JPS60232296A - 窒素化合物を含む有機排水の処理方法 - 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】 本発明は、下水、凍原等のように窒素化合物を含む有機
排水を効率的に処理浄化する有機排水の処理方法に関す
るものである。

従来より、脂肪、蛋白質、多糖類等の雑多な有機物質を
含んだ有機排水の処理浄化方法としては、一般的に、第
１図に示したように、有機物質を含んだ有機排水を第−
説窒素槽Ａに導入し、これに硝化槽Ｂよシ返送された一
部の硝化液を混合し、嫌気性雰囲気下で脱窒系微生物に
よって脱窒素処理を施行させ、この脱窒素処理施行後の
排水を硝化槽Ｂに導入し、該排水中の残留窒素成分を硝
化してから第二脱窒紫檀Ｃに導入し、これにメタノール
の如き有機炭素源物質を供給系９により添加しながら、
窒素成分を除去する処理の仕方が知られている。この処
理の仕方における第二脱窒紫檀Ｃで有機炭素源物質を添
加する目的は、その反応を促進するためであるが、この
有機炭素源物質としては、周知の如く、合成メタノール
等の市販薬品を用いるので、薬品費が嵩む外、生成汚泥
量の増加やこれに関連してエネルギー費が増加するなど
の避は得ない難点があった。

壕だ、凍原の如き高濃度の排水をそのまま、あるいは低
希釈状態で高負荷処理する従来法では、硝化槽において
は、多量の通気のために甚だしい発泡現象を伴い、曝気
装置が閉塞しやすくなって、安定した処理作業に支障を
もたらすことがあるばかりでなく、特に夏期においては
、生物反応熱の蓄積も加わって反応阻害を起しやすくな
るところから、冷却が必要になるなどのもろもろの欠点
があった。

本発明は、上述の如き従来技術の難点なり欠点なりに鑑
み、窒素化合物を含む有機排水を生物処理するにあたっ
て、まずこのような有機排水をできるだけ曝気処理する
ことなく、高濃度状態下で有機質群を分離することによ
り、一方では脱窒系工程の前処理である硝化工程の促進
化と省エネ化を計り、他方では脱窒系工程における添加
剤として使用することにより、脱窒系工程の効率化と経
済性を高め、これによって排水処理設備の合理化が企画
し得られる窒素化合物を含んだ有機排水の処理方法を提
供せんとするものである。

上述の目的を達成するために、本発明は、窒素化合物を
含んだ有機排水を第−脱窒紫檀に導入し、これに硝化槽
より返送された所要量の硝化液を混合し、嫌気性雰囲気
下で脱窒素微生物により発酵させることによって脱窒素
させるとともに低級有機物質を生成せしめる第一工程と
、第一工程施行後の排水を、該排水中の低級有機物質を
高周波振動せしめられる疎水性多孔質膜によって分離・
濃縮する膜分離・濃縮槽部に導入し、前記排水中の低級
有機物質を分離・濃縮する第二工程と、第二工程におい
て低級有機物質が除去せられた排水を硝化槽に導入し、
該排水中の未処理の窒素成分を好気性雰囲気下で硝化す
る第三工程と、第三工程施行後の残余の排水を第二脱窒
素槽に導入し、嫌気性雰囲気下でこれに前記第二工程に
おいて分離・濃縮された低級有機物質を添加しながら、
脱窒素（３） 微生物によって脱窒素する第四工程とから構成したこと
を特徴とする窒素化合物を含んだ有機排水の処理方法で
ある。

以下、上述の本発明に係る窒素化合物を含んだ有機排水
の処理方法を、第２図以降に図示した図示の実施例によ
って、詳細に説明することとする。

まず、第２図に示したように、窒素化合物を多量に含ん
だ下水等の如き有機排水を、硝化槽Ｂにおいて処理され
硝化液返送管６によって返送された硝化液とともに有機
排水導入管１により第−脱窒紫檀Ａに導入する一方、汚
泥分離槽りで分離され、汚泥返送管８で返送された一部
の汚泥を加えて通性嫌気性の微生物を植種し、この第−
説窒紫檀Ａ内では、嫌気性雰囲気下で返送された硝化液
の脱窒素処理を行なうと同時に、排水中の有機物質を低
級有機物質に変える処理を行なわせるのである。

