できる。

本発明は、し尿中の高濃度のＰＯ４３−を生物処理する
以前に、ＮＨａ　ＭｇＰＯａ　として化学的に除去して
しまうので、無機凝集剤９ａ、９ｂの所要添加量が大き
く減少し、５００〜１５００ｍｇ／ｊ！という少量で充
分、ＣＯＤ、色度が除去できる。（なおＭｇ！−イオン
２を添加しない場合は、無Ｉ！凝集剤９ａ、９ｂの所要
注入率は１５００〜４５００　ｍｇ　／　ｊ！と多量に
必要になる）。

この結果、難脱水性として周知のＦｅ（ＯＨ）ｚ。

Ａｆｆｉ　（ＯＨ）、スラッジの発生量が大きく減少す
る。これは汚泥脱水工程の合理化を意味する。

また粉末活性炭の添加量は通常１００〜ａｏｏ　ｍｇ／
２、好ましくは１５０〜５００ｍｇ／Ｉｌの範囲とする
のがよい０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１８から生物学的硝
化脱窒素処理工程７へ送る返送汚泥１８ｂの量について
は、この硝化脱窒素処理工程への返送量を■１、凝集処
理工程へ送る返送汚泥１８ａの返送量を■８とするとき
、ｖｌ　は硝化脱窒素処理工程７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、■！は任意の量に設定される。従って（ｖ２／
Ｖｌ）の値は０．５〜数１００と広範囲の値をとりうる
０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２０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１８を混和槽１０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
所要集注率がさらに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）（ｒｒｒ／ｒｒｆ・膜
・日）が向上することも発見された。

〔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にのみ限定されるものではない
。

実施例１ 第１表の左欄に示すし尿にＭ　ｇ　（ＯＨ）　ｚを１０
００■／１添加し、５分間撹拌後、カチオン系高分子凝
集剤（エバグロースＣ１０４Ｇ荏原インフイルコ製品）
を３００■／ｌ添加、３Ｑｓｅｃ撹拌したところ、良好
なフロックが形成され、目開き１ｍｍ目の回転ウェッジ
ワイヤスクリーンで容易にフロックを分離できた０分離
液の水質は第１表の右欄となった。

第１表 し尿の凝集分離液を後記する粉末活性炭共存凝集汚泥を
Ｗｉ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２表 生物処理の運転条件 次に、生物学的硝化脱窒素処理工程からの活性汚泥スラ
リーにＦｅＣｌ１．を８００■／ＩＩシ尿添加し、ｐＨ
４，０〜４．５の弱酸性条件下で５分間撹拌した後、粉
末活性炭をし尿Ｉｎ（あたり４００ｇ添加し、６０分空
気撹拌した。

しかるのち、粉末活性炭共存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ル限外濾過膜（ＵＦ膜）（
公称分画分子１ｆｔｌｏ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 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ｌＯ〜５Ｃ１１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（Ｆｊ！ｕ
ｘ）は２．０〜２．Ｉ　ｎｆ／ｒｒｆ−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１００■／ｌ）によるＵＦ膜の所要洗浄頻度は
、５ケ月に１回とかなり少なくてしてすんだ。

比較例１ 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
ｆｆ１ｓを８００■／ｌＬ、尿添加し、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１．７５
〜１．８８ｒｒｆ／ｒｒｆ・日であり、本発明法に比べ
て悪い、ＮａＣｌ０　（ｉ４度１００ｍｇ／　Ｉｔ　）
によるＵＦ膜の所要洗浄頻度は３ケ月に１回となり、洗
浄頻度も本発明に比べて増加した。

比較例２ 第１図に示す処理フローにより行われる実施例の処理方
法において、粉末活性炭１２とＭｇトイオン２を添加し
ない以外は、実施例１と全（同じ条件で処理を行ったと
ころ、シリコーン系消泡剤を２５０〜２７０■／ｌ添加
しないと生物学的硝化脱窒素槽から泡が溢れ出し、処理
不能となった。

また、活性汚泥スラ’）　　Ｋ　Ｆ　ｅ　Ｃｌ　３を８
００　ｍｇ／Ｉｔシ尿添加し、ＰＨ４，０〜４．５の条
件で凝集処理し、ＵＦｌｌｉで分離したｌＩｉ透過水の
水質は第５表となり、ＣＯＤ、色度、ＰＯ４”−が実施
例１に比べて大幅に悪化した。

第５表 尚、本発明の実施例１の第３表の膜透過水の水質を得る
ためには、Ｆ　ｅＣｌ　３を２８００■／ｌ添加する必
要があった。

〔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、０００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大きく低減し、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
染も減少する。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明のフローシートを示す図、第２図〜第
４図は従来の処理法のフローシートを示す図である。 符号の説明： １：し尿、２：Ｍｇ”＋イオン、３：固液分離工程、７
：生物学的硝化脱窒素処理工程、９ａ、９ｂ：無機凝集
剤、ｌＯ：混和層、１２：粉末活性炭、１３：接触槽、
１６：膜分離装置、Ｉ７：膜透過水、１８：粉末活性炭
共存凝集汚泥、１８ａ、１８ｂ：返送汚泥、１９：余剰
汚泥、２０：ｐＨ調整剤。 （ほか３名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、有機性汚水にＭｇ＾２＾＋イオンを添加したのち分
   離スラッジと固液分離液とに固液分離する工程、該固液
   分離液を生物学的硝化脱窒素処理する工程、該生物学的
   硝化脱窒素処理液に無機凝集剤と粉末活性炭を添加する
   と共に酸性条件下で膜透過水と粉末活性炭共存凝集汚泥
   とに膜分離する工程、および該生物学的硝化脱窒素処理
   する工程に該粉末活性炭共存凝集汚泥を供給する工程か
   らなることを特徴とする有機性汚水の処理方法。