JPH04176399A - 廃水処理装置の汚泥浮上を防止する方法 - 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〕 この発明は、汚水を生物学的に処理する装置において、
脱窒菌の働きによって生じる窒素カスが惹起する沈澱槽
内の汚泥浮上あるいは汚泥流出を防止する方法に関する
ものである。

汚水の生物学的処理は、汚水中に微生物（活性汚泥）を
浮遊させ、浮遊微生物か汚水中の有機物質を酸化または
同化することにより、汚水の浄化を図るものである。

この処理方法において処理される汚水中のＢＯＤ、窒素
成分及びリン成分の重量比が、おおよそ１００　：　５
　：　１程度であれば、概ね良好な処理水か行われ、ア
ンモニア態窒素や有機態窒素などの窒素成分かＢＯＤに
対してこの比率を土建ると、曝気槽などの汚水処理槽に
おいて亜硝酸菌、硝酸菌などの窒素酸化菌の作用により
、窒素成分か硝酸態にまで酸化され、さらに沈澱槽にこ
の硝酸態窒素か送られた際、汚泥の堆積によって造り出
される嫌気的な環境において、脱窒菌の作用によって硝
酸態窒素か窒素ガスに変換される。生成した窒素ガスは
微小な気泡を形成し汚泥と処理水の分離を阻害するだけ
でなく、汚泥の比重が軽い場合には汚泥を沈殿槽表面ま
で浮上させ、汚泥が沈澱槽から処理水と共に流出し、処
理水の水質か著しく低下する。

脱窒菌の作用による汚泥の浮上、流出を防止する方法と
しては、過剰曝気を規制する方法、薬剤を投与してＢＯ
Ｄ、窒素分及びリン分の比率を調整する方法及び沈澱槽
における汚泥滞留時間の短縮などの方法かとられてきた
。

過剰曝気を抑制する方法は、曝気槽なとの汚水処理槽に
おいて、曝気量を調節することにより最小限ＢＯＤの酸
化に必要、な酸素を供給し、窒素成分の酸化を引き起こ
す過剰な酸素の供給を避け、窒素の酸化防止または低溶
存酸素濃度下で脱窒菌による好気的脱窒を促す方法であ
るか、日常の汚水処理においては汚水の水質か常に変動
するため、曝気量を調節することは極めて困難であり、
また脱窒菌の作用による汚泥浮上や流出の防止を意識す
るあまり、ＢＯＤの酸化に必要な酸素の供給か不足して
、汚水の処理か十分に行われない惧れかあった。

汚水中のＢＯＤ、窒素成分及びリン量成分の比率を薬剤
投与によって調整する方法は、汚水処理槽に負荷される
汚水のＢＯＤ量が、設計ＢＯＤ負荷量未満てあれば実現
可能であるけれども、設計ＢＯＤ負荷量以上のＢＯＤが
負荷されている汚水処理槽においては調整不能であり、
無理に量比を調整するため設計値以上のＢＯＤ源薬剤薬
剤与すれば、放流水菌の悪化、余剰汚泥増加などの問題
を伴う。

沈澱槽における汚泥滞留時間を短縮し、汚泥の堆積によ
って造り出される嫌気的な環境下に処理水を曝す時間を
短くすることは、返送汚泥量を増やすなどの方法により
容易に実施出来るが、固液分離のための時間の短縮化を
招き、沈降性の悪い汚泥の場合には、沈澱槽における汚
泥滞留時間内に沈降しきらない汚泥が、時として処理水
と共に流出し、放流水の水質を著しく低下するものであ
った。

〔発明か解決しようとする課題〕

沈澱槽における脱窒菌の脱窒作用によって惹起される汚
泥の浮上及び流出の現象は、曝気槽などの汚水処理槽か
ら沈澱槽に送られる処理水中の硝酸態窒素が引き金とな
って発生する。

本発明は沈澱槽に送られる処理水の硝酸態窒素を低減す
ることによって、沈澱槽における脱窒菌の脱窒作用によ
り引き起される汚泥の浮上及び汚泥の流出を防止するも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、このような事情に鑑み種々の試験を行っ
た結果、汚水処理槽に亜硝酸菌、硝酸菌及び脱窒菌を含
有する固定化微生物を活性汚泥と共に存在させ、汚水に
前記固定化微生物を好気性雰気下で接触させることによ
って、沈澱槽における沈澱の浮上及び汚泥の流出を防止
しうろことを見い出し、本発明を完遂することか出来た
。

本発明方法の実施において使用される亜硝酸菌としては
、アンモニア態窒素を酸化して亜硝酸態窒素にする能力
を持つニトロソモナス属、ニトロソコツカス属の細菌な
どであり、硝酸菌としては亜硝酸態窒素を酸化して硝酸
態窒素にする能力を持つニトロバクタ−属の細菌などが
適している。

