JP3830505B1 - Soil denitrification equipment - Google Patents

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Abstract

【課題】 アンモニア性窒素を脱窒させるために、土壌や粘土を利用する装置であって、施設の簡便さと操作の容易さのために、硝酸化に必要な酸素供給は、自然通気から得、脱窒には攪拌等を要しないものを提供することを目的とする。
【解決手段】 処理土壌を側面が開放された収容枠に投入し、汚水を処理土壌の上部から散水し、汚水中のアンモニア性窒素を硝化させるための必要な酸素は、処理土壌の表層、側面から取り込み、硝化された窒素成分は、保水材が充填され、流動化している粘土層を有する脱窒槽で脱窒させることを特徴とする土壌脱窒処理装置。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To use a soil or clay for denitrifying ammonia nitrogen, and for the convenience of the facility and the ease of operation, the oxygen supply necessary for nitrification is obtained from natural aeration, The purpose is to provide denitrification that does not require stirring.
SOLUTION: The treated soil is put into a containing frame whose side is open, and the necessary oxygen for nitrifying ammonia nitrogen in the sewage is sprinkled from the upper part of the treated soil. A soil denitrification apparatus characterized in that the nitrogen component taken in and nitrified is denitrified in a denitrification tank having a clay layer filled with a water retention material and fluidized.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、廃棄物最終処分場浸出水などの汚水のように、易分解性の有機物(BOD)が少なく、アンモニア性窒素を多く含み、水処理技術の生物学的脱窒処理が困難な汚水を、一般土壌や粘土を用いて、硝化、脱窒の一連の処理を行う処理装置に関する。   The present invention, like sewage such as leachate at the final disposal site of waste, contains less easily decomposable organic matter (BOD), contains a lot of ammonia nitrogen, and is difficult to biologically denitrify water treatment technology. The present invention relates to a treatment apparatus for performing a series of treatments of nitrification and denitrification using general soil and clay.

廃棄物最終処分場の浸出水は、易分解性の有機物成分(BOD等)は、既に埋立地内で分解され、浸出水中には、有機性窒素成分から転換されたアンモニア性窒素(NH4−N)が多く含まれている。また高濃度な有機性廃液(食品工場廃液や家畜ふん尿等)に適用される嫌気処理方法においては、廃液中に含まれる窒素成分は処理されず、アンモニア性窒素(NH4−N)として残存する。 In the leachate at the final disposal site, readily decomposable organic components (such as BOD) have already been decomposed in the landfill, and ammonia nitrogen converted from organic nitrogen components (NH 4 -N) is contained in the leachate. ) Is included. In addition, in the anaerobic treatment method applied to high-concentration organic waste liquid (food factory waste liquid, livestock manure, etc.), the nitrogen component contained in the waste liquid is not treated and remains as ammoniacal nitrogen (NH 4 -N). .

汚水に含まれる窒素成分の代表的な除去方法は、活性汚泥中に生息する硝化菌による好気処理と脱窒菌による嫌気処理を組み合わせた生物学的脱窒法であり、汚水中の窒素成分は、最終的に不活性な窒素ガスに変換されて大気に放散される。
曝気(硝化)→脱窒→沈殿が代表的な処理工程となるアンモニア性窒素が多く含まれる汚水の脱窒処理において、装置の規模や運転管理面から最も困難な処理操作は、硝化工程である。特に廃棄物最終処分場の浸出水のように、汚水中に易分解性の有機物(BOD)がほとんど含まれない場合、硝化は全くすすまない時がある。また最終処分場の供用が終了した浸出水の処理は、無人となり、簡便な処理方法が望まれる。また嫌気処理は、処理規模が小規模であるが、高濃度なアンモニア性窒素であるため、そのまま放流等ができない。脱窒処理を行うためには、大規模な硝化槽等が必要となる。
A typical method for removing nitrogen components in sewage is a biological denitrification method that combines aerobic treatment with nitrifying bacteria that live in activated sludge and anaerobic treatment with denitrifying bacteria. Finally, it is converted into inert nitrogen gas and released into the atmosphere.
Aeration (nitrification)->denitrification-> Precipitation is the typical treatment process. In the denitrification treatment of wastewater containing a lot of ammonia nitrogen, the most difficult treatment operation is the nitrification process from the scale of equipment and operation management. . In particular, when there is almost no readily decomposable organic matter (BOD) in the sewage, such as leachate at the final disposal site, nitrification may not be achieved at all. In addition, the treatment of leachate after the final disposal site has been completed is unmanned and a simple treatment method is desired. The anaerobic treatment has a small treatment scale, but cannot be discharged as it is because it is highly concentrated ammoniacal nitrogen. In order to perform the denitrification treatment, a large-scale nitrification tank or the like is required.

活性汚泥は原生動物や細菌が凝集した200から1000μmの不定形のフロックであり、硝化細菌等の微生物も取り込まれている。曝気(硝化)槽には酸素を供給するための空気攪拌により、常に流動化しており、微細なフロックも多く存在する。次工程の沈殿槽では沈降しきれない微細なフロックは処理水と共に流亡してしまう(ウオッシュアウト)。硝化細菌のように比増殖速度(μ)の小さい細菌は曝気槽内で増殖しきれないうちに微細なフロックと共に洗い出されてしまう。活性汚泥処理はウオッシュアウトがあることにより、活性汚泥菌として出現する個体数は多くなく、BODの処理が主体となることが多い。そのために、活性汚泥処理の変法として、活性汚泥のフロック内に出現する個体数を多くし、食物連鎖による発生汚泥の低減化を図った長時間曝気方式や微生物を充填材に固定する接触酸化処理方式等が導入されている。これらの処理方式は比増殖速度(μ)の小さい微生物も保持させることができる。
また汚水中のアンモニア性窒素を硝化させるためには、通常の活性汚泥処理に必要な3〜5倍の曝気槽容量、また硝化のための空気を供給する強攪拌となることから、硝化菌を硝化槽内で維持させるためには、大容量の曝気槽や沈殿槽が必要となると共に、水処理操作では、硝化槽出口の処理水の約3倍量を返送・循環させて対応している。
Activated sludge is an irregular floc of 200 to 1000 μm in which protozoa and bacteria are aggregated, and microorganisms such as nitrifying bacteria are also taken in. The aeration (nitrification) tank is constantly fluidized by air agitation for supplying oxygen, and there are many fine flocs. Fine flocs that cannot be settled in the sedimentation tank in the next process will be washed away with the treated water (washout). Bacteria with a small specific growth rate (μ) such as nitrifying bacteria are washed out with fine floc before they can grow in the aeration tank. Due to the washout of the activated sludge treatment, the number of individuals that appear as activated sludge bacteria is not large, and the treatment of BOD is often the main subject. Therefore, as a modified method of activated sludge treatment, the number of individuals that appear in the flocs of activated sludge is increased, and a long-term aeration system that reduces the sludge generated by the food chain and catalytic oxidation that fixes microorganisms to the filler. A processing method has been introduced. These treatment methods can also retain microorganisms with a low specific growth rate (μ).
In addition, in order to nitrify ammonia nitrogen in sewage, the aeration tank capacity required for normal activated sludge treatment is 3-5 times, and strong agitation to supply air for nitrification is required. In order to maintain it in the nitrification tank, a large-capacity aeration tank and precipitation tank are required, and in the water treatment operation, about three times the amount of treated water at the nitrification tank outlet is returned and circulated. .

比増殖速度(μ)とは、微生物の単位濃度あたりの増殖速度であって、1日に1回分裂をして、2倍に増殖する時のμは0.693(1/日)である。活性汚泥のBOD酸化細菌のμは約2.2(1/日)で、硝化細菌の代表種であるNitrosomonas属のμは0.2〜1.0(1/日)で、亜硝化細菌は0.2(1/日)で、活性汚泥菌の1/10と遅く、曝気槽内に維持させることが難しい処理方法となっている。また硝化細菌は温度による影響も大きく、寒冷地や冬季の水温の低い汚水の処理では、処理が困難となる。   Specific growth rate (μ) is the growth rate per unit concentration of microorganisms, and μ when dividing once a day and growing twice is 0.693 (1 / day). . The activated sludge's BOD oxidizing bacteria μ is about 2.2 (1 / day), Nitrosomonas genus μ which is a representative species of nitrifying bacteria is 0.2-1.0 (1 / day), and subnitrifying bacteria are At 0.2 (1 / day), it is as slow as 1/10 of activated sludge bacteria, and it is difficult to maintain in the aeration tank. Nitrifying bacteria are also greatly affected by temperature, and it becomes difficult to treat sewage in cold regions and in winter when the water temperature is low.

生物学的脱窒法では、汚水中のアンモニア性窒素(NH4−N)が硝酸化(NO−N、NO−N)された後、溶存酸素のない嫌気条件下におき、脱窒細菌の硝酸呼吸、亜硝酸呼吸を利用して、硝酸性窒素を不活性な窒素ガスに還元する。
脱窒細菌の大部分は外部から供給される有機炭素源に依存する他栄養細菌であり、メタノール等がよく利用される。水処理装置においては、更に再曝気槽を付設して過剰に注入された残留メタノール等の処理が必要となっている。
硝化→脱窒→再曝気を経て脱窒された汚水は、最終的に沈殿槽へ送水される。硝化、再曝気槽は空気による攪拌、脱窒槽は機械攪拌が行われるため、沈殿槽へは、汚泥(菌体)と処理水の混合水が送られ、その上澄み水が処理水として、沈殿した汚泥は処理槽の菌体保持のため、返送し、循環させる必要がある。
In the biological denitrification method, ammonia nitrogen (NH 4 -N) in sewage is nitrated (NO 2 -N, NO 3 -N), then placed under anaerobic conditions without dissolved oxygen, and denitrifying bacteria Nitrate nitrate and nitrite respiration are used to reduce nitrate nitrogen to inert nitrogen gas.
Most of the denitrifying bacteria are other vegetative bacteria that depend on an organic carbon source supplied from the outside, and methanol or the like is often used. In the water treatment apparatus, a re-aeration tank is additionally provided to treat the excessively injected residual methanol and the like.
The sewage denitrified through nitrification → denitrification → re-aeration is finally sent to a settling tank. Since nitrification and re-aeration tanks are stirred by air, and denitrification tanks are mechanically stirred, mixed water of sludge (bacteria) and treated water is sent to the settling tank, and the supernatant water is precipitated as treated water. The sludge must be returned and circulated in order to keep the cells in the treatment tank.

硝化槽では生成する硝酸を中和するためのNaOH等のアルカリの注入、また脱窒槽では水のアルカリ度が上昇するため、適正なpH域を逸脱しないよう、HSO等の酸の注入が必要であり、簡易な操作が望まれる施設への導入は難しい。 Injection of alkali such as NaOH to neutralize the nitric acid produced in the nitrification tank, and injection of acid such as H 2 SO 4 so that the alkalinity of water increases in the denitrification tank so as not to deviate from an appropriate pH range. Therefore, it is difficult to introduce it into facilities where simple operation is desired.

