JPH07313991A

JPH07313991A - 汚水の処理方法

Info

Publication number: JPH07313991A
Application number: JP11577894A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tsubone; 俊明局; Tatsuo Takechi; 辰夫武智; Jun Miyata; 純宮田; Toyoshi Sawada; 豊志澤田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-05
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JP3136901B2

Abstract

(57)【要約】【目的】反応槽を小型化と安定した脱窒が可能な汚水
の処理方法を提供する。【構成】汚水を嫌気槽２で処理し、次いで第１好気槽
３ａで処理し、更に第２好気槽３ｂで処理する方法であ
り、反応槽内には流動可能な微生物固定化担体Ａとこの
微生物固定化担体Ａよりも粒径の大きい微生物固定化担
体Ｂの２種類を存在させ、一方の微生物固定化担体Ａは
活性汚泥混合液と共に嫌気槽２〜第２好気槽３ｂの間を
循環させ、他方の微生物固定化担体Ｂは第２好気槽３ｂ
内だけに保持する。微生物固定化担体Ａを循環させる
と、微生物固定化担体Ａが第１好気槽３ａ、第２好気槽
３ｂに滞留している間に脱窒菌が増殖し、脱窒能力が向
上する。また、好気的処理を第１好気槽３ａと第２好気
槽３ｂの２槽で行なうと、第１好気槽３ａでＢＯＤ成分
分解が優先的に進行するので、負荷変動があっても、第
２好気槽３ｂでの硝化反応が阻害されない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は汚水の生物学的処理方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機性汚水中の窒素成分およびリ
ン成分を生物学的に除去する際には、Ａ２Ｏ法（嫌気無
酸素好気法）によって処理されていた。このＡ２Ｏ法
は、嫌気状態にされた前処理槽、嫌気槽、好気槽、およ
び最終沈澱池が連設され、嫌気槽と好気槽の間に循環路
が設けられた装置を使用して行なわれる。この方法にお
いては、嫌気槽では脱窒菌の作用によって硝酸性窒素
（ＮＯ₃−Ｎ）を還元して窒素ガスにする脱窒反応が行
なわれ、好気槽では硝化菌の作用によってアンモニア性
窒素（ＮＨ₄−Ｎ）を硝酸性窒素に酸化する硝化反応が
行なわれる。

【０００３】しかし、この方法においては、硝酸性窒素
を還元して窒素ガスにする脱窒速度、およびアンモニア
性窒素を硝酸性窒素に酸化する硝化速度が小さく、反応
槽である嫌気槽や好気槽の容量を大きくしなくてはなら
ないと言う問題があった。このような問題に対処し、反
応槽内に脱窒菌や硝化菌を高濃度で存在させることによ
って、脱窒速度および硝化速度を大きくし、反応槽を小
型化する技術が発表されている（建設省：バイオテクノ
ロジーを活用した新排水処理システムの開発報告書（下
水道編）、ｐ．６３２（１９９１））。

【０００４】図７は上記処理技術の説明図である。１は
前処理槽、２は嫌気槽、３は好気槽、４は最終沈殿池で
ある。上記嫌気槽２および好気槽３内には、微生物を付
着固定させた担体（以下、微生物固体化担体と言う）４
０が入っており、この微生物固定化担体４０の存在によ
って、脱窒菌または硝化菌の濃度を高濃度の状態に維持
することが図られている。３４，３５は微生物固定化担
体４０が流出するのを防止するためのスクリーンであ
る。図中、３０は原水タンク、３１は処理水タンク、１
２，１７は攪拌機、１３は空気ブロワー、３２は循環液
ポンプ、３３は汚泥返送ポンプを示す。

【０００５】この方法による汚水処理においては、ま
ず、流入汚水５０および最終沈澱池４から送られてきた
返送汚泥６５が前処理槽１へ導入される。次いで、前処
理槽１から流出する処理汚水と活性汚泥の混合液（以
下、活性汚泥混合液と言う）が嫌気槽２へ導入されると
共に、後工程の好気槽３から流出する活性汚泥混合液の
一部６０も導入される。この嫌気槽２では、嫌気的条件
下で活性汚泥混合液中の硝酸性窒素が脱窒菌の作用によ
って窒素ガスに還元され除去される。この脱窒処理され
た活性汚泥混合液は好気槽３に導入され、好気的条件下
で硝化菌の作用によってアンモニア性窒素が硝酸性窒素
に酸化される。好気槽３から流出した活性汚泥混合液６
２はその一部が嫌気槽２へ戻され、残りは最終沈澱池４
に送られて沈降分離され、処理水６３と沈殿汚泥６４に
分けられる。沈殿汚泥６４の一部は返送汚泥６５として
前処理槽１へ送られ、残りは余剰汚泥６６として、系外
に引き抜かれ、別途処分される。上述の脱窒処理過程に
おいて、ＢＯＤ成分が脱窒のための水素供与体として利
用されるため、ＢＯＤ成分の一部も除去されるが、大部
分のＢＯＤ成分は好気的条件下の好気槽３で分解され除
去される。また、好気槽３では、リン成分が微生物体内
に取り込まれ、リン成分の除去も行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らが上記従来
の方法を実験的に実施した結果によれば、好気槽３にお
いては、投入した担体によって形成された微生物固定化
担体の存在によって、汚泥濃度（硝化菌の濃度）が上が
り、硝化速度が大きくなったが、嫌気槽２においては、
担体を投入しても、汚泥濃度（脱窒菌の濃度）を高める
ことができず、脱窒速度を上げることはできなかった。

