JP2556413B2 - 有機性排水の処理方法 - Google Patents

有機性排水の処理方法

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機性排水の処理方法
に係り、特に、下水、し尿、産業排水などの窒素を含む
有機性排水の生物学的硝化脱窒方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、硝化液循環型脱窒素活性汚泥法の
発展により、生物処理プロセスで窒素を除去することが
可能になっている。しかし、硝化反応を担う硝化細菌の
増殖速度が他の細菌(例えばBOD酸化菌、脱窒菌な
ど)と比較して小さいために、硝化細菌のウオッシュア
ウトを防ぐには汚泥滞留時間(SRT)を長くする必要
があった。その結果、水理学的滞留時間(HRT)の大
きなエアレーションタンクを必要とした。例えば、都市
下水を脱窒素処理する場合には、HRTが14〜16時
間のエアレーションタンクが必要であった。標準活性汚
泥法のHRTが6〜8時間であることと比べれば、その
大きさが膨大であることが理解できる。
【0003】そこで最近では、硝化細菌を固定化担体に
固定化することで硝化細菌の実質的なSRTを増加させ
て硝化細菌のウォッシュアウトを阻止し、HRT8〜1
2時間程度の運転条件で脱窒素を可能にする方法が開発
されつつある。ここではその方法を固定化担体併用型循
環式脱窒素活性汚泥法と称する。この方法がHRTを短
くできる最大の要因は、好気槽HRT:2〜4時間で硝
化を完了させることができることによる。図4に、従来
の固定化担体併用型循環式脱窒素活性汚泥法のフローを
示す。図4では、流入排水1は、硝化液循環水6と合流
して、脱窒工程2に導入され、次いで硝化工程で担体4
に担持された硝化菌によって硝化され、分離工程7で分
離され浄化された処理水8として排出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記方法によれば、窒
素、及び有機物の除去が概ね可能であるが、下記に示す
ような問題を有している。 (a)固定化担体の分離にスクリーンを用い、そのスク
リーンが好気槽内部に付設されることが多いため、排水
に含まれる比較的大きくて軽い夾雑物が好気槽の中に残
留、蓄積する傾向がある。 (b)好気槽が複数に仕切られている場合には、各槽の
入出口にスクリーンを設ける必要があるために、スクリ
ーン設備が多くなりそれらの維持管理が大変である。 本発明は、上記問題点を克服するため、固定化担体併用
型循環式脱窒素活性汚泥法において、維持管理が容易な
固定化担体の回収を可能とし、合理的な硝化脱窒素の行
える有機性排水の処理方法を提供することを課題とする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、脱窒工程、微生物固定化担体を用いる
硝化工程及び汚泥分離工程の各工程で順次処理されてな
る生物学的硝化脱窒方法による有機性排水の処理方法に
おいて、前記硝化工程での担体を、担体沈降工程で沈降
分離させて担体分離工程に導き、該担体分離工程で分離
された分離液を前記脱窒工程へ循環させると共に、該担
体分離工程で回収した担体を前記硝化工程の先端部へ返
送することとしたものである。また、本発明では、嫌気
工程、脱窒工程、微生物固定化担体を用いる硝化工程及
び汚泥分離工程の各工程で順次処理されてなる生物学的
脱窒素脱リン方法による有機性排水の処理方法におい
て、前記硝化工程での担体を、担体沈降工程で沈降分離
させて担体分離工程へ導き、該担体分離工程で分離され
た分離液を前記脱窒工程へ循環させると共に、該担体分
離工程で回収した担体を前記硝化工程の先端部へ返送
し、前記汚泥分離工程で分離した汚泥を前記嫌気工程へ
返送汚泥として返送することとしたものである。
【0006】次に、本発明を詳細に説明する。本発明の
脱窒工程は浮遊活性汚泥法でも微生物固定化担体を用い
た活性汚泥法のいずれの方法も適宜用いることができ
