JP2831366B2 - 生物学的脱燐酸塩および‐（脱）硝化 - Google Patents

生物学的脱燐酸塩および‐（脱）硝化

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、生物学的硝化および脱硝化によって窒素を
転化し且つ排除する、工業廃水用浄化装置での廃水の浄
化方法に関する。この場合には、廃水は少なくとも一つ
の好気的生物学的域を通しそして少なくとも一つの部分
流を硝化処理する。
家庭−および工業廃水は有機−および無機窒素化合物
を含有している。家庭廃水中では有機窒素化合物は、例
えばたんぱく質、ペプチド、アミノ酸および尿素として
存在しており、一方、無機窒素化合物は大部分がアンモ
ニウム−イオンとしてそして一部はアンモニアとして存
在している。既に下水路においてアンモニアへの転化が
開始する。廃水中に含まれる硝酸塩の状態の酸化された
窒素は工業、商業または農業に由来している。廃水中に
含まれる窒素化合物は多くの点で河川に悪影響を及ぼ
す。
有機窒素化合物の形のまたはアンモニアとしての河川
の窒素は、河川における生物酸化によって亜硝酸塩また
は硝酸塩へ酸化されるので酸素消耗物質である。排水溝
の能力が低い場合または河川の酸素含有量が少ない場合
には、生物酸化によって溶存酸素が臨界濃度を下廻るこ
とに成り得る。亜硝酸塩もアンモニアも魚毒である。有
毒なアンモニアの割合はpH−値と相関関係にあり、この
様な状況において相応して増加する。更に窒素並びに燐
も富栄養化物質である。
それ故に窒素の割合の多い廃水は、窒素を転化して除
く処理に付さなければならない。生物学的に窒素を除去
する場合には、アンモニア窒素は、最初に硝酸塩に酸化
し（硝化）、次いでガスとして漏れ出す元素状窒素に還
元（脱硝化）する二つの方法段階で除く。
廃水浄化は、先ず第一に可能な種々の運転条件を、発
生する廃水の種類および量によって決めなければなら
ず、かつ場合によっては既に存在する装置あるいは装置
部分を用いなればならず、非常に煩雑な問題がある。廃
水浄化の為の全ての改善方法の目的は、あらゆる方法パ
ラメーターを考慮して全体として最適な運転成果を達成
することにある。
それ故に本発明の課題は、工業廃水浄化システムにお
いて分解工程の最適化を達成し、それによって分解し難
い物質を十分に分解することによる酸素要求量の著しい
減少および、改善された硝化、加水分解、燐酸塩吸収お
よび−除去並びに脱硝化による改善されたエネルギー−
バランスのもとで充分な廃水浄化を達成する冒頭に記載
の種類の方法を提供することである。
この課題は、請求項１並びにこれに従属する請求項に
記載の特徴部分によって達成される。
本発明の方法にて、個々の活性の生物群集、特に硝化
バクテリアの生物学的作用時間は、生物活性作用空間を
拡げることによって、適切で且つ拡げられた硝化バクテ
リアの繁殖によっておよびバイオマスの制限された適切
な分布および使用法によって延びる。
これは本発明のように、以下の手段の少なくとも一つ
を用いることによって行う： A.−生物学的に処理され、硝化バクテリアおよび酸素の
豊富な廃水汚泥混合物を殊に上部沈澱域または、後清澄
域またはそれの流出部の流出域から、供給することによ
って、予め意図的に生物学的に活性化されていないかま
たは利用されていない予備処理領域の少なくとも一つを
意図的に活性化することによって（上記供給は装置の導
入領域のできるだけ遠く離れた前方へ行うのが有利であ
る） B.−生物学的に処理した硝化バクテリアの豊富な廃水−
汚泥混合物を、好ましくは余剰汚泥あるいは返送汚泥と
して硝化領域から本発明に従って供給することによっ
て、硝化を考慮せずに処理される少なくとも一つの生物
学的活性領域を意図的に活性化することによって（この
場合生物学的領域は以下のように処理しなければならな
い） 予備清澄段階が存在する場合には、廃水を最初に該段
階に通す。その後にこれを主流または部分流として、予
め連結された高負荷−あるいは吸収段階（HBAC 1）を貫
流させてもよい。
次いで本発明の様に後続処理を行う。この場合、廃水
の一部は比較的に高く負荷して運転される領域（HBAC
2）で、他の部分は比較的い低く負荷した領域（NBAN）
で処理される。この場合、比較的に低く負荷した領域
は、硝化にとって有利な条件のもとで運転される。
廃水が高負荷段階（HBAC 1）で予備処理されている場
合には、比較的に高く負荷した段階（HBAC 2）を通って
処理されるべき部分についても、標準的通過距離に通し
て、主段階で別の処理なしに更に案内することができ
る。この場合にはしかし共通の後続処理を比較的に高く
負荷した廃水と比較的に低く負荷した廃水とを一緒にし
た後に、後に連結された領域（NABN＋Ｃ）で本発明に従
う方法で一緒に後続処理することが前提条件である。し
