JPH0691995B2 - 廃水処理法 - Google Patents

廃水処理法

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JPH0691995B2
JPH0691995B2 JP60047288A JP4728885A JPH0691995B2 JP H0691995 B2 JPH0691995 B2 JP H0691995B2 JP 60047288 A JP60047288 A JP 60047288A JP 4728885 A JP4728885 A JP 4728885A JP H0691995 B2 JPH0691995 B2 JP H0691995B2
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activated sludge
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treatment
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Treatment Of Biological Wastes In General (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 この発明は、微生物が付着あるいは包蔵された粒子(微
生物担体)を懸濁して廃水を生物学的に処理する廃水処
理法に関するものである。
「従来技術およびその問題点」 有機性廃水を処理する方法として、活性汚泥法がある。
活性汚泥法は、フロツク化した微生物(活性汚泥)を廃
水中に浮遊させながら廃水の有機性物質を処理する方法
である。この活性汚泥法にあつては、処理槽内の活性汚
泥濃度を7.000ppm未満、通常はそれより低い2.000〜4.0
00ppmに維持しなければ沈澱槽で汚泥分離が出来ないた
め運転出来ない。このため、処理槽の負荷は実質的には
1kg−BOD/m3/日程度が上限であつた。このように活性
汚泥は容積効率が低いため、活性汚泥法で廃水処理する
には、大形の処理施設が必要であり、広い用地と多額の
建設コストを要する欠点があつた。
このような問題を解決できる廃水処理法として、近年、
懸濁粒子法あるいは流動床法と称される(以下、懸濁粒
子法と記す)処理法が注目されている。この懸濁粒子法
は、微生物担体を被処理廃水中に懸濁して、生物学的に
廃水を処理する方法である。ここで用いられる微生物担
体とは、微生物に分解されない物質からなる粒子の表面
に微生物を付着させるか、粒子中に微生物を包含させる
か、粒子の細孔中に微生物を捕捉させるなどした、微生
物が棲息せしめられている粒子である。懸濁粒子法で
は、この微生物担体が収容されている処理槽の中に被処
理廃水を流入させ、これらを混合攪拌して被処理廃水中
に微生物担体を分散し、流動状態の微生物担体に被処理
廃水を接触させて廃水を処理する。被処理廃水(以下廃
水と記す)と微生物担体とを混合攪拌するには、酸素富
化ガス、空気、装置の上部ガス等を散気装置で槽底部か
ら吹込む方法や、ポンプ、攪拌羽等を用いた機械的な方
法が用いられる。
この懸濁粒子法、特に粒子内に包含ないしは細孔内捕捉
する場合には、次のような利点がある。
特定の微生物を優占種として保持しやすい。処理槽
からの微生物及び微生物担体のウオツシユアウトが起き
ずらい。処理槽中の微生物濃度を高くすることができ
る。そして、なかんずくこの懸濁粒子法には、処理槽に
3〜4kgBOD/m3/日、時には8〜10kgBOD/m3/日という
高い負荷をかけることができ、高い容積効率を実現でき
る長所があるので、上記活性汚泥法の欠点に対処でき
る。
しかしながら、この懸濁粒子法にあつては、微生物担体
の表面に汚泥が発生し、これが剥離して、微細な、ある
いはコロイド状の性状を有し非常に沈降し難い剥離汚泥
となつて、被処理廃水中に混入する不都合がある。この
ため、良質の処理水を得るためには、混入した剥離汚泥
を除去しなければならない。
従来の懸濁粒子法にあつては、この剥離汚泥の除去を、
硫酸アルミニウム、明バン、ポリ塩化アルミニウム、有
機性凝集剤等を用いた凝集沈澱法や、膜分離法によつて
行つていた。
ところが、これら汚泥除去法は面倒な処理工程を要する
ばかりでなく、凝集沈澱法にあつては凝集槽等が必要で
あるうえ薬品代が嵩さみ、また膜分離法にあつては分離
