JPS58109193A - 廃水の生物学的処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発＃４は、アン叱ニア性値素、有機ａ窒素化合物など
のｉ１素化合物及びリン酸塩類を含む廃水の生物学的処
理方法に関し、詳細には表面＃Ｃｌ１ｋ生物膜を形成さ
せた固体粒子を処理槽内に介在せしめることによシ、同
−処理槽内で窒素化合物の硝化及びリン酸塩類の除去を
行なわしめ廃水を効率良（且つ経済的に浄化す１方＊に
関すｈ％のである。

一般に、窒素化合物やりン＃楓類を含む廃水の浄化には
生−学的処理方法が採用される。即ちリン酸塩類は好気
的条件下でリン酸樵類酸化分解微生物ｃ以下単に「リン
酸填類分解曹」という）の−１１によｐ＠化分解除去さ
れる。一方窒素化合物は好気的条件下で−わゆる硝化菌
によ〕亜硝酸性鷹素戚いは硝酸性窒素に酸化され（硝化
）、次いでこれらｏＨ硝酸性＊ｍ＊いは硝酸性窒素はい
わゆる脱窺檜に導かれ、嫌気的条件下で脱窒菌によシ窒
雪ガｘＫ＠５ｅされてＣＩｌ電）除去さ、れる。その場
合、曽ン酸樵領分解曹及び硝化菌の最適成長条件には差
がある為、讐ン酸塩類除去のための曽拳 化分解槽と厘雪化合物の硝酸化のための酸化槽Ｃ以下「
硝化槽」という）とは夫々独立に設けゐのが普通であ〉
、又微生物源としては通常浮遊汚泥が用いられる。

しかし微生−による酸化処理という同一作用を行なわせ
ゐ処理工程を独立に設けることは経済的でな（、各処層
工ｓ＃ｃおける汚泥濃度もある程度以上高め為ことは因
−である。一方、浮遊汚泥を使用したいわゆる活性汚泥
法による場合は、処理速度が極めて遅く、処＠ＩＩＣ時
間がかかル、その丸め大容量の設備を必要とし、叉いわ
ゆるバルキング現象を起こして汚泥が処理槽から流出し
、処理効率を急低下させるなど安定な運転の維持管理を
行なうことが困鐘な場合がしばしば起とあという間一点
がありえ。

本発明はこうした事情に着目してなされたものでその目
的とするところは、上記の問題点を全て解消し、効率的
で且つ安定な運転のｍ待管理ができる佑物学的廃水処理
方法を提供しようとするにＴｏｈ。

しかしてこの様な目的を達成し′ｔ４九本発明の構成と
は、処理槽に導入した廃水中の電雪化合物のト、。

硝化及びリン＃櫨頬の除去を同時に行なう方法であって
、表面に微生物膜及びヒドロキリアパタイトを生成し得
る固体粒子を好気的条件下で廃水に接触せしめる一方、
導入廃水中に力ＶＶウム剤をＩＨＩＩｔ＆と共ＫＮ水Ｏ
ｐＨを７〜９Ｓａ’Ｃ＃ｌｌし、且つ処理槽内のＢＯＤ
容積負萄量零１．６ｋｌｌ−ＢｏＤ４ｒｋｙ以下となる
様に廃水導入量１７Ｒ４／＆は廃水中のＢＯＤ量を調整
すゐ様にしぇ点にその要Ｗが存在すゐ。

本発明で使用する固体粒子としては表面に微生物が生育
し、且つヒドロキリアパタイトを生成し得るもので、Ｉ
！に被処理廃水中における終端速度カ６〜１１００　ｍ
／ｈｒと＆、Ａもの（粒子径でａｏ、ｏＪｓ〜１．　Ｏ
ｍ）であれば良く１例えばリン鉱石、青膨をはじめ砂、
アンスラサイト、活性炭、コークス。

