JPS5845920B2 - 有機性廃液の生物化学的処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、し尿などの有機性廃液の改良された生物化学
的処理方法に関するものである。

従来、し尿の化学処理方法としては、例えば第１図のし
尿の生物学的酸化処理法のプロセスが採用されて来た。

すなわち、第１図に釦いて生し尿１は薬剤混合槽２５で
硫酸第１鉄２６、消石灰２７などの薬剤を添加され凝集
反応処理が行なわれたのち、機械脱水機２２により脱水
分離水２３と脱水ケーキ２４に固液分離される。

脱水分離水２３は予め希釈水３により約２０倍に希釈さ
れてから散水炉床法、活性汚泥法などによる好気性生物
処理工程２に流入し空気４の曝気を受けながら生物処理
され処理水１４となって系外に排出される。

この方法は、嫌気性消化槽が膨大な設置面積を要し、処
理時間も３０日以上要するという問題点を解決すること
を目的として昭和３０年代の初めに登場したものである
が、次の■〜■のような重大な欠点があり、現在は厚生
省のし尿処理施設構造指斜にも記載が全くないほど陳腐
化した処理技術になっているのが現状である。

■ ＦｅＳ ０４．Ｃａ （ＯＨ） ２の添加量が膨大
であるため脱水ケーキの発生量が極めて多量になる。

したがって維持管理費が高い。

■ 生し尿に直接Ｃａ（ＯＨ）２を添加して高ｐＨにす
るので、アンモニアの揮散が著しく、作業環境が劣悪で
あり、アンモニア散逸による二成分が大きい。

■ 脱水分離水はみかけは清澄であるが、溶解性ＢＯＤ
とＮＨ３−Ｎが数千ｍも残存してち−す、このため河川
水で約２０倍に希釈して生物処理しなければならない。

また、脱水分離水中にリン酸（ＰＯ４）が殆んど含１れ
ていない（ＦｅＳＯ４゜Ｏａ （ＯＨ） ２の添加によ
ってＰＯ，が不溶性になり脱水ケーキ中に移行してし１
うため）ので、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐの比率が極めてアンバラ
ンスな状態になり、生物処理に障害を与える。

■ し尿中の窒素成分が化学処理工程でＮＨ３ガスとし
て大気中に散逸する以外に全く除去できない。

このような重大な欠点のため、し尿の化学処理法は現在
殆ど採用されなくなってし１つているが処理施設がコン
パクトであり処理水の外観、特に色度が低いという長所
もあるので、この方法を改良することは技術的に重要な
意義があるものと考えられる。

一方、第２図に示す従来法にち・いては、生し尿１は好
気性生物処理工程２で希釈水３により希釈されてから生
物処理を受けて流出スラリー５となり、第１沈殿池６で
上澄水７と沈殿汚泥８に分離される。

上澄水７は第１攪拌槽１１に流入し硫酸ばん土１２（又
は塩化第２鉄）の添加により凝集反応処理されたのち第
２沈殿池１３で処理水１４と凝集汚泥１５に分離される
。

前記沈殿汚泥８の一部は好気性生物処理工程２への返送
汚泥１０、また残部は余剰汚泥９となる。

余剰汚泥９と凝集汚泥１５は合流して混合汚泥１６とな
りシックナー１７により濃縮分離される。

濃縮分離された分離水１８は好気性生物処理工程２へ返
送され、濃縮汚泥１９は第２攪拌槽２０に流入してカチ
オンポリマー２１を添加されたのち機械脱水機２２によ
り脱水分離水２３と脱水ケーキ２４に分離される。

上記第２図例は現在の代表的なし尿処理プロセスであり
、維持管理費が比較的安価でＢＯＤ成分を除去するのに
最も合理的であるなど利点を有するものであるが、リン
酸、色度成分、難生物分解性のＣＯＤ戊分が殆ど除去で
きないので、凝集沈殿、オゾン処理、活性炭吸着処理な
どの工程を付加しないと高度処理水が得られない欠点が
あり、また、当然の結果として設備の建設費、ランニン
グコストとも高額になる問題点がある。

本発明は、上記のような従来のし尿の生物学的酸化処理
法ならびに化学処理法の欠点を解消できる、改良された
有機性廃液の生物化学的処理方法を提供することを目的
とするものである。

すなわち本発明は、アンモニア性窒素を含む有機性廃液
を生物学的酸化処理法が遂行される工程で処理したのち
活性汚泥を固液分離工程で分離し、該生物処理水と余剰
活性汚泥との混合スラリーを得、該混合スラリーに少な
くとも鉄系凝集剤を添加して該凝集剤添加後のｐＨを２
〜６の酸性に維持しながら凝集分離工程で凝集汚泥と分
離水に分離し、さらに前記凝集汚泥を無薬注でフィルタ
プレス等の圧搾型脱水機で脱水処理することを特徴とと
するものである。

本発明の実施態様を第３図を参照して説明すると、除渣
された生し尿３１は生物学的硝化脱窒素工柱３２に流入
し、生し尿３１中のＢＯＤ成分を脱窒素菌のための有機
炭素源として利用してメタノールの添加を不要にできる
硝化液循環タイプ（又はステップ式流入タイプ）の生物
学的硝化脱窒素工柱３２に釦いてＢＯＤ成分、窒素成分
が充分除去される。

なお、３３は第１脱窒素槽、３４は硝化槽、３５は第２
脱窒素槽であり、硝化槽３４の内容液の一部がポンプ３
７により循環硝化液３６として第１脱窒素槽３３に循環
される。

３８は曝気用の空気である。

しかして、第２脱窒素槽３５（ここで、残留するＮ Ｏ
ｘ −Ｎを除去するためにメタノールを少量添加しても
よいが、内生呼吸を利用する方式のほうが省資源的で有
利である）からの流出スラリー３９の一部が前記固液分
離工程としての遠心濃縮機、浮上濃縮機などの汚泥濃縮
機４０に流入し、濃縮汚泥（返送汚泥）４１と濃縮分離
水（生物処理水）４２に分離され、濃縮汚泥（返送汚泥
）４１は第１脱窒素槽３３又は硝化槽３４に返送され、
生物学的硝化脱窒素工柱３２のＭＬＳＳが高濃度に維持
される。

一方、濃縮分離水（生物処理水）４２は流出スラリー３
９の残部（余剰活性汚泥）と混合されて混合スラリー４
３となり攪拌槽４４に流入する。

この混合スラリー４３は生物学的硝化脱窒素工柱３２で
ＢＯＤ成分、窒素成分が除去された処理液とＢＯＤ資化
菌、硝化菌、脱窒素菌を含有する余剰汚泥とが混合した
ものである。

しかして、混合スラリー４３は攪拌槽４４で凝集剤４５
として少なくとも鉄系凝集剤を添加され、ｐＨ２〜６の
酸性に維持してシックナー４６で上澄水４７と凝集汚泥
４８に分離され、凝集汚泥４８は無薬注でフィルタプレ
ス４９により脱水分離水５０と脱水ケーキ５１に分離さ
れる。

かくて得られた上澄水４７は脱水分離水５０と混合され
て処理水５２として系外へ排出される。

な釦、上記実施態様では凝集分離工程としてシックナー
４６を用いたが、沈澱濃縮法以外でもよく、スクリーン
又は炉布による重力脱水法、浮上濃縮法、遠心濃縮法が
利用できる。

捷た所望により脱水分離水５０は生物学的硝化脱窒素工
柱３２へ返送してもよい。

前記凝集剤４５としては、少なくとも鉄系凝集剤（塩化
第２鉄、硫酸第１鉄など）が使用されるが、高分子凝集
剤を併用添加すればさらに効果的である。

また、凝集剤４５の組合わせのうちでは塩化第２鉄とノ
ニオンポリマー、硫酸第１鉄と消石灰、又は、塩化第２
鉄、消石灰及びアニオンポリマーの組合わせが最も好ま
しい例である。

