JPS61287499A - 有機性汚水の処理方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、有機性汚水中に含まれるＢＯＤ成分、窒素成
分及び燐成分を生物学的に同時に且つ効率良く除去する
ための処理方法に関するものである。

［従来の技術］ 海、河川、湖沼等における水の汚染の多くは都市下水や
有機物含有産業廃水等に起因している。

産業廃水はその中に含まれる汚染物質の形態や性質によ
って多種多様な処理が行なわれ、大別すると物理的処理
、化学的処理及び生物学的処理に分類されるが、特に、
し尿等の含窒素有機性汚水についてみると、窒素及びＢ
ＯＤを同時に除去することが可能な生物学的脱窒素性の
開発が進められている。

第２図は、従来の典型的処理システムＡを示すフロー説
明図である。このシステムＡでは、有機性汚水としての
原水１は管路２を介して第１脱窒槽３に導かれ、その後
第１曝気槽４、第２脱窒槽５及び第２曝気槽６を順次通
過し更に管路７を介して沈澱槽８に及び管路９を介して
凝集沈澱槽１０に導かれる。このシステムＡにおいては
、原水１に含まれる有機物を炭素源としてます脱窒が行
なわれ（第１説窒槽３）、窒素ガスが放散される。次の
第１曝気槽４では、原水ｌ中のＢＯＤの分解と硝化が行
なわれる。第１曝気槽４からは前記第１脱窒槽３に向け
て、Ｎ０２８やＮ０３態の酸素が循環路１５を介して循
環供給され、第１脱窒槽３内を好気的雰囲気とするので
該第１脱窒槽３内の活性汚泥は燐の一部を取り込む。第
２脱窒槽５及び第２曝気槽６においても、に述の動作が
繰り返される。このようにして脱窒、硝化を繰り返して
原水１中の窒素成分を取除いた後に、原水１は活性汚泥
の一部と共に管路７を介して沈Ｖ槽８に導かれ固液分離
が行なわれる。また該沈澱槽８では、余剰の汚泥が管路
１２を介して排出される。沈澱槽８で固液分離が行なわ
れた後の一１〕澄液は、被処理液として管路９から凝集
沈澱槽１０に導入されて燐の除去が行なわれる。該凝集
沈澱槽１０を用いる燐の除去方法は従来から知られた方
法であり、被処理液中に含まれる燐を凝集沈澱槽ｌＯ内
の石灰や硫酸アルミニウム等の凝集剤と化学反応させて
沈澱させ、その後物理的原理を応用して固液分離される
ものである。該凝集沈澱槽ｌＯからは、活性汚泥の一部
（返送汚泥）が返送路１４を介して前記第１脱窒槽３に
返送される。

凝集沈澱槽１０内で燐が除去された被処理水は更に活性
炭吸着槽ｔｉに導かれ、該活性炭吸着槽１１でＣＯＤの
除去が行なわれた後に管路１３を介して放流又は処理後
の水として利用される。

このようなシステムＡでは、沈澱槽８及び凝集沈澱槽１
０における固液分離の為に長時間を必要とし、また燐の
除去率も希望する値を得ることは困難であった。

近年、純水製造技術等の分野においては逆浸透膜や限外
濾過膜などの技術の進歩が著しく、膜による固液分離技
術も廃液処理の為に応用されるに至っている。例えば第
３図のシステムＢに示すように、沈澱槽８の代りに膜分
離装置１９を設け、該膜分離装置１９によって固液分離
を行なっている。該システムＢにおけるシステムＡと対
応する部分には、同一の参照符号を付すことにより重複
説明を回避する。

［発明が解決しようとする問題点１ 第３図に示すシステムＢでは、第２図に示したシステム
Ａにおけるような沈澱槽８が省略でき、構成が小型化さ
れるという利点はあるけれども、依然として凝集沈澱槽
ｌＯは燐除去の為に従来通り必要とされる。また該シス
テムＢにおいても、膜分離装置１９に関連して新たに高
圧ポンプ２０、圧力計１６及び圧力調整弁１７を必要と
する。高圧ポンプ２０は膜分離装置１９に活性汚泥及び
原水ｌを圧送するためのものであり、その圧力は装置規
模の大小によって相違するが、今ある実験装置について
例示すると４〜ｌ　Ｏｋｇ／　ｃｍ２になっている。そ
して圧力損失は１〜４ｋｇ／ｃ＋ａ２程度あり、回収可
能な圧力エネルギーは３〜６ｋｇ／ｃｍ２程度にも及ぶ
ため利用価値の高いエネルギーと考えられる。高圧ポン
プ２０の残圧は圧力調整弁１７の開度を調整して、管路
１８からの空気を第２曝気槽６に導くためのエジェクタ
ーとして利用されている程度に過ぎない。しかるに高圧
ポンプ２０のエジェクターとして利用される残圧は、空
気を第２曝気槽６に導くのに必要とされる圧力よりも遥
かに多いものであり、余剰分は無駄になっている、とい
うのが現状である。

