JP2003126888A - Method and device for treating wastewater containing nitrogen and phosphorus - Google Patents

Method and device for treating wastewater containing nitrogen and phosphorus

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JP2003126888A
JP2003126888A JP2001329284A JP2001329284A JP2003126888A JP 2003126888 A JP2003126888 A JP 2003126888A JP 2001329284 A JP2001329284 A JP 2001329284A JP 2001329284 A JP2001329284 A JP 2001329284A JP 2003126888 A JP2003126888 A JP 2003126888A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily removing nitrogen at a high removal rate and at a low cost while recovering a phosphoric resource at a high efficiency from a wastewater containing a high-concentration ammoniacal nitrogen and phosphor. SOLUTION: A method and a device for treating the wastewater containing nitrogen and phosphorus, wherein the wastewater containing the ammoniacal nitrogen and phosphorus is treated in a dephosphorization process that the crystal of magnesium ammonium phosphate is produced while the ammoniacal nitrogen and a magnesium ion are allowed to stay behind, in a first denitrification process that the ammoniacal nitrogen, nitrite nitrogen and/or nitrate nitrogen in an effluent of the dephosphorization process are partially denitrified as nitrogen gas, while the ammoniacal nitrogen is allowed to stay behind in the presence of independent nutritious nitrifying bacteria independent nutritious denitrifying bacteria under a slightly aerobic condition and/or an intermittent aeration condition, and in a second denitrification process that the ammoniacal nitrogen, the nitrite nitrogen and/or the nitrate nitrogen in the effluent of the first denitrification process are denitrified as nitrogen gas in the presence of the mycology of the independent nutritious denitrifying bacteria capable of utilizing a bound oxygen.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高濃度の窒素及び
リンを含有する汚水を浄化する方法及び装置に関し、特
にリンを物理化学的手法を用いて資源回収するととも
に、窒素を生物学的手法を用いて高効率に除去する窒素
及びリン含有汚水の処理方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for purifying sewage containing high concentrations of nitrogen and phosphorus, and in particular, phosphorus is recovered as a resource by using a physicochemical method, and nitrogen is used as a biological method. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and a device for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater, which removes nitrogen and phosphorus with high efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】汚水中に含まれる窒素、リンは、河川、
海洋、貯水池などにおける富栄養化問題の原因物質であ
り、汚水処理工程で効率的に除去されることが望まれ
る。今日、汚水処理工程から発生する汚泥を処理する方
法として、汚泥を脱水し焼却して処分する方法、汚泥を
嫌気性消化させた後脱水し、更に乾燥、焼却、溶融など
を行って処分する方法がある。これらの処理方法から排
出される分離液(脱水分離液)は、高濃度の窒素(およ
そ500〜3000mg/リットル)、リン(およそ1
00〜600mg/リットル)を含んでおり、これらが
汚水処理系に返流すると、窒素、リン負荷が高くなるた
め処理しきれなくなり、放流水中の窒素、リン濃度が高
くなる原因となる。そこで、高濃度の窒素、リンを含有
する汚水を高効率に除去する方法が望まれている。
2. Description of the Related Art Nitrogen and phosphorus contained in wastewater are contained in rivers,
It is a causative agent of eutrophication problems in the ocean, reservoirs, etc., and it is desired to be efficiently removed in the wastewater treatment process. Today, as a method of treating sludge generated from the sewage treatment process, a method of dewatering sludge and incinerating it for disposal, a method of anaerobically digesting sludge and then dehydrating it, and further disposing by drying, incineration, melting, etc. There is. The separated liquid (dehydrated separated liquid) discharged from these treatment methods is highly concentrated nitrogen (about 500 to 3000 mg / liter) and phosphorus (about 1
(00-600 mg / liter), and when these are returned to the sewage treatment system, the load of nitrogen and phosphorus becomes high and the treatment cannot be completed, which causes the concentration of nitrogen and phosphorus in the discharged water to be high. Therefore, a method for efficiently removing sewage containing high concentrations of nitrogen and phosphorus is desired.

【0003】従来、リンを含有する汚水からリンを除去
する方法としては、生物学的除去方法、凝集沈殿方法、
晶析法、吸着法など様々開発されてきた。各処理方法に
メリット、デメリットがあるが、晶析法は、基本的に汚
泥発生がなく、除去したリンの再利用がしやすく、しか
も安定した状態で除去(回収)できる。晶析法は、液中
のリンをヒドロキシアパタイトとして回収するHAP
法、リン酸マグネシウムアンモニウムとして回収するM
AP法が開発されてきた。高濃度のアンモニア性窒素と
リンを含有する汚水、特に液中に炭酸成分を含む汚水か
らリンを除去しようとするならば、MAP法又はMAP
法とHAP法を組み合わせた方法が適している。
Conventionally, as a method of removing phosphorus from wastewater containing phosphorus, a biological removal method, a coagulation sedimentation method,
Various methods such as crystallization method and adsorption method have been developed. Each treatment method has merits and demerits, but the crystallization method basically does not generate sludge, the removed phosphorus can be easily reused, and the phosphorus can be removed (recovered) in a stable state. The crystallization method is HAP that recovers phosphorus in the liquid as hydroxyapatite.
Method, M recovered as magnesium ammonium phosphate
The AP method has been developed. If phosphorus is to be removed from sewage containing a high concentration of ammonia nitrogen and phosphorus, particularly sewage containing carbonic acid in the liquid, MAP method or MAP
A method combining the method and the HAP method is suitable.

【0004】MAP法は、液中のアンモニウムイオン、
リン酸イオン、マグネシウムイオン、水酸基が式(1)
のような形態で反応し、生成される。生成したMAPは
緩効性肥料(苦土リン安系)として再利用可能である。 Mg2++NH4 ++HPO4 2-+OH-+6H2O → MgNH4・6H2O (MAP)+H2O・・(1) MAPを生成させるためには、リン、アンモニア、マグ
ネシウム、水酸基の各モル濃度を掛け合わせた濃度(イ
オン積という。[HPO4 2-][NH4 +][Mg2+][OH-];[] 内の単
位はmol/リットル)が、MAPの溶解度積以上とな
るように操作する。すなわち、処理水中のリン濃度を決
定するのは、処理水中のpH、アンモニア性窒素濃度、
マグネシウム濃度である。
The MAP method uses ammonium ions in the liquid,
Phosphate ion, magnesium ion, and hydroxyl group have the formula (1)
It reacts in the form of and is generated. The generated MAP can be reused as a slow-release fertilizer (magnesium phosphorus-containing ammonium system). Mg 2+ + NH 4 + + HPO 4 2 + OH + 6H 2 O → MgNH 4・ 6H 2 O (MAP) + H 2 O ・ ・ (1) In order to generate MAP, phosphorus, ammonia, magnesium and hydroxyl concentration obtained by multiplying the molar concentration (as ion product [HPO 4 2-] [NH 4 +] [Mg 2+] [OH -];. [] units mol / l in) is more than the solubility product of MAP To operate as follows. That is, the phosphorus concentration in the treated water is determined by the pH in the treated water, the concentration of ammonia nitrogen,
The magnesium concentration.

【0005】一例を示すと、処理水中のpHが8.5、
マグネシウム濃度が30mg/リットルで、処理水中の
アンモニア性窒素濃度が50mg/リットルの場合、リ
ン濃度は36mg/リットルとなる。更に、処理水中の
リン濃度をより低くしようとするならば、相平衡の関係
から、処理水のアンモニア濃度、マグネシウム濃度、p
Hのいずれかを高くしなければならない。例えば、前記
の例でいえば、処理水中のpHとマグネシウム濃度に変
化がないとすると、処理水中のアンモニア濃度を100
mg/リットルまで増加させると処理水のリン濃度は1
8mg/リットルまで低下し、更にアンモニア性窒素濃
度が200mg/リットルの場合、処理水リン濃度は9
mg/リットルまで低下する。このように、MAP法で
リン濃度をより低くしようとするならば、処理水中のア
ンモニア性窒素濃度を高くせざるを得ないことが問題と
なっている。
As an example, the pH of treated water is 8.5,
When the magnesium concentration is 30 mg / liter and the ammonia nitrogen concentration in the treated water is 50 mg / liter, the phosphorus concentration is 36 mg / liter. Furthermore, if it is desired to lower the phosphorus concentration in the treated water, the ammonia concentration, magnesium concentration, p,
Either H must be high. For example, in the above example, assuming that there is no change in the pH and magnesium concentration in the treated water, the ammonia concentration in the treated water is 100%.
When the concentration is increased to mg / liter, the phosphorus concentration of treated water is 1
When the ammonia nitrogen concentration is 200 mg / liter, the treated water phosphorus concentration is 9 mg / liter.
It drops to mg / l. Thus, in order to lower the phosphorus concentration by the MAP method, there is a problem that the concentration of ammonia nitrogen in the treated water must be increased.

