JPH0312958B2

JPH0312958B2 -

Info

Publication number: JPH0312958B2
Application number: JP60294139A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Matsui; Yasunobu Murakami; Shigeki Kagi
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1991-02-21
Also published as: JPS62152598A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は有機性廃水の処理方法に係り、特にし
尿等高濃度の窒素含有有機性廃水を処理するに好
適な方法に関するものである。［従来の技術］し尿、都市下水、その他の窒素含有有機性廃水
を処理する方法として、生物学的硝化脱窒方法が
従来より行われてきた。この生物学的硝化脱窒方
法は、よく知られているように、原水中の窒素成
分を亜硝酸又は硝酸に生物学的に硝化する硝化工
程と、亜硝酸又は硝酸をN₂に生物学的に還元す
る脱窒工程とを有している。従来は、この硝化工程と脱窒工程とはそれぞれ
別々の処理装置で行なわれてきたが、近年、硝化
反応と脱窒反応とを単一の処理槽で行うようにし
た処理方法も検討されつつある。単一の処理槽を用いて生物学的な硝化脱窒反応
を行う方法としては、例えば次のような方法が考
えられている。曝気空気量を一定とし、原水を間欠投入す
る。あるいは原水投入を一定とし、曝気を間欠
的に行うことにより、完全に硝化と脱窒を分け
て交互に行う。原水投入は一定とし、曝気空気量を酸化還元
電位（ORP）等に基き制御することにより、
硝化と脱窒を同時に行う。原水投入後、所定時間曝気を行わず、その
後、所要時間曝気を行う。その後再び所定時間
曝気を停止し、このとき必要に応じメタノール
等を添加する。このの処理は嫌気処理→好気処理→嫌気処
理の３段階の処理を行うものであつて、最初の
嫌気処理時には、前のサイクルの終了時点で残
留したNOx−Ｎを脱窒させるものである。原水導入後、所定時間曝気を行わず、その後
爆気を行う。即ち、嫌気処理→好気処理の２段
階で処理を行うものである。［発明が解決しようとする問題点］上記のうち、の場合、硝化と脱窒の工程を独
立して交互に行うため、処理時間を長く必要とす
るなど処理効率の面で問題がある。また、の方法では、し尿の投入毎の生物反応
は、(1)投入直後は低DOで有機物も多いことか
ら、消化された窒素（NO₂、NO₃）が直ちに脱
窒され、硝化と脱窒とが同時に進行し、続いて、
(2)有機物が減少し、DOも回復すると共に、硝化
のみが進行して、NO₂やNO₃が蓄積する。また、の場合、複雑な手段を必要とすると共
に、硝化あるいは脱窒のどちらかが優先的に進行
してしまい、十分な窒素除去率が得られないとい
う問題がある。の方法は、前述の通り、原水投入時の嫌気・
脱窒工程では、前のサイクルの終了時点で残留し
たNOxを新たに投入された原水中のBOD源を利
用して脱窒させようとするものである。従つて、
２段目の嫌気・脱窒工程は仕上げの脱窒工程であ
るにもかかわらず、この工程の処理水にNOxが
一定濃度以上残留していなければ、次の原水投入
時の嫌気・脱窒工程が意味のないものになつてし
まう。即ち、NOxが残留するように運転しなけ
ればならないという欠点を有している。の方法においては、曝気・硝化脱窒工程の終
りで硝化を完了させたものが処理水となる。従つ
て、脱窒と仕上げ工程が含まれていないので、処
理水中にNOxが残留することは避けられないと
いう欠点を有している。［問題点を解決するための手段］本発明の処理方法では、原水投入とほぼ同時に
曝気を開始し、好ましくは実質的に硝化反応だけ
が進行するようになるまで、この曝気を継続す
る。そして、曝気工程の終了直前では主として硝
化反応のみが進行するように前記曝気時間の長さ
を選定する。その後、曝気を停止し、必要に応じ
メタノール等の有機物質を添加し、脱窒反応を行
なわせ、脱窒反応終了後、槽内の液を処理済水と
して取り出す。［作用］本発明の処理方法においては、生物処理反応は
好適には次のように進行される。 (1) 原水投入後には、硝化と脱室とを同時に進行
させると共に、曝気終了直前では硝化反応を主
として行ない、最終段階では硝化を完了させ
る。 (2) 次に、曝気を停止し、撹拌のみとし、必要に
応じてメタノール等の有機物を添加するなどし
て、蓄積したNOxを脱窒する。このように、本発明では、曝気の開始時に
NOxを残留させておく必要がない。また、曝気
