JPS6094197A - 有機性廃水処理方法 - 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】 性，好気性と続く条件下で生物学的に処理する方法の改
良に関するものである。

近年閉鎖性水域の富栄養化を促進する因子として，リン
，望素が注目されておシ，この対策として物理化学的処
理方法による脱リンが種々検討されているが、物理化学
的脱リン方法においては、従来の活性汚泥処理に加えて
凝集沈殿処理や接触脱リン処理などの方法を付加する必
要があり、その建設費や運転経費さらに汚泥の処理処分
などの諸点より実用化が困難な状態にある。そこでかか
る問題を解決するため、薬品などを使用することなく。

しかも低コストで脱リンを行なう方法として。

微生物の集合体である活性汚泥を嫌気性、好気性と続く
条件下で循環培養すると、リンを過剰に蓄積する種類の
汚泥が増殖するという原理を応用した生物学的脱リン方
法が考えられている。すなわち本処理方法は第１図に示
すごとく、嫌気槽ｌ、好気槽２および沈殿槽３をそれぞ
れ設置し、活性汚泥を嫌気性、好気性と続く条件下で循
環培養することにより。

嫌気性条件下でリンを放出し、好気性条件下でリンを過
剰に蓄積する種類の汚泥を増殖させる。まずリンとＢＯ
Ｄを含む有機性廃水（原水）を原水管４を介して、また
沈殿槽３から得られる。後述するごとく、リンを過剰に
蓄積した返送汚泥を返送汚泥管５を介して、そって除去
されるが、これとは対称的に汚泥からはリンの放出が起
シ、嫌気槽１の溶液中のリン濃度は原水中のリン濃度よ
り高くなる。

すなわち嫌気槽ｌにおいては汚泥中に蓄積されているリ
ンの一部が溶液中に放出され、汚泥中のリン含有量は低
くなる。次に当該汚泥混合水を好気性条件下の好気槽２
に送給しブロワ−６により酸素を含む気体１通常、空気
を散気装置ｔ７を介して吹き込み曝気する。ここでは汚
泥中のＢＯＤおよび溶液中のＢＯＤは酸化分解を受けそ
れに伴なって急激なリンの吸収が起り、嫌気槽１で放出
されたリンと原水中のリンは汚泥内に蓄積保持され、溶
液中のリンおよびＢＯＤが除去される。さらに当該汚泥
混合水を沈殿槽３に送給する。ここでは汚泥混合水を上
澄水と汚泥に固液分離し、リンおよびＢＯＩ）が除去さ
れた上澄水を処理水管８を介して処理水として得、リン
を過剰に蓄積保持した分離汚泥の一部１通常、流入原水
量の１０〜３０％を返送汚泥として返送汚泥管５を介し
て嫌気槽１に返送するとともに２分離汚泥の残部を余剰
汚泥として余剰汚泥管９を介して系外に取り出す。すな
わち、原水中のＢＯＩ）は生物学的酸化分解により除去
され、リンは汚泥中に蓄積保持され余剰汚泥という形で
除去される。この余剰汚泥中に蓄積保持されて除去され
るリン量を式化すると。

△１〕＝△Ｓ×１）＊・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）但し、
△ｌ〕：　リン除去量 △Ｓ：発生余剰汚泥量 Ｉ）：汚泥中のリン含有率 となり２発生する余剰汚泥量は除去されるＢＯＤ量に比
例することを考えあわせると、（Ｉ）式は次式のように
変形される。

△Ｐ＝△１３０ＤＸＹＸ戸・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（２）但し、ΔＢｏＤ：
　１３ｏＩ）除去量 Ｙ：ＢＯＩ）除去量基準の汚泥発生率 （２）式をさらに変形して次式を得る。

