JPH01207197A - 汚水浄化方法および装置 - Google Patents
汚水浄化方法および装置Info
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- JPH01207197A JPH01207197A JP63239554A JP23955488A JPH01207197A JP H01207197 A JPH01207197 A JP H01207197A JP 63239554 A JP63239554 A JP 63239554A JP 23955488 A JP23955488 A JP 23955488A JP H01207197 A JPH01207197 A JP H01207197A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、生物学的に汚水を浄化する汚水浄化方法およ
び装置の改良に関するものである。すなわち、本発明は
、たとえば細片状に分散されるバクテリア培養基のよう
な活性汚泥を水処理タンク内で増殖させ、所定の増殖期
間後に、クラリファイヤー（分離槽）内において沈降作
用により浄化水を汚水浄化泥から分離させるとともに、
水処理タンクのうちの一つへその活性汚泥を再循環させ
ることによりそのタンク内で汚水浄化に充分な細菌密度
が得られるようにし、且つ、余分の活性汚泥は再循環さ
せずに装置内から除去する形式の汚水浄化方法および装
置を提供するものである。かかる汚水浄化方法および装
置においては、酸素を汚水中に溶解させてその汚水が酸
化されることにより有機炭素による汚濁物が除去され、
また、硝酸還元作用に続いて、硝化或いは硝化および脱
窒が行われることにより、あらゆる形態の有機窒素汚濁
物（蛋白質、アミノ酸、尿素および分解生成物、特定の
アンモニア塩における無機形態の窒素）が除去される。
び装置の改良に関するものである。すなわち、本発明は
、たとえば細片状に分散されるバクテリア培養基のよう
な活性汚泥を水処理タンク内で増殖させ、所定の増殖期
間後に、クラリファイヤー（分離槽）内において沈降作
用により浄化水を汚水浄化泥から分離させるとともに、
水処理タンクのうちの一つへその活性汚泥を再循環させ
ることによりそのタンク内で汚水浄化に充分な細菌密度
が得られるようにし、且つ、余分の活性汚泥は再循環さ
せずに装置内から除去する形式の汚水浄化方法および装
置を提供するものである。かかる汚水浄化方法および装
置においては、酸素を汚水中に溶解させてその汚水が酸
化されることにより有機炭素による汚濁物が除去され、
また、硝酸還元作用に続いて、硝化或いは硝化および脱
窒が行われることにより、あらゆる形態の有機窒素汚濁
物（蛋白質、アミノ酸、尿素および分解生成物、特定の
アンモニア塩における無機形態の窒素）が除去される。
従来の技術
活性汚泥を用いる形式の汚水浄化装置および方法におい
て、硝化作用における限定要素となるのは、ＮＨ４から
ＮＯ３への変換（或いは有機窒素からＮ Ｏ’ｓへの変
換）の速度ではなく、活性汚泥が装置内に滞在した実時
間に相当する活性汚泥の齢である。この活性汚泥の齢は
、浄化装置内において窒素固定微生物を滞在させるに必
要な期間に対応している。しかしながら、この場合には
、窒素固定微生物の再生期間は非常に長いことから、窒
素固定微生物の滞在期間が長くなるため、換言すれば活
性汚泥の齢が高くなるため、エアレーションタンク（曝
気槽）の容積を反応速度に関連して過度に大きくしなけ
ればならず、エアレーションタンクの容積が非常に大き
くなってしまうという不都合があった。
て、硝化作用における限定要素となるのは、ＮＨ４から
ＮＯ３への変換（或いは有機窒素からＮ Ｏ’ｓへの変
換）の速度ではなく、活性汚泥が装置内に滞在した実時
間に相当する活性汚泥の齢である。この活性汚泥の齢は
、浄化装置内において窒素固定微生物を滞在させるに必
要な期間に対応している。しかしながら、この場合には
、窒素固定微生物の再生期間は非常に長いことから、窒
素固定微生物の滞在期間が長くなるため、換言すれば活
性汚泥の齢が高くなるため、エアレーションタンク（曝
気槽）の容積を反応速度に関連して過度に大きくしなけ
ればならず、エアレーションタンクの容積が非常に大き
くなってしまうという不都合があった。
これに対して、上記エアレーションタンクの容積を小さ
くするために、たとえば、曝気された活性汚泥（菌体）
の密度（濃度）を増加させることが行われている。これ
は、上記活性汚泥の齢をＡ（日数）とし、曝気される汚
水の体積を■とし、菌体の平均密度をＸとし、−日当た
りに発生する余分の活性汚泥の量（重さ）をΔＸとした
場合に成立する（１）弐の関係から明らかである。
くするために、たとえば、曝気された活性汚泥（菌体）
の密度（濃度）を増加させることが行われている。これ
は、上記活性汚泥の齢をＡ（日数）とし、曝気される汚
水の体積を■とし、菌体の平均密度をＸとし、−日当た
りに発生する余分の活性汚泥の量（重さ）をΔＸとした
場合に成立する（１）弐の関係から明らかである。
Ａ−ＶＸ／ΔＸ ・・・（１）
すなわち、ΔＸが一定であるとすると、平均密度Ｘを増
加させることにより汚水の体積■が小さくされるのであ
る。しかしながら、従来の浄化装置および方法において
は、菌体密度が５乃至６ｇ／ｉ！、以上となると、クラ
リファイヤーでの捕捉率が低下するために、廃液の水質
を許容基準に到達させることができないことから、平均
密度Ｘの上限値は比較的低い値とせざるを得ないという
問題がある。
加させることにより汚水の体積■が小さくされるのであ
る。しかしながら、従来の浄化装置および方法において
は、菌体密度が５乃至６ｇ／ｉ！、以上となると、クラ
リファイヤーでの捕捉率が低下するために、廃液の水質
を許容基準に到達させることができないことから、平均
密度Ｘの上限値は比較的低い値とせざるを得ないという
問題がある。
また、曝気される菌体の密度をさらに増加させるために
、２つの別個のタンクを設けることが考えられている。
、２つの別個のタンクを設けることが考えられている。
すなわち、一方は、硝化作用によりアンモニアを硝酸塩
に変換するための「接触」タンクであり、他方は、前記
活性汚泥の齢を高めるための安定化タンクである。かか
る装置においては、上記接触タンク内にて、廃液の水質
を許容基準に到達させるために浄化を行うと同時に、懸
濁液中の物質を凝集することにより、安定化タンク内に
おける活性汚泥の密度が接触タンク内のものよりも高く
されて、リサイクル用の活性汚泥と同じ密度とされるの
である。リサイクルされる活性汚泥の密度は、再循環値
に直接関連していることから、たとえば処理済原水の再
循環値が１（１０％に設定されたときには、再循環され
る活性汚泥の密度は、接触タンク内の活性汚泥の密度の
略２倍に相当する約１０ ｇ／ｌ程度とされる。しかし
ながら、上記のような安定化タンク内における活性汚泥
の密度の増加によっても、前記従来の浄化装置および方
法において得られる活性汚泥の最大密度を大幅に上回る
ことはできない。
に変換するための「接触」タンクであり、他方は、前記
活性汚泥の齢を高めるための安定化タンクである。かか
る装置においては、上記接触タンク内にて、廃液の水質
を許容基準に到達させるために浄化を行うと同時に、懸
濁液中の物質を凝集することにより、安定化タンク内に
おける活性汚泥の密度が接触タンク内のものよりも高く
されて、リサイクル用の活性汚泥と同じ密度とされるの
である。リサイクルされる活性汚泥の密度は、再循環値
に直接関連していることから、たとえば処理済原水の再
循環値が１（１０％に設定されたときには、再循環され
る活性汚泥の密度は、接触タンク内の活性汚泥の密度の
略２倍に相当する約１０ ｇ／ｌ程度とされる。しかし
ながら、上記のような安定化タンク内における活性汚泥
の密度の増加によっても、前記従来の浄化装置および方
法において得られる活性汚泥の最大密度を大幅に上回る
ことはできない。
汚水処理の実行中に発生する生物学的な反応の特性は、
２つの大きさによって表される。すなわち、基質の分解
速度を表すＲと、汚水浄化装置内で生成活動している微
生物の成長率を表すμである。
２つの大きさによって表される。すなわち、基質の分解
