JP3293218B2 - 生物学的硝化脱窒処理方法 - Google Patents
生物学的硝化脱窒処理方法Info
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Description
法に係り、特に、有機性廃水を単一の処理槽に間欠的に
導入して回分式生物学的硝化脱窒処理する方法におい
て、有機物添加量を効果的に制御して、適正な有機物量
にて高水質処理水を得る方法に関する。
有有機性廃水を処理する方法として、生物学的硝化脱窒
処理が行なわれてきた。この生物学的硝化脱窒処理は、
よく知られているように、原水中の窒素成分を亜硝酸又
は硝酸に生物学的に硝化する硝化工程と、亜硝酸又は硝
酸をN2 に生物学的に還元する脱窒工程とを有してい
る。
硝化工程と脱窒工程とはそれぞれ別々の処理槽で行なわ
れてきた。即ち、硝化槽と脱窒槽とを直列配置して有機
性廃水を連続的に通水することにより処理が行なわれて
いた。この連続式硝化脱窒処理方法においては、脱窒槽
内のORP(酸化還元電位)値が一定範囲内となるよう
に、該脱窒槽への有機物添加量を制御し、これにより、
適正な有機物添加量及び処理水質の維持が図られてい
る。
水を間欠的に導入し、硝化反応と脱窒反応とを単一の処
理槽中で行なうようにした回分式硝化脱窒処理方法が採
用されつつある。
示す系統図である。図2において、1は生物処理槽、1
1は投入ポンプ11Aを備える原水(前処理し尿)の導
入配管、2は貯槽2A、配管12及びポンプ12Aを備
えるメタノール注入設備、3は貯槽3A、配管13及び
ポンプ13Aを備える苛性ソーダ注入設備、4は貯槽4
A、配管14及びポンプ14Aを備える消泡剤注入設
備、15はバルブ15Aを備える処理水(処理混合液)
の排出配管である。なお、消泡剤注入配管14は、スプ
レーポンプ16Aを備える分岐配管16を有し、この分
岐配管16は生物処理槽1の底部に接続されている。5
は曝気設備であり、配管17と、この配管17に設けら
れた酸素溶解ポンプ17Aと、冷却器6と、エジェクタ
ー7とエジェクターに接続されたバルブ18Aを備える
空気供給配管18と、曝気管19とを備える。
脱窒処理を行なうには、例えば、原水(前処理し尿)を
配管11より3時間に1回程度の頻度で間欠的に生物処
理槽1に導入すると同時に、曝気設備5により曝気を開
始して2時間15分の曝気時間内にほぼ100%の硝化
と約90%の好気性脱窒処理とを同時に行わせる。次
に、曝気を止め、メタノール注入設備2よりメタノール
を注入して45分間の撹拌工程に入り、残留した約10
%の硝酸や亜硝酸を仕上げの脱窒処理で除去する。
仕上げ脱窒処理を例えば3時間毎に繰り返すことによ
り、原水中のBODや窒素を98%以上の高効率で除去
することが可能である。
脱窒処理方法においては、脱窒反応の進行や有機物(メ
タノール)の添加に対応して生物処理槽内のORP(酸
化還元電位)値が経時的に大きく変化するため、前述の
連続式硝化脱窒処理における方法のように、生物処理槽
内のORP値を一定範囲に維持するような有機物添加量
の制御方法を採用することは困難であり、従来、このよ
うな方法を採用した例もない。
において、3時間の回分処理時間内における生物処理槽
内の窒素、ORP、DO(溶存酸素)の経時変化、及
び、N(窒素)濃度の経時変化は図3(a),(b)に
示す通りである。
が、初期には曝気効果よりも原水の投入効果の方が大き
いためにORPは0mv付近から−100mv前後まで
急激に低下している。しかし、曝気を継続すると原水中
の有機物やアンモニアなどの還元性物質は硝化や脱窒反
応などによって除去されるために、ORPは徐々に上昇
し、曝気終了時には+150mv近くまで高くなってい
る。そして、続く撹拌工程では、添加したメタノールの
槽内への拡散と脱窒反応による硝酸、亜硝酸の除去が行
なわれるために、ORPは約+150mvから0mv付
近まで低下している。
おいては、ORPが±150mvもの幅で時間的に大き
く変化することから、ORPを一定の範囲に維持するよ
うに有機物の添加量を制御することは困難である。
窒処理において、有機物添加は定量注入とせざるを得
ず、このため原水水質の変動により、有機物量が過剰に
なったり、逆に不足して硝酸や亜硝酸が残留するなどの
問題を生じることがあり、高水質の処理水を安定に得る
ことができないという欠点があった。
式硝化脱窒処理方法において、有機物添加量の効果的な
制御を行なって、高水質処理水を安定に得ることを可能
とする生物学的硝化脱窒処理方法を提供することを目的
とする。
窒処理方法は、有機性廃水を処理槽に間欠的に導入して
曝気することにより硝化処理し、その後、該処理槽に有
機物を添加して脱窒処理する操作を繰り返し行なう回分
式生物学的硝化脱窒処理方法において、一回の回分処理
終了時の処理槽内のORP(酸化還元電位)値を測定
し、該測定値が予め定めた設定範囲の上限値よりも大で
あるときには次回の回分処理における有機物添加量を当
該回分処理における有機物添加量よりも多くし、該測定
値が前記設定範囲の下限値よりも小であるときには次回
の回分処理における有機物添加量を当該回分処理におけ
る有機物添加量よりも少なくすることを特徴とする。
終了時における処理槽内のORP値と処理水中のNOX
−N濃度との間には、例えば、図4に示すような関係が
ある。即ち、ORP値が高い場合には、有機物添加量が
不足して、処理水中にNOX −Nが多く残留している。
逆に、ORP値が低い場合には、有機物添加量が過剰で
処理水中のNOX −N濃度は低いが、この場合には、過
剰の有機物を除去するための再曝気処理が必要となる。
処理槽にORP計を設置し、1回の回分処理における脱
窒反応終了時のORP値に対応して、次回の回分処理で
の有機物添加量をマイクロコンピュータ制御などにより
一定範囲で増減させる。
応終了時のORP値が予め定めた設定範囲の上限値Aよ
りも高い場合には、添加した有機物量が不足して処理水
にNOX −Nが残留しているので、次回の回分処理では
有機物添加量がこの回よりも一定量多くなるように、有
機物注入ポンプの作動時間を長くする。逆に、この回分
処理での脱窒反応終了時のORP値が予め定めた設置範
囲の下限値Bよりも低い場合には、添加した有機物が過
剰なためにこれが分解されずに残留しているので、次回
の回分処理では有機物添加量はこの回よりも一定量少な
くなるように、有機物注入ポンプの作動時間を短くす
る。また、この回分処理での脱窒反応終了時のORP値
が予め定めた設定範囲の上限値Aと下限値Bとの間にあ
れば、過剰有機物の残留も処理水NOX −Nの残留も殆
どない状態なので、次回の回分処理での有機物添加量
は、この回と同量とし、有機物注入ポンプの作動時間は
この回と同様とする。これにより、メタノール添加量を
容易に是正して、処理水質の悪化やメタノールの過剰使
用を防止することができる。
脱窒処理におけるORP制御のように、リアルタイムで
有機物添加量を制御して脱窒槽内のORP値を常に一定
の範囲に維持することはできないものの、原水中のNO
X −Nの通常の範囲での水質変動に対する追随は十分に
可能であり、回分式硝化脱窒処理における実用性は高
い。
詳細に説明する。
の実施に好適な装置の一例を示す系統図である。図1に
おいて、生物処理槽1にORP計8を設け、この測定値
に基いて、メタノール注入設備2の注入ポンプ12Aの
作動及び停止を制御するようにマイクロコンピュータ9
を設けたこと以外は、図2に示す装置と同様の構成とさ
れており、同一機能を奏する部材には同一符号を付して
ある。
窒処理(なお、この回におけるメタノール注入量をM0
とし、このメタノール注入量となるように作動させたポ
ンプ12Aの作動時間をH0 とする。)が終了したとき
に、生物処理槽1内のORP値を測定し、その測定値
(ORP0 とする。)をマイクロコンピュータ9に入力
する。マイクロコンピュータ9では、予め定めた設定範
囲(上限値Aと下限値Bとの間の範囲)と当該測定値O
RP0 とを比較し、次のような作動信号を出力する。
合、即ち、B≦ORP0 ≦Aである場合には、次回の回
分処理におけるメタノール注入量(M1 とする。)は当
該回のメタノール注入量(M0 )と同量となるように、
次回のメタノール注入ポンプ12Aの作動時間(H1 と
する。)が当該回の作動時間(H0 )と同時間となるよ
うに、ポンプ12Aの作動信号を出力する。即ち、M0
=M1 、H0 =H1 とする。
超える場合、即ち、A<ORP0 である場合には、次回
の回分処理におけるメタノール注入量(M1 )は当該回
のメタノール注入量(M0 )より一定割合、例えばM0
の10〜20%多くなるように、次回のメタノール注入
ポンプ12Aの作動時間(H1 )が当該回の作動時間
(H0 )より長くなるように、ポンプ12Aの作動信号
を出力する。即ち、M0 <M1 、H0 <H1 (例えば、
M1 =1.1×M0 ,H1 =1.1×H0 )とする。
下回る場合、即ち、ORP0 <Bである場合には、次回
の回分処理におけるメタノール注入量(M1 )は当該回
のメタノール注入量(M0 )より一定割合、例えばM0
の10〜20%少なくなるように、次回のメタノール注
入ポンプ12Aの作動時間(H1 )が当該回の作動時間
(H0 )より短くなるように、ポンプ12Aの作動信号
を出力する。即ち、M0 >M1 、H0 >H1 (例えば、
M1 =0.9×M0 、H1 =0.9×H0 )とする。
行なうことにより、有機物添加量の過不足を是正して、
安定かつ効率的な処理を行なうことが可能となる。
タノールの注入量制御を注入ポンプの作動時間の調整で
行なう例を挙げたが、この注入制御は、注入ポンプの回
転数やバルブの開閉ないし開度により制御することもで
きる。
定割合としたが、この増減割合は、測定されたORPと
設定範囲の上限値又は下限値との差に基いて、適宜変え
るようにしても良い。即ち、例えば、ORP0 >Aで且
つその差(ORP0 −A)が所定値Xよりも小さい場合
つまり(ORP0 −A)≦Xの場合には、次回のメタノ
ール注入量の増加割合を10%とし、この差が大きい場
合つまり(ORP0 −A)>Xの場合には、次回のメタ
ノール注入量の増加割合を20%とするようにすること
もできる。
予め定めた設定範囲よりも測定ORP値が大きい時に
は、予め定めた一定割合で次回のメタノール注入量を増
加させ、逆に測定ORP値が小さい時には、予め定めた
一定割合で次回のメタノール注入量を減少させるのが有
利である。
囲は、当該処理における処理条件等に応じて適宜限定さ
れる。また、メタノール注入量の増減割合についても、
良好な処理結果が得られるような割合に適宜決定され
る。
より詳細に説明する。
処理し尿)の処理を行なった。この処理において、回分
式硝化脱窒反応終了時のORP値と処理水中のNOX−
N濃度との関係は、図4に示す通りであったので、OR
P値の設定範囲A〜Bは−40〜0mvとし、測定され
たORP値が−40mv以上0mv以下であれば、次回
の回分処理でのメタノール添加量は当該回の回分処理で
のメタノール添加量と同量とし、下限値B=−40mv
より低い場合には10%減量、上限値A=0mvより高
い場合には10%増量となるようにメタノール注入ポン
プの作動時間をマイコン制御して運転した。
来法では、処理水の窒素濃度を常に10mg/l以下に
維持するために、メタノールを原水1kl当たり約1.
0kg定量注入する必要があり、また、このような注入
を行なった場合でも原水水質の変動などによりメタノー
ルの過不足を生じ、処理水水質の安定は得られなかった
のに対し、上記制御を行なうことにより、原水1klに
対して、平均0.5kgのメタノール添加で、同等以上
の安定した処理水質を得ることができた。
化脱窒処理方法によれば、 回分式硝化脱窒処理において、原水水質の変動に対
して十分な有機物添加量の制御を行なって、高水質の処
理水を安定に得ることができる。 メタノールなどの有機物添加量は、従来の定量注入
の場合よりも少なくて済み、薬品費の低減が図れ経済的
である。 有機物の過剰添加の防止により、過剰有機物の除去
のための再曝気が簡易なもので済み、設備費が軽減され
経済的である。 等の優れた効果が奏され、処理効率の向上、処理コスト
の低減が可能とされる。
適な装置の一例を示す系統図である。
示す系統図である。
濃度の経時変化を示すグラフである。
のNOX −N濃度との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 有機性廃水を処理槽に間欠的に導入して
曝気することにより硝化処理し、その後、該処理槽に有
機物を添加して脱窒処理する操作を繰り返し行なう回分
式生物学的硝化脱窒処理方法において、 一回の回分処理終了時の処理槽内のORP値を測定し、
該測定値が予め定めた設定範囲の上限値よりも大である
ときには次回の回分処理における有機物添加量を当該回
分処理における有機物添加量よりも多くし、該測定値が
前記設定範囲の下限値よりも小であるときには次回の回
分処理における有機物添加量を当該回分処理における有
機物添加量よりも少なくすることを特徴とする生物学的
硝化脱窒処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02797993A JP3293218B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 生物学的硝化脱窒処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02797993A JP3293218B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 生物学的硝化脱窒処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06238293A JPH06238293A (ja) | 1994-08-30 |
JP3293218B2 true JP3293218B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=12235981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02797993A Expired - Lifetime JP3293218B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 生物学的硝化脱窒処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3293218B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6660163B2 (en) | 2001-03-02 | 2003-12-09 | Daniel Robert Miklos | Waste treatment with control over biological solids |
US7854842B2 (en) | 2001-03-02 | 2010-12-21 | Daniel Robert Miklos | Apparatus and methods for control of waste treatment processes |
JP4867099B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2012-02-01 | 栗田工業株式会社 | 生物脱窒処理方法 |
-
1993
- 1993-02-17 JP JP02797993A patent/JP3293218B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06238293A (ja) | 1994-08-30 |
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