JPS6254078B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は有機性廃水の処理プロセスに関するも
のであり、水質浄化および汚泥処理工程を統合化
し、合理的に処理する新規なプロセスを提供する
ことを目的とするものである。 従来プロセスによる有機性廃水処理の代表例を
し尿処理を例にとつて説明すると（第１図）、生
し尿は希釈水１′を添加されたのち活性汚泥法な
どの生物処理工程２で処理され、処理液は沈殿池
３により溢流上澄水と引抜き汚泥４に分離され、
引抜き汚泥４の一部は返送汚泥５、残部は余剰汚
泥６となる。前記溢流上澄水はフロツキユレータ
７に流入し、ここで硫酸ばん土、塩化第２鉄など
の無機凝集剤８を、次いで高分子凝集剤９を添加
されたのち、凝集沈殿池１０に流入し凝集沈殿処
理水１１と凝集沈殿汚泥１２（以後凝沈スラツジ
と略記する）に分離される。 凝集沈殿処理水１１は砂過装置１３により
過され、オゾン処理装置１４にてオゾン酸化処理
され、最後に活性炭吸着装置１５で処理されて、
高度処理水１６として系外に排出される。 一方、凝沈スラツジ１２は余剰汚泥６と共に助
剤混合槽１７でカチオンポリマー１８を添加さ
れ、遠心脱水機、ベルトプレスなどの機械脱水機
１９により脱水分離水２０と脱水ケーキ２１に分
離される。 このような従来法のプロセスにおいては次のよ
うな問題点が残されている。 活性汚泥法、嫌気性消化法などの生物処理に
おいてはし尿中の色度成分、難生物分解性
COD成分およびリン酸が殆ど除去できないの
で、生物処理水（第１図例では沈殿池３の溢流
上澄水がこれに該当する。）に硫酸ばん土など
の無機凝集剤を多量に添加して凝集沈殿処理す
る必要がある。この結果、代表的な難脱水性ス
ラツジとして周知の凝沈スラツジの発生量が多
く、その処理処分が容易でない。しかも、無機
凝集剤の消費コストが高額になる。 生物処理工程から発生する余剰活性汚泥の脱
水性も凝沈スラツジと同様に非常に悪く、脱水
ケーキ含水率を85％以下に低下させるのが難し
い。 汚泥脱水のためにカチオンポリマーなどの脱
水助剤を多量に必要とするため汚泥脱水工程の
ランニングコストが高い。 本発明はこのような欠点を根本的に解決でき
る、合理的な有機性廃水の処理方法および該処理
過程から発生する汚泥の脱水処理方法を提供する
ことを目的とするものである。 すなわち、本発明は、有機性廃水を活性汚泥返
送系路を有する生物処理工程で処理したのち、該
生物処理工程の余剰汚泥と処理水との混合スラリ
ーに、薬剤として少なくとも無機凝集剤を添加
し、該混合スラリーのPHを7.0以下に調整して濃
縮工程にて濃縮スラリーと濃縮分離水に分離し、
前記濃縮スラリーに第２鉄イオンを添加して機械
脱水工程にて脱水処理することを特徴とする有機
性廃水の処理方法である。 これを具体的に説明すれば、生物処理工程にお
ける混合液を従来の処理プロセスのように最終沈
殿池で生物処理水と余剰汚泥に分離して余剰汚泥
を脱水するという常套手段を廃し、本発明では、
余剰汚泥を生物処理水と混和した状態となし、こ
の混合スラリーに少なくとも無機凝集剤、例えば
塩化第２鉄など鉄系凝集剤又は硫酸ばん土などア
ルミニウム系凝集剤を添加し、PHを7.0以下に調
整したのち、スクリーン脱水法、浮上濃縮法など
の汚泥濃縮工程により濃縮し、濃縮分離水と濃縮
スラリーに分離するようにしたことが本発明の最
重要ポイントである。さらに、この濃縮スラリー
に塩化第２鉄など第２鉄イオン解離物質を添加し
てフイルタープレスなどの機械脱水機にて脱水す
るようにしたことが第２の重要ポイントであり、
この濃縮スラリーは、第１図の従来例のように活
性汚泥の余剰汚泥６と凝沈スラツジ１２とが単に
混合されたものではないことが極めて重要な構成
のひとつである。 次に本発明の一実施態様を第２図を参照しつつ
説明すれば、生し尿３１は生物学的硝化脱窒素法
などの生物処理工程３２に流入する。この際、従
来し尿流入量に対し10〜20倍量添加されている希
釈水の添加量は可及的に少量にすることが好まし
く、この点も本発明の特徴の一つである。 しかして、生物処理工程３２内に所望濃度の活
