JPH0698356B2 - 有機性汚水の処理方法 - Google Patents
有機性汚水の処理方法Info
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- JPH0698356B2 JPH0698356B2 JP1364790A JP1364790A JPH0698356B2 JP H0698356 B2 JPH0698356 B2 JP H0698356B2 JP 1364790 A JP1364790 A JP 1364790A JP 1364790 A JP1364790 A JP 1364790A JP H0698356 B2 JPH0698356 B2 JP H0698356B2
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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
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- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、し尿，浄化槽汚泥，下水，各種有機性産業廃
水などの有機性汚水を著しく省エネルギー的に処理する
ことができる新規な処理方法に関するものである。
水などの有機性汚水を著しく省エネルギー的に処理する
ことができる新規な処理方法に関するものである。
従来、有機性汚水の代表的なし尿を例にとれば、し尿を
嫌気性消化した脱離液に対し、Ca(OH)2などのアルカリ
剤を添加し、pHを11以上に上昇させてアンモニアストリ
ップ（NH3ストリップ）する方法が知られている。ま
た、し尿に直接アルカリ剤を添加して、高pH下でNH3ス
トリップしたのち、酸を加えてpHを下げ、生物学的硝化
脱窒素処理する方法も知られている。
嫌気性消化した脱離液に対し、Ca(OH)2などのアルカリ
剤を添加し、pHを11以上に上昇させてアンモニアストリ
ップ（NH3ストリップ）する方法が知られている。ま
た、し尿に直接アルカリ剤を添加して、高pH下でNH3ス
トリップしたのち、酸を加えてpHを下げ、生物学的硝化
脱窒素処理する方法も知られている。
しかし、これらの従来法では、し尿又はし尿の嫌気性消
化脱離液のＭアルカリ度が約10000mg/lと極めて高濃度
であるため、pH緩衝性が高く、その結果、アルカリ剤を
数万mg/lと多量に添加しないとpHをNH3ストリップに好
適なpH11以上に上昇させることができず、アルカリ剤の
ランニングコストが高額となり、到底実用化できなかっ
たのが現状である。このため、現在では、し尿処理は完
全に生物学的硝化脱窒素処理が主流となっている。
化脱離液のＭアルカリ度が約10000mg/lと極めて高濃度
であるため、pH緩衝性が高く、その結果、アルカリ剤を
数万mg/lと多量に添加しないとpHをNH3ストリップに好
適なpH11以上に上昇させることができず、アルカリ剤の
ランニングコストが高額となり、到底実用化できなかっ
たのが現状である。このため、現在では、し尿処理は完
全に生物学的硝化脱窒素処理が主流となっている。
また、NH3ストリップを行うにしても、その工程はし尿
の嫌気性消化処理の直後、あるいはし尿の生物学的硝化
脱窒素処理の直前に限られており、それ以外の位置でNH
3ストリップを行うという概念は全くなかった。即ち、
従来のNH3ストリップ法のし尿処理への適用は、次の２
フローに限定されており、それら以外の試みは今まで存
在しなかった。
の嫌気性消化処理の直後、あるいはし尿の生物学的硝化
脱窒素処理の直前に限られており、それ以外の位置でNH
3ストリップを行うという概念は全くなかった。即ち、
従来のNH3ストリップ法のし尿処理への適用は、次の２
フローに限定されており、それら以外の試みは今まで存
在しなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕 しかるに、前記フロー（ａ）、（ｂ）共に、NH3ストリ
ップ用のアルカリ剤の所要コストが高額であるという欠
点があり、さらにフロー（ｂ）ではNH3ストリップではB
ODが全く除去されないので、後続する生物学的硝化脱窒
素工程でのエアレーション動力が大きいという致命的な
欠点があるため、フロー（ｂ）は実用化に値する技術で
はないと認識されており、実際実用化されていない。
ップ用のアルカリ剤の所要コストが高額であるという欠
点があり、さらにフロー（ｂ）ではNH3ストリップではB
ODが全く除去されないので、後続する生物学的硝化脱窒
素工程でのエアレーション動力が大きいという致命的な
欠点があるため、フロー（ｂ）は実用化に値する技術で
はないと認識されており、実際実用化されていない。
また、前記フロー（ａ）では、嫌気性消化の反応速度が
著しく小さく、しかも加温に要するエネルギーも多大で
あるという欠点もある。
著しく小さく、しかも加温に要するエネルギーも多大で
あるという欠点もある。
本発明は、前記従来技術の欠点を完全に解決することを
課題とするもので、具体的には、NH3ストリップ用のア
ルカリ剤のランニングコストを大幅に節減し、しかも、
BODを極めて省エネルギー的に除去し、かつ、COD,色
度，PO4 3-も高度に除去可能な新プロセスを提供するこ
とを課題としている。
課題とするもので、具体的には、NH3ストリップ用のア
ルカリ剤のランニングコストを大幅に節減し、しかも、
BODを極めて省エネルギー的に除去し、かつ、COD,色
度，PO4 3-も高度に除去可能な新プロセスを提供するこ
とを課題としている。
本発明は、固定化メタン生成菌によるメタン発酵処理の
前段に、脱炭酸処理とNH3ストリップ処理を直列結合し
て配列するという新概念に基づいている。
前段に、脱炭酸処理とNH3ストリップ処理を直列結合し
て配列するという新概念に基づいている。
固定化メタン生成菌によるメタン発酵処理とは、従来の
消化槽による嫌気性消化と異なり、微生物自身の凝集機
能を利用して、メタン生成菌の占める割合が高い嫌気性
菌体の粒状凝集体を生成させるか、ゼオライトなどの粒
状媒体の表面にメタン生成菌の生物膜を生育させ、これ
でブランケット層（流動層）を形成し、このブランケッ
ト層に通液して高効率に有機物の分解除去を行うことが
代表的な方法であり、内部に機械的設備を殆ど必要とせ
ず、維持管理容易なメタン発酵処理方法であり、例えば
UASB法と呼ばれる方法もその一例である。
消化槽による嫌気性消化と異なり、微生物自身の凝集機
能を利用して、メタン生成菌の占める割合が高い嫌気性
菌体の粒状凝集体を生成させるか、ゼオライトなどの粒
状媒体の表面にメタン生成菌の生物膜を生育させ、これ
でブランケット層（流動層）を形成し、このブランケッ
ト層に通液して高効率に有機物の分解除去を行うことが
代表的な方法であり、内部に機械的設備を殆ど必要とせ
ず、維持管理容易なメタン発酵処理方法であり、例えば
UASB法と呼ばれる方法もその一例である。
即ち、本発明は、有機性汚水に水素イオン解離物質を添
加し、酸性条件下で脱炭酸処理し、該脱炭酸処理液にア
ルカリ剤を添加してアルカリ性条件下でアンモニアスト
リッピングを行ったのち、固定化メタン生成菌によって
メタン発酵処理することを特徴とする有機性汚水の処理
方法であり、さらに前記脱炭酸処理する前段又は後段で
固液分離を行うようにしたことも特徴とし、また、これ
らの処理において、前記固定メタン生成菌によってメタ
ン発酵処理したのち、生物学的硝化脱窒素処理すること
を特徴とする有機性汚水の処理方法である。
加し、酸性条件下で脱炭酸処理し、該脱炭酸処理液にア
ルカリ剤を添加してアルカリ性条件下でアンモニアスト
リッピングを行ったのち、固定化メタン生成菌によって
メタン発酵処理することを特徴とする有機性汚水の処理
方法であり、さらに前記脱炭酸処理する前段又は後段で
固液分離を行うようにしたことも特徴とし、また、これ
らの処理において、前記固定メタン生成菌によってメタ
ン発酵処理したのち、生物学的硝化脱窒素処理すること
を特徴とする有機性汚水の処理方法である。
本発明の作用を、一実施態様を示す系統を説明する第１
図を参照しながら有機性汚水の代表的なものであるし尿
系汚水を例にとって以下に説明する。
図を参照しながら有機性汚水の代表的なものであるし尿
系汚水を例にとって以下に説明する。
し尿，浄化槽汚泥などのし尿系汚水１に、カチオン系ポ
リマ、又はカチオン系とアニオン系ポリマの両者のポリ
マ２を添加して、汚水中のSS,コロイドを凝集フロック
化し、スクリーンなどの任意の固液分離工程３により凝
集フロックを分離し、汚泥４と分離液５とに分ける。
リマ、又はカチオン系とアニオン系ポリマの両者のポリ
マ２を添加して、汚水中のSS,コロイドを凝集フロック
化し、スクリーンなどの任意の固液分離工程３により凝
集フロックを分離し、汚泥４と分離液５とに分ける。
分離液５は、汚水中の溶解性BODを除くSS,コロイド性の
BODが効果的に除去されているが、HCO3 -によるアルカリ
度，PO4 3-イオンなどのイオン類及び低分子量の溶解性B
ODは除去されていない。特に、HCO3 -イオンに基づくア
ルカリ度成分は、し尿の場合8000〜10000mg/lと極めて
多量に残留しているので、次に、FeCl3,AlCl3,HClなど
のH+イオン解離物質６を添加し、pHを３〜４に低下させ
（例えばFe3+イオンはFe3+＋３H2O→Fe（OH）3↓＋３H+
により、またAl3+イオンはAl3+＋３H2O→Al（OH）3↓＋
