JPH07116683A - 硅酸添加活性汚泥法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 純粋に生物学的な方法によって生活排水，産
業排水などの汚水の脱リンを行うことである。 【構成】 活性汚泥法において、処理対象原水である汚
水中に硅酸塩を必要量添加して、珪藻類などの硅酸塩を
必須の栄養素とする微生物を発生させて、汚水に含まれ
ているリンを該微生物に過剰吸着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＢＯＤやＣＯＤの高い
生活排水，産業排水などの汚水中に必要量の硅酸塩を添
加して、この汚水中に含まれているリンを効果的に除去
できる硅酸添加活性汚泥法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、わが国の都市沿岸海域の富栄養化
が大きな問題とされている。この富栄養化とは、海水が
過度の栄養状態に至ることにより、植物性プランクトン
が異常増殖して酸素不足を生じさせ、これにより魚介類
及びプランクトンが死滅して、海底にヘドロと呼ばれる
有機底泥が生成されることである。この都市沿岸海域に
おける富栄養化は、窒素・リンを多量に含んだ生活排
水，産業排水などの汚水の海域への流入が原因となって
おり、その防止策として、汚水中に含まれる窒素・リン
の有効な除去が必要となる。窒素除去については、生物
的な硝化・脱窒素法が経済的で効果的な方法として理論
的に確立されているが、リン除去技術については、後述
するような種々のものがあるが、いずれも大きな短所を
有していて、有効な方法が未だ確立されていないのが実
情である。

【０００３】従来のリン除去技術には、大別して薬剤を
使用するものと、これを使用しないものとがある。前者
の技術としては、アルミニウム塩，鉄塩などの金属塩を
原水に添加して、金属塩とリンとを反応させて除去する
「凝集剤添加法」、或いは原水中のリン酸イオンとカル
シウムイオン及び水酸化イオンの反応によって生成され
るヒドロキシアバタイトの晶析反応を利用した「晶析
法」が代表的なものとして挙げられる。この「凝集剤添
加法」は、リン除去機能が高い長所がある反面、発生汚
泥量が増大し、除去されたリンの再利用もできない短所
がある。また、「晶析法」は、発生汚泥量が少ない長所
がある反面、脱炭酸槽，砂ろ過設備などの新たな前処理
設備が必要となる短所がある。これに対して薬剤を使用
しない「生物脱リン法」は、嫌気状態でリンを放出させ
て好気状態で放出したリンを取り込んで、リンを高濃度
化して除去するものであるが、これのみでは除去率が低
いので、結果的には薬剤の使用が必要となる短所があ
る。このように従来のリン除去技術は、いずれも一長一
短があって、その短所が特に大きい。

【０００４】このような「リン除去」の観点から微生物
の能力についてみると、水産学の分野において珪藻類が
必要量のおよそ３０倍のリンを吸着できる能力を持って
いることが知られている。しかも、この珪藻類は植物性
プランクトンでありながら従属栄養で生命が支えられて
いる種類も多く、中にはクロロフィルを持たない白色種
も存在している。この珪藻類の増殖には、窒素・リンと
いった栄養塩のほか、硅酸が不可欠な物質であることも
知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、珪藻類が活
発なリンの取り込み作用を有するという水産学上の知見
に基づいて、活性汚泥法によって生活排水，産業排水な
どの汚水中に含まれるリンを効果的に除去することを課
題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
の本発明の採用した手段は、汚水中に空気を吹き込みつ
つかく拌させて、好気性微生物の作用によってフロック
状の活性汚泥を生成させて汚水処理を行う活性汚泥法に
おいて、処理対象原水である汚水中に硅酸塩を必要量添
加して、珪藻類などの硅酸塩を必須の栄養素とする微生
物を発生させて、汚水に含まれているリンを該微生物に
過剰摂取させて、汚水中からリンを除去することであ
る。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に
説明する。図１は、本発明を実施するための回分式の活
性汚泥処理装置の概念図である。原水槽１には、ＢＯＤ
やＣＯＤや他の生活排水，産業排水などの処理対象原水
である汚水が貯水され、この原水槽１内の汚水は、ポン
プＰ₁ によってスクリーン２を通って流量調整槽３に定
期的に送り込まれる。このスクリーン２によって汚水に
含まれる粗大固形物が除去される。粗大固形物が除去さ
れた流量調整槽３内の汚水は、ポンプＰ₂ によって定期
的に回分処理槽４に送り込まれる。

【０００８】この回分処理槽４は、連続式の活性汚泥処
理装置における曝気槽と沈澱槽とを兼用させたものであ
って、その底部に曝気用のエアレータ５が設けられてい
て、内部の汚水に対して定期的に曝気を行って酸素の供
給を行う。このエアレータ５には、ブロワ（図示せず）
からの低圧の空気が供給されて、処理対象汚水の内部に
おいて噴出し、これにより汚水はかく拌される。また、
エアレータ５から汚水内に空気が供給され続けると、そ
の溶存酸素濃度（ＤＯ）は高まるので、これを検出する
ためのＤＯコントローラー６が設けられて、溶存酸素濃
度（ＤＯ）が自動制御されている。

