JP2002192189A - 窒素含有排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機物の添加量を削減することができるとと
もに、余剰汚泥の生成量を効率よく減少させることがで
き、しかも安定して高水質の処理水を得ることができる
窒素含有排水の処理方法を提案する。 【解決手段】 第１脱窒槽１に原水、返送汚泥１１およ
びオゾン処理槽６からのオゾン処理汚泥１２を導入し、
脱窒処理を行う。第１脱窒槽では、導入するオゾン処理
汚泥の量を調節することにより、第２脱窒槽２に送られ
る液のＮＯx−Ｎ濃度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上となるよう
に制御する。第１脱窒槽の槽内液は第２脱窒槽に導入
し、メタノール１６を注入して残留ＮＯx−Ｎをほぼ完
全に脱窒する。第２脱窒槽の脱窒液は曝気した後沈殿槽
４に導入して固液分離し、分離汚泥の一部を返送汚泥と
して第１脱窒槽に返送し、分離液を処理水として排出す
る。オゾン処理槽６では、ｐＨ調整槽５でｐＨ調整した
分離汚泥を導入し、オゾン処理した後第１脱窒槽に導入
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は窒素含有排水から窒
素を生物学的脱窒処理により除去するようにした窒素含
有排水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アンモニア性または有機性窒素化合物を
含む排水を処理する方法として、生物学的硝化脱窒処理
法がある。この方法は活性汚泥により排水中のＣＯＤ，
ＢＯＤ成分を分解するとともに、有機性窒素化合物をア
ンモニア性窒素とし、アンモニア性窒素を硝化細菌によ
り硝酸性または亜硝酸性窒素に硝化（酸化）した後、脱
窒細菌により窒素ガスに還元して脱窒する方法である。
この処理法では、脱窒槽を前段に設け、硝化液と分離汚
泥を脱窒槽に返送して原水と混合し、脱窒を行うと同時
にＢＯＤ成分を分解する方法も行われている。

【０００３】このような生物学的硝化脱窒法では、硝化
工程において生成する硝酸性または亜硝酸性窒素を脱窒
工程において脱窒細菌の作用により還元して窒素ガスに
転換する際、脱窒細菌の硝酸呼吸に必要な水素の供与体
を添加する必要がある。この水素供与体としてメタノー
ルのような基質を添加すると、処理コストが高くなると
ともに、余剰汚泥が増加する。脱窒工程に原水または他
の排水を導入して、そのＢＯＤ成分を利用する場合で
も、そのままの状態で排出すると処理水にアンモニウム
イオンがそのまま残留するため、最終脱窒工程には窒素
を含まない有機物を系外から添加する必要がある。

【０００４】このような点を解決する方法として、特公
昭５９−４８６７７号には、例えば窒素除去系から排出
される余剰汚泥を熱アルカリで分解し、その可溶化液を
脱窒工程に導入して水素供与体として用いる方法が提案
されている。また特開平８−１１９０号には、脱窒処理
にオゾン処理を組み込むことにより、余剰汚泥の発生量
を削減できるとともに、メタノールなどのＢＯＤ源の使
用量を低減できる排水の生物学的窒素除去方法が記載さ
れている。

【０００５】上記従来の方法では、アルカリ処理やオゾ
ン処理した改質汚泥を脱窒反応の水素供与体として利用
しているので、脱窒反応に添加するＢＯＤ源の使用量を
低減することができるが、脱窒反応においてはＮＯxが
電子受容体として働くので、脱窒槽内の残留ＮＯx濃度
が著しく低い状態では改質汚泥の分解反応が阻害され、
十分な汚泥減量効果は得られないという問題点がある。

