JP2003071492A - 脱窒反応槽の水素供与体量制御方法とその装置 - Google Patents
脱窒反応槽の水素供与体量制御方法とその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電極を使用せずに、且つ、メタノール等の水素
供与体の供給量の制御を容易にできる脱窒反応槽の水素
供与体制御方法を提供すること。 【解決手段】流入水（汚水）中の硝酸性窒素又は亜硝酸
性窒素を、流入水中の有機炭素源及び外部から供給する
水素供与体（有機炭素源）を利用して窒素ガスに還元す
る脱窒反応槽２６を有する生物化学的脱窒素プロセスに
おける脱窒反応槽に対する水素供与体添加量を制御する
方法。脱窒反応槽２６から採取した試料水中から気液分
離によりガス成分を採取した後、該採取ガス成分中の水
素供与体量をメタノールガス検知器３８で検出して、該
検出値に基づいて水素供与体の脱窒反応槽２６への添加
量を制御する。
供与体の供給量の制御を容易にできる脱窒反応槽の水素
供与体制御方法を提供すること。 【解決手段】流入水（汚水）中の硝酸性窒素又は亜硝酸
性窒素を、流入水中の有機炭素源及び外部から供給する
水素供与体（有機炭素源）を利用して窒素ガスに還元す
る脱窒反応槽２６を有する生物化学的脱窒素プロセスに
おける脱窒反応槽に対する水素供与体添加量を制御する
方法。脱窒反応槽２６から採取した試料水中から気液分
離によりガス成分を採取した後、該採取ガス成分中の水
素供与体量をメタノールガス検知器３８で検出して、該
検出値に基づいて水素供与体の脱窒反応槽２６への添加
量を制御する。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、脱窒反応槽に対する水素供与体
添加量を制御する方法に関する。脱窒反応槽とは、汚水
中の硝酸性窒素又は亜硝酸性窒素を、流入汚水中の有機
炭素源及び外部から供給する水素供与体（有機炭素源）
を利用して窒素ガスに還元する脱窒反応を行わしめる反
応槽である。脱窒反応槽は、生物化学的脱窒素プロセス
において、通常、硝化反応槽及び／又は曝気槽とともに
使用される。
添加量を制御する方法に関する。脱窒反応槽とは、汚水
中の硝酸性窒素又は亜硝酸性窒素を、流入汚水中の有機
炭素源及び外部から供給する水素供与体（有機炭素源）
を利用して窒素ガスに還元する脱窒反応を行わしめる反
応槽である。脱窒反応槽は、生物化学的脱窒素プロセス
において、通常、硝化反応槽及び／又は曝気槽とともに
使用される。
【０００２】
【背景技術】従来、上記のような生物化学的脱窒素プロ
セスにおいては、通常、硝化反応槽や曝気槽から脱窒反
応槽へ流入（循環流入）されてくる硝酸性窒素を含んだ
廃水は、脱窒菌で窒素ガスまで還元するためのメタノー
ル等の水素供与体（有機炭素源）を脱窒素反応槽に添加
（供給）する必要がある。
セスにおいては、通常、硝化反応槽や曝気槽から脱窒反
応槽へ流入（循環流入）されてくる硝酸性窒素を含んだ
廃水は、脱窒菌で窒素ガスまで還元するためのメタノー
ル等の水素供与体（有機炭素源）を脱窒素反応槽に添加
（供給）する必要がある。
【０００３】このとき、脱窒素反応槽における主反応
は、 ６ＮＯ3 -＋５ＣＨ3ＯＨ→３Ｎ2↑＋５ＣＯ2↑＋７Ｈ2Ｏ
＋６ＯＨ- であり、副反応は、 ６ＮＯ2―＋３ＣＨ3ＯＨ→３Ｎ2↑＋３ＣＯ2↑＋３Ｈ2
Ｏ＋６ＯＨ- である。
は、 ６ＮＯ3 -＋５ＣＨ3ＯＨ→３Ｎ2↑＋５ＣＯ2↑＋７Ｈ2Ｏ
＋６ＯＨ- であり、副反応は、 ６ＮＯ2―＋３ＣＨ3ＯＨ→３Ｎ2↑＋３ＣＯ2↑＋３Ｈ2
Ｏ＋６ＯＨ- である。
【０００４】上記反応式から、メタノール添加量は、硝
酸性窒素化合物１質量部に対してメタノール約１.９倍
が、理論上の化学当量である。
酸性窒素化合物１質量部に対してメタノール約１.９倍
が、理論上の化学当量である。
【０００５】しかし、廃水中の有機炭素源（水素供与
体）の濃度変動、すなわち、原水のＣ／Ｎ（炭素／窒
素）比が変動するため、通常は、かなり余分（過剰量）
のメタノールを定量供給する。
体）の濃度変動、すなわち、原水のＣ／Ｎ（炭素／窒
素）比が変動するため、通常は、かなり余分（過剰量）
のメタノールを定量供給する。
【０００６】しかし、メタノールの過剰供給は、資源の
無駄ばかりでなく、結果的に、後工程における再曝気槽
の容量を大きくする必要がある。
無駄ばかりでなく、結果的に、後工程における再曝気槽
の容量を大きくする必要がある。
【０００７】このため、脱窒反応槽における酸化還元電
位（ＯＲＰ）を測定するＯＲＰ電極方式や、硝酸性イオ
ンを直接的に測定するイオン電極方式で、メタノール量
の過不足を判定してメタノール供給量の制御を行ってい
