JPS61220795A - 高濃度有機性廃水の処理方法 - 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、高濃度有機性廃水、特に有機性汚泥を効率良
く安価に処理する方法に関するものである０ 〔従来の技術〕 従来よシの有機汚泥等の高濃度有機性廃水の一つの処理
方法としては、３０〜３５℃に加温した嫌気性消化槽に
て２０〜２５日間消化処理した後。

その上澄液と消化汚泥とに分離し、上澄液と前記汚泥の
脱水ろ液とを合せ、これに水を加え１０〜２５倍に稀釈
して活性汚泥処理や散水炉床法で浄化してい友。

また、高濃度有機性廃水の他の処理方法としては、廃水
を５〜１５倍の水で稀釈して一段、二段あるいはさらに
三段の好気性消化全行なっていた。

処理時に処理しうる濃度にするために多量の稀釈水を用
いて廃水量を増大せしめる結果、大きな処理設備が必要
であって、建設費がかさむほか、広い設置面積が必要で
あり、しかも多量の水を要するなどの多額の運転費用も
必要であるなどの欠点があった。

次に、第２の好気消化処理法では、多量の余剰汚泥音生
ずる欠点のほか、この場合も多量の稀釈水ｔ−要するの
で、前記の嫌気性処理法と同様の欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる現状に鑑み、高濃度有機性廃水に無稀
釈のま＼硫酸鉄とＣａ０５０〜５６チ、ＳｉＯ２２０〜
３０％、Ａｌ２Ｏ，７〜１０チ、８０３４〜１０％を主
成分とする多孔性無機添加剤と高分子凝集剤とを混和し
、生じた有機物含有凝集物を分離し、そのＦ液を変性槽
にて腐敗菌と通性嫌気性菌とに嫌気性状態下で接触させ
た後、菌効用槽にて（財）＃喚＃絢Φ匈桝沖の空気を吹
き込みながら通性嫌気性菌で処理し、次いで曝気槽群内
にて好気性状態下で好気性菌で処理することを特徴とす
るものである。

〔作用〕

本発明は上記の構成を有するので、高濃度有機性廃水に
硫酸鉄と高分子凝集剤のほかにＣａｂ、ＡｌｔｏｓＳ　
Ｏｓ　’に主成分とする多孔性無機添加剤を添加するこ
とによシ有機性廃水中の固形成分を速やかに凝集せしめ
ると共に、有機性廃水に多量に溶解したＢＯＤ源が添加
剤に吸着され、しかも水中に残留するＢＯＤ源は後の変
性槽、菌効用槽を経て曝気処理されることによシ効率良
く、しかも稀釈水を全く使用しないか、または少量の稀
釈水を使用するのみで小さな設備で安価に処理すること
ができる０ 〔実施例〕 以下、本発明を図示の実施例に従って詳細に説明するこ
ととする。

図において、１は処理すべき高濃度有機性廃水にして、
これは消化汚泥、浄化槽汚泥、生し尿、活性汚泥、下水
生汚泥等の固形物（ＳＳ）の多い高濃度のＢＯＤ源含有
廃水であフ、特に粘着性が高くかつアルカリ度の高いＢ
ＯＤ源含有廃水である。

有機性廃水１は予め貯槽２に１種類のみまたは１２種類
以上の混合状態で貯留された後、送液ポンプ３にて連続
的にスクリーン４内に供給される。

このスクリーン４は有機性廃水１中における直径が約５
ｍｆ越える粗大物５を除去するものにして・例えば適当
な圧力をかけて粗大物中の水分金除く可動式（回転式〕
細目スクリーンが望ましい。このようにして、粗大物の
除去された有機性廃水はＦ液管６を経て受槽７に貯留さ
れる。

