JPS63229199A - リン酸塩含有廃水の浄化及び生物学的なリンの除去方法及びこの方法を実施する設備 - 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】 光皿皇肢歪豆立 本発明は、沈澱可能及び／又は沈澱不可能の廃水成分が
互いに引続いて接続される処理槽内で先ず嫌気性条件で
、次に好気性条件で活性泥状体と共に処理され、又後浄
化槽からの活性戻り泥状体が嫌気性条件で作動する工程
に戻されるようになされている生物学的なリンの除去に
よってリン含有廃水の浄化を行う方法及びこのような方
法を実施する為の設備に関する。

災来技歪 窒素化合物とは異なり、リン化合物は、化学的又は生物
学的な反応によって固体の状態で廃水から分離され得る
場合にのみ廃水から分離されることが出来る。その際に
従来必要とされていた廃水からのリン酸塩を固体の状態
に変換することは微生物への組合せ又は化学的沈澱によ
ってしか行い得なかったのである。

多年の間リンの除去の為の化学的沈澱方法が多数の浄化
設備について行われて来た。リンの除去が生物学的又は
生物学的−化学的方法で行われるような方法は比較的そ
の発展が若い。純粋に生物学的な方法に於ては、除去さ
れる全体のリンを生物学的な方法で過剰の泥状体内に固
定することを試みて来た。これに反して生物学的−化学
的方法に於ては、生物学的な作用が特別な方法で最も経
済的に作動する石灰沈澱に組合される。

生物学的方法では、廃水内に含まれるリンが成る微生物
によって、廃水及び活性泥状体が接触するような条件に
関係して解放され、又は結合される現象を利用している
。その際にリンは実際上廃水内に専らリン酸塩として存
在し、しかも大部分溶解されたリン酸塩及び実質的に少
ない量の結合された粒子状態のリン酸塩として存在する
。活性化方法で作用する生物学的浄化設備内で活性泥状
体に嫌気性条件（溶解酸素、亜硝酸塩及び硝酸塩が存在
しない）及び好気性条件（溶解酸素が存在する）の定常
的な交代作用を受けさせる場合には、活性泥状体が嫌気
性条件ではリン酸塩を解放し、好気性条件ではリン酸塩
を吸収することが示されている。嫌気性位相に於けるリ
ン酸塩の解放に対して好気性位相に於けるリン酸塩の吸
収は対抗するものである。この場合、従来行われた総て
のこの分野に於ける研究は、好気性条件に於けるリン酸
塩の吸収程度が嫌気性位相に於ける先行するリン酸塩の
溶解程度に直接に関係することを示したのである。

生物学的方法によるリン酸塩の除去に対して重要なのは
、リン酸塩の吸収程度が先行する溶解程度よりも大きい
ことである。浄化された廃水の生物学的泥状体からの分
離は好気性位相に続いて行われるから、正味の除去、即
ち排出流内の低下されたリン酸塩濃度及び浄化設備内の
過剰泥状体中の増大されたリン酸塩濃度が残される。

従って、除去効率を向上させる為に、出来るだけ多量の
過剰泥状体を発生させ、及び／又は過剰泥状体内のリン
酸塩含有量を出来るだけ高く上昇させることが探究され
たのである。

その場合特定の過剰泥状体の製造（ｓｐｅｚｉｆｉｓｃ
ｈｅＵｅｂｅｒｓｃｈｕｓｓｓｃｈｌａｍｍ−Ｐｒｏｄ
ｕｋｔｉｏｎ）は泥状体の負荷（Ｂｅｌａｓｔｕｎｇ）
によって決定されるのである。過剰泥状体のリン酸塩台
を量は上述の関係に基づいて増大されることが出来、し
かもリン酸塩の溶解及びこれによって生ずる引続く強力
なリン酸塩の吸収の強化によって行われるのである。

生物学的浄化設備内でリン酸塩溶解／リン酸塩吸収の変
化によってリン酸塩の除去に影響を与えようとする場合
には、更に他の事実として下記のことを考慮しなければ
ならない。

１、亜硝酸塩及び硝酸塩の存在がリン酸塩の溶解を妨害
する。従って嫌気性設備に於ては亜硝酸塩或いは硝酸塩
含有の部分流を流入させてはならない。

２、容易に分解可能の基体物質を得られることがリン酸
塩の溶解を加速する。

生物学的リン酸塩除去の従来発展された方法はこれらの
両方の要因を種々の方法で考慮に入れていた。例えば１
９８５年７月のリサボンのインク−ナショナル・コンフ
ェレエンス「環境に於けるリン」に於けるＡ１０方法に
よる応用された生物学的リンの除去、クリヒテン・デー
・ヨツト、ホンダ・ニス・エヌ、トレーシー・ケイ・デ
ィーの研究に記載されているような従来の最も簡単な方
法、即ち例えば所謂Ａ１０方法に於ては、活性槽に対し
て曝気されていない完全混合の槽或いは槽カスケード（
Ｂｅｃｋｅｎｋａｓｋａｄｅ）が前置されて接続される
のである。この槽内に戻り泥状体及び原料又は予備浄化
された廃水が流入し、この槽内にて泥状体に１乃至５時
間の滞留が与えられる。引続いて接続される活性槽内に
於ける滞留時間は大体２乃至５時間である。この方法を
利用することは硝化（アンモニアの亜硝酸塩及び硝酸塩
への微生物による酸化）が生じないような充分に大きく
負荷される設備に制限される。従ってこのことは戻り泥
状体と共に亜硝酸塩或いは硝酸塩が曝気されない設備部
分に到達して、こ−でリンの溶解を妨害するのである。

