JP2004000835A - Wastewater treatment apparatus and treatment method for wastewater - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を含む排水を効率的に処理する装置及び処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
排水の処理方法における脱リン方法としては、嫌気槽と曝気槽、沈殿槽を配し、沈殿槽の汚泥を嫌気槽に返送するいわゆるAO法が挙げられる。この方法は、活性汚泥に嫌気状態と好気状態を連続して繰り返すことにより、リン蓄積細菌が細胞内にリン酸をポリリン酸として蓄積することを利用している。しかし、この方法は脱リンは可能であるが、脱窒は行えなかった。
排水の処理方法における脱窒方法として、無酸素槽と曝気槽の汚泥を循環させ、曝気槽においてアンモニア性窒素を硝酸性窒素に酸化し、無酸素槽で、硝酸性窒素を還元し、窒素ガスとして系外に排出する活性汚泥循環変法が従来から広く行われている。しかしこの方法は、窒素は効率よく除去できるものの、リンの除去は十分には行えなかった。これは、好気槽からの循環水の溶存酸素及び硝酸性窒素、亜硝酸性窒素により、無酸素槽の嫌気度が十分上がらず、リン蓄積細菌からのリン放出が十分に起こらないためである。
このため、脱窒とリン除去を同時に行う必要がある場合、活性汚泥循環変法の無酸素槽または曝気槽内に無機凝集剤を添加し、リン酸イオンを不溶化させ、余剰汚泥とともに系外に取り除く方法や、活性汚泥循環変法の無酸素槽の前に、(完全)嫌気槽を配し生物的に脱窒と脱リンを行ういわゆるA2O法が用いられてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、凝集剤を添加する方法は、凝集剤のコストがかかる上に、余剰汚泥の発生量が増加することから、余剰汚泥の処理費用までもが増加するという問題があった。また、A2O法は、活性汚泥循環変法と比較して、(完全)嫌気槽を余分に設けなければならず、加えて広い装置設置面積も必要となるという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、無酸素槽と、曝気槽の2つの処理槽のみで、窒素及びリンを凝集剤を使用せずに除去できる排水処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。
【0005】
すなわち本発明の第一の発明の要旨は、無酸素槽と曝気槽との間で汚泥を循環させて排水を生物学的に処理するように構成した排水処理装置であって、曝気槽から無酸素槽へ汚泥を送液する際、曝気槽中に配された最も低い位置にある曝気装置の位置よりも下から汚泥を取り出すように構成した排水処理装置にある。
また、本発明は循環液(汚泥)を取り出す位置が曝気槽中に配された最も低い位置にある曝気装置から20cm以上離れていることを特徴とする上記排水処理装置にある。
【0006】
本発明の第二の発明の要旨は、無酸素槽と曝気槽との間で汚泥を循環させて排水を生物学的に処理する活性汚泥による排水処理方法であって、曝気槽からの汚泥が無酸素槽に入る部位での溶存酸素濃度(以下、DOと記載する。)を、0.2mg/L以下および/または曝気槽より汚泥を取り出す部位のDOを0.5mg/L以下とすることを特徴とする排水の処理方法にある。
さらに、第二の発明は、曝気槽からの循環液の無酸素槽出口でのDOを0.2mg/L以下および/または、曝気槽よりの循環液取り出し口のDOを0.5mg/L以下とすると共に曝気槽汚泥の酸素利用速度(rr)を15mg/L・時以上に維持する上記排水処理方法にある。
【0007】
また、第二の発明は、曝気槽の汚泥濃度(以下、MLSSまたはMLSS濃度と記載する。)を5000mg/L以上に維持すること、曝気槽のDOを1〜3mg/Lの範囲に維持すること、曝気槽から無酸素槽へ循環させる際、最も低い曝気装置の位置よりも下から、より好ましくは20cm以上離れた下から循環液(汚泥)を取り出すこと、無酸素槽のORPを−150mV(銀−塩化銀基準)以下に維持すること、無酸素槽の溶解性リン酸イオン態リン濃度を10mg/L以上に維持することを特徴とする上記排水の処理方法にある。