３H+によりH+イオンを加水分解反応によって解離す
る）、次の化学反応を進行させてHCO3 -イオンをCO2に移
行させる。
BODが効果的に除去されているが、HCO3 -によるアルカリ
度，PO4 3-イオンなどのイオン類及び低分子量の溶解性B
ODは除去されていない。特に、HCO3 -イオンに基づくア
ルカリ度成分は、し尿の場合8000〜10000mg/lと極めて
多量に残留しているので、次に、FeCl3,AlCl3,HClなど
のH+イオン解離物質６を添加し、pHを３〜４に低下させ
（例えばFe3+イオンはFe3+＋３H2O→Fe（OH）3↓＋３H+
により、またAl3+イオンはAl3+＋３H2O→Al（OH）3↓＋
３H+によりH+イオンを加水分解反応によって解離す
る）、次の化学反応を進行させてHCO3 -イオンをCO2に移
行させる。
HCO3 -＋H+→CO2↑＋H2O…… （１） その後、気液接触などの脱炭酸工程７において気曝し、
CO2を放散する。８は脱炭酸工程７内に吹き込む気曝用
空気である。この時、汚水中のH2Sも同時に放散除去さ
れる。なお、H+イオン解離物質としてFe3+を使う場合
は、H2SはFeS↓として沈殿除去される。これは、後記す
るようにメタン発酵処理のうえで大きな効果をもたらす
ことになる。
CO2を放散する。８は脱炭酸工程７内に吹き込む気曝用
空気である。この時、汚水中のH2Sも同時に放散除去さ
れる。なお、H+イオン解離物質としてFe3+を使う場合
は、H2SはFeS↓として沈殿除去される。これは、後記す
るようにメタン発酵処理のうえで大きな効果をもたらす
ことになる。
なお、H+イオン解離物質６として、H2SO4,Fe2(SO4)3,Al
2(SO4)3，ポリ硫酸第２鉄のようにSO4 3-イオンを含む化
合物はあまり好ましくない。なぜなら、SO4 3-イオンが
添加されると、後述するメタン発酵処理工程19で、SO4
3-イオンが硫酸還元菌の作用によって、嫌気性下でH2S
に還元されてしまい、メタン生成菌にとって毒性となる
ほか、発生するCH4ガスのなかに多量のH2Sガスが混入し
てしまい、CH4ガスの有効利用にとって障害を招くから
である。ポリ塩化アルミ（PAC）もpH低下力がFeCl3に比
べて著しく弱いのですすめられない。また、あらかじめ
ポリマにより汚水中のSSを凝集除去したのちにFe3+又は
Al3+を添加すると、SSの凝集にFe3+又はAl3+が消費され
なくなるので、より少ないFe3+又はAl3+でpH低下,COD,P
O4 3-，色度の除去が効果的に行えるという利点がある。
2(SO4)3，ポリ硫酸第２鉄のようにSO4 3-イオンを含む化
合物はあまり好ましくない。なぜなら、SO4 3-イオンが
添加されると、後述するメタン発酵処理工程19で、SO4
3-イオンが硫酸還元菌の作用によって、嫌気性下でH2S
に還元されてしまい、メタン生成菌にとって毒性となる
ほか、発生するCH4ガスのなかに多量のH2Sガスが混入し
てしまい、CH4ガスの有効利用にとって障害を招くから
である。ポリ塩化アルミ（PAC）もpH低下力がFeCl3に比
べて著しく弱いのですすめられない。また、あらかじめ
ポリマにより汚水中のSSを凝集除去したのちにFe3+又は
Al3+を添加すると、SSの凝集にFe3+又はAl3+が消費され
なくなるので、より少ないFe3+又はAl3+でpH低下,COD,P
O4 3-，色度の除去が効果的に行えるという利点がある。
しかるのち、Fe(OH)3,Al（OH）3などのフロックを主体
とするSSを沈殿などの任意の固液分離工程９で分離し、
HCO3 -（アルカリ度），PO4 3-，溶解性COD,色度が除去さ
れ、外観は清澄な清澄液10を得る。11は分離汚泥であ
る。清澄液10の外観は清澄であるが、汚水中のNH4 +，溶
解性BODがそのまま残留している。
とするSSを沈殿などの任意の固液分離工程９で分離し、
HCO3 -（アルカリ度），PO4 3-，溶解性COD,色度が除去さ
れ、外観は清澄な清澄液10を得る。11は分離汚泥であ
る。清澄液10の外観は清澄であるが、汚水中のNH4 +，溶
解性BODがそのまま残留している。
次に、清澄液10を30℃以上に加温し、NaOH,Ca（OH）2,M
g（OH）2などのアルカリ剤12を添加し、pHをアルカリ性
（好ましくはpH10〜11）に上昇させ、 NH4 +＋OH-→NH3↑＋H2O ……（２） の化学反応によって、NH4 +を遊離NH3に移行させ、充填
塔，棚段塔，もれ棚塔などの気液接触によるNH3ストリ
ップ工程13に供給する。
g（OH）2などのアルカリ剤12を添加し、pHをアルカリ性
（好ましくはpH10〜11）に上昇させ、 NH4 +＋OH-→NH3↑＋H2O ……（２） の化学反応によって、NH4 +を遊離NH3に移行させ、充填
