JP3373104B2 - 水処理方法 - Google Patents
水処理方法Info
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- JP3373104B2 JP3373104B2 JP04172596A JP4172596A JP3373104B2 JP 3373104 B2 JP3373104 B2 JP 3373104B2 JP 04172596 A JP04172596 A JP 04172596A JP 4172596 A JP4172596 A JP 4172596A JP 3373104 B2 JP3373104 B2 JP 3373104B2
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- Japan
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- carrier
- water treatment
- tank
- flow velocity
- nitrification
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水・し尿・産業
排水などの各種排水中に含まれる窒素成分を、微生物固
定化担体を利用することで生物学的に除去する水処理方
法に関する。
排水などの各種排水中に含まれる窒素成分を、微生物固
定化担体を利用することで生物学的に除去する水処理方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水中の窒素成分（有機性窒素、アンモニ
ア性窒素等）は、従来では活性汚泥法や生物膜法により
生物学的に除去されてきたが、より省面積で高負荷処理
が可能な方法として微生物固定化担体を利用する方法が
注目を集めている。この方法は、活性汚泥法のエアレー
ションタンクに微生物固定化担体を投入することで槽内
の微生物濃度を高濃度化し、高負荷処理を可能とする方
式である。特に、硝化脱窒プロセスの硝化槽に担体を投
入することで、生育速度が遅い硝化菌を大量に槽内に維
持できることから、窒素除去プロセスへの適用が活発で
ある。
ア性窒素等）は、従来では活性汚泥法や生物膜法により
生物学的に除去されてきたが、より省面積で高負荷処理
が可能な方法として微生物固定化担体を利用する方法が
注目を集めている。この方法は、活性汚泥法のエアレー
ションタンクに微生物固定化担体を投入することで槽内
の微生物濃度を高濃度化し、高負荷処理を可能とする方
式である。特に、硝化脱窒プロセスの硝化槽に担体を投
入することで、生育速度が遅い硝化菌を大量に槽内に維
持できることから、窒素除去プロセスへの適用が活発で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】微生物固定化担体は、
通常は固定床あるいは流動床としてタンクに充填される
が、反応速度が速い点から流動床として使用される場合
が多い。しかしながら、この場合、硝化能力、閉塞トラ
ブル等を引き起こしてしまうという問題があった。即
ち、従来の都市下水の循環式硝化脱窒処理に適用した場
合は以下の様な問題があった。通常、生物反応タンク
は、脱窒槽、硝化槽の順序で分割配置されており、硝化
槽流出液は脱窒槽に循環され、汚泥は後段の沈殿池から
脱窒槽へ返送される。例えば、硝化槽には直径４ｍｍ、
比重１．０２の微生物付着固定化担体が１６ｖ／ｖ％の
濃度で投入されている。好気槽出口には担体と活性汚泥
を固液分離する目的で、目開２ｍｍ、開口率５０％のウ
ェッジワイヤースクリーンが設置されている装置を都市
下水一次処理水の窒素除去に適用した場合、硝化槽流下
方向の平均液断面流速は３２ｍ／時、スクリーン開口部
における液通過流速は８．０ｃｍ／秒であった。この
時、硝化槽内で固定化担体の濃度に片寄りが生じ、下流
側である担体分離スクリーン近傍では２７ｖ／ｖ％以上
に増加、一方、硝化槽前半部の担体濃度は５ｖ／ｖ％以
下に低下した。その結果、硝化槽全体の硝化能力は設計
値の８０％以下に低下し、併せて担体分離スクリーンに
おける担体の閉塞トラブルが発生した。これらの障害が
生じた原因は、硝化槽内の流下方向の液断面流速が過大
であったこと、及びスクリーンの分離面積が不足し、開
口部における液通過速度が過大であったことが主な原因
と考えられる。
通常は固定床あるいは流動床としてタンクに充填される
が、反応速度が速い点から流動床として使用される場合
が多い。しかしながら、この場合、硝化能力、閉塞トラ
ブル等を引き起こしてしまうという問題があった。即
ち、従来の都市下水の循環式硝化脱窒処理に適用した場
合は以下の様な問題があった。通常、生物反応タンク
は、脱窒槽、硝化槽の順序で分割配置されており、硝化
槽流出液は脱窒槽に循環され、汚泥は後段の沈殿池から
脱窒槽へ返送される。例えば、硝化槽には直径４ｍｍ、
比重１．０２の微生物付着固定化担体が１６ｖ／ｖ％の
濃度で投入されている。好気槽出口には担体と活性汚泥
を固液分離する目的で、目開２ｍｍ、開口率５０％のウ
ェッジワイヤースクリーンが設置されている装置を都市
下水一次処理水の窒素除去に適用した場合、硝化槽流下
方向の平均液断面流速は３２ｍ／時、スクリーン開口部
における液通過流速は８．０ｃｍ／秒であった。この
時、硝化槽内で固定化担体の濃度に片寄りが生じ、下流
側である担体分離スクリーン近傍では２７ｖ／ｖ％以上
に増加、一方、硝化槽前半部の担体濃度は５ｖ／ｖ％以
下に低下した。その結果、硝化槽全体の硝化能力は設計
値の８０％以下に低下し、併せて担体分離スクリーンに
おける担体の閉塞トラブルが発生した。これらの障害が
生じた原因は、硝化槽内の流下方向の液断面流速が過大
であったこと、及びスクリーンの分離面積が不足し、開
口部における液通過速度が過大であったことが主な原因
と考えられる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題は、鋭意検討の
結果、生物反応槽の少なくとも一部領域に、粒状微生物
固定化担体を流動させ、該生物反応槽出口に担体分離装
置を備えた水処理装置において、担体流動部の流下方向
の平均液断面流速及び担体分離装置の液通過速度を制御
して、前記粒状微生物固定化担体の偏在ないし担体分離
装置の閉塞を防止するとともに、担体収納部に水中攪拌
機を設置して、生物反応槽の混合状態をより完全混合状
態に近づけることを特徴とする水処理方法によって達成
された。
結果、生物反応槽の少なくとも一部領域に、粒状微生物
固定化担体を流動させ、該生物反応槽出口に担体分離装
置を備えた水処理装置において、担体流動部の流下方向
の平均液断面流速及び担体分離装置の液通過速度を制御
して、前記粒状微生物固定化担体の偏在ないし担体分離
装置の閉塞を防止するとともに、担体収納部に水中攪拌
機を設置して、生物反応槽の混合状態をより完全混合状
態に近づけることを特徴とする水処理方法によって達成
された。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳述する。本発
明における担体としては、ポリエチレングリコールやポ
リビニルアルコールなどのポリマを主成分とする含水ゲ
ル、或いはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリウレタンなどのプラスチックを粒状に成型した
もの、スポンジ状のウレタンフォームやセルローススポ
ンジが使用できるが、微生物の担持能力が高い粒状物で
あれば必ずしもこれらに限定されるものではない。ま
た、担体の粒径としては２〜８ｍｍ程度が好適である。
投入される担体の嵩濃度は１０〜３０ｖ／ｖ％が好まし
く、更に１０〜２０ｖ／ｖ％が好ましい。この濃度分布
を維持すべく流速が選定される。流下方向の平均液断面
流速は、担体流動部の総流動ＱＴ（原水、返送、循環水
量の合計値等）を流れに対して垂直な流路断面積Ａで除
した（ＱＴ／Ａ）により求まる流速である。この流速は
１０〜３０ｍ／時が適当であり、３０ｍ／時以上では担
体濃度の片寄りが顕著になって、処理性能の低下あるい
は担体の固液分離障害が発生する。１０ｍ／時よりも小
さい場合は、これらの障害は発生しないが、適用可能な
生物反応槽の形状が制約を受ける場合が多くなり、汎用
性にかける。
明における担体としては、ポリエチレングリコールやポ
リビニルアルコールなどのポリマを主成分とする含水ゲ
ル、或いはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリウレタンなどのプラスチックを粒状に成型した
もの、スポンジ状のウレタンフォームやセルローススポ
ンジが使用できるが、微生物の担持能力が高い粒状物で
あれば必ずしもこれらに限定されるものではない。ま
た、担体の粒径としては２〜８ｍｍ程度が好適である。
投入される担体の嵩濃度は１０〜３０ｖ／ｖ％が好まし
く、更に１０〜２０ｖ／ｖ％が好ましい。この濃度分布
を維持すべく流速が選定される。流下方向の平均液断面
流速は、担体流動部の総流動ＱＴ（原水、返送、循環水
量の合計値等）を流れに対して垂直な流路断面積Ａで除
した（ＱＴ／Ａ）により求まる流速である。この流速は
１０〜３０ｍ／時が適当であり、３０ｍ／時以上では担
体濃度の片寄りが顕著になって、処理性能の低下あるい
は担体の固液分離障害が発生する。１０ｍ／時よりも小
さい場合は、これらの障害は発生しないが、適用可能な
生物反応槽の形状が制約を受ける場合が多くなり、汎用
性にかける。
【０００６】また本発明における担体分離装置としては
スクリーンが適切である。スクリーン開口部のスクリー
ン全面積に対する比率（開口率）はスクリーンの目幅等
によって変動し、例えば目幅２ｍｍのスクリーンの開口
率は５０〜６０％が一般的である。開口部の液通過速度
は、スクリーンを通過する全流量を開口部面積で除する
ことによって求まる。液通過速度は４．０〜６．０ｍ／
秒に設定することで効率的な担体の固液分離が可能であ
る。６．０ｍ／秒以上ではスクリーン面に担体が水流に
よって貼り付いた状態となり、固液分離が不能となる。
４．０ｃｍ／秒以下ではスクリーンの大きさが装置全体
に対して過大となり、設計上、非効率的になる。また本
発明では、担体収納部に水中攪拌機を設置することによ
って生物反応槽の混合状態をより安全混合状態に近づけ
ることにより、装置の運転をより安定したものにでき
る。
スクリーンが適切である。スクリーン開口部のスクリー
ン全面積に対する比率（開口率）はスクリーンの目幅等
によって変動し、例えば目幅２ｍｍのスクリーンの開口
率は５０〜６０％が一般的である。開口部の液通過速度
は、スクリーンを通過する全流量を開口部面積で除する
ことによって求まる。液通過速度は４．０〜６．０ｍ／
秒に設定することで効率的な担体の固液分離が可能であ
る。６．０ｍ／秒以上ではスクリーン面に担体が水流に
よって貼り付いた状態となり、固液分離が不能となる。
４．０ｃｍ／秒以下ではスクリーンの大きさが装置全体
に対して過大となり、設計上、非効率的になる。また本
発明では、担体収納部に水中攪拌機を設置することによ
って生物反応槽の混合状態をより安全混合状態に近づけ
ることにより、装置の運転をより安定したものにでき
る。
【０００７】本発明によって、固定化担体の濃度の下流
側への片寄りを未然に防止でき、生物反応槽全体におい
てより高い処理速度を得ることができる。また、担体分
離装置における担体の固液分離を安定して行うことがで
きる。図１に発明者らが実施した硝化槽の平均液断面流
速と担体濃度分布の関係を示す。図２に、平均液断面流
速と硝化槽の硝化速度の関係を示す。これらの図から、
担体濃度分布の形成が著しいほど、全体の硝化速度が低
下すること、平均液断面流速としては１０〜３０ｍ／時
が適切であることがわかる。表１にスクリーン開口部の
液通過流速と担体分離状況の関係を示す。
側への片寄りを未然に防止でき、生物反応槽全体におい
てより高い処理速度を得ることができる。また、担体分
離装置における担体の固液分離を安定して行うことがで
きる。図１に発明者らが実施した硝化槽の平均液断面流
速と担体濃度分布の関係を示す。図２に、平均液断面流
速と硝化槽の硝化速度の関係を示す。これらの図から、
担体濃度分布の形成が著しいほど、全体の硝化速度が低
下すること、平均液断面流速としては１０〜３０ｍ／時
が適切であることがわかる。表１にスクリーン開口部の
液通過流速と担体分離状況の関係を示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【実施例】以下に、本発明と従来法を、都市下水一次処
理水の硝化脱窒処理へ適用した実施例を示す。下記にお
いて、Ａ系列は本発明を表し、Ｂ系列は従来法（比較
例）を表す。実施の条件を以下に示す。
理水の硝化脱窒処理へ適用した実施例を示す。下記にお
いて、Ａ系列は本発明を表し、Ｂ系列は従来法（比較
例）を表す。実施の条件を以下に示す。
【００１０】（１）設計条件
・日最大汚水量：Ｑ＝４８００ｍ3／ｄ
・下水一次処理水の水質：ＢＯＤ＝１２０ｍｇ／ｌ、Ｔ
−Ｎ＝３５ｍｇ／ｌ ・目標水質：ＢＯＤ＜１０ｍｇ／ｌ、Ｔ−Ｎ＝１０ｍｇ
／ｌ ・水温：１５℃ （２）処理フロート（Ａ，Ｂ系列同じ）は図３の通りで
ある。 （３）生物反応タンクの設計諸元は表２、表３に示す。
−Ｎ＝３５ｍｇ／ｌ ・目標水質：ＢＯＤ＜１０ｍｇ／ｌ、Ｔ−Ｎ＝１０ｍｇ
／ｌ ・水温：１５℃ （２）処理フロート（Ａ，Ｂ系列同じ）は図３の通りで
ある。 （３）生物反応タンクの設計諸元は表２、表３に示す。
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】（４）固定化担体
・ポリエチレングリコール製の親水性ゲル
・直径４．０〜４．４ｍｍ、比重１．０２
・投入濃度：硝化槽に対して見かけの嵩濃度１６ｖ／ｖ
％ Ａ系列とＢ系列の運転結果を表４に示す。
％ Ａ系列とＢ系列の運転結果を表４に示す。
【００１４】
【表４】
【００１５】このように、本願発明により担体投入法の
硝化能力を効率よく発揮し、安定な運転が可能であっ
た。
硝化能力を効率よく発揮し、安定な運転が可能であっ
た。
【００１６】
【発明の効果】本願発明により、固定化担体を利用する
生物処理装置において、微生物固定化担体の偏在及び担
体分離装置の閉塞を効果的に防止し、排水中の窒素成分
を高速かつ安定的に除去することが可能になる。
生物処理装置において、微生物固定化担体の偏在及び担
体分離装置の閉塞を効果的に防止し、排水中の窒素成分
を高速かつ安定的に除去することが可能になる。
【図１】硝化槽の平均液断面流速と担体濃度分布の関係
を示す。
を示す。
【図２】平均液断面流速と硝化槽の硝化速度の関係を示
す。
す。
【図３】本発明の水処理方法のフロ−図を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−328097（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−100485（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−275886（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 3/08
C02F 3/34 101
Claims (2)
- 【請求項１】 生物反応槽の少なくとも一部領域に、粒
状微生物固定化担体を流動させ、該生物反応槽出口に担
体分離装置を備えた水処理装置において、担体流動部の
流下方向の平均液断面流速及び担体分離装置の液通過速
度を制御して、前記粒状微生物固定化担体の偏在ないし
担体分離装置の閉塞を防止するとともに、担体収納部に
水中攪拌機を設置して、生物反応槽の混合状態をより完
全混合状態に近づけることを特徴とする水処理方法。 - 【請求項２】 該平均液断面流速が１０〜３０ｍ／時で
あり、該担体分離装置の液通過速度が４．０〜６．０ｃ
ｍ／秒であることを特徴とする請求項１に記載の水処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04172596A JP3373104B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04172596A JP3373104B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 水処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09225495A JPH09225495A (ja) | 1997-09-02 |
| JP3373104B2 true JP3373104B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=12616407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04172596A Expired - Lifetime JP3373104B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3373104B2 (ja) |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP04172596A patent/JP3373104B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09225495A (ja) | 1997-09-02 |
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