JPS63221898A - 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、各種廃水等のリン酸イオ
ン（ＰＯ４’−）を含有する有機性汚水の処理方法に関
し、特に生物処理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〕

従来より、有機性汚水の処理には活性汚泥法等の生物処
理法が最も広（採用されており、活性汚泥と処理水とを
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、沈殿池を設置することなく、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、し尿処理の分野で実用化されるに至り
、そのなかでも、し尿のような高濃度のＰＯ４３−を含
有する有機性汚水の処理として、汚水を生物処理して流
出するスラリを膜分離し、その膜透過水を活性炭吸着処
理後に水和１１化ジルコニウム（ＺｒＯｔ−ｎｔｌｌｏ
）粒状物によってＰＯ４３−を吸着除去するというプロ
セスが提案されていた（昭和６１年２月全国都市清掃会
議研究発表会要旨集参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来プロセスでは次の諸問題
が未解決であり、理想的プロセスにはまだ程遠いと言わ
ざるを得ない。

■　ＵＦ膜などの膜分離ではＰ０４′−は全く捕捉され
ずに素通りしてしまう。したがって、し尿処理の場合は
膜透過水中のｐｏ、’−濃度は５００〜６００ｍｚ／１
と著しく高濃度になるため、Ｐ０４′−吸着剤が短時間
に飽和してしまう。

この結果、吸着剤の頻繁な再生操作を必要とし、維持管
理が面倒でかつ運転コストが高額になっていた。

■　水和酸化ジルコニウム粒状体に吸着されたｐｏ、’
−を離脱させて吸着を再生するために、Ｎａ０ｉ１溶液
と接触させるが、この結果高濃度のＮａ、ＰＯ，を含ん
だ再生廃液が多量に発生し、再生廃液の処分が必要とな
る。

この再生廃液の処分法として、前述の従来プロセスでは
再生廃液からＮａ５ＰＯｓの結晶を晶析させてから、遠
心分離機等で結晶を分離するという方法を採用している
が、操作が面倒であり、設備費も高額であり、問題であ
った。

本発明は、このような従来プロセスの問題点を解決する
ことを課題としており、具体的には、（ａｌ　　ＰＯ，
″−吸着除去工程の再生頻度を著しく少なくする。

（ｂｌ　　ＰＯ４’−吸着剤の再生廃液の処分を極めて
容易にする。

ことを解決課題としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記課題を解決するための手段として、有機
性汚水にマグネシウムイオンを添加したのち生物学的硝
化脱窒素処理し、該生物学的硝化脱窒素処理工程から流
出する活性汚泥スラリを膜分離し、得られた膜透過水を
リン酸イオン吸着剤と接触せしめ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、−実施ＲＭ様を示す図面を参照
しながら、ｐｏ、”−を含有する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ｌ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（Ｏｌｌ）　ｔ、　ＭｇＯ，ＭｇＣＩｔ＋　Ｍ
ｇ５Ｏｎなど）をｐｏ、’−に対して、好ましくはモル
比で１以上添加したのち、例えば第１脱窒素槽３、硝化
槽４、第２脱窒素槽５などからなる硝化液循環型生物学
的硝化脱窒素工程の第１脱窒素槽３に流入させる。

この時、し尿１中に高濃度（およそ８００〜１５００ｍ
ｇ／　１　ａｓ　ＰＯ４）に含まれるＰＯ４３−はＭｇ
Ｚ−２と次の沈殿生成反応、 Ｎｉ１．”　十−ｇ　ｔ　”　＋　Ｐ　Ｏａ　３−　→
ＮＨＪｇＰＯｎ　　↓を起こして固相に転換される。し
尿１および第１脱窒素槽３内には高濃度のＮＨ４”が共
存するので、上式の沈殿生成反応は充分進行し、し尿１
中のｐｏ、’−の大部分がＮＨＪｇＰＯ４沈殿に変化す
る。