【0006】一方、汚水から窒素を除去する方法は生物
学的方法が用いられている。一般に、汚水中のアンモニ
ア性窒素は硝化工程と脱窒工程によって窒素ガスまで分
解する。具体的には、硝化工程では、アンモニア性窒素
は好気条件下で独立栄養性細菌であるアンモニア酸化細
菌によって亜硝酸性窒素に酸化され、この亜硝酸性窒素
が同じく独立栄養性細菌である亜硝酸酸化細菌によって
硝酸性窒素まで酸化される。脱窒工程では、従属栄養細
菌である脱窒菌が生成した亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素
を嫌気性条件下で、有機物を電子供与体として窒素ガス
まで分解する。このような従来の生物学的脱窒法では、
アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素に酸化
するのに多量の酸素(空気)を必要とし、また、脱窒工
程では電子供与体としてのメタノールの使用量が多量で
あり、ランニングコストを増加させていた。
On the other hand, a biological method is used to remove nitrogen from wastewater. In general, ammoniacal nitrogen in wastewater is decomposed into nitrogen gas by a nitrification process and a denitrification process. Specifically, in the nitrification step, ammoniacal nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen by an autotrophic bacterium, an ammonia-oxidizing bacterium, under the aerobic condition, and this nitrite nitrogen is also an autotrophic bacterium. It is oxidized to nitrate nitrogen by nitrate-oxidizing bacteria. In the denitrification step, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen produced by the denitrifying bacterium, which is a heterotrophic bacterium, are decomposed to nitrogen gas by using organic matter as an electron donor under anaerobic conditions. In such a conventional biological denitrification method,
A large amount of oxygen (air) is required to oxidize ammoniacal nitrogen to nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, and a large amount of methanol is used as an electron donor in the denitrification process, which reduces running costs. Was increasing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、アンモ
ニア性窒素を電子供与体、亜硝酸性窒素を電子受容体と
して、両者を反応させ、窒素ガスを生成することができ
る独立栄養性の微生物群を利用した新しい処理技術の開
発が進められている。特開平8−192185号による
と、亜硝酸性窒素として亜硝酸塩を添加する例が示され
ているが、アンモニア性窒素を部分的に硝化する方法も
示唆されている。アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを
上記微生物群と接触させることにより反応させて、窒素
ガスとして除去するものである。この例としては、特開
2001−104992では、汚水の一部を亜硝酸化槽
に導入し、槽内のアンモニア酸化細菌を含む生物汚泥と
混合し、散気装置から曝気して、アンモニア酸化細菌に
よりアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する。亜硝
酸化槽内の亜硝酸化液は独立栄養性脱窒菌を含む生物汚
泥と混合し、嫌気条件下に脱窒を行う方法が開示されて
いる。しかしながら、この方法においても、硝酸化まで
反応が進行し、結果的には嫌気条件下において独立栄養
性脱窒素による脱窒が不十分な場合が多く、処理の安定
性がなく実用性に問題があった。
By the way, in recent years, a group of autotrophic microorganisms capable of producing nitrogen gas by reacting both ammonia nitrogen as an electron donor and nitrite nitrogen as an electron acceptor has recently been developed. Development of the new processing technology used is in progress. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-192185 shows an example of adding nitrite as nitrite nitrogen, but a method of partially nitrifying ammoniacal nitrogen is also suggested. Ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen are brought into contact with the above-mentioned microorganisms to react with each other, and are removed as nitrogen gas. As an example of this, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-104992, a part of wastewater is introduced into a nitrite tank, mixed with biological sludge containing ammonia-oxidizing bacteria in the tank, and aerated from an air diffuser to produce ammonia-oxidizing bacteria. To oxidize ammoniacal nitrogen to nitrite nitrogen. A method is disclosed in which the nitrite solution in the nitrite tank is mixed with biological sludge containing autotrophic denitrifying bacteria, and denitrification is performed under anaerobic conditions. However, even in this method, the reaction progresses up to nitrification, and as a result, denitrification by autotrophic denitrification is often insufficient under anaerobic conditions, and there is no stability in treatment and there is a problem in practicality. there were.

【0008】本発明の課題は、高濃度アンモニア性窒
素、リンを含有する汚水から、高効率にリン資源を回収
しつつ、しかも低コストで容易にかつ高除去率で窒素を
除ける窒素及びリン含有汚水の処理方法を提供すること
にある。また、本発明の課題は、高濃度アンモニア性窒
素、リンを含有する汚水から、効率よくリン資源を回収
しつつ、しかも低コストで容易にかつ高除去率で窒素を
除ける窒素及びリン含有水の処理装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to contain nitrogen and phosphorus which can remove nitrogen resources from wastewater containing high concentration ammoniacal nitrogen and phosphorus with high efficiency and at low cost easily and with high removal rate. It is to provide a method for treating sewage. Further, the object of the present invention is to collect nitrogen resources and phosphorus-containing water capable of removing nitrogen at a low cost easily and at a high removal rate while efficiently recovering phosphorus resources from wastewater containing high-concentration ammonia nitrogen and phosphorus. It is to provide a processing device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の手段を
用いることによって、上記の課題を解決することができ
た。 (1)アンモニア性窒素及びリンを含有する汚水を浄化
する方法において、前記汚水をアンモニア性窒素とマグ
ネシウムイオンを残留させつつ、リン酸マグネシウムア
ンモニウムの結晶を生成させる脱リン工程と、前記脱リ
ン工程の流出液を微好気的条件及び/又は間欠曝気条件
下で独立栄養性硝化菌及び独立栄養性脱窒素菌の存在下
に、更にアンモニア性窒素を残留させつつアンモニア性
窒素と亜硝酸性窒素及び/又は硝酸性窒素とを窒素ガス
として部分的に脱窒素する第1脱窒素工程と、前記第1
工程の流出液を結合酸素を利用可能な独立栄養性脱窒素
菌群の存在下で、該流出液中のアンモニア性窒素と亜硝
酸性窒素及び/又は硝酸性窒素とを窒素ガスとして脱窒
素する第2脱窒素工程で処理することを特徴とする窒素
及びリン含有汚水の処理方法。 (2)前記脱リン工程は、リン酸マグネシウムアンモニ
アムを生成する反応部と生成したリン酸マグネシウムア
ンモニウムを液中から分離する固液分離部からなり、反
応部のpHを7.5から9.5に調整し、なお且つ脱リ
ン工程流出液のアンモニア性窒素濃度を100mg/リ
ットル以上、及びマグネシウムイオン濃度を3mg/リ
ットル以上残留させることを特徴とする前記(1)記載
の窒素及びリン含有汚水の処理方法。 (3)第2脱窒素工程後の処理水を、脱リン工程又は汚
水供給管に返送することを特徴とする前記(1)又は
(2)記載の窒素及びリン含有汚水の処理方法。
The present invention was able to solve the above problems by using the following means. (1) In a method for purifying sewage containing ammoniacal nitrogen and phosphorus, a dephosphorization step of generating crystals of magnesium ammonium phosphate while leaving the ammoniacal nitrogen and magnesium ions in the sewage, and the dephosphorization step Of the effluent of A. niger under the presence of autotrophic nitrifying bacteria and autotrophic denitrifying bacteria under microaerobic conditions and / or intermittent aeration conditions, with ammonia nitrogen remaining and ammonia nitrogen and nitrite nitrogen And / or a first denitrification step of partially denitrifying with nitrate nitrogen as nitrogen gas;
The effluent of the step is denitrified in the presence of a group of autotrophic denitrifying bacteria capable of utilizing bound oxygen, by using ammonia nitrogen and nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen in the effluent as nitrogen gas. A method for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater, which comprises treating in the second denitrification step. (2) The dephosphorization step comprises a reaction part for producing magnesium ammonium phosphate and a solid-liquid separation part for separating the produced magnesium ammonium phosphate from the liquid, and the pH of the reaction part is 7.5 to 9. 5. The nitrogen- and phosphorus-containing wastewater according to (1) above, wherein the concentration of ammonia nitrogen in the effluent of the dephosphorization step is 100 mg / liter or more and the concentration of magnesium ion is 3 mg / liter or more. Processing method. (3) The method for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater according to (1) or (2) above, wherein the treated water after the second denitrification step is returned to the dephosphorization step or the wastewater supply pipe.

【0010】(4)アンモニア性窒素及びリンを含有す
る汚水を浄化する装置において、前記汚水をアンモニア
性窒素とマグネシウムイオンを残留させつつ、リン酸マ
グネシウムアンモニウムの結晶を生成させる脱リン装置
と、前記脱リン装置の流出液を微好気的条件及び/又は
間欠曝気条件下で、独立栄養性硝化菌及び独立栄養性脱
窒素菌の存在下に、更にアンモニア性窒素を残留させつ
つ、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素及び/又は硝酸性
窒素とを窒素ガスとして部分的に脱窒素する第1脱窒素
装置と、前記第1脱窒素装置の流出液を結合酸素を利用
可能な独立栄養性脱窒素菌群の存在下で、該流出液中の
アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素及び/又は硝酸性窒素
とを窒素ガスとして脱窒素する第2脱窒素装置と、第2
脱窒素装置の流出液を処理水と沈殿汚泥とに分離する固
液分離装置と、処理水の一部の脱リン装置への処理水循
環配管と、沈殿汚泥の第1脱窒素装置への返送汚泥配管
を有することを特徴とする窒素及びリン含有汚水の処理
装置。 (5)前記脱リン装置はリン酸マグネシウムアンモニウ
ムを生成する反応部と生成したリン酸マグネシウムアン
モニウムを液中から分離する固液分離部からなり、反応
部のpHを7.5から9.5に調整し、なお且つ脱リン
装置流出液のアンモニア性窒素濃度を100mg/リッ
トル以上、及びマグネシウムイオン濃度を3mg/リッ
トル以上残留させることを特徴とする前記(4)記載の
窒素及びリン含有汚水の処理装置。
(4) In a device for purifying sewage containing ammoniacal nitrogen and phosphorus, a dephosphorization device for producing crystals of magnesium ammonium phosphate while leaving ammoniacal nitrogen and magnesium ions in the sewage, The effluent of the dephosphorization device is subjected to microaerobic conditions and / or intermittent aeration conditions in the presence of autotrophic nitrifying bacteria and autotrophic denitrifying bacteria, while further leaving ammoniacal nitrogen, And a nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen as a nitrogen gas to partially denitrify the first denitrification device, and the effluent of the first denitrification device is an autotrophic denitrification that can use combined oxygen A second denitrification device for denitrifying ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen in the effluent as nitrogen gas in the presence of bacterial groups;
A solid-liquid separation device that separates the effluent of the denitrification device into treated water and settling sludge, treated water circulation piping for a part of the treated water to the dephosphorization device, and sludge returned to the first denitrification device for the settling sludge An apparatus for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater, which has a pipe. (5) The dephosphorization device comprises a reaction part for producing magnesium ammonium phosphate and a solid-liquid separation part for separating the produced magnesium ammonium phosphate from the liquid, and the pH of the reaction part is changed from 7.5 to 9.5. The treatment of nitrogen- and phosphorus-containing wastewater according to the above (4), characterized in that the concentration of ammonia nitrogen in the effluent of the dephosphorizer is adjusted to 100 mg / liter or more and the concentration of magnesium ion is kept to 3 mg / liter or more. apparatus.