装置のエネルギ効率が低いために、多額なランニングコ
スト(前者で20〜50円/廃水m3、後者で100〜200円/廃
水m3)を必要とする。このため、従来の懸濁粒子法にあ
つては、汚泥除去のために廃水処理コストが高騰してし
まう問題があり、同法の普及を阻んでいた。
「問題を解決するための手段」 本発明は、処理水に微生物担体を懸濁させる流動槽と、
処理水の沈澱物を除去する第1沈澱槽と、処理水に曝気
処理を施す曝気槽と、処理水の沈澱物を除去する第2沈
澱槽とを用い、流動槽に廃水を導入し、該流動槽からの
流出処理水に活性汚泥を添加して第1沈澱槽に導入し、
該第1沈澱槽からの流出処理水に活性汚泥を添加して曝
気槽に導入し、さらに、該曝気槽からの流出処理水を第
2沈澱槽に導入するとともに、前記流動槽からの流出処
理水および第1沈澱槽からの流出処理水それぞれに添加
する活性汚泥として、前記第2沈澱槽で沈澱除去された
活性汚泥を用いることにより、上記問題点の解決を図っ
た。
「作用」 流動槽で微生物担体処理がなされた後の流出処理水に混
入している剥離汚泥は、添加された活性汚泥に吸着され
あるいは付着して沈降しやすい状態となって、第1沈澱
槽で容易に沈澱除去されることになる。そして、このよ
うに剥離汚泥が沈澱除去された後の流出処理水に、曝気
槽導入時に再度活性汚泥が添加されて活性汚泥処理がな
され、第2沈澱槽で活性汚泥が沈澱除去される。ここ
で、流動槽からの流出処理水および第1沈澱槽からの流
出処理水それぞれに添加する活性汚泥としては、第2沈
澱槽で沈澱除去された活性汚泥が用いられる。
「実施例」 以下、この発明の廃水処理法を実施例に沿つて説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例に好適に用いられる処理装
置を示すものである。この処理装置は、流動槽1と第1
沈澱槽2とからなる第1工程3に、曝気槽4と第2沈澱
槽5とからなる第2工程6が連設されてなるものであ
る。この処理装置にあつては、第1工程3で懸濁処理法
による廃水処理が行われ、第2工程6で活性汚泥法によ
る廃水処理が行われる。
この例の廃水処理法にあつては、廃水をまず流動槽1に
流入せしめる。流動槽には、微生物担体が収容されてい
る。廃水は、この槽1内で微生物担体と共に散気装置か
ら吹込まれる気泡により混合攪拌され、生物学的に処理
された後流出せしめられる。この微生物担体による処理
後の流出水には、沈降し難い剥離汚泥が混入している。
つぎに、この流出水には活性汚泥法を行う第2工程6の
第2沈澱槽5で分離された活性汚泥が添加される。活性
汚泥が添加された流出水は、第1沈澱槽2に送られる。
この第1沈澱槽2では、流出水中に含まれていた剥離汚
泥が、添加された活性汚泥に付着、吸着されて活性汚泥
と共に沈澱(活性汚泥の共沈作用)し、分離除去され
る。この第1沈澱槽2で沈澱せしめられた汚泥は余剰汚
泥として処分されると共に、場合によつて流動槽1へ返
送される。
上記流動槽1からの流出水に添加する活性汚泥の量とし
ては、流出水に対して2〜20V/V%程度が好適である。
この活性汚泥添加量が2V/V%未満であると、活性汚泥の
吸着共沈作用が不十分で流出水中に混入している剥離汚
泥を充分活性汚泥に吸着・付着させて除去することがで
きない。また、添加量が20V/V%を越えても、活性汚泥
を添加する効果の向上がなく、第1沈澱槽2の沈澱汚泥
量が増加するのみで不経済である。
第1沈澱槽2で得られた一次処理水は、第2工程6の曝
気槽4へ送られる。曝気槽4には、活性汚泥が収容され
ている。この曝気槽4では活性汚泥による生物学的な処
理が行われる。曝気槽4からの流出水は、第2沈澱槽5
に送られる。第2沈澱槽5では流出水中の活性汚泥が沈
澱除去される。この第2沈澱槽5で沈澱された活性汚泥
の一部は、上記流動槽1の流出水に添加する活性汚泥と
して用いられる。残る活性汚泥は、通常の活性汚泥法と
同様に、返送汚泥、余剰汚泥とされる。
この例の廃水処理法にあつては、廃水を、流動槽1内で
微生物担体を懸濁して処理した後、この流動槽1から流
出せしめ、この流出水に第2工程6で発生する余剰の活
性汚泥を添加し、沈澱分離して一次処理水を得る。この
際流出水中に含まれている剥離汚泥は、添加された活性
汚泥に付着・吸着され、著しく優れた沈降性を有する汚
泥になる。この活性汚泥に剥離汚泥が付着・吸着される
機構は詳しくは解明されていないが、本発明者は活性汚
