JP2004188329A - Livestock waste water treatment system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an advanced livestock waste water treatment system capable of facilitating its maintenance and management and obtaining a stable final effluent. <P>SOLUTION: Livestock waste water D<SB>0</SB>is denitrified in a first denitrification tank 11, then biologically treated in a bioreactor 26 and nitrified in a nitrification tank 31. Activated sludge inside the nitrification tank 31 is returned to the first denitrification tank 11 by a first circulation pump 34. Nitrified waste water D<SB>4</SB>is denitrified in a second denitrification tank 37, then membrane-separated in an MF membrane tub 41 and turned to primary treated water W<SB>1</SB>. The activated sludge inside the MF membrane tub 41 is returned to the first denitrification tank 11 by a second circulation pump 51. Inorganics and high polymers in secondary treated water are agglutinated in a first agglutination tank and a second agglutination tank. The inorganics and the high polymers in the secondary treated water are coagulatively precipitated in a coagulative precipitation tank and the final effluent is attained. Even when the volumes of the respective tanks are reduced and loads are increased, the BOD, COD, SS, T-N and T-P of the final effluent are reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畜産排水を硝化および脱窒により処理する畜産排水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、畜産の糞尿は、畜舎内で固液分離されたり、糞尿混合の状態で排水として排出されている。そして、固液分離後の糞は、発酵させることにより堆肥にできるが、例えば養豚の場合では一日に発生する糞の約二倍量に相当する尿が発生するので、畜産からの尿を液肥として土地還元する農地を所有していない場合や、還元する液肥の量が多すぎることにより土壌汚染となってしまい、処理に困っている。
【0003】
ここで、具体的に養豚排水を例にとると、豚舎の構造や、おがくずを混合することにより排水濃度が変化するが、一般的には、生化学的酸素要求量(Biochemical Oxygen Demand:BOD)および浮遊物質量(Suspended Solids:SS)のそれぞれが10000mg/l以上となってしまう。特に、BODにおいては、生活系排水(BOD=200mg/l程度)の50倍以上の濃度となってしまい、活性汚泥などの生物処理に係る負荷が非常に大きい。
【0004】
このため、従来の畜産排水処理装置においては、BOD負荷を低くして、大規模な排水処理施設で対応したり、また施設スペースがない場合には、BOD負荷を高くし、施設の小型化を目的として、担体流動法や膜分離活性汚泥などの生物処理方式を用いる必要がある。このとき、BODおよびSSのそれぞれを効率良く浄化しても、処理水中には高濃度の化学的酸素要求量(Chemical Oxygen Demand:COD)や窒素、およびリンが残存しており、これらが規制値である地域では、これらCOD、窒素およびリンを除去することも合わせて要求される。
【0005】
さらに、この種の畜産排水処理装置に用いられる畜産排水処理技術としては、活性汚泥法や、ラグーン法、オキシデーションディッチ法(OD法)などが一般的に利用されている。
【0006】
ところが、このような方法では、季節変動や、使用水量の相違、原水濃度の変動によって、バルキングによる汚泥沈降性の悪化や汚泥の浮上などにて処理水の水質が安定しにくい。
【0007】
また、畜産排水は、他の事業系排水に比べて汚濁濃度が高く、排水処理施設の維持管理が容易ではないから、汚泥流出などせず、安定した処理水を得ることのできる畜産排水処理装置が切望されている。
【0008】
一方、窒素(N)およびリン(P)に対する規制がなく、放流規制値が穏やかな地域において、BODの処理のみを行っても、畜産排水中には高濃度の全窒素(T-N=2000〜5000mg/l)が残存しており、この畜産排水中の栄養バランスであるBODやT-Nなどが極端に偏ってしまい、微生物活性に悪影響を及ぼす可能性が高い。したがって、このような畜産排水を処理するにあたって窒素除去をすることが必要不可欠となる。
【0009】
また、環境関連法規の水質汚染防止法に基づいた各県の上乗せ条例では、総量規制であるCODや、窒素およびリンの規制が追加されており、窒素除去のみならず、CODおよびリン除去まで考慮した排水処理装置の設置が義務付けられるようになったが、家畜を飼育する畜産農家が負担する排水処理設備費が膨大となり、法規制に追従することが容易ではないのが現状である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の活性汚泥法、ラグーン法およびオキシデーションディッチ法では、季節変動や、使用水量の相違、原水濃度の変動によって、処理水の水質が安定しにくく、特に、畜産排水は、汚濁濃度が高いので、維持管理が容易ではないとともに、安定した処理水を得ることが容易ではないという問題を有している。
【0011】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、維持管理が容易で安定した処理水を得ることのできる畜産排水処理装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の畜産排水処理装置は、畜産排水を脱窒処理する第1の脱窒槽と、この第1の脱窒槽にて脱窒処理された排水を生物処理する処理槽と、この処理槽にて生物処理された排水を硝化処理する硝化槽と、この硝化槽内の汚泥を前記第1の脱窒槽へと返送させる第1の汚泥返送手段と、前記硝化槽にて硝化処理された排水を脱窒処理する第2の脱窒槽と、この第2の脱窒槽にて脱窒処理された排水を膜分離処理する膜分離槽と、この膜分離槽内の汚泥を前記第1の脱窒槽へと返送させる第2の汚泥返送手段と、前記膜分離槽にて膜分離処理された排水を凝集沈殿させて、この排水から無機物および高分子物質を除去する凝集沈殿槽とを具備したものである。
【0013】
そして、第1の脱窒槽で畜産排水を脱窒処理した後、処理槽で生物処理した排水を硝化処理する硝化槽内の汚泥を第1の汚泥返送手段にて第1の脱窒槽へと返送させる。また、硝化槽で硝化処理した後、第2の脱窒槽で脱窒処理した排水を膜分離槽で膜分離処理する。このとき、この膜分離槽の汚泥を第2の汚泥返送手段にて第1の脱窒槽へと返送させる。さらに、この膜分離槽で膜分離処理した排水を凝集沈殿槽で凝集沈殿させて、この排水から無機物および高分子物質を除去して処理水とする。この結果、これら第1の脱窒槽、処理槽、硝化槽、第2の脱窒槽、膜分離槽および凝集沈殿槽のそれぞれの容積を比較的小さくして高負荷にしても、試験的に、処理水の生化学的酸素要求量、化学的酸素要求量、浮遊性物質、窒素およびリンなどのそれぞれが効率良く低下されるので、維持管理が容易であるとともに、安定した処理水が容易に得られる。
【0014】
請求項2記載の畜産排水処理装置は、請求項1記載の畜産排水処理装置において、膜分離槽にて膜分離処理された排水を脱窒処理する第3の脱窒槽を具備し、凝集沈殿槽には、前記第3の脱窒槽にて脱窒処理された排水が流入されるものである。
【0015】
そして、膜分離槽にて膜分離処理された排水を第3の脱窒槽にて脱窒処理し、この第3の脱窒槽にて脱窒処理した排水を凝集沈殿槽に流入させることにより、膜分離槽内で排水中の有機性窒素が亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素となっても、この亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素を第3の脱窒槽による排水の脱窒処理により窒素ガスとして除去できるから、排水の脱窒処理がより確実になる。
【0016】
請求項3記載の畜産排水処理装置は、請求項1または2記載の畜産排水処理装置において、第1の脱窒槽、処理槽および硝化槽には、互いに異なる担体が充填されているものである。
【0017】
そして、第1の脱窒槽、処理槽および硝化槽に適した互いに異なる担体を充填することにより、これら第1の脱窒槽による排水の脱窒処理、処理槽による排水の生物処理、および硝化槽による排水の硝化処理のそれぞれがより効率良くなるので、畜産排水の適切の処理がより効率良くなる。
【0018】
請求項4記載の畜産排水処理装置は、請求項1ないし3いずれか記載の畜産排水処理装置において、膜分離槽は、排水中の0.45μmを超える粒子状物質に由来する有機性窒素を膜分離するものである。
【0019】
そして、膜分離槽で排水中の0.45μmを超える粒子状物質に由来する有機性窒素を膜分離することにより、この排水から有機性窒素を効率良く分離できるので、この処理水への有機性窒素の流出を防止でき、処理水中の窒素量が効率良く低減される。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の畜産排水処理装置の一実施の形態の構成を図1および図2を参照して説明する。
【0021】
図1および図2において、1は畜産排水処理装置としての畜産排水高度処理システムであり、この畜産排水高度処理システム1は、生化学的酸素要求量(Biochemical Oxygen Demand:BOD)処理工程と脱窒処理工程とを複合したシステムである。
【0022】
そして、この畜産排水高度処理システム1は、前処理槽としての調整槽2を備えており、この調整槽2には、0.5mmの微細目スクリーンを通過した、処理前の畜産排水Dが希釈されずに貯留されている。この調整槽2は、処理前の畜産排水Dの濃度や流入量を調整する。
【0023】
ここで、この処理前の無希釈である原水としての畜産排水Dは、平均すると、BODが8500〜19000mg/l程度であり、化学的酸素要求量(Chemical Oxygen Demand:COD)が4200〜12500mg/l程度であり、浮遊物質量(Suspended Solids:SS)が9100〜15000mg/l程度であり、全窒素(T-N)が2500〜6600mg/l程度であり、全リン(T-P)が250〜1000mg/l程度である。
【0024】
さらに、この調整槽2は、内部に畜産排水Dが貯留される有底の槽本体3を備えており、この槽本体3の内部には、散気手段としてのディフューザが取り付けられている。このディフューザは、槽本体3内に貯留された畜産排水Dを散気して、この畜産排水Dの曝気により空気、特に酸素を供給するとともに循環させて濃度などを均一化させるとともに、この畜産排水Dの腐敗を防止する。
【0025】
