JP2000237790A - 廃水の硝化方法及び装置 - Google Patents
廃水の硝化方法及び装置Info
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Abstract
小限のエア散気量で略完全な硝化を達成することができ
る。 【解決手段】コントローラ58では、活性測定装置22
で測定した酸素消費速度の経時変化から廃水中のNH4-
N濃度を所定値まで低減させるために必要な必要硝化時
間〔TN 〕を演算し、演算した必要硝化時間〔TN 〕と
硝化槽16内の廃水の滞留時間〔TMAX 〕とを比較す
る。そして、硝化槽16内における廃水の滞留時間〔T
MAX 〕のうち必要硝化時間〔TN 〕を越えた硝化槽16
内領域における散気量を、必要硝化時間〔TN 〕を越え
る前の硝化槽16内領域における散気量よりも小さくす
るように、信号ケーブル60を介して各散気板24のエ
ア量調整バルブ32の開閉度を個別に制御する。
Description
び装置に係り、特に、下水等の廃水中のアンモニア性窒
素(以下、「NH4-N」という)を除去する際の硝化処
理の改良に関するものである。
Nを除去する硝化・脱窒装置では、硝化槽において硝化
細菌の働きにより、NH4-Nを亜硝酸性窒素や硝酸性窒
素に酸化する硝化処理を行う。下水などの実際の廃水処
理では、廃水のNH4-N負荷の変動や水温の年間、日間
変動に対して、安定して高い窒素除去率を維持するため
には、硝化槽での硝化処理を略完全に終了させることが
重要である。そのため、実際の硝化・脱窒装置は、硝化
に必要な酸素を廃水に供給するためのエアの散気量や硝
化時間を低水温期の最大負荷に合わせて設計されてい
る。
荷に合わせて散気量や硝化時間を設計すると、夜間や降
雨時などの負荷の低下時、または高水温期で硝化性能に
余裕がある場合には、硝化槽の上流端から流入した廃水
が、硝化槽の途中で硝化が終了し、その後の硝化槽の下
流端から廃水が流出するまでの滞留領域におけるエアの
供給が過剰となるという欠点がある。これにより、散気
のための動力が無駄になるだけでなく、硝化液が最終沈
殿池に流出する場合は,活性汚泥フロックの解体による
処理水の透視度が悪化するという問題がある。更には、
硝化液が脱窒槽に循環する場合は、脱窒槽へのエアの持
ち込みによる脱窒性能の悪化が生じるという問題があ
る。
たもので、硝化槽内への過剰なエアの供給を防ぎ、必要
最小限のエア散気量で略完全な硝化を達成することがで
きる廃水の硝化方法及び装置を提供することを目的とす
る。
成するために、硝化槽の上流端から槽内に流入した廃水
を下流端から流出させると共に、前記硝化槽内にエアを
散気して前記廃水中のNH4-Nを微生物により硝化処理
する廃水の硝化方法において、前記硝化槽の上流端位置
における微生物含有廃水を使用してアンモニア性窒素濃
度と硝化速度、または回分反応における酸素消費速度の
経時変化を測定し、前記測定した結果から前記廃水中の
NH4-N濃度を所定値まで低減させるために必要な必要
硝化時間を演算し、前記演算した必要硝化時間と前記硝
化槽内の廃水の滞留時間とを比較し、前記滞留時間のう
ち前記必要硝化時間を越える硝化槽内領域における散気
量を、前記必要硝化時間を越える前の硝化槽内領域にお
ける散気量よりも小さくすることを特徴とする。
に、硝化槽の上流端から槽内に流入した廃水を下流端か
ら流出させると共に、前記硝化槽内にエアを散気して前
記廃水中のアンモニア性窒素を微生物により硝化処理す
る廃水の硝化方法において、前記硝化槽の上流端位置に
おける微生物含有廃水を使用してアンモニア性窒素濃度
と硝化速度、または回分反応における酸素消費速度の経
時変化を測定し、前記測定した結果から前記硝化槽内の
廃水の滞留時間内に前記廃水中のアンモニア性窒素濃度
を所定値まで低減させるために必要な硝化槽全体のトー
タル散気量を演算し、前記演算したトータル散気量の前
記硝化槽内における散気量分布を、前記上流端側が大き
く前記下流端側が小さくなるようにしたことを特徴とす
る。
に、硝化槽の上流端から槽内に流入した廃水を下流端か
ら流出させると共に、前記硝化槽内にエアを散気して前
記廃水中のアンモニア性窒素を微生物により硝化処理す
る廃水の硝化装置において、前記硝化槽内の底部に前記
上流端側から前記下流端側にかけて並設され、前記硝化
槽内にエアを散気する複数の散気板と、前記硝化槽の上
流端位置から採水した微生物含有廃水を使用してアンモ
ニア性窒素濃度と硝化速度、または回分反応における酸
