JPH0515517B2

JPH0515517B2 -

Info

Publication number: JPH0515517B2
Application number: JP63131008A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nishiguchi
Original assignee: NISHIHARA KANKYO EISEI KENKYUSHO KK
Current assignee: NISHIHARA KANKYO EISEI KENKYUSHO KK
Priority date: 1988-05-28
Filing date: 1988-05-28
Publication date: 1993-03-01
Also published as: JPH01299689A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、汚水の脱燐処理方法に関し、特に、
汚水中に溶解した鉄イオンを汚水中の燐分と結合
させて、汚水の燐除去を行う汚水処理方法及び装
置に関する。

〔従来の技術〕

近時、湖沼等の富栄養化対策の一つとして、汚
水中の、ポリ燐酸、オルト燐酸、メタ燐酸、ピロ
燐酸等の燐酸或いはこれらの塩類等の燐を除去す
ることが必要となつてきている。

その場合、燐除去については、金属塩又は石灰
等による凝集沈殿法、金属塩凝集浮上法、生物学
的脱燐法、晶析脱燐法及び酸化池法等の方法が行
われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような燐除去方法において、凝集沈殿法
は、専ら凝集剤の凝集作用によるために、凝集剤
の注入が不可欠であるが、排水の流入量が一定し
ないため、凝集剤の適量注入が難しく、凝集処理
が不安定となり、燐の除去率も低くなるので、多
量の凝集剤を必要とし、ランニングコトスが増加
し、運転管理も面倒となるので問題である。ま
た、多量の凝集剤の使用は、凝集沈殿による汚泥
の発生量を多くし、しかも、その脱水性も悪いの
で問題である。

また、活性汚泥法又は生物膜法等による生物学
的脱燐法の場合は、一見経済的なようにみえる
が、汚水の流入変動により条件が変化すると、脱
燐が効果的に行われず、また、最終的な燐除去を
行うためには、微生物によつて過剰攝取された余
剰汚泥中から再放出を防ぐために、化学的凝集手
段による脱燐を行う必要があるので、処理工程が
複雑となり、経済的ではない。

さらに、晶析脱燐法は、その処理を効果的に行
うために、脱炭酸や石灰投入等の多くの前処理を
必要とし、これらの前処理に多くの費用を費し、
また、複雑な操作に手間がかかるという問題点等
があつた。

酸化池法は、汚泥の急激負荷変動により影響を
受けることが少なく、汚泥の生成量が少ない上に
構造が簡単で、維持管理が容易であるなどの点で
優れているが、広い敷地面積を要するので、都市
周辺の設置が難しく、また、処理能力が季節によ
り影響を受けるなどの問題がある。

本発明は、従来の金属塩又は石灰等による凝集
沈殿法及び金属塩凝集浮上法、生物学的脱燐法、
晶析脱燐法及び酸化池法等による排水処理を行う
場合の脱燐に係る問題点を解決することを目的と
している。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、安定した効果的な脱燐が行える生物
学的脱燐法を行うことができる汚水処理方法を提
供することを目的とする。