速度を表すＲと、汚水浄化装置内で生成活動している微
生物の成長率を表すμである。
また、反応タンクの容積と生成タンクの容積は、種々の
媒介変数によってそれぞれ特徴づけられる。
媒介変数によってそれぞれ特徴づけられる。
そして、反応タンクの容積Ｖ、は、次式（２）から決定
される。
される。
Ｖ、＝ＣＱ／ＲＸ、 ・ ・・（２）但し、Ｑ
：処理前の廃液の流量 Ｃ：除去されるべき汚濁物の密度 （単位： ｋｇ／ｍ３） Ｒ：特定の汚濁物の分解率 （単位： ｋｇ／ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ（ｍａｔｔｅｒ
１ｎｓｕｓｐｅｎｓ ｉｏｎ ＝ 懸濁液中の物質）／
ｄａｙ）Ｘ、、：反応タンク内の微生物密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ”）また、生成タン
クに関しては、 μ−（１／ Ｘ ） （ｄ ｘ ／ ｄ ｔ ）
・ ・ ・（３）但し、Ｘ：汚水浄化処理直前の活
性汚泥密度（単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ３）μ：
微生吻の成長率 となり、安定した状態のもとでは、 μ−（１／Ｘ）（ΔＸ／Δｔ） ・・・（４）とな
る。この（４）式から、（５）式が得られる。
：処理前の廃液の流量 Ｃ：除去されるべき汚濁物の密度 （単位： ｋｇ／ｍ３） Ｒ：特定の汚濁物の分解率 （単位： ｋｇ／ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ（ｍａｔｔｅｒ
１ｎｓｕｓｐｅｎｓ ｉｏｎ ＝ 懸濁液中の物質）／
ｄａｙ）Ｘ、、：反応タンク内の微生物密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ”）また、生成タン
クに関しては、 μ−（１／ Ｘ ） （ｄ ｘ ／ ｄ ｔ ）
・ ・ ・（３）但し、Ｘ：汚水浄化処理直前の活
性汚泥密度（単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ３）μ：
微生吻の成長率 となり、安定した状態のもとでは、 μ−（１／Ｘ）（ΔＸ／Δｔ） ・・・（４）とな
る。この（４）式から、（５）式が得られる。
ｐ、 ＝ｖ （ΔＸ／Δｔ）
Ａ＝Ｘ、Ｖ９／ＰＸ ・・・（５）但し、■：
反応タンクおよび生成タンクにおける最大容積 ＰＸ ：活性汚泥の一日当たりの発生量Ａ＝１／μ：反
応を得るのに必要な 活性汚泥の齢（日数） Ｘ、：生成タンク内の微生物密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ’）■９ ：生成タ
ンクの容積 したがって、生成タンクの容積Ｖ９は、次式（６）から
得られる。
反応タンクおよび生成タンクにおける最大容積 ＰＸ ：活性汚泥の一日当たりの発生量Ａ＝１／μ：反
応を得るのに必要な 活性汚泥の齢（日数） Ｘ、：生成タンク内の微生物密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ’）■９ ：生成タ
ンクの容積 したがって、生成タンクの容積Ｖ９は、次式（６）から
得られる。
Ｖ、＝ＡＰ、／Ｘ、 ・ ・・（６）反応タン
ク内においては、以上のようにして微生物が発生するの
であり、活性汚泥の齢Ａは、（５）式および（６）式に
基づいて得られる（７）式から求められる。
ク内においては、以上のようにして微生物が発生するの
であり、活性汚泥の齢Ａは、（５）式および（６）式に
基づいて得られる（７）式から求められる。
Ａ−（Ｘ、Ｖ、＋ｘ、ｖｒ ）／ＰＸ ・ ・
・（７）したがって、次式（８）から、浄化装置の全容
積■いｔｍＬが求められる。
・（７）したがって、次式（８）から、浄化装置の全容
積■いｔｍＬが求められる。
Ｖ、。、ａ、＝Ｖ、＋Ｖ、 ・・・（８）さら
に、活性汚泥の齢Ａおよび一日当たりの活性汚泥発生量
Ｐ×は、除去すべき汚濁物量と、廃液において目標とさ
れる水質とによって決定されることから、汚水浄化装置
において好適な水処理の達成に影響を与える媒介変数は
、曝気される活性汚泥の重量である。この活性汚泥の重
量は、反応タンクおよび生成タンクにおける最大容積■
と浄化処理直前の活性汚泥密度Ｘとを乗じることにより
得られる。
に、活性汚泥の齢Ａおよび一日当たりの活性汚泥発生量
Ｐ×は、除去すべき汚濁物量と、廃液において目標とさ
れる水質とによって決定されることから、汚水浄化装置
において好適な水処理の達成に影響を与える媒介変数は
、曝気される活性汚泥の重量である。この活性汚泥の重
量は、反応タンクおよび生成タンクにおける最大容積■
と浄化処理直前の活性汚泥密度Ｘとを乗じることにより
得られる。
従来の装置においては、曝気される活性汚泥の重量は、
次式（９）から求められていた。
次式（９）から求められていた。
Ａ ＝ Ｖ Ｘ ／ Ｐ ｘ
すなわち、
ＶＸ＝ＡＰＸ ・・・（９）
但し、■：曝気される活性汚泥の体積
Ｘ：タンク内の微生物密度
しかし、曲成（７）から、次式〇〇が得られ、（Ｘ、Ｖ
９＋Ｘ、Ｖ、）＝ＡＰＸ ・・−（１０）この（
１０）式と前記（９）式とを組み合わせることにより、
次式０１）が得られる。
９＋Ｘ、Ｖ、）＝ＡＰＸ ・・−（１０）この（
１０）式と前記（９）式とを組み合わせることにより、
次式０１）が得られる。
ＶＸ＝Ｖ９Ｘ９＋Ｖ、Ｘｒ ・・−（Ｉ＋）この
ようにすれば、従来の方法および装置によって得られて
いたよりも大幅に高い活性汚泥の密度が得られて、汚水
浄化装置内における活性汚泥の密度を効率良く増加させ
ることができるので、水処理タンクの容積を大幅に縮小
することが可能となるのである。
ようにすれば、従来の方法および装置によって得られて
いたよりも大幅に高い活性汚泥の密度が得られて、汚水
浄化装置内における活性汚泥の密度を効率良く増加させ
ることができるので、水処理タンクの容積を大幅に縮小
することが可能となるのである。
また、本発明は、炭素および窒素を好適に除去し得ると
ともに、生物学的に脱リンを好適に行うことのできる汚
水浄化方法および装置を提供することを目的としている
。
ともに、生物学的に脱リンを好適に行うことのできる汚
水浄化方法および装置を提供することを目的としている
。
発明の要旨
本発明は、活性汚泥を用いて水処理を行う方法であって
、（ａ）炭素汚濁物を酸化する酸化工程と、硝化工程と
、その硝化工程と共に選択的に実行される脱窒工程およ
び／または脱リン工程と、を含む汚濁物除去工程と、（
ｂ）活性汚泥を熟成させる活性汚泥熟成工程と、（Ｃ）
その活性汚泥熟成工程の上流において、圧縮空気を用い
て相分離させることにより前記活性汚泥を凝集させると
ともに、凝集された活性汚泥を前記活性汚泥熟成工程を
介して再循環させる活性汚泥凝集工程と、を含むもので
ある。
、（ａ）炭素汚濁物を酸化する酸化工程と、硝化工程と
、その硝化工程と共に選択的に実行される脱窒工程およ
び／または脱リン工程と、を含む汚濁物除去工程と、（
ｂ）活性汚泥を熟成させる活性汚泥熟成工程と、（Ｃ）
その活性汚泥熟成工程の上流において、圧縮空気を用い
て相分離させることにより前記活性汚泥を凝集させると
ともに、凝集された活性汚泥を前記活性汚泥熟成工程を
介して再循環させる活性汚泥凝集工程と、を含むもので
ある。
前記汚濁物除去工程は、好適には、有気状態にて実行さ
れる硝化工程を含むものである。
れる硝化工程を含むものである。
また、前記汚濁物除去工程は、好適には、硝化工程およ
び脱窒工程を含み、その脱窒工程における無気状態と、
硝化工程における有気状態とにおいて、汚濁物除去が連
続的に行われるものである。
び脱窒工程を含み、その脱窒工程における無気状態と、
硝化工程における有気状態とにおいて、汚濁物除去が連
続的に行われるものである。
また、前記汚濁物除去工程は、好適には、脱リン工程を
含み、その脱リン工程における厳密な無気状態と、炭素
汚濁物除去反応における有気状態とにおいて、汚濁物除
去が実行されるものである。
含み、その脱リン工程における厳密な無気状態と、炭素
汚濁物除去反応における有気状態とにおいて、汚濁物除
去が実行されるものである。
また、前記汚濁物除去工程は、好適には、脱リン工程お
よび硝化工程を含み、その脱リン工程における厳密な無
