JPH06296988A - 活性汚泥処理方法及び間欠曝気活性汚泥処理装置 - Google Patents

活性汚泥処理方法及び間欠曝気活性汚泥処理装置

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JPH06296988A
JPH06296988A JP5089597A JP8959793A JPH06296988A JP H06296988 A JPH06296988 A JP H06296988A JP 5089597 A JP5089597 A JP 5089597A JP 8959793 A JP8959793 A JP 8959793A JP H06296988 A JPH06296988 A JP H06296988A
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JP
Japan
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activated sludge
aeration
value
nitrification
denitrification
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Pending
Application number
JP5089597A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Wada
信行 和田
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱硝率が高くかつ信頼性に優れた活性汚泥処
理技術を提供する。 【構成】 活性汚泥を有する反応槽内に原水を流入させ
て曝気を行う際に、反応槽内の活性汚泥と前記原水との
混合液の硝化反応に伴う酸素利用速度(N−Kr)を測
定し、その値が予め定められたしきい値以下になるまで
前記曝気を行う。 好ましくは前記混合液のDO濃度を
測定するとともに、その値が略2.0(mg/l)以下
となるように前記曝気時における曝気量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は活性汚泥処理技術に関
し、特に間欠曝気活性汚泥処理技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、排水規制の強化や下水道の整備な
どにより公共水域の水質汚濁はかなり改善されてきた
が、閉鎖性水域における富栄養化の問題は未だ解決され
ていない。
【0003】このような排水や下水の処理には標準活性
汚泥法が広く普及しているが、この処理方法は富栄養化
の原因物質と考えられている窒素やリン等の除去に対し
ては有効なプロセスとは考えられていない。
【0004】今後、窒素やリンに対する規制はますます
重要になってくると考えられ、窒素やリン等を除去する
高度処理プロセスを採用する処理施設が増えてきてい
る。窒素除去においても従来の標準活性汚泥法の変法で
ある活性汚泥循環変法や間欠曝気活性汚泥法などが注目
されている。
【0005】活性汚泥循環変法は嫌気条件と好気条件と
を空間的に固定するのに対し、間欠曝気活性汚泥法はこ
れらを時間的に調節する方法で、既設の処理施設や小規
模既設においても容易に適用できる活性汚泥法の1変法
である。
【0006】しかし、上記標準活性汚泥法は有機物の除
去が主な目的であるのに対し、上記間欠曝気活性汚泥法
や活性汚泥循環変法は有機物除去のみならず窒素除去ま
でも目的とする。
【0007】従って水温,負荷変動,水理学的滞留時間
(HRT),汚泥滞留時間(SRT)など多くの因子に
よりその処理機能が影響を受けるので高い制御機能が要
求される処理プロセスといえる。
【0008】一般の小規模処理施設では、流入下水の量
や質の時間変動が大きく、最大負荷時における処理条件
で設計するため通常では低負荷で運転されている場合が
多い。
【0009】そのため、過曝気による活性汚泥の解体や
長いHRTでの硝化の進行による処理水のpH低下など
を防止するために間欠曝気を行っている施設もある。こ
のような施設では結果として高い窒素除去率が得られる
場合もある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記間欠曝気
活性汚泥処理法では窒素除去を行う技術が確立されては
おらず、確実に高い窒素除去率を維持することのできる
活性汚泥処理技術が求められている。
【0011】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、脱硝率が高くかつ信頼性に優れた活性汚泥処理技術
を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために、請求項1記載の発明は、活性汚泥を有する
