JPH06304593A - 有機性排液の生物学的窒素除去方法 - Google Patents

有機性排液の生物学的窒素除去方法

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JPH06304593A
JPH06304593A JP5100787A JP10078793A JPH06304593A JP H06304593 A JPH06304593 A JP H06304593A JP 5100787 A JP5100787 A JP 5100787A JP 10078793 A JP10078793 A JP 10078793A JP H06304593 A JPH06304593 A JP H06304593A
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JP
Japan
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bod
nitrification
sponge
sludge
nitrogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP5100787A
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English (en)
Inventor
Masahide Shibata
雅秀 柴田
Miyuki Susa
美由紀 諏佐
Atsushi Watanabe
敦 渡辺
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 予め活性汚泥法等によりBODを除去するこ
となく、BOD/N比が4〜20の有機性排液をそのま
ま生物処理して窒素成分を除去する。 【構成】 脱窒装置1にBOD/N比が4〜20の原水
を導入するとともに、返送汚泥を導入し、また硝化装置
2で硝化を受けた硝化液を循環液管8から導入し、脱窒
細菌を含む活性汚泥と混合し、嫌気状態を維持して脱窒
を行う。脱窒装置1内の脱窒液は一部ずつ取出して硝化
装置2に導入し、スポンジ14を添加して活性汚泥混合
液中に浮遊させて、BODの除去およびアンモニア性窒
素の硝化を行う。 【効果】 スポンジを用いることにより、硝化細菌を安
定して保持でき、高い硝化活性が維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、窒素含有量に対してB
OD含有量の多い有機性排液から窒素を生物学的に除去
する有機性排液の生物学的窒素除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アンモニア性または有機性窒素化合物を
含む排液を処理する方法として、生物学的硝化脱窒処理
法がある。この方法は活性汚泥により排液中のCOD、
BOD成分を分解するとともに、有機性窒素化合物をア
ンモニア性窒素とし、このアンモニア性窒素を硝化細菌
により亜硝酸性または硝酸性窒素に硝化(酸化)した
後、脱窒細菌により脱窒(還元)する方法である。
【0003】このような生物学的硝化脱窒反応における
硝化細菌の増殖要因としては、溶存酸素濃度、温度、p
H、アンモニウムイオン濃度、SRT、阻害物質の有無
などがある。しかしこれらの条件を十分満足している場
合においても、原水中の有機物濃度と窒素濃度との割合
(BOD/N比)によって、活性汚泥中の硝化細菌の量
が変化し、BOD/N比が大きくなるに従って硝化細菌
に比べて他栄養細菌の割合が多くなり、MLSS当りの
硝化速度は低下し、特にBOD/N比が4以上になると
浮遊汚泥だけでは硝化は進行しにくい。また一般に、硝
化細菌は有機物濃度の低い環境で生育でき、有機物濃度
が高いと生育障害が発生するので、BOD−MLSS負
荷を0.25〜0.35kg−BOD/kg−SS・日
以下で管理するのがよいとされている。このため、従来
は予め活性汚泥処理等の別の好気性処理によりBODを
除去し、BOD/N比を4未満にした後、硝化脱窒処理
を行うか、または好気性処理における窒素負荷を非常に
低くして処理を行っている。
【0004】一方、硝化槽内で硝化細菌を維持する方法
として、硝化細菌が増殖しやすいようにスポンジや多孔
性の担体を硝化(曝気)槽中に添加する方法が知られて
いる。しかし、これまで多孔性の担体を使用する際の条
件が検討されておらず、このため担体を使用しなくても
浮遊汚泥のみで十分に硝化細菌が生育できる場合におい
ても担体を使用する場合が生じるため、維持管理に無駄
が生じている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、BO
Dの濃度が高い排液の場合でも予めBODを除去する必
要がなく、BOD/N比が大きい排液をそのまま、しか
も低コストで処理することが可能な有機性排液の生物学
的窒素除去方法を提案することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機性排液中
の窒素化合物を硝化細菌により硝化した後、脱窒細菌に
より脱窒して生物学的に窒素を除去する方法において、
有機性排液としてBOD/N比が4〜20の排液を用
い、かつ硝化工程における硝化細菌の担体としてスポン
ジを添加して活性汚泥混合液中に浮遊させることを特徴
とする有機性排液の生物学的窒素除去方法である。
【0007】本発明で処理の対象となる排液はBOD/
N比が4〜20、好ましくは4〜6であって、アンモニ
ア性または有機性窒素化合物を含む有機性排液である。
