JPH0125633B2 - - Google Patents

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JPH0125633B2
JPH0125633B2 JP57028797A JP2879782A JPH0125633B2 JP H0125633 B2 JPH0125633 B2 JP H0125633B2 JP 57028797 A JP57028797 A JP 57028797A JP 2879782 A JP2879782 A JP 2879782A JP H0125633 B2 JPH0125633 B2 JP H0125633B2
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Japan
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liquid
treated
denitrification
tank
bod
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JP57028797A
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Yoshitaka Matsuo
Masami Kitagawa
Toshihiro Tanaka
Akiko Mya
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Ebara Corp
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Ebara Infilco Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、下水、し尿、産業廃液、それに類す
る有機性廃水などの有機物とリンを含む廃水の処
理法に関するもので、特にリン含有率の高い活性
汚泥を生成することによつて、有機性廃液から
BOD、窒素ばかりでなくリンをも除去する嫌気
―好気活性汚泥法と言われる循環式硝化脱窒法の
改良に関するものである。 一般に、循環式硝化脱窒変法は1975年前後に南
ア連邦で開発された生物処理法で、第1図に示め
されるように、従前のBODと窒素の除去を主目
的とした循環式硝化脱窒法の被処理液および返送
汚泥の流入端に、DOもNOX -も存在しない嫌気
槽を付設し被処理液と返送汚泥を脱窒槽に導くま
えにそこで定時間撹拌するだけの技術である。報
告〔A.R.Mc Laren et al:Effective
Phosphorus Removal from Sewage by
Biological Means、Water S.A.Vol2No.(1976)〕
によればこのような簡単な改変によつて、リン含
有能の高い活性汚泥が選択的に生成され、有機性
廃液からBOD、窒素ばかりでなくリンをも高い
効率で除去できるとしている。 発明者らは、この技術をわが国の都市下水処理
に適用すべく、住宅団地から排出される生活廃水
を被処理液として、その追認実験を行なつた結
果、その技術の有効性を確認できたが、同時にこ
の実験によつて、南ア連邦の下水に較べBOD濃
度や窒素濃度が低く、しかもBOD/N比が低い
わが国の下水に本技術をそのままの形で適用する
ことは不都合であることもわかつた。 この従来の循環式硝化脱窒法は、硝化槽末端か
ら硝化処理済混合液の一部を循環液として脱窒槽
に循環返送し、循環液に含まれているNOX -を被
処理液のBODないしそれに起因する活性汚泥細
胞内有機物を水素供与体として脱窒することを特
徴とし、その特徴によつてメタノール等の薬品性
水素供与体を不要とすることを利点としている。
もし、循環液にNOX -とともに多量のDOが含ま
れれば、被処理液のBODはDO消費に使用され、
それだけ脱窒できるNOX -量も減り、脱窒速度も
低下することになる。このことは生し尿のような
BOD、窒素とも高濃度に存在する廃液や、南ア
連邦の下水のようにBOD/N比が高い下水を被
処理液とする限り余り問題にならない。しかし、
わが国の下水のように総体的に稀薄で、しかも
BOD/N比が低い廃水を被処理液とする場合に
は非常に大きな問題であり、これを防ぐために少
なくとも硝化槽末端のDOを低く制御することが
慣行されている。 発明者らが行なつた循環式硝化脱窒変法の追実
験でもこのような制御なしには高い窒素除去率を
得ることはできず、この慣行技術の妥当性が確認
できた。しかし、同時に、循環式硝化脱窒変法に
対してこのような硝化槽末端のDO制御を行なう
ことはリン除去や処理液の清澄性に障害を及ぼす
という知見も得られた。すなわち硝化槽末端の
DOを制御すると、硝化済混合処理液が最終沈殿
池に流下するとそこに含まれている活性汚泥はた
だちに嫌気化し、細胞内に保有していたリンを放
出しはじめる。そのために硝化済混合処理液に含
まれる溶解性リンよりも高い濃度の溶解性リンが
処理液に含まれ、それだけリン除去率が低下す
る。また、その因果関係はまだ明らかでないがこ
のような低いDO制御を行なうと処理液のSS濃度
が高くなり、処理液が極端に濁る不都合が生じる
のである。 本発明の目的は、これら従来の循環式硝化脱窒
変法が有するこのような二律背反性を解消する改
良された循環式硝化脱窒方法を提供するところに
ある。 本発明は、最終沈殿池からの返送汚泥と被処理
液とを混合してDOもNOXも実質的に存在しない
嫌気性状態下で嫌気処理し、この嫌気処理済混合
液をNOXを含む硝化循環液と接触混合させて脱
窒処理し、該脱窒処理済混合液を酸素含有気体で
気曝しつつ末端におけるDOをできるだけ低レベ
ルに保つて硝化処理すると共に、該硝化処理済混
合液の一部を循環液として前記脱窒工程に返送
し、残部を酸素含有気体で気曝しつつ酸素富化処
理を行つて前記最終沈殿池に導き処理液と返送用
の濃縮活性汚泥とに固液分離することを特徴とし
た有機性廃液からBOD、窒素、リンを同時に除
去する方法である。 本発明の一実施態様を第2図を参照して説明す
ると、BOD、PO3- 4およびNH+ 4などの還元性窒素
化合物を含む被処理液11は嫌気槽1に導かれ、
DOもNO- Xも実質的に存在しない状態下で返送汚
泥17と撹拌機10で混合され、嫌気処理を受け
る。この嫌気処理過程で活性汚泥はその細胞内リ
ンをPO3- 4に転化したのちそれを溶液側に放出す
る。このリン放出と共役して、溶液側に存在する
BODの少なくとも一部は活性汚泥に非酸化的に
摂取され、細胞内有機物として蓄積される。この
ようにして生成された嫌気処理済混合液12は脱
窒素槽2に導かれ、ここで後続の硝化槽3端末よ
り送られるNO- Xを含む循環液18と混合され、
酸素含有気体例えば空気20を散気器3′から供
給し気曝しつつ脱窒処理を受ける。この脱窒処理
過程において活性汚泥は、その細胞内有機物およ
び溶液側に残留するBODを水素供与体とする脱
窒反応によつてそれら有機物を酸化しながら循環
液18とともに送られてたNO- XをN2、N2Oなど
に転換するとともに溶液側に存在するPO3- 4の少
なくとも一部を細胞内に摂取し、細胞内リンとし
て蓄積する。このようにして生成された脱窒処理
済混合液13は空気あるいはそれに準ずる酸素含
有気体20を散気器3′から供給している気曝さ
れた硝化槽3に導かれ、ここで硝化処理を受け
る。この硝化処理過程で、NH+ 4ないしそれと同
等の還元性窒素化合物が活性汚泥に共生する硝化
菌の作用により、NO- X(NO- 2ないしNO- 3)へと酸
化される。また、硝化に並行して活性汚泥は脱窒
処理過程で酸化しきれなかつた細胞内有機物およ
び溶液側BODを更に酸化しそれと共役して未摂
取の溶液側PO3- 4を細胞内に摂取し、細胞内リン
として蓄積する。 このようにして生成された硝化処理済混合液1
4はその一部が循環ポンプ6などを介して循環液