塔，棚段塔，もれ棚塔などの気液接触によるNH3ストリ
ップ工程13に供給する。
NH3ストリップ工程13に流入する清澄液10にアルカリ度
成分が多量に存在すると、 HCO3 -＋OH-→CO3 2-＋H2O ……（３） なる反応が進行してOH-イオンが消費されてしまうの
で、多量のアルカリ剤を添加しない限り、上記（２）式
の反応を進めることができないが、本発明では、前段で
独自の方法で脱炭酸処理を行ってHCO3 -を除去するの
で、上記（３）式の妨害反応が生じない。この結果、著
しく少量のアルカリ剤の添加によって、（２）式のNH3
遊離反応が効果的に進む。
成分が多量に存在すると、 HCO3 -＋OH-→CO3 2-＋H2O ……（３） なる反応が進行してOH-イオンが消費されてしまうの
で、多量のアルカリ剤を添加しない限り、上記（２）式
の反応を進めることができないが、本発明では、前段で
独自の方法で脱炭酸処理を行ってHCO3 -を除去するの
で、上記（３）式の妨害反応が生じない。この結果、著
しく少量のアルカリ剤の添加によって、（２）式のNH3
遊離反応が効果的に進む。
しかして、NH3ストリップ工程13では、空気14を供給
し、清澄液10と気液接触させ、NH3↑をストリップ（放
散）除去する。15は放散されたNH3ガスであり、触媒燃
焼によるN2への酸化16、あるいはH2SO4，H3PO4液への吸
収16′によって処分する。17は清浄ガスであり、大気中
へ排出される。
し、清澄液10と気液接触させ、NH3↑をストリップ（放
散）除去する。15は放散されたNH3ガスであり、触媒燃
焼によるN2への酸化16、あるいはH2SO4，H3PO4液への吸
収16′によって処分する。17は清浄ガスであり、大気中
へ排出される。
次に、NH3ストリップ工程13でNH3が高度に除去され（除
去率90％以上）たNH3ストリップ流出液18を、固定化さ
れたメタン生成菌による中温のメタン発酵工程19へ供給
し（BOD負荷30〜50kgBOD/m3・日）、溶解性BODを極めて
高速にメタン発酵処理し、CH4とCO2ガスに分解して除去
する。この「固定化メタン生成菌」とは、メタノスリッ
クス系のメタン生成菌が自己を凝集体に造粒する現象を
利用したもの（自己固定化と呼ばれる）、ゼオライト，
砂，粒状セラミック，粒状活性炭，ハニカムチューブな
どの微生物付着媒体の表面にメタン生成菌を付着せしめ
たもの、及びアルギン酸カルシウム，ポリビニルアルコ
ール，ポリアクリルアミド，光硬化性樹脂などの有機高
分子ゲル内にメタン生成菌を包括固定化したものの総称
を意味する。図示例は、最も好適な一法の自己固定化メ
タン生成菌のブラケット層を用いる上昇流嫌気性スラッ
ジブランケット法（UASB法とも呼ばれる）である。
去率90％以上）たNH3ストリップ流出液18を、固定化さ
れたメタン生成菌による中温のメタン発酵工程19へ供給
し（BOD負荷30〜50kgBOD/m3・日）、溶解性BODを極めて
高速にメタン発酵処理し、CH4とCO2ガスに分解して除去
する。この「固定化メタン生成菌」とは、メタノスリッ
クス系のメタン生成菌が自己を凝集体に造粒する現象を
利用したもの（自己固定化と呼ばれる）、ゼオライト，
砂，粒状セラミック，粒状活性炭，ハニカムチューブな
どの微生物付着媒体の表面にメタン生成菌を付着せしめ
たもの、及びアルギン酸カルシウム，ポリビニルアルコ
ール，ポリアクリルアミド，光硬化性樹脂などの有機高
分子ゲル内にメタン生成菌を包括固定化したものの総称
を意味する。図示例は、最も好適な一法の自己固定化メ
タン生成菌のブラケット層を用いる上昇流嫌気性スラッ
ジブランケット法（UASB法とも呼ばれる）である。
20はメタン発酵処理工程19内に形成された、粒径0.5〜2
mmの自己固定化メタン生成菌凝集体のブランケット層で
あり、メタン生成菌が極めて高濃度（50000〜100000mg/
lMLSS）に維持されている。21は発生したCH4を主成分と
するガスの捕集室、22は沈殿分離部、23は発生ガスをガ
ス捕集室21に導くためのバッフルである。
mmの自己固定化メタン生成菌凝集体のブランケット層で
あり、メタン生成菌が極めて高濃度（50000〜100000mg/
lMLSS）に維持されている。21は発生したCH4を主成分と
するガスの捕集室、22は沈殿分離部、23は発生ガスをガ
ス捕集室21に導くためのバッフルである。
本発明者は実験の結果、次のような重要知見を得た。
即ち、 固定化メタン生成菌による高速メタン発酵処理では、
流入液のSS,NH4 +が高濃度であるとメタン菌の固定化が
阻害される。
流入液のSS,NH4 +が高濃度であるとメタン菌の固定化が
阻害される。
流入液中の硫化物も、メタン菌に対して有害作用をも
つ。
つ。
しかるに、本発明では、固定化メタン生成菌による処理