【０００７】更に、ＢＯＤ成分量の負荷が大きくする
と、脱窒率が低下すると言う問題があった。

【０００８】このように、従来技術を採用しても、好気
槽３を小さくすることはできるが、嫌気槽２を小型化す
ることはできず、しかも、好気槽３にあっても、負荷変
動があった場合には、脱窒率が低下すると言う新たな問
題も発生する。

【０００９】本発明は、嫌気槽および好気槽の双方を小
型化でき、更に負荷変動があっても安定した窒素除去を
行うことができる汚水の処理方法を提供することを目的
とする。

【００１０】

【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、本発明においては、汚水を嫌気的状態に維持され
た嫌気槽で処理し、次いで好気的状態に維持された第１
好気槽で処理し、更に好気的状態に維持された第２好気
槽で処理するに際し、嫌気槽、第１好気槽、および第２
好気槽の３槽には流動可能な粒状の微生物固定化担体を
存在させると共に、第２好気槽には更にこの槽内だけに
保持させる第２好気槽専用の微生物固定化担体をも存在
させ、第２好気槽の活性汚泥混合液を嫌気槽へ循環させ
る際には、活性汚泥混合液と共に前記３槽に存在させる
微生物固定化担体を嫌気槽へ送り、この微生物固定化担
体を前記３槽の間を循環させる。

【００１１】そして、第２好気槽には、嫌気槽、第１好
気槽、および第２好気槽の３槽の間を循環させる流動可
能な粒状の微生物固定化担体の外に、この粒状の微生物
固定化担体よりも粒径が大きく流動可能な微生物固定化
担体を第２好気槽専用の微生物固定化担体として存在さ
せ、第２好気槽の活性汚泥混合液を嫌気槽へ循環させる
際には、第２好気槽専用の微生物固定化担体と前記３槽
の間を循環させる微生物固定化担体を分離し、前記３槽
の間を循環させる微生物固定化担体を活性汚泥混合液と
共に嫌気槽へ送ってもよい。

【００１２】また、第２好気槽には、嫌気槽、第１好気
槽、および第２好気槽の３槽の間を循環させる流動可能
な粒状の微生物固定化担体の外に、固定配置された微生
物固定化担体を第２好気槽専用の微生物固定化担体とし
て存在させてもよい。

【００１３】

【作用】従来技術において、嫌気槽に担体を投入して
も、脱窒菌の濃度が上がらないのは、次に述べるよう
に、嫌気槽における脱窒菌の増殖速度が小さいためであ
ると考えられる。脱窒能力を有する細菌（脱窒菌）の種
類は数多くあるが、その多くは通性嫌気性菌と呼ばれる
細菌であり、この通性嫌気性菌の増殖速度は嫌気的条件
下にある場合よりも好気的条件下にある場合の方が遙に
大きいので、嫌気的条件下では好気的条件下の１／２〜
１／３になる。従って、増殖速度が小さい嫌気的条件下
では、担体を投入しても、これに付着する微生物量は増
加しない。

【００１４】一方、硝化菌は好気的条件下で増殖する菌
であり、この硝化菌を嫌気的条件下におくことは好まし
くない。

【００１５】そこで、本発明においては、脱窒用の微生
物固定化担体を嫌気→好気→嫌気の状態に順次移し変え
る操作を繰り返し、好気的条件下では脱窒菌の増殖を行
なわせ、嫌気的条件下では脱窒反応を行なわせる。ま
た、硝化用の微生物固定化担体は常に好気的条件下にお
き、硝化菌を増殖させながら硝化反応を行なわせるよう
にする。このため、性状の異なる２種類の担体を使用
し、これによって形成される微生物固定化担体の一方を
脱窒菌を増殖させる微生物固定化担体とし、他方を硝化
菌を増殖させる微生物固定化担体としている。

