JP2000288581A - 硝化・脱窒装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】消費電力を低減できる硝化・脱窒装置を提供す
る。 【解決手段】本発明は、曝気装置２６の液体導入口３２
Ａと、脱窒槽１４内とを、配管２４によって連通する。
これにより、前記曝気装置２６を駆動すると、ブロア２
８から曝気装置２６内にエアが送気されるとともに、脱
窒槽１４内の処理水が前記配管２４を介して曝気装置２
６内に吸引され、エアを含んだ処理水が曝気装置２６か
ら硝化槽１６内に吐出される。また、脱窒槽１４の処理
水が硝化槽１６内に吸引されたことにより、硝化槽１６
内の液位は上昇し、硝化槽１６内の処理水は、仕切壁２
２を越えて脱窒槽１４に戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は硝化・脱窒装置に係
り、特に下水や産業排水等の処理に使用される硝化・脱
窒装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の硝化・脱窒装置は、図４に示すよ
うに、処理槽１が脱窒槽２と硝化槽３に仕切られ、この
処理槽１に送液された被処理水は脱窒槽２と硝化槽３を
順に通過するとともに、ポンプ５によって硝化槽３内の
被処理水の一部が脱窒槽２に循環する。これにより、被
処理水は、硝化槽３内において硝化菌によって硝化され
るとともに、脱窒槽２内において窒素が除去され、硝化
槽３から排水される。

【０００３】ところで、前記硝化槽３内に投入される硝
化菌は、好気性細菌であるので、前記硝化槽３には、硝
化槽３内への酸素供給及び硝化槽３内の攪拌を目的とし
た曝気装置４が設けられている。曝気装置には、散気式
と機械式があり、図４に示した機械式曝気装置４は、ブ
ロアＢより空気を吹き込みながら被処理水を機械的に効
率良く攪拌することにより、散気式曝気装置よりも消費
電力を低減させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
硝化・脱窒装置では、機械式曝気装置を採用した場合で
あっても、前記ポンプの消費電力が大きく、改善が望ま
れていた。本発明は、このような事情に鑑みてなされた
もので、消費電力を低減させることのできる硝化・脱窒
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
るために、脱窒槽と硝化槽との間で液を循環させる硝化
・脱窒装置において、前記硝化槽内に設けられ、吸引口
から装置本体内に吸引した液に送気手段でエアを供給す
るとともに、エアを含有した液を吐出手段で吐出口から
吐出する曝気装置と、前記曝気装置の吸引口と前記脱窒
槽内とを連通し、前記曝気装置の駆動により前記脱窒槽
内の液が硝化槽内に吸引される吸引路と、前記曝気装置
の駆動により前記吸引路から硝化槽内に流入する液で上
昇する硝化槽の液面と低下する脱窒槽の液面との液面差
により硝化槽の液が前記脱窒槽に戻される戻し路と、を
備えたことを特徴とする。

【０００６】請求項１記載の発明によれば、前記曝気装
置の吸引口が吸引路を介して前記脱窒槽内に連通されて
いるので、前記曝気装置を駆動すると、前記脱窒槽内の
液は吸引路及び曝気装置を介して硝化槽内に吸引され
る。また、前記脱窒槽の液が硝化槽内に吸引されたこと
によって硝化槽の液面が脱窒槽の液面よりも高くなるの
で、前記硝化槽内の液は、前記戻し路を介して脱窒槽内
に戻される。このように、請求項１記載の発明によれ
ば、曝気装置を駆動することにより、硝化槽内へのエア
の曝気と、硝化槽と脱窒槽との間における液の循環の両
方を行うことができるので、循環用の駆動源を別途設け
る必要がない。したがって、硝化・脱窒装置全体の消費
電力を大幅に削減することができる。

【０００７】請求項２記載の発明によれば、測定手段で
測定された液中の溶存酸素濃度に基づいて、前記送気手
段のエア送気量を制御するので、硝化槽内及び脱窒槽内
の液中の溶存酸素濃度は常に適正な範囲に制御される。
したがって、好気性細菌である硝化菌が投入された硝化
槽を高い溶存酸素濃度に保ちながら、嫌気性細菌である
脱窒菌が投入された脱窒槽の溶存酸素濃度の上昇を抑制
することができる。これにより、硝化槽内における硝
化、及び脱窒槽内における脱窒を効率良く行うことがで
きる。