またさらに第二の発明は、曝気槽内に浸漬させた膜分離装置を用いて処理水を系外に取り出すことを特徴とする上記排水の処理方法にある。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定解釈されるものではない。
添付の図1は、本発明の実施態様の一例を示す模式図である。図1において符号1は無酸素槽、符号2は曝気槽を示しており、排水(原水)は矢印aから無酸素槽1に入り、次いでオーバーフロー(矢印d)により曝気槽2内に入り、同槽2内の曝気装置3より下方の部位6において管9よりポンプ4による吸引流bとして送液され無酸素槽1に排出部5より入り(矢印c)盾還される。
【0009】
排水原水aは、無酸素槽1及び曝気槽2において、活性汚泥により生物学的に浄化される。窒素の除去は、無酸素槽1及び曝気槽2との間で汚泥を循環させることにより、いわゆる硝化脱窒反応によって行われる。BODは、主として曝気槽2内に配置された曝気装置3の空気排出部より排出される空気により好気的に酸化され分解される。
【0010】
本発明においてリンの除去は、汚泥中の微生物(リン蓄積細菌)の作用によりポリリン酸として微生物体内に取り込まれることにより行われる。リンは好気状態において微生物に取り込まれ、また、嫌気状態において、微生物が体内に蓄えたリンを放出する。リン蓄積細菌は、嫌気状態、好気状態に繰り返し曝されると、嫌気状態で放出したリンの量より多くのリンを好気状態で吸収する。
【0011】
無酸素槽1及び曝気槽2の間での汚泥の循環は、ポンプ4を用いて一方の槽から他方の槽へ送液し、他方の槽からオーバーフローによって流入させる。この際、どちらの槽からポンプを用いて送液するかは必ずしも限定するものではないが、曝気槽2から無酸素槽1へ送液すると、送液量が少なくて済みエネルギーコスト的に好ましい。
【0012】
本発明では、曝気槽2からの循環液が無酸素槽1に入る部位5におけるDOを0.2mg/L以下および/または曝気槽2より循環液を取り出す部位6のDOを0.5mg/L以下とすることにより、無酸素槽1への溶存酸素の流入を抑制することができ、無酸素槽1内の嫌気度が十分維持されることにより、リンの放出が促進される。
無酸素槽1内に溶存酸素、硝酸イオン、亜硝酸イオンが実質的に存在しないと、有機物が嫌気的に分解され、このとき菌に蓄積されたポリリン酸がリン酸として菌体外に放出される。
【0013】
本発明において曝気槽2からの循環液(汚泥)が無酸素槽1に入る部位5におけるDO濃度は0.2mg/L以下とする必要があり、0.1mg/L以下とするとリンの除去性がより安定するため好ましい。さらに0.05mg/L以下とするとより好ましい。
曝気槽2からの循環液(汚泥)が無酸素槽1に入る部位5におけるDO濃度を低減させるためには、曝気槽2から汚泥を取出す部位6から、無酸素槽1に入る部位5までの配管9の長さを長くする等により配管中でDOを消費させること、配管中に脱気手段を設けること等も可能であり、必ずしも限定はされないが、曝気槽2中でDO濃度が低くなる部位を設け、ここから循環液を取り出すと、簡便な装置構成で無酸素槽1に入る部位5でのDOを低減することができる。
【0014】
無酸素槽1に入る部位5におけるDO濃度を0.2mg/L以下とするには、曝気槽2より循環液(汚泥)を取り出す部位6のDO濃度は0.5mg/L以下とすればよいことが実験的に確かめられた。曝気槽2より循環液(汚泥)を取り出す部位6のDO濃度は0.3mg/L以下とするとリンの除去性がより安定するため好ましい。さらに0.2mg/L以下とするとより好ましい。
なお、DO濃度の測定は、隔膜電極法による通常のDO計を用いて測定することができる。
【0015】
