JP2013081881A - Apparatus for treating ammonia nitrogen content wastewater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンモニア態窒素含有排水の処理装置に関する。 The present invention relates to a treatment apparatus for waste water containing ammonia nitrogen.
アンモニア態窒素含有排水の処理方法としては、一般的に硝化脱窒法が行われる。この硝化脱窒法は、アンモニア態窒素を好気性条件下で微生物により亜硝酸態窒素または硝酸態窒素まで酸化する硝化工程と、硝化工程で処理された水を嫌気性条件下で窒素(ガス)まで還元する脱窒工程からなる。硝化工程では、浮遊式汚泥を用いた処理(浮遊式活性汚泥法)や、微生物保持担体を用いた生物膜法が採用されている。また、近年では曝気動力などのエネルギー消費を抑えるため、硝化工程においてアンモニア態窒素の酸化を亜硝酸態窒素までで止め、硝酸態窒素を生成させない方法が開示されている。 A nitrification denitrification method is generally performed as a method for treating ammonia nitrogen-containing wastewater. This nitrification denitrification method oxidizes ammonia nitrogen to nitrite nitrogen or nitrate nitrogen by microorganisms under aerobic conditions, and water treated in nitrification process to nitrogen (gas) under anaerobic conditions It consists of a denitrification step to reduce. In the nitrification step, a treatment using floating sludge (floating activated sludge method) and a biofilm method using a microorganism holding carrier are employed. In recent years, in order to suppress energy consumption such as aeration power, a method has been disclosed in which the oxidation of ammonia nitrogen is stopped only up to nitrite nitrogen in the nitrification step, and nitrate nitrogen is not generated.
例えば、特許文献1では、硝化槽当たりのアンモニア態窒素負荷量および硝化槽内のアンモニア態窒素濃度を所定範囲に維持し、亜硝酸型の硝化反応を行うことが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses performing a nitrite-type nitrification reaction while maintaining the ammonia nitrogen load per nitrification tank and the ammonia nitrogen concentration in the nitrification tank within predetermined ranges.
また、例えば、特許文献2には、溶存酸素(DO)濃度を制御して、亜硝酸型の硝化反応を行う方法が開示されている。また、例えば、特許文献3には、無機炭素濃度を高く保つことにより、亜硝酸型の硝化反応を行う方法が開示されている。また、例えば、特許文献4には、硝化細菌を硝化グラニュールとして硝化槽で高濃度に維持して処理の高速化を行う方法が開示されている。 For example, Patent Document 2 discloses a method of performing a nitrite-type nitrification reaction by controlling the dissolved oxygen (DO) concentration. For example, Patent Document 3 discloses a method of performing a nitrite-type nitrification reaction by keeping the inorganic carbon concentration high. Further, for example, Patent Document 4 discloses a method of increasing the processing speed by maintaining nitrifying bacteria as a nitrifying granule at a high concentration in a nitrifying tank.
しかし、特許文献1、特許文献3の方法では、処理水中にアンモニア態窒素を高濃度で残留させるため、残留したアンモニア態窒素を後工程で硝酸態窒素にまで酸化して処理する必要がある。そうすると、処理に必要なアンモニア酸化細菌が阻害され、汚泥当たりの処理活性が低くなり、高負荷処理ができない場合がある。 However, in the methods of Patent Document 1 and Patent Document 3, ammonia nitrogen remains at a high concentration in the treated water. Therefore, it is necessary to treat the remaining ammonia nitrogen by oxidizing it to nitrate nitrogen in a subsequent step. If it does so, the ammonia oxidation bacteria required for a process will be inhibited, the process activity per sludge may become low, and a high load process may be impossible.
また、特許文献2の方法では、残存するアンモニア態窒素濃度を低く維持することは可能であるが、基質である酸素の濃度を下げる必要があるため、汚泥当たりの処理活性が低くなり、高負荷処理ができない場合がある。また、特許文献4の方法では、脱窒工程において硝酸を亜硝酸、窒素ガスへと還元するのに要する水素供与体としての有機物が大量に必要となる。 Further, in the method of Patent Document 2, it is possible to keep the concentration of remaining ammonia nitrogen low, but it is necessary to reduce the concentration of oxygen as a substrate, so that the treatment activity per sludge becomes low and the load is high. Processing may not be possible. Further, the method of Patent Document 4 requires a large amount of an organic substance as a hydrogen donor required for reducing nitric acid into nitrous acid and nitrogen gas in the denitrification step.
そこで、本発明は、亜硝酸態窒素への硝化処理(亜硝酸型の硝化反応)を安定して、且つ高負荷で行うことができるアンモニア態窒素含有排水の処理装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ammonia nitrogen-containing wastewater treatment apparatus capable of performing nitrification to nitrite nitrogen (nitrite-type nitrification reaction) stably and at a high load. To do.
本発明は、アンモニア態窒素含有排水中のアンモニア態窒素をアンモニア酸化細菌により亜硝酸態窒素に酸化する硝化手段と、前記亜硝酸態窒素を窒素に還元する脱窒手段と、前記硝化手段又は前記脱窒手段で処理された液中の生物汚泥を前記硝化手段又は前記硝化手段に導入される前の前記アンモニア態窒素含有排水に返送する返送手段と、を有するアンモニア態窒素含有排水の処理装置であって、前記硝化手段は、複数の硝化槽が直列に配置されたものであり、少なくとも最後段の硝化槽には生物保持担体が設置されず、前記最後段の硝化槽の容積は、全硝化槽の総容積の1/50以上〜1/3以下の範囲である。 The present invention comprises a nitrification means for oxidizing ammonia nitrogen in waste water containing ammonia nitrogen to nitrite nitrogen by ammonia oxidizing bacteria, a denitrification means for reducing the nitrite nitrogen to nitrogen, the nitrification means or the above A biological waste sludge in the liquid treated by the denitrification means, or the return means for returning the ammonia sludge containing wastewater before being introduced to the nitrification means, to the ammonia nitrogen containing wastewater treatment apparatus. The nitrification means includes a plurality of nitrification tanks arranged in series, and at least the last nitrification tank is not provided with a biological support, and the volume of the last nitrification tank is a total nitrification tank. It is the range of 1/50 or more and 1/3 or less of the total volume of the tank.
また、前記アンモニア態窒素含有排水の処理装置において、前記硝化槽内のアンモニア態窒素の濃度を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記最後段の硝化槽を除く硝化槽内に残存するアンモニア態窒素濃度が3mg−N/L以上となるように、前記硝化槽内のアンモニア態窒素を制御することが好ましい。 The ammonia nitrogen-containing wastewater treatment apparatus further comprises control means for controlling the concentration of ammonia nitrogen in the nitrification tank, and the control means remains in the nitrification tank except for the last nitrification tank. It is preferable to control the ammonia nitrogen in the nitrification tank so that the ammonia nitrogen concentration is 3 mg-N / L or more.
また、前記アンモニア態窒素含有排水の処理装置において、前記硝化手段は、少なくとも3つの硝化槽を有し、前記硝化槽には、前記最後段の硝化槽及び前記最後段の前段の硝化槽を除く硝化槽で処理された液の少なくとも一部を前記最後段の硝化槽に流入させるバイパス路が設けられ、前記処理液バイパス路には、前記最後段の硝化槽に流入するアンモニア態窒素濃度が3mg−N/L以上となるように、前記処理液バイパス路を通る液の流量を調整する流量調整手段を備えることが好ましい。 Further, in the ammonia nitrogen-containing wastewater treatment apparatus, the nitrification means has at least three nitrification tanks, and the nitrification tank excludes the last-stage nitrification tank and the last-stage nitrification tank. A bypass passage is provided for allowing at least a part of the liquid treated in the nitrification tank to flow into the last nitrification tank, and the concentration of ammonia nitrogen flowing into the last nitrification tank is 3 mg in the treatment liquid bypass path. It is preferable to include a flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of the liquid that passes through the processing liquid bypass path so as to be equal to or higher than −N / L.
