JPH06269795A

JPH06269795A - 下水の処理方法

Info

Publication number: JPH06269795A
Application number: JP5059185A
Authority: JP
Inventors: Masaki Matsushita; 正毅松下; Yasunari Sasaki; 康成佐々木; Hideyuki Oohanamori; 英幸大花森; Nobuyuki Motoyama; 本山　　信行
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】オゾンを用いる下水処理過程で、活性汚泥処理
水の溶存炭酸ガスを減少させ、酸注入量を低減する。【構成】活性汚泥法による下水処理過程で、曝気槽内の
泥滞留日数を通常より長くして硝化を促進させ、活性汚
泥処理水のｐＨを６〜７に制御することにより、溶存炭
酸ガスを除去する酸の注入量を従来より減らすことがで
き、その後に行なわれるオゾン処理過程でオゾン注入率
も低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オゾンを用いて下水や
生活排水を処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オゾンによる下水処理法は、例えば特開
昭５８−１６６９８７号公報に記載さけており、図１に
その装置構成と水の流れ系統の模式図を示す。図１の実
線の矢印は水の流れる方向を表わしている。図１におい
て、まず下水１を曝気槽２に導入し、ブロア３により空
気を空気散気用ディフューザー４から散気す。曝気槽２
から流出した水は、最終沈殿池５に入り、その底部から
汚泥の一部は返送汚泥６として回収されるが、その他は
余剰汚泥７として廃棄する。以上１〜７により処理され
る過程が活性汚泥法であり、最終沈殿池５の上澄み液
（越流水）が活性汚泥処理水である。

【０００３】次いで最終沈殿池５から流出する越流水
に、酸貯槽８から酸注入ポンプ９により酸を注入してｐ
Ｈを下げ、これを脱気塔１０に送り、ブロア１１により
空気を空気散気用ディフューザー１２から脱気塔１０内
に散気し、水中に含まれている炭酸ガスを脱気する。次
に脱気塔１０から流出する水に、アルカリ貯槽１３から
アルカリ注入ポンプ１４を用いてアルカリを注入し、ｐ
Ｈを中性に戻した後、砂濾過塔１５に送りＳＳ（浮遊
物）を除去する。

【０００４】砂濾過塔１５から流出する水は、オゾン反
応塔１６に流入するが、ここではオゾン発生器１７によ
り発生するオゾン化空気を、オゾン散気用ディフューザ
ー１８を用いてオゾン反応塔１６内に散気し、未反応の
オゾンは、排オゾン処理塔１９で処理して外部に排気
し、最終的に処理水２０を得ることができる。以上のよ
うな下水処理過程において、オゾンは強力な酸化力を有
し、多くの有機化合物、無機化合物を酸化する。とくに
有機化合物のオレフィン類や、芳香族化合物の二重結合
を室温で速やかに分解させるという特徴を持っている。
この酸化分解力を利用して、オゾンは脱色、脱臭、ある
いは漂白などを行なうの極めて有効である。

【０００５】最近、下水処理水を修景用水、親水用水ま
たはトイレ用水などに有効再利用することが注目されて
いるが、下水処理水を再利用する場合、衛生上の問題は
勿論、着色による不快感を利用者に与えないようにする
ことが重要であり、色度として親水用水の場合１０度以
下、トイレ用水の場合４０度以下が目標値になってい
る。しかし、下水処理水には着色成分が含まれており、
砂濾過処理では除去されず、現状では砂濾過処理水をそ
のまま再利用することができない場合も多い。そのた
め、下水を親水用水として再利用する場合に、オゾン処
理が必要となってきている。

【０００６】下水や生活排水のように、主として有機物
を多く含む排水は、一般に生物学的な方法を用いて処理
されており、その代表的な処理方法は活性汚泥法であ
る。しかし、この処理水は溶存炭酸ガスが多く、ＩＣ
（無機性炭素）濃度は２０〜３０ｍｇ／ｌである。活性
汚泥処理水中に溶存炭酸ガスが多量に含まれて場合に
は、オゾン処理においてオゾンが無駄に消費される。

【０００７】図２は活性汚泥処理水のＩＣ濃度を０〜２
０ｍｇ／ｌの間で変化させて、ｐＨ７付近でオゾン処理
するとき、処理前の色度２６度に対して、これを色度６
度まで低下させるために必要なオゾン注入率を示した線
図である。ここで色度６度としたのは、親水用水の場合
の目標値１０度以下を確実に達成するためである。図２
から、処理水の色度を６度にするためのオゾン注入率
は、ＩＣ濃度２０ｍｇ／ｌのときは１６．８ｍｇ／ｌで
あるが、ＩＣ濃度０ｍｇ／ｌのときは、７．４ｍｇ／ｌ
と半分以下であることがわかる。そのために、特開昭５
８−１６６９８７号公報では、上述のように、活性汚泥
処理水に酸を注入し、ｐＨ４．５以下に調整して空気曝
気を行ない、溶存炭酸ガスを除去した後、アルカリ注入
によりｐＨを７付近に再調整して、オゾン処理を行うこ
とを提案している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】問題は、従来、活性汚
泥処理水の目標ｐＨは７．５程度であるが、このｐＨで
は溶存炭酸ガスが多いため、ｐＨ４．５以下に調整する
のに多量の酸を必要とすることにある。図３は活性汚泥
処理水のｐＨとアルカリ度の関係を示した線図である。
図３から、通常の活性汚泥処理水の目標ｐＨは７．５で
あるから、アルカリ度は１００ｍｇ／ｌ程度である。ア
ルカリ度とは水中に含まれている炭酸塩、炭酸水素塩、
または水酸化物などのアルカリ成分を、所定のｐＨ
（４．８）まで中和するに要する酸の量を、これに対応
する炭酸カルシウムのｍｇ／ｌで表わしたものである。
アルカリ度は、実際は殆ど炭酸ガスに起因している。

【０００９】図３からわかるように、活性汚泥処理水の
ｐＨが低ければ、アルカリ度も低く、したがってｐＨを
下げるための酸注入量を減らすことができる。酸を注入
するためには多くの費用を要するので、酸注入量は少な
くするのが望ましい。本発明はこの点を解決するために
なされたものであり、その目的は、活性汚泥処理水の溶
存炭酸ガスを減少させ、酸注入量を低減することができ
る下水処理方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明による下水の処理方法は、活性汚泥法にお
ける汚泥滞留日数を通常より長くし、溶存酸素（ＤＯ）
を２〜３ｍｇ／ｌ程度にして硝化を促進することによ
り、活性汚泥処理水のｐＨが６〜７となるように制御し
た後、酸注入、脱炭酸処理、アルカリ注入、砂濾過、オ
ゾン注入の順に、一連の処理を継続することである。

【００１１】

【作用】下水中にはアンモニアが含まれており、曝気槽
内で硝化菌によりＮＯ₂−Ｎ、もしくはＮＯ₃−Ｎに酸
化される。亜硝酸菌と硝酸菌は、ともに炭酸ガスを唯一
の炭素源として細胞合成を行なう自栄養性細菌であり、
その際に必要なエネルギーをそれぞれの酸化反応から得
ている。亜硝酸菌の生物酸化反応では、ＮＨ₃−Ｎの１
Ｋｇに対して酸素は３．４Ｋｇが必要であり、反応の結
果としてｐＨは低下する。

【００１２】

【数１】ＮＨ₄ ⁺＋１．５Ｏ₂→ＮＯ₂ ^-＋Ｈ₂Ｏ＋２Ｈ⁺ 即ち、硝化を促進することにより、ｐＨの低い処理水、
換言すれば炭酸ガスの少ない処理水を得ることができ
る。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明する。本
発明の方法が適用される下水処理装置は、図１に示すも
のと同じであるから、ここでは再び図１を参照して本発
明による下水の処理方法を説明する。図１において、下
水１を曝気槽（活性汚泥）２に供給し、最終沈殿池５で
ｐＨを６〜７に制御する。本発明では、汚泥滞留日数を
通常より長くし、溶存酸素（ＤＯ）を２〜３ｍｇ／ｌ程
度にして、硝化を促進することによりｐＨを下げてい
る。汚泥滞留日数は全汚泥量／余剰汚泥量であり、硝化
を行う場合に２０℃では滞留時間が８〜１２時間で５〜
６日必要である。汚泥滞留日数は余剰汚泥量により変化
するので、余剰汚泥量を少なくすることにより汚泥滞留
日数を長くすることができる。汚泥滞留日数は次式のよ
うに、亜硝酸菌の増殖速度の逆数によって決定され、ま
た、亜硝酸菌の増殖速度は水温により変化する。

【００１４】

【数２】汚泥滞留日数＞１／μ （μ：亜硝酸菌の増殖速度） μ＝0.０３３ｅ^0.102t （ｔ：水温）しかし、亜硝酸菌の増殖速度はｐＨが６以下になると、
最適ｐＨ域７．８〜８．８の最大値の３０％以下にな
る。そのため、ｐＨを６〜７に制御することにより処理
効率の悪化を防ぎ、アルカリ度が低く又炭酸ガスの少な
い水を得ることができる。

【００１５】ここで、ｐＨが低くなると処理水中のＳＳ
（浮遊物質）が少し増加し、水質が悪化することがあ
る。しかし、図１の装置には、砂濾過塔１５が設置され
ているのでＳＳが除去され、最終的な処理水２０の水質
に影響を及ぼすことはない。最終沈殿池５の越流水は脱
気塔１０に送られるが、その間に酸貯槽８から酸注入ポ
ンプ９により酸が注入され、ｐＨを４．５以下に調整す
る。脱気塔１０内では、ブロア１１により空気を空気散
気用ディフューザー１２で散気し、殆ど空気中の炭酸ガ
ス濃度と平衡する値まで、溶存炭酸濃度が低下して、Ｉ
Ｃは０．２ｍｇ／ｌ程度となる。脱気塔１０から出る水
は砂濾過塔１５に送るが、その間にアルカリ貯槽１３か
らアルカリ注入ポンプ１４によりアルカリを注入し、ｐ
Ｈを７付近に調整する。

【００１６】以下、既に説明したのと同様の過程を辿
り、砂濾過塔１５から流出する水をオゾン反応塔１６に
送り、オゾン発生器１７で生成したオゾン含有空気また
は酸素を、オゾン散気用ディフューザー１８により散気
し、散気したオゾンは反応により大部分消費されるが、
一部の排オゾンは排オゾン処理塔１９で除去し後、大気
に放出される。

【００１７】以上のようにして、本発明の下水処理方法
は、最終沈殿池越流水のｐＨを６〜７に制御することに
より、アルカリ度を従来法（ｐＨ７．５）の１００ｍｇ
／ｌよりかなり低い値にすることができる。例えば、図
３のｐＨ６．５のとき、アルカリ度はおよそ２０ｍｇ／
ｌであり、従来法の５分の１程度になるので、酸注入量
を大幅に低減することができ、経済性を高めることがで
きる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の方法により、オゾンを用いる一
連の下水処理過程のうち、活性汚泥法における曝気槽内
の汚泥滞留日数を通常より長くし、硝化を促進させて、
活性汚泥処理水のｐＨを６〜７に制御した後、以後の処
理過程を進めるようにしたため、溶存炭酸ガスを除去す
る酸の注入量が従来より少なくて済み、また、オゾン注
入率も低減されるので、経済的な下水処理を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法が適用される下水処理装置の構成
を示す模式図

【図２】活性汚泥処理水のＩＣ濃度とオゾン注入率の関
係を示す線図

【図３】活性汚泥処理水のｐＨとアルカリ度の関係を示
す線図

【符号の説明】１下水２曝気槽３ブロア４空気散気用ディフューザー５最終沈殿池６返送汚泥７余剰汚泥８酸貯槽９酸注入ポンプ１０脱気塔１１ブロア１２空気散気用ディフューザー１３アルカリ酸貯槽１４アルカリ注入ポンプ１５砂濾過塔１６オゾン反応塔１７オゾン発生器１８オゾン散気用ディフューザー１９排オゾン処理塔２０処理水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本山信行神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】曝気槽内で曝気を行なった下水を最終沈殿
池に導入して活性汚泥処理水を得る活性汚泥法に続い
て、この活性汚泥処理水を酸注入、脱炭酸処理、アルカ
リ注入、砂濾過処理、オゾン処理の順に処理を行ない、
最終的な処理水を得る下水の処理方法であって、前記活
性汚泥法における硝化を進行させることにより、前記活
性汚泥処理水のｐＨを低下させた後、前記オゾン注入ま
での一連の処理を行なうことを特徴とする下水の処理方
法。
【請求項２】請求項１記載の処理方法において、曝気槽
内の汚泥滞留日数を長くし、溶存酸素量を２〜３ｍｇ／
ｌ程度にして硝化を促進することにより、活性汚泥処理
水のｐＨを６〜７に制御することを特徴とする下水の処
理方法。