【0011】本発明の好ましい実施態様としては、以上
のものがある。 (6)第2脱窒素装置後の処理水を脱リン装置又は汚水
供給管に返送する処理水循環配管を有することを特徴と
する前記(4)又は(5)記載の窒素及びリン含有汚水
の処理装置。
The preferred embodiments of the present invention are as described above. (6) Treatment of nitrogen- and phosphorus-containing wastewater according to the above (4) or (5), characterized by having a treated-water circulation pipe for returning the treated water after the second denitrification device to the dephosphorization device or the wastewater supply pipe. apparatus.

【0012】本発明の対象となる汚水は、高濃度のアン
モニア性窒素、リンを含有する汚水であり、有機物、炭
酸塩、亜硝酸性窒素、その他の物質を含んでいても良
い。汚水中にカルシウムが溶存している場合は、脱リン
工程でpHを上昇させたとき炭酸カルシウム、リン酸カ
ルシウムが生成するが、カルシウム濃度がマグネシウム
濃度のおよそ25%まで低下すれば、MAPが優先的に
晶析するようになる。有機体窒素がある場合は、そのま
ま本発明の装置に投入しても良いが、予め嫌気処理又は
好気処理により有機体窒素をアンモニア性窒素に変換し
てもよい。また、BODがアンモニア性窒素に対し3倍
以上ある汚水の場合においても、そのまま本発明の装置
に投入しても良いが、予め、生物処理してアンモニア性
窒素に対し1/2となるように低下させておくとなおい
っそうよい。対象汚水の例を挙げると、し尿、下水、嫌
気性消化の脱水ろ液、ごみ浸出水、肥料工場排水などが
挙げられる。
The sewage targeted by the present invention is sewage containing high concentrations of ammonia nitrogen and phosphorus, and may contain organic substances, carbonates, nitrite nitrogen, and other substances. When calcium is dissolved in the wastewater, calcium carbonate and calcium phosphate are produced when the pH is raised in the dephosphorization process, but if the calcium concentration drops to approximately 25% of the magnesium concentration, MAP will be given priority. It begins to crystallize. When the organic nitrogen is present, it may be put into the apparatus of the present invention as it is, but the organic nitrogen may be converted into ammoniacal nitrogen in advance by anaerobic treatment or aerobic treatment. Further, even in the case of waste water having a BOD of 3 times or more that of ammonia nitrogen, the waste water may be directly put into the apparatus of the present invention, but it should be biologically treated in advance so that it becomes 1/2 of ammonia nitrogen. It is even better to lower it. Examples of target sewage include human waste, sewage, dehydrated filtrate from anaerobic digestion, leachate from waste, and wastewater from fertilizer factories.

【0013】本発明の窒素及びリン含有汚水の処理は、
前記汚水をアンモニア性窒素とマグネシウムイオンを残
留させつつ、MAPの結晶を生成させる脱リン工程と、
前記脱リン工程の流出液を微好気的条件及び/又は間欠
曝気条件下で、独立栄養性硝化菌及び独立栄養性脱窒素
菌の存在下に、更にアンモニア性窒素を残留させつつ、
アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素及び/又は硝酸性窒素
とを窒素ガスとして部分的に脱窒する第1脱窒素工程
と、前記第1脱窒素工程の流出液を結合酸素を利用可能
な独立栄養性脱窒素菌群の存在下で、該流出液中のアン
モニア性窒素と亜硝酸性窒素及び/又は硝酸性窒素とを
窒素ガスとして脱窒素する第2脱窒素工程で処理するこ
とを特徴とし、物理化学的手法と生物学的手法を用いる
ことにより、より効果的な処理を可能にした方法及び装
置である。
The treatment of nitrogen- and phosphorus-containing wastewater of the present invention comprises
A dephosphorization step of producing MAP crystals while leaving ammoniacal nitrogen and magnesium ions in the sewage;
The effluent of the dephosphorization step under microaerobic conditions and / or intermittent aeration conditions, in the presence of autotrophic nitrifying bacteria and autotrophic denitrifying bacteria, while further leaving ammoniacal nitrogen,
A first denitrification step of partially denitrifying ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen as nitrogen gas, and an effluent of the first denitrification step autologous nutrient that can use combined oxygen In the presence of a group of oxidative denitrifying bacteria, the effluent is treated with a second denitrification step of denitrifying ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen as nitrogen gas, It is a method and an apparatus that enable more effective treatment by using a physicochemical method and a biological method.

【0014】窒素及びリンを含有した汚水はまず、脱リ
ン工程に流入する。脱リン工程では、式(1)の反応に
よって、液中のリン濃度を低下させつつ、すなわち処理
水のリン濃度を低下しつつ、リン化合物を再利用可能な
状態で回収することができる。しかしながら、処理水の
リン濃度をより低くせしめようとするならば、処理水中
のアンモニア性窒素及び/又はマグネシウム濃度をより
高くしなければならない。あるいは、pHをより高くし
なければならない。
Sewage containing nitrogen and phosphorus first flows into the dephosphorization process. In the dephosphorization step, the reaction of the formula (1) enables the phosphorus compound to be recovered in a reusable state while reducing the phosphorus concentration in the liquid, that is, while reducing the phosphorus concentration in the treated water. However, if the phosphorus concentration in the treated water is to be made lower, the ammonia nitrogen and / or magnesium concentration in the treated water must be made higher. Alternatively, the pH must be higher.

【0015】MAPを生成するのに適したpHは7.5
〜9.5、好ましくは8.0〜8.5である。pHが
7.5以下では、MAPの溶解度が大きく生成量が少な
い。よって、処理水のリン濃度が高くなる。また、pH
9.5以上であると遊離のアンモニア濃度が高くなり、
空気中に拡散してしまう。このpH域は、後述のように
後工程の第1脱窒素工程と第2脱窒素工程でも保つ必要
があり、脱リン工程と第1脱窒素工程及び第2脱窒素工
程を組み合わせることは、薬品コストの低減に大きく貢
献する。
A suitable pH for producing MAP is 7.5.
˜9.5, preferably 8.0 to 8.5. When the pH is 7.5 or less, the solubility of MAP is large and the amount produced is small. Therefore, the phosphorus concentration of the treated water becomes high. Also, the pH
When it is 9.5 or more, the concentration of free ammonia becomes high,
It diffuses in the air. This pH range needs to be maintained in the first denitrification step and the second denitrification step, which will be described later, and it is important to combine the dephosphorization step with the first denitrification step and the second denitrification step. It greatly contributes to cost reduction.

【0016】通常、窒素及びリンを高濃度に含有した汚
水は、マグネシウム濃度が低く、高々数mg/リットル
程度であり、このような汚水からMAPを生成させるに
は、マグネシウムイオンあるいはマグネシウム化合物を
添加しなければならない。添加するマグネシウム源とし
ては、水酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、酸化マ
グネシウム、海水、ドロマイトなどが挙げられる。マグ
ネシウムは液中のリン濃度に対し、モル比で1〜1.2
が経済的である。しかし、液中のマグネシウム濃度が低
濃度、具体的には20mg/リットル以下、特に3mg
/リットル以下になると反応速度が著しく低下する。ま
た、後段の生物工程でマグネシウムが極端に不足する
と、生物処理に著しい支障をきたす。
Usually, the sewage containing a high concentration of nitrogen and phosphorus has a low magnesium concentration of about several mg / liter at most. To generate MAP from such sewage, magnesium ion or a magnesium compound is added. Must. Examples of the magnesium source to be added include magnesium hydroxide, magnesium chloride, magnesium oxide, seawater, dolomite and the like. Magnesium has a molar ratio of 1 to 1.2 with respect to the phosphorus concentration in the liquid.
Is economical. However, the concentration of magnesium in the liquid is low, specifically 20 mg / liter or less, especially 3 mg.
When it is less than 1 liter / liter, the reaction rate is significantly reduced. Further, if magnesium is extremely deficient in the subsequent biological process, biological treatment will be significantly hindered.

【0017】マグネシウムは微生物細胞を構成する元素
であり、生理的機能は、細胞中で酵素と基質を結合させ
る重要な役割を担っている。嫌気性消化の脱水ろ液は、
アンモニア性窒素が500〜3000mg/リットル、
リンが100〜600mg/リットル溶存しており、p
Hが高いときには8付近まで上昇し、この場合、溶存し
ているマクネシウムは0.5mg/リットル以下と非常
に低濃度になる。このような液にマグネシウムを添加し
たMAPを生成させることによって、アンモニア性窒素
濃度、リン濃度を低下させ、溶存マグネシウム濃度を高
めることは、後段の生物処理工程を考慮したうえで本発
明の重要な構成要素である。およそ、溶存マグネシウム
濃度は市水並みの3mg/リットル以上とするのがよ
い。
Magnesium is an element constituting microbial cells, and its physiological function plays an important role in binding an enzyme and a substrate in the cell. The dehydrated filtrate of anaerobic digestion
Ammoniacal nitrogen is 500 to 3000 mg / liter,
Phosphorus is dissolved in 100 to 600 mg / liter, p
When H is high, it rises to around 8, and in this case, dissolved magnesium has a very low concentration of 0.5 mg / liter or less. It is important for the present invention to reduce the ammonia nitrogen concentration and the phosphorus concentration and increase the dissolved magnesium concentration by generating MAP to which magnesium is added to such a liquid, in consideration of the biological treatment step in the latter stage. It is a component. Approximately, the concentration of dissolved magnesium should be 3 mg / liter or more, which is equivalent to city water.