る。微生物固定化担体を用いる場合脱窒素菌を十分保持
できるようにする。また担体の材質は硝化工程用担体と
同じでも異っても良い。硝化工程に用いる固定化担体と
しては、担体沈降工程で沈降分離が可能な活性炭、プラ
スチック、スポンジ、親水性ゲルなどの粒状担体が適当
であるが、これらに限定されるものではない。固定化担
体の充填率としては、硝化槽の5〜25容量%が適切で
ある。微生物を固定化担体へ固定化する方法としては、
担体表面に自然付着させる付着固定化法を採用しても良
く、ゲル包括固定化法の適用も可能である。
【0007】また、前記好気工程での担体を沈降分離す
る担体沈降工程としては、重力式沈殿槽を採用するのが
一般的であり、沈殿槽は好気工程と独立した槽であるの
が理想的である。しかし好気工程の末端部に隔壁を設け
て仕切る形式の簡易型沈殿槽としても良い。担体沈降工
程の水面積負荷は用いられる担体により適宜選択される
が、担体の分離が安定して行われ、かつ浮遊活性汚泥や
夾雑物が沈殿槽に濃縮しない程度の水面積負荷として、
通常300〜1000mm/分程度が好ましい。また担
体沈降部の底部構造は、担体が四隅に堆積しないように
適度な傾斜を設け、必要によっては担体かき寄せ機を設
けることが望ましい。
【0008】本発明で用いる担体沈降工程からの沈殿物
(担体と活性汚泥の混合液)から担体を分離する担体分
離工程は、液体サイクロン又はスクリーンとすることが
望ましい。そして、前記沈殿物を担体分離工程に輸送す
る手段としてポンプを用いる場合は、担体が閉塞するこ
とがなく、またポンプ羽根車と担体が直接接触しにくい
形式のポンプが望ましい。羽根車と担体が直接接触しや
すいポンプの場合には、担体の物理的破壊が発生する危
険が高くなるので注意が必要である。また、スクリーン
へ輸送する手段としては、エアリフトポンプの採用も可
能である。
【0009】液体サイクロンを使用する場合は、担体に
よるアンダーフロー部の閉塞が起こらないように、(ア
ンダーフロー/オーバーフロー)の流量分配を適切に調
整する必要がある。通常は(アンダーフロー/オーバー
フロー)=0.2〜0.7が好ましい。またアンダーフ
ロー部の口径は、担体直径に比べて十分に大きなもので
なければならない。また液体サイクロンの運転条件によ
っては、オーバーフローに多量の気泡が含まれる場合が
ある。これは脱窒槽の嫌気度を低下させ、脱窒素を不良
にする可能性があるので回避する必要がある。その方法
としては、特に限定しないがオーバーフロー吐出液を一
旦小さいマス(脱気槽)に受けて気泡を逃がす、あるい
はアンダーフローを水中に没して、サイクロン内部への
空気の侵入を防止するなどの工夫がある。本発明で使用
するスクリーンとしては、トロンメル篩やウェッジワイ
ヤースクリーンが適切である。スクリーンの目開きは、
回収すべき担体の粒径によって適宜選択するが、通常
1.5〜7.5mm程度である。また担体や夾雑物がス
クリーンを閉塞させることがないように、スクリーン洗
浄機構を設ける必要がある。その洗浄機構としては、ス
クリーンに圧力水を吹きかける方法が好ましい。
【0010】循環式脱窒素活性汚泥法においては、硝化
槽から脱窒槽への硝化液の循環が必要であり、通常の下
水処理では流入下水の1〜2倍の硝化液が循環される。
本発明は、液体サイクロンオーバーフローやスクリーン
通過液の循環により、合理的硝化液循環を行わせるとこ
ろに特徴がある。ただし、これらの循環量で必要な循環
比率をまかなえない場合には、担体沈降工程又は汚泥分
離工程の上澄液を別途ラインで脱窒工程へ循環してもよ
い。本発明では担体の返送は、サイクロンアンダーフロ
ーあるいはスクリーン回収物の返送により行われる。担
体の返送先は、硝化槽内の担体濃度の片寄りを補正可能
なことから、硝化工程の先端部であることが一般的であ
るが、硝化工程が複数槽で構成される場合は各槽におい
ても担体濃度の片寄りが生ずるので、返送配管を各槽に
連結し、バルブ切り換えが可能な方式を採用することが
望ましい。
【0011】汚泥分離工程における分離汚泥の一部もま
