JP2017018861A - 窒素除去方法及び窒素除去装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】窒素含有廃水1を無酸素工程及び好気性生物処理工程を有する生物処理システム16で処理する工程と、生物処理システム16で発生する有機性汚泥を嫌気性消化工程によりメタンガスに分解する工程と、嫌気性消化工程の流出液中のアンモニアを嫌気性アンモニア酸化工程により窒素ガスに酸化分解する工程と、嫌気性アンモニア酸化工程の流出液を、生物処理システム16が備える無酸素工程に導入して流出液中の硝酸を脱窒素する工程とを含む窒素除去方法である。
【選択図】図1
Description
1.0NH4 ++1.32NO2 -+0.066HCO3 -+0.13H+
→1.02N2+0.26NO3 -+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O・・・(1)
(a)亜硝酸化槽内に遊離アンモニアを一定濃度以上残存させ、この遊離アンモニアの毒性を利用して亜硝酸酸化細菌の働きを抑える(アンモニア酸化細菌の活性を亜硝酸酸化細菌の活性よりも高く維持する)。
(b)アンモニアが硝酸まで酸化されないように酸素供給量を制限する。
(c)亜硝酸化槽内に遊離の亜硝酸を一定濃度以上残存させ、この遊離亜硝酸の毒性を利用して亜硝酸酸化細菌の働きを抑える(アンモニア酸化細菌の活性を亜硝酸酸化細菌の活性よりも高く維持する)。
(アンモニア酸化細菌の作用による亜硝酸の生成)
NH4 ++3/2O2→NO2+2H++H2O ・・・(2)
(亜硝酸酸化細菌の作用による硝酸の生成)
NO2 -+1/2O2→NO3 - ・・・(3)
本発明の第1の実施の形態に係る窒素除去装置は、図1に示すように、窒素を含有する有機性廃水(以下「窒素含有廃水」という)1を処理する生物処理システム16と、生物処理システム16で発生する有機性汚泥(余剰汚泥7)をメタンガスに分解する嫌気性消化槽9と、嫌気性消化槽9の流出液中のアンモニアを窒素ガスに酸化分解する嫌気性アンモニア酸化槽15と、嫌気性アンモニア酸化槽15を生物処理システム16に導入する導入ラインL1とを少なくとも備える。
本発明の第2の実施の形態に係る窒素除去装置は、図2に示すように、好気性生物処理槽4が、アンモニアを硝化する硝化槽17を含み、硝化槽17の硝化液を無酸素槽3へ循環させる循環ラインL2を備える点が、図1に示す窒素除去装置と異なる。
本発明の第3の実施の形態に係る窒素除去装置は、図3に示すように、生物処理システム16が、窒素含有廃水1を、嫌気工程(嫌気槽19)、無酸素工程(無酸素槽3)及び硝化工程(硝化槽17)で処理する嫌気・無酸素・好気法(A2O法)方式の処理槽20を備え、硝化工程の硝化液を無酸素工程へ循環させる循環ラインL2を備える点が、図1に示す窒素除去装置と異なる。なお、嫌気工程(嫌気槽19)、無酸素工程(無酸素槽3)及び硝化工程(硝化槽17)で処理順序は図3に示す態様に限定されず、装置構成によっては、図3とは異なる順で処理しても構わないことは勿論である。
第1実施例では、図1に示す窒素除去装置の構成に準拠して表1の実験装置を用いて表2の流量(設定値)において有機性廃水の窒素除去処理を実施した。なお、表1の無酸素槽は図1の無酸素槽3、曝気槽は好気性生物処理槽4、沈殿槽は固液分離槽5、濃縮槽は濃縮槽8、回分式遠心脱水機は固液分離槽12、亜硝酸化槽は亜硝酸化槽14、嫌気性アンモニア酸化槽は嫌気性アンモニア酸化槽15に相当する。その結果、表3に示す処理水質(14日間の平均値サンプル採取日10日)を得ることができた。表3より嫌気性アンモニア酸化槽流出水中のNO2−N,NO3−Nは無酸素槽で完全に脱窒素されていることがわかる。
第2実施例では、図2に示す窒素除去装置の構成に準拠して、好気性生物処理工程としてアンモニアを硝化する消化液循環法を用いた。表4の実験装置を用いて、表5の流量(設定値)において有機性廃水の窒素除去処理を実施したところ、表6に示す処理水質(14日間の平均値サンプル採取日10日)を得ることができた。表6より嫌気性アンモニア酸化槽流出水中のNO2−N,NO3−Nは原水のBOD成分によって無酸素槽で完全に脱窒素され、なおかつ生物処理工程処理水の総無機性窒素の除去率は(22−4.1)/22×100=81%となり、実施例1の総無機性窒素除去率(22−13.6)/22×100=38に比較して高率の除去率が得られた。
第3実施例では、図3に示す窒素除去装置の構成に準拠して、生物学的脱リン法である嫌気無酸素好気法を用いた。実施例2の表4の実験装置の無酸素槽の前段に50Lの嫌気槽を配備し、表3の流量条件で約3ヶ月間実施した。その結果、総無機性窒素の除去率は実施例2とほぼ同等であったが、リン除去率は実施例2では(2.8−1.5)/2.8×100=46%であったが、実施例3では89%を達成できた。
2…固液分離槽
3…無酸素槽
4…好気性生物処理槽
5…固液分離槽
6…返送汚泥
7…余剰汚泥
8…濃縮槽
9…嫌気性消化槽
10…メタンガス
11…流出液
12…固液分離槽
13…流出液
14…亜硝酸化槽
15…嫌気性アンモニア酸化槽
16…生物処理システム
17…硝化槽
18…循環水
19…嫌気槽
20…処理槽
Claims (6)
- 窒素含有廃水を無酸素工程及び好気性生物処理工程を有する生物処理システムで処理する工程と、
前記生物処理システムで発生する有機性汚泥を嫌気性消化工程によりメタンガスに分解する工程と、
前記嫌気性消化工程の流出液中のアンモニアを嫌気性アンモニア酸化工程により窒素ガスに酸化分解する工程と、
前記嫌気性アンモニア酸化工程の流出液を、前記生物処理システムが備える無酸素工程に導入して前記流出液中の硝酸を脱窒素する工程と
を含む窒素除去方法。 - 前記好気性生物処理工程が、アンモニアを硝化する硝化工程を含む請求項1に記載の窒素除去方法。
- 前記生物処理システムが、窒素含有廃水を、嫌気工程、前記無酸素工程及び硝化工程で処理する嫌気・無酸素・好気法方式の処理槽を備える請求項1に記載の窒素除去方法。
- 窒素含有廃水を処理する無酸素槽及び好気性生物処理槽を備える生物処理システムと、
前記生物処理システムで発生する有機性汚泥をメタンガスに分解する嫌気性消化槽と、
前記嫌気性消化槽の流出液中のアンモニアを窒素ガスに酸化分解する嫌気性アンモニア酸化槽と、
前記嫌気性アンモニア酸化槽の流出液を前記生物処理システムが備える前記無酸素槽に導入する導入ラインと
を備える窒素除去装置。 - 前記好気性生物処理槽が、アンモニアを硝化する硝化槽を含む請求項4に記載の窒素除去装置。
- 前記生物処理システムが、窒素含有廃水を、嫌気工程、無酸素工程及び硝化工程で処理する嫌気・無酸素・好気法方式の処理槽を備える請求項4に記載の窒素除去装置。
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