反応槽内に原水を流入させて曝気を行う活性汚泥処理方
法において、前記反応槽内の前記活性汚泥と前記原水と
の混合液の硝化反応に伴う酸素利用速度(N-Kr)を
測定し、その値が予め定められたしきい値以下になるま
で前記曝気を行うことを特徴とする活性汚泥処理方法を
提供する。
【0013】上記N-Krの値は曝気による硝化反応が
行われている状態では高く、この硝化反応が終了すると
非常に小さくなる。従って、上記のように適宜しきい値
を設定してN-Krの値がこのしきい値より小さくなる
まで曝気を行うことで十分に曝気を行うことができる。
【0014】また、N-Krの値が前記しきい値よりも
小さくなった時点ですぐに曝気を終了することで、曝気
を十分に行うとともに迅速に次の処理を行うこともでき
る。
【0015】請求項2記載の発明は、請求項1記載の活
性汚泥処理方法において、前記混合液における全酸素利
用速度(Kr)とこの混合液に硝化抑制剤を加えた後に
おける酸素利用速度(Kr')とを測定し、前記Kr及
び前記Kr'に基づいて前記N-Krを決定することを特
徴とする活性汚泥処理方法を提供する。
【0016】一般に、上記N-Krを直接高精度に測定
することは困難であるが、上記のようにN-Krを測定
することにより、迅速かつ高精度にN-Krを求めるこ
とができる。
【0017】上記硝化抑制剤として混合液の硝化をほぼ
完全に抑制することができるものを用いた場合にはN-
KrはKrとKr'との差をとることによって求められ
るが、必ずしも完全には硝化を抑制できない場合にはN
-KrとKr、Kr'との相関を調べることによってN-
Krを算出する。
【0018】請求項3記載の発明は、請求項2記載の活
性汚泥処理方法において、前記硝化抑制剤としてN−ア
リルチオ尿素を用いるとともに、前記N-Krを下式に
より算出することを特徴とする活性汚泥処理方法を提供
する。
【0019】N-Kr=Kr−Kr'…(1) 上記N−アリルチオ尿素を用いることにより混合液中の
脱硝反応はほぼ完全に抑制されるので、(1)式のよう
に単にKrとKr'の差をとることでN-Krを容易かつ
高精度に求めることができる。
【0020】請求項4記載の発明は、請求項1または2
または3記載の活性汚泥処理方法において、前記混合液
のDO濃度を測定するとともに、その値が略2.0(mg/l)
以下となるように前記曝気時における曝気量を調整する
ことを特徴とする活性汚泥処理方法を提供する。
【0021】一般に、曝気時のDO濃度は2.0(mg/
l)程度に上昇すると硝化はほぼ終了し、また過大なD
O濃度では脱窒に悪影響を与えることが知られている。
【0022】従って、N-Krの値が大きく硝化がまだ
終了していない場合には、ブロワー4の送風量を調整し
てDO濃度が2.0(mg/l)程度以上の水準にはならな
い程度に硝化を促進するよう制御を行うことにより、過
不足なく曝気を行うことができる。
【0023】請求項5記載の発明は、請求項1〜4のい
ずれか1項に記載の活性汚泥処理方法において、前記曝
気を終えた後に脱窒を行うとともに、脱窒時における前
記混合溶液のpHを測定してその値が最大値となるまで
脱窒を行った後に再度前記曝気を行うことを特徴とする
活性汚泥処理方法を提供する。
【0024】脱窒工程においては脱窒反応によってアル
カリ成分が生成されるので、pH値はNOX-Nの減少に
伴い上昇し、脱窒が終了するとアルカリ成分の生成は終
了るのでその後pH値は徐々に低下する。
【0025】従って、pHの値が減少傾向になった時点
を反応の終了点として判断することができ、その終了時
点で再度曝気工程に移行することで十分脱窒を行うとと
もに速やかに間欠曝気活性汚泥処理を行うことができ
る。
【0026】
【作用】通常、間欠曝気活性汚泥において効率的な窒素
除去を実現されるための制御因子としては曝気槽のML
SS,HRT,SRT,DO,pHなどが考えられ、1
サイクル中の曝気時間,撹拌(脱窒)時間を適切に設定
することが最も重要な条件となる。
【0027】本発明においては曝気槽活性汚泥の硝化反
応による酸素利用速度を調べることにより硝化反応の進
行を判断して曝気時間の終了を決定する。
【0028】また、撹拌時のpH変化から脱窒反応の終
了点を判断し、撹拌時間の終了を決定することもでき
る。
【0029】このように制御を行うことで、効率的かつ
経済的に活性汚泥処理が行われる。
【0030】
【実施例】本実施例にては図1に示す間欠曝気活性汚泥
処理装置を用いて活性汚泥処理として間欠曝気活性汚泥
処理を行った。
【0031】この図において1は調製槽、2は曝気槽
(反応槽)、3は水中撹拌ポンプ、4はブロワー、5散
気管、6はMLSS計、7はrr計、8はDO計(DO
測定手段)、9はpH計(pH検出手段)、10は沈澱
槽、11は沈澱分離された活性汚泥、12は汚泥返送ポ