かしながら廃水の後続処理は比較的に高く負荷した領域
（HBAC 2）で行うのが有利である。この場合、比較的に
高く負荷した域は増殖にとって、なかでも迅速に繁殖す
る化学合成有機力源バクテリアにとって有利な条件のも
とで運転される。比較的高く負荷した領域も高負荷段階
（HBAC 1）も要求次第で高めたれた汚泥生産性をもって
エネルギー回収率を向上させる為に運転するかまたは延
長された通気期間および比較的に高い汚泥齢（sludge a
ge）にて燐酸塩吸収量を増やす為に運転する。
NBANとHBAC 2との間の負荷の差は最小限０で、最大限
19.5kg（BSB＝BOD）/kg（TS）である。滴下濾過器につ
いても相応する換算値が当てはまる。
廃水を比較的に高く負荷した領域および比較的に低く
負荷した領域からの廃水を特定の後処理領域（NBAN＋
Ｃ）に一緒に送るのが有利である。
この領域の初めて脱硝化を行うのが有利である。この
領域の終わりに脱硝化するのが有利である。
比較的高く負荷した領域の分解度は、後処理領域が存
在することおよびそこで必要とされるBOD−要求量に依
存している。
後処理領域がない場合には、分解度は相応する負荷調
整に関して、必要とされる流出値が許容される変動範囲
に維持されるように選択される。
比較的高く負荷した領域と比較的低く負荷した領域と
の間で汚泥分離を行うのが有利である。この場合には比
較的に高く負荷した領域に沈澱域を後続連結する。高く
負荷した領域および比較的高く負荷した領域への汚泥の
供給は、比較的低く負荷した領域と別に行う。
規定によれば本発明の活性化領域は： −流入溝または流入路（ｎ） −集水シャフトを備えた導入ポンプ装置（ELPW） −砂−および油脂捕捉手段（SF） −雨水溢流槽（RUEB） −予備清澄槽（VKB） −全ての流入路、供水集水手段および緩衝域、生物学的
主段階までの緩衝槽 規定によれば、廃水汚泥混合物（RFW）は硝化バクテ
リアおよび酸素の豊富な水−汚泥部分より成る。
Ａに従う方法の変法は以下の通りである： 1.中間−あるいは後清澄域からの硝化バクテリアの豊富
な浮遊汚泥（SS）を追加的に混入するのが有利である。
2.硝化バクテリアの豊富な余剰汚泥（UESN）並びに硝化
バクテリアの豊富な未沈澱処理の循環水（RLW）を活性
化領域に追加的に混入するのが有利である。
3.返送水への混入あるいは活性化領域への導入の前に汚
泥を適当な燐酸塩再溶解に委ねるのが有利である。
4.循環水（RLW）をRFWに混入せずに、追加的な脱硝化の
為に準備されたＡに従う活性化領域に直接的に案内する
のが有利である。
5.活性化領域に案内される物質を生物学的主段階に供給
する以前に脱硝化するのが有利である。
6.活性化領域に供給される、硝化バクテリアの豊富な汚
泥がその添加量において、生物学的主段階における硝化
バクテリアの要求量によって制限されているのが有利で
ある。
7.硝化バクテリアの豊富な汚泥の添加量を、雨降りの天
候の場合に、導入される酸素が活性化によってできるだ
け完全に活性化領域で消費される程度に活性化領域で増
やす。
8.沈澱領域の透明水−および沈澱域からの返送水（RF
W）の排出は、沈澱域からの排出を多くすることによっ
て返送水中の汚泥の割合を増加させることができるよう
に変えることができる。
9.追加的な排出および硝酸塩の豊富な返送水（RLW）の
供給を、加水分解および硝化の為に活性化された域に後
続連結されている活性化域に常に直接的に行う。
10.活性化領域および返送水の為の流路は、取り去るこ
とのできる通気系を通して追加的に通気することができ
る。
11.最終処理域あるいは排出域における返送水の追加的
後通気を後清澄域での廃水の沈澱工程の後で行うのが有
利である。
12.活性化域は以下の順序で返送水および硝化バクテリ
アの豊富な汚泥並びに返送水によって活性化する： ａ）燐酸塩が豊富でできるだけ硝酸塩の少ない汚泥を導
入しながら燐酸塩再溶解のために活性化域を利用する。
この場合酸素は全く供給しない。
ｂ）次に加水分解、硝化、高められた燐酸塩吸収の増加
の為に別の活性化域を後で活性化する。この場合、硝化
バクテリアの豊富な余剰汚泥を供給する。
ｃ）硝化物の豊富な返送水（RLW）を追加的に導入する
ことによって高められた脱硝化作用の為に活性化域を硝
化に続いて補足的に活性化する。この場合には、生物学
的主領域の直前にある領域を利用するのが有利である
（予備清澄槽）。
がある。
Ｂに従うバリアーションは： 1.生物学的主領域（HBAC 2およびNBAN）を、それの選択
された最適領域において技術的原則に従って運転する。
追加的に、別の平行領域は、負荷量によって、該領域が
流入全負荷量が少ない場合にはエネルギーが最小限に、
しかし硝化的にあるいは間隔を置いて硝化的におよび脱
硝化的に運転する。