他の方法、所謂「フォレドックスＪ　（Ｐｈｏｒｅｄｏ
ｘ）又は修正されたバルデンフオ一方法（［１ａｒｄｅ
ｎｐｈｏ　−Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ）に於ては、Ａ１０方
法に於けると同様に戻り泥状体及び原料或いは予備浄化
された廃水が先ず曝気されない完全混合槽（ｖｏｌｌｄ
ｕｒｅｈ＋＊１ｓｃｈ−ｔｅｓ　Ｂｅｃｋｅｎ）又は槽
カスケードに導入される。しかし次に続いて接続される
設備部分に於ては硝化と共に完全脱窒（亜硝酸塩及び硝
酸塩の分子量の小さい、ガスとして廃水から逃げる窒素
への微生物による還元）も行われ、これによって戻り泥
状体と共に亜硝酸塩或いは硝酸塩が嫌気性設備部分に到
達し得ないようになすのである。従ってこの方法は特に
生物学的窒素除去及びリン除去作用を有する負荷の小さ
い設備になされるのである。その際にリンの溶解に役立
つ第１の曝気されない完全混合槽に於ては泥状体の滞留
時間は１．５時間程度に保持される。

更に他の方法は所謂ＵＣＴ−（ケープタウンの大学）方
法であって、この方法は例えばエカマ・ジー・エイ、マ
レ・ジエ・エルによる活性化方法に於ける附加的な生物
学的リンの除去−南アフリカに於ける経験、（１９８５
年）　ＧＷＦ１２６　、第２４１乃至２４９頁に記載さ
れている。この方法は完全脱窒に必要な高い費用を回避
出来るようにして発展された。この方法に於ては原理的
な理由から１００％の亜硝酸塩或いは硝酸塩の除去を達
成出来ないことを知っていて、前置されて接続される脱
窒に制限されている。従って戻り泥状体は亜硝酸塩及び
硝酸塩を含有しているから、戻り泥状体は先ず脱窒槽に
導入される。次に泥状体はこの槽から、前置されて接続
されるリンの溶解に役立つ曝気されない混合槽に導入さ
れる。こ−で既述の２つの方法に於けると同様に泥状体
は原料又は予備浄化された廃水と完全な混合状態で接触
され、泥状体の滞留時間は１．５時間程度になされる。

上述の３つの方法はリンの除去の為の３つの主として実
施されている生物学的に作動する方法である。所謂ビオ
デニフォ方法（Ｂｉｏｄｅｎｉｐｈｏ−Ｖｅｒｆａｈ−
ｒｅｎ）と称される更に他の方法は、リンの溶解を行う
ことに関しては、既述の方法と基本的に異なるものでは
ない。

既述の方法に対する本質的な相違は、例えばレウアイン
・ジー・ヴイ、トボル・ジー・ジェー、ターネイ・エイ
・ジーの実際尺度の生物学的リン除去プラント、（１９
７５）　Ｊ　Ｗ　Ｐ　ＣＦ　４７７　、第５７７−５９
０頁に記載されているような所謂フォストリップ方法に
存在する。この方法は向上された生物学的リン除去作用
とリン除去の為の化学的沈澱方法との組合せを示してい
る。この方法に於ては、戻り泥状体の一部分が「ストリ
ッパー」と称される沈澱槽内に導入されるのである。こ
の槽内で長時間の嫌気性の滞留時間によってリンの溶解
が行われる間に、同時の静的な濃縮化によってリン酸塩
含有過剰ｉ１　（Ｕｅｂｅｒｓ　ｔａｎｄ）の分離が行
われる。このリン酸塩含有過剰水は引続いて化学的に沈
澱させられる。

このようにしてフォストリップ方法に於ては、他の方法
とは反対に純粋に生物学的作用によっては廃水から除去
されないリンの部分を化学的な廃水の部分流の沈澱によ
って捕捉する目的を達成するのである。石灰（Ｃａ　（
ＯＨ）　ｚ）による沈澱の特別な特色は、廃水の部分流
の沈澱に於て石灰が全体の廃水流から沈澱を行う場合よ
りも甚だ節約出来ることである。

原理的には、フォストリップ方法の非硝化性の、従って
大きく負荷された活性化設備に対する応用が制限される
のである。何故ならば、亜硝酸塩或いは硝酸塩が戻り泥
状体と共にストリッパー内に流入出来るからである。し
かし、適当な対抗処置が考慮出来、既に実施されている
。最後に述べた方法は、多様に修正され、目的の方向「
ストリッパー内のリンの溶解の加速Ｊ　（予備浄化され
た廃水の供給）に、又特に目的の方向［ストリッパー内
の壁内へのリンの著しい移送」　（予備浄化された廃水
、浄化された廃水又は化学的に処理された廃水、ストリ
ッパーの泥状体の循環流の供給）を得られるような修正
を得ている。

リン除去の為の純粋に生物学的に働く方法（Ａ１０、フ
ォレドックス、ＵＣＴ、ビオテニフォ）は従来殆ど大部
分の場合不充分であるとされていた。互いに離反した方
法の前提によって従来文献に記載された結果は殆ど直接
には互いに比較出来ず、従来行われた平行した探究は完
全に失敗したのである。しかし、７５％以上の全体的な
リン除去は殆ど稀な場合にしか達成されなかったことが
確認されている。

フォストリップ方法に於て実質的に高い達成される除去
比率は化学的な部分流沈澱に起因するのである。この方
法に於ては全体的な除去効率の生物学的部分は７５％に
制限されていた。

総ての従来の上述したような方法には、恐ら（Ａ１０方
法を除いて、これらの方法が複雑であり、従って高い設
備投資を生じ、更に特に熟練した作業者によってしかそ
の作動が正しく保持出来ないことが大部分附随するもの
であった。

主皿五旦剪 従って本発明の目的は、特許請求の範囲第１項の上意概
念による方法或いはこのような方法を実施する設備を比
較的少ないか又は少なくとも低減された設備費用で生物
学的なリン除去作用を行うように改善することである。

溌Ｘ！！２ＪＬ斐 上述の目的は、上述のような種類の方法に於ける特許請
求の範囲第１項の特徴事項に限定されるような方法の特
徴或いは特許請求の範囲第１４項の特徴事項に限定され
るような設備の特徴によって達成されることが出来る。

本発明の有利な構成が夫々の特許請求の範囲から理解出
来る。

本発明による方法には、生物学的リン除去方法が企図さ
れるような半技術的な設備に関する多年の経験に基づい
て得られるような、リン除去効率の向上の為に次の２つ
の観点が特に重要であるとする知識が基礎となっている
。即ち １、活性泥状体の嫌気性の滞留時間が従来の確認された
方法に対して著しく上昇されなければならないこと。

