JPH0556299U - オゾン発生器を利用した嫌気−好気活性汚泥処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃水中の有機物及び窒素を高効率に除去する
嫌気−好気活性汚泥処理装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 下水等の廃水を嫌気槽２で脱窒細菌により脱
窒を行う工程と、好気槽３で硝化細菌によりアンモニア
性窒素の硝化を行う工程と、沈澱槽４で固液分離し、該
沈澱槽４の上澄液を消毒槽９に流入する工程と、沈澱槽
４内の硝化液の一部を嫌気槽２に還流して脱窒反応を促
進する工程を含む嫌気−好気活性汚泥処理装置におい
て、上記消毒槽９にオゾン発生器１３を付設して、この
オゾン発生器１３から得られるオゾンを被処理水中に放
散することを特徴とする嫌気−好気活性汚泥処理装置の
構成にしてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はオゾン発生器を利用した嫌気−好気活性汚泥処理装置に関し、特に廃 水中の窒素を高効率に除去する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来から下水等の廃水中の有機物を効率的に除去するとともに、富栄養化の原 因物質と考えられている窒素及びリンを除去する方法が種々提案されている。こ の富栄養化とは、水域中のＮ，Ｐ等の栄養塩類の濃度が増大し、これらを栄養素 とする生物活動が活発となって生態系が変化することを指している。特に湖沼等 に生活排水とか工場廃水が大量に流入すると、上記の富栄養化が急速に進行する ことが知られている。

【０００３】 廃水中の窒素とかリンを除去する手段として、物理化学的な方法及び生物学的 方法が提案されているが、物理化学的方法はコストが嵩む関係から普及していな い現状にある。例えば物理化学的方法として実用化されているリン除去方法に凝 集沈澱及び晶析手段があるが、この手段はコストや維持管理面で難点がある。

【０００４】 一方、生物学的に窒素とリンを同時に除去する方法として、従来の活性汚泥法 の変法として嫌気−好気活性汚泥法が注目されている。（例えば水質汚濁研究、 第１２巻，第７号 ４４１−４４８，１９８９を参照。）この方法は、図２に示 したように、生物反応槽１を溶存酸素（Dissolved oxygen,ＤＯと略称する）の 存在しない嫌気槽２とＤＯの存在する好気槽３とに仕切り、この嫌気槽２により 、無酸素状態下で活性汚泥中の脱窒菌による脱窒を行い、次に好気槽３の内方に 配置した散気管６にブロワ７から空気を供給することにより、エアレーションに よる酸素の存在下で活性汚泥による有機物の酸化分解と硝化菌によるアンモニア の硝化を行う。次に被処理水は最終沈澱池４で固液分離されるが、この最終沈澱 池４内の硝化液を硝化液循環ポンプ５を用いて嫌気槽２に送り込むことにより、 嫌気槽２の脱窒効果が促進される。

【０００５】 上記脱窒菌とは、嫌気条件下で硝酸呼吸によりＮ０₂−Ｎ及びＮ０₃−ＮをＮ₂ やＮＯ₂に還元する細菌を指している。又、廃水中のリンは嫌気槽２内で放出さ れ、好気槽３内で活性汚泥に取り込まれて除去される。

【０００６】 次に最終沈澱池４の上澄液８は消毒槽９内に導かれて、消毒液注入器１０から 注入される消毒液で処理されてから処理水１１として放流される。消毒方法とし ては通常塩素処理が利用されている。

【０００７】 かかる嫌気−好気活性汚泥処理装置を用いることにより、通常の活性汚泥法で 達成される有機物除去効果と同程度の効果が得られる上、窒素とリンに関しては 活性汚泥法よりも高い除去率が達成される。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

一般に式１に示したように、廃水中の有機体窒素はアンモニア性窒素（ＮＨ₄ −Ｎ）になり、該アンモニア性窒素は好気状態で活性汚泥中の亜硝酸菌によって 亜硝酸性窒素（ＮＯ₂−Ｎ）に酸化され、更に硝酸菌によって硝酸性窒素（ＮＯ
_３ −Ｎ）まで酸化される。又、硝化液を嫌気状態におくと、前記脱窒菌により、亜 硝酸性窒素（ＮＯ_２−Ｎ）は窒素ガスＮ₂になり、大気中に放散される。

