JPH0352699A - し尿系汚水の処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、し尿系汚水を簡潔な構或で、維持管理も容易
な新規プロセスにより処理し、高度に浄化された処理水
を安定的に得る方法に関する．（従来の技術） 窒素、リン、ＢＯＤ，ＣＯＤ，ＳＳ、色度を多量に含む
し尿系汚水を処理する従来の最も代表的なプロセスは、
第２図に示したフローによるもので、膜分離方式と呼ば
れている。

この方式は、固液分離に限外濾過膜などの膜を用いるも
ので、常に完全な固液分離ができるため、非常に注目を
集めている新方式である。

しかし、この方式は、次のような欠点が未解決であって
、とうてい理想的プロセスとは言えない。

■　生物学的硝化脱窒素工程の発泡がすさまじく、消泡
剤添加と消泡機を設置しないと、泡が溢れ出し、運転不
能になる。

■　粒状活性炭吸着塔に流入する液のＣＯＤが１００ｍ
ｇ／　１程度と高濃度であるため、活性炭吸着塔が破遇
するまでの時間が短かく、かなり頻繁な活性炭再生操作
を必要とするため、維持管理が煩雑である。活性炭処理
コストも高い。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、このような従来の膜方式の重大欠点を解決す
ることを目的とする。すなわち、■　生物学的硝化脱窒
素工程の発泡を適確に防止し、該工程への消泡剤添加と
消泡機の設置を不要にする。

■　活性炭吸着塔の再生頻度を大幅に減少することを可
能にする。その結果、維持管理性を大きく向上させる。

を解決課題とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、し尿系汚水を生物学的硝化脱窒素する脱窒工
程、脱窒工程からの活性汚泥スラリー又は生物処理水に
無機凝集剤および粉末活性炭を添加する凝集及び吸着工
程、吸着工程からの処理液を膜によりスランジと透過水
に分離する膜分離工程、及び前記脱窒工程に該スラッジ
を返送、添加する返送工程、及び前記透過水を粒状活性
炭と接触せしめる接触工程からなることを特徴とする処
理方法である。

本発明において、該スラッジは活性汚泥、凝集工程によ
って、非生物分解性のＣＯＤ成分、色度成分、ＰＯ４”
−イオンなどの汚水或分から不溶化して生成される凝集
フロック、凝集工程で除去されなかったそれら或分を吸
着保持した粉末活性炭等からなる。一方、膜透過水は粒
状活性炭と接触されて、更に残存する汚れ戒分を所望量
除・去して清澄な高度処理水として放流される。

該ｆｉ！透過水は、含有ＣＯＤ量を、２０〜６０ｍｇ，
好ましくは２０〜４０ｍｇ／ｆｆｉ程度含有するように
該吸着工程で粉末活性炭を添加する。言い換えれば、吸
着工程において、粉末活性炭の添加量を被処理水の量及
びその汚水戒分量に応じて厳密にコントロールする管理
を大幅に軽減できると共に、粒状活性炭の寿命を著しく
長期化できる。

粒状活性炭は、吸着能力が低下した時、例えば、放流水
のＣＯＤ濃度が約１５ｍｇ／　Ｑ以上、に達した時に再
生処理される。

また、該膜分離されたスラッジは、返送工程において、
脱窒素工程ヘリサイクルされるが、この時、該スラッジ
の一部を凝集工程の前段に添加、リサイクルすることが
好ましい。

本発明が適用されるフローシ一トの一例を示した第１図
を参照しながら、本発明の一実施態様を詳述する。

し尿系汚水ｌは、まず脱窒工程で処理される．汚水１は
無希釈で、生物学的硝化脱窒素槽２に流入し、硝化・脱
窒され、同時にＢＯＤ、生物分解性ＣＯＤも除去される
。硝化脱窒素槽２の反応型式としては、硝化液循環型、
回分投入型など公知の任意の方法が適用できる。

硝化脱窒素槽２から流出する活性汚泥スラリ−３は、凝
集及び吸着工程で処理される。凝集工程において、該ス
ラリー３はｐＨ調整用のアルカリ剤４と、ＦｅＣＩ！．
，、硫酸アルξ、ポリ塩化アルξ、ポリ硫酸鉄などから
選ばれる無機凝集剤５が添加され、ｐｌ｛４〜６の弱酸
性側で凝集処理を受け、非生物分解性のＣＯＤ戒分、色
度戒分およびｐｏ４’−イオンが不溶化しフロックとな
る。

次に、吸着工程において、凝集処理液は、粉末活性炭６
が添加されて、滞留時間１〜２ｈｒ程度の活性炭接触槽
７に流入し、凝集処理によっても除去されなかったＣＯ
Ｄ、色度戒分を吸着除去する。