曝気槽2から循環液(汚泥)を取り出す部位6のDO濃度を0.5mg/L以下とするためには、曝気槽2から無酸素槽1へ汚泥を取り出す際、汚泥の滞留部から取り出すことが好ましい。汚泥の滞留部とは、曝気による汚泥の流動の影響を受けにくい部位を指し、曝気装置3と、曝気槽2の底との間に空間を設けてやると、曝気装置3の下の部分に存在する汚泥は良く撹拌されないため、滞留部となる。
【0016】
したがって、図1に示すように曝気装置3の位置よりも下の位置から汚泥を取り出すことにより、曝気槽2より循環液(汚泥)を取り出す部位6のDO濃度を0.5mg/L以下とすることができる。なお、曝気装置3が曝気槽2内に複数設けられている場合は、汚泥を取り出す部位は最も低い位置にある曝気装置3の下に設ける。また、曝気装置3から取り出す部位6までの距離は20cm以上離すことが好ましく、30cm以上離すことがさらに好ましい。
また、曝気槽2より循環液(汚泥)の取り出しは、別の態様として図3に示すように、曝気槽2内部に仕切7板を設け、汚泥が良く撹拌されない部位6を設け、ここから汚泥を取り出すようにしてもよい。
【0017】
曝気槽2内における汚泥の流動は、主として曝気装置3による曝気部分において空気の吹き出し口からの気泡の上昇に伴って汚泥も上昇し、曝気されていない部分においては汚泥が下降し、全体が撹拌される。この際、曝気槽内の汚泥の酸素利用速度(rr)を高く維持すると、曝気されていない部分で酸素が急速に消費されることから、曝気槽2中でDOが低くなる部位を形成しやすくなる。具体的なrrとしては、15mg/L・時以上に維持することが必要であり、25mg/L・時以上に維持すると、リンの除去性がより安定するため好ましい。
【0018】
曝気槽汚泥のrrを15mg/L以上に維持するには、曝気強度の調整(図のブロワーBの送気量の調整)、MLSS濃度の調整等によって行うことができる。
なお、曝気槽汚泥のrrとは、曝気槽2の曝気されている部分から取った汚泥のrrをいい、測定方法は下水道試験方法(1997年、社団法人日本下水道協会)に従って求めることができる。
【0019】
無酸素槽1および曝気槽2内のMLSS濃度は、SRT(固形物滞留時間)によって制御することができるが、より安定して脱リンを行うためには、高濃度で維持することが好ましい。これは、MLSS濃度が高いと曝気されていない部分で酸素が急速に消費されることから、曝気槽2中でDOが低くなる部位を形成しやすくなるためである。また、高濃度MLSS下では単位容量当たりの脱窒細菌数が多いので脱窒速度が速く、無酸素槽内で溶存酸素、結合酸素のない嫌気状態となる場所が生じる。具体的なMLSS濃度は、5000mg/L以上を維持することが好ましく、8000mg/L以上を維持することが更に好ましい。なお、あまりMLSS濃度を上げすぎると、汚泥流動性の低下により酸素の溶解効率が極端に低下するため、上限としては20000mg/L迄とすることが好ましい。
なお、MLSS濃度の測定は下水道試験方法(1997年、社団法人日本下水道協会)に従い測定することができる。
【0020】
曝気槽2内の曝気部におけるDO濃度は、BOD分解処理及び硝化処理に必要な濃度以上に維持する必要があり、1mg/L以上に維持することが好ましい。ただし、あまり高濃度にするとリン除去性能を低下させるため、3mg/L以下に維持することが好ましい。曝気部におけるDO濃度は、曝気量を調整することや、曝気装置3の溶解効率を変化させること等によって調整することが可能である。
【0021】
リン酸蓄積細菌が無酸素槽1においてリンを多く放出すると、曝気槽2においてより多くリンを取り込むことができる。従って無酸素槽1の溶解性リン酸イオン態リン濃度が高い状態で処理を行うと、リンの除去性能を高くすることができる。無酸素槽1の溶解性リン酸イオン態リン濃度は、10mg/L以上に保つことが好ましく、15mg/L以上に保つことがより好ましい。
【0022】
また、無酸素槽1においてリンを多く放出させるためには、無酸素槽1のORPを低く保つことも有効である。無酸素槽1のORPは、−150mV(銀−塩化銀基準)以下に維持することが好ましく、−200mV以下に維持するとより好ましい。
