JPH06238294A - 生物学的脱窒素処理装置 - Google Patents

生物学的脱窒素処理装置

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JPH06238294A
JPH06238294A JP2542793A JP2542793A JPH06238294A JP H06238294 A JPH06238294 A JP H06238294A JP 2542793 A JP2542793 A JP 2542793A JP 2542793 A JP2542793 A JP 2542793A JP H06238294 A JPH06238294 A JP H06238294A
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実 山下
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KITAMATSU NANBU SEISOU ICHIBU
KITAMATSU NANBU SEISOU ICHIBU JIMU KUMIAI
Kurita Water Industries Ltd
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KITAMATSU NANBU SEISOU ICHIBU
KITAMATSU NANBU SEISOU ICHIBU JIMU KUMIAI
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 窒素含有廃水を単一の生物処理槽にて回分式
生物学的脱窒処理するにあたり、該生物処理槽の曝気量
をORPに基いて効果的に設定ないし制御して、高水質
の処理水を安定に得る。 【構成】 有機物添加手段で有機物を添加した後にOR
P測定手段の検出ORP値に基いて次回の回分処理時の
曝気量を曝気量制御手段で設定する。 【効果】 計器の信頼性の高いORPによる曝気量制御
により、回分処理毎の適正曝気量の設定を確実に行なう
ことができる。過剰曝気による電力コストの無駄や消泡
剤の使用量の増加を防止して、高水質の処理水を安定か
つ効率的に得ることが可能とされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生物学的脱窒素処理装置
に係り、特に、窒素含有廃水を単一の生物処理槽にて回
分式生物学的脱窒処理するにあたり、該生物処理槽の曝
気量を効果的に制御して、高水質の処理水を安定に得る
ことを可能とする生物学的脱窒素処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】し尿等の窒素含有廃水の処理方法とし
て、単一の生物処理槽に原水を間欠的に導入して、硝酸
化工程と脱窒素工程とを交互に行なう回分式生物学的脱
窒処理方式がある。
【0003】この回分式生物学的脱窒処理方式において
は、原水を一定時間毎に生物処理槽に導入すると共に、
槽内を曝気して硝化と好気性脱窒処理を行ない、その後
曝気を止めて、有機物を注入して撹拌することにより脱
窒処理を行なって、一回の回分処理を終了する。
【0004】従来、このような回分処理における曝気量
の制御は、生物処理槽内の溶存酸素(DO)に基いて行
なわれている。即ち、従来の曝気量制御方式は、一定時
間内に所定のDOに達する曝気量を標準とし、標準に達
しない場合は次回の曝気量を上げる;標準より早く達し
た場合は次回の曝気量を下げる;という方式である。
【0005】なお、図2に、回分式生物学的脱窒処理に
おける生物処理槽内のORP(酸化還元電位)とDOの
変化及びN(窒素)濃度の経時変化の一例を示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】DO計は、計器の汚
れ、劣化或いは汚泥の性状により大きく影響を受け、指
示値が不安定であるため、曝気量の制御の指標とするに
は適当ではない場合がある。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決し、窒素
含有廃水を単一の生物処理槽にて回分式生物学的脱窒処
理するにあたり、該生物処理槽の曝気量をORPに基い
て効果的に設定ないし制御して、高水質の処理水を安定
に得るための生物学的脱窒素処理装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の生物学的脱窒素
処理装置は、窒素含有廃水を受け入れる処理槽と、該処
理槽に窒素含有廃水を間欠的に投入する手段と、該処理
槽から処理水を槽外に排出する手段と、該処理槽内を曝
気する曝気手段とを備え、硝化及び脱窒する回分式の生
物学的脱窒素処理装置において、該処理槽内のORPを
測定する測定手段を設け、前記測定手段の検出ORP値
に基いて次回の回分処理時の曝気量を設定する曝気量制
御手段を設けたことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明者は、単一槽を用いる回分式生物学的脱
窒処理における曝気量の制御をORPに基いて行なうべ
く研究を行なった結果、処理槽内のORPの経時変化
は、図2に示す如く、し尿投入から一時的に下降し、そ
の後の曝気時間中に上昇し、メタノール(有機物)添加
後に最大となり、再び下降すること;そして、適正な曝
気量のもとに効果的な硝酸化及び脱窒処理を行なった場
