JP7332501B2 - アンモニア性窒素含有排水の処理方法及び処理装置 - Google Patents
アンモニア性窒素含有排水の処理方法及び処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7332501B2 JP7332501B2 JP2020030971A JP2020030971A JP7332501B2 JP 7332501 B2 JP7332501 B2 JP 7332501B2 JP 2020030971 A JP2020030971 A JP 2020030971A JP 2020030971 A JP2020030971 A JP 2020030971A JP 7332501 B2 JP7332501 B2 JP 7332501B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitritation
- tank
- nitrogen
- concentration
- treatment
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
1NH4 ++1.32NO2 -+0.066HCO3 -+0.13H+
→1.02N2+0.26NO3 -+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O (1)
NH4 ++1.5O2 →NO2 -+H2O+2H+ (2)
NO2 -+0.5O2→NO3 - (3)
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係るアンモニア性窒素含有排水の処理装置は、軟化処理槽1、沈殿槽13、中継槽14、亜硝酸化槽2、沈殿槽3、嫌気性アンモニア酸化槽4、沈殿槽5、水質測定手段11、21、24、炭酸塩添加手段12、曝気・pH調整手段22、流量調整手段23及び制御手段100を備える。
アンモニア性窒素含有排水からカルシウムを除去するために必要な炭酸塩の添加量の算出方法として、例えば炭酸塩としてNa2CO3を用いる場合を例に以下に説明する。
C0=(Cin-Cout)×a-CALK-in/1.06 (4)
(ここで、Cin(mg/L):原水のCa濃度、Cout(mg/L):軟化処理水の目標Ca濃度、a:係数、CALK-in:原水のアルカリ度(mg-CaCO3/L)を示す。)
本実施形態は、原水の水質に応じた炭酸塩の添加量の最適化だけでなく、軟化処理槽1の後段にある後述する亜硝酸化槽2及び嫌気性アンモニア酸化槽4における硝化処理を更に考慮して、硝化工程で必要な無機体炭素を軟化処理槽1へ添加する際の炭酸塩の添加量を決定する。亜硝酸化槽2及び嫌気性アンモニア酸化槽4で用いられる硝化菌、嫌気性アンモニア細菌はともに独立栄養細菌であり、増殖には無機体炭素が必要である。この亜硝酸化槽2及び嫌気性アンモニア酸化槽4での処理に必要な無機体炭素量を踏まえて、無機体炭素を補充するために軟化処理槽1へ添加する軟化処理のNa2CO3添加量を算出することで、カルシウムの除去能を安定させ、且つ後段の生物処理を良好に保つことが可能になる。
1NH4 ++1.38O2+1.98HCO3 -
→0.018C5H7O2N+0.98NO2 -+1.04H2O+1.89H2CO3 (5)
C0=(Cin-Cout)×a+(CN-in-CN-out)×1.18-CALK-in/1.06(6)
(ここで、CN-in:原水中のアンモニア性窒素濃度(mg-N/L)、CN-out:亜硝酸化処理槽内の目標アンモニア性窒素濃度(mg-N/L)を示す。)
硝化を考慮に入れた炭酸塩の添加量として、硝化に必要なアルカリ度の観点から炭酸塩の添加量を決定することも可能である。硝化工程においてアンモニア性窒素1mg-N/Lの硝化に必要なアルカリ度は7.14mg-CaCO3/L(=7.57mg-Na2CO3/L)であり、これを(4)式に含めると、カルシウムを除去するための炭酸塩の添加量に加えて硝化に必要な炭酸塩の添加量を更に考慮にいれたNa2CO3添加量C0(mg/L)は、下記式(7)により求めることができる。
C0=(Cin-Cout)×a+(CN-in-CN-out)×7.57-CALK-in/1.06+CALK-out/1.06 (7)
本発明者らの検討によれば、亜硝酸化槽2内のアンモニア性窒素含有排水の遊離アンモニア濃度を1.0~10mg/L、より好ましくは2.0~10mg/Lに維持するようにpHを調整することで、亜硝酸化菌の増殖を抑制しながら、アンモニア酸化菌を担体に優先的に付着させることができ、これにより安定した亜硝酸化処理が得られることが分かった。
目標NH4-N=原水NH4-N×(1/2.3) (9)
