JPS59109295A - 汚泥処理方法 - Google Patents

汚泥処理方法

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Publication number
JPS59109295A
JPS59109295A JP57218120A JP21812082A JPS59109295A JP S59109295 A JPS59109295 A JP S59109295A JP 57218120 A JP57218120 A JP 57218120A JP 21812082 A JP21812082 A JP 21812082A JP S59109295 A JPS59109295 A JP S59109295A
Authority
JP
Japan
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sludge
phosphorus
tank
anaerobic
under
Prior art date
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Pending
Application number
JP57218120A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Yoshiki
吉木 純一
Isao Joko
勲 上甲
Shigeki Sawada
沢田 繁樹
Chuichi Goto
後藤 忠一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Kurita Water Industries Ltd filed Critical Kurita Water Industries Ltd
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Publication of JPS59109295A publication Critical patent/JPS59109295A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はリンを含む汚泥の処理方法、特に生物学的脱
リン工程から排出される余剰汚泥の処理に適した汚泥の
処理方法に関するものである。
下水等の有機性廃水を、活性汚泥法等の生物処理法によ
り処理したときに発生する余剰汚泥には、ボl lン酸
の形でリンが含まれており、特に生物学的脱リン工程か
ら発生する余剰汚泥には多量のリンが含まれている。従
来のリンを含む汚泥の処理方法は一般的な汚泥処理方法
と同様に、汚泥濃縮槽で濃縮したのち、脱水処理あるい
は消化処理を行っているが、汚泥濃縮槽等において嫌気
性に保たれた際に汚泥中のリンが正リン酸となって溶出
するという問題があった。
このようにリンが溶出した分離液を生物処理工程にその
まま返送すると、原水中のリン濃度が高くなるため、消
石灰を添加してリン酸カルシウムとして沈殿させている
が、生成するリン酸カルシウムは微細なため、固液分離
が困難であり、また濃縮された汚泥が嫌気状態に維持さ
れると、さらにリンが溶出し、別途処理する必要がある
などの問題もあった。
この発明は以上のような従来の問題点を改善するための
もので、汚泥をカルシウムイオンの存在下であって、か
つpH6〜95の条件下に維持して嫌気性処理すること
により、リンを溶出させるとともに結晶化し、これによ
り分離液へのリンの流出を防止し、かつ濃縮汚泥の処理
を容易にすることができる汚泥処理方法を提供すること
を目的としている。
この発明はリンを含有する汚泥を、カルシウムイオンの
存在下であって、かつpH6〜95の条件下に嫌気性状
態に維持して、リンを溶出させるとともに結晶化し、次
いで固液分離することを特徴とする汚泥処理方法である
以下、この発明を図面により説明する。図面は本発明の
一実施態様を示す系統図で、生物学的脱リン工程の余剰
汚泥処理に本発明を適用した場合を示している。図面に
おいて、1は最初沈殿槽、2は脱窒槽、6は嫌気槽、4
は曝気槽、5は最終沈殿槽で、シリーズに接続され、生
物学的脱リン工程を形成している。6は汚泥滞留槽であ
る。
まず生物学的脱リン工程から説明する。図面の最初沈殿
槽1は必ずしも必要ではないが、原水管7から流入する
原水を沈殿分離し、固形物を沈殿汚泥さして排泥管8か
ら排出するものである。沈殿槽1の上澄水は、返送管9
の返送汚泥とともに原水供給管10から脱窒槽2へ供給