素消費速度の経時変化測定する活性測定装置と、前記活
性測定装置の測定結果から前記廃水中のアンモニア性窒
素濃度を所定値まで低減させるために必要な必要硝化時
間又は硝化槽全体のトータル散気量を演算する演算手段
と、前記演算手段による演算結果に基づいて前記複数の
散気板に送気するエア量を個別に制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
所定値まで低減させるために必要な必要硝化時間を越え
た硝化槽内領域における散気量を、必要硝化時間を越え
る前の硝化槽内領域における散気量よりも小さくするよ
うにしたので、硝化槽内全体への過剰なエアの供給を防
ぎ、必要最小限のエア散気量で略完全な硝化を達成する
ことができる。
滞留時間内に廃水中のNH4-N濃度を所定値まで低減さ
せるために必要な硝化槽全体のトータル散気量を演算
し、演算したトータル散気量の硝化槽内における散気量
分布を、上流端側が大きく下流端側が小さくなるように
したので、硝化槽内への過剰なエアの供給を防ぎ、必要
最小限の酸素供給量で略完全な硝化を達成することがで
きる。
水の硝化方法及び装置の好ましい実施の形態について詳
説する。図1は、本発明の廃水の硝化装置10を組み込
んだ硝化・脱窒装置12の構成図である。
14と硝化槽16の各1槽から成る反応槽18と、固液
分離槽20と、活性測定装置22とで構成される。硝化
槽16内の底部には、硝化槽16の上流端A側から下流
端B側にかけて複数の散気板24、24…が並設され、
各散気板24はそれぞれ枝管26、26…を介して合流
管28に合流し、合流管28がブロア30に接続され
る。また、各枝管26にはそれぞれエア量調整バルブ3
2、32…が設けられる。これにより、各散気板24か
ら散気されるエアにより硝化槽16内に好気性条件を形
成すると共に、各散気板24からの散気量をエア量調整
バルブ32により個別に調整することができる。
設けられ、脱窒槽14内の廃水をゆっくりと攪拌して廃
水からエアを脱気することにより脱窒槽14内に嫌気性
条件を形成する。そして、原水供給管36から脱窒槽1
4内に供給された廃水は、脱窒槽14において活性汚泥
微生物と混合された後、硝化槽16の上流端A位置に流
入する。硝化槽16内に流入した廃水は、硝化槽16内
を流れながら散気板24からのエアによる好気性条件下
で廃水中のNH4-Nが硝化処理される。硝化処理された
硝化液は、硝化槽16の下流端B位置から循環配管38
を介して脱窒槽14に循環され、嫌気性条件下で脱窒処
理される。これにより、廃水中のNH4-Nが窒素ガスと
なって除去される。硝化槽16と脱窒槽14との間の循
環において、硝化槽16の硝化液の一部が処理水として
処理水配管40を介して固液分離槽20に排出される。
固液分離槽では、処理水に同伴した活性汚泥微生物を沈
降分離した後の上澄液が、上澄液配管42を介して排出
される。一方、固液分離槽20に沈降した沈降汚泥は、
汚泥返送配管44を介して原水供給管36に戻される。
また、沈降汚泥のうちの余剰汚泥は、引抜き配管46を
介して装置12外に抜き出される。
り硝化槽16の上流端A位置から測定容器50に一定量
の活性汚泥微生物を含有した廃水(以下「微生物含有廃
水」という)を採水管51を介して採水する。測定容器
50には、測定容器50内にエアを散気するエアポンプ
52が接続されると共に、測定容器50内の微生物含有
廃水のDO濃度を測定するDO濃度計54が設けられ
る。そして、エアポンプ52から微生物含有廃水中にエ
アを散気しながら、微生物含有廃水のDO濃度値が変化
しなくなるまでDO濃度の経時変化を測定する。この回
分操作におけるDO濃度の経時変化と微生物含有廃水に
供給するエアの酸素溶解効率から微生物含有廃水の酸素
消費速度、およびアンモニア性窒素(NH4-N)濃度と
硝化速度を自動的に測定する。
の実施の形態を説明する。コントローラ58では、活性
測定装置22で測定したNH4-N濃度〔NeI 〕と硝化
速度〔KNI〕から廃水中のNH4-N濃度を所定値まで低
減させるために必要な必要硝化時間〔TN 〕を演算し、
演算した必要硝化時間〔TN 〕と硝化槽16内の廃水の
滞留時間〔TMAX 〕とを比較する。そして、硝化槽16
内における廃水の滞留時間〔TMAX 〕のうち必要硝化時
間〔TN 〕を越えた硝化槽16内領域における散気量
を、必要硝化時間〔TN 〕を越える前の硝化槽16内領
域における散気量よりも小さくするように、信号ケーブ
ル60を介して各散気板24のエア量調整バルブ32の
開閉度を個別に制御する。ここで、硝化槽16の水理学
的な滞留時間〔TMAX 〕は、硝化槽容積を、原水供給管
36で反応槽18に供給される原水量、汚泥返送配管4
4で原水供給配管36に返送される返送汚泥量、循環配
管38で硝化槽16から脱窒槽14に循環される硝化液
の循環量の合計で割った値として求められる。
度〔KNI〕から上記した必要硝化時間〔TN 〕を決める
方法である。図2の縦軸は硝化速度〔KN 〕、横軸は必
要硝化時間〔TN 〕であり、TN1は硝化後のNH4-N濃
度、即ち前記所定値を0.1mg/Lとした時の必要硝
化時間〔TN 〕である。図2から分かるように、硝化速
度〔KN 〕は、ある時間まで最大の硝化速度であるKNI
のほぼ一定値を保ち、その後NH4-N濃度が0.3〜
0.5mg/L以下になると急激に減少してゼロに近づく
KN 曲線を描く。そして、硝化速度は、その単位〔mg
−N/L・時間〕から分かるように、単位時間当たりの
NH4-Nの減少速度を表したものである。従って、硝化
速度〔KN 〕の時間積分値、即ち図2のKN 曲線、横軸
及び縦軸で囲まれた部分の面積が、NH4-N濃度〔Ne
I 〕になるように必要硝化時間〔T N1〕を決定する。こ
れにより、硝化後のNH4-N濃度を0.1mg/Lまで
低減するにするに必要な必要硝化時間〔TN1〕を決定す
ることができる。
/Lよりも高くてよい場合、例えば0.3〜0.5mg
/L程度の場合には、硝化速度〔KN 〕がKNIを維持し
た状態の時間TN2を必要硝化時間〔TN 〕とすることも
可能である。更には、TN1とTN2の間の任意の時間を必
要硝化時間〔TN 〕とすることもできる。図3は、酸素
消費速度〔Kr 〕の経時変化から必要硝化時間〔TN 〕
を決める方法であり、酸素消費速度〔Kr 〕は、初期に
ほぼ一定値KrIを示すが、ある時点で急激に低下し、そ
の後、ほぼ一定な低い値で推移するKr 曲線を描く。そ
して、この場合にも硝化速度〔KN 〕の経時変化から必
要硝化時間〔TN 〕を決める場合と同様に硝化後のNH
4-N濃度を所定値まで低減するのに必要な必要硝化時間
〔TN 〕を求めることができる。
ば、硝化槽16内全体への過剰なエアの供給を防ぎ、必
要最小限のエア散気量で略完全な硝化を達成することが
できる。この場合、必要硝化時間〔TN 〕を越えた硝化
槽16内領域における散気量は、廃水のDO濃度が3m
g/L以下、好ましくは2mg/L以下になるようにす
るとよい。これにより、硝化槽16からの硝化液を循環
配管38を介して脱窒槽14に循環させた時に、硝化液
に同伴する酸素を極力抑制し、脱窒性能に悪影響を与え
ないようにできる。
の実施の形態を説明する。第2の実施の形態は、コント
ローラ58では、活性測定装置22で測定した酸素消費
速度〔Kr 〕の経時変化から、硝化槽16内の廃水の滞
留時間内に廃水中のNH4-N濃度を所定値まで低減させ
るために必要な硝化槽16全体の酸素消費量の時間積算
値〔W〕を算出する。さらに、それを硝化槽16の酸素
溶解効率を考慮して空気量に換算してトータル散気量と
して求める。そして、演算したトータル散気量の硝化槽
16内における散気量分布を、上流端A側が大きく下流
端B側が小さくなるように各散気板24の各エア量調整
バルブ32の開閉度を個別に制御する。この場合、上流
端A側から下流端B側にいくに従って直線的に散気量を
減少させてもよく、或いは階段状に散気量を減少させて
もよい。要は、硝化槽16内の廃水の滞留時間内に廃水
のNH4-N濃度を所定値まで低減させるために硝化槽1
6全体で必要なトータル散気量だけを散気すると共に、
NH4-N濃度の高い上流端A側の散気量が大きく、NH
4-N濃度の低い下流端B側の散気量が小さくなるように
すればよい。
で低減させるために硝化槽16全体において必要なトー
タル散気量を決定するための酸素消費量の時間積算値
〔W〕と時間との関係を示した図である。酸素消費量の
時間積算値〔W〕は、図3で説明した酸素消費速度〔K
r 〕の経時変化から求めることができる。また、W1 は
硝化後のNH4-N濃度を0.1mg/Lまで低減する場
合の酸素消費量の時間積算値〔W〕であり、W2 は硝化
後のNH4-N濃度を0.3〜0.5mg/L程度まで低
減する場合の酸素消費量の時間積算値〔W〕である。従
って、硝化後のNH4-N濃度をどの程度にするかによっ
て、酸素消費量の積算値〔W〕W1 又はW 2 、更にはW
1 又はW2 の間の任意の値を設定することができる。
も、硝化槽16内への過剰なエアの供給を防ぎ、必要最
小限のエア散気量で略完全な硝化を達成することができ
る。また、硝化槽16の下流端B側の散気量の目安とし
ては、廃水のDO濃度が3mg/L以下、好ましくは2
mg/L以下になるようにすることが好ましい。これに
より、硝化槽16からの液を循環配管38を介して脱窒
槽14に循環させた時に、硝化液に同伴する酸素を極力
抑制し、脱窒性能に悪影響を与えないようにできる。
化方法及び装置によれば、硝化槽内への過剰なエアの供
給を防ぎ、必要最小限のエア散気量で略完全な硝化を達
成することができる。また、硝化槽から脱窒槽に廃水を
循環させる場合には、循環液に同伴する酸素を極力抑制
することができるので、脱窒槽での脱窒性能に悪影響を
与えない。
の構成図
時間を決定する方法の説明図
時間を決定する方法の説明図
積算値と時間との関係を示した図
槽、16…硝化槽、22…活性測定装置、24…散気
板、30…ブロア、32…エア量調整バルブ、36…原
水供給管、38…循環配管、44…汚泥返送配管、58
…コントローラ
Claims (4)
- 【請求項1】硝化槽の上流端から槽内に流入した廃水を
下流端から流出させると共に、前記硝化槽内にエアを散
気して前記廃水中のアンモニア性窒素を微生物により硝
化処理する廃水の硝化方法において、 前記硝化槽の上流端位置における微生物含有廃水を使用
してアンモニア性窒素濃度と硝化速度、または回分反応
における酸素消費速度の経時変化を測定し、 前記測定した結果から前記廃水中のアンモニア性窒素濃
度を所定値まで低減させるために必要な必要硝化時間を
演算し、 前記演算した必要硝化時間と前記硝化槽内の廃水の滞留
時間とを比較し、 前記滞留時間のうち前記必要硝化時間を越える硝化槽内
領域における散気量を、前記必要硝化時間を越える前の
硝化槽内領域における散気量よりも小さくすることを特
徴とする廃水の硝化方法。 - 【請求項2】前記必要硝化時間を越えた硝化槽内領域に
おける散気量の目安として、前記廃水のDO濃度が3m
g/L以下、好ましくは2mg/L以下になるようにす
ることを特徴とする請求項1の廃水の硝化方法。 - 【請求項3】硝化槽の上流端から槽内に流入した廃水を
下流端から流出させると共に、前記硝化槽内にエアを散
気して前記廃水中のアンモニア性窒素を微生物により硝
化処理する廃水の硝化方法において、 前記硝化槽の上流端位置における微生物含有廃水を使用
してアンモニア性窒素濃度と硝化速度、または回分反応
における酸素消費速度の経時変化を測定し、 前記測定した結果から前記硝化槽内の廃水の滞留時間内
に前記廃水中のアンモニア性窒素濃度を所定値まで低減
させるために必要な硝化槽全体のトータル散気量を演算
し、 前記演算したトータル散気量の前記硝化槽内における散
気量分布を、前記上流端側が大きく前記下流端側が小さ
くなるようにしたことを特徴とする廃水の硝化方法。 - 【請求項4】硝化槽の上流端から槽内に流入した廃水を
下流端から流出させると共に、前記硝化槽内にエアを散
気して前記廃水中のアンモニア性窒素を微生物により硝
化処理する廃水の硝化装置において、 前記硝化槽内の底部に前記上流端側から前記下流端側に
かけて並設され、前記硝化槽内にエアを散気する複数の
散気板と、 前記硝化槽の上流端位置から採水した微生物含有廃水を
使用してアンモニア性窒素濃度と硝化速度、または回分
反応における酸素消費速度の経時変化を測定する活性測
定装置と、 前記活性測定装置の測定結果から前記廃水中のアンモニ
ア性窒素濃度を所定値まで低減させるために必要な必要
硝化時間又は硝化槽全体のトータル散気量を演算する演
算手段と、 前記演算手段による演算結果に基づいて前記複数の散気
板に送気するエア量を個別に制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする廃水の硝化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04208599A JP3707526B2 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 廃水の硝化方法及び装置 |
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JP3707526B2 JP3707526B2 (ja) | 2005-10-19 |
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