JP4320515B2

JP4320515B2 - リンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法

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Publication number: JP4320515B2
Application number: JP2001226190A
Authority: JP
Inventors: 英斉安井; 孝明徳富; 麗今城
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: JP2003033788A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性汚泥の嫌気性消化プロセスから排出される消化脱離液等のリンとアンモニア性窒素を含有する原水を、脱リン工程と亜硝酸化工程と脱窒工程とにより処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排水処理プロセスからは、リンとアンモニア性窒素を含む排水が排出される。特に有機性汚泥の嫌気性消化プロセスから排出される消化脱離液には、多量のアンモニア性窒素とリンが含有されている。この脱離液は、通常、別の生物処理プロセスに返流される。例えば、下水処理では、活性汚泥プロセスに返流される。返流水として戻される脱離液に含まれるアンモニア性窒素やリンは、活性汚泥プロセスの負荷となる。また、活性汚泥プロセスでアンモニア性窒素やリンを除去しない場合は、処理水にこれらが流出して放流され、富栄養化の原因となる。このため、消化脱離液等の返流水中に含有されるリンとアンモニア性窒素は返流に先立ち除去しておく必要がある。
【０００３】
従来、排水中のリンの除去方法としては、晶析法がある。晶析法は、排水に石灰等のカルシウム塩や水酸化マグネシウム等のマグネシウム塩を添加した後、アルカリを加えて液のｐＨをアルカリ性に調整して、リンを難溶性のリン酸カルシウム又はリン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）として析出させて分離、回収するものである。
【０００４】
一方、排水中のアンモニア性窒素を除去する方法としては、アルカリストリッピング法がある。これは、排水にｐＨ９以上、望ましくは１０以上になるようアルカリを加えた後、曝気してアンモニア性窒素をアンモニアガスとして揮散させるものである。ストリッピングしたアンモニアを含むガスは、スクラバー等で酸洗浄し、アンモニアをアンモニウム塩を含む酸性濃縮液として回収する。
【０００５】
また、排水中のアンモニア性窒素を生物処理する方法として、アンモニア性窒素をアンモニア酸化細菌により亜硝酸性窒素に酸化し、更にこの亜硝酸性窒素を亜硝酸酸化細菌により硝酸性窒素に酸化する硝化工程と、これらの亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素を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て窒素ガスにまで分解する脱窒工程との２段階の生物反応を経て窒素ガスにまで分解する方法がある。
【０００６】
しかし、この硝化脱窒法では、脱窒工程において電子供与体としてメタノールなどの有機物を多量に必要とし、また硝化工程では多量の酸素が必要であるため、ランニングコストが高いという欠点がある。
【０００７】
これに対して、近年、アンモニア性窒素を電子供与体とし、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性微生物を利用し、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを反応させて脱窒する方法が提案された。この方法であれば、有機物の添加は不要であるため、従属栄養性の脱窒菌を利用する方法と比べて、コストを低減することができる。また、独立栄養性の微生物は収率が低く、汚泥の発生量が従属栄養性微生物と比較すると著しく少ないので、余剰汚泥の発生量を抑えることができる。更に、従来の硝化脱窒法で観察されるＮ_２Ｏの発生がなく、環境に対する負荷を低減できるといった特長がある。
【０００８】
この独立栄養性脱窒微生物（以下「ＡＮＡＭＭＯＸ微生物」と称す。）を利用する生物脱窒プロセス（ＡＮＡＭＭＯＸプロセス）は、Strous, M, et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 50, p.589-596
(1998) に報告されており、以下のような反応でアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素が反応して窒素ガスに分解されると考えられている。