する。
脱窒槽2および嫌気槽6はほぼ同様の構成となっており
、空気を遮断した状態で緩やかに撹拌して、嫌気処理を
行えるようになっている。脱窒槽2は嫌気性処理工程に
含まれ、返送汚泥中に硝酸イオンまたは能硝酸イオンが
含まれる場合に脱窒するためのもので、これらが含まれ
ない場合には省略してもよい。ここで硝酸イオンまたは
亜硝酸イオンを含む返送汚泥と原水とを混合して嫌気性
に保つと、脱窒細菌が優勢となって、硝酸イオンおよび
亜硝酸イオンが消費されて窒素として放出される。
こうして硝酸イオンおよび亜硝酸イオンが消費された混
合液を嫌気槽乙に移し、脱窒と同様の操作で嫌気性処理
工程を行う。嫌気槽6では硝酸イオンおよび匝硝酸イオ
ンが存在しないため、脱窒細菌を含む通性嫌気性菌は体
内のリンをエネルギー源として消費し、リンを放出し、
 BODを吸着ないし吸収する。返送汚泥中に硝酸イオ
ン等が存在しない場合で、かつ、脱窒槽2を省略した場
合も同様の現象が起こる。嫌気槽6の混合液は一部づつ
連絡管11から曝気槽4へ送り、曝気槽4において散気
管4aから通気して曝気し、好気性処理工程を行う。こ
こで活性汚泥中の微生物は液中のリンを摂取するととも
に、BODを分解する。
こうして混合液中の有機物およびリン酸塩は除去される
。曝気された混合液は一部づつ連絡管12から最終沈殿
槽5に送って沈殿分離を行い、沈殿固形分は排泥管13
から取出し、一部を返送汚泥として返送管9から返送し
、残部を余剰汚泥として排出する。上澄水は処理水管1
4から処理水として取出し、生物学的脱リン工程を終る
余剰汚泥の処理は、排泥管13から余剰汚泥を汚泥滞留
槽6に導入し、ここで薬注管15から消石灰を添加し、
カルシウムイオンの存在下であって、かつpH6〜95
の条件下、すなわちリン酸カルシウムが生成する条件下
に1〜2日間滞留させ、空気を遮断した状態で緩やかに
撹拌して嫌気処理を行う。なお余剰汚泥を汚泥滞留槽6
に導入する際、予め遠心濃縮機等(図示せず)で濃縮し
ておくと、汚泥滞留槽6の槽容量が小さくてすみ、好ま
しい。汚泥滞留槽6の構造は脱窒槽2および嫌気槽3と
同様の構造となっているが、段階的に蛇行して流れるよ
うに複数の室に分割されており、薬注管15は各室に分
流して接続し、第1室6aに排泥管16が接続し、最終
室6nから連絡管16が濃縮槽17に接続している。
リンを含む汚泥は石灰の添加の有無に拘らずに汚泥中に
含まれるリンが溶出する。この現象は嫌気槽6において
リンが酸量するのと同じ現象であって、汚泥を嫌気槽3
において撹拌すると、汚泥中の微生物は体内に蓄えてい
たリン化合物(ポリリン酸のマグネシウム塩)をエネル
ギー源として消費し、リン(正リン酸)を放出するもの
である。
汚泥滞留槽6では薬注管15から消石灰が添加サレ、ヒ
ト゛ロキシアバタイトが生成する条件に保たれているの
で、溶出したリンが所定濃度(過溶解度)以」二になっ
たときに、リン酸イオンとカルシウムイオンの反応によ
ってリン酸カルシウムの微細な結晶が発生ずる。それ以
後の時間経過によって汚泥中から放出されるリンは、常
にリン酸カルシウムの溶解度より高く、かつ過溶解度以
下の条件(準安定域)で、リン酸カルシウムの結晶と接
触することになるため、結晶の成長現象によってリン酸
イオンが不溶化されていく。
リン酸カルシウムの生成によって消石灰は消費されてい
くので、汚泥滞留槽6に薬注管15から消石灰を分注し
、常にリン酸カルシウムが生成する条件に保つ。リン酸
カルシウムが生成する条件とは、カルシウムイオンの存
在下であって、かつ1)H6〜95の範囲であり、汚泥
の性状あるいは生成させるリン酸カルシウムの種類等に
よって具体的には異なってくる。生成させるリン酸カル
シウムとしては、溶解度が小さいヒドロキシアパタイト
が好ましく、この場合、カルシウムイオン10〜100
■/F、pH6〜9.5である。ヒドロキシアパタイト
が生成する場合の反応は通常次式により表わされる。
5Ca2++ろHPO4+40)]′:+Ca 、(O
Tコ)(PO4)3 + 5H20−(1)pH6未満
では溶解度の低いリン酸カルシウムが生成ぜす、またp
H9,5を越える古、汚泥の沈降性が悪くなり、以後の
汚泥濃縮、脱水に悪影響を及ぼす。カルシウムイオンの
濃度は、最初にリン酸カルシウムの過溶解度以上となり
、それ以後は準安定域となれはよく、この濃度はリン濃
度およびpl(と相関性を持つので、上限はなく、一度
に必要量(溶出するリンと等モル程度)を添加してもよ
いし、分注してもよい。この場合消石灰は所定pHを維
