JPH0366036B2

JPH0366036B2 -

Info

Publication number: JPH0366036B2
Application number: JP55032060A
Authority: JP
Priority date: 1980-03-13
Filing date: 1980-03-13
Publication date: 1991-10-15
Also published as: JPS56129084A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、し尿あるいは水産加工廃水、食品廃
水、農産物加工廃水、下水、工場廃水などにおけ
る有機性物質を含有する廃水の高度処理に関する
極めて高効率な処理方法に関するものである。

し尿の処理は従来よりBOD除去を主要目的と
した生物学的酸化処理方法が定着しているが、近
時富栄養化の原因物質として窒素、燐の除去、さ
らには色素、CODの除去も望まれている。これ
らの汚濁成分は生物学的処理法と物理化学的処理
法との組合せ法によつて除去されているが、現在
広く普及している代表的方法は、し尿を10〜20倍
に稀釈し、硝化脱窒素活性汚泥法によつてBOD、
窒素を除去したのち、処理水に硫酸バン土などの
無機凝集剤を添加し、残留する燐、COD、色素、
SSを除去するものである。また、処理水質の目
標値によつてはさらに高度な処理として、オゾン
酸化や活性炭吸着などを付設している例もみられ
る。しかしながら、この方法は以下に例挙する多
くの欠点があり、これらの欠点の抜本的解消方法
が切望されている。

すなわち、生物処理について、(1)生物を利用し
て処理する以上、該生物にとつて好適な環境条件
が要求されるが、実際にはその要求に適応されな
い場合があり、その場合には他の有害な生物の繁
殖によつて汚泥の濃縮が悪化し、分離効率が顕著
に低下する。(2)生物反応には可能な限り汚泥濃度
を高く維持することが、効率上望ましい。すなわ
ち、BOD、窒素負荷を小さくすることが望まし
いが、そのためには高濃度の汚泥を十分量返送す
る必要があり、沈澱池を過大にせざるをえない。
さらに大量の汚泥が沈澱池に蓄積されると、汚泥
層は嫌気状態となり、汚泥の腐敗、燐の溶出等に
よつて処理水が悪化する。

また、高度処理の手段とされる物理化学的処理
法においては、脱窒素処理水の燐、COD、SS、
色度成分の除去に硫酸バン土、消石灰、塩化第一
鉄などの無機凝集剤による凝集処理が行なわれて
いる。現在では、処理後のPH調整の不要な硫酸バ
ン土［Al₂（SO₄）₃・16〜18H₂O］による凝集処理
がその主流を占めているが、凝集剤を大量に消費
するうえ、発生する凝集汚泥は難脱水性でかつ多
量の無機成分を含有するため焼却残渣が多く、そ
の処分も大きな問題となつている。

本発明においては、生物学的硝化脱窒素処理
（以下“生物処理”と称す）を経て得られる有機
性物質および燐酸を含有する液を対象として、従
来の上記欠点を排除し、環境汚染源となる燐酸を
極めて効果的に簡単な方式によつて除去、更には
BOD、COD、色度、懸濁物の除去、目的によつ
ては脱塩をも簡略な方法で遂行せんとする方法を
提供することを目的とする。

本発明は生物学的硝化脱窒素処理工程と燐酸反
応工程と透過膜処理工程から成る廃水処理工程を
用いて燐酸を含有する有機性廃水を処理するに当
り、前記生物学的硝化脱窒素処理工程より流出す
る活性汚泥スラリを濃縮汚泥と分離液に分離し、
該分離液に鉄塩を添加せしめると共に酸化雰囲気
下に維持して不溶性燐酸を含有する反応スラリを
生成し、該反応スラリを透過膜によつて膜透過液
と膜濃縮液に分離すると共に該濃縮液の一部を前
記鉄塩の添加系統に循環せしめることを特徴とす
る燐酸を含有する有機性廃水処理方法である。

