JP2001038381A

JP2001038381A - 廃水のリン除去方法

Info

Publication number: JP2001038381A
Application number: JP11216439A
Authority: JP
Inventors: Masasue Goi; 正季五井; Kei Baba; 圭馬場; Toyoshi Sawada; 豊志澤田; Jun Miyata; 純宮田; Toshiaki Tsubone; 俊明局; Tatsuo Takechi; 辰夫武智; Masahisa Tanabe; 正久田邊
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd; Kawasaki City
Current assignee: JFE Engineering Corp; Kawasaki City
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】容易にかつ安定した排水中からのリン除
去処理が可能となるとともに、凝集剤および有機物の過
剰添加を防止できる廃水のリン除去方法を提供する。【解決手段】上記課題は、嫌気工程および好気工程か
ら成り、凝集剤を添加してリンを除去する、廃水を生物
学的に処理して有機物、リンの同時除去処理を行う実装
置に類似の槽構成を有し、該実施設と類似の運転を行う
ことのできるモニタープラントを設置し、該モニタープ
ラントを凝集剤を添加することなく運転してその反応槽
内液または処理水中のリン濃度を連続的または間欠的に
測定して得られた結果に基づいて、該実装置の凝集剤添
加量、有機物注入量および最初沈殿池の運転池数の少な
くともいずれかを制御することを特徴とする廃水のリン
除去方法によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃水からのリン除
去方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃水中から有機物を除去するための従来
の代表的な処理プロセスとして活性汚泥法プロセスがあ
り、リン酸イオンおよび有機物を同時に除去する従来の
方法としては嫌気好気活性汚泥法プロセスがある。

【０００３】嫌気好気活性汚泥法による廃水処理装置の
一例を図２に示す。嫌気好気活性汚泥法による廃水処理
装置は、最初沈殿池２と、生物学的リン放出反応により
活性汚泥が細胞内のリン酸イオンを廃水中に放出する嫌
気槽３と、生物学的リン摂取反応により活性汚泥が廃水
中のリン酸イオンを細胞内に摂取する好気槽４と最終沈
殿池６とから構成される。好気工程での活性汚泥のリン
摂取量は嫌気工程でのリン放出量よりも大であり、この
リン摂取量とリン放出量との差が廃水からのリン酸イオ
ン除去量に相当する。反応槽に流入したリン酸は、嫌気
工程での生物学的リン放出反応および好気工程での生物
学的リン摂取反応を経て、汚泥の構成成分に変化し、最
終的に余剰汚泥として廃水処理装置から排出される。ま
た、排水中の有機物は嫌気工程および好気工程の双方に
おいて除去される。

【０００４】本処理法において、生物処理のみではリン
の目標処理水質を達成できない場合は、硫酸バンド、ポ
リ塩化アルミニウム等の凝集剤を添加することによりリ
ンを不溶化し沈殿除去する。この添加制御方法として
は、従来より、凝集剤を定量注入する方法や、嫌気槽の
ＯＲＰの値により凝集剤添加量を制御する方法（特開平
０３−２７８８９６号公報）、嫌気槽内の酸化還元電位
（ＯＲＰ）を測定し、この測定値に基づいて浮遊固形物
濃度（ＳＳ）の高い廃水の注入量を制御する（特開平０
３−２７８８９３号公報）、実施設の処理水中のリン濃
度を自動計測しフィードバックすることにより凝集剤の
添加量を制御する方法等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】嫌気好気活性汚泥法を
はじめとする生物学的りん除去法による廃水処理装置を
用いた廃水からのリン除去において、生物学的リン除去
反応の原理は、排水中のリンを汚泥の構成成分に変化さ
せ、排水中のリンを余剰汚泥中のリンとして廃水処理装
置から排出させるというものである。従って、廃水の有
機物濃度がリン濃度に比して小である場合には、有機物
濃度の不足により余剰汚泥発生量が小となり、所要のリ
ン除去量を得ることができないという基本的な問題があ
る。