また、前記アンモニア態窒素含有排水の処理装置において、前記硝化槽には、前記排水を前記最後段の硝化槽以外の各硝化槽に流入させる排水路が設けられ、前記排水路には、前記最後段の硝化槽に流入するアンモニア態窒素濃度が3mg−N/L以上となるように、前記排水路を通る液の流量を調整する流量調整手段を備えることが好ましい。 In the ammonia nitrogen-containing wastewater treatment apparatus, the nitrification tank is provided with a drainage path for allowing the drainage to flow into each nitrification tank other than the last stage nitrification tank. It is preferable to provide a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the liquid passing through the drainage channel so that the concentration of ammonia nitrogen flowing into the nitrification tank of the stage becomes 3 mg-N / L or more.
本発明によれば、亜硝酸態窒素への硝化処理を安定して、且つ高負荷で行うことができる。 According to the present invention, nitrification to nitrite nitrogen can be performed stably and with a high load.
以下、 本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
図1は、本実施形態に係る排水処理装置の一例を示す概略構成図である。図1に示す排水処理装置1は、硝化手段の一例としての第1硝化槽10及び第2硝化槽12、脱室手段の一例としての脱窒槽14、返送手段の一例としての固液分離槽16及び汚泥返送ライン18、酸化槽20、pH調整剤タンク22、制御部24により主要部が構成されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a wastewater treatment apparatus according to the present embodiment. A waste water treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a first nitrification tank 10 and a second nitrification tank 12 as an example of a nitrification means, a denitrification tank 14 as an example of a decomposing means, and a solid-liquid separation tank 16 as an example of a return means. And the main part is comprised by the sludge return line 18, the oxidation tank 20, the pH adjuster tank 22, and the control part 24. FIG.
図1に示すように、第1硝化槽10には排水流入ライン26が接続され、各槽間には排出ライン28が接続されている。また、固液分離槽16の汚泥排出口(不図示)と排水流入ライン26との間に汚泥返送ライン18が接続されている。なお、この汚泥返送ライン18は、直接第1硝化槽10に接続されていてもよい。pH調整剤タンク22と第1硝化槽10及び第2硝化槽12との間にpH調整剤流入ライン30a,30bが接続されている。そして、pH調整剤流入ライン30a,30bには、ポンプ32a,32bが設置されている。 As shown in FIG. 1, a drainage inflow line 26 is connected to the first nitrification tank 10, and a discharge line 28 is connected between the tanks. A sludge return line 18 is connected between the sludge discharge port (not shown) of the solid-liquid separation tank 16 and the drainage inflow line 26. The sludge return line 18 may be directly connected to the first nitrification tank 10. pH adjusting agent inflow lines 30 a and 30 b are connected between the pH adjusting agent tank 22 and the first nitrifying tank 10 and the second nitrifying tank 12. Pumps 32a and 32b are installed in the pH adjuster inflow lines 30a and 30b.
本実施形態の処理対象となる排水は、アンモニア態窒素を含有する排水であり、例えば、生活排水、食品工場排水、発電所排水、電子産業排水等の産業排水等が挙げられる。 The wastewater to be treated in this embodiment is wastewater containing ammonia nitrogen, and examples thereof include industrial wastewater such as domestic wastewater, food factory wastewater, power plant wastewater, and electronic industrial wastewater.
<硝化処理>
アンモニア態窒素含有排水は、排水流入ライン26から第1硝化槽10に供給され、第1硝化槽10及び第2硝化槽12により、排水中のアンモニア態窒素を好気性条件下でアンモニア酸化細菌の作用により亜硝酸態窒素に酸化する硝化反応が行われる。具体的には、後述するが、第2硝化槽12の容積は、第1硝化槽10と第2硝化槽12の容積の総量の1/50以上〜1/3以下の範囲に規定することにより、第1硝化槽10において、排水中のアンモニア態窒素のほとんどが亜硝酸態窒素に酸化され、第2硝化槽12において、第1硝化槽10で処理された水中に残存したアンモニア態窒素が亜硝酸態窒素に酸化される一方で、アンモニア態窒素から硝酸態窒素への硝化を抑制することが可能となる。以下、各硝化槽について具体的に説明する。
<Nitrification treatment>
Ammonia nitrogen-containing wastewater is supplied to the first nitrification tank 10 from the drainage inflow line 26, and the first nitrogenation tank 10 and the second nitrification tank 12 remove the ammonia nitrogen in the wastewater under the aerobic condition. A nitrification reaction that oxidizes to nitrite nitrogen is performed. Specifically, as will be described later, the volume of the second nitrification tank 12 is defined in a range from 1/50 to 1/3 of the total volume of the first nitrification tank 10 and the second nitrification tank 12. In the first nitrification tank 10, most of the ammonia nitrogen in the waste water is oxidized to nitrite nitrogen, and in the second nitrification tank 12, the ammonia nitrogen remaining in the water treated in the first nitrification tank 10 is sublimated. While being oxidized to nitrate nitrogen, nitrification from ammonia nitrogen to nitrate nitrogen can be suppressed. Hereinafter, each nitrification tank will be specifically described.
第1硝化槽10には、エアレーション装置33が設けられている。第1硝化槽10では、排水流入ライン26から流入する亜硝酸態窒素含有排水がエアレーション装置33により曝気され、排水中のアンモニア態窒素が、好気性条件下で槽内のアンモニア酸化細菌の作用により、亜硝酸態窒素に酸化される(硝化反応)。 An aeration apparatus 33 is provided in the first nitrification tank 10. In the first nitrification tank 10, the nitrite nitrogen-containing wastewater flowing from the wastewater inflow line 26 is aerated by the aeration device 33, and the ammonia nitrogen in the wastewater is aerobic under the action of ammonia oxidizing bacteria in the tank. It is oxidized to nitrite nitrogen (nitrification reaction).
ここで、第1硝化槽10では、排水中のアンモニア態窒素から硝酸態窒素への硝化(酸化)を抑制するために、第1硝化槽10内に残存するアンモニア態窒素の濃度を制御することが好ましい。一般的に、亜硝酸蓄積型の硝化反応が起こっている硝化反応槽内では、アンモニア酸化細菌において一般に優先するNitrosospira属細菌よりもNitrosomonas属細菌が優先する傾向にある。したがって、Nitrosomonas属細菌は亜硝酸酸化細菌との共生関係において欠陥を持っている可能性がある。そのため、Nitrosomonas属細菌を優先させることが好ましい。即ち、第1硝化槽10内のアンモニア態窒素濃度をNitrosomonas属細菌が優先する程度に高く残存するように制御することが好ましい。 Here, in the first nitrification tank 10, the concentration of ammonia nitrogen remaining in the first nitrification tank 10 is controlled in order to suppress nitrification (oxidation) from ammonia nitrogen to nitrate nitrogen in the waste water. Is preferred. In general, in a nitrification reaction tank in which a nitrite accumulation type nitrification reaction occurs, Nitrosomonas bacteria tend to prevail over Nitrosospira bacteria that generally prevail in ammonia oxidizing bacteria. Therefore, Nitrosomonas bacteria may have a defect in the symbiotic relationship with nitrite-oxidizing bacteria. Therefore, it is preferable to prioritize bacteria belonging to the genus Nitrosomonas. That is, it is preferable to control the ammonia nitrogen concentration in the first nitrification tank 10 so as to remain high enough to give priority to Nitrosomonas bacteria.