の前段でSSの除去，脱炭酸部でのH2Sの同時除去および
改善されたNH3ストリップ法によるNH3除去を行っておく
ので、固定化メタン生成菌への阻害要因を充分解消する
ことができ、理想的状況のもとでUASBなどの固定化メタ
ン生成菌による高速処理が進行することが実験的に確認
された。これは、本発明のプロセス構成のうえで極めて
重要なポイントのひとつである。
の前段でSSの除去，脱炭酸部でのH2Sの同時除去および
改善されたNH3ストリップ法によるNH3除去を行っておく
ので、固定化メタン生成菌への阻害要因を充分解消する
ことができ、理想的状況のもとでUASBなどの固定化メタ
ン生成菌による高速処理が進行することが実験的に確認
された。これは、本発明のプロセス構成のうえで極めて
重要なポイントのひとつである。
しかして、発生したメタンガス24を回収し、NH3ストリ
ップ工程13へ流入する清澄液10の加温熱源，汚泥脱水ケ
ーキの乾燥，焼却用の補助燃料，ストリップされたNH3
ガス15の触媒燃焼用の補助燃料などに有効利用する。
ップ工程13へ流入する清澄液10の加温熱源，汚泥脱水ケ
ーキの乾燥，焼却用の補助燃料，ストリップされたNH3
ガス15の触媒燃焼用の補助燃料などに有効利用する。
メタン発酵処理工程19からのメタン発酵流出液25は、既
にSS,BOD,PO4 3-,COD,NH4 +の大部分が除去されているの
で、公共用水域に放流可能な処理水質となっているが、
所望に応じてさらに高度処理する場合は、メタン発酵流
出液25を生物学的硝化脱窒素処理工程26、もしくは公知
の活性汚泥処理や好気性生物床（図示せず）に導き、
メタン発酵流出液25中に少量残留するBOD,窒素成分など
を生物学的に除去すればよい。
にSS,BOD,PO4 3-,COD,NH4 +の大部分が除去されているの
で、公共用水域に放流可能な処理水質となっているが、
所望に応じてさらに高度処理する場合は、メタン発酵流
出液25を生物学的硝化脱窒素処理工程26、もしくは公知
の活性汚泥処理や好気性生物床（図示せず）に導き、
メタン発酵流出液25中に少量残留するBOD,窒素成分など
を生物学的に除去すればよい。
なお、27は活性汚泥を分離する限外過膜（UF膜）など
の固液分離手段であり、好気性生物床を適用する場合
は必要としない。28は返送汚泥、29は余剰汚泥、30は高
度処理水である。また、31は余剰メタン菌であり、余剰
汚泥29と同様にその発生量は著しく少ない。
の固液分離手段であり、好気性生物床を適用する場合
は必要としない。28は返送汚泥、29は余剰汚泥、30は高
度処理水である。また、31は余剰メタン菌であり、余剰
汚泥29と同様にその発生量は著しく少ない。
また、メタン発酵流出液25の非生物分解性COD,色度をき
わめて高度に除去することをねらう場合は、粉末活性炭
32を後続する活性汚泥処理工程の曝気槽に添加するか、
又はNH3ストリップ流出液18に添加することで発泡防止
を併せて効果的に目的を達成できる。
わめて高度に除去することをねらう場合は、粉末活性炭
32を後続する活性汚泥処理工程の曝気槽に添加するか、
又はNH3ストリップ流出液18に添加することで発泡防止
を併せて効果的に目的を達成できる。
さらに、極めて興味深いことには、固定化メタン生成菌
によってメタン発酵処理を行う場合、粉末活性炭32をUA
SB法などのメタン発酵処理工程19内に供給すると、メタ
ン生成菌の自己固定化による凝集体形成が著しく促進さ
れることが認められた、これは今まで知られていなかっ
た知見である。
によってメタン発酵処理を行う場合、粉末活性炭32をUA
SB法などのメタン発酵処理工程19内に供給すると、メタ
ン生成菌の自己固定化による凝集体形成が著しく促進さ
れることが認められた、これは今まで知られていなかっ
た知見である。
以上、本発明の作用を一実施態様について説明したが、
さらに本発明の他の実施態様を補足説明する。
さらに本発明の他の実施態様を補足説明する。
即ち、 固液分離工程３の前段に、Fe3+などのH+イオン解離物
質６を添加することによって、第１図の固液分離工程９
を不要にする方法。
質６を添加することによって、第１図の固液分離工程９
を不要にする方法。
固液分離工程３の前段に、H+イオン解離物質６の添加
と脱炭酸工程７を設ける方法。
と脱炭酸工程７を設ける方法。
第１図のポリマ２の添加と固液分離工程３を省略し、
汚水１に直接H+イオン解離物質６を添加して脱炭酸処理
する方法。（この方法は汚水１のSSが下水のように高濃
度でないケースに適す） 第１図の脱炭酸工程７からの放散ガス中の悪臭（H2S
など）を、生物脱臭によって除去する方法。
汚水１に直接H+イオン解離物質６を添加して脱炭酸処理
する方法。（この方法は汚水１のSSが下水のように高濃
度でないケースに適す） 第１図の脱炭酸工程７からの放散ガス中の悪臭（H2S
など）を、生物脱臭によって除去する方法。
し尿と浄化槽汚泥を併合処理する場合、浄化槽汚泥の
脱水分離液を、メタン発酵処理工程19のあとの生物処理
工程へ加える方法。浄化槽汚泥の溶解性BODは、し尿に
比べて1/10程度にすぎないので、これをメタン発酵処理
工程19に流入させるのは不利となる。
脱水分離液を、メタン発酵処理工程19のあとの生物処理
工程へ加える方法。浄化槽汚泥の溶解性BODは、し尿に
比べて1/10程度にすぎないので、これをメタン発酵処理
工程19に流入させるのは不利となる。
下水などのように原水SSが比較的少ない場合（SS数10
0mg/l）は、第１図の３と９の固液分離工程を省略し、
脱炭酸工程７後、直接NH3ストリップ工程13に流入させ
てもよい。ただし、H+イオン解離物質６として、Fe3+,A
l3+を用いる場合は、固液分離工程９を設けてフロック
を分離し、pH低下とともにCOD,PO4 3-を除去したほうが
はるかに好ましい。
0mg/l）は、第１図の３と９の固液分離工程を省略し、
脱炭酸工程７後、直接NH3ストリップ工程13に流入させ
てもよい。ただし、H+イオン解離物質６として、Fe3+,A
l3+を用いる場合は、固液分離工程９を設けてフロック
を分離し、pH低下とともにCOD,PO4 3-を除去したほうが
はるかに好ましい。
などが、本発明の実施態様として推奨できる。
第１図の実施態様に従って、本発明の実験を行った。
下記の表−１左欄の水質を有するし尿に、カチオンポリ
マを250mg/l〔エバグロースC104G（商品名）〕添加、１
分間攪拌したところ大粒径のフロックが生成したので、
これを目開き1mmのウェッジワイヤスクリーンで分離し
た。この分離液にFeCl3を4000mg/lとHClを1000mg/l添加
し、気泡筒で１時間エアレーションとして脱炭酸処理し
たのち、沈殿槽で0.5時間静置沈降させたところ、表−
１右欄の水質となり、し尿のアルカリ度,SS,COD,BOD,PO
4 3-,H2Sが大幅に除去された。
マを250mg/l〔エバグロースC104G（商品名）〕添加、１
分間攪拌したところ大粒径のフロックが生成したので、
これを目開き1mmのウェッジワイヤスクリーンで分離し
た。この分離液にFeCl3を4000mg/lとHClを1000mg/l添加
し、気泡筒で１時間エアレーションとして脱炭酸処理し
たのち、沈殿槽で0.5時間静置沈降させたところ、表−
１右欄の水質となり、し尿のアルカリ度,SS,COD,BOD,PO
4 3-,H2Sが大幅に除去された。
次に、表−１右欄の脱炭酸処理液を55℃に加温したの
ち、NaOHを添加したところ、わずか800mg/lでpHが容易
に10.5に上昇し、NH3ストリップに最適なpHに設定でき
た。このアルカリ添加率は従来のNH3ストリップ法の約1
/10であった。NH3ストリップには、テラレットを充填し
た高さ7mの充填塔を用い、気液向流によるエアストリッ
ピング法を採用した。気液比は（液量／空気量）＝0.25
とした。
ち、NaOHを添加したところ、わずか800mg/lでpHが容易
に10.5に上昇し、NH3ストリップに最適なpHに設定でき
た。このアルカリ添加率は従来のNH3ストリップ法の約1
/10であった。NH3ストリップには、テラレットを充填し
た高さ7mの充填塔を用い、気液向流によるエアストリッ
ピング法を採用した。気液比は（液量／空気量）＝0.25
とした。
この結果、NH3ストリップ工程から流出したNH3ストリッ
プ処理液は、下記の表−２の左欄の水質となった。この
液を、自己固定化メタン生成菌を用いたUASB法によっ
て、滞留時間0.7日でメタン発酵（温度30℃）処理した
ところ、極めて高速にBODが除去され、表−２右欄の水
質を示す処理液を得た。なお、UASB法流入液に、微量の
前記スクリーン分離液を添加し、UASB処理におけるPO4
3-不足を防いだ。
プ処理液は、下記の表−２の左欄の水質となった。この
液を、自己固定化メタン生成菌を用いたUASB法によっ
て、滞留時間0.7日でメタン発酵（温度30℃）処理した
ところ、極めて高速にBODが除去され、表−２右欄の水
質を示す処理液を得た。なお、UASB法流入液に、微量の
前記スクリーン分離液を添加し、UASB処理におけるPO4
3-不足を防いだ。
なお、温度52℃のNH3ストリップ処理液を脱炭酸処理水
と熱交換し、中温メタン発酵処理に適した30℃〜35℃に
冷却し、UASB処理槽に供給した。
と熱交換し、中温メタン発酵処理に適した30℃〜35℃に
冷却し、UASB処理槽に供給した。
次に、表−２右欄のUASB処理液を、公知の生物学的硝化
脱窒素法により処理した。この硝化脱窒素法は、硝化液
循環型を用い、MLSS濃度10000〜12000mg/l、滞留時間0.
4日に設定し、活性汚泥の固液分離には限界過膜（分
画分子量10万）を使用した。なお、硝化脱窒素処理には
粉末活性炭を600mg/lと、FeCl3を300mg/lを添加した。
脱窒素法により処理した。この硝化脱窒素法は、硝化液
循環型を用い、MLSS濃度10000〜12000mg/l、滞留時間0.
4日に設定し、活性汚泥の固液分離には限界過膜（分
画分子量10万）を使用した。なお、硝化脱窒素処理には
粉末活性炭を600mg/lと、FeCl3を300mg/lを添加した。
この結果、下記表−３の極めて良質の水質をもつ高度処
理水を得た。
理水を得た。
なお、エアレーションには、限外過膜への液の供給ポ
ンプの残圧を利用し、水面へのポンプ吐出液の落下によ
る滝効果によるエアレーションを行ったので、曝気ブロ
ワーは不要であった。
ンプの残圧を利用し、水面へのポンプ吐出液の落下によ
る滝効果によるエアレーションを行ったので、曝気ブロ
ワーは不要であった。
以上のような実験により、本発明の卓越した効果が実証
された。即ち、固定化メタン生成菌によるメタン発酵の
阻害要因（SSとNH4 +とH2S）がないため、極めて高速の
メタン発酵が行え、メタン発酵処理液中のBODとNH4-Nが
著しく少なくなるので、小容量の生物学的硝化脱窒素槽
で高度の硝化脱窒素が行われた。また、NH3ストリップ
用のアルカリコストと脱炭酸の酸コストも著しく安価に
できることが確認された。
された。即ち、固定化メタン生成菌によるメタン発酵の
阻害要因（SSとNH4 +とH2S）がないため、極めて高速の
メタン発酵が行え、メタン発酵処理液中のBODとNH4-Nが
著しく少なくなるので、小容量の生物学的硝化脱窒素槽
で高度の硝化脱窒素が行われた。また、NH3ストリップ
用のアルカリコストと脱炭酸の酸コストも著しく安価に
できることが確認された。
以上述べたように、本発明は、従来法とは全く逆に、
『メタン発酵処理工程の前段でNH3ストリップを行い、
かつ、NH3ストリップの前段にアルカリ度除去工程（脱
炭酸による）を配置し、さらにメタン発酵処理として、
固定化メタン生成菌を適用する』新概念を採用したプロ
セスを構成しので、次のような重要な効果が得られる。
『メタン発酵処理工程の前段でNH3ストリップを行い、
かつ、NH3ストリップの前段にアルカリ度除去工程（脱
炭酸による）を配置し、さらにメタン発酵処理として、
固定化メタン生成菌を適用する』新概念を採用したプロ
セスを構成しので、次のような重要な効果が得られる。
UASB法などの固定化メタン生成菌によるメタン発酵処
理は、高濃度のNH4 +とSS,H2Sによって悪影響を受ける
が、本発明ではこのようなマイナス要因を完全に解消し
たため、固定化メタン生成菌にとって理想的環境のもと
で、高速のメタン発酵処理を行うことが可能である。
理は、高濃度のNH4 +とSS,H2Sによって悪影響を受ける
が、本発明ではこのようなマイナス要因を完全に解消し
たため、固定化メタン生成菌にとって理想的環境のもと
で、高速のメタン発酵処理を行うことが可能である。
その結果、従来技術として最先端の無希釈，高負荷型
の生物学的硝化脱窒素法の生物処理槽の所要容積の1/10
の槽で処理が可能となり、建設費とスペースの大幅削減
ができる。
の生物学的硝化脱窒素法の生物処理槽の所要容積の1/10
の槽で処理が可能となり、建設費とスペースの大幅削減
ができる。
BOD除去にエアレーション動力が不要であり、省エネ
ルギー効果が大きい。
ルギー効果が大きい。
NH3ストリップのためのpH上昇用のアルカリコストが
大幅に節減できる。
大幅に節減できる。
脱炭酸のためのH+イオンとして、Fe3 +,Al3+の加水分
解反応を利用することができるので、pH低下と共にCOD,
PO4 3-,SS,コロイドの凝集除去が同時にできるという複
合効果があり、脱炭酸のための薬剤コストを大きく削減
できる。
解反応を利用することができるので、pH低下と共にCOD,
PO4 3-,SS,コロイドの凝集除去が同時にできるという複
合効果があり、脱炭酸のための薬剤コストを大きく削減
できる。
固定化メタン生成菌による高速メタン発酵処理（たと
えばUASB法）によって、処理槽が著しく小さくでき、こ
の結果、メタン発酵槽壁面からの放熱量による熱ロスが
減少する。従って、CH4ガスの余剰量が増加し、この余
剰分を汚泥の乾燥，焼却などに利用できるので、さらに
省エネルギー型のプロセスが実現できる。
えばUASB法）によって、処理槽が著しく小さくでき、こ
の結果、メタン発酵槽壁面からの放熱量による熱ロスが
減少する。従って、CH4ガスの余剰量が増加し、この余
剰分を汚泥の乾燥，焼却などに利用できるので、さらに
省エネルギー型のプロセスが実現できる。
固定化メタン生成菌によるメタン発酵工程からの余剰
汚泥発生量が著しく少ないので、汚泥処理を合理的に行
うことができる。
汚泥発生量が著しく少ないので、汚泥処理を合理的に行
うことができる。
第１図は本発明の一実施態様を示す系統説明図である。 １……し尿系汚水、２……ポリマ、3,9……固液分離工
程、４……汚泥、５……分離液、６……H+イオン解離物
質、７……脱炭酸工程、８……気爆用空気、10……清澄
液、11……分離汚泥、12……アルカリ剤、13……NH3ス
トリップ工程、14……空気、15……NH3ガス、16……酸
化、16′……吸収、17……清浄ガス、18……NH3ストリ
ップ流出液、19……メタン発酵処理工程、20……ブラン
ケット層、21……捕集室、22……沈殿分離部、23……バ
