JP3474476B2 - Sewage treatment method - Google Patents
Sewage treatment methodInfo
- Publication number
- JP3474476B2 JP3474476B2 JP2423799A JP2423799A JP3474476B2 JP 3474476 B2 JP3474476 B2 JP 3474476B2 JP 2423799 A JP2423799 A JP 2423799A JP 2423799 A JP2423799 A JP 2423799A JP 3474476 B2 JP3474476 B2 JP 3474476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sewage
- sewage treatment
- tank
- microorganisms
- nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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)
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理方法に係
り、特に、下水中に含まれる窒素化合物を分解処理する
ことのできる下水処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】下水道の整備に伴い、汚染された河川等
の水質は回復し、これらを維持するためにも下水道施設
はますます重要なものとなってきている。このような
中、全国的にも下水処理は、従来のBOD(生物化学的
酸素要求量)、SS(懸濁物質)等の指標に代表される
有機汚濁物質の除去を中心としたものから、近年の問題
となっている閉鎖性水域の富栄養化の原因物質である窒
素分の除去を付加した高度処理の実施に移行しつつあ
る。現在、下水中の窒素分の除去方法としては、硝化細
菌によって下水中のアンモニア等の窒素化合物を酸化し
た後、脱窒細菌によって還元して下水中に含まれる窒素
分を窒素ガスとして除去する方法が考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法を用いて窒素分の除去を行う場合、窒素化合物の酸化
処理を行う硝化細菌の増殖速度が小さく処理槽内での硝
化細菌の数が少ないため、下水の滞留時間を長くする必
要があった。従って、一連の下水処理設備においては下
水の時間当たりの処理量は決まっているので処理槽を大
きくしなければならず、処理槽の用地確保の問題や施設
建設に多額の費用がかかる等の問題が生じていた。本発
明はかかる事情に鑑みてなされたもので、処理槽内の微
生物濃度の向上を実現して効率よく窒素化合物の分解処
理を行うことのできる下水処理方法を提供することを目
的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る下水処理方法は、処理槽に導入された下水中に含ま
れる窒素化合物を分解する下水処理方法において、前記
処理槽は曝気槽であって、該曝気槽の一部又は全部に、
その外側表面が親水性に改質され、その外側表面に硝化
細菌を含む微生物を積極的に担持し、しかも内部の空洞
から外表面に向かって直径が10〜1000nmの細孔
を有し、該細孔を介して前記微生物の増殖に必要な酸素
を供給しえる中空糸を多数配置し、該中空糸内に酸素を
含む気体を導入し、硝化の進行に応じて下水のpHを6
〜9に維持するようにアルカリ剤を加えながら、下水中
に含まれる前記窒素化合物を硝酸イオンや亜硝酸イオン
とし、更に、前記硝酸イオンや亜硝酸イオンを、その一
部又は全部に脱窒細菌を主体として含む微生物が担持さ
れた中空糸が配置された無酸素槽に入れて、窒素ガスと
し、該窒素ガスを下水中から放出し、そして、該無酸素
槽の中空糸の内部に、不活性ガス又は栄養分となる有機
物を導入している。
【0005】
【0006】
【0007】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1は微生物が積極的に担
持された中空糸の説明図、図2は本発明の第1の実施の
形態に係る下水処理装置を使用した下水処理施設の概略
説明図、図3は同下水処理装置の概略説明図、図4は本
発明の第2の実施の形態に係る下水処理装置を使用した
下水処理施設の概略説明図である。
【0008】まず、本発明の実施の形態において使用す
る硝化細菌又は脱窒細菌を含む微生物が担持された中空
糸(バイオリアクタ10という。)について説明する。
図1に示すように、例えばポリエチレン、ポリサフォ
ン、テフロン、セルロース等からなる中空糸11は、直
径が1mm程度であって、内部に直径が300〜400
μm程度の空洞を有すると共に、その空洞から外側表面
に向かって気体が浸透し得る細孔12(直径10〜10
00nm程度)を有している。バイオリアクタ10は、
この中空糸11の外側表面に、硝化細菌又は脱窒細菌を
含む微生物13を親水性高分子を介して薄膜状に担持し
たものである。
【0009】このバイオリアクタ10の製造方法につい
て以下説明する。まず、中空糸11は疎水性が強いため
表面に低温プラズマ処理を施してアミノ基、カルボキシ
ル基、又は水酸基等の親水性基を導入し、その表面を親
水性に改質する。これに親水性高分子、例えばポリビニ
ルアルコール(PVA)を媒介として硝化細菌又は脱窒
細菌を含む微生物13を固定化する。なお、固定化を強
固にするためにポリビニルアルコール等の親水性高分子
で覆い凍結固定化するのが好ましい。以上のようなバイ
オリアクタ10において、例えば微生物13として好気
性細菌である硝化細菌を含む微生物を担持した場合に
は、中空糸11の内側から酸素が供給され、外側から栄
養源(培地)が供給されるので硝化細菌を含む微生物の
増殖促進を図ることができる。
【0010】次に、図2及び図3を参照しつつ、第1の
実施の形態に係る下水処理装置14、15を有する下水
処理施設16について下水の流れと共に説明する。な
お、下水処理装置14では、硝化細菌を含む微生物を担
持した中空糸を用い、下水処理装置15では、脱窒細菌
を含む微生物を担持した中空糸を用いている。図2に示
す下水処理施設16において、まず、住宅、工場等から
の排水、及び雨水等の下水は、図示しない沈砂池で大き
なごみや沈みやすい土砂が取り除かれ、最初沈殿池17
に流入される。最初沈殿池17に流入された下水は、最
初沈殿池17でゆっくりと流され、その間に下水中に含
まれる沈降しやすい固形物を沈殿させる。
【0011】固形物が沈殿した下水は下水処理装置15
に送られる。この下水処理装置15は、後述する下水処
理装置14で処理された下水を処理するためのものであ
り、最初沈殿池17から送られた下水はここでは処理が
ほとんど施されず次の下水処理装置14へ送られること
となる。
【0012】下水処理装置14は、図3に示すように、
処理槽の一例である曝気槽18の一部又は全部に、硝化
細菌を含む(主体とする)微生物が担持された例えば長
さ2m程度の中空糸19の束を1又は2以上、(具体的
には数十以上)配置している。この中空糸19の束(こ
こでは50〜1000本程度)は、その端部が樹脂で固
められて多数の孔21を有した筒状の容器20に組み込
まれており、その容器20は縦方向を向けて曝気槽18
に漬けられている(浸漬されている)。この容器20内
には、その上方(又は下方からでもよい)から管21a
を用いて酸素を含む気体の一例である空気が導入され
て、中空糸19の内部を酸素が通過できるようになって
いる。この下水処理装置14では、好気性の微生物を多
く含んだ汚泥(以下、活性汚泥という。)中の微生物及
び中空糸19に担持された好気性細菌が下水中に含まれ
