JP2002086190A

JP2002086190A - 排水処理装置

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Publication number: JP2002086190A
Application number: JP2000275825A
Authority: JP
Inventors: Akira Era; 彰恵良
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2002-03-26
Anticipated expiration: 2020-09-12
Also published as: JP4685224B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カルシウムと窒素を含む排水を効率的に処理
する。【解決手段】カルシウムと窒素を含む排水は、固定床
硝化槽６で硝化処理された後、ＵＳＢ脱窒槽７で脱窒処
理される。カルシウムを含む排水はリンの含有量が少な
いため、リン酸貯槽１２からリン酸を排水に供給する
が、固定床硝化槽６への排水と、ＵＳＢ脱窒槽７への排
水に独立してリンを供給する。これによって、各槽にお
ける必要量だけ、リンを供給することができる。特に、
固定床硝化槽６へのリンの過剰供給によるスケールの発
生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カルシウムおよび
窒素を含む排水の処理装置、特に窒素を微生物を用いて
硝化脱窒処理するものに関わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＣなどの半導体装置の製造
工程などでは、フッ酸、アンモニア、硝酸などが使用さ
れるため、フッ素および窒素を含む排水が排出される。
すなわち、エッチングなどにこれらの薬品が使用され、
濃厚廃液は廃棄物として処分されるが、半導体基板を超
純水などで洗浄した際の洗浄廃液として、フッ素（フッ
酸）、窒素（アンモニア、硝酸）を含む排水が排出され
る。ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）製造工程も基本的に半
導体装置と同様の工程を有しており、同様の排水が生じ
る。さらに、石炭火力発電所、ガラス表面加工工場など
においてもフッ素および窒素を含む排水が生じる。

【０００３】排水中のフッ素（フッ素イオン）は、カル
シウムを添加して、フッ化カルシウムとして除去するの
が一般的であり、上述のような排水についても水酸化カ
ルシウムなどを添加してフッ化カルシウムを析出させて
除去している。なお、フッ化カルシウムは非常に細かい
微粒子になりやすく、これを除去するためにアルミニウ
ム系などの無機凝集剤やアクリル系高分子凝集剤を添加
してフロックを形成してフッ化カルシウムを沈殿除去し
ている。

【０００４】ここで、カルシウムによるフッ素除去は、２Ｆ⁻＋Ｃａ^２＋＝ＣａＦ_２という反応である。

【０００５】通常、フッ素除去処理水中のフッ素濃度の
目標濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下程度であり、このような場
合には処理水中の残留カルシウム濃度を１００〜１００
０ｍｇ／Ｌ程度にする必要がある。従って、フッ素除去
後の排水中には多量のカルシウムが含有される。なお、
排水中にケイ素や、リン酸などが存在すると、フッ化カ
ルシウムの析出に悪影響があり、その場合にはより多く
のカルシウムを添加したり、無機凝集剤や高分子凝集剤
による凝集処理が必要となる場合がある。

【０００６】一方、窒素除去としては、通常生物学的脱
窒が採用される。この生物学的脱窒は、通性嫌気性細菌
である脱窒菌の無酸素状態における硝酸呼吸を利用して
窒素を除去するものである。この生物学的脱窒は、ま
ず、排水を硝化処理して排水中のアンモニア態窒素を亜
硝酸態窒素および／または硝酸態窒素とし、その後メタ
ノールなどの水素供与体を添加して、無酸素状態にする
ことにより脱窒処理を行う。なお、本明細書において、
亜硝酸態窒素および／または硝酸態窒素を簡単に硝酸態
窒素または単に硝酸と適宜呼ぶ。

【０００７】そして、フッ酸は微生物に害があるため、
半導体製造工場等で発生するフッ素および窒素を含む排
水については、まずカルシウムとの反応によるフッ素除
去を行い、その後生物学的脱窒を行い排水中のフッ素お
よび窒素を除去していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、フッ素除去の
際には、カルシウムと反応させるため、フッ素とともに
排水中に元々含まれていたリン酸イオンも、３Ｃａ^２＋＋ＰＯ_４ ^３−＝Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２という反応で除去される。このため、フッ素除去後のリ
ン濃度は０．１〜０．５ｍｇ−Ｐ／Ｌ程度であり、非常
に低濃度となる。

