JPH11104700A - 下水の三次処理剤の製造方法および下水の三次処理方法 - Google Patents

下水の三次処理剤の製造方法および下水の三次処理方法

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JPH11104700A
JPH11104700A JP27570497A JP27570497A JPH11104700A JP H11104700 A JPH11104700 A JP H11104700A JP 27570497 A JP27570497 A JP 27570497A JP 27570497 A JP27570497 A JP 27570497A JP H11104700 A JPH11104700 A JP H11104700A
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JP
Japan
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sewage
sulfuric acid
treatment
agent
sludge
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JP27570497A
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Takeshi Kawakatsu
威 川勝
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Osaka Gas Co Ltd
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Osaka Gas Co Ltd
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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
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

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  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】産業廃棄物である浄水スラッジ及び排煙脱硫生
成物をリサイクル使用した下水の三次処理剤(脱リン
剤)の製法及び下水の三次処理剤(脱リン処理法)を提
供する。 【解決手段】下記の工程からなる下水の三次処理剤の製
造方法、及び下水の三次処理方法(1)浄水場における
凝集および/または濾過工程で発生する水酸化アルミニ
ウム含有泥漿を回収する工程、(2)固形燃料の燃焼に
より発生する排煙と活性炭素繊維とを接触させることに
より、希薄硫酸を回収する工程、および(3)上記工程
(1)で得られた水酸化アルミニウム含有泥漿と上記工
程(2)で得られた希硫酸とを接触させることにより、
硫酸アルミニウムを含有する下水の三次処理剤を得る工
程。(4)上記工程(3)で得られた硫酸アルミニウム
含有泥漿を二次処理下水に添加する工程。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浄水場からの廃棄
物と固形燃料の燃焼により発生する排煙中の硫黄分とを
併せて有効利用する方法に関し、より詳しくは、浄水場
の凝集工程および/または濾過工程で分離される水酸化
アルミニウム含有成分(泥漿)と固形燃料(石炭、ゴミ
固形化燃料(RDF)など)の燃焼により発生する排煙(以
下特に必要でない限り、石炭火力発電所からの排煙をも
って代表させる)から回収される希硫酸とを有効利用し
て、下水の三次処理(脱リンおよび脱窒処理)を効率的
に行う技術に関する。
【0002】
【従来の技術】河川などから原水を取り入れて浄水し、
飲料水、生活用水などを得ている浄水場では、泥状のス
ラッジ(浄水スラッジ、浄水汚泥、発生土などと呼ばれ
ており、本明細書では、浄水スラッジという)が大量に
発生する。従来浄水スラッジは、その一部が埋め戻し
材、園芸用土などとして小規模に利用されるのみで、大
部分は、脱水された後、浄水場から埋め立て地に運搬さ
れ、投棄処分されるか或いは3〜6ヶ月間程度天日乾燥さ
れた後、運搬され、投棄処分されてきた。しかしなが
ら、近年埋め立てによる廃棄物の処分は、環境保護、埋
め立てに適した土地の枯渇などの理由により、次第に制
約を受けつつあり、新たな処理方法の実現が切望されて
いる。
【0003】現在大部分が廃棄処分されている浄水スラ
ッジを利用できれば、廃棄物量の減少と省資源という一
石二鳥の成果が得られるので、その利用方法を見出すた
めに多大の努力がなされているが、実用上十分に有効な
方法は見出されていない。
【0004】一方、固形燃料を用いる各種ボイラー(特
に石炭火力発電所)において発生する排煙中に含まれる