【００１６】すなわち、反応槽内に、嫌気的状態の槽と
好気的状態の槽が連なった汚水の流路（嫌気槽、第１好
気槽、第２好気槽）を循環させる微生物固定化担体（循
環用の微生物固定化担体）と、好気的状態の第２好気槽
内だけに保持する第２好気槽専用の微生物固定化担体を
存在させる。このため、循環用の微生物固定化担体が好
気的状態の第１好気槽および第２好気槽に滞留している
間に脱窒菌が増殖し、微生物固定化担体の脱窒菌の付着
固定量が増加する。そして、この付着固定量が増加した
微生物固定化担体が嫌気槽に送られるので、嫌気槽にお
いては、脱窒速度が大きくなる。

【００１７】この際、第２好気槽専用の微生物固定化担
体は好気的状態に維持された槽内に留まるので、硝化菌
の増殖が促進され、この微生物固定化担体には活性の高
い硝化菌が高濃度で付着固定される。このため、好気槽
においては、大きな硝化速度が維持される。

【００１８】更に、本発明においては、ＢＯＤ成分の負
荷変動に対する対策も講じられている。

【００１９】好気的条件下では、硝化菌とＢＯＤ成分分
解菌が共生しているので、この状態においては、硝化反
応が行なわれるだけではなく、ＢＯＤ成分分解反応も進
行する。この際、ＢＯＤ成分分解反応は硝化反応に優先
して進行するので、流入汚水中のＢＯＤ成分量が変動し
て大量のＢＯＤ成分が流入して来た場合、ＢＯＤ成分分
解菌が大量の酸素を優先的に消費してしまう。このた
め、硝化菌が必要とする酸素が不足し、硝化反応が阻害
されると言う問題が起こる。

【００２０】そこで、本発明においては、好気的条件下
で行なわせる反応を２段階に分けて行なわせるようにす
る。その前段では、主としてＢＯＤ成分分解反応を行な
わせ、後段では、主として硝化反応を行なわせる。この
ため、好気的状態の反応槽を第１好気槽と第２好気槽に
分割している。上記のように反応槽が分割されている
と、その前段の処理が行なわれる第１好気槽ではＢＯＤ
成分分解反応が優先的に行なわれ、また、好気的条件下
におけるＢＯＤ成分分解反応の速度は大きいので、大部
分のＢＯＤ成分はこの第１好気槽で除去される。そし
て、第２好気槽においては、流入してくるＢＯＤ成分の
量が僅かになっているので、硝化菌には常に充分な量の
酸素が供給され、主として硝化反応が行なわれる。この
ようにして、第２好気槽専用の微生物固定化担体には硝
化菌が優先種として大量に付着固定し、これによる硝化
反応の速度が大きくなる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の一実施例を実施するための装
置の説明図である。図１において、２は嫌気槽、３は好
気槽、４は最終沈殿池である。好気槽３は内部に仕切り
が設けられ、第１好気槽３ａ、第２好気槽３ｂ、循環槽
３ｃに区画されている。上記嫌気槽２、第１好気槽３
ａ、第２好気槽３ｂ、循環槽３ｃの各槽内には流動可能
な粒状担体によって形成された微生物固定化担体Ａが入
っている。また、第２好気槽３ｂ内には上記微生物固定
化担体Ａの外にこの微生物固定化担体Ａを形成する担体
よりも粒径が大きく流動可能な担体によって形成された
第２好気槽専用の微生物固定化担体Ｂも入っており、大
きさが異なる２種類の微生物固定化担体が存在してい
る。第２好気槽３ｂの排出側および循環槽３ｃの排出側
にはスクリーン１０，１１が備えられている。スクリー
ン１０は微生物固定化担体Ａは通過できるが、微生物固
定化担体Ｂは通過できない目幅なっており、スクリーン
１１は微生物固定化担体Ａが通過できない目幅なってい
る。従って、第２好気槽３ｂから活性汚泥混合液が排出
される際には、微生物固定化担体Ｂは流出することなく
第２好気槽３ｂ内に滞留し、微生物固定化担体Ａは活性
汚泥混合液と共に循環槽３ｃへ流入するようになってい
る。１２は攪拌機、１３はブロワー、１４ａ，１４ｂ，
１４ｃは散気装置、１５は循環装置、１６は汚泥返送ポ
ンプである。

【００２２】微生物固定化担体Ａおよび微生物固定化担
体Ｂを形成させるための担体としては、微生物を固定化
できる粒状物であって、水中で流動させることができる
ものを使用する。例えば、ポリエチレングリコールやポ
リプロピレングリコール、ポリビニルアルコールあるい
はアクリルアミドなどの水溶性高分子物質を単独でゲル
化したもの、あるいはそれらの混合物をゲル化したも
の、上記水溶性高分子物質に微生物を混合してゲル化し
た包括固定化担体、砂、活性炭、プラスチック、スポン
ジ状高分子物質の粒子または小片などを使用することが
できる。

【００２３】担体の形状については、球状、立方体、直
方体、円柱状など各種のものを使用することができる
が、より多くの微生物を固定化させるためには、貫通孔
が設けられたもの、例えば、円筒状のものなどのよう
に、内部にも微生物が固定化される箇所があり且つ粒子
の表面積が大きい形状のものが好ましい。このような形
状の担体は、特に、粒径が比較的大きい微生物固定化担
体Ｂを形成させる場合に使用するのがよい。

【００２４】担体の大きさは、その材質や形状によって
も異なるが、例えば、材質がプラスチック粒子である場
合、微生物固定化担体Ａを形成させる担体の粒径は１mm
〜６mm程度、微生物固定化担体Ｂを形成させるせる担体
の粒径は５mm〜２０mm程度であるのがよい。

【００２５】微生物固定化担体Ａの大きさが１mm以下で
あると、水と担体の分離が難しいと言う問題があり、６
mm以上であると、担体の比表面積が小さくなり付着固定
される汚泥の量が少なくなると言う問題がある。また、
微生物固定化担体Ｂの大きさが５mm以下であると、担体
Ａと担体Ｂの分離が難しくなると言う問題があり、２０
mm以上であると、担体の比表面積が小さくなり付着固定
される汚泥の量が少なくなると言う問題がある。

【００２６】なお、図１では、嫌気槽２内を攪拌するた
めの手段が槽の上部に設置する竪型の攪拌機である形状
で示されているが、水中に酸素を巻き込まないものであ
れば、例えば、水中撹拌機などのようなものであっても
よい。また、嫌気槽２の攪拌方法としては、嫌気槽２の
上部に蓋をして密閉にし、上部空間の気体を槽底部から
吹き込み、攪拌する方法もある。さらに、好気槽３から
排出された活性汚泥混合液５２を処理水５３と活性汚泥
５４に分離する手段として、重力沈降方式による最終沈
殿池５が備えられているが、この分離手段としては、遠
心分離、加圧浮上分離、膜分離などの方式を適用するこ
ともできる。

【００２７】図１の装置を使用する汚水処理において
は、処理すべき流入汚水５０が嫌気槽２へ導入され、更
に、最終沈澱池４から送られてきた返送汚泥５５および
後工程の循環槽３ｃから活性汚泥混合液と微生物固定化
担体Ａの混合物５１も導入される。微生物固定化担体Ａ
は攪拌機１２による攪拌によって流動状態にされる。こ
の嫌気的状態の嫌気槽２においては、微生物固定化担体
Ａおよび浮遊している活性汚泥中の脱窒菌の作用によっ
て、主として、硝酸性窒素の還元反応が行なわれ、活性
汚泥混合液中の窒素成分が窒素ガスになって除去され
る。なお、この脱窒反応においては、還元反応の水素供
与体としてＢＯＤ成分が利用されるので、ＢＯＤ成分の
一部も除去されるが、大部分のＢＯＤ成分は次の好気槽
で分解除去される。

【００２８】脱窒処理された活性汚泥混合液は微生物固
定化担体Ａと共に第１好気槽３ａへ流入する。第１好気
槽３ａでは、散気装置１４ａから空気等の酸素含有ガス
が吹き込まれて、微生物固定化担体Ａが好気的条件下で
流動状態にされ、ＢＯＤ成分の分解反応が行なわれる。
この第１好気槽３ａにおいては、ＢＯＤ成分の負荷が大
きいので、硝化反応は殆ど起こらない。ＢＯＤ成分の分
解処理がなされた活性汚泥混合液は微生物固定化担体Ａ
と共に第２好気槽３ｂへ流入する。散気装置１４ｂから
空気等の酸素含有ガスが吹き込まれて好気的状態に維持
されたこの第２好気槽３ｂでは、主として、アンモニア
性窒素を硝酸性窒素にする硝化反応が行なわれ、付随的
にＢＯＤ成分の分解除去も行なわれる。そして、第２好
気槽３ｂでは硝化菌の増殖が促進され、また、第１好気
槽３ａおよび第２好気槽３ｂの両槽では脱窒菌の増殖が
促進される。このように、好気槽内では、脱窒菌の増殖
と硝化菌の増殖が促進され、多量の微生物が微生物固定
化担体Ａおよび微生物固定化担体Ｂに付着する。更に、
第１好気槽３ａではＢＯＤ成分の大半が分解され、第２
好気槽３ｂでは主として硝化反応を行なわせることがで
きるので、硝化反応が阻害されることなく、ＢＯＤ成分
分解反応を効率よく行なわせることができる。また、好
気槽内では、活性汚泥によるリン成分の取り込みも行わ
れる。

【００２９】なお、上記第１好気槽３ａにおける活性汚
泥混合液の必要滞留時間は、流入汚水の水質によっても
変わるの一概には言えないが、一般的な下水であれば、
流入汚水量を基準とし、１０分から３０分程度にすれば
よい。このため、活性汚泥混合液が第１好気槽３ａを通
過する時間は、汚水処理装置全体からすれば、ごく短い
時間である。

【００３０】上述の処理が終わった第２好気槽３ｂの活
性汚泥混合液は循環槽３ｃへ流入する。この際、微生物
固定化担体Ａだけがスクリーン１０を通過し、活性汚泥
混合液と共に循環槽３ｃへ流入する。流入してきた微生
物固定化担体Ａは散気装置１４ｃから吹き込まれた酸素
含有ガスによって攪拌され、流動状態に保たれる。そし
て、活性汚泥混合液と微生物固定化担体Ａの混合物は、
その一部５１が循環装置１５によって嫌気槽２へ送られ
る。

【００３１】そして、残りの活性汚泥混合液５２は、ス
クリーン１１を通過し最終沈澱池４へ送られて沈降分離
され、処理水５３と沈殿汚泥５４に分けられる。汚泥の
一部は返送汚泥５５として嫌気槽２へ送られ、残りは余
剰汚泥５６として、系外に引き抜かれ、別途処分され
る。

【００３２】図２は本発明の他の実施例を実施するため
の装置の説明図である。図２において、図１と同じ部分
については同一の符号を付し説明を省略する。この装置
においては、好気槽３内が第１好気槽３ａと第２好気槽
３ｂの２槽に区画されている。第２好気槽３ｂの槽内に
は、粒状担体によって形成された微生物固定化担体Ａ
と、槽内に固定配置された担体によって形成された第２
好気槽専用の微生物固定化担体Ｃが存在している。第２
好気槽３ｂ内に固定配置する担体としては、ハニカム状
に成形されたもの、波形に成形されたもの、あるいは紐
状やテープ状のもの等が使用される。また、第２好気槽
３ｂ内には２種類の微生物固定化担体を存在させている
が、一方の微生物固定化担体Ｃは槽内に固定されてお
り、流出防止措置を講ずる必要がないので、第２好気槽
３ｂには循環用の区画は設けられていない。１０は第２
好気槽３ｂから微生物固定化担体Ａが流出するのを防止
するためのスクリーンである。

【００３３】図２の装置を使用する汚水処理方法におい
ては、図１の装置を使用する場合と同様の操作が行なわ
れる。この方法によれば、第２好気槽専用の微生物固定
化担体Ｃが槽内に固定されており、２種類の微生物固定
化担体Ａ，Ｃを分離する操作を要しないので、運転管理
が容易である。

【００３４】図３は本発明の更に他の実施例を実施する
ための装置の説明図である。図３において、図１と同じ
部分については同一の符号を付し説明を省略する。この
装置においては、嫌気槽２の上流に前処理槽１が連設さ
れている。前処理槽１は嫌気的状態に維持されている。
１７は攪拌機である。

【００３５】図３の装置を使用する汚水処理方法におい
ては、処理すべき流入汚水５０および最終沈澱池４から
送られてきた返送汚泥５５が前処理槽１へ導入される。
この嫌気的状態の前処理槽１内で、返送汚泥５５の活性
汚泥からリンが放出される。次いで、前処理槽１の活性
汚泥混合液が嫌気槽２へ導入され、また循環槽３ｃから
活性汚泥混合液と微生物固定化担体Ａの混合物５１も導
入され、脱窒反応が行なわれる。脱窒処理された活性汚
泥混合液は微生物固定化担体Ａと共に第１好気槽３ａへ
導入され、ＢＯＤ成分分解反応が行なわれる。大半のＢ
ＯＤ成分が除去された活性汚泥混合液は微生物固定化担
体Ａと共に第２好気槽３ｂへ導入され、この第２好気槽
３ｂでは、主として、硝化反応が行なわれる。また、同
時に、前処理槽１で放出された量以上のリン成分が微生
物内に取り込まれ、リン成分の十分な除去が行なわれ
る。以後は図１の装置を使用する場合と同様に行なわれ
る。この方法は、リン成分も十分に除去されると言う利
点を有する。

【００３６】図４は本発明の更にまた他の実施例を実施
するための装置の説明図である。図４において、図２と
同じ部分については同一の符号を付し説明を省略する。
この装置においては、嫌気槽２の上流に前処理槽１が連
設されている。前処理槽１は嫌気的状態に維持されてい
る。１７は攪拌機である。

