JPH0630791B2 - し尿処理方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、活性汚泥処理方法と限外過方法とを組み合
わせたし尿処理方法及びその装置に関する。

〔従来技術〕

有機性物質を多量に含むし尿処理において従来の活性汚
泥処理方法、例えば低希釈２段活性汚泥法として標準化
されている方法は第４図に示す次のようなものである。

処理すべきし尿を受け入れ、し渣を除去した後貯留し
（受入貯留工程）、活性汚泥に対する負荷を調整あるい
は軽減するためにし尿（以下原液とする）を希釈し（希
釈調整工程）、希釈された原液を活性汚泥槽において活
性汚泥処理させる（活性汚泥処理工程）。この場合処理
工程は２段階に亘っており、第１段階として第１攪拌及
び第１曝気工程、第２段階として第２攪拌及び第２曝気
工程とを備えている。また、第１曝気工程を経た処理液
は循環液として希釈調整工程に循環される。

次に活性汚泥処理工程からの処理液を沈殿分離すること
によって懸濁物を分離し（沈殿分離工程、この場合、沈
殿分離された汚泥の一部は返送汚泥として希釈調整工程
に返送される。また分離された汚泥の他部は余剰汚泥と
して、脱水後系外に排出されるとともに、分離液は希釈
調整工程に返送される）、更に沈殿分離処理水に凝集剤
を投入し、処理水中の微細粒子を凝集沈殿させ（凝集分
離工程、この場合、凝集分離された汚泥は、脱水後系外
に排出されるとともに分離液は希釈調整工程に返送され
る）。

次に浮遊固形物を除去し（砂過工程）、更に溶解物質
を活性炭によって除去し（活性炭吸着工程）、消毒して
（消毒工程）放流される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように従来のし尿処理方法においては、放流水
の水質規準を満足するために多くの工程を必要とし、且
つこれらの工程ごとの槽あるいは装置を必要としている
ために次のような欠点がある。

工程数が多いために運転管理が複雑であり手間がかか
る。

固液分離工程として沈殿分離工程、凝集分離工程及び砂
過工程を採用しているため、また他方で原液を１０倍
程度に希釈して処理するため、処理装置（活性汚泥処理
槽及び沈殿槽等）が大型化する。従って比較的広い敷地
面積及び大きな建設費が要求されている。また、原液を
希釈する希釈水の量が多いためその入手の困難さととも
に、放流水量が多くなり放流水中の規制成分濃度は規制
値を満足してもこの規制成分の放流絶対量が多い。更
に、活性汚泥処理液を沈殿槽を用いて固液分離する際に
活性汚泥がバルキングを生じ、運転上支障をきたすこと
がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、工程数が
少なく、所要敷地面積が小さく、原液を希釈する必要が
なく、小型で安価であり、しかも放流水中の規制成分の
濃度及び絶対量が少なく、バルキングによって運転に支
障をきたすことのないし尿処理方法及びその装置を提供
するものである。以下に、一実施例に基づき、第１図〜
第３図を参照して本発明の構成及び作用を説明する。

本発明によるし尿処理方法は、複数の室より構成される
前段の活性汚泥処理槽の各室で、供給されたし尿を順次
活性汚泥処理させる前系列処理工程と、前記前段の活性
汚泥処理槽内の処理液を循環させる循環工程と、前記前
段の活性汚泥処理槽に処理すべきし尿を供給する供給工
程と、複数の室より構成される後段の活性汚泥処理槽の
各室で前記前段の活性汚泥処理槽からの処理液を順次活
性汚泥処理させる後系列処理工程と、前記後段の活性汚
泥処理槽からの処理液を限外過膜を有する限外過装
置によって過し、液と濃縮液とに分離し、濃縮液
は、その一部を前記前段及び後段の活性汚泥処理槽に返
送し、濃縮液の他部を余剰汚泥として回収し、液はそ
の一部を前記後段の活性汚泥処理槽に返送し、液の他
部を放流水として放流する限外過工程とを備えてい
る。