【0018】処理水中のpHが9.5で処理水中のMg
が3mg/リットルの場合、処理水中のリン濃度を60
mg/リットル以下にするには、少なくともアンモニア
性窒素は50mg/リットル以上残留させる必要があ
る。さらに、リン濃度30mg/リットル以下にするに
は、アンモニア性窒素は100mg/リットル以上にし
なければならない。処理水にアンモニア性窒素を100
mg/リットル以上残留させることは、後工程の第1脱
窒素工程でも必要要素となる。後述のように第1脱窒素
工程でアンモニア性窒素濃度が100mg/リットル以
上存在する汚水は、亜硝酸と部分脱窒を促進させる。こ
のようなことを考慮すると、脱リン工程流出液、すなわ
ち第1脱窒素工程流入液は、アンモニア性窒素100m
g/リットル以上、マグネシウム濃度3mg/リットル
以上残留した液とするのが良い。
Mg in the treated water having a pH of 9.5 in the treated water
When the amount is 3 mg / liter, the phosphorus concentration in the treated water is 60
To reduce the amount to less than mg / liter, it is necessary to leave at least 50 mg / liter of ammonia nitrogen. Further, in order to reduce the phosphorus concentration to 30 mg / liter or less, ammoniacal nitrogen must be 100 mg / liter or more. Ammoniacal nitrogen 100 to treated water
Remaining more than mg / l becomes a necessary factor in the first denitrification step as a post step. As will be described later, sewage having an ammoniacal nitrogen concentration of 100 mg / liter or more in the first denitrification step promotes nitrite and partial denitrification. Considering this, the dephosphorization process effluent, that is, the first denitrification process influent is 100 m of ammonia nitrogen.
It is preferable to use a liquid in which g / liter or more and magnesium concentration of 3 mg / liter or more remain.

【0019】脱リン工程の反応方式は、流動層方式、完
全混合方式、種晶循環方式などがある。いずれの反応方
式においても、晶析現象は、結晶核の発生現象とイオン
拡散に基づく結晶の成長現象からなる。一般的に反応晶
析現象は、反応速度が速く、結晶核の発生現象が支配的
になる場合が多い。ここで発生した結晶核は微細であ
り、十分な沈降速度を持っていない。このような場合
は、まず、結晶核の発生現象を少なくするために、過飽
和度を低下させる必要がある。そのため、第1脱窒素工
程及び/又は第2脱窒素工程の処理水或いは上澄液を循
環させ、汚水中の各イオン濃度を低下させるとよい。た
とえば、流動層方式の脱リン工程の場合、汚水は反応塔
底部より上向流で流入するが、この場合、流入するリン
の濃度は100mg/リットル以下となるように希釈す
ると、微細な結晶生成が少なくなり、固液分離が容易と
なる。次に、反応槽内に滞留している結晶の成長を大き
くするために、反応槽内の有効反応表面積を大きくする
必要がある。また、反応部と固液分離部を一体化したも
のでもよい。その一体化したものとしては、例えば流動
層方式の脱リン装置であり、流動しているMAP粒子の
表面で反応させ、成長したMAP粒子は下降して分離さ
れるようにして、反応と固液分離を一緒に行う方式が挙
げられる。脱リン工程ではpHを7.5〜9.5にする
必要があり、第2脱窒素工程で生成したアルカリ成分を
脱リン工程に循環させることは、薬品コストの低減に貢
献する。
The reaction system of the dephosphorization process includes a fluidized bed system, a complete mixing system, a seed crystal circulation system and the like. In any of the reaction methods, the crystallization phenomenon consists of a crystal nucleus generation phenomenon and a crystal growth phenomenon based on ion diffusion. In general, the reaction crystallization phenomenon has a high reaction rate, and the generation phenomenon of crystal nuclei is predominant in many cases. The crystal nuclei generated here are fine and do not have a sufficient sedimentation rate. In such a case, first, the degree of supersaturation needs to be reduced in order to reduce the phenomenon of crystal nucleus generation. Therefore, it is advisable to circulate the treated water or the supernatant of the first denitrification step and / or the second denitrification step to reduce the concentration of each ion in the wastewater. For example, in the case of the fluidized bed dephosphorization process, sewage flows in from the bottom of the reaction tower in an upward flow. In this case, when the phosphorus inflow is diluted to a concentration of 100 mg / liter or less, fine crystals are formed. And the solid-liquid separation becomes easy. Next, in order to increase the growth of crystals retained in the reaction tank, it is necessary to increase the effective reaction surface area in the reaction tank. Further, the reaction part and the solid-liquid separation part may be integrated. The integrated unit is, for example, a fluidized bed type dephosphorization apparatus, in which the reaction is carried out on the surface of the flowing MAP particles, and the grown MAP particles are descended and separated to allow the reaction and the solid-liquid reaction. A method of performing separation together can be mentioned. It is necessary to adjust the pH to 7.5 to 9.5 in the dephosphorization step, and circulating the alkaline component generated in the second denitrification step to the dephosphorization step contributes to the reduction of chemical cost.

【0020】次に、脱リン工程を流出した液は、第1脱
窒素工程に流入する。第1脱窒素工程では、汚水中のア
ンモニア性窒素の約1/3〜1/2量を亜硝酸性窒素あ
るいは硝酸性窒素に酸化すると同時に、残留したアンモ
ニア性窒素で生成した亜硝酸性窒素あるいは硝酸性窒素
を脱窒する。反応式は式(2)〜(5)のようになる。 1)亜硝酸性窒素の生成 NH4 ++ 3/2O2 → NO2 -+ 2H+ + H2O・・・(2) 2)硝酸性窒素の生成 NO2 - + 1/2O2 → NO3 -・・・・・・・・・・・・・(3) 3)アンモニア性窒素と亜硝酸結合酸素を用いた独立栄養性脱窒素菌群による脱 窒反応 NH4 + + NO2 - → N2 + ・・・・・・・・・・・・(4) 4)アンモニア性窒素と硝酸結合酸素を用いた独立栄養性脱窒素菌群による脱窒 反応 NH4 + + 2/3NO3 - → 5/6N2 + ・・・・・・(5)
Next, the liquid that has flowed out of the dephosphorization process flows into the first denitrification process. In the first denitrification step, about 1/3 to 1/2 amount of the ammonia nitrogen in the wastewater is oxidized to nitrite nitrogen or nitrate nitrogen, and at the same time, the nitrite nitrogen generated by the residual ammonia nitrogen or Denitrifying nitrate nitrogen. The reaction formulas are as shown in formulas (2) to (5). 1) Generation of nitrite nitrogen NH 4 + + 3 / 2O 2 → NO 2 + 2H + + H 2 O (2) 2) Generation of nitrate nitrogen NO 2 + 1 / 2O 2 → NO 3 - ............. (3) 3) denitrification with ammonia nitrogen and autotrophic denitrification bacteria group using nitrous acid bound oxygen NH 4 + + NO 2 -N 2 + ············ (4) 4 ) denitrified by ammonia nitrogen and nitrate bound oxygen autotrophic denitrifying bacteria group using the reaction NH 4 + + 2 / 3NO 3 - → 5 / 6N 2 + ・ ・ ・ ・ ・ ・ (5)

【0021】本発明の第1脱窒素工程では圧倒的に
(2)と(4)の反応が主流であり、(3)と(5)の
反応は極めて起こりにくい。さらに、(2)と(4)の
反応のトリガーとなるのは、第1脱窒素工程に概ね1m
g/リットル以上の遊離のアンモニアが存在することで
ある。遊離のアンモニアを存在せしめるためには、流入
するアンモニア性窒素に応じて水温又は/及びpHを操
作するのが好ましい。目安になる算定式を式(6)と
(7)に示す。 [NH3-N] ={[NH4+ -N][10pH] }/{(Kb /Kw )+10pH}・・(6) (Kb /Kw ) = exp(6334/(273+T)) ・・・・・・・・・・・・(7)
In the first denitrification step of the present invention, the reactions (2) and (4) are predominantly predominant, and the reactions (3) and (5) are extremely unlikely to occur. Furthermore, the trigger for the reactions of (2) and (4) is approximately 1 m in the first denitrification step.
The presence of g / l or more of free ammonia. In order to allow free ammonia to exist, it is preferable to control the water temperature and / or pH depending on the inflowing ammoniacal nitrogen. Equations (6) and (7) show the calculation formulas that serve as a guide. [NH3-N] = {[NH4 + -N] [10 pH ]} / {(Kb / Kw) +10 pH } ... (6) (Kb / Kw) = exp (6334 / (273 + T))・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (7)

【0022】ここで、〔NH3−N〕は遊離のアンモニ
ア濃度(mg−N/リットル)、〔NH4 +−N〕はアン
モニア性窒素濃度(mg−N/リットル)、Tは温度
(℃)である。生物処理では希釈により処理を安定させ
るのが一般的であり、たとえ、数千mg/リットルのア
ンモニア性窒素が流入したときでも、反応槽内は高々数
十mg/リットルのアンモニア性窒素濃度となってい
る。しかし、アンモニア性窒素が流入する段階で濃度が
100mg/リットル以下であると、反応槽内のアンモ
ニア性窒素濃度は十数mg/リットルであり、この場
合、容易に硝酸性窒素まで硝化される。従って、第1脱
窒素工程流入水(脱リン工程流出液)のアンモニア性窒
素は100mg/リットル以上であることが好ましく、
更に式(6)で求められた値よりは、水温及び/又はp
Hはやや高めに設定するのが好ましい。また、pH7.
3以上の条件下で、増量培養した前記独立栄養性脱窒素
菌群を添加することでも第1脱窒素工程の反応は促進さ
れる。
Here, [NH 3 -N] is the concentration of free ammonia (mg-N / liter), [NH 4 + -N] is the concentration of ammonia nitrogen (mg-N / liter), and T is the temperature (° C. ). In biological treatment, it is general to stabilize the treatment by dilution, and even when several thousand mg / liter of ammonia nitrogen is introduced, the concentration of ammonia nitrogen in the reaction tank is at most several tens mg / liter. ing. However, if the concentration is 100 mg / liter or less at the stage of inflowing ammoniacal nitrogen, the concentration of ammoniacal nitrogen in the reaction tank is more than 10 mg / liter, and in this case, nitrification nitrogen is easily nitrified. Therefore, the ammonia nitrogen in the first denitrification process inflow water (dephosphorization process effluent) is preferably 100 mg / liter or more,
Further, the water temperature and / or p is more than the value obtained by the equation (6).
It is preferable to set H to be slightly higher. In addition, the pH of 7.
The reaction in the first denitrification step is also promoted by adding the autotrophic denitrifying bacteria group, which has been subjected to increased culture under the conditions of 3 or more.

