JPH02214597A - 汚水の硝化処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、汚水の硝化処理装置に係り、特に硝化細菌を
固定化した担体を用いた汚水の硝化処理装置に関する。

〔従来の技術〕

窒素を含む有機性汚水（以下、単に汚水という）の生物
学的処理法としては、活性汚泥循環変法が知られている
。この方法は、脱窒槽、硝化槽及び沈澱池をそれぞれ設
け、脱窒槽に供給された汚水は、脱窒槽内において、嫌
気条件下で脱窒細菌の作用により、汚水中の窒素成分は
ＮＯ３−→Ｎ２　の反応により窒素となって除去される
。−方、脱窒槽の処理液は、硝化槽内において、好気条
件下で硝化細菌の作用により、処理液内の窒素成分はＮ
Ｈ３”−−Ｎｏｎ−となる。硝化槽の処理液の大部分は
硝化液循環ラインを経て脱窒槽に戻され、硝化槽処理液
内の窒素成分ＮＯ３−は再び脱窒槽において、前記反応
により窒素となり液中から除去される。硝化槽の処理液
の一部は沈澱槽に供給され、得られた処理水は放流され
、沈殿した汚泥は一部が前記脱窒槽に変装循環され、残
部は余剰汚泥として処分される。そして、この処理工程
では、汚水中のＢＯＤ成分も分解除去される。

〔発明が解決しようする問題点〕

この処理方式は、活性汚泥法と同様に反応に寄与する活
性汚泥（微生物の集合物）が浮遊循環する方式であり、
増殖速度の遅い硝化細菌は、余剰汚泥として系外に流出
しやすく、また、低水温では活性が著しく低下する。こ
のため、最近では硝化細菌を固定化し高濃度に菌体を保
持して反応速度を向上させる研究が進められており、高
分子含水ゲル中に硝化細菌を固定化した担体を活性汚泥
循環変法の硝化槽に投入し、効率良く窒素除去を行うた
めの処理方法が提案されている。

しかし、この方法では、−度投入した担体の回収が困難
であり、また、硝化槽から脱窒槽への硝化液のｉｍをポ
ンプで行っているため、処理に要する動力が大きくなる
という問題があった。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、硝化細
菌固定化担体のハンドリングが容易で、且つ、硝化液循
環のための消費動力を低減することのできる汚水の硝化
処理装置を提供することにある。

〔問題点を解決する為の手段〕

上記した目的を達成するために、本発明は、硝化細菌に
酸素を供給するための散気装置と、担体の流出を防止す
るための担体分離装置を設けた硝化処理装置内に硝化細
菌を高濃度に保持した担体を入れ、これをユニットとし
て生物反応槽内に単数あるいは複数個配置するようにし
たものである。

更に、硝化処理装置に散気エネルギーを利用して硝化処
理装置と生物反応槽の他の領域とを被硝化液を循環でき
るような流路を設けた。

〔作用〕

このように硝化細菌固定化担体は硝化処理装置内に保持
されているため、担体の投入並びに回収は、硝化処理装
置を生物反応槽に入れたり、出したりするだけで容易に
行うことができる。

また、硝化処理装置は、生物反応槽のどこにでも配置す
ることができ、様々な窒素除去プロセスに適した運転が
可能であり、従来の活性汚泥槽へ配管して汚水中のアン
モニア性窒素を硝酸イオンにして放流することも容易に
実施できる。

更に、散気エネルギーを利用した硝化液循環を行うこと
により、循環ポンプが不要となり消費動力の低減が図れ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を実施するための硝化槽を示し、第２図
は第１図の硝化槽を活性汚泥槽に組み入れた例を示して
いる。硝化槽１は四角容器状の硝化槽本体２の側面下部
側にスクリーンやウェッジワイヤ等からなる流入口３が
設けられ、この側面上部には、硝化槽本体２と傾斜板４
を介して区画された上部空間部５を備えている。この上
部空間部５はスクリーンやウェッジワイヤ等からなる流
出口６が設けられ、上部空間部５の側面部には所定の間
隔をおいて配置された２つの堰７が設けられている。上
部空間！！’ｌｓ５内には堰８が設けられると共にこの
ｌ［８に接続された配管９は傾斜板４及び硝化槽本体２
の側壁を貫通して槽本体外部に連通している。また、硝
化槽本体２内には、硝化細菌を担持したベレット１０が
流動可能な状態で収納されている。このベレット１０と
して、ポリエチレングリコール等の薬品で硝化細菌を固
め、ビーズ状にしたものが有効である。また、硝化槽本
体２の底部には散気装置１１が設置されている。このよ
うな構成からなる硝化槽１　（以下、硝化槽ユニットと
いう）は、第２図に示すように活性汚泥処理槽１２の一
側面に配管されて活性汚泥処理槽１２内の硝化槽１を除
く内布は嫌気槽１３を構成するようになっている。

