JPWO2006009125A1 - 余剰汚泥引き抜きの少ない排水処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
公害防止技術と法規編集委員会編、「五訂・公害防止の技術と法規(水質編)」、産業環境管理協会発行、第7版、平成13年6月12日、P197 「環境保全・廃棄物処理 総合技術ガイド」、工業調査会、平成14年2月12日発行、p.70 「バイオテクノロジー活用の高機能型活性汚泥法」、技報堂出版、平成元年5月1日発行、p.150。
2 脱窒槽
3 硝化槽
4 全酸化槽
5 沈殿槽
6 凝集剤
7 膜濾過水又は上澄み
8 硝化槽からの返送配管
9 膜濾過水又は上澄みの返送配管
10 返送汚泥
11 有機物
12 膜濾過装置
13 返送汚泥
14 ポンプ
有機(高分子)凝集剤としては、ポリアクリルアミド、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム、マレイン酸共重合物、水溶性アニリン、ポリチオ尿素、ポリエチレンイミン、第4級アンモニウム塩、ポリビニルピリジン類、ポリオキシエチレン、苛性化デンプンなどが挙げられる。
図1に示すフローに従い、容量が320m3の担体流動曝気槽、容量が240m3の全酸化槽および容量が50m3の沈殿槽からなる排水処理装置を用いて、400m3/日の化学排水の処理を行った。担体流動曝気槽には、アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル担体(直径約4mm)を32m3投入した。また担体流動槽で処理された排水に対し10mg/Lのポリ塩化アルミニウム(無機凝集剤)を添加した。本発明に基づき、担体流動曝気槽におけるBOD容積負荷が2.5kg/m3・日で運転したところ、全酸化槽におけるMLSSが徐々に増加したが、BOD汚泥負荷が0.05kg−BOD/kg−MLSS・日になったときには、全酸化槽におけるMLSSが約10000mg/Lでほぼ一定となった。
図8に示すフローに従い、各槽の容積、排水量、排水負荷を実施例と同じとし、凝集剤を添加せず全酸化槽のs−BOD汚泥負荷を0.05Kg−BOD/Kg−MLSS.日以下として排水処理実験を行なった。その結果、汚泥が分散し沈殿槽で汚泥が分離できず、返送汚泥濃度が約700mg/L程度まで低下し、全酸化槽内MLSSは約600mg/Lとなった。また、処理水のBODは約300mg/L、SSは約600mg/Lと著しく悪かった。
図9に示すフローに従い、各槽の容積、排水量、排水負荷を実施例と同じとし、実施例で示す全酸化槽を活性汚泥槽とし、凝集剤を添加せず、活性汚泥槽内で沈降性の良い汚泥を得るため活性汚泥槽のs−BOD汚泥負荷が0.15Kg−BOD/Kg−MLSS.日になるように活性汚泥槽へ原水を一部分注して排水処理実験を行なった。約2ヶ月間の連続運転を実施した結果、活性汚泥槽のMLSSは約3500mg/Lを推移し沈降性の良い汚泥であった。また、活性汚泥槽内のs−BOD汚泥負荷は0.10から0.15Kg−BOD/Kg−MLSS.日であった。処理水のBODは10mg/L以下、SSは約20mg/L以下で良好であった。余剰汚泥発生率は原水BOD量に対し約15%であった。また、沈殿槽の汚泥界面が日々上昇するため、毎日汚泥の引抜きを行なう必要があった。
図10に示すフローに従い、担体流動槽および全酸化槽の槽容積、排水量、排水負荷を実施例と同じとし、凝集剤を添加せず、全酸化槽に膜濾過装置を設置し、濾過水を処理水として放流する設備において排水処理試験を実施した。全酸化槽内MLSSは試験開始から徐々に増加したが、s−BOD汚泥負荷が0.05Kg−BOD/Kg−MLSS.日になったときには全酸化槽内MLSSは約10000mg/Lでほぼ一定となった。その後、1ヶ月間汚泥引抜きなしで運転したところ全酸化槽内MLSSは約10100mg/Lとなった。その際の処理水BODは5mg/L以下、SSは0mg/Lであった。しかし、排水量400m3/日を濾過するため33m2の中空糸膜が12本必要であり、ランニングコストは凝集剤を添加する場合の約5倍であった。
図2に示すフローに従い、容量が30m3の脱窒槽、容量が30m3の硝化槽、容量が25m3の全酸化槽および容量が25m3の沈殿槽からなる排水処理装置を用いて、アンモニア性窒素が50mg/L、BODが200mg/L、排水量が200m3/日の化学排水の処理を行った。脱窒槽および硝化槽には、アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル担体(直径約4mm)を各3.3m3投入し、硝化槽から脱窒槽へは600m3/日で排水を返送した。また硝化槽で処理された排水に対し10mg/Lのポリ塩化アルミニウム(無機凝集剤)を添加した。さらに、沈殿槽出口から脱窒槽へは600m3/日で排水を返送した。本発明に基づき、脱窒槽および硝化槽の窒素容積負荷が0.3kg/m3・日で運転したところ、全酸化槽におけるMLSSが徐々に増加したが、全酸化槽におけるBOD汚泥負荷が0.05kg−BOD/kg−MLSS・日になったときには、全酸化槽におけるMLSSが約5000mg/Lでほぼ一定となった。凝集剤は、運転開始から約1ヶ月間連続供給したが、その後は無添加とし、約1ヶ月間は汚泥引抜きなしで運転ができた。その際の全酸化槽内MLSSは5050mg/Lに微増していた。MLSSが微増することから、数年に一度、汚泥の一部引き抜きは必要と推定されるが、大幅な余剰汚泥削減となる。1ヶ月間での余剰汚泥発生率は原水BOD量に対し約1%であった。その時の処理水の全窒素は12.5mg/L以下、BODは5mg/L以下、SSは約20mg/L以下で良好な処理水であった。
図3に示すフローに従い、容量が270m3の脱窒槽、容量が270m3の硝化槽、容量が100m3の全酸化槽および容量が250m3の沈殿槽からなる排水処理装置を用いて、アンモニア性窒素が40mg/L、BODが160mg/L、排水量が2000m3/日の化学排水の処理を行った。脱窒槽および硝化槽には、アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル担体(直径約4mm)を各27m3投入した。また硝化槽で処理された排水に対し10mg/Lの硫酸アルミニウム(無機凝集剤)を添加した。さらに、沈殿槽出口から脱窒槽へは6000m3/日で排水を返送した。本発明に基づき、脱窒槽および硝化槽の窒素容積負荷が0.3kg/m3・日で運転したところ、全酸化槽におけるMLSSが徐々に増加したが、全酸化槽におけるBOD汚泥負荷が0.05kg−BOD/kg−MLSS・日になったときには、全酸化槽におけるMLSSが約10000mg/Lでほぼ一定となった。凝集剤は、運転開始から約1ヶ月間連続供給したが、その後は無添加とし、約1.5ヶ月間は汚泥引抜きなしで運転ができた。その際の全酸化槽内MLSSは10150mg/Lに微増していた。MLSSが微増することから、数年に一度、汚泥の一部引き抜きは必要と推定されるが、大幅な余剰汚泥削減となる。1.5ヶ月間での余剰汚泥発生率は原水BOD量に対し約1%であった。その時の処理水の全窒素は10mg/L以下、BODは5mg/L以下、SSは約20mg/L以下で良好な処理水であった。
図4に示すフローに従い、容量が270m3の硝化槽、容量が270m3の脱窒槽、容量が100m3の全酸化槽および容量が250m3の沈殿槽からなる排水処理装置を用いて、アンモニア性窒素が40mg/L、排水量が2000m3/日の化学排水による処理実験を実施した。硝化槽および脱窒槽には、アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル担体(直径約4mm)を各27m3投入し、脱窒槽へはメタノールを24Kg/日で添加した。また硝化槽で処理された排水に対し10mg/Lの硫酸アルミニウム(無機凝集剤)を添加した。さらに、沈殿槽出口から脱窒槽へは6000m3/日で排水を返送した。本発明に基づき、硝化槽および脱窒槽の窒素容積負荷が0.3kg/m3・日で運転したところ、全酸化槽におけるMLSSが徐々に増加したが、全酸化槽におけるBOD汚泥負荷が0.05kg−BOD/kg−MLSS・日になったときには、全酸化槽におけるMLSSが約10000mg/Lでほぼ一定となった。凝集剤は、運転開始から約1ヶ月間連続供給したが、その後は無添加とし、約1.5ヶ月間は汚泥引抜きなしで運転ができた。その際の全酸化槽内MLSSは10150mg/Lに微増していた。MLSSが微増することから、数年に一度、汚泥の一部引き抜きは必要と推定されるが、大幅な余剰汚泥削減となる。1.5ヶ月間での余剰汚泥発生率は原水BOD量に対し約1%であった。その時の処理水の全窒素は10mg/L以下、BODは5mg/L以下、SSは約20mg/L以下で良好な処理水であった。
