JPH08257583A

JPH08257583A - 排水処理装置

Info

Publication number: JPH08257583A
Application number: JP6391695A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Fukase; 哲朗深瀬
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】活性汚泥のフロックの沈降性を高める。【構成】砂及びカチオンポリマーを生物処理液に添加
した後、沈殿槽２に導入する。沈殿槽２から取り出した
余剰汚泥をサイクロン３で汚泥と砂とに分離し、砂を循
環再利用する。【効果】カチオンポリマーと砂とを併用添加すること
により、砂が汚泥フロックに有効に取り込まれるように
なり、汚泥フロックの沈降性は、確実かつ格段に高めら
れ、沈殿槽で速やかに沈降するようになる。沈殿槽から
取り出した余剰汚泥をサイクロンで汚泥と砂とに分離
し、砂を返送手段で自動的に返送して再利用するため、
砂の添加コストが低減されると共に、添加の手間も軽減
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は活性汚泥処理法による排
水処理装置に係り、特にフロックの沈降性を高めるため
に被処理液に砂等の固体粒子を添加するようにした排水
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】活性汚泥処理法による排水処理装置は、
一般に、生物反応槽（例えば、好気ＢＯＤ処理槽、硝化
槽、脱窒槽、再曝気槽等）とこの生物反応槽の生物処理
液が導入される沈殿槽とで主に構成される。

【０００３】活性汚泥法による処理効率を十分に高め、
小型の装置で高水質処理水を効率的に得るためには、生
物反応槽に十分量の汚泥を保持する必要があり、このた
めには、汚泥の沈降性が良好であることが極めて重要な
要件となる。

【０００４】即ち、汚泥の沈降性が良好であれば、沈殿
槽の容量を小さくすることができ、また、汚泥濃度が高
くなるため生物反応槽の容量を小さくすることもでき
る。更に、汚泥処理に際して脱水が容易であるなどの利
点がある。

【０００５】従来、バルキングを解消して活性汚泥の沈
降性を改良する方法として、殺菌剤（Ｃｌ₂ ，Ｈ₂ Ｏ₂ ，Ｏ₃ 等）の添加糸状菌殺菌剤の添加高分子凝集剤の添加装置の改良（２段活性汚泥法、制限曝気法等）が知られている。

【０００６】また、汚泥の沈降性を直接改良するため
に、重りとなる物質（汚泥の比重を高める物質）を添加
することが知られている。従来、この重りとなる物質と
しては、粘土鉱物が有効であるとされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来において、汚泥の
沈降性を改善するための本格的な検討はなされていない
ことから、十分な改善効果を得ることはできなかった。

【０００８】汚泥の比重を高めるために粘土鉱物を添加
する場合においても、良好な効果を得ることができる粘
土鉱物の種類や添加量、添加手段が解明されていないた
めに、十分な効果が得られず、逆に、添加した粘土鉱物
が反応に支障をきたす場合がある。即ち、添加効果が得
られない場合には、粘土鉱物が汚泥のフロックに取り入
れられず、大部分が沈降してしまうことになるが、この
場合には、生物反応槽内に粘土鉱物が沈降、蓄積して槽
内の有効容積（反応に使われる領域）が低減するなどの
障害が起きる。

【０００９】また、添加された粘土鉱物が汚泥のフロッ
クに取り込まれ、汚泥の沈降性が改善された場合であっ
ても、次のような問題がある。即ち、一般に、活性汚泥
の一部は余剰汚泥として系外へ引き抜いて処分するた
め、添加した粘土鉱物が余剰汚泥中に取り込まれて系外
へ排出されてしまう。従って、汚泥の沈降性を良好に保
つためには、粘土鉱物を連続的に添加する必要があるこ
とから、コスト高となり、また、連続添加のための手間
を要する。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決し、活性
汚泥処理法による排水処理装置において、活性汚泥のフ
ロックの沈降性を効果的に高める排水処理装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の排水処理装置
は、生物反応槽と、該生物反応槽から生物処理液が導入
される、フロックを沈降させるための沈殿槽と、該沈殿
槽から生物反応槽へ汚泥を返送する汚泥返送手段と、該
沈殿槽から余剰汚泥を取り出す余剰汚泥取出手段と、前
記沈殿槽内のフロックの比重を増大させるための固体粒
子を前記沈殿槽よりも上流側の液に添加する固体粒子添
加手段とを備えてなる活性汚泥による排水処理装置にお
いて、前記余剰汚泥が導入され、汚泥成分と前記固体粒
子とを分離する固体粒子分離器を設けると共に、該分離
器で分離された固体粒子を前記沈殿槽よりも上流側の液
に添加する固体粒子返送手段と、該沈殿槽よりも上流側
の液に凝集剤を添加する凝集剤添加手段とを設けたこと
を特徴とする。

