JP2750773B2 - 回分式活性汚泥処理方法 - Google Patents
回分式活性汚泥処理方法Info
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- JP2750773B2 JP2750773B2 JP10818690A JP10818690A JP2750773B2 JP 2750773 B2 JP2750773 B2 JP 2750773B2 JP 10818690 A JP10818690 A JP 10818690A JP 10818690 A JP10818690 A JP 10818690A JP 2750773 B2 JP2750773 B2 JP 2750773B2
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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
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、廃水より生物化学的酸素要求量によって
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
る物質を回分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。
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
る物質を回分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。
（従来の技術） 従来、活性汚泥処理により、前述の富栄養化物質を除
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。
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。
これらの方法において、BODは主に好気性酸化分解に
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。
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。
また、特開昭62−42796号公報は５段階よりなる回分
式活性汚泥処理でBOD、アンモニア化合物、リン化合物
を除去する方法を開示している。すなわち、第１段階は
活性汚泥が存在する生物化学的反応槽（リアクター）に
機械的撹拌を行いながら廃水を注入し、ORPを−200〜−
300mVの嫌気状態にして活性汚泥からリン化合物を放出
させ、第２段階は曝気を行いORPを＋100〜＋120mV以上
の好気状態にしてBOD、リン化合物の除去、およびアン
モニア化合物の酸化を行い、第３段階は水素供与体を注
入しながらORPを−50〜−150mVの嫌気状態にして窒素酸
化物を窒素ガスに還元し、第４段階は曝気を行いORPを
＋50〜＋150mVの好気状態にして過剰の水素供与体を酸
化分解し、第５段階では曝気および撹拌を停止し、活性
汚泥を沈澱させ、上澄水を放流する回分式活性汚泥処理
方法である。
式活性汚泥処理でBOD、アンモニア化合物、リン化合物
を除去する方法を開示している。すなわち、第１段階は
活性汚泥が存在する生物化学的反応槽（リアクター）に
機械的撹拌を行いながら廃水を注入し、ORPを−200〜−
300mVの嫌気状態にして活性汚泥からリン化合物を放出
させ、第２段階は曝気を行いORPを＋100〜＋120mV以上
の好気状態にしてBOD、リン化合物の除去、およびアン
モニア化合物の酸化を行い、第３段階は水素供与体を注
入しながらORPを−50〜−150mVの嫌気状態にして窒素酸
化物を窒素ガスに還元し、第４段階は曝気を行いORPを
＋50〜＋150mVの好気状態にして過剰の水素供与体を酸
化分解し、第５段階では曝気および撹拌を停止し、活性
汚泥を沈澱させ、上澄水を放流する回分式活性汚泥処理
方法である。
（発明が解決しようとする課題） ところが、この第５段階において沈降後堆積した汚泥
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、上澄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、汚泥沈降工程においては汚泥を沈
降分離するため機械撹拌や曝気を行うことができず、時
間の経過とともに沈降汚泥層の嫌気度が増加してしまう
のであった。そして、たとえば所定時間が経過したら汚
