(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水の活性汚泥処理水を更に高度処理する排水の処理方法において、該活性汚泥処理水を凝集処理した後、空気を水に加圧下に溶解した加圧水と混合して固形分を浮上分離し、次いでオゾン処理後、生物濾過することを特徴とする排水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、該生物濾過は、浮上性濾材を用いた上向流生物濾過であることを特徴とする排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は排水の処理方法に係り、特に、食品製造排水等の有機性排水の活性汚泥処理水の高度処理として、ＣＯＤＭｎ及び色度を高い除去率にて効率的に処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機性排水の処理方法として、高濃度酸素含有空気で曝気する生物処理後、凝集沈殿又は凝集浮上による分離を行い、次いで高濃度酸素含有空気をオゾン化したガスでオゾン処理する方法が提案されている（特開昭５９−１７７１９２号公報）。
【０００３】
また、沈殿分離（一次処理）及び生物処理（二次処理）した後の二次処理水をオゾン処理後、流動床式好気性処理を行い、更に固定床式好気性処理を行う方法も提案されている（特開平４−３６３１９９号公報）。
【０００４】
一方、食品製造排水等の有機性排水は、沈砂等の一次処理に次いで二次処理として活性汚泥処理を行っている。また、濃厚系を嫌気処理した後に総合廃水として活性汚泥処理する場合も多い。二次処理水は更に高度処理として濾過処理又は凝集沈殿や凝集加圧浮上処理が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の処理法では、排水中の濁質や一部のＣＯＤＭｎ、色度等の除去に効果はあるものの、溶解性のＣＯＤＭｎや色度を高度に除去することはできず、更に高度処理を行うことが必要とされる。
【０００６】
なお、溶解性ＣＯＤＭｎやＴＯＣの除去方法としては、活性炭吸着法が一般的であるが、活性炭吸着法は活性炭の定期的な再生を必要とするため、活性炭を抜き出して再生するための装置や、そのための運転管理及び補修作業、更には発生排ガスの処理等において、極めて煩雑な作業を要するという欠点がある。
【０００７】
一方、高度処理としての凝集沈殿処理法は、清澄水が得られるものの、連続処理系においては沈殿したスラッジが一部浮上して処理水と共に流出し、処理水水質を悪化させる傾向がみられる。本発明者らはこの原因について検討した結果、凝集沈殿処理法においては、沈殿部のスラッジゾーンでは嫌気状態になり、処理水中に溶解している硝酸イオンとの生物反応で窒素ガスが生成し、この窒素ガスの気泡を同伴してスラッジが浮上して処理水水質を悪化させることをつきとめた。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決し、食品製造排水等の有機性排水の活性汚泥処理水を更に高度処理するにあたり、該活性汚泥処理水中のＣＯＤＭｎ及び色度を高度に除去して高水質処理水を効率的に得ることができる排水の処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の排水の処理方法は、有機性排水の活性汚泥処理水を更に高度処理する排水の処理方法において、該活性汚泥処理水を凝集処理した後、空気を水に加圧下に溶解した加圧水と混合して固形分を浮上分離し、次いでオゾン処理後、生物濾過することを特徴とする。
【００１０】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の排水の処理方法の一実施例方法を示す系統図である。
