JPS60896A - し尿処理方法 - 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、し尿の処理方法に関し、特に、活性汚泥の固
液分離方法に大きな特徴をもつものである。

従来、し尿処理は１０〜２０倍量の希釈水を添加して大
容量の曝気槽を用いて生物処理（活性汚泥処理が一般的
）されているが、最近は希釈水を全く添加しないか、又
は希釈倍率数倍で生物処理されることが多くなってきた
。また従来の生物処理槽のし尿の滞留日数は２５〜３０
日と長時間であり、大容量の曝気槽を必要とし設置面積
、建設費が大きいという問題点があるため、生物処理槽
内に維持するべき生物量（ＭＬＳＳ）をさらに高濃度に
することによって生物処理槽のコンパクト化を図る試み
が増えている。この考え方を高負荷処理プロセスと呼ぶ
。

例えば、従来プロセスのＭＬＳＳが５ｏｏｏｑ、４程度
に対し２００００１ｆＩＡという高濃度にＭＬＳＳを維
持すれば生物処理槽の容積は務に縮少でき高負荷処理が
可能になるわけである。

ところが、今までの活性汚泥の固液分離法の主流である
重力沈殿法では、列置２００００　ｍｙ／ｌという高濃
度のＭＬＳＳを生物処理槽内に維持することは困難であ
る。何故ならば、活性汚泥スラリーの沈降速度はＭＬＳ
Ｓが増加するほど著しく減少するため、ＭＬＳＳ　２０
０００■４という高濃度のＭＬＳＳを重力沈殿させるこ
とは、実質的に不可能に近いことであシ実用的でないか
らである。このため高負荷処理プロセスでは活性汚泥の
固液分離に遠心分離機（デカンタ−型が多い）を採用し
、強制的に活性汚泥を分離するようにしている。しかし
ながら、遠心分離法は消費動力が犬きく、装置価格が高
いという問題点がある。

もう一つの固液分離法として加圧溶解空気による浮上分
離法が知られているが、この方法もやはシ空気を加圧下
に溶解するためのコンプレッサおよび高圧ポンプが必要
であるため、遠心分離法と同程度の消費動力を必要とす
るという問題点がある。しかも活性汚泥フロックの性状
の変動によって、加圧溶解状態の空気が減圧されて発生
する微細気泡が活性汚泥に効果的に付着しない場合もあ
る。

本発明はこのような重力沈殿法、遠心分離法および加圧
溶解空気による浮上分離法のもつ諸欠点を極めて効果的
に解決し得る新方法を提供するものである。

すなわち本発明では、次のような新しい概念を導入する
。し尿のような発泡性有機性廃水を生物処理すると曝気
槽において激しい発泡が起き、この現象はし尿の希釈倍
率が低いほど、またＭＬＳＳ濃度が高いほど激しく起き
る。この泡を放置しておくと生物処理槽から溢れだ、し
大きなトラブルとなり、生物処理そのものも機能しなく
なる。

そこで今までは′消泡剤を添加したシ、消泡機を設置し
て泡を消すことに多くの努力が集中されている。つまり
、従来は発泡現象は極めて好ましくない現象としてしか
認識されていなかったのである。

しかし本発明者は、発泡現象を何かに利用できればむし
ろ好都合な現象であるとの認識に到達した。

本発明者は、し尿の無希釈処理における生物処理工程の
曝気槽での激しい発泡現象を子細に観察したところ、泡
は単なる泡だけでなく泡の表面に多量の微生物（活性汚
泥）が付着していることを発見した。このことから、発
泡現象をうまく利用すれば、し尿処理における活性汚泥
の固液分離が可能になるのではないかという従来なかっ
た着想に到達したのである。

つまシ、生物学的硝化脱窒素処理が行なわれ生物処理槽
から流出する活性汚泥スラリーを、該生物処理部に後続
して設けられた生物処理兼固液分離槽に導き、ここで曝
気を行ない積極的に発泡させるようにする（曝気用気体
としては空気のほかに窒素、酸素など水に難溶性の気体
が使用できる）。