【0023】本発明者らが長期に実験した結果では、水
温は10℃〜80℃、好ましくは20℃〜60℃であ
り、pHは7.3〜10.5、好ましくは7.5〜9.
5に設定することで、遊離のアンモニアは概ね1mg/
リットル以上となり、第1脱窒素工程では圧倒的に
(1)と(3)の反応が進行した。このpH域は、脱リ
ン工程のpH域と同じであり、本発明によれば、脱リン
工程の流出液を生物学的脱窒工程に流入させるのに、な
んらpH調整はいらない。
According to the results of long-term experiments conducted by the present inventors, the water temperature is 10 ° C to 80 ° C, preferably 20 ° C to 60 ° C, and the pH is 7.3 to 10.5, preferably 7.5 to 9. .
By setting to 5, free ammonia is about 1 mg /
Since the amount was 1 liter or more, the reactions (1) and (3) predominantly proceeded in the first denitrification step. This pH range is the same as the pH range of the dephosphorization step, and according to the present invention, no pH adjustment is required to allow the effluent of the dephosphorization step to flow into the biological denitrification step.

【0024】さらに、この第1脱窒素工程における、重
要な操作条件として、工程内のDO(溶存酸素)濃度が
あることが長期の実験で明らかとなった。すなわち、式
(2)、式(3)に示すように、アンモニア性窒素をす
べて硝酸性窒素はもちろん亜硝酸性窒素に変換させない
こと、変換した亜硝酸性窒素の脱窒素のためにDOの供
給を制限することが、処理を安定させるために重要な因
子であることが明らかとなった。そのため、この部分脱
窒素工程は、溶存酸素濃度を常時1mg/リットル未満
となるように酸素含有気体を曝気し、微好気的条件にす
るか、又は1mg/リットル以上の場合において溶存酸
素濃度が0.2mg/リットル以下、好ましくは0mg
/リットルの時間帯があるように間欠曝気することが重
要である。間欠曝気の場合、DO濃度が0.2mg/リ
ットル以下の時間を0.2mg/リットル以上の時間よ
り長く取るほうが好ましい。
Further, it was revealed in a long-term experiment that the DO (dissolved oxygen) concentration in the process is an important operating condition in the first denitrification process. That is, as shown in formulas (2) and (3), do not convert all of the ammoniacal nitrogen into nitrite nitrogen as well as nitrate nitrogen, and supply DO for denitrification of the converted nitrite nitrogen. It has been revealed that the restriction of γ is an important factor for stabilizing the treatment. Therefore, in this partial denitrification step, the oxygen-containing gas is aerated so that the dissolved oxygen concentration is constantly less than 1 mg / liter and the conditions are set to aerobic conditions, or when the dissolved oxygen concentration is 1 mg / liter or more. 0.2 mg / liter or less, preferably 0 mg
It is important to perform intermittent aeration so that there is a time zone of 1 / liter. In the case of intermittent aeration, it is preferable to take the time when the DO concentration is 0.2 mg / liter or less longer than the time when the DO concentration is 0.2 mg / liter or more.

【0025】また、本発明では、活性汚泥(浮遊微生
物)だけでも独立栄養性脱窒素菌群と独立栄養性硝化菌
を増殖でき、第1脱窒素工程における反応は可能である
が、第1脱窒素工程に微生物担体を添加すると、この表
面に独立栄養性脱窒素菌群と独立栄養性硝化菌の生物膜
が形成され、反応が促進される。活性汚泥と微生物担体
表面のそれぞれの菌数が微妙に異なるため、相互に効果
を出し合うために、第1脱窒素工程の反応時間が短縮す
るだけでなく、汚水中のアンモニア性窒素の変動にも対
応でき処理が極めて安定する。また、第1脱窒素工程の
内部を多段にすることで、汚水中のアンモニア性窒素濃
度に応じた適切な、pH、汚泥濃度が選択でき、より安
定し部分脱窒処理が可能となる。具体的には、汚水の流
入端側ではpHを低めに設定し、窒素負荷を高めるため
にMLSSを下げる、工程の流出側ではpHを高めに設
定し、MLSSを上げることの操作が可能となる。
In the present invention, the activated sludge (suspended microorganisms) alone can grow the autotrophic denitrifying bacteria group and the autotrophic nitrifying bacteria, and the reaction in the first denitrification step is possible. When a microbial carrier is added to the nitrogen step, biofilms of autotrophic denitrifying bacteria and autotrophic nitrifying bacteria are formed on this surface to accelerate the reaction. Since the number of bacteria on the surface of activated sludge and that on the surface of the microbial carrier are slightly different, the mutual effects exert each other, so that not only the reaction time of the first denitrification step is shortened, but also fluctuation of ammonia nitrogen in the wastewater It can be handled and the processing is extremely stable. Further, by making the inside of the first denitrification step multistage, it is possible to select an appropriate pH and sludge concentration according to the concentration of ammonia nitrogen in the wastewater, and more stable partial denitrification becomes possible. Specifically, it is possible to set a lower pH on the inflow end side of sewage, lower the MLSS to increase the nitrogen load, and set a higher pH on the outflow side of the process to raise the MLSS. .

【0026】第1脱窒素工程を流出した液は第2脱窒素
工程に流入する。第2脱窒素工程では、前段の第1脱窒
素工程の流出液中のアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素及
び/又は硝酸性窒素とを結合酸素を利用可能な独立栄養
性脱窒素菌群の存在下で、窒素ガスとして脱窒素する工
程である。この工程では、嫌気条件下で、DO濃度は好
ましくは0.2mg/リットル以下とすることにより脱
窒反応が効率よく進行し、流入したアンモニア性窒素は
ほぼ完全に脱窒される。ここで、アンモニア性窒素と亜
硝酸性窒素及び/又は硝酸性窒素の比率が悪いとき、特
にアンモニア性窒素が少ない場合は、脱リン工程から流
出した液の一部を第2脱窒素工程に入れてもよい。
The liquid flowing out of the first denitrification step flows into the second denitrification step. In the second denitrification step, the presence of a group of autotrophic denitrifying bacteria capable of utilizing the combined oxygen between ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen in the effluent of the preceding first denitrification step It is the step of denitrifying as nitrogen gas below. In this step, under anaerobic conditions, the DO concentration is preferably 0.2 mg / liter or less, whereby the denitrification reaction proceeds efficiently and the inflowing ammoniacal nitrogen is almost completely denitrified. Here, when the ratio of ammonia nitrogen to nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen is poor, particularly when the amount of ammonia nitrogen is small, a part of the liquid flowing out from the dephosphorization step is put into the second denitrification step. May be.

【0027】本発明では、前段の第1脱窒素工程におい
ては、前述したようにDOの制御がなされているため
に、特別な方法を採らずに容易に嫌気条件下とすること
が可能である。また、第1脱窒素工程でBODは50m
g/リットル以下となっており、独立栄養性脱窒素菌群
の増殖に好適な環境となっている。脱窒の過程において
はアルカリ度が上昇するので、このアルカリ度を前段の
第1脱窒素工程、或いは脱リン工程に循環することも可
能である。また、第2脱窒素工程の内部を多段にするこ
とで、前記第1脱窒素工程と同様に流入水のアンモニア
と亜硝酸/硝酸濃度に応じた適切なpH、汚泥濃度が選
択でき、より安定した脱窒処理が可能となる。第2脱窒
素工程に微生物担体を添加すると、この表面に独立栄養
性脱窒素菌群と独立栄養性硝化菌の生物膜が形成され、
反応が促進される。活性汚泥と微生物担体表面のそれぞ
れの菌数が微妙に異なるため、相互に効果を出し合うた
めに、この工程の反応時間が短縮するだけでなく、汚水
中のアンモニア性窒素の変動にも対応でき処理が極めて
安定する。
In the present invention, since DO is controlled in the first denitrification step of the preceding stage as described above, it is possible to easily carry out anaerobic conditions without using a special method. . Also, the BOD is 50 m in the first denitrification step.
Since it is less than or equal to g / liter, the environment is suitable for the growth of autotrophic denitrifying bacteria. Since the alkalinity increases during the denitrification process, it is possible to circulate this alkalinity in the first denitrification step or the dephosphorization step in the preceding stage. Further, by making the inside of the second denitrification step multistage, an appropriate pH and sludge concentration can be selected according to the ammonia and nitrite / nitric acid concentrations of the inflow water as in the case of the first denitrification step. The denitrification process can be performed. When a microbial carrier is added to the second denitrification step, biofilms of autotrophic denitrifying bacteria and autotrophic nitrifying bacteria are formed on this surface,
The reaction is accelerated. Since the number of bacteria on the surface of activated sludge and that on the surface of the microorganism carrier are subtly different, mutual effects exert each other, so not only the reaction time of this process is shortened, but also fluctuations of ammonia nitrogen in the wastewater can be handled. Is extremely stable.

【0028】本発明の窒素及びリンの処理装置を構成す
る脱リン装置は、前述したように流動層方式、完全混合
方式、種晶循環方式などで処理される。いずれにして
も、反応pHは7.5から9.5、処理水のアンモニア
性窒素は100mg/リットル以上、処理水マグネシウ
ム濃度は3mg/リットル以上にすることで、処理水中
のリン濃度を30mg/リットル以下にすることができ
る。また、第2工程流出液を用いて汚水中のアンモニア
性窒素濃度、リン濃度を低下させることは、MAP結晶
を良好に成長させる重要な操作因子である。脱リン工程
は、このように操作することによってリン資源を回収し
つつ、処理水中のリン濃度を低下させる装置からなる。
The dephosphorization apparatus constituting the nitrogen and phosphorus processing apparatus of the present invention is processed by the fluidized bed method, complete mixing method, seed crystal circulation method, etc., as described above. In any case, the reaction pH is 7.5 to 9.5, the ammonia nitrogen in the treated water is 100 mg / liter or more, and the magnesium concentration in the treated water is 3 mg / liter or more, so that the phosphorus concentration in the treated water is 30 mg / liter. It can be less than or equal to liter. Further, lowering the concentration of ammonia nitrogen and phosphorus in the wastewater using the effluent of the second step is an important operating factor for favorably growing MAP crystals. The dephosphorization step consists of an apparatus that reduces the phosphorus concentration in the treated water while recovering phosphorus resources by operating in this way.