持する限度とし、残部は炭酸カルシウム、塩化カルシウ
ム等とすることができる。
カルシウムイオンはリンが溶出し始める前に添加してお
く必要があり、リン濃度が高くなってから消石灰を添加
すると、凝集反応により微細な結晶が多量に生成するた
め、固液分離が困難となる。
これに対し本発明のようにリンの浴出前にカルシウムイ
オンを存在させ、所定pHに維持すると、最初に少量の
微細結晶が析出し、これが順次晶析により生長するとと
もに、結晶が汚泥に付着し、一体となった形で反応が進
行するので、汚泥の沈降性が良くなるとともに、脱水性
も改善される。また析出したリン酸カルシウムはヒドロ
キシアパタイトで代表される溶解度の極めて小さい結晶
となっているため、通常の条件下(pH中性領域)では
、嫌気、好気などの条件変動にかかわりなく安定化しい
るのでその後の取扱が容易である。
汚泥滞留槽6における嫌気度を高めるために、汚泥管1
8から初沈汚泥を混合して処理してもよく、これにより
リンの放出速度を速めることができるとともに、汚泥滞
留槽6における滞留時間をコントロールすることができ
る。この場合、初沈汚泥を混合しても、リン酸カルシウ
ム結晶からリンが溶出することはない。
汚泥滞留槽6で嫌気処理を行った汚泥は連絡管16から
濃縮槽17に導入され、ここで固液分離して濃縮される
。汚泥滞留槽を出る汚泥はpH8以上となっていること
が多いが、濃縮槽17で滞留中に晶析が進行してpHが
中性付近(pH7〜7.5 )に低下し、カルシウム濃
度も低下することがあるので、薬注管20から石灰、炭
酸カルシウム、塩化カルシウム等を添加してリン酸カル
シウムが生成する条件を維持し、濃縮槽17で汚泥から
溶出するリンをリン酸カルシウムにするのが望ましい。
汚泥はリン酸カルシウム結晶を含むため沈降性は良く、
濃縮効果は太きい。
濃縮槽17の分離液は若干のリンを含むので、返送管1
9から原水供給管10へ返送する。濃縮汚泥はそのまま
脱水処理してもよいが、図面では混合槽21において薬
注管22から石灰、炭酸カルシウム、塩化カルシウム等
を添加、混合して消化槽23で消化処理するようになっ
ている。消化槽23にも必要により集注管24から石灰
等を添加し、リン酸カルシウム生成条件に維持すること
ができる。消化汚泥は汚泥管25から排出されるが、必
要により第2消化槽26においてさらに消化してもよい
。消化槽23.26においても嫌気性に保たれるのでリ
ンが溶出するが、リン酸カルシウムとして固定され、一
方リン酸カルシウムからのリンの溶出はない。消化槽2
3.26では結晶が十分成長しており、高温で滞留時間
が長いため晶析効果が大きく、リン除去率も高い。
濃縮槽17の濃縮汚泥を直接脱水するには、凝集剤等を
添加してフロックを生成させ、脱水機により脱水する。
この場合もリン酸カルシウム生成条件を維持することに
より、リンが分離液に漏出するのを防ぐことができる。
この分離液も若干のリンを含むため原水供給管10へ返
送される。脱水は通常濾過脱水、遠心脱水等が行われる
が、リン酸カルシウムが付着しているため、脱水性は良
く、ケーキの広がり、ケーキ剥離性も改善され、ベル1
−プレス型脱水機では面圧増加が可能である。
なお、以」二の説明は本発明を生物学的脱リン工程の余
剰汚泥に適用した例を示したが、本発明は他の汚泥にも
適用でき、一般の活性汚泥処理法における余剰汚泥、そ
の他のリンを含む汚泥が対象となる。また汚泥滞留槽6
の構造も変更可能であり、嫌気処理によるリンの溶出と
リン酸カルシウムの生成に適した構成とすることができ
る。
以上説明してきたように、この発明によれば、汚泥をカ
ルシウムイオンの存在下であって、かつpH6〜95の
条件下に維持して嫌気性処理するように構成したので、
汚泥中のリンを溶出させるとともに結晶化することがで
き、分離液へのリンの溶出を少なくして生物処理を可能
とし、さらに濃縮汚泥のリンの溶出を少なくするととも
に沈降性、脱水性を改善し、以後の処理を容易にするこ
とができる。またいったん固定されたリンは再溶出しな
いので、取扱が容易になるなどの効果がある。
次にこの発明の実施例について説明する。
実施例 pHZO、アルカリ度1oomg/#、  リン濃度4
〜句、BOD100Tng/zの合成下水を嫌気槽に0
.85 h r滞留させた後、曝気槽に2.Ohr滞留
させて生物学的脱リンを行った。曝気槽のMLSSは2
000〜aooomy/lとした。次に最終沈殿槽で上
澄水を汚泥に分離し、汚泥は返送率30%となるように
嫌気槽へ返送する一方、余剰汚泥は石灰を添加してpH