また、この調整槽2の下流側には、この調整槽2にて前処理された畜産排水Dが所定の流量で越流にて流入される第1の脱窒槽11が設置されている。この第1の脱窒槽11は、この第1の脱窒槽11内の畜産排水D中の亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素を、嫌気性細菌の働きにより窒素ガスとして除去、すなわち脱窒処理する。さらに、この第1の脱窒槽11は、調整槽2にて前処理された後の畜産排水Dが貯留される槽本体12を備えており、この槽本体12内には、この槽本体12内の畜産排水Dを攪拌させて均一化させる攪拌機13が取り付けられている。
【0026】
そして、この攪拌機13は、槽本体12の上方に設置された駆動手段としてのモータ14を備えており、このモータ14には、軸体としてのシャフト15を介してファン16が回転可能に取り付けられている。このファン16は、槽本体12内における下方中央部に設置されている。さらに、この槽本体12内には、親水性ポリエチレンにて成形された多孔質な発泡体である複数の脱窒用の第1の担体17が槽本体12の容積の30%となるように充填されており、この第1の担体17には、畜産廃水D中の亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素を脱窒させて窒素ガスとする脱窒菌が固定される。この第1の担体17は、畜産排水Dの脱窒処理に適した脱窒用の担体であり、槽本体12内において嫌気条件下にて流動接触させて脱窒素反応を促進させる。
【0027】
さらに、この槽本体12の下流側には、この槽本体12内に貯留されて脱窒処理された排水が越流する越流部18が形成されている。この越流部18には、槽本体12内の第1の担体17や、比較的大きな浮遊物質などの越流を防止する格子状である網状のスクリーン19が取り付けられている。また、このスクリーン19の下方である槽本体12の内部には、このスクリーン19への浮遊物質の付着などを曝気により防止する散気手段としての洗浄装置20が取り付けられている。そして、この洗浄装置20には、空気を吐出して供給する第2の曝気ブロワ21の吐出口に接続された第2の空気管22の先端部に接続されている。さらに、この第2の空気管22の基端部は、第1の曝気ブロワ5の吐出口に接続されている。
【0028】
次いで、第1の脱窒槽11の下流側には、この第1の脱窒槽11にて脱窒処理された排水D中の有機性窒素を生物処理して、この排水Dの特にBODを低下させる処理槽としてのバイオリアクタ26が設置されている。また、このバイオリアクタ26は、第1の脱窒槽11の越流部18から越流した排水Dが流入されて貯留される有底の槽本体27を備えており、この槽本体27の内部には、ディフューザ4が取り付けられている。このディフューザ4は、槽本体27内の排水Dを散気して、この排水D中に空気、特に酸素を供給して、好気性細菌による排水の生物分解を活発化させて、この排水DのBODを低減させるとともに、この排水Dを槽本体27内で循環させる。
【0029】
また、この槽本体27の内部には、バイオキャリアプラスチック、例えばポリプロピレンと活性炭とにて成形された多孔質な発泡体である複数の第2の担体28が槽本体27の容積の20%となるように充填されており、この第2の担体28には、排水DのBODを低下させる生物処理をするBOD酸化菌などが固定される。この第2の担体28は、第1の担体17とは異なる生物処理に適したBOD処理用の担体であり、槽本体27内において好気条件下にて流動接触させてBOD酸化反応を促進させる。また、この槽本体27の下流側には、スクリーン19および洗浄装置20が取り付けられた越流部18が設けられている。
【0030】
さらに、バイオリアクタ26の下流側には、このバイオリアクタ26にて生物処理された排水D中の特にアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素に硝化処理する硝化槽31が設置されている。また、この硝化槽31は、バイオリアクタ26の越流部18から越流した排水Dが流入されて貯留される有底の槽本体32を備えており、この槽本体32の内部には、この槽本体32内に貯留された排水Dを散気して、この排水D中に空気、特に酸素を供給して、好気性細菌による排水の硝化を活発化させるとともに、この排水Dを槽本体32内で循環させるディフューザ4が取り付けられている。
【0031】
また、この槽本体32の内部には、親水性ポリウレタンにて成形された多孔質な発泡体としての複数の第3の担体33が槽本体32の容積の20%となるように充填されており、この第3の担体33には、排水D中のアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素に硝化処理する硝化菌などが固定される。この第3の担体33は、第1の担体17および第2の担体28とは異なる硝化処理に適した硝化用の担体であり、槽本体32内において好気条件下にて流動接触させてアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素にする。また、この槽本体32の下流側には、スクリーン19および洗浄装置20が取り付けられた越流部18が設けられている。
【0032】
さらに、この硝化槽31の槽本体32の内部には、この槽本体32内の図示しない活性汚泥を第1の脱窒槽11の槽本体12内へと返送させる第1の汚泥返送手段としての第1の循環ポンプ34が設置されている。この第1の循環ポンプ34は、槽本体32内におけるスクリーン19の下方に設置されている。また、この第1の循環ポンプ34の吐出口には汚泥返送ラインとしての汚泥返送管35の基端部が接続されており、この汚泥返送管35の先端部は、第1の脱窒槽11の槽本体12の上方に位置している。
【0033】
次いで、この硝化槽31の下流側には、この硝化槽31にて硝化処理された排水Dを脱窒処理する第2の脱窒槽37が設置されている。この第2の脱窒槽37は、第1の脱窒槽11と同様に構成されている。
【0034】
さらに、この第2の脱窒槽37の下流側には、この第2の脱窒槽37にて脱窒処理した排水Dを膜分離処理して処理水とする膜分離槽であるマイクロフィルタ(MF)膜槽41が設置されている。このMF膜槽41は、第2の脱窒槽37の越流部18から越流した排水Dが流入されて貯留される有底の槽本体42を備えており、この槽本体42の内部には、この槽本体42内に貯留した排水Dを曝気する散気装置43が取り付けられており、この散気装置43は、第2の空気管22に接続されている。
【0035】
また、この槽本体42の内部には、この槽本体42内の排水Dから排水である膜分離水としての1次処理水Wを精密濾過膜としての図示しないマイクロフィルタ膜にて膜分離させる膜分離手段としての液中膜ユニット44が設置されている。この液中膜ユニット44は、槽本体42内の下流側に設置されている。ここで、この液中膜ユニット44のマイクロフィルタ膜は、塩素化ポリエチレン製であり、0.45μm以上の粒子、特に有機性窒素の成分粒子を固液分離するように設定されており、この有機性窒素の1次処理水Wへの流出を確実かつ効率良く防止して、この1次処理水Wから生成される放流水WのT-Nを効率良く低減させる。
【0036】
さらに、この液中膜ユニット44の内部には、この液中膜ユニット44にて膜分離する排水Dを曝気する散気装置45が取り付けられている。そして、この散気装置45は、膜用ブロワ46の吐出口に接続された第3の空気管47に接続されている。ここで、膜用ブロワ46の吐出口は、第1の曝気ブロワ5および第2の曝気ブロワ21それぞれの吐出口に接続されている。
【0037】
また、MF膜槽41の槽本体42の内部には、この槽本体42内を上流側と下流側とに仕切る仕切体としてのバッフル48が取り付けられている。このバッフル48は、槽本体42内に貯留される排水Dの上側のみを仕切って、この槽本体42内における排水Dの上側の流れを規制する。そして、このバッフル48よりも槽本体42内の上流側には、この槽本体42内の液中膜ユニット44による膜分離にて分離された図示しない活性汚泥を第1の脱窒槽11の槽本体12内へと返送させる第2の汚泥返送手段としての第2の循環ポンプ51が設置されている。この第2の循環ポンプ51は、汚泥返送管35の基端部に接続されている。また、バッフル48よりも槽本体42内の上流側には、この槽本体42内の活性汚泥を引き抜いて図示しない汚泥貯留槽へと移送させる引抜ポンプ52が設置されている。
【0038】
ここで、液中膜ユニット44の上側部には、この液中膜ユニット44にて膜分離した後の1次処理水Wを外部へと排出させる排水管53が接続されている。ここで、この1次処理水Wは、平均すると、BODが2〜12mg/l程度であり、CODが98〜400mg/l程度であり、SSが5〜10mg/l程度であり、T-Nが27〜45mg/l程度であり、T-Pが6〜10mg/l程度である。
【0039】
さらに、排水管53には、この排水管53中の1次処理水Wの圧力を測定する負圧計54が取り付けられている。また、この負圧計54よりも排水管53の下流側には、液中膜ユニット44にて膜分離した1次処理水Wを引き抜く1次処理水排出ポンプ55が取り付けられている。さらに、この1次処理水排出ポンプ55の下流側の排水管53には、定流量弁56および流量計57が取り付けられている。
【0040】
そして、これら定流量弁56および流量計57が取り付けられた排水管53の下流側には、MF膜槽41にて膜分離された1次処理水Wを脱窒処理して2次処理水Wとする第3の脱窒槽61が設置されている。この第3の脱窒槽61は、第1の脱窒槽11と同様に構成されており、MF膜槽41内に貯留された排水D中の有機性窒素が亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素となってしまった場合に、この亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素を脱窒処理して窒素ガスとして除去させる。
【0041】
さらに、この第3の脱窒槽61の槽本体12には、この槽本体12内の1次処理水Wに薬液を注入させる薬液注入手段62が取り付けられている。この薬液注入手段62は、メタノールなどの薬液が内部に貯留された薬液タンク63を備えており、この薬液タンク63には、この薬液タンク63内の薬液を第3の脱窒槽61の槽本体12内の亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素の2.5倍程度、この槽本体12内へと注入させる薬液注入ポンプ64が取り付けられている。
【0042】
一方、この第3の脱窒槽61の下流側には、この第3の脱窒槽61にて脱窒処理された2次処理水W中のリン(P)などの無機物を凝集反応させる第1の凝集反応槽71が設置されている。この第1の凝集反応槽71は、第3の脱窒槽61の越流部18から越流した2次処理水Wが流入されて貯留される槽本体72を備えており、この槽本体72には、攪拌機13が取り付けられている。
【0043】
また、この槽本体72には、この槽本体72内の2次処理水Wに、好ましくは塩鉄などの無機凝集剤を注入させる第1の凝集剤注入手段73が取り付けられている。この第1の凝集剤注入手段73は、内部に凝集剤が貯留される凝集剤タンク74を備えており、この凝集剤タンク74には、この凝集剤タンク74内の凝集剤を槽本体72内へと、例えば400mg/lの流量で注入させる薬液注入ポンプ64が取り付けられている。
【0044】
さらに、この第1の凝集反応槽71の下流側には、この第1の凝集反応槽71にて無機物が凝集反応された2次処理水W中の蛋白質などの高分子物質を凝集反応させて、この2次処理水WのCODを低下させる第2の凝集反応槽76が設置されている。この第2の凝集反応槽76は、第1の凝集反応槽71から越流した2次処理水Wが流入されて貯留される槽本体77を備えており、この槽本体77には、攪拌機13が取り付けられている。
【0045】
また、この槽本体77には、この槽本体77内の2次処理水Wに、好ましくは両性カチオン系高分子物質凝集剤、より好ましくはT-766(商品名)などのカチオン系の凝集剤を注入させる第2の凝集剤注入手段78が取り付けられている。この第2の凝集剤注入手段78は、内部にカチオン系の凝集剤が貯留される凝集剤タンク74を備えており、この凝集剤タンク74には、この凝集剤タンク74内のカチオン系の凝集剤を槽本体77内へと注入させる薬液注入ポンプ64が取り付けられている。
【0046】
さらに、第2の凝集反応槽76の下流側には、この第2の凝集反応槽76にて高分子物質が凝集反応されて脱色された2次処理水W中の無機物や高分子物質などを凝集沈殿させて放流水Wとする凝集沈殿槽81が設置されている。この凝集沈殿槽81は、第2の凝集反応槽76から越流した2次処理水Wが流入されて貯留される有底の槽本体82を備えており、この槽本体82の内部には、この槽本体82内の2次処理水W中の凝集反応させて凝集沈殿させた無機物や高分子物質などの汚物を揚水させるエアリフトポンプ83が取り付けられている。このエアリフトポンプ83は、第2の空気管22に接続されている。
