JP2711744B2 - 廃水bod、窒素化合物、リン化合物の同時除去方法 - Google Patents
廃水bod、窒素化合物、リン化合物の同時除去方法Info
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Description
標示される汚濁物質(BOD)、アンモニア化合物、リン
化合物など海域、河川、湖沼の富栄養化原因となってい
る物質を連続式活性汚泥処理により除去する方法に関す
るものである。
去する方法として、バーデンフォー(Bardenpho)法
(J.L.Barnard,Water Wastes Engg.,33(1974))、あ
るいは特開昭54-24774号公報記載のA/O法、A2/O法があ
る。さらに、特公昭61-17558号公報記載のA2/O法の変法
として、硝化槽の生物を固定化するため回転円板を組込
んだ方法などが知られている。
より、窒素化合物は硝化脱窒法により、またリン化合物
は嫌気的環境において活性汚泥からリンを放出させ、好
気的環境において活性汚泥にリンを過剰摂取させること
により除去されている。
るリアクターを嫌気1槽、好気1槽、嫌気2槽および好
気2槽と4分割し、各種の好気度、嫌気度を酸化還元電
位(ORP)を指標にして制御し、また活性汚泥の固定化
担体として高炉水砕、カーボンの微粉等を用いて廃水の
BOD、アンモニア化合物、リン化合物の除去を行う方法
が記載されている。そして、このようにしてBOD、アン
モニア化合物、リン化合物を効率的に除去した後、最終
汚泥沈降槽で活性汚泥を沈降分離し、上澄水を処理水と
して放流する。また、汚泥沈降槽に堆積した汚泥は適宜
抜取り、曝気槽に返送して再度使用し、余剰汚泥は別途
処理する。
泥の嫌気度が増し、このため汚泥からリン化合物の放出
が起こり、処理水のリン化合物濃度が上昇するという問
題があった。すなわち、汚泥沈降槽においては汚泥を沈
降分離するため機械的攪拌や曝気を行うことができず、
時間の経過とともに堆積汚泥の嫌気度が増加し、堆積汚
泥からリンの再放出が起こり、処理水のリン濃度が高く
なることがある。
流される下水、産業廃水は、これらの公共用水域の富栄
養化を防止するためにBOD、窒素化合物およびリン化合
物の排出が厳しく規制されている。BOD、窒素化合物は
本発明者等による前記4分割法により容易に除去でき、
処理水のBOD、窒素化合物を各々10mg/l以下にすること
ができ、現在日本で規制されているBOD、窒素化合物の
排出値を十分に満足することができる。
の汚泥堆積部が嫌気性になり、具体的には−150〜−160
mV以下の嫌気性になると堆積汚泥からのリンの再放出が
起こり、その結果、処理水のリン濃度が全リンとして1
〜2mg/lに達することがあり、このため浜名湖等で実施
されているリンの排出規制値(全リンとして1mg/l以
下)を達成できないことがある。
る方法の汚泥沈降槽における堆積汚泥からのリン化合物
の放出を防止して、処理水のリン化合物の濃度を低く維
持できる方法を提供する。
化合物を富栄養化物質として含む廃水を連続式活性汚泥
処理する方法であって、活性汚泥が存在するリアクター
を廃水が流入する入口側から嫌気1槽、好気1槽、嫌気
2槽および好気2槽に4分割し、嫌気1槽には処理する
廃水と汚泥沈降槽からの返送汚泥を機械的攪拌を行いな
がら注入し、所定時間維持し、活性汚泥よりリン化合物
を放出させ、この活性汚泥混合液を次の好気1槽に供給
して曝気を行いORPを+100〜150mV(銀−塩化銀電極基
準)の範囲に制御して所定時間維持し、BODの酸化分解
とアンモニア化合物の酸化とを行うとともにリン化合物
を活性汚泥に過剰摂取させ、好気1槽の活性汚泥混合液
を嫌気2槽に供給し、廃水の一部を水素供与体に用いて
これを分注しながら機械的攪拌または機械的攪拌に加え
て曝気によりORPを−50〜−150mV(銀−塩化銀電極基
準)の範囲に制御して所定時間維持し、窒素酸化物を窒
素ガスに還元させ、嫌気2槽で処理した混合液を好気2
槽に供給して曝気を行い、水素供与体のBODの酸化分解
を行わせるとともに窒素ガスを除去し、好気2層で処理