２、原料廃水内の容易に分解可能の基材物質の全体的な
潜在能力が、様気性の滞留時間の間にリン酸塩の溶解速
度を上昇させる為に得られるようにされなければならな
いこと、 である。

上述の観点の最初の項によって、従来設けられていた完
全混合槽内では廃水及び戻り泥状体が接触する際に常に
短い嫌気性の泥状体滞留時間を生ずるのである。槽の大
きさは任意に増大出来ないから、本発明によって、泥状
体の滞留時間を水力学的滞留時間から切離す方法が選択
されるが、このことは最も簡単に泥状体が廃水と接触し
た後で沈澱させられる沈澱槽内で実施されることが出来
る。沈澱槽の底部にて単に濃縮化された泥状体の固体の
均衡によって強制的に得られる量が抽出される。濃縮化
が良好な場合には泥状体の滞留時間は５乃至３０時間の
範囲内にあり、実際上の条件では特にを利に１０乃至２
４時間の範囲の甚だ大なる泥状体の滞留時間を得ること
が出来るのである。

上述の観点の第２の項を所望の方法で考慮にいれる為に
戻り泥状体を槽の頭部で原料廃水と接触させるのが特に
目的に適していることが証明されている。従来大抵の場
合設けられている予備浄化を廃止することが出来、大低
め場合に浄化設備に設けられる予備浄化槽が嫌気性リン
酸塩の溶解槽に修正されることが出来、この溶解槽内で
本発明による方法の第１の工程が行われるのである。

この場合本発明の範囲に於て原料廃水なる用語によって
都市廃水、産業又は工業的廃水が示され、これが場合に
よっては収集工程（Ｒｅｃｈｅｎｓｔｕｆｅ）、砂−及
び／又は脂肪捕捉工程で予備処理されるが、予備浄化を
受けることはなく、従って沈澱可能の物質を多量に含む
のである。

以下に図面を参照して実施例が詳述されるように本発明
による方法は、その大なる簡単さを特徴とするもので、
既存の浄化設備に実質的な構造の変更を行わずに著しい
生物学的なリン除去作用を与える可能性を有することを
特徴とする。２箇月にわたる試験作動に於て既に既存の
方法に比較してその優秀性が証明されている。平均８ｍ
ｇ／ｆｆｉの全体のリンの量の、原料廃水中のリンの通
常の濃度に於ては、平均で１ｍｇ／ｆｆｉよりも少ない
全体のリンの量の値の排出流を保持出来たのである。殆
ど９０％のリンの除去が得られた。リン酸塩に関しては
、除去効率は更に著しく高い。この場合リン酸塩は実際
上完全に活性泥状体によって吸収される。排出流内のリ
ンの残留台を量は大部分粒子状のリンに戻される。

本発明による方法の卓越した除去効率を説明する為に、
本発明による方法の理論的な背景を簡単に説明する。

若干の時間、嫌気性条件を受けた沈澱泥状体（Ｖｏｒｋ
ｌａｅｒｓｃｈｌａｍｍ　）が所謂酸性醗酵（ｓａｕｒ
ｅ　Ｇａｅ−ｒｕｎｇ）に移行することは公知である。

この場合、多くの、沈澱泥状体（Ｖｏｒｋｌａｅｒｓｃ
ｈｌａｍｍ）内に含まれている微生物によって、脂肪、
砂糖及びその他の分解可能の物質が低い有機脂肪酸、特
に酢酸塩に分解されるのである。分解生成物として有機
酸が生ずるからこの現象をアシドゲネーゼ（Ａｃｉｄｏ
−ｇｅｎｅｓｅ）と称するのである。分解生成物は分離
される。これらの物質は、甚だ長い滞留期間（数日から
数週間）の為に所謂メタン醗酵を生ずる場合には更に進
んだ分解を受ける。

上述の分解生成物を戻り泥状体に添加することが適当な
設備部分内で著しいリンの溶解の加速を行うことが予備
試験によって確認されている。戻り泥状体からのリンの
解放及び沈澱泥状体（Ｖｏｒ−ｋ　Ｉａｅｒｓｃｈ　ｌ
ａｍｍ）からの有機酸の解放の両方の現象に対して同じ
環境条件、即ち嫌気性の状態が要求されるから、本発明
を完成させるのに、上述の両方の現象を１つの反応装置
内にて統合するのが有利であると言う結論が引出された
のである。正確に−このことが沈澱槽内で生じ、この沈
澱槽内で本発明による方法の第１の工程が行われ、従っ
てこれが、一体化された醗酵−及びリン酸塩溶解槽と称
されることが出来るのである。新しい沈澱泥状体（Ｖｏ
ｒｋｌａｅｒｓｃｈｌａｍｍ）は戻り泥状体と共に直接
に嫌気性条件で流入されて、有機酸を解放され、戻り泥
状体の為に直接に利用出来るようになされる。

有機脂肪酸は戻り泥状体の微生物によって吸収されるが
、これに関係してリンの解放が確認される。

得られた最良の関係によってリンの解放は最も強力に行
われ、このことは冒頭の説明を考慮すれば、活性槽内の
リンの吸収も最良になるのである。

この方法の応用可能性は硝化を行わない大きく負荷され
た設備に制限されるものではない。嫌気性の沈澱槽内の
還元性の潜在能力（ｒｅｄｕｋｔｉｖｅ　Ｐｏ−ｔｅｎ
ｔｉａｌ）は大きく、リン酸塩の溶解能力が実質的な障
害を受けることなく戻り泥状体の脱窒が行われ得るので
ある。完全混合槽によって作動されて戻り泥状体を保有
する硝酸塩が直ちに槽の全範囲に分布されてリン酸塩の
溶解が抑制されるような公知の方法とは反対に、本発明
による方法の沈澱槽に於ては戻り泥状体から生ずる硝酸
塩は原料廃水と共に導入される時に迅速に還元が行われ
る槽の上部範囲に到達する。従って、リンの溶解の抑制
は下部範囲に限定される。硝酸塩の還元の際に容易に分
解可能の基体物質が消耗される事実がリン酸塩の溶解程
度を若干低下させるだけである。

しかし、原料廃水に溶解された容易に分解可能の基体物
質は硝酸塩の還元の為に全く充分であるから、醗酵の際
に解放される有機酸がリン酸塩の溶解の為に完全に利用
出来るのである。

従って安定したリンの除去が、臨界的な負荷範囲にあっ
て時折しか硝化を行わないような浄化設備に於ても保証
されるのである。更に本発明による方法は前置されて接
続される脱窒作用、同時の脱窒作用又は交互の作用（ビ
オデニトロ一方法）の何れによっても容易に著しい窒素
除去作用を組合されることが出来る。このような組合せ
は原理的には可動の、支持材料に固定されていない活性
泥状体が存在する夫々の方法に対して可能なのである。

必要な場合には、嫌気性で作動される沈澱槽から抽出さ
れた濃縮泥状体が附加的な嫌気性滞留時間の処理を受け
ることが出来る。このことは更に他の沈澱槽又は混合槽
にて行うことが出来る。就中嫌気性の沈澱槽内の混合泥
状体の濃縮化が大なる水力学的な負荷によって泥状体の
充分な嫌気性の滞留時間を得られない程著しくない場合
にはこのような処置が必要である。

本発明の更に他の構成に於て、嫌気性条件に保持された
沈澱槽に沈澱可能の廃水成分だけが導入され、一方沈澱
不可能の廃水成分が直接に好気性条件に保持される処理
槽内に導入されるのである。

この為に嫌気性で働く沈澱槽内に目的に適するように予
備浄化槽が前置されて接続され、これの中値浄化された
廃水が互いに分離されるのである。

この変形方法によって嫌気性で作動する沈澱槽が水力学
的に少ない負荷を受け、泥状体の更に良好な濃縮化、従
って更に高い嫌気性の滞留浄化が得られるのである。就
中不利な点は、溶解された廃水含有物質が嫌気性の工程
でリンの溶解の強化の為に働き得ないことである。何故
ならば、予備浄化された廃水が直接に好気性の処理工程
に導入されるからである。しかし他方では泥状体の嫌気
性の滞留時間が増大されることによって著しいリンの溶
解、従って活性槽内の著しいリンの吸収を生ずる。リン
の除去効率が改善される。

沈澱泥状体は附加的に粗大な固体を微細な固体から分離
するのに適した処理を受けることが出来る。この為に例
えば遠心力装置が使用される。粗大な固体を含み１、強
＜ｆａｍされた状態になされた遠心力を受けた泥状体は
直接に泥状体処理装置に導入されることが出来る。微細
な固体を大部分有する中心部（Ｚｅｎ　ｔｒａ　Ｌ）は
嫌気性沈澱槽に導入される。

本発明による方法の他の変形方法は嫌気性で作動される
沈澱槽に沈澱不可能の廃水成分のみを導入すると共に沈
澱可能の廃水成分が抽出されるようになすのである。沈
澱可能の廃水成分即ち沈澱泥状体からの沈澱不可能の廃
水成分即ち予備浄化された廃水の分離は再び前置されて
接続された予備浄化槽にて行われる。このような予備浄
化された廃水の嫌気性で作動する沈澱槽を設ける場合に
は粒子状の基体物質の処理の特徴は通用せず、その代り
に完全混合装置に比較して更に大なる嫌気性の泥状体滞
留時間の特徴が得られるのである。

このような方法の実施によって更に多量の酸素の必要性
、沈澱、閉塞等のような予備沈澱工程を廃止する不利な
逆効果が回避されるのである。

不具合な廃水の組成（大なるリンの濃度、低い８３８４
度）の場合には、上述の変形方法はその能力の限界に達
する。このような場合には、本発明により、廃水の部分
流の沈澱によって多量のリンの量を少量の石灰の投入に
よって化学的に結合させることが提案される。この目的
の為に好気性で作動する沈澱槽から抽出された泥状体が
例えば遠心力装置によってリン酸塩に富んだ水及びリン
酸塩の少ない泥状体に分離されるのである。リン酸塩に
富んだ水は約９のｐＨ値で石灰沈澱を受け、その際に生
ずる沈澱泥状体が抽出されてその上にある上澄み水が好
気性条件に保持される処理槽に導入される。リン酸塩の
少ない泥状体は直接に好気性条件に保持される処理槽に
導入される。廃水の部分流の量が少量のであり、又溶解
されたリン酸塩の濃度が大なることによってリンの沈澱
の為の理想的な前提条件が与えられるのである。抽出さ
れたリン酸カルシウム沈澱泥状体は更に他の利用分野に
供給される。

本発明によって又嫌気性で作動される沈澱槽から抽出さ
れた濃縮泥状体に直接に石灰沈澱を受けさせることが提
案される。約９のｐＨ値で生ずる沈澱泥状体は有機泥状
体と共に好気性で作動される処理槽に達し、こ−で調節
されたｐＨの低下によって一部分再び溶解されるのであ
る。しかし多かれ少なかれ沈澱泥状体の大部分はリン酸
カルシウム結晶の所謂「老化」の為に固体の形態で残留
し、過剰の泥状体と共に装置から出て行く。従って生物
学的に結合されたリン酸塩に対して化学的に結合された
部分が附加され、これによって除去効率が向上されるの
である。

従って、基礎となる方法の原理により、少量の設備部分
の部分流でリン酸塩の濃縮が達成される事実が本発明に
よる変形方法を石灰により部分流を沈澱させる場合に活
用させるのを可能になす。

石灰による沈澱の場合、リンの除去効率は得られるｐＨ
の上昇に関係する。従って少量の廃水の部分流に於ける
リン酸塩の濃縮は、この場合同じ作動効率が全体の廃水
の量の沈澱の場合よりも甚だ少量の石灰の投入によって
達成出来ることを意味する。この場合石灰の節約は直接
に全体の廃水量に対する廃水の部分流の比率に比例する
。

光里勿皇鳳炎 以下に本発明による方法が図面を参照して実際的な実施
例によってさらに詳述される。

第１図を参照し、本発明による設備は３つの方法の工程
に対応する３つの互いに連結される設備部分を含んでい
る。これは沈澱槽ｌと、活性槽２と、後浄化槽３とであ
る。沈澱槽１には導管４によって原料廃水が導入され、
この原料廃水に対して沈澱槽ｌの頭部にて導管９を介し
て沈澱槽３からの戻り泥状体が混合されるのである。こ
の場合導入導管４は沈澱槽の流体の表面の範囲に開口し
、従って沈澱可能の固体部片が妨害を受けずに下方に沈
下出来、又なお原料廃水及び戻り泥状体の比較的新らし
い混合物が存在する範囲で脱窒が行われることが出来、
これが、硝酸塩成分が沈澱可能の濃縮泥状体内に達する
のを阻止するのである。

導管５を介して沈澱槽１の溢流が直接又は以下に説明さ
れるように更に他の中間に接続される嫌気性工程を経て
活性槽２に導入され、この活性槽に同時に導管６を介し
て濃縮泥状体が沈澱槽の底部から導入される。活性槽２
は大体公知の適当な活性槽であって、この活性槽が表面
から（例えば曝気装置１３によって）曝気されることが
出来、又はその他のそれ自体公知の曝気又は空気又は純
粋な酸素によるガス化の為の装置によって表面から曝気
されることが出来る。活性槽２は通常の方法で導管７を
介して後浄化槽３に連結され、この後浄化槽からそれ自
体通常の方法で導管８を介して浄化された廃水を排出さ
せ、一方底部から生物学的泥状体が抽出され、この生物
学的泥状体が導管９を介して戻される戻り泥状体及び導
管１０を介して抽出される過剰泥状体に分割される。し
かし第１図に示されたものとは異なり、過剰泥状体は又
直接に活性槽２から抽出され、このことは過剰泥状体の
リン含有量が後浄化槽内で行われるリンの溶解によらず
に減少され得る利点を有することが出来る。沈澱槽から
の過剰泥状体の抽出は望ましいものではないが、しかし
個々の場合に同様に意味を有し得る。沈澱槽１はこ−で
水力学的な滞留時間を超過する泥状体の滞留時間を得る
ことが出来、強力なリン酸塩の溶解を可能になすが、こ
のことが引続く活性槽に於ける有効なリン酸塩の吸収の
為の前提条件である。

その場合、沈澱槽１は大抵の浄化設備に存在する通常の
予備浄化槽となすことが出来、これが適当な修正によっ
て、即ち種々の導入及び排出導管に適合させることによ
って、本発明の方法に対する嫌気性沈澱槽に変更される
ことが出来るのである。このような本発明による方法の
利点は既に冒頭に於て実質的に説明されている。

第２図から第６図までは本発明の望ましい構成を示して
いるが、これらの図面に於て、第１図と同じ符号が同じ
意味を与えられている。

第２図は本発明による設備を示し、この設備は本発明に
て重要な基本的構成要素に対して附加的に嫌気性の滞留
時間を延長する為の混合槽を含んでいる。濃縮泥状体に
対する嫌気性沈澱槽１の底部からの排出導管６は、同様
に嫌気性条件で作動される混合槽１５ａに結合され、こ
の混合槽は同様に嫌気性条件で作動されるようになって
いる。

このように処理される泥状体は最後に曝気された活性槽
２に導入される。嫌気性沈澱槽１内に於ける混合泥状体
の濃縮が予備的水力学的負荷によって著しく不充分な場
合には、附加的な嫌気性の滞留時間が必要である。

第３図は嫌気性の滞留時間を延長する他の可能性を示し
ていて、この図面では第２図の混合槽１５ａが嫌気性で
作動される第２の沈澱槽１５ｂに置換えられている。

第４図は予備浄化泥状体を供給される本発明による設備
を示している。嫌気性の沈澱槽１に予備浄化槽１６が前
置されて接続され、これに原料廃水が導管１９を介して
導入されるようになっている。予備浄化槽１６に於て、
原料廃水が沈澱泥状体及び予備浄化された廃水に分離さ
れる。沈澱泥状体は、導管１７を介して嫌気性で作動さ
れる沈澱槽１に導管９を経て導入される戻り泥状体と共
に共通に導入される。これに反して予備浄化された廃水
は導管１８を介して直接に曝気された活性槽２に導入さ
れる。上述にて既に説明されたように、このような方法
の実施は、嫌気性で作動される沈澱槽ｌが水力学的に更
に小さい負荷しか与えられない利点を与えるのである。

第５図及び第６図は廃水の部分流の沈澱を行う本発明に
よる設備の作動を示している。

第５図に示された設備に於ては、導管６を経て嫌気性で
作動される沈澱槽１から抽出されるｉ４縮泥状体は遠心
力装置２０に導入され、ご−でリン酸塩に富んだ水及び
リン酸塩の少ない泥状体に分離される。リン酸塩に富ん
だ水は導管２１を介して混合槽２２に導入され、この混
合槽に石灰が投入される。引続く醗酵槽２３から発生さ
れる沈澱泥状体が抽出され、一方上側の上澄みの水が導
管２４を介して曝気された活性槽２に導入される。

これに反してリン酸塩の少ない泥状体は直接に導管２５
を経て活性槽２に導入される。前述で既に説明されたよ
うに、このような本発明による変形方法は少量の石灰の
投入によって多量のリン酸塩の除去を可能になすのであ
る。

部分流の沈澱の他の可能性が第６図に示されている。沈
澱槽１から導管６を介して抽出される濃縮泥状体は直接
に混合槽２２内で石灰沈澱を受ける。その際に生ずる沈
澱泥状体は有機泥状体と共に導管２６を介して活性槽２
に達する。沈澱泥状体の大部分は活性槽２内に固体の形
態で残留し、導管１０を経て過剰泥状体と共に設備を出
て行くのである。

以下に於て本発明が具体的な試験例を参照して詳述され
るが、その際に具体的な試験設備を示す第７図及び第８
図では第１図と同じ符号が同じ構成要素を示すようにな
っている。

拭騒± この試験例は半技術的な方法で３箇月の試験的作動を説
明している。

試験設備の作動方法 既存の設備の構成部分を基礎にして、試験設Ｄ１Ｎの活
性槽２が純粋な酸素ガス化によって作動された。試験設
備の活性槽に於ては表面曝気装置１３及び第１のカスケ
ード室１２ａのガス空間への酸素導入装置を有する閉じ
た実施形態の１．７ｍ’の全含有量を有する３つのカス
ケードが問題になっていた。個々のカスケード室１２ａ
、１２ｂ、１２Ｃのガス空間は互いに蛇管によって結合
されていた。就中、ＣＯ□及び残余の酸素より成る廃ガ
スが第３のカスケード室１２ｃを経て活性槽から出て行
った。

この試験は８月から１１月までの期間に於て２つの部分
に分割されて行われた。

第１の試験の部分に於ては、活性化は前置されて接続さ
れる脱窒装置（第７図参照）によって駆動され、その際
に活性槽２の前に混合脱窒室１１が接続され、この混合
脱窒室１１は活性槽２からの排出流の部分流を沈澱槽１
からの溢流及び濃縮泥状体と共に導入された。

第２の試験部分に於ては、嫌気性の沈澱槽内のリン酸塩
の溶解に対する硝酸塩含有の戻り泥状体の作用を観察す
る為に（第８図）上述のような目的とされた脱窒は断念
された。

両方の試験部分の作動のデータは表１に要約されている
。

１−土 試験設備の作動データ 試験設備の導入及び排出流の全体のリン、ＢＳＢ、、Ｃ
３Ｂ並びに固体の決定は２４時間の混合試料見本から得
られた。この２４時間の混合試料見本採取物は全体の試
験時間の間正しく保持された。

全体のリンの決定は基本的には日毎の混合試料によって
行われた。過剰泥状体のリンの含有量も連続的に把握さ
れて、出来るだけ正確なリンの計算を行うようになされ
た。

オルトリン酸塩の濃度は任意抽出見本から見出された。

ＢＳＢ、　、Ｃ３Ｂ濾別可能の物質及び総ての窒素パラ
メーターは日毎の混合試料から見出されたが、毎日では
なかった。

分析の結果は総ての場合に西ドイツ国の標準方法（ＤＥ
Ｖ）に適合していた。リンに関しては硫酸／過塩素酸に
よる処理が応用された（ＤＥＶ、Ｄ　１１．１９７５）
。

立飲夏持来 企図された結果は第１１図の線図によって最もよく説明
されるが、この線図は試験設備の導入及び排出流の全体
のリンの濃度及び得られたリンの上記を示している。８
０％以上のリンの除去が記録されるまでに４週間以上の
試験位相が必要であったことが判る。除去効率を観察す
ると、４週間の試験位相の終りに突然上昇が現れている
。試験位相の間合体の方法が少なくともリンの溶解に関
して比較的定常的な変化を行うことが第９図から判るが
、これは嫌気性槽内のリンの溶解を示している。これに
反して第１０図は活性槽カスケード内のリンの吸収を示
し、その際曲線Ａ、Ｂ及びＣは夫々作動の開始後の１０
．１８或いは３９日の比率を示している。この場合曲線
Ｃは同時に達成された平衡状態を示している。

嫌気性の沈澱槽内の上昇されたリン酸塩の溶解に対して
リン酸塩の吸収の増大が対応することが明らか判る。就
中正味の除去が先ず境界値に保持され、即ち先行するリ
ン酸塩の溶解に対してリン酸塩の僅かな過剰吸収しか生
じないのである。しかしこのような夫々その前に得られ
たリン酸塩の溶解の過剰の補償は第４週間口の試験にて
強く増大し、約３０日以降の試験で実際上完全な活性槽
内のリン酸塩の吸収を得た。

総ての測定結果は、この日以陣平衡状態が得られたこと
を示しているから、以下の表２に示された結果は第３２
日の試験から減少された除去効率が明らかに技術的な障
害（酸素の供給の停止、戻り泥状体ポンプの停止）に起
因されるような試験の終了までの期間に関係しており、
平均値の形成を考慮していない。

表２に示されるように、全体の試験期間は夫々２８日の
ｍ続期間（位相１ｂ及び２が夫々第７図及び第８図に対
応）の２つの試験位相に分割されている。表２から判る
ように、１＋ｇ／Ｉ！、より少ない全体のリンの長時間
平均値が試験設備の排出流に保持された。得られた除去
効率は大体９０％であっ′た。

Ｃ３Ｂ及びＢＳＢ、の除去も甚だ良好であった。

分解効率は前置されて接続された沈澱槽内の戻り泥状体
の長い嫌気性の滞留時間（約２４時間）を通して同等悪
影響を受けなかった。この場合上述の泥状体の滞留時間
は抽出された濃縮泥状体の址及び沈澱槽内の泥状体区域
の容積（約１．５　ｍ’）から得られた。

活性槽の沈澱特性（ＳＶＩ約８０）に基づいて活性槽内
に大なる固体密度を得ることが出来たのである。比較的
小さい泥状体の負荷にも拘わらず硝化が全体の試験期間
にわたって不完全に留まった。

平均して僅かに４０％のアンモニアの除去が記録され、
排出流の硝酸塩値は１０ｍｇ／ＩｌのＮＯ８窒素以下に
制限されて保持された。しかし硝化の妨害に対しては本
発明による方法の特色に起因すべき影響は実際に生ぜず
、ＣＯ□の蓄積を生じさせた試験設備に応用された酸素
ガス化技術に起因するものであった。６．５の活性槽内
の低いｐＨ値及び僅かに５　ｍｍｏ　ｌ　／　Ａの導入
酸の容量は、この臨界的な酸素ガス化設備に於ける負荷
範囲にて既に硝化の妨害が生じ得ることを意味するので
ある。

制限された硝化作用によって試験位相２に於ても（前置
されて接続される脱窒装置を有しないで）亜硝酸塩又は
硝酸塩が戻り泥状体内に確認されなかったのである。

排出流の残余リン含有量が如何にして成立するかについ
て調査を行う試験は表３に示されたデータを与えた０表
３に於て、排出流及び活性泥状体の任意抽出試験の平均
値は第３カスケード室１２Ｃに含まれている。濾別され
た第３カスケード室からの試料はその後でなお０．１５
ｍｇ／ｉ！、のＰｏｐ−リンを証明出来た。オルトリン
酸塩は活性泥状体によって実際上完全に吸収された。こ
れに反して排出流８には０．２３ｍｇ／　１のＰＯ，−
リンを証明出来、その際活性槽の排出流７に比較して僅
かな上昇は後浄化槽３内で開始されるリン酸塩の溶解に
起因するのである。同様に原排出流及び濾過された排出
流の示された全体のリン含有量と組合って、排出流の全
体のリン含有量が大体オルトリン酸塩、濾別されたリン
化合物及び濾別不可能のリン化合物（オルトリン酸塩を
有しない）からの同じ部分に組合される状態を示してい
る。これらの成分から、最後に示した最も捕捉の困難な
成分が減少され、他の成分は更に改善された方法技術（
例えば廃水濾過又は薄片化濾過）によって更に減少され
ることが出来た。

通常の浄化設６ｉｆｉからの浄化泥状体はｌ乃至２重量
％のリン含有量を有する。これに対して通常の約２０％
のリンの除去率が相関関係を有するのである。この試験
設備の場合にはリンの除去の増大に対して過剰の泥状体
の増大されたリン含有量が対応する。過剰泥状体のリン
含有量の決定は、有機乾燥物質に対する乾燥物質即ち５
．５重世％のリンに対して平均で４．０重量％のリンの
値を与えたのである。

可能性のある誤差源を考慮して１０％の公差範囲を採用
する場合には、過剰泥状体のリン含有量に対して保有さ
れている値が正しく正確に観察されたリンの除去と相関
関係を有するのである。表４には対応するデータが集約
されている。

この場合本発明による方法に於ては、特別な過剰泥状体
−生成物が予備浄化を与えられていないことによって比
較的多量に沈澱し、このことは口頭に述べたように基本
的な技術思想から大なるリンの除去に対して有利なので
ある。

従って半技術的な方法に於ける試験設備の３箇月の試験
作動は、１箇月の試験位相の後で８０％以上の全体のリ
ンの除去が安定して保持出来たことを示している。長時
間の平均値として、平均０．９３ｍｇ全リン量す２及び
０．２３　ｍｇ　Ｐ　０４−リン／！の排出流濃度に於
て丁度９０％の全体のリンの除去が得られたのである。

表３＝排出流−及び活性泥状体の任意試験試料に於ける
全体のリン及びオルトリン 試験設備の試験位相の終了後の時間からの測定データの
平均値 ＊膜フィルター、多孔性の孔の直径０．４５μ僧表４：
試験設備の市試験位相の終了後の時間からの測定データ
による試験設備のリンの残量’ｌ’１．Ｏｋｇの過剰泥
状体へ、　ＢＳＢ。

全凱五Δ来 上述した本発明は特許請求の範囲に限定されたように構
成されているから、本発明による方法が大なる設備費用
を要せずに実施出来、しかも既存の浄化設備に対して、
本発明の方法を実施する為に必要な予備浄化槽、活性槽
及び後浄化槽が僅かな費用で、本発明により著しく能率
的に生物学的なリンの除去作用を達成出来るように改造
出来る優れた効果を得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法の基本的構成要素を含む設備
を示す線図。 第２図は本発明による方法の基本的構成要素に嫌気性滞
留時間を延長する為の混合槽を附加的に含む設備を示す
線図。 第３図は本発明による方法の基本的構成要素に嫌気性滞
留時間を延長する為の附加的な沈澱槽を附加的に含む設
備を示す線図。 第４図は沈澱泥状体を供給される本発明による設備の作
動方法を示す線図。 第５図は廃水の部分流の沈澱装置及び別個の沈澱泥状体
排出装置を有する本発明による設備の作動方法を示す線
図。 第６図は別個の沈澱泥状体排出装置を有しない廃水の部
分流の沈澱装置を有する本発明による設備の作動方法を
示す線図。 第７図は試験例に説明された試験の試験位相１ａ及び１
ｂに於ける試験設備の作動方法を示す線図。 第８図は試験例に説明された試験の試験位相２の間の試
験設備の作動方法を示す線図。 第９図は試験例の試験設備の作動開始後の第１週間口の
嫌気性沈澱槽内のリン酸塩の溶解の経過を示す線図。 第１Ｏ図は試験例の試験設備の作動開始後の第１週間口
の活性槽カスケードに於けるリン酸塩吸収の経過を示す
線図。 第１１図は、２４時間の混合試料の測定データが見出さ
れた試験例に於ける試験設備の導入及び排出流に於ける
全体のリンの濃度及び得られたリンの除去を示す線図。 ｌ・・・・・沈澱槽 ２・・・・・活性槽 ３・・・・・後浄化槽 １１・・・・・混合脱窒室 １３・・・・・表面曝気装置 １５ａ・・・・混合槽 １５ｂ・・・・沈澱槽 １６・・・・・予備浄化槽 ２０・・・・・遠心力装置 ２２・・・・・混合槽 ２３・・・・・醗酵槽