なお、ORP(酸化還元電位)は、物質が他の物質を酸化し易いか、還元し易いかの指標となり、+の数字大きい程酸化し易く、−の数字大きい程還元し易いことを表す。この測定は、参照電極に飽和塩化銀電極を用いた金属電極法等により行う。
【0023】
本発明の排水処理方法で曝気槽2で処理された汚泥の一部は、固液分離され、必要に応じて消毒された後放流される。固液分離手段は特に限定されず、従来の沈殿分離方法を用いることもできるが、図1に示すように曝気槽2内に膜分離装置8を浸漬させて濾過を行うと固形分が実質的に含まれない、水質の高い処理水を得ることができるため好ましい。また、膜分離装置を用いて固液分離を行うと、容易にMLSS濃度を高く維持することができ、リン除去の効率を高めることができる。膜分離装置8としては特に限定されず、平膜、中空糸膜、管状セラミック膜、回転円盤膜等、公知のものを用いることができる。膜分離された処理水は矢印eによって系外に排出される。
【0024】
本発明の処理方法において、無酸素槽1または曝気槽2、あるいはその両方に微生物固定化担体を添加することも可能である。これにより実質のMLSS濃度が上昇するとともに、曝気槽2においては、増殖速度の遅い硝化菌が担体に固定されることによって、槽内の硝化速度が速くなり、短時間で窒素除去処理が行えるようになる。使用する担体は、特に限定はされず、ポリオレフィン製の中空発泡体、ウレタンフォーム製の担体等を用いることができる。
なお、担体を添加する場合、各槽からの汚泥取出し口、オーバーフロー口等には、担体が流出しないようにスクリーン、メッシュ等を設けると良い。また、滞留部への沈降等を回避するため担体の比重は1以下であるものが好ましい。
【0025】
また、降雨時運転中に雨水が排水(原水)中に混入し、排水濃度が低下したときのように、処理水のリンの濃度が一時的に高くなることもあるが、その場合ポリ塩化アルミニウム等の凝集剤を原水、無酸素槽、または曝気槽に添加して、処理水のリン濃度を低減させても良い。
【0026】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
[実施例1]
図1に示す装置を用いて、都市下水を原水とする排水の処理を約450日間実施した。槽のサイズ等は以下のように構成した。
(1)無酸素槽及び曝気槽の汚泥容量(サイズ)
6.75m3(L150cm×W100cm×H600cm、水深450cm)
(2)曝気装置:曝気槽底面より60cmの高さに設置
(3)曝気槽よりの循環液(汚泥)取り出し口:曝気槽底面より20cmの高さに設置
(4)処理水量:54m3/日
(5)曝気槽から無酸素槽への汚泥取り出し量:6.75m3/日(循還量)
(6)余剰汚泥引き抜き量:0.48〜0.96m3/日
(7)曝気量:40〜70Nm3/hr
さらに、曝気槽の曝気装置の上部50cmの位置に、中空糸膜を用いた膜分離装置(膜面積126m2)(三菱レイヨン(株)製、ポリエチレン中空糸膜使用、製品名EX540V)を設置し、濾液を処理水として取り出した。
【0027】
処理期間中の原水及び汚泥の性状を表1に示す。
【表1】
【0028】
なお、表1における評価項目の各測定方法は、下水道試験方法(1997年、社団法人日本下水道協会)に従い、以下のように行った。
(1)BOD
BODは、硝化抑制試薬を加えずに測定した。
(2)COD
CODは、過マンガン酸カリウム消費量から求めるいわゆるマンガン法により測定した。
(3)全窒素
全窒素は、総和法により測定した。
(4)全リン
全リンは、完全分解定量法により測定した。
(5)DO
DOは、溶存酸素計(横河電機製 溶存酸素センサー(型番:DO30G)と溶存酸素変換器(型番:DO402G))を用いて測定した。
(6)ORP(銀−塩化銀基準)
ORPは、ORP計(横河電機(株)製 ORPセンサー(型番:OR8EFG)とORP変換器(型番:OR400G))を用いて測定した。電極は、飽和塩化銀電極を用い、直読の値を用いた。
(7)溶解性リン酸イオン態リン濃度
溶解性リン酸イオン態リン濃度は、無酸素槽汚泥試料を乾燥濾紙5種Bにて濾過後、濾液をモリブデン青(アスコルビン酸還元)吸光光度法を用いて測定した。
