JP2652841B2 - 排水処理装置の運転方法 - Google Patents
排水処理装置の運転方法Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排水処理装置、特に高
濃度の有機性排水に対して、省エネ的で、コンパクト
で、高負荷運転が可能である排水処理装置の運転方法に
関する。
濃度の有機性排水に対して、省エネ的で、コンパクト
で、高負荷運転が可能である排水処理装置の運転方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上向流嫌気性スラッジブランケッ
ト（Ｕｐｆｌｏｗ Ａｎａｅｒｏｂｉｃ Ｓｌｕｄｇｅ
Ｂｌａｎｋｅｔ）法は、微生物の自己造粒作用を活用
した新しい生物処理法であり、大きな脚光を浴びている
のは周知の事実である。しかしながら、この方法では有
機物をかなりの高負荷条件で除去できることは可能であ
るものの、湖沼、内湾等の閉鎖性水域の富栄養化の制限
要因である窒素等の栄養塩類を除去できないという問題
があった。
ト（Ｕｐｆｌｏｗ Ａｎａｅｒｏｂｉｃ Ｓｌｕｄｇｅ
Ｂｌａｎｋｅｔ）法は、微生物の自己造粒作用を活用
した新しい生物処理法であり、大きな脚光を浴びている
のは周知の事実である。しかしながら、この方法では有
機物をかなりの高負荷条件で除去できることは可能であ
るものの、湖沼、内湾等の閉鎖性水域の富栄養化の制限
要因である窒素等の栄養塩類を除去できないという問題
があった。
【０００３】この一方で、脱窒を図るプロセスとして、
例えば、活性汚泥のなかで嫌気槽と好気槽をつくり脱窒
素する方法（通常、嫌気・好気活性汚泥法と呼ばれる）
が良く知られている。このものは、好気槽において窒素
化合物を酸化して硝酸態窒素や亜硝酸態窒素を形成し、
形成された硝酸態窒素等を嫌気槽へ循環することによ
り、嫌気槽で脱窒菌による脱窒素が行なわれるようにな
っている。嫌気槽で脱窒素を行なうにはその槽内に脱窒
菌の存在が必要であり、脱窒菌は栄養源として外部から
添加されるメタノールや排水中のＢＯＤを使用する。
例えば、活性汚泥のなかで嫌気槽と好気槽をつくり脱窒
素する方法（通常、嫌気・好気活性汚泥法と呼ばれる）
が良く知られている。このものは、好気槽において窒素
化合物を酸化して硝酸態窒素や亜硝酸態窒素を形成し、
形成された硝酸態窒素等を嫌気槽へ循環することによ
り、嫌気槽で脱窒菌による脱窒素が行なわれるようにな
っている。嫌気槽で脱窒素を行なうにはその槽内に脱窒
菌の存在が必要であり、脱窒菌は栄養源として外部から
添加されるメタノールや排水中のＢＯＤを使用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前処理
として、嫌気処理を導入すると活性汚泥へ流入するＢＯ
Ｄ源が不足し、脱窒素作用が十分に行なえない。そのた
め、この嫌気・好気活性汚泥法を利用したプロセスは、
生活排水、下水などの比較的低濃度排水を低負荷運転す
る場合に好適なプロセスであり、高濃度排水あるいは高
負荷運転には十分な効果を発揮することができない。
として、嫌気処理を導入すると活性汚泥へ流入するＢＯ
Ｄ源が不足し、脱窒素作用が十分に行なえない。そのた
め、この嫌気・好気活性汚泥法を利用したプロセスは、
生活排水、下水などの比較的低濃度排水を低負荷運転す
る場合に好適なプロセスであり、高濃度排水あるいは高
負荷運転には十分な効果を発揮することができない。
【０００５】本発明は、このような事情のもとに創案さ
れたものあって、その目的は、高濃度の有機性排水に対
して、省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が可能
で、高度な水質を得ることができる排水処理装置の運転
方法を提供することにある。
れたものあって、その目的は、高濃度の有機性排水に対
して、省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が可能
で、高度な水質を得ることができる排水処理装置の運転
方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本出願に係る発明者らが、鋭意研究した結
果、高濃度の有機性排水に対して、後述するような循環
自己造粒・セラミック充填好気ろ床プロセスを適用する
ことによって、本来存在すべきメタン菌に加えて、存在
環境が相異なるために共存することが困難とされてきた
脱窒菌を備えるグラニュールが形成されることをある条
件下で見いだし、本発明に至ったのである。すなわち、
本発明は、被処理水が流入されるとともに、微生物の自
己造粒作用が行なわれる上向流嫌気性スラッジブランケ
ットリアクタと、該リアクタにより処理された処理水を
好気的に処理するための生物ろ過リアクタと、該生物ろ
過リアクタを通過した処理水の一部を前記上向流嫌気性
スラッジブランケットリアクタに循環させる循環装置
と、を有する排水処理装置の運転方法であって、該方法
は、前記生物ろ過リアクタを通過した処理水の一部を前
