JPH0411994A

JPH0411994A - 有機性廃水の処理方法

Info

Publication number: JPH0411994A
Application number: JP2111124A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Miyata; 篤宮田
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1992-01-16
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH0679714B2

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）本発明は下水等を少ないエネルギーで効率よく処理する
とともに、そこから発生した汚泥を高濃度に濃縮するこ
とができる有機性廃水の処理方法に関するものである。

（従来の技術）従来より、活性汚泥法など有機性廃水の生物処理装置か
ら発生する余剰汚泥の濃縮法としては、第６図のように
（ア）自然重力濃縮、（イ）遠心重力濃縮、（つ）加圧
浮上濃縮、（１）発酵ガス利用浮上濃縮、（オ）薬剤添
加常圧浮上濃縮などの方法がある。

一方、窒素成分を含有する下水等の廃水処理方法として
は、従来から（力）硝化液循環法（第７図参照）、（キ
）Ａ２０法（第８図参照）、（り）回分式活性汚泥法が
ある。なお、回分式活性汚泥法は一つの槽内で硝化と脱
窒とを行わせる方法で、その運転方法は硝化の終わった
槽内の曝気を停止し、固液分離させた後に処理水の一部
を排出し、排出量に見合った原水を供給しながら嫌気的
に攪拌して原水中の有機物を利用した脱窒を行わせ、そ
の後に曝気して硝化を行い、以下同様のサイクルを繰り
返す方法である。

そして、上記（力）〜（り）の各方法は、いずれも脱窒
に必要な水素供与体として原水中の有機物あるいは添加
されたメタノールを利用する外呼吸型脱窒法に属する方
法であるが、最近では特公平１−４４４００号公報に記
載されたように余剰脱窒菌自体の内部構成成分を利用し
た内呼製型脱窒法によりメタノールを用いることなく脱
窒を行わせる（ケ）の方法も提案されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、−ＪＩＱにこの余剰汚泥を脱水する場合、濃
縮後の汚泥の濃度が低いと後続する脱水プロセスにおい
て、ろ過速度を高くとれないため、大規模な汚泥処理施
設になったり、また、ケーキ水分が高くなるため処分汚
泥量が増加し、ケーキを焼却する場合には補助燃料の焚
き込みが必要となる。上記（ア）の余剰汚泥の重力濃縮
槽においては、ｄｌｌ縮汚泥濃度が２％程度にまでしか
濃縮できない、また、（イ）の遠心重力濃縮、（つ）の
加圧浮上濃縮、（オ）の薬剤添加常圧浮上濃縮における
余剰汚泥の濃縮汚泥濃度は５％程度に達するものの、電
力、薬品などを使用するためランニングコストが高くな
る欠点があり、更に（１）の発酵ガス利用浮上濃縮にお
いては浮上性が余剰汚泥の有機物濃度に影響をうけるの
で、余剰汚泥の有機物濃度が高い場合には非常に浮上性
はよいものの、夏場の合流式下水などのように有機物濃
度の低い原水を処理した場合には、汚泥中の有機物濃度
が低いため、発酵のための有機物が不足して−ａ縮汚泥
濃度が低下したり、濃縮汚泥回収率が低くなるばかりか
未浮上の汚泥が下部に沈澱するという欠点を有していた
。

一方、窒素成分を含有する廃水の処理方法（上記（ｊ）
　、（キ）、（り）、（ケ）の方法）についても下記の
点で問題を有している。

まず、（１１）の硝化液循環法は第７図に示されるよう
に、硝化槽で硝化した液の一部を脱窒槽へ循環し、原水
中の有機物を水素供与体として利用して窒素を除去する
方法であるが、この方法は循環された硝化液に見合うだ
けの窒素しか脱窒されないので循環率が小さいと脱窒が
十分に行われず、処理水に残留する窒素が多くなり、循
環率を大きくすると脱窒槽の容積を大きくしなければな
らない欠点がある。

次に、（キ）のＡｔＯ法は第８図に示されるように、原
水中の有機物を利用して窒素を除去するとともに、更に
水素供与体としてメタノールを添加して第２脱窒槽にお
いて窒素を完全に除去する方法であるが、メタノールを
添加するためにランニングコストが高くなるとともに、
残留メタノールを再曝気槽によって除去するために再曝
気のための動力を余分に必要とする欠点がある。