生物学的硝化脱窒素処理槽内では発泡をできるだけ押え
るようにするのに対し、ここでは全く逆に、できる限シ
発泡を起こすようにさせるのである。

この結果、生物処理液中の活性汚泥フロックが泡の表面
に付着して濃縮される。

このように本発明者は、し尿を無希釈ないし希釈水量を
し尿の５倍量以下とする低希釈率で生物処理する場合の
特性である易発泡性をたくみに利用し、合理的に高濃度
の活性汚泥を固液分離する方法を確立したものである。

しかも、との発泡を利用した固液分離部において、嫌気
的（この場合は窒素ガスで曝気する）又は好気的に（こ
の場合は酸素含有ガスで曝気する）曝気するので、前段
の生物学的硝化脱窒素工程において除去しきれなかった
１％−Ｎ、　ＮＯよ−Ｎ、ＢＯＤがさらに生物によって
除去されるという二重の効果が発揮される。つまり、高
度の生物学的浄化工程が同時に活性汚泥の固液分離機能
をもっという従来みられなかった複合機能を発揮する。

なお、この生物処理兼固液分離槽では活性汚泥が泡に付
着して浮上するので、水面下の部分の液相に存在する微
生物の量が低下するため微生物反応速度が減少するが、
この対策としてハニヵムチー−ブや網などの微生物付着
媒体を配設することによって、微生物付着媒体に付着し
た微生物と浮遊している活性汚泥の一両者によって生物
処理を進行させると非常に効果的である。

すなわち本発明は、し尿に５倍量以上の希釈水を添加す
ることなく生物学的硝化脱窒素工程で処理したのち、活
性汚泥スラリーを該生物学的硝化脱窒素工程に後続する
生物処理兼固液分離工程に導き、該工程において窒素又
は酸素含有ガスによって曝気し、それぞれ嫌気性生物処
理又は好気性生物処理を行ないつつ発泡させて活性汚泥
を泡に付着せしめ、この泡を前記生物学的硝化脱窒素工
程にリサイクルすることを特徴とするし尿処理方法であ
る。

次に、本発明の一実施態様を図面を参照しながら説明す
る。

除渣し尿１は希釈水を添加されることなく生物学的硝化
脱窒床処理工程の脱窒紫檀２に循環硝化液３と共に流入
する。脱窒紫檀２内の液は硝化槽４に流入し空気５によ
シ曝気されるが、ここで激しく発泡するので硝化槽４の
水面上部には回転インペラによる消泡機６が設けられ泡
７を消すようになっている。

しかして、生物学的硝化脱窒素工穆から流出する活性汚
泥スラリー８は高度生物処理兼固液分離槽９に流入する
。この固液分離槽９にはカバーが設けられ、発生したガ
ス１０（窒素ガスが主成分）を循環することによって微
細気泡が散気されている。

固液分離槽９では活性汚泥スラリー８中に含まれる硝酸
性又は亜硝酸性窒素（ＮＯｘ　Ｎ　）を生物学的に脱窒
素するとともに、散気によって激しく発泡させ、泡に活
性汚泥が付着したスカム層１１を形成させる。

固液分離槽９においては、硝化槽４とは全く逆にできる
だけ発泡させて、この泡の表面に活性汚泥を付着させる
ようにするため、消泡機の設置ないし消泡剤の添加は好
ましくない。また５倍量以上の希釈水を添加すると固液
分離槽９での発泡が極めて少なくなるので極めて好まし
くない。また、散気する気泡径はできるだけ細かいほど
発泡し易すいので一層好ましい。

スカム層１１には高濃度（汚泥濃度４〜５チ）に活性汚
泥が濃縮されているので、このスカムを硝化槽４にリサ
イクルする（なお、管路１２を設けておけばスカムは自
重によって自動的に硝化槽４に流入するので、とくにポ
ンプは必要でない）。またスカム層１１のスカムの一部
は汚泥脱水工程１７に供給し、スカムに付着している活
性汚泥を脱水する方法も採用でき、従来必要であったシ
ックナー等が不要になるという重要な効果がある。

なお、スカムのリサイクルは脱窒紫檀２に対して行なっ
ても構わない。また固液分離槽９は大気開放にしておい
てもよく、この場合には核種において好気性反応すなわ
ちＢＯＤ成分の高度の除去、アンモニアの硝化反応ない
し好気的脱窒素現象が進行する。

