(57)【要約】【課題】特に処理水のリン濃度の上昇を生じることなく、余剰汚泥量を削減できる有機性廃水の処理方法の提供。【解決手段】有機性廃水を活性汚泥を用いて微生物学的に浄化処理する際に被処理廃水に金属または金属化合物を加えて浄化処理を行い、その後、活性汚泥の少なくとも一部を抜き出し、抜き出した活性汚泥に酸または廃酸を添加してｐＨ２．５〜３．５となるように調整し、活性汚泥を構成している細菌を殺菌または溶菌処理する工程を有する有機性廃水の処理方法において、上記殺菌または溶菌工程で処理した処理液をｐＨ２．５〜３．５の状態で固液分離し、分離された液側を回収し、且つ固形物側を浄化処理系に戻すことを特徴とする有機性廃水の処理方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を活性汚泥を用いて微生物学的に浄化処理する際に被処理廃水に金属または金属化合物を加えて浄化処理を行い、その後、活性汚泥の少なくとも一部を抜き出し、抜き出した活性汚泥に酸または廃酸を添加してｐＨ２．５〜３．５となるように調整し、活性汚泥を構成している細菌を殺菌または溶菌処理する工程を有する有機性廃水の処理方法において、上記殺菌または溶菌工程で処理した処理液をｐＨ２．５〜３．５の状態で固液分離し、分離された液側を回収し、且つ固形物側を浄化処理系に戻すことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【請求項２】
被処理廃水に加える金属または金属化合物が、リン酸イオンと結合して不溶性または難溶性の塩を形成する物質である請求項１に記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項３】
有機性廃水を活性汚泥を用いて微生物学的に浄化処理する際に被処理廃水にリン酸イオンを吸着／固定化する物質を加えて浄化処理を行い、その後、活性汚泥の少なくとも一部を抜き出し、抜き出した活性汚泥に酸または廃酸を添加してｐＨ２．５〜３．５となるように調整し、活性汚泥を構成している細菌を殺菌または溶菌処理する工程を有する有機性廃水の処理方法において、上記殺菌または溶菌工程で処理された処理液をｐＨ２．５〜３．５の状態で固液分離し、分離された液側を回収し、且つ固形物側を浄化処理系に戻すことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【請求項４】
殺菌及び溶菌処理の方法が、金属イオンを触媒とした酸化剤による酸化分解である請求項１〜３の何れか１項に記載の有機性廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を含有する被処理水を活性汚泥により処理する有機性廃水の処理方法に関し、特に、処理液中のリン濃度、ＣＯＤ値の上昇、及び汚泥の沈降性悪化を生じることなく、余剰汚泥の減量化を経済的に達成し得る有機性廃水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
水中の汚濁物質は、河川や湖沼等の自然の中で、沈殿、凝集、酸化、還元等の物理化学的、生物学的な作用を受けて分解除去されて浄化される。特に有機物を含んだ汚濁は、微生物による生物学的作用で浄化され易い。これを利用した有機性廃水の浄化方法として、好気性微生物を含んだ活性汚泥によって有機性廃水を処理する活性汚泥法があるが、該方法は、浄化能力が高く、比較的に処理経費が少なくて済む等の利点があるため、これを利用した種々の方法が提案されており、下水処理や産業廃水処理等において広く一般に使用されている。
【０００３】
上記活性汚泥法では、図３に示したように、一般的には、調整槽で廃水のｐＨ調整や均一化といった前処理を行なった後、有機性廃水を曝気槽へと導き、この曝気槽内で、活性汚泥によりＢＯＤで示される廃水中の有機汚濁成分を分解させて浄化処理している。この際、分解したＢＯＤのうちの５０〜７０％は微生物の生活エネルギーとして消費されるが、残りの３０〜５０％は菌体の増殖に使用されるので活性汚泥の量は次第に増加していく。このため、一般的には、図３に示したように、曝気槽で処理された廃水を沈澱槽へと導き、沈殿した活性汚泥の中から有機性廃水の浄化処理に必要な量だけ返送汚泥として曝気槽内へと戻し、それ以外の活性汚泥を余剰汚泥として取り除いている。このように、活性汚泥を利用した有機性廃水の浄化処理では多量の余剰汚泥が発生するが、この余剰汚泥は、生物難分解性物質等を含み、粘性が高く取り扱いにくい等の欠点があり、有機性廃水を活性汚泥法によって浄化処理する場合においては、常に余剰汚泥処理が問題となる。