記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタに循環比
１〜４で循環させるとともに、前記被処理水の前記上向
流嫌気性スラッジブランケットリアクタ内の滞留時間θ
１を、２〜８時間（ｈｒｓ）、前記被処理水の前記生物
ろ過リアクタ内の滞留時間θ２を、６〜１４時間（ｈｒ
ｓ）とし、前記上向流嫌気性スラッジブランケットリア
クタの中にメタン菌と脱窒菌とが共存するグラニュール
を形成させ、かつ当該グラニュールに存在するメタン菌
に対する脱窒菌の比が、前記上向流嫌気性スラッジブラ
ンケットリアクタのグラニュール存在域を上部、中部、
下部に３等分した場合、上部より下部のほうが大きくな
るように存在させてなるように構成される。
るために、本出願に係る発明者らが、鋭意研究した結
果、高濃度の有機性排水に対して、後述するような循環
自己造粒・セラミック充填好気ろ床プロセスを適用する
ことによって、本来存在すべきメタン菌に加えて、存在
環境が相異なるために共存することが困難とされてきた
脱窒菌を備えるグラニュールが形成されることをある条
件下で見いだし、本発明に至ったのである。すなわち、
本発明は、被処理水が流入されるとともに、微生物の自
己造粒作用が行なわれる上向流嫌気性スラッジブランケ
ットリアクタと、該リアクタにより処理された処理水を
好気的に処理するための生物ろ過リアクタと、該生物ろ
過リアクタを通過した処理水の一部を前記上向流嫌気性
スラッジブランケットリアクタに循環させる循環装置
と、を有する排水処理装置の運転方法であって、該方法
は、前記生物ろ過リアクタを通過した処理水の一部を前
記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタに循環比
１〜４で循環させるとともに、前記被処理水の前記上向
流嫌気性スラッジブランケットリアクタ内の滞留時間θ
１を、２〜８時間（ｈｒｓ）、前記被処理水の前記生物
ろ過リアクタ内の滞留時間θ２を、６〜１４時間（ｈｒ
ｓ）とし、前記上向流嫌気性スラッジブランケットリア
クタの中にメタン菌と脱窒菌とが共存するグラニュール
を形成させ、かつ当該グラニュールに存在するメタン菌
に対する脱窒菌の比が、前記上向流嫌気性スラッジブラ
ンケットリアクタのグラニュール存在域を上部、中部、
下部に３等分した場合、上部より下部のほうが大きくな
るように存在させてなるように構成される。
【０００７】
【作用】所定の条件下で循環自己造粒・セラミック充填
好気ろ床プロセスを適用することによって、嫌気性スラ
ッジブランケットリアクタ内には本来存在すべきメタン
菌に加えて、存在環境が相異なるために共存することが
困難とされてきた脱窒菌を十分に備えるグラニュールが
形成される。しかも、当該グラニュールに存在するメタ
ン菌に対する脱窒菌の比が、上向流嫌気性スラッジブラ
ンケットリアクタのグラニュール存在域を上部、中部、
下部に３等分した場合、上部より下部のほうが大きくな
るように設定される。これによって、高濃度の有機性排
水に対して、省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が
可能で、高度な水質を得ることができる排水処理装置の
運転方法が提供される。
好気ろ床プロセスを適用することによって、嫌気性スラ
ッジブランケットリアクタ内には本来存在すべきメタン
菌に加えて、存在環境が相異なるために共存することが
困難とされてきた脱窒菌を十分に備えるグラニュールが
形成される。しかも、当該グラニュールに存在するメタ
ン菌に対する脱窒菌の比が、上向流嫌気性スラッジブラ
ンケットリアクタのグラニュール存在域を上部、中部、
下部に３等分した場合、上部より下部のほうが大きくな
るように設定される。これによって、高濃度の有機性排
水に対して、省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が
可能で、高度な水質を得ることができる排水処理装置の
運転方法が提供される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の運転方法に用いられる排水処
理装置の一例を図１に基づいて説明する。図１に示され
るように、本発明に用いられる排水処理装置は上向流嫌
気性スラッジブランケットリアクタ１０（以下、単にＵ
ＡＳＢリアクタ１０と称す）と、生物ろ過リアクタ３０
とを備えている。
理装置の一例を図１に基づいて説明する。図１に示され
るように、本発明に用いられる排水処理装置は上向流嫌
気性スラッジブランケットリアクタ１０（以下、単にＵ
ＡＳＢリアクタ１０と称す）と、生物ろ過リアクタ３０
とを備えている。
【０００９】ＵＡＳＢリアクタ１０は、直胴部１２と、
その上の固液気分離部１４とを有して構成される。さら
に、このＵＡＳＢリアクタ１０の内部、特に直胴部１２
内部のスラッジベッド１１には、粒径０．１〜１０ｍｍ
程度のグラニュールが多数存在している。本発明のグラ
ニュールにはメタン菌と脱窒菌とが共存しており、ＵＡ