硫黄分の除去については、技術的には完成の域に達して
いるものの、大量に副生する硫酸カルシウムなどの生成
物は十分有効に利用されるには至っておらず、その大部
分は廃棄物として処理されているのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、浄
水スラッジおよび排煙脱硫生成物を資源として有効利用
し得る新たな技術を提供することを主な目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記のよう
な現状を考慮して、研究を進める過程で、浄水スラッジ
に関して、以下のような重要な知見を得た。
【0007】(イ)浄水スラッジの組成は、セラミック
材料、特にSiO2とAl2O3とを多量に含む磁器用材料とし
て利用されている粘土鉱物に類似している。
【0008】(ロ)浄水スラッジに含まれている無機性
粒子(粘土など)が河川水でよく洗浄されているので、
塩化物などを含まず、コロイド状の粒子の粒径も十分に
小さい。
【0009】(ハ)浄水スラッジは、建設残土などの他
の多くの廃棄物とは異なり、化学組成が最も安定してお
り、変動が少ない。
【0010】(ニ)従って、これを焼成する場合には、
水分の吸収量が極めて少なく、耐候性に優れたセラミッ
クが得られるものと期待される。
【0011】(ホ)マイクロストレーナなどの損失水頭
の小さい簡易濾過装置を用いて原水の予備処理を行う場
合には、アルミニウム系凝集剤を含むスラッジとこれを
含まないスラッジとの2種類のスラッジが、明確に分離
された状態で得られる。
【0012】(ヘ)アルミニウム系凝集剤を含むスラッ
ジは、その組成からみて、下水の三次処理剤として再利
用できる可能性がある。
【0013】本発明者らは、上記の知見に基き、浄水工
程の凝集または濾過工程で分離される複数の固形分を有
効に利用する技術を完成し、すでに特許出願を行ってい
る(特願平8-81347号)。参考までに、この特許出願明
細書に開示された発明(以下「先願発明」という)は、
以下の通りである; 1.浄水工程で発生するスラッジを脱水した後、天然ガ
スを燃料とする自家発電設備からの高温排ガスにより加
熱乾燥することを特徴とするセラミック原料の製造方
法。
【0014】2.浄水工程で発生するスラッジを脱水・
乾燥させた固形分を主原料とするセラミック原料。
【0015】3.浄水工程の凝集沈殿または濾過工程で
分離されるスラッジを脱水した後、天然ガスを燃料とす
る自家発電設備からの高温排ガスにより加熱乾燥するこ
とを特徴とする下水三次処理用脱リン剤の製造方法。
【0016】4.浄水工程の凝集または濾過工程で分離
される固形分から得られる下水三次処理用脱リン剤。
【0017】しかしながら、その後の研究において、先
願発明で得られる下水三次処理用剤は、そのままの状態
では、脱リン効果を必ずしも十分に発揮し得ない場合が
あることが、判明した。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の新た
な知見(イ)〜(ヘ)、特に(ホ)および(ヘ)を基礎
として引き続き研究を進めた結果、先願発明で得られる
水酸化アルミニウム含有泥漿と石炭火力発電所の排煙か
ら回収される希硫酸(濃度約10〜20%程度)とを併用する
場合には、下水の三次処理(脱リンおよび脱窒)を効果
的に行いうることを見出した。
【0019】すなわち、本発明は、下記に示す「下水の
三次処理剤の製造方法、および下水の三次処理方法」を
提供するものである; 1.下記の工程からなる下水の三次処理剤の製造方法; (1)浄水場における凝集および/または濾過工程で発
生する水酸化アルミニウム含有泥漿を回収する工程、
(2)固形燃料の燃焼により発生する排煙と活性炭素繊
維とを接触させることにより、希薄硫酸を回収する工
程、および(3)上記工程(1)で得られた水酸化アル
ミニウム含有泥漿と上記工程(2)で得られた希硫酸と
を接触させることにより、硫酸アルミニウムを含有する
下水の三次処理剤を得る工程。
【0020】2.下記の工程を備えたことを特徴とする
下水の三次処理方法; (1)浄水場における凝集および/または濾過工程で発
生する水酸化アルミニウム含有泥漿を回収する工程、
(2)固形燃料の燃焼により発生する排煙と活性炭素繊
維とを接触させることにより、希薄硫酸を回収する工
程、(3)上記工程(1)で得られた水酸化アルミニウ
ム含有泥漿と上記工程(2)で得られた希硫酸とを接触
させることにより、硫酸アルミニウム含有泥漿を生成さ
せる工程、および(4)上記工程(3)で得られた硫酸
アルミニウム含有泥漿を二次処理下水に添加する工程。
【0021】
【発明の実施の形態】浄水場では、通常、沈砂池におい
て原水から濁質を重力沈降分離し、凝集剤・助剤などを
加えて急速撹拌し、緩速混和池を経て凝集沈殿池に送
り、次いで、(必要ならば、オゾン処理し)、砂濾過処
理し、(必要ならば、活性炭処理し)、塩素消毒した
後、得られた浄水を配水ポンプで送り出している。浄水
スラッジは、凝集沈殿池、濾過池などからの排泥(固形
分(SS)濃度=0.5〜2%程度)を処理するシックナで主
に発生する。
【0022】浄水スラッジは、浄水場の地理的状況など
に応じて変化し得るが、藻類などに由来する有機成分と
ともに、無機成分として通常SiO2とAl2O3(合計70〜80
%程度)を主成分とし、その他にFe2O3(7〜10%程度)
および微量のK2O、CaO、TiO2、MgO、Na2Oなどを含んで
おり、成形および焼成を困難ならしめるCaOなどのカル
シウム成分は、1%以下に過ぎない。また、焼成炉を構
成する耐火物を損傷する塩素ガス、亜硫酸ガスなどを発
生させる成分は、含まれていないので、この様な浄水ス
ラッジを脱水し、加熱乾燥乃至有機成分を焼却したもの
は、磁器質セラミックの原料として使用できる(先願発
明参照)。
【0023】上述の通常の浄水工程に簡易濾過工程を付
加して、本発明による下水三次処理用脱リン剤を得る方
法の概要を図1に示す。
【0024】図1に示す浄水法では、原水を沈砂池にお
いて重力沈降処理し、簡易濾過し、凝集剤・助剤などを
加えて急速撹拌し、次いで砂濾過処理し、塩素消毒した
後、上水を配水ポンプで送り出している。図1に示す方
法では、砂濾過工程で得られる排泥を機械的脱水機、特
に電気浸透式脱水機などで脱水することにより、脱水乾
燥物を得る。この方法によれば、通常広大な面積を必要
とする凝集沈殿池を省略することができる。
【0025】沈砂池での沈降物の一部は廃棄され、残部
は、簡易濾過で得られる排泥と併せて上述の様に濃縮・
脱水される。
【0026】ところで、上記の様にして得られた排泥乾
燥物は、凝集剤として添加された硫酸アルミニウム(ば
ん土)に由来するフロック成分を多量に含んでおり、そ
のアルミニウム成分(主としてAl(OH)3からなる)は、理
論的には、リン酸根と反応して不溶性のリン酸アルミニ
ウムを形成するので、副反応を伴わない脱リン剤として
の作用を発揮することが出来る筈である。しかしなが
ら、実用的な観点からは、この水酸化アルミニウム含有
排泥乾燥物(以下単に「排泥乾燥物」という)は、その
ままの状態では、脱リン剤としての機能を十分には発揮
しないことがある。
【0027】この様な排泥乾燥物に硫酸を加えて処理
し、アルミニウム成分の少なくとも一部を硫酸アルミニ
ウムに転換させておく場合には、脱リン剤としての機能
が著しく改善されることが知られている(中野重和他;
「浄水汚泥の下廃水処理の利用」京都大学環境衛生工学
研究会第9回シンポジウム講演会論文集(1987年)pp29-3
4)。しかしながら、そのために、市販の硫酸を使用す
る場合には、コスト高となり、実用的に不利である。
【0028】本発明者は、石炭火力発電所からの排煙中
の硫黄化合物(SO2)を活性炭繊維に吸着させる場合に
は、吸着されたSO2がさらに排煙中の酸素により酸化さ
れてSO3となり、これがさらに排煙中の水分と反応して
希硫酸を形成することを知った。しかしながら、この希
硫酸は、比較的低濃度(約10〜20%)であるため、その
ままでは商品としての有用性が低い。しかるに、この低
濃度硫酸をそのまま上記の水酸化アルミニウム含有排泥
乾燥物と混合し、反応させる場合には、硫酸アルミニウ
ムが形成されるので、得られる硫酸アルミニウム含有泥
漿を実用的に安価な脱リン剤として利用しうることを見
出した。
【0029】石炭火力発電所からの排煙中の硫黄酸化物
の吸着処理は、活性炭素繊維を使用する場合には、以下
の様にして行われる。すなわち、SO2(1000〜2000ppm程
度)、O2(3〜5vol.%程度)、H2O(7〜10vol.%程度)、CO2(7
〜12vol.%程度)、その他窒素などからなる排煙を活性炭
素繊維充填塔に導き、排煙が塔を通過する間に両者を接
触させることにより、約10〜20%の硫酸を含む凝縮水を
形成させる。
【0030】本発明においては、上記の様にして得られ
た低濃度硫酸を水酸化アルミニウム含有排泥乾燥物に加
え、撹拌処理することにより、水酸化アルミニウムの少
なくとも一部を硫酸アルミニウムに転換させる。この処
理により得られる硫酸アルミニウム含有泥漿は、下水の
三次処理剤(脱リン剤)としてそのまま使用することが
できる。
【0031】本発明による下水の三次処理は、従来法と
ほぼ同様にして行うことができる。すなわち、エアレー
ション工程における硝化反応を終えた下水を三次処理槽
に導入し、ここで本発明による水酸化アルミニウム含有
泥漿(脱リン剤)を添加して、下水中のリンの分離・除
去と微生物による脱窒とを併せて行うことができる。こ
の際、水酸化アルミニウム含有泥漿中に未反応の硫酸が
含まれていても、これは、下水の脱窒反応を促進する効
果を発揮する。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、水酸化アルミニウムを
多量に含有する上記の排泥乾燥物の処理用硫酸として、
石炭火力発電所からの排煙脱硫処理の副産物である有用
性の低い低濃度硫酸を有効に利用することが出来る。
【0033】従って、本発明ば、現代生活を支える飲料
水の調製(浄水工程)において発生する浄水スラッジと
電気エネルギーの発生に伴って発生する産業廃棄物(希
硫酸)とをリサイクル使用するとともに、生活から発生
する下水の三次処理脱リンに有効利用することにより、
湖沼、海域などの富栄養化を防止する点において、環境
保護に大きく貢献することが出来るとともに、亜硫酸ガ
スによる大気汚染防止にも貢献する。
【0034】例えば、瀬戸内海などの様に人口稠密な地
域に近接する海域においては、毎年の様に富栄養化に起
因する赤潮が発生して、種々の問題を起こしている。こ
れらの人口稠密な地域は、水と電力に対する需要も大き
いので、浄水スラッジと希硫酸の発生量も多い。従っ
て、この2種の産業廃棄物を併せて有効に利用すること
により、下水の三次脱リン処理を行うことを可能とする
本発明の意義は、極めて大きい。
【0035】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。
【0036】実施例1 図1に示す浄水場の浄水工程で得られた排泥を電気浸透
式脱水機を用いて脱水することにより、Al(OH)3含有排
泥乾燥物を得た後、当量の希硫酸(約10%)を加え、均
一に撹拌処理して、硫酸アルミニウム含有泥漿(SS;10
00mg/l、pH;5.35、Al含量;74mg/l)を得た。
【0037】なお、使用した希硫酸は、ピッチ系活性炭
素繊維(商標“A-20”、(株)アドール製、繊維経20μ
m、充填密度0.1g/cm3、比表面積2000cm3/g)を反応塔に
充填し、反応塔の下方から上方に向けてSO21500ppmを含
むボイラー排煙を流通させることにより、反応塔底部に
集積するドリップ凝集液として得られたものであった。
【0038】次いで、二次処理下水(リン濃度2.77mg/
l)を脱リン処理槽の一方から流入させ他方から流出さ
せつつ、上記の硫酸アルミニウム含有泥漿(脱リン剤)
を注下し続けた。
【0039】その結果、脱リン処理後の下水中のリン濃
度は、0.11mg/lに低下しており、脱リン効率は、96%に
達していた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法に従って、浄水工程で得られる凝集
剤を含むスラッジを簡易濾過器(マイクロストレーナ
ー)と電気浸透式脱水機とを用いて、凝集剤リッチなス
ラッジと凝集剤を含まないスラッジとに分離する浄水操
作を示すフローチャートである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の工程からなる下水の三次処理剤の製
    造方法; (1)浄水場における凝集および/または濾過工程で発
    生する水酸化アルミニウム含有泥漿を回収する工程、
    (2)固形燃料の燃焼により発生する排煙と活性炭素繊
    維とを接触させることにより、希薄硫酸を回収する工
    程、および(3)上記工程(1)で得られた水酸化アル
    ミニウム含有泥漿と上記工程(2)で得られた希硫酸と
    を接触させることにより、硫酸アルミニウムを含有する
    下水の三次処理剤を得る工程。
  2. 【請求項2】下記の工程を備えたことを特徴とする下水
    の三次処理方法; (1)浄水場における凝集および/または濾過工程で発
    生する水酸化アルミニウム含有泥漿を回収する工程、
    (2)固形燃料の燃焼により発生する排煙と活性炭素繊
    維とを接触させることにより、希薄硫酸を回収する工
    程、(3)上記工程(1)で得られた水酸化アルミニウ
    ム含有泥漿と上記工程(2)で得られた希硫酸とを接触
    させることにより、硫酸アルミニウム含有泥漿を生成さ
    せる工程、および(4)上記工程(3)で得られた硫酸
    アルミニウム含有泥漿を二次処理下水に添加する工程。
JP27570497A 1997-10-08 1997-10-08 下水の三次処理剤の製造方法および下水の三次処理方法 Pending JPH11104700A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011518037A (ja) * 2008-04-16 2011-06-23 インテグレイテッド ランド マネージメント、インコーポレイテッド バイオリテンションシステムおよびバイオリテンション方法
CN102295336A (zh) * 2011-08-23 2011-12-28 杭州江南科学研究院有限公司 自来水絮凝净化剂

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JP2011518037A (ja) * 2008-04-16 2011-06-23 インテグレイテッド ランド マネージメント、インコーポレイテッド バイオリテンションシステムおよびバイオリテンション方法
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