このように、スカムの生物学的硝化脱窒素工程へのリサ
イクルが本発明の最重要ポイントの一つであシ、従来に
その類例を見ないものである。

しかして、固液分離槽９からの流出液１３は、従来の遠
心分離工程の分離水又は沈殿池の上澄水に相当するもの
で１、後続する凝集分離工程１４においてＳＳ、　ＣＯ
Ｄ、色度、リン酸が高度に除去される一方、凝集汚泥１
６が各種脱水機にて脱水される。

なお、１５は高度処理水、１８及び１９はプロワ−であ
る。

以上の説明では生物学的硝化脱窒素工程として硝化液循
環タイプを例にあげたが、他の任意のタイプ（ステップ
式、好気的脱窒素代、一槽弐など）を適用できることは
申すまでもない。

本発明によれば、次のような重要効果を得ることができ
る。

■　消費動力が大きく装置価格が高価な遠心分離機、加
圧溶解空気浮上分離装置を使用することなく確実に高濃
度の活性汚泥を固液分離できる。

従って省エネルギー効果が大きく、維持管理も容易でア
シ、装置価格も安価である。

■　起泡剤を添加する必要がなく、原液自身の易発泡性
を利用するので維持費が安価である。

■　し尿の高負荷処理プロセスを円滑・効率良く遂行で
き、したがって生物処理槽のコンパクト化が可能になる
うえ、高度に浄化された生物処理水が得られる。

実施例 神奈川県逗子市某し尿処理場において、し尿処理量１０
ｋｔ１日の規模で本発明の効果を実証した。

除渣し尿を滞留日数の６日の硝化液循環生物学的硝化脱
窒素工程で無希釈処理したのち、生物処理工程から流出
するＭＬＳＳ　２００００　’ＩＶＹの活性汚泥スラリ
ーを水深３．５ｍ、滞留時間１０時間の曝気発泡槽に供
給し、該曝気発泡槽の底部に据え付けた水中エアレータ
（ポンプの吐出水流をエジェクター内に通過させ、エジ
ェクターに空気または窒素ガスなどの気体を吸引し気液
混相流状で曝気するもの）によって発泡させ、活性汚泥
を泡に付着させてスカムを形成させた。

曝気発泡槽水面上のスカム（汚泥濃度４〜５チ）は生物
処理工程に返送し、曝気発泡槽から流出するＭＬＳＳ　
１０００〜５０００η７４の活性汚泥混合液に塩化第２
鉄を３ｏｏｏ塾４添加後Ｃａ（ＯＨ）ｚでｐＨ４〜５に
中和し、さらに高分子凝集剤を加えて造粒し、ウエツ？
ワイヤスクリーンでフロックを分離し、分離フロックを
スクリュープレスで脱水した結果、含水率５９〜６３％
の脱水ケーキが得られた。以上の結果、活性汚泥の分離
に遠心濃縮機、沈殿池を使用することなく安定した固液
分離が可５能であることが確認された。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の一実施態様を示すフローシートである。 １・・・除渣し尿、２・・・脱窒木樽、３・・・循環硝
化液、４・・・硝化槽、５・・・空気、６・・・消泡機
、７・・・泡、８・・・活性汚泥スラＩＪ−１９・・・
固液分離槽、１０・・・ガス、１１・・・スカム層、１
２・・・管路、１５・・・流出液、１４・・・凝集分離
工程、１５・・・高度処理水、１６・・・凝集汚泥、１
７・・・汚泥脱水工程、１８　、１９・・・プロワ−０
特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
千　１）　捻 回　丸　山　隆　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シ尿に５倍量以上の希釈水を添加することなく生物
   学的硝化脱窒素工程で処理したのち、活性汚泥スラリー
   を生物処理兼固液分離工程に導いて曝気することによシ
   生物処理を行ないつつ発泡させて活性汚泥を該泡に付着
   せしめてスカムを形成し、該スカムを前記生物学的硝化
   脱窒素工程にリサイクルすることを特徴とするし尿処理
   方法。 ２、前記生物処理兼固液分離工程が、微生物付着媒体を
   備えた処理槽を使用して行なわれるものである特許請求
   の範囲第１項記載の処理方法。 ３、前記生物処理兼固液分離工程で発生したスカムの一
   部を、汚泥脱水工程で処理する特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の処理方法。