JPH0445235B2 - - Google Patents
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- JPH0445235B2 JPH0445235B2 JP62004896A JP489687A JPH0445235B2 JP H0445235 B2 JPH0445235 B2 JP H0445235B2 JP 62004896 A JP62004896 A JP 62004896A JP 489687 A JP489687 A JP 489687A JP H0445235 B2 JPH0445235 B2 JP H0445235B2
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- biological treatment
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、し尿系汚水、下水等のアンモニウム
イオンを含有する有機性汚水を省エネルギー、省
スペース的に高度に処理する方法に関するもので
ある。 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題
点〕 従来、有機性汚水処理、例えばその典型的例で
あるし尿処理をとりあげると、その最も代表的な
プロセスは次のように生物学的硝化脱窒素法を中
核とするものであつた。すなわち、 し尿→生物学的硝化脱窒素→固液分離― →高度処理
→処理水汚泥処理 という構成からなり、それなりにかなり合理的処
理プロセスと評価することができる。 しかしながら、より厳しい視点からこのプロセ
スを評価すると、次のような大きな問題点が浮か
びあがり、従来プロセスでは理想的プロセスには
程遠いと言わざるを得ない。 生物処理槽の容積が大きい。例えば、し尿処
理量100m3／ｄの場合、現時点での最も進歩し
た無希釈高負荷処理方式を採用しても700〜900
m3の生物処理槽を必要とし、設置面積や建設費
がかさむ。 生物処理工程において、NH3−Ｎの硝化、
BODの酸化に多大の曝気動力を消費する。す
なわち、エネルギー多消費型プロセスである。 曝気不要で省エネルギー的な嫌気性消化法
（メタン発酵法）は、BOD除去が可能なだけ
で、NH3−Ｎを全く除去できないため、高度
の窒素成分除去を必要とする処理施設には採用
できない。 本発明は前記従来プロセスの問題点を根本的に
解決できる新規なプロセスを確立することを目的
としている。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、本発明者自身の先願である特開昭54
−127148号公報に開示されている技術をさらに発
展改良させて完成したものであり、リン酸マグネ
シウムアンモニウム（NH4MgPO4）沈殿生成反
応を新規な態様によつて応用することによつて、
前記従来の問題点を解決することに成功したもの
である。 すなわち本発明は、アンモニウムイオンを含有
する有機性汚水にリン酸イオンとマグネシウムイ
オンを添加したのち固液分離し、該分離液を生物
処理工程で処理し、該生物処理工程で発生した余
剰汚泥と前記固液分離で得られた分離汚泥の両者
または前記固液分離で得られた分離汚泥を焼却
し、該焼却残渣中のリン分とマグネシウム分を前
記有機性汚水に添加するリン酸イオンとマグネシ
ウムイオンとして利用することを特徴とする有機
性汚水の処理方法である。 〔作用〕 本発明の作用を、その一実施態様を示す図面を
参照しながら、アンモニウムイオンを含有する有
機性汚水の典型的例として、し尿を例にとりあげ
て説明する。 まず、し尿１はスクリーン２によつてし渣３が
除去され、除渣し尿４を得る。次いで除渣し尿４
に対し、Mg2+およびPO4 3-５を添加し、攪拌槽
６で混合してリン酸マグネシウムアンモニウム
（NH4MgPO4）の沈殿を生成せしめることによ
つて、除渣し尿４中に高濃度に含まれている
NH4 +およびPO4 3-を固相に転換させて、遠心分
離機などの固液分離装置７によつてNH4MgPO4
の結晶状沈殿を含有するスラツジ８を分離する。 しかして、し尿１中のNH4 +、PO4 3-の大部分
（約90％程度）が除去された分離液９は、必要に
応じてメタン発酵処理工程１０に供給されて
BOD成分がCH4、CO2を主成分とする消化ガス
１１に転換されるようにすることが好ましい。 このメタン発酵処理工程１０としては、上向流
嫌気性スラツジブランケツト法（UASB法）が
最適である。なぜなら、UASB法は極めて高負
荷の処理が可能な反面、高濃度のNH4 +を含む有
