JP2002263687A - 循環式硝化脱窒法による有機性汚水の生物処理方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリーンからの活性汚泥液の越流や、担体
流出を防止して、速やかに通常運転に復帰できる有機性
汚水の生物処理方法と装置を提供する。 【解決手段】 無酸素槽６と微生物固定化担体１を内在
する好気槽２とを有する循環式硝化脱窒法による有機性
汚水１０の生物処理装置において、前記好気槽２の流出
側に担体１を好気槽内に保持するための担体分離スクリ
ーン３を配備し、該スクリーンの上流側又は下流側の、
いずれか一方又は両方に水位センサー４を設置し、該水
位センサー４により検知した水位に応じて、前記無酸素
槽６に導入する原水の原水ポンプ９と硝化液の循環ポン
プ５の流量を制御する制御手段を設ける有機性汚水の生
物処理装置としたものであり、水位センサーとしては、
変位センサー、圧力式センサーを用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚水の生物
処理に係り、特に、下水、屎尿、産業排水、汚濁の進ん
だ河川水や湖沼水である有機性汚水を、担体を内在させ
た処理装置を含む循環式硝化脱窒法により生物処理する
方法と装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、下水、屎尿、産業排水、汚濁
の進んだ河川水や湖沼水などの有機性汚水を処理する装
置として、有機性成分を処理する微生物を付着した担体
を内在させた生物処理装置がある。特に近年は、処理水
中からの窒素除去を目的とした高度処理を迅速かつ円滑
に行うために、担体投入型の循環式硝化脱窒法が注目さ
れている。担体投入型の循環式硝化脱窒法において、好
気槽に投入された担体は、好気槽流出側に設置した分離
スクリーンにより好気槽内に保持されている。スクリー
ンにより分離された活性汚泥混合液の一部は、後段の循
環ポンプにより前段の無酸素槽に循環される。使用され
る担体は３ｍｍから２０ｍｍ程度であり、スクリーンの
目幅はおおよそその半分と狭いために、担体分離スクリ
ーンでは、担体の濃度分布の一時的な偏りや夾雑物によ
り閉塞が起きる恐れが大きい。そのため、スクリーン付
近では曝気による上昇流等でスクリーン周りにせん断力
を与える等のスクリーン閉塞の防止策が採られ、かつ、
担体分離スクリーンは十分な管理とメンテナンスが必要
であった。

【０００３】しかしながら、いずれの方法を採用して
も、担体の一時的な偏りや夾雑物によるスクリーンの閉
塞を、完全に無くすことは不可能である。閉塞が起こる
と、担体分離スクリーン前後（上流側を前、下流側を後
という）では水位差が生じる結果、スクリーン上方から
活性汚泥混合液が流出したり、場合によっては、スクリ
ーンが変形する恐れがある。特に、スクリーンの下流側
で、前段の脱窒槽に硝化液を循環させる担体投入型循環
式硝化脱窒法においては、スクリーン閉塞時に循環ポン
プが通常運転の状態にあると、スクリーン後で水位が低
下し、担体分離スクリーン前後で極端な水位差が生じる
ため、担体分離スクリーンが変形する可能性が大きい。
活性汚泥のスクリーンからの越流やスクリーンの変形が
おきると、担体は反応槽から流出し、その回収作業に多
大な労力と時間が必要となる。また、流出した担体が、
下流に設置された循環ポンプや回収用のポンプによって
壊されると、反応槽に戻された担体は、十分な性能が発
揮されない可能性があり、かつ、スクリーン閉塞を引き
起こす新たな要因となり得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、従来法では対応が困難であった担体分離スク
リーンの閉塞に対して、担体分離スクリーンからの活性
汚泥混合液の越流や、担体分離スクリーンの変形による
担体流出を防止して、速やかに通常運転に復帰すること
を可能とした有機性汚水の生物処理方法と装置を提供す
ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、無酸素槽と微生物固定化担体を内在す
る好気槽とを有する循環式硝化脱窒法により有機性汚水
を生物処理する方法において、前記担体を好気槽内に保
持するために好気槽流出側に設けた担体分離スクリーン
の、上流側又は下流側のいずれか一方又は両方の水位を
検知し、検知した水位に応じて無酸素槽に導入する原水
量及び／又は循環水量を調整することを特徴とする有機
性汚水の生物処理方法としたものである。また、本発明
では、無酸素槽と微生物固定化担体を内在する好気槽と
を有する循環式硝化脱窒法により有機性汚水を生物処理
する装置において、前記好気槽の流出側に担体を好気槽
内に保持するための担体分離スクリーンを配備し、該ス
クリーンの上流側又は下流側のいずれか一方又は両方に
水位センサーを設置し、該水位センサーにより検知した
水位に応じて、無酸素槽に導入する原水の原水ポンプと
硝化液の循環ポンプの流量を制御する制御手段を設けた
ことを特徴とする有機性汚水の生物処理装置としたもの
である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明では、好気槽流出側に設け
た担体分離スクリーン前後のいずれか一方あるいは両方
に設置した水位センサーにより水位を検知し、検知した
水位に応じて、担体分離スクリーン後段に設置された硝
化液循環ポンプ又は原水ポンプの流量を徐々に減少又は
増加させて、原水の流量と循環水量を調整している。