生物学的脱窒法の水処理の他に土壌による浄化処理方法がある。土壌には細菌、原生動物、小動物等による豊かな食物連鎖が維持されており、汚水などに含まれる有機物が投入されると速やかに分解し、浄化される。
また硫安、尿素等の窒素肥料を土壌に施用させた場合、速やかに硝化することや、ハウス栽培等では表層土に硝酸が集積すること等から、土壌の硝酸化能力は高く、土壌は陰イオン交換能力の高い粘土コロイドや腐植物が多く含まれているためにpH緩衝能力も高く、硝酸化による土壌の酸性を防除する優れた性質がある。
しかし汚水中に含まれる夾雑物や、有機物の分解により発生する汚泥、また粘性土の微細粒子等により、土壌内が閉塞状態となり、嫌気化による悪臭の発生や汚水の浸透能力の低下により、処理が続行できなくなる場合もある。また土壌の高い硝化能力も表層から10〜30cm程度に限られていることから、汚水中のアンモニア性窒素を硝酸化させる能力には限界がある。
In addition to water treatment by biological denitrification, there is a soil purification method. A rich food chain is maintained in the soil by bacteria, protozoa, small animals, etc., and when organic matter contained in sewage is introduced, it is quickly decomposed and purified.
In addition, when nitrogen fertilizers such as ammonium sulfate and urea are applied to the soil, the nitrification ability of the soil is high due to rapid nitrification and accumulation of nitric acid in the surface soil in house cultivation, etc. Since it contains many clay colloids and humic plants with high exchange capacity, it has a high pH buffering capacity and has an excellent property of controlling soil acidity due to nitrification.
However, the soil is blocked by contaminants contained in the sewage, sludge generated by the decomposition of organic matter, and fine particles of cohesive soil. May not be able to continue. Moreover, since the high nitrification capacity of the soil is limited to about 10 to 30 cm from the surface layer, there is a limit to the ability to nitrate ammonia nitrogen in sewage.

水を張って酸素の供給がさえぎられた水田においては、硝酸化肥料を水田土壌に投入すると、ほとんどが窒素ガスに還元され、水田では硝酸化肥料はあまり使い物にならないことが知られている。
土壌処理水の硝酸性窒素を水田土壌の形態にした土壌処理槽に注水すれば、窒素ガスに還元され、脱窒が可能となる。しかし水田のように水中にある土壌は、底部になるに従い、圧密化し、汚水の透水能力が期待できないことから実用化には至っていない。現状の処理技術では、土壌処理を経た後の脱窒処理は、生物学的脱窒法の脱窒槽と同じ方法で、水槽に入れた接触材などで菌体の維持を図った水処理方法によっている。
In paddy fields where the supply of oxygen is blocked by filling water, it is known that when nitrate fertilizer is put into paddy soil, most of it is reduced to nitrogen gas, and nitrate fertilizer is not very useful in paddy fields.
If nitrate nitrogen in soil treated water is poured into a soil treatment tank in the form of paddy soil, it is reduced to nitrogen gas and can be denitrified. However, the soil in the water like paddy fields has not been put to practical use because it becomes consolidated as it reaches the bottom, and the ability of sewage to pass through cannot be expected. In the current treatment technology, the denitrification treatment after soil treatment is the same method as the denitrification tank of biological denitrification method, and is based on the water treatment method that aims to maintain the cells with contact materials placed in the tank. .

具体的な従来例としては、例えば、有機系廃水に好気性処理を施すための酸化槽と、この酸化槽による好気性処理水に嫌気性処理を施すための脱窒槽とを備え、酸化槽は漏水防止用の遮水シートにより仕切った所定深さの土壌を有機系廃水の散布領域として、その土壌表面に散水パイプを敷設すると共に、土壌中に送気パイプと回収パイプとを埋設して構成され、その上部には保温室を形成するカバーが設けられる一方、脱窒槽は、内面が遮水シートにより被覆された地堀穴に炭素源と成すモミガラを収容して構成され、又、脱窒槽には好気性処理水を導入するための給水パイプと、好気性処理水の脱窒により得られる嫌気性処理水を外部放出するための排水パイプとが配管された装置が提案されている(特許文献1参照)。
また、汚水を散水する散水管を備える通水装置が配された上部土壌層が設けられ、その途中深さであって通水装置の直下に拡散層が設けられ、上部土壌層より下方には脱窒素性のある脱窒素層がその上側及び下側の二箇所に通気性のある排気層を伴って設けられ、排気層から装置外部へ通じる排気路が設けられ、脱窒素層より下方には下部土壌層が設けられ、その下方には集水層が設けられ、集水層に集水管が配された装置が提案されている(特許文献2参照)。
As a specific conventional example, for example, an oxidation tank for performing an aerobic treatment on organic wastewater and a denitrification tank for performing an anaerobic treatment on the aerobic treatment water by the oxidation tank, The soil of a predetermined depth partitioned by a water shielding sheet for preventing water leakage is used as a spray area for organic wastewater, and water spray pipes are laid on the soil surface, and air supply pipes and recovery pipes are buried in the soil. The denitrification tank is configured to contain a rice bran which is a carbon source in a pit hole whose inner surface is covered with a water shielding sheet, and a denitrification tank. Has proposed a device in which a water supply pipe for introducing aerobic treated water and a drain pipe for discharging anaerobic treated water obtained by denitrification of aerobic treated water to the outside have been proposed (patent) Reference 1).
In addition, an upper soil layer provided with a water flow device having a water spray pipe for spraying sewage is provided, and a diffusion layer is provided at a midway depth immediately below the water flow device, below the upper soil layer. A denitrification layer having a denitrification property is provided at two locations on the upper and lower sides with a breathable exhaust layer, and an exhaust passage leading from the exhaust layer to the outside of the apparatus is provided, below the denitrification layer. A device has been proposed in which a lower soil layer is provided, a water collection layer is provided below the lower soil layer, and a water collection pipe is arranged in the water collection layer (see Patent Document 2).

特開2004−209312号公報JP 2004-209912 A 特開2003−275780号公報JP 2003-275780 A

しかしながら、特許文献1記載の技術では、廃水処理を土壌の表層以外は遮水シート等により被覆され、送気パイプ等を用いているものの、土壌内の通気・排気効率が悪い。また、土壌に廃水が拡散したときに、土壌の圧密を防ぐ手段が講じられておらず、処理が進むにつれて、土壌内が閉塞状態となって処理効率が落ちるという問題を抱えている。
また、特許文献2記載の技術においても、土壌が処理槽に覆われており、土壌内の通気・排気は、土壌の表層、及び土壌内に配置された複数の管が用いられているに過ぎず、通気・排気の効率が悪く、また、装置自体が複雑化している。また、土壌の圧密を防ぐ手段についても、格別、講じられておらず、処理が進むにつれ土壌内が閉塞状態となって、処理効率が落ちるという問題をやはり抱えている。
However, in the technique described in Patent Document 1, the wastewater treatment is covered with a water shielding sheet other than the surface layer of the soil and an air supply pipe or the like is used, but the ventilation / exhaust efficiency in the soil is poor. In addition, when wastewater diffuses into the soil, no means for preventing the consolidation of the soil is taken, and as the treatment proceeds, the soil becomes blocked and the treatment efficiency is lowered.
Also, in the technique described in Patent Document 2, the soil is covered with a treatment tank, and ventilation and exhaust in the soil use only the surface layer of the soil and a plurality of tubes arranged in the soil. Therefore, the efficiency of ventilation and exhaust is poor, and the device itself is complicated. In addition, the means for preventing the consolidation of the soil is not specially taken, and as the treatment proceeds, the soil becomes blocked and the treatment efficiency is lowered.

そこで、本発明は、水処理操作での処理が難しいアンモニア性窒素の硝酸化を硝酸化能力の高い土壌を利用する方法及び装置であって、施設の簡便さと操作の容易さのために、硝酸化に必要な酸素はブロワー等による空気供給でなく、自然通気によるものを提供することを目的とする。
有機性窒素から転換されるアンモニア性窒素(NH−N)は硝酸化細菌、亜硝酸化細菌により、NO−NまたはNO−Nに酸化される。硝酸化細菌、亜硝酸化細菌は共に炭酸ガスを炭素源として細胞合成する自栄養細菌で、それぞれ次の酸化反応による。
NH +1.5O→NO +HO+2H+
NO +0.5O→NO
上記の硝酸化に必要な酸素は、NH−Nを1kg酸化させるのに4.6kgの酸素が必要となる。窒素肥料が土壌内で速やかに硝酸化されるには、上記の酸素が土壌に供給されている必要がある。
Therefore, the present invention is a method and apparatus that utilizes soil with high nitrating ability for nitrating ammonia nitrogen, which is difficult to treat in water treatment operations. The purpose of oxygen is to provide natural aeration instead of air supply by a blower or the like.
Ammonia nitrogen (NH 4 —N) converted from organic nitrogen is oxidized to NO 2 —N or NO 3 —N by nitrifying bacteria and nitrifying bacteria. Nitrate bacteria and nitrite bacteria are both autotrophic bacteria that synthesize cells using carbon dioxide as a carbon source.
NH 4 + + 1.5O 2 → NO 2 + H 2 O + 2H +
NO 2 + 0.5O 2 → NO 3
The oxygen necessary for the above nitrification requires 4.6 kg of oxygen to oxidize 1 kg of NH 4 -N. In order for the nitrogen fertilizer to be nitrated quickly in the soil, the above oxygen needs to be supplied to the soil.

NH−NからNO−N等への硝化は土壌中に硝酸化細菌等が存在することによる反応であって、土壌粒子等への吸着でないことから、飽和のない処理であり、永続性がある。
土壌における吸着や硝化による窒素の処理能力は、土壌の種類によって、大きく異なるが、土壌の窒素処理能力としては、1日乾土100g当たり0.5〜5.0mg/100gと考えられている。悪臭を土壌を通して脱臭する土壌脱臭の場合;土壌100g当たり1日に硝化できる能力は、10mgNH―N/100g乾土程度であり、この時の土壌高さは約50cmである。土壌脱臭は、土壌内部に常に強制的に空気が供給されているため、その硝化能力は高くなっている。
Nitrification from NH 4 -N to NO 3 -N is a reaction due to the presence of nitrifying bacteria in the soil and is not adsorbed to soil particles, so it is a non-saturated treatment and is permanent. There is.
The nitrogen treatment capacity by adsorption or nitrification in soil varies greatly depending on the type of soil, but the nitrogen treatment capacity of soil is considered to be 0.5 to 5.0 mg / 100 g per 100 g of dry soil per day. In the case of soil deodorization in which malodor is deodorized through the soil; the ability to nitrify per day per 100 g of soil is about 10 mg NH 3 —N / 100 g dry soil, and the soil height at this time is about 50 cm. Soil deodorization has a high nitrification capacity because air is always forcibly supplied into the soil.

