JP2001037467A - アンモニア及びリン含有廃水処理方法及びその装置 - Google Patents
アンモニア及びリン含有廃水処理方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンモニアとリンを含んだ廃水を生物化学的
及び物理化学的に処理し、さらに除去したアンモニアと
リンを有用資源として回収させる。 【解決手段】 第一リン除去手段２においてアンモニア
とリンを含んだ廃水にマグネシウム塩を添加して液相中
のリンと一部のアンモニアをリン酸マグネシウムとして
分離回収した後、第一硝化手段６において好気状態で微
生物群と接触させて液相中のアンモニアの約半分を亜硝
酸に酸化し、さらにアンモニア酸化手段７において無酸
素状態で微生物群と接触させることで液相中のアンモニ
アと亜硝酸を分子状窒素に変換して系外に除去させる。
アンモニア酸化手段７には、第二、第三硝化手段13、14
及び硫酸アルミニウム添着活性アルミナによる第二リン
除去手段15を具備させて脱窒の効率化及びリンの高度処
理を図る。
及び物理化学的に処理し、さらに除去したアンモニアと
リンを有用資源として回収させる。 【解決手段】 第一リン除去手段２においてアンモニア
とリンを含んだ廃水にマグネシウム塩を添加して液相中
のリンと一部のアンモニアをリン酸マグネシウムとして
分離回収した後、第一硝化手段６において好気状態で微
生物群と接触させて液相中のアンモニアの約半分を亜硝
酸に酸化し、さらにアンモニア酸化手段７において無酸
素状態で微生物群と接触させることで液相中のアンモニ
アと亜硝酸を分子状窒素に変換して系外に除去させる。
アンモニア酸化手段７には、第二、第三硝化手段13、14
及び硫酸アルミニウム添着活性アルミナによる第二リン
除去手段15を具備させて脱窒の効率化及びリンの高度処
理を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】嫌気性消化汚泥や生汚泥など
の脱水分離液のような高濃度のアンモニアとリンを含む
廃水を物理化学的及び生物化学的に処理するアンモニア
及びリン含有廃水処理方法とその装置に関するものであ
る。
の脱水分離液のような高濃度のアンモニアとリンを含む
廃水を物理化学的及び生物化学的に処理するアンモニア
及びリン含有廃水処理方法とその装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】今日、我が国で普及している汚泥処理方
法として、汚泥を直接脱水して焼却する方法、汚泥を嫌
気性消化させたのち脱水して脱水ケーキの状態で処分す
るか、あるいは、さらに乾燥または焼却、溶融などを行
なって処分する方法がある。
法として、汚泥を直接脱水して焼却する方法、汚泥を嫌
気性消化させたのち脱水して脱水ケーキの状態で処分す
るか、あるいは、さらに乾燥または焼却、溶融などを行
なって処分する方法がある。
【０００３】これらの処理方法における脱水工程におい
て発生する分離液（脱水分離液）は、高濃度のアンモニ
アとリンを含んでおり、水処理系に返流すると、水処理
系に対する窒素やリンの負荷を高めて放流水の窒素やリ
ンの濃度を高める原因となる。
て発生する分離液（脱水分離液）は、高濃度のアンモニ
アとリンを含んでおり、水処理系に返流すると、水処理
系に対する窒素やリンの負荷を高めて放流水の窒素やリ
ンの濃度を高める原因となる。
【０００４】高濃度のアンモニア廃水を処理する方法と
して、硝酸菌を固定化したろ床等を用いた生物的硝化法
が開発されているが、硝酸菌の高濃度アンモニア耐性に
課題があり、アンモニア濃度が500ｍｇ-N／ｌ以上であ
る場合、被処理水を希釈する必要がある。
して、硝酸菌を固定化したろ床等を用いた生物的硝化法
が開発されているが、硝酸菌の高濃度アンモニア耐性に
課題があり、アンモニア濃度が500ｍｇ-N／ｌ以上であ
る場合、被処理水を希釈する必要がある。
【０００５】最近、比較的高濃度のアンモニアを効率良
く硝化する方法が、knotらによってWater Research,Vo
l.32,No.3, pp.769-773 (1998)に発表された。その記述
によると、500ｍｇ-N／ｌのアンモニア性窒素を含む無
機合成下水に対し、等容積の反応容器を三基用いてエア
レーションによって酸化処理を行っている。図３は、前
記K.Notoらのアンモニア硝化処理装置（以下、三容器シ
ステムと称する）の概要図である。前記三容器システム
において、活性汚泥はポリエチレングリコールでグラニ
ュール（顆粒）化させて容器61、62、63に投入され、被
処理水としての無機合成下水は第一容器61に15ｇ-N／ｌ
-グラニュール・日（容積負荷では3.0ｇ-N／ｌ・日）の
汚泥負荷で供給される。すなわち、システム全体の汚泥
負荷は、5.0ｇ-N／ｌ-グラニュール・日（容積負荷では
1.0ｇ-N／ｌ・日）となっている。
く硝化する方法が、knotらによってWater Research,Vo
l.32,No.3, pp.769-773 (1998)に発表された。その記述
によると、500ｍｇ-N／ｌのアンモニア性窒素を含む無
機合成下水に対し、等容積の反応容器を三基用いてエア
レーションによって酸化処理を行っている。図３は、前
記K.Notoらのアンモニア硝化処理装置（以下、三容器シ
ステムと称する）の概要図である。前記三容器システム
において、活性汚泥はポリエチレングリコールでグラニ
ュール（顆粒）化させて容器61、62、63に投入され、被
処理水としての無機合成下水は第一容器61に15ｇ-N／ｌ
-グラニュール・日（容積負荷では3.0ｇ-N／ｌ・日）の
汚泥負荷で供給される。すなわち、システム全体の汚泥
負荷は、5.0ｇ-N／ｌ-グラニュール・日（容積負荷では
1.0ｇ-N／ｌ・日）となっている。
【０００６】表１に三容器システムによる硝化の各容器
における、アンモニア性窒素（ＮＨ 4−Ｎ）、亜硝酸性
窒素（ＮＯ2−Ｎ）及び硝酸性窒素（ＮＯ3−Ｎ）の平均
濃度と、アンモニア酸化速度、亜硝酸酸化速度を示す。
被処理水中のＮＨ4−Ｎの約半分は第一容器61で酸化さ
れ、残りは第二容器62で酸化された。第一、第二容器6
1、62では亜硝酸の酸化は顕著ではなかったが、第三容
器63においては高いレベルで起こった。その結果、各容
器によって硝化反応の内容が異なり、異なる硝化菌が優
先種となり、第三容器63では亜硝酸酸化細菌が優先種と
なっていた。
における、アンモニア性窒素（ＮＨ 4−Ｎ）、亜硝酸性
窒素（ＮＯ2−Ｎ）及び硝酸性窒素（ＮＯ3−Ｎ）の平均
濃度と、アンモニア酸化速度、亜硝酸酸化速度を示す。
被処理水中のＮＨ4−Ｎの約半分は第一容器61で酸化さ
れ、残りは第二容器62で酸化された。第一、第二容器6
1、62では亜硝酸の酸化は顕著ではなかったが、第三容
器63においては高いレベルで起こった。その結果、各容
器によって硝化反応の内容が異なり、異なる硝化菌が優
先種となり、第三容器63では亜硝酸酸化細菌が優先種と
なっていた。
【０００７】
【表１】
【０００８】三容器システムでは、アンモニアは完全に
硝酸に酸化されたのに対して、単一容器システムによる
対照実験では同一負荷でアンモニアの約半分が酸化され
ずに残ることが確認された。したがって、高濃度のアン
モニアを完全酸化するためには単一容器ではなく、三つ
の容器に分離させることが有効な手段だと考えられる。
硝酸に酸化されたのに対して、単一容器システムによる
対照実験では同一負荷でアンモニアの約半分が酸化され
ずに残ることが確認された。したがって、高濃度のアン
モニアを完全酸化するためには単一容器ではなく、三つ
の容器に分離させることが有効な手段だと考えられる。
【０００９】硝化細菌はアンモニアを亜硝酸に酸化する
アンモニア酸化細菌（亜硝酸菌）と亜硝酸を硝酸に酸化
する亜硝酸酸化細菌（硝酸菌）に大別でき、これらの細
菌が関与する反応において、前者と後者は下記（１）
（２）式によって表せる。
アンモニア酸化細菌（亜硝酸菌）と亜硝酸を硝酸に酸化
する亜硝酸酸化細菌（硝酸菌）に大別でき、これらの細
菌が関与する反応において、前者と後者は下記（１）
（２）式によって表せる。
【００１０】 ＮＨ4 +＋1.5Ｏ2→ＮＯ2 -＋Ｈ2Ｏ＋２Ｈ+ …… （１） ＮＯ2 -＋1.5Ｏ2→ＮＯ3 - …… （２） また、近年、アンモニア酸化細菌の一部の属から酸素濃
度の制限下で直接アンモニアを酸化し、亜硝酸を還元す
るいわゆる嫌気的アンモニア酸化反応を行う菌が見出さ
れた。この菌が関与する反応は、下記（３）式により表
される。
度の制限下で直接アンモニアを酸化し、亜硝酸を還元す
るいわゆる嫌気的アンモニア酸化反応を行う菌が見出さ
れた。この菌が関与する反応は、下記（３）式により表
される。
【００１１】 ＮＨ4 +＋ＮＯ2 -→Ｎ2＋２Ｈ2Ｏ …… （３） 前記（１）から（３）式の反応を行う硝化細菌は独立栄
養細菌であり、汚泥収率が低いことが知られている。
養細菌であり、汚泥収率が低いことが知られている。
【００１２】この嫌気的アンモニア酸化反応を利用した
窒素除去プロセス（ＡＮＡＭＭＯＸプロセス）は、Graa
fらによって発見され、この方法に関するM.Strousらの
論文がWater Research, Vol.32,No.3, pp.1955-1962 (1
997)に記載されている。その報告によれば、嫌気性消化
汚泥分離液に対し亜硝酸を添加して亜硝酸イオンとアン
モニウムイオンがおおよそ化学的に等当量溶解している
状態にした後、これを脱窒タンクから引抜いた種汚泥に
よって馴致させた固定床を設置している反応タンクに供
給し、液温30℃、ｐH８のもとでタンク内滞留時間を６
〜23時間設けることによって亜硝酸アンモニウムを窒素
ガスに分解させている。
窒素除去プロセス（ＡＮＡＭＭＯＸプロセス）は、Graa
fらによって発見され、この方法に関するM.Strousらの
論文がWater Research, Vol.32,No.3, pp.1955-1962 (1
997)に記載されている。その報告によれば、嫌気性消化
汚泥分離液に対し亜硝酸を添加して亜硝酸イオンとアン
モニウムイオンがおおよそ化学的に等当量溶解している
状態にした後、これを脱窒タンクから引抜いた種汚泥に
よって馴致させた固定床を設置している反応タンクに供
給し、液温30℃、ｐH８のもとでタンク内滞留時間を６
〜23時間設けることによって亜硝酸アンモニウムを窒素
ガスに分解させている。
【００１３】また、水中のリンを除去する方法として、
用水と廃水，Vol.41,No.3, pp.5-13(1999)における板坂
らの報告によると、凝集沈殿法、昌析法、造粒脱リン法
及び吸着法などがある。これらの方法はそれぞれ一長一
短ががあるが、高濃度のリンを除去する方法としては造
粒脱リン法、低濃度のリンを除去する方法としては硫酸
アルミニウム添着活性アルミナを用いた吸着法が優れて
いるようである。
用水と廃水，Vol.41,No.3, pp.5-13(1999)における板坂
らの報告によると、凝集沈殿法、昌析法、造粒脱リン法
及び吸着法などがある。これらの方法はそれぞれ一長一
短ががあるが、高濃度のリンを除去する方法としては造
粒脱リン法、低濃度のリンを除去する方法としては硫酸
アルミニウム添着活性アルミナを用いた吸着法が優れて
いるようである。
【００１４】造粒脱リン法は、アンモニアを同時除去で
き、かつ生成したリン酸マグネシウムアンモニウム（Ｍ
ＡＰ）は肥料として利用可能であるが、高濃度の廃水を
対象とした処理法であるため、低濃度の廃水の処理には
適していない。
き、かつ生成したリン酸マグネシウムアンモニウム（Ｍ
ＡＰ）は肥料として利用可能であるが、高濃度の廃水を
対象とした処理法であるため、低濃度の廃水の処理には
適していない。
【００１５】硫酸アルミニウム添着活性アルミナを用い
た吸着法は低濃度のリンを除去でき、吸着剤の再生利用
やリンを回収して再資源化することができる利点があ
る。吸着剤の再生は、１Ｎ−ＮａＯＨを通水して循環さ
せた後、硫酸と硫酸アルミニウム溶液を充填層内に循環
させることにより行なわれ、脱離・再生を20回繰り返し
ても初期吸着容量の80％以上が保たれる。さらに、脱離
液に塩化カルシウムを加えることにより、Ｃａ5（Ｐ
Ｏ4）3ＯＨ（ヒドロキシアパタイト）の沈殿を生成させ
て、リンを回収でき、これは肥料として利用可能であ
る。
た吸着法は低濃度のリンを除去でき、吸着剤の再生利用
やリンを回収して再資源化することができる利点があ
る。吸着剤の再生は、１Ｎ−ＮａＯＨを通水して循環さ
せた後、硫酸と硫酸アルミニウム溶液を充填層内に循環
させることにより行なわれ、脱離・再生を20回繰り返し
ても初期吸着容量の80％以上が保たれる。さらに、脱離
液に塩化カルシウムを加えることにより、Ｃａ5（Ｐ
Ｏ4）3ＯＨ（ヒドロキシアパタイト）の沈殿を生成させ
て、リンを回収でき、これは肥料として利用可能であ
る。
【００１６】その他、消化汚泥脱水分離液を処理する方
法として、Water Environmental Research, Vol.69,No.
