JP3046741B2 - 硝化液及び担体の循環方法 - Google Patents

硝化液及び担体の循環方法

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JP3046741B2 JP7047271A JP4727195A JP3046741B2 JP 3046741 B2 JP3046741 B2 JP 3046741B2 JP 7047271 A JP7047271 A JP 7047271A JP 4727195 A JP4727195 A JP 4727195A JP 3046741 B2 JP3046741 B2 JP 3046741B2
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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、下水やゴミ浸出水など
の窒素含有廃水を高分子ゲル担体を添加した硝化槽及び
脱窒槽において硝化液循環法によって処理する場合に用
いられる硝化液及び担体の循環方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】窒素含有廃水を担体を添加した脱窒槽及
び硝化槽において硝化液循環法によって処理するために
は、従来から図7に示すような硝化液及び担体の循環方
法が用いられている。この方法は、硝化槽2の流出端近
傍にエアリフト管4を設けておき、高分子ゲル担体を含
んだ硝化液をエアリフト管4を通じて脱窒槽1の流入端
へ循環させる方法である。これにより窒素含有廃水中の
窒素の硝化・脱窒を行わせるとともに、これらの反応を
担体に付着させた微生物により促進することができる。
【0003】ところがこの従来方法は、担体と硝化液と
を一つの系で、しかも槽内の担体濃度とほぼ同一の担体
濃度で循環させる方法であるから、循環量が少ないと硝
化槽の流出端付近に担体が溜まると同時に、脱窒槽及び
硝化槽内の担体濃度が除々に低下してしまう欠点があっ
た。また、担体濃度を一定に維持するために循環量を増
加させると循環のための動力が嵩むばかりか、エアリフ
ト時の空気溶け込みによってDO(溶存酸素濃度)が増
加し、脱窒槽1の脱窒性能が低下する欠点があった。更
にこのときに担体循環に制限されて、硝化液循環量の制
御が困難となるという問題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、硝化液循環のための動力を削減す
ることができ、脱窒槽の脱窒性能を低下させることがな
く、担体が硝化槽の流出端付近に溜まることをなくして
脱窒槽及び硝化槽内の担体濃度を常に均一に維持するこ
とができるようにした硝化液及び担体の循環方法を提供
するためになされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、硝化槽の流出端近傍とその後段
の沈殿槽の流入端近傍にそれぞれ阻流壁を設け、硝化槽
の阻流壁と隔壁との間の底部に設けたホッパーの内部に
高分子ゲル担体を沈降させ、ホッパー内に沈降した高分
子ゲル担体をエアリフト管により吸引して脱窒槽の流入
端へ返送するとともに、沈殿槽の阻流壁と隔壁との間に
設けた硝化液吸引管により、硝化槽から沈殿槽へ流入し
た硝化液の一部を吸引して脱窒槽の流入端へ返送するこ
とを特徴とするものである。
【0006】
【作用】本発明によれば、硝化液と担体とを独立の循環
手段により循環させるようにしたので、従来のように担
体循環のために過剰量の硝化液を循環させる必要がなく
なり、硝化液循環のための動力を削減することができ
る。またホッパーの内部に沈降させて濃縮した担体を循
環させるため、担体が硝化槽の流出端付近に溜まること
をなくして脱窒槽及び硝化槽内の担体濃度を常に均一に
維持することができる。しかも高濃度の担体を循環させ
るためにエアリフト時の溶け込みDOの脱窒槽への持込
み量を減少させ、脱窒槽の脱窒性能の低下を防止するこ
とができる。
【0007】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例によって更に詳
細に説明する。図1は本発明の実施例のフローシートで
あり、1は脱窒槽、2は硝化槽、3はその後段の沈殿槽
である。脱窒槽1と硝化槽2の内部の処理液中には、微
生物を付着させた高分子ゲル担体が添加されている。硝
化槽2の流出端近傍と沈殿槽3の流入端近傍には、それ
ぞれ阻流壁5、6が設けられている。そして図2、図3
に示されるように、硝化槽2の阻流壁5と隔壁7との間