ＳＢリアクタ１０内のグラニュール存在域を上部、中
部、下部に３等分した場合において、グラニュールに存
在するメタン菌に対する脱窒菌の比は、上部より下部の
ほうが大きくなっている。すなわち、本発明の装置にお
けるＵＡＳＢリアクタ１０においては、下部の脱窒反応
区域と上部のメタン醗酵反応区域とが分かれて存在して
いるものと考えられ、本発明に係るグラニュールの形成
については、リアクタ１０の底部の脱窒反応区域からそ
の上部のメタン醗酵区域の間において、グラニュール化
の機構は異なり、底部においては脱窒菌が優占化し、上
部に行くにつれて脱窒菌とメタン菌の比においてメタン
菌が優占する方向になっているものと思われる。すなわ
ち、グラニュール中に脱窒菌とメタン菌が共存するメカ
ニズムとしては、硝酸性窒素を消費した後、ＯＲＰ（酸
化還元電位）が低下する過程でメタン菌の増殖が起こ
り、この両者の反応が起こる境界区域において、両菌の
混在したグラニュールが形成されるものと考えられる。
その上の固液気分離部１４とを有して構成される。さら
に、このＵＡＳＢリアクタ１０の内部、特に直胴部１２
内部のスラッジベッド１１には、粒径０．１〜１０ｍｍ
程度のグラニュールが多数存在している。本発明のグラ
ニュールにはメタン菌と脱窒菌とが共存しており、ＵＡ
ＳＢリアクタ１０内のグラニュール存在域を上部、中
部、下部に３等分した場合において、グラニュールに存
在するメタン菌に対する脱窒菌の比は、上部より下部の
ほうが大きくなっている。すなわち、本発明の装置にお
けるＵＡＳＢリアクタ１０においては、下部の脱窒反応
区域と上部のメタン醗酵反応区域とが分かれて存在して
いるものと考えられ、本発明に係るグラニュールの形成
については、リアクタ１０の底部の脱窒反応区域からそ
の上部のメタン醗酵区域の間において、グラニュール化
の機構は異なり、底部においては脱窒菌が優占化し、上
部に行くにつれて脱窒菌とメタン菌の比においてメタン
菌が優占する方向になっているものと思われる。すなわ
ち、グラニュール中に脱窒菌とメタン菌が共存するメカ
ニズムとしては、硝酸性窒素を消費した後、ＯＲＰ（酸
化還元電位）が低下する過程でメタン菌の増殖が起こ
り、この両者の反応が起こる境界区域において、両菌の
混在したグラニュールが形成されるものと考えられる。
【００１０】これらの菌を共存せしめる手法については
後述する。このようなＵＡＳＢリアクタ１０の下部に
は、図面の左方に示される原水槽４に貯留された被処理
水が、原水ポンプ５を介して直接ないし間接的に流入さ
れる。そして、このリアクタ１０の下部から上方にかけ
て上向流が形成され、直胴部１２ではグラニュールが緩
やかな流動状態で原水と接触し、固液気分離部１４で
は、グラニュールとガス、処理水に分離される。グラニ
ュール汚泥は、処理開始時は直胴部１２において底部か
ら上部までの間で循環が起こるが、グラニュールの濃度
が高くなるにつれ上下の運動の範囲が狭くなる。また、
発生したガスは、必要に応じて、固液気分離部１４にパ
イプ１６で連接されるガス収集部１５にて収集され、こ
の一方で、処理水は固液気分離部１４の上部の出口から
流出する。このようにＵＡＳＢリアクタ１０の固液気分
離部１４の上部の出口から流出路１８を通って流出した
処理水は、生物ろ過リアクタ３０に導入される。生物ろ
過リアクタ３０は、セラミック担体３５が複数充填され
たセラミック充填ろ床３６を備える直胴部３２と、その
上に形成された沈殿槽３８とを有し構成されている。直
胴部３２の中には、エアリフト管３７が設置されて二重
管構造となっており、この中にセラミック担体３５が複
数個、充填される。セラミック担体３５の形状に特に制
限はないが、通常、直径２〜１０ｍｍ程度のものが使用
される。用いられるセラミック担体３５の物性は、比表
面積３〜１００ｍ２／ｇ程度、嵩密度０．０５〜０．９
ｇ／ｍｌ程度、見かけ密度０．１〜１．２ｇ／ｍｌ程度
である。
後述する。このようなＵＡＳＢリアクタ１０の下部に
は、図面の左方に示される原水槽４に貯留された被処理
水が、原水ポンプ５を介して直接ないし間接的に流入さ
れる。そして、このリアクタ１０の下部から上方にかけ
て上向流が形成され、直胴部１２ではグラニュールが緩
やかな流動状態で原水と接触し、固液気分離部１４で
は、グラニュールとガス、処理水に分離される。グラニ
ュール汚泥は、処理開始時は直胴部１２において底部か
ら上部までの間で循環が起こるが、グラニュールの濃度
が高くなるにつれ上下の運動の範囲が狭くなる。また、
発生したガスは、必要に応じて、固液気分離部１４にパ
イプ１６で連接されるガス収集部１５にて収集され、こ
の一方で、処理水は固液気分離部１４の上部の出口から
流出する。このようにＵＡＳＢリアクタ１０の固液気分
離部１４の上部の出口から流出路１８を通って流出した
処理水は、生物ろ過リアクタ３０に導入される。生物ろ
過リアクタ３０は、セラミック担体３５が複数充填され
たセラミック充填ろ床３６を備える直胴部３２と、その
上に形成された沈殿槽３８とを有し構成されている。直