なお、攪拌槽４４で塩化第２鉄などの第２鉄塩を添加し
、ｐＨ２〜６の酸性条件下で凝集処理したのち、酸性条
件の１寸シックナー４６で濃縮し、凝集汚泥４８、上澄
水４７にそれぞれアルカリ剤５３．５４を添加、中和す
ることにより、凝集汚泥４８の脱水性、処理水５２の水
質を更に向上することができる。

また、所望により上澄水４７を更に生物処理、化学酸化
処理、あるいは活性炭吸着処理などで処理してもよいこ
とはいう１でもない。

以上述べたように、本発明によれば以下のごとき利点が
得られ、従来の化学処理法、生物学的酸化処理法の欠点
をことごとく解決することができる。

（１）生し尿に直接Ｆ ｅ ８０４ 、Ｃａ （ＯＨ）
２などの凝集剤を添加する従来の化学的処理方法では
、生し尿のＭアルカリ度が約１００００η／ｌと極めて
高いためｐＨ緩衝性が強く、ＦｅＳＯ４゜Ｃａ （ＯＨ
） ２ の添加量をそれぞれ５０００〜１００００ｐ
ｐ１１．２５０００ｐＩＤと非常に多量にしないと効果
的に脱水できないが、本発明では硝化反応の結果生し尿
のＭアルカリ度が顕著に減少するため、（アンモニア性
窒素１ｍ’ｉ／ｌの硝化によって７５ＩＩＩ９／ｌのＭ
アルカリ度が減少する）凝集剤の添加を受ける混合スラ
リーのＭアルカリ度が５００〜１０００■／ｌにすぎな
いため凝集剤の添加率がＦｅＣｌ３とＣａ（ＯＨ）２を
併用した場合、それぞｆ′Ｅ、１０００〜２０００咽、
０〜１ｏｏｏｐｐｍとなり、しかも極めて良好な凝集、
脱水ができる。

この結果、スラッジ発生量が激減し、ランニングコスト
も大幅に安価になる。

（２）従来の化学処理法では、Ｃａ（ＯＨ）２ を添加
するとアンモニアの揮散が起きるが、本発明ではこれを
生物学的膜窒素処理水に対して添加するのでアンモニア
の揮散は発生せず、作業環境が著しく改善される。

（３）従来の化学処理法では、生し尿中のＳＳ性ＢＯＤ
成分を、生物処理する以前に凝集除去してし渣うので、
凝集分離水中では多量のアンモニア性窒素に比べＢＯＤ
濃度が著しく減少して卦り、このためこの凝集分離水を
対象として生物学的酸化処理法を適用する場合、メタノ
ールなどの有価物を多量に添加しないと Ｎ Ｏｘ −ＮをＮ２ガスに還元できない。

これに対し本発明では、化学処理工程が生し尿の生物学
的硝化脱窒素工程の後段に設けであるので、生し尿中の
ＢＯＤ（約１００００〜２００００ｐ芦）を脱窒素菌が
Ｎ Ｏｘ −Ｎを還元するに要する有機炭素源として充
分利用しても不足することがないので、メタノールの添
加が不要になり著しい省資源が可能となる。

これは本発明法と従来の化学処理法の最も重要な相違点
の一つである。

（４）本発明では、前記混合スラリー中の余剰活性汚泥
を上記した特定の条件で凝集処理することにより、凝集
分離して得られる凝集汚泥（濃縮汚泥）は無薬注脱水が
可能となる。

（５）第２図の従来例では第１攪拌槽１１と第２攪拌槽
２０で別個の薬剤、すなわちそれぞれ無機凝集剤、脱水
助剤を添加する必要があるためランニングコストが高価
になっているが、本発明では同一工程にち・いて同一薬
剤により生物処理水の凝集沈殿処理と余剰汚泥の改質（
脱水性の改善）を行なえ、実質的に無薬注で脱水するこ
とができる。

このことは第２図のプロセスについてみれば、カチオン
ポリマー２１の添加を省略したことを意味するものであ
り、省資源的効果は勿論、処理装置の建設費が安価とな
り、維持管理も容易となる。

次に本発明の実施例について記す。

実施例 第１表の水質を有する除渣生し尿を硝化液循環生物学的
膜窒素工程により無希釈処理した。

上記脱窒素工程の処理条件は第２表のとかりである。

この生物学的硝化脱窒本工程からの処理水（溶解性ＢＯ
Ｄ５〜１５咽、溶解性Ｃ０Ｄ３００〜３５０ｐｐｍ）と
余剰汚泥との混合スラ１，１−（８８約７０００〜ｓｏ
ｏｏｐｐｍ、Ｍアルカリ度８００〜８５０ｐ内）に塩化
第２鉄２０００ｐ−を添加したのち消石灰を加えｐＨ５
に設定したのち、ノニオンポリマー（ノニオン系ポリア
クリルアミド：商品名ダイヤフロックＮＰ−８００）を
１０咽添加し、重力式シックナーで濃縮した結果、濃度
２．５％の濃縮汚泥とほぼ無色透明の清澄な上澄水（Ｂ
ＯＤ５へ８ｐｐｍ、００Ｄ４０〜４８ｐＩ）ｍ、色度８
０°。

ｐｏ４０．２ｐｐｍ、 Ｔ−Ｎ３２ｐ円）を得た。

この水質は無希釈処理水としては極めて優れたもので、
従来の１０倍希釈原水の活性汚泥処理プロセス（第２図
例）の処理水質と同等であり、放流水の総量汚濁負荷と
してば１／１ｏに減少できたことを示すすものである。

一方、上記濃縮汚泥ｒｓｌフィルタプレスで無薬注脱水
が可能であり、脱水ケーキは含水率が６０％、発熱量ば
３０００ＫｃａｌＡ９・ＤＳで、自燃が可能であった。

このように本発明によれば著しい省資源化が可能である
ことが実証された。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来法の代表例の系統説明図、第３
図は本発明の実施態様を示す系統説明図である。 １・・・・・・生し尿、２・・・・・・好気性生物処理
工程、３・・・・・・希釈水、６・・・・・第１沈殿池
、１１・・・・・・第１攪拌槽、１２・・・・・・硫酸
ばん土、１３・・・・・・第２沈殿池、１４・・・・・
・処理水、１７・・・・・・シックナー、２０・・・・
・・第２攪拌槽、２１・・・・・・カチオンポリマー、
２２・・・・・・機械脱水機、２５・・・・・・薬剤混
合槽、２６・・・・・・硫酸第１鉄、２７・・・・・・
消石灰、３１・・・・・・生し尿、３２・・・・・・生
物学的硝化脱窒本工程、３３・・・・・・第１脱窒素槽
、３４・・・・・硝化槽、３５・・・・・・第２脱窒素
槽、３６・・・・・・循環硝化液、３７・・・・・・ポ
ンプ、３８・・・・・・空気、３９・・・・・・流出ス
ラリー、４０・・・・・・汚泥濃縮機、４１・・・・・
・濃縮汚泥、４２・・・・・・濃縮分離水、４３・・・
・・・混合スラリー、４４・・・・・・攪拌槽、４５・
・・・・・凝集剤、４６・・・・・・シックナー、４７
・・・・・・上澄水、４８・・・・・・凝集汚泥、４９
・・・・・・フィルタプレス、５０・・・・・・脱水分
離水、５１・・・・・・脱水ケーキ、５２・・・・・・
処理水、５３，５４・・・・・・アルカリ剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アンモニア性窒素を含む有機性廃液を生物学的酸化
   処理法が遂行される工程で処理したのち活性汚泥を固液
   分離工程で分離し、該生物処理水と余剰活性汚泥との混
   合スラリーを得、該混合スラリーに少なくとも鉄系凝集
   剤を添加して該凝集剤添加後のｐＨを２〜６の酸性に維
   持しながら凝集分離工程で凝集汚泥と分離水に分離し、
   さらに前記凝集汚泥を無薬注でフィルタプレス等の圧搾
   型脱水機で脱水処理することを特徴とする有機性廃液の
   生物化学的処理方法。