【０００６】一方、脱窒槽内にＮＯxを存在させること
により上記問題点の解決を図れば、ＮＯxが沈殿槽に流
入し、沈殿槽内で脱窒反応により窒素ガスが発生し、窒
素ガスが汚泥に付着して汚泥浮上の問題を引き起こす。
この汚泥浮上が発生すると、処理水ＳＳ濃度が上昇悪化
し、沈殿槽水面にスカム・発泡を引き起こし、甚だしい
場合には大量の汚泥が処理水に流出して脱窒処理に必要
な汚泥量を系内に維持できなくなる場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
二律背反を解決するため、脱窒のための有機物の添加量
を削減することができるとともに、余剰汚泥の生成量を
効率よく減少させることができ、しかも安定して高水質
の処理水を得ることができる窒素含有排水の処理方法を
提案することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は次の窒素含有排
水の処理方法である。 （１） ＮＯx−Ｎを含有する窒素含有排水を、脱窒槽
を含む窒素除去系において処理する方法において、ＮＯ
x−Ｎを含有する排水を脱窒槽に導入して窒素を生物学
的に脱窒する脱窒工程と、窒素除去系において生成する
生物汚泥の一部を引き抜いて易生物分解性に改質処理し
たのち、この改質汚泥を前記脱窒槽に導入する改質工程
とを含み、前記脱窒槽において、脱窒槽流出水のＮＯx
−Ｎ濃度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上となるように脱窒する窒
素含有排水の処理方法。 （２） 脱窒槽へのＢＯＤ流入量を脱窒槽に流入するＮ
Ｏx−Ｎ負荷の２．５倍以下となるように制御すること
により、脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５ｍｇ−Ｎ／
Ｌ以上となるように制御する上記（１）記載の処理方
法。 （３） 脱窒槽へのＢＯＤ流入量を改質汚泥の流入量お
よび／または基質の注入量により調節する上記（１）ま
たは（２）記載の処理方法。 （４） 改質処理がオゾン処理である上記（１）ないし
（３）のいずれかに記載の処理方法。 （５） 直列に設けられた少なくとも２個の脱窒槽を使
用して脱窒工程を行い、前段の脱窒槽において脱窒槽流
出水のＮＯx−Ｎ濃度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上となるよう
に脱窒し、後段の脱窒槽において脱窒槽流出水のＮＯx
−Ｎ濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように脱窒する
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の処理方法。 （６） １個の脱窒槽を使用して脱窒工程を行い、脱窒
槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５〜１０ｍｇ−Ｎ／Ｌとな
るように脱窒する上記（１）ないし（４）のいずれかに
記載の処理方法。

【０００９】本明細書において「ＮＯx−Ｎ」は「硝酸
性窒素」および／または「亜硝酸性窒素」を意味する。
また「ＮＯx」は「硝酸イオン」および／または「亜硝
酸イオン」を意味する。さらに「基質」とは、水素供与
体として脱窒反応に添加するＢＯＤ源のうちの改質汚泥
以外のもの、例えばメタノールや酢酸、あるいはＢＯＤ
成分を含む原水や他の排水などである。

【００１０】本発明の処理対象とする排水は、硝酸およ
び／または亜硝酸を含有する排水であり、このほか有機
物、その他の不純物を含んでいてもよい。排水中に有機
性窒素化合物またはアンモニア性窒素化合物が含まれて
いる場合は、有機物分解工程を設けて好気性または嫌気
性下に処理し、活性汚泥により排水中のＣＯＤ、ＢＯＤ
成分を分解するとともに、有機性窒素化合物をアンモニ
ア性窒素とし、硝化工程を設けてアンモニア性窒素を硝
化細菌により好気性下に硝酸性または亜硝酸性窒素に硝
化（酸化）して、脱窒工程に供することができる。有機
物分解工程および硝化工程は従来のものと同様の方法を
採用することができる。このような窒素除去系におい
て、各工程の組合せあるいは回数等は排水に応じて自由
に設定できる。例えば、脱窒槽の前段に硝化槽を設け、
硝化および脱窒を行う方法；脱窒槽を後段に硝化槽を設
け、硝化液と分離汚泥を脱窒槽に返送して原水と混合
し、脱窒と同時にＢＯＤの除去を行い、その後硝化、脱
窒を行う方法；有機物分解工程として好気処理と嫌気処
理を組み合せる方法等を採用することも可能である。

【００１１】本発明における脱窒工程は１個の脱窒槽を
用いて行うこともでできるし、２個以上の脱窒槽を用い
て行うこともできるが、２個以上、好ましくは２〜４個
の脱窒槽を用いて行うのが望ましい。２個以上の脱窒槽
を用いる場合、少なくとも２個の脱窒槽は直列に配置す
るのが好ましい。