活性汚泥処理で硝化させる場合、硝化負荷率は、曝気槽1m3当たり100gNH―N/m3・日で計画される。曝気槽では保有水当たり、土壌処理では保有土壌当たりの違いがあるが、単位容量当たりで換算すると、上記の負荷率は10mgNH―N/100g・日に相当する。これは強制通気を行う土壌脱臭の処理能力に相当する。
土壌脱臭のように通気をしない場合は、5mgNH―N/100g・日程度であり、活性汚泥の処理能力の1/2である。しかし曝気槽内の硝化菌はウオッシュアウト等による菌体保持が困難であるが、土壌内では容易に、安定して維持される。またブロワー等の動力を使用しない場合、運転管理面や省エネの面から格段に土壌による硝化の方が優れている。
In the case of nitrification by activated sludge treatment, the nitrification load factor is planned at 100 g NH 3 -N / m 3 · day per 1 m 3 aeration tank. Although there is a difference between the retained water in the aeration tank and the retained soil in the soil treatment, the above load factor corresponds to 10 mg NH 4 -N / 100 g · day when converted per unit volume. This is equivalent to the soil deodorization capacity for forced ventilation.
In the case of no aeration like soil deodorization, it is about 5 mg NH 4 -N / 100 g · day, which is 1/2 of the treatment capacity of activated sludge. However, nitrifying bacteria in an aeration tank are difficult to maintain by washing out or the like, but are easily and stably maintained in soil. In addition, when power such as a blower is not used, nitrification using soil is far superior in terms of operation management and energy saving.

土壌内の空気は大気に比べて酸素濃度が低く、炭酸ガス、水蒸気が多い。有機物の分解に由来する炭酸ガスは20cm以上の深さでは、その濃度も上昇する。
窒素の処理能力とする5mg/100g乾土の場合、土;50%、水分;20%、空気;30%の土壌とすると、土壌中に含まれる平均の空気量は約60ccとなる。また全量がアンモニア性窒素であると仮定すると、5mgのアンモニア性窒素を硝酸化させるためには約80ccの空気が必要であり、土壌中に内在する空気量だけでは、20ccの空気が理論的に不足する。土壌硝化の大部分は表層であることから不足する空気は、常に土壌表層から供給されていることになる。
土壌の硝化能力を高めるためには、土壌内の空気量を大きくすること、また表層土壌の面積を大きくし、大気との接触を活発にさせることが必要となる。また硝化は温度による影響を大きく受けるため、容量や空気供給量に対して余裕のある規模とする必要がある。
The air in the soil has a lower oxygen concentration than the atmosphere, and is rich in carbon dioxide and water vapor. The concentration of carbon dioxide derived from the decomposition of organic matter increases at a depth of 20 cm or more.
In the case of 5 mg / 100 g dry soil with a nitrogen treatment capacity, soil: 50%, moisture: 20%, air: 30% soil, the average amount of air contained in the soil is about 60 cc. Assuming that the total amount is ammoniacal nitrogen, about 80 cc of air is required to nitrify 5 mg of ammoniacal nitrogen, and 20 cc of air is theoretically calculated only by the amount of air present in the soil. Run short. Since the majority of soil nitrification is the surface layer, the air that is deficient is always supplied from the soil surface layer.
In order to increase the nitrification capacity of the soil, it is necessary to increase the amount of air in the soil, to increase the surface soil area, and to make active contact with the atmosphere. In addition, since nitrification is greatly affected by temperature, it is necessary to provide a scale with a margin for capacity and air supply.

汚水を土壌に過剰に注水すると、表層が閉塞したり、土壌内部が圧密化し、土壌の浸透能力が低下し、土壌内部の空気も減少してしまう。
土壌表面から侵入する水は重力、土壌粒子間の孔隙間の毛管、水蒸気によって移動する。重力や毛管力による移動は、上下水平方向による移動であり、特に土壌の空気溜りである空隙部への移動となる。外部から注水する汚水は、重力により、土壌内の空隙部に侵入し、土壌内空気を押し出してしまう。これは注水量が多くなればなるほど顕著となる。
土壌の圧密化は土壌中の間隙比が減少することから発生する。間隙比の減少は、外部圧力や土壌の自重、過剰汚水の注入による微細粒子の移動による間隙の閉塞等が原因である。通常の耕作地ではこれらを防止するために、耕転させ、また土壌の団粒化を促進させている。
土壌処理を行う場合は、汚水の土壌への浸透能力が重要な要素となる。土壌の浸透能力は、土壌処理の実績等から、20〜60リットル/m2・日程度である。土壌内への過剰注水による間隙比の低下、土壌の自重等による圧密の防止を行うことができれば、土壌の浸透能力は大幅に上げることができる。
土壌表層から注水された汚水は重力により、下層に集水する。土壌処理の場合、土壌がフィルターとなり、菌体は土壌層内に留まる。しかし汚水の処理量を増やした場合、土壌中の粘土等の微細粒子が重力により流出してくる。これら微細粒子の流出を防止する必要がある。
If sewage is poured into the soil excessively, the surface layer will be blocked, the soil interior will be consolidated, the soil penetration capability will decrease, and the air inside the soil will also decrease.
Water entering from the soil surface is moved by gravity, capillaries in pores between soil particles, and water vapor. Movement due to gravity and capillary force is movement in the vertical and horizontal directions, and in particular, movement to a void that is an air pocket in the soil. The sewage poured from outside enters the voids in the soil by gravity and pushes out the air in the soil. This becomes more noticeable as the amount of water injection increases.
Consolidation of soil occurs because the porosity ratio in the soil decreases. The decrease in the gap ratio is caused by external pressure, the weight of the soil, the clogging of the gap due to the movement of fine particles due to the injection of excess sewage, and the like. Ordinary cultivated land is cultivated to prevent these problems and promotes soil agglomeration.
In the case of soil treatment, the ability of sewage to penetrate into soil is an important factor. The soil penetration capacity is about 20 to 60 liters / m 2 · day based on the results of soil treatment. If the pore ratio can be reduced by excessive water injection into the soil, and the compaction can be prevented by the weight of the soil, the soil penetration capability can be greatly increased.
The sewage poured from the surface of the soil is collected in the lower layer by gravity. In the case of soil treatment, the soil becomes a filter, and the bacterial cells remain in the soil layer. However, when the amount of treated sewage is increased, fine particles such as clay in the soil flow out due to gravity. It is necessary to prevent the outflow of these fine particles.

土壌による脱窒処理は水田の脱窒形態を応用する。
水田の断面構造は、表層から好気的な田面水、嫌気的な作土層、その下層にすき床層、心土層が重なっている。水中の酸素は水面の浅いところにある田面水に存在する好気性微生物の呼吸作用により、消費され、その下の作土層では酸素消費量が供給量を上回ってしまうため、嫌気的な微生物が活動し、嫌気的な物質変化がすすむ。
作土層には好気的あるいは半嫌気的な通性嫌気性菌が活動する層とその下層に嫌気が進んだ状態にある絶対嫌気性菌が存在する2つの層がある。硝酸の還元は、第1期の通性嫌気性菌が活動する層で行われ、酸化還元電位(Eh)は溶存酸素のない嫌気的な条件である+0.4〜+0.1ボルト程度となる。更に下層の絶対嫌気性菌が存在する層ではEhは0〜―0.3ボルトまで下がる。
硝酸のもつ酸素は酸化剤として、有機物を分解しながら、硝酸は窒素ガスに還元されていく。この硝酸の還元反応は次式で示すことができる。
2NO+3(H)→N+2OH+2H
2NO+5(H)→N+2OH+4H
(H)である有機炭素源にはメタノール等が利用され、メタノールではNO―Nの3倍量の添加が必要となる。
Denitrification treatment with soil applies the denitrification form of paddy field.
The cross-sectional structure of the paddy field consists of an aerobic field surface, an anaerobic soil layer, and a sukibed layer and a subsoil layer below it. Oxygen in the water is consumed by the respiration of aerobic microorganisms present in the shallow water of the surface, and the oxygen consumption exceeds the supply in the soil layer below it. Active and anaerobic substance change is promoted.
There are two layers in the soil formation layer, where aerobic or semi-anaerobic facultative anaerobic bacteria are active and in which there are absolute anaerobic bacteria that are under anaerobic conditions. The reduction of nitric acid is performed in a layer where facultative anaerobes in the first stage are active, and the redox potential (Eh) is about +0.4 to +0.1 volts, which is an anaerobic condition without dissolved oxygen. . Furthermore, in the layer where the absolute anaerobic bacteria exist in the lower layer, Eh decreases to 0 to -0.3 volts.
Nitric acid is reduced to nitrogen gas while oxygen is decomposed as an oxidizing agent and decomposes organic substances. This reduction reaction of nitric acid can be represented by the following formula.
2NO 2 +3 (H 2 ) → N 2 + 2OH + 2H 2 O
2NO 3 +5 (H 2 ) → N 2 + 2OH + 4H 2 O
Methanol or the like is used as the organic carbon source that is (H 2 ), and it is necessary to add three times the amount of NO 3 —N in methanol.

汚水を土壌内で処理を行った場合、余剰汚泥となる菌体の増殖がある。その発生量は、1gのNH―Nを硝化した時、0.17gの菌体が生産され、脱窒においては、硝酸性窒素の3倍量を添加するメタノールの場合、0.15gの菌体が生産されると考えられている。ここで仮に5mg/100g乾土・日の時の菌体生産量は、硝化菌では0.85mg、脱窒菌では4.75mg、合わせて5.6mg/100g乾土・日となる。これは100gの乾土中1日当たり0.0056%であり、1年を通じても2%程度である。
土壌には豊かな食物連鎖が維持されており、これら菌体(汚泥)は乾土当たりの含有量も小さいことから、菌体(汚泥)の土壌内蓄積は無視できるものである。
When sewage is treated in the soil, there is a proliferation of bacterial cells that become excess sludge. The amount generated is 0.17 g of cells when 1 g of NH 3 -N is nitrified, and in denitrification, in the case of methanol to which 3 times the amount of nitrate nitrogen is added, 0.15 g of cells It is believed that the body is produced. Here, suppose that the amount of bacterial cells produced at 5 mg / 100 g dry soil / day is 0.85 mg for nitrifying bacteria, 4.75 mg for denitrifying bacteria, and 5.6 mg / 100 g dry soil / day in total. This is 0.0056% per day in 100 g of dry soil, and is around 2% throughout the year.
A rich food chain is maintained in the soil, and since these cells (sludge) have a low content per dry soil, the accumulation of cells (sludge) in the soil is negligible.

水処理操作、また土壌処理においても、硝化反応では、NH―Nを1mg酸化することにより、7.14mgのアルカリ度が消費され、pHが低下する。硝化反応がpHの影響により、反応が遅くなり、亜硝酸化のみが進んでしまうと亜硝酸イオンが蓄積されてくる。亜硝酸イオンは微生物に対して毒性が強いため、硝化反応全体が進行しなくなってしまう。最適のpHは7〜9である。脱窒反応では、硝酸性窒素が1mg脱窒される時、アルカリ度は3.57mg生成される。
土壌は粘土コロイドや腐植物が多く存在すると、優れたpH緩衝能力がある。そのためには処理する土壌中には、適度な吸着力の優れた粘土や腐植物を含有させておく必要がある。土壌処理槽の土壌は自然の土壌とは異なり、常に自然の降雨以上の汚水が注水されているため、微細粒子である粘土や腐植物が重力水により、流亡させないように土壌内の圧密化等を防止させることが必要となる。
In water treatment operation and soil treatment as well, in the nitrification reaction, by oxidizing 1 mg of NH 4 -N, 7.14 mg of alkalinity is consumed and pH is lowered. When the nitrification reaction is slowed by the influence of pH and only nitritation proceeds, nitrite ions are accumulated. Since nitrite ions are highly toxic to microorganisms, the entire nitrification reaction does not proceed. The optimum pH is 7-9. In the denitrification reaction, when 1 mg of nitrate nitrogen is denitrified, 3.57 mg of alkalinity is produced.
The soil has an excellent pH buffering capacity when there are many clay colloids and humic plants. For this purpose, the soil to be treated needs to contain clay and humus having an appropriate adsorbing power. The soil in the soil treatment tank is different from natural soil, and sewage water that is more than natural rainfall is always injected, so the clay and humus, which are fine particles, are consolidated in the soil so that they will not be washed away by gravity water. It is necessary to prevent this.

