JP3345873B2

JP3345873B2 - アンモニア含有廃水の処理装置

Info

Publication number: JP3345873B2
Application number: JP33592696A
Authority: JP
Inventors: 立夫角野; 信子橋本; 一彦能登; 多佳子小笠原
Original assignee: 日立プラント建設株式会社
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2002-11-18
Anticipated expiration: 2016-12-16
Also published as: JPH10165981A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、アンモニア含有廃水の処理装置
に係り、特に、処理速度が速く、有機物を必要としない
アンモニア含有廃水の処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水、し尿、産業廃水等の廃水中の窒素
は、湖沼、内湾などの閉鎖性水域における富栄養化現象
の原因とされている。従来、これらの廃水中から窒素成
分を除去する処理方法としては、微生物を利用した生物
学的な硝化・脱窒処理が行われており、代表例としては
活性汚泥循環変法がある。この処理方法は、独立栄養菌
である硝化細菌のアンモニア酸化能力を利用して、廃水
中のアンモニア性窒素を先ず好気性状態で亜硝酸や硝酸
に酸化し、その後、従属栄養細菌である脱窒細菌の働に
より、メタノール等の水素供与体を栄養源として亜硝酸
や硝酸を嫌気性状態で窒素に還元することにより廃水か
ら窒素を除去するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アンモニア含有廃水の処理方法は、硝化処理によりアン
モニア性窒素を酸化して生成される最終的な生成物であ
る亜硝酸態窒素、更に硝酸性窒素に変換してから窒素ガ
スに変換するために処理時間が長時間になるという欠点
がある。

【０００４】更に、脱窒処理において脱窒細菌の栄養源
である水素供与体としての例えばメタノールや水素等の
添加が必要となるため、処理コストが高くなるという欠
点がある。このように、活性汚泥循環変法に代表される
従来のアンモニア含有廃水の処理装置は、処理時間や処
理コストの点で満足できるものではなかった。

【０００５】本発明のこのような事情に鑑みてなされた
もので、処理時間と処理コストを低減することのできる
アンモニア含有廃水の処理装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を解決
するために、アンモニア含有廃水と、硝化細菌と鉄酸化
細菌との混成細菌を固定化材料濃度１５〜２５％で包括
固定化した担体とを接触させる反応槽と、前記反応槽内
にエアを曝気する曝気手段と、から成ることを特徴とす
る。

【０００７】また、本発明は前記目的を解決するため
に、アンモニア含有廃水と、硝化細菌を固定化材料濃度
２５％以下で包括固定化した第１の担体、及び硝化細菌
と鉄酸化細菌との混成細菌を固定化材料濃度１５〜２５
％で包括固定化した第２の担体とを接触させる反応槽
と、前記反応槽内にエアを曝気する曝気手段と、から成
ることを特徴とする。

【０００８】また、本発明は前記目的を解決するため
に、アンモニア含有廃水と、硝化細菌を固定化材料濃度
２５％以下で包括固定化した第１の担体、硝化細菌と鉄
酸化細菌との混成細菌を固定化材料濃度１５〜２５％で
包括固定化した第２の担体、及び脱窒細菌を固定化材料
濃度２５〜４５％で包括固定化した第３の担体とを接触
させる反応槽と、前記反応槽内にエアを曝気する曝気手
段と、から成ることを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、アンモニア含有廃水と、
硝化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌を包括固定した担体
とを好気性条件下で接触させることにより、アンモニア
性窒素が酸化される中間生成物であるヒドロキシルアミ
ンの段階で窒素ガスに変換させる好気脱窒を行うことが
できる。更には、硝化細菌、硝化細菌と鉄酸化細菌の混
成細菌、脱窒細菌の反応にそれぞれ必要な好気条件、微
好気条件、嫌気条件を、各細菌を包括固定する固定化材
料濃度を変えて酸素透過係数を変えることにより形成し
た。従って、好気、微好気、嫌気の各条件の異なる担体
を、曝気装置からエアが曝気される１つの反応槽に共存
させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るアンモニア含有廃水の処理装置の好ましい実施の形態
について詳説する。本発明の実施の形態を説明する前
に、先ず本発明の理論的根拠について説明する。

