JP2007326030A

JP2007326030A - オキシデーションディッチの運転方法

Info

Publication number: JP2007326030A
Application number: JP2006158820A
Authority: JP
Inventors: Toru Kazui; 徹数井; Masaaki Yoshino; 正章吉野
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-12-20

Abstract

【課題】従来からの設備を大幅に変更することなく、オキシデーションディッチ法によって効率よく全リンを除去することができるオキシデーションディッチの運転方法を提供する。
【解決手段】ディッチ１１内の汚水と活性汚泥とからなる循環液を循環させる循環手段１２と、ディッチ内の循環液に酸素を供給する散気手段１３と、ディッチ内から処理液流出口１４を経て流出する処理液の流出量を一定流量に調節する流出量制御手段１７とを備え、循環手段によってディッチ内に循環流を形成した状態で、散気手段を間欠的に作動させてディッチ内に好気状態、無酸素状態及び嫌気状態を繰り返し形成するとともに、嫌気状態で活性汚泥から放出された循環液中の溶解性リン酸イオン態リンの濃度が上昇したときに流出量制御手段を閉止状態にして処理液流出口からの処理液の流出を一時停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、オキシデーションディッチの運転方法に関し、詳しくは、下水等の汚水中に含まれる全リンを、有機物（ＢＯＤ）や窒素と共にオキシデーションディッチ法により生物学的に除去するためのオキシデーションディッチの運転方法に関する。

生物学的な排水処理を行う方法として、オキシデーションディッチ法が広く知られている。このオキシデーションディッチ法は、無端状に形成したディッチ（無終端水路）内で汚水と共に活性汚泥を循環させるとともに、その一部で酸素を供給することにより、ディッチ内に好気性水域と無酸素水域とを形成し、有機物の分解だけでなく、好気性水域での硝化反応と無酸素水域での脱窒反応とによって汚水中の窒素を除去するものであって、ディッチから引き抜いた混合液（処理液）を最終沈殿池で固液分離することにより、上澄み水を処理水として取り出し、沈殿した活性汚泥をディッチに返送している。

このようなオキシデーションディッチ法で汚水中の全リンを除去する方法として、ディッチの前段に、嫌気状態で溶解性リン酸イオン態リン（以下、単にリンというときはこの溶解性リン酸イオン態リンを指し、全リンと区別する。）を放出させるための嫌気処理槽（リン放出槽）を設け、最終沈殿池で分離した汚泥を嫌気処理槽に返送する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１８６９８９号公報

しかし、従来の方法では、有機物や窒素の除去を行うディッチとは別にリンを放出させるための嫌気処理槽を設けなければならないため、全体的な設備面積が増大し、初期コストが増大するという問題があり、また、既存の浄水設備への対応も困難であった。

そこで本発明は、従来からの設備を大幅に変更することなく、オキシデーションディッチ法によって効率よく全リンを除去することができるオキシデーションディッチの運転方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のオキシデーションディッチの運転方法は、汚水流入口から無終端水路に流入した汚水を活性汚泥と共に循環させる循環手段と、無終端水路内を循環する汚水及び活性汚泥からなる循環液中に酸素を供給する散気手段と、無終端水路から処理液流出口を経て流出する処理液の流出量を一定流量に調節する流出量制御手段とを備えたオキシデーションディッチの運転方法であって、前記循環手段によって前記無終端水路内に循環流を形成した状態で、前記散気手段を間欠的に作動させて前記無終端水路内に好気状態、無酸素状態及び嫌気状態を繰り返し形成するとともに、前記嫌気状態で活性汚泥から放出された循環液中のリンの濃度が上昇したときに、前記流出量制御手段を閉止状態にして処理液流出口からの処理液の流出を一時停止させることを特徴としている。

さらに、本発明のオキシデーションディッチの運転方法は、前記好気状態で前記循環液中のリンを活性汚泥に過剰摂取させて汚水中の全リンを生物学的に除去することを特徴としている。また、前記循環液中のリン濃度を検出するリン濃度検出手段を備えるとともに、前記流出量制御手段は、前記リン濃度検出手段で検出した循環液中のリン濃度があらかじめ設定された上限濃度を超えたときに前記処理液流出口を閉止することを特徴とし、前記流出量制御手段は、前記処理液流出口に沿って昇降可能に設けられた越流ゲートと、該越流ゲートを昇降させるゲート昇降手段と、越流ゲート上流側の液面を検出する液面検出手段と、該液面検出手段で検出した液面と越流ゲートとの相対的位置を一定に保つように前記ゲート昇降手段を作動させる調節手段とを備えていることを特徴としている。