従って本発明の目的は、上記現状に鑑み、燐の除去のた
めに従来では必要とされていた凝集沈澱槽を省略して簡
便な構成にすると共に、有機性汚水の処理時間を短縮で
きるようにし１１一つ無駄な動力を除くようにした有機
性汚水の処理方法を提供することである。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明は、有機性汚水な脱窒槽に導いて脱窒な行ない、
次いで曝気槽に導いて硝化することにより有機性汚水を
処理するに当たり、前記脱窒槽の−１−流側に嫌気槽を
配すると共に、曝気槽からの返送汚泥を上記脱窒槽とは
別に設けた補助脱窒槽に導いて返送汚泥中の硝酸態窒素
を還元してから有機性汚水と共に前記嫌気槽に導入し、
返送汚泥を嫌気的環境に置いて内性呼吸による燐の吐出
な行なわせ、燐含有有機性汚水を曝気槽に導入すること
によって有機性汚水中の燐を汚泥に再吸収させる工程を
含むことにより有機性汚水中の窒素及び燐を同時に除去
する点に要旨が存在する。

［作用１ 海、河川、湖沼等に栄養塩類が多量に供給され、その結
果、藻類等の水中植物の生産増加を主体として起こる水
域生態系の変化は一般に富栄養化と呼ばれている。この
富栄養化は赤潮等の発生の要因となり、従来から問題と
されている。富栄養化を招く因子として窒素と燐が重要
な栄養塩であることが知られており、これが有機性汚水
の処理における窒素と燐の同時除去が望まれる所以であ
る。

そこで本発明者等は、鋭意研究の結果、従来から汎用さ
れている上記脱窒システムＡ、Ｂ等の上流側に酸素を硝
酸も存在しない嫌気槽を設けて巧みに操業を行なうなら
ば、従来法と比べて遥かに多くの燐を除去することがで
きるという事実を見出し、本発明を完成するに至った。

更に本発明では、下流側から嫌気槽に返送されるべき返
送汚泥中に硝酸態窒素が存在する場合は燐の除去が阻害
されるという知見に基づき、下流側から嫌気槽に返送さ
れる汚泥中の硝酸態窒素を予め還元し、前記嫌気槽内の
嫌気性をより完全なものとする為の保障を与えている。

即ち返送汚泥を完全に還元する為の補助脱窒槽が設けら
れる。

本発明では、既述の如き構成を採用することによって、
従来の問題点を解決すると共に窒素と燐の高精度同時除
去が可能な処理方法が実現されることとなった。

以下、本発明を図面を用いて更に詳細に説明する。

［実施例１ 第１図は、本発明方法の実施態様の一例を示すフロー説
明図である。本発明の構成では、第２図及び第３図に示
した凝集沈澱槽ｌＯを省略する為に、脱窒槽２４及び曝
気槽２５の上流側に酸素も硝酸も存在しない嫌気槽２３
を配し該嫌気槽２３に前記曝気槽２５からの返送汚泥を
返送路３３を介して導入すると共に有機性汚水２１（以
下、原水と呼ぶ）を供給管２２を介して供給する。

曝気槽２５からの返送汚泥が嫌気槽２３内で混合されて
嫌気状態におかれると、汚泥中に過剰に蓄積されていた
ポリ燐酸がオルト燐酸の形で原水２１中に放出され、代
りにＢＯＤが吸着される。

次いで脱窒槽２４では後続の膜分離装置２７の残圧をエ
ジェクタとして利用することにより送入される空気３１
の存在により、汚泥が燐を取り込む。従って原水２１側
からみれば、原水２１中に含まれる燐濃度は低下するこ
ととなる。またこのとき脱窒槽２４ではＮ０ｘ−Ｎが原
水２１中の有機物を炭素源として脱窒反応を受け、窒素
ガスとして放散される。尚脱窒槽２４内は緩爆気あるい
は非爆気の状態で運転される必要があり、溶存酸素（Ｄ
Ｏ）が０．２■ｇｅｌよりも少ないことが推奨される。

従ってＤＯを０．２　ｔａｇ　／ｌよりも少ない状態に
維持することが可能でありさえすれば、空気３１による
曝気攪拌を併行実施してもよいことは勿論である。

曝気槽２５からは、燐を取込んだ余剰汚泥が排出路３２
を介して排出され処理を受ける。また曝気槽２５からは
、活性汚泥の一部が返送汚泥として返送路３３を介して
嫌気槽２３に返送されるのは上述した通りである。該返
送路３３には、返送汚泥中の硝酸態窒素を還元するため
に補助脱窒槽３４が介在される。本発明では、前記嫌気
槽２３内は硝酸も酸素も存在しないことが必要である。