【００１２】まず、２個の脱窒槽を直列に配置して脱窒
する場合について説明する。前段の脱窒槽では、排水お
よび改質汚泥を導入し、この脱窒槽からの流出水のＮＯ
x濃度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上、好ましくは１０〜１００
ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように生物学的に脱窒を行う。すな
わち、前段の脱窒槽ではＮＯxが残留するように脱窒を
行い、完全には脱窒を行わない。後段の脱窒槽では、前
段の脱窒液を導入し、この脱窒槽からの流出水のＮＯx
濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ−Ｎ／
Ｌ以下となるように生物学的に脱窒を行う。すなわち、
後段の脱窒槽ではできるだけＮＯxが残留しないように
脱窒を行う。

【００１３】上記のような条件で脱窒を行うことによ
り、前段の脱窒槽では改質汚泥をＢＯＤ源として脱窒が
進行するとともに、改質汚泥も効率よく無機化され、汚
泥減量が良好に行われる。このため前段の脱窒槽には改
質汚泥以外のＢＯＤ源の添加は通常不要であるが、添加
することもできる。

【００１４】後段の脱窒槽ではできるだけＮＯxが残留
しないように脱窒を行うことにより、後工程の沈殿槽で
脱窒現象による汚泥浮上を防止する。脱窒現象による汚
泥浮上を防止するためには、ＮＯx濃度を、沈殿槽内に
溶存酸素が存在しない場合はほぼゼロ、溶存酸素が存在
する場合（例えば脱窒槽と沈殿槽の間に再曝気槽を備え
ている場合）でも１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下とする。

【００１５】次に、前段の脱窒槽内のＮＯx濃度を５ｍ
ｇ−Ｎ／Ｌ以上に制御する方法について説明する。脱窒
槽内の残留ＮＯx濃度の決定に関与する要素はＮＯx含有
排水の流入と、脱窒反応に必要なＢＯＤ源の流入であ
る。この両者のバランスを維持するため、流入するＮＯ
xに比例した量のＢＯＤを注入し、その比率がＢＯＤ／
Ｎ＝２．５〜４程度であれば、ＮＯxの除去が良好に行
われることが知られている。本発明ではこのような従来
の知見を参考に、前段の脱窒槽の槽内液のＢＯＤ／Ｎ比
を２．５以下となるように制御すれば、脱窒槽内の残留
ＮＯx濃度がゼロとならず、５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上に維持
することができる。

【００１６】前段の脱窒槽内のＢＯＤ／Ｎ比を２．５以
下に制御するには、主として改質汚泥の導入量を調節す
ることにより制御するが、場合によってはＢＯＤ源とし
てメタノールなどの分解速度の速い基質も使用すること
とし、この注入量を制御したり、ＮＯx−Ｎを注入する
方法などを併用することもできる。ＢＯＤ／Ｎ比が２．
５以下のいずれの値を採用するかについては、事前の実
験や試運転を行って決定することが好ましい。このよう
な実験、試運転においては、ＢＯＤ／Ｎ比を変更しなが
ら運転を行い、実際に脱窒槽内のＮＯx濃度が５ｍｇ−
Ｎ／Ｌ以上、好ましくは１０〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとな
るＢＯＤ／Ｎ比を見い出せばよい。

【００１７】後段の脱窒槽ではＢＯＤ／Ｎ比を２．５〜
４に制御することにより、十分にＮＯxを除去して沈殿
槽での汚泥浮上を防止する。後段の脱窒槽には、ＢＯＤ
源としてメタノールなどの分解速度の速い基質を注入し
て、脱窒槽内のＮＯx濃度を積極的に制御するのが好ま
しい。また硝酸排水を後段の脱窒槽に導入してもよい。

【００１８】３個以上の脱窒槽を用いて脱窒工程を行う
場合は、沈殿槽に最も近い脱窒槽において、この脱窒槽
からの流出水のＮＯx濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下、好
ましくは５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように生物学的に脱
窒を行い、他の少なくとも１個の脱窒槽では脱窒槽から
の流出水のＮＯx濃度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上、好ましく
は１０〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように生物学的に脱
窒を行うのが望ましい。脱窒槽からの流出水のＮＯx濃
度の制御は前記と同じ方法により制御することができ
る。

