JP2014097478A - Effluent treatment method and effluent treatment apparatus - Google Patents
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- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
Abstract
Description
本発明は、廃水処理方法及び廃水処理装置に関する。詳細には、アンモニア態窒素を含有する含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化反応により処理する廃水処理方法及び廃水処理装置に関する。 The present invention relates to a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus. Specifically, the present invention relates to a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus for treating nitrogen-containing wastewater containing ammonia nitrogen by an anaerobic ammonia oxidation reaction.
一般家庭や事業場から出る廃水には、アンモニア、アンモニウム化合物、亜硝酸化合物、硝酸化合物等の無機態窒素や、アミノ酸、タンパク質等の有機態窒素が含まれていることがある。このような窒素成分を含む含窒素廃水は、水環境の富栄養化や溶存酸素の低下を引き起こし水質汚染の悪化を招くため、公共用水域への排出量が排水基準に基づいて規制されている。そこで、含窒素廃水を対象とした廃水処理が、大規模事業場や廃水処理施設を中心に実施されている。 Wastewater discharged from general households and business establishments may contain inorganic nitrogen such as ammonia, ammonium compounds, nitrite compounds and nitrate compounds, and organic nitrogen such as amino acids and proteins. Since such nitrogen-containing wastewater containing nitrogen components causes eutrophication of the water environment and a decrease in dissolved oxygen, resulting in deterioration of water pollution, the discharge to public water bodies is regulated based on wastewater standards . Therefore, wastewater treatment for nitrogen-containing wastewater is being implemented mainly in large-scale business establishments and wastewater treatment facilities.
一般に、低濃度の含窒素廃水の処理としては、イオン交換を用いて硝酸態窒素を除去する方法や、オゾン等の酸化剤を用いて酸化分解する方法のような化学的処理が用いられることが多い。一方、高濃度の含窒素廃水の処理には、微生物を用いた生物学的処理が行われる。 Generally, chemical treatment such as a method of removing nitrate nitrogen using ion exchange or a method of oxidative decomposition using an oxidizing agent such as ozone is used as a treatment of low concentration nitrogen-containing wastewater. Many. On the other hand, biological treatment using microorganisms is performed for treatment of high concentration nitrogen-containing wastewater.
従来行われている含窒素廃水の生物学的処理は、廃水中の窒素成分の大半がアンモニア態として存在していることから、硝化工程と脱窒工程を組み合わせた処理が主流となっている。硝化工程としては、ニトロソモナス(Nitrosomonas)属細菌、ニトロバクター(Nitrobacter)属細菌等の硝化細菌の酸化作用を利用して、好気的条件の下、アンモニア態窒素を、亜硝酸態窒素を経て硝酸態窒素へ変換する処理が行われ、その後行われる脱窒工程としては、シュードモナス(Pseudomonas)属細菌等の脱窒細菌の還元作用を利用して、嫌気的条件の下、硝酸態窒素を無害の窒素ガスに変換する処理が行われている。 In the conventional biological treatment of nitrogen-containing wastewater, since most of the nitrogen components in the wastewater are present in an ammonia state, a treatment combining a nitrification step and a denitrification step has become the mainstream. Nitrosomonas bacteria, Nitrobacter bacteria and other nitrifying bacteria can be used in the nitrification process under the aerobic conditions, through ammonia nitrogen and nitrite nitrogen. The process of conversion to nitrate nitrogen is performed, and the subsequent denitrification process uses the reducing action of denitrifying bacteria such as Pseudomonas bacteria to harm the nitrate nitrogen under anaerobic conditions. The conversion to nitrogen gas is performed.
近年、このような硝化工程と脱窒工程を組み合わせた処理に代わる方法として嫌気性アンモニア酸化(ANAMMOX(アナモックス);Anaerobic Ammonium Oxidation)を利用した廃水処理が進められている。
嫌気性アンモニア酸化は、特定の微生物の作用で、嫌気的条件の下、アンモニア態窒素で亜硝酸態窒素を還元して窒素ガスに変換する方法である。
この変換の反応式は、つぎの式1のように表される。
1.00NH4 + + 1.32NO2 + 0.066HCO3 + 0.13H+
→1.02N2 + 0.26NO3 + 0.066CH2O0.5N0.15 + 2.03H2O・・・(式1)
嫌気性アンモニア酸化による処理においては、式1に示されるとおり、基質として亜硝酸態窒素が必要である。そこで、廃水中のアンモニア態窒素の一部を亜硝酸態窒素に酸化して変換する亜硝酸型酸化工程が前段に組み合わされている。
In recent years, wastewater treatment using anaerobic ammonia oxidation (ANAMMOX) has been promoted as an alternative to the treatment combining such a nitrification step and a denitrification step.
Anaerobic ammonia oxidation is a method in which nitrite nitrogen is reduced with ammonia nitrogen and converted to nitrogen gas under the anaerobic condition by the action of a specific microorganism.
The reaction formula of this conversion is expressed as the following formula 1.
1.00NH 4 + + 1.32NO 2 + 0.066HCO 3 + 0.13H +
→ 1.02N 2 + 0.26NO 3 + 0.066CH 2 O 0.5 N 0.15 + 2.03H 2 O (Formula 1)
In the treatment by anaerobic ammonia oxidation, as shown in Formula 1, nitrite nitrogen is necessary as a substrate. Therefore, a nitrite type oxidation process for oxidizing a part of ammonia nitrogen in waste water to nitrite nitrogen and converting it is combined in the preceding stage.
従来、一般に行われている硝化工程と脱窒工程を組み合わせた処理は、窒素処理速度を向上することが難しく、高濃度の含窒素廃水の処理には大容量の処理槽を要している。また、脱窒工程において用いられる脱窒細菌が一般に従属栄養性であることから、炭素源の供給を必要としており、硝化工程においては酸素の曝気が必要である等、運転コストが比較的高い処理方法である。
これに対し、嫌気性アンモニア酸化を用いた処理は、炭素源の供給、酸素の曝気が不要であり、汚泥の発生量を削減できるといった利点を有し、高負荷の廃水処理を可能とする有望な廃水処理方法として注目されている。
しかしながら、式1で表わされる嫌気性アンモニア酸化反応(ANAMMOX反応)を行う嫌気性アンモニア酸化細菌は、基質とする亜硝酸態窒素が高濃度となると活性が低下する特性を有する等、窒素成分の濃度、溶存酸素、pH、温度、C/N比といった環境因子によって影響を受け易いことが知られており、廃水処理を立上げ、安定して持続することが容易ではない。
そのため特許文献1のように、嫌気性アンモニア酸化装置における長期にわたる運転安定性を向上させることができ、運転開始時や負荷変動時、失活から運転の立ち上げ時において簡易且つ短時間で定常運転に移行できる嫌気性アンモニア酸化装置の運転方法として、嫌気性アンモニア酸化槽における槽内流速が一定となるように、該嫌気性アンモニア酸化槽で処理した処理水を嫌気性アンモニア酸化槽の入口に循環させる循環量及び/又は原水の原水量を調整して運転を行なう技術が提案される等、方法の改良が進められている。
Conventionally, it is difficult to improve the nitrogen treatment speed in the treatment that is generally performed by combining the nitrification step and the denitrification step, and a large-capacity treatment tank is required for treatment of high-concentration nitrogen-containing wastewater. In addition, since denitrifying bacteria used in the denitrification process are generally heterotrophic, it is necessary to supply a carbon source, and in the nitrification process, oxygen aeration is necessary. Is the method.
On the other hand, the treatment using anaerobic ammonia oxidation has the advantage that it does not require supply of carbon source and aeration of oxygen, and the amount of sludge generated can be reduced, and it is promising to enable high-load wastewater treatment. It is attracting attention as a wastewater treatment method.
However, anaerobic ammonia-oxidizing bacteria that carry out the anaerobic ammonia oxidation reaction (ANAMMOX reaction) represented by Formula 1 have the characteristic that the activity decreases when the concentration of nitrite nitrogen as a substrate becomes high. It is known that it is easily affected by environmental factors such as dissolved oxygen, pH, temperature, C / N ratio, and it is not easy to start up and maintain a wastewater treatment stably.
Therefore, as in Patent Document 1, it is possible to improve long-term operation stability in an anaerobic ammonia oxidation apparatus, and simple and steady operation at the start of operation from start-up, load fluctuation, deactivation and operation. As an operating method of the anaerobic ammonia oxidation apparatus that can be transferred to the anaerobic ammonia oxidation tank, the treated water treated in the anaerobic ammonia oxidation tank is circulated to the inlet of the anaerobic ammonia oxidation tank so that the flow velocity in the tank is constant. Improvement of the method has been promoted, for example, a technique for adjusting the circulation amount and / or the raw water amount of the raw water is proposed.
嫌気性アンモニア酸化を利用した廃水処理において用いられる嫌気性アンモニア酸化細菌は、嫌気性アンモニア酸化細菌による処理の前段に組み合わされる亜硝酸型酸化反応で生じる亜硝酸態窒素や、廃水に含まれるアンモニア態窒素、溶存酸素の影響により、活性が阻害され、安定した廃水処理を維持することができない。特に、廃水処理装置の立上げ運転時において影響を受けると、立上げに要する期間が長期化する問題がある。
したがって、本発明の課題は、含窒素廃水処理において行われる嫌気性アンモニア酸化による処理を、速やかに立上げると共に、安定して持続する手段を提供することにある。
Anaerobic ammonia-oxidizing bacteria used in wastewater treatment using anaerobic ammonia oxidation are the nitrite nitrogen produced by the nitrite-type oxidation combined with the anaerobic ammonia-oxidizing bacteria and the ammonia state contained in the wastewater. The activity is inhibited by the influence of nitrogen and dissolved oxygen, and stable wastewater treatment cannot be maintained. In particular, if the wastewater treatment apparatus is affected during start-up operation, there is a problem that the period required for start-up is prolonged.
Therefore, the subject of this invention is providing the means to start stably the process by anaerobic ammonia oxidation performed in a nitrogen-containing wastewater process, and to continue stably.
前記課題を解決した本発明は、
嫌気性アンモニア酸化反応により含窒素廃水を処理する廃水処理方法であって、
廃水に含まれるアンモニア態窒素の一部を、好気性アンモニア酸化細菌の存在下、亜硝酸態窒素に酸化する亜硝酸型酸化工程と、
酸化された前記廃水に、廃水中の亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度を低下させる希釈水を供給する希釈水供給工程と、
酸化された廃水に含まれるアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下、窒素ガスに変換する脱窒工程と、
を含むことを特徴とする廃水処理方法である。
The present invention which has solved the above problems
A wastewater treatment method for treating nitrogen-containing wastewater by anaerobic ammonia oxidation reaction,
A nitrite oxidation process that oxidizes a part of ammonia nitrogen contained in wastewater to nitrite nitrogen in the presence of aerobic ammonia oxidizing bacteria;
A diluted water supply step of supplying diluted water for reducing the nitrite nitrogen concentration or ammonia nitrogen concentration or dissolved oxygen concentration in the waste water to the oxidized waste water;
A denitrification step of converting ammonia nitrogen and nitrite nitrogen contained in the oxidized wastewater into nitrogen gas in the presence of anaerobic ammonia oxidizing bacteria;
It is a wastewater treatment method characterized by including.
また、
嫌気性アンモニア酸化反応により含窒素廃水を処理する廃水処理装置であって、
廃水に含まれるアンモニア態窒素の一部を、好気性アンモニア酸化細菌の存在下、亜硝酸態窒素に酸化する硝化槽と、
硝化槽から流出した前記廃水に、廃水中の亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度を低下させる希釈水を供給する希釈水供給手段と、
硝化槽から流出した廃水に含まれるアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下、窒素ガスに変換する脱窒槽と、
を備えることを特徴とする廃水処理装置である。
Also,
A wastewater treatment apparatus for treating nitrogen-containing wastewater by anaerobic ammonia oxidation reaction,
A nitrification tank that oxidizes part of ammonia nitrogen contained in wastewater to nitrite nitrogen in the presence of aerobic ammonia-oxidizing bacteria;
Dilution water supply means for supplying dilution water for reducing the nitrite nitrogen concentration, ammonia nitrogen concentration or dissolved oxygen concentration in the waste water to the waste water flowing out from the nitrification tank;
A denitrification tank for converting ammonia nitrogen and nitrite nitrogen contained in waste water flowing out of the nitrification tank into nitrogen gas in the presence of anaerobic ammonia oxidizing bacteria;
A wastewater treatment apparatus comprising:
本発明によれば、含窒素廃水処理において行われる嫌気性アンモニア酸化による処理を、速やかに立上げると共に、安定して持続することができる。
例えば、嫌気性アンモニア酸化処理される廃水に、高濃度の亜硝酸態窒素、高濃度のアンモニア態窒素、又は高濃度の溶存酸素が存在していても、嫌気性アンモニア酸化細菌に対するこれらの影響を低減することができ、廃水処理装置の運転の立上げに要する時間を短縮し、立上げ後の定常運転において、安定した廃水処理を持続することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the process by the anaerobic ammonia oxidation performed in a nitrogen-containing wastewater process can be started rapidly, and can be maintained stably.
For example, even if wastewater treated with anaerobic ammonia oxidation contains high concentrations of nitrite nitrogen, high concentrations of ammonia nitrogen, or high concentrations of dissolved oxygen, these effects on anaerobic ammonia oxidation bacteria The time required for starting up the operation of the wastewater treatment apparatus can be shortened, and stable wastewater treatment can be maintained in the steady operation after the start-up.
本発明の一実施形態である廃水処理方法は、
嫌気性アンモニア酸化反応により含窒素廃水を処理する廃水処理方法であって、
廃水に含まれるアンモニア態窒素の一部を、好気性アンモニア酸化細菌の存在下、亜硝酸態窒素に酸化する亜硝酸型酸化工程と、
酸化された廃水に、廃水中の亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度を低下させる希釈水を供給する希釈水供給工程と、
酸化された廃水に含まれるアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下、窒素ガスに変換する脱窒工程と、
を少なくとも含む廃水処理方法である。
A wastewater treatment method according to an embodiment of the present invention is as follows.