【００１２】請求項２の排水処理装置は、請求項１にお
いて、前記凝集剤はカチオン性高分子凝集剤であり、前
記固体粒子は粒径５００μｍ以下の砂であり、前記固体
粒子分離手段は液体サイクロンであることを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】本発明では、生物処理液は、凝集剤と、汚泥の
フロックの比重を増大させるための固体粒子とが添加さ
れた後、沈殿槽に導入される。この凝集剤と固体粒子と
を併用添加することにより、固体粒子が汚泥フロックに
有効に取り込まれるようになり、汚泥フロックの沈降性
は、確実かつ格段に高められ、沈殿槽で速やかに沈降す
るようになる。

【００１４】また、沈殿槽から取り出した余剰汚泥を固
体粒子分離器で汚泥と固体粒子とに分離し、固体粒子を
返送手段で自動的に返送して再利用するため、固体粒子
の添加コストが低減されると共に、添加の手間も軽減さ
れる。

【００１５】本発明においては、固体粒子として真比重
１．８以上の粒子例えば砂、ゼオライト、ベントナイト
などを用いることができる。特に、凝集剤としてカチオ
ン性高分子凝集剤（以下「カチオンポリマー」と称する
場合がある。）を用い、固体粒子として粒径５００μｍ
以下の砂を用いることにより、良好な沈降性改善効果を
得ることができる。また、固体粒子分離手段として液体
サイクロンを用いることにより、汚泥と固体粒子とを効
率的に分離することができる。

【００１６】特に、液体サイクロンを用いた場合、固体
粒子を殆ど流失させることなく回収、再利用することが
できるため、通常運転で、新規固体粒子の補充は２週間
に１回程度とすることができ、添加コスト及び添加の手
間は大幅に低減される。

【００１７】このような本発明の排水処理装置は、バル
キングしている活性汚泥の沈降性改善のみならず、沈降
性が良好な活性汚泥の沈降性をより一層高め、沈降速度
の促進を図る場合にも有効である。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００１９】図１〜３は、各々、本発明の排水処理装置
の一実施例を示す系統図である。

【００２０】図１〜３において、１は曝気槽、２は沈殿
槽、３はサイクロン、４，５は撹拌槽であり、１１〜２
０，１３Ａ，１３Ｂの各符号は配管を示す。

【００２１】図１に示す排水処理装置においては、原水
は配管１１より曝気槽１に導入されて好気性生物処理さ
れた後、配管１３より沈殿槽２に導入されて汚泥のフロ
ックが沈降分離され、上澄水は配管１４より系外へ排出
される。一方、沈降汚泥は配管１５より取り出され、一
部は配管１６より返送汚泥として原水導入配管１１に返
送され、残部は余剰汚泥として配管１７よりサイクロン
３に送給される。

【００２２】原水導入配管１には、カチオンポリマーの
注入配管１２及び沈殿槽２からの返送汚泥の返送配管１
６及び、後述する砂の返送配管１９が接続されており、
原水は、カチオンポリマー、砂及び返送汚泥と共に曝気
槽１に導入される。

【００２３】従って、沈殿槽２に導入された生物処理液
中の汚泥フロックは、カチオンポリマーの作用により、
砂が有効に取り込まれ、その比重が十分に高められ、沈
降性が著しく改善されたものであるため、沈殿槽２にお
いて、速やかに沈降する。

【００２４】沈殿槽２から取り出した余剰汚泥は、砂を
取り込んだものであるが、この余剰汚泥を配管１７より
サイクロン３に送給し、遠心分離することにより、汚泥
フロック中に取り込まれた砂を効率的に分離することが
できる。そして、このサイクロン３で分離した砂は、配
管１９より原水導入配管１１に返送するため、砂を系外
に排出することなく有効に再利用することができる。

【００２５】一方、サイクロン３で分離された汚泥は、
配管１８より系外へ排出されて処分されるが、この汚泥
は、沈降性の良好な汚泥フロックであるため、脱水性が
良く、効率的に処理することができる。

【００２６】図１に示す排水処理装置は、カチオンポリ
マー、返送汚泥及び砂を直接原水導入配管に添加するも
のであるが、本発明では、図２に示す如く、砂及び返送
汚泥の返送系路に別途撹拌槽４を設け、カチオンポリマ
ーと砂と返送汚泥を撹拌槽４で予め混合した後、配管２
０より原水導入配管１１に添加するのが望ましい。

【００２７】特に、曝気槽１の撹拌力が弱い場合には、
このように予め返送汚泥、カチオンポリマー及び砂を十
分に撹拌混合して凝集させた後、返送するのが有利であ
る。この場合、撹拌槽４の滞留時間は１０〜６０分程度
が好ましく、撹拌方式は機械撹拌、空気撹拌のいずれで
も良い。

【００２８】また、曝気槽１の容量が大きく、滞留時間
が長い場合には、一旦活性汚泥フロックに取り込まれた
砂が分離して沈降してしまう場合がある。この場合に
は、図３に示す如く、曝気槽１と沈殿槽２との間に撹拌
槽５を設け、この撹拌槽５にサイクロン３で分離した砂
及びカチオンポリマーを添加するようにし、生物処理液
に砂及びカチオンポリマーを添加して速やかに沈殿槽２
に導入して沈降分離するのが望ましい。この場合、撹拌
槽５の滞留時間は通常１０〜１２０分程度、特に３０〜
６０分程度とするのが好ましく、撹拌方式は機械撹拌、
空気撹拌のいずれでも良い。

【００２９】本発明において、汚泥フロックの比重を増
大させるための固体粒子としては、粒径５００μｍ以
下、特に粒径１００μｍ以下のシリカ砂が有効である。
粒径が５００μｍを超える粒子であると、活性汚泥フロ
ックに取り込まれ難く、生物反応槽内で沈殿し易い。固
体粒子の粒径は小さい程、添加効果が大きいが、粒径が
過度に小さいと嵩高くなり添加量が増すため、汚泥性状
に応じて適度な粒径のものを選択使用する。

【００３０】この固体粒子の添加量は、多い程、汚泥フ
ロックの沈降性改善効果が高い。一般に、汚泥のＭＬＳ
Ｓの１０％の添加量で汚泥フロックの沈降速度は１．２
〜１．３倍に改善され、汚泥のＭＬＳＳの１００％の添
加量で汚泥フロックの沈降速度は２倍に改善される。更
に、汚泥のＭＬＳＳの１０倍量添加した場合には、従来
の活性汚泥（通常、沈降速度約１ｍ／ｈｒ）とは全く異
なる、沈降速度１０ｍ／ｈｒ以上の汚泥フロックが得ら
れる。

【００３１】一方、カチオンポリマー等の凝集剤は、汚
泥フロックに固体粒子が確実に取り込まれるようにする
ために必須であり、凝集剤無添加では、汚泥フロックに
固体粒子が十分に取り込まれず、曝気槽内の曝気や乱流
でフロックから分離して沈降してしまう。凝集剤は、一
般に、０．５〜５０ｍｇ／ｌ，特に１〜５ｍｇ／ｌの添
加量で、上記効果を十分に発揮する。

【００３２】なお、図１〜３に示す排水処理装置は本発
明の排水処理装置の一実施例であって、本発明はその要
旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるもので
はない。

【００３３】例えば、カチオンポリマー，返送汚泥及び
砂は曝気槽に直接導入する場合もある。また、原水導入
配管に撹拌槽を設け、原水と返送汚泥、砂及びカチオン
ポリマーとを予め混合した後、曝気槽に導入するように
することもできる。また、生物反応槽は、曝気槽に限ら
ず、脱窒槽、嫌気槽などであっても良い。

【００３４】以下に実験例を挙げて本発明の効果をより
具体的に説明する。

【００３５】実験例１表１に示す活性汚泥２リットルをビーカーにとり、粒径
２５０μｍ以下のシリカ砂及びカチオンポリマー（栗田
工業（株）製「クリフィックスＣＰ９８４」）を表１に
示す割合で添加して２０ｒｐｍで２０分間撹拌した後、
２リットル容のメスシリンダーに移し、汚泥の沈降速度
（界面沈降速度）を測定した（Ｎｏ．１，４〜７）。