図11に示すフローに従い、各槽の容積、排水量、排水負荷を実施例2と同じとし、凝集剤を添加せず全酸化槽のs−BOD汚泥負荷を0.05Kg−BOD/Kg−MLSS.日以下として排水処理実験を行なった。その結果、汚泥が分散し沈殿槽で汚泥が分離できず、返送汚泥濃度が約700mg/L程度まで低下し、全酸化槽内MLSSは約600mg/Lとなった。また、処理水の全窒素は約90mg/L、BODは約300mg/L、SSは約600mg/Lと著しく悪かった。
図12に示すフローに従い、硝化槽、脱窒槽および全酸化槽の槽容積、排水量、排水負荷を実施例4と同じとし、凝集剤を添加せず、全酸化槽に膜濾過装置を設置し、濾過水を処理水として放流する設備において排水処理試験を実施した。全酸化槽内MLSSは試験開始から徐々に増加したが、s−BOD汚泥負荷が0.05Kg−BOD/Kg−MLSS.日になったときには全酸化槽内MLSSは約10000mg/Lでほぼ一定となった。その後、1ヶ月間汚泥引抜きなしで運転したところ全酸化槽内MLSSは約10100mg/Lとなった。その際の処理水全窒素は10mg/L以下、BODは5mg/L以下、SSは0mg/Lであった。しかし、排水量2000m3/日を濾過するため33m2の中空糸膜が60本必要であり、ランニングコストは凝集剤を添加する場合の約5倍であった。
図13に示すフローに従い、容量が30m3の脱窒槽、容量が30m3の硝化槽、容量が25m3の全酸化槽、および膜濾過装置からなる排水処理装置を用いて、アンモニア性窒素が50mg/L、BODが200mg/L、排水量が200m3/日の排水の処理を行った。脱窒槽および硝化槽には、アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル担体(直径約4mm)を各3.3m3投入し、硝化槽からの返送配管を通じて脱窒槽へ600m3/日で処理水を返送した。また硝化槽で処理された処理水に対し凝集剤として10mg/Lのポリ塩化アルミニウム(無機凝集剤)を添加した。さらに、膜濾過水の返送配管を通じて膜濾過水の一部を脱窒槽へ600m3/日で返送した。分離膜としては孔径2ミクロンの中空糸膜を使用した。本発明に基づき、脱窒槽および硝化槽の窒素容積負荷が0.3kg/m3・日で運転したところ、全酸化槽におけるMLSSが徐々に増加したが、全酸化槽におけるBOD汚泥負荷が0.05kg−BOD/kg−MLSS・日になったときには、全酸化槽におけるMLSSが約5000mg/Lでほぼ一定となった。凝集剤は、運転開始から約1ヶ月間連続供給したが、その後は無添加とし、約1ヶ月間は汚泥引抜きなしで運転ができた。その際の全酸化槽内MLSSは5050mg/Lに微増していた。MLSSが微増することから、数年に一度、汚泥の一部引き抜きは必要と推定されるが、大幅な余剰汚泥削減となる。1ヶ月間での余剰汚泥発生率は原水BOD量に対し約1%であった。その時の処理水の全窒素は12.5mg/L以下、BODは5mg/L以下、SSは0mg/Lで良好な処理水であった。また、分離膜1m2あたりの濾過水量は5m3/日であった。
図14に示すフローに従い、各槽の容積、分離膜孔径、排水量、排水負荷を実施例5と同じとし、凝集剤を添加せず全酸化槽のs−BOD汚泥負荷を0.05Kg−BOD/Kg−MLSS.日以下として排水処理実験を行なった。その結果、汚泥が分散し分離膜の濾過表面が直ぐに詰まってしまい処理水が得られず運転不能となった。
図14に示すフローに従い、各槽の容積および構成、排水量、排水負荷を実施例5と同じとし、凝集剤を添加せず分離膜の孔径を0.005ミクロンとし排水処理試験を実施した。全酸化槽内MLSSは試験開始から徐々に増加したが、s−BOD汚泥負荷が0.05Kg−BOD/Kg−MLSS.日になったときには全酸化槽内MLSSは約5000mg/Lでほぼ一定となった。その際の処理水BODは5mg/L以下、SSは0mg/Lであった。しかし、膜1m2あたりの濾過水量は1m3/日であり、凝集剤を添加し分離膜孔径2ミクロンを使用した場合と比較して約5倍の膜面積が必要であった。
Claims (17)
- 排水を曝気槽にて好気性条件下で微生物固定化担体と接触させる曝気工程、全酸化槽にて好気性条件下BOD汚泥負荷が0.08kg−BOD/Kg−MLSS・日以下で汚泥を自己酸化させる全酸化工程および沈殿槽にて汚泥を沈降させる沈殿工程をこの順で行い、全酸化槽に凝集剤を添加することを特徴とする余剰汚泥引き抜きの少ない排水処理方法。
- 微生物固定化担体が、ゲル状担体、プラスチック担体および繊維状担体からなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項1に記載の余剰汚泥引き抜きの少ない排水処理方法。
- 微生物固定化担体がアセタール化ポリビニルアルコール系ゲルである請求項2に記載の排水の余剰汚泥引き抜きの少ない排水処理方法。
- 全酸化槽におけるBOD汚泥負荷が0.05kg−BOD/Kg−MLSS・日以下で運転する請求項1に記載の排水処理方法。
- 排水を硝化槽にて好気性条件下で硝化菌と接触させる硝化工程および脱窒槽にて嫌気性条件下で脱窒菌と接触させる脱窒工程を行った後、全酸化槽にて好気性条件下BOD汚泥負荷が0.08kg−BOD/Kg−MLSS・日以下で汚泥を自己酸化させる全酸化工程を行い、沈殿槽にて汚泥と処理水を分離する沈殿工程を行い、全酸化工程において凝集剤を添加することを特徴とする余剰汚泥引き抜きの少ない窒素を含有する排水の処理方法。
- 排水を脱窒槽にて嫌気性条件下で脱窒菌と接触させる脱窒工程、硝化槽にて好気性条件下BOD汚泥負荷が0.08kg−BOD/Kg−MLSS・日以下で硝化菌と接触させ、汚泥を自己酸化させる硝化および全酸化工程および沈殿槽にて汚泥と処理水を分離する沈殿工程をこの順で行い、硝化および全酸化工程において凝集剤を添加することを特徴とする余剰汚泥引き抜きの少ない窒素を含有する排水の処理方法。
- 硝化槽、脱窒槽および全酸化槽より選ばれた少なくとも1槽において菌体が微生物固定化担体により固定化されているものを使用する請求項5又は6に記載の窒素を含有する排水の処理方法。
- 微生物固定化担体が、ゲル状担体、プラスチック担体および繊維状担体からなる群より選ばれた少なくとも1種の微生物固定化担体である請求項7に記載の窒素を含有する排水の処理方法。
- 微生物固定化担体がアセタール化ポリビニルアルコール系ゲルである請求項8に記載の窒素を含有する排水の処理方法。
- 全酸化槽におけるBOD汚泥負荷が0.05kg−BOD/Kg−MLSS・日以下で運転する請求項5又は6に記載の窒素を含有する排水の処理方法。
- 排水を硝化槽にて好気性条件下で硝化菌と接触させる硝化工程および脱窒槽にて嫌気性条件下で脱窒菌と接触させる脱窒工程を行った後、好気性条件下BOD汚泥負荷が0.08kg−BOD/Kg−MLSS・日以下で汚泥を自己酸化させる全酸化工程を行い、孔径0.1ミクロン以上5ミクロン以下の分離膜で濾過する濾過工程をこの順で行い、全酸化工程において凝集剤を添加することを特徴とする余剰汚泥引き抜きの少ない窒素を含有する排水の処理方法。
- 排水を脱窒槽にて嫌気性条件下で脱窒菌と接触させる脱窒工程、硝化槽にて好気性条件下BOD汚泥負荷が0.08kg−BOD/Kg−MLSS・日以下で硝化菌と接触させ、汚泥を自己酸化させる硝化および全酸化工程、および孔径0.1ミクロン以上5ミクロン以下の分離膜で濾過する濾過工程をこの順で行い、硝化および全酸化工程において凝集剤を添加することを特徴とする余剰汚泥引き抜きの少ない窒素を含有する排水の処理方法。
- 硝化槽、脱窒槽および全酸化槽より選ばれた少なくとも1槽において菌体が微生物固定化担体により固定化されているものを使用する請求項11又は12に記載の窒素を含有する排水の処理方法。
- 微生物固定化担体が、ゲル状担体、プラスチック担体および繊維状担体からなる群より選ばれた少なくとも1種の微生物固定化担体である請求項13に記載の窒素を含有する排水の処理方法。
- 微生物固定化担体がアセタール化ポリビニルアルコール系ゲルである請求項14に記載の窒素を含有する排水の処理方法。
- 分離膜が中空糸膜である請求項11又は12に記載の窒素を含有する排水の処理方法。
- 全酸化槽におけるBOD汚泥負荷が0.05kg−BOD/Kg−MLSS・日以下で運転する請求項11又は12に記載の窒素を含有する排水の処理方法。
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