JP3396985B2 - 廃水の窒素除去方法及び装置 - Google Patents
廃水の窒素除去方法及び装置Info
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Description
性汚泥を用いて生物学的に除去する方法及び装置に関す
る。
窒素の除去法は、まず、硝化槽で活性汚泥中の硝化菌の
働きにより、アンモニア性窒素などの窒素成分を主に硝
酸性窒素に酸化する硝化反応を行った後、硝酸性窒素を
含む硝化混合液を脱窒槽に流入させ、脱窒菌の働きによ
り硝酸性窒素を窒素ガスに還元し除去するものである。
従来実用化されているプロセスとしては、脱窒反応に必
要な炭素源として廃水中の有機物を利用するため、前段
の脱窒工程と後段の硝化工程を組み合わせ、硝化槽の硝
化混合液を循環液として脱窒槽に循環させるものがあ
る。このプロセスは、硝酸性窒素の除去量が循環液量に
依存し、脱窒槽に循環されない分は、そのまま処理水と
して流出するため、窒素除去率として限界があるが、概
ね70〜80%の窒素除去が可能である。また、硝化槽
の後段に第2脱窒槽を設けるプロセスも知られており、
このプロセスは、第1脱窒槽に循環されない硝化混合液
の残りが第2脱窒槽に流入し、汚泥内に蓄積された有機
物を利用して脱窒反応が進むため、さらに硝酸性窒素が
除去され、高い窒素除去率を期待できる。
去率を安定して得るためには、硝化槽でNH4 −Nをほ
ぼ完全に硝化させ、NO3 −Nにすることが必要であ
る。この硝化反応は、溶存酸素(以下、DOと称するこ
とがある。)を必要とし、その速度はDO濃度が高いほ
ど大きくなることが知られており、比較的低いDO濃度
でも充分に反応が進行するBOD酸化反応とはDOに対
する反応の特性が異なっている。そのため、通常のBO
D酸化のみを目的とするエアレーションタンクがDO濃
度を0.5〜3mg/l程度として運転させるのに対
し、完全硝化を目的とする硝化槽ではDO濃度を2mg
/l以上、好ましくは3mg/l以上、場合により5m
g/l以上として運転される。
んど存在しなくなってから嫌気的に進行する。そのた
め、硝化槽から持ち込まれたDOが脱窒槽のDO濃度そ
のものを高くして脱窒反応を阻害する場合や、脱窒槽の
DO濃度がほとんど0mg/lであっても持ち込まれた
DOが廃水中あるいは汚泥内の有機物を酸化反応により
消費し、脱窒反応に利用できる有機物量を減少させるこ
とにより、充分な脱窒性能が得られない場合があった。
脱窒槽に持ち込まれるDO量を少なくし、充分な脱窒反
応を進行させることにより、高い窒素除去率を達成しう
る廃水の窒素除去方法及び装置を提供することを目的と
する。
DOが脱窒槽に循環、流入することにより廃水中あるい
は汚泥内の有機物を消費することを防止するとともに、
脱窒槽のDO濃度そのものが高くなることにより脱窒反
応を阻害することを防止するために、硝化混合液中に残
存するDOと反応してそれを消費しうる基質として硝化
槽出口で残存するNH4-Nに着目した。その硝化反応を
効率よく行わせるために硝化槽出口のNH4-N濃度を一
定以上とし、さらに硝化速度を大きくとれる高いDO濃
度でNH4-Nと反応させるように、硝化混合液を押出し
流れで通過させる区画を設けることによって上記目的を
達成しうることを見出し、本発明を完成した。本発明は
前記目的を達成するために、硝化槽の硝化混合液の一部
を前段の第1脱窒槽に循環させ、残りを後段の第2脱窒
槽に流入させることによって廃水中の窒素を除去する方
法において、硝化槽出口の液中の残存NH 4 -N濃度を
0.5mg/l以上に保持し、第1脱窒槽及び/又は第
2脱窒槽に流入させる硝化混合液を予め、該硝化混合液
中の溶存酸素を前記残存NH 4 -Nと反応させる溶存酸素
除去区画に導通することを特徴とする。 また、本発明は
前記目的を達成するために、硝化槽の硝化混合液の一部
を前段の第1脱窒槽に循環させ、残りを後段の第2脱窒
槽に流入させることによって廃水中の窒素を除去する方
法において、硝化槽出口の液中のNH 4 -N濃度を一定以
上に保持し、第1脱窒槽及び/又は第2脱窒槽に流入さ
せる硝化混合液を予め溶存酸素除去区画に導通すると共
に、該溶存酸素除去区画には活性汚泥の付着材が充填さ
れていることを特徴とする。 また、本発明は前記目的を
達成するために、第1脱窒槽、硝化槽及び第2脱窒槽を
順次接続してなり、硝化槽の硝化混合液の一部を第1脱
窒槽に循環させる循環液ラインを付設してなる廃水の窒
素除去装置において、前記硝化混合液を押出し流れによ
って第1脱窒槽の廃水流入部付近まで通過させる流路と
して形成され、硝化混合液中の溶存酸素を残存NH 4 -N
と反応させる溶存酸素除去区画を設けたことを特徴とす
る。 また、本発明は前記目的を達成するために、第1脱
窒槽、硝化槽及び第2脱窒 槽を順次接続してなり、硝化
槽の硝化混合液の一部を第1脱窒槽に循環させる循環液
ラインを付設してなる廃水の窒素除去装置において、前
記第1脱窒槽及び/または第2脱窒槽内に硝化混合液を
押出し流れによって通過させる溶存酸素除去区画を設け
ると共に該溶存酸素除去区画には活性汚泥の付着材が充
填されていることを特徴とする。
法は、硝化槽の硝化混合液の一部を前段の第1脱窒槽に
循環させ、残りを後段の第2脱窒槽に流入させることに
よって廃水中の窒素を除去する方法において、硝化槽出
口の液中のNH4 −N濃度を一定値以上に保持し、第1
脱窒槽及び/又は第2脱窒槽に流入させる硝化混合液を
予め溶存酸素除去区画に導通することを特徴とする。
は、第1脱窒槽、硝化槽及び第2脱窒槽を順次接続して
なり、硝化槽の硝化混合液の一部を第1脱窒槽に循環さ
せる循環液ラインを付設してなる廃水の窒素除去装置に
おいて、第1脱窒槽及び/又は第2脱窒槽内に硝化混合
液を押出し流れによって通過させる溶存酸素除去区画を
設けたことを特徴とする。
窒槽及び第2脱窒槽の一方又は両方に設けることがで
き、区画の形状は特に制限はないが、硝化混合液を押出
し流れによって通過させるようにし、攪拌機を設置しな
いのが好ましい。例えば、第1脱窒槽内の溶存酸素除去
区画は、硝化混合液が第1脱窒槽の廃水流入部付近に戻
され、活性汚泥が沈殿しないように10cm/sec程
度以上の流速をもつ流路として形成されるのが好まし
く、第2脱窒槽内の溶存酸素除去区画は、硝化混合液が
第2脱窒槽に上流側から流入するように下部が開口して
いる隔壁によって形成され、硝化混合液が流下する流路
として形成されているのが好ましい。また、溶存酸素除
去区画には活性汚泥の付着材を充填するのが好ましい。
て詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。図1は、本発明の一実施例を示す廃水の処理装
置の系統図であり、図2は、図1に示した処理装置の平
面図である。図示した装置において、窒素成分を含む廃
水は、廃水流入管1からまず第1脱窒槽2に流入した
後、硝化槽3に流入し、ここでNH4 −NがNO3 −N
に硝化される。NO3 −Nを含む硝化混合液は、第2脱
窒槽5に流入し、活性汚泥内に蓄積された有機物を炭素
源として利用し、NO3 −Nがさらに脱窒される。第2
脱窒槽5の流出液は、再曝気槽6でエアレーションされ
た後、沈殿槽7に流入し、固液分離された後、処理水8
となる。
して循環ライン4から第1脱窒槽2に流入する前に溶存
酸素除去区画9を通過する。また、循環されない硝化混
合液は、第2脱窒槽5に流入する前に別の溶存酸素除去
区画10を通過する。溶存酸素除去区画9及び10にお
いては、硝化混合液中に残存するNH4 −NがDOと反
応してDOを消費するため、各脱窒槽へのDOの流入を
防ぎ、脱窒反応に有効に利用できる廃水中及び汚泥内の
有機物の消費を少なく抑えることができる。なお、ここ
での硝化反応は、DO濃度が高いほど大きな硝化速度が
得られるため、DOが広範囲に拡散してDO濃度が低下
しないように攪拌装置は設けられず、硝化混合液が押出
し流れで通過するように構成することが望ましい。仮
に、逆に溶存酸素除去区画9及び10が完全混合槽に近
い場合には、槽内のDOが希釈され、濃度が低くなるた
め、硝化反応よりもむしろ有機物の酸化反応が優先し、
本発明の目的である脱窒性能の低下の防止効果が半減し
てしまう。
汚泥の付着材(図示せず)を充填することにより、硝化
菌を含む活性汚泥の保持量が多くなり、硝化反応や活性
汚泥の内生呼吸によるDOの消費効果が高まり、本発明
の目的がいっそう充分に達成される。
処理している前段脱窒−後段硝化プロセスの硝化槽に残
存するNH4 −N濃度と硝化速度比(最大硝化速度に対
する比率)の関係を示す。図3からNH4 −N濃度が
0.5mg/l以上でほぼ最大の硝化速度が得られるこ
とが分かる。このことから、硝化槽出口のNH4 −N濃
度を0.5mg/l以上に保つことにより、溶存酸素除
去区画9及び10で大きな硝化速度、すなわちDO消費
速度が得られると判断される。なお、前段脱窒−後段硝
化プロセスで硝化槽出口のNH4 −N濃度と最終沈殿槽
で得られる処理水のNH4 −N濃度との関係を図4に示
す。硝化槽出口で、例えばNH4 −N濃度が1mg/l
程度残存しても処理水NH4 −N濃度は、0.5mg/
l以下に低下しており、プロセス全体の窒素除去率を低
