JPS5940520B2 - 有機性廃水の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、下水、し尿、産業廃水などの有機性廃水の革
新的な処理プロセスに関し、とくに、生物処理工程、高
度処理工程、汚泥処理工程を完全に統合一体化すること
によって汚泥処理工程、高度処理工程を著しく合理化し
、省資源化することを可能にする有機性廃水の処理方法
を提供することを目的とする。

近年、下水、し尿などの有機性廃水を活性汚泥処理など
で生物処理するだけでは処理水質（とくにリン酸、Ｃｏ
Ｄｌ色度）が充分良質とならない場合は凝集沈殿、凝集
浮上などの凝集分離プロセスを生物処理と組み合わせて
処理する、いわゆる高度処理が多大の関心を集め、一部
では実プラント規模で実施され始めている。

しかしながらこの従来の高度処理は、第１図に示したよ
うにまことに単純な形態の寄せ集めプロセスであり、特
記する程の創意は認められないものである。

すなわち、原水１は曝気槽２に流入し生物処理を受は最
終沈殿池３にて活性汚泥が分離されたのち、生物処理水
４に硫酸ばん土、パック（ＰＡＣ）、塩化第２鉄などの
無機凝集剤６と高分子凝集剤（ポリマー）７を添加して
フロラキュレータ５にてフロック形成され、凝集沈殿池
８で凝集汚泥９と処理水１０に沈殿分離され、一方、生
物処理系からの余剰汚泥１１と凝集汚泥９は濃縮された
のち汚泥処理工程１２においてカチオン性ポリマー、又
は塩化第２鉄と消石灰が添加され、ベルトプレス、遠心
脱水機などで機械脱水されるというものである。

このような従来方法には次のような重大な問題点があり
、これらの問題点を効果的に解決できる新処理プロセス
が切望されるのが現状である。

■ 凝集処理工程に多量の凝集剤を使用するので処理コ
ストが膨大なものになる。

■ 多量の凝集スラッジが発生するばかりでなく、水酸
化アルミニウム又は水酸化鉄のスラッジは極めて濃縮性
、脱水性が悪い。

■ 脱水ケーキの含水率が８５％程度と極めて高いので
、乾燥、焼却、コンポスト化、埋立てなどの汚泥処分が
非常に問題になりコストも高額なものになる。

■ 汚泥脱水工程にも多量の脱水助剤を添加しなければ
ならないので薬品代が高額になる。

以上の問題点はいずれも極めて重大なものであるにもか
かわらず従来効果的な解決策がなかったためある程度や
むを得ないと考えられ、これらの問題点をかかえたまま
実施せざるを得なかったのが実状である。

本発明は、斬新な発想によって前記の問題点を解決する
ことを可能にするものであり、有機性廃水の生物処理工
程で発生する余剰汚泥と、生物処理水に鉄系凝集剤を添
加して得た凝集汚泥に酸性液を添加した汚泥とを混合す
ると、この酸性液添加汚泥が余剰汚泥の有効な脱水助剤
さなることを見い出して完成されたものである。

すなわち本発明は、有機性廃水を生物処理工程にて処理
すると共に該生物処理工程の前段もしくは後段または該
生物処理工程で鉄系凝集剤を添加する凝集処理工程にて
処理する方法において、前記生物処理工程から発生する
余剰汚泥、前記凝集処理工程から発生する凝集汚泥の少
なくとも一方又はこれら両汚泥の混合汚泥に酸性液を添
加したのち、前記両汚泥の混合汚泥をフィルタプレス脱
水機にて脱水処理することを特徴とする有機性廃水の処
理方法である。

本発明では、前記酸性液の添加対象として、■余剰汚泥
のみ、■凝集汚泥のみ、■混合前の余剰汚泥及び凝集汚
泥、■これら両汚泥の混合汚泥の４通りが可能であり、
要は、フィルタプレス脱水機で処理される汚泥が前記混
合汚泥であり、かつこの混合汚泥にＦｅｓ＋イオンが共
存していればよい０ 次に、本発明の実施態様を図面を参照しながら説明すれ
ば、第２図において有機性廃水２１は最初沈殿池（図示
せず）を通るか又はそのまま活性汚泥法など任意の生物
処理工程の曝気槽２２（なお、生物学的硝化脱窒素プロ
セス又は生物学的説リンプロセスを採用する場合には嫌
気槽（図示せず）に流入させる）に流入し生物処理を受
けたのち、沈殿池２４にて生物汚泥が分離され、生物処
理水２６はフロラキュレータ−２７で塩化第２鉄などの
鉄系凝集剤２８が添加され、凝集沈殿池２９において残
留するＳＳ 、ＣＯＤ、ＢＯＤ１色度、リン酸が除去さ
れ処理水３０が得られる。

なお、前記生物処理工程に回転円板法などの生物膜プロ
セスを採用する場合には当然、沈殿池２４を省略するこ
とができる。

しかして、生物処理工程からの余剰汚泥３１、最初沈殿
池汚泥（図示せず）及び凝集汚泥３３は合流して汚泥濃
縮工程３４で一緒に濃縮され濃縮汚泥３６となり酸処理
槽３７に流入する。

なお、余剰汚泥３１と最初沈殿池汚泥は嫌気性消化槽（
図示せず）に流入させてから消化汚泥を酸処理槽３７に
流入させることも多い。

酸処理槽３７では酸性液３８としてＨ２ＳＯ４，ＨＣＩ
Ｉ、ＦｅＣ１１３などが添加され、濃縮汚泥３６中のＦ
ｅ（ＯＨ）３が溶解されＦｅ３力が溶出する。

この場合、凝集汚泥３３のみに酸性液３８を加えてから
余剰汚泥３１と混合すれば酸性液消費量を節減できる。

しかして、酸処理槽３γからの流出汚泥は酸性のままフ
ィルタプレス脱水機４１にて脱水され脱水ケーキ４２と
脱水分離水４３に分離される。

脱水分離水４３中にはＦｅ３〜多量に含まれているので
、凝集剤として再利用するためフロラキュレータ−２７
にリサイクルされる。

このように前記流出汚泥を酸性のまま脱水して脱水分離
水を凝集処理工程へ返送して循環使用することにより、
新たに添加する鉄系凝集剤の量を大幅に削減でき、した
がって処理コストが著しく低減するうえ、凝集汚泥の発
生量が極めて少なくなり脱水ケーキ発生量が著しく減少
し処分が容易になるなどの効果がある。

なお、前記酸処理槽３７からの流出汚泥はアルカリ添加
槽３９にてＣａ（ＯＨ）２２Ｍｇ（ＯＨ）２゜ＭｇＯな
どのアルカリ剤４０を添加して中和したのち脱水する場
合もあるが、この場合は脱水分離水４３は凝集剤として
再利用できない。

第２図中、２３は空気、２５は沈殿汚泥、３２は返送汚
泥、３５は濃縮分離水である。

以上が本発明の代表的実施態様であるが第３図、第４図
に示す実施態様も可能である。

第３図例は生物処理工程の前に凝集分離工程を設けて処
理する場合（３４ａ 、３４ｂはいずれも汚泥濃縮工程
を示す）である。

第４図例は生物処理工程内に凝集剤を添加する場合であ
り、この例では曝気槽２２はフロラキュレータ−２７を
、また、沈殿池２４は凝集沈殿池２９をそれぞれ兼ねて
いる。

なお、第４図において無機凝集剤２８は生物処理水２６
にも添加してよい。

第２図乃至第４図において脱水分離水４３に過酸化水素
を添加し、数時間混和すると、脱水分離水４３中のＦｅ
３±ｆＪｉＨ２０□酸化触媒となって（フェントン反応
として知られている）Ｈ２Ｏ２の酸化力が極めて向上す
る結果、脱水分離水４３中のＣＯＤ成分、色度成分を除
去することができるので非常に好ましい。

Ｈ２Ｏ２の代わりに又はこれと併用してオゾンを添加し
てもよく、同様の効果を得ることができる。

以上のように本発明は、凝集汚泥中の鉄化合物を鉱酸で
溶解しＦｅｓ＋イオンの状態にして溶出させ、生物処理
工程からの余剰汚泥と凝集汚泥との混合汚泥中に共存さ
せ、前記余剰汚泥と凝集汚泥について互いに一方を他方
の脱水助剤として利用するように構成したものであり、
従来全く例をみない技術思想にもとづいており、次のよ
うな重要な利益を得ることができる。

■ 生物汚泥、初沈汚泥の脱水に凝集汚泥中のＦｅｓ＋
イオンを脱水助剤に利用でき、しかも凝集汚泥を酸処理
するために添加される酸性液をも生物汚泥の改質（生物
汚泥ｐＨ２〜３程度の酸性にて脱水性が改善される）に
利用できる。

この結果、生物汚泥、凝集汚泥の両者が極めて合理的に
脱水できる。

■ 汚泥の脱水に別個にカチオンポリマーを添加する必
要がなくなるので省資源、ランニングコストの低減が可
能になる。

次にパイロットプラントによって行なった本発明の実施
例を記す。

比較例 （従来法） Ｆ県■市Ｊし尿処理場では第１図に示すようにし尿を２
０倍希釈し、活性汚泥処理したのち、最終沈殿池からの
流出水の色度、ＣＯＤを除去するため硫酸ばん土５００
〜１０００〜／ｌとアニオンポリマー（アコフロックＡ
ｌ １０ ） ２．ｏｐｖｍを加え凝集沈殿処理してい
た。