【０００９】一方、リンは、微生物の必須栄養素であ
り、生物学的脱窒において、微生物の増殖に必要なリン
濃度は、全窒素１００ｍｇ−Ｎ／Ｌに対して１．０ｍｇ
−Ｐ／Ｌ程度である。このため、フッ素除去後排水に
は、不足分のリンを適宜排水に注入する必要がある。

【００１０】従来は、上記不足分のリンを前段の硝化槽
に流入する排水に対して一度に添加していたが、このよ
うにした場合は、折角添加したリンが硝化槽においてリ
ン酸カルシウムの固形物として析出しやすくなる。この
ため、固定床式の硝化槽では、充填材に目詰まりが生
じ、また浮遊式の場合にも汚泥中にリン酸カルシウムが
含まれ微生物濃度を十分高く維持できないという問題が
ある。さらに、添加したリンが前段の硝化槽でリン酸カ
ルシウムとして析出してしまう結果、後段の脱窒槽にお
いて脱窒菌の増殖に必要なリンが不足してしまうという
問題もある。

【００１１】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、カルシウムおよび窒素を含む排水について、効率
的な処理を行うことができる排水処理装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はカルシウムおよ
び窒素を含む排水を、硝化槽にて硝化処理した後、脱窒
槽にて脱窒処理を行う生物学的窒素除去装置において、
微生物の必須栄養素であるリンを硝化槽および脱窒槽に
それぞれ注入することを特徴とする。

【００１３】本発明者らは、上記課題を解決するために
種々検討を行い、硝化槽にて消費されるリン濃度はアン
モニア態窒素１００ｍｇ−Ｎ／Ｌに対して０．２ｍｇ−
Ｐ／Ｌ程度であり、一方、脱窒槽にて消費されるリン濃
度は硝酸態窒素１００ｍｇ−Ｎ／Ｌに対して０．８ｍｇ
−Ｐ／Ｌ程度であることを知得した。

【００１４】すなわち、亜硝酸菌および硝酸菌の増殖に
必要なリン濃度は脱窒菌の増殖に必要なリン濃度に比べ
て非常に低濃度であり、リンを硝化槽および脱窒槽にそ
れぞれ必要量注入することにより、硝化槽内部のリン濃
度を大幅に低減することが可能である。この結果、リン
酸カルシウムの析出を抑制することができる。なお、リ
ンの必要量は、脱窒槽の方が多いため、硝化槽に比べ脱
窒槽へより多く添加することが好適である。

【００１５】また、本発明はカルシウムおよび窒素を含
む排水を、硝化槽にて硝化処理した後、脱窒槽にて脱窒
処理を行う生物学的窒素除去装置において、微生物の必
須栄養素であるリンを脱窒槽にのみ注入することを特徴
とする。

【００１６】上述した通り、フッ素除去後の排水中のリ
ン濃度は非常に低濃度であるが、例えば排水中のアンモ
ニア態窒素濃度が５０ｍｇ−Ｎ／Ｌ程度と低濃度であれ
ば、硝化槽で必要なリン濃度はわずかに０．１ｍｇ−Ｐ
／Ｌである。したがって、排水中のアンモニア態窒素濃
度が比較的低い場合は、フッ素除去後の排水中に硝化に
必要な量のリンが残留していることもあり、このような
場合は、硝化槽へのリンの注入を必要としない。したが
って、このような場合には、脱窒槽にのみ必要量を注入
すれば良い。なお、硝化槽及び／又は脱窒槽に注入する
リンとしては、水中においてリン酸イオン（Ｐ
Ｏ_４ ^３−）を生成する化合物であればよく、例えばリン
酸（Ｈ_３ＰＯ_４）やリン酸水素二カリウム（Ｋ_２ＨＰＯ
_４）、リン酸水素二ナトリウム（Ｎａ_２ＨＰＯ_４）等の
リン酸塩等を挙げることができる。

【００１７】また、前記硝化槽は、内部に微生物保持充
填材が充填された固定床式の硝化槽であることが好適で
ある。微生物保持充填材に十分な硝化菌を保持して効率
的な硝化処理を行うことができる。