しかして、ＮＨａＭｇＰＯ４沈殿（微細結晶状である）
を含んだ活性汚泥スラリは、第１脱窒素槽３から硝化槽
４に移行し、し尿１中のＮＨｆｆ−Ｎなどが硝化菌の作
用によって好気的条件下でＮｏ、−Ｈに酸化され、法例
のＮＩ＋、−Ｎ濃度は数■／１〜１０■／ｌ程度と減少
するが、本発明者は実験の過程で次のような掻めて興味
深い現象を見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明者は、当初、ＮｌＩ４ＭｇＰＯ４沈殿
微粒子が硝化槽４に流入し、長時間低ＮＨａ”４度の環
境で滞留すると、ＮＨｓＭｇＰＯａの微細結晶が、ＮＨ
，ＭｇＰＯ，↓−Ｎｉ１．．”　＋Ｍｇ”＋　ｐｏ、、
’−の化学平衡に従って再溶解してしまい、その結果必
然的にＰＯａ３−も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、ＮｌＩ４ＭｇＰＯ４’ａ細結晶は、硝化槽４に長時
間滞留しても、わずかに溶解するだけであることが確認
された。

このことは、硝化槽４から第２脱窒素槽５に流入する活
性汚泥スラリの法例のＰＯ，”９７１度が１００■／１
を超えることがなく、し尿１中のＰＯ４″−Ｉ１度より
も著しく低レベルになっていること、およびこの活性汚
泥スラリ中にＮａ５ＰＯｓの微細結晶が多量に存在する
ことからも確認された。

なお、Ｍｇ”２の注入ポイントは、当然第１脱窒素槽３
であってもよい。

か（て、第２脱窒素槽５より流出する活性汚泥スラリ６
を精密が過（ＭＦ）膜、限外が過（ＯＦ）膜などを装着
した膜分離工程７に供給して膜分離し、ＳＳゼロの極め
て清澄な膜透過水８と濃縮された膜分離スラリ９とに分
離し、膜分離スラリ９の大部分は第１脱窒素槽３にリサ
イクルされ、一部の膜分離スラリ９が余剰活性汚泥１０
として排出され、汚泥処理工程（図示せず）に供給され
る。

膜透過水８は極めて清澄であるが、少量のｐｏ４’−が
残留している（３０〜４０■／！程度）ので、ｐｏ４’
−吸着剤１１′が充填されたカラム１１に流入させて、
残留ｐｏ、’−を吸着除去し、ＰＯ４”’　１■／ｊ！
’　ａｓ　Ｐの処理水１２を得る。カラム１１に充填さ
れるＰ０４′−吸着剤１１′としては、水酸化鉄、骨炭
、活性アルミナ、水和酸化ジルコニウム、水和酸化チタ
ンなどから適宜選択することができる。

カラム１１に流入しＰＯ４３−吸着剤１１′と接触する
膜透過水８中のＰ　Ｏａ−’−濃度は、上述の従来プロ
セスよりも１／ｌＯ程度と低いので、ｐｏ、”−吸着剤
の再生頻度は、従来プロセスに比べて非常に少なくてす
む。

このような処理を行っているうちに、ｐｏ、’−吸着剤
１１′へのＰＯ４３−の吸着が進み、処理水１２へのブ
レークスルーが始まる時点で通水を停止し、再生剤１３
（通常ＮａＯＨなどのアルカリを使用する）をカラム１
１に通水し、ＰＯ４３−をｐｏ、’−吸着剤１１から離
脱させる。この結果、排出されるＰＯ４３−を高濃度に
含む再生廃液１４は、次回の再生時期に達するまでの長
時間にわたって、廃液貯槽１５から少量ずつ第１脱窒素
槽３にリサイクルさせる。

このことによって、再生廃液１４中のＰＯ４３−をＭｇ
！＋。

ＮＨ，”と反応させ、ＮＨＪｇＰＯ４沈殿に変化させて
除去できるので、再生廃液１４の処分が著しく容易であ
り、従来プロセスのような晶析、遠心分離工程が必要で
ない。

なお、再生廃液１４は、第１脱窒素槽３に流入するし尿
１中にリサイクルさせてもよい。

また、膜透過水８は、カラム１１へ直接供給することな
く、一旦活性炭吸着処理したのちカラム１１に供給する
ようにしても当然かまわない。

〔実施例〕 図示例の本発明のフローに基づいて次のように実験を行
った。

表−１の水質を示す除渣し尿に水酸化マグネシウムを１
０００ｍ＋ｒ／ｊ！添加し、５分間撹拌したのち、硝化
液循環型生物学的硝化脱窒素工程（ＭＬＳ３１５０００
ｍｇ／ｌ、滞留日数１０日）に流入させた。

表−１除渣し尿水質 生物学的硝化脱窒素工程から流出した活性汚泥スラリの
板側に含まれるＰ０４′−は３２〜４６■／１であり、
流入除渣し尿中のＰＯ，”’濃度９６０■／１に比べて
大幅に低下していた。し尿中のｐｏ、”−の大部分が添
加したＭｇＺ−によってＮＩＩＪｇＰＯいＭｇｔ（ＰＯ
４）ｘなどの形態で除去され、一部は活性汚泥細胞内に
とりこまれて除去されたと推定される。

次に、前記活性汚泥スラリをチューブラ型ＵＦ膜モジュ
ール（分画分子ｆｆ１ｌｏ万）にポンプ圧入し、膜分離
した結果、膜透過水の水質は表−２に示す値であった。

表−２膜透過水の水質 さらにこの膜透過水を水和酸化ジルコニウム（ＺｒＯ□
・ｎＨ２ｏ）の粒状体を充填したカラムにＳ■３　（１
／Ｈｒ）で通水したところ、表−３に示す水質の処理水
が得られ、Ｐ０４′−がブレークスルーするまでの通水
可能日数は２５日間であった。

表−３処理水の水質 また、ＰＯ４３−を吸着したＺｒ０ｔ−ｎｌｌｔｏ充填
カラムを再生するのに、１５％ＮａＯＨ溶液をＳ　Ｖ：
、−１（１／Ｈｒ）でカラムに通水して、Ｐ０４′−を
ＺｒＯ□・ｎＨ，ｏから脱離させた。

再生廃液中のＰ０４ト濃度は１５０００■／Ｅと高濃度
であり、再生廃液の再生量はし尿処理流量Ｑｎ？に対し １／４００〜１１５００Ｑイ と非常に少量であった。

この再生廃液を１日当り１／９０００　Ｑ　ｎ？ずつ前
記生物学的硝化脱窒素工程の初段部にリサイクルさせた
結果、処理水質に悪影響は全く認められなかった。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、次のような効果を得
ることができる。

■　膜分離で得られるｌ！透過水中のＰＯ４’−ｔ１度
を従来プロセスの１７１０以下に低減できるので、ｐｏ
、’−吸着工程の再生頻度を著しく減少できる。

■　Ｐ０４′−吸着剤を再生した再生廃液の処分が非常
に容易であり、従来プロセスで必要としていた晶析、遠
心分離工程が不要になり、維持管理が容易で、建設費も
節減できる。

■　Ａｌ（０１１）３．　Ｆｅ（０１１）ｚなどの汚泥
処理が厄介なバルキーな金属水酸化物汚泥が発生しない
ので、汚泥発生量が少なく、その脱水性も容易である。

【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・・・
第１脱窒素槽、４・・・硝化槽、５・・・第２脱窒素槽
、６・・・活性汚泥スラリ、７・・・膜分離工程、８・
・・膜透過水、９・・・膜分離スラリ、ｌＯ・・・余剰
活性汚泥、１１・・・カラム、１１’・・・リン酸イオ
ン吸着剤、１２・・・処理水、１３・・・再生剤、１４
・・・再生廃液、１５・・・貯槽。

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
   生物学的硝化脱窒素処理し、該生物学的硝化脱窒素処理
   工程から流出する活性汚泥スラリを膜分離し、得られた
   膜透過水をリン酸イオン吸着剤と接触せしめることを特
   徴とする有機性汚水の処理方法。
2. （２）前記有機性汚水に前記リン酸イオン吸着剤を再生
   して排出される再生廃液を添加する特許請求の範囲第１
   項記載の有機性汚水の処理方法。