JPS5895596A - 活性汚泥処理方法 - 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】 本発明は活性汚泥処理法における処理水質の向−トと汚
泥の沈降性をあげることに関する。

従来、活性汚泥法は、廃水・下水・し尿を処理する場合
に利用されているが、活性汚泥の沈降性が恋いため、処
理水中に汚泥の一部が流出し、処理水質が悪化する欠点
がある。

活性汚泥の沈降性は無機凝集剤、高分子凝集剤を添加す
れば向上することは衆知である。高分子凝集剤を添加す
ることにより、もし基質除去活性を低下さすことなしに
沈降性を向上させることが出来れば、曝気槽汚泥濃度を
高く維持出来る。汚泥・　　　（り 凝度が高くなると汚泥負荷が低下するから、ｉｋ時間曝
気が可能となり、残留する難分解性物情が減少し、処理
水質が向上する。。また汚泥負性が低いことから汚泥発
生量が減少することになる。１か＼る効果は、安定した
処理水質を得ることを目的とする活性汚泥においては、
長年月継続的に使用することＫよシ発揮することが出来
る。

活性汚泥に１時的に一機凝集剤、高分子凝集剤を添加し
て処理水質の向上、汚泥の沈降性を向上させる方法が数
多く提案されているが、いずれの方法も長期間継続添加
すると基質除去活性の低下、沈降性能の低下をもたらす
〜ものである。

下水、廃水を処理することを目的とする活性汚泥法にお
いては長年月継続的に使用出来る手法でなければ採用出
来ない。したがって今日迄提案された凝集法は実装置に
おいて利用されていない。

する。その低下率は無添加の基質除去率のｌθ〜（り ４０−である。さらに継続添加すると処理水中に細かい
汚泥フロックが混入し、透視度が悪化し、浮遊汚泥を涙
過して除いた液の水質すら無添加のときの５〜１５−悪
化している。１時的に多価金属塩を一気槽に添加すると
処理水の改善、沈降性が向上する。１ｌｆｉ榴への添加
により、沈澱榴における凝集効果をあげるためには１０
　ｐｐｍ以上継続添加することが必要であるから、当然
処理水質が悪化することになる。

１１１ｉｉ鎖度活性汚泥（７０００ｐｐｍ以上）の一気
槽に高分子凝集剤を添加して沈降性をあけるには３０　
ｐｐｍ以上を必要とする。この添加量で長期間継続する
と拘泥Ｋｉ１ｍＬ、一部の汚泥がフロックを形成し九ま
＼浮上し、浮遊粒子が流出し、処理水質が悪化する。

本発明の＾分子凝集剤は微生物への蓄積が少く、基質除
去活性の低下が少く、−気槽処理混合汚泥への凝集性能
の高いことが要求される。高分子凝集剤を一気槽に添加
するときは、一気槽による撹乱流により凝集剤添加で形
成され九フロックが細分化する。これを防ぐためには、
強力な凝集力と、かつ曝気槽滞留中に微生物分解されな
いことを必要とする。

一般に凝集力は高分子凝集剤の分子量が大きいほど強力
であるから、従来曝気槽への高分子凝集剤の添加にあた
っては凝集力のみに着目し、１０１１〜１０７の分子量
をもつカチオン性高分子凝集剤３０〜５００ｐｐｍが用
いられて来た。か＼る分子量の大きい高分子凝集剤は微
生物分解が困難なために、汚泥に蓄積することになり、
処理水質が悪化して来た。

長時間継続添加すると返送汚泥の表面Ｋ１１ｌされた残
留高分子凝集剤と新たに添加した高分子凝集剤とが電気
的同符合のためか、凝集力が低下し、フロックを形成せ
ず流出することになる。フロックを被接し九高分子凝集
剤が栄養剤、酸素の微生物への取込みを困難にするため
か、基質除去活性が低下し、遂ＫＦｉ汚泥の一部が浮上
することに表る。

微生物分解が可能な分子量が９０，０００ｐｐ−以下の
高分子凝集剤を曝気槽に添加して本、曝気槽における撹
乱流と微生物による分解とＫよシ、沈澱櫓においてフロ
ックを形成することは困難であった。

したがって今日まで生物処理装置に高分子凝集剤が長期
間継続使用されることがなかりた。活性汚以下でなけれ
ば、生物分解は不可能である。強力な凝集力を備え、微
生物分解を可能とする２つの条件を同時に満足出来る高
分子凝集剤は存在しな６００の高分子凝集剤を曝気槽処
理混合汚泥に添加して、凝集した汚泥フロック、を沈澱
させ、沈積汚泥は曝気槽に返送して汚泥に付着し九高分
子凝集剤を生物分解することにより、２つの条件を満足
することが出来ることを見出した。

一つの廃水処理施設において、曝気槽処理混合汚泥は基
質除去が＃１ソ完了しているから微生−表面の官能基数
・種類がはｙ一定している。したがって高分子凝集剤の
種類は同質の廃水を処理するかぎり同じものを継続使用
出来る。曝気槽出口に添加し友高分子凝集剤社沈澱権セ
ンターウェルまでの間で汚泥と混合し、沈澱檜では水流
は静止状態に近く、形成したフロック祉細分化されない
から強力な凝集力を必要とせず、また凝集剤の添加量も
少くてよい。活性汚泥は一般に負に帯電しているから添
加する高分子凝集剤はフロックを形成し島いカチオン性
であること、分子１ｔｔ１６００〜２ｏ、ｏｏ。

がよく、好ましくは１，０００〜ｇ、’ｏｏｏがよい。

分子量６００以下でれ凝集力がより＜　、ｉｏ、ｏｏｏ
以上以上先微生物分解来ない。分子量６００〜ｉｏ、ｏ
ｏｏの＾分子凝集剤れ難分解性愉質であるが、長時間曝
気を採用することによって、残留する高分子凝集剤を殆
んど零にすることが出来る。その時の添加量は、曝気槽
処理混合汚泥に対し０．１〜１００１ｐｗ＊であること
、ま九添加量社基質負荷量（ｌｃｆ／日）の３０−以下
であること、を九高−分子凝集剤の汚泥負術が０．０５
　ＫＶｋ４．Ｂ　　以下であることが望ましい。これ以
上の添加量社汚泥の平均滞留時間を嬌長することが必要
となり、経済的にも不利になる。

カチオン性凝集剤の種類として次の４のがあげられる。

テンモニアおよび／またはアルキレンジアミンとエピハ
ロヒドリンとの重縮合物（以後Ａ−Ｅと呼称す）特公昭
３８−．２６７９４特公昭４１−１７９６５０アルキレ
ンポリアミンとアルキレンジクロライドとの重縮合物（
以ｔ　Ａ−Ａ−Ｃと呼称す）Ｕ、Ｓ、Ｐ　２，４６７．
５２３゜ビニルイミタゾリン重合物（以後Ｖ・■と呼称
す）特公昭４２−６２７１ジアリルアミン環化重合物（
以後Ｄ−Ａ−Ａと呼称す）特公昭４６−４４３゜ビニル
ラクタム−アクリルアミド共重合物、　（以後Ｖ−Ｌ−
Ａと呼称す）特開昭４６−３９０２　ｏジアルキルアミ
ノエチルアルキレートの重合物（以後Ａ−Ａ−Ｅと呼称
す）Ｕ、Ｓ、Ｐ　３０９９６３６　、　　アスパラギン
酸とへキサメチレンジアミンとの重縮合物（以後Ａ・Ｈ
と呼称す）〔アスパラギン酸とへキサメチレンを等モル
Ｎ２中で１３５℃で１時間加熱した。〕０ポリアクリル
アミドのカチオン化変性した重合物（以後Ｐ−Ａ−Ａと
呼称す）牟喰私゛乙奴薯重金物のう重合物１”あ３゜−
に記カチオン性高分子凝集剤の製法は各重合物名平均分
子量の測定は、ゲル、パーミエータ１ンクロマトグラフ
イー（Ｇ、Ｐ、Ｃ）法にょシ分布を求め末端基を定量分
析して算出し九。

本発明の高分子凝集剤を添加する曝気槽処理混合汚泥と
Ｌ１曝気権出口から固液分離槽までの間の混合汚泥であ
って、基質除去率が７５−以上の微生物処理がはソ完了
した混合汚泥をさす。標準的同液分離方式の活性汚泥法
においては、−気槽出口から沈澱槽セ／ターウェルまで
の混合汚泥をさす。しかも基質除去率が７５−以上、望
ましくは８５％以上であればよい。