【００１１】即ち、本発明の発明者等は、アンモニア含
有廃水と、硝化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌を包括固
定した担体とを好気性条件下で接触させることにより、
（１）式に示すように、アンモニア性窒素（ＮＨ₄-
Ｎ）の最終的な酸化生成物である亜硝酸態窒素（ＮＯ₂
- Ｎ）や硝酸態窒素（ＮＯ₃- Ｎ）に酸化される前の中
間生成物であるヒドロキシルアミン（ＮＨ₂ＯＨ）の段
階で窒素ガス（Ｎ₂）に酸化させる好気的な脱窒反応が
生じることを見い出した。

【００１２】ＮＨ₄→ＮＨ₂ＯＨ→Ｎ₂…（１）即ち、硝化細菌がアンモニア性窒素をヒドロキシルアミ
ンに酸化し、鉄酸化細菌がヒドロキシルアミンを窒素ガ
スに酸化し、どちらも好気性条件下で反応が行われる。
更に、発明者等は、好気細菌である硝化細菌と微好気細
菌である鉄酸化細菌との混成細菌を固定化材料に包括固
定化する際の固定化材料濃度が、硝化細菌と鉄酸化細菌
の両方を効率的には働かせる重要な因子であり、（１）
の反応を促進させることを見い出した。同様に、硝化細
菌或いは脱窒細菌をそれぞれ単独で固定化材料に固定化
する際の固定化材料濃度が、硝化反応或いは脱窒反応の
促進に重要であることを見い出した。

【００１３】図１は、硝化細菌、鉄酸化細菌、脱窒細菌
をそれぞれ固定化材料に包括固定化する際の固定化材料
濃度と細菌保持量との関係、及び固定化材料濃度と酸素
透過係数との関係を示したものである。図１において、
曲線Ｄｋは固定化材料濃度と酸素透過係数の関係を示
す。また、曲線Ａは硝化細菌での固定化材料濃度と細菌
保持量との関係を示し、曲線Ｂは鉄酸化細菌での固定化
材料濃度と細菌保持量との関係を示し、曲線Ｃは脱窒細
菌での固定化材料濃度と細菌保持量との関係を示す。

【００１４】図１の結果から分かるように固定化材料濃
度が増加すると酸素の透過性が悪くなり、酸素透過係数
Ｄｋは低下する。そして、曲線Ａと曲線Ｄｋから分かる
ように、硝化細菌は好気性の菌であるためＤｋが高い範
囲で細菌保持量が大となり、硝化細菌の細菌保持量を大
きく維持するには担体の固定化材料濃度が２５％以下、
好ましくは１８％以下が良い。

【００１５】また、曲線Ｂと曲線Ｄｋから分かるよう
に、ヒドロキシルアミンを窒素ガスに酸化する鉄酸化細
菌はＤｋが微好気性の範囲で細菌保持量が大となり、鉄
酸化細菌の細菌保持量を大きく維持するには担体の固定
化材料濃度が１５〜３５％が良く、更に好ましくは２０
〜３０％が良い。従って、硝化細菌と鉄酸化細菌との混
成細菌が包括固定された担体における細菌保持量を大き
く維持するには、硝化細菌の適切な固定化材料濃度の範
囲と、鉄酸化細菌の適切な固定化材料濃度の範囲との共
通部分である１５〜２５％、好ましくは２０〜２５％が
良い。

【００１６】また、曲線Ｃと曲線Ｄｋから分かるよう
に、脱窒細菌は嫌気性の菌であるためＤｋが低い範囲で
細菌保持量が大となり、脱窒細菌の細菌保持量を大きく
維持するには担体の固定化材料濃度を２５〜４５％、好
ましくは３０〜４０％が良い。そして、本発明のアンモ
ニア含有廃水の処理装置は、上記の固定化材料濃度を満
足する担体を用いることにより、（１）式に示したＮＨ
₄→ＮＨ₂ＯＨ→Ｎ₂の反応経路による好気脱窒をより
促進するように構成したものである。

【００１７】更には、硝化細菌に必要な好気条件、硝化
細菌と鉄酸化細菌との混成細菌に必要な微好気条件、脱
窒細菌の反応に必要な嫌気条件を、担体の固定化材料濃
度を変えて酸素透過係数を変えることにより形成し、１
つの反応槽に共存させた各担体をそれぞれ効率的に働か
せるように構成したものである。尚、包括固定化する担
体の固定化材料としては、ポリエチレングリコール、ポ
リビニールアルコール、アクリルアミド、ポリビニルホ
ルマール等をゲル化した高分子ゲルを使用することがで
きる。

【００１８】図２は、上記知見を基に構成した本発明の
アンモニア含有廃水の処理装置の第１の実施の形態を説
明する断面図である。図２に示すように、本発明のアン
モニア含有廃水の処理装置１０の第１の実施の形態は、
主として、アンモニア含有廃水の原水供給管１２と、硝
化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌が包括固定化された担
体１５が投入された反応槽１４と、反応槽１４内の底部
に設けられた曝気装置１６と、反応槽１４の処理液排出
口に設けられた担体流出防止用のスクリーン１８と、処
理水配管２０とで構成される。担体１５の固定化材料濃
度は、１５〜２５％の範囲であり、担体１５とアンモニ
ア含有廃水とが反応槽１４内で接触されると共に、曝気
装置１６からエアが反応槽１４内に曝気される。

【００１９】本発明の処理装置の第１の実施の形態によ
れば、廃水中のアンモニア性窒素をＮＨ₄→ＮＨ₂ＯＨ
→Ｎ₂の反応経路により窒素ガスに酸化する好気脱窒を
行うことができるので、アンモニア性窒素を最終的な酸
化生成物である亜硝酸態窒素や硝酸態窒素にする必要が
ない。従って、処理時間を短縮することができると共
に、脱窒細菌による脱窒処理を行わないので水素供与体
としての有機物を必要としない。

【００２０】図３は、本発明のアンモニア含有廃水処理
装置の第２の実施の形態を説明する断面図である。尚、
第１の実施の形態で説明したと同様の部材、装置には同
符号を付し説明は省略する。本発明の第２の実施の形態
は、硝化細菌が包括固定化された第１の担体２２と、硝
化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌が包括固定された第２
担体１５とを、反応槽１４内に共存させる場合である。
第１の担体２２の固定化材料濃度は２５％以下であり、
第２の担体１５の固定化材料濃度は１５〜２５％の範囲
であり、第１及び第２の担体２２、１５とアンモニア含
有廃水とが反応槽１４内で接触される。そして、曝気装
置１６からエアが反応槽１４内に曝気される。

【００２１】本発明の第２の実施の形態によれば、アン
モニア含有廃水が、第１及び第２の担体２２、１５の硝
化細菌との接触により亜硝酸態窒素や硝酸態窒素を生成
して反応槽１４内の廃水のｐＨが低下する。この時、第
１の担体２２には、第２の担体１５よりも多くのエアが
取り込まれるので、主として第１の担体２２が亜硝酸態
窒素や硝酸態窒素の生成を行う。そして、第２の担体１
５の鉄酸化細菌の最適ｐＨ範囲の４〜６．５まで低下す
ると、第１及び第２の担体２２、１５の硝化細菌の反応
が緩やかになりヒドロキシルアミンを優先して生成する
ようになり、生成されたヒドロキシルアミンが亜硝酸態
窒素、硝酸態窒素に変換されてしまう前に鉄酸化細菌に
より窒素ガスに変換される。この場合、第２の担体１５
に硝化細菌と鉄酸化細菌を混成することによりヒドロキ
シルアミンから窒素ガスへの変換をよりスムーズに行わ
せることができる。

【００２２】これにより、本発明の第２の実施の形態で
は、廃水中のアンモニア性窒素をＮＨ₄→ＮＨ₂ＯＨ→
Ｎ₂の反応経路により窒素ガスに酸化する好気脱窒を促
進することができる。また、第１の担体２２と、第２の
担体１５の固定化材料濃度を変えてそれぞれの担体が効
率的に働くことのできる酸素透過係数にした。これによ
り、２つの担体２２、１５を１つの反応槽１４内に共存
させて曝気装置１６からエアを曝気しても、各担体２
２、１５には反応に適切な酸素量が取り込まれる。従っ
て、好気性条件における最適曝気量の異なる２つの担体
２２、１５を１つの反応槽１４内に共存させることがで
きるので、装置のコンパクト化を図ることができる。

【００２３】図４は、本発明のアンモニア含有廃水処理
装置の第３の実施の形態を説明する断面図である。尚、
第１及び第２の実施の形態で説明したと同様の部材、装
置には同符号を付し説明は省略する。本発明の第３の実
施の形態は、硝化細菌が包括固定された第１の担体２２
と、硝化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌が包括固定され
た第２担体１５と、脱窒細菌が包括固定された第３の担
体２４とを、反応槽１４内に共存させる場合である。第
１の担体２２の固定化材料濃度は２５％以下であり、第
２の担体１５の固定化材料濃度は１５〜２５％の範囲で
あり、第３の担体２４の固定化材料濃度は２５〜４５％
の範囲であり、第１、第２及び第３の担体２２、１５、
２４とアンモニア含有廃水とが反応槽１４内で接触され
る。そして、曝気装置１６からエアが反応槽１４内に曝
気される。また、廃水中に第３の担体２４の栄養源であ
るＢＯＤ成分がない場合にはメタノール等の水素供与体
が添加される。

【００２４】本発明の第３の実施の形態によれば、廃水
中のアンモニア性窒素を第２の実施の形態と同様にＮＨ
₄→ＮＨ₂ＯＨ→Ｎ₂の反応経路により窒素ガスを好気
脱窒させる反応を促進することができると共に、第３の
担体２４により廃水中に残存する亜硝酸態窒素や硝酸態
窒素を除去することができるので、処理水中の総窒素濃
度を顕著に低減することができる。この場合、好気脱窒
により廃水中に残存する亜硝酸態窒素や硝酸態窒素が低
減するので、第３の担体２４の負荷が小さくなり必要な
メタノールも少量ですむ。

【００２５】また、第１、第２及び第３の担体２２、１
５、２４の固定化材料濃度を変えて、それぞれの担体が
有効に働く酸素透過係数にしたので、３つの担体２２、
１５、２４を１つの反応内に共存させて曝気装置１６か
らエアを曝気しても、担体２２、１５には反応に適切な
酸素量が取り込まれる。一方、嫌気性条件を必要とする
脱窒細菌の第３の担体２４は、固定化材料濃度を高くし
て酸素透過係数を小さくすることにより曝気条件下にお
かれても担体内部で嫌気性条件を形成させるようにした
ので、効率的に働かせることができる。従って、好気性
条件、微好気性条件、嫌気性条件がそれぞれ必要な３つ
の担体を曝気条件下の１つの反応槽１４内に共存させる
ことができるので、装置のコンパクト化を図ることがで
きる。

【００２６】図５は、本発明のアンモニア含有廃水処理
装置１０の第４の実施の形態を説明する断面図である。
尚、第１、第２及び第３の実施の形態で説明したと同様
の部材、装置には同符号を付し説明は省略する。本発明
の第４の実施の形態は、硝化・脱窒装置２６の後段に第
１の実施の形態で説明した反応槽１４を配設したもので
ある。原水供給管１２から廃水が流入する脱窒槽２６Ａ
には、活性汚泥が収納されるとともに脱窒槽２６Ａ底部
には水中攪拌器２８が配設される。硝化槽２６Ｂには、
硝化細菌が包括固定され固定化材料濃度が２５％以下に
形成された第１の担体２２が収納されると共に、硝化槽
２６Ｂ底部には曝気装置３０が配設される。また、硝化
槽２６Ｂから脱窒槽２６Ａへの循環配管３２が配設され
ると共に、硝化槽２６Ｂから反応槽１４への流出口には
担体流出防止のためのスクリーン３４が設けられる。

【００２７】本発明の第４の実施の形態によれば、脱窒
槽２６Ａに流入したアンモニア含有廃水は、脱窒槽２６
Ａを通過して硝化槽２６Ｂで好気性条件下で硝化処理さ
れる。硝化液は循環配管３２を通り脱窒槽２６Ａに戻さ
れ浮遊している活性汚泥中の脱窒細菌により嫌気性条件
下で脱窒処理される。硝化槽２６Ｂから反応槽１４への
流出液中に残存するアンモニア性窒素は反応槽１４にお
いて好気脱窒される。この場合、硝化槽２６Ｂから脱窒
槽２６Ａへの循環率（原水の流入量に対する硝化液の循
環量）を１〜２で運転することにより硝化槽２６Ｂから
反応槽１４に流出する流出液のＮＨ₄−Ｎ／ＮＯ₃- Ｎ
の比が１前後になる。従って、従来の硝化・脱窒装置に
比べて循環率を低減することができるので、循環に必要
な動力費を低減できる。

【００２８】図６は、本発明のアンモニア含有廃水処理
装置の第５の実施の形態を説明する断面図である。尚、
第１、第２、第３及び第４の実施の形態で説明したと同
様の部材、装置には同符号を付し説明は省略する。本発
明の第５の実施の形態は、嫌気性条件下で行う脱窒槽３
６の後段に第２の実施の形態で説明した反応槽１４を配
設し、反応槽１４から脱窒槽３６に循環配管３８を介し
て液を戻すようにしたものである。脱窒槽３６の構成
は、第４の実施の形態で述べた脱窒槽２６Ａと同様であ
る。

【００２９】本発明の第５の実施の形態によれば、脱窒
槽３６に流入したアンモニア含有廃水は、脱窒槽３６を
通過して反応槽１４内の第１の担体２２と接触して好気
的に硝化処理され亜硝酸態窒素や硝酸態窒素が生成され
ると共に、第２の担体１５と接触してＮＨ₄→ＮＨ₂Ｏ
Ｈ→Ｎ₂の反応経路による好気脱窒が行われる。第１及
び第２の担体２２、１５の固定化材料濃度を変えたこと
により、どちらの反応も効率的に行われると共に、生成
された亜硝酸態窒素や硝酸態窒素により反応槽１４のｐ
Ｈを下げることにより好気脱窒を促進させる。また、生
成した亜硝酸態窒素や硝酸態窒素は、循環配管３８を介
して脱窒槽３６に戻されることにより嫌気脱窒で窒素ガ
スに還元される。

【００３０】

【実施例】

（実施例１）実施例１では、図２に示したように反応槽
に硝化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌を包括固定した担
体を収納して好気的な処理を行った。比較例として担体
中に鉄酸化細菌を有しない従来の担体を曝気槽に投入し
て好気的な処理を行った。

【００３１】表１は、実施例１の反応槽に投入した包括
固定化担体、及び比較例で曝気槽に投入した包括固定化
担体の組成である。

【００３２】

【表１】（表１）担体の組成表２は、原水のアンモニア濃度及び運転条件である。但
し、原水は、有機物を含まない無機合成廃水を用いた。

【００３３】

【表２】（表２）原水及び運転条件その結果、比較例の処理水の水質は、ＮＨ₄-Ｎ濃度１mg
／l 以下、ＮＨ₂ＯＨ濃度１mg／l 以下、ＮＯ₂-Ｎ濃度
１０mg／l 、ＮＯ₃-Ｎ濃度９〜１０mg／l であった。こ
の結果から分かるように、担体中に鉄酸化細菌を有しな
いために好気的な脱窒反応は全く進行していなかった。
従って、廃水の総窒素濃度を低減することはできなかっ
た。

【００３４】これに対し、実施例１の処理水の水質は、
ＮＨ₄-Ｎ濃度１mg／l 以下、ＮＨ₂ＯＨ濃度１mg／l 以
下、ＮＯ₂-Ｎ濃度１mg／l 以下、ＮＯ₃-Ｎ濃度１mg／l
以下であり、総窒素濃度でも２mg／l 以下であった。こ
こで、原水のＮＨ₄-Ｎ濃度と処理水の総窒素濃度の差が
本発明の処理方法、即ちＮＨ₄→ＮＨ₂ＯＨ→Ｎ₂の反
応経路を経て除去された窒素の量と言える。従って、原
水ＮＨ₄-Ｎ濃度１０mg／l から処理水の総窒素濃度２mg
／l （ＮＨ₄-Ｎ濃度、ＮＯ₃-Ｎ濃度、ＮＨ₂ＯＨ濃度及
びＮＯ₃-Ｎ濃度の合計）以下を引いた８mg／l 以上がＮ
Ｈ₄→ＮＨ₂ＯＨ→Ｎ₂の反応経路により好気的に脱窒
されたことになり、窒素除去率は８０％以上であった。
このことから硝化細菌と鉄酸化細菌とによる好気的な脱
窒が行われていることが立証された。また、この好気的
な脱窒には、従来の嫌気的な脱窒に必須なメタノール等
の水素供与体を必要としないことも立証された。（実施例２）実施例２は、図３に示したようにアンモニ
ア含有廃水が流入する反応槽内に、硝化細菌を包括固定
した第１の担体と、硝化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌
を包括固定した第２の担体の両方を共存させたものであ
る。

【００３５】表３は、反応槽に投入した第１の担体と第
２の担体の組成である。

【００３６】

【表３】（表３）担体の組成試験に供した原水は実施例１と同じ無機合成廃水を使用
した。また、運転条件は、負荷を０．３０（kg/m³.日）
した以外は実施例１と同様である。

【００３７】その結果、実施例２の処理水の水質は、Ｎ
Ｈ₄-Ｎ濃度１mg／l 以下、ＮＨ₂ＯＨ濃度１mg／l 以
下、ＮＯ₂-Ｎ濃度１mg／l 以下、ＮＯ₃-Ｎ濃度１mg／l
以下で総窒素濃度でも２mg／l 以下であった。従って、
原水ＮＨ₄-Ｎ濃度１０mg／l から処理水の総窒素濃度２
mg／l 以下を引いた８mg／l 以上が好気性の脱窒により
除去されたことになり、窒素除去率は８０％以上になっ
た。（実施例３）実施例３は、図４に示したようにアンモニ
ア含有廃水が流入する反応槽内に、硝化細菌を包括固定
した第１の担体と、硝化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌
を包括固定した第２の担体と、脱窒細菌を包括固定した
第３の担体を共存させたものである。

【００３８】表４は、反応槽に投入した第１、第２及び
第３の担体の組成である。

【００３９】

【表４】（表４）担体の組成試験に供した原水は実施例１と同じ無機合成廃水を使用
した。また、運転条件は、負荷を０．４０（kg/m³.日）
した以外は実施例１と同様である。

【００４０】その結果、実施例３の処理水の水質は、Ｎ
Ｈ₄-Ｎ濃度１mg／l 以下、ＮＨ₂ＯＨ濃度１mg／l 以
下、ＮＯ₂-Ｎ濃度１mg／l 以下、ＮＯ₃-Ｎ濃度１mg／l
以下で総窒素濃度でも２mg／l 以下であり実施例１及び
２と同様の結果を得た。以上、実施例１〜３は、原水の
ＮＨ₄-Ｎ濃度が１０（mg／l ）と低濃度のものについて
行ったため、略同じ結果となったが、原水のＮＨ₄-Ｎ濃
度が高濃度の場合には、実施例３が一番良く、次に実施
例２が良い結果がでることが推測される。

【００４１】実施例１〜３で好気脱窒が行われることが
立証されたので、次に図５及び図６の装置構成を用いて
実際の下水廃水について行った実施例を説明する。（実施例４）実施例４は、図５の装置構成を用いて行っ
たものであり、硝化槽に投入する第１の担体及び反応槽
に投入する第２の担体は実施例２で説明した第１の担体
及び第２の担体の組成と同様である。

【００４２】表５は、下水廃水の原水のアンモニア濃度
及び運転条件である。

【００４３】

【表５】（表５）原水及び運転条件その結果、実施例４の処理水の水質は、ＮＨ₄-Ｎ濃度１
mg／l 以下、ＮＨ₂ＯＨ濃度１mg／l 以下、ＮＯ₂-Ｎ濃
度１mg／l 以下、ＮＯ₃-Ｎ濃度１mg／l 以下で総窒素濃
度でも２mg／l 以下であり、実際の廃水下水で行った場
合にも良好な結果を得ることができた。また、硝化・脱
窒装置の後段に好気脱窒の反応槽を配設することによ
り、硝化槽から脱窒槽への循環率を１〜２と低減しても
良好な処理水が得られるので、循環に必要な動力比を低
減することができる。（実施例５）実施例５は、図６の装置構成を用いて行っ
たものであり、嫌気脱窒の脱窒槽の後段に、前述したと
同様の第１の担体と第２の担体を共存させた反応槽を配
設し、反応槽から脱窒槽に循環配管を介して液を戻すよ
うにしたものである。比較例として第１の担体のみを反
応槽に添加した場合について行った。

【００４４】原水は、実施例５及び比較例ともに実施例
４で使用した下水廃水と同様である。運転条件は、実施
例５及び比較例ともに滞留時間を脱窒槽３時間、反応槽
３時間としたこと以外は実施例４と同様である。その結
果、比較例の処理水の水質は、ＮＨ₄-Ｎ濃度１mg／l 以
下、ＮＨ₂ＯＨ濃度１mg／l 以下、ＮＯ₂-Ｎ濃度１mg／
l 以下であったが、ＮＯ₃-Ｎ濃度が５〜８mg／l であ
り、総窒素濃度で６〜９mg／l 以下であった。このこと
から、比較例の場合には、原水中に脱窒細菌の栄養源
（水素供与体）としてのＢＯＤ成分が８０〜１２０（mg
／l ）あっても嫌気脱窒が必ずしも十分ではなく、更に
窒素を除去すためにはメタノール等の高価な栄養源を添
加して嫌気脱窒を行う必要がある。

【００４５】これに対し、実施例５の処理水の水質は、
ＮＨ₄-Ｎ濃度１mg／l 以下、ＮＨ₂ＯＨ濃度１mg／l 以
下、ＮＯ₂-Ｎ濃度１mg／l 以下、ＮＯ₃-Ｎ濃度２mg／l
以下で総窒素濃度でも５mg／l 以下であり、窒素除去率
が７５％以上となった。このことは、実施例５の場合に
は、反応槽においてＢＯＤ成分を必要としない好気的な
脱窒が行われることにより、脱窒槽での嫌気的な脱窒の
負荷を低減できるので原水中のＢＯＤ成分でも嫌気脱窒
を十分行うことが可能となり、窒素除去率が高くなった
ものと推察される。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンモニ
ア含有廃水の処理装置によれば、廃水中のアンモニア性
窒素をＮＨ₄→ＮＨ₂ＯＨ→Ｎ₂の反応経路により窒素
ガスに変換することができるので、処理時間を短縮する
ことができる。また、水素供与体としての高価なメタノ
ール等を必要としない少量ですむので、処理コストを大
幅に低減できる。

【００４７】更には、硝化細菌、硝化細菌と鉄酸化細菌
の混成細菌、脱窒細菌にそれぞれ必要な好気条件、微好
気条件、嫌気条件を担体の固定化材料濃度を変えること
で形成したので、各担体を１つの反応槽に共存させて処
理することができる。従って、装置のコンパクト化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、硝化細菌、鉄酸化細菌、脱窒細菌をそ
れぞれ固定化材料に包括固定化する際の固定化材料濃度
と細菌保持量との関係、及び固定化材料濃度と酸素透過
係数との関係を示した図である。

【図２】図２は、本発明のアンモニア含有廃水の処理装
置の第１の実施の形態を説明する断面図

【図３】図３は、本発明のアンモニア含有廃水の処理装
置の第２の実施の形態を説明する断面図

【図４】図４は、本発明のアンモニア含有廃水の処理装
置の第３の実施の形態を説明する断面図

【図５】図５は、本発明のアンモニア含有廃水の処理装
置の第４の実施の形態を説明する断面図

【図６】図６は、本発明のアンモニア含有廃水の処理装
置の第５の実施の形態を説明する断面図

【符号の説明】

１０…アンモニア含有廃水の処理装置１２…原水供給管１４…反応槽１５…硝化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌の担体（第２
の担体）１６、３０…曝気装置１８、３４…スクリーン２０…処理水配管２２…硝化細菌の担体（第１の担体）２４…脱窒細菌の担体（第２の担体）３２、３８…循環配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小笠原多佳子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９−299988（ＪＰ，Ａ) 特開平９−1184（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−101000（ＪＰ，Ａ) 特開平２−207894（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/34 C02F 3/34 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アンモニア含有廃水と、硝化細菌と鉄酸化
細菌との混成細菌を固定化材料濃度１５〜２５％で包括
固定化した担体とを接触させる反応槽と、前記反応槽内にエアを曝気する曝気手段と、から成ることを特徴とするアンモニア含有廃水の処理装
置。
【請求項２】アンモニア含有廃水と、硝化細菌を固定化
材料濃度２５％以下で包括固定化した第１の担体、及び
硝化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌を固定化材料濃度１
５〜２５％で包括固定化した第２の担体とを接触させる
反応槽と、前記反応槽内にエアを曝気する曝気手段と、から成ることを特徴とするアンモニア含有廃水の処理装
置。
【請求項３】アンモニア含有廃水と、硝化細菌を固定化
材料濃度２５％以下で包括固定化した第１の担体、硝化
細菌と鉄酸化細菌との混成細菌を固定化材料濃度１５〜
２５％で包括固定化した第２の担体、及び脱窒細菌を固
定化材料濃度２５〜４５％で包括固定化した第３の担体
とを接触させる反応槽と、前記反応槽内にエアを曝気する曝気手段と、から成ることを特徴とするアンモニア含有廃水の処理装
置。