JPS6041594A - 有機性廃液の処理方法 - 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、家庭下水ないし、産業廃液、それに類する有
機性廃液などの有機物とリンを含む廃液の処理法に関す
るもので、特に嫌気−好気活性汚泥法と言われる生物脱
リン技術の改良に関するものである。

一般に、嫌気−好気活性汚泥法とは、従来の活性汚泥法
施設における曝気槽の原液流入端を溶存酸素（ＤＯ）も
硝酸根あるいは亜硝酸根（ＮＯｘ　）も実質的に存在し
ない嫌気性状態の帯域ｃ以下これを嫌気槽という）にし
、ここで被処理液と返送汚泥を混合し、しかるのちにこ
の混合液を後段の曝気された帯域（以下これを好気槽と
いう）に導いて曝気処理し、さらに沈殿池で固液分離を
はかる技術である。このような特徴のある嫌気−好気活
性汚泥法の工程構成では、標準活性汚泥法で生成される
活性汚泥よりもリン摂取能力の高い活性汚泥が生成され
、ＢＯＤ　、　ＳＳなどの汚濁物の除去と同時に原液中
に存在する溶解性リンの大部分を活性汚泥に吸収せしめ
ることができる。

このような嫌気−好気活性汚泥法で生成される活性汚泥
は、標準的な活性汚泥法で生成される汚泥よりもリン含
有率が高く、嫌気状態におかれた場合には汚泥中からリ
ンが再放出され、余剰汚泥の濃縮脱水工程で生ずる分離
液中に高濃度のリンが含有されることになる。したがっ
て、この分離液の処理も必要となり、該処理系の流入端
に返送され、被処理液とともに処理される。しかしなが
ら、この分離液を返送することは該処理系の流入リン負
荷量の増大を来たし、嫌気−好気活性汚泥法におけるリ
ン除去性能を低下させたり、不安定なものにするので問
題があった。

本発明は、これら従来の嫌気−好気活性汚泥法の欠点を
排除し、処理系のリン負荷量の増大を防止し、リン除去
を常に安定して行わしめる方法を提供することを目的と
するものである。

本発明は、嫌気−好気活性汚泥法で生成される余剰汚泥
を一旦濃縮分離し、濃縮分離した濃縮汚泥を２時間未満
の反応時間で曝気したのち脱水処理を行うことを特徴と
するものである。

本発明の一実施態様を図面に基づいて説明すると、家庭
下水などの有機性廃液である被処理液２１は沈殿返送汚
泥２２とともに嫌気槽１に導かれ攪拌機１′で混合され
て嫌気処理される。活性汚泥はここでその細胞内に貯留
した高分子リン化合物（ボＩＪ　ＩＪン酸）を加水分解
し溶液側に放出するとともにこの際に得られるエネルギ
ーを利用して、被処理液に含まれるＢＯＤの一部を細胞
内に摂取し、細胞内貯留有機物とする。この嫌気処理の
反応を行わしめる嫌気槽１の規模は被処理液２１の組成
や濃度によって異なるが、家庭下水を被処理液とした場
合には、被処理液流入量の０．５〜２．５時間分でよい
。

このようにして溶解性リンが増加し、ＢＯＤが減少した
嫌気槽流出混合液２３は、連設又は連通状態下に区画さ
れた好気槽２に導かれる。この好気槽２は空気その他の
酸素含有性気体を散気器２′から給気して曝気されてお
り、嫌気槽流出混合液２３に含まれる活性汚泥は嫌気槽
１で摂取しきれなかったＢＯＤ成分を摂取し、酸化分解
するとともに細胞内貯留有機物も酸化分解される。また
、該活性汚泥は、この有機物の酸化代謝の際に生成され
るエネルギーの一部を利用して、細胞外に存在する溶解
性リンを細胞内に摂取しつつ細胞内に高分子リン化合物
（ボＩＪ　ＩＪン酸）を合成する。この際に嫌気槽１で
放出された以上の量の溶解性リンが摂取され、混合液中
の溶解性リン濃度は被処理液のそれよりも低くなるが、
完全な溶解性リン除去を行なうためには、被処理液のＰ
／ＢＯＤ比が日間平均値で０．０６以下であることが必
要であるが、家庭下水の多くはその条件を満たす。この
場合、ＢＯＤの酸化分解と溶解性リン除去を完遂せしめ
るためには、好気槽２のＢＯＤ汚泥負荷Ｆ／Ｍ比を０．
０５〜０７（１／日）、好ましくは０．３〜ｏ、５．（
ｔ／日）の範囲に制御する必要がある。

