JP3395275B2 - 生物濾過装置 - Google Patents
生物濾過装置Info
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- biological
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生物濾過装置に係り、特
に下水、し尿、産業排水などを受け入れて、含有される
窒素を、充填材に固定又は付着増殖させた微生物により
除去するための生物濾過装置であって、硝化槽内での硝
酸塩の生成によるｐＨの低下を防止して、硝化細菌の活
性低下を防ぎ、効率の良い硝化反応を維持可能な生物濾
過装置に関する。
に下水、し尿、産業排水などを受け入れて、含有される
窒素を、充填材に固定又は付着増殖させた微生物により
除去するための生物濾過装置であって、硝化槽内での硝
酸塩の生成によるｐＨの低下を防止して、硝化細菌の活
性低下を防ぎ、効率の良い硝化反応を維持可能な生物濾
過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水、し尿、産業排水などの下排水中の
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、これらの排水中からの
窒素除去技術としては、微生物を利用した硝化・脱窒法
が最も実績が多く、信頼性の高い技術である。微生物に
よる硝化・脱窒反応は、NitrosomonasやNitrobacter な
どの硝化細菌によるアンモニアからの硝酸化反応（ＮＯ
2 -，ＮＯ3 -の生成）と、脱窒細菌による硝酸呼吸、即ち
硝酸、亜硝酸の窒素への還元反応を組み合わせたもので
ある。このような硝化・脱窒法に関しては、浮遊菌を用
いた浮遊法、及び担体の表面に菌体を付着増殖させる固
定床法、又は生物濾過法と称される技術が実用化されて
いる。特に、後者の技術は、増殖速度の小さな硝化細菌
を反応槽内に保持する能力において、前者よりも優れて
いるため、高効率の硝化・脱窒技術として注目されてい
る。
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、これらの排水中からの
窒素除去技術としては、微生物を利用した硝化・脱窒法
が最も実績が多く、信頼性の高い技術である。微生物に
よる硝化・脱窒反応は、NitrosomonasやNitrobacter な
どの硝化細菌によるアンモニアからの硝酸化反応（ＮＯ
2 -，ＮＯ3 -の生成）と、脱窒細菌による硝酸呼吸、即ち
硝酸、亜硝酸の窒素への還元反応を組み合わせたもので
ある。このような硝化・脱窒法に関しては、浮遊菌を用
いた浮遊法、及び担体の表面に菌体を付着増殖させる固
定床法、又は生物濾過法と称される技術が実用化されて
いる。特に、後者の技術は、増殖速度の小さな硝化細菌
を反応槽内に保持する能力において、前者よりも優れて
いるため、高効率の硝化・脱窒技術として注目されてい
る。
【０００３】ところで、下記の反応式に示す如く、硝化
反応におけるアンモニアからの亜硝酸（ＮＯ2 -）、硝酸
（ＮＯ3 -）の生成反応に伴って、水素イオンが生成され
るため、反応槽内においてｐＨは低下する。
反応におけるアンモニアからの亜硝酸（ＮＯ2 -）、硝酸
（ＮＯ3 -）の生成反応に伴って、水素イオンが生成され
るため、反応槽内においてｐＨは低下する。
【０００４】
ＮＨ4+＋3/2 Ｏ2 →ＮＯ2-＋２Ｈ+ ＋Ｈ2 Ｏ
ＮＯ2-＋1/2 Ｏ2 →ＮＯ3 -
硝化細菌の最適ｐＨは７〜８．５で、ｐＨが６以下では
殆ど硝化反応は進まないため、通常は、硝化槽内におい
てアルカリを添加してｐＨを７以上に維持する。
殆ど硝化反応は進まないため、通常は、硝化槽内におい
てアルカリを添加してｐＨを７以上に維持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固定床
又は生物濾過型の反応槽は、槽内がプラグフロー（押し
出し流れ）の状態に近いため、反応槽の入口から出口に
かけてｐＨの低下が起こる。この場合、入口でアルカリ
をＮａＯＨなどの形で添加してｐＨを一時的に上昇させ
ても、硝酸化の進行に伴ってアルカリが消費されてしま
うため、ｐＨ低下が起こる。このｐＨ低下を見込んで、
入口でｐＨを９以上の高ｐＨ域とすると、硝化細菌の活
性が低下するという不具合がある。
又は生物濾過型の反応槽は、槽内がプラグフロー（押し
出し流れ）の状態に近いため、反応槽の入口から出口に
かけてｐＨの低下が起こる。この場合、入口でアルカリ
をＮａＯＨなどの形で添加してｐＨを一時的に上昇させ
ても、硝酸化の進行に伴ってアルカリが消費されてしま
