JP2002113491A - 生物学的脱窒装置 - Google Patents
生物学的脱窒装置Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応塔内で肥大化して浮上し易くなったグラ
ニュールの沈降性を改善すると同時に、反応塔の固気液
分離部の負荷を著しく増加させることなく、従って、処
理水ＳＳ濃度を高めることなく、残留有機物の酸化分解
を行うことが可能な生物学的脱窒装置を提供する。 【解決手段】 硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素を含
む有機性排水を反応塔１の下部から導入し、脱窒菌が高
濃度に凝集した粒状化汚泥と接触させ、反応塔１の上部
より処理水を取り出す生物学的脱窒装置において、反応
塔１内の粒状化汚泥の汚泥床２の上方に流体を供給する
流体供給手段３を設ける。
ニュールの沈降性を改善すると同時に、反応塔の固気液
分離部の負荷を著しく増加させることなく、従って、処
理水ＳＳ濃度を高めることなく、残留有機物の酸化分解
を行うことが可能な生物学的脱窒装置を提供する。 【解決手段】 硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素を含
む有機性排水を反応塔１の下部から導入し、脱窒菌が高
濃度に凝集した粒状化汚泥と接触させ、反応塔１の上部
より処理水を取り出す生物学的脱窒装置において、反応
塔１内の粒状化汚泥の汚泥床２の上方に流体を供給する
流体供給手段３を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は上向流汚泥床（ＵＳ
Ｂ：Ｕｐｆｌｏｗ Ｓｌｕｄｇｅ Ｂｌａｎｋｅｔ）方
式の生物学的脱窒装置に係り、特に、脱窒反応塔内の脱
窒菌の粒状化汚泥（グラニュール）の浮上、流出を防止
すると共に、脱窒反応塔内での残留有機物の酸化分解も
可能とした生物学的脱窒装置に関する。
Ｂ：Ｕｐｆｌｏｗ Ｓｌｕｄｇｅ Ｂｌａｎｋｅｔ）方
式の生物学的脱窒装置に係り、特に、脱窒反応塔内の脱
窒菌の粒状化汚泥（グラニュール）の浮上、流出を防止
すると共に、脱窒反応塔内での残留有機物の酸化分解も
可能とした生物学的脱窒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】反応塔内に脱窒菌を高濃度で保持するこ
とができ、これにより処理効率の向上、装置の小型化が
可能な生物学的脱窒装置として、グラニュールを利用し
たＵＳＢ方式の生物学的脱窒装置が提案されている。
とができ、これにより処理効率の向上、装置の小型化が
可能な生物学的脱窒装置として、グラニュールを利用し
たＵＳＢ方式の生物学的脱窒装置が提案されている。
【０００３】ＵＳＢ方式の生物学的脱窒装置は、脱窒菌
の付着担体を用いることなく、反応塔内に脱窒菌を高濃
度の粒状に凝集させたグラニュールの汚泥床を形成し、
原水（有機性廃水）を反応塔下部から導入してこのグラ
ニュールと接触させて原水中の硝酸性窒素、亜硝酸性窒
素を分解し、脱窒処理水を反応塔上部の固気液分離部か
ら取り出すものである。
の付着担体を用いることなく、反応塔内に脱窒菌を高濃
度の粒状に凝集させたグラニュールの汚泥床を形成し、
原水（有機性廃水）を反応塔下部から導入してこのグラ
ニュールと接触させて原水中の硝酸性窒素、亜硝酸性窒
素を分解し、脱窒処理水を反応塔上部の固気液分離部か
ら取り出すものである。
【０００４】この際、脱窒反応に必要な有機物（通常メ
タノール）を原水に注入するが、脱窒反応を速やかに完
了させるためには、理論上必要な有機物量よりも過剰に
注入する必要があり、一般には理論量の約１．２倍（Ｎ
濃度の約３倍）程度の有機物量となるように注入する。
脱窒反応塔内において、原水に注入した有機物は脱窒さ
れた硝酸性窒素、亜硝酸性窒素の量に見合った量だけ消
費されるが、原水中には前述の如く理論量より過剰の有
機物を注入しているため、脱窒処理水中には脱窒反応で
消費されなかった余剰の有機物が残留しており、ＢＯ
Ｄ、ＣＯＤが高く、当該水をこのまま放流することがで
きない。従って、このような生物学的脱窒装置にあって
は、脱窒反応で除去されずになお残留するメタノール等
の有機物を除去する目的で、脱窒反応塔の後段に再曝気
槽を設ける必要があり、この再曝気槽の容量が脱膣反応
塔に比べて非常に大きいことが問題となっていた。
タノール）を原水に注入するが、脱窒反応を速やかに完
了させるためには、理論上必要な有機物量よりも過剰に
注入する必要があり、一般には理論量の約１．２倍（Ｎ
濃度の約３倍）程度の有機物量となるように注入する。
脱窒反応塔内において、原水に注入した有機物は脱窒さ
れた硝酸性窒素、亜硝酸性窒素の量に見合った量だけ消
費されるが、原水中には前述の如く理論量より過剰の有
機物を注入しているため、脱窒処理水中には脱窒反応で
消費されなかった余剰の有機物が残留しており、ＢＯ
Ｄ、ＣＯＤが高く、当該水をこのまま放流することがで
きない。従って、このような生物学的脱窒装置にあって
は、脱窒反応で除去されずになお残留するメタノール等
の有機物を除去する目的で、脱窒反応塔の後段に再曝気
槽を設ける必要があり、この再曝気槽の容量が脱膣反応
塔に比べて非常に大きいことが問題となっていた。
【０００５】この問題を解決するために、特許第２５４
０１５０号公報には、反応塔内のグラニュール汚泥床の
中間位置に散気手段を設けて酸素を吹き込むことによ
り、汚泥床の散気手段下部を脱窒部とし、上部を脱窒部
で除去されなかった残留有機物の酸化分解部とし、この
酸化分解部で残留有機物を除去するようにした生物学的
脱窒装置が提案されている。
０１５０号公報には、反応塔内のグラニュール汚泥床の
