JP3937664B2 - Biological nitrogen removal method and apparatus - Google Patents
Biological nitrogen removal method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP3937664B2 JP3937664B2 JP29005599A JP29005599A JP3937664B2 JP 3937664 B2 JP3937664 B2 JP 3937664B2 JP 29005599 A JP29005599 A JP 29005599A JP 29005599 A JP29005599 A JP 29005599A JP 3937664 B2 JP3937664 B2 JP 3937664B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitrogen
- bod
- denitrification
- raw water
- nitrite
- 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 - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンモニア性窒素を含む排水を生物学的に浄化する生物学的窒素除去方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
排水中に含まれるアンモニア性窒素は河川、湖沼および海洋などにおける富栄養化の原因物質の一つであり、排水処理工程で効率的に除去されることが望まれる。一般に、排水中のアンモニア性窒素は硝化と脱窒の2段階の生物反応によって窒素ガスにまで分解される。具体的には、硝化工程ではアンモニア性窒素は好気条件で独立栄養性細菌であるアンモニア酸化細菌によって亜硝酸性窒素に酸化され、この亜硝酸性窒素が独立栄養性細菌である亜硝酸酸化細菌によって硝酸性窒素に酸化される。次に脱窒工程ではこれらの亜硝酸性窒素および硝酸性窒素は嫌気条件下で、従属栄養性細菌である脱窒菌により、有機物を電子供与体として利用しながら窒素ガスにまで分解される。
【0003】
このような従来の生物学的窒素除去では、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素および硝酸性窒素に酸化する硝化工程では多量の酸素が必要であり、また従属栄養性細菌である脱窒菌を利用する脱窒工程では、電子供与体としてメタノールなどの有機物を多量に添加する必要があるので、ランニングコストを増加させている。
【0004】
ところで、近年、嫌気条件下でアンモニア性窒素を電子供与体、硝酸性窒素を電子受容体として両者を反応させ、窒素ガスを生成することができる独立栄養性の微生物群を利用した新しい窒素処理技術の開発が進められている(例えば特表平3−501099号)。この方法ではアンモニア性窒素を含む原水に硝酸性窒素を添加して上記微生物群と接触させることにより、アンモニア性窒素と硝酸性窒素とを反応させ窒素ガスとして除去している。また特開平8−192185号ではアンモニア性窒素を含む原水を硝化槽で部分的に硝化して、アンモニア性窒素の一部を残留させ、残部を亜硝酸性窒素と硝酸性窒素に酸化し、これを脱窒槽において上記微生物群と接触させることにより、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素および硝酸性窒素とを反応させて除去している。
しかしながら、このような硝酸性窒素を電子受容体とする微生物を通常の排水処理系から採取するのは困難である。また亜硝酸性窒素を硝酸性窒素に酸化するためには多量の酸素を必要とし、処理コストが高くなるという問題点がある。
【0005】
一方、このような微生物群と類似の微生物群として、亜硝酸性窒素を電子受容体とする微生物群を利用する処理技術が知られている(FEMS Microbiology Letters, 16(1995), p177-184およびWat. Res., 31(1997), p1955-1962)。この方法はアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを上記微生物群と接触させることにより反応させて、窒素ガスとして除去しようとするものである。ここでは亜硝酸性窒素としては亜硝酸塩添加の例が示されているが、アンモニア性窒素を部分的に硝化する方法も示唆されている。しかしアンモニア性窒素を含む原水を部分的に硝化すると、残留するアンモニア性窒素と酸化された亜硝酸性窒素の比率を一定に保つことが困難である。また硝化により亜硝酸性窒素とともに硝酸性窒素も生成するが、この硝酸性窒素は上記の微生物群により資化されないため処理効率が低下するという問題点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、低コストで、しかも容易に高い処理水質が得られる生物学的窒素除去方法を提案することである。
本発明の他の課題は、低コストで、しかも容易に高い処理水質が得られる生物学的窒素除去装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は次の生物学的窒素除去方法および装置である。
(1) アンモニア性窒素を含む原水を、好気条件でアンモニア酸化細菌と接触させ、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する亜硝酸化工程、
亜硝酸化工程で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とを導入し、嫌気条件で従属栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行うとともに、BODと溶存酸素を除去するBOD除去工程、および
BOD除去工程で処理された脱BOD処理液を導入し、嫌気条件で独立栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行う脱窒工程
を有する生物学的窒素除去方法。
(2) アンモニア性窒素を含む原水を導入し、好気条件でアンモニア酸化細菌と接触させ、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する亜硝酸化装置、
亜硝酸化装置で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とを導入し、嫌気条件で従属栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行うとともに、BODと溶存酸素を除去するBOD除去装置、および
BOD除去装置で処理された脱BOD処理液を導入し、嫌気条件で独立栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行う脱窒装置を有する生物学的窒素除去装置。
(3) 下記式〔1〕を満たすように、BOD除去装置に導入される亜硝酸化液量および原水量を制御する上記(2)記載の装置。
r=b・N/(a・b・N+b・N+B) …〔1〕
(式〔1〕中、rはBOD除去装置に導入される亜硝酸化液量とBOD除去装置に導入される原水量との合計に対するBOD除去装置に導入される原水量で示される原水導入比、Nは原水のアンモニア性窒素濃度(mg−N/L)、Bは原水のBOD濃度(mg/L)、aは脱窒装置において反応するアンモニア性窒素濃度(mg−N/L)と亜硝酸性窒素濃度(mg−N/L)との比(亜硝酸性窒素濃度/アンモニア性窒素濃度)を示す定数であり、0.5〜2の数、bはBOD除去装置において亜硝酸性窒素1mg−N/Lが脱窒される際に消費されるBOD濃度(mg/L)を示す定数であり、1.5〜7の数である。)
(4) BOD除去装置と脱窒装置との間に固液分離装置を設けた上記(2)または(3)記載の装置。
(5) 固液分離装置で分離された汚泥をBOD除去装置または亜硝酸化装置に戻す上記(4)記載の装置。
【0008】
本発明において、「脱窒」は特にことわらない限り独立栄養性脱窒菌による脱窒を意味する。
本発明で処理の対象となる原水はアンモニア性窒素を含む原水であり、有機物、亜硝酸性窒素、その他の不純物などを含んでいてもよい。有機性窒素化合物を含む原水は、そのまま本発明に供してもよいが、嫌気性処理または好気性処理などにより有機性窒素化合物をアンモニア性窒素に変換したのち本発明に供してもよい。また硝酸性窒素を含む原水は、硝酸性窒素を還元触媒と接触させるなどの方法により亜硝酸性窒素に還元したのち本発明に供することができる。本発明で処理の対象となる原水の例としては、し尿、下水、食品排水、肥料工場排水などがあげられる。
【0009】
本発明の生物学的窒素除去方法は、亜硝酸化工程においてアンモニア性窒素を含む原水を好気条件でアンモニア酸化細菌と接触させてアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化し、BOD除去工程において亜硝酸化液とアンモニア性窒素を含む原水とを導入して脱窒を行うとともに、BODと溶存酸素を除去し、脱窒工程において脱BOD処理液を嫌気条件で独立栄養性脱窒菌と接触させて脱窒を行う。
【0010】
亜硝酸化工程では、原水中のほぼ全部のアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化し、アンモニア性窒素を実質的に残留させず、また硝酸性窒素が実質的に生成しないように酸化を行う。アンモニア性窒素が残留しないようにするためには、アンモニア性窒素が酸化されるのに必要な酸素供給量と滞留時間とする。また硝酸性窒素が生成しないようにするためには、亜硝酸酸化細菌の増殖を阻害する環境下で亜硝酸化を行えばよい。
【0011】
このような環境としてはpH5〜9、好ましくは6〜8、亜硝酸イオン濃度が50〜10000mg−N/L、好ましくは200〜3000mg−N/Lの条件で亜硝酸化を行えばよく、亜硝酸イオンが不足する場合には外部から添加することができる。亜硝酸イオンが上記範囲を超えるときはアンモニア酸化細菌の活性が低下するので、負荷を下げて亜硝酸化を行うことができる。このように本発明ではアンモニア性窒素を硝酸性窒素にまで酸化する必要がないので、硝酸化を行う従来法よりも必要酸素量は少なくなる。
【0012】
脱窒工程では、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の比が1:0.5〜2、好ましくは1:1〜1.5とすることにより脱窒が行われる。本発明では亜硝酸化工程において原水中のアンモニア性窒素のほぼ全部を亜硝酸性窒素に転換するので、アンモニア性窒素を含む原水と、亜硝酸化液との混合割合を制御するだけで上記比率を制御でき、制御が容易である。また硝酸性窒素が生成しないため、脱窒工程における脱窒反応の阻害はなく、効率よく脱窒を行うことができる。
【0013】
脱窒工程では嫌気条件下に反応が行われ、溶存酸素濃度は2.5mg/L以下、好ましくは0.2mg/L以下とすることにより脱窒反応が効率よく進行する。このような溶存酸素濃度にするためには、原水および亜硝酸化液自体の過剰の溶存酸素を除去する方法がある。溶存酸素除去の方法としては活性炭処理などがあるが、本発明ではこれらに替えて、あるいはこれらに加えて、後述のBOD除去工程でBOD除去装置により除去する方法を採用することができる。
【0014】
脱窒工程は独立栄養性脱窒菌による処理であるため、BOD濃度が50mg/L以下、好ましくは20mg/L以下とすることにより効率よく脱窒を行うことができる。亜硝酸化工程ではBODは分解されるので、原水中のBODが上記範囲の場合はそのまま脱窒工程に導入することができる。原水中のBOD濃度が上記範囲を超える場合は、好気性処理あるいは従来の従属栄養型の脱窒処理等によりBODを除去して本発明の脱窒工程に導入することができる。
【0015】
本発明の生物学的窒素除去装置を構成する亜硝酸化装置は、アンモニア性窒素を含む原水を導入し、好気条件でアンモニア酸化細菌と接触させて、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する装置であり、生物ろ過式、浮遊式、曝気式など任意のものが使用できる。装置内にスポンジなどの浮遊担体を添加し、微生物の保持量を高く維持するように構成することもできる。
【0016】
亜硝酸化装置は、アンモニア酸化細菌の活性を高く、かつ亜硝酸酸化細菌の活性が低くなるように制御され、硝酸の生成を抑制する。すなわち、亜硝酸型の硝酸が進行するように制御される。例えば、装置内の被処理液のpHが5〜9、好ましくは6〜8、亜硝酸イオン濃度が50〜10000mg−N/L、好ましくは200〜3000mg−N/L、温度が10〜40℃、好ましくは20〜35℃、窒素負荷が0.1〜3kg−N/m3・day、好ましくは0.2〜1kg−N/m3・dayになるように制御する。また装置内の被処理液の溶存酸素濃度を下げたり、硫化物などの亜硝酸酸化菌の生育を阻害する物質を添加して、亜硝酸化が進行するように制御することもできる。
【0017】
本発明の生物学的窒素除去装置を構成する脱窒装置は、BOD除去工程で処理された脱BOD処理液を導入し、嫌気条件で独立栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行う装置であり、生物ろ過式、浮遊式など任意のものが使用できる。脱窒装置は独立栄養性脱窒菌の脱窒能が高くなる条件に制御され、例えば装置内の被処理液の温度が10〜40℃、好ましくは20〜35℃、pHが5〜9、好ましくは6〜8、溶存酸素濃度が0〜2.5mg/L、好ましくは0〜0.2mg/L、BOD濃度が0〜50mg/L、好ましくは0〜20mg/L、窒素負荷が0.1〜5kg−N/m3・day、好ましくは0.2〜2kg−N/m3・dayに制御される。
【0018】
脱窒装置に導入される亜硝酸化液と原水との混合液は、通常亜硝酸性窒素とアンモニア性窒素とのモル(亜硝酸性窒素/アンモニア性窒素)が0.5〜2、好ましくは1〜1.5、溶存酸素濃度が0〜2.5mg/L、好ましくは0〜0.2mg/L、BOD濃度が0〜50mg/L、好ましくは0〜20mg/Lに制御される。
【0019】
脱窒装置に導入する原水は、亜硝酸化装置での亜硝酸化に供した原水と同じ原水、すなわち同じ処理系の原水であってもよいし、別の処理系の原水であってもよい。亜硝酸化液と原水との導入比は、亜硝酸性窒素とアンモニア性窒素との比(亜硝酸性窒素/アンモニア性窒素)が上記範囲となる比に制御することができる。
【0020】
独立栄養性脱窒菌は溶存酸素およびBODにより活性が阻害され、これらの濃度が高くなるに従って脱窒能が低下するので、脱窒装置内の被処理液のこれらの濃度は前記範囲に制御するのが好ましい。亜硝酸化液と原水とを単に混合した混合液またはこれらを別々に脱窒装置に導入するだけでは装置内の被処理液の溶存酸素濃度およびBOD濃度が前記範囲に入らない場合があるので、これらを除去する溶存酸素除去装置および/またはこれに替えてBOD除去装置を、亜硝酸化装置と脱窒装置との間に設けて、溶存酸素およびBODを除去する。またこれらを組み合せることもできる。
【0022】
本発明の生物学的窒素除去装置において亜硝酸化液および原水から溶存酸素を除去する場合に設けられる溶存酸素除去装置は、亜硝酸化装置で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とを導入し、これらの混合液から溶存酸素を除去する装置である。このような溶存酸素除去装置としては、後段の独立栄養性脱窒菌による脱窒に悪影響を与えないで溶存酸素を除去できる装置が制限なく使用できる。例えば、次の装置などがあげられる。
【0023】
1)被処理液に接触する気体の圧力を下げることによって酸素の溶解度を下げ、被処理液中から溶存酸素を除去する真空式脱気装置。
2)酸素を透過させ、水を透過させないガス分離膜を備え、液と反対側を減圧することによって、被処理液中の溶存酸素を減圧側に送り出す脱気膜装置。
3)被処理液に還元剤である水素ガスを注入溶解させた後、脱酸素樹脂充填層に通液し、脱酸素樹脂の触媒作用により脱酸素を行う脱酸素樹脂塔。
4)活性炭充填層に被処理液を通液し、溶存酸素を二酸化炭素に変換して除去する活性炭塔。
5)窒素ガス、メタンガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、炭酸ガスまたはこれらの混合ガスなどの酸素を含まないガスを曝気し、溶存酸素を除去する無酸素ガス曝気装置。窒素ガスとしては後段の脱窒装置で発生する窒素ガスを使用することもできる。また本発明の生物学的窒素除去装置の前段または後段に嫌気発酵装置を設けた場合には、そこから発生するメタンガスや炭酸ガスおよびこれらの混合ガスを利用することもできる。
6)還元剤である亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸、コハク酸またはヒドラジンなどを被処理液に添加して溶存酸素濃度を低下させる脱酸素剤添加装置。
【0024】
溶存酸素除去装置では、脱酸素処理液の溶存酸素濃度が前記のように0〜2.5mg/L、好ましくは0〜0.2mg/Lになるように溶存酸素を除去するのが望ましい。
溶存酸素除去装置に導入する原水は、脱窒装置に導入する原水と同様に、同じ処理系の原水であってもよいし、別の処理系の原水であってもよい。溶存酸素を除去した脱酸素処理液は後段の脱窒装置に導入して脱窒処理する。
【0025】
本発明の生物学的窒素除去装置において、亜硝酸化液および原水からBODと溶存酸素を除去するBOD除去工程のために設けられるBOD除去装置は、亜硝酸化装置で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とを導入し、BODを生物的に除去する装置であり、生物ろ過式、浮遊式、流動床式など任意のものが使用できる。装置内にスポンジなどの浮遊担体を添加し、微生物の保持量を高く維持するように構成することもできる。BOD除去装置では、脱BOD処理液のBOD濃度が前記のように0〜50mg/L、好ましくは0〜20mg/LになるようにBODを除去するのが望ましい。
【0026】
BOD除去装置でBODを生物的に除去すると汚泥が発生するが、この汚泥が後段の脱窒装置に流入すると、自己分解によってさまざまなBOD成分を生成するため、BOD除去装置の後段に沈殿池、膜分離装置、ろ過塔などの固液分離装置を設置して汚泥を分離し、脱窒装置への流入を防止するのが好ましい。この場合、BOD除去装置を生物ろ過式にすると、BOD分解と汚泥の捕捉とが同時に一つの装置で行うことができるので好ましい。沈殿池、膜分離装置などを使用して汚泥を濃縮する場合、分離汚泥を前段の亜硝酸化装置やBOD除去装置に戻し、各装置内の汚泥濃度を高くして処理能力を高くすることもできる。BOD除去装置は嫌気処理装置、特に嫌気条件で従属栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行う脱窒型BOD除去装置を採用することにより、BOD除去と溶存酸素の除去とを一つの装置で同時に行うことができる。
【0027】
BOD除去装置に導入する原水は、同じ処理系の原水であってもよいし、別の処理系の原水であってもよい。BODを除去した脱BOD処理液は後段の脱窒装置に導入して脱窒処理する。
【0028】