活性炭接触槽７のかくはん法は、エアレーシッンによる
のが簡便であり、好都合である。

なお、第１図では、硝化脱窒素槽２における脱窒工程か
らの活性汚泥スラリ−３に、直接凝集剤５を添加するよ
うに示してあるが、活性汚泥スラリ−３を、沈澱、遠心
分離、膜分離など任意の固液分離手段によって、あらか
じめ、活性汚泥の大部分を分離してから、その分離液（
生物処理水）に対し、凝集剤５を添加するようにしても
もちろん差支えない。

しかして、吸着工程からの処理液、即ち、粉末活性炭接
触槽７からの流出液８は、膜分離工程で処理される．こ
こで、流出水８をポンブ９によって、限外濾過膜（ＵＦ
）もしくは、精密濾過膜（ＭＦ）を用いる膜分離部１０
に圧送し、活性汚泥、粉末活性炭、′ａ集フロックなど
のＳＳを完全に膜分離し、ＳＳゼロの膜透過水１１と、
膜分離スラッジ１２に分離する。膜分離スラッジ１２は
、その一部１３を、生物学的硝化脱窒素槽２に供給し、
他部１４を、凝集剤５の注入点の前段にリサイクルさせ
る。

一方、膜透過水１１（ＣＯＤが２０〜４０ｍｇ／１程度
になるように粉末活性炭量６を注入するのが良い）を、
粒状活性炭に接触させるため粒状活性炭吸着塔ｌ５に供
給し、膜透過水中に含まれるＣＯＤｒＩｉ．分を吸着除
去し、高度処理水１６として、公共用水域に放流する。

なおライン１７は、余剰汚泥の排出管であり、汚泥脱水
工程（図示せず）に供給されて、脱水され、ケーキとな
り、そのあと焼却などの処分を受ける。余剰汚泥はライ
ン１７゛　から排出してもよい。

〔作　用〕

本発明においては、生物学的硝化脱窒素槽２に凝集処理
後の残留ＣＯＤ戒分などを吸着した膜分離スラッジ（粉
末活性炭共存スラッジＨ２を供給すると、驚くべきこと
に、同処理工程での発泡が著しく抑止あるいは全くなく
なり、消泡剤の添加が不必要になり、消泡機も不要にな
ることが見出された。このような作用が生じる機構につ
いては、膜分離スラッジ（粉末活性炭共存スラッジ）ｌ
２のどのような作用によるものかはっきりしないが、い
ずれにしてもその添加により上記の作用が顕著に生じる
。すなわち、し尿の無希釈生物学的処理プロセスの最大
の懸案が解決することが見出された。

さらに、膜分離スラッジ（粉末活性炭共存スラッジ）　
１２を凝集工程の前段に循環すると、塩化第２鉄などの
無機凝集剤の所要薬注率２０％ほど節減できることが認
められた。このことは重要な意，、味をもっており、汚
泥発生量が減少し、汚泥処理が合理化できるという大き
な効果が出る。

もう一つの重要な作用としては、粉末活性炭が共存する
凝集スラリーを含有する流出水８を膜分離する場合、粉
末活性炭無共存時に比べ、膜透過流束（フラックス）　
　（ｒｒｒ／ｎ｛・膜・日）が向上することも発見され
た。

更に、本発明では、ＣＯＤＩ度の低い膜透過水を粒状活
性炭と接触させるため、粒状活性炭を長寿命化すると共
に破過活性炭の生物再生処理を容易にする作用がある。

（発明の効果） 以上のような、本発明のフローチャートによると、次の
ような極めて注目すべき効果が現れることが、実験的に
見出された。

すなわち、 ■　凝集処理液中に残留するＣＯＤ、色度威分を吸着し
た粉末活性炭をライン１３から生物学的硝化脱窒素槽２
に供給すると、驚くべきことに、激しく発泡が全くなく
なり、それまでは、消泡剤（シリコーン系、アルコール
系）を添加しないと運転不能であったが、消泡剤の添加
は全く不要になった。

また、消泡機（回転羽根で泡を衝撃破壊するもの）の運
転も不要になった。

■　粉末活性炭のみで、凝集処理水に残留するＣＯＤ、
色度戒分を吸着除去する方法では、原水ＣＯＤ、色度の
濃度の変動に応じて、粉末活性炭の注入率を変化させな
いと、常に良好な処理水質が得られないため、粉末活性
炭の注入率を自動制御する必要が生ずる。しかし、自動
制御用の機器が複雑となり、しかも設備費が高く、メン
テナンスの上でも問題がある。

しかし、本発明の粉末活性炭峠膜分離峠粒状活性炭吸着
という方法によると、最終段に粒状活性炭吸着塔が存在
しているため、原水ＣＯＤ、色度の変動に無関係に、一
定量の粉末活性炭を注入するだけで、常に、安定して良
好な処理水質を得ることが出来る。

しかもその結果として、籾未活性炭の注入率を制御する
必要がなくなるので、集注設備が大きく簡素化できる。

■　さらに、粒状活性炭吸着塔へ流入するＣＯＤ、色度
が従来の方法（生物処理水に無機凝集剤を加えて、凝集
分離後、粒状活性炭吸着により、残留ＣＯＤ、色度を除
去するもの。本発明における粉末活性炭を使用しない方
式である。）よりも、大幅に減少するので、粒状活性炭
吸着塔の活性炭再生頻度が減少し、メンテナンスが簡単
になる。

また、粒状活性炭吸着塔に流入するＣＯＤが少ないので
、活性炭の破過時間が長くなるほか、活性炭の微生物再
生が起きやすい環境条件を設定できる。（従来、活性炭
の生物再生は、活性炭吸着塔に流入する液のＣＯＤ濃度
が低いほど、起きやすいと言われている） 以下、本発明の具体的実施例を説明するが、本発明はこ
れに限定されるものではない。

（実施例） 第１図の本発明フローに従って、本発明を実験した。

表−ｌの水質の除渣し，尿（し尿から異物などを除去し
たもの）を、ＵＦ膜分離工程から排出される粉末活性炭
共存スラッジを供給しつつ、し尿を無希釈で、生物学的
硝化脱窒素処理を行った。

運転条件を表−２に示す。

表−１　除渣し尿水質 表−２ 生物学的硝化脱窒素工程の運転条件 次に、生物学的硝化脱窒素槽２から流出する活性汚泥ス
ラリ−３に、ＦｅＣ　ｌ．をし尿１ｌあたり、２．５〜
２．７ｇ添加し、Ｎ，ＯＨでｐＨ　４．５〜５．０にコ
ントロールし、５　１ｌＩｉｎ攪拌したのち、粉末活性
炭３００　ｍｇ／ｇ一定で注入し、接触槽６でｌｈｒ曝
気撹拌を行った． 次に、チューブラ型限外濾過膜（公称分画分子量１０万
、膜材質ボリスルホン製）で、粉末活性炭とＦｅ　（Ｏ
Ｈ）　ｚと活性汚泥の３者が共存するＳＳを膜分離した
。

υＦ膜透過水（水質を表−３に示す）を、さらに粒状活
性炭吸着塔にＳ　Ｖ　＝　２　（１／ｈｒ）で通水し、
表−３の右欄の水質をもつ活性炭吸着塔処理水（これが
中和されて放流水となる）を得た。

表−３ 粒状活性炭処理水がＣ　Ｏ　Ｄ１５　ｍｇ７１以上に達
するまでの通水日数は１５０日と非常に長時間が可能で
あった， また、ＵＦ膜の透過流束（ｆｌｕｘ）は２．５ｍ’／ｍ
”膜・日と高い値を得た。ＵＦ分離用のポンプ動力費は
３５〜４５円／　ｍ　３　と安価であった。

（比較例） ■　ＵＦ膜分離工程から排出されるスラッジを生物学的
硝化脱窒素槽に供給することなく、汚泥脱水機へ供給し
て脱水するプロセスを採用したところ、生物学的硝化脱
窒素槽に激しい発泡が起き、シリコーン系の消泡剤を１
５０〜２００ｍｇ／　ｌ添加しないと運転不能となった
。

■　生物処理液にＦｅＣｌｘのみを添加し、粉末活性炭
を添加せずに、ＵＦ膜（実施例と同一条件）で膜分離し
、膜透過水を、粒状活性炭吸着塔に供給した。

処理結果を表−４に示す。

表 ４ 粒状活性炭の破過時間（処理水Ｃ　Ｏ　Ｄ１５　ｍｇ／
１以上になるまでの通水日数）は、２５日間であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のフローチャートを示す図。 第２図は、従来のフローチャートを示す図である。 符号の説明 ｌ：し尿系汚水、　２：生物学的硝化脱窒素槽、３：活
性汚泥スラリ−　　４：アルカリ剤、５：無機凝集剤、
　　　６：粉末活性炭、７：活性炭接触槽、　　８：流
出液、 ９：ポンプ、　　　　　　ｌＯ：膜分離部、１ｌ：膜透
過水、　　　　ｌ２：膜分離スラツジ、１３：膜分離ス
ラッジの一部、 １４：膜分離スラッジの他部、 １５：粒状活性炭吸着塔、　　１６：高度処理水１７：
ライン。 （ほか３名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. し尿系汚水を生物学的硝化脱窒素する脱窒工程、脱窒工
   程からの活性汚泥スラリー又は生物処理水に無機凝集剤
   および粉末活性炭を添加する凝集及び吸着工程、吸着工
   程からの処理液を膜によりスラッジと透過水に分離する
   膜分離工程、前記脱窒工程に該スラッジを返送、添加す
   る返送工程、及び前記透過水を粒状活性炭と接触せしめ
   る接触工程からなることを特徴とする処理方法。