機性液にはNH4 +毒性、PHの過剰上昇という問題
が起きるために適用できなかつたが、本発明では
あらかじめNH4 +をNH4MgPO4沈殿生成反応に
よつて除去しておくため、前記UASB法の問題
点を克服し、UASB法の利点のみを発揮できる
からである。 かくて、メタン発酵処理工程１０において、
BODの大部分がメタン発酵菌によつて除去され
た流出液１２を生物処理工程、例えば生物学的硝
化脱窒素工程１３に流入させ、流出液１２中に少
量残留しているBOD、NH4 +を硝化菌、脱窒素菌
の働きによつて除去する。ここで、生物学的硝化
脱窒素工程１３に流入するメタン発酵処理工程１
０からの流出液１２の水質は、前段のNH4
MgPO4沈殿生成反応およびメタン発酵処理にお
いてNH4 +、PO4 3-、BOD、CODが大部分除去さ
れているから、低NH4 +、低BOD濃度となつてい
る。従つて、NH4 +の硝化、BODの除去に必要な
曝気動力は、前述した従来のプロセスの1/10以下
ですみ、著しい省エネルギー効果が表れる。 次に、生物学的硝化脱窒素工程１３から流出す
る活性汚泥スラリ１４は、限外過（UF）膜な
どの膜分離工程１５に供給され、懸濁粒子、コロ
イド粒子が完全に捕捉されてSSゼロの清澄な処
理水１６が得られる。また、膜分離工程１５にて
分離された活性汚泥１７の大部分は返送汚泥１８
として生物学的硝化脱窒素工程１３にリサイクル
され、一部が余剰汚泥１９として汚泥脱水工程２
０に送られて脱水ケーキ２１となる。 次いで、この脱水ケース２１と固液分離装置７
で分離され、必要に応じて汚泥脱水工程２０で脱
水されたNH4MgPO4沈殿を含有するスラツジ８
の両者またはNH4MgPO4含有スラツジ８は、焼
却炉２２において焼却されて加熱酸化分解を受け
る。すなわち、NH4MgPO4沈殿を含有するスラ
ツジ８は、脱水ケーキ２１中の有機炭素分の燃焼
生成熱によつて熱分解を受け、 の反応を起こし、NH4分が離脱し、焼却残渣２
３中にマグネシウム分とリン分が残る。なお、離
脱したNH4分は酸化されてN2となる。２４は燃
焼用空気と補助燃料、２５は排ガスである。 しかして、マグネシウム分とリン分を多量に含
む焼却残渣２３を、除渣し尿４に対して添加する
Mg2+、PO4 3-５の代替として利用することによ
つて、新鮮なMg2+、PO4 3-５の添加が不要もし
くは大幅に節減される。 なお、あらかじめ焼却残渣２３を混和槽２６に
おいて、水または鉱酸水溶液と充分混和せしめた
のちに、除渣し尿４に添加することも推奨できる
方法である。 また、焼却残渣２３のすべてを長時間にわたつ
てリサイクルし続けると、次第に不活性分が増加
してくるので、随時焼却残渣の一部分２３′を系
外に排出して処分する。 〔実施例〕 次に本発明の実施例を示す。
イオンを含有する有機性汚水を省エネルギー、省
スペース的に高度に処理する方法に関するもので
ある。 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題
点〕 従来、有機性汚水処理、例えばその典型的例で
あるし尿処理をとりあげると、その最も代表的な
プロセスは次のように生物学的硝化脱窒素法を中
核とするものであつた。すなわち、 し尿→生物学的硝化脱窒素→固液分離― →高度処理
→処理水汚泥処理 という構成からなり、それなりにかなり合理的処
理プロセスと評価することができる。 しかしながら、より厳しい視点からこのプロセ
スを評価すると、次のような大きな問題点が浮か
びあがり、従来プロセスでは理想的プロセスには
程遠いと言わざるを得ない。 生物処理槽の容積が大きい。例えば、し尿処
理量100m3／ｄの場合、現時点での最も進歩し
た無希釈高負荷処理方式を採用しても700〜900
m3の生物処理槽を必要とし、設置面積や建設費
がかさむ。 生物処理工程において、NH3−Ｎの硝化、
BODの酸化に多大の曝気動力を消費する。す
なわち、エネルギー多消費型プロセスである。 曝気不要で省エネルギー的な嫌気性消化法
（メタン発酵法）は、BOD除去が可能なだけ
で、NH3−Ｎを全く除去できないため、高度
の窒素成分除去を必要とする処理施設には採用
できない。 本発明は前記従来プロセスの問題点を根本的に
解決できる新規なプロセスを確立することを目的
としている。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、本発明者自身の先願である特開昭54
−127148号公報に開示されている技術をさらに発
展改良させて完成したものであり、リン酸マグネ
シウムアンモニウム（NH4MgPO4）沈殿生成反
応を新規な態様によつて応用することによつて、