【０００９】 Ｎ₂ ↑ ＮＨ₄−Ｎ←→ＮＯ₂−Ｎ←→ＮＯ₃−Ｎ・・・・・・・・・・・・・(１) ここで硝酸性窒素（ＮＯ₃−Ｎ）を用いて脱窒を行わせるよりも、亜硝酸性窒 素（ＮＯ₂−Ｎ）の状態で脱窒させる方が（ＮＯ₂−Ｎ）←→（ＮＯ₃−Ｎ）の反 応が省略されるので、硝化工程でのブロワ動力及び脱窒工程での供給有機物を低 減することができて、脱窒効率を高めることが可能であるため、亜硝酸性窒素（ ＮＯ₂−Ｎ）を利用した種々の脱窒装置の研究がなされている。しかし処理水中 に亜硝酸性窒素（ＮＯ₂−Ｎ）が入っていると以下に記す問題点が発生する。

【００１０】 （１）処理水中のＣＯＤ_Mn（Chemical oxygen demand，化学的酸素要求量）が増 加する。このＣＯＤ_Mnとは、水中に溶存している有機物質をＫＭｎＯ₄，又はＫ₂ Ｃｒ₂Ｏ₇等の酸化剤で酸化して、消費される酸化剤の量をＯ₂量に換算した値で あり、有機物の量を示す尺度となっている。

【００１１】 （２）処理水排出先の溶存酸素（ＤＯ）が減少するため、排出先の生物相にダメ ージを与える。

【００１２】 そこで処理水中の亜硝酸性窒素（ＮＯ₂−Ｎ）を除去するために、前記図２の 例に示した好気槽３の外に、他のエアレーションタンクとか脱窒槽を設けて曝気 と脱窒を行わなければならないため、処理施設並びに処理時間の面での難点が発 生してしまうという課題があった。更に前記消毒槽９における消毒方法として、 通常塩素処理が利用されているが、近時塩素によって変異性物質とか発ガン性物 質が出現することが問題となっており、環境問題の観点から塩素による消毒操作 は避けることが好ましい。

【００１３】 本考案は上記に鑑みてなされたものであり、被処理水を亜硝酸性窒素の状態で 脱窒させることにより脱窒効果を高めるとともに塩素を用いない消毒操作を行う ことができる嫌気−好気活性汚泥処理装置を提供することを目的とするものであ る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、下水等の廃水を嫌気槽で脱窒細菌により脱窒を 行う工程と、好気槽で硝化細菌によりアンモニア性窒素の硝化を行う工程と、沈 澱槽で固液分離し、該沈澱槽の上澄液を消毒槽に流入する工程と、沈澱槽内の硝 化液の一部を嫌気槽に還流して脱窒反応を促進する工程を含む嫌気−好気活性汚 泥処理装置において、上記消毒槽にオゾン発生器を付設して、このオゾン発生器 から得られるオゾンを被処理水中に放散するようにした嫌気−好気活性汚泥処理 装置の構成にしてある。

【００１５】

【作用】

かかる嫌気−好気活性汚泥処理装置によれば、廃水が先ず嫌気槽で脱窒細菌の 作用に基づいて脱窒され、次に好気槽で曝気が行われ、硝化細菌の作用に基づい てアンモニア性窒素の硝化が行われる。好気槽からの排出液は沈澱槽に流入して 固液分離され、沈澱槽の上澄液が消毒槽に流入される。そして該消毒槽内で被処 理水中にオゾンを放散することにより、被処理水中の亜硝酸イオンがオゾンと反 応して硝酸イオンと酸素ガスとなり、廃水中の窒素は亜硝酸型として効率良く除 去されてから処理水として放流される。従ってこの処理水中に亜硝酸性窒素が残 留することがないという作用が得られる。

【００１６】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案にかかる嫌気−好気活性汚泥法を利用した脱窒装 置の一実施例を、前記従来の構成部分と同一の構成部分に同一の符号を付して詳 述する。

【００１７】 図中の１は生物反応槽であり、この生物反応槽１は溶存酸素（ＤＯ）の存在し ない嫌気槽２と、ＤＯの存在する好気槽３とに仕切られている。この嫌気槽２と 好気槽３とは同一の生物反応槽１を仕切板２０で区切って構成されている。そし て好気槽３の内方には散気管６が配置され、この散気管６に外部に配備したブロ ワ７から空気が供給される。

【００１８】 ４は沈澱槽としての最終沈澱池、５は硝化液循環ポンプ、９は消毒槽であり、 この消毒槽９の内方底部に散気管１２が配置され、且つ消毒槽９の外部にオゾン 発生器１３が配設されて、このオゾン発生器１３から得られるオゾンＯ₃が散気 管１２に供給されるようにしてある。通常オゾン発生器１３は、清浄な乾燥空気 又は酸素中に無声放電を行うことによってオゾンＯ₃を得る方法が採用されてい る。

【００１９】 以下に本実施例の作用を説明する。先ず廃棄物としての廃水１５が嫌気槽２へ 流入し、脱窒細菌の作用に基づいてＮＯ₃−Ｎ、ＮＯ₂−ＮイオンのＮ₂への還元 、即ち脱窒が行われる。次に廃水が好気槽３に流入してブロワ７の駆動に伴って 散気管６からのエアレーションによる曝気が行われ、硝化細菌の作用に基づいて 酸素の存在下でアンモニア性窒素ＮＨ₄−ＮのＮＯ₂−Ｎへの酸化、即ち硝化が行 われる。

【００２０】 従って好気槽３には、前記式１に基づいて亜硝酸性窒素（ＮＯ₂−Ｎ）を含む 硝化液が得られて、この好気槽３内の硝化液の１部は嫌気槽２に還流され、脱窒 に必要なＮＯ₂−Ｎが嫌気槽２に供給される。この時に廃水中のリンは嫌気槽２ 内で放出され、好気槽３内で活性汚泥に取り込まれて除去される。残りの硝化液 は最終沈澱池４に移行して固液分離され、且つ最終沈澱池４の硝化液の１部を硝 化液循環ポンプ５により嫌気槽２に還流することにより、嫌気槽２の脱窒作用が 促進される。

【００２１】 次に最終沈澱池４の上澄液が消毒槽９内に導かれて、オゾン発生器１３から得 られるオゾンＯ₃が散気管１２を介して被処理水中に放散される。このオゾンＯ₃ により、 ＮＯ₂ ^-＋Ｏ₃→ＮＯ₃ ^-＋Ｏ₂・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(２) の反応が進行する。即ち、亜硝酸イオン（ＮＯ₂ ^-）がオゾン（Ｏ₃）と反応して 硝酸イオン（ＮＯ₃ ^-）と酸素ガス（Ｏ₂）となる。又、被処理水中の窒素は亜硝 酸型として効率良く除去されて、処理水１１として放流される。従ってこの処理 水１１中に亜硝酸性窒素が残留することがない。尚、最終沈澱池４内に沈降した 汚泥の１部は図外の返送系を介して再度嫌気槽１に戻され、残部の汚泥は余剰汚 泥として図外の余剰汚泥処理装置に送り込まれて処理される。

【００２２】 従って本実施例によれば、消毒槽９内でのオゾン処理によって亜硝酸性窒素が 硝酸性窒素に変換されるので、窒素除去効率が高められると同時に処理水の消毒 が行えるという特徴を有している。

【００２３】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案にかかるオゾン発生器を利用した嫌気−好 気活性汚泥処理装置によれば、被処理水の窒素を亜硝酸性窒素の状態で脱窒させ ることができるため、硝化工程でのブロワ動力とか脱窒工程での供給有機物を低 減することが可能となり、処理施設とか処理時間の面での難点が解消される上、 脱窒効率を高めることができる。しかもオゾン処理を実施することにより、処理 水中の亜硝酸性窒素を除くことができるため、処理水中の化学的酸素要求量が増 加せず、且つ処理水排出先の溶存酸素に影響がないため、排出先の生物相にダメ ージを与える惧れがない。

【００２４】 更に消毒槽における消毒方法として塩素処理を利用していないので、塩素に起 因する変異性物質とか発ガン性物質の出現を防止して、社会環境上の観点からも 好ましいという効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の基本的実施例を示す概要図。

【図２】従来の嫌気−好気活性汚泥処理装置の一例を示
す概要図。

【符号の説明】

１…生物反応槽、２…嫌気槽、３…好気槽、４…最終沈
澱池（沈澱槽）、５…硝化液循環ポンプ、６…散気管、
７…ブロワ、９…消毒槽、１１…処理水、１２…散気
管、１３…オゾン発生器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 下水等の廃水を嫌気槽で脱窒細菌により
   脱窒を行う工程と、好気槽で硝化細菌によりアンモニア
   性窒素の硝化を行う工程と、沈澱槽で固液分離し、該沈
   澱槽の上澄液を消毒槽に流入する工程と、沈澱槽内の硝
   化液の一部を嫌気槽に還流して脱窒反応を促進する工程
   を含む嫌気−好気活性汚泥処理装置において、 上記消毒槽にオゾン発生器を付設して、このオゾン発生
   器から得られるオゾンを被処理水中に放散することを特
   徴とする、オゾン発生器を利用した嫌気−好気活性汚泥
   処理装置。