JP5523800B2 - 有機性廃水の処理方法及び処理設備 - Google Patents
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Description
有機性廃水に含まれる窒素成分濃度を低減させるのに好適な有機性廃水の処理方法及び処理設備に関する。
本発明に使用する容器21については、本件出願人が先に出願した国際公開2006/135028に詳細に記載されたものとほぼ同様のものを用いることができる。以下、容器21の構成の概要を説明する。
本発明に使用する担体31については、本件出願人が先に出願した国際公開2006/135028に詳細に記載されたものとほぼ同様のものを用いることができる。以下、担体31の構成の概要を説明する。
本発明の有機性廃水の処理設備では、担体31は容器21の少なくとも非多孔性膜22の周りに配置されて容器21の非多孔性膜22部分から徐放される電子供与体物質23が担体31に供給され、少なくとも担体31は曝気槽2内の有機性廃水9と接触する位置に収容される。
以下、標準活性汚泥法、嫌気好気法、嫌気無酸素好気法、硝化脱窒法を利用した本発明の有機性廃水の処理設備について説明する。
標準活性汚泥法を利用した本発明の有機性廃水の処理設備の一例を図1に示す。この処理設備1aは、有機性廃水9が曝気槽2に導入されて活性汚泥と共に曝気処理され、有機性廃水と活性汚泥の混合液がそのまま沈殿槽3に流入する。そして、沈殿槽3では、曝気槽2から流入した混合液に含まれる活性汚泥がフロックを形成して沈降し、沈殿槽3の上澄液が処理水として得られる。沈殿槽3で沈降した活性汚泥は返送汚泥として曝気槽2に返され、再び有機物分解作業に供される。一方で、増殖した微生物に見合う量の活性汚泥が、余剰汚泥として回収される。そして、曝気槽2には、上記した種々の形態で脱窒モジュール11が収容される。
嫌気好気法を利用した本発明の有機性廃水の処理設備の一例を図2に示す。この処理設備1bは、嫌気槽4、曝気槽2、沈殿槽3の順で処理槽が設置され、有機性廃水9が嫌気槽4→曝気槽2→沈殿槽3の順で導入される。沈殿槽3で沈降した活性汚泥は返送汚泥として嫌気槽4を経由して曝気槽2に戻り、再び有機物分解作業に供される。一方で、増殖した微生物に見合う量の活性汚泥が、余剰汚泥として回収される。そして、曝気槽2には、上記した種々の形態で脱窒モジュール11が収容される。
硝化脱窒法を利用した本発明の有機性廃水の処理設備の一例を図3に示す。この処理設備1cは、脱窒槽5、曝気槽2、沈殿槽3の順で処理槽が設置され、有機性廃水9が脱窒槽5→曝気槽2→沈殿槽3の順で導入される。沈殿槽3で沈降した活性汚泥は返送汚泥として脱窒槽5を経由して曝気槽2に戻り、再び有機物分解作業に供される。一方で、増殖した微生物に見合う量の活性汚泥が、余剰汚泥として回収される。また、曝気槽2内で、アンモニア性窒素が亜硝酸性窒素、硝酸性窒素に酸化された後、曝気槽2内の有機性廃水9(活性汚泥との混合液)が硝化循環液として脱窒槽5へと戻され、脱窒反応に供されて分子状窒素に変換されて除去される。有機性廃水にはじめから亜硝酸性窒素、硝酸性窒素が含まれている場合には、有機性廃水が脱窒槽5に流入した段階で脱窒反応を受けてそれらの濃度が低減される。
嫌気無酸素好気法を利用した本発明の有機性廃水の処理設備の一例を図4に示す。この処理設備1dは、嫌気槽4、脱窒槽5、曝気槽2、沈殿槽3の順で処理槽が設置され、有機性廃水9が嫌気槽4→脱窒槽5→曝気槽2→沈殿槽3の順で導入される。沈殿槽3で沈降した活性汚泥は返送汚泥として嫌気槽4及び脱窒槽5を経由して曝気槽2に戻り、再び有機物分解作業に供される。一方で、増殖した微生物に見合う量の活性汚泥が、余剰汚泥として回収される。また、曝気槽2内で、アンモニア性窒素が亜硝酸性窒素、硝酸性窒素に酸化された後、曝気槽2内の有機性廃水9(活性汚泥との混合液)が硝化循環液として脱窒槽5へと戻され、脱窒反応に供されて分子状窒素に変換されて除去される。また、嫌気槽4をリン溶出槽として設けることにより、嫌気槽4に返送された活性汚泥に含まれるポリリン酸蓄積細菌からリンを排出させ、曝気槽2においてポリリン酸蓄積細菌にリンを過剰摂取させることにより、有機性廃水に含まれるリン濃度を低減することができる。さらには脱窒槽5と曝気槽2によって、アンモニア性窒素、さらには亜硝酸性窒素や硝酸性窒素濃度の低減を図ることができる。また、有機性廃水中の有機物は、曝気槽2での酸化分解処理に加えて、脱窒槽5において脱窒菌に消費されてその濃度が低減する。さらには、嫌気槽4や脱窒槽5でポリリン酸蓄積細菌に消費されてその濃度が低減する。
図11に示す連続式の活性汚泥リアクターを構築した。2.9L容の曝気槽2に貯水タンク51から送液ポンプ52により水道水53を供給した。この水道水53には、無機塩類を添加した。また、曝気槽2には、水道水と同時に基質ポンプ54により滅菌した約40倍の濃厚有機物基質55(以下、濃厚基質55と呼ぶ)を供給した。無機塩類と有機物の組成は表1の通りとした。即ち、曝気槽2に水道水53と濃厚基質55を同時に供給して曝気槽2に有機性廃水9を供給するようにした。尚、有機性廃水9の供給量は8.2L/日であり、これは、基質濃度として、TOCが120mg/L、TNが36mgN/Lに相当する。
脱窒モジュール11は、不織布32で外袋を作製し、その外側表面に担体31を塗布して作製した以外は図7と同様のものを本実施例に使用した。即ち、電子供与体供給容器21は、容器21の全面を非多孔性膜22とした袋状とした。具体的には、0.1mm厚の低密度ポリエチレンフィルム(ミポロンフィルム、ミツワ株式会社製)を用いた。これを約16cm×16cmに裁断して熱融着して袋状とし、この袋内に99.5%エタノールを70mL封入した。このフィルムのエタノール透過速度は、25℃において0.8mgCOD/cm2/日であった。
有機物指標として、沈殿槽3の上澄液(処理水)を遠心分離並びに濾過(孔系0.2μm)した後、TOCを測定した。また、インドフェノール法によりアンモニア性窒素を測定し、イオンクロマトグラフ法により亜硝酸性窒素と硝酸性窒素を測定した。汚泥濃度は遠心分離法により測定した。
上記の活性汚泥リアクターの曝気槽2に、アンモニア酸化菌、亜硝酸酸化菌及び脱窒菌を担体31に予め固定した脱窒モジュール11を2つ収容し、有機性廃水の処理試験を実施した。尚、ポリエチレンフィルムの面積(即ち、担体31の有効面積)の合計は約1000cm2であった。
上記の活性汚泥リアクターの曝気槽2に脱窒モジュール11を収容することなく、有機性廃水の処理試験を実施した。
アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の濃度は、実施例1と比較例1のいずれの場合にも0.3mgN/L以下であり、極めて低濃度であることが確認された。
担体31にアンモニア酸化菌、亜硝酸酸化菌及び脱窒菌を固定しないタイプの脱窒モジュール11を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で実験を実施した。
アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の濃度は、実施例2と比較例1のいずれの場合にも0.3mgN/L以下であり、極めて低濃度であることが確認された。
2 曝気槽
9 有機性廃水
21 容器
22 非多孔性膜
23 電子供与体物質
31 担体
Claims (4)
- 有機性廃水を活性汚泥と共に曝気槽内で曝気処理する工程を含む生物処理法を利用した有機性廃水の処理方法において、
前記生物処理法が嫌気好気法または嫌気無酸素好気法であり、
非多孔性膜を少なくとも一部に備えると共に電子供与体物質を充填した密封構造の容器の少なくとも前記非多孔性膜の周りに微生物を担持し得る担体を配置して、前記容器の前記非多孔性膜部分から前記電子供与体物質を徐放させて前記担体に供給し、少なくとも前記担体を前記曝気槽内の前記有機性廃水と接触させながら前記曝気処理を行うことを特徴とする曝気槽内での脱窒処理を可能とした有機性廃水の処理方法。 - 前記担体に予め脱窒菌を担持させてから前記有機性廃水と接触させる請求項1記載の有機性廃水の処理方法。
- 有機性廃水が活性汚泥と共に曝気処理される曝気槽を有する生物処理法を利用した有機性廃水の処理設備において、
前記生物処理法が嫌気好気法または嫌気無酸素好気法であり、
非多孔性膜を少なくとも一部に備えると共に電子供与体物質を充填した密封構造の容器と、微生物を担持し得る担体とをさらに有し、
前記担体は前記容器の少なくとも前記非多孔性膜の周りに配置されて前記容器の前記非多孔性膜部分から徐放される前記電子供与体物質が前記担体に供給され、少なくとも前記担体は前記曝気槽内の前記有機性廃水と接触する位置に収容されていることを特徴とする曝気槽内での脱窒処理が可能な有機性廃水の処理設備。 - 前記担体には予め脱窒菌が担持されている請求項3記載の有機性廃水の処理設備。
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