本発明のオキシデーションディッチの運転方法によれば、嫌気状態で循環液中に放出されたリンを好気状態で活性汚泥に過剰摂取させることにより、リンの生物学的除去を効率よく行うことができるとともに、嫌気運転によって液中のリン濃度が上昇したときに処理液流出口を閉止することにより、処理水側にリンが流出することを防止できる。また、一般のオキシデーションディッチにおいても、散気手段の作動及び流出量制御手段による流出流量の設定を変更するだけで対応することができるので、設置面積を拡げる必要はなく、さらに、既存のオキシデーションディッチにおいてもリンの除去を行うことが可能となる。

図１は本発明のオキシデーションディッチの運転方法を適用可能なオキシデーションディッチの一例を示す説明図、図２は処理液流出口に設けた流出量制御手段の一形態例を示す説明図、図３はディッチの運転状態とディッチから流出する処理液中のリン濃度との関係を示す図である。

まず、オキシデーションディッチは、無終端水路からなるディッチ１１に、該ディッチ１１内に流入した汚水を活性汚泥と共に循環させる循環手段１２と、ディッチ１１内を循環する汚水及び活性汚泥からなる循環液中に酸素を供給する散気手段１３とを設けるとともに、散気手段１３の下流側から順に、処理液流出口１４、返送汚泥流入口１５及び汚水流入口１６をそれぞれ設けたものであって、最初沈殿池等から汚水流入口１６を通ってディッチ１１内に流入する汚水は、返送汚泥流入口１５から流入する返送汚泥と混合した状態でディッチ１１内を循環する。

処理液流出口１４から流出する処理液は、流出量制御手段１７によって一定流量に調節されて後段の最終沈殿池１８に流入し、この最終沈殿池１８で固液分離が行われ、上澄み水が処理水として処理水流出経路１９から流出し、沈殿分離した活性汚泥が汚泥返送経路２０及び返送汚泥流入口１５を通ってディッチ１１内に返送される。また、一部の活性汚泥は、汚泥抜出経路２１から余剰汚泥として抜き出される。

前記循環手段１２は、各種方式のものを使用可能であるが、ディッチ１１内の液位の変動に対応でき、均一な流れを容易に形成できる水中プロペラ１２ａを使用した水中プロペラ式が最適である。また、散気手段１３は、ブロワ１３ａから圧送された空気をディッチ１１の底部から微細気泡として噴出するなどの周知の散気手段を用いることができる。

流出量制御手段１７は、図２に示すように、処理液流出口１４に沿って昇降可能に設けられた越流ゲート２２と、該越流ゲート２２を昇降させるゲート昇降手段２３と、越流ゲート２２の上流側の液面を検出する液面検出手段２４と、該液面検出手段２４で検出した液面と越流ゲート２２との相対的位置を一定に保つように前記ゲート昇降手段２３を作動させる調節手段２５とで形成されている。

前記液面検出手段２４は、越流ゲート２２の上部上流側に取り付けられて越流ゲート２２と一体に昇降する超音波水位計からなるものであって、調節手段２５は、液面検出手段２４からの信号に基づいて、液面検出手段２４と液面との距離が常に一定になるようにゲート昇降手段２３を作動させる。このように、越流ゲート２２に設けた液面検出手段２４と液面との距離が常に一定になるように越流ゲート２２を昇降させることにより、処理液の液面と越流ゲート２２との相対的位置を一定に保つことができ、越流ゲート２２の越流部２２ａと液面との距離、即ち越流水深Ｄを一定にして処理液の越流量を一定にすることができる。

また、調節手段２５は、液面検出手段２４からの信号とは別の閉止信号を受けたときに、この閉止信号を優先させてゲート昇降手段２３を作動させ、越流ゲート２２を上昇させて処理液流出口１４を閉止する機能も有している。

