JPH03123698A - し尿系汚水の処理方法 - 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、浄化槽汚泥などのし尿系汚水の革新的
な処理プロセスに関する。

〈従来の技術〉 現在、最も進歩していると認識され、実績が増えつつあ
るし尿系汚水処理プロセスは膜分離方式と呼ばれ、第２
図に示したプロセスである。

このプロセスは、し尿２１を微細目スクリーン２２でし
渣２３を除いて得た除渣し尿２４をし尿貯留槽２５に貯
留し、次に無希釈で生物学的硝化脱窒素工程２６に供給
して処理したのち、限外濾過（ＵＦ）膜２７で、活性汚
泥を固液分離し、生物学的硝化脱窒素工程へ返送される
返送汚泥２８部分及び汚泥脱水機で処理される余剰汚泥
２９からなる固形分と膜透過水３０を得る。ＵＦ膜透過
水３０に対し、ＦｅＣ１ｚ＋　Ａｌｔｕｎなどの無機凝
集剤３１を添加後、生成フロックを第２のＵＦ、膜３２
で凝集汚泥３３と膜透過水３４に分離し、さらに、膜透
過水３４を粒状活性炭３５で吸着し、ＣＯＤ、色度を除
去し、放流水３６を得るものである。

しかしながら、上記の従来最新技術を冷静な目で評価す
ると、次のような重大な問題点が存在し、とうてい理想
的なプロセスと言えない。

すなわち、 ■　処理プロセスの中核工程は、無希釈タイプの生物学
的硝化脱窒素工程であり、膜分離方式が登場する以前に
広（実施されている技術となんら変るところがない。

■　生物学的硝化脱窒素処理水を凝集分離→活性炭吸着
する工程も、従来技術と同一であり、何ら改良が加えら
れていない。

要するに、現在、最新の技術として認識されている膜分
離方式の本質は膜分離方式登場以前のプロセスに用いら
れていた沈澱などの固液分離工程にＵＦ膜を適用しただ
けに過ぎないものである。

この結果、現時点で最新方式のＵＦ膜方式は、次のよう
な重大問題が何ら解決されていない。

（ａ）　　無希釈タイプの生物学的硝化脱窒素槽の所要
滞留日数がし尿流入量に対し１０日間という大容量の槽
を必要とし、その土木費、建設費、設置面積が非常に大
きい。ユーザーである自治体は、し尿処理施設用地の取
得に苦慮しており、また財政的に必ずしも余裕があると
は限らないので、この点は重大な問題となっていた。

（ｂ）シ尿処理水（放流水）の窒素濃度が、生物学的硝
化脱窒素工程の処理成績のみによって決定されてしまう
ため、常に良好な放流水質に維持するためには、生物学
的硝化脱窒素工程の細心、緻密な運転管理を要求される
。従って熟練した技術者に必ずしもめぐまれないし尿処
理施設にとって運転管理が難かしい。

しかも、このような細心の運転を行っても、硝化・脱窒
素にあづかる微生物の挙動には、未知の領域が多く、も
しもいったん硝化脱窒反応が悪化した場合、回復までに
長時間を要し、その間は、水質が悪化した処理水をやむ
を得ず公共用水域に放流しなければならない。これは非
常に大きな問題である。

（Ｃ）　　ＦｅＣ１，あるいはＡｌｕｍによる凝集に伴
って、難脱水性のＦｅ（ＯＨ）＊あるいはＡｌ（ＯＨ）
３を主体とするスラッジが多量に発生する。

（ｄ）　　活性炭吸着が不可欠であるので、廃活性炭の
再生操作が煩雑である。活性炭吸着処理それ自体の運転
費も高額である。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、前記した従来の最新技術（ＵＦ膜分離方式）
の欠点（ａ）〜（ｄ）を、完全に解決可能な新規プロセ
スを提供することを課題としている。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、し尿系汚水に硝化菌及び脱窒素菌を存在せし
めて生物学的硝化脱窒素を進行させる工程、前記工程か
らの流出液を限外濾過膜または精密濾過膜で膜分離汚泥
と膜透過水に固液分離する工程、該膜透過水を逆浸透膜
で逆浸透処理し、逆浸透膜濃縮液と逆浸透膜透過水に分
離する工程および逆浸透膜濃縮液を該液中に含まれるＮ
Ｈ，−Ｎを生物学的に硝化した後、蒸発乾固する工程か
らなることを特徴とする有機性汚水の処理方法である。

以下、本発明の一実施態様を第１図を参照しながら説明
する。

し尿１に、凝集剤２（カチオンポリマ、またはカチオン
ポリマとアニオンポリマの併用が好ましい）を添加し、
強くて、大きなフロックを形成したのち、微細目スクリ
ーン３（目開き０．５〜１ｍｍ程度の回転式ウェッジワ
イヤスクリーンの通用が好適である）に供給し凝集フロ
ックをスクリーンにて分離する。

４はスクリーン３によって分離された凝集汚泥であり、
し尿１に含まれていた繊維分がフロック内に共存してい
るため、脱水性が優れておりスクリュープレスによって
容易に６０％前後の水分にまで脱水できる。

５はスクリーンで分離されたし尿であり、ＳＳ性、コロ
イド性物質の大部分が凝集除去されているので、し尿１
に比べＢＯＤが約２の５０００■／！程度に低下してい
る。スクリーン分離し尿５は除潰し尿貯留槽６に供給さ
れ、貯留される。貯留槽の容量は、搬入し尿の一日あた
りの搬入量の４〜５日分に設定しておく（厚生省のし尿
処理施設構造指針には、「除渣し尿貯留槽の容量は、し
尿処理量の２日分とする。」と記載されている。）。

従来の除渣し尿貯留槽の役割は、単に搬入し尿量の日間
変動を吸収平均化するだけのものであったが、本発明で
は、好ましくは、貯留槽６内に硝化菌及び脱窒素菌（以
下、硝化・脱窒素菌と記す）を存在せしめて、散気装置
７から、空気を積極的に供給し、スクリーン分離し尿５
が貯留槽に貯留されている間の時間を有効利用して、Ｂ
ＯＤと窒素成分の大部分を除去してしまう。これは本発
明の重要な特徴のひとつである。

実験の結果、凝集分離し尿のＢＯＤと窒素成分は、貯留
槽６で充分な空気を供給すると９５％程度が除去されて
しまうことを確認した。また、後続する限外濾過（ＵＦ
）膜又は精密濾過（ＭＰ）膜８による膜分離工程の膜分
離性が向上することも認められた。

しかして、貯留槽６内液をポンプでＵＦ膜又はＭ　Ｆ　
膜８に圧送し、貯留槽６内のエアレーションによって増
殖した硝化・脱窒素菌を完璧に膜分離し、ＳＳゼロの膜
透過水９と膜分離汚泥１０に分離する。

Ｈり分離汚泥１０の一部は返送汚泥１０ａとして、貯留
槽６に返送され、汚泥１０の他部は余剰活性汚泥１０ｂ
として、搬入し尿１の凝集剤２の添加及びスクリーン３
による分離からなる凝集分離工程の前段に供給され、し
尿１と共に、凝集分離される。

しかして、ＵＦ膜透過水９は、逆浸透（ＲＯ）膜１１に
高圧ポンプにより圧送され、逆浸透処理し、ＵＦ膜透過
水９に残留する有機物と塩分とＮＨｓ−Ｎなどの窒素成
分および色度を逆浸透の原理によって膜分離する。

１２は、ＲＯ膜透過水、１３はＲＯ膜濃縮液であり、Ｒ
Ｏ膜へ供給されるＵＦ膜透過水９の流量の約１７５〜１
／１０に濃縮される。

１４は色度と塩分を高濃度に含むＲＯ膜濃縮液１３に含
まれるＮＨ３−Ｎを生物学的に硝化するための曝気槽で
ある。この曝気槽１４での硝化反応を促進するために、
膜分離汚泥１０の一部１０ｃを添加するのが極めて好ま
しい。１５は、硝化用空気である。