△Ｐ／△ＢＯＩ）＝Ｙ　Ｘ　Ｐ＊・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（３）しかしながら生
物学的脱リン方法においては（３）式の右辺ＹＸＰ　は
０．０５〜０．０６が限界であり、△Ｐ／ΔＢＯＤが限
界値０．０５〜０．０６に近い値で処理されている場合
、原水の水質あるいは流量の変動等の外乱により処理水
のリン濃度が不安定になったり、あるいはΔＰ／△ＢＯ
Ｄが限界値以上になった場合処理水のリン濃度が悪化す
るという欠点を有している。特に一般的な下水中のリン
と１３０１）の比（１）／１３０Ｄ）は０．０４〜０．
０６であり、生物学内膜り／方法により下水中のリンと
ＢＯＤのほぼ全量を除去しようとする場合はほとんど臨
界条件で処理することになり、処理水のリン濃度が不安
定になることが懸念される。また従来の活性汚泥法の曝
気槽に凝集剤を添加し原水中のリンの　−はぼ全量を凝
集沈殿によシ除去する方法もあるが、原水中のリンのほ
ぼ全量が除去対象となるので凝集剤が多量に必要であり
、薬品費（凝集剤費）がかさみ、凝集剤によっては多量
に添加するために活性汚泥に毒性を示すものもあり、ま
だアルカリ度の低下によりｐ　ｌ−］が低下するものも
あるので別途アルカリ剤を添加しなければならないとい
う欠点を有している。

本発明は上記欠点に鑑みてなされたものであり、薬品費
のかからない生物学的脱リン方法を有効に活用しながら
生物学的脱リン方法により除去し得る限界値以上あるい
はそれに近い値のリンが有機性廃水中に含まれる場合に
も、具体的には有機性廃水中のリンとＢＯＩ）の比（リ
ン／ＢＯＤ）が０．０４以上となった場合にも常に安定
したリン濃度の処理水を得ることのできる有機性廃水処
理方法を提供することを目的としたものであシ、嫌気槽
、好気槽および沈殿槽をそれぞれ設置し、リン（ｍｇＰ
／　ｔ　）　／　ＢＯＤ　（ｍｇＯ／ｊ　）が０・０４
以上の有機性廃水と沈殿槽から得られる返送汚泥をまず
嫌気槽に送給して嫌気性処理を行ない２次いで当該汚泥
混合水を好気槽に送給して好気性処理を行ない２次いで
当該汚泥混合水を沈殿槽に送給して固液分離を行ない２
分離した汚泥の一部を前記返送汚泥とするとともに分離
汚泥の残部を系外に取り出して、有機性廃水を処理する
方法において、前記嫌気槽にリンと不溶体を形成する金
属化合物を添加して有機性廃水中のリンの一部を凝集処
理することを特徴とする有機性廃水処理方法に関するも
のである。

以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明方法の実施態様の一例を示すフローの説
明図であり、嫌気４１１．好気槽２および沈殿槽３をそ
れぞれ設置し、さらに嫌気槽１に圧入ポンプｌＯを介し
て凝集剤槽１１に連通ずる凝集剤注入管１２を接続し、
リンとＢＯＤを含みかつリンとＢＯＤＯ比（リン／ＢＯ
Ｉ）　）が０．０４以上の有機性廃水（原水）を原水管
４を介して、また沈殿槽３から得られる返送汚泥を返送
汚泥管５を介して、それぞれ嫌気性条件下の嫌気槽ｌに
送給するとともに。

原水中のリンの一部と凝集する量の、リンと不溶体（沈
殿物）を形成する金属化合物（以下凝集剤という。）を
凝集剤槽１１より注入ポンプ１０．凝集剤注入管１２を
介してｆｕｌｉ気槽ｌにより除去されるがこれとは対称
的にリンを過剰に蓄積した汚泥からリンの放出が起こり
。

嫌気槽１の浴液中のリン濃度は原水中のリン濃度より高
くなる。すなわち嫌気槽ｌにおいては汚泥中に蓄積され
ているリンの一部が溶液中に放出され、汚泥中のリン含
有量は低くなる。それと同時に凝集剤注入管１２より添
加される凝集剤と溶液中のリンの一部が反応して凝集フ
ロック（沈殿物）が生成され、嫌気槽ｌの溶液中のリン
濃度は添加された凝集剤の量に比例して今度は低下する
。該嫌気槽１内におい七は溶液中のリン濃度は非常に高
いので凝集剤とリンの反応速度は非常に速く確実である
。次に当該汚泥混合水を好気性条件下の好気槽２に送給
しブロワ−６により酸素を含む気体２通常、望気を散気
装置７を介して吹き込み曝気する。ここでは汚泥中のＢ
ＯＩ）および溶液中のＢＯＩ）は酸化分解を受け。

それに伴なって急激なリンの吸収が起こり。

嫌気槽１で汚泥から放出されたリンと原水中のリンのう
ち凝集剤と反応しなかったリンは汚泥内に蓄積保持され
、溶液中のリンおよび１３０１）が除去される。また嫌
気槽ｌで生成したリンの凝集フロックはそのまま好気槽
２を通過する。さらに当該汚泥混合水を沈殿槽３に送給
する。ここでは汚泥混合水を上澄水と汚泥に固液分離し
、リンおよびＢＯＩ）が除去された上澄水を処理水管８
を介して処理水として得、リンを過剰し蓄積保持した汚
泥とリンの凝集フロックを含む分離汚泥の一部２通常。

流入原水量の１０〜３０チを返送汚泥として返送汚泥管
５を介して嫌気槽１に返送するとともに２分離汚泥の残
部を余剰汚泥として余剰汚泥管９を介して系外に取シ出
す。す彦わち。

原水中のＢＯＤは従来方法と同様に生物学的酸化分解に
より除去されるが、一方リンはその一部が凝集剤との凝
集反応により、また残部のリンが汚泥中に蓄積保持され
ることにより。

いずれも余剰汚泥という形で除去される。

本発明方法に使用するリンと不溶体（沈殿物）を形成す
る金属化合物（凝集剤）にはアルミニウム塩、鉄塩、カ
ル／ラム化合物、マグネシウム塩等があり、具体的には
硫酸パン土、アルミン酸ソーダ、　ＰＡＣ（ポリ塩化ア
ルミニウム）、塩化第１鉄、硫酸第１鉄、塩化第２鉄、
硫酸第２鉄、生石灰、消石灰、塩化カル／ウム、塩化マ
グネシウム、硫酸マグネシウム等が使用できる。

なお上記した凝集剤の内、カルフラム化合物はリンと不
溶体を形成させるにはｐＨに制約があり、またマグネシ
ウム塩はアンモニウムイオンが多量に存在しないと不溶
体を形成しに＜＜、また鉄塩の内絡１鉄塩はリンとの反
応速度が遅いという難点がある。

一方アルミニウム塩、第２鉄塩はリンと沈殿物を形成す
るｐｌ−１範囲が通常の生物学的処理のｐＨ範囲に含ま
れ、他には沈殿物の形成に影響を与える因子はない。し
たがって本発明方法に使用するリンと不溶体を形成する
金属化合物はアルミニウム塩、第２鉄塩が望ましい。

本発明方法は、生物学的脱リン方法により除去し得る限
界値以上あるいはそれに近い値のリンが原水中に含まれ
る場合、すなわち原水中のリンと１３０Ｄの比が０．０
４以上の場合。

原水中のリンとＢＯＩ）の比０．０４に相当する量のリ
ンを生物学的脱リン方法により除去し。

その残りのリンに対してのみ凝集剤を添加して除去する
ものであり、たとえ凝集剤を用いるとしてもその量は僅
かであり、経済的である。なおアルミニウム塩、第２鉄
塩の添加量は次式（４）によりめることができる。

Ｋ＝（Ａ−ａＢ）ＸｂＸｃ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（４）Ｉ（ニアルミニウム
塩丑たは第２鉄塩添加量（ｍｇ　Ａ、Ｉ　／　ｌ　、　
ｍｇ　Ｆｅ／　ｌ　）ａ：係数、　０．０４〜０．０５ ｂ：係数、１．０〜２．５ Ｃ：係数、アルミニウム塩の時：　０．８’７第２鉄塩
の時：１．８ またリンと凝集剤（アルミニウム塩、第２鉄塩）の反応
は次式（５）　、　（６）により示されるＯＡ＋３＋＋
　ｐｏ４３−→Ａ、ｌＰＯ４↓　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（５）Ｆｅ′５＋＋　ＰＯ４”
−→ＦｅＰＯ４↓　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（Ｇｌ（５）　、　（６）式より理論的に
はリンｌ　ｍｇ　Ｐ／　ｔとアルミニウム塩の場合は０
　、８’７　ｍｇＡｌ　／　Ｌ　＋第２鉄塩の場合はｌ
・ＢｍｇＦｅ／ｌがそれぞれ反応することがわかる。

（４）式を説明するとＡは原水中のリン濃度を。

Ｂは原水中のＢｏｂ）濃度を示し、ａは生物学的脱リン
方法において除去し得るリンと１３０Ｄの比の限界値に
外乱等による処理の不安定に対処するだめの安全率（８
０％）を乗じた係数で。

前述した限界値０．０５〜０．０６に安全率（約８０チ
）を乗じた０、０４〜０．０５を採用する。すなわち、
　ａ　Ｋ　Ｂを乗じたａＢは生物学的脱リン方法により
除去するリン量を表わし、それを原水リン濃度Ａより減
じた［Ａ、−ａＢ：］は凝集沈殿方法により除去するリ
ン量を表わす。−１，た通常の有機性廃水中にはアルカ
リ度が含まれ。

添加した凝集剤のすべてがリンと反応するのではなく、
その一部はアルカリ度と反応するので、アルカリ度と反
応する分だけ余分の凝集剤を添加しなければならない。

その余分量は原水の水質によって異なるが多くとも理論
的な凝集剤添加量の１．５倍で十分であり、（４）式中
のｂを１．０〜２．５とし、原水の水質に応じて適当な
値を用いる。

まだＣは前述したｉ５＋　、　（６）式よりめられる単
位リン量当たシの理論的な凝集剤添加量を示す係数であ
り、その値は前述した理論的なリンと凝集剤の反応量よ
りアルミニウム塩の場合は０・８７．第２鉄塩の場合は
ｌ・８である。

なお（４）式により計算した結果、に≦０となる場合は
、凝集剤を添加しなくても生物学的処理方法のみで十分
にリンが除去可能なことを示している。

次に例えばリン濃度６ｍｇＰ／ｌ　、　ＢＯＤ　濃度１
００ｍｇ／ｊの有機性廃水を処理する場合の凝集剤添加
量を（４）式により算出すると、部用する凝集剤がアル
ミニウム塩の場合Ｖｉ：　０．９〜４−４　ｍｇＡ＋／
ｌ、第２鉄塩の場合はり、Ｓ−９ｍｇＦｃ／ｌとなり、
この範囲内でその有機性廃水の特性に応じて最適の添加
量を経験により決定すればよい。

凝集剤を嫌気槽１に注入する際の注入位置は嫌気槽１が
完全混合槽の場合はどこへ注入しても同じであり、まだ
押し出し流れ槽の場合も返送汚泥からのリン放出は短時
間に行なわれ、リンと凝集剤の反応も速いのでどの位置
でも差し支えない。

以上説明したごとく１本発明方法は生物学的脱リン方法
と凝集沈殿方法を巧みに組み合わせることによりリンと
１３０１）の比が比較的高い有機性廃水でも常に安定し
てリン除去を行なうことができ、従来の活性汚泥法の曝
気槽に凝集剤を添加する方法に比べ薬品費（凝集剤費）
が少なくて済み、また凝集剤の添加量が少ないため、ア
ルカリ度の低下によりｐＨの低下、活性汚泥への毒性の
影響が少なく。

さらに原水中のリンの一部を凝集沈殿方法により除去す
ることによシ生物学的脱リン方法に余裕ができ、多少の
原水の水質あるいは流量の変動等の外乱があっても十分
に対応できる。また沈殿池における分離汚泥中のリン含
有量も生物学的脱リン方法のみの場合より低くなるので
嫌気化によるリン放出もある程度抑制される。また本発
明方法は従来の生物学内膜り／方法に凝集剤注入装置を
付加するだけでよ〈従来装置を容易に改造することがで
きる。

以下に本発明方法の効果をよシ明確にするために実施例
を説明する。

一実施例− く本発明方法〉 第２図に示す処理方法によりＢＯＤ　：　１００〜１２
ｏｍｇ／ｌ　、リン（Ｐとして）　：　６．３〜ｅ、８
ｍｇ／ｌの下水を処理量２００Ｕ日で滞留時間１．５時
間の嫌気槽に返送汚泥率１５％の返送汚泥とともに流入
し２式（４）によシ算出した硫酸パン土添加量０．３〜
６．１ｍｇＡｌ／Ｌより２ｍｇＡｌ／Ｌを採用して、そ
の２　ｍｇ　Ａｌ　／　Ｌを添加し混合攪拌を行なった
後、滞留時間３時間の好気槽に送給し、該好気槽の溶存
酸素濃度を約２　ｍｇ　／　Ｌに保つようにブロワ−に
より空気を吹き込み、さらに滞留時間２時間の沈殿槽に
送給し固液分離を行なった。また沈殿槽における汚泥滞
留時間が２時間となるように随時排泥を行なった。その
結果、処理水質は好気槽出口で、溶解性゛ＢＯＤ　：　
２〜４　ｍｇ／　ｌ　、溶解性リン：　０．１〜０．３
ｍｇ／ｌ。

