JPS644839B2

JPS644839B2 -

Info

Publication number: JPS644839B2
Application number: JP62266215A
Authority: JP
Inventors: Teruyoshi Tsukamoto
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1987-10-23
Publication date: 1989-01-26
Also published as: JPS63214398A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、し尿あるいは水産加工廃水、食品廃
水、農産物加工廃水などにおける窒素や燐を含む
高濃度に有機性物質を含有する廃水に関する極め
て高効率な処理方法に関するものであり、更にそ
の高度な処理に関するものである。

（従来の技術及びその問題点）従来、高濃度に有機性汚染物を含む廃水処理法
は、BODとして3000〜1000mg／程度に稀釈し
て、活性汚泥法によつて処理するのが主流であつ
たが、最近、稀釈用水確保の困難性、製造規模の
問題などから、できる限り稀釈度を下げて処理す
る方法に関する提案が行なわれている。また放流
を可とする処理水々質の規制をきびしく、COD
として30mg／以下、窒素として10mg／以下、
燐として１mg／以下である。

（問題点を解決するための手段）このような問題点を解決すべく、幾多の検討を
重ねたところ、生物処理における反応を促進し、
かつ濃縮度を上げることが困難とされる生物処理
時に発生する汚泥の濃縮を十分可能にしてBOD、
窒素を除去すべく、生物処理系に透過膜プロセス
を設け、その透過膜の特性として、汚泥やコロイ
ド性物質などの固形物の濃縮が可能でありながら
溶解性CODを膜透過させるようなマイクロポー
ラス膜乃至限外濾過膜を利用し、濃縮液を生物反
応系に返送して、系内の栄養源および生物群の濃
度を高めることによつて、生成処理の効率を高め
ると共に、その膜透過液を化学的脱燐と化学的酸
化処理、光化学的酸化処理、吸着処理のうちの少
なくとも一つとを組合せて処理することを特徴と
する高濃度有機性廃水の処理方法を提案するもの
である。

本発明においては生物処理に直結させる透過膜
としてポアサイズの大きな溶解性COD、BOD濃
縮特性の低いマイクロポーラス膜乃至限外濾過膜
を利用し、生成反応系へ常に高濃度の活性汚泥を
送り、系内の汚泥濃度を高度に保ち、被処理水を
あらかじめ希釈せず、そのBOD、COD濃度が高
くても十分生物反応が進行できるような状態に維
持し得る。即ち、ここで利用する透過膜は、生成
反応における活性汚泥濃度の上昇と被分解処理物
の濃度を上昇させ得る目的を有しており、塩分、
溶解性COD、BODの濃度上昇能力はほとんどな
い透過膜を利用するわけである。その目的に合致
する膜としては数μ〜0.4μ程度のマイクロポーラ
ス膜がよく利用できるが、分画分子量数万乃至数
10万程度の限外濾過膜も有利に利用することがで
きる。即ち本発明においては、生物処理系に対し
ては、系内の活性汚泥濃度を高めるに十分な透過
膜を直結せしめて、生物反応系内の反応を促進せ
しめ、しかも従来管理が容易でなかつた汚泥濃度
の制御を透過膜を利用して強制的に実施し、膜透
過液中ヘリークする溶解成分については、化学的
脱燐と化学的酸化処理、光化学的酸化処理、吸着
処理のうちの少なくとも一つとを組合せて処理す
ることによつて除去しようとするものである。

本発明における生物化学的分解反応処理として
は生物化学的硝化脱窒素処理が好ましく、それに
つづく膜透過処理では生物化学的分解反応処理か
らの活性汚泥スラリを溶解成分を含む膜透過液と
固体成分を多く含む濃縮液とに分離する。

本発明における膜透過処理は前記の作用をする
ならばその形式に何ら制限はなく、特性の同じ又
は異なる透過膜を種々組み合わせ、濃縮液の多段
濃縮、膜透過液の多段透過処理など適宜選定して
採用することができる。即ち透過膜特性の選定に
よつては最終的に系外へ排出される膜透過液の溶
解成分たとえばCOD、BODなど有機性溶解成分
濃度を極めて低下せしめることが可能である。

この透過膜処理における透過膜特性について
は、溶解性COD、BODなどを濃縮し得ない細孔
性のものが必要で、かかる特性を有するマイクロ
ポーラス膜乃至限外濾過膜を利用することによつ
て、生物反応系の生物濃度、活性汚泥濃度を高め
るものであるが、その膜透過液については前述の
ごとく、いろいろな特性の膜を利用することによ
つて含有する溶解成分の濃度を低減することもで
きる。

この膜処理から出る膜透過液は、化学的脱燐と
化学的酸化処理、光化学的酸化処理、吸着処理の
うち少なくとも一つとを組合せて処理する。

化学的脱燐法としては、従来公知の方法をすべ
て採用することが出来、何ら制限はないが、不溶
乃至難溶性燐酸化合物を接触媒体として利用する
化学的脱燐法がより高い効果が得られる。その
他、鉄塩、アルミニウム塩、カルシウム化合物、
バリウム化合物、マグネシウム化合物を添加し
て、不溶乃至難溶性の燐酸化合物を生成せしめて
分離することも可能である。また燐酸は生物物理
においても条件によつては高い防去率が得られる
が、なお、残存する稀薄な燐を含有することがあ
るから、やはり化学的脱燐をおこなう必要があ
る。