【０００９】
【化１】

【００１０】
従って、このＡＮＡＭＭＯＸ微生物を利用して脱窒処理を行う場合、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物を保持するＡＮＡＭＭＯＸ反応槽に流入する被処理水（原水）は、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を含む必要がある。このＡＮＡＭＭＯＸ反応に必要な亜硝酸性窒素を、排水中のアンモニア性窒素をアンモニア酸化細菌により酸化して生成させることも行われている。この場合、前述の硝化工程において、亜硝酸性窒素から硝酸性窒素の生成を抑制し、アンモニア性窒素の酸化を亜硝酸性窒素で止める亜硝酸型硝化を行う必要がある。
【００１１】
従来、亜硝酸型硝化を行うための技術として、遊離の亜硝酸（ＨＮＯ_２）の毒性を利用することにより、硝酸化を抑制して亜硝酸性窒素を生成させる亜硝酸化プロセスが報告されている(Anthoniesen)。
【００１２】
亜硝酸は、ＨＮＯ_２⇔Ｈ^＋＋ＮＯ_２ ⁻のように解離するため、遊離の亜硝酸濃度はｐＨが低いほど高くなる。従って、この亜硝酸化プロセスはアルカリ側で運転することができない。特に、ｐＨが８を超えると、遊離亜硝酸の毒性は殆ど期待できず、硝化は更に進み、亜硝酸性窒素は硝酸性窒素に酸化されてしまう。そして、この場合には、上述のＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒プロセスを適用することができなくなる。一方、ｐＨが５以下になると、硝化反応全体が阻害を受けて止まる。これらのことから、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する亜硝酸型硝化は、通常ｐＨ６〜８の条件で行われる。
【００１３】
また、反応系内にアンモニア性窒素が共存した場合にも、アンモニア性窒素の毒性によって硝化は亜硝酸型で停止し易い。
【００１４】
また、亜硝酸型硝化を行うためには、反応液中の溶存酸素（ＤＯ）濃度を１ｍｇ／Ｌ程度に低く維持することが好ましく、より安定的な亜硝酸型硝化を保つには、水温を３０℃内外に維持することが好ましい。更に、微生物を生物膜の形で反応槽に保持して反応を行うことにより、より一層の安定化を図ることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
リンを晶析法で化学的に除去するためには、アルカリが必要である。そして、晶析法によりリンが除去された処理液は強アルカリ性であり、これをそのまま放流することはできないため、無機酸で中和する必要がある。また、晶析反応を迅速に行うために、通常、排水中のリンに対してカルシウム塩やマグネシウム塩は反応当量よりも過剰に添加される。このようなことから、晶析法による処理コストは、かなり高くつき、このことが晶析法の実用化の障害となっていた。
【００１６】
また、晶析法では、過剰なカルシウム塩やマグネシウム塩の添加により、微細結晶が生成することがある。これらは容易に沈降しないため、処理液（上澄液）中に流出し、このことがリンの除去効率を低下させる原因となっている。
【００１７】
また、アンモニア性窒素とリンを含む排水を晶析法で処理すると、ｐＨアルカリ性の条件下でリンとアンモニア性窒素とが反応し、晶析装置内で結晶化し、リンの除去効率が低下すると共に、配管等が結晶の析出で閉塞する恐れがある。
【００１８】
なお、晶析したリンは、遅効性の肥料として有効利用することができる。この場合、純度の高い結晶であることが望まれ、例えばリン酸カルシウムにＭＡＰが混在している場合は、利用し難く、商品価値が劣るものとなる。
【００１９】
一方、排水中のアンモニア性窒素をストリッピングさせて除去する方法は、多量のアルカリと酸の両方の添加が必要であり、運転に多大な費用がかかる。特に効率良くアンモニアをストリッピングしようとすると、アルカリ添加量は、リンを晶析法で除去する場合よりも１０倍以上も必要になる。
【００２０】
また、アンモニア性窒素とリンを含む排水をストリッピングした場合には、高ｐＨ条件下でリンとアンモニアが反応して、ストリッピング装置内で結晶化することがあり、この場合にはアンモニアの除去性能は低下する上に、配管が結晶によって閉塞する恐れがある。
【００２１】
また、前述のＡＮＡＭＭＯＸ微生物を利用した脱窒処理において、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物の活性は不安定であり、特に分散状態では失活し易い。ＡＮＡＭＭＯＸ微生物は生物膜の形で増殖することを好むため、反応槽には担体を添加して担体上にＡＮＡＭＭＯＸ微生物の生物膜を形成することが望まれる。微生物の担体として用いられる人工担体としては多くの種類のものが商品化されているが、これらは概して高価であり、設備投資コストを高める原因となる。
