JP4578278B2 - 汚水処理装置及び処理方法 - Google Patents
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Description
[1]汚水中の硝酸態窒素を脱窒材に付着した脱窒菌により窒素ガスに還元する脱窒槽(B)を備え、
前記脱窒槽(B)の前に、散気装置を備えるとともに接触濾材が装填され該接触濾材に付着した硝化菌により汚水中の窒素成分を硝酸態窒素に硝化する硝化槽(A)を設け、該硝化槽(A)を少なくとも2室の構成として、少なくとも最終室では曝気を抑制するように構成した汚水処理装置。
[2]汚水中の硝酸態窒素を脱窒材に付着した脱窒菌により窒素ガスに還元する脱窒槽(B)を備え、
前記脱窒槽(B)の後に、接触濾材が装填され該接触濾材に付着した原生生物により前記脱窒槽で脱窒された汚水とともに流出した白濁の原因菌を捕捉除去する流出菌除去槽(C)を設けた汚水処理装置。
[3]汚水中の硝酸態窒素を脱窒材に付着した脱窒菌により窒素ガスに還元する脱窒槽(B)を備え、
前記脱窒槽(B)の前に、散気装置を備えるとともに接触濾材が装填され該接触濾材に付着した硝化菌により汚水中の窒素成分を硝酸態窒素に硝化する硝化槽(A)を設け、該硝化槽(A)を少なくとも2室の構成として、少なくとも最終室では曝気を抑制するように構成し、
前記脱窒槽(B)の後に、接触濾材が装填され該接触濾材に付着した原生生物により前記脱窒槽で脱窒された汚水とともに流出した白濁の原因菌を捕捉除去する流出菌除去槽(C)を設けた汚水処理装置。
[1]十分に曝気しながら汚水を接触濾材に付着した硝化菌に触れさせることにより窒素成分を硝酸態窒素に硝化した後、曝気を抑制して汚水を接触濾材に付着した硝化菌に触れさせることによりさらに窒素成分を硝酸態窒素に硝化する硝化工程と、
前記硝化工程で硝化された汚水を脱窒材に付着した脱窒菌に触れさせることにより硝酸態窒素を窒素ガスに還元する脱窒工程とを含む汚水処理方法。
[2]汚水を脱窒材に付着した脱窒菌に触れさせることにより硝酸態窒素を窒素ガスに還元する脱窒工程と、
前記脱窒工程で脱窒された汚水を接触濾材に付着した原生生物に触れさせることにより前記脱窒工程から前記汚水とともに流出した白濁の原因菌を捕捉除去する流出菌除去工程とを含む汚水処理方法。
[3]十分に曝気しながら汚水を接触濾材に付着した硝化菌に触れさせることにより窒素成分を硝酸態窒素に硝化した後、曝気を抑制して汚水を接触濾材に付着した硝化菌に触れさせることによりさらに窒素成分を硝酸態窒素に硝化する硝化工程と、
前記硝化工程で硝化された汚水を脱窒材に付着した脱窒菌に触れさせることにより硝酸態窒素を窒素ガスに還元する脱窒工程と、
前記脱窒工程で脱窒された汚水を接触濾材に付着した原生生物に触れさせることにより前記脱窒工程から前記汚水とともに流出した白濁の原因菌を捕捉除去する流出菌除去工程とを含む汚水処理方法。
(A)硝化槽(接触曝気槽)・硝化工程
図1に模式的に示すように、硝化槽Aは、底部に散気装置1を備えるとともに、内部に接触濾材6が装填され、該接触濾材6に付着した硝化菌が汚水中の窒素成分を硝酸態窒素に硝化する槽であり、いわゆる接触曝気槽である。流入した汚水に酸素を供給することで、次の式のとおり、有機態窒素(Or−N)やアンモニア態窒素(NH4 +−N)等の窒素成分を、硝化菌(亜硝化菌も含む)により亜硝酸態窒素(NO2 -−N)を経て硝酸態窒素(NO3 -−N)に硝化させる。また、接触濾材6に付着したその他の微生物により有機物質(BOD源)を除去する効果もある。
[式1]