汚水中のアンモニア性窒素を土壌処理により硝化させるためには、土壌自体の通気性、また通水性が重要な処理要素となる。土壌の硝化能力は土壌中にある空気も作用するが、表層の10〜30cm程度の深さで硝酸化する傾向があることから、大部分が表層から供給される空気により、アンモニア性窒素が硝酸性窒素に酸化されている。
本発明に使用する土壌は通気性、通水性のある砂質土壌を使用する。また大気との接触面を大きくするために、処理に使う土壌は収容枠に囲って、最上面の他に、側面も露出させて、大気と接触させる。このことにより大気と接触する土壌表層は、側面の4面が追加され、5面となる。
硝化菌の保有量を多くするためには、処理する土壌の容量を大きくすることが必要である。しかし土壌容量を大きくすることは、それだけ深くしなければならない。土壌の深い場所では、硝化に必要な空気の供給が十分行われないため、土壌容量を大きくしても効果的でない。しかし側面を大気に開放することにより、側面も表層土壌と同じく、空気を取り込むことができるため、処理土壌の深さを大きくさせる必要がなくなる。
In order to nitrify ammonia nitrogen in sewage by soil treatment, the air permeability and water permeability of the soil itself are important treatment elements. The nitrification capacity of the soil also affects the air in the soil, but it tends to nitrify at a depth of about 10 to 30 cm on the surface, so that most of the nitrogen is nitrated by the air supplied from the surface. It has been oxidized to reactive nitrogen.
The soil used in the present invention is sandy soil having air permeability and water permeability. In addition, in order to enlarge the contact surface with the atmosphere, the soil used for the treatment is surrounded by a storage frame and the side surface is exposed in addition to the uppermost surface so as to be in contact with the atmosphere. As a result, the surface of the soil that comes into contact with the atmosphere has five sides, with four additional sides.
In order to increase the amount of nitrifying bacteria retained, it is necessary to increase the volume of soil to be treated. However, increasing the soil capacity requires deepening. Since the air necessary for nitrification is not sufficiently supplied in a deep place in the soil, increasing the soil capacity is not effective. However, by opening the side surface to the atmosphere, air can be taken in the side surface as well as the surface soil, so that it is not necessary to increase the depth of the treated soil.

収容枠で囲われた土壌は側面を開放させるため、側面からの崩落を防止する必要がある。そのためには、土のもつ内部摩擦、せん断抵抗、圧縮力等の物理的性質を補完するための補助具を、主に土壌の側面に埋め込む。この補助具をウェッジ材という名称で以下説明をする。ウェッジ材は上方からの土圧に対してアースアンカーの機能をもたらす複数の平板を放射状に水平方向に配置する。平板の中心部は網目となっているプラスチック等による短管(メッシュ管と称する)に固定する。
平板の長さは20〜30cm程度で、平板の端部が重なるように、土壌側面回りに埋め込む。収容枠内の土壌に対して複数段を埋め込むことにより、露出した側面土壌の崩落が防止できる。
ウェッジ材の平板上層部の土は土圧により、圧密化するが、平板下方部は上方からの土圧が軽減されているため、空気が十分含まれた柔らかい土壌となる。そのため平板下方部は好気性細菌が集合する場所にもなる。
また中心部がメッシュ管であることから土中を移動する空気や水の通り道となり、土粒子に付着している菌体には、適度な水分と酸素が供給される。
ウェッジ材にあるメッシュ管が土中側面にあることにより、空気は表層、側面から取り込まれやすくなり、ブロワー等を必要としない自然通気のみで、硝化に必要な酸素を土壌に供給することができる。
また収容枠内の土壌の中央部にもメッシュ管を配置すれば、更に通水と通気がよくなる。
Since the soil surrounded by the storage frame opens the side, it is necessary to prevent collapse from the side. For this purpose, auxiliary tools for supplementing physical properties such as internal friction, shear resistance and compressive force of the soil are mainly embedded in the side surface of the soil. This auxiliary tool will be described below as a wedge material. A wedge material arrange | positions the several flat plate which brings about the function of an earth anchor with respect to the earth pressure from upper direction radially to a horizontal direction. The central portion of the flat plate is fixed to a short tube (called a mesh tube) made of plastic or the like that is a mesh.
The length of the flat plate is about 20 to 30 cm and is embedded around the soil side surface so that the ends of the flat plate overlap. By embedding a plurality of steps in the soil in the storage frame, the exposed side soil can be prevented from collapsing.
The soil in the upper layer of the flat plate of the wedge material is consolidated by earth pressure, but the soil pressure from above is reduced in the lower part of the flat plate, so that the soil becomes soft soil sufficiently containing air. Therefore, the lower part of the flat plate becomes a place where aerobic bacteria gather.
In addition, since the central portion is a mesh tube, it becomes a passage for air and water moving in the soil, and moderate moisture and oxygen are supplied to the cells attached to the soil particles.
Since the mesh tube in the wedge material is on the side surface in the soil, air can be easily taken in from the surface layer and the side surface, and oxygen necessary for nitrification can be supplied to the soil only by natural ventilation that does not require a blower or the like. .
In addition, if a mesh tube is arranged at the center of the soil in the storage frame, water flow and ventilation are further improved.

収容枠に収められる土壌高さは、露出する側面の面積を確保するためには2m程度は必要となるので、複数段に重ねる構造とする。各段の底には水平方向のサポート材を配して、上方からの土圧を受けるようにする。2mの土圧は、各段で軽減され、収容枠の最底部の土壌の圧密化を防止し、圧密化による通水不良が起こらないようにする。   The soil height stored in the storage frame needs to be about 2 m in order to secure the exposed area of the side surface. A horizontal support material is arranged at the bottom of each stage so as to receive earth pressure from above. The earth pressure of 2 m is reduced at each stage, preventing the consolidation of the soil at the bottom of the storage frame and preventing water flow failure due to consolidation.

表層10〜20cm程度の深さに埋め込み、2列に並べた網状の管の上部から注水する。注水口は処理土壌に均一に浸透していけるよう、複数個配置する。注水は連続して行う。
収容枠のコーナー部付近の土壌は、土圧による圧密を受けにくいため、比較的柔らかな土壌となることから、注水口からの汚水は、ここから漏出する場合がある。注水口回りには網状の管が埋め込まれた深さ以上に、しゃ水板を埋め込んで、漏水を防止する。網状の管に注水された汚水は、網状の管の内側面から下方へ浸透し、ウェッジ材の空隙部などを介して、下部に集水される。土壌中にメッシュ管が配置されていること、各段の底には水平方向のサポート材があり、上方からの土圧が軽減されていることにより、注水量は自然土壌の透水量の1日当たり20〜50リットル/mの約10倍となる200〜500リットル/m以上を確保することができる。
Water is poured from the upper part of a net-like tube embedded in a depth of about 10 to 20 cm on the surface layer and arranged in two rows. Plural water inlets are arranged so that they can penetrate the treated soil evenly. Inject water continuously.
Since the soil near the corner portion of the storage frame is less susceptible to compaction due to earth pressure, it becomes relatively soft soil, and therefore, sewage from the water inlet may leak from here. A water shielding plate is embedded at a depth greater than the depth at which the reticulated pipe is embedded around the water inlet to prevent water leakage. The sewage poured into the mesh tube penetrates downward from the inner surface of the mesh tube, and is collected in the lower part through a gap portion of the wedge material. The amount of water injected per day is the amount of water permeated through the natural soil due to the fact that mesh pipes are placed in the soil, and there are horizontal support materials at the bottom of each step, and the earth pressure from above is reduced. It is possible to ensure 200 to 500 liter / m 2 or more, which is about 10 times 20 to 50 liter / m 2 .

収容枠の最下部には、集水と土粒子の落下を防止するための集水装置を設ける。
集水装置はプラスチック製の有孔管で、不織布を外面に巻き付け、収容枠全面に配置する。土壌を通過してきた水は不織布を湿潤し、不織布の下面に滴下する。
不織布下面には、不織布でできた集水布を設け、集水布から更に導水布となる綿布等でできた細い布束を濡らせながら、下部の脱窒槽へ導水させる。導水布は脱窒槽底部まで垂らす。集水装置直上部には土粒子の落下防止や土圧を軽減させるために、水平のサポート材を設置する。
集水装置となる有孔管の端部から、脱窒のためのメタノール希釈液を注入し、集水装置不織布を通して、処理水と共に収容枠の最下層の脱窒槽へ送水する。
At the lowermost part of the housing frame, a water collecting device is provided to prevent water collection and the fall of soil particles.
The water collecting device is a perforated tube made of plastic, and a nonwoven fabric is wound around the outer surface and arranged on the entire surface of the housing frame. The water that has passed through the soil wets the nonwoven fabric and drops it on the lower surface of the nonwoven fabric.
A water collecting cloth made of non-woven cloth is provided on the lower surface of the non-woven cloth, and water is introduced to the lower denitrification tank while wetting a thin cloth bundle made of cotton cloth or the like that becomes a water guiding cloth from the water collecting cloth. Drop the water guide cloth to the bottom of the denitrification tank. A horizontal support material will be installed just above the water collecting device to prevent the fall of soil particles and reduce the earth pressure.
A methanol diluted solution for denitrification is injected from the end of the perforated pipe serving as a water collecting device, and the water is fed through the water collecting device non-woven fabric to the denitrification tank at the lowest layer of the storage frame together with the treated water.

脱窒槽には、脱窒菌を固定する担体として、粘土をSV(Sludge Volume)50〜70%程度になるよう投入する。脱窒槽の容量は、処理量に対して、2〜5時間の滞留時間を確保し、深さは1m程度とする。
脱窒槽流入部、排水部には仕切り板を配し、流入部仕切り板には下部に開口を設け、排水は仕切り板上部から溢流させて、上向流による処理となるようにする。処理水は隣接の処理水槽から排水する。
投入する粘土は特別なものでなく、入手しやすい土壌から得る。そのため、粘土粒子は種々雑多であることから、粗大粒子や比重の重い粒子は、そのままでは水槽内で、沈積し圧密してしまう。これを防止するために、水槽には保水材を全面に充填する。
The denitrification tank is charged with clay (SV) about 50 to 70% as a carrier for fixing the denitrification bacteria. As for the capacity of the denitrification tank, a residence time of 2 to 5 hours is secured with respect to the processing amount, and the depth is about 1 m.
A partition plate is arranged in the denitrification tank inflow portion and the drainage portion, and an opening is provided in the lower portion of the inflow portion partition plate, so that the wastewater overflows from the upper portion of the partition plate and is treated by upward flow. The treated water is drained from the adjacent treated water tank.
The clay to be added is not special and is obtained from readily available soil. Therefore, since the clay particles are various, coarse particles and particles with a high specific gravity are deposited and consolidated in the water tank as they are. In order to prevent this, the water tank is filled with a water retaining material over the entire surface.

