JPH04104896A - 排水の管理処理方法 - 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） 本発明は、水の汚濁要因であるアンモニア性窒素を含む
排水を、好気・嫌気処理を繰り返して硝化・脱窒を行う
処理設備において、効率よく運転を行うために指標を用
いて管理する排水の管理処理方法に関するものである。

（従来の技術） 排水中に含有するアンモニア性窒素を生物学的に除去す
る方法は、硝化細菌（アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化
細菌）による硝化過程と脱窒細菌による脱窒過程によっ
て行われる。

これをさらに詳しく説明すると、アンモニア酸化細菌は
、好気的条件下でアンモニア性窒素を酸化し、亜硝酸性
窒素を生成する。次いで、亜硝酸酸化細菌が好気的条件
下で亜硝酸性窒素を酸化して硝酸性窒素を生成する。こ
れらの反応式は１次のとおりである。

アンモニア酸化細菌 Ｎ　Ｈ４”　＋３／　２０２→ＮＯ２−＋８２０＋２８
“亜硝酸酸化細菌 Ｎ　Ｏ、−＋１／２０２→ＮＯ，− 硝酸性窒素の脱窒反応は、嫌気的条件下で行われ、電子
供与体として利用可能な有機化合物の存在下において、
脱窒を行う細菌によって還元され。

分子状窒素となり、大気中へ排出されるのである。

脱窒細菌 ＮＯ，−＋５Ｈ→１／２Ｎ２丁＋２８．０＋ＯＨ−排水
中のアンモニア除去法としては、上記に示した生物学的
処理法が家庭排水等の雑排水を処理する際に一般に用い
られている。

生物学的窒素除去を目的とした排水処理方法には、大別
すると微生物浮遊法（活性汚泥法の変法等）と生物膜法
（回転円板法、循環接触酸化法等）とがあるが、このう
ち微生物浮遊法としては、工程内に好気・嫌気操作を組
み込んだ方式の循環脱窒法、単一層で好気・嫌気処理を
繰り返す間欠曝気法とがある。

間欠曝気活性汚泥法は、一般に曝気工程での曝気処理に
よって槽内を好気的条件となして生物学的硝化を行い、
続く攪拌工程では曝気処理を止めて攪拌機によって攪拌
を行い、槽内を嫌気的条件となして生物学的脱窒を行う
ものである。すなわち、曝気処理と攪拌処理を繰り返す
ことによって。

交互に好気条件下・嫌気条件下として窒素除去を行うも
のである。

適切な好気・嫌気条件をつくり、効率よく窒素除去を行
うためには、曝気量及び曝気時間を調整することが重要
である。そこで、最適の曝気量及び曝気時間を設定する
ためには、アンモニア性窒素をはじめ、温度や流入水量
等についての各種管理指標を把握することが不可欠であ
り、中でも処理の対象であるアンモニア性窒素や硝酸性
窒素の排水中及び曝気槽内での挙動を捉えることが最も
重要である。しかしながら、現在、アンモニア性窒素濃
度や硝酸性窒素濃度を迅速かつ正確に計測する技術は十
分なものが確立されておらず、運転管理を行うことは困
難となっている。

そのため、運転管理における硝化・脱窒の新たな指標と
すべきものが必要とされている。

従来の技術としては、溶存酸素濃度（以下り。

という）値〔第２２回（昭和６０年）下水道研究発表会
請演集第４５４〜４５６頁〕あるいは酸化還元電位（以
下○ＲＰという）値〔第２７回（平成２年）下水道研究
発表会講演集第３９６〜３９８頁〕を槽内の好気・嫌気
雰囲気の状態を知るた約の管理指標として用いている方
法があるが、この方法は、予めＤＯ値あるいはＯＲＰ値
の目標値を設定し、実際の曝気槽内をセンサーによって
連続的に測定して、曝気・攪拌工程のそれぞれにおいて
目標とする測定値が設定範囲内を推移するように、適切
と思われる曝気量又は曝気時間を決定するものである。

この従来技術の問題点は、槽内の諸要因（ＢＯＤ負荷、
流入水量、水温等の変化）に大きな影響を受けることで
ある。例えば、水中のＢＯＤ負荷が高くなると５通常時
に比べＤＯ値は低くなるが。