基質除去率の悪い活性汚泥にあっては、曝気槽出口から
沈澱槽センターウェルまでの間の混合汚泥に高分子凝集
剤を１００　ｐｐｍ以上添加しても凝集効果を発揮しな
いことがあシ、基質を除去し終っていない曝気槽内の混
合汚泥に高分子凝集剤を１１００ｐｐ以上添加しても凝
集効果を発揮しないことがある。

カチオン性高分子凝集剤を添加する曝気槽内の基質除去
率６８　％　、　ＭＬＳＳ　、　８，５００　ｐｐｍの
混合液に高分子凝集剤Ａ、Ｅ（平均分子量５，３００）
を２．５ｐｐｍ添加したときの５Ｖ３０は無添加の９３
に対し、９１に下がるに過ぎない。同じ処理施設の沈澱
槽のセンターウェル内の基質除去率８８％−ＭＬＳＳ　
８．５００　ｐｐｍ　Ｏ曝気槽処理混合汚泥にＡ、Ｅ、
２．５ｐｐｍ添加したときの５Ｖ３０は無添加の９２に
対し、５８に低下する。上記基質除去率６８チの混合汚
泥にＡ、Ｅ２５０ｐｐｍを添加してはじめて５Ｖ３ｏは
９３が５６に低下した。

下水を汚泥負荷８５←ＢＯＤ５４０日で処理しているセ
ンターウェル内の基質除去率７０％　ＭＬＳＳ　７．８
００１％の混合液に高分子凝集剤Ａ、Ｅ（平均分子量ｓ
、ａｏｏ）を２．５ＰＩ−添加したときの５ｖ３ｏは無
添加の９４に対し、９１に下がるが、汚泥負荷を１．５
　Ｗｅ−ＢＯＤｓ／４．　ａに下げて処理することによ
シ基質除去率８２チを得九。このときセンターウェル内
の曝気槽処理混合汚泥ＭＬＳｔＳ８．２００凡にＡ、Ｅ
、２．５迅添加したときのＳＶ（至）は無添加の９５に
対し、６５に下がることを知った。

このように基質除去率が７５チ以上の曝気槽処理混合汚
泥にカチオン性高分子凝集剤を添加するときは僅かの添
加量でよく、同じ沈降性能を得るのに曝気槽内汚泥への
添加量のイ００でよいこともある。

添加量が少くてすむことが曝気槽に返送されたとき生物
分解が可能な高分子＃集剤にあっては微生物分解され、
新たに高分子凝集剤を添加するまでには曝気槽処理混合
汚泥に残留する尚分子凝集剤はなくなるから、残留高分
子凝集剤のために新たに添加した高分子凝集剤の凝集効
果が低下することがなく、基質除去活性が低下すること
もない。

本発明の高分子凝集剤を継続使用すると沈澱槽から汚泥
濃度が高くても流出しないために、返送汚泥１ｍ＆が高
くなり、曝気槽の汚泥濃度が簡単にｉｏ、ｏｏｏｓ以上
に維持出来る。したがって汚泥負荷を０．０６　Ｋｇ−
ＢＯＤシ鈷日以下で運転すれは、傘剰汚泥の発生が殆ん
ど力くなるから、汚泥の引抜＊！は工費となる。

本発明のカチオン性高分子凝集剤の中には長期間にわた
り継続添加すると、極微量残留する凝集剤のために基質
除去活性が２〜６ケ月間で低下することかある。か＼る
場合、１価金属塩の添加量を高分子凝集剤の１〜５００
倍量または曝気槽処理混合汚泥液に対し、３〜４，５０
０Ｐ＆添加すれば６ケ月以上の長期間基質除去活性の低
下を防ぐことが出来るが、望ましくは３〜１，５００Ｐ
ｌ’に添加すればよい。

４．５００市以上の添加は１時的に基質除去活性が低下
し、３）以下では凝集効果がない。１価金属塩とは１価
金属塩よりなる液、海水、人工海水、岩塩溶解液のこと
＜１１［ｉ金属塩を主成分とし１．Ｃａ廿、Ｍｙ廿の金
属塩濃度が１価金属塩濃度のス以下の液または、１価金
属塩にＦｅ廿、　Ｆｅ　＋ｌ＋　、　Ａｔ＋ｌ’ｌを含
む金鵜塩治液〔但し、Ｆｅ廿、　Ｆｅ　＋ｌ＋　、　Ａ
ｔ惜の金属塩濃度の総和が曝気槽処理混合汚泥に対し、
２）を越えない範囲で添加しうる溶液〕であること、１
価金属塩中のＦｅ廿、　Ｆ−”ｌ＋、　Ａｔ＋ｔ＋の金
属塩濃度の総和が曝気槽汚泥に対し、２Ｕ％以上継続添
加され＼ば、混合液中の燐と反応するためか２０日間経
過し友時点で基質除去活性が低下し、処理水質が悪化す
るが、２爪以下であれば６ケ月間経ても水質悪化が認め
られなかった。

本発明の方法は産業廃水、下水、し尿処理などの汚水を
処理する場合に適し、活性汚泥の沈降性を簡単に向上出
来るため、曝気槽のＭＬＳＳを容易に１０，０００１Ｐ
＆以上に維持出来るから汚泥負荷が下がることになり、
透視度および、処理水質が向上し、余剰汚泥は殆んど発
生しなくなり、負１ｒ変動への対応力が増し、維持管理
が容易となる。

本発明を実施例について述べる。

実施例−１ ＭＬＳＳ　９，０００〜９．５００１％、汚泥負荷「０
６〜００７Ｉｔ　−ＢＯＤ５Ａ、日の条件で食堂廃水（
ＣＯＤ５０〜６５−０ＢＯＤ１０５〜１３０　ＰＦｋ　
’）−を処理している曝気槽処理混合汚泥に平均分子蓋
１，６００〜７，３００　の次の高分子凝集剤Ａ、Ｅ、
Ａ−Ａ・Ｃ，Ｖ４　、　Ａ−Ｈ，Ｄ−Ａ−Ａ　、　Ｐ−
Ａ−ＡＶ・Ｌ−Ａ　、　Ａ−Ａ−Ｅをそれぞれ２．５市
添加したものと、これＫ　ＮａｃＬ　１００　ＰＲｌを
添加したものについて、７ケ月継続使用したときの５Ｖ
３）と処理水質の経口変化を求め表−１に示した。

処理条件はＤ−０３〜４ＰＲａ、曝気槽滞留時間８５時
間、返送率７０−の条件で処理した。凝集剤無添加の系
の沈殿槽の滞留時間は１０時間とし、凝集剤添加した系
は４時間とした。高分子凝集剤の添加位置は曝気摺出口
から沈殿槽への供給管の中央部とし、５Ｖ３０はセンタ
ーウェル内の混合汚泥を採取して求めた。処理水質は沈
殿槽放流口で採取した。

＆−１ 表より明らかなようＫＮａｃｌを添加しない高分子凝集
剤を添加した活性汚泥の処理水質＃ｉ２ケ月経過して悪
化するものがあるが、これらの高分子凝集剤もＮａｃｌ
を高分子凝集剤の２０倍添加すると処理水質、　５Ｖｓ
ｏ　ｕ　７ケ月経過しても良好である。

実施例−２ 下水（ＣＯＤ５０〜６０１％、　ＢＯＤ５９０〜１２０
市）をＭＬＳＳ８．５００Ｐ）ｋ汚泥負荷０．０４　＝
０．０４５　ｂ　−ＢＯＤ５Ａ４．日の条件で処理して
いる活性汚泥法において、曝気槽処理混合汚泥と中央室
汚泥とＫＡＥ（平均分子１ｔ６４００，２００Ｆ／／の
液のＢＯＤ５１７Ｘ１０４慝）２．５１％、１０迅添加
したものと、これに海水（塩濃度）５０）海水５０１％
　＋Ｎａｃ１２００ＰＰｍを添加したときの２ケ月後の
処理水質、ｓ　Ｖ２Ｏについて対照と比較し、表−２に
示した。曝気槽は槽容積を開口部を有する仕切板で５分
割され、曝気槽入口から数えて３室目を曝気槽中央室と
呼び、本蔓内の混合汚泥を中央室汚泥と呼ぶ。Ｉｌｌ気
団出口汚泥、曝気槽入口から数えて５室目の出口から沈
澱槽への供給管内の曝気槽処理混合汚泥をさす。高分子
凝集剤とＮａｅｌの混合液ｔ＆加する汚泥は中央室汚泥
と、曝気槽出口の曝気槽処理混合汚泥である。処理水は
沈澱検出口放流水を採取した。５ｖＢ（、Ｖｉセンター
クエル内の混合汚泥を採取して求めた。処理条件＃′ｉ
Ｄ、０．３〜４）、曝気槽滞留時間４時間、返送率７０
％の条件で処理した。ＳＶｇＱの悪い凝集剤無添加の系
の沈澱槽の滞留時間ＨＩＯ時間とし、凝集剤を添加した
系は４時間として曝気槽のＭＬＳＳを同じ８，５００ｐ
ｌとした。２ケ月間は余―］汚泥を引抜かなかった。