【０００８】請求項３記載の発明によれば、前記硝化槽
と脱窒槽を上下に仕切る底壁部に開口が形成され、該開
口に前記曝気装置の吸引口が連結されるので、前記曝気
装置の吸引口と前記脱窒槽内とを連通する吸引路の配管
を別途設ける必要がない。したがって、配管の周囲に生
じやすい死水部（液の攪拌が行われにくい領域）が形成
されないので、前記硝化槽内を効率良く曝気することが
できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係る硝化・脱窒装置の好ましい実施の形態について詳説
する。図１は、本発明の第１の実施の形態の硝化・脱窒
装置の構成を説明する説明図である。

【００１０】同図に示すように、被処理水の窒素除去を
行う処理槽１２は、上部が開放されるとともに、仕切壁
２２によって脱窒槽１４と硝化槽１６とに仕切られてい
る。このうち脱窒槽１４は、最初沈殿池１８に連結さ
れ、最初沈殿池１８から被処理水が流入される。また、
硝化槽１６は、最終沈殿池２０に連結され、処理槽１２
で窒素除去された被処理水が最終沈殿池２０に排出され
る。

【００１１】前記脱窒槽１４と硝化槽１６は、配管（吸
引路に相当）２４により連通されている。配管２４の硝
化槽１６側の先端は、後述する曝気装置２６に連結さ
れ、この曝気装置２６を駆動することにより、脱窒槽１
４内の被処理水が硝化槽１６に吸引される。また、前記
硝化槽１６と脱窒槽１４は、仕切壁２２の上部において
連通し、被処理水の戻し路が形成されている。これによ
り、硝化槽１６の液面が上昇すると、硝化槽１６内の被
処理水は、仕切壁２２の上端を越えて脱窒槽１４に流入
する。したがって、曝気装置２６を駆動すると、前記配
管２４を介して脱窒槽１４内の被処理水が硝化槽１６に
吸引され、吸引された被処理水により硝化槽１６の液面
が上昇するので、硝化槽１６内の被処理水が仕切壁２２
を越えて脱窒槽１４に戻される。

【００１２】前記硝化槽１６に設けられた曝気装置２６
は、ブロア（送気手段に相当）２８により送気された外
部エアを攪拌しながら放出し、硝化槽１６を曝気する装
置である。図２は、曝気装置２６の側面断面図である。
同図に示すように、曝気装置２６は、ケーシング３２、
モータ３４及び攪拌翼３６から構成される。攪拌翼３６
は、ケーシング３２の内部に設置され、モータ３４の駆
動軸に連結される。ケーシング３２には、液体導入口３
２Ａ、エア導入口３２Ｂ及び吐出口３２Ｃが形成され、
図１に示した前記ブロア２８は、送気管３８を介してエ
ア導入口３２Ｂに連結される。また、ケーシング３２の
液体導入口３２Ａには、図１に示した配管２４が連結さ
れる。したがって、前記曝気装置２６のモータ３４を駆
動すると、攪拌翼３６が回転し、前記脱窒槽１４内の被
処理水は、配管２４を介して曝気装置２６内に吸引され
るとともに、吸引された被処理水は、ブロア２８により
送気されたエアを含んだ状態で吐出口３２Ｃから吐出さ
れる。これにより、硝化槽１６内の攪拌、及び硝化槽１
６内への酸素供給が行われる。

【００１３】前記配管２４には、図１に示したようにバ
ルブ４０が設けられ、該バルブ４０を開閉することによ
り前記脱窒槽１４から硝化槽１６への被処理水の送液量
が調節される。このバルブ４０は、信号ケーブルを介し
て制御装置４２に接続され、制御装置４２によってその
開閉が制御される。制御装置４２は、ブロア２８にも接
続され、該ブロア２８によるエア送気量は、制御装置４
２によって制御される。

【００１４】また、脱窒槽１４には、溶存酸素濃度を測
定するＤＯ濃度計４４が設けられている。ＤＯ濃度計４
４は制御装置４２に接続され、制御装置４２には、ＤＯ
濃度計４４で測定された溶存酸素濃度の信号が入力され
る。制御装置４２は、この溶存酸素濃度の値に基づいて
ブロア２８の回転数を制御し、曝気装置２６に送気され
るエア送気量を調整する。例えば、脱窒槽１４の溶存酸
素濃度が高過ぎる場合、嫌気性である脱窒菌の活動が低
下するので、ブロア２８の回転数を低下させてエア送気
量を減少させる。これにより、硝化槽１６内の溶存酸素
濃度が低下し、硝化槽１６の被処理水が返送される脱窒
槽１４の溶存酸素濃度も低下する。なお、ブロア２８を
制御しても脱窒槽１４の溶存酸素濃度が許容範囲まで低
下しない場合には、制御装置４２は、バルブ４０の開閉
度を小さくし、脱窒槽１４から硝化槽１６への被処理水
の吸引量を減少させる。これにより、脱窒槽１４と硝化
槽１６との間の被処理水の循環量を減少させることがで
き、脱窒槽１４の溶存酸素濃度を低下させることができ
る。

【００１５】次に上記の如く構成された硝化・脱窒装置
の作用について説明する。最初沈殿池１８から供給され
た被処理水は、まず、脱窒槽１４に供給され、脱窒槽１
４と硝化槽１６との間で循環される。この循環におい
て、被処理水中の窒素成分は、硝化槽１６で硝化される
とともに、脱窒槽１４で脱窒されて窒素ガスとなって除
去される。そして、上記循環する被処理水中の一部が処
理水として硝化槽１６から最終沈殿池２０に排出された
後、最終沈殿池２０で固形物が沈殿分解される。

【００１６】ところで、本発明では、上述した窒素除去
プロセスにおいて、硝化槽１６と脱窒槽１４との間の被
処理水の循環、及び硝化槽１６内の曝気は、次のように
して行われる。即ち、曝気装置２６のブロア２８及びモ
ータ３４を駆動することにより、外部のエアと脱窒槽１
４内の被処理水が曝気装置２６内に吸引される。そし
て、曝気装置２６内に吸引されたエアと被処理水は、攪
拌翼３６によって攪拌されながら吐出口３２Ｃから硝化
槽１６に吐出される。これにより、硝化槽１６には、エ
アを含んだ被処理水が供給され、硝化槽１６は曝気され
る。このとき、硝化槽１６内に吐出された被処理水によ
って硝化槽１６内の液面は上昇し、硝化槽１６内の被処
理水は仕切壁２２を越えて脱窒槽１４に返送される。即
ち、曝気装置２６を駆動することにより、脱窒槽１４と
硝化槽１６との間の被処理水の循環、及び硝化槽１６内
の曝気の両方を行うことができる。このように第１の実
施の形態の硝化・脱窒装置は、被処理水の循環手段（例
えば循環ポンプ）を別途設けなくても、曝気装置２６を
駆動することによって被処理水を循環させることができ
る。

【００１７】表１は、第１の実施の形態の硝化・脱窒装
置を用いて行った本実施例と、従来装置を用いて行った
従来例との消費電力の比較を示したものである。なお、
従来例は、図４に示したように、循環用のポンプ５を設
けて硝化槽３の被処理水を脱窒槽２に送液している。

【００１８】

【表１】 表１に示すように、本実施例は、従来例のように循環ポ
ンプ６を使用しないので、その分の消費電力が不要とな
り、全体として従来例に比べて消費電力を４０％も削減
することができる。

【００１９】このように、本実施例では、曝気装置２６
によって被処理水を硝化槽１６と脱窒槽１４との間で循
環させるので、被処理水を脱窒槽１４と硝化槽１６との
間で循環させるための循環ポンプ６が不要になり、全体
として消費電力を削減することができる。また、本実施
例では、曝気装置２６の液体導入口３２Ａと脱窒槽１４
とを配管２４により直接連通させたので、前記曝気装置
２６のケーシング３２には、脱窒槽１４内の被処理水が
吸引される。これにより、硝化槽１６内の被処理水に硝
化菌の包括固定化担体を投入した場合であっても、この
包括固定化担体が攪拌翼３６に接触することはない。し
たがって、包括固定化担体が攪拌翼３６によって損傷す
ることがないので、包括固定化担体の寿命を延長させる
ことができる。