胴部３２の中には、エアリフト管３７が設置されて二重
管構造となっており、この中にセラミック担体３５が複
数個、充填される。セラミック担体３５の形状に特に制
限はないが、通常、直径２〜１０ｍｍ程度のものが使用
される。用いられるセラミック担体３５の物性は、比表
面積３〜１００ｍ２／ｇ程度、嵩密度０．０５〜０．９
ｇ／ｍｌ程度、見かけ密度０．１〜１．２ｇ／ｍｌ程度
である。
【００１１】生物ろ過リアクタ３０のエアリフト管３７
の下部からは、空気３９が送られ、気泡の上昇流によ
り、水がエアリフト管３７の内外に循環するようになっ
ている。このような生物ろ過リアクタ３０の上部に導入
された処理水は、セラミック充填ろ床３６の上部から流
入し、セラミック担体３５の表面の生物膜で硝化が行わ
れ、沈殿層３８で分離される。
の下部からは、空気３９が送られ、気泡の上昇流によ
り、水がエアリフト管３７の内外に循環するようになっ
ている。このような生物ろ過リアクタ３０の上部に導入
された処理水は、セラミック充填ろ床３６の上部から流
入し、セラミック担体３５の表面の生物膜で硝化が行わ
れ、沈殿層３８で分離される。
【００１２】このように沈殿層３８で分離された処理水
の一部は、例えばポンプ７で代表される循環装置によっ
て、ＵＡＳＢリアクタ１０に循環される。この場合、循
環比は、装置に流入する原水量（バージン被処理水量）
に対して、１〜４とされる。この値が、１未満となる
と、処理水の窒素除去効率が悪くなり、この一方でこの
値が４を越えると、不必要な循環をさせることになり好
ましくない。
の一部は、例えばポンプ７で代表される循環装置によっ
て、ＵＡＳＢリアクタ１０に循環される。この場合、循
環比は、装置に流入する原水量（バージン被処理水量）
に対して、１〜４とされる。この値が、１未満となる
と、処理水の窒素除去効率が悪くなり、この一方でこの
値が４を越えると、不必要な循環をさせることになり好
ましくない。
【００１３】さらに、前記被処理水の前記ＵＡＳＢリア
クタ１０内の滞留時間θ１は、２〜８時間（ｈｒｓ）、
より好ましくは４〜６時間（ｈｒｓ）であり、前記被処
理水の前記生物ろ過リアクタ３０内の滞留時間θ２が、
６〜１４時間（ｈｒｓ）、より好ましくは８〜１２時間
（ｈｒｓ）であるように設定される。これらの滞留時間
θ１，θ２の上限値を超えると、処理効率を考慮した経
済性に欠けたり、処理のための負荷が軽減されるため
に、ＵＡＳＢリアクタ１０内で発生したガスがグラニュ
ールを持ち上げてグラニュールをリアクタ１０外に流出
させたりするという不都合が生じる。
クタ１０内の滞留時間θ１は、２〜８時間（ｈｒｓ）、
より好ましくは４〜６時間（ｈｒｓ）であり、前記被処
理水の前記生物ろ過リアクタ３０内の滞留時間θ２が、
６〜１４時間（ｈｒｓ）、より好ましくは８〜１２時間
（ｈｒｓ）であるように設定される。これらの滞留時間
θ１，θ２の上限値を超えると、処理効率を考慮した経
済性に欠けたり、処理のための負荷が軽減されるため
に、ＵＡＳＢリアクタ１０内で発生したガスがグラニュ
ールを持ち上げてグラニュールをリアクタ１０外に流出
させたりするという不都合が生じる。
【００１４】逆に、これらの滞留時間θ１，θ２の下限
値未満となると、処理能力が低下して出口濃度が高くな
ったり、生物ろ過リアクタ３０内で十分に硝化されない
処理水をＵＡＳＢリアクタ１０に循環させることとなり
ＵＡＳＢリアクタ１０でのグラニュール化、特に脱窒菌
を備えるグラニュールの成長が図れない等の不都合が生
じる。なお、上記滞留時間θ１，θ２を算出するにあた
っての被処理水流量は、原水と循環されている処理水の
総和量であり、また容積はもちろん充填物等を除いた有
効容積が用いられる。
値未満となると、処理能力が低下して出口濃度が高くな
ったり、生物ろ過リアクタ３０内で十分に硝化されない
処理水をＵＡＳＢリアクタ１０に循環させることとなり
ＵＡＳＢリアクタ１０でのグラニュール化、特に脱窒菌
を備えるグラニュールの成長が図れない等の不都合が生
じる。なお、上記滞留時間θ１，θ２を算出するにあた
っての被処理水流量は、原水と循環されている処理水の
総和量であり、また容積はもちろん充填物等を除いた有
効容積が用いられる。
【００１５】なお、生物ろ過リアクタ３０の沈殿槽３８
で分離された処理水の一部は図示のごとく処理水槽５０
を経て処理された後、放流される。次に、本発明の装置
を用いた処理方法について説明する。
で分離された処理水の一部は図示のごとく処理水槽５０
を経て処理された後、放流される。次に、本発明の装置
を用いた処理方法について説明する。
【００１６】本装置に流入する原水（被処理水）は、原
水槽４から原水ポンプ５を介してＵＡＳＢリアクタ１０
に流入する。流入した原水中の有機物は、上向流で、ス
ラッジベッド１１を構成しているグラニュールによって
資化され炭酸ガスとメタンガスに分解される。発生ガス
は、固液気分離部１４で分離される。このようにＵＡＳ
Ｂリアクタ１０内で処理された処理水（嫌気処理水）
は、上部分離部１４を通過し、ＵＡＳＢリアクタ１０か
