JPH1110191A - 生物脱リン装置 - Google Patents

生物脱リン装置

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JPH1110191A
JPH1110191A JP16422897A JP16422897A JPH1110191A JP H1110191 A JPH1110191 A JP H1110191A JP 16422897 A JP16422897 A JP 16422897A JP 16422897 A JP16422897 A JP 16422897A JP H1110191 A JPH1110191 A JP H1110191A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥の減容化が可能でしかもリンの除去効率
に優れる生物脱リン装置を提供する。 【解決手段】 嫌気槽1,好気槽3,4を備える生物脱
リン装置において、沈殿槽5からの返送汚泥の一部を可
溶化槽6で可溶化して嫌気槽1に返送する。返送汚泥の
一部はリン放出槽7でリンを放出させた後、MAP反応
塔9でリンをMAPとして除去、回収する。 【効果】 返送汚泥の一部を可溶化して再び生物処理す
ることにより、汚泥を減容化することができる。返送汚
泥の一部からリン放出槽で放出させたリンをMAP反応
塔でMAPとして除去、回収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排出される余剰汚
泥の量が非常に少ないか或いは余剰汚泥が全く排出され
ない生物脱リン装置であって、リンを効率的に除去する
ことができる生物脱リン装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、生物処理で発生する余剰汚泥をオ
ゾン処理により可溶化して汚泥量を低減する汚泥減容法
が提案されており(特開平6−206088号公報、同
7−96297号公報)、この方法を生物処理プロセス
に適用することにより、余剰汚泥が全く発生しないか、
或いは、余剰汚泥の発生量を通常の活性汚泥法の場合よ
り大幅に低減することができる。
【0003】しかし、生物脱リンプロセスに、この汚泥
減容法を適用した場合には、余剰汚泥が系外に排出され
ないか或いはその排出量が少ないために、汚泥内に取り
込んだリンを系外へ全く排出することができないか或い
は排出できてもその排出量が少なくなる。
【0004】一方、生物処理槽に凝集剤を添加してリン
を不溶性の塩として除去する方法があるが、この方法に
上記汚泥減容法を適用した場合においても、凝集により
生成したリンを含む不溶性の塩を主成分とする汚泥が系
外に排出されないか或いはその排出量が少ないために、
系内でこの汚泥が濃縮される。そして、リンの不溶性塩
を主成分とする汚泥が濃縮されることにより、オゾンに
よる汚泥減容化効果が著しく低下する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、現状にお
いて、生物脱リン法と汚泥減容法との組み合せにより、
汚泥の減容化効果とリン除去効果を共に達成することは
困難であった。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決し、汚泥
の減容化が可能でしかもリンの除去効率に優れる生物脱
リン装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の生物脱リン装置
は、嫌気好気法による生物脱リン装置において、返送汚
泥の一部が導入される汚泥可溶化手段と、該汚泥可溶化
手段で可溶化された汚泥を嫌気槽に返送する手段と、返
送汚泥の一部が導入されるリン放出槽と、該リン放出槽
の流出液が導入されるMAP(リン酸マグネシウムアン
モニウム)反応塔とを備えてなることを特徴とする。
【0008】本発明の生物脱リン装置では、返送汚泥の
一部を可溶化して再び生物処理することにより、汚泥を
減容化することができる。また、返送汚泥の一部からリ
ン放出槽で放出させたリンをMAP反応塔でMAPとし
て除去、回収することにより、リンを系外へ排出するこ
とができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0010】図1は本発明の生物脱リン装置が実施の形
態を示す系統図である。
【0011】図1の生物脱リン装置は、嫌気槽1,脱窒
素槽2,第1好気槽3,第2好気槽4及び沈殿槽5より
なる嫌気好気処理系と、可溶化槽6よりなる返送汚泥の
可溶化系と、リン放出槽7、分離槽8及びMAP反応塔
9よりなるリン除去系とで構成される。
【0012】原水は後述の返送汚泥、可溶化汚泥及びM
AP反応塔流出液と共に、嫌気槽1に導入される。嫌気
槽1では、活性汚泥が原水中の有機物を摂取し、また、
汚泥中の正リン酸を液側へ放出する。
【0013】嫌気処理液は、脱窒素槽2に導入される。
この脱窒素槽2には、後段の第2好気槽4の処理液の一
部が循環液として返送されており、循環液中のNO2
はNO3 態窒素の脱窒素が行われる。
【0014】脱窒素処理液は、第1好気槽3及び第2好
気槽4に順次導入され好気処理される。好気槽3,4で
は、汚泥中に取り込まれた有機物が酸化分解される。ま