性汚泥を維持するために生物処理槽内のMLSSの
一部が遠心濃縮機３３に流入し濃縮汚泥３４と濃
縮分離水３５に分離され、濃縮汚泥３４は生物処
理工程３２に返送される。一方、濃縮分離水３５
は生物処理工程３２からの流出スラリー３６に混
合される。本発明においては、この流出スラリー
３６は従来の活性汚泥法のように最終沈殿池にて
活性汚泥が分離された上澄水を意味するのではな
く、余剰汚泥を含有するスラリーを意味している
点が重要である。 濃縮分離水３５と流出スラリー３６とを混合し
て混合スラリー３７に対し、撹拌槽３８において
無機凝集剤３９として塩化第２鉄とアルカリ剤４
０として消石灰を添加してPH7.0以下の条件にて
撹拌したのち、高分子凝集剤４１としてノニオン
系又はアニオン系のポリマーを加え大粒径のフロ
ツクを形成させ、スラリーをスクリーン４２上に
て重力脱水し分離水４３と分離汚泥４４に濃縮分
離する。 この濃縮工程にスクリーン脱水法もしくは浮上
濃縮法を採用することは本発明の重要構成の一つ
である。すなわち、本発明者らは重力沈殿濃縮法
は固液分離速度が小さいためスラリーの濃縮槽内
滞留時間が長くなる結果脱水性が低下し、一方、
遠心濃縮法は動力コストが高いという欠点のほか
に、分離水のSSが多くしかも薬注を受けたスラ
リーが強烈な剪断場にさらされるため、脱水性の
低下が激しいので好ましくないことを確認した。 また前記濃縮工程はPH7.0以下最も好ましくは
PH4.0〜5.5の条件下で行なうことが重要であり、
アルカリ側で濃縮すると分離水４３の水質とくに
CODと色度が悪化する。分離水４３はそのまま
放流できるほどの良好の水質を有するが、所望に
より活性炭吸着、化学酸化工程による処理を行な
つたのち放流することもある。 一方、スクリーン４２からの分離汚泥４４は混
和槽４５にて塩化第２鉄４６単独またはこれと消
石灰などのアルカリ剤とを併用添加してからフイ
ルタープレスなどの機械的脱水機４７にて脱水さ
れ、低含水率の脱水ケーキ４８と脱水分離水４９
に分離される。 脱水分離４９は大低の場合撹拌槽３８へリサイ
クルされるが、生物処理工程３２にリサイクルさ
れることもある。混和槽４５に添加される塩化第
２鉄４６の所要量は、前述の理由から分離汚泥４
４の脱水性が良好になつているため、従来プロセ
スに比べて格段に少なくてすむことが認められ
る。 また、生物処理工程３２において、通常の
BOD除去だけを行なう方法ではし尿中のＭアル
カリ度（約1000〜12000mg／存在する）が生物
処理過程で減少せず、この結果、前記無機凝集剤
３９の添加を受ける混合スラリー３７のＭアルカ
リ度も必然的に高いためPH緩衝性が強い。従つ
て、無機凝集剤３９の添加量を多量にするか硫酸
を併用しないと最適PH4.0〜5.5に設定するのが困
難になる。しかし、生物処理工程３２として生物
学的硝化脱窒素プロセスを採用すると、混合スラ
リー３７のＭアルカリ度が減少し、PH緩衝性が弱
まる結果無機凝集剤３９の所要量が少なくて済
み、かつ汚泥発生量が減少するという重要な利点
が得られ、本発明の重要な実施態様の一つとな
る。 以上述べたように本発明によれば、次のような
工業上極めて重要な利益を得ることができる。 (1) 生物処理水の高度処理（COD、色度、リン
酸の除去）と生物余剰汚泥の脱水性の改善が同
一の工程、薬品によつて達成されるので、従来
のように汚泥改質用の薬剤を多量に添加する必
要がなくなる結果、プロセスの合理化、維持管
理費の大幅な節減が可能になる。 (2) 生物余剰汚泥をフイルタープレスで合理的に
脱水でき、含水率66〜70％という低含水率の脱
水ケーキが得られる。 (3) 従来プロセス（第１図）では生物余剰汚泥と
凝集汚泥との混合汚泥を脱水するのでカチオン
ポリマー、又は塩化第２鉄と消石灰を多量に添
加しないと良好に脱水できないが、本発明で
は、あらかじめ撹拌槽３８にて脱水性の改善処
理を受けた汚泥を脱水するようにしたので容易
に低含水率の脱水ケーキが得られる。 (4) 固液分離性能の不安定な重力沈殿工程を全く
不要にしたので汚泥濃縮工程の処理性能が安定
している。 (5) 脱水機に流入する汚泥に添加する薬品につい