ら排出され、生物ろ過リアクタ３０に流入する。流入し
た嫌気処理水は生物ろ過リアクタ３０のセラミック充填
路ろ床３６を通過する間に、セラミック担体３５に付着
している微生物によって、嫌気処理水の有機物の資化お
よび窒素化合物の硝化、すなわち、有機性窒素、アンモ
ニア性窒素が亜硝酸性窒素、硝酸性窒素に酸化されるこ
とが行われる。このように処理された処理水の一部はポ
ンプ７で、ＵＡＳＢリアクタ１０に循環され、残余の処
理水は次工程の処理水槽５０に送られる。ＵＡＳＢリア
クタ１０に循環された処理水は、ＵＡＳＢリアクタ１０
内に存在するグラニュール中の脱窒素菌により脱窒素、
すなわち、脱窒素菌の硝酸呼吸により、亜硝酸ＮＯ２、
硝酸ＮＯ３から酸素が奪われ窒素が放出され、放出され
た窒素ガスは嫌気ガスと共にガス分離部で分離されＵＡ
ＳＢリアクタ１０から排出される。
水槽４から原水ポンプ５を介してＵＡＳＢリアクタ１０
に流入する。流入した原水中の有機物は、上向流で、ス
ラッジベッド１１を構成しているグラニュールによって
資化され炭酸ガスとメタンガスに分解される。発生ガス
は、固液気分離部１４で分離される。このようにＵＡＳ
Ｂリアクタ１０内で処理された処理水（嫌気処理水）
は、上部分離部１４を通過し、ＵＡＳＢリアクタ１０か
ら排出され、生物ろ過リアクタ３０に流入する。流入し
た嫌気処理水は生物ろ過リアクタ３０のセラミック充填
路ろ床３６を通過する間に、セラミック担体３５に付着
している微生物によって、嫌気処理水の有機物の資化お
よび窒素化合物の硝化、すなわち、有機性窒素、アンモ
ニア性窒素が亜硝酸性窒素、硝酸性窒素に酸化されるこ
とが行われる。このように処理された処理水の一部はポ
ンプ７で、ＵＡＳＢリアクタ１０に循環され、残余の処
理水は次工程の処理水槽５０に送られる。ＵＡＳＢリア
クタ１０に循環された処理水は、ＵＡＳＢリアクタ１０
内に存在するグラニュール中の脱窒素菌により脱窒素、
すなわち、脱窒素菌の硝酸呼吸により、亜硝酸ＮＯ２、
硝酸ＮＯ３から酸素が奪われ窒素が放出され、放出され
た窒素ガスは嫌気ガスと共にガス分離部で分離されＵＡ
ＳＢリアクタ１０から排出される。
【００１７】以下、具体的実験例を示し本発明をさらに
詳細に説明する。 〔実験例１〕 まず最初に、原水を調製した。原水はグルコースとグル
タミン酸ナトリウムを主成分とした合成排水であり、Ｃ
ＯＤ＝４０００ｍｇ／ｌ、ＴＯＣ＝１４００ｍｇ／ｌ、
Ｔ−Ｎ＝４００ｍｇ／ｌとした。このような原水を用
い、図１に示されるような装置にて、循環比＝４で、３
カ月連続運転した。滞留時間はθ１＝６．２時間、滞留
時間θ２＝９．３時間とした。その後、ＵＡＳＢリアク
タ１０の脱窒素菌数および脱窒素活性を調べた。その結
果を下記表１に示す。なお、比較の意味で嫌気好気活性
汚泥法における実験結果データも併記した。なお、これ
らの実験は２０℃に保たれた恒温槽のなかで行われた。
詳細に説明する。 〔実験例１〕 まず最初に、原水を調製した。原水はグルコースとグル
タミン酸ナトリウムを主成分とした合成排水であり、Ｃ
ＯＤ＝４０００ｍｇ／ｌ、ＴＯＣ＝１４００ｍｇ／ｌ、
Ｔ−Ｎ＝４００ｍｇ／ｌとした。このような原水を用
い、図１に示されるような装置にて、循環比＝４で、３
カ月連続運転した。滞留時間はθ１＝６．２時間、滞留
時間θ２＝９．３時間とした。その後、ＵＡＳＢリアク
タ１０の脱窒素菌数および脱窒素活性を調べた。その結
果を下記表１に示す。なお、比較の意味で嫌気好気活性
汚泥法における実験結果データも併記した。なお、これ
らの実験は２０℃に保たれた恒温槽のなかで行われた。
【００１８】
【表１】 なお、表１中、脱窒素菌数の最確数（ＭＮＰ）は、グラ
ニュール混合液を氷冷条件で超音波破壊し、細胞を分散
させ、希釈水で１０倍希釈法により各種希釈段階の細胞
希釈液を調整し、各細胞懸濁液を調整し、各細胞懸濁液
１ｍｌをＧｉｌｔａｙ培地９ｍｌの入った５本の試験管
にそれぞれ接種し、３０℃、１０日間培養し評価した。
ニュール混合液を氷冷条件で超音波破壊し、細胞を分散
させ、希釈水で１０倍希釈法により各種希釈段階の細胞
希釈液を調整し、各細胞懸濁液を調整し、各細胞懸濁液
１ｍｌをＧｉｌｔａｙ培地９ｍｌの入った５本の試験管
にそれぞれ接種し、３０℃、１０日間培養し評価した。
【００１９】また、表１中、脱窒素活性は、１００ｍｌ
密栓三角フラスコに４０ｍｌグラニュール（または汚
泥）と４０ｍｌ脱窒素用原水を注入し、その後フラスコ
内をヘリウムガスで置換し、２０℃で約３０回／ｍｉｎ
で振とう培養し、一定時間毎に試料を採取して、水溶液
のＮＯ２−Ｎ、ＮＯ３−Ｎ濃度を測定し、窒素濃度の経
時変化曲線により、グラニュールと汚泥の窒素活性を算
出した。
密栓三角フラスコに４０ｍｌグラニュール（または汚
泥）と４０ｍｌ脱窒素用原水を注入し、その後フラスコ
内をヘリウムガスで置換し、２０℃で約３０回／ｍｉｎ
で振とう培養し、一定時間毎に試料を採取して、水溶液
のＮＯ２−Ｎ、ＮＯ３−Ｎ濃度を測定し、窒素濃度の経
時変化曲線により、グラニュールと汚泥の窒素活性を算
出した。