た、リンの過剰摂取が行われ、嫌気槽1で汚泥から放出
されたリン及び原水中のリンが汚泥に取り込まれる。通
常の活性汚泥は、汚泥の乾燥重量当り2%程度のリンを
摂取蓄積するが、生物脱リン活性汚泥では5%程度まで
リンを摂取でき、その分リン除去効率が高い。好気槽
3,4ではまた、液中のNH3 態窒素がNO3 又はNO
2 態窒素に酸化される。
【0015】好気処理液はその一部が循環液として脱窒
素槽2に返送され、残部は、沈殿槽5で固液分離され
る。
【0016】沈殿槽5の分離液は、嫌気好気処理でBO
Dが除去されると共に脱窒素槽2で窒素が除去され、か
つ、好気槽3,4でリンが汚泥中に取り込まれることに
より除去された、良好な水質の処理水であり、系外へ排
出される。
【0017】沈殿槽5の分離汚泥は、その一部が返送汚
泥として直接嫌気槽1に返送される。
【0018】また、分離汚泥の一部は可溶化槽6に導入
され、オゾンガスの吹き込みにより可溶化処理される。
即ち、汚泥はオゾンによりBOD成分に酸化分解され、
可溶化される。
【0019】この可溶化槽6のオゾン処理ガスとして
は、純オゾンの他、オゾン含有空気、オゾン化空気等を
使用することができる。
【0020】可溶化槽6のオゾン注入量は、少ないと汚
泥の可溶化が十分に行われず、多いとコスト面で不利で
ある。通常の場合、オゾン注入量は、可溶化槽6の流入
汚泥量に対するオゾンの割合で0.03〜0.1g−O
3 /g−SSとするのが好ましい。
【0021】なお、このオゾン処理は、pH5以下で行
うことによりオゾンの使用量を低減することができる。
従って、本発明では、必要に応じて無機酸を添加するこ
とにより可溶化槽6内のpHを5以下、特にpH2.0
〜4.0程度に調整してオゾン処理を行うのが好まし
い。このようにpH調整することにより、オゾン注入量
を0.01〜0.05g−O3 /g−SSまで低減する
ことが可能となる。
【0022】この可溶化槽6の滞留時間は、汚泥がオゾ
ンにより十分に酸化分解を受けて可溶化される時間であ
れば良く、通常の場合、5分〜1.0時間程度である。
可溶化槽6で可溶化処理された汚泥は、嫌気槽1又はリ
ン放出槽7に適量づつ或いはどちらか一方に全量移送さ
れる。
【0023】また、沈殿槽5の分離汚泥の一部は嫌気性
のリン放出槽7に導入される。リン放出槽7に導入され
た汚泥は、嫌気条件下にゆるやかに撹拌されることで、
好気槽3,4で摂取したリンを液側に放出する。
【0024】このリン放出槽7の滞留時間は、汚泥中の
リンが十分に放出される時間であれば良く、通常の場
合、10分〜4時間、好ましくは1〜2時間程度とされ
る。
【0025】リン放出槽7の流出液は分離槽8で固液分
離され、分離液はMAP反応塔9に導入される。一方、
分離汚泥は嫌気槽1に返送される。この分離槽8は沈殿
槽であっても良く、膜分離装置であっても良い。また、
MAP反応塔の形状によっては固液分離することなく、
汚泥ごとMAP反応塔に導入しても良い。
【0026】MAP反応塔9では、MAPが析出するp
H条件、好ましくはpH7.5〜10、より好ましくは
pH8〜9となるように、NaOH等のアルカリが注入
されると共に、MAPの析出にマグネシウムが不足する
場合には、MgCl2 ,Mg(OH)2 等のマグネシウ
ム化合物(マグネシウム化合物を含有するものであれば
良く、海水であっても良い。)が添加され、液中のリン
及びアンモニアとマグネシウムとの反応でMAPが生
成、析出し、これにより、液中のリンが除去される。特
に、リン放出槽7で放出されたリンは、生物処理を受け
ることによりMAPの生成に有利な正リン酸の形態とな
っており、MAP反応塔9でのMAP生成反応効率が高
く、このため、効率的なリンの除去を行える。
【0027】MAP反応塔9の流出液は通常リン濃度5
〜20mg/L程度であり、これをそのまま放流するこ
とはできないため、嫌気槽1に返送して処理する。
【0028】なお、MAP反応塔9の滞留時間は、通常
の場合10〜60分程度であり、これにより粒径1〜3
mm程度のMAP粒子を回収することができる。このM
AP粒子はリン及び窒素を含む肥料として有効利用する
ことができる。
【0029】このような本発明の生物脱リン装置では、
嫌気好気処理系、汚泥可溶化系、リン除去系の処理条件
や汚泥可溶化系への供給汚泥、リン除去系への供給汚泥
を適宜調整することにより、余剰汚泥を全く排出させる
ことなく、リンの効率的な除去を行うことができる。
【0030】なお、図1に示す生物脱リン装置は本発明
の実施の形態の一例であって、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。
【0031】例えば、嫌気槽と好気槽を備えるものであ
れば良く、脱窒素槽2は必ずしも必要とされない。処理
水中の窒素濃度要求レベルが低い場合には、脱窒素槽2
を省略しても良い。また、好気槽を1槽のみ設けたもの
であっても良い。
【0032】また、分離槽8も必ずしも必要とされず、
リン放出槽7の流出液は、そのままMAP反応塔9に送
給しても良い。
【0033】リン放出槽7の流出液を固液分離せずにそ
のままMAP反応塔9に送給する場合、MAP反応塔は
流動床型式であることが好ましいが、分離槽8を設け、
固液分離後の分離液をMAP反応塔9に送給する場合
は、MAP反応塔9は固定床、流動床のどちらの型式で
あっても良い。また、通水はプラグフローでも良いし、
反応塔下部から曝気を行う完全混合でも良い。
【0034】本発明の生物脱リン装置では、可溶化槽を
設けて汚泥の減容化を行うと共に、リン放出槽及びMA
P反応塔を用いてリンをMAP粒子として系外へ除去す
るため、余剰汚泥を全く排出しない、或いは、余剰汚泥
排出量を著しく低減した汚泥減容化処理システムにおい
て、余剰汚泥が排出されないためにリンの除去が行えな
いという従来の不具合を解消して、効率的なリン除去を
行うことができる。
【0035】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0036】実施例1 図1に示す本発明の生物脱リン装置により、表1に示す
水質の初沈流出下水の処理を行った。
【0037】各部の仕様及び運転条件は、下記の通りと
した。
【0038】嫌気好気処理系 原水(初沈流出下水)量:40m3 /日 嫌気槽容量:2.5m3 脱窒素槽容量:2.5m3 第1,第2好気槽容量:各々2.5m3 (計5m3 ) MLSS濃度:4000mg/L 返送汚泥濃度:8000mg/L 汚泥返送率:100%(余剰汚泥の排出ゼロ) 循環液量:120m3 /日汚泥可溶化系 可溶化槽容量:0.2m3 可溶化槽滞留時間(HRT):60分 オゾン(可溶化)処理汚泥量:0.6m3 /日 オゾン注入率:0.05g−O3 /g−SS 可溶化槽pH:5.5リン除去系 リン放出槽容量:0.33m3 リン放出槽供給汚泥量:4m3 /日 リン放出槽滞留時間(HRT):2時間 MAP反応塔容量:42L MAP反応塔流入水量:2m3 /日 MAP反応塔滞留時間(HRT):30分 MAP反応塔pH:8.7(2N NaOHで自動制
御) MAP反応塔 MgCl2添加量:70mg/L(処理水量に
対するMg換算量) MAP反応塔上昇LV:100m/時間(循環ポンプに
よる流動床運転) 得られた処理水の水質(3ケ月間連続運転の平均値)及
び返送汚泥中のリン含有率を表1に示した。
【0039】また、MAP反応塔の流入水と流出水の水
質を表2に示した。
【0040】比較例1 実施例1において、リン放出槽、分離槽及びMAP反応
塔よりなるリン除去系統を設けなかったこと以外は、同
様にして処理を行い、得られた処理水の水質及び返送汚
泥中のリン含有率を表1に示した。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】実施例1及び比較例1の結果から次のこと
がわかる。
【0044】即ち、実施例1では、初沈流出下水中のリ
ン(T−P)は2.54mg/Lから0.44mg/L
にまで低減され(リン除去率83%)、リンが効率的に
除去された。一方、比較例1では、汚泥中のリンは4%
以上になっているが余剰汚泥の引き抜きがないため、処
理水のリン(T−P)は2.38mg/Lでリンは殆ど
除去されなかった。
【0045】なお、BOD及び窒素除去率については実
施例1と比較例1では殆ど差はなく、共に良好な結果が
得られた。
【0046】実施例1において、リン放出槽では汚泥中
のリンが放出され、HRT2時間でPO4 −P63.5
mg/L(MAP反応塔流入水のPO4 −P)となり、
これはSS当りのリン放出割合で約0.8%であった。
【0047】また、実施例1のMAP反応塔ではHRT
30分でPO4 −P63.5mg/Lから13.4mg
/Lにまで効率的にリンが除去され、リンの除去率は7
9%であった。
【0048】なお、実施例1及び比較例1では余剰汚泥
の引き抜きを全く行わないで運転を行ったが、可溶化槽
を設けず汚泥の減容化を行わなかった場合に発生する推
定余剰汚泥量(処理水量×除去SS濃度×1.0)はい
ずれの場合も、約1.4kg−乾燥SS/日であり、汚
泥の減容化効果については、実施例1も比較例1も同等
の効果が得られた。
【0049】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の生物脱リン
装置によれば、汚泥を減容化して系外への余剰汚泥の排
出を全く行わないか或いは余剰汚泥の排出量を著しく低
減できると共に、リンを効率的に除去してMAP粒子と
して回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の生物脱リン装置の実施の形態を示す系
統図である。
【符号の説明】
1 嫌気槽 2 脱窒素槽 3 第1好気槽 4 第2好気槽 5 沈殿槽 6 可溶化槽 7 リン放出槽 8 分離槽 9 MAP反応塔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 忠雄 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 嫌気好気法による生物脱リン装置におい
    て、返送汚泥の一部が導入される汚泥可溶化手段と、該
    汚泥可溶化手段で可溶化された汚泥を嫌気槽に返送する
    手段と、返送汚泥の一部が導入されるリン放出槽と、該
    リン放出槽の流出液が導入されるMAP反応塔とを備え
    てなることを特徴とする生物脱リン装置。
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