【００３７】図４の装置を使用する汚水処理方法におい
ては、処理すべき流入汚水５０および最終沈澱池４から
送られてきた返送汚泥５５が前処理槽１へ導入される。
この嫌気的状態の前処理槽１内で、返送汚泥５５の活性
汚泥からリンが放出される。次いで、前処理槽１の活性
汚泥混合液が嫌気槽２へ導入され、また循環槽３ｃから
活性汚泥混合液と微生物固定化担体Ａの混合物５１も導
入され、脱窒反応が行なわれる。脱窒処理された活性汚
泥混合液は微生物固定化担体Ａと共に第１好気槽３ａへ
導入され、ＢＯＤ成分分解反応が行なわれる。大半のＢ
ＯＤ成分が除去された活性汚泥混合液は微生物固定化担
体Ａと共に第２好気槽３ｂへ導入され、この第２好気槽
３ｂでは、主として、硝化反応が行なわれる。また、同
時に、前処理槽１で放出された量以上のリン成分が微生
物内に取り込まれ、リン成分の十分な除去が行なわれ
る。以後は図２の装置を使用する場合と同様に行なわれ
る。この方法は、リン成分も十分に除去されると言う利
点を有する。

【００３８】次に、本発明のより好ましい態様および応
用例について説明する。図５は図１で説明した方法のよ
り好ましい態様を実施するための装置の説明図である。
図５において、次に記述する嫌気槽２および第２好気槽
３ｂに係る箇所以外については、図１と同じ符号を付し
説明を省略する。この装置は、反応槽である嫌気槽２お
よび第２好気槽３ｂが複数に区画されている。このた
め、嫌気槽２および第２好気槽３ｂ内の反応が、例え
ば、初期、中期、終期のように段階的に進行し、汚水成
分の濃度は初期の段階では高く、段階的に低下する。こ
のため、汚水成分の濃度が高い初期段階あるいは中期段
階の区画では反応速度が大きくなり、上記各槽の処理能
力が向上する。なお、図５において、第１好気槽３ａが
複数に区画されていないが、この第１好気槽３ａについ
ても、上記同様に複数区画にすれば、ＢＯＤ成分の処理
能力が向上する。

【００３９】図６は図１で説明した方法の応用例を実施
するための装置の説明図である。この装置は、図１の装
置における嫌気槽２から循環槽３ｃまでを構成する部分
を１ブロックとし、このブロックを２つ直列に接続し、
脱窒処理と硝化処理を２回繰り返して行なわせるように
なっている。そして、流入汚水５０は分流され、分流流
入汚水５０ａは前段の脱窒・硝化処理ブロックへ導入さ
れ、分流流入汚水５０ｂは後段の脱窒・硝化処理ブロッ
クへ導入される。図６において、図１で説明した箇所に
ついては同じ符号を付し説明を省略する。図中、右側の
ブロックにおいて、１０２は嫌気槽、１０３は好気槽、
１０３ａは第１好気槽、１０３ｂは第２好気槽、１０３
ｃは循環槽、１１０，１１１はスクリーン、１１２は攪
拌機、１１３はブロワー、１１４ａ，１１４ｂ，１１４
ｃは散気装置、１１５は循環装置であり、それぞれ、嫌
気槽２、好気槽３、第１好気槽３ａ、第２好気槽３ｂ、
循環槽３ｃ、スクリーン１０，１１、攪拌機１２、ブロ
ワー１３、散気装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、循環装置
１５と同様の機能を有する。

【００４０】上記のようにして脱窒・硝化処理を直列多
段で行なうと、好気槽から嫌気槽へ循環させる循環物
（活性汚泥混合液と微生物固定化担体Ａの混合物）の量
を増加させることとができるので、処理能力が向上し、
反応槽の容積を一層小さくすることができる。

【００４１】このことを具体的に説明すると、次の如く
である。好気槽から嫌気槽への循環量を増加させると、
処理反応は促進されるが、好気槽から送られる循環物中
には酸素が含まれているので、その循環量が限度を超え
ると、嫌気槽へ多量の酸素が持ち込まれ反応が阻害され
る等、種々の不都合が生ずる。しかし、図６の方法にお
いては、上記前段のブロックと後段のブロック内で、活
性汚泥混合液と微生物固定化担体Ａの混合物５１，１５
１をそれぞれ別個に循環させるので、それぞれの循環量
を通常の方法と同量にしても、嫌気槽２および嫌気槽１
０２へ持ち込まれる酸素量が通常の方法よりも増加する
ことはない。従って、装置全体の循環量を非常に多くす
ることができる。

【００４２】次に、本発明の方法を実施した結果につい
て説明する。（実施例１、実施例２）図１の構成による装置を使用す
る方法（実施例１）、および図２の構成による装置を使
用する方法（実施例２）で汚水処理実験を行なった。な
お、比較のために、図５の装置を使用する従来の方法に
ついても実施した。