終了直前で硝化反応を主とすることで次の嫌気工
程でNOxが有効に利用されて、脱窒が行なわれ
る。そのため、単一層で硝化と脱窒のどちらにつ
いても、ほぼ完全に反応を終了させることができ
る。即ち、単一層において、仕上げの脱窒設備を
別に設けた場合と同等の窒素除去率を得ることが
できる。また、嫌気終了後に槽内の液を処理水として取
り出すので、NOxが残留することなく、かつ脱
窒も完全に終了した処理水が得られる。更に、処
理水の硝化脱窒が完全なものとなるので、次のサ
イクルで導入する原水でBOD源が確保でき、効
率良く処理することができる。以下本発明の構成について更に詳細に説明す
る。本発明において、処理対象とし得る有機性廃水
は、し尿、し尿含有廃水、都市下水、その他食品
工場等の産業廃水などが挙げられる。本発明においては、まず原水を処理槽にい導入
する。導入とほぼ同時に曝気を開始し、その後、
所定時間曝気を行う。なお、原水導入とほぼ同時に曝気を行うとは、
次の４態様を含むものである。 (イ) 原水導入に先立つて曝気を開始しておく。 (ロ) 原水導入開始と同時に曝気を開始する。 (ハ) 原水導入を継続している期間（通常、３〜10
分程度）に曝気を開始する。 (ニ) 原水導入終了直後に曝気を開始する。ただし、原水導入と同時に好気性とするため
に、上記の中でも(イ)又は(ロ)が好適である。曝気開始及び原水導入により、硝化反応が開始
する。曝気工程の初期においては、硝化反応と脱
窒反応とが並行して進行し、曝気工程の時間経過
と共に、硝化反応が主流となる。本発明において
は、曝気工程の終了直前では、ほぼ硝化反応だけ
が進行するように、該曝気工程の時間を選定す
る。この硝化反応は、よく知られているように、
亜硝酸菌もしくは硝酸菌により、アンモニア等の
形態で存在する窒素成分が硝酸或いは亜硝酸に酸
化される。また、BOD成分も好気的に分解処理
される。この曝気は、要するに硝化反応の進行が可能な
強さとするのであつて、通常の硝化槽における曝
気の強さと同程度とすればよい。硝化反応が十分に進行した後、曝気を停止す
る。曝気の停止に伴つて、槽内の反応は硝化反応
から脱窒反応に移行する。この脱窒反応において
は、よく知られているように、亜硝酸又は硝酸が
脱窒菌の働きにより、N₂ガスに還元される。こ
のN₂ガスは、直ちにもしくは徐々に或いは次回
の曝気工程の初期において液中から放散され、系
外に排出される。十分な脱窒反応を行わせるために、曝気停止
後、直ちに、もしくは、ある程度時間が経過した
後、メタノール等の有機物質を槽内に供給するの
が好ましい。また、脱窒反応を促進させるため
に、槽内を撹拌するのが好ましい。この撹拌は、
機械的撹拌であつても良く、槽内の液をポンプな
どにより循環させる方法でも良い。従つて、ポン
プで槽内の液を循環させると共に、循環液中に空
気を吹き込む曝気装置を用いる場合には、あえて
撹拌機を設置する必要がない。このように撹拌機
を設置する必要がない。このように撹拌機を省略
すれば、処理装置の構成コストの低減を図ること
ができると共に、撹拌動力コストの削減を図れる
から、装置全体の処理コストの低減を図ることが
可能とされる。脱窒反応時間は、通常、曝気処理を行つた時間
に対し1/6〜1/2程度の長さとするのが好適である
が、これに限定されるものではない。脱窒反応終了後槽内の処理液のうち導入原水量
に見合つた量の処理液を処理済水として沈澱槽な
ど固液分離手段に送り、再び原水を処理槽に導入
し、同様の手順に従つて生物学的な硝化脱窒処理
を再開する。なお、固液分離手段で分離された汚
泥は、必要に応じ、必要量を生物処理槽に返送す
る。［実施例］実施例１第１図に示す装置によつて、し尿の処理を行つ
た。第１図において符号１は生物処理槽、３は沈
澱槽を示す。原水は生物処理槽１に投入され生物
処理された後、管路２を経て沈澱槽３で固液分離
処理を受ける。分離された汚泥の一部は汚泥返送
管４で生物処理槽１に戻される。５は余剰汚泥の
排出用管路、６は処理水の取出管路である。なお
生物処理槽１には、曝気手段７が設けられてい
る。第２図は生物処理槽１における曝気空気量を示
すグラフである。第２図に示すように、原水投入
後は、所定時間曝気を行い、その後曝気を所定時
間停止する。なお、曝気の停止後、メタノールを
注入した。主な処理条件を次に記載する。し尿の性状：BOD 8500mg／：SS 6800mg／：NH₄−Ｎ 2700mg／投入量：３時間経過毎に５投入。（１日８回、合計投入量１日40）生物処理槽容量：250 沈澱槽容量：80 曝気空気量：17／分曝気時間：２時間15分曝気停止の時間：45分返送汚泥量：80／日メタノール注入量：４ml／回処理結果を第１表及び第３図〜４図に示す。