また、（り）の回分式活性汚泥法も（ｂ）の硝化液循環
法と同様に処理水の引抜き率によって処理水中に残留す
る窒素の量が変化するばかりか、下水等のように処理す
べき原水の量が多いときには適用しにくい欠点がある。

更に、（ケ）のメタノールを用いる必要のない内呼製型
脱窒法においても脱窒槽内で生理活性をもった脱窒菌を
短時間に内住呼吸相へ移動させることが難しく、また死
滅させる菌量のコントロールが難しいために窒素の除去
が不安定となる欠点を避けることができない。

このように従来の有機性廃水の処理方法は、原水中の有
機物を水素供与体として利用して脱窒を行わせようとす
ると処理が不安定となり、逆に外部からメタノール等の
水素供与体を添加するとランニングコストが高くなるこ
と、原水中の有機物や添加した水素供与体を１００％利
用しない場合にはその有機物の分解が必要となり余分の
動力コストがかかること、（方）　、（＄）の方法では
硝化液の循環を行わせるためにその分だけ脱窒槽が大型
化すること等の問題点があった。

（課題を解決するための手段）本発明は上記のような従来の問題点を解決して、汚泥中
の有機物量に影響されず汚泥を安定的に高濃度に濃縮し
、かつ未浮上の汚泥の発生を防いで濃縮汚泥を効率よく
回収することにより、脱水段階での添加凝集剤の節減、
高ろ過速度の脱水、脱水ケーキの低水分化、脱水装置の
小型化を達成すること、及び原水の窒素処理を原水中の
有機物のみを利用することにより、低いランニングコス
トで安定した脱窒を行わせ、かつ処理装置の小型化、処
理時間の短縮を達成することを目的としてなされた方法
で、有機物を含む原水に混和槽返送汚泥を加え、混和槽
にて原水中の溶解性有機物を汚泥に吸着させた後、第１
沈澱槽において第１沈澱槽汚泥と越流水に分離し、前記
第１沈澱槽汚泥は浮上濃縮槽にて浮上濃縮汚泥と分離液
に分離、次いで前記浮上濃縮汚泥の一部を余剰汚泥とし
て排出し残部を曝気槽にて曝気した後、前記混和槽返送
汚泥とすることを特徴とするもの、及び有機物と、アン
モニア性窒素及び有機性窒素のうち少なくとも１種とを
含む原水に混和槽返送汚泥を加え、混和槽にて原水中の
溶解性有機物を汚泥に吸着させた後、第１沈澱槽におい
て第１沈澱槽汚泥と越流水に分離し、前記第１沈澱槽汚
泥は浮上濃縮槽にて浮上濃縮汚泥と分離液に分離、次い
で前記浮上濃縮汚泥の一部を余剰汚泥として排出し残部
を暖気槽にて曝気した後、前記混和槽返送汚泥とし、さ
らに、前記第１沈澱槽の越流水を硝化槽に供給して、越
流水中に含まれるアンモニア性窒素及び有機性窒素のう
ち少なくとも１種を硝化した後に、この硝化液と前記浮
上濃縮槽の分離液と脱窒槽返送汚泥を脱窒槽に供給し、
脱窒した後口〇脱窒液を再暖気槽において暖気し、更に
第２沈澱槽で固液分離して、第２沈澱槽の汚泥の一部は
前記脱窒槽返送汚泥とし残部は前記第１沈澱槽汚泥とと
もに、前記浮上濃縮槽にて浮上濃縮することを特徴とす
るものである。

（実施例及び作用）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図は本発明の第１番目の実施例を説明するた
めの図で、この図において有機物（ＢＯＤ）を含む原水
は混和槽（１）に入り、再曝気槽（４）で予め曝気をう
け、活性化された混和槽返送汚泥と混合される。そして
、混和槽中で原水中の有機物は成分変化することなく汚
泥に吸着され、第１沈澱槽（２）で沈降分離される。混
和槽（１）の混和時間は１５〜６０分間程度で、滞留時
間が１５分間より短いと有機物の吸着が不十分で後段の
浮上濃縮槽（３）での浮上濃縮汚泥濃度、あるいは浮上
濃縮汚泥回収率が低下し、６０分間以上にしても吸着率
はそれ以上向上しない（第３図）、そして、混和時間を
３０〜６０分間程度とすると安定的に有機物を吸着させ
ることができ、とくに好ましい。