した活性汚泥混合液を汚泥沈降槽に供給して汚泥を沈降
させ、沈降汚泥と上澄液の処理水に分離する廃水の生物
学的処理において、汚泥沈降槽における上澄液層のORP
を測定し、測定値が+50mV以下(銀−塩化銀電極基準)
になったら好気2槽の曝気量を増加して汚泥沈降槽にお
ける上澄液層のORPを+50mV超(銀−塩化銀電極基準)
に維持することを特徴とする廃水のBOD、窒素化合物、
リン化合物の同時除去方法である。
的反応槽(リアクター)は4分割し、廃水と汚泥沈降槽
からの返送汚泥が供給される入口側から嫌気1槽、好気
1槽、嫌気2槽および好気2槽とする。活性汚泥は、嫌
気槽では攪拌機、水中攪拌機等の機械的攪拌により、ま
た好気槽では空気の曝気により、それぞれ混合攪拌す
る。また、各槽の嫌気度、好気度は、各槽に浸漬したOR
Pセンサーにより測定し、各槽のORPが所定のORP値より
低下したならば、嫌気1槽を除いて、空気の曝気や曝気
量の増加によりORPを上昇させ、所定値に回復したら空
気の曝気の中止や曝気量の低減を行う。各槽に浸漬する
ORPセンサーは、金または金合金と塩化銀/銀よりなる
複合電極を用いるのが最も良い。
の研究によると下水のBODはリアクターのORPが0〜100m
V(以下、銀−塩化銀基準)で95%以上分解されること
が明らかになっており、したがって好気1槽のORPを0mV
以上に維持してこの槽における下水の見掛けの滞留時間
を1〜2時間に維持すれば、ほぼ完全に分解する。次
に、アンモニア性窒素化合物、有機性窒素化合物は、硝
化・脱窒法により除去する。この場合、アンモニア性窒
素化合物、有機性窒素化合物等は生物学的に酸化して、
硝酸性および亜硝酸性窒素化合物(以下、NOx−Nと略
記)に変換する必要がある。この硝化反応は、発明者ら
の研究によると下水の場合、ORPが80〜100mV以上で起こ
ることが明らかになっており、したがって好気1槽で硝
化反応を行うのが最良であり、このため好気1槽のORP
を+100〜150mVに管理、制御すれば、アンモニア性窒素
化合物、有機性窒素化合物の硝化反応とともにBODの分
解反応も起こる。
の有機物を水素供与体に用いて脱窒反応を行い、窒素ガ
スに還元する。そして、好気2槽で曝気を行い、水素供
与体のBODの酸化分解を行わせるとともに窒素ガスを除
去する。嫌気2槽のORPが−150mV以下になると活性汚泥
からリンの放出が起こり、処理水のリン濃度が高くなる
ので、嫌気2槽のORPが−150mV以下になったら底部から
の曝気を行い、ORPの低下を防止する。このように、下
水のアンモニア性および有機性窒素化合物は、硝化、脱
窒法により容易に除去することができる。
からリンを放出させ、しかる後に好気1槽で好気状態に
おくと活性汚泥がリンを過剰に摂取し、リンを過剰摂取
した活性汚泥を余剰汚泥として抜き取ることにより、処
理水のリン濃度を低減することができる。
澄液の処理水に分離し、処理水を排出し、堆積汚泥は抜
き取って返送して再利用したり、余剰分は別途処理す
る。この汚泥沈降槽では、前述のように堆積汚泥の嫌気
度が増すとリン化合物の放出が起こるが、汚泥の嫌気度
を評価する指標としてはORPを用いるのが最適である。
すなわち、汚泥沈降槽の堆積汚泥は時間の経過とともに
嫌気度が増すが、これをORPで評価すると、ORPは時間の
経過とともに低下し、これが−150mV以下の嫌気度にな
ると汚泥からのリン化合物の放出が起こり、処理水のリ
ン化合物濃度が高くなることが分かった。
明するため、処理水のリン化合物が高い時にリアクター
の各槽および処理水について濾紙で濾過し、濾液につい
てT−P濃度の分析を行った結果を第1図に示す。第1
図より、リアクターの各槽におけるリン化合物は、発明
者が既に指摘しているような挙動を示し、好気2槽の濾
過液についてはT−Pが1mg/l以下に除去されている
が、最終処理水のT−Pが1mg/l以上になっている。
々1mg/l以上になるのは、汚泥沈降槽で活性汚泥からリ
ンの放出が起こっているためであることが明らかになっ
た。すなわち、汚泥沈降槽の汚泥堆積部が嫌気性にな
り、活性汚泥からリン化合物の放出が起こっていること