なお、膜透過液は要すれば更に膜処理をおこな
い、色度、BOD、COD値を低下せしめることも
可能であり、その場合には逆浸透膜を利用するの
が効果的である。

本発明にかかる上述の酸化雰囲気を形成する酸
化性物質としては、酸素、塩素、オゾン、空気な
どのガス体が接触に便利であるが、塩素はガス体
に限らず次亜塩素酸、そのソーダ塩でもよく、ま
た過酸化物も利用できる。酸化促進のために酸化
マンガン、酸化銅、酸化ニツケル、活性炭等の触
媒を利用することもできる。酸化雰囲気下に不溶
性燐酸を含有する反応スラリを維持させないと、
添加した鉄塩は、DOが不足していたり、またあ
つても局部的に還元性雰囲気になりやすいため
Fe²⁺が発生する。Fe²⁺が生成すると膜透過液中
にFe²⁺が溶解したままリークし、鉄濃度が上昇
する。後で酸化されたりすると色度、SS濃度が
上昇し、処理水質を悪化させる原因ととなる。

本発明において使用し得る透過膜の素材は、セ
ルローズアセテート系、芳香族ポリアミド系、ポ
リスルフオン系、ポリベンツイミダゾール系、ニ
トリル系の樹脂を素材とする膜を使用することが
でき、透過膜装置の型式としては、ロツド型膜モ
ジユール、管型膜モジユール、中空管型膜モジユ
ール、のり巻き構造型膜モジユール、中空糸型膜
モジユール、耐圧板構造型膜モジユールなどを利
用することができるが、管型、中空管型膜モジユ
ールは物理的洗浄が容易であることから利用し易
い。また、膜透過水の吸着処理としては、活性
炭、有機性吸着樹脂、無機性吸着剤たとえばゼオ
ライト、珪藻土、酸性白土などを媒体とする処理
がその好例である。また、金属水酸化物たとえば
塩化第二鉄、硫酸第二鉄などの第二鉄塩の加水分
解生成物、第一鉄塩の酸化、加水分解生成物ある
いはアルミニウム塩・マグネシウム塩などの加水
分解生成物は、やはり吸着剤としての効果を発揮
する。

高分子電解質もその吸着作用があり、利用する
ことが可能である。さらに電解によつて、金属極
を溶出させ、これを加水分解により、生成した水
酸化物によつても吸着処理が可能である。

透過膜処理に際しては、凝集助剤の添加もよ
く、たとえば金属水酸化物の存在は、膜透過性維
持に当り有効である上に、膜汚染の度合いを軽減
することができる。特に膜汚染性物質の荷電と、
膜自体の有する荷電が正負の関係にあるときには
膜面に汚染物が付着し易く、この場合には膜汚染
性物質の荷電を中和するような反対荷電の助剤を
添加することによつて、膜面への汚染を軽減する
ことが可能である。

次に本発明について一実施態様について説明す
る。

第１図においては、有機性物質含有液１を生物
処理装置Ａに流入させ、空気、酸素ガスなどの酸
化のための気体２を導入して曝気して生物処理を
遂行せしめる。生物処理装置Ａにおいては、アン
モニア性窒素の硝化も進行し、アンモニア性窒素
は亜硝酸さらに硝酸へと変化する。また生物処理
において、脱窒素反応を行なわせることも可能で
ある。生物処理装置Ａにおいて分離された濃縮汚
泥４は系外に排出される。この生物処理は図のよ
うな回分式処理でも良いが通常の連続式処理でも
良い。次にその分離液５は燐酸反応槽Ｂへ流入
し、鉄塩６を添加せしめると共に酸化性物質によ
つて酸化雰囲気下に維持しつつ所定の時間反応
後、スラリ７はマイクロポーラス乃至逆浸透膜よ
り選ばれた透過膜を装着した膜装置Ｃへ加圧下に
送給される。通常その圧力は数〜数十Kgｆ／cm²で
あり、ここで懸濁物、高分子および低分子の
COD，BOD、色度成分などが膜側に濃縮されて
膜濃縮液８として排出される。

膜濃縮液８中には燐酸を含む固形物が含まれて
いるので、膜装置Ｃからの膜濃縮液８の一部を反
応槽Ｂへ循環し種沈澱として反応促進に利用す
る。膜濃縮液８の残部は固−液分離装置Ｄ、たと
えば、沈降、浮上あるいは、遠心分離、過分離
装置によつて固−液分離をし、その固形物含有汚
泥あるいはケーキ９と分離液１０は系外へ排出す
るが、点線で示したような経路によつて、分離液
１０の一部を反応槽Ｂへ投入してもよい。

