JPH02116B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は下水、し尿、各種産業廃水中に含まれ
るリン及び窒素を回転円板法を利用して除去する
装置に関するものである。

廃水中のリンの除去方法としては、従来から活
性汚泥プロセス中において、アルミニウム塩、鉄
塩あるいは石灰などを添加し、廃水中のリンを化
学的に沈殿する方法と三次処理として同様の薬品
によつて凝集沈殿する方法が主として行われてい
る。これらの方法は薬品を使用するため、そのコ
ストが高くなること、また汚泥の発生量が多いた
め、汚泥処理に要するコストも膨大になる欠点が
ある。そこで生物学的なリンの除去方法が提唱さ
れている。この方法は、活性汚泥プロセスにおい
て廃水中のリンを好気微生物を摂取させて除去す
るとともに、摂取したリンを嫌気条件の下で少流
量の流れの中に放出せしめ、これに石灰を少量添
加し、リンを沈殿除去しようとするものである。
この方法によれば従来では廃水の全量に対して凝
集沈殿用の薬品を添加する必要があつたのに対
し、少量に注入すればよいため薬品の使用量を大
巾に低減することができる。また発生する汚泥の
量も減少するため、汚泥処理に要するコストも同
時に低減することができる利点がある。

この方法は、活性汚泥プロセスにおいて、ある
好気条件における微生物は、通常の増殖に必要な
量以上のリンを過剰に摂取し、逆に嫌気条件下で
は、一度摂取したリンを放出する現象を利用した
もので、廃水中のリンを活性汚泥を利用して、濃
縮し薬品によつて沈殿除去するものである。

リンを活性汚泥で除去するためには、処理に関
与する汚泥が好気、嫌気の環境をくり返し経るこ
とが必要条件となる。すなわちある期間嫌気的で
飢餓状態におかれた活性汚泥はリンの溶出現象を
起し、周囲の液中にリンを放出する。しかしこの
汚泥を好気的条件にし、リンを与えると逆に一般
の摂取量よりも過剰のリンを体内に取り込み始め
る。回転円板法では大部分の活性汚泥は円板体に
固着しているため、活性汚泥法のように活性汚泥
を好気槽と嫌気槽の間を循環させることができな
い。そこで本発明では同一槽において好気、嫌気
の状態を交互にくり返し、リンの過剰摂取と放出
現象を起こすようにしたものである。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであつ
て、生物学的リン除去法の利点を生かし、さらに
回転円板法の利点も加えて、より効率的に廃水中
のリンを除去しようとするものである。すなわち
複数の回転円板装置において槽内の水位を回転円
板体が全水没するまで上昇させることができる構
造とし、この水位の上下によつて好気嫌気運転を
くり返し行い、さらに上記の好気嫌気運転を異な
る回転円板槽で常に並行して行わせるものとし
て、連続的に廃水中のリンを除去するものであ
る。回転円板槽は槽内水位を回転円板体が全水没
するまで上昇させた状態で運転を行うと、回転円
板の回転は槽内液の撹拌を行うだけで大気と槽内
液との接触がないため槽内は嫌気性の雰囲気が維
持される。一方槽内の水位を回転円板体の一部が
水没する状態で運転すると回転円板の回転によつ
て槽内液の撹拌と大気との接触が活発に行われる
ために槽内は好気的な雰囲気が保たれる。従つて
同一の回転円板槽において槽内の水位を変化させ
ることで、好気及び嫌気の交互運転が可能とな
る。上記のような運転は回分式となるため、連続
的な処理を行うために、複数の回転円板装置を設
置し、常に並行して好気嫌気運転を行うこととし
た。以上のような工夫を施すことによつて回転円
板法を利用して生物学的に廃水中のリンを濃縮す
ることが可能となり、従来法に比して、より安価
な運転コストでリンの除去を行うことができる。
また本装置内で好気と嫌気の回転円板槽が存在す
るため、リンを除去すると同時に廃水中の窒素の
硝化、脱窒反応も遂行することができ、一部の窒
素の除去も可能となる。

次に本発明の詳細を実施例により説明する。第
１図は本装置に使用する回転円板槽の一例であ
る。回転円板体Ｂを槽Ａ内に設置し、駆動装置Ｃ
によつて回転させる。好気的な運動を行う場合は
槽Ａ内の水位をＥの位置に調節する。この位置は
回転円板体の一部が水没する状態であればよいが
円板の全表面が槽内液と接触し、酸素の供給を充
分に保つためには、一般には回転円板体を40〜50
％浸漬させる位置が望ましい。逆に嫌気的な運転
を行う場合は槽Ａ内の水位をＤの位置に上昇さ
せ、回転円板体Ｂを水中に全水没させる。

これらの水位の変動は槽壁に設けた流出管ある
いは流入管の弁の開閉操作によつて行う。流入液
は連続的に流れて居るのでバルブの操作に依つて
嫌気性槽を全水没させる事が出来る。