第1硝化槽10内に残存するアンモニア態窒素の濃度制御方法の一例を説明する。例えば、まず、第1硝化槽10内に設置されたアンモニア計34により、第1硝化槽10で処理された水のアンモニア濃度を測定する。そして、制御部24は、該測定結果に基づき第1硝化槽10内に備えられたエアレーション装置33のバルブV1等の開閉量を制御し曝気風量を調整する。これにより、第1硝化槽10内に残存するアンモニア態窒素濃度を制御することができる。第1硝化槽10内のアンモニア態窒素濃度は、槽内でNitrosomonas属のアンモニア酸化細菌が優先する点で、3mg−N/L以上が好ましく、特に、10〜70mg−N/Lがより好ましい。第1硝化槽10内のアンモニア態窒素濃度が3mg−N/L未満となると、Nitrosomonas属のアンモニア酸化細菌よりNitrosospira属のアンモニア酸化細菌が優先する場合がある。また、第1硝化槽10内のアンモニア態窒素濃度が70mg−N/Lを超えると、遊離アンモニア阻害により硝化活性が落ち、硝化速度低下となる場合がある。 An example of a method for controlling the concentration of ammonia nitrogen remaining in the first nitrification tank 10 will be described. For example, first, the ammonia concentration of the water treated in the first nitrification tank 10 is measured by the ammonia meter 34 installed in the first nitrification tank 10. And the control part 24 controls the opening / closing amount of valve | bulb V1 etc. of the aeration apparatus 33 with which the 1st nitrification tank 10 was equipped based on this measurement result, and adjusts aeration air volume. Thereby, the ammonia nitrogen concentration remaining in the first nitrification tank 10 can be controlled. The concentration of ammonia nitrogen in the first nitrification tank 10 is preferably 3 mg-N / L or more, and more preferably 10 to 70 mg-N / L in that the ammonia-oxidizing bacteria belonging to the genus Nitromononas have priority in the tank. When the ammonia nitrogen concentration in the first nitrification tank 10 is less than 3 mg-N / L, the Nitrosospira genus ammonia-oxidizing bacterium may have priority over the Nitrosomonas genus ammonia-oxidizing bacterium. Further, when the ammonia nitrogen concentration in the first nitrification tank 10 exceeds 70 mg-N / L, the nitrification activity may be lowered due to free ammonia inhibition and the nitrification rate may be lowered.
また、原水中のアンモニア態窒素濃度が変動した場合等は、第1硝化槽10内の汚泥濃度を調整して、第1硝化槽10内にアンモニア態窒素が残存するようにすることが望ましい。例えば、制御部24により、硝化槽の後段に設置される固液分離槽16に沈殿した汚泥の排出時間やタイミング等を制御して、第1硝化槽10に返送される汚泥量を調整することにより、第1硝化槽10内にアンモニア態窒素を残存させることができる。 Further, when the concentration of ammonia nitrogen in the raw water varies, it is desirable to adjust the sludge concentration in the first nitrification tank 10 so that the ammonia nitrogen remains in the first nitrification tank 10. For example, the control unit 24 controls the discharge time and timing of sludge settled in the solid-liquid separation tank 16 installed at the subsequent stage of the nitrification tank, and adjusts the amount of sludge returned to the first nitrification tank 10. Thus, ammonia nitrogen can be left in the first nitrification tank 10.
第1硝化槽10は、アンモニア態窒素を亜硝酸態窒素に酸化することができる生物処理方法であれば特に制限されるものではなく、例えば、浮遊式活性汚泥法や活性汚泥が自己造粒化したグラニュール汚泥法、あるいはこれら浮遊式活性汚泥法またはグラニュール汚泥法と固定床、流動床、生物保持担体添加法等を組み合わせたもの等が挙げられる。生物保持担体添加法は、アンモニア酸化細菌が担持される生物保持担体が槽内に投入される。この生物保持担体は、特に制限されるものではないが、例えば、スポンジ、ゲル、プラスチック成型品等を利用することができる。具体的には、親水性のポリウレタンスポンジ、ポリビニルアルコールゲル等を利用することが好ましい。 The first nitrification tank 10 is not particularly limited as long as it is a biological treatment method capable of oxidizing ammonia nitrogen to nitrite nitrogen. For example, the floating activated sludge method or activated sludge is self-granulated. Or a combination of the floating activated sludge method or the granular sludge method with a fixed bed, a fluidized bed, a biological support carrier addition method, or the like. In the method for adding a biological support, a biological support on which ammonia-oxidizing bacteria are supported is placed in a tank. The biological carrier is not particularly limited, and for example, a sponge, gel, plastic molded product, or the like can be used. Specifically, it is preferable to use hydrophilic polyurethane sponge, polyvinyl alcohol gel, or the like.
通常、第1硝化槽10では、アンモニア態窒素が硝化されて亜硝酸態窒素が生成されるため、pHは低下する。pHが低下すると、アンモニア酸化細菌等の硝化細菌にとって有毒である遊離亜硝酸態窒素濃度が増加し、硝化活性に影響を及ぼす虞がある。そのため、第1硝化槽10に設置したpH計36により、第1硝化槽10で処理された水のpHを測定し、該測定値が予め既定した値を下回った場合には、ポンプ32aを稼働させ、pH調整剤タンク22に充填されたアルカリ剤をpH調整剤流入ライン30aから第1硝化槽10へ供給し、pH調整を行う。第1硝化槽10から流出する遊離亜硝酸態窒素の濃度は0.04mg/L以下であることが好ましい。そして該濃度範囲にするためには、pHは6.8〜8.0、好ましくは7.3〜8.0となるように調整されることが好ましい。使用するアルカリ剤は水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられるが特に制限されるものではない。 Usually, in the 1st nitrification tank 10, since ammonia nitrogen is nitrified and nitrite nitrogen is produced | generated, pH falls. When the pH decreases, the concentration of free nitrite nitrogen that is toxic to nitrifying bacteria such as ammonia-oxidizing bacteria increases, which may affect nitrifying activity. Therefore, the pH meter 36 installed in the first nitrification tank 10 measures the pH of the water treated in the first nitrification tank 10, and when the measured value falls below a predetermined value, the pump 32a is operated. Then, the alkaline agent filled in the pH adjuster tank 22 is supplied from the pH adjuster inflow line 30a to the first nitrification tank 10 to adjust the pH. The concentration of free nitrite nitrogen flowing out from the first nitrification tank 10 is preferably 0.04 mg / L or less. In order to make the concentration range, the pH is preferably adjusted to 6.8 to 8.0, preferably 7.3 to 8.0. Examples of the alkali agent to be used include sodium hydroxide and potassium hydroxide, but are not particularly limited.
また、第1硝化槽10内の水温は10〜40℃とするのが好ましい。水温が40℃を超えると硝化反応が停止し、10℃未満では硝化活性が劣る場合がある。 Moreover, it is preferable that the water temperature in the 1st nitrification tank 10 shall be 10-40 degreeC. If the water temperature exceeds 40 ° C, the nitrification reaction stops, and if it is less than 10 ° C, the nitrification activity may be inferior.
次に、第1硝化槽10で処理した水は、排出ライン28から第2硝化槽12に供給される。第2硝化槽12では、第1硝化槽10で処理された水が、槽内に設けられたエアレーション装置37により曝気され、第1硝化槽10で処理された水に残存するアンモニア態窒素が、好気性条件下で槽内のアンモニア酸化細菌により亜硝酸態窒素に酸化される。なお、第1硝化槽10で処理した水(アンモニア態窒素が残存した水)をそのまま、後述する脱窒槽14に供給してもアンモニア態窒素は十分に処理されない。これは、例えば、脱窒槽14の脱窒処理に従属栄養脱窒細菌が用いられる場合、アンモニア態窒素は従属栄養脱窒細菌では処理できないし、脱窒処理にANAMMOX(独立栄養脱窒細菌)が用いられる場合、アンモニアと亜硝酸の比率制御が困難となるからである。 Next, the water treated in the first nitrification tank 10 is supplied from the discharge line 28 to the second nitrification tank 12. In the second nitrification tank 12, the water treated in the first nitrification tank 10 is aerated by the aeration apparatus 37 provided in the tank, and the ammonia nitrogen remaining in the water treated in the first nitrification tank 10 is It is oxidized to nitrite nitrogen by ammonia oxidizing bacteria in the tank under aerobic conditions. Even if the water treated in the first nitrification tank 10 (water in which ammonia nitrogen remains) is supplied as it is to the denitrification tank 14 described later, the ammonia nitrogen is not sufficiently treated. This is because, for example, when heterotrophic denitrifying bacteria are used for the denitrification treatment in the denitrification tank 14, ammonia nitrogen cannot be treated with the heterotrophic denitrifying bacteria, and ANAMMOX (autotrophic denitrifying bacteria) is used for the denitrification treatment. This is because, when used, it is difficult to control the ratio of ammonia and nitrous acid.