【００１２】
図中、１は凝集反応槽、２は加圧浮上槽、３はオゾン接触槽、４は反応槽、５は生物濾過塔である。１１〜２２の各符号は配管を示し、Ｐはポンプを示す。
【００１３】
本発明の排水の処理方法において、原水となる排水としては、食品製造排水等の有機性排水を沈砂等の一次処理後、二次処理として活性汚泥処理して得られる、或いは、総合廃水として活性汚泥処理して得られる活性汚泥処理水が挙げられる。
【００１４】
本発明においては、このような活性汚泥処理水を原水として、まず、配管１１より凝集反応槽１に導入し、配管１２より凝集剤を添加して凝集処理する。ここで、凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム塩や鉄塩等の無機凝集剤が用いられ、更にアニオン性、ノニオン性あるいはカチオン性等の高分子凝集剤を併用するのが好ましい。凝集剤の添加量は、原水水質によっても異なるが、通常の場合、無機凝集剤を５０〜１０００ｍｇ／ｌ、高分子凝集剤を０．３〜２ｍｇ／ｌ添加するのが好ましい。
【００１５】
凝集反応槽１にて凝集剤と反応してフロックが生成した凝集処理水は、次いで、配管１３より加圧浮上槽２に送給されるが、その過程で、配管１４より加圧水が混合される。
【００１６】
この加圧水は、水に空気を加圧下で溶解させたものであり、通常２〜１０ｋｇ・ｆ／ｃｍ２  の加圧下で溶解させたものが好ましい。この加圧水は、通常の場合、凝集処理水に対して１０〜５０容量％程度添加される。
【００１７】
加圧水が添加された凝集処理水は、加圧浮上槽２にて加圧浮上処理され、ＳＳが除去された分離水は配管１５よりオゾン接触槽３に送給される。この加圧浮上処理水のオゾン接触槽３への送給は、自然流下又はポンプにより行われる。
【００１８】
オゾン接触槽３内では、配管１６より注入されるオゾン（オゾン化空気）により色度成分の除去及び有機物のオゾン酸化が行われ、高分子量ＣＯＤＭｎは次工程の生物濾過で生分解可能な程度の低分子量ＣＯＤＭｎに分解される。このオゾン接触槽３の排オゾンガスは配管１７より排出される。
【００１９】
なお、このオゾン接触槽３へのオゾンの注入量は、色度成分がほぼ完全に酸化されて無色化される程度の量とするのが望ましいが、ＣＯＤＭｎをＣＯ２  にまで分解するほどの注入量は必要としない。
【００２０】
一般に、オゾン注入量は多いほど色度及びＣＯＤＭｎの除去量は高くなるが、反面、オゾン利用率、即ち、ＣＯＤＭｎ除去量当りのオゾン消費量は増大する。従って、ＣＯＤＭｎ除去量及び色度除去量とオゾン利用率との両面から、最も経済的なオゾン注入量とするのが望ましく、通常の場合、オゾン注入量は５〜３０ｍｇ−Ｏ３  ／ｌ−水程度とするのが好ましい。
【００２１】
オゾン処理水は配管１８より反応槽４に導入され、オゾン酸化反応が十分になされた後、ポンプＰを備える配管１９より生物濾過塔５に導入され、配管２０からの空気（酸素）の存在下、生物濾過処理され、処理水は配管２２より系外へ排出される。また、排ガスは配管２１より排出される。
【００２２】
この生物濾過処理により、オゾン処理で生成した易生分解性ＣＯＤＭｎが除去される。
【００２３】
この生物濾過において、被処理水の導入部ほど有機物負荷が高いことから、この部分において酸素（空気）供給量が多いことが好ましく、従って、図示の如く、被処理水−空気の併流による上向流処理が望ましい。この場合、濾材としては、上向流による濾材の流動が小さく、濁質捕捉性の良い浮上性（水よりも比重の小さい）濾材が好ましく、具体的にはポリスチレン，ポリプロピレン，ウレタン樹脂等のプラスチック素材を発泡成型した粒径３〜１０ｍｍの担体や長さ１０ｍｍ、直径１００μｍ程度の長毛繊維が望ましい。
【００２４】
【作用】
本発明においては、活性汚泥処理水を凝集処理した後、加圧浮上分離処理し、次いでオゾン処理することにより、良好なオゾン利用効率にて効率的にオゾン酸化処理を行って、色度成分を高度に酸化して無色化すると共に、ＣＯＤＭｎを高度に除去し、高分子量域のＣＯＤＭｎを易生物分解性ＣＯＤＭｎに分解する。
【００２５】
オゾン処理水中の易生物分解性ＣＯＤＭｎは、生物濾過処理により効率的に除去される。
【００２６】
これにより、本発明の方法によれば、ＣＯＤＭｎ及び色度が高度に除去された高水質処理水を効率的に得ることが可能とされる。
【００２７】
これに対して、特開平４−３６３１９９号公報記載の方法のように、活性汚泥処理水を直接オゾン処理するものでは、ＣＯＤＭｎ除去効率が悪く、このため、粗処理を目的とする場合には適用し得るが、高度処理を目的とする場合には、オゾン注入量が増大して経済的にも好ましくない。
【００２８】
このことは、本発明者らによる、活性汚泥処理水、凝集浮上処理水及びオゾン処理水におけるＣＯＤＭｎの分子量分画による検討からも裏付けられる。即ち、オゾン処理においては、高分子量域のＣＯＤＭｎが優先的に除去されるが、高分子量ＣＯＤＭｎはその高い分子量のためにオゾン利用率が悪い。即ち、高分子量ＣＯＤＭｎの分解にはオゾンを多く必要とする。
【００２９】
このことから、オゾン処理に際して、オゾン利用率を高め、ＣＯＤＭｎを効率的に除去するためには、予めオゾン利用率の悪い高分子量ＣＯＤＭｎを凝集により除去してからオゾン処理を行うことが望ましいことがわかる。
【００３０】
しかして、この凝集に当り、凝集加圧浮上処理を適用することにより、濁質の流出を防止して効率的な処理を行える。
【００３１】
因みに、この凝集加圧浮上処理の代りに凝集沈殿を行うと、流出水のＳＳ濃度が高くなるため、更に濾過器を必要とするなどの不具合がある。
【００３２】
また、本発明においては、オゾン処理水を更に生物濾過することにより、ＣＯＤＭｎ及び濁度を高度に除去することが可能となる。
【００３３】
因みに、オゾン処理後に生物濾過を行わない特開昭５９−１７７１９２号公報記載の方法では、ＣＯＤＭｎ及び濁度を高度に除去することができない。
【００３４】
なお、この生物濾過の代りに、ハニカム式や浮遊生物処理を行うと、生物濾過のような菌体の捕捉効果や生物付着体の大きい比表面積を得ることができず、装置の大型化を招く。
【００３５】
【実施例】
以下に具体的な実施例、比較例及び実験例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００３６】
実施例１
図１に示す本発明方法に従って、食品製造排水の活性汚泥処理水の処理を行った。
【００３７】
まず、活性汚泥処理水に凝集反応槽１にてＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）３００ｍｇ／ｌとノニオン性高分子凝集剤（「クリフロック−ＰＮ１３３」栗田工業（株）製）０．５ｍｇ／ｌとを添加して凝集処理した後、加圧水を凝集処理水に対して３０容量％の割合で添加し、加圧浮上槽２で加圧浮上処理した。その後、オゾン接触槽（内径３７ｃｍφ×水深３００ｃｍ）３にオゾン化空気を約１０ｍｇ−Ｏ３  ／ｌ−水の割合で吸収させるように注入した後、生物濾過塔（浮上性濾材（発泡ポリスチレン樹脂）２５０リットル）５に滞留時間３０分の流量で通水した。
【００３８】
３０日通水後の各工程の流出水のＣＯＤＭｎ、色度及びオゾン利用率を調べ、結果を表１に示した。なお、オゾン利用率はオゾン消費量ΔＯ３  に対するＣＯＤＭｎ除去量ΔＣＯＤＭｎ（オゾン処理前のＣＯＤＭｎ−オゾン処理後のＣＯＤＭｎ）の割合として算出した。
【００３９】
また、生物濾過処理水について、ＣＯＤＭｎの分子量分画測定を行い、結果を表２に示した。
【００４０】
比較例１
活性汚泥処理水を直接オゾン処理し、オゾン処理におけるオゾン吹込量を増やして、オゾン消費量を約２０ｍｇ−Ｏ３  ／ｌ−水として実施例１と同様にオゾン処理及び生物濾過を行い、生物濾過処理水にＰＡＣ３００ｍｇ／ｌを添加して凝集沈殿処理し、更に濾紙で濾過した。３０日通水後の各工程の流出水のＣＯＤＭｎ、色度及びオゾン利用率を調べ、結果を表１に示した。
【００４１】
また、この凝集濾過処理水について、ＣＯＤＭｎの分子量分画測定を行い、結果を表２に示した。
【００４２】
【表１】
0003575047.tif 000002
【００４３】
【表２】
0003575047.tif 000003
【００４４】
表１，２より次のことが明らかである。即ち、本発明に従って、オゾン処理に先立ち凝集処理及び加圧浮上処理を行った実施例１では、凝集処理及び加圧浮上処理を行わず、活性汚泥処理水を直接オゾン処理し、オゾン処理後に凝集濾過処理する比較例１に比べて、高いオゾン利用率にて、即ち、少ないオゾン消費量にて、ＣＯＤＭｎを高度に除去することができる。
【００４５】
特に、本発明によれば、高分子量ＣＯＤＭｎの除去率が高く、このことが、処理水のＣＯＤＭｎの低下につながっている。即ち、オゾン処理に先立ち、凝集、加圧浮上処理を行うことにより、オゾン利用率の悪い高分子量ＣＯＤＭｎが予め除去されるため、後工程でのオゾン利用率が改善され、少ないオゾン注入量でＣＯＤＭｎを高度に除去することが可能とされる。
【００４６】
実験例１
実施例１において原水とした活性汚泥処理水にＰＡＣ３００ｍｇ／ｌ，ノニオン性高分子凝集剤（クリフロックＰＮ−１３３）０．５ｍｇ／ｌの薬注条件で凝集沈殿処理を行った。この処理における静置時間と上澄水濁度との関係を調べ、結果を表３に示した。
【００４７】
【表３】
0003575047.tif 000004
【００４８】
表３より、凝集沈殿処理では、濁質を効率的に除去し得ないことが明らかである。
【００４９】
次に、上記処理で得られた上澄水とスラッジとを分離し、上澄水に得られたスラッジの一定量を添加した水を、オゾン接触槽に１．８リットル／ｈｒの流量で導入し、表４に示す条件で注入したオゾン化空気と接触させてオゾン処理を行った。オゾン注入量、排オゾン濃度及び水中残留オゾン量とから、オゾン消費量を求めると共に、オゾン消費量とＣＯＤＭｎ除去量とからオゾン利用率ΔＣＯＤＭｎ／ΔＯ３  を求め、結果を表４に示した。
【００５０】
【表４】
0003575047.tif 000005
【００５１】
表４より、オゾン処理におけるオゾン注入量は多いほどＣＯＤＭｎ除去量は多くなるが、オゾン利用率の面からは、オゾン注入量は少ない方が好ましいことが明らかである。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の排水の処理方法によれば、食品製造排水等の有機性排水の活性汚泥処理水の高度処理として、
(1)  少ないオゾン注入量にて高度にＣＯＤＭｎ及び色度を除去することができる。
(2)  活性炭吸着処理を採用する場合に比べて、運転操作が容易で経済的にも有利である上に、更に、凝集沈殿処理を採用する場合に比べて、処理水水質の向上及び装置設置面積の低減も図れる。
といった効果が奏され、高水質処理水を容易かつ効率的に、安価に得ることが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排水の処理方法の一実施例方法を示す系統図である。
【符号の説明】
１  凝集反応槽
２  加圧浮上槽
３  オゾン接触槽
４  反応槽
５  生物濾過塔
【図１】
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