JPS5814835B2 - 生物学的廃水処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は活性汚泥フロック中の高分子物質の蓄積を抑制
しつつ廃水を生物学的に処理する方法に関する。

更に詳細には、本発明は、活性汚泥フロック中の高分子
物質の蓄積を抑制しつつ廃水を生物学的に処理し、バル
キングを防止し、かつ汚泥のろ過性を改善する方法に関
するものである。

廃水の生物学的処理にも種々の方法があるが、なかでも
活性汚泥法は、処理効率がすぐれているため、好んで用
いられている。

しかしながら、活性汚泥法にも多くの欠陥があり、特に
汚泥がバルキング（膨化）現象を起こすことや、あるい
は汚泥が脱水困難となることにきわめて大きな難点があ
る。

汚泥がバルキングを起すと、沈澱槽での汚泥の沈降性が
極めて悪くなり、その結果、沈澱槽から汚泥が流出する
。

このようになると、処理水の水質は悪くなり、廃水処理
に直接関与する汚泥の必要量が維持され得す処理そのも
のが不完全になり、ひいては装置全体の機能がマヒする
ことになる。

汚泥がバルキングを起した時には、一般的には無機、有
機の低分子あるいは高分子の凝集剤を添加し、汚泥の凝
集性を人為的に促進させることにより運転しているのが
現状である。

しかし、添加する凝集剤の種類によっては二次的な公共
水域の汚染をも招きやすいので、汚泥の沈降性の改良は
、廃水処理において極めて重要な問題になっている。

一方、廃水中の有機物質は汚泥により酸化分解を受ける
が、流入した有機物の一部は汚泥に転換される。

転換された汚泥はしだいに増加し装置系内に保持するこ
とができなくなると、余剰汚泥として引き抜かれる。

この余剰汚泥の引き抜き装置においては、一般に静置沈
澱による濃縮、凝集剤の添加による濃縮の後、汚泥は脱
水機に導かれ、脱水される。

そして、静置沈澱や脱水工程においては汚泥の性状が、
これらの効率を大きく左右することになる。

従って、沈降性のよい汚泥では処理効率がよく、また、
バルキングを起した汚泥や沈降性の悪い汚泥では処理効
率がきわめて悪いことになる。

従って、沈降性の良好な汚泥が常に得られるならば、沈
澱槽からの汚泥の流出は起らず、また廃水の処理も十分
に、かつ、すみやかに行なわれることになる。

そして、沈降性が良好であるため、沈澱槽から返送され
る汚泥濃度が高く、装置全体に保持し得る汚泥量も増大
するため、相対的に汚泥負荷量の低下にもなる。

更に、余剰汚泥の処分に際し、汚泥の濃縮が容易になり
、脱水工程においても易ろ過性のため処分が容易となる
。

このように、沈降性のよい活性汚泥のみがたえず存在す
れは常に良好な廃水処理ができることになるわけである
が、時として突然バルキングを起したり、沈降性が悪く
なることがある。

本発明者らは、先に、汚泥の沈降性の変化について根本
的にその原因を知るために研究を行った。

即ち、汚泥をアルカリ処理すると、汚泥から炭水化物、
蛋白質等の高分子物質が遊離してくるとともにＳ■（汚
泥容量）の減少が見られ、また汚泥を酸処理すると、汚
泥から炭水化物、蛋白質等の高分子物質は遊離しないが
Ｓｖの減少が見られる。

汚泥をアルカリ処理することにより得られた高分子物質
は、酸性において不溶化し、弱酸性からアルカリ性にお
いて可溶化している。

このように、汚泥中にはＳ■に影響をおよぼす高分子物
質が存在することがわかった。

更に、アルカリにより抽出された高分子物質量は沈降性
の良好な汚泥より沈降性の悪い汚泥からの方が多く得ら
れ、前者の汚泥は易ろ過件を示し、後者の汚泥は難ろ過
性を示した。

以上のことから、バルキングを起したり、沈降性が悪く
なったりする汚泥中には高分子物質の含量が高くなり、
それに対する正常な汚泥中には高分子物質の含量が低い
ことが明らかとなり、逆に、たえず汚泥中の高分子物質
の量を低く抑えることができれば、汚泥は常に正常な状
態に維持できるものと予測できた。

