JPS5936600A - 廃水の処理方法 - Google Patents

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】 　２− 本発明はジチオン酸、ポリチオン酸を含有する廃水を生
物学的に処理する方法に関するものである。

排ガス中のＳＯｚの脱硫、　ＮＯｚの脱硝に際して排出
される廃水には高濃度のジチオン酸、ポリチオン酸ｒ　
ＮＨ３＋　ＮＯｘが含有されている。Ｉｌｉ水中のＮＨ
ｓ　＋　ＮＯｘは富栄養化の原因物質としてその除去が
望まれているが、生物学的な硝化脱窒法によって比較的
容易に除去される。しかしながら、脱窒に際してＮ０ｙ
ｃの還元剤となる有機炭素源が多量に必要であり、運転
経費の大部分を占るため憂慮されている。

一方、ジチオン酸、ポリチオン酸はＣＯＤＭｎの成分と
なるためそれらの除去が望まれているが、とりわけジチ
オン酸は生物学的にも物理化学的にも難分解性のため、
これまで種々の方法が鋭意検討されている。この中でイ
オン交換樹脂によってジチオン酸を濃縮し、湿式燃焼す
る方法が実用段階にあるが、コストが非常に高いという
欠点がある。

本発明は、以上の諸欠点を合理的に解消し、廃水の脱窒
と廃水中のジチオン酸及び／又はポリチオン酸の酸化分
解処理を的確に行うことができる処理方法を提供するこ
とを１」的とするものである。

以下、本発明を完成するに余った経過について説明り−
る。

本発明者らは、第１図に示す脱窒液循環方式の生物学的
硝化脱窒プロセスを用いて、ＮＨ５を多量に含有する火
力発電所の脱硝脱硫廃水の窒素除去を行い、極めて良い
成績を得ることができた。

第１図の方式は１発水（脱硝脱硫廃水）１中のＮＨ３を
好気的条件にある硝化槽２に導き、ＮＨｓをＮＯｘ　（
Ｎｏ　２及び／又はＮ０５）にまで酸化したのち、嫌気
的条件に保持した脱窒槽３に導き、脱窒用の還元剤９と
してメタノールを添加して脱窒菌によりＮｏよをＮ２ガ
スに１で還元分解するものである。

硝化槽２で）′１ＮＨｓの硝化によってｐＨが低下する
が、硝化菌の至適ｐＨは中性範囲にあるので、アルカリ
剤８を添加して硝化槽混合液のｐＨば中性付近に維持さ
れる。第１図の方式では脱窒に際して遊離したアルカリ
分が硝化槽２に循環され、その分硝化槽２に添加するべ
きアルカリ剤８が減少するように工夫されている。

この方式により処理水５のＮＨ５Ｎ　、　ＮＯｘ−Ｎを
それぞれｌ　ｐｐｍ以下（廃水ｌのＮＨｓ　Ｎは３ｏｓ
ｐｐｍ）にすることができたが、ＣＯＤＭｎの除去率が
極めて悪く、３０〜３５チ程度の除去率しか得られなか
った。

そこで廃水１の水量負荷を生物学的硝化脱窒に必要な１
１５にしたり、硝化槽２の水温、汚泥濃度を高めるなど
の工夫を行ってみたがＣＯＤＭｎの除去率は向上しなか
った。この理由について調査したところ、脱硝脱硫廃水
に多量に含有されているジチオン酸（８２０わが生物処
理において全く酸化されず、これがＣＯＤＭｎの除去効
率の向上しない原因であることがわかった。

処理水のＣＯＤＭｎを低減するため、本発明者らは種々
検討を加えた結果、脱窒槽３に添加する還元剤９として
メタノールの代りにＮａ２Ｓ　（硫化ソータ）を用いる
ことにより、脱窒槽３におけるＮＯｘの還元分解と、硝
化槽２におけるジチオン酸の酸化が可能になることを見
い出した。

次にこの経過を人工廃水を用いた例について述べる。

本発明者らは、還元剤９としてメタノールの代りにＮａ
２Ｓを、Ｎａ２Ｓを利用して脱窒する菌の増殖用炭素源
としてＮａ２　ＣＯｓを脱窒槽３にそれぞれ添加したと
ころ、当初はＮ０ｓｃの除去率が大幅に悪化し、大量の
ＮＯｘが処理水圧残留したが、経口的にＮｏ工の除去率
が向上し、約３週間後にはメタノール添加時と同等とな
った。Ｎ０ｓｃの除去率の向上と並行してジチＡン酸の
酸化率も向上し、処理水のＣＯＤＭｎも低減し始めた。