そして、嫌気槽１３と硝化槽本体２とは、流入口３及び
流出口６、堰７を介して汚水が循環可能となっている。

尚、活性汚泥処理槽１２の底部には撹拌機１４が設置さ
れている。

次に上記のような活性汚泥処理槽における汚水処理法を
説明する。

嫌気槽１３内に供給された汚水は、撹拌機１４により撹
拌されて浮遊汚泥と混合した後、この混合液は流入口３
から硝化槽ユニット１内に流入する。硝化槽ユニツ）１
内では、散気装置ｔｌｌからノ空気によって流動化され
たペレッ）１０（１＆＠によって汚水中の窒素成分が硝
化された後、混合液は上向流によって流出口６から上部
空間部５内に流出する。上部空間部５内の混合液は、そ
の−部が溢流堰８から配管９を経て沈澱槽（図示せず）
に送られ、残りは堰７を通って嫌気槽１３に循環され、
ここで汚水中のＢＯＤ成分を利用して脱窒される。

このように散気装置１１を硝化槽ユニット１の底部に、
流入口３を槽側面底部側に、流出口６を傾斜板４にそれ
ぞれ設けることによって容易に循環流を形成することが
できる。そして、この循環水量は、溢流ｌ１Ｉ７の開口
面積を調整可能な構造とすることによって調整すること
ができる。循環水量は汚水の流入量の１〜１０倍、好ま
しくは２〜５倍となるように調整される。また循環水量
は散気装置１１より散気量を調整することによっても可
能である。

また、硝化細菌を固定化させたベレットの場合、硝化活
性の立ち上がりが速く、活性も安定し、窒素除去効率が
安定する。特に固定化する菌体として硝化細菌を含む活
性汚泥を一旦馴養して硝化細菌の濃度を高めたものを固
定すると、硝化活性の立ち上がりが速いが、採取した汚
泥をそのまま用いても汚泥を高濃度に固定できるため、
比較的早期に硝化活性の立ち上がりが認められる。

第３図は活性汚泥処理槽内に配置される硝化槽ユニット
の他の実施例を示す斜視図、第４図は第３図の硝化槽ユ
ニットを活性汚泥処理槽内に配置した状態を示す断面図
である。

この硝化槽ユニット２１は、硝化槽本体２２の内部が仕
切板２３によって下部側が連通した状態で２つに区画さ
れている。硝化槽本体２２の一側面に流入口２４が設け
られ、この流入口２４が設けられた槽本体側面と反対側
の側面側に傾斜板２５が配置されて上部空間部２６が構
成されている。

傾斜板２５には、スクリーンやウェッジワイヤ等からな
る流出口２７が形成され、上部空間部２６とその下部側
の槽内部が連通可能となっている。

そして、上部空間部２６には１つあるいは複数の水路、
本図においては一対の水路２８が設けられいる。硝化槽
ユニット２１には、前記実施例同様に散気装置２９が設
置されると共に硝化槽本体２２内には硝化細菌を固定化
させたベレット３０が流動可能な状態で収納されている
。

このような構成からなる硝化槽ユニット２１は、第４図
に示すように活性汚泥処理槽３１の一側面部に配置され
て、硝化槽ユニット２１を除く槽内部は嫌気槽３２を構
成し、嫌気槽３２には、撹拌機３３が設置されている。

なお、３４は流量調整装置を示している。

この活性汚泥処理槽では、流入口２４が水面に近い水面
下に配置されており、仕切板２３の下端部が槽の深部に
まで達している。このため、流入口２４から硝化槽ユニ
ット２１内に流入した汚水と活性汚泥との混合液は、下
向流となって流れる。

従って、流入口２４からベレット３０が流出することが
なく、このため、流入口２４はスクリーンやウェッジワ
イヤ等が不要となる。

また、流出口２７は傾斜板２５に形成されており、下方
から上昇する空気とベレット３０がスクリーンやウェッ
ジワイヤ等からなる流出口２７０面に衝突し、スクリー
ンやウェッジワイヤ等に付着する汚れを洗浄する結果、
目詰まりが解消され、逆洗等の操作を要しない。

流出口２７から流出した混合液は、水路２８を通って嫌
気槽３２に循環される。従って、硝化槽ユニッ）２１か
ら混合液は、水路２８によって嫌気槽３２内における脱
窒効果の高い汚水流入部付近に循環される。尚、水路２
８には堰（図示せず）を設け、混合液の循１！を調整す
るようにしてもよい。

第５図は本発明を実施する活性汚泥処理槽の他の実施例
を示す要部切欠斜視図である。

この活性汚泥処理槽は、大型の活性汚泥処理槽５１内に
第３図に示す硝化槽ユニット２１を所定の間隔をおいて
配置すると共に硝化槽ユニット２１ａの外側面と活性汚
泥処理槽５Ｉの内側面との間にそれぞれの嫌気槽５２ａ
、５２ｂに連通する間隙部５３ａを形成している。また
、５４は前記流入口２４に相当する堰である。従って、
第５図において、第３図及び第４図と同一構成部は同一
符号で示し、構成上の説明は省略する。

この活性汚泥処理槽５１においては、汚水は、図中の左
端により流入し、第１槽目の嫌気槽５２ａの汚水と活性
汚泥の混合液は、その一部が第１槽目の硝化槽ユニッ）
２１ａに流入し、残りは間隙部５３ａを通って第２槽目
の嫌気槽５２ｂに流入する。嫌気１５２ｂの混合液は同
様に、その−部が第２槽目の硝化槽ユニッ）２１ｂに流
入し、残りは間隙部５３ｂを通って次段工程に流入する
。

尚、第５図に示す硝化槽ユニット２１０代わりに第１図
に示す硝化槽ユニット１を活性汚泥処理槽５１内に配置
してもよい。

第６図は硝化槽ユニットの他の実施例を示す斜視図であ
る。この硝化槽ユニット６１は、槽本体の一側面下部側
にスクリーンやウェッジワイヤ等からなる流入口６２が
設けられ、この側面の上部側は槽内部側の傾斜した傾斜
面を有し、この傾斜面にスクリーンやウェッジワイヤ等
からなる流出口６３が設けられている。硝化槽ユニット
６１内にペレットが収納され、また散気袋間を有する点
は前記した実施例と同様である。

この硝化槽ユニット６１は、前記した実施例同様に活性
汚泥処理槽内に配置される。

第７図は第５図における硝化槽ユニットの拡大詳細図、
第８図は硝化槽ユニットの更に他の実施例を示す要部切
欠斜視図である。

第８図において、第７図に示す硝化槽ユニットと異なる
点は、上部が開口し、断面図矩形状の水路２８の代わり
に配管からなる水路８１が配設されている点が異なって
いる。８２は流量計であり、この流量計８２の指示値に
基づき、流量調整弁３５の開度を調節する。第８図にお
ける硝化槽ユニットも第３図に示す硝化槽ユニットと同
様にして活性汚泥処理槽内に配置される。尚、硝化槽ユ
ニットから脱窒槽にＮ環させる水路あるいは配管は単数
でもあるいは２本以上でもよい。

第９図は本発明の硝化槽ユニットの更に他の実施例を示
す斜視図、第１０図は第９図の硝化槽ユニットを用いた
活性汚泥処理槽における汚水の流れ状態を示す説明図で
ある。

この硝化槽ユニットは、その上部にスクリーンやウェッ
ジワイヤ等からなる流出口９１が設けられており、この
流出口９１の一端部側に流量制御装置９２を備えた水路
９３が設けられている。硝化槽ユニットは活性汚泥処理
槽の内周面と間隙部を有する状態で配置され、流出口９
１が形成された面側と反対側の面には、硝化槽ユニット
の側面との所定の間隔をおいて、溢流堰９４が形成され
た仕切板９５が配置される。

嫌気槽９８内の混合液は硝化槽ユニットと活性汚泥処理
槽との間隙部９７を経て、硝化槽ユニット後段下部に設
けられた流入口９９より硝化槽ユニット内に流入し、散
気装置（図示せず）からの空気とペレット９６が収納さ
れた内で硝化処理された後、流出口９１から水路９３を
経て嫌気槽にｗＡ通され、間隙部９７を経て、溢流堰９
４から次工程（例えば、次段の嫌気槽）に供給される。

第１１図及び第１２図はそれぞれ本発明を実施するため
の活性汚泥処理槽の他の実施例を示す概略的構成図であ
る。第１１図において、硝化ユニット１００からの硝化
液循環導水管１０１には流量調整装置１０２が配設され
、この硝化液循環導水管１０１の先端部には、嫌気槽内
に投首された撹拌機１０３の付近に位置している。また
、第１２図において、硝化ユニット１００からの硝化液
循環導水管１０１には流！調整装置１０２が配設され、
この硝化液？ｉ環環水水管０１の先端部は撹拌機１０３
の吸引口付近に位置している。

第１１図及び第１２図においては、硝化液の循環が効率
的に行われると共に嫌気槽での硝化液の混合が促進され
、脱窒反応効率が向上する。特に第１２図に示す実施例
では、第１３図に示すように水中ポンプの原理を利用し
た撹拌機１０３によって吸込口１０３ａ付近に硝化液１
ｌｉ１１！導水管１０１の先端開口部を位置しており、
硝化液はインペラ１０３ｂによる回転に伴う揚水効果で
吐出口１０３ｃから吐出される。従って、硝化液の循環
と撹拌が効率的となる。また、撹拌機１０３は水中ポン
プ等の揚水装置でよい。また、撹拌機１０３あるいは水
中ポンプ等の揚水装置を用いた上記方法は第８図に示し
た硝化ユニット槽においても適用が可能である。

前記した例は本発明の実施例を示したものであり、要は
本発明における硝化槽ユニットは活性汚泥処理槽内に投
入するのみで配電できる構造を有し、内部にベレットを
収納している場合、内部の液流動時にベレットが硝化槽
ユニット外部に漏出しない構造があればよい。従って、
本発明の硝化槽ユニットは第１４図〜第１８図に原理的
に示すような構造のものでもよい。第１４図〜第１８図
において、１１１はペレッ）、１１２は散気装置、１１
３は仕切板、１１４は流入口、１１５は流出口、１１６
は硝化液指環導水管、１１７は流！調整装置、１１８は
溢流堰である。

第１４図〜第１８図における流入口１１４、流出口１１
５はいずれもスクリーンやウェッジワイヤ等からなる。

上記した網目スクリーン又はウェッジワイヤ等の目開き
は、ベレットの大きさ等との関係によって設定されるが
、ベレットが１．５〜４叩の場合、目開きは、通常、０
．５〜１．５ｍｍ程度が望ましい。

また、本発明において、硝化細菌を固定したベレットの
代わりに表面積の大きい接触用充填材に硝化細菌等を着
床又は固着したものを使用することができる。この場合
、特に流入口及び流出口をスクリーンやウェッジワイヤ
等が構成する必要がなくなる。ただし、硝化反応を効率
的に安定させるために、ベレットの方が有効である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、生物反応槽、例えば活性
汚泥処理槽内に硝化槽ユニット等を投入配置するのみで
よく、装置構成が簡略される。また、硝化槽には、硝化
細菌を高濃度に担持した担体が配置されるため、硝化反
応が安定、且つ効率的に進行する。更に硝化槽の底部に
設けた散気装置により汚水の循環動力を低減でき経済的
な処理が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための硝化槽ユニットの実施
例を示す斜視図、第２図は第１図の硝化槽ユニットを活
性汚泥処理槽に組み入れた例を示す断面図、第３図は本
発明を実施するための硝化槽ユニットの実施例を示す斜
視図、第４図は第２図の硝化槽ユニットを活性汚泥処理
槽に組み入れた例を示す断面図、第５図は本発明を実施
するための活性汚泥処理槽の実施例を示す要部切欠斜視
図、第６図は硝化槽ユニットの他の実施例を示す斜視図
、第７図は第５図における硝化槽ユニットの拡大詳細図
、第８図は硝化槽ユニットの更に他の実施例を示す要部
切欠斜視図、第９図は硝化槽ユニットの更に他の実施例
を示す斜視図、第１０図は第９図の硝化槽ユニットを用
いた活性汚泥処理槽における汚水の流れ状態を示す説明
図、第１１図及び第１２図はそれぞれの本発明を実施す
るための活性汚泥処理槽の更に池の実施例を示す概略的
構成図、第１３図は第１２図の要部拡大原理説明図、第
１４図、第１５図、第１６図、第１７図及び第１８図は
それぞれ本発明を実施するだめの他の実施例を示す概略
的構成図である。 １．２１．６１．１００・・・硝化槽ユニット、３．２
４．１１４・・・流入口、　４．２５・・・傾斜板、６
．２７．６２．９１．１１５・・・流出口、　７．８．
５４．９４．１１８・・・堰、　　２８．１１６・・水
路、　８１・・・硝化液導入水管、　　１０．３０９．
６．１１１・・・ベレット、　　１１．２９．１１２・
・・散気装置、　　１３．３２．５２ａ、５２ｂ・・・
嫌気槽、　１４．３３．１０３・・・撹拌機。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）硝化細菌を高濃度に担持した担体を有し、且つ硝
   化細菌に酸素を供給するための散気装置と、反応の終わ
   った被硝化液と担体とを分離するための担体分離装置を
   設け、前記散気装置により発生するエネルギーを利用し
   て、生物反応槽内の被硝化液を、硝化処理装置と生物反
   応槽内の他の領域との間を循環させることのできる流路
   を有し、生物反応槽内に単数あるいは複数個配置して、
   硝化処理することを特徴とする汚水の硝化処理装置。
2. （２）請求項（１）記載において、前記生物反応槽内の
   処理液を前記硝化処理装置の外周面領域を経て次段工程
   に供給するとこと特徴とする汚水の硝化処理装置。