嫌気性のBOD除去装置においては、BOD除去装置に導入される亜硝酸化液量および原水量を前記式〔1〕を満たすように制御するのが好ましい。式〔1〕が成立するように原水導入比rを制御することにより、脱窒装置においてアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを効果的に反応させ、これにより最終処理水中の全窒素濃度を低くして高い処理水質を得ることができる。
【0029】
前記式〔1〕について詳しく説明する。
rを、BOD除去装置に導入される亜硝酸化液量とBOD除去装置に導入される原水量との合計に対するBOD除去装置に導入される原水量で示される原水導入比、Nを原水のアンモニア性窒素濃度(mg−N/L)、Bを原水のBOD濃度(mg/L)、aを、脱窒装置において反応するアンモニア性窒素濃度(mg−N/L)と亜硝酸性窒素濃度(mg−N/L)との比(亜硝酸性窒素濃度/アンモニア性窒素濃度)を示す定数であり、0.5〜2の数、bを、BOD除去装置において亜硝酸性窒素1mg−N/Lが脱窒される際に消費されるBOD濃度(mg/L)を示す定数であり、1.5〜7の数とする。
【0030】
この場合、BOD除去装置に流入するBOD濃度はB・r(mg/L)で示される。また亜硝酸化装置で生成する亜硝酸性窒素であって、BOD除去装置に流入する亜硝酸性窒素濃度はN・(1−r)(mg−N/L)で示される。またBOD除去装置で起こる脱窒によって亜硝酸の一部が消費されるので、脱窒装置に流入する亜硝酸性窒素濃度はN・(1−r)−B・r・1/b(mg−N/L)で示される。また原水に由来するアンモニア性窒素であって、脱窒装置に流入するアンモニア性窒素濃度はN・r(mg−N/L)で示される。
【0031】
従って、脱窒装置においてアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とが効果的に反応し、処理水中の全窒素濃度が最小になる場合、下記式〔2〕の関係式が成立することになり、この式〔2〕を原水導入比rに関して解くと、前記式〔1〕が得られる。
【数3】
a={N・(1−r)−B・r・1/b}/(N・r) …〔2〕
【0032】
またBOD除去装置においては、BOD除去装置に導入される亜硝酸化液量および原水量を下記式(1’)を満たすように制御するのがさらに好ましい。
【数4】
r=b’・N/(a’・b’・N+b’・N+B) …〔1’〕
(式〔1’〕中、r、NおよびBは前記式〔1〕と同じである。a’は前記式〔1〕のaと同じ意味の定数であり、1〜1.5の数、bは前記式〔1〕のbと同じ意味の定数であり、2〜5の数である。)
【0033】
なお、式〔1〕では亜硝酸化装置でのアンモニア性窒素の除去率を100%とし、また亜硝酸化装置処理液中に残存した溶存酸素を利用した好気性従属栄養性細菌によるBOD分解を無視している。必要な場合は、これらを考慮して式〔1〕を補正すればよい。
【0034】
【作用】
亜硝酸化装置では、アンモニア性窒素を含む原水が導入され、曝気により好気条件でアンモニア酸化細菌と接触させ亜硝酸化が行われ、アンモニア性窒素が亜硝酸性窒素に変換される。ここでは原水中のアンモニア性窒素のほぼ全量が亜硝酸性窒素に酸化され、亜硝酸性窒素が硝酸性窒素に酸化されない条件下に亜硝酸化が行われる。この亜硝酸化装置では原水中のアンモニア性窒素を残留させる必要がなく、実質的に全部を亜硝酸性窒素に酸化すればよいので、制御が容易である。またアンモニア性窒素を硝酸性窒素にまで酸化する必要はないので、酸素の供給量を少なくすることができ、このためランニングコストを削減することができる。
【0035】
溶存酸素除去装置を設ける場合は、亜硝酸化装置で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とが混合され、この混合液中の溶存酸素が除去される。独立栄養性脱窒菌の脱窒能は溶存酸素により低下するので、被脱窒処理液の溶存酸素濃度が2.5mg/L、好ましくは0.2mg/Lを超えるような場合、例えば脱窒装置に導入される亜硝酸化液と原水との混合液の溶存酸素濃度が2.5mg/L、好ましくは0.2mg/Lを超え、かつこの混合液のBOD濃度が低い場合などには、生物ろ過式の脱窒装置の前段に溶存酸素除去装置を設け、脱酸素処理液中の溶存酸素濃度を2.5mg/L、好ましくは0.2mg/L以下に低下させることができる。生物ろ過式の脱窒装置の代わりに浮遊式の脱窒槽を採用する場合も、溶存酸素除去装置を設けて脱酸素処理液中の溶存酸素濃度を2.5mg/L、好ましくは0.2mg/L以下に低下させることができる。この場合、脱酸素処理液は脱窒槽の槽内液で希釈されるので、希釈された槽内液(被処理液)の溶存酸素濃度は脱酸素処理液より低くなる。
【0036】
なお、脱窒装置に導入される亜硝酸化液および原水を混合した被脱窒処理液の溶存酸素濃度が上記範囲内の場合、あるいはこれよりも多い溶存酸素が含まれていても脱窒装置内でアンモニアやBODが酸化されることにより溶存酸素が消費され、嫌気条件が維持される場合でも、BOD除去装置を設けたほうが脱窒装置全体を効率的に独立栄養性の脱窒反応に利用することができるため、高い処理水質が得られる。このように、BOD除去装置を設けることにより、脱窒装置が嫌気状態に維持され、脱窒装置における脱窒がより効率よく行われるとともに、高い処理水質が得られる。
【0037】
BOD除去装置では亜硝酸化装置で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とが混合され、この混合液中のBODと溶存酸素が除去される。独立栄養性脱窒菌の脱窒能はBODにより低下するので、被脱窒処理液のBOD濃度が50mg/Lを超えるような場合には、例えば生物ろ過式の脱窒装置の前段にBOD除去装置を設けて脱BOD処理液中のBOD濃度を50mg/L以下、好ましくは20mg/L以下に低下させた後、この脱BOD処理液を後段の脱窒装置に導入するのが好ましい。生物ろ過式の脱窒装置の代わりに浮遊式の脱窒槽を採用する場合も、BOD除去装置を設けて脱BOD処理液中のBOD濃度を50mg/L以下、好ましくは20mg/L以下に低下させた後、この脱BOD処理液を後段の脱窒装置に導入するのが好ましい。この場合、脱BOD処理液は脱窒槽の槽内液で希釈されるので、希釈された槽内液(被処理液)のBOD濃度は脱BOD処理液より低くなる。
【0038】
このように、BOD除去装置を設けることにより、脱窒装置における独立栄養性脱窒菌の脱窒能の低下が防止され、脱窒装置における脱窒がより効率よく行われるとともに、高い処理水質が得られる。被脱窒処理液のBOD濃度が50mg/L以下、好ましくは20mg/L以下の場合にはBOD除去装置を省略することができる。BOD除去装置として従属栄養性脱窒菌による脱窒型BOD除去装置を採用することにより、亜硝酸化液に含まれている亜硝酸性窒素を電子受容体とした脱窒反応によってBODが分解除去されるが、亜硝酸化液中の溶存酸素が好気性の従属栄養細菌によるBOD分解に伴って消費されるため、後段の脱窒装置の嫌気性を保つ上でも都合がよい。
【0039】
BOD除去装置として従属栄養性脱窒菌による脱窒型BOD除去装置を採用した場合、BOD除去装置内で亜硝酸化液と原水とが混合されると、この混合液中には通常原水に由来するBODが存在するため、亜硝酸性窒素の一部が従属栄養性の脱窒菌によって消費される。このため、亜硝酸性窒素の減少分を考慮して原水導入比を決定しなければ最終処理水中に未反応のアンモニア性窒素が残存する恐れがあるが、前記式〔1〕を満足するように原水導入比rを決定することにより、このような水質低下も容易に防止することができる。
【0040】
脱窒装置では、亜硝酸化液と原水との混合液からBODと溶存酸素が除去された脱BOD処理液が導入され、嫌気条件で独立栄養性脱窒菌と接触させ脱窒が行われる。独立栄養性脱窒菌は、有機物を添加しなくても亜硝酸性窒素とアンモニア性窒素とを反応させて脱窒することができるので、低コストでの処理が可能である。
【0041】
本発明で用いられる独立栄養性脱窒菌は、次のような方法により得ことができる。浮遊汚泥方式(SRTを15d以上)または生物膜方式のリアクターに植種源として排水処理プラント、下水処理またはし尿処理等の脱窒汚泥を添加し、温度10〜40℃、pH5〜9、BOD濃度20mg/L以下、嫌気条件下(溶存酸素濃度0.2mg/L以下)に、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素および無機炭酸を含む無機培地を通水する。その際、リアクターに対するアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素の負荷は、処理水中の両者の濃度が1〜200mg−N/Lになるように調整する。このようにして30〜360日程度通水を継続すると、アンモニア性窒素および亜硝酸性窒素が除去されるようになり、リアクターに独立栄養性脱窒菌が集積してくる。さらに通水を継続すると、例えば1〜2年通水すると、アンモニア性窒素除去速度と亜硝酸性窒素除去速度とを合計したリアクターの全窒素除去速度が1〜2kg−N/m3・day以上となる程度の独立栄養性脱窒菌が集積してくる。菌が集積するに従って、アンモニア性窒素除去速度および亜硝酸性窒素除去速度がどちらも増加してくるので、基質不足にならないように負荷を増加させる。前記無機培地としては、通常の微生物を培養する際に培地添加する程度の金属塩を含むものを使用し、これらの一部を含む水道水や工場排水などを用いる場合は、別途添加する必要はない。培地中の炭酸塩のモル濃度は、培地中のアンモニア性窒素のモル数の0.05倍以上のモル数となるようにする。
【0042】
本発明の生物学的窒素除去装置では亜硝酸化装置および独立栄養性脱窒菌による脱窒装置を備え、アンモニア性窒素を含む原水を亜硝酸化装置においてアンモニア性窒素のほぼ全量を亜硝酸性窒素に変換したのちBOD除去装置に導入し、これとは別にアンモニア性窒素を含む原水を亜硝酸化装置をバイパスさせてBOD除去装置に導入して脱窒を行うとともにBODと溶存酸素を除去し、脱BOD処理液を脱窒装置に導入して脱窒処理している。このため、亜硝酸化装置ではアンモニア性窒素のほぼ全量を亜硝酸性窒素に変換するように制御すればよく、亜硝酸化装置の制御が簡単になる。またそれぞれの装置への原水の導入比を制御するだけで、脱窒装置におけるアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素との比を容易に適切な範囲に調整することができ、高い処理効率が得られる。なお、亜硝酸化装置をバイパスさせて脱窒装置に導入する原水は、亜硝酸化装置に導入する原水の一部を亜硝酸化装置の前段で分岐させた原水であってもよいし、亜硝酸化装置に導入する原水とは別の系から供給される原水であってもよい。これにより、アンモニア性窒素を含む原水を低コストでしかも容易に高い処理水質で処理することができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明の生物学的窒素除去方法は、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する亜硝酸化工程、亜硝酸化工程で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とを導入し、嫌気条件で従属栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行うとともに、BODと溶存酸素を除去するBOD除去工程、およびBOD除去工程で処理された脱BOD処理液を導入し、嫌気条件で独立栄養性脱窒菌と接触させて脱窒を行う脱窒工程を有するので、亜硝酸化工程における亜硝酸化のための制御、ならびに脱窒工程に導入するアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素との比の調整が容易になるとともに、硝酸化の必要がないため酸素供給量が少なくてもよく、BODと溶存酸素による独立栄養性脱窒菌の脱窒能の低下を防止して、アンモニア性窒素を含む原水を低コストでしかも容易に高い処理水質で生物学的に処理することができる。
【0044】
本発明の請求項2の生物学的窒素除去装置は、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する亜硝酸化装置、この亜硝酸化装置で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とを導入し、嫌気条件で従属栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行うとともに、BODと溶存酸素を除去するBOD除去装置、およびBOD除去工程で処理された脱BOD処理液を導入し、嫌気条件で独立栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行う脱窒装置を備えているので、亜硝酸化工程における亜硝酸化のための制御、ならびに脱窒工程に導入するアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素との比の調整が容易になるとともに、硝酸化の必要がないため酸素供給量が少なくてもよく、BODと溶存酸素による独立栄養性脱窒菌の脱窒能の低下を防止して、アンモニア性窒素を含む原水を低コストでしかも容易に高い処理水質で生物学的に処理することができる。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面の実施例により説明する。図1は第1参考例の生物学的窒素除去装置を示す系統図であり、BOD濃度が低い、例えば50mg/L以下の原水の処理に好適に用いられる装置である。図1において、1は亜硝酸化槽、2は浮遊式の独立栄養性脱窒槽、3は固液分離装置であり、これらは連絡路4、5で連絡している。
【0046】
亜硝酸化槽1には原水路6、pH調整剤供給路7a、薬剤供給路7bおよび連絡路4が接続し、槽内部には空気供給路8から連絡する散気装置9が設けられている。また、槽内には生物汚泥を担持するためのスポンジ10が添加されている。
脱窒槽2には原水路6から分岐したバイパス原水路11、返送汚泥路12、排ガス路13、pH調整剤供給路14および連絡路4、5が接続し、槽内部には撹拌器15が設けられている。
固液分離装置3には連絡路5、処理水路16および汚泥取出路17が接続し、汚泥取出路17は返送汚泥路12および余剰汚泥路18に分岐している。
【0047】
図1の装置で生物学的窒素除去を行うには、原水路6から原水の一部を亜硝酸化槽1に導入し、槽内のアンモニア酸化細菌を含む生物汚泥と混合し、散気装置9から曝気して、アンモニア酸化細菌によりアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する。曝気により槽内液中の溶存酸素濃度が増加するが、図1のように後段に溶存酸素を除去する手段を設けない場合は、曝気する空気の量を少なくして、できるだけ溶存酸素濃度が低くなるように曝気する。この場合、亜硝酸化効率が低下するので、処理系全体の処理量を溶存酸素除去装置を設けた場合と同等にするには、亜硝酸化槽1の容量を大きくするなどして滞留時間を長くする。
【0048】
亜硝酸化槽1は、槽内の混合液のpHが5〜9、好ましくは6〜8、亜硝酸イオン濃度が50〜10000mg−N/L、好ましくは200〜3000mg−N/L、温度が10〜40℃、好ましくは20〜35℃、窒素負荷が0.1〜3kg−N/m3・day、好ましくは0.2〜1kg−N/m3・dayになるように制御することにより、亜硝酸化を進行させる。
【0049】
亜硝酸化槽1の槽内液のpHは、例えば炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ;塩酸、硝酸等の酸などのpH調整剤をpH調整剤供給路7aから添加することにより上記範囲に制御することができる。亜硝酸化槽1ではアンモニアの酸化に伴ってpHが低下するので、通常アルカリを添加してpHを調整する。また亜硝酸イオン濃度を上記範囲に維持することにより、硝酸化が防止され、アンモニア性窒素は亜硝酸性窒素に酸化される。亜硝酸イオン濃度が上記範囲より低い場合は、例えば亜硝酸ナトリウムなどの亜硝酸塩を薬剤供給路7bから添加することにより上記範囲に制御することができる。亜硝酸塩の添加は、処理の開始から亜硝酸化が定着するまでの期間添加すればよく、亜硝酸化が定着している場合には、槽内の亜硝酸濃度は通常前記範囲にあるので、添加を省略することができる。亜硝酸イオン濃度が上記範囲を超える場合にはアンモニア性窒素の負荷を下げて処理を行う。なお亜硝酸化槽1にはpHおよび亜硝酸イオン濃度の検出装置が設けられているが図示は省略されている。
【0050】
亜硝酸化槽1内の亜硝酸化液は連絡路4から脱窒槽2に導入するとともに、バイパス原水路11から原水の他の一部を導入し、槽内の独立栄養性脱窒菌を含む生物汚泥と混合し、嫌気条件下に撹拌器15で緩やかに撹拌しながら脱窒を行う。脱窒槽2の槽内液の溶存酸素濃度は、亜硝酸化槽1における曝気量を調整することにより2.5mg/L以下、好ましくは0.2mg/L以下に維持される。独立栄養性脱窒菌を用いた上記の脱窒では、従属栄養性脱窒菌を用いて脱窒を行う従来の方法では必要となる電子供与体の添加は不要である。このようにして脱窒を行うと、独立栄養性脱窒菌により、原水に由来するアンモニア性窒素と亜硝酸化液に由来する亜硝酸性窒素とが反応し、窒素ガスが生成する。生成する窒素ガスは排ガス路13から系外に排出する。
【0051】
脱窒槽2は独立栄養性脱窒菌の脱窒能が高くなる条件に維持され、例えば槽内液の温度が10〜40℃、好ましくは20〜35℃、pHが5〜9、好ましくは6〜8、溶存酸素濃度が0〜2.5mg/L、好ましくは0〜0.2mg/L、BOD濃度が0〜50mg/L、好ましくは0〜20mg/L、窒素負荷が0.1〜5kg−N/m3・day、好ましくは0.2〜2kg−N/m3・dayに制御される。
【0052】
脱窒槽2の槽内液のpHは、必要により塩酸、硝酸等の酸;炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリなどのpH調整剤をpH調整剤供給路14から添加することにより上記範囲に制御することができるが、アンモニア性窒素を電子供与体、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒菌による脱窒反応の場合は、pH変動は小さいのでpH調整は省略することもできる。また亜硝酸性窒素/アンモニア性窒素の比は、バイパス原水路11から導入する原水の量を調整することにより上記範囲に制御する。
【0053】
脱窒液は連絡路5から固液分離装置3に導入し、固液分離する。分離液は処理水として処理水路16から系外に排出し、分離汚泥は汚泥取出路17から取り出し、返送汚泥路12から脱窒槽2に返送する。余剰汚泥が生じる場合は、余剰汚泥路18から系外に排出する。
【0054】
図1の装置では、亜硝酸化槽1にスポンジ10を添加しているが、添加しなくてもよい。スポンジ10を添加しない場合、亜硝酸化槽1の生物汚泥の濃度が低下して処理に支障をきたす恐れがあるため、亜硝酸化槽1の後段に固液分離装置を設け、この固液分離装置で分離した汚泥を亜硝酸化槽1に返送するのがよい。また脱窒槽2としては浮遊式の脱窒槽の代わりに生物ろ過式の脱窒塔などを採用することもでき、この場合後段の固液分離装置3は省略することができる。また返送汚泥は脱窒槽2に返送しているが、亜硝酸化槽1に返送することもできる。原水のBOD濃度が高い場合は、この原水は亜硝酸化槽1に導入して処理し、脱窒槽2にはBOD濃度が低い別の処理系の原水を導入し、脱窒槽2内のBOD濃度を50mg/L以下、好ましくは20mg/L以下に維持して処理するのが好ましい。