また、膜装置Ｃへの供給に先立つて凝集助剤１
５を添加してもよく、膜装置Ｃからの膜透過液１
１は、更に吸着装置Ｅや膜装置（図示せず）に送
られ、COD，BOD、色度などが吸着処理、膜分
離されて処理水１２として排出される。

本実施態様においては、膜分離系統において脱
燐を実施するようになつているが、ここで完全に
分離できず、若干膜透過した燐酸を、燐鉱石、燐
灰石、カルシウムアパタイト、骨炭等の燐酸固定
化剤の造粒体を接触媒体として利用して、脱燐を
完遂してもよい。また、その際、PH調整の目的、
燐酸化合物沈澱生成剤などを同時に添加してもよ
い。

実施例１ CODとして5000mg／、PH7.7、アルカリ度と
して8000mg／、を含む除渣し尿を生物学的硝化
脱窒素処理後、遠心分離し、CODとして400〜
500mg／、燐酸として460mg／、PH7.1、アル
カリ度として500mg／の分離液が得られた。

この分離液にFeCl₃を1000mg／を加え、か
つ、酸化状態に維持するために過酸化水素として
150mg／添加後PH５に調節して30分間反応させ、
分画分子量20000の限外過膜に25℃、３Kgｆ／
cm²で通液して濃縮し、濃縮液の大部分をFeCl₃添
加工程へ返送し、系外から供給される原水の1/10
の容量だけ濃縮液として系外へ排出し、物質収
支、濃度などのバランスをとつた。膜透過水は90
％の回収率で、燐酸濃度0.5〜0.7mg／、CODは
約160〜180mg／、鉄イオン0.5mg／以下の膜
透過水を得た。

濃縮液の固形物濃度は16000〜18000mg／で毎
分3200回転の遠心分離にかけ固形物含有率５％〜
４％のケーキを得た。

また、この際、濃縮液の残部の系外への排出量
を調節して、限外過膜へ供給されるスラリの
SS濃度を次第に濃縮させた。４％まで濃縮して
も透過流束は低下することなく、処理性はほとん
ど変化なかつた。この濃度は、直接脱水機で処理
可能な濃度であつた。

比較例１実施例１と同様の分離液にFeCl₃を1000mg／
添加し、PH５に調節して30分間反応させた後、凝
集沈澱池で凝集分離させ、その分離水のリン酸は
８〜10mg／ asPO₄，COD200〜300mg／、
鉄イオン10〜15mg／であつた。この分離水を実
施例１に示した限外過膜に同条件で通液したと
ころ、リン酸濃度３〜４mg／、鉄イオン５〜７
mg／の膜透過水を得た。この際、凝集沈澱池下
部からの引抜汚泥濃度は8000mg／で、脱水機に
かけるために、更にシツクナによる濃縮が必要で
あつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はそれぞれ本発明の実施態様を示す系統
説明図である。Ａ……生物学的硝化脱窒素処理装置、Ｂ……燐
酸反応槽、Ｃ……膜装置、Ｄ……固−液分離装
置、Ｅ……吸着装置、１……有機性廃水、２……
気体、４……濃縮汚泥、５……分離液、６……鉄
塩、７……反応スラリ、８……膜濃縮液、９……
脱水ケーキ、１０……分離液、１１……膜透過
水、１２……処理水、１５……凝集助剤。

Claims

【特許請求の範囲】

１生物学的硝化脱窒素処理工程と燐酸反応工程
と透過膜処理工程から成る廃水処理工程を用いて
燐酸を含有する有機性廃水を処理するに当り、前
記生物学的硝化脱窒素処理工程より流出する活性
汚泥スラリを濃縮汚泥と分離液に分離し、該分離
液に鉄塩を添加せしめると共に酸化雰囲気下に維
持して不溶性燐酸を含有する反応スラリを生成
し、該反応スラリを直接に透過膜によつて膜透過
液と膜濃縮液に分離すると共に該濃縮液の一部を
前記鉄塩の添加系統に循環せしめることを特徴と
する燐酸を含有する有機性廃水処理方法。