うため、ｐＨ低下が起こる。このｐＨ低下を見込んで、
入口でｐＨを９以上の高ｐＨ域とすると、硝化細菌の活
性が低下するという不具合がある。
【０００６】この問題の対応策としては、重炭酸塩など
の緩衝能を有するアルカリを入口に添加する方法がある
が、重曹、炭酸ナトリウム等の粉体を中和用に使用する
ためには、この粉体を貯留するサイロやこれを溶解する
設備などの設備コストが極めて高くつき、ＮａＯＨによ
る中和と比較してコスト面で不利である。
の緩衝能を有するアルカリを入口に添加する方法がある
が、重曹、炭酸ナトリウム等の粉体を中和用に使用する
ためには、この粉体を貯留するサイロやこれを溶解する
設備などの設備コストが極めて高くつき、ＮａＯＨによ
る中和と比較してコスト面で不利である。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、硝化
槽内での硝酸塩の生成によるｐＨの低下を防止して、硝
化細菌の活性低下を防ぎ、効率の良い硝化反応を維持可
能な生物濾過装置を提供することを目的とする。
槽内での硝酸塩の生成によるｐＨの低下を防止して、硝
化細菌の活性低下を防ぎ、効率の良い硝化反応を維持可
能な生物濾過装置を提供することを目的とする。
【０００８】請求項１の生物濾過装置は、槽内に生物濾
層が形成された、上向流又は下向流処理の生物濾過装置
において、該槽から排出される処理水の一部をｐＨ調整
する手段と、ｐＨ調整された液を生物濾層の上下方向の
中間位置付近に導入する手段とを備えてなることを特徴
とする。
層が形成された、上向流又は下向流処理の生物濾過装置
において、該槽から排出される処理水の一部をｐＨ調整
する手段と、ｐＨ調整された液を生物濾層の上下方向の
中間位置付近に導入する手段とを備えてなることを特徴
とする。
【０００９】請求項３の生物濾過装置は、槽内に生物濾
層が形成された、上向流又は下向流処理の生物濾過装置
において、該生物濾層形成域内の液を抜き出す手段と、
抜き出された液をｐＨ調整する手段と、ｐＨ調整後の液
を生物濾層形成域内の前記液の抜き出し位置よりも下流
側に戻す手段とを備えてなることを特徴とする。
層が形成された、上向流又は下向流処理の生物濾過装置
において、該生物濾層形成域内の液を抜き出す手段と、
抜き出された液をｐＨ調整する手段と、ｐＨ調整後の液
を生物濾層形成域内の前記液の抜き出し位置よりも下流
側に戻す手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】なお、本発明において、ｐＨ調整用のアル
カリとしては、ＮａＯＨ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，Ｃａ（ＯＨ）
2 などのアルカリを用いることができるが、前述の如
く、ｐＨ調整及び残留アルカリ度の面からは重曹やＮａ
2 ＣＯ3 が望ましいものの、注入設備コストの面からは
ＮａＯＨが最も効率的かつ経済的である。
カリとしては、ＮａＯＨ，Ｎａ2 ＣＯ3 ，Ｃａ（ＯＨ）
2 などのアルカリを用いることができるが、前述の如
く、ｐＨ調整及び残留アルカリ度の面からは重曹やＮａ
2 ＣＯ3 が望ましいものの、注入設備コストの面からは
ＮａＯＨが最も効率的かつ経済的である。
【００１１】
【作用】本発明の生物濾過装置にあっては、生物濾層形
成域内にｐＨ調整された液を導入することにより、該導
入部より下流側の生物濾層内を容易に反応に好適なｐＨ
条件に維持することができる。
成域内にｐＨ調整された液を導入することにより、該導
入部より下流側の生物濾層内を容易に反応に好適なｐＨ
条件に維持することができる。
【００１２】特に、請求項１の生物濾過装置において
は、処理水の一部を原水導入側に循環する場合におい
て、その循環液の一部を分取してｐＨ調整後生物濾過層
の上下方向の中間位置付近に導入するようにすることに
より、相対的に原水導入側へ循環させる液量を低減し、
原水導入部での圧力損失の低減を図ることができる。ま
た、この場合には、循環ラインに分岐して生物濾過層の
上下方向の中間位置付近に液を導入する配管を設け、こ
の配管にｐＨ調整手段を設けるのみで良く、既存設備へ
の適用も容易で設備コストが比較的廉価である。
は、処理水の一部を原水導入側に循環する場合におい
て、その循環液の一部を分取してｐＨ調整後生物濾過層
の上下方向の中間位置付近に導入するようにすることに
より、相対的に原水導入側へ循環させる液量を低減し、
原水導入部での圧力損失の低減を図ることができる。ま
た、この場合には、循環ラインに分岐して生物濾過層の
上下方向の中間位置付近に液を導入する配管を設け、こ