【０００４】
これに対し、本発明者らは、活性汚泥法を利用した有機性廃水の処理方法において、既に、余剰汚泥量を簡便な方法で大幅に減量化させることが可能な、簡易且つ経済的な有機性廃水の処理方法を提案している（例えば、特許文献１参照）。かかる方法では、活性汚泥の一部を抜き出して、活性汚泥を構成している細菌を殺菌または溶菌することで、処理過程における活性汚泥の増殖を抑制し、これによって、最終段階で放流される処理水の水質を悪化させることなく、余剰汚泥量を簡便な方法で大幅に減量化させている。しかし、本発明者らが更に詳細に検討したところ、該方法によれば、余剰汚泥量を大幅に減量できるが、実際の有機性廃水の浄化処理に適用した場合に、処理水中のリン濃度が上昇する傾向があることがわかった。
【０００５】
従来より、活性汚泥処理水のリン濃度削減の方法として、活性汚泥処理を行なう曝気槽に、鉄塩溶液またはアルミ塩溶液を添加して、リン酸イオンを難溶性のリン酸鉄或いはリン酸アルミとして活性汚泥中に固定し、余剰汚泥とともに系外に引き抜くことが行なわれている。
【０００６】
しかしながら、上記したような、活性汚泥の一部を構成している細菌を殺菌または溶菌処理することで活性汚泥の増殖を抑制し、余剰汚泥の排出量を削減或いは排出させないようにした前記の方法では、活性汚泥中に固定されたリンを系外に排出できないし、また、排出させる場合は、活性汚泥中に固定されたリンとともに活性汚泥も系外に引き抜くことになり、余剰汚泥量の削減の目的が達成できないことが生じる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２２４４７０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、特に処理水のリン濃度の上昇を生じることなく、余剰汚泥量を削減できる有機性廃水の処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、有機性廃水を活性汚泥を用いて微生物学的に浄化処理する際に被処理廃水に金属または金属化合物を加えて浄化処理を行い、その後、活性汚泥の少なくとも一部を抜き出し、抜き出した活性汚泥に酸または廃酸を添加してｐＨ２．５〜３．５となるように調整し、活性汚泥を構成している細菌を殺菌または溶菌処理する工程を有する有機性廃水の処理方法において、上記殺菌または溶菌工程で処理した処理液をｐＨ２．５〜３．５の状態で固液分離し、分離された液側を回収し、且つ固形物側を浄化処理系に戻すことを特徴とする有機性廃水の処理方法である。その好ましい形態としては、上記構成において、被処理廃水に加える金属または金属化合物が、リン酸イオンと結合して不溶性または難溶性の塩を形成する物質である有機性廃水の処理方法である。
【００１０】
また、本発明の別の形態は、有機性廃水を活性汚泥を用いて微生物学的に浄化処理する際に被処理廃水にリン酸イオンを吸着／固定化する物質を加えて浄化処理を行い、その後、活性汚泥の少なくとも一部を抜き出し、抜き出した活性汚泥に酸または廃酸を添加してｐＨ２．５〜３．５となるように調整し、活性汚泥を構成している細菌を殺菌または溶菌処理する工程を有する有機性廃水の処理方法において、上記殺菌または溶菌工程で処理された処理液をｐＨ２．５〜３．５の状態で固液分離し、分離された液側を回収し、且つ固形物側を浄化処理系に戻すことを特徴とする有機性廃水の処理方法である。本発明の好ましい形態としては、上記何れかの構成において、殺菌及び溶菌処理の方法が、金属イオンを触媒とした酸化剤による酸化分解である有機性廃水の処理方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、好ましい実施の形態を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。本発明者らの検討によれば、活性汚泥の少なくとも一部を抜き出し、抜き出した活性汚泥に酸または廃酸を添加してｐＨ２．５〜３．５となるように調整し、活性汚泥を構成している細菌を殺菌または溶菌処理し、該処理汚泥を浄化処理系に戻す方法の場合には、細菌を殺菌または溶菌する処理系内はｐＨ２．５〜３．５に保たれるため、リンは溶解した状態で浄化処理系に戻され、この結果、処理水中のリンの濃度が高くなることがわかった。