ところで、通性嫌気性の微生物としては、通常の活性汚
泥に含まれる微生物で、例えばシュードモナス　デニト
リフィカンス、クロストリデイウ（４） ム等の脱窒集菌等があるが、これらの微生物は、排水中
の脂肪、蛋白質、多糖類やその他これらの分解物等の複
雑な有機物質混合物を栄養源として排水中の硝酸イオン
、または亜硝酸イオンを窒素ガスに変えて脱♀累すると
ともに、これら有機物質から酢酸等の揮発性脂肪酸、ア
ルコール、アルデヒド、ケトン、アンモニア、炭酸ガス
、水素、水等の小種類の常温で液状、または気体状の低
分子物質を生成する。

すなわち、これが第一工程である。

上記第一工程において脱窒素され、かつ低級有機物質を
含んだ排水は送液管２．によって膜分離・濃縮槽Ｘに供
給され、この膜分離・濃縮槽Ｘに内装されていて、高周
波振動せしめられる疎水性多孔質膜Ｓにより低分子有機
物質を発酵液から選択的に分離・濃縮する。

これが第二工程である。

ところで、第一工程施工後の排水は、発酵液中に含まれ
ている酢酸、アルコール、ケトン等の低級有機物質が発
酵液中の水高分子と水素結合した状態にあるものである
が、この状態の低級有機物質を効率的に分離・濃縮させ
るだめの疎水性多孔質膜Ｓとしては、例えば第３図の概
略図に示したように、ポリテトラフルオロエチレン膜１
１等ＶＣ１強誘電性があり、必要に応じて二重結合を適
当に分布させたポリフッ化ビニリデン膜１２．１２ｉ、
ポリテトラフルオロエチレン膜等全ラジカル化処理した
ラジカル化膜１３．１３’ｒ介してクラッドして疎水性
多孔質膜Ｓとなし、この多孔質膜Ｓにおけるラジカル化
膜１３．１３に炭素繊維等の導電体を電極材として使用
し、この電極１４．１４を高周波電源に接続して前記ラ
ジカル化膜１３゜１３ＶＣ４５５ＫＨｚ、２５０Ｖ前後
ノ筒周波トライフヲ印加することにより、前記疎水性多
孔質膜Ｓの表面に２ＧＨｚ前後の高調マイクロ波を発生
させるようにしたものが用いられる。そして、これらの
詳細な構成は、本特許出願人が先に出願した特願昭５８
−２２１４４３号にて開示した「平板型膜分離装置」と
同様である。

さらに、分離されるべき低級有機物質がイオン性物質の
場合は、疎水性多孔質膜Ｓの外方に電位差付与用の電極
１５．１５’ｒ設け、多孔質膜Ｓ通過を促進させること
ができる。

上記の如く、低級有機物質が分離除去された排水は、送
液管２□によって硝化槽Ｂに送られ、硝化処理が施され
る。これが第三工程である。

すなわち、この硝化工程は、後続の脱窒素工程の前処理
となるもので、硝化槽Ｂ内に導入された上記の如き排水
中に含まれているアンモニア性窒素等の窒素成分を硝化
するものである。そして、この硝化を行なうために、周
知の如く、硝化槽Ｂには空気供給装置が設けられ、好気
性雰囲気を保つようになされているが、本発明において
は、第二工程において酢酸等の低級脂肪酸やメチルアル
コール等の低級アルコール等の低級Ｍ様物質は分離除去
されているので、硝化槽Ｂにおける硝化反応は、比較的
少ない空気吹込み量でも迅速に行なわれるほか、発泡が
少なく、空気供給装置の目詰り並びに汚泥の生成量が少
なく、夏期においても過度の温既上昇を起すことがなく
、運転や汚泥処（７） 理が極めて容易となる。