【0047】
また、この槽本体82の内部には、エアリフトポンプ83の曝気による攪拌により発生したスカムを除去するスカムスキマ84が取り付けられている。ここで、エアリフトポンプ83による曝気にて生じるスカムは、2次処理水W中の凝集反応した無機物や高分子物質などが凝集沈殿することにより生じたものである。さらに、このスカムスキマ84もまた、第2の空気管22に接続されている。また、このスカムスキマ84にて除去されたスカムは、図示しない汚泥貯留槽へと移送される。
【0048】
さらに、凝集沈殿槽81の槽本体82内における下流側には、この槽本体82内で無機物や高分子物質などが凝集沈殿された後の放流水Wを外部へと越流させる越流堰85が設けられている。そして、この越流堰85の下流側には、この越流堰85から越流した放流水Wを貯留させて消毒する消毒槽91が設置されている。この消毒槽91は、放流水Wが貯留される有底の槽本体92を備えており、この槽本体92内には、この槽本体92内に貯留させた放流水Wを消毒する消毒器93が取り付けられている。
【0049】
また、この消毒槽91の下流側には、この消毒槽91にて消毒された放流水Wが貯留される放流ポンプ槽94が隣接されて設置されている。この放流ポンプ槽94は、消毒槽91にて消毒された放流水Wが内部に貯留される槽本体95を備えている。この槽本体95の内部には、この槽本体95内に貯留された放流水Wを、図示しない河川などに放流させる放流ポンプ96が設置されている。
【0050】
次に、上記一実施の形態の畜産排水処理方法について説明する。
【0051】
まず、0.5mmの微細目スクリーンを通過し、調整槽2の槽本体3内に無希釈の状態で貯留された畜産排水Dは、この槽本体3内のディフューザ4による散気により攪拌されつつ曝気されて、この槽本体3内の畜産排水Dの濃度や流出量が調整されて畜産排水Dとされる。
【0052】
次いで、この畜産排水Dは、この調整槽2の槽本体3から越流して第1の脱窒槽11の槽本体12内に貯留される。このとき、この畜産排水Dは、槽本体12内において攪拌機13によって攪拌されるとともに、この槽本体12内の複数の第1の担体17に固定した脱窒菌の作用により脱窒処理されて排水Dとなる。
【0053】
そして、この排水Dは、この第1の脱窒槽11のスクリーン19を通過しつつ越流部18から越流してバイオリアクタ26の槽本体27内に貯留される。このとき、この排水Dは、槽本体27内においてディフューザ4にて曝気されるとともに、この槽本体27内の第2の担体28に固定したBOD酸化菌の作用により生物処理されてBODが低下して排水Dとなる。
【0054】
さらに、この排水Dは、このバイオリアクタ26のスクリーン19を通過しつつ越流部18から越流して硝化槽31の槽本体32内に貯留される。このとき、この排水Dは、槽本体32内においてディフューザ4にて曝気されるとともに、この槽本体32内の第3の担体33に固定した硝化菌の作用により、この排水D中のアンモニア性窒素が亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素へと硝化処理されて排水Dとなる。
【0055】
なお、この硝化槽31内の活性汚泥は、第1の循環ポンプ34により汚泥返送管35を介して第1の脱窒槽11へと返送される。
【0056】
さらに、この硝化槽31にて硝化処理された排水Dは、この硝化槽31のスクリーン19を通過しつつ越流部18から越流して第2の脱窒槽37の槽本体12内に貯留される。このとき、この排水Dは、槽本体12内において攪拌機13により攪拌されるとともに、この槽本体12内の複数の第1の担体17に固定した脱窒菌の作用により脱窒処理されて排水Dとなる。
【0057】
また、この排水Dは、この第2の脱窒槽37のスクリーン19を通過しつつ越流部18から越流してMF膜槽41の槽本体42内に貯留される。そして、この排水Dは、槽本体42内において散気装置43により曝気されるとともに、この槽本体42内の液中膜ユニット44による膜分離により1次処理水Wと活性汚泥とに固液分離される。
【0058】
なお、この液中膜ユニット44による膜分離により生じた活性汚泥は、槽本体42内に沈殿して堆積する。そして、この活性汚泥は、第2の循環ポンプ51により汚泥返送管35を介して第1の脱窒槽11へと返送されるとともに、引抜ポンプ52にて汚泥貯留槽へと引き抜かれて貯留される。
【0059】
さらに、この液中膜ユニット44にて膜分離された1次処理水Wは、1次処理水排水ポンプ55により排水管53を介して第3の脱窒槽61の槽本体12内へと排出されて貯留される。このとき、この1次処理水Wは、槽本体12内おいて攪拌機13にて攪拌されるとともに、この槽本体12内の複数の第1の担体17に固定した脱窒菌の作用により、この1次処理水W中の亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素が脱窒処理されて2次処理水Wとなる。
【0060】
そして、この2次処理水Wは、第3の脱窒槽61のスクリーン19を通過しつつ越流部18から越流して第1の凝集反応槽71の槽本体72内に貯留されて、この2次処理水W中のリンなどの無機物を凝集反応させた後、第2の凝集反応槽76の槽本体77内に貯留されて、この2次処理水W中の蛋白質などの高分子物質を凝集反応させる。
【0061】
この後、第2の凝集反応槽76にて高分子物質が凝集反応された2次処理水Wは、凝集沈殿槽81の槽本体82内に貯留されて、エアリフトポンプ83による曝気にて攪拌されて、この2次処理水W中の凝集反応した無機物や高分子物質などが凝集沈殿してスカムとなり、このスカムがスカムスキマ84により除去されて放流水Wとなる。
【0062】
そして、この放流水Wは、凝集沈殿槽81の越流堰85から越流して消毒槽91の槽本体92内に貯留されて消毒器93により消毒された後、放流ポンプ槽94の槽本体95内に貯留されて放流ポンプ96により河川などへと放流される。
【0063】
上述したように、上記一実施の形態によれば、前処理した畜産排水Dを無希釈な状態で第1の脱窒槽11にて脱窒処理した後、バイオリアクタ26にて生物処理して硝化槽31にて硝化処理する。このとき、この硝化槽31内の活性汚泥を第1の循環ポンプ34にて汚泥返送管35を介して第1の脱窒槽11へと返送させるとともに、この硝化槽31にて硝化処理された排水Dを、第2の脱窒槽37にて脱窒処理した後、MF膜槽41の液中膜ユニット44にて1次処理水Wと活性汚泥とに膜分離させる。
【0064】
さらに、このMF膜槽41での膜分離にて生成された活性汚泥を第2の循環ポンプ51にて汚泥返送管35を介して第1の脱窒槽11へと返送させるとともに、このMF膜槽41での膜分離による1次処理水Wを、第3の脱窒槽61にて脱窒処理して2次処理水Wとした後、第1の凝集反応槽71にてリンなどの無機物を凝集反応させるとともに、第2の凝集反応槽76にて蛋白質などの高分子物質を凝集反応させる。
【0065】
この後、これら無機物および高分子物質が凝集反応した2次処理水Wを凝集沈殿槽81にて凝集沈殿させて、この2次処理水WのCODを低下させるとともに脱リンして放流水Wとする。
【0066】
この結果、従来では、バイオリアクタ、脱窒槽および硝化槽にて構成された畜産排水処理装置のバイオリアクタでのBOD容積負荷が0.3〜0.5kg/m3・day程度に設定され、脱窒槽での負荷が0.12〜0.3kg/m3・day程度に設定され、さらに硝化槽での負荷が0.06〜0.25kg/m3・day程度に設定されていた。
【0067】
これに対し、上記一実施の形態において、33l/日の排水量の畜産排水高度処理システム1の第1の脱窒槽11のNO-N負荷を0.5〜1.5kg/m3・day程度に設定し、バイオリアクタ26および硝化槽31でのBOD容積負荷を1.5〜2.3kg/m3・day程度に設定し、この硝化槽31のNH-N負荷を0.3〜0.7kg/m3・day程度に設定し、さらにこの硝化槽31から第1の脱窒槽11への汚泥返送比としての硝化液循環比を3〜7程度に設定するとともに、第2の脱窒槽37のNO-N負荷を0.3〜1.5kg/m3・day程度に設定し、MF膜槽41でのBOD容積負荷を1〜2kg/m3・day程度に設定し、このMF膜槽41から第1の脱窒槽11への汚泥返送比を2〜5程度に設定し、第3の脱窒槽61のNO-N負荷を0.2〜1.5kg/m3・day程度に設定する。
【0068】
この結果、このように第1の脱窒槽11、バイオリアクタ26、硝化槽31、第2の脱窒槽37、MF膜槽41、第3の脱窒槽61のそれぞれを高負荷な状態に設定しても、試験的な結果として、温度が17〜20℃程度の畜産排水高度処理システム1にて処理された放流水WのBOD、COD、SS、T-NおよびT-Pのそれぞれが効率良く低下する。
【0069】
ここで、NO-Nとは、亜硝酸性窒素(NO-N)および硝酸性窒素(NO-N)のそれぞれを含む。さらに、NH-Nとは、アンモニア性窒素である。また、このときの硝化槽31中の排水Dは、pHが7.3〜8.8程度で、混合液中の浮遊物質量(Mixed Liquor Suspended Solids:MLSS)が7900〜28000mg/l程度で、溶存酸素量(Dissolved Oxygen:DO)が2〜3mg/lである。さらに、このときの第1の脱窒槽11中の畜産排水Dおよび第2の脱窒槽37中の排水Dのそれぞれは、pHが7〜9程度で、DOが0〜0.3mg/l程度である。
【0070】
したがって、これら第1の脱窒槽11、バイオリアクタ26、硝化槽31、第2の脱窒槽37、MF膜槽41、第3の脱窒槽61、第1の凝集反応槽71、第2の凝集反応槽76および凝集沈殿槽81のそれぞれの容積を比較的小さくして高負荷な状態としても、試験的に、畜産排水Dを処理した後の放流水WのBOD、COD、SS、T-NおよびT-Pのそれぞれを効率良く低下できる。よって、畜産排水高度処理システム1の維持管理を容易にできるとともに、この畜産排水高度処理システム1により安定した放流水Wを容易に得ることができる。
【0071】
また、これら第1の脱窒槽11、バイオリアクタ26、硝化槽31、第2の脱窒槽37、MF膜槽41、第3の脱窒槽61、第1の凝集反応槽71、第2の凝集反応槽76および凝集沈殿槽81のそれぞれの容積を比較的小さくしてコンパクト化することにより、各ディフューザ4および各洗浄装置20へと空気を送る第1の曝気ブロワ5および第2の曝気ブロワ21や、各攪拌機13を駆動させるモータ14、液中膜ユニット44へと空気を送る膜用ブロワ46などのそれぞれを小型化できる。よって、これら第1の曝気ブロワ5や、モータ14、第2の曝気ブロワ21、膜用ブロワ46などの機器施設のランニングコストを低減できるから、畜産排水高度処理システム1の維持管理をより容易にできる。
【0072】
さらに、MF膜槽41で膜分離した1次処理水Wを第3の脱窒槽61にて脱窒処理して2次処理水Wとしてから、この2次処理水Wを第1の凝集反応槽71および第2の凝集反応槽76にて無機物および高分子物質を凝集反応させて、これら無機物および高分子物質を凝集沈殿槽81にて凝集沈殿させて放流水Wとするので、MF膜槽41内で排水D中の有機性窒素が亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素となってしまった場合であっても、この排水D中の亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素を第3の脱窒槽61による脱窒処理によって窒素ガスとして除去できるから、畜産排水Dの脱窒処理をより確実にできる。
【0073】
また、脱窒処理に適した第1の担体17を第1の脱窒槽11、第2の脱窒槽37および第3の脱窒槽61のそれぞれに充填し、この第1の担体17とは異なる生物処理に適した第2の担体28をバイオリアクタ26に充填し、さらに、これら第1の担体17および第2の担体28のそれぞれとは異なる硝化処理に適した第3の担体33を硝化槽31に充填したので、これら第1の脱窒槽11、第2の脱窒槽37および第3の脱窒槽61での脱窒処理、バイオリアクタ26での生物処理、および硝化槽31での硝化処理のそれぞれを互いにより効率良くできるので、畜産排水Dの適切の処理を確実かつより効率良くできる。
【0074】
