JPS63214398A - 高濃度有機性廃水の処理方法 - 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、し尿あるいは水産加工廃水、食品廃水、農産
物加工廃水などにおける窒素や燐を含む高濃度に有機性
物質を含有する廃水に関する極めて高効率な処理方法に
関するものであり、更にその高度な処理に関するもので
ある。

（従来の技術及びその問題点） 従来、高濃度に有機性汚染物を含む廃水処理法なか、最
近、稀釈用水確保の困難性、製造規模の問題などから、
できる限り稀釈度を下げて処理する方法に関する提案が
行なわれている。また放流を可とする処理水々質の規制
をきびしく、ＣＯＤとして３０■／２以下、窒素として
１０■／ｌ以下、燐とし゛て１■／１以下である。

（問題点を解決するための手段） このような問題点を解決すべく、幾多の検討を重ねたと
ころ、生物処理における反応を促進し、かつ濃縮度を上
げることが困難とされる生物処理時に発生する汚泥の濃
縮を十分可能にしてＢＯＤ、窒素を除去すべく、生物処
理系に透過膜プロセスを設け、その透過膜の特性として
、汚泥やコロイド性物質などの固形物の濃縮が可能であ
りながら溶解性ＣＯＤを膜透過させるようなマイクロポ
ーラス膜乃至限外濾過膜を利用し、濃縮液を生物反応系
に返送して、系内の栄養源および生物群の濃度を高める
ことによって、生物処理の効率を高めると共に、その膜
透過液を化学的脱燐と化学的酸化処理、光化学的酸化処
理、吸着処理のうちの少なくとも一つとを組合せて処理
することを特徴とする高濃度有機性廃水の処理方法を提
案するものである。

本発明においては生物処理に直結させる透過膜としてポ
アサイズの大きな溶解性ＣＯＤ、　ＢＯＤ濃縮特性の低
いマイクロポーラス膜乃至限外濾過膜を利用し、生物反
応系へ常に高濃度の活性汚泥を送り、系内の汚泥濃度を
高度に保ち、被処理水をあらかじめ希釈せず、そのＢＯ
Ｄ、ＣＯＤ　１１度が高くても十分生物反応が進行でき
るような状態に維持し得る。

即ち、ここで利用する透過膜は、生物反応における活性
汚泥濃度の上昇と被分解処理物の濃度を上昇させ得る目
的を有しており、塩分、溶解性ＣＯＤ。

ＢＯＤの濃度上昇能力はほとんどない透過膜を利用する
わけである。その目的に合致する膜としては数μ〜０．
４μ程度のマイクロポーラス膜がよく利用できるが、分
画分子量敵方乃至数１０万程度の限外濾過膜も有利に利
用することができる。即ち本発明においては、生物処理
系に対しては、系内の活性汚泥濃度を高めるに十分な透
過膜を直結せしめて、生物反応系内の反応を促進せしめ
、しかも従来管理が容易でなかった汚泥濃度の制御を透
過膜を利用して強制的に実施し、膜透過液中へリークす
る溶解成分については、化学的脱燐と化学的酸化処理、
光化学的酸化処理、吸着処理のうちの少なくとも一つと
を組合せて処理することによって除去しようとするもの
である。

本発明における生物化学的分解反応処理としては生物化
学的分解反応処理が好ましく、それにつづく膜透過処理
では生物化学的分解反応処理がらの活性汚泥スラリを溶
解成分を含む膜透過液と固体成分を多く含む濃縮液とに
分離する。

本発明における膜透過処理は前記の作用をするならばそ
の形式に何ら制限はな（、特性の同じ又は異なる透過膜
を種々組み合わせ、濃縮液の多段ｆｉ縮、膜透過液の多
段透過処理など適宜選定して採用することができる。ｇ
ｐち透過膜特性の選定によっては最終的に系外へ排出さ
れる膜透過液の溶解成分たとえばＣＯＤ、　ＢＯＤなど
有機性溶解成分濃度を掻めて低下せしめることが可能で
ある。