【００１８】また、前記カルシウムおよび窒素を含む排
水は、フッ素および窒素を含む排水にカルシウムを反応
させて、フッ素をフッ化カルシウムとして除去して得ら
れた排水であることが好適である。フッ素および窒素を
含む排水は半導体製造工場などでよく発生する排水であ
り、このフッ素をカルシウムを使用して除去すること
で、カルシウムおよび窒素を含む排水が発生する。フッ
素をカルシウムと反応させて除去する方法としては、例
えば排水に水酸化カルシウム等のカルシウム化合物を添
加してフッ素をフッ化カルシウムとして析出させ、析出
させたフッ化カルシウムを固液分離する方法や、排水を
粒状の炭酸カルシウムと接触させ、炭酸カルシウム中の
炭酸イオンをフッ素イオンと置換してフッ化カルシウム
とすることでフッ素を除去する方法等を採用することが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態（以下実
施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【００２０】本実施形態においては、カルシウムおよび
窒素を含む排水を処理して、窒素を除去する。この排水
処理装置の構成を図１に示す。

【００２１】半導体製造工場、ＬＣＤ製造工場、石炭火
力発電所、ガラス（表面加工）工場などにおいて生じる
フッ素および窒素を含有する排水は、貯留槽などを経
て、凝集槽１に導入される。この凝集槽１には、水酸化
カルシウム貯槽２からの水酸化カルシウムが水酸化カル
シウムポンプ３を介し供給される。また、凝集槽１に
は、撹拌装置４が設けられており、この撹拌装置４によ
り、排水と水酸化カルシウムが攪拌混合され、フッ化カ
ルシウムが固形物として析出する。

【００２２】そして、凝集槽１からの排水は沈殿槽５に
導入され、ここで固形物が沈殿分離される。ここで、通
常の場合、沈殿槽５から排出される排水（沈殿処理水）
中のフッ素濃度を１ｍｇ／Ｌ以下にする。この場合、排
水中のカルシウムの濃度は１００〜１０００ｍｇ／Ｌ程
度になる。

【００２３】なお、添加するカルシウムとしては、水酸
化カルシウムの他、塩化カルシウムなどを利用すること
ができる。また、アルミ系の無機凝集剤や高分子有機凝
集剤を添加して凝集反応を促進することも好適である。
さらに、必要な場合には、凝集処理に適したｐＨになる
ようにｐＨ調整を行うとよい。

【００２４】また、フッ素除去装置として、粒状炭酸カ
ルシウムを充填した塔を設け、ここにフッ素含有排水を
流通することで、炭酸カルシウムをフッ化カルシウムに
置換する形式のものが知られている。このようなフッ素
除去装置を利用することもできる。さらに、粒状炭酸カ
ルシウムではなく、砂などのろ材を充填しておき、排水
に水酸化カルシウムや塩化カルシウムを添加した後にろ
材充塩槽に通流させることにより、このろ材の表面にフ
ッ化カルシウムを晶析によって順次析出させて除去する
ものを採用することもできる。

【００２５】このようにして、フッ素と窒素を含有する
排水中のフッ素が除去され、カルシウムと窒素を含む排
水が得られるが、フッ素除去の際に排水中に元々含まれ
ていたリン酸イオンもリン酸カルシウムとして同時に除
去される。そこで、この得られたカルシウムと窒素を含
む排水は、リン濃度がかなり低いものになっている。

【００２６】このようなカルシウムおよび窒素を含む排
水が固定床硝化槽６に被処理水として流入されるが、こ
の際に硝化に必要な最少限のリン濃度を満たすようリン
が供給される。すなわち、リン酸貯槽１２からのリン酸
（Ｈ_３ＰＯ_４）がリン酸注入ポンプ１４によって、ライ
ン注入される。ここで、硝化に必要な最少限のリン濃度
とは、アンモニア態窒素１００ｍｇ−Ｎ／Ｌに対して
０．２ｍｇ−Ｐ／Ｌ程度である。

【００２７】この固定床硝化槽６の内部には、微生物保
持用充填材９が充填されている。この微生物保持用充填
材９の表面上に硝化菌が付着生育することにより、固定
床硝化槽６内の硝化菌を十分高濃度に維持することがで
き、効率的な硝化処理を行うことができる。

【００２８】この微生物保持用充填材９としては、図２
に示すように活性炭繊維とポリプロピレンとの混合物を
フェルト状に形成した活性炭不織布を波板状に成型した
波板材９ｂと例えばポリプロピレンからなる平板材９ａ
を交互に積層して構成したものが好適に使用される。そ
して、この微生物保持用充填材９を槽内において垂直方
向に通路が形成されるように複数縦に並べて配置した
り、丸めて配置することによって、不織布の周囲が垂直
方向の水通路となる。なお、このような微生物保持用充
填材は、例えば特開平７−２４４８９号公報に示されて
いる。

【００２９】固定床硝化槽６においては、アンモニア態
窒素の硝化によって、ｐＨは低下する。ところが、ｐＨ
が低下すると、硝化菌の活性が阻害されるため、固定床
硝化槽６内には水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤が添
加され、槽内のｐＨを中性付近に維持するようにしてい
る。すなわち、槽内ｐＨをｐＨセンサー１５で測定し、
ｐＨの低下にあわせて、アルカリ剤貯槽１１からのアル
カリ剤がアルカリポンプ１３により固定床硝化槽６に供
給される。

【００３０】ここで、リン酸カルシウムの飽和に関して
は、下記の式が知られている。

【００３１】（ｐＨ・温度ファクター）＝（カルシウム
ファクター）＋（リン酸塩ファクター）但し（ｐＨ・温度ファクター）＝２ｌｏｇ（Ｋ_１Ｋ_２Ｋ_３／
（Ｋ_１Ｋ_２Ｋ_３＋［Ｈ^＋］^３＋Ｋ_１［Ｈ^＋］^２＋Ｋ_１Ｋ
_２［Ｈ^＋］））−ｌｏｇＫsp （カルシウムファクター）＝−３ｌｏｇ（Ｃａ^２＋）（リン酸塩ファクター）＝−２ｌｏｇ（ＰＯ_４ ^３−）to
tal Ｋsp：リン酸カルシウムの溶解度積Ｋ_１，Ｋ_２，Ｋ_３：リン酸の第１、第２、第３の解離定
数そして、実際の排水のｐＨとカルシウムイオン濃度とリ
ン酸イオン濃度とを用いて計算される（ｐＨ・温度ファ
クター）、（カルシウムファクター）及び（リン酸塩フ
ァクター）の関係が、（ｐＨ・温度度ファクター）＞｛（カルシウムファクター）＋（リン酸塩ファクター）｝・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）の場合は、リン酸カルシウムが過飽和で析出する可能性
があり、（ｐＨ・温度ファクター）＜｛（カルシウムファクター）＋（リン酸塩ファクター）｝・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）の場合は、未飽和でリン酸カルシウム析出の可能性がな
いとされている。

【００３２】したがって、硝化槽内にアルカリを添加し
てｐＨを制御するにあたっては、硝化槽内においてリン
酸カルシウムが析出しないようにすると言う観点からは
上記（２）式のような関係になるように硝化槽のｐＨを
制御する（一般的にはｐＨが低い方、即ち、酸性側の方
が析出しにくい）のが望ましい。

【００３３】しかしながら、亜硝酸菌および硝化菌の活
性を維持するためには硝化槽内のｐＨを７．０〜８．５
程度に制御するのが望ましい。

【００３４】本発明においては、硝化に必要なリンと脱
窒に必要なリンとを、硝化槽および脱窒槽に個別に注入
するので、硝化槽には硝化に必要なだけの極少量のリン
（前述のごとく、硝化および脱窒に必要な全リン量の１
／５程度）を注入すればよい。そして、このような少量
注入で済む結果、硝化槽内のｐＨを硝化菌の活性を維持
するのに最適なｐＨ７．０〜８．５程度に制御しても硝
化槽内においてリン酸カルシウムが析出する虞はほとん
ど無くなり、固定床硝化槽６においてリン酸カルシウム
の析出による目詰まりを防止しつつ効率的な硝化処理を
行うことが出来る。

【００３５】これに対して、硝化及び脱窒に必要なリン
を硝化槽に流入する排水に一度に注入する従来装置にお
いては、硝化槽に対してリンが過剰に供給されることと
なり、そのため、硝化槽内のｐＨを硝化菌の活性を維持
するのに最適なｐＨ７．０〜８．５程度に制御しようと
すると、硝化槽内において上記（１）のような関係が成
立し、折角、注入したリンの一部がリン酸カルシウムと
して析出してしまう。

【００３６】なお、菌の活性が多少低下しても良いから
硝化槽内におけるリン酸カルシウムの析出を極力防止し
たいという場合は、上記（２）式の関係を満足するよう
にアルカリの添加量を抑制しても良い。