の配管にｐＨ調整手段を設けるのみで良く、既存設備へ
の適用も容易で設備コストが比較的廉価である。
【００１３】特に、請求項２の生物濾過装置において
は、生物濾層形成域から抜き出してｐＨ調整する液量を
調節することにより、生物濾層内のｐＨを確実かつ効率
的に最適範囲に調整することができる。
は、生物濾層形成域から抜き出してｐＨ調整する液量を
調節することにより、生物濾層内のｐＨを確実かつ効率
的に最適範囲に調整することができる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の生物濾過装置
の実施例について詳細に説明する。
の実施例について詳細に説明する。
【００１５】図１は請求項１の生物濾過装置の一実施例
を示す系統図、図２は請求項２の生物濾過装置の一実施
例を示す系統図である。
を示す系統図、図２は請求項２の生物濾過装置の一実施
例を示す系統図である。
【００１６】図１に示す生物濾過装置は、槽内で硝化反
応を行なわせるための硝化槽１と、この硝化槽１内に充
填材により形成された生物濾層（生物濾層形成域）２
と、硝化槽１の底部に原水を供給する配管３と、硝化槽
１の下部に空気を供給するエア供給配管４と、硝化槽１
の上部より処理水を取り出す配管５と、処理水の一部を
硝化槽１下部に循環する循環配管６と、循環水の一部を
分取して生物濾層２内に戻すための配管７と、この配管
７内の液のｐＨを測定してアルカリ貯槽８内のアルカリ
を添加する、ｐＨ計９Ａと配管９ＢとからなるｐＨ調整
装置９と、配管３内の液のｐＨを測定してアルカリ貯槽
８内のアルカリを添加する、ｐＨ計１０Ａと配管１０Ｂ
とからなるｐＨ調整装置１０とから構成されている。
応を行なわせるための硝化槽１と、この硝化槽１内に充
填材により形成された生物濾層（生物濾層形成域）２
と、硝化槽１の底部に原水を供給する配管３と、硝化槽
１の下部に空気を供給するエア供給配管４と、硝化槽１
の上部より処理水を取り出す配管５と、処理水の一部を
硝化槽１下部に循環する循環配管６と、循環水の一部を
分取して生物濾層２内に戻すための配管７と、この配管
７内の液のｐＨを測定してアルカリ貯槽８内のアルカリ
を添加する、ｐＨ計９Ａと配管９ＢとからなるｐＨ調整
装置９と、配管３内の液のｐＨを測定してアルカリ貯槽
８内のアルカリを添加する、ｐＨ計１０Ａと配管１０Ｂ
とからなるｐＨ調整装置１０とから構成されている。
【００１７】本実施例の生物濾過装置においては、原水
は配管３より、後述の循環水と共に、ｐＨ調整装置１０
で必要に応じてＮａＯＨ等のアルカリを添加されてｐＨ
７〜９程度調整された後、硝化槽１の底部に導入され、
上向流にて生物濾層２を通過して硝化処理され、処理水
の一部は配管６より循環水として配管３に返送され、残
部は配管５より系外へ排出される。
は配管３より、後述の循環水と共に、ｐＨ調整装置１０
で必要に応じてＮａＯＨ等のアルカリを添加されてｐＨ
７〜９程度調整された後、硝化槽１の底部に導入され、
上向流にて生物濾層２を通過して硝化処理され、処理水
の一部は配管６より循環水として配管３に返送され、残
部は配管５より系外へ排出される。
【００１８】ところで、原水は生物濾層２を通過する間
に、エア供給配管４より供給される空気により、含有さ
れるアンモニアや有機態の窒素が酸化されて亜硝酸（Ｎ
Ｏ2 -），硝酸（ＮＯ3 -）が生成する。これに伴い、原水
中のアルカリ度が消費され、原水中のアルカリ度が低い
場合にはｐＨ低下により、通常の場合、ｐＨが６以下に
なると槽内の硝化反応は停止するが、本実施例において
は、前述の循環の一部を配管６より分取して、ｐＨ調整
装置９でＮａＯＨ等のアルカリを添加してｐＨ７〜１１
程度に調整した後、このｐＨ低下の起こる生物濾層２の
中間部に導入する。このため、この導入部よりも下流の
生物濾層２におけるｐＨ低下を防止することができる。
に、エア供給配管４より供給される空気により、含有さ
れるアンモニアや有機態の窒素が酸化されて亜硝酸（Ｎ
Ｏ2 -），硝酸（ＮＯ3 -）が生成する。これに伴い、原水
中のアルカリ度が消費され、原水中のアルカリ度が低い
場合にはｐＨ低下により、通常の場合、ｐＨが６以下に
なると槽内の硝化反応は停止するが、本実施例において
は、前述の循環の一部を配管６より分取して、ｐＨ調整
装置９でＮａＯＨ等のアルカリを添加してｐＨ７〜１１
程度に調整した後、このｐＨ低下の起こる生物濾層２の
中間部に導入する。このため、この導入部よりも下流の
生物濾層２におけるｐＨ低下を防止することができる。
【００１９】この場合、ｐＨ調整装置９によるｐＨ調整
は、ｐＨ調整水の導入部である、ｐＨ調整水と槽内液の
混合部ＸにおけるｐＨができるだけ高くなるように、か
つ、硝化細菌の活性低下が起こることのないｐＨ、即
ち、ｐＨ８．５〜９程度となるように行なうのが好まし
い。この混合部ＸのｐＨが低過ぎても高過ぎても、生物
濾層２内の硝化反応に悪影響を及ぼすため好ましくな
い。このため、この混合部Ｘの若干下流側にモニター用
の水抜き配管１１を設け、槽内液を引き抜いてｐＨ計１
１ＡによりｐＨを確認するようにして、原水性状に応じ
て、ｐＨ調整装置９による調整ｐＨや循環水の分取量を
適宜調整するようにしても良い。
は、ｐＨ調整水の導入部である、ｐＨ調整水と槽内液の
混合部ＸにおけるｐＨができるだけ高くなるように、か
つ、硝化細菌の活性低下が起こることのないｐＨ、即
ち、ｐＨ８．５〜９程度となるように行なうのが好まし
い。この混合部ＸのｐＨが低過ぎても高過ぎても、生物
濾層２内の硝化反応に悪影響を及ぼすため好ましくな
い。このため、この混合部Ｘの若干下流側にモニター用
の水抜き配管１１を設け、槽内液を引き抜いてｐＨ計１
１ＡによりｐＨを確認するようにして、原水性状に応じ
て、ｐＨ調整装置９による調整ｐＨや循環水の分取量を
適宜調整するようにしても良い。
【００２０】なお、引き抜いた槽内液は原水側に返送す
れば良い。
れば良い。
【００２１】請求項１の発明において、循環水の一部を
ｐＨ調整した後、硝化槽下部ではなく、生物濾層の中間
部に導入するのは、 ｐＨの低下する生物濾層中間部のｐＨをできるだけ
高く維持する。 循環水を原水導入側へ循環する場合の圧力損失の増
大を防ぎ、生物濾層導入側（図１においては生物濾層２
下部）付近の最も圧力損失の上昇しやすい位置での流速
上昇を避ける。 ためである。
ｐＨ調整した後、硝化槽下部ではなく、生物濾層の中間
部に導入するのは、 ｐＨの低下する生物濾層中間部のｐＨをできるだけ
高く維持する。 循環水を原水導入側へ循環する場合の圧力損失の増
大を防ぎ、生物濾層導入側（図１においては生物濾層２
下部）付近の最も圧力損失の上昇しやすい位置での流速
上昇を避ける。 ためである。
【００２２】従って、循環の一部をｐＨ調整後生物濾層
に導入する位置は、生物濾層内の最もｐＨ低下の起こり
易い箇所、即ち、生物濾層の上下方向の中間位置付近と
する。なお、このｐＨ調整水の導入は、生物濾層のうち
の上下方向の複数箇所に行なっても良い。
に導入する位置は、生物濾層内の最もｐＨ低下の起こり
易い箇所、即ち、生物濾層の上下方向の中間位置付近と
する。なお、このｐＨ調整水の導入は、生物濾層のうち
の上下方向の複数箇所に行なっても良い。
【００２３】なお、図１に示す装置において、ｐＨ調整
装置１０は必ずしも必要とはされず、原水のｐＨ範囲に
よってなくても良い。また、本発明は図１に示すような
上向流処理に限らず、下向流処理にも同様に適用するこ
とができる。
装置１０は必ずしも必要とはされず、原水のｐＨ範囲に
よってなくても良い。また、本発明は図１に示すような
上向流処理に限らず、下向流処理にも同様に適用するこ
とができる。
【００２４】また、図１は、硝化反応のみを行なうもの
について示したが、本発明は一つの槽内で硝化反応と脱
窒反応とを行なう生物濾過装置にも適用することができ
る。この場合には、硝化の終了した硝酸含有液を脱窒部
に返送する必要がある。また、この場合には、エア供給
配管は、硝化部の生物濾層下部であって、脱窒部の上部
に設置し、生物濾層の下部の脱窒部は嫌気状態に維持す
る必要がある。
について示したが、本発明は一つの槽内で硝化反応と脱
窒反応とを行なう生物濾過装置にも適用することができ
る。この場合には、硝化の終了した硝酸含有液を脱窒部
に返送する必要がある。また、この場合には、エア供給
配管は、硝化部の生物濾層下部であって、脱窒部の上部
に設置し、生物濾層の下部の脱窒部は嫌気状態に維持す
る必要がある。
【００２５】また、本発明は反応槽を２槽直列に並べて
第１槽で脱窒、第２槽で硝化を行なわせ、第２槽の硝化
槽の処理水を第１槽に循環させる硝化・脱窒装置におけ
る、第２槽の硝化槽に有効に適用可能である。
第１槽で脱窒、第２槽で硝化を行なわせ、第２槽の硝化
槽の処理水を第１槽に循環させる硝化・脱窒装置におけ
る、第２槽の硝化槽に有効に適用可能である。
【００２６】次に、図２を参照して請求項２の生物濾過
装置について説明する。なお、図２において、図１に示
す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してあ
る。
装置について説明する。なお、図２において、図１に示
す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してあ
る。
【００２７】図２に示す生物濾過装置は、硝化槽１内の
生物濾層形成域２に、充填材により上下方向に２層に生
物濾層２Ａ，２Ｂが分画形成されており、この生物濾層
２Ａと生物濾層２Ｂとの間の位置から槽内液を循環ポン
プ７ａを備える配管７Ａより引き抜いて、ｐＨ調整後、
生物濾層２Ａの下部に配管７Ｂより戻すようにしたもの
である。
生物濾層形成域２に、充填材により上下方向に２層に生
物濾層２Ａ，２Ｂが分画形成されており、この生物濾層
２Ａと生物濾層２Ｂとの間の位置から槽内液を循環ポン
プ７ａを備える配管７Ａより引き抜いて、ｐＨ調整後、
生物濾層２Ａの下部に配管７Ｂより戻すようにしたもの
である。
【００２８】本実施例の生物濾過装置においては、原水
は配管３より、後述の循環水と共に硝化槽１の下部に導
入され、上向流にて生物濾層２Ｂ，２Ａを順次通過し、
この間、エア供給配管４により供給される空気により、
含有されるアンモニアや有機態の窒素が酸化されて亜硝
酸（ＮＯ2 -）、硝酸（ＮＯ3 -）が生成する。これに伴
い、原水中のアルカリ度が消費され、原水中のアルカリ
度が低い場合にはｐＨ低下により、通常の場合、ｐＨが
６以下になると槽内の硝化反応は停止するが、本実施例
においては、生物濾層２Ｂと生物濾層２Ａとの間の位置
から、反応によりｐＨが低下ないし低下しつつある槽内
液を配管７Ａより抜き出してｐＨ調整装置９によりＮａ
ＯＨ等のアルカリを配管９Ｂより添加してｐＨを上昇さ
せた後、再び配管７Ｂより生物濾層２Ａの下部に戻す。
このため、この戻し配管７Ｂより下流の生物濾層２Ａ内
のｐＨを上昇させて、良好な硝化反応を継続させること
ができる。
は配管３より、後述の循環水と共に硝化槽１の下部に導
入され、上向流にて生物濾層２Ｂ，２Ａを順次通過し、
この間、エア供給配管４により供給される空気により、
含有されるアンモニアや有機態の窒素が酸化されて亜硝
酸（ＮＯ2 -）、硝酸（ＮＯ3 -）が生成する。これに伴
い、原水中のアルカリ度が消費され、原水中のアルカリ
度が低い場合にはｐＨ低下により、通常の場合、ｐＨが
６以下になると槽内の硝化反応は停止するが、本実施例
においては、生物濾層２Ｂと生物濾層２Ａとの間の位置
から、反応によりｐＨが低下ないし低下しつつある槽内
液を配管７Ａより抜き出してｐＨ調整装置９によりＮａ
ＯＨ等のアルカリを配管９Ｂより添加してｐＨを上昇さ
せた後、再び配管７Ｂより生物濾層２Ａの下部に戻す。
このため、この戻し配管７Ｂより下流の生物濾層２Ａ内
のｐＨを上昇させて、良好な硝化反応を継続させること
ができる。
【００２９】なお、配管７Ａより抜き出す槽内液の量及
び調整ｐＨ値は、原水のアルカリ度及びアンモニア濃度
に応じて、硝化反応が円滑に進行するように適宜決定さ
れる。
び調整ｐＨ値は、原水のアルカリ度及びアンモニア濃度
に応じて、硝化反応が円滑に進行するように適宜決定さ
れる。
【００３０】図２において、抜き出し配管７Ａは戻し配
管７Ｂの上流側に設けられているが、本発明において
は、このように、ｐＨ調整後の液を生物濾層形成域の抜
き出し位置よりも下流側に戻すようにする。
管７Ｂの上流側に設けられているが、本発明において
は、このように、ｐＨ調整後の液を生物濾層形成域の抜
き出し位置よりも下流側に戻すようにする。
【００３１】また、図２においては、生物濾層を上下方
向に２層に分画形成し、その中間の位置より槽内液を抜
き出しているが、生物濾層を分画形成することなく、生
物濾層内から直接ストレーナー等を介して槽内液を抜き
出すこともできる。
向に２層に分画形成し、その中間の位置より槽内液を抜
き出しているが、生物濾層を分画形成することなく、生
物濾層内から直接ストレーナー等を介して槽内液を抜き
出すこともできる。
【００３２】更に、槽内液の抜き出しは、１箇所に限ら
ず、原水のアルカリ度やアンモニア濃度によっては上下
方向の２箇所以上から抜き出し、各々、或いは、併せて
ｐＨ調整後、当該抜き出し部よりも下流側の生物濾層形
成域に戻すようにしても良い。この戻し位置も生物濾層
形成域の上下方向の２箇所以上であっても良い。
ず、原水のアルカリ度やアンモニア濃度によっては上下
方向の２箇所以上から抜き出し、各々、或いは、併せて
ｐＨ調整後、当該抜き出し部よりも下流側の生物濾層形
成域に戻すようにしても良い。この戻し位置も生物濾層
形成域の上下方向の２箇所以上であっても良い。
【００３３】請求項２の生物濾過装置においても、図２
に示すような上向流処理に限らず、下向流処理にも同様
に適用することができる。
に示すような上向流処理に限らず、下向流処理にも同様
に適用することができる。
【００３４】また、請求項２の生物濾過装置について
も、請求項１の生物濾過装置と同様、硝化反応のみを行
なうものに限らず、一つの槽内で硝化反応と脱窒反応と
を行なう生物濾過装置にも適用することができる。
も、請求項１の生物濾過装置と同様、硝化反応のみを行
なうものに限らず、一つの槽内で硝化反応と脱窒反応と
を行なう生物濾過装置にも適用することができる。
【００３５】更に、反応槽を２槽直列に並べて第１槽で
脱窒、第２槽で硝化を行なわせ、第２槽の硝化槽の処理
水を第１槽に循環させる硝化・脱窒装置における第２槽
の硝化槽にも有効に適用可能である。
脱窒、第２槽で硝化を行なわせ、第２槽の硝化槽の処理
水を第１槽に循環させる硝化・脱窒装置における第２槽
の硝化槽にも有効に適用可能である。
【００３６】以下に具体的な実施例及び比較例を挙げ
て、本発明をより詳細に説明する。
て、本発明をより詳細に説明する。
【００３７】実施例１
図１に示す装置により、内径４００ｍｍ、高さ５０００
ｍｍ（６２８リットル容）のカラムに、粒径３．５ｍｍ
の球形の浮上性濾材を３ｍ高さに充填したものを硝化槽
１とし、下記水質の廃水（某自動車工場の総合廃水の活
性汚泥処理水）に硫酸アンモニウムをＮＨ4 −Ｎとして
１００ｍｇ／ｌ添加した合成廃水を原水として硝化実験
を行なった。
ｍｍ（６２８リットル容）のカラムに、粒径３．５ｍｍ
の球形の浮上性濾材を３ｍ高さに充填したものを硝化槽
１とし、下記水質の廃水（某自動車工場の総合廃水の活
性汚泥処理水）に硫酸アンモニウムをＮＨ4 −Ｎとして
１００ｍｇ／ｌ添加した合成廃水を原水として硝化実験
を行なった。
【００３８】廃水水質（硫酸アンモニウム添加前）
ｐＨ ： ７．３
ＢＯＤ5 ： ９ ｍｇ／ｌ
ＣＯＤcr ： ６５．５ｍｇ／ｌ
ＳＳ ： ３ ｍｇ／ｌ
Ｍアルカリ度(as ＣａＣＯ3)： １６０ ｍｇ／ｌ
原水を２．６リットル／ｍｉｎ（生物濾層に対するＮＨ
4 −Ｎ負荷：１ｋｇ／ｍ3 ／ｄａｙ）で通水し、原水と
循環水との導入配管にＮａＯＨを添加してｐＨ８．５に
調整した後、硝化槽１に導入した。この原水側への循環
水量は７．５リットル／ｍｉｎとし、生物濾層２の中間
部への導入量は７．５リットル／ｍｉｎとした。また、
エア供給配管４からの空気の供給量は３５リットル／ｍ
ｉｎとした。
4 −Ｎ負荷：１ｋｇ／ｍ3 ／ｄａｙ）で通水し、原水と
循環水との導入配管にＮａＯＨを添加してｐＨ８．５に
調整した後、硝化槽１に導入した。この原水側への循環
水量は７．５リットル／ｍｉｎとし、生物濾層２の中間
部への導入量は７．５リットル／ｍｉｎとした。また、
エア供給配管４からの空気の供給量は３５リットル／ｍ
ｉｎとした。
【００３９】生物濾層２の中間部に導入する循環水の一
部は、ＮａＯＨの添加によりｐＨ９．５に調整した後、
生物濾層の高さ方向の１／２の高さ位置に導入した。
部は、ＮａＯＨの添加によりｐＨ９．５に調整した後、
生物濾層の高さ方向の１／２の高さ位置に導入した。
【００４０】図３にｐＨの高さ方向のプロファイル（生
物濾層２の底部からの高さ位置とｐＨとの関係）を、ま
た、図４にＮＨ4 −Ｎ濃度の高さ方向のプロファイル
（生物濾層２の底部からの高さ位置とＮＨ4 −Ｎ濃度と
の関係）を示す。
物濾層２の底部からの高さ位置とｐＨとの関係）を、ま
た、図４にＮＨ4 −Ｎ濃度の高さ方向のプロファイル
（生物濾層２の底部からの高さ位置とＮＨ4 −Ｎ濃度と
の関係）を示す。
【００４１】比較例１
実施例１において、循環水の一部をｐＨ調整後生物濾層
に導入することなく、即ち、循環水１５リットル／ｍｉ
ｎの全量を原水側に循環して硝化槽１の底部から導入さ
せたこと以外は同様に行なって、ｐＨ及びＮＨ4 −Ｎ濃
度の高さ方向のプロファイルをそれぞれ図３，４に示し
た。
に導入することなく、即ち、循環水１５リットル／ｍｉ
ｎの全量を原水側に循環して硝化槽１の底部から導入さ
せたこと以外は同様に行なって、ｐＨ及びＮＨ4 −Ｎ濃
度の高さ方向のプロファイルをそれぞれ図３，４に示し
た。
【００４２】図３，４より、比較例１では、生物濾層内
にてｐＨ低下が起こるため、硝化反応が途中で停止し、
処理水中にアンモニアが残留するが、実施例１によれ
ば、生物濾層の中間部でｐＨが回復するため、硝化反応
は停止せず、ほぼ完全にアンモニアが酸化されることが
明らかである。
にてｐＨ低下が起こるため、硝化反応が途中で停止し、
処理水中にアンモニアが残留するが、実施例１によれ
ば、生物濾層の中間部でｐＨが回復するため、硝化反応
は停止せず、ほぼ完全にアンモニアが酸化されることが
明らかである。
【００４３】実施例２
実施例１において、空気の供給を生物濾層２の中間部
（高さ方向の１／３高さ位置）とし、空気供給部より下
部を脱窒部とし、上部の高さ２ｍにわたる生物濾層部を
硝化部とし、一槽内で硝化・脱窒を行なった。原水負荷
は硝化部へのＮＨ4 −Ｎ負荷が１ｋｇ／ｍ3 ／ｄａｙと
なるように、１．７３リットル／ｍｉｎとした。循環条
件、ｐＨ設定条件は実施例１と同様とし、循環の１／２
量７．５リットル／ｍｉｎをｐＨ９．５とした後、生物
濾層の高さ方向の１／３の高さ位置（硝化部の高さ方向
の１／２の高さ位置）に導入した。
（高さ方向の１／３高さ位置）とし、空気供給部より下
部を脱窒部とし、上部の高さ２ｍにわたる生物濾層部を
硝化部とし、一槽内で硝化・脱窒を行なった。原水負荷
は硝化部へのＮＨ4 −Ｎ負荷が１ｋｇ／ｍ3 ／ｄａｙと
なるように、１．７３リットル／ｍｉｎとした。循環条
件、ｐＨ設定条件は実施例１と同様とし、循環の１／２
量７．５リットル／ｍｉｎをｐＨ９．５とした後、生物
濾層の高さ方向の１／３の高さ位置（硝化部の高さ方向
の１／２の高さ位置）に導入した。
【００４４】なお、脱窒のための有機物源としてはメタ
ノールを用い、原水のＮＨ4 −Ｎ濃度の３倍濃度となる
ように添加した。
ノールを用い、原水のＮＨ4 −Ｎ濃度の３倍濃度となる
ように添加した。
【００４５】得られた処理水の水質及びＮ除去率を原水
水質と共に表１に示す。
水質と共に表１に示す。
【００４６】比較例２
実施例２において、循環水の一部をｐＨ調整後生物濾層
に導入することなく、即ち、循環水１５リットル／ｍｉ
ｎの全量を原水側に循環して硝化槽１の底部から導入さ
せたこと以外は同様に行ない、得られた処理水の水質及
びＮ除去率を表１に示した。
に導入することなく、即ち、循環水１５リットル／ｍｉ
ｎの全量を原水側に循環して硝化槽１の底部から導入さ
せたこと以外は同様に行ない、得られた処理水の水質及
びＮ除去率を表１に示した。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１より明らかなように、本発明を硝化・
脱窒装置に適用することにより、硝化・脱窒効率を著し
く高め、高水質処理水を得ることが可能とされる。
脱窒装置に適用することにより、硝化・脱窒効率を著し
く高め、高水質処理水を得ることが可能とされる。
【００４９】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の生物濾過装
置によれば、例えば下水、し尿、産業排水などを受け入
れて、含有される窒素を、充填材に固定又は付着増殖さ
せた微生物により除去するための生物濾過装置におい
て、硝化槽内での硝酸塩の生成によるｐＨの低下を防止
して、硝化細菌の活性低下を防ぎ、効率の良い硝化反応
を維持することができる。このため、槽内の硝化細菌を
有効に機能させて、高負荷、高効率処理が可能とされ
る。
置によれば、例えば下水、し尿、産業排水などを受け入
れて、含有される窒素を、充填材に固定又は付着増殖さ
せた微生物により除去するための生物濾過装置におい
て、硝化槽内での硝酸塩の生成によるｐＨの低下を防止
して、硝化細菌の活性低下を防ぎ、効率の良い硝化反応
を維持することができる。このため、槽内の硝化細菌を
有効に機能させて、高負荷、高効率処理が可能とされ
る。
【００５０】特に、請求項１の生物濾過装置によれば、
処理水の一部を原水側に循環する場合において、その循
環水の一部を分取してｐＨ調整した後生物濾層内に導入
するようにすることにより、循環水量の増加による圧力
損失の増大を防止することができる。このため循環水量
を増加して、槽内を完全混合状態に近づけることがで
き、使用アルカリ量の低減を図れる。
処理水の一部を原水側に循環する場合において、その循
環水の一部を分取してｐＨ調整した後生物濾層内に導入
するようにすることにより、循環水量の増加による圧力
損失の増大を防止することができる。このため循環水量
を増加して、槽内を完全混合状態に近づけることがで
き、使用アルカリ量の低減を図れる。
【００５１】また、請求項２の生物濾過装置によれば、
ｐＨ調整をより効率的かつ確実に行なうことができる。
ｐＨ調整をより効率的かつ確実に行なうことができる。
【図１】請求項１の生物濾過装置の一実施例を示す系統
図である。
図である。
【図２】請求項２の生物濾過装置の一実施例を示す系統
図である。
図である。
【図３】実施例１及び比較例１の結果を示すｐＨの高さ
方向のプロファイルである。
方向のプロファイルである。
【図４】実施例１及び比較例１の結果を示すＮＨ4 −Ｎ
濃度の高さ方向のプロファイルである。
濃度の高さ方向のプロファイルである。
１ 硝化槽
２ 生物濾層（生物濾層形成域）
２Ａ，２Ｂ 生物濾層
４ エア供給配管
６ 循環配管
７Ａ 抜き出し配管
７Ｂ 戻し配管
９，１０ ｐＨ調整装置
９Ａ，１０Ａ ｐＨ計
９Ｂ，１０Ｂ アルカリ供給配管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−23795（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 3/34 101
C02F 3/02 - 3/10
Claims (3)
- 【請求項１】 槽内に生物濾層が形成された、上向流又
は下向流処理の生物濾過装置において、 該槽から排出される処理水の一部をｐＨ調整する手段
と、 ｐＨ調整された液を生物濾層の上下方向の中間位置付近
に導入する手段とを備えてなることを特徴とする生物濾
過装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記ｐＨ調整後の液
の導入部の前記生物濾層形成域の槽内液と該ｐＨ調整後
の液との混合部におけるｐＨが８．５〜９であることを
特徴とする生物濾過装置。 - 【請求項３】 槽内に生物濾層が形成された、上向流又
は下向流処理の生物濾過装置において、 該生物濾層形成域内の液を抜き出す手段と、 抜き出された液をｐＨ調整する手段と、 ｐＨ調整後の液を生物濾層形成域内の前記液の抜き出し
位置よりも下流側に戻す手段とを備えてなることを特徴
とする生物濾過装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22111293A JP3395275B2 (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 生物濾過装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22111293A JP3395275B2 (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 生物濾過装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0768286A JPH0768286A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3395275B2 true JP3395275B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=16761671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22111293A Expired - Lifetime JP3395275B2 (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 生物濾過装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395275B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19828175A1 (de) * | 1997-10-30 | 1999-12-30 | Sued Chemie Ag | Verfahren zur Behandlung von mit Ammonium hochbelasteten Prozeßabwässern auf dem Abwassergebiet |
| US6881339B1 (en) | 1997-10-30 | 2005-04-19 | Sud-Chemie Ag | Process for treating industrial and municipal waste water highly loaded with ammonium |
| KR101088105B1 (ko) * | 2008-04-28 | 2011-11-30 | 포항공과대학교 산학협력단 | 나선형 구조물이 구비된 생물막 반응기 및 이를 이용한수처리장치 |
| CN104529091A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-04-22 | 北京中瑞佳亿环境科技有限公司 | 一种微动力多介质固定化生物滤池的污水处理装置及方法 |
-
1993
- 1993-09-06 JP JP22111293A patent/JP3395275B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0768286A (ja) | 1995-03-14 |
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