JPH037436B2 - - Google Patents

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JPH037436B2
JPH037436B2 JP17858685A JP17858685A JPH037436B2 JP H037436 B2 JPH037436 B2 JP H037436B2 JP 17858685 A JP17858685 A JP 17858685A JP 17858685 A JP17858685 A JP 17858685A JP H037436 B2 JPH037436 B2 JP H037436B2
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JP
Japan
Prior art keywords
activated sludge
orp
stage
wastewater
compounds
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP17858685A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6242796A (en
Inventor
Nobuo Okamura
Atsushi Shoji
Masahiro Fujii
Toyoichi Yokomaku
Masaki Aizawa
Asao Horiuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP60178586A priority Critical patent/JPS6242796A/en
Publication of JPS6242796A publication Critical patent/JPS6242796A/en
Publication of JPH037436B2 publication Critical patent/JPH037436B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 この発明は排水より生物化学的酸素要求量によ
つて標示される汚濁物質(以下BODと略記)、ア
ンモニア化合物、窒素化合物、リン化合物など海
域、河川、湖沼の富栄養化原因になつている物質
を回分式活性汚泥処理法により除去する方法に関
するものである。 また本発明は連続式活性汚泥処理の活性汚泥
を、回分式活性汚泥法により、前述の富栄養化物
質が除去できるように酸化還元電位(ORP)管
理制御により馴養する方法に関するものである。 本発明は都市下水、団地下水、畜産、漁業、農
業などの加工産業排水など富栄養化物質を大量に
含有する排水に適用することができる。 従来の技術 従来、回分式または連続式活性汚泥処理によ
り、前述の富栄養化物質を除去する方法が多く提
案されている。例えば、産業排水、都市下水など
のBODは、曝気槽のORPを指標にして曝気量を
管理すると効率よく除去することが、特開昭55−
64896及び特開昭54−22955、水処理技術vol23、
No.7、P55(1982)などによつて明らかにされて
いる。 また排水中のアンモニア化合物を生物化学的に
除去する方法は、まずアンモニア化合物を好気的
生物化学的方法により、硝酸化合物、亜硝酸化合
物に硝化した後、これらの窒素酸化物を嫌気的生
物化学的方法により、メタノールなどの水素供与
体を添加して窒素ガスに還元する方法が普遍的で
ある。アンモニア化合物を生物化学的方法により
除去する際にORPが関与していることは以下に
示す通りである。 すなわち、アンモニア化合物が窒素酸化物に酸
化される過程において、ORPが関与しているこ
とは特願昭54−152351によつて、また窒素酸化物
を窒素ガスに還元する際に脱窒槽のORPを管理
することが適切であることが特公昭52−22916に
よつてそれぞれ明らかにされている。 排水中のリン化合物を除去する原理は十分に解
明されていないが、一般に次のようなことが通説
になつている。すなわち、活性汚泥を好気的環境
と嫌気的環境に交互に置くと、活性汚泥にストレ
スが生じ、好気的環境において排水中のリン酸を
細胞内に過剰に取り込み、ポリリン酸の形態で貯
蔵する。次に嫌気的環境に置かれた活性汚泥は細
胞内に貯蔵したポリリン酸を放出する。このよう
な条件を繰り返すと、活性汚泥は好気的環境にお
いて細胞内にリンを取り込み、その結果生物化学
的反応槽内の排出リン濃度が低下する。このよう
な活性汚泥の性質を利用して排水中のリン化合物
の除去が行われている。 排水中のBOD、アンモニア化合物、窒素酸化
物、リン化合物などの富栄養化物質を単独に生物
化学的方法によつて除去する方法は先に述べたよ
うにほぼ確立した技術と言える。しかし、回分式
活性汚泥法により、BOD、アンモニア化合物、
窒素酸化物、リン化合物などの富栄養化物質をす
べて除去することは、先に説明した公知の方法の
組み合わせのみでは困難である。 すなわち回分式活性汚泥法は前述の富栄養化物
質を一度に除去することは困難であり、各富栄養
化物質を逐次除去するプロセスの組み合わせにし
なければならない。このため各工程の処理条件
(例えば、ORP、PH、溶存酸素濃度、処理時間
など)および前工程の富栄養化物質の残存量など
が次の工程の富栄養化物質の除去性に及ぼす影響
を明確にする必要がある。特にリン化合物につい
ては除去条件が明確に提示されていない。 すなわち好気的環境あるいは嫌気的環境と言わ
れているが具体的な条件などが示されていない。
従つて排水中の富栄養化物質のすべてが、公知の
技術の単なる組み合わせでは除去できないことは
明白であり、回分式活性汚泥法による富栄養化物
質の除去技術は確立されていないと言える。 発明が解決しようとする問題点 排水中のBOD、アンモニア化合物、窒素酸化
物、リン化合物などの富栄養化物質を回分式活性
汚泥法により、効率的に除去する場合、次のよう
な問題点がある。 (1) 各富栄養化物質を除去する順序が明確でな
い。 (2) 各富栄養化物質を除去するための条件、すな
わち好気的、嫌気的条件などが具体的に明示さ
れていない。 (3) 排水中の各富栄養化物質を順次除去する場
合、前工程の後工程への影響が明確でない。例
えば前工程において残存した富栄養化物質の
量、あるいはORP、溶存酸素濃度、PHなどの
処理条件が後工程の処理性能への影響が明らか
にされていない。 (4) 回分式活性汚泥法により富栄養化物質を除去
できる活性汚泥の馴養法が明らかにされていな
い。すなわち回分式活性汚泥法に用いる活性汚
泥は、多くの場合連続活性汚泥法の活性汚泥を
種汚泥として用いているが、前述の富栄養化物
質、特にリン化合物を除去できるような活性汚
泥に馴養する方法が確立されていない。 問題点を解決するための手段 本発明は第1の発明として排水中の富栄養化物
質を回分式活性汚泥法により、除去する方法に関
するものであり、本発明の特徴は次の通りであ
る。 (1) 回分式活性汚泥法の処理装置の生物化学的反