A wastewater treatment method for treating nitrogen-containing wastewater by anaerobic ammonia oxidation reaction,
A nitrite oxidation process that oxidizes a part of ammonia nitrogen contained in wastewater to nitrite nitrogen in the presence of aerobic ammonia oxidizing bacteria;
A diluted water supply step of supplying diluted water for reducing the nitrite nitrogen concentration or ammonia nitrogen concentration or dissolved oxygen concentration in the waste water to the oxidized waste water;
A denitrification step of converting ammonia nitrogen and nitrite nitrogen contained in the oxidized wastewater into nitrogen gas in the presence of anaerobic ammonia oxidizing bacteria;
Is a wastewater treatment method including at least
本実施形態は、窒素成分としてアンモニア態窒素を含有する含窒素廃水に適用され、廃水中の窒素成分を、嫌気性アンモニア酸化反応によって、環境に対して無害の窒素ガスに変換して処理する方法である。
本実施形態では、一般家庭から出る廃水や、事業場から出る廃水のいずれに対しても処理が適用される。処理される廃水としては、具体的には、下水処理において消化された汚泥が固液分離されて生じる水相、アンモニア処理用のスクラバからの排水、RCA洗浄廃水等の半導体工場からの排水、金属精錬所からの排水、ゴミ浸出水等が挙げられる。
したがって、この実施形態は、各種事業場の特定の排水ラインの下流に個別に備えられる廃水処理装置や、下水処理場等の大規模な廃水集積施設に備えられる廃水処理装置のいずれにおいても実施される。
The present embodiment is applied to nitrogen-containing wastewater containing ammonia nitrogen as a nitrogen component, and the nitrogen component in the wastewater is converted into nitrogen gas harmless to the environment by an anaerobic ammonia oxidation reaction. It is.
In the present embodiment, the treatment is applied to both waste water from a general household and waste water from a business establishment. Specifically, wastewater to be treated includes an aqueous phase generated by solid-liquid separation of sludge digested in sewage treatment, wastewater from scrubbers for ammonia treatment, wastewater from semiconductor factories such as RCA cleaning wastewater, metal Examples include wastewater from smelters and waste leachate.
Therefore, this embodiment is implemented in any of the wastewater treatment apparatus individually provided downstream of specific drainage lines of various business establishments and the wastewater treatment apparatus provided in large-scale wastewater collection facilities such as sewage treatment plants. The
以下、本発明の一実施形態である廃水処理方法について、その方法の実施に用いられる廃水処理装置と共に、適宜図面を参照して、より具体的に説明する。 Hereinafter, a wastewater treatment method according to an embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings as appropriate together with a wastewater treatment apparatus used for carrying out the method.
図1は、実施形態に係る廃水処理方法を実施する廃水処理装置1の構成図である。この廃水処理装置1は、図1が示すとおり、硝化槽10と脱窒槽20の2槽で構成される廃水処理装置となっている。
アンモニア態窒素を含む廃水は、図1の矢印が示すように、まず硝化槽10に流入し、硝化槽内で所定時間滞留して好気的条件の下で生物学的処理を受ける。次に、硝化槽10から流出して、図1の矢印が示す方向で脱窒槽20に流入し、脱窒槽20内で所定時間滞留して嫌気的条件の下でさらに嫌気性アンモニア酸化による生物学的処理を受けて窒素成分を処理される。その後、脱窒槽20から流出して、廃水処理装置1の外部に処理水として排水される。
FIG. 1 is a configuration diagram of a wastewater treatment apparatus 1 that performs a wastewater treatment method according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the wastewater treatment apparatus 1 is a wastewater treatment apparatus composed of two tanks, a
As shown by the arrow in FIG. 1, waste water containing ammonia nitrogen first flows into the
第1番目の処理槽である硝化槽10の上流端(図中左端)には、図示しない廃水の供給元から引き込まれる管路が接続されており、供給元から送水された処理されるべき廃水は、この管路内を通流して廃水処理装置1に導入される。
この管路上には、図示しない送水ポンプと廃水流量計が設置されており、供給元から廃水処理装置1に導入される廃水は、廃水流量計の監視の下で、送水ポンプの駆動力によって流量を制御されている。あるいは、供給元から送水される廃水が加圧されている場合は、水門、弁等の開度によって流量を制御されることがある。
廃水の供給元としては、例えば、処理される廃水が貯留された貯留槽や、最初沈殿池等の前処理が行われる処理槽が挙げられる。
廃水処理装置1に導入される廃水は、例えば、ろ別、沈降、凝集といった処理を経て、主要な浮遊物、固形物が取り除かれていることが好ましく、処理を阻害する虞がある硫化物等が取り除かれていることが好ましい。
The upstream end (the left end in the figure) of the
A water pump and a waste water flow meter (not shown) are installed on this pipeline, and the waste water introduced into the waste water treatment apparatus 1 from the supply source is flowed by the driving force of the water pump under the monitoring of the waste water flow meter. Being controlled. Or when the wastewater sent from a supply source is pressurized, flow volume may be controlled by the opening degree of a sluice, a valve, etc.
Examples of the wastewater supply source include a storage tank in which wastewater to be processed is stored and a processing tank in which pretreatment such as a first sedimentation basin is performed.
The waste water introduced into the waste water treatment apparatus 1 is preferably subjected to treatment such as filtration, sedimentation, and agglomeration to remove main suspended solids and solid matter, and sulfides that may impede the treatment. Is preferably removed.
このような廃水には、高濃度のアンモニア態窒素の他、他の有機成分、無機成分等が過剰に溶存している等、廃水処理に用いる微生物に適さない環境因子が含まれていることがある。
そのため、廃水処理装置の運転を立ち上げる際には、通常、所定の期間に亘って立上げ運転が行われる。立上げ運転で、微生物の馴致を行い、充分な微生物数となるまで増殖させることによって、より優れた窒素成分処理能が得られ、その後の定常運転において、処理する廃水の組成や温度・pH条件等の変動が生じても安定した処理を持続することができる。
Such wastewater may contain environmental factors that are not suitable for microorganisms used in wastewater treatment, such as excessively dissolved ammonia nitrogen and other organic and inorganic components. is there.
Therefore, when starting up the operation of the wastewater treatment apparatus, the start-up operation is usually performed over a predetermined period. By acclimatizing microorganisms in the start-up operation and growing them to a sufficient number of microorganisms, a better nitrogen component treatment ability can be obtained, and in the subsequent steady operation, the composition, temperature and pH conditions of the wastewater to be treated Even if such fluctuations occur, stable processing can be continued.
定常運転時においては、この廃水処理装置1に導入される廃水のアンモニア態窒素の濃度としては、特に制限されるものではないが、10〜2000mg−N/Lが好ましく、40〜1000mg−N/Lがより好ましい。
一方で、微生物の馴致が行われていない立上げ運転時においては、アンモニア態窒素の濃度が過度に高いと、廃水処理に用いる微生物の増殖や処理活性が阻害される虞があるため、アンモニア態窒素の濃度がより低い廃水を、廃水処理装置1に導入してもよい。この場合は、例えば、廃水処理装置1に導入される前の廃水に水道水等を混合することによってアンモニア態窒素の濃度の低減が行われる。そして、微生物の馴致の進行と共に、導入される廃水のアンモニア態窒素の濃度は、徐々に高濃度に調節されて定常運転時の濃度とされる。
廃水処理装置1に導入される廃水のアンモニア態窒素の濃度や他の窒素成分の濃度は、供給元から引き込まれる管路上に、アンモニア態窒素計測手段や全窒素計測手段を備えることにより監視することができる。
During steady operation, the concentration of ammonia nitrogen in the wastewater introduced into the wastewater treatment apparatus 1 is not particularly limited, but is preferably 10 to 2000 mg-N / L, and preferably 40 to 1000 mg-N / L. L is more preferable.
On the other hand, during start-up operation where acclimation of microorganisms is not performed, if the concentration of ammonia nitrogen is excessively high, there is a risk that the growth and treatment activity of microorganisms used for wastewater treatment may be inhibited. Waste water having a lower nitrogen concentration may be introduced into the waste water treatment apparatus 1. In this case, for example, the concentration of ammonia nitrogen is reduced by mixing tap water or the like with the waste water before being introduced into the waste water treatment apparatus 1. Then, with the progress of acclimatization of microorganisms, the concentration of ammonia nitrogen in the introduced wastewater is gradually adjusted to a high concentration to obtain the concentration during steady operation.
The concentration of ammonia nitrogen and the concentration of other nitrogen components in the waste water introduced into the waste water treatment apparatus 1 should be monitored by providing ammonia nitrogen measuring means and total nitrogen measuring means on the pipe drawn from the supply source. Can do.
この廃水処理装置1では、定常運転時に処理される廃水と同様の廃水を導入した状態で、生物学的処理槽に投入された微生物の馴養が行われる。そこで、以下に廃水処理装置1の構成と立上げ運転開始時以降の運転を説明する。 In the wastewater treatment apparatus 1, the microorganisms introduced into the biological treatment tank are acclimatized with the same wastewater as the wastewater to be treated at the time of steady operation being introduced. Therefore, the configuration of the wastewater treatment apparatus 1 and the operation after the start-up operation will be described below.
廃水処理装置1の立上げ運転において、廃水処理装置1に導入された廃水は、まず、硝化槽10に流入する。
硝化槽10は、廃水に含まれるアンモニア態窒素の一部を、好気性アンモニア酸化細菌の存在下、亜硝酸態窒素に酸化する亜硝酸型酸化工程が行われる処理槽である。
通常、廃水に含まれている窒素成分の大半はアンモニア態窒素であるため、このアンモニア態窒素の一部が亜硝酸態窒素に酸化されることで、式1に示される嫌気性アンモニア酸化反応における基質の比率が実現される。したがって、この工程では、アンモニア態窒素の少なくとも一部を亜硝酸態窒素へ酸化し、亜硝酸態窒素から硝酸態窒素への酸化は行わない亜硝酸型酸化反応が行われる。この亜硝酸型酸化反応は、次の式2で表わされる。
NH4 + + 3/2O2 → NO2 - + 2H+ + H2O・・・(式2)
式2が示すとおり、亜硝酸型酸化工程は、好気的条件の下で行われる。
In the start-up operation of the wastewater treatment apparatus 1, the wastewater introduced into the wastewater treatment apparatus 1 first flows into the
The
Usually, most of the nitrogen component contained in the wastewater is ammonia nitrogen, so that a part of this ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen, which results in the anaerobic ammonia oxidation reaction shown in Formula 1. A substrate ratio is realized. Therefore, in this step, a nitrite-type oxidation reaction is performed in which at least a part of ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen and oxidation from nitrite nitrogen to nitrate nitrogen is not performed. This nitrous acid type oxidation reaction is expressed by the following
NH 4 + + 3 / 2O 2 → NO 2 − + 2H + + H 2 O (Formula 2)
As
硝化槽10は、主に、曝気手段と、溶存酸素計測手段81と、窒素成分計測手段91と、曝気制御部70を備えている。
また、水温計測手段や、pH計測手段等の他の計測手段を備えることができる。
The
Moreover, other measuring means, such as a water temperature measuring means and a pH measuring means, can be provided.
曝気手段は、硝化槽10における生物学的処理を好気的条件の下で行うように、硝化槽10内の廃水に酸素ガスを散気する手段である。
曝気手段としては、水中で散気を行う吹き込み式の装置や、水面を機械的に撹拌して空気を混合する装置等のいずれでもよいが、本実施形態においては、図1に示されるとおり、ブロワ60とディフューザ61と送気管62により構成されている。
ブロワ60は、図示しない酸素源から供給される含酸素ガスを、送気管62を介してディフューザ61に送風する。酸素源としては、空気やタンク等に封入された酸素等、酸素ガスを一定濃度含む気体であれば特に制限されるものではない。
ディフューザ61は、送風された含酸素ガスを硝化槽10内に散気することによって、廃水中の溶存酸素濃度を高め、硝化槽10を好気的条件としている。
ディフューザ61は、図1において複数のディスク形状のもので構成されているが、散気管、散気板等いずれの形状でもよく、散気口は、膜型、空孔型のいずれでもよい。ディフューザ61の散気口は槽内が散気により撹拌され、均一な溶存酸素濃度が保たれるように、硝化槽10の底部に高密度且つ分散して配設されることが好ましい。
The aeration unit is a unit that diffuses oxygen gas into the waste water in the
As the aeration means, any of a blow-type device that diffuses in water, a device that mechanically stirs the water surface and mixes air, etc. may be used, but in this embodiment, as shown in FIG. A
The
The
The
溶存酸素計測手段81は、廃水に含まれる溶存酸素の濃度を計測するものである。
溶存酸素計測手段81は、硝化槽10の下流端の出口付近に設置されることによって、硝化槽10における処理で発生し、後段に流出し得る溶存酸素を計測できるように備えられており、図1に破線で示されるとおり、曝気制御部70と信号線を介して接続されている。
溶存酸素計測手段81としては、ガルバニ電池式やポーラログラフ式等の隔膜電極式、蛍光式等のいずれでもよい。
The dissolved oxygen measuring means 81 measures the concentration of dissolved oxygen contained in the wastewater.
The dissolved oxygen measuring means 81 is provided near the outlet at the downstream end of the
The dissolved oxygen measuring means 81 may be either a diaphragm electrode type such as a galvanic cell type or a polarographic type, a fluorescent type, or the like.