保水材は、網状の管等に、砕石等の比重の重いものを入れて、浮かび上がらないようにし、複数枚の不織布でくるんだものを使用する。
不織布内の網状の管等には、常に水があるため、保水材周辺では圧密は起こらず、水槽内は流動化している粘土溶液に保つことができる。水田の上部の水が流動している通性嫌気菌の多い作土層を現出させることができる。
For the water-retaining material, use a material such as crushed stone that has a heavy specific gravity in a net-like tube, etc., so that it does not float and is wrapped with a plurality of non-woven fabrics.
Since the net-like pipes in the nonwoven fabric always have water, compaction does not occur around the water retaining material, and the water tank can be kept in a fluid clay solution. A soil layer with many facultative anaerobes in which water in the upper part of the paddy field flows can be revealed.

脱窒菌は粘土粒子に付着して存在することから、水槽入口部から上向流によって水槽出口に至る間に、硝酸化性窒素が還元される。また他栄養細菌である脱窒菌が必要とする有機炭素源は、集水管にメタノール希釈液を注入することにより、硝化された処理水と共に、よく混合された状態で、脱窒槽へ供給される。
メタノールの注入量は、処理水槽の残留硝酸濃度を測定して、その要求量を把握して、注入量の調整をする。メタノール希釈液は、外部に専用のタンクを設置し、定量ポンプ等により、一定量を送液する。脱窒された処理水をメタノールの希釈に使用してもよい。
Since denitrifying bacteria are attached to the clay particles, nitrate nitrogen is reduced during the upward flow from the water tank inlet to the water tank outlet. In addition, the organic carbon source required by the denitrifying bacteria which are other vegetative bacteria is supplied to the denitrification tank in a well-mixed state together with the nitrified treated water by injecting a methanol diluent into the water collecting pipe.
The amount of methanol to be injected is measured by measuring the residual nitric acid concentration in the treated water tank, grasping the required amount, and adjusting the injection amount. For the methanol dilution, install a dedicated tank outside and feed a fixed amount with a metering pump. Denitrified treated water may be used for dilution of methanol.

脱窒槽に保水材を充填することにより、粘土は流動化する。そのため、脱窒槽を攪拌等する必要がないため、固液分離のための沈殿槽等は不要となる。   By filling the denitrification tank with a water retention material, the clay is fluidized. Therefore, since it is not necessary to stir the denitrification tank, a precipitation tank for solid-liquid separation is not necessary.

硝化から脱窒まで収容枠等で囲った土壌脱窒処理装置を1つのユニットとし、必要な処理水量に応じて、ユニットを増やす。複数のユニットを設置する場合は、収容枠で囲まれた処理土壌の側面が大気に露出できる間隔をもたして配置する。   The soil denitrification device surrounded by a storage frame from nitrification to denitrification is made into one unit, and the unit is increased according to the required amount of treated water. When installing a plurality of units, they are arranged with an interval at which the side surface of the treated soil surrounded by the housing frame can be exposed to the atmosphere.

土壌における硝化は表層土10〜30cm程度の浅い場所に限定されていること、土壌への通水は、一般土壌で1日あたり、20〜50リットル/mと通水能力に限界があること、易分解性の有機物が多い時や夾雑物がある時は土壌内で閉塞し、悪臭を発生する場合があること等、実用化には限界がある。
本発明では、硝化の必要とする空気量は、大気と接触している浅い場所からの取り込みであることに着目し、処理土壌の側面を露出させて大気との接触面積を大きくし、一般的な土壌の硝化能力とされる0.5〜5.0mgNH―N/100g乾土は、強制通気を行う土壌脱臭の実績値の10mgNH―N/100g乾土まで処理能力をあげることが可能となる。
Nitrification in the soil is limited to a shallow area of about 10 to 30 cm in the surface soil, and water flow to the soil is limited to 20 to 50 l / m 2 per day in general soil. When there are a lot of readily decomposable organic substances or when there are foreign substances, there is a limit to practical use, such as being blocked in the soil and generating a bad odor.
In the present invention, attention is paid to the fact that the amount of air required for nitrification is intake from a shallow place in contact with the atmosphere, and the contact area with the atmosphere is increased by exposing the side surface of the treated soil. such 0.5~5.0mgNH 4 -N / 100g dry soil which is nitrification capacity of the soil, can be exemplified 10mgNH 4 -N / 100g dry soil until the processing capability of the actual value of the soil deodorizing of forced ventilation It becomes.

土壌中にアースアンカーの役割をするウェッジ材を、開放されている土壌側面部回りに設置する。ウェッジ材の中央部にはメッシュ管による空洞部があることにより、土壌の通気性、通水性が改善され、一般土壌の10倍である200〜500リットル/mの処理能力を確保することができる。また通気は自然通気とするため、ブロワー等の動力を使用しない。そのため構造が簡便であり、省エネルギーで無人管理が可能な装置とすることができる。 A wedge material that acts as an earth anchor is placed in the soil around the open soil side. The central portion of the wedge material has a hollow portion formed by a mesh tube, so that the air permeability and water permeability of the soil are improved, and a processing capacity of 200 to 500 liters / m 2 , which is 10 times that of ordinary soil, can be secured. it can. Moreover, since ventilation is natural ventilation, power such as a blower is not used. Therefore, the structure is simple, and an apparatus that can save energy and perform unmanned management can be provided.

土壌中のウェッジ材にはアースアンカーとなる放射状の水平に設置される平板を設けている。平板の裏面は土圧が分散され、圧密されていない土壌となる。ウェッジ材の構成物であるメッシュ管内部の空気溜りから、この裏面には、適度な水、酸素が常に供給される。そのためこの水平材の裏面には、多様な食物連鎖のある好気性微生物が集積し、汚水の処理過程で発生する余剰汚泥(菌体)は、好気性微生物により分解される。そのため汚泥の生成が少ない装置とすることができる。   The wedge material in the soil is provided with a radially horizontal flat plate that serves as an earth anchor. The back side of the flat plate becomes soil which is not consolidated by earth pressure. Appropriate water and oxygen are always supplied from the air reservoir inside the mesh tube, which is a constituent of the wedge material, to this back surface. Therefore, aerobic microorganisms having various food chains accumulate on the back surface of the horizontal material, and surplus sludge (mycelium) generated in the treatment process of sewage is decomposed by the aerobic microorganisms. Therefore, it can be set as the apparatus with little production | generation of sludge.

処理土壌の下部にはプラスチック製の有孔管で不織布を外面に付けた集水装置を設け、土粒子の落下を防止すると共に、処理土壌ほぼ全域に敷設することにより、均一な集水面積を確保し、処理土壌にみず道ができてしまう等による処理効率の低下を防止することができる。   At the bottom of the treated soil, a water collecting device with a non-woven fabric attached to the outside with a plastic perforated tube is installed to prevent the fall of soil particles, and by laying almost all the treated soil, a uniform water collecting area is provided. It is possible to prevent the reduction of the processing efficiency due to, for example, a road on the treated soil.

土壌処理で硝化された汚水の脱窒処理は、入手しやすい粘土を担体として、利用する。
脱窒に土壌(粘土)を利用した装置が実用化されていないのは、粘土粒子が底部で圧密化してしまい、透水性が確保できないためである。しかし脱窒槽に保水材を充填させることで、粘土粒子が沈積する槽底部での圧密化が解消でき、水田の脱窒能力の優れた作土層にみられるように、脱窒菌を粘土に保持させた処理を行うことができる。
また本発明の脱窒槽内は、保水材の水分により、周辺粘土の水分が保持され、膨潤していることから攪拌等を必要としない。そのため後段の沈殿処理工程が不要でそのまま放流できる。
The denitrification treatment of sewage nitrified by soil treatment uses readily available clay as a carrier.
The reason why a device using soil (clay) for denitrification has not been put into practical use is because clay particles are consolidated at the bottom and water permeability cannot be secured. However, by filling the denitrification tank with a water retention material, consolidation at the bottom of the tank where clay particles are deposited can be eliminated, and denitrifying bacteria can be retained in the clay as seen in the soil formation layer with excellent denitrification ability of the paddy field. Can be performed.
In the denitrification tank of the present invention, the moisture of the surrounding clay is retained and swelled by the moisture of the water retaining material, so that stirring or the like is not required. Therefore, the subsequent precipitation treatment step is unnecessary and can be discharged as it is.

一般に入手しやすい土壌や粘土を使用し、簡単な構造で、動力を使わない単純な処理操作とすることにより、現技術の操作の複雑な、高コストとなる生物学的脱窒処理法の代替として活用することができる。また硝化・脱窒が連続して縦に配置され、沈殿槽が不要であることから設置面積も少なくてすむ。   Alternative to complex and costly biological denitrification process of current technology operation by using commonly available soil and clay, simple structure and simple operation without power Can be used as In addition, nitrification and denitrification are continuously arranged vertically, and no settling tank is required, so the installation area can be reduced.

以下本発明の実施例に係る土壌脱窒処理装置について、図を参照して説明する。
図1に示すように、側面、底面がサポート材21で囲まれ、底部が開口となっている収容枠2を縦方向に、複数段(図1は3段としている)設置する。最下層は水槽7であって、流入槽71、脱窒槽72、処理水槽73からなる。
脱窒槽72は2枚の仕切り板74及び75を設け、入口部の仕切り板74は、下面に開口を有し、出口の仕切り板75を越えて処理水槽73に流入した処理水は、水中ポンプ76により排水する。
Hereinafter, a soil denitrification apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the receiving frame 2 whose side surfaces and bottom surface are surrounded by a support material 21 and whose bottom portion is an opening is installed in a plurality of stages (three stages in FIG. 1) in the vertical direction. The lowermost layer is a water tank 7 and is composed of an inflow tank 71, a denitrification tank 72, and a treated water tank 73.
The denitrification tank 72 is provided with two partition plates 74 and 75, the partition plate 74 at the inlet has an opening on the lower surface, and the treated water that has flowed into the treated water tank 73 beyond the partition plate 75 at the outlet is supplied by a submersible pump. Drain by 76.

図1の収容枠2には、砂質土壌を天端まで収容し、汚水中のアンモニア性窒素の硝化を行い、水槽7は、脱窒部として機能するものであり、粘土を使用し、満水で、空気を供給することなく、硝酸等を脱窒して、不活性な窒素ガスにして、大気へ放出させる。
図2、図3に示すように最上層部には汚水の散水装置3、続いて図4、5のウェッジ材5を側面の回りに重点的に埋め込み、図面に示すように、3段目最下層にある集水装置6まで、複数段(図2では4段)を埋め込む。収容枠2の段毎の最底部には、上方土壌の土圧を受ける水平方向に配置されたサポート材21を設け、サポート材21間は開口とする。
収容枠2には、下段から順々に砂質土壌を投入し、同時にウェッジ材5を埋め込んでいく。
横方向に配置されるサポート材21は、図3では、3段目の集水装置6の上部(i−i´面)において集水装置6を土圧から保護するためのサポート材22もおく。このため集水装置6のある収容枠には水平方向のサポート材は、サポート材21、22の2段が置かれ、集水装置6上部の土壌には、土圧が軽減されている。
The storage frame 2 in FIG. 1 stores sandy soil to the top, nitrifies ammoniacal nitrogen in the sewage, and the water tank 7 functions as a denitrification unit, using clay, Then, without supplying air, nitric acid and the like are denitrified to form inert nitrogen gas, which is released to the atmosphere.
As shown in FIGS. 2 and 3, the uppermost layer is filled with the sewage sprinkler 3 and then the wedge material 5 shown in FIGS. A plurality of stages (four stages in FIG. 2) are embedded up to the water collecting device 6 in the lower layer. A support member 21 disposed in the horizontal direction that receives the earth pressure of the upper soil is provided at the bottom of each step of the storage frame 2, and an opening is provided between the support members 21.
Sandy soil is put into the storage frame 2 in order from the bottom, and the wedge material 5 is embedded at the same time.
In FIG. 3, the support material 21 arranged in the lateral direction also has a support material 22 for protecting the water collection device 6 from earth pressure at the upper part (ii ′ plane) of the third-stage water collection device 6. . For this reason, the support frame in the horizontal direction is provided with two stages of support materials 21 and 22 in the storage frame in which the water collecting device 6 is provided, and earth pressure is reduced in the soil above the water collecting device 6.