すなわち、本発明は、嫌気室内に汚水を流入さ
せ、流入した汚水内に、10⁵乃至10⁶個／ミリリツ
トルの硫酸塩還元細菌及び嫌気性微生物の存在下
に、表面積に対する燐の負荷が0.2乃至0.3グラ
ム／平方メートル・日で、金属鉄接触材を浸漬さ
せ、該汚水中の溶存酸素濃度が０ミリグラム／リ
ツトルの条件で、金属鉄接触材表面に嫌気室内液
の10乃至20センチメートル／秒の範囲の攪拌流速
の流れを形成して、金属鉄接触材面より微生物腐
食を利用して鉄イオンを溶出させ、かくして、溶
出した鉄イオンを汚水中の燐酸イオンと結合させ
て、汚水中の燐酸イオンを不溶性燐酸鉄塩として
沈殿分離し、次いで、この燐酸イオンが分離され
た汚水を、金属鉄接触材を備える好気処理室内に
流入させ、この流入した汚水に活性汚泥を加え
て、溶存酸素濃度が１乃至３ミリグラム／リツト
ル及び金属鉄接触材表面に与えられる好気処理室
内液の攪拌流速が10乃至20センチメートル／秒の
範囲の条件で、金属鉄接触材面から鉄イオンを溶
出させ、かくして、この溶出した鉄イオンを前記
汚水中の残余の燐酸イオンと結合させ、不溶性の
燐酸鉄塩として沈殿分離して、さらに汚水中の燐
除去を行うと共に活性汚泥法による汚水処理を行
うことを特徴とする汚水処理方法であり、また、
本発明は、汚水流入管路及び嫌気処理水排出管路
を備える嫌気室、前記嫌気処理水排出管路に接続
する流入管路及び好気処理水排出管路を備える好
気処理室及び前記好気処理水排出管路に接続する
流入管路及び排出管路を備える沈殿槽を具備する
汚水処理装置において、嫌気室内は、夫々、上方
に、嫌気処理水排出用の流出管を備える仕切壁を
以て内部か複数の区画室に仕切られ、この仕切ら
れた夫々の区画室には底部に沈殿汚泥排出管路が
設けられており、嫌気処理水排出管路を介して好
気処理室に接続している嫌気室の最終段の区画室
内には、金属鉄接触材と、攪拌装置又は超音波振
動装置が設けられると共に、硫酸塩還元細菌投入
装置が設けられており、前記嫌気室の最終段の区
画室に接続する好気処理室には、金属鉄接触材
と、攪拌装置又は超音波振動装置が設けられてい
ることを特徴とする汚水処理装置である。

本発明においては、嫌気室内に浸漬される金属
鉄接触材の形状は、鉄製板状体、鉄製粒状体、鉄
製網状体、鉄製管状体、鉄製棒状体、鉄製円板等
の適宜の形状とすることができる。鉄イオンの溶
出は、金属鉄接触材の表面積に比例するので、金
属鉄接触材としては、接触表面積ができる限り大
きい形状のものを使用するのが好ましい。

また、嫌気室内の金属鉄接触材表面に間欠的に
室内液を循環させる代わりに、金属鉄接触材に超
音波振動を与えることにより金属鉄接触材を微振
動させて、金属鉄接触材表面の硫化鉄、酸化鉄、
燐酸鉄塩等の被膜をとり除き、該鉄接触材から鉄
イオンが溶出し易くさせることもできる。

さらに、この金属鉄接触材を浸漬させる嫌気室
の位置は、２室以上、望ましくは３室に分割され
た沈殿分離領域の第３室に設けられる。嫌気室の
数は処理水中に残留する燐分の濃度を目的の値以
下にするように決定される。例えば、第３室の嫌
気室による燐の除去が不十分の場合には、先行す
る沈殿分離領域の第２室も溶存酸素濃度を零に近
くして、適宜嫌気室とし金属鉄接触材を浸漬させ
るものとすることができる。尚、沈殿分離領域の
第１室は流入汚水中の浮遊物質を沈殿浮上分離で
きる構造とし、金属鉄接触材を浸漬させる嫌気室
とはしない。

したがつて、本発明においては、汚水中の燐含
量の多寡に応じて、例えば沈殿分離領域内の嫌気
室の数は適宜増減されることになる。

本発明において、嫌気室内の被処理水は、硫酸
塩還元細菌を積極的に活用させて鉄イオンを溶出
させることができるように、無酸素状態で、金属
鉄接触材表面に間欠的に室内液を循環攪拌流させ
て、かつ硫酸塩還元細菌を概略10⁵乃至10⁶個／ml
嫌気性微生物と共存させるのが好ましい。この場
合、金属鉄接触材の表面積に対する燐の負荷を、
0.2乃至0.3ｇ／m²日の範囲内にすると、効果的な
燐除去が行えるので好ましい。

本発明において、金属鉄の腐食による鉄イオン
の溶出を促進させるために、嫌気性微生物と共に
特に高濃度の硫酸塩還元細菌、例えば、10⁵ない
し10⁶個／ml硫酸塩還元細菌を共存させて行われ
る。