た。
位（ＯＲＰ）を測定するＯＲＰ電極方式や、硝酸性イオ
ンを直接的に測定するイオン電極方式で、メタノール量
の過不足を判定してメタノール供給量の制御を行ってい
た。
【０００８】前者の公知文献としては、特開平６−２３
８２９３・７−３２８６９８・８−２４８８３・８−２
９９９８７号公報等がある。
８２９３・７−３２８６９８・８−２４８８３・８−２
９９９８７号公報等がある。
【０００９】
【発明の開示】しかし、何れも、電極方式であるため、
電極の汚れ対策及びメインテナンス（保守管理）が必要
であるとともに、適正な制御を行うためには前者の場
合、廃水の種類に対応したデータが必要であり、また、
後者の場合、硝酸イオンばかりでなく亜硝酸イオンも測
定する必要があった。
電極の汚れ対策及びメインテナンス（保守管理）が必要
であるとともに、適正な制御を行うためには前者の場
合、廃水の種類に対応したデータが必要であり、また、
後者の場合、硝酸イオンばかりでなく亜硝酸イオンも測
定する必要があった。
【００１０】本発明は、上記にかんがみて、電極を使用
せずに、且つ、メタノール等の水素供与体の供給量の制
御を容易にできる水素供与体制御方法を提供することを
目的とする。
せずに、且つ、メタノール等の水素供与体の供給量の制
御を容易にできる水素供与体制御方法を提供することを
目的とする。
【００１１】本発明の脱窒反応槽の水素供与体量制御方
法は、上記課題を下記構成により解決するものである。
法は、上記課題を下記構成により解決するものである。
【００１２】廃水中の硝酸性窒素又は亜硝酸性窒素を流
入汚水中の有機炭素源及び外部から供給する水素供与体
（有機炭素源）を利用して窒素ガスに還元する脱窒反応
槽を有する生物化学的脱窒素プロセスにおける脱窒反応
槽に対する水素供与体添加量を制御する方法において、
脱窒反応槽から採取した試料水中から気液分離によりガ
ス成分を採取した後、該採取ガス成分中の水素供与体量
を検出して、該検出値に基づいてメタノールの脱窒反応
槽への添加量を制御することを特徴とする。
入汚水中の有機炭素源及び外部から供給する水素供与体
（有機炭素源）を利用して窒素ガスに還元する脱窒反応
槽を有する生物化学的脱窒素プロセスにおける脱窒反応
槽に対する水素供与体添加量を制御する方法において、
脱窒反応槽から採取した試料水中から気液分離によりガ
ス成分を採取した後、該採取ガス成分中の水素供与体量
を検出して、該検出値に基づいてメタノールの脱窒反応
槽への添加量を制御することを特徴とする。
【００１３】試料水から気化させたガス成分中のメタノ
ール等の水素供与体量の測定値（検出値）に基づいて制
御する非電極方式であるため電極汚れ対策の必要がある
とともに、直接的にメタノール量等の水素供与体量を測
定するため、脱窒反応槽に供給する廃水の種類（特に硝
酸性窒素化合物の種類）に対応したデータも採る必要も
なくなる。
ール等の水素供与体量の測定値（検出値）に基づいて制
御する非電極方式であるため電極汚れ対策の必要がある
とともに、直接的にメタノール量等の水素供与体量を測
定するため、脱窒反応槽に供給する廃水の種類（特に硝
酸性窒素化合物の種類）に対応したデータも採る必要も
なくなる。
【００１４】上記気液分離は、気液分離膜方式でも行え
るが、通常、曝気方式で行う。曝気方式の場合、気液分
離膜方式に比して、装置が簡単・安価となるためであ
る。
るが、通常、曝気方式で行う。曝気方式の場合、気液分
離膜方式に比して、装置が簡単・安価となるためであ
る。
【００１５】曝気方式での気液分離によるガス成分採取
を、試料水を３０〜５０℃、望ましくは３５〜４０℃に
加熱した状態で２０〜３０分後に行うことが、望まし
い。メタノール等の水素供与体量の検出値が安定してく
るためである。
を、試料水を３０〜５０℃、望ましくは３５〜４０℃に
加熱した状態で２０〜３０分後に行うことが、望まし
い。メタノール等の水素供与体量の検出値が安定してく
るためである。
【００１６】通常、水素供与体はメタノールとする。他
のエタノール、酢酸等の水素供与体に比して安価であ
り、且つ、気液分離（気化）させ易いためである。
のエタノール、酢酸等の水素供与体に比して安価であ
り、且つ、気液分離（気化）させ易いためである。
【００１７】そして、上記各構成の脱窒反応槽への水素
供与体量制御方法を実施するための脱窒反応槽用水素供
与体添加制御装置は、下記各構成となる。
供与体量制御方法を実施するための脱窒反応槽用水素供
与体添加制御装置は、下記各構成となる。
【００１８】汚水中の窒素化合物を好気性条件下で硝化
処理する硝化反応槽と、硝化によって得られた硝化液中
の硝酸性窒素又は亜硝酸性窒素を流入汚水中の有機炭素