例えば、原水のアンモニア性窒素濃度が100mg-N/Lの場合、亜硝酸化槽2の目標アンモニア性窒素濃度は、約43mg-N/Lとなる。
本発明者らが検討した結果、亜硝酸化槽2内のアンモニア性窒素から亜硝酸性窒素への硝化量は、曝気風量、および曝気運転時間と曝気停止時間との運転時間比率(On/(On+Off))に比例することが分かった。このため、ある時点における曝気風量、曝気運転時間における原水および亜硝酸化槽2で得られる亜硝酸化処理水のアンモニア濃度、もしくは硝酸、亜硝酸濃度のいずれかを分析し、硝化量を算出することにより、適切なNO2-N/NH4-N比を保つための曝気風量及び曝気運転時間を設定することが好ましい。
図2に示すように、本発明の第2の実施の形態に係るアンモニア性窒素含有排水の処理装置は、図1に示す亜硝酸化槽2の前段の中継槽14の代わりにBOD酸化槽15が設けられ、沈殿槽5の処理水を処理する好気槽6及び嫌気槽7を更に備える点が、図1に示す処理装置と異なる。他は、第1の実施の形態に係る処理装置と実質的に同様の構成を示すため、重複した記載を省略する。
原水に対して炭酸塩としてNa2CO3を添加した。
実施例1では、式(6)式に従って、Na2CO3を添加し、亜硝酸化槽にてpH調整に必要なNaOHを添加した。
実施例2では、式(7)式に従って、Na2CO3を添加し、亜硝酸化槽にてpH調整に必要なNaOHを添加した。なお、実施例2では、亜硝酸化槽の処理水を用いて中和滴定曲線を作製してアルカリ度とpHとの関係を調べておき、亜硝酸化槽の処理水pHが設定値となるように亜硝酸化槽内のアルカリ度を設定し、その値に応じて、Na2CO3を添加した。
比較例では、式(5)式に従って、Na2CO3を添加し、亜硝酸化槽にはアルカリ源の
添加を行わなかった。
亜硝酸化槽では、平均粒径が4.2mmのPEG担体を20V%充填した。亜硝酸化槽内のpHは、中継槽のNH4-N濃度から目標NH4-N濃度を設定し、亜硝酸化槽内の目標アンモニア性窒素濃度及び水温からFAが1.0~10mg/Lとなるように目標pHを設定し、酸、アルカリを添加して制御を行った。
嫌気性アンモニア酸化槽内に、平均粒径4mmのPVA担体を20V%充填した。嫌気性アンモニア酸化槽の立ち上げ時は、人工排水にて事前に培養した種担体を担体の10%分投入した。嫌気性アンモニア酸化槽への流入水量は、嫌気性アンモニア酸化槽内のNH4-N、NO2-Nを測定し、それぞれが50mg-N/L、20mg-N/Lとなるように調整しつつ、徐々に処理水量を増加させた。また、嫌気性アンモニア酸化槽には、鉄、および微量元素(亜鉛、コバルト、マンガン、銅、モリブデン、ニッケル)液の添加を行った。嫌気性アンモニア酸化槽への流入水量は、嫌気性アンモニア酸化槽処理水のNO2-N、NH4-N濃度を確認し、処理が良好である(いずれも20mg-N/L以下)であることを確認したら流入水量を上げることを繰り返し、2.0kg-N/m3まで徐々に窒素負荷を増加させた。
処理を120日行った後の実施例1、実施例2及び比較例における軟化処理水及び亜硝酸化槽内のアンモニア性窒素含有排水の水質の比較結果を表2に示す。
2…亜硝酸化槽
3…沈殿槽
4…嫌気性アンモニア酸化槽
5…沈殿槽
6…好気槽
7…嫌気槽
11…水質測定手段
12…炭酸塩添加手段
13…沈殿槽
14…中継槽
15…BOD酸化槽
21…水質測定手段
22…曝気・pH調整手段
23…流量調整手段
24…水質測定手段
100…制御手段
Claims (8)
- カルシウムを含有するアンモニア性窒素含有排水を含む原水中のカルシウムを除去するカルシウム除去工程と、前記カルシウム除去工程後の前記アンモニア性窒素含有排水中のアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素へ亜硝酸化処理する亜硝酸化工程及び前記亜硝酸化処理の処理水を嫌気性アンモニア酸化菌を用いて嫌気性アンモニア酸化処理する嫌気性アンモニア酸化工程を含む硝化工程と、を含むアンモニア性窒素含有排水の処理工程において、
前記カルシウムを除去するための炭酸塩と、前記硝化工程で必要な無機体炭素を補充するための炭酸塩とを考慮した炭酸塩添加量C0を、以下の式(6):
C0=(Cin-Cout)×a+(CN-in-CN-out)×1.18-CALK-in/1.06
・・・(6)
(ここで、Cin:原水のCa濃度(mg/L)、Cout:カルシウム除去工程で得られる軟化処理水の目標Ca濃度(mg/L)、a:係数、CALK-in:原水のアルカリ度(mg-CaCO3/L)、CN-in:原水中のアンモニア性窒素濃度(mg-N/L)、CN-out:亜硝酸化処理槽内の目標アンモニア性窒素濃度(mg-N/L)を示す。)
に基づいて算出し、カルシウム除去工程で添加することを含むアンモニア性窒素含有排水の処理方法。 - カルシウムを含有するアンモニア性窒素含有排水を含む原水中のカルシウムを除去するカルシウム除去工程と、前記カルシウム除去工程後の前記アンモニア性窒素含有排水中のアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素へ亜硝酸化処理する亜硝酸化工程及び前記亜硝酸化処理の処理水を嫌気性アンモニア酸化菌を用いて嫌気性アンモニア酸化処理する嫌気性アンモニア酸化工程を含む硝化工程と、を含むアンモニア性窒素含有排水の処理工程において、
前記カルシウムを除去するための炭酸塩と、前記硝化工程で必要な無機体炭素を補充するための炭酸塩とを考慮した炭酸塩添加量C0を、以下の式(7):
C0=(Cin-Cout)×a+(CN-in-CN-out)×7.57-CALK-in/1.06+CALK-out/1.06 ・・・(7)
(ここで、Cin:原水のCa濃度(mg/L)、Cout:カルシウム除去工程で得られる軟化処理水の目標Ca濃度(mg/L)、a:係数、CALK-in:原水のアルカリ度(mg-CaCO3/L)、CALK :亜硝酸化槽の目標アルカリ度(mg-CaCO3/L)、CN-in:原水中のアンモニア性窒素濃度(mg-N/L)、CN-out:亜硝酸化処理槽内の目標アンモニア性窒素濃度(mg-N/L)を示す。)
に基づいて算出し、カルシウム除去工程で添加することを含むアンモニア性窒素含有排水の処理方法。 - 前記亜硝酸化工程において、亜硝酸化処理のpH調整剤として苛性ソーダを添加することを含む請求項1又は2に記載のアンモニア性窒素含有排水の処理方法。
- 前記亜硝酸化処理が、前記アンモニア性窒素含有排水を処理する亜硝酸化槽内にアンモニア酸化菌を付着固定させた担体を流動させることを含む請求項1~3のいずれか1項に記載のアンモニア性窒素含有排水の処理方法。
- 前記亜硝酸化処理が、前記アンモニア性窒素含有排水を処理する亜硝酸化槽内に浮遊汚泥を共存させることを更に含む請求項1~4のいずれか1項に記載のアンモニア性窒素含有排水の処理方法。
- 前記亜硝酸化処理が、前記アンモニア性窒素含有排水を処理する亜硝酸化槽内を間欠曝気することを含む請求項1~5のいずれか1項に記載のアンモニア性窒素含有排水の処理方法。
- カルシウムを含有するアンモニア性窒素含有排水を含む原水を軟化処理してカルシウムを除去する軟化処理槽と、
前記軟化処理後の前記アンモニア性窒素含有排水に含まれるアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素へ亜硝酸化処理する亜硝酸化槽と、
亜硝酸化処理の処理水を、嫌気性アンモニア酸化菌を用いて嫌気性アンモニア酸化処理する嫌気性アンモニア酸化槽と、
前記アンモニア性窒素含有排水中のカルシウム濃度及びアルカリ度に基づいて、前記亜硝酸化処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理に必要な炭酸塩添加量C0を、以下の式(6):
C0=(Cin-Cout)×a+(CN-in-CN-out)×1.18-CALK-in/1.06
・・・(6)
(ここで、Cin:原水のCa濃度(mg/L)、Cout:カルシウム除去工程で得られる軟化処理水の目標Ca濃度(mg/L)、a:係数、CALK-in:原水のアルカリ度(mg-CaCO3/L)、CN-in:原水中のアンモニア性窒素濃度(mg-N/L)、CN-out:亜硝酸化処理槽内の目標アンモニア性窒素濃度(mg-N/L)を示す。)
に基づいて算出し、前記軟化処理槽に添加する炭酸塩添加手段と
を備えるアンモニア性窒素含有排水の処理装置。 - カルシウムを含有するアンモニア性窒素含有排水を含む原水を軟化処理してカルシウムを除去する軟化処理槽と、
前記軟化処理後の前記アンモニア性窒素含有排水に含まれるアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素へ亜硝酸化処理する亜硝酸化槽と、
亜硝酸化処理の処理水を、嫌気性アンモニア酸化菌を用いて嫌気性アンモニア酸化処理する嫌気性アンモニア酸化槽と、
前記アンモニア性窒素含有排水中のカルシウム濃度及びアルカリ度に基づいて、前記亜硝酸化処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理に必要な炭酸塩添加量C0を、以下の式(7):
C0=(Cin-Cout)×a+(CN-in-CN-out)×7.57-CALK-in/1.06+CALK-out/1.06 ・・・(7)