中間位置に散気手段を設けて酸素を吹き込むことによ
り、汚泥床の散気手段下部を脱窒部とし、上部を脱窒部
で除去されなかった残留有機物の酸化分解部とし、この
酸化分解部で残留有機物を除去するようにした生物学的
脱窒装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ＵＳＢ方式生物学的脱窒装置における脱窒反応では、基
質の汚泥への転換率が高いため、反応塔内の脱窒菌グラ
ニュールは肥大化し易い。グラニュールが肥大化する
と、反応によって生成する窒素ガスをグラニュール内部
に包含しやすくなる。そして、窒素ガスを内包すること
により比重が低下したグラニュールは浮上し、反応塔上
部に堆積するようになり、本来、反応塔下部で汚泥床を
形成すべきグラニュールの多くが反応塔上部に移行する
と、反応塔下部から導入された原水中の硝酸性窒素、亜
硝酸性窒素を反応塔内にて効率よくグラニュールと接触
させて処理することができなくなり、処理が不安定とな
る。また、浮上したグラニュールが処理水とともに流出
することによって、反応塔内に脱窒菌を高濃度で保持す
ることができなくなり、処理効率が低下する。
ＵＳＢ方式生物学的脱窒装置における脱窒反応では、基
質の汚泥への転換率が高いため、反応塔内の脱窒菌グラ
ニュールは肥大化し易い。グラニュールが肥大化する
と、反応によって生成する窒素ガスをグラニュール内部
に包含しやすくなる。そして、窒素ガスを内包すること
により比重が低下したグラニュールは浮上し、反応塔上
部に堆積するようになり、本来、反応塔下部で汚泥床を
形成すべきグラニュールの多くが反応塔上部に移行する
と、反応塔下部から導入された原水中の硝酸性窒素、亜
硝酸性窒素を反応塔内にて効率よくグラニュールと接触
させて処理することができなくなり、処理が不安定とな
る。また、浮上したグラニュールが処理水とともに流出
することによって、反応塔内に脱窒菌を高濃度で保持す
ることができなくなり、処理効率が低下する。
【０００７】従って、生物学的脱窒装置の処理効率を安
定に維持し、高水質の処理水を得るためには、この反応
塔内のグラニュールの浮上、流出を防止する必要があ
る。
定に維持し、高水質の処理水を得るためには、この反応
塔内のグラニュールの浮上、流出を防止する必要があ
る。
【０００８】しかし、特許第２５４０１５０号公報に記
載される装置では、残留有機物の問題は解決されるが、
浮上グラニュールの問題が考慮されていないため、グラ
ニュール汚泥床の内部を曝気することで、グラニュール
が過度に微細化されて多量に巻き上げられる結果、反応
塔上部の固気液分離部の負荷が著しく増加する。そし
て、このために、固気液分離が困難となってグラニュー
ルが処理水中に流出し、処理水ＳＳ濃度が高くなるとい
う問題がある。
載される装置では、残留有機物の問題は解決されるが、
浮上グラニュールの問題が考慮されていないため、グラ
ニュール汚泥床の内部を曝気することで、グラニュール
が過度に微細化されて多量に巻き上げられる結果、反応
塔上部の固気液分離部の負荷が著しく増加する。そし
て、このために、固気液分離が困難となってグラニュー
ルが処理水中に流出し、処理水ＳＳ濃度が高くなるとい
う問題がある。
【０００９】また、グラニュール汚泥床内の汚泥の一部
を有機物の酸化分解に供するため、脱窒反応のみを行わ
せる従来のＵＳＢ方式の生物学的脱膣装置に比べ、許容
される窒素負荷量が低下するため、装置自体を大きくし
なければならないという問題もある。
を有機物の酸化分解に供するため、脱窒反応のみを行わ
せる従来のＵＳＢ方式の生物学的脱膣装置に比べ、許容
される窒素負荷量が低下するため、装置自体を大きくし
なければならないという問題もある。
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決し、反応
塔内で肥大化して浮上し易くなったグラニュールの沈降
性を改善すると同時に、反応塔の固気液分離部の負荷を
著しく増加させることなく、従って、処理水ＳＳ濃度を
高めることなく、かつ高い窒素除去効率を維持しながら
残留有機物の酸化分解を行うことが可能な生物学的脱窒
装置を提供することを目的とする。
塔内で肥大化して浮上し易くなったグラニュールの沈降
性を改善すると同時に、反応塔の固気液分離部の負荷を
著しく増加させることなく、従って、処理水ＳＳ濃度を
高めることなく、かつ高い窒素除去効率を維持しながら
残留有機物の酸化分解を行うことが可能な生物学的脱窒
装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の生物学的脱窒装
置は、硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素を含む有機性
排水を反応塔の下部から導入し、該反応塔内で脱窒菌が
高濃度に凝集したグラニュールと接触させ、該反応塔上
部より処理水を取り出す生物学的脱窒装置において、該
反応塔内のグラニュールの汚泥床の上方に流体を供給す
る流体供給手段を設けたことを特徴とする。
置は、硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素を含む有機性
排水を反応塔の下部から導入し、該反応塔内で脱窒菌が
高濃度に凝集したグラニュールと接触させ、該反応塔上
部より処理水を取り出す生物学的脱窒装置において、該
反応塔内のグラニュールの汚泥床の上方に流体を供給す
る流体供給手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】本発明では、ガスを内包することにより汚
泥床の上部に浮上したグラニュールを、流体供給手段で
供給される流体により物理的攪乱を与えることで微細化
し、気泡を剥離させて沈降性を改善する。