る細かい浮遊物や有機物を分解する。また、これと同時
に主として中空糸19に担持された硝化細菌(及び活性
汚泥中の硝化細菌)が、下水中の窒素化合物、例えばア
ンモニアを酸化して(硝化)、硝酸イオン(NO3
- )、亜硝酸イオン(NO2 - )等に変換する。ここ
で、下水処理装置14内の下水は、硝化の進行に伴って
pHが低下するので、これを防止すべく炭酸ソーダ等の
アルカリ剤を加えてpHを一定のpH、例えばpH6〜
9程度に保持することが好ましい。
【0013】前記下水処理装置14においては、その一
部又は全部には硝化細菌を含む微生物が積極的に担持さ
れた中空糸19が配置されているので、窒素化合物の酸
化を促進することができると共に有機物の分解をも同時
に促進することができる。なお、硝化細菌を含む微生物
が担持された中空糸19は曝気槽18の大きさを考慮し
て、配置する数を調整するようにするとよい。すなわ
ち、曝気槽18内での下水の滞留時間を考慮して、下水
中の窒素が十分に酸化(及び有機物が十分に分解)でき
るように中空糸19の数を調整することが望ましい。ま
た、下水中の窒素化合物濃度が低い場合等には、中空糸
19に担持する硝化細菌の割合を減らして、例えば有機
物を分解する好気性細菌を多めに担持することにより曝
気処理の効率を高めることも可能である。
【0014】下水処理装置14で処理された下水は、図
示しないポンプによって下水処理装置15に再び送り返
される。この下水処理装置15においては、処理槽の一
例である無酸素槽の一部又は全部に、脱窒細菌を含む
(主体とする)微生物が担持された例えば長さ2m程度
の中空糸22の束が縦方向を向いて1又は2以上(具体
的には数十以上)配置されている。この中空糸22の束
は、中空糸22を複数又は多数(ここでは50〜100
0本程度)束ねた状態でその端部が樹脂で固められ、多
数の孔を有する筒状の容器に組み込まれている。下水処
理装置15に送り返された下水中には硝酸イオン、亜硝
酸イオン等が含まれているので、これらがここで還元さ
れ、窒素ガスとして下水中から放出されることとなる。
ここで、この無酸素槽内の一部又は全部には脱窒細菌を
含む微生物が積極的に担持された中空糸22が配置され
ているので、硝酸イオン、亜硝酸イオン等の還元を促進
することができる。また、ここに存在する脱窒細菌は、
最初沈殿池17から送られてくる下水中に含まれる有機
物等を栄養源とすることができる。なお、中空糸22の
内部に窒素等の不活性ガス、又は栄養分となる有機物
(アルコール等)を導入することも可能である。
【0015】次いで、下水処理装置15で窒素が除去さ
れた下水は、下水処理装置14を通って最終沈殿池23
へと送られる。ここでは沈殿しやすくなった活性汚泥が
底に沈殿する。そして、最終沈殿池23での上澄み液は
次の消毒槽24に送られ、ここで次亜塩素酸ソーダによ
り病原菌を殺し、処理水は衛生的な安全性を高めて海に
放出される。
【0016】以上説明した下水処理施設16において
は、下水処理装置14においてアンモニア等の窒素化合
物が迅速に酸化され、また、下水処理装置15において
も窒素酸化物が迅速に還元されて窒素ガスとして放出さ
れるので、効率よく下水から窒素を除去することができ
る。また、本実施の形態に係る下水処理施設16におい
ては、下水処理装置14に曝気槽18を使用しているの
で特別に窒素化合物の酸化処理槽を設ける必要はなく、
また、硝化細菌を含む微生物を積極的に担持した中空糸
19を配置して効率よく窒素化合物の酸化を行うことが
可能であるため現存する曝気槽の容積を大きくすること
なく窒素化合物の分解処理を行うことができる。また、
下水処理装置15においても無酸素槽内の微生物濃度を
高めて効率よく硝酸イオン、亜硝酸イオン等を還元でき
るので無酸素槽の容積を縮小することができる。
【0017】本発明の第2の実施の形態に係る下水処理
装置26を有する下水処理施設27について説明する。
なお、下水処理施設16におけるものと同様の構成をす
るものについては同一符号を付して、説明を省略する。
図4に示すように、下水処理施設27は、最初沈殿池1
7、下水処理装置26、最終沈殿池23、消毒槽24を
有している。下水処理装置26は、処理槽の一例である
曝気槽の一部又は全部に、硝化細菌を含む微生物が担持
された中空糸28の束を縦方向を向けて1又は2以上
(具体的には数十以上)配置している。この中空糸28
には、中空糸19に比較して活性汚泥中に存在するよう
な他の好気性細菌が多く担持されている。また、この中
空糸28の束は、第1の実施の形態に係る中空糸19と
同様に、中空糸28を複数又は多数(ここでは50〜1
000本程度)束ねた状態でその端部を樹脂で固め、多
数の孔を有する筒状の容器に組み込む等されている。そ
して、この容器の上方(又は下方からでもよい)からは
中空糸28の内部に酸素を含む気体の一例である空気が
導入され、中空糸28の内部を酸素が通過できるように
なっている。
【0018】この下水処理施設27においては、下水処
理装置26に送られた下水中の細かい浮遊物や有機物
は、活性汚泥及び中空糸28に担持された好気性細菌に
よって分解され、沈降する。また、これと同時に主とし
て中空糸28に担持された硝化細菌が、下水中の窒素化
合物、例えばアンモニアを酸化して、硝酸イオン、亜硝
酸イオン等に変換する。以上のように下水処理施設27
においては、曝気槽において硝化細菌以外の好気性微生
物の濃度を高めているので、特に有機物の分解が促進さ
れる。従って、曝気槽の容積を小さくすることが可能と
なり、下水処理施設の縮小化を図ることが可能となる。
【0019】
【実施例】本発明に係る下水処理方法を使用した窒素化
合物の分解処理能力を調査すべく図5に示す実験装置2
9を用いて窒素化合物NH4 の分解(硝化)実験を行っ
た。ここでは、表1に示す組成をもつ有機性物質含有溶
液及び無機性物質含有溶液を混合した人工排水を使用し
た。
【0020】
【表1】
【0021】実験装置29は、2体のリアクタ30(合
計容量3リットル)を有しており、この2体のリアクタ
30は硝化細菌を含む(主体とした)微生物を担持した
中空糸31(直径1mm、長さ1m)をそれぞれ140
本ずつ備えている。このリアクタ30には、コンプレッ
サ32により空気が供給されて中空糸31の内部を空気
が通過するようになっている。また、リアクタ30は恒
温水槽33の液を循環させることにより一定温度(例え
ば20〜30℃程度)になるようにしている。なお、符
号34は有機性物質含有溶液の原料タンク、符号35は
無機性物質含有溶液の原料タンク、符合35aは攪拌
機、符号36は混合器、符号37は人工排水を一定のp
H(pH8程度)に保つためのアルカリ溶液が入ったタ
ンク、符号38、39は圧力計、符号40〜44は循環
ポンプ、符号45は排水ポンプ、符号46〜53はバル
ブを示す。人工排水は、有機性物質含有溶液と無機性物
質含有溶液とがそれぞれ500ミリリットル/h、50
00ミリリットル/hの割合で混合されたものであり、
リアクタ30に導入される人工排水は、BODが261
mg/リットル(ppm)、アンモニア性窒素が34.
4mgN/リットルであった。そして、人工排水は、実
験装置29内で約30分滞留させた。
【0022】その結果を図6及び図7に示す。図6は、
時間の経過による硝化速度(mgN/リットル−リアク
タ・h)を示す。ここで、硝化速度とは、リアクタ1リ
ットル、1時間当たりのアンモニア性窒素の硝化量をい
う。図6より、硝化速度は時間の経過と共に向上し、4
0日経過後には160mgN/リットル−リアクタ・h
となり、硝化率は約93%となっている。これは、非常
に高い硝化速度であり、中空糸31に担持された硝化細
菌が増殖し、非常に高い効率で人工排水中のアンモニア
を酸化したことを示す。なお、実験開始からの40日間
は、中空糸31に担持された細菌が馴致するのに要する
