JPH0768290A - 窒素除去装置 - Google Patents

窒素除去装置

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JPH0768290A
JPH0768290A JP21930793A JP21930793A JPH0768290A JP H0768290 A JPH0768290 A JP H0768290A JP 21930793 A JP21930793 A JP 21930793A JP 21930793 A JP21930793 A JP 21930793A JP H0768290 A JPH0768290 A JP H0768290A
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JP
Japan
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tank
denitrification
nitrification
nitrogen
carrier
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Pending
Application number
JP21930793A
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English (en)
Inventor
Ichiro Nakano
一郎 中野
Kazuhiro Shinabe
和宏 品部
Masatoshi Matsumura
正利 松村
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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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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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汚水の反応槽滞留時間を短くすることがで
き、かつ耐久性やコストの面でも満足できる窒素除去装
置を提供する。 【構成】 脱窒槽1と硝化槽2とを配列した生物学的窒
素除去装置において、脱窒槽1内に親水性を有する連通
気孔性の多孔質担体11を投入する。 【効果】 担体の親水性により被処理水が気孔に入り込
みやすく、かつ気孔により担体表面積が大きいため、脱
窒菌が担体に多量に固定化されるとともに脱窒菌と被処
理物質とが十分接触することになり、効率的に脱窒が行
われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、下水や産業排水などの
汚水の処理に使用される窒素除去装置に関し、特に微生
物により汚水の処理を行う窒素除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、汚水は脱窒槽、続いて硝化槽に導
かれ、硝化槽から流出する硝化処理水の一部が脱窒槽に
循環・返送されるとともに、残りの硝化処理水が最終沈
殿池へ送られるか、または硝化槽、続いて脱窒槽に導か
れ、脱窒槽から流出する脱窒処理水の全量が最終沈殿池
に送られて、その後に流出していくフローで処理されて
いる。このとき、硝化槽ではアンモニア性窒素を含むケ
ルダール性窒素が硝酸ないし亜硝酸に酸化され、脱窒槽
では硝酸ないし亜硝酸が窒素に変換されて除去されると
ともにBODのような有機物が分解除去される。このプ
ロセスにおいては、浮遊活性汚泥により硝化および脱窒
を行って窒素を除去するのが一般的な窒素除去方式であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の窒素除去方式では、硝化槽と脱窒槽との合
計滞留時間が汚水の流入ベースで12〜16時間も必要
であり、反応槽滞留時間を6〜8時間として設計・運転
している通常の既設下水処理場には、新たな用地確保が
困難であるなどの理由からこの方式は適用しがたい。
【0004】このため、反応槽における汚水の滞留時間
の短縮を意図し、硝化および脱窒速度を増大するための
一手段として微生物固定化技術の適用が検討されている
が、硝化ないし脱窒性能、耐久性、コストの面で十分満
足できる固定化技術は未だないのが現状である。
【0005】本発明は上記課題を解決するもので、特に
脱窒速度を大幅に高めて汚水の槽内滞留時間を短くする
ことができ、かつ耐久性やコストの面でも満足できるよ
うな窒素除去装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の窒素除去装置は、無酸素条件下で生物学的
に脱窒を行う脱窒槽と好気条件下で生物学的に硝化を行
う硝化槽とをこの順に配列し、硝化槽から流出する硝化
処理水の一部を前段の脱窒槽流入部に返送・循環させ
て、被処理水中の窒素を有機物とともに除去するか、あ
るいは前記硝化槽と脱窒槽とをこの順に配列し、硝化槽
から流出する硝化処理水の全量を脱窒槽に導入し、必要
に応じて脱窒槽に有機炭素源を供給して被処理水中の窒
素を除去するよう構成された窒素除去装置において、前
記脱窒槽内に親水性を有する連通気孔性の多孔質担体を
投入したことを特徴とする。
【0007】また本発明の窒素除去装置は、多孔質担体
が主としてセルロースで製作されるとともにセルラーゼ
耐性を付与されたことを特徴とする。また本発明の窒素
除去装置は、多孔質担体が円筒状あるいは中空円筒状あ
るいはサイコロ状の形状に製作されたことを特徴とす
る。
【0008】また本発明の窒素除去装置は、多孔質担体
が気孔径2000μm未満に製作されたことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】上記構成によれば、親水性を有する連通気孔性
の多孔質担体が脱窒槽に投入されるため、槽内の被処理
水は気孔内にも入り込みやすく、被処理水中に存在する
脱窒菌を含む微生物が担体の外部表面ないし気孔表面に
効率的に付着・結合固定化される。また、担体表面から
内部に向けて連通した無数の気孔が存在することにより
担体比表面積が大きいことによっても、被処理水中の微
生物が担体に多量に付着・結合固定化され、しかも気孔
部に固定化された微生物は担体が槽内を流動するときも
剥離しにくい。したがって、担体に多量・高濃度に固定
化された脱窒菌を含む微生物と被処理水中の被処理物質
とが担体の外部表面ないし気孔表面において十分接触す
ることになり、極めて効率的かつ高速度に脱窒が行われ
る。
【0010】また、主としてセルロースで製作された多
孔質担体は、親水性を呈するとともに微生物に対する親
和性に優れているため、このような担体を投入すると脱
窒菌を含む微生物が多量・高濃度に固定化され、脱窒反
応が促進される。一方、セルロースは微生物が生産する