【００２０】表１の結果より、本発明の装置による脱窒
活性は、底部から約１０ｃｍまでの下部区域で、５．０
１ｍｇＮＯ３−Ｎ・ｇ−１グラニュール・ｈ−１、（約
２０ｃｍから約３０ｃｍまでの中部区域で、２．４０ｍ
ｇＮＯ３−Ｎ・ｇ−１グラニュール・ｈ−１）、約６０
ｃｍから約７０ｃｍまでの上部区域で、２．４９ｍｇＮ
Ｏ３−Ｎ・ｇ−１グラニュール・ｈ−１であり、従来行
われている嫌気好気活性汚泥法の脱窒素活性の１．９４
ｍｇＮＯ３−Ｎ・ｇ−１活性汚泥・ｈ−１に比べてかな
り高いことがわかる。さらに反応槽容積当たりの循環自
己造粒の脱窒素活性は、底部から約１０ｃｍまでの区域
において、０．３３ｍｇＮＯ３−Ｎ・ｍｌ−１グラニュ
ール・ｈ−１であったが、嫌気好気活性汚泥法の脱窒素
活性は、０．００８３ｍｇＮＯ３−Ｎ・ｍｌ−１活性汚
泥・ｈ−ｌであり、浮遊法に比べて自己造粒法では約４
０倍程度高まることが判明した。
活性は、底部から約１０ｃｍまでの下部区域で、５．０
１ｍｇＮＯ３−Ｎ・ｇ−１グラニュール・ｈ−１、（約
２０ｃｍから約３０ｃｍまでの中部区域で、２．４０ｍ
ｇＮＯ３−Ｎ・ｇ−１グラニュール・ｈ−１）、約６０
ｃｍから約７０ｃｍまでの上部区域で、２．４９ｍｇＮ
Ｏ３−Ｎ・ｇ−１グラニュール・ｈ−１であり、従来行
われている嫌気好気活性汚泥法の脱窒素活性の１．９４
ｍｇＮＯ３−Ｎ・ｇ−１活性汚泥・ｈ−１に比べてかな
り高いことがわかる。さらに反応槽容積当たりの循環自
己造粒の脱窒素活性は、底部から約１０ｃｍまでの区域
において、０．３３ｍｇＮＯ３−Ｎ・ｍｌ−１グラニュ
ール・ｈ−１であったが、嫌気好気活性汚泥法の脱窒素
活性は、０．００８３ｍｇＮＯ３−Ｎ・ｍｌ−１活性汚
泥・ｈ−ｌであり、浮遊法に比べて自己造粒法では約４
０倍程度高まることが判明した。
【００２１】これにより、本発明の装置のＵＡＳＢリア
クタ１０内に存在するグラニュールの脱窒菌数、脱窒素
活性は浮遊式のフロック状態の汚泥と比べて菌体当た
り、また、容積当たりのいずれからみても高く、本発明
の装置は優れた処理性能を有することがわかる。
クタ１０内に存在するグラニュールの脱窒菌数、脱窒素
活性は浮遊式のフロック状態の汚泥と比べて菌体当た
り、また、容積当たりのいずれからみても高く、本発明
の装置は優れた処理性能を有することがわかる。
【００２２】〔実験例２〕 生物ろ過リアクタ３０からＵＡＳＢリアクタ１０への循
環比を変化させ、これに伴う窒素除去性能等を調べた。
結果を下記表２に示した。
環比を変化させ、これに伴う窒素除去性能等を調べた。
結果を下記表２に示した。
【表２】
【００２３】〔実験例３〕 上記実験例１において、滞留時間θ１を、２〜１０時間
の間で変化させ、また、滞留時間θ２を４〜１６時間の
間で変化させた。その結果、本発明の範囲内であるθ１
＝２〜８時間（ｈｒｓ）、θ２＝６〜１４時間のもの
は、ＵＡＳＢリアクタ１０内に本来存在すべきメタン菌
に加えて、存在環境が相異なるために共存することが困
難とされてきた脱窒菌を十分に備えるグラニュールが形
成されることが確認され、良好に処理された処理水を得
ることができた。しかしながら、本発明の範囲をはずれ
るものは、特に上限を超えた場合、ＵＡＳＢリアクタ１
０内で発生したガスがグラニュールを持ち上げてグラニ
ュールをリアクタ外に流出させたりするという不都合が
生じ、この一方で、留時間θ１，θ２の下限値未満とな
ると、特に脱窒菌を備えるグラニュールの成長が図れな
いために、当該リアクタ１０で十分な脱窒素処理が行え
ないことが確認された。
の間で変化させ、また、滞留時間θ２を４〜１６時間の
間で変化させた。その結果、本発明の範囲内であるθ１
＝２〜８時間（ｈｒｓ）、θ２＝６〜１４時間のもの
は、ＵＡＳＢリアクタ１０内に本来存在すべきメタン菌
に加えて、存在環境が相異なるために共存することが困
難とされてきた脱窒菌を十分に備えるグラニュールが形
成されることが確認され、良好に処理された処理水を得
ることができた。しかしながら、本発明の範囲をはずれ
るものは、特に上限を超えた場合、ＵＡＳＢリアクタ１
０内で発生したガスがグラニュールを持ち上げてグラニ
ュールをリアクタ外に流出させたりするという不都合が
生じ、この一方で、留時間θ１，θ２の下限値未満とな
ると、特に脱窒菌を備えるグラニュールの成長が図れな
いために、当該リアクタ１０で十分な脱窒素処理が行え
ないことが確認された。
【００２４】
【発明の効果】以上の結果より、本発明の効果は明らか
である。すなわち、本発明は、本発明は、被処理水が流
入されるとともに、微生物の自己造粒作用が行なわれる
上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタと、該リア
クタにより処理された処理水を好気的に処理するための
生物ろ過リアクタと、該生物ろ過リアクタを通過した処
理水の一部を前記上向流嫌気性スラッジブランケットリ
アクタに循環させる循環装置と、を有する排水処理装置
の運転方法であって、該方法は、前記生物ろ過リアクタ
を通過した処理水の一部を前記上向流嫌気性スラッジブ