Or−N→NH4 +−N→NO2 -−N→NO3 -−N
(ア)特に、例えば生活系排水処理水、下水の二次処理水、河川などの処理において処理条件が良い場合、すなわちBOD濃度が低く、窒素成分の濃度が低く、窒素形態が硝酸態まで形態変化している場合には、脱窒槽Bへ行く溶存酸素が高くなって微好気性状態となる。
(イ)また、多量に処理を行う際にコスト面から脱窒槽の規模を大きくすることができない場合、滞留時間が長くなり、そのため脱窒槽Bは溶存酸素量が上昇して微好気性状態となる。
(ウ)このように溶存酸素が多量にある場合、脱窒槽Bで使用する硫黄酸化脱窒細菌は硝酸態窒素の酸素よりも溶存酸素を優先的に利用して増殖するため、硝酸態窒素の除去率が低下し、流入水は徐々に好気性状態になり、白濁の原因菌が増殖しやすいのである。
そこで、脱窒槽Bがこのような微好気性の状態にならないように又はなりにくいように、その前工程である硝化槽Aの第二室A2では曝気を抑制して、脱窒槽Bへ行く溶存酸素をできるだけ減らすのである。第二室A2の出口における好ましい溶存酸素は2mg/l未満であり、より好ましくは約1mg/l程度である。こうすれば、脱窒槽Bでの白濁の原因菌の増殖を抑制することができる。
図1に模式的に示すように、脱窒槽Bは、内部に脱窒材10が装填され、該脱窒材10に付着した硫黄酸化脱窒細菌が前記硝化槽Aで硝化された汚水中の硝酸態窒素を窒素ガスに還元する槽である。槽底部には硝化槽Aのものと同様の散気装置1を備えるが、この散気装置1は専ら後述する洗浄用であって、脱窒(還元)中は基本的に散気装置1による散気は停止して嫌気性状態で行う。
[式2]
1.114S+NO3 -+0.699H2O+0.337CO2+0.0842HCO3 -+0.0842NH4 +→1.114SO4 2-+0.5N2+0.0842C5H7O2N(biomass)+1.228H+
[式3]
SO4 2-+Ca2+→CaSO4
図1に模式的に示すように、流出菌除去槽Cは、底部に硝化槽Aのものと同様の散気装置1を備えるとともに、接触濾材16が装填され、該接触濾材16に付着した原生生物が前記脱窒槽Bで脱窒された汚水とともに流出した白濁の原因菌(糸状の硫黄細菌)を捕捉除去する槽であり、いわゆる接触曝気槽である。従って主目的は、汚水中の白濁の原因菌その他の浮遊物質(汚濁物質)を除去することにある。また、別の目的は汚水中のリンを除去することにある。従って、必要な酸素を散気装置1での曝気により補い、好気性状態で処理を行う。
図1に模式的に示すように、沈澱槽Dは、流出菌除去槽Cからの処理水を溜め、さらに余剰汚泥を沈殿させて除去する槽である。
図1に模式的に示すように、消毒槽Eは、沈澱槽Dからの処理水中に含まれる大腸菌等を滅菌剤(例えば次亜塩素酸系滅菌剤等)により除去する槽である。消毒槽Eから出た処理水は放流可能である。
図1に模式的に示すように、余剰汚泥槽Fは、前記各槽A,B,C,Dからポンプ(図示略)で引き抜いた余剰汚泥を貯溜する槽である。なお、各槽の洗浄は、前記のとおり逆洗ブロワ(図示略)で、定期的(例えば1回/日)に3〜10分程度の外部空気を全面曝気して行う。
(1)硝化槽・硝化工程の最終での曝気を抑制することにより、脱窒槽へ行く汚水の溶存酸素を減らし、脱窒槽での白濁の原因菌の増殖を抑制することができる。
(2)流出菌除去槽・流出菌除去工程により、脱窒槽から流出する白濁の原因菌を除去することができ、透視度の高い処理水が得られる。
(3)硝化槽・硝化工程の接触濾材を脱リン作用のある接触濾材とすれば、脱リンができる。
(4)硝化槽・硝化工程の接触濾材を珪酸カルシウム系の接触濾材とすれば、脱リンに加えて、pH維持作用により脱窒効果も高まる。
(5)脱窒材を硫黄と炭酸カルシウム系成分との混合物を含む脱窒材とすれば、脱窒菌のための有機炭素源としてのアルコール及びその管理が不要となる。
(6)脱窒槽の底部に散気装置を設けて定期的に洗浄すれば、脱窒材に付着する余剰汚泥や窒素ガスを除去して、安定して脱窒できる。
(7)流出菌除去槽・流出菌除去工程の接触濾材を脱リン作用のある接触濾材とすれば、脱リンができる。
(8)硝化槽・硝化工程の接触濾材を珪酸カルシウム系の接触濾材とすれば、脱窒槽から流出するカルシウムイオンを利用することによりリン除去能力がさらに高まる。
前記脱窒槽(B)の前に、散気装置を備えるとともに珪酸カルシウム系の接触濾材が装填され該接触濾材に付着した硝化菌により汚水中の窒素成分を硝酸態窒素に硝化する硝化槽(A)を設け、該硝化槽(A)を少なくとも2室の構成として、少なくとも最終室では曝気を抑制するように構成し、
前記脱窒槽(B)の後に、珪酸カルシウム系の接触濾材が装填され該接触濾材に付着した原生生物により前記脱窒槽で脱窒された汚水とともに流出した白濁の原因菌を捕捉除去する流出菌除去槽(C)を設ける。
前記硝化工程で硝化された汚水を硫黄と炭酸カルシウム系成分との混合物を含む脱窒材に付着した硫黄酸化脱窒細菌に触れさせることにより硝酸態窒素を窒素ガスに還元する脱窒工程と、
前記脱窒工程で脱窒された汚水を珪酸カルシウム系の接触濾材に付着した原生生物に触れさせることにより前記脱窒工程から前記汚水とともに流出した白濁の原因菌を捕捉除去する流出菌除去工程とを含む。
対象汚水:下水二次処理水(下水処理場における最終沈澱槽)
処理水量:5m3/日
[処理方法]
処理方式:硫黄酸化脱窒細菌による脱窒、及び、珪酸カルシウム系濾材(TBX)による脱リン
図1に示すように、対象汚水(流入水)を、硝化槽Aの第一室A1及び第二室A2に通して窒素成分を硝化するとともに脱リンし、続いて脱窒槽Bに通して脱窒(還元)し、続いて流出菌除去槽Cに通して糸状の硫黄細菌その他の浮遊物質を除去するとともに脱リンし、さらに沈澱槽D及び消毒槽Eを通して、処理水を得た。各槽は1回/日にて定期的に、逆洗プロワ(200リットル/分)で5分程度の外部空気を全面曝気して洗浄した。そのとき懸濁した汚水と沈殿汚泥とをエアーリフトポンプで引き抜き、余剰汚泥槽Fに貯溜した。
(A)硝化槽A
・第一室A1
有効容量: 0.61m3
接触濾材: 多孔質珪酸カルシウム水和物濾材
(クリオン株式会社製の商品名「TBX−80号」)
接触濾材装填量: 0.4m3
曝気量 : 25リットル/分
・第二室A2
有効容量:0.61m3
接触濾材: 多孔質珪酸カルシウム水和物濾材
(クリオン株式会社製の商品名「TBX−80号」)
接触濾材装填量: 0.4m3
曝気量 : 0リットル/分
有効容量: 0.61m3
脱窒材 : 硫黄−炭酸カルシウム系脱窒材・粒径10〜50mm
(株式会社ニッチツ製の商品名「デニカル」)
接触濾材装填量: 0.4m3
有効容量: 0.61m3
接触濾材: 多孔質珪酸カルシウム水和物濾材
(クリオン株式会社製の商品名「TBX−80号」)
接触濾材装填量: 0.4m3
曝気量 : 25リットル/分
有効容量: 0.4m3
(E)消毒槽
滅菌剤 :次亜塩素酸系滅菌剤
(F)余剰汚泥槽
有効容量: 0.45m3
次の表1に処理結果を示す。流入水(硝化槽Aの入口:対象汚水)の各成分と、処理水(消毒槽Eの出口)の各成分とを比較したものであるが、窒素及びリンを放流可能なレベルに除去でき、透視度も極めて良好という結果が得られた。
2 散気管
3 曝気用配管
4 曝気量調節装置
5 洗浄用配管
6 接触濾材
8 汚泥排出用配管
10 脱窒材
11 汚泥
12 窒素ガス
16 接触濾材
A 硝化槽
A1 第一室
A2 第二室
B 脱窒槽
C 流出菌除去槽
D 沈澱槽
E 消毒槽
F 余剰汚泥槽
Claims (14)
- 汚水中の硝酸態窒素を硫黄と炭酸カルシウム系成分との混合物を含む脱窒材に付着した脱窒菌により窒素ガスに還元する脱窒槽(B)を備え、
前記脱窒槽(B)の後に、接触濾材が装填され該接触濾材に付着した原生生物により前記脱窒槽で脱窒された汚水とともに流出した白濁の原因菌であるベギアトア属の硫黄細菌を捕捉除去する流出菌除去槽(C)を設けた汚水処理装置。 - 汚水中の硝酸態窒素を硫黄と炭酸カルシウム系成分との混合物を含む脱窒材に付着した脱窒菌により窒素ガスに還元する脱窒槽(B)を備え、
前記脱窒槽(B)の前に、散気装置を備えるとともに接触濾材が装填され該接触濾材に付着した硝化菌により汚水中の窒素成分を硝酸態窒素に硝化する硝化槽(A)を設け、該硝化槽(A)を少なくとも2室の構成として、少なくとも最終室では曝気を抑制するように構成し、
前記脱窒槽(B)の後に、接触濾材が装填され該接触濾材に付着した原生生物により前記脱窒槽で脱窒された汚水とともに流出した白濁の原因菌であるベギアトア属の硫黄細菌を捕捉除去する流出菌除去槽(C)を設けた汚水処理装置。 - 汚水を硫黄と炭酸カルシウム系成分との混合物を含む脱窒材に付着した脱窒菌に触れさせることにより硝酸態窒素を窒素ガスに還元する脱窒工程と、
前記脱窒工程で脱窒された汚水を接触濾材に付着した原生生物に触れさせることにより前記脱窒工程から前記汚水とともに流出した白濁の原因菌であるベギアトア属の硫黄細菌を捕捉除去する流出菌除去工程とを含む汚水処理方法。 - 十分に曝気しながら汚水を接触濾材に付着した硝化菌に触れさせることにより窒素成分を硝酸態窒素に硝化した後、曝気を抑制して汚水を接触濾材に付着した硝化菌に触れさせることによりさらに窒素成分を硝酸態窒素に硝化する硝化工程と、
前記硝化工程で硝化された汚水を硫黄と炭酸カルシウム系成分との混合物を含む脱窒材に付着した脱窒菌に触れさせることにより硝酸態窒素を窒素ガスに還元する脱窒工程と、
前記脱窒工程で脱窒された汚水を接触濾材に付着した原生生物に触れさせることにより前記脱窒工程から前記汚水とともに流出した白濁の原因菌であるベギアトア属の硫黄細菌を捕捉除去する流出菌除去工程とを含む汚水処理方法。 - 前記硝化槽の接触濾材が脱リン作用のある接触濾材である請求項2記載の汚水処理装置。
- 前記硝化工程の接触濾材が脱リン作用のある接触濾材である請求項4記載の汚水処理方法。
- 前記接触濾材が珪酸カルシウム系の接触濾材である請求項5記載の汚水処理装置。
- 前記接触濾材が珪酸カルシウム系の接触濾材である請求項6記載の汚水処理方法。
- 前記硝化槽の各室の底部に散気装置が設けられ、各散気装置は曝気量調節装置を備える請求項2記載の汚水処理装置。
- 前記脱窒槽の底部及び/又は前記流出菌除去槽の底部に散気装置が設けられた請求項1又は2記載の汚水処理装置。
- 前記流出菌除去槽の接触濾材が脱リン作用のある接触濾材である請求項1又は2記載の汚水処理装置。
- 前記流出菌除去工程の接触濾材が脱リン作用のある接触濾材である請求項3又は4記載の汚水処理方法。
- 前記接触濾材が珪酸カルシウム系の接触濾材である請求項11記載の汚水処理装置。
- 前記接触濾材が珪酸カルシウム系の接触濾材である請求項12記載の汚水処理方法。
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