かくして好気槽２で生成され、ＢＯＤと溶解性リンが減
少した好気槽流出混合液２４は沈殿池６に送られ、処理
液２５と沈殿汚泥２２に固液分離される。

この沈殿汚泥２２の一部は返送汚泥として嫌気槽１に返
送され、残部は余剰汚泥２６として重力式濃縮槽４に移
送され、濃縮槽上澄液２７と濃縮汚泥２８に分離される
。

従来、嫌気−好気活性汚泥法の汚泥を濃縮する場合、汚
泥からリンが放出されることから、濃縮槽上澄液２７中
のリン濃度は濃縮汚泥２８間隙水中のリン濃度と同等と
考えられており、余剰汚泥を濃縮せずに曝気して、放出
されたリンを汚泥に吸収させる方法をとっていた。しか
しこの方法においてけ、汚泥濃度も低く、大容量の汚泥
曝気槽が必要となり、その曝気槽に供給する空気量も汚
泥を均一に曝気するために多くなる。更に嫌気汚泥を曝
気することで硫化水素、アンモニア、酪酸等の悪臭物質
が飛散する。

ところが、本発明の濃縮槽４における濃縮槽上澄液２７
と濃縮汚泥２８の間隙水中のリンの分布状況を調査した
ところ、第３図に示したような結果が得られた。すなわ
ち、濃縮槽上澄液２７中に放出されたリン量は、汚泥の
保持しているリンの２〜３チにすぎなかった。したがっ
て、濃縮槽上澄液２７を直接嫌気槽１に返送してもリン
の除去に及ぼす影響は殆んどない。

次に本発明では、濃縮槽４で分離された濃縮汚泥２８は
汚泥曝気槽５に移送され、ここで２時間未満の曝気処理
をうける。

ところで、濃縮汚泥２８の間隙水中のリンが汚泥に吸収
される反応は次の（１）式に示すように、−次反応であ
り、汚泥濃度が高くなればリンが汚泥に吸収される時間
は大幅に短縮され、濃縮汚泥２８の濃度が１，５％以上
であれば２時間未満で十分に濃縮汚泥２８の間隙水中の
リンを汚泥に再吸収でき、汚泥曝気槽５は好気槽２の容
量の茄〜πですむ１、”？　−−ｋｕ　５ａ−Ｐ　（１
） ｔ １化：汚泥のリン摂取速度係数（ｔ／？ｈｒ＞本発明の
場合　ｋｕ　＝　０．１〜１．Ｏ８ａ：濃縮汚泥濃度 Ｐニリン濃度 このように、汚泥濃度を高くして、汚泥曝気槽５の容量
を小さくできることは、建設費等の費用が節減されるだ
けでなく、汚泥を曝気することで飛散する排気ガス５“
中の硫化水素、アンモニア。

酪酸等を脱臭設備６で除去する上で好都合となる。

したがって、悪臭物質の飛散をなるべく少なくするよう
に、汚泥曝気槽５への酸素含有気体５′の導入を汚泥曝
気槽５内の溶存酸素（Ｄｏ）濃度で制御するとよい。す
なわち、汚泥のリン摂取反応はＤＯＩ〜υμで１−分で
あり、ＤＯ計８によりＤＯ２Ｗ／ｊ以上が検出されるよ
うな場合は弁８′により酸素含有気体５′の導入量を調
節すればよい。

とりわけ、本発明において酸素含有気体５′として酸素
含有率９５チ以上の気体を用いると、排気ガス５“の量
が空気を用いる場合より更に少なくなり、悪臭物質も殆
んど曝気中に分解されるので、悪臭物質の除去の点で効
果的である。