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）沈澱可能及び／又は沈澱不可能の廃水成分が互い
   に引続いて接続される処理槽内で先ず嫌気性条件で、次
   に好気性条件で活性泥状体と共に処理され、又活性戻り
   泥状体が後置されて接続される後浄化槽から嫌気性条件
   で作動する工程に戻されるようになされている生物学的
   なリンの除去によってリン含有廃水の浄化を行う方法に
   於て、処理が沈澱槽内で嫌気性条件で行われ、前記沈澱
   槽内に於ける泥状体の滞留時間が水力学的滞留時間を超
   過するようになされていることを特徴とするリン含有廃
   水の浄化方法。
2. （２）嫌気性条件に保持された前記沈澱槽に対して曝気
   された活性槽が後置されて接続されていて、前記沈澱槽
   からの溢流部分及び前記沈澱槽の底部から抽出される濃
   縮泥状体が前記活性槽に導入されるようになされている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）嫌気性条件に保持された沈澱槽に多量の沈澱可能
   の物質を有する原料廃水が導入され、前記原料廃水が前
   記沈澱槽の頭部にて前記戻り泥状体と混合されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項の何れか１
   項に記載の方法。
4. （４）前記原料廃水及び戻り泥状体の混合物の前記導入
   が嫌気性条件に保持された前記沈澱槽の表面の範囲で行
   われることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３
   項までの内の何れか１項に記載の方法。
5. （５）前記好気性条件に保持された処理槽に導入された
   濃縮泥状体が嫌気性条件に保持された沈澱槽から単位時
   間当り原料廃水及び戻り泥状体の組合された固体の量に
   対応する量だけ抽出されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項から第４項までの内の何れか１項に記載の方
   法。
6. （６）嫌気性条件に保持された沈澱槽に沈澱可能の廃水
   の成分だけが導入され、一方沈澱不可能の廃水の成分が
   好気性条件に保持された処理槽内に直接導入されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項の何れか
   １項に記載の方法。
7. （７）沈澱可能の廃水の成分が抽出される間に嫌気性条
   件に保持された沈澱槽に沈澱不可能の廃水の成分だけが
   導入されることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項の何れか１項に記載の方法。
8. （８）廃水が前置されて接続された予備浄化槽内で沈澱
   可能の廃水の成分、即ち沈澱泥状体と、沈澱不可能の廃
   水の成分、即ち予備浄化された廃水とに分離されること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項又は第７項の何れか
   １項に記載の方法。
9. （９）嫌気性条件に保持された沈澱槽から抽出された濃
   縮泥状体がリン酸塩に富んだ水及びリン酸塩の少ない泥
   状体に分離されて、リン酸塩に富んだ水が石灰沈澱処理
   を受け、その際に発生される沈澱泥状体が抽出され、上
   澄み水が好気性条件に保持された処理槽に導入され、一
   方リン酸塩の少ない泥状体が好気性条件に保持された処
   理槽に直接に導入されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第８項までの内の何れか１項に記載の方法
   。
10. （１０）前記濃縮泥状体の、リン酸塩に富んだ水とリン
    酸塩の少ない泥状体との分離が遠心力によって行われる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の方法。
11. （１１）嫌気性条件に保持された沈澱槽から抽出された
    濃縮泥状体が好気性条件に保持された処理槽に導入され
    る前に、石灰沈澱処理を受けることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項から第８項までの内の何れか１項に記載
    の方法。
12. （１２）曝気された活性槽に、後浄化槽が直接に後置さ
    れて接続され、前記後浄化槽から戻り泥状体及び過剰泥
    状体の形態の活性泥状体が抽出されることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項から第１１項までの内の何れか１
    項に記載の方法。
13. （１３）前記特許請求の範囲第１項から第１２項までの
    内の何れか１項に記載の方法が前置されて接続される脱
    窒、同時の脱窒又は交互の脱窒作動を行う全体的方法に
    一体化されていることを特徴とする方法。
14. （１４）嫌気性条件で作動する槽と、後置されて接続さ
    れた曝気される活性槽と、過剰の泥状体及び嫌気性条件
    で作動する槽に戻される戻し泥状体が抽出される後浄化
    槽とを有する生物学的リン酸塩除去によってリン酸塩含
    有廃水を浄化する設備に於て、前記嫌気性条件で作動す
    る槽が沈澱槽（１）であって、この沈澱槽が戻り泥状体
    及び沈澱可能及び／又は沈澱不可能の廃水の成分の混合
    物に対する導入導管（４）と、後置されて接続される曝
    気された活性槽（２）に連結された溢流の為の排出導管
    （５）と、同様に後置されて接続された曝気された活性
    槽（２）に連結された前記沈澱槽（１）の底部からの濃
    縮泥状体の為の排出導管（６）とを有し、その際に前記
    沈澱槽（１）及び前記曝気された活性槽（２）の間に更
    に他の処理槽が接続され、前記溢流又は前記溢流及び前
    記濃縮泥状体が曝気された活性槽（２）内に導入される
    前に、前記溢流又は前記溢流及び前記濃縮泥状体がこれ
    らの前記更に他の処理槽を通って貫流されるようになさ
    れていることを特徴とするリン酸塩含有廃水の浄化設備
    。
15. （１５）前記戻り泥状体及び廃水の成分の混合物の導入
    導管（４）が上方の槽の範囲で沈澱槽（１）内に開口し
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の
    設備。
16. （１６）前記沈澱槽（１）が修正作動を行う通常の予備
    浄化槽であって、この予備浄化槽が原料廃水導入導管と
    戻り泥状体導入導管との連結及び泥状体排出導管とこれ
    に後置されて接続される活性槽（２）との連結によって
    修正されていることを特徴とする特許請求の範囲第１４
    項又は第１５項の何れか１項に記載の設備。
17. （１７）嫌気性条件にて作動する沈澱槽（１）に予備浄
    化槽（１６）が前置されて接続され、この予備浄化槽（
    １６）が原料廃水の導入導管（１９）、前記活性槽（２
    ）に連結された予め浄化された廃水の排出導管（１８）
    及び前記沈澱槽（１）に連結された沈澱泥状体の排出導
    管（１７）を有していることを特徴とする特許請求の範
    囲第１４項から第１６項までの内の何れか１項に記載の
    設備。
18. （１８）前記沈澱槽（１）の底部からの前記濃縮泥状体
    の排出導管（６）が遠心力装置（２０）に連結され、前
    記遠心力装置がリン酸塩に富んだ水の排出導管（２１）
    及びリン酸塩の少ない泥状体の排出導管（２５）を有し
    、その際リン酸塩に富んだ水の前記導管（２１）が石灰
    投入装置を設けられた混合槽（２２）と、これに後置さ
    れて接続される沈澱槽（２３）と、これに続く活性槽（
    ２）とに連結されていて、一方リン酸塩の少ない泥状体
    の排出導管（２５）が前記活性槽（２）に連結されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１４項から第１７
    項までの内の何れか１項に記載の設備。
19. （１９）前記沈澱槽（１）の底部からの前記濃縮泥状体
    の排出導管（６）が石灰投入装置を設けられた混合槽（
    ２２）及びこれに後置されて接続される活性槽（２）に
    連結されていることを特徴とする特許請求の範囲第１４
    項から第１７項までの内の何れか１項に記載の設備。