【0055】
このような生物学的窒素除去においては、亜硝酸化槽1においてアンモニア性窒素を硝酸にまで酸化する必要がないので、散気装置9から供給する空気の量は少なくてもよく、このため曝気にかかるエネルギーを低減することができる。また脱窒槽2には電子供与体となるメタノールなどの有機物を添加する必要がないので、添加剤のコストを低減することができる。さらにバイパス原水路11から脱窒槽2に導入する原水量を制御するだけでアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを過不足なく反応させることができ、高い処理水質を得ることができるので、処理および制御が簡単である。このように、図1の装置においては、アンモニア性窒素を含む原水を低コストで、しかも簡単に、かつ高い処理水質で処理することができる。
【0056】
図2は溶存酸素除去装置として活性炭塔21を備えた第2参考例の生物学的窒素除去装置を示す系統図である。溶存酸素除去装置として活性炭塔21を用いる場合、活性炭により溶存酸素が除去されるとともに、活性炭に付着した微生物によりBODも除去されるため、BODを含む原水の処理にも使用でき、例えばBOD濃度が50mg/Lを超える原水の処理にも好適に用いられる装置であり、溶存酸素およびBODによる独立栄養性脱窒菌の活性の低下を防止して原水を処理する装置である。
【0057】
図2において、21は活性炭塔であり、下部には亜硝酸化槽1から連絡する連絡路26、上部には脱窒装置24に連絡する連絡路27が接続し、内部には活性炭が充填された活性炭層22が形成され、亜硝酸化液と原水との混合液を上向流で通液して溶存酸素を除去するように構成されている。24は生物ろ過式の脱窒装置であり、下部には活性炭塔21から連絡する連絡路27、上部には処理水路16および排ガス路13が接続し、装置内部には独立栄養性脱窒菌を含む生物層25が形成され、脱酸素処理液を上向流で通液して脱窒するように構成されている。バイパス原水路11は連絡路26に接続し、連絡路26中で亜硝酸化液と原水とが混合されるように構成されている。連絡路27にはpH調整剤供給路28が接続し、脱酸素処理液にpH調整剤が混合されるように構成されている。他の構成は図1の装置と同じである。
【0058】
図2の装置では、亜硝酸化槽1の後段に溶存酸素除去装置として活性炭塔21を設けているので、亜硝酸化槽1における曝気量を少なくする必要はなく、アンモニア性窒素の全量が亜硝酸性窒素に酸化されるように曝気して亜硝酸化処理する。この亜硝酸化液と原水とが連絡路26中で混合され、この混合液を上向流で活性炭層22を通過させて溶存酸素を除去する。活性炭塔21では、脱窒装置24の独立栄養性脱窒菌の活性が高く維持される濃度まで溶存酸素を除去する。例えば、連絡路27から脱窒装置24に導入される脱酸素処理液の溶存酸素濃度が0〜2.5mg/L、好ましくは0〜0.2mg/Lにまで低下するように溶存酸素を除去する。活性炭塔21では活性炭に付着した微生物によりBODも除去される。
溶存酸素が除去された脱酸素処理液は連絡路27から取り出し、必要によりpH調整剤供給路28からpH調整剤を添加したのち脱窒装置24に導入し、生物層25を上向流で通過させて脱窒を行う。他の操作は図1と同じである。
【0059】
図2の装置では、脱窒を行う前に亜硝酸化液と原水との混合液を活性炭塔21に導入して溶存酸素を除去しているので、脱窒装置24における溶存酸素による独立栄養性脱窒菌の脱窒能の低下を防止して、低コストで、しかも簡単に、かつ高い処理水質で処理することができる。
活性炭塔21の代わりに真空式脱気装置、ガス分離膜を備えた脱気膜装置、脱酸素樹脂塔、無酸素ガス曝気装置、脱酸素剤添加装置などを用いることもできる。これらの溶存酸素除去装置を用いる場合はBODは除去されないので、BOD濃度が低い、例えば50mg/L以下の原水を処理するのが好ましい。
【0060】
図3はBOD除去装置として従属栄養性脱窒菌による脱窒槽(以下、従属栄養性脱窒槽という)を備えた生物学的窒素除去装置を示す実施例の系統図であり、BOD濃度が高い、例えば50mg/Lを超える原水の処理に用いられる装置である。図3において、30は従属栄養性脱窒槽であり、連絡路31、32、pH調整剤供給路33および排ガス路34が接続し、内部には窒素供給路35から連絡する散気装置36および撹拌器37が設けられ、嫌気条件下に従属栄養性脱窒菌を含む生物汚泥の脱窒作用により、脱窒およびBOD成分の分解が行われるように構成されている。38はスポンジである。40は濃縮装置であり、連絡路32、41および濃縮液取出路42が接続し、装置内部に分離膜43が設けられている。連絡路32にはポンプP1が設けられている。濃縮液取出路42は濃縮液循環路44および余剰汚泥路45に分岐し、濃縮液循環路44は濃縮汚泥が亜硝酸化槽1に循環されるように亜硝酸化槽1に連絡している。連絡路41にはpH調整剤供給路46が接続し、脱BOD処理液にpH調整剤が混合されるように構成されている。他の構成は図1または図2の装置と同じである。
【0061】
図3の装置では、亜硝酸化液およびバイパス原水路11から原水を従属栄養性脱窒槽30に導入し、槽内の従属栄養性脱窒菌を含む生物汚泥と混合し、嫌気条件下に窒素ガスを散気装置36から散気し、スポンジ38を浮遊させながら脱窒を行う。生成する窒素ガスは排ガス路34から排出するが、散気装置36から散気する窒素ガスとして利用することもできる。なお、窒素供給路35、散気装置36および排ガス路34は省略することもできる。
【0062】
バイパス原水路11から従属栄養性脱窒槽30に導入する原水量は、前記式〔1〕を満たす水量とするのが好ましい。従属栄養性脱窒槽30ではバイパス原水路11から導入される原水に含まれているBOD成分が従属栄養性脱窒菌により電子供与体として利用され、亜硝酸化液中に含まれている亜硝酸性窒素が脱窒されるとともに、BOD成分が除去される。
従属栄養性脱窒槽30では、脱窒装置24の独立栄養性脱窒菌の活性が高く維持される濃度までBODを除去する。例えば、連絡路41から脱窒装置24に導入される脱BOD処理液中のBOD濃度が50mg/L以下、好ましくは0〜20mg/LとなるようにBODを除去する。
【0063】
また従属栄養性脱窒槽30では、槽内の好気微生物により槽内液中の溶存酸素が消費されるので、溶存酸素も除去される。特別な脱酸素操作を行わなくても、通常、溶存酸素は0.05mg/L以下にまで除去される。このようにしてBOD成分および溶存酸素が除去された脱BOD処理液はポンプP1により加圧されて濃縮装置40に導入され、膜分離される。濃縮汚泥は、濃縮汚泥循環路44から亜硝酸化槽1に循環される。分離液は連絡路41から取り出し、必要によりpH調整剤供給路46からpH調整剤を添加したのち脱窒装置24に導入され、図2の場合と同様に脱窒される。余剰汚泥が生じる場合は、余剰汚泥路45から系外に排出する。排ガス路13から排出される窒素ガスは散気装置36から散気する窒素ガスとして利用してもよい。他の操作は図1または図2と同じである。
【0064】
図3の装置では脱窒装置24において独立栄養性脱窒菌による脱窒を行う前に、従属栄養性脱窒槽30においてBODおよび溶存酸素が除去されるので、脱窒装置24におけるBODおよび溶存酸素による独立栄養性脱窒菌の脱窒能の低下を防止し、低コストで、しかも簡単に、かつ高い処理水質で処理することができる。
浮遊式の従属栄養性脱窒槽30の代わりに生物ろ過式の従属栄養性脱窒槽などを用いることもできる。
【0065】
【実施例】
次に本発明の実施例について説明する。
【0066】
試験例1
独立栄養性脱窒菌が自然発生的に誘導させることができることを次のようにして確認した。
生物膜方式のリアクターに植種源として排水処理プラントの脱窒汚泥をリアクター容量の1/100添加し、温度30℃、pH7、BOD濃度20mg/L以下、嫌気条件下(溶存酸素濃度0.2mg/L以下)に、アンモニア性窒素2000mg−N/Lおよび亜硝酸性窒素2000mg−N/Lを含む表1の培地を通水した。その際、リアクターに対するアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素の負荷は、処理水中の両者の濃度が1〜200mg−N/Lになるように調整した。
【0067】
【表1】
【0068】
このようにして100日程度通水を継続すると、アンモニア性窒素および亜硝酸性窒素が除去されるようになり、独立栄養性脱窒菌の増殖が確認された。約1年半通水を継続した結果、アンモニア性窒素除去速度と亜硝酸性窒素除去速度とを合計したリアクターの全窒素除去速度が1〜2kg−N/m3・day以上となる程度の独立栄養性脱窒菌が集積した。菌が集積するに従って、アンモニア性窒素除去速度および亜硝酸性窒素除去速度がどちらも増加してくるので、基質不足にならないように負荷を増加させた。培地中の炭酸塩のモル濃度は、培地中のアンモニア性窒素のモル数の0.05倍以上のモル数とした。
【0069】
参考例1および2
1)硝化細菌脱窒−硝化プロセスによって生物学的窒素除去を行っている下水道処理場の脱窒硝化汚泥(汚泥は脱窒工程と硝化工程を循環しているため、脱窒菌と硝化菌の両者を含んでいる)を硝化装置の植種汚泥として使用した。
【0070】
2)独立栄養性脱窒菌の集積
独立栄養性脱窒菌を集積するために、発泡スチロール製の球形ろ材(平均粒径3.5mm)を充填したカラムを用いた。このカラムは直径150mm、高さ1500mmの塩化ビニル製であり、見かけの充填容量が20 Lになるようにろ材を充填して用いた。またカラムの上部のストレーナーによってろ材の流出を防止した。このようなカラムを2組用意(以下、カラムA、カラムBという)した。
【0071】
上記カラムAに、有機源としてメタノールを用いて脱窒を行っている排水処理プラントの脱窒汚泥を種汚泥(試験例1においてこの汚泥中に独立栄養性脱窒菌が存在することを確認している)として添加した後、カラム下部からアンモニア性窒素100mg−N/Lおよび亜硝酸性窒素100mg−N/Lを含む前記表1の無機培地(30℃、pH7)を上向流で通水し、処理水中のアンモニア性窒素濃度および亜硝酸性窒素濃度の低下を確認しながら、流速を上げることによって窒素負荷を増加させた。このようにして約1年半通水した結果、独立栄養性脱窒菌が集積し、アンモニア性窒素および亜硝酸性窒素を合計した全窒素除去速度は約2kg−N/m3−リアクター/dayとなった。
【0072】
前記カラムBには、亜硝酸窒素の代わりに硝酸性窒素100mg−N/Lを含む(アンモニア性窒素との合計では200mg−N/Lを含む)前記表1の無機培地(30℃、pH7)をカラムAと同じように通水した。このようにして約1年運転したが、処理水のアンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度はどちらも90mg−N/Lより低下することはなく、両者ともほとんど分解されなかった。過去に報告されている通り(von de Graaf, A. A., et al., Microbiology, 143(1997),p2415-2421)、アンモニア性窒素および硝酸性窒素を分解する独立栄養性脱窒菌を集積することは困難であると言える。
【0073】
確認のため、独立栄養性脱窒菌が集積したカラムA(全窒素除去速度は約2kg−N/m3−リアクター/day)について、基質をアンモニア性窒素100mg−N/Lおよび硝酸性窒素100mg−N/Lを含む表1の前記無機培地に変更し、全窒素負荷0.05kg−N/m3−リアクター/dayで15日間運転したが、両基質ともほとんど分解されなかった。
【0074】
3)装置
図1に示した装置を1組、および図2に示した装置を1組用意した。ただし、参考例1では、図1の装置において、浮遊式の脱窒槽2の代わりに生物ろ過式の脱窒装置を用い、バイパス原水路11は連絡路4に接続し、連絡路4中で亜硝酸化液と原水とが混合されるように構成した。また参考例2では、図2の装置において、活性炭塔21としてカラム直径80mm、高さ500mmの塩化ビニル製のカラムに平均粒径1mmの粒状活性炭を充填した活性炭塔を用いた。
【0075】
参考例1および2のいずれの参考例も亜硝酸化槽1としては、2 Lの処理槽に対してスポンジ10担体を見かけ容積30%の量で添加した曝気槽を使用した。スポンジ10は空気を曝気することにより流動させた。試験に先立ち、前記1)の脱窒亜硝酸化汚泥を500ml添加した。
【0076】
参考例1および2のいずれの参考例も脱窒装置としては、発泡スチロール製の球形ろ材(平均粒径3.5mm)を充填した生物ろ過カラムを用いた。このカラムは直径80mm、高さ500mmの塩化ビニル製であり、見かけの充填容量が2 Lになるようにろ材を充填し、カラム下部から液を上向流で通水し、カラムの上部のストレーナーによってろ材の流出を防いだ。ただし、ろ材は新品を使用せず、前記2)で独立栄養性脱窒菌を集積したカラムA中から独立栄養性脱窒菌が付着しているろ材を抜き取り、各カラムに2 Lずつ充填した。
【0077】
4)亜硝酸化+独立栄養性脱窒による窒素の連続分解試験
表2に示した組成のアンモニア性窒素含有合成排水の窒素除去について検討した。この合成排水は窒素としてアンモニア性窒素を2000mg−N/L含んでいる。
【0078】
【表2】
【0079】
試験は次のようにして行った。すなわち、スポンジ担体に亜硝酸化汚泥が付着し、亜硝酸化槽のアンモニア性窒素の除去速度が上昇するまでは、独立栄養性脱窒装置を設置せず、亜硝酸化槽のみの運転を行った。また亜硝酸化槽における反応を亜硝酸型とするため、当初原水に500mg−N/Lの亜硝酸性窒素を添加し、亜硝酸酸化細菌の生育を抑えた。原水への亜硝酸性窒素の添加は20日まで継続し、それ以降は行わなかった。
【0080】
亜硝酸化槽の初期HRTは50hとしたが、処理水のアンモニア性窒素濃度の低下を確認しながら、徐々にHRTを短縮し、負荷を増加させた。その結果、約60日後には、HRT=24h、窒素負荷2kg−N/m3・dayで、処理水のアンモニア性窒素濃度は5mg−N/L以下になった。それ以降、試験終了まで亜硝酸化槽はこの負荷で運転したが、窒素処理能に変化はなく、処理水のアンモニア性窒素濃度は安定していた。亜硝酸化反応は当初から亜硝酸型で推移し、試験終了まで処理水から5mg−N/L以上の硝酸性窒素が検出されることはなかった。亜硝酸化槽は、参考例1および2のいずれも上記方法で運転し、得られた結果もほぼ同じであった。
【0081】
亜硝酸化槽の亜硝酸化能が安定した60日目以降、溶存酸素除去槽+独立栄養性脱窒装置への亜硝酸化液の通液を開始するとともに、亜硝酸化槽をバイパスさせた原水を溶存酸素除去装置へ導入した。このときバイパス流量は全処理水流量の43%(原水導入比=0.43)とした。なお参考例1には、溶存酸素除去装置がないため、亜硝酸化槽をバイパスさせた原水は直接独立栄養性脱窒装置に流入させた。脱窒装置では温度30℃、pH7で脱窒を行った。60日目(溶存酸素除去装置+独立栄養性脱窒装置への通液を開始した日)以降の参考例1および2の水質測定結果を表3および表4に示す。
【0082】
【表3】
【0083】
【表4】
【0084】
表3および表4の値は60〜150日の平均値であるが、この期間中各濃度の経時変化はほとんど見られず、値は安定していた。参考例1および2における亜硝酸化槽の処理能力はほぼ等しく、脱窒装置に流入する被処理液中のアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素は参考例1および2でほぼ等しかった。脱窒装置に流入する被処理液中の溶存酸素濃度は、溶存酸素除去装置を設置していない参考例1では約2.2mg/Lであった。溶存酸素除去装置を設置した参考例2の溶存酸素濃度は0.05mg/L未満であり、溶存酸素は効率的に除去されていることが確認された。なお、脱窒装置出口の溶存酸素濃度は参考例1および2とも0.05mg/L未満であった。参考例1においても脱窒装置出口の溶存酸素濃度が0.05mg/L未満になったのは、脱窒装置内でBODやアンモニアが酸化され酸素が消費されたためと考えられる。しかし、参考例1の処理水水質は溶存酸素除去装置を設けた参考例2に比べて低く、これは溶存酸素の影響により脱窒能が低下したためと推測される。
【0085】
溶存酸素除去装置を設置した参考例2では、脱窒装置において効果的にアンモニア性窒素および亜硝酸性窒素が分解されており、実験期間中いずれの値も5mg−N/Lを超えることはなかった。
【0086】
以上の結果から、溶存酸素により独立栄養性脱窒菌の脱窒能は低下するが、この場合は脱窒装置の前段に溶存酸素除去装置を設置し、脱窒装置への溶存酸素の流入を抑えることが、独立栄養性脱窒菌の脱窒能を高く維持することに有効であることが確認できた。
【0087】
参考例3
参考例1の装置を用い、ただし亜硝酸化槽処理液に溶存酸素が残存しないように曝気量を少なくするとともに亜硝酸化槽の容積を1.5倍とし、前記表2に示した組成のアンモニア性窒素含有合成排水の窒素除去について検討した。結果を表5に示す。
【0088】
【表5】
【0089】
表5の結果より、参考例1に比べて亜硝酸化槽の容量を大きくするとともに、曝気量を少なくして溶存酸素濃度を低くすることにより、脱窒装置出口のアンモニア性窒素および亜硝酸性窒素濃度が低くなることがわかる。
【0090】
実施例1および2
溶存酸素除去装置の代わりにBOD除去装置を用いて試験した。実施例1および2のいずれの実施例も亜硝酸化槽および脱窒装置としては、参考例1および2と同じ装置を用いた。
【0091】
図3に示した装置を2組用意した。ただし、実施例1では、図3の装置において、BOD除去装置として、スポンジ38を見かけ容積30%添加した容積2Lの浮遊式嫌気性処理装置(従属栄養性脱窒槽30)用い、窒素ガスを曝気してスポンジを流動させた。従属栄養性脱窒槽30の後段には膜分離装置40を設けた。また実施例2では、図3の装置において、BOD除去装置として、発泡スチロール製の球形ろ材(平均粒径3.5mm)を充填した生物ろ過カラム(従属栄養性脱窒装置)を用いた。このカラムは直径80mm、高さ500mmの塩化ビニル製であり、見かけの充填容量が2 Lになるようにろ材を充填し、カラム下部から液を上向流で通水し、カラムの上部のストレーナーによってろ材の流出を防いだ。各BOD除去装置には、試験に先立ち、脱窒亜硝酸化汚泥を300ml添加した。また、いずれの装置でもバイパス原水路11は連絡路32に接続し、連絡路32中で亜硝酸化液と原水とが混合されるように構成した。
【0092】
上記装置を用いて、表6に示した組成のアンモニア性窒素含有合成排水の窒素除去について、以下の通り検討した。1〜59日目までは参考例1および2と同じ方法で通水した。亜硝酸化槽の亜硝酸化能が安定した60日目以降、BOD除去装置+独立栄養性脱窒装置への亜硝酸化液の通液を開始するとともに、亜硝酸化槽をバイパスさせた原水をBOD除去装置へ流入させた。このときバイパス流量は全処理水流量の43%(原水導入比=0.43)とした。60日目(BOD除去装置+独立栄養性脱窒装置への亜硝酸化液の通液を開始した日)以降の実施例1および2の各処理槽の水質測定結果(60〜150日の平均値)を表7および表8に示す。なお、実施例1については150日目以降、BOD除去装置の後段に孔径0.1μmの精密ろ過膜を有する膜分離装置を設置し、BOD除去装置の脱BOD処理液を膜を通過させた後、独立栄養性脱窒装置に流入するようにし、濃縮液は亜硝酸化槽に戻した。膜を設置した以降の実施例1の処理水質(150〜240日の平均値)を表9に示す。
【0093】
【表6】
【0094】
【表7】
【0095】
【表8】
【0096】
【表9】
【0097】