そこで、それまで過剰に添加してい九Ｎ’ａ２Ｂを、次
式に示す化学量論的に必要な量を過不足なく添加するよ
うにしたところ、Ｎａ２Ｓは、嫌気的条件にある脱窒槽
３で完全に消費され、その結果返送汚泥６．循環液（脱
窒液）７に随伴されて硝化槽２で酸化されることがなく
なった。

１５Ｎａ２ｓ＋２４ＮＯ５＋１２Ｉ（２０−＋１２Ｎ２
＋１５Ｎａｚ８０４＋２４０Ｈ−４１）このようにＮａ
２Ｓが好気的条件で酸化されることが完全になくなって
も、硝化槽２におけるジチオン酸酸化能力は実験終了後
の２ケ月まで劣化することがなかった。第１図のフロー
において脱窒槽３の活性汚泥は返送汚泥６．脱窒混合液
の循環によって硝化槽２へ流入することから、嫌気的条
件下でＮＯｘの酸素を利用してＮａ２Ｓを酸化し増殖し
た微生物は、好気的条件にある硝化槽２でジチオン酸を
酸化する能力のあることがわかる。なお、第１図中４は
沈殿槽、１０は再ばっ気槽である。

一方、上記活性汚泥を用いて嫌気的条件下でＮａ２５Ｋ
よるジチオン酸の還元分解を試みたところ、ジチオン酸
は殆ど分解されなかった。

Ｎａ２Ｓは脱窒の還元剤としては高価なので、次に比較
的安価な粒子状イオウを脱窒槽に充填し、脱窒混合液を
循環しない第２図の装置によって硝化。

脱窒およびジチオン酸の酸化を試みたところ極めて良好
な成績が得られた。

しかして本発明は、上記実験結果に基づいて完成された
ものであり、ジチオン酸、ポリチオン酸の少なくとも一
方および窒素分を含有する廃水な好気的工程と嫌気的工
程を有する生物処理工程で処理する際に、嫌気的工程で
イオウ又はイオウ化合物を用い−ＣＮＯｘを生物学的に
脱窒し、該脱窒により増殖した微生物な好気的工程で廃
水と接触せしめてジチオン酸お↓び／又はポリチオン酸
を酸化することを特徴とする廃水の処理方法である。

次ｒ（、本発明の一実施態様を第２図に示す装置による
実験結果に基ついて説明する。

廃水１は返送汚泥６とともに硝化槽２に流入し、Ｎ■［
３ｉｌ′ＮＯ：ｃに硝化されジチオン酸およびポリチオ
ン酸ｔま硫酸に酸化される。硝化槽２では硝化忙よって
酸が生成してｐＨが低下するため、アルカリ剤８として
Ｎａ２ＣＯ３が添加されるが、その量はＩ）Ｈコントロ
ーラ１１によってｐｌＩが中性域になるように制御され
る。一方、ジチオン酸の酸化もｐＨは中性域が最もよい
ので、硝化槽２のｐＩ（を中性域１保つようにするとよ
い。

硝化か終了した混合液１．１脱窒４１１３に流入し、Ｎ
０３ｃ＃′ｉ脱窒槽３内に充填されている還元剤９とし
てのイオウ粒子により脱窒される。イオウによる脱会反
応は化学蓋論的に次式で表わすことができる。

５　Ｓ　＋　６　ＮａＮ０３　＋　２　Ｈ２Ｏ−＋３Ｎ
２＋３Ｎａ２Ｓ０４＋２Ｈ２ＳＯ４・−・（２）この式
かられかるように脱窒に際しＨ２ＳＯ４が副生するため
、脱窒槽３混合液のｐＨが低下する。脱窒菌の活性は硝
化菌はどｐＨに影響されないが、ｐＨが５．５以下にな
ると活性が大幅に低下するので、ｐＨが６．０以上にな
るように制御することが望ましい。

脱窒槽３のｐＨコントロール用アルカリ剤８としてはＮ
ａＯＨよりもＮａ２ＣＯｓがよい。これはイオウを利用
して脱窒する微生物が自栄養細菌であり、増殖に必要な
炭素源として無機炭素を必要とするからである。