この場合、硝化性生物群集を維持することが優先され
る。流入負荷量の減少に相応じて酸素供給量を少なく
し、その際に濃度値を好ましくは＜2mg/l〜0.5mg/lに低
下させる。酸素供給は、迅速な活性化が可能であるよう
に進める。この活性化の迅速さは、生物群集が流入負荷
量を増す場合に許容される負荷範囲内にありそして負荷
量が増加した時に必要とされる追加的酸素供給量が、該
領域が一定の酸素供給下に継続的に運転されるときより
も多くないという意味である。
この方法に従う追加的な迅速な活性化は他の分解領域
からの外部の生物群集を供給することによって可能であ
る。
脱硝化は上記の条件を守りながら常に限定的に行う。
流入負荷量が減少する場合には、負荷は最初に主領域
（HBAC 2およびNBAN）で濃縮する。準備領域は最小の負
荷量のもとで上記の条件のもとで運転する。
負荷量が増加する場合には、この準備槽は漸増的に高
速運転し、その際ピークにおいてこの槽を比較的に多く
負荷した運転法（HBAC 2）の傾向で運転する。この負荷
領域への変更は、比較的に高く負荷した主領域がそれの
負荷上限値に達した時に初めて行われる。
要求に従う充分な硝化あるいは硝化バクテリアの生産
が達成される程の広い領域を、少なくとも、硝化条件
（NBAN）のもとで運転する。
各領域での負荷量の制御はパラメーター、即ち流入
量、固形分含有量、酸素供給量を変更することによって
行う。流入させるべき物質および所定の槽容積から、容
積−および汚泥負荷量並びにそれぞれの接触時間および
汚泥齢が判明する。これらは要求に応じて調整すること
ができる。
（NBAN）についての固形分含有量は3g/l、むしろ４〜
6g/lが殊に望まれる。個々の有意義な値の大きさは汚泥
の必要とされる緩衝能力に依存している。比較的に高い
固形分含有量は緩衝能力を向上させる。
この高い固形分含有量は本発明に従って、系中で生じ
る負荷変動に応じてNBAN）およびHBAC）について許容さ
れる負荷量からはずれない程の高さで選択する。
2.比較的に高く負荷したおよび比較的に低く負荷した槽
領域（HBAC 2、NBAN）における負荷量比は間隔を置いて
交換させる。この交換は槽中の負荷量を上方にまたは下
方に行かせることによって行う。別に汚泥返送する場
合、汚泥返送は本発明に従って同様に変更する。交換は
好ましくは一週間毎の周期で行うのが有利である。
3.分解領域は適するようにカスケード槽として構成され
る。
4.高負荷領域（HBAC 1）は大きな脱硝化領域に予め連結
される。比較的高く負荷した領域および比較的低く負荷
した領域（HBAC 2、NBAN）に脱硝化領域が前および後に
連結される。脱硝化領域は変更できるように配列されて
おり、即ち、これは硝酸塩が流入する場合にだけ脱硝化
的に運転され、さもなければ充分に通気され、比較的高
く負荷したまたは比較的低く負荷した運転法に応じて運
転される。
5.比較的高く負荷した領域および比較的低く負荷した領
域には、適当な沈澱域が後に連結されている。低く負荷
した領域については、沈澱領域を後に連結することが可
能である。
6.全分解域には、止めることができるファンが装備され
ており、個々のそれぞれの領域およびカスケードについ
て通気を個々に制御できる。各領域の流入域には沢山の
高速通気用のファンが配備されている。
7.装置の全体的制御は、プロセスを配慮した微小制御を
最適に行ない得る適当な測定−および制御手段を介して
行われる。
8.比較的に高く負荷された領域および比較的に低く負荷
された領域の分解機能を脱硝化機能なしに満足させる為
には、活性化装置の代わりに、系を本発明に従って適当
な他の分解要素（例えば、滴下ろ過器または浸漬滴下ろ
過器）と組み合わせて連結してもよい。
他の追加的分解要素の組合せおよび該要素の中間連結
も本発明に従う方法で可能である。この場合、追加的分
解要素は公知のように運転される。
ＡおよびＢに従う別の変法は以下の通りである： 1.この方法は生物学的分解領域で汚泥の循環流を分離す
ることによって行うことができる。分解領域で生じる汚
泥はこの場合、沈澱域において廃水から適切な手段で分
離される。その際高負荷域および比較的高く負荷した領
域で生じる、硝化バクテリアが豊富でない余剰汚泥は腐
敗段階に直接的に導入される。この場合、返送汚泥成分
は場合によっては本発明う燐酸塩再溶解区域を中に継い
で再供給する。
比較的に低く負荷した領域で生じる、硝化バクテリア
の豊富な汚泥は本発明の方法に従って腐敗段階に直接的
に導入しないで、更にこの系中に保持する。返送汚泥成
分は場合によっては、燐酸塩再溶解区域を中間に継いで
再びこの領域に供給する。余剰汚泥成分は触媒汚泥とし
て本発明に従って利用され、その際この成分は腐敗域に
供給せずに適当な方法で活性化域にあるいは未硝化の比
較的高く負荷した領域に導入される。余剰汚泥成分の導
入は脱硝化領域にでなく、酸素が吹き込まれる領域で行
われる。
2.硝化バクテリア生産域からの余剰汚泥の流出は最も早
くとも、硝化バクテリアの増殖速度が最大に成った時に
行い、最も遅くとも活性化域中の硝化バクテリアが分解
にとって充分な生存時間をまだ有している時に行う。
増殖速度は変えることができそしてその際に該速度は
それぞれの温度、負荷比、廃水の組成に依存している。
3.燐酸塩除去は、本発明の方法に従って燐酸塩再溶解範
囲を中間に連結することによって更に増強させることが
できる。この場合、好ましくは硝酸塩の少ない返送汚泥
を、別の汚泥循環流の場合には本発明に従う嫌忌性の別
の再溶解領域に導入する。この領域での汚泥の滞留時間
は15分〜最高15時間である。その後に再溶解された汚泥
は本発明に従って生物学的分解領域あるいは活性化領域
に供給する。導入は主流または部分流で行うことができ
る。この場合、再溶解領域に流入廃水を強力に流し込ま
ない。
流れのままに追加的に充分混合するのが有利である。
本発明に従う再溶解域は、以下の通りである： ａ）残留淀み状態で運転される溝、一杯溜まった集水横
型槽、集水縦型槽、集水用ロート状槽；（しかしながら
これらは生物学的分解領域の段階的に行う沈澱域にはな
い） ｂ）利用してない溝−あるいは管−または流動区間； ｃ）流入水から分離された予備清澄槽域あるいは活性化
槽域；（これらの域は廃水流とも一次汚泥流とも強力に
ぶつかり合わない。この場合、予備清澄域からの分離
は、水力学的状況によって許される場合に限り行われ
る。活性化領域で実施される加水分解および硝化の後で
も分離を行う） ｄ）雨水溢流槽あるいは予備浄化槽または流入用溝の底
部域； ｅ）未利用の濃縮器（Eindicker）； ｆ）予備濃縮器を利用する；その際には、排除水の流出
量を増やして運転する。この場合、流出量は濃縮作用あ
るいはエネルギー回収に悪い影響を及ぼさない条件によ
って制限される。
ｇ）新たに造られた適当な槽；但し、全部の返送汚泥を
この緩衝槽を通して案内しそしてこの域に廃水流または
一次汚泥を強く流入させないかまたは混合しない。
これらの容器は好ましくは、流出域に存在する混合部
分と後続する沈澱−および再溶解域より成り、混合部分
において流入する物質から場合により流入する硝酸塩が
除かれる。この場合、渦巻流原理に基づいて実施するの
が有利である。
硝化バクテリアの豊富な汚泥の部分の為の再溶解時間
は硝化バクテリアの崩壊によって制限される。この場
合、再溶解時間は、流入する硝化バクテリアが死滅しな
い程度に制限される。
4.再溶解域に沈澱手段を追加的に後続連結してもよい。
5.本発明の方法では、追加的に再溶解域に培養基（Subs
trat）を供給する。この場合、培養基は腐敗水、排除
水、濾液または遠心分離液の形で上記の域に流入され
る。この流入は本発明に従って生物学的主領域から好ま
しくは沈澱域の直後に、しかし腐食させる為に再溶解す
る返送汚泥への流入物として導入する余剰汚泥の分離後
に常に行う。
第１図の説明 この図はＡに従う基本フローシートを一般的に示して
いる。
1;A＝Ａ法に従う活性化域（予備清澄槽） 2;B＝生物学的分解域（高負荷−または吸収段階） 3;C＝生物学的分解域（生物学的主段階） 4;D＝生物学的分解域（中間処理領域、沈澱域） 5;E＝生物学的分解域（残り分解段階） 6;F＝後清澄域（後清澄槽） 7;ELPW＝流入用ポンプ装置 8;SF＝砂−および油脂捕捉手段 9;VK＝予備清澄槽 10;RUEB＝雨水溢流槽 11;F＝腐食段階 12;RS＝返送汚泥 13;UES＝余剰汚泥 14;PS＝一次汚泥 15;SU＝腐食段階からの培養基（排水、濾液、遠心分離
液等） 16;SS＝浮遊汚泥 17 ＝あるいは存在するルート（破線の矢印） 18;（ ）＝あるいは存在する機関（括弧内または破線
で示した機関） 19;X＝汚泥流出の為の沈澱用ロート 20;P＝燐酸塩再溶解液 21 ＝緩衝域を経る 22;RLW＝硝化バクテリアが豊富で沈澱処理されていない
循環水あるいは廃水 23;RFW＝硝化バクテリアが豊富で酸素も豊富な沈澱処理
した廃水 24;RFWO・・・上部沈澱領域から 25;RFWSE・・・上部汚泥沈澱領域から 26;RFWABL・・・排水用溝からの返送水 27;＝廃水の流入 28;＝廃水の流出 29;＝それぞれの物質の流れ方向（横に引いた矢印） 第２図はＢに従う生物学的主段階を運転する為の一般
的機能フローシートを示している。
引いた矢印でルート18;Dが示されている。
30;1.の後、HBAC 1に向かう部分流を更に案内しながら
のNBAN＋Ｃに到る作業を示している。
31;2.の後の、特に有利な連結を示している。
32;硝化バクテリアのの汚泥の配分はここに示してない
が、第４図に示してある。
33;HBAC 1＝高負荷した分解領域または吸収領域 34;HBAC 2＝比較的に高く負荷した分解領域 35;NBAN＝硝化の為の比較的に低く負荷した分解領域 36;（＋Ｎ）＝硝化があってもよい 37;（NBANB、HBACB）＝準備運転を行ってもよい 38;HBAN＋Ｃ＝残り脱硝化、−硝化、炭素分解の為の比
較的に低く負荷した後処理領域 39;ABC＝沈澱域 40;RSC＝高負荷返送汚泥、硝化バクテリアが少ない 41;RSN＝硝化バクテリアの豊富な返送汚泥 42;NKB＝後清澄槽 第３図はＢに従う一般的な詳細な機能フローシートを
示している。
第１図および第２図に説明している繰り返される記号
はもはや説明してない。
43;（DN）＝脱硝化があってもよく、硝酸塩（NO3）が流
入する場合だけ実施する。
44;ABSB10＝生物学的域内の粗汚泥除去領域 45;S＝二番目の高負荷処理域への汚泥の供給 46;ABW＝廃水 47;RSC1-3＝１あるいは２あるいは３の域からの返送汚
泥RSN1-4に付いても同じ 48;ABSZKB＝沈澱域、中間清澄槽 49;＝混合域（廃水流を一緒にするかまたはそれを分離
する） 50;DN＝脱硝化 51;（NBAN,HBAC）＝任意の準備槽 第４図は二段階装置の例にて、汚泥循環系を備えた本
発明に従うB.に従うフローシートを示している。（最初
の段階の活性化62、第二段階の滴下ロート63）。
この域および図面は第３図に相当する。
廃水は分配63しながらカスケード64a,b,c,d,eを貫流
する。そこで廃水流は一緒にされ65そして水路において
四つに分けられる66。
そこから廃水は中間浄化域Ｄ（７〜８）67に達する。
その後に、後に連結された滴下濾過器63において残りの
分解が行なわれ、その際廃水は流入部68で充分に硝化さ
れる。
後浄化段階から、硝化バクテリアの多い汚泥（RSN4）
69並びに返送水（RSW）70は本発明の方法に従って活性
化領域に導入される。引かれた矢印は、ルートおよび添
加が槽の運転の仕方に依存していることを意味してい
る。
61 ＝廃水流 63;TK＝滴下濾過器 72;N＝硝化 73;C＝炭素分解 74;OSN＝硝化バクテリアが豊富な余剰汚泥 75;OSC＝硝化バクテリアが少ない余剰汚泥、腐食段階に
導入 第５図（Ａ〜Ｃ）図は三種の例示フローシートを示し
ている。第5A図は最も簡単な連結形態である。
52;活性化は硝化段階で一定の低い負荷状態で進行す
る。活性化は本発明に従って（RFW）23を通して行なわ
れる。
53;第5B図は、返送機能23A並びに準備運転部を用いた、
Ｂに従う比較的高くおよび比較的低く負荷した運転法の
機能を示している。
54;第5C図において活性化の取換齢を本発明の方法に従
い示している。
比較的に高く負荷した領域（HBAC）（55）の廃水をこ
こでは中間浄化域（ABS）で澄ませる。（NBAN）（57）
からの廃水（HBAC）（55）からの澄んだ廃水と混合し
（58）そして後処理領域に（59）に流しそしてそこで初
めて本発明に従って脱硝化する（60）。その後に廃水は
三つの浄化域（NKB I〜３）（61）を通って流出部（2
8）に到る。機能および要求は第5bにおけるのと同じで
あるが、HBAC領域（56）の後で沈澱が増加する。
第６図は本発明に従う燐酸塩溶液（PO4）の高濃度化
を例示している。
活性化域（Ａ）は１並びに生物学的分解領域（Ｂ）の
入口域を示している。
別々の汚泥循環流が示されている（RSN 77、RSC 7
8）。
返送汚泥は本発明に従い活性化槽中の分離された緩衝
溶液域（Ｐ）76を通りそしてその後に本発明の方法に従
って活性化域に導かれる（USN,P-78＝燐酸塩の少ない余
剰汚泥、RSC,P-79＝燐酸塩の豊富な返送汚泥、RSN,P-80
＝供給流における比較的低い負荷量の汚泥貯蔵容器から
の返送汚泥）。
供給はUSN,P-78についての例においては（RUB,10;ELP
W,7;SF,8）を通って（RFW）23の混入下に行なう。そこ
で燐の吸収、加水分解および硝化が生じる。
（USC）81の為の脱硝化の強化あるいは汚泥の沈澱の
改善の為に、予備浄化槽にUSC−汚泥を供給することが
できる（82）。流出は一次汚泥（PS,P＋）（83）を通し
て行なう。
76;P−＝燐酸塩再溶解（燐酸塩が少ない） 84;P＋＝燐酸塩吸収（燐酸塩が豊富） 85;BB＝活性化槽 78;USN,P-＝硝化バクテリアが豊富で燐酸塩の少ない余
剰汚泥 第７図は、分解および、予備処理領域１の活性化によ
って本発明に従う方法によって導かれあるいは著しく且
つ意図的に補強される再生プロセスを一般的に示してい
る。
86;NORG＝有機窒素 87;NH4＝アンモニア 88;NO2＝亜硝酸塩 89;NO3＝硝酸塩 90;PO4＝燐酸塩 91;P-Arm＝燐酸が少ない 92;O2＝酸素 93;N2＝窒素が空気中に移る。
第８図は硝化バクテリアおよび酸素の豊富な廃水／汚
泥−混合物の取り出し形態を説明している。この場合、
該混合物は RFWABLの場合、沈澱過程の後に流出物中に、 RFWOの場合、沈澱過程の終わりに沈澱槽24中に、 RFWSEの場合、沈澱槽中で廃水25の沈澱域で、 RSNの場合、返送汚泥導管41を通して、 SSの場合、浮遊汚泥流出部16を通して、 RLWの場合、沈澱処理していない廃水として活性手段か
らの流出部22を通して除かれる。
本発明は、特許請求の範囲に記載の方法に関するもの
であるが、実施の態様として以下を包含する： １）廃水を比較的高く負荷した領域（HBAC 2）（34）に
おいて、迅速に繁殖する化学合成有機力源バクテリアの
増殖に有利な条件のもとで処理する請求項３または４ま
たは５に記載の方法。
２）比較的高く負荷した領域（HBAC 2）（34）および高
負荷段階（HBAC 1）（33）はエネルギ回収を向上させる
為に高い汚泥生産で運転するかまたは燐酸塩の吸収を向
上させる為に相応して延長された通気期間および比較的
に高い汚泥材齢を用いて運転する請求項３または４に記
載の方法。
３）領域（33、34）と領域（35、38）との間の汚泥分離
を行なうこと、領域（33、34）に沈降域（44、55）を後
に連結することおよび高負荷段階（HBAC 1）（33）と高
負荷領域（HBAC 2）（34）の汚泥供給を領域（35）（NB
AN,NBAN ＋Ｃ）（38）と別に行なう請求項２、３、４ま
たは上記１）または２）に記載の方法。
４）流入負荷の減少に相応して酸素供給を少なくする請
求項18に記載の方法。
５）少ない酸素供給は、流入負荷を増やす場合に生物群
集が許容された負荷範囲に止まりそして負荷量が増加し
た際に必要とされる追加的酸素供給量が、この領域が一
定の酸素供給下に継続的に運転される場合よりも多くな
いように迅速な活性化が可能となるように進める、請求
項18に記載の方法。
６）流入負荷が減少する場合には、負荷を最初に主領域
〔HBAC 2（34）およびNBAN（35）〕で濃縮しそして別の
平行領域（37）（準備領域）を、負荷を最小限にしなが
ら運転しそして負荷が増加した際に漸増的に高速運転す
る請求項18に記載の方法。
７）準備領域の迅速な活性化は主領域（34,35）から外
部バイオマスを供給することによって行なう上記５）ま
たは６）に記載の方法。
８）比較的に高く負荷した領域（HBAC 2）（34）のおよ
び比較的に低く負荷した領域（NBAN）（35）の負荷比を
間隔を置いて変動させる請求項３、４または５に記載の
方法。
９）分解領域がカスケード槽（3,5）として形成されて
いる請求項3,4または５に記載の方法。
10）高負荷領域（HBAC 1）（33）に大きな脱硝化領域
（43）が前に連結されそして領域（HBAC 2）（34,36）
および領域（NBAN）（35）に脱硝化領域（43,50）が前
および後に連結されている請求項3,4または５に記載の
方法。
11）高負荷領域（HBAC 1）（33）および領域（HBAC 2）
（34）および／または領域（NBAN）（35）がそれぞれ沈
降域（34）を後に連結している請求項3,4または５に記
載の方法。
12）個々のそれぞれの領域およびカスケード（64）の為
の通気は個々に制御され得るあるいは止め得るファンに
よって行なう請求項２〜４および５のいずれか一つに記
載の方法。
13）比較的に高くおよび比較的に低く負荷された領域の
分解機能を、脱硝化機能なしに、活性化装置によってま
たは他の分解要素、例えば、滴下ろ過器または浸漬滴下
ろ過器、場合によっては組合せて行なう請求項3,4また
は５に記載の方法。
14）汚泥の循環流の分離を生物学的分解領域で行ない、
その際に高負荷したおよび比較的高く負荷した領域で生
じる過剰汚泥（40,47,75）を腐敗段階に直接的に導入し
そして比較的低く負荷した領域で生じる汚泥（19,41）
を腐食段階に直接的に導入せず、系内に更に保存する請
求項３または４に記載の方法。
15）比較的に高い負荷域（33.34.36）からの返送汚泥お
よび比較的に少ない負荷域（35,37,38）の全汚泥を、別
々の汚泥循環系の場合の別々の嫌忌性再溶解領域（76）
に導入する請求項19または上記14）に記載の方法。
16）再溶解域として ａ）戻し淀み状態で運転される溝（27）、一杯溜まった
集水横型槽、集水縦型槽、集水用ロート状槽において、
しかしながら生物学的分解領域（4,6）のバッチ法で運
転する沈降域； ｂ）利用してない溝−あるいは管−または流動区間； ｃ）廃水流とも一次汚泥流とも強力にぶつかり合わな
い、流入水から分離された予備浄化槽域あるいは活性化
槽域（76）； ｄ）雨水溢流槽あるいは予備浄化槽または流入用溝（1
0）の底部域； ｅ）未利用の濃集器； ｆ）予備濃集器（但し、排除水の流出量を増やして運転
される）；または ｇ）新たに造られた容器（20）（但し、全部の返送汚泥
がこれらの緩衝手段を通して案内されそしてこの域が廃
水流（27）または一次汚泥（14）と強く衝突しないかま
たは混合しない場合） を選択する請求項19に記載の方法。
17）再溶解域（20,76）に沈澱部が追加的に後続連結さ
れる請求項19に記載の方法。
18）再溶解域（20,76）への腐敗水、排水、濾液または
遠心分離液の形の培養基（15）の供給を、腐食させる為
に導入される過剰汚泥（13）を分離した後に行なう請求
項19に記載の方法。
フロントページの続き (72)発明者 ローレンツ・ギュンテル ドイツ連邦共和国、デー‐6113 バーベ ンハウゼン、ヒンテル・デル・アルトデ ルフェル・キルヒェ、３ (72)発明者 ローレンツ・ユルゲン ドイツ連邦共和国、デー‐6804 イルフ ェスハイム、モーツァルトウエーク、11

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】生物学的硝化および脱硝化によって窒素を
    転化し且つ排除し、その際に廃水を少なくとも一つの好
    気性生物学的域（2,3,4,5）に通し、そして少なくとも
    一部の流れを硝化処理し、その際に硝化域（35,38）か
    ら硝化バクテリアの豊富な水−汚泥混合物（23,41）を
    適切な硝化が進行しない少なくとも一つの域（1,27,7,
    8,9,33,34）に送くる、工業廃水浄化装置での廃水浄化
    法において、 水−汚泥混合物（23,41）が豊富に酸素を含有している
    ことおよび硝化バクテリアが豊富で且つ酸素の豊富な水
    −汚泥混合物（23,41）を廃水が前に通過した以下の活
    性化域（1,27,7,8,9、10、76）の少なくとも１つに戻す
    ことによって適切な生物活性を行うこと： −活性化域（１） −流入溝または流入路（ｎ）（27） −集水シャフトを備えた導入ポンプ装置（ELPW）（７） −サンド−および油脂捕捉手段（SF）（８） −雨水溢流槽（RUEB）（10） −予備浄化槽（VKB）（９） −全ての流入路、供水集水手段および緩衝域、生物学的
    主段階までの緩衝槽（76） 廃水の一部を比較的高く負荷した領域（HBAC 2）（34）
    でそして他の部分をこれに平行して連結された比較的低
    く負荷した硝化に有利な領域（NBAN）（35）で処理する
    ことおよび両方の廃水流を次いで一緒にする（65）こと
    を特徴とする、上記方法。
  2. 【請求項２】硝化バクテリアが豊富で且つ酸素の豊富な
    水−汚泥混合物（23,41）を装置の流入域（27）の前に
    戻す請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】廃水の一部を比較的高く負荷した領域（HB
    AC 2）（34）でそして他の部分をこれに平行して連結さ
    れた比較的低く負荷した、硝化に有利な領域（NBAN）
    （35）で処理し、この領域（NBAN）（35）から硝化バク
    テリアが豊富で且つ酸素が豊富な水−汚泥混合物（23,4
    1）を比較的に高く負荷した領域（HBAC 2）（34）に供
    給する請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】硝化領域（35,38,37）から過剰−あるいは
    返送汚泥を取り出しそして適切に硝化が進行しない域
    （34,36）に供給する請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】高負荷段階（HBAC 1）（33）を廃水が貫流
    されること、廃水の一部が通例の貫流範囲（94）を通っ
    て別の処理を受けずに廃水浄化装置の生物学的主段階
    （３）に更に案内されそして廃水の他の部分が比較的に
    低く負荷した領域（NBAN）（35）と（HBAC 2）（34）と
    に分けられそして処理され、そして廃水の両方の部分
    を、後続の領域（NABN＋Ｃ）（38）で比較的高くおよび
    比較的低く負荷した廃水（65）を集めた後に一緒に後続
    処理に委ねる請求項３または４に記載の方法。
  6. 【請求項６】脱硝化（50）を特定の後処理領域（38）の
    硝化の初めまたは該硝化に続いて行なう請求項１に記載
    の方法。
  7. 【請求項７】廃水浄化装置の中間域（４）あるいは後浄
    化域（６）からの、硝化バクテリアの豊富な浮遊汚泥
    （16）を返送汚泥（12）あるいは（41）に添加する請求
    項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】硝化バクテリアの豊富な過剰汚泥（69）並
    びにの硝化バクテリアが豊富で硝酸塩の豊富な未沈降処
    理の循環水（95）を活性化領域（１）に追加的に混入す
    る請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】廃水浄化装置の硝化バクテリアの豊富な汚
    泥（41）を、廃水−汚泥混合物（23）への混入あるいは
    活性化領域（１）への導入の前に燐酸塩再溶解（20）に
    委ねる請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】活性化領域に案内される物質を生物学的
    主段階（2,3,4,5）に供給する以前に脱硝化する請求項
    １に記載の方法。
  11. 【請求項１１】活性化領域（１）に供給される、硝化バ
    クテリアの豊富な汚泥（41）がその添加量において、生
    物学的主段階（35,37）における硝化バクテリアの要求
    量によって制限される請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】活性化領域（１）への硝化バクテリアの
    豊富な汚泥（41）の添加量を、雨降りの天候の場合に、
    導入される酸素を活性化領域（１）で活性化によって十
    分に消費されるほどに増やす請求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】沈降領域の透明水−および沈澱域（42,4
    8）からの返送水の排出（23,24,25,26）を、沈澱域（4
    2,48）からの排出を多くすることによって返送水（23,2
    4,25,26）中の汚泥の割合を増加させる請求項１に記載
    の方法。
  14. 【請求項１４】廃水−汚泥混合物（41,23）に戻す為に
    硝酸塩の豊富な循環水（89）を廃水浄化装置から追加的
    に引出しそして活性化域に直接的に供給し、加水分解
    （86）および硝化（87,88,89）に役立つ他の活性化域を
    後に連結する、請求項１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】活性化域（１）および返送水の為の流路
    を、取り去ることのできる通気系を通して追加的に通気
    する（92）請求項１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】最終処理域（63）あるいは排出域におけ
    る廃水−汚泥混合物（23,41）の追加的後通気を、廃水
    浄化装置の後浄化域（42,48）での廃水の沈降工程の後
    で行う請求項１に記載の方法。
  17. 【請求項１７】活性化領域（１）を以下の順序で返送水
    （23）および硝化バクテリアが豊富な汚泥（41）並びに
    循環水（23）によって活性化する： ａ）燐酸塩が豊富で硝酸塩の少ない汚泥（41,47,12）を
    導入しながら（12,25）燐酸塩戻し溶解のために活性化
    域（76,20）を利用し、その際に酸素は全く供給しな
    い； ｂ）加水分解（86）、硝化（87,88,89）および／または
    高められた燐酸塩吸収（84）の為に別の活性化域（7,8,
    9,10,27）を後で活性化し、その際、硝化バクテリアの
    豊富で酸素の豊富な廃水−汚泥混合物（91,92）および
    ／または追加的な、燐酸塩が少なく、硝化バクテリアの
    豊富な過剰汚泥（78）を供給する； ｃ）硝化バクテリアの豊富な循環水（18,22）の追加的
    な導入によって高められた脱硝化作用の為に活性化域
    （９）を硝化に続いて補足的に活性化する請求項１〜３
    の何れか一つに記載の方法。
  18. 【請求項１８】比較的高く負荷した領域（HBAC 2）（3
    4,32）および比較的低く負荷した領域（NBAN）（35）
    を、それらの選択された最適な範囲で運転し、別の平行
    領域（37,51）を、負荷に依存して、該域が全体的流入
    負荷が少ない場合には最小限のエネルギーにて、但し混
    合することなしに硝化あるいは間隔を置いた硝化におよ
    び脱硝化が進行するように運転する請求項３〜６および
    または上記１）および２）の何れか一つに記載の方法。
  19. 【請求項１９】燐酸塩の除去を燐酸塩再溶解域（20,7
    6）を連結することによって返送汚泥循環系（12,79）に
    おいて更に向上させる請求項１、９または18に記載の方
    法。
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