曝気制御部70は、硝化槽10における曝気量を制御する制御装置である。
曝気制御部70は、図1に破線で示されるとおり、溶存酸素計測手段81、窒素成分計測手段91、及びブロワ60と信号線を介して接続されている。
曝気制御部70は、演算部と、信号入出力部、A/D及びD/A変換部、操作部等を備えるように構成される。
演算部は、PI制御又はPID制御を行うための比例制御、積分制御、微分制御を演算する演算回路を有している。また、ここで溶存酸素濃度とブロワ出力の換算が行われている。
信号入出力部は、計測手段の出力信号を受け付ける信号入力手段とブロワの制御信号を出力する信号出力手段を有している。
A/D及びD/A変換部は、入出力信号のデジタル変換、アナログ変換を行う変換回路を有している。
操作部は、溶存酸素濃度の目標値を入力する入力装置を有している。
The
The
The
The calculation unit has a calculation circuit that calculates proportional control, integral control, and differential control for performing PI control or PID control. In addition, the dissolved oxygen concentration and the blower output are converted here.
The signal input / output unit has signal input means for receiving the output signal of the measuring means and signal output means for outputting the control signal of the blower.
The A / D and D / A converters have conversion circuits that perform digital conversion and analog conversion of input / output signals.
The operation unit has an input device for inputting a target value of the dissolved oxygen concentration.
曝気制御部70は、溶存酸素計測手段81が計測した硝化槽10の溶存酸素濃度を、硝化槽10の好気的条件における溶存酸素濃度の目標値に制御するフィードバック制御の制御量を演算し、ブロワ60の出力制御を行っている。ブロワ60が出力制御されると、硝化槽10への含酸素ガスの曝気量が加減されて、硝化槽10内の溶存酸素濃度が目標値範囲内に保持される。
また、例えば、供給元から廃水処理装置1に引き込まれる管路上に溶存酸素計測手段を設け、この溶存酸素計測手段を曝気制御部70と接続することにより、廃水処理装置1に導入される廃水の溶存酸素濃度に応じたフィードフォワード制御やフィードバック制御を行うことができる。
The
Further, for example, a dissolved oxygen measuring means is provided on a pipeline drawn from the supply source to the waste water treatment apparatus 1, and this dissolved oxygen measuring means is connected to the
窒素成分計測手段91は、廃水に含まれる窒素成分の濃度を計測するものである。
窒素成分計測手段91は、全窒素計と、アンモニア態窒素計及び亜硝酸態窒素計の少なくとも一方とを備えている。
窒素成分計測手段91は、硝化槽10の下流端の出口付近に設置されることによって、硝化槽10中に存在する全窒素成分の濃度と、亜硝酸型硝化反応で部分消費されたアンモニア態窒素濃度、又は亜硝酸型酸化反応で生成した亜硝酸態窒素の濃度の少なくとも一方を計測できるように備えられている。
全窒素計としては、ペルオキソ二硫酸カリウム分解や接触熱分解に基づく吸光を計測する全窒素計が挙げられ、アンモニア態窒素計、亜硝酸態窒素計としては、イオン電極式、吸光光度計測式の計測器が挙げられる。
The nitrogen component measuring means 91 measures the concentration of the nitrogen component contained in the wastewater.
The nitrogen component measuring means 91 includes a total nitrogen meter and at least one of an ammonia nitrogen meter and a nitrite nitrogen meter.
The nitrogen component measuring means 91 is installed in the vicinity of the outlet at the downstream end of the
Examples of the total nitrogen meter include a total nitrogen meter that measures absorbance based on potassium peroxodisulfate decomposition and catalytic pyrolysis. As an ammonia nitrogen meter and a nitrite nitrogen meter, an ion electrode type and an absorptiometric type are available. Examples include measuring instruments.
この窒素成分計測手段91が計測する、廃水中の全窒素成分濃度(C0)と、アンモニア態窒素濃度(C1)又は亜硝酸態窒素濃度(C2)によって、以下の式3により、硝化槽10における硝化率(RN)が算出される。
RN(%)=(1−C1/C0)×100=C2/C0×100・・・(式3)
The total nitrogen component concentration (C 0 ), the ammonia nitrogen concentration (C 1 ), or the nitrite nitrogen concentration (C 2 ) in the wastewater, which is measured by the nitrogen component measuring means 91, is nitrified by the following equation (3). The nitrification rate (R N ) in the
R N (%) = (1−C 1 / C 0 ) × 100 = C 2 / C 0 × 100 (Equation 3)
式1に示されるとおり、嫌気性アンモニア酸化反応では、アンモニア態窒素と亜硝酸態窒素の比率は1:1.32で反応するため、この硝化率(RN)の値が、56〜57%程度となるように、亜硝酸型酸化反応が制御される必要がある。
亜硝酸型酸化反応を制御する方法としては、硝化槽10の上流において硝化槽10に流入する廃水と硝化槽10をバイパスする廃水とに所定比率で分配し、硝化槽10においては亜硝酸型酸化反応を完全進行させて、バイパスした廃水と硝化槽10の下流で比率が達成されるように再混合する方法がある。
また、亜硝酸型酸化反応中のアンモニア態窒素、亜硝酸態窒素の濃度の計測値に基づいて、硝化率が達成されるように、亜硝酸型酸化反応の進行を制御する方法がある。
As shown in Formula 1, in the anaerobic ammonia oxidation reaction, the ratio of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen reacts at 1: 1.32, so the value of this nitrification rate (R N ) is 56 to 57%. The nitrite-type oxidation reaction needs to be controlled so as to reach a degree.
As a method for controlling the nitrite type oxidation reaction, the waste water flowing into the
Further, there is a method for controlling the progress of the nitrite type oxidation reaction so that the nitrification rate is achieved based on the measured values of the concentrations of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen during the nitrite type oxidation reaction.
亜硝酸型酸化反応の進行の制御は、曝気量、炭素源の供給、アンモニア態窒素濃度、担体量、pH、水温等の調節により行うことができる。
例えば、硝化によりアルカリ度が消費されるため、必要に応じて、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ性炭素源を供給するが、その量によって調節が可能である。
本実施形態では、硝化槽10において亜硝酸型酸化反応の進行を制御する方法を採用しており、主に、曝気手段による曝気量を調節することによって硝化率を制御している。
The progress of the nitrite oxidation reaction can be controlled by adjusting the amount of aeration, supply of carbon source, ammonia nitrogen concentration, amount of carrier, pH, water temperature and the like.
For example, since alkalinity is consumed by nitrification, an alkaline carbon source such as sodium carbonate or sodium hydrogen carbonate is supplied as necessary, but the amount can be adjusted according to the amount.
In the present embodiment, a method of controlling the progress of the nitrite type oxidation reaction in the
曝気制御部70は、窒素成分計測手段91が計測する窒素成分濃度や溶存酸素計測手段81が計測する溶存酸素濃度から判断される溶存酸素濃度の目標値を入力して運転することができるが、窒素成分計測手段91と信号線を介して接続されることによって、窒素成分濃度に基づいた制御を行うこともできる。
例えば、窒素成分計測手段91が計測する全窒素成分濃度とアンモニア態窒素濃度又は亜硝酸態窒素濃度から、式3にしたがって硝化率を算出する算出部を曝気制御部70に設けることにより、硝化槽10における硝化率が目標値を達成するようにブロワの出力を制御することができる。
The
For example, by providing the
硝化槽10における運転は次のように行われる。
廃水処理装置1の立上げ運転において、廃水が、硝化槽10に流入すると、まず曝気手段が駆動される。
曝気手段を構成するブロワ60の運転が開始されると、図示しない酸素源から供給される含酸素ガス、例えば空気が、送気管62を介してディフューザ61に送風され、ディフューザ61の散気口から、硝化槽10内に貯留される廃水に散気される。
このとき、溶存酸素計測手段81によって、硝化槽10内の廃水の溶存酸素濃度が監視されている。
溶存酸素計測手段81が出力する計測信号は、曝気制御部70に入力され、曝気制御部70は、入力された計測信号を所定のサンプリング周期で標本化する。
硝化槽10で行われる亜硝酸型酸化反応における好気的条件としては、溶存酸素濃度が1〜5mg/L程度必要である。
そこで、曝気制御部は、サンプリングされる溶存酸素濃度に基づいて、フィードバック制御の演算を行う。このときの目標値としては、1〜4mg/L程度の範囲内の所定濃度が、操作部を介して又は硝化率の算出部を介して設定される。
溶存酸素濃度制御部が演算した制御量は、ブロワ60に向けて制御信号として出力され、ブロワ60が制御信号を受け付けると送風出力が加減されて、硝化槽10内の廃水の溶存酸素濃度を所定値に保持する量の含酸素ガスの散気が行われる。
The operation in the
In the start-up operation of the wastewater treatment apparatus 1, when wastewater flows into the
When the operation of the
At this time, the dissolved oxygen concentration means 81 monitors the dissolved oxygen concentration of the wastewater in the
The measurement signal output from the dissolved oxygen measuring means 81 is input to the
As an aerobic condition in the nitrite type oxidation reaction performed in the
Therefore, the aeration control unit calculates feedback control based on the sampled dissolved oxygen concentration. As the target value at this time, a predetermined concentration within a range of about 1 to 4 mg / L is set via the operation unit or the nitrification rate calculation unit.
The control amount calculated by the dissolved oxygen concentration control unit is output as a control signal to the
このような含酸素ガスの散気による廃水の曝気が、廃水の溶存酸素濃度が1〜5mg/L程度の範囲内の所定濃度で安定するまで行われると、続いて、硝化槽10に、好気性アンモニア酸化細菌が投入される。
When the aeration of the wastewater due to the diffusion of the oxygen-containing gas is performed until the dissolved oxygen concentration of the wastewater is stabilized at a predetermined concentration within the range of about 1 to 5 mg / L, then the
好気性アンモニア細菌は、廃水中のアンモニア態窒素を基質として亜硝酸型酸化反応を行い、亜硝酸態窒素に変換する細菌である。
好気性アンモニア細菌は、槽内から流出しないように固定化されて用いられることが好ましく、硝化槽10に好気性アンモニア酸化細菌を固定化する方法としては、担体に固定化する方法や固定床に固定化する方法が用いられる。
The aerobic ammonia bacterium is a bacterium that undergoes a nitrite-type oxidation reaction using ammonia nitrogen in wastewater as a substrate and converts it into nitrite nitrogen.
It is preferable that the aerobic ammonia bacterium is immobilized and used so as not to flow out of the tank. As a method of immobilizing the aerobic ammonia oxidizing bacterium in the
担体としては、特に制限されるものではないが、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ポリエチレングリコール、アガロース、アクリルアミド等のゲルや、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリウレタン等のプラスチックが挙げられる。
担体への固定化の方法としては、菌体を担体内部に包括固定化する方法、担体表面に付着固定化する方法のいずれでもよい。
担体の形状は、特に制限されるものではないが、球状、円筒状、立方体状、直方体状に成型された、多孔質ないしスポンジ状のものが好ましい。
担体の大きさは、1〜10mmであることが好ましく、担体の充填率は、廃水体積に対して5〜50体積%であることが好ましい。
The carrier is not particularly limited, and examples thereof include gels such as polyvinyl alcohol, alginic acid, polyethylene glycol, agarose, acrylamide, and plastics such as cellulose, polyester, polypropylene, vinyl chloride, and polyurethane.
As a method for immobilization on a carrier, either a method of entrapping and immobilizing bacterial cells inside the carrier or a method of adhering and immobilizing on a carrier surface may be used.
The shape of the carrier is not particularly limited, but is preferably a porous or sponge-like one molded into a spherical shape, a cylindrical shape, a cubic shape or a rectangular parallelepiped shape.
The size of the carrier is preferably 1 to 10 mm, and the filling rate of the carrier is preferably 5 to 50% by volume with respect to the waste water volume.
固定床としては、特に制限されるものではないが、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニル等のプラスチックや、活性炭ファイバー等が挙げられる。
固定床の形状は、特に制限されるものではないが、平板、波形板、繊維状、菊花状、ハニカム状、礫状等の成型又は非成型のものが用いられる。
固定床の空隙率は、80%以上が好ましく、固定床の充填率は、槽内に充填する固定床のみかけ容積として、30〜80%が好ましく、40〜80%がより好ましい。
Although it does not restrict | limit especially as a fixed bed, Plastics, such as polyethylene, polyester, a polypropylene, vinyl chloride, activated carbon fiber, etc. are mentioned.
The shape of the fixed floor is not particularly limited, and a flat or corrugated plate, a fiber shape, a chrysanthemum shape, a honeycomb shape, a gravel shape, or the like is used.
The porosity of the fixed bed is preferably 80% or more, and the filling rate of the fixed bed is preferably 30 to 80% and more preferably 40 to 80% as the apparent volume of the fixed bed filled in the tank.
好気性アンモニア酸化細菌としては、好気的条件の下で、アンモニアを基質として亜硝酸型硝化反応を行う細菌が用いられる。
このような細菌として、ニトロソモナス(Nitrosomonas)属細菌、ニトロソコッカス(Nitrosococcus)属細菌、ニトロソスピラ(Nitrosospira)属細菌、ニトロソビブリオ(Nitrosovibrio)属細菌、ニトロソロブス(Nitrosolobus)属細菌等が挙げられる。
As the aerobic ammonia oxidizing bacterium, a bacterium that performs a nitrite type nitrification reaction using ammonia as a substrate under an aerobic condition is used.
Examples of such bacteria include bacteria of the genus Nitrosomonas, bacteria of the genus Nitrosococcus, bacteria of the genus Nitrosospira, bacteria of the genus Nitrosovibrio, bacteria of the genus Nitrosolobus, and the like.