ンプ、13は制御装置(制御手段)である。
【0032】尚、この図において原水や活性汚泥等の流
通経路は実線で示し、測定データや制御指令の流れは点
線で示した。
【0033】図1において活性汚泥処理を行う原水は調
整槽1を経て連続的に曝気槽に供給される。曝気槽2に
おいては原水と活性汚泥とが混合される。
【0034】曝気処理時にはブロワー4により散気管5
を通じてこの混合液に通気を行い、有機物の酸化分解及
びアンモニア性窒素の硝化を行う。
【0035】曝気終了後は、水中撹拌ポンプ3により嫌
気状態で撹拌を行うことにより脱窒を行う。硝化によっ
て生成されたNOX−N(NO2−N+NO3−N)は流
入水中の有機物を水素供与体として脱窒菌により脱窒さ
れる。
【0036】上記曝気処理及び脱窒処理を交互に行うこ
とにより間欠曝気活性汚泥処理を行う。
【0037】また、上記曝気時にはrr計7によって曝
気槽2内の混合液のrrの値を測定し、更にこの混合液
を抽出して硝化抑制剤であるN-アリルチオ尿素(AT
U)を添加した後のrr値を測定してこの値をATU-
rrとする。
【0038】MLSS計6では曝気時における曝気槽2
内の混合液のMLSSの値を測定する。
【0039】制御装置13ではこれらの値を用いて下式
(1)(2)のようにKr、Kr'、N-Krを算出す
る。従って本実施例ではMLSS計6、rr計7及び制
御装置13によってN-Kr測定手段が構成される。
【0040】[Kr]=[rr]/[MLSS] [Kr']=[ATU-rr]/[MLSS] [N-Kr]=[Kr]−[Kr'] 脱硝時にはpH計9によって曝気槽2内の混合液のpHを
測定し、その値に基づいて制御装置13によってpHの
最大値(最大値)を検出する。この最大値は任意の方法
で検出することができる。
【0041】例えばpH値を連続的に測定してその最大
値を求めても良く、また多少精度では劣るが所定時間ご
とにpHを測定して前回の値よりも小さい値が得られた
時点でその前回の測定値を最大値としても良い。
【0042】本実施例においてはpH計9により脱窒素
時のpHをオンライン計測し、d(pH)/dt(時間に
対する変化量)が負となる時点におけるpHの値を最大
値とした。
【0043】従って本実施例においては制御装置13
(制御手段)がN-Kr測定手段及び最大値検出手段を
兼ねる構成となる。尚、これら各手段を適宜独立した手
段として構成してもよい。
【0044】まず、上記活性汚泥処理装置を用いてN-
Krを測定した。
【0045】一般に、酸素利用速度(Kr)には、有機
物の酸化分解の際に消費される酸素量と活性汚泥の内生
呼吸に消費される酸素量及び硝化反応で消費される酸素
量とが含まれる。
【0046】硝化反応の進行状況は、上記Krと硝化反
応以外の要因にて消費される酸素利用速度Kr'との差
で表される。本実施例では硝化抑制剤であるN−アリル
チオ尿素(ATU)を添加して測定したKr(ATU-
Kr)の値をKr'としてこれらの値を測定した。ま
た、N-Krは以下のように示される。
【0047】[N-Kr]=[Kr]−[Kr'] このようにN-Krは硝化に伴う酸素利用速度であり、
この値が小さければ硝化反応が終了し、大きければ硝化
反応はまだ終了していないと判断できる。
【0048】図1の活性汚泥処理装置におけるKr、K
r'の測定結果を図2に示す。この図においてA線はK
r、B線はKr'を示しており、N-Krはこれらの差で
表される。従ってこの図においては曝気を5時間行った
時点で硝化がほぼ終了していると判断される。
【0049】また、脱窒工程においてはアルカリ成分の
生成によりpHが上昇するので、このpH値を指標として
脱窒反応の進行を判断できる。図1の活性汚泥処理装置
を用いて撹拌(脱窒)を行った際におけるpHとNOX-
N濃度の経時変化を図3に示す。
【0050】この図に示されるように、pHはNOX-N
の減少に伴い大きく上昇し、脱窒終了点(撹拌1.5時
間)を境としてその後徐々に低下している。
【0051】従って、pHの値が減少傾向になった時点
を反応の終了点として判断することができる。
【0052】次に、上記結果に基づいて制御装置13に
より曝気処理及び脱窒処理を制御する。尚、本実施例に
おいてはブロワー4を起動、及び停止することによりそ
れぞれ曝気を開始及び終了するものとした。また、水中
撹拌ポンプ3の起動及び停止によって脱窒を開始及び終
了するものとした。
【0053】その制御内容を示すフローチャートを図2
に示す。まず、ステップ1(S1)においてはブロワー
3を起動することにより曝気を開始する。次にS2にて
N-Krを予め設定されたしきい値THLと比較し、N-
Krがしきい値よりも大きい場合は曝気を続行する(S
3)。
【0054】その他の場合はブロワー4を停止して曝気
を終了させるとともに、水中撹拌ポンプ3を起動して脱
窒を開始する(S4,5)。
【0055】この脱窒はpHが最大値となるまで行い、p
Hが最大値となった時点で終了する(S7,8,9)。
【0056】その後、間欠曝気処理を続行する場合には
S1に戻り、間欠曝気処理を終了させる場合にはpH
値、rr値の測定等を停止する。
【0057】また、曝気時のDO濃度は2.0(mg/l)
に上昇すると硝化がほぼ終了することが知られており、
また過大なDO濃度では脱窒に悪影響を与える。
【0058】このことより、図4のフローチャートに示
す制御とは別にN-Krの値が大きく硝化がまだ終了し
ていない場合には、ブロワー4の送風量を調整してDO
濃度が2.0(mg/l)以上にならない程度で硝化を促進
するよう制御を行った。
【0059】上記のように曝気処理及び脱硝処理を制御
することによって、有機物除去の状況を推測できるとと
もに、効率的かつ経済的に窒素除去を行うことができ
る。
【0060】
【発明の効果】上記のように本発明においては硝化の指
標に硝化反応による酸素利用速度を用いて硝化反応の進
行を判断しているので、特別な機器や複雑な計算処理等
を用いることなく、容易かつ速やかに硝化反応を制御す
ることができる。
【0061】また、pHの最大値より脱硝工程を制御す
ることもでき、これにより有機物除去の状況を推測でき
るばかりでなく、効率的かつ経済的な窒素除去を達成す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係る活性汚泥処理装置の説
明図。
【図2】本発明の1実施例に係る活性汚泥処理制御方法
のフローチャート。
【図3】曝気時間とKr及びKr'の相関を示すグラ
フ。
【図4】撹拌時間と反応槽内のNOx-N及びpHとの相
関を示すグラフ。
【符号の説明】
1…調製槽 2…曝気槽(反応槽) 3…水中撹拌ポンプ 4…ブロワー 5…散気管 6…MLSS計 7…rr計 8…DO計(DO測定手段) 9…pH計(pH検出手段) 10…沈澱槽 11…沈澱分離された活性汚泥 12…汚泥返送ポンプ 13…制御装置(制御手段)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性汚泥を有する反応槽内に原水を流入
    させて曝気を行う活性汚泥処理方法において、 前記反応槽内の前記活性汚泥と前記原水との混合液の硝
    化反応に伴う酸素利用速度(N-Kr)を測定し、その
    値が予め定められたしきい値以下になるまで前記曝気を
    行うことを特徴とする活性汚泥処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の活性汚泥処理方法におい
    て、 前記混合液における全酸素利用速度(Kr)とこの混合
    液に硝化抑制剤を加えた後における酸素利用速度(K
    r')とを測定し、 前記Kr及び前記Kr'に基づいて前記N-Krを決定す
    ることを特徴とする活性汚泥処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の活性汚泥処理方法におい
    て、 前記硝化抑制剤としてN−アリルチオ尿素を用いるとと
    もに、前記N-Krを下式により算出することを特徴と
    する活性汚泥処理方法。 N-Kr=Kr−Kr'
  4. 【請求項4】 請求項1または2または3記載の活性汚
    泥処理方法において、 前記混合液のDO濃度を測定するとともに、その値が略
    2.0(mg/l)以下となるように前記曝気時における曝気量
    を調整することを特徴とする活性汚泥処理方法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の活
    性汚泥処理方法において、 前記曝気を終えた後に脱窒を行うとともに、脱窒時にお
    ける前記混合溶液のpHを測定してその値が最大値とな
    るまで脱窒を行った後に再度前記曝気を行うことを特徴
    とする活性汚泥処理方法。
JP5089597A 1993-04-16 1993-04-16 活性汚泥処理方法及び間欠曝気活性汚泥処理装置 Pending JPH06296988A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007229657A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Kajima Corp 有機物含有液の発酵槽投入方法及び処理装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4641271B2 (ja) * 2006-03-02 2011-03-02 鹿島建設株式会社 有機物含有液の発酵槽投入方法及び処理装置

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