6, pp.1128-1133 (1997)においてAgnes Mossakowskaら
によって、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ4）を添加してリンを
凝集分離してから、反復回分リアクターを用いて硝化を
行い、硝化した脱水分離液を活性汚泥法（Ａ／Ｏ法）の
無酸素タンクに投入して脱窒素を行わせるという方法が
報告されている。
法として、Water Environmental Research, Vol.69,No.
6, pp.1128-1133 (1997)においてAgnes Mossakowskaら
によって、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ4）を添加してリンを
凝集分離してから、反復回分リアクターを用いて硝化を
行い、硝化した脱水分離液を活性汚泥法（Ａ／Ｏ法）の
無酸素タンクに投入して脱窒素を行わせるという方法が
報告されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】汚泥脱水分離液のよう
な高濃度のアンモニアを含む廃水の処理方法として三容
器システムによる硝化を行った場合、アンモニアは硝酸
に酸化される。
な高濃度のアンモニアを含む廃水の処理方法として三容
器システムによる硝化を行った場合、アンモニアは硝酸
に酸化される。
【００１８】しかし、この硝酸を高濃度で含む廃水を水
処理系に返流させると、水処理系における窒素負荷が高
まり、処理水中の窒素濃度が上昇する原因となる。ま
た、硝化後に脱窒を行う必要があるが、脱窒を行う菌は
他栄養性でありメタノールなどの有機物を水素源として
供給する必要があり、処理コストが高くなるという問題
がある。
処理系に返流させると、水処理系における窒素負荷が高
まり、処理水中の窒素濃度が上昇する原因となる。ま
た、硝化後に脱窒を行う必要があるが、脱窒を行う菌は
他栄養性でありメタノールなどの有機物を水素源として
供給する必要があり、処理コストが高くなるという問題
がある。
【００１９】さらに、高濃度の硝酸を含んでいる廃液に
おける脱窒手段は、まだ実用レベルに達しておらず、特
にｐＨが低い場合、亜硝酸が蓄積する傾向がある。亜硝
酸が蓄積すると脱窒が阻害されるだけでなく、水処理系
への窒素負荷を高めて処理水のＣＯＤや全窒素濃度を高
める原因になる。亜硝酸は特に魚類の毒性が高いので放
流水における亜硝酸の濃度上昇は避けねばならない。高
濃度のアンモニアが完全に酸化すると高濃度の硝酸が生
成するので、硝酸が生成する前の段階でできるだけアン
モニアを除去して、硝酸の生成量を低減して脱窒プロセ
スへの硝酸の負荷を低減することが望ましい。
おける脱窒手段は、まだ実用レベルに達しておらず、特
にｐＨが低い場合、亜硝酸が蓄積する傾向がある。亜硝
酸が蓄積すると脱窒が阻害されるだけでなく、水処理系
への窒素負荷を高めて処理水のＣＯＤや全窒素濃度を高
める原因になる。亜硝酸は特に魚類の毒性が高いので放
流水における亜硝酸の濃度上昇は避けねばならない。高
濃度のアンモニアが完全に酸化すると高濃度の硝酸が生
成するので、硝酸が生成する前の段階でできるだけアン
モニアを除去して、硝酸の生成量を低減して脱窒プロセ
スへの硝酸の負荷を低減することが望ましい。
【００２０】前述の嫌気性アンモニア酸化反応を用いた
窒素除去手段は、亜硝酸源として亜硝酸ナトリウムのよ
うな薬剤を添加しなければならないので、処理コストの
面で実用的な方法となっていない。また、嫌気的アンモ
ニア酸化反応を行う微生物群は独立栄養性であるので有
機物を水素源として供給する必要はないが、この反応を
進行させるための条件、すなわち液相中のアンモニアを
酸化させて亜硝酸イオンとアンモニウムイオンがおおよ
そ化学的に等当量溶解した状態を実現させることは困難
であると考えられている。
窒素除去手段は、亜硝酸源として亜硝酸ナトリウムのよ
うな薬剤を添加しなければならないので、処理コストの
面で実用的な方法となっていない。また、嫌気的アンモ
ニア酸化反応を行う微生物群は独立栄養性であるので有
機物を水素源として供給する必要はないが、この反応を
進行させるための条件、すなわち液相中のアンモニアを
酸化させて亜硝酸イオンとアンモニウムイオンがおおよ
そ化学的に等当量溶解した状態を実現させることは困難
であると考えられている。
【００２１】汚泥脱水分離液の脱リン手段としての造粒
脱リン法は、リンと同時にアンモニアの一部を除去させ
る利点を有しているが、高濃度のリンを対象とした手段
であるので、造粒脱リン法単独では処理が不完全とな
る。また、硫酸アルミニウム添着活性アルミナを用いた
吸着法は、高濃度のリンの除去には適していない。硫酸
アルミニウム添着活性アルミナを用いた吸着法は低濃度
のリンの除去には適しているが、ＳＯ4 -、ＨＣＯ3 -、Ｎ
Ｏ3 -などがリン吸着を妨害する場合が多い。汚泥脱水分
離液においては通常ＳＯ4 2-は低濃度であり問題は少な
いが、ＨＣＯ3 -、ＮＯ3 -は問題になり得る。脱窒プロセ
スにおいてＮＯ3 -は減少するので、脱窒プロセス後に硫
酸アルミニウム添着活性アルミニウムを用いた吸着法に
よりリン除去を行えば良いのであるが、ＨＣＯ3 -は増加
するので、ＨＣＯ3 -によってリン除去が妨害される可能
性がある。
脱リン法は、リンと同時にアンモニアの一部を除去させ
る利点を有しているが、高濃度のリンを対象とした手段
であるので、造粒脱リン法単独では処理が不完全とな
る。また、硫酸アルミニウム添着活性アルミナを用いた
吸着法は、高濃度のリンの除去には適していない。硫酸
アルミニウム添着活性アルミナを用いた吸着法は低濃度
のリンの除去には適しているが、ＳＯ4 -、ＨＣＯ3 -、Ｎ
Ｏ3 -などがリン吸着を妨害する場合が多い。汚泥脱水分
離液においては通常ＳＯ4 2-は低濃度であり問題は少な
いが、ＨＣＯ3 -、ＮＯ3 -は問題になり得る。脱窒プロセ
スにおいてＮＯ3 -は減少するので、脱窒プロセス後に硫
酸アルミニウム添着活性アルミニウムを用いた吸着法に
よりリン除去を行えば良いのであるが、ＨＣＯ3 -は増加
するので、ＨＣＯ3 -によってリン除去が妨害される可能
性がある。
【００２２】一方、前記のAgnes Mossakowskaらのリン
除去手段は、実用的な手段であるが、高濃度のリンを鉄
塩として除去するとリンの回収再利用が困難となる。
除去手段は、実用的な手段であるが、高濃度のリンを鉄
塩として除去するとリンの回収再利用が困難となる。
【００２３】本発明は、上記の事情に鑑み創作されたも
のであり、高濃度のアンモニアとリンを含む汚泥脱水分
離液等の廃液に対し物理化学的処理と生物学的処理を施
して効率的にアンモニアとリンを除去し、さらに除去し
たアンモニア及びリンを有用資源として回収させること
が可能なアンモニア及びリン含有廃水処理方法及びその
装置を新たに提供することを課題とする。
のであり、高濃度のアンモニアとリンを含む汚泥脱水分
離液等の廃液に対し物理化学的処理と生物学的処理を施
して効率的にアンモニアとリンを除去し、さらに除去し
たアンモニア及びリンを有用資源として回収させること
が可能なアンモニア及びリン含有廃水処理方法及びその
装置を新たに提供することを課題とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決させる
手段として、第１発明は、アンモニア及びリンを含んだ
廃水に添加剤を添加して液相中のリンを除去させる第一
リン除去工程と、前記第一リン除去工程の処理水を好気
状態で微生物群と接触させて液相中のアンモニアの約半
分を亜硝酸に酸化させる第一硝化工程と、前記第一硝化
工程の処理水を無酸素状態で微生物群と接触させて液相
中のアンモニアと亜硝酸を分子状窒素に変換して系外に
除去させるアンモニア酸化工程とからなることを特徴と
している。
手段として、第１発明は、アンモニア及びリンを含んだ
廃水に添加剤を添加して液相中のリンを除去させる第一
リン除去工程と、前記第一リン除去工程の処理水を好気
状態で微生物群と接触させて液相中のアンモニアの約半
分を亜硝酸に酸化させる第一硝化工程と、前記第一硝化
工程の処理水を無酸素状態で微生物群と接触させて液相
中のアンモニアと亜硝酸を分子状窒素に変換して系外に
除去させるアンモニア酸化工程とからなることを特徴と
している。
【００２５】第２発明は、アンモニア及びリンを含んだ
廃水に添加剤を添加して液相中のリンを除去させる第一
リン除去工程と、前記第一リン除去工程の処理水を好気
状態で微生物群と接触させて液相中のアンモニアの約半
分を亜硝酸に酸化させる第一硝化工程と、前記第一硝化
工程の処理水をさらに好気状態で微生物群と接触させて
液相中のアンモニアを亜硝酸に酸化させる第二硝化工程
と、前記第一リン除去工程と前記第二硝化工程の処理水
を混合させた後、無酸素状態で微生物群と接触させて液
相中のアンモニアと亜硝酸を分子状窒素に変換して系外
に除去させるアンモニア酸化工程とからなることを特徴
としている。
廃水に添加剤を添加して液相中のリンを除去させる第一
リン除去工程と、前記第一リン除去工程の処理水を好気
状態で微生物群と接触させて液相中のアンモニアの約半
分を亜硝酸に酸化させる第一硝化工程と、前記第一硝化
工程の処理水をさらに好気状態で微生物群と接触させて
液相中のアンモニアを亜硝酸に酸化させる第二硝化工程
と、前記第一リン除去工程と前記第二硝化工程の処理水
を混合させた後、無酸素状態で微生物群と接触させて液
相中のアンモニアと亜硝酸を分子状窒素に変換して系外
に除去させるアンモニア酸化工程とからなることを特徴
としている。
【００２６】第３発明は、前記アンモニア酸化工程に
は、液相中に残留するアンモニア、亜硝酸または硝酸を
生物学的脱窒によって系外に除去させる脱窒工程が供さ
れることを特徴としている。
は、液相中に残留するアンモニア、亜硝酸または硝酸を
生物学的脱窒によって系外に除去させる脱窒工程が供さ
れることを特徴としている。
【００２７】第４発明は、前記アンモニア酸化工程に
は、前記アンモニア酸化工程の処理水を吸着剤と接触さ
せて液相中に残留するリンを吸着除去させる第二リン除
去工程が供されることを特徴としている。
は、前記アンモニア酸化工程の処理水を吸着剤と接触さ
せて液相中に残留するリンを吸着除去させる第二リン除
去工程が供されることを特徴としている。
【００２８】第５発明は、前記アンモニア酸化工程の処
理水を前記第二リン除去工程に供した後、さらに前記脱
窒工程に供することを特徴としている。
理水を前記第二リン除去工程に供した後、さらに前記脱
窒工程に供することを特徴としている。
【００２９】第６発明は、第１、３または４発明に係る
前記アンモニア酸化工程には、前記アンモニア酸化工程
の処理水を前記脱窒工程に供給する前に好気状態で微生
物群と接触させて液相中に残留するアンモニアと亜硝酸
を硝酸に酸化させる第二硝化工程が供されることを特徴
としている。
前記アンモニア酸化工程には、前記アンモニア酸化工程
の処理水を前記脱窒工程に供給する前に好気状態で微生
物群と接触させて液相中に残留するアンモニアと亜硝酸
を硝酸に酸化させる第二硝化工程が供されることを特徴
としている。
【００３０】第７発明は、第６発明に係る前記第二硝化
工程には、前記第二硝化工程の処理水を好気状態で微生
物群と接触させて、さらに液相中に残留するアンモニア
と亜硝酸を硝酸に酸化させる第三硝化工程が供されるこ
とを特徴としている。
工程には、前記第二硝化工程の処理水を好気状態で微生
物群と接触させて、さらに液相中に残留するアンモニア
と亜硝酸を硝酸に酸化させる第三硝化工程が供されるこ
とを特徴としている。
【００３１】第８発明は、第２〜４発明に係る前記アン
モニア酸化工程には、前記アンモニア酸化工程の処理水
を好気状態で微生物群と接触させて、さらに液相中に残
留するアンモニアと亜硝酸を硝酸に酸化させる第三硝化
工程が供されることを特徴としている。
モニア酸化工程には、前記アンモニア酸化工程の処理水
を好気状態で微生物群と接触させて、さらに液相中に残
留するアンモニアと亜硝酸を硝酸に酸化させる第三硝化
工程が供されることを特徴としている。
【００３２】第９発明は、前記第一リン除去工程は、前
記廃水にマグネシウム塩を添加して液相中のアンモニア
とリンをリン酸マグネシウムアンモニウムとして分離回
収させることを特徴としている。
記廃水にマグネシウム塩を添加して液相中のアンモニア
とリンをリン酸マグネシウムアンモニウムとして分離回
収させることを特徴としている。
【００３３】第10発明は、前記第一リン除去工程は、前
記廃水に無機塩と高分子凝集剤を添加して液相中のリン
をヒドロキシアパタイトとして分離回収させることを特
徴としている。
記廃水に無機塩と高分子凝集剤を添加して液相中のリン
をヒドロキシアパタイトとして分離回収させることを特
徴としている。
【００３４】第11発明は、前記第一リン除去工程は、前
記廃水に硫酸第一鉄を添加して液相中のリンをリン酸鉄
として固液分離させることを特徴としている。
記廃水に硫酸第一鉄を添加して液相中のリンをリン酸鉄
として固液分離させることを特徴としている。
【００３５】第12発明は、前記第二リン除去工程におけ
る吸着剤は、活性アルミナまたは硫酸アルミニウム添着
活性アルミナとすることを特徴としている。
る吸着剤は、活性アルミナまたは硫酸アルミニウム添着
活性アルミナとすることを特徴としている。
【００３６】第13発明は、アンモニア及びリンを含んだ
廃水に添加剤を添加する第一リン除去手段と、前記第一
リン除去手段の処理水を好気状態で微生物群と接触させ
て液相中のアンモニアの約半分を亜硝酸に酸化させる第
一硝化手段と、前記第一硝化手段の処理水を無酸素状態
で微生物群と接触させて液相中のアンモニアと亜硝酸を
分子状窒素に変換して系外に除去させるアンモニア酸化
手段とからなることを特徴としている。
廃水に添加剤を添加する第一リン除去手段と、前記第一
リン除去手段の処理水を好気状態で微生物群と接触させ
て液相中のアンモニアの約半分を亜硝酸に酸化させる第
一硝化手段と、前記第一硝化手段の処理水を無酸素状態
で微生物群と接触させて液相中のアンモニアと亜硝酸を
分子状窒素に変換して系外に除去させるアンモニア酸化
手段とからなることを特徴としている。
【００３７】第14発明は、アンモニア及びリンを含んだ
廃水が供給される第一リン除去手段と、前記第一リン除
去手段の処理水が供給される前記第一硝化手段と、前記
第一硝化手段の処理水をさらに好気状態で微生物群と接
触させて液相中のアンモニアを亜硝酸に酸化させる第二
硝化手段と、前記第一リン除去手段と前記第二硝化工程
の処理水を混合させた後、無酸素状態で微生物群と接触
させて液相中のアンモニアと亜硝酸を分子状窒素に変換
して系外に除去させるアンモニア酸化手段とからなるこ
とを特徴としている。
廃水が供給される第一リン除去手段と、前記第一リン除
去手段の処理水が供給される前記第一硝化手段と、前記
第一硝化手段の処理水をさらに好気状態で微生物群と接
触させて液相中のアンモニアを亜硝酸に酸化させる第二
硝化手段と、前記第一リン除去手段と前記第二硝化工程
の処理水を混合させた後、無酸素状態で微生物群と接触
させて液相中のアンモニアと亜硝酸を分子状窒素に変換
して系外に除去させるアンモニア酸化手段とからなるこ
とを特徴としている。
【００３８】第15発明は、前記アンモニア酸化手段に
は、前記アンモニア酸化手段の処理水が供給される脱窒
手段が具備されることを特徴としている。
は、前記アンモニア酸化手段の処理水が供給される脱窒
手段が具備されることを特徴としている。
【００３９】第16発明は、前記アンモニア酸化手段に
は、前記アンモニア酸化手段の処理水を吸着剤と接触さ
せる第二リン除去手段が具備されることを特徴としてい
る。
は、前記アンモニア酸化手段の処理水を吸着剤と接触さ
せる第二リン除去手段が具備されることを特徴としてい
る。
【００４０】第17発明は、第13、15または16発明に係る
前記アンモニア酸化手段には、前記アンモニア酸化工程
の処理水を前記脱窒手段に供給する前に好気状態で微生
物群と接触させて液相中に残留するアンモニアと亜硝酸
を硝酸に酸化させる第二硝化手段が具備されること特徴
としている。
前記アンモニア酸化手段には、前記アンモニア酸化工程
の処理水を前記脱窒手段に供給する前に好気状態で微生
物群と接触させて液相中に残留するアンモニアと亜硝酸
を硝酸に酸化させる第二硝化手段が具備されること特徴
としている。
【００４１】第18発明は、前記第一リン除去手段は、前
記廃水にマグネシウム塩を添加して液相中のアンモニア
とリンをリン酸マグネシウムアンモニウムとして分離回
収させることを特徴としている。
記廃水にマグネシウム塩を添加して液相中のアンモニア
とリンをリン酸マグネシウムアンモニウムとして分離回
収させることを特徴としている。
【００４２】第19発明は、前記第一リン除去手段は、前
記廃水に無機塩と高分子凝集剤を添加して液相中のリン
をヒドロキシアパタイトとして分離回収させることを特
徴としている。
記廃水に無機塩と高分子凝集剤を添加して液相中のリン
をヒドロキシアパタイトとして分離回収させることを特
徴としている。
【００４３】第20発明は、前記第一リン除去手段は、前
記廃水に硫酸第一鉄を添加して液相中のリンをリン酸鉄
として固液分離させることを特徴としている。
記廃水に硫酸第一鉄を添加して液相中のリンをリン酸鉄
として固液分離させることを特徴としている。
【００４４】第21発明は、前記第二リン除去手段に係る
吸着剤は、活性アルミナまたは硫酸アルミニウム添着活
性アルミナであることを特徴としている。
吸着剤は、活性アルミナまたは硫酸アルミニウム添着活
性アルミナであることを特徴としている。
【００４５】また、発明者は、上記の発明に係る手段か
ら排出された処理水をさらに汚水処理系または活性汚泥
法（Ａ／Ｏ法）の無酸素タンクに供給させることで前記
廃水の窒素、リン等の汚濁負荷の低減を図っている。
ら排出された処理水をさらに汚水処理系または活性汚泥
法（Ａ／Ｏ法）の無酸素タンクに供給させることで前記
廃水の窒素、リン等の汚濁負荷の低減を図っている。
【００４６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。 （第１形態）本形態に係る処理装置システムは、嫌気性
消化汚泥や生汚泥などの脱水分離液のような高濃度のア
ンモニア及びリンを含む廃水を物理化学的及び生物化学
的に処理するアンモニア及びリン含有廃水処理手段にお
いて、アンモニア及びリンを含んだ廃水に添加剤を添加
して液相中のリンを除去させる第一リン除去工程と、前
記第一リン除去工程の処理水を好気状態で微生物群と接
触させて液相中のアンモニアの約半分を亜硝酸に酸化さ
せる第一硝化工程と、前記第一硝化工程の処理水を無酸
素状態で微生物群と接触させて液相中のアンモニアと亜
硝酸を分子状窒素に変換して系外に除去させるアンモニ
ア酸化工程とからなる。前記第一リン除去工程として
は、前述の造粒脱リン法、昌析法、または凝集沈殿法等
が用いられる。
基づいて説明する。 （第１形態）本形態に係る処理装置システムは、嫌気性
消化汚泥や生汚泥などの脱水分離液のような高濃度のア
ンモニア及びリンを含む廃水を物理化学的及び生物化学
的に処理するアンモニア及びリン含有廃水処理手段にお
いて、アンモニア及びリンを含んだ廃水に添加剤を添加
して液相中のリンを除去させる第一リン除去工程と、前
記第一リン除去工程の処理水を好気状態で微生物群と接
触させて液相中のアンモニアの約半分を亜硝酸に酸化さ
せる第一硝化工程と、前記第一硝化工程の処理水を無酸
素状態で微生物群と接触させて液相中のアンモニアと亜
硝酸を分子状窒素に変換して系外に除去させるアンモニ
ア酸化工程とからなる。前記第一リン除去工程として
は、前述の造粒脱リン法、昌析法、または凝集沈殿法等
が用いられる。
【００４７】前記アンモニア酸化工程には、前記アンモ
ニア酸化工程の処理水を吸着剤と接触させて液相中に残
留するリンを吸着除去させる第二リン除去工程と、液相
中に残留するアンモニア、亜硝酸または硝酸を生物学的
脱窒によって系外に除去させる脱窒工程とが供される。
ニア酸化工程の処理水を吸着剤と接触させて液相中に残
留するリンを吸着除去させる第二リン除去工程と、液相
中に残留するアンモニア、亜硝酸または硝酸を生物学的
脱窒によって系外に除去させる脱窒工程とが供される。
【００４８】前記吸着剤にはジルコニウム系（水和酸化
ジルコニウム、ジルコニウムフェライト、水和酸化ジル
コニウム活性炭複合体（有機態リンも吸着可））、塩基
性炭酸イットリウム、活性アルミナ系（硫酸アルミニウ
ム添着、硫酸アルミニウム未添着）、キレート樹脂系、
パイロライト系、ハイドロタルサイト系、マグネシア
系、タマリンドナット活性炭、ゼオライト系（ジルコニ
ウム添着活性ゼオライト、カチオン導入天然ゼオライ
ト）、鹿沼土、ランタン含浸シリカゲル、アルミニウム
ピラード、モンモリナイト、軽石及びスラグ等があり、
これらには適正の被処理濃度範囲とｐＨがある。本発明
に係る実施形態においては活性アルミナ系の硫酸アルミ
ニウム添着活性アルミナが用いられているが、適正ｐＨ
に調整させる手段を用いれば、他の吸着剤を用いて廃水
中のリンを除去させることができる（ゼオライト系はア
ンモニウムイオンも同時除去が可能）。
ジルコニウム、ジルコニウムフェライト、水和酸化ジル
コニウム活性炭複合体（有機態リンも吸着可））、塩基
性炭酸イットリウム、活性アルミナ系（硫酸アルミニウ
ム添着、硫酸アルミニウム未添着）、キレート樹脂系、
パイロライト系、ハイドロタルサイト系、マグネシア
系、タマリンドナット活性炭、ゼオライト系（ジルコニ
ウム添着活性ゼオライト、カチオン導入天然ゼオライ
ト）、鹿沼土、ランタン含浸シリカゲル、アルミニウム
ピラード、モンモリナイト、軽石及びスラグ等があり、
これらには適正の被処理濃度範囲とｐＨがある。本発明
に係る実施形態においては活性アルミナ系の硫酸アルミ
ニウム添着活性アルミナが用いられているが、適正ｐＨ
に調整させる手段を用いれば、他の吸着剤を用いて廃水
中のリンを除去させることができる（ゼオライト系はア
ンモニウムイオンも同時除去が可能）。
【００４９】前記アンモニア酸化工程には、前記アンモ
ニア酸化工程の処理水を前記脱窒工程に供給する前に、
液相中に残留するアンモニアと亜硝酸を硝酸に酸化させ
るべく、好気状態で微生物群と接触させて第二硝化工程
が供され、さらに必要応じて前記第二硝化工程の処理水
を好気状態で微生物群と接触させる第三硝化工程を供し
て液相中に残留するアンモニアと亜硝酸の酸化を図って
いる。このことで、後段の窒素除去の効率が高まるばか
りでなく、ＢＯＤ等の汚濁負荷をも低減させることが可
能となる。
ニア酸化工程の処理水を前記脱窒工程に供給する前に、
液相中に残留するアンモニアと亜硝酸を硝酸に酸化させ
るべく、好気状態で微生物群と接触させて第二硝化工程
が供され、さらに必要応じて前記第二硝化工程の処理水
を好気状態で微生物群と接触させる第三硝化工程を供し
て液相中に残留するアンモニアと亜硝酸の酸化を図って
いる。このことで、後段の窒素除去の効率が高まるばか
りでなく、ＢＯＤ等の汚濁負荷をも低減させることが可
能となる。
【００５０】本形態に係る上記の構成によれば、第一リ
ン除去工程における高濃度のリンの除去後、第一硝化工
程における硝化反応によってアンモニウムイオンと亜硝
酸イオンが概ね化学的に等当量濃度で溶解したイオン組
成の反応液が得られる。このようなイオン組成が得られ
る理由として、第一硝化工程においては高濃度のアンモ
ニアによって亜硝酸酸化菌（硝酸菌）が阻害されて亜硝
酸から硝酸への酸化（前記（２）式）が抑制されている
もの考えられる。このイオン組成は嫌気的アンモニア酸
化反応の進行に適しており、この反応によって液相中の
亜硝酸アンモニウムは大部分窒素に変換されて系外へと
除去される。したがって、第二及び第三硝化工程（場合
によって第三硝化工程は省略できる）における窒素の負
荷が軽減されるばかりでなく、脱窒工程や汚水処理系へ
の窒素負荷が軽減され、結果的に汚水処理施設における
薬品コストや消費電力が節減されることになる。
ン除去工程における高濃度のリンの除去後、第一硝化工
程における硝化反応によってアンモニウムイオンと亜硝
酸イオンが概ね化学的に等当量濃度で溶解したイオン組
成の反応液が得られる。このようなイオン組成が得られ
る理由として、第一硝化工程においては高濃度のアンモ
ニアによって亜硝酸酸化菌（硝酸菌）が阻害されて亜硝
酸から硝酸への酸化（前記（２）式）が抑制されている
もの考えられる。このイオン組成は嫌気的アンモニア酸
化反応の進行に適しており、この反応によって液相中の
亜硝酸アンモニウムは大部分窒素に変換されて系外へと
除去される。したがって、第二及び第三硝化工程（場合
によって第三硝化工程は省略できる）における窒素の負
荷が軽減されるばかりでなく、脱窒工程や汚水処理系へ
の窒素負荷が軽減され、結果的に汚水処理施設における
薬品コストや消費電力が節減されることになる。
【００５１】リンの除去に関しては高濃度のリン除去に
適した方法と低濃度のリン除去に適した方法を組合せる
ことで、リンの除去効率を高め、系外の汚水処理工程へ
のリンの負荷を低下させている。アンモニア酸化工程
は、亜硝酸アンモニウムの窒素への酸化によって硫酸ア
ルミニウム添着活性アルミナを用いたリン除去工程にお
ける機能低下の原因となるＮＯ3 -を低減させる効果を奏
する。脱窒工程においては反応液相中のＨＣＯ3 -が増加
するので第二リン除去工程を脱窒工程の前段に配置させ
ることによってリンの除去機能を妨害させるＨＣＯ3 -の
影響を軽減させている。凝集剤ＦｅＳＯ4による凝集沈
殿法以外のリン除去工程は、リンを回収して肥料などと
して利用が容易となる。
適した方法と低濃度のリン除去に適した方法を組合せる
ことで、リンの除去効率を高め、系外の汚水処理工程へ
のリンの負荷を低下させている。アンモニア酸化工程
は、亜硝酸アンモニウムの窒素への酸化によって硫酸ア
ルミニウム添着活性アルミナを用いたリン除去工程にお
ける機能低下の原因となるＮＯ3 -を低減させる効果を奏
する。脱窒工程においては反応液相中のＨＣＯ3 -が増加
するので第二リン除去工程を脱窒工程の前段に配置させ
ることによってリンの除去機能を妨害させるＨＣＯ3 -の
影響を軽減させている。凝集剤ＦｅＳＯ4による凝集沈
殿法以外のリン除去工程は、リンを回収して肥料などと
して利用が容易となる。
【００５２】図１は、本形態に係る処理装置システムの
概要図である。当該処理装置システムは、第一リン除去
手段２、第一硝化手段６、アンモニア酸化手段７、第二
硝化手段13、第三硝化手段14、第二リン除去手段15及び
脱窒手段18から構成される。
概要図である。当該処理装置システムは、第一リン除去
手段２、第一硝化手段６、アンモニア酸化手段７、第二
硝化手段13、第三硝化手段14、第二リン除去手段15及び
脱窒手段18から構成される。
【００５３】第一リン除去手段２は、造粒脱リン法、昌
析法または凝集沈殿法によって被処理水（アンモニア及
びリン含有廃水１）中に含まれるリンを除去する。
析法または凝集沈殿法によって被処理水（アンモニア及
びリン含有廃水１）中に含まれるリンを除去する。
【００５４】造粒脱リン法で処理を行う場合、被処理水
には、マグネシウム源としてドロマイト（ＣａＭｇ（Ｃ
Ｏ3）2）、塩化マグネシウムまたは海水等のマグネシウ
ム塩溶液が添加される。被処理水中に含まれるアンモニ
ア性窒素及びリンは、有用資源リン酸マグネシウムアン
モニウム（ＭＡＰ）として分離回収される。
には、マグネシウム源としてドロマイト（ＣａＭｇ（Ｃ
Ｏ3）2）、塩化マグネシウムまたは海水等のマグネシウ
ム塩溶液が添加される。被処理水中に含まれるアンモニ
ア性窒素及びリンは、有用資源リン酸マグネシウムアン
モニウム（ＭＡＰ）として分離回収される。
【００５５】昌析法で処理を行う場合、塩化カルシウ
ム、水酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムなどの沈殿
生成用の薬剤及びキトサンやポリアクリルアミドなどの
高分子凝集剤が適当な添加率で添加され、被処理水中に
含まれるリンはヒドロキシアパタイト（Ｃａ5（ＰＯ4）
3ＯＨ）として凝集沈殿される。また、前記高分子凝集
剤によって液相中のＣＯＤ、ＳＳ成分等も除去される。
かかる手段によって被処理水からリンを除去する場合に
は、例えば被処理水１リットルに対して塩化カルシウム
溶液11ｇ／ｌを0.2リットル、水酸化ナトリウム溶液50
ｇ／ｌと炭酸ナトリウム溶液65ｇ／ｌの混合液を0.1リ
ットル添加して攪拌した後、キトサンやポリアクリルア
ミドなどの高分子凝集剤を添加して緩やかに攪拌させれ
ば、沈殿粒子をさらに巨大化させ、容易に固液分離させ
ることができる。このヒドロキシアパタイトの生成分離
手段は、第二リン除去手段15における吸着飽和に達した
硫酸アルミニウム添着活性アルミナからリンを脱着して
回収する場合にも用いられる。
ム、水酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムなどの沈殿
生成用の薬剤及びキトサンやポリアクリルアミドなどの
高分子凝集剤が適当な添加率で添加され、被処理水中に
含まれるリンはヒドロキシアパタイト（Ｃａ5（ＰＯ4）
3ＯＨ）として凝集沈殿される。また、前記高分子凝集
剤によって液相中のＣＯＤ、ＳＳ成分等も除去される。
かかる手段によって被処理水からリンを除去する場合に
は、例えば被処理水１リットルに対して塩化カルシウム
溶液11ｇ／ｌを0.2リットル、水酸化ナトリウム溶液50
ｇ／ｌと炭酸ナトリウム溶液65ｇ／ｌの混合液を0.1リ
ットル添加して攪拌した後、キトサンやポリアクリルア
ミドなどの高分子凝集剤を添加して緩やかに攪拌させれ
ば、沈殿粒子をさらに巨大化させ、容易に固液分離させ
ることができる。このヒドロキシアパタイトの生成分離
手段は、第二リン除去手段15における吸着飽和に達した
硫酸アルミニウム添着活性アルミナからリンを脱着して
回収する場合にも用いられる。
【００５６】凝集沈殿法で処理を行う場合、硫酸第一鉄
（ＦｅＳＯ4）を添加してリンをリン酸鉄として凝集分
離処理する。
（ＦｅＳＯ4）を添加してリンをリン酸鉄として凝集分
離処理する。
【００５７】リンが除去された汚泥脱水分離液は、第一
硝化手段６に供給される。尚、前記リン除去手段２と第
一硝化手段６とを連結させている経路には、アンモニア
濃度調整手段３が設置される。アンモニア濃度調整手段
３には、アンモニア濃度測定手段４と希釈水供給手段５
が付帯されている。アンモニア濃度調整手段４は、リン
除去手段から供給された被処理水のアンモニア性窒素濃
度を測定し、第一硝化手段６における硝化反応を効率的
に行わせるべく、希釈水供給手段５によって希釈水を定
量的に供給させて前記被処理水のアンモニア性窒素濃度
を一定濃度以下に調整させる機能を有する。本形態にお
いては、例えば、前記アンモニア性窒素濃度は約500ｍ
ｇ-Ｎ／ｌ以下に調整される。したがって、重力濃縮及
び遠心濃縮生汚泥の嫌気性消化における汚泥脱水分離液
のアンモニア性窒素濃度はそれぞれ500、1000ｍｇ-Ｎ／
ｌであるので、前者は無希釈でよいが、後者は２倍程度
に希釈される。
硝化手段６に供給される。尚、前記リン除去手段２と第
一硝化手段６とを連結させている経路には、アンモニア
濃度調整手段３が設置される。アンモニア濃度調整手段
３には、アンモニア濃度測定手段４と希釈水供給手段５
が付帯されている。アンモニア濃度調整手段４は、リン
除去手段から供給された被処理水のアンモニア性窒素濃
度を測定し、第一硝化手段６における硝化反応を効率的
に行わせるべく、希釈水供給手段５によって希釈水を定
量的に供給させて前記被処理水のアンモニア性窒素濃度
を一定濃度以下に調整させる機能を有する。本形態にお
いては、例えば、前記アンモニア性窒素濃度は約500ｍ
ｇ-Ｎ／ｌ以下に調整される。したがって、重力濃縮及
び遠心濃縮生汚泥の嫌気性消化における汚泥脱水分離液
のアンモニア性窒素濃度はそれぞれ500、1000ｍｇ-Ｎ／
ｌであるので、前者は無希釈でよいが、後者は２倍程度
に希釈される。
【００５８】第一硝化手段６は、第一リン除去手段２か
ら供給した被処理水を活性汚泥によって好気的に酸化処
理し、被処理水中に含まれるアンモニアの約半分を亜硝
酸に酸化する。被処理水は、活性汚泥に対する窒素負荷
が15ｇ-N／ｌ-グラニュール・日（容積負荷では3.0ｇ-N
／ｌ・日）となるように供給される。第一硝化手段６に
付帯されたｐＨ調整手段12は、同手段６内の反応液のp
Ｈを測定し、硝化処理に最適な条件に調整させる。活性
汚泥は、ポリエチレングリコールや高吸水樹脂などを用
いてグラニュール化させてから投入され、空気攪拌によ
って馴致される。第一硝化処理水は、アンモニア酸化手