泥の沈降が完了したものとして上澄水を放流するという
ような汚泥の沈降のみを考慮した処理では、嫌気度が増
してリン化合物が放出され、放流される処理水のリン化
合物濃度が高くなってしまうのを有効に防止することが
できず、厳しいリン化合物濃度基準に対処することがで
きない。
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、上澄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、汚泥沈降工程においては汚泥を沈
降分離するため機械撹拌や曝気を行うことができず、時
間の経過とともに沈降汚泥層の嫌気度が増加してしまう
のであった。そして、たとえば所定時間が経過したら汚
泥の沈降が完了したものとして上澄水を放流するという
ような汚泥の沈降のみを考慮した処理では、嫌気度が増
してリン化合物が放出され、放流される処理水のリン化
合物濃度が高くなってしまうのを有効に防止することが
できず、厳しいリン化合物濃度基準に対処することがで
きない。
本発明は、廃水を回分式で活性汚泥処理する方法の汚
泥沈降工程における処理を改善して、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。
泥沈降工程における処理を改善して、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。
（課題を解決するための手段） 本発明は、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の回分式活性汚泥
処理方法であって、まず、活性汚泥が存在するリアクタ
ーに機械的撹拌を行いながら廃水を注入し、活性汚泥よ
りリン化合物を放出させ（嫌気１工程）、次に、曝気を
行いORPを＋100mV以上（銀−塩化銀電極基準）の範囲に
制御して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工程）、次に、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撹拌または機械的撹拌に加えて
曝気によりORPを−50〜−150mV（銀−塩化銀電極基準）
の範囲に制御して窒素酸化物を窒素ガスに還元させ（嫌
気２工程）、続いて、曝気を行いORPを＋50〜＋150mV
（銀−塩化銀電極基準）に維持し、過剰の水素供与体の
BODの酸化分解を行うとともに窒素ガスを気泡にして除
去し（好気２工程）、さらに、活性汚泥混合液から汚泥
を沈降させ、沈降汚泥と上澄液とに分離した（静置工
程）後、上澄水を処理水として放流する（放流工程）回
分式活性汚泥処理方法において、静置工程における沈降
汚泥層のORPを測定し、リンの再溶出を防ぐため、測定
値が−150mV（銀−塩化銀電極基準）以上の値から−150
mV（銀−塩化銀電極基準）に低下した時点で、上澄水を
放流する放流工程に移行することを特徴とする回分式活
性汚泥処理方法である。無機系活性汚泥固定化担体とし
て高炉水砕、ゼオライト、珪砂またはクリストバライト
をリアクターに添加すること、好気２工程において、リ
ン化合物と反応して不溶性のリン−金属化合物を形成す
る水溶性金属化合物を添加することは好ましい。
化合物を富栄養化物質として含む廃水の回分式活性汚泥
処理方法であって、まず、活性汚泥が存在するリアクタ
ーに機械的撹拌を行いながら廃水を注入し、活性汚泥よ
りリン化合物を放出させ（嫌気１工程）、次に、曝気を
行いORPを＋100mV以上（銀−塩化銀電極基準）の範囲に
制御して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工程）、次に、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撹拌または機械的撹拌に加えて
曝気によりORPを−50〜−150mV（銀−塩化銀電極基準）
の範囲に制御して窒素酸化物を窒素ガスに還元させ（嫌
気２工程）、続いて、曝気を行いORPを＋50〜＋150mV
（銀−塩化銀電極基準）に維持し、過剰の水素供与体の
BODの酸化分解を行うとともに窒素ガスを気泡にして除
去し（好気２工程）、さらに、活性汚泥混合液から汚泥
を沈降させ、沈降汚泥と上澄液とに分離した（静置工
程）後、上澄水を処理水として放流する（放流工程）回
分式活性汚泥処理方法において、静置工程における沈降
汚泥層のORPを測定し、リンの再溶出を防ぐため、測定
値が−150mV（銀−塩化銀電極基準）以上の値から−150
mV（銀−塩化銀電極基準）に低下した時点で、上澄水を