第１沈澱槽（２）で分離された汚泥は続いて浮上濃縮槽
（３）に投入される。ここで汚泥を温度２０〜４０℃、
好ましくは３０〜４０°Ｃの条件下で２４時間程度静置
する。このとき、先の混和槽（１）で吸着された有機物
のうち易分解性有機物が酸生成菌の働きにより、初期の
酸発酵の基質として代謝され、有機酸及びガスが発生す
る。そして、ガスの付着した汚泥粒子は見かけ比重が小
さくなり浮上し、濃縮される。浮上濃縮した汚泥の一部
は余剰汚泥として脱水工程へ送られ、残りは暖気槽（４
）へ送られる。Ｑｌ気槽（４）に送られた汚泥はここで
曝気され、好気的な活性を取戻しつつ、さらに微生物量
に対して有機栄養物の欠乏状態となる。暖気時間は４〜
７時間、好ましくは５〜７時間を必要とする（第４図）
。暖気槽を出た汚泥は再び混和槽（１）へ返送される。

次に、第２図は汚泥の濃縮性の向上を図りつつ、原水中
の窒素化合物についても除去できるように設計された本
発明の第２番目の実施例を示す図で、第１図に引続き説
明する。

前記の第１沈澱槽越流水は硝化槽（５）へ流入し、アン
モニア性窒素及び有機性窒素のうち少なくとも１種は亜
硝酸性窒素、あるいは硝酸性窒素にまで酸化される。こ
こでは混和槽（１）でＢＯＤのほとんどが除去されてい
るため、混和槽（１）で除去しきれなかった若干のＢＯ
Ｄと有機性窒素、アンモニア性窒素の酸化に必要な酸素
と、生物の維持に必要な酸素があればよい、この硝化槽
（５）は通常の活性汚泥処理でもよいが、この場合には
さらに沈澱槽が必要なため沈澱槽の不要な生物膜法、と
くに生物膜ろ適法が適している。

硝化槽（５）にて硝化された硝化液は、先の浮上濃縮槽
（３）にて分離された分離液、及び第２沈澱槽（８）で
沈澱した汚泥と混合され、脱窒槽（６）へ入る。脱窒槽
（６）では亜硝酸性窒素、または硝酸性窒素が分離液に
よって与えられるＢＯＤなどの有機物を水素供与体とし
て脱窒菌により脱窒される。脱窒槽（６）の滞留時間は
０．５〜３時間、好ましくは１．５〜３時間である。滞
留時間が０．５時間より短いと脱窒率が悪く、３時間よ
り長くても脱窒率はそれ以上向上しない（第５図）。

脱窒槽（６）で脱窒された後、脱窒液の混合液は再曝気
槽（７）へ送られる。ここで曝気をうけ、残余のＢＯＤ
など有機物を酸化分解させる。再曝気槽（７）内の滞留
時間は３〜６時間、好ましくは４〜６時間が必要である
。再曝気槽（７）の滞留時間が３時間より短いと第２沈
澱槽（８）で分離された処理水の水質が悪化し、また６
時間以上としても処理水質はそれ以上には向上しない。

再曝気槽（７）を流出した混合液は第２沈澱槽（８）に
入り、汚泥と上澄水に分離され、上澄水は処理水として
放流され、一方、汚泥は一部脱窒槽（６）に返送され、
残りは第１沈澱槽（２）の汚泥と混合されて浮上濃縮槽
（３）に送られる。

（発明の効果）次に、このように構成された本発明の第２番目の実施例
（第２図）による有機廃水の処理方法（接触安定化処理
十硝化脱窒処理士浮上濃縮処理十ベルトプレス脱水処理
）と従来法を組み合わせた処理方法（活性汚泥処理土重
力沈降処理＋ベルトプレス処理）とにより、下水の処理
をＩｒｒｆ／ｈｒの規模で行い、それぞれの処理結果を
第１表に示す第１表上記の第１表の処理結果を検討すると、従来法では活−
性汚泥処理で曝気槽のエアレーション時間を６〜８時間
とっていたのに対し、本発明における処理では混和槽滞
留時間が３０〜６０分程度ですむにもかかわらず、ＣＯ
Ｄ及びＢＯＤ値で示した処理水質がほぼ同等であり、ま
た、従来法ではほとんど硝化脱窒されなかったアンモニ
ア窒素が効率的に硝化脱窒されており、８９．３％の窒
素除去率を示している。さらに余剰汚泥の濃縮汚泥濃度
も従来法の２．２％に比べて、本発明の方法では２倍以
上の４．５％となり、発生量としても半減していること
がわかる。そして、脱水工程においてもろ過速度を２倍
程度にし、かつ、脱水ケーキ水分を低下させた運転を可
能にすることができる。

以上のとおり、本発明の有機性廃水の処理方法は、（１）原水中の有機物を易分解性のまま吸着した汚泥を
浮上濃縮槽に導いて濃縮するため、濃縮に必要な発酵ガ
スが易分解性有機物の発酵によって容品に得られ、汚泥
中の有機物に左右されない安定的な汚泥濃縮が達成でき
るとともに、得られる濃縮汚泥の濃度も４％程度と従来
の自然重力濃縮の場合の２倍にもすることができる。こ
のことにより後続する脱水プロセスにおいて凝集剤の節
減、ろ過速度の向上、脱水ケーキの低水分化及びこれに
伴う脱水装置の小型化、脱水ケーキの焼却時のエネルギ
ーコストの低減を達成できる。

（２）原水中に含まれる窒素化合物を引続き除去する場
合は、脱窒に要する水素供与体を浮上濃縮槽の分離液で
代替できるので、メタノール等の有機物を加える必要が
なく、ランニングコストが低減できるばかりか、浮上濃
縮槽の分離処理も同時に行うことができる。また、硝化
槽で原水中の有機物の処理がほとんど必要なく硝化槽を
小型化できる。

という効果を奏し、従来の問題点を一掃した有機性廃水
の処理方法として、産業の発展に寄与するところは極め
て大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の処理方法のフローを示す図
面、第３図は本発明における混和槽滞留時間とＢＯＤ除
去率の関係を示す図面、第４図は本発明における再曝気
槽滞留時間とＢＯＤ除去率の関係を示す図面、第５図は
本発明における脱窒槽滞留時間と脱窒率の関係を示す図
面、第６図は従来法である汚泥濃縮法のフローを示す図
面、第７図は従来法である硝化液循環法による硝化法の
フローを示す図面、第８図は従来法であるＡ、Ｏ法によ
る硝化法のフローを示す図面である。（１）：混和槽、（２）：第１沈澱槽、（３）：浮上濃
縮槽、（４）：曝気槽、（５）：硝化槽、（６）：脱窒
槽、（７）：再曝気槽、（８）：第２沈澱槽。

Claims

【特許請求の範囲】１、有機物を含む原水に混和槽返送汚泥を加え、混和槽
（１）にて原水中の溶解性有機物を汚泥に吸着させた後
、第１沈澱槽（２）において第１沈澱槽汚泥と越流水に
分離し、前記第１沈澱槽汚泥は浮上濃縮槽（３）にて浮
上濃縮汚泥と分離液に分離、次いで前記浮上濃縮汚泥の
一部を余剰汚泥として排出し残部を曝気槽（４）にて曝
気した後、前記混和槽返送汚泥とすることを特徴とする
有機性廃水の処理方法。２、有機物と、アンモニア性窒素及び有機性窒素のうち
少なくとも１種とを含む原水に混和槽返送汚泥を加え、
混和槽（１）にて原水中の溶解性有機物を汚泥に吸着さ
せた後、第１沈澱槽（２）において第１沈澱槽汚泥と越
流水に分離し、前記第１沈澱槽汚泥は浮上濃縮槽（３）
にて浮上濃縮汚泥と分離液に分離、次いで前記浮上濃縮
汚泥の一部を余剰汚泥として排出し残部を曝気槽（４）
にて曝気した後、前記混和槽返送汚泥とし、さらに、前
記第１沈澱槽の越流水を硝化槽（５）に供給して、越流
水中に含まれるアンモニア性窒素及び有機性窒素のうち
少なくとも１種を硝化した後に、この硝化液と前記浮上
濃縮槽（３）の分離液と脱窒槽返送汚泥とを脱窒槽（６
）に供給し、脱窒した後この脱窒液を再曝気槽（７）に
おいて曝気し、更に第２沈澱槽（８）で固液分離して、
第２沈澱槽の汚泥の一部は前記脱窒槽返送汚泥とし残部
は前記第１沈澱槽汚泥とともに、前記浮上濃縮槽（３）
にて浮上濃縮することを特徴とする有機性廃水の処理方
法。