JPS6254075B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、有機性排水の生物学的脱リン方法の
改良方法に関するものである。 一般にし尿、下水などの生活排水あるいは各種
の工場排水に含まれている窒素およびリン酸塩類
が自然水系、特に閉鎖水域、停滞水域に放流され
ると、この水域に「あおこ」あるいは「赤潮」が
発生し、重大な汚染を招くことはよく知られてお
り、これら富栄養化の原因物質を除去するための
処理技術が各方面で数多く研究されている。 すなわち、各種の排水から窒素を除去する技術
には従来、生物学的方法、化学的方法および物理
（化学）的方法があるが、現時点では処理の合理
性、安定性、処理効率および経済性の点から生物
学的脱窒素法が主流技術となつており、この処理
技術は既にし尿やごみ埋立地浸出液から窒素の除
去に適用され、優れた処理成績を収めている。ま
た、この生物学的脱窒素法に関しては既に数多く
のプロセスが提案されており、現在実用的規模で
稼動しているのは、硝化液循環方式と段階的原水
注入方式によるものであるが、これらの方法の最
大の欠点は脱リン機能がないことである。 一方、リン酸塩類の代表的な除去方法としては
生物学的脱リン法、イオン交換樹脂法、および化
学的凝集沈殿法などがあるが、これらのうち、生
物学的脱リン法は、従来の活性汚泥処理工程で即
ち２次処理工程によりBOD、SSとリン酸塩類を
同時に除去できるので優れた処理技術として評価
されつつあり、さらに現在、上記脱リン法の改善
を目的として数多くの検討が行なわれている。 したがつて、前記生物学的脱窒素法と生物学的
脱リン法を合理的に組み合わせれば、同一処理工
程内でBOD、SSだけでなく、窒素とリンも同時
に除去することが可能となり、実用上極めて有利
になるわけであるが、同一処理工程内で生物学的
脱窒素と脱リンのための好適な処理条件を両立さ
せることは非常に困難であつた。 しかして従来の知見によると、活性汚泥処理プ
ロセスで生物学的なリンの過剰摂取が遅滞なく進
行するための条件としては、曝気槽での汚泥負荷
条件、PH条件、溶存酸素濃度などの条件をある特
定の範囲に設定し、かつ曝気槽での反応型式を出
来れば押出し流れ型にすることが好ましいことが
ほぼ明確となつていた。 然し乍ら本発明者らは、これらの条件もさるこ
とながら、嫌気性生物処理工程の後段に好気性処
理を含む生物処理工程及び固液分離工程を組み合
わせると共に、該固液分離工程からの濃縮汚泥の
みならず、前記好気性処理を含む生物処理工程の
汚泥混合液あるいは前記固液分離工程からの分離
液を嫌気性生物処理工程に返送して処理すること
により極めて安定したリン除去効果が得られるこ
とを知得し本発明を完成するに至つたものであ
る。 以上のように本発明は、リン化合物を含む有機
性排水を生物学的に処理し、BOD、SSをもあわ
せて除去できる生物学的脱リン方法を提供するこ
とを目的とするものであり、原水を嫌気性生物処
理工程で処理したのち、好気性処理を含む生物処
理工程で処理し、さらに該生物処理工程からの流
出液を分離水と濃縮汚泥に固液分離する方法にお
いて、前記濃縮汚泥と、前記流出液、分離水の少
なくとも一方を返送液として前記嫌気性生物処理
工程へ返送することを特徴とするものである。 本発明者は、前記好気性処理を含む生物処理工
程を、例えば硝化液循環型の生物学的脱窒素法に
より行なえばリン、窒素は勿論のことBOD、SS
も高い除去率で、しかも安定して除去できるこ
と、また、上記生物処理工程を活性汚泥法により
処理すればリン、BOD及びSSが効率良く除去で
きることを確認した。 さらに、し尿など硫化水素が濃厚に溶存する排
水を処理する場合、硫化水素が脱リン菌に対して
著しい毒性を示し、脱リン菌が増殖阻害を受けた
り死滅するため処理工程の脱リン機能の劣化現象
が起こること及び、このような問題を防止するに
は前記嫌気性処理工程の混合液中の硫化水素濃度
を前記返送液、清水などで希釈することにより10
mg／以下にする必要があり、７mg／であれば
殆ど溶存硫化水素の影響がないことも明確となつ
た。 従来、し尿あるいは硫化水素を含む排水から硫
化水素を除去する方法として、 (1) 曝気処理によつて排水に溶存する硫化水素を