泥床の上部に浮上したグラニュールを、流体供給手段で
供給される流体により物理的攪乱を与えることで微細化
し、気泡を剥離させて沈降性を改善する。
【００１３】この流体供給手段を汚泥の内部に設けると
グラニュールが過度に微細化されて巻き上げられ、処理
水中にＳＳとして流出するようになるが、汚泥床の上部
に設けることにより、浮上グラニュールのみを選択的に
破砕して再び沈降させることができる。
グラニュールが過度に微細化されて巻き上げられ、処理
水中にＳＳとして流出するようになるが、汚泥床の上部
に設けることにより、浮上グラニュールのみを選択的に
破砕して再び沈降させることができる。
【００１４】この流体供給手段として酸素含有ガスを供
給する散気管を設けた場合には、散気による物理的攪乱
でグラニュールを効果的に微細化し、気泡を剥離させて
沈降させると共に、反応塔の散気管よりも上方部分を再
曝気槽として機能させ、残留有機物の酸化分解を行うこ
とができる。即ち、この場合には、反応塔の散気管より
も上方の部分を浮上グラニュールの破砕のみならず、脱
窒処理水の再曝気のための部分として有効に利用するこ
とができる。
給する散気管を設けた場合には、散気による物理的攪乱
でグラニュールを効果的に微細化し、気泡を剥離させて
沈降させると共に、反応塔の散気管よりも上方部分を再
曝気槽として機能させ、残留有機物の酸化分解を行うこ
とができる。即ち、この場合には、反応塔の散気管より
も上方の部分を浮上グラニュールの破砕のみならず、脱
窒処理水の再曝気のための部分として有効に利用するこ
とができる。
【００１５】さらに、流体供給手段による流体供給部の
上部又は下部に、細孔を有する仕切板を設け、この仕切
板上に微生物固定化担体を設けた場合には、この担体に
固定された微生物により効率的な好気性生物処理を行え
る。
上部又は下部に、細孔を有する仕切板を設け、この仕切
板上に微生物固定化担体を設けた場合には、この担体に
固定された微生物により効率的な好気性生物処理を行え
る。
【００１６】なお、以下において、反応塔内の流体供給
手段による流体供給部よりも上方の部分を「汚泥破砕
部」と称す場合がある。
手段による流体供給部よりも上方の部分を「汚泥破砕
部」と称す場合がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の生
物学的脱窒装置の実施の形態を詳細に説明する。
物学的脱窒装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】図１は本発明の生物学的脱窒装置の実施の
形態を示す系統図である。
形態を示す系統図である。
【００１９】１は、脱窒反応塔であり、下部は下方に縮
径する円錐形状部となっており、その上部が円筒状とな
っている。原水（硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素を
含む有機性排水）は反応塔１の下部から塔内に導入され
て塔内を上向流で流れ、処理水は塔上部から取り出され
る。この反応塔１の内部にはグラニュールの汚泥床２が
形成される。グラニュールの汚泥床２は通常、反応塔容
積の４〜６割を占め、図示した如く反応塔１の下部に形
成される。図１の装置では、この汚泥床２の原水が上向
流で通水されている状態における汚泥床２の上部界面２
Ａよりも上方の位置に空気を散気する散気管３が設けら
れている。なお、反応塔１の上部には従来の脱窒反応塔
と同様、固気液分離手段４が設けられている。５は原水
の貯槽（調整槽）、６は原水槽、７は処理水槽、８は隔
壁である。
径する円錐形状部となっており、その上部が円筒状とな
っている。原水（硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素を
含む有機性排水）は反応塔１の下部から塔内に導入され
て塔内を上向流で流れ、処理水は塔上部から取り出され
る。この反応塔１の内部にはグラニュールの汚泥床２が
形成される。グラニュールの汚泥床２は通常、反応塔容
積の４〜６割を占め、図示した如く反応塔１の下部に形
成される。図１の装置では、この汚泥床２の原水が上向
流で通水されている状態における汚泥床２の上部界面２
Ａよりも上方の位置に空気を散気する散気管３が設けら
れている。なお、反応塔１の上部には従来の脱窒反応塔
と同様、固気液分離手段４が設けられている。５は原水
の貯槽（調整槽）、６は原水槽、７は処理水槽、８は隔
壁である。
【００２０】原水は貯槽５からポンプＰ１により原水槽
６に供給され、原水槽６の底部からポンプＰ２により反
応塔１に供給される。この原水槽６は反応塔１の処理水
が流入する処理水槽７と隔壁８の下部で繋がった構造と
されており、原水は処理水により希釈されて反応塔１に
供給される。ＵＳＢ方式の生物学的脱窒装置では、非常
に沈降速度の高いグラニュールを用いているため、反応
塔１内の通水量が少なすぎると、グラニュールが沈降、
圧密し、その結果、グラニュール汚泥床２が閉塞して処
理効率が低下することがある。また、反応塔１内の通水
量が多すぎると、固気液分離手段４での流速が高くなっ
てしまい、効率の良い固気液分離ができなくなるという
別の問題を招く。安定かつ効率的な脱窒処理を行うため
には、原水の流量変動によらず反応塔１への通水量を適
切な範囲で一定に保つことが望ましく、原水槽６と処理
水槽７とを下部で伝通させることにより、通水量を一定
に保つことが容易にできる。反応塔内のＬＶ（線流速）
は０．５〜１０ｍ／ｈｒであり、特に２〜６ｍ／ｈｒが
好ましい。
６に供給され、原水槽６の底部からポンプＰ２により反
応塔１に供給される。この原水槽６は反応塔１の処理水
が流入する処理水槽７と隔壁８の下部で繋がった構造と
されており、原水は処理水により希釈されて反応塔１に
供給される。ＵＳＢ方式の生物学的脱窒装置では、非常
に沈降速度の高いグラニュールを用いているため、反応
塔１内の通水量が少なすぎると、グラニュールが沈降、
圧密し、その結果、グラニュール汚泥床２が閉塞して処
理効率が低下することがある。また、反応塔１内の通水
量が多すぎると、固気液分離手段４での流速が高くなっ
てしまい、効率の良い固気液分離ができなくなるという
別の問題を招く。安定かつ効率的な脱窒処理を行うため
には、原水の流量変動によらず反応塔１への通水量を適
切な範囲で一定に保つことが望ましく、原水槽６と処理
水槽７とを下部で伝通させることにより、通水量を一定
に保つことが容易にできる。反応塔内のＬＶ（線流速）
は０．５〜１０ｍ／ｈｒであり、特に２〜６ｍ／ｈｒが
好ましい。
【００２１】反応塔１に導入された原水は、反応塔１内
の汚泥床２内を上向流で流通する過程で脱窒菌により脱
窒処理され、脱窒処理水は反応塔１の上部の固気液分離
手段４で分離され、処理水槽７に流入する。
の汚泥床２内を上向流で流通する過程で脱窒菌により脱
窒処理され、脱窒処理水は反応塔１の上部の固気液分離
手段４で分離され、処理水槽７に流入する。
【００２２】この過程で、汚泥床２から浮上したグラニ
ュールは、散気管３からの散気による物理的攪乱作用で
微細化され、浮上したグラニュールに内包または付着し
ていた気泡が剥離される結果、沈降性が改善されて再び
沈降する。脱窒菌は酸素に晒されても死滅することはな
いため、この散気により、脱窒菌の活性が損なわれるこ
とはない。
ュールは、散気管３からの散気による物理的攪乱作用で
微細化され、浮上したグラニュールに内包または付着し
ていた気泡が剥離される結果、沈降性が改善されて再び
沈降する。脱窒菌は酸素に晒されても死滅することはな
いため、この散気により、脱窒菌の活性が損なわれるこ
とはない。
【００２３】また、この散気により、散気管３の上部で
脱窒処理水中の残留有機物が酸化分解され、有機物濃度
が低減されるため、脱窒反応塔１の後段に通常設けられ
る再曝気槽を不要とするか、或いはその負荷を低減して
再曝気槽の必要容量を大幅に低減することができる。
脱窒処理水中の残留有機物が酸化分解され、有機物濃度
が低減されるため、脱窒反応塔１の後段に通常設けられ
る再曝気槽を不要とするか、或いはその負荷を低減して
再曝気槽の必要容量を大幅に低減することができる。
【００２４】このような本発明の生物学的脱窒装置にお
いて、脱窒処理される原水性状としては、ＮＯｘ−Ｎ濃
度：５０〜１０００ｍｇ−Ｎ／Ｌのものが挙げられ、メ
タノール等の水素供与体は原水ＮＯ３−Ｎ濃度等に応じ
てＮ濃度の２〜３．５倍量を調整用貯槽、原水槽又は反
応塔下部の配管に添加される。また、ＰＯ４−Ｐ濃度は
０．５〜３０ｍｇ−Ｐ／Ｌとなるように、必要に応じて
Ｐとしてメタノール添加量の０．５〜１％程度のリン
酸、リン酸塩等が添加される。また、Ｃａ濃度は１ｍｇ
／Ｌ以上であることがグラニュールの安定維持のために
好ましい。
いて、脱窒処理される原水性状としては、ＮＯｘ−Ｎ濃
度：５０〜１０００ｍｇ−Ｎ／Ｌのものが挙げられ、メ
タノール等の水素供与体は原水ＮＯ３−Ｎ濃度等に応じ
てＮ濃度の２〜３．５倍量を調整用貯槽、原水槽又は反
応塔下部の配管に添加される。また、ＰＯ４−Ｐ濃度は
０．５〜３０ｍｇ−Ｐ／Ｌとなるように、必要に応じて
Ｐとしてメタノール添加量の０．５〜１％程度のリン
酸、リン酸塩等が添加される。また、Ｃａ濃度は１ｍｇ
／Ｌ以上であることがグラニュールの安定維持のために
好ましい。
【００２５】また、脱窒反応塔１の運転条件や通水条件
及び装置仕様等としては次のような条件を採用するのが
好ましい。 ［脱窒反応塔運転条件及び塔仕様］ Ｎ負荷：２〜１５ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙ、特に４〜８
ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙ ＢＯＤ負荷：４〜４５ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ、特に１０〜
２４ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ（汚泥破砕部におけるＢＯＤ負
荷：０〜４ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ） 散気管位置：汚泥床上部界面位置の上方、すなわち反応
塔中、塔底部より塔高の５０〜９０％、特に６５〜８０
％の位置 汚泥床上部界面位置：反応塔中、塔底部より塔高の２０
〜７０％、特に４０〜６０％の位置 散気管と汚泥界面との距離：１０〜５０ｃｍ 汚泥床内汚泥濃度：２０，０００〜１００，０００ｍｇ
／Ｌ、特に２０，０００〜６０，０００ｍｇ／Ｌ ［脱窒反応塔通水条件］ ＳＶ（原水あたり）：０．１２５〜１ｈｒ、特に０．２
５〜０．６７ｈｒ ＬＶ（循環流含む）：０．５〜１０ｍ／ｈｒ、特に２〜
６ｍ／ｈｒ ｐＨ：６．５〜９．０、特に６．５〜７．８ 水温：１５〜３５℃、特に２０〜３０℃
及び装置仕様等としては次のような条件を採用するのが
好ましい。 ［脱窒反応塔運転条件及び塔仕様］ Ｎ負荷：２〜１５ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙ、特に４〜８
ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙ ＢＯＤ負荷：４〜４５ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ、特に１０〜
２４ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ（汚泥破砕部におけるＢＯＤ負
荷：０〜４ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ） 散気管位置：汚泥床上部界面位置の上方、すなわち反応
塔中、塔底部より塔高の５０〜９０％、特に６５〜８０
％の位置 汚泥床上部界面位置：反応塔中、塔底部より塔高の２０
〜７０％、特に４０〜６０％の位置 散気管と汚泥界面との距離：１０〜５０ｃｍ 汚泥床内汚泥濃度：２０，０００〜１００，０００ｍｇ
／Ｌ、特に２０，０００〜６０，０００ｍｇ／Ｌ ［脱窒反応塔通水条件］ ＳＶ（原水あたり）：０．１２５〜１ｈｒ、特に０．２
５〜０．６７ｈｒ ＬＶ（循環流含む）：０．５〜１０ｍ／ｈｒ、特に２〜
６ｍ／ｈｒ ｐＨ：６．５〜９．０、特に６．５〜７．８ 水温：１５〜３５℃、特に２０〜３０℃
【００２６】また、散気管３からの散気量は、過度に少
ないと、浮上グラニュールの破砕による沈降性の改善が
図れず、残留有機物の酸化分解も十分に行われないが、
過度に大きいと、微細化汚泥の流出の問題が生じるた
め、０．１〜２ｍ３／ｍ３−塔容量・ｍｉｎとするのが
好ましい。
ないと、浮上グラニュールの破砕による沈降性の改善が
図れず、残留有機物の酸化分解も十分に行われないが、
過度に大きいと、微細化汚泥の流出の問題が生じるた
め、０．１〜２ｍ３／ｍ３−塔容量・ｍｉｎとするのが
好ましい。
【００２７】なお、図１では、散気管３から酸素含有ガ
スとして空気を供給しているが、その他酸素又は酸素富
化空気を用いても良い。ただし、コスト、作業性の面か
らは空気を散気するのが好ましい。
スとして空気を供給しているが、その他酸素又は酸素富
化空気を用いても良い。ただし、コスト、作業性の面か
らは空気を散気するのが好ましい。
【００２８】また、本発明では、反応塔の汚泥床上部に
流体を供給すれば良く、この流体としては、市水、工
水、或いは処理水槽７内の処理水であっても良い。この
場合には、浮上グラニュールの破砕による沈降性の改善
は図れるが、残留有機物の酸化分解は行えないため、脱
窒反応塔の後段に再曝気槽を設ける。ただし、この場合
においても、供給する水に、酸素ガスやオゾンガスを溶
解させることにより、残留有機物の酸化分解を行うこと
ができ、再曝気槽を不要化ないしは再曝気槽の小型化を
図ることができる。
流体を供給すれば良く、この流体としては、市水、工
水、或いは処理水槽７内の処理水であっても良い。この
場合には、浮上グラニュールの破砕による沈降性の改善
は図れるが、残留有機物の酸化分解は行えないため、脱
窒反応塔の後段に再曝気槽を設ける。ただし、この場合
においても、供給する水に、酸素ガスやオゾンガスを溶
解させることにより、残留有機物の酸化分解を行うこと
ができ、再曝気槽を不要化ないしは再曝気槽の小型化を
図ることができる。
【００２９】本発明において、脱窒反応塔の後段に再曝
気槽を設ける場合にはこの再曝気槽の後段に、沈殿槽を
設けて汚泥を分離し、分離汚泥を再曝気槽に戻すことが
好ましい。また、脱窒反応塔の汚泥破砕部で酸化分解を
行い再曝気槽を設けない場合には、反応塔の後段に沈殿
槽を設けて汚泥を分離し、分離汚泥を反応塔に返送する
ようにするのが好ましい。
気槽を設ける場合にはこの再曝気槽の後段に、沈殿槽を
設けて汚泥を分離し、分離汚泥を再曝気槽に戻すことが
好ましい。また、脱窒反応塔の汚泥破砕部で酸化分解を
行い再曝気槽を設けない場合には、反応塔の後段に沈殿
槽を設けて汚泥を分離し、分離汚泥を反応塔に返送する
ようにするのが好ましい。
【００３０】本発明に係る散気管、散水管等の流体供給
手段は、反応塔１内の汚泥破砕部で対流が生じるように
図２（ａ）に示す如く、反応塔１の一半側にのみ設けた
り、図２（ｂ）に示す如く、反応塔１の中心部分のドラ
フト内に設けても良い。
手段は、反応塔１内の汚泥破砕部で対流が生じるように
図２（ａ）に示す如く、反応塔１の一半側にのみ設けた
り、図２（ｂ）に示す如く、反応塔１の中心部分のドラ
フト内に設けても良い。
【００３１】即ち、図２（ａ）では、散気管（又は散水
管）３Ａは反応塔１の一半側にのみ、好ましくは、反応
塔１の直径の１／５〜２／３程度の長さにわたって設け
られており、散気管３Ａの上部の上昇流が他半側で下向
流となる対流を生じる。また、図２（ｂ）の散気管（又
は散水管）３Ｂは、反応塔１の中央部分に設けられた、
反応塔１の直径の１／５〜２／３程度の直径を有するド
ラフト３Ｍ内にのみ散気（又は散水）するように設けら
れており、ドラフト３Ｍ内の上昇流がその外周領域で下
向流となる対流が生じる。
管）３Ａは反応塔１の一半側にのみ、好ましくは、反応
塔１の直径の１／５〜２／３程度の長さにわたって設け
られており、散気管３Ａの上部の上昇流が他半側で下向
流となる対流を生じる。また、図２（ｂ）の散気管（又
は散水管）３Ｂは、反応塔１の中央部分に設けられた、
反応塔１の直径の１／５〜２／３程度の直径を有するド
ラフト３Ｍ内にのみ散気（又は散水）するように設けら
れており、ドラフト３Ｍ内の上昇流がその外周領域で下
向流となる対流が生じる。
【００３２】このように汚泥破砕部に対流を発生させる
ことにより、破砕されたグラニュールが反応塔の下部の
汚泥床部分に流入して沈み込むようになり、汚泥床がよ
り一層安定する。
ことにより、破砕されたグラニュールが反応塔の下部の
汚泥床部分に流入して沈み込むようになり、汚泥床がよ
り一層安定する。
【００３３】本発明においてはまた、図３（ａ），
（ｂ）（図３（ｂ）は図３（ａ）の仕切板部分の拡大図
である。）に示す如く、散気管（又は散水管）３の上方
に細孔１１Ａを有する仕切板１１を設け、この仕切板１
１の上に微生物担持担体１２を装填しても良い。
（ｂ）（図３（ｂ）は図３（ａ）の仕切板部分の拡大図
である。）に示す如く、散気管（又は散水管）３の上方
に細孔１１Ａを有する仕切板１１を設け、この仕切板１
１の上に微生物担持担体１２を装填しても良い。
【００３４】この場合、仕切板１１の細孔１１Ａはグラ
ニュールの粒径（通常１〜３ｍｍ）よりも大きく、担体
の粒径（通常３〜３０ｍｍ）よりも小さく、好ましくは
２〜２０ｍｍとされる。このような仕切板１１を設けて
担体１２を装填することにより、散気管（又は散水管）
３の上方の好気部に微生物を高濃度に担持して、脱窒処
理水中の残留有機物を効率的に酸化分解することが可能
となる。なお、仕切板１１の細孔１１Ａはグラニュール
の粒径よりも大きく担体の粒径よりも小さいため、仕切
板１１によりグラニュールの流動が阻害されることはな
く、また、担体１２が仕切板１１から落下することもな
い。
ニュールの粒径（通常１〜３ｍｍ）よりも大きく、担体
の粒径（通常３〜３０ｍｍ）よりも小さく、好ましくは
２〜２０ｍｍとされる。このような仕切板１１を設けて
担体１２を装填することにより、散気管（又は散水管）
３の上方の好気部に微生物を高濃度に担持して、脱窒処
理水中の残留有機物を効率的に酸化分解することが可能
となる。なお、仕切板１１の細孔１１Ａはグラニュール
の粒径よりも大きく担体の粒径よりも小さいため、仕切
板１１によりグラニュールの流動が阻害されることはな
く、また、担体１２が仕切板１１から落下することもな
い。
【００３５】この担体１２としては、スポンジ、セルロ
ース、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＰ（ポリプ
ロピレン）等よりなる比重１〜１．３、粒径３〜３０ｍ
ｍ程度のものが好ましく、その装填量は、反応塔１の散
気管（又は散水管）３上部の汚泥破砕部１０の容積に対
して５〜５０％特に１０〜３０％とするのが好ましい。
ース、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＰ（ポリプ
ロピレン）等よりなる比重１〜１．３、粒径３〜３０ｍ
ｍ程度のものが好ましく、その装填量は、反応塔１の散
気管（又は散水管）３上部の汚泥破砕部１０の容積に対
して５〜５０％特に１０〜３０％とするのが好ましい。
【００３６】なお、仕切板１１は図３に示す如く、散気
管（又は散水管）３の上方の５〜８０ｃｍ程度の位置に
設けるのが好ましいが、散気管（又は散水管）３の下方
に設けても良い。これは、散気管（又は散水管）３の上
方に設けた方が、散気（又は散水）による洗浄効果で、
担体やグラニュール汚泥の沈積による仕切板１１の細孔
１１Ａの閉塞が防止されるためである。
管（又は散水管）３の上方の５〜８０ｃｍ程度の位置に
設けるのが好ましいが、散気管（又は散水管）３の下方
に設けても良い。これは、散気管（又は散水管）３の上
方に設けた方が、散気（又は散水）による洗浄効果で、
担体やグラニュール汚泥の沈積による仕切板１１の細孔
１１Ａの閉塞が防止されるためである。
【００３７】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【００３８】実施例１ 図１に示す装置を用いて、水道水にメタノールを１，４
００ｍｇ／Ｌ、ＫＮＯ ３を５００ｍｇ−Ｎ／Ｌ、Ｈ３Ｐ
Ｏ４を１４ｍｇ−Ｐ／Ｌとなるように添加して調整した
合成排水（３０℃、ｐＨ６．５）を原水として処理を行
った。透明塩化ビニル製円筒反応塔１は、直径１２ｃ
ｍ、直胴部の長さは８５ｃｍ、反応塔下部円錐部の高さ
は１２ｃｍであり、容積は１０Ｌである。
００ｍｇ／Ｌ、ＫＮＯ ３を５００ｍｇ−Ｎ／Ｌ、Ｈ３Ｐ
Ｏ４を１４ｍｇ−Ｐ／Ｌとなるように添加して調整した
合成排水（３０℃、ｐＨ６．５）を原水として処理を行
った。透明塩化ビニル製円筒反応塔１は、直径１２ｃ
ｍ、直胴部の長さは８５ｃｍ、反応塔下部円錐部の高さ
は１２ｃｍであり、容積は１０Ｌである。
【００３９】貯槽５内の原水はポンプＰ１により原水槽
６に４Ｌ／ｈｒの流量で供給され、原水槽６の底部から
ポンプＰ２によりＬＶが４ｍ／ｈｒの上向流となるよう
に、４５Ｌ／ｈｒの流量で反応塔１の下部に供給され
る。原水槽６は、処理水が反応塔１からオーバーフロー
して送られる処理水槽７と隔壁８下部で繋がっており、
原水は処理水により希釈されて反応塔１に供給される。
６に４Ｌ／ｈｒの流量で供給され、原水槽６の底部から
ポンプＰ２によりＬＶが４ｍ／ｈｒの上向流となるよう
に、４５Ｌ／ｈｒの流量で反応塔１の下部に供給され
る。原水槽６は、処理水が反応塔１からオーバーフロー
して送られる処理水槽７と隔壁８下部で繋がっており、
原水は処理水により希釈されて反応塔１に供給される。
【００４０】反応塔１には、塔下部から７５ｃｍの高さ
位置に空気を２５０ｍＬ／ｍｉｎで通気する散気管３が
設けられ、上部には固気液分離手段４が設けられてい
る。
位置に空気を２５０ｍＬ／ｍｉｎで通気する散気管３が
設けられ、上部には固気液分離手段４が設けられてい
る。
【００４１】反応塔１には、ステンレス鋼の酸洗排水の
脱窒処理槽から得られた浮遊性の脱窒汚泥を種汚泥とし
て投入し、上記原水により流量０．１７Ｌ／ｈｒ（硝酸
性窒素負荷０．２ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙ）から立ち上
げ、徐々に流量を上げて１５日後に流量４．２Ｌ／ｈｒ
（硝酸性窒素負荷５．０ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙ）とし
て、以後、９０日間同条件で連続処理を行った。
脱窒処理槽から得られた浮遊性の脱窒汚泥を種汚泥とし
て投入し、上記原水により流量０．１７Ｌ／ｈｒ（硝酸
性窒素負荷０．２ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙ）から立ち上
げ、徐々に流量を上げて１５日後に流量４．２Ｌ／ｈｒ
（硝酸性窒素負荷５．０ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙ）とし
て、以後、９０日間同条件で連続処理を行った。
【００４２】その間、反応塔１では下部のポートからグ
ラニュールが形成する汚泥床２の界面が反応塔１の下部
より６０ｃｍを超えないように適宜汚泥の引抜きを行っ
た。
ラニュールが形成する汚泥床２の界面が反応塔１の下部
より６０ｃｍを超えないように適宜汚泥の引抜きを行っ
た。
【００４３】処理開始後３０日以降の処理水の平均水質
を表１に示した。
を表１に示した。
【００４４】比較例１ 実施例１において、散気管を反応塔１の下部から３０ｃ
ｍの高さ位置に設け、高さ６０ｃｍの汚泥床の中間位置
に散気するようにしたこと以外は同様にして処理を行
い、同様に処理開始後３０日以降の処理水の平均水質を
表１に示した。
ｍの高さ位置に設け、高さ６０ｃｍの汚泥床の中間位置
に散気するようにしたこと以外は同様にして処理を行
い、同様に処理開始後３０日以降の処理水の平均水質を
表１に示した。
【００４５】比較例２ 実施例１において、散気管の代りに攪拌翼を設けた反応
塔を用いたこと以外は同様にして処理を行い、処理開始
後３０日以降の処理水の平均水質を調べ、結果を表１に
示した。
塔を用いたこと以外は同様にして処理を行い、処理開始
後３０日以降の処理水の平均水質を調べ、結果を表１に
示した。
【００４６】実施例２ 実施例１において、図３に示す如く、散気管の上方５ｃ
ｍの位置に直径５ｍｍの細孔を有する仕切板を設け、仕
切板上に１０ｍｍ角のスポンジ担体（比重１．１２）を
１Ｌ（汚泥破砕部容積の３０％）装填したこと以外は同
様にして処理を行い、処理開始後３０日以降の処理水の
平均水質を調べ、結果を表１に示した。
ｍの位置に直径５ｍｍの細孔を有する仕切板を設け、仕
切板上に１０ｍｍ角のスポンジ担体（比重１．１２）を
１Ｌ（汚泥破砕部容積の３０％）装填したこと以外は同
様にして処理を行い、処理開始後３０日以降の処理水の
平均水質を調べ、結果を表１に示した。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１より明らかなように、汚泥床の中部の
散気（比較例１）では汚泥床内のグラニュールの半分し
か脱膣反応に寄与しないため、窒素除去効率が低下す
る。また、ＢＯＤの低減を図ることはできるが、汚泥の
流出でＳＳが悪化する。攪拌翼による攪拌（比較例２）
では、高い窒素除去効率を保ちながら、汚泥の流出は防
止できるが、ＢＯＤを低減することはできない。
散気（比較例１）では汚泥床内のグラニュールの半分し
か脱膣反応に寄与しないため、窒素除去効率が低下す
る。また、ＢＯＤの低減を図ることはできるが、汚泥の
流出でＳＳが悪化する。攪拌翼による攪拌（比較例２）
では、高い窒素除去効率を保ちながら、汚泥の流出は防
止できるが、ＢＯＤを低減することはできない。
【００４９】これに対して、汚泥床の上部を散気するこ
とにより（実施例１）、高い窒素除去効率を保ちなが
ら、汚泥の流出を抑えた上で、さらにＢＯＤの低減を図
ることができる。特に、散気管の上方に細孔を有する仕
切板を設け担体を装填することにより（実施例２）、Ｂ
ＯＤの除去を効率的に行うことができる。
とにより（実施例１）、高い窒素除去効率を保ちなが
ら、汚泥の流出を抑えた上で、さらにＢＯＤの低減を図
ることができる。特に、散気管の上方に細孔を有する仕
切板を設け担体を装填することにより（実施例２）、Ｂ
ＯＤの除去を効率的に行うことができる。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の生物学的脱
窒装置によれば、脱窒菌グラニュールの汚泥床の上部に
設けた流体供給手段により、浮上グラニュールを効率的
に破砕してその沈降性を高め、汚泥の流出を防止するこ
とにより、脱窒反応塔内に汚泥を高濃度に保持し、高い
脱窒効率で反応を行うことができる。また、過度に微細
化された汚泥の流出の問題もなく、処理水ＳＳを良好な
ものとすることができる。
窒装置によれば、脱窒菌グラニュールの汚泥床の上部に
設けた流体供給手段により、浮上グラニュールを効率的
に破砕してその沈降性を高め、汚泥の流出を防止するこ
とにより、脱窒反応塔内に汚泥を高濃度に保持し、高い
脱窒効率で反応を行うことができる。また、過度に微細
化された汚泥の流出の問題もなく、処理水ＳＳを良好な
ものとすることができる。
【００５１】しかも、流体として酸素を含有する流体を
供給することで、反応塔内の流体供給手段の上方を残留
有機物の酸化分解部とすることができ、後段の再曝気槽
を不要とするか、或いはその負荷を大幅に軽減して再曝
気槽容量を小さくした上で、良好な水質の処理水を得る
ことができる。
供給することで、反応塔内の流体供給手段の上方を残留
有機物の酸化分解部とすることができ、後段の再曝気槽
を不要とするか、或いはその負荷を大幅に軽減して再曝
気槽容量を小さくした上で、良好な水質の処理水を得る
ことができる。
【図１】本発明の生物学的脱窒装置の実施の形態を示す
系統図である。
系統図である。
【図２】本発明の生物学的脱窒装置の反応塔の他の実施
の形態を示す系統図である。
の形態を示す系統図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の生物学的脱窒装置の反応
塔の別の実施の形態を示す系統図であり、図３（ｂ）は
図３（ａ）の要部拡大図である。
塔の別の実施の形態を示す系統図であり、図３（ｂ）は
図３（ａ）の要部拡大図である。
１ 反応塔 ２ 汚泥床 ３ 散気管 ４ 固気液分離手段 ５ 貯槽 ６ 原水槽 ７ 処理水槽 ８ 隔壁 １０ 汚泥破砕部 １１ 仕切板 １２ 微生物担持担体
Claims (3)
- 【請求項１】 硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素を含
む有機性排水を反応塔の下部から導入し、該反応塔内で
脱窒菌が高濃度に凝集した粒状化汚泥と接触させ、該反
応塔上部より処理水を取り出す生物学的脱窒装置におい
て、 該反応塔内の粒状化汚泥の汚泥床の上方に流体を供給す
る流体供給手段を設けたことを特徴とする生物学的脱窒
装置。 - 【請求項２】 該流体供給手段が酸素含有ガスを吹き込
む散気管であることを特徴とする請求項１に記載の生物
学的脱窒装置。 - 【請求項３】 該反応塔内の該流体供給手段による流体
供給部の上部又は下部に、細孔を有する仕切板を設け、
該仕切板上に微生物固定化担体を装填したことを特徴と
する請求項１又は２に記載の生物学的脱窒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000306403A JP4581211B2 (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 生物学的脱窒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000306403A JP4581211B2 (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 生物学的脱窒装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002113491A true JP2002113491A (ja) | 2002-04-16 |
| JP4581211B2 JP4581211B2 (ja) | 2010-11-17 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000306403A Expired - Fee Related JP4581211B2 (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 生物学的脱窒装置 |
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| JP (1) | JP4581211B2 (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002336885A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-26 | Kurita Water Ind Ltd | 排水の好気性処理方法 |
| JP2012050936A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd | 生物学的排水処理装置 |
| JP2014100680A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Kuraray Co Ltd | 担体を利用した嫌気性排水処理方法 |
| JP2014100679A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Kuraray Co Ltd | 担体を利用した嫌気性排水処理方法 |
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| JP2565429B2 (ja) * | 1991-04-26 | 1996-12-18 | 株式会社荏原製作所 | 有機性汚水の生物学的硝化脱窒素方法及び装置 |
| JP2529804B2 (ja) * | 1992-08-28 | 1996-09-04 | 日本碍子株式会社 | 充填層を用いた下水処理装置 |
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| JP3013872B2 (ja) * | 1994-09-20 | 2000-02-28 | 神鋼パンテツク株式会社 | 生物脱窒装置 |
-
2000
- 2000-10-05 JP JP2000306403A patent/JP4581211B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JPH03106000U (ja) * | 1989-12-20 | 1991-11-01 | ||
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| JP7181078B2 (ja) | 2018-12-21 | 2022-11-30 | 水ｉｎｇ株式会社 | 水処理方法及び水処理装置 |
| CN114906927A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-16 | 厦门市绿得清新材料科技有限公司 | 一种去除电镀废水中硝酸盐氮的方法 |
| CN115611424A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-17 | 浙江环科环境研究院有限公司 | 一种处理不锈钢酸洗高硝酸盐氮废水的方法 |
| CN115611424B (zh) * | 2022-11-10 | 2023-12-12 | 浙江环科环境研究院有限公司 | 一种处理不锈钢酸洗高硝酸盐氮废水的方法 |
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