【００２２】
また、このＡＮＡＭＭＯＸ微生物は、反応系内のリン濃度が高いと活性が低下するため、脱窒性能が低下する。
【００２３】
このようなことから、従来においては、アンモニア性窒素やリンの除去には容量の大きな反応槽を必要とし、また、薬品や担体等を多量に必要とするために、設備費、運転費が高価なものとなっていた。
【００２４】
また、有機性汚泥の嫌気性消化プロセスから排出される消化脱離液等のリンとアンモニア性窒素とを高濃度で含有する排水を処理する場合、上述のような個々の処理プロセスを組み合わせることが考えられるが、上述の如く、いずれのプロセスも欠点を有し、またリンとアンモニア性窒素が共存する場合の問題もあり、工業的に有利な方法は見出されていない。
【００２５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、リンとアンモニア性窒素を含有する原水を、脱リン工程と亜硝酸化工程と脱窒工程とにより処理する方法であって、設備費、運転費を低減した上でリンとアンモニア性窒素とを効率的に除去する方法を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１のリンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法は、リンとアンモニア性窒素を含有する原水を脱リン工程と、亜硝酸化工程と、脱窒工程とにより処理する方法において、原水をまず亜硝酸化工程に供給して、原水中のアンモニア性窒素の少なくとも一部を亜硝酸性窒素に転換した後、脱窒工程に供給して、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを、アンモニア性窒素を電子供与体とし亜硝酸性窒素を電子受容体とする脱窒微生物の作用により反応させて脱窒処理し、次いで、晶析脱リン工程に供給して、リンを除去することを特徴とする。
【００２７】
請求項１の方法では、亜硝酸化工程及び脱窒工程でアンモニア性窒素を除去した後脱リン工程でリンを除去するため、脱リン工程において、アンモニア性窒素が共存することによる、晶析装置内での結晶の発生による配管閉塞等のトラブルを回避することができる。そして、脱リン工程において、例えばカルシウム塩の添加でＭＡＰを殆ど含まない純度の高い、従って肥料としての商品価値の高いリン酸カルシウムの結晶を回収することができる。
【００２８】
また、本発明の方法は、アンモニア性窒素を亜硝酸化工程と脱窒工程で除去するため、従来のアンモニアのストリッピングのようなリンが共存することによる結晶析出の問題はない。
【００２９】
このような本発明のリンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法は、特に有機性汚泥を嫌気性消化するプロセスから排出される消化脱離液を固液分離して得られた分離水の処理に好適である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明のリンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施の形態を示す系統図である。
【００３２】
参考例に係る処理方法では、図１（ａ）に示す如く、原水を亜硝酸化工程１、脱リン工程２及び脱窒工程３で順次処理する。
【００３３】
即ち、まず、原水をアンモニア酸化細菌の汚泥が保持された曝気槽に導入して、好気性条件にて原水中のアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する。この曝気槽では、硝酸性窒素の生成を防止して、亜硝酸型硝化を行うために、ＤＯ濃度０．５〜１．５ｍｇ／Ｌ、水温２５〜３５℃程度で処理することが好ましい。またｐＨを６〜８に調整するために必要に応じてＮａＯＨ等のアルカリを添加してｐＨ調整する。
【００３４】
亜硝酸化工程１の処理水は、次いで脱リン工程２に供給して脱リン処理する。この脱リン工程２の脱リン処理は、晶析法によるものが好ましい。従って、亜硝酸化工程１の処理水に塩化カルシウム、炭酸カルシウム等のカルシウム塩、又は水酸化マグネシウム等のマグネシウム塩を、除去するリンに対して１．５〜１０倍程度添加すると共に、必要に応じてＮａＯＨ等のアルカリを添加してｐＨ調整し、種晶としてのリン酸カルシウム、リン酸マグネシウムアンモニウム、ケイ酸カルシウム等を含有する晶析脱リン装置に通水する。ｐＨ調整は、リン酸カルシウムの場合、ｐＨ８．５以上、リン酸マグネシウムアンモニウムの場合、ｐＨ８．６〜８．８とするのが好ましい。
【００３５】
脱リン工程２の処理水は、次いで脱窒工程３に供給してＡＮＡＭＭＯＸ微生物により脱窒処理する。このＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒処理は、ｐＨ６．５〜８．０、温度２５〜３５℃で行うことが好ましく、従って、脱リン工程２の処理水にはＨ_２ＳＯ_４等の無機酸を添加してｐＨ調整を行う。
【００３６】
この脱窒工程３では、脱リン工程２で溶解性のリンが除去された水が導入されるため、リンによる反応阻害を受けることなく効率的な脱窒処理を行える。また、脱リン工程２において過剰量のカルシウム塩又はマグネシウム塩の添加で生成し、処理水中に流出するリン酸カルシウム等の微細結晶がＡＮＡＭＭＯＸ微生物の担体として機能し、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物の生物膜がこの微細結晶表面に成長することで、効率的な脱窒処理を行える。そして、このように脱リン工程２から流出した微細結晶が担体として脱窒槽内に保持されることにより、微細結晶流出による水質の低下の問題も解消される。
【００３７】
この脱窒工程では、前述のＡＮＡＭＭＯＸ反応式に示されるように、被処理水中にはアンモニア性窒素（ＮＨ_４−Ｎ）に対し、亜硝酸性窒素（ＮＯ_２−Ｎ）を０．５〜２倍、特に１〜１．５倍の割合で含むことが好ましい。
【００３８】
従って、このような割合でアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とをＡＮＡＭＭＯＸ脱窒槽に導入するために、次のような処理を行うことができる。
(1) 亜硝酸化工程１において、原水中のアンモニア性窒素のうちの一部のみを亜硝酸化し、上記割合でアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含む亜硝化処理水を得る。この場合には、脱リン工程２にアンモニア性窒素が流入することによる問題が懸念されるが、原水中のアンモニア性窒素に比べてその濃度は約半分に低減されているため、大きな問題となることはない。
(2) 原水を２系統に分割し、一系統のみを亜硝酸化工程１に導入してアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化し、他系統は亜硝酸化工程１をバイパスして脱リン工程２に導入する。この場合には、上記(1)と同様、脱リン工程２にアンモニア性窒素が流入することによる問題が懸念されるが大きな問題とはならない。
(3) 亜硝酸化工程１において、原水中のアンモニア性窒素のうちの全量を亜硝酸化し、脱窒工程３において、アンモニア源としてアンモニア等の薬品を添加する。或いは、別系統のアンモニア含有排水を添加する。この場合には、脱リン工程２においてアンモニア性窒素が流入することによる問題は解消される。
【００３９】
請求項１のリンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法では、図１（ｂ）に示す如く、原水を亜硝酸化工程１、脱窒工程３及び脱リン工程２で順次処理する。
【００４０】
即ち、まず、原水を参考例の方法と同様にして、アンモニア酸化細菌の汚泥が保持された曝気槽に導入して、好気性条件にて原水中のアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する。
【００４１】
この亜硝酸化工程１では、次工程の脱窒工程３の好適ｐＨであるｐＨ６．５〜７．５にｐＨ調整するのが好ましい。
【００４２】
亜硝酸化工程１の処理水は、次いで脱窒工程３に供給してＡＮＡＭＭＯＸ微生物により脱窒処理する。
【００４３】
脱窒工程３の処理水は、次いで脱リン工程２に供給して脱リン処理する。即ち、前述の請求項１の方法と同様に、脱窒工程３の処理水に塩化カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等のカルシウム塩を添加すると共に、ＮａＯＨ等のアルカリを添加してｐＨ８．５以上に調整して晶析脱リン装置に通水する。
【００４４】
この脱リン工程２では、前段の亜硝酸化工程１と脱窒工程２により、原水中のアンモニア性窒素が高度に除去されているため、アンモニア性窒素が流入することによる問題を生じることがなく、また、純度の高い結晶を得ることができる。
【００４５】
このような請求項１の方法においても、脱窒工程では、前述のＡＮＡＭＭＯＸ反応式に示されるように、被処理水中にはアンモニア性窒素（ＮＨ_４−Ｎ）に対し、亜硝酸性窒素（ＮＯ_２−Ｎ）を０．５〜２倍、特に１〜１．５倍の割合で含むことが好ましい。
【００４６】
従って、このような割合でアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とをＡＮＡＭＭＯＸ脱窒槽に導入するために、次のような処理を行うことができる。
(1) 亜硝酸化工程１において、原水中のアンモニア性窒素のうちの一部のみを亜硝酸化し、上記割合でアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含む亜硝化処理水を得る。
(2) 原水を２系統に分割し、一系統のみを亜硝酸化工程１に導入してアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化し、他系統は亜硝酸化工程１をバイパスして脱窒工程３に導入する。
(3) 亜硝酸化工程１において、原水中のアンモニア性窒素のうちの全量を亜硝酸化し、脱窒工程３において、亜硝酸性窒素源として亜硝酸ナトリウム等の薬品を添加する。或いは、別系統の亜硝酸性窒素含有排水を添加する。
【００４７】
いずれの場合にも、脱リン工程にアンモニア性窒素が流入することは殆どなく、脱リン処理を安定に行って高純度の結晶を回収することができる。
【００４８】
【実施例】
以下に比較例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４９】
なお、以下においては、下水汚泥の嫌気性消化プロセスから排出された嫌気性消化脱離液を遠心濃縮し、アンモニア性窒素濃度２，８００ｍｇ−Ｎ／Ｌ、リン濃度３００ｍｇ−Ｐ／Ｌ、ｐＨ７．５の上澄液を原水として処理を行った。
【００５０】
比較例１（アンモニアストリッピング→晶析脱リン）
１０Ｌのアンモニアストリッピング槽に原水を２０Ｌ／ｈｒの速度で通水した。槽内のｐＨが１０．５になるようＮａＯＨを添加し、空気で１０Ｌ／ｍｉｎの速度で曝気した。空気中に含まれるＣＯ_２によって槽内ｐＨが徐々に低下したため、ｐＨセンサーによってＮａＯＨを追加投入できるポンプを設置した。
【００５１】
この処理液を１０Ｌの晶析脱リン装置（２ｍｍ径のリン酸カルシウムを８Ｌ含む）に通水し、カルシウム源として塩化カルシウムを１０００ｍｇ−Ｃａ／Ｌの濃度になるよう加えた。更に、アルカリとしてＮａＯＨを加えた。しかし、アンモニアストリッピング槽と同じｐＨ１０．５にすると、処理水は微細結晶の生成によって白濁した。そこで、安価な硫酸を加えてｐＨを９に設定してリンを晶析した。
【００５２】
運転開始後２０日目にアンモニアストリッピング槽でｐＨの誤作動が起きた。この原因は、ｐＨ電極の表面にリンとアンモニアが結晶化し、その化合物であるＭＡＰが析出したためであった。更に曝気装置で結晶析出による閉塞が発生した。アンモニアストリッピングによるアンモニア除去率は９５％で、２．５％が槽内にＭＡＰとして析出し、残りの２．５％は後段の晶析脱リン装置に流入した。
【００５３】
晶析脱リン装置において、硫酸を加えてｐＨを９に設定してリンを晶析したところ、カルシウムの一部は硫酸カルシウムとして結晶化した。晶析したカルシウムの内訳を分析したところ、７０重量％がリン酸カルシウム、５重量％がＭＡＰ、２５重量％が硫酸カルシウムであり、純度の高いリン酸カルシウムを得ることができなかった。
【００５４】
比較例２（晶析脱リン→アンモニアストリッピング）
リンをＭＡＰとして回収する目的で塩化カルシウムではなく塩化マグネシウムを１，０００ｍｇ−Ｍｇ／Ｌ添加し、比較例１と同様の晶析脱リン装置にＭＡＰ粒子を充填して原水を通水することによりリン除去を行った。ここでは、アンモニアの臭気発生を防ぐために、ｐＨを８．６に設定した。そして、晶析脱リン装置の処理水に更にＮａＯＨを加え、ｐＨ１０．５として比較例１と同様のアンモニアストリッピング槽でアンモニアを除去した。
【００５５】
その結果、晶析脱リン装置の処理水のリン濃度は３０ｍｇ／Ｌで、約９０％のリンが晶析脱リン装置で除去されたが、約１０％は処理水中に残留した。処理水のリンは、１５ｍｇ／Ｌが溶解性であり、残りは微細なＭＡＰ粒子として存在していた。ｐＨを９に上げると、処理水のリン濃度を２０ｍｇ／Ｌまで低下することができた。しかし、この場合は、アルカリ性のため、晶析脱リン装置で強烈なアンモニア臭が発生した。
【００５６】
参考例１（亜硝酸型硝化→晶析脱リン→ＡＮＡＭＭＯＸ微生物化による脱窒）
活性汚泥を３，０００ｍｇ／Ｌの濃度で含む１０Ｌの曝気槽に原水を１０Ｌ／ｈｒの速度で通水して硝化運転を行った。曝気槽はＤＯ濃度を０．２〜２ｍｇ／Ｌ、水温を２５〜３５℃で維持した。また、ＮａＯＨを添加することにより、曝気槽内のｐＨは６．５〜７．５に調整した。運転を開始して１週間は、処理水に硝酸性窒素が検出されたが、これ以降、活性汚泥が直径１ｍｍ程度の粒子（グラニュール）に変化し、これと共に硝酸性窒素は検出されなくなり、原水のアンモニア性窒素は全て亜硝酸性窒素に硝化された。グラニュールのＶＳＳ／ＳＳ比は０．６で、無機物はカルシウム、アルミニウム、鉄などであった。
【００５７】
この処理水にカルシウム源として塩化カルシウムを１，０００ｍｇ−Ｃａ／Ｌの濃度となるように添加した後、アルカリとしてＮａＯＨを添加してｐＨ８．８に調整し、比較例１と同様の晶析脱リン装置に１０Ｌ／ｈｒで通水して脱リン処理した。
【００５８】
この脱リン処理により得られた処理水のリン濃度は３０ｍｇ／Ｌであり、９０％のリンを除去することができた。処理水中のリンのうち、２０ｍｇ／Ｌは微細なリン酸カルシウムの結晶であった。また、リン酸カルシウム９０重量％の高純度のリン酸カルシウムを回収することができた。
【００５９】
次に、この晶析脱リン装置の処理水を１０Ｌ／ｈｒで２０ＬのＡＮＡＭＭＯＸ脱窒槽に通水した。この脱窒槽にはグラニュール状のＡＮＡＭＭＯＸ汚泥がＶＳＳとして１０，０００ｍｇ／Ｌの濃度で保持されている。前段の亜硝酸型硝化の曝気槽の処理水中の窒素がすべて亜硝酸性窒素であったため、アンモニア性窒素として薬品のアンモニアを２３００ｍｇ／Ｌ添加すると共に、硫酸を添加してｐＨ６．５〜７．５に調整して３５℃で脱窒処理を行った。
【００６０】
脱窒処理は極めて安定に行うことができ、ＡＮＡＭＭＯＸ汚泥は脱リン処理水中の微細結晶を担体として次第にグラニュールに成長していった。このグラニュールのＶＳＳ／ＳＳは０．４で無機物はカルシウムが主体であった。
【００６１】
脱窒槽から得られる最終処理水は、アンモニア性窒素１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下、リン１０ｍｇ／Ｌ以下、亜硝酸性窒素５０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下に安定しており、極めて高水質の処理水を得ることができた。
【００６２】
実施例１
参考例１と同様にして原水の亜硝酸型硝化を行った後、参考例１と同様にしてＡＮＡＭＭＯＸ脱窒槽で脱窒処理した。なお、本実施例では、亜硝酸型硝化を行う際に溶存酸素濃度とｐＨを調整することにより、原水中のアンモニア性窒素のうちの約５５％を亜硝酸性窒素に転換し、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを１：１．２（重量比）で含む処理水を得、この処理水をＡＮＡＭＭＯＸ脱窒で処理した。また、この実施例ではリンの阻害によりＡＮＡＭＭＯＸ微生物の活性が低下したため、参考例１と同等の脱窒効率を得るために脱窒槽の容積を１．５倍の３０Ｌにする必要があった。
【００６３】
この脱窒処理水に参考例１と同様にして塩化カルシウムの添加及びｐＨ調整を行った後晶析脱リン装置に通水して脱リン処理を行ったところ、アンモニア性窒素がほぼ完全に除去された脱窒処理水が流入することで純度９８％以上の高純度のリン酸カルシウムを得ることができた。
【００６４】
晶析脱リン装置から得られる最終処理水は、アンモニア性窒素１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下、リン１０ｍｇ／Ｌ以下、亜硝酸性窒素５０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下に安定しており、極めて高水質の処理水を得ることができた。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のリンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法によれば、リンとアンモニア性窒素を含有する原水を、脱リン工程と亜硝酸化工程と脱窒工程とにより処理する際の設備費、運転費を低減して、リンとアンモニア性窒素とを効率的に除去することができる。
【００６６】
本発明のリンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法は、特に有機性汚泥を嫌気性消化するプロセスから排出される消化脱離液を固液分離して得られた分離水のような、高濃度にリンとアンモニア性窒素とを含有する排水の処理に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１亜硝酸化工程
２脱リン工程
３脱窒工程

Claims

リンとアンモニア性窒素を含有する原水を脱リン工程と、亜硝酸化工程と、脱窒工程とにより処理する方法において、
原水をまず亜硝酸化工程に供給して、原水中のアンモニア性窒素の少なくとも一部を亜硝酸性窒素に転換した後、
脱窒工程に供給して、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを、アンモニア性窒素を電子供与体とし亜硝酸性窒素を電子受容体とする脱窒微生物の作用により反応させて脱窒処理し、
次いで、晶析脱リン工程に供給して、リンを除去することを特徴とするリンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法。
原水が、有機性汚泥を嫌気性消化するプロセスから排出される消化脱離液を固液分離して得られた分離水であることを特徴とする請求項１に記載のリンとアンモニア性窒素を含有する原水の処理方法。