気状態と、硝化工程における有気状態と、炭素汚濁物除
去反応における有気状態とにおいて、汚濁物除去が実行
されるものである。
よび硝化工程を含み、その脱リン工程における厳密な無
気状態と、硝化工程における有気状態と、炭素汚濁物除
去反応における有気状態とにおいて、汚濁物除去が実行
されるものである。
また、前記汚濁物除去工程は、好適には、硝化工程と、
脱窒工程および／または脱リン工程とを含み、その脱リ
ン工程における厳密な無気状態と、脱窒工程における無
気状態と、硝化工程における有気状態と、炭素汚濁物除
去反応におけるを気状態とにおいて、汚濁物除去が実行
されるものである。
脱窒工程および／または脱リン工程とを含み、その脱リ
ン工程における厳密な無気状態と、脱窒工程における無
気状態と、硝化工程における有気状態と、炭素汚濁物除
去反応におけるを気状態とにおいて、汚濁物除去が実行
されるものである。
また、前記活性汚泥凝集工程は、好適には、浮選作用を
施すものである。
施すものである。
また、前記浮選作用は、好適には、処理すべき汚水を圧
縮空気を用いて直接的または間接的に加圧することによ
り実行されるものである。
縮空気を用いて直接的または間接的に加圧することによ
り実行されるものである。
また、本発明は、好適には、厳密な無気状態において実
行される初期工程において、凝集され且つ酸素が消費さ
れた状態の活性汚泥相が再循環されるものである。
行される初期工程において、凝集され且つ酸素が消費さ
れた状態の活性汚泥相が再循環されるものである。
また、本発明は、好適には、少なくとも１回の前記生成
工程が有気状態にて実行される硝化工程を含み、選択的
に脱窒工程を実行するものである。
工程が有気状態にて実行される硝化工程を含み、選択的
に脱窒工程を実行するものである。
また、本発明は、好適には、脱窒工程において、前記生
成工程において凝集された前記活性汚泥が少な（とも１
回の汚濁物除去工程にて直接に再循環されるものである
。
成工程において凝集された前記活性汚泥が少な（とも１
回の汚濁物除去工程にて直接に再循環されるものである
。
また、本発明は、好適には、脱窒工程および硝化工程に
おいて、前記生成工程において凝集された活性汚泥が、
硝酸塩が還元されて気体窒素に変換される無酸素状態に
て原水と混合されることにより薄められた後に、少なく
とも１回の汚濁物除去工程に再循環されるものである。
おいて、前記生成工程において凝集された活性汚泥が、
硝酸塩が還元されて気体窒素に変換される無酸素状態に
て原水と混合されることにより薄められた後に、少なく
とも１回の汚濁物除去工程に再循環されるものである。
また、本発明は、好適には、脱リン工程を含み、凝集さ
れた前記活性汚泥が、無気状態にて処理されるべき原水
に対して、厳密な無気状態にて注入された後、少なくと
も１回の汚濁物除去工程において再循環されるものであ
る。
れた前記活性汚泥が、無気状態にて処理されるべき原水
に対して、厳密な無気状態にて注入された後、少なくと
も１回の汚濁物除去工程において再循環されるものであ
る。
また、本発明は、好適には、水を浄化するための汚水浄
化装置であって、（ａ）処理されるべき水に対して炭素
汚濁物除去反応が実行される少なくとも一つのタンクと
、（ｂ）生物学的に脱リン作用が実行されるように、活
性汚泥が熟成および／または開始される少なくとも一つ
のタンクと、を含み、（Ｃ）汚水処理回路において、少
なくとも一つの反応タンクと少なくとも一つの生成およ
び／または開始タンクとの間を接続する環状管に、少な
くとも一つの活性汚泥凝集装置を設けたものである。
化装置であって、（ａ）処理されるべき水に対して炭素
汚濁物除去反応が実行される少なくとも一つのタンクと
、（ｂ）生物学的に脱リン作用が実行されるように、活
性汚泥が熟成および／または開始される少なくとも一つ
のタンクと、を含み、（Ｃ）汚水処理回路において、少
なくとも一つの反応タンクと少なくとも一つの生成およ
び／または開始タンクとの間を接続する環状管に、少な
くとも一つの活性汚泥凝集装置を設けたものである。
また、本発明は、好適には、汚水浄化装置の総容積が次
式０りによって求められるものである。
式０りによって求められるものである。
■、。□、＝Ｖ−Ｖ、（ＦＣ−１） ・・・θり
このとき、 Ｖ ＝ Ａ Ｐ ｘ ／ Ｘ Ｖ、＝ＡＰＸ ／Ｘ。
このとき、 Ｖ ＝ Ａ Ｐ ｘ ／ Ｘ Ｖ、＝ＡＰＸ ／Ｘ。
ＦＣ＝ （Ｖ−Ｖ、）／Ｖ９
であり、また
Ｖ、＝ＣＱ／ＲＸ。
および
Ａ −（Ｘ９ Ｖ９ ＋ Ｘｒ Ｖｒ ） ／
Ｐ Ｘである。
Ｐ Ｘである。
但し、Ａ：反応を得るのに必要な活性汚泥の齢（日数）
ＰＸ ：活性汚泥の一日当たりの発生量（単位： ｋｇ
ｏｆ Ｍｅｓ／ｄａｙ）Ｘ９ ：生成タンク内の微生
物密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ’）Ｘｒ ：反応タ
ンク内の微生物密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ’）Ｘ：浄化処理直
前の活性汚泥密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ’）Ｑ：処理前の廃
液の流量 Ｃ：除去されるべき汚濁物の密度 （単位：ｋｇ／ｎ＋’） Ｒ：特定の汚濁物の分解率 （単位： ｋｇ／ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｄａｙ）■９
：生成タンクの容積 Ｖｒ ＝反応タンクの容積 ■：曝気される汚水の容積 また、前記活性汚泥凝集装置は、好適には、少な（とも
一つの浮選タンクから構成されるものである。
ｏｆ Ｍｅｓ／ｄａｙ）Ｘ９ ：生成タンク内の微生
物密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ’）Ｘｒ ：反応タ
ンク内の微生物密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ’）Ｘ：浄化処理直
前の活性汚泥密度 （単位： ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｍ’）Ｑ：処理前の廃
液の流量 Ｃ：除去されるべき汚濁物の密度 （単位：ｋｇ／ｎ＋’） Ｒ：特定の汚濁物の分解率 （単位： ｋｇ／ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｄａｙ）■９
：生成タンクの容積 Ｖｒ ＝反応タンクの容積 ■：曝気される汚水の容積 また、前記活性汚泥凝集装置は、好適には、少な（とも
一つの浮選タンクから構成されるものである。
また、本発明においては、好適には、硝化作用および／
または脱窒作用が実行されるとともに、少なくとも一つ
の浮選タンクが有気状態下にある少なくとも一つの生成
タンクに接続されるものである。
または脱窒作用が実行されるとともに、少なくとも一つ
の浮選タンクが有気状態下にある少なくとも一つの生成
タンクに接続されるものである。
また、本発明においては、好適には、脱窒作用が実行さ
れるとともに、少なくとも一つの生成タンクが前記汚水
浄化装置への流入口に配置された無酸素部に接続される
ものである。
れるとともに、少なくとも一つの生成タンクが前記汚水
浄化装置への流入口に配置された無酸素部に接続される
ものである。
また、７本発明においては、好適には、脱リン作用が実
行されるとともに、厳密な無気状態下にある少なくとも
一つの開始タンクが、前記汚水浄化装置への流入口に形
成された無気状態下にあるタンクと接続され、且つその
開始タンクが少なくとも一つの浮選タンクと接続される
ものである。
行されるとともに、厳密な無気状態下にある少なくとも
一つの開始タンクが、前記汚水浄化装置への流入口に形
成された無気状態下にあるタンクと接続され、且つその
開始タンクが少なくとも一つの浮選タンクと接続される
ものである。
また、零゛発明においては、好適には、硝化作用および
／または脱窒作用と脱リン作用とが実行されるとともに
、少なくとも一つの浮選タンクが、有気状態下にある少
なくとも一つの生成タンクと、無気状態下にある少なく
とも一つの開始タンクとに接続されるものである。