段７に供給される。
ら供給した被処理水を活性汚泥によって好気的に酸化処
理し、被処理水中に含まれるアンモニアの約半分を亜硝
酸に酸化する。被処理水は、活性汚泥に対する窒素負荷
が15ｇ-N／ｌ-グラニュール・日（容積負荷では3.0ｇ-N
／ｌ・日）となるように供給される。第一硝化手段６に
付帯されたｐＨ調整手段12は、同手段６内の反応液のp
Ｈを測定し、硝化処理に最適な条件に調整させる。活性
汚泥は、ポリエチレングリコールや高吸水樹脂などを用
いてグラニュール化させてから投入され、空気攪拌によ
って馴致される。第一硝化処理水は、アンモニア酸化手
段７に供給される。
【００５９】アンモニア酸化手段７は、アンモニア酸化
処理タンクに温度調整手段11とｐＨ調整手段12が設置さ
れることにより構成される。温度調整手段11及びｐH調
整手段12は、同タンク内に供給された固液分離液の液温
とpＨを測定して、嫌気性アンモニア酸化処理に最適な
条件（例えば、液温30℃、ｐＨ８付近）となるように調
整する機能を有する。同タンク内に据付けられている固
定床８には、脱窒素タンクから引き抜きぬかれた種汚泥
により馴致された活性汚泥が固定されており、６〜23時
間の滞留時間の条件で、液中の亜硝酸アンモニウムを分
子状窒素に変換して大気中に放出させる。また、アンモ
ニア酸化細菌培養タンク９に前記種汚泥を投入した後に
亜硝酸アンモニウムを基質とした無機合成培地で培養さ
せた汚泥を、グラニュール化手段10によってグラニュー
ル化させてアンモニア酸化処理タンクに供給してもよ
い。アンモニア酸化手段７の処理水は、第二硝化手段13
に供給される。
処理タンクに温度調整手段11とｐＨ調整手段12が設置さ
れることにより構成される。温度調整手段11及びｐH調
整手段12は、同タンク内に供給された固液分離液の液温
とpＨを測定して、嫌気性アンモニア酸化処理に最適な
条件（例えば、液温30℃、ｐＨ８付近）となるように調
整する機能を有する。同タンク内に据付けられている固
定床８には、脱窒素タンクから引き抜きぬかれた種汚泥
により馴致された活性汚泥が固定されており、６〜23時
間の滞留時間の条件で、液中の亜硝酸アンモニウムを分
子状窒素に変換して大気中に放出させる。また、アンモ
ニア酸化細菌培養タンク９に前記種汚泥を投入した後に
亜硝酸アンモニウムを基質とした無機合成培地で培養さ
せた汚泥を、グラニュール化手段10によってグラニュー
ル化させてアンモニア酸化処理タンクに供給してもよ
い。アンモニア酸化手段７の処理水は、第二硝化手段13
に供給される。
【００６０】第二硝化手段13は、第一硝化手段６の反応
タンクと等容積の反応タンクにおいて、第一硝化手段６
と同様にポリエチレングリコールや高吸水性樹脂などで
グラニュール化させた活性汚泥を種菌として投入し、空
気攪拌を行う。本手段においても、ｐＨ調整手段12が付
帯されている。第二硝化タンクに供給された被処理水中
の残存アンモニアや亜硝酸は、好気状態で活性化された
汚泥中の微生物群による硝化作用によって硝酸に酸化さ
れる。第二硝化手段13の処理水は、必要に応じて第三硝
化手段14において、さらに硝化処理される。
タンクと等容積の反応タンクにおいて、第一硝化手段６
と同様にポリエチレングリコールや高吸水性樹脂などで
グラニュール化させた活性汚泥を種菌として投入し、空
気攪拌を行う。本手段においても、ｐＨ調整手段12が付
帯されている。第二硝化タンクに供給された被処理水中
の残存アンモニアや亜硝酸は、好気状態で活性化された
汚泥中の微生物群による硝化作用によって硝酸に酸化さ
れる。第二硝化手段13の処理水は、必要に応じて第三硝
化手段14において、さらに硝化処理される。
【００６１】第二リン除去手段15は、硫酸アルミニウム
添着活性アルミナを吸着剤として充填させたカラムに第
二硝化手段13または第三硝化手段13からの処理水を定量
的に通水させることにより、前記処理水中に含まれる低
濃度のリンを吸着除去する。活性アルミナは、低濃度領
域での吸着容量が特に大きく、下水等の高度処理や河川
の処理に適している。特に、本形態において用いられて
いる硫酸アルミニウム添着活性アルミナの最適ｐＨは６
〜7.5であり、他の吸着剤と比べ、ほとんどｐＨを調整
させずにリンを効率的に吸着させることできる。前記カ
ラムは、脱離工程後、適時に硫酸と硫酸アルミニウム溶
液を循環供給させれば前記活性アルミナを再生させるこ
とできる。第二リン除去手段15の処理水は、脱窒手段15
に供給される。
添着活性アルミナを吸着剤として充填させたカラムに第
二硝化手段13または第三硝化手段13からの処理水を定量
的に通水させることにより、前記処理水中に含まれる低
濃度のリンを吸着除去する。活性アルミナは、低濃度領
域での吸着容量が特に大きく、下水等の高度処理や河川
の処理に適している。特に、本形態において用いられて
いる硫酸アルミニウム添着活性アルミナの最適ｐＨは６
〜7.5であり、他の吸着剤と比べ、ほとんどｐＨを調整
させずにリンを効率的に吸着させることできる。前記カ
ラムは、脱離工程後、適時に硫酸と硫酸アルミニウム溶
液を循環供給させれば前記活性アルミナを再生させるこ
とできる。第二リン除去手段15の処理水は、脱窒手段15
に供給される。
【００６２】また、第二リン除去手段15には、吸着除去
させたリンを再資源化させるためにリン脱着手段16が付
帯される。リン脱着手段16は、吸着したリンを化学的処
理によって脱離させる。すなわち、前記カラム内の硫酸
アルミニウム添着活性アルミナに対し、吸着剤充填体積
の３倍量のアルカリ溶液（例えば、１Ｎ水酸化ナトリウ
ム）を空間速度30／ｈで循環供給させてリンを脱離させ
る。リンを含んだ脱離液は、回収手段17に供給される。
リン回収手段17は、前記脱離液に塩化カルシウムを定量
的に供給することでリンを有用資源となるヒドロキシア
パタイト（Ｃａ 5（ＰＯ4）3ＯＨ）として沈殿させて回
収する。
させたリンを再資源化させるためにリン脱着手段16が付
帯される。リン脱着手段16は、吸着したリンを化学的処
理によって脱離させる。すなわち、前記カラム内の硫酸
アルミニウム添着活性アルミナに対し、吸着剤充填体積
の３倍量のアルカリ溶液（例えば、１Ｎ水酸化ナトリウ
ム）を空間速度30／ｈで循環供給させてリンを脱離させ
る。リンを含んだ脱離液は、回収手段17に供給される。
リン回収手段17は、前記脱離液に塩化カルシウムを定量
的に供給することでリンを有用資源となるヒドロキシア
パタイト（Ｃａ 5（ＰＯ4）3ＯＨ）として沈殿させて回
収する。
【００６３】脱窒手段18は、無酸素状態で活性化された
汚泥中の微生物群による脱窒反応によって被処理水中に
含まれる亜硝酸、硝酸を分子状窒素に還元する。生成さ
れた分子状窒素は、大気中に放出される。効率的に脱窒
処理を行うべく脱窒手段18には、メタノール添加手段19
とｐＨ調整手段12が付帯される。メタノール添加手段
は、脱窒反応における水素源としてメタノールを定量的
に添加する。ｐＨ調整手段12は、反応液のｐＨを脱窒反
応に最適な条件に調整する。
汚泥中の微生物群による脱窒反応によって被処理水中に
含まれる亜硝酸、硝酸を分子状窒素に還元する。生成さ
れた分子状窒素は、大気中に放出される。効率的に脱窒
処理を行うべく脱窒手段18には、メタノール添加手段19
とｐＨ調整手段12が付帯される。メタノール添加手段
は、脱窒反応における水素源としてメタノールを定量的
に添加する。ｐＨ調整手段12は、反応液のｐＨを脱窒反
応に最適な条件に調整する。
【００６４】ここで、図１中の脱窒手段18は、第二リン
除去手段15の後段に設置させているが、前記第三硝化手
段14の処理水中にはＮＯ3 -が多く含まれることもありの
で第二リン除去手段15の活性アルミナの除去効率が低下
する場合があり得る。また、生物学的脱窒の効率維持の
ためにも前記脱手段に供給される被処理水中に少々なが
らも脱窒に係る微生物の栄養源としてリンが含まれてい
てもよい。前述のように脱窒作用によって液相中のＨＣ
Ｏ3 -の濃度が増えるが、ＨＣＯ3 -に影響されない活性ア
ルミナやその他の吸着剤を選択すれば、第二リン除去手
段15を脱窒手段18の後に設置させることで、窒素成分
（特にＮＯ2−Ｎ、ＮＯ3−Ｎ）及びリン成分をより効果
的に除去させることができる。
除去手段15の後段に設置させているが、前記第三硝化手
段14の処理水中にはＮＯ3 -が多く含まれることもありの
で第二リン除去手段15の活性アルミナの除去効率が低下
する場合があり得る。また、生物学的脱窒の効率維持の
ためにも前記脱手段に供給される被処理水中に少々なが
らも脱窒に係る微生物の栄養源としてリンが含まれてい
てもよい。前述のように脱窒作用によって液相中のＨＣ
Ｏ3 -の濃度が増えるが、ＨＣＯ3 -に影響されない活性ア
ルミナやその他の吸着剤を選択すれば、第二リン除去手
段15を脱窒手段18の後に設置させることで、窒素成分
（特にＮＯ2−Ｎ、ＮＯ3−Ｎ）及びリン成分をより効果
的に除去させることができる。
【００６５】脱窒手段18の処理水は、さらに汚水処理系
20または活性汚泥処理系（Ａ／Ｏ法）の無酸素タンク21
に供給され、処理された後に放流される。また、第二硝
化手段13、第三硝化手段14または第二リン除去手段15か
らの処理水は、活性汚泥処理系（Ａ／Ｏ法）の無酸素タ
ンク21に直接供給して脱窒処理してもよい。（第２形
態）本形態に係る処理装置システムは、嫌気性消化汚泥
や生汚泥などの脱水分離液のような高濃度のアンモニア
及びリンを含む廃水を物理化学的及び生物化学的に処理
するアンモニア及びリン含有廃水処理手段において、ア
ンモニア及びリンを含んだ廃水に添加剤を添加して液相
中のリンを除去させる第一リン除去工程と、前記第一リ
ン除去工程の処理水を好気状態で微生物群と接触させて
液相中のアンモニアの約半分を亜硝酸に酸化させる第一
硝化工程と、前記第一硝化工程の処理水をさらに好気状
態で微生物群と接触させて液相中のアンモニアを亜硝酸
に酸化させる第二硝化工程と、前記第一リン除去工程と
前記第二硝化工程の処理水を混合させた後、無酸素状態
で微生物群と接触させて液相中のアンモニアと亜硝酸を
分子状窒素に変換して系外に除去させるアンモニア酸化
工程とからなる。前記第一リン除去工程は、第１形態と
同様の手段が採られる。
20または活性汚泥処理系（Ａ／Ｏ法）の無酸素タンク21
に供給され、処理された後に放流される。また、第二硝
化手段13、第三硝化手段14または第二リン除去手段15か
らの処理水は、活性汚泥処理系（Ａ／Ｏ法）の無酸素タ
ンク21に直接供給して脱窒処理してもよい。（第２形
態）本形態に係る処理装置システムは、嫌気性消化汚泥
や生汚泥などの脱水分離液のような高濃度のアンモニア
及びリンを含む廃水を物理化学的及び生物化学的に処理
するアンモニア及びリン含有廃水処理手段において、ア
ンモニア及びリンを含んだ廃水に添加剤を添加して液相
中のリンを除去させる第一リン除去工程と、前記第一リ
ン除去工程の処理水を好気状態で微生物群と接触させて
液相中のアンモニアの約半分を亜硝酸に酸化させる第一
硝化工程と、前記第一硝化工程の処理水をさらに好気状
態で微生物群と接触させて液相中のアンモニアを亜硝酸
に酸化させる第二硝化工程と、前記第一リン除去工程と
前記第二硝化工程の処理水を混合させた後、無酸素状態
で微生物群と接触させて液相中のアンモニアと亜硝酸を
分子状窒素に変換して系外に除去させるアンモニア酸化
工程とからなる。前記第一リン除去工程は、第１形態と
同様の手段が採られる。
【００６６】前記アンモニア酸化工程には、第１形態と
同様に、前記アンモニア酸化工程の処理水を第１形態と
同種の吸着剤と接触させて液相中に残留するリンを吸着
除去させる第二リン除去工程と、液相中に残留するアン
モニア、亜硝酸または硝酸を生物学的脱窒によって系外
に除去させる脱窒工程とが供される。
同様に、前記アンモニア酸化工程の処理水を第１形態と
同種の吸着剤と接触させて液相中に残留するリンを吸着
除去させる第二リン除去工程と、液相中に残留するアン
モニア、亜硝酸または硝酸を生物学的脱窒によって系外
に除去させる脱窒工程とが供される。
【００６７】さらに、前記アンモニア酸化工程には、必
要とあらば、前記アンモニア酸化工程の処理水を好気状
態で微生物群と接触させる第三硝化工程が供され、液相
中に残留するアンモニアと亜硝酸の硝酸への酸化を図っ
ている。このことで、後段の窒素除去の効率が高まるば
かりでなく、ＢＯＤ等の汚濁負荷をも低減させることが
可能となる。
要とあらば、前記アンモニア酸化工程の処理水を好気状
態で微生物群と接触させる第三硝化工程が供され、液相
中に残留するアンモニアと亜硝酸の硝酸への酸化を図っ
ている。このことで、後段の窒素除去の効率が高まるば
かりでなく、ＢＯＤ等の汚濁負荷をも低減させることが
可能となる。
【００６８】本形態に係る上記の構成によれば、高濃度
のリンを除去した後、第二硝化工程においてアンモニア
の大部分が亜硝酸に酸化されたイオン組成の液が得られ
るので、第二硝化工程と第一リン除去工程の処理水を等
容量で混合することにより、アンモニウムイオンと亜硝
酸イオンが概ね化学的に等当量濃度で溶解したイオン組
成の液が得られる。このようなイオン組成が得られるこ
とについて第一形態と同様の理由が考えられる。すなわ
ち、第一硝化工程においては高濃度の第一硝化工程にお
いては高濃度のアンモニアによって、亜硝酸酸化菌（硝
酸菌）が阻害されて亜硝酸から硝酸への酸化（前記
（２）式）が抑制されているためである。前記のイオン
組成は前記アンモニア酸化反応の進行に適しており、こ
の反応によって液相中の亜硝酸アンモニウムは窒素に変
換されて系外へと除去される。したがって、第三硝化工
程（場合によって第三硝化工程は省略できる）における
窒素の負荷が軽減されるばかりでなく、脱窒工程や汚水
処理系への窒素負担が軽減され、汚水処理施設における
薬品コストや消費電力が節減される。また、本形態に係
るリン除去手段の効果については第１形態と同様の効果
が得られる。
のリンを除去した後、第二硝化工程においてアンモニア
の大部分が亜硝酸に酸化されたイオン組成の液が得られ
るので、第二硝化工程と第一リン除去工程の処理水を等
容量で混合することにより、アンモニウムイオンと亜硝
酸イオンが概ね化学的に等当量濃度で溶解したイオン組
成の液が得られる。このようなイオン組成が得られるこ
とについて第一形態と同様の理由が考えられる。すなわ
ち、第一硝化工程においては高濃度の第一硝化工程にお
いては高濃度のアンモニアによって、亜硝酸酸化菌（硝
酸菌）が阻害されて亜硝酸から硝酸への酸化（前記
（２）式）が抑制されているためである。前記のイオン
組成は前記アンモニア酸化反応の進行に適しており、こ
の反応によって液相中の亜硝酸アンモニウムは窒素に変
換されて系外へと除去される。したがって、第三硝化工
程（場合によって第三硝化工程は省略できる）における
窒素の負荷が軽減されるばかりでなく、脱窒工程や汚水
処理系への窒素負担が軽減され、汚水処理施設における
薬品コストや消費電力が節減される。また、本形態に係
るリン除去手段の効果については第１形態と同様の効果
が得られる。
【００６９】図２は、本形態に係る処理装置システムの
概要図である。当該処理装置システムは、第１形態と同
様に、第一リン除去手段２、第一硝化手段６、第二硝化
手段13、アンモニア酸化手段７、第三硝化手段14、第二
リン除去手段15及び脱窒手段18から構成されるが、アン
モニアを多く含む第一リン除去手段２の処理水と亜硝酸
を多く含む第二硝化手段の処理水とをアンモニア酸化手
段７に定量的に供給して同手段７の被処理水中に含まれ
るアンモニア濃度と亜硝酸濃度とを化学的に等当量に調
整させるという点で第１形態と相違する。かかる手段に
よってアンモ二アと亜硝酸の濃度に応じて嫌気的アンモ
ニア酸化手段におけるアンモニア酸化処理を効率的に行
っている。
概要図である。当該処理装置システムは、第１形態と同
様に、第一リン除去手段２、第一硝化手段６、第二硝化
手段13、アンモニア酸化手段７、第三硝化手段14、第二
リン除去手段15及び脱窒手段18から構成されるが、アン
モニアを多く含む第一リン除去手段２の処理水と亜硝酸
を多く含む第二硝化手段の処理水とをアンモニア酸化手
段７に定量的に供給して同手段７の被処理水中に含まれ
るアンモニア濃度と亜硝酸濃度とを化学的に等当量に調
整させるという点で第１形態と相違する。かかる手段に
よってアンモ二アと亜硝酸の濃度に応じて嫌気的アンモ
ニア酸化手段におけるアンモニア酸化処理を効率的に行
っている。
【００７０】第一リン除去手段２は、第１形態と同様
に、造粒脱リン法、昌析法または凝集沈殿法によって被
処理水（アンモニア及びリン含有廃水１）中に含まれる
リンを除去する。
に、造粒脱リン法、昌析法または凝集沈殿法によって被
処理水（アンモニア及びリン含有廃水１）中に含まれる
リンを除去する。
【００７１】造粒脱リン法で処理を行う場合、被処理水
には、マグネシウム源としてドロマイト（ＣａＭｇ（Ｃ
Ｏ3）2）、塩化マグネシウムまたは海水等のマグネシウ
ム塩溶液が添加される。被処理水中に含まれるアンモニ
ア性窒素及びリンは、有用資源リン酸マグネシウムアン
モニウム（ＭＡＰ）として分離回収される。
には、マグネシウム源としてドロマイト（ＣａＭｇ（Ｃ
Ｏ3）2）、塩化マグネシウムまたは海水等のマグネシウ
ム塩溶液が添加される。被処理水中に含まれるアンモニ
ア性窒素及びリンは、有用資源リン酸マグネシウムアン
モニウム（ＭＡＰ）として分離回収される。
【００７２】昌析法で処理を行う場合、塩化カルシウ
ム、水酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムなどの沈殿
生成用の薬剤及びキトサンやポリアクリルアミドなどの
高分子凝集剤が適当な添加率で添加され、被処理水中に
含まれるリンはヒドロキシアパタイト（Ｃａ2（ＯＨ）
ＰＯ4）として凝集沈殿される。また、前記高分子凝集
剤によって液相中のＣＯＤ、ＳＳ成分等も除去される。
かかる手段によって被処理水からリンを除去する場合に
は、本形態においても例えば、被処理水１リットルに対
して塩化カルシウム溶液11ｇ／ｌを0.2リットル、水酸
化ナトリウム溶液50ｇ／ｌと炭酸ナトリウム溶液65ｇ／
ｌの混合液を0.1リットル添加して攪拌した後、キトサ
ンやポリアクリルアミドなどの高分子凝集剤を添加して
緩やかに攪拌させることで沈殿粒子を巨大化させ、これ
を固液分離させる。このヒロキシアパタイトの生成分離
は、第１形態と同様に、第二リン除去手段15における吸
着飽和に達した硫酸アルミニウム添着活性アルミナから
リンを脱着して回収する場合にも用いられる。
ム、水酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムなどの沈殿
生成用の薬剤及びキトサンやポリアクリルアミドなどの
高分子凝集剤が適当な添加率で添加され、被処理水中に
含まれるリンはヒドロキシアパタイト（Ｃａ2（ＯＨ）
ＰＯ4）として凝集沈殿される。また、前記高分子凝集
剤によって液相中のＣＯＤ、ＳＳ成分等も除去される。
かかる手段によって被処理水からリンを除去する場合に
は、本形態においても例えば、被処理水１リットルに対
して塩化カルシウム溶液11ｇ／ｌを0.2リットル、水酸
化ナトリウム溶液50ｇ／ｌと炭酸ナトリウム溶液65ｇ／
ｌの混合液を0.1リットル添加して攪拌した後、キトサ
ンやポリアクリルアミドなどの高分子凝集剤を添加して
緩やかに攪拌させることで沈殿粒子を巨大化させ、これ
を固液分離させる。このヒロキシアパタイトの生成分離
は、第１形態と同様に、第二リン除去手段15における吸
着飽和に達した硫酸アルミニウム添着活性アルミナから
リンを脱着して回収する場合にも用いられる。
【００７３】凝集沈殿法で処理を行う場合、硫酸第一鉄
（ＦｅＳＯ4）を添加してリンをリン酸鉄として固液分
離させる。
（ＦｅＳＯ4）を添加してリンをリン酸鉄として固液分
離させる。
【００７４】第一リン除去手段２の処理水は、アンモニ
ア濃度調整手段３によって第一硝化手段６とアンモニア
酸化手段７とに分配供給される。アンモニア濃度調整手
段３には、第１形態と同様に、アンモニア濃度測定手段
７と希釈水供給手段５が付帯されている。アンモニア濃
度調整手段７は、リン除去手段２から供給された被処理
水のアンモニア性窒素濃度を測定し、第一硝化手段にお
ける硝化反応を効率的に行わせるべく、希釈水供給手段
５によって希釈水を定量的に供給して前記被処理水のア
ンモニア性窒素濃度を一定濃度以下に調整させる機能を
有する。本形態においても、前記アンモニア性窒素濃度
は約500ｍｇ-Ｎ／ｌ以下に調整される。したがって、重
力濃縮及び遠心濃縮生汚泥の嫌気性消化における汚泥脱
水分離液のアンモニア性窒素濃度はそれぞれ500、1000
ｍｇ-Ｎ／ｌであるので、前者は無希釈でよいが、後者
は少なくとも２倍希釈される。
ア濃度調整手段３によって第一硝化手段６とアンモニア
酸化手段７とに分配供給される。アンモニア濃度調整手
段３には、第１形態と同様に、アンモニア濃度測定手段
７と希釈水供給手段５が付帯されている。アンモニア濃
度調整手段７は、リン除去手段２から供給された被処理
水のアンモニア性窒素濃度を測定し、第一硝化手段にお
ける硝化反応を効率的に行わせるべく、希釈水供給手段
５によって希釈水を定量的に供給して前記被処理水のア
ンモニア性窒素濃度を一定濃度以下に調整させる機能を
有する。本形態においても、前記アンモニア性窒素濃度
は約500ｍｇ-Ｎ／ｌ以下に調整される。したがって、重
力濃縮及び遠心濃縮生汚泥の嫌気性消化における汚泥脱
水分離液のアンモニア性窒素濃度はそれぞれ500、1000
ｍｇ-Ｎ／ｌであるので、前者は無希釈でよいが、後者
は少なくとも２倍希釈される。
【００７５】第一硝化手段６は、アンモニア濃度調整手
段３から分配供給された第一リン除去手段２の処理水を
活性汚泥によって好気的に酸化処理し、液相中に含まれ
るアンモニアの約半分を亜硝酸に酸化する。被処理水
は、第１形態と同様に、活性汚泥に対する窒素負荷が15
ｇ-N／ｌ-グラニュール・日（容積負荷では3.0ｇ-N／ｌ
・日）となるように供給される。第一硝化手段６に付帯
されたｐＨ調整手段12は、第一硝化手段６内の反応液の
pＨを測定して、硝化処理に最適な条件に調整させる。
活性汚泥は、ポリエチレングリコールや高吸水樹脂など
を用いてグラニュール化させて投入され、空気攪拌によ
って馴致される。第一硝化処理水は、第二硝化手段13に
供給される。
段３から分配供給された第一リン除去手段２の処理水を
活性汚泥によって好気的に酸化処理し、液相中に含まれ
るアンモニアの約半分を亜硝酸に酸化する。被処理水
は、第１形態と同様に、活性汚泥に対する窒素負荷が15
ｇ-N／ｌ-グラニュール・日（容積負荷では3.0ｇ-N／ｌ
・日）となるように供給される。第一硝化手段６に付帯
されたｐＨ調整手段12は、第一硝化手段６内の反応液の
pＨを測定して、硝化処理に最適な条件に調整させる。
活性汚泥は、ポリエチレングリコールや高吸水樹脂など
を用いてグラニュール化させて投入され、空気攪拌によ
って馴致される。第一硝化処理水は、第二硝化手段13に
供給される。
【００７６】第二硝化手段13は、第一硝化手段６の反応
タンクと等容積の反応タンクにおいて、第一硝化手段６
と同様にポリエチレングリコールや高吸水性樹脂などで
グラニュール化させた活性汚泥を種菌として投入し、空
気攪拌を行う。第二硝化手段13の反応タンクにおいては
空気攪拌によって液相中のアンモニアが亜硝酸に酸化さ
れる。第二硝化手段13の処理水は、流量調整手段31を介
してアンモニア酸化手段７に供給される。
タンクと等容積の反応タンクにおいて、第一硝化手段６
と同様にポリエチレングリコールや高吸水性樹脂などで
グラニュール化させた活性汚泥を種菌として投入し、空
気攪拌を行う。第二硝化手段13の反応タンクにおいては
空気攪拌によって液相中のアンモニアが亜硝酸に酸化さ
れる。第二硝化手段13の処理水は、流量調整手段31を介
してアンモニア酸化手段７に供給される。
【００７７】アンモニア酸化手段７は、アンモニア酸化
処理タンクにｐＨ調整手段12と温度調整手段14が設置さ
れることにより構成される。アンモニア酸化手段７に
は、被処理水として流量調整手段31を介して亜硝酸を多
く含んだ第二硝化手段13の処理水が、また流量調整手段
32を介してアンモニアを多く含んだ第一リン除去手段２
の処理水が供給される。流量調整手段31、32は、アンモ
ニア酸化タンク内に供給された被処理水中に含まれる亜
硝酸とアンモニアの濃度が化学的に等当量になるように
被処理水の流量を調整する。ｐH調整手段12及び温度調
整手段14は、同タンク内に供給された被処理水の液温と
pＨを測定して、アンモニア酸化処理に最適な条件（例
えば、液温30℃、ｐＨ８付近）となるように調整を行
う。本形態のアンモニア酸化処理タンク内に据付けられ
ている固定床８にも、脱窒素タンクから引き抜きぬかれ
た種汚泥により馴致された活性汚泥が固定されており、
６〜２３時間のタンク内滞留時間で、液相中の亜硝酸ア
ンモニウムを分子状窒素に変換して大気中に放出させ
る。勿論、第１形態と同様に、アンモニア酸化細菌培養
タンク９に前記種汚泥を投入した後に亜硝酸アンモニウ
ムを基質とした無機合成培地で培養させた汚泥をグラニ
ュール化手段10によってグラニュール化させてアンモニ
ア酸化処理タンクに供給してもよい。アンモニア酸化手
段７の処理水は、第三硝化手段14に供給される。
処理タンクにｐＨ調整手段12と温度調整手段14が設置さ
れることにより構成される。アンモニア酸化手段７に
は、被処理水として流量調整手段31を介して亜硝酸を多
く含んだ第二硝化手段13の処理水が、また流量調整手段
32を介してアンモニアを多く含んだ第一リン除去手段２
の処理水が供給される。流量調整手段31、32は、アンモ
ニア酸化タンク内に供給された被処理水中に含まれる亜
硝酸とアンモニアの濃度が化学的に等当量になるように
被処理水の流量を調整する。ｐH調整手段12及び温度調
整手段14は、同タンク内に供給された被処理水の液温と
pＨを測定して、アンモニア酸化処理に最適な条件（例
えば、液温30℃、ｐＨ８付近）となるように調整を行
う。本形態のアンモニア酸化処理タンク内に据付けられ
ている固定床８にも、脱窒素タンクから引き抜きぬかれ
た種汚泥により馴致された活性汚泥が固定されており、
６〜２３時間のタンク内滞留時間で、液相中の亜硝酸ア
ンモニウムを分子状窒素に変換して大気中に放出させ
る。勿論、第１形態と同様に、アンモニア酸化細菌培養
タンク９に前記種汚泥を投入した後に亜硝酸アンモニウ
ムを基質とした無機合成培地で培養させた汚泥をグラニ
ュール化手段10によってグラニュール化させてアンモニ
ア酸化処理タンクに供給してもよい。アンモニア酸化手
段７の処理水は、第三硝化手段14に供給される。
【００７８】第三硝化手段14は、第一及び第二硝化手段
の反応タンク６、13と等容積の反応タンクにおいて、第
一及び第二硝化手段と同様にポリエチレングリコールや
高吸水性樹脂などでグラニュール化させた活性汚泥を種
菌として投入し、空気攪拌を行う。第三硝化手段13の反
応タンクにおいては、空気攪拌によって活性化された汚
泥中の微生物群による硝化作用によって液相中の残存し
たアンモニアと亜硝酸が硝酸に酸化される。本手段は、
流入窒素負荷に応じて適時に省略してもよい。第三硝化
手段13の処理水は、第二リン除去手段16に供給される。
の反応タンク６、13と等容積の反応タンクにおいて、第
一及び第二硝化手段と同様にポリエチレングリコールや
高吸水性樹脂などでグラニュール化させた活性汚泥を種
菌として投入し、空気攪拌を行う。第三硝化手段13の反
応タンクにおいては、空気攪拌によって活性化された汚
泥中の微生物群による硝化作用によって液相中の残存し
たアンモニアと亜硝酸が硝酸に酸化される。本手段は、
流入窒素負荷に応じて適時に省略してもよい。第三硝化
手段13の処理水は、第二リン除去手段16に供給される。
【００７９】第二リン除去手段16は、硫酸アルミニウム
添着活性アルミナを吸着剤として充填させたカラムに第
二硝化手段13または第三硝化手段14の処理水を定量的に
通水させることにより前記処理水中に含まれる低濃度の
リンを吸着除去する。前記カラムは、脱離工程後におい
て適時に硫酸と硫酸アルミニウム溶液を循環供給させれ
ば前記活性アルミナを再生させることできる。第二リン
除去手段15の処理水は、脱窒手段18に供給される。第１
形態と同様に、第二リン除去手段には、吸着除去させた
リンを再資源化させるためにリン脱着手段16が付帯され
る。リン脱着手段17は、第１形態と同じ要領で化学的処
理を行い、吸着させたリンを脱離させる。すなわち、前
記カラム内の硫酸アルミニウム添着活性アルミナに対
し、吸着剤充填体積の３倍量のアルカリ溶液（例えば、
１Ｎ水酸化ナトリウム）を空間速度30／ｈで循環供給さ
せてリンを脱離させる。リンを含んだ脱離液は、リン回
収手段17に供給される。リン回収手段17は、前記脱離液
に塩化カルシウムを定量的に供給することでリンをヒド
ロキシアパタイト（Ｃａ5（ＰＯ4）3ＯＨ）として沈殿
させて回収する。
添着活性アルミナを吸着剤として充填させたカラムに第
二硝化手段13または第三硝化手段14の処理水を定量的に
通水させることにより前記処理水中に含まれる低濃度の
リンを吸着除去する。前記カラムは、脱離工程後におい
て適時に硫酸と硫酸アルミニウム溶液を循環供給させれ
ば前記活性アルミナを再生させることできる。第二リン
除去手段15の処理水は、脱窒手段18に供給される。第１
形態と同様に、第二リン除去手段には、吸着除去させた
リンを再資源化させるためにリン脱着手段16が付帯され
る。リン脱着手段17は、第１形態と同じ要領で化学的処
理を行い、吸着させたリンを脱離させる。すなわち、前
記カラム内の硫酸アルミニウム添着活性アルミナに対
し、吸着剤充填体積の３倍量のアルカリ溶液（例えば、
１Ｎ水酸化ナトリウム）を空間速度30／ｈで循環供給さ
せてリンを脱離させる。リンを含んだ脱離液は、リン回
収手段17に供給される。リン回収手段17は、前記脱離液
に塩化カルシウムを定量的に供給することでリンをヒド
ロキシアパタイト（Ｃａ5（ＰＯ4）3ＯＨ）として沈殿
させて回収する。
【００８０】脱窒手段18は、無酸素状態で活性化された
汚泥中の微生物群による脱窒反応によって被処理水中に
含まれる亜硝酸、硝酸を分子状窒素に還元する。生成さ
れた分子状窒素は、大気中に放出される。効率的に脱窒
処理を行うべく脱窒手段18には、ｐＨ調整手段12とメタ
ノール添加手段19が付帯される。ｐＨ調整手段12は、反
応液のｐＨを脱窒反応に最適な条件に調整する。メタノ
ール添加手段19は、脱窒反応における水素源としてメタ
ノールを定量的に添加する。尚、第１形態と同様の趣旨
により脱窒手段18を第二リン除去手段15の後段に設置し
てもよい。
汚泥中の微生物群による脱窒反応によって被処理水中に
含まれる亜硝酸、硝酸を分子状窒素に還元する。生成さ
れた分子状窒素は、大気中に放出される。効率的に脱窒
処理を行うべく脱窒手段18には、ｐＨ調整手段12とメタ
ノール添加手段19が付帯される。ｐＨ調整手段12は、反
応液のｐＨを脱窒反応に最適な条件に調整する。メタノ
ール添加手段19は、脱窒反応における水素源としてメタ
ノールを定量的に添加する。尚、第１形態と同様の趣旨
により脱窒手段18を第二リン除去手段15の後段に設置し
てもよい。
【００８１】脱窒手段18の処理水は、さらに汚水処理系
21または活性汚泥処理系（Ａ／Ｏ法）の無酸素タンク23
に供給され、処理された後に放流される。第１形態と同
様に、第二リン除去手段15からの処理水は、活性汚泥処
理系（Ａ／Ｏ法）の無酸素タンク21に供給して脱窒処理
を行わせてもよい。
21または活性汚泥処理系（Ａ／Ｏ法）の無酸素タンク23
に供給され、処理された後に放流される。第１形態と同
様に、第二リン除去手段15からの処理水は、活性汚泥処
理系（Ａ／Ｏ法）の無酸素タンク21に供給して脱窒処理
を行わせてもよい。
【００８２】
【発明の効果】本発明に係るアンモニア及びリン含有廃
水処理方法及びその装置によれば、汚泥脱水分離液等の
高濃度のアンモニアとリンを含んだ廃水に対し、物理化
学的処理によってリンを除去した後、これに生物学的処
理（硝化）を施すことでアンモニウムイオンと亜硝酸イ
オンが化学的等当量に溶解したイオン組成の反応液が得
られる。このイオン組成は、嫌気的アンモニア酸化処理
において有効な手段となり、液相中の亜硝酸イオンとア
ンモニウムイオンを容易に窒素ガスに変換させて系外に
除外させることができる。また、前記アンモニア酸化処
理による亜硝酸の除去は、吸着剤として活性アルミナを
用いた低濃度用リン除去手段の機能障害の原因となる硝
酸イオンの生成の低減にもつながる。さらに、高濃度の
リン除去に適した方法と低濃度のリン除去に適した方法
を組合せることで、リンの除去効率が向上し、かつ系外
