JPH09174086A - 廃水の生物学的脱リン方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】短時間に発生するリン濃度の変動に対応で
きるとともに、注入凝集剤量を必要最少量とする。 【解決手段】 生物反応槽２と最終沈澱池３を備えた活
性汚泥処理システムにおいて、生物反応槽２から採水し
た活性汚泥混合水を固液分離する固液分離器４２と、分
離された液部分のリンの濃度を測定するリン濃度計４１
と、前記リン濃度計４１からの濃度値と前記生物反応槽
２の被処理水の流量値とに基づいて処理を要するリン成
分量を算出して、それに対応する凝集剤所要量を算定す
るとともに、この所要量の凝集剤を生物反応槽２の流出
口側に設けた注入点６４から所定のタイミングで注入さ
せる凝集剤注入量制御装置６１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃水の生物学的脱
リン方法およびその装置に関するものであって、特に、
生物学的脱リン作用に化学凝集作用を併用する廃水処理
において、化学凝集剤を注入するための改良された方法
およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生活廃水あるいは産業廃水からリ
ン分を除去する方法として、生物学的脱リン作用を用い
た活性汚泥処理システムが採用されているが、このシス
テムでは流入する廃水中のＢＯＤ（生物学的酸素要求
量）濃度が低下した場合には脱リン効率が低下するなど
リン除去作用が不安定になる欠点がある。その点を改善
するため、生物学的脱リン方法に化学的凝集剤を併用し
た凝集剤添加活性汚泥法などが実用化されている。とこ
ろが、化学的凝集剤を併用するシステムでは、適量の凝
集剤を添加することが、次のような理由により困難であ
るという問題があった。それは、まず生物学的脱リンの
メカニズムが十分に解明されていないのでそれを予測し
がたいこと、また処理済水のリン成分の分析値から予測
しようとしても、分析操作に１時間程度要するという障
害があるため、流入処理時の廃水に適量の凝集剤を添加
することができないというところにある。

【０００３】この問題を解決するため、例えば特開平３
−８９９９３号に記載の方法が提案されている。この方
法では、水処理システムの最終段処理槽に設けたリン検
出器により検出された処理水のリン濃度値の変化の程度
に基づいて処理プロセスのリン除去量の過不足予測値を
算定し、添加する凝集剤量を制御することにしている。
そして、その実施例（図２）のシステムによれば、曝気
槽１１に凝集剤（硫酸アルミニウム）の注入点１２を有
し、最終沈殿槽１３に検出点１４および処理水流出口１
５を備えた廃水処理システムにおいて、検出点１４から
採取された検出水を比色式リン検出器１６により、リン
をモニタし、この濃度信号をプログラム式演算制御器１
７に送り、演算制御器１７は凝集剤予測量を算定して、
それに基づき注入ポンプ１８にポンプ制御信号を発して
凝集剤貯槽１９から制御された量の凝集剤が注入点１２
に送り込まれるように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の脱リン方法およ
び同装置にあっては、最終段の凝集処理後のリン濃度値
の変化率を計測し、それをフィードバックして前段にお
いて注入する凝集剤量を制御し、結果、リン濃度の変動
に対応しようとするものであり、変動周期の大きな長期
間でみたリン濃度の変動には対応できるが、短時間に発
生する変動には対応できないという問題があった。ま
た、周期の大きな変動に基づいて凝集剤注入量を制御す
るため、その注入量についてやや過大な安全率を見込む
必要があったので、ランニングコストが高くなるという
問題もあった。本発明は、このような問題点を解決する
ためになされたものであり、短時間に発生するリン濃度
の変動に対応できるとともに、凝集剤注入量を必要最少
量とすることができる廃水の生物学的脱リン方法および
同装置を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の問題は、請求項１
の、生物学的脱リン作用に化学凝集作用を併用する廃水
処理方法において、生物反応槽中の活性汚泥混合水また
は生物反応槽から採水した活性汚泥混合水を固液分離
し、分離された液部分を用いてリンの濃度を測定し、そ
のリン濃度と処理水の流量とから算定した所要量の凝集
剤を生物反応槽内の被処理水に注入する各プロセスを含
むことを特徴とする廃水の生物学的脱リン方法により解
決することができる。