好気性アンモニア酸化細菌は、例えば、土壌、河川、湖沼、海洋、地下水、排水中の汚泥等から単離ないし細菌叢として分離して取得することができる。
また、好気性アンモニア酸化細菌として、従来用いられている硝化細菌群を利用することができ、細菌叢に、亜硝酸を酸化する亜硝酸酸化細菌が含まれている場合は、好気性アンモニア酸化細菌を残し、亜硝酸酸化細菌を選択的に排除する処理を行った後に用いる。
亜硝酸酸化細菌を排除する方法としては、例えば、好気性アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌の間のアンモニア態窒素の存在による挙動の差異、生育温度範囲の差異を利用する方法がある。
具体的には、好気性アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌を含む複合微生物汚泥を包括固定化した後、50〜90℃、好ましくは60〜80℃で2時間程度加熱処理することにより亜硝酸酸化細菌を選択的に死滅させる処理や、細菌叢を酸又はアルカリに浸漬することにより亜硝酸酸化細菌を選択的に死滅させる処理を用いることができる。酸処理としては、例えば、pH6以下の酸に15分間以上浸漬する処理が挙げられ、アルカリ処理としては、例えばpH9以上のアルカリに20分間以上浸漬する処理が挙げられる。
The aerobic ammonia-oxidizing bacteria can be obtained as isolated or separated as bacterial flora from, for example, soil, rivers, lakes, oceans, groundwater, sludge in drainage, and the like.
In addition, as aerobic ammonia-oxidizing bacteria, conventionally used nitrifying bacteria can be used. If the bacterial flora contains nitrite-oxidizing bacteria that oxidize nitrite, aerobic ammonia-oxidizing bacteria And is used after a treatment for selectively eliminating nitrite-oxidizing bacteria.
As a method for eliminating nitrite-oxidizing bacteria, for example, there is a method using a difference in behavior due to the presence of ammonia nitrogen between an aerobic ammonia-oxidizing bacterium and a nitrite-oxidizing bacterium, or a difference in growth temperature range.
Specifically, after entrapping and immobilizing complex microbial sludge containing aerobic ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria, nitrite oxidation is performed by heating at 50 to 90 ° C., preferably 60 to 80 ° C. for about 2 hours. A treatment for selectively killing bacteria or a treatment for selectively killing nitrite-oxidizing bacteria by immersing the bacterial flora in acid or alkali can be used. Examples of the acid treatment include a treatment of immersing in an acid having a pH of 6 or less for 15 minutes or more. Examples of the alkali treatment include a treatment of immersing in an alkali having a pH of 9 or more for 20 minutes or more.
図1が示すとおり、本実施形態では、このような好気性アンモニア酸化細菌は、硝化槽10内に立方体形状の包括固定化担体110に固定化されて投入されている。
廃水処理装置1の立上げ運転時に、このように好気性アンモニア酸化細菌が硝化槽10に投入されると、アンモニア態窒素の存在下で、好気性アンモニア酸化細菌の馴養が行われる。
このときの硝化槽10における廃水のpHは、pH6.0〜8.5程度に調整され、廃水の水温は、10〜35℃程度とされる。また、必要に応じて、アルカリや炭素源等が供給される。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, such aerobic ammonia oxidizing bacteria are fixed in a cuboid-shaped
When the aerobic ammonia-oxidizing bacteria are introduced into the
At this time, the pH of the waste water in the
この間、窒素成分計測手段91は、廃水中の全窒素成分濃度(C0)と、アンモニア態窒素濃度(C1)又は亜硝酸態窒素濃度(C2)を計測しており、式3にしたがって算出される硝化率(RN)が、56〜57%で安定するまで立上げ運転が行われる。
硝化率の制御は、具体的には、硝化率の目標値を56〜57%の範囲として設定し、硝化率が、設定範囲以下の場合には溶存酸素濃度を5mg/L、設定範囲内の場合には溶存酸素濃度を2mg/L、設定範囲以上の場合には溶存酸素濃度を1mg/Lに、曝気量を調節する設定で行うことができる。
During this time, the nitrogen component measuring means 91 measures the total nitrogen component concentration (C 0 ), the ammonia nitrogen concentration (C 1 ), or the nitrite nitrogen concentration (C 2 ) in the waste water. nitrification rate calculated (R N) is, start-up operation to stabilize is performed at 56 to 57%.
Specifically, the control of the nitrification rate is set so that the target value of the nitrification rate is 56 to 57%. When the nitrification rate is below the set range, the dissolved oxygen concentration is 5 mg / L, In this case, the dissolved oxygen concentration can be set to 2 mg / L, and when the concentration is higher than the set range, the dissolved oxygen concentration can be set to 1 mg / L, and the aeration amount can be adjusted.
硝化率(RN)が、56〜57%で安定した後、定常運転として、引き続き同様の条件で運転が継続される。
立上げ運転開始時から定常運転に至るまで、硝化槽10に流入し、硝化槽10内で所定時間滞留している廃水は、硝化槽10の下流端に設置されたスクリーン64を通過することによって固形物を分離除去された上で、硝化槽10から流出している。
Nitrification rate (R N) is, after stabilized at 56 to 57%, as a steady operation is continued operation in continuing the same conditions.
Waste water that flows into the
硝化槽10から流出した廃水は、次に、脱窒槽20に流入する。
脱窒槽20は、廃水に含まれるアンモニア態窒素と、硝化槽10においてアンモニア態窒素の一部が酸化されて生成した亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下、窒素ガスに変換する脱窒工程が行われる処理槽である。
この工程では、嫌気的条件の下、式1で表わされる嫌気性アンモニア酸化反応が行われる。
The waste water flowing out from the
The
In this step, an anaerobic ammonia oxidation reaction represented by Formula 1 is performed under anaerobic conditions.
脱窒槽20は、主に、希釈水供給手段(40,50)と、撹拌手段65と、溶存酸素計測手段82と、窒素成分計測手段92を備えている。
また、水温計測手段や、pH計測手段等の他の計測手段を備えることができる。
The
Moreover, other measuring means, such as a water temperature measuring means and a pH measuring means, can be provided.
希釈水供給手段は、廃水中の亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度を低下させる希釈水を、廃水に供給するものである。
本実施形態においては、図1に示されるとおり、希釈水調整槽40と希釈水供給ポンプ50により構成されているが、必ずしもこのような構成に制限されるものではなく、希釈水供給源と処理槽との間を接続する管路が備えられ、希釈水を廃水に供給可能なものであればよい。
The dilution water supply means supplies dilution water that lowers the concentration of nitrite nitrogen, ammonia nitrogen, or dissolved oxygen in the waste water to the waste water.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the dilution
希釈水は、処理される廃水に含まれることがある高濃度の窒素成分や溶存酸素が、廃水処理を行う細菌の活性を阻害するのを緩和するために廃水に供給される。例えば、脱窒槽20において用いられる嫌気性アンモニア酸化細菌にとって、硝化槽10から流入する高濃度の亜硝酸やアンモニアや溶存酸素は有害であり、細菌数の増殖や安定した廃水処理を妨げるものである。廃水にこれらの物質の濃度を低下させる希釈水を供給することによって、廃水処理装置の立上げ時に、脱窒槽20に投入された嫌気性アンモニア細菌が適切に増殖することができ、立上げ後の定常運転時には、安定した廃水処理を持続することができる。
希釈水としては、水道水、工業用水、工業排水等、廃水中の亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度を低下させる組成の液体であれば特に制限されるものではないが、亜硝酸態窒素及びアンモニア態窒素を実質的に含まない液体や、溶存している酸素ガスが脱気されている液体が好ましい。
このような希釈水としては、廃水処理槽への影響が小さく容易に入手可能な水道水や工業用水を用いることが好ましい。
The dilution water is supplied to the wastewater in order to mitigate the high concentration of nitrogen components and dissolved oxygen that may be contained in the wastewater to be treated from inhibiting the activity of the bacteria that perform the wastewater treatment. For example, for anaerobic ammonia oxidizing bacteria used in the
The dilution water is not particularly limited as long as it is a liquid having a composition that lowers the nitrite nitrogen concentration or ammonia nitrogen concentration or dissolved oxygen concentration in the waste water, such as tap water, industrial water, and industrial wastewater. A liquid substantially free of nitrite nitrogen and ammonia nitrogen, or a liquid from which dissolved oxygen gas has been degassed is preferred.
As such dilution water, it is preferable to use tap water or industrial water which can be easily obtained with little influence on the wastewater treatment tank.
希釈水調整槽40は、図示しない希釈水供給源から供給される希釈水を貯留し、必要に応じて、成分、水温、pH等を調整する槽ないし容器である。
希釈水供給源としては、例えば水道や工業用水道が挙げられる。
成分の調整としては、窒素成分の除去や溶存酸素の除去等の有害物質の除去や、メタノール等の水素供与体、有機栄養素、無機栄養素等の有用物質の添加が行われることがある。窒素成分の除去や溶存酸素の除去のためには、イオン交換膜や脱気手段等が用いられる。また、希釈水調整槽40に後記する脱気手段を備えることにより、希釈水を廃水に混合する前に溶存酸素が除去されるように構成することができる。
The dilution
Examples of the dilution water supply source include water supply and industrial water supply.
As the adjustment of components, removal of harmful substances such as removal of nitrogen components and dissolved oxygen, and addition of useful substances such as hydrogen donors such as methanol, organic nutrients, and inorganic nutrients may be performed. In order to remove the nitrogen component or dissolved oxygen, an ion exchange membrane, a deaeration means, or the like is used. Moreover, it can comprise so that dissolved oxygen may be removed before mixing dilution water with waste water by providing the deaeration means to mention later in the dilution
希釈水供給ポンプ50は、希釈水を送水するポンプであり、処理槽と希釈水調整槽40を接続する管路上、又は処理槽と希釈水供給源を直接接続する管路上に備えられる。
希釈水供給ポンプ50としては、吐出量が制御される定量ポンプを用いることが好ましい。
このような希釈水供給ポンプ50が駆動されると、調整槽40に貯留される希釈水が処理槽内に供給され、処理槽の廃水は、希釈水と混合されて希釈される。
The dilution
As the dilution
When such a dilution
撹拌手段65は、脱窒槽20内の廃水を撹拌することによって、成分、水温、pH等を均一化するものである。
撹拌手段65は、図1において、水上設置型のものが示されているが、槽底や槽壁に設置されるものであってもよい。
廃水が槽内で局所的に滞留すると、亜硝酸による阻害等により処理効率の低下や嫌気性アンモニア酸化細菌が減少する虞があるため、脱窒工程が行われる間は、常時稼働されることが好ましい。
The agitation means 65 agitates the waste water in the
The agitation means 65 is shown on the surface of FIG. 1 but may be installed on the tank bottom or tank wall.
If the wastewater is locally retained in the tank, it may be reduced in efficiency due to inhibition by nitrous acid, etc., and anaerobic ammonia-oxidizing bacteria may be reduced. preferable.
溶存酸素計測手段82は、廃水に含まれる溶存酸素の濃度を計測するものであり、硝化槽10に備えられるものと同様のものである。
脱窒槽20で行われる脱窒工程は嫌気的条件の下で行われる。そのため、溶存酸素計測手段82によって、脱窒槽20における溶存酸素濃度が監視される。
The dissolved oxygen measuring means 82 measures the concentration of dissolved oxygen contained in the wastewater, and is the same as that provided in the
The denitrification process performed in the
窒素成分計測手段92は、廃水に含まれる窒素成分の濃度を計測するものであり、硝化槽10に備えられるものと同様のものである。
窒素成分計測手段92は、脱窒槽20の下流端の出口付近に設置されることによって、脱窒槽20中に存在する全窒素成分の濃度と、亜硝酸型硝化反応で部分消費されたアンモニア態窒素濃度、又は亜硝酸型酸化反応で生成した亜硝酸態窒素の濃度の少なくとも一方を計測できるように備えられている。
窒素成分計測手段92によって、脱窒槽20で窒素ガスに変換されて処理された窒素成分割合である窒素除去率と、廃水中に未処理のまま残存し処理水として流出し得るアンモニア態窒素又は亜硝酸態窒素の濃度が監視される。
The nitrogen component measuring means 92 measures the concentration of the nitrogen component contained in the wastewater, and is the same as that provided in the
The nitrogen component measuring means 92 is installed in the vicinity of the outlet at the downstream end of the
The nitrogen removal rate, which is the ratio of the nitrogen component that has been converted to nitrogen gas in the
脱窒槽20における運転は次のように行われる。
廃水処理装置1の立上げ運転として、廃水が、脱窒槽20に流入すると、まず撹拌手段65が駆動され、脱窒槽20内の廃水が槽内で対流を始める。
また、希釈水供給手段を構成する希釈水調整槽40には、予め希釈水が貯留される。
The operation in the
As the start-up operation of the wastewater treatment apparatus 1, when wastewater flows into the
The dilution water is stored in advance in the dilution
次に、希釈水供給ポンプ50が駆動され、脱窒槽20内の廃水に希釈水の供給が開始される。
希釈水供給ポンプ50が加圧した希釈水を脱窒槽20に送水すると、脱窒槽20内で、廃水と希釈水が、撹拌手段65の運転によって撹拌され、廃水が希釈される。
Next, the dilution
When the dilution water pressurized by the dilution
本実施形態の廃水処理装置1における定常運転時に処理されるべき廃水中の亜硝酸態窒素の濃度は、容積負荷が0.1〜5.0kg−N/m3/日となるような比較的高濃度が予定される。そのため、立上げ運転において硝化槽10に導入されるアンモニア態窒素の濃度は比較的高く、その後、亜硝酸型酸化されて硝化槽10から脱窒槽20に流入していく亜硝酸態窒素の濃度は、未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌には適さない濃度となっている。そこで、脱窒槽20の立上げにおいては、脱窒槽20において用いられる嫌気性アンモニア酸化細菌の馴致を終えるまで、脱窒槽20内の廃水の亜硝酸態窒素の濃度を低濃度に抑える量の希釈水が供給される。例えば、窒素成分計測手段92による亜硝酸態窒素の計測値が、70mg−N/L程度で安定するまで希釈水供給ポンプ50が稼働された後、運転が停止される。
The concentration of nitrite nitrogen in wastewater to be treated during steady operation in the wastewater treatment apparatus 1 of the present embodiment is relatively such that the volume load is 0.1 to 5.0 kg-N / m 3 / day. High concentrations are planned. Therefore, the concentration of ammonia nitrogen introduced into the
また、このときの脱窒槽20における溶存酸素濃度及び窒素成分濃度は、希釈水供給手段による調節と共に、硝化槽10から脱窒槽20への流入量によっても調節され得る。
溶存酸素計測手段82が計測する脱窒槽20内の廃水の溶存酸素濃度及び窒素成分計測手段92が計測する脱窒槽20内の廃水の亜硝酸態窒素濃度が高い場合は、硝化槽10における曝気量を低下させることによって、脱窒槽20へ流入する溶存酸素と亜硝酸態窒素を低濃度に抑制し、必要に応じて希釈水の供給量を低減させることができる。
Further, the dissolved oxygen concentration and the nitrogen component concentration in the
When the dissolved oxygen concentration in the
このような希釈水供給手段による廃水の希釈に伴って、脱窒槽20に、嫌気性アンモニア酸化細菌が投入される。嫌気性アンモニア酸化細菌の投入は、必ずしも廃水の希釈が終了した後に限られるものではなく、希釈水の供給を開始する前、希釈水の供給中であってもよい。
Anaerobic ammonia-oxidizing bacteria are introduced into the
嫌気性アンモニア細菌は、硝化槽10から流出した廃水中のアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素を基質として嫌気性アンモニア酸化反応を行い、窒素ガスに変換する細菌である。主に、硝化槽10で亜硝酸型酸化されることなく残存していたアンモニア態窒素と、硝化槽10における亜硝酸型酸化反応で生成した亜硝酸態窒素とを基質とした反応を行う。
嫌気性アンモニア細菌は、槽内から流出しないように固定化されて用いられることが好ましく、脱窒槽20に嫌気性アンモニア酸化細菌を固定化する方法としては、担体に固定化する方法や、固定床に固定化する方法や、細菌が自己造粒して形成するグラニュールを利用する方法が用いられる。
The anaerobic ammonia bacterium is a bacterium that performs an anaerobic ammonia oxidation reaction using ammonia nitrogen and nitrite nitrogen in wastewater flowing out of the
It is preferable that the anaerobic ammonia bacterium is immobilized and used so as not to flow out of the tank. As a method of immobilizing the anaerobic ammonia oxidizing bacterium in the
担体としては、特に制限されるものではないが、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ポリエチレングリコール、アガロース、アクリルアミド等のゲルや、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリウレタン等のプラスチックが挙げられる。
担体への固定化の方法としては、菌体を担体内部に包括固定化する方法、担体表面に付着固定化する方法のいずれでもよい。
担体の形状は、特に制限されるものではないが、球状、円筒状、立方体状、直方体状に成型された、多孔質ないしスポンジ状のものが好ましい。
担体の大きさは、1〜10mmであることが好ましく、担体の充填率は、廃水体積に対して5〜50体積%であることが好ましい。
The carrier is not particularly limited, and examples thereof include gels such as polyvinyl alcohol, alginic acid, polyethylene glycol, agarose, acrylamide, and plastics such as cellulose, polyester, polypropylene, vinyl chloride, and polyurethane.