【００３７】さらに、固定床硝化槽６では、アルカリ剤
が添加される関係で、アルカリ剤が添加された部分のｐ
Ｈが局所的に上昇しやすい。そこで、アルカリ剤の注入
点を定期的に変更することが好ましい。さらに、硝酸化
は徐々に進むため、硝化槽内において排水の流れ方向に
対してｐＨの分布ができる。そこで、硝化槽６の曝気を
片側曝気として、槽内に一方向の旋回流を起こさせ、こ
れを定期的に切り換え反対方向の旋回流とすることも好
適である。これによって、旋回流の下流側に位置する部
位において硝化が進み、最も低ｐＨになるが、その部位
が時間的に変更されるため、一旦発生したスケールも後
の段階でｐＨが低下することによって溶解されることに
なり、全体としてリン酸カルシウムの析出を抑制するこ
とができる。

【００３８】次に、硝化処理水は、ＵＳＢ脱窒槽７に導
入されるが、この際に脱窒に必要な最少限のリン濃度を
満たすようリン酸が供給される。すなわち、リン酸貯槽
１２からのリン酸がリン酸注入ポンプ１６によって、ラ
イン注入される。ここで、脱窒に必要な最少限のリン濃
度とは硝酸態窒素１００ｍｇ−Ｎ／Ｌに対して０．８ｍ
ｇ−Ｐ／Ｌ程度である。

【００３９】このＵＳＢ脱窒槽７は上向流スラッジブラ
ンケット（ＵＳＢ）方式の脱窒槽であり、槽内に脱窒菌
のスラッジブランケットを形成し、ここに排水を上向流
で流通する。このように脱窒菌によりスラッジブランケ
ットを形成すると、脱窒菌が高濃度に凝集した粒状物
（グラニュールという）が形成され、脱窒菌を高濃度に
維持して効率的な脱窒処理が行われる。

【００４０】そして、このＵＳＢ脱窒槽７には、メタノ
ール等の水素供与体が供給され、スラッジブランケット
を形成している通性嫌気性の脱窒細菌により、硝化処理
水に含まれる硝酸の酸素を利用したメタノールの酸化が
行われ、硝酸が窒素ガスに還元され除去される。なお、
この脱窒反応により、ｐＨが上昇するため、必要に応じ
て塩酸などの酸が添加されｐＨ調整される。

【００４１】ここで、このＵＳＢ脱窒槽７に流入してく
る硝化処理水には、多量のカルシウムが含まれている
が、このカルシウムの一部が、ＵＳＢ脱窒槽７において
除去される。

【００４２】すなわち、このＵＳＢ脱窒槽７において
は、上述したようにメタノール等の水素供与体を亜硝酸
や硝酸の酸素を用いて酸化して窒素を還元するが、その
際に、次式に従って二酸化炭素が発生する。

【００４３】２ＮＯ_２ ⁻＋ＣＨ_３ＯＨ→Ｎ_２↑＋ＣＯ_２
＋２ＯＨ⁻＋Ｈ_２Ｏ２ＮＯ_３ ⁻＋（５／３）ＣＨ_３ＯＨ→Ｎ_２↑＋（５／
３）ＣＯ_２＋２ＯＨ⁻＋（７／３）Ｈ_２Ｏこのようにして発生した二酸化炭素は、水に溶解し、次
式のように、重炭酸イオンとなり、これが被処理水中の
カルシウムと反応し不溶性の炭酸カルシウムとなる。

【００４４】ＣＯ_２＋ＯＨ⁻→ＨＣＯ_３ ⁻ Ｃａ^２＋＋ＨＣＯ_３ ⁻→ＣａＣＯ_３↓＋Ｈ^＋このようにして、このＵＳＢ脱窒槽７におけるスラッジ
ブランケット内で炭酸カルシウムが発生、ここに捕捉さ
れる。このような炭酸カルシウムの発生は、グラニュー
ルの形成を促進し、安定なスラッジブランケットを形成
することができる。これによって、効率的な脱窒処理が
行える。