【0029】第1脱窒素工程を行う装置は、アンモニア
酸化細菌の活性を高く、かつ亜硝酸酸化細菌の活性が低
くなるように制御されるとともに、独立栄養性脱窒素菌
群によってアンモニア性窒素を用いて脱窒される。ま
た、アンモニア性窒素をすべて硝酸性窒素はもちろん亜
硝酸性窒素に変換させない装置である。すなわち、水温
は10℃〜80℃、好ましくは20℃〜60℃であり、
pHは7.3〜10.5、好ましくは7.5〜9.5に
設定する。pH7.3未満では、亜硝酸酸化細菌が優勢
になるからである。さらに、溶存酸素濃度を常時1mg
/リットル未満になるように酸素含有気体を曝気し、微
好気的条件にするか、又は1mg/リットル以上の場合
において溶存酸素濃度が0.2mg/リットル以下、好
ましくは0mg/リットルの時間帯があるように間欠曝
気することが重要である。間欠曝気の場合、DO濃度が
0.2mg/リットル以下の時間を0.2mg/リット
ル以上の時間より長く取るほうが好ましい。窒素負荷は
3kg−N/m3・day以下になるように制御する。
The apparatus for carrying out the first denitrification step is controlled so that the activity of the ammonia-oxidizing bacteria is high and the activity of the nitrite-oxidizing bacteria is low, and the ammonia-nitrogen is removed by the autotrophic denitrifying bacteria group. Used to denitrify. In addition, it is a device that does not convert all ammoniacal nitrogen into nitrite nitrogen as well as nitrate nitrogen. That is, the water temperature is 10 ° C to 80 ° C, preferably 20 ° C to 60 ° C,
The pH is set to 7.3 to 10.5, preferably 7.5 to 9.5. This is because nitrite-oxidizing bacteria become dominant at a pH of less than 7.3. Furthermore, the dissolved oxygen concentration is always 1 mg.
Aeration of oxygen-containing gas to less than 1 liter / liter is performed under microaerobic conditions, or when the concentration is 1 mg / liter or more, the dissolved oxygen concentration is 0.2 mg / liter or less, preferably 0 mg / liter It is important to intermittently aerate as there are. In the case of intermittent aeration, it is preferable to take the time when the DO concentration is 0.2 mg / liter or less longer than the time when the DO concentration is 0.2 mg / liter or more. The nitrogen load is controlled so as to be 3 kg-N / m 3 · day or less.

【0030】第2脱窒素工程を行う装置は、前段の第1
脱窒素工程の流出液中のアンモニア性窒素と亜硝酸性窒
素及び/又は硝酸性窒素とを結合酸素を利用可能な独立
栄養性脱窒素菌群の存在下で、窒素ガスとして脱窒素す
る。この装置では、嫌気条件下で、脱窒反応が効率よく
進行し、流入したアンモニア性窒素はほぼ完全に脱窒さ
れる。すなわち、水温は10℃〜80℃、好ましくは2
0℃〜60℃であり、pHは7.3〜10.5、好まし
くは7.5〜9.5に設定する。pH7.3未満では、
亜硝酸酸化細菌が優勢になるからである。窒素負荷は1
kg−N/m3・day以下になるように制御する。
The apparatus for carrying out the second denitrification process is the first stage of the first stage.
Ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen in the effluent of the denitrification step are denitrified as nitrogen gas in the presence of a group of autotrophic denitrifying bacteria capable of utilizing combined oxygen. In this device, the denitrification reaction proceeds efficiently under anaerobic conditions, and the inflowing ammoniacal nitrogen is almost completely denitrified. That is, the water temperature is 10 ° C to 80 ° C, preferably 2 ° C.
The temperature is 0 ° C to 60 ° C, and the pH is set to 7.3 to 10.5, preferably 7.5 to 9.5. Below pH 7.3,
This is because the nitrite-oxidizing bacteria become dominant. Nitrogen load is 1
It is controlled so as to be not more than kg-N / m 3 · day.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
にして詳細に説明する。なお、実施の形態および実施例
を説明する全図において、同一機能を有する構成要素は
同一の符号を付けて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments and examples, constituent elements having the same functions are designated by the same reference numerals.

【0032】図1は、本発明の処理方式による一例のフ
ローシートを示す。本発明の処理装置の構成は、脱リン
装置1、第1脱窒素装置2、第2脱窒素装置3、固液分
離装置4からなる。なお、脱リン装置1は反応を行う装
置部分と固液分離を行う装置部分とを備えた構造として
いる。
FIG. 1 shows an example of a flow sheet according to the processing method of the present invention. The structure of the processing apparatus of the present invention comprises a dephosphorization apparatus 1, a first denitrification apparatus 2, a second denitrification apparatus 3, and a solid-liquid separation apparatus 4. The dephosphorization apparatus 1 has a structure including an apparatus part for performing a reaction and an apparatus part for performing solid-liquid separation.

【0033】汚水5の全量が脱リン装置1に供給され
る。ここでは、pHを曝気あるいはアルカリ成分6を添
加させることによって7.5〜9.5に調整し、なお且
つマグネシウムイオンあるいはその化合物7を添加する
ことによって、汚水5中のアンモニア性窒素とリンを反
応させMAPを生成する。リン濃度をより低くするため
に、被処理水中のアンモニア性窒素濃度を100mg/
リットル以上、また、晶析反応を促進するため、及び先
に記載した理由によりマグネシウム濃度を3mg/リッ
トル以上残留させる。このとき、汚水中のアンモニア性
窒素及びリンの濃度が高すぎると過飽和度が大きくなり
すぎ、結晶が微細になりやすいので、アンモニア性窒素
濃度を500mg/リットル以上、リン濃度を100m
g/リットル以上の場合は、固液分離装置4の処理水8
を処理水循環配管9を経由して使用して汚水5を希釈す
る。こうして脱リンされた処理水は、pH7.5〜9.
5、アンモニア性窒素100mg/リットル以上、マグ
ネシウム濃度3mg/リットル以上残留させて、第1脱
窒素工程に流入する。
The entire amount of waste water 5 is supplied to the dephosphorization device 1. Here, the pH is adjusted to 7.5 to 9.5 by aeration or addition of an alkali component 6, and by adding magnesium ion or its compound 7, ammonia nitrogen and phosphorus in the wastewater 5 are removed. React to produce MAP. To lower the phosphorus concentration, the concentration of ammonia nitrogen in the water to be treated should be 100 mg /
A magnesium concentration of 3 mg / liter or more is left in order to accelerate the crystallization reaction and for the reason described above. At this time, if the concentrations of ammoniacal nitrogen and phosphorus in the wastewater are too high, the degree of supersaturation becomes too large and the crystals tend to become finer. Therefore, the concentration of ammoniacal nitrogen is 500 mg / liter or more and the phosphorus concentration is 100 m.
In the case of g / liter or more, treated water 8 of the solid-liquid separation device 4
Is used via the treated water circulation pipe 9 to dilute the wastewater 5. The treated water thus dephosphorized has a pH of 7.5 to 9.
5. Ammonia nitrogen of 100 mg / liter or more and magnesium concentration of 3 mg / liter or more are left to flow into the first denitrification step.

【0034】第1脱窒素装置2には、固液分離装置4に
て固液分離された返送汚泥10も供給されている。汚水
5の投入量は窒素負荷が3kg−N/m3・d以下にな
るように制御している。第1脱窒素装置2は曝気装置
(図示省略)を用い、間欠的に曝気され、曝気のタイミ
ングはDOが0.2mg/リットル以下の時間が0.2
mg/リットル以上の時間よりも長くなり、さらに0m
g/リットルの時間が存在するように制御している。液
のpHは、脱リン工程で7.5〜9.5に調整されてい
る。第1脱窒素装置2において、汚水はアンモニア性窒
素の1/3〜1/2が亜硝酸性窒素に、若干が硝酸性窒
素に酸化され、この反応と平行して汚水5の中のアンモ
ニア性窒素で亜硝酸性窒素および硝酸性窒素が反応して
窒素ガスとして脱窒素する。
The first denitrification device 2 is also supplied with the return sludge 10 which has been solid-liquid separated by the solid-liquid separation device 4. The amount of sewage 5 input is controlled so that the nitrogen load is 3 kg-N / m 3 · d or less. The first denitrification device 2 uses an aeration device (not shown) and is intermittently aerated. The aeration timing is 0.2 when the DO is 0.2 mg / liter or less.
Longer than the time of mg / liter or more, and 0m
It is controlled so that the time of g / l is present. The pH of the liquid is adjusted to 7.5 to 9.5 in the dephosphorization step. In the first denitrification device 2, 1/3 to 1/2 of ammonia nitrogen in sewage is oxidized to nitrite nitrogen and some is oxidized to nitrate nitrogen. Nitrous nitrogen and nitrate nitrogen react with nitrogen to denitrify as nitrogen gas.

