JP2000296398A - 排水中の脱窒素処理装置 - Google Patents

排水中の脱窒素処理装置

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JP2000296398A
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和久 福永
Naohisa Watanabe
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱窒処理後の水に硝酸性窒素が残存して生物
学的窒素処理汚泥中の窒素が窒素ガス化して汚泥を浮上
しても固液分離を可能にすること。 【解決手段】 硝酸性窒素を含有する排水を生物学的に
脱窒処理した後の排水を濾過する固液分離装置として浮
上性濾材を充填した浮上濾過装置を用いる。固定床型の
脱窒反応槽と、固定床型のCOD酸化槽と、上記の浮上
濾過装置を組み合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硝酸性窒素を含有
する排水の脱窒素処理装置、特にそのうちの濾過装置に
関する。本発明の硝酸性窒素を含有する排水の脱窒素処
理装置は、例えば、ステンレス酸洗工程から排出される
硝酸排水や下水、硝酸性窒素で汚染された地下水等の排
水に含まれる硝酸性窒素を窒素ガスに還元処理するもの
で、AO(エアロビック酸化)法やA2 O(アンエアロ
ビック酸化)法で窒素除去された下水を更に脱窒処理
し、農業用水などに利用する場合などにも利用できる。
【0002】
【従来の技術】湖沼や閉鎖性海域の富栄養化防止するた
め、排水中の硝酸イオンを除去する必要が高まってお
り、多くの方法が紹介されている。なかでも、脱窒菌を
利用して硝酸イオンを窒素ガスに還元する生物学的処理
は有力な方法であり、その脱窒反応は、例えば、メタノ
ールを水素供与体として利用する場合には、下記式
(1)で表される。
【0003】 6NO3 - +5CH3 OH→3N2 +5CO2 +7H2 O+6OH- …(1) この方法は、排水を溶存酸素のない条件下におき、脱窒
菌の硝酸呼吸あるいは亜硝酸呼吸を利用して、硝酸又は
亜硝酸の窒素を窒素ガスに還元するものである。脱窒処
理した後の排水は、脱窒処理で余剰の水素供与体などを
含む排水中の有機物を酸化処理するため、再曝気処理を
行い、それから固液分離してから、処理済水として他の
処理装置などへ送るか、あるいは放流される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような排水処理
装置において、固液分離装置としては、処理水を水槽に
蓄えて、微生物の死骸その他の汚泥を沈澱させ、上澄み
液を固形物から分離している。しかしながら、排水処理
装置の脱窒処理装置で排水中の硝酸性窒素が常に完全に
脱窒されるとは限らず、処理水中にも硝酸性窒素がいく
らか残存することがある。ところが、処理水中に硝酸性
窒素が残存すると、沈澱を利用した固液分離法では、処
理水が沈澱池のような固液分離装置で滞留したときに、
汚泥中で窒素が窒素ガス化されて汚泥を浮上させてしま
い、そのため沈澱池などの固液分離装置では、固液分離
ができないという問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
従来技術の問題を解決するために、硝酸性窒素を含有す
る排水を生物学的に脱窒処理した後の排水を濾過する固
液分離装置として浮上性濾材を充填した浮上濾過装置を
用いることを特徴とする硝酸性窒素を含有する排水の脱
窒素処理装置を提供する。
【0006】また、本発明によれば、固定床型の脱窒反
応槽と、固定床型のCOD酸化槽と、上記の浮上濾過装
置を含む脱窒素処理装置も提供される。また、脱窒素処
理装置において、前記固定床型脱窒反応槽及び/又は前
記固定床型COD酸化槽の充填材として、目開きが20
〜100mmの網目状の筒状担体を用いることが好まし
い。
【0007】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。原水槽1から調整槽2を経て、硝酸性窒
素を含む排水を脱窒処理槽3に供給する。調整槽2では
必要に応じてpH値を調整する。脱窒処理槽3は、例え