ッフル、24……メタンガス、25……メタン発酵流出液、
26……生物学的硝化脱窒素処理工程、27……固液分離手
段、28……返送汚泥、29……余剰汚泥、30……高度処理
水、31……余剰メタン菌、32……粉末活性炭。
程、４……汚泥、５……分離液、６……H+イオン解離物
質、７……脱炭酸工程、８……気爆用空気、10……清澄
液、11……分離汚泥、12……アルカリ剤、13……NH3ス
トリップ工程、14……空気、15……NH3ガス、16……酸
化、16′……吸収、17……清浄ガス、18……NH3ストリ
ップ流出液、19……メタン発酵処理工程、20……ブラン
ケット層、21……捕集室、22……沈殿分離部、23……バ
ッフル、24……メタンガス、25……メタン発酵流出液、
26……生物学的硝化脱窒素処理工程、27……固液分離手
段、28……返送汚泥、29……余剰汚泥、30……高度処理
水、31……余剰メタン菌、32……粉末活性炭。
Claims (3)
- 【請求項１】有機性汚水に水素イオン解離物質を添加
し、酸性条件下で脱炭酸処理し、該脱炭酸処理液にアル
カリ剤を添加してアルカリ性条件下でアンモニアストリ
ッピングを行ったのち、固定化メタン生成菌によってメ
タン発酵処理することを特徴とする有機性汚水の処理方
法。 - 【請求項２】前記脱炭酸処理する前段又は後段で固液分
離を行うようにした請求項１記載の有機性汚水の処理方
法。 - 【請求項３】前記固定化メタン生成菌によってメタン発
酵処理したのち、生物学的硝化脱窒素処理するようにし
た請求項１又は２記載の有機性汚水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1364790A JPH0698356B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 有機性汚水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1364790A JPH0698356B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 有機性汚水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03221200A JPH03221200A (ja) | 1991-09-30 |
| JPH0698356B2 true JPH0698356B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=11839023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1364790A Expired - Fee Related JPH0698356B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 有機性汚水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0698356B2 (ja) |
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| JP4558231B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2010-10-06 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | 液状有機性廃棄物の処理方法およびそのシステム |
| KR100461759B1 (ko) * | 2002-07-16 | 2004-12-14 | 한국화학연구원 | 고농도 폐수로부터 수소가스 및 메탄가스의 생산방법 |
| JP2007007620A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 窒素含有廃液の処理方法 |
| JP4902468B2 (ja) * | 2007-08-28 | 2012-03-21 | 三菱化工機株式会社 | 有機性廃棄物の処理装置および処理方法 |
| JP5160847B2 (ja) * | 2007-09-14 | 2013-03-13 | 三井造船株式会社 | バイオガスシステム |
| JP4902471B2 (ja) * | 2007-09-18 | 2012-03-21 | 三菱化工機株式会社 | アンモニア除去装置およびこれを用いた有機性廃棄物の処理装置ならび処理方法 |
| KR102315195B1 (ko) * | 2019-08-30 | 2021-10-20 | 윤재문 | 소화슬러지로부터 탈수된 폐수의 화학적 처리를 통한 암모늄 제거 장치 및 방법 |
| FR3118062B1 (fr) * | 2020-12-21 | 2023-07-21 | Leo Viridis | Procédé et installation de traitement de déchets contenant des composés métalliques |
-
1990
- 1990-01-25 JP JP1364790A patent/JPH0698356B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH03221200A (ja) | 1991-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |