簡単に答えると： まず、あなたのCODが粒子状なのか溶解性なのかを確定してください。答えがすべてを決めるからです。粒子状CODは凝集と沈降、または浮上分離で安価に除去できます。溶解性CODは生物処理が必要で、どうしても残る難分解性の分だけ高度酸化処理が必要になります。ここで、早期に適用すると予算が破綻します。
ステップ1：機器を選ぶ前にCODを分割する
CODは物質ではなく測定値である。同じCOD値を持つ2つの排水でも、必要なプラントはまったく異なることがある。何よりもまず、同じサンプルで全CODとろ過（溶解性）CODをラボに報告させること。
- 粒子状COD = 総量から可溶性分を差し引いたもの。これは懸濁物質に付着した有機物であり、安価な画分である — 凝集、フロック形成、沈降、または加圧浮上によって、生物学を一切用いずに除去できる。
- 可溶性COD 溶解している。フィルターや沈殿槽をそのまま通過し、生物処理か化学酸化でしか除去できない。
もしあなたのCODの大部分が粒子状であるのに、誰かが高度酸化システムを見積もっているなら、その理由を尋ねてください。逆も同様によくあります。可溶性CODが高いプラントにクラリファイアーしか設置されていない場合、どれだけ凝集剤を投入しても基準を満たすことは決してできません。
ステップ2：まず安価な除去を選ぶ
物理的に除去されたCOD 1キログラムごとに、生物処理段階で曝気する必要のない1キログラムとなります。曝気は通常、好気性プラントで最大のエネルギー消費源であるため、操作の順序は電気料金に直接影響します。
| ステージ | 削除します | COD 1kgあたりの相対コスト |
|---|---|---|
| 選別と沈降 | 粗大及び沈降性粒子状COD | 最低 |
| 凝集＋フロキュレーション＋DAFまたはクラリファイア | 微小粒子状物質、コロイド状物質、油関連COD | 低 |
| 嫌気性消化 | 高濃度におけるバルク可溶性COD | 低く、空気を消費するのではなくバイオガスを生成する |
| 好気性処理 | 残存可溶性COD、およびアンモニア | 中程度 — 曝気エネルギーが支配的 |
| 高度酸化（オゾン、フェントン） | 生物学が手を出さない難分解性COD | 他を大きく引き離して最高 |
このリストは上から下へと進めてください。COD削減で最も高くつく過ちは、凝集剤と沈殿槽ならはるかに低い運用コストで済んだはずの仕事を、酸化システムを購入して行うことです。
ステップ3：嫌気性、好気性、またはその両方を決定する
強度がこれを決める。高強度排水——食品加工、醸造、デンプン、パーム油、一部の化学系排水——は通常、まず嫌気性処理される。これほどの負荷を曝気するのはコストがかかり、大量の余剰汚泥が発生する。嫌気性消化はその大部分をはるかに低いエネルギーコストで除去し、汚泥の発生量がはるかに少なく、バイオガスを生成する。
好気性処理はその後、残存物を仕上げ、嫌気性処理では除去されないアンモニアを処理します。希薄な排水の場合、好気性処理のみの方が通常は全体としてより簡単で安価です。両段階のサイジングについては、以下で扱います。 産業廃水処理施設の規模はどのように決定するのか.