このように、汚泥曝気槽５の酸素含有気体５′の童をな
るべく少なくしてＤｏ濃度を１〜２１ＪｆＡにするＫは
汚泥曝気槽５を密閉型とし、表面曝気装置１０で気液接
触させるほうが好ましい。

また汚泥曝気槽５内のｐＨを６〜９にすると、硫化水素
、アンモニア、酪酸等がガス体となる割合が少ないだけ
でなく、汚泥のリン吸収に最も適した雰囲気となる。し
たがって、汚泥曝気槽５内のｐＨ計９により薬注ポンプ
９′のｐＨ調節用薬品注入量を制御することが好ましい
。

このように汚泥曝気槽５において、反応時間２時間未満
で曝気された曝気濃縮汚泥２９は脱水機７に導入され脱
水処理される。脱水機７としてはベルトプレス脱水機、
遠心脱水機、真空脱水機等の通常の脱水機が使用され、
脱水汚泥は乾燥、焼却等で処分される。脱水機７からの
脱水ろ液３０は嫌気槽１に返送され処理される。

第２図示例は、第１図示例と基本的には同様であるが、
嫌気槽１と好気槽２の間に脱窒紫檀１１を設け、嫌気槽
１の流出混合液２３と好気槽流出混合液２４を脱窒紫檀
１１に導入し、混合攪拌することにより、この混合ｇ２
４に含まれるＮＯｘが脱窒されるとともに、嫌気槽流出
混合液２３に含まれる溶解性リンの一部が汚泥中に吸収
される。このため第２図の方法においては、原水中のＢ
ＯＤ、リン除去だけでなく、窒素除去も可能となる。

以上のように、本発明においては、嫌気−好気活性汚泥
法の沈殿池からの余剰汚泥を濃縮分離し、この濃縮分離
した濃縮汚泥を２時間未満の反応時間で曝気したのち脱
水処理を行うことにより、少量の曝気用気体で濃縮槽上
澄液や脱水ろ液中のリン濃度を低下させ、これら汚泥処
理系からのリンの返送量を軽減し、嫌気−好気活性汚泥
法の処理系のリン負荷量の増大を防止し、リン除去を常
に安定化させることができる。

次に本発明の実施例を比較例と対照して示す。

実施例−１ 住宅団地より排出された家庭下水を被処理液として、第
１図示例の方法で処理した。それぞれの装置仕様は次の
通りであった。

嫌　気　槽：２連式円筒攪拌槽　水容績　４ｎ？好　気
　槽：４画窒化矩形槽　〃　７ぜ沈　殿　池：円形クラ
リファイヤ　〃　７−重力式濃縮槽：円形クラリファイ
ヤ　ｔｔ　Ｑ、５ｍ’水面積　０．３ｍ” 汚泥曝気４＋１（４）円筒形攪拌器付曝気槽水容積　１
５を汚泥曝気槽（８）矩　形　楢　１／　２５０１この
ような施設を用いて、被処理液量５５−Ａ、返送汚泥流
量１５．４　ｍ’／ｄで処理したところ、表−１に示す
ような処理液が得られた。

表−１ この時の返送汚泥のＭＬＳＳ濃度は１．２チ、好気槽の
ＭＬＳＳ濃度は２８００ηβであった。

また、返送汚泥の一部を重力式濃縮槽に導入した。この
重力式濃縮槽に導入した汚泥量は５８０ｔ／ｄであった
。重力式濃縮槽からの引き抜き汚泥量を２４０　ｔ／ｄ
としたところ、重力式濃縮槽の汚泥界面は水面下１００
０ｍでほぼ一定であり、濃縮汚泥濃度は２．９％であっ
た。この時の濃縮槽内の汚泥濃度分布およびリン濃度分
布は第３図に示した通りであった。