9,5以下に維持され、かつ嫌気状態に維持された汚泥
滞留槽へ導入して、撹拌下に40時間滞留させて嫌気処
理した。添加したカルシウムイオンの総量は汚泥中のリ
ンと等モルである。所定の滞留時間で汚泥を一部づつ引
抜き、真空濾過して濾液中のリン濃度を測定した。なお
比較例として消石灰を添加しない場合について同様の処
理を行った。結果を表1に示す。
表 1 また脱水汚泥を灰化した後、X線回折分析を行った。そ
の結果、汚泥中にリン酸カルシウム(ヒドロキシアパタ
イト)の結晶が認められた。
表1およびX線回折分析の結果から、本発明では汚泥中
のリンが嫌気状態下でも濾液側へ移行せず、汚泥表面付
近にヒドロキシアパタイトとして捕捉されていることが
わかる。
次にカルシウムを添加した場合と、しない場合の引抜き
汚泥をメスシリンダーに入れて一定時間静置し、沈降性
を比較した。結果を表2に示す。
表2 表2の結果から本発明の場合の方が汚泥の沈降性がよい
ことがわかる。また消石灰を多量に添加してpH9,5
より高くなった場合のSVI も高くなった。
次に濃縮汚泥にジメチルアミノエチルメタクリレートの
メチルクロライド4級化物のホモポリマーを脱水剤とし
て添加し、ベルトプレス型脱水機で脱水処理したとCろ
、水切性、剥離性、ケーキの広がり性が極めて良好で、
安定して脱水処理することができた。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施態様を示す系統図であり、1は最
初沈殿槽、2は脱窒槽、贋ま嫌気槽、4番ま曝気槽、5
は最終沈殿槽、6は汚泥滞留槽、17は濃縮槽、23.
26は消化槽である。 代理人 弁理士 柳 原   成

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  リンを含有する汚泥を、カルシウムイオンの
    存在下であって、かつpH6〜95の条件下に嫌気性状
    態に維持して、リンを溶出させるとともに結晶化し、次
    いで固液分離することを特徴とする汚泥処理方法。
  2. (2)  汚泥は生物処理の余剰汚泥である特許請求の
    範囲第1項記載の汚泥処理方法。
  3. (3)余剰汚泥は、返送汚泥と廃水を嫌気処理し、次い
    で好気処理した後、固液分離して得られる余剰汚泥であ
    る特許請求の範囲第2項記載の汚泥処理方法。
  4. (4)汚泥の嫌気状態の維持は初沈汚泥を混合して行わ
    れる特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記
    載の汚泥処理方法。
  5. (5)固液分離は分離液を原水供給系へ返送するもので
    ある特許請求の範囲第2項ないし第4項のいずれかに記
    載の汚泥処理方法。
  6. (6)固液分離は分離汚泥を消化処理するものである特
    許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の汚
    泥処理方法。
JP57218120A 1982-12-13 1982-12-13 汚泥処理方法 Pending JPS59109295A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4956094A (en) * 1988-12-22 1990-09-11 Biospherics Incorporated Enhanced phosphate removal from bod-containing wastewater
CN101973683A (zh) * 2010-10-29 2011-02-16 同济大学 一种资源化处理污泥的方法
JP2017001921A (ja) * 2015-06-12 2017-01-05 東京都下水道サービス株式会社 下水処理装置及び下水処理方法、リン資源の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4956094A (en) * 1988-12-22 1990-09-11 Biospherics Incorporated Enhanced phosphate removal from bod-containing wastewater
CN101973683A (zh) * 2010-10-29 2011-02-16 同济大学 一种资源化处理污泥的方法
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