JPH0133238B2

JPH0133238B2 -

Info

Publication number: JPH0133238B2
Application number: JP56125372A
Authority: JP
Inventors: Izumi Hirasawa; Kazuo Shimada
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1981-08-12
Filing date: 1981-08-12
Publication date: 1989-07-12
Also published as: JPS5867396A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、廃水中の窒素及びリンの除去方法に
関するものである。従来リンを含む排水をリン酸カルシウム含有固
体と接触させリンを除去することは知られてお
り、また硫酸態窒素、亜硝酸窒素を嫌気的雰囲気
下で粒状固体と接触せしめ脱窒素を行なうことも
知られている。しかしながら、これらは各々無関
係なプロセスとして別個に実施されていたにすぎ
ず、両プロセスの有機的関連性に着目し合理的に
結合するという概念には全く到達していなかつた
のが現状である。すなわち、リン酸カルシウム含有固体と接触せ
しめてリンを除去する方法においては、リン酸カ
ルシウム含有固体表面に除去されたリンの化合物
が次第に析出していき、粒径が増大することによ
り該固体の流動化を阻害したり、また該固体を充
てんした槽が目詰まりを起こし易くなり、かつ逆
洗の際の流動化を阻害するため肥大したろ材の抜
き出し、交換を要するなどの問題点があつた。また、粒状固体を用いた脱窒素工程において
は、粒状固体表面に脱窒素菌の生物膜を形成する
際にリンが取り込まれるものの、その量はわずか
で、該工程においては主として窒素しか除去でき
なかつた。本発明は、上記従来法の問題点を解消し、合理
的なリン及び窒素の除去方法、特にリン、窒素を
含む廃水の高度処理に好適なプロセスを提供する
ことを目的とするものである。本発明は、リン酸カルシウム含有固体を用いた
第一工程において該固体表面に生成した反応生成
物を連続的または間欠的に剥離しながらリンを除
去することにより該固体の肥大化を防止すると共
に常に活性のある表面を維持しつつ、該剥離物
（反応生成物など）を前記第一工程からの流出水
と共に第二工程流入水に導入せしめることによ
り、該第二工程においてさらにリンの除去をも可
能にしたものである。すなわち本発明は、硝酸態窒素、亜硝酸態窒素
およびリンを含む廃水を接触反応槽においてリン
酸カルシウム含有固体と接触せしめる第一工程
と、該第一工程流出水を有機炭素源の存在下で粒
状固体と嫌気的に接触せしめる第二工程よりなる
廃水の処理方法において、前記リン酸カルシウム
含有固体表面に形成された反応生成物を連続的又
は間欠的に剥離せしめ、該剥離物を前記第一工程
流出水と共に前記第二工程に流入せしめることを
特徴とする廃水中の窒素、リンの除去方法であ
る。次に本発明の一実施態様を第１図を参照しつつ
説明すれば、硝酸態窒素、亜硝酸態窒素及びリン
を含む廃水１、すなわち下水二次処理水で硝化が
進んだもの、もしくは下水二次処理水を生物的硝
化処理した廃水に、必要あればCa（OH）₂、
CaSO₄、CACl₂等のカルシウム剤２を加え、リン
鉱石等のリン酸カルシウム含有固体３を充てんし
た充てん槽４に上向流で通水する。この通水によ
り下記の反応が連続的に進行し、該固体表面にア
パタイトを主成分とした反応生成物が析出する。 5Ca²⁺＋3PO₄ ^3-＋OH^- →Ca₅（OH）（PO₄）₃ ……(1) 同時に充てん槽４内に設置された撹拌機５によ
り、該固体表面に形成された反応生成物は剥離さ
れ充てん槽４を流過する水に同伴され、該第一工
程からの流出水６と共に流出する。さらに、該流
出水６にメタノール等の有機炭素源７を添加した
後、砂等の粒状固体８を充てんした、嫌気的状態
にある浸液充てん槽９に下向流で通水される。こ
の充てん槽９に通水すると槽内に脱窒素菌が繁殖
し始め、粒状固体８の表面に生物膜が形成され、
該生物膜の内部において下記の脱窒素反応が進行
する。 2NO^- ₃＋5H₂→N₂＋2OH^-＋4H₂O ……(2) ここで生物膜内部の粒状固体に近い所では、脱
窒素反応により放出されるOH^-によりPHが上昇
し、さらに残存するリン除去反応に好ましい環境
になる。また、該第二工程への流入水中に含有さ
れたアパタイトを主成分とする反応生成物は該生
物膜に捕捉され、これが種となつた前述のリン除
去反応が効果的に生起するのである。すなわち、この第二工程では脱窒素反応で生成
されたOH^-をリン除去反応に利用できるため、
窒素のみならずリンの除去も進行する。なお図中
１０は処理水である。前記第一工程流入水に存在しなければならない
カルシウム量は、液中のリン酸イオンの0.7倍以
上である必要がある。したがつて、それだけのカ
ルシウムイオンが存在しない場合はカルシウム剤
の添加が必要となる。添加するカルシウム剤の種
類は、前記したような水溶性のものであれば良
い。これらのうち消石灰はPHが上昇しすぎないよ
うに酸と併用するのもよい。カルシウム剤の添加
は第一工程流入配管中に添加してもよく、直接第
一工程に添加してもよい。また、第二工程に添加
する有機炭素源（水素供与体）は、NO₃−N1モ
ルに対して3.5モル以上で、メタノールの場合
CH₃OH／NO₃−N2〜３（ｇ／ｇ）以上が好まし
い。前記第１図例では廃水を上向流で通水したが、
下向流通水でもよい。前記剥離処理は前記のよう
に充てん槽内で行なつてもよく、充てん槽外（第
２図参照）で行なつてもよい。また、前記第１図
例では接触反応槽を充てん槽に、すなわちリン酸
カルシウム含有固体を固定層としたが、該含有固
体を流動層又は混合層としてもよい。接触反応槽
内において前記剥離処理を行なう場合の方法とし
ては、前記固定層のときには、逆洗時に撹拌手段
を連続的又は間欠的に作動する方法、前記流動層
又は混合層のときには一旦これを静止層にしてか
ら固定層のときに同様にして行なう方法が有効で
ある。本発明の別の実施態様を第２図を参照して説明
すると、廃水１はリン酸カルシウム含有固体３を
充てんした充てん槽４に下向流で通水して脱リン
処理され、以下第１図例と同様にして充てん槽９
で脱窒素処理される。この場合、充てん槽４内の
リン酸カルシウム含有固体３はポンプ１２によつ
て剥離槽１１に抜き出され、ここで撹拌機５によ
つて反応生成物が剥離除去されたのち、ポンプ１
３によつて充てん槽４に返送して再使用されると
共に、剥離槽１１内の反応生成物は流出水６と共
に充てん槽９に移送される。上記剥離処理の方法としては、第２図のような
撹拌羽根の回転によるもの、撹拌棒などの上下方
向の振動によるものなど機械的方法の外に、エゼ
クタ、ポンプ等による水流あるいはエアーポン
プ、ブロワ等による気流を単独又は併用して行な
うのも効果的であり、この水流又は気流による方
法は充てん槽４内での剥離処理にも適用できるこ
とは勿論である。なお、充てん槽４及び９は浸液
充てん槽としてあるが、非浸液充てん層を使用す
ることもできる。本発明においては、前記リン酸カルシウム含有
固体は粒状でも板状でも良く、その種類はリン鉱
石や骨炭などのリン酸カルシウムを含有する鉱物
でも、リン酸カルシウムを含有しない同体の表面
にリン酸カルシウムまたは、これを含有するもの
を担持させたものでも良い。また、前記第二工程用の粒状固体としては、砂
のほかにアンスラサイト、活性炭などを適用する
ことができ、前記充てん槽９は上向流通水、下向
流通水のいずれでもよく、要は同伴された反応生
成物を槽内に捕捉できるものであればよい。本発明の骨子は、リン酸カルシウム含有固体と
接触せしめる第一工程において該固体表面に生成
した反応生成物を連続的または間欠的に剥離しな
がらリンを除去することにより、該固体の肥大化
を防止すると共に、常に活性のある表面を維持し
つつ、該剥離物を第一工程流出水と共に第二工程
に存在せしめることにより、第二工程において窒
素の除去のみならず、残存するリンの除去も可能
にしたものである。以上のように本発明によれば、次に示すような
重要な効果を得ることができ、廃水中のリン、窒
素の除去を極めて合理的に行なうことができる。 (1) リン酸カルシウム含有固体と接触せしめてリ
ンを除去する処理工程においては、従来法では
反応に進行にしたがい該固体表面に反応生成物
が析出して肥大化し、しばしば該固体の流動化
が悪化したり、該固体に目詰まりが起こつた
り、あるいは逆洗の効率が低下したりする問題
点があつた。これに対し本発明では、連続的又
は間欠的に反応生成物を剥離するようにしてあ
るから、前記固体の肥大化が防止され、したが
つて上記問題点が解消されて安定した適確な脱
リン処理を継続することができる。 (2) 本発明では脱リン処理液を前記剥離された反
応生成物と共に脱窒素処理を行なうようにして
あるため、該処理工程において脱リン処理液に
残留するリンを同時に除去することができる。 (3) 脱窒素工程から排出される泥には前記剥離物
が混在しているため、該汚泥の沈降性、濃縮
性、脱水性が良好であり、汚泥処理工程が合理
化できる。次に本発明の実施例を示す。実施例１リン濃度２〜３mg／、硝酸性窒素10mg／を
含有する某団地下水活性汚泥処理水を原水とし
た。この原水にCa（OH）₂を20mg／添加した後、
粒径0.4mmの北アフリカ産リン鉱石を２ｍ厚に充
てんした内径760mm、高さ4000mmの塩ビ製カラム
の下部より通水速度240ｍ／日にて上向流に通水
した。通水と同時にこのカラムの下層部に設置さ
れた翼径360mmの羽根２枚を組み合わせた撹拌機
を100r.p.m.で駆動させた。該カラムの流出水を
粒径１mmの砂を２ｍ厚に充てんした内径1000mm、
高さ4000mmの上部を密閉した塩ビ製カラムの上部
より通水速度120ｍ／日にて下向流通水した。原
水、処理水の分析結果を下表に示す。

【表】比較例実施例１と同一の原水にCa（OH）₂を20mg／
添加した後、粒径0.4mmの北アフリカ産リン鉱石
を２ｍ厚に充てんした内径760mm、高さ4000mmの
塩ビ製カラムの下部より通水速度240ｍ／日にて
上向流に通水した。該カラム流出水を粒径１mmの
砂を２ｍ厚に充てんした内径1000mm、高さ4000mm
の上部を密閉した塩ビ製カラム上部より通水速度
120ｍ／日にて下向流通水した。処理水の分析結
果を前記表に示す。このように比較例においては、処理水のリン、
窒素濃度とも高かつた。さらに１年間通水する
と、リン鉱石を充てんした層の下部においてリン
鉱石が肥大化し、目詰まりを起こし、肥大化した
部分を取り出す必要が生じた。実施例２直径５ｍ、有効深さ2.5ｍの円形槽に直径0.2
ｍ、長さ２ｍのドラフトチユーブをこの円形槽の
中心部に設け、ドラフトチユーブの中ほどに径
0.15ｍの軸流インペラを設け、150r.p.m.で撹拌し
つつ骨炭（粒径0.4mm）を槽容量490に対し20％
容積投入して懸濁流動させつつ、下水処理水（PH
６〜８、NO₃−N5mg／、リン３mg／）を流
量120／minで流入させた。また、ドラフトチ
ユーブに消石炭を槽内PHが８〜９になるような注
入率で注入した。また、粒状固体沈降分離部の水
面積負荷は150m³／m²／日に設定した。この工程
からの流出水にメタノールを15mg／添加した
後、有効径３mmのアンスラサイトを２ｍ厚に充て
んした径1350mm、高さ4000mmに120ｍ／日で通水
した。流出水を分析したところ、リン0.3〜0.4mg／
、NO₃−N0.1〜１mg／の良好な処理水質が
得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示すフローシー
ト、第２図は本発明の別の実施態様を示すフロー
シートである。１……廃水、２……カルシウム剤、３……リン
酸カルシウム含有固体、４……充てん槽、５……
撹拌機、６……流出水、７……有機炭素源、８…
…粒状固体、９……充てん槽、１０……処理水、
１１……剥離槽、１２，１３……ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】１硝酸態窒素、亜硝酸態窒素およびリンを含む
廃水を接触反応槽においてリン酸カルシウム含有
固体と接触せしめる第一工程と、該第一工程流出
水を有機炭素源の存在下で粒状固体と嫌気的に接
触せしめる第二工程よりなる廃水の処理方法にお
いて、前記リン酸カルシウム含有固体表面に形成され
た反応生成物を連続的又は間欠的に剥離せしめ、
該剥離物を前記第一工程流出水と共に前記第二工
程に流入せしめることを特徴とする廃水中の窒
素、リンの除去方法。２前記剥離処理が、前記接触反応槽内において
行なわれるものである特許請求の範囲第１項記載
の方法。３前記剥離処理が、前記接触反応槽外において
行なわれるものである特許請求の範囲第１項記載
の方法。４前記第一工程が、前記剥離処理後のリン酸カ
ルシウム含有固体を返送使用して処理されるもの
である特許請求の範囲第２項記載の方法。５前記剥離処理が、機械的な撹拌又は振動によ
つて行なわれるものである特許請求の範囲第１
項、第２項、第３項又は第４項記載の方法。６前記剥離処理が、水流若しくは気体流をそれ
ぞれ単独使用又はこれらを併用して行なわれるも
のである特許請求の範囲第１項、第２項、第３
項、第４項又は第５項記載の方法。