JP2018001163A - 廃水処理における脱窒の方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
AVN制御は、通常の経路を通じてのTINの除去の可能性を最大にするだけでなく(図1参照)、NOBの選別の機会と、図2及び図3に従うTINの除去の観点での関連する利点とを与える。さらなる制御目標は、実際のNH4-N/NOx-Nの化学量論的比率0.76に近い二つの基質(アンモニア及び窒素)の正しい融合を提供することである。比率に代わり、[アンモニア(NH4)濃度]と[亜硝酸及び硝酸濃度の和NOx-N]の負の値が、-3から+1の間の範囲をターゲットとする制御アルゴリズムで用いられてもよい。これらのターゲット値が、一般的にアンモニアは放流水域に対してより有毒であり、アンモニア反応の化学量論的な比率は、アンモニアより32%多い硝酸を必要とするという事実を反映する。
Claims (23)
- 廃水処理装置であって、
曝気システムを備える生物学的脱窒(BNR)反応炉と、
アンモニア濃度信号を生成するアンモニアセンサと、
前記アンモニア濃度信号を処理し、制御された曝気条件下で亜硝酸酸化細菌(NOB)の成長を抑制する制御装置であって、前記条件が流路または処理の時系列に沿って制御される制御装置と、を備え、
前記曝気システムの作動間隔、高い溶存酸素(DO)設定点、またはその双方が、空間的または時間的に前記BNR反応炉の容積の75%以上に対して計測されるアンモニア濃度が、1.5 mg/Lアンモニア性窒素以上となるように、設定される、
廃水処理装置。 - 前記BNR反応炉内の酸化窒素濃度を検出すると共に、亜硝酸、硝酸、または亜硝酸と硝酸との組み合わせ等の濃度信号を発生する酸化窒素センサをさらに含み、前記制御装置が、前記アンモニア濃度信号と前記酸化窒素濃度信号とを処理して、前記アンモニア濃度と前記酸化窒素濃度とに基づき、前記BNR反応炉におけるDO濃度、有酸素期間の長さ、及び/または、無酸素期間の長さを制御する、
請求項1に記載の廃水処理装置。 - 廃水処理装置であって、
曝気システムを備える生物学的脱窒(BNR)反応炉と、
アンモニア濃度信号を生成する、前記BNR反応炉内のアンモニアセンサと、
前記BNR反応炉内の酸化窒素濃度を検出し、亜硝酸、硝酸、または亜硝酸と硝酸との組み合わせ等の酸化窒素信号を生成する少なくとも1つの酸化窒素センサと、
(A)前記酸化窒素濃度に対する前記アンモニア濃度の比率を、窒素を基準として、約0.5から1.5まで、及び/または所定のオフセットアンモニア濃度に維持し、または、(B)前記アンモニア濃度と前記酸化窒素濃度の負の値との和を、窒素を基準として、約-3.0から+1.0まで、及び/または所定のオフセットアンモニア濃度に維持するために、溶存酸素(DO)濃度、有酸素期間の長さ、及び/または無酸素期間の長さを増加、減少、又は維持する指令信号を生成する制御装置と、を備えた、
廃水処理装置。 - 前記BNR反応炉が、200 mg/Lアンモニア性窒素を超える反応炉の供給濃度を有する高いアンモニア強度の反応炉から、アンモニア酸化細菌(AOB)の生物学的増強を受け取り、より低密度の場合は、前記生物学的増強のための前記高いアンモニア強度の反応炉から、より圧縮性の高い、または、未結合の汚泥分が、選択され、前記生物学的増強のための汚泥分の滞留時間が、前記高いアンモニア強度の反応炉において、10日未満であるように、前記BNR反応炉に供給される、
請求項1に記載の廃水処理装置。 - 前記制御装置が、前記アンモニア濃度と前記酸化窒素濃度の比率または和、及び/または所定のオフセットアンモニア濃度に基づき、前記BNR反応炉における前記DO濃度、前記有酸素期間の長さ、及び/または前記無酸素期間の長さを増加、減少、または維持する指示信号を発生する、
請求項2に記載の廃水処理装置。 - アナモックス微生物の生物学的増強のための高いアンモニア強度の反応炉をさらに含み、NOBの成長を抑制するために亜硝酸に対する微生物競合体を提供する、
請求項1に記載の廃水処理装置。 - 廃水処理方法であって、
曝気システムを備える生物学的脱窒(BNR)反応炉を提供するステップと、
アンモニア濃度信号を生成する前記BNR反応炉内に設けられたアンモニアセンサを用いるステップと、
前記アンモニア濃度信号を処理する制御装置を用いて、曝気下において亜硝酸酸化細菌(NOB)の成長を抑制するステップであって、該条件が、流路または処理の時系列に沿って制御されるステップと、
前記曝気システムの作動間隔、高い溶存酸素(DO)設定点、またはその双方を、空間的または時間的に前記BNR反応炉の容積の75%以上に対して計測されるアンモニア濃度が、1.5 mg/Lアンモニア性窒素以上となるように設定するステップと、
を含む廃水処理方法。 - 抑制剤、窒素代謝中間体、または、有毒物質への暴露により、NOBの純観察成長速度を低減するステップをさらに含む、