(ここで、Cin:原水のCa濃度(mg/L)、Cout:カルシウム除去工程で得られる軟化処理水の目標Ca濃度(mg/L)、a:係数、CALK-in:原水のアルカリ度(mg-CaCO3/L)、CALK :亜硝酸化槽の目標アルカリ度(mg-CaCO3/L)、CN-in:原水中のアンモニア性窒素濃度(mg-N/L)、CN-out:亜硝酸化処理槽内の目標アンモニア性窒素濃度(mg-N/L)を示す。)
に基づいて算出し、前記軟化処理槽に添加する炭酸塩添加手段と
を備えるアンモニア性窒素含有排水の処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020030971A JP7332501B6 (ja) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | アンモニア性窒素含有排水の処理方法及び処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020030971A JP7332501B6 (ja) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | アンモニア性窒素含有排水の処理方法及び処理装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021133298A JP2021133298A (ja) | 2021-09-13 |
JP7332501B2 true JP7332501B2 (ja) | 2023-08-23 |
JP7332501B6 JP7332501B6 (ja) | 2024-02-26 |
Family
ID=77659581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020030971A Active JP7332501B6 (ja) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | アンモニア性窒素含有排水の処理方法及び処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7332501B6 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003126888A (ja) | 2001-10-26 | 2003-05-07 | Ebara Corp | 窒素及びリン含有汚水の処理方法並びに装置 |
JP2007125484A (ja) | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Japan Organo Co Ltd | 窒素含有排水の処理方法 |
JP2008246434A (ja) | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Japan Organo Co Ltd | 水処理方法及び水処理装置 |
JP2010221151A (ja) | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Electric Power Dev Co Ltd | 石炭ガス化排水の処理方法 |
JP2012236122A (ja) | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Swing Corp | アンモニア性窒素及びカルシウム含有廃水の脱窒処理方法、及びその処理装置 |
-
2020
- 2020-02-26 JP JP2020030971A patent/JP7332501B6/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003126888A (ja) | 2001-10-26 | 2003-05-07 | Ebara Corp | 窒素及びリン含有汚水の処理方法並びに装置 |
JP2007125484A (ja) | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Japan Organo Co Ltd | 窒素含有排水の処理方法 |
JP2008246434A (ja) | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Japan Organo Co Ltd | 水処理方法及び水処理装置 |
JP2010221151A (ja) | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Electric Power Dev Co Ltd | 石炭ガス化排水の処理方法 |
JP2012236122A (ja) | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Swing Corp | アンモニア性窒素及びカルシウム含有廃水の脱窒処理方法、及びその処理装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7332501B6 (ja) | 2024-02-26 |
JP2021133298A (ja) | 2021-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5890374B2 (ja) | 生物学的窒素除去装置及び水処理システム | |
US7314563B2 (en) | Membrane coupled activated sludge method and apparatus operating anoxic/anaerobic process alternately for removal of nitrogen and phosphorous | |
JP4284700B2 (ja) | 窒素除去方法及び装置 | |
JP6720100B2 (ja) | 水処理方法及び水処理装置 | |
JP5727291B2 (ja) | アンモニア性窒素及びカルシウム含有廃水の脱窒処理方法、及びその処理装置 | |
JP2005246136A (ja) | アンモニア性窒素含有水の硝化方法及び処理方法 | |
US8323487B2 (en) | Waste water treatment apparatus | |
JP2017144402A (ja) | アンモニア性窒素含有被処理液の硝化脱窒処理方法及び装置 | |
JP4872171B2 (ja) | 生物脱窒装置 | |
JP4106203B2 (ja) | 安水からの窒素の除去方法 | |
JP7229190B2 (ja) | アンモニア性窒素含有排水の処理方法及び処理装置 | |
US6638427B2 (en) | Waste water treatment method being able to treat surface active agent, nitrogen, hydrogen peroxide and phosphor with high efficiency | |
JP4876343B2 (ja) | 脱窒方法及び脱窒装置 | |
EP2242060B1 (en) | Method and apparatus for treating radioactive nitrate waste liquid | |
JP2014097478A (ja) | 廃水処理方法及び廃水処理装置 | |
KR20080019975A (ko) | 생물학적 활성조 및 전극시스템이 결합된 하이브리드형생물―전기화학적 생물막 연속회분식 반응기를 이용한오폐수 처리장치 | |
JP4837706B2 (ja) | アンモニア性窒素の除去装置 | |
JP2002011495A (ja) | 排水からの窒素・リンの除去方法 | |
JP5581872B2 (ja) | アンモニア性窒素廃液の脱窒処理方法及び処理装置 | |
WO2009099209A1 (ja) | 放射性硝酸塩廃液処理装置 | |
JP2007296499A (ja) | 排水処理法 | |
JP5186429B2 (ja) | 消化汚泥分離液の脱窒処理方法と装置 | |
JP3958900B2 (ja) | 排水からの窒素の除去方法 | |
JP7332501B2 (ja) | アンモニア性窒素含有排水の処理方法及び処理装置 | |
JP4104311B2 (ja) | 廃水からの窒素の除去方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220509 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230314 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230410 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230420 |
|
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: 20230718 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230810 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7332501 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |