JPS63221893A - 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、し環系汚水、下水、各種廃水等のリン酸イオ
ン（Ｐｏ４’−）を含む有機性汚水の処理方法に関し、
特に生物学的硝化脱窒素工程と膜分離工程を備えた処理
方法の改良に関するものである。

〔従来技術〕

従来、有機性汚水の活性汚泥処理法においては、活性汚
泥と処理水を分離するためには沈殿池が採用されていた
。

しかし最近では、沈殿池を設けることなく、活性汚泥ス
ラリを直接限外濾過（ＵＦ）膜等で固液分離するという
方法が、中水道およびし尿処理の分野で実用化されるに
至った。

特にし尿のような高濃度のｐｏ、’−とＮＨ，を含有す
る有機性汚水を生物学的硝化脱窒素処理したのち、ＵＦ
膜によって活性汚泥を分離し、ＳＳを全く含まない膜透
過水を活性炭吸着処理後水和酸化ジルコニウム等の粒状
物によって残留するｐｏ、３−を吸着除去するというプ
ロセスが実用化された。

また、ＵＦｌｌ＊透通水に高濃度に残留するＰＯ４″−
をＡｌ塩又はＦｅ塩によって凝集除去するという方法も
提案されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来のいずれのプロセスも次のよう
な重大な問題点が未解決であり、より優れたプロセスの
開発が望まれている。

■　ｐｏ４”−がＵＦ膜によっては全く捕捉されないた
め、し尿処理の場合にはＵＦ膜透過水のＰ０４ト濃度が
５００〜７００■／ｌと著しく高濃度であり、水和酸化
ジルコニウムなどのｐｏ、’−吸着剤が短時間に飽和し
てしまう。

この結果、Ｐ０４ト吸着剤の頻繁な再生を必要とし、維
持管理が面倒で運転コストが高額になっていた。

■　吸着されたＰＯ，”−を脱離させてｐｏ４’−吸着
剤を再生するため、ＮａＯＨ溶液をＰ０４ト吸着剤に接
触させるが、この結果高濃度のＮａ、、ＰＯ４を含んだ
再生廃液が多量に発生してしまう。

従来法ではこの再生廃液の処分法として、Ｎａ５ＰＯｎ
を晶析し、遠心分離機によってＮａ５ＰＯ，結晶を分離
するという操作を採用しているが、運転が煩雑であり、
装置コストも高額となっていた。

■　ｐｏ、”−吸着除去法を採用せずに、Ａ１塩又はＦ
ｅ塩によりＰ０４′−を凝集除去する方法を適用した場
合には、ＡＩ（Ｏｆｆ）　ｘｌＡＩＰＯｔ、　Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）　３＋　ＦｅＰＯ，などの難脱水性の金属水酸化物
系の汚泥が多量に発生するという大きな欠点があった。

本発明は、このような従来プロセスの問題点を根本的に
解決することを課題としており、具体的には、 （ａｌ　　Ｐｏ、３−吸着除去工程を不要にするか、も
しくはＰＯ４３−吸着除去工程の再生頻度を非常に少な
くする。

（ｂｌ　　金属水酸化物系のいわゆる凝集沈殿汚泥の発
生を皆無にするか、もしくは従来より大幅に減少させる
。

ことを解決課題とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、有機性汚水にマグネシウムイオンを添加した
のち、前段に脱窒素部を備えた生物学的硝化脱窒素工程
にて処理し、該生物学的硝化脱窒素工程から流出する活
性汚泥スラリを膜分離するとともに、前記生物学的硝化
脱窒素工程の前段の脱窒素部から余剰活性汚泥を引き抜
き汚泥処理することを特徴とする有機性汚水の処理方法
である。

〔作　用〕

以下に本発明の作用を、一実施態様を示す図面を参照し
ながら、ｐｏ、３−を含む有機性汚水の典型例であるし
尿を例にとりあげて説明する。

図示しないスクリーン等で除渣されたし尿１にマグネシ
ウムイオン（Ｍｇ”″）２、例えばＭｇトを解離する化
合物（Ｍｇ（ＯＨ）ｚ、　ＭｇＯ，ＭｇＣ１ｇ、　Ｍｇ
ＳＯ４など〕を、し尿１中のｐｏ、’−４度に対して、
好ましくはモル比で１．０以上添加し、混和槽３でよく
混和したのち、例えば第１脱窒素槽４、硝化槽５、第２
脱窒素槽６などからなる硝化液循環型の生物学的硝化脱
窒素工程の第１脱窒素槽４に流入させる。

この時、し尿１中に高濃度（およそ８００〜１２００■
／　１　ａｓ　ＰＯ４”）に含まれるＰＯ４トは次の沈
殿生成反応を起こして固相に転換される。

ＮＨａ”　＋　Ｍｇ”　＋　ＰＯ４，”　　→Ｎ１１．
ＭｇＰＯ，↓この反応は、Ｍ　ｇ　！　−２の添加を受
けたし尿が、混和槽３において混和される過程で速やか
に進行し、さらに第１脱窒素槽４において滞留する間に
上記の沈殿生成反応が充分進行し、ＮＨａＭｇＰＯａ沈
殿結晶の熟成も進む、この場合、第１脱窒素槽４内には
高濃度のＮＨ，”が存在するので、上記のＮＩＩＪｇＰ
Ｏｎの沈殿生成反応が充分右辺に進行するのである。