沈殿槽出口（処理水）で、溶解性’１３０Ｄ　：　２〜
４ｍｇ　／　ｌ　＋溶解性リン二〇、２〜０　、３　ｍ
ｇ　／　Ｌとなり安定した結果を得ることができた。

〈従来方法〉 第１図に示す処理方法により、嫌気槽に凝集剤を添加し
ないこと以外はすべて上記の本発明方法と同様の条件で
下水を処理した。その結果、処理水質は好気槽出口で、
溶解性ＢＯＩ）　：　２〜５ｍｇ／ｌ、溶解性リン：　
０．５〜０−７ｍｇ／Ｌ　。

沈殿槽出口（処理水）で、溶解性ＢＯＩ）　：　２〜４
ｍｇ／Ｌ、溶解性リン：　ｏ、ａ　〜ｌ−５ｍｇ／ｌと
なり９本発明方法に比べ不安定な結果となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の生物学的脱リン方法の実施態様を示すフ
ローの説明図、第２図は本発明の有機性廃水処理方法の
実施態様を示すフローの説明図である。 １・・・嫌気槽　２・・・好気槽 ３・・・沈殿槽　４・・・原水管 ５・・・返送汚泥管　６・・・ブロワ−７・・・散気装
置　８・・・処理水管 ９・・・余剰汚泥管　ｌＯ・・・注入ポンプ１１・・・
凝集剤槽　１２・・・凝集剤注入管手続補正書（自発） 昭和５９年１１月２７日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２０００３７号 ２、発明の名称 有機性廃水処理方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都文京区本郷５丁目５番１６号名　称　（
４４０）　オルガノ株式会社代表者　永　井　邦　夫 ４、代理人〒１１３ 置、８１２−５１５１ ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 別紙のとおり 明細書中の下記事項を訂正願いまず。 １、第６頁７行〜８行に「△Ｐ／△ＢＯＤが限界値０．
０５〜０．０６に近い値で処理されている場合。 」とあるのを「原水中のリンとＢＯＤの比［リン（ｍｇ
Ｐ／Ａ）／ＢＯ，、Ｄ（ｍｇｏ／ｊり］が限界値０．０
５〜０．０６に近い場合、」と訂正する。 ２、第６頁１０行〜１１行に「あるいは△Ｐ／△ＢＯＤ
が限界値以上になった場合」とあるのを「あるいは原水
中のリン／ＢＯＤが限界値以上になった場合、」と訂正
する。 ３、第１０真下から２行に「リンを過剰し蓄積保持した
汚泥」とあるのを「リンを過剰に蓄積保持した汚泥」と
訂正する。 ４、第１６頁１０行に「アルカリ度の低下により」とあ
るのを「アルカリ度の低下による」と訂正する。 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）嫌気槽、好気槽および沈殿槽をそれぞれ設置し、
   リン（ｍｇ９／ｌ）／ＢＯＤ　（ｍｇｏ／ｊ　）が帆０
   ４以上の有機性廃水と沈殿槽から得られる返送汚泥をま
   ず嫌気槽に送給して嫌気性処理を行ない２次いで当該汚
   泥混合水を好気槽に送給して好気性処理を行ない１次い
   で当該汚泥混合水を沈殿槽に送給して固液分離を行ない
   ２分離した汚泥の一部を前記返送汚泥とするとともに分
   離汚泥の残部を系外に取り出して、有機性廃水を処理す
   る方法において、前記嫌気槽にリンと不溶体を形成する
   金属化合物を添加して有機性廃水中のリンの一部を凝集
   処理することを特徴とする有機性廃水処理方法。
2. （２）前記金属化合物がアルミニウム塩または第２鉄塩
   である特許請求の範囲第１項記載の有機性廃水処理方法
   。
3. （３）前記添加するアルミニウム塩または第２鉄塩が下
   記式によりめられる添加量である特許請求の範囲第２項
   記載の有機性廃水処理方法。 Ｋ＝　（Ａ　−ａＢ　）Ｘ　ｂ　Ｘ　ｃｌ＜ニアルミニ
   ウム塩または第２鉄塩添加量（ｍｇＡＩ／Ｊ　、　ｍｇ
   Ｊ’ｅ、＃）ａ、係数、　０．０４〜０．０５ １）：係数、１．０〜２．５ Ｃ：係数、アルミニウム塩の時：ｏ、ａ”第２鉄塩の時
   ：１．８