さらに、一般的に畜産排水Dに含まれる有機性窒素の成分粒子は殆どが0.45μmを超えるものであるから、MF膜槽41の液中膜ユニット44のマイクロフィルタ膜を、0.45μmとすることにより、MF膜槽41内の排水Dから的確かつ効率良く有機性窒素を膜分離して1次処理水Wにできる。このため、この1次処理水W1への有機性窒素の流出を防止できるとともに、この1次処理水Wからの放流水Wの窒素量を効率良く低減させてT-Nを抑制できる。
【0075】
なお、上記一実施の形態では、MF膜槽41と第1の凝集反応槽71との間に第3の脱窒槽61を設けて、MF膜槽41内で排水D中の有機性窒素が亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素となってしまった場合に、この排水D中の亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素を第3の脱窒槽61による脱窒処理によって窒素ガスとして除去させたが、このMF膜槽41内で排水D中の有機性窒素が亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素となるおそれがない場合には、この第3の脱窒槽61を設けなくてもよい。
【0076】
【実施例】
以下、上記一実施の形態における畜産排水高度処理システム1の一実施例を説明する。
【0077】
まず、調整槽2の槽本体3内に貯留された処理前の無希釈の畜産排水Dを測定したところ、BODが8567mg/lであり、CODが4200mg/lであり、SSが9100mg/lであり、T-Nが2533mg/lであり、T-Pが257mg/lであった。
【0078】
そして、排水量が33l/日である畜産排水高度処理システム1の第1の脱窒槽11のNO-N負荷を1.48kg/m3・dayに設定し、バイオリアクタ26および硝化槽31でのBOD容積負荷を1.69kg/m3・dayに設定し、この硝化槽31のNH-N負荷を0.58kg/m3・dayに設定するとともに、この硝化槽31から第1の脱窒槽11への硝化液循環比を3.22に設定する。
【0079】
また、第2の脱窒槽37のNO-N負荷を1.25kg/m3・day程度に設定し、MF膜槽41でのBOD容積負荷を2.00kg/m3・dayに設定し、このMF膜槽41から第1の脱窒槽11への汚泥返送比を4.36に設定し、第3の脱窒槽61のNO-N負荷を1.00kg/m3・dayに設定する。
【0080】
この状態で、この畜産排水高度処理システム1を運転した結果、第1の脱窒槽11の入口での畜産排水DのBODは、計算値で1400mg/lであった。
【0081】
このとき、第2の脱窒槽37の入口での排水Dは、分析値でBODが453mg/lであり、CODが2200mg/lであり、SSが4687mg/lであり、T-Nが643mg/lであり、T-Pが240mg/lであった。
【0082】
また、MF膜槽41にて膜分離処理された後の1次処理水Wは、分析値でBODが2.3mg/lであり、CODが160mg/lであり、SSが5mg/lであり、T-Nが268mg/lであり、T-Pが128mg/lであった。
【0083】
さらに、凝集沈殿槽81にて無機物および高分子物質が凝集沈殿にて除去された後の放流水Wは、分析値でBODが2.0mg/lであり、CODが98mg/lであり、SSが5mg/lであり、T-Nが27mg/lであり、T-Pが6.4mg/lであった。
【0084】
したがって、上述のように、第1の脱窒槽11、バイオリアクタ26、硝化槽31、第2の脱窒槽37、MF膜槽41、第3の脱窒槽61のそれぞれの容積を比較的小さくしつつ高負荷な状態に設定しても、試験的な結果として、この畜産排水高度処理システム1にて処理された放流水WのBOD、COD、SS、T-NおよびT-Pのそれぞれを効力良く低下できる。
【0085】
【発明の効果】
請求項1記載の畜産排水処理装置によれば、第1の脱窒槽、処理槽、硝化槽、第2の脱窒槽、膜分離槽および凝集沈殿槽のそれぞれの容積を比較的小さくして高負荷にしても、試験的に、処理水の生化学的酸素要求量、化学的酸素要求量、浮遊性物質、窒素およびリンなどのそれぞれを効力良く低下できるので、維持管理を容易にでき、安定した処理水を容易に得ることができる。
【0086】
請求項2記載の畜産排水処理装置によれば、請求項1記載の畜産排水処理装置の効果に加え、膜分離槽内で排水中の有機性窒素が亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素となっても、この亜硝酸性窒素並びに硝酸性窒素を第3の脱窒槽による排水の脱窒処理により窒素ガスとして除去できるから、排水の脱窒処理をより確実にできる。
【0087】
請求項3記載の畜産排水処理装置によれば、請求項1または2記載の畜産排水処置装置の効果に加え、第1の脱窒槽、処理槽および硝化槽に適した互いに異なる担体の充填により、これら第1の脱窒槽による排水の脱窒処理、処理槽による排水の生物処理、および硝化槽による排水の硝化処理のそれぞれをより効率良くできるので、畜産排水の適切な処理をより効率良くできる。
【0088】
請求項4記載の畜産排水処理装置によれば、請求項1ないし3いずれか記載の畜産排水処理装置の効果に加え、排水中の0.45μmを超える粒子状物質に由来する有機性窒素を膜分離槽で膜分離することにより、この排水から有機性窒素を効率良く分離できるから、この処理水への有機性窒素の流出を防止でき、処理水中の窒素量を効率良く低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の畜産排水処理装置の一実施の形態の一部を示す説明図である。
【図2】同上畜産排水処理装置の一部を示す説明図である。
【符号の説明】
1 畜産排水処理装置としての畜産排水高度処理システム
11 第1の脱窒槽
17 担体としての第1の担体
26 処理槽としてのバイオリアクタ
28 担体としての第2の担体
31 硝化槽
33 担体としての第3の担体
34 第1の汚泥返送手段としての第1の循環ポンプ
37 第2の脱窒槽
41 膜分離槽としてのMF膜槽
51 第2の汚泥返送手段としての第2の循環ポンプ
61 第3の脱窒槽
81 凝集沈殿槽
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a livestock wastewater treatment apparatus for treating livestock wastewater by nitrification and denitrification.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, livestock manure is separated into solid and liquid in a livestock barn or discharged as wastewater in a state of mixing manure. Then, feces after solid-liquid separation can be composted by fermentation.For example, in the case of pig farming, urine equivalent to about twice the amount of feces produced in a day is generated. If you do not own the agricultural land to be returned to the land, or if the amount of liquid fertilizer to be returned is too large, it will cause soil contamination, which makes it difficult to treat.
[0003]
Here, taking concrete example of swine raising wastewater, the structure of the pig house and the concentration of the wastewater change by mixing sawdust, but generally, the biochemical oxygen demand (Biochemical Oxygen Demand: BOD) And the amount of suspended solids (Suspended Solids: SS) is more than 10000 mg / l. In particular, in BOD, the concentration becomes 50 times or more the concentration of domestic wastewater (BOD = about 200 mg / l), and the load related to biological treatment such as activated sludge is extremely large.
[0004]
For this reason, in the conventional livestock wastewater treatment equipment, the BOD load is reduced to cope with a large-scale wastewater treatment facility, and when there is no facility space, the BOD load is increased to reduce the size of the facility. For the purpose, it is necessary to use a biological treatment method such as a carrier flow method or a membrane separation activated sludge. At this time, even if each of BOD and SS is efficiently purified, a high concentration of Chemical Oxygen Demand (COD), nitrogen, and phosphorus remain in the treated water, and these are regulated values. In some areas, it is also required to remove these COD, nitrogen and phosphorus.
[0005]
Further, as a livestock wastewater treatment technology used in this kind of livestock wastewater treatment apparatus, an activated sludge method, a lagoon method, an oxidation ditch method (OD method) and the like are generally used.
[0006]
However, in such a method, the quality of the treated water is difficult to stabilize due to deterioration of the sedimentation of the sludge due to bulking and floating of the sludge due to seasonal variation, difference in the amount of water used, and variation in the concentration of the raw water.
[0007]
In addition, livestock wastewater has a higher concentration of pollutants than other business wastewater, and it is not easy to maintain and manage the wastewater treatment facilities. Therefore, livestock wastewater treatment equipment that can obtain stable treated water without sludge runoff Is eagerly awaited.