合のORP変化曲線は、一定のパターンになることを見
出した。
【0010】加えて、効果的な処理を行なった場合の基
準となるORPの変化に対して、曝気量が過剰の場合の
ORPの変化と、曝気量が不足する場合のORPの変化
とは、図3及び図3の部の拡大図である図4に示す如
く、そのパターンが異なるものになることを確認した。
【0011】即ち、図3及び図4(a),(c)に示す
如く、過曝気したときのORPは基準ORPに比べて、
ORPが最小値ORPmin から上昇する際の立ち上がり
が速く、その後のORPの変化は小さく、メタノール
(有機物)添加後のORPの最大値ORPmax に到る曲
線の傾きは小さい。そして、このときのORPmax 近傍
の曲線はなだらかな丘状となり、またORPmax は基準
ORPのORPmax よりも小さい。
【0012】また、図3及び図4(a),(b)に示す
如く、曝気不足の場合のORPは基準ORPに比べて、
ORPの最小値ORPmin からORPの最大値ORP
max に到る曲線が直線的である。そして、このときのO
RPmax は基準ORPのORPmax とほぼ同等の値を示
すが、ORPmax 近傍の曲線は尖鋭角状となる。
【0013】従って、1回の回分処理にあたり、処理槽
内のORPの変化を調べ、その最大値近傍の形状を、予
め設定した基準ORPの変化パターンの最大値近傍の形
状と比較し、 基準ORPのものに比べてなだらかな丘状であれ
ば、過剰曝気である。 基準ORPのものに比べて尖鋭角状であれば、曝気
不足である。 基準ORPとほぼ同形状であれば、適正曝気であ
る。 とそれぞれ判定し、上記の場合には次回の回分処理に
おける曝気量を今回の曝気量よりも少なく、上記の場
合には次回の回分処理における曝気量を今回の曝気量よ
りも多く、また、上記の場合には次回の回分処理にお
ける曝気量を今回の曝気量と同程度となるように、次回
の曝気量を設定することにより、曝気の過不足を補っ
て、良好な処理を行なうことができるようになる。
【0014】また、曝気期間中のORPの上昇曲線を基
準ORPの上昇曲線と比較し、 (i) 基準ORPのものに比べて急上昇とその後のなだ
らかな上昇をたどるものであれば、過剰曝気である。 (ii) 基準ORPのものに比べて直線的に上昇するもの
であれば、曝気不足である。 (iii) 基準ORPとほぼ同様な上昇曲線であれば、適正
曝気である。 とそれぞれ判定し、上記(i) の場合には曝気量を低減す
るように、上記(ii)の場合は曝気量を増大するように、
上記(iii) の場合はそのままの曝気量を維持するよう
に、当該曝気期間中の曝気量を制御することにより、曝
気量の過不足をその曝気期間中に修正して、良好な処理
を行なうことが可能とされる。
【0015】なお、前述の通り、従来のDOによる曝気
量の制御は、一定時間内に所定のDOに達する曝気量を
標準とし、標準に達しない場合は次回の曝気量を上げ
る;標準より早く達した場合は次回の曝気量を下げる;
という方式である。この制御方式は、当該回の処理状況
から次回の曝気量を決定するものであり、かつ、曝気期
間中は一定曝気量とするため、曝気中にその曝気量が適
切であるか否かを判定することはできず、曝気量の適否
はその回分処理の終了後に判定することとなる。このた
め、不適切な処理の場合でも、その処理中に曝気量を制
御することはできなかった。
【0016】また、し尿中のBODを有効に利用して処
理を行なうためには、し尿投入初期の曝気量を抑えるこ
とが必要であるが、従来のDOによる制御法では、処理
中の曝気量の調整はできなかったのに対し、前述の如
く、ORPに基いて曝気期間中に曝気量の制御を行なう
ことにより、このような曝気量の調整が可能となり、し
尿中のBODの有効利用を図ることが可能とされる。
【0017】なお、本発明において、基準ORPパター
ンの設定及び更正は、例えば次の手順で行なうことがで
きる。
【0018】(1) 基準ORPパターンの設定 予め設定した時間に、DOが所定値に達するように曝気
量を設定して回分処理を行ない、設定時間内にDOが所
定値から外れた場合には、その曝気量に係数を掛けて曝
気量の修正を行なって次の回分処理を行なう。曝気量修
正後の回分処理におけるORPの最大値が、図2に示す
ような標準的なORPの変化曲線(標準ORPパター
ン)におけるORPの最大値の何倍であるかを求め、そ
の倍率を標準ORPパターンに掛けて修正することによ
り基準ORPパターンとする。
【0019】(2) 基準ORPパターンの更正 運転を継続した後、最近の回分処理で測定されたORP
変化曲線のパターンを5〜10例とり挙げ、そのORP
の最大値の平均を求め、この平均値が標準ORPパター
ンの何倍であるかを求め、その倍率を標準ORPパター
ンに掛けて修正することにより基準ORPパターンの更
正を行なう。
【0020】この更正は一週間に1回ぐらいの割合で行
なうのが好ましい。
【0021】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
【0022】図1は本発明の生物学的脱窒素処理装置の
一実施例を示す系統図である。
【0023】図1において、1は生物処理槽、11は投
入ポンプ11Aを備える原水(前処理し尿)の導入配
管、2は貯槽2A、配管12及びポンプ12Aを備える
メタノール注入設備、3は貯槽3A、配管13及びポン
プ13Aを備える苛性ソーダ注入設備、4は貯槽4A、
配管14及びポンプ14Aを備える消泡剤注入設備、1
5はバルブ15Aを備える処理水(処理混合液)の排出