さらに、この重力式濃縮槽の濃縮汚泥を汚泥曝気槽囚に
導入し、ｐＨ７に制御しＤＯ１〜２　ＷＩｖｔの条件下
で１．５時間空気で曝気した後遠心脱水を行った。

その結果は表−２の通りであり、この表からも分るよう
に、本発明の場合は重力式濃縮槽の上澄液と脱水ろ液中
の全リン量は２．１１　ｒ／ｄであり、必要空気量は０
．１５　Ｎｉ／ｄであった。

比較例−１ 沈殿汚泥を汚泥貯留槽に導入し、１０．３時間嫌気的に
貯留した後遠心脱水を行った。この結果は表＝２に示し
た通りで、この場合の脱水ろ液中の全リン量は３２．７
　ｐ／ｄであった。

比較例−２ 沈殿汚泥を一旦２５０ｔの汚泥貯留槽に貯留した後、容
量２５０ｔの汚泥曝気槽（Ｂ）で１０．３時間空気で曝
気した後遠心脱水を行った。

この結果は表−２に示した通りで、この場合の脱水ろ液
中の全リン量は３．Ｏｒ／ｄと少なかったが、必要空気
量は１．ＯＮｍ’／ｄであった。

これらの結果からも明らかなように、本発明によれば汚
泥曝気槽における空気供給量は著しく削減され、しかも
汚泥処理系における液中のリンの量は少なく、これを嫌
気槽に返送して処理してもリンの負荷量の増大を最小限
とし、安定した処理が行われた。

実施例−２ 実施例１における汚泥曝気槽で使用した空気に代えて酸
素含有率９９チの純ｗ１．素を用いた。この場合と、上
記実施例１及び比較例２において排ガスとして放出され
た悪臭物質量を、表−３に示した。

表−３に示したように本発明の場合は比較例−１ ２にくらべて悪臭物質の排出量が荀に低減ルている。こ
れは、本発明の場合は排ガス量が少なく、悪臭物質の飛
散の点でも効果的であったことを示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示す系統説明図、第２図
は本発明の他の実施態様を示す系統説明図で、第３図は
重力式濃縮槽内における水深と汚泥濃度及び全リン濃度
の分布を示す線図である。 １・・・嫌気槽、２・・・好気槽、６・・・沈殿池、４
・・・重力式濃縮槽、５・・・汚泥曝気槽、７・・・脱
水機、８・・・ＤＯ計、９・・・ｐＨ計、１１・・・脱
窒素槽、２１・・・被処理液、２２・・・沈殿汚泥、２
３・・・嫌気槽流出混合液、２４・・・好気槽流出混合
液、２５・・・処理液、２６・・・余剰汚泥、２７・・
・濃縮槽上澄液、２８・・・濃縮汚泥、汐・・・曝気濃
縮汚泥、３０・・・脱水ろ液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　破処理液と返送汚泥とを溶存酸素、硝酸。 亜硝酸のいずれもが実質的に存在しない嫌気状態で混合
   して嫌気処理したのち曝気処理を行い、該曝気混合液を
   沈殿分離し、分離された沈殿汚泥の一部を前記返送汚泥
   とし残部を濃縮分離し、分離された濃縮汚泥を酸素含有
   気体で２時間未満曝気したのち脱水処理を行うことを特
   徴とする有機性廃液の処理方法。 ２　前記濃縮汚泥の濃度を少なくとも１．５％とするも
   のである特許請求の範囲第１項記載の有機性廃液の処理
   方法。 ３　前記濃縮汚泥の曝気において、曝気汚泥中の溶存酸
   素濃度を１〜２ＷＡに制御するものである特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の有機性廃液の処理方法。 ４　前記濃縮汚泥の曝気において、酸素含有率９５チ以
   上の気体を用いるものである特許請求の範囲第１項、第
   ２項又は第３項記載の有機性廃液の一処理方法。 ５　前記濃縮汚泥の曝気において、ｐＨを６〜９に制御
   するものである特許請求の範囲第１項、第２項、第３項
   又は第４項記載の有機性廃液の処理方法。 ６、　前記曝気混合液を返送し、前記嫌気処理混合液と
   混合して脱窒未処理するものである特許請求の範囲第１
   項、第２項、第３項、第４項又は第５項記載の有機性廃
   液の処理方法。