Ｎ１（３−Ｎの硝化が完了したＲＯ膜濃縮液１３ａは蒸
発乾固工程１６に供給されて、処分される。

尚、硝化用曝気槽１４の機能は、非常に重要であり、こ
の工程を省くと、蒸発乾固工程１６がらＮＨ３ガスを含
んだ水蒸気が揮散し、２次公害を引き起こず。

尚、生物学的硝化脱窒素は、貯留槽６で行うのが好まし
いが、従来のようにそのあとで行ってもよい。

〔実施例］ 第１図のフローに従って、実験した結果の一例を以下に
記す。

表−１に示す水質を有する搬入し尿に、余剰・活性汚泥
１０ｂを混合後カチオンポリマ（エバグロースＣ１０４
Ｇ、荏原インフィルコ社製品）ヲ２５０■／ｌ添加して
、Ｉ　ｌ１ｉｎ撹拌したところ、強くて大きなフロック
が形成され、回転式微細目ドラムウニシワイヤスクリー
ン（目開き１ｍｍ目）に供給したところ、ポリマ凝集フ
ロックは、容易にスクリーンで分離でき、表−１の右欄
のスクリーン分離し尿が得られた。

表−１ このスクリーン分離し尿を、除渣し尿貯留槽（し尿貯留
可能容量　５日分）に貯留し、空気を、貯留槽内液の溶
存酸素が０．３〜１．０■／Ｉ！、維持されるように曝
気供給した。５日間、貯留槽内で、曝気されたスクリー
ン分離し尿には、多量の硝化・脱窒素菌が増殖していた
。これを限外濾過膜分離装置（公称分画分子ｆｆ１ｌｏ
万、膜材質ポリスルホン、クロスフロー膜分離方式によ
るチューブラ−型モジュールを使用）にポンプ圧送し、
膜透過せしめたところ、表−２の水質を有するＵＦＩＩ
９透過水を得た。

表−２ 次に、表−２の水質を示すＵＦ膜透過水を、スケール生
成防止のためｐｔｔを５．０に調整し、逆浸透（ＲＯ）
膜に供給して、逆浸透処理し、ＵＦ膜透過水を流量で１
７６に濃縮した。ＲＯ膜は、食塩排除率９８％の膜を使
用した。

表−３にＲＯ膜透過水の水質を示す。

表−３ 次に、３５０〜４２０ｍｇ／　ｉのＮＨｆｆ−Ｎお含有
するＲＯ膜濃縮液を硝化菌の共存下で２４ｈｒ曝気した
ところ、ＲＯ膜濃縮液のＮＨ，−Ｎは１０ｍｇ／ｌ以下
に減少し、ＲＯ膜濃縮液の蒸発乾固工程（ドラムドライ
ヤを使用）からアンモニアガスが発生して、大気中に散
逸するトラブルは発生しなかった。

〈発明の効果〉 ■　し尿中の窒素成分の除去を、従来方式のような生物
学的硝化脱窒素性のみによらないで、ＲＯ膜という純粋
に物理化学的手段を併用するので、処理効果が確実であ
り、運転管理も大幅に容易になる。第２図の従来方式は
、放流水の窒素濃度は生物学的硝化脱窒素工程の処理成
績だけに左右されるため、緻密で熟練したメンテナンス
を必要とするが、本発明法は、ＲＯ膜による窒素除去を
併用するので熟練技術者を全く必要としない。

■　生物学的硝化脱窒素工程後の、Ａｌｕｍ、　ＦｅＣ
１＝などによる凝集分離工程が不要なので難脱水性の凝
集汚泥が発生しない。

■　活性炭吸着処理が不要になるので、活性炭の再生と
いう煩雑な操作が不要になり、メンテナンスが容易であ
る。

■　従来方式（第２図）のＵＦ膜分離工程の前段の生物
学的硝化脱窒素工程（し尿温留日数１０日）が不要にな
るので、設置面積、建設費が大幅に節減でき、し尿処理
施設の用地取得と予算の確保に苦慮している地方自治体
にとって、極めて望ましいシステムを提供できる。

以上のような効果により、維持管理性、放流水質の安定
性、設置面積、建設費のすべての面にわたって、従来方
式を大幅に改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフローシートを示す図、第２図は従来
の最新膜分離方式のフローシートを示す図である。 符号の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. し尿系汚水に硝化菌及び脱窒素菌を存在せしめて生物学
   的硝化脱窒素を進行させる工程、前記工程からの流出液
   を限外濾過膜または精密濾過膜で膜分離汚泥と膜透過水
   に固液分離する工程、該膜透過水を逆浸透膜で逆浸透処
   理し、逆浸透膜濃縮液と逆浸透膜透過水に分離する工程
   および逆浸透膜濃縮液を該液中に含まれるＮＨ＿３−Ｎ
   を生物学的に硝化した後、蒸発乾固する工程からなるこ
   とを特徴とする有機性汚水の処理方法。