本発明によるし尿処理装置は、複数の室より構成され、
し尿を順次各室で活性汚泥処理させる前段の活性汚泥処
理槽と、前記前段の活性汚泥処理槽内の処理液を循環さ
せる循環手段と、前記前段の活性汚泥処理槽にし尿を供
給する供給手段と、複数の室より構成され、前記前段の
活性汚泥処理槽からの処理液を各室で順次活性汚泥処理
させる後段の活性汚泥処理槽と、前記後段の活性汚泥処
理槽からの処理液を限外過膜によって過し、液と
濃縮液とに分離し、濃縮液はその一部を前記前段及び後
段の活性汚泥処理槽に返送し、濃縮液の他部は余剰汚泥
として回収し、液はその一部を前記後段処理槽に返送
し、液の他部を放流水として放流する限外過装置と
を備えている。

〔実施例〕

まず、第１図で、バキューム車等によって収集されたし
尿（以下原液とする）は受入槽４に受け入れられ、受入
槽４で原液に含まれている比較的大きな砂、石等が沈降
によって除去される。受入槽４はスクリーン１０及び微
細目スクリーン１２を介して貯留槽８に接続されてい
る。微細目スクリーン１２には目開き0.2mmのスクリー
ンが用いられ、スクリーン１０及び微細目スクリーン１
２を通過することによって、原液中の比較的微細な固形
物が除去される。各スクリーンを通過した原液は貯留槽
８に貯留される。貯留槽８において原液の濃度の均一化
が図られる。

原液を前段処理槽１８に供給するに先だち活性汚泥への
負荷の軽減と限界過膜の保護をはかるために原液中の
不溶性固形物（し渣）を除去することが好ましい。この
場合、スクリーンに原液を通過させてし渣を除去する
が、目開きの大きなスクリーンと目開きの小さなスクリ
ーンとを組み合わせて用いることが好ましい。目開きの
小さなスクリーンは比較的微細な固形物まで除去するた
めに目開き0.1mm乃至0.5mmの微細目スクリーンを用いる
ことが好ましい。

し尿の対象としては例えば、汲み取りし尿（BOD13,500m
g／程度）、し尿浄化槽汚泥（BOD7,000mg／程
度）、し尿消化槽脱離液（BOD2,400mg／程度）等が挙
げられる。

貯留槽８は、供給手段３を構成する原液送入ポンプ１４
を介して活性汚泥処理槽１６に接続され、原液はそのま
ま（実質的に希釈されることなく）、ポンプ１４によっ
て活性汚泥処理槽１６に300／日(Q)で送られる。

活性汚泥処理槽１６は、７つの室（１６Ａ，１６Ｂ，１
６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ，１６Ｆ，１６Ｇ）に区画されて
いる。

この処理槽１６は、原液が流入される第１室１６Ａから
第４室１６Ｄまでの前段処理槽１８と、第５室１６Ｅか
ら処理液を流出する第７室１６Ｇまでの後段処理槽２０
とに区分されている。

各室は底部から上方に向けて延出する仕切り壁によって
各室の処理液の液位が順次第１室１６Ａから第７室１６
Ｇに沿って階段状に低くなるように区切られている。従
って第１室１６Ａから第７室１６Ｇへ処理液がオーバー
フローによって順次移動する。前段処理槽１８は、複数
の室に区画されていれば、例えば３つ４つ等いくつの室
に区画されていても良い。

変形例として第２図に示すように、処理槽１６は槽１６
内の底部を基端としてここから上方に向けて延出する第
１の仕切り壁１７Ａと、槽１６内の天井部を基端として
ここから下方に向けて延出する第２の仕切り壁１７Ｂと
が交互に設けられていて、空気を第１室１６Ａ，第３室
１６Ｃおよび第５室１６Ｅに供給することによって好気
性に設定された第１室１６Ａから嫌気性に設定された第
２室１６Ｂへ処理液をオーバーフローによって移動させ
ると共に嫌気性に設定された第２室１６Ｂおよび第４室
１６Ｄから好気性に設定された第３室１６Ｃおよび第５
室１６Ｅへ処理液を底部を流れて移動させても良い。