源及び外部から供給する水素供与体を利用して窒素ガス
に還元する脱窒反応槽を有する生物化学的脱窒素プロセ
スに付設する水素供与体添加制御装置において、脱窒反
応槽から試料水を採取する試料水採取手段、該採取手段
からの試料水からガス成分を分離する気液分離手段、該
気液分離手段から発生したガス成分中における水素供与
体量を検出する水素供与体量検出手段、及び、水素供与
体量検出手段からの検知信号を水素供与体供給手段の供
給量操作部に入力させるフィードバック制御手段とを、
備えていることを特徴とする。
処理する硝化反応槽と、硝化によって得られた硝化液中
の硝酸性窒素又は亜硝酸性窒素を流入汚水中の有機炭素
源及び外部から供給する水素供与体を利用して窒素ガス
に還元する脱窒反応槽を有する生物化学的脱窒素プロセ
スに付設する水素供与体添加制御装置において、脱窒反
応槽から試料水を採取する試料水採取手段、該採取手段
からの試料水からガス成分を分離する気液分離手段、該
気液分離手段から発生したガス成分中における水素供与
体量を検出する水素供与体量検出手段、及び、水素供与
体量検出手段からの検知信号を水素供与体供給手段の供
給量操作部に入力させるフィードバック制御手段とを、
備えていることを特徴とする。
【００１９】上記構成において、気液分離手段は、曝気
方式とする。
方式とする。
【００２０】そして、曝気方式における気液分離手段
が、温度制御可能な加熱器を備えている。
が、温度制御可能な加熱器を備えている。
【００２１】
【発明を実施するための最良の形態】以下、本発明の一
実施形態を図面に基づいて説明する。
実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】本発明を適用する生物学的脱窒素プロセス
の流れ図（処理フロー図）の一例を図１に示す。
の流れ図（処理フロー図）の一例を図１に示す。
【００２３】廃水（汚水）は、調整槽１２を経て、第一
脱窒反応槽１４に流入可能とされている。そして、第一
脱窒反応槽１４は曝気槽１６と接続され、曝気槽１６で
曝気（酸化）により発生する硝酸性化合物（硝化液）を
循環させて一次脱窒を行うようになっている。この硝化
液の循環は、水素供与体としての原水のＢＯＤを利用す
るためである。
脱窒反応槽１４に流入可能とされている。そして、第一
脱窒反応槽１４は曝気槽１６と接続され、曝気槽１６で
曝気（酸化）により発生する硝酸性化合物（硝化液）を
循環させて一次脱窒を行うようになっている。この硝化
液の循環は、水素供与体としての原水のＢＯＤを利用す
るためである。
【００２４】また、第一・第二曝気槽１６、１８は、汚
泥沈殿させるための第一・第二沈降槽２０、２２を付設
している。第一・第二沈降槽２０、２２で発生した汚泥
の一部は返送汚泥として第一・第二曝気槽１６、１８に
循環させるようになっている。
泥沈殿させるための第一・第二沈降槽２０、２２を付設
している。第一・第二沈降槽２０、２２で発生した汚泥
の一部は返送汚泥として第一・第二曝気槽１６、１８に
循環させるようになっている。
【００２５】そして第一・第二沈降槽２０、２２からの
排水は硝化反応槽２４に流入したあと、第二脱窒反応槽
２６、再曝気槽２８および最終沈降槽３０を経て放流さ
れるようになっている。
排水は硝化反応槽２４に流入したあと、第二脱窒反応槽
２６、再曝気槽２８および最終沈降槽３０を経て放流さ
れるようになっている。
【００２６】なお、第一・第二脱窒反応槽１４、２６、
第一・第二曝気槽１６、１８、硝化反応槽２４及び再曝
気槽２８から発生するガス成分は脱臭反応槽３２に導入
されるようになっている。
第一・第二曝気槽１６、１８、硝化反応槽２４及び再曝
気槽２８から発生するガス成分は脱臭反応槽３２に導入
されるようになっている。
【００２７】そして、上記第二脱窒反応槽２６に付設さ
せる本実施形態の水素供与体添加制御装置（メタノール
添加制御装置）の一実施形態について、図２に示すモデ
ル図（フロー図）に基づいて説明をする。第二脱窒反応
槽２６のみにメタノール添加制御装置を付設する。第一
脱窒反応層１４は、上記の如くＢＯＤ過多であり、メタ
ノール等の水素供与体を添加する必要はない。
せる本実施形態の水素供与体添加制御装置（メタノール
添加制御装置）の一実施形態について、図２に示すモデ
ル図（フロー図）に基づいて説明をする。第二脱窒反応
槽２６のみにメタノール添加制御装置を付設する。第一
脱窒反応層１４は、上記の如くＢＯＤ過多であり、メタ
ノール等の水素供与体を添加する必要はない。
【００２８】本実施形態では、
脱窒反応槽２６から試料水（検水）を採取する採取ポ