放流する放流工程に移行することを特徴とする回分式活
性汚泥処理方法である。無機系活性汚泥固定化担体とし
て高炉水砕、ゼオライト、珪砂またはクリストバライト
をリアクターに添加すること、好気２工程において、リ
ン化合物と反応して不溶性のリン−金属化合物を形成す
る水溶性金属化合物を添加することは好ましい。
（作用） 本発明においては、活性汚泥は嫌気工程では撹拌機、
水中撹拌機等の機械的撹拌により、また好気工程では空
気の曝気によりそれぞれ混合撹拌する。また、各工程の
嫌気度、好気度はリアクターに浸漬したORPセンサーに
より測定し、各工程のORPが所定のORP値より低下したな
らば、嫌気１工程を除いて、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。リアクターに浸漬するOR
P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。
水中撹拌機等の機械的撹拌により、また好気工程では空
気の曝気によりそれぞれ混合撹拌する。また、各工程の
嫌気度、好気度はリアクターに浸漬したORPセンサーに
より測定し、各工程のORPが所定のORP値より低下したな
らば、嫌気１工程を除いて、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。リアクターに浸漬するOR
P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。
まず、嫌気１工程では、活性汚泥が存在するリアクタ
ーに機械的撹拌を行いながら廃水を注入する。こうする
とORPは徐々に低下し、最終的にはORPが−200〜−300mV
（以下、銀−塩化銀電極基準）まで低下し、著しく嫌気
状態になる。この状態で所定時間維持すると活性汚泥中
のリン化合物が廃水中に放出される。リン化合物は、嫌
気状態において活性汚泥からリンを放出させ、しかる後
に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の
で、この嫌気１工程における嫌気状態と次の好気１工程
における好気状態との組合せによって除去するのであ
る。
ーに機械的撹拌を行いながら廃水を注入する。こうする
とORPは徐々に低下し、最終的にはORPが−200〜−300mV
（以下、銀−塩化銀電極基準）まで低下し、著しく嫌気
状態になる。この状態で所定時間維持すると活性汚泥中
のリン化合物が廃水中に放出される。リン化合物は、嫌
気状態において活性汚泥からリンを放出させ、しかる後
に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の
で、この嫌気１工程における嫌気状態と次の好気１工程
における好気状態との組合せによって除去するのであ
る。
次の好気１工程においてはBODが分解される。発明者
等の研究によると下水のBODはリアクターのORPが０〜10
0mV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工程のORPを0mV以上に維持してこの工
程を１〜２時間維持すれば、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工程で
硝化反応を行うのが最良であり、このため好気１工程の
ORPを＋100mV以上に管理、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。
等の研究によると下水のBODはリアクターのORPが０〜10
0mV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工程のORPを0mV以上に維持してこの工
程を１〜２時間維持すれば、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工程で
硝化反応を行うのが最良であり、このため好気１工程の
ORPを＋100mV以上に管理、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。
好気１工程で生成したNOX−Ｎは、次に嫌気２工程で
廃水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。水素供与体としては、嫌気１工程で
注入する廃水４部に対し１〜３部の割合で廃水を供給す
ればよい。この時、嫌気２工程のORPが−150mV以下にな
ると活性汚泥からの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工程の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。