【００３６】また、比較のためシリカ砂及びカチオンポ
リマー無添加の場合（Ｎｏ．２，８）、及び、シリカ砂
のみ添加した場合（Ｎｏ．３）についても同様に行って
汚泥の沈降速度を測定した。

【００３７】結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１より明らかなように、シリカ砂とカチ
オンポリマーとを併用添加することにより、汚泥の沈降
性は格段に向上する。また、特に、シリカ砂について
は、その添加量が多い程、沈降性の改善効果が高められ
ることがわかる。

【００４０】実験例２曝気槽（６リットル容）と沈殿槽（２．８リットル容）
とを備える活性汚泥処理装置で、下水初沈流出水（ＭＬ
ＳＳ：２５００ｍｇ／ｌ）の連続処理を行った。処理量
は３６リットル／日とした。

【００４１】運転開始に先立ち、粒径５００μｍ以下の
シリカ砂（Ｎｏ．９）又は粒径１００μｍ以下のシリカ
砂（Ｎｏ．１０）２５００ｍｇ／ｌと、カチオンポリマ
ー（栗田工業（株）製「クリフィックスＣＰ９８４」）
５ｍｇ／ｌとを曝気槽に添加し、運転を開始した。

【００４２】運転開始１時間後及び運転開始２４時間後
の汚泥の沈降速度を測定し、結果を表２に示した。

【００４３】比較のため、シリカ砂として粒径５００μ
ｍを超えるものを用いたこと以外は全く同様にして運転
を行った場合（Ｎｏ．１１）の汚泥の沈降速度を測定
し、結果を表２に示した。

【００４４】

【表２】

【００４５】表２より、シリカ砂の粒径が大きいと、活
性汚泥のフロックに取り込まれ難く、このため、汚泥の
沈降性改善効果は得られないことから、シリカ砂の粒径
は５００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下とするの
が好ましいことがわかる。

【００４６】実験例３実験例２のＮｏ．９（粒径５００μｍ以下のシリカ砂と
カチオンポリマーを添加したもの）において、沈降汚泥
をサイクロンにかけ、遠心力６００Ｇで３０分間遠心分
離したところ、汚泥中のシリカ砂の９０％以上を汚泥と
分離して回収することができた。

【００４７】この結果から、サイクロンにより汚泥と砂
とを効率的に分離することができることがわかる。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の排水処理装
置によれば、活性汚泥に固体粒子と凝集剤を併用添加す
ることにより、汚泥の沈降性を安定かつ有効に改善する
ことができる上に、添加した固体粒子を効率的に回収し
て有効に再使用することができる。

【００４９】請求項２の排水処理装置によれば、より一
層優れた効果を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水処理装置の一実施例を示す系統図
である。

【図２】本発明の排水処理装置の他の実施例を示す系統
図である。

【図３】本発明の排水処理装置の別の実施例を示す系統
図である。

【符号の説明】

１曝気槽２沈殿槽３サイクロン４，５撹拌槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生物反応槽と、該生物反応槽から生物処理液が導入される、フロックを
沈降させるための沈殿槽と、該沈殿槽から生物反応槽へ汚泥を返送する汚泥返送手段
と、該沈殿槽から余剰汚泥を取り出す余剰汚泥取出手段と、前記沈殿槽内のフロックの比重を増大させるための固体
粒子を前記沈殿槽よりも上流側の液に添加する固体粒子
添加手段とを備えてなる活性汚泥による排水処理装置に
おいて、前記余剰汚泥が導入され、汚泥成分と前記固体粒子とを
分離する固体粒子分離器を設けると共に、該分離器で分離された固体粒子を前記沈殿槽よりも上流
側の液に添加する固体粒子返送手段と、該沈殿槽よりも上流側の液に凝集剤を添加する凝集剤添
加手段とを設けたことを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】請求項１において、前記凝集剤はカチオ
ン性高分子凝集剤であり、前記固体粒子は粒径５００μ
ｍ以下の砂であり、前記固体粒子分離手段は液体サイク
ロンであることを特徴とする排水処理装置。