上記の如くして硝化反応の完了した排水、すなわち処理
液は、嫌気性雰囲気に保たれた第二腕窒素槽Ｃへと送液
管３にて送られ、排水中の脱窒素微生物によって脱窒素
される。これが第四工程である。

ところで、上記の脱窒素微生物としては、前記通常の活
性汚泥、シュードモナス　デニトリフィカンス、チオバ
チルス　デニトリフィカンス等があり、これらの脱窒素
微生物による生物化学的反応を促進するために、これも
周知の如く、その栄養源となる有機炭素源物質をこの第
二腕窒素槽Ｃに添加する必要があるが、この栄養源とし
て、本発明においては、第二工程において分離・濃縮し
た低級脂肪酸、低級アルコール、ケトン等の低級有機物
質溶液を、その給送管２．によって供給利用する。

上述の如くして処理された排水は、これも周知の如く、
さらに遠心分離機や凝集濃縮部を備えた汚泥分離槽りへ
と送られ、汚泥を分離し、これに（８） よって浄化された処理水は系外へと放流管５により放流
されるのである。

なお、本発明においては、硝化槽Ｂにおける硝化反応を
有効に行なわせる目的をもって、第−脱窒紫檀Ａに供給
される排水中の窒素化合物の濃度等に応じて硝化槽Ｂに
て処理された硝化液の第−脱窒紫檀Ａへの返送量を適宜
調節することができる。また、各工程の生物処理に必要
な微生物は、汚泥分離槽りから排出される汚泥を返送管
８によって環流させ、第一工程、第二工程、第三工程お
よび第四工程へと順次流動させるようにして供給、補給
する　ようにすることもできる。

さらに、また排水に対しての処理作用を営む微生物は、
第−脱窒紫檀Ａ、硝化槽Ｂおよび第二脱窒素槽Ｃ内のそ
れぞれに予め固定しておいてもよい。これは、これらの
各槽内に微生物が付着する砂、ハニカム等の充填材を装
填しておき、通常の下水処理場の沈澱槽等より排出され
る余剰汚泥を植種した後、しばらく有機排水を流通させ
、充填材の表面にそれぞれの工程施行用槽で必要とする
微生物を付着・固定させるようにするのであるが、この
充填材の形状、サイズ、あるいは排水の流動速度や方向
等を調節することにより、微生物を固定せしめる充填材
を固定床用としてではなく、流動床用として使用するよ
うにしてもよい。その他、微生物の固定方法としては、
カラギーナン等の天然高分子物質を用いる手法や限外沢
過膜を用いる手段等があるが、いずれも本発明に用いる
ことができる。そして、このような手法、手段によると
きは、当然のことながら、前記の返送管８は必要不可欠
のものではなくなる。

その他、本発明の処理方法、従来からの排水処理方法を
適宜取捨選択して任意に付加することもできる。例えば
、第二脱窒紫檀Ｃの後に再曝気槽を設置し、第二脱窒紫
檀Ｃでの処理施行後の処理液に空気を飽和させることに
より、第二脱窒紫檀Ｃにて過剰に添加された有機炭素源
物質の除去を計ることなどの手法、手段を適宜付加し、
処理の万全化を計るようにしてもよいことは勿論のこと
である。

以上の記載、説明から明らかなように、本発明に係る処
理方法によれば、窒素化合物を含んだ有機排水を、後続
処理工程にて処理された硝化液の相当量とともに第−脱
窒紫檀に導入し、嫌気性雰囲気下で脱窒素微生物による
発酵により脱窒素させるとともに低級Ｍ様物質を生成し
、この低級有機物質を膜分離によって選択的、かつ高効
率的に分離・濃縮除去してから排水を硝化し、この硝化
された排水、すなわち硝化液に脱窒素処理を施す際に、
脱窒素微生物の栄養源として前記分離・濃縮した低級有
機物質を利用するようになしたるか故に、排水処理に要
するエネルギーと時間とを節約できるばかりでなく、既
に記述したように、発泡と発熱の抑制、さらに処理施設
の簡素化、小型化等をも図り得ることとなった。