As a method for immobilization on a carrier, either a method of entrapping and immobilizing bacterial cells inside the carrier or a method of adhering and immobilizing on a carrier surface may be used.
The shape of the carrier is not particularly limited, but is preferably a porous or sponge-like one molded into a spherical shape, a cylindrical shape, a cubic shape or a rectangular parallelepiped shape.
The size of the carrier is preferably 1 to 10 mm, and the filling rate of the carrier is preferably 5 to 50% by volume with respect to the waste water volume.
固定床としては、特に制限されるものではないが、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニル等のプラスチックや、活性炭ファイバー等が挙げられる。
固定床の形状は、特に制限されるものではないが、平板、波形板、繊維状、菊花状、ハニカム状、礫状等の成型又は非成型のものが用いられる。
固定床の空隙率は、80%以上が好ましく、固定床の充填率は、槽内に充填する固定床のみかけ容積として、30〜80%が好ましく、40〜80%がより好ましい。
Although it does not restrict | limit especially as a fixed bed, Plastics, such as polyethylene, polyester, a polypropylene, vinyl chloride, activated carbon fiber, etc. are mentioned.
The shape of the fixed floor is not particularly limited, and a flat or corrugated plate, a fiber shape, a chrysanthemum shape, a honeycomb shape, a gravel shape, or the like is used.
The porosity of the fixed bed is preferably 80% or more, and the filling rate of the fixed bed is preferably 30 to 80% and more preferably 40 to 80% as the apparent volume of the fixed bed filled in the tank.
グラニュールを利用する方法では、沈降するグラニュールを槽内で上昇、循環させるように廃水を対流させることが好ましい。
例えば、硝化槽10から脱窒槽20へ流入する廃水の流路を脱窒槽20の槽底部に接続させることにより、流入する廃水でグラニュールが槽底部から上昇されるような構成とする。
In the method using granule, it is preferable to convect the wastewater so that the granulating sediment rises and circulates in the tank.
For example, the flow path of the waste water flowing from the
嫌気性アンモニア酸化細菌としては、脱窒反応の水素供与体としてアンモニアを用いる独立栄養性の通性嫌気性細菌である嫌気性アンモニア酸化細菌(ANAMMOX細菌)が用いられる。
このような細菌としては、暫定的分類で、Brocadia属、Scalindua属、Kuenenia属等に属する細菌群であって、細胞膜にラダラン脂質(ladderane lipid)を有する細菌が挙げられる。
嫌気性アンモニア酸化細菌は、例えば、排水処理汚泥等を用いて、温度37℃付近、pH6.5〜8.0付近で、嫌気条件の下でアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素を基質とした集積培養を行うことにより取得することができる。
As anaerobic ammonia oxidizing bacteria, anaerobic ammonia oxidizing bacteria (ANAMMOX bacteria), which are autotrophic facultative anaerobic bacteria using ammonia as a hydrogen donor in a denitrification reaction, are used.
Examples of such bacteria include bacteria belonging to the genus Brocadia, Scalindua, Kuenenia, and the like, which have a ladderane lipid in the cell membrane.
Anaerobic ammonia-oxidizing bacteria, for example, using wastewater treatment sludge, etc., and accumulating with ammonia nitrogen and nitrite nitrogen as substrates under anaerobic conditions at a temperature of about 37 ° C. and a pH of about 6.5 to 8.0. It can be obtained by culturing.
図1が示すとおり、本実施形態では、このような嫌気性アンモニア酸化細菌は、立方体形状の包括固定化担体120に固定化されて投入されている。
廃水処理装置1の立上げ運転時に、このように嫌気性アンモニア酸化細菌が脱窒槽20に投入されると、希釈された廃水中で、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養が行われる。
このときの脱窒槽20における廃水のpHは、pH6.0〜8.5程度に調整され、脱窒槽20における廃水の水温は、10〜35℃程度とされる。また、脱窒により酸性度が消費されるため、必要に応じて、塩酸、硫酸等の酸が供給される。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, such anaerobic ammonia-oxidizing bacteria are immobilized on a cubic shaped
When the anaerobic ammonia oxidizing bacteria are introduced into the
The pH of the waste water in the
この間、窒素成分計測手段92は、窒素成分の濃度の変動を監視しており、嫌気性アンモニア酸化反応の進行が管理されている。例えば、脱窒槽20中の廃水の亜硝酸態窒素濃度(C2)が計測されている。
脱窒槽20中の亜硝酸態窒素濃度が所定の低下を示すことが確認されると、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴致を進行させるために、脱窒槽20中の亜硝酸態窒素濃度は段階的に引き上げられる。
例えば、馴養開始時の希釈された廃水における亜硝酸態窒素濃度が、25〜50%程度まで低下することが確認されると、脱窒槽20中の亜硝酸態窒素濃度を100mg−N/L〜1000mg−N/L程度の範囲で引き上げ、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養をより高濃度の段階へ移行する。その後、再び引き上げられた亜硝酸態窒素濃度が、所定濃度低下することが確認されると、脱窒槽20中の亜硝酸態窒素濃度が再度引き上げられる。
ここでの亜硝酸態窒素濃度の引き上げは、主に、硝化槽10における亜硝酸型酸化の進行の制御と、希釈水の供給量の制御により行われる。
このような工程が繰り返されることにより、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴致が行われ、脱窒槽20における窒素除去速度が定常運転時に要求される速度まで引き上げられる。
During this time, the nitrogen component measuring means 92 monitors the fluctuation of the concentration of the nitrogen component, and the progress of the anaerobic ammonia oxidation reaction is managed. For example, the nitrite nitrogen concentration (C 2 ) of the wastewater in the
When it is confirmed that the nitrite nitrogen concentration in the
For example, when it is confirmed that the nitrite nitrogen concentration in the diluted wastewater at the start of the habituation is reduced to about 25 to 50%, the nitrite nitrogen concentration in the
The increase of the nitrite nitrogen concentration here is performed mainly by controlling the progress of nitrite oxidation in the
By repeating such a process, anaerobic ammonia oxidizing bacteria are acclimatized, and the nitrogen removal speed in the
その後、脱窒槽20では、所定の容積負荷、所定の滞留時間で定常運転が継続される。
また、定常運転時においても、亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度が高濃度に変動する兆候が認められる場合は、廃水に希釈水を供給することによって、脱窒槽20内の亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度を低減することができる。例えば、供給する希釈水の量を制御する希釈水供給制御部を希釈水供給手段に接続されるように設置し、希釈水供給制御部に窒素成分計測手段92の計測値が入力されるような構成とする。そして、希釈水供給制御部において、脱窒槽20における亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度のフィードバック制御の演算を行い、希釈水供給手段が備える希釈水供給ポンプ50の出力を制御する。また、希釈水供給制御部に硝化槽10に備えられる窒素成分計測手段91の計測値が入力されるような構成とし、脱窒槽20に設置された希釈水供給制御部と希釈水供給手段によって、硝化槽10における亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度の変動に基づいたフィードフォワード制御を行う。
Thereafter, in the
In addition, even during steady operation, if there are signs that the nitrite nitrogen concentration, ammonia nitrogen concentration or dissolved oxygen concentration fluctuates to a high concentration, by supplying dilution water to the wastewater, Nitrite nitrogen concentration, ammonia nitrogen concentration or dissolved oxygen concentration can be reduced. For example, a dilution water supply control unit that controls the amount of dilution water to be supplied is installed so as to be connected to the dilution water supply unit, and the measurement value of the nitrogen
脱窒槽20内で所定時間滞留した廃水は、脱窒槽20の下流端に設置されたスクリーン64を通過することによって固形物を分離除去された上で、脱窒槽20から流出する。脱窒槽20の下流端(図中右端)には、廃水処理装置1の外部と接続される排水用の管路が形成されており、窒素成分が除去された廃水はこの管路を介して廃水処理装置1の外に処理水として排水される。
The waste water staying in the
このような希釈水供給手段を備えた廃水処理装置1によれば、脱窒槽20内の亜硝酸態窒素やアンモニア態窒素の濃度を管理することができるため、安定して脱窒処理を持続することができる。
また、嫌気性アンモニア酸化細菌が、廃水中の亜硝酸態窒素やアンモニア態窒素の影響を受け難くなるため、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴致に要する時間が短縮され、立上げ運転に要する時間が長期化することを抑制できる。
また、処理槽に投入された嫌気性アンモニア酸化細菌に接触する廃水の亜硝酸態窒素やアンモニア態窒素の濃度を、希釈水供給手段の操作により自在に加減できるため、特別な馴養手段や馴養用廃水を要することなく、定常運転時と同様の装置構成と含窒素廃水を用いて、廃水処理装置の立上げ運転を行うことができる。
According to the wastewater treatment apparatus 1 provided with such dilution water supply means, since the concentration of nitrite nitrogen and ammonia nitrogen in the
In addition, anaerobic ammonia-oxidizing bacteria are less susceptible to the effects of nitrite nitrogen and ammonia nitrogen in wastewater, so the time required for acclimatization of anaerobic ammonia-oxidizing bacteria is shortened and the time required for start-up operation is prolonged. Can be suppressed.
In addition, since the concentration of nitrite nitrogen and ammonia nitrogen in wastewater that contacts anaerobic ammonia-oxidizing bacteria placed in the treatment tank can be adjusted freely by operating the dilution water supply means, special habituation means and habituation The waste water treatment apparatus can be started up without using waste water by using the same apparatus configuration and nitrogen-containing waste water as those in the steady operation.
[変形例1]
次に、本発明の実施形態の第1の変形例について説明する。
[Modification 1]
Next, a first modification of the embodiment of the present invention will be described.