なお、液面検出手段２４を越流ゲート２２とは別に設置し、液面検出手段２４で検出した液面高さと、そのときの越流ゲート２２の高さとに基づいて越流ゲート２２の最適高さを演算手段によって算出し、算出結果に基づいてゲート昇降手段２３を作動させるように形成することも可能であるが、前述のように、液面検出手段２４を越流ゲート２２に取り付けることにより、演算手段や制御手段の大幅な簡易化を図れる。また、流出量制御手段には、他の各種流量制御手段を採用することが可能であり、液面検出手段にも各種センサを用いることが可能である。

このような流出量制御手段１７を設けて処理液の流出量を一定に保つようにしたディッチ１１では、汚水流入口１６からの汚水流入量の変動に伴ってディッチ１１内の液位は変動するが、最終沈殿池１８での処理量を略一定に保つことができるので、最終沈殿池１８で安定した固液分離を行うことができる。一方、循環手段１２として液中に配置される水中プロペラ式を採用するとともに、その下流側に散気手段１３を配置することにより、ディッチ１１内の液位の変動に関係なく循環液に適度な流速を与えられるとともに、十分な量の酸素を供給することができる。

このような構成を有するオキシデーションディッチ１１において、本発明方法では、前記循環手段１２によって前記ディッチ１１内に循環流を形成した状態で、前記散気手段１３を間欠的に作動させてディッチ１１内に好気状態、無酸素状態及び嫌気状態を順次繰り返して形成することにより、前記好気状態で有機物の分解、アンモニア性窒素の硝化及びリンの過剰摂取が、無酸素状態で硝酸性窒素の脱窒が、嫌気状態で活性汚泥からのリンの放出が、それぞれ行われる。

すなわち、散気手段１３を作動させて給気状態とし、循環液中に酸素を供給すると、散気手段１３の下流側は供給された酸素によって好気状態となり、活性汚泥による有機物の分解、アンモニア性窒素の硝化及びリンの再摂取がそれぞれ行われ、循環液中から有機物が分解されて除去される。

散気手段１３が停止して循環液中への酸素の供給が途絶えると、循環液中の酸素が消費され、循環液が好気状態から無酸素状態へと変化する。この無酸素状態では、脱窒菌が、好気状態で生成した硝酸性窒素を、循環液中の有機物等を水素供与体として窒素ガスに還元する脱窒が行われる。この脱窒の進行によって循環液は、循環液中の硝酸性窒素が存在しない状態、すなわち、嫌気状態へと変化する。

したがって、散気手段１３の停止時間を適当に設定することにより、ディッチ１１内の環境を徐々に嫌気状態にすることができ、嫌気状態になったときに活性汚泥からリンが循環液中に放出される。

そして、散気手段１３が再び作動してディッチ１１内が好気状態になると、活性汚泥が嫌気状態で放出した量以上のリンを過剰に摂取することによって循環液中からリンが除去される。したがって、好気状態となっている部分の適当な位置で循環液を処理液流出口１４に抜き出すことにより、有機物、窒素及びリンが除去された処理液を処理液流出口１４から最終沈殿池１８に送り出すことができる。

このようにして汚水中に含まれている有機物、窒素及びリンを除去する際に、嫌気状態の循環液には活性汚泥から放出されたリンが多量に含まれているため、この嫌気状態の循環液を処理液流出口１４から最終沈殿池１８に送り出すと、最終沈殿池１３から得られる処理水中に多量のリンが混入することになる。

そこで、循環液中のリン濃度が上昇したときに、処理液流出口１４を閉止して処理液の流出を一時的に停止することにより、リン濃度の高い循環液が処理液として最終沈殿池１３に流入しないように制御する。

処理液流出口１４を閉止するタイミングは、前記散気手段１３の作動間隔、循環液の流速、汚水中のリン濃度等の条件に応じてタイマーで制御することも可能であるが、循環液中のリン濃度を検出するリン濃度検出手段２６を適宜な位置、例えば処理液流出口１４の上流側近傍に設け、このリン濃度検出手段２６で検出した循環液中のリン濃度が、あらかじめ設定された上限濃度を超えたときに、リン濃度検出手段２６からの信号で前記調節手段２５を介して前記ゲート昇降手段２３をゲート上昇方向に作動させ、越流ゲート２２によって処理液流出口１４を閉止するように形成することが好ましい。なお、リンの上限濃度は、処理水の水質基準を考慮して設定すればよい。