また処理槽１６には、第３図に示すように消泡スプレー
４３が設けられていても良い。即ち、活性汚泥処理槽
は、高負荷処理の為、各室内で発泡することがあり、泡
が溢流して隣室以降の室へ短絡し、処理効率が低下する
ことがあるので泡の発生を防止するためである。この場
合、更に、各室の仕切り板４６の溢流部付近に邪魔板４
８を設け、邪魔板と邪魔板との間に消泡スプレー４３が
併設されていてもよい。この構成によって隣室への泡の
流入が防止される。

第１図に戻って前段処理槽１８において、第１室１６Ａ
と第４室１６Ｄとは、循環パイプ２４によって接続され
ている。循環パイプ２４には、第４室１６Ｄ内の処理液
の一部を第１室１６Ａへ循環するための循環ポンプ２２
が介在されている。一方、貯留槽８は循環ポンプ２２の
吸込み側で循環パイプ２４に接続されている。従って貯
留槽８からの原液は循環されている処理液に混合されな
がら活性汚泥処理槽１６に流量Ｑで送入される。

第１室１６Ａにおいて循環パイプ２４の先端には、原液
と循環液の混合液を送入する際に空気を導入するための
曝気インジェクター（商品名：三井−バイエルインジェ
クター式散気装置）２６が設けられている。また、この
循環ポンプ２２によって最大１２０Ｑの処理液が循環さ
れている。本実施例では約４０Ｑで循環されている。

活性汚泥槽１６に送入された原液は循環液とともに第１
室１６Ａから順次オーバーフローしながら各室を通過
し、第７室に達する。第２室１６Ｂ、第３室１６Ｃ、第
４室１６Ｄ、第６室１６Ｆ及び第７室１６Ｇには夫々空
気を供給するために通常用いられている曝気装置３０，
３１，３２，３６，３８が設置されている。これらの曝
気装置には供給する空気量を独立して調節するための調
節器（図示されず）が設けられている。第１室１６Ａ及
び第５室１６Ｅが嫌気性雰囲気に保持され、第２、第
３、第４、第６、そして第７室１６Ｂ，１６Ｃ，１６
Ｄ，１６Ｆ、および１６Ｇは好気性雰囲気に保持されて
いる。

原液が前段処理槽に供給される際には、前段処理槽内で
循環されている処理液（循環液）に原液を混合すること
が好ましい。

処理液が循環しているラインには、処理液が流れる方向
の先端に曝気インジェクターが設けられているので、こ
の場合処理液に空気が導入され、処理液は空気と混合さ
れるとともに、曝気空気の細分化と室内の攪拌の効率化
が図られる。

各室には、夫々空気の供給量が調節可能な曝気装置が配
設され、各室に供給する空気量を任意に調節することに
よって各室の雰囲気を相対的に好気性または嫌気性に任
意に独立して設定可能である。この場合、例えば各室の
雰囲気を好気性と嫌気性とに交互に設定することもでき
る。

原液を前段処理槽に供給する際には、原液は希釈する必
要がない。

供給工程において原液は、前段処理槽に供給される際、
１つの室に供給されることに限らない。例えば第２図の
ように室が３つ以上に区画されている場合、第１及び第
３の室に同時に供給しても良い。後段処理槽２０の各室
は、前段処理槽と同様に、複数であればいくつの室に区
画されていても良く相対的に好気性または嫌気性の雰囲
気に任意に独立して設定可能であることが好ましい。し
かも、本実施例の如く後段処理槽内の処理液を限外過
装置へ供給するための最後の室及び最後から２番目の室
は好気性に設定されることが好ましい。この場合、粘着
性を有する嫌気性菌が、限外過膜の直前で増殖されな
いから、限外過膜にこれらの菌が付着することによっ
て生じる過性能の低下を防止し、膜の洗滌回数を減ず
ることができる。処理槽１６において前段槽１８及び後
段槽２０には、嫌気性室と好気性室とが設定され、これ
ら嫌気性雰囲気および好気性雰囲気の組み合せによって
効果的にし尿が活性汚泥処理される。

