JPH04244283A - 高濃度有機性廃水の処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機物および無機塩類
などを高濃度に含有する廃水を処理する高濃度有機性廃
水の処理装置に係わり、特に処理汚泥量を少なくし、か
つ、公害発生要因を除去しつつ全体として低コストで最
適な廃水処理を行う高濃度有機性廃水の処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の高濃度有機性廃水の処理には好気
性微生物処理や嫌気性微生物処理が用いられている。

【０００３】この好気性微生物処理は、希釈水を用いて
高濃度有機性廃水を好気性微生物により処理可能な濃度
まで希釈した後、汚泥活性法などに基づき、酸素の供給
を受ける曝気糟にて好気性微生物が廃水中の有機物を取
り込んで生物処理を行うことにより廃水を浄化する処理
である。なお、好気性微生物によって取り込まれた有機
物の一部は炭酸ガスまで分解するが、その殆んどは好気
性微生物の構成体となるので、好気性微生物が徐々に増
えていく。そこで、この増加した好気性微生物を処理系
から抜き出して余剰汚泥として処理している。

【０００４】一方、嫌気性微生物処理は、嫌気的条件下
で嫌気性微生物が廃水中の有機物をメタンや炭酸ガスに
分解して廃水を浄化する処理である。このとき、廃水中
の有機物は、その殆んどが分解処理され、一部が嫌気性
微生物の構成体となる。この処理においても、増加した
嫌気性微生物は前記好気性微生物処理と同様に処理系か
ら抜き出して余剰汚泥として処理するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
好気性微生物処理と嫌気性微生物処理にはそれぞれ次の
ような問題点がある。先ず、前者の好気性微生物処理に
おいては、

【０００６】（１）　　高濃度有機性廃水の場合、希釈
水を用いて廃水を希釈し処理するので、多量の希釈水が
必要であること。例えばＢＯＤが１００００ｍｇ／リッ
トルという濃度の廃水を１０００ｍ３　／日処理するに
際し、好気性微生物で処理可能な５０００ｍｇ／リット
ルに希釈して処理するとき、希釈水が処理水と同量の１
０００ｍ３　／日が必要となり、このため希釈水の費用
がかかるばかりでなく、希釈後の処理すべき量が多くな
ることから処理設備が大掛かりとなる問題がある。

【０００７】（２）　　また、好気性微生物処理では、
微生物が有機物を取り込む際に多量の酸素を必要とする
こと。つまり、前述のように曝気によって酸素の供給を
受けるが、有機物濃度が高くなると多量の酸素が必要で
あり、それに伴って多量の曝気が必要となる。その結果
、曝気処理に相当な電気代がかかる。

【０００８】（３）　　また、好気性微生物処理によっ
て有機物の殆んどが好気性微生物の構成体となり、一例
としてＢＯＤの汚泥転換率が０．６とすると、余剰汚泥
が乾燥重量で６トン／日発生し、汚泥の濃縮が１０００
０ｍｇ／リットルまでできると仮定すると、６００ｍ３
　／日の汚泥が発生することになる。すなわち、ＢＯＤ
で１００００ｍｇ／リットルという濃度の廃水１０００
ｍ３　／日を好気性微生物によって処理すると、６００
ｍ３　／日の汚泥が発生するが、それに伴って多量の汚
泥を処理する必要がある。従って、多量の汚泥を処理す
る場合、非常に大きな汚泥処理設備が必要であること。 しかも、この汚泥処理には、主として脱水器が用いられ
、かつ、凝集剤を添加しながら脱水するので、益々汚泥
量が増加し、汚泥処理設備のイニシャルコストおよびラ
ンニングコストが非常に高くなる。

【０００９】一方、嫌気性微生物処理においては、希釈
水を用いずに処理可能なこと、微生物に酸素を供給する
ための曝気が不要であること、さらにメタンガスの回収
が可能であること等の利点をもっているが、効率よく反
応を起こす場合には例えば３５°Ｃ程度の温度を加える
必要があること、ガスホルダ、余剰ガス燃焼設備等の周
辺機器が必要であること、高濃度に硫酸塩が含んでいる
と硫化水素が発生し、反応が阻害されて処理不能となる
こと、処理水の品質が好気性微生物処理と比較して悪い
ことから、環境放流する場合には最後に好気性微生物処
理が必要であること等の問題がある。

【００１０】本発明は上記実情にかんがみてなされたも
ので、汚泥発生量の低減化が図れ、かつ、廃水の処理過
程から出てくる水蒸気による大気汚染を未然に防止し得
る高濃度有機性廃水の処理装置を提供することを目的と
する。また、本発明の他の目的は、臭気公害をなくし、
品質良好な処理水を得る高濃度有機性廃水の処理装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】先ず、請求項１に対応す
る発明は上記課題を解決するために、高濃度有機性廃水
を加熱して水分を蒸発させることにより前記廃水を濃縮
する濃縮器と、この濃縮器によって濃縮された廃水を加
熱して乾燥汚泥を取り出す乾燥器と、前記濃縮器および
乾燥器の加熱によって得られる蒸発蒸気を冷却凝縮して
凝縮水を得る凝縮装置とを備えた高濃度有機性廃水の処
理装置である。

【００１２】次に、請求項２に対応する発明では、前記
請求項１に対応する発明に、新たに凝縮装置によって凝
縮された凝縮水を生物処理して処理水を得る生物処理装
置と、この生物処理装置から発生する余剰汚泥を前記濃
縮器に返送し再度処理させる返送装置とを備えた構成で
ある。

【００１３】

【作用】従って、請求項１に対応する発明においては、
高濃度有機性廃水を濃縮器に導き、ここで加熱蒸気を取
り込んで廃水を加熱して濃縮を行った後、その濃縮廃水
を乾燥器に供給する。この乾燥器では、かかる濃縮廃水
を例えば同じく加熱蒸気を用いて加熱し乾燥汚泥とすれ
ば、汚泥発生量を大幅に低減化できる。

【００１４】一方、濃縮器および乾燥器の加熱によって
得られる蒸発蒸気は凝縮装置に導き、ここで冷却水を用
いて冷却凝縮して再度水に戻すことにより、蒸発蒸気に
含まれる悪臭の影響を回避でき、ひいては大気汚染の問
題を解決できる。

【００１５】次に、請求項２に対応する発明では、前記
凝縮装置によって凝縮された凝縮水を生物処理装置にて
生物処理を行って良好な処理水を得る一方、この生物処
理によって得られた余剰汚泥を濃縮器に返送し再度一連
の処理を行うものである。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１を参照
して説明する。同図において１１は原水（以下、廃水と
呼ぶ）を一時貯留する原水槽であって、ここで貯留され
た廃水は原水ポンプ１２で濃縮器１３に送られる。この
濃縮器１３には、沸点を下げてエネルギーのランニング
コストを小さくするために例えば減圧濃縮器が用いられ
ている。この減圧濃縮器１３は、具体的には原水槽１１
から送られてくる廃水を、エゼクタ−１４を通ってくる
加熱蒸気を用いて加熱し水分を蒸発させることにより、
廃水を所望とする濃縮度に濃縮する役割をもっている。 １３ａは熱交換機、１５は濃縮液循環ポンプ、１６は濃
縮器１３内を減圧するための真空ポンプである。

【００１７】１７は濃縮した廃水を加熱して乾燥汚泥と
する乾燥器であって、これは含水率を大幅に減らす意味
から例えばドラムドライヤなどの遠心薄膜乾燥器が用い
られ、濃縮液ポンプ１８にて送られてくる所望の濃縮度
の濃縮廃水を遠心力により薄膜化し、かつ、加熱蒸気で
加熱乾燥して乾燥汚泥を得るものである。この遠心薄膜
乾燥器１７で得られた乾燥汚泥は引き抜かれ、埋め立て
などの方法で処理される。なお、加熱蒸気は乾燥器１７
を通って廃蒸気として出力される。

【００１８】２０は濃縮器１３および乾燥器１７から送
られてくる蒸発蒸気を循環用冷却水で冷却して再び水，
つまり凝縮水を得る凝縮装置であって、この凝縮水は凝
縮水ポンプ２１を用いて生物処理装置２２に送られる。 この生物処理装置２２は、例えば接触酸化装置などが用
いられ、ブロア２３から供給される空気を受けて好気性
微生物処理を行って良好な品質の処理水を得るものであ
る。なお、生物処理装置２２で発生した余剰汚泥は返送
装置２４により原水槽１１に送られ、再度原水と一緒に
処理される。

【００１９】次に、以上のように構成された装置の動作
を説明する。先ず、原水である廃水は、一旦原水槽１１
に貯留された後、原水ポンプ１２にて減圧濃縮器１３に
送られる。この減圧濃縮器１３では、真空ポンプ１６に
よって減圧状態に設定され、原水槽１１からの廃水をエ
ゼクタ−１４を介して取り込んだ加熱蒸気により加熱し
て水分を蒸発させることにより濃縮を行う。このとき、
濃縮液循環ポンプ１５を用いて濃縮液を内部循環させる
ことにより、所望とする濃縮度に到達するように処理す
る。

【００２０】以上のようにして所望の濃縮度となった廃
水は、濃縮液ポンプ１８によって所望とする含水量とな
る量だけ遠心薄膜乾燥器１７に送られる。この遠心薄膜
乾燥器１７では、濃縮液ポンプ１８によって送られてく
る濃縮液を遠心力によって薄膜化し、かつ、加熱蒸気に
より乾燥させて乾燥汚泥とした後、この乾燥汚泥を引き
抜いて埋め立てなどの方法で処理する。なお、減圧濃縮
器１３および遠心薄膜乾燥器１７から発生した蒸発蒸気
には悪臭が伴うのが通例であり、しかもこの蒸発蒸気に
は低分子の有機物が含有する。従って、その蒸発蒸気を
そのまま大気に放出すると臭気公害および大気汚染の原
因となる。

【００２１】そこで、本装置においては、減圧濃縮器１
３および遠心薄膜乾燥器１７からの蒸発蒸気を凝縮装置
２０に導き、ここで冷却水を用いて冷却凝縮して再度水
に戻す。しかし、この凝縮装置２０で凝縮された凝縮水
には前述したように臭気成分および低分子有機物が含ん
でいるので、そのまま放流したのでは環境破壊を起こす
原因にもなるので、凝縮水を生物処理装置２２で生物処
理を行う。すなわち、この生物処理装置２２では、ブロ
ア２３からの空気を受けて好気性微生物によって有機物
の処理を行う一方、悪臭物質も微生物への吸着によって
除去し、放流水にあった良質の処理水を得るものである
。なお、生物処理装置２２の処理によって余剰汚泥が発
生するが、この余剰汚泥は返送装置２４によって原水槽
１１に送られ、再度原水と一緒にして前述した一連の処
理を繰り返し行う。

【００２２】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、濃縮器１３にて廃水を加熱して水分を蒸発させて濃
縮し、さらに濃縮した廃水を乾燥器１７で加熱して乾燥
汚泥とする構成であるので、従来装置のような好気性微
生物処理と異なって希釈水が不要であり、ひいては希釈
水に要する費用が不要となる。しかも、濃縮器１３とし
て減圧式のものを用いれば、沸点を下げることができ、
その分だけエネルギーのランニングコストを抑えること
ができる。

【００２３】また、濃縮器１３で廃水を所望の濃縮度と
し、かつ、遠心薄膜乾燥器１７により薄膜化して乾燥す
るので、所望の含水率に調節可能である。ゆえに、汚泥
の含水率を低下させることにより、発生汚泥量を低減化
でき、汚泥の廃棄処分費の削減に寄与できる。さらに、
濃縮器１３および乾燥器１７の蒸発蒸気は凝縮装置２０
に導かれ、ここで冷却水を用いて冷却し再度水に戻すこ
とから、大気汚染の原因を未然に防ぐことができる。

【００２４】また、濃縮後および乾燥後の凝縮液につい
て生物処理を行うので、その有機物濃度は原水濃度と比
較して桁違いに少なく、そのために生物処理装置２２の
小形化が図れ、しかも生物処理装置２２から発生する汚
泥量についても、直接生物処理を行った場合と比較して
非常に少なくなり、また必要とする酸素量も少ないこと
から運転費が少なくてすむ。また、従来直接嫌気性微生
物処理を行う場合に問題となっていた、つまり硫酸塩を
高濃度に含んだ廃水の場合であっても、本装置ではかか
る硫酸塩が汚泥側に残り、生物処理すべき凝縮水には入
ってこないので、反応を阻害することがなくなる。

【００２５】さらに、凝縮装置２０によって凝縮処理さ
れた水について生物処理を行うので、悪臭の防止および
環境破壊の防止を図ることができる。また、生物処理に
は接触酸化法を採用しているが、これは凝縮水中に固形
物が含有されておらず、かつ、有機物も低分子のものに
限られるためであり、活性汚泥法のような浮遊生物法に
おけるフロックの比重が軽くなったり、バルキングを起
こしたりし、固液分離が良好にできなくなり、処理水質
が悪化するのを防止できる。なお、生物処理装置２２か
ら汚泥が発生するが、この汚泥は返送装置２４により再
度濃縮器１３に返送されて原水と一緒に処理されるので
、専用の汚泥処理装置が不要となる。以上のように本装
置では、低イニシャルコストおよび低ランニングコスト
で良好な処理水を得ることができる。なお、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。

【００２７】先ず、請求項１においては、濃縮器によっ
て廃水を加熱して水分を蒸発させて濃縮を行い、得られ
た濃縮水を加熱して乾燥汚泥とするので、従来のように
希釈水が不要であり、また任意の濃縮度に可変でき、か
つ、乾燥器の運転条件により、所望の含水率の汚泥とす
ることができ、汚泥量の低減化ないしは汚泥の廃棄処分
量を大幅に低減化できる。しかも、濃縮器および乾燥器
で得られた蒸発蒸気を凝縮装置で冷却凝縮し再度水とす
るので、大気汚染の問題を解決できる。

【００２８】次に、請求項２では、前述した凝縮装置に
よる凝縮処理水について生物処理を行うので、低い有機
物濃度の処理装置で十分であり、汚泥の発生量も非常に
少なくでき、しかも悪臭および環境破壊の問題を解決で
き、かつ、良好な品質の処理水を得ることができる。

【００２９】よって、高濃度の有機物を含み、かつ、硫
酸塩などの無機塩類を高濃度に含有する廃水であっても
、低イニシャルコスト、低ランニングコストで良好な処
理水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明装置の一実施例を示す構成図。

【符号の説明】

１１…原水槽、１３…濃縮器、１５…濃縮液循環ポンプ
、１６…真空ポンプ、１７…乾燥器、２０…凝縮装置、
２２…生物処理装置、２３…ブロア、２４…返送装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高濃度有機性廃水を加熱して水分を蒸
   発させることにより前記廃水を濃縮する濃縮器と、この
   濃縮器によって濃縮された廃水を加熱して乾燥汚泥を取
   り出す乾燥器と、前記濃縮器および乾燥器の加熱によっ
   て得られる蒸発蒸気を冷却凝縮して凝縮水を得る凝縮装
   置とを備えたことを特徴とするする高濃度有機性廃水の
   処理装置。
2. 【請求項２】　　高濃度有機性廃水を加熱して水分を蒸
   発させることにより前記廃水を濃縮する濃縮器と、この
   濃縮器によって濃縮された廃水を加熱して乾燥汚泥を取
   り出す乾燥器と、前記濃縮器および乾燥器の加熱によっ
   て得られる蒸発蒸気を冷却凝縮して凝縮水を得る凝縮装
   置と、この凝縮装置によって凝縮された凝縮水を生物処
   理して処理水を取り出す生物処理装置と、この生物処理
   装置から発生する余剰汚泥を前記濃縮器に返送して再度
   処理させる返送装置とを備えたことを特徴とするする高
   濃度有機性廃水の処理装置。