BOD/N比が4より小さい場合はスポンジを添加しな
くても浮遊汚泥のみで十分処理可能であり、20より大
きい場合には栄養のバランスが悪く処理が困難になる。
【0008】硝化は硝化細菌によりNH4−NをNO2
NまたはNO3−Nに変換する処理であり、このとき硝
化細菌の担体としてスポンジを使用する。硝化の方法と
しては硝化装置に酸素含有ガスまたは空気を曝気する方
法などが採用できるが、この場合はスポンジを硝化装置
内に投入し、曝気するガスにより浮遊させる。スポンジ
の使用量は、硝化装置容量に対して5〜40容量%、好
ましくは10〜30容量%とするのが望ましい。
【0009】スポンジとしては比表面積が大きいものが
好ましいが、浮遊汚泥との分離性を考慮すれば2〜20
mmのものが好ましい。形状は特に限定されず、例えば
球状、立方体状のものなどが使用できる。またスポンジ
の素材も特に限定されず、例えばエステル系ポリウレタ
ンなどがあげられる。
【0010】硝化工程においてスポンジを添加して浮遊
させることにより、硝化細菌が他の細菌よりも多量にス
ポンジ上で増殖し、BOD/N比が4以上の場合であっ
ても硝化が進行し、また同時にBOD成分も除去され
る。このため予め活性汚泥法等によりBOD成分を除去
することなく、排液をそのまま硝化処理に供することが
できる。
【0011】脱窒は脱窒細菌によりNO2−NまたはN
3−NをN2に変換し、排液中から窒素を除去する処理
である。このときBOD成分も除去される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図1は実施例の有機性排液の生物学的窒素除去方法
を示すフロー図である。図において、1は脱窒装置、2
は硝化装置、3は最終脱窒装置、4は最終好気処理装
置、5は固液分離装置である。
【0013】脱窒装置1には原水管6、汚泥返送管7、
循環液管8および連絡管9が接続し、撹拌器10で緩や
かに攪拌し、嫌気状態を維持して脱窒を行うようになっ
ている。
【0014】硝化装置2には連絡管9、11が接続して
おり、空気管12から空気を送り、散気装置13から散
気して、好気条件下に硝化を行うようになっている。硝
化装置2にはスポンジ14が添加され、装置の出口には
スポンジ14流失防止用のスクリーン15が設けられて
いる。
【0015】最終脱窒装置3には連絡管11、17およ
び有機物供給管18が接続し、攪拌器19により緩やか
に攪拌して嫌気状態を保つようになっている。最終好気
処理装置4には連絡管17、20が接続し、空気管21
から空気を送り、散気装置22から散気して、好気処理
を行うようになっている。
【0016】固液分離装置5には連絡管20、処理水管
23および汚泥管24が接続し、沈降分離により固液分
離するようになっている。汚泥管24は汚泥返送管7お
よび汚泥排出管25に分岐し、分離汚泥の一部は汚泥返
送管7を通して脱窒装置1に返送されるようになってい
る。
【0017】図1の処理方法は、まず脱窒装置1に、B
OD/N比が4〜20の原水を原水管6から導入すると
ともに、返送汚泥を汚泥返送管7から導入し、また硝化
装置2で硝化を受けた硝化液を循環液管8から導入し、
撹拌器10で脱窒細菌を含む活性汚泥と混合し、嫌気状
態を維持して脱窒を行う。硝化液の循環量は原水量に対
して通常100〜500容量%とする。このような脱窒
工程では循環液中の硝酸または亜硝酸イオンを窒素に還
元する脱窒細菌が優勢となり、原水中の窒素成分が除去
されるとともに、BOD成分も除去される。
【0018】脱窒装置1内の脱窒液は一部ずつ連絡管9
から取出して、硝化装置2に導入し、硝化を行う。硝化
は、空気管12から空気を送って散気装置13から散気
して好気性条件とし、添加したスポンジ14が浮遊する
状態で行い、BODを除去するとともに原水中の窒素成
分を硝酸イオンまたは亜硝酸イオンにまで硝化する。こ
こではBOD除去のための曝気よりも過剰に曝気して、
硝化細菌を優勢にする。スポンジ14を添加して浮遊さ
せることにより、BOD/N比が4以上の原水において
も、硝化細菌が安定して保持され、高い硝化活性が維持
される。
【0019】硝化の処理条件は、pHが6〜9、好まし
くは7〜8.5、温度が0〜40℃、好ましくは15〜
35℃とするのが望ましい。
【0020】硝化装置2において硝化を行った硝化液の
一部は連絡管11から最終脱窒装置3に導入し、水素供
与体としてメタノール等の有機物を有機物供給管18か
ら供給して、脱窒装置1の場合と同様にして最終的な脱
窒を行う。最終脱窒装置3の最終脱窒液は最終好気処理
装置4において再曝気することにより、残留する有機物
を除去する。
【0021】最終好気処理装置4内の最終好気処理液は
一部ずつ連絡管20から取出して、固液分離装置5に導
入して固液分離し、分離液と分離汚泥とに分離する。分
離液は処理水として処理水管23から排出する。分離汚
泥は汚泥管24から取出し、その一部は返送汚泥として
汚泥返送管7から脱窒装置1に返送する。残部は余剰汚
泥として汚泥排出管25から系外に排出する。なお図1
の方法では、最終脱窒装置3および最終好気処理装置4
は省略することができる。
【0022】次に試験例について説明する。 試験例1 最終脱窒装置3および最終好気処理装置4を省略し、ま
た循環液管8から硝化液を脱窒装置1に循環する操作を
省略する以外は図1の方法に従って、有機性排液の生物
学的硝化脱窒を次のようにして行った。スポンジ14と
して3mm角のエステル系ポリウレタンスポンジを用
い、硝化装置2の容量に対して17%となるように硝化
装置2に添加した。スクリーン15としては目開き1.
