JPH0659479B2 - 生物学的硝化脱窒装置 - Google Patents
生物学的硝化脱窒装置Info
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- JPH0659479B2 JPH0659479B2 JP61067953A JP6795386A JPH0659479B2 JP H0659479 B2 JPH0659479 B2 JP H0659479B2 JP 61067953 A JP61067953 A JP 61067953A JP 6795386 A JP6795386 A JP 6795386A JP H0659479 B2 JPH0659479 B2 JP H0659479B2
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- biological
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Treatment Of Biological Wastes In General (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は汚水の生物学的硝化脱窒装置に係り、詳しくは
アンモニア性窒素，NO2，NO3を含む汚水を生物学的に処
理する装置に関する。
アンモニア性窒素，NO2，NO3を含む汚水を生物学的に処
理する装置に関する。
生物学的硝化脱窒法の原理は硝化菌と脱窒菌の微生物作
用で汚水中の窒素化合物（アンモニア性窒素）をN2ガス
に転換するもので、その処理工程は硝化工程と脱窒素工
程に分けられる。
用で汚水中の窒素化合物（アンモニア性窒素）をN2ガス
に転換するもので、その処理工程は硝化工程と脱窒素工
程に分けられる。
硝化工程において、硝化菌（硝酸菌と亜硝酸菌）は好気
性条件下で汚水中のアンモニュウムイオン(NH4 +)を亜硝
酸(NO2 -)または硝酸(NO3 -)に下記式、のように酸化
する。
性条件下で汚水中のアンモニュウムイオン(NH4 +)を亜硝
酸(NO2 -)または硝酸(NO3 -)に下記式、のように酸化
する。
亜硝酸菌 硝酸菌 また脱窒素工程において、脱窒菌は汚水中のNO2 -，NO3 -
を嫌気性条件下で下記式のように窒素ガス(N2)にす
る。
を嫌気性条件下で下記式のように窒素ガス(N2)にす
る。
6NO3 -+5CH3OH→3N2+5CO2+7H2O+6OH−…… なお、メタノール(CH3OH) は汚水中に予め存在している
か、別に添加されるかすることで反応に寄与する。
か、別に添加されるかすることで反応に寄与する。
以上の原理を応用した硝化脱窒装置の従来例を第３図、
第４図、第５図により説明する。
第４図、第５図により説明する。
第３図の例は、浮遊式の生物学的硝化脱窒法のフロー概
要を示すものであり、まず硝化槽２でアンモニア性窒素
(NH4 +)を硝酸性窒素又は亜硝酸性窒素(NO2 -，NO3 -：以
下硝酸性窒素と総称する) に変換する。硝化反応は酸生
産反応であるため硝化菌の最適pHに保つために中和用の
アルカリ注入（アルカリ注入ラインを符号１２で示す）
を行なう場合がある（以下の例において同じ）。
要を示すものであり、まず硝化槽２でアンモニア性窒素
(NH4 +)を硝酸性窒素又は亜硝酸性窒素(NO2 -，NO3 -：以
下硝酸性窒素と総称する) に変換する。硝化反応は酸生
産反応であるため硝化菌の最適pHに保つために中和用の
アルカリ注入（アルカリ注入ラインを符号１２で示す）
を行なう場合がある（以下の例において同じ）。
次に脱窒槽４において有機物存在下で硝酸性窒素をN2ガ
ス化する。この際、必要に応じて有機物（通常メタノー
ル）が外部添加ライン１３から添加されることもあり
（以下の例において同じ）、この有機物は通常必要量よ
りも過剰に添加されるため、残存するこの有機物を酸化
分解する目的で脱窒槽４の後に酸化槽６を設けて、通常
好気的に有機物を分解する場合もある（以下前記各槽
２，４，６を反応槽という）。
ス化する。この際、必要に応じて有機物（通常メタノー
ル）が外部添加ライン１３から添加されることもあり
（以下の例において同じ）、この有機物は通常必要量よ
りも過剰に添加されるため、残存するこの有機物を酸化
分解する目的で脱窒槽４の後に酸化槽６を設けて、通常
好気的に有機物を分解する場合もある（以下前記各槽
２，４，６を反応槽という）。
この方式は、前記各反応槽２，４，６内の硝酸菌，脱窒
菌，有機物酸化菌が、各反応槽間に沈澱池３，５，７を
設けることによって区別され、したがってそれぞれの最
適条件下で各菌を培養できる利点があり、違った性質を
もった細菌の能力を最大限いかせる特徴を持っている。
菌，有機物酸化菌が、各反応槽間に沈澱池３，５，７を
設けることによって区別され、したがってそれぞれの最
適条件下で各菌を培養できる利点があり、違った性質を