(8)固形分含量及びMLSS
MLSSは、遠心分離法を用いて測定した。すなわち、汚泥試料適量を沈殿管に採り、3000〜4000rpmで2〜3分遠心分離を行い、上澄液を捨て、沈殿管に水を加え、攪拌し、再び同様に遠心分離を行い、上澄液を捨て、この沈殿物を蒸発皿に洗い入れ、105〜110℃で2時間乾燥し、質量を測定し、以下の計算式によって算出した。
汚泥濃度(MLSS)=汚泥の乾燥質量(mg)/試料量(L)
(9)酸素利用速度(rr)
曝気槽の曝気部から汚泥1Lを細口瓶に採り、10〜20分間静置した後、上澄液をサイホンで細口の瓶に入れた。MLSSが高い場合は、静置による沈降がほとんどないため、遠心法により汚泥と上澄液とに分離した。ついで細口瓶の上澄液をDOが約5mg/L以上になるように散気装置を用いて、5〜10分間激しく曝気した後、上記の沈殿した汚泥とよく攪拌し、この混合溶液を三角フラスコに満たし、空気が入らないようにDO計(セントラル化学(株)製 UC101)のセンサー部を挿入し、酸素濃度の減少を記録した。記録された減少曲線の内、初期の直線部分を用い、以下の式により、酸素利用速度を求めた。
酸素利用速度(rr)(mg/L・時)=酸素減少量(mg/L)/経過時間(時間)
【0029】
処理期間中の処理水水質の範囲を表2に示す。
【表2】
表2に示すように、処理期間中、各水質項目の何れも良好な除去性能を達成でき、中でもリンに関しては、凝集剤の添加を行っていないにも拘らず、期間中の平均除去率として約96%という、極めて高い除去率を達成できた。
【0030】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、無酸素槽と曝気槽の2槽のみによって、窒素、BODの除去を行うことに加えて、リンの除去も行うことができる。さらに、凝集剤を添加しないため、余剰汚泥の発生量を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施態様の一例を示す模式図である。
【図2】本発明の別の実施態様を示す模式図である。
【図3】本発明の別の実施態様を示す模式図である。
【符号の説明】
1 無酸素槽
2 曝気槽
3 曝気装置
4 ポンプ
5 循環液が無酸素槽に入る部位
6 循環液を取り出す部位
7 仕切板
8 膜分離装置
9 配管
a 原水流
b 循環(汚泥)液の取出
c 循環液(汚泥)流
d オーバーフロー
e 処理水放出流[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for efficiently treating wastewater containing organic matter.
[0002]
[Prior art]
A so-called AO method in which an anaerobic tank, an aeration tank, and a sedimentation tank are arranged and sludge in the sedimentation tank is returned to the anaerobic tank is mentioned as a dephosphorization method in the wastewater treatment method. This method utilizes the fact that phosphorus accumulating bacteria accumulate phosphoric acid as polyphosphoric acid in cells by continuously repeating an anaerobic state and an aerobic state in activated sludge. However, this method was capable of dephosphorization, but not denitrification.
