JPS63134096A - 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、し尿系汚水、下水等の有機性汚水を省エネル
ギー、省スペース的に高度に処理する方法に関するもの
である。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕従
来、有機性汚水処理、例えばし尿処理を例にとると、そ
の最も代表的なプロセスは生物学的硝化脱窒素処理法を
中核とするものであった。その方法は、 という構成からなり、それなりにかなり合理的処理法と
言うことができる。

しかしながら、より厳しい視点に立うてこのプロセスを
評価すると、次のような大きな問題点が浮かびあがって
くる。

■　生物処理槽の容積が大きい０例えば、し尿処理量Ｌ
　ＯＧ　ｋｆ／ｄの場合、現時点での最も進歩した生物
処理技術を採用しても７００〜９００ｒｒｌの生物処理
槽を必要とし、設置面積や建設費がかさむ。

■　生物処理工程において、ＮＨ，−Ｎの硝化、ＢＯＤ
の酸化に多大の曝気動力を消費する。

■　エアレーションが不要な嫌気性消化法（メタン発酵
法）と両立できない。

その理由は、嫌気性消化法がＢＯＤの除去を無動力で行
える反面、アンモニア性窒素を全く除去できないからで
ある。

このように、従来プロセスは省エネルギー、省スペース
的な見地から満足すべき技術とは評価し難かった。

本発明は、前記従来プロセスの問題点を根本的に解決で
きる新規なプロセスを確立することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、本発明者自身の先願である特開昭５４−１２
７１４８号公報に開示されている技術をさらに発展改良
して完成し、リン酸マグネシウムアンモニウム（ＮＨＪ
ｇＰＯｔ）沈殿生成反応を新規な態様によって応用した
ものであって、有機性汚水にリン酸イオン、マグネシウ
ムイオンおよび高分子凝集剤を添加して固液分離したの
ち生物処理するとともに、分離された汚泥を焼却するこ
とによって汚泥中のリン酸マグネシウムアンモニウムを
熱分解し、得られた焼却残渣中のリン分およびマグネシ
ウム分を前記有機性汚水に添加するリン酸イオンおよび
マグネシウムイオンとして利用することを特徴とする有
機性汚水の処理方法を提供するものである。

〔作　用〕

以下に本発明の作用を、その一実施態様を示す図面を参
照しながら説明する。

有機性汚水１にリン酸イオンおよびマグネシウムイオン
２としてＮ　ａ　ｓ　Ｐ　Ｏｔ、Ｍ　ｇ　（ＯＨ）ｚな
どを添加して混和槽３でよく混和し、汚水中のＮＨ４”
イオンを次の反応によって固相に転換させる。

ＮＨａ”＋Ｍｇ”＋ＰＯ４’−→Ｎ　Ｈａ　Ｍ　ｇ　Ｐ
　０４　１次に、高分子凝集剤４（カチオンポリマもし
くはカチオンとアニオンポリマの併用が好適）を添加し
て凝集混和槽５で攪拌し、汚水中に含まれる高濃度のＳ
ＳとＮＨａ　ＭｇＰＯ５の微細沈殿粒子とを共凝集させ
る。さらに、この凝集フロックをスクリＪン又は沈殿な
どの固液分離工程６に導き、凝集分離液７（汚水中の３
３．ＮＨ４”　、ＰＯ４”が高度に除去されている）と
濃縮汚泥１４とに分離する。

凝集分離液７は、その後生物処理工程に導かれてＢＯＤ
等が除去されるが、図示例にはこの生物処理工程として
最も好適なフローシートを示している。すなわち、凝集
分離液７を上向流嫌気性ブランケット（ＵＡＳＢ）法な
どのメタン発酵処理工程８に供給し、ＢＯＤの９０％程
度をメタンガスを主成分とする消化ガス９に転化したの
ち、流出するメタン発酵流出液１０中の残留ＢＯＤと残
留ＮＨ３−Ｎを生物学的硝化脱窒素工程１１によって除
去し、処理水１２を得る。なお、生物学的硝化脱窒素工
程１１から発生する余剰汚泥１３は、凝集混和槽５に返
送して汚水中のＳＳとともに凝集させる。

一方、固液分離工程６で分離された濃縮汚泥１４は、ス
クリュープレスなどの汚泥脱水機１５によって脱水され
、水分６０％以下の脱水ケーキ１６となり、さらに流動
炉などの焼却工程１７にて焼却されて焼却残′ａ１Ｂと
なる。この焼却工程１１において、脱水ケーキ１６中に
含まれるＮＨＪｇＰＯ４は、脱水ケーキ１６中の有機炭
素分の燃焼生成熱によって熱分解し、Ｎ　Ｈ４分はＮ、
ガスに酸化されて揮散し、焼却残渣１８中にリン分とマ
グネシウム分が残る。これらのリン分、マグネシウム分
は、Ｍ　ｇ　３（Ｐ　Ｏａ＞ｔ、Ｍ　ｇ　ｔ　Ｐｇ　Ｏ
ｔ、Ｍ　ｇ　Ｏを主成分とするこれらの混合物等の形態
となっている。

従って、この焼却残渣１８を始めに有機性汚水１に添加
するリン酸イオンおよびマグネシウムイオン２として利
用する。すなわち、焼却残渣の大部分１８′を混和槽３
にリサイクルし、有機性汚水ｌと充分接触させ、有機性
汚水１中のＮＨ４”イオンを焼却残渣中のリン分、マグ
ネシウム分と反応させてＮ　Ｈａ　Ｍ　ｇ　Ｐ　Ｏａの
形態で液相から除去する。なお、焼却残渣の大部分１８
′をあらかじめＨＣｌなどの鉱酸に溶解させてから、混
和槽３にリサイクルさせてもよい。また、焼却残渣１８
のすべてを混和槽３にリサイクルさせると、次第に不活
性分が増加してくるので、随時焼却残渣の一部分１９を
系外に排出して処分する。

このようにして、混和槽３で添加すべきリン酸イオンお
よびマグネシウムイオン２の大部分は脱水ケーキ１６の
焼却残渣によってまかなうことができるが、不足分とし
て系外から新鮮なリン酸イオンおよびマグネシウムイオ
ン２を少量補給するようにする。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を示す。

上表に示す水質のし尿に、実験開始後１０日間のみＭ　
ｇ　（ＯＨ）　ｚを１３０００　ｗ／　１　、　Ｈ３Ｐ
　０４を２００００　ｗ／　ｌ添加して、１０分間攪拌
したのち高分子ａ集剤としてポリ・ジアルキルアミノ・
エチルメタクリレート系（ＤＡＭ系）のカチオンポリマ
〔エバグロースＣ−１０４Ｇ−荏原インフィルコ側商品
名〕を２５０■／ｌ添加したところ、大粒径のフロック
が形成された。

この凝集スラリーをロータリースクリーン（目開き０．
７Ｍ）で分離し、その分離液を沈殿させた上澄み液（運
転初期の凝集分離液）の水質を分析した結果は上表のと
おりであり、し尿中のアンモニアおよびＳＳが高度に除
去された。

一方、ロータリースクリーンおよび沈殿池で分離された
汚泥（固形物濃度８〜１０％）をスクリュープレス脱水
機で脱水したところ、水分４５〜４６％の脱水ケーキが
得られ、これを流動床焼却炉で焼却した（低酸素条件で
の焼却）、得られた焼却残渣の窒素成分を分析したとこ
ろ、検出されず、脱水ケーキ中に含まれるＮＨａ　Ｍｇ
ＰＯ４沈殿中のＮＨ４分が熱によって分解したことが確
認された。

次にこの焼却残渣の一日分の発生量をし尿に添加し、さ
らに新鮮なＭｇ（ＯＨ）ｘを運転初期の添加量の１７１
３量である１０００■／ｉ添加したが、この時点で新鮮
なＨｓ　Ｐ　Ｏａの添加を停止した。このような焼却残
渣を利用した運転方法で１ケ月運転を続け、１ケ月後の
焼却残渣添加時の凝集分離液の水質は上表のとおりであ
り、焼却残渣中のリン分とマグネシウム分がし尿からの
ＮＨｓ−Ｎの除去に極めて有効に作用したことが確認さ
れた。

さらに、焼却残渣添加時の凝集分離液をＵＡＳＢ法→硝
化液循環型生物学的硝化脱窒素法という直列の生物処理
プロセスで処理し、溶解性ＢＯＤと残留アンモニアを除
去した硝化脱窒素処理水の水質は上表のとおりであった
。この時のＵＡＳＢ処理槽の滞留日数は０．５日、硝化
液循環型生物学的硝化脱窒素槽はＭ　Ｌ　Ｓ　Ｓ　１０
０００■／ｌ、滞留日数は０．６日であった。従って、
ＵＡＳＢ槽＋硝化脱窒素槽の合計滞留日数は１．１日と
なり、従来プロセスの生物処理槽の所要滞留日数８〜９
日に比較して、約１ノ８〜１／９と著しく節減された。

〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明は、 （イ）を離性汚水にリン酸イオンとマグネシウムイオン
を添加して有機性汚水中のＮＨ，”とＰＯ４”−をＮＨ
ａ　ＭｇＰＯａの沈殿とし、さらに高分子凝集剤の作用
によって、有機性汚水中のＳＳと前記ＮＨｎＭｇＰＯ＜
を共凝集させて固液分離の容易なフロックを形成させる
工程、 （０）固液分離された有機性ＳＳとＮＨａ　ＭｇＰＣｚ
との混合汚泥を焼却し、有機性ＳＳの燃焼生成熱によっ
てＮ　Ｈａ　Ｍ　ｇ　Ｐ　Ｏａ中のＮＨ４分を熱的に酸
化分解する工程、 （ハ）混合汚泥の焼却残渣中のリン分とマグネシウム分
を、有機性汚水中のＮＨ，”の沈殿ないし吸着除去剤と
して再利用する工程、 という新規な技術的思想を骨子とするものであり、次の
ような重要な効果を得ることができる。

■　従来の有機性汚水処理プロセスは、汚水中に含まれ
るＮＨ２−Ｎの全量を生物学的に硝化処理する必要があ
るので、ＮＨ３−ＮをＮ０ｈ−Ｎにまで酸化するのに必
要なエアレーション動力が非常に大きいという大きな欠
点を持っている０例えば、３０００■／１のＮＨ３−Ｎ
を含むし尿１００＆７／ｄを硝化するのに必要な曝気ブ
ロワ動力は、約１５００ｋ１４ｈ／ｄと非常に大きな消
費エネルギーとなる。

これに対して本発明では、し尿中のＮＨｓ−ＮをＮ　Ｈ
ａ　Ｍ　ｇ　Ｐ　Ｏａ沈殿生成反応を利用して９０％以
上除去することができるので、ａ集分離液をメタン発酵
処理したメタン発酵流出液中には数１００■／１程度の
ＮＨｓ−Ｎが残留してくるにすぎない、従って、ＮＨｓ
−Ｈの硝化用エアレーション動力は従来プロセスより９
０％以上節減でき、著しい省エネルギー効果がある。

■　Ｎ　Ｈａ　Ｍ　ｇ　Ｐ　Ｏａ沈殿と有機性ＳＳとの
混合汚泥の焼却残渣中のリン分とマグネシウム分を再び
有機性汚水からのＮＨ２−Ｎ除去剤として再利用すると
いう新規な方法を採用したので、系外から新鮮なリン酸
イオンとマグネシウムイオンを多量に添加する必要がな
くなり、顕著な省資源効果があり、またＮ　Ｈａ　Ｍ　
ｇ　Ｐ　Ｏａ沈殿中のＮ　Ｈａ分を酸化分解するための
特別な工程および経費も不要になる。

■　凝集分離液中のＮ　Ｈｓ−Ｎ濃度が大きく減少して
いるので、その後の生物学的硝化脱窒素処理槽の所要容
積が極めて小さくてすみ、省スペース効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施Ｌｉ様を示すフローシートである
。 １・・・有機性汚水、２・・・リン酸イオンおよびマグ
ネシウムイオン、３・・・混和槽、４・・・高分子凝集
剤、５・・・凝集混和槽、６・・・固液分離工程、７・
・・凝集分離液、８・・・メタン発酵処理工程、９・・
・消化ガス、１０・・・メタン発酵流出液、１１・・・
生物学的硝化脱窒素工程、１２・・・処理水、１３・・
・余剰汚泥、１４・・・濃縮汚泥、１５・・・γη泥脱
水機、１６・・・脱水ケーキ、１７・・・焼却工程、１
８・・・焼却残渣、１８′・・・焼却残渣の大部分、１
９・・・焼却残渣の一部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機性汚水にリン酸イオン、マグネシウムイオン
   および高分子凝集剤を添加して固液分離したのち生物処
   理するとともに、分離された汚泥を焼却することによっ
   て汚泥中のリン酸マグネシウムアンモニウムを熱分解し
   、得られた焼却残渣中のリン分およびマグネシウム分を
   前記有機性汚水に添加するリン酸イオンおよびマグネシ
   ウムイオンとして利用することを特徴とする有機性汚水
   の処理方法。