【００４３】実施例１においては、ポリプロピレン製
で、形状が円筒状の粒状担体ａを嫌気槽２、第１好気槽
３ａ、第２好気槽３ｂ、循環槽３ｃに投入し、微生物固
定化担体Ａを形成させた。投入した粒状担体ａは、大き
さが外径４ｍｍ、内径３ｍｍ、長さ５ｍｍで、比重が
１．０１であった。また、ポリプロピレン製で、形状が
円筒状の粒状担体ｂを第２好気槽３ｂに投入し、微生物
固定化担体Ｂを形成させた。投入した粒状担体ｂは、大
きさが外径１２ｍｍ、内径９ｍｍ、長さ１２ｍｍで、比
重が１．０１であった。

【００４４】実施例２においては、嫌気槽２、第１好気
槽３ａ、第２好気槽３ｂに実施例１の場合と同じ粒状担
体ａを投入し、第２好気槽３ｂには、所定長さの塩化ビ
ニリデン製紐状担体ｃを取り付けた。この紐状担体ｃは
第２好気槽３ｂの下部に所定長さのものを１０ｃｍ間隔
で配置し、その一端を槽下部に固定した。紐状担体ｃの
全部の長さは３．６であった。

【００４５】また、従来の方法においては、実施例１の
場合と同じ粒状担体ａを嫌気槽および好気槽に投入し
た。

【００４６】そして、実験条件を表１に示すごとくに
し、上記３装置を並列に配置して、各装置に同量の処理
汚水を流入させ、処理した。実験結果は表１に示す。

【００４７】表１において、担体の充填率は槽容積に対
し充填された担体が占める容積の比を表す。活性汚泥混
合液の循環比は流入汚水流量に対するその循環流量の比
である。汚泥返送比は流入汚水流量に対する返送汚泥流
量の比である。

【００４８】実施例１、実施例２の結果と従来法の結果
を比較すると、実施例１、実施例２においては、反応槽
の容積の合計が従来法の場合の約７０％しかなく、且つ
嫌気槽の担体充填率が従来法の半分であったにもかかわ
らず、処理水の全窒素（Ｔ−Ｎ）濃度はそれぞれ５．６
mg／Ｌ、５．９mg／Ｌで、従来法の８．９mg／Ｌに対し
大幅に低い値が得られ、脱窒処理の能力が著しく向上し
た。この処理能力の向上は、次に記すように、汚泥濃度
の上昇による効果の現れであることは明らかである。

【００４９】上記実験における嫌気槽の汚泥濃度は、浮
遊汚泥については、実施例１，２と従来法では何れも２
５００mg／Ｌで同じであったが、担体に付着した汚泥に
ついては、従来法では７００ｍｇ／Ｌであったのに対
し、実施例１，２では２１００ｍｇ／Ｌ、２０００ｍｇ
／Ｌの値が得られ、従来法に対し約３倍になった。この
結果、嫌気槽内の汚泥濃度（浮遊汚泥と担体付着汚泥の
合計）は、従来法では３２００ｍｇ／Ｌであったのに対
し、実施例１，２では４６００ｍｇ／Ｌ、４５００ｍｇ
／Ｌになり、著しい濃度上昇がもたらされた。

【００５０】

【表１】

【００５１】（実施例３）図８は負荷を変動させた場合
の結果を示す図である。この実験においては、図１の装
置を使用し、流入汚水の流量を大幅に増減させた。流入
汚水流量以外の条件は表１に示す実施例１の条件と同じ
にした。そして、処理水の全窒素（Ｔ−Ｎ）を経時的に
分析し、その変化を調べた。

【００５２】この結果は図８に示す。実施例３と従来法
について、流入汚水流量の増減に伴って処理水中の全窒
素濃度が変動する度合を比較すると、実施例３では流入
汚水の流量を定常流量の３倍にした場合でも、定常流量
時の値が６mg／Ｌ程度であった全窒素濃度が９．４mg／
Ｌ（最大値）に留まり、流入汚水流量の増加による全窒
素濃度の変動は非常に小さかった。これに対し、従来法
では流入汚水流量の増加に伴う全窒素濃度の変動は非常
に大きく、流入汚水流量を定常流量の３倍にした場合に
は、定常流量時の全窒素濃度が８mg／Ｌ程度であった全
窒素濃度は１８mg／Ｌ（最大値）にも上昇した。なお、
測定期間中の全窒素濃度の平均値は、実施例３では６．
６mg／Ｌ、従来法では１０．４mg／Ｌであった。

