JP3049701B2 - 硝化・脱窒装置 - Google Patents

硝化・脱窒装置

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JP3049701B2
JP3049701B2 JP6083474A JP8347494A JP3049701B2 JP 3049701 B2 JP3049701 B2 JP 3049701B2 JP 6083474 A JP6083474 A JP 6083474A JP 8347494 A JP8347494 A JP 8347494A JP 3049701 B2 JP3049701 B2 JP 3049701B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】本発明は硝化・脱窒装置に係り、特
に、硝化槽内で硝化処理された硝化液の少なくとも一部
を脱窒槽に循環して脱窒処理する硝化・脱窒装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種の硝化・脱窒装置は、硝化槽の前
段に脱窒槽が設けられる。そして、脱窒槽を通って硝化
槽に流入した被処理原水は、硝化槽において好気性状態
で硝化処理され、その硝化液の一部は、脱窒槽に循環さ
れて嫌気性状態で脱窒処理される。これにより、被処理
原水中の窒素成分を除去する。硝化槽の前段に脱窒槽を
設ける理由は、脱窒処理する活性汚泥中の微生物の栄養
源である有機物を被処理原水中の有機物から摂取するよ
うにするためである。
【0003】そして、従来の硝化・脱窒装置の場合、硝
化槽で硝化処理された硝化液の一定量を循環ポンプによ
り脱窒槽に循環していた。しかし、この循環方式はポン
プ動力を必要とするため、装置の動力費が大きくなると
いう欠点がある。このことから、最近は、循環ポンプを
必要としないで硝化液を脱窒槽に循環する方式の硝化・
脱窒装置が採用されている。この硝化・脱窒装置1は、
図5に示すように、直方体状の硝化・脱窒装置本体の長
手方向の略中央を仕切壁2で仕切って、一方を脱窒槽3
とし、他方を硝化槽4とする。また、仕切壁2の上部に
開口部5を形成し、硝化槽内に前記開口部5を介して脱
窒槽3に連通する循環水路6が硝化槽の長手方向(仕切
壁2に対して垂直方向)設けられる。また、この循環水
路6の片側面は、消化槽4に添加された硝化菌の固定化
担体7が循環水路6に流出しないように、分離スクリー
ン8で形成されている。そして、図6に示すように、硝
化槽4内を好気性状態にするために複数の曝気装置9、
9…から硝化槽4内の全域にエア10が曝気されると、
エアリフト作用により硝化槽4の水位が脱窒槽3の水位
より高くなり、その水位差(H)による静水頭差を利用
して硝化槽4内の硝化液を循環水路6を介して脱窒槽3
に循環させる。このエアリフト作用を利用した循環方式
の硝化・脱窒装置1は、ポンプ動力を必要としないの
で、装置1の動力費を節減できるというメリットがあ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エアリ
フト作用を利用した循環方式の硝化・脱窒装置1の場
合、分離スクリーン8を通って循環水路6内を流れ、脱
窒槽に循環される硝化液は、図5の矢印10で示すよう
に開口部5が形成された仕切壁2側に近い部分ほど流れ
易くなり、大きな循環流を形成する。これにより、硝化
槽4内の硝化液が均等に脱窒槽3に循環されないという
欠点がある。また、硝化槽4内の担体7は、大きな循環
流を形成する仕切壁2側に片寄り易くなるので、担体7
と被処理原水との接触効率が悪くなる。この結果、硝化
・脱窒装置の処理性能が低下するという欠点がある。特
に、硝化槽4が数十メータ以上と長くなり、それにより
循環水路6の分離スクリーン8が長くなると、処理性能
の低下程度が大きくなる。
【0005】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、硝化槽内の硝化液を槽の長手方向から均等に脱
窒槽に戻すことができるようにして、処理性能を向上さ
せることのできる硝化・脱窒装置を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、硝化槽と脱窒槽を水路で連通させ、硝化菌を
担持した固定化担体が予め添加されている硝化槽内を曝
気し、この曝気によるエアリフト作用によって前記脱窒
槽と前記硝化槽との間に水位差を形成し、該水位差を利
用して前記硝化槽内の硝化液を循環水路を介してその少
なくとも一部を前記脱窒槽に循環させる硝化・脱窒装置
に於いて、前記循環水路は、前記硝化槽側に設けられ、
前記固定化担体を分離すると共に、前記硝化液を通過せ
しめる分離スクリーンと、前記分離スクリーンに沿って
設けられ、分離スクリーンを通過した前記硝化液の流出
量を制御する堰部材と、を備えていることを特徴とす
る。
【0007】
【作用】本発明によれば、硝化槽の硝化液を脱窒槽に循
環させる循環水路は、硝化槽側に設けられ、固定化担体
を分離すると共に硝化液を通過せしめる分離スクリーン
と、前記分離スクリーンに沿って設けられ、前記硝化液
の流出量を制御する堰部材、例えばオーバーフロー堰あ
るいはもぐり堰を備えている。そして、エアリフト作用
により水位の上昇した硝化槽内の硝化液が堰部材から循
環水路に流れ込むようにした。即ち、堰部材を設けたこ
とにより、硝化槽の水位と循環水路の水位、即ち脱窒槽
の水位とは独立した水位を形成する。これにより、エア
リフト作用により水位の上昇した硝化槽の硝化液は分離
スクリーンを通った後、オーバーフロー堰の場合は、堰
の上端から溢流して、循環水路の全長に渡って均等に循
環水路内に流れ落ちる。この時、硝化槽の水位に対する
オーバーフロー堰の高さにより硝化槽から循環水路へ流
出する硝化液の流出量、即ち、硝化槽から脱窒槽への循
環量が制御される。また、もぐり堰の場合は、硝化槽の
水位と循環水路の水位の水位差による静水頭差によっ
て、堰の下端から循環水路側に潜り込み、水路循環水路
の全長に渡って均等に循環水路内に流入する。この時、
もぐり堰の下端と循環水路の底部との隙間の大きさによ
り硝化槽から循環水路へ流出する硝化液の流出量が制御
される。
【0008】また、前記堰部材を上下動可能にすること
により、硝化槽から循環水路へ流出する硝化液の流出量
を可変することができる。そして、硝化槽から循環水路
への硝化液の流れ込みにより、循環水路の水位が上昇す
るので、循環水路から脱窒槽へ向かう流れを形成する。
従って、硝化槽内の硝化液を均等に脱窒槽に循環させる
ことができ、且つ、硝化槽内の担体が硝化槽内で片寄る
ことがないので、担体と被処理原水との接触効率を向上
させることができる。
【0009】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る硝化・脱
窒装置の好ましい実施例について詳説する。図1は、本
発明の硝化・脱窒装置20の第1実施例の内部構造を示
す断面図であり、図2は上側から見た平面図、図3は図
2のA−A線に沿った断面図である。
【0010】これらの図に示すように、直方体状の硝化
・脱窒装置20本体の長手方向の略中央縦方向に仕切壁
22が設けられ、一方に脱窒槽24が形成されると共
に、他方に硝化槽26が形成される。また、脱窒槽24
及び硝化槽26には活性汚泥が添加されると共に、硝化
槽26には図3に示すように活性汚泥とは別に硝化菌を
固定化、例えば包括固定した担体28が添加される。ま
た、脱窒槽24の底部には複数の水中攪拌機30、3
0、30が設けられ、この水中攪拌機30で脱窒槽24
内の被処理原水をゆっくり攪拌することにより被処理原
水中のエアを脱気し嫌気状態を形成する。また、硝化槽
26の底部には、エア32を噴出する複数の曝気装置3
4、34…が設けられ、曝気装置34は高圧エア配管3
6を介して図示しないコンプレッサに接続される。これ
により、曝気装置34から硝化槽26内の被処理原水に
エア32が全面曝気し、硝化槽26内に好気性状態を形
成して被処理原水中のアンモニア態窒素を硝化処理する
と共に、この曝気によるエア32のエアリフト作用によ
り硝化槽26内の水位を脱窒槽24の水位より高くす
る。また、仕切壁22上部で消化槽26の一方側壁26
A側には、脱窒槽24の被処理原水を硝化槽26に流入
する流入口38が開口されると共に、硝化槽26内には
前記流入口38に接続した硝化槽流入水路40が側壁2
6Aに平行に配設され、更に硝化槽流入水路40の図示
しない流出口が硝化槽26の底部近傍に開口される。こ
れにより、脱窒槽24の被処理原水は硝化槽流入水路4
0を流れて硝化槽26の底部に供給される。
【0011】また、仕切壁22上部で消化槽26の他方
側壁26B側には、流量調整装置42により開口面積が
変化する循環開口部44が形成されると共に、硝化槽2
6内には前記循環開口部44を介して脱窒槽24に連通
する循環水路46が側壁26Bに平行(仕切壁22に対
して垂直方向)に設けられる。この循環水路46は断面
凹状に形成されると共に、その一方側面は硝化槽26の
側壁26Bで兼用され、他方側面は、硝化槽26に添加
された担体28が循環水路46に流出しないように、分
離スクリーン48で形成される。また、循環水路46内
には、分離スクリーン48に沿ってオーバーフロー方式
の堰50が設けられ、これにより、硝化槽26の水位と
循環水路46の水位、即ち脱窒槽24の水位とは独立し
た水位を形成する。また、脱窒槽24内には、前記循環
開口部44に接続した水路52が設けられ、循環水路4
6を介して硝化槽26から脱窒槽24に循環する硝化液
を、仕切壁22に形成された前記流入口38から離れた
位置まで戻す。これにより、硝化槽26から脱窒槽24
に循環した硝化液が、流入口38にショートパスしない
ようにする。
【0012】次に、上記の如く構成された硝化・脱窒装
置20の作用について説明する。下水等の被処理原水
は、図示しない最初沈殿池等により固体成分の除去が行
われた後、硝化・脱窒装置20の脱窒槽24に流入す
る。脱窒槽24では、嫌気性状態で活性汚泥中の微生物
が被処理原水中の有機物を栄養源として摂取する。次
に、被処理原水は硝化槽流入水路40を通って硝化槽2
6の底部に流入する。硝化槽26では、曝気装置34か
らエア32が硝化槽26内に曝気され、好気性状態を形
成する。この状態で、被処理原水と活性汚泥及び担体2
8とを接触させることにより、被処理原水中のアンモニ
ア態窒素を硝化処理する。これにより、被処理原水中の
のアンモニア態窒素は亜硝酸に変化し、更に硝酸に変化
する。また、この曝気するエア32によるエアリフト作
用により、図3に示すように、硝化槽26の水位が循環
水路46の水位、即ち脱窒槽24の水位よりも数十mm
(H)上昇し、水位の上昇した硝化槽26の硝化液は分
離スクリーン48を通った後、堰50をオーバーフロー
して循環水路46の全長に渡って均等に循環水路46内
に流れ落ちる。この時、硝化槽26の水位に対する堰5
0の高さにより硝化槽26から循環水路46へ流出する
硝化液の流出量、即ち、硝化槽26から脱窒槽24への
循環量が制御される。そして、硝化槽26の硝化液が循
環水路46に流れ落ちることにより、循環水路46の水
位が上昇するので、循環水路46から脱窒槽24へ向か
う流れを形成する。これにより、硝化槽26内の硝化液
を均等に脱窒槽24に循環させることができる。また、
硝化槽26内の担体が硝化槽26内で片寄ることがない
ので、担体28と被処理原水との接触効率を向上させる
ことができる。従って、本発明の硝化・脱窒装置20
は、従来の硝化・脱窒装置に比べて処理性能を向上させ
ることができる。
【0013】そして、本発明の硝化・脱窒装置で処理さ
れた処理水は、最終沈殿池に送られる。最終沈殿池で
は、処理水に同伴される活性汚泥を沈降させて、上澄水
を河川等に放流する。次に、図4に従って、本発明の硝
化・脱窒装置の第2実施例について説明する。尚、第1
実施例と同じ部材には同符号を付して説明する。
【0014】敷地面積に制約のある大容量の処理場にお
いては、8m以上の深さの硝化槽26が必要であり、硝
化槽26内を均一にするためには、硝化槽26の中央部
に隔壁66を設け、一方の領域68を曝気装置34で曝
気して上向流を発生させ、他方の領域70に下降流を形
成し、硝化槽26内に旋回流を発生させる。このよう
に、旋回流を発生させる硝化槽26においては、硝化槽
26の長手方向の略全長から均等に硝化液を流出させな
いと、硝化菌を固定した担体28が局所に溜まり、硝化
反応が場所により片寄る可能性がある。
【0015】また、旋回流を発生させる硝化槽26にお
いては、全面曝気方式に比べて硝化槽26内の液を回転
移動させるために余分なエア量を必要とし、上向流側の
領域68の液面上昇がその分大きくなる。この結果、硝
化槽26から循環水路46へ流出する硝化液の流出量、
即ち、硝化槽26から脱窒槽24への循環量が大きくな
り過ぎるという問題がある。
【0016】そこで、本発明の硝化・脱窒装置の第2実
施例では、分離スクリーン48に沿って設けた堰50を
上下動可能とした。これにより、硝化槽26から脱窒槽
24への循環量を可変することができるので、旋回流を