／または脱窒作用と脱リン作用とが実行されるとともに
、少なくとも一つの浮選タンクが、有気状態下にある少
なくとも一つの生成タンクと、無気状態下にある少なく
とも一つの開始タンクとに接続されるものである。
また、本発明においては、好適には、硝化作用および／
または脱窒作用と脱リン作用とが実行されるとともに、
有気状態下にある少なくとも一つの生成タンクに接続さ
れた少なくとも一つの浮選タンクか、或いは、無気状態
下にある少なくとも一つの開始タンクに接続された少な
くとも一つの浮選タンクが設けられている。
または脱窒作用と脱リン作用とが実行されるとともに、
有気状態下にある少なくとも一つの生成タンクに接続さ
れた少なくとも一つの浮選タンクか、或いは、無気状態
下にある少なくとも一つの開始タンクに接続された少な
くとも一つの浮選タンクが設けられている。
また、生成および／または開始タンクには、好適には、
凝集された前記活性汚泥が前記浮選タンクから再循環さ
れることにより同時に供給されるものである。
凝集された前記活性汚泥が前記浮選タンクから再循環さ
れることにより同時に供給されるものである。
また、前記生成タンクおよび開始タンクは、凝集され且
つ再循環された前記活性汚泥が前記浮選タンクから選択
的に供給されるものである。
つ再循環された前記活性汚泥が前記浮選タンクから選択
的に供給されるものである。
また、本発明は、好適には、接触タンクとクラリファイ
ヤーとの間に凝集槽を設けたものである。
ヤーとの間に凝集槽を設けたものである。
さらに、前記凝集槽は、好適には、少なくとも一つの浮
選タンクに接続されるものである。
選タンクに接続されるものである。
実施例
以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図乃至第５図は、本実施例の汚水浄化装置の構成を
示すブロック線図である。図においては、少なくとも一
つの反応タンク（ｒｅａｃｔｔｏｎ ｔａｎｋ） １
がクラリファイヤー（分離槽）２に接続されている。ま
た、反応タンク１と少なくとも一つの生成および／また
は開始タンク軸ｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄｌｏｒ １ｎ
ｉｔｉａｔｏｒ ｔａｎｋ） ４との間の環状管におい
て、少なくとも一つの浮選（凝集）タンク３が設けられ
ている。さらに、反応タンク１とクラリファイヤー２と
の間には、沈澱などによって凝集させる凝集バット（凝
集槽）５が接続されている。
示すブロック線図である。図においては、少なくとも一
つの反応タンク（ｒｅａｃｔｔｏｎ ｔａｎｋ） １
がクラリファイヤー（分離槽）２に接続されている。ま
た、反応タンク１と少なくとも一つの生成および／また
は開始タンク軸ｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄｌｏｒ １ｎ
ｉｔｉａｔｏｒ ｔａｎｋ） ４との間の環状管におい
て、少なくとも一つの浮選（凝集）タンク３が設けられ
ている。さらに、反応タンク１とクラリファイヤー２と
の間には、沈澱などによって凝集させる凝集バット（凝
集槽）５が接続されている。
第１図は、本実施例が硝化過程において用いられた場合
の構成を示している。この場合には、生成タンク４内の
凝集された活性汚泥が反応タンク１内に直接に再循環さ
れる。
の構成を示している。この場合には、生成タンク４内の
凝集された活性汚泥が反応タンク１内に直接に再循環さ
れる。
また、第２図に示すような脱窒過程において用いられる
場合では、装置の流入口において無酸素部６が形成され
て、生成タンク４からの凝集活性汚泥は、この無酸素部
６を通過した後に反応タンク１へ向かって再循環される
ようになっている。
場合では、装置の流入口において無酸素部６が形成され
て、生成タンク４からの凝集活性汚泥は、この無酸素部
６を通過した後に反応タンク１へ向かって再循環される
ようになっている。
また、第３図に示すような脱リン過程において用いられ
る場合では、開始タンク４からの凝集活性汚泥は、無気
状態にて作動されるタンク７に供給された後に、反応タ
ンク１に対して供給される。
る場合では、開始タンク４からの凝集活性汚泥は、無気
状態にて作動されるタンク７に供給された後に、反応タ
ンク１に対して供給される。
また、第４図に示すように、硝化作用および脱リン作用
が共に用いられる場合では、生成および／または開始タ
ンク４が、無気状態で作動される第１タンク７′を介し
て上記タンク７に選択的に接続される。
が共に用いられる場合では、生成および／または開始タ
ンク４が、無気状態で作動される第１タンク７′を介し
て上記タンク７に選択的に接続される。
また、第５図に示すように、硝化作用および脱窒作用が
共に用いられる場合では、生成および／または開始タン
ク４がタンク７に接続された無酸素部６および第１タン
ク７′と接続される。
共に用いられる場合では、生成および／または開始タン
ク４がタンク７に接続された無酸素部６および第１タン
ク７′と接続される。
以下に、本実施例の作動を説明する。
本実施例が第１図に示すように硝化過程において採用さ
れた場合には、先ず、活性汚泥が収容された反応タンク
１内に原水が供給され、且つ細菌増殖に必要な酸素が混
入されて細菌が増殖させられることにより、有機汚濁物
が捕喰される。酸素混合された活性汚泥は、クラリファ
イヤー２へ供給されて、浄化水と活性汚泥とが分離させ
られる。
れた場合には、先ず、活性汚泥が収容された反応タンク
１内に原水が供給され、且つ細菌増殖に必要な酸素が混
入されて細菌が増殖させられることにより、有機汚濁物
が捕喰される。酸素混合された活性汚泥は、クラリファ
イヤー２へ供給されて、浄化水と活性汚泥とが分離させ
られる。
ここで、クラリファイヤー２における捕捉率は通常５乃
至６ｇ／ｌ程度であるので、クラリファイヤー２内へ導
入される汚水の活性汚泥の密度が高すぎると、クラリフ
ァイヤー２から流出される水の水質が充分に得られない
。反応タンク１において余った活性汚泥は、少なくとも
一つの浮選タンク（ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔａｎｋ）
３に供給されてその余剰浄化泥が凝集される。浮選タン
ク３においては、浮選作用を喚起する物質（ｆｌｏｔａ
ｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ）が用いられるわけではなく、処
理前の水に泡状に空気を混入することによって浮選が行
われるのである。このように処理されるべき水は、４〜
５ｂ（バール）程度まで直接的或いは間接的に加圧され
ることにより、浮遊する上相液とその下の下相液とに分
離される。浮選タンク３において活性汚泥が取り出され
た後に残された副産物である下相液は、処理済の水を含
んでおり、凝集バット５を介してクラリファイヤー２へ
戻される。浮選タンク３における上相液には、凝集され
た活性汚泥が含まれており、クラリファイヤー２内にお
いて沈澱により分離させられた後に反応タンクｌへ再循
環される活性汚泥と並行して、浮選タンク３において凝
集された活性汚泥が、有気状態で作動される生成タンク
４へ供給されるのである。
至６ｇ／ｌ程度であるので、クラリファイヤー２内へ導
入される汚水の活性汚泥の密度が高すぎると、クラリフ
ァイヤー２から流出される水の水質が充分に得られない
。反応タンク１において余った活性汚泥は、少なくとも
一つの浮選タンク（ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔａｎｋ）
３に供給されてその余剰浄化泥が凝集される。浮選タン
ク３においては、浮選作用を喚起する物質（ｆｌｏｔａ
ｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ）が用いられるわけではなく、処
理前の水に泡状に空気を混入することによって浮選が行
われるのである。このように処理されるべき水は、４〜
５ｂ（バール）程度まで直接的或いは間接的に加圧され
ることにより、浮遊する上相液とその下の下相液とに分
離される。浮選タンク３において活性汚泥が取り出され
た後に残された副産物である下相液は、処理済の水を含