【００５３】上述のように、本発明によれば、処理装置
の負荷が大幅に増大した場合でも、処理水中の全窒素濃
度が上昇する度合は非常に小さく抑えられ、安定した窒
素除去処理を行なうことができることが確認された。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、汚水を嫌気的状態に維持され
た嫌気槽で処理し、次いで好気的状態に維持された第１
好気槽で処理し、更に好気的状態に維持された第２好気
槽で処理する方法であり、反応槽内には異なる担体によ
って形成した２種類の微生物固定化担体を存在させ、そ
の一方の微生物固定化担体は嫌気槽と第２好気槽の間を
循環させて上記各槽に存在させ、他方の微生物固定化担
体は第２好気槽だけに存在させるものである。

【００５５】本発明によれば、上記各槽の間を循環させ
る微生物固定化担体が好気的状態の第１好気槽、第２好
気槽へ流入した際に脱窒菌が増殖しその付着固定量が増
加するので、嫌気槽における脱窒反応の速度が大きくな
り、脱窒能力が著しく向上する。このため、反応槽を大
幅に小型化することができる。

【００５６】また、好気的状態で行なう反応を第１好気
槽と第２好気槽の２段階に分けて行なわせるので、第１
好気槽ではＢＯＤ成分分解反応が優先的に進行し、第２
好気槽では主として硝化反応が行なわれる。このため、
負荷変動があっても、処理水中の全窒素濃度が上昇する
度合は非常に小さく抑えられ、安定した窒素除去処理を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を実施するための装置の説明
図である。

【図２】本発明の他の実施例を実施するための装置の説
明図である。

【図３】本発明の更に他の実施例を実施するための装置
の説明図である。

【図４】本発明の更にまた他の実施例を実施するための
装置の説明図である。

【図５】図１で説明した方法のより好ましい態様を実施
するための装置の説明図である。

【図６】図１で説明した方法の応用例を実施するための
装置の説明図である。

【図７】従来技術の説明図である。

【図８】負荷を変動させた場合の結果を示す図である。

【符号の説明】

１前処理槽２，１０２嫌気槽３，１０３好気槽３ａ，１０３ａ第１好気槽３ｂ，１０３ｂ第２好気槽３ｃ，１０３ｃ循環槽４最終沈澱池１０，１１０スクリーン１１，１１１スクリーン１２，１１２攪拌機１３，１１３ブロワー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１１４ａ，１１４ｂ，１１４
ｃ散気装置１５，１１５循環装置１６汚泥返送ポンプＡ循環用の微生物固定化担体Ｂ流動可能な好気槽専用の微生物固定化担体Ｃ固定配置された好気槽専用の微生物固定化担体５０，５０ａ，５０ｂ処理汚水５１，１５１循環活性汚泥混合液と微生物固定化担体
Ａの混合物５２，１５２活性汚泥混合液５３処理水５４沈殿汚泥５５返送汚泥５６余剰汚泥

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者澤田豊志東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚水を嫌気的状態で処理し、次いで好気
的状態で処理し、この好気的状態で処理した活性汚泥混
合液を前記嫌気的状態で処理する工程へ循環させること
を含む汚水の処理方法において、汚水を嫌気的状態に維
持された嫌気槽で処理し、次いで好気的状態に維持され
た第１好気槽で処理し、更に好気的状態に維持された第
２好気槽で処理するに際し、前記嫌気槽、前記第１好気
槽、および前記第２好気槽の３槽には流動可能な粒状の
微生物固定化担体を存在させると共に、前記第２好気槽
には更にこの槽内だけに保持させる第２好気槽専用の微
生物固定化担体をも存在させ、前記第２好気槽の活性汚
泥混合液を前記嫌気槽へ循環させる際には、活性汚泥混
合液と共に前記３槽に存在させる微生物固定化担体を前
記嫌気槽へ送り、この微生物固定化担体を前記３槽の間
を循環させることを特徴とする汚水の処理方法。
【請求項２】第２好気槽には、嫌気槽、第１好気槽、
および第２好気槽の３槽の間を循環させる流動可能な粒
状の微生物固定化担体の外に、この粒状の微生物固定化
担体よりも粒径が大きく流動可能な微生物固定化担体を
第２好気槽専用の微生物固定化担体として存在させ、前
記第２好気槽の活性汚泥混合液を前記嫌気槽へ循環させ
る際には、前記第２好気槽専用の微生物固定化担体と前
記３槽の間を循環させる微生物固定化担体を分離し、前
記３槽の間を循環させる微生物固定化担体を活性汚泥混
合液と共に前記嫌気槽へ送ることを特徴とする請求項１
記載の汚水の処理方法。
【請求項３】第２好気槽には、嫌気槽、第１好気槽、
および第２好気槽の３槽の間を循環させる流動可能な粒
状の微生物固定化担体の外に、固定配置された微生物固
定化担体を第２好気槽専用の微生物固定化担体として存
在させることを特徴とする請求項１記載の汚水の処理方
法。