ランケットリアクタに循環比１〜４で循環させるととも
に、前記被処理水の前記上向流嫌気性スラッジブランケ
ットリアクタ内の滞留時間θ１を、２〜８時間（ｈｒ
ｓ）、前記被処理水の前記生物ろ過リアクタ内の滞留時
間θ２を、６〜１４時間（ｈｒｓ）とし、前記上向流嫌
気性スラッジブランケットリアクタの中にメタン菌と脱
窒菌とが共存するグラニュールを形成させ、かつ当該グ
ラニュールに存在するメタン菌に対する脱窒菌の比が、
前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタのグラ
ニュール存在域を上部、中部、下部に３等分した場合、
上部より下部のほうが大きくなるように存在させてなる
ように構成しているので、高濃度の有機性排水に対し
て、省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が可能で、
高度な水質を得ることができるという効果を奏する。
である。すなわち、本発明は、本発明は、被処理水が流
入されるとともに、微生物の自己造粒作用が行なわれる
上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタと、該リア
クタにより処理された処理水を好気的に処理するための
生物ろ過リアクタと、該生物ろ過リアクタを通過した処
理水の一部を前記上向流嫌気性スラッジブランケットリ
アクタに循環させる循環装置と、を有する排水処理装置
の運転方法であって、該方法は、前記生物ろ過リアクタ
を通過した処理水の一部を前記上向流嫌気性スラッジブ
ランケットリアクタに循環比１〜４で循環させるととも
に、前記被処理水の前記上向流嫌気性スラッジブランケ
ットリアクタ内の滞留時間θ１を、２〜８時間（ｈｒ
ｓ）、前記被処理水の前記生物ろ過リアクタ内の滞留時
間θ２を、６〜１４時間（ｈｒｓ）とし、前記上向流嫌
気性スラッジブランケットリアクタの中にメタン菌と脱
窒菌とが共存するグラニュールを形成させ、かつ当該グ
ラニュールに存在するメタン菌に対する脱窒菌の比が、
前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタのグラ
ニュール存在域を上部、中部、下部に３等分した場合、
上部より下部のほうが大きくなるように存在させてなる
ように構成しているので、高濃度の有機性排水に対し
て、省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が可能で、
高度な水質を得ることができるという効果を奏する。
【図１】本発明の排水処理装置の概略構成図である。
７…循環装置 １０…上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタ ３０…生物ろ過リアクタ
Claims (2)
- 【請求項１】 被処理水か流入されるとともに、微生物
の自己造粒作用が行なわれる上向流嫌気性スラッジブラ
ンケットリアクタと、該リアクタにより処理された処理
水を好気的に処理するための生物ろ過リアクタと、該生
物ろ過リアクタを通過した処理水の一部を前記上向流嫌
気性スラッジブランケットリアクタに循環させる循環装
置と、を有する排水処理装置の運転方法であって、 該方法は、 前記生物ろ過リアクタを通過した処理水の一部を前記上
向流嫌気性スラッジブランケットリアクタに循環比１〜
４で循環させるとともに、 前記被処理水の前記上向流嫌気性スラッジブランケット
リアクタ内の滞留時間θ１を、２〜８時間（ｈｒｓ）、
前記被処理水の前記生物ろ過リアクタ内の滞留時間θ２
を、６〜１４時間（ｈｒｓ）とし、 前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタの中に
メタン菌と脱窒菌とが共存するグラニュールを形成さ
せ、 かつ当該グラニュールに存在するメタン菌に対する脱窒
菌の比が、前記上向流嫌気性スラッジブランケットリア
クタのグラニュール存在域を上部、中部、下部に３等分
した場合、上部より下部のほうが大きくなるように存在
させてなることを特徴とする排水処理装置の運転方法。 - 【請求項２】 前記グラニュールの粒径は、０．１〜１
０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の排水処
理装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34055593A JP2652841B2 (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 排水処理装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34055593A JP2652841B2 (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 排水処理装置の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07155790A JPH07155790A (ja) | 1995-06-20 |