次に、有機性廃水は受槽７よツ一定量ずつポンプ８にて
凝集混和槽９に供給される。凝集混和槽９では先ず硫酸
第一鉄等の硫酸鉄が添加され、次いで添加剤と高分子凝
集剤が添加される。硫酸鉄は汚泥中の固形物に対して２
〜１５チとすることが望ましい。硫酸鉄の添加によシ通
常、ｐＨは約５．５〜６．５に低下する。無機添加剤は
ＣａＯ５０〜５６％−３１０２２０〜３０％、ＡｌｚＯ
＋　７〜１０チ、８０３４〜１０％を主成分とする無機
物質である。さらに、Ｍｇ０１〜５％、Ｆ１２０３１〜
５％含有することが望ましい。高分子凝集剤はカチオン
系高分子であることが望ましく、例えばアニリン樹脂塩
酸塩、ポリチオ尿素塩酸塩、ポリエチレンイミン、ポリ
ビニルピリジン共重合体塩、ポリアクリルアミド等が挙
げられる。無機添加剤の添加量は廃水の固形物に対して
１０〜３０％、高分子凝集剤の量は廃水の固形物に対し
て０．０５〜０．５％とすることが望ましい。

凝集混和槽９は攪拌装置を備えておシ、この槽内におい
て廃水と凝集剤等との混和が行なわれ、直径が３〜４霧
程度のフロックが構成スル。

次にフロックが成長した廃水はポンプ１０ｔ−用いて濾
過機１１に供゛給され、濾過が行なわれ、固形物が除去
される。濾過機としては加圧式ベルトプレス型濾過機が
望ましいが、このほか冥空濾過機、加圧濾過機、スクリ
ュープレスなどが使用される。

上述のように、硫酸鉄、高分子凝集剤のほかに。

無機添加剤を使用するので、フロックの成長が促進され
るほか、廃水中の有機成分が多量にフロックに吸着され
、濾過液のＢＯＤ源濃度は略ｙ２瞥減少する。なお、廃
水の濾過効率は極めて優れており、１８〜３０に９・Ｓ
Ｓ／ｍ’−ｈ　という高速度で濾過することができる。

次に、濾過機１１よりのろ液はろ液管１２′ｔ−経て稀
釈することなく変性槽１３にそのま＼導入される。変性
槽１３の入口部には腐敗菌と通性嫌気性菌が供給されて
いるが・これらは後述の菌効用槽１４からの処理水の一
部を返送管１５を経てそのま＼または培養槽を経て得ら
れた培養液として供給される。変性槽１３内では空気が
供給されないため、廃水は嫌気性状態にあり、主として
腐敗菌が優先的に繁殖している。流入廃水中には後述の
菌効用槽１４内で活動する通性嫌気性菌の働きを阻害す
る各種の有害菌体や有害物質が含まれているが、この有
害物質金子め変性槽１３において嫌気性状態で腐敗菌お
よび通性嫌気性菌の存在下で弱化、消滅あるいは分解す
る。なお、変性槽１３内ではｐＨの調整は行なわなくて
も良い。

このようにして、廃水中の菌体は腐敗菌の、存在下で通
性嫌気性菌の数が４Ｘ１０５〜６個／ゴ程度に増殖され
る。変性槽１３で主として活動する腐敗菌としてはバシ
リウス　サプチラス、プチラスメセンテリカス、バシリ
ウスミコイデス、バシリウスシエルアス等である。なお
、この変性槽１３で廃水中のＢＯＤ源の分解が開始し、
後述の菌効用槽１４での分解を容易にしている。

変性槽１３を通過した廃水が連続的に流入されに空気が
供給される。廃水は供給された空気中の酸素によシ嫌気
性状態から通性嫌気性状態に変わり、腐敗菌が減少し、
代って通性嫌気性菌が５×１０　個／ｒｎｌ程度に増加
する。リン酸塩は通性嫌気性菌の繁殖、活性化を助ける
もので、ＢＯＤ量の毒程度が必要でアシ、廃水中にこれ
だけ存在しない場合には添加しなければならない。この
ようにして、各種の通性嫌気性菌の繁殖に伴い、その栄
養源となるＢＯＤ源は各種通性嫌気性菌にて分解される
こととなる。なお、ｐＨが７．５よシ低い場合にはＢＯ
Ｄの除去率が減少するのみならず、窒素、リンの除去率
も減少し、また臭気を多く発生するので好ましくない。