実施例1および2の各亜硝酸化槽の処理水質は亜硝酸型で安定しおり、硝化液のアンモニア性窒素および硝酸性窒素の濃度は5mg−N/L以下であった。このため、亜硝酸化液とバイパスした原水とを混合した時のアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の濃度比は、バイパス流量と亜硝酸化槽流量との比(43:57)にほぼ等しかった。また亜硝酸化槽ではBODもほぼ完全に分解されていた。
【0098】
実施例1および2のBOD除去装置においては、バイパス原水路から導入された原水に含まれていたBODは完全に分解されており、同時に亜硝酸性窒素も減少していた。
【0099】
参考例4
参考例1と同じ装置を用いて、前記表6に示した組成のアンモニア性窒素含有排水の窒素除去について、参考例1と同じ方法で検討した。結果を表10に示す。
【0100】
【表10】
【0101】
最終処理水中のアンモニア性窒素および亜硝酸性窒素の濃度は実施例1、2および参考例4で大きく異なった。参考例4の処理水濃度が最も高く、アンモニア性窒素濃度が232mg−N/L、亜硝酸性窒素濃度が282mg−N/Lであった。次に処理濃度が高かったのは精密ろ過膜を設置する前の実施例1であり、アンモニア性窒素濃度が62mg−N/L、亜硝酸性窒素濃度が48mg−N/Lであった。実施例1では精密ろ過膜を設置した後、最終処理水のアンモニア性窒素および亜硝酸性窒素は大幅に減少し、アンモニア性窒素濃度が2.7mg−N/L、亜硝酸性窒素濃度が2.1mg−N/Lであった。実施例2の最終処理水の水質が最もよく、精密ろ過膜設置後の実施例2と同程度であり、アンモニア性窒素濃度が2.8mg−N/L、亜硝酸性窒素濃度が1.1mg−N/Lであった。
【0102】
以上の結果から、BOD成分により独立栄養性脱窒菌の脱窒能が低下する場合は、脱窒装置の前段にBOD除去装置を設置し、脱窒装置へのBOD成分の流入を抑えることが、独立栄養性脱窒菌の脱窒能を高く維持することに有効であることが確認できた。またBOD除去装置を生物ろ過式とするか、または後段に膜を設置し、菌体SSの流入を防止することによって、脱窒装置の脱窒処理能がさらに向上することが確認できた。
【0103】
また、今回の試験ではバイパスした原水に含まれるBODを利用した従属栄養性の脱窒菌による亜硝酸性窒素の減少を考慮し、式〔1〕に従ってパイパスする流量の比を決めたため(定数aは1.3、bは3.0として計算)、脱窒装置でアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素が効果的に反応し、BODと菌体SSを前段で除いた場合、処理水中のアンモニア性窒素濃度および亜硝酸性窒素濃度とともに3mg−N/L以下にすることができた。
なお、いずれの実施例でも脱窒装置で硝酸性窒素が増加するのは、独立栄養性脱窒菌が亜硝酸性窒素の一部を硝酸性窒素に変換するためであると推測される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は第1参考例の生物学的窒素除去装置を示す系統図である。
【図2】 図2は第2参考例の生物学的窒素除去装置を示す系統図である。
【図3】 図3は本発明の実施例の生物学的窒素除去装置を示す系統図である。
【符号の説明】
1 亜硝酸化槽
2 脱窒槽
3 固液分離装置
4、5、26、27、31、32、41 連絡路
6 原水路
7a、14、28、33、46 pH調整剤供給路
7b 薬剤供給路
8 空気供給路
9、36 散気装置
10、38 スポンジ
11 バイパス原水路
12 返送汚泥路
13、34 排ガス路
15、37 撹拌器
16 処理水路
17 汚泥取出路
18、45 余剰汚泥路
21 活性炭塔
22 活性炭層
24 脱窒装置
25 生物層
30 従属栄養性脱窒槽
35 窒素供給路
40 濃縮装置
42 濃縮液取出路
43 分離膜
44 濃縮液循環路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a biological nitrogen removing method and apparatus for biologically purifying waste water containing ammoniacal nitrogen.
[0002]
[Prior art]
Ammonia nitrogen contained in wastewater is one of the causative substances of eutrophication in rivers, lakes and oceans, and it is desired to be removed efficiently in the wastewater treatment process. In general, ammonia nitrogen in wastewater is decomposed into nitrogen gas by a two-stage biological reaction of nitrification and denitrification. Specifically, in the nitrification process, ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen by an ammonia oxidizing bacterium that is an autotrophic bacterium under aerobic conditions, and this nitrite nitrogen is a nitrite oxidizing bacterium that is an autotrophic bacterium. Is oxidized to nitrate nitrogen. Next, in the denitrification step, these nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are decomposed into nitrogen gas under the anaerobic condition by denitrifying bacteria, which are heterotrophic bacteria, using organic substances as electron donors.
[0003]
Such conventional biological nitrogen removal requires a large amount of oxygen in the nitrification process that oxidizes ammonia nitrogen to nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, and utilizes denitrifying bacteria that are heterotrophic bacteria. In the denitrification step, it is necessary to add a large amount of an organic substance such as methanol as an electron donor, which increases the running cost.
[0004]
By the way, in recent years, a new nitrogen treatment technology using an autotrophic microorganism group that can generate nitrogen gas by reacting ammonia nitrogen as an electron donor and nitrate nitrogen as an electron acceptor under anaerobic conditions. Is being developed (for example, Japanese translations of PCT publication No. 3-501099). In this method, nitrate nitrogen is added to raw water containing ammonia nitrogen and brought into contact with the microorganism group, thereby reacting ammonia nitrogen and nitrate nitrogen to remove them as nitrogen gas. In Japanese Patent Laid-Open No. 8-192185, raw water containing ammonia nitrogen is partially nitrified in a nitrification tank to leave a part of ammonia nitrogen, and the rest is oxidized to nitrite nitrogen and nitrate nitrogen. Is removed by reacting ammoniacal nitrogen with nitrite nitrogen and nitrate nitrogen.
However, it is difficult to collect such a microorganism using nitrate nitrogen as an electron acceptor from a normal wastewater treatment system. Moreover, in order to oxidize nitrite nitrogen to nitrate nitrogen, there is a problem that a large amount of oxygen is required and the processing cost is increased.
[0005]
On the other hand, as a microbial group similar to such a microbial group, a treatment technique using a microbial group using nitrite nitrogen as an electron acceptor is known (FEMS Microbiology Letters, 16 (1995), p177-184 and Wat. Res., 31 (1997), p1955-1962). In this method, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen are caused to react with each other by bringing them into contact with the above-mentioned microorganism group so as to be removed as nitrogen gas. Here, an example in which nitrite is added as nitrite nitrogen is shown, but a method of partially nitrifying ammonia nitrogen is also suggested. However, if the raw water containing ammonia nitrogen is partially nitrified, it is difficult to keep the ratio of residual ammonia nitrogen and oxidized nitrite nitrogen constant. In addition, nitrification produces nitrate nitrogen as well as nitrite nitrogen, but this nitrate nitrogen is not assimilated by the above-mentioned microorganism group, and there is a problem that the treatment efficiency is lowered.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to propose a biological nitrogen removal method that can easily obtain high treated water quality at low cost.
Another object of the present invention is to provide a biological nitrogen removing apparatus that can easily obtain high treated water quality at low cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides the following biological nitrogen removal method and apparatus.
(1) A nitritation step in which raw water containing ammonia nitrogen is brought into contact with ammonia oxidizing bacteria under aerobic conditions to oxidize ammonia nitrogen to nitrite nitrogen;
Introducing nitritation liquid treated in the nitritation process and raw water containing ammonia nitrogen,Denitrification by contacting with heterotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions and removing BOD and dissolved oxygenRemoval step, and
Introducing the de-BOD treatment solution treated in the BOD removal step,Denitrification process in which denitrification is performed by contact with autotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions
A biological nitrogen removal method comprising:
(2) A nitrification device that introduces raw water containing ammonia nitrogen, contacts ammonia-oxidizing bacteria under aerobic conditions, and oxidizes ammonia nitrogen to nitrite nitrogen,
Introducing a nitrating solution treated with a nitrifying device and raw water containing ammonia nitrogen, contacting with heterotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions, denitrifying, and removing BOD and dissolved oxygen Removal device, and
A biological nitrogen removal apparatus having a denitrification apparatus that introduces a de-BOD treatment solution treated with a BOD removal apparatus and makes contact with autotrophic denitrification bacteria under anaerobic conditions to perform denitrification.
(3) Control the amount of nitrite and raw water introduced into the BOD removal device so as to satisfy the following formula [1]Above (2)The device described.
r = b.N / (a.b.N + b.N + B) [1]
(In the formula [1], r is the raw water introduction ratio indicated by the amount of raw water introduced into the BOD removal device relative to the sum of the amount of nitrite introduced into the BOD removal device and the amount of raw water introduced into the BOD removal device. , N is the ammonia nitrogen concentration (mg-N / L) of the raw water, B is the BOD concentration (mg / L) of the raw water, a is the ammonia nitrogen concentration (mg-N / L) reacting in the denitrification device It is a constant indicating the ratio (nitrite nitrogen concentration / ammonia nitrogen concentration) to the nitrate nitrogen concentration (mg-N / L), and the number 0.5 to 2, b is nitrite nitrogen in the BOD removal apparatus (It is a constant indicating the BOD concentration (mg / L) consumed when 1 mg-N / L is denitrified, and is a number of 1.5 to 7.)
(4) A solid-liquid separation device was installed between the BOD removal device and the denitrification device.(2) or (3) aboveThe device described.