【表】

【表】比較例１第５図に示す如く、原水導入後、１時間、曝気停止、１時間、曝気（空気量35／min）１時間、曝気停止なる手順に従つた他は、実施例１と同様にしてし
尿の処理を行つた。結果を第２表及び第６，７図に示す。なお、メ
タノールは上記の工程の始めに添加した（添加
量10ml／回）。比較例２第８図に示す如く、原水導入後、40分は曝気を
行わず、その後２時間20分曝気を行つた（空気量
18／min）。なお、メタノールの添加は行わな
い。結果を第３表及び第９，１０図に示す。この結果より、実施例１においては次のことが
認められる。し尿投入後10分間はORPは−100mV前後と低
い値を維持しており、NOx−Ｎも急速に減少し
ている。その後、ORPは速やかに上昇し、NH₄
−Ｎも減少する。そして、約２時間経過すると、
NH₄−Ｎの硝化はほぼ終了し、DO値も急速に上
昇する。その後（２時間15分経過後）、曝気を停止する
とORP及びDOともに急速に減少し、NOxも減少
を開始する。３時間処理を行つたときの硝化率
は、99.9％、脱窒率は99.1％と高率である。このように実施例１では、NH₄−Ｈ及びNOx
−Ｎのいずれも低い、良好な処理水が得られるこ
とが明らかである。これに対し、比較例では実施
例１に比べてメタノールを2.5倍量使用している
にもかかわらず、処理水中の無機性Ｎは２倍以上
の値となつている。また、比較例２では、仕上げ
の脱窒工程がないために、相当に高いNOx−Ｎ
が処理水中に含まれている。［発明の効果］以上の通り、本発明では、原水投入とほぼ同時
に曝気を行つて硝化と脱窒を同時に進行させ、曝
気工程の終了直前では主として硝化反応のみが進
行するように曝気時間の長さを選定し、その後曝
気を停止して脱窒反応を行なわせ、脱窒反応終了
後、槽内の液を処理済水として取り出すようにし
たものであり、硝化と脱窒の工程をそれぞれ効率
よく行わせることができ、効率のよい窒素除去処
理を行うことが可能とされる。また、原水の性状
（BODやＮの濃度やBOD／Ｎ比など）に応じて
仕上げの脱窒工程の時間配分を任意に決められる
ので、負荷変動への対応性に優れている。本発明
によれば、複雑な制御手段を用いることなく、硝
化反応及び脱窒反応を確実に進行させることも可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例において用いた生物学的処理装
置の系統図、第２図、第５図及び第８図は曝気強
度を示すグラフ、第３図、第４図、第６図、第７
図、第９図及び第１０図はそれぞれ実施例におけ
る測定結果を示すグラフである。１……生物処理槽、３……沈澱槽、７……撹拌
手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１有機性廃水を単一の処理槽で硝化脱窒する方
法において、原水を間欠的に該処理槽に導入し、
この原水導入とほぼ同時に曝気を開始し、その
後、所定時間曝気を継続して硝化反応と脱窒反応
とを進行させると共に、曝気工程の終了直前では
主として硝化反応のみが進行するように前記曝気
時間の長さを選定し、次いで曝気を停止すること
により脱窒反応を行わせ、脱窒反応終了後、槽内
の液を処理済水として取り出すことを特徴とする
有機性廃水の処理方法。