んでおり、凝集バット５を介してクラリファイヤー２へ
戻される。浮選タンク３における上相液には、凝集され
た活性汚泥が含まれており、クラリファイヤー２内にお
いて沈澱により分離させられた後に反応タンクｌへ再循
環される活性汚泥と並行して、浮選タンク３において凝
集された活性汚泥が、有気状態で作動される生成タンク
４へ供給されるのである。
第２図に示すように、硝化作用と共に脱窒作用が施され
る場合には、第１図の場合と略同様の作動が実行される
が、汚水浄化装置の流入口において無酸素部６が接続さ
れている点だけが異なる。
る場合には、第１図の場合と略同様の作動が実行される
が、汚水浄化装置の流入口において無酸素部６が接続さ
れている点だけが異なる。
この無酸素部６においては、無気状態で作動する生成タ
ンク４からの活性汚泥とクラリファイヤー２からの活性
汚泥とが、供給されるようになっている。無酸素部６に
おいては、処理水中に酸素が存在せず且つ有機炭素が存
在する場合において、硝酸塩が気体窒素に変換される。
ンク４からの活性汚泥とクラリファイヤー２からの活性
汚泥とが、供給されるようになっている。無酸素部６に
おいては、処理水中に酸素が存在せず且つ有機炭素が存
在する場合において、硝酸塩が気体窒素に変換される。
また、第３図に示すように、脱リン作用が施される場合
においては、浮選タンク３からの凝集活性汚泥は、厳密
な無気状態において作動される開始タンク４内を通過さ
せられることにより、その凝集活性汚泥に含まれる酸素
が消費された後に、流入口付近に配設された無気状態の
タンク７内に収容された処理前の原水中に注入される。
においては、浮選タンク３からの凝集活性汚泥は、厳密
な無気状態において作動される開始タンク４内を通過さ
せられることにより、その凝集活性汚泥に含まれる酸素
が消費された後に、流入口付近に配設された無気状態の
タンク７内に収容された処理前の原水中に注入される。
クラリファイヤー２内にて沈澱させられた活性汚泥は、
上記の凝集活性汚泥と同様にタンク７内に注入されて、
接触タンク１に対して再循環される。
上記の凝集活性汚泥と同様にタンク７内に注入されて、
接触タンク１に対して再循環される。
第４図に示すように硝化作用とともに脱リン作用が施さ
れる場合には、浮選タンク３からの凝集活性汚泥は第１
タンク７″を通過させられた後、無気状態のタンク７へ
注入される。
れる場合には、浮選タンク３からの凝集活性汚泥は第１
タンク７″を通過させられた後、無気状態のタンク７へ
注入される。
第５図に示すように硝化作用とともに脱窒および脱リン
作用が施される場合には、第４図の例に対して、無気状
態のタンク７と反応タンクｌとの間に無酸素部６が設け
られる点が主として異なる。
作用が施される場合には、第４図の例に対して、無気状
態のタンク７と反応タンクｌとの間に無酸素部６が設け
られる点が主として異なる。
再循環前の活性汚泥の密度が増加させられることにより
、特に硝化過程においてエアレーション（曝気）タンク
の容積を大幅に削減することができるのである。
、特に硝化過程においてエアレーション（曝気）タンク
の容積を大幅に削減することができるのである。
±土
従来の汚水浄化装置と本実施例とを比較する。
本実施例の反応タンク１および生成タンク４において節
減された容積の割合を、従来の場合と比較して表すこと
が可能である。
減された容積の割合を、従来の場合と比較して表すこと
が可能である。
殆どの場合、容積に影響を与えるのは、生成段階および
／または開始段階である。
／または開始段階である。
前述の方程式（Ｖ ＝ Ａ Ｐ ｘ ／ Ｘ ）から、
次式〇３）が導かれる。
次式〇３）が導かれる。
すなわち、
ＸＶ／Ｐｘ ＝ （Ｘｓ Ｖｅ ＋Ｘ−Ｖｒ ）／ｐＨ
であり、 ｘｖ＝ｘ、ｖ、 十ｘ、ｖ。
であり、 ｘｖ＝ｘ、ｖ、 十ｘ、ｖ。
であるから、
Ｖ＝Ｖ、（Ｘ、／Ｘ） 十Ｖ、（Ｘ、／Ｘ） ・・
−θりとなる。
−θりとなる。
ここで、浄化装置の全容積は、（Ｖ、＋Ｖ、）と等しい
ことから、 ・ ・ ・圓 とできる。
ことから、 ・ ・ ・圓 とできる。
上式〇４）から明らかなように、■９およびＸ９が大き
くされるほど、浄化装置における容積の節減量が大きく
なるのである。
くされるほど、浄化装置における容積の節減量が大きく
なるのである。
Ｘ９は活性汚泥の凝集過程により影響され、また■９は
菌体の増加率により影響されるので、次項０５）は、従
来の装置と比較しての本実施例における容積の節ｔＩｉ
量に対応する。
菌体の増加率により影響されるので、次項０５）は、従
来の装置と比較しての本実施例における容積の節ｔＩｉ
量に対応する。
ｖ９（（Ｘ、−Ｘ）／Ｘ）＋Ｖ、（（Ｘ、−Ｘ）／Ｘ）
・・・０５） ここで、 Ｖ、＝ＣＱ／ＲＸ。
・・・０５） ここで、 Ｖ、＝ＣＱ／ＲＸ。
および
Ａ＝ （Ｘ９Ｖ、 十Ｘ、Ｖ、）／Ｐｘの２つの式から
、次の０６）式が導かれる。
、次の０６）式が導かれる。
・ ・ ・０６）
この（１０式に基づいて、従来の場合と比較した本実施
例における容積節減率（Ｔ／Ｖ ：％）が算出される。
例における容積節減率（Ｔ／Ｖ ：％）が算出される。
Ｖ ＲＸＸ、Ｘ＾ｘ ＰＸｘ Ｘ。
・・・０７）
硝化過程においては、前記容積節減率（Ｔ／Ｖ）は上式
θ′ｒ）を用いて次のように求められる。
θ′ｒ）を用いて次のように求められる。
Ｔ Ｏ，０５４Ｘ６．ｌＸ１２゜２ｘ １４４０
（３０−４）−４０Ｑｘ４（３０−６，１）Ｖ
０．０５４ｘ ６．１ｘ１２．２ｘ１４４０ｘ３
０＝６５％ 汚水浄化装置のエアレーションタンク内における容積節
減量は、硝化作用を施した場合（第１図）に、浮選タン
クにおいて活性汚泥を凝集させることにより得られる。
（３０−４）−４０Ｑｘ４（３０−６，１）Ｖ
０．０５４ｘ ６．１ｘ１２．２ｘ１４４０ｘ３
０＝６５％ 汚水浄化装置のエアレーションタンク内における容積節
減量は、硝化作用を施した場合（第１図）に、浮選タン
クにおいて活性汚泥を凝集させることにより得られる。
■浮選タンク３を用いた本実施例と、従来の場合とを、
窒素が固定された微生物において必要とされる空気混入
量について比較する。（例１参照）なお、本例において
採用される基本的数値は以下の通りである。
窒素が固定された微生物において必要とされる空気混入
量について比較する。（例１参照）なお、本例において
採用される基本的数値は以下の通りである。
処理後の原水の流量（Ｑ ） ： １０．（１００ｍ
’／ｄａｙ生物学的に必要とされる酸素量（ＤＢＯ）
： ２．（１００ｋｇ／ｄａｙナトリウム滴定（Ｔｉ
ｔｒａｔｉｏｎ）カリウム（ＮＴＫ） ：４７３ ｋｇ
／ｄａｙ 懸濁水中の物質（ＭｅＳ） ： ２，（１００ｋｇ／ｄ
ａｙ最低温度：１３°Ｃ −次タンクは設けない。
’／ｄａｙ生物学的に必要とされる酸素量（ＤＢＯ）
： ２．（１００ｋｇ／ｄａｙナトリウム滴定（Ｔｉ
ｔｒａｔｉｏｎ）カリウム（ＮＴＫ） ：４７３ ｋｇ
／ｄａｙ 懸濁水中の物質（ＭｅＳ） ： ２，（１００ｋｇ／ｄ
ａｙ最低温度：１３°Ｃ −次タンクは設けない。
温度１３°Ｃにおける硝化過程においては、活性汚泥の
齢は１２．２日が必要である。
齢は１２．２日が必要である。
（ＭｅＳ／ＤＢＯ）の割合が「１」である場合には、空
気混入量を、０．７２ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｋｇ、すな
わち−日当たり１．４４０ ｋｇとすることができる。
気混入量を、０．７２ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｋｇ、すな
わち−日当たり１．４４０ ｋｇとすることができる。
■従来の場合、空気混入に際して密度４ ｇ／ｆの活性
汚泥を用いた場合には、空気混入量は４，４０Ｑｎ？と
なる。
汚泥を用いた場合には、空気混入量は４，４０Ｑｎ？と
なる。
■浮選タンクを用いた場合には、生成タンク、エアレー
ションタンク、および浮選タンク内における空気混入量
を考慮する必要がある。
ションタンク、および浮選タンク内における空気混入量
を考慮する必要がある。
エアレーションタンクの寸法は、硝化速度にのみ関連し
て決定される。
て決定される。
７５％の揮発性物質ＭＶについて６．１ｇ＃！ｏｆＭｅ