高炉水砕スラグ等があげられ、ｖ価で摩耗や破砕しにく
いものが好ましい、そして固体粒子の添加量としては処
理槽内におけゐ反応部容積の２０〜８Ｇ憾ｃ尾かけ容積
）程度が好ましい。即ち添加量が少な過ぎる場合（２０
１Ｇに満えない場合）ＫＦ！、大部分の固体粒子、表面
上に微生物膜が付着し、微生物の付着していない粒子表
面が少なくな〉、その結果ＥＦＷキＶアバＩイ）０成長
する余地が嫌とんどな（な９、脱リン能力が阻害される
からであり、反対に添加量が多過ぎる場合（１１０４を
越える場合）Ｋは、固体粒子相互の摩擦が火車〈なシ、
微生物膜があ會夛付着せず硝化能力が阻害されＪｌから
である。

又本発１５４における被処理廃水のｐＨを７〜９．５と
規定、したのは、後述する実施例からも明らかな様に酸
性側では固体粒子のリン酸植頬除去効率及び硝化率共に
着しく減少するからであシ、一方ｐＨ９、ｆｉ以上では
硝化反応１１ＣＷＣ＠影響を及ぼすからである。

又被処理廃水に添加すべきカルＶウム剤としては樵化力
Ａ／Ｖウム、水酸化カフ１／Ｆウム等をあげゐことがで
き、その添加量として＃ｉ処ＳＯ兜金を期して理論量Ｃ
Ｃａ／ＰＯ４（ｅＡ／Ｊｆ：）＝１．１１７）以上とす
る。伺水酸化力ｋｌＶつふを使用し九場合ＪＩｃ＃ｉ、
被処理廃水のｐＨ［整用アＶカリ剤の使用を節減できる
ので経済的である。

ｗ！に軍’ｌｅｔ＠では悠瑠槽内０ＢＯＤ容積負荷量を
１、６　ｋｇ−ＢＯ阪冒−ａａｙ以下に設定すゐことに
よシ説リン能力を高く維持する様にしている。即ちＢＯ
Ｄ容積負荷量を１．６　ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ’・ｄａｙ以
下に抑えることによシＲＯＤ威分酸化曹の過度の増殖を
抑制して、その分粒子表面にａｙｅ樵領分解菌を十分付
着成長せしめてヒドロキシアバタイＦを生成させ得る余
地を確保して脱りン効率を低下させない様にしている。

以下実施例図面に基づき本発明の構成及び作用効果を詳
細に鋺明する。

８１１図は本発明を５５１繍するための装−の−例で、
固体粒子を空電吹込みによるエアリフト作用によって懸
濁浮遊させつつ廃水を処理する悠瑠楢を示したものであ
〕、とのＷＪＫｓＰいて１は処理槽、２は内筒、８＃ｉ
空ｇ＆送入用配管、４は固体粒子、６は固体粒子沈降分
１１璽（以下単に「分離室」という）・・％６は廃水送
入用配管ｓ　’　＃ｉＣａ剤供給用配管、８はアルカリ
剤供給用配管、１Ｇは循環配管である。

処理槽ＩＰ３には好気性微生物膜をその表面に付着生育
せしめた固体粒子４６１見掛は容積で２０〜ａＯ＊充填
されており、且つ空気を底部から吹き込んで好気性雰囲
気を形成している。処理槽１の上部外周部には、処理槽
１の上部とその底Ｉｔｓが連通すゐ分離ｗｉ５が設けら
れておシ、後述する如く固体粒子４と廃水とを重力分離
し、配管９にょシ分離後の処理水を系外の図に表われな
い脱電槽に導く一方、一部は配管１０により処理槽ｌの
上部に循環する如く構成されている。同図では分離室す
内に仕切板１１を設けて固体粒子４の沈蜂分離効果を高
める様にしている。又処理槽ＩＰ９ＫＦｉ固体粒子４と
廃水とを空気によ〕攪拌する手段として、内筒２及び前
述の空気送入用配管８が設けられている。賞空気の代わ
シに酸素を送入できることは言うまでもない。

第１図に示す装置を用いて廃水の処理を行なう場合Ｗｃ
Ｉｆｉ、まずＭＩｇ化合物及びリン酸塩類を含む廃水を
廃水送入用ポンプ１２によ〕配管６を通して処理槽ｌＫ
送入する。送入量は処理槽ｌ内の固体粒子４が流動槽を
形成するに充分な量とする。

′ｉ′ ）！　Ｋ　Ｃａ剤を配管７１ｈａ珊槽ｌ内に送入すると
共に、アルカリ剤を処理槽１内に送入し、ｐｎ＃Ｉ４節
計１８かもアルカリを投入してｐＨを７〜９．６に調整
する。

処理槽ｌ内に送入された廃水は、該檜１内で空気配管８
よシ供給される空気のエアーリフト作用によ〉固体粒子
４と共に内筒２の内部を上昇し且つ内筒２の外周を下降
する様な流動循環流が形成される。又廃水の送入量は、
ＢＯＤ検出計１４で橢定される数値をもとに計算される
ＢＯＤ容積負荷量が常ｆｌｃ　１．６　ｋｇ−ＢＣＤＡ
Ｉｆ−ｄａ７以下となる様に自動調整されている。この
間廃水中のｇｇ化合物は固体粒子表面に付着成育した微
生物膜によシ下記反応式で示す橡に硝酸性窒素（ＮＯ３
−Ｎ）に壕で酸化される。

ＮＨ４＋十ｇｏｇ→ＮＯ３−＋ＮｇＯ＋２Ｈ＋同時に廃
水中のリンａｌｌ樵類は、下記反応式の如＜Ｃａと反応
し、微生物の付着していない或いは一部にだけ付着して
いる固体粒子表面に下記反応式で示される如き１．−ド
ロキＶアパタイトの結晶を成長することによ）除去され
る。　　。

５０ａ”＋ｊｌＰＯ４＋ＯＨ−にａ６（ＰＯ４）３−Ｏ
Ｈ上上記−宇的処増を施され九廃水（処理水）＃′ｉ分
離＊６に入夛、一部は配管１６を経て配管６に返送され
ることによって再び生物学的処理の循環系が形成され、
他の一部は溢流部１６よ）配管９を通じて図示されない
脱電槽に験次送られる。

又１ｇ２図は他の装置例で、固体粒子を充填した固定床
式の処理槽を示したものであシ、この図で１１Ｆｉ処理
槽、１２は固体粒子充填室Ｃ以下単に充填室という）、
１Ｂ＃ｉ空気送入用配管、１４は逆洗水送入用配管、１
５は逆洗水排出用配管％１６は廃水送入用配管、１７ｔ
ＪＣａ剤供給用配管、１８はアルカリ剤供給用配管％１
９は処理水排出用配管である。この図の鰻重では固体粒
子を一定の部位（処理槽ｌの下側）Ｋ静止する方式を採
るので、第１図の装着の様な分離室６が設けられてぃな
込のは勿論のこと、第１図の装置と比較すると、廃水と
固体粒子の接触方式の違いに基づ〈基本的構ｆｄ！に大
きな違いがある。即ち第１ＬＮの装着では内１８２と分
離室６が設けられているのに対し第２図装置ではかかる
構成に代わって充填室１２と逆洗用配管１４，１１５が
設けられている。しかし、これ以外の配管系統及び計測
制御系統篩の付帯的構ｉ！に賢わシはない。

従ってｌ１１１図装置を用いて廃水の処理を行なう場合
にも前記した第１図装置による廃水の処理操作と基本的
には同様の操作を行なえばよいが、長時間９運転によっ
て充填ｗ１１２の損失水頭が増大し、廃水の円滑通過に
支障をきえすに至った場合には廃水の送入を停止し、配
管１４＊ら逆洗水を処理槽１１の底部に送入して充填室
１２内を逆流させることによ〕固体粒子間の目詰シを解
除し、この逆洗水を処理槽１１上部に般社られえ配管１
６から排出させればよい。

木発１１１に係る廃水の生物学的処理方法は以上の如く
構Ｉ！されるポ、要は同−処理槽内の固体粒子表面に付
呻した微生物によって行なわれる電葉酸化物の酸化及び
リン＃樵類の酸化分解反応を簡皐な操作でコントロール
することによ〕鍍同−処理榴内で硝化及びリン酸塩類の
除去を同時に行なえ為様にしたので、廃水中の上紀有書
殴分の除去を長期間安定して効率良く又迅１１Ｉｉに行
なうことができ、しかも処理槽内に充填された固体粒子
は全て槽内に滞留して生物学的反応に有効に利用される
から経済的である。

淘寡発明方法を有効に利用すれば各１１ｊ１１水の無害
化％場をよ〉効果的に行なうことができ、以下２．８０
例を図面に基づ′！説明する。

第８図は下水２次処理水のようにＢＯＤ濃度が低い原廃
水を無害化ｇ＆珊する場合のプローＶ−）を示し、原廃
水は本発明方法の実施装置Ａ内で上記の如く空気の吹込
み並びＫＣａ剤及びアルカリ剤の添加を受けて硝化と脱
リンが同時に行なわれ良後、脱窒槽Ｂ内でメタノールの
添加を受け″ｏｒ２ガス［１で還元され、Ｉ！に曽脱窒
槽Ｂ内で脱１１ｆｆ応に関与しなかつ−に金剰のメタノ
ールは再曝気槽Ｃ内で錯化分解され、ここ忙原廃水は先
金に無書化処ｊｌ″Ｓれる。＊ζＯ場合の脱窒槽Ｂ及び
再曝気ＷＩＣとしては生物膜方式、繍性汚泥方式を含む
ｈずれの生物学的処理方式を採用してもよい。

又第４図は下水１次処理水、廃棄物理立地浸出水、汚泥
処理工程からの各檎脱離液を対象とする場合のフローＶ
−シを示す４ので、原廃水は予備曝気槽ＡＱ内で空気の
吹込みを受けて大部分のＢＯＤ成分を除去し大後、本発
明方法の実施装置Ａ内に送もれ、以後第Ｓ図と同機の処
ｌＩｌが行なわれＪＩ＊ｅＯ場舎の装置ｆＡ内ｆＯＢＯ
Ｄｊｌｌ荷を！、５ｋｆｔ−ＥＤＤｌ＆・７１　ａｙ以
下にする操作は省略可能となる。

Ｉ！に第６図のフローＶ−トに示す様に予備曝気槽ＡＱ
の前に予備脱窒槽ＢＱを配設すると共に装置Ａからの硝
化液を循環させ且つ原廃水中のＢＯＤ成分を有効に利用
して予備脱窒を行なうことにょ〉脱窒槽Ｂでのメタノー
ル添加量を節減することができる。又予備＃１．ｍ槽Ｂ
□で遊離し九アｕｉ＃すを有効に利用することによＨ１
ｌ！ａ内でのｆｆ１ｉｌｌｌ整用アＡ／′ｊ１曹剤の使
用量を節減することもできる。

賞この場合にも装置Ａ内でのＢＯＤｊｌＬ荷抑制操作上
抑制操作と１にゐ。淘予備曝気槽ＡＱ及び予備脱窒槽Ｂ
Ｏ共に汚泥返送の不要な生物膜方式が好重しく、回転円
板法中接−酸化法などあらゆる生物膜力ｔＳＯ採用が可
能であ為。

以下本発明の実施例を示す。

Ｃ実施例１） 第１図の装置を用いて下記条件で処理実験を行なつえ後
の処理水の水質測定結果は第１表に示す通シで６つ九。

　　− 実験条件 処理槽の形状：１辺の長さが８６ｍの角型で深さｌＪｍ
、容積１０　／。

固体粒子：予めリン＃樵博液で接触前処理を行なった！
ｌスラグ（粒径０．１−０．２　ｓｗφ）を使用、添加
量は２１（粒子濃度２０ 畳）。

原水二下水２次処理水相当の合成排水を使用（成分：ベ
プトン、　ＮＨ４Ｃ／　、ＫＨ２ＰＯ４、ＮａＣ／＊Ｍ
ｇ８０４．ＮａＨＣＯ３）、ＢＯＤ＋＝１５ｐｐｍ。

ＮＨ３−Ｎ−２０ｐｐｍ、　ＰＯ４−Ｐ　＝８Ｊ　ｐｐ
ｎ。

Ｍアルカリ度Ｗ１００１１ｐｍ（ａｓ　ＣａＣ０３）、
（ＮＯｘ　−Ｎ　）＋（ＮＯ３−Ｎ　）＜０．２１）Ｉ
＞１１１処増水ｆＩＡ＝２５℃ 槽内ｐＨ：　　９ Ｃａ添加量：　ＩＱＯｐｐｍ（ＣａＣ７ｇｆ＃液を添加
した）滞留時Ｉｌｌ　：８Ｇ分（Ｉｇ廃廃水態量２０／
／ｈｒＮＨ３−Ｎ負１１ｒ：　１　ｋｇ−Ｎ１１３−Ｎ
／ｍ’−ｄａ７ＢＯＤ負胃　：　０．７ｋｇ−ＢＯＤ／
ｖｄ−ｄ＆７結果 １１！１表必らも明らかな様に、原廃水中の］ＰＯ４−
Ｐは通水開始直後からＱ、　Ｒｐｐｍ以下Ｋｔで除去さ
れる一方、硝化反応が進みＮＨ３−Ｎが（Ｎｏ肥＋Ｎ０
３）−Ｎまで酸化されてからもｐｏ４−Ｐ除去能力は余
）変化す為ことはなく、ことＫＰＯ４−Ｐの除去とＮＨ
３−Ｎの硝化が安定して行なわれることを確認した・ （５ｊｊＥ施例り 第２図の装置を用いて下記条件下で処ｍ賽験を行なつ九
後の処理水の水質測定結果は第２表に示す通ヤであった
。

実験条件 処理槽の形伏：内径１０Ｇ−の円筒型で高″１ｔ、８ｍ
。

充填室高さ：　１．２６　ｍ　ｎ 充填剤：高炉水砕スラグ（粒径ｌ〜６．７　ｔｍ　）を
実施例１と同様の方法で接触前処理を行なったもので、
添加量は１０　／。

原水ｆｌｉｔ　：　８００　／／ｌａｙ　、　ＬＶ＝Ｒ
８ｍ／ｌａｙ　、　５Ｖ−１，２６１／ｈ　ｒ 処理水温、槽内ｐＨ，Ｃａ添加量はいずれも実施例１と
同一条件とした。＠ＮＨ３−Ｎ負荷を０．６ｋｇ／ｒｒ
／−ｄａｙ　・ＢＯＤ負荷を０．２〜０．６　ｋｇ７ｙ
ｄ’ムッとし、又１日に１［１１通水すると共に逆洗を
行なった。処理水の水質測定に当っては、硝化が完全に
進行し定常Ｍ＠になり九処理水をその対象とした。

結果 第　　　２　　　表 第２秦ｂ＃）＠らｔｈな様に、原廃水中のＮＨ３−Ｎ及
びｐｏ４−ｐが効率良く除去され、”ＨＫｓｓ４前述し
た充填室の濾過作用によ）良好に除去されることが確認
できた。

（実施例８） 第８図における廃水の無害化処理のフローＶ　−トに基
づ春下記の如１！廃水の連続処場賽験を行ない、得られ
た処理水の水質測定結果を第８表に示した。

装置Ａ及び該装置１Ａ内＃Ｃ添加し九固体粒子は実施例
１と同一の４のを使用した。脱窒槽１略は１辺の長さが
１７０５ｗの鳥型で水深１７０ｓｎｗ、容積６ｔｏｉｉ
ｔ付嫌気性処理槽である。又脱窒槽ＢＫは固体粒子とし
て粒径０．２〜Ｇ、　ａ　ｗφの砂を０．７６１添加（
粒子濃ｆｆ１５俤）シ、回転寓による機械的、攪拌手段
によって砂を懸濁浮遊させた。再曝気槽Ｃは装置１Ａと
同様の構造で、１辺５０■の角型で水深１６００ｗ１容
積４１であ如、固体粒子として０．２〜０．８　ｓ１１
φの砂を０．８／添加（粒子濃慣ＯＴｏ＞シた。

原廃水としては下水２次処理水を使用し、上記各装［Ａ
　、　Ｂ及びＣにおける４ｔ＆珊条件を王妃の如く設定
すると共Ｉ／ｃ処増水増水温５℃に調節した。

装置１Ａ ｐ　Ｈ：　８．６　、　Ｃａ＊７Ｊｌｊｋ　：　１００
ｐｐｍ（１００ｐｐ溶液を添加）、滞留時間二８０分、
　ＮＨ３−Ｎ＊荷；ｌ　ｋｇ−ＮＨ３−Ｎ／ｍ’ｓ　ｄ
　ａｙ、ＢＯＤ負荷：Ｑ、　４〜０．８ｋｇ　ＢＯＤ／
７Ｆ／”＋ｌａ７ 睨鼠憧町 メＩノーｖｙｔ＝加１ｋ　：　ＩＩ　Ｏ卯１ｆｌ　＊滞
留時間：１６分再曝気槽Ｃ 滞留時間：１６分 爾処理水の水質測定に蟲っては、運転開始後１力月経過
して定常杖ａになつ九処瑠水をその対象とした。

結果 第１Ｉ！！ｌ！かも明らかな様に、処理水中の総１ｍ分
（Ｔ−Ｎ）は１　）］９１１以下とな〕、Ｉ！＜ｐｏ４
−Ｐ２Ｏ、１ＮＯ，ＩＩ　ｐｐ！ｌとなシ、原廃水中Ｏ
ＩＩ嵩化金化合物リン＃壌類の９６１以上が有効に除去
され、無公書処増が有効に行なわれることを確認した。

【図面の簡単な説明】

１１！１図は本発明を実施するえめの装置の一実施例説
明図、第２図は他の実施例説明図、第１図〜第６図は本
発明方法を利用し九各種廃水処理のフローＦ−）を夫々
示す。 １・・・処理槽　　　　　２・・・内筒８・・・空気送
入用配管　４・・・固体粒子６・・・原廃水送入配管　
７・・・Ｃ＆剤供給用配管８・・・アルカＶ剤供給用配
管 １８−ＩＨＩｌＢ計　　　１４−Ｂ　ＯＤ検出計Ａ・・
・実施例装’ＩＩＩ　　　　Ｂ−・・脱窒槽Ｃ・・・再
曝気槽 出−人　　株式会社神戸製鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理槽に導入した廃水中の窒素化合物の硝化及び
   リン酸塩類の除去を同時に行なう方法であって、表面に
   ＠生物膜及びヒドロキシアパタイトを生貌し得る固体粒
   子を好気的条件下で廃水に接触せしめる一方、導入廃水
   中にカルＶウム剤を添加すると共に廃水のｐｉ（を７〜
   ９．５に調整し、且つ処理槽内のＢＯＤ容積負荷量がｌ
   、　ｂ”Ｉｔ”””／ｄ−６８１以下となる様に廃水導
   入量或いは廃水中のＢＯＤ量を調整することを特徴とす
   ｂ廃水の生物学的処理方法。