の底部に、複数個のホッパー8が設けられている。
【0008】各ホッパー8の直上には、エアリフト管9
が設けられている。エアリフト管9の下端に設けられた
散気手段10からエアリフト管9の内部に空気が供給さ
れ、その浮力によりホッパー8内の高分子ゲル担体を吸
引して担体流路11を通じて脱窒槽1の流入端へ返送す
る。また、沈殿槽3の阻流壁6と隔壁7との間の水面付
近には硝化液吸引管12が設けられており、硝化槽2から
沈殿槽3へ流入した硝化液の一部を吸引して脱窒槽1の
流入端へ返送する。なお、硝化液の循環量はインバータ
制御機構付きのポンプ13により制御することが好まし
い。
【0009】次に本発明の工程を順次説明する。まず窒
素含有廃水は、沈殿槽3からの返送汚泥、硝化槽2から
の硝化液及び高分子ゲル担体とともに脱窒槽1の流入端
に供給される。ここでは、硝化液中に含まれる亜硝酸性
窒素(NO2-N) と硝酸性窒素(NO3-N) とが、窒素含有廃水
中の有機物(BOD) を水素供与体として窒素ガスに変換さ
れ、脱窒される。この反応は活性汚泥中の脱窒菌によっ
ても行われるが、高分子ゲル担体の表面または内部に高
密度に生息する脱窒菌により、速やかに行われる。
【0010】脱窒槽1を出た混合液は高分子ゲル担体と
ともに硝化槽2に入る。硝化槽2では脱窒槽1で利用さ
れた残余の有機物(BOD) が酸化分解されるとともに、ア
ンモニア性窒素(NH4-N) と有機性窒素とが亜硝酸性窒素
(NO2-N) や硝酸性窒素(NO3-N) に酸化される。ここでも
活性汚泥中の亜硝酸菌または硝酸菌でも反応は進むが、
高分子ゲル担体の表面または内部に高密度に生息する亜
硝菌と硝酸菌により、反応が促進される。
【0011】硝化槽2の流出端に達した混合液は、硝化
槽2の阻流壁5を通過する。そして活性汚泥と水とは硝
化槽2と沈殿槽3との隔壁7の上部の越流堰に向かって
上昇していくが、高分子ゲル担体は沈降してその底部に
設けられたホッパー8の内部に溜まる。ホッパー8は逆
四角錐状あるいは逆円錐状のもので、高分子ゲル担体の
安息角以上の傾斜を有するものとしてブリッジ形成を防
止しておくことがことが好ましい。図4はホッパー8の
傾斜角と返送される高分子ゲル担体の濃度との関係を示
したグラフである。またホッパー8の内表面を銅板で被
覆して生物膜の発生を防止しておくことが好ましい。
【0012】阻流壁5と隔壁7との間隔は、混合液の上
昇流速が5〜80cm/minであり、かつ各ホッパー8が略正
方形または正円となるように選ぶ。例えば、混合液量が
10m3/min、槽幅が10mの場合にはホッパー8を5個とし
て間隔を2mとしたり、ホッパー8を3個として間隔を
3.3 mとすればよい。なお、混合液の上昇流速が5cm/m
in未満であると活性汚泥が沈降し易くなり、80cm/minを
越えると高分子ゲル担体が浮上するおそれがあるので好
ましくない。
【0013】ホッパー8の内部に溜まった高分子ゲル担
体は、エアリフト管9の下端に設けられた散気手段10か
ら吹き出す空気の浮力によってエアリフト管9を通って
硝化槽2の水面よりも高く持ち上げられ、担体流路11を
通じて脱窒槽1の流入端へ返送される。また、硝化槽2
から沈殿槽3へ入った硝化液はその一部が沈殿槽3の阻
流壁6と隔壁7との間に設けた硝化液吸引管12により吸
引され、脱窒槽1の流入端へ返送される。
【0014】本発明においては、高分子ゲル担体を含ん
だ担体含有液の循環量の制御は、散気手段10からの空気
量を調節することによって行う。図5に示すように、空
気量の増加に伴って担体含有液の吐出量は増加するが、
ある時点からは空気量を増加しても吐出量は増加しなく
なる。また担体濃度も空気量の少ない段階では反応槽
(脱窒槽1と硝化槽2)の担体濃度よりも低いが、空気
量の増加とともに担体濃度は増加し、反応槽の担体濃度
よりも2〜3倍に濃縮された状態での循環が可能とな
る。しかしある濃度を境に吐出量の増加とは逆に担体濃
度は減少するが、これはホッパー8における担体濃縮速
度よりも吐出速度が上回ってくるためである。
【0015】図6は図5の結果を担体移送量に換算した
ものと、担体損耗率について空気量との関係を示したグ
ラフである。この例の場合、担体移送量は空気量の増加
とともに増加するが、空気吹き込み率が3m3/ m3・min
を越えるあたりから空気量を増加させても担体移送量は
増加しなくなる。また、このときの担体損耗率は、空気
吹き込み率が3m3/ m3・min を越えると急激に増加する
ようになるが、これは空気量の増加による気泡のホール
ドアップ率が上昇しない反面、空気量増加によるエネル
ギがエアリフト管9内の乱流形成に働いて担体管の接触
が高まり、担体損耗率を高めるためである。従ってエア
リフト管9の空気吹き込み率には適正値が存在し、この
例の場合には1.5 〜3.0m3/ m3 ・min であるが、この値
は管径、管長等によって変化する。
【0016】本発明においても、硝化液の循環等につい
ては高分子ゲル担体を含まない通常の硝化液循環と同様
に制御するが、このときの硝化液循環率は次式によって
計算する。 R=〔(1−α)Qg+αβQg+Qn〕/Qs
【0017】ここでRは硝化液循環率(%)、Qsは下
水処理量(m3/Hr)、Qgは担体含有液量(m3/Hr)、Qn
は混合液(硝化液)循環量(m3/Hr)、αは担体体積基準
濃度(−)、βは担体空隙率(−)である。
【0018】以上のように、エアリフト管9の空気吹き
込み率を適正に選べば、反応槽(脱窒槽1と硝化槽2)
の高分子ゲル濃度の2〜3倍の濃度の担体含有液で循環
されることとなり、反応槽内の担体濃度を一定に保つに
必要な担体含有液の循環率は、硝化液(混合液)循環率
100 %を例にとると67〜100 %で足りることとなる。こ
の担体含有液内には担体空隙率分を無視すれば48〜80%
の混合液が存在し、設定硝化液循環率に対する差分52〜
20%だけをポンプ13により循環すればよい。なお、沈殿
槽3へ入った混合液は固液分離され、上澄水は処理液と
して放流され、汚泥の一部は余剰汚泥として引き抜かれ
るが、残部は返送汚泥として脱窒槽1へ返送される。次
に実施例における具体的な数値を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】上記の実施例に示したように、本発明は
担体含有液(担体+混合液)の循環率と混合液の循環率
の合計100 %で従来法と同等の窒素(T-N) の処理水質を
得ることができる。従って循環率を350 %としていた従
来法に比較して、循環に要する動力を30%とすることが
できる。また本発明によれば、高分子ゲル担体の損耗率
を従来の1/4.5 程度にまで減少させることができる。更
に本発明によれば脱窒槽におけるDOをほぼ0にすること
ができるので、安定した脱窒が可能になる等の多くの優
れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフローシートである。
【図2】要部の平面図である。
【図3】要部の垂直断面図である。
【図4】ホッパーの傾斜角度と担体含有液中の担体濃度
との関係を示すグラフである。
【図5】エアリフト管空気吹込率と担体濃度及び吐出量
との関係を示すグラフである。
【図6】エアリフト管空気吹込率と担体移送量及び担体
損耗率との関係を示すグラフである。
【図7】従来法(担体添加硝化液循環法)のフローシー
トである。
【符号の説明】
1 脱窒槽、2 硝化槽、3 沈殿槽、4 従来のエア
リフト管、5 硝化槽側の阻流壁、6 沈殿槽側の阻流
壁、7 隔壁、8 ホッパー、9 エアリフト管、10
散気装置、11 担体流路、12 硝化液吸引管、13 イン
バータ制御機構付きのポンプ

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硝化槽の流出端近傍とその後段の沈殿槽
    の流入端近傍にそれぞれ阻流壁を設け、硝化槽の阻流壁
    と隔壁との間の底部に設けたホッパーの内部に高分子ゲ
    ル担体を沈降させ、ホッパー内に沈降した高分子ゲル担
    体をエアリフト管により吸引して脱窒槽の流入端へ返送
    するとともに、沈殿槽の阻流壁と隔壁との間に設けた硝
    化液吸引管により、硝化槽から沈殿槽へ流入した硝化液
    の一部を吸引して脱窒槽の流入端へ返送することを特徴
    とする硝化液及び担体の循環方法。
  2. 【請求項2】 高分子ゲル担体の安息角以上の傾斜を有
    するホッパーを使用する請求項1に記載の硝化液及び担
    体の循環方法。
  3. 【請求項3】 内表面が銅板で被覆されたホッパーを使
    用する請求項1又は2に記載の硝化液及び担体の循環方
    法。
  4. 【請求項4】 エアリフト管への空気吹き込み量により
    高分子ゲル担体の循環量を制御する請求項1に記載の硝
    化液及び担体の循環方法。
  5. 【請求項5】 硝化液吸引管による硝化液の循環量をイ
    ンバータ制御機構付きのポンプにより制御する請求項1
    に記載の硝化液及び担体の循環方法。
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