JPH0435239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（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
その他などの窒素、リン、BOD、COD、色度、
SSを含有する汚水を簡潔に構成をもつた新規プ
ロセスにより処理し、高度に浄化された処理水を
得るプロセスに関する。 （従来技術と発明が解決しようとする課題） し尿系汚水などの窒素、リン、BOD、COD色
度、SSを多量に含む有機性汚水に処理する従来
の一般的なプロセスは、第２図に示したようなフ
ローによるもので、膜分離方式と呼ばれている。 この方式は、固液分離に膜を適用するもので、
最近非常に注目されている。しかし、この方式は
次のような大きな欠点が解決されていないため、
到底理想的プロセスとは言えない。 生物学的硝化脱窒素工程（無希釈）の発泡が
すさまじく、消泡機を設け、さらに消泡剤を添
加しないと生物処理が破綻する。 活性炭吸着塔と活性炭再生炉を必要とするた
め、メンテナンスが煩雑かつ、設備費が高額で
ある。 UF（限外過）膜分離装置を２段階必要とす
るので、膜分離用のポンプ動力コストが約500
円／Klと非常に高く、また設備費、膜交換コス
トが高くなる。 本発明は、従来最も進歩したし尿処理方式とし
て認識されている膜分離方式の前記欠点を根本的
に解決することを目的とする。 すなわち、 無希釈生物学的硝化脱窒素工程の消泡剤添
加、消泡機設置を不要あるいは僅少にする。 活性炭吸着塔、活性炭再生炉を不要にする。 し尿処理の運転費を大幅に軽減する。 プロセスを簡潔化し、メンテナンス性を向上
させる。 を解決課題とするものである。 （課題を解決するための手段） 本発明は、有機性汚水を生物学的硝化脱窒素処
理したのち、活性汚泥スラリーを膜分離以外の手
段で固液分離し、該分離水に、Fe又はAl系凝集
剤、および粉末活性炭を添加し、PHを酸性条件に
維持しつつ限外過膜又は精密過膜で、粉末活
性炭共存スラリーを膜分離し、該粉末活性炭共存
スラリーの少なくとも一部を、前記生物学的硝化
脱窒素処理工程に供給することを特徴とする有機
性汚水の処理方法であり、前記膜分離工程から排
出される粉末活性炭共存スラリーの一部を、前記
凝集剤添加工程又はその前段の該分離水に供給す
ることを特徴とする有機性汚水の処理方法であ
り、これらにより上記課題を効果的に解決するも
のである。 本発明が適用される装置のフローシートを示し
た第１図を参照しながら、本発明の一実施態様を
詳述する。 徐渣し尿１は、無希釈の生物学的硝化脱窒素槽
２に流入し、硝化脱窒素され、BODも同時に除
去される。硝化脱窒素の反応型式は、硝化液循環
型、ステツプ流入型、一槽型、好気性脱窒素型、
回分型などの公知の任意のタイプを採用してよ
い。 生物学的硝化窒素槽２から流出する活性汚泥ス
ラリー３は、雑排水生物処理槽４を経由して、沈
殿層５にて沈降分離される。沈降分離の代わりに
浮上分離、遠心分離、スクリーン分離でもよく、
スクリーン分離のときはカチオンポリマーを添加
する。６は汚泥脱水液、床洗浄汚水など、し尿
処理に伴つて発生する雑排水である。 沈殿濃縮汚泥７は、生物学的硝化脱窒素槽２に
リサイクルされる。８は余剰汚泥であり、汚泥脱
水工程に供給されて処分される。沈殿槽５では、
沈降性の良好な汚泥のみを沈降させれば良く、沈
降性の悪いSSは、分離水９に含有させて差支え
ない。従つて、沈殿槽５の管理は非常に容易であ
る。 しかして、沈殿槽からの分離水９には、多量の
非生物分解性COD、色度、PO₄ ^3-と少量の有機性
窒素が残留しているので、これを凝集除去するた
めに、FeCl₃、ポリ硫酸第２鉄、硫酸ばん土、ポ
リ塩化アルミニウムなど、FeまたはAl系凝集剤
１０を撹拌槽１１に注入し、酸性条件下（PH4.0
〜5.5が好適）で数分混和したのち、粉末活性炭
接触槽１２に流入させる。 １３は新鮮な粉末活性炭である。粉末活性炭の
COD吸着速度は早いので接触槽１２の滞留時間
は30〜60分で充分である。なお、凝集剤の所要薬
注率は1500〜3000mg／であり、粉末活性炭の所
要注入率は100〜800mg／、好ましくは、150〜
500mg／で充分である。 しかして、接触槽１２より、ポンプ１４により
粉末活性炭含有スラリーを限外過（UF）膜分
離装置１５に圧送して膜透過させ、SS、COD、
色度、PO₄ ^3-、BODのすべてが極めて高度に除去
された清澄透過水１６とし、公共用水域に放流す
る。一方、UF膜分離装置１５で分離された粉末
活性炭共存スラリー１７は配管１７′によつて生
物学的硝化脱窒素槽２に供給される。 なお、一部を１７″の経路を持つ配管から、凝
集処理工程のための撹拌槽１１にリサイクルさせ
ても良い。 驚くべきことには、UF膜分離粉末活性炭共存
スラリー１７を、生物学的硝化窒素２槽にに供給
すると、生物学的硝化脱窒素槽２における激しい
発泡が全くなくなり、消泡剤の添加、消泡機の設
置が不要あるいは僅少になることが発見された。 本発明は、生物処理水中の非生物分解性COD、
色度、リンなどを凝集剤と粉末活性炭を併用して
除去したのち、廃粉末活性炭を発泡防止剤として
有効利用できるので、消泡コストが実質的にゼロ
となるという顕著な効果がある。 しかも、廃粉末活性炭を、凝集処理工程にリサ
イクルすると、凝集剤１０および新鮮な粉末活性
炭の所要量が減少するという効果も認められた。 また、UF又はMF膜分離工程の透過流束
（Flux）が粉末活性炭共存時に15〜20％向上し、
膜汚染が軽減することが判明した。 また、前記粉末性活性炭共存スラリー１７から
生物学的硝化脱窒素槽２へ送る量については、こ
の硝化脱窒素槽への返送量をV₁、撹拌槽への返
送量をV₂とするとき、V₁は硝化脱窒素槽２の発
泡を防止するのに必要な量に設定され、ほぼ一定
であるのに対し、V₂は任意の量に設定される。
従つて、（V₂／V₁）の値は0.5〜100と広範囲の値
をとりうる。通常は50〜60に設定される。 〔作用〕 本発明においては、生物学的硝化脱窒素槽２に
凝集処理後の残留COD成分などを吸着した粉末
活性炭共存スラリー１７を供給すると、驚くべき
ことに、同処理工程での発泡が著しく抑止あるい
は全くなり、消泡剤の添加が僅小、もしくは不必
要になり、消泡機が完全に不要になることが見出
された。このような作用が生じる機構について
は、粉末活性炭共存スラリーのどのような作用に
よるものかはつきりしないが、いずれにしてもそ
の添加により上記の作用が顕著に生じる。すなわ
ち、し尿の無希釈生物学的処理プロセスの最大の
懸案が解決することが見出された。 さらに、粉末活性炭共存スラリー１７を撹拌槽
１１での凝集処理に循環すると、塩化第２鉄など
の無機凝集剤の所要薬注率が20％ほど節減できる
ことが認められた。このことは重要な意味をもつ
ており、汚泥発生量が減少し、汚泥処理が合理化
できるという大きな効果が出る。 もう一つの重要な作用として、粉末活性炭が共
存する凝集スラリーを膜分離する場合、粉末活性
炭無共存時に比べ、膜透過流束（フラツクス）
（m²／m²・膜・日）が向上することも発見された。 本発明においては、使用済粉末活性炭を前記し
た個所に供給することにより上記の作用を生じる
のであつて、粉末活性炭が発泡防止に役立つてい
るのではないかとの観点から、もしも新鮮な粉末
活性炭を、本発明のように凝集剤添加工程の後に
添加するのではなく、たとえば生物学的硝化脱窒
素槽に添加すると、該処理工程内の液の高濃度の
溶解性CODと色度成分（凝集処理後のCOD、色
度の約10倍もの高濃度を示す）と粉末活性炭が接
触することになること、およびこれらのCOD、
色度成分が活性炭によつて吸着され難い高分子量
成分であることにより、放流水のCOD、色度が
本発明における放流水よりも４〜５倍も高い値に
なり、トータルプロセスとして評価した場合に極
めて不合理な結果を招く。したがつて、新鮮な粉
末活性炭を生物学的硝化脱窒素槽に添加する方法
では、総合的な水質向上度が本発明に比べ極めて
劣るという結果をもたらす。 （実施例） 第１図のフローに従つて行つた本発明の一実施
例について以下詳述するが、本発明はこれに限定
されるものではない。 表−１の水質の除渣し尿を、後記する粉末活性
炭共存スラリーを添加しつつ無希釈タイプの生物
学的硝化窒素処理を行つた（運転条件は表−２参
照）。消泡剤を添加しなくても生物学的硝化脱窒
素槽内の発泡は、ほとんど認められず、円滑な運
転が可能であつた。

【表】

【表】 次に、該硝化脱窒素槽から流出する活性汚泥ス
ラリー３を、沈殿槽５で沈降分離した（沈殿分離
水量負荷４m³／m³・日）。 沈殿槽から越流した分離水の水質を表−３の左
欄（粉末活性炭共存スラリーを硝化脱窒素槽に供
給した場合）に示す（なお、雑排水性物処理槽４
は省略した）。 一方、前記の粉末活性炭共存スラリー１７を硝
化脱窒素槽に供給せずに運転した場合は、シリコ
ーン系消泡剤を常時200mg／添加しないと発泡
が激しく、運転不可であつた。また、分離水の水
質は表−３の右欄（粉末活性炭共存スラリーを硝
化脱窒素槽に供給しない場合）の如く、COD、
色度、PO₄ ^3-、全窒素化した。

【表】 次に表−３の左欄の水質を示す分離水に、Fe₃
を2500mg／添加し、NaOHでPH４〜５の弱酸
性でコントロールして３分撹拌したのち、粉末活
性炭（エバダイヤ500LP……荏原インフイルコ製
品）を250〜400mg／添加して、30分空気撹拌し
たのちチユーブラ型限外過膜（文画分子量10
万、ポリスルテル製）で、SSを膜分離した。UF
膜透過水の水質を表−４に示した。粉末活性炭共
存スラリーは、硝化脱窒素槽へ供給し、発泡防止
剤として利用した。

【表】 また前記UF膜の透過流束は2.5〜2.7m³／m²・
日とかなり大きな値がとれ、UF分離用ポンプ動
力コストも35〜45円／m³と安かつた。 なお、比較例として粉末活性炭を添加せず、上
記UF膜で膜分離した場合の透過流束は2.0〜2.2
m³／m²・日となつた。 （発明の効果） 無希釈・生物学的硝化脱窒素槽に、消泡剤、
消泡機対策とほどこさなくても、極めて効果的
に発泡を防止することができる。この結果、消
泡コストが不要あるいは僅少になるほか、
COD発現物質である消泡剤の添加が不要ある
いは僅少になるので、処理水質が向上する。 活性炭吸着塔、活性炭再生炉が不要になり、
システム構成が著しく簡潔になる。維持管理性
も向上する。 膜分離工程が１段ですむので、設備費、運転
費が減少し、維持管理ポイントも減少する。 UF膜の透過流束が増加する。 活性汚泥の固液分離用の沈降分離工程で、
SSの充分な分離を行う必要がないので、活性
汚泥の沈降性が悪化した場合も、問題なく運転
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施する装置の模式図を示
し、第２図は、従来の膜分離方式のフローシート
を示す。 符号の説明、１：徐渣し尿、２：生物学的硝化
脱窒素槽、３：活性汚泥スラリー、４：雑排水生
物処理槽、５：沈殿槽、６：雑排水、７：沈殿濃
縮汚泥、８：余剰汚泥、９：分離水、１０：Fe
又はAl系凝縮剤、１１：撹拌槽、１２：粉末活
性炭接触槽、１３：新鮮な粉末活性炭、１４：ポ
ンプ、１５：限外過膜分離装置、１６：清澄透
過水、１７：粉末活性炭共存スラリー、１７′，
１７″：粉末活性炭共存スラリー供給のための配
管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機性汚水を生物学的硝化脱窒素処理したの
   ち、活性汚泥スラリーを膜分離以外の手段で固液
   分離し、該分離水に、Fe又はAl系凝集剤、およ
   び粉末活性炭を添加し、PHを酸性条件に維持しつ
   つ限外過膜又は精密過膜で、粉末活性炭共存
   スラリーを膜粉離し、該粉末活性炭共存スラリー
   の少なくとも一部を前記生物学的硝化脱窒素処理
   工程に供給することを特徴とする有機性汚水の処
   理方法。 ２ 前記膜分離工程から排出される粉末活性炭共
   存スラリーの一部を、前記凝集剤添加工程又はそ
   の前段の該分離水に供給することを特徴とする請
   求項１記載の方法。