ては従来、塩化第２鉄FeCl₃と消石灰Ca
（OH）₂の併用法が最も効果的であり広く採用さ
れている方法であるが、FeCl₃の添加量が余剰
汚泥乾燥固形物（DSS）あたり約８％、Ca
（OH）₂添加量が約30％必要であるのに対し、本
発明ではCa（OH）₂添加量が０〜３％と格段に
少なくてすむ。この結果脱水ケーキの発熱量が
著しく向上する。 次に本発明の実施例について述べる。 実施例 １ 下記の水質を有する除渣生し尿を公知の硝化液
循環生物学的硝化脱窒素プロセスで無希釈処理し
た。

【表】 また生物学的硝化脱窒素工程の運転条件は次の
ように設定した。

【表】 この生物学的硝化脱窒素工程からの処理液と余
剰汚泥との混合スラリー（SS7000〜8000mg／
、PH8.2、Ｍアルカリ度800〜900mg／）に
FeCl₃2000mg／添加したのち、Ca（OH）₂を加
えPH4.5に調整し、さらにノニオンポリマー（ア
コフロツクN700）40mg／を添加し大粒径のフ
ロツクを形成させたのち、傾斜式ウエツジワイヤ
スクリーン（目開き0.25mm）上に流入させたとこ
ろ容易に水切りが行なわれ、スクリーン上の濃縮
汚泥の濃度は3.8％と高濃度であつた。この濃縮
汚泥を一旦貯留しFeCl₃を600mg／加えよく混
和したのち、フイルタープレスで脱水した（過
圧４Kgｆ／cm²、圧搾圧10Kgｆ／cm²）。この結果、
含水率66％の脱水ケーキが得られ、ケーキ発熱量
は3000kcal／Kg・Dsであり、流動層焼却炉で自
然可能であつた。また、ウエツジワイヤスクリー
ン分離水の水質は次表のとおりであり、無希釈し
尿処理水として極めて良好であつた。

【表】 実施例 ２ 前記スクリーン濃縮工程への流入スラリーに添
加するCa（OH）₂の注入率を増大しPH7.0、7.5、
8.0に中和したのち、ノニオンポリマーを添加し
スクリーン分離水の水質を測定した結果、実施例
１に比べてCOD、色度が増大し、PH7.5以上に中
和

【表】 するのは好ましくないことが認められた。 実施例 ３ 実施例１のスクリーン濃縮法の代わりに加圧溶
解空気による浮上濃縮法を採用した結果、加圧圧
力４Kgｆ／cm²、加圧水混合比３倍、気固比30・
air／Kg・SS、固形物負荷100Kg／m²・日の条件に
てフロス濃度5.0％が得られ、実施例１に比べて
フイルタープレスの過速度が20％増大した。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法を示す系統説明図、第２図は
本発明の一実施態様を示す系統説明図である。 ３１…生し尿、３２…生物処理工程、３３…遠
心濃縮機、３４…濃縮汚泥、３５…濃縮分離水、
３６…流出スラリー、３７…混合スラリー、３８
…撹拌槽、３９…無機凝集剤、４０…アルカリ
剤、４１…高分子凝集剤、４２…スクリーン、４
３…分離水、４４…分離汚泥、４５…混和槽、４
６…塩化第２鉄、４７…機械脱水機、４８…脱水
ケーキ、４９…脱水分離水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機性廃水を活性汚泥返送系路を有する生物
   処理工程で処理したのち、該生物処理工程の余剰
   汚泥と処理水との混合スラリーに、薬剤として少
   なくとも無機凝集剤を添加し、該混合スラリーの
   PHを7.0以下に調整して濃縮工程にて濃縮スラリ
   ーと濃縮分離水に分離し、前記濃縮スラリーに第
   ２鉄イオンを添加して機械脱水工程にて脱水処理
   することを特徴とする有機性廃水の処理方法。 ２ 前記濃縮工程が、スクリーンによる重力脱水
   法又は浮上濃縮法によるものである特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３ 前記薬剤として無機凝集剤、アルカリ剤及び
   高分子凝集剤を併用添加する特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の方法。 ４ 前記生物処理工程が、生物学的硝化脱窒素法
   によるものである特許請求の範囲第１項、第２項
   又は第３項記載の方法。