【０００７】次に、本発明を図面を用いて説明する。図
１〜図３は、本発明の処理装置の一例を示す。フロー構
成図である。図１は、スクリーンの前後に水位センサー
を設置した場合であり、図２と図３は、いずれか一方だ
けに水位センサーを設置した場合であるが、好ましく
は、担体分離スクリーンにかかる水圧と直接関係するス
クリーン前後の水位差を検知する図１の場合が良い。な
お、本発明を説明する全図において、同一機能を有する
ものは同一符号を用いている。本発明において、用いる
ことのできる水位センサー４は、特に限定されるもので
はなく、例えば、変位センサーや圧力式センサーを用い
て測定する方法がある。水位センサー４の設置場所とし
ては、スクリーン前の水位上昇あるいはスクリーン後の
水位下降あるいはスクリーン前後の水位差が検知できれ
ば、特に限定されるものでは無い。また、検知できる水
位の数に応じて、原水ポンプ及び循環ポンプの流量制御
の設定数を多くとることが可能となるため、検知する設
定水位は多い方が良く、さらに好ましくは、連続的に検
知した水位に応じて、循環ポンプ及び原水ポンプの流量
を制御する。

【０００８】本発明において、処理される汚水は、生物
処理が可能であれば特に限定されるものではないが、主
たる処理対象水は、下水、排水、汚濁の進んだ河川水、
湖沼水などの有機性汚水である。この有機性汚水１０
を、本処理方法と処理装置により処理する場合、担体分
離スクリーン３の設置された好気槽２の前段には、循環
された硝化液１３が脱窒される無酸素槽６が少なくとも
１つある他は、特に制限されるものではなく、例えば、
最初沈殿池、流量調整槽、２つ以上の嫌気槽や無酸素槽
や好気槽を経由しても良い。本発明に使用することので
きる担体１及び担体分離スクリーン３は、材質や形状や
性能に関して特に限定されるものではなく、微生物を付
着した担体とその担体を分離することのできるスクリー
ンであれば良い。担体分離スクリーン３は、閉塞防止の
処置が施されており、閉塞を防止する方法の１つとして
は、スクリーン周りの曝気装置７による曝気がある。

【０００９】有機性汚水１０を本発明による処理装置で
処理する場合、有機性汚水１０は、無機酸素槽６から担
体１を内在させた好気槽２で処理された後、好気槽２の
流出側に設置された担体分離スクリーン３により担体１
と分離され、一部は流下し、一部は循環ポンプ５によ
り、無酸素槽６に戻される。一方、担体分離スクリーン
３で分離された担体１は、好気槽２内に保持され、新た
に流入してくる有機性汚水を連続的に処理する。担体１
と活性汚泥液１１を分離する担体分離スクリーン３前後
には、水位センサー４が設置されており、水位を測定し
ている。通常時の水位を検知している場合は、担体１
は、好気槽用曝気装置８や担体分離スクリーン閉塞防止
用曝気装置７による曝気により、好気槽２全体に分散し
ている。

【００１０】担体分離スクリーン３に閉塞が生じて、ス
クリーン前で、ある一定の水位上昇が検知された場合
や、スクリーン後ろで、ある一定以上の水位下降を検知
した場合や、スクリーン前後の水位差が、ある一定以上
となったことを検知した場合は、担体分離スクリーン３
下流にある硝化液循環ポンプ５の循環量を、検知した水
位に応じて徐々に減少させる制御を行う。循環ポンプ５
の流量を徐々に減少し、循環ポンプ５が停止したものの
水位は回復せず、水位の変化がさらに進んだことを検知
した場合には、原水ポンプ９の流量を、検知した水位に
応じて徐々に減少させる。この操作により、担体分離ス
クリーン３の透過流量を減少させて、スクリーン閉塞物
の剥離を試みる。循環ポンプの流量減少又は停止、及
び、原水ポンプの減少する工程の途中で、スクリーン閉
塞物が剥離し、水位が通常水位に回復を始めたことを検
知した場合には、検知した水位に応じて前述した工程を
逆にたどることにより、循環ポンプ５又は原水ポンプ９
を通常運転に復帰させる。

【００１１】スクリーン閉塞物が剥離せず、スクリーン
前後の水位が回復せずに、警報水位に達したことを検知
した場合には、原水ポンプ９を停止して反応槽への流入
を停止し、被処理液である有機性汚水１０を他の池で処
理すると共に、担体分離スクリーン３の閉塞物を除去す
る。担体分離スクリーン３の閉塞物を除去して、スクリ
ーン前後の水位が通常水位に復帰した後、原水ポンプ９
と循環ポンプ５の運転を通常運転に復帰させる。循環ポ
ンプ５や原水ポンプ９の流量の減少あるいは増加の工程
においては、水位に応じて、減少速度あるいは増加速度
を変更できるように設定すると、さらに円滑な連続運転
が可能となる。スクリーン前に水位センサ−４を設置
し、検知された水位に応じ、循環ポンプ５や原水ポンプ
９を制御する場合における設定水位の１例として、４点
の水位を検知して、原水ポンプ９と循環ポンプ５の流量
を制御する場合について以下に記述する。

【００１２】反応層液面と、担体分離スクリーン３の有
効スクリーン面の最上部までの距離を、ＳＨとする。通
常の水位からの水位上昇が、ＳＨ／４よりも小さい水位
を検知してしている場合、原水ポンプ９及び循環ポンプ
５は、通常の設定流量で運転している。スクリーン３に
閉塞がおこり、スクリーン前の水位がＳＨ／４まで上昇
したことを検知すると、循環ポンプ５の流量を５０％に
減少させる。その結果、水位が通常水位に回復したこと
を検知した場合は、循環ポンプ５を通常の流量に復帰さ
せる。流量を減少したのにもかかわらず、水位がさらに
上昇して、２ＳＨ／４になったことを検知すると、循環
ポンプ５を停止する。その結果、水位がＳＨ／４に復帰
したことを検知した場合には、循環ポンプ５の流量を５
０％とし、通常水位に復帰すると、循環ポンプ５の流量
を通常流量に復帰させる。循環ポンプ５を停止したにも
かかわらず、スクリーン前の水位がさらに上昇Ｌて３Ｓ
Ｈ／４になったこと検知すると、原水ポンプ９を停止す
る。

【００１３】このようにして、担体分離スクリーン３の
閉塞によるスクリーン前後の、いずれか一方あるいは両
方の水位の変化を、水位センサー４で検知し、その水位
測定値を用いて、循環ポンプ５の流量又は原水ポンプ９
の流量を制御することにより、スクリーン閉塞物の剥離
を試み、水位が回復した場合は、循環ポンプ５及び原水
ポンプ９を通常運転に復帰させ、スクリーン閉塞物の剥
離が行われなかった場合は、原水ポンプ９及び循環ポン
プ５を停止して、スクリーンの閉塞物を除去し、通常水
位に復帰した後に、原水ポンプ９及び循環ポンプ５を通
常運転に復帰する。これにより、本発明による有機性汚
水の処理においては、担体１の流出を防止して速やかに
通常運転に復帰することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例１ 本実施例は、本発明の図１を用いた処理装置により、有
機性排水を処理した６ヶ月間にわたる実験結果である。
有機性汚水（社宅からの生活排水）を原水とし、図１に
示した本発明のフロー構成図の１例である処理フロー
（Ａ系）と、図４に示した処理フロー（Ｂ系）により処
理する比較実験を行った。原水は、Ａ系、Ｂ系共に共通
である。Ａ系における循環ポンプ及び原水ポンプの制御
は、前述したように、４点の水位を検知して制御する方
法とした。

【００１５】実験条件及び原水性状を表１に示す。

【表１】 本実験結果は表２に示すとおりであった。表２中におけ
る担体保持率は、実験開始時の担体量に対する、実験終
了時の好気槽に残留していた担体量の割合を示してい
る。

【００１６】

【表２】 Ａ系とＢ系における担体分離スクリーン閉塞の発生回数
は共に２回であった。従来法を用いたＢ系では２回のス
クリーン閉塞のいずれの時も、スクリ一ンから担体が越
流したため、流出担体の回収作業に時間を要して、通常
運転への復帰には時間がかかった。また、流出した担体
は沈殿槽へ流下して排泥と共に排出されたり、循環ポン
プにより壊されたりして、全量回収することができずに
好気槽の担体濃度が減少し、十分な生物処理を継続する
ことが困難となった。

【００１７】一方、本発明を用いたＡ系では担体の閉塞
が生じた１回目には、スクリーン前後に設置した水位セ
ンサーにより水位を測定し、検知した水位に応じて、原
水ポンプと循環ポンプの運転を制御し、スクリーン透過
量を低下したことで、スクリーン閉塞物が剥離したた
め、速やかに通常運転に復帰することができた。２回目
の閉塞は担体及び夾雑物による閉塞であったが、原水ポ
ンプと循環ポンプを停止後、手作業によりスクリーン閉
塞物を除去し、速やかに通常運転に復帰することが可能
であった。このため、担体が好気槽から流出することは
なく、担体の流出に伴う担体回収作業や装置の処理性能
低下も起こらなかった。このようにして、スクリーン前
後の水位を測定しない場合に比べて、スクリーン前後の
水位を測定して、検知した水位に応じて原水ポンプ及び
循環ポンプの運転を制御する本発明の生物処理装置の場
合は、スクリーンの変形や担体流出は防止され、通常運
転への迅速な復帰が可能となり、その結果、安定した連
続運転が可能となった。

【００１８】

【発明の効果】担体分離スクリーンが閉塞した場合、ス
クリーン前後のいずれか一方あるいは両方に設置された
水位センサーにより検知された水位に応じて、循環ポン
プ及び原水ポンプの運転を制御する本発明の処理装置及
び処理方法を用いて有機性汚水を処理すると、担体分離
スクリーンの閉塞に起因する担体の流出は防止され、通
常運転への迅速な復帰が可能となり、その結果、安定し
た連続運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理装置の一例を示すフロー構成図。

【図２】本発明の処理装置の別の例を示すフロー構成
図。

【図３】本発明の処理装置の別の例を示すフロー構成
図。

【図４】比較例に用いた処理装置のフロー構成図。

【符号の説明】

１：担体（担体）、２：好気槽（硝化槽）、３：担体分
離スクリーン、４：水位センサー、５：硝化液循環用循
環ポンプ、６：無酸素槽（脱窒槽）、７：担体分離スク
リーン閉塞防止用曝気装置、８：好気槽用曝気装置、
９：原水ポンプ、１０：有機性汚水、１１：活性汚泥
液、１２：処理水、１３：循環硝化液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢井 賢司 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 渡辺 昌次郎 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 多田 啓太郎 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4B029 AA02 AA21 BB01 CC03 DA07 DC07 DF05 DF09 DG08 4B065 AA99X BA22 BB01 BB40 BC18 BC20 BC41 BD14 CA55 4D040 BB05 BB42 BB57 BB82 BB91

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無酸素槽と微生物固定化担体を内在する
   好気槽とを有する循環式硝化脱窒法により有機性汚水を
   生物処理する方法において、前記担体を好気槽内に保持
   するために好気槽流出側に設けた担体分離スクリーン
   の、上流側又は下流側のいずれか一方又は両方の水位を
   検知し、検知した水位に応じて無酸素槽に導入する原水
   量及び／又は循環水量を調整することを特徴とする有機
   性汚水の生物処理方法。
2. 【請求項２】 無酸素槽と微生物固定化担体を内在する
   好気槽とを有する循環式硝化脱窒法により有機性汚水を
   生物処理する装置において、前記好気槽の流出側に担体
   を好気槽内に保持するための担体分離スクリーンを配備
   し、該スクリーンの上流側又は下流側のいずれか一方又
   は両方に水位センサーを設置し、該水位センサーにより
   検知した水位に応じて、前記無酸素槽に導入する原水の
   原水ポンプと硝化液の循環ポンプの流量を制御する制御
   手段を設けたことを特徴とする有機性汚水の生物処理装
   置。