もった細菌の能力を最大限いかせる特徴を持っている。
第４図の例は、第３図の各反応槽間の沈澱池を省略した
型の装置を示し、この場合装置全体の大きさは小さくで
きる。
型の装置を示し、この場合装置全体の大きさは小さくで
きる。
第５図は、浮遊式でなく、反応槽20，40，60内に硝化
菌，脱窒菌，酸化菌が固着して生育できる微生物担体を
入れた固定床式（生物膜式）の槽とした装置例を示して
いる。この例の場合には、各菌が反応槽内に固着できる
ため、第３図の例に示すような沈澱池を省略しても、各
菌の独立性が保証されているので、第４図の例に示すよ
うな問題点も解決される利点がある。
菌，脱窒菌，酸化菌が固着して生育できる微生物担体を
入れた固定床式（生物膜式）の槽とした装置例を示して
いる。この例の場合には、各菌が反応槽内に固着できる
ため、第３図の例に示すような沈澱池を省略しても、各
菌の独立性が保証されているので、第４図の例に示すよ
うな問題点も解決される利点がある。
しかし、前記第３図の浮遊式硝化脱窒装置においては、
各反応槽２，４，６が後段に沈澱池３，５，７を個別に
持っているため装置全体が大きくなる難点があり、また
アルカリ剤などの薬品添加を必要としランニングコスト
が高いなどの難もある。
各反応槽２，４，６が後段に沈澱池３，５，７を個別に
持っているため装置全体が大きくなる難点があり、また
アルカリ剤などの薬品添加を必要としランニングコスト
が高いなどの難もある。
また第４図の例においては、各反応槽２，４，６の硝化
菌，脱窒菌，酸化菌が混合された単相汚泥となり易く、
各菌の最適条件下で培養できない（例えば好気的条件下
で生育する硝化菌が一時脱窒工程で嫌気条件下にさらさ
れる）ため、処理の安定性が悪いといった難がある。
菌，脱窒菌，酸化菌が混合された単相汚泥となり易く、
各菌の最適条件下で培養できない（例えば好気的条件下
で生育する硝化菌が一時脱窒工程で嫌気条件下にさらさ
れる）ため、処理の安定性が悪いといった難がある。
更にまた第５図の固定床式の反応槽をもった装置におい
ては、菌の増殖量が大きい脱窒槽において、固定床が汚
泥、汚水中の浮遊物質等で閉塞する虞れもあり、工業的
規模の装置では安定操業管理上の注意を要する。
ては、菌の増殖量が大きい脱窒槽において、固定床が汚
泥、汚水中の浮遊物質等で閉塞する虞れもあり、工業的
規模の装置では安定操業管理上の注意を要する。
本発明は以上のような従来の生物学的硝化脱窒装置の欠
点を解消し、より効率的に生物学的硝化脱窒法を実現で
きる装置を提供することを目的としてなされたものであ
る。而してかかる目的実現のためになされた本発明より
なる生物学的硝化脱窒装置の特徴は、アンモニア性窒素
を含む汚水を対象とし、生物学的硝化工程と、生物学的
脱窒工程とを備えた装置であって、前記生物学的硝化工
程は、微生物担持体を充填した固定床式の槽により構成
され、前記生物学的脱窒工程は、脱窒菌が高濃度に凝集
した粒状物の形成する汚泥床を有する槽により構成され
ているところにある。
点を解消し、より効率的に生物学的硝化脱窒法を実現で
きる装置を提供することを目的としてなされたものであ
る。而してかかる目的実現のためになされた本発明より
なる生物学的硝化脱窒装置の特徴は、アンモニア性窒素
を含む汚水を対象とし、生物学的硝化工程と、生物学的
脱窒工程とを備えた装置であって、前記生物学的硝化工
程は、微生物担持体を充填した固定床式の槽により構成
され、前記生物学的脱窒工程は、脱窒菌が高濃度に凝集
した粒状物の形成する汚泥床を有する槽により構成され
ているところにある。
前記構成において硝化工程を構成する固定床式の槽は、
内部に砂，石，カーボン，プラスチック，ハニカムチュ
ーブ等の微生物担持体を固定的に設けた構造を有するも
のであり、微生物担持体は、硝化菌である微生物の保持
のためには出来るだけ大比表面積のものが好ましく、浮
遊式に比べて槽内の汚泥濃度（微生物濃度）を相当程度
高く出来る。なお、この固定床式硝化槽では、閉塞を考
慮することは実際上要しない。
内部に砂，石，カーボン，プラスチック，ハニカムチュ
ーブ等の微生物担持体を固定的に設けた構造を有するも
のであり、微生物担持体は、硝化菌である微生物の保持
のためには出来るだけ大比表面積のものが好ましく、浮
遊式に比べて槽内の汚泥濃度（微生物濃度）を相当程度
高く出来る。なお、この固定床式硝化槽では、閉塞を考
慮することは実際上要しない。
また前記脱窒工程を構成する槽は、内部に脱窒菌が高濃
度に凝集した粒状物（通称グラニュールと呼ばれる汚泥
粒）からなる汚泥床（以下グラニュール汚泥床という）
を形成させてなるものであり、このグラニュール汚泥床
に対して汚水は上向流で通される。
度に凝集した粒状物（通称グラニュールと呼ばれる汚泥
粒）からなる汚泥床（以下グラニュール汚泥床という）
を形成させてなるものであり、このグラニュール汚泥床
に対して汚水は上向流で通される。
前記グラニュール汚泥床の形成は、一般にいわゆる活性
汚泥を種汚泥として脱窒槽に入れ、硝酸性窒素を含む汚
水と有機物を適量通水させながら所定期間（通常１〜２
週間）馴養させて行なわれる。形成されたグラニュール
汚泥床は運転条件等によっても異なるが 0.5〜1mm 程度
の砂粒状になる。このグラニュール汚泥床は汚水が脱窒
槽の下部から流入して上向流で通水されても、汚泥を洗
い出す力（上昇ＬＶ）よりもグラニュール汚泥の沈降Ｌ
Ｖが高いために該汚泥粒の流出は起こらない。
汚泥を種汚泥として脱窒槽に入れ、硝酸性窒素を含む汚
水と有機物を適量通水させながら所定期間（通常１〜２
週間）馴養させて行なわれる。形成されたグラニュール
汚泥床は運転条件等によっても異なるが 0.5〜1mm 程度
の砂粒状になる。このグラニュール汚泥床は汚水が脱窒
槽の下部から流入して上向流で通水されても、汚泥を洗
い出す力（上昇ＬＶ）よりもグラニュール汚泥の沈降Ｌ
Ｖが高いために該汚泥粒の流出は起こらない。
このようなグラニュール汚泥床をもった脱窒槽における
汚泥濃度は、前記浮遊式脱窒槽におけるそれの10倍以上
である 20000〜100000mg/にまで達し、また微生物担
持体を設けた固定床式脱窒装置における閉塞の虞れも、
グラニュール汚泥粒同士の結合はN2ガスの上昇流でほぐ
されるために、考慮する必要がないという特徴もある。
汚泥濃度は、前記浮遊式脱窒槽におけるそれの10倍以上
である 20000〜100000mg/にまで達し、また微生物担
持体を設けた固定床式脱窒装置における閉塞の虞れも、
グラニュール汚泥粒同士の結合はN2ガスの上昇流でほぐ
されるために、考慮する必要がないという特徴もある。
なお、このようなグラニュール汚泥床の形成、維持のた
めには、上向流で通す汚水中にCa+イオンを存在させる
（通常濃度1mg/好ましくは10mg/以上）、あるいは
グラニュール汚泥床に対する汚水の通水を、前記汚泥床
の上下方向の最低部位置からと、その上部側の汚泥床上
下方向中間の少なくとも一箇所の位置からとより、汚水
を分配通水する方式が好ましく採用される。
めには、上向流で通す汚水中にCa+イオンを存在させる
（通常濃度1mg/好ましくは10mg/以上）、あるいは
グラニュール汚泥床に対する汚水の通水を、前記汚泥床
の上下方向の最低部位置からと、その上部側の汚泥床上
下方向中間の少なくとも一箇所の位置からとより、汚水
を分配通水する方式が好ましく採用される。
前記により最底部およびその上方の少なくとも他の一箇
所に接続された管からの汚水通水の分配の割合は、両者
において一定の定められた割合に固定してもよい他、例
えば最底部の管とその上方に位置する管との汚水送水の
時期を、所定期間（例えば一日）毎に交互に交代させ
る、窒素負荷の変動（汚水の量の変動等の場合を含む）
等に対応して分配割合を変化させる、通常は最底部の管
のみから汚水を送水し、必要に応じて上方の管から一時
的に汚水を送水させる等々の種々の分配制御を行なうこ
とも可能である。
所に接続された管からの汚水通水の分配の割合は、両者
において一定の定められた割合に固定してもよい他、例
えば最底部の管とその上方に位置する管との汚水送水の
時期を、所定期間（例えば一日）毎に交互に交代させ
る、窒素負荷の変動（汚水の量の変動等の場合を含む）
等に対応して分配割合を変化させる、通常は最底部の管
のみから汚水を送水し、必要に応じて上方の管から一時
的に汚水を送水させる等々の種々の分配制御を行なうこ
とも可能である。
本発明における硝化工程と脱窒工程を構成する槽は、こ
れらのいずれの工程を前段とし、他方を後段に配置して
もよく、循環水系によって後段の槽の処理水は前段の槽
に適宜循環される。この場合の循環率は処理量（通水
量），アンモニア性窒素の負荷量，処理水の排出基準に
よって選択されるが、一般に100〜400％とするとよい。
れらのいずれの工程を前段とし、他方を後段に配置して
もよく、循環水系によって後段の槽の処理水は前段の槽
に適宜循環される。この場合の循環率は処理量（通水
量），アンモニア性窒素の負荷量，処理水の排出基準に
よって選択されるが、一般に100〜400％とするとよい。
本発明において、脱窒工程は通性嫌気性（溶存酸素O2は
ないが、NO2 -，NO3 -は存在する）条件下に保持され、必
要に応じて脱窒菌に対するエネルギー源として有機物
（通常メタノール）の添加が行なわれる。
ないが、NO2 -，NO3 -は存在する）条件下に保持され、必
要に応じて脱窒菌に対するエネルギー源として有機物
（通常メタノール）の添加が行なわれる。
硝化工程は好気性条件下に保持され、一般的にはこのた
めに曝気される。また適宜pH調整剤の添加も行なうこと
ができる。
めに曝気される。また適宜pH調整剤の添加も行なうこと
ができる。
以下本発明の実施例をフロー概要を示す第１図、第２図
に基づき説明する。
に基づき説明する。
実施例１ 第１図に示される本実施例においては、アンモニア性窒
素を含む汚水１を固定床式の硝化槽２０、グラニュール
汚泥床式の脱窒槽７１、次いで固定床式の酸化槽６０を
通して硝化脱窒処理し、その処理水８の一部は循環水ラ
イン７２を介して硝化槽２０に戻し、他は処理水とし
て、適宜後段の処理系に送水する。
素を含む汚水１を固定床式の硝化槽２０、グラニュール
汚泥床式の脱窒槽７１、次いで固定床式の酸化槽６０を
通して硝化脱窒処理し、その処理水８の一部は循環水ラ
イン７２を介して硝化槽２０に戻し、他は処理水とし
て、適宜後段の処理系に送水する。
硝化槽２０にはpH調整剤としてアルカリを適量添加し、
空気により曝気を行なった。また脱窒槽７１には有機源
としてメタノールを所定量添加した。
空気により曝気を行なった。また脱窒槽７１には有機源
としてメタノールを所定量添加した。
以上のフローに示される装置を用いて下記条件で試験を
行ないその結果を表１に示した。
行ないその結果を表１に示した。
試験条件 硝化槽 微生物担持体：プラスチック製担体 脱窒槽 汚泥床 酸化槽 微生物担持体：プラスチック製担体 循環率 300 ％ 実施例２ 第２図に示される実施例２においては、グラニュール汚
泥床を有する脱窒槽７１、次いで固定床式の硝化槽２０
を通して汚水を処理し、処理水８の一部は循環水ライン
７２を介して脱窒槽７１に戻すようにしている。
泥床を有する脱窒槽７１、次いで固定床式の硝化槽２０
を通して汚水を処理し、処理水８の一部は循環水ライン
７２を介して脱窒槽７１に戻すようにしている。
この例では、脱窒槽の後段に硝化槽を設けることで、脱
窒の際に生成されるアルカリを硝化の時に生成される酸
の中和剤として利用し、硝化槽に添加するアルカリを削
減するようにしている。また、本例では脱窒槽の後に硝
化槽があるため、脱窒槽から流出する残存有機物を処理
するための酸化槽が不要とすることも場合によって可能
となる。
窒の際に生成されるアルカリを硝化の時に生成される酸
の中和剤として利用し、硝化槽に添加するアルカリを削
減するようにしている。また、本例では脱窒槽の後に硝
化槽があるため、脱窒槽から流出する残存有機物を処理
するための酸化槽が不要とすることも場合によって可能
となる。
本例における処理を実施例１と同様の条件下で行ないそ
の結果を表２に示した。
の結果を表２に示した。
〔発明の効果〕 本発明装置によれば、固定床式の硝化槽とグラニュール
汚泥床の脱窒槽を組み合わせることによって、硝化菌、
脱窒菌を別々の槽内に最適環境下でしかも高濃度に保持
することができ、これによって硝化槽、脱窒槽ともに高
窒素負荷をかけることが可能となるため、装置が従来法
に比べコンパクトとなるという利点が得られる。しかも
固定床式脱窒装置において考えられた閉塞などが起こる
虞れがなく、安定した処理水を得ることができるため、
工業的規模での実施が好適に実現できる効果があり、そ
の有用性は極めて大なるものがある。
汚泥床の脱窒槽を組み合わせることによって、硝化菌、
脱窒菌を別々の槽内に最適環境下でしかも高濃度に保持
することができ、これによって硝化槽、脱窒槽ともに高
窒素負荷をかけることが可能となるため、装置が従来法
に比べコンパクトとなるという利点が得られる。しかも
固定床式脱窒装置において考えられた閉塞などが起こる
虞れがなく、安定した処理水を得ることができるため、
工業的規模での実施が好適に実現できる効果があり、そ
の有用性は極めて大なるものがある。
図面第１図は本発明の実施例１のフロー概要を示す図、
第２図は同実施例２のフロー概要を示す図、第３図〜第
５図は従来例のフロー概要を示す図である。 １……汚水、２……硝化槽 ３，５，７……沈澱池、４……脱窒槽 ６……酸化槽、８……処理水 ９，10，11，14……返送汚泥 12……アルカリ添加ライン 13……有機物添加ライン、20……固定床式硝化槽 40……固定床式脱窒槽、60……固定床式酸化槽 71……グラニュール汚泥床式の脱窒槽 72……循環水ライン
第２図は同実施例２のフロー概要を示す図、第３図〜第
５図は従来例のフロー概要を示す図である。 １……汚水、２……硝化槽 ３，５，７……沈澱池、４……脱窒槽 ６……酸化槽、８……処理水 ９，10，11，14……返送汚泥 12……アルカリ添加ライン 13……有機物添加ライン、20……固定床式硝化槽 40……固定床式脱窒槽、60……固定床式酸化槽 71……グラニュール汚泥床式の脱窒槽 72……循環水ライン
Claims (3)
- 【請求項１】アンモニア性窒素を含む汚水を対象とし、
生物学的硝化工程と、生物学的脱窒工程とを備えた装置
であって、前記生物学的硝化工程は、微生物担持体を充
填した固定床式の槽により構成され、前記生物学的脱窒
工程は、脱窒菌が高濃度に凝集した粒状物の形成する汚
泥床を有する槽により構成されていることを特徴とする
生物学的硝化脱窒装置 - 【請求項２】脱窒工程が硝化工程の前に配置されてい