As a denitrification method in the wastewater treatment method, the sludge in the oxygen-free tank and the aeration tank is circulated, ammonia nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen in the aeration tank, nitrate nitrogen is reduced in the oxygen-free tank, and nitrogen gas is removed. A modified method of circulating activated sludge, which is discharged outside the system, has been widely used. However, this method could remove nitrogen efficiently but could not remove phosphorus sufficiently. This is because the dissolved oxygen, nitrate nitrogen, and nitrite nitrogen in the circulating water from the aerobic tank do not sufficiently increase the anaerobicity of the anoxic tank and do not sufficiently release phosphorus from the phosphorus accumulating bacteria. .
For this reason, when it is necessary to simultaneously perform denitrification and phosphorus removal, an inorganic coagulant is added to the anoxic tank or aeration tank of the modified activated sludge circulation method to insolubilize phosphate ions and to be discharged outside the system together with excess sludge. A so-called A 2 O method in which a (complete) anaerobic tank is arranged in front of an anoxic tank in a modified activated sludge circulation method and biological denitrification and dephosphorization has been used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of adding a coagulant has a problem that the cost of the coagulant is increased and the amount of excess sludge is increased, so that the cost of treating the excess sludge is also increased. In addition, the A 2 O method has a problem that an extra (complete) anaerobic tank must be provided in comparison with the activated sludge circulation modified method, and a large apparatus installation area is also required.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve such a problem, and a wastewater treatment apparatus capable of removing nitrogen and phosphorus without using a coagulant in only two treatment tanks, an anoxic tank and an aeration tank. And a processing method.
[0005]
That is, the gist of the first invention of the present invention is a wastewater treatment apparatus configured to biologically treat wastewater by circulating sludge between an oxygen-free tank and an aeration tank, The present invention is directed to a wastewater treatment apparatus configured to take out sludge from below the position of the lowest aeration device disposed in the aeration tank when the sludge is sent to the oxygen tank.
Further, the present invention resides in the above wastewater treatment apparatus, wherein the position for taking out the circulating liquid (sludge) is at least 20 cm away from the lowest aeration device arranged in the aeration tank.
[0006]
The gist of the second invention of the present invention is a wastewater treatment method using activated sludge for circulating sludge between an anoxic tank and an aeration tank to biologically treat wastewater, wherein the sludge from the aeration tank is used. The dissolved oxygen concentration (hereinafter referred to as DO) at the site entering the anoxic tank should be 0.2 mg / L or less and / or the DO at the site where sludge is taken out from the aeration tank should be 0.5 mg / L or less. A wastewater treatment method characterized by the following characteristics.
Further, in the second invention, the DO of the circulating fluid from the aeration tank at the outlet of the oxygen-free tank is 0.2 mg / L or less and / or the DO of the circulating fluid outlet from the aeration tank is 0.5 mg / L or less. And the wastewater treatment method for maintaining the oxygen utilization rate ( rr ) of the aeration tank sludge at 15 mg / L.h or more.
[0007]
In the second invention, the sludge concentration in the aeration tank (hereinafter, referred to as MLSS or MLSS concentration) is maintained at 5000 mg / L or more, and the DO in the aeration tank is maintained in the range of 1 to 3 mg / L. When circulating from the aeration tank to the anoxic tank, take out the circulating liquid (sludge) from below the position of the lowest aeration apparatus, more preferably from a distance of 20 cm or more, and reduce the ORP of the anoxic tank to -150 mV. (Based on silver-silver chloride), and the wastewater treatment method as described above, wherein the concentration of soluble phosphate ion phosphorus in the oxygen-free tank is maintained at 10 mg / L or more.
Still another aspect of the present invention is the method for treating wastewater, wherein the treated water is taken out of the system using a membrane separation device immersed in an aeration tank.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention should not be construed as being limited thereto.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an anoxic tank, and
[0009]
The raw wastewater a is biologically purified by activated sludge in the oxygen-free tank 1 and the
[0010]
In the present invention, phosphorus is removed by being taken in as polyphosphoric acid into microorganisms by the action of microorganisms (phosphorus accumulating bacteria) in sludge. Phosphorus is taken up by microorganisms in the aerobic state, and releases the phosphorus stored in the body in the anaerobic state. Phosphorus-accumulating bacteria, when repeatedly exposed to an anaerobic state or an aerobic state, absorbs more phosphorus in the aerobic state than the amount of phosphorus released in the anaerobic state.