泥の微生物と剥離汚泥の微生物との間に一般の活性汚泥
のフロツク化と同様の原理が働くものではないかと推察
している。
このようにして沈降性の向上した汚泥は、第1沈澱槽2
で短時間に沈降分離でき、得られる一次処理水は、剥離
汚泥が除去された良質のものになる。また、活性汚泥に
剥離汚泥が付着・吸着されて分離されてくる汚泥の容積
は、添加した活性汚泥の容積とほとんど同一であり、汚
泥量の増加はみられない。従つて、処理する汚泥量が同
一なので汚泥処理費用が増額することはない。さらに、
この例の廃水処理法では、第2工程で発生した活性汚泥
を上記流出水に添加するので、従来不要なものとして処
理していた余剰の活性汚泥を無料で有効利用できる。従
つて、懸濁粒子法にかかる剥離汚泥の除去費用を大幅に
低減できる。
この例の廃水処理法は、こうして得られた一次処理水を
二次工程6で活性汚泥処理す。この一次処理水は、剥離
汚泥が除去され水質の良いものとなつているので、第2
工程6にかかる負荷は大幅に低減される。従つて、第2
工程6の曝気槽4や沈澱槽5の容積を縮少できる。ま
た、発生する余剰汚泥量も減少する。このため第2工程
6は小形の処理装置で構成でき、建設コストが安価であ
るうえ、装置を運転する電気量が少なくてすみ、汚泥処
理量も少ないので、ランニングコストを削減し得るもの
となる。この点からも、この例の廃水処理法にあつては
処理装置の小形化、処理コストの低減を実現できる。
また、この例の廃水処理法では、第1工程3で懸濁粒子
法により処理して得られた一次処理水を、第2工程6で
活性汚泥処理するので、一次処理水中に剥離汚泥が多少
残留していても、第2工程6にある活性汚泥に付着、吸
着されて除去される。従つて、この例の処理法では、水
質のより良い処理水を得ることができる。
なお、本発明の廃水処理法は、上記実施例に限られるも
のではなく、例えば、上記実施例の第1沈澱槽2に代え
て、汚泥を浮上分離する加圧浮上槽などを用いても同様
の効果を得ることができる。
また、第2工程6は必ずしも設けなくても良い。この場
合、第1沈澱槽2で得られた処理水が最終処理水とな
る。また、流動槽1の流出水に添加する活性汚泥は、他
の処理施設で処分している余剰汚泥を用いる。
さらに、この発明の廃水処理法は、流動槽1で行われる
微生物担体による処理が好気性条件で行われた場合だけ
でなく、嫌気性条件で行われた場合(脱窒、メタン発酵
など)にも適用可能である。いずれの条件で処理された
場合にも同様の作用効果が得られる。
「実験例1」 流入水に混入している剥離汚泥の沈降性を、活性汚泥を
添加することで、どの程度改善できるかを試べた。
微生物担体により処理された流出水に、活性汚泥を15V/
V%添加したもの、8V/V%添加したもの、添加しないも
のをそれぞれ調整した。ここで使用した汚泥のMLSSは添
加量15%の場合2476mg/l、添加量8%の場合7000mg/lで
あつた。これを静置して、汚泥界面の高さの変化を観察
した。結果を第2図に示す。
第2図からわかるように、そのままでは沈降が著しく遅
いが活性汚泥を添加すると短時間(約20分)で汚泥が沈
降する。活性汚泥を添加したときの沈降速度は活性汚泥
自身の沈降速度にかなり近く、添加量が多い程この傾向
が強い。
「実験例2」 BOD670mg/lの廃水を流動槽で微生物担体により懸濁粒子
法で処理した後、流出水に活性汚泥を4V/V%添加し、つ
いで沈澱分離処理した。流動槽の容積は2m3、沈澱分離
槽の容積は1.7m3であつた。廃水の流入量を変えること
により、容積負荷を変化せしめ、得られる処理水の水質
を調べた。比較のため、活性汚泥を添加しない場合につ
いても調べた。結果を第3図に示す。
第3図の結果から、活性汚泥を添加すると処理水の水質
が格段に向上していることが確かめられた。
「実験例3」 ある給食センターの廃水を第1図に示した処理装置で処
理した。廃水処理は、流動槽1からの流出水に直ちに活
性汚泥を添加する方法(1)と、流出水をそのまま第1
沈澱槽2を介して活性汚泥の収容された曝気槽4へ送
り、曝気槽4で活性汚泥添加効果を得る方法(2)の2
種類の方法で行つた。
廃水の水質 BOD:600〜1200mg/l SS :400〜1000mg/l 廃水の流入量 平均17m3/日 各槽の容積 流動槽1 2m3(BOD容積負荷平均7kg−BOD/m3
日) 第1沈澱槽2 1.7m3 曝気槽4 1.8m3 第2沈澱槽5 1.7m3 流入する廃水、流動槽1からの流出水、第1沈澱槽2か