の汚水処理工程へのリンの負荷が軽減され、除去したア
ンモニア及びリンは有用資源して回収させることができ
る。
水処理方法及びその装置によれば、汚泥脱水分離液等の
高濃度のアンモニアとリンを含んだ廃水に対し、物理化
学的処理によってリンを除去した後、これに生物学的処
理（硝化）を施すことでアンモニウムイオンと亜硝酸イ
オンが化学的等当量に溶解したイオン組成の反応液が得
られる。このイオン組成は、嫌気的アンモニア酸化処理
において有効な手段となり、液相中の亜硝酸イオンとア
ンモニウムイオンを容易に窒素ガスに変換させて系外に
除外させることができる。また、前記アンモニア酸化処
理による亜硝酸の除去は、吸着剤として活性アルミナを
用いた低濃度用リン除去手段の機能障害の原因となる硝
酸イオンの生成の低減にもつながる。さらに、高濃度の
リン除去に適した方法と低濃度のリン除去に適した方法
を組合せることで、リンの除去効率が向上し、かつ系外
の汚水処理工程へのリンの負荷が軽減され、除去したア
ンモニア及びリンは有用資源して回収させることができ
る。
【００８３】このように、高濃度のアンモニアとリンを
含んだ廃水に対する本発明に係る物理化学的処理と生物
化学的処理の組み合わせによって系外の汚水処理工程へ
の窒素、リン及びＢＯＤ源等の汚濁負荷も軽減されて汚
泥処理設備を備えた汚水処理施設の経済的な管理が可能
となるばかりでなく、除去したアンモニアやリンを有用
資源としての利用も可能となる。
含んだ廃水に対する本発明に係る物理化学的処理と生物
化学的処理の組み合わせによって系外の汚水処理工程へ
の窒素、リン及びＢＯＤ源等の汚濁負荷も軽減されて汚
泥処理設備を備えた汚水処理施設の経済的な管理が可能
となるばかりでなく、除去したアンモニアやリンを有用
資源としての利用も可能となる。
【図１】第１形態に係る処理装置システム概要図。
【図２】第２形態に係る処理装置システム概要図。
【図３】三容器システムによるアンモニア硝化処理装置
システム概要図。
システム概要図。
１…アンモニア及びリン含有廃水 ２…第一リン除去手段 ３…アンモニア濃度調整手段 ４…アンモニア濃度測定手段 ５…希釈水注入手段 ６…第一硝化手段 ７…アンモニア酸化手段 ８…固定床 ９…アンモニア酸化細菌培養タンク １０…グラニュール化手段 １１…温度調整手段 １２…ｐＨ調整手段 １３…第二硝化手段 １４…第三硝化手段 １５…第二リン除去手段 １６…リン脱着手段 １７…リン回収手段 １８…脱窒手段 １９…メタノール添加手段 ２０…汚水処理系 ２１…活性汚泥法（Ａ／Ｏ法）の無酸素タンク ３１、３２…流量調整手段
Claims (21)
- 【請求項１】 アンモニア及びリンを含んだ廃水に添加
剤を添加して液相中のリンを除去させる第一リン除去工
程と、前記第一リン除去工程の処理水を好気状態で微生
物群と接触させて液相中のアンモニアの約半分を亜硝酸
に酸化させる第一硝化工程と、前記第一硝化工程の処理
水を無酸素状態で微生物群と接触させて液相中のアンモ
ニアと亜硝酸を分子状窒素に変換して系外に除去させる
アンモニア酸化工程とからなることを特徴とするアンモ
ニア及びリン含有廃水処理方法。 - 【請求項２】 アンモニア及びリンを含んだ廃水に添加
剤を添加して液相中のリンを除去させる第一リン除去工
程と、前記第一リン除去工程の処理水を好気状態で微生
物群と接触させて液相中のアンモニアの約半分を亜硝酸
に酸化させる第一硝化工程と、前記第一硝化工程の処理
水をさらに好気状態で微生物群と接触させて液相中のア
ンモニアを亜硝酸に酸化させる第二硝化工程と、前記第
一リン除去工程と前記第二硝化工程の処理水を混合させ
た後、無酸素状態で微生物群と接触させて液相中のアン
モニアと亜硝酸を分子状窒素に変換して系外に除去させ
るアンモニア酸化工程とからなることを特徴とするアン
モニア及びリン含有廃水処理方法。 - 【請求項３】 前記アンモニア酸化工程には、液相中に
残留するアンモニア、亜硝酸または硝酸を生物学的脱窒
によって系外に除去させる脱窒工程が供されることを特
徴とする請求項１または２記載のアンモニア及びリン含
有廃水処理方法。 - 【請求項４】 前記アンモニア酸化工程には、前記アン
モニア酸化工程の処理水を吸着剤と接触させて液相中に
残留するリンを吸着除去させる第二リン除去工程が供さ
れることを特徴とする請求項１または２記載のアンモニ
ア及びリン含有廃水処理方法。 - 【請求項５】 前記アンモニア酸化工程の処理水を前記
第二リン除去工程に供した後、さらに前記脱窒工程に供
することを特徴とする請求項１または２記載のアンモニ
ア及びリン含有廃水処理方法。 - 【請求項６】 前記アンモニア酸化工程には、前記アン
モニア酸化工程の処理水を前記脱窒工程に供給する前に
好気状態で微生物群と接触させて液相中に残留するアン
モニアと亜硝酸を硝酸に酸化させる第二硝化工程が供さ
れることを特徴とする請求項１、３または４記載のアン
モニア及びリン含有廃水処理方法。 - 【請求項７】 前記第二硝化工程には、前記第二硝化工
程の処理水を好気状態で微生物群と接触させて、さらに
液相中に残留するアンモニアと亜硝酸を硝酸に酸化させ
る第三硝化工程が供されることを特徴とする請求項６記
載のアンモニア及びリン含有廃水処理方法。 - 【請求項８】 前記アンモニア酸化工程には、前記アン
モニア酸化工程の処理水を好気状態で微生物群と接触さ
せて、さらに液相中に残留するアンモニアと亜硝酸を硝
酸に酸化させる第三硝化工程が供されることを特徴とす
る請求項２〜４記載のアンモニア及びリン含有廃水処理
方法。 - 【請求項９】 前記第一リン除去工程は、前記廃水にマ
グネシウム塩を添加して液相中のアンモニアとリンをリ
ン酸マグネシウムアンモニウムとして分離回収させるこ
とを特徴とする請求項１〜８記載のアンモニア及びリン
含有廃水処理方法。 - 【請求項１０】 前記第一リン除去工程は、前記廃水に
無機塩と高分子凝集剤を添加して液相中のリンをヒドロ
キシアパタイトとして分離回収させることを特徴とする
請求項１〜８記載のアンモニア及びリン含有廃水処理方
法。 - 【請求項１１】 前記第一リン除去工程は、前記廃水に
硫酸第一鉄を添加して液相中のリンをリン酸鉄として固
液分離させることを特徴とする請求項１〜８記載のアン
モニア及びリン含有廃水処理方法。 - 【請求項１２】 前記第二リン除去工程における吸着剤
は、活性アルミナまたは硫酸アルミニウム添着活性アル
ミナとすることを特徴とする請求項４〜11記載のアンモ
ニア及びリン含有廃水処理方法。 - 【請求項１３】 アンモニア及びリンを含んだ廃水に添
加剤を添加する第一リン除去手段と、前記第一リン除去
手段の処理水を好気状態で微生物群と接触させて液相中
のアンモニアの約半分を亜硝酸に酸化させる第一硝化手
段と、前記第一硝化手段の処理水を無酸素状態で微生物
群と接触させて液相中のアンモニアと亜硝酸を分子状窒
素に変換して系外に除去させるアンモニア酸化手段とか
らなることを特徴とするアンモニア及びリン含有廃水処
理装置。 - 【請求項１４】 アンモニア及びリンを含んだ廃水が供
給される第一リン除去手段と、前記第一リン除去手段の
処理水が供給される前記第一硝化手段と、前記第一硝化
手段の処理水をさらに好気状態で微生物群と接触させて
液相中のアンモニアを亜硝酸に酸化させる第二硝化手段
と、前記第一リン除去手段と前記第二硝化工程の処理水
を混合させた後、無酸素状態で微生物群と接触させて液
相中のアンモニアと亜硝酸を分子状窒素に変換して系外
に除去させるアンモニア酸化手段とからなることを特徴
とするアンモニア及びリン含有廃水処理装置。 - 【請求項１５】 前記アンモニア酸化手段には、前記ア
ンモニア酸化手段の処理水が供給される脱窒手段が具備
されることを特徴とする請求項13または14記載のアンモ
ニア及びリン含有廃水処理装置。 - 【請求項１６】 前記アンモニア酸化手段には、前記ア
ンモニア酸化手段の処理水を吸着剤と接触させる第二リ
ン除去手段が具備されることを特徴とする請求項13また
は14記載のアンモニア及びリン含有廃水処理装置。 - 【請求項１７】 前記アンモニア酸化手段には、前記ア
ンモニア酸化工程の処理水を前記脱窒手段に供給する前
に好気状態で微生物群と接触させて液相中に残留するア
ンモニアと亜硝酸を硝酸に酸化させる第二硝化手段が具
備されること特徴とする請求項13、15または16記載のア
ンモニア及びリン含有廃水処理装置。 - 【請求項18】 前記第一リン除去手段は、前記廃水にマ
グネシウム塩を添加して液相中のアンモニアとリンをリ
ン酸マグネシウムアンモニウムとして分離回収させるこ
とを特徴とする請求項13〜17記載のアンモニア及びリン
含有廃水処理装置。 - 【請求項１９】 前記第一リン除去手段は、前記廃水に
無機塩と高分子凝集剤を添加して液相中のリンをヒドロ
キシアパタイトとして分離回収させることを特徴とする
請求項13〜17記載のアンモニア及びリン含有廃水処理装
置。 - 【請求項２０】 前記第一リン除去手段は、前記廃水に
硫酸第一鉄を添加して液相中のリンをリン酸鉄として固
液分離させることを特徴とする請求項13〜17記載のアン
モニア及びリン含有廃水処理装置。 - 【請求項２１】 前記第二リン除去手段に係る吸着剤
は、活性アルミナまたは硫酸アルミニウム添着活性アル
ミナであることを特徴とする請求項16〜20記載のアンモ
ニア及びリン含有廃水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11211763A JP2001037467A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | アンモニア及びリン含有廃水処理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11211763A JP2001037467A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | アンモニア及びリン含有廃水処理方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001037467A true JP2001037467A (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16611188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11211763A Pending JP2001037467A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | アンモニア及びリン含有廃水処理方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001037467A (ja) |
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