JPH0420676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（発明の利用分野） 本発明は、下水、産業廃水などのリンを含有す
る有機性廃水（以下汚水という）を対象として、
嫌気−好気式活性汚泥により汚水中のリンを除去
する汚水処理法において、発生する余剰汚泥を処
理する方法に関する。 （発明の背景） 一般に、活性汚泥を利用した生物学的汚水処理
法は、汚水（原水）を、最初沈澱池（以下初沈と
略称する）に通して固形分、BODの一部を沈降
除去し、次いで二次処理工程に送給してBODを
分解させ、この曝気槽出口混合液を最終沈澱池
（以下終沈と略称する）に送給して汚泥を沈降分
離させ、分離後の上澄液は処理水として排水系に
送り、他方沈降分離された汚泥は、その一部を前
記曝気槽のBOD分解に必要な返送汚泥として曝
気槽入口側に返送し、またその余の汚泥は余剰汚
泥として終沈より引き抜いて脱水固形化の処理工
程に送るようにした方法としてよく知られてい
る。特に、この方法は、前記二次処理の工程中
で、初沈より流入する一次処理水と返送汚泥を、
嫌気槽−好気槽ん緒順に通すようにした場合に
は、汚水中のBOD除去と同時に脱リンも行なえ
る方法（なお、前記嫌気槽と好気槽の間に脱窒素
槽を設けて、前記好気槽からの循環水を与える場
合には、脱リンに加え脱窒素をも行なえる方法と
なるが、以下の説明では、これらの両者を含めて
脱リン能力を有する生物処理法をＡ／Ｏ法と総称
する）となるため、二次処理工程の段階で、薬品
を使用することなく、処理水排出水域の富栄養化
源の一つとなるリンを除去できる処理法として近
時注目されてきている。 ところで前記Ａ／Ｏ法でいうリン除去とは、液
中のリンを汚泥に蓄積させることをいい、その後
この混合液を嫌気条件下に置くと、汚泥はリンを
再び液中に放出してしまう性質がある。このた
め、終沈から引き抜いた余剰汚泥の処理を嫌気の
条件下で行なう場合には、該余剰汚泥中のリンの
多くは液中に放出され、余剰汚泥の処理に伴つて
生ずる脱離水を介して前記汚水処理系に戻り、結
局リンが回帰する悪循環を招いてしまうことにな
る。 これらのことから、前記Ａ／Ｏ法による汚水処
理系については回帰リンを防止、低減させる必要
が望まれ、例えば特開昭56−150487号公報、特開
昭56−150500号公報等の提案がされているが、い
ずれも実用性、特に運転コストならびに汚泥処理
処分等の面で難点がある。 そこで本発明者等は、Ａ／Ｏ法に従つた二次処理
工程の好気槽から排出される、一般に溶存酸素の
高い混合液を、そこに含まれる汚泥を余剰汚泥と
して処理すべき相当分だけ、直接、遠心型又は
過型の機械濃縮機に送給し、ここで、溶存酸素の
経時的低下による嫌気条件の現出前に迅速濃縮を
行ない、更に脱水処理工程に送るようにした新規
な余剰汚泥処理方法を提案した。 かかる方法によれば、１時間以内程度の迅速濃
縮にて汚泥から液中に放出するリン濃度を0.4〜
0.8mg／に抑えることができ、従来の終沈より
余剰汚泥を引き抜く方式の場合にリン濃度が通常
20〜30mg／程度となつていることに比べて、回
帰リンの低減に極めて有効なものとなる効果があ
り、また脱水工程に送給する汚泥の濃縮程度も従
来法の場合に比べて数倍程度とできるため、脱水
の前処理として添加する凝集剤の量も大幅に低減
されるなどの様々な効果が得られた。 ところで、前記の改良とは別に、近年、脱水工
程の処理方法についても種々の改善がなされてき
ており、特に脱水機の前段において行なう凝集剤
添加による汚泥の調質処理については、高分子凝
集剤のめざましい発展があつて、これが使用され
る機会が多くなつてきており、またこれに伴つ
て、使用される脱水機の型も真空脱水機からベル
トプレス脱水機、遠心脱水機等に変つてきている
現状がある。 しかし、このような高分子凝集剤を用いる処理
は、前記の本発明者等の開発した、機械濃縮機に
よるＡ／Ｏ法の好気槽出口混合液の迅速濃縮方式
に基づく余剰汚泥処理法との有機的な関連性にお
いて改良発展されてきたものでないために、前記
各段階の処理、すなわち機械濃縮機を用いた迅速
濃縮と、高分子凝集剤を用いた脱水処理を組合せ
て行なう場合には、これら両者の処理の優れた効
果をそれぞれ発揮させる上で、更に改善すべきい
くつかの問題のあることが認められる。 例えば、前記高分子凝集剤は、汚泥から液中に
リンが放出される場合に、その固定（不溶化）に
格別の効果を示すものではないから、脱離水を介
してのリン回帰を充分低減させるためには、脱水
処理を迅速に行い、あるいはリン固定の別途の工
夫が望まれる。他方、前記機械濃縮機による迅速
濃縮で得られた濃縮汚泥は、高分子凝集剤等を加
えて調質処理しなければそのままでは脱水不可能
である。 （発明の目的） 本発明は、これらの種々の点に鑑み、Ａ／Ｏ法
における余剰汚泥を好気槽出口混合液の迅速濃縮
により濃縮汚泥として得た後、これを高分子凝集
剤で調質して脱水処理するようにした汚泥処理法
において、これら一連の工程の効果をそれぞれ有
効に発揮させることができるようにした新規なる
汚泥処理法を提供せんとするものである。 また本発明の別の目的は、前記した目的を達成
した上で、機械濃縮の処理と脱水処理の２つを、
時間的に連続することなく行なうことを可能と
し、これにより脱水処理設備の稼働を夜間あるい
は休日において停止できるようにすることにあ
る。 （発明の概要） 前記した目的を達成するための本願発明の基本
的要旨とするところは、Ａ／Ｏ法の好気槽出口混
合液を濃縮した濃縮汚泥Ａに対し、繊維分の多い
初沈からの初沈汚泥Ｂを合流させ、これにより脱
水処理時における過速度の増大、ケーキ含水率
の低下を図るようにしたのであり、具体的には本
願の第１番目の発明の要旨は、初沈による一次処
理の次段に、被処理水を嫌気槽−好気槽の順に通
してリンを汚泥中に蓄積させる二次処理の工程を
もつ汚水処理法において、前記好気槽出口混合液
の一部を、直接、遠心型又は過型機械濃縮機で
迅速濃縮した濃縮汚泥（以下汚泥Ａという）と、
前記最初沈澱池からの初沈汚泥（以下汚泥Ｂとい
う）とを、合流させた後速やかに脱水処理の工程
に送給させると共に、機械濃縮後の脱水前処理と
して高分子凝集剤により調質処理することを特徴
とする汚泥の処理方法にある。 また本願第２番目の発明は、前記方法における
効果を担保しつつ、実際の汚水処理施設において
みられる設備の稼動状況、すなわち特に脱水処理
設備の夜間、休日での停止を実現するために、前
記第１番目発明における機械濃縮後の濃縮汚泥Ａ
を、汚泥から溶出するリンの固定に有効なCa塩
の添加を条件として、貯溜槽に溜めておく（ただ
し汚泥の調質処理は貯溜後に行なう）ことを可能
とした点に特徴がある。 なお、Ca塩添加を条件とした汚泥Ａの貯溜は、
汚泥Ｂとの合流時であつてもよいし、汚泥Ｂとの
合流前において行なつてもよく、特に後者の場合
は汚泥Ａと汚泥Ｂを脱水処理の直前において合流
させるという好ましい態様が実現できる利点があ
る。 本発明において、機械濃縮機による迅速濃縮の
程度は一般に出来るだけ高濃度となるようにする
ことが望ましいが、濃縮機に送給される混合液の
流量、濃縮機の容量、能力、嫌気性条件となるこ
との悪影響防止のために滞溜時間を出来るだけ短
かくすること（通常装置内滞溜時間を１時間以内
とすることが望ましい）、等々の関係において設
定され、汚泥濃度が好ましくは３〜８重量％、最
適には４〜６重量％程度とすることがよい。 本発明において、好気槽出口混合液の２方向へ
の送給量配分制御は、例えば、好気槽から終沈へ
の流出渠より、ポンプによつて機械濃縮機に汲み
上げる好気槽出口混合液の量を制御することで行
なえばよい。この場合、前記ポンプの汲み上げ量
制御は、好気槽からの二次処理水排出量、該処理
水中の汚泥濃度等によつて、終沈において沈降分
離して得られる汚泥量が変化することに関連、対
応し、返送汚泥分を終沈において常に確保する必
要から、例えば、終沈で沈降分離した汚泥の界面
レベルを所定の一定範囲内にあるように、前記各
送給量を制御してなされる。具体的には、例えば
終沈の汚泥界面レベル検出器を設置し、該検出器
と前記ポンプの駆動機構を連動させて行なうよう
にすればよい。 本発明において、機械濃縮機が遠心型および
過型のものに特定されているのは、処理水の装置
内滞溜時間を短かくして嫌気条件の現出を防ぎ、
高濃度の濃縮を達成し、更に設備的な大きさ、操
作性等々を考慮した上で、本発明の効果を充分発
揮させるためである。 機械濃縮機としては、例えば横型遠心濃縮機、
竪型遠心濃縮機、特開昭58−138596号公報に提案
された布筒濃縮機等を代表的に挙げることがで
きる。 脱水機としては、ベルトプレス脱水機、スクリ
ユープレス脱水機、遠心脱水機等の迅速な処理
（１時間程度以下の脱水処理）を行なうことがで
きるものが代表的に挙げられる。 本発明において、機械濃縮機により迅速濃縮さ
れた濃縮汚泥Ａに対して合流される初沈汚泥Ｂ
は、最初沈澱池で沈降分離して得られたものを、
濃縮槽で更に沈降分離した汚泥を用いることがよ
い。この汚泥Ｂの濃縮程度は、濃縮槽の容量、滞
溜時間、原水の種類等々に応じて変化するが、一
般には高濃度とされることがよく、好ましくは固
形分として３〜８重量％、最適には４〜６重量％
程度とすることが望ましい。 本発明において使用される高分子凝集剤は、汚
泥Ａと汚泥Ｂを別々に調質処理する場合において
も同種のものを用いることが望ましく、高分子凝
集剤としては、既知のカチオンポリマーあるいは
カチオンとアニオンのポリマーを併用して使用す
ることができる。具体的には、例えばカチオン性
有機高分子凝集剤としてはＮ，N′−ジメチルア
ミノアルキルアクリレートあるいはメタクリレー
トでアルキル基の炭素数が２あるいは３のものの
酸塩、ビニルベンジルモノジトリメチルアンモニ
ウムの酸塩、アクリルアミドのカチオン変性物の
酸塩、ビニルピリジンおよびその置換誘導体、ア
クリルアミンおよびその置換誘導体のようなカチ
オン性単量体の単一重合体および共重合体などが
使用できる。 また上記のようなカチオン性単量体とアクリル
アミド、アクリロニトリル、アクリル酸アルキル
エステルのような単量体との共重合物、さらにポ
リビニルイミダゾリンの酸塩、キトサンの酸塩、
澱粉のカチオン化物なども使用できる。 またカチオン性有機高分子凝集剤、アニオン性
有機高分子凝集剤を併用する場合には、上記カチ
オン性有機高分子凝集剤と共に、アニオン性有機
高分子凝集剤としてアクリル酸、メタクリル酸お
よびそれらのアルカリ金属塩、アクリルアミドの
スルホメチル化物およびそのアルカリ金属塩、ビ
ニルベンゼンスルフオン酸、スチレンスルホン酸
およびそのアルカリ金属塩、ビニルスルフオン酸
およびそのアルカリ金属塩、無水マレイン酸など
の単一重合体および共重合体などが使用される。
また上記のようなアニオン性単量体とアクリルア
ミド、アクリロニトリル、アクリル酸アルキルエ
ステルのように単量体との共重合物、さらにアル
ギン酸ソーダ、キチンのアニオン変性物なども使
用できる。 本願の第１番目の発明において、汚泥Ａと汚泥
Ｂを合流させる場合に、高分子凝集剤の添加によ
る調質処理は、合流の前に各汚泥について行なつ
てもよいし、合流後に行なつてもよいが、合流に
よつて一般に汚泥Ａの嫌気化は促進されることに
なるので、脱水処理時の脱離水中に含まれる回帰
リンを出来るだけ低減させるためには、調質処理
後で脱水処理装置に導く直前において汚泥Ａ，Ｂ
を合流させることが望ましい。合流させた汚泥
Ａ，Ｂは攪拌して部分的な汚泥の偏在をなくすこ
とが実用上望ましい。 本願第２番目の発明において、汚泥Ａを貯溜す
るのは、一般的には機械濃縮機で迅速濃縮された
状態のまま貯溜槽で行なうことがよいが、貯溜槽
には初沈汚泥Ｂを合流させてもよい。 汚泥Ａを貯溜する場合、この汚泥Ａは初沈汚泥
Ｂとは異つてリンを蓄積したものであるから、貯
溜時間が長くなり溶存酸素（DO）の低下が進む
に従つて嫌気条件が現出すると、蓄積したリンを
液中に放出することになる。したがつてこのよう
な放出されたリンを固定することにより、脱水処
理時の脱離水を介して汚水処理系にリンが回帰す
ることを可及的小ならしめるため、Ca塩が添加
される。このCa塩の添加量は、汚泥Ａの貯溜時
間、汚泥濃度、温度、二次処理水中のDOの量
等々との関係に応じて選択されるが、一般的には
汚泥Ａの固形物比で５〜10重量％であることが好
ましい。Ca塩として具体的には、例えば消石灰
〔Ca（OH）₂〕、生石灰〔CaO〕を挙げることがで
きる。 （発明の実施例） 実施例 １ 第１図は本発明の一実施例の概要フローを示し
たものであり、原水の流入される初沈１で一次処
理を行ない、一次処理水を次段のＡ／Ｏ法に従つ
て構成された二次処理設備２に送給する。 二次処理設備２は、流入水をまず嫌気槽３に入
れ、次いで下流側の好気槽４に移送して、嫌気−
好気処理によりBODを生物分解処理すると共に、
リンを汚泥中に蓄積する形で液中から除去する。 この後、混合液は好気槽４の出口より流出渠５
を経て、主には終沈６に送給され、また混合液の
一部は流出渠５から図示しないポンプにより機械
濃縮機７に汲み上げ送給される。この機械濃縮機
７は遠心型（又は加圧過型）の濃縮機として構
成され、通常１時間程度以内、好ましくは30分程
度の滞溜時間で、二次処理水を好ましくは３〜８
重量％、最適には４〜６重量％の汚泥濃度まで濃
縮する。この濃縮処理においては処理が極めて迅
速であるため溶存酸素DOの低下が進行する前に
濃縮が進行し、脱離水として初沈１の入口に戻さ
れる液の中に含まれるリンは、処理水のリン濃度
と略同程度である。 濃縮後の汚泥Ａはクツシヨンタンク８を経由し
て、ポンプ９により調質槽１０に送給され、ポリ
マー添加による所定の調質がなされた後、後記す
る初沈汚泥Ｂと合流され、混合槽１１で攪拌後直
ちにベルトプレス脱水機１２に導かれる。脱水時
の脱離水S^*は初沈入口に戻される。 一方、前記合流される初沈汚泥Ｂは、初沈１で
沈降分離された汚泥を濃縮槽１３に送り、ここで
重力沈降により更に沈降分離した汚泥として得ら
れ、ポンプ１４によりこれを前記とは別の調質槽
１５に送給して、所定の調質処理後汚泥Ａに合流
される。 前記において２つの調質槽１０，１５で使用さ
れるポリマー（高分子凝集剤）は凝集程度を揃え
る等のために同種のものを用いることがよい。 なお、終沈６に送給された混合液は、該終沈に
おいて所定の時間滞溜して汚泥を沈降分離させ、
上澄みは処理水として排水系に送られ、汚泥は返
送汚泥として嫌気槽の入口に送給される。そして
このような処理を行なう終沈６への二次処理水の
流入量は、例えば、図示しない、汚泥界面レベル
の検出手段を用いて、該レベルが一定範囲内にあ
るように前記機械濃縮機へのポンプ汲み上げ量を
制御することで行なうことでなされる。 以上のフローに示される汚水処理系において行
なつた汚泥処理の試験結果を、汚泥Ａを汚泥Ｂと
合流させない場合のものと比較して下記表１に示
す。

【表】 前記表より明らかな如く、汚泥Ａを単独に脱水
処理する場合に比べ、汚泥Ａ，Ｂを合流させて処
理した場合には、脱水処理に要する時間、ケーキ
の含水率等の点で優れていることが認められた。 なお、前記第１図に示した実施例１では、機械
濃縮機から得た汚泥を途中貯溜することなく速や
かにベルトプレス機まで送給することで、嫌気状
態の現出に伴うリンの液中への放出を出来るだけ
防止するが望ましく、したがつて初沈汚泥Ｂの合
流も出来るだけ脱水処理の直前で行なうことがよ
いが、高分子凝集剤の添加による調質操作の簡便
化を図る上では、合流後の汚泥Ａ，Ｂを一つの調
質槽で攪拌させるようにしてもよく、この場合に
も実用上支障のない範囲に回帰リンの量を抑えて
汚泥処理を行なうことができる。 実施例 ２ 第２図に示す本実施例２は、第１図に比べて機
械濃縮機７で迅速濃縮した濃縮汚泥Ａを、貯溜槽
８′に貯溜すると共に所定量のCa塩を添加し、更
に初沈汚泥Ｂをこの貯溜槽８′に合流させた点に
特徴がある。したがつて調質槽１０は、合流した
汚泥Ａ，Ｂに対して一つのみとされている。 このような構成によれば、第１図に示した汚泥
処理の利点を担保して更に実用的に優れた汚泥処
理の設備を実現できることになる。 すなわち、貯溜槽８′において、長時間の汚泥
滞溜により嫌気状態が現出し、汚泥からリンが液
中に放出することがあつても、このリンは添加さ
れたCa塩により固定化され、脱水処理の際に脱
離水S^*中にリンが多量に含まれることは有効に
防止されることになり、他方汚泥Ａの貯溜によつ
てベルトプレス脱水機の稼動を、夜間、休日にお
いては停止させることが可能となるからである。
下記表はCa塩を添加して汚泥Ａ，Ｂを36時間
貯溜した場合の結果を示している。

【表】 なお、Ca塩添加の場合には、比較的脱水処理
に時間のかかるフイルタープレス脱水機を使用す
ることも可能である。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明法によれば、Ａ／
Ｏ法に従つた二次処理工程をもつ汚水処理系にお
いて、余剰汚泥中のリンを放出させることなく濃
縮脱水が可能となるため、汚水処理系へのリン回
帰が大幅に低減され、Ａ／Ｏ法の二次処理工程の
機能を充分発揮させることが可能となり、しか
も、機械濃縮機を用いた迅速濃縮の効果を充分発
揮させ、かつこれが近時汎用化されつつある高分
子凝集剤の調質処理を伴つた脱水処理と組合せて
用いられる場合の問題点も、初沈汚泥との合流と
いう工夫により効果的に解消することができるな
ど、その有用性は極めて大なるものである。 なお、本発明法は、付随的効果として、脱水処
理された余剰汚泥が高リン含有のものであるた
め、汚泥再利用の一つであるコンポスト化におい
て肥料効果の高いものが得られる利点ももつてい
る。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明の実施例１のフローを示す
図、第２図は同実施例２のフローを示す図であ
る。 １……初沈、２……二次処理工程設備、３……
嫌気槽、４……好気槽、５……流出渠、６……終
沈、７……機械濃縮機、８……クツシヨンタン
ク、８′……貯溜槽、９，１４……ポンプ、１０，
１５……調質槽、１１……混合槽、１２……ベル
トプレス脱水機、１３……濃縮槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 最初沈澱池による一次処理の次段に被処理水
   を嫌気槽−好気槽の順に通してリンを汚泥中に蓄
   積させる二次処理の工程をもつ汚水処理法におい
   て、前記好気槽出口混合液の一部を、直接、遠心
   型又は過型機械濃縮機で迅速濃縮した濃縮汚泥
   Ａと、前記最初沈澱池からの引抜汚泥Ｂとを、合
   流させた後速やかに脱水処理の工程に送給させる
   と共に、機械濃縮後の脱水前処理として高分子凝
   集剤により調質処理することを特徴とする汚泥の
   処理方法。 ２ 最初沈澱池引抜汚泥Ｂは、濃縮槽を経たもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載した汚泥の処理方法。 ３ 最初沈澱池による一次処理の次段に、被処理
   水を嫌気槽−好気槽の順に通してリンを汚泥中に
   蓄積させる二次処理の工程をもつ汚水処理法にお
   いて、前記好気槽出口混合液の一部を、直接、遠
   心型又は過型機械濃縮機で迅速濃縮した濃縮汚
   泥Ａと、前記最初沈澱池からの引抜汚泥Ｂとを、
   合流させた後脱水処理の工程に送給させると共
   に、脱水前処理として高分子凝集剤により調質処
   理する方法であつて、前記濃縮汚泥Ａは、前記汚
   泥Ｂとの合流時又は合流前においてCa塩の添加
   を条件として貯溜することを特徴とする汚泥の処
   理方法。 ４ 最初沈澱池引抜汚泥は、濃縮槽を経たもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
   載した汚泥の処理方法。