た返送汚泥として脱窒工程へと返送されるが、その分離
手段としては沈殿分離、遠心分離、膜分離等の公知の手
段を適宜選択できる。なお、脱窒工程に、微生物固定化
担体を用いた場合には、脱窒工程へ返送汚泥として汚泥
を返送しても良く、しなくとも良い。また本発明は、循
環式脱窒素活性汚泥法と生物学的脱リン法を組み合わせ
た方法においても有効に利用することができる。その場
合には、本発明の脱窒工程の前段に嫌気工程を設け、液
体サイクロンオーバーフローあるいはスクリーン通過液
は脱窒工程へ循環し、アンダーフローあるいはスクリー
ン回収物は硝化工程へ返送し、汚泥分離工程の汚泥を嫌
気工程へ返送すればよい。なお、この場合も脱窒工程
は、浮遊活性汚泥法でも微生物固定化担体を用いた活性
汚泥法でもいずれの方法も適用できる。これら工程に微
生物固定化担体を用いた場合は、脱窒工程にも汚泥返送
を返送しても良く、しなくてもかまわない。
【0012】
【作用】本発明により、従来の固定化担体併用型循環式
脱窒素活性汚泥法に必要であった多数のスクリーン設備
が不要になり、また硝化液循環ラインに液体サイクロン
やスクリーンを組み合わせることで、合理的な硝化液循
環と担体返送が可能となった。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 この実施例で用いた装置の工程図を図1に示す。図1に
おいて、流入排水1は、硝化工程3からの分離液16と
合流して脱窒工程2に導入されて処理され、次いで硝化
工程3に導入される。硝化工程3では、空気11により
曝気されており、担体4に担持された硝化菌により硝化
処理された後、担体沈降工程12に導入される。担体沈
降工程12で沈降した担体は、ポンプ13により、担体
分離工程この例では液体サイクロン15に導入されて担
体が分離され、分離された担体は17から硝化工程3に
返送され、分離液16は流入排水1と合流して脱窒工程
2に導入される。一方、担体沈降工程での上澄液は汚泥
分離工程7に導入され、上澄液は8から処理水として排
出され、沈降汚泥は一部が管10から脱窒工程2に循環
され、残りは管9から廃棄される。
【0014】上記の装置を用いて次の条件で排水を処理
した。 ・処理水量:2.4m3 /日 ・水質:BOD=150mg/リットル、ケルダール窒
素=30mg/リットル、酸化態窒素=0、SS=10
0mg/リットル ・処理水温:14〜17℃ ・槽容積:脱窒槽 ・・・550リットル(HRT=5.5時間) 硝化槽 ・・・250リットル(HRT=2.0時間) 担体沈降槽・・・ 50リットル(HRT=0.5時間) ──────────────────────────── 計 800リットル(HRT=8.0時間) ・返送汚泥量:1.2m3 /日
【0015】・液体サイクロン圧送量:5.0m3 /日 オーバーフロー流量:3.6m3 /日 アンダーフロー流量:1.4m3 /日 ・通気量:40Nl/分 ・硝化槽固定化担体 親水性ゲル(主鎖ポリビニルアルコール、粒径5mm)
を40リットル投入。 ・浮遊活性汚泥濃度(MLSS):2500mg/リッ
トル ・汚泥滞留時間(SRT):6日 運転結果 図3に、処理水全窒素の経日変化を示す。本発明の処理
水アンモニアは常に0.1〜1mg/リットルであり、
T−Nは10mg/リットル以下であった。このよう
に、本発明は滞留時間8時間で低水温時の窒素除去が安
定して行われた。
【0016】実施例2 この実施例で用いた装置の工程図を図2に示す。図2と
図1の相違点は、図2においては、硝化工程を2段に分
けた点及び、担体分離工程を液体サイクロンに代えて、
スクリーン(トロンメル篩)を用いた点であり、上記の
相違により、スクリーンで分離された担体は両方の硝化
工程に分けて返送され、また、スクリーンの分離液は脱
窒素工程の排水の流入口側に導入され、さらにスクリー
ンを洗浄するため処理水8から洗浄配管が設けられてい
る。その他の処理は図1と同じである。この図2の装置
を用いた処理例を次に示す。