この透過膜処理における透過膜特性については、溶解性
ＣＯＤ、ＢＯＤなどを濃縮し得ない細孔性のものが必要
で、かかる特性を有するマイクロポーラス膜乃至限外濾
過膜を利用することによって、生物反応系の生物濃度、
活性汚泥濃度を高めるものであるが、その膜透過液につ
いては前述のごとく、いろいろな特性の膜を利用するこ
とによって含有する溶解成分の濃度を低減することもで
きる。

この膜処理から出る膜透過液は、化学的脱燐と化学的酸
化処理、光化学的酸化処理、吸着処理のうちの少なくと
も一つとを組合せて処理する。

化学的脱燐法としては、従来公知の方法をすべて採用す
ることが出来、何ら制限はないが、不溶乃至難溶性燐酸
化合物を接触媒体として利用する化学的脱燐法がより高
い効果が得られる。その他、鉄塩、アルミニウム塩、カ
ルシウム化合物、バリウム化合物、マグネシウム化合物
を添加して、不溶乃至難溶性の燐酸化合物を生成せしめ
て分離することも可能である。また燐酸は生物処理にお
いても条件によっては高い除去率が得られるが、なお、
残存する稀薄な燐を含有することがあるから、やはり化
学的脱燐をおこなう必要がある。

化学的脱燐と組合せて行われる化学的酸化処理、光化学
的酸化処理、吸着処理は、排水処理において既に知られ
た化学的酸化処理などをそのまま行うことによって実施
することができ、化学的酸化処理及び光化学的酸化処理
ではＣＯＤ、色度成分が減少し、またこの処理で過硫酸
塩を添加すると残留するアンモニア及びアンモニウム塩
を除去できる。さらに吸着処理においてはＣＯＤ、色度
成分を除去できる外、化学的脱燐でも残った溶解性燐成
分などを除去することができるので、化学的脱燐と組合
せることが良好である。

生物反応系とマイクロポーラス膜乃至限外濾過膜とを組
み合せ、生物反応系内のスラリ濃度を高濃度に維持する
という方法は公知の事実であるが、し尿等の窒素、燐を
含有する高濃度有機性廃水をできるだけ希釈せずに処理
しようとする場合には生物化学的硝化脱窒素処理に透過
膜を組合せたとしても、窒素やＢＯＤは効率よく低減で
きてもなお溶解性の燐、ＣＯＤ、色度成分が残留し、選
択性の高い膜を採用することによって膜透過水質の向上
は期待できるが、なお十分でなく、かつ溶解性成分が生
物処理系に蓄積される弊害が生じる。

本発明においては、生物処理系においてはスラリ濃度を
高めるための透過膜として、溶解性ＣＯＤ。

ＢＯＤを濃縮し得ない程度の細孔を有する透過膜を利用
して、生物反応系の反応を促進し、かつ、膜透過液中に
リークする燐、ＣＯＤ、　ＢＯＤ成分を更に化学的脱燐
と化学的酸化処理、光化学的酸化処理、吸着処理のうち
の少なくとも一つとを組合せ処理する。

次に本発明の一実施態様について図面を参照しながら説
明する。

高濃度の有機性廃水１は生物化学的硝化脱窒素槽Ａに流
入する。生物化学的硝化脱窒素槽Ａには酸素又は空気２
を送給して曝気処理をし、好気性硝化を行なうとともに
嫌気性下で脱窒素を起させる。この反応は槽を仕切って
連続的に行なわせても、■槽で回分式に行なわせてもよ
い、生物化学的硝化脱窒素槽Ａにおいて所定の反応時間
経過後、活性汚泥スラリ３は加圧された後、マイクロポ
ーラス膜乃至限外濾過膜装着セルＢに流入する。なお膜
分離装置へ流入する活性汚泥スラリ３に無機および／ま
たは有機性凝集助剤あるいは系内を酸化雰囲気となす酸
化剤、触媒１２を注入してもよい。

圧力は通常０．５ＫｇＦ／ｃ−ｄ乃至数ＫｇＰ／ｃｄで
十分である。

装着セルＢにおいて濃縮された活性汚泥４は排出され、
その大部分は生物化学的硝化脱窒素槽Ａへ返送される。

残部の活性汚泥８は固液分離装置りに至り、ここで固−
液分離をおこなう。なお要すれば分離助剤９を添加する
ことができる。固−液分離装置りとしては濾過、遠心分
離、沈降分離、浮上分離など公知の手段の内、適宜一つ
又は二つ以上選定して組み合わせ利用することができる
。

固液′分離装置りからは分離液１０とスラッジ又はケー
キ１１が排出される。−刃装着セルＢの膜透過液５は脱
燐処理装置Ｃに送られる。

脱燐処理装置Ｃでは膜透過液５に脱燐剤１３たとえばカ
ルシウム化合物、鉄塩などを添加すれば燐を不溶性沈澱
として除去できる。脱燐処理装置は、含有する燐酸濃度
によって沈降分離あるいは流動および／または充填層を
採用する０発生した燐酸含有沈澱１４は排出される。

なお、脱燐剤１３としては脱燐に必要な沈澱生成剤たと
えばマグネシウム、鉄、アルミニウムの塩化物、硫酸塩
、マグネシウム、カルシウム、バリウムの酸化物、水酸
化物、過酸化物などを利用することができる。過酸化物
を利用すれば、酸化分解装置已において実施する酸化分
解処理と脱燐をも兼ねることが可能であり、なお有効な
処理が期待できる。また、脱燐処理装置Ｃに流入する流
体中の燐酸濃度が高い場合には反応装置、沈澱分離装置
が必要であるが、低濃度の場合には充填層を利用し、充
填体として、前記燐酸沈澱生成剤によって生成される燐
酸含有沈澱と同系種の化合物を利用すれば有効に脱燐が
可能である。

脱燐処理装置Ｃからの分離液６は酸化分解装置已に送ら
れて、化学的酸化を行ない、処理液は系外へ排出される
。

酸化分解装置已においては化学的酸化分解剤１５、たと
えば過酸化物が添加される。ここでは他に触媒を添加し
てもよ（、たとえば酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケ
ル、酸化銅、二酸化マンガン、活性炭など必要により選
定して利用することもできる。また触媒として前記金属
酸化物以外に金属塩も利用しうる。たとえば硫酸銅、硫
酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄はその
好例である。過酸化物の主なものとしては、過酸化水素
、過酸化ソーダ、過酸化カルシウム、過酸化バリウム、
過硫酸およびその塩、過はう酸およびその塩、その他塩
素酸化合物である。また、酸化分解装置已においては要
すれば紫外線照射により、光化学的酸化分解をも同時に
おこなうこともできる。

あるいは、脱燐処理装置からの分離液は吸着処理装置へ
送って吸着処理を行ってもよい、また、前記の酸化分解
装置Ｅで処理された低ＣＯＤ、ＢＯＤ、色度含有廃水を
さらに吸着処理装置へ送るようにしてもよい。吸着処理
装置で残留する燐、ＣＯＤ、　ＢＯＤ。

色度が除去される。ここでは活性炭が有効に利用できる
が、その他吸着樹脂、天然あるいは合成粘土鉱物をも利
用しうる。かくて清澄に処理された液７は排出される。

なお、吸着処理における吸着媒体としては、無機性のも
のとして、ゼオライト、珪藻土、酸性白土、ベントナイ
トなどの天然粘土鉱物、あるいは合成ゼオライトのごと
き合成粘土鉱物が例としてあげられる。有機性のものと
して、吸着樹脂がその好例である。また、活性炭や骨炭
なとも利用できる。

（実施例） 次に本願発明の実施例を示す。

実施例 ＣＯＯ区分として、５，０００　ｍｇ／　１−含有する
有機性廃水に空気を導入して、生物化学的硝化脱窒素処
理をおこない懸濁固形物濃度として１５．０００ｍｇ／
　Ａの活性汚泥スラリを分画分子量として２０万の限外
濾過膜装置に圧力２　ＫｇＦ／ｃｄの条件下に通液して
膜分離をおこなった。この膜分離においては溶解性ＣＯ
Ｄの濃縮はおこらず、はぼ全部が膜を透過した。

腹側残留側のスラリ濃度は懸濁固形物濃度として２５．
０００■／ｉ！で、その５０％を生物化学的硝化脱窒素
処理系へ返送し、他部を固−液分離に服する。

固−液分離に当っては高分子凝集剤を固形物に対して１
〜１．２％添加し３，２００〜３．５００ｒｐｍで遠心
分離に服した。その分離液は前記限外濾過膜装置の供給
側へ回送した。

一方膜透過液のＣＯＤは約４５０〜５２０Ｉ１ｇ／Ｉｌ
、燐酸（ＰＯ４）として７２０〜７４０■／ｉで、この
膜透過液を脱燐処理装置へ送り、塩化第二鉄１２００■
／ｌ添加して反応せしめた後、消石灰８００■／２を添
加して脱燐し、溶解性燐酸（ＰＯ４）として２〜３ｏ＋
ｇ／Ｉ！、、ＣＯＤとして１７０〜２００■／ｌの分離
液を得た０次に過酸化水素１０■／ｌを添加し、活性炭
充填層に導入し、５Ｖ−１で吸着処理したところ、ＣＯ
Ｄとして２０〜２５ｇ／　ｊ！の処理水を得た。

（発明の効果） 本発明によれば、し尿等の窒素、燐を含有する高濃度有
機性廃水からＣＯＯ値が低く、かつ窒素、燐の含有量が
著しく減少した処理水が得られる。

本発明によれば膜処理で処理した膜透過液を化学的脱燐
及び化学的酸化処理などの組合せで処理するために膜処
理でＣＯＯ値を低下させた廃水からさらに溶解性の燐、
ＣＯＤ、色度成分を十分に除去できるもので、高度に精
製された処理水が得られる。

【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である
。 Ａ：生物化学的硝化脱窒素槽。 Ｂ：マイクロボーラス膜乃至限外濾過膜装着セル。 Ｃ：脱燐処理装置、　　　Ｄ：固液分離装置。 Ｅ：酸化分解装置。 ｌ：有機性廃水、　　　　２：酸素又は空気。 ３：活性汚泥スラリ、　　４：活性汚泥。 ５：Ｆｌ透過液、　　　　　６：分離液。 ７：処理液、　　　　　　８：活性汚泥。 ９：分離助剤、１０：分離液。 １１：スラッジ又はケーキ。 １２：無機及び／又は育機性凝集剤等。 １３：脱燐剤、１４：燐酸含有沈澱。 １５：化学的酸化分解剤。 （ほか３名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高濃度有機性廃水を生物化学的分解反応処理工程
   で処理すると共に該生物化学的分解反応処理工程の活性
   汚泥スラリをマイクロポーラス膜乃至限外濾過膜によっ
   て膜透過液と濃縮液とに分離し、前記濃縮液の一部を生
   物化学的分解反応処理工程へ返送すると共に、前記膜透
   過液を化学的脱燐と化学的酸化、光化学的酸化処理、吸
   着処理のうちの少なくとも一つとを組合せて処理するこ
   とを特徴とする高濃度有機性廃水の処理方法。
2. （２）前記濃縮液の他部を固−液分離装置に導びくこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高濃度有機性
   廃水の処理方法。