【００１９】１個の脱窒槽を用いて脱窒工程を行う場合
は、脱窒槽流出水のＮＯx濃度が５〜１０ｍｇ−Ｎ／
Ｌ、好ましくは６〜８ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように脱窒を
行う。これにより、改質汚泥をＢＯＤ源として脱窒が進
行するとともに、改質汚泥も効率よく無機化され、汚泥
減量が良好に行われ、しかも後工程の沈殿槽における脱
窒現象による汚泥浮上を防止する。脱窒槽流出水のＮＯ
x濃度は、主として改質汚泥の導入量を調節することに
より制御するが、場合によってはＢＯＤ源としてメタノ
ールなどの分解速度の速い基質も使用することとし、こ
の注入量を制御したり、ＮＯx−Ｎを注入する方法など
を併用することもできる。

【００２０】脱窒工程により窒素を除去した液は、残留
する有機物を除去するために、必要に応じて再曝気を行
った後、固液分離を行って、生物汚泥を分離し、分離液
を処理水として排出する。

【００２１】本発明では、上記のような脱窒工程を含む
窒素除去系において生成する生物汚泥の少なくとも一部
を引き抜き、改質処理することにより汚泥を易生物分解
性に分解してＢＯＤ化した後、脱窒槽に導入する。改質
処理する生物汚泥は、脱窒工程のほか、固液分離工程、
あるいは排水の種類に応じて必要により設けられる有機
物分解工程または硝化工程などから引き抜くこともでき
る。

【００２２】具体的な引抜位置としては、脱窒槽のほ
か、脱窒槽の前段または後段に設けられた硝化槽、曝気
槽もしくは沈殿槽などがあげられる。脱窒槽を複数設け
た場合、どの脱窒槽から引き抜いてもよいが、後段側の
脱窒槽から引き抜くのが好ましい。改質処理するために
引き抜く生物汚泥は濃縮された状態であってもよく、ま
た希薄な状態であってもよい。引抜汚泥はそのまま改質
処理してもよく、遠心分離機などによりさらに高濃度に
濃縮してもよい。

【００２３】生物汚泥を引き抜く量は、基本的には１日
あたり、系内に保有される汚泥固形物（ＶＳＳ）量の１
／２０〜１／３の量とし、引き抜く対象の工程の能力、
汚泥の性状、および改質処理の程度等に応じて調整でき
る。

【００２４】引抜汚泥を生物が分解し易い性状に改質す
る改質処理方法としては、任意の方法を採用することが
できる。例えば、オゾン処理による改質処理、酸処理に
よる改質処理、アルカリ処理による改質処理、加熱処理
による改質処理、高圧パルス放電処理、ボールミル、コ
ロイドミル等のミルによる磨砕処理、これらを組み合せ
た改質処理等を採用することができる。これらの中では
オゾン処理による改質処理が、処理操作が簡単かつ処理
効率が高いため好ましい。

【００２５】改質処理としてのオゾン処理は、引き抜い
た生物汚泥とオゾンを例えば常温で接触させることによ
り行うことができる。接触方法としては、オゾン処理槽
に汚泥を導入してオゾンを吹込む方法などが採用でき
る。オゾンとしてはオゾンガスの他、オゾン含有空気、
オゾン化空気などが使用できる。このオゾン処理におい
ては、オゾンを生物汚泥に対して２〜１０重量％の範囲
内で反応させるのが好ましい。こうしてオゾン処理され
た汚泥は、対汚泥あたりのオゾン注入率が０．０２ｍｇ
−オゾン／ｍｇ−ＳＳ以上では、生物汚泥の細胞壁の糖
鎖長が小さくなって生分解性が非常に向上する。

【００２６】オゾン処理に際しては生物汚泥をｐＨ５以
下に調整すると、オゾン使用量を減少させることができ
る。その場合、オゾン処理後に再度ｐＨ調整して脱窒工
程に導入することにより、脱窒細菌の活性を維持するこ
とが可能である。

【００２７】改質処理としての酸処理では、引抜汚泥を
改質槽に導き、塩酸、硫酸などの鉱酸を加え、ｐＨ２．
５以下、好ましくはｐＨ１〜２の酸性条件下で所定時間
滞留させればよい。滞留時間としては、例えば５〜２４
時間とする。この際、汚泥を加熱、例えば５０〜１００
℃に加熱すると改質が促進されるので好ましい。このよ
うな酸による処理により汚泥は易生物分解性に改質され
る。

【００２８】また、汚泥の改質処理としてのアルカリ処
理では、引抜汚泥を改質槽に導き、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム等のアルカリを汚泥に対して０．１〜１
重量％加え、所定時間滞留させればよい。滞留時間は
０．５〜２時間程度で汚泥は易生物分解性に改質され
る。この際、汚泥を加熱し、例えば５〜１００℃に加熱
すると改質が促進されるので好ましい。

【００２９】改質処理としての加熱処理は、加熱処理単
独で行うこともできるが、酸処理またはアルカリ処理と
組み合せて行うのが好ましい。加熱処理単独で行う場合
は、例えば温度７０〜１００℃、滞留時間２〜３時間と
することができる。

【００３０】高電圧のパルス放電処理は、電極間隔３〜
１０ｍｍ、好ましくは４〜８ｍｍのタングステン／トリ
ウム合金等の＋極と、ステンレス鋼等の−極間に汚泥を
存在させ、印加電気１０〜５０ｋＶ、好ましくは２０〜
４０ｋＶ、パルス間隔２０〜８０Ｈｚ、好ましくは４０
〜６０Ｈｚでパルス放電を行い、汚泥は順次循環させな
がら処理を行うことができる。

【００３１】このようにして改質処理された改質処理汚
泥は脱窒槽に導入する。この場合、導入量を調節するな
ど、前記方法により脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５
ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上となるように制御する。脱窒槽が複数
あるときは、上記以外の脱窒槽に導入することもでき
る。

【００３２】本発明の方法では、改質処理した汚泥を脱
窒槽に導入するとともに、脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃
度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上となるように制御するので、脱
窒槽における改質汚泥の分解反応が阻害されることはな
い。このため改質汚泥の分解速度は速く、汚泥減量が良
好に行われ、排出される余剰汚泥量は減少し、場合によ
っては余剰汚泥量をゼロにすることも可能である。また
改質汚泥を水素供与体として効率よく脱窒が進行するの
で、メタノール等の基質を系外から添加する必要がなく
なるか、あるいは添加量が減少する。さらに、脱窒槽を
複数設ける場合は後段の脱窒槽において残留する硝酸イ
オンおよび亜硝酸イオンをできるだけ除去するか、１個
の脱窒槽を使用する場合はＮＯx−Ｎ濃度の上限値を制
御することにより、沈殿槽における汚泥浮上が防止さ
れ、安定して高水質の処理水を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の窒素含有排水の処理方法は、脱
窒槽流出水のＮＯx濃度が特定の濃度となるように脱窒
している脱窒槽に改質汚泥を導入するようにしたので、
改質汚泥の脱窒槽での分解反応を促進して脱窒のための
有機物の添加量を削減することができるとともに、余剰
汚泥の生成量を効率よく減少させることができ、しかも
安定して高水質の処理水を得ることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面の実施例によ
り説明する。図１は実施例の窒素含有排水の処理方法を
示す系統図であり、改質処理としてオゾン処理を採用
し、直列に配置した２個の脱窒槽により脱窒する場合の
例を示している。図１において、１は第１脱窒槽、２は
第２脱窒槽、３は曝気槽、４は沈殿槽、５はｐＨ調整
槽、６はオゾン処理槽である。

【００３５】第１脱窒槽１に原水路１０から原水を導入
し、沈殿槽４から返送汚泥路１１を通して返送される返
送汚泥と混合するとともに、オゾン処理槽６からオゾン
処理汚泥をオゾン処理汚泥路１２を通して導入し、嫌気
性下で攪拌器１３により緩やかに攪拌して脱窒細菌によ
り脱窒処理を行う。第１脱窒槽１では、導入するオゾン
処理汚泥の量を調節することにより、第１脱窒槽１に流
入するＢＯＤ量を第１脱窒槽１に流入するＮＯx−Ｎ負
荷の２．５倍以下となるように制御し、これにより第１
脱窒槽１から第２脱窒槽２に送られる液のＮＯx−Ｎ濃
度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上、好ましくは１０〜１００ｍｇ
−Ｎ／Ｌとなるように制御する。このようにして脱窒す
ることにより、オゾン処理汚泥が効率よく分解され、し
かも脱窒細菌がオゾン処理汚泥中のＢＯＤ成分を水素供
与体として利用して増殖し、硝酸イオンおよび亜硝酸イ
オンを窒素ガスに還元して除去する。窒素ガスは排ガス
路１４から排出する。

【００３６】第１脱窒槽１の槽内液は連絡路１５から第
２脱窒槽２に導入し、ＢＯＤ注入路１６からメタノール
を注入し、嫌気性下で攪拌器１７により緩やかに攪拌し
て脱窒処理を行う。第２脱窒槽２では注入するメタノー
ル量を調節することにより、第２脱窒槽２に流入するＢ
ＯＤ量を第２脱窒槽２に流入するＮＯx−Ｎ負荷の２．
５〜４倍となるように制御し、これにより第２脱窒槽２
から曝気槽３に送られる液のＮＯx−Ｎ濃度が１０ｍｇ
−Ｎ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるよ
うに制御する。このようにして脱窒することにより、脱
窒細菌がメタノールを水素供与体として利用して増殖
し、残留する硝酸イオンおよび亜硝酸イオンをほぼ完全
に窒素ガスに還元して除去するので、沈殿槽４における
汚泥浮上が防止される。窒素ガスは排ガス路１８から排
出する。

【００３７】第２脱窒槽２の脱窒液は連絡路２０から曝
気槽３に導入して好気処理し、残留有機物を分解する。
曝気液は連絡路２１から沈殿槽４に導入して固液分離
し、分離汚泥の一部を返送汚泥路１１から第１脱窒槽１
に返送し、分離液を処理水として処理水路２２から排出
する。第２脱窒槽２においてほぼ完全に脱窒されている
ので、沈殿槽４における汚泥浮上は防止され、固液分離
は良好に行われる。このため処理水質の悪化は生じな
い。

【００３８】ｐＨ調整槽５では、沈殿槽４で固液分離さ
れた分離汚泥の他の一部を連絡路２３から導入し、ｐＨ
５以下に調整する。オゾン処理槽６では、ｐＨ調整され
た汚泥を連絡路２４から導入し、これをオゾン処理して
可溶化しＢＯＤ化する。このオゾン処理汚泥をオゾン処
理汚泥路１２から第１脱窒槽１に導入して脱窒を行うこ
とにより、オゾン処理汚泥を脱窒細菌の硝酸呼吸に必要
な水素供与体として利用する。なお余剰汚泥が生じる場
合は、汚泥排出路２５から系外に排出する。

【００３９】このように生物汚泥をオゾン処理したオゾ
ン処理汚泥は、生物汚泥がＢＯＤ化して生分解性がよい
ため、オゾン処理汚泥路１２から第１脱窒槽１に導入
し、かつ導入量を脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が前記
濃度となるように制御すると、オゾン処理汚泥が第１脱
窒槽１で効率よく分解され、しかも脱窒細菌の硝酸呼吸
に必要な水素供与体として利用される。このためメタノ
ール等の基質を系外から添加することなく脱窒工程を行
うことができる。これにより処理コストが低下するとと
もに、余剰汚泥量が減少する。また第２脱窒槽２から曝
気槽３に送られる液のＮＯx−Ｎ濃度が前記濃度となる
ように制御してさらに脱窒することにより、残留する硝
酸イオンおよび亜硝酸イオンがほぼ完全に除去され、こ
れにより沈殿槽４における汚泥浮上が防止され、安定し
て高水質の処理水を得ることができる。

【００４０】

【実施例】次に本発明を実施例により説明する。

【００４１】試験例１ 脱窒槽内の残留ＮＯx濃度と、汚泥減量性能との関係を
求める試験を、密閉式のバッチ実験槽を用いて行った。
すなわちオゾンを用いて易生物分解性に改質した汚泥を
用いて、その分解速度を測定し、硝酸濃度と汚泥分解速
度との関係を明らかにした。改質汚泥の分解速度は、注
入した硝酸濃度の減少速度から求めた。結果を図２に示
す。

【００４２】図２の結果からわかるように、改質汚泥の
分解速度は硝酸濃度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ未満では非常に遅
く、５〜１０ｍｇ−Ｎ／Ｌの範囲では硝酸濃度の上昇に
伴って分解速度が上昇し、１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上ではほ
ぼ一定の分解速度となり、それ以上硝酸濃度を上昇させ
ても改質汚泥分解速度の上昇は見られない。この試験結
果から、脱窒槽の残留ＮＯx濃度を５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以
上、好ましくは１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上に維持することに
より、改質汚泥の分解が効率よく進行し、汚泥減量が良
好に行われると判断することができる。

【００４３】実施例１、比較例１ 図１の装置を用いて、表１に示すステンレス洗浄排水の
脱窒処理を行った。ただし、オゾン処理する汚泥は沈殿
槽４の代わりに第２脱窒槽２から引き抜いた。第１脱窒
槽１容量は２４０Ｌ、第２脱窒槽２容量は３３０Ｌ、曝
気槽３は１７０Ｌとした。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１に示した窒素含有排水を窒素負荷６７
０ｇ−Ｎ／ｄ（９６Ｌ／ｈ）にて脱窒処理した。ＢＯＤ
源として、第１脱窒槽１および第２脱窒槽２全体として
ＢＯＤ／Ｎ＝２．９（１９４０ｇ−ＢＯＤ／ｄ）に相当
するメタノールを注入した。第１脱窒槽１、第２脱窒槽
２および曝気槽３のｐＨは塩酸を用いて７．０に制御し
た。第２脱窒槽２の汚泥８００ｇ−ＶＳＳ／ｄをポンプ
で連続して引き抜き、ｐＨ調整槽５にて塩酸を用いてｐ
Ｈ３に調整した後オゾン処理槽６に導入し、１．６〜
２．５％−オゾン／ＶＳＳのオゾンガスと反応させて汚
泥改質処理を行い、この改質汚泥を第１脱窒槽１に戻し
た。沈殿槽４からの返送汚泥流量は１４０Ｌ／ｈとし、
第１脱窒槽１に返送した。

【００４６】メタノールの注入方法は、実施例１におい
ては、第１脱窒槽１ではメタノール注入なしとし、第２
脱窒槽２に１９４０ｇ−ＢＯＤ／ｄすべてのメタノール
を注入した。この時、実施例１の第１脱窒槽１では以下
の計算の通りＢＯＤ／Ｎ＝１．１とした。オゾン処理し
たオゾン処理汚泥のＢＯＤは、分析の結果０．９ｇ−Ｂ
ＯＤ／ｇ−ＶＳＳであったので、第１脱窒槽１に流入さ
せたＢＯＤは、 ０．９×８００＝７２０ｇ−ＶＳＳ／ｄ であり、一方第１脱窒槽１への窒素負荷は６７０ｇ−Ｎ
／ｄであるので、 ＢＯＤ／Ｎ＝７２０／６７０＝１．１

【００４７】また第２脱窒槽２では以下の計算の通りＢ
ＯＤ／Ｎ＝４．３であった。 第２脱窒槽２への流入窒素 ＝第１脱窒槽１の残留硝酸濃度測定値×（原水量＋返送汚泥流量） ＝８０ｍｇ−Ｎ／Ｌ × （９６Ｌ／ｈ ＋ １４０Ｌ／ｈ ） ＝１８．９ｇ−Ｎ／ｈ ＝４５０ｇ−Ｎ／ｄ メタノール注入比率 ＝１９４０ｇ−ＢＯＤ ÷ ４５０ｇ−Ｎ ＝４．３