表−２ 表より明らかなようＫ、無添加のＢＯＤ５の除去率９０
％以上の曝気槽出口の曝気槽処理混合汚泥にＡ−Ｅを添
加したものとＡ−Ｅ　Ｋ海水、海水とＮａｃｌ（ｓＯＦ
％　＋　２００１％）の混合液を添加したものさは、処
理水、５Ｖｌｏとも良結果を得るが、中央室汚泥Ｋｋ集
剤を添加しても、凝集効果が少い。したがって曝気槽へ
の添加は効果がないことがわかる。

実施例−３ 実施例−２と同じ装置、同じ下水をＭＬＳＳ　８３００
）汚泥負性０．０−４〜０．０４５　Ｋｆ−ＢＯＤｓＡ
、日テ処理し、曝気槽出口汚泥（−曝気槽処理混合汚泥
）にＤ−Ａ−Ａ（平均分子ｉｔ　５，２００　）　５Ｐ
ＲＩ（！ｌ：Ｎａｃｌ　１００　Ｆ％　、　２１％をそ
れぞれに添加して７ケ月間処理したときの最後の３日間
の処理水、５Ｖ３９を表−３に示した。処理水ｔｉｔ沈
澱槽出口放流水を採取し、５Ｖ８０　Ｆｉセンタークヱ
ル内の混合汚泥を採取して求めた。

処理条件＃″ｉ実施例−２と同じである。

以下余白 表−３ 表より明らかなように、　Ｎａｃｌ濃度を２ＰＰ＆添加
した方ｆｉ７ケ月後に基質除素活性が低下することが認
められる。

一方Ｎａｃ／１００）％の方は処理水質、５ｖＢｏが対
照より優れており、基質活性が低下し７ないことがわか
る実施例−４ 下水（ＣＯＤ　５０−６０１％、ＢＯＤ５９０−１３０
１％　’）を１）、０５−０．０５５　Ｋｔ−ＢＯＩ）
鴨日、ＭＬＳＳ　９．７００１％で処理している。

ＡＡＣ（平均分子蓋５．８００　）　５０　、１０Ｐｆ
ｆｉを曝気槽処理混合汚泥に４０日添加したときの経日
変化を表−４に示す。処理水は沈澱検出口放流水を採収
し、５ｖＢ６はセンターフェル内の混合汚泥を採収して
求めた。

処理条件＃ｉ実施例−２と同じである。全汚泥負荷ｉｉ
ｌ、０．１０７ψ〜日の系は、汚泥を引抜きＭＬＳＳを
９，７００市に維持したがその他の系は汚泥を引抜かな
かった。

′に−４ 秦ｌ　全汚泥負性＝〜−ＢＯＤ５Ａ０日十−一高分与へ
０日※２　　ＢＯＤ５・・・・・・・・・）表より明ら
かなように、Ａ−Ａ−Ｃ５０１％添加処理水は４０日経
過した時点で無添加より基質除去活性が低下し、５Ｖｓ
ｏも悪くなりつ＼ある。このＳＶ３゜と基質除去活性の
低下は基質汚泥負荷０．０５〜０．０５５匂°ＢＯＤ５
．／ｉ、引に対し、高分子凝集剤の汚泥負荷が、０．０
５　Ｋ４−ＢＯＤ１１／／に、、日以上となり、Ａ・Ａ
・Ｃが微鴛ずつ汚泥に蓄積していったためであろう。

出願人　　西用原　　昭

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 廃水・下水・し尿を活性汚泥処理するにあたり、曝気槽
   処理混合汚泥に高分子凝集剤または高分子凝集剤と１価
   金属塩とを長期間継続添加することを特徴とする活性汚
   泥処理方法