5mmのものを用いた。返送汚泥量は脱窒装置1への硝
化液の循環分を含め原水流量の300容量%とした。硝
化装置2内の液のpHは7.5に制御した。原水の有機
物源としてはグルコース、酢酸および酢酸ナトリウムを
混合したものを用い、窒素源としては塩化アンモニウム
(NH4Cl)を使用した。連続運転の運転条件を表1
に示す。
【0023】
【表1】
【0024】試験はBOD/N比を2、4または6と変
えて3回行った。原水NH4−N濃度は100mg/l
とし、硝化装置2あたりの窒素負荷を1kg/m3・日
になるように設定した。だたしBOD/N比が6の場合
はBOD負荷が高くなりすぎるため、窒素負荷を0.5
kg/m3・日で運転した。浮遊汚泥のSRTはいずれ
の場合も5日(硝化装置当り)で運転した。各試験で用
いたスポンジは直前の試験のものをそのまま使用し、処
理水質、スポンジ汚泥量が一定になったところで定常と
判断した。試験はすべて20℃の定温室で行った。
【0025】各試験の定常状態における浮遊汚泥または
スポンジ14の硝化活性と原水のBOD/N比との関係
を図2または図3に示す。図2に示すように、浮遊汚泥
ではBOD/N=4以上で硝化活性がほとんどなくなっ
たが、スポンジの場合は図3に示すように、BOD/N
=4でも高い硝化活性を維持していた。スポンジの汚泥
保持量は各試験とも20g/lで一定であったことか
ら、このスポンジの高い活性は高いBOD/N比でも硝
化細菌が安定して保持されていることを意味している。
この理由は明確ではないが、硝化細菌がスポンジ14に
選択的に付着したものと推察される。
【0026】
【発明の効果】本発明の生物学的窒素除去方法では、硝
化細菌の担体としてスポンジを添加して活性汚泥混合液
中に浮遊させて硝化を行っているので、BOD/N比が
4〜20の有機性排液を処理する場合でも、予め活性汚
泥処理等の別の好気性処理によりBODを除去する必要
がなく、BOD/N比が大きい排液をそのまま硝化、脱
窒して窒素を除去することができる。この場合、スポン
ジを用いて硝化する排液の対象が明確となっているた
め、無駄を生じることなく、低コストで処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の有機性排液の生物学的窒素除去方法を
示すフロー図である。
【図2】試験例1の結果を示すグラフである。
【図3】試験例1の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 脱窒装置 2 硝化装置 3 最終脱窒装置 4 最終好気処理装置 5 固液分離装置 6 原水管 7 汚泥返送管 8 循環液管 9、11、17、20 連絡管 10、19 攪拌器 12、21 空気管 13、22 散気装置 14 スポンジ 15 スクリーン 18 有機物供給管 23 処理水管 24 汚泥管 25 汚泥排出管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性排液中の窒素化合物を硝化細菌に
    より硝化した後、脱窒細菌により脱窒して生物学的に窒
    素を除去する方法において、 有機性排液としてBOD/N比が4〜20の排液を用
    い、かつ硝化工程における硝化細菌の担体としてスポン
    ジを添加して活性汚泥混合液中に浮遊させることを特徴
    とする有機性排液の生物学的窒素除去方法。
JP5100787A 1993-04-27 1993-04-27 有機性排液の生物学的窒素除去方法 Pending JPH06304593A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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