Ｓである場合には、固定Ｎ−ＮＨ，が３ ｍｇ／ ｇｏ
ｆ ＭＶＳ／時、すなわち、１３．６ｍｇ／ ｌ ７時
の反応速度が得られる。
Ｓである場合には、固定Ｎ−ＮＨ，が３ ｍｇ／ ｇｏ
ｆ ＭＶＳ／時、すなわち、１３．６ｍｇ／ ｌ ７時
の反応速度が得られる。
余剰浄化泥から除去された窒素の量は、１．４４０ Ｘ
Ｏ，７５Ｘ ０．０？＝７５．６ｋｇ／ｄａｙである
。
Ｏ，７５Ｘ ０．０？＝７５．６ｋｇ／ｄａｙである
。
完全な硝化反応が行われた場合、固定される窒素量は、
略、 ４７３−７５．６＝４（１０ ｋｇ／ｄａｙとなる。
略、 ４７３−７５．６＝４（１０ ｋｇ／ｄａｙとなる。
必要とされる空気混入量は、１．２３５ ｒＩ？と算出
される。
される。
生成タンクの寸法は、望ましい齢の活性汚泥が得られる
ように設定される。
ように設定される。
余剰活性汚泥の発生量は、従来の場合と同様に、１．４
４０ ｋｇ／ｄａｙ程度であると考えられる。
４０ ｋｇ／ｄａｙ程度であると考えられる。
必要とされる全ての活性汚泥の体積は、１７，５７０ｋ
ｇであり、また、空気混入の際に用いられる活性汚泥の
量は、 １．２３５ Ｘ６．１ ＝７，５３０ ｋｇである。
ｇであり、また、空気混入の際に用いられる活性汚泥の
量は、 １．２３５ Ｘ６．１ ＝７，５３０ ｋｇである。
したがって、生成されるべき活性汚泥の重量は、１７．
５７０−７．５３０ Ｌ：、１０，（１００ｋｇ程度と
なる。
５７０−７．５３０ Ｌ：、１０，（１００ｋｇ程度と
なる。
生成された活性汚泥の密度は約３０ ｇ／ｌ程度であり
、生成されるべき活性汚泥の体積は１０，（１００／３
０ ＝３３０ ｒｒｒである。
、生成されるべき活性汚泥の体積は１０，（１００／３
０ ＝３３０ ｒｒｒである。
全てのタンク容積を合わせた全容積は、１ 、２３５＋
３３０ ＝１．５６５ ｔｒｉである。このとき、本実
施例の装置によって節減される容積は、従来の場合と比
較して、６４％以上となる。但し、この場合には、浮選
タンクを設けなければならない。
３３０ ＝１．５６５ ｔｒｉである。このとき、本実
施例の装置によって節減される容積は、従来の場合と比
較して、６４％以上となる。但し、この場合には、浮選
タンクを設けなければならない。
浮選作用が施される領域は、以下のように算出される。
すなわち、活性汚泥の密度が６．１ｇ／ρであるときは
、浮選タンクからの流出水量は原水の流量と略同じの１
０，（１００％である。このとき、上相液（浮遊液）の
発生率が６ｋｇ／ｒｒｆ／時である場合には、上記浮選
領域は１０，（１００Ｘ６．１／（２４Ｘ６）＝４１６
Ｍとなる。
、浮選タンクからの流出水量は原水の流量と略同じの１
０，（１００％である。このとき、上相液（浮遊液）の
発生率が６ｋｇ／ｒｒｆ／時である場合には、上記浮選
領域は１０，（１００Ｘ６．１／（２４Ｘ６）＝４１６
Ｍとなる。
■主
浮選タンクが用いられ、且つ硝化作用および脱″窒作用
が施された場合（たとえば第２図）の、エアレーション
タンクにおいて節減された容積を求める。
が施された場合（たとえば第２図）の、エアレーション
タンクにおいて節減された容積を求める。
■微生物に窒素を固定する際、および微生物に脱窒作用
を施す際に必要とされる空気混入のためのタンク容積を
、本実施例と従来の場合とで比較する。（例１参照） 本例においては、基本的数値は以下の通りに決定されて
いる。
を施す際に必要とされる空気混入のためのタンク容積を
、本実施例と従来の場合とで比較する。（例１参照） 本例においては、基本的数値は以下の通りに決定されて
いる。
処理後の原水の流ｆｆｉ （Ｑ） ： １０．（１０
０ｍ’／ｄａｙ生物学的に必要とされる酸素量（ＤＢＯ
） ： ２，（１００ｋｇ／ｄａｙナトリウム滴定カ
リウム（ＮＴＫ） ： ４７３ｋｇ／ｄａｙ懸濁水中の
物質（ＭｅＳ） ： ２，（１００ｋｇ／ｄａｙ最低温
度：１３°Ｃ −層タンクは設けない。
０ｍ’／ｄａｙ生物学的に必要とされる酸素量（ＤＢＯ
） ： ２，（１００ｋｇ／ｄａｙナトリウム滴定カ
リウム（ＮＴＫ） ： ４７３ｋｇ／ｄａｙ懸濁水中の
物質（ＭｅＳ） ： ２，（１００ｋｇ／ｄａｙ最低温
度：１３°Ｃ −層タンクは設けない。
′ａ度１３°Ｃにおける硝化作用においては、活性汚泥
の齢は１２．２日が必要とされる。
の齢は１２．２日が必要とされる。
（ＭｅＳ／ＤＢＯ）の割合が「１」である場合には、空
気混入量を、０．７２ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｋｇ ｏｆ
ＤＢＯ、すなわち−日当たり１．４４０ ｋｇ削減す
ることができる。
気混入量を、０．７２ｋｇ ｏｆ ＭｅＳ／ｋｇ ｏｆ
ＤＢＯ、すなわち−日当たり１．４４０ ｋｇ削減す
ることができる。
硝化作用は、例２においてと同様に実施される。
脱窒作用については、以下の通りに実行される。
■密度４ ｇ／ｌの活性汚泥を採用した従来の場合にお
いては、空気混入量は４，４（１０ ｇとされる。
いては、空気混入量は４，４（１０ ｇとされる。
エアレーションタンクの寸法は、硝化速度のみに関連し
て決定される。
て決定される。
７５％の揮発性物質ＭＶについて４ｇＡｅ ｏｆ Ｍｅ
Ｓである場合には、固定Ｎ−Ｎｏ３が３ｍｇ／ｇｏｆＭ
ＶＳ／時、すなわち、９ｍｇ／ｊ！／時となる反応速度
が得られた。
Ｓである場合には、固定Ｎ−Ｎｏ３が３ｍｇ／ｇｏｆＭ
ＶＳ／時、すなわち、９ｍｇ／ｊ！／時となる反応速度
が得られた。
余剰浄化泥から除去された窒素の量は、１．４４０ Ｘ
０．７５Ｘ ０．０？＝７５．６ｋｇ／ｄａｙである
。
０．７５Ｘ ０．０？＝７５．６ｋｇ／ｄａｙである
。
完全な硝化反応が得られた場合、固定される窒素量は、
略、 ４７３−７５．６’＝４（１０ ｋｇ／ｄａｙとなる。
略、 ４７３−７５．６’＝４（１０ ｋｇ／ｄａｙとなる。
必要とされる空気混入量は、１．２３５ ｒｒｒと算出
される。
される。
「２Ｑ」の値に等しい量に関連して再循環量を４（１０
％とすると、脱窒されたＮ−Ｎｏ３の量は３（１０ ｋ
ｇ／ａａｙとなることから、流入口のタンクの容積は１
．３９０ ｎ？となる。
％とすると、脱窒されたＮ−Ｎｏ３の量は３（１０ ｋ
ｇ／ａａｙとなることから、流入口のタンクの容積は１
．３９０ ｎ？となる。
■浮選タンクを用いる場合には、生成タンク内、エアレ
ーションタンク内、および浮選タンク内における空気混
入量を同時に考慮する必要がある。
ーションタンク内、および浮選タンク内における空気混
入量を同時に考慮する必要がある。
エアシー。ジョンタンクの容積は１，２３５ ｒｄであ
り、無酸素タンクの容積は、前述のようにＮ−Ｎｏ。
り、無酸素タンクの容積は、前述のようにＮ−Ｎｏ。
が１３．６■／乏／時であるとして算出すると、９２０
ｎ？となるので、各タンクの容積を合わせたタンクの全
容積は、前記例２の場合と同様にして算出されて、１．
２３５ ＋９２０ 十３３０ ＝２，４８５ イとなる
。
ｎ？となるので、各タンクの容積を合わせたタンクの全
容積は、前記例２の場合と同様にして算出されて、１．
２３５ ＋９２０ 十３３０ ＝２，４８５ イとなる
。
したがって、本実施例によって得られる容積の節減量は
、従来の場合と比較して５７％以上となる。
、従来の場合と比較して５７％以上となる。
±↓
浮選タンクが用いられ、且つ脱リン作用が施された場合
（たとえば第３図）の、エアレーションタンクにおいて
節減された空気混入量を求める。
（たとえば第３図）の、エアレーションタンクにおいて
節減された空気混入量を求める。
０本例においては、生成タンクは厳密な無気状態下にお
かれており、活性汚泥の齢を求める際にはこの生成タン
クは考慮されない。しかしながら、前記例３においては
、生成タンクによってエアレーションタンク内の活性汚
泥密度が一層高く維持されるようになっている。
かれており、活性汚泥の齢を求める際にはこの生成タン
クは考慮されない。しかしながら、前記例３においては
、生成タンクによってエアレーションタンク内の活性汚
泥密度が一層高く維持されるようになっている。
ここで、無気領域において真に分解された炭素は少量で
あり、生物学的に必要とされる酸素量（ＤＢＯ）は、２
，（１００ ｋｇ／ａａｙである。 。
あり、生物学的に必要とされる酸素量（ＤＢＯ）は、２