脱窒槽３内の混合液の攪拌は回転式攪拌機の如き機械攪
拌で行ってもよいが、第２図に示した如く脱窒槽３気相
部のガスを用いてプロワ−１２によるガス攪拌を採用し
てもよい。

還元剤９としてのイオウは固定されているよりも混合液
の攪拌によって流動化するようにした方が望ましい。ま
た第２図の如く脱窒槽３中に特圧イオウの充填区域を設
けず、脱窒４１１３全体にイオウ粒が分布するようにし
てもよいが、この場合はイオウ粒と混合液が均一に接触
するように、散気管あるいは散気板の数を多くシ、攪拌
ガス量も増加することが望−ましい。

脱窒槽３から流出する混合液は好気的条件にある再ばっ
気槽ｌＯに流入し、嫌気的条件において活性汚泥が溶出
した有機物を酸化して処理水質を向上させ、さらに微生
物フロックに付着している微細なＮ２気泡を大気開放下
で除去し沈殿槽４における微生物フロックの浮上を防止
する。再ばっ気槽１０における有機物の酸化およびＮ２
ガスの脱気は短時間で終了するので、混合液の滞留時間
は１時間程度で充分である。再ばっ気液は沈殿槽４で固
液分離され、処理水５は放流され汚泥は硝化槽２へ返送
される。

−１−記還元剤９としてはＮａ２Ｓ　＋イオウ粒のほか
にイオウの粉末、硫化鉄あるいはその粉末を用いてもよ
く、脱窒およびジチオン酸の酸化を同様に効果的に行う
ことができる。

また脱窒槽３の代りに第３図に示すように脱窒塔１３を
使用し、イオウ粒または硫化鉄粒の固定床あるいは流動
床にすれば、ポンプ１４の押し込み液流によって塔内の
混合液が攪拌されるので、機械攪拌あるいはガス攪拌の
設備は不要となる。なお、第３図中１５は循環液、１６
は流量調節用の弁である。

本発明の方法では脱窒工程でアルカリの生成が期待でき
ないので、第１図のフローのような硝化槽２のアルカリ
分補給のための脱窒液循環は無駄であるが、硝化槽２で
高濃度のＮＯ２が蓄積して活性汚泥にとって有害となる
場合には、脱窒液を循環してＮ０２ａ度を低下させるこ
とは有効である。

次に、本発明の実施例について、脱窒の還元剤としてメ
タノールおよびエタノールを用いた例と比較して記載す
る。実施に際しては第２図のフローを採用し、脱窒槽に
還元剤を注入する方法と充填する方法の二通りを行った
。

第１表に処理条件を、第２表に還元剤の使用条件を、第
３表に処理水の水質をそれぞれ示した。

注１）活性汚泥は下水処理場から採取したものを用い、
各実施例につＮ　１０　ＥＪ〜４０日馴養したのち処理
成績を示すデータを得た。

注２）※粉末イオウ、粉末硫化鉄の直径は０．１　ｍｍ
以下であり、また粉末を水を懸濁するに際し陰イメン界
面活性剤を添加した。

注）　ＣＯＤＭｎ　＋　８２０６は平均値第２表および
第３表かられかるように、従来のように還元剤としてメ
タノール、エタノールヲ用いた場合、脱窒は良好に行わ
れているが、ジチオン酸は酸化されずＣＯＤＭ　ｎの除
去率も悪かった。一方、イオウおよび硫化鉄を用いた場
合には脱窒もジチオン酸の除去も良好であった。

なお、硫化鉄を用いた実施ＡＦ、ＧにおいてＮ０ｓ−Ｎ
が若干残留しているが、これは硫化鉄が還元剤として利
用しすらいか、あるいは馴養期間（４０日）が短かかっ
たことによると思われる。しかしながら実施ＡＦ、Ｇの
活性汚泥は沈降性、濃縮性が他の実施例よりはるかに優
れていたので、実施例よりも高濃度のＭＬＳＳで運転す
ることが可能であり、そ１Ｌに」：ってＮＯ３の残留を
防止できると考えられる。