ンプ（試料水採取手段）３４、 採取ポンプ（試料採取手段）３４で採取した試料水か
らガス成分を分離する気化槽（気化器：気液分離手段）
３６、 気化槽（気液分離手段）３６から発生したガス成分中
におけるメタノール（水素供与体）量を検出するメタノ
ールガス検知器（水素供与体量検出手段）３８、及び、 メタノールガス検知器（水素供与体量検出手段）３８
からの検知信号をメタノールポンプ（水素供与体供給手
段）４０の供給量操作部に入力させるＰＩＤ制御部（比
例制御手段）４２とを、備えている。
ンプ（試料水採取手段）３４、 採取ポンプ（試料採取手段）３４で採取した試料水か
らガス成分を分離する気化槽（気化器：気液分離手段）
３６、 気化槽（気液分離手段）３６から発生したガス成分中
におけるメタノール（水素供与体）量を検出するメタノ
ールガス検知器（水素供与体量検出手段）３８、及び、 メタノールガス検知器（水素供与体量検出手段）３８
からの検知信号をメタノールポンプ（水素供与体供給手
段）４０の供給量操作部に入力させるＰＩＤ制御部（比
例制御手段）４２とを、備えている。
【００２９】より、具体的には、下記の如くである。
【００３０】上記において、本実施形態の重要な要素と
なる気化槽３６は、散気管（散気装置：気曝装置）４４
及び温度センサー４６とを備えている。ここでは、気曝
装置として、空気拡散法による気曝装置の一つである散
気管（圧縮空気を送入可能な多孔管）を例に採ったが、
散気板でもよく、さらには、水の空中落下による気曝装
置としてもよい。
なる気化槽３６は、散気管（散気装置：気曝装置）４４
及び温度センサー４６とを備えている。ここでは、気曝
装置として、空気拡散法による気曝装置の一つである散
気管（圧縮空気を送入可能な多孔管）を例に採ったが、
散気板でもよく、さらには、水の空中落下による気曝装
置としてもよい。
【００３１】気化槽３６の容量は、例えば、５０〜１０
００ｍＬ、望ましくは、１００ｍＬ〜５００ｍＬとす
る。気化槽３６の容量が小さすぎると、メタノール検知
量にバラツキが発生しやすく、逆に大きすぎても採取量
を多くしなければならず無駄である。
００ｍＬ、望ましくは、１００ｍＬ〜５００ｍＬとす
る。気化槽３６の容量が小さすぎると、メタノール検知
量にバラツキが発生しやすく、逆に大きすぎても採取量
を多くしなければならず無駄である。
【００３２】そして、気化槽３６への採取ポンプ３４を
備えた採取配管４８における採取ポンプ３４と気化槽３
６との間には加熱器５０を配して、採取水を昇温可能と
しておく。また、気化槽３６に流入した採取水は、気化
槽３６から戻り配管５１により脱窒反応槽２６に循環す
るようになっている。
備えた採取配管４８における採取ポンプ３４と気化槽３
６との間には加熱器５０を配して、採取水を昇温可能と
しておく。また、気化槽３６に流入した採取水は、気化
槽３６から戻り配管５１により脱窒反応槽２６に循環す
るようになっている。
【００３３】このとき、採取ポンプ３４としては、定量
供給が容易なチューブポンプを用い、その吐出量は、上
記大きさの気化槽３６において、例えば、５０〜２００
ｍＬ／min、望ましくは、１００ｍＬ前後とする。吐出
量が大きすぎると、安定した気化率を得難く、逆に小さ
すぎると、充分な気化量を得がたい。
供給が容易なチューブポンプを用い、その吐出量は、上
記大きさの気化槽３６において、例えば、５０〜２００
ｍＬ／min、望ましくは、１００ｍＬ前後とする。吐出
量が大きすぎると、安定した気化率を得難く、逆に小さ
すぎると、充分な気化量を得がたい。
【００３４】なお、採取水を加熱する加熱器５０は、気
化槽３６内に設けてもよい。加熱器５０の形態は特に限
定されないが、通常、抵抗加熱によることが制御が容易
である。当然、気化槽３６内に設ける場合は、シーズド
ヒータとする。
化槽３６内に設けてもよい。加熱器５０の形態は特に限
定されないが、通常、抵抗加熱によることが制御が容易
である。当然、気化槽３６内に設ける場合は、シーズド
ヒータとする。
【００３５】そして、気化槽３６において曝気、必要に
より昇温させてガス化されたガス成分は、フィルター付
きのガス流量計５２を経てメタノールガス検知器３８に
流入するようになっている。そして、メタノールガス検
知器３８に流入したガスは散気管４４に流入して再度、
ガス検知器３８内に流入するようになっている。メタノ
ール検知量の安定性を確保するためである。
より昇温させてガス化されたガス成分は、フィルター付
きのガス流量計５２を経てメタノールガス検知器３８に
流入するようになっている。そして、メタノールガス検
知器３８に流入したガスは散気管４４に流入して再度、
ガス検知器３８内に流入するようになっている。メタノ