が推定される。
−P濃度との関係を検討した結果を第2図に示す。同図
よりORPが−150〜−160mV以下になると処理水のT−P
濃度が1mg/l以上になることが明らかになった。そこ
で、汚泥沈降槽の汚泥堆積部のORPが−150〜−160mV以
下にならない方法について検討した結果、汚泥沈降槽の
汚泥堆積部のORPは、リアクター出口の好気2槽のORP、
曝気と関係があることを見出し、第3図に示す方法を発
明した。
ー5を浸漬して汚泥堆積部3のORPを測定し、ORPが−15
0〜−160mV以下ならばORP制御装置6により好気2槽2
に供給する曝気用ブロアー7の曝気量を増加させ、ORP
が−150〜−160mV以上になったら曝気量を減少すること
により汚泥堆積部3のORPを−150〜−160mV以上に維持
する。この場合、好気2槽は、汚泥沈降槽1のORPが−1
50〜−160mv以上になって曝気量を減少しても汚泥の沈
降が起こらないように常に曝気を行っておく必要があ
る。したがって、好気2槽2に用いるORP制御ブロアー
システムはオン−オフ制御システムよりも比較制御シス
テムを用いてルーツブロアーの回転数制御を行ったほう
が良い。
3にORPセンサー5を浸漬するのが困難な場合がある。
このような場合、汚泥沈降槽1の上澄液層のORPの管理
によって好気2槽2の曝気量の制御を行っても良いこと
を見出した。
して好気2槽2の曝気量を管理、制御することにより、
汚泥堆積部3のORPを活性汚泥からのリンの再放出が起
こらないORPに維持することができるので、リンの再放
出を防止して処理水の全リン濃度を常に安定して1mg/l
以下に保つことができる。
アクターと汚泥沈降槽よりなり、リアクターが下水が流
入する入口側から嫌気1槽、好気1槽、嫌気2槽および
好気2槽に4分割された活性汚泥処理装置を用いた。嫌
気1槽はORP制御せずに下水および汚泥沈降槽よりの返
送汚泥を入れた。なお、各槽のORP制御は、好気1槽が
+100mV、嫌気2槽が−150mV、また好気2槽が+150mV
に設定し、ORPがこの設定値より低下した各槽の底部よ
り曝気を行い、ORPが設定値に回復したら停止する方法
により行った。
すような方法により制御した。すなわち、汚泥堆積部3
のORPが−150mV以下になったらORP制御装置6により好
気2槽2の曝気用ブロアー7の回転数上昇により曝気量
の増加し、ORPが−150mV超に回復したらブロアー7の回
転数を低下させて曝気量を低減することにより汚泥堆積
部3のORPを−150mV超に制御した。
に第1表に性状を示す下水を処理時間が8〜10時間にな
るように通水して処理した。なお、汚泥沈降槽から嫌気
1槽への汚泥返送率は約25%とした。このような条件で
下水のリン化合物、窒素化合物、BODの同時除去を行っ
た結果を第1表に示す。
度を常に1mg/l以下に維持でき、またBOD、窒素化合物の
除去性能が優れていることが確認された。さらに、ORP
センサーを汚泥沈降槽の上澄液層に設置し、上澄液層の
ORPが+50mV以上に維持できるように好気2槽の曝気用
ブロアーの制御を行って、他の条件は変更せずに下水の
リン化合物、窒素化合物、BODの同時除去を行った。そ
の結果、第1表とほぼ同じ結果が得られた。このよう
に、本発明の方法は、汚泥沈降槽での汚泥堆積部におけ
る活性汚泥からのリン再放出を抑制し、リン化合物を安
定して除去できる。
最小のエネルギーで汚泥沈降槽の堆積汚泥からのリン化
合物の放出を防止し、処理水のリン化合物濃度を低く維
持することが可能となる。
の活性汚泥混合液を濾紙で濾過し、その濾液と最終処理
水についてT−Pを分析した結果を示す図、 第2図は汚泥堆積部のORPと処理水のT−P濃度との関
係を示す図、 第3図は汚泥沈降槽の汚泥堆積部のORPを管理、制御す
る装置の例を示す図である。 1……汚泥沈降槽、2……好気2槽、3……汚泥堆積
部、4……レーキ、5……ORPセンサー、6……ORP制御
装置、7……曝気用ブロアー、8……余剰汚泥抜取りポ
ンプ、9……返送汚泥ポンプ、11……処理水、12……余
剰汚泥、14……散気管、15……嫌気2槽、16……返送汚