第７室はパイプ３９及び循環ポンプ４０を介して限外
過装置４２に接続されている。限外過装置４２には、
ポリアクリロニトリル製分画分子量15,000乃至20,000の
限外過膜（ローヌプーラン社製アイリス）が設置さ
れている。処理液は限外過膜に対してクロスフロー方
式で流され液と濃縮液とに分離される。限外過膜に
より限外過装置４２は液パイプ４３を介して活性炭
層４４に接続されている。液パイプからは液の一部
を第７室に戻すための液返送パイプ４５が分枝されて
いる。更に、限外過装置４２からはその濃縮液を前段
槽１６の第４室１６Ｄ及び後段槽１８の第７室１６Ｇに
返送するための返送パイプ４６が配設されている。返送
パイプ４６からは濃縮液の残部を余剰汚泥として系外に
排出するための余剰汚泥パイプ４８が分枝されている。
上記液の一部(Q)は活性炭層４４を通過させることに
よって液中の溶解物質を除去した後、放流水として放
流され、液の他部（約0.2Ｑ）はパイプ４５を介して
第７室１６Ｇに戻される。

一方濃縮液は前段層１８の第４室１６Ｄ及び後段層２０
の第７室１６Ｇに各々流量約１０Ｑ及び約６０Ｑで返送
される。

限外過膜は、分画分子量1,000乃至300万の範囲のもの
が用いられる。

限外過膜からの液は、そのまま処理水として放流さ
れるが、液中の溶解物質を除去するために活性炭層４
４を通過させ更に、塩素等により系外から侵入した大腸
菌等の細菌を消毒しても良い。

限外過装置からの濃縮液の一部は、活性汚泥濃度を制
御し、且つ汚泥の活性化を図るとともに難分解性物質を
繰返し分解させるために前段及び後段槽に通常２０Ｑ乃
至１２０Ｑの範囲で返送される。

限外過装置からの濃縮液の他部（約0.2Ｑ）は余剰汚
泥として系外に取り出される。後段処理槽（第７室）の
処理液を限外過装置４２に供給し、ここで処理液は濃
縮液として高度に濃縮され、くり返し前段及び後段処理
槽に返送されるので処理液中の離分解性有機物質も活性
汚泥によって繰り返しあるいは長時間に亘って分解され
る。

従来の方法では活性汚泥のバルキングの発生、浮上現象
等により沈殿槽の運転管理が困難であったため活性汚泥
濃度を容易に高めることができなかったが、本発明によ
れば沈殿槽を用いていないから活性汚泥濃度（MLSS）を
容易に高めることができ、高負荷高濃度運転が可能であ
る。例えば従来の活性汚泥濃度（MLSS）は4,000乃至8,0
00mg／であったが、本発明では6,000乃至25,000mg／
に設定されうる。本実施例では12,000〜13,000mg／
に設定した。

本発明は上述した範囲に限定されることなく本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

この実施例によるし尿処理の結果を第１表を参照して説
明する。

第１図に示す貯留槽８において濃度を略均一に調整（希
釈されない）された原液、限外過膜を通過した液及
び活性炭層４４を通過した放流水を採取し、夫々の水
質、即ち、BOD（生物化学的酸素要求量）、SS（浮遊固
形物）、COD（化学的酸素要求量）、Ｔ−Ｎ（総窒素
量）、大腸菌群数、そして色度を測定した。それらの測
定結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、本実施例では、従来の値を
下まわる良好な水質の放流水を得た。

特に注目すべきことは、従来の方法では活性汚泥槽への
供給量及び放流量は共に１０Ｑであるが、本実施例では
原液を希釈していないため供給量及び放流量は共にＱで
あって、従来の約１／10である。従って規制成分の放流
絶対量も従来の約１／10である。尚、第１表に示すBOD
等の絶対量はＱ＝３００／日に対する値である。

〔発明の効果〕

本発明の方法及びその装置によれば、工程数が少なく、
運転が容易であり、大きな敷地面積が不要であり、小型
の装置で安価にし尿を処理することができる。

即ち、原液を希釈する必要がないため（系外から希釈水
を導入する必要がないため）処理量及び放流量は、共に
Ｑ（原液供給量に同じ）で、従来の方法の約１／10であ
り、従って、放流水中の規制成分の濃度が従来方法と同
等としても放流水中の規制成分の絶対量も約１／10に減
少すると共に活性汚泥処理槽、ポンプ、配管等の装置の
各部を小型にすることができる。

限外過膜を用いているから放流水は浮遊固形物（Ｓ
Ｓ）、病原菌、溶解高分子有機物等をほとんど含まない
良好な水質とすることができる。

また、一般に吸着剤としての活性炭素では、液体中の浮
遊固形物（ＳＳ）、水溶性有機物（ＣＯＤ）、無機塩ま
たは燐酸イオン等を吸着するが、この実施例では限外
過膜を通過した液を活性炭層に供給しているから、活
性炭層の目詰りまたは吸着性能低下の原因となるような
浮遊固形物及び高分子有機物を限外過膜によって予め
除去できる。従って、この実施例によれば活性炭層の性
能を保持しつつ効率よく目的物を除去できる。

従って従来方法の沈殿槽、凝集沈殿槽、砂過槽、更に
これらに関連する工程が不要であるから、処理装置の建
設費、敷地面積は大巾に低減するとともに、運転管理も
容易になる。例えば、一般に従来方法では活性汚泥処理
槽乃至砂過槽までの合計の容積は原液量Ｑに対して３
０Ｑ程度に設計されるが、本発明によれば約７Ｑ程度、
即ち従来方法の約1/4の容積にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるし尿処理装置のフロー
パターンを示した図、第２図は処理槽の他の例を示す概
略断面図、第３図は更に他の変形例による処理槽の概略
断面図、そして第４図は従来のし尿処理方法を説明する
ための工程図である。 ３……供給手段、１８……前段処理槽、２０……後段処
理槽、４２……限外過装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 唐川 公一 千葉県千葉市長沼町293の132 (72)発明者 矢野 仁 東京都大田区西六郷４の６の24の103 (72)発明者 岩本 公明 神奈川県藤沢市片瀬山３の21の５ (72)発明者 島本 孝志 岡山県玉野市東紅陽台２の19の140 (56)参考文献 特開 昭56−84697（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−98143（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−96261（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−102056（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−51988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−62360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−99396（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−40971（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の室より構成される前段の活性汚泥処
   理槽の各室で、供給されたし尿を順次活性汚泥処理させ
   る前系列処理工程と、前記前段の活性汚泥処理槽内の処
   理液を循環させる循環工程と、前記前段の活性汚泥処理
   槽に処理すべきし尿を供給する供給工程と、複数の室よ
   り構成される後段の活性汚泥処理槽の各室で前記前段の
   活性汚泥処理槽からの処理液を、順次活性汚泥処理させ
   る後系列処理工程と、前記後段の活性汚泥処理槽からの
   処理液を限外濾過膜を有する限外濾過装置によって濾過
   し、濾液と濃縮液とに分離し、濃縮液は、その一部を前
   記前段及び後段の活性汚泥処理槽に返送し、濃縮液の他
   部を余剰汚泥として回収し、濾液はその一部を前記後段
   の活性汚泥処理槽に返送し、濾液の他部を放流水として
   放流する限外濾過工程とを具備し、前記後段の活性汚泥
   処理槽の最後及び最後から２番目の室を好気性雰囲気に
   保持するし尿処理方法。
2. 【請求項２】前記循環工程において、処理液はポンプに
   よって循環され、前記供給工程いおいて処理すべきし尿
   はそのポンプの吸い込み側に供給され、し尿が処理液と
   混合されながら前段の活性汚泥処理槽に供給されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のし尿処理方
   法。
3. 【請求項３】前記循環工程において処理液は曝気インジ
   ェクターを介して前段の活性汚泥処理槽に戻され、その
   曝気インジェクターによって空気と混合されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項あるいは第２項のいずれ
   か１項に記載のし尿処理方法。
4. 【請求項４】前記前段及び後段の活性汚泥処理槽の各室
   は曝気インジェクターあるいはディフィーザによって曝
   気量が調節され、前記後段の活性汚泥処理槽の最後及び
   最後から２番目の室を除く各室は、任意に且つ独立して
   好気性あるいは嫌気性雰囲気に保持されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項
   に記載のし尿処理方法。
5. 【請求項５】前記供給工程において処理すべきし尿は稀
   釈されないことを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第４項のいずれか１項に記載のし尿処理方法。
6. 【請求項６】前記前段及び後段の活性汚泥処理槽におい
   て活性汚泥の濃度は6,000mg／乃至25,000mg／に設
   定されることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第５項に記載のし尿処理方法。
7. 【請求項７】複数の室より構成され、し尿を順次各室で
   活性汚泥処理させる前段の活性汚泥処理槽と、前記前段
   の活性汚泥処理槽内の処理液を循環させる循環手段と、
   前記前段の活性汚泥処理槽にし尿を供給する供給手段
   と、複数の室より構成され、前記前段の活性汚泥処理槽
   からの処理液を各室で順次活性汚泥処理させる後段の活
   性汚泥処理槽と、前記後段の活性汚泥処理槽からの処理
   液を限界濾過膜によって濾過し、濾液と濃縮液とに分離
   し、濃縮液はその一部を前記前段及び後段の活性汚泥処
   理槽に返送し、濃縮液の他部は余剰汚泥として回収し、
   濾液はその一部を前記後段処理槽に返送し、濾液の他部
   を放流水として放流する限外濾過装置とを具備し、前記
   後段の活性汚泥処理槽の最後及び最後から２番目の室は
   好気性雰囲気に保持されるし尿処理装置。
8. 【請求項８】前記循環手段は処理液を循環させるための
   ポンプを備え、前記供給手段は処理すべきし尿をそのポ
   ンプの吸い込み側に供給する導管を備え、処理すべきし
   尿が処理液と混合されながら前段の活性汚泥処理槽に供
   給されることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載
   のし尿処理装置。
9. 【請求項９】前記循環手段は、処理液を循環させるため
   のラインを備え、その処理液が流れる方向のラインの先
   端には曝気インジェクターが設けられ、処理液が前段の
   処理槽に戻される際に曝気インジェクターによって空気
   と混合されることを特徴とする特許請求の範囲第７項あ
   るいは第８項のいずれか１項に記載のし尿処理装置。
10. 【請求項１０】前記前段及び後段の活性汚泥処理槽の各
    室には、曝気量を調節できる曝気インジェクターあるい
    はディフューザーが設けられ、前記後段の活性汚泥処理
    槽の最後及び最後から２番目の室を除き、各室が任意に
    且つ独立して好気性あるいは嫌気性雰囲気に保持される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第７項ないし第９項の
    いずれか１項に記載のし尿処理装置。
11. 【請求項１１】前記供給手段において処理すべきし尿は
    希釈されないことを特徴とする特許請求の範囲第７項な
    いし第１０項のいずれか１項に記載のし尿処理装置。
12. 【請求項１２】前記前段及び後段の各室の活性汚泥濃度
    は、6,000mg／乃至25,000mg／であることを特徴と
    する特許請求の範囲第７項ないし第１１項のいずれか１
    項に記載のし尿処理装置。