図1の収容枠2の最下段には図2、図3に示す集水装置6を全面に配置する。集水装置6は上方からの土粒子を脱窒槽72へ落下させないためと、処理土壌4全面から均一に集水ができるよう取り付ける。
構造は図6、7に示すように、プラスチック等の有孔管61の外面に落下する土粒子の堆積による目詰まりを防止するために、ちょうちん状に加工して、面積が大きくなった不織布62で覆う。処理水は不織布62を湿潤して、下部に滴下する。不織布62から滴下する水は、集水布63で受け、更に下面に不織布の束でできた導水布束64を垂らす。導水布束64は、集水装置6下部と水槽7の間の空間を通り、流入槽74の底まで垂らす。このことにより、流入部にある粘土が導水布束64の保水により、常に湿潤であり、圧密を防止できる。
処理土壌4を通過する水は、散水量が1日当たり500リットル/m・日の連続する負荷水量である場合、1時間当たり20mm/時の通水速度であり、処理土壌4の土粒子が通水される水に随伴して、落下するような速度でない。
収容枠2に初期に投入した時に落下する土粒子が下の水槽7に混入することを避けるのが大きな目的である。
また1時間当たり20mm/時の通水速度で集水装置6に滴下する処理水は、集水装置6の不織布62を湿潤させるが、不織布62に覆われた内筒である有孔管61内まで水が侵入することはない。そのため有孔管61の両端に管用ノズル65a及び65bを設け、圧力空気バルブ66により、片方の管用ノズル65aから、圧力空気を送気すれば、不織布62の上部は乾いた状態、下部は湿潤状態であり、直上の水平に配置するサポート材22により、圧密されていないので、空気は上方に堆積する土粒子を、吹き飛ばし除去させることができる。
また片方の管用ノズル65bから、メタノール注入バルブ67により、脱窒に必要な有機炭素源となるメタノール希釈液を注入すれば、有孔管61の孔61aから、下部の湿潤する不織布62を通して、メタノール希釈液は処理水とよく混合されて、流入槽71に送水できる。
A water collecting device 6 shown in FIGS. 2 and 3 is disposed on the entire bottom surface of the housing frame 2 in FIG. The water collecting device 6 is attached so that soil particles from above do not fall into the denitrification tank 72 and so that water can be collected uniformly from the entire surface of the treated soil 4.
As shown in FIGS. 6 and 7, the non-woven fabric 62 is processed into a lantern and has a large area in order to prevent clogging due to accumulation of soil particles falling on the outer surface of a perforated tube 61 such as plastic. Cover with. The treated water wets the nonwoven fabric 62 and drops it on the lower part. The water dripped from the nonwoven fabric 62 is received by the water collecting cloth 63, and the water guiding cloth bundle 64 made of a bundle of nonwoven fabric is hung on the lower surface. The water guiding cloth bundle 64 passes through the space between the lower part of the water collecting device 6 and the water tank 7 and hangs down to the bottom of the inflow tank 74. Accordingly, the clay in the inflow portion is always wet by the water retention of the water guiding cloth bundle 64, and compaction can be prevented.
The water passing through the treated soil 4 has a water flow rate of 20 mm / hour per hour when the amount of water sprayed is 500 liters / m 2 · day of continuous water per day, and the soil particles of the treated soil 4 The speed is not such that it falls with the water being passed.
The main purpose is to prevent the soil particles falling when initially placed in the storage frame 2 from being mixed into the lower water tank 7.
Further, the treated water dripped onto the water collecting device 6 at a water flow rate of 20 mm / hour per hour wets the non-woven fabric 62 of the water collecting device 6, but in the perforated pipe 61 which is an inner cylinder covered with the non-woven fabric 62. No water can penetrate. Therefore, if the pipe nozzles 65a and 65b are provided at both ends of the perforated pipe 61, and the pressurized air is supplied from one pipe nozzle 65a by the pressure air valve 66, the upper part of the nonwoven fabric 62 is in a dry state and the lower part is in a wet state. Since it is not consolidated by the support material 22 arranged horizontally immediately above, the air can blow away and remove the soil particles accumulated above.
Further, if a methanol dilution liquid that is an organic carbon source necessary for denitrification is injected from one pipe nozzle 65b by a methanol injection valve 67, methanol is passed from the hole 61a of the perforated pipe 61 through the lower wet nonwoven fabric 62. The dilution liquid is well mixed with the treated water and can be sent to the inflow tank 71.

仕切り板74及び75で仕切られた脱窒槽72には、図8の保水材8を全面に充填する。保水材8は、網状の短管81におもり83の役目をする砕石等を装入し、外面を不織布82で覆う。脱窒槽72には、SVで50〜70%になるよう水と共に粘土を投入する。粘土は、粒径や比重の異なる雑多な粒子であって、攪拌等をしなければ、底部に沈積し、圧密化してしまう。保水材8は粘土層の水を保持させることにより、圧密化の現象でみられるように、沈積した層の下層の水は排除され、圧密化していくことが防止できる。
湿潤した保水材8により、脱窒槽72の粘土は、圧密することはない。
The denitrification tank 72 partitioned by the partition plates 74 and 75 is filled with the water retaining material 8 shown in FIG. The water retaining material 8 is charged with a crushed stone or the like serving as a weight 83 in a net-like short tube 81 and the outer surface is covered with a nonwoven fabric 82. The denitrification tank 72 is charged with clay so that the SV is 50 to 70%. Clay is a variety of particles with different particle sizes and specific gravities, and if they are not stirred, they deposit on the bottom and become consolidated. By holding the water in the clay layer, the water retaining material 8 can prevent the water in the lower layer of the deposited layer from being removed and being consolidated as seen in the consolidation phenomenon.
Due to the wet water retaining material 8, the clay in the denitrification tank 72 is not consolidated.

ウェッジ材5は、複数の薄板状の平板52を、縦に置かれたメッシュ管51を中心に水平方向に放射状に延びるよう、階層的に挿通させて固定したものである。なお、平板52は、少なくともメッシュ管51の上面及び下面の位置に挿通させるが、用いる枚数は特に限定されない。
このウェッジ材5を図4、5に示すように、メッシュ管51を縦にして、平板52の平面が水平面に平行となるよう設置することにより、平板52が土中アンカーとなり、平板52に水平面上の面積があることにより、上方からの圧力が分散し、圧密化を防止する。平板52下方部は上方からの土圧が軽減されているため、空気が十分含まれた柔らかい土壌(圧密が軽減された処理土壌4a)となる。そのため平板52下方部は好気性細菌が集合する場所にもなる。
また中心部のメッシュ管51が網目状の中空管であることから土中を移動する空気や水の通り道となり、土粒子に付着している菌体へは、適度な水分と酸素が土中を拡散して供給される。
水平に配置したウェッジ材5のメッシュ管51の上面、下面は、管を突き抜けるように放射状に交錯した平板52がストッパーの役割をして、上面と下面の間に形成された中央空洞部には、土が落下しない。またメッシュ管51の側面では、土粒子は鉛直方向に土圧を受けているため、メッシュ管51の網目から土粒子が侵入することはなく、空洞は保たれる。
The wedge material 5 is formed by hierarchically inserting a plurality of thin flat plates 52 so as to extend radially in the horizontal direction around a vertically placed mesh tube 51. The flat plate 52 is inserted through at least the positions of the upper surface and the lower surface of the mesh tube 51, but the number of sheets to be used is not particularly limited.
As shown in FIGS. 4 and 5, the wedge member 5 is installed such that the mesh tube 51 is vertical and the flat surface of the flat plate 52 is parallel to the horizontal plane, whereby the flat plate 52 becomes an anchor in the soil, and the flat plate 52 has a horizontal surface. Due to the upper area, pressure from above is dispersed and consolidation is prevented. Since the earth pressure from the upper side is reduced, the lower part of the flat plate 52 becomes soft soil (treated soil 4a with reduced consolidation) sufficiently containing air. Therefore, the lower part of the flat plate 52 also becomes a place where aerobic bacteria gather.
Further, since the mesh tube 51 in the center is a mesh-like hollow tube, it becomes a passage for air and water moving in the soil, and moderate moisture and oxygen are in the soil to the bacteria attached to the soil particles. Is supplied by diffusing.
The upper and lower surfaces of the mesh tube 51 of the wedge material 5 arranged horizontally are flat plates 52 that radially intersect so as to penetrate through the tube, and serve as a stopper. In the central cavity formed between the upper and lower surfaces, , The soil does not fall. On the side surface of the mesh tube 51, since the soil particles are subjected to earth pressure in the vertical direction, the soil particles do not enter from the mesh of the mesh tube 51, and the cavity is maintained.

処理土壌4内に設置するウェッジ材5は、図9に示すように、処理土壌4側面側に重点的に配置させる。水平的には放射状である平板が一部重なるようにし、鉛直方向には平板52の半分の長さ程度の間隔で配置する。水平に配置されたウェッジ材5の平板52が重なるようにしていることから、土圧は全体で受けるようになり、収容枠2内の処理土壌4の側面土壌の崩落は防止できる。
またウェッジ材5を処理土壌4内に設置する時、収容枠4側面には取り外し可能の板を取り付け、側面に投入する土壌4には、初期圧力をかけながら、ある程度の圧密をさせ、ウェッジ材5と処理土壌4がからみあって一体となるようにする。所定の処理土壌4とウェッジ材5に初期圧力をかけての投入が終了してから、外枠の板を取り外す。
メッシュ管51が処理土壌4の中に埋め込まれ、側面近くに配置されていることにより、空気は側面から取り込まれ易くなる。また処理土壌4の断面中央部にもメッシュ管51を配置し、通水と通気を確保する。
As shown in FIG. 9, the wedge material 5 installed in the treated soil 4 is placed on the side of the treated soil 4 in a focused manner. Horizontally flat plates are partially overlapped and arranged in the vertical direction at intervals of about half the length of the flat plate 52. Since the horizontally arranged flat plates 52 of the wedge members 5 are overlapped, the earth pressure is received as a whole, and the collapse of the side soil of the treated soil 4 in the housing frame 2 can be prevented.
In addition, when the wedge material 5 is installed in the treated soil 4, a removable plate is attached to the side surface of the storage frame 4, and the soil 4 to be introduced into the side surface is compacted to some extent while applying initial pressure to the wedge material. 5 and the treated soil 4 are entangled and integrated. After the application of the initial pressure to the predetermined treated soil 4 and the wedge material 5 is completed, the outer frame plate is removed.
Since the mesh tube 51 is embedded in the treated soil 4 and disposed near the side surface, air is easily taken in from the side surface. Moreover, the mesh pipe | tube 51 is arrange | positioned also in the cross-sectional center part of the process soil 4, and water flow and ventilation | gas_flowing are ensured.