また脱窒菌としては硝酸態窒素を還元して窒素ガスにす
るチオバチルス　デントリフィヵンッ、ミクロコツカス
　デニトリフィカンッ、シュードモナス　デントリフィ
カンッまたはデニトロバチルス属の細菌などが用いられ
る。

これら微生物の生菌体は、通常の培養法によって得るこ
とが出来る。培地はこれらの微生物が増殖しうるちので
あればいずれを使用しても良いが、処理すべき汚水の性
状に応じて窒素含有量を調整した培地を用い、馴養によ
りその能力を増強することが望ましい。馴養による能力
の増強は生菌体を固定後においても、同様の方法によっ
て行うことも出来る。

本発明において使用される固定化微生物は、担体として
寒天、カラギーナン、アルギン酸、ペクチン、キトサン
、ゼラチン及びコラーゲンのような天然有機高分子物質
あるいはポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、
ポリウレタン及びエポキシ樹脂などの合成存機高分子物
質、その細微生物が死滅しない温度で固化し、微生物が
固化したのち担体外に漏れ出さない高分子物質を用い、
これに亜硝酸菌、硝酸菌及び脱窒菌の生菌体を混合し、
公知の方法によって固定させることによって、生菌体か
担体の内部に固定化された固定化微生物か得られる。

固定化微生物の形状は、球状、立方体、長方体、円盤状
などで成形することか出来るか、固定化微生物を曝気槽
などの汚水処理槽内て均一に流動させるために、球状に
することが望ましい。固定化微生物は、大きくなり過ぎ
ると流動性が低下するので、径が１０ｍｍを超えるもの
は好ましくない。

また曝気槽などの汚水処理槽内で、脱窒菌か硝酸態窒素
から脱窒作用により窒素ガスを生成する際に、処理液中
の溶存酸素を固定化微生物の中心部まで到達させず、固
定化微生物の内部において局部的な嫌気性状態を形成す
る必要かあるので、固定化微生物の径は０．１５ｍｍ以
上にすべきである。

担体に固定する微生物生菌体の数は、汚水処理槽の容積
１　ｍｌに対して、亜硝酸菌、硝酸菌及び脱窒菌の生菌
体数かそれぞれおおよそ１０”個以上となるようにする
ことが好ましい。微生物生菌体の数か汚水処理槽容積１
ｍｌあたり１０’ケ未満の場合ても、本発明の目的を達
成出来ないことはないか、処理水中の硝酸態窒素を低減
させる亜硝酸菌、硝酸菌及び脱窒菌は、いずれも増殖速
度が遅く、充分な効果を発揮し始めるのに、数日間を要
するので好ましくない。

本発明の実施に当たっては、固定化微生物として窒素成
分を高度に含有する汚水によって馴養された活性汚泥を
固定化したものを用いることかできる。

このような汚水よって馴養された活性汚泥には、亜硝酸
菌、硝酸菌及び脱窒菌のが棲息しており、これらの生菌
体数を公知の方法で測定して、その必要量を算定し、前
記と同様に処理して固定化微生物を形成することが出来
る。

なお、この場合の活性汚泥の馴養に用いる汚水としては
、窒素分の含有量が５■／１以上であり、且つ乾燥重量
１ｋｇの活性汚泥に負荷されるＢＯＤか０．１ｋｇ以上
のものか適している。

〔作用〕

汚水の学的処理においては、汚水に含まれる有機態窒素
が、活性汚泥内に棲息する従属栄養微生物群によりアン
モニア窒素懇に変換され、次いでこのアンモニア態窒素
は活性汚泥内に棲息する亜硝酸菌によって、汚水処理槽
に供給される溶存酸素の酸化を受は亜硝酸態窒素に変換
される。さらに亜硝酸態窒素は硝酸菌によって溶存酸素
の酸化を受は硝酸態窒素に変換される。

この硝酸態窒素か脱窒菌の作用によって、沈澱槽に送ら
れるまでに窒素ガスに変換されれば、沈澱槽における汚
泥の浮上及び流出が起らないけれとも、この脱窒菌の脱
窒作用は嫌気性雰囲気下でのみ起こるため、通常曝気槽
などの汚水処理槽内では起りにくい。

従って硝酸態窒素を含む処理水は沈澱槽に送られ、汚泥
の堆積によって造り出される嫌気的環境下において、脱
窒菌の作用により窒素ガスに変換されているが、その際
発生する気泡に汚泥が同伴して浮上するので、固液の分
離を円滑に為し得ないものであった。

これに対して本発明方法では、曝気槽などの汚水処理槽
内に亜硝酸菌、硝酸菌及び脱窒菌を含む固定化微生物を
存在させているため、汚水と好気性雰囲気下で接触する
ことによって、汚水に含まれる有機態窒素がアンモニア
態窒素、亜硝酸態窒素を経て硝酸態窒素に変化するけれ
ども、本発明の固定化微生物を用いた場合には、固定化
微生物の内部か嫌気性の状態となるため、固定化微生物
の内部において、硝酸態窒素が脱窒菌の作用を受けて窒
素ガスに変換され、沈澱槽に送られる処理水に含まれる
硝酸態窒素が極度に低減するので、沈澱槽における脱窒
菌による窒素ガスの発生が極めて少なくなり、汚泥の浮
上が起こらない。

また本発明の固定化微生物は、亜硝酸菌と硝酸菌の働き
によって、アンモニア態窒素が硝酸態窒素に変換すると
共に、固定化微生物内部の溶存酸素濃度を低減させて、
脱窒菌の脱窒作用を促進する。

〔実施例１〕 亜硝酸菌にトロソモナス　ユーロパエ）ヲ表１の■に示
した培地に植種し、７日間３０°Ｃの温度て好気的に培
養し、その培養液を遠心分離して生菌体を得た。また硝
酸菌にトロバクター　ヴイノグラズキー）を表１の■に
示した培地に植種し、８日間３０°Ｃの温度で好気的に
培養したのち、同様に遠心分離を行い生菌体を得た。ま
た脱窒菌（シュードモナス　デニトリフィカンツ）を表
１の■に示した培地に植種し、ＩＯ日間３０’Ｃの温度
で絶対嫌気性雰囲下で培養し、培養液を限外濾過濃縮し
て生菌体を得た。

このようにして得られた３菌株の生菌体（それぞれ１×
１ＯＩ２ケ）を２００ｋｇのアルギル酸ナトリウムを溶
解した水溶液と混合し、さらに水を加えて体積２０ｍ′
の生菌体を懸濁したアルギン酸溶液を調製し、この懸濁
液を１モル／ｌの塩化カルシウム溶液に滴下して、平均
粒径５ｍｎ＋のアルギン酸ナトリウム固定化微生物を得
た。前記固定化微生物を一晩１モル／ｌの塩化カルシウ
ム溶液中で熟成し、その機械的強度を高めた。このよう
にして得られた固定化微生物の全量を、表２に示したし
尿性化槽の曝気槽に充填し、通常の運転条件によって汚
水処理を行った。この浄化槽は被処理汚水か主としてし
尿であるため、汚水中に含まれる窒素成分の濃度が高く
、沈澱槽において頻繁に脱窒による汚泥の浮上及び汚泥
の流出トラブルを起していた。

表２ 固定化微生物を曝気槽に投入した前後における放流水の
性状を調べた結果は、表３に示したとおりてあり、固定
化微生物を充填した翌日から沈澱槽において浮上してい
た汚泥は減少しはじめ、１週間経過した時点では汚泥の
浮上が全く認められなくなり、その後は放流水の性質も
大幅に改善され、固定化微生物を投入後１ケ月間経過し
たのちは、極めて良好な状態を維持することができた。

表３ （数値は１ケ月間の平均値を表示した）〔実施例２〕 表４に示した下水処理槽の曝気槽より採取した汚泥を、
遠心分離して汚泥濃度９８■／ｇの濃縮活性汚泥９１８
ｋｇを得た。この濃縮活性汚泥をポリアクリルアミドを
用いて、公知の方法により包括固定し、平均粒径４．５
ｍｍの固定化微生物を調製した。

このようにして得られた固定化微生物４６００ｋｇを前
記下水処理槽に充填し、通常の運転条件で汚水処理を行
った。

この下水処理槽は汚水のＢＯＤ及び窒素成分含有量が日
毎に大きく変化するため、曝気量調節による曝気槽内の
溶存酸素濃度のコントロールが困難で、突発的に過剰曝
気が引き金となって沈澱槽において汚泥浮上及び流出の
トラブルが起きていたが、固定化微生物を充填したのち
は沈澱槽における汚泥浮上及び流出が発生しなくなり、
良好な放流水が得られるようになった。また曝気量のこ
まめな調節もいらなくなり、過剰曝気状態になっても汚
泥の浮上及び流出のトラブルは発生しなかった。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、廃水処理装置の沈澱槽における
汚泥の浮上が抑制され、汚泥の流出を完璧に防止しつる
ので、放流水の水質が飛躍的に改善され、またその作用
か長期間にわたって持続するので、その維持管理か至極
簡単になり、しかも既存の処理装置を改造することな〈
実施しうるなと実践面の効果は多大である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）汚水処理槽に亜硝酸菌、硝酸菌及び脱窒菌を含有
   する固定化微生物を活性汚泥と共に存在させ、汚水に前
   記固定化微生物を好気性雰囲気下で接触することを特徴
   とする廃水処理装置の汚泥浮上を防止する方法。
2. （２）固定化微生物として、窒素成分を高度に含有する
   汚水によって馴養された活性汚泥を固定化したものを用
   いる請求項（１）に記載の方法。
3. （３）固定化微生物の粒径を０．１５ｍｍないし１０ｍ
   ｍの範囲としてなる請求項（１）に記載の方法。