[0008]
On the other hand, in areas where there is no regulation on nitrogen (N) and phosphorus (P), and the discharge regulation value is moderate, even if only BOD treatment is performed, high concentrations of total nitrogen (T-N = 2000) 55000 mg / l), and the nutritional balance in the livestock wastewater, such as BOD and TN, is extremely biased, and it is highly possible that the microbial activity is adversely affected. Therefore, it is essential to remove nitrogen when treating such livestock wastewater.
[0009]
In addition, the additional regulations of each prefecture based on the Water Pollution Control Law of the environment-related laws and regulations add COD, which is a total amount regulation, and nitrogen and phosphorus regulations, and consider not only nitrogen removal but also COD and phosphorus removal. The installation of wastewater treatment equipment has become mandatory, but the cost of wastewater treatment equipment borne by livestock farmers who raise livestock is enormous, and it is not easy to comply with laws and regulations.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional activated sludge method, the lagoon method and the oxidation ditch method, the quality of the treated water is difficult to stabilize due to seasonal fluctuations, differences in the amount of water used, and fluctuations in the raw water concentration. Since the pollutant concentration is high, there is a problem that maintenance and management are not easy and it is not easy to obtain stable treated water.
[0011]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a livestock wastewater treatment apparatus which can easily maintain and manage and obtain stable treated water.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The livestock wastewater treatment apparatus according to claim 1, wherein a first denitrification tank for denitrifying livestock wastewater, a treatment tank for biologically treating the wastewater denitrified in the first denitrification tank, and this treatment tank A nitrification tank for nitrifying wastewater that has been biologically treated in step 1, first sludge return means for returning sludge in the nitrification tank to the first denitrification tank, and wastewater nitrified in the nitrification tank. A second denitrification tank for denitrifying the wastewater, a membrane separation tank for subjecting the wastewater denitrified in the second denitrification tank to membrane separation, and the sludge in the membrane separation tank to the first denitrification tank. And a coagulating sedimentation tank for coagulating and sedimenting the wastewater subjected to membrane separation in the membrane separation tank and removing inorganic substances and polymer substances from the wastewater. is there.
[0013]
Then, after the livestock wastewater is denitrified in the first denitrification tank, the sludge in the nitrification tank for nitrifying the wastewater biologically treated in the treatment tank is returned to the first denitrification tank by the first sludge return means. Let it. After the nitrification treatment in the nitrification tank, the wastewater subjected to the denitrification treatment in the second denitrification tank is subjected to the membrane separation treatment in the membrane separation tank. At this time, the sludge in the membrane separation tank is returned to the first denitrification tank by the second sludge return means. Further, the wastewater subjected to the membrane separation treatment in the membrane separation tank is coagulated and settled in the coagulation sedimentation tank, and inorganic substances and polymer substances are removed from the wastewater to obtain treated water. As a result, even if the first denitrification tank, the treatment tank, the nitrification tank, the second denitrification tank, the membrane separation tank, and the coagulation sedimentation tank were made relatively small and the load was high, even if the load was high, the treatment was carried out experimentally. Water biochemical oxygen demand, chemical oxygen demand, buoyant substances, nitrogen, phosphorus, etc. are each efficiently reduced, so maintenance is easy and stable treated water is easily obtained. .
[0014]
The livestock wastewater treatment device according to claim 2 is the livestock wastewater treatment device according to claim 1, further comprising a third denitrification tank that performs a denitrification treatment on the wastewater subjected to the membrane separation treatment in the membrane separation tank, and a coagulation sedimentation tank. The wastewater that has been denitrified in the third denitrification tank flows into the tank.
[0015]
Then, the wastewater subjected to the membrane separation treatment in the membrane separation tank is subjected to a denitrification treatment in a third denitrification tank, and the wastewater subjected to the denitrification treatment in the third denitrification tank flows into the coagulation sedimentation tank. Even if the organic nitrogen in the wastewater becomes nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in the separation tank, the nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are removed as nitrogen gas by denitrification of the wastewater in a third denitrification tank. As a result, the denitrification treatment of the wastewater becomes more reliable.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the livestock wastewater treatment apparatus according to the first or second aspect, the first denitrification tank, the treatment tank, and the nitrification tank are filled with different carriers.
[0017]
The first denitrification tank, the treatment tank and the nitrification tank are filled with different carriers, whereby the first denitrification tank is used for denitrification of wastewater, the treatment tank is subjected to biological treatment, and the nitrification tank is used for treatment. As each of the nitrification treatments of the wastewater becomes more efficient, appropriate treatment of the livestock wastewater becomes more efficient.
[0018]
The livestock wastewater treatment apparatus according to claim 4 is the livestock wastewater treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the membrane separation tank uses a membrane to remove organic nitrogen derived from particulate matter exceeding 0.45 μm in the wastewater. What separates.
[0019]
The organic nitrogen derived from the particulate matter exceeding 0.45 μm in the wastewater is separated by membrane in the membrane separation tank, so that the organic nitrogen can be efficiently separated from the wastewater. The outflow of nitrogen can be prevented, and the amount of nitrogen in the treated water can be efficiently reduced.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a configuration of an embodiment of a livestock wastewater treatment apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0021]
1 and 2, reference numeral 1 denotes a livestock wastewater advanced treatment system as a livestock wastewater treatment device. This livestock wastewater advanced treatment system 1 includes a biochemical oxygen demand (BOD) treatment process and a denitrification process. This is a system that combines processing steps.
[0022]
The advanced livestock sewage treatment system 1 includes an adjusting tank 2 as a pretreatment tank. The adjusting tank 2 has a livestock effluent D before treatment that has passed through a 0.5 mm fine mesh screen. 0 Are stored undiluted. This regulating tank 2 contains livestock wastewater D before treatment. 0 And adjust the concentration and inflow of water.
[0023]
Here, livestock wastewater D as undiluted raw water before this treatment is used. 0 On average, the BOD is about 8500 to 19000 mg / l, the chemical oxygen demand (Chemical Oxygen Demand: COD) is about 4200 to 12500 mg / l, and the amount of suspended solids (Suspended Solids: SS) is 9100 to It is about 15000 mg / l, total nitrogen (TN) is about 2500-6600 mg / l, and total phosphorus (TP) is about 250-1000 mg / l.
[0024]
Further, the adjusting tank 2 has a livestock wastewater D therein. 0 Is provided with a bottomed tank body 3, and a diffuser as a diffuser is attached inside the tank body 3. This diffuser is provided with livestock wastewater D stored in the tank body 3. 0 And the livestock wastewater D 0 Supply and circulation of air, particularly oxygen, to make the concentration uniform, etc. 0 Prevent corruption.
[0025]
Further, on the downstream side of the adjusting tank 2, the livestock wastewater D pretreated in the adjusting tank 2 is disposed. 1 There is provided a first denitrification tank 11 into which a predetermined amount of water flows in at an overflow. The first denitrification tank 11 is provided with livestock wastewater D in the first denitrification tank 11. 1 Nitrite nitrogen and nitrate nitrogen therein are removed as nitrogen gas by the action of anaerobic bacteria, that is, denitrification treatment is performed. Further, the first denitrification tank 11 is provided with livestock wastewater D that has been pretreated in the adjustment tank 2. 1 Is provided with a tank body 12 in which the livestock wastewater D in the tank body 12 is stored. 1 A stirrer 13 is attached to stir and uniform the mixture.
[0026]
The stirrer 13 includes a motor 14 as a driving unit installed above the tank body 12, and a fan 16 is rotatably attached to the motor 14 via a shaft 15 as a shaft. ing. The fan 16 is provided at a lower central portion in the tank body 12. Further, the inside of the tank body 12 is filled with a plurality of first carriers 17 for denitrification, which are porous foams formed of hydrophilic polyethylene, so as to make up 30% of the volume of the tank body 12. The first carrier 17 contains livestock wastewater D 1 The denitrifying bacteria which denitrify the nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in it and turn them into nitrogen gas are fixed. This first carrier 17 is a livestock wastewater D 1 Is a carrier for denitrification suitable for denitrification treatment of nitrocellulose, and is brought into fluid contact under anaerobic conditions in the tank body 12 to promote the denitrification reaction.
[0027]
Further, on the downstream side of the tank body 12, there is formed an overflow section 18 through which wastewater stored and denitrified in the tank body 12 overflows. The overflow portion 18 is provided with a first carrier 17 in the tank body 12 and a grid-like screen 19 for preventing overflow of a relatively large suspended substance or the like. Further, a washing device 20 as a diffuser for preventing adhesion of a floating substance to the screen 19 or the like by aeration is attached to the inside of the tank main body 12 below the screen 19. The cleaning device 20 is connected to a distal end of a second air pipe 22 connected to a discharge port of a second aeration blower 21 for discharging and supplying air. Further, the base end of the second air pipe 22 is connected to the discharge port of the first aeration blower 5.
[0028]
Next, on the downstream side of the first denitrification tank 11, the wastewater D denitrified in the first denitrification tank 11 is disposed. 2 Biological treatment of organic nitrogen in the wastewater D 2 In particular, a bioreactor 26 is installed as a treatment tank for lowering the BOD. Further, the bioreactor 26 is provided with a drainage D that overflows from the overflow section 18 of the first denitrification tank 11. 2 Is provided with a bottomed tank main body 27 in which the gas is introduced and stored. The diffuser 4 is attached inside the tank main body 27. This diffuser 4 is provided with drainage D in the tank body 27. 2 And drain this D 2 Air, especially oxygen, is supplied into the wastewater to activate the biodegradation of the wastewater by aerobic bacteria. 2 BOD is reduced and the wastewater D 2 Is circulated in the tank body 27.
[0029]
Further, inside the tank main body 27, a plurality of second carriers 28, which are porous foams formed of biocarrier plastic, for example, polypropylene and activated carbon, make up 20% of the volume of the tank main body 27. The second carrier 28 is filled with drainage D 2 BOD oxidizing bacteria, etc., which are subjected to biological treatment for lowering the BOD of bacteria, are fixed. The second carrier 28 is a carrier for BOD treatment suitable for biological treatment different from the first carrier 17, and is brought into fluid contact under aerobic conditions in the tank body 27 to promote the BOD oxidation reaction. . Further, on the downstream side of the tank body 27, an overflow section 18 to which a screen 19 and a washing device 20 are attached is provided.