18として脱窒素槽2に送られるが、残部は最終
沈殿池5ではなく酸素富化槽4に送られる。この
場合前記硝化槽3の末端部、とりわけ循環液18
を取り出す近傍のDOを硝化に悪影響を及ぼさな
い範囲で低く制御することが重要である。本法を
適用する場合の最適DO制御範囲は0.2〜1.8mg/
であり、この制御は手動的に行なつてもよい
が、第2図例のごとく循環液18の経路にDO計
8を設置し、その指示信号によつて通気量調整器
9を自動的に作動させれば容易に自動制御でき
る。 前記酸素富化槽4に流下した硝化処理済混合液
14はここで更に酸素含有気体20を放出する散
気器4′で気曝処理を受ける。この気曝処理の目
的は最終沈殿池における嫌気化を防ぐことであ
り、具体的にはDO濃度の高い状態で気曝するこ
とによつて、活性汚泥に残留する細胞内有機物を
減少させることである。 この場合DO濃度は2.0mg/では不足で4.0
mg/で十分であるのでそれ以上にするのが好ま
しい。この酸素富化槽4の規模は単純な滞留時間
で決めるべきでなく、被処理液11の強度や、混
合液の活性汚泥(MLSS)濃度を斟酌した“みか
けF/M比”をパラメータとして決定されるべき
である。ここでFはこのシステム全体に1日当り
負荷されるBOD量〔Kg―BOD/日〕であり、M
は酸素富化槽4に存在するMLSSで表示される活
性汚泥量〔Kg―MLSS〕である。このみかけF/
M比は、同様に細胞内有機物を減少させる機能を
有する脱窒素槽2や硝化槽3が大きいほど高い数
値をとることができる傾向にあるが、それでも最
大7Kg―BOD/Kg―MLSS×日にとどめること
が好ましい。なお、前記酸素富化槽4と硝化槽3
は必ずしも硝化槽3と仕切られている必要はな
く、たとえばその槽形状が栓流型を保障し、帯域
別にDO濃度を保障し得る曝気槽であるならば、
硝化槽3と酸素富化槽4は物理的に一体化された
曝気槽であつてもよい。 このような条件下で生成された高濃度のDOを
含み、しかも、そこに含まれる活性汚泥がより安
定化された酸素富化処理済混合液は最終沈殿池5
に導かれ、ここで処理液16と沈殿活性汚泥とに
固液分離される。この沈殿活性汚泥の大部分は返
送汚泥17として嫌気槽1に送られ、残部は余剰
汚泥19として系外に排出される。 次に本発明の実施例及び比較例を以下に示す。 比較例 EM社住宅団地から排出される生活廃水を被処
理液として、第1図に示される従来の循環式硝化
脱窒変法の追試験を行なつた。この試験施設の仕
様と流量条件を第1表に示す。
【表】 第1実験区では、硝化槽端末すなわち第4画室
のDOを4.5mg/〜5.2mg/にして運転したと
ころ、リン除去や処理液の清澄性の点では優れた
処理成績が得られた。しかし、脱窒槽に持込まれ
るDO量は被処理液がシステム全体に持込む溶解
性BOD量の42%に達し、脱窒処理済混合液には
常時NO- 3が残留し、全体の窒素除去率は64%に
とどまつた(第2表参照)
【表】 註) 脱窒液、硝化液は混合液上澄について分

そこで第2実験区、第3実験区では、硝化槽第
4画室のDOをそれぞれ2.7〜1.8mg/、0.8〜0.2
mg/の範囲に制御して運転した。その結果DO
が低い程高い窒素除去率が得られたが、リン除去
や処理液の清澄性は逆に悪化した。とりわけ、顕
著な現象は、最終沈殿池でのリン溶出である。す
なわち、硝化槽第4画室のDOを低下させても、
硝化処理済混合液の溶解PO3- 4濃度は第1実験区
のそれとほど変らなかつたが、処理液の溶解
PO3- 4濃度はDOが低いほど高くなり、硝化処理済
混合液のそれとの差は大きくなつた(第3表、第
4表参照)。また処理液のSS濃度は、第2実験区
までは2次処理水として許容できる濃度であつた
が、第3実験区になると極端に高くなつた。この
SSはリン含有率が高いため処理液の全リン濃度
もそれに対応して高くなつた。
【表】 註) 脱窒液、硝化液は混合液上澄について分

【表】 析
実施例 1 このような硝化槽端末DO制御値の二律背反性
を解決するために第2図例に相当する本発明法の
処理試験を第4、第5実験区で行なつた。 第4実験区では循環液はそのまま硝化槽第4画
室より取出し硝化槽と最終沈殿池の間に新たに15
(みかけF/M比は6.6Kg―BOD/Kg―MLSS
×日に相当)の円筒形曝気塔を酸素富化槽として
設置し、そのDO濃度を4.5〜5.5mg/に制御し
た。しかし、第5表にみる通り、処理状況は余り
改善されなかつた。このことから、最終沈殿池で
のリン溶出を防ぐためには、単に流出混合液の
DO濃度を高めるだけでは不十分であり、活性汚
泥を高DO濃度下で安定化させる必要があり、そ
れには一定程度規模の酸素富化槽が必要であると
判断した。 実施例 2 そこで第5実験区では、硝化槽としては3画室
分(0.47m3)だけ利用し、その末端(第3画室)
のDOを0.2〜0.8mg/に制御し、循環液はそこ
から取り出した。また旧硝化槽第4画室(0.17
m3)は酸素富化槽として利用し、そのDO濃度を
4.2〜5.5mg/に制御した。この時の酸素富化室
におけるみかけF/M比は0.6Kg―BOD/Kg―
MLSS×日に相当する。第5表及び第6表にみる
通り、その処理状況は、すべての水項目からみて
満足すべきものであつた。
【表】
【表】 本発明は、従来の嫌気―好気活性汚泥法におけ
る従来の問題点を解消でき、嫌気―好気活性汚泥
法での処理水に含まれる溶解性リンは大巾に減少
しリン除去率が著しく向上し得て、SS濃度も低
くなつてSSの少ない清澄な、しかも実質的にリ
ンの存在しない(全リン濃度として0.3mg/以
下)の処理液を得られるとともに、家庭下水のよ
うに稀薄な廃液を対象としても、好気槽に所要の
活性汚泥量が容易に維持でき、そのことによつて
安定して高率のBOD除去を達成し得るし、また
微粒状SSに対して完全な沈降分離を配慮する必
要がなく、嫌気―好気活性汚泥法における固液分
離法として施設面積や固液分離効率の点で著しく
効果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の循環式硝化脱窒法のフローシー
ト、第2図は本発明方法のフローシートである。 1…嫌気槽、2…脱窒素槽、3…硝化槽、4…
酸素富化槽、5…最終沈殿池、6,7…循環ポン
プ、8…DO計、9…通気量調整器、10…撹拌
機、11…被処理液、12,13,14,15…
混合液、16…処理液、17…返送汚泥、18…
循環液、19…余剰汚泥、20…酸素含有気体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 最終沈殿池からの返送汚泥と被処理液とを混
    合してDOもNOXも実質的に存在しない嫌気性状
    態下で嫌気処理し、この嫌気処理済混合液を
    NOXを含む硝化循環液と接触混合させて脱窒処
    理し、該脱窒処理済混合液を酸素含有気体で気曝
    しつつ末端におけるDOをできるだけ低レベルに
    保つて硝化処理すると共に、該硝化処理済混合液
    の一部を循環液として前記脱窒工程に返送し、残
    部を酸素含有気体で気曝しつつ酸素富化処理を行
    つて前記最終沈殿池に導き処理液と返送用の濃縮
    活性汚泥とに固液分離することを特徴とする有機
    性廃液の処理方法。 2 前記酸素富化処理工程が、DO量を4.0mg/
    以上に制御して処理するものである特許請求の範
    囲第1項記載の処理方法。 3 前記酸素富化処理工程が1日当り負荷される
    BOD量〔Kg―BOD/日〕(F)と酸素富化処理工程
    に存在する活性汚泥量〔Kg―MLSS〕(M)との
    比を7Kg―BOD/Kg―MLSS・日以下に制御さ
    れて処理するものである特許請求の範囲第1項記
    載の処理方法。
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