第2硝化槽12は、第1硝化槽10で残存したアンモニア態窒素を亜硝酸態窒素に酸化することができる生物処理方法であれば特に制限されるものではなく、例えば、浮遊式活性汚泥法や活性汚泥が自己造粒化したグラニュール汚泥法等が挙げられる。しかし、生物保持担体添加法については、第2硝化槽12に投入した生物保持担体にNitrosospira属が優先して付着固定して、アンモニア態窒素や亜硝酸態窒素を硝酸態窒素へ酸化してしまう。したがって、本実施形態では、第2硝化槽12内に生物保持担体は設置されない。なお、設置されないとは、水槽容積比1%以下の充填の場合も含まれる。 The second nitrification tank 12 is not particularly limited as long as it is a biological treatment method that can oxidize the ammonia nitrogen remaining in the first nitrification tank 10 to nitrite nitrogen. For example, the floating activated sludge method And granulated sludge method in which activated sludge is self-granulated. However, with regard to the method for adding a biological support, the Nitrosospira genus preferentially adheres and fixes to the biological support loaded in the second nitrification tank 12 and oxidizes ammonia nitrogen and nitrite nitrogen to nitrate nitrogen. . Therefore, in this embodiment, the biological support is not installed in the second nitrification tank 12. In addition, the case where it is not installed includes the case of filling with a water tank volume ratio of 1% or less.
第2硝化槽12の容積は、第1硝化槽10と第2硝化槽12の容積の総量の1/50以上〜1/3以下が好ましい。第2硝化槽12の容積が1/50より小さいと、例えば硝化容積負荷が高すぎるため、第1硝化槽10で処理した水に残存したアンモニア態窒素を亜硝酸態窒素にすることができない。また、第2硝化槽12の容積が1/3より大きいと、例えばNitrosospira属細菌が優先しやすいアンモニア低濃度の環境でのHRTが長くなってしまい、亜硝酸酸化細菌も優先してしまうため、第1硝化槽10で残存したアンモニア態窒素が硝酸態窒素にまで酸化されてしまう。 The volume of the second nitrification tank 12 is preferably 1/50 to 1/3 of the total volume of the first nitrification tank 10 and the second nitrification tank 12. If the volume of the second nitrification tank 12 is smaller than 1/50, for example, the nitrification volume load is too high, so that the ammonia nitrogen remaining in the water treated in the first nitrification tank 10 cannot be converted into nitrite nitrogen. In addition, if the volume of the second nitrification tank 12 is larger than 1/3, for example, HRT in a low ammonia concentration environment where Nitrosospira genus bacteria are likely to be preferred becomes long, and nitrite oxidizing bacteria are also preferred. The ammonia nitrogen remaining in the first nitrification tank 10 is oxidized to nitrate nitrogen.
第2硝化槽12には、ほとんどのアンモニア態窒素が既に亜硝酸化された状態で導入されるため、pHの低下はほとんど起こらないが、例えば、装置の立ち上げ時や硝化活性低下などの場合には、アンモニア態窒素が高濃度で第2硝化槽12に流入して、第2硝化槽12においてもアンモニア態窒素の酸化によるpHの低下が起こり得る。そのため、第2硝化槽12に設置したpH計38により、第2硝化槽12で処理された水のpHを測定し、測定値が、例えば前述した既定値を下回った場合には、ポンプ32bを稼働させ、pH調整剤タンク22に充填されたアルカリ剤をpH調整剤流入ライン30bから第2硝化槽12へ供給し、pH調整を行うことが好ましい。 Since most of the ammonia nitrogen is introduced into the second nitrification tank 12 in a nitrified state, the pH is hardly lowered. For example, when the apparatus is started up or the nitrification activity is lowered. In this case, ammonia nitrogen flows into the second nitrification tank 12 at a high concentration, and the pH of the second nitrification tank 12 may be lowered due to oxidation of ammonia nitrogen. Therefore, the pH meter 38 installed in the second nitrification tank 12 measures the pH of the water treated in the second nitrification tank 12, and if the measured value falls below, for example, the predetermined value described above, the pump 32b is turned on. It is preferable that the alkaline agent filled in the pH adjuster tank 22 is operated and supplied to the second nitrification tank 12 from the pH adjuster inflow line 30b to adjust the pH.
本実施形態では硝化槽を2つ(第1硝化槽10、第2硝化槽12)備えているが、3つ以上(複数個)備えていてもよい。その場合、最も後段にある硝化槽が本実施形態で説明した第2硝化槽12の役割を果たすように構成されることとなる。 In the present embodiment, two nitrification tanks (first nitrification tank 10 and second nitrification tank 12) are provided, but three or more (a plurality) may be provided. In that case, the nitrification tank in the rearmost stage is configured to serve as the second nitrification tank 12 described in the present embodiment.
<汚泥返送>
第2硝化槽12で処理された液は、固液分離槽16に供給される。固液分離槽16内では、水と生物汚泥とに分離される。そして、水は脱窒槽14に供給され、生物汚泥は、汚泥返送ライン18を通り、第1硝化槽10へ返送される。これにより、第1硝化槽10および第2硝化槽12内の汚泥を同一の菌叢とすることができる。また、前述したように、返送する生物汚泥量により、第1硝化槽10内のアンモニア態窒素濃度を制御することも可能である。本実施形態では、固液分離槽16を設置しているが必ずしも設置する必要はなく、汚泥返送ライン18だけでもよい。すなわち、第2硝化槽12と脱窒槽14間の排出ライン28を通る生物汚泥の一部が、汚泥返送ライン18から第1硝化槽10へ返送されることとなる。
<Sludge return>
The liquid processed in the second nitrification tank 12 is supplied to the solid-liquid separation tank 16. In the solid-liquid separation tank 16, it is separated into water and biological sludge. Then, water is supplied to the denitrification tank 14, and the biological sludge is returned to the first nitrification tank 10 through the sludge return line 18. Thereby, the sludge in the 1st nitrification tank 10 and the 2nd nitrification tank 12 can be made into the same microflora. Further, as described above, the ammonia nitrogen concentration in the first nitrification tank 10 can be controlled by the amount of biological sludge to be returned. In this embodiment, although the solid-liquid separation tank 16 is installed, it is not always necessary to install it, and only the sludge return line 18 may be used. That is, a part of the biological sludge passing through the discharge line 28 between the second nitrification tank 12 and the denitrification tank 14 is returned from the sludge return line 18 to the first nitrification tank 10.
本実施形態では、生物汚泥は、汚泥返送ライン18、排水流入ライン26を介して第1硝化槽10に返送されているが、汚泥返送ライン18を第1硝化槽10に接続して、生物汚泥が汚泥返送ライン18から直接第1硝化槽10に返送されるようにしてもよい。 In this embodiment, the biological sludge is returned to the first nitrification tank 10 via the sludge return line 18 and the drainage inflow line 26, but the sludge return line 18 is connected to the first nitrification tank 10 to May be returned directly from the sludge return line 18 to the first nitrification tank 10.