ら得られた一次処理水、第2沈澱槽5から得られた最終
処理水、それぞれのBOD値を観測した。結果を下表に示
す。
因みに、2段の活性汚泥法で、最終処理水として51mg/l
のものを得るためには、沈澱槽を含む全体容積で、約3
倍の装置が必要である。
この実験の結果から、この発明の廃水処理法によれば、
小形の装置により高度な廃水処理が可能であることが確
認できた。
また特に、(1)の方法にあつては、第1沈澱槽2で得
られる一次処理水が飛躍的に水質の優れたものとなるの
で、曝気槽4にかかる負荷を低減でき(上記実験の場合
は0.6kg−BOD/m3/日)、この結果高度に処理された最
終処理水が得られる。
この(1)の方法を(2)の方法と比較すると、(1)
の方法にあつては、一次処理水の水質を(2)の方法の
ものに比べて60〜75%改善できる。従つて、活性汚泥法
を行う第2工程6への負荷は60〜75%を低減される。こ
の結果から考察すると、(1)の方法によれば第2工程
の負荷を同一にとる場合第2工程6の容積を(2)の方
法によるよりもさらに60〜75%縮少でき、第2工程6の
ランニングコスト(電気代等)も40〜50%削減できる。
「発明の効果」 以上詳しく説明したように、本発明の廃水処理法によれ
ば、微生物担体による処理後の流出水に活性汚泥を添加
するので、流出水中に混入している難沈降性の剥離汚泥
は活性汚泥に付着・吸着されて、その沈降性を大幅に改
善される。そして、この生成した沈降性の良い汚泥は短
時間で沈降分離できるので、沈澱分離槽の容量を縮少す
ることが可能になる。
また、本発明の処理法にあつては、従来費用をかけて処
理していた余剰の活性汚泥を用いて、流出水中の剥離汚
泥を沈降分離させ除去するので、汚泥の除去費用を大幅
に低減できる。従つて、従来問題になつていた懸濁粒子
法の汚泥除去費用により処理コストが上昇する問題を解
決できる。すなわち、本発明の方法によれば、微生物担
体を懸濁させて廃水を処理する懸濁粒子法の廃水処理コ
ストを大幅に引き下げることができる。
懸濁粒子法は、元来、容積効率が高く、小形の装置で実
施できる長所がある。本発明によれば、そのうえに廃水
処理コストの低減を実現できる。従つて、本発明の廃水
処理法は従来処理コストの問題から活性汚泥が主流であ
つた有機性廃水の処理を一新するものと思われる。そし
て、本発明の方法によれば、処理装置の小型化が図れ、
処理施設の用地を縮少でき、建設コストを低減できる。
特に、その効果は地価が高く、土地の有効利用が求めら
れる都市部の事務所ビルにあつては莫大なものがある。
さらに、本発明の廃水処理法によれば、流動槽からの流
出処理水に剥離汚泥沈降用として添加される活性汚泥お
よび第1沈澱槽からの流出処理水に活性汚泥処理用とし
て添加される活性汚泥として、双方、第2沈澱槽で沈澱
除去された活性汚泥を用いることになるため、活性汚泥
を非常に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の廃水処理法の一実施例に好適に用いら
れる処理装置の概略構成図、第2図は実験例1の結果を
示す沈降曲線、第3図は実験例2の結果を示すBOD容積
負荷と処理水質の関係図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】処理水に微生物担体を懸濁させる流動槽
    と、処理水の沈澱物を除去する第1沈澱槽と、処理水に
    曝気処理を施す曝気槽と、処理水の沈澱物を除去する第
    2沈澱槽とを用い、流動槽に廃水を導入し、該流動槽か
    らの流出処理水に活性汚泥を添加して第1沈澱槽に導入
    し、該第1沈澱槽からの流出処理水に活性汚泥を添加し
    て曝気槽に導入し、さらに、該曝気槽からの流出処理水
    を第2沈澱槽に導入するとともに、前記流動槽からの流
    出処理水および第1沈澱槽からの流出処理水それぞれに
    添加する活性汚泥として、前記第2沈澱槽で沈澱除去さ
    れた活性汚泥を用いることを特徴とする廃水処理法。
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第19回下水道研究発表会講演集(昭和57年5月1日)、日本下水道協会発行第374ページに発表

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