ール検知量の安定性を確保するためである。
【００３６】上記においてメタノールガス検知器３８
は、ガス成分中のメタノール量を測定できるものなら特
に限定されないが、例えば、吸引ポンプ内蔵で燃焼方式
によるもの（新コスモス電気(株）製可燃性ガス検知警
報器ＢＨＭ−１型（検知部 吸引式ＰＥ−２ＣＣ型））
を使用する。
は、ガス成分中のメタノール量を測定できるものなら特
に限定されないが、例えば、吸引ポンプ内蔵で燃焼方式
によるもの（新コスモス電気(株）製可燃性ガス検知警
報器ＢＨＭ−１型（検知部 吸引式ＰＥ−２ＣＣ型））
を使用する。
【００３７】次に、上記メタノール添加制御装置の使用
態様について、主として図２に基づいて説明をする。
態様について、主として図２に基づいて説明をする。
【００３８】まず、採取ポンプ３４を始動させるととも
に、散気管４４の散気ポンプ（コンプレッサ）５４を始
動させる。このときの曝気量は、気化槽の容量が、上記
のような大きさで空気拡散法の場合、５００〜２０００
ｍＬ／min、望ましくは１０００ｍＬ／min前後とする。
曝気量が小さすぎるとメタノールの気化量が充分でなく
逆に曝気量が大きすぎるとやはりガス成分中のメタノー
ル比率が変動し易く、それぞれ安定したメタノール量測
定（検知）が困難である。
に、散気管４４の散気ポンプ（コンプレッサ）５４を始
動させる。このときの曝気量は、気化槽の容量が、上記
のような大きさで空気拡散法の場合、５００〜２０００
ｍＬ／min、望ましくは１０００ｍＬ／min前後とする。
曝気量が小さすぎるとメタノールの気化量が充分でなく
逆に曝気量が大きすぎるとやはりガス成分中のメタノー
ル比率が変動し易く、それぞれ安定したメタノール量測
定（検知）が困難である。
【００３９】当然、脱窒反応槽２６における攪拌機５
５、及び、脱窒反応槽２６へ廃水（原水）を供給する廃
水ポンプ５６、及び、メタノール（水素供与体）を供給
するメタノールポンプ４０は運転状態としておく。
５、及び、脱窒反応槽２６へ廃水（原水）を供給する廃
水ポンプ５６、及び、メタノール（水素供与体）を供給
するメタノールポンプ４０は運転状態としておく。
【００４０】また、加熱器５０をオンとするともに、気
化槽３６内の温度センサ４６からの信号により加熱器５
０の加熱出力を制御可能とする。
化槽３６内の温度センサ４６からの信号により加熱器５
０の加熱出力を制御可能とする。
【００４１】この状態で、脱窒反応槽２６から採取ポン
プ３４を介して気化槽３６に連続的に供給して気化槽３
６に試料水を所定量を流入循環させる。気化槽１００ｍ
Ｌの場合、循環量は１０ｍＬ／minとするとともに、加
熱器５０を制御して気化槽３６における試料水温度を２
０〜５０℃、望ましくは、３５〜４５℃の範囲で一定温
度（±０．２℃）とする。試料水温度が低すぎると、メ
タノールの気化量が充分でなく逆に温度が高過ぎるとガ
ス成分中のメタノール比率が変動し易く、それぞれ安定
したメタノール量測定（検知）が困難である。なお、採
取ポンプ３４による気化槽３６への試料水の採取はバッ
チ的に行ってもよい。循環採取の方が安定しガス量検知
が可能になる。
プ３４を介して気化槽３６に連続的に供給して気化槽３
６に試料水を所定量を流入循環させる。気化槽１００ｍ
Ｌの場合、循環量は１０ｍＬ／minとするとともに、加
熱器５０を制御して気化槽３６における試料水温度を２
０〜５０℃、望ましくは、３５〜４５℃の範囲で一定温
度（±０．２℃）とする。試料水温度が低すぎると、メ
タノールの気化量が充分でなく逆に温度が高過ぎるとガ
ス成分中のメタノール比率が変動し易く、それぞれ安定
したメタノール量測定（検知）が困難である。なお、採
取ポンプ３４による気化槽３６への試料水の採取はバッ
チ的に行ってもよい。循環採取の方が安定しガス量検知
が可能になる。
【００４２】そして、試料水循環を２０〜３０分行った
後、メタノールガス検知器３８を作動させてガス成分を
採取した後、採取ガス成分中のメタノール（水素供与
体）量をガス検知して、該検出値（メタノール量）の信
号をＰＩＤ制御部（比例制御部）４２に入力し、制御部
からの信号をメタノールポンプ４０の吐出量操作部に入
力させる。
後、メタノールガス検知器３８を作動させてガス成分を
採取した後、採取ガス成分中のメタノール（水素供与
体）量をガス検知して、該検出値（メタノール量）の信
号をＰＩＤ制御部（比例制御部）４２に入力し、制御部
からの信号をメタノールポンプ４０の吐出量操作部に入
力させる。
【００４３】上記において、ガス成分の採取は、本実施
形態では循環採取とし、その量はガス検知器３８の量に
より異なるが、例えば、上記「可燃性ガス検知警報器Ｂ
ＨＭ−１型」の場合、１０００ｍＬ／ｍｉｎとする。