しかして、第１脱窒素槽４内のＮＨ４ＭｇＰＯａ結晶を
含んだ活性汚泥スラリの一部（生物学的硝化脱窒素工程
で発生する余剰活性汚泥にほぼ相当する量が好ましい）
を、余剰汚泥７として系外に引き抜いて処理するが、例
えば汚泥脱水工程８に供給して、脱水し、脱水ケーキ９
と脱水分離液１０とを得、脱水分離液１０は生物学的硝
化脱窒素工程の硝化槽５などに供給して処理する。また
、第１脱窒素槽４の他の大部分の活性汚泥スラリは隣接
する硝化槽５に流入し、し尿１中のＮＨ＋−Ｎ、　Ｂ　
ＯＤ　。

ＣＯＤが生物学的に酸化される。

硝化槽５においては、Ｎ　１１　、−　ＮはＮ０Ｘ−Ｎ
に酸化される結果、源側のＮ１１ｉ−Ｎ濃度は数〜１０
■／ｌ程度と非常に減少するが、本発明者は実験の過程
で次のような興味深い現象を見いだし、本発明の思想に
到達した。

すなわち、本発明者は、当初、ＮＨ，ＭｇＰＯ，微結晶
が硝化槽５において、長時間ＮＨ２−Ｎがほとんど存在
しない環境条件下で滞留すると、ＮＨ，ＭｇＰＯ，ｆｆ
ｉ結晶が、 ＮＨａＭｇＰＯ４↓　　ＮＨａ”　＋Ｍｇ”＋　ＰＯ４
，’−の化学平衡式に従って右辺に進行して再溶解して
しまい、その結果、いったん固相に転換されたＰ０４″
−が再溶出してしまうのではないかと懸念していたので
あるが、実験の結果、予想をくつがえして、ＮＨ４Ｍｇ
ＰＯａ結晶はわずかしか溶解しないことが見いだされた
。

この原因は充分明らかではないが、ＮＩＩ４ＭｇＰＯ，
↓がゲル状の沈殿〔たとえばＡ　Ｉ　（ＯＲ）　ｓが典
型例〕ではなく、表面積が小さい結晶状であること、お
よび硝化槽５から硝化液１１が第１脱窒素槽４に多量に
循環されるので、ＮＨＪｇＰＯｎ↓が再びＮＨ３−Ｎ濃
度が高濃度の環境に接するためではないかと考えられる
。

なお、前述したように、余剰汚泥７を、硝化槽５からで
はなく、前段の第１脱窒素槽４から系外に引き抜いて処
理するようにした構成は、本発明の重要ポイントの一つ
である。なぜならば、第１脱窒素槽４においてはＮＨａ
−ＭｇＰＯ４↓は再溶解しないので、他の場所から引き
抜かれた余剰汚泥よりもＮＩＩｔＭｇＰＯ４含有率が高
くなっているからである。

次ぎに、硝化槽５内の活性汚泥スラリは第２脱窒素槽６
に流入し、残留ＮＯＸ　−ＮがＮｔガスに還元されて除
去されたのち、流出する活性汚泥ステ１月２をＵＦ膜、
精密ヂ過（ＭＦ）膜などを装着した膜分離工程１３に供
給して固液分離し、ＳＳゼロの極めて清澄な膜透過水１
４と濃縮スラリ１５に分離し、濃縮スラリ１５は第１脱
窒素槽４にリサイクルされる。

膜透過水１４は清澄であり、し尿１中のＢＯＤ。

ＣＯＤ、　Ｔ　　Ｎ、　ＰＯ４３−が高度に除去されて
おり、処理水として放流あるいは有効利用することがで
きるが、少量のＰＯ４”−が残留してくる（１０ｑｒ／
β程度）ことがある。したがって、必要に応じて膜透過
水１４を、Ｚｒ０１　・ｎＨｔｏ、　Ｔｉ０ｚ　・ｎＨ
１ｏ＋　Ｆｅ０ＯＨ。

ＡｈＯ＊などの公知の各種ＰＯ４’−吸着剤と接触させ
、残留ＰＯ４３−を除去しても良い。また、膜分離工程
１３に流入する活性汚泥ステ１月２又は膜透過水１４に
、ＡＩ系又はＦｅ系の凝集剤を添加して残留ＰＯ−−を
凝集除去するようにしても良い。

このように、残留Ｐ０４″″を吸着除去又は凝集除去す
る場合でも、本発明では、有機性汚水中のＰＯ４３−の
大部分をＮｌｌＮ１１Ｊ＊　　（一部はＭｇ＋　（ＰＯ
４）　ｚの形でも除去される〕および活性汚泥細胞内に
とりこんで除去することができるので、ＰＯ４３−吸着
剤又は凝集剤の所要量を従来法よりも激減させることが
可能であり、またｐｏ、、”−吸着剤の再生頻度も極め
て少なく、再生廃液の発生量も大幅に少なくなりその処
分も容易である。

〔実施例〕

図示例の本発明のフローに従って、本発明の効果を実証
するための試験を行った。

神奈川具Ｚ市し尿処理場に搬入されるし尿を、目開き１
龍の微細目ロータリースクリーンで除渣し、表−１の水
質を示す除渣し尿を得た。

表−１除渣し尿水質 この除渣し尿にＭｇ　（ＯＨ）　ｔを１０００■／１添
加し、５分間攪拌混和したのち、硝化液循環型の生物学
的硝化脱窒前工程（活性汚泥Ｍ　Ｌ　Ｓ　Ｓ　１５００
０■／ｌ、滞留日数８日間）に供給して生物処理を行っ
た。硝化液循環量は、処理した除渣し尿流量の２５倍に
設定した。

この生物学的硝化脱窒前工程から１日およそ５〜６　ｋ
ｇ　Ｄｒｙ　５ｏｌｉｄの余剰活性汚泥が発生したが、
第１脱窒素槽から余剰活性汚泥相当量の活性汚泥スラリ
を引き抜き、ＤＡＭ系（ポリ・ジアルキルアミノ・エチ
ルメタクリレート系）のカチオンポリマーを２．０％ｔ
ｏ　Ｓ５添加したのち、遠心脱水機に供給し、水分８２
〜８３％の脱水ケーキを得、脱水分離液は硝化槽にリサ
イクルさせた。

次に、第２脱窒素槽から流出する活性汚泥スラリを、分
画分子量４万のポリオレフィン製チューブラ型ＵＦ膜モ
ジュールにポンプ圧入し、クロスフローフィルトレーシ
ゴンを行った結果、膜透過水１１．２／／ｉ・日が得ら
れ、膜透過水の水質は表−２に示すように良好であり、
放流可能であった。

特に、ＰＯ−−が表−２のように良好に除去されている
ことは、し尿中のＰｏｔ’−が、Ｎｌ（ＪｇＰＯｎの沈
殿生成および活性汚泥細胞内へのとりこみによって除去
されていることを示唆するものであった。

表−２膜３３過水の水質 〔発明の効果〕 以上詳述したように本発明によれば、次のような重要な
効果を得ることが可能である。

■　ＵＦ膜によって活性汚泥スラリを固液分離する従来
法の最大の問題点であるｒ　ｐｏ、、’−の除去」をど
うするかという点を非常に効果的に解決できる。

■　難濃縮脱水性の凝集スラッジがほとんど発生せず、
したがうて汚泥の処理が容易である。

■　膜透過水に対してｐｏ、”吸着工程を設ける必要が
なく、もし所望に応じて設置する場合でも、該吸着工程
へのＰＯ−一流入負荷が従来法の数十分の−になるので
、吸着剤の再生頻度が極めて少なくてすみ、また吸着剤
の再生廃液の発生量も大幅に少なくなり、再生廃液の処
分も容易になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施態様を示すフローシートである。 １・・・し尿、２・・・マグネシウムイオン、３・・・
混和槽、４・・・第１脱窒素槽、５・・・硝化槽、６・
・・第２脱窒素槽、７・・・余剰汚泥、８・・・汚泥脱
水工程、９・・・脱水ケーキ、１０・・・脱水分離液、
１１・・・硝化液、１２・・・活性汚泥スラリ、１３・
・・膜分離工程、１４・・・膜透過水、１５・・・濃縮
スラリ。 特許出願人　　　　荏原インフィルコ株式会社特許出願
人　　　　株式会社　荏原総合研究所代理人弁理士　　
　　薬　　師　　　　　稔代理人弁理士　　　　依　１
）　孝　次　部代理人弁理士　　　　高　　木　　正　
　行図面の浄書 手　続　主甫　正　書（方式） 昭和６２年６月１８日 特許庁長官　　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示　　昭和６２年特許願第５２０６９号２
、発明の名称　　有機性汚水の処理方法３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　（０４０）荏原インフィルコ株式会社４、代
理人 ７、補正の内容 （１）明細書第１３頁第６行の「図面」を、「第１図」
と補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機性汚水にマグネシウムイオンを添加したのち
   、前段に脱窒素部を備えた生物学的硝化脱窒素工程にて
   処理し、該生物学的硝化脱窒素工程から流出する活性汚
   泥スラリを膜分離するとともに、前記生物学的硝化脱窒
   素工程の前段の脱窒素部から余剰活性汚泥を引き抜き汚
   泥処理することを特徴とする有機性汚水の処理方法。
2. （２）前記汚泥処理が汚泥脱水工程であって、得られた
   脱水分離液を前記生物学的硝化脱窒素工程へ供給するも
   のである特許請求の範囲第１項記載の有機性汚水の処理
   方法。