期間であり、40日経過以降は硝化速度は一定に保たれ
た。図7は時間の経過によるBOD(ppm)の変化を
示す。なお、実験上の問題によりBODの測定は実験開
始から27日目に始めた。図7より、BODはほぼ0p
pmとなっている。これは、中空糸31に担持された硝
化細菌以外の好気性細菌も増殖し、効率的に有機物の分
解を行っていることを示す。
【0023】以上、本発明を幾つかの実施の形態を参照
して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態
に記載の構成に限定されるものでなく、特許請求の範囲
に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実
施の形態や変形例も含むものである。例えば、最初沈殿
池、曝気槽で下水を処理した後に本発明に係る下水処理
装置で処理を行うように、別途、窒素化合物の処理を行
う装置を設けることも可能である。また、下水処理装置
に中空糸は縦方向を向けて配置したが横方向を向けて配
置することも可能である。
【0024】
【発明の効果】請求項1記載の下水処理方法において
は、外側表面に硝化細菌からなる微生物を積極的に担持
した親水性の中空糸を配置するので、処理槽内の硝化細
菌の微生物濃度を高めることが可能となって、窒素化合
物の酸化を促進することが可能となり、下水中に含まれ
る有機物の分解をも同時に促進することが可能となる。
また、処理槽を曝気槽としているので、曝気処理と窒素
の酸化処理を同時に行うことが可能となり、窒素の酸化
処理のみを行う処理槽を省略することができる。 そし
て、前記窒素化合物が酸化することによって生じた硝酸
イオンや亜硝酸イオンを、その一部又は全部に脱窒細菌
を主体として含む微生物が担持された中空糸が配置され
た無酸素槽に入れて、窒素ガスとし、該窒素ガスを下水
中から放出し、そして、該無酸素槽の中空糸の内部に、
不活性ガス又は栄養分となる有機物を導入しているの
で、これにより、下水中に含まれる硝酸イオン、亜硝酸
イオン等を効率よく還元し、窒素ガスとして下水中から
除去することが可能となる。 Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sewage treatment method , and more particularly to a sewage treatment method capable of decomposing nitrogen compounds contained in sewage . 2. Description of the Related Art With the improvement of sewers, water quality of polluted rivers and the like has been restored, and sewerage facilities have become more and more important in order to maintain them. Under such circumstances, sewage treatment nationwide has mainly focused on the removal of organic pollutants represented by indicators such as conventional BOD (biochemical oxygen demand) and SS (suspended matter). Recently, there has been a shift to advanced treatment with the addition of nitrogen, a substance that causes eutrophication of enclosed water bodies, which has become a problem in recent years. At present, as a method for removing nitrogen content in sewage, a method in which nitrogen compounds such as ammonia in sewage are oxidized by nitrifying bacteria, and then reduced by denitrifying bacteria to remove nitrogen contained in sewage as nitrogen gas. Can be considered. [0003] However, when nitrogen is removed using the above-mentioned method, the rate of growth of nitrifying bacteria for oxidizing nitrogen compounds is low, and the number of nitrifying bacteria in the treatment tank is small. , The residence time of the sewage had to be lengthened. Therefore, in a series of sewage treatment facilities, the amount of sewage treated per hour is fixed, so the size of the treatment tank must be increased, and the problem of securing land for the treatment tank and construction of facilities requires a large amount of cost. Had occurred. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a sewage treatment method capable of realizing an improvement in the concentration of microorganisms in a treatment tank and efficiently performing a decomposition treatment of a nitrogen compound. According to the present invention, there is provided a sewage treatment method for decomposing a nitrogen compound contained in sewage introduced into a treatment tank. An aeration tank, and a part or all of the aeration tank,
The outer surface is modified to be hydrophilic, and actively supports microorganisms including nitrifying bacteria on the outer surface, and has pores having a diameter of 10 to 1000 nm from the inner cavity toward the outer surface. through pores by arranging a large number of hollow fibers may supply oxygen required for growth of the microorganisms, oxygen hollow inside thread