曝気槽２５から返送路３３に導入される返送汚泥中には
、Ｎ０ｘ−Ｎが１０〜３０鵬ｇ／ｌ程度残留し、この残
留するＮ０ｘ−Ｎを完全に除去するために補助脱窒槽３
４が設けられる。このことによって嫌気槽２３内の完全
な嫌気性が保障され、嫌気槽２３内の汚泥の内性呼吸に
よる燐の吐出が促進される。

窒素及び燐が除去された後の原水２１は、その後、活性
汚泥の一部と共に高圧ポンプ２６によって膜分離装置２
７に圧送されて固液分離が行なわれる。

膜分離装置２７は逆浸透膜、限外濾過膜などによって実
現されており、従って透過液中に含まれるＳＳは１　ｔ
ａｇ／　ｌよりも少ない値となる。このことによって、
従来では多量のＳＳの為に不可能であった水質の自動測
定が、膜分離装置に関連して設けられる通常の分析器３
５によって実現可能となる。分析器３５によって測定さ
れたデータは制御部３６に送られ、制御部３６は前記補
助脱窒槽３４にメタノール等の有機炭素源を過不足なし
に供給することができる。

このようにして透過液の一部が分析のために利用され、
それ以外の透過液は原水２１の被処理液として活性炭吸
着槽２８に導かれてＣＯＤ除去が行なわれる。活性炭吸
着槽２８を介してＣＯＤ除去が行なわれた後の被処理液
は、管路３７を介して放流又は処理後の水として利用さ
れる。

透過液以外の液は汚泥の一部と共に高圧ポンプ２６の残
圧によって脱窒槽２４及び曝気槽２５に循環される。膜
分離装置２７の濃縮液側の残圧が利用されてエジェクタ
として働き、その結果導かれる空気３１は積極的に曝気
槽２５内に供給され、原水２１中（７）ＮＨ４−Ｎが　
Ｎ０ｘ−Ｎに酸化ｙれる。このようにして高圧ポンプ２
６による動力は無駄なく消費されることになる。曝気槽
２５内に供給される空気３１が不足する場合は、曝気槽
２５内に酸素を供給する為の手段を別途設けるようにし
てもよい。また、高圧ポンプ２６の吐出星又は吐出圧を
高くして調整しても良い。第１図中２９は流量調整弁を
示しており、３０は圧力計を示している。流量調整弁２
９及び圧力計３０は、高圧ポンプ２６による循環液に残
存する残圧を１−１視確認して調整するためのものであ
る。

高圧ポンプ２６からの吐出圧は例えば４〜１０ｋｇ／Ｃ
１１２であり、吐出酸は原水２１に対して５０〜１００
倍程度である。

本発明に従って原水２１を処理したときの被処理液のデ
ータを第１表に示す。尚第１表中、ＣＯＤ　Ｍ　ｎは１
００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量
を示しており、ＪＩＳ　Ｋ　０１０２−１９８１の１７
に基づいて求められた値である。

第　　　１　　　表 第１表から理解されるように、生物処理工程のみでＣＯ
Ｄ　Ｍ　ｎ以外はほぼ保証水質を満足する値を示してお
り、先行技術に関連して述べた凝集沈澱槽ｌＯも不必要
となる。本発明に従う嫌気槽２３は、従来用いられてい
た凝集沈澱槽１０と比較して簡単な構成となり且つ処理
時間も短くなり、高精度に脱燐を行なうことができるよ
うになった。

［発明の効果］ 以］二述べた如く本発明によれば、燐の除去のために従
来では必要とされていた凝集沈澱槽を省略して簡単な構
成とすると共に、有機性汚水の処理時間を短縮すること
ができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施態様の一例を示すフロー説明
図、第２図は従来法のシステムＡを示すフロー説明図、
第３図は他の従来法のシステムＢを示すフロー説明図で
ある。 ２１・・・原水　　　　　　２３・・・嫌気槽２４・・
・脱窒槽　　　　　２５・・・曝気槽２６・・・高圧ポ
ンプ　　　２７・・・膜分離装置３４・・・補助脱窒槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機性汚水を脱窒槽に導いて脱窒を行ない、次いで曝気
   槽に導いて硝化することにより有機性汚水を処理するに
   当たり、前記脱窒槽の上流側に嫌気槽を配すると共に、
   曝気槽からの返送汚泥を上記脱窒槽とは別に設けた補助
   脱窒槽に導いて返送汚泥中の硝酸態窒素を還元してから
   有機性汚水と共に前記嫌気槽に導入し、返送汚泥を嫌気
   的環境に置いて内性呼吸による燐の吐出を行なわせ、燐
   含有有機性汚水を曝気槽に導入することによって有機性
   汚水中の燐を汚泥に再吸収させる工程を含むことにより
   有機性汚水中の窒素及び燐を同時に除去することを特徴
   とする有機性汚水の処理方法。