また、処理液流出口１４を一時的に閉止して処理液の流出を止めることから、処理液流出口１４を開いているときの処理液の流量は、処理液流出口１４の開閉率に基づいて一般的な流量、すなわち、処理液流出口１４を閉止することなく、一定流量で処理液を流出させるときの流量の１．２〜１．５倍の流量に設定しておけばよい。

図３に、ディッチ１１の運転状態の一例であって、散気手段１３の作動状態、散気手段１３の下流側の循環液の状態、処理液流出口１４の開閉状態、ディッチ１１から処理液流出口１４を通って流出する処理液の流量Ｑ、リン濃度検出手段２６で検出したリン濃度の関係を示す。なお、リンの上限濃度は１ｍｇ／Ｌとし、調節手段２５では、リン濃度検出手段２６で検出したリン濃度が上限濃度を超えたときに越流ゲート２２を上昇させて処理液流出口１４を閉止し、上限濃度以下まで下がったときに処理液流出口１４から所定流量が流出するように越流ゲート２２を昇降させる制御を行った。なお、処理液流量Ｑの欄の破線は、処理液流出口１４を閉止することなく、一定流量で処理液を流出させるときの一般的な流量を表しており、処理液流量Ｑは、この一般的な流量に対する相対値で示している。

本発明方法を適用可能なオキシデーションディッチの一例を示す説明図である。処理液流出口に設けた流出量制御手段の一形態例を示す説明図である。ディッチの運転状態とディッチから流出する処理液中のリン濃度との関係を示す図である。

符号の説明

１１…ディッチ、１２…循環手段、１３…散気手段、１４…処理液流出口、１５…返送汚泥流入口、１６…汚水流入口、１７…流出量制御手段、１８…最終沈殿池、１９…処理水流出経路、２０…汚泥返送経路、２１…汚泥抜出経路、２２…越流ゲート、２３…ゲート昇降手段、２４…液面検出手段、２５…調節手段、２６…リン濃度検出手段

Claims

汚水流入口から無終端水路に流入した汚水を活性汚泥と共に循環させる循環手段と、無終端水路内を循環する汚水及び活性汚泥からなる循環液中に酸素を供給する散気手段と、無終端水路から処理液流出口を経て流出する処理液の流出量を一定流量に調節する流出量制御手段とを備えたオキシデーションディッチの運転方法であって、前記循環手段によって前記無終端水路内に循環流を形成した状態で、前記散気手段を間欠的に作動させて前記無終端水路内に好気状態、無酸素状態及び嫌気状態を繰り返し形成するとともに、前記嫌気状態で活性汚泥から放出された循環液中の溶解性リン酸イオン態リンの濃度が上昇したときに、前記流出量制御手段を閉止状態にして処理液流出口からの処理液の流出を一時停止させることを特徴とするオキシデーションディッチの運転方法。
前記好気状態で前記循環液中の溶解性リン酸イオン態リンを活性汚泥に過剰摂取させて汚水中の全リンを生物学的に除去することを特徴とする請求項１記載のオキシデーションディッチの運転方法。
前記循環液中の溶解性リン酸イオン態リン濃度を検出するリン濃度検出手段を備えるとともに、前記流出量制御手段は、前記リン濃度検出手段で検出した循環液中の溶解性リン酸イオン態リン濃度があらかじめ設定された上限濃度を超えたときに前記処理液流出口を閉止することを特徴とする請求項１又は２記載のオキシデーションディッチの運転方法。
前記流出量制御手段は、前記処理液流出口に沿って昇降可能に設けられた越流ゲートと、該越流ゲートを昇降させるゲート昇降手段と、越流ゲート上流側の液面を検出する液面検出手段と、該液面検出手段で検出した液面と越流ゲートとの相対的位置を一定に保つように前記ゲート昇降手段を作動させる調節手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載のオキシデーションディッチの運転方法。