【０００６】その対策として、１）凝集剤を添加して混
合液中のリン酸態イオンと凝集剤とを化学反応させて、
不溶性のリン化合物を形成することによりリン除去を行
う方法、２）有機物を添加して余剰汚泥発生量を増加さ
せることによりリン除去を行う方法、３）最初沈殿池の
運転池数を減少させ流入する有機物量を増加させること
により、余剰汚泥量を増加させてリン除去を行う方法、
等が用いられている。しかし、排水処理装置に流入する
排水の水質は時間、季節、気温等の様々な要因により変
動するため、水質の変動に対応して廃水処理装置の処理
性能を良好に維持管理するためには、廃水処理装置の上
記の１）から３）の運転条件を、排水の水質に対応した
適切な値となるよう制御する必要がある。

【０００７】従来の酸化還元電位(ＯＲＰ)を測定しこれ
に基づいて凝集剤量（特開平０３−２７８８９６号公
報）または浮遊固形物濃度(ＳＳ)の高い廃水の注入量
（特開平０３−２７８８９３号公報）を制御する方法に
おいて、酸化還元電位（ＯＲＰ）に対してはｐＨ，Ｄ
Ｏ、様々なイオン濃度等の因子が影響するため、酸化還
元電位（ＯＲＰ）と処理水のリン濃度との相関が低く、
凝集剤添加量もしくは浮遊固形物濃度(ＳＳ)の高い廃水
の添加量が適正になるように制御することは困難で、過
剰添加や不十分なリン除去を招くという問題がある。一
方、実施設の処理水中のリン濃度を自動計測しフィード
バックすることにより凝集剤の添加量を制御する場合、
凝集剤の添加を行いながら処理水中のリン濃度を測定す
るものであるため、時間遅れを生じるという問題があ
り、複雑な生物処理機能に対する水質変動や凝集剤注入
量変動の影響を考慮した制御であることが求められるに
も拘らず、この事が困難であるゆえに比較的単純な制御
を行いがちで、安定した処理のためには凝集剤が過剰に
添加される傾向にあるという問題がある。

【０００８】本発明は、上記の問題点に対処するための
具体的手法を提示するものであり、容易にかつ安定した
排水中からのリン除去処理が可能となるとともに、凝集
剤および有機物の過剰添加を防止できる廃水のリン除去
方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
した廃水のリン除去方法を提供するものであり、嫌気工
程および好気工程から成り、凝集剤を添加してリンを除
去する、廃水を生物学的に処理して有機物、リンの同時
除去処理を行う実装置に類似の槽構成を有し、該実施設
と類似の運転を行うことのできるモニタープラントを設
置し、該モニタープラントを凝集剤を添加することなく
運転してその反応槽内液または処理水中のリン濃度を連
続的または間欠的に測定して得られた結果に基づいて、
該実装置の凝集剤添加量、有機物注入量および最初沈殿
池の運転池数の少なくともいずれかを制御することを特
徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に基づく生物学的リン除去
処理装置として嫌気−無酸素−好気各槽よりなる装置の
一例を図１に示す。生物学的リン除去処理装置は図１に
示したように、凝集剤の添加のみを行わず他は該実装置
１５と該実装置１５と同様な槽配分および運転を行うモ
ニタープラント１４とによって構成され、該実装置１５
およびモニタープラント１４は、主として最初沈殿池
２、嫌気槽２、無酸素槽３、好気槽４および最終沈殿池
６から構成される。嫌気槽２および無酸素槽３では攪拌
のみが行われ、好気槽４では散気装置５により酸素供給
が行われると共に、散気に伴って生じる水流により攪拌
が行われる。

【００１１】図１に示した本発明に基づく生物学的リン
除去処理装置において、廃水１は最初沈殿池２ａ，２ｂ
での固液分離を経て嫌気槽３、無酸素槽８および好気槽
４へと順次通水される。好気槽４を流出し最終沈殿池６
に流入する流出液は最終沈殿池６で処理水と活性汚泥と
に分離され、最終沈殿池６で分離、濃縮された活性汚泥
の少なくとも一部は返送汚泥７として嫌気槽３へ送られ
る。嫌気槽３においては活性汚泥が最初沈殿池出口水お
よびメタノール注入装置からポンプ１１により供給され
るメタノールの有機物を利用して、活性汚泥細胞内に蓄
積したリン酸イオンを廃水中に放出（＝リン放出反応）
する。また、最初沈殿池出口水および返送汚泥７に含ま
れる硝酸性窒素または亜硝酸性窒素を窒素ガスにまで還
元（＝脱窒反応）し、脱窒処理する。好気槽４において
は活性汚泥が廃水中のリン酸イオンを活性汚泥細胞内に
摂取する（＝リン摂取反応）と共に、排水中の窒素化合
物の硝酸性窒素または亜硝酸性窒素への酸化(＝硝化反
応)および有機物の酸化分解除去を行う。無酸素槽８に
おいては、好気槽４からの循環水中の硝酸性窒素または
亜硝酸性窒素を窒素ガスにまで還元する。該実装置で
は、好気槽４において、凝集剤注入装置からポンプ１２
により供給される凝集剤と好気槽内の混合液中のリン酸
態イオンとが化学反応し、不溶性のリン化合物を形成す
ることにより、リン除去が行われる。

【００１２】モニタープラント１４の最初沈殿池出口に
設置された自動分析装置１０により、最初沈殿池出口水
の全リン濃度を連続的もしくは間欠的に自動測定し、こ
の分析結果を制御装置１６に自動入力する。次に、この
分析結果を基にした制御信号を制御装置１６からメタノ
ール注入ポンプ１１、最初沈殿池の運転池数調整バルブ
１３、および凝集剤注入ポンプ１２に自動出力し、それ
ぞれの機器の設定値を自動制御する。

【００１３】自動分析装置１０による分析の結果、全リ
ン濃度が目標値を超える場合は、制御装置１６からの出
力信号により、次に示す(１)〜(３)の運転制御のうち、
少なくとも一つを行うようにする。 (１) メタノール注入ポンプ１１の流量を増加させる。 (２) バルブ１３を調整し、最初沈殿池の運転池数を減
少させ、嫌気槽３に流入する廃水１の流量を大とする。 (３) 凝集剤注入ポンプ１３の流量を増加させる。

【００１４】モニタープラントにおけるリンの測定ポイ
ントは、処理水、最終沈殿池および各反応槽内液のいず
れでもよい。測定するリン濃度は全リンおよびリン酸態
リンのいずれでもよい。

【００１５】尚、嫌気工程、無酸素工程および好気工程
から成る廃水処理装置の他、嫌気工程および好気工程か
ら成る廃水処理装置においても本発明に基づくリン除去
方法を適用することが出来る。また、処理対象の廃水の
性状および水量の変動が著しいものでない場合、自動分
析装置による分析が間欠的であっても、実際上の反応制
御には支障を来さない。また、間欠で測定を行う場合、
該実装置での処理水もしくは流入水の実変動を加味する
ことによって、より精度の高い制御が可能となる。

【００１６】該実装置と並列して運転するモニタープラ
ントの大きさは、ビーカースケールから実規模まで可能
であるが、建設費、維持管理の容易さおよび得られるデ
ータの信頼性を考慮した場合、流入水量は１〜１０ｍ³
／日であることが好ましい。このモニタープラントは一
基に限定されるものではなく、数基のモニタープラント
を異なる運転条件下で運転し、それぞれのモニタープラ
ントの反応槽内液もしくは処理水のリン濃度を測定して
得られた結果に基づいて好ましい運転条件を選択するよ
うにしてもよい。処理水の水質に現れるより早い時期
に、実装置での処理水水質の変化を把握するために、実
装置の反応槽を構成する各工程の一部もしくは全体の滞
留時間が実装置より短いモニタープラントを用い、この
モニタープラントの反応槽内液もしくは処理水のリン濃
度を測定して、その結果に基づいて実装置の運転条件を
変更するようにしてもよい。このような場合、反応槽の
滞留時間が異なると生物反応の現れかたが異なるため、
あらかじめ、モニタープラントでのデータと実装置での
データの相関関係を求めておいて、この相関関係を実装
置の制御のために利用することが好ましい。

【００１７】該実装置に添加する有機物は、メタノール
の他有機酸、余剰汚泥分解液などの有機分含有液であれ
ばよい。最初沈殿池の運転池数を変更する場合、図１に
示したようにバルブを用いてもよく、また、最初沈殿池
流入ゲートの調整、最初沈殿池バイパスラインの設置等
の嫌気槽に流入する有機分量を増加させる方法を用いて
もよい。

【００１８】

【実施例】本発明に基づく生物学的窒素除去方法の実施
例を以下に示す。図１に示した装置を用いた。この装置
の実装置の処理能力は１０,０００ｍ³／日、モニター装
置の処理能力は５ｍ³／日である。該実装置の凝集剤と
してポリ塩化アルミニウムの添加量を制御した場合の流
入水質、処理水質およびポリ塩化アルミニウム添加量の
経時変化は図３に示した通りである。本実験において、
モニタープラントの処理水は２時間間隔で測定し、該実
装置の処理水全リン濃度の変動を加味してポリ塩化アル
ミニウム添加量を自動制御した。該実装置の処理水中の
全リン濃度は０．２ｍｇ／Ｌ以下を目標とし、リン除去
に必要なポリ塩化アルミニウム添加量は、ビーカー実験
により求めた結果から、モニタープラント処理水全リン
濃度に対してポリ塩化アルミニウムがアルミニウムとリ
ンのモル比として２．５倍量となるように添加した。

【００１９】図３に見られるように、モニタープラント
処理水の全リン濃度を測定し、実設備の凝集剤添加量を
制御することにより、該実装置の処理水全リン濃度は
０．２ｍｇ／Ｌ以下となり安定したリン除去が可能であ
った。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、モニタープラントにおけ
る反応槽内もしくは処理水のリン濃度に合わせて適正な
凝集剤添加量、有機物注入量および最初沈殿池の運転池
数の少なくとも１部を制御することが可能となり、該実
装置において容易に安定したリン除去が可能となるとと
もに、反応槽に添加する凝集剤および有機物の過剰添加
が防止できることから薬剤費の低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用した廃水処理装置の構
成を示すフローシートである。

【図２】従来の廃水処理装置の一例の構成を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施例で得られた全リンの除去状態
をモニタープラント処理水の全リン濃度と凝集剤添加量
との関係で示したグラフである。

【符号の説明】

１廃水２最初沈殿池３嫌気槽４好気槽５散気装置６最終沈殿池７返送汚泥ライン８無酸素槽９循環水ライン１０リン測定器１１メタノール注入ポンプ１２凝集剤注入ポンプ１３バルブ１４モニタープラント１５該実装置１６制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者馬場圭東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者澤田豊志東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者宮田純東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者局俊明東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者武智辰夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者田邊正久東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 4D040 BB32 BB91

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】嫌気工程および好気工程から成り、凝集
剤を添加してリンを除去する、廃水を生物学的に処理し
て有機物、リンの同時除去処理を行う実装置に類似の槽
構成を有し、該実施設と類似の運転を行うことのできる
モニタープラントを設置し、該モニタープラントを凝集
剤を添加することなく運転してその反応槽内液または処
理水中のリン濃度を連続的または間欠的に測定して得ら
れた結果に基づいて、該実装置の凝集剤添加量、有機物
注入量および最初沈殿池の運転池数の少なくともいずれ
かを制御することを特徴とする廃水のリン除去方法。
【請求項２】モニタープラントを構成する各工程の少
なくとも一部の廃水滞留時間が、実装置での滞留時間よ
り短いことを特徴とする請求項１に記載の廃水のリン除
去方法。