セルラーゼにより数日ないし数十日で分解されるという
性質を有しているが、セルラーゼ耐性が付与されること
でその分解が防止されるので、担体の寿命は格段に長く
なる。
【0011】また多孔質担体を円筒状あるいは中空円筒
状あるいはサイコロ状の形状とすることにより、その大
量生産が容易になる。また多孔質担体を気孔径2000
μm未満に製作することによって、脱窒速度を高く保持
することができる。
【0012】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例の窒
素除去装置を説明する。図1において、1は脱窒槽であ
り、2はその下流側に設けられた硝化槽である。脱窒槽
1に被処理水3を供給すると、被処理水3は無酸素条件
下で槽内の微生物により生物学的に脱窒処理され、脱窒
処理水4として硝化槽2に送られる。硝化槽2に送られ
た脱窒処理水4は好気条件下で槽内の微生物により生物
学的に硝化処理され、硝化処理水5の一部は脱窒槽1に
循環返送されるとともに、残りの硝化処理水5は沈殿池
6に送られて沈降物が除去された後に処理水7として放
流される。ここで、脱窒槽1は本発明の特徴的な構成で
あるため、以下に詳しく説明する。
【0013】脱窒槽1においては、槽1内の底部に担体
の摩耗を生ぜしめないような攪拌装置8が設置されてお
り、槽1内の微生物を含む混合液10中に円筒状の微生
物固定化用の担体11が投入されている。担体11は、
主としてセルロースによって径2000μm未満の気孔
が互いに連通した多孔質体として製作されるとともに、
セルラーゼ耐性が付与されている。
【0014】この状態において攪拌装置8を作動させる
と、槽1内に混合液10の循環流が生じ、この循環流に
より担体11が槽1内を流動させられる間に、混合液1
0中に存在する脱窒菌などの微生物が担体11に付着・
結合固定化される。
【0015】このとき、担体11は、上記のように主と
してセルロースからなる連通気孔性の多孔質体として製
作されているため、セルロースの特性により親水性を有
しかつ微生物に対する親和性に優れるとともに、無数の
気孔が存在することにより大きな比表面積を有してい
る。このため、担体表面から内部に向けて連通する気孔
に槽内の混合液10が入り込み易く、混合液10中の脱
窒菌を含む微生物が担体11の外部表面ないし気孔表面
に高濃度に付着・結合固定化される。また気孔表面に固
定化された微生物は担体11が混合液10中で流動する
ときも剥離しにくい。したがって、混合液10に含まれ
る被処理物質たる亜硝酸性窒素ないし硝酸性窒素と脱窒
菌とは、微生物が槽内に高濃度に維持された状態におい
て十分接触することになり、亜硝酸性窒素ないし硝酸性
窒素が極めて効率的かつ高速度に窒素に変換され除去さ
れる。混合液10中の有機物は、脱窒菌のための呼吸基
質または細胞合成の炭素源として利用されるが、不足す
るような場合は系外から添加すればよい。担体11には
セルラーゼ耐性が付与されているので、微生物が生産す
るセルラーゼによるセルロースの分解は防止され、担体
は極めて長く保持される。
【0016】また、担体11は気孔径2000μm未満
に形成されているため、気孔径が2000μmを越える
担体を使用したときのような脱窒速度の低下は見られ
ず、安定的に高い脱窒性能が得られる。
【0017】この実施例では円筒状の担体11を投入し
たが、中空円筒状あるいはサイコロ状の形状の担体を投
入してもよい。例えば、直径および高さがそれぞれ0.
5〜10mm、好ましくは2〜5mmの円筒状担体、直径お
よび高さがそれぞれ0.5〜10mm、好ましくは2〜5
mmの円筒状のものに直径1〜9mm、好ましくは1〜3mm
の中空部を設けた中空円筒状担体、一辺が0.5〜10
mm、好ましくは2〜5mmのサイコロ状担体を用いること
ができる。大量生産の容易さを考慮すると円筒状担体が
望ましく、さらに脱窒速度を特に高める必要がある場合
は、担体比表面積が大きくなる点において中空円筒状の
担体が有利である。
【0018】また、脱窒菌等の付着・結合固定化が定常
状態に達しているときの担体の比重を1.000〜1.
250に維持することにより、槽内で担体を均一に流動
させることができ、それによって脱窒反応を促進するこ
とができる。
【0019】また、必要に応じて担体に陰イオン交換基
を付与することによって、水中で陰イオン交換基の解離
により陽イオンを生ぜしめて担体を正に帯電させ、通常
は負に帯電している微生物を静電気的に効率よく担体に
付着・結合させることができるので、これによっても脱
窒速度を増大できる。
【0020】上記のような条件を相互に組み合わせた担
体を用いることによって、効果を飛躍的に高めることが
できる。さらに、上で説明した脱窒槽と硝化槽とをこの
順に配列する構成に代えて、硝化槽と脱窒槽とをこの順
に配列し、硝化槽から流出する硝化処理水の全量を脱窒
槽に導入し、必要に応じて脱窒槽に脱窒反応における水
素供与体として有機炭素源を供給して被処理水中の窒素
を除去する場合も、脱窒槽内に上記の担体を投入するこ
とによって極めて効率的かつ高速度に脱窒反応を行うこ
とができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、親水性を
有する連通気孔性の多孔質担体が脱窒槽内に投入される
ため、担体表面から内部に向けて連通する気孔に槽内混
合液が容易に入り込み、混合液中の脱窒菌などの微生物
が担体の外部表面および気孔表面に高濃度に固定化され
かつ保持される。同様にして、混合液中の基質たる硝酸
性窒素や亜硝酸性窒素も容易に気孔に入り込むため、槽
内に微生物濃度が高く維持される状態において脱窒菌と
硝酸性窒素ないし亜硝酸性窒素が担体11の外部表面な
いし気孔表面で十分接触することになり、極めて効率的
かつ高速度に脱窒が行われる。これにより、脱窒槽容積
の縮小や反応槽滞留時間の短縮が可能となる。
【0022】また、多孔質担体を主としてセルロースで
製作するとともに担体にセルラーゼ耐性を付与すること
により、担体は優れた親水性ならびに微生物に対する親
和性を有するだけでなく微生物によるセルロースの分解
が防止され、脱窒菌を含む微生物が担体に安定的に多量
・高濃度に付着・結合固定化されるため、脱窒反応が促
進される。
【0023】また、担体を円筒状あるいは中空円筒状の
いずれかの形状とすることによって大量生産が容易にな
り、コスト的に有利である。また、多孔質担体を気孔径
2000μm未満に製作することにより、気孔径がこれ
を越える時のような脱窒速度の低下が防止され、安定し
た脱窒性能が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の窒素除去装置を示した説明
図である。
【符号の説明】
1 脱窒槽 2 硝化槽 3 被処理水 5 硝化処理水 6 沈殿池 8 攪拌装置 11 担体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 正利 茨城県つくば市高野1250−2