【0035】第1脱窒素装置の流出液は全量、第2脱窒
素装置3に流入し、残存しているアンモニア性窒素と亜
硝酸性窒素および硝酸性窒素が反応して窒素ガスとして
脱窒素する。窒素負荷は1kg−N/m3・d以下にな
るように制御している。ここで、アンモニア性窒素と亜
硝酸性窒素および硝酸性窒素が比率が悪く、アンモニア
性窒素濃度が亜硝酸性窒素および硝酸性窒素に比べて低
い場合は、脱リン工程1の流出液の一部を流入させると
良い。
All of the effluent of the first denitrification unit flows into the second denitrification unit 3, and the remaining ammoniacal nitrogen reacts with the nitrite nitrogen and nitrate nitrogen to denitrify as nitrogen gas. . The nitrogen load is controlled to be 1 kg-N / m 3 · d or less. Here, when the ratio of ammoniacal nitrogen to nitrite nitrogen and nitrate nitrogen is poor and the ammoniacal nitrogen concentration is lower than that of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, a part of the effluent of the dephosphorization step 1 It is good to let in.

【0036】第2脱窒素装置の流出液は固液分離装置4
に導入され、汚泥と処理水8に分離される。分離された
汚泥は返送汚泥10として第1脱窒素装置2へ返送され
る。また、処理水8の一部は脱リン装置1に返送され
る。残余の処理水8は系外に排出する。また固液分離さ
れた汚泥の一部は余剰汚泥として系外に排出する。
The effluent of the second denitrification device is the solid-liquid separation device 4
And is separated into sludge and treated water 8. The separated sludge is returned to the first denitrification device 2 as return sludge 10. A part of the treated water 8 is returned to the dephosphorization device 1. The remaining treated water 8 is discharged outside the system. In addition, a part of the sludge that has been solid-liquid separated is discharged outside the system as excess sludge.

【0037】本発明の第1脱窒素装置2及び第2脱窒素
装置3には、前述した活性汚泥方式、活性汚泥+微生物
担体を添加した方式だけでなく、生物膜ろ過方式(浮上
ろ材や浸漬ろ材)を含む任意のものが使用できる。ま
た、第1脱窒素装置2及び第2脱窒素装置3の内部を多
段にすることで、汚水5中のアンモニア性窒素濃度に応
じた適切なpH、汚泥濃度が選択でき、より安定した脱
窒処理が可能となる。固液分離装置4には沈澱池だけで
なく、中空糸膜の膜分離装置やダイナミックろ過装置が
採用できる。
The first denitrification device 2 and the second denitrification device 3 of the present invention are not limited to the above-mentioned activated sludge system, a system in which activated sludge + a microbial carrier is added, and a biofilm filtration system (floating filter medium or immersion filter). Any material including a filter medium can be used. Further, by making the insides of the first denitrification device 2 and the second denitrification device 3 multi-staged, an appropriate pH and sludge concentration according to the ammonia nitrogen concentration in the sewage 5 can be selected, and more stable denitrification can be performed. Processing becomes possible. As the solid-liquid separator 4, not only a sedimentation tank but also a membrane separator for hollow fiber membranes and a dynamic filtration device can be adopted.

【0038】[0038]

【実施例】以下において、本発明を実施例によりさらに
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により制限
されるものではない。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0039】実施例1 この実施例では、嫌気性消化の脱水ろ液を対象に図2に
示すような処理フローを用いて処理を行った。処理装置
は、脱リン装置反応部11、脱リン装置沈澱部12、第
1脱窒素装置2、第2脱窒素装置3、固液分離装置4か
らなる。脱リン装置反応部は容量10リットル、第1脱
窒素装置2、第2脱窒素装置3は各20リットルとし
た。第1表に脱リン装置の操作条件を、第2表に第1脱
窒素装置2と第2脱窒素装置3の操作条件を、第3表に
汚水5及び処理水8の水質を示す。なお、各表中、アン
モニア性窒素をNH4−Nで表し、亜硝酸性窒素をNO2
−Nで表し、硝酸性窒素をNO3−Nで表し、リン酸態
リンをPO4−Pで表す。汚水5は脱リン装置反応部1
1に供給し、マグネシウム7とNaOH6の添加を行っ
た。マグネシウム7はモル比でMg/PO4−P=1.
1となるように、pHは8.5となるように調整した。
また、固液分離部4の処理水8を脱リン装置反応部11
に処理水循環9として6リットル/d供給した。
Example 1 In this example, dehydrated filtrate from anaerobic digestion was treated using the treatment flow shown in FIG. The treatment apparatus comprises a dephosphorizer reaction section 11, a dephosphorizer precipitation section 12, a first denitrification apparatus 2, a second denitrification apparatus 3, and a solid-liquid separation apparatus 4. The reaction part of the dephosphorization device had a capacity of 10 liters, and the first denitrification device 2 and the second denitrification device 3 each had a capacity of 20 liters. Table 1 shows the operating conditions of the dephosphorizer, Table 2 shows the operating conditions of the first denitrification device 2 and the second denitrification device 3, and Table 3 shows the water quality of the sewage 5 and the treated water 8. In each table, ammoniacal nitrogen is represented by NH 4 —N and nitrite nitrogen is represented by NO 2
Expressed in -N, it represents a nitrate nitrogen in NO 3 -N, indicating phosphorous Santai phosphorus PO 4 -P. Waste water 5 is the dephosphorizer reaction section 1
1 and magnesium 7 and NaOH 6 were added. Magnesium 7 has a molar ratio of Mg / PO 4 -P = 1.
The pH was adjusted to 8.5 so as to be 1.
Further, the treated water 8 of the solid-liquid separation section 4 is treated with the dephosphorization reaction section 11
6 liter / d was supplied as the treated water circulation 9.

【0040】脱リン装置沈澱部12を流出した液は第1
脱窒素装置2に流入した。第1脱窒素装置2には、固液
分離装置4で濃縮した返送汚泥10を6リットル/d返
送した。第1脱窒素装置流出液は全量、第2脱窒素装置
3に導入した。第2脱窒素装置3には5mm×5mm×
5mmのスポンジ担体を装置容積の10v/v%投入
し、攪拌機を用いて連続攪拌を行った。空気による曝気
は行わず、DOは常に0.2mg/リットル以下とし
た。特にpH調整は行わなかった。汚水のアンモニア性
窒素=1000mg/リットル、リン酸態リン=300
mg/リットルに対し、脱リン装置1流出液のアンモニ
ア性窒素=430mg/リットル、リン酸態リンは11
mg/リットルであり、リン除去率は96%であった、
第1脱窒素装置2流出液のアンモニア性窒素=30mg
/リットル、亜硝酸性窒素=19mg/リットル、硝酸
性窒素=5mg/リットルであり、第2脱窒素装置流出
液(処理水)はアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸
性窒素ともに1mg/リットル以下であった。本発明の
窒素及びリン含有汚水の処理方法及び装置によれば、リ
ン除去率96%、窒素除去率99%以上であった。
The liquid flowing out of the dephosphorizer precipitation section 12 is the first
It flowed into the denitrification device 2. The returned sludge 10 concentrated in the solid-liquid separation device 4 was returned to the first denitrification device 2 at 6 liter / d. All the first denitrification equipment effluent was introduced into the second denitrification equipment 3. 5 mm x 5 mm x for the second denitrification device 3
A 5 mm sponge carrier was added at 10 v / v% of the device volume, and continuous stirring was performed using a stirrer. Aeration with air was not performed, and DO was always 0.2 mg / liter or less. No particular pH adjustment was performed. Sewage ammonia nitrogen = 1000 mg / liter, phosphoric acid phosphorus = 300
Ammonia nitrogen in the effluent of the dephosphorizer 1 = 430 mg / liter, and phosphate phosphorus is 11 mg / liter
mg / liter, the phosphorus removal rate was 96%,
Ammonia nitrogen of the 1st denitrification apparatus 2 effluent = 30 mg
/ Liter, nitrite nitrogen = 19 mg / liter, nitrate nitrogen = 5 mg / liter, and the second denitrification equipment effluent (treated water) is ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrate 1 mg / liter It was below. According to the method and apparatus for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater of the present invention, the phosphorus removal rate was 96% and the nitrogen removal rate was 99% or more.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】比較例1 従来の硝化反応と有機物を水素供与体として用いた脱窒
反応にて生物学的窒素除去を行った。実施例1と槽の大
きさ及び配置は同様とし、第1脱窒素装置を連続曝気
し、硫酸13でpHを7付近に調整した。また、第2脱
窒素装置にはメタノール14を添加した。汚水流量、循
環率などの操作条件は実施例1と同じにした。第4表に
汚水及び処理水の水質を示す。汚水のアンモニア性窒素
=1000mg/リットル、リン酸態リン=300mg
/リットルに対し、脱リン装置流出液はアンモニア性窒
素=420mg/リットル、リン酸態リンは10mg/
リットルであり、リン除去率は96%であった。第1脱
窒素装置ではアンモニア性窒素=1mg/リットル以
下、亜硝酸性窒素=10mg/リットル、硝酸性窒素=
350mg/リットルであり、処理水はアンモニア性窒
素=1mg/リットル以下、亜硝酸性窒素=1mg/リ
ットル以下、硝酸性窒素=30mg/リットルであっ
た。メタノールを添加することにより脱窒が進行し、硝
酸性窒素は90%除去された。第1脱窒素装置でのpH
調整のために用いた硫酸量は8.4g/d、メタノール
の使用量は6.0g/dであった。実施例1に比べる
と、薬品コストが増加したにも係わらず、処理水質も低
かった。
Comparative Example 1 Biological nitrogen was removed by a conventional nitrification reaction and denitrification reaction using an organic substance as a hydrogen donor. The size and arrangement of the tank were the same as in Example 1, the first denitrification device was continuously aerated, and the pH was adjusted to around 7 with sulfuric acid 13. In addition, methanol 14 was added to the second denitrification device. The operating conditions such as the flow rate of sewage and the circulation rate were the same as in Example 1. Table 4 shows the quality of sewage and treated water. Wastewater ammonia nitrogen = 1000 mg / liter, phosphoric acid phosphorus = 300 mg
/ L, the dephosphorizer effluent is ammonia nitrogen = 420 mg / L, and phosphate phosphorus is 10 mg / L.
It was 1 liter and the phosphorus removal rate was 96%. In the first denitrification device, ammoniacal nitrogen = 1 mg / liter or less, nitrite nitrogen = 10 mg / liter, nitrate nitrogen =
It was 350 mg / liter, and the treated water had ammoniacal nitrogen = 1 mg / liter or less, nitrite nitrogen = 1 mg / liter or less, and nitrate nitrogen = 30 mg / liter. Denitrification proceeded by adding methanol, and nitrate nitrogen was removed by 90%. PH in the first denitrification equipment
The amount of sulfuric acid used for adjustment was 8.4 g / d, and the amount of methanol used was 6.0 g / d. Compared with Example 1, the quality of treated water was low, despite the increase in chemical cost.

【0045】[0045]

【表4】 [Table 4]

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、高濃度のアンモニア性
窒素及びリンを含有した汚水から、物理化学的手法を用
いてリン資源を回収するとともに、生物学的手法を用い
て窒素を高効率に除去でき、特に、リン資源の回収量が
高く、薬品コスト、曝気動力コストなどのランニングコ
ストを著しく低下させることができる、窒素及びリン含
有汚水の処理方法および装置を提供することができた。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, phosphorus resources are recovered from sewage containing high concentrations of ammonia nitrogen and phosphorus by using a physicochemical method, and nitrogen is highly efficiently used by using a biological method. It has been possible to provide a method and an apparatus for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater, which can be removed in particular, and in which the recovery amount of phosphorus resources is high, and running costs such as chemical costs and aeration power costs can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の窒素及びリン含有汚水の処理方法の概
要説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a method for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater of the present invention.

【図2】本発明の実施例に使用した処理装置のフローシ
ートである。
FIG. 2 is a flow sheet of a processing apparatus used in an example of the present invention.

【図3】比較例1の処理方法を説明するフローシートで
ある。
FIG. 3 is a flow sheet illustrating a processing method of Comparative Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 脱リン装置 2 第1脱窒素装置 3 第2脱窒素装置 4 固液分離装置 5 汚水 6 アルカリ成分(NaOH) 7 マクネシウム源 8 処理水 9 処理水循環(配管) 10 返送汚泥(配管) 11 反応部 12 沈澱部 13 硫酸 14 メタノール 1 Phosphorus removal equipment 2 First denitrification equipment 3 Second denitrification equipment 4 Solid-liquid separator 5 dirty water 6 Alkaline component (NaOH) 7 McNesium source 8 treated water 9 Treated water circulation (piping) 10 Return sludge (piping) 11 Reaction part 12 Precipitation part 13 Sulfuric acid 14 Methanol

───────────────────────────────────────────────────── 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) B01D 9/02 615 B01D 9/02 615Z C02F 1/58 C02F 1/58 J P ZAB ZABS C12M 1/00 C12M 1/00 H C12N 1/20 C12N 1/20 D (72)発明者 荒川 清美 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 三浦 友紀子 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 片岡 克之 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 AA01 BB01 CC01 CC02 CC03 DA03 4B065 AA01X AC20 BA22 CA54 4D038 AA08 AB29 AB49 AB54 AB59 BA04 BB13 BB18 BB19 4D040 BB02 BB12 BB33 BB52 BB66 BB73 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B01D 9/02 615 B01D 9/02 615Z C02F 1/58 C02F 1/58 J P ZAB ZABS C12M 1/00 C12M 1/00 H C12N 1/20 C12N 1/20 D (72) Inventor Kiyomi Arakawa 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Inside the EBARA CORPORATION (72) Inventor Yukiko Miura Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo 11th No. 1 in EBARA CORPORATION (72) Inventor Katsuyuki Kataoka No. 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo F-term inside EBARA CORPORATION (reference) 4B029 AA01 BB01 CC01 CC02 CC03 DA03 4B065 AA01X AC20 BA22 CA54 4D038 AA08 AB29 AB49 AB54 AB59 BA04 BB13 BB18 BB19 4D040 BB02 BB12 BB33 BB52 BB66 BB73

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アンモニア性窒素及びリンを含有する汚
水を浄化する方法において、前記汚水をアンモニア性窒
素とマグネシウムイオンを残留させつつ、リン酸マグネ
シウムアンモニウムの結晶を生成させる脱リン工程と、
前記脱リン工程の流出液を微好気的条件及び/又は間欠
曝気条件下で独立栄養性硝化菌及び独立栄養性脱窒素菌
の存在下に、更にアンモニア性窒素を残留させつつアン
モニア性窒素と亜硝酸性窒素及び/又は硝酸性窒素とを
窒素ガスとして部分的に脱窒素する第1脱窒素工程と、
前記第1工程の流出液を結合酸素を利用可能な独立栄養
性脱窒素菌群の存在下で、該流出液中のアンモニア性窒
素と亜硝酸性窒素及び/又は硝酸性窒素とを窒素ガスと
して脱窒素する第2脱窒素工程で処理することを特徴と
する窒素及びリン含有汚水の処理方法。
1. A method for purifying sewage containing ammoniacal nitrogen and phosphorus, wherein a dephosphorization step of producing crystals of magnesium ammonium phosphate while leaving ammoniacal nitrogen and magnesium ions in the sewage,
In the presence of autotrophic nitrifying bacteria and autotrophic denitrifying bacteria under microaerobic conditions and / or intermittent aeration conditions, the effluent of the dephosphorization step is treated with ammonia nitrogen while further leaving ammoniacal nitrogen. A first denitrification step of partially denitrifying nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen as nitrogen gas;
The effluent of the first step in the presence of a group of autotrophic denitrifying bacteria capable of utilizing bound oxygen, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen in the effluent as nitrogen gas A method for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater, which comprises treating in a second denitrification step of denitrifying.
【請求項2】 前記脱リン工程は、リン酸マグネシウム
アンモニアムを生成する反応部と生成したリン酸マグネ
シウムアンモニウムを液中から分離する固液分離部から
なり、反応部のpHを7.5から9.5に調整し、なお
且つ脱リン工程流出液のアンモニア性窒素濃度を100
mg/リットル以上、及びマグネシウムイオン濃度を3
mg/リットル以上残留させることを特徴とする請求項
1記載の窒素及びリン含有汚水の処理方法。
2. The dephosphorization step comprises a reaction part for producing magnesium ammonium ammonia and a solid-liquid separation part for separating the produced magnesium ammonium phosphate from the liquid, and the pH of the reaction part is adjusted to 7.5 or less. Adjust to 9.5 and adjust the ammonia nitrogen concentration of the dephosphorization process effluent to 100.
More than mg / liter, and magnesium ion concentration 3
The method for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater according to claim 1, wherein the residual amount is at least mg / liter.
【請求項3】 第2脱窒素工程後の処理水を、脱リン工
程又は汚水供給管に返送することを特徴とする請求項1
又は請求項2記載の窒素及びリン含有汚水の処理方法。
3. The treated water after the second denitrification step is returned to the dephosphorization step or the sewage supply pipe.
Alternatively, the method for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater according to claim 2.
【請求項4】 アンモニア性窒素及びリンを含有する汚
水を浄化する装置において、前記汚水をアンモニア性窒
素とマグネシウムイオンを残留させつつ、リン酸マグネ
シウムアンモニウムの結晶を生成させる脱リン装置と、
前記脱リン装置の流出液を微好気的条件及び/又は間欠
曝気条件下で、独立栄養性硝化菌及び独立栄養性脱窒素
菌の存在下に、更にアンモニア性窒素を残留させつつ、
アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素及び/又は硝酸性窒素
とを窒素ガスとして部分的に脱窒素する第1脱窒素装置
と、前記第1脱窒素装置の流出液を結合酸素を利用可能
な独立栄養性脱窒素菌群の存在下で、該流出液中のアン
モニア性窒素と亜硝酸性窒素及び/又は硝酸性窒素とを
窒素ガスとして脱窒素する第2脱窒素装置と、第2脱窒
素装置の流出液を処理水と沈殿汚泥とに分離する固液分
離装置と、処理水の一部の脱リン装置への処理水循環配
管と、沈殿汚泥の第1脱窒素装置への返送汚泥配管を有
することを特徴とする窒素及びリン含有汚水の処理装
置。
4. An apparatus for purifying sewage containing ammoniacal nitrogen and phosphorus, which is a dephosphorization apparatus for producing crystals of magnesium ammonium phosphate while leaving ammoniacal nitrogen and magnesium ions in the sewage,
The effluent of the dephosphorization device under microaerobic conditions and / or intermittent aeration conditions, in the presence of autotrophic nitrifying bacteria and autotrophic denitrifying bacteria, while further leaving ammoniacal nitrogen,
A first denitrification device for partially denitrifying ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen as nitrogen gas, and an effluent of the first denitrification device, an autotrophic nutrient that can use combined oxygen A denitrification device for denitrifying ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen in the effluent as nitrogen gas in the presence of a group of denitrifying bacteria, and A solid-liquid separator that separates the effluent into treated water and settled sludge, a treated water circulation pipe for a part of the treated water to a dephosphorization unit, and a sludge pipe for returning the settled sludge to the first denitrification unit. An apparatus for treating nitrogen- and phosphorus-containing wastewater, comprising:
【請求項5】 前記脱リン装置はリン酸マグネシウムア
ンモニウムを生成する反応部と生成したリン酸マグネシ
ウムアンモニウムを液中から分離する固液分離部からな
り、反応部のpHを7.5から9.5に調整し、なお且
つ脱リン装置流出液のアンモニア性窒素濃度を100m
g/リットル以上、及びマグネシウムイオン濃度を3m
g/リットル以上残留させることを特徴とする請求項4
記載の窒素及びリン含有汚水の処理装置。
5. The dephosphorization device comprises a reaction part for producing magnesium ammonium phosphate and a solid-liquid separation part for separating the produced magnesium ammonium phosphate from the liquid, and the pH of the reaction part is 7.5 to 9. 5 and adjust the ammonia nitrogen concentration of the dephosphorizer effluent to 100 m.
g / liter or more, and magnesium ion concentration of 3 m
5. Remaining g / liter or more.
The nitrogen and phosphorus-containing wastewater treatment device described.
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