【０００６】また、請求項２の、生物反応槽と最終沈澱
池を備えた活性汚泥処理システムにおいて、生物反応槽
中の活性汚泥混合水または生物反応槽から採水した活性
汚泥混合水を固液分離する固液分離器と、分離された液
部分のリンの濃度を測定するリン濃度計と、前記リン濃
度計から伝送される濃度値と前記生物反応槽の処理水の
流量値とに基づいて処理を要するリン成分物量を算出し
て、それに対応する凝集剤所要量を算定するとともに、
この所要量の凝集剤を生物反応槽内に設けた注入点から
注入させる凝集剤注入量制御装置とを備えたことを特徴
とする廃水の生物学的脱リン装置によっても解決するこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】 （実施形態１）次に、まず本発明の廃水の生物学的脱リ
ン装置のアウトラインを示す概念図（図１）を参照し
て、同装置の１実施形態を説明する。本発明は、最初沈
殿池（図示せず）から廃水が流入する、嫌気槽２１と好
気槽２２を並設した生物反応槽２と、その処理水を最終
的に処理して処理水として放流する最終沈澱池３とを備
えた活性汚泥処理システムにおいて、廃水の生物学的脱
リン作用に化学凝集作用を付加させた脱リン装置であ
る。そしてこの装置の特徴部分として、リン濃度計測
系、流量計測系、および凝集剤注入系に区分される装置
群が配設されている。

【０００８】まず、この実施形態では、凝集作用により
除去すべきリンの物量を計測するためのリン濃度計測系
として、好気槽２２中の採水点４４から活性汚泥混合水
を採取し、固液分離器４２に送入するポンプ４３と、そ
の活性汚泥混合水から固形物を除去する固液分離器４２
と、固形物が除去された液分を試料として溶解リン濃度
を測定するリン濃度計５１とが設けられている。そし
て、ここでの計測濃度値は電気信号として後記の凝集剤
注入量制御装置６１に伝送されるのである。

【０００９】この場合、活性汚泥混合水の採取位置であ
る採水点４４は、好気槽２２の後段部分において、凝集
剤を注入する後記の注入点６４より上流側に設定されて
いるが、生物学的脱リン作用がほぼ完了する部位である
好気槽２２の排水口に近いところに設定するのが好まし
い。また、前記採水点４４と注入点６４との間隔につい
ては、注入点６４に注入される凝縮剤によって採水点４
４付近の流れが乱されてリン濃度が変動することのない
程度の間隔を設けることが必要であり、また、この採水
点４４と注入点６４との間を活性汚泥混合水が流動する
に要する時間がこの装置で使用するリン濃度計５１の１
回当たり測定所要時間より短くならないような距離とす
るのが好ましい。

【００１０】本発明においては、凝集剤により除去しよ
うとするリン成分を活性汚泥混合水から固形分を分離し
た液分に基づいて計測できるよう固液分離器４２が設定
されている。生物学的脱リン作用により処理されたリン
成分は各種形態の固形物中に固定されているので、固液
分離器４２によってこの固形物を分離することにより、
残りの未処理の溶解リン成分、すなわち凝集剤により除
去しようとするリン成分のみをリン濃度計５１で測定す
ることができるのである。

【００１１】ここで固液分離器４２には、限外濾過膜装
置、精密濾過膜装置のような膜濾過を利用するもの、ま
たは遠心分離器を利用することができる。また、この実
施形態では、固液分離器４２を生物反応槽の外部に独立
して設置しているが、中空糸膜からなる濾過装置を固液
分離器として、生物反応槽内の被処理水に浸漬して設置
することもできる。

【００１２】本発明において、採水点４４から活性汚泥
混合水を採取するタイミングは、廃水の予想される濃度
変動に応じた時間間隔を設ける、例えば１２時間以内の
適宜な間隔を設けるのがよいが、リン濃度計５１が単一
の計測ユニットの場合には、１回当たりの計測所要時間
に相当する、例えば３０分〜２時間程度の採水間隔を設
けるのが好ましい。なお、通常の廃水の脱リン処理にお
いて更に短時間の採水間隔を設定する必要性は少ない
が、そのような場合にはリン濃度計５１の計測ユニット
を複数個準備して、それぞれの計測動作に時間差を設け
て並行して計測させれば、採水間隔を任意の時間に設定
することができる。また、リン濃度計５１には、吸光光
度方式または比色分析方式による濃度計などが適宜に利
用することができる。