応槽に排水を注入して、活性汚泥により、富栄
養化物質を除去した処理水を放流するまでのプ
ロセスが5段階の処理工程より成り立つてい
る。なお、本発明はこの5段階を1サイクルと
する。 (2) 各段階の処理工程において、生物化学的反応
槽の酸化還元電位(ORP)を制御管理し、各
富栄養化物質を効率良く除去することができ
る。 (3) 1サイクルを5段階の処理工程に分ける別の
効果として、連続活性汚泥処理の活性汚泥を用
いて、回分式活性汚泥法により、排水中の富栄
養化物質を効率よく除去することができる。な
お本発明において使用する回分式活性汚泥処理
装置の生物化学的反応槽(以下反応槽と略記)
は、散気装置、機械撹拌装置の他に、ORP、
PH、溶存酸素濃度、温度などの測定センサーを
設置し、これらのセンサーは制御装置、記録装
置に接続し、反応槽内のこれらを制御、測定、
記録、管理が可能になつている。なお、活性汚
泥処理に用いるORPセンサーは金又は金合金
と塩化銀/銀よりなる複合電極が最も良く、他
のセンサーはほとんど使用することができな
い。 次に本発明の富栄養化物質を除去する1サイク
ルにおける各段階の機能、作用、特徴について説
明する。第1段階は活性汚泥が存在する反応槽
に、BOD、アンモニア化合物、窒素酸化物、リ
ン化合物などの富栄養化物質を含む排水の所定量
を撹拌しながら注入する。この時反応槽のORP
は徐々に低下し、最終的にはORPが−200〜−
300mVまで低下し著しく嫌気状態になる。この
ような嫌気的環境を30分〜2時間維持すると、活
性汚泥中のリンが排水中に放出される。 例えば排水注入前の活性汚泥のリン化合物の含
有量が3〜5%(リンとして)、また排水中のリ
ン化合物が4〜6mg/(リンとして)でもある
ものが、排水を注入しORPを−200〜−300mV
の嫌気状態に0.5〜2時間保持すると、活性汚泥
中のリン化合物が1〜2mg/g(リンとして)低
下し、また反応槽中のリン化合物の濃度が7〜9
mg/に増加する。このように第1段階はORP
を低下させて活性汚泥に嫌気的ストレスを与え
て、リン化合物を放出させる工程である。なお、
後工程における活性汚泥によるリン化合物の取り
込み能力、或いは排水のリン化合物の濃度によつ
てリン化合物の除去性が異なることが考えられる
ので、この工程においてリン化合物を大量に放出
させない方が望ましい場合もあり、活性汚泥から
のリン放出を抑制する目的で反応槽のORPを−
100〜−300mV、好ましくは−200〜−250mVに
制御管理することが望ましい。 第2段階はBODの除去、排水のリン化合物及
び第1段階において活性汚泥が放出したリン化合
物を活性汚泥に過剰に吸着させるのと、アンモニ
ア化合物、有機アミン化合物などを窒素酸化物に
酸化する工程である。従つて、第2段階は好気的
環境に維持する必要があり、上記作用をすべて行
うのに適したORPは+100〜+120mV以上であ
る。 反応槽のORPを+100〜+120mV以上に制御
管理して、エアレーシヨンを行うと、2時間ない
し4時間後には、排水中の100〜300mg/の
BODが10mg/以下に、また20〜50mg/(窒
素として)のアンモニア性窒素及びケルダール性
窒素が酸化されて、1〜2mg/以下にそれぞれ
低下し、一方硝酸性及び亜硝酸性窒素は20〜30
mg/以上に増加する。 反応槽の排水中のリン化合物は、第1段階にお
いて7〜9mg/(リンとして)が0.5mg/
(リンとして)以下に低下し、また活性汚泥のリ
ン濃度が3〜5%に増加する。この場合活性汚泥
にリン化合物を吸着させるため、単に好気的環境
と嫌気的環境に交互に変化させストレスを与える
よりも、本発明のように嫌気的環境の次の好気的
環境において、活性汚泥にBOD成分の分解ある
いはアンモニア化合物などの酸化を行わせた方
が、活性汚泥へのリン化合物の取り込み量が著し
く多くなる。これは活性汚泥が第1段階の嫌気的
環境においてリン化合物を放出し、好気的環境に
おいてリン化合物に対して飢餓状態になつている
所に、BOD成分の分解、硝化反応などにより、
栄養源としてリン化合物が必要となり、このため
反動的に大量のリン化合物を取り込むものと思わ
れる。 第3段階は、硝酸性あるいは亜硝酸性の窒素酸
化物を窒素ガスに還元して除去する工程である。
この窒素酸化物を活性汚泥により還元するため、
エアレーシヨンを停止して機械的撹拌を行う。こ
の際に水素供与体を必要とするが、この水素供与
体は使用している排水を反応槽に新たに注入する
か、あるいはメタノール、イソプロピルアルコー
ル、糖密、米ヌカなどの有機物を使用することも
できる。 この第3段階は第5段階で放流する処理水の窒
素化合物、リン化合物濃度に著しく影響するの
で、反応槽のORPおよび窒素酸化物の濃度の管
理が重要である。すなわち水素供与体を添加して
機械的撹拌を行うと反応槽のORPが0〜−300m
Vに低下する。特にORPが−250〜−300mVに
低下すると活性汚泥よりリン化合物の放出が起こ
り、反応槽中のリン化合物が高くなる。更にもう
一つの問題点としてこのような嫌気的環境にする
と、活性汚泥の嫌気分解が起こり、反応槽中のア
ンモニア化合物、有機アミン化合物などの窒素濃
度も高くなる。このため場合によつては次の工程
で更にリン化合物、窒素化合物などの除去が必要
となり、処理工程が非常に複雑になる。 これらの問題点の発生を防止するために反応槽
のORP管理が重要である。すなわちORPと、反
応槽内に残存している窒素酸化物の濃度と、活性
汚泥のリン化合物の放出、及び嫌気性分解性との
間に相互関係があり、窒素酸化物が0.2〜0.3mg/
(窒素として)以下になると、ORPが−200〜
−300mVになり、ORPが−50〜−150mVの範
囲においては、反応槽内の窒素酸化物濃度が0.5
〜1.0mg/(窒素として)に維持することがで
き、またこの程度の嫌気的環境では活性汚泥より
のリン化合物の放出、及び活性汚泥の嫌気性分解
を抑制することができる。従つて第3段階におい
ては反応槽のORPを−50〜−150mVの範囲に制
御管理する必要がある。しかし機械的撹拌のみで
はORPをこの範囲に制御管理することは困難で
あり、ORPが−50〜−150mV以下に低下した
ら、ORP制御装置により反応槽のエアレーシヨ
ンを行い、ORPを−50〜−150mVの範囲に所定
の時間維持する。 第4段階は第3段階において用いた過剰の水素
供与体を除くために、エアレーシヨンを行い好気
的環境を維持する。この第4段階におけるORP
及び保持時間は、使用する水素供与体の種類およ
び第5段階において放流する処理水の規制値によ
つて異なる。すなわち第5段階において放流する
処理水の窒素規制値が非常に厳しい場合、水素供
与体にアンモニア化合物、有機アミン化合物を含
む排水を用いると、硝化脱窒処理を行つてから放
流しなければならない。このような場合、第5段
階は排水のアンモニア化合物、有機アミン化合物
などを窒素酸化物に酸化する必要があり、ORP
を+50〜+150mV、好ましくは+100〜+1500m
Vに維持する必要がある。 一方、第5段階の処理水の窒素規制値が緩やか
な場合、あるいは窒素を含まない水素供与体を用
いた場合、過剰の水素供与体又はBOD成分を除
くのみでよいので、ORPを+50〜+80mVに制
御管理すればよい。 第5段階は、反応槽内のエアレーシヨン、機械
的撹拌を停止して活性汚泥を沈降させ、上澄水の
約80%以上を放流する。なお放流水の窒素規制値
が厳しい場合には、第4段階で生成した窒素酸化
物を還元する必要があり、水素供与体を添加する
と短時間に還元が終了するが、水素供与体を添加
しなくても活性汚泥の静置沈降時間を長くする
と、ORPが低下し窒素酸化物を除去することが
できる。なお反応槽内のORPが−200mV以下の
嫌気性環境になると、活性汚泥内に取り込まれた
リン化合物が放出され、第5段階で放流する処理
水のリン化合物濃度が高くなることがあり、この
ため、第5段階のORPは−50〜−150mVまでが
限度でこの範囲に制御管理する必要があり、処理
水のリン化合物濃度を0.5〜1.0mg/(リンとし
て)以下にすることができる。 この第5段階におけるORP制御管理はエアレ
ーシヨンで行うことができない。すなわちエアレ
ーシヨンを行うと、活性汚泥が沈降せず、処理水
に流出する。このため、ORP制御管理は残存し
ている窒素酸化物の濃度で管理を行うのが良く、
第5段階において、生物化学的反応槽内の窒素酸
化物を0.5〜1.0mg/(窒素として)に維持する
とORPを−50〜−150mVに保つことができる。
窒素酸化物を0.5〜1.0mg/(窒素として)に保
つためには第3段階のORPを−50〜−150mVに
制御管理すると良い。 なお第3段階において、水素供与体としてアン
モニア化合物を有機アミン化合物などを含む排
水、例えば下水などを処理した場合、第4段階に
おいて反応槽のORPが+100〜+120mV以上で
あると、硝化反応が起こり、窒素酸化物を形成す
る。この窒素酸化物が第5段階で十分に除去され
ないと、次のサイクルの第1段階に持ち込まれ次
のサイクルの第1段階の窒素酸化物が0.5mg/
以上存在すると、ORPが十分に低下せず、活性
汚泥法からのリン化合物の放出が起こらない場合
がある。これを防ぐためには第4段階のORPを
+50〜+80mVに制御管理して、窒素酸化物の生
成を抑制するか、あるいは第5段階において第4
段階で生成した窒素酸化物を0.5mg/以下にす
る必要がある。 次に本発明の第2の発明である回分式活性汚泥
処理に適した活性汚泥を連続活性汚泥処理の活性
汚泥より馴養する方法について説明する。都市下
水などの連続的活性汚泥処理の活性汚泥を回分式
活性汚泥法の活性汚泥に用いても、直ちに排水中
のリン化合物を排水中から活性汚泥内に過剰に取
り込む機能がしなわつておらず、また連続活性汚
泥処理の活性汚泥に前述のような機能を持たせる
馴養方法が明確にされていない。しかし連続活性
汚泥処理から採取した活性汚泥に先に説明した本
発明の5段階の処理方法を適用すると、2〜5日
間の短期間で排水中の富栄養化物質を回分式活性
汚泥法により除去することができる。 実施例 1 本発明の回分式活性汚泥法に用いる活性汚泥の
馴養方法の実施例を示す。都市下水を連続的に活
性汚泥処理を行つている下水処理場の活性汚泥処
理設備のエアレーシヨンタンクより活性汚泥混合
液(活性汚泥濃度約2500mg/)を20採取し、
これを回分式活性汚泥処理実験装置の生物化学的
反応槽(有効容積30)に移し、活性汚泥の馴養
を行つた。 馴養方法は反応槽のエアレーシヨン、機械的撹
拌を停止し、活性汚泥を静置沈降させ、上澄水の
大部分を放流した後、第1段階としてこれに約1
時間かけ、表1に示した性状を示す都市下水に機
械的撹拌を行いながら注入し、全体量を20にす
る。さらに約30分間機械的撹拌を行い、反応槽内
のORPをエアレーシヨンにより−250mVに制御
した。 次に第2段階として機械的撹拌とエアレーシヨ
ンを行い、反応槽内のORPを+100〜+120mV
に4時間30分維持した。 第3段階はエアレーシヨンを停止し、機械的撹
拌のを行い、表1の都市下水約5を30分間かか
つて注入し、その後約2.5時間機械的撹拌を行う。
なお反応槽内のORPは−130mV以下になると、
エアレーシヨンが断続的に行えるようにして、こ
の範囲に管理制御した。 第4段階はORPが+80mVになるようにエア
レーシヨンと機械的撹拌を約1時間15分行つた。 第5段階はエアレーシヨンと機械的撹拌を停止
して、活性汚泥の沈降を約45分間行い、その後上
澄水を約45分間かかつて放流し、放流後約15分間
静置した。 第1段階から第5段階が終了するまでの1サイ
クルが約12時間である。このサイクルの実験を3
〜5日間行うと、放流水(処理水)の水質は表1
に示しているように、BODが10mg/以下、全
窒素4mg/、全リン0.4mg/となり、都市下
水中の富栄養化物質を回分式活性汚泥法により除
去できる活性汚泥の馴養ができた。
Industrial Application Fields This invention focuses on pollutants (hereinafter abbreviated as BOD) indicated by biochemical oxygen demand from wastewater, ammonia compounds, nitrogen compounds, phosphorus compounds, etc. that cause eutrophication of sea areas, rivers, and lakes. This invention relates to a method for removing contaminated substances using a batch activated sludge treatment method. The present invention also relates to a method for acclimatizing activated sludge from continuous activated sludge treatment using redox potential (ORP) management control so that the aforementioned eutrophic substances can be removed by a batch activated sludge process. The present invention can be applied to wastewater containing large amounts of eutrophic substances, such as urban sewage, underground water, and wastewater from processing industries such as livestock, fishing, and agriculture. BACKGROUND ART Conventionally, many methods have been proposed for removing the above-mentioned eutrophic substances by batch or continuous activated sludge treatment. For example, BOD from industrial wastewater, urban sewage, etc. can be efficiently removed by controlling the amount of aeration using the ORP of the aeration tank as an index.
64896 and JP-A-54-22955, Water Treatment Technology vol23,
No. 7, P55 (1982), etc. In addition, the method for biochemically removing ammonia compounds from wastewater is to first nitrify the ammonia compounds to nitrate and nitrite compounds using an aerobic biochemical method, and then convert these nitrogen oxides to anaerobic biochemical methods. The most common method is to add a hydrogen donor such as methanol to reduce the nitrogen gas to nitrogen gas. The involvement of ORP in removing ammonia compounds by biochemical methods is shown below. In other words, in the process of oxidizing ammonia compounds to nitrogen oxides, ORP is involved. It has been clarified in Japanese Patent Publication No. 52-22916 that it is appropriate to manage these substances. The principle of removing phosphorus compounds from wastewater has not been fully elucidated, but the following is generally accepted. In other words, when activated sludge is placed in an aerobic environment and an anaerobic environment alternately, stress occurs in the activated sludge, and in the aerobic environment, excessive phosphoric acid from wastewater is taken into cells and stored in the form of polyphosphoric acid. do. The activated sludge, placed in an anaerobic environment, then releases the polyphosphoric acid stored within the cells. When such conditions are repeated, activated sludge takes up phosphorus into cells in an aerobic environment, resulting in a decrease in the concentration of phosphorus discharged in the biochemical reactor. These properties of activated sludge are used to remove phosphorus compounds from wastewater. As mentioned above, the method of removing eutrophic substances such as BOD, ammonia compounds, nitrogen oxides, and phosphorus compounds from wastewater using biochemical methods is almost an established technology. However, with the batch activated sludge method, BOD, ammonia compounds,
It is difficult to remove all eutrophic substances such as nitrogen oxides and phosphorus compounds using only the combination of the known methods described above. That is, in the batch activated sludge method, it is difficult to remove the above-mentioned eutrophic substances at once, and a combination of processes must be used to sequentially remove each eutrophic substance. Therefore, the treatment conditions of each step (e.g. ORP, PH, dissolved oxygen concentration, treatment time, etc.) and the residual amount of eutrophic substances from the previous step have an influence on the removability of eutrophic substances in the next step. Need to be clear. In particular, removal conditions for phosphorus compounds are not clearly presented. In other words, it is said to be an aerobic environment or an anaerobic environment, but no specific conditions are specified.