ば、脱窒菌が付着した網目状の筒状担体4を充填固定
し、水中攪拌機5を有するものが好ましい。網目状の筒
状担体を用いることにより、担体に過剰に微生物が付着
した場合、エアバブリングあるいはエアバブリングと水
洗の組み合わせで容易に逆洗することができる。このよ
うな網目状の筒状担体の好適な網目の大きさは20〜1
00mmの範囲内である。網目状の筒状担体はプラスチ
ック製、鋼製、耐蝕性被覆鋼製などであることが好適で
ある。さらに、水槽内に水中攪拌機を有することによっ
てより均一な処理が可能にされる。特に、水槽の中央に
ドラフトチューブを配置しかつその下に下向きの水流を
形成できる水中ミキサーを配置すると、水槽内の中央で
下向きの水流、周囲で上向きの水流の対流を形成するこ
とができ、水槽内でより均一な処理が可能になるので、
処理の効率が向上し好ましい。
【0008】脱窒処理槽3には、水素供与体としてメタ
ノール6を、脱窒処理槽3に供給する硝酸性窒素を含む
排水の量、特に硝酸性窒素の量に対応させて供給する。
この水素供与体の供給量を脱窒処理槽に供給される排水
中の窒素の量を検知して高精度に制御すると、脱窒処理
の効率が向上し、また後処理で余分な窒素や水素供与体
などの有機物の処理が不要になる利点がある。特に、処
理水中の硝酸性窒素の量が少なくなれば、固液分離装置
で窒素ガスが発生して汚泥を浮上させる問題も少なくな
る。ただし、本発明では固液分離装置で窒素ガスが発生
しても浮上濾過装置を用いているので固液分離できる。
この脱窒処理によって、排水中の硝酸性窒素は脱窒菌に
よって分解除去される。脱窒処理槽3には、栄養剤とし
て燐酸を注入することができる。
【0009】脱窒された排水は、次に、生物学的酸化処
理槽7に送られて、脱窒処理槽3から送られる余剰メタ
ノールや微生物の死骸を含む排水中の有機物を酸化分解
する。生物学的酸化処理槽7の構成は、脱窒菌の代わり
に酸化菌を含む。やはり、酸化菌が付着した網目状の筒
状担体4を充填固定したものが好ましい。脱窒処理槽3
及び酸化処理槽7は、微生物が過剰に繁殖した場合に、
水槽中に配置した散気器から曝気ブロワー8でエアーバ
ブリングした後、ドレイン排水して、逆洗される。9は
逆洗排水槽である。
【0010】酸化処理後、必要に応じて、無機凝集剤を
添加し、あるいは高分子凝集剤を添加して、固形物を凝
集分離する工程を挿入することができる。次いで、処理
済の排水は固液分離槽、従来は沈澱槽であったが、本発
明では浮上濾過装置10に送り、浮上濾過して固液分離
を行う。浮上濾過装置10は、例えば、図2に示す如
く、本体槽21内に浮上性濾材22を充填したもので、
原水(処理水)23がポンプ24により下方から上方に
圧送され、浮力によって圧密された浮上性濾材22を通
って濾過されるものをいう。濾過水25は本体槽の上方
26から排出される。
【0011】浮上性濾材としては、発泡ポリスチレン等
のプラスチック製のものが好適である。浮上濾過装置自
体は公知である。浮上濾過装置10の構造、寸法や、浮
上性濾材の種類、形状、量などは、適当に決定すればよ
い。浮上性濾材の浮上速度は5m/時から30m/時く
らいが好ましい。
【0012】浮上濾過装置10の濾材22に目詰まりが
起きると、槽内の攪拌機27を用いて水流攪拌による濾
材の浄化を行うことができる。洗浄した後、濾材はきれ
いになって元の位置に戻り、汚濁物質は沈降するので、
ドレイン28して排出する。浮上濾過装置10によれ
ば、上方流で濾過できるので、汚泥が浮上しても濾過し
て固液分離できる。汚泥が付着した浮上濾材は逆洗によ
り洗浄し、汚泥を分離排出することができる。
【0013】脱窒処理済の水が沈澱槽で窒素ガスのため
に汚泥が浮上するのは、特に硝酸製窒素濃度が高い場合
である。例えば、3mg/l以上、特に30mg/l以
上で窒素ガスの発生が問題になるか、特に限定するわけ
ではない。濾過された排水は、処理水槽11などを経
て、放流される。あるいは他の処理装置に送られる。
【0014】
【実施例】工場から発生もしくは一次的に凝集沈殿処理
された硝酸性窒素含有排水を、原水槽1に貯め、ポンプ
アップし、調整槽2に送水した。調整槽2から一定量ポ
ンプアップされた原水は、脱窒処理槽3に送った。この
脱窒処理槽3内には、脱窒菌が付着した網目状の筒状担