形態では循環採取とし、その量はガス検知器３８の量に
より異なるが、例えば、上記「可燃性ガス検知警報器Ｂ
ＨＭ−１型」の場合、１０００ｍＬ／ｍｉｎとする。
【００４４】こうして、脱窒反応槽２６へのメタノール
量を適正値に制御できる。この結果、メタノールの過剰
添加を抑制できるとともに、過剰添加を想定して再曝気
槽２８の能力（容量）を設定する必要がなく、結果的に
再曝気槽も小型化できる。
量を適正値に制御できる。この結果、メタノールの過剰
添加を抑制できるとともに、過剰添加を想定して再曝気
槽２８の能力（容量）を設定する必要がなく、結果的に
再曝気槽も小型化できる。
【００４５】なお、上記形態のメタノール量制御方法
は、充分に実用化可能であることを、実験によって確認
しているので、それらについて、以下に説明をする。
は、充分に実用化可能であることを、実験によって確認
しているので、それらについて、以下に説明をする。
【００４６】図２に示すフロー図において、脱窒反応槽
２６：１０００ｍＬ、気化槽３６：１００ｍＬ、気化槽
曝気量：１０００ｍＬ／minとし、メタノールガス検知
器３８は前述の「可燃性ガス検知警報器ＢＨＭ−１型」
を使用した。また、加熱器５０は気化槽３６に投入し、
散気ポンプ５４はメタノールガス検知器３８に内蔵され
ているものとした。なお、気化槽３６には、投入廃水中
の硝酸性窒素（ＮＯ３−Ｎ）及び化学的酸素要求量（Ｃ
ＯＤ）をそれぞれ測定するためのイオン電極及びＯＲＰ
電極をセットした。
２６：１０００ｍＬ、気化槽３６：１００ｍＬ、気化槽
曝気量：１０００ｍＬ／minとし、メタノールガス検知
器３８は前述の「可燃性ガス検知警報器ＢＨＭ−１型」
を使用した。また、加熱器５０は気化槽３６に投入し、
散気ポンプ５４はメタノールガス検知器３８に内蔵され
ているものとした。なお、気化槽３６には、投入廃水中
の硝酸性窒素（ＮＯ３−Ｎ）及び化学的酸素要求量（Ｃ
ＯＤ）をそれぞれ測定するためのイオン電極及びＯＲＰ
電極をセットした。
【００４７】（１）気化温度と気化メタノール量との関
係：メタノール（溶液濃度８０００ｍｇ／Ｌ）を気化槽
３６（脱窒反応槽２６と接続されていない。）に１００
ｍＬを入れて２０〜５０℃の範囲で５℃毎の各温度に保
持してメタノールを気化循環（流量：１０００ｍＬ／mi
n）させて、０〜３０分の範囲で５分毎の気化メタノー
ル量を求めた。
係：メタノール（溶液濃度８０００ｍｇ／Ｌ）を気化槽
３６（脱窒反応槽２６と接続されていない。）に１００
ｍＬを入れて２０〜５０℃の範囲で５℃毎の各温度に保
持してメタノールを気化循環（流量：１０００ｍＬ／mi
n）させて、０〜３０分の範囲で５分毎の気化メタノー
ル量を求めた。
【００４８】それらの結果を示す図３から、気化メタノ
ール量は、気化温度が、３０〜４５℃で安定し、気化温
度は、１５分以上、望ましくは２０〜３０分の範囲で安
定することが分かる。
ール量は、気化温度が、３０〜４５℃で安定し、気化温
度は、１５分以上、望ましくは２０〜３０分の範囲で安
定することが分かる。
【００４９】上記測定結果について、気化温度と気化メ
タノール量（温度安定期における平均値）との関係を図
４に示すが、気化温度と気化メタノールとの相関関係
は、Ｒ 2（相関係数）＝0.993と高いことが分かる。
タノール量（温度安定期における平均値）との関係を図
４に示すが、気化温度と気化メタノールとの相関関係
は、Ｒ 2（相関係数）＝0.993と高いことが分かる。
【００５０】（２）連続的硝化・脱窒工程における効果
の確認 前段に硝化反応槽を設け、連続的に硝酸アンモニウム溶
液を２４ｈ連続投入し、微生物（硝化菌）でアンモニア
性窒素をｐＨ７．８となるように自動ｐＨ調整を行い消
化させた後、脱窒反応槽では馴養した微生物（脱窒菌）
を使用して脱窒反応を行った。
の確認 前段に硝化反応槽を設け、連続的に硝酸アンモニウム溶
液を２４ｈ連続投入し、微生物（硝化菌）でアンモニア
性窒素をｐＨ７．８となるように自動ｐＨ調整を行い消
化させた後、脱窒反応槽では馴養した微生物（脱窒菌）
を使用して脱窒反応を行った。
【００５１】脱窒反応槽内液をチューブポンプで取り出
し、加熱器でＰＩＤ制御により一定水温とし、余剰メタ
ノールを気化装置で気化させ、そのガスをメタノールガ
ス検知器で測定した。得られた検出値からＰＩＤ制御に
よりメタノールポンプの制御を行い、自動添加させた。
検出値の制御は、下記表１に示す一定のメータ値を用い
た。硝化反応槽及び脱窒反応槽内のＮＨ4−Ｎ、ＮＯ3−
Ｎ、ＣＯＤを一日１回測定した。
し、加熱器でＰＩＤ制御により一定水温とし、余剰メタ
ノールを気化装置で気化させ、そのガスをメタノールガ