第２図及び第３図は本発明のフロー例の１例で
ある。まず第２図に示すように有機物及びリンを
含んだ廃水は、No.１回転円板槽１に導びかれる。
この槽では槽内の水位を回転円板体の一部が水没
する状態で運転し、好気的な処理が行われる。こ
こで有機物及びリンが除去される。次にこの流出
液は沈殿槽２で固液分離されリンを含まない処理
水として放流される。これと同時に上記流出液の
一部３をNo.２回転円板槽４に導く、この槽は槽内
の水位を回転円板体が全水没する状態で運転し嫌
気的な処理が行われる。このため槽内のリンの少
い液側に固定汚泥膜中のリンが放出される。

そしてリンを多く含んだ流出液を凝集槽５に導
びき凝集剤を添加する。この液はリン化合物の沈
殿汚泥を含み沈殿槽２に流入し、好気処理された
流出液と混合されて汚泥を分離しリンを含まない
処理水として放流される。この運転を一定時間継
続した後次に第２図に示すフローに運転を切換え
る。すなわち廃水の導入をNo.２回転円板槽４に移
しこの槽の水位を回転円板体の一部が水没する状
態まで下げて、好気性運転に切換える。この槽で
は活性汚泥が前記の運転で嫌気性に維持されてい
たため、リンの放出が行われており、有機物とリ
ンを含む廃水が流入し好気的な雰囲気に変換する
と、有機物を除去すると同時に過剰にリンを摂取
することになる。この処理液は沈殿槽２に移され
固液分離されて放流される。またNo.１回転円板槽
１にはこの処理液の一部６が除々に導入されて槽
内の水位が上昇し、回転円板体が全水没する位置
で止める。この状態で自動的に槽内は嫌気的な運
転に移行していく。ここで好気状態時に過剰に摂
取された活性汚泥中のリンはほとんどが液側に放
出される。この放出液は凝集槽５に導かれ、凝集
剤が添加されて沈殿槽２に流入し、ここでリン化
合物は汚泥と共に沈降分離され、好気処理された
水と共に放流される。本方式は以上の運転を切換
えてくり返して行うことにより連続的に廃水中の
有機物とリンを除去する。

次に窒素を含む廃水に対しても本方式を適用す
ることでリンと同時に一部の窒素を除去すること
ができる。すなわち、窒素を含む廃水は、好気性
槽で有機物とリンが除去されると同時に硝化反応
が起り、有機性窒素、アンモニア性窒素は亜硝
酸、硝酸に酸化される。

この液は沈殿槽に移つて固液分離され放流され
るが一部は嫌気性槽に導びかれる。ここでリンの
放出と共に亜硝酸、硝酸は脱窒菌の働きによつて
脱窒される。この場合、有機炭素源としてメタノ
ールなどが添加される。この結果嫌気性槽の流出
液は窒素を含まず、リンを多く含むことになる。
これに凝集槽で薬品を添加し、リンを沈殿させ沈
殿槽に導いて放流する。従つて嫌気性槽に通液し
た分だけの窒素は完全に除去され、残りの液は有
機性窒素、アンモニア性窒素を含まないことにな
る。廃水中の総窒素の除去率は嫌気性槽に通液し
た量によつて決められる。

第２図、第３図で示した例ではリンを殿除去す
るために凝集剤を添加した液を、好気性処理した
流出液と混合させて同一の沈殿槽で固液分離して
いるが、別途に凝集沈殿用の沈殿槽を設けても支
障はない。この場合、装置の規模は大きくなるが
リン化合物を含む汚泥を好気生物処理の汚泥から
分離して引き抜くことができる。一方薬品による
凝集汚泥と好気生物処理汚泥を混合して沈殿させ
る場合は、凝集フロツクの影響により固液分離が
より効果的に行われる。凝集剤にはPAC（ポリ塩
化アルミニウム）、硫酸バンド、鉄塩などを使用
するが、廃水中にアルカリ度が不足する場合はア
ルカリ剤の添加が必要である。また石灰を使用す
る場合はPHを10以上に上げるため、石灰添加沈殿
分離後処理水PHの再調整が必要である。回転円板
槽の好気嫌気の運転の切換え時間は嫌気性槽での
活性汚泥膜からのリンの放出速度によつて決めら
れる。下水処理の場合、嫌気雰囲気下での活性汚
泥からのリンの放出は６〜８時間で完遂すること
が知られており、本方式でもこの程度のサイクル
時間ですることが必要である。また嫌気性槽に通
水する量は少量ほど凝集剤の添加量を減少させる
ことができるが、リンの放出速度と液中のリン濃
度との関係、嫌気性運転の時間などによつて決め
られる。窒素の除去を行う場合、好気性槽の滞留
時間は硝化反応が進行するに充分な時間を設定す
る必要がある。同時に嫌気性槽においても脱窒反
応を完遂させるに足る滞留時間を持たせる。嫌気
性槽に通水する量は、大きくなるほど全体の総窒
素除去率は向上する。

回転円板法を利用して廃水中の有機物及びリン
を除去する場合、従来の方式では、まず回転円板
槽において有機物を好気性処理し、次にその処理
液に対して凝集剤を添加しリンを沈殿除去するの
が一般的であり、この方法によると廃水全量に対
して凝集剤を添加する必要があり薬品のコストが
膨大となり、また発生する汚泥量も多く、このた
めの処理、処分のコストも非常に高くなる欠点が
ある。

一方これに対し本発明においては、回転円板の
活性汚泥膜によるリンの濃縮作用を利用するた
め、少量の廃水に対して凝集剤を添加すれば良
く、薬品のコストあるいは発生する汚泥の処理処
分コストを大巾に低減することができる。回転円
板槽を追加することによる運転動力の増加は２槽
を並設し駆動装置を共用することにより少くでき
る。また一般の活性汚泥プロセスの脱リン法でで
は、嫌気性リン放出槽での汚泥とリン濃厚液との
分離に苦心が払われているが、本発明では回転円
板槽を利用しているため、常時槽内が撹拌され、
固定活性汚泥膜とリン濃厚液との分離は容易に行
われる。以上のように本発明は、回転円板法の従
来からの特徴である運転管理が容易であること、
運転コストが安価であることなどが生かされ、さ
らに活性汚泥膜のリンの濃縮作用を利用して、従
来法よりより安価な薬品、汚泥処理コストで廃水
中のリン除去あるいは合せて窒素の除去を可能と
したものである。

尚、以上の記述中回転円板槽に限らず広く回転
接触槽でも同様な事を行うことが出来る。

実施例 １ 下水を対象に本方法の実施テストを行つた。回
転円板装置は円板の直径は473mmφ、全有効表面
積は13.5m²、槽容量は好気運転の場合90、嫌気
運転の場合184で円板回転数は13rpm一定とし
た。処理量を60／Ｈとし、このうち半分の30
／Ｈを嫌気槽に循環してその流出液に石灰を添
加する運転において、BOD除去率90％Ｔ−Ｐ除
去率90％以上の結果が得られた。この場合の流入
下水のBODは51〜233mg／Ｔ−Ｐは6.7〜11.0
mg／である。石灰はCaOで約300mg／添加し
たが、これは全処理量の半分量に対して加えたた
め使用量は従来法に比して半分に低減された。

実施例 ２ 実施例１と同じ下水を対象とし、同じ回転円板
装置を使用してリンと同時に窒素除去のテストを
行つた。処理量を40／Ｈとし、このうち半分の
20／Ｈを嫌気槽に循環して、その流出液に石灰
を添加する運転においてBOD、Ｔ−Ｐ、NH₄−
Ｎのそれぞれの除去率は90％以上の結果が得られ
た。ただしNOx−Ｎは処理水中に流入NH₄−Ｎ
濃度の約50％は残存した。この場合の流入下水の
BODは51〜233mg／、Ｔ−Ｐは6.7〜11.0mg／
、NH₄−Ｎは16.2〜28.4mg／である。石灰は
CaOで約300mg／添加したが、これは全処理量
の半分量に対して加えたため使用量は従来法に比
して半分に低減された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する回転円板槽の１例の
断面図であり、回転円板体を半水没で使用する場
合と全水没で使用する場合を示す。第２図、第３
図は本発明方法のフローの１例で、適当な時間を
置いて第２図から第３図に切り換え交互に運転す
る。 主要なる部分を表す符号の説明：１：No.１回転
円板槽、２：沈殿槽、３：流出液の１部、４：No.
２回転円板槽、５：凝集槽、６：処理液の１部、
Ａ：回転円板槽、Ｂ：回転円板体、Ｃ：駆動装
置、Ｄ，Ｅ：水位。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 槽内の水位を変化させることにより、回転円
   板体の一部及び全体を随時水没させることができ
   る構造とした回転円板槽を２槽以上設置し、一系
   統では回転円板槽の水位を回転円板体の一部を水
   没させる状態で運転し、有機物とリンを含む廃水
   を導いて、好気的に有機物とリンを除去し、他の
   系統では回転円板槽の水位を回転円板体の全体を
   水没させる状態で嫌気的に運転し、前記好気処理
   を行つた処理水の一部を後者の嫌気性槽に導い
   て、嫌気的運転を行い、活性汚泥膜中のリンを放
   出させた後、この放出されたリンを凝集沈殿によ
   つて除去する二系統からなる装置で、二系統間で
   交互に運転を切換えることによつて連続的に有機
   物及びリンを除去する廃水処理方法。 ２ 槽内の水位を変化させることにより、回転円
   板体の一部及び全体を随時水没させることができ
   る構造とした回転円板槽を２槽以上設置し、一系
   統では回転円板槽の水位を回転円板体の一部を水
   没させる状態で運転し、有機物とリンと窒素を含
   む廃水を導いて、好気的に有機物とリンの除去及
   び窒素分の硝化を行い、他の系統では回転円板槽
   の水位を回転円板体の全体を水没させる状態で運
   転し、前記好気処理を行つた処理水の一部を後者
   の嫌気性槽に導いて、嫌気的運転を行い、窒素酸
   化物の脱窒処理及び活性汚泥膜中のリンの放出を
   行い、この放出されたリンを凝集沈殿によつて除
   去する二系統からなる装置で、二系統間で交互に
   運転を切換えることによつて、連続的に有機物、
   リン及び窒素を除去する廃水処理方法。