JPH0768291A - 窒素除去装置 - Google Patents

窒素除去装置

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JPH0768291A
JPH0768291A JP21930893A JP21930893A JPH0768291A JP H0768291 A JPH0768291 A JP H0768291A JP 21930893 A JP21930893 A JP 21930893A JP 21930893 A JP21930893 A JP 21930893A JP H0768291 A JPH0768291 A JP H0768291A
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JP
Japan
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tank
nitrification
carrier
nitrogen
water
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JP21930893A
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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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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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  • 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、硝化槽2内に親水性を有する連通
気孔性の多孔質担体15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、硝
化菌が担体に多量に固定化されるとともに硝化菌と被処
理物質とが十分接触することになり、効率的に硝化が行
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
硝化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
記硝化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、多孔質担体が気孔径100μm未満に製作
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。
【0009】
【作用】上記構成によれば、親水性を有する連通気孔性
の多孔質担体が硝化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
硝化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
化された硝化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硝化が行われ
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硝
化菌を含む微生物が担体に多量・高濃度かつ安定的に固
定化され、硝化反応が促進される。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】また多孔質担体を気孔径100μm未満に
製作することによって、槽内に発生した硝化反応を阻害
する生物が気孔に入り込むことを阻止できる。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。
【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、硝化槽2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】硝化槽2においては、槽2内の底部に酸素
を含有する空気などの気体を供給する散気装置12がブ
ロア13に接続して設置されており、槽2内の微生物を
含む混合液14中に円筒状の微生物固定化用の担体15
が投入されている。担体15は、主としてセルロースに
よって径100μm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】この状態において散気装置12より空気を
吹き出すと、槽2内の混合液14に酸素が供給されると
ともに、このときの上昇気泡流によって混合液14の循
環流が生じる。この循環流により担体15が槽2内を流
動させられて、その間に混合液14中に存在する硝化菌
などの微生物が担体15に付着・結合固定化される。
【0015】このとき、担体15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14が入り込み易く、混合液14中の硝
化菌を含む微生物が担体15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15が混合液14中で流動する
ときも剥離しにくい。したがって、混合液14に含まれ
る被処理物質たるアンモニア性窒素を含むケルダール性
窒素と硝化菌とは、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、極めて効率的か
つ高速度に亜硝酸性窒素ないし硝酸性窒素に硝化され
る。また、担体にセルラーゼ耐性が付与されているた
め、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15は気孔径100μm未満に
形成されているため、水温が高く流入水中のBOD等の
有機物濃度が低い時に、硝化菌を食するか、あるいは硝
化菌の硝化反応を阻害する糸ミミズ(太さ100〜30
0μm)等の貧毛類の生物が発生した場合も、その気孔
への進入は確実に阻止される。
【0017】この実施例では円筒状の担体15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、さらに硝化速度を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、硝化菌等の付着・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、それによって硝化反応を促進するこ
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、これによっても硝
化速度を増大できる。
【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、硝化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硝化反応を行うこ
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硝化槽内に投入される
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、混合液中の硝化菌などの微生物
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アンモ
ニア性窒素を含むケルダール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
いて硝化菌とアンモニア性窒素を含むケルダール性窒素
とが十分接触することになり、極めて効率的かつ高速度
に硝化が行われる。これにより、硝化槽容積の縮小や反
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分解が防止され、硝
化菌を含む微生物が担体に多量・高濃度に固定化される
ため、硝化反応が促進される。
【0023】また多孔質担体を気孔径100μm未満に
製作して、槽内に発生した硝化反応を阻害する生物が気
孔に入り込むことを阻止できる構成としたため、硝化速
度が維持されて効率的に処理が行われる。
【0024】また、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いずれかの形状とすることによって
大量生産が容易にあり、コスト的に有利である。
【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 12 散気装置 15 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、前記硝化槽内に親水
    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】 多孔質担体が気孔径100μm未満に製
    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から請求項3のいずれかに記載の窒素除去装
    置。
JP21930893A 1993-09-03 1993-09-03 窒素除去装置 Pending JPH0768291A (ja)

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Cited By (3)

* 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
CN105130110A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 张芳 污水处理工艺的污泥吸附分离深度脱氮除磷系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5935844A (en) * 1995-03-27 1999-08-10 Biomaterial Co., Ltd. Porous cellulose carrier for immobilizing microorganisms to convert nitrogen compounds
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CN105130110A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 张芳 污水处理工艺的污泥吸附分离深度脱氮除磷系统
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