実施例 下水処理場の最初沈澱池上澄水の浄化処理を本発明の処
理法により行なった。

上澄水け、ＢＯＤ１４０ｐｐｍ、不活性浮遊固形分６０
ｐｐｍ、全窒素３０ｐｐｍであった。

（１１） 一方、処理装置として、第２図における各処理槽の有効
容積が第−脱窒素槽３１、硝化槽８１、第二脱窒素槽２
１となるようにしたものを作り、前記上澄水５０１７日
、硝化槽流出液１５０１／日、さらに汚泥分離槽より排
出される固形分１２，０００ｐｐｍの分離流出の汚泥５
０１／日のいずれをも第−脱窒紫檀に供給するようにす
る。他方、硝化槽流出液の一部１００１／日は第二脱窒
系槽に供給し、脱窒素処理後、汚泥分離槽を経て処理水
５０１／日と分離流出汚泥５０１／日とした。

そして、第−脱窒紫檀流出液は、膜表面積が５０ｃｒｒ
ｔで、４５５ＫＨｚ、２５０Ｖの高周波ドライブを印加
し、２　ＧＨｚ前後の高調マイクロ波を膜表面に発生さ
せである疎水性多孔質膜に接触せしめ、ＢＯＤにして２
ｇ／日の割合いで、酢酸ヲ主成分とする約１０％の水分
を含む濃縮された低級有機物質を得、これ全有機炭素源
として第二脱窒系槽に加えた。また、硝化槽に対しては
、毎分０，１１の割合いで空気を吹込んで硝化した。

こうして、ＢＯＤ１８ｐｐｍ、浮遊固形分３０　ｐ　ｐ
ｍ。

（１２） 全窒素３．５　ｐ　ｐｍの処理水を得た。硝化槽におけ
る発泡は全く認められ々かつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来よシの窒素化合物を含む有機排水の処理の
仕方を示すフローシートで、第２図は本発明に係る窒素
化合物を含む有機排水の処理方法を示すフローシートで
あり、第３図はその膜分離・濃縮槽部の内部構成説明用
概略図である。なお、図中の同一符号は同一または均等
な構成部分を示すものである。 Ａ、第−脱窒紫檀　Ｂ；硝化槽 Ｃ：第第二脱窒槽槽　Ｄ、汚泥分離槽 １；有機排水導入管 ２、２．　、２□、３，４；送液管　５：放流管６：硝
化液返送管　８：汚泥返送管 ９：有機炭素源物質の供給系 Ｘ；膜分離・濃縮槽 ２３：給送管 Ｓ、疎水性多孔質膜 １１；ポリテトラフルオロエチレン膜 １２：ポリフッ化ビニリデン膜 １３．ポリテトラフルオロエチレン膜等をラジカル化処
理したラジカル化膜 １４．１５；電極 特許出願人　三機工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窒素化合物を含む有機排水を第−説窒素槽に導入し、こ
   れに硝化槽より返送された所要量の硝化液を混合し、嫌
   気性雰囲気下で脱窒系微生物によって発酵させることに
   より脱窒素させるとともに低級有機物質を生成せしめる
   第一工程と、第一工程施工後の排水を、該排水中の低級
   有機物質を高周波振動せしめられる疎水性多孔質膜によ
   り分離・濃縮する膜分離・濃縮槽に導入し、前記排水中
   の低級有機物質を分離・濃縮除去する第二工程と、第二
   工程において低級有機物質が除去せられた排水を硝化槽
   に導入し、該排水中の未処理の窒素成分を好気性雰囲気
   下で硝化する第三工程と、第三工程施工後の残余の排水
   を第二脱窒素槽に導入し、嫌気性雰囲気下でこれに前記
   第二工程において分離・濃縮された低級有機物質を添加
   しながら、脱窒系微生物によって脱窒素する第四工程と
   からなることを特徴とする窒素化合物を含む有機排水の
   処理方法。