【００１２】
これに対して、本発明では、被処理廃水に金属または金属化合物、特に、金属としてリン酸イオンと結合して不溶性または難溶性の塩を形成する物質を加えて、また別の形態としては、被処理廃水にリン酸イオンを吸着／固定化する物質を加えて、曝気槽中で浄化処理を行うので、かかる浄化処理工程において、リン酸イオンは不溶性または難溶性の塩となって、或いはリン酸イオンが吸着／固定化されて、活性汚泥中に固定される。しかし、本発明では、図１に示したように、沈澱槽から活性汚泥の少なくとも一部を抜き出し、抜き出した活性汚泥に酸または廃酸を加えて、ｐＨ２．５〜３．５の範囲で殺菌または溶菌処理するため、抜き出した活性汚泥中に不溶性または難溶性の塩となって固定されていたリン分は、この段階で再びリン酸イオンとなって溶解する。そこで、本発明では、殺菌または溶菌処理後の処理汚泥を固液分離し、リン分を含む液と固形物とに分け、固形物側のみを浄化処理工程に戻し、液側は回収するように構成する。これによって、本発明では、沈澱槽から活性汚泥の少なくとも一部を抜き出し、抜き出した活性汚泥をｐＨ２．５〜３．５の範囲で殺菌または溶菌処理し、余剰汚泥の減容化のための工程を有するにもかかわらず、処理水中のリン濃度の上昇が有効に抑制することが可能となる。
【００１３】
本発明において使用するリン酸イオンと結合して不溶化或いは難溶化する金属或いは金属塩としては、例えば、鉄、アルミニウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、及びこれらの化合物が挙げられる。これらの中でも特に、鉄及びこれらの化合物を使用することが好ましい。
【００１４】
また、リン酸イオンを吸着／固定化する物質としては、例えば、ゼオライト、カルシウムアパタイト等が挙げられる。
【００１５】
本発明で行なう、浄化処理工程から活性汚泥の少なくとも一部を抜き出し、抜き出した活性汚泥を構成している微生物（細菌）の殺菌または溶菌する方法としては、処理汚泥に、酸または廃酸を添加してｐＨを２．５〜３．５の範囲に調整して行うものであれば何れの方法でもよい。例えば、下記に列挙する方法を利用できるが、何れの場合も、加熱する方が好ましいが、常温の場合にも可溶化処理は可能である。
【００１６】
（１）鉄塩と過酸化水素によるＯＨラジカル酸化
（２）オゾンによる酸化
（３）超音波による物理的破壊
（４）ビーズミル等による機械的なすりつぶし／破壊
【００１７】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例１
図１に示した構成の、活性汚泥を用いる有機性廃水の浄化実験装置で、下記に示した性状の生活廃水を対象とした浄化処理試験を行った。
・廃水処理量：３，０００リットル／ｄａｙ
・ＢＯＤ：８０〜１５０ｍｇ／ｌ（平均１２０ｍｇ／ｌ）
・ＳＳ：６０〜１３０ｍｇ／ｌ（平均１１５ｍｇ／ｌ）
・Ｔ−Ｐ：２〜４ｍｇ／ｌ（平均３．２ｍｇ／ｌ）
【００１８】
図１に示した各処理槽の構成は以下の通りである。
・調整槽：２５０リットル
・曝気槽：５００リットル
・沈殿槽：８００リットル
・可溶化槽：５リットル
・固液分離槽：１０リットル
【００１９】
本実施例において、曝気槽の運転は、平均ＭＬＳＳ６，０００ｍｇ／ｌ、平均返送汚泥濃度１２，０００ｍｇ／ｌで行った。また、曝気槽に、鉄塩として硫酸第１鉄を、廃水量に対し鉄原子換算で８ｍｇ／ｌになるように制御しながら、連続して添加した。浄化処理試験にあたっては、図１に示したように、返送汚泥の一部を分岐して可溶化槽へ３０リットル／ｄａｙとなる量を送り、硫酸を加えてｐＨ２．８に調整しながら過酸化水素を有効酸素換算で５００ｍｇ／ｌ添加し、電気ヒーターで４０℃に加温して、抜き出した活性汚泥の可溶化を行った。