図2〜3は、本実施形態に係る排水処理装置の他の一例を示す概略構成図である。図2〜3に示す排水処理装置2,3において、図1に示す排水処理装置1と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図2に示す排水処理装置2は、第2硝化槽12と脱窒槽14の間に設けた固液分離槽16及び汚泥返送ライン18に代えて、返送手段の一例として、脱窒槽14と酸化槽20との間又は酸化槽20の後段に設置される固液分離槽40及び汚泥返送ライン42を備えている。図2に示すように、汚泥返送ライン42は、酸化槽20の後段に設置された固液分離槽40の汚泥排出口(不図示)と排水流入ライン26間に接続されている。なお、汚泥返送ライン42を固液分離槽40の汚泥排出口と第1硝化槽10間に接続してもよい。このような排水処理装置2では、固液分離槽40により、脱窒槽14(及び酸化槽20)で処理された液が水と生物汚泥とに分離され、生物汚泥が汚泥返送ライン42(及び排水流入ライン26)から第1硝化槽10に返送される。図3に示す排水処理装置3は、第2硝化槽12と脱窒槽14の間に設けた第1固液分離槽16及び第1汚泥返送ライン18(第1返送手段)と、脱窒槽14と酸化槽20との間又は酸化槽20の後段に設置される第2固液分離槽40及び第2汚泥返送ライン42(第2返送手段)を備えている。図3に示すように、第2汚泥返送ライン42は、第2固液分離槽40の汚泥排出口(不図示)と第1固液分離槽16及び脱窒槽14間の排出ライン28との間に接続されている。第2固液分離槽40では、脱窒槽14(及び酸化槽20)で処理された液が水と生物汚泥とに分離され、生物汚泥が第2汚泥返送ライン42及び排出ライン28から脱窒槽14に返送される。なお、図2及び3に示すように、酸化槽20が設置されている場合には、脱窒槽14の後段に配置される固液分離槽40は、酸化槽20の後段に設置することが好ましい。 2 to 3 are schematic configuration diagrams illustrating another example of the waste water treatment apparatus according to the present embodiment. In the waste water treatment apparatuses 2 and 3 shown in FIGS. 2 to 3, the same components as those in the waste water treatment apparatus 1 shown in FIG. The waste water treatment apparatus 2 shown in FIG. 2 replaces the solid-liquid separation tank 16 and the sludge return line 18 provided between the second nitrification tank 12 and the denitrification tank 14, and as an example of a return means, a denitrification tank 14 and an oxidation tank. 20 and a solid-liquid separation tank 40 and a sludge return line 42 installed at the rear stage of the oxidation tank 20. As shown in FIG. 2, the sludge return line 42 is connected between a sludge discharge port (not shown) of the solid-liquid separation tank 40 installed at the rear stage of the oxidation tank 20 and the drainage inflow line 26. The sludge return line 42 may be connected between the sludge discharge port of the solid-liquid separation tank 40 and the first nitrification tank 10. In such a wastewater treatment apparatus 2, the liquid treated in the denitrification tank 14 (and the oxidation tank 20) is separated into water and biological sludge by the solid-liquid separation tank 40, and the biological sludge is returned to the sludge return line 42 (and wastewater). It is returned to the first nitrification tank 10 from the inflow line 26). The waste water treatment apparatus 3 shown in FIG. 3 includes a first solid-liquid separation tank 16 and a first sludge return line 18 (first return means) provided between the second nitrification tank 12 and the denitrification tank 14, a denitrification tank 14, A second solid-liquid separation tank 40 and a second sludge return line 42 (second return means) are provided between the oxidation tank 20 or downstream of the oxidation tank 20. As shown in FIG. 3, the second sludge return line 42 is between the sludge discharge port (not shown) of the second solid-liquid separation tank 40 and the discharge line 28 between the first solid-liquid separation tank 16 and the denitrification tank 14. It is connected to the. In the second solid-liquid separation tank 40, the liquid treated in the denitrification tank 14 (and the oxidation tank 20) is separated into water and biological sludge, and the biological sludge is removed from the second sludge return line 42 and the discharge line 28. Will be returned to. As shown in FIGS. 2 and 3, when the oxidation tank 20 is installed, the solid-liquid separation tank 40 disposed in the subsequent stage of the denitrification tank 14 is preferably installed in the subsequent stage of the oxidation tank 20. .
<脱窒処理>
第2硝化槽12で処理した水は、(固液分離槽16を介して)脱窒槽14で処理される。脱窒槽14は、例えば、従属栄養性脱窒菌により、亜硝酸態窒素を窒素(ガス)に還元する脱窒処理方法を採用することができる。従属栄養性脱窒菌による脱窒処理では、従属栄養性脱窒菌の栄養源として、水素供与体を添加する必要がある。水素供与体としては、メタノールや排水中に含有されるBOD成分が使用される。本実施形態では、第2硝化槽12で処理した水中のNOxの多くが亜硝酸態窒素であるため、脱窒に要する水素供与体量を減らすことができる。
<Denitrification treatment>
The water treated in the second nitrification tank 12 is treated in the denitrification tank 14 (via the solid-liquid separation tank 16). The denitrification tank 14 can employ, for example, a denitrification method that reduces nitrite nitrogen to nitrogen (gas) by heterotrophic denitrifying bacteria. In the denitrification treatment with heterotrophic denitrifying bacteria, it is necessary to add a hydrogen donor as a nutrient source for the heterotrophic denitrifying bacteria. As the hydrogen donor, methanol or a BOD component contained in waste water is used. In this embodiment, since most of the NOx in the water treated in the second nitrification tank 12 is nitrite nitrogen, the amount of hydrogen donor required for denitrification can be reduced.
また、脱窒槽14は、例えば、アンモニア態窒素を電子供与体とし、亜硝酸態窒素を電子受容体として脱窒処理をおこなうANAMMOX菌の作用により、亜硝酸態窒素を窒素(ガス)に還元する脱窒処理方法等を採用することができる。以下にその一例を説明する。 Further, the denitrification tank 14 reduces nitrite nitrogen to nitrogen (gas) by the action of ANAMOX bacteria that performs denitrification treatment using ammonia nitrogen as an electron donor and nitrite nitrogen as an electron acceptor, for example. A denitrification method or the like can be employed. One example will be described below.
図4は、本実施形態に係る排水処理装置の他の一例を示す概略構成図である。図4に示す排水処理装置4において、図1に示す排水処理装置1と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図4に示す排水処理装置4は、ANAMMOX菌のグラニュール汚泥床を形成したUSB反応槽(Upflow Sludge Bed;上向流汚泥床)を脱窒槽14として採用したものである。この場合、排水流入ライン26は分岐して、脱窒槽14と固液分離槽16との間の排出ライン28に接続され、排水がUSB反応槽(脱窒槽14)に供給されるようにすることが好ましい。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating another example of the waste water treatment apparatus according to the present embodiment. In the waste water treatment apparatus 4 shown in FIG. 4, the same components as those in the waste water treatment apparatus 1 shown in FIG. The waste water treatment apparatus 4 shown in FIG. 4 employs a USB reaction tank (Upflow Sludge Bed) in which a granulated sludge bed of ANAMMOX bacteria is formed as the denitrification tank 14. In this case, the drainage inflow line 26 is branched and connected to the discharge line 28 between the denitrification tank 14 and the solid-liquid separation tank 16 so that the wastewater is supplied to the USB reaction tank (denitrification tank 14). Is preferred.
<酸化処理>
図1〜3に示すように、脱窒槽14から排出される液は、後段に設置される酸化槽20(曝気槽)に供給される。酸化槽20内に設けられる不図示のエアレーション装置により、脱窒処理後の液が曝気され、液中に残存するBOD成分等が好気性条件下で酸化処理される。なお、BOD成分が過剰に含まれていない場合等は、必ずしも酸化槽20を設置する必要はない。
<Oxidation treatment>
As shown in FIGS. 1-3, the liquid discharged | emitted from the denitrification tank 14 is supplied to the oxidation tank 20 (aeration tank) installed in a back | latter stage. The liquid after the denitrification treatment is aerated by an aeration apparatus (not shown) provided in the oxidation tank 20, and the BOD component and the like remaining in the liquid are oxidized under aerobic conditions. In addition, when the BOD component is not contained excessively, the oxidation tank 20 is not necessarily installed.