これはＢＯＤ分解のためにより酸素が必要となるからで
ある。また、槽内はより嫌気方向へ進むため、槽内のＯ
ＲＰ値は低下する。逆に、ＢＯＤ負荷が低くなれば、消
費される酸素量が低下してＤＯ・ＯＲＰ値は高くなる。

同様に、その他の要因。

すなわち、流入水量・水温・槽内微生物量（ＭＬＳＳ）
等の変化に従って、ＤＯ・ＯＲＰ値の推移する範囲が変
動する。とりわけ、１日のうちにＢＯＤ負荷や流入水量
が大きく変動するところの一般家庭排水等を処理の対象
とする場合においては硝化・脱窒反応に適切なりｏ・Ｏ
ＲＰ値の目標範囲を設定することは困難なものである。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように、従来技術は、ＢＯＤ負荷の変動等の諸要
因によってＤＯ・ＯＲＰ値が大きく影響を受けるので、
それらの目標範囲の設定が困難であるという問題を有す
るものであった。

本発明は、かかる従来技術の有する欠点を解決するもの
であり、硝化・脱窒反応の完了の検知を可能とした管理
指標を見出し、運転管理を容易ならしめる排水の管理処
理方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するた約の手段） 本発明者らは、前記のような課題を解決するために鋭意
検討の結果、ＤＯ・ＯＲＰ値の連続測定において得られ
る曲線の変曲点が、硝化・脱窒反応の完了を示すという
事実に着目し９本発明に到達したものである。

すなわち１本発明は１間欠曝気方式の活性汚泥法により
排水中のアンモニア性窒素を生物学的硝化によって処理
する方法において、曝気槽内排水のＤＯ（溶存酸素濃度
）値の連続測定を行い、曝気開始後のＤｏ　（溶存酸素
濃度）値曲線上昇時における変曲点を検出し、これを硝
化完了の指標として曝気を停止し、一方、曝気槽内排水
の０ＲＰ（酸化還元電位）値の連続測定を行い、曝気停
止後の○ＲＰ　（酸化還元電位）値曲線下降時における
変曲点を検出し、これを脱窒完了の指標として曝気を再
開することを特徴とする排水の管理処理方法を要旨とす
るものである。

本発明における間欠曝気方式活性汚泥法の排水処理にお
いて１例えば、好気工程においては、曝気開始後のＤＯ
値曲線の上昇時における変曲点を検出し、これを硝化完
了の指標として曝気を停止するとともに、嫌気工程にお
いては、曝気停止後のＯＲＰ値曲線曲線降時における変
曲点を検出して、これを脱窒完了の指標として曝気を再
開するごとく管理運転するものである。

特に１本発明においては、上記のＤＯ（溶存酸素濃度）
値変曲点を指標として曝気時間を設定するとともに、上
記の○ＲＰ　（酸化還元電位）値曲線の変曲点を指標と
して曝気停止時間をも設定することができる。

（実施例） 以下１図面によって本発明を説明する。

第１図は１本発明の排水処理方法を実施するための装置
の一例の概略図である。第１図における装置は構造的に
は一般の活性汚泥法と同様で、流量調整槽１．曝気槽２
．３．沈殿槽４からなり。

曝気槽は前段２と後段３とに分かれており、曝気槽の後
段３からの処理水の一部は、曝気槽前段２に返送５され
ている。曝気の開始・停止は、槽の前段２．後段３にお
いて同時に実施した。

第２図は、曝気槽の測定器の設置場所を示すもので、○
ＲＰセンサーは曝気槽前段２の中間部を測定点６とし、
ＤＯセンサーは曝気槽後段３の中間部を測定点７として
、それぞれの測定結果は連続的に記録した。測定は１両
測定点６．７において管理運転の開始後（曝気停止時）
より５分毎採水して、硝酸性窒素、アンモニア性窒素の
それぞれを測定した。

実施例の運転条件を第１表に示す。

第　　　１　　　表 管理運転の実施前（通常運転時）は、曝気時間６０分、
曝気停止時間／１５分間の運転を行っていたが、この通
常運転の曝気終了時を０分として本発明の管理運転を実
施し、各測定も実施を開始した。

管理運転による５分毎の測定結果について第３図により
説明すると、第３図は、曝気槽前段２の測定点６におい
てのＯＲＰ値と硝酸性窒素、曝気槽後段３の測定点７に
おいてのＤＯ値とアンモニア性窒素のそれぞれの挙動を
示すもので、曝気槽前段２の測定点６においては、測定
開始３２分後においてＯＲＰ値曲線曲線降時の傾きが急
激に変化（８Ａ）したので、３４分後まで監視を続けた
結果、これが変曲点であることを確認し、曝気を開始（
９Ａ）した。硝酸件窒素濃度は変曲点（８Ａ）に時間的
に近い３０分後（８Ｂ）においては０．１ｍｇ／βまで
派生し、脱窒反応が完了していることが明瞭であった。

曝気槽後段３の測定点７においては、３７分後に曝気が
開始（９Ｃ）された直後（ＩＯＣ）のＤＯ値が約θ、２
ｍ＠／Ｅを示し９４６分後（ＩＩＣ）より曲線上昇時の
傾きが急上昇となり、５１分後ニ変曲点（１２Ｃ）であ
ることを確認して曝気を停止した。４６分後（ＩＩＤ）
においては、アンモニア性窒素は０．１■／ｌまで減少
して、硝化が完了していることが明白であった。

実施例においては、その後、管理運転を１２０分後まで
続けたが、各測定点における各測定値は。

上記とほぼ同様の値が得られた。

実施例の処理前・後の水質を第２表に示す。

第　　　　２　　　　表 本発明の管理運転を実施した結果は、上表のごとく、処
理水中のアンモニア性窒素は０．１■／β以下、窒素除
去率は９５％と極めて良好であり。

ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳについても優れた除去率が得られ
ることかみ忍められた。

（発明の効果） 本発明によれば９間欠曝気力式の活性汚泥注排水処理に
おいて、曝気時にＤｏ値値線線上昇時に現れる変曲点を
硝化反応完了の指標として用いることは適切であり、ま
た、曝気停止時にｏＲＰ値曲線曲線下降時れる変曲点を
脱窒反応完了の指標として用いることもまた適切である
ことが認められ、曝気時間についてはＤ○値を、曝気停
止時間についてはＯＲＰ値を指標としてそれぞれ利用す
ることは、排水処理を管理するうえで著しく優れたもの
であるとともに処理効率を甚だしく向上させ、優れた窒
素除去を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明方法による排水処理の実施例の概略図
、第２図は、処理装置の２分割曝気槽における２つの測
定点を示す概略図、第３図は、実施例の曝気槽前段の測
定点（６）におけるＯＲＰ値と硝酸性窒素および曝気槽
後段の測定点（７）におけるＤＯ値とアンモニア性窒素
の挙動を示す図である。 Ｂ Ａ Ｃ ０Ｃ １Ｃ ＩＤ 流量調整槽 曝気槽前段 曝気槽後段 沈殿槽 返送処理水 槽前段の測定点 槽後段の測定点 測定開始して３２分後（変曲点） のｏＲＰ値 測定開始して３０分後の硝酸性 窒素値 測定開始して３４分後（曝気開 始）のＯＲＰ値 測定開始して３７分後（曝気開 始）のＤＯ値 曝気開始直後のＤＯ値 測定開始して４６分後（変曲点） のＤＯ値 測定開始して４６分後のアンモ ニア性窒素値 １２Ｃ；　測定開始して５１分後（曝気停止）のＤＯ値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）間欠曝気方式の活性汚泥法により排水中のアンモ
   ニア性窒素を生物学的硝化によつて処理する方法におい
   て、曝気槽内排水のＤＯ （溶存酸素濃度）値の連続測定を行い、曝気開始後のＤ
   Ｏ（溶存酸素濃度）値曲線上昇時における変曲点を検出
   し、これを硝化完了の指標として曝気を停止し、一方、
   曝気槽内排水のＯＲＰ（酸化還元電位）値の連続測定を
   行い、曝気停止後のＯＲＰ（酸化還元電位）値曲線下降
   時における変曲点を検出し、これを脱窒完了の指標とし
   て曝気を再開することを特徴とする排水の管理処理方法
   。