ス検知器で測定した。得られた検出値からＰＩＤ制御に
よりメタノールポンプの制御を行い、自動添加させた。
検出値の制御は、下記表１に示す一定のメータ値を用い
た。硝化反応槽及び脱窒反応槽内のＮＨ4−Ｎ、ＮＯ3−
Ｎ、ＣＯＤを一日１回測定した。
【００５２】実験としては硫酸アンモニウム溶液の濃度
を変化させ、硝化反応槽において微生物反応で生成（硝
化）した硝酸イオンと添加メタノール量の変化及び脱窒
量を調べた。
を変化させ、硝化反応槽において微生物反応で生成（硝
化）した硝酸イオンと添加メタノール量の変化及び脱窒
量を調べた。
【００５３】硝化反応槽への流入硫酸アンモニウム溶液
の濃度を変化させた（２４０ｍｇ−Ｎ／Ｌ、３７０ｍｇ
−Ｎ／Ｌ、４８０ｍｇ−Ｎ／Ｌ）ところ、表1に示す条
件下で、表２及び図５に示すような硝化反応槽硝酸性窒
素（ＮＯ3−Ｎ）硝化反応槽、脱窒反応槽硝酸性窒素
（ＮＯ3−Ｎ）およびＣＯＤの経時変化結果を得た。
の濃度を変化させた（２４０ｍｇ−Ｎ／Ｌ、３７０ｍｇ
−Ｎ／Ｌ、４８０ｍｇ−Ｎ／Ｌ）ところ、表1に示す条
件下で、表２及び図５に示すような硝化反応槽硝酸性窒
素（ＮＯ3−Ｎ）硝化反応槽、脱窒反応槽硝酸性窒素
（ＮＯ3−Ｎ）およびＣＯＤの経時変化結果を得た。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】脱窒反応槽での硝酸性窒素は安定して処理
されており、且つ、メタノールの余剰濃度の指標として
測定したＣＯＤについても平均２２．８ｍｇ／Ｌと低い
濃度を維持できた。
されており、且つ、メタノールの余剰濃度の指標として
測定したＣＯＤについても平均２２．８ｍｇ／Ｌと低い
濃度を維持できた。
【図１】本発明を適用する廃水処理設備の流れ図
【図２】本発明の一実施形態におけるメタノール量添加
制御方法の流れ図
制御方法の流れ図
【図３】メタノール気化温度と気化量安定化時間との関
係を求めた実験結果を示すグラフ図
係を求めた実験結果を示すグラフ図
【図４】メタノール気化温度と気化メタノール量との関
係を求めた実験結果を示すグラフ図
係を求めた実験結果を示すグラフ図
【図５】硝化・脱窒連続試験における硝化反応槽ＮＯ３
−Ｎと脱窒反応槽ＮＯ３−Ｎ、同ＣＯＤの経時変化を示
すグラフ図
−Ｎと脱窒反応槽ＮＯ３−Ｎ、同ＣＯＤの経時変化を示
すグラフ図
２６ 脱窒反応槽
３４ 採取ポンプ（試料採取手段）
３６ 気化槽（気液分離手段）
３８ メタノールガス検知器（水素供与体検知手段）
４０ メタノールポンプ（水素供与体供給手段）
４２ ＰＩＤ制御部（比例制御手段）
４４ 散気管（散気手段）
５０ 加熱器（加熱手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松浪 豊和
大阪市淀川区三津屋中２丁目９番地31号
(72)発明者 大西 彬聰
神奈川県平塚市四之宮１丁目８番地80号
Ｆターム(参考） 4D011 AA01 AA12 AA15 AC04 AD03
AD06
4D037 AA11 AB02 BA23 BB05 BB06
CA07
4D040 BB05 BB57 BB93
Claims (9)
- 【請求項１】 流入水（汚水）中の硝酸性窒素又は亜硝
酸性窒素を、前記流入水中の有機炭素源及び外部から供
給する水素供与体（有機炭素源）を利用して窒素ガスに
還元する脱窒反応槽を有する生物化学的脱窒素プロセス
における脱窒反応槽に対する水素供与体添加量を制御す
る方法において、 前記脱窒反応槽から採取した試料水中から気液分離によ
りガス成分を採取した後、該採取ガス成分中の水素供与
体量を検出して、該検出値に基づいて前記水素供与体の
前記脱窒反応槽への添加量を制御することを特徴とする
脱窒反応槽の水素供与体量制御方法。 - 【請求項２】 前記試料水（検査水）からのガス成分の
気液分離を、曝気方式で行うことを特徴とする請求項１
記載の脱窒反応槽の水素供与体量制御方法。 - 【請求項３】 前記気液分離によるガス成分採取を、前
記試料水を３０〜５０℃に加熱した状態で行うことを特
徴とする請求項２記載の脱窒反応槽の水素供与体量制御
方法。 - 【請求項４】 前記気液分離によるガス成分採取を、前
記試料水を３５〜４５℃に加熱した状態で行うことを特
徴とする請求項３記載の脱窒反応槽の水素供与体量制御
方法。 - 【請求項５】 前記水素供与体がメタノールであること
を特徴とする請求項１、２、３又は４記載の脱窒反応槽
の水素供与体量制御方法。 - 【請求項６】 流入水（汚水）中の硝酸性窒素又は亜硝
酸性窒素を、前記流入水中の有機炭素源及び外部から供
給する水素供与体（有機炭素源）を利用して窒素ガスに
還元する脱窒反応槽を有する生物化学的脱窒素プロセス
における脱窒反応槽に対する水素供与体添加量を制御す
るために使用する水素供与体添加制御装置であって、 前記脱窒反応槽から試料水を採取する試料水採取手段、 該採取手段からの試料水からガス成分を分離する気液分
離手段、 該気液分離手段から発生したガス成分中における水素供
与体量を検出する水素供与体量検出手段、及び、 水素供与体量検出手段からの検知信号を水素供与体供給
手段の供給量操作部に入力させる比例制御手段とを、 備えていることを特徴とする脱窒反応槽用水素供与体添
加制御装置。 - 【請求項７】 前記気液分離手段が、曝気方式であるこ
とを特徴とする請求項６記載の脱窒反応槽用水素供与体
添加制御装置。 - 【請求項８】 前記気液分離手段が、温度制御可能な加
熱器を備えていることを特徴とする請求項７記載の脱窒
反応槽用水素供与体添加制御装置。 - 【請求項９】 前記水素供与体がメタノールであること
を特徴とする請求項６、７又は８記載の脱窒反応槽用水
素供与体添加制御装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2001264891A JP4321798B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 脱窒反応槽の水素供与体量制御方法とその装置 |
| TW091119068A TW550241B (en) | 2001-08-31 | 2002-08-23 | Method for controlling amount of hydrogen donor in denitrification reactor and apparatus therefor |
| KR1020020051773A KR20030028364A (ko) | 2001-08-31 | 2002-08-30 | 탈질반응조의 수소공여체량 제어방법과 그 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264891A JP4321798B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 脱窒反応槽の水素供与体量制御方法とその装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2003071492A5 JP2003071492A5 (ja) | 2006-11-02 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006320848A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Taisei Corp | 水環境の浄化方法及び水環境浄化用添加剤 |
| JP2009505822A (ja) * | 2005-08-24 | 2009-02-12 | パークソン コーポレーション | 脱窒プロセス及び脱窒装置 |
| JP2009270983A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Nippon Parkerizing Co Ltd | 揮発性成分水溶液中の該揮発性成分濃度を測定するシステム |
| JP2014079672A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Nomura Micro Sci Co Ltd | アンモニア除去装置 |
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2001
- 2001-08-31 JP JP2001264891A patent/JP4321798B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2002
- 2002-08-23 TW TW091119068A patent/TW550241B/zh active
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| JP2009505822A (ja) * | 2005-08-24 | 2009-02-12 | パークソン コーポレーション | 脱窒プロセス及び脱窒装置 |
| US8025796B2 (en) | 2005-08-24 | 2011-09-27 | Parkson Corporation | Denitrification system |
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