[0030]
Further, on the downstream side of the bioreactor 26, wastewater D biologically treated by the bioreactor 26 is disposed. 3 A nitrification tank 31 for nitrifying nitrogen, particularly ammoniacal nitrogen, into nitrite nitrogen and nitrate nitrogen is provided. In addition, the nitrification tank 31 is provided with wastewater D overflowing from the overflow section 18 of the bioreactor 26. 3 Is provided with a bottomed tank main body 32 in which the wastewater D is stored in the tank main body 32. 3 And drain this D 3 Air, especially oxygen, is supplied to the inside to activate nitrification of the wastewater by aerobic bacteria, 3 Is diffused in the tank body 32.
[0031]
The inside of the tank main body 32 is filled with a plurality of third carriers 33 as a porous foam formed of hydrophilic polyurethane so as to make up 20% of the volume of the tank main body 32. The third carrier 33 has drainage D 3 Nitrifying bacteria that nitrify the ammoniacal nitrogen therein into nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are fixed. The third carrier 33 is a nitrification carrier which is different from the first carrier 17 and the second carrier 28 and is suitable for nitrification treatment. Nitrogen is converted into nitrite nitrogen and nitrate nitrogen. Further, on the downstream side of the tank main body 32, an overflow section 18 to which a screen 19 and a washing device 20 are attached is provided.
[0032]
Further, inside the tank body 32 of the nitrification tank 31, there is provided a second sludge returning means as first sludge returning means for returning the activated sludge (not shown) in the tank body 32 into the tank body 12 of the first denitrification tank 11. One circulation pump 34 is provided. The first circulation pump 34 is installed below the screen 19 in the tank main body 32. Further, a base end of a sludge return pipe 35 as a sludge return line is connected to a discharge port of the first circulation pump 34, and a distal end of the sludge return pipe 35 is connected to the first denitrification tank 11. It is located above the tank body 12.
[0033]
Next, on the downstream side of the nitrification tank 31, the wastewater D that has been nitrified in the nitrification tank 31 is disposed. 4 A second denitrification tank 37 for denitrifying the wastewater is provided. The second denitrification tank 37 is configured similarly to the first denitrification tank 11.
[0034]
Further, on the downstream side of the second denitrification tank 37, the wastewater D denitrified in the second denitrification tank 37 is disposed. 5 Is provided with a microfilter (MF) membrane tank 41, which is a membrane separation tank for subjecting the water to a treatment water. This MF membrane tank 41 is provided with a drainage D overflowing from the overflow section 18 of the second denitrification tank 37. 5 Is provided with a tank body 42 having a bottom, into which the wastewater D is stored in the tank body 42. 5 A diffuser 43 for aerating the air is attached, and the diffuser 43 is connected to the second air pipe 22.
[0035]
Further, the drainage D in the tank body 42 is provided inside the tank body 42. 5 Treated water W as membrane separation water that is wastewater from wastewater 1 Is provided with a submerged membrane unit 44 as a membrane separation means for separating the membrane with a microfilter membrane (not shown) as a microfiltration membrane. The submerged membrane unit 44 is installed on the downstream side in the tank main body 42. Here, the microfilter membrane of this submerged membrane unit 44 is made of chlorinated polyethylene, and is set so as to separate solid particles from particles having a size of 0.45 μm or more, particularly organic nitrogen component particles. Primary treatment water W for reactive nitrogen 1 Outflow to the primary treated water W 1 Water W generated from 3 Is efficiently reduced.
[0036]
Further, in the inside of the submerged membrane unit 44, drainage D which is subjected to membrane separation by the submerged membrane unit 44 is provided. 5 A diffuser 45 for aerating the air is attached. The air diffuser 45 is connected to a third air pipe 47 connected to the discharge port of the film blower 46. Here, the discharge ports of the film blower 46 are connected to the discharge ports of the first aeration blower 5 and the second aeration blower 21, respectively.
[0037]
A baffle 48 is attached inside the tank main body 42 of the MF membrane tank 41 as a partition that partitions the inside of the tank main body 42 into an upstream side and a downstream side. The baffle 48 is used for drainage D stored in the tank body 42. 5 Of the tank body 42, 5 Regulates the flow above. The activated sludge (not shown) separated by the membrane separation by the submerged membrane unit 44 in the tank body 42 is provided upstream of the baffle 48 in the tank body 42 with the tank body of the first denitrification tank 11. A second circulation pump 51 is provided as a second sludge return means for returning the sludge to the inside. The second circulation pump 51 is connected to a base end of the sludge return pipe 35. Further, a drawing pump 52 is provided upstream of the baffle 48 in the tank main body 42 to draw out the activated sludge in the tank main body 42 and transfer it to a sludge storage tank (not shown).
[0038]
Here, on the upper part of the submerged membrane unit 44, the primary treated water W after the membrane separation in the submerged membrane unit 44 is performed. 1 Is connected to a drain pipe 53 for discharging water to the outside. Here, the primary treated water W 1 On average, BOD is about 2 to 12 mg / l, COD is about 98 to 400 mg / l, SS is about 5 to 10 mg / l, and T-N is about 27 to 45 mg / l. , T-P is about 6 to 10 mg / l.
[0039]
Further, the primary treated water W in the drain pipe 53 is provided in the drain pipe 53. 1 A negative pressure gauge 54 for measuring the pressure of the gas is attached. Further, on the downstream side of the drainage pipe 53 from the negative pressure gauge 54, the primary treated water W separated by membrane in the submerged membrane unit 44 is provided. 1 A primary treated water discharge pump 55 for extracting the water is attached. Further, a constant flow valve 56 and a flow meter 57 are attached to a drain pipe 53 downstream of the primary treated water discharge pump 55.
[0040]
Downstream of the drain pipe 53 to which the constant flow valve 56 and the flow meter 57 are attached, the primary treated water W separated by the membrane in the MF membrane tank 41 is disposed. 1 Denitrification treatment and secondary treatment water W 2 A third denitrification tank 61 is provided. The third denitrification tank 61 is configured in the same manner as the first denitrification tank 11, and the drainage D stored in the MF membrane tank 41 5 When the organic nitrogen contained therein becomes nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, the nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are denitrified and removed as nitrogen gas.
[0041]
Further, the tank body 12 of the third denitrification tank 61 is provided with the primary treated water W in the tank body 12. 1 A chemical solution injection means 62 for injecting a chemical solution into the apparatus is attached. The chemical injection means 62 includes a chemical tank 63 in which a chemical such as methanol is stored. The chemical tank 63 is provided with the chemical in the chemical tank 63 in the tank body 12 of the third denitrification tank 61. A chemical liquid injection pump 64 for injecting about 2.5 times as much as nitrite nitrogen and nitrate nitrogen into the tank body 12 is attached.
[0042]
On the other hand, on the downstream side of the third denitrification tank 61, the secondary treated water W denitrified in the third denitrification tank 61 is provided. 2 A first coagulation reaction tank 71 for coagulating an inorganic substance such as phosphorus (P) therein is provided. The first coagulation reaction tank 71 is provided with the secondary treated water W overflowing from the overflow section 18 of the third denitrification tank 61. 2 The tank body 72 is provided with a stirrer 13 attached thereto.
[0043]
Further, the tank body 72 is provided with the secondary treated water W in the tank body 72. 2 A first coagulant injecting unit 73 for injecting an inorganic coagulant such as iron salt is preferably attached to the first coagulant. The first flocculant injecting means 73 includes a flocculant tank 74 in which a flocculant is stored. The flocculant tank 74 is provided with the flocculant in the flocculant tank 74 in the tank main body 72. For example, a chemical liquid injection pump 64 for injecting at a flow rate of 400 mg / l is attached.
[0044]
Further, downstream of the first coagulation reaction tank 71, the secondary treated water W in which the inorganic substance has been coagulated in the first coagulation reaction tank 71. 2 Aggregation reaction of high-molecular substances such as proteins in the second treatment water W 2 A second agglutination reaction tank 76 for lowering the COD of the above is provided. The second coagulation reaction tank 76 is provided with the secondary treated water W overflowing from the first coagulation reaction tank 71. 2 Is provided with a stirrer 13 attached thereto.
[0045]
The tank body 77 has a secondary treated water W inside the tank body 77. 2 A second coagulant injecting means 78 for injecting a coagulant, preferably an amphoteric cationic polymer coagulant, more preferably a cationic coagulant such as T-766 (trade name), is provided. The second flocculant injecting means 78 includes a flocculant tank 74 in which a cationic flocculant is stored. The flocculant tank 74 has a cationic flocculant in the flocculant tank 74. A chemical injection pump 64 for injecting the agent into the tank body 77 is attached.
[0046]
Further, on the downstream side of the second agglutination reaction tank 76, the secondary treated water W decolorized by the agglutination reaction of the polymer substance in the second agglutination reaction tank 76 2 Flood water W by coagulating and sedimenting inorganic substances and polymer substances in the water 3 A coagulation sedimentation tank 81 is provided. The coagulation sedimentation tank 81 is provided with the secondary treated water W overflowing from the second coagulation reaction tank 76. 2 Is provided with a bottomed tank main body 82 into which is introduced and stored, and inside the tank main body 82, the secondary treated water W in the tank main body 82 is provided. 2 An air lift pump 83 is provided for pumping water, such as inorganic substances and polymer substances, which have been subjected to a coagulation reaction and coagulated and precipitated. The air lift pump 83 is connected to the second air pipe 22.
[0047]
Further, a scum gap 84 for removing scum generated by agitation by aeration of the air lift pump 83 is attached inside the tank body 82. Here, the scum generated by the aeration by the air lift pump 83 is the second treated water W 2 This is caused by coagulation and sedimentation of the inorganic substance or polymer substance which has undergone the coagulation reaction. Further, the scum gap 84 is also connected to the second air pipe 22. The scum removed by the scum gap 84 is transferred to a sludge storage tank (not shown).
[0048]
Further, on the downstream side of the coagulation and sedimentation tank 81 in the tank main body 82, the discharged water W after the inorganic substance and the polymer substance are coagulated and settled in the tank main body 82. 3 An overflow weir 85 is provided to allow the water to overflow to the outside. Further, on the downstream side of the overflow weir 85, the discharged water W overflowing from the overflow weir 85 3 A disinfecting tank 91 for storing and disinfecting is stored. This disinfection tank 91 is provided with the discharge water W 3 Is provided with a bottomed tank body 92 in which the discharged water W stored in the tank body 92 is provided. 3 A disinfecting device 93 for disinfecting is provided.
[0049]
Further, on the downstream side of the disinfection tank 91, the discharged water W disinfected in the disinfection tank 91 is disposed. 3 The discharge pump tank 94 in which the water is stored is provided adjacent to the discharge pump tank 94. The discharge pump tank 94 is provided with discharge water W disinfected in the disinfection tank 91. 3 Is provided with a tank body 95 stored therein. The discharge water W stored in the tank body 95 is provided inside the tank body 95. 3 A discharge pump 96 for discharging the water to a river or the like (not shown) is provided.
[0050]
Next, the livestock wastewater treatment method of the embodiment will be described.
[0051]
First, livestock wastewater D passed through a 0.5 mm fine mesh screen and stored undiluted in the tank body 3 of the adjustment tank 2. 0 Is aerated while being agitated by the diffuser 4 in the tank body 3 and the livestock wastewater D in the tank body 3 is agitated. 0 Livestock effluent D 1 It is said.
[0052]
Next, this livestock wastewater D 1 Is overflowed from the tank body 3 of the regulating tank 2 and stored in the tank body 12 of the first denitrification tank 11. At this time, this livestock wastewater D 1 Is agitated by a stirrer 13 in the tank body 12 and is denitrified by the action of denitrifying bacteria fixed to the plurality of first carriers 17 in the tank body 12 to drain water D 2 It becomes.
[0053]
And this drainage D 2 After flowing through the screen 19 of the first denitrification tank 11, it overflows from the overflow section 18 and is stored in the tank body 27 of the bioreactor 26. At this time, this drainage D 2 Is aerated by the diffuser 4 in the tank body 27, and is biologically treated by the action of the BOD oxidizing bacteria fixed to the second carrier 28 in the tank body 27 to lower the BOD and drain water D 3 It becomes.
[0054]
Furthermore, this drainage D 3 After flowing through the screen 19 of the bioreactor 26, it overflows from the overflow section 18 and is stored in the tank body 32 of the nitrification tank 31. At this time, this drainage D 3 Is drained by the diffuser 4 in the tank main body 32 and the drainage D is caused by the action of nitrifying bacteria fixed to the third carrier 33 in the tank main body 32. 3 Ammonia nitrogen in the water is nitrified into nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, and wastewater D 4 It becomes.
[0055]
The activated sludge in the nitrification tank 31 is returned to the first denitrification tank 11 by the first circulation pump 34 via the sludge return pipe 35.
[0056]
Furthermore, the wastewater D that has been nitrified in the nitrification tank 31 4 After flowing through the screen 19 of the nitrification tank 31, it overflows from the overflow section 18 and is stored in the tank body 12 of the second denitrification tank 37. At this time, this drainage D 4 Is agitated by a stirrer 13 in the tank body 12, and is denitrified by the action of denitrifying bacteria fixed to the plurality of first carriers 17 in the tank body 12, and the wastewater D 5 It becomes.
[0057]
In addition, this drainage D 5 After passing through the screen 19 of the second denitrification tank 37, it overflows from the overflow section 18 and is stored in the tank body 42 of the MF membrane tank 41. And this drainage D 5 Is aerated by an air diffuser 43 in the tank main body 42, and is subjected to primary separation water W by membrane separation by a submerged membrane unit 44 in the tank main body 42. 1 And activated sludge are separated into solid and liquid.
[0058]
The activated sludge generated by the membrane separation by the submerged membrane unit 44 precipitates and accumulates in the tank body 42. Then, the activated sludge is returned to the first denitrification tank 11 via the sludge return pipe 35 by the second circulation pump 51, and is drawn out and stored in the sludge storage tank by the drawing pump 52. .
[0059]
Furthermore, the primary treated water W separated by membrane in the submerged membrane unit 44 1 Is discharged into the tank body 12 of the third denitrification tank 61 through the drain pipe 53 by the primary treatment water drain pump 55 and stored. At this time, the primary treated water W 1 Is agitated by a stirrer 13 in the tank body 12, and the primary treated water W is agitated by the action of denitrifying bacteria fixed to the plurality of first carriers 17 in the tank body 12. 1 Nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in the water are denitrified and secondary treated water W 2 It becomes.
[0060]
And this secondary treatment water W 2 Flows over the overflow section 18 while passing through the screen 19 of the third denitrification tank 61, and is stored in the tank body 72 of the first coagulation reaction tank 71. 2 After an inorganic substance such as phosphorus in the second coagulation reaction tank 76 undergoes an agglutination reaction, the second treatment water W is stored in a tank body 77 of the second agglutination reaction tank 76. 2 Aggregation reaction of high molecular substances such as proteins inside.
[0061]
Thereafter, the secondary treated water W in which the polymer substance has undergone an agglutination reaction in the second agglutination reaction tank 76 2 Is stored in the tank body 82 of the coagulation sedimentation tank 81, and is stirred by aeration by the air lift pump 83. 2 The coagulation-reacted inorganic substances and high-molecular substances in the coagulation settle to form scum, and this scum is removed by the scum skimmer 84 and the discharged water W 3 It becomes.
[0062]
And this effluent W 3 After overflowing from the overflow weir 85 of the coagulation sedimentation tank 81 and stored in the tank body 92 of the disinfection tank 91 and disinfected by the disinfecting device 93, it is stored and discharged in the tank body 95 of the discharge pump tank 94. The water is discharged to a river by a pump 96.
[0063]
As described above, according to the embodiment, the pretreated livestock wastewater D 1 Is subjected to denitrification treatment in the first denitrification tank 11 in an undiluted state, and then subjected to biological treatment in the bioreactor 26 and nitrification treatment in the nitrification tank 31. At this time, the activated sludge in the nitrification tank 31 is returned to the first denitrification tank 11 via the sludge return pipe 35 by the first circulation pump 34, and the wastewater treated by the nitrification in the nitrification tank 31 is discharged. D 4 Is subjected to a denitrification treatment in a second denitrification tank 37, and then is subjected to primary treatment water W in a submerged membrane unit 44 of an MF membrane tank 41. 1 And activated sludge.
[0064]
Further, the activated sludge generated by the membrane separation in the MF membrane tank 41 is returned by the second circulation pump 51 to the first denitrification tank 11 via the sludge return pipe 35, and the MF membrane tank is also returned. Primary treatment water W by membrane separation in 41 1 Is subjected to a denitrification treatment in a third denitrification tank 61 to form a second treated water W 2 After that, an inorganic substance such as phosphorus is caused to undergo an agglutination reaction in the first agglutination reaction tank 71, and a polymer substance such as a protein is caused to undergo an agglutination reaction in the second agglutination reaction tank.
[0065]
Thereafter, the secondary treatment water W in which the inorganic substance and the polymer substance have undergone an agglutination reaction 2 Is coagulated and settled in the coagulation sedimentation tank 81, and the secondary treatment water W 2 To reduce COD and release phosphorus to discharge water W 3 And
[0066]
As a result, conventionally, the BOD volume load in the bioreactor of the livestock wastewater treatment device including the bioreactor, the denitrification tank and the nitrification tank is 0.3 to 0.5 kg / m. Three ・ Set to about day, load in denitrification tank is 0.12-0.3kg / m Three ・ It is set to about day, and the load in the nitrification tank is 0.06-0.25kg / m Three ・ It was set to about day.
[0067]
On the other hand, in the above embodiment, the NO in the first denitrification tank 11 of the advanced livestock wastewater treatment system 1 with a wastewater flow rate of 33 l / day is described. X -N load 0.5 ~ 1.5kg / m Three ・ Set to about day, and set the BOD volume load in the bioreactor 26 and the nitrification tank 31 to 1.5 to 2.3 kg / m. Three ・ Set to about day, NH of this nitrification tank 31 4 -N load 0.3 ~ 0.7kg / m Three Day, the nitrification liquid circulation ratio as the sludge return ratio from the nitrification tank 31 to the first denitrification tank 11 is set to about 3 to 7, and the NO of the second denitrification tank 37 is set. X -N load 0.3 ~ 1.5kg / m Three ・ Set to about day, and set the BOD volume load in the MF membrane tank 41 to 1-2 kg / m. Three Day, the sludge return ratio from the MF membrane tank 41 to the first denitrification tank 11 is set to about 2 to 5, and the NO of the third denitrification tank 61 is set. X -N load is 0.2 ~ 1.5kg / m Three ・ Set to about day.
[0068]
As a result, each of the first denitrification tank 11, the bioreactor 26, the nitrification tank 31, the second denitrification tank 37, the MF membrane tank 41, and the third denitrification tank 61 is set to a high load state. As a test result, the effluent W treated by the livestock wastewater advanced treatment system 1 at a temperature of about 17 to 20 ° C. 3 , COD, SS, TN, and TP decrease efficiently.
[0069]
Where NO X -N is nitrite nitrogen (NO 2 -N) and nitrate nitrogen (NO 3 -N). Further, NH 4 -N is ammoniacal nitrogen. At this time, the drainage D in the nitrification tank 31 3 Has a pH of about 7.3 to 8.8, an amount of suspended solids in the mixture (Mixed Liquor Suspended Solids: MLSS) of about 7900 to 28000 mg / l, and an amount of dissolved oxygen (Dissolved Oxygen: DO) of 2 to 3 mg / l. Furthermore, the livestock wastewater D in the first denitrification tank 11 at this time is 1 And drainage D in the second denitrification tank 37 4 Have a pH of about 7 to 9 and a DO of about 0 to 0.3 mg / l.
[0070]
Therefore, these first denitrification tank 11, bioreactor 26, nitrification tank 31, second denitrification tank 37, MF membrane tank 41, third denitrification tank 61, first agglutination reaction tank 71, and second agglutination reaction Even if the respective volumes of the tank 76 and the coagulation sedimentation tank 81 are made relatively small and the load is high, the livestock wastewater D 0 Effluent W after treating 3 , COD, SS, TN and TP can be efficiently reduced. Therefore, the maintenance and management of the advanced livestock wastewater treatment system 1 can be facilitated, and the stable discharge water W 3 Can be easily obtained.
[0071]
Further, the first denitrification tank 11, the bioreactor 26, the nitrification tank 31, the second denitrification tank 37, the MF membrane tank 41, the third denitrification tank 61, the first agglutination reaction tank 71, the second agglutination reaction By making the respective volumes of the tank 76 and the coagulation sedimentation tank 81 relatively small and compact, the first aeration blower 5 and the second aeration blower 21 for sending air to each diffuser 4 and each washing device 20, In addition, the size of each of the motor 14 for driving each agitator 13 and the membrane blower 46 for sending air to the submerged membrane unit 44 can be reduced. Therefore, the running costs of the equipment facilities such as the first aeration blower 5, the motor 14, the second aeration blower 21, and the membrane blower 46 can be reduced, and the maintenance and management of the advanced livestock wastewater treatment system 1 can be more easily performed. it can.
[0072]
Furthermore, the primary treated water W separated by membrane in the MF membrane tank 41 1 Is subjected to a denitrification treatment in a third denitrification tank 61 to produce a second treated water W 2 After that, this secondary treated water W 2 Is subjected to an agglutination reaction between the inorganic substance and the polymer substance in the first and second coagulation reaction tanks 71 and 76, and the inorganic substance and the polymer substance are coagulated and precipitated in the coagulation / sedimentation tank 81. 3 Effluent D in the MF membrane tank 41 5 Even if the organic nitrogen in the wastewater becomes nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, this wastewater D 5 Since the nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in the wastewater can be removed as nitrogen gas by the denitrification treatment in the third denitrification tank 61, the livestock wastewater D 0 Denitrification can be more reliably performed.
[0073]
Further, the first carrier 17 suitable for the denitrification treatment is filled in each of the first denitrification tank 11, the second denitrification tank 37, and the third denitrification tank 61, and the organism different from the first carrier 17 The bioreactor 26 is filled with a second carrier 28 suitable for the treatment, and a third carrier 33 suitable for the nitrification treatment different from each of the first carrier 17 and the second carrier 28 is supplied to the nitrification tank 31. The first denitrification tank 11, the second denitrification tank 37, the third denitrification tank 61, the denitrification treatment in the bioreactor 26, and the nitrification treatment in the nitrification tank 31 Effluent D 0 The appropriate processing can be surely and more efficiently performed.
[0074]
Furthermore, in general, livestock wastewater D 0 Since most of the organic nitrogen component particles contained in the MF membrane tank 41 exceed 0.45 μm, by setting the micro filter membrane of the submerged membrane unit 44 of the MF membrane tank 41 to 0.45 μm, Drainage D 5 Membrane from organic nitrogen accurately and efficiently from primary water W 1 Can be. Therefore, the primary treated water W 1 Outflow of organic nitrogen to the primary treated water W 1 Discharge water W from 3 TN can be suppressed by efficiently reducing the amount of nitrogen in the steel.
[0075]
In the above-described embodiment, a third denitrification tank 61 is provided between the MF membrane tank 41 and the first coagulation reaction tank 71, and the wastewater D is discharged in the MF membrane tank 41. 5 When the organic nitrogen in the waste water becomes nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, the wastewater D 5 The nitrite nitrogen and nitrate nitrogen contained therein were removed as nitrogen gas by the denitrification treatment in the third denitrification tank 61. 5 The third denitrification tank 61 may not be provided if there is no possibility that the organic nitrogen contained therein will become nitrite nitrogen and nitrate nitrogen.
[0076]
【Example】
Hereinafter, an example of the livestock wastewater advanced treatment system 1 according to the embodiment will be described.
[0077]
First, undiluted livestock wastewater D before treatment stored in the tank body 3 of the adjustment tank 2 0 Was measured, the BOD was 8567 mg / l, the COD was 4200 mg / l, the SS was 9100 mg / l, the TN was 2533 mg / l, and the TP was 257 mg / l.
[0078]
Then, the NO of the first denitrification tank 11 of the livestock wastewater advanced treatment system 1 in which the amount of wastewater is 33 l / day. X -N load is 1.48kg / m Three ・ Set to day and set the BOD volume load in the bioreactor 26 and the nitrification tank 31 to 1.69 kg / m. Three ・ Set to day, NH of this nitrification tank 31 4 -N load 0.58kg / m Three Day and the nitrification liquor circulation ratio from the nitrification tank 31 to the first denitrification tank 11 is set to 3.22.
[0079]
Also, the NO of the second denitrification tank 37 X -N load is 1.25kg / m Three ・ Set to about day, and set the BOD volume load in the MF membrane tank 41 to 2.00 kg / m Three Day, the sludge return ratio from the MF membrane tank 41 to the first denitrification tank 11 is set to 4.36, and the NO of the third denitrification tank 61 X -N load is 1.00kg / m Three ・ Set to day.
[0080]
In this state, as a result of operating this livestock wastewater advanced treatment system 1, livestock wastewater D at the entrance of the first denitrification tank 11 was obtained. 1 Had a calculated BOD of 1400 mg / l.
[0081]
At this time, drainage D at the entrance of the second denitrification tank 37 4 As a result of analysis, BOD was 453 mg / l, COD was 2200 mg / l, SS was 4687 mg / l, TN was 643 mg / l, and TP was 240 mg / l.
[0082]
Further, the primary treated water W after the membrane separation treatment in the MF membrane tank 41 is performed. 1 The analytical values were BOD of 2.3 mg / l, COD of 160 mg / l, SS of 5 mg / l, T-N of 268 mg / l and T-P of 128 mg / l. Was.
[0083]
Further, the effluent water W after the inorganic substance and the polymer substance are removed by the coagulation sedimentation in the coagulation sedimentation tank 81. 3 Is the analytical value, BOD is 2.0 mg / l, COD is 98 mg / l, SS is 5 mg / l, TN is 27 mg / l, and TP is 6.4 mg / l. Met.
[0084]
Therefore, as described above, the respective volumes of the first denitrification tank 11, the bioreactor 26, the nitrification tank 31, the second denitrification tank 37, the MF membrane tank 41, and the third denitrification tank 61 are made relatively small. Even if the load is set to a high load state, as a test result, the discharged water W treated by the livestock wastewater advanced treatment system 1 3 , COD, SS, TN and TP can be effectively reduced.
[0085]
【The invention's effect】
According to the livestock wastewater treatment device of the first aspect, the first denitrification tank, the treatment tank, the nitrification tank, the second denitrification tank, the membrane separation tank, and the coagulation sedimentation tank are relatively small in volume, and high load is applied. Even so, on a trial basis, the biochemical oxygen demand of the treated water, the chemical oxygen demand, the buoyant substances, nitrogen and phosphorus, etc. can be effectively reduced, so that maintenance and management can be facilitated and stable Treated water can be easily obtained.
[0086]
According to the livestock wastewater treatment apparatus of the second aspect, in addition to the effect of the livestock wastewater treatment apparatus of the first aspect, the organic nitrogen in the wastewater in the membrane separation tank becomes nitrite nitrogen and nitrate nitrogen. Also, since nitrite nitrogen and nitrate nitrogen can be removed as nitrogen gas by denitrification of wastewater in the third denitrification tank, denitrification of wastewater can be performed more reliably.
[0087]
According to the livestock wastewater treatment device according to claim 3, in addition to the effects of the livestock wastewater treatment device according to claim 1 or 2, the first denitrification tank, the processing tank and the nitrification tank are filled with mutually different carriers, Since the denitrification treatment of wastewater by the first denitrification tank, the biological treatment of wastewater by the treatment tank, and the nitrification treatment of wastewater by the nitrification tank can be performed more efficiently, appropriate treatment of livestock wastewater can be performed more efficiently.
[0088]
According to the livestock wastewater treatment apparatus of the fourth aspect, in addition to the effect of the livestock wastewater treatment apparatus of any one of the first to third aspects, organic nitrogen derived from particulate matter exceeding 0.45 μm in the wastewater is treated by a membrane. Since organic nitrogen can be efficiently separated from the wastewater by membrane separation in the separation tank, the outflow of organic nitrogen into the treated water can be prevented, and the amount of nitrogen in the treated water can be efficiently reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a part of an embodiment of a livestock wastewater treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a part of the livestock wastewater treatment device.
[Explanation of symbols]
1. Livestock wastewater advanced treatment system as livestock wastewater treatment equipment
11 First denitrification tank
17 First carrier as carrier
26 Bioreactor as treatment tank
28 Second carrier as carrier
31 Nitrification tank
33 Third carrier as carrier
34 First circulation pump as first sludge return means
37 Second denitrification tank
41 MF membrane tank as membrane separation tank
51 Second circulation pump as second sludge return means
61 Third denitrification tank
81 Coagulation sedimentation tank

Claims (4)

畜産排水を脱窒処理する第1の脱窒槽と、
この第1の脱窒槽にて脱窒処理された排水を生物処理する処理槽と、
この処理槽にて生物処理された排水を硝化処理する硝化槽と、
この硝化槽内の汚泥を前記第1の脱窒槽へと返送させる第1の汚泥返送手段と、
前記硝化槽にて硝化処理された排水を脱窒処理する第2の脱窒槽と、
この第2の脱窒槽にて脱窒処理された排水を膜分離処理する膜分離槽と、
この膜分離槽内の汚泥を前記第1の脱窒槽へと返送させる第2の汚泥返送手段と、
前記膜分離槽にて膜分離処理された排水を凝集沈殿させて、この排水から無機物および高分子物質を除去する凝集沈殿槽と
を具備したことを特徴とした畜産排水処理装置。
A first denitrification tank for denitrifying livestock wastewater,
A treatment tank for biologically treating wastewater denitrified in the first denitrification tank;
A nitrification tank for nitrifying wastewater biologically treated in this treatment tank,
First sludge returning means for returning sludge in the nitrification tank to the first denitrification tank;
A second denitrification tank for denitrifying wastewater that has been nitrified in the nitrification tank;
A membrane separation tank for subjecting the wastewater denitrified in the second denitrification tank to a membrane separation treatment;
Second sludge return means for returning sludge in the membrane separation tank to the first denitrification tank;
A livestock wastewater treatment apparatus, comprising: a coagulation sedimentation tank for coagulating and sedimenting wastewater subjected to membrane separation treatment in the membrane separation tank, and removing inorganic substances and polymer substances from the wastewater.
膜分離槽にて膜分離処理された排水を脱窒処理する第3の脱窒槽を具備し、
凝集沈殿槽には、前記第3の脱窒槽にて脱窒処理された排水が流入される
ことを特徴とした請求項1記載の畜産排水処理装置。
A third denitrification tank for denitrifying wastewater subjected to membrane separation in the membrane separation tank,
The livestock wastewater treatment apparatus according to claim 1, wherein the wastewater denitrified in the third denitrification tank flows into the coagulation sedimentation tank.
第1の脱窒槽、処理槽および硝化槽には、互いに異なる担体が充填されている
ことを特徴とした請求項1または2記載の畜産排水処理装置。
The livestock wastewater treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first denitrification tank, the treatment tank, and the nitrification tank are filled with different carriers.
膜分離槽は、排水中の0.45μmを超える粒子状物質に由来する有機性窒素を膜分離する
ことを特徴とした請求項1ないし3いずれか記載の畜産排水処理装置。
The livestock wastewater treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the membrane separation tank performs membrane separation of organic nitrogen derived from particulate matter exceeding 0.45 µm in the wastewater.
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