硫酸塩還元細菌は、十分馴養させて使用するの
が好ましい。硫酸塩還元細菌は、水田の土等に多
量に存在しているので、これらを、例えば、運転
初期に、嫌気室内に混入するなどして馴養するこ
とが好ましい。

金属鉄接触材表面の室内液による循環攪拌流速
が適切でない状態では、金属鉄接触材面に硫化
鉄、酸化鉄、燐酸鉄塩等の被膜を形成し、鉄イオ
ンの溶出反応を阻害するので、金属鉄接触材表面
に、間欠的に室内液による循攪拌流等の攪拌流を
与えると、金属鉄接触材の腐食が進み、該接触材
から鉄イオンが溶出し易くなり、同時にこの攪拌
流により室内全体も攪拌されるので、溶出した鉄
イオンと汚水中の燐酸イオンとが速やかに反応す
ることになつて、不溶性燐酸鉄塩の形成を促進さ
せるので好ましい。この場合、１サイクルの静止
工程と循環攪拌工程の比を、４〜１：１とするの
が好ましい。例えば、生活排水の場合、30分の静
止と15分の循環攪拌を１サイクルとするのが好ま
しい。

本発明において、循環攪拌流は、流速が10cm／
秒乃至20cm／秒の循環攪拌流とされる。

本発明において、嫌気室を分割する仕切壁は、
例えば流出入管を備える従来公知の構造とするこ
とができる。また、循環攪拌ポンプは、金属鉄接
触材が設けられている嫌気室（鉄イオン溶解室）
内の汚水中に循環攪拌流を形成できるものであれ
ば足りる。また、前記鉄イオン溶解室に設けられ
る硫酸塩還元細菌供給装置は、嫌気性雰囲気を損
なわずに、硫酸塩還元細菌又は嫌気性微生物及び
硫酸塩還元細菌を鉄イオン溶解室に供給できるも
のであれば足りる。

また、本発明においては、沈殿分離領域の後段
の嫌気室に金属鉄接触材を浸漬させ、嫌気性微生
物と共に硫酸塩還元細菌を共存させて汚水中の燐
除去を行うのみならず、燐除去率を向上させるた
めに、後置の好気領域内にも、金属鉄接触材を浸
漬させるものである。

この場合の好気領域の条件は、好気槽内の溶存
酸素濃度を１乃至3.2ミリグラム／リツトル、金
属鉄接触材表面の攪拌流速を10乃至20センチメー
トル／秒とする。

金属鉄接触材の表面に、汚水中の浮遊物、硫化
鉄、酸化鉄又は燐酸鉄塩等が付着して、金属鉄接
触材の表面が被覆されるときは、循環ポンプと共
に、超音波発振装置を並設して、表面に形成され
る汚れ等を取り去ることができる。この場合、超
音波振動のみによつて、金属鉄接触材表面に嫌気
室内液の流れを形成させるようにすることができ
る。

〔作用〕

本発明は、嫌気室内に浸漬した金属鉄接触材及
び嫌気性微生物と共に硫酸塩還元細菌を共存させ
て、嫌気的処理状態化で、金属鉄接触材の最適腐
食条件を保つても硫酸塩還元細菌による微生物腐
食作用により、金属鉄接触材から鉄イオンの溶出
を行わせ、この溶出した鉄イオンと汚水中の燐酸
イオンを反応させて燐酸鉄塩のアモルフアスを形
成して沈殿分離させて汚水中の燐除去を行うこと
ができる。超音波振動装置の超音波発振子を作動
させることによつて、金属鉄接触材の表面に汚れ
等が形成されることなく金属鉄を溶解させること
ができる。

〔実施例〕

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の態
様の一例を説明するが、本発明は、以下の説明及
び例示によつて何ら制限されるものではない。

第１図は、本発明を沈殿分離室と活性汚泥法を
組み合わせた分離曝気方式に適用した一実施例に
係る汚水処理装置の概略的な流れ図であり、説明
の便宜上簡略化して示されている。

第１図において、槽１内は、流出管２を備える
仕切り壁３により仕切られて、沈澱分離領域４と
好気処理領域５に分けられている。沈殿分離領域
４は、夫々流出管６及び７を備える仕切り壁８及
び９により仕切られて、沈殿物除去の第１室１
０、汚水中の燐含有量により嫌気室ともなりうる
第２室１１、嫌気室としての第３室１２が形成さ
れている。

本例において、好気処理領域５は、一つの好気
処理室１３によつて形成されており、この好気処
理室１３は、活性汚泥による汚水処理室として沈
殿分離領域４に後続して設けられている。

沈殿分離領域４のの第１室１０は、汚水中の浮
遊物を沈殿分離するためのものであり、上方に汚
水流入管１４が設けられ、底部に浮遊物沈殿汚泥
排出用の汚泥排出管１５が設けられている。沈殿
分離領域４の第２室１１は、第１室１０で分離さ
れない浮遊物を沈殿分離するためものであり、底
部に浮遊物沈殿汚泥排出用の汚泥排出管１４が設
けられている。なお、汚水中の燐含有量により、
沈殿分離領域４の第３室１２の嫌気室内だけで必
要量の金属鉄接触材が浸漬できない場合、この第
２室１１も前記第３室１２と同様嫌気室とし金属
鉄接触材を浸漬させることができるものとする。
本例において、前記第３室１２は、嫌気室であ
り、鉄イオンを汚水中に溶出させて、汚水中の燐
酸イオンを燐酸鉄塩にして沈殿分離するためのも
のであり、複数の鉄製の平板状接触材１７が、
夫々、汚水１８中に完全に浸漬する高さで、流れ
方向に多段に配設されると共に、その下方には、
循環攪拌ポンプ１９が配設されており、また、底
部には、前記燐酸鉄塩沈殿汚泥排出用の汚泥排出
管２０が設けられている。後続の好気処理室１３
には、その上部に活性汚泥供給用の汚泥返送管２
１が設けられており、その側壁２２には、沈澱槽
２３に開口する処理液排出管２４が接続されてい
る。沈澱槽２３の上部には、処理液放流用の処理
上澄液排出管２５が接続されており、底部には、
沈殿活性汚泥排出用の汚泥排出管２６が設けられ
ている。この沈殿活性汚泥排出用の汚泥排出管２
６は汚泥返送管２１を分岐して、沈殿汚泥排出用
の汚泥排出管１５，１６及び２０を接続する集合
管２７に接続している。

本例は、以上のように構成されているので、汚
水流入管１４から、槽１の沈殿分離領域４の第１
室１０に供給された汚水は、ここで、SS（浮遊物
質）が沈降分離される。第１室１０でSSが除去
された汚水の上澄液は、仕切り壁８上方の流出管
６から、沈殿分離領域４の第２室１１に流入し、
残余のSSの一部が分離される。前記第２室１１
の上澄液は、仕切り壁９の流出管７から、嫌気性
微生物と共に硫酸塩還元細菌が共存している沈殿
分離領域４の第３室１２の嫌気室に流入する。

前記第３室１２に流入した汚水には、硫酸塩還
元細菌によつて、鉄製の平板状接触材から溶出し
た鉄イオンが混入し、汚水中の燐酸イオンと反応
して、不溶性の燐酸鉄塩を生成し、残余のSSと
共に分離し易い沈澱を形成する。燐酸イオンが除
去された汚水の上澄液は、仕切り壁３の流出管２
を通つて、好気処理室１３に流入し、汚泥返送管
２１から活性汚泥が供給されて、残余の燐酸イオ
ンが金属鉄接触材から溶出する鉄イオンと結合し
て除去されると共に、活性汚泥法により浄化され
る。

第１図において、説明の便宜上、好気処理室１
３には、金属鉄接触材をはじめ、活性汚泥法を行
うための設備は省略されて示されていない。

活性汚泥法により浄化処理された汚水の上澄液
は、処理液排出管２４より排出され、沈澱槽２３
に流入して、液中に浮遊する汚泥を分離する。沈
澱槽２３で分離された沈澱汚泥は、一部が好気処
理室１３に戻され、残部は余剰汚泥として、集合
管２７から系外に適宜引き抜かれて、好気処理室
１３の混合液浮遊物質濃度が適切に保たれる。ま
た、沈澱槽２３で汚泥が分離されて、沈澱槽２３
を溢流する上澄液は、処理上澄液排出管２５から
流出される。

このようにして、本例においては、槽１に流入
した汚水は、該沈澱分離領域４内で、燐及び
COD、BOD及びSSの一部等が除去されて、更
に、好気処理領域５及び沈澱槽２３で清澄化され
排出される。

本例においては、嫌気室と好気処理室とを、流
出管などの連通管を備える仕切り壁で分離されて
いるが、嫌気室と好気処理室とを別個の槽に形成
して、管路により連通させるようにすることもで
きる。

例上記実施例に示される沈殿分離領域及び好気領
域を槽内に組合せて備える処理装置を使用して、
生活汚水の燐濃度が4.7乃至5.3mg／１、嫌気室の
金属鉄接触材の表面積の燐負荷が0.28乃至0.22
ｇ／m²・日、30分静止、15分循環攪拌をサイクル
とする嫌気室内の攪拌速度が15cm／秒、溶存酸素
濃度が０mg／１、硫酸塩還元細菌が1.2×10⁵個／
mlで処理した時、燐除去率は常に90％以上で、処
理水中のリン濃度は常に１mg／１以下の結果が得
られた。

本例においては、嫌気室内液及び好気室内液を
循環させて、金属鉄接触材を溶解させるものであ
り、超音波振動装置は設けられていないが、超音
波振動装置の振動子を接触材間に、移動可能に又
は固定して、或は金属鉄接触材又は嫌気室壁に固
定して設けると、金属鉄接触材の表面に汚れの形
成が防止されて、良好な結果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明においては、沈澱分離領域の後段の嫌気
室内に金属鉄接触材を浸漬し、嫌気性微生物と共
に硫酸塩還元細菌を共存させ、金属鉄接触材表面
に攪拌流速を与えながら、金属鉄の至適腐食条件
を保つて、硫酸塩還元細菌による微生物腐食によ
り、嫌気室液中に鉄イオンを溶出させるので、汚
水中の燐酸イオンは、溶出した鉄イオンと結合し
て不溶性の燐酸鉄塩のアモルフアスを形成して再
溶出し難くなる。

このため、本発明による汚水処理方法では、従
来の生物学的脱燐法、酸化池法等の燐除去率が、
20乃至80％と不安定であるのに対し、常に80乃至
95％が達成でき、大巾に燐除去率が向上する。ま
た、凝集沈殿法、金属塩凝集浮上法、晶析脱燐法
等は除去率は安定しているが、建設費、維持管理
費が高い。これに対し本発明は、建設費、維持管
理費が大巾に安くなり、さらに維持管理も容易
で、発生汚泥量も少ないといつた顕著な効果の差
がみられる。

また、本発明においては、金属鉄接触材表面の
室内液による循環攪拌流速を10乃至20cm／秒の範
囲の流れとさせているので、金属鉄接触材面の腐
食を進行させ、鉄イオンの溶出を促進し、同時に
この攪拌流により室内全体も攪拌させるので、汚
水中の燐酸イオンと結合する機会を多くするか
ら、効果的に反応して不溶性燐酸鉄塩となること
により、燐除去率が著しく高く、かつ安定する。

さらに、一般的な凝集沈澱法で鉄塩により汚水
中の燐除去を行うには、理論的な必要量の３乃至
５倍程度の添加が必要であるが、本発明では制御
された最適な条件下で、微生物腐食によつて鉄イ
オンを溶出させ、直ちに汚水中の燐酸イオンと効
果的に反応させるので、鉄イオンの必要量が略理
論量で足り、経済的でかつ運転が容易であり、汚
泥の濃縮性も良いので余剰汚泥量も少なくなるな
どといつた利点がある。

また、沈澱分離領域の後段の嫌気室のみなら
ず、好気質内にも金属鉄接触材を浸漬させ、槽内
の溶存酸素濃度を１乃至3.2ミリグラム／リツト
ル、金属鉄接触材表面の攪拌流速を10乃至20セン
チメートル／秒とすることにより、汚水中の燐除
去率は従来法に比べ大幅に向上させることができ
る。

また、本発明による汚水の燐除去方法は、嫌気
室で行われるので、省エネルギーが期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を沈澱分離室と活性汚泥法を
組み合わせた分離曝気方式に適用した一実施例に
係る汚水処理装置の概略的な流れ図であり、説明
の便箋宜上簡略化して示されている。図中の符号については、１は槽、２は流出管、
３，８及び９は仕切り壁、４は沈殿分離領域、５
は好気処理領域、６及び７は流出管、１０は第１
室、１１は第２室、１２は第３室（嫌気室）、１
３は好気処理室、１４は汚水流入管、１５，１
６，２０及び２６は汚泥排出管、１７は鉄製平板
状接触板、１８は汚水、１９は循環攪拌ポンプ、
２１は汚泥返送管、２２は側壁、２３は沈澱槽、
２４は処理液排出管、２５は処理上澄液排出管、
２７は集合管である。

Claims

【特許請求の範囲】１嫌気室内に汚水を流入させ、流入した汚水内
に、10⁵乃至10⁶個／ミリリツトルの硫酸塩還元細
菌及び嫌気性微生物の存在下に、表面積に対する
隣の負荷が、0.2乃至0.3グラム／平方メートル・
日で、金属鉄接触材を浸漬させ、該汚水中の溶存
酸素濃度が０ミリグラム／リツトルの条件で、金
属鉄接触材表面に嫌気室内液の10乃至20センチメ
ートル／秒の範囲の攪拌流速の流れを形成して、
金属鉄接触材面より微生物腐食を利用して鉄イオ
ンを溶出させ、かくして、溶出した鉄イオンを汚
水中の燐酸イオンと結合させて、汚水中の燐酸イ
オンを不溶性燐酸鉄塩として沈殿分離し、次い
で、この燐酸イオンが分離された汚水を、金属鉄
接触材を備える好気処理室内に流入させ、この流
入した汚水に活性汚泥を加えて、溶存酸素濃度が
１乃至３ミリグラム／リツトル及び金属鉄接触材
表面に与えられる好気処理室内液の攪拌流速が10
乃至20センチメートル／秒の範囲の条件で、金属
鉄接触材面から鉄イオンを溶出させ、かくして、
この溶出した鉄イオンを前記汚水中の残余の燐酸
イオンと結合させ、不溶性の燐酸鉄塩として沈殿
分離して、さらに汚水中の燐除去を行うと供に活
性汚泥法による汚水処理を行うことを特徴とする
汚水処理方法。２金属鉄接触材表面に形成される嫌気室内液の
流れが、金属鉄接触材表面に嫌気室内液の循環に
よる攪拌流を与えることにより形成されることを
特徴とする請求項１に記載の汚水処理方法。３金属鉄接触材表面に形成される嫌気室内液の
流れが、超音波振動を該金属鉄接触材表面に与え
ることによつて形成されることを特徴とする請求
項１に記載の汚水処理方法。４金属鉄接触材表面に形成される嫌気室内液の
流れが、金属鉄接触材表面に、該嫌気室内液の循
環による攪拌流及び超音波振動を与えることによ
つて形成されることを特徴とする請求項１又は３
に記載の汚水処理方法。５汚水流入管及び嫌気処理水排出管路を備える
嫌気室、前記嫌気処理水排出管路に接続する流入
管路及び好気処理水排出管路を備える好気処理室
及び前記好気処理水排出管路に接続する流入管路
及び排出管路を備える沈殿槽を具備する汚水処理
装置において、嫌気室内は、夫々、上方に、嫌気
処理水排出用の流出管を備える仕切壁を以て内部
が複数の区画室に仕切られ、この仕切られた夫々
の区画室には底部に沈殿汚泥排出管路が設けられ
ており、嫌気処理水排出管路を介して好気処理室
に接続している嫌気室の最終段の区画室内には、
金属鉄接触材と、攪拌装置又は超音波振動装置が
設けられると供に、硫酸塩還元細菌投入装置が設
けられており、前記嫌気室の最終段の区画室に接
続する好気処理室には、金属鉄接触材と、攪拌装
置又は超音波振動装置が設けられていることを特
徴とする汚水処理装置。