JPH0352700A - し尿系汚水の処理方法 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、し尿、浄化槽汚泥などのし尿系汚水の新規な
処理プロセスに関するものである。

く従来の技術〉 現在、最も進歩したし尿処理方法は第２図に示したよう
なフローが通常用いられている。

即ち、同図を参照して説明すれば、搬入し尿１をスクリ
ーン分離工程４の微細目スクリーンで除渣したのち、無
希釈で生物学的硝化脱窒素工程１２で脱窒したのち、活
性汚泥スラリーを限外濾過（ＵＦ）膜１４で固液分離し
、ＳＳゼロの清澄な生物処理水と活性汚泥を得るという
方法である．余剰活性汚泥は、カチオンボリマなどの脱
水助剤を加えて、ベルトプレス、遠心脱水、フィルタプ
レスなどの汚泥脱水機で脱水し、脱水ケーキとしている
．なお、生物処理水を凝集沈殿処理する場合に発生する
凝沈汚泥は、余剰活性汚泥に混合して脱水処分されてい
る。

このような従来の最新技術は、し尿を清澄な処理水にＲ
換するという側面では著しい進歩を遂げているものの、
発生する汚泥の処理処分という側面では旧態依然であり
、重大な欠点をかかえ込んだままになっている。

即ち、し尿処理に伴って発生する汚泥は、余剰活性汚泥
量が約７ｋｇ乾燥固形物（ｄ，ＳＳ）／ｋｆｆｉＬ尿、
凝沈汚泥が約３ｋｇｄ．３３／ｋｆＬ尿となり、著しく
多量で、しかもその性状が難脱水性であり、量的、質的
の両面から、その処理が問題になっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、前記の従来技術の欠点を完全に解決すること
を目的としており、具体的には、し尿処理に伴って発生
する汚泥量を大幅に減少できる新方式を確立することを
課題としている。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、し尿系汚水に高分子凝集剤を添加して凝集フ
ロックを生或する凝集工程、該凝集フロノクを凝集分離
汚泥と凝集分離液にスクリーン分離するスクリーン分離
工程、該凝集分離汚泥をメタン発酵処理する発酵工程、
該発酵工程の発酵残渣を脱水分離液と脱水ケーキに分離
する脱水工程、および該凝集分離液と該脱水分離液の両
者を生物学的硝化脱窒素処理する脱窒工程からなること
を特徴とするし尿系汚水の処理方法、及び該処理方法に
おいて該脱窒工程から発生する余剰活性汚泥を該凝集工
程に供給する方法である。

本発明の凝集工程で用いられる高分子凝集剤はカチオン
系ポリマが好適である。

咳高分子凝集剤の添加量は無希釈し尿ＩＱに対し１５０
〜４００　ｍｇ，好ましくは、２００〜２５０■である
． 本発明のスクリーン分離工程におけるスクリーンのます
目の大きさは０．５〜３　ｍｍ、好ましくは、０．７〜
１ｍの範囲で、０．５　ｍｒｎより小さいと目詰まりが
激しく好ましくなく、逆に３ｍより大きいとスクリーン
下にもれるＳＳが増加するためあまり好ましくない。

発酵工程にて残存する発酵残渣を脱水分離ｌＶＬと脱水
ケーキに分離する脱水工程において、用いられる装置と
しては、濾布等を用いるヘルしプレス、フィルタプレス
等のプレス装置、スクリュウプレス、遠心分離機等が挙
げられるが、遠心分離機を用いると後述の通り、脱水助
剤等の添加剤を用いることなく効率的に脱水できるので
有利である．スクリーン分離された凝集分離液及び該脱
水工程の分離液は生物学的硝化脱窒素処理され、その後
はこの処理冫皮は通常膜分離され、余剰活性汚泥と処理
水とに分別され、余剰活性汚泥の大部は、脱窒工程へ送
返され、その残部が該凝集工程に供給される。

第１図を参照しながら本発明の一実施例を詳述する。

ビニールなどの粗大異物を除去した搬入し尿１に高分子
凝集剤２（カチオン系またはカチオン・アニオンの併用
が好適）を添加して、フロツキュレータ３で強くて大き
なフロックを形或させる凝集工程ののち、回転ウェジワ
イヤスクリーンなどのスクリーン分離工程４でフロック
を分離し、凝集分離液５と凝集分離汚泥６を得る。

分離汚泥６（し尿中のＳＳ，コロイド、せんい分などが
凝集し一体化している）は、発酵工程処理のためメタン
発酵槽７に供給し、メタン発酵反応を進行させる。し尿
１に含まれているＳＳ、コロイドは非常にメタン発酵反
応が進み、メタン発酵槽の滞留日数は８〜１０日で、分
離汚泥６中のせんい分を除く有機物の８０％以上が分解
することを実験的に見出した。なお、従来より、し尿そ
のものを嫌気性消化する方式が知られているが、し尿そ
れ自身の大部分は単なる水であり、し尿それ自身をメタ
ン発酵（嫌気性消化）すると、反応にあずからない水が
大量にメタン発酵槽に流入してしまい、メタン発酵槽の
所要容積がきわめて大きくなるという欠点があるほか、
メタン発酵槽を加温するのに必要な熱エネルギーも大き
くなるという欠点がある． これに対し、本発明は、し尿に高分子凝集剤を添加して
、ＳＳ、コロイド状有機物をフロック化して固液分離し
たもののみをメタン発酵させる方式を採用したので、メ
タン発酵にあずからないし尿中の大量の水分が、メタン
発酵槽に流入しない．従ってメタン発酵反応を非常に合
理的に行うことが出来る。

また、下水処理の分野では、流入下水を最初沈殿池に流
入させ、沈殿したＳＳをメタン発酵槽に供給する方法が
広く行われているが、本発明のように、し尿に高分子凝
集剤を添加して有ｔａ物を凝集フロンク化スクリーン分
離し、これをメタン発酵槽に供給する方法とは、本質的
に異なっている．すなわち、流入下水は高分子凝集剤を
添加されないで、単なる沈殴池に流入し、沈殿しゃすい
粒径の大きなＳＳだけが沈殿され、コロイド状有機物は
そのまま沈殿池溢流水中に流出してしまい、なんらメタ
ン発酵槽には供給されない。これが、本発明との本質的
相違である。しかして、メタン発酵槽７でメタン発酵が
充分進行した発酵残渣８は脱水工程の遠心分離機９に流
入し、脱水ケーキ１０と脱水分離液１１とに固液分離さ
れる。

本発明の実験期間中に、次のような注目すべき現象を見
出した。

すなわち、高分子凝集剤２によってフロ・ンク化したス
クリーン分離汚泥６がメタン発酵槽．７において、メタ
ン発酵を受けると、嫌気性微生物の作用によって、凝集
フロックが解体するため、実験前の予想では、メタン発
酵残渣８に再び高分子凝集剤を添加しないと、遠心分離
機９で脱水できないと考えていたが、実際には無薬注で
容易に遠心脱水できることが認められた（脱水ケーキ水
分も７０〜７５％と低水分になる）．なぜ、このように
メタン発酵残渣８の脱水性が良好なのか、その原因は、
現在まだ不明である。

なお、本発明において遠心分離機９の限定は重要であり
、ベルトプレス、フィルタプレスでは、脱水助剤無薬注
では、濾布の目づまりが激しく全く脱水できないことを
認めた。１０は遠心脱水ケーキ、ｌ１は遠心脱水分離液
である。１７は消゜化ガスである。

しかして、スクリーン分離液５と遠心分離液１１の両者
は、無希釈タイプの生物学的硝化脱窒素工程ｌ２に供給
されＢＯＤ、窒素或分、ＣＯＤ　（生物分解性）が生物
学的に除去される。この過程で、遠心分離液１１中に含
まれるＳＳ（嫌気性微生物の菌体を主戒分とするもの）
の一部が、硝化菌、脱窒素菌、ＢＯＤ資化菌によって分
解される。

生物学的硝化脱窒素工程ｌ２から流出する活性汚泥スラ
リ−１３は、限外濾過（ＵＦ）膜１４に供給され、膜に
よって、ＳＳが完璧に除去されて清澄で黄色を帯びた生
物処理水１５となる。処理水１５は必要に応じ、凝集活
性炭処理される。一方限外濾過膜ｌ４で阻止分離された
スラリ−１６の大部分１６′　は、返送汚泥として脱窒
工程１２にリサイクルされ、第２図の余剰活性汚泥に対
応するスラリーの余剰活性汚泥相当量１６’が、し尿ｌ
にど昆合され、凝集スクリーン分離される。

本発明におけるスラリーの余剰活性汚泥相当量１６’の
発生量は、従来より著しく少ない．その原因は、生物学
的硝化脱窒素処理する脱窒工程ｌ２に流入する液（５と
１１の混合液）のＢＯＤが４０００　〜５０００ｍｇ／
　ｌ　．．Ｓ　Ｓが５００　〜１０００ｍｇ／　ｌとな
り従来よりも格段に少なくなっているからである，（従
来法では、Ｂ　Ｏ　Ｄ　１００００■／Ｉ！．、ＳＳ１
００００　〜１５０００　ｍｇ／ｌの液が生物学的硝化
脱窒工程に流入する） 以上が本発明の実施Ｌｑ様であり、次に本発明の実験例
を述べる． く実施例〉 搬入し尿の粗大異物（ゴム、ビニールの切れはしなど）
を除去したのち、余剰活性汚泥を混合し、さらにカチオ
ン系高分子凝集剤（エバクロース０１０４Ｇ、荏原イン
フィルコ株製品）を２５０■／ｌ添加し、３０秒撹拌し
たところ、極めて良好なフロック（強くて大きい）が形
成され、目開き１帥の回転型ウエッジワイヤスクリーン
で容易にスクリーン分離できた。

スクリーン分離汚泥の固形物濃度は３．５〜３．７％で
あった．このスクリーン分ｆｌＭ泥を、温度３７℃に設
定されたメタン発酵槽（槽内汚泥のかくはんは外部に設
けたポンプによる循環によった）に供給し、１０日間滞
留させ、スクリーン分離汚泥の有機物をメタン発酵によ
って、メタンと炭酸ガスを主戒分とする消化ガスにガス
化した。

この結果、スクリーン分離汚泥中の祇繊維分を除いた有
８ｌ物の７０〜７４％が分解した。メタン発酵槽のＰＨ
コントロールは行わなかったが、ｐＨ８．３．±０．５
で安定しており、酸発酵過多などのトラブルは発生せず
、し尿の凝集分離汚泥に含まれる有機物（祇繊維を除く
）は、非常にメタン発酵を受けやすいことが認められた
。

次に、メタン発酵槽から流出するメタン発酵残渣を遠心
脱水機（巴工業製シャープレススーパーデカンター）で
脱水したところ、カチオンポリマなど脱水助剤を必要と
することなく、容易に脱水でき、水分７０〜７３％の低
水分でハンドリング容易な脱水ケーキが得られた。

遠心脱水ケーキの発生量は、し尿１ｋｆｆｉ処理あたり
、６．３〜６．８ｋｇＳＳであり、第２図の従来プロセ
スの汚泥脱水ケーキの発生量と脱水し渣の発生量の合計
１２〜１５ｋｇＳＳ／ｋｆｆｉＬ尿に比べ約１７２であ
った． 一方、し尿のスクリーン分離液と遠心脱水濾液の混合液
（水質を表−１に示す）を、無希釈で生物学的硝化脱窒
素処理した（周知の硝化液循環型を採用した）のち分画
分子量１０万、膜材賞ポリスルホンのチューブラ型ＵＦ
膜で、膜分離した結果、表−２の膜透過水を得た。

表−１ 表−２ ＵＰ膜透過水の水質 ＵＦ膜分離スラリーの固形物濃度は２．０〜２．２％で
あった。またスラリーの余剰活性汚泥相当量の発生量は
し尿１ｋＮ当り、１．８〜２．３　ｋｇ　Ｓ　Ｓとなり
、従来法の約１７３　となった。この余剰汚泥は前述の
ように、し尿に混合し、ボリマ凝集スクリーン分離工程
を経由させて、最終的にメタン発酵槽に流入させた．〈
発明の効果〉 ■　し尿系汚水の処理に伴って発生する汚泥量を著しく
減少でき、脱水処理とうめたて、焼却など処分が容易に
なる。

■　汚泥脱水機に遠心脱水機を採用すると、脱水助剤無
薬注で脱水できる。脱水ケーキの水分も７０〜７５％と
少ないのでハンドリングが容易である．■　し尿中のコ
ロイド状有機物をボリマで凝集させたものを、スクリー
ンで高濃度の固形物濃度に′ａ縮できるので、メタン発
酵槽の所要容積が、従来のし尿の嫌気性消化槽よりも約
１／１ｏに減少でき、加温用のエネルギーも節減できる
．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、本発明のフローシ一トを示す図である。第２
図は、従来のフローシ一トを示す図である， １：し尿、２：高分子凝集剤、３：フロッキュレー夕、
４：スクリーン分離工程、５：凝集分離液、６：凝集分
離汚泥、７：メタン発酵槽、８：発酵残渣、９：遠心分
離機、１０：脱水ケーキ、１１；脱水分離液、１２：生
物学的硝化脱窒素工程、ｌ３：活性汚泥スラＩＪ−、１
４：限外濾過膜、ｌ５：生物処理水、ｌ６：スラリー、
１６′：スラリーの大部分、ｌ６“　：スラリーの余剰
活性汚泥相当量。 （ばか３名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、し尿系汚水に高分子凝集剤を添加して凝集フロック
   を生成する凝集工程、該凝集フロックを凝集分離汚泥と
   凝集分離液にスクリーン分離するスクリーン分離工程、
   該凝集分離汚泥をメタン発酵処理する発酵工程、該発酵
   工程の発酵残渣を脱水分離液と脱水ケーキに分離する脱
   水工程、および該凝集分離液と該脱水分離液の両者を生
   物学的硝化脱窒素処理する脱窒工程からなることを特徴
   とするし尿系汚水の処理方法。 ２、該脱窒工程から発生する余剰活性汚泥を該凝集工程
   に供給する請求項１の方法。