JPH04131195A

JPH04131195A - 汚泥処理装置およびその方法

Info

Publication number: JPH04131195A
Application number: JP25156390A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsunaga; 松永　旭
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1992-05-01

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】Ａ、産業上の利用分野この発明は生物学的窒素・リン同時除去装置における汚
泥処理装置およびその方法に関するものである。

Ｂ３発明の概要この発明は汚泥処理装置およびその方法において、凝集処理槽に初沈濃縮槽および余剰汚泥濃縮槽からの上
澄液、酸性消化槽からの脱離液と混合槽からの脱水濾液
が各々導入され、さらに、これらに消石灰を加えて、凝
集処理槽内に凝集沈降したリン汚泥を引き抜いて脱水さ
せてから乾燥リンを得るようにしたことにより、リンの含有率が高く、しかも重金属の含有率が低い乾燥
リン汚泥を得ることができるようにしたものである。

Ｃ１従来の技術生物学的窒素・リン同時除去法および生物学的脱リン法
は嫌気−好気活性汚泥法とも称され、既存の標準活性法
のエアレーションタンクの前段を嫌気性にすること、お
よび硝化混合液の循環を行う程度の変更により窒素・リ
ンの除去を行うことができる。この方法はこれに加えて
バルキング防止、省エネルギーなどの利点があり、今後
下水処理の標準処理方式にもなり得る。しかし、従来行
われている水処理プロセスではリン除去性能の検討に重
点が置かれており、汚泥処理プロセスにおけるリンの挙
動や、返流水リン負荷の影響については実証的研究はい
まだに少ない。

前記生物学的脱リン法で除去されたリンは汚泥の微生物
細胞中に過剰摂取され、余剰汚泥として水処理系から分
離される。このような余剰汚泥は嫌気性になると、リン
を再放出する性質があり、特に汚泥にＢＯＤ成分が含ま
れると、これか大きく加速される。

第２図および第３図は従来の汚泥処理装置を示す概略構
成図で、第２図は余剰汚泥を最初沈殿池に導入する従来
装置を用いたＡ　２０　法であり、第３図は余剰汚泥と
初沈汚泥を分離して濃縮する従来装置を用いたＡ、Ｏ法
である。

第２図において、１は流入水が導入される最初沈殿池で
、この沈殿池１で粗大固形物が除去される。２は嫌気槽
、３は脱窒槽、４は好気槽でこれら槽で有機物、窒素・
リンの除去が行われる。なお、脱窒槽３と好気槽４との
間で硝化液循環が行われる。５は最終沈殿池で、この沈
殿池５において固液分離され、上澄水は処理水として放
流される。最終沈殿池５で引き抜かれた余剰汚泥は最初
沈殿池１に戻される。この第２図に示すように余剰汚泥
を最初沈殿池１に戻すと、ここでリンが再放出されて水
処理系を循環し、十分なリン除去効果が上がらない。こ
のため、第３図に示すように余剰汚泥は余剰汚泥濃縮槽
７に導入させるとともに一部を嫌気槽２に返送して上記
の不具合を解消している。いずれにしても汚泥処理系で
はリンの再放出を抑え、返流水がらのリンの循環を少な
くすることが重要である。

現在、汚泥処理方式として主流を占めているのは濃縮−
説水一焼却方式および濃縮−嫌気性消化脱水−（焼却）
方式である。

濃縮方式としては自然沈降濃縮が大多数を占め加圧浮上
濃縮や遠心濃縮が一部採用されている。

また脱水方式としては高分子凝集剤を添加して、ベルト
プレスで脱水する方式と塩化鉄、消石灰などの無機凝集
剤を添加して、真空脱水、フィルタープレスにより加圧
脱水する方式がある。

最も基本的なことであるが、下水処理場内に蓄積したリ
ンは脱水ケーキとして系外へ排出しない限り、系内で蓄
積されるか、処理水として排出されるしかない。したが
って処理水のリン濃度を低下させるためには下水中から
除去すべきリン量は脱水ケーキとして系外へ排出されな
ければならない。系内のリン蓄積量は限界があり、限界
を越えると処理水のリン濃度が上昇する。

嫌気性消化槽脱離液ならびに生汚泥のベルトプレス脱水
機の脱水濾液のｐｏ４−ｐｅｒはおのおの２００〜３０
０１ｇ／ρ、１００〜１５０ｊ１ｇ／ρと高いため、こ
れらを水処理プロセスに一時的に返流するとショックロ
ードになって処理水Ｔ−Ｐ濃度が上昇する。

ベルトプレス脱水機は現在、汚泥脱水機の主流となって
いるが、高分子凝集剤を用いるためにリンはほとんど除
去されない。そこで脱水濾液中のリンを減少させる方法
として第４図および第５図に示す方式が案出された。こ
の第４図の方式は初沈汚泥濃縮槽６と余剰汚泥濃縮槽７
からの初沈汚泥および余剰汚泥を混合槽２０に導入し、
ポリマーを添加してからベルトプレス脱水機２Ｉに導入
させ、脱水機２１で得られた脱水Ｆ液を塩化鉄および消
石灰などの無機凝集剤を添加して凝集処理部２２で凝集
処理し、ここでリンを除去してから水処理系に返送させ
る゛ものである。

第５図の方式は混合槽２０にポリマーと無機凝集剤を同
時に添加させてからベルトプレス脱水機２１に導入して
、分離液と脱水ケーキを得るようにしたものである。

次表は第４図および第５図の処理結果を表したものであ
る。

表上記表から第４図の方式は第５図の方式に比較して凝集
剤の添加率が少なく、リンの除去率が高く、脱水濾液の
Ｔ−Ｐは１ｘｙ＃であり、リンの水処理系への返流量を
著しく軽減できる。

Ｄ１発明が解決しようとする課題第４図に示した凝集処理方式は生汚泥を直接脱水して焼
却する場合には適しているけれども、汚泥の濃縮と脱水
をリンの再放出を防止するためには短時間で行う必要が
あり、大規模処理場では適用しにくい方式である。

また、濃縮−嫌気性消化一説水一（焼却）方式は上記方
式と主流をなすものであるが、この方式では消化汚泥の
脱水と、消化槽脱離液の処理を必要とする。リンは嫌気
性消化に溶出するので、ポリマーを用いたベルトプレス
脱水を行った場合には脱水濾液のリンの濃度か高く、無
機凝集剤の注入量を多くしなければならない。消化汚泥
の脱水において、塩化鉄と消′石灰を用いた場合には、
リンは脱水ケーキ側に来るが、汚泥洗浄液や消化槽脱離
液の凝集処理も行う必要があり、凝集剤の注入量を多く
しなければならない。

塩化鉄と消石灰を使用した場合に生じる薬品スラッジは
肥料としての価値は低く、結局は脱水して脱水汚泥ケー
キと一緒に処分される。したがって、リンを除去するた
めには嫌気性消化を行わない方が良い。しかしながら、
脱水ケーキや焼却灰などは重金属などの有害物質を含有
することがあり、肥料としての価値は低く有効利用には
ほど遠い。一方、リンは近い将来枯渇が予想される貴重
な資源であるので、高品位のリン肥料として有効利用す
ることが要望されている。

汚泥処理において、嫌気性にすると微生物を構成する有
機性窒素が分解してアンモニアとなって液相に溶出する
。窒素は凝集処理では除去できないので、嫌気性消化を
行って、返流水による窒素負荷を高めることになる。し
たがって、返流水による水処理系への窒素負荷を軽減す
るためにも嫌気性消化は行わない方が良い。しかし、嫌
気性消化槽は汚泥貯留槽としての機能も果しているので
、安易に廃棄できないので嫌気性消化槽を用いた場合の
リン除去汚泥処理装置の出現が要望されている。

上述のように生物学的脱リン法は汚泥処理におけるリン
の系外への除去がうまく行かないと、汚泥処理からの返
流水による水処理系へのリンの負荷を高め、リンの除去
能力が低下する欠点かある。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、リンの
含有率が高く、シかも重金属の含有率の低い乾燥リン汚
泥を得ることができるとと６に、リンの放出および脱窒
速度の促進を図るようにした汚泥処理装置およびその方
法を提供することを目的とする。

８１課題を解決するための手段この発明は流入下水が導入され、粗大固形物が除去され
る最初沈殿池と、この沈殿池から流出した水が導入され
る嫌気槽と、この嫌気槽から流出した水が導入される脱
窒槽と、この脱窒槽から流出した水が導入され、一部を
硝化液として脱窒槽に循環させる好気槽と、この好気槽
から流出した水が導入され、固液分離を行って上澄水は
放流させ汚泥は引き抜いて嫌気槽に返送する最終沈殿池
とを備えた生物学的窒素およびリンの同時除去装置にお
いて、前記最初沈殿池の汚泥か導入され、初沈濃縮汚泥と上澄
液が取り出される初沈汚泥濃縮槽と、前記最終沈殿池の
汚泥か導入され、上澄液と前記嫌気槽に返送される脱リ
ン返送汚泥か取り出される余剰汚泥濃縮槽と、前記初沈濃縮汚泥および脱リン返送汚泥か導入され、酸
性消化汚泥と脱離液か取り出される酸性消化槽と、この酸性消化槽から取り出された消化汚泥と高分子凝集
剤か導入されて混合される混合槽と、この混合槽で混合
された混合物か導入され、脱水ケーキと脱水濾液を取り
出す第１脱水機と、前記濃縮槽で取り出された上澄液、
酸性消化槽て取り出された脱離液および第１脱水機から
取り出された脱水濾液と消石灰が導入され、凝沈上澄液
とリン汚泥が取り出される凝集処理槽と、この凝集処理
槽から取り出されたリン汚泥を脱水し、脱水濾液と脱水
リン汚泥を取り出す第２脱水機と、脱水リン汚泥を乾燥
させる乾燥部と、前記凝沈上澄液と脱水濾液が脱リン返
流水として導入され、脱窒、脱リン返流水として前記最
初沈殿池に返送する硝化脱窒装置とを備えてなることを
特徴とするものである。

また、この発明の余剰汚泥濃縮槽に酸性消化槽からの脱
離液を注入して酢酸の作用によってリンを放出させるよ
うにしたものである。

さらに、この発明は酸性消化槽における汚泥の滞留時間
を短縮して酢酸濃度を高めた後、電子供与体を酸性消化
槽へ供給したものである。

Ｆ１作用初沈濃縮汚泥と余剰濃縮汚泥は酸性消化槽に導入され、
ここで酸性消化液を受ける。酸性消化槽脱離液の一部は
余剰汚泥濃縮槽に導入されるとともに初沈濃縮槽上澄液
と余剰汚泥濃縮槽上澄液と一緒に凝集処理槽に導入され
る。凝集処理槽にはまた、第１脱水機からの脱水濾液も
導入され、さらに消石灰が添加される。凝集処理槽に沈
降したリン汚泥は水に不溶性のハイドロキシアパタイト
になって、第２脱水機に導入され、ここで脱水される。

脱水後、乾燥させて乾燥リン汚泥を得る。

また、余剰汚泥濃縮槽に酸性消化槽からの脱離液の一部
を導入したとき、嫌気性条件で脱離液に高濃度に含まれ
る酢酸によってリンの放出が促進される。

さらに、酸性消化槽；こおける滞留時間を短縮すること
により、有機性窒素のアンモニアへの分解を抑制して酢
酸濃度を高め、返流水による水処理系への窒素負荷を軽
減するとともに電子供与体を供給して脱窒を促進するよ
うにした。

Ｇ、実施例以下この発明の実施例を図面に基づいて説明するに、第
３図と同一部分は同一符号を付して示す。

第１図において、最初沈殿池６の引抜汚泥は初沈汚泥濃
縮槽６において濃縮され、初沈濃縮汚泥は余剰濃縮汚泥
とともに酸性消化槽８に入り、酸性消化液を受ける。こ
の酸性消化槽８は酸性消化液の作用を受けて脱離液が槽
８の上部に得られる。

この脱離液の一部は余剰汚泥濃縮槽７に入る。通常、嫌
気性条件で酢酸が存在すると汚泥からリンの放出が促進
されることが知られている。このことから、余剰汚泥に
含まれるリンは酸性消化槽８の脱離液に高濃度に含まれ
る酢酸によってリンの放出が促進される。

前記余剰汚泥濃縮槽７において脱リン濃縮された余剰汚
泥は脱リン返送汚泥として嫌気槽２に返送される。一方
、余剰汚泥濃縮槽７において、リンの濃度が高くなった
上澄液は初沈濃縮槽上澄液と前記脱離液とともに凝集処
理槽１１に送られる。

前記酸性消化槽８は嫌気性消化槽と同じ構造であるが、
無加温で滞留日数を通常の汚泥消化に必要な滞留日数の
１／４〜］／２程度に短縮して運転する。酸性消化汚泥
の親戚は酢酸などの有機酸が多く、メタンガス発生は僅
かである。蛋白質なとの有機性窒素の加水分解速度は遅
いので、有機性窒素は大部分未分解でアンモニア性窒素
にはなっていない。

前記酸性消化槽８から引抜いた酸化消化汚泥は混合槽９
において高分子凝集剤と添加混合され、第１のベルトプ
レス脱水機１０により脱水される。

この脱水作用により、汚泥中の有機性窒素を含む固形物
は大部分、脱水ケーキとして系外に排出され焼却されて
処分される。また、脱水濾液は凝集処理槽１１に前記上
澄液と脱離液とともに導入され、さらに消石灰が添加さ
れる。上記各液は汚泥より放出されたリンを含んでいて
、凝集沈降したリン汚泥は水に不溶性のハイドロキシア
パタイトになり、第２脱水機Ｉ２に導入されて脱水され
、さらに乾燥機１３により乾燥される。この乾燥リン汚
泥はリンの含有率が高く肥料として有効利用される。

前記凝集処理槽１１の凝沈上澄液および脱水機１２の脱
水濾液は脱リン返流水として水処理系に返流される。な
お、脱リン返流水はＴ−Ｎが相当高いので、水処理系に
返流した場合、水処理系への窒素負荷を高める恐れがあ
る。このため、循環式硝化脱窒装置１４により窒素を除
去するのが望ましい。ただし、計算によると無処理返流
しても窒素はリンよりも水処理系に与える負荷が高くな
い。したがって、酸性消化槽８において、酸性消化槽８
からアルカリ性消化まで進行して返流水のアンモニア性
窒素の濃度応（著しく高くなる場合やし尿が大量に混入
している場合などを除いて返流水の窒素除去は不必要で
ある。

上記実施例は嫌気−好気法と称されるＡＯ法やＡ、Ｏ法
などに適用することによりリンの除去能力が高くなる。

これは標準活性汚泥法において、余剰汚泥を濃縮して嫌
気条件下でリンを放出させ、上澄液に消石灰を添加して
凝集させリンを除去するとともに脱リン汚泥をエアレー
ションタンクに返送する方式はフォストリップ法と称さ
れていて、この実施例と酷似しているけれども上述のよ
うに、この実施例ではリンの除去能力がフォストリップ
法より高くなる点において差異がある。

Ｈ０発明の効果以上述べたように、この発明によれば次のような効果が
得られる。

（＋）乾燥リン汚泥はリンの含有率が高く、脱水ケーキ
と異なり、重金属の含有率か低いので肥料として有効利
用できる。

（２）嫌気性消化槽と焼却設備がある処理場において適
用可能であり、酢酸濃度が高い酸性消化槽脱離液を余剰
汚泥濃縮槽に注入にすることにより、リンの放出を促進
できる。

（３）返流水の酢酸濃度が高いので、水処理系における
脱窒に必要な電子供与体を与えることにより、脱窒速度
を促進できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
から第５図は従来例を示す概略構成図である。１・・最初沈殿池、２・・嫌気槽、３・・・脱窒槽、４
・・・好気槽、５・・・最終沈殿池、６・・・初沈汚泥
濃縮槽、７・・余剰汚泥濃縮槽、８・・・酸性消化槽、
９槽、１０・・第１ヘルドブレス脱水機、１１処理槽、
１２・・・第２脱水機、１３・乾燥機、・・・循環式硝
化脱窒装置。混合凝集外ｌる第図１・・・最初沈殿池２・・・嫌気槽３・・・脱窒槽４・・・好気槽５・・・最終沈殿池６・・・初沈汚泥濃縮槽７・・余剰汚泥濃縮槽８・・酸性消化槽９・・混合槽１０・・・ベルトプレス脱水機１１・・・凝集処理槽１２・・・脱水機１３・・乾燥機１４・・循環式硝化脱窒装置第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流入下水が導入され、粗大固形物が除去される最
初沈殿池と、この沈殿池から流出した水が導入される嫌
気槽と、この嫌気槽から流出した水が導入される脱窒槽
と、この脱窒槽から流出した水が導入され、一部を硝化
液として脱窒槽に循環させる好気槽と、この好気槽から
流出した水が導入され、固液分離を行って上澄水は放流
させ汚泥は引き抜いて嫌気槽に返送する最終沈殿池とを
備えた生物学的窒素およびリンの同時除去装置において
、前記最初沈殿池の汚泥が導入され、初沈濃縮汚泥と上澄
液が取り出される初沈汚泥濃縮槽と、前記最終沈殿池の
汚泥が導入され、上澄液と前記嫌気槽に返送される脱リ
ン返送汚泥が取り出される余剰汚泥濃縮槽と、前記初沈濃縮汚泥および脱リン返送汚泥が導入され、酸
性消化汚泥と脱離液が取り出される酸性消化槽と、この酸性消化槽から取り出された消化汚泥と高分子凝集
剤が導入されて混合される混合槽と、この混合槽で混合
された混合物が導入され、脱水ケーキと脱水濾液を取り
出す第１脱水機と、前記濃縮槽で取り出された上澄液、
酸性消化槽で取り出された脱離液および第１脱水機から
取り出された脱水濾液と消石灰が導入され、凝沈上澄液
とリン汚泥が取り出される凝集処理槽と、この凝集処理
槽から取り出されたリン汚泥を脱水し、脱水濾液と脱水
リン汚泥を取り出す第２脱水機と、脱水リン汚泥を乾燥
させる乾燥部と、前記凝沈上澄液と脱水濾液が脱リン返
流水として導入され、脱窒、脱リン返流水として前記最
初沈殿池に返送する硝化脱窒装置とを備えてなることを
特徴とする汚泥処理装置。
（２）前記余剰汚泥濃縮槽に酸性消化槽脱離液を注入し
た後、酢酸の作用により、リンの放出を促進させるよう
にした請求項１に記載の汚泥処理方法。
（３）前記酸性消化槽における汚泥の滞留時間を短縮し
て有機性窒素のアンモニアへの分解を抑制し、酢酸濃度
を高めた後、電子供与体を酸性消化槽へ供給した請求項
１に記載の汚泥処理方法。