【００１３】また、上記のリン濃度からリン成分の物量
を算出するための流量計測系として、生物反応槽と最終
沈殿池との連絡水路に検出点５２をもつ流量計５１が設
けられていて、この生物反応槽中を流れる処理水の時間
当たり流量を測定することができる。そして、ここでの
計測流量値は電気信号として後記の凝集剤注入量制御装
置６１に伝送されるのである。なお、前記検出点５２の
取付位置は、上記の位置に限定されるものではなく、化
学的脱リンの対象となる廃水の流量が適正に計測できる
点であればよい。

【００１４】また、凝集剤を生物反応槽に注入するため
の凝集剤注入系として、凝集剤を溜めておく貯溜槽６３
と、この貯溜槽６３から凝集剤を取り出し好気槽２２の
流出口側に設けた注入点６４から注入するポンプ６２
と、このポンプ６２を運転制御できる凝集剤注入量制御
装置６１とが設けられている。この場合、凝集剤注入量
制御装置６１は、前記リン濃度計４１からの濃度信号と
前記流量計５１からの流量信号に基づいて除去処理の対
象となるリン物量を算出する機能、さらにそのリン物量
に対応する凝集剤の所要量を算定する機能、およびこの
所要量の凝集剤を所定のタイミングで注入させるようポ
ンプ６２を運転制御する機能などを備えているものであ
る。

【００１５】ここで、凝集剤としてはアルミニウムまた
は鉄系の無機質凝集剤，例えばポリ塩化アルミニウム
（ＰＡＣ）などが好適である。また、除去処理の対象と
なる時間当たりリン物量は、測定されたリン濃度値とそ
の目標値との差に流量を乗じた値として求めることがで
きる。また、それに対応する凝集剤の所要量は、ＰＯ₄
に換算したリンと凝集剤との化学等量関係が凝集剤の種
類によって定まるモル比の関係にあることから、使用す
る凝集剤の種類と濃度が予め既知であるので、前記のリ
ン物量が分かればそれに対応する凝集剤の所要量を知る
ことができる。なお、このようなリン物量の算出、およ
び凝集剤の所要量の算定あるいは注入タイミングの設定
などは凝集剤注入量制御装置６１において自動的に行わ
れるようにプログラムされているのである。

【００１６】上記のように算定された凝集剤は、好気槽
２２の流出口側に設けられた注入点６４から所定のタイ
ミングをもって注入されるのであるが、前記採水点４４
において採水されリン濃度の測定に供された被処理水が
前記注入点６４に流動してきた時点に上記の凝集剤が注
入されるようタイミングを選択するのが好ましい。この
ようなタイミングは、前記流量計５１により好気槽２２
中の処理水の流速が分かるので予測することができる。
また、注入点６４の設定位置は、好ましくは、好気槽２
２の流出口側であるが、かならずしもそこに限定される
ものではなく、さらに好気槽２２あるいは生物反応槽２
の上流側、例えば嫌気槽２１内に設けることもできる。

【００１７】（実施形態２）次に、上述の脱リン装置お
よび図１の概念図を参考にして、本発明の請求項１の廃
水の生物学的脱リン方法の１実施形態について説明す
る。本発明の脱リン方法は、生物学的脱リン作用に化学
凝集作用を併用する廃水処理方法において、すくなくと
も、処理対象の活性汚泥混合水を固液分離する第１のス
テップ、分離された液部分を用いてリンの濃度を測定す
る第２のステップ、およびリン濃度と処理水の流量とか
ら凝集剤の所要量を算定し、それを処理対象の活性汚泥
混合水に注入する第３のステップから構成されている。

【００１８】第１のステップの処理対象の活性汚泥混合
水を固液分離するステップでは、図１に示すよう生物反
応槽２の好気槽２２に設けた採水点４４から活性汚泥混
合水を採取してポンプ４３で固液分離器４２へ送入して
固形物を分離する方法でもよく、また、中空糸膜からな
る濾過装置を好気槽２２内の処理水に浸漬して（図示し
ていない）直接に活性汚泥混合水を固液分離する方法で
もよい。この場合、固液分離するための装置の種類、採
水位置と後記注入点との関係、あるいは採水のタイミン
グなどについては、前記の脱リン装置の説明がそのまま
適用される。

【００１９】第２のステップの分離された液部分を用い
てリンの濃度を測定するステップでは、吸光光度方式ま
たは比色分析方式によるリン濃度計４１を用いて、活性
汚泥混合水の液部分の溶解リン成分を測定しているの
で、生物学的脱リン作用により処理されて各種形態の固
形物中に固定されているリン成分は除外されているか
ら、凝集剤により除去されるべきリン成分のみをリン濃
度計５１で測定することができることになる。

【００２０】第３のステップのリン濃度と処理水の流量
とから凝集剤の所要量を算定し、それを処理対象の活性
汚泥混合水に注入するステップでは、まず第２のステッ
プで得られたリン濃度と別途の手段により測定した処理
水の流量とから、凝集剤で処理すべきリン成分の物量を
算出する。次いで、リン分と凝集剤の所要量とは化学的
等量関係にあることを利用して凝集剤の所要量を算定す
る。さらに、所定のタイミングでこの算定した量の凝集
剤をポンプ６２を運転して別途準備してある凝集剤貯溜
槽６３から注入点６４を経て好気槽２２の処理水に注入
するなどのサブステップからなるもので、これらの演算
ステップあるいは制御ステップは、前記脱リン装置にお
ける凝集剤注入量制御装置６１のように自動制御装置と
して具体化でき、前記それぞれの説明がそのままこの場
合も適用できるのである。

【００２１】（作用）本発明の脱リン方法および同装置
のいずれにおいても、流入廃水の性状の変化または生物
学的脱リン作用の変化によって処理対象の廃水のリン濃
度が短時間に変動する場合でも、化学凝集作用によって
除去されるリン成分物量を適宜な時間間隔で算出でき、
それに基づいて凝集剤の所要量を算定して、その凝集剤
を前記の所定の処理対象の廃水に対して的確に注入する
ことができるので、注入凝集剤量を必要最少量とするこ
とができるという作用を有するのである。

【００２２】

【発明の効果】本発明の廃水の生物学的脱リン方法およ
びその装置は、以上に説明したように構成されているの
で、短時間に発生する廃水中のリン濃度の変動に対応す
ることが可能となり、処理水質が低下することがなく、
また、注入凝集剤量を必要最少量とすることができるの
で、ランニングコストを低減できるという優れた効果が
ある。よって本発明は従来の問題点を解消した廃水の生
物学的脱リン方法およびその装置として、その工業的価
値が極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す概念図。

【図２】従来例を示す概念図。

【符号の説明】

２ 生物反応槽、３ 最終沈澱池、４１ リン濃度計、
４２ 固液分離器、４４採水点、５１ 流量計、６１
集剤注入量制御装置、６４ 注入点。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物学的脱リン作用に化学凝集作用を併
   用する廃水処理方法において、生物反応槽中の活性汚泥
   混合水または生物反応槽から採水した活性汚泥混合水を
   固液分離し、分離された液部分を用いてリンの濃度を測
   定し、そのリン濃度と処理水の流量とから算定した所要
   量の凝集剤を生物反応槽内の被処理水に注入する各プロ
   セスを含むことを特徴とする廃水の生物学的脱リン方
   法。
2. 【請求項２】 生物反応槽と最終沈澱池を備えた活性汚
   泥処理システムにおいて、生物反応槽中の活性汚泥混合
   水または生物反応槽から採水した活性汚泥混合水を固液
   分離する固液分離器と、分離された液部分のリンの濃度
   を測定するリン濃度計と、前記リン濃度計から伝送され
   る濃度値と前記生物反応槽の処理水の流量値とに基づい
   て処理を要するリン成分物量を算出して、それに対応す
   る凝集剤所要量を算定するとともに、この所要量の凝集
   剤を生物反応槽内に設けた注入点から注入させる凝集剤
   注入量制御装置とを備えたことを特徴とする廃水の生物
   学的脱リン装置。