図2は、実施形態に係る廃水処理装置の第1の変形例の構成図である。この廃水処理装置2は、図2が示すとおり、硝化槽10と脱窒槽20の間に、さらに脱気槽30が備えられた3槽で構成される廃水処理装置となっている。
アンモニア態窒素を含む廃水は、図2の矢印が示すように、まず硝化槽10に流入し、硝化槽内で所定時間滞留して好気的条件の下で生物学的処理を受ける。次に、硝化槽10から流出して、図2の矢印が示す方向で脱気槽30に流入し、脱気槽30内で所定時間滞留して溶存酸素が脱気される。次に、脱窒槽20に流入し、脱窒槽20内で所定時間滞留して嫌気的条件の下でさらに嫌気性アンモニア酸化による生物学的処理を受けて窒素成分を処理される。その後、脱窒槽20から流出して、廃水処理装置2の外部に処理水として排水される。
FIG. 2 is a configuration diagram of a first modification of the wastewater treatment apparatus according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the
As shown by the arrow in FIG. 2, waste water containing ammonia nitrogen first flows into the
この廃水処理装置2は、廃水処理システム1においてと同様の構成を有する硝化槽10と、脱窒槽20とを備えている。
また、硝化槽10の上流端(図中左端)には、図示しない廃水の供給元から引き込まれる管路が接続されており、脱窒槽20の下流端(図中右端)には、廃水処理装置2の外部と接続される排水用の管路が形成されている。
The
Further, a pipe line drawn from a waste water supply source (not shown) is connected to the upstream end (left end in the figure) of the
以下に廃水処理装置2の構成と立上げ運転開始時以降の運転を説明する。
Hereinafter, the configuration of the waste
廃水処理装置2の立上げ運転が開始されると、廃水処理装置1においてと同様に、供給元から送水されたアンモニア態窒素を含む廃水が、まず、硝化槽10に流入する。
硝化槽10では、廃水処理装置1においてと同様に、硝化率が56〜57%となるように制御された亜硝酸型酸化工程が行われ、硝化槽10内で所定時間滞留した廃水は、硝化槽10から流出していく。
When the start-up operation of the
In the
続いて、廃水処理装置2では、硝化槽10から流出した廃水は、脱気槽30に流入する。
脱気槽30は、廃水中の溶存酸素を脱気する脱気工程が行われる処理槽である。
好機的条件下において行われる亜硝酸型硝化工程において廃水に供給された酸素は、無酸素下において行われる嫌気性アンモニア酸化の反応においては、反応を阻害する因子となる。
そのため、この工程では、硝化槽10における曝気によって高濃度となった溶存酸素が脱気され、嫌気性アンモニア酸化を行う嫌気的条件に適した廃水が脱窒槽20に導入されるように運転される。
Subsequently, in the
The
Oxygen supplied to the wastewater in the nitrite-type nitrification process performed under favorable conditions becomes a factor that inhibits the reaction in the anaerobic ammonia oxidation reaction performed in the absence of oxygen.
For this reason, in this step, the dissolved oxygen that has become a high concentration by aeration in the
脱気槽30は、主に、脱気手段と、溶存酸素計測手段83とを備えている。
また、図示しない脱気制御部や、窒素成分計測手段、水温計測手段、pH計測手段等の他の計測手段が備えられていてもよい。
The
In addition, other measurement means such as a deaeration control unit, a nitrogen component measurement means, a water temperature measurement means, and a pH measurement means (not shown) may be provided.
脱気手段は、脱気槽30に流入した廃水に溶存している酸素ガスを脱気する手段である。
脱気手段としては、気体透過膜を気液界面に設ける脱気膜式の装置や、水中で無酸素ガスの散気を行う吹き込み式の装置、酸素を吸着除去する装置、脱酸素剤を添加する装置等のいずれでもよいが、空気中の酸素の再溶解が少ない点で無酸素ガスの散気による装置が好ましい。
脱気手段は、本実施形態においては、図2に示されるとおり、ブロワ63とディフューザ61と送気管62により構成されている。
ブロワ63は、図示しない無酸素ガス源から供給される無酸素ガスを、送気管62を介してディフューザ61に送風する。無酸素ガスとしては、窒素ガス、炭酸ガス、希ガス等の酸素ガスを実質的に含まない気体であって、廃水への溶解性が比較的低い気体であれば特に制限されるものではない。
ディフューザ61は、送風された無酸素ガスを脱気槽30内に散気することによって、廃水中の酸素の溶解度を低下させ、酸素ガスの脱気を行う。
ディフューザ61は、図2において複数のディスク形状のもので構成されているが、散気管、散気板等いずれの形状でもよく、散気口は、膜型、空孔型のいずれでもよい。ディフューザ61の散気口は、槽内が均一に脱気されるように、脱気槽30の底部に高密度且つ分散して配設されることが好ましい。
The deaeration means is a means for deaerating oxygen gas dissolved in the wastewater flowing into the
As a degassing means, a degassing membrane type device that provides a gas-permeable membrane at the gas-liquid interface, a blow-in type device that diffuses oxygen-free gas in water, a device that adsorbs and removes oxygen, an oxygen scavenger is added However, an apparatus using an oxygen-free gas diffuser is preferable in that the re-dissolution of oxygen in the air is small.
In the present embodiment, the deaeration means includes a
The
The
The
溶存酸素計測手段83は、廃水に含まれる溶存酸素の濃度を計測するものであり、硝化槽10に備えられるものと同様のものである。
溶存酸素計測手段83は、脱気槽30の下流端の出口付近に設置されることによって、後段に流出し得る溶存酸素を計測できるように備えられている。
The dissolved oxygen measuring means 83 measures the concentration of dissolved oxygen contained in the wastewater, and is the same as that provided in the
The dissolved oxygen measuring means 83 is provided near the outlet at the downstream end of the
脱気槽30における運転は次のように行われる。
廃水が、脱気槽30に流入すると、脱気手段を構成するブロワ63の運転により、図示しない無酸素ガス源から供給される無酸素ガス、例えば炭酸ガスが、送気管62を介してディフューザ61に送風され、ディフューザ61の散気口から、脱気槽30内に貯留される廃水に散気される。
通常、脱窒槽20の嫌気的条件における溶存酸素濃度は、25〜30℃の水温において、0.5mg/L以下、好ましくは0.2mg/L以下となるように管理される。
そのため、溶存酸素計測手段83による溶存酸素濃度の監視の下で、脱気槽30内の廃水の溶存酸素が、完全に除去される程度に無酸素ガスの散気が行われる。
無酸素ガスの散気は、流入する廃水に対して常時行うことができる他、廃水中の溶存酸素濃度の計測値の変動に応じて間欠的に行う、あるいは散気量を調整して行うことができる。
例えば、ブロワ63と溶存酸素計測手段83とに信号線を介して接続される図示しない脱気制御部を設けることにより、計測される溶存酸素濃度に基づいて、散気量を制御することができる。
脱気制御部は、演算部と、信号入出力部、A/D及びD/A変換部、操作部等を備えるように構成し、溶存酸素計測手段83が計測した脱気槽30の溶存酸素濃度を、脱窒槽20の嫌気的条件における溶存酸素濃度の目標値に制御するフィードバック制御の制御量を演算し、ブロワ63の出力制御を行うようにする。ブロワ63が出力制御されると、脱窒槽30への無酸素ガスの散気量が加減されて、脱気槽30内の溶存酸素濃度が目標値範囲内に保持される。
但し、立上げ時においては、嫌気性アンモニア細菌の馴養が進むまで、所定量以上の脱気を行うことが好ましい。脱窒工程において嫌気性アンモニア酸化が進行すると、窒素ガスの濃度が上昇して、廃水中の溶存酸素による影響は緩和されるため、立上げ時に極大となる可変の脱気量に制御してもよい。
The operation in the
When the wastewater flows into the
Usually, the dissolved oxygen concentration in the anaerobic condition of the
Therefore, under the monitoring of the dissolved oxygen concentration by the dissolved oxygen measuring means 83, the oxygen-free gas is diffused to such an extent that the dissolved oxygen in the
Aeration of oxygen-free gas can be performed constantly on the inflowing wastewater, or intermittently according to fluctuations in the measured value of dissolved oxygen concentration in the wastewater, or by adjusting the amount of aeration Can do.
For example, by providing a degassing control unit (not shown) connected to the
The deaeration control unit is configured to include a calculation unit, a signal input / output unit, an A / D and D / A conversion unit, an operation unit, and the like, and the dissolved oxygen in the
However, at the time of start-up, it is preferable to deaerate a predetermined amount or more until the acclimatization of the anaerobic ammonia bacteria proceeds. As anaerobic ammonia oxidation progresses in the denitrification process, the concentration of nitrogen gas increases, and the effect of dissolved oxygen in the wastewater is mitigated. Good.
脱気槽30内で所定時間滞留し、溶存酸素が脱気された廃水は、次に、脱気槽30から流出して脱窒槽20に流入する。
脱窒槽20では、廃水処理装置1においてと同様に、嫌気性アンモニア酸化による脱窒工程が行われる。
まず、希釈水供給手段の稼働により段階的に調整される亜硝酸態窒素濃度の下で嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養が行われ、その後、引き上げられた亜硝酸態窒素濃度の廃水に対する窒素除去が定常運転として行われる。
脱窒槽20内で所定時間滞留した廃水は、脱窒槽20から流出し、廃水処理装置2の外部と接続される排水用の管路を介して廃水処理装置2の外に処理水として排水される。
The wastewater that stays in the
In the
First, acclimatization of anaerobic ammonia-oxidizing bacteria is performed under a nitrite nitrogen concentration that is adjusted in stages by the operation of the dilution water supply means, and then nitrogen removal is performed on wastewater with the raised nitrite nitrogen concentration. It is performed as a steady operation.
The waste water staying in the
このような脱気槽30を備えた廃水処理装置2によれば、亜硝酸型酸化工程で高濃度となった廃水中の溶存酸素を、嫌気性アンモニア酸化反応に供する前に、確実に除去することができるため、安定して脱窒処理を持続することができる。
また、嫌気性アンモニア酸化細菌が、廃水中の溶存酸素の影響を受け難くなるため、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴致に要する時間が短縮され、立上げ運転に要する時間が長期化することを抑制できる。
また、高濃度の含窒素廃水の処理を行う時等、曝気量を増加させた処理において、安定した脱窒処理を持続することができる。
According to the
In addition, anaerobic ammonia-oxidizing bacteria are less susceptible to dissolved oxygen in the wastewater, so the time required to adapt to anaerobic ammonia-oxidizing bacteria can be shortened and the time required for start-up operation can be prevented from being prolonged. .
In addition, stable denitrification treatment can be continued in the treatment with increased aeration amount, such as when treating high-concentration nitrogen-containing wastewater.
[変形例2]
次に、本発明の実施形態の第2の変形例について説明する。
[Modification 2]
Next, a second modification of the embodiment of the present invention will be described.
図3は、実施形態に係る廃水処理装置の第2の変形例の構成図である。この廃水処理装置3は、図3が示すとおり、廃水処理装置2と同様に、硝化槽10と脱窒槽20の間に、さらに脱気槽30が備えられた3槽で構成される廃水処理装置となっている。
この廃水処理装置3が、廃水処理装置2と異なる点は、希釈水供給手段が、脱気槽30に接続されている点である。
アンモニア態窒素を含む廃水は、図3の矢印が示すように、まず硝化槽10に流入し、硝化槽内で所定時間滞留して好気的条件の下で生物学的処理を受ける。次に、硝化槽10から流出して、図3の矢印が示す方向で脱気槽30に流入し、脱気槽30内で所定時間滞留して溶存酸素が脱気される。次に、脱窒槽20に流入し、脱窒槽20内で所定時間滞留して嫌気的条件の下でさらに嫌気性アンモニア酸化による生物学的処理を受けて窒素成分を処理される。その後、脱窒槽20から流出して、廃水処理装置2の外部に処理水として排水される。
FIG. 3 is a configuration diagram of a second modification of the wastewater treatment apparatus according to the embodiment. As shown in FIG. 3, this
The waste
As shown by the arrow in FIG. 3, waste water containing ammonia nitrogen first flows into the
廃水処理装置3は、廃水処理システム2においてと同様の構成を有する硝化槽10と、脱窒槽20と、脱気槽30とを備えている。
但し、廃水処理システム2において、脱窒槽20が備えていた希釈水供給手段は、廃水処理装置3では、脱気槽30に備えられている。また、脱気槽30には、窒素成分計測手段93が備えられる。
また、硝化槽10の上流端(図中左端)には、図示しない廃水の供給元から引き込まれる管路が接続されており、脱窒槽20の下流端(図中右端)には、廃水処理装置3の外部と接続される排水用の管路が形成されている。
The
However, in the
Further, a pipe line drawn from a waste water supply source (not shown) is connected to the upstream end (left end in the figure) of the
以下に廃水処理装置3の構成と立上げ運転開始時以降の運転を説明する。
Hereinafter, the configuration of the waste
廃水処理装置3の立上げ運転が開始されると、廃水処理装置2においてと同様に、供給元から送水されたアンモニア態窒素を含む廃水が、まず、硝化槽10に流入する。
硝化槽10では、廃水処理装置2においてと同様に、硝化率が56〜57%となるように制御された亜硝酸型酸化工程が行われ、硝化槽10内で所定時間滞留した廃水は、硝化槽10から流出していく。
When the start-up operation of the
In the
次に、硝化槽10から流出した廃水は、脱気槽30に流入する。
このとき、脱気槽30に接続されている希釈水供給手段を構成する希釈水調整槽40には、予め希釈水が貯留されている。
Next, the waste water flowing out from the
At this time, the dilution water is stored in advance in the dilution
脱気槽30では、廃水処理装置2においてと同様に、廃水中の溶存酸素を脱気する脱気工程が行われる。また、溶存酸素の脱気と略同時期に希釈水供給工程が開始される。
In the
脱気は、脱窒槽20に流入する嫌気的条件における溶存酸素濃度が、25〜30℃の水温において、0.5mg/L以下、好ましくは0.2mg/L以下となるように、溶存酸素計測手段83の監視の下で脱気が行われる。
In the deaeration, the dissolved oxygen concentration is measured so that the dissolved oxygen concentration under anaerobic conditions flowing into the
また、脱気槽30における希釈水の供給は、廃水処理装置2においてと同様に行われる。
廃水処理装置3における定常運転時に硝化槽10から脱窒槽20に流入する廃水中の亜硝酸態窒素の濃度は、廃水処理装置1においてと同様に、容積負荷が0.1〜5.0kg−N/m3/日となるような比較的高濃度が予定される。そのため、立上げ運転において硝化槽10に導入されるアンモニア態窒素の濃度は比較的高く、その後、亜硝酸型酸化されて硝化槽10から脱気槽30を経て脱窒槽20に流入していく亜硝酸態窒素の濃度は、未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌には適さない濃度となっている。そこで、脱窒槽20において用いられる嫌気性アンモニア酸化細菌の馴致を終えるまで、脱窒槽20に流入する廃水の亜硝酸態窒素の濃度を低濃度に抑える量の希釈水が、脱気槽30において供給される。例えば、窒素成分計測手段93による亜硝酸態窒素の計測値が、70mg−N/L程度で安定するまで希釈水供給ポンプ50が運転された後、運転が停止される。
Further, the dilution water in the
The concentration of nitrite nitrogen in the wastewater flowing into the
希釈水供給ポンプ50が加圧した希釈水を脱気槽30に送水すると、脱気槽30内で、廃水と希釈水が撹拌される。撹拌は、通常、脱気手段による散気によって行われる。
脱気槽30内で所定時間滞留し、希釈されると共に溶存酸素が脱気された廃水は、脱気槽30から流出して脱窒槽20に流入する。
When the dilution water pressurized by the dilution
The waste water that has been retained in the
脱窒槽20では、廃水処理装置2においてと同様に、嫌気性アンモニア酸化による脱窒工程が行われる。
まず、脱気槽30において希釈された廃水中で、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養が行われる。
脱窒槽20中の亜硝酸態窒素濃度が所定の低下を示すことが確認されると、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴致を進行させるために、脱窒槽20に流入する亜硝酸態窒素濃度は段階的に引き上げられる。
例えば、馴養開始時の希釈された廃水における亜硝酸態窒素濃度が、25〜50%程度まで低下することが確認されると、脱窒槽20中の亜硝酸態窒素濃度を100mg−N/L〜1000mg−N/L程度の範囲で引き上げ、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養をより高濃度の段階へ移行する。その後、再び引き上げられた亜硝酸態窒素濃度が、所定濃度低下することが確認されると、脱窒槽20中の亜硝酸態窒素濃度が再度引き上げられる。
ここでの亜硝酸態窒素濃度の引き上げは、主に、脱気槽30における希釈水の供給量の制御と、硝化槽10における亜硝酸型酸化の進行の制御により行われる。
このような工程が繰り返されることにより、脱窒槽20における窒素除去速度が定常運転時に要求される速度まで引き上げられる。
In the
First, anaerobic ammonia-oxidizing bacteria are acclimatized in the wastewater diluted in the
When it is confirmed that the concentration of nitrite nitrogen in the
For example, when it is confirmed that the nitrite nitrogen concentration in the diluted wastewater at the start of the habituation is reduced to about 25 to 50%, the nitrite nitrogen concentration in the
The raising of the nitrite nitrogen concentration here is mainly performed by controlling the supply amount of dilution water in the
By repeating such a process, the nitrogen removal speed in the
その後、脱窒槽20では、所定の容積負荷、所定の滞留時間で定常運転が継続される。
また、定常運転時においても、亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度が高濃度に変動する兆候が認められる場合は、脱気槽30において廃水に希釈水を供給することによって、脱窒槽20内の亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度を低減することができる。例えば、脱気槽30において、供給する希釈水の量を制御する希釈水供給制御部を希釈水供給手段に接続されるように設置し、希釈水供給制御部に窒素成分計測手段93の計測値が入力されるような構成とする。そして、希釈水供給制御部において、脱気槽30における亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度のフィードバック制御の演算を行い、希釈水供給手段が備える希釈水供給ポンプ50の出力を制御する。また、希釈水供給制御部に硝化槽10に備えられる窒素成分計測手段91の計測値が入力されるような構成とし、脱気槽30に設置された希釈水供給制御部と希釈水供給手段によって、硝化槽10における亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度の変動に基づいたフィードフォワード制御を行う。
Thereafter, in the
In addition, even during steady operation, when signs of nitrite nitrogen concentration or ammonia nitrogen concentration or dissolved oxygen concentration changing to a high concentration are observed, by supplying dilution water to waste water in the
脱窒槽20内で所定時間滞留した廃水は、脱窒槽20から流出し、廃水処理装置3の外部と接続される排水用の管路を介して廃水処理装置3の外に排水される。
The waste water staying in the
このような脱気槽30を備えた廃水処理装置3によれば、亜硝酸型酸化工程で高濃度となった廃水中の溶存酸素を、嫌気性アンモニア酸化反応に供する前に、確実に除去することができるため、安定して脱窒処理を持続することができる。
また、嫌気性アンモニア酸化細菌が、廃水中の溶存酸素の影響を受け難くなるため、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴致に要する時間が短縮され、立上げ運転に要する時間が長期化することを抑制できる。
また、高濃度の含窒素廃水の処理を行う時等、曝気量を増加させた処理において、安定した脱窒処理を持続することができる。
また、脱気槽30に希釈水供給手段が接続されていることにより、脱気槽30において希釈水を脱気することができ、脱窒槽20に流入する希釈された廃水の溶存酸素をより低濃度にすることができる。
According to the
In addition, anaerobic ammonia-oxidizing bacteria are less susceptible to dissolved oxygen in the wastewater, so the time required to adapt to anaerobic ammonia-oxidizing bacteria can be shortened and the time required for start-up operation can be prevented from being prolonged. .
In addition, stable denitrification treatment can be continued in the treatment with increased aeration amount, such as when treating high-concentration nitrogen-containing wastewater.
Further, since the dilution water supply means is connected to the
次に、本発明の実施例を示して具体的に説明する。 Next, an example of the present invention will be shown and described in detail.
[実施例1]
実施例1として、実施形態に係る廃水処理装置1を用いて、立上げ運転時を想定した含窒素廃水の廃水処理試験を行った。
処理する原水としては、アンモニア態窒素を含有する廃水を模した合成廃水を用いた。
この合成廃水のアンモニア態窒素濃度は、150mg−N/Lから1000mg−N/Lまで段階的に上昇させた。
[Example 1]
As Example 1, the wastewater treatment test of the nitrogen-containing wastewater which assumed the time of start-up operation was done using the wastewater treatment apparatus 1 which concerns on embodiment.
As the raw water to be treated, synthetic waste water imitating waste water containing ammonia nitrogen was used.
The ammonia nitrogen concentration of this synthetic wastewater was increased stepwise from 150 mg-N / L to 1000 mg-N / L.
(亜硝酸型酸化工程)
はじめに亜硝酸型酸化工程として、好気性アンモニア酸化細菌の存在下、原水中のアンモニア態窒素の略半量を亜硝酸態窒素に酸化した。
好気性アンモニア酸化細菌としては、好気性アンモニア酸化細菌を含む汚泥を包括固定化担体とし、硝化槽に体積比で20%となるように投入した。
また、硝化槽の水温は30℃とし、pHは炭酸水素ナトリウム水溶液を用いてpH7.6に調整し、無機栄養素として、Mg、K、Na、リン酸塩を添加した。
硝化槽の容積負荷は、1.0〜3.0kg−N/m3/日で運転した。
また、硝化槽における硝化率は、全窒素計及びアンモニウムイオン電極を設置して全窒素(C0)とアンモニア態窒素濃度(C1)を測定し、式3にしたがって算出した。
この実施例では、亜硝酸型酸化工程の硝化率の目標値は56〜57%とし、曝気量の制御によって溶存酸素濃度を加減して、硝化率を調節した。具体的には、測定される硝化率が目標値範囲を下回る場合は、溶存酸素濃度が5mg/Lとなるように制御し、目標値範囲内である場合は、溶存酸素濃度が2mg/Lとなるように制御し、目標値範囲を上回る場合は、溶存酸素濃度が1mg/Lとなるように制御した。
(Nitrite-type oxidation process)
First, as a nitrite type oxidation step, approximately half of ammonia nitrogen in raw water was oxidized to nitrite nitrogen in the presence of aerobic ammonia oxidizing bacteria.
As the aerobic ammonia-oxidizing bacteria, sludge containing aerobic ammonia-oxidizing bacteria was used as a entrapping immobilization support, and was introduced into the nitrification tank so that the volume ratio was 20%.
Moreover, the water temperature of the nitrification tank was 30 degreeC, pH was adjusted to pH7.6 using the sodium hydrogencarbonate aqueous solution, and Mg, K, Na, and the phosphate were added as an inorganic nutrient.
The volume load of the nitrification tank was operated at 1.0 to 3.0 kg-N / m 3 / day.
The nitrification rate in the nitrification tank was calculated according to
In this example, the target value of the nitrification rate in the nitrite oxidation process was 56 to 57%, and the dissolved oxygen concentration was adjusted by controlling the amount of aeration to adjust the nitrification rate. Specifically, when the measured nitrification rate is below the target value range, the dissolved oxygen concentration is controlled to be 5 mg / L, and when it is within the target value range, the dissolved oxygen concentration is 2 mg / L. When the target value range was exceeded, the dissolved oxygen concentration was controlled to 1 mg / L.
(脱窒工程)
次に、脱窒工程として、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下、原水中のアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素を嫌気性アンモニア酸化により窒素ガスに変換した。
嫌気性アンモニア酸化細菌としては、嫌気性アンモニア酸化細菌を含む汚泥を微量用いて包括固定化担体とし、脱窒槽に体積比で20%となるように投入した。
また、脱窒槽の水温は30℃とし、pHは炭酸水素ナトリウム水溶液を用いてpH7.6に調整した。
脱窒槽の容積負荷は、0.1〜5.0kg−N/m3/日で運転した。
(Denitrification process)
Next, as a denitrification step, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen in raw water were converted to nitrogen gas by anaerobic ammonia oxidation in the presence of anaerobic ammonia oxidizing bacteria.
As the anaerobic ammonia oxidizing bacteria, a sludge containing anaerobic ammonia oxidizing bacteria was used as a entrapping immobilization support, and was introduced into a denitrification tank so that the volume ratio was 20%.
The water temperature of the denitrification tank was 30 ° C., and the pH was adjusted to pH 7.6 using an aqueous sodium hydrogen carbonate solution.
The denitrification tank was operated at a volume load of 0.1 to 5.0 kg-N / m 3 / day.
この脱窒される原水に、希釈水を供給することによって、亜硝酸態窒素濃度が、70mg−N/L程度となるように希釈した。
希釈水としては、溶存酸素濃度が7mg/L程度である工業排水を用いた。
脱窒槽内で嫌気性アンモニア酸化が進行し、亜硝酸濃度が20mg−N/Lまで低下したら、希釈後の亜硝酸態窒素濃度が、200mg−N/L,400mg−N/Lというように200mg−N/L程度の間隔で徐々に上昇するように、合成廃水のアンモニア態窒素濃度を増加させた。
Diluted water was supplied to the denitrified raw water to dilute the nitrite nitrogen concentration to about 70 mg-N / L.
As the dilution water, industrial wastewater having a dissolved oxygen concentration of about 7 mg / L was used.
When anaerobic ammonia oxidation proceeds in the denitrification tank and the nitrite concentration is reduced to 20 mg-N / L, the nitrite nitrogen concentration after dilution is 200 mg, such as 200 mg-N / L, 400 mg-N / L. The ammonia nitrogen concentration of the synthetic wastewater was increased so as to gradually increase at intervals of about -N / L.
(結果)
その結果、立上げ運転開始から120日後における、窒素成分除去速度が、1.0kg−N/m3/日となった。
(result)
As a result, the nitrogen component removal rate after 120 days from the start of the start-up operation was 1.0 kg-N / m 3 / day.
[実施例2]
実施例2として、第1の変形例に係る廃水処理装置2を用いて、立上げ運転時を想定した含窒素廃水の廃水処理試験を行った。
処理する原水としては、アンモニア態窒素を含有する廃水を模した合成廃水を用いた。
合成廃水のアンモニア態窒素濃度は、150mg−N/Lから1000mg−N/Lまで段階的に上昇させた。
[Example 2]
As Example 2, a wastewater treatment test for nitrogen-containing wastewater assuming a start-up operation was performed using the
As the raw water to be treated, synthetic waste water imitating waste water containing ammonia nitrogen was used.
The concentration of ammonia nitrogen in the synthetic wastewater was increased stepwise from 150 mg-N / L to 1000 mg-N / L.
(亜硝酸型酸化工程)
はじめに亜硝酸型酸化工程を、実施例1においてと同様の方法で行った。
(Nitrite-type oxidation process)
First, the nitrite oxidation process was performed in the same manner as in Example 1.
(脱気工程)
次に脱気工程として、亜硝酸型酸化工程を経た原水中の酸素を脱気して除去した。
脱気は、脱気槽の底部に備えられたメンブレンディフューザによって、原水中に炭酸ガスを散気することにより行った。
脱気槽における水温は30℃とし、滞留時間は30分とし、脱気工程後の原水における溶存酸素濃度が0.5mg/L以下となるように脱気を行った。
(Deaeration process)
Next, as a degassing step, oxygen in the raw water that had undergone the nitrite type oxidation step was degassed and removed.
Deaeration was performed by aerating carbon dioxide gas into the raw water with a membrane diffuser provided at the bottom of the deaeration tank.
The water temperature in the deaeration tank was 30 ° C., the residence time was 30 minutes, and deaeration was performed so that the dissolved oxygen concentration in the raw water after the deaeration process was 0.5 mg / L or less.
(脱窒工程)
続いて脱窒工程を、実施例1においてと同様の方法で行った。
(Denitrification process)
Subsequently, the denitrification step was performed in the same manner as in Example 1.
(結果)
その結果、脱気槽を経由させることにより、脱窒槽に流入する原水の溶存酸素濃度は、0.5mg/L程度まで低減されていることが確認された。
そして、立上げ運転開始から92日後には、窒素成分除去速度が、4.0kg−N/m3/日に到達し、比較的溶存酸素濃度が高い希釈水を脱気することなく供給した実施例1における結果と比較すると、より短期間で、高速度の窒素除去が達成されることが認められた。この結果は、嫌気性アンモニア酸化細菌が、立上げ運転時において溶存酸素の影響を受け易いことを示しており、脱窒槽に流入させる原水の溶存酸素の除去が有効であることを示唆している。
(result)
As a result, it was confirmed that the dissolved oxygen concentration of the raw water flowing into the denitrification tank was reduced to about 0.5 mg / L by passing through the deaeration tank.