，（１００ ｋｇ／ａａｙである。 。
単位質量光たりのｒＤＢｏ、が、０．５ ｋｇ／ ｋｇ
ｏｆＭｅＳ／ｄａｙの生物学的酸素を上回るとすると
、空気混入量は、前例３と同様の活性汚泥密度を採用し
たとき、次の通りに算出される。
ｏｆＭｅＳ／ｄａｙの生物学的酸素を上回るとすると
、空気混入量は、前例３と同様の活性汚泥密度を採用し
たとき、次の通りに算出される。
２．（１００／（０，５ｘ６．１） ＝６５５ ｎ？■
無気状態でのエアレーションタンクの容積を算出する。
無気状態でのエアレーションタンクの容積を算出する。
本実施例においては、生成タンクに対する流入量は４８
ポ／時である。
ポ／時である。
反応時間を４時間とすると、エアレーションタンク内に
残留する量は１９０ｒ＋？となる。
残留する量は１９０ｒ＋？となる。
■汚水浄化装置への流入口付近に配置された無気状態で
のエアレーションタンクの容積を算出する。
のエアレーションタンクの容積を算出する。
通過時間を４時間とすると、無気状態でのエアレーショ
ンタンクの容積は１．６６６ ｒｒｒとなる。この通過
時間は、安定化通過時間であって、エアレーションタン
ク内において還元反応が開始されるのに充分な時間であ
って、且つ酢酸塩の生成反応およびＰＨＢの蓄積が制限
されない時間に決定される。
ンタンクの容積は１．６６６ ｒｒｒとなる。この通過
時間は、安定化通過時間であって、エアレーションタン
ク内において還元反応が開始されるのに充分な時間であ
って、且つ酢酸塩の生成反応およびＰＨＢの蓄積が制限
されない時間に決定される。
上記と同じ条件で通過時間を２時間とすると、エアレー
ションタンクの容積は８３５ｄとなる。
ションタンクの容積は８３５ｄとなる。
このように、本実施例によれば、従来の場合と比較して
、エアレーションタンクの容積が３７％程度節減し得る
。
、エアレーションタンクの容積が３７％程度節減し得る
。
例」−
浮選タンクを用い、且つ、硝化作用および脱リン作用を
施した場合（たとえば第４図）の、エアレーションタン
クにおいて節減される容積を求める。
施した場合（たとえば第４図）の、エアレーションタン
クにおいて節減される容積を求める。
■上側４と同様の工程が実行される。さらに、本例にお
いては、例２と同様に、エアレーションタンクから流出
させられる液体中の硝酸塩密度は約４０■／ｌであり、
この硝酸塩密度は、有気状態での安定化タンクにおける
ものと同値である。
いては、例２と同様に、エアレーションタンクから流出
させられる液体中の硝酸塩密度は約４０■／ｌであり、
この硝酸塩密度は、有気状態での安定化タンクにおける
ものと同値である。
■無気状態での安定化においては、硝酸塩は内生の脱窒
作用により、Ｎ ＮＯｓ ／ ｇ ｏｆ ＭＶＳ ／
時について０．６乃至０．８ ｍｇの範囲内である還元
速度にて還元される。
作用により、Ｎ ＮＯｓ ／ ｇ ｏｆ ＭＶＳ ／
時について０．６乃至０．８ ｍｇの範囲内である還元
速度にて還元される。
安定化タンク内における活性汚泥密度を３０ｋｇ／Ｍと
すると、２時間の通過時間経過後には、硝酸塩が全て還
元されて、硝酸塩を含まない活性汚泥が、浄化装置への
流入口から無気状態のタンク内に戻される。
すると、２時間の通過時間経過後には、硝酸塩が全て還
元されて、硝酸塩を含まない活性汚泥が、浄化装置への
流入口から無気状態のタンク内に戻される。
■本実施例が適用された浄化装置においては、各構成要
素の寸法は以下の通りに設定される。
素の寸法は以下の通りに設定される。
エアレーションタンクの容ＡＭ ： １，２３５ ｒ＋
？有機状態での安定化タンク容積：３３０ｒｒｆ無気状
態での安定化タンク容積：１９Ｑｒｙ？無気タンクの容
積：８３５ｎ？ 本実施例によれば、従来の場合と比較して、浄化装置に
おいて節減されるタンク容積が５７％程度となる。
？有機状態での安定化タンク容積：３３０ｒｒｆ無気状
態での安定化タンク容積：１９Ｑｒｙ？無気タンクの容
積：８３５ｎ？ 本実施例によれば、従来の場合と比較して、浄化装置に
おいて節減されるタンク容積が５７％程度となる。
劃」−
浮選タンクを用いて、硝化作用、脱窒作用および脱リン
作用を施した場合（たとえば第５図）に節減される、エ
アレーションタンクの容積を求める。
作用を施した場合（たとえば第５図）に節減される、エ
アレーションタンクの容積を求める。
■上側５と同様の工程が実行される。
■本実施例が適用された浄化装置においては、各タンク
の寸法は以下の通りに設定される。
の寸法は以下の通りに設定される。
エアレーションタンクの容１１ ： １，２３５ ｒｒ
ｒ無酸素タンクの容積＝９２０ｒ＋？ 有機状態での安定化タンク容積：３３Ｑｎ？無気状態で
の安定化タンク容積：１９Ｑｍ無気タンクの容積：８３
５ｎ？ 装置内のタンク総容積：３，５１０ｍ ■これに対して、従来の装置においては、各タンク容積
は以下の通りになっている。
ｒ無酸素タンクの容積＝９２０ｒ＋？ 有機状態での安定化タンク容積：３３Ｑｎ？無気状態で
の安定化タンク容積：１９Ｑｍ無気タンクの容積：８３
５ｎ？ 装置内のタンク総容積：３，５１０ｍ ■これに対して、従来の装置においては、各タンク容積
は以下の通りになっている。
エアレーションタンクの容’ｔｘ ： ４＋ ４（１０
ｍ無酸素タンクの容積：１．３９０ｍ 無気タンクの容積：１，６６６ｒｒｉ 装置内のタンク総容積ニア、４５６ ｎ？以上のことか
ら明らかなように、本実施例を適用することにより、浄
化装置のタンク総容積は従来の場合の約５３％と節減さ
れるのである。
ｍ無酸素タンクの容積：１．３９０ｍ 無気タンクの容積：１，６６６ｒｒｉ 装置内のタンク総容積ニア、４５６ ｎ？以上のことか
ら明らかなように、本実施例を適用することにより、浄
化装置のタンク総容積は従来の場合の約５３％と節減さ
れるのである。
氾
本実施例を適用することにより得られる利点について説
明する。
明する。
前述の各側において説明したように、浄化装置における
空気混入量は、エアレーションタンクと生成タンクおよ
び／または開始タンクとの間を接続する環状管において
設けられた浮選タンク内にて凝集された活性汚泥によっ
て減少させられる。
空気混入量は、エアレーションタンクと生成タンクおよ
び／または開始タンクとの間を接続する環状管において
設けられた浮選タンク内にて凝集された活性汚泥によっ
て減少させられる。
浮選タンクにおいては、そのタンク内の水が直接的或い
は間接的に加圧されるとともに、密度４乃至５ｇ／！程
度の活性汚泥が供給されることにより、８５％の懸濁水
中の物質に対する捕捉率が得られる。その後、凝集され
た活性汚泥は、生成工程に送られることにより、その密
度が３０乃至４０ ｇ／ｆ程度に変化させられる。
は間接的に加圧されるとともに、密度４乃至５ｇ／！程
度の活性汚泥が供給されることにより、８５％の懸濁水
中の物質に対する捕捉率が得られる。その後、凝集され
た活性汚泥は、生成工程に送られることにより、その密
度が３０乃至４０ ｇ／ｆ程度に変化させられる。
環状管において浮選タンクを設けることにより、菌体の
密度を３倍或いは４倍に増加させることができ、特に、
従来において用いられた「接触−安定化」方法と比較し
て、容積を大幅に節減できるという効果が得られる。
密度を３倍或いは４倍に増加させることができ、特に、
従来において用いられた「接触−安定化」方法と比較し
て、容積を大幅に節減できるという効果が得られる。
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり
、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更
が加えられ得るものである。
、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更
が加えられ得るものである。
第１図は、本発明の一実施例の汚水浄化装置の構成を示
すブロック線図であり、硝化工程を設けた場合を示すも
のである。第２図は、本発明の一実施例の浄化装置の構
成を示すブロック線図であり、硝化工程および脱窒工程
を設けた場合を示すものである。第３図は、本発明の一
実施例の装置において、脱リン工程が設けられた場合を
示すブロック線図である。第４図は、本発明の一実施例