【００４８】一方比較例１として、実施例１の第１脱窒
槽１および第２脱窒槽２の代わりに、容量５７０Ｌの脱
窒槽一槽に置き換えた装置を用いて、実施例１と同様の
処理を行った。メタノールは実施例１と同じ量（１９４
０ｇ−ＢＯＤ／ｄ）を脱窒槽に注入した。このときのメ
タノール注入比率はＢＯＤ／Ｎ＝２．９であった。

【００４９】実施例１、比較例１ともに、それぞれの運
転条件を一定に保ち、３０日間連続運転を行って、窒素
除去性能と汚泥減量性能を比較した。種汚泥は同じ排水
を処理する実装置から採取し、初期濃度を４０００ｍｇ
−ＶＳＳ／Ｌとして処理を開始した。余剰汚泥の引き抜
は行わなかった。処理結果を表２に示す。

【００５０】実施例２ 比較例１において、メタノール注入比率をＢＯＤ／Ｎ＝
２．４とした以外は比較例１と同じ操作を行った。結果
を表２に示す。

【００５１】

【表２】

【００５２】表２の結果から、実施例１、実施例２およ
び比較例１ともに窒素除去性能は十分であったが、実施
例１および実施例２では汚泥濃度が運転開始時の濃度が
維持されたのに対して、比較例１では著しい汚泥濃度の
上昇が起き、沈殿槽の汚泥界面の上昇が起きた。そのま
ま放置すると汚泥と処理水の沈殿分離ができなくなるこ
とが予想され、汚泥を引き抜いて余剰汚泥を処理する必
要があった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の窒素含有排水の処理方法の系統図であ
る。

【図２】試験例１の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 第１脱窒槽 ２ 第２脱窒槽 ３ 曝気槽 ４ 沈殿槽 ５ ｐＨ調整槽 ６ オゾン処理槽 １０ 原水路 １１ 返送汚泥路 １２ オゾン処理汚泥路 １３、１７ 攪拌器 １４、１８ 排ガス路 １５、２０、２１、２３、２４ 連絡路 １６ ＢＯＤ注入路 ２２ 処理水路 ２５ 汚泥排出路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 総介 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 藤井 博之 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D028 AA08 BB07 BD11 4D040 BB91 BB93 4D059 AA03 BC02 BF02 BF12 BF14 BK11 BK12 BK21 CA22 CA28 DA01 DA32 DA33 DA43 EB05 EB06 EB16 EB20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＯx−Ｎを含有する窒素含有排水を、
   脱窒槽を含む窒素除去系において処理する方法におい
   て、 ＮＯx−Ｎを含有する排水を脱窒槽に導入して窒素を生
   物学的に脱窒する脱窒工程と、 窒素除去系において生成する生物汚泥の一部を引き抜い
   て易生物分解性に改質処理したのち、この改質汚泥を前
   記脱窒槽に導入する改質工程とを含み、 前記脱窒槽において、脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が
   ５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上となるように脱窒する窒素含有排水
   の処理方法。
2. 【請求項２】 脱窒槽へのＢＯＤ流入量を脱窒槽に流入
   するＮＯx−Ｎ負荷の２．５倍以下となるように制御す
   ることにより、脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５ｍｇ
   −Ｎ／Ｌ以上となるように制御する請求項１記載の処理
   方法。
3. 【請求項３】 脱窒槽へのＢＯＤ流入量を改質汚泥の流
   入量および／または基質の注入量により調節する請求項
   １または２記載の処理方法。
4. 【請求項４】 改質処理がオゾン処理である請求項１な
   いし３のいずれかに記載の処理方法。
5. 【請求項５】 直列に設けられた少なくとも２個の脱窒
   槽を使用して脱窒工程を行い、前段の脱窒槽において脱
   窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上とな
   るように脱窒し、後段の脱窒槽において脱窒槽流出水の
   ＮＯx−Ｎ濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように脱
   窒する請求項１ないし４のいずれかに記載の処理方法。
6. 【請求項６】 １個の脱窒槽を使用して脱窒工程を行
   い、脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５〜１０ｍｇ−Ｎ
   ／Ｌとなるように脱窒する請求項１ないし４のいずれか
   に記載の処理方法。