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無酸素条件下で生物学的に脱窒を行う脱
    窒槽と好気条件下で生物学的に硝化を行う硝化槽とをこ
    の順に配列し、硝化槽から流出する硝化処理水の一部を
    前段の脱窒槽流入部に返送・循環させて、被処理水中の
    窒素を有機物とともに除去するか、あるいは前記硝化槽
    と脱窒槽とをこの順に配列し、硝化槽から流出する硝化
    処理水の全量を脱窒槽に導入し、必要に応じて脱窒槽に
    有機炭素源を供給して被処理水中の窒素を除去するよう
    構成された窒素除去装置において、前記脱窒槽内に親水
    性を有する連通気孔性の多孔質担体を投入したことを特
    徴とする窒素除去装置。
  2. 【請求項2】 多孔質担体が主としてセルロースで製作
    されるとともにセルラーゼ耐性を付与されたことを特徴
    とする請求項1記載の窒素除去装置。
  3. 【請求項3】 多孔質担体が円筒状あるいは中空円筒状
    あるいはサイコロ状の形状に製作されたことを特徴とす
    る請求項1または請求項2のいずれかに記載の窒素除去
    装置。
  4. 【請求項4】 多孔質担体が気孔径2000μm未満に
    製作されたことを特徴とする請求項1から請求項3のい
    ずれかに記載の窒素除去装置。
JP21930793A 1993-09-03 1993-09-03 窒素除去装置 Pending JPH0768290A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5811259A (en) * 1997-07-29 1998-09-22 Ecomat, Inc. Biochemical reactor
US5935844A (en) * 1995-03-27 1999-08-10 Biomaterial Co., Ltd. Porous cellulose carrier for immobilizing microorganisms to convert nitrogen compounds

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5935844A (en) * 1995-03-27 1999-08-10 Biomaterial Co., Ltd. Porous cellulose carrier for immobilizing microorganisms to convert nitrogen compounds
US5811259A (en) * 1997-07-29 1998-09-22 Ecomat, Inc. Biochemical reactor

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