Gas, and the pH of the sewage is adjusted to 6 according to the progress of nitrification.
Sewage while adding an alkaline agent to maintain ~ 9
Nitrate ion or nitrite ion
Further, the nitrate ion or nitrite ion is
Microorganisms mainly containing denitrifying bacteria are carried in part or all
Into the oxygen-free tank where the hollow fibers are placed,
Release the nitrogen gas from the sewage ; and
Inside the hollow fiber of the tank, an organic gas that becomes an inert gas or nutrient
Things have been introduced . [0007] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. Here, FIG. 1 is an explanatory diagram of a hollow fiber in which microorganisms are positively supported, FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a sewage treatment facility using a sewage treatment device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. Is a schematic explanatory view of the sewage treatment apparatus, and FIG. 4 is a schematic explanatory view of a sewage treatment facility using the sewage treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention. First, a description will be given of a hollow fiber (referred to as a bioreactor 10) that carries microorganisms including nitrifying bacteria or denitrifying bacteria used in an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a hollow fiber 11 made of, for example, polyethylene, polysaphon, Teflon, cellulose, or the like has a diameter of about 1 mm and a diameter of 300 to 400 inside.
A pore 12 (having a diameter of 10 to 10) having a cavity of about μm and through which gas can penetrate from the cavity toward the outer surface.
(About 00 nm). The bioreactor 10
Microorganisms 13 containing nitrifying bacteria or denitrifying bacteria are supported on the outer surface of the hollow fiber 11 in the form of a thin film via a hydrophilic polymer. A method for manufacturing the bioreactor 10 will be described below. First, since the surface of the hollow fiber 11 is strong, low-temperature plasma treatment is performed on the surface to introduce a hydrophilic group such as an amino group, a carboxyl group, or a hydroxyl group, and the surface is modified to be hydrophilic. Microorganisms 13 containing nitrifying bacteria or denitrifying bacteria are immobilized thereon via a hydrophilic polymer such as polyvinyl alcohol (PVA). It is preferable to freeze and fix with a hydrophilic polymer such as polyvinyl alcohol in order to strengthen the fixation. In the bioreactor 10 as described above, for example, when microorganisms including nitrifying bacteria that are aerobic bacteria are carried as the microorganisms 13, oxygen is supplied from the inside of the hollow fiber 11, and a nutrient source (medium) is supplied from the outside. Therefore, the growth of microorganisms including nitrifying bacteria can be promoted. Next, a sewage treatment facility 16 having sewage treatment apparatuses 14 and 15 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3 together with the flow of sewage. The sewage treatment device 14 uses hollow fibers carrying microorganisms containing nitrifying bacteria, and the sewage treatment device 15 uses hollow fibers carrying microorganisms containing denitrifying bacteria. In the sewage treatment facility 16 shown in FIG. 2, drainage from houses, factories, etc., and sewage such as rainwater are first removed from a large settling basin (not shown) by a large sediment and sediment.