実施扁Ａ−Ｇにおいて硝化槽のＮＯｘはＮＯｓであった
が、実施ＡＥ、Ｇの活性汚泥を用いてＮ０２（亜硝酸）
を第２表の実施ＡＥ、Ｇの方法で脱窒させて活性汚泥を
増殖したところ、活性汚泥はＮＯ５を脱窒したときと同
等のジチオン酸酸化能力を示した。また実施ＡＥ、Ｇの
活性汚泥を用いて他のポリチオン酸例えばＳ　３０６１
８４０６　　を酸化したところ極めて容易に酸化分解さ
れることが判明した。

上記二つの実施態様においては、好気的工程。

嫌気的工程、拘げっ気工程及び沈殿゛工程をこの順序で
組合わせることによって住物学的硝化脱窒素プロセスが
構成されていたが、本発明方法はこれに限定されるもの
ではない。

ずなわち、イオウ又はイオウ化合物を使用して行う生物
学的脱窒工程と該脱窒工程で増殖した微生物の共存下で
ジチオン酸等の酸化分解処理を行う好気的生物処理工程
とを有するプロセスであるならばどのようなものでもよ
く、脱窒プロセスとしては第１図に示すような脱窒液循
環方式のほかに硝化液循環方式を採用することもできる
。また、上記好気的工程としては硝化工程単独に限らず
、ＢＯＤを酸化処理する工程を硝化工程の前段に設けた
ものなどを採用することもできる。

以上述べたように本発明は、嫌気的条件下にイオウある
いはイオウ化合物を存在せしめることによって、廃水の
脱窒と同時にジチオン酸および他のポリチオン酸を好気
的に酸化分解する能力のある微生物を増殖し、該微生物
を利用して廃水中のジチオン酸等を好気的条件下で酸化
分解するようにすしたものであり、したがって、従来方
法では除去困難なジチオン酸等を簡便なプロセス・装置
に゛より極めて高い除去率で除去できるうえ、これまで
脱窒に多量に消費されていたメタノールなどのアルコー
ルも不要となり著しい省エネル紙化が可能になると共に
維持管理も容易であるなど、多大の効果が得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基礎実験の要領を示すフローシート、
第２図及び第３図は本発明のそれぞれ異なる実施態様を
示す７０−シートである。 １・・・廃水、２・・・硝化槽、３・・・脱窒槽、４・
・・沈殿槽、５・・・処理水、６・・・返送汚泥、７・
・・循環液、８・・・アルカリ剤、９・・・還元剤、１
０・・・再ばっ気槽、１１・・・ｐＨコントローラ、１
２・・・プロワ−１１３・・・脱窒塔、１４・・・ポン
プ、１５・・・循環液、１６・・・弁。 特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
端　　山　　五　　− 同　　弁理士　千　　１）　　　稔 ５２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ジチオン酸、ポリチオン酸の少なくとも一方およ
   び窒素弁を含有する廃水を好気的工程と嫌気的工程を有
   する生物処理工程で処理する際に、 嫌気的工程でイオウ又はイオウ化合物を用いてＮＯｘを
   生物学的に脱窒し、該脱窒により増殖した微生物な好気
   的工程で廃水と接触せしめてジチオン酸および／又はポ
   リチオン酸を酸化することを特徴とする廃水の処理方法
   。 ２、　前記生物処理工程が前記好気的工程、前記嫌気的
   工程、再曝気工程および沈殿工程により構成され、該沈
   殿工程による沈殿汚泥の一部を前記好気的工程に返送し
   て行われるものである特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ３、　前記好気的工程が、生物学的硝化工程であ−１−
   ＋＋＋ る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、　前記嫌気的工程が、イオウ又はイオウ化合物を廃
   水中に懸濁させて行われるものである特許請求の範囲第
   １項、第２項又は第３項記載の方法。 ５、　前記嫌気的工程が、イオウ又はイオウ化合物の充
   填層をハｊいて行われるものである特許請求の範囲第１
   項、第２項又は第３項記載の方法。 ６、　前記好気的工程および／又は前記嫌気的工程がア
   ルカリ剤として炭酸ソーダを添加して行われるものであ
   る特許請求の範囲第１項。 第２項、第３項、第４項又は第５項記載の方法。 ｌ　前記イオウ化合物が、硫化ソーダ又は鉄系硫化物で
   ある特許請求の範囲第１項、第２項。 第３項、第４項、第５項又は第６項記載の方法。