泥。
Claims (1)
- 【請求項1】少なくともBOD、アンモニア化合物、リン
化合物を富栄養化物質として含む廃水を連続式活性汚泥
処理する方法であって、活性汚泥が存在するリアクター
を廃水が流入する入口側から嫌気1槽、好気1槽、嫌気
2槽および好気2槽に4分割し、嫌気1槽には処理する
廃水と汚泥沈降槽からの返送汚泥を機械的攪拌を行いな
がら注入し、所定時間維持し、活性汚泥よりリン化合物
を放出させ、この活性汚泥混合液を次の好気1槽に供給
して曝気を行いORPを+100〜150mV(銀−塩化銀電極基
準)の範囲に制御して所定時間維持し、BODの酸化分解
とアンモニア化合物の酸化とを行うとともにリン化合物
を活性汚泥に過剰摂取させ、好気1槽の活性汚泥混合液
を嫌気2槽に供給し、廃水の一部を水素供与体に用いて
これを分注しながら機械的攪拌または機械的攪拌に加え
て曝気によりORPを−50〜−150mV(銀−塩化銀電極基
準)の範囲に制御して所定時間維持し、窒素酸化物を窒
素ガスに還元させ、嫌気2槽で処理した混合液を好気2
槽に供給して曝気を行い、水素供与体のBODの酸化分解
を行わせるとともに窒素ガスを除去し、好気2層で処理
した活性汚泥混合液を汚泥沈降槽に供給して汚泥を沈降
させ、沈降汚泥と上澄液の処理水に分離する廃水の生物
学的処理において、 汚泥沈降槽における上澄液層のORPを測定し、測定値が
+50mV以下(銀−塩化銀電極基準)になったら好気2槽
の曝気量を増加して汚泥沈降槽における上澄液層のORP
を+50mV超(銀−塩化銀電極基準)に維持することを特
徴とする廃水のBOD、窒素化合物、リン化合物の同時除
去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2076780A JP2711744B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 廃水bod、窒素化合物、リン化合物の同時除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2076780A JP2711744B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 廃水bod、窒素化合物、リン化合物の同時除去方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03278895A JPH03278895A (ja) | 1991-12-10 |
JP2711744B2 true JP2711744B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=13615112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2076780A Expired - Fee Related JP2711744B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 廃水bod、窒素化合物、リン化合物の同時除去方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2711744B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63126599A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-30 | Nippon Steel Corp | 排水の生物化学的処理方法 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2076780A patent/JP2711744B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH03278895A (ja) | 1991-12-10 |
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