発生させる硝化槽26に最適である。尚、第1実施例で
は、オーバーフロー方式の堰で説明したが、もぐり堰方
式の堰を設けてもよい。この場合は、硝化槽の水位と循
環水路の水位の水位差による静水頭差によって、堰の下
端から循環水路の全長に渡って均等に循環水路内に流入
する。この時、もぐり堰の下端と循環水路の底部との隙
間の大きさにより硝化槽から循環水路へ流出する硝化液
の流出量が制御される。また、堰を分離スクリーンに沿
って循環水路の全長に渡って設けたが、循環水路の全長
に渡って所定間隔を開けて複数の堰を設けるようにして
もよい。これにより、堰の強度を出しやすくなり、硝化
槽が長い場合に好適である。また、循環水路内に分離ス
クリーンに沿って壁を設け、壁の長手方向に沿った所定
間隔で多数のオリフィスを形成し、水位の上昇した硝化
槽内の硝化液がオリフィスを通って循環水路内に流れ込
むようにしてもよい。この場合も、循環水路の全長に渡
って均等に硝化液を流出させることができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の硝化・脱
窒装置によれば、硝化槽の硝化液を脱窒槽に循環させる
循環水路内に分離スクリーンに沿って堰部材を設けた。
これにより、硝化槽の水位と循環水路の水位、即ち、脱
窒槽の水位とは独立した水位を形成するので、エアリフ
ト作用で水位の上昇した消化槽内の消化液が壁部材から
循環水路の全長に渡って均等に流れ込む。
【0018】従って、硝化槽内の硝化液を均等に脱窒槽
に循環させることができる。また、硝化槽内の担体が硝
化槽内で片寄ることがないので、担体と被処理原水との
接触効率を向上させることができる。これにより、硝化
・脱窒装置の処理性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る硝化・脱窒装置の第1実施例の内
部構造を示す断面図
【図2】図1を上方から見た平面図
【図3】図2のA−A線に沿った断面図
【図4】本発明に係る硝化・脱窒装置の第2実施例を説
明する断面図
【図5】従来の硝化・脱窒装置を上方から見た平面図
【図6】図5のB−B線に沿った断面図
【符号の説明】
20…硝化・脱窒装置 22…仕切壁 24…脱窒槽 26…硝化槽 28…硝化菌を包括固定した担体 32…エア 34…曝気装置 40…硝化槽流入水路 44…循環開口部 46…循環水路 48…分離スクリーン 50…堰 66…隔壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川 尻 斉 東京都千代田区内神田1丁目1番14号 日立プラント建設株式会社内 (72)発明者 北 沢 照 啓 東京都千代田区内神田1丁目1番14号 日立プラント建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−214597(JP,A) 実開 平1−114100(JP,U) 実開 平3−61993(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/34 101 C02F 3/34 ZAB C02F 3/30 ZAB

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硝化槽と脱窒槽を水路で連通させ、硝化
    菌を担持した固定化担体が予め添加されている硝化槽内
    を曝気し、この曝気によるエアリフト作用によって前
    脱窒槽と前記硝化槽との間に水位差を形成し、該水位差
    を利用して前記硝化槽内の硝化液を循環水路を介してそ
    の少なくとも一部を前記脱窒槽に循環させる硝化・脱窒
    装置に於いて、 前記循環水路は、 前記硝化槽側に設けられ、前記固定化担体を分離すると
    共に、前記硝化液を通過せしめる分離スクリーンと、 前記分離スクリーンに沿って設けられ、分離スクリーン
    を通過した前記硝化液の流出量を制御する堰部材と、 を備えていることを特徴とする硝化・脱窒装置。
  2. 【請求項2】 前記堰部材は、オーバーフロー堰もしく
    はもぐり堰であることを特徴とする請求項1の硝化・脱
    窒装置。
  3. 【請求項3】 前記堰部材を上下動可能に設けたことを
    特徴とする請求項1の硝化・脱窒装置。
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