化学的脱燐と組合せて行われる化学的酸化処
理、光化学的酸化処理、吸着処理は、排水処理に
おいて既に知られた化学的酸化処理などをそのま
ま行うことによつて実施することができ、化学的
酸化処理及び光化学的酸化処理ではCOD、色度
成分が減少し、またこの処理で過硫酸塩を添加す
ると残留するアンモニア及びアンモニウム塩を除
去できる。さらに吸着処理においてはCOD、色
度成分を除去できる外、化学的脱燐でも残つた溶
解性燐成分などを除去することができるので、化
学的脱燐と組合せることが良好である。

生物反応系とマイクロポーラス膜乃至限外濾過
膜とを組み合せ、生物反応系内のスラリ濃度を高
濃度に維持するという方法は公知の事実である
が、し尿等の窒素、燐を含有する高濃度有機性廃
水をできるだけ希釈せずに処理しようとする場合
には生物化学的硝化脱窒素処理に透過膜を組合せ
たとしても、窒素やBODは効率よく低減できて
もなお溶解性の燐、COD、色度成分が残留し、
選択性の高い膜を採用することによつて膜透過水
質の向上は期待できるが、なお十分でなく、かつ
溶解性成分が生物処理系に蓄積される弊害が生じ
る。

本発明においては、生物処理系においてはスラ
リ濃度を高めるための透過膜として、溶解性
COD、BODを濃縮し得ない程度の細孔を有する
透過膜を利用して、生成反応系の反応を促進し、
かつ、膜透過液中にリークする燐、COD、BOD
成分を更に化学的脱燐と化学的酸化処理、光化学
的酸化処理、吸着処理のうち少なくとも一つとを
組合せ処理する。

次に本発明の一実施態様について図面を参照し
ながら説明する。

高濃度の有機性廃水１は生物化学的硝化脱窒素
槽Ａに流入する。生物化学的硝化脱窒素槽Ａには
酸素又は空気２を送給して曝気処理をし、好気性
硝化を行なうとともに嫌気性下で脱窒素を起させ
る。この反応は槽を仕切つて連続的に行なわせて
も、１槽で回分式に行なわせてもよい。生物化学
的硝化脱窒素槽Ａにおいて所定の反応時間経過
後、活性汚泥スラリ３を加圧された後、マイクロ
ポーラス膜乃至限外濾過膜装着セルＢを流入す
る。なお膜分離装置へ流入する活性汚泥スラリ３
を無機および／または有機性凝集助剤あるいは系
内を酸化雰囲気となす酸化剤、触媒１２を注入し
てもよい。圧力は通常0.5KgＦ／cm²乃至数KgF／
cm²で十分である。装着セルＢにおいて濃縮された
活性汚泥４は排出され、その大部分は生物化学的
硝化脱窒素槽Ａへ返送される。残部の活性汚泥８
は固液分離装置Ｄに至り、ここで固−液分離をお
こなう。なお要すれば分離助剤９を添加すること
ができる。固−液分離装置Ｄとしては濾過、遠心
分離、沈降分離、浮上分離など公知の手段の内、
適宜一つ又は二つ以上選定して組み合わせ利用す
ることができる。固液分離装置Ｄからは分離液１
０とスラツジ又はケーキ１１が排出される。一方
装着セルＢの膜透過液５は脱燐処理装置Ｃに送ら
れる。

脱燐処理装置Ｃでは膜透過液５に脱燐剤１３た
とえばカルシウム化合物、鉄塩などを添加すれば
燐を不溶性沈澱として除去できる。脱燐処理装置
は、含有する燐酸濃度によつて沈降分離あるいは
流動および／または充填層を採用する。発生した
燐酸含有沈澱１４は排出される。

なお、脱燐剤１３としては脱燐に必要な沈澱生
成剤たとえばマグネシウム、鉄、アルミニウムの
塩化物、硫酸塩、マグネシウム、カルシウム、バ
リウムの酸化物、水酸化物、過酸化物などを利用
することができる。過酸化物を利用すれば、酸化
分解装置Ｅにおいて実施する酸化分解処理と脱燐
をも兼ねることが可能であり、なお有効な処理が
期待できる。また、脱燐処理装置Ｃに流入する流
体中の燐酸濃度が高い場合には反応装置、沈澱分
離装置が必要であるが、低濃度の場合には充填層
を利用し、充填体として、前記燐酸沈澱生成剤に
よつて生成される燐酸含有沈澱と同系種の化合物
を利用すれば有効に脱燐が可能である。脱燐処理
装置Ｃからの分離液６は酸化分解装置Ｅに送られ
て、化学的酸化を行ない、処理液は系外へ排出さ
れる。

酸化分解装置Ｅにおいては化学的酸化分解剤１
５、たとえば過酸化物が添加される。ここでは他
に触媒を添加してもよく、たとえば酸化鉄、酸化
コバルト、酸化ニツケル、酸化銅、二酸化マンガ
ン、活性炭など必要により選定して利用すること
もできる。また触媒として前記金属酸化物以外に
金属塩も利用しうる。たとえば硫酸銅、硫酸第一
鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄はその
好例である。過酸化物の主なものとしては、過酸
化水素、過酸化ソーダ、過酸化カルシウム、過酸
化バリウム、過硫酸およびその塩、過ほう酸およ
びその塩、その他塩素酸化合物である。また、酸
化分解装置Ｅにおいては要すれば紫外線照射によ
り、光化学的酸化分解をも同時におこなうことも
できる。

あるいは、脱燐処理装置からの分離液は吸着処
理装置へ送つて吸着処理を行つてもよい。また、
前記の酸化分解装置Ｅで処理されたた低COD、
BOD、色度含有廃水をさらに吸着処理装置へ送
るようにしてもよい。吸着処理装置で残留する
燐、COD、BOD、色度が除去される。ここでは
活性炭が有効に利用できるが、その他吸着樹脂、
天然あるいは合成粘度鉱物をも利用しうる。かく
て清澄に処理された液７は排出される。

なお、吸着処理における吸着媒体としては、無
機性のものとして、ゼオライト、珪藻土、酸性白
土、ベントナイトなどの天然粘土鉱物、あるいは
合成ゼオライトのごとき合成粘土鉱物が例として
あげられる。有機性のものとして、吸着樹脂がそ
の好例である。また、活性炭や骨炭なども利用で
きる。

（実施例）次に本願発明の実施例を示す。

実施例 COD区分として、5000mg／含有する有機性
廃水に空気を導入して、生物化学的硝化脱窒素処
理をおこない懸濁固形物濃度として15000mg／
の活性汚泥スラリを分画分子量として20万の限外
濾過膜装置に圧力２KgＦ／cm³の条件下に通液して
膜分離をおこなつた。この膜分離においては溶解
性CODの濃縮はおこらず、ほぼ全部が膜を透過
した。膜側残留側のスラリ濃度は懸濁固形物濃度
として25000mg／で、その50％を生物化学的硝
化脱窒素処理系へ返送し、他部を固−液分離に服
する。固−液分離に当つては高分子凝集剤を固形
物に対して１〜1.2％添加し3200〜3500rpmで遠
心分離に服した。その分離液は前記限外濾過膜装
置の供給側へ回送した。

一方膜透過液のCODは約450〜520mg／、燐
酸（PO₄）として720〜740mg／で、この膜透過
液を脱燐処理装置へ送り、塩化第二鉄1200mg／
添加して反応せしめた後、消石灰800mg／を添
加して脱燐し、溶解性燐酸（PO₄）として２〜３
mg／、CODとして170〜200mg／の分離液を
得た。次に過酸化水素10mg／を添加し、活性炭
充填層に導入し、SV＝１で吸着処理したところ、
CODとして20〜25mg／の処理水を得た。

（発明の効果）本発明によれば、し尿等の窒素、燐を含有する
高濃度有機性廃水からCOD値が低く、かつ窒素、
燐の含有量が著しく減少した処理水が得られる。
本発明によれば膜処理で処理した膜透過液を化学
的脱燐及び化学的酸化処理などの組合せで処理す
るために膜処理でCOD値を低下させた廃水から
さらに溶解性の燐、COD、色度成分を十分に除
去できるもので、高度に精製された処理水が得ら
れる。

【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
図である。Ａ：生物化学的硝化脱窒素槽、Ｂ：マイクロポ
ーラス膜乃至限外濾過膜装着セル、Ｃ：脱燐処理
装置、Ｄ：固液分離装置、Ｅ：酸化分解装置、
１：有機性廃水、２：酸素又は空気、３：活性汚
泥スラリ、４：活性汚泥、５：膜透過液、６：分
離液、７：処理液、８：活性汚泥、９：分離助
剤、１０：分離液、１１：スラツジ又はケーキ、
１２：無機及び／又は有機性凝集剤等、１３：脱
燐剤、１４：燐酸含有沈澱、１５：化学的酸化分
解剤。

Claims

【特許請求の範囲】１高濃度有機性廃水を生物化学的分解反応処理
工程で処理すると共に該生物化学的分解反応処理
工程の活性汚泥スラリをマイクロポーラス膜乃至
限外濾過膜によつて膜透過液と濃縮液とに分離
し、前記濃縮液の一部を生物化学的分解反応処理
工程へ返送すると共に、前記膜透過液を化学的脱
燐と化学的酸化、光化学的酸化処理、吸着処理の
うちの少なくとも一つとを組合せて処理すること
を特徴とする高濃度有機性廃水の処理方法。２前記濃縮液の他部を固−液分離装置に導びく
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高
濃度有機性廃水の処理方法。