JPH0975910A

JPH0975910A - 排水回収再生方法

Info

Publication number: JPH0975910A
Application number: JP23845695A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kitagawa; 幹夫北川; Hideyo Yamauchi; 英世山内; Isao Joko; 勲上甲
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】排水処理及び回収過程で余剰汚泥や濃縮排液
等の副次的な産業廃棄物を発生せずに、排水の大部分を
効率的に回収再利用できるクローズ型回収再生方法を提
供する。【解決手段】排水を活性汚泥処理し、活性汚泥処理水
に粉末活性炭を添加して、精密濾過膜又は限外濾過膜を
用いた浸漬式膜分離装置に通水し、透過水を再生水とし
て回収する。活性汚泥処理水に添加する粉末活性炭とし
て排水の活性汚泥処理工程で発生する余剰汚泥から製造
された粉末活性炭を用いる。【効果】活性汚泥処理水に活性炭を添加して浸漬式膜
分離装置に通水することにより、排水中のＮ、Ｐ、有機
物、色度、塩類、ＳＳ、菌体、臭気成分等の除去を行
い、工業用水、雑用水と同等以上の再生水を得ることが
できる。余剰汚泥を粉末活性炭原料とすることで、汚泥
廃棄物の発生量を削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排水回収再生方法に
係り、特に、工場排水や下水を回収再利用するに当り、
排水処理及び回収過程で余剰汚泥や濃縮排液等の副次的
な産業廃棄物を殆ど発生することなく、排水の大部分を
効率的に回収再利用することができるクローズ型回収再
生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】水資源保護並びに、渇水期や災害時にお
ける水源確保等の観点から、工業排水や下水を回収して
再利用可能な水質に処理する技術の開発に対する要望
は、近年、増々高まりつつある。同時に、再生水につい
ては、工業用水や雑用水と同等以上の水質が要求され、
その処理プロセスは更に高度対応型となることが予想さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】快適な社会環境に対応
した排水の回収再生のためには、副次的な廃棄物を発生
せずに、排水の大部分を効率的に回収再利用することが
できるクローズ型プロセスが必要とされるが、現状の処
理プロセスでは、容易な手段で回収できる一部の排水系
のみを対象とし、多くの排水は回収再利用せずに放流し
ている。また、再生に当って、多量の汚泥や濃縮排液等
の副次的な産業廃棄物が発生し、これらの廃棄物の処理
問題を新たに生起している例も多い。

【０００４】本発明は上記従来の問題点を解決し、工場
排水や下水を回収再利用するに当り、排水処理及び回収
過程で余剰汚泥や濃縮排液等の副次的な産業廃棄物を殆
ど発生することなく、排水の大部分を効率的に回収再利
用することができるクローズ型回収再生方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の排水回収再生方
法は、排水を活性汚泥処理して得られる活性汚泥処理水
に粉末活性炭を添加して、精密濾過膜又は限外濾過膜を
用いた浸漬式膜分離装置に通水し、透過水を再生水とし
て回収する方法であって、前記粉末活性炭として、前記
排水の活性汚泥処理工程で発生する余剰汚泥を原料とし
て製造された粉末活性炭を用いることを特徴とする。

【０００６】排水の回収再利用における要求項目とし
て、次の〜がある。

【０００７】安定して、安全かつ高度な再生水が得
られる。副次的な廃棄物が生産されない。排水の大部分を回収再利用できる。

【０００８】本発明者らは、上記要件を満足し得るプロ
セスとして、本発明の排水回収再生方法を開発した。

【０００９】本発明においては、例えば、工場排水の全
量を処理している既設の活性汚泥処理設備から得られる
２次処理水を水源として、これに活性炭を添加して精密
濾過（ＭＦ）膜又は限外濾過（ＵＦ）膜を用いた浸漬式
膜分離装置に通水することにより、好ましくは、活性汚
泥処理水を、ＮＨ₄ 吸着装置、浸漬式膜分離装置、及
び、逆浸透（ＲＯ）膜分離装置に順次通水することによ
り、排水中のＮ、Ｐ、有機物、色度、塩類、ＳＳ、菌
体、臭気成分等を効率的に除去して、工業用水、雑用水
と同等以上の再生水を得ることができる。

【００１０】また、活性汚泥処理工程から発生する余剰
汚泥を、粉末活性炭の原料に活用することで、汚泥廃棄
物の発生量を削減することができる。

【００１１】本発明においては、発生した廃活性炭は焼
却処理するのが好ましく、特に、この廃活性炭焼却装置
は、活性炭製造工程から発生する排ガスを焼却する排ガ
ス燃焼装置、及び、廃膜（廃浸漬膜、廃ＲＯ膜）の焼却
装置を兼ね、発生する熱を活性炭製造装置等の熱源とし
て利用することが好ましい。

【００１２】また、ＲＯ膜分離装置濃縮液等の副次的に
発生する濃縮排水や、ＮＨ₄ 吸着装置からの再生廃液
は、廃棄物の発生を抑えた酸化分解装置で物理化学的な
分解処理を行い、限られた最小量の排液のみを下水道等
に放流するようにするのが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００１４】図１は本発明の排水回収再生方法の一実施
例方法を示す系統図である。以下においては、この図１
に示される主な工程毎に処理方法の詳細を説明する。

【００１５】活性汚泥処理装置１本発明においては、下水又は工場排水等の排水（原水）
を通常の活性汚泥処理装置１で処理し、活性汚泥処理水
を得る。この活性汚泥処理には、任意の処理形式が採用
されており、浮遊方式でも、生物膜方式でも良い。

【００１６】なお、この活性汚泥処理水とは、下水処理
場の活性汚泥処理水や工場排水の活性汚泥処理水であ
り、通常、脱窒、脱リン等の高度処理を行っていない一
般的な２次処理水である。従ってＢＯＤ２０ｍｇ／Ｌ付
近、ＳＳ２０ｍｇ／Ｌ付近の、一般河川や海域に放流し
ている処理水に相当するが、脱窒、脱リン等を行った生
物処理水であっても良い。

【００１７】本発明では、後述の如く、この活性汚泥処
理において発生する余剰汚泥（生物膜方式では逆洗によ
って発生する。）は、粉末活性炭の製造原料とするた
め、廃棄物の発生量を削減することができる。

【００１８】ＮＨ₄ 吸着装置２活性汚泥処理装置１からの活性汚泥処理水は、次いでＮ
Ｈ₄ 吸着装置２でゼオライト等の吸着剤によりＮＨ₄ の
吸着処理を行う。

【００１９】このＮＨ₄ 吸着工程は、活性汚泥処理水中
にＮＨ₄ −Ｎが含まれている場合に設けるものであり、
活性汚泥処理工程に組み込まれた生物脱窒処理により、
活性汚泥処理水中のＮＨ₄ −Ｎが所定濃度以下になって
いる場合には省略できる。

【００２０】活性汚泥処理水のＮＨ₄ 濃度は、一般に数
十ｍｇ／Ｌ以下の低濃度であり、また、ＣａやＭｇなど
のアルカリ金属イオン濃度が比較的少ないため、活性汚
泥処理水中のＮＨ₄ の除去法として、吸着法を採用する
ことは、良好な水質を得るために有利な方法であり、装
置も小型化できる。

【００２１】ＮＨ₄ 吸着装置２の吸着剤としては、イオ
ン交換樹脂、ゼオライト等が使用できるが、ゼオライ
ト、特にクリノプチロライトがアンモニアに対する選択
性が良いことから、適している。

【００２２】ＮＨ₄ 吸着処理は、具体的には、食塩等の
ナトリウム塩でＮａ型としたゼオライト充填塔に、下降
流又は上向流で活性汚泥処理水を流入させ、Ｎａイオン
とＮＨ₄ イオンをイオン交換させることにより実施され
る。この場合、充填塔の通水速度は、活性汚泥処理水の
ＮＨ₄ 濃度にもよるが、ＮＨ₄ 濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上
である場合は、ＳＶ＝５ｈｒ^-1以下が好ましく、これに
より、処理水（流出水）のＮＨ₄ 濃度を０．２ｍｇ／Ｌ
程度にすることが可能である。活性汚泥処理水にＳＳが
含まれており、そのＳＳ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上である
場合は、ＮＨ₄吸着装置の前段にＳＳ除去用として簡易
な濾過装置を設けることが好ましいが、ＳＳが数ｍｇ／
Ｌ程度であるならば、吸着装置でＳＳ濾過を併用するこ
とも可能である。

【００２３】このＮＨ₄ 吸着工程では、ＮＨ₄ 吸着装置
２の処理水のＮＨ₄ 濃度が高まった時点で、ゼオライト
等の吸着剤の再生を行う。再生剤としては０．５〜５重
量％程度のＮａＣｌ水溶液を用いることが一般的であ
る。５重量％を超える高濃度のＮａＣｌ水溶液を用いる
と、再生廃液の処理に問題が生じる。再生廃液の処理の
面からは、特に２重量％以下の溶液が望ましい。再生溶
液の通液は、上向流、下降流のいずれも可能であり、通
液速度はＳＶ＝２ｈｒ^-1以下が好ましい。通液量は、再
生溶液の濃度にもよるが、吸着剤容量の１０〜２０倍量
の再生溶液を通液することで、吸着剤に吸着されたＮＨ
₄ の９０％以上を回収することができる。吸着剤の再生
で生成した再生廃液は、後述の酸化分解装置７に導いて
処理する。

【００２４】なお、活性汚泥処理水にＳＳが含まれ、Ｎ
Ｈ₄ 吸着装置にＳＳが濾過されて捕捉されている場合
は、上記吸着剤の再生前に、通常の濾過器と同等な手
段、例えば充填層底部から逆洗水を通水したり、空気と
逆洗水を同時に又は交互に噴出する逆洗を行う。逆洗排
水は原水又は活性汚泥の曝気槽内に移送して処理する。

【００２５】なお、前述の如く、活性汚泥処理水にＮＨ
₄ −Ｎが含まれていない場合（ＮＨ₄ 濃度２ｍｇ／Ｌ以
下の場合）は、このＮＨ₄ 吸着装置２を設ける必要はな
い。

【００２６】粉末活性炭製造装置４この粉末活性炭製造装置４では、活性汚泥処理装置１か
ら発生する余剰汚泥を通常の汚泥脱水装置３で濃縮後脱
水処理し、含水率８０〜８５％とした脱水ケーキを原料
として、粉末活性炭を製造する。この脱水ケーキは、余
剰汚泥に初沈汚泥を混合して脱水したものであっても良
い。

【００２７】活性炭の製造には、やし殻やくるみ殻、コ
ーヒー豆カス等を炭化処理後、賦活処理する一般的な方
法と同様な方法を採用できる。炭化処理は、含水率８０
〜８５％に脱水した脱水ケーキを粉砕し、窒素ガスを充
填した電気炉内で４００〜９００℃で２〜４時間行い、
得られた炭を粒径１ｍｍ以下の粉末状に破砕する。その
破砕炭を８００〜９００℃の電気炉内に入れ、窒素ガス
を吹き込んだ加熱水蒸気や加熱水蒸気を用いて３０分間
〜２時間の水蒸気賦活を行う。賦活方法は、その他、炭
酸ガスを用いる方法等、いずれも採用可能である。

【００２８】脱水ケーキから得られる粉末活性炭収率
は、余剰汚泥やＳＳの性状や、炭化、賦活条件により異
なるが、一般には乾燥汚泥量当り１０〜２５％である。
得られた粉末活性炭の性能は、同粒径のやし殻活性炭と
比較して、ヨウ素吸着やフェノール吸着性能は低下して
いるが、十分に活性炭として使用可能なものである。

【００２９】この活性炭製造装置４は、余剰汚泥の脱水
ケーキの他に、後述する浸漬膜やＲＯ膜の廃棄物も原料
として用いることができる。また、ＮＨ₄ 吸着装置２の
吸着剤としてイオン交換樹脂を用いた場合において、廃
イオン交換樹脂を活性炭原料の一部として使用すること
もできる。

【００３０】なお、活性炭製造装置４の炭化工程から
は、小量のタールが発生し、メタンやエタン、ＣＯ、Ｃ
Ｏ₂ ガス等が発生するが、これらのタールやガスは後述
の燃焼・焼却装置８で処理する。

【００３１】浸漬式膜分離装置（粉末活性炭吸着脱
リン装置）５この浸漬式膜分離装置５では、平膜や中空糸膜状のＭＦ
膜やＵＦ膜を槽内に浸漬設置し、その槽内で粉末活性炭
製造装置４で製造された粉末活性炭を用いて、被処理水
（ＮＨ₄ 吸着装置２又は活性汚泥処理装置１からの流出
水）中の残留有機物、特に、難生物分解性の有機物の活
性炭吸着処理が行われる。

【００３２】活性炭で吸着される物質は、主に、活性汚
泥処理で残留した難生物分解性物質であり、色度成分、
臭気成分、界面活性剤、トリハロメタン等も除去され
る。この吸着処理において、粉末活性炭の吸着効率を高
めるため、槽内で活性炭が十分に混合されるように、槽
内の流速を３０ｃｍ／秒とするのが好ましい。

【００３３】被処理水の滞留時間は、粉末活性炭の性能
や粒径により異なるが、３０分間以上とすることが好ま
しい。

【００３４】活性炭の投入量は、被処理水の有機物濃度
にもよるが、活性炭製造装置４で製造された活性炭の吸
着性能は、市販の活性炭の約１／２程度であることが多
いため、市販の活性炭を用いる場合の２倍量以上を投入
する。活性炭製造装置４で製造可能な活性炭量が必要量
より少ない場合は、不足量を市販の活性炭で補充する。

