JPH10491A - 有機性汚水の生物学的脱リン処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物学的脱リン法の余剰汚泥発生量をゼロに
でき、かつリン除去率が悪化しないという矛盾する要求
を満足でき、さらに汚水中のリンを資源として回収可能
な有機性汚水の生物学的脱リン処理方法及び脱リン処理
装置。 【解決手段】 有機性汚水を嫌気好気生物学的脱リン法
により生物学的に浄化する生物学的脱リン処理方法及び
装置である。嫌気・好気生物学的脱リン法を用いた生物
学的脱リン工程３から発生する余剰活性汚泥１１を曝気
し、該生物脱リン工程の処理とは別に設けられた曝気槽
５と、曝気槽５にて曝気した曝気汚泥の一部を、オゾン
酸化して再び該曝気槽に供給するオゾン酸化槽７と、曝
気槽から流出した汚泥を固液分離する固液分離手段８
と、分離水中のリンを化学的に除去する手段６を備え、
汚水中のリンを資源として回収可能な有機性汚水の生物
学的脱リン処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水などのリン含
有汚水を高度に浄化する有機性汚水の生物学的脱リン方
法及び脱リン装置に関し、特に、余剰汚泥発生量を無く
すことができ、かつリンを資源回収できる有機性汚水の
生物学的脱リン処理方法及び脱リン処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、下水などの汚水のリンを除去
する方法として種々な方法が提案され、利用されてい
る。この汚水のリンを除去する方法として、最も代表的
な技術は生物学的脱リン法である。この生物学的脱リン
の技術は、有機性汚水を嫌気槽に供給して、返送汚泥中
の活性汚泥（脱リン菌が共存している）からリンを吐き
出させる。その後、活性汚泥を好気槽（曝気槽）に流入
させて、脱リン菌にリン摂取を行なわせた後、活性汚泥
を沈殿分離し、沈殿汚泥を嫌気槽にリサイクルするもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の生物学
的脱リン法は下記するような欠点があった。すなわち、
従来においては、リンは活性汚泥に取り込まれる以外の
形では除去されないので、リンを取り込んだ汚泥を余剰
汚泥として積極的に系外に排出しない限り、リンの物質
収支が成立せず高度のリン除去率が得られない。したが
って、余剰汚泥発生量を減少させる何らかの処置を取る
と、必然的に処理水のリン濃度が高くなってしまう。こ
のため、従来の生物学的脱リン法は原理的に余剰汚泥発
生量を減少させることはできず、この余剰汚泥処理が大
きな負担になると言う宿命的な問題を抱えていた。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、生物学的脱リン法
の余剰汚泥発生量をゼロにでき、かつリン除去率が悪化
しないという矛盾する要求を満足でき、又さらに汚水中
のリンを資源として回収可能な有機性汚水の生物学的脱
リン処理方法及び脱リン処理装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、生物学的脱
リン法のプロセス構成を変革して、生物学的なリンの摂
取、化学的リン除去、オゾンによる汚泥の酸化を新規な
態様で結合することにより、上記課題を解決できること
を見いだした。

【０００６】すなわち本発明の上記目的は、有機性汚水
を嫌気・好気生物学的脱リン法により生物学的に浄化す
る生物学的脱リン処理方法において、前記嫌気・好気生
物学的脱リン法を用いた生物脱リン工程から発生する余
剰活性汚泥を、該生物学的脱リン工程の処理とは別の曝
気処理手段で曝気し、該曝気処理手段にて曝気した曝気
汚泥の一部をオゾン酸化処理して再び該曝気処理手段に
供給するとともに、該曝気処理手段の汚泥を固液分離
し、また分離水中のリンを化学的手段により除去するこ
とを特徴とする有機性汚水の生物学的脱リン処理方法に
より達成することがきる。

【０００７】本発明の上記目的は、有機性汚水を嫌気好
気生物学的脱リン法により生物学的に浄化する生物学的
脱リン処理装置であって、前記嫌気・好気生物学的脱リ
ン法を用いた生物脱リン工程から発生する余剰活性汚泥
を曝気し、該生物学的脱リン工程の処理とは別に設けら
れた曝気槽と、前記曝気槽にて曝気した曝気汚泥の一部
を、オゾン酸化して再び該曝気槽に供給するオゾン酸化
槽と、前記曝気槽から流出した汚泥を固液分離する固液
分離手段と、分離水中のリンを化学的に除去する手段と
を備えてなることを特徴とする有機性汚水の生物学的脱
リン処理装置により達成することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について、処理装置の概略を示した図１を参照して詳細
に説明する。図１において、この処理装置１は、有機性
汚水である原水２を嫌気・好気生物学的脱リン法により
生物学的に浄化する生物学的脱リン工程３を経て処理水
２Ａを排出する処理装置１である。

【０００９】そして、その特徴的構成は、前記嫌気・好
気生物学的脱リン法を用いた生物学的脱リン工程３から
発生する余剰活性汚泥１１を曝気し、該生物学的脱リン
工程３の処理とは別に設けられた曝気槽５を有し、ま
た、前記曝気槽５にて曝気した曝気汚泥の一部を、例え
ば沈殿槽８を介してオゾン酸化槽７に送り、このオゾン
酸化槽７にてオゾン酸化して再び曝気槽５に供給する汚
泥の移送経路を有し、さらに、曝気槽５から流出した汚
泥を固液分離する沈殿槽６等の固液分離手段を有した構
造である。

【００１０】沈殿槽４を流出した汚泥は、返送路３０、
３１を介して嫌気部３Ａに直接返送される返送汚泥２０
と、返送路４０を介して汚泥消滅工程１０に回される余
剰活性汚泥１１とに別れる。この余剰汚泥１１を分解す
る汚泥消滅工程１０においては、各返送路５０、５１、
５２、５３、４１を介して、曝気槽５、オゾン酸化槽
７、沈殿槽８の間において汚泥の循環が適宜行われる。
なお、この返送路系は、例えば適宜配管により構成され
ている。また、沈殿槽８から返送路４２を介して流出し
た汚泥は、沈殿槽６により回収リン９を回収され、返送
路４３を経て嫌気部３Ａに返送される。

【００１１】以下、処理装置の作用について、図を参照
しつつ説明する。図１に示すように、生物学的脱リン工
程３の嫌気槽３Ａに原水２と返送汚泥２０を流入させ
て、脱リン菌からリンを吐き出させた後、好気槽３Ｂに
流入させＢＯＤ除去と脱リン菌へのリン吸収をおこなわ
せる。沈殿槽４で沈殿した汚泥の大部分は返送汚泥２０
として嫌気槽３Ａにリサイクルされる。

【００１２】沈殿汚泥の他部は、上記したように生物学
的脱リン工程３からの余剰汚泥１１である。このリンを
豊富に含む余剰汚泥１１を次に記すような「汚泥消滅工
程１０」に導入する。すなわち、先ず、生物学的脱リン
工程３からの余剰汚泥１１をオゾン酸化槽７に導き、汚
泥をオゾンにより酸化分解し可溶化し、可溶性有機物
（ＢＯＤ）およびリン酸イオンを汚泥から溶出させる。

【００１３】次に、オゾン酸化された汚泥を生物学的脱
リン工程３の曝気槽４とは別の曝気槽４に導き、オゾン
酸化汚泥（微生物による生分解性が向上している）を微
生物によって炭酸ガスと水に分解する。生物学的脱リン
工程３の余剰汚泥１１の引き抜き場所として、生物学的
脱リン工程３の好気槽３Ｂから直接汚泥を引き抜いて汚
泥消滅工程１０に供給しても同じ効果が得られる。

【００１４】曝気槽５から流出する汚泥を沈殿槽８で固
液分離し、沈殿汚泥をオゾン酸化槽７に供給しオゾン酸
化する。すなわち汚泥が曝気槽とオゾン酸化槽を循環す
る。この結果、汚泥はオゾン酸化と生物代謝の作用によ
って炭酸ガス、水に分解されて消滅し、系外に汚泥を廃
棄する必要がなくなる。なお、生物学的脱リン工程３の
余剰汚泥１１を、返送路４１を介して初めに曝気槽５に
流入させた後、オゾン酸化槽７に循環しても同じ効果が
得られる。

【００１５】次に、沈殿槽８からの分離水にカルシウ
ム、アルミニウム、鉄などのリンと化学的に沈殿生成反
応を起こす金属イオンを添加し、リンをヒドロキシアパ
タイトなどのリン酸カルシウム化合物、リン酸アルミニ
ウム、リン酸鉄として分離回収する。中でもカルシウム
イオンはリンをリン酸カルシウム肥料として回収できる
ので最適である。またリンの化学的除去手段として晶析
脱リン法、吸着脱リン法を適用してもよい。

【００１６】他の実施の形態としては、生物脱リン工程
の嫌気槽の後の好気槽の代わりに脱窒素槽、硝化槽を設
け、生物脱リンと生物脱窒素を同時に行なうことも当然
可能である。

【００１７】このように本発明は、従来において、「生
物学的脱リン法において余剰汚泥生物量をゼロにするこ
とはリンの物質収支的に不可能である」との固定観念を
初めて打破したものであり、極めて有用な効果を奏する
ものである。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例により、その効果をよ
り明らかにすることができる。 〔実施例〕本実施例は、図１の工程にしたがって下水
（平均水質を表１に示す）を原水として、本発明の実証
試験を行なった。表２に試験条件を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】実験の結果、処理開始後２カ月後に処理状
況が安定状態になってからの沈殿槽からの処理水水質の
平均は表３のように高度にリン、ＢＯＤが除去されてい
た。また余剰汚泥は１年間の試験の間、引き抜かなかっ
たが、生物脱リン工程の好気槽のＭＬＳＳは３６００〜
４０００ｍｇ／リットルを維持し、また汚泥消滅工程の
曝気槽のＭＬＳＳも運転開始当初に設定した４５００〜
５０００ｍｇ／リットルを維持したことから本発明シス
テムの系外に廃棄する余剰汚泥の発生は無かったことが
判明した。

【００２２】

【表３】

【００２３】〔比較例〕前記実施例において、汚泥消滅
工程１０とリン除去工程６を省略した以外は同一条件で
試験したところ処理水２Ａの処理水質は本発明の実施例
と同じであったが、汚泥発生量が原水１ｍ³ あたり６ｋ
ｇ−ｓｓと多量であり、汚泥削減効果が認められなかっ
た。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、嫌気・好
気生物学的脱リン法を用いた生物脱リン工程から発生す
る余剰活性汚泥を、該生物脱リン工程の処理とは別の曝
気処理手段で曝気し、該曝気処理手段にて曝気した曝気
汚泥の一部をオゾン酸化処理して再び該曝気処理手段に
供給するとともに、該曝気処理手段の汚泥を固液分離
し、また分離水中のリンを化学的手段により除去するこ
とを特徴とする有機性汚水の生物学的脱リン処理方法並
びに処理装置である。

【００２５】したがって、本発明によれば、オゾンによ
る汚泥可溶化法、生物学的脱リン法と化学的なリン除去
法を新規な思想で結合した結果、余剰汚泥の発生量をゼ
ロにでき、かつ高度のリン除去が安定して行なわれる。
さらにまた、余剰汚泥の発生量をゼロにできるだけでな
く、脱リン菌に摂取されたリンをヒドロキシアパタイト
などの肥料資源として回収でき。極めて有用な効果を奏
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理装置の概略構成を示した図であ
る。

【符号の説明】

１ 処理装置 ２Ａ 処理水 ２ 原水 ３ 生物学的脱リン工程 ３Ａ 嫌気部 ３Ｂ 好気部 ４、６、８ 沈殿槽 ５ 曝気槽 ７ オゾン酸化槽 ９ 回収リン １０ 汚泥消滅工程 １１ 余剰汚泥 ２０ 返送汚泥 ３０、３１、４０、４１、４２、４３、５０、５１、５
３ 返送系

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性汚水を嫌気・好気生物学的脱リン
   法により生物学的に浄化する生物学的脱リン処理方法に
   おいて、 前記嫌気・好気生物学的脱リン法を用いた生物脱リン工
   程から発生する余剰活性汚泥を、該生物学的脱リン工程
   の処理とは別の曝気処理手段で曝気し、該曝気処理手段
   にて曝気した曝気汚泥の一部をオゾン酸化処理して再び
   該曝気処理手段に供給するとともに、該曝気処理手段の
   汚泥を固液分離し、また分離水中のリンを化学的手段に
   より除去することを特徴とする有機性汚水の生物学的脱
   リン処理方法。
2. 【請求項２】 有機性汚水を嫌気好気生物学的脱リン法
   により生物学的に浄化する生物学的脱リン処理装置であ
   って、 前記嫌気・好気生物学的脱リン法を用いた生物脱リン工
   程から発生する余剰活性汚泥を曝気し、該生物学的脱リ
   ン工程の処理とは別に設けられた曝気槽と、 前記曝気槽にて曝気した曝気汚泥の一部を、オゾン酸化
   して再び該曝気槽に供給するオゾン酸化槽と、 前記曝気槽から流出した汚泥を固液分離する固液分離手
   段と、 分離水中のリンを化学的に除去する手段とを備えてなる
   ことを特徴とする有機性汚水の生物学的脱リン処理装
   置。