大気中に放散させるいわゆるストリツピング法
及び、 (2) 鉄塩その他の金属化合物によつて排水に溶存
している硫化水素を硫化物として固定し、微生
物学的に不活性なものに変化させる方法がある
が、本発明によれば好気性処理のための曝気工
程において硫化水素が放散される効果も得ら
れ、したがつてこの放散分に相当する量の希釈
用液を省略することができる。 次に本発明の一実施態様を図面を参照しながら
説明すると、第１図例はし尿から窒素とリンを除
去する場合を示したもので、前処理によつて粗大
固形物を除去したし尿を適等な濃当にまで清水そ
の他で希釈し、管路１から嫌気性槽２に供給す
る。この嫌気性槽２には、後続する硝化液循環型
生物学的脱窒素工程の第２脱窒素槽５の末端部か
らの実質的にNOx−Ｎを含まない混合液、再曝
気槽６からの混合液、最終沈殿池７からの溢流水
のいずれか少なくとも一つを、それぞれ管路９，
１０，１１を経由して返送すると共に、最終沈殿
池７からの濃縮汚泥を管路１２を通して返送す
る。 標準的組成の汲取りし尿であれば、液中に溶存
する硫化水素は通常、100〜150mg／であるが、
この硫化水素はし尿の希釈水および前記濃縮汚泥
によつても希釈されるので、前記希釈処理のため
のこの両者以外の返送液量は、例えばし尿に関し
ては処理プロセスに流入する汚水の数倍程度で足
りる。 しかして、嫌気性槽２内の混合液をある所定時
間、例えば10倍希釈し尿については１〜５時間程
度、嫌気的条件下で撹拌混合すると、混合液中に
野生的に棲息している脱リン菌は、菌体内に貯留
しているポリリン酸、例えばATPを加水分解
し、その過程で発生するエネルギーを有効に利用
して液側のすなわちし尿のBOD成分を菌体内に
貯留する。一方、ポリリン酸の加水分解によつて
過剰のオルトリン酸が菌体から液中に放出され
る。 脱リン菌によつて過剰のオルトリン酸が放出さ
れた混合液は次に硝化液循環型の生物学的脱窒素
プロセスに導入され、順次、第１脱窒素槽３、硝
化槽４（硝化液循環ポンプ８を含む）、第２脱窒
素槽５、再曝気槽６を流過し、最後に最終沈殿池
７に至り、濃縮汚泥を分離された溢流水は処理水
として管路１４を経由して水域に放流される。 前記硝化液循環型の生物学的脱窒素プロセスは
既に確立された処理技術であり、その原理および
作用機構については説明を要しないが、この生物
処理プロセスを流過する過程で、脱リン菌は嫌気
性槽２において菌体内に取り込んだBODを酸化
分解し、この酸化エネルギーを利用して一旦液側
に放出したオルトリン酸以上のオルトリン酸を菌
体内に再摂取しポリリン酸として菌体内に貯留す
るため、し尿液中に含まれているリン化合物は効
率的に除去される。なお、第１図中１３は余剰汚
泥抜出し用の管路である。 次に、第２図例は嫌気性槽２２の後段に曝気槽
２３及び最終沈殿池２４を配設して、し尿からリ
ンだけ（BOD、SSは当然除去の対象となる）を
生物学的手段によつて除去する場合を示したもの
であつて、除渣したし尿を清水、その他により適
当な濃度にまで希釈し、管路２１を経由して溶存
酸素NOx−Ｎのいずれも実質的に含まない嫌気
性槽２２に導入される。この嫌気性槽２２には、
後続する曝気槽２３の末端部からオルトリン酸、
硫化水素、NOx−Ｎのいずれも実質的に含まな
い混合液、最終沈殿池２４の溢流水の少なくとも
一方が、それぞれ管路２５，２６を経由して返送
されると共に、最終沈殿池２４からの濃縮汚泥が
管路２７を経て返送される。 この例においても第１図例と同様に、標準的組
成のし尿を処理する場合の前記希釈処理用の返送
液（前記濃縮汚泥を除く）の量は流入汚水の数倍
程度でよい。 しかして、嫌気性槽２２内の混合液を所定時
間、撹拌混合すると脱リン菌によるオルトリン酸
の液側への放出が行なわれ、この液は後続する曝
気槽２３に至り、好気的処理が行なわれる過程で
液側に放出されたオルトリン酸は、脱リン菌によ
つて再度、放出されたオルトリン酸量以上のオル
トリン酸が菌体内に摂取され、液側から極めて安
定してリン化合物が除去される。リン化合物を除
去されたし尿液は最終沈殿池２４に流入し、濃縮
汚泥と分離水に分離され、分離水は処理水として
管路２９により水域に放流される。 この実施例では処理工程中に脱窒素機能の要素