Therefore, it is clear that all eutrophic substances in wastewater cannot be removed by a simple combination of known techniques, and it can be said that a technique for removing eutrophic substances by the batch activated sludge method has not been established. Problems to be Solved by the Invention When eutrophicating substances such as BOD, ammonia compounds, nitrogen oxides, and phosphorus compounds in wastewater are efficiently removed using the batch activated sludge method, the following problems arise. be. (1) The order in which each eutrophic substance is removed is not clear. (2) The conditions for removing each eutrophication substance, i.e., aerobic and anaerobic conditions, are not specifically specified. (3) When each eutrophic substance in wastewater is removed one after another, the impact of the previous process on the subsequent process is not clear. For example, it has not been clarified how the amount of eutrophic substances remaining in the previous process, or the effects of treatment conditions such as ORP, dissolved oxygen concentration, and PH, on the treatment performance of the subsequent process. (4) A method for acclimating activated sludge that can remove eutrophic substances using the batch activated sludge method has not been clarified. In other words, the activated sludge used in the batch activated sludge method is often activated sludge in the continuous activated sludge method as a seed sludge. There is no established method to do so. Means for Solving the Problems The present invention relates, as a first invention, to a method for removing eutrophic substances from wastewater by a batch activated sludge method, and the features of the present invention are as follows. (1) The process from injecting wastewater into the biochemical reaction tank of the batch activated sludge treatment equipment to discharging the treated water from which eutrophic substances have been removed using activated sludge is a five-step treatment process. It's working. Note that, in the present invention, these five steps constitute one cycle. (2) At each stage of the treatment process, the oxidation-reduction potential (ORP) of the biochemical reactor can be controlled and managed, and each eutrophication substance can be efficiently removed. (3) Another effect of dividing one cycle into five treatment steps is that eutrophic substances in wastewater can be efficiently removed by the batch activated sludge method using activated sludge from continuous activated sludge treatment. can. Note that the biochemical reaction tank (hereinafter abbreviated as reaction tank) of the batch type activated sludge treatment equipment used in the present invention
In addition to air diffusers and mechanical stirring devices, ORP,
Sensors are installed to measure pH, dissolved oxygen concentration, temperature, etc., and these sensors are connected to a control device and recording device to control, measure, and monitor these inside the reaction tank.
Recording and management are becoming possible. It should be noted that the best ORP sensor used for activated sludge treatment is a composite electrode made of gold or gold alloy and silver chloride/silver, and other sensors can hardly be used. Next, the functions, actions, and characteristics of each step in one cycle of removing eutrophic substances according to the present invention will be explained. In the first step, a predetermined amount of wastewater containing eutrophic substances such as BOD, ammonia compounds, nitrogen oxides, and phosphorus compounds is injected into a reaction tank containing activated sludge while stirring. At this time, ORP of the reaction tank
gradually decreases, and eventually ORP reaches −200 to −
It drops to 300mV and becomes extremely anaerobic. When such an anaerobic environment is maintained for 30 minutes to 2 hours, phosphorus in the activated sludge is released into the waste water. For example, if the phosphorus compound content of the activated sludge before wastewater injection is 3 to 5% (as phosphorus), and the phosphorus compound content in the wastewater is 4 to 6 mg/(as phosphorus), the ORP will be - 200~-300mV
When maintained in an anaerobic state for 0.5 to 2 hours, the phosphorus compounds in the activated sludge decrease by 1 to 2 mg/g (as phosphorus), and the concentration of phosphorus compounds in the reaction tank decreases to 7 to 9 mg/g (as phosphorus).
mg/. In this way, the first stage is ORP
This is a process in which anaerobic stress is applied to activated sludge by lowering the phosphorus content, thereby releasing phosphorus compounds. In addition,
The ability to remove phosphorus compounds may vary depending on the ability of activated sludge to take up phosphorus compounds in the subsequent process or the concentration of phosphorus compounds in wastewater, so it may be desirable not to release large amounts of phosphorus compounds in this process. Yes, the ORP of the reaction tank is adjusted to suppress phosphorus release from activated sludge.
It is desirable to control the voltage to 100 to -300 mV, preferably -200 to -250 mV. The second stage is the process of removing BOD, adsorbing excess phosphorus compounds in the wastewater and the phosphorus compounds released by the activated sludge in the first stage into the activated sludge, and oxidizing ammonia compounds, organic amine compounds, etc. to nitrogen oxides. It is. Therefore, the second stage must be maintained in an aerobic environment, and the ORP suitable for performing all of the above actions is +100 to +120 mV or higher. If the ORP of the reaction tank is controlled to +100 to +120 mV or more and aeration is performed, 100 to 300 mg/kg of water in the waste water will be reduced after 2 to 4 hours.
BOD is below 10mg/, and 20-50mg/(as nitrogen) of ammonia nitrogen and Kjeldahl nitrogen are oxidized and reduced to below 1-2mg/, respectively, while nitrate and nitrite nitrogen are 20-50mg/(as nitrogen). 30
mg/ or more. In the first stage, the phosphorus compounds in the wastewater of the reaction tank were reduced from 7 to 9 mg/(as phosphorus) to 0.5 mg/
(as phosphorus) and the phosphorus concentration of activated sludge increases to 3-5%. In this case, in order to adsorb phosphorus compounds to the activated sludge, rather than simply changing the aerobic environment and anaerobic environment alternately to apply stress, the activated sludge is activated in the aerobic environment following the anaerobic environment as in the present invention. When sludge is subjected to decomposition of BOD components or oxidation of ammonia compounds, etc., the amount of phosphorus compounds taken into activated sludge increases significantly. This is because activated sludge releases phosphorus compounds in the anaerobic environment in the first stage, and is starved for phosphorus compounds in the aerobic environment, but due to decomposition of BOD components, nitrification reaction, etc.
Phosphorus compounds are required as a nutritional source, and it is thought that they take in large amounts of phosphorus compounds as a reaction. The third stage is a step in which nitric acid or nitrite nitrogen oxides are reduced to nitrogen gas and removed.
In order to reduce this nitrogen oxide with activated sludge,
Stop aeration and use mechanical agitation. At this time, a hydrogen donor is required, but this hydrogen donor can be used by newly injecting the used wastewater into the reaction tank, or by using an organic substance such as methanol, isopropyl alcohol, molasses, or rice bran. You can also do it. Since this third stage significantly affects the concentration of nitrogen compounds and phosphorus compounds in the treated water discharged in the fifth stage, it is important to control the ORP and nitrogen oxide concentration of the reaction tank. In other words, when a hydrogen donor is added and mechanical stirring is performed, the ORP of the reaction tank is 0 to -300m.
V. In particular, when ORP decreases to -250 to -300 mV, phosphorus compounds are released from the activated sludge, and the phosphorus compounds in the reaction tank become high. Another problem is that when such an anaerobic environment is used, anaerobic decomposition of activated sludge occurs, and the nitrogen concentration of ammonia compounds, organic amine compounds, etc. in the reaction tank also increases. Therefore, in some cases, it may be necessary to further remove phosphorus compounds, nitrogen compounds, etc. in the next step, making the treatment process very complicated. ORP management of the reaction tank is important to prevent these problems from occurring. In other words, there is a correlation between ORP, the concentration of nitrogen oxides remaining in the reaction tank, the release of phosphorus compounds from activated sludge, and anaerobic decomposition.
(as nitrogen), ORP is -200 ~
-300 mV, and in the ORP range of -50 to -150 mV, the nitrogen oxide concentration in the reaction tank is 0.5
It can be maintained at ~1.0 mg/(as nitrogen), and in an anaerobic environment of this level, release of phosphorus compounds from activated sludge and anaerobic decomposition of activated sludge can be suppressed. Therefore, in the third stage, it is necessary to control and manage the ORP of the reaction tank within the range of -50 to -150 mV. However, it is difficult to control and manage the ORP within this range with only mechanical stirring, and when the ORP drops below -50 to -150mV, the ORP control device aerates the reaction tank and raises the ORP to -50 to -150mV. maintained within the range for a predetermined period of time. In the fourth stage, aeration is performed to remove the excess hydrogen donor used in the third stage to maintain an aerobic environment. ORP in this fourth stage
The holding time varies depending on the type of hydrogen donor used and the regulatory value of the treated water discharged in the fifth stage. That is, if the nitrogen regulation value for the treated water to be discharged in the fifth stage is very strict, and if wastewater containing ammonia compounds and organic amine compounds is used as a hydrogen donor, it must be subjected to nitrification and denitrification before being discharged. In such cases, in the fifth stage, it is necessary to oxidize ammonia compounds, organic amine compounds, etc. in the wastewater to nitrogen oxides, and ORP
+50~+150mV, preferably +100~+1500m
It is necessary to maintain it at V. On the other hand, if the nitrogen regulation value of the treated water in the fifth stage is loose, or if a hydrogen donor that does not contain nitrogen is used, it is only necessary to remove the excess hydrogen donor or BOD component, so the ORP can be increased by +50 to +80 mV. Control and management is sufficient. In the fifth stage, aeration and mechanical stirring in the reaction tank are stopped to allow the activated sludge to settle, and approximately 80% or more of the supernatant water is discharged. In addition, if the nitrogen regulation value of the effluent water is strict, it is necessary to reduce the nitrogen oxides generated in the fourth stage.Addition of a hydrogen donor will complete the reduction in a short time; Even if the activated sludge is left to settle for a long time, the ORP will decrease and nitrogen oxides can be removed. Note that when the ORP inside the reaction tank becomes -200mV or less, the phosphorus compounds taken into the activated sludge are released, and the concentration of phosphorus compounds in the treated water discharged in the fifth stage may increase. Therefore, the ORP in the fifth stage must be controlled within this range with a limit of -50 to -150 mV, and the concentration of phosphorus compounds in the treated water can be reduced to 0.5 to 1.0 mg/(as phosphorus) or less. ORP control management in this fifth stage cannot be performed by aeration. That is, when aeration is performed, activated sludge does not settle and flows out into the treated water. For this reason, it is best to manage ORP based on the concentration of remaining nitrogen oxides.
In the fifth stage, maintaining the nitrogen oxides in the biochemical reactor at 0.5-1.0 mg/(as nitrogen) can maintain the ORP between -50 and -150 mV.
In order to maintain nitrogen oxides at 0.5 to 1.0 mg/(as nitrogen), the third stage ORP should be controlled to -50 to -150 mV. In addition, in the third stage, when wastewater containing organic amine compounds, such as sewage, is treated using an ammonia compound as a hydrogen donor, if the ORP of the reaction tank is +100 to +120 mV or more in the fourth stage, a nitrification reaction will occur. , forming nitrogen oxides. If this nitrogen oxide is not sufficiently removed in the fifth stage, it is carried into the first stage of the next cycle and the nitrogen oxide in the first stage of the next cycle is reduced to 0.5 mg/day.
If the above amount exists, the ORP may not be lowered sufficiently and the release of phosphorus compounds from the activated sludge process may not occur. To prevent this, it is necessary to control the ORP in the 4th stage to +50 to +80mV to suppress the production of nitrogen oxides, or to control the ORP in the 5th stage.
It is necessary to reduce the amount of nitrogen oxides generated in this step to 0.5mg/or less. Next, a method of acclimating activated sludge suitable for batch activated sludge treatment to activated sludge for continuous activated sludge treatment, which is the second invention of the present invention, will be described. Even if activated sludge from continuous activated sludge treatment such as urban sewage is used as activated sludge for the batch activated sludge method, the ability to immediately incorporate excessive amounts of phosphorus compounds in wastewater from wastewater into activated sludge is not maintained. Furthermore, the acclimatization method for providing the above-mentioned functions to activated sludge in continuous activated sludge treatment has not been clarified. However, when the five-step treatment method of the present invention described above is applied to activated sludge collected from continuous activated sludge treatment, eutrophic substances in wastewater can be removed in a short period of 2 to 5 days using the batch activated sludge method. can do. Example 1 An example of the method for acclimating activated sludge used in the batch activated sludge method of the present invention is shown. 20 samples of activated sludge mixture (activated sludge concentration approximately 2500mg/) were collected from the aeration tank of the activated sludge treatment equipment of a sewage treatment plant where urban sewage is continuously treated with activated sludge.
This was transferred to a biochemical reaction tank (effective volume: 30) of a batch-type activated sludge treatment experimental device, and the activated sludge was acclimatized. The acclimatization method is to stop aeration and mechanical agitation in the reaction tank, allow the activated sludge to settle, and discharge most of the supernatant water.
Over time, it is poured into urban sewage having the properties shown in Table 1, with mechanical stirring, until the total volume is 20. Mechanical stirring was further performed for about 30 minutes, and ORP in the reaction tank was controlled to -250 mV by aeration. Next, in the second step, mechanical stirring and aeration are performed to raise the ORP in the reaction tank to +100 to +120 mV.
It was maintained for 4 hours and 30 minutes. In the third stage, the aeration is stopped, mechanical agitation is performed, and approximately 5 of the municipal sewage from Table 1 is injected for 30 minutes or more, followed by mechanical agitation for approximately 2.5 hours.
In addition, when the ORP in the reaction tank becomes -130mV or less,
Aeration was controlled intermittently within this range. In the fourth step, aeration and mechanical stirring were performed for about 1 hour and 15 minutes so that ORP was +80 mV. In the fifth stage, the aeration and mechanical stirring were stopped, and the activated sludge was allowed to settle for about 45 minutes, after which the supernatant water was discharged for about 45 minutes, and after discharge, it was allowed to stand for about 15 minutes. One cycle from the first stage to the end of the fifth stage takes approximately 12 hours. 3 experiments of this cycle
After ~5 days, the quality of the effluent water (treated water) is as shown in Table 1.
As shown in Figure 2, the BOD was less than 10mg/, total nitrogen 4mg/, and total phosphorus 0.4mg/, and activated sludge that can remove eutrophic substances from urban sewage by the batch activated sludge method was achieved.

【表】 実施例 2 実施例1で馴養した活性汚泥を用いて、1日3
サイクルの処理実験を行つた。その時間的配分は
次の通りである。 まず第1段階は、表1の都市下水を機械的撹拌
を行いながら約1時間かかつて注入し、全量を約
20とした。 直ちに第2段階のエアレーシヨンを約2時間行
いORPを+140mVに制御管理した。 第3段階はエアレーシヨンを停止して、機械的
撹拌のみを行い、都市下水約5を約30分間で注
入し、ORPを−150mVに制御管理した。この時
間は約2時間である。なおORPが−150mV以下
になつたらエアレーシヨンを断続的に行つて、
ORP制御管理を行う。 第4段階はエアレーシヨンを約30分行い、
ORPを+80mVに制御管理する。 その後エアレーシヨンと機械的撹拌を停止し
て、活性汚泥の沈降を行い、次に約45分間で上澄
水を放流した。更に放流後約15分関静置した後、
次のサイクルの都市下水を注入する。このように
して、1日3サイクルで処理した処理水の水質は
BODが約3〜5mg/、ケルダール窒素が5〜
7mg/、アンモニア性窒素が4〜5mg/、全
リンが0.3mg/である。なお硝酸性及び亜硝酸
性窒素はいずれも1mg/以下であつた。 発明の効果 以上説明したように、本発明は回分式活性汚泥
処理において、反応槽に排水を注入して活性汚泥
により、BOD、アンモニア化合物、窒素酸化物、
リン化合物などの富栄養化物質を除去し、排水を
放流するまでの工程を5段階に分けることによ
り、富栄養化物質を効率よく除去することができ
る。また本発明は連続活性汚泥処理の活性汚泥を
回分式活性汚泥処理法により処理馴養する極めて
有効な方法である。
[Table] Example 2 Using the activated sludge acclimated in Example 1,
A cycle treatment experiment was conducted. The time allocation is as follows. In the first step, the urban sewage shown in Table 1 was injected for about an hour while mechanically stirring, and the total amount was about 1 hour.
It was set at 20. Immediately, a second stage of aeration was performed for about 2 hours, and the ORP was controlled to +140 mV. In the third stage, the aeration was stopped, only mechanical stirring was performed, and approximately 5 liters of municipal sewage was injected over a period of approximately 30 minutes, and the ORP was controlled to be -150 mV. This time is about 2 hours. If ORP falls below -150mV, perform aeration intermittently.
Performs ORP control management. The fourth stage is aeration for about 30 minutes.
Control and manage ORP to +80mV. Thereafter, aeration and mechanical stirring were stopped, the activated sludge was allowed to settle, and then the supernatant water was discharged for about 45 minutes. Furthermore, after leaving the water undisturbed for about 15 minutes,
Inject municipal sewage for the next cycle. In this way, the quality of the treated water treated three times a day is
BOD is about 3-5mg/, Kjeldahl nitrogen is about 5-5mg/
7 mg/, ammonia nitrogen 4-5 mg/, and total phosphorus 0.3 mg/. Note that both nitrate and nitrite nitrogen were 1 mg/or less. Effects of the Invention As explained above, in batch activated sludge treatment, the present invention injects wastewater into a reaction tank and uses activated sludge to remove BOD, ammonia compounds, nitrogen oxides,
By dividing the process from removing eutrophic substances such as phosphorus compounds to discharging wastewater into five stages, eutrophic substances can be efficiently removed. Furthermore, the present invention is an extremely effective method for acclimating activated sludge from continuous activated sludge treatment using a batch activated sludge treatment method.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 生物化学的酸素要求量によつて表示される汚
濁物質(BOD)、アンモニア化合物、窒素酸化
物、リン化合物などの富栄養化物質を含む排水を
回分式活性汚泥法により処理する際に、富栄養化
物質を除去するプロセスの1サイクルが次の5段
階よりなり、 第1段階は、活性汚泥が存在する生物化学的反
応槽に、機械的撹拌を行いながら排水を注入し、
ORPを金合金と塩化銀及び銀よりなる複合電極
で−200〜−300mVの範囲の任意のORP値で制
御管理する。 第2段階は、BOD、リン化合物の除去、及び
アンモニア化合物を窒素酸化物に酸化する工程で
エアレーシヨンを行い、ORPを金合金と塩化銀
及び銀よりなる複合電極で+100〜+120mV以上
に所定の時間維持する。 第3段階は、第2段階で生成した窒素酸化物を
窒素ガスに還元する工程で、機械撹拌を行い、水
素供与体を所定量注入し、ORPを金合金と塩化
銀及び銀よりなる複合電極で−50〜−150mVま
で低下させ、この範囲でORP制御を所定時間行
う。 第4段階はエアレーシヨンを行い、過剰の水素
供与体の分解を主目的とし、ORPを金合金と塩
化銀及び銀よりなる複合電極で+50〜+150mV
の範囲の任意の値で制御管理を行う。 第5段階はエアレーシヨン、及び機械的撹拌を
停止し、活性汚泥を沈降させ、上澄の約80%以上
を放流する、ことを特徴とする排水の生物学的処
理方法。
[Claims] 1. Wastewater containing eutrophic substances such as pollutants (BOD), ammonia compounds, nitrogen oxides, and phosphorus compounds as indicated by biochemical oxygen demand is processed by a batch activated sludge method. During treatment, one cycle of the process to remove eutrophic substances consists of the following five steps. The first step is to inject wastewater into a biochemical reaction tank containing activated sludge while mechanically stirring. death,
ORP is controlled and managed at an arbitrary ORP value in the range of -200 to -300 mV using a composite electrode made of gold alloy, silver chloride, and silver. The second step is to remove BOD and phosphorus compounds, and to oxidize ammonia compounds to nitrogen oxides. Aeration is performed, and the ORP is raised to +100 to +120 mV or more for a predetermined time using a composite electrode made of gold alloy, silver chloride, and silver. maintain. The third stage is the process of reducing the nitrogen oxides produced in the second stage to nitrogen gas. Mechanical stirring is performed, a predetermined amount of hydrogen donor is injected, and ORP is applied to a composite electrode made of gold alloy, silver chloride, and silver. to -50 to -150 mV, and perform ORP control in this range for a predetermined period of time. The fourth stage is aeration, with the main purpose of decomposing the excess hydrogen donor, and the ORP is set at +50 to +150 mV using a composite electrode made of gold alloy, silver chloride, and silver.
Perform control management using any value within the range of . The fifth step is a biological treatment method for wastewater, characterized in that aeration and mechanical stirring are stopped, activated sludge is allowed to settle, and about 80% or more of the supernatant is discharged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63283796A (en) * 1987-05-14 1988-11-21 Kajima Corp Sewage treatment
JP5213153B2 (en) * 2007-06-13 2013-06-19 学校法人 芝浦工業大学 Purification method of contaminated seawater by seawater-derived microorganisms
CN106379999B (en) * 2016-09-23 2021-01-12 浙江水利水电学院 Stereo purification method for eutrophic lake water body

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5523678A (en) * 1978-08-08 1980-02-20 Nec Corp Color pick up unit
JPS5564896A (en) * 1978-11-07 1980-05-15 Nippon Steel Corp Automatic control method for oxidation-reduction potential in aerobic active sludge treatment
JPS59115793A (en) * 1982-12-24 1984-07-04 Nippon Kokan Kk <Nkk> Treatment of organic sewage
JPS59115794A (en) * 1982-12-24 1984-07-04 Nippon Kokan Kk <Nkk> Treatment of organic sewage
JPS6115793A (en) * 1984-06-29 1986-01-23 Ebara Infilco Co Ltd Treatment of organic waste water

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5523678A (en) * 1978-08-08 1980-02-20 Nec Corp Color pick up unit
JPS5564896A (en) * 1978-11-07 1980-05-15 Nippon Steel Corp Automatic control method for oxidation-reduction potential in aerobic active sludge treatment
JPS59115793A (en) * 1982-12-24 1984-07-04 Nippon Kokan Kk <Nkk> Treatment of organic sewage
JPS59115794A (en) * 1982-12-24 1984-07-04 Nippon Kokan Kk <Nkk> Treatment of organic sewage
JPS6115793A (en) * 1984-06-29 1986-01-23 Ebara Infilco Co Ltd Treatment of organic waste water

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