なお、本実施形態の排水処理装置(排水処理装置1〜4)に供給される前の排水中にSS成分、過酸化水素、フッ素イオン等が混入している場合、過酸化水素やフッ素イオン等は生物に対し阻害性を有するため、硝化反応や脱窒反応を行う前に、予め除去しておくことが好ましい。これらの阻害性物質の処理方法としては、既存の技術を使用することができ、過酸化水素の処理においては、酵素を添加する方法、還元剤を注入する方法、活性炭に接触させる方法等が挙げられる。また、SS成分等は凝集沈殿により処理することができ、フッ素イオンの処理においては、カルシウムを添加してフッ化カルシウムとして除去する方法、イオン交換樹脂にて処理する方法等が挙げられる。 In addition, when SS components, hydrogen peroxide, fluorine ions, etc. are mixed in the waste water before being supplied to the waste water treatment apparatus (drainage treatment apparatuses 1 to 4) of this embodiment, hydrogen peroxide, fluorine ions, etc. Since it has an inhibitory effect on organisms, it is preferably removed in advance before the nitrification reaction or denitrification reaction. As a method for treating these inhibitory substances, existing techniques can be used, and in the treatment of hydrogen peroxide, a method of adding an enzyme, a method of injecting a reducing agent, a method of contacting with activated carbon and the like can be mentioned. It is done. In addition, SS components and the like can be treated by coagulation precipitation, and in the treatment of fluorine ions, there are a method of adding calcium and removing it as calcium fluoride, a method of treating with an ion exchange resin, and the like.
また、硝化反応及び脱窒反応を行う前に、Ca等を用いてフッ素イオンを予め除去すると、本実施形態で処理する排水中にCaが含まれる場合があり、pHによっては、脱窒反応で無機炭素とカルシウムが反応して炭酸カルシウムが析出する可能性がある。その場合には、脱窒反応のpHをランゲリア指数を参考に決定することで、炭酸カルシウムの析出を防ぐことができる。 Further, if fluorine ions are removed in advance using Ca or the like before performing the nitrification reaction and the denitrification reaction, Ca may be contained in the waste water to be treated in this embodiment. There is a possibility that inorganic carbon and calcium react to precipitate calcium carbonate. In that case, precipitation of calcium carbonate can be prevented by determining the pH of the denitrification reaction with reference to the Langeria index.
図5は、本実施形態に係る排水処理装置の他の一例を示す概略構成図である。図5の排水処理装置5において、図1の排水処理装置1と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図5に示すように、排水処理装置5は、第1硝化槽10、第2硝化槽10a、第3硝化槽12の3つの硝化槽を備えている。また、第1硝化槽10と第2硝化槽10aとの間の排出ライン28と第3硝化槽12間にはバイパス路46が接続されている。このようなバイパス路46により、第1硝化槽10で処理された水は、バイパス路46を通り第3硝化槽12へ流入する。すなわち、最後段の硝化槽である第3硝化槽12を除く各硝化槽で処理された水が最後の硝化槽である第3硝化槽12に流入するようになっている。また、本実施形態では、排水流入ライン26は分岐して、第2硝化槽10aに接続される排水路26aが設けられており、排水が直接第2硝化槽10aに供給されるようになっている。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating another example of the waste water treatment apparatus according to the present embodiment. In the waste water treatment apparatus 5 of FIG. 5, the same components as those of the waste water treatment apparatus 1 of FIG. As shown in FIG. 5, the waste water treatment apparatus 5 includes three nitrification tanks, a first nitrification tank 10, a second nitrification tank 10 a, and a third nitrification tank 12. In addition, a bypass 46 is connected between the discharge line 28 between the first nitrification tank 10 and the second nitrification tank 10 a and the third nitrification tank 12. By such a bypass 46, the water treated in the first nitrification tank 10 flows into the third nitrification tank 12 through the bypass 46. That is, the water treated in each nitrification tank except for the third nitrification tank 12 which is the last nitrification tank flows into the third nitrification tank 12 which is the last nitrification tank. Further, in the present embodiment, the drainage inflow line 26 is branched, and a drainage passage 26a connected to the second nitrification tank 10a is provided, so that the wastewater is directly supplied to the second nitrification tank 10a. Yes.
本実施形態の排水処理装置5では、例えば、最後の硝化槽の前段の硝化槽、すなわち第2硝化槽10aから排出される水中のアンモニア態窒素濃度が変動した場合等に、バイパス路46に設けられるバルブV3や排水路26aに設けられるバルブV4の開閉量を調整する等して、バイパス路46や排水路26aを通る液の流量を調整することによって、最後の硝化槽である第3硝化槽12に流入するアンモニア態窒素濃度を一定範囲に保持することが好ましい。これにより、最後の硝化槽である第3硝化槽12における亜硝酸化処理を確実に行うことが可能となる。ここで、最後の硝化槽である第3硝化槽12に流入するアンモニア態窒素濃度は、前述した3mg−N/L以上が好ましく、特に、10〜70mg−N/Lがより好ましい。 In the wastewater treatment apparatus 5 of the present embodiment, for example, when the concentration of ammonia nitrogen in the water discharged from the nitrification tank upstream of the last nitrification tank, that is, the second nitrification tank 10a fluctuates, it is provided in the bypass passage 46. The third nitrification tank, which is the last nitrification tank, is adjusted by adjusting the flow rate of the liquid passing through the bypass path 46 and the drainage path 26a by adjusting the opening / closing amount of the valve V3 provided in the drainage path 26a. It is preferable to maintain the ammonia nitrogen concentration flowing into 12 within a certain range. This makes it possible to reliably perform the nitritation treatment in the third nitrification tank 12, which is the last nitrification tank. Here, the concentration of ammonia nitrogen flowing into the third nitrification tank 12, which is the last nitrification tank, is preferably 3 mg-N / L or more, and more preferably 10 to 70 mg-N / L.
第2硝化槽10aから排出される水中のアンモニア態窒素濃度の変動は、例えば、第2硝化槽10a内に設置されたアンモニア計34により検知することが可能である。 The fluctuation of the ammonia nitrogen concentration in the water discharged from the second nitrification tank 10a can be detected by, for example, an ammonia meter 34 installed in the second nitrification tank 10a.
以上のような本実施形態に係る排水処理装置によれば、亜硝酸態窒素への硝化処理を安定して、且つ高負荷で行うことができる。また、それ以外にも、以下に示す効果が考えられる。
(1)第1硝化槽ではDO等を制限する必要がないため、高速でのアンモニア酸化が可能となる。
(2)第2の硝化槽では従来法とは異なり、アンモニア態窒素をほとんど残さずに処理できるにも関わらず、亜硝酸型硝化反応を行うことができる。
(3)従来法では流入原水中のアンモニア態窒素濃度や負荷によって処理後のアンモニア及び亜硝酸、硝酸濃度の比率に影響が大きかったが、本実施形態では生長速度が遅いアンモニア酸化細菌の菌叢が処理能力を左右するため、短期間の濃度、負荷変動には影響を受けにくく、安定した亜硝酸型硝化反応を維持することが可能である。
(4)本実施形態の硝化槽により得られた硝化液を脱窒槽に導入すると、硝酸―亜硝酸の還元処理をショートカットできるため、必要水素供与体量を大きく減らすことができる。
(5)図4に示す処理装置では、硝化液とともにアンモニア態窒素含有排水を脱窒槽に導入するため、アンモニア態窒素を電子供与体とし亜硝酸態窒素を電子受容体とする脱窒反応を行う脱窒細菌の作用により、有機物等の水素供与体を必要としない脱窒を行うことができる。また、後段にアンモニアを水素供与体に、亜硝酸を電子受容体にする脱窒反応を用いる場合においては、本実施形態の硝化槽ではアンモニア態窒素のほとんどが亜硝酸態窒素に変換されるため、硝化液とともにアンモニア態窒素含有排水を脱窒槽に流入させることで、アンモニア態窒素と亜硝酸態窒素の比率を従来法よりも容易に調整することができる。
According to the waste water treatment apparatus according to the present embodiment as described above, the nitrification treatment to nitrite nitrogen can be performed stably and with a high load. In addition, the following effects can be considered.
(1) Since it is not necessary to limit DO etc. in the 1st nitrification tank, ammonia oxidation at high speed is attained.
(2) Unlike the conventional method, the second nitrification tank can perform a nitrite type nitrification reaction although it can be processed with almost no ammonia nitrogen remaining.
(3) In the conventional method, the ratio of ammonia, nitrous acid, and nitric acid after treatment was greatly influenced by the concentration of ammonia nitrogen in the inflow raw water and the load, but in this embodiment, the flora of ammonia-oxidizing bacteria having a slow growth rate However, it is difficult to be affected by short-term concentration and load fluctuations, and it is possible to maintain a stable nitrite type nitrification reaction.
(4) When the nitrification liquid obtained by the nitrification tank of this embodiment is introduced into the denitrification tank, the reduction treatment of nitric acid-nitrous acid can be shortcuted, so that the required hydrogen donor amount can be greatly reduced.
(5) In the treatment apparatus shown in FIG. 4, in order to introduce the ammonia nitrogen-containing wastewater into the denitrification tank together with the nitrification solution, a denitrification reaction is performed using ammonia nitrogen as an electron donor and nitrite nitrogen as an electron acceptor. Due to the action of denitrifying bacteria, denitrification can be performed without the need for a hydrogen donor such as organic matter. Further, in the case of using a denitrification reaction in which ammonia is used as a hydrogen donor and nitrous acid is used as an electron acceptor in the latter stage, most of the ammonia nitrogen is converted to nitrite nitrogen in the nitrification tank of this embodiment. The ratio of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen can be adjusted more easily than in the conventional method by flowing ammonia nitrogen-containing wastewater into the denitrification tank together with the nitrification solution.
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely in detail, the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
図1に示す装置を用いて亜硝酸型硝化および脱窒処理を行った。実施例1の排水の性状及び用いた装置の仕様と条件は以下の通りである。
Example 1
Using the apparatus shown in FIG. 1, nitrite type nitrification and denitrification were performed. The properties of the waste water of Example 1 and the specifications and conditions of the apparatus used are as follows.
<試験条件>
排水:塩化アンモニウムを添加して、NH4−N濃度350mg/Lとした合成排水
第1硝化槽:寸法382mmφ×528mm高さ、容量25L(水面高さ 約225mm
)、処理方法は浮遊式活性汚泥法(グラニュール法)
第2硝化槽:寸法140mm×140mm×550mm高さ、容量5.1L(水面高さ
約320mm)、処理方法は浮遊式活性汚泥法(グラニュール法)
第1及び第2硝化槽内の水温:20℃
第1及び第2硝化槽内のDO濃度:5mg/L
脱窒槽:寸法382mmφ×528mm高さ、容量22L(水面高さ 約190mm)、
処理方法は従属栄養脱窒処理
酸化槽:寸法200mm×200mm×250mm高さ、容量4.5L(水面高さ 約11
3mm)
<Test conditions>
Drainage: Synthetic drainage first nitrification tank to which NH 4 -N concentration is 350 mg / L by adding ammonium chloride: Dimensions 382 mmφ × 528 mm height, capacity 25 L (water surface height approximately 225 mm
), Treatment method is floating activated sludge method (granule method)
Second nitrification tank: dimensions 140 mm x 140 mm x 550 mm height, capacity 5.1 L (water surface height
About 320mm), treatment method is floating activated sludge method (granule method)
Water temperature in the first and second nitrification tanks: 20 ° C
DO concentration in the first and second nitrification tanks: 5 mg / L
Denitrification tank: Dimensions 382mmφ x 528mm height, capacity 22L (water surface height approximately 190mm),
Treatment method is heterotrophic denitrification treatment oxidation tank: Dimensions 200mm x 200mm x 250mm height, capacity 4.5L (water surface height approx. 11
3mm)
実施例1の試験では、第1硝化槽内のアンモニア態窒素濃度が10mg−N/Lとなるように硝化槽に負荷をかけた。図6は、第1硝化槽のアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素および硝酸態窒素の濃度の経時変化を示す図である。図7は、第2硝化槽の処理水中(消化液中)のアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素および硝酸態窒素の濃度の経時変化を示す図である。図8は、亜硝酸型硝化時の第1硝化槽のアンモニア態窒素と第2硝化槽の処理水中(硝化液中)の硝酸態窒素濃度の関係を示している。図9は、実施例1における硝化速度の経時変化を示す図である。 In the test of Example 1, a load was applied to the nitrification tank such that the ammonia nitrogen concentration in the first nitrification tank was 10 mg-N / L. FIG. 6 is a graph showing changes over time in the concentrations of ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, and nitrate nitrogen in the first nitrification tank. FIG. 7 is a graph showing changes over time in the concentrations of ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, and nitrate nitrogen in the treated water (digested liquid) of the second nitrification tank. FIG. 8 shows the relationship between the ammonia nitrogen in the first nitrification tank and the nitrate nitrogen concentration in the treated water (in the nitrification solution) of the second nitrification tank during nitrite type nitrification. FIG. 9 is a graph showing the change with time in the nitrification rate in Example 1. FIG.
(比較例1)
図10は、比較例1の試験で用いた排水処理装置の構成を示す概略構成図である。図10に示す排水処理装置6の構成は、硝化槽を単体としたこと以外は図1に示す排水処理装置1の構成と同様である。比較例1の排水の性状及び用いた装置の仕様と条件は以下の通りである。
(Comparative Example 1)
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the waste water treatment apparatus used in the test of Comparative Example 1. The configuration of the waste water treatment device 6 shown in FIG. 10 is the same as the configuration of the waste water treatment device 1 shown in FIG. 1 except that the nitrification tank is a single unit. The properties of the waste water of Comparative Example 1 and the specifications and conditions of the apparatus used are as follows.
排水:塩化アンモニウムを添加して、NH4−N濃度800mg/Lとした合成排水
硝化槽:寸法382mmφ×528mm高さ;容量38L(水面高さ 約340mm)
処理方法:浮遊式活性汚泥法
Drainage: by the addition of ammonium chloride, synthetic wastewater nitrification tank was NH 4 -N concentration 800 mg / L: Dimensions 382mmφ × 528mm height; capacity 38L (water surface height of about 340 mm)
Treatment method: Floating activated sludge method
比較例1では、特開2006−320723に示す硝化グラニュールを用い、硝化負荷1.3kgN/m3/日まで馴養を行い、処理水中の窒素がほぼ硝酸態窒素に転換されていることを確認した後、処理水のアンモニア態窒素、亜硝酸態窒素および硝酸態窒素の濃度の経時変化を測定した。その結果を図11に示す。また、比較例1における硝化速度の経時変化の結果を図12に示す。 In Comparative Example 1, using the nitrification granules shown in JP-A-2006-320723, acclimatization to a nitrification load of 1.3 kgN / m 3 / day was performed, and it was confirmed that the nitrogen in the treated water was almost converted to nitrate nitrogen Then, the time-dependent changes in the concentrations of ammonia nitrogen, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen of the treated water were measured. The result is shown in FIG. In addition, FIG. 12 shows the results of the change over time in the nitrification rate in Comparative Example 1.
(比較例2)
図13は、比較例2の試験で用いた排水処理装置の構成を示す概略構成図である。図13に示す排水処理装置7は、第1硝化槽50及び第2硝化槽52を備えるが、第1硝化槽50および第2硝化槽52には、生物保持単体であるスポンジ担体54を各水槽容積比で20%となるように充填した。それ以外は、実施例1と同じ条件で硝化処理を行い、処理水中(消化液中)のアンモニア態窒素、亜硝酸態窒素および硝酸態窒素の濃度の経時変化を測定した。その結果を図14に示す。
(Comparative Example 2)
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the waste water treatment apparatus used in the test of Comparative Example 2. The waste water treatment apparatus 7 shown in FIG. 13 includes a first nitrification tank 50 and a second nitrification tank 52. In each of the first nitrification tank 50 and the second nitrification tank 52, a sponge carrier 54, which is a single organism holding organism, is placed in each water tank. It was filled so that it might become 20% by volume ratio. Except for this, nitrification was performed under the same conditions as in Example 1, and changes over time in the concentrations of ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, and nitrate nitrogen in the treated water (in the digestive fluid) were measured. The result is shown in FIG.
図11から明らかなように、硝化槽を分割しない比較例1では、処理水においてほぼすべての窒素がNO3−Nに転換されていた。そして、図12に示す通り、比較例1における硝化速度は0.5〜1.5kgN/m3/dayの範囲であった。一方、図6、図7から明らかなように、硝化槽を分割した実施例1では、NO2−Nへの転換量は増加し、処理水のNO3−N濃度は安定した状態で一部の窒素が除去されていた。なおかつ硝化液にアンモニア態窒素の残存はほとんどなかった。また、図8に示すように、第1硝化槽のアンモニア態窒素が3mg−N/Lを下回ると硝化液中の硝酸態窒素濃度が大きく上昇することから、第1硝化槽のアンモニア態窒素濃度は3mg−N/L以上に調整することが好ましかった。そして、図9に示す通り、実施例1における硝化速度は1〜2.4kgN/m3/dayの範囲であり、比較例1より高い値となった。 As is clear from FIG. 11, in Comparative Example 1 in which the nitrification tank was not divided, almost all nitrogen was converted to NO 3 —N in the treated water. And as shown in FIG. 12, the nitrification speed | rate in the comparative example 1 was the range of 0.5-1.5 kgN / m < 3 > / day. On the other hand, as apparent from FIGS. 6 and 7, in Example 1 in which the nitrification tank was divided, the amount of conversion to NO 2 -N increased, and the NO 3 -N concentration of the treated water was partially in a stable state. Of nitrogen was removed. In addition, there was almost no residual ammonia nitrogen in the nitrification solution. Further, as shown in FIG. 8, when the ammonia nitrogen in the first nitrification tank is less than 3 mg-N / L, the nitrate nitrogen concentration in the nitrification liquid greatly increases, so the ammonia nitrogen concentration in the first nitrification tank Was preferably adjusted to 3 mg-N / L or more. As shown in FIG. 9, the nitrification rate in Example 1 is in the range of 1 to 2.4 kgN / m 3 / day, which is higher than that in Comparative Example 1.
図14から明らかなように、硝化槽を分割してスポンジ担体を充填した比較例2では、硝化液中にアンモニア態窒素が残存する状況にも関わらず、硝化液中にNO3−Nが優先する結果となった。これは、担体が存在するために、アンモニア態窒素が低濃度で優先するNitrosospira属のアンモニア酸化細菌が水槽内に留まれるためと考えられる。 As apparent from FIG. 14, in Comparative Example 2 in which the nitrification tank was divided and filled with the sponge carrier, NO 3 -N was given priority in the nitrification liquid despite the situation where ammonia nitrogen remained in the nitrification liquid. As a result. This is presumably because the ammonia oxidizing bacteria belonging to the genus Nitrosospira, which are preferential at a low concentration of ammonia nitrogen, remain in the water tank due to the presence of the carrier.
1〜7 排水処理装置、10,50 第1硝化槽、10a,12,52 第2硝化槽又は第3硝化槽、14 脱窒槽、16,40 固液分離槽、18,42 汚泥返送ライン、20 酸化槽、22 pH調整剤タンク、24 制御部、26 排水流入ライン、26a 排水路、28 排出ライン、30a,30b pH調整剤流入ライン、32a,32b ポンプ、33,37 エアレーション装置、34 アンモニア計、36,38 pH計、46 バイパス路、54 スポンジ担体。 1-7 Wastewater treatment equipment, 10, 50 First nitrification tank, 10a, 12, 52 Second nitrification tank or third nitrification tank, 14 Denitrification tank, 16, 40 Solid-liquid separation tank, 18, 42 Sludge return line, 20 Oxidation tank, 22 pH adjuster tank, 24 control unit, 26 drainage inflow line, 26a drainage channel, 28 discharge line, 30a, 30b pH adjuster inflow line, 32a, 32b pump, 33, 37 aeration device, 34 ammonia meter, 36,38 pH meter, 46 Bypass, 54 Sponge carrier.
Claims (4)
前記硝化手段は、複数の硝化槽が直列に配置されたものであり、少なくとも最後段の硝化槽には生物保持担体が設置されず、前記最後段の硝化槽の容積は、全硝化槽の総容積の1/50以上〜1/3以下の範囲であることを特徴とするアンモニア態窒素含有排水の処理装置。 A nitrification means for oxidizing ammonia nitrogen in waste water containing ammonia nitrogen to nitrite nitrogen by ammonia oxidizing bacteria, a denitrification means for reducing the nitrite nitrogen to nitrogen, and the nitrification means or the denitrification means A treatment apparatus for ammonia nitrogen-containing wastewater having a biological sludge in the treated liquid, or the return means for returning to the ammonia nitrogen-containing wastewater before being introduced into the nitrification means or the nitrification means,
The nitrification means has a plurality of nitrification tanks arranged in series, and at least the last nitrification tank is not provided with a biological support, and the volume of the last nitrification tank is the total of all nitrification tanks. An ammonia nitrogen-containing wastewater treatment apparatus characterized by being in a range of 1/50 to 1/3 of the volume.
前記制御手段は、前記最後段の硝化槽を除く硝化槽内に残存するアンモニア態窒素濃度が3mg−N/L以上となるように、前記硝化槽内のアンモニア態窒素を制御することを特徴とする請求項1記載のアンモニア態窒素含有排水の処理装置。 A control means for controlling the concentration of ammonia nitrogen in the nitrification tank;
The control means controls the ammonia nitrogen in the nitrification tank so that the concentration of ammonia nitrogen remaining in the nitrification tank excluding the last nitrification tank is 3 mg-N / L or more. The apparatus for treating ammonia-nitrogen-containing wastewater according to claim 1.
前記硝化槽には、前記最後段の硝化槽及び前記最後段の前段の硝化槽を除く硝化槽で処理された液の少なくとも一部を前記最後段の硝化槽に流入させるバイパス路が設けられ、
前記処理液バイパス路には、前記最後段の硝化槽に流入するアンモニア態窒素濃度が3mg−N/L以上となるように、前記処理液バイパス路を通る液の流量を調整する流量調整手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記載のアンモニア態窒素含有排水の処理装置。 The nitrification means has at least three nitrification tanks,
The nitrification tank is provided with a bypass for allowing at least a part of the liquid treated in the nitrification tank excluding the last nitrification tank and the last nitrification tank to flow into the last nitrification tank,
The treatment liquid bypass passage has a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the liquid passing through the treatment liquid bypass passage so that the concentration of ammonia nitrogen flowing into the last-stage nitrification tank is 3 mg-N / L or more. The apparatus for treating wastewater containing ammonia nitrogen according to claim 1 or 2, characterized in that it is provided.
前記排水路には、前記最後段の硝化槽に流入するアンモニア態窒素濃度が3mg−N/L以上となるように、前記排水路を通る液の流量を調整する流量調整手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアンモニア態窒素含有排水の処理装置。 The nitrification tank is provided with a drainage channel for allowing the wastewater to flow into each nitrification tank other than the last nitrification tank,
The drainage channel is provided with a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the liquid passing through the drainage channel so that the concentration of ammonia nitrogen flowing into the last-stage nitrification tank is 3 mg-N / L or more. The processing apparatus of the waste water containing ammonia nitrogen according to any one of claims 1 to 3.
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