【0017】・処理水量:2.4m3 /日 ・水質:BOD=150mg/リットル、ケルダール窒
素=30mg/リットル、酸化態窒素=0、SS=10
0mg/リットル ・処理水温:14〜17℃ ・槽容積:脱窒槽 ・・・550リットル(HRT=5.5時間) 硝化槽 ・・・250リットル(HRT=2.0時間) 担体沈降槽・・・ 50リットル(HRT=0.5時間) ──────────────────────────── 計 800リットル(HRT=8.0時間) ・返送汚泥量:1.2m3 /日
【0018】・トロンメル篩送液量:4.0m3 /日 オーバーフロー流量:3.6m3 /日 アンダーフロー流量:0.4m3 /日 (注) ・篩いの目開きは、4mm。 ・篩は、1日二回の頻度で二次処理水により水洗浄し
た。 ・通気量:40Nl/分 ・硝化槽固定化担体 親水性ゲル(主鎖ポリビニルアルコール、粒径5mm)
を40リットル投入。 ・浮遊活性汚泥濃度(MLSS):2500mg/リッ
トル ・汚泥滞留時間(SRT):6日 運転結果 図3とほぼ等々な良好な結果を得た。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば窒
素、リン含有有機性排水の処理において、安定した脱窒
素が可能である。本発明は、今後の有機性排水の生物学
的処理法に広く採用されていくものと確信する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例を示す装置の工程図。
【図2】本発明の他の例を示す装置の工程図。
【図3】窒素濃度の経日変化を示すグラフ。
【図4】従来の脱窒素活性汚泥法の工程図。
【符号の説明】
1:流入排水管、2:脱窒工程、3:硝化工程、4:担
体、5:好気槽一体型スクリーン、6:硝化液循環ライ
ン、7:分離工程、8:処理水配管、9:余剰汚泥引き
抜き管、10:返送汚泥管、11:空気配管、12:担
体沈降工程、13:輸送ポンプ、14:サイクロン流入
配管、15:液体サイクロン、16:サイクロンオーバ
ーフロー配管、17:サイクロンアンダーフロー配管、
18:スクリーン流入配管、19:スクリーン(トロン
メル篩)、20:スクリーン通過液配管、21:スクリ
ーン回収物配管、22:スクリーン洗浄配管
フロントページの続き (72)発明者 下村 達夫 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株式会社荏原総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−28887(JP,A) 特開 平3−288596(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脱窒工程、微生物固定化担体を用いる硝
    化工程及び汚泥分離工程の各工程で順次処理されてなる
    生物学的硝化脱窒方法による有機性排水の処理方法にお
    いて、前記硝化工程での担体を、担体沈降工程で沈降分
    離させて担体分離工程に導き、該担体分離工程で分離さ
    れた分離液を前記脱窒工程へ循環させると共に、該担体
    分離工程で回収した担体を前記硝化工程の先端部へ返送
    することを特徴とする有機性排水の処理方法。
  2. 【請求項2】 嫌気工程、脱窒工程、微生物固定化担体
    を用いる硝化工程及び汚泥分離工程の各工程で順次処理
    されてなる生物学的脱窒素脱リン方法による有機性排水
    の処理方法において、前記硝化工程での担体を、担体沈
    降工程で沈降分離させて担体分離工程へ導き、該担体分
    離工程で分離された分離液を前記脱窒工程へ循環させる
    と共に、該担体分離工程で回収した担体を前記硝化工程
    の先端部へ返送し、前記汚泥分離工程で分離した汚泥を
    前記嫌気工程へ返送汚泥として返送することを特徴とす
    る有機性排水の処理方法。
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