が含まれていない。一方、し尿中には濃厚にNH₃
−Ｎが含まれており、通常、処理水の水質向上を
目的とした処理条件、すなわち通常の汚泥負荷条
件では硝化が起こる可能性が極めて高い。脱リン
菌に対してNOx−Ｎが増殖阻害を起こすことは
既に知られているが、曝気槽２３で硝化が起こる
と、嫌気性槽２２へ返送する曝気槽２３からの混
合液及び濃縮汚泥などにNOx−Ｎが含まれるた
めに嫌気性槽２２にNOx−Ｎが流入し、ここで
の脱リン菌の増殖が著しく阻害される。従つて窒
素、リンを含む有機性排水からリンだけを生物学
的に除去する場合には、前記返送液の経路に脱窒
素槽４１及び／又は脱窒素槽４２を設ける必要が
ある。これらの脱窒素槽４１，４２における生物
学的脱窒素処理は内生呼吸型を適用してもよい
が、通常は管路２１から少量の原排水（し尿）を
分流供給し、脱窒素処理のための有機炭素源とす
ると極めて効果的である。なお、第２図中２８は
余剰汚泥を抜き出すための管路である。 次に、本発明方法（）と従来方法（）を比
較検討した実施例を示す。 実施例 実験装置は（）、（）用に同一のものを並列
配備し、好気性処理を含む生物処理工程としては
第１図に示す硝化液循環型の生物学的脱窒素工程
（浮遊生物法）を適用した。供試原水としては、
予め除渣したし尿を清水で10倍に希釈したものを
、用に分取して使用したが、その性状は第１
表のとおりである。また、処理条件は第２表のと
おりに設定した。

【表】

【表】 以上のように、この実施例では本発明方法と従
来方法における処理条件の実質的な相異点は再曝
気液の返送の有無のみであり、その他の条件は殆
ど同一とし、並行的に処理を進めた。 上記両者の生物学的脱リン機能に関する比較デ
ータは、処理工程の脱窒素・脱リン機能が一応定
常状態となつたと判断される時期（運転開始から
約2.5ケ月後）を始点として約４ケ月間採取し
た。 処理結果は第３図のとおりであり、図中Ａは流
入原水のPO^３− _４濃度を、Ｂは従来方法による処理
水のPO^３− _４濃度を、そしてＣは本発明方法による
処理水のPO^３− _４濃度をそれぞれ示している。この
図から本発明方法による脱リン機能が従来方法に
比べて極めて安定しており、しかもリン除去率も
高いことがわかる。 以上述べたように、本発明によれば極めて簡単
なプロセスにより有機性排水中のリンを高い除去
率で、かつ安定的に除去できると共に、BOD、
SSも効果的に除去できるなどの利益が得られる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示す系統説明
図、第２図は本発明の別の実施態様を示す系統説
明図、第３図は本発明の実施例の結果を示すグラ
フである。 ２，２２…嫌気性槽、３…第１脱窒素槽、４…
硝化槽、５…第２脱窒素槽、６…再曝気槽、７，
２４…最終沈殿池、８…硝化液循環ポンプ、２３
…曝気槽、４１，４２…脱窒素槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ し尿などリンを含有する原水を嫌気性生物処
   理工程で処理したのち好気性処理を含む生物処理
   工程で処理し、さらに該生物処理工程からの流出
   液を固液分離工程で分離水と濃縮汚泥に分離する
   方法において、前記流出液、前記分離水の少なく
   とも一方と前記濃縮汚泥の少なくとも一部を返送
   液として前記嫌気性生物処理工程へ返送して処理
   することを特徴とする有機性排水の処理方法。 ２ 前記嫌気性生物処理工程における混合液中の
   硫化水素濃度が10mg／以下となるように前記返
   送液の返送量を設定する特許請求の範囲第１項記
   載の処理方法。 ３ 前記好気性処理を含む生物処理工程を硝化液
   循環型生物学的脱窒素法により行なう特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の処理方法。 ４ 前記好気性処理を含む生物処理工程を活性汚
   泥法により行なうと共に、前記返送液を予め脱窒
   素処理してから前記嫌気性生物処理工程へ返送す
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の処理方
   法。