て、硝化工程の処理水の脱窒工程への循環系を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の生物学的硝
化脱窒装置 - 【請求項３】脱窒工程が硝化工程の後に配置されてい
て、脱窒工程の処理水の硝化工程への循環系を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の生物学的硝
化脱窒装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067953A JPH0659479B2 (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 生物学的硝化脱窒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067953A JPH0659479B2 (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 生物学的硝化脱窒装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62225296A JPS62225296A (ja) | 1987-10-03 |
| JPH0659479B2 true JPH0659479B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=13359826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61067953A Expired - Lifetime JPH0659479B2 (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 生物学的硝化脱窒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0659479B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104058505A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-09-24 | 乔壮明 | 一种氨氮污水处理系统及其处理方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02214596A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-27 | Tokyo Metropolis | 汚水から窒素を除去する方法及びその装置 |
| JP2001276851A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Japan Organo Co Ltd | 排水処理装置 |
| JP3944774B2 (ja) * | 2002-04-03 | 2007-07-18 | 栗田工業株式会社 | 脱窒装置の立ち上げ方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149861A (en) * | 1976-06-09 | 1977-12-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Waste-water treating method |
| JPS6138696A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-02-24 | Ebara Infilco Co Ltd | 生物学的硝化脱窒素処理方法 |
-
1986
- 1986-03-26 JP JP61067953A patent/JPH0659479B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149861A (en) * | 1976-06-09 | 1977-12-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Waste-water treating method |
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| CN104058505B (zh) * | 2014-07-04 | 2016-01-13 | 山东美泉环保科技有限公司 | 一种氨氮污水处理系统及其处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62225296A (ja) | 1987-10-03 |
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