散水装置3は、汚水の注水を行う装置であり、図2に示すように、汚水を注水する注水管31の周りを囲繞するしゃ水板32よりなる。
注水は処理土壌4上部から表層10〜20cm程度の深さに装入した2列に並べた網状の注水管31の上部の注水口31aより行う。また注水口31aは処理土壌4に均一に浸透していけるよう、複数個配置する。注水は連続して行う。
表層にある処理土壌4、特に収容枠2のコーナー部付近は、土圧によって圧密を受けないため、比較的柔らかな土壌であることから、注水口31aからの汚水はこれら水の通りやすい箇所に漏出する場合がある。注水口31a回りには注水管31以上の深さのしゃ水板32を装入してこれを防止する。しゃ水板32は複数で設置すればそのしゃ水効果があがる。
注水管31に注水した汚水は、注水管31の内側面から下方へ浸透し、ウェッジ材5の空隙部などを介して、下部に集水される。
The water sprinkling device 3 is a device that pours sewage, and, as shown in FIG. 2, includes a water blocking plate 32 that surrounds a irrigation pipe 31 that pours sewage.
Water injection is performed from the water injection port 31a at the upper part of the net-like water injection pipes 31 arranged in two rows from the top of the treated soil 4 to a depth of about 10 to 20 cm on the surface layer. In addition, a plurality of water inlets 31a are arranged so as to penetrate into the treated soil 4 uniformly. Inject water continuously.
The treated soil 4 on the surface layer, in particular, the vicinity of the corner portion of the storage frame 2 is not softened by earth pressure, and therefore is relatively soft soil. May leak. A water shielding plate 32 having a depth greater than that of the water injection pipe 31 is inserted around the water injection port 31a to prevent this. If a plurality of water blocking plates 32 are installed, the water blocking effect is improved.
The sewage poured into the water injection pipe 31 penetrates downward from the inner side surface of the water injection pipe 31 and is collected in the lower part through the gap portion of the wedge material 5 and the like.

図10に示すように、収容枠2で囲われた処理土壌4の下部には集水と土粒子の落下を防止するための集水装置6を設ける。集水装置6は、図6に示すように、プラスチック製等の有孔管61で、ちょうちん状に加工された不織布62を外面に取り付ける。有孔管61は、外周面上に孔61aが開いた中空の筒である。また、不織布62は、図7に示すように、不織布62を縮めてちょうちん状に成形している。不織布62をちょうちん状とする目的は、不織布62と落水する処理水の接触面積を多くすることと、落下する土粒子が不織布62に堆積した場合、目詰まりを軽減させることにある。汚水の処理土壌4への通水速度は、1時間当たり10〜20mmの平均速度であるため、処理水のSS濃度は、5mg/L以下であり、土粒子が処理水に随伴して落下することはないが、初期に微細粒子が処理水に随伴してくる場合に対応させる。不織布62は上部が土粒子の堆積により、押しつぶされた状態62aとなる。
処理水は不織布62を伝わって、下面に集水される。不織布62下面には、不織布62でできた集水布63を設け、集水布63から更に導水布となる綿布等でできた細い布束の導水布束64を垂らし、図2に示すように下部の脱窒部である水槽7へ導水させる。導水布束64で導水する目的は、脱窒部である水槽7において、流入槽71下方から脱窒槽72へ処理水を流入させ、上向流で処理ができるようにするためである。
集水装置6直上部には土粒子の落下防止や土圧を軽減させるために、収容枠2には、図3(i−i’)面に水平方向のサポート材22を設置する。
As shown in FIG. 10, a water collection device 6 for preventing water collection and the fall of soil particles is provided in the lower part of the treated soil 4 surrounded by the storage frame 2. As shown in FIG. 6, the water collecting device 6 is a perforated tube 61 made of plastic or the like and attaches a non-woven fabric 62 processed into a lantern shape to the outer surface. The perforated tube 61 is a hollow cylinder having a hole 61a on the outer peripheral surface. Further, as shown in FIG. 7, the nonwoven fabric 62 is formed by shrinking the nonwoven fabric 62 into a butterfly shape. The purpose of making the non-woven fabric 62 into a lantern is to increase the contact area of the non-woven fabric 62 and the treated water that falls, and to reduce clogging when falling soil particles accumulate on the non-woven fabric 62. Since the flow rate of the sewage to the treated soil 4 is an average speed of 10 to 20 mm per hour, the SS concentration of the treated water is 5 mg / L or less, and the soil particles fall along with the treated water. This is not the case, but it is made to correspond to the case where fine particles are accompanied with the treated water in the initial stage. The upper part of the nonwoven fabric 62 is crushed due to the accumulation of soil particles.
The treated water travels through the nonwoven fabric 62 and is collected on the lower surface. A water collecting cloth 63 made of the non-woven cloth 62 is provided on the lower surface of the non-woven cloth 62, and a thin water bunch bundle 64 made of cotton cloth or the like that becomes a water guiding cloth is further hung from the water collecting cloth 63, as shown in FIG. Water is introduced to the water tank 7 which is a denitrification part at the bottom. The purpose of conducting the water with the baffle bundle 64 is to allow the treated water to flow into the denitrification tank 72 from below the inflow tank 71 in the water tank 7 which is a denitrification section, so that the treatment can be performed in an upward flow.
In order to prevent the fall of soil particles and reduce the earth pressure immediately above the water collecting device 6, a horizontal support material 22 is installed in the housing frame 2 on the plane of FIG. 3 (ii ′).

集水装置となる有孔管61の両端は板61bで遮蔽し、管用ノズル65a及び65b、圧力空気バルブ66、メタノール注入バルブ67を設ける。管用ノズル65a及び65bは、有孔管61の中空部と、圧力空気バルブ66ないしはメタノール注入バルブ67とを繋いでいる。メタノール注入バルブ67は脱窒のためのメタノール希釈液を注入し、当該メタノール希釈液を有孔管61の孔61aから浸出させ、不織布62を通して処理水と共に水槽7へ送水する。片方の圧力空気バルブ66からは、外部から持ち込むブロワーから不定期に不織布62上面に堆積する微細粒子を圧力空気で除去をする。ブロワーは装置としては設置しない。   Both ends of the perforated pipe 61 serving as a water collecting device are shielded by plates 61b, and pipe nozzles 65a and 65b, a pressure air valve 66, and a methanol injection valve 67 are provided. The pipe nozzles 65 a and 65 b connect the hollow portion of the perforated pipe 61 and the pressure air valve 66 or the methanol injection valve 67. The methanol injection valve 67 injects a methanol diluent for denitrification, leaches the methanol diluent from the hole 61 a of the perforated tube 61, and feeds it through the nonwoven fabric 62 to the water tank 7 together with the treated water. From one pressure air valve 66, fine particles irregularly deposited on the upper surface of the nonwoven fabric 62 are removed from the blower brought in from the outside with pressure air. The blower is not installed as a device.

集水装置6の集水布63から細い布束である導水布束64により、処理水は収容枠4最下層の脱窒部へ導水される。脱窒部は側板及び底板で囲われた水槽7である。
図1に示すように、脱窒槽72の入口部には、下方が開口した仕切り板74を設け、硝化された汚水は流入槽71下部から供給される。脱窒槽72の出口部は入口側と反対方向に仕切り板75を設け、仕切り板上部から隣接する処理水槽73へオーバーフローさせて流入する。オーバーフローとする理由は、脱窒により発生する窒素ガスが水中の土粒子に付着して、スカムを発生する場合があるため、このスカムを排出させることが目的である。
隣接する処理水槽73からは、水中ポンプ76により、系外へ排水する。
The treated water is led from the water collecting cloth 63 of the water collecting apparatus 6 to the denitrification part at the lowermost layer of the storage frame 4 by the water guiding cloth bundle 64 which is a thin cloth bundle. The denitrification part is a water tank 7 surrounded by a side plate and a bottom plate.
As shown in FIG. 1, a partition plate 74 having a lower opening is provided at the inlet of the denitrification tank 72, and nitrified sewage is supplied from the lower part of the inflow tank 71. The outlet of the denitrification tank 72 is provided with a partition plate 75 in the direction opposite to the inlet side, and overflows from the upper part of the partition plate to the adjacent treatment water tank 73 and flows in. The reason for the overflow is that nitrogen gas generated by denitrification may adhere to soil particles in water and generate scum, and the purpose is to discharge this scum.
From the adjacent treated water tank 73, the water is drained out of the system by the submersible pump 76.

脱窒槽72には粘土をSV(Sludge Volume)として、50〜70%程度になるよう投入する。
投入する粘土は、入手しやすい土壌から得たもので、特別なものでないため、その粒子は種々雑多のものとなる。粗大粒子や比重の重い粒子は、そのままでは脱窒槽72内で、下方に沈積し圧密する。これを防止するために、脱窒槽7には保水材8を充填する。
The denitrification tank 72 is charged with clay as SV (Slidege Volume) so as to be about 50 to 70%.
The clay to be added is obtained from easily available soil and is not special, so its particles are various. Coarse particles and particles with a high specific gravity are deposited and consolidated in the denitrification tank 72 as they are. In order to prevent this, the denitrification tank 7 is filled with a water retention material 8.

保水材8は、図8に示すように、ウェッジ材5に使用したメッシュ管51と同様の網状の短管81に複数枚の不織布82でくるんだものを使用する。これを脱窒槽72全面に敷設するために、網状の短管81には砕石等の比重の重いおもり83を入れて、浮かび上がらないようにする。圧密化は土粒子が沈積するときに、底部から水が排除されるために起こることから、不織布82内には常に水が含まれておれば、圧密化は防止でき、脱窒槽72内は流動化している粘土溶液に保つことができる。   As shown in FIG. 8, the water retaining material 8 uses a net-like short tube 81 similar to the mesh tube 51 used for the wedge material 5 and wrapped with a plurality of nonwoven fabrics 82. In order to lay this over the entire surface of the denitrification tank 72, a heavy weight 83 such as crushed stone is placed in the reticulated short pipe 81 so as not to rise. Consolidation occurs because water is removed from the bottom when soil particles are deposited. Therefore, if water is always contained in the nonwoven fabric 82, consolidation can be prevented and the denitrification tank 72 flows. Can be kept in the clay solution.

脱窒菌は粘土粒子に付着して存在することから、脱窒槽72入口部から上向流によって脱窒槽72出口に至る間に、硝酸化性窒素が還元される。また他栄養細菌である脱窒菌が必要とする有機炭素源は、メタノール注入バルブ67から有孔管61にメタノール希釈液を注入することにより、硝化された処理水と共に、よく混合された状態で、脱窒槽72へ供給される。
メタノールの注入量は、処理水槽73の残留硝酸濃度を測定して、その要求量を把握して、注入量の調整をする。
メタノール希釈液は、外部に専用のタンクを設置し、定量ポンプ等により、一定量を送液する。脱窒された処理水をメタノールの希釈に使用してもよい。
Since the denitrifying bacteria are attached to the clay particles, the nitrate nitrogen is reduced during the upward flow from the denitrification tank 72 inlet to the denitrification tank 72 outlet. In addition, the organic carbon source required by the denitrifying bacteria that are other vegetative bacteria is in a well-mixed state along with the nitrified treated water by injecting a methanol diluent into the perforated tube 61 from the methanol injection valve 67. It is supplied to the denitrification tank 72.
The amount of methanol to be injected is measured by measuring the residual nitric acid concentration in the treated water tank 73, grasping the required amount, and adjusting the amount of injection.
For the methanol dilution, install a dedicated tank outside and feed a fixed amount with a metering pump. Denitrified treated water may be used for dilution of methanol.

収容枠2及び脱窒槽72に処理土壌4、散水装置3、ウェッジ材5、集水装置6、保水材8、粘土等が設置された本発明の土壌脱窒処理装置1は、図9に示すように、1つのユニットとなる。また図10には処理土壌4が詰め込まれた完成ユニットを示す。処理土壌4の詰められた側面は露出しており、ウェッジ材5が埋め込まれていることにより、処理土壌4は側面に大きく開放された開口から、崩落することはなく、処理土壌4は上面、側面の5面が表層土となり、大気からの空気の供給を受けることになる。自然土壌による硝化能力に対して、面積的には側面の4面が表層とする能力となる。   The soil denitrification treatment apparatus 1 of the present invention in which the treated soil 4, the water spray device 3, the wedge material 5, the water collection device 6, the water retention material 8, clay, etc. are installed in the storage frame 2 and the denitrification tank 72 is shown in FIG. Thus, it becomes one unit. FIG. 10 shows a completed unit in which the treated soil 4 is packed. The side surface where the treated soil 4 is packed is exposed, and the wedge material 5 is embedded, so that the treated soil 4 does not collapse from the opening that is largely open to the side surface. Five of the side surfaces become surface soil and receive supply of air from the atmosphere. With respect to the nitrification ability by natural soil, in terms of area, the four sides are the ability to be the surface layer.

ユニットの面積を仮に1.5m×3.0mとすれば、1日当たり約2m/日の処理能力を得る。1日当たり10m/日の処理能力が必要となる場合、5つのユニットに同時通水することになる。図11に6つのユニットを示しているが、汚水の脱窒処理をする主体は、自然土壌である。これら自然土壌を人工的に利用する装置においては、土壌中の微生物等の食物連鎖となる生態系を維持させていく必要がある。そのためユニットの1つは予備用として、一定期間休止させる方法により、運転する必要がある。 If the area of the unit is 1.5 m × 3.0 m, a processing capacity of about 2 m 3 / day per day is obtained. If a processing capacity of 10 m 3 / day per day is required, water will flow through 5 units simultaneously. Although six units are shown in FIG. 11, the main body that performs the denitrification treatment of sewage is natural soil. In these devices that use natural soil artificially, it is necessary to maintain an ecosystem that becomes a food chain of microorganisms in the soil. For this reason, one of the units needs to be operated by a method of pausing for a certain period as a spare.

図11の6つに並べたユニット間には、図9、10に示すように、処理水槽73の上部にある収容枠からはみ出た処理水槽の幅でもって4方向に、隙間を設ける。この隙間は、初期土壌を処理枠に投入する時、初期転圧をするための側板を取り付け、取り外しの作業エリアであり、側板を取り外した後、側面を大気へ露出させる空間となる。
複数のユニットで構成された土壌脱窒処理装置1は、下部が流入槽71、脱窒槽72、処理水槽73の水槽7であることから、既存の土壌処理装置のように処理水を地下に浸透させることなく、ユニットからの漏水がないため、地上に設置するか、または地下にも埋設して設置できる構造となる。
Between the six units arranged in FIG. 11, as shown in FIGS. 9 and 10, gaps are provided in four directions with the width of the treated water tank protruding from the storage frame at the upper part of the treated water tank 73. This gap is a work area for attaching and removing the side plate for initial rolling when the initial soil is put into the processing frame, and becomes a space for exposing the side surface to the atmosphere after removing the side plate.
Since the lower part of the soil denitrification treatment apparatus 1 composed of a plurality of units is the water tank 7 of the inflow tank 71, the denitrification tank 72, and the treatment water tank 73, the treated water penetrates into the basement like an existing soil treatment apparatus. Since there is no leakage from the unit, it can be installed on the ground or buried underground.

土壌脱窒処理装置収容枠全体図Soil denitrification equipment storage frame overview 土壌脱窒処理装置断面図Cross section of soil denitrification equipment 土壌脱窒処理装置各段平面図Plan view of each stage of soil denitrification equipment ウェッジ材の斜視図Wedge material perspective view ウェッジ材据付時の平面図及び断面図Plan view and cross-sectional view when installing wedge material (A)は集水装置の側面側からの断面図、(B)は集水装置の正面側からの断面図(A) is a sectional view from the side of the water collecting device, (B) is a sectional view from the front of the water collecting device. ちょうちん状の不織布の成形を示す斜視図Perspective view showing the formation of a lantern-shaped nonwoven fabric 保水材の側面図Side view of water retaining material 土壌脱窒処理装置内部部品組立斜視図Soil denitrification equipment internal parts assembly perspective view 土壌脱窒処理装置土壌投入後の組立斜視図Soil denitrification equipment assembly perspective view after loading the soil 複数の土壌脱窒処理装置を設置した状態を示す斜視図The perspective view which shows the state which installed the several soil denitrification processing apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1・・・土壌脱窒処理装置、2・・・収容枠、21・・・サポート材、3・・・散水装置、31・・・注水管、31a・・・注水口、32・・・しゃ水板、4・・・処理土壌、4a・・・圧密が軽減された処理土壌、5・・・ウェッジ材、51・・・メッシュ管、52・・・平板、6・・・集水装置、61・・・有孔管、61a・・・孔、61b・・・板、62・・・不織布、62a・・・土粒子の堆積で押しつぶされた状態の不織布、63・・・集水布、64・・・導水布束、65a・・・管用ノズル、65b・・・管用ノズル、66・・・圧力空気バルブ、67・・・メタノール注入バルブ、7・・・水槽、71・・・流入槽、72・・・脱窒槽、73・・・処理水槽、74・・・仕切り板、75・・・仕切り板、76・・・水中ポンプ、8・・・保水材、81・・・網状の短管、82・・・不織布、83・・・おもり
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Soil denitrification processing device, 2 ... Housing frame, 21 ... Support material, 3 ... Sprinkling device, 31 ... Water injection pipe, 31a ... Water injection port, 32 ... Sha Water plate, 4 ... treated soil, 4a ... treated soil with reduced consolidation, 5 ... wedge material, 51 ... mesh tube, 52 ... flat plate, 6 ... water collecting device, 61 ... perforated tube, 61a ... hole, 61b ... plate, 62 ... non-woven fabric, 62a ... non-woven fabric crushed by the accumulation of soil particles, 63 ... water collecting cloth, 64 ... Water guide cloth bundle, 65a ... Nozzle for pipe, 65b ... Nozzle for pipe, 66 ... Pressure air valve, 67 ... Methanol injection valve, 7 ... Water tank, 71 ... Inflow tank 72 ... Denitrification tank, 73 ... Treated water tank, 74 ... Partition plate, 75 ... Partition plate, 76 ... Submersible pump 8 ... water-retaining material, the short tube 81 ... network, 82 ... nonwoven fabric, 83 ... weight

Claims (4)

質土壌からなる処理土壌を側面が開放された枠内に収容し、側面の崩落防止と、通水性、通気性を高めるために、網目状の短管にアースアンカーとなる平板を放射状で水平方向に固定した補助部材を、主に上記処理土壌の側面に水平に埋め込み、かつ複数段に埋め込むことにより、側面を大気に露出させ、さらに上記処理土壌全体からの土圧を受けるサポート材を底部に有した収容枠を縦方向に複数段に重ねることにより上記処理土壌の硝化能力を高め、また収容枠の直下に粘土を投入した脱窒槽を配し、汚水中のアンモニア性窒素を硝化から脱窒まで、縦方向で一連に処理をするユニット型としたことを特徴とする土壌脱窒処理装置。 The sandy soil or Ranaru treated soil contained within a frame side is opened, radial collapse and preventing the side, water-permeable, to enhance breathability, a flat plate as a ground anchor to the short tube of the mesh The supporting member fixed horizontally in the horizontal direction is embedded in the side surface of the treated soil horizontally and embedded in a plurality of stages, thereby exposing the side surface to the atmosphere and further receiving the earth pressure from the whole treated soil. the accommodating frame having a bottom by Rukoto stacked in a plurality of stages in the vertical direction increases the nitrification capacity of the treated soil and placed denitrification tank was charged clay directly below the housing frame and ammonium nitrogen in wastewater A soil denitrification treatment apparatus characterized in that it is a unit type that performs a series of treatment in the vertical direction from nitrification to denitrification. 複数段の収容枠の最下層には、上記処理土壌の落下を防止させるためと、均一な通水を得るために、有孔管を不織布で覆った集水管を全面的に配置し、当該集水管の不織布から滴下する処理水を脱窒槽に送水するための導水布束を有することを特徴とする請求項1記載の土壌脱窒処理装置。 In order to prevent the treated soil from falling and to obtain uniform water flow, a water collecting pipe covered with a non-woven fabric is arranged over the entire bottom layer of the multi-stage storage frame. The soil denitrification treatment apparatus according to claim 1, further comprising a water baffle bundle for feeding treated water dripped from the nonwoven fabric of the water pipe to the denitrification tank. 上記収容枠の最上層には、複数の網状の管を処理土壌に埋め込み、その周囲には側面への漏水を防止するしゃ水板を四方に埋め込んだ複数の散水装置を有することを特徴とする請求項1記載の土壌脱窒処理装置。   The uppermost layer of the housing frame has a plurality of water spraying devices in which a plurality of net-like tubes are embedded in the treated soil, and a water blocking plate for preventing water leakage to the side surface is embedded around the periphery. The soil denitrification apparatus according to claim 1. 上記脱窒槽内には、脱窒菌を保持させるための粘土が、底部に圧密沈降してしまうことを防止するために、砕石などのおもりを入れた網状の管等の外面が不織布で覆われた保水材を槽全面に充填し、さらに流入部、排水部には仕切り板を配し、流入部仕切り板には下部に開口を設け、排水は仕切り板上部から溢流する上向流にすることで、脱窒槽内の粘土が流動化し、攪拌等が不要となるため、沈殿槽の固液分離を有しないことを特徴とする請求項1記載の土壌脱窒処理装置。 In the denitrification tank, the outer surface of a net-like tube containing a weight of crushed stone or the like was covered with a non-woven fabric in order to prevent the clay for retaining the denitrifying bacteria from consolidating to the bottom. Fill the entire surface of the tank with water-retaining material, and also provide partition plates for the inflow and drainage parts, and provide an opening in the lower part of the inflow part partition plate, so that drainage flows upward from the upper part of the partition plate. The soil denitrification apparatus according to claim 1 , wherein the clay in the denitrification tank is fluidized and agitation or the like is not required, so that there is no solid-liquid separation in the precipitation tank .
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