Flowed into. The sewage flowing into the first sedimentation basin 17 is slowly flown in the first sedimentation basin 17, during which the sediment included in the sewage, which tends to settle, is precipitated. The sewage in which the solids have settled is discharged to a sewage treatment device
Sent to The sewage treatment device 15 is for treating sewage treated by a sewage treatment device 14 described later. The sewage first sent from the sedimentation basin 17 is hardly treated here, and the next sewage treatment device is not used. 14. As shown in FIG. 3, the sewage treatment apparatus 14
A part or all of an aeration tank 18 as an example of a treatment tank is loaded with one or two or more bundles of hollow fibers 19 having a length of, for example, about 2 m carrying microorganisms (mainly nitrifying bacteria) (specifically, Tens or more). The bundle of hollow fibers 19 (about 50 to 1000 in this case) is assembled in a cylindrical container 20 having an end portion thereof solidified with resin and having a large number of holes 21. Aeration tank 18
Soaked (soaked). In this container 20, a pipe 21a is placed from above (or from below).
Is used to introduce air, which is an example of a gas containing oxygen, so that oxygen can pass through the inside of the hollow fiber 19. In the sewage treatment device 14, the microorganisms in the sludge containing a large amount of aerobic microorganisms (hereinafter referred to as activated sludge) and the aerobic bacteria carried on the hollow fibers 19 are used to remove fine suspended matter and organic matter contained in the sewage. Decompose. At the same time, nitrifying bacteria (and nitrifying bacteria in the activated sludge) mainly supported by the hollow fiber 19 oxidize nitrogen compounds in the sewage, for example, ammonia (nitrification), and form nitrate ions (NO 3 ).
-), nitrite (NO 2 -) to convert the like. Here, the pH of the sewage in the sewage treatment apparatus 14 decreases with the progress of nitrification. To prevent this, an alkaline agent such as sodium carbonate is added to adjust the pH to a constant pH, for example, pH 6 to 10.
It is preferable to keep it at about 9. In the sewage treatment apparatus 14, a hollow fiber 19 in which microorganisms including nitrifying bacteria are positively supported is disposed in a part or the whole thereof, so that the oxidation of nitrogen compounds can be promoted. At the same time, decomposition of organic substances can be promoted at the same time. The number of the hollow fibers 19 carrying microorganisms including nitrifying bacteria may be adjusted in consideration of the size of the aeration tank 18. That is, it is desirable to adjust the number of the hollow fibers 19 in consideration of the residence time of the sewage in the aeration tank 18 so that nitrogen in the sewage can be sufficiently oxidized (and organic substances can be sufficiently decomposed). Further, when the concentration of nitrogen compounds in the sewage is low, etc., the efficiency of the aeration treatment is increased by reducing the ratio of nitrifying bacteria carried on the hollow fiber 19 and carrying more aerobic bacteria which decompose organic substances, for example. It is also possible. The sewage treated by the sewage treatment device 14 is returned to the sewage treatment device 15 again by a pump (not shown). In the sewage treatment device 15, for example, a bundle of, for example, about 2 m long hollow fibers 22 carrying microorganisms (mainly) including denitrifying bacteria is supported on a part or all of an oxygen-free tank which is an example of a treatment tank. Are arranged in the vertical direction at one or two or more (specifically, several tens or more). This bundle of hollow fibers 22 includes a plurality or a large number of hollow fibers 22 (here, 50 to 100).
The ends are solidified with resin in a bundled state and are incorporated in a cylindrical container having a large number of holes. Since the sewage returned to the sewage treatment device 15 contains nitrate ions, nitrite ions and the like, these are reduced here and released from the sewage as nitrogen gas.
Here, since hollow fibers 22 in which microorganisms including denitrifying bacteria are positively supported are arranged in a part or the whole of the anoxic tank, reduction of nitrate ions, nitrite ions and the like is promoted. be able to. Also, the denitrifying bacteria present here are
Organic substances and the like contained in the sewage sent from the first sedimentation basin 17 can be used as a nutrient source. In addition, it is also possible to introduce an inert gas such as nitrogen or an organic substance (alcohol or the like) serving as a nutrient into the hollow fiber 22. Next, the sewage from which nitrogen has been removed by the sewage treatment device 15 passes through the sewage treatment device 14 and passes through the final sedimentation basin 23.
Sent to. Here, the activated sludge that has become easier to settle is settled at the bottom. Then, the supernatant liquid in the final sedimentation basin 23 is sent to the next disinfection tank 24, where the pathogen is killed by sodium hypochlorite, and the treated water is released to the sea with improved sanitary safety. In the sewage treatment plant 16 described above, nitrogen compounds such as ammonia are rapidly oxidized in the sewage treatment device 14, and nitrogen oxides are also rapidly reduced in the sewage treatment device 15 and released as nitrogen gas. Therefore, nitrogen can be efficiently removed from sewage. Further, in the sewage treatment facility 16 according to the present embodiment, since the aeration tank 18 is used in the sewage treatment apparatus 14, it is not necessary to provide a special oxidation treatment tank for nitrogen compounds.