After 92 days from the start of the start-up operation, the nitrogen component removal rate reached 4.0 kg-N / m 3 / day, and the diluted water having a relatively high dissolved oxygen concentration was supplied without degassing. Compared to the results in Example 1, it was observed that high rates of nitrogen removal were achieved in a shorter period of time. This result shows that anaerobic ammonia oxidizing bacteria are easily affected by dissolved oxygen during start-up operation, suggesting that removal of dissolved oxygen in raw water flowing into the denitrification tank is effective. .
[参考例1]
参考例1として、希釈水の供給を行うことなく、実施形態に係る廃水処理装置1を用いて、定常運転時を想定した含窒素廃水の廃水処理試験を行った。
処理する原水としては、アンモニア態窒素を含有する廃水を模した合成廃水を用いた。
合成廃水のアンモニア態窒素濃度は、1000mg−N/Lとした。
[Reference Example 1]
As Reference Example 1, a wastewater treatment test for nitrogen-containing wastewater assuming a steady operation was performed using the wastewater treatment apparatus 1 according to the embodiment without supplying dilution water.
As the raw water to be treated, synthetic waste water imitating waste water containing ammonia nitrogen was used.
The ammonia nitrogen concentration of the synthetic wastewater was 1000 mg-N / L.
(亜硝酸型酸化工程)
はじめに亜硝酸型酸化工程を、実施例1においてと同様の方法で行った。但し好気性アンモニア酸化細菌を含む包括固定化担体は、予め別の槽において馴養を行った後に用いた。
(Nitrite-type oxidation process)
First, the nitrite oxidation process was performed in the same manner as in Example 1. However, the entrapping immobilization support containing aerobic ammonia oxidizing bacteria was used after acclimatization in a separate tank in advance.
(脱窒工程)
次に脱窒工程を、実施例1においてと同様の方法で行った。但し嫌気性アンモニア酸化細菌を含む包括固定化担体は、予め別の槽において馴養を行った後に用いた。
(Denitrification process)
Next, the denitrification step was performed in the same manner as in Example 1. However, the entrapping immobilization support containing anaerobic ammonia oxidizing bacteria was used after acclimatization in a separate tank in advance.
(結果)
この試験では、硝化槽及び脱窒槽には、予め別の槽において馴養を行った担体を投入したため、亜硝酸型酸化反応と嫌気性アンモニア酸化反応の活性は、各担体の投入後に直ちに得られた。そのため、硝化槽における溶存酸素濃度を、2〜5mg/Lの範囲となるように曝気手段を用いて制御して運転した。
これに対し、硝化槽における溶存酸素濃度の測定値は、1〜6mg/Lの範囲で変動することが計測され、硝化槽の溶存酸素濃度は、制御目標値を超えて比較的高い数値を示す場合があることが認められた。
この条件で運転を行った結果、脱窒工程後の窒素除去率は70〜84%となり、予定していた窒素除去率と比較すると、比較的低い数値となった。
この結果は、硝化槽の溶存酸素が脱窒槽に流入して、局所的に嫌気性アンモニア酸化細菌の活性が溶存酸素によって阻害されたことが原因であると考えられた。
(result)
In this test, since the nitrification tank and the denitrification tank were loaded with a carrier that had been conditioned in a separate tank in advance, the activities of the nitrite oxidation reaction and the anaerobic ammonia oxidation reaction were obtained immediately after the loading of each carrier. . Therefore, it was operated by controlling the dissolved oxygen concentration in the nitrification tank using aeration means so as to be in the range of 2 to 5 mg / L.
On the other hand, the measured value of the dissolved oxygen concentration in the nitrification tank is measured to vary within the range of 1 to 6 mg / L, and the dissolved oxygen concentration in the nitrification tank shows a relatively high numerical value exceeding the control target value. It was recognized that there was a case.
As a result of operating under these conditions, the nitrogen removal rate after the denitrification step was 70 to 84%, which was a relatively low value compared to the planned nitrogen removal rate.
This result was thought to be due to the fact that dissolved oxygen in the nitrification tank flowed into the denitrification tank and the activity of anaerobic ammonia oxidizing bacteria was locally inhibited by dissolved oxygen.
[参考例2]
参考例2として、希釈水の供給を行うことなく、第1の変形例に係る廃水処理装置2を用いて、定常運転時を想定した含窒素廃水の廃水処理試験を行った。
処理する原水としては、アンモニア態窒素を含有する廃水を模した合成廃水を用いた。
合成廃水のアンモニア態窒素濃度は、1000mg−N/Lとした。
[Reference Example 2]
As Reference Example 2, a wastewater treatment test for nitrogen-containing wastewater assuming a steady operation was performed using the
As the raw water to be treated, synthetic waste water imitating waste water containing ammonia nitrogen was used.
The ammonia nitrogen concentration of the synthetic wastewater was 1000 mg-N / L.
(亜硝酸型酸化工程)
はじめに亜硝酸型酸化工程を、実施例1においてと同様の方法で行った。但し好気性アンモニア酸化細菌を含む包括固定化担体は、予め別の槽において馴養を行った後に用いた。
(Nitrite-type oxidation process)
First, the nitrite oxidation process was performed in the same manner as in Example 1. However, the entrapping immobilization support containing aerobic ammonia oxidizing bacteria was used after acclimatization in a separate tank in advance.
(脱気工程)
次に脱気工程を、実施例2においてと同様の方法で行った。
(Deaeration process)
Next, the deaeration process was performed in the same manner as in Example 2.
(脱窒工程)
続いて脱窒工程を、実施例1においてと同様の方法で行った。但し嫌気性アンモニア酸化細菌を含む包括固定化担体は、予め別の槽において馴養を行った後に用いた。
(Denitrification process)
Subsequently, the denitrification step was performed in the same manner as in Example 1. However, the entrapping immobilization support containing anaerobic ammonia oxidizing bacteria was used after acclimatization in a separate tank in advance.
(結果)
この試験では、参考例2と同様に、硝化槽及び脱窒槽には、予め別の槽において馴養を行った担体を投入したため、硝化槽における溶存酸素濃度を、2〜5mg/Lの範囲となるように曝気手段を用いて制御して運転した。
この条件で運転を行った結果、脱気槽を経由させることにより、脱窒工程後の窒素除去率は80〜86%の範囲で安定した運転が可能であった。
この結果は、硝化槽における原水中の溶存酸素濃度が、高濃度側に変動することがあっても、脱気工程を経ることによって、脱窒槽に流入する原水中の溶存酸素濃度が低下し、嫌気性アンモニア酸化細菌の活性の阻害が低減されたためであると考えられた。
(result)
In this test, as in Reference Example 2, since the nitrification tank and the denitrification tank were loaded with a carrier that was previously conditioned in another tank, the dissolved oxygen concentration in the nitrification tank was in the range of 2 to 5 mg / L. As described above, it was controlled and operated using aeration means.
As a result of operation under these conditions, stable operation was possible within a range of 80 to 86% of the nitrogen removal rate after the denitrification step by passing through a degassing tank.
As a result, even if the dissolved oxygen concentration in the raw water in the nitrification tank may fluctuate to the high concentration side, the dissolved oxygen concentration in the raw water flowing into the denitrification tank decreases by passing through the degassing step, This was thought to be because the inhibition of the activity of anaerobic ammonia-oxidizing bacteria was reduced.
1 廃水処理システム
2 廃水処理システム
3 廃水処理システム
10 硝化槽
20 脱窒槽
30 脱気槽
40 希釈水調整槽
50 希釈水供給ポンプ
60 ブロワ
61 ディフューザ
62 送気管
63 ブロワ
64 スクリーン
65 撹拌手段
70 曝気制御部
81,82,83 溶存酸素計測手段
91,92,93 窒素成分計測手段
110 好気性アンモニア酸化細菌包括固定化担体
120 嫌気性アンモニア酸化細菌包括固定化担体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste
Claims (8)
廃水に含まれるアンモニア態窒素の一部を、好気性アンモニア酸化細菌の存在下、亜硝酸態窒素に酸化する亜硝酸型酸化工程と、
酸化された前記廃水に、廃水中の亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度を低下させる希釈水を供給する希釈水供給工程と、
酸化された前記廃水に含まれるアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下、窒素ガスに変換する脱窒工程と、
を含むことを特徴とする廃水処理方法。 A wastewater treatment method for treating nitrogen-containing wastewater by anaerobic ammonia oxidation reaction,
A nitrite oxidation process that oxidizes a part of ammonia nitrogen contained in wastewater to nitrite nitrogen in the presence of aerobic ammonia oxidizing bacteria;
A diluted water supply step of supplying diluted water for reducing the nitrite nitrogen concentration or ammonia nitrogen concentration or dissolved oxygen concentration in the waste water to the oxidized waste water;
A denitrification step of converting ammonia nitrogen and nitrite nitrogen contained in the oxidized wastewater into nitrogen gas in the presence of anaerobic ammonia oxidizing bacteria;
A wastewater treatment method comprising:
前記亜硝酸型酸化工程と前記脱窒工程の間において、酸化された前記廃水中の溶存酸素を脱気する脱気工程
を含むことを特徴とする請求項1に記載の廃水処理方法。 further,
The wastewater treatment method according to claim 1, further comprising a degassing step of degassing the dissolved oxygen in the oxidized wastewater between the nitrous acid type oxidation step and the denitrification step.
廃水に含まれるアンモニア態窒素の一部を、好気性アンモニア酸化細菌の存在下、亜硝酸態窒素に酸化する硝化槽と、
硝化槽から流出した前記廃水に、廃水中の亜硝酸態窒素濃度又はアンモニア態窒素濃度又は溶存酸素濃度を低下させる希釈水を供給する希釈水供給手段と、
硝化槽から流出した前記廃水に含まれるアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下、窒素ガスに変換する脱窒槽と、
を備えることを特徴とする廃水処理装置。 A wastewater treatment apparatus for treating nitrogen-containing wastewater by anaerobic ammonia oxidation reaction,
A nitrification tank that oxidizes part of ammonia nitrogen contained in wastewater to nitrite nitrogen in the presence of aerobic ammonia-oxidizing bacteria;
Dilution water supply means for supplying dilution water for reducing the nitrite nitrogen concentration, ammonia nitrogen concentration or dissolved oxygen concentration in the waste water to the waste water flowing out from the nitrification tank;
A denitrification tank for converting ammonia nitrogen and nitrite nitrogen contained in the waste water flowing out of the nitrification tank into nitrogen gas in the presence of anaerobic ammonia oxidizing bacteria;
A wastewater treatment apparatus comprising:
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015131253A (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-23 | 株式会社日立製作所 | Operational method of wastewater processing apparatus |
CN105668783A (en) * | 2016-04-05 | 2016-06-15 | 江南大学 | Integrated cultivation farm wastewater biological treatment reactor |
JP2019025430A (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-21 | 株式会社神鋼環境ソリューション | Method for treating digested sludge desorption liquid, treatment apparatus thereof, waste water treatment method and wastewater treatment apparatus |
WO2019198389A1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | 株式会社日立製作所 | Nitrogen processing method |
JP2019202244A (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | 株式会社日立製作所 | Nitrogen treatment method |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102225883B1 (en) * | 2018-03-22 | 2021-03-10 | 지에스건설 주식회사 | Partial Nitritation Methods of Sewage Using Autotrophic microorganism immobilized in Bead |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001104992A (en) * | 1999-10-12 | 2001-04-17 | Kurita Water Ind Ltd | Method and apparatus for bilogically removing nitrogen |
JP2003245689A (en) * | 2002-02-21 | 2003-09-02 | Kurita Water Ind Ltd | Method and apparatus for treating wastewater |
JP2005319360A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Method and apparatus for anaerobic ammonia oxidation |
JP2006122839A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Anaerobic ammonia oxidation apparatus and its operation method |
JP2009136725A (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Hitachi Plant Technologies Ltd | Ammonia-containing waste water treatment apparatus |
-
2012
- 2012-11-15 JP JP2012251509A patent/JP2014097478A/en not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-11-14 KR KR1020130138486A patent/KR20140063454A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001104992A (en) * | 1999-10-12 | 2001-04-17 | Kurita Water Ind Ltd | Method and apparatus for bilogically removing nitrogen |
JP2003245689A (en) * | 2002-02-21 | 2003-09-02 | Kurita Water Ind Ltd | Method and apparatus for treating wastewater |
JP2005319360A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Method and apparatus for anaerobic ammonia oxidation |
JP2006122839A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Anaerobic ammonia oxidation apparatus and its operation method |
JP2009136725A (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Hitachi Plant Technologies Ltd | Ammonia-containing waste water treatment apparatus |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015131253A (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-23 | 株式会社日立製作所 | Operational method of wastewater processing apparatus |
CN105668783A (en) * | 2016-04-05 | 2016-06-15 | 江南大学 | Integrated cultivation farm wastewater biological treatment reactor |
WO2017173708A1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 江南大学 | Integrated reactor for biological treatment of livestock farm wastewater |
CN105668783B (en) * | 2016-04-05 | 2018-08-28 | 江南大学 | A kind of integral type animal farm wastewater biological treatment reactor |
JP2019025430A (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-21 | 株式会社神鋼環境ソリューション | Method for treating digested sludge desorption liquid, treatment apparatus thereof, waste water treatment method and wastewater treatment apparatus |
WO2019198389A1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | 株式会社日立製作所 | Nitrogen processing method |
JP2019181377A (en) * | 2018-04-11 | 2019-10-24 | 株式会社日立製作所 | Nitrogen treatment method |
CN111954644A (en) * | 2018-04-11 | 2020-11-17 | 株式会社日立制作所 | Nitrogen treatment method |
JP2019202244A (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | 株式会社日立製作所 | Nitrogen treatment method |
WO2019225113A1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | 株式会社日立製作所 | Nitrogen treatment method |
JP7133359B2 (en) | 2018-05-21 | 2022-09-08 | 株式会社日立製作所 | Nitrogen treatment method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140063454A (en) | 2014-05-27 |
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