請求項7に記載の廃水処理方法。 - アンモニア酸化細菌(AOB)及びアナモックスの純成長速度を増す成長因子を利用するステップをさらに含む、
請求項7に記載の廃水処理方法。 - 廃水処理方法であって、
曝気システムを備える生物学的脱窒(BNR)反応炉を提供するステップと、
アンモニア濃度信号を生成する前記BNR反応炉内に設けられたアンモニアセンサを用いるステップと、
亜硝酸、硝酸、または亜硝酸と硝酸との組み合わせ等の酸化窒素濃度信号を生成するために、前記BNR反応炉における酸化窒素濃度を検出する酸化窒素センサ又は測定器を利用するステップと、を含み、
制御装置が、前記アンモニア濃度信号と前記酸化窒素濃度信号とを処理して、アンモニア濃度と酸化窒素濃度とに基づき、前記BNR反応炉における溶存酸素(DO)濃度、有酸素期間の長さ、及び/または無酸素期間の長さを制御する、
廃水処理方法。 - 200 mg/Lアンモニア性窒素を超える反応炉の供給濃度を有する高いアンモニア強度の反応炉から前記BNR反応炉にアンモニア酸化細菌(AOB)を供給するステップをさらに含み、より低密度の場合は、前記高いアンモニア強度の反応炉から、より圧縮性の高い、または、未結合の汚泥分が、選択され、前記汚泥分の滞留時間が、前記高いアンモニア強度の反応炉において、10日未満であるように、前記BNR反応炉に供給される、
請求項7に記載の廃水処理方法。 - アナモックス微生物の生物学的増強のための高いアンモニア強度の反応炉を提供するステップと、前記高いアンモニア強度の反応炉を利用して、NOBの成長を抑制するために亜硝酸に対する微生物競合体を提供するステップをさらに含む、
請求項7に記載の廃水処理方法。 - アナモックス細菌が選択的に成長され留保される無酸素状態の反応炉にアンモニア及び酸化窒素を供給するステップをさらに含む、
請求項10に記載の廃水処理方法。 - アナモックス、ヘテロトロピック有機体、または他の微生物による、硝酸の亜硝酸への選択的な還元と、続いてアナモックスによる亜硝酸及びアンモニアの除去とを行うために、有機または無機物質、あるいはそれらの物質の組み合わせを添加するステップをさらに含む、
請求項13に記載の廃水処理方法。 - 前記排水処理装置が、溶存酸素(DO)の特性を、0.1 mg/L未満の低いDO設定点と1.0 mg/Lを超える高いDO設定点との間で切り替えるように構成される、
請求項1に記載の廃水処理装置。 - 嫌気性アンモニア酸化細菌を支持する無酸素条件が、前記BNR反応器内でバイオフィルム、または粒状ゾーンを用いて前記BNR反応器の空間内で、またはフロック、バイオフィルム、または微粒により前記BNR反応器の時間内で、促進される、
請求項1に記載の排水処理装置。 - 前記BNR反応器内の目標微生物の処理効率を最大化するのに適した溶存酸素及び/又は通気時間を検出及び測定し、所定の曝気強度または曝気分を維持するために、汚泥を処理する流動装置の流量又は該流動装置の操作周波数を調整することで、前記BNR反応器に関連する好気的汚泥滞留時間を制御する、
請求項3に記載の排水処理装置。 - さらに、前記BNR反応炉内部におけるバイオフィルム又は粒状ゾーンを用いて前記BNR反応炉内の空間無酸素状態を、または、フロック、バイオフィルム、または微粒を用いて前記BNR反応炉内の時間的無酸素状態を、促進するステップを含む、
請求項7に記載の廃水処理方法。 - さらに、後精錬処理時に好気性及び/または無酸素性反応炉内のオートトロピック有機体を用いて、アンモニア、亜硝酸、又は硝酸を除去するステップを含む、
請求項10に記載の廃水処理方法。 - さらに、(A)前記酸化窒素濃度に対する前記アンモニア濃度の比率を、窒素を基準として、約0.5から1.5まで、及び/または所定のオフセットアンモニア濃度に維持し、または、(B)前記アンモニア濃度と前記酸化窒素濃度の負の値との和を、窒素を基準として、約-3.0から+1.0まで、及び/または所定のオフセットアンモニア濃度に維持するために、制御器に、前記DO濃度、前記有酸素期間の長さ、及び/または前記無酸素期間の長さを増加、減少、または維持する指示信号を発生させるステップを含む、
請求項10に記載の廃水処理方法。 - 前記制御装置が、溶存酸素(DO)の特性を、0.1 mg/L未満の低いDO設定点と1.0 mg/Lを超える高いDO設定点との間で切り替えるように構成される、
請求項7に記載の廃水処理方法。 - 無酸素期間の最適化制御が、アナモックス有機体またはヘテロトロピックな脱窒細菌の成長を促進する、
請求項10に記載の廃水処理方法。 - 無酸素期間または容積の拡大制御により、及び、汚泥消耗速度の制御により、前記BNR反応炉の好気的汚泥滞留時間を限定するステップをさらに含み、DOの強度制御の場合は、DOを設定点よりも大きくし、または、有酸素/無酸素期間の制御の場合は、無酸素期間に対する有酸素期間の比率を増加する、
請求項20に記載の廃水処理方法。
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