の装置において、硝化工程および脱リン工程が設けられ
た場合を示すブロック線図である。第５図は、本発明の
一実施例の装置において、硝化工程。 脱窒工程、および脱リン工程が設けられた場合を示すブ
ロック線図である。 出願人 リョネーズ・デ・ゾ−
すブロック線図であり、硝化工程を設けた場合を示すも
のである。第２図は、本発明の一実施例の浄化装置の構
成を示すブロック線図であり、硝化工程および脱窒工程
を設けた場合を示すものである。第３図は、本発明の一
実施例の装置において、脱リン工程が設けられた場合を
示すブロック線図である。第４図は、本発明の一実施例
の装置において、硝化工程および脱リン工程が設けられ
た場合を示すブロック線図である。第５図は、本発明の
一実施例の装置において、硝化工程。 脱窒工程、および脱リン工程が設けられた場合を示すブ
ロック線図である。 出願人 リョネーズ・デ・ゾ−
Claims (25)
- （１）活性汚泥を用いて水を処理する汚水浄化方法であ
って、 炭素汚濁物を酸化する酸化工程と、硝化工程と、該硝化
工程と共に選択的に実行される脱窒工程および／または
脱リン工程と、を含む汚濁物除去工程と、 前記活性汚泥を熟成させる活性汚泥熟成工程と、該活性
汚泥熟成工程の上流において、圧縮空気を用いて相分離
させることにより前記活性汚泥を凝集させるとともに、
凝集された該活性汚泥を前記活性汚泥熟成工程を介して
再循環させる活性汚泥凝集工程と、 を含むことを特徴とする汚水浄化方法。 - （２）前記汚濁物除去工程は、有気状態にて実行される
硝化工程を含むものである請求項１に記載の汚水浄化方
法。 - （３）前記汚濁物除去工程は、硝化工程および脱窒工程
を含み、該脱窒工程における無気状態と、該硝化工程に
おける有気状態とにおいて、汚濁物除去が連続的に行わ
れるものである請求項１に記載の汚水浄化方法。 - （４）前記汚濁物除去工程は、脱リン工程を含み、該脱
リン工程における厳密な無気状態と、炭素汚濁物除去反
応における有気状態とにおいて、汚濁物除去が実行され
るものである請求項１に記載の汚水浄化方法。 - （５）前記汚濁物除去工程は、脱リン工程および硝化工
程を含み、該脱リン工程における厳密な無気状態と、該
硝化工程における有気状態と、炭素汚濁物除去反応にお
ける有気状態とにおいて、汚濁物除去が実行されるもの
である請求項１に記載の汚水浄化方法。 - （６）前記汚濁物除去工程は、硝化工程と、脱窒工程お
よび／または脱リン工程とを含み、該脱リン工程におけ
る厳密な無気状態と、該脱窒工程における無気状態と、
該硝化工程における有気状態と、炭素汚濁物除去反応に
おける有気状態とにおいて、汚濁物除去が実行されるも
のである請求項１に記載の汚水浄化方法。 - （７）前記活性汚泥凝集工程は、浮選作用を施すことに
より実行されるものである請求項１に記載の汚水浄化方
法。 - （８）前記浮選作用は、処理されるべき水を、圧縮空気
を用いて直接或いは間接的に加圧することにより実行さ
れるものである請求項７に記載の汚水浄化方法。 - （９）前記方法は、厳密な無気状態において実行される
初期工程において、凝集され且つ酸素が消費された状態
の活性汚泥相が再循環されるものである請求項１に記載
の汚水浄化方法。 - （１０）前記方法は、少なくとも１回の前記生成工程が
有気状態にて実行される硝化工程を含み、選択的に脱窒
工程を実行するものである請求項１に記載の汚水浄化方
法。 - （１１）前記方法は、脱窒工程において、前記生成工程
において凝集された前記活性汚泥が少なくとも１回の汚
濁物除去工程に直接に再循環されるものである請求項１
に記載の汚水浄化方法。 - （１２）前記方法は、脱窒工程および硝化工程において
、前記生成工程において凝集された活性汚泥が、硝酸塩
が還元されて気体窒素に変換される無酸素状態にて、原
水と混合されることにより薄められた後に、少なくとも
１回の汚濁物除去工程にて再循環されるものである請求
項１に記載の汚水浄化方法。 - （１３）前記方法は、脱リン工程を含み、凝集された前
記活性汚泥が、無気状態にて処理されるべき原水に対し
て、厳密な無気状態にて注入された後、少なくとも１回
の汚濁物除去工程において再循環されるものである請求
項１に記載の汚水浄化方法。 - （１４）水を浄化するための装置であって、処理される
べき水に対して炭素汚濁物除去反応が実行される少なく
とも一つのタンクと、 生物学的に脱リン作用が実行されるように、活性汚泥が
熟成および／または開始される少なくとも一つのタンク
と、 を含み、 汚水処理回路において、少なくとも一つの反応タンクと
少なくとも一つの生成および／または開始タンクとの間
を接続する環状管に、少なくとも一つの活性汚泥凝集装
置を設けたことを特徴とする汚水浄化装置。 - （１５）前記汚水浄化装置は、該汚水浄化装置の総容積
が次式 Ｖ＿ｔ＿ｏ＿ｔ＿ａ＿ｌ＝Ｖ−Ｖ＿ｇ（ＦＣ−１）但し
、 Ｖ＝ＡＰ＿ｘ／Ｘ Ｖ＿ｇ＝ＡＰ＿ｘ／Ｘ＿ｇ ＦＣ＝（Ｖ−Ｖ＿ｒ）／Ｖ＿ｇ Ｖ＿ｒ＝ＣＱ／ＲＸ＿ｒ Ａ＝（Ｘ＿ｇＶ＿ｇ＋Ｘ＿ｒＶ＿ｒ）／Ｐ＿ｘであり、 Ａ：反応を得るのに必要な泥の齢 （日数） Ｐ＿ｘ：泥の一日当たりの生成量 （単位：ｋｇｏｆＭｅＳ／日） Ｘ＿ｇ：生成タンク内の活性汚泥の密度 （単位：ｋｇｏｆＭｅＳ／ｍ＾３） Ｘ＿ｒ：反応タンク内の活性汚泥の密度 （単位：ｋｇｏｆＭｅＳ／ｍ＾３） Ｘ：汚水浄化装置への流入口におけ る活性汚泥の密度 （単位：ｋｇｏｆＭｅＳ／ｍ＾３） Ｑ：装置内を流通する水の流量 Ｃ：除去されるべき汚濁物の密度 （単位：ｋｇ／ｍ＾３） Ｒ：特定の汚濁物の分解率 （単位：ｋｇ／ｋｇｏｆＭｅＳ（ｍａｔｔｅｒｉｎｓｕ
ｓｐｅｎｓｉｏｎ＝懸濁液中の物質）／日）から算出さ
れるものである請求項１４に記載の汚水浄化装置。 - （１６）前記活性汚泥凝集装置は、少なくとも一つの浮
選タンクから構成されるものである請求項１４に記載の
汚水浄化装置。 - （１７）前記汚水浄化装置においては、硝化作用および
／または脱窒作用が実行されるとともに、少なくとも一
つの浮選タンクが有気状態下にある少なくとも一つの生
成タンクに接続されるものである請求項１４に記載の汚
水浄化装置。 - （１８）前記汚水浄化装置においては、脱窒作用が実行
されるとともに、少なくとも一つの生成タンクが前記汚
水浄化装置への流入口に配置された無酸素部に接続され
るものである請求項１４に記載の汚水浄化装置。 - （１９）前記汚水浄化装置においては、脱リン作用が実
行されるとともに、厳密な無気状態下にある少なくとも
一つの開始タンクが、前記汚水浄化装置への流入口に形
成された無気状態下にあるタンクと接続され、且つ該開
始タンクが少なくとも一つの浮選タンクと接続されるも
のである請求項１４に記載の汚水浄化装置。 - （２０）前記汚水浄化装置においては、硝化作用および
／または脱窒作用と脱リン作用とが実行されるとともに
、少なくとも一つの浮選タンクが、有気状態下にある少
なくとも一つの生成タンクと、無気状態下にある少なく
とも一つの開始タンクとに接続されるものである請求項
１４に記載の汚水浄化装置。 - （２１）前記汚水浄化装置においては、硝化作用および
／または脱窒作用と脱リン作用とが実行されるとともに
、有気状態下にある少なくとも一つの生成タンクに接続
された少なくとも一つの浮選タンクか、或いは、無気状
態下にある少なくとも一つの開始タンクに接続された少
なくとも一つの浮選タンクが設けられている請求項１４
に記載の汚水浄化装置。 - （２２）前記生成タンクおよび／または開始タンクには
、凝集された前記活性汚泥が前記浮選タンクから再循環
されることにより同時に供給されるものである請求項２
１に記載の汚水浄化装置。 - （２３）前記生成タンクおよび開始タンクは、凝集され
且つ再循環された前記活性汚泥が前記浮選タンクから選
択的に供給されるものである請求項２１に記載の汚水浄
化装置。 - （２４）前記汚水浄化装置は、接触タンクとクラリファ
イヤーとの間に凝集槽を設けたものである請求項１４に
記載の汚水浄化装置。 - （２５）前記凝集槽は少なくとも一つの浮選タンクに接
続されるものである請求項２４に記載の汚水浄化装置。
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