JPS6036835B2 - し尿処理水の浄化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はし尿処理水の浄化方法に関し、詳しくはし尿処
理水の脱色、殺菌及び脱窒素をオゾン添加と電解法の併
用により効果的に行なうし尿処理水の浄化方法に関する
。

し尿処理施設より排出される放流水は、法律により、２
０倍に希釈後ＢＯＤ３倣ｐｍ以下、ｓｓ７０ｐｐｍ以下
と規制されているが、これ以外にも、視覚公害の原因で
ある色素成分、発泡成分及び放流水域における富栄養化
の原因と考えられる窒素、リン等を含んでいる。

そして更に、放流水中には大腸菌を含む細菌が多数存在
している。このようなし尿の処理方式は、生し尿を希釈
して好気性生物（活性汚泥）処理を行なう酸化処理方式
及び生し尿をまず嫌気性（消化）処理を行なった後に希
釈又は無希釈で好気性生物（活性汚泥）処理を行なう消
化−活性汚泥処理併用方式の２方式に大別される。

これらの処理を行なった後に凝集沈澱によりｓｓ分及び
リン化合物を除去し、更には活性炭吸着あるいはオゾン
酸化処理により脱色、殺菌を行なう方法が種々検討され
ている。これら各種処理法の組合わせの中で、凝集処理
−オゾン酸化併用方式が操作性の点で有望とされている
。しかし、この処理方式の欠点は、亜硝酸性窒素が含ま
れている場合に、オゾンが硝酸への酸化により消費され
るため多量に必要であることである。一方、窒素成分の
除去法としては、アンモニアストリッピング法、生物学
的硝化、脱窒法、天然ゼオラィト等によるアンモニウム
イオンの選択的吸着、不連続点塩素処理法の５種が代表
的であり、し尿の窒素除去法としては前二者が有利とさ
れているが、それぞれに未だ問題点が残されている。又
、亜硝酸性窒素の除去方法としては、生物学的硝化脱窒
法のみが実用化されているに過ぎない。本発明は、この
ような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、
オゾンによる脱色を坊害する懸濁物及び亜硝酸イオンを
予め除去しオゾンによる脱色及び殺菌効果を高めうるし
尿処理水の浄化方法を提供することである。

本発明につき概説すれば、本発明のし尿処理水の浄化方
法は、｛ａ｝し尿処理水を水電解により発生する水素及
び酸素の気泡が浮上する浮上帯域に適して懸濁物を浮上
分離し、‘ｂ｝該分離液を一対以上の陽極及び陰極によ
り構成される支持電極の間に粒状活性炭を充填した電解
帯域に通すと共に直流電流を通電して亜硝酸イオン及び
有機物を吸蔵−吸着させて分離し、｛ｃ）談分離液にオ
ゾン含有ガスを通して高分子着色成分の分解による脱色
及び殺菌を行なうことを特徴とするものである。

本発明においては、オゾンによる高分子着色成分等の有
機物の酸化分解を効果的に行なうために、予めし尿処理
水（以下原水という）中の懸濁物及び亜硝酸イオン（Ｎ
０２‐）等の窒素化合物を除去してからオゾン処理を行
なう。

原水は処理槽の浮上帯城に入り、浮上帯城における水電
解によって発生する水素と酸素の気泡に伴なわれて原水
中の懸濁物が処理槽を上昇浮上して分離される。この分
離液は次いで粒状活性炭の充填された電解帯城に入り、
直流電源からの電圧印加により分極した活性炭粒子によ
り原水中に含まれる有機物の吸着が行なわれ、同時に亜
硝酸イオンが電気的吸引力により活性炭に吸蔵される。
このように処理された原水にオゾン含有ガスをバブリン
グすれば、鹿硝酸イオンは活性炭に吸蔵されているので
オゾンを消費せず、一方オゾンは活性炭充填層間にくま
なく分散して気液接触を良好にし、原水中に含まれる着
色成分を分解することができ、したがつて原水の脱色並
びに殺菌を効果的に達成することができる。本発明によ
れば、上記の作用により、原水中の懸濁物、有機物、亜
硝酸イオン及び着色成分を効率良く除去できるが、、原
水中に塩素イオンが約１０岬ｐｍ以上溶存している場合
には、電解帯域内の粒状活性炭の粒子の陽極部で放電し
て発生する塩素により（粒状活性炭は塩素イオンの放電
に対する過電圧が小さい）、大腸菌のような細菌を滅菌
することができる。

又、前記のような機能は粒状活性炭の分極により発揮さ
れるものと考えられるが、この分極作用を利用するため
、本発明においては、粒怪約５側以上の粒状活性炭を使
用する。

又、粒状活性炭の形状は特に限定されないが、比較的球
状に近いものが一般に効果がある。本発明において、活
性炭充填層内の粒状活性炭は、前記のように有機物、亜
硝酸イオンを吸着、吸蔵するので、これを再生する必要
が生じる。

その場合には、再生液として塩化ナトリウム、塩化カル
シウム及び硫酸ナトリウムのような電解質溶液を粒状活
性炭中に流通して吸着、吸蔵物質を拡散溶出させること
により、粒状活性炭を再生することができる。次に、本
発明の一具体例を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明に使用する装置の−具体例を示した断面
概略図であり、図中の１は処理槽、２は浮上帯城、３は
電解帯城、４は原水流入分配管、５は陽極、６は陰極、
７は回収機（かきとり機）、８は支持電極、９は粒状活
性炭、１０は散気管、１１は直流電源、１２はオゾン発
生器、１３は再生液貯槽、１４は支切り板、１５は貯蔵
帯城、１６は整流板、１７はペントを示す。装置は円筒
状の処理槽１で構成され、その内筒部は、水電解気泡に
よる懸濁物の浮上帯城２により、又外周部は活性炭の充
填された電解帯城３により構成されている。浮上帯域２
には、原水流入分配管４の上部に陽極６及び陰極６が交
互に対向配置され、その上部には、浮上したフロスを回
収するための回収機７が設けられている。一方、電解帯
域３には、支持電極８の間に粒状活性炭９が互に接触す
るように充填されている。粒状活性炭充填層の下部には
、オゾン含有ガスを散気管１０からバブリングできるよ
うになっている。これらの装置に付属して、電解に必要
な直流電源１１、オゾン発生器１２及び活性炭再生用の
再生液貯槽１３が設けられている。原水は流入分配管４
から浮上帯域２に入り、原水中の懸濁物は、陽極５及び
陰極６間に発生する水素及び酸素の微細な気泡に伴なわ
れて上昇しフロスとなって浮上し回収機７により分離さ
れる。

浮上は整流板１６により効果的に行なわれる。分離液は
支切り板１４を通過して矢印のような経路で電解帯城３
に入る。電解帯城３内に充填された粒状活性炭９に通電
することにより分極した粒状活性炭９は、分離液中の有
機物の吸着を促進すると共に亜硝酸イオンを電気的吸引
力により吸蔵する。粒状活性炭充填層の下部にある散気
管１０からオゾン含有ガスが噴出され、粒状活性炭の間
隙を通って該分離液と接触して着色成分の脱色及び細菌
の滅菌を行なう。このようにして処理された処理水は貯
留帯城１５を通って排出される。粒状活性炭９の再生に
当っては、再生液貯槽１３から再生液を粒状活性炭９に
流通し、吸着、吸蔵された有機物及び亜硝酸イオンを溶
出させる。なお、電解的に発生したガスは水素を含有し
ているので、危検防止の点から処理槽１は密閉型とし、
過剰オゾン等と共にペント１７から放散させるようにす
る。以上述べた構成及び作用による本発明の利点は次の
ように要約することができる。

｛１） 原水中の懸濁物は、電解時に発生する水素と酸
素の微細な気泡により効果的に浮上分離できる。

‘２｝ オゾンによる脱色を防害する亜硝酸イオンは、
直流電場で分極した活性炭に効果的に吸蔵して除去でき
、又オゾンを消費しない。

｛３’ 活性炭充填層間にオゾン含有ガスを分散させる
ことにより、気液接触を良好にして脱色効果を高めるこ
とができる。

‘４ー 従来のオゾン脱色法に比べて、オゾン注入率を
低下させることができると共に同一装置内で処理できる
。

｛５｝ 活性炭に吸蔵された亜硝酸イオンの熔出は、食
塩等の電解質溶液に浸潰させるだけでよい。

次に、本発明及びその効果を実施例により説明するが、
本発明はこれによりなんら限定されるものではない。実
施例 本実施例は第２図に示す装置により実験を行なったもの
である。

第２図はこの装置の断面概略図であり、１は処理槽、８
は支持電極、９は粒状活性炭、１川ま散気管、１１は直
流電源、１２はオゾン発生器を示す。処理槽１は、縦７
０肌、横１５肌、中５ｃｍの角型のものであり、下部側
面に縦１５弧、横２０弧、厚さ０．５肌のフェライト製
支持電極８が設けられており、底部へはオゾン発生器１
２から散気管１０を通してオゾンガスを噴出できるよう
になっている。

支持電極８間には粒状活性炭９を充填することができ、
該電極には外部の直流電源１１より−定の電流が通電さ
れる。供試水としてし尿処理場の処理水を用いた。

供試水は黄褐色を呈し、懸濁物濃度は４５ｐｐｍ色度は
１７０度、全窒素濃度は３３岬ｐｍ、亜硝酸イオン濃度
は４１ｐｐｍであった。なお、これらの分析は、後記実
験結果も含めて、懸濁物濃度は重量法、色度は塩化コバ
ルト呈色による比色法、全窒素濃度は水素ガスによるア
ンモニア電量滴定で検出する機器分析法、亜硝酸イオン
濃度はＪＩＳに基づくＯＲ試薬発色法によった。更に、
殺菌効果については、大腸菌群数をＪＩＳに定められて
いるデスオキシコレィト塔地による測定法を採用した。
本実施例においては、比較のため、対照としてオゾンに
よる単独処理の実験を行なったので、まずそれについて
述べる。上記の装置を用い、回分操作で供試水とオゾン
ガスとの気液接触の効果を調べた。

液量は５夕とし（液深５２伽）、下部からオゾン含有ガ
ス（０３濃度０．群容量％）を注入率１７０ｐｐｍまで
吹込んだ。その結果を第３図に示す。第３図はオゾン注
入率に対する色度及び亜硝酸イオン濃度の変化を示した
グラフである。このグラフからわかるように、着色成分
及び亜硝酸イオンがそれぞれオゾンと反応しているが、
亜硝酸イオンは次式に示すように硝酸イオンまで酸化す
るのに消費されている。Ｎ。夏十。３一Ｎ。

ミ十。２ したがって、本来の着色成分の酸化分解に必要なオゾン
は２００ｐｐｍ以上となる。

一方、殺菌効果については、懸濁物が含まれているので
十分な効果が発揮できなかった。別に、上記の装置に粒
径約５個の粒状活性炭９の５００夕を充填し（液量４夕
）、ＩＡの一定電流を支持電極８間に通電し、下部から
オゾン含有ガス（０３濃度０．５容量％）を注入率約５
０ｐｐｍまで吹込んだ。

その結果を第４図に示す。第４図はオゾン注入率及び通
電量に対する色度及び亜硝酸イオン濃度の変化を示した
グラフである。このグラフからわかるように、亜硝酸イ
オンは６０００クーロン／そでほぼ完全に除去されてお
り、色度も５蛇ｐｍのオゾンで脱色されている。このこ
とは、亜硝酸イオンを含む窒素含有イオンが粒状活性炭
９に効果的に吸蔵されると共に、懸濁物も電解気泡によ
り浮上して分離されるので、オゾンが、着色成分を粒状
活性炭９の充填層間で効果的に分解されたことを示す。
一方、大腸菌も懸濁物の分離により検出できないまでに
滅菌されていた。なお、粒状活性炭９の再生は、１〜５
％食塩水等の電解質溶液に浸債するのみで達成できるこ
とが確認された。以上の実験結果から、亜硝酸イオン及
び懸濁物を除去するとオゾンが着色成分を効果的に分解
できることが明らかである。

なお、活性炭によるオゾンの分解は、球状活性炭でかつ
液中においては殆んど起らないことが確認された。更に
又、し尿処理水中の着色成分の分子量は数万以上と高い
ため、活性炭には殆んど吸着されなかった。又、これら
の処理効果は、流通処理においても同様の結果を得てい
る。以上説明したように、本発明によれば、オゾンによ
る脱色、殺菌作用を妨害する懸濁物及び亜硝酸イオンを
予め除去することにより、し尿処理水中の着色成分を効
果的に脱色し又その殺菌効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する装置の一具体例を示した断面
概略図、第２図は本発明の実施例における実験装置の断
面概略図、第３図は比較実験におけるオゾン注入率に対
する色度及び亜硝酸イオン濃度の変化を示したグラフ、
第４図は本発明の実施例におけるオゾン注入率及び通電
量に対する色度及び亜硝酸イオン濃度の変化を示したグ
ラフである。 １・・・・・・処理槽、２・・…・浮上帯域、３・・・
・・・電解帯域、４・・・・・・原水流入分配管、５・
・・・・・陽極、６・・・・・・陰極、７・・・・・・
回収機、８・・・・・・支持電極、９・・・・・・粒状
活性炭、１０・・・・・・散気管、１１・…・・直流電
源、１２・・・・・・オゾン発生器、１３…・・・再生
液貯槽、１４・・・・・・支切り板、１５・・・・・・
貯留帯城、１６・・・・・・整流板、１７・・・・・・
ベント。 矛３図 オー図 矛２図 矛ム図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）し尿処理水を水電解により発生する水素及び
   酸素の気泡が浮上する浮上帯域に通して懸濁物を浮上分
   離し、（ｂ）該分離液を一対以上の陽極及び陰極により
   構成される支持電極の間に粒状活性炭を充填した電解帯
   域に通すと共に直流電流を通電して亜硝酸イオン及び有
   機物を吸蔵−吸着させて分離し、（ｃ）該分離液にオゾ
   ン含有ガスを通して高分子着色成分の分解による脱色及
   び殺菌を行なうことを特徴とするし尿処理水の浄化方法
   。 ２ 粒状活性炭充填層に電解質溶液を流通して粒状活性
   炭を再生する特許請求の範囲第１項記載のし尿処理水の
   浄化方法。 ３ 粒状活性炭の粒子径が５ｍｍ以上である特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載のし尿処理水の浄化方法。