前記従来の問題点を解決することに成功したもの
である。 すなわち本発明は、アンモニウムイオンを含有
する有機性汚水にリン酸イオンとマグネシウムイ
オンを添加したのち固液分離し、該分離液を生物
処理工程で処理し、該生物処理工程で発生した余
剰汚泥と前記固液分離で得られた分離汚泥の両者
または前記固液分離で得られた分離汚泥を焼却
し、該焼却残渣中のリン分とマグネシウム分を前
記有機性汚水に添加するリン酸イオンとマグネシ
ウムイオンとして利用することを特徴とする有機
性汚水の処理方法である。 〔作用〕 本発明の作用を、その一実施態様を示す図面を
参照しながら、アンモニウムイオンを含有する有
機性汚水の典型的例として、し尿を例にとりあげ
て説明する。 まず、し尿１はスクリーン２によつてし渣３が
除去され、除渣し尿４を得る。次いで除渣し尿４
に対し、Mg2+およびPO4 3-５を添加し、攪拌槽
６で混合してリン酸マグネシウムアンモニウム
（NH4MgPO4）の沈殿を生成せしめることによ
つて、除渣し尿４中に高濃度に含まれている
NH4 +およびPO4 3-を固相に転換させて、遠心分
離機などの固液分離装置７によつてNH4MgPO4
の結晶状沈殿を含有するスラツジ８を分離する。 しかして、し尿１中のNH4 +、PO4 3-の大部分
（約90％程度）が除去された分離液９は、必要に
応じてメタン発酵処理工程１０に供給されて
BOD成分がCH4、CO2を主成分とする消化ガス
１１に転換されるようにすることが好ましい。 このメタン発酵処理工程１０としては、上向流
嫌気性スラツジブランケツト法（UASB法）が
最適である。なぜなら、UASB法は極めて高負
荷の処理が可能な反面、高濃度のNH4 +を含む有
機性液にはNH4 +毒性、PHの過剰上昇という問題
が起きるために適用できなかつたが、本発明では
あらかじめNH4 +をNH4MgPO4沈殿生成反応に
よつて除去しておくため、前記UASB法の問題
点を克服し、UASB法の利点のみを発揮できる
からである。 かくて、メタン発酵処理工程１０において、
BODの大部分がメタン発酵菌によつて除去され
た流出液１２を生物処理工程、例えば生物学的硝
化脱窒素工程１３に流入させ、流出液１２中に少
量残留しているBOD、NH4 +を硝化菌、脱窒素菌
の働きによつて除去する。ここで、生物学的硝化
脱窒素工程１３に流入するメタン発酵処理工程１
０からの流出液１２の水質は、前段のNH4
MgPO4沈殿生成反応およびメタン発酵処理にお
いてNH4 +、PO4 3-、BOD、CODが大部分除去さ
れているから、低NH4 +、低BOD濃度となつてい
る。従つて、NH4 +の硝化、BODの除去に必要な
曝気動力は、前述した従来のプロセスの1/10以下
ですみ、著しい省エネルギー効果が表れる。 次に、生物学的硝化脱窒素工程１３から流出す
る活性汚泥スラリ１４は、限外過（UF）膜な
どの膜分離工程１５に供給され、懸濁粒子、コロ
イド粒子が完全に捕捉されてSSゼロの清澄な処
理水１６が得られる。また、膜分離工程１５にて
分離された活性汚泥１７の大部分は返送汚泥１８
として生物学的硝化脱窒素工程１３にリサイクル
され、一部が余剰汚泥１９として汚泥脱水工程２
０に送られて脱水ケーキ２１となる。 次いで、この脱水ケース２１と固液分離装置７
で分離され、必要に応じて汚泥脱水工程２０で脱
水されたNH4MgPO4沈殿を含有するスラツジ８
の両者またはNH4MgPO4含有スラツジ８は、焼
却炉２２において焼却されて加熱酸化分解を受け
る。すなわち、NH4MgPO4沈殿を含有するスラ
ツジ８は、脱水ケーキ２１中の有機炭素分の燃焼
生成熱によつて熱分解を受け、 の反応を起こし、NH4分が離脱し、焼却残渣２
３中にマグネシウム分とリン分が残る。なお、離
脱したNH4分は酸化されてN2となる。２４は燃
焼用空気と補助燃料、２５は排ガスである。 しかして、マグネシウム分とリン分を多量に含
む焼却残渣２３を、除渣し尿４に対して添加する
Mg2+、PO4 3-５の代替として利用することによ
つて、新鮮なMg2+、PO4 3-５の添加が不要もし
くは大幅に節減される。 なお、あらかじめ焼却残渣２３を混和槽２６に
おいて、水または鉱酸水溶液と充分混和せしめた
のちに、除渣し尿４に添加することも推奨できる
方法である。 また、焼却残渣２３のすべてを長時間にわたつ
てリサイクルし続けると、次第に不活性分が増加
してくるので、随時焼却残渣の一部分２３′を系
外に排出して処分する。 〔実施例〕 次に本発明の実施例を示す。
【表】
以上述べたように本発明は、
(イ) 有機性汚水にリン酸イオンおよびマグネシウ
ムイオンを解離する物質を添加して、有機性汚
水中のNH4 +とPO4 3-をNH4MgPO4の沈殿とし
たのち固液分離する工程、 (ロ) 前記固液分離工程で得られた分離液の残留
BODを除去する生物処理工程、 (ハ) 前記生物処理工程で発生した余剰汚泥と前記
固液分離で得られた分離汚泥の両者または前記
固液分離工程で得られたNH4MgPO4沈殿を含
有するスラツジを焼却し、有機物の燃焼生成熱
によつてNH4MgPO4沈殿中のNH4分を熱的に
酸化分解する工程、 (ニ) 前記酸化分解工程で得られた焼却残渣中の
Mg分、Ｐ分を有機性汚水中のNH4 +、PO4 3-の
沈殿除去剤ないし吸着除去剤として再利用する
工程、 という新規な技術思想を骨子とするものであり、
次のような産業上重要な効果を得ることができ
る。 従来の有機性汚水処理プロセスでは、汚水中
に含まれるNH3−Ｎのすべてを生物学的に硝
化する必要があるので、NH3−ＮをNO3−Ｎ
にまで酸化するのに必要なエアレーシヨン動力
が非常に大きいという欠点をもつている。例え
ば3000mg／のNH3−Ｎを含むし尿100m3／ｄ
を硝化するのに必要な曝気ブロワー動力は、約
1500kWh／ｄという非常に大きな消費エネル
ギーとなる。 これに対して本発明では、し尿中のNH3−
Ｎを化学反応によつて大部分除去することがで
きるので、生物処理工程への流入液には数100
mg／程度のNH3−Ｎが含まれているにすぎ
ない。この結果、エアレーシヨン動力は従来プ
ロセスより90％以上節減でき、著しい省エネル
ギー効果がある。なお、生物処理工程として生
物学的硝化脱窒素工程とすれば、NH3−Ｎも
除去できる。 NH4MgPO4沈殿含有スラツジと有機性汚泥
との焼却残渣中のＰ分とMg分を、再度有機性
汚水からのNH3−Ｎ除去剤として有効利用す
るという新規な方法を採用したので、系外から
新鮮なＰ分およびMg分を多量に添加する必要
がなくなり、顕著な省資源効果があり、また
NH4MgPO4沈殿中のNH4分を酸化分解するた
めの特別な装置、経費も不要になる（汚泥焼却
炉をこの目的に利用できるためである。） 生物処理工程は従来プロセスに比べて所要容
積が著しく減少する。なお、生物処理工程とし
て生物学的硝化脱窒素工程を用いれば、硝化脱
窒素処理槽の所要容積が従来の1/10以下にな
り、著しい省スペース効果がある。
ムイオンを解離する物質を添加して、有機性汚
水中のNH4 +とPO4 3-をNH4MgPO4の沈殿とし
たのち固液分離する工程、 (ロ) 前記固液分離工程で得られた分離液の残留
BODを除去する生物処理工程、 (ハ) 前記生物処理工程で発生した余剰汚泥と前記
固液分離で得られた分離汚泥の両者または前記
固液分離工程で得られたNH4MgPO4沈殿を含
有するスラツジを焼却し、有機物の燃焼生成熱
によつてNH4MgPO4沈殿中のNH4分を熱的に
酸化分解する工程、 (ニ) 前記酸化分解工程で得られた焼却残渣中の
Mg分、Ｐ分を有機性汚水中のNH4 +、PO4 3-の
沈殿除去剤ないし吸着除去剤として再利用する
工程、 という新規な技術思想を骨子とするものであり、
次のような産業上重要な効果を得ることができ
る。 従来の有機性汚水処理プロセスでは、汚水中
に含まれるNH3−Ｎのすべてを生物学的に硝
化する必要があるので、NH3−ＮをNO3−Ｎ
にまで酸化するのに必要なエアレーシヨン動力
が非常に大きいという欠点をもつている。例え
ば3000mg／のNH3−Ｎを含むし尿100m3／ｄ
を硝化するのに必要な曝気ブロワー動力は、約
1500kWh／ｄという非常に大きな消費エネル
ギーとなる。 これに対して本発明では、し尿中のNH3−
Ｎを化学反応によつて大部分除去することがで
きるので、生物処理工程への流入液には数100
mg／程度のNH3−Ｎが含まれているにすぎ
ない。この結果、エアレーシヨン動力は従来プ
ロセスより90％以上節減でき、著しい省エネル
ギー効果がある。なお、生物処理工程として生
物学的硝化脱窒素工程とすれば、NH3−Ｎも
除去できる。 NH4MgPO4沈殿含有スラツジと有機性汚泥
との焼却残渣中のＰ分とMg分を、再度有機性
汚水からのNH3−Ｎ除去剤として有効利用す
るという新規な方法を採用したので、系外から
新鮮なＰ分およびMg分を多量に添加する必要
がなくなり、顕著な省資源効果があり、また
NH4MgPO4沈殿中のNH4分を酸化分解するた
めの特別な装置、経費も不要になる（汚泥焼却
炉をこの目的に利用できるためである。） 生物処理工程は従来プロセスに比べて所要容
積が著しく減少する。なお、生物処理工程とし
て生物学的硝化脱窒素工程を用いれば、硝化脱
窒素処理槽の所要容積が従来の1/10以下にな
り、著しい省スペース効果がある。
図面は本発明の一実施態様を示すフローシート
である。 １……し尿、２……スクリーン、３……し渣、
４……除渣し尿、５……Mg2+およびPO4 3-、６
……攪拌槽、７……固液分離装置、８……スラツ
ジ、９……分離液、１０……メタン発酵処理工
程、１１……消化ガス、１２……液出液、１３…
…生物学的硝化脱窒素工程、１４……活性汚泥ス
ラリ、１５……膜分離工程、１６……処理水、１
７……活性汚泥、１８……返送汚泥、１９……余
剰汚泥、２０……汚泥脱水工程、２１……脱水ケ
ーキ、２２……焼却炉、２３……焼却残渣、２
３′……焼却残渣の一部分、２４……燃焼用空気
と補助燃料、２５……排ガス、２６……混和槽。
である。 １……し尿、２……スクリーン、３……し渣、
４……除渣し尿、５……Mg2+およびPO4 3-、６
……攪拌槽、７……固液分離装置、８……スラツ
ジ、９……分離液、１０……メタン発酵処理工
程、１１……消化ガス、１２……液出液、１３…
…生物学的硝化脱窒素工程、１４……活性汚泥ス
ラリ、１５……膜分離工程、１６……処理水、１
７……活性汚泥、１８……返送汚泥、１９……余
剰汚泥、２０……汚泥脱水工程、２１……脱水ケ
ーキ、２２……焼却炉、２３……焼却残渣、２
３′……焼却残渣の一部分、２４……燃焼用空気
と補助燃料、２５……排ガス、２６……混和槽。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アンモニウムイオンを含有する有機性汚水に
リン酸イオンとマグネシウムイオンを添加したの
ち固液分離し、該分離液を生物処理工程で処理
し、該生物処理工程で発生した余剰汚泥と前記固
液分離で得られた分離汚泥の両者または前記固液
分離で得られた分離汚泥を焼却し、該焼却残渣中
のリン分とマグネシウム分を前記有機性汚水に添
加するリン酸イオンとマグネシウムイオンとして
利用することを特徴とする有機性汚水の処理方
法。 ２ 前記生物処理工程が生物学的硝化脱窒素工程
からなるものである特許請求の範囲第１項記載の
有機性汚水の処理方法。 ３ 前記生物処理工程が嫌気性消化工程を前置し
た生物学的硝化脱窒素工程からなるものである特
許請求の範囲第１項記載の有機性汚水の処理方
法。 ４ 前記嫌気性消化工程が上向流嫌気性スラツジ
ブランケツト法によるものである特許請求の範囲
第３項記載の有機性汚水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004896A JPS63175699A (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 有機性汚水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004896A JPS63175699A (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 有機性汚水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63175699A JPS63175699A (ja) | 1988-07-20 |
| JPH0445235B2 true JPH0445235B2 (ja) | 1992-07-24 |
Family
ID=11596431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62004896A Granted JPS63175699A (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 有機性汚水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63175699A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0659477B2 (ja) * | 1990-07-11 | 1994-08-10 | 日本碍子株式会社 | カルシウムおよび窒素を含有する廃水の処理方法 |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP62004896A patent/JPS63175699A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63175699A (ja) | 1988-07-20 |
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