廃水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。水素供与体としては、嫌気１工程で
注入する廃水４部に対し１〜３部の割合で廃水を供給す
ればよい。この時、嫌気２工程のORPが−150mV以下にな
ると活性汚泥からの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工程の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。
好気２工程では曝気を行い、ORPを＋50〜＋150mVに維
持し、嫌気２工程で用いた過剰の水素供与体のBODの酸
化分解を行う。また活性汚泥に付着している窒素ガスも
曝気により除去する。
持し、嫌気２工程で用いた過剰の水素供与体のBODの酸
化分解を行う。また活性汚泥に付着している窒素ガスも
曝気により除去する。
静置工程では曝気も撹拌も行わず、静置して活性汚泥
を沈降させ、活性汚泥と上澄水とに分離する。そして、
最後の放流工程において、上澄水を処理水として放流す
る。
を沈降させ、活性汚泥と上澄水とに分離する。そして、
最後の放流工程において、上澄水を処理水として放流す
る。
回分式活性汚泥処理法においてリン化合物を効率良く
除去するための重要な課題の一つは、静置工程における
活性汚泥からのリンの再放出の抑制、あるいは前工程か
らの残存リン化合物の除去である。
除去するための重要な課題の一つは、静置工程における
活性汚泥からのリンの再放出の抑制、あるいは前工程か
らの残存リン化合物の除去である。
本発明においては、まず第１に静置工程において活性
汚泥のORPを測定し、測定値が150mV以下になったら上澄
水を放流する放流工程に移行する。
汚泥のORPを測定し、測定値が150mV以下になったら上澄
水を放流する放流工程に移行する。
前述のように、静置工程においては曝気も撹拌も行わ
ないので、時間の経過とともに沈降汚泥層の嫌気度が増
し、ついにはリン化合物の放流が起こるが、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、第１図に示すように、静置工程における
沈降汚泥層のORPと処理水のリン濃度との関係から、沈
降汚泥層のORPが−160mV以下になると、ORPが低くなる
程処理水のリン濃度が高くなる傾向があり、したがって
静置工程における処理水は沈降汚泥層のORPが−160mVに
なる以前に放流する必要があり、これにより処理水のリ
ン化合物を1mg/l以下（リンとして）に除去することが
できる。
ないので、時間の経過とともに沈降汚泥層の嫌気度が増
し、ついにはリン化合物の放流が起こるが、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、第１図に示すように、静置工程における
沈降汚泥層のORPと処理水のリン濃度との関係から、沈
降汚泥層のORPが−160mV以下になると、ORPが低くなる
程処理水のリン濃度が高くなる傾向があり、したがって
静置工程における処理水は沈降汚泥層のORPが−160mVに
なる以前に放流する必要があり、これにより処理水のリ
ン化合物を1mg/l以下（リンとして）に除去することが
できる。
そこで、静置工程における沈降汚泥層のORPを測定
し、測定値が−150mV（銀−塩化銀電極基準）以上の値
から−150mV（銀−塩化銀電極基準）に低下した時点
で、上澄水を放流することとした。このようにORPを測
定することにより、活性汚泥からリン化合物が放出され
ないうちに上澄水を放流することが可能となり、処理水
のリン化合物濃度を低く維持することができる。
し、測定値が−150mV（銀−塩化銀電極基準）以上の値
から−150mV（銀−塩化銀電極基準）に低下した時点
で、上澄水を放流することとした。このようにORPを測
定することにより、活性汚泥からリン化合物が放出され
ないうちに上澄水を放流することが可能となり、処理水
のリン化合物濃度を低く維持することができる。
第２に、活性汚泥の沈降を促進し、また活性汚泥を高
濃度に維持して処理効率を向上させるため、流動層型リ
アクター用の無機系固定化担体として高炉水砕、ゼオラ
イト、珪砂またはクリストバライトをリアクターに添加
する。これら担体の表面には活性汚泥を固定化すること
ができ、活性汚泥の濃度を高くすることが可能になるの
で、BODの分解、アンモニア化合物の酸化反応等の効率
を高くすることができる。また、活性汚泥を担体に固定