活性汚泥余剰汚泥と凝集沈殿汚泥は混合したのちカチオ
ンポリマー（毎ンポ！ＪＣＦ−９００）を汚泥中のＳＳ
あたり２．０％添加して遠心脱水していたが、脱水ケー
キ含水率が８５〜８６％と高く、シかも脱水ケーキ発生
量が多く、かつ硫酸ばん土、カチオンポリマーの使用量
が多いためランニングコストが高いことに頭を痛めてい
た。

実施例 １ （本発明） 比較例の現状を根本的に改善するため、第２図に示す本
発明の実施態様を適用した。

すなわち、運転スタート時のみ塩化第２鉄（ＦｅＣＪｌ
’３）を２００〜４００ダ／ｌとアコフロックＡ−７２
０を２． Ｏ即／ ｌ添加し凝集沈殿処理した。

次に凝集沈殿汚泥を濃縮しく遠心製縮機使用）たのちＨ
２ＳＯ４を添加してｐＨ１，５〜２．０に調整し、３時
間攪拌したものを活性汚泥余剰汚泥を遠心濃縮機で濃縮
した濃縮余剰汚泥に混和せしめ、５分間攪拌したものを
フィルタプレスで無薬注で脱水した結果、脱水ケーキ含
水率７４％を得た。

フィルタプレスの脱水Ｐ液にはＦｅ３＋Ｉ’オンが溶出
してくるのでこれを凝集沈殿工程の凝集剤として再利用
した結果、新鮮なＦｅＣ１１３所要量を２０〜３０％節
約３０％。

このように、比較例に比べて汚泥脱水用のカチオンポリ
マーが不要となり、脱水ケーキ含水率が８５％から７４
％に減少し、新鮮なＦｅＣ１１３所要量が節約でき、大
幅なランニングコストの低下が可能となった。

実施例 ２ （本発明） 実施例１においてＨ２ＳＯ４添加凝集汚泥を活性汚泥余
剰汚泥に混和したものをそのまま脱水するのではなく、
消石灰を汚泥ＳＳあたり２０％加えてからフィルタプレ
スで脱水した結果、脱水ケーキ含水率は７０％となり、
沢過脱水速度が実施例１に比べて２０％向上した。

しかし、脱水ｐ液中にはＦｅ３＋ｒオンが溶出してこな
かったので脱水ｐ液を凝集剤として再利用することはで
きなかったが、その反面凝集沈殿工程で除去されたリン
酸（ＦｅＰＯ４として除去される）が脱水ｐ液中に溶出
しなくなるので、凝集沈殿処理におけるリン酸除去率が
向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法を示す系統説明図、第２図乃至第４図は
本発明の各実施態様を示す系統説明図である。 ２１・・・・・・有機性廃水、２２・・・・・・曝気槽
、２３・・・・・・空気、２４・・・・・・沈殿池、２
５・・・・・・沈殿汚泥、２６・・・・・・生物処理水
、２７・・・・・・フロラキュレータ−，２８・・・・
・・鉄系凝集剤、２９・・・・・・凝集沈殿池、３０・
・・・・・処理水、３１・・・・・・余剰汚泥、３２・
・・・・・返送汚泥、３３・・・・・・凝集汚泥、３４
，３４ａ、３４ｂ・・・・・・汚泥濃縮工程、３５・・
・・・・濃縮分離水、３６・・・・・・濃縮汚泥、３７
・・・・・・酸処理槽、３８・・・・・・酸性液、３９
・・・・・・アルカリ添加槽１，４０・・・・・・アル
カリ剤、４１・・・・・・脱水機、４２・・・・・・脱
水ケーキ、４３・・・・・・脱水分離水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機性廃水を生物処理工程にて処理すると共に該生
   物処理工程の前段もしくは後段または該生物処理工程で
   鉄系凝集剤を添加する凝集処理工程にて処理する方法に
   おいて、前記生物処理工程から発生する余剰汚泥、前記
   凝集処理工程から発生する凝集汚泥の少なくとも一方又
   はこれら両汚泥の混合汚泥に酸性液を添加したのち、前
   記両汚泥の混合汚泥をフィルタプレス脱水機にて脱水処
   理することを特徴とする有機性廃水の処理方法。 ２ 前記脱水処理行程の脱水分離水を前記凝集処理工程
   の凝集剤として再利用する特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 前記酸性液添加済の混合汚泥にアルカリ剤を添加し
   て脱水処理する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   方法。 ４ 前記酸性液を添加する汚泥を特徴とする特許請求の
   範囲第１項、第２項又は第３項記載の方法。 ５ 前記脱水処理工程の脱水分離水に過酸化水素および
   ／またはオゾンを添加する特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項又は第４項記載の方法。