JPH0342099A - 有機性汚水の高度処理方法 - 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］ 有機性汚水、特に下水道、中水道における汚水を生物処
理した２次処理水を更にオゾン処理する際の高度処理方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

下水の処理水は、近年、河川や海域に放流されるだけで
なく、ビルの中水道用水や清流復活のための親水用水と
して再利用されている。再利用に際しては、下水二次処
理水を更に、砂ろ過処理している例が多い、しかし、砂
ろ過では下水二次処理水中の色度や窒素化合物等の臭気
物質等の除去が不十分である。最近では、これらの除去
に有効なオゾン処理が注目され、オゾン処理工程の組み
込みが検討されている。現在オゾン処理が行なわれてい
る方法は、二次処理水を砂ろ過処理した水をオゾン処理
する例が多い。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、この砂ろ過を用いる方法ではオゾン処理
の効果が不安定であったり、多量のオゾン注入量が必要
であるという課題があり、この解決手段として、ろ過処
理水の色度などを検出しながら適切なオゾン注入率を設
定するフィードバック制御を実施する装置を付加する等
が考えられるが、このような方法では複雑なシステムと
なり経済的にも非常に不利である。

本願発明の目的は安定したオゾン処理が最小限のオゾン
注入量で効率よく、かつ経済的にも優れた有機性汚水の
高度処理方法を提供することにあ〔課題を解決するため
の手段〕 本発明は、有機性汚水を生物処理した二次処理水を、微
生物が付着した粒状媒体の充填固定層で、かつ該固定層
内全体が好気的状態に保持される生物ろ過工程にて前記
処理水中の亜硝酸性窒素濃度が所定値以下となるように
処理した後、オゾン処理を行なうことを特徴とする有機
性汚水の高度処理方法である。

本発明において好ましい態様は以下の通りである。

ｌ）生物ろ過工程において、ろ過速度４００ｍ７日以下
、空気の送気量を処理水量の１０〜１００％にする。

２）生物ろ過工程において、亜硝酸性窒素濃度を０．６
−ｇ／ｌ以下、好ましくは０．３ｓ＋ｇ／ｊ！以下にす
る。

３）生物ろ過工程において、ＳＳを５Ｂ７１２以下にす
る。

本発明に用いられる微生物が付着される粒状媒体として
は、無機物質、有機物質、その組合せ等特にその材料は
限定されず、具体的には、砂、アンスラサイト、活性炭
、プラスチック濾材等公知の物が挙げられる。

本発明において生物ろ過工程の該充填固定層はその層全
体が好気的状態でないと嫌気的部分が出来、前記所定の
亜硝酸濃度が得られず好ましくない、従って、生物濾過
工程を好気的状態に保持する手段として、該固定層に空
気、あるいは酸素を少なくとも含有するガスを吹込むか
又は、生物ろ退部の二次処理水に前記空気等を吹き込ん
で酸素を溶解する方法、あるいはそれらの併用等が挙げ
られるが、特に限定されるものではない、吹込みタイプ
では該固定層の種々のレベルから酸素を送り出すことが
できるが咳固定層よりも下部から吹込むものが特に好ま
しい。

以下、本発明の実施態様を図面を参照して説明する。

第１図に本発明フローを、第２図に生物ろ過工程に用い
られる生物ろ過槽の一例を示す。

有機性汚水の下水を生物学的硝化脱窒処理等の公知の生
物処理を施して得られた下水二次処理水Ｗ２は、第２図
に示す二次処理水流入管２より生物ろ遇槽ｌ内へ搬入さ
れ、次いで、好気的細菌等の微生物が付着された粒状媒
体３が支持材層４により保持充填されている充填固定層
３′に通され生物処理されて亜硝酸性窒素濃度を所定値
以下に減じられる。この得られた生物ろ過処理水質、は
ｓｓやＮＯ，−Ｓ等の汚水成分を効果的に減少され集水
管６によりオゾン処理工程へ移送されてオゾン処理され
ることにより色度や臭気物質等の成分が効率よく除去さ
れ、高度処理水が得られる。

尚、生物ろ過槽は、支持材層４中に散気装置５を配備し
て酸素の固定層３′全体への均一な配分を効率的に実施
することができるので固定層３′全体を常に好気的状態
にすることができる。散気管の位置は、第２図示例のよ
うに固定［３’より下部が好ましいが固定７１３’内で
もかまわない。

また支持材層４に代えて多孔板等の支持板でもよく、そ
の場合も散気装置の位置は支持板より上方でも、下方で
もかまわない、さらに生物ろ過として二次処理水に空気
等を吹込んで溶解させるタイプを用いてもよい。

この生物ろ過を長時間継続すると固定層３′内で目ずま
りが生じ、濾過抵抗が増大する。一定の濾過抵抗に達し
たときには空気洗浄管７および移送管６から空気および
水を流出させ固定層３′を洗浄するとよい。

〔作　用〕

まず、本発明者らは第３図に示す従来フローのオゾン処
理工程における不安定原因を明らかにすべく砂ろ過処理
水−１′中のＳＳと亜硝酸性窒素（以下、ＮＯ＊−Ｎと
記す）がオゾン処理に与える影響を調べた。

Ｎ０１−Ｎは、 Ｎｏｔ−＋ｏｓ→Ｎｏ、−＋Ｏ宜↑　　　・・・（１）
で表わせる化学反応によって、硝酸性窒素（以下、Ｎ０
３−Ｎと記す）に酸化される。砂ろ過処理水−３′中に
残存するＮＯ，−Ｎ　１度に対するオゾンの消費量を詳
細に実験したところ、第４図に示す結果が得られた、同
図中、斜線部分が、該Ｎｏｔ−Ｎ濃度に対するオゾン消
費量の変動中（不安定度）を示す。

従って同図から、該Ｎｏｔ−Ｎ濃度が０．６ｍｇ７１以
下、好ましくは、０．３＋ｓｇ以下であれば消費される
オゾン量の変動中は減少すると共にそのオゾン量も０．
５ｓｇ／ｊ！以下に減少させることができることが理解
される。

一方、砂ろ過処理水１４．ｌ中に残存するＳＳについて
も調査したところ、ＮＯｌ−Ｎの場合のように、定量的
な関係は求められなかったが、およそＳＳｌａｇ／ｊ！
あたりオゾン０．１ｍｇ／ｊ！程度が必要であった。従
って、５５５ｍｇ／ｊ！程度の残存でもオゾン消費量は
０．５ｍｇ／ｊ！程度であり、オゾン注入率に大きな影
響を与えないことが分った。

ところで、下水二次処理水中には、ＳＳが１０ｍｇ／ｌ
程度残存しているのが普通であるが、Ｎｏｔ−Ｎは下水
量や季節による水温の影響などによって、その存在量の
大小が著しく異なり、０から数−ｇ／ｌ程度の変動が年
間を通じて、場合によっては一日の内でも生じることが
ある。

砂ろ過処理することによって、ＳＳが除去されることは
周知の事実であるが、Ｎ０Ｉ−Ｎの除去は全く期待でき
ない０本発明者らは、ＳＳと共にＮＯ３−−Ｎを除去す
る手段として、上述の生物ろ過装置を用いることにより
、効果的にＮｏｔ−Ｎ及びＳＳを除去することを達成し
たものである。

即ち、本発明における生物ろ過工程は、微生物が付着さ
れた粒状媒体の充填固定層において、ＳＳの除去と共に
、亜硝酸菌（Ｎｉ　ｔｒｏｓｏｓ＋ｏｎａｓ属など）や
硝酸菌（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｏｒ属など）によって、下
記のような生物的な反応が生じることが知られている。

ＮＲ４”　＋１．５０＊→ＮＯ！−＋　ＨＩＧ＋２Ｈ”
　　　・・・（２〉Ｎｏ、−＋ｏ、ｓＯ，→Ｎｏ、−・
・・（３）下水二次処理水中にはアンモニウムイオン（
ＮＨ，”）が１０〜３０ｖＩｇ／ｉｌ程度存在している
のが普通であり、これを生物ろ過処理すると、（２）　
、　（３）式から、亜硝酸イオン０ｔｏｉ−）や硝酸イ
オン（Ｎｏｗ−）の生成されることが分る。

このような理論に基づき、本発明者らは様々な実験を繰
返した所、下水二次処理水を生物ろ過処理する場合、運
転条件としてろ過速度４００ｍ／日以下、送気量として
処理水量の１０％以上にすることによって、ＮＯ，−よ
りＮＯ，−の生成速度の方が高くなり、１ＩＨｎ”から
転じるＮＯ，−だけでなく、下水二次処理水中に存在す
るＮＯｌをもＮ０１−にすることができるため、定常的
にＮＯｌを０．３ｓｇ／ｊ！以下にできることが判明し
た。

また、ＳＳについてもこのような条件下で常に５−ｇ／
ｌ以下を達成することが確認できた。但し、送気量を処
理水量の１００％以上にすると、粒状媒体の充填固定層
が撹拌され、処理水中にＳＳがリークすることがあるの
で好ましくない。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明するが、本発明はこれに限定
されるものではない。

第１図に示した本発明フローにおいて、第２図に示した
生物ろ過槽を用いた本発明実施例と第３図に示した従来
法フローの比較例を共に同一下水二次処理水を用いて表
−１ｉＩ！！載の処理条件にて実施し、その結果を表−
２に記載した。

表−１、表−２より、本発明ではオゾン注入率２〜３ｍ
ｇ／ｌにおいても色度除去率として８０％程度が安定し
て得られた。それに対して、従来法の比較例ではオゾン
注入率を本発明の２倍程度にしても色度除去率はわずか
に４０％である。この値は平均値であり、先に述べたよ
うにＮｏ！−Ｈの増減により、実際には１０〜８０％に
変動した。

また、全有機炭素（ＴＯＣ）についてはオゾン処理工程
での除去効果は本発明と従来法とで大きな差は認められ
ない、しかし、砂ろ過工程に比べ生物ろ過工程の方が除
去効果が高いため、全体として本発明は従来法に比べ高
い除去率になっている。

〔発明の効果〕

以上から、下水等の二次処理水をオゾン処理する際に、
オゾン処理工程の前に生物ろ過処理を行なうことによっ
て、オゾン注入率を低減できると共に、高い色度除去効
果を安定して得ることができる。又、本発明は他の汚水
成分の除去率についても少なくとも従来法以上の結果を
得ることができるので、従来法に比べ本発明は水質浄化
に対して全体的に極めて優れていることが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のフローシートを示す図、第２図は、
本発明の生物ろ過工程に用いられる生物ろ過槽の一例を
説明する図、第３図は、従来法のフローシートを示す図
、第４図は、砂ろ過処理水中に残存するＮｏｗ−ｓｗ度
に対するオゾン消費量を示すグラフである。 符号の説明 １：生物ろ過槽　　２：二次処理水流入管３：微生物が
付着された粒状媒体 ３′　：充填固定１　１支持材層 ５：散気装置　　　６：生物ろ退逃理水集水管７：空気
洗浄管　　８：排出管 賀□　：下水二次処理水　−１：生物ろ過処理水Ｗ、′
：砂ろ過処理水 （ばか３名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機性汚水を生物処理した二次処理水を、微生物
   が付着した粒状媒体の充填固定層で、かつ該固定層内全
   体が好気的状態に保持される生物ろ過工程にて前記処理
   水中の亜硝酸性窒素濃度が所定値以下となるように処理
   した後、オゾン処理を行なうことを特徴とする有機性汚
   水の高度処理方法。