菌効用槽１４は少なくとも２室に多孔性仕切板や廃水が
流通可能に配設された鉄製仕切板等によって分割するこ
とが望ましい。廃水１中のＢＯＤ源は菌効用槽１４内を
連続的に移動する間に通性嫌気性菌によシ高分子状態か
ら次々と低分子状態へと分解するが、この分解の段階に
よって関与する通性嫌気性菌はそれぞれ異なり、例えば
澱粉や蛋白質の分解に関与する通性嫌気性菌は、それぞ
れアセトバクター属などやミクロコツカス属などの菌で
あるが、澱粉や蛋白質の分解生成物である糖類やアミノ
醗の分解には、それぞれストレプトコツカス属などやス
タフィロコッカス属などの菌である。この几め、例えば
菌効用槽１４内における澱粉分解菌（アセトバクター属
など）は菌効用槽１４に入ったばかりのときは比較的少
ないが、徐々に増加してピークに至るも、澱粉の減少と
共に減少する傾向を示すのに対し、糖分解菌（ストレプ
トコツカス属など）はその後、糖分の増加につれて徐々
に増加し、糖分の減少と共に減少する。

このように、養分の増加と共に菌体は増加するが、菌体
の繁殖は養分の増加よりもずれる場合が多い。

そこで、澱粉分解菌が最大となる近傍の廃水の一部を菌
効用槽１４の入口部に返送して菌効用槽１４の入口部に
おける澱粉分解菌の数を増加せしめ・また糖分解菌の最
大となる近傍の廃水の一部を糖分の生成領域に返送せし
めることが望ましい。この場合、澱粉分解菌の返送水の
取出位置と糖分解菌の返送水の返送位置とが近く力るた
め、両者の多量の混合を避けるために両位置の間に廃水
の流通を大きく阻害しない程度の仕切ｂｔ設けることが
望ましい。返送水の取出し位置や返送位置は廃水中のＢ
ＯＤ源の種類によって異なシ、また廃水が各種のＢＯＤ
源を含むときは平均的位置とすることが望ましい。

菌効用槽１４に供給する酸素の量は通性嫌気性菌が要求
する酸素量に到底満たない量に抑制せられ、空気量にし
て望ましくは５〜１０　Ｎｍ”／に９　Ｂ　ＯＤ・日で
ある。このように、酸素の供給量が少ないため、通性嫌
気性菌の酸素要求量は１．５００〜１５．０００■０２
／ｇ菌体・ｈｒという大きな値を示すが、酸素の供給量
は酸素要求量の１７２０〜１／４０程度にすぎないこと
となる。従って、通性嫌気性菌は酸素を得るために廃水
中の酸素含有物をも分解することとなシ、硝酸イオン、
亜硝酸イオン、硫酸イオン、゛亜硫酸イオンなどのほか
、従来よシ処理が困難とされていたフェノール、クレゾ
ール、メラニン、カロチン、リグニンなども容易に分解
することができる。フェノール等が廃水よシ除去され之
後は、活性汚泥処理（曝気処理）が容易となる。

なお、前記の酸素要求量（■０□／９菌体・ｈｒ）は菌
体ＩＩが１時間に消費しうる溶存酸素量（１Ｒ９）を表
わしおシ、従来の活性汚泥処理（標準曝気槽における）
時の酸素要求量は５〜２５〜０２／ｇ・ｈｒであるのに
対し、菌効用槽１４内における菌体の酸素要求量は前述
のように非常に大きい値を示す。

菌効用槽１４内で活動する通性嫌気性菌としては、澱粉
等の炭水化物、油脂、蛋白質、リグニン、糖、アミノ酸
その他を分解する几め次のような各種の菌を使用する。

クロストリディウム属（クロストリデイウムペリングス
、クロストデイウム　シャボアイ〕、アセトバクター、
ミクロコツカス属、ストレプトコツカス属（ラテイツク
　ストレプトコツシイ、ストレプトデユーランス、スト
レプトコツシイス）、スタフィコッカス属（スタフィロ
コッカス　アルバス、スタフィロコッカス　オーラス、
スタフィロコッカス　シトリウス）、カンデイダ属（カ
ンデイダ　トロピカリウス、カンディダ　パラクルセイ
）、バシラシア工科（ハシリウス）、ユーマイシエテス
の変化菌（ミキソマイシエテス、バシドマイセテスつ、
デサルフオビブリオ（スズリラシアエ科）、ラクトバシ
リウス属（レミバクテリウム、シクロバクテリウム）、
シュードモナスエラギノサ、シュードマトリイ、ニーバ
クテリウム（ブチルバクテリウム）、アルスロバクタ−
、コリネバクテリアシェアー工科（コリネバクテリウム
、バシリウス　セルローザス、パシリウスサーモフイフ
イプリンコラス、ペプトコツカス属、シゲラダイセンテ
リアーエ、七ロバクチリア、以上の菌は一例を示したも
のであって、その他の菌も使用することも可能である。

このようにして、菌効用槽１４では高濃度のＢＯＤ源が
稀釈しないで分解され、ＢＯＤが３５〜７０チに減少す
るのみならず、窒素分、リン分、イオウ分も分解され、
窒素分は４０〜７０％、リン分が８０〜９０チ・硫黄分
が１０〜２０チだけ減少する。

次に、菌効用槽１４で処理された処理水は処理水管１ｓ
ｔ−経て曝気槽群１７に導入される。これは曝気槽と沈
澱槽とから構成される。必要に応じてさらに曝気槽と沈
澱槽を付加することができる。

廃水１は・すでに変性槽１３、菌効用槽１４ｔ−通過し
てＢＯＤ源が低分子化されておシ、しかも曝気槽内にお
ける活性汚泥処理を困難にするフェノール、メラニン、
カロチン、リグニン等もすでにかなシ分解されておシ、
さらにＢＯＤ源中の有機物が菌体の増殖に使用され、菌
体は活性汚泥中の原生動物によシ直ちに消化されてしま
うので、従来の活性汚泥法の場合の５〜２５倍という混
合液ＢＯＤ濃度４．０００〜７．８００ｐｐｍであって
も充分に高速度で処理することができる。なお、菌効用
槽１４からの廃水が未だ高濃度である場合には、返送し
た処理水等で稀釈する必要がある場合も生ずるが、稀釈
水は著しく少なくて済み、従来の活性汚泥法の１１５以
下で良い。このため、曝気槽・沈澱槽は従来の活性汚泥
法に比べて小さい設備で良い。特に、曝気槽では、Ｌｖ
負負荷１．５〜１０に９ＢＯＤ／ｒｌＬ３・日、ＬＳ負
荷がｏ、ｓ　〜１．ｏｋｇｎｏＤ／ＪｃｇＭＬＳＳ・日
であるため、曝気槽の大きさは従来の活性汚泥法に比べ
て１１５〜１／２０に小さくすることができる。また、
曝気槽における空気吹込量は１０〜２５Ｎｍ３／ｉｃｇ
ＢＯＤ・日であって、従来の活性汚泥法の１１５〜１／
７とＬＪ）、空気の吹込エネルギーの著しい軽減が計れ
る。また、生成汚泥量も０８０５〜０．２に９Ｓ　Ｓ　
／ｋｆｉ　Ｂ　ＯＤであって、従来の活性汚泥法の１／
３〜１／８程度であるから、脱水のランニングコストが
非常に安上シとなる。

曝気槽群１７で処理されたＭＬＳＳ混合液は沈澱槽１８
に導入され、その上澄水は処理水槽に送られて放流され
、ＭＬＳＳ分はポンプ１９にて曝気槽群１７に返送され
る。なお、処理水槽２０中の処理水の一部は必要に応じ
て曝気槽群１７に導入され、菌効用槽１４からの処理水
をその濃度変化に応じて稀釈することができる。

具体例 高濃度廃水として生し尿（ＢＯＤ１３．　ＯＯＯｐｐｍ
、ＳＳ　４０．０００ｐｐｍ、Ｃ０Ｄ４，５００ｐｐｍ
）’ｉｒ用い、これヲ第イ図に示す工程に従って貯槽２
．スクリーン４．受槽７を経て凝集混和槽９に導入した
。

凝集混和槽９では廃水の固形成分に対して１５％硫酸第
一鉄溶液１５〜１６チを加えてよく混和しく　ｐ：Ｅ（
６，５）・さらに次表の組成の添加剤２，０〜３５チと
高分子凝集剤０．１チとを加えて混和した（ｐＨ７，２
〕。

表 次に、０．３５ｍ巾のベルトプレスＷ濾過機を使用して
１０ｗ７ｍの高速度で濾過を行なった。ろ液の濾過速度
は０．５〜１．１　ｍ”／　ｍ’・ｈ、脱水汚泥の厚さ
は５〜６１１Ｎ１であフ、脱水汚泥の含水率は６２％で
あった。正味固形成分の濾過速度が１５〜３５ｋｇ５Ｓ
／ｒＦ？・ｈの濾過を行なっても戸材の目詰シは全く生
じなかった。ν液のＢＯＤは６４００ｐｐｍに、ＳＳは
２５０〜３５０ｐｐｍに低下し、窒素分は３０％、リン
分は６０％除去された。脱水汚泥の水分率が低いため、
機器の洗浄水は少なくて良かった。

次に、ｐ液を変性槽１３および菌効用槽１４に通してＢ
ＯＤ’ｔ”２３００〜４５００ｐｐｍに低下せしめ、次
の曝気槽群１７にて１．８〜３／ｃ９ＢＯＤ／ｍ”・日
の処理能力で少量の吹込空気量の吹込みでＢＯＤ処理を
した。従来のＢσＤ処理ではＬｖ容量負荷は０．６〜１
．０に９ＢＯＤ／ｍ”・日が基準値として与えられて設
定されているのに対し、本性では３倍以上の能力、１．
８〜３．ｏｋｇＢＯＤ／ｍ”・日の処理能力で吹込空気
量も１／３の少量でＢＯＤ処理を達成できるので、ＳＶ
Ｉは６０〜１００ｃｒ−７ｇと高くなシ、糸状菌も生成
しないｏしかも、Ｌｓ負負荷従来０．０５〜０．２ｋｇ
ＢＯＤ／＃ＭＬＳＳ−日のＳＳ固形物のＢＯＤ負荷が０
．５〜１＃ＢＯＤ／＃・ＭＬＳＳ・日で達成することが
できた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば高濃度
有機性廃水に硫醗鉄と高分子凝集剤のほかにＣａＯ＋　
Ａｌｔｏｓ　Ｉ　ＳＯｓを主成分とする多孔性無機添加
剤を添加することによシ有機性廃水中の固形成分を速や
かに凝集せしめ、高速かつ目詰シなく固形成分を分離す
ることを可能ならしめ、さらに有機性廃水に多量に溶解
したＢＯＤ源が添加剤に吸着され、しかも水中に残留す
るＢＯＤ源は後の変性槽、無菌用槽にて後処理の容易な
菌体にかわシ、曝気処理にて効率良く、しかも稀釈水を
全く使用しないか、または少量の稀釈水を使用するのみ
で小さな設備で安価に処理することが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す工程説明図である０ に有機性廃水　　　２：貯槽 ３：送液ポンプ　　　４ニスクリーン ５：粗大物　　　６，１２：Ｆ液管 ７二受槽　　８．１０．１９：ボンブ ９：凝集混和槽　　　１１ニテ過機 １３：変性槽　　　　１４二菌効用槽 １５：返送管　　　　１６二処理水管 １７：曝気槽群　　　１８二沈澱槽 ２〇二処理水槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高濃度有機性廃水に硫酸鉄と高分子凝集剤とＣａＯ　５
   ０〜５６％、ＳｉＯ＿２　２０〜３０％、Ａｌ＿２Ｏ＿
   ３　７〜１０％、ＳＯ＿３　４〜１０％を主成分とする
   多孔性無機添加剤とを混和し、生じた有機物含有凝集物
   を分離して得たろ液を変性槽にて腐敗菌と通性嫌気性菌
   とに嫌気性状態下で接触させた後、菌効用槽にて空気を
   吹き込みながら通性嫌気性菌で処理し、次いで曝気槽群
   内にて好気性状態下で好気性菌で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。