化すれば静置工程における活性汚泥の沈降も促進され、
汚泥のORPが−150mV以下にならないうちに十分沈降し、
活性汚泥との分離がより完全な上澄水を放流することが
可能になる。
濃度に維持して処理効率を向上させるため、流動層型リ
アクター用の無機系固定化担体として高炉水砕、ゼオラ
イト、珪砂またはクリストバライトをリアクターに添加
する。これら担体の表面には活性汚泥を固定化すること
ができ、活性汚泥の濃度を高くすることが可能になるの
で、BODの分解、アンモニア化合物の酸化反応等の効率
を高くすることができる。また、活性汚泥を担体に固定
化すれば静置工程における活性汚泥の沈降も促進され、
汚泥のORPが−150mV以下にならないうちに十分沈降し、
活性汚泥との分離がより完全な上澄水を放流することが
可能になる。
なお、本発明に用いる無機系活性汚泥固定化担体は粒
度が10〜200μｍ、添加量はリアクターの容量に対して
0.5〜３％程度が良い。これは、回分式活性汚泥処理の
場合、粒度が200μｍ超になるとリアクター内を均一に
流動するのが困難であり、また10μｍ未満だと十分に沈
降せずに処理水の放流とともに流出し、処理水質を低下
させる原因になるからである。また、添加量は、沈降促
進効果、活性汚泥の高濃度化が0.5％以上で認められ、
３％で頭打ちになるので0.5〜３％の範囲が適正であ
る。
度が10〜200μｍ、添加量はリアクターの容量に対して
0.5〜３％程度が良い。これは、回分式活性汚泥処理の
場合、粒度が200μｍ超になるとリアクター内を均一に
流動するのが困難であり、また10μｍ未満だと十分に沈
降せずに処理水の放流とともに流出し、処理水質を低下
させる原因になるからである。また、添加量は、沈降促
進効果、活性汚泥の高濃度化が0.5％以上で認められ、
３％で頭打ちになるので0.5〜３％の範囲が適正であ
る。
生物学的処理法によりリン化合物を除去する場合、多
くの要因によってリン化合物が十分に除去できず、その
ため処理水のリン濃度が高くなることがある。その原因
は次の通りである。
くの要因によってリン化合物が十分に除去できず、その
ため処理水のリン濃度が高くなることがある。その原因
は次の通りである。
嫌気１工程のORPが十分に低下しないため、活性汚泥
からのリンの放出が十分に起こらず、このため次の好気
１工程における活性汚泥によるリンの摂取が十分に起こ
らない。
からのリンの放出が十分に起こらず、このため次の好気
１工程における活性汚泥によるリンの摂取が十分に起こ
らない。
嫌気２工程における脱窒反応が不十分であるとNOX−
Ｎが残存し、これが次のサイクルの嫌気１工程における
リンの放出を抑制する。
Ｎが残存し、これが次のサイクルの嫌気１工程における
リンの放出を抑制する。
静置工程で沈降汚泥が嫌気性、具体的にはORPが−160
mV以下になって活性汚泥からリンの再放出が起る。
mV以下になって活性汚泥からリンの再放出が起る。
については、先に述べた方法により対策を採ること
ができるが、およびは、その原因が降雨等による水
質変動に基づくものである。具体的には、降雨が続き汚
濁物質が低い下水が流入すると嫌気１工程のORPが十分
に低下しなかったり、あるいは嫌気２工程で水素供与体
として用いている下水の有機物濃度が低いため十分に脱
窒反応が起らず、NOX−Ｎが残存する。このため、リン
が十分に除去されず、処理水のリン濃度を高める原因に
なる。リン化合物を生物学的方法のみで除去する場合に
は、流入下水の水質変動によるリン除去性の低下を避け
ることができない。
ができるが、およびは、その原因が降雨等による水
質変動に基づくものである。具体的には、降雨が続き汚
濁物質が低い下水が流入すると嫌気１工程のORPが十分
に低下しなかったり、あるいは嫌気２工程で水素供与体
として用いている下水の有機物濃度が低いため十分に脱
窒反応が起らず、NOX−Ｎが残存する。このため、リン
が十分に除去されず、処理水のリン濃度を高める原因に
なる。リン化合物を生物学的方法のみで除去する場合に
は、流入下水の水質変動によるリン除去性の低下を避け
ることができない。
したがって、このような流入下水の水質変動によるリ
ン除去性低下を防ぐために、好気２工程において無機リ
ン酸化合物と反応して不溶性のリン−金属化合物を生成
する水溶性金属化合物を添加する。
ン除去性低下を防ぐために、好気２工程において無機リ
ン酸化合物と反応して不溶性のリン−金属化合物を生成
する水溶性金属化合物を添加する。
下水等のリン化合物を、水溶性の金属化合物、すなわ
ち塩化鉄、ポリ塩化アミド（PAC）、硫酸バン土等を添
加して除去する方法は既に知られている。しかし、この
化学的リン除去方法はコストが高いとか、余剰汚泥の発
生量が多いとか、あるいは下水のリン化合物の20〜50％
も含まれている有機性リン化合物の除去が困難である等
の問題点がある。本発明では、生物学的方法と化学的方
法との組み合せによりこれらの問題点を解決する。すな
わち、回分式活性汚泥処理の場合、好気１工程はBODの
酸化分解、硝化反応、リンの過剰摂取の他に、有機リン
化合物を酸化分解して無機性リン酸化合物に変換する機
能がある。このため、好気２工程のリン化合物は大部分
が無機性リン酸化合物であり、その大部分が生物学的に
除去されており、残存しているリン化合物は高々2mg/l
（リンとして）以下である。したがって、リンの排出規
制が1mg/l以下の場合は1mg/l以上を、また0.5mg/l以下
の場合は1.5mg/l以上のリンを除去すれば良い。この残
存したリン化合物を除去するために、好気２工程に無機
性リン化合物と反応して容易に不溶性リン化合物を形成
する塩化第２鉄、ポリ塩化アルミ、硫酸バン土等の水溶
性金属化合物を、無機性リン化合物を１〜1.5mg/l（リ
ンとして）除去するのに必要な量だけ添加すれば良い。
したがって、生物学的方法と化学的方法とを組み合せた
リン除去法は、化学的除去法に比べて水溶性金属化合物
の使用量が著しく少なくて済むので低コストであり、ま
た汚泥の発生の増加がほとんど無く、生物学的方法に比
べてリンが安定してしかも高効率で除去できる。
ち塩化鉄、ポリ塩化アミド（PAC）、硫酸バン土等を添
加して除去する方法は既に知られている。しかし、この
化学的リン除去方法はコストが高いとか、余剰汚泥の発
生量が多いとか、あるいは下水のリン化合物の20〜50％
も含まれている有機性リン化合物の除去が困難である等
の問題点がある。本発明では、生物学的方法と化学的方
法との組み合せによりこれらの問題点を解決する。すな
わち、回分式活性汚泥処理の場合、好気１工程はBODの
酸化分解、硝化反応、リンの過剰摂取の他に、有機リン
化合物を酸化分解して無機性リン酸化合物に変換する機
能がある。このため、好気２工程のリン化合物は大部分
が無機性リン酸化合物であり、その大部分が生物学的に
除去されており、残存しているリン化合物は高々2mg/l
（リンとして）以下である。したがって、リンの排出規
制が1mg/l以下の場合は1mg/l以上を、また0.5mg/l以下
の場合は1.5mg/l以上のリンを除去すれば良い。この残
存したリン化合物を除去するために、好気２工程に無機
性リン化合物と反応して容易に不溶性リン化合物を形成
する塩化第２鉄、ポリ塩化アルミ、硫酸バン土等の水溶
性金属化合物を、無機性リン化合物を１〜1.5mg/l（リ
ンとして）除去するのに必要な量だけ添加すれば良い。
したがって、生物学的方法と化学的方法とを組み合せた
リン除去法は、化学的除去法に比べて水溶性金属化合物
の使用量が著しく少なくて済むので低コストであり、ま
た汚泥の発生の増加がほとんど無く、生物学的方法に比
べてリンが安定してしかも高効率で除去できる。
なお、好気２工程で前述の水性金属化合物を用いる
と、リンを除去する作用の他に静置工程において活性汚
泥の沈降を促進する作用があるので、沈降汚泥層の嫌気
化が進まない内に上澄水を放流できる利点もある。
と、リンを除去する作用の他に静置工程において活性汚
泥の沈降を促進する作用があるので、沈降汚泥層の嫌気
化が進まない内に上澄水を放流できる利点もある。
また、静置工程において沈降汚泥層の嫌気化を防止す
るため、好気２工程のORPを高めに、具体的には、＋100
〜＋150mVに維持することも好ましい。
るため、好気２工程のORPを高めに、具体的には、＋100
〜＋150mVに維持することも好ましい。
次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例） 実施例１ リアクターの内容積が50m3、ORP制御装置、嫌気工
程、好気工程の切り替え用のシーケンサー、緩速撹拌機
等を備え付けた回分式活性汚泥処理パイロットプラント
を用いて、１日３サイクルで下水からBOD、窒素化合
物、リン化合物を同時に除去する実験を行った。なお、
嫌気工程と好気工程の組み合せ順序および処理時間は次
の通りである。
程、好気工程の切り替え用のシーケンサー、緩速撹拌機
等を備え付けた回分式活性汚泥処理パイロットプラント
を用いて、１日３サイクルで下水からBOD、窒素化合
物、リン化合物を同時に除去する実験を行った。なお、
嫌気工程と好気工程の組み合せ順序および処理時間は次
の通りである。
下水の注入＋嫌気１工程（60分間）→好気１工程（2.
5時間）→嫌気２工程（３時間）→好気２工程（30分
間）→静置工程（45分間）→放流工程（15分間） 各工程のORP制御の設定値は、好気１工程が＋120mV、
嫌気２工程が−150mV、好気２工程が＋150mVで、静置工
程はORPが−150mVになったら上澄水（25m3）を処理水と
して放流した。なお、嫌気工程では常時緩速撹拌を行
い、ORPが設定値より低下したらリアクターの底部より
曝気を行い、設定値に回復したら曝気を停止することに
よりORP制御を行った。また、好気工程ではルーツブロ
アーにより常時撹拌を行い、ORPが低下したらルーツブ
ロアーの回転数を上げて曝気量を増加し、設定値に回復
したら回転数を下げて曝気量を減らすことによりORP制
御を行った。この方法でORP制御を行った結果、静置工
程のORPは、静置30分後でも約−100mVであり、リンの再
放出は起こらなかった。この条件における処理性能を第
１表に示す。なお、下水の分注比は、嫌気１工程４に対
して嫌気２工程が１とした。
5時間）→嫌気２工程（３時間）→好気２工程（30分
間）→静置工程（45分間）→放流工程（15分間） 各工程のORP制御の設定値は、好気１工程が＋120mV、
嫌気２工程が−150mV、好気２工程が＋150mVで、静置工
程はORPが−150mVになったら上澄水（25m3）を処理水と
して放流した。なお、嫌気工程では常時緩速撹拌を行
い、ORPが設定値より低下したらリアクターの底部より
曝気を行い、設定値に回復したら曝気を停止することに
よりORP制御を行った。また、好気工程ではルーツブロ
アーにより常時撹拌を行い、ORPが低下したらルーツブ
ロアーの回転数を上げて曝気量を増加し、設定値に回復
したら回転数を下げて曝気量を減らすことによりORP制
御を行った。この方法でORP制御を行った結果、静置工
程のORPは、静置30分後でも約−100mVであり、リンの再
放出は起こらなかった。この条件における処理性能を第
１表に示す。なお、下水の分注比は、嫌気１工程４に対
して嫌気２工程が１とした。
実施例２ 実施例１と同じ条件で、10〜100μｍの高炉水砕をリ
アクターに0.5kg（１％に相当）添加して実験を行っ
た。その結果、静置工程の汚泥沈降が15分間で完了する
ことが明らかになったので、嫌気２工程を3.5時間、静
置工程を15分間にして下水の処理を行った。その結果、
処理水のＴ−Ｐは0.12〜0.48mg/l、Ｋ−Ｎが1.2〜4.5mg
/l、NO3−Ｎが0.01〜3.7mg/lとなり、脱窒反応が促進さ
れた。
アクターに0.5kg（１％に相当）添加して実験を行っ
た。その結果、静置工程の汚泥沈降が15分間で完了する
ことが明らかになったので、嫌気２工程を3.5時間、静
置工程を15分間にして下水の処理を行った。その結果、
処理水のＴ−Ｐは0.12〜0.48mg/l、Ｋ−Ｎが1.2〜4.5mg
/l、NO3−Ｎが0.01〜3.7mg/lとなり、脱窒反応が促進さ
れた。
実施例３ 実施例１と同じ条件で、好気２工程で30％塩化第２鉄
水溶液を100ml（下水1m3当り4mlに相当）添加し、実施
例２と同様に嫌気２工程3.5時間、静置工程を15分間で
下水の処理を行った。その結果を第２表に示す。
水溶液を100ml（下水1m3当り4mlに相当）添加し、実施
例２と同様に嫌気２工程3.5時間、静置工程を15分間で
下水の処理を行った。その結果を第２表に示す。
（発明の効果） 本発明により、従来何の対策もなかった回分式活性汚
泥処理方法の静置工程における活性汚泥からのリン化合
物の放出、および生物学的または化学的脱リン法の問題
点に的確に対処でき、最終処理水のリン化合物濃度を安
定して低く維持することが可能となる。
泥処理方法の静置工程における活性汚泥からのリン化合
物の放出、および生物学的または化学的脱リン法の問題
点に的確に対処でき、最終処理水のリン化合物濃度を安
定して低く維持することが可能となる。
第１図は、静置工程における沈降汚泥層のORPと沈降汚
泥層の濾過により汚泥を除いた処理水のＴ−Ｐ（全リ
ン）濃度との関係を示す図である。
泥層の濾過により汚泥を除いた処理水のＴ−Ｐ（全リ
ン）濃度との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嘉森 裕史 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社第三技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−126599（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【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の回分式活性汚泥
処理方法であって、まず、活性汚泥が存在するリアクタ
ーに機械的撹拌を行いながら廃水を注入し、活性汚泥よ
りリン化合物を放出させ（嫌気１工程）、次に、曝気を
ORPを＋100mV以上（銀−塩化銀電極基準）の範囲に制御
して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
工程）、次に、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撹拌または機械的撹拌に加えて曝気
によりORPを−50〜−150mV（銀−塩化銀電極基準）の範
囲に制御して窒素酸化物を窒素ガスに還元させ（嫌気２
工程）、続いて、曝気を行いORPを＋50〜＋150mV（銀−
塩化銀電極基準）に維持し、過剰の水素供与体のBODの
酸化分解を行うとともに窒素ガスを気泡にして除去し
（好気２工程）、さらに、活性汚泥混合液から汚泥を沈
降させ、沈降汚泥と上澄液とに分離した（静置工程）
後、上澄水を処理水として放流する（放流工程）回分式
活性汚泥処理方法において、 静置工程における沈降汚泥層のORPを測定し、リンの再
溶出を防ぐため、測定値が−150mV（銀−塩化銀電極基
準）以上の値から−150mV（銀−塩化銀電極基準）に低
下した時点で、上澄水を放流する放流工程に移行するこ
とを特徴とする回分式活性汚泥処理方法。 - 【請求項２】無機系活性汚泥固定化担体として高炉水
砕、ゼオライト、珪砂またはクリストバライトをリアク
ターに添加する請求項１記載の回分式活性汚泥処理方
法。 - 【請求項３】好気２工程において、リン化合物と反応し
て不溶性のリン−金属化合物を形成する水溶性金属化合
物を添加する請求項１記載の回分式活性汚泥処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10818690A JP2750773B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 回分式活性汚泥処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10818690A JP2750773B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 回分式活性汚泥処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH047098A JPH047098A (ja) | 1992-01-10 |
| JP2750773B2 true JP2750773B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=14478184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10818690A Expired - Fee Related JP2750773B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 回分式活性汚泥処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2750773B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001300583A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-10-30 | Nisshinbo Ind Inc | 有機性排水の硝化脱窒方法 |
| JP2007326030A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Maezawa Ind Inc | オキシデーションディッチの運転方法 |
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
- 1990-04-24 JP JP10818690A patent/JP2750773B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH047098A (ja) | 1992-01-10 |
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