[0011]
Circulation of sludge between the oxygen-free tank 1 and the
[0012]
In the present invention, the DO at the portion 5 where the circulating fluid from the
If dissolved oxygen, nitrate ions and nitrite ions do not substantially exist in the anoxic tank 1, organic substances are anaerobically decomposed, and polyphosphoric acid accumulated in the bacteria is released outside the cells as phosphoric acid. You.
[0013]
In the present invention, the DO concentration at the site 5 where the circulating liquid (sludge) from the
In order to reduce the DO concentration at the site 5 where the circulating liquid (sludge) from the
[0014]
In order to make the DO concentration at the part 5 entering the anoxic tank 1 0.2 mg / L or less, the DO concentration at the part 6 from which the circulating fluid (sludge) is taken out from the
The DO concentration can be measured using a normal DO meter based on a diaphragm electrode method.
[0015]
In order to reduce the DO concentration at the site 6 where the circulating liquid (sludge) is taken out from the
[0016]
Therefore, as shown in FIG. 1, by removing sludge from a position below the position of the
In addition, as shown in FIG. 3, as another embodiment, a circulating liquid (sludge) is taken out of the
[0017]
The flow of the sludge in the
[0018]
The r r aeration tank sludge maintained above 15 mg / L, the (adjustment of feed amount of the blower B in the figure) the adjustment of the aeration intensity can be performed by adjustment of the MLSS concentration.
It is to be noted that the r r of the aeration tank sludge, refers to r r of sludge taken from the portion that is aerated in the
[0019]
The MLSS concentration in the anoxic tank 1 and the
The MLSS concentration can be measured according to a sewer test method (1997, Japan Sewer Association).
[0020]
The DO concentration in the aeration section in the
[0021]
If the phosphate-accumulating bacteria release more phosphorus in the anoxic tank 1, more phosphorus can be taken in the
[0022]
In order to release a large amount of phosphorus in the anoxic tank 1, it is also effective to keep the ORP of the anoxic tank 1 low. The ORP of the oxygen-free tank 1 is preferably maintained at -150 mV (based on silver-silver chloride), more preferably -200 mV or less.
The ORP (oxidation-reduction potential) is an index indicating whether a substance is easily oxidized or reduced by another substance. The larger the + number, the easier the oxidation, and the larger the-number, the easier the reduction. This measurement is performed by a metal electrode method or the like using a saturated silver chloride electrode as a reference electrode.
[0023]
A part of the sludge treated in the
[0024]
In the treatment method of the present invention, it is also possible to add a microorganism-immobilized carrier to the oxygen-free tank 1, the
When a carrier is added, a screen, a mesh, or the like may be provided at a sludge discharge port, an overflow port, or the like from each tank so that the carrier does not flow out. Further, the specific gravity of the carrier is preferably 1 or less in order to avoid sedimentation in the stagnant portion and the like.
[0025]
In addition, during operation during rainfall, rainwater may enter the wastewater (raw water), causing the concentration of phosphorus in the treated water to temporarily increase as in the case of a decrease in the concentration of wastewater. Or the like may be added to the raw water, the oxygen-free tank, or the aeration tank to reduce the phosphorus concentration of the treated water.
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[Example 1]
Using the apparatus shown in FIG. 1, wastewater treatment using municipal sewage as raw water was performed for about 450 days. The tank size and the like were configured as follows.
(1) Sludge capacity (size) of anoxic tank and aeration tank
6.75m 3 (L150cm × W100cm × H600cm, water depth 450cm)
(2) Aeration device: installed at a height of 60 cm from the bottom of the aeration tank. (3) Outlet for circulating liquid (sludge) from the aeration tank: installed at a height of 20 cm from the bottom of the aeration tank. (4) Treated water volume: 54 m 3 / Day (5) Sludge removal from the aeration tank to the oxygen-free tank: 6.75 m 3 / day (circulation)
(6) Excess sludge withdrawal amount: 0.48 to 0.96 m 3 / day (7) Aeration amount: 40 to 70 Nm 3 / hr
Further, a membrane separation device (membrane area 126 m 2 ) using a hollow fiber membrane (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., using a polyethylene hollow fiber membrane, product name EX540V) was installed at a position 50 cm above the aeration device in the aeration tank. The filtrate was taken out as treated water.
[0027]
Table 1 shows the properties of raw water and sludge during the treatment period.
[Table 1]
[0028]
In addition, each measuring method of the evaluation item in Table 1 was performed as follows according to the sewer test method (1997, Japan Sewer Association).
(1) BOD
BOD was measured without adding a nitrification inhibitor.
(2) COD
COD was measured by the so-called manganese method determined from potassium permanganate consumption.
(3) Total nitrogen Total nitrogen was measured by the summation method.
(4) Total phosphorus The total phosphorus was measured by a complete decomposition quantification method.
(5) DO
DO was measured using a dissolved oxygen meter (a dissolved oxygen sensor (model number: DO30G) and a dissolved oxygen converter (model number: DO402G) manufactured by Yokogawa Electric Corporation).
(6) ORP (silver-silver chloride standard)
ORP was measured using an ORP meter (ORP sensor (model number: OR8EFG) and ORP converter (model number: OR400G) manufactured by Yokogawa Electric Corporation). As the electrode, a saturated silver chloride electrode was used, and a direct reading value was used.
(7) Soluble Phosphate Ion Phosphorus Concentration The soluble phosphate ion phosphorus concentration was determined by filtering a sample of anoxic tank sludge with 5 kinds of dry filter paper B and then filtering the filtrate with a molybdenum blue (ascorbic acid reduction) spectrophotometer. It measured using.
(8) Solid content and MLSS
MLSS was measured using a centrifugation method. That is, an appropriate amount of a sludge sample is taken in a sedimentation tube, centrifuged at 3000 to 4000 rpm for 2 to 3 minutes, the supernatant is discarded, water is added to the sedimentation tube, the mixture is stirred, and the centrifugation is performed again in the same manner. The liquid was discarded, the precipitate was washed in an evaporating dish, dried at 105 to 110 ° C for 2 hours, weighed, and calculated by the following formula.
Sludge concentration (MLSS) = dry mass of sludge (mg) / sample amount (L)
(9) Oxygen utilization rate (r r )
1 L of sludge was taken from the aeration section of the aeration tank into a narrow-mouthed bottle, allowed to stand for 10 to 20 minutes, and then the supernatant was siphoned into the narrow-mouthed bottle. When the MLSS was high, there was almost no sedimentation due to standing, so that the sludge and the supernatant were separated by centrifugation. Then, the supernatant of the narrow-mouthed bottle was vigorously aerated for 5 to 10 minutes using a diffuser so that the DO became about 5 mg / L or more, and then the mixed sludge was thoroughly stirred with the precipitated sludge. The sensor portion of the DO meter (UC101, manufactured by Central Chemical Co., Ltd.) was inserted into the flask so that air did not enter, and the decrease in oxygen concentration was recorded. The oxygen utilization rate was determined by the following equation using the initial straight line portion of the recorded decrease curves.
Oxygen utilization rate (r r ) (mg / L · hour) = oxygen decrease (mg / L) / elapsed time (hour)
[0029]
Table 2 shows the range of treated water quality during the treatment period.
[Table 2]
As shown in Table 2, during the treatment period, it was possible to achieve good removal performance for each of the water quality items, and particularly for phosphorus, despite the fact that no coagulant was added, the average removal rate during the period was An extremely high removal rate of about 96% could be achieved.
[0030]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, phosphorus can be removed in addition to removing nitrogen and BOD using only two tanks, an anoxic tank and an aeration tank. Furthermore, since no coagulant is added, the amount of excess sludge generated can be kept low.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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