(5) Return the sludge separated by the solid-liquid separator to the BOD removal device or nitritation deviceAbove (4)The device described.
[0008]
In the present invention, “denitrification” means denitrification by autotrophic denitrifying bacteria unless otherwise specified.
The raw water to be treated in the present invention is raw water containing ammonia nitrogen, and may contain organic matter, nitrite nitrogen, other impurities, and the like. The raw water containing the organic nitrogen compound may be used for the present invention as it is, but may be used for the present invention after converting the organic nitrogen compound to ammonia nitrogen by anaerobic treatment or aerobic treatment. The raw water containing nitrate nitrogen can be subjected to the present invention after being reduced to nitrite nitrogen by a method such as bringing nitrate nitrogen into contact with a reduction catalyst. Examples of raw water to be treated in the present invention include human waste, sewage, food wastewater, fertilizer factory wastewater and the like.
[0009]
In the biological nitrogen removal method of the present invention, the raw water containing ammonia nitrogen is brought into contact with ammonia oxidizing bacteria under aerobic conditions in the nitritation step to oxidize ammonia nitrogen to nitrite nitrogen,BOD removalIntroducing nitrite and ammonia water containing ammonia nitrogen in the processWhile performing denitrification, with BODRemove the dissolved oxygen and in the denitrification processRemove BOD treatment solutionDenitrification is carried out in contact with autotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions.
[0010]
In the nitritation process, almost all ammonia nitrogen in the raw water is oxidized to nitrite nitrogen, and oxidation is performed so that ammonia nitrogen is not substantially left and nitrate nitrogen is not substantially formed. . In order to prevent the ammonia nitrogen from remaining, the oxygen supply amount and the residence time required for oxidizing the ammonia nitrogen are set. In order to prevent the formation of nitrate nitrogen, nitritation may be performed in an environment that inhibits the growth of nitrite-oxidizing bacteria.
[0011]
As such an environment, nitritation may be carried out under conditions of pH 5-9, preferably 6-8, and nitrite ion concentration of 50-10000 mg-N / L, preferably 200-3000 mg-N / L. When nitrate ions are insufficient, they can be added from the outside. When the nitrite ion exceeds the above range, the activity of the ammonia-oxidizing bacteria decreases, so that nitritation can be performed with a reduced load. Thus, in the present invention, it is not necessary to oxidize ammoniacal nitrogen to nitrate nitrogen, so that the required amount of oxygen is smaller than that of the conventional method in which nitrification is performed.
[0012]
In the denitrification step, denitrification is performed by setting the ratio of ammonia nitrogen to nitrite nitrogen to 1: 0.5 to 2, preferably 1: 1 to 1.5. In the present invention, almost all of the ammonia nitrogen in the raw water is converted to nitrite nitrogen in the nitritation step. Therefore, the above ratio can be obtained only by controlling the mixing ratio of the raw water containing ammonia nitrogen and the nitrite. Can be controlled, and control is easy. Further, since nitrate nitrogen is not generated, denitrification reaction is not inhibited in the denitrification step, and denitrification can be performed efficiently.
[0013]
In the denitrification step, the reaction is performed under anaerobic conditions, and the denitrification reaction proceeds efficiently by setting the dissolved oxygen concentration to 2.5 mg / L or less, preferably 0.2 mg / L or less. In order to obtain such a dissolved oxygen concentration, there is a method of removing excess dissolved oxygen in the raw water and the nitrite solution itself. Activated carbon treatment as a method for removing dissolved oxygenHowever, in the present invention, instead of or in addition to these,See belowRemove by BOD removal device in BOD removal processThe method can be adopted.
[0014]
Since the denitrification step is a treatment with autotrophic denitrifying bacteria, denitrification can be efficiently performed by setting the BOD concentration to 50 mg / L or less, preferably 20 mg / L or less. Since BOD is decomposed in the nitritation process, when the BOD in the raw water is in the above range, it can be introduced into the denitrification process as it is. When the BOD concentration in the raw water exceeds the above range, the BOD can be removed by aerobic treatment or conventional heterotrophic denitrification treatment and introduced into the denitrification step of the present invention.
[0015]
The nitritation apparatus constituting the biological nitrogen removal apparatus of the present invention introduces raw water containing ammonia nitrogen and makes it contact with ammonia oxidizing bacteria under aerobic conditions to oxidize ammonia nitrogen to nitrite nitrogen. Any device such as a biological filtration type, a floating type, and an aeration type can be used. It is also possible to add a floating carrier such as a sponge in the apparatus so as to maintain a high amount of microorganisms.
[0016]
The nitritation apparatus is controlled so that the activity of ammonia-oxidizing bacteria is high and the activity of nitrite-oxidizing bacteria is low, and suppresses the production of nitric acid. That is, the nitrite-type nitric acid is controlled to proceed. For example, the treatment liquid in the apparatus has a pH of 5 to 9, preferably 6 to 8, a nitrite ion concentration of 50 to 10000 mg-N / L, preferably 200 to 3000 mg-N / L, and a temperature of 10 to 40 ° C. , Preferably 20 to 35 ° C., nitrogen load is 0.1 to 3 kg-N / mThree-Day, preferably 0.2-1 kg-N / mThree-Control to be day. In addition, the concentration of dissolved oxygen in the liquid to be treated in the apparatus can be lowered, or a substance that inhibits the growth of nitrite oxidizing bacteria such as sulfides can be added to control the nitritation to proceed.
[0017]
The denitrification apparatus constituting the biological nitrogen removal apparatus of the present invention,Remove the BOD treatment solution treated in the BOD removal processIt is an apparatus that introduces and denitrifies by contacting with autotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions, and any of biological filtration type, floating type, etc. can be used. The denitrification apparatus is controlled so that the denitrification ability of the autotrophic denitrifying bacteria is high. For example, the temperature of the liquid to be treated in the apparatus is 10 to 40 ° C, preferably 20 to 35 ° C, and the pH is 5 to 9, preferably 6-8, dissolved oxygen concentration 0-2.5 mg / L, preferably 0-0.2 mg / L, BOD concentration 0-50 mg / L, preferably 0-20 mg / L, nitrogen load 0.1 ~ 5kg-N / mThree-Day, preferably 0.2-2 kg-N / mThree-It is controlled by day.
[0018]
The mixed liquid of nitrite and raw water introduced into the denitrification apparatus usually has a molar ratio of nitrite nitrogen and ammonia nitrogen (nitrite nitrogen / ammonia nitrogen) of 0.5 to 2, preferably 1 to 1.5, the dissolved oxygen concentration is controlled to 0 to 2.5 mg / L, preferably 0 to 0.2 mg / L, and the BOD concentration is controlled to 0 to 50 mg / L, preferably 0 to 20 mg / L.
[0019]
The raw water introduced into the denitrification apparatus may be the same raw water as that used for nitritation in the nitritation apparatus, that is, raw water of the same treatment system, or may be raw water of another treatment system. . The introduction ratio between the nitrite and the raw water can be controlled so that the ratio of nitrite nitrogen to ammonia nitrogen (nitrite nitrogen / ammonia nitrogen) falls within the above range.
[0020]
The activity of autotrophic denitrifying bacteria is inhibited by dissolved oxygen and BOD, and the denitrifying ability decreases as these concentrations increase. Therefore, the concentration of the liquid to be treated in the denitrifying apparatus is controlled within the above range. Is preferred. When the dissolved oxygen concentration and the BOD concentration of the liquid to be treated in the apparatus do not fall within the above ranges by simply introducing the mixed liquid of nitrite and raw water or introducing them separately into the denitrification apparatusBecause there is thisDissolved oxygen removal device to remove them and / orInstead of thisBOD removal device,Install between the nitritation unit and the denitrification unit toAnd BRemove OD. These can also be combined.
[0022]
In the biological nitrogen removing apparatus of the present invention, the dissolved oxygen removing apparatus provided when removing the dissolved oxygen from the nitrating liquid and raw water includes a nitrating liquid treated with the nitrifying apparatus, and ammonia nitrogen. It is a device that introduces raw water containing and removes dissolved oxygen from these mixed solutions. As such a dissolved oxygen removing apparatus, an apparatus capable of removing dissolved oxygen without adversely affecting the denitrification by the subsequent autotrophic denitrifying bacteria can be used without limitation. For example, the following apparatus can be mentioned.
[0023]
1) A vacuum type deaerator that lowers the solubility of oxygen by lowering the pressure of the gas in contact with the liquid to be treated and removes dissolved oxygen from the liquid to be treated.
2) A degassing membrane device that includes a gas separation membrane that allows oxygen to permeate and does not allow water to permeate, and decompresses the side opposite to the liquid to send dissolved oxygen in the liquid to be treated to the pressure reducing side.
3) A deoxygenation resin tower in which hydrogen gas as a reducing agent is injected and dissolved in a liquid to be treated, and then passed through a deoxygenation resin packed layer to deoxygenate by the catalytic action of the deoxidation resin.
4) An activated carbon tower for passing a liquid to be treated through an activated carbon packed bed to convert dissolved oxygen into carbon dioxide and remove it.
5) An oxygen-free gas aeration apparatus that removes dissolved oxygen by aeration of oxygen-free gas such as nitrogen gas, methane gas, argon gas, helium gas, carbon dioxide gas or a mixed gas thereof. As the nitrogen gas, nitrogen gas generated by a subsequent denitrification apparatus can also be used. Moreover, when an anaerobic fermentation apparatus is provided in the front | former stage or back | latter stage of the biological nitrogen removal apparatus of this invention, the methane gas and carbon dioxide gas which generate | occur | produced from there, and these mixed gas can also be utilized.
6) An oxygen scavenger addition device for reducing dissolved oxygen concentration by adding sodium sulfite, metabisulfite, succinic acid, hydrazine or the like as a reducing agent to the liquid to be treated.
[0024]
In the dissolved oxygen removing device, it is desirable to remove the dissolved oxygen so that the dissolved oxygen concentration of the deoxygenated treatment solution is 0 to 2.5 mg / L, preferably 0 to 0.2 mg / L as described above.
The raw water introduced into the dissolved oxygen removing apparatus may be the raw water of the same treatment system or the raw water of another treatment system, similarly to the raw water introduced into the denitrification apparatus. The deoxygenation treatment liquid from which dissolved oxygen has been removed is introduced into a subsequent denitrification apparatus for denitrification treatment.
[0025]
In the biological nitrogen removal apparatus of the present invention,Remove BOD and dissolved oxygen from nitrite and raw waterFor the BOD removal processThe BOD removal device provided is a device that biologically removes BOD by introducing a nitritation solution treated with a nitritation device and raw water containing ammoniacal nitrogen, a biological filtration method, a floating method, Any fluid bed type can be used. It is also possible to add a floating carrier such as a sponge in the apparatus so as to maintain a high retention amount of microorganisms. In the BOD removal apparatus, it is desirable to remove the BOD so that the BOD concentration of the de-BOD treatment solution is 0 to 50 mg / L, preferably 0 to 20 mg / L as described above.
[0026]
When BOD is removed biologically with the BOD removal device, sludge is generated, but when this sludge flows into the denitrification device at the subsequent stage, various BOD components are generated by self-decomposition. It is preferable to install a solid-liquid separation device such as a membrane separation device or a filtration tower to separate sludge and prevent inflow into the denitrification device. In this case, it is preferable to use a biological filtration type BOD removal device because BOD decomposition and sludge trapping can be performed simultaneously in one device. When concentrating sludge using a sedimentation tank, membrane separator, etc., the separated sludge can be returned to the previous nitritation device or BOD removal device to increase the sludge concentration in each device and increase the treatment capacity. it can. BOD removal device is an anaerobic treatment device, especially a denitrification type BOD removal device that performs denitrification by contacting with heterotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditionsBy adopting, BOD removal and dissolved oxygen removal can be performed simultaneously in one apparatus.
[0027]
Raw water to be introduced into BOD removal equipmentIs the sameThe raw water of the same treatment system may be used, or the raw water of another treatment system may be used. The de-BOD treatment liquid from which BOD has been removed is introduced into the denitrification device at the subsequent stage and denitrified.The
[0028]
In the anaerobic BOD removal device, it is preferable to control the amount of nitrite and raw water introduced into the BOD removal device so as to satisfy the above formula [1]. By controlling the raw water introduction ratio r so that the formula [1] is satisfied, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen are effectively reacted in the denitrification apparatus, thereby reducing the total nitrogen concentration in the final treated water. Thus, high treated water quality can be obtained.
[0029]
The formula [1] will be described in detail.
r is the raw water introduction ratio indicated by the amount of raw water introduced into the BOD removal device relative to the sum of the amount of nitrite introduced into the BOD removal device and the amount of raw water introduced into the BOD removal device, and N is the ammonia of the raw water Nitrogen concentration (mg-N / L), B is the BOD concentration (mg / L) of raw water, a is the ammonia nitrogen concentration (mg-N / L) and nitrite nitrogen concentration (mg mg-N / L) is a constant indicating the ratio (nitrite nitrogen concentration / ammonia nitrogen concentration), and the number of 0.5 to 2 is expressed as 1 mg-N / nitrogen nitrogen in the BOD removal apparatus. It is a constant indicating the BOD concentration (mg / L) consumed when L is denitrified, and is a number between 1.5 and 7.
[0030]
In this case, the BOD concentration flowing into the BOD removal device is represented by B · r (mg / L). Moreover, it is nitrite nitrogen produced | generated with a nitritation apparatus, Comprising: The nitrite nitrogen density | concentration which flows into a BOD removal apparatus is shown by N * (1-r) (mg-N / L). Further, since a part of nitrous acid is consumed by denitrification that occurs in the BOD removal apparatus, the concentration of nitrous acid nitrogen flowing into the denitrification apparatus is N · (1-r) −B · r · 1 / b (mg− N / L). Moreover, it is ammonia nitrogen derived from raw | natural water, Comprising: The ammonia nitrogen concentration which flows in into a denitrification apparatus is shown by N * r (mg-N / L).
[0031]
Therefore, when ammonia nitrogen and nitrite nitrogen react effectively in the denitrification device and the total nitrogen concentration in the treated water is minimized, the following equation [2] is established, When the equation [2] is solved with respect to the raw water introduction ratio r, the above equation [1] is obtained.
[Equation 3]
a = {N · (1-r) −B · r · 1 / b} / (N · r) (2)
[0032]
In the BOD removal apparatus, it is more preferable to control the amount of nitrite introduced into the BOD removal apparatus and the amount of raw water so as to satisfy the following formula (1 ').
[Expression 4]
r = b'.N / (a'.b'.N + b'.N + B) ... [1 ']
(In the formula [1 ′], r, N and B are the same as in the formula [1]. A ′ is a constant having the same meaning as a in the formula [1], and is a number from 1 to 1.5; b is a constant having the same meaning as b in the formula [1], and is a number from 2 to 5.
[0033]
In Formula [1], the removal rate of ammonia nitrogen in the nitrifier is 100%, and BOD decomposition by aerobic heterotrophic bacteria using dissolved oxygen remaining in the nitrite treatment solution is performed. Ignoring. If necessary, equation [1] may be corrected in consideration of these.
[0034]
[Action]
In the nitritation apparatus, raw water containing ammonia nitrogen is introduced and contacted with ammonia oxidizing bacteria under aerobic conditions by aeration to perform nitritation, thereby converting ammonia nitrogen into nitrite nitrogen. Here, almost all of the ammonia nitrogen in the raw water is oxidized to nitrite nitrogen, and nitritation is performed under conditions where nitrite nitrogen is not oxidized to nitrate nitrogen. In this nitritation apparatus, it is not necessary to leave ammonia nitrogen in the raw water, and it is sufficient to oxidize substantially all of it to nitrite nitrogen, so that control is easy. Further, since it is not necessary to oxidize ammoniacal nitrogen to nitrate nitrogen, the amount of oxygen supplied can be reduced, and the running cost can be reduced.