下させる度合いは低いことが判明した。
条件下での第2脱窒槽の脱窒速度と、比較のため溶存酸
素除去区画10を設置しない場合の第2脱窒槽の脱窒速
度を示す。脱窒速度(mg−N/g−SS)は、硝化槽
出口のNO3 −N濃度と第2脱窒槽末端のNO3 −N濃
度との差から算出した。また、各滞留時間は、廃水の処
理量当りの値である。
ち込まれる溶存酸素量が少なく、その溶存酸素による有
機物の消費量も少ないため、充分な脱窒反応が行われ、
高い窒素除去率が得られる。
図である。
(最大硝化速度に対する比率)との関係を示すグラフで
ある。
られる処理水のNH4 −N濃度との関係を示すグラフで
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】硝化槽の硝化混合液の一部を前段の第1脱
窒槽に循環させ、残りを後段の第2脱窒槽に流入させる
ことによって廃水中の窒素を除去する方法において、 硝化槽出口の液中の残存NH4-N濃度を0.5mg/l
以上に保持し、第1脱窒槽及び/又は第2脱窒槽に流入
させる硝化混合液を予め、該硝化混合液中の溶存酸素を
前記残存NH 4 -Nと反応させる溶存酸素除去区画に導通
することを特徴とする廃水の窒素除去方法。 - 【請求項2】硝化槽の硝化混合液の一部を前段の第1脱
窒槽に循環させ、残りを後段の第2脱窒槽に流入させる
ことによって廃水中の窒素を除去する方法において、 硝化槽出口の液中のNH 4 -N濃度を一定以上に保持し、
第1脱窒槽及び/又は第2脱窒槽に流入させる硝化混合
液を予め溶存酸素除去区画に導通すると共に、該 溶存酸
素除去区画には活性汚泥の付着材が充填されていること
を特徴とする廃水の窒素除去方法。 - 【請求項3】第1脱窒槽、硝化槽及び第2脱窒槽を順次
接続してなり、硝化槽の硝化混合液の一部を第1脱窒槽
に循環させる循環液ラインを付設してなる廃水の窒素除
去装置において、前記硝化混合液を押出し流れによって第1脱窒槽の廃水
流入部付近まで通過させる流路として形成され、硝化混
合液中の溶存酸素を残存NH 4 -Nと反応させる 溶存酸素
除去区画を設けたことを特徴とする廃水の窒素除去装
置。 - 【請求項4】第1脱窒槽、硝化槽及び第2脱窒槽を順次
接続してなり、硝化槽の硝化混合液の一部を第1脱窒槽
に循環させる循環液ラインを付設してなる廃水の窒素除
去装置において、 前記第1脱窒槽及び/または第2脱窒槽内に硝化混合液
を押出し流れによって通過させる溶存酸素除去区画を設
けると共に該 溶存酸素除去区画には活性汚泥の付着材が
充填されていることを特徴とする廃水の窒素除去装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03141395A JP3396985B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 廃水の窒素除去方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03141395A JP3396985B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 廃水の窒素除去方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08197089A JPH08197089A (ja) | 1996-08-06 |
JP3396985B2 true JP3396985B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=12330578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03141395A Expired - Lifetime JP3396985B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 廃水の窒素除去方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3396985B2 (ja) |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP03141395A patent/JP3396985B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08197089A (ja) | 1996-08-06 |
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