【００２０】
上記した処理がされて可溶化槽から自然流下で押し出された処理汚泥は、次に固液分離槽に入り、上澄み水と固形物（汚泥）部に分離される。本実施例では、ポンプを用いて、１５リットル／ｄａｙで固形物を引き抜き、調整槽へと戻した。一方、上澄み水（液側）は、オーバーフローさせて系外に取り出した。取り出した上澄み水は、苛性ソーダでｐＨ７に中和し、リン酸鉄、水酸化鉄等を析出させ、析出物量を測定した。尚、本実施例では、沈殿槽からの余剰汚泥の引き抜きは全く行わなかった。このため、本実施例において生じた全ての固形物の発生量は、固液分離槽から取り出された上澄み水部を中和した際に析出した、リン酸鉄或いは水酸化鉄等の量であった。表１に、本実施例で浄化処理した結果得られた処理水の水質、及び汚泥転換率を示した。
【００２１】
比較例１
実施例１と同じ大きさの、調整槽と曝気槽と沈殿槽と可溶化槽とを有する活性汚泥試験装置を用い、図２に示したように、可溶化処理汚泥の固液分離を行わずに、可溶化処理汚泥の全量を調整槽へ戻して運転を行った。本比較例では曝気槽に鉄塩を入れなかった。それ以外の運転条件は、実施例１と同じにした。余剰汚泥の引き抜きは、曝気槽のＭＬＳＳを６，０００ｍｇ／ｌに維持するように引き抜いた。表１に、本比較例で浄化処理した結果得られた処理水の水質、及び汚泥転換率を示した。
【００２２】
比較例２
実施例１と同じ大きさの、調整槽と曝気槽と沈殿槽と可溶化槽とを有する活性汚泥試験装置を用い、図２に示したように、可溶化処理汚泥の固液分離を行わずに、可溶化処理汚泥の全量を調整槽へ戻して運転を行った。他の運転条件は全く実施例１と同じとした。即ち、曝気槽には実施例１の場合と同様の条件で鉄塩を入れた。余剰汚泥の引き抜きは、曝気槽のＭＬＳＳを６，０００ｍｇ／ｌに維持するように引き抜いた。表１に、本比較例で浄化処理した結果得られた処理水の水質、及び汚泥転換率を示した。
【００２３】
比較例３
実施例１と同じ大きさの、調整槽と曝気槽と沈殿槽とを有する活性汚泥試験装置を用い、図３に示したように、汚泥の可溶化処理を行わない従来の活性汚泥処理をした。他の運転条件は実施例１と同じとし、曝気槽には同様に鉄塩を入れた。余剰汚泥の引き抜きは、曝気槽のＭＬＳＳを６，０００ｍｇ／ｌに維持するように引き抜いた。表１に、本比較例で浄化処理した結果得られた処理水の水質、及び汚泥転換率を示した。
【００２４】
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【００２５】
表１に示したように、実施例１の方法によれば、余剰汚泥の量を減少させることができると同時に、処理水中のリンの濃度を低減させることができることがわかった。これに対して、比較例１では、実施例１と同様に、返送汚泥の一部を可溶化処理をしているため、余剰汚泥の量を減少させることができたが、処理水のリン濃度は高くなった。又、比較例２では、処理水中のリンの濃度を低減させるために曝気槽に鉄塩を入れたが、表１に示したように、この場合は、リンの濃度は低減できるものの、余剰汚泥量の減少率が、実施例１の場合と比べて劣るものとなった。比較例３は、返送汚泥の一部を可溶化処理しない、従来の活性汚泥による有機性廃水の浄化処理であるが、表１したように、実施例１によれば、処理水中のリンの濃度を、この比較例３の従来の方法と同等とすることができ、しかも、余剰汚泥の量を格段に減少させることができた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、特に、処理水のリン濃度の上昇を生じることなく、余剰汚泥量を削減できる、簡易且つ経済な有機性廃水の処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性廃水の処理方法のフロー図である。
【図２】比較例１及び２の有機性廃水の処理方法のフロー図である。
【図３】比較例３の有機性廃水の処理方法のフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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