【００２０】次に、本発明に係る硝化・脱窒装置の第２
の実施の形態について説明する。図３は、第２の実施の
形態の硝化・脱窒装置の処理槽の側面断面図である。同
図に示すように、処理槽１２を脱窒槽１４と硝化槽１６
に仕切る仕切壁５０は、Ｌ字状に形成されている。そし
て、硝化槽１６と脱窒槽１４を上下に仕切る底壁部５０
Ａには、開口５２が形成されている。曝気装置２６は、
この底壁部５０Ａの上部に載置され、曝気装置２６の液
体導入口３２Ａは、開口５２に連結される。なお、図１
で示した第１の実施の形態と同一若しくは類似の部材に
ついては、同一の符号を付してその説明を省略する。

【００２１】上記の如く構成された第２の実施の形態の
硝化・脱窒装置は、硝化槽１６と脱窒槽１４の仕切壁５
０に形成された開口５２が吸引路として使用されるの
で、吸引路としての配管を別途設ける必要がない。これ
により、配管で硝化槽１６と脱窒槽１４とを連通した時
のように、配管の周囲に死水部が形成されることがない
ので、硝化槽１６内の攪拌を効率よく行うことができ
る。また、第２の実施の形態の硝化・脱窒装置では、脱
窒槽１４と曝気装置２６とを、配管を使用せずに直接連
結するので、脱窒槽１４内の被処理水を効率よく吸引す
ることができ、曝気装置２６の消費電力を低減すること
ができる。

【００２２】なお、上述した第１及び第２の実施の形態
では、溶存酸素のＤＯ濃度計４４を脱窒槽１４に設けた
が硝化槽１６に設けても、硝化槽１６及び脱窒槽１４の
溶存酸素濃度を適正な範囲に制御することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る硝化
・脱窒装置によれば、曝気装置の吸引口と脱窒槽内とを
吸引路を介して連通したので、曝気装置を駆動するだけ
で、硝化槽の曝気、及び脱窒槽と硝化槽との間の液の循
環を行うことができる。したがって、従来装置のように
液を循環させるための駆動源を別途設ける必要がないの
で、消費電力を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る硝化・脱窒装置の第１の実施の形
態を説明する説明図

【図２】図１に示した曝気装置の側面断面図

【図３】本発明に係る硝化・脱窒装置の第２の実施の形
態を説明する説明図

【図４】従来装置の側面図

【符号の説明】

１２…処理槽 １４…脱窒槽 １６…硝化槽 ２２…仕切壁 ２６…曝気装置 ２８…ブロア ３２Ａ…液体導入口 ４０…バルブ ４２…制御装置 ４４…ＤＯ濃度計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脱窒槽と硝化槽との間で液を循環させる硝
   化・脱窒装置において、 前記硝化槽内に設けられ、吸引口から装置本体内に吸引
   した液に送気手段でエアを供給するとともに、エアを含
   有した液を吐出手段で吐出口から吐出する曝気装置と、 前記曝気装置の吸引口と前記脱窒槽内とを連通し、前記
   曝気装置の駆動により前記脱窒槽内の液が硝化槽内に吸
   引される吸引路と、 前記曝気装置の駆動により前記吸引路から硝化槽内に流
   入する液で上昇する硝化槽の液面と低下する脱窒槽の液
   面との液面差により硝化槽の液が前記脱窒槽に戻される
   戻し路と、 を備えたことを特徴とする硝化・脱窒装置。
2. 【請求項２】前記脱窒槽又は前記硝化槽には、液中の溶
   存酸素濃度を測定する測定手段が設けられ、該測定手段
   で測定された溶存酸素濃度に基づいて、前記送気手段の
   エア送気量を制御することを特徴とする請求項１記載の
   硝化・脱窒装置。
3. 【請求項３】前記脱窒槽と前記硝化槽は、前記硝化槽と
   前記脱窒槽を上下に仕切る底壁部を有する仕切壁によっ
   て仕切られ、前記曝気装置の吸引口は、前記底壁部に形
   成された開口に連結されることを特徴とする請求項１又
   は２記載の硝化・脱窒装置。