本発明者らは、これらの知見から、更に、汚泥中の高分
子物質の量を低くするための方法を求めて研究したとこ
ろ、本発明においてその方法が完成された。

本発明は、有機物を含有する廃水を活性汚泥法で処理す
る際に、廃水中の蛋白質および、又はペプトンに対する
炭水化物の重量比を０．２〜５の範囲外に調節して処理
することによって、活性汚泥フロック中への高分子物質
の蓄積を抑制することを特色とする方法であり、又、廃
水中の蛋白質および、又はペプトンに対する炭水化物の
重量比が０．２〜５の範囲内にある時、蛋白質および、
又はペプトン重量に対し、無機窒素化合物および又は低
分子有機窒素化合物を２５％以上添加して処理すること
によって、活性汚泥フロソク中への高分子物質の蓄積を
抑制することを特色とする方法である。

このいずれかの方法によれは汚泥中の高分子物質の生成
は著しるしく減少させることができ、ほとんどバルキン
グを起すことはなくなり、かつ又余剰汚泥の沈降性及び
ろ過性はきわめて良好に保たれる。

本発明において処理する廃水は、有機物を含有する廃水
であればいかなる廃水でも処理することができる。

食品製造廃水の処理には特に適している。

例えば、乳製品製造廃水、菓子製造廃水、米菓製造廃水
、醸造廃水などにおいて有効である。

本発明においては、廃水処理場に集められ、処理される
廃水の蛋白質および又はペプトンに対する炭水化物の重
量比を正しく測定しなければならない。

多くの食品製造廃水は蛋白質および又はペプトンに対す
る炭水化物の重量比はほとんどが０．２〜５の範囲にあ
るので、この範囲を外さなければならない。

この範囲を外すには、０．２〜５の限界に近い方に向っ
て蛋白質又は炭水化物を添加してその範囲外にしてやれ
はよい。

例えば乳製品製造工場では蛋巳質リッチの廃水を特に多
量に流せはその範囲外とすることができ、菓子製造工場
では澱粉質リッチの廃水を特に多量に使用すれはその範
囲外となる。

勿論、この際別に用意された蛋白質物質、澱粉質物質を
廃水中に添加して蛋白質および又はペブトンに対する炭
水化物の重量比を０．２〜５の範囲外に調整することが
できる。

また、本発明においては、廃水中の蛋白質および又はペ
プ１・ンに対する炭水化物の重量比が０．２〜５の範囲
内にあるとき、無機窒素化合物および又は低分子有機窒
素化合物を蛋白質および又はペプトン重量に対して２５
％以上添加することにより、活性汚泥フロック中の高分
子物質の蓄積を抑制することができる。

添加される無機窒素化合物および又は低分子有機窒素化
合物としては硫安、尿素、硝安、硝酸カリ、燐安、塩安
などがあげられる。

これら無機窒素化合物および又は低分子有機窒素化合物
は廃水含有蛋白質および又はペブトンの２５％以上、好
ましくは５０％以上添加される。

このように調整された廃水を活性汚泥法で処理すれは、
活性汚泥フロック中への高分子物質の蓄積は抑制され、
活性汚泥がバルキングを起したりすることはなく、また
余剰汚泥の脱水性がすぐれ、処理操作がきわめて容易と
なる。