【０００９】この回分処理槽４においては、流量調整槽
３から処理対象汚水を送り込む汚水流入工程と、前記エ
アレータ５から空気を噴出させて汚水内に酸素の供給を
行う曝気工程と、生成された活性汚泥を沈澱させる沈澱
工程と、上層の上澄水を放流させる放流工程とが連続し
て繰り返される。また、ゼオライト，硅酸カルシウム，
黒曜石，貝化石などの硅酸粉末と腐植とを主体にしたペ
レットを作り、このペレットと軽石とをステンレス容器
に充填して、この容器内において曝気しながら汚水を通
過せしめる構造のリアクター７が設けられていて、回分
処理槽４内の汚水は、ポンプＰ₃ によってこのリアクタ
ー７に送り込まれた後に、その一部は、回分処理槽４内
に戻されて、このリアクター７を含む流路を循環し、そ
の間に汚水に硅酸が繰り返して添加される。リアクター
７の部分で硅酸が添加された汚水のうち回分処理槽４に
戻されなかったものは、流量調整槽３に返送されるよう
に構成されている。このようにして、汚水がリアクター
７の部分を循環する間に、この汚水に硅酸が繰り返して
添加される構造になっている。リアクター７の部分にお
いて硅酸を添加された汚水の一部を流量調整槽３に返送
するのは、曝気前において予め汚水に硅酸を添加してお
くためである。前記リアクター７は、汚水流入工程と曝
気工程との間においてのみ曝気されて、他の工程の間に
おいては曝気が停止される。

【００１０】そして、汚水流入工程及び曝気工程におい
てのみ、ポンプＰ₃ 及びリアクター７を作動させて、回
分処理槽４内の汚水に硅酸を添加して汚水処理を行う
と、好気性微生物の集まりであるフロック（これが「活
性汚泥」と称される）が形成され、沈澱工程において、
このフロックは回分処理槽４の底部に沈澱して、処理槽
４の上層部は浄化される。この沈澱工程の後に、回分処
理槽４の上層部において浄化された上澄水は、放流され
て放流調整槽８に貯水されると共に、回分処理槽４の底
部に沈澱した汚泥は、ポンプＰ₄ によって汲み出され
て、汚泥貯留槽９に貯留される。

【００１１】上記例は、本発明を回分式の活性汚泥法に
実施したものであるが、曝気槽と沈澱槽とが分離してい
て、曝気槽は常時稼動している連続式のものに本発明を
実施することも可能である。また、硅酸の添加方法につ
いても、上記のような曝気構造のエアレータの部分に汚
水を循環させると、汚水に対する硅酸の溶存率が高まる
利点があるが、ただ単に粉末状のものを投入してもよ
く、その添加方法自体は全く制限されない。

【００１２】本発明に係る活性汚泥法は、処理対象原水
である汚水に硅酸を添加することを特徴としており、図
２に、曝気槽が常時稼動している連続式の活性汚泥法に
おいて本発明を実施して汚水処理した水質を１年を通し
て毎月測定したリン除去のデータが示されている。処理
前の流入水に含まれていたリンは、処理水においても高
率で除去され、放流水に至っては年平均９５％に近い高
率でリンが除去されたことが分かる。なお、この連続式
の活性汚泥法においても、汚水に対する硅酸の添加方法
は、上記したリアクター７と同一構造のものを用いて行
った。このように、硅酸添加によって汚水中のリンが除
去されるのは、硅酸添加によって汚水原水の基質が変え
られて、活性汚泥微生物内にこの硅酸塩を必須の栄養素
とする珪藻類が増殖され、この珪藻類が汚水原水に含ま
れているリンを過剰に摂取（吸着）したことが原因と思
われる。

【００１３】

【発明の効果】本発明は、活性汚泥法において、処理対
象原水である汚水中に硅酸塩を必要量添加して、珪藻類
などの硅酸塩を必須の栄養素とする微生物を発生させ
て、汚水に含まれているリンを該微生物に過剰摂取さ
せ、これにより汚水中からリンを除去することを特徴と
する純粋に生物的な脱リン法であるので、以下のような
諸効果が奏される。 （１）薬剤を使用する凝集法では、微生物の作用により
生成される本来の活性汚泥の他に凝集剤の使用に基づく
汚泥が別途発生して、結果的に発生汚泥量が増大するの
に対して、本発明は、薬剤を一切使用しない純粋な生物
脱りん法であるので、発生汚泥量の増大は全くない。 （２）薬剤使用の凝集法では、アルミニウム塩，鉄塩な
どの金属塩とリンとを反応させて除去しているために、
除去されたリンは、この金属塩と強固に結びついてい
て、植物に対して肥料として利用されにくい形態である
のに対し、本発明において珪藻類に取り込まれるリン
は、このようなことがなく、肥料として植物に利用され
易い形態であるので、除去されたリンの再利用が可能と
なる。 （３）土壌の主成分であって、地球上に多量に存在する
硅酸を利用しているために、実施が容易で、しかも実施
による二次公害を生じさせない。 （４）硅酸の添加により汚水中に発生する珪藻類は、無
機質の殻を有していて、主要活性汚泥微生物よりも大き
いので、発生汚泥の脱水時において、ろ布などに対して
目詰まりを起こしにくく、この結果、汚泥の脱水処理時
における脱水性の向上が期待できる。 （５）処理対象である汚水原水に何らかの形で硅酸を添
加すればよいので、既設の設備でもって簡単に実施可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための回分式の活性汚泥処理
装置の概念図である。

【図２】本発明による脱リンの測定データを示す図であ
る。

【符号の説明】

１：原水槽 ２：スクリーン ３：流量調整槽 ４：回分処理槽 ５：エアレータ ６：ＤＯコントローラー ７：リアクター ８：放流調整槽 ９：汚泥貯留槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚水中に空気を吹き込みつつかく拌させ
   て、好気性微生物の作用によってフロック状の活性汚泥
   を生成させて汚水処理を行う活性汚泥法において、処理
   対象原水である汚水中に硅酸塩を必要量添加して、珪藻
   類などの硅酸塩を必須の栄養素とする微生物を発生させ
   て、汚水に含まれているリンを該微生物に過剰摂取させ
   て、汚水中からリンを除去することを特徴とする硅酸添
   加活性汚泥法。