ステップ4：生物学を実際に制限しているものを確認する
生物学的COD除去が不十分な場合、その原因が「タンクが足りない」であることはほとんどありません。まず以下を確認してください：
- 栄養素。 生物学では、炭素とほぼ比例した量の窒素とリンが必要である。糖、デンプン、一部の化学排液は炭素が豊富で栄養素が乏しく、栄養素を添加するまで性能は横ばいのままである。
- pH. 稼働可能な範囲外ではバイオマスは急激に低下する。入口ではなく、反応器で確認すること。
- 温度。 温度が下がると生物学的速度も低下する。夏には成功する植物も、他に何も変わらなくても冬には失敗することがある。
- 毒性。 洗浄剤、殺生物剤、溶剤、消毒剤はバイオマスを阻害する。曝気が変わらないのに溶存酸素の測定値が上昇する場合、バイオマスが機能しなくなったことを意味することが多い——これはしばしば良い知らせと誤読される警告である。
- 汚泥滞留時間。 短すぎると遅い微生物が流れ出し、長すぎると沈降性が悪化する。
これらの5つは、性能が不十分な生物学的段階の大部分を説明しており、そのうち4つは確認するのに費用がかからない。
ステップ5：その後になって初めて、高度酸化を検討する
一部のCODは難分解性であり、生物学的手法では本当に除去できません。染料中間体、特定の医薬品や化学物質の残留物、一部の界面活性剤がこのカテゴリーに該当します。これらにはオゾン、フェントンまたは類似のプロセスが有効ですが、高いエネルギーと薬品コストがかかります。
購入する前に知っておくべき2つのこと：
- 高度酸化は通常、最も経済的なのは 部分的 処理とは、難分解性分子を生分解可能な断片に分解し、その後の生物処理段階で安価に除去することである。二酸化炭素まで完全に酸化するのは、経済的な経路であることはほとんどない。
- まず実際の排水でベンチテストを実施してください。難分解性CODは現場によって大きく異なり、ベンダーの性能数値は他所の水で算出されたものです。
スラッジを忘れないで
上記のCOD除去工程はすべて固形物を生成する。凝集は化学汚泥を生み、生物処理は余剰バイオマスを生み、どちらも敷地外へ搬出しなければならない。COD問題を解決しながら管理されていない汚泥問題を生み出したプラントは、コストを削減したのではなく移転しただけである——参照 廃水処理施設が生成する汚泥の量はどれくらいですか そして 5つの処理段階は互いにどのような規模で比較されるのか.
よくある質問
なぜ凝固後も私のCODはまだ高いのですか？
ほぼ確実に、あなたのCODは主に粒子状ではなく溶解性だからです。凝集は懸濁物質とコロイド物質を除去しますが、溶解性有機物はそのまま通過します。同じサンプルで全CODとろ過後CODを測定するようラボに依頼してください。もし二つの数値が近ければ、凝集ではそもそも解決できず、生物処理が必要です。
嫌気性処理は好気性処理よりもCODをより多く削減しますか？
高濃度排水では汚濁負荷の大部分をより安価に除去するが、処理を完了させることはできない。高濃度では嫌気性消化が経済的な第一段階となる。はるかに少ないエネルギーで済み、発生する汚泥もはるかに少ないからである。しかし残留CODとアンモニアが残るため、その後段に好気性処理が必要となる。
難分解性CODとは何か、そして自分がそれに該当するかどうかをどうやって知ればよいのでしょうか。
生物処理では除去されない有機物である。栄養塩、pH、温度、毒性、汚泥齢といった通常の要因がすべて問題ないのに、生物処理性能が限界値をはるかに超えて頭打ちになったら、これを疑う。酸化設備に投資する前に、ベンチ規模の生分解性試験で確認すること。
生物処理なしでCODを削減できますか？
CODの大部分が粒子状である場合に限ります。その場合、凝集、フロキュレーション、浮上または沈降で十分です。かなりの割合が溶解性である場合、選択肢は生物処理か化学酸化であり、酸化は運転コストがはるかに高くなります。
なぜ冬になるとCOD除去率が悪化するのですか？
生物学的反応速度は温度とともに低下するため、同じ反応槽でも寒冷な気候では除去できる負荷が少なくなる。この影響は増殖速度の遅い微生物ほど大きい。対策としては、汚泥滞留時間を長くする、水槽を断熱または覆う、年間平均ではなく冬季の条件を最初から想定してプラントを設計する、などが挙げられる。
凝固剤をさらに添加したのに、水質が悪化しました。なぜですか？
凝集剤を過剰投与すると、粒子を不安定化させるどころか再安定化させてしまい、フロックの品質が低下して沈降が悪化します。また、CODをそれ以上除去しないまま汚泥量が増加します。実プラントで試行錯誤して投与量を調整するのではなく、現在の流入水に対してジャーテストを実施してください。
CODプロファイル、流量、放流限度を送ってください。単一ユニットではなく、段階的なシーケンスを提案します。 治療提案を依頼する.
この記事は、私たちのガイドの一部です。 都市および産業廃水汚泥.