次に、本発明の試験例及び実施例を示す。

試験例 １ 乳蛋白、ホエー粉、脱乳を用い、乳糖／乳蛋白比がそれ
ぞれ６．４，１．５，０．１の粉体を調製した。

４．８ｌの曝気槽容積を持つ実験装置に汚泥を入れ、１
２ｇの各粉体を浴解した２．４１の人工廃水を毎Ｈ１回
（１８時間供給）、５日間にわたり供給した。

５日目に汚泥のＳＶＩ（汚泥容量示標：ｍｌ／ｇＭＬＳ
Ｓ）および汚泥中の高分子物質量を測定した。

汚泥からの高分子物質の抽出方法は０．５ＮＮａＯＨ溶
液で汚泥を１時間処理し、遠心分離により汚泥を除去す
る。

得られたアルカリ抽出液のｐＨを７０に調整し、再び遠
心分離を行なう。

この遠心上澄にＮａＣＩを１％になるよう加え、次いで
９９．５％の冷エタールを２倍量加え１夜冷蔵庫に放置
する。

生じた沈澱を遠心分離により集め水に溶解後、糖および
蛋白質を測定した。

糖はフェノール硫酸法、蛋白質はＣｕ−Ｆｏｌｉｎ法で
定量した。

結果は次の表に示される。

ＳＶＩが最大であった時の汚泥中の高分子物質の蛋白質
量を１とした。

試験例 ２ グルコース、カジトン、酵母エキスを用いて、全体量を
変えずにグルコース／カジトン比をそれぞれ■，５，１
，０．２．０になるように配合した。

各々を０．５％になるように水２．４ｌに溶解後、試験
例１の方法で人工廃水の処理実験を行ない、汚泥のＳＶ
Ｉおよび汚泥中の高分子物質量を測定した。

結果は次の表に示される。

試験例 ３ 乳糖および脱脂粉乳を用い、乳糖／乳蛋白比２の粉体を
つくり、更に乳蛋白に対して５０重量％の硫安を加えた
ものを調製した。

これを０．５％の濃度に溶解した人工廃水をつくり、４
．８ｌの曝気槽容積を持つ実験装置に、５日間にわたり
、２４ｌを供給した。

５日目に汚泥のＳＶＩ（汚泥容量示標：ｍｌ／ｇＭＬＳ
Ｓ）および汚泥中の高分子物質量を測定した。

汚泥からの高分子物質の抽出方法は０．５ＮＮａＯＨ溶
液で汚泥を１時間処理し、遠ｉ心分離により汚泥を除去
する。

得られたアルカリ抽出液のｐＨを７．０に調整し、再び
遠心分離を行なう。

この遠心上澄にＮａＣｌを１％になるよう加え、次いで
９９．５％エタノールを２倍量加え１夜冷蔵庫に放置す
る。

生じた沈澱を遠心分離により集め水に溶解後、糖および
蛋白質を測定した。

糖はフェノール硫酸法、蛋白質はＣｕ−Ｆｏｌｉｎ法で
定量した。

結果は次の表に示される。

なお対照は硫安無添加の場合の結果を示す。

試験例 ４ 試験例３と全く同様に、無機窒素源として硫安の代りに
、尿素、硝酸カリウム、硝酸アンモニウムを使用して試
験した。

その結果は次表に示される。

試験例 ５ グルコース：窒素源：酵母エキス−１：１：０．２の組
成比をもち、更に窒素源としてカジトン、硫安を用い、
カジトン／硫安比が∞，４，１．５，０．７の粉体を調
整した。

これを１２ｇとり２．４ｌの水に溶解したものを人工廃
水とし、試験例１で述べた方法で人工廃水の処理実験を
行ない、汚泥のＳＶＩおよび汚泥中の高分子物質量を測
定した。

結果は次の表に示される。

ＳＶＩが最大であった時の汚泥中の高分 子物質の蛋白質量を１とした。

実施例 １ 乳製品製造工場から排出される総合廃水の炭水化物と蛋
白質の量を測定したところ炭水化物６ １．３ｍｇ／ｌ
，蛋白質２１．７ｍ９／１で、蛋白質に対する炭水化物
の重量比は約２８であった。

そこで、この総合廃水に乳糖廃水を特別に合流させて、
炭水化物１６４．５ｍｇ／ｌ、蛋白質２３．５■／ｌで
蛋白質に対する炭水化物の重量比を７とした。

この調整廃水を３ｍ３活性汚泥槽に導き、ここで滞留時
間２４時間、通気量３ｍ３／ｍｉｎで通気処理した。

この処理を１ケ月間連続して行うも、バルキングを起す
ことはなく、また、この処理液を沈澱槽に導き、汚泥を
すみやかに沈澱させることができた。

実施例 ２ 乳製品製造工場から排出される総合廃水の炭水化物と蛋
白質の量を測定したところ、炭水化物１５６、５ｙｎｙ
／．ｅ，蛋白質１ ７４．２１ｎ９／Ｖで蛋白質に対す
る炭水化物の重量比は約０．９であった。

そこで、この総合廃水に硫安８７ｍ９／ＩＪを加えて、
得られた調整廃水を３７ｎ″活性汚泥槽に導き、ここで
滞留時間２４時間、通気量３７ｉ／ｍｍで通気処理した
。

この処理では、調整廃水の蛋白質に対する炭水化物の重
量比は約０．６であったが、１ケ月間の処理でもバルキ
ングを起すことはなく、また、処理廃水の汚泥はすみや
かに沈澱し、更に沈澱物の沖過性はきわめてすぐれてい
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機物を含有する廃水を活性汚泥法で処理する際に
   、廃水中の蛋白質および、又はペプトンに対する炭水化
   物の重量比を０．２〜５の範囲外に調節して処理するこ
   とによって、活性汚泥フロック中への高分子物質の蓄積
   を抑制することを特徴とする生物学的廃水処理方法。 ２ 有機物を含有する廃水を活性汚泥法で処理する際に
   、廃水中の蛋白質および、又はペプトンに対する炭水化
   物の重量比が０．２〜５の範囲内にある時、蛋白質およ
   び、又はペプトン重量に対し、無機窒素化合物および又
   は低分子有機窒素化合物を２５％以上添加して処理する
   ことによって、活性汚泥フロック中への高分子物質の蓄
   積を抑制することを特徴とする生物学的廃水処理方法。