【００３５】吸着容量の飽和に達した廃活性炭は、後述
するリン含有汚泥と共に、槽底部で濃縮されて後述の燃
焼・焼却装置８に移送され、焼却処理される。

【００３６】被処理水にリンが含まれる場合には、槽内
に鉄塩やアルミニウム塩等の凝集剤を添加して、主にオ
ルトリン酸等のリンを凝集脱リン処理で同時に除去す
る。なお、活性汚泥処理装置１に生物脱リン工程がある
場合や原水にリンが含まれていない場合等は、凝集剤添
加の必要はない。

【００３７】添加する凝集剤は脱リンを行うに必要最少
量とし、過剰の鉄やアルミニウムによる後段のＲＯ膜の
負荷を高めないようにする必要がある。一般的な凝集沈
澱脱リン処理で鉄塩を凝集剤とした場合、対象水のリン
酸イオンを完全に凝集除去するには、ＦｅＰＯ₄ とＦｅ
（ＯＨ）₃ が生成する化学量論的に必要な量の２〜３倍
量が、凝集剤の添加量とされている。しかし、浸漬式膜
濾過方式においては、凝集沈澱処理におけるような沈降
性の良好なフロックを形成する必要はなく、従って、凝
集剤の添加量も化学量論量の２倍量以内で十分である。
また、高分子凝集助剤を併用する必要もない。通常、被
処理水のリン成分がオトリン酸である場合、化学量論量
の２倍量に相当する凝集剤の添加で、処理水のリン濃度
を０．１ｍｇ／Ｌ程度とすることが可能となる。

【００３８】この凝集脱リン処理で発生したリン含有汚
泥は、廃活性炭と共に槽底部から引き抜かれ、後述の燃
焼・焼却装置８で焼却処理される。

【００３９】なお、前述のように対象水にリンが含まれ
ない場合や、リンが含まれていても脱リンを浸漬式膜分
離装置の槽内で行わず、後段のＲＯ膜分離装置で行う場
合は、凝集剤の添加は必要でない。

【００４０】活性炭吸着処理後、及び必要に応じて脱リ
ン処理後の処理水は、槽内に浸漬設置したＭＦ膜又はＵ
Ｆ膜で膜濾過される。

【００４１】この槽内に浸漬設置するＭＦ膜又はＵＦ膜
は、一般に、素材がポリエチレンやポリプロピレンから
なる平膜状、又は中空糸状、更にはセラミック素材の管
状膜であり、膜濾過に当っては、膜面に槽内液が十分に
接触できるように槽内液を流動させる。この流動手段と
しては、撹拌機やポンプ循環、曝気による撹拌等があ
る。また、これらの膜を槽内で回転することで、膜表面
に槽内液を接触させる方法も採用できる。膜の設置で注
意すべき点は、槽内に投入した粉末活性炭や脱リン凝集
汚泥が膜の表面に堆積しないように、絶えず活性炭や凝
集汚泥が膜表面を流動するように、槽内の撹拌状況や設
置場所を調整することである。例えば、槽底部に散気管
を設置し、散気管上に膜を配置して、曝気による上向流
中に膜を配置するようにするのが好ましい。

【００４２】この膜分離装置５の膜透過水は、圧力−
０．１〜−０．３Ｋｇ／ｃｍ² の減圧下で吸引する方式
が一般的である。

【００４３】浸漬膜の表面や膜内部に有機物や汚泥、種
々の塩類等の汚染物質が付着し、透過水量が低下した場
合には、膜の洗浄を行う。膜の洗浄は、膜を槽内に浸漬
設置した状態で、膜の透過側から洗浄水を供給する逆流
洗浄により実施する。

【００４４】洗浄水には処理水を用いてもよいが、水逆
洗だけでは徐々に回復度が低下するので、定期的に洗浄
剤を逆洗水に添加して薬品洗浄を行うのが良い。洗浄剤
としては任意のものを使用できるが、過酸化水素やオゾ
ンが好ましく、例えば、１〜１０重量％の過酸化水素水
を注入し、過酸化水素の酸化力と過酸化水素から発生す
る気泡を利用して、汚染物質を分解したり膜から剥離す
る方式が適当である。

【００４５】なお、洗浄後、槽内に残留している過酸化
水素やオゾンは、槽内の粉末活性炭により速やかに分解
されるため、洗浄廃液を槽外に排出する必要性はない。
また、過酸化水素やオゾンを用いることで、後段のＲＯ
膜の塩負荷が増加するおそれもない。

【００４６】膜を浸漬した槽の底部には、槽内に投入し
た粉末活性炭と、脱リンで発生する凝集汚泥を排出する
ために、活性炭と汚泥が濃縮可能な沈澱部が設けられて
おり、有機物吸着が飽和状態となった廃活性炭とリン含
有汚泥はここで濃縮されて、後述の燃焼・焼却装置８に
移送される。

【００４７】また、廃浸漬膜も燃焼・焼却装置８で焼却
処理されるが、粉末活性炭の製造原料とすることも可能
である。

【００４８】この浸漬式膜分離装置５の膜透過水は、更
に後段のＲＯ膜分離装置６に通水処理されるが、回収再
生水の用途によっては、ＲＯ膜による脱塩処理まで要望
されていない場合も有り得る。その場合は、この浸漬式
膜分離装置５の処理水（透過水）が最終回収再生水とな
る。

【００４９】ＲＯ膜分離装置６浸漬式膜分離装置５からの透過水水質は、対象水の性状
により大きく異なるが、１〜５ｍｇ／ＬのＢＯＤやＣＯ
Ｄを含んでおり、ＮＨ₄ −Ｎは０．２ｍｇ／Ｌ程度、リ
ン酸は０．１ｍｇ／Ｌ程度である。回収再生水の用途に
よっては、これらの水質で使用可能な例もあるが、工業
用水や雑用水と同等な水質を望まれる場合は、ＲＯ膜分
離処理が必要とされる。

【００５０】ＲＯ膜分離処理に使用される膜の素材は、
酢酸セルロースが一般であり、膜形状としては、中空糸
状、平膜状、スパイラル状、管状等の形状がある。一般
に、ＲＯ膜分離装置は、膜の操作圧力により、１５Ｋｇ
／ｃｍ² 付近を標準とする低圧型、３０Ｋｇ／ｃｍ² 付
近の中圧型、４０Ｋｇ／ｃｍ² 以上の高圧型に分けられ
ている。最近、更に操作圧力が低い超低圧型ＲＯ膜やナ
ノフィルター（ＮＦ）が開発・実用化されつつある。こ
れらの低圧，超低圧ＲＯ膜やＮＦは、高い脱塩性能は得
られにくいが、操作圧力が低いため、省エネルギーの観
点から多くの利点がある。特に、排水の回収工程では、
一般的に排水の塩濃度が海水に比べ大幅に低いため、低
圧，超低圧ＲＯ膜、ＮＦを用いて食塩脱塩率を５０〜６
０％で運転する方式が、省エネルギーの面からより好ま
しいとされている。

【００５１】これらの市販されている低圧，超低圧ＲＯ
膜やＮＦを用いることにより、通常の工場排水を原水と
した場合、ＢＯＤ，ＣＯＤは０．５ｍｇ／Ｌ以下、Ｎは
０．２ｍｇ／Ｌ以下、Ｐは０．００５ｍｇ／Ｌ以下、Ｆ
ｅ、Ｍｎは０．０１ｍｇ／Ｌ以下、大腸菌や一般細菌は
検出されない高度な回収再生水が得られる。また、都市
下水を原水とした場合は、蒸発残留物１０〜５０ｍｇ／
Ｌ、Ｍ−アルカリ度１０〜２０ｍｇ／Ｌの高度な水質が
得られる。

【００５２】これらの低圧，超低圧ＲＯ膜は、濃縮倍数
を高めると、操作圧力が増加したり、透過水量が低減す
るため、濃縮倍数は１０〜１５倍が一般的である。従っ
て、有機物濃度が１０〜１５倍に濃縮された濃縮液が生
じる。この濃縮液は単独で或いはＮＨ₄ 吸着装置からの
再生廃液と混合して、後述の酸化分解装置７で分解処理
される。

【００５３】このＲＯ膜分離装置６から発生する廃ＲＯ
膜は、後述の燃焼・焼却装置８で焼却処理されるか、粉
末活性炭の原料として用いられる。

【００５４】酸化分解装置７ＲＯ膜分離装置６の濃縮液中には、活性炭で吸着除去さ
れずに残留した有機物が１０〜１５倍に濃縮されてい
る。そのＴＯＣ濃度は原水の性状により大きく異なる
が、５０〜１５０ｍｇ／Ｌとなる場合もある。また、Ｎ
Ｈ₄ 吸着装置２を採用した場合には、前述の如く、吸着
剤の再生廃液が発生するが、この再生廃液中のＮＨ₄ 濃
度は再生条件により異なるが、１００〜５００ｍｇ／Ｌ
となる。

【００５５】これらのＲＯ膜分離装置６の濃縮液や再生
廃液を処理する場合、再生廃液については食塩濃度が高
いが、生物化学的な硝化脱窒が可能である。しかし、Ｒ
Ｏ膜分離装置６の濃縮液は難分解性物質が濃縮されてい
るため、生物化学的処理は困難である。更に、ＲＯ膜で
濃縮する方式も考えられるが、新たな濃縮液の処理に課
題が残る。

【００５６】そこで、本発明においては、ＲＯ膜分離装
置６の濃縮液中の有機物及びＮＨ₄吸着装置２の再生廃
液中のアンモニアの分解処理方法としては、酸化剤を用
いた酸化分解処理を用いるのが好ましい。

【００５７】酸化剤としては、過酸化水素、オゾン、亜
硝酸塩等が用いられ、その添加量は有機物、アンモニア
に対し反応当量以上であれば良い。

【００５８】反応は触媒存在下で行うと、短時間に、比
較的低温で進行することから好ましい。この場合、触媒
としては、二酸化チタン、アルミナ等の担体に白金、パ
ラジウム等の貴金属を担持させたものが好適である。

【００５９】反応温度は任意であるが、１００℃以上、
好ましくは１４０〜２００℃で行うのが良く、この温度
において短時間で分解可能である。

【００６０】例えば、有機物を含む濃縮液をチタンに白
金を担持した触媒の存在下、１４０〜１７０℃の高温下
で過酸化水素を用いて酸化分解すると、効率的な分解を
行え、有機物は酸化分解されて炭酸ガスとなって除去さ
れる。

【００６１】また、アンモニアを含む再生廃液に亜硫酸
ナトリウムを反応当量添加し、１４０〜１７０℃に加温
してチタン−白金触媒を充填した反応塔に通液すること
により、アンモニアを窒素ガスにまで酸化して除去する
ことができる。

【００６２】濃縮液と再生廃液が混合された濃縮廃液を
処理する場合には、白金触媒を用い、温度１００〜２０
０℃の条件下で、過酸化水素と反応させることにより、
有機物とアンモニアを同時に分解することができる。

【００６３】また、再生廃液中のＮＨ₄ を白金触媒存在
下、亜硝酸塩で窒素ガスに酸化処理し、その後、過酸化
水素を添加し、白金触媒と接触させて、順次、酸化分解
処理することも可能である。この場合、亜硝酸の使用量
は、ＮＨ₄ −Ｎ量に対し、窒素ガスに還元する化学量論
量と当量で良く、過酸化水素の使用量は、混合濃縮廃液
のＴＯＣ量に対し、炭酸ガスまで分解する化学量論量の
１．２〜１．５倍量である。

【００６４】このような酸化処理で、ＮＨ₄ −Ｎの９０
％以上を、ＴＯＣの９０％以上を分解除去することが可
能である。この酸化分解装置７の処理水は放流される。

【００６５】燃焼・焼却装置８前述の如く、活性炭製造装置４からは、タール、メタ
ン、エタン、ＣＯ、ＣＯ₂ 等を含んだ排ガスが発生す
る。また、浸漬式膜分離装置５からは廃活性炭とリン含
有汚泥が発生する。さらに、廃棄用の浸漬膜が発生す
る。ＲＯ膜分離装置６からも廃ＲＯ膜が生じる。燃焼・
焼却装置８はこれらの排ガスや廃活性炭、廃膜等を焼却
し、その熱を回収して活性炭製造装置４等の加熱源に活
用する装置である。燃焼・焼却装置８からの灰はリンを
含有しているため、肥料として活用することも可能であ
る。

【００６６】なお、廃浸漬膜や廃ＲＯ膜は、前述の如
く、活性炭製造装置４にて、粉末活性炭の原料とするこ
とも可能である。

【００６７】このような本発明の方法によれば、濁度２
０度以下、ｐＨ６．５〜８．０、アルカリ度７５ｍｇ／
Ｌ以下、蒸発残留物２５０ｍｇ／Ｌ以下、塩素イオン８
０ｍｇ／Ｌ以下、鉄０．３ｍｇ／Ｌ以下、Ｍｎ０．２ｍ
ｇ／Ｌ以下で、窒素、リン、大腸菌、界面活性剤、トリ
ハロメタン等が含まれておらず、異臭や着色が無い、通
常の工業用水や雑用水と同等又は同等以上の水質の回収
再生水を得ることができる。

【００６８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。

【００６９】実施例１繊維染色工場の総合排水を原水として、図１の方法に従
って再生水の回収を行った。この総合排水は、ＢＯＤ５
００〜１３００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ２５０〜８００ｍｇ／
Ｌ、ＳＳ３００〜６５０ｍｇ／Ｌ、全−Ｎ３０〜１２０
ｍｇ／Ｌ、全−Ｐ４〜１２ｍｇ／Ｌであり、色調は褐色
から黒色で、界面活性剤を含む水質変動の激しい排水で
ある。

【００７０】活性汚泥処理装置１は、曝気槽滞留時間２
４時間、ＢＯＤ負荷量０．５〜１．３Ｋｇ／ｍ³ で運転
し、処理水水質はＢＯＤ２５〜３５ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ２
７〜４５ｍｇ／Ｌ、ＳＳ５〜１２ｍｇ／Ｌ、全−Ｎは２
７〜１１０ｍｇ／Ｌ、全−Ｐは３〜１０ｍｇ／Ｌであっ
た。なお、全−Ｎの内、ＮＨ₄ −Ｎは２５〜９５ｍｇ／
Ｌ、全−Ｐの内、ＰＯ₄ −Ｐは３〜８ｍｇ／Ｌであっ
た。

【００７１】この活性汚泥処理装置１から発生する余剰
汚泥は、総合排水のＳＳを含めて、４５０〜１１００ｍ
ｇ／Ｌであり、カチオン系高分子脱水助剤を添加し、汚
泥脱水装置（ベルトプレス型脱水機）３で平均含水率８
３％に脱水した。脱水ケーキの有機物含有割合は平均８
２％であった。

【００７２】ＮＨ₄ 吸着装置２では、内径５０ｍｍ、長
さ５００ｍｍのカラム内に平均粒径１．２５ｍｍのゼオ
ライト（秋田産クリノプチロライト）を０．５Ｌ充填
し、２重量％の食塩水溶液を１０Ｌ上向流で通水し、ゼ
オライトをＮａ型に転換した後、ＮＨ₄ −Ｎ４５ｍｇ／
Ｌ（平均）の上記活性汚泥処理水を流量２．５Ｌ／ｈｒ
（ＳＶ＝５ｈｒ^-1）で上向流で通水した。通水直後より
通水２４時間まで、処理水（流出水）のＮＨ₄ −Ｎは
０．１５〜０．２ｍｇ／Ｌであった。通水２４時間後に
２重量％の食塩水溶液１０Ｌを用いて、ゼオライトを再
生した。再生廃液のＮＨ₄ −Ｎは２６３ｍｇ／Ｌであ
り、再生効率は９７．８％であった。

【００７３】粉末活性炭製造装置４では、活性汚泥処理
装置１の余剰汚泥を汚泥脱水装置３で脱水して得られ
た、含水率８３％で、有機物含有割合８２％の脱水ケー
キを原料として粉末活性炭を製造した。炭化処理は、脱
水ケーキを前もって１０５℃で乾燥し、水分を除去した
乾燥汚泥１００ｇを、数ｍｍの粒径に破砕処理し、ガス
抜き孔を持った容量１Ｌのステンレス容器内に窒素ガス
とともに投入し、電気炉を用いて５００℃において３時
間、炭化した。この炭を粒径０．５〜１ｍｍに破砕処理
した後、内径７０ｍｍ、長さ１０００ｍｍのステンレス
製カラム内に充填し、カラム内に水蒸気を飽和させた窒
素ガスを毎分１Ｌの流速で流しながら、電気炉内で８０
０℃において１時間、賦活処理を行った。賦活処理で得
られた活性炭は１７ｇであり、収率は乾燥余剰汚泥量当
り１７％であった。この粉末活性炭のＣＯＤ３３ｍｇ／
Ｌの対象水における最大ＣＯＤ吸着容量は、６５ｍｇ−
ＣＯＤ／ｇ−活性炭であり、市販のやし殻から製造した
粉末活性炭に比べて、約１／２であった。

【００７４】浸漬式膜分離装置５では、ＮＨ₄ 吸着試験
装置から得られた平均ＮＨ₄ −Ｎ０．１８ｍｇ／Ｌ、平
均ＰＯ₄ −Ｐ７ｍｇ／Ｌ、平均ＢＯＤ２８ｍｇ／Ｌ、平
均ＣＯＤ３３ｍｇ／ＬのＮＨ₄ 吸着処理水に、活性炭製
造装置４で製造した粉末活性炭を８００ｍｇ／Ｌ投入し
た。また、塩化第２鉄をＦｅ濃度として５０ｍｇ／Ｌ添
加した。この添加Ｆｅ濃度はＮＨ₄ 吸着処理水のリン酸
イオン（７ｍｇ／Ｌ）を凝集除去するに必要な化学量論
量の２倍量である。なお、塩化第２鉄添加時には、水酸
化ナトリウムで槽内液ｐＨを６．５に調整した。また、
活性炭吸着及び凝集反応を十分に行うため、槽内液を３
０分間にわたり滞留させ強撹拌を行った。

【００７５】この浸漬膜分離装置５は、槽容量１０Ｌの
小型のもので、この槽内に標準孔径０．１μｍの中空糸
型ＭＦ膜を用いた小型の膜装置を浸漬設置し、膜透過水
を−０．２Ｋｇ／ｃｍ² の減圧吸引により０．５ｍ³ ／
ｍ² ・ｄａｙの透過流量で得た。膜透過水の水質はＣＯ
Ｄ４．５ｍｇ／Ｌ、ＮＨ₄ −Ｎ０．５ｍｇ／Ｌ、ＰＯ₄
−Ｐ０．１ｍｇ／Ｌ、界面活性剤（ＡＢＳ）０．００１
ｍｇ／Ｌ以下であり、色調は無色透明であった。

【００７６】次に、この膜透過水を、酢酸セルロースよ
りなる中空糸状ＲＯ膜を用いた低圧ＲＯ膜分離装置６に
食塩脱塩率５０％、濃縮倍率１３倍の条件で通水した。

【００７７】得られた回収再生水（ＲＯ膜透過水）は、
下記の通りであり、無臭、無着色の高水質処理水であっ
た。

【００７８】回収再生水水質濁度：１度以上ｐＨ：７．４ＣＯＤ：０．５ｍｇ／Ｌ以下ＮＨ₄ −Ｎ：０．２ｍｇ／Ｌ以下ＰＯ₄ −Ｐ：０．００５ｍｇ／Ｌ以下アルカリ度：４５ｍｇ／Ｌ蒸発残留物：２００ｍｇ／ＬＣｌ：６５ｍｇ／ＬＦｅ：０．０１ｍｇ／Ｌ以下Ｍｎ：０．０１ｍｇ／Ｌ以下界面活性剤：０．００１ｍｇ／Ｌ以下なお、上記処理において、ＮＨ₄ 吸着装置２からの吸着
剤再生廃液は食塩濃度２重量％、ＮＨ₄ −Ｎが２６３ｍ
ｇ／Ｌであった。この再生廃液とＲＯ膜分離装置６の濃
縮液とを混合して得られた食塩濃度１．１重量％、ＮＨ
₄ −Ｎ１５６ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣ１２０ｍｇ／Ｌの混合廃
液を、酸化分解装置７で酸化処理した。即ち、チタンに
白金を担持させた触媒を１００ｍｌ充填したカラム（内
径３０ｍｍ、長さ３００ｍｍのステンレス製）に、温度
１６０℃の条件下で亜硝酸と過酸化水素を酸化剤として
接触酸化した。まず、ＮＨ₄ −Ｎの処理は、亜硝酸ソー
ダをＮＨ₄ −Ｎの化学量論量と当量の７６８ｍｇ／Ｌ添
加し、ＳＶ＝２ｈｒ^-1の流量で上向流で通水した。還元
処理後、ＴＯＣの酸化処理を同じカラムで、温度１６０
℃、ＳＶ＝２ｈｒ^-1の同条件で行った。このときの過酸
化水素の添加量は、ＴＯＣの全量が炭酸ガスに分解する
化学量論量の１．５倍量の１０２０ｍｇ／Ｌとした。カ
ラム流出液中の全−Ｎは３〜５ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣは８〜
１０ｍｇ／Ｌであり、混合廃液のＮＨ₄ −Ｎ、ＴＯＣは
各々９２％以上分解処理された。この酸化分解処理水は
放流した。

【００７９】また、粉末活性炭製造装置４で発生したタ
ール及びガス、浸漬式膜分離装置５から発生する廃活性
炭、リン含有汚泥及び廃浸漬膜、並びに、ＲＯ膜分離装
置６の廃ＲＯ膜は、燃焼・焼却装置８で燃焼・焼却処理
し、リン含有灰を得ると共に、発生した燃焼熱は、粉末
活性炭製造装置４の加熱源として有効利用した。

【００８０】なお、本実施例において、原水として繊維
染色工場の総合排水からの前記水質の回収再生水の回収
率は７５％であり、酸化分解装置７から放流した処理水
は原水１００Ｌ当り約２５Ｌであり、燃焼・焼却装置８
で発生したリン含有灰は原水１００Ｌ当り約１４ｇであ
った。

【００８１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の排水回収再
生方法によれば、工場排水や下水を回収再利用するに当
り、排水処理及び回収過程で余剰汚泥や濃縮排液等の副
次的な産業廃棄物を殆ど発生することなく、排水の大部
分を効率的に回収して、高水質な回収再生水を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水回収再生方法の一実施例方法を示
す系統図である。

【符号の説明】

１活性汚泥処理装置２ＮＨ₄ 吸着装置３汚泥脱水装置４粉末活性炭製造装置５浸漬式膜分離装置６ＲＯ膜分離装置７酸化分解装置８燃焼・焼却装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水を活性汚泥処理して得られる活性汚
泥処理水に粉末活性炭を添加して、精密濾過膜又は限外
濾過膜を用いた浸漬式膜分離装置に通水し、透過水を再
生水として回収する方法であって、前記粉末活性炭とし
て、前記排水の活性汚泥処理工程で発生する余剰汚泥を
原料として製造された粉末活性炭を用いることを特徴と
する排水回収再生方法。
【請求項２】請求項１の方法において、浸漬式膜分離
装置で発生する廃活性炭を焼却処理することを特徴とす
る排水回収再生方法。