Moreover, since the nitrogen compound can be efficiently oxidized by arranging the hollow fibers 19 that actively support the microorganisms including nitrifying bacteria, the nitrogen compound can be decomposed without increasing the volume of the existing aeration tank. It can be performed. Also,
Also in the sewage treatment device 15, since the concentration of microorganisms in the anoxic tank can be increased and nitrate ions, nitrite ions and the like can be efficiently reduced, the capacity of the anoxic tank can be reduced. A sewage treatment facility 27 having a sewage treatment apparatus 26 according to a second embodiment of the present invention will be described.
The same components as those in the sewage treatment facility 16 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 4, the sewage treatment plant 27
7. It has a sewage treatment device 26, a final sedimentation basin 23, and a disinfection tank 24. The sewage treatment device 26 vertically orients a bundle of hollow fibers 28 carrying microorganisms including nitrifying bacteria in a part or all of an aeration tank as an example of a treatment tank (specifically, Dozens or more). This hollow fiber 28
Supports more aerobic bacteria such as those present in activated sludge than the hollow fiber 19. The bundle of the hollow fibers 28 includes a plurality or a large number (here, 50 to 1) of the hollow fibers 28, similarly to the hollow fibers 19 according to the first embodiment.
(About 000 pieces) in a bundled state, the ends of which are hardened with a resin, and assembled into a cylindrical container having a large number of holes. Air, which is an example of a gas containing oxygen, is introduced into the hollow fiber 28 from above (or from below) the container, and oxygen can pass through the hollow fiber 28. In the sewage treatment plant 27, fine suspended solids and organic matter in the sewage sent to the sewage treatment device 26 are decomposed and settled by the activated sludge and the aerobic bacteria carried on the hollow fibers 28. At the same time, nitrifying bacteria mainly carried by the hollow fibers 28 oxidize nitrogen compounds in the sewage, for example, ammonia, and convert them into nitrate ions, nitrite ions, and the like. As described above, the sewage treatment facility 27
In the above, since the concentration of aerobic microorganisms other than nitrifying bacteria is increased in the aeration tank, the decomposition of organic matter is particularly promoted. Therefore, the volume of the aeration tank can be reduced, and the size of the sewage treatment facility can be reduced. EXAMPLE An experimental apparatus 2 shown in FIG. 5 was used to investigate the ability to decompose nitrogen compounds using the sewage treatment method according to the present invention.
9 was used to conduct an experiment for decomposing (nitrifying) the nitrogen compound NH 4 . Here, artificial drainage in which an organic substance-containing solution and an inorganic substance-containing solution having the composition shown in Table 1 were mixed was used. [Table 1] The experimental apparatus 29 has two reactors 30 (total volume 3 liters), and the two reactors 30 have hollow fibers 31 (diameter) carrying microorganisms (mainly) including nitrifying bacteria. 1mm, length 1m)
Each book is equipped. Air is supplied to the reactor 30 by the compressor 32 so that the air passes through the inside of the hollow fiber 31. Further, the reactor 30 is set to a constant temperature (for example, about 20 to 30 ° C.) by circulating the liquid in the constant temperature water tank 33. Reference numeral 34 denotes a raw material tank for an organic substance-containing solution, reference numeral 35 denotes a raw material tank for an inorganic substance-containing solution, reference numeral 35a denotes a stirrer, reference numeral 36 denotes a mixer, and reference numeral 37 denotes a constant p for artificial drainage.
A tank containing an alkaline solution for keeping H (about pH 8), reference numerals 38 and 39 indicate pressure gauges, reference numerals 40 to 44 indicate circulation pumps, reference numeral 45 indicates a drainage pump, and reference numerals 46 to 53 indicate valves. The artificial drainage contains an organic substance-containing solution and an inorganic substance-containing solution at 500 ml / h and 50 ml, respectively.
It was mixed at a rate of 00 ml / h,
The artificial drain introduced into the reactor 30 has a BOD of 261
mg / l (ppm), ammonia nitrogen is 34.
It was 4 mgN / liter. The artificial drainage was retained in the experimental device 29 for about 30 minutes. The results are shown in FIGS. FIG.
The nitrification rate over time (mgN / liter-reactor · h) is shown. Here, the nitrification rate refers to the amount of nitrification of ammonia nitrogen per liter of the reactor and per hour. According to FIG. 6, the nitrification rate increased with the lapse of time.
After 0 days, 160 mgN / liter-reactor h
And the nitrification rate is about 93%. This is a very high nitrification rate, indicating that the nitrifying bacteria supported on the hollow fiber 31 proliferated and oxidized the ammonia in the artificial drainage with very high efficiency. The period of 40 days from the start of the experiment was a period required for the bacteria carried on the hollow fiber 31 to adjust, and the nitrification rate was kept constant after 40 days. FIG. 7 shows the change in BOD (ppm) over time. Due to experimental problems, the measurement of BOD was started on the 27th day from the start of the experiment. From FIG. 7, BOD is almost 0p
pm. This indicates that aerobic bacteria other than the nitrifying bacteria carried by the hollow fiber 31 also proliferate and efficiently decompose organic substances. As described above, the present invention has been described with reference to some embodiments. However, the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments, and is described in the claims. It includes other embodiments and modifications that can be considered within the scope of the matters described. For example, it is also possible to provide a separate apparatus for treating a nitrogen compound, such that the sewage treatment apparatus according to the present invention treats sewage in a sedimentation tank and an aeration tank first. Although the hollow fibers are arranged in the sewage treatment apparatus in the vertical direction, they may be arranged in the horizontal direction. According to the sewage treatment method of the present invention, since hydrophilic hollow fibers which positively carry microorganisms composed of nitrifying bacteria are arranged on the outer surface, nitrifying bacteria in the treatment tank are removed. it is possible to increase the concentration of microorganisms, nitrogen compounds
Can promote the oxidation of substances that are contained in sewage.
It is also possible to promote the decomposition of organic substances at the same time .
In addition, since the treatment tank is an aeration tank, aeration treatment and nitrogen
Oxidation can be performed simultaneously, and nitrogen oxidation
It is possible to omit a processing tank for performing only processing. Soshi
The nitric acid produced by the oxidation of the nitrogen compound
Ion and nitrite ions, part or all of which are denitrifying bacteria
A hollow fiber carrying microorganisms containing mainly
Into an oxygen-free tank to convert the gas into nitrogen gas.
Release from inside, and inside the hollow fiber of the anoxic tank,
Introducing inert gas or nutrient organic matter
In this way, nitrate ions and nitrite contained in sewage
Efficient reduction of ions, etc., from sewage as nitrogen gas
It can be removed.
【図面の簡単な説明】
【図1】微生物が積極的に担持された中空糸の説明図で
ある。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る下水処理装置
を有する下水処理施設の概略説明図である。
【図3】同下水処理装置の概略説明図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る下水処理装置
を有する下水処理施設の概略説明図である。
【図5】本発明の下水処理方法の実施例に係る実験装置
の説明図である。
【図6】時間に対する硝化速度の変化を示すグラフであ
る。
【図7】時間に対するBODの変化を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
10:バイオリアクタ、11:中空糸、12:細孔、1
3:微生物、14:下水処理装置、15:下水処理装
置、16:下水処理施設、17:最初沈殿池、18:曝
気槽、19:中空糸、20:容器、21:孔、、21
a:管、22:中空糸、23:最終沈殿池、24:消毒
槽、26:下水処理装置、27:下水処理施設、28:
中空糸、29:実験装置、30:リアクタ、31:中空
糸、32:コンプレッサ、33:恒温水槽、34:原料
タンク、35:原料タンク、35a:攪拌機、36:混
合器、37:タンク、38:圧力計、39:圧力計、4
0〜44:循環ポンプ、45:排水ポンプ、46〜5
3:バルブBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view of a hollow fiber in which microorganisms are positively supported. FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a sewage treatment facility having a sewage treatment device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic explanatory view of the sewage treatment apparatus. FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a sewage treatment facility having a sewage treatment device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram of an experimental apparatus according to an example of the sewage treatment method of the present invention. FIG. 6 is a graph showing a change in nitrification rate with respect to time. FIG. 7 is a graph showing a change in BOD with respect to time. [Description of Signs] 10: Bioreactor, 11: Hollow fiber, 12: Porous, 1
3: microorganism, 14: sewage treatment device, 15: sewage treatment device, 16: sewage treatment facility, 17: first sedimentation basin, 18: aeration tank, 19: hollow fiber, 20: container, 21: hole, 21
a: pipe, 22: hollow fiber, 23: final sedimentation tank, 24: disinfection tank, 26: sewage treatment equipment, 27: sewage treatment facility, 28:
Hollow fiber, 29: Experimental apparatus, 30: Reactor, 31: Hollow fiber, 32: Compressor, 33: Constant temperature water tank, 34: Raw material tank, 35: Raw material tank, 35a: Stirrer, 36: Mixer, 37: Tank, 38 : Pressure gauge, 39: pressure gauge, 4
0 to 44: circulation pump, 45: drainage pump, 46 to 5
3: Valve
フロントページの続き (72)発明者 古賀 修 福岡県北九州市小倉北区城内1番1号 北九州市 建設局内 (72)発明者 大原 邦夫 福岡県北九州市小倉北区城内1番1号 北九州市 建設局内 (56)参考文献 特開 平4−371298(JP,A) 特開 平11−162(JP,A) 特開 平7−68287(JP,A) 特開 昭57−102294(JP,A)Continuation of front page (72) Inventor Osamu Koga 1-1, Jonai, Kokurakita-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Kitakyushu City Construction Bureau (72) Inventor Kunio Ohara 1-1, Jonai, Kokurakita-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Kitakyushu City Construction Bureau (56) References JP-A-4-371298 (JP, A) JP-A-11-162 (JP, A) JP-A-7-68287 (JP, A) JP-A-57-102294 (JP, A)
Claims (1)
素化合物を分解する下水処理方法において、 前記処理槽は曝気槽であって、該曝気槽の一部又は全部
に、その外側表面が親水性に改質され、その外側表面に
硝化細菌を含む微生物を積極的に担持し、しかも内部の
空洞から外表面に向かって直径が10〜1000nmの
細孔を有し、該細孔を介して前記微生物の増殖に必要な
酸素を供給しえる中空糸を多数配置し、該中空糸内に酸
素を含む気体を導入し、硝化の進行に応じて下水のpH
を6〜9に維持するようにアルカリ剤を加えながら、下
水中に含まれる前記窒素化合物を硝酸イオンや亜硝酸イ
オンとし、更に、前記硝酸イオンや亜硝酸イオンを、そ
の一部又は全部に脱窒細菌を主体として含む微生物が担
持された中空糸が配置された無酸素槽に入れて、窒素ガ
スとし、該窒素ガスを下水中から放出し、そして、該無
酸素槽の中空糸の内部に、不活性ガス又は栄養分となる
有機物を導入することを特徴とする下水処理方法。(57) [Claim 1] In a sewage treatment method for decomposing nitrogen compounds contained in sewage introduced into a treatment tank, the treatment tank is an aeration tank, and one of the aeration tanks is provided. In part or all, the outer surface is modified to be hydrophilic, and the outer surface actively supports microorganisms including nitrifying bacteria, and pores having a diameter of 10 to 1000 nm from the inner cavity toward the outer surface. A plurality of hollow fibers capable of supplying oxygen necessary for the growth of the microorganisms through the pores , and an acid is provided in the hollow fibers.
Gas containing nitrogen, and the pH of sewage
While adding an alkaline agent to maintain
The nitrogen compounds contained in the water are converted to nitrate ions or nitrite ions.
And turn on the nitrate and nitrite ions.
Microorganisms containing mainly denitrifying bacteria in part or all of
Into the oxygen-free tank where the held hollow fibers are
Release the nitrogen gas from the sewage ; and
Inert gas or nutrient inside the hollow fiber of oxygen tank
A sewage treatment method characterized by introducing an organic substance .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2423799A JP3474476B2 (en) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | Sewage treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2423799A JP3474476B2 (en) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | Sewage treatment method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000218290A JP2000218290A (en) | 2000-08-08 |
JP3474476B2 true JP3474476B2 (en) | 2003-12-08 |
Family
ID=12132656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2423799A Expired - Fee Related JP3474476B2 (en) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | Sewage treatment method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3474476B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5010785B2 (en) * | 2001-07-24 | 2012-08-29 | 株式会社クラレ | Bioreactor and water treatment method |
KR100466934B1 (en) * | 2001-11-22 | 2005-01-24 | 주식회사 화인프로텍 | Equipment and Method of Nitrogen Removal Using Reactor Packed with Granular Sulfur |
KR100436960B1 (en) * | 2002-09-02 | 2004-06-23 | 환경관리공단 | The Biological Nutrient Removal System Using The Porous Media |
US7922902B2 (en) | 2003-10-30 | 2011-04-12 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Hollow fiber membrane module, hollow fiber membrane module unit, and water treatment method |
CN101065331A (en) * | 2004-05-14 | 2007-10-31 | 西北大学 | Methods and systems for total nitrogen removal. |
JP4609989B2 (en) * | 2004-09-22 | 2011-01-12 | 学校法人早稲田大学 | Wastewater treatment equipment |
JP2008183519A (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Kansai Pgs Kk | Sewage treatment apparatus and phosphorus recovering method |
JP5039093B2 (en) * | 2009-06-15 | 2012-10-03 | 株式会社栄電社 | Manufacturing method of bioreactor element |
WO2023042550A1 (en) * | 2021-09-15 | 2023-03-23 | メタウォーター株式会社 | Organic wastewater treatment method and treatment device |
CN118344958B (en) * | 2024-06-18 | 2024-09-10 | 济南惠成达科技有限公司 | Nitrifying bacteria enlarged culture equipment |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP2423799A patent/JP3474476B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000218290A (en) | 2000-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009148714A (en) | Biological treatment method and apparatus of organic matter-containing water | |
JP6750930B6 (en) | Sewage purification system | |
JP5098183B2 (en) | Waste water treatment method and apparatus | |
JP3474476B2 (en) | Sewage treatment method | |
JP3385150B2 (en) | Wastewater treatment method | |
JP4915036B2 (en) | Denitrification method and denitrification apparatus | |
JP4678577B2 (en) | Wastewater treatment system | |
JP2007050312A (en) | Method and apparatus for biologically treating waste water | |
JP2015093258A (en) | Denitrification method and apparatus | |
JPS60187396A (en) | Apparatus for biologically removing nitrogen in waste water | |
JP2565431B2 (en) | Method and apparatus for treating organic wastewater | |
JP5523800B2 (en) | Organic wastewater treatment method and treatment equipment | |
JP2018187577A (en) | Method for setting up nitrogen-containing wastewater treatment system | |
KR100435107B1 (en) | Advance Treatment Equipment and Process for Nitrogen and Phosphate Removal in Sewage and Wastewater | |
JPH1034185A (en) | Drainage treatment method | |
JP4006750B2 (en) | Immobilized microorganism carrier and environmental purification method using the same | |
JP3797554B2 (en) | Organic wastewater treatment method and equipment | |
KR20010007939A (en) | Advanced Treatment Process of Domestic Wastewater by Biological and Chemical | |
JP5010785B2 (en) | Bioreactor and water treatment method | |
JP3858271B2 (en) | Wastewater treatment method and apparatus | |
WO2020004662A1 (en) | Water treatment method | |
KR20030097075A (en) | Hybrid Submerged Plate Type Membrane Bioreactor Using microfilter Combined With Biofilm-Activated Carbon for Advanced Treatment of Sewage and Wastewater | |
RU2644904C1 (en) | Method of biological purification of wastewater from nitrogen phosphoric and organic compounds | |
JP3819457B2 (en) | Biological denitrification of wastewater | |
JP3019127B2 (en) | Nitrogen removal equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |