JPH0511520B2 - - Google Patents

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JPH0511520B2
JPH0511520B2 JP62052069A JP5206987A JPH0511520B2 JP H0511520 B2 JPH0511520 B2 JP H0511520B2 JP 62052069 A JP62052069 A JP 62052069A JP 5206987 A JP5206987 A JP 5206987A JP H0511520 B2 JPH0511520 B2 JP H0511520B2
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JP
Japan
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denitrification
activated sludge
sludge
nitrification
tank
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JP62052069A
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JPS63221893A (ja
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Katsuyuki Kataoka
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Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
Original Assignee
Ebara Research Co Ltd
Ebara Infilco Co Ltd
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

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 3-)および窒素イオン(NH4 +)
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つた。 特にし尿のような高濃度のPO4 3-とNH3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膜によつ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つて残留するPO4 3-を
吸着除去するというプロセスが実用化された。 また、UF膜透過水に高濃度に残留するPO4 3-
をAl塩又はFe塩によつ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、前記従来のいずれものプロセス
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 3-がUF膜によつて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PO4 3-
濃度が500〜700mg/と著しく高濃度であり、
水和酸化ジルコニウムなどのPO4 3-吸着剤が短
時間に飽和してしまう。 この結果、PO4 3-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
つていた。 吸着されたPO4 3-を脱離させてPO4 3-吸着剤
を再生するため、NaOH溶液をPO4 3-吸着剤に
接触させるが、この結果高濃度のNa3PO4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、
Na3PO4を晶析し、遠心分離機によつて
Na3PO4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
となつていた。 PO4 3-吸着除去法を採用せずに、Al塩又は
Fe塩によりPO4 3-を凝集除去する方法を適用し
た場合には、Al(OH)3、AlPO4、Fe(OH)3、
FePO4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つた。 本発明は、このような従来のプロセスの問題
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、 (a) PO4 3-吸着除去工程を不要にするか、もし
くはPO4 3-吸着除去工程の再生頻度を非常に
少なくする。 (b) 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、リン酸イオンおよび窒素イオンを含
有する有機性汚水にマグネシウムイオンを添加し
たのち、そのまま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、PO4 3-およびNH4 +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(Mg2+)2、例えばMg2+を
解離する化合物〔Mg(OH)2、MgO、MgCl2、
MgSO4など〕を、し尿1中のPO4 3-濃度に対し
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
に流入される。 この時、し尿1中に高濃度(およそ800〜1200
mg/asPO4 3-)に含まれるPO4 3-は次の沈殿生
成反応を起こして固相に転換される。 NH4 ++Mg2++PO4 3-→NH4MgPO4↓ この反応は、Mg2+2の添加を受けたし尿が、
混和槽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、NH4MgPO4
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NH4 +が存在するので、上記の
NH4MgPO4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NH4MgPO4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NH3-N、
BOD、CODが生物学的に酸化される。 硝化槽5においては、NH3-NはNOx-Nに酸
化される結果、液側のNH3-N濃度は数〜10mg/
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、NH4MgPO4微
結晶が硝化槽5において、長時間NH3-Nがほと
んど存在しない環境条件下で滞留すると、
NH4MgPO4微結晶が、 NH4MgPO4↓→NH4 +Mg2 ++PO4 3- の化学平衡式に従つて右辺に進行して再溶解して
しまい、その結果、いつたん固相に転換された
PO4 3-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、NH4MgPO4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、
NH4MgPO4↓がゲル状の沈殿〔たとえばAl
(OH)3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、
NH4MgPO4↓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NH4MgPO4↓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NH4MgPO4含有率が高くなつているからで
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N2ガスに還元
されて除去されたのち、流出する活性汚泥スラリ
12をUF膜、精密過(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14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、PO4 3-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 3-が残留してくる(10mg/
程度)ことがある。したがつて、必要に応じて膜
透過水14を、ZrO2・nH2O、TiO2・nH2O2、
FeOOH.Al2O3などの公知の各種PO4 3-吸着剤と
接触させ、残留PO4 3-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ラリ12又は
膜透過水14に、Al系又はFe系の凝集剤を添加
して残留PO4 3-を凝集除去するようにしても良
い。 このように、残留PO4 3-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
PO4 3-の大部分をNH4MgPO4〔一部はMg3(PO4)2
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、PO4 3-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PO4 3-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つて、本発明の効
果を実証するための試験を行つた。 神奈川県Z市し尿処理場に搬入されるし尿を、
目開き1mmの微細目ロータリースクリーンで除渣
し、表−1の水質を除渣し尿を得た。
【表】 この除渣し尿にMg(OH)2を1000mg/添加
し、5分間撹拌混和したのち、硝化液循環型の生
物学的硝化脱窒素工程(活性汚泥MLSS15000
mg/、滞留日数8日間)に供給して生物処理を
行つた。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素工程から1日およそ5
〜6Kg Dry Solid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%to SS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4万のポリオレフイン製チユー
ブラ型UF膜モジユールにポンプ圧入し、クロス
フローフイルトレーシヨンを行つた結果、膜透過
水量1.2m3/m2・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、放流可能であつ
た。 特に、PO4 3-が表−2のように良好に除去され
ていることは、し尿中のPO4 3-が、NH4MgPO4
の沈殿生成および活性汚泥細胞内へのとりこみに
よつて除去されていることを示唆するものであつ
た。
〔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。 特に、リン酸イオンおよび窒素イオンを含有
する有機性汚水にマグネシウムイオンを添加し
たのち、そのまま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、その前段の脱
窒素部からNH4MgPO4含有率の高い余剰活性
汚泥を引き抜くことにより、UF膜によつて活
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「PO4 3-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ツジがほとんど発生
せず、したがつて汚泥の処理が容易である。 膜透過水に対してPO4 3-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PO4 3-流入負荷が従来法の
数十分の一になるので、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】
第1図は本発明の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、1
5……濃縮スラリ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 リン酸イオンおよび窒素イオンを含有する有
    機性汚水にマグネシウムイオンを添加したのち、
    そのまま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 前記汚泥処理が汚泥脱水工程であつて、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。
JP62052069A 1987-03-09 1987-03-09 有機性汚水の処理方法 Granted JPS63221893A (ja)

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