| JP2652841B2 true JP2652841B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=18338116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34055593A Expired - Fee Related JP2652841B2 (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 排水処理装置の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652841B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103193319A (zh) * | 2012-01-10 | 2013-07-10 | 夏小洪 | 一种高氨氮垃圾渗滤液的处理工艺 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001259627A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 浮遊物質含有液の加温超音波処理装置及び処理方法 |
| JP5055669B2 (ja) * | 2001-07-23 | 2012-10-24 | 栗田工業株式会社 | 生物脱窒方法 |
| TWI313187B (en) * | 2003-11-21 | 2009-08-11 | Ind Tech Res Inst | System for the treatment of organic containing waste water |
| US7198717B2 (en) * | 2004-08-26 | 2007-04-03 | Graham John Gibson Juby | Anoxic biological reduction system |
| EP2157057B1 (en) | 2007-05-11 | 2013-11-13 | Kurita Water Industries Ltd. | Method of anaerobic treatment |
| JP5303862B2 (ja) * | 2007-05-11 | 2013-10-02 | 栗田工業株式会社 | 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置 |
| JP5150321B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2013-02-20 | 中国電力株式会社 | 生物学的硝化脱窒装置の使用方法 |
| JP5199794B2 (ja) * | 2008-09-02 | 2013-05-15 | 株式会社ヤマト | 含窒素有機性排水の処理方法 |
| JP2011050902A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Toshiba Corp | 汚水の水処理システム |
| JP5451282B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2014-03-26 | 中国電力株式会社 | 脱窒装置及び生物学的硝化脱窒装置 |
| CN103964572B (zh) * | 2014-05-16 | 2015-10-14 | 宜兴市产品质量监督检验所 | 生物膜电极与uasb耦合反应器 |
| CN105692896B (zh) * | 2016-04-19 | 2019-02-05 | 杭州师范大学 | 一种耐受铜离子的反硝化颗粒污泥的培养方法 |
| MX2022002234A (es) * | 2019-09-27 | 2022-04-20 | Fujita Corp | Dispositivo generador de biogas. |
-
1993
- 1993-12-07 JP JP34055593A patent/JP2652841B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「用水と廃水」（株）産業用水調査会発行ＶＯＬ．３４．ＮＯ．１０（１９９２）Ｐ．２５−３１ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103193319A (zh) * | 2012-01-10 | 2013-07-10 | 夏小洪 | 一种高氨氮垃圾渗滤液的处理工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07155790A (ja) | 1995-06-20 |
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