[0035]
Dissolved oxygen removerWhen providingThe nitritation liquid treated with the nitrification apparatus and the raw water containing ammonia nitrogen are mixed, and dissolved oxygen in the mixed liquid is removed. Since the denitrification ability of the autotrophic denitrifying bacteria is lowered by dissolved oxygen, when the dissolved oxygen concentration of the liquid to be denitrified exceeds 2.5 mg / L, preferably 0.2 mg / L, for example, a denitrification device When the dissolved oxygen concentration of the mixture of nitrite introduced into the raw water and raw water exceeds 2.5 mg / L, preferably exceeds 0.2 mg / L, and the BOD concentration of this mixture is low, A dissolved oxygen removal device is provided in front of the filtration-type denitrification device, and the dissolved oxygen concentration in the deoxygenated liquid is reduced to 2.5 mg / L, preferably 0.2 mg / L or less.Can. Even when a floating denitrification tank is used instead of the biological filtration type denitrification apparatus, a dissolved oxygen removal apparatus is provided so that the dissolved oxygen concentration in the deoxygenation treatment liquid is 2.5 mg / L, preferably 0.2 mg / L. Lower than LCan. In this case, since the deoxygenated liquid is diluted with the liquid in the tank of the denitrification tank, the dissolved oxygen concentration of the diluted liquid in the tank (processed liquid) is lower than that of the deoxygenated liquid.
[0036]
In addition, even if the dissolved oxygen concentration of the to-be-denitrified solution mixed with the nitrite and raw water introduced into the denitrification device is within the above range, or even if more dissolved oxygen is contained, the denitrification device Even when ammonia and BOD are oxidized inside, dissolved oxygen is consumed and anaerobic conditions are maintained.BODIf the removal device is provided, the entire denitrification device can be efficiently used for the autotrophic denitrification reaction, so that a high treated water quality can be obtained. in this way,BODBy providing the removal device, the denitrification device is maintained in an anaerobic state, denitrification in the denitrification device is performed more efficiently, and high treated water quality is obtained.
[0037]
In the BOD removal device, the nitritation solution treated with the nitritation device and the raw water containing ammonia nitrogen are mixed, and the BOD in this mixture solution is mixed.And dissolved oxygenIs removed. Since the denitrification ability of the autotrophic denitrifying bacteria is reduced by BOD, when the BOD concentration of the liquid to be denitrified exceeds 50 mg / L, for example, the BOD removal device is placed before the biological filtration type denitrification device. It is preferable to reduce the BOD concentration in the de-BOD treatment solution to 50 mg / L or less, preferably 20 mg / L or less, and then introduce this de-BOD treatment solution into the subsequent denitrification apparatus. Even when a floating denitrification tank is used instead of a biological filtration denitrification device, a BOD removal device is provided to reduce the BOD concentration in the de-BOD treatment solution to 50 mg / L or less, preferably 20 mg / L or less. After that, it is preferable to introduce the de-BOD treatment liquid into a subsequent denitrification apparatus. In this case, since the de-BOD treatment liquid is diluted with the liquid in the tank of the denitrification tank, the BOD concentration of the diluted liquid in the tank (treatment liquid) is lower than that of the de-BOD treatment liquid.
[0038]
Thus, by providing the BOD removal device, the denitrification ability of the autotrophic denitrification bacteria in the denitrification device is prevented from being lowered, denitrification in the denitrification device is performed more efficiently, and high treated water quality is obtained. It is done. When the BOD concentration of the denitrification solution is 50 mg / L or less, preferably 20 mg / L or less, the BOD removal device can be omitted. Adopting denitrification type BOD removal device by heterotrophic denitrifying bacteria as BOD removal deviceBy, BOD is decomposed and removed by denitrification reaction using nitrite nitrogen contained in nitrite as an electron acceptor.ButSince dissolved oxygen in the nitrite is consumed with BOD decomposition by aerobic heterotrophic bacteria, it is convenient for maintaining the anaerobic property of the subsequent denitrification apparatus.
[0039]
When a denitrification-type BOD removal device using heterotrophic denitrifying bacteria is adopted as the BOD removal device, when the nitrite and raw water are mixed in the BOD removal device, this mixed solution is usually derived from the raw water. Due to the presence of BOD, some nitrite nitrogen is consumed by heterotrophic denitrifying bacteria. For this reason, unreacted ammonia nitrogen may remain in the final treated water unless the raw water introduction ratio is determined in consideration of the decrease in nitrite nitrogen, so that the above formula [1] is satisfied. By determining the raw water introduction ratio r, such water quality deterioration can be easily prevented.
[0040]
With denitrification equipmentIs aFrom a mixture of nitrate solution and raw waterBOD and dissolved oxygenThe de-BOD treatment liquid from which the water has been removed is introduced, and denitrification is carried out by contacting with autotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions. Since the autotrophic denitrifying bacteria can be denitrified by reacting nitrite nitrogen and ammonia nitrogen without adding organic substances, treatment at low cost is possible.
[0041]
The autotrophic denitrifying bacterium used in the present invention can be obtained by the following method. Add denitrification sludge such as wastewater treatment plant, sewage treatment or human waste treatment as seeding source to floating sludge type (SRT 15d or more) or biofilm type reactor, temperature 10-40 ° C, pH 5-9, BOD concentration Under anaerobic conditions (dissolved oxygen concentration of 0.2 mg / L or less) at 20 mg / L or less, an inorganic medium containing ammonia nitrogen, nitrite nitrogen and inorganic carbonate is passed through. At that time, the loads of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen to the reactor are adjusted so that the concentration of both in the treated water is 1 to 200 mg-N / L. If water is continued for about 30 to 360 days in this way, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen will be removed, and autotrophic denitrifying bacteria will accumulate in the reactor. Furthermore, if water flow is continued, for example, if water is passed for 1 to 2 years, the total nitrogen removal rate of the reactor, which is the sum of the ammonia nitrogen removal rate and the nitrite nitrogen removal rate, is 1 to 2 kg-N / m.Three-Autotrophic denitrifying bacteria that accumulate to a day or more accumulate. As the fungus accumulates, both the ammoniacal nitrogen removal rate and the nitrite nitrogen removal rate increase, so the load is increased so as not to run out of substrate. As the inorganic medium, those containing metal salts to the extent that medium is added when cultivating ordinary microorganisms are used, and when using tap water or factory effluent containing a part of these, it is necessary to add them separately. Absent. The molar concentration of carbonate in the medium is set to 0.05 or more times the number of moles of ammonia nitrogen in the medium.
[0042]
The biological nitrogen removing apparatus of the present invention comprises a nitrifying apparatus and a denitrifying apparatus using autotrophic denitrifying bacteria, and the raw water containing ammonia nitrogen is converted into almost all of the ammonia nitrogen in the nitrifying apparatus. After converting toBODAside from this, raw water containing ammonia nitrogen is bypassed through the nitritation unit.BODIntroduced into removal equipmentTo denitrify and remove BOD and dissolved oxygenAndIntroducing the de-BOD treatment liquid into the denitrification equipmentDenitrification treatment. For this reason, the nitritation apparatus may be controlled so as to convert almost the entire amount of ammonia nitrogen into nitrite nitrogen, and the control of the nitritation apparatus becomes simple. Moreover, the ratio of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen in the denitrification device can be easily adjusted to an appropriate range simply by controlling the introduction ratio of raw water into each device, and high treatment efficiency can be obtained. . Note that the raw water introduced into the denitrification apparatus by bypassing the nitritation apparatus may be a raw water obtained by branching a part of the raw water introduced into the nitritation apparatus at the front stage of the nitritation apparatus. The raw water supplied from a system different from the raw water introduced into the nitrification apparatus may be used.thisThus, raw water containing ammonia nitrogen can be easily treated at a low cost and with a high quality of treated water.
[0043]
【The invention's effect】
The biological nitrogen removal method of the present invention includes a nitritation step for oxidizing ammonia nitrogen to nitrite nitrogen, a nitrite treated in the nitritation step, and raw water containing ammonia nitrogen,And BOD that removes BOD and dissolved oxygen while contacting with heterotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditionsRemoval step, andIntroduce the de-BOD treatment liquid processed in the BOD removal processSince there is a denitrification process in which denitrification is performed in contact with autotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions, control for nitritation in the nitritation process, as well as ammonia nitrogen and nitrous acid introduced in the denitrification process The ratio of oxygen to nitrogen can be easily adjusted, and there is no need for nitrification.Preventing the denitrification of autotrophic denitrifiers by BOD and dissolved oxygen,Raw water containing ammonia nitrogen can be biologically treated at low cost and easily with high treated water quality.
[0044]
The biological nitrogen removing apparatus according to claim 2 of the present invention comprises a nitritation apparatus that oxidizes ammonia nitrogen to nitrite nitrogen, a nitrite treated by the nitritation apparatus, and ammonia nitrogen. Including raw waterIntroduced and contacted with heterotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions to denitrify, remove BOD and dissolved oxygen, and remove BOD treatment liquid treated in BOD removal processSince it is equipped with a denitrification device that is introduced and brought into contact with autotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions, control for nitritation in the nitritation process and ammonia nitrogen introduced in the denitrification process And the ratio of nitrogen to nitrite nitrogen becomes easy, and since there is no need for nitrification, the amount of oxygen supply may be small,With BODPreventing the decline in the denitrification ability of autotrophic denitrifying bacteria due to dissolved oxygen, it is possible to biologically treat raw water containing ammonia nitrogen at a low cost and easily with high treated water quality.The
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1First reference exampleIt is a systematic diagram which shows the biological nitrogen removal apparatus of No. 1, and is an apparatus used suitably for the process of raw | natural water with a low BOD density | concentration, for example, 50 mg / L or less. In FIG. 1, 1 is a nitritation tank, 2 is a floating autotrophic denitrification tank, 3 is a solid-liquid separator, and these are connected via communication paths 4 and 5.
[0046]
A raw water channel 6, a pH adjusting
The denitrification tank 2 is connected to a bypass raw water path 11 branched from the raw water path 6, a
The solid-liquid separator 3 is connected to a communication path 5, a
[0047]
In order to remove biological nitrogen with the apparatus of FIG. 1, a part of the raw water is introduced into the nitritation tank 1 from the raw water channel 6, mixed with biological sludge containing ammonia oxidizing bacteria in the tank, and the aeration apparatus. 9 is aerated and ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen by ammonia oxidizing bacteria. Although the dissolved oxygen concentration in the liquid in the tank is increased by aeration, if no means for removing dissolved oxygen is provided at the subsequent stage as shown in FIG. 1, the amount of air to be aerated is reduced so that the dissolved oxygen concentration is as low as possible. Aerate. In this case, since the nitritation efficiency is lowered, in order to make the processing amount of the entire treatment system equal to the case where the dissolved oxygen removing device is provided, the residence time is increased by increasing the capacity of the nitritation tank 1 or the like. Lengthen.
[0048]
The nitritation tank 1 has a pH of 5 to 9, preferably 6 to 8, a nitrite ion concentration of 50 to 10,000 mg-N / L, preferably 200 to 3000 mg-N / L, and a temperature of the liquid mixture in the tank. 10 to 40 ° C., preferably 20 to 35 ° C., nitrogen load is 0.1 to 3 kg-N / mThree-Day, preferably 0.2-1 kg-N / mThree-The nitritation is advanced by controlling to become day.
[0049]
The pH of the liquid in the nitritation tank 1 is within the above range by adding a pH adjuster such as an alkali such as sodium carbonate or sodium hydroxide; an acid such as hydrochloric acid or nitric acid from the pH
[0050]
The nitrite in the nitrification tank 1 is introduced from the communication channel 4 to the denitrification tank 2, and another part of the raw water is introduced from the bypass raw water channel 11, and the organism containing the autotrophic denitrifying bacteria in the tank is introduced. Mixing with sludge, denitrification is performed while gently stirring with an
[0051]
The denitrification tank 2 is maintained under conditions that increase the denitrification ability of the autotrophic denitrifying bacteria. For example, the temperature of the liquid in the tank is 10 to 40 ° C, preferably 20 to 35 ° C, and the pH is 5 to 9, preferably 6 to 6. 8. The dissolved oxygen concentration is 0 to 2.5 mg / L, preferably 0 to 0.2 mg / L, the BOD concentration is 0 to 50 mg / L, preferably 0 to 20 mg / L, and the nitrogen load is 0.1 to 5 kg- N / mThree-Day, preferably 0.2-2 kg-N / mThree-It is controlled by day.
[0052]
The pH of the liquid in the denitrification tank 2 is controlled within the above range by adding an acid such as hydrochloric acid and nitric acid; and a pH adjusting agent such as alkali such as sodium carbonate and sodium hydroxide from the pH adjusting
[0053]
The denitrification liquid is introduced from the communication path 5 into the solid-liquid separation device 3 and separated into solid and liquid. The separation liquid is discharged out of the system from the
[0054]
In the apparatus of FIG. 1, the
[0055]
In such biological nitrogen removal, it is not necessary to oxidize ammonia nitrogen to nitric acid in the nitritation tank 1, so the amount of air supplied from the
[0056]
FIG. 2 includes an activated carbon tower 21 as a dissolved oxygen removing device.Second reference exampleIt is a systematic diagram which shows the biological nitrogen removal apparatus of FIG. When the activated carbon tower 21 is used as a dissolved oxygen removing device, dissolved oxygen is removed by activated carbon and BOD is also removed by microorganisms adhering to the activated carbon. Therefore, it can be used for the treatment of raw water containing BOD. It is an apparatus suitably used for the treatment of raw water exceeding 50 mg / L, and it is an apparatus for treating raw water while preventing a decrease in the activity of autotrophic denitrifying bacteria due to dissolved oxygen and BOD.
[0057]
In FIG. 2, reference numeral 21 denotes an activated carbon tower. A
[0058]
In the apparatus of FIG. 2, the activated carbon tower 21 is provided as a dissolved oxygen removing apparatus at the subsequent stage of the nitritation tank 1, so it is not necessary to reduce the amount of aeration in the nitritation tank 1, and the total amount of ammonia nitrogen is sublimated. Nitrated by aeration so that it is oxidized to nitrate nitrogen. This nitritation solution and raw water are mixed in the
The deoxygenated treatment liquid from which dissolved oxygen has been removed is taken out from the
[0059]
In the apparatus of FIG. 2, since the mixed oxygen nitrite and raw water is introduced into the activated carbon tower 21 to remove dissolved oxygen before denitrification, autotrophic properties by dissolved oxygen in the denitrification apparatus 24 are removed. It is possible to prevent the denitrification ability of the denitrifying bacteria from being lowered, and to perform treatment at a low cost, easily and with a high quality of treated water.
Instead of the activated carbon tower 21, a vacuum type deaeration device, a deaeration membrane device provided with a gas separation membrane, a deoxygenated resin tower, an oxygen-free gas aeration device, an oxygen scavenger addition device, or the like can be used. When these dissolved oxygen removing apparatuses are used, BOD is not removed, so it is preferable to treat raw water having a low BOD concentration, for example, 50 mg / L or less.
[0060]
FIG. 3 shows a biological nitrogen removal apparatus equipped with a denitrification tank (hereinafter referred to as a heterotrophic denitrification tank) using heterotrophic denitrifying bacteria as a BOD removal apparatus.Example ofIt is a systematic diagram and is a device used for processing raw water having a high BOD concentration, for example, exceeding 50 mg / L. In FIG. 3, 30 is a heterotrophic denitrification tank, which is connected to
[0061]
In the apparatus of FIG. 3, raw water is introduced into the heterotrophic denitrification tank 30 from the nitrite and the bypass raw water channel 11, mixed with biological sludge containing heterotrophic denitrification bacteria in the tank, and nitrogen gas is subjected to anaerobic conditions. Is diffused from the
[0062]
The amount of raw water introduced from the bypass raw water channel 11 to the heterotrophic denitrification tank 30 is preferably a water amount satisfying the above formula [1]. In the heterotrophic denitrification tank 30, the BOD component contained in the raw water introduced from the bypass raw water channel 11 is used as an electron donor by the heterotrophic denitrifying bacterium, and the nitrite contained in the nitrite solution Nitrogen is denitrified and the BOD component is removed.
In the heterotrophic denitrification tank 30, BOD is removed to a concentration at which the activity of the autotrophic denitrifying bacteria in the denitrification apparatus 24 is maintained high. For example, the BOD is removed so that the BOD concentration in the de-BOD treatment solution introduced into the denitrification device 24 from the
[0063]
Moreover, in the heterotrophic denitrification tank 30, since dissolved oxygen in the liquid in the tank is consumed by aerobic microorganisms in the tank, dissolved oxygen is also removed. Even if no special deoxygenation operation is performed, dissolved oxygen is usually removed to 0.05 mg / L or less. The de-BOD treatment liquid from which the BOD component and dissolved oxygen have been removed in this way is the pump P1Is pressurized and introduced into the concentrating
[0064]
In the apparatus of FIG. 3, BOD and dissolved oxygen are removed in the heterotrophic denitrification tank 30 before denitrification by the autotrophic denitrifier in the denitrifier 24, so that the BOD and dissolved oxygen in the denitrifier 24 The autotrophic denitrifying bacteria can be prevented from lowering the denitrifying ability, and can be treated at a low cost, easily and with a high quality of treated water.
Instead of the floating heterotrophic denitrification tank 30, a biofiltration heterotrophic denitrification tank or the like may be used.
[0065]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described.
[0066]
Test example 1
It was confirmed as follows that autotrophic denitrifying bacteria can be induced spontaneously.
Add 1/100 of the denitrification sludge of the wastewater treatment plant as a seeding source to the biofilm reactor, temperature 30 ° C, pH 7, BOD concentration 20 mg / L or less, anaerobic condition (dissolved oxygen concentration 0.2 mg / L or less) was passed through the medium of Table 1 containing 2000 mg-N / L of ammonia nitrogen and 2000 mg-N / L of nitrite nitrogen. At that time, the loads of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen to the reactor were adjusted so that the concentration of both in the treated water was 1 to 200 mg-N / L.
[0067]
[Table 1]
[0068]
In this way, when water was continued for about 100 days, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen were removed, and growth of autotrophic denitrifying bacteria was confirmed. As a result of continuing the water flow for about one and a half years, the total nitrogen removal rate of the reactor, which is the sum of the ammonia nitrogen removal rate and the nitrite nitrogen removal rate, is 1-2 kg-N / m.Three-Autotrophic denitrifying bacteria accumulated to a day or more accumulated. As the bacteria accumulated, both the ammonia nitrogen removal rate and the nitrite nitrogen removal rate increased, so the load was increased so as not to run out of substrate. The molar concentration of the carbonate in the medium was set to 0.05 or more times the number of moles of ammoniacal nitrogen in the medium.
[0069]
Reference Example 1 and2
1) Nitrification bacteria Denitrification-Denitrification nitrification sludge in sewerage treatment plants that are removing biological nitrogen by the nitrification process (Sludge circulates between the denitrification process and the nitrification process. Was used as seeding sludge for nitrification equipment.
[0070]
2) Accumulation of autotrophic denitrifying bacteria
In order to accumulate autotrophic denitrifying bacteria, a column filled with a spherical filter medium (average particle size 3.5 mm) made of polystyrene foam was used. This column was made of vinyl chloride having a diameter of 150 mm and a height of 1500 mm, and was used with a filter medium packed so that the apparent packing capacity was 20 L. The strainer at the top of the column prevented the filter medium from flowing out. Two sets of such columns were prepared (hereinafter referred to as column A and column B).
[0071]
In column A above, denitrified sludge from a wastewater treatment plant that is denitrifying using methanol as the organic source is seed sludge (in Test Example 1, it is confirmed that autotrophic denitrifying bacteria exist in this sludge. After that, the inorganic medium (30 ° C., pH 7) of Table 1 containing 100 mg-N / L of ammonia nitrogen and 100 mg-N / L of nitrite nitrogen was passed from the bottom of the column in an upward flow. The nitrogen load was increased by increasing the flow rate while confirming the decrease in ammonia nitrogen concentration and nitrite nitrogen concentration in the treated water. As a result of passing water for about one and a half years in this way, autotrophic denitrifying bacteria accumulate, and the total nitrogen removal rate of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen is about 2 kg-N / m.Three-Reactor / day.
[0072]
The column B contains 100 mg-N / L of nitrate nitrogen instead of nitrogen nitrite (including 200 mg-N / L in total with ammonia nitrogen) The inorganic medium of Table 1 (30 ° C., pH 7) Was passed in the same manner as column A. The operation was continued for about one year in this manner, but neither the ammonia nitrogen concentration nor the nitrate nitrogen concentration of the treated water decreased below 90 mg-N / L, and both were hardly decomposed. As previously reported (von de Graaf, AA, et al., Microbiology, 143 (1997), p2415-2421), accumulating autotrophic denitrifying bacteria that degrade ammoniacal nitrogen and nitrate nitrogen It can be said that it is difficult.
[0073]
For confirmation, column A with autotrophic denitrifying bacteria accumulated (total nitrogen removal rate is about 2 kg-N / mThree-For the reactor / day), the substrate was changed to the inorganic medium of Table 1 containing 100 mg-N / L ammoniacal nitrogen and 100 mg-N / L nitrate nitrogen, total nitrogen load 0.05 kg-N / mThree-Reactor / day was run for 15 days, but both substrates were hardly degraded.
[0074]
3) Equipment
One set of the apparatus shown in FIG. 1 and one set of the apparatus shown in FIG. 2 were prepared. However, in Reference Example 1, a biological filtration type denitrification device is used instead of the floating type denitrification tank 2 in the apparatus of FIG. 1, the bypass raw water channel 11 is connected to the communication channel 4, and The nitrate solution and raw water were mixed. AlsoReference example 2In the apparatus shown in FIG. 2, an activated carbon tower in which granular activated carbon having an average particle diameter of 1 mm is packed in a column made of vinyl chloride having a column diameter of 80 mm and a height of 500 mm is used as the activated carbon tower 21.
[0075]
Reference Example 1 and2Any ofReference exampleAs the nitritation tank 1, an aeration tank in which a
[0076]
Reference Example 1 and2Any ofReference exampleAs the denitrification apparatus, a biological filtration column packed with a spherical filter medium (average particle size 3.5 mm) made of polystyrene foam was used. This column is made of vinyl chloride with a diameter of 80 mm and a height of 500 mm. The column is packed with a filter medium so that the apparent packing volume is 2 L, and the liquid is passed upward from the bottom of the column. This prevented the filter medium from leaking. However, a new filter medium was not used, and the filter medium on which autotrophic denitrifying bacteria adhered was extracted from column A in which autotrophic denitrifying bacteria were accumulated in 2) above, and 2 L was packed in each column.
[0077]
4) Continuous decomposition test of nitrogen by nitritation + autotrophic denitrification
The nitrogen removal of the ammoniacal nitrogen-containing synthetic wastewater having the composition shown in Table 2 was examined. This synthetic wastewater contains 2000 mg-N / L of ammonia nitrogen as nitrogen.
[0078]
[Table 2]
[0079]
The test was conducted as follows. That is, until the nitrite sludge adheres to the sponge carrier and the removal rate of ammonia nitrogen in the nitrite tank increases, the autotrophic denitrifier is not installed and only the nitrite tank is operated. It was. In addition, in order to make the reaction in the nitritation tank nitrite type, 500 mg-N / L of nitrite nitrogen was initially added to the raw water to suppress the growth of nitrite oxidizing bacteria. The addition of nitrite nitrogen to the raw water continued until the 20th and was not performed thereafter.
[0080]
Although the initial HRT of the nitritation tank was 50 h, the HRT was gradually shortened and the load was increased while confirming the decrease in the ammonia nitrogen concentration of the treated water. As a result, after about 60 days, HRT = 24 h, nitrogen load 2 kg-N / mThree-The ammonia nitrogen concentration of treated water became 5 mg-N / L or less at day. Since then, the nitritation tank was operated at this load until the end of the test, but there was no change in the nitrogen treatment capacity and the ammonia nitrogen concentration in the treated water was stable. The nitritation reaction changed from the beginning to the nitrite type, and nitrate nitrogen of 5 mg-N / L or more was not detected from the treated water until the end of the test. The nitritation tank was used in Reference Example 1 and2Both were operated by the above method, and the obtained results were almost the same.
[0081]
After the 60th day when the nitritation capacity of the nitrification tank was stabilized, the nitritation liquid started to pass through the dissolved oxygen removal tank + autotrophic denitrification equipment, and the nitritation tank was bypassed. Raw water was introduced into the dissolved oxygen remover. At this time, the bypass flow rate was 43% of the total treated water flow rate (raw water introduction ratio = 0.43). In additionReference example 1Since there was no dissolved oxygen removal device, the raw water bypassing the nitritation tank was directly flowed into the autotrophic denitrification device. In the denitrification apparatus, denitrification was performed at a temperature of 30 ° C. and a pH of 7. Reference Example 1 on and after the 60th day (the day when the solution was passed through the dissolved oxygen removing device + autotrophic denitrification device) and2Table 3 and Table 4 show the water quality measurement results.
[0082]
[Table 3]
[0083]
[Table 4]
[0084]
The values in Tables 3 and 4 are average values for 60 to 150 days, but almost no change in each concentration with time was observed during this period, and the values were stable. Reference Example 1 and2The treatment capacities of the nitritation tanks are almost equal, and ammonia nitrogen, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in the liquid to be treated flowing into the denitrification apparatus are the same as in Reference Example 1 and2It was almost equal. The dissolved oxygen concentration in the liquid to be treated flowing into the denitrification apparatus was about 2.2 mg / L in Reference Example 1 in which no dissolved oxygen removal apparatus was installed. Installed dissolved oxygen removal deviceReference example 2The dissolved oxygen concentration was less than 0.05 mg / L, and it was confirmed that the dissolved oxygen was efficiently removed. It should be noted that the dissolved oxygen concentration at the denitrification device outlet is the same as in Reference Example 1 and2Both were less than 0.05 mg / L.referenceIn Example 1 as well, the reason why the dissolved oxygen concentration at the outlet of the denitrification apparatus was less than 0.05 mg / L is considered that oxygen was consumed by oxidizing BOD and ammonia in the denitrification apparatus. However, reference examples1The quality of treated water was equipped with a device for removing dissolved oxygen.Reference example 2It is estimated that the denitrification ability was lowered due to the influence of dissolved oxygen.
[0085]
Installed dissolved oxygen removal devicereferenceExample2In the denitrification apparatus, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen were effectively decomposed, and neither value exceeded 5 mg-N / L during the experiment.
[0086]
From the above results, the denitrification ability of autotrophic denitrifying bacteria is reduced by dissolved oxygen, but in this case, a dissolved oxygen removal device is installed in front of the denitrification device to suppress the inflow of dissolved oxygen to the denitrification device. This was confirmed to be effective in maintaining the high denitrification ability of the autotrophic denitrifying bacteria.
[0087]
Reference example 3
Using the apparatus of Reference Example 1, except that the amount of aeration was reduced so that no dissolved oxygen remained in the nitritation tank treatment liquid, and the volume of the nitritation tank was 1.5 times, and the composition shown in Table 2 above was used. Nitrogen removal from ammonia-based nitrogen-containing synthetic wastewater was investigated. The results are shown in Table 5.
[0088]
[Table 5]
[0089]
From the results in Table 5,referenceCompared to Example 1, while increasing the capacity of the nitritation tank and reducing the aeration amount to lower the dissolved oxygen concentration, the concentrations of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen at the denitrifier outlet can be lowered. Recognize.
[0090]
Example1and2
The test was conducted using a BOD removal device instead of the dissolved oxygen removal device. Example1and2In any of the Examples, as the nitritation tank and the denitrification apparatus, Reference Example 1 and2The same equipment was used.
[0091]
Two sets of the apparatus shown in FIG. 3 were prepared. However, the example1Then, in the apparatus of FIG. 3, a floating anaerobic treatment apparatus (heterotrophic denitrification tank 30) having a volume of 2 L to which an apparent volume of 30% was added as a BOD removal apparatus was used, and the sponge was flowed by aeration of nitrogen gas. I let you. A
[0092]
Using the above apparatus, the nitrogen removal of the ammoniacal nitrogen-containing synthetic wastewater having the composition shown in Table 6 was examined as follows. From day 1 to day 59referenceWater was passed in the same manner as in Examples 1 and 2. Starting from the 60th day when the nitritation capacity of the nitrification tank was stabilized, the nitritation liquid started to pass through the BOD removal device + autotrophic denitrification device, and the raw water bypassed the nitrification tank Was allowed to flow into the BOD remover. At this time, the bypass flow rate was 43% of the total treated water flow rate (raw water introduction ratio = 0.43). Examples after the 60th day (the day when the nitrite was passed through the BOD removal device + autotrophic denitrification device)1and2Table 7 and Table 8 show the water quality measurement results (average values for 60 to 150 days) of each treatment tank. Examples1After 150 days, a membrane separation device having a microfiltration membrane with a pore size of 0.1 μm was installed at the subsequent stage of the BOD removal device, the BOD removal solution of the BOD removal device was passed through the membrane, The concentrated solution was returned to the nitritation tank. Examples after installing the
[0093]
[Table 6]
[0094]
[Table 7]
[0095]
[Table 8]
[0096]
[Table 9]
[0097]
Example1and2The treated water quality of each of the nitrification tanks was stable in the nitrite type, and the concentrations of ammonia nitrogen and nitrate nitrogen in the nitrification solution were 5 mg-N / L or less. For this reason, the concentration ratio of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen when mixing the nitrite and the raw water bypassed was almost equal to the ratio of the bypass flow rate to the nitrite flow rate (43:57). . Also, BOD was almost completely decomposed in the nitritation tank.
[0098]
Example1and2In the BOD removal apparatus, the BOD contained in the raw water introduced from the bypass raw water channel was completely decomposed, and at the same time, nitrite nitrogen was reduced.
[0099]
Reference example4
Using the same apparatus as in Reference Example 1, nitrogen removal from the ammoniacal nitrogen-containing wastewater having the composition shown in Table 6 was examined in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 10.
[0100]
[Table 10]
[0101]
Concentrations of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen in the final treated water are examples1,2And reference examples4It was very different. Reference example4The ammonia water concentration was 232 mg-N / L and the nitrite nitrogen concentration was 282 mg-N / L. Next, the treatment concentration was the highest before the installation of the microfiltration membrane.1The ammonia nitrogen concentration was 62 mg-N / L, and the nitrite nitrogen concentration was 48 mg-N / L. Example1After installing the microfiltration membrane, the ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen in the final treated water are greatly reduced, the ammoniacal nitrogen concentration is 2.7 mg-N / L, and the nitrite nitrogen concentration is 2.1 mg- N / L. Example2The quality of the final treated water is the best, and the example after installation of the microfiltration membrane2The ammonia nitrogen concentration was 2.8 mg-N / L, and the nitrite nitrogen concentration was 1.1 mg-N / L.
[0102]
From the above results, when the denitrification ability of the autotrophic denitrifying bacteria is reduced by the BOD component, a BOD removal device is installed in the front stage of the denitrification device to suppress the inflow of the BOD component to the denitrification device. It was confirmed that it is effective for maintaining the high denitrification ability of autotrophic denitrifying bacteria. In addition, it was confirmed that the denitrification ability of the denitrification apparatus was further improved by adopting a BOD removal apparatus as a biological filtration type or installing a membrane in the subsequent stage to prevent the inflow of the bacterial cell SS.
[0103]
In this test, the ratio of flow rate to bypass was determined according to the formula [1] in consideration of the decrease of nitrite nitrogen due to heterotrophic denitrifying bacteria using BOD contained in the bypassed raw water (constant a is 1.3 and b are calculated as 3.0), when ammonia nitrogen and nitrite nitrogen react effectively in the denitrification device, and BOD and microbial cell SS are removed in the previous stage, ammonia nitrogen in the treated water The concentration and the concentration of nitrite nitrogen could be reduced to 3 mg-N / L or less.
In any of the examples, it is assumed that nitrate nitrogen increases in the denitrification apparatus because autotrophic denitrification bacteria convert part of nitrite nitrogen to nitrate nitrogen.
[Brief description of the drawings]
[FIG. 1] FIG.First reference exampleIt is a systematic diagram which shows the biological nitrogen removal apparatus of FIG.
[FIG. 2] FIG.Second reference exampleIt is a systematic diagram which shows the biological nitrogen removal apparatus of FIG.
FIG. 3 is an illustration of the present invention.ExampleIt is a systematic diagram which shows the biological nitrogen removal apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Nitrite tank
2 Denitrification tank
3 Solid-liquid separator
4, 5, 26, 27, 31, 32, 41
6 Raw waterway
7a, 14, 28, 33, 46 pH adjuster supply path
7b Drug supply channel
8 Air supply path
9, 36 Air diffuser
10, 38 sponge
11 Bypass raw waterway
12 Return sludge path
13, 34 Exhaust gas passage
15, 37 Stirrer
16 treatment channel
17 Sludge outlet
18, 45 Surplus sludge path
21 Activated carbon tower
22 Activated carbon layer
24 Denitrification equipment
25 Biological layer
30 Heterotrophic denitrification tank
35 Nitrogen supply channel
40 Concentrator
42 Concentrated liquid outlet
43 Separation membrane
44 Concentrate circuit
Claims (5)
亜硝酸化工程で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とを導入し、嫌気条件で従属栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行うとともに、BODと溶存酸素を除去するBOD除去工程、および
BOD除去装置で処理された脱BOD処理液を導入し、嫌気条件で独立栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行う脱窒工程
を有する生物学的窒素除去方法。A nitritation process in which raw water containing ammonia nitrogen is contacted with ammonia oxidizing bacteria under aerobic conditions to oxidize ammonia nitrogen to nitrite nitrogen,
Introducing a nitrating solution treated in the nitrifying step and raw water containing ammonia nitrogen, and contacting with heterotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions to perform denitrification and to remove BOD and dissolved oxygen Removal step, and
The biological nitrogen removal method which has the denitrification process which introduce | transduces the de-BOD processing liquid processed with the BOD removal apparatus, contacts with an autotrophic denitrifying bacterium on anaerobic conditions, and denitrifies.
亜硝酸化装置で処理された亜硝酸化液と、アンモニア性窒素を含む原水とを導入し、嫌気条件で従属栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行うとともに、BODと溶存酸素を除去するBOD除去装置、および
BOD除去装置で処理された脱BOD処理液を導入し、嫌気条件で独立栄養性脱窒菌と接触させ脱窒を行う脱窒装置を有する生物学的窒素除去装置。A nitrification device that introduces raw water containing ammonia nitrogen, contacts ammonia-oxidizing bacteria under aerobic conditions, and oxidizes ammonia nitrogen to nitrite nitrogen,
Introducing a nitrating solution treated with a nitrifying device and raw water containing ammonia nitrogen, contacting with heterotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions, denitrifying, and removing BOD and dissolved oxygen A biological nitrogen removal apparatus having a removal apparatus and a denitrification apparatus that introduces a de-BOD treatment solution treated by the BOD removal apparatus and makes contact with autotrophic denitrifying bacteria under anaerobic conditions to perform denitrification.
r=b・N/(a・b・N+b・N+B) …〔1〕
(式〔1〕中、rはBOD除去装置に導入される亜硝酸化液量とBOD除去装置に導入される原水量との合計に対するBOD除去装置に導入される原水量で示される原水導入比、Nは原水のアンモニア性窒素濃度(mg−N/L)、Bは原水のBOD濃度(mg/L)、aは脱窒装置において反応するアンモニア性窒素濃度(mg−N/L)と亜硝酸性窒素濃度(mg−N/L)との比(亜硝酸性窒素濃度/アンモニア性窒素濃度)を示す定数であり、0.5〜2の数、bはBOD除去装置において亜硝酸性窒素1mg−N/Lが脱窒される際に消費されるBOD濃度(mg/L)を示す定数であり、1.5〜7の数である。)The apparatus according to claim 2, wherein the amount of nitrite introduced into the BOD removal device and the amount of raw water are controlled so as to satisfy the following formula [1].
r = b.N / (a.b.N + b.N + B) [1]
(In the formula [1], r is the raw water introduction ratio indicated by the amount of raw water introduced into the BOD removal device relative to the sum of the amount of nitrite introduced into the BOD removal device and the amount of raw water introduced into the BOD removal device. , N is the ammonia nitrogen concentration (mg-N / L) of the raw water, B is the BOD concentration (mg / L) of the raw water, a is the ammonia nitrogen concentration (mg-N / L) reacting in the denitrification device It is a constant indicating the ratio (nitrite nitrogen concentration / ammonia nitrogen concentration) to the nitrate nitrogen concentration (mg-N / L), and the number 0.5 to 2, b is nitrite nitrogen in the BOD removal apparatus (It is a constant indicating the BOD concentration (mg / L) consumed when 1 mg-N / L is denitrified, and is a number of 1.5 to 7.)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29005599A JP3937664B2 (en) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | Biological nitrogen removal method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29005599A JP3937664B2 (en) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | Biological nitrogen removal method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001104992A JP2001104992A (en) | 2001-04-17 |
| JP3937664B2 true JP3937664B2 (en) | 2007-06-27 |
Family
ID=17751214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29005599A Expired - Lifetime JP3937664B2 (en) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | Biological nitrogen removal method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3937664B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105753154A (en) * | 2016-03-21 | 2016-07-13 | 广东省微生物研究所 | Method for synchronously removing anti-inflammatory agent and ammonia nitrogen on basis of sponge iron-ammonia-oxidizing microorganism system |
| CN106745744A (en) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 成都美富特膜科技有限公司 | Sewage water treatment method and sewage disposal system |
Families Citing this family (60)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4529277B2 (en) * | 2000-11-09 | 2010-08-25 | 栗田工業株式会社 | Method for collecting autotrophic denitrifying microorganisms and method for biological nitrogen removal |
| JP5150993B2 (en) * | 2000-11-28 | 2013-02-27 | 栗田工業株式会社 | Denitrification method and apparatus |
| JP4729810B2 (en) * | 2001-06-20 | 2011-07-20 | 栗田工業株式会社 | Biological denitrification method |
| JP5292659B2 (en) * | 2001-07-16 | 2013-09-18 | 栗田工業株式会社 | A method for nitrification of ammonia nitrogen-containing water |
| JP5055667B2 (en) * | 2001-07-16 | 2012-10-24 | 栗田工業株式会社 | Biological denitrification method and biological denitrification apparatus |
| JP2003024982A (en) * | 2001-07-17 | 2003-01-28 | Kurita Water Ind Ltd | Biological denitrification method and biological denitrification device |
| JP4882175B2 (en) * | 2001-07-17 | 2012-02-22 | 栗田工業株式会社 | Nitrification method |
| JP2003024985A (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-28 | Kurita Water Ind Ltd | Denitrification apparatus and denitrification method |
| JP4882177B2 (en) * | 2001-07-19 | 2012-02-22 | 栗田工業株式会社 | Preservation method of autotrophic denitrifying microorganisms |
| JP5055670B2 (en) * | 2001-07-25 | 2012-10-24 | 栗田工業株式会社 | Denitrification method and denitrification apparatus |
| JP5076263B2 (en) * | 2001-07-25 | 2012-11-21 | 栗田工業株式会社 | Biological denitrification method |
| JP4923348B2 (en) * | 2001-07-26 | 2012-04-25 | 栗田工業株式会社 | Biological denitrification method |
| JP4867098B2 (en) * | 2001-07-26 | 2012-02-01 | 栗田工業株式会社 | Biological denitrification method and apparatus |
| JP4867097B2 (en) * | 2001-07-26 | 2012-02-01 | 栗田工業株式会社 | Biological denitrification method and biological denitrification apparatus |
| JP4876343B2 (en) * | 2001-07-26 | 2012-02-15 | 栗田工業株式会社 | Denitrification method and denitrification apparatus |
| JP4867099B2 (en) * | 2001-07-30 | 2012-02-01 | 栗田工業株式会社 | Biological denitrification method |
| JP4915036B2 (en) * | 2001-07-31 | 2012-04-11 | 栗田工業株式会社 | Denitrification method and denitrification apparatus |
| JP4872171B2 (en) * | 2001-08-02 | 2012-02-08 | 栗田工業株式会社 | Biological denitrification equipment |
| JP4882181B2 (en) * | 2001-08-06 | 2012-02-22 | 日新製鋼株式会社 | Denitrification method and apparatus |
| JP4951826B2 (en) * | 2001-08-10 | 2012-06-13 | 栗田工業株式会社 | Biological nitrogen removal method |
| JP3821011B2 (en) * | 2002-02-21 | 2006-09-13 | 栗田工業株式会社 | Wastewater treatment method and treatment apparatus |
| KR100472248B1 (en) * | 2002-06-28 | 2005-03-08 | 최의소 | Method of nitrogen removal from the high strength wastewater |
| JP2004066030A (en) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method and equipment for removing nitrogen compound from wastewater |
| JP3933009B2 (en) * | 2002-08-22 | 2007-06-20 | 栗田工業株式会社 | Wastewater treatment method |
| JP4613474B2 (en) * | 2003-01-28 | 2011-01-19 | 栗田工業株式会社 | Method for treating ammonia-containing water |
| JP5008249B2 (en) * | 2003-07-14 | 2012-08-22 | 栗田工業株式会社 | Deodorization method and apparatus |
| JP2005131451A (en) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | Nitrification method for wastewater containing ammonia nitrogen |
| JP4203853B2 (en) * | 2003-11-13 | 2009-01-07 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Method for producing nitrite-type nitrification carrier |
| JP4910266B2 (en) * | 2004-03-01 | 2012-04-04 | 栗田工業株式会社 | Nitrification method and treatment method of ammonia-containing nitrogen water |
| JP4284700B2 (en) | 2004-03-25 | 2009-06-24 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Nitrogen removal method and apparatus |
| JP4811702B2 (en) * | 2004-03-30 | 2011-11-09 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Anaerobic ammonia oxidation method and wastewater treatment method |
| JP2005329399A (en) * | 2004-04-20 | 2005-12-02 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Nitrogen removal method and apparatus |
| EP1630139A1 (en) * | 2004-08-23 | 2006-03-01 | Amecon Environmental Consultancy | Process for the biological denitrification of ammonium containing wastewater |
| JP4645157B2 (en) * | 2004-11-01 | 2011-03-09 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Method and apparatus for treating ammonia-containing liquid |
| JP4678577B2 (en) * | 2004-11-05 | 2011-04-27 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Wastewater treatment system |
| TWI449674B (en) | 2004-12-14 | 2014-08-21 | Kurita Water Ind Ltd | Drainage treatment device and treatment method |
| JP4532315B2 (en) * | 2005-03-17 | 2010-08-25 | 新日鐵化学株式会社 | Biological nitrification denitrification treatment system and denitrification treatment method |
| JP4780552B2 (en) * | 2005-03-31 | 2011-09-28 | 日立造船株式会社 | Biological wastewater treatment method |
| JP4636248B2 (en) * | 2005-07-15 | 2011-02-23 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Anaerobic ammonia oxidation reaction apparatus and operation method |
| JP4570550B2 (en) * | 2005-10-26 | 2010-10-27 | 荏原エンジニアリングサービス株式会社 | Nitrogen removal method and apparatus for high concentration organic wastewater |
| JP4703370B2 (en) * | 2005-11-02 | 2011-06-15 | オルガノ株式会社 | Nitrogen-containing wastewater treatment method |
| JP2008023485A (en) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Japan Organo Co Ltd | Biological denitrification method and apparatus therefor |
| JP4788645B2 (en) * | 2007-04-25 | 2011-10-05 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Method of using nitrite type nitrification carrier, wastewater treatment method and wastewater treatment apparatus |
| JP4997460B2 (en) * | 2007-04-26 | 2012-08-08 | 国立大学法人 熊本大学 | Wastewater treatment system |
| JP2009136725A (en) | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Hitachi Plant Technologies Ltd | Ammonia-containing wastewater treatment equipment |
| JP5006845B2 (en) * | 2008-06-23 | 2012-08-22 | 大阪市 | Method for suppressing generation of nitrous oxide |
| JP5100529B2 (en) * | 2008-06-23 | 2012-12-19 | 大阪市 | Denitrification method of organic raw water incorporating scale prevention |
| PT2163524E (en) * | 2008-09-12 | 2012-03-19 | Cyklar Stulz Gmbh | Method for treating wastewater containing ammonium |
| JP5186420B2 (en) * | 2009-03-12 | 2013-04-17 | 日鉄住金環境株式会社 | Waste water treatment method and waste water treatment equipment |
| JP5362637B2 (en) * | 2010-04-01 | 2013-12-11 | オルガノ株式会社 | Biological treatment method and treatment equipment for nitrogen-containing wastewater |
| CN103803711A (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-21 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | A method for immobilized microorganisms to treat ammonia nitrogen wastewater |
| JP2014097478A (en) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Hitachi Ltd | Effluent treatment method and effluent treatment apparatus |
| JP6441066B2 (en) * | 2014-12-22 | 2018-12-19 | 国立大学法人 東京大学 | Apparatus for treating nitrogen-containing compound-containing water containing organic nitrogen compound, and method for treating nitrogen-containing compound-containing water containing organic nitrogen compound |
| JP6475584B2 (en) * | 2015-07-09 | 2019-02-27 | 鹿島建設株式会社 | Organic waste treatment system and organic waste treatment method |
| CN106045048A (en) * | 2016-07-31 | 2016-10-26 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | Improved method and improved structure of denitrification biological filter |
| NL1042214B1 (en) * | 2017-01-06 | 2018-07-25 | Christiaan Emanuel Zagt Ir | System and method for purifying an aqueous stream with urine, ammonia and / or organic matter and method for producing heat and nitrogen gas under pressure. |
| KR101875024B1 (en) * | 2017-12-14 | 2018-08-02 | 경기도 | Apparatus and Method for Parial Nitrification of Ammonia from Ammonia Containing Sewage and Wastewater |
| CN115028261A (en) * | 2022-06-13 | 2022-09-09 | 浙江中诚环境研究院有限公司 | Sulfur autotrophic denitrification filler and preparation method thereof |
| CN116102163B (en) * | 2022-09-07 | 2024-04-26 | 北京工业大学 | A device and method for enriching anaerobic ammonia-oxidizing bacteria in short-range denitrification particles to enhance denitrification of domestic sewage |
| CN116143343A (en) * | 2023-03-02 | 2023-05-23 | 武汉水之国环保科技有限公司 | A kind of treatment method and application of liquid, nitrifying bacteria fermentation waste liquid |
-
1999
- 1999-10-12 JP JP29005599A patent/JP3937664B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105753154A (en) * | 2016-03-21 | 2016-07-13 | 广东省微生物研究所 | Method for synchronously removing anti-inflammatory agent and ammonia nitrogen on basis of sponge iron-ammonia-oxidizing microorganism system |
| CN105753154B (en) * | 2016-03-21 | 2018-05-15 | 广东省微生物研究所 | A kind of method that anti-inflammatory agent and ammonia nitrogen are removed based on sponge iron-ammonia oxidation microbiological system synchronization |
| CN106745744A (en) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 成都美富特膜科技有限公司 | Sewage water treatment method and sewage disposal system |
| CN106745744B (en) * | 2016-12-31 | 2020-07-03 | 四川美富特生态科技有限责任公司 | Sewage treatment method and sewage treatment system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001104992A (en) | 2001-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3937664B2 (en) | Biological nitrogen removal method and apparatus | |
| JP5961169B2 (en) | Optimized nutrient removal from wastewater | |
| US8323487B2 (en) | Waste water treatment apparatus | |
| JP2001293494A (en) | Biological nitrogen removal method | |
| JP3460745B2 (en) | Biological nitrification denitrification method and apparatus | |
| JP2014097478A (en) | Effluent treatment method and effluent treatment apparatus | |
| JP4302341B2 (en) | Biological nitrogen removal method and apparatus | |
| JP3925902B2 (en) | Biological nitrogen removal method and apparatus | |
| JP2003047990A (en) | Biological denitrification equipment | |
| JP4915036B2 (en) | Denitrification method and denitrification apparatus | |
| JP2009136725A (en) | Ammonia-containing wastewater treatment equipment | |
| JP2006272177A (en) | Biological nitrogen removal method and system | |
| JP5292659B2 (en) | A method for nitrification of ammonia nitrogen-containing water | |
| JP2004298841A (en) | Treatment method for nitrogen-containing wastewater | |
| JP2010005554A (en) | Removal apparatus of ammoniacal nitrogen | |
| JP4734996B2 (en) | Biological treatment method and apparatus for nitrogen-containing water | |
| JP4101498B2 (en) | Nitrogen and phosphorus-containing wastewater treatment method and apparatus | |
| CN210457854U (en) | Mainstream autotrophic nitrogen removal system based on MBBR | |
| JPS6117559B2 (en) | ||
| JP3819457B2 (en) | Biological denitrification of wastewater | |
| KR100202066B1 (en) | Wastewater Treatment Using Biological Three-Phase Digestion Process in a Single Reactor | |
| JP2003053382A (en) | Nitrification and denitrification treatment method | |
| JP4988325B2 (en) | Waste water treatment equipment | |
| JPH11226594A (en) | Intermittent aeration activated sludge treatment equipment | |
| JP2003225691A (en) | How to remove dissolved oxygen in raw water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050316 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060419 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060425 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060626 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061222 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070306 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070319 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3937664 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120406 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140406 Year of fee payment: 7 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |
