JPH0645035B2 - 高濃度廃水処理方法 - Google Patents

高濃度廃水処理方法

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JPH0645035B2
JPH0645035B2 JP60205258A JP20525885A JPH0645035B2 JP H0645035 B2 JPH0645035 B2 JP H0645035B2 JP 60205258 A JP60205258 A JP 60205258A JP 20525885 A JP20525885 A JP 20525885A JP H0645035 B2 JPH0645035 B2 JP H0645035B2
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高濃度廃水処理法、すなわちし尿、家畜ふん
尿、水産加工廃水など有機物、窒素類を高濃度で含有す
る廃液を無希釈または超低希釈で処理する方法に関す
る。
〔従来の技術〕
従来法を第2図に示す。高濃度廃液1と後工程より循環
してくる循環液5は、脱窒槽2に導入され、循環液5中
に含まれる酸化態窒素(NO2-N9 NO3-N)を、廃液1中の有
機物を炭素源として還元除去する。この脱窒槽2混合液
は次に高性能曝気装置9を付帯し、酸素含有ガス10を
供給する硝化槽3に導入し、原液1中の有機態、アンモ
ニア態窒素を酸化して酸化態窒素とする。この硝化混合
液は一部は脱窒槽2に前記したように循環液5として循
環し、他は固液分離装置4(遠心濃縮や加圧浮上濃縮な
どもあるが、主として重力濃縮が用いられる)で、分離
液8と濃縮汚泥に分けられ、濃縮汚泥は一部は返送汚泥
6として脱窒槽2に循環され、一部は余剰汚泥7として
引抜かれる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の従来法において、プラント装置容量の削減・縮少
化(以下コンパクト化と呼ぶ)を図ろうとする場合生物
反応系の汚泥濃度(菌体濃度)を高めることが不可欠で
あるが、次の点がネツク問題となる。
(1)重力濃縮は沈殿槽で行うが、分離速度が小なるため
施設規模が著しく大きい。また、活性汚泥の質的変化の
影響を受けて分離機能が不安定で、硝化菌などの洗出
(ウオシユアウト)が起き易く、生物反応系の菌体濃度
を高める上で不都合である。遠心濃縮や加圧浮上濃縮は
施設規模は、沈殿槽よりは小さいが、固液分離機能は低
いし、不安定であり、後者の問題は重力濃縮と同じであ
る。
(2)上記の発想から固液分離装置そのものを省略して、
なおかつ生物反応系微生物濃度を高める方法として近年
新しい技術の1つに菌体を何らかの担体に固定化して生
物反応槽中に充填するバイオリアクター技術が進歩して
おり、これを廃水処理分野に応用することが十分考えら
れる。固定化方法としては、担体結合法(活性汚泥を、
活性炭などの多孔質物質や、砂などに付着・吸着させる
方法)や高分子ゲルによる包括固定化法(高分子ゲルと
してアルギン酸カルシウムやK−カラギーナン、ポリア
クリルアミドなどを用い、これら高分子有機物の網目構
造や格子構造に活性汚泥を封じ込める方法)など各種の
方法が試みられている。このような方法を適用して従来
法を改善したプロセスとして第3図のようなプロセスが
考えられる。第3図中の符号は第2図と同義である。脱
窒槽2、硝化槽3における活性汚泥を浮遊懸濁状とせず
固定化させ、固定化担体11として槽内に充填させるも
のである。しかし、この方法には次の問題がある。すな
わち硝化槽3においては、反応の必要条件として高い酸
素溶解速度が要求される(すなわち、活性汚泥に対し酸
素を供給する必要がある)が、この硝化槽汚泥を上記の
ように固定化させると、担体の網目構造や格子構造が邪
魔となつて(すなわち立体障害となつて)物質移動抵抗
が増し、高容積負荷(小さい装置容量で大なる汚濁物負
荷量となること)、高汚泥濃度化に伴う必要酸素溶解速
度の増大に追随し得なくなる(硝化槽容積縮少化の障害
となる)。したがつて、硝化槽のみ活性汚泥を浮遊懸濁
状(固定化せず)のままにするという方法も考えられる
が固液分離(菌体分離)装置が必要であり、これは第2
図で示したごとく硝化菌の洗出という危険性があり、固
液分離装置を付帯させるにしても、これら従来の固液分
離法をそのまま適用することはできない。
本発明は、上記(1),(2)の問題点を同時に解決する技術
を提案するものである。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明は有機物、窒素類を高濃度で含有する高濃度廃液
を無希釈または超低希釈で処理する方法において、前記
高濃度廃液を、まず、脱窒素菌を含有する活性汚泥を固
定化した成型物を充填したバイオリアクター(I)に通
液して処理を行い、次に、高性能曝気装置を備えBOD酸
化菌、硝化菌を含有した活性汚泥を酸素含有ガスの供給
によつて浮遊懸濁させるバイオリアクター(II)に通液し
て処理し、さらに、この処理液を膜分離装置に導入して
分離・濃縮処理し、得られる分離濃縮液をバイオリアク
ター(II)に、分離希薄液をバイオリアクター(I)にそ
れぞれ循環し、バイオリアクター(II)より処理液を抜出
すことを特徴とする高濃度廃水処理方法に関する。
すなわち本発明においては、従来の第2,3図におい
て、脱窒槽2〔本発明のバイオリアクター(1)〕のみ活
性汚泥を固定化させ、硝化槽3〔本発明のバイオリアク
ター(II)〕は活性汚泥を固定化せずに浮遊懸濁状のまま
とし、固液分離装置4は硝化菌など菌体を高度に分離回
収しうる膜分離を適用し、分離回収液は硝化槽3に循環
させることにより、前記(1),(2)の点を解決するもので
ある。
なお、脱窒槽2すなわち本発明のバイオリアクター(1)
における活性汚泥固定化については従来の種々の方法
(包括固定化法など)が適用できる。
また、固液分離装置4の膜分離に適用し得るものは、ポ
リアクリロニトリル系膜等の合成高分子膜を使用する限
外過膜等がある。
〔作用〕
脱窒槽〔バイオリアクター(1)〕の活性汚泥を固定化す
ることにより、槽内微生物濃度を向上させる。
酸素供給を必要とする硝化槽〔バイオリアクター(II)〕
の活性汚泥は浮遊懸濁状のままとし、活性汚泥の固定化
の欠点である酸素供給阻害を回避する。
硝化汚泥の分離手段として限外過膜などによる膜分離
装置を用い、硝化菌などのリーク・洗出をほぼ完全に防
止し、槽〔バイオリアクター(II)内微生物濃度の向上を
図る。(微生物濃度向上の障害を排除する)。また、こ
の膜分離装置の使用により、高度な水質の処理液が得ら
れ、本発明後の高度処理が簡略化できる。
膜分離装置で得られる分離濃縮液は、バイオリアクター
(II)から流出した硝化菌などの活性汚泥であり、該液を
バイオリアクター(II)へ循環させることにより、活性汚
泥をバイオリアクター(II)へ回収する。なお、バイオリ
アクター(1)の活性汚泥は固定化されているので、回収
の要はない。
また、膜分離装置で得られる分離希薄液をバイオリアク
ター(1)へ循環することにより、バイオリアクター(II)
でNH4-Nが酸化されて生成したNOx-NがN2に還元される。
〔実施例〕
本発明方法の一実施例を第1図に基づき説明する。高濃
度廃液1を、まず、脱窒槽〔バイオリアクター(I)〕2
に導入し、硝化槽〔バイオリアクター(II)〕3よりの循
環液(実際には下記の膜分離装置4を通過後の液)5中
のNOx-N(NO2-N9NO3-N)を廃液1中の有機物を炭素源とし
て還元除去する。このとき、バイオリアクター(I)2で
は活性汚泥を通常の何らかの担体を用いて固定化し、槽
内に充填する。この活性汚泥の固定化法としては前述の
アルギン酸カルシウム、K−カラギーナン、ポリアクリ
ルアミドなどの高分子有機物のゲルによる方法など各種
の方法が適用できる。脱窒槽混合液はさらにバイオリア
クター(II)3に導入され、高性能曝気装置9によつて酸
素含有ガス10が供給されるが、バイオリアクター(II)
3では活性汚泥は浮遊懸濁状である。しかる後、例え
ば、限外過膜を用いた膜分離装置4において、例えば
液圧2〜3atmにて高度な菌体分離が行われ分離濃縮液
の一部がライン6からバイオリアクター(II)3に循環さ
れ、分離希薄液が上記循環液5としてバイオリアクター
(I)へ循環される。そして、バイオリアクター(II)3で
処理された液が、上記膜分離装置4を介し、希薄分離液
8として系外へ抜出される。
〔発明の効果〕
生物反応槽内微生物濃度を著しく高めることができると
ともに、コンパクトな膜分離装置の適用で従来の大容量
沈殿槽を省略でき、後段の高度処理を簡略化できる。シ
ステム全体を大幅にコンパクト化できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図及び第3図
は従来法を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機物、窒素類を高濃度で含有する高濃度
    廃液を無希釈または超低希釈で処理する方法において、
    前記高濃度廃液を、まず、脱窒素菌を含有する活性汚泥
    を固定化した成型物を充填したバイオリアクター(I)
    に通液して処理を行い、次に、高性能曝気装置を備えた
    BOD酸化菌、硝化菌を含有した活性汚泥を酸素含有ガ
    スの供給によって浮遊懸濁させるバイオリアクター(II)
    に通液して処理し、さらにこの処理液を膜分離装置に導
    入して分離・濃縮処理し、得られる分離濃縮液をバイオ
    リアクター(II)に、分離希釈液をバイオリアクター
    (I)にそれぞれ循環し、バイオリアクター(II)より処
    理液を抜出すことを特徴とする高濃度廃水処理方法。
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