【００４５】このようにして、このＵＳＢ脱窒槽７にお
いて、脱窒処理とカルシウムの除去が行われる。特に、
このＵＳＢ脱窒槽７においては、カルシウムの存在に起
因してグラニュールの形成が促進され、槽内の脱窒菌濃
度を高濃度にでき、効率的な処理が行える。また、この
ＵＳＢ脱窒槽７は洗浄操作が不要であり、汚泥の引き抜
きも簡単であるため、槽内の汚泥濃度を適宜調整して、
効率的な処理を行うことができる。

【００４６】なお、このＵＳＢ脱窒槽７には必要に応じ
て、ｐＨ調整剤としての酸が添加される。また、脱窒を
完全にするために、メタノールが若干残留するようにメ
タノールを添加する。

【００４７】また、脱窒処理は、必ずしもＵＳＢ脱窒槽
７を利用する必要はなく、通常の浮遊式や、固定床式の
脱窒槽を利用してもよい。

【００４８】次に、ＵＳＢ脱窒槽７の脱窒処理水は、固
定床酸化槽８に導入され、ここで曝気処理されて残留す
るメタノールの除去が行われる。この固定床酸化槽８の
微生物保持用充填材１０としては、網目状のプラスチッ
クパイプを多数充填したようなものが好適である。この
ような微生物保持用充填材１０を充填することで、固定
床酸化槽８において効率的な酸化処理が行え、かつ沈殿
槽を省略することができる。

【００４９】ここで、固定床硝化槽６および固定床酸化
槽８は、好気的条件下で処理を行う。このため、これら
固定床硝化槽６および固定床酸化槽８の底部には、ブロ
ワー１７からの空気が供給され、槽内が曝気されるよう
になっている。

【００５０】このようにして、高濃度のカルシウムが存
在する条件下において、窒素が効果的に除去された処理
水が得られる。この実施形態によれば、固定床硝化槽６
において、カルシウムの析出を防止しながら、硝化処理
が行える。従って、固定床硝化槽６内の硝化菌の濃度を
高濃度にして、効率的な硝化処理が行える。また、次段
のＵＳＢ脱窒槽７において、脱窒処理を行いながらカル
シウムを除去することができ、さらに、カルシウムが析
出されることでグラニュールの形成を促進し、効果的な
脱窒が行える。

【００５１】このように、固定床硝化槽６、ＵＳＢ脱窒
槽７、固定床酸化槽８とすると、全槽浮遊式の処理装置
と比べて、非常に効率的な処理を行うことができる。ま
た、この場合沈殿槽が不要であり、設置面積を全槽浮遊
式の半分以下とすることが可能である。

【００５２】なお、硝化槽、脱窒槽、酸化槽を浮遊式と
して、酸化槽の後段に沈殿槽などの固液分離装置を設け
てもよい。また、上述の実施形態では固定床硝化槽６及
び脱窒槽７の両方にリンを注入する構成としたが、排水
中のアンモニア態窒素濃度が例えば５０ｍｇ−Ｎ／Ｌ程
度と低く、フッ素除去後の排水中に硝化槽で必要なリン
が残留している場合は、図１における硝化槽６へのリン
の注入設備を省略し、脱窒槽７にのみ、リンを注入する
構成とすればよい。

【００５３】

【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて本発明を
より具体的に説明する。

【００５４】（実施例）表１に示すカルシウムと窒素を
含み、リンを殆ど含まない（検出限界以下）模擬排水を
図１に示す装置で処理した。水温２０℃、硝化負荷１．
０ｋｇ−Ｎ／ｍ ^３／ｄとし、硝化槽入口のリン濃度がア
ンモニア態窒素１００ｍｇ−Ｎ／Ｌに対して０．２ｍｇ
−Ｐ／Ｌ、脱窒槽入口のリン濃度が硝酸態窒素１００ｍ
ｇ−Ｎ／Ｌに対して０．８ｍｇ−Ｐ／Ｌとなるようにリ
ン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）水溶液をそれそれ注入した。

【００５５】すなわち、排水のアンモニア態窒素濃度が
１００ｍｇ−Ｎ／Ｌであるから、硝化槽入口のリン濃度
が０．２ｍｇ−Ｐ／Ｌとなるように、また、硝化処理後
の排水の硝酸態窒素濃度が１５０ｍｇ−Ｎ／Ｌ（排水中
のアンモニア態窒素が硝化された分、１００ｍｇ−Ｎ／
Ｌと、排水中に元々含まれていた硝酸態窒素５０ｍｇ−
Ｎ／Ｌの合計量）であるから、脱窒槽入口のリン濃度が
１．２ｍｇ−Ｐ／Ｌとなるようにそれぞれ注入した。

【００５６】なお、硝化槽内のｐＨが７．０となるよう
に水酸化ナトリウムを添加し、調整した。

【００５７】その結果、硝化槽内においてリン酸はほぼ
消費され、硝化槽出口のリン酸濃度は０．０４ｍｇ−Ｐ
／Ｌ以下となった。１００日間にわたって通水を行った
が、試験終了時、硝化槽内の充填材上にスケールの発生
は認められなかった。アンモニア除去率は試験を通じて
９５％以上であった。

【００５８】（比較例）実施例と同様に、表１に示す、
カルシウムおよび窒素を含む模擬排水を図１に示す装置
で処理した。ただし、リン酸の注入は硝化槽入口でのみ
行った。ここで、硝化槽入口のリン濃度が全窒素１００
ｍｇ−Ｎ／Ｌに対して１．０ｍｇ−Ｐ／Ｌ程度となるよ
うに、すなわち、１．５ｍｇ−Ｐ／Ｌとなるように注入
した。

【００５９】また、硝化槽内のｐＨが７．０となるよう
に水酸化ナトリウムを添加し、調整した。

【００６０】その結果、硝化槽出口のリン酸濃度は０．
２〜０．３ｍｇ−Ｐ／Ｌとなった。硝化槽内での微生物
によるリン酸の消費を差し引いて、１．０ｍｇ−Ｐ／Ｌ
程度がカルシウムと結合し、リン酸カルシウムとして、
槽内で析出したことになる。

【００６１】なお、通水開始３０日前後で充填材上にス
ケールの発生が認められ、通水終了時である１００日目
には明かな目詰まりが認められた。試験開始時には硝化
槽におけるアンモニア除去率は９５％以上であったが、
終了時には８０％程度にまで低下した。

【００６２】

【表１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リンを硝化槽および脱窒槽にそれぞれ注入するか、ある
いは脱窒槽にのみ注入することで、硝化槽内のリン濃度
を極めて低濃度にすることが可能であり、硝化槽内での
カルシウムスケールの析出を防止することができる。

【００６３】これによって、硝化槽として固定床硝化槽
を採用することができ、さらに、後段をＵＳＢ脱窒槽、
固定床酸化槽とすると、従来の全槽浮遊式の処理装置と
比べて、非常に効率的な処理を行うことができる。ま
た、この場合沈殿槽が不要であり、設置面積を全槽浮遊
式の半分以下とすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の構成を示すブロック図である。

【図２】固定床硝化槽に充填する微生物保持用充填材
の構成を示す図である。

【符号の説明】

６固定床硝化槽、７ＵＳＢ脱窒槽、８固定床酸化
槽、１１アルカリ剤貯槽、１２リン酸貯槽、１３
アルカリポンプ、１４リン酸注入ポンプ、１５ｐＨ
センサー。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｈ 1/40 1/40 ＺＦターム(参考） 4B029 AA02 AA21 BB02 CC03 CC09 DA06 DB11 DF03 4D003 AA01 AB02 BA04 EA02 EA03 EA15 EA16 EA26 EA30 FA04 FA06 4D038 AA08 AB41 BA04 BB13 BB19 4D040 BB02 BB15 BB42 BB52 BB82 BB91

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カルシウムおよび窒素を含む排水を、硝
化槽にて硝化処理した後、脱窒槽にて脱窒処理を行う排
水処理装置において、微生物の必須栄養素であるリンを
硝化槽および脱窒槽にそれぞれ個別に注入することを特
徴とする排水処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記リンは、硝化槽に比べ脱窒槽へより多く添加するこ
とを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】カルシウムおよび窒素を含む排水を、硝
化槽にて硝化処理した後、脱窒槽にて脱窒処理を行う排
水処理装置において、微生物の必須栄養素であるリンを
脱窒槽にのみ注入することを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つに記載の装
置において、前記硝化槽は、内部に微生物保持充填材が充填された固
定床式の硝化槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１つに記載の装
置において、前記カルシウムおよび窒素を含む排水は、フッ素および
窒素を含む排水にカルシウムを反応させて、フッ素をフ
ッ化カルシウムとして除去して得られた排水であること
を特徴とする排水処理装置。