配管である。なお、消泡剤注入配管14は、スプレーポ
ンプ16Aを備える分岐配管16を有し、この分岐配管
16は生物処理槽1の底部に接続されている。5は曝気
設備であり、配管17と、この配管17に設けられた酸
素溶解ポンプ(循環ポンプ)17Aと、冷却器6と、エ
ジェクタ7と、該エジャクタ7に接続されたバルブ18
Aを備える空気供給配管18と、曝気管19とを備え
る。
【0024】本実施例の生物学的脱窒素処理装置におい
ては、生物処理槽1にORP計20が設けられており、
この測定値が演算制御器8に入力され、この演算制御器
8では、ORPの測定結果に基いて、酸素溶解ポンプ1
7Aの回転数の制御信号を発信し、循環液量の増減によ
り曝気量を調節するように構成されている。
【0025】このような生物学的脱窒素処理装置により
回分式生物学的脱窒処理を行なうには、例えば、原水
(前処理し尿)を配管11より所定時間毎に間欠的に生
物処理槽1に導入すると同時に、曝気設備5により曝気
を開始して所定の曝気時間内にほぼ100%の硝化と約
90%の好気性脱窒処理とを同時に行なわせる。次に、
曝気を止め、メタノール注入設備2よりメタノールを注
入して所定時間の撹拌工程に入り、残留した約10%の
硝酸や亜硝酸を仕上げの脱窒処理で除去する。
【0026】本実施例においては、まず、初回の回分処
理においては、曝気量は標準曝気量にある係数(1以
下)を掛けた量として曝気を行なう。この曝気期間中の
ORPの測定値を、演算制御器8において、予め設定し
た基準ORPパターンと比較し、前述の(i) 〜(iii) に
従って判定を行なって、各々曝気量の調整を行なう。更
に、曝気を停止し、メタノールを添加した直後のORP
測定値の最大値近傍のパターン形状を、基準ORPパタ
ーン形状と比較し、前述の〜に従って判定を行なっ
て、次回の回分処理における曝気量を設定する。
【0027】なお、本発明において、曝気中に曝気量の
制御を行なう場合には、基準ORPパターンになるべく
近づくように制御を行なえれば良い。曝気量の増減量は
一律としても良いが、基準ORPパターンとの差に比例
(P制御)させても良く、もちろんPID等としても良
い。
【0028】また、次回の回分処理における曝気量を設
定する場合において、曝気量の増減割合の程度に特に制
限はない。この場合、予め、過剰曝気及び曝気不足の場
合の複数のORPパターンを設定すると共に、それに対
応する次回の曝気量の最適設定値を求めておき、測定さ
れたORPパターンと最も近いORPパターンの最適設
定値を次回の回分処理の曝気量とするように、予め計算
式を演算制御器に設定しておくのが有利である。
【0029】本発明の生物学的脱窒素処理装置において
は、ORP計と共にDO計を設け、上述のようなORP
に基く曝気量の制御に、従来のDOによる曝気量の設定
方式を組み込んで行なうこともできる。
【0030】なお、図1に示す生物学的脱窒素処理装置
は本発明の生物学的脱窒素処理装置の一実施例であっ
て、その要旨を超えない限り、本発明は何ら図示のもの
に限定されるものではない。図示の実施例では、曝気量
の制御を酸素溶解ポンプの回転数、即ち循環水量の増減
により行なっているが、その他空気の吹き込み量の増減
などにより行なうこともできる。
【0031】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の請求項1の
生物学的脱窒素処理装置によれば、計器の信頼性の高い
ORPによる曝気量制御により、回分処理毎の適正曝気
量の設定を確実に行なうことができる。
【0032】また、曝気期間中に曝気量を適正に制御す
ることにより、処理中の曝気量の過不足を是正して、良
好な処理を行なうことができる。
【0033】このような本発明の生物学的脱窒素処理装
置によれば、過剰曝気による電力コストの無駄や消泡剤
の使用量の増加を防止して、高水質の処理水を安定かつ
効率的に得ることが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の生物学的脱窒素処理装置の一実施例を
示す系統図である。
【図2】生物処理槽内のDO,ORP及びN濃度の経時
変化を示すグラフである。
【図3】ORP及びDOの経時変化を示すグラフであ
る。
【図4】図3の部の拡大図である。
【符号の説明】
1 生物処理槽 2 メタノール注入設備 3 苛性ソーダ注入設備 4 消泡剤注入設備 5 曝気設備 8 演算制御器 20 ORP計

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素含有廃水を受け入れる処理槽と、 該処理槽に窒素含有廃水を間欠的に投入する手段と、 該処理槽から処理水を槽外に排出する手段と、 該処理槽内を曝気する曝気手段とを備え硝化及び脱窒す
    る回分式の生物学的脱窒素処理装置において、 該処理槽内のORPを測定する測定手段を設け、 前記測定手段の検出ORP値に基いて次回の回分処理時
    の曝気量を設定する曝気量制御手段を設けたことを特徴
    とする生物学的脱窒素処理装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010086936A (ko) * 2000-03-04 2001-09-15 김창원 고농도 영양염 함유 폐수 처리를 위한 고도 처리공정 및처리장치
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