体4が充填され、その中央部には強制攪拌手段として水
中攪拌機5を設置した。
【0015】脱窒処理槽に水素供与体としてメタノール
6を添加することで排水中の硝酸性窒素は、窒素ガスに
ガス化され、処理された。又、添付したメタノールの余
剰分は、後段の再曝気槽7に送り、酸化分解無害化し
た。再曝気槽7内は、好気状態にするため、曝気ブロワ
ー8により、空気を供給した。脱窒処理槽及び再曝気槽
内の担体は、汚泥が過剰に付着すると、閉塞するため、
定期的に逆洗ブロワーによりエアーバブリング逆洗を行
った。その後ドレインにより汚泥は、逆洗排水槽9に貯
めた。
【0016】再曝気処理された水には担体から剥離した
汚泥等を含むため、SS分(サスペンディドソリッド:
浮遊物質)が混入し、固液分離する必要がある。但し、
この汚泥は硝酸性窒素を含むとガス化するため、浮上し
やすく、通常の沈殿池では、固液分離がむずかしい。そ
のため、浮上濾過装置10を用いて、SS除去した。S
S処理された水は処理水槽11から放流した。
【0017】浮上濾過装置本体21には浮上濾材22を
充填し、原水23を下部より上向流で供給した。原水中
のSS分は、濾材に捕捉され、清澄な濾過水25として
上部より排出した。SS分が濾材内に蓄積され、濾層の
SS捕捉限界点をこえると、定期的に逆洗を行った。
【0018】逆洗は、まず攪拌機27で濾材を攪拌流動
し、SS分を剥離し、剥離したSS分は、静止状態で下
部に沈殿し、ドレインパイプ28からドレイン排出し
た。この浮上濾過槽に流入する原水SSは、50〜10
0mg/lで、処理水SSは、10mg/l以下であっ
た。一方、沈殿池を用いると、SSは浮上してしまい、
処理水SSは平均で60mg/lとかなり高いSS分と
なってしまった。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、脱窒処理後の水に硝酸
性窒素が残存して生物学的窒素処理汚泥中の窒素が窒素
ガス化して汚泥を浮上させても、浮上濾過装置を用いた
ことにより、固液分離することが可能になる。浮上濾過
装置の濾材は目詰まりが起きても、水流攪拌などで濾材
の浄化を行うことができ濾材はきれいになって元の位置
に戻り、汚濁物質は沈降するので、排出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の排水の浄化処理工程を示す。
【図2】本発明の実施例の浮上濾過装置の模式断面図。
【符号の説明】
1…原水槽 2…調整槽 3…脱窒処理槽 4…脱窒菌が付着した網目状の筒状担体 5…水中攪拌機 6…メタノール 7…再曝気槽 8…曝気ブロワー 8′…逆洗ブロワー 9…逆洗排水槽 10…浮上濾過装置 11…処理水槽 21…本体槽 22…浮上濾材 23…原水(処理水) 25…濾過水 27…攪拌機 28…ドレインパイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 3/30 B01D 29/08 530C 540A 29/38 510B 520Z Fターム(参考) 4D003 AA01 BA03 CA02 CA08 CA10 DA01 DA09 DA11 DA22 DA29 DA30 EA15 EA16 EA22 EA30 FA05 FA06 FA10 4D040 AA31 AA34 BB52 BB82

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硝酸性窒素を含有する排水を生物学的に
    脱窒処理した後の排水を濾過する固液分離装置として浮
    上性濾材を充填した浮上濾過装置を用いることを特徴と
    する硝酸性窒素を含有する排水の脱窒素処理装置。
  2. 【請求項2】 固定床型の脱窒反応槽と、固定床型のC
    OD酸化槽と、請求項1に記載の浮上濾過装置を含むこ
    とを特徴とする脱窒素処理装置。
  3. 【請求項3】 前記固定床型脱窒反応槽及び/又は前記
    固定床型COD酸化槽の充填材として、目開きが20〜
    100mmの網目状の筒状担体を用いることを特徴とす
    る請求項2に記載の脱窒素処理装置。
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