JPH08192187A

JPH08192187A - 生物濾過装置

Info

Publication number: JPH08192187A
Application number: JP565395A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Watanabe; 敦渡辺; Tetsuro Fukase; 哲朗深瀬
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】硝化脱窒槽を備える生物濾過装置において、
極めて簡単な方法で硝化に好適な循環水量を自動制御す
ることにより、高水質処理水を安定に得る。【構成】処理水のｐＨを測定するｐＨ測定手段４と、
このｐＨ測定値に基いて循環水量を調節する制御器５と
を設ける。【効果】処理水のｐＨが一定になるように循環水量を
制御して循環水の通水ＬＶを変化させることにより、処
理水ｐＨを適正範囲の６．５〜７に保ち、硝化脱窒槽の
入口部と出口部とのｐＨ差を小さくして、処理効率、脱
窒効率の向上及び安定化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生物濾過装置に係り、特
に、硝化脱窒槽の循環水量を適正水量に容易かつ自動的
に制御することにより、窒素濃度が変動する低アルカリ
度原水であっても安定かつ効率的な処理を行える生物濾
過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水、し尿、産業排水などの排水中の窒
素は、湖沼、内湾などの閉鎖性水域における富栄養化現
象の原因となることから、これを除去する必要がある。
従来、これらの排水中からの窒素除去技術としては、微
生物を利用した硝化・脱窒法が最も実績が多く、信頼性
の高い技術である。微生物による硝化・脱窒反応は、Ni
trosomonasやNitrobacter などの硝化細菌によるアンモ
ニアからの硝酸化反応（ＮＯ₂ ^-，ＮＯ₃ ^-の生成）と、脱
窒細菌による硝酸呼吸、即ち硝酸、亜硝酸の窒素への還
元反応を組み合わせたものである。このような硝化・脱
窒法に関しては、浮遊菌を用いた浮遊法、及び担体の表
面に菌体を付着増殖させる固定床法、又は生物濾過法と
称される技術が実用化されている。特に、生物濾過法
は、増殖速度の小さな硝化細菌を反応槽内に保持する能
力が優れているため、高効率の硝化・脱窒技術として注
目されている。

【０００３】図２は、従来、生物濾過法による処理に用
いられている生物濾過装置の構成を示す系統図である。
この生物濾過装置は、生物濾過槽として硝化脱窒槽１を
備えるものである。即ち、硝化脱窒槽１は、内部に浮上
性濾材が充填されており、濾材層の中間部分に散気管２
を備え、処理水の一部を配管１３，１４より槽下部に循
環している。この硝化脱窒槽１においては、散気管２の
上部が硝化部１Ａ、散気管２の下部が脱窒部１Ｂとな
り、硝化部１Ａで配管１１、ｐＨ調整槽３及び配管１２
を経て導入される被処理水中のアンモニア性窒素が硝酸
性窒素となり、これが循環水として配管１３，１４より
脱窒部１Ｂに循環され、この脱窒部１Ｂで還元されて窒
素ガスとして除去される。硝化脱窒槽１の処理水は配管
１３，１５より系外へ排出される。しかして、通常の場
合、硝化脱窒槽１の導入側では、図２に示す如く、原水
と循環水を混合した水に対して配管１６よりアルカリを
添加し、ｐＨが一定（通常の場合、８〜８．５）となる
ように制御している。

【０００４】なお、図２において、Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ は
ポンプ、１Ｃは濾材の押え板、３ＡはｐＨ計である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
生物濾過法では、原水のアルカリ度、ＮＨ₄ −Ｎの変動
により、硝化反応に悪影響が生じるが、図２に示す如
く、処理水の一部を循環して硝化脱窒を行う際、原水の
アルカリ度及びＮＨ₄ −Ｎ濃度が変動する場合におい
て、硝化に影響を及ぼさない範囲のｐＨとなるように循
環水量を制御することは極めて難しい。

【０００６】例えば、原水中に十分なアルカリ度がない
場合、硝化の進行と共にｐＨが低下し、硝化部出口付近
では、ｐＨ低下により硝化が停止してしまう。これを防
止するには、硝化部の入口と出口との間でのアルカリ度
消費を小さくする、即ち、一回の通水当りの硝化量を少
なくして、硝化部の入口と出口との間のｐＨ差を小さく
すればよい。このためには、循環水量を増加させてやれ
ば良いが、この循環水量の増加を適正に制御することは
非常に難しい。予め、常に硝化量を少ない状態とし、常
時高い循環水量で運転した場合には、循環により持ち込
まれたＤＯ（溶存酸素）によるＢＯＤ消費のため、脱窒
に必要なＢＯＤが不足する場合がある、循環ポンプ動力
が過大となる等の問題が生じる。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、硝化
脱窒槽を備える生物濾過装置において、極めて簡単な方
法で硝化に好適な循環水量を自動制御することにより、
高水質処理水を安定に得ることを可能とする生物濾過装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の生物濾過装置
は、槽上部に硝化部が形成されると共に槽下部に脱窒部
が形成された生物濾過式硝化脱窒槽と、該硝化脱窒槽の
槽下部に原水を導入して上向流で通水し、槽上部より処
理水を取り出す手段と、処理水の一部を循環水として槽
下部に循環する手段とを備えてなる生物濾過装置におい
て、該処理水のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、該ｐＨ
測定手段の測定値に基いて前記循環水量を調節する制御
器とを備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】硝化脱窒槽における生物濾過処理に当り、原水
アルカリ度、ＮＨ₄ −Ｎが一定であれば、通水ＬＶが大
きくなるほど硝化量が小さくなり、ｐＨの低下は少なく
なる。即ち、硝化反応によりＮＯ_x −Ｎが生じるが、通
水ＬＶが大きくなると硝化量は小さくｐＨ低下は少な
い。逆に、通水ＬＶが小さくなると、ＮＯ_x −Ｎの生成
量が多くなり、ｐＨ低下の度合が大きくなる。従って処
理水ｐＨは、残存アルカリ量の多少に依存し、処理水ｐ
Ｈは残存アルカリ度が多ければ高く、少なければ低くな
る。

【００１０】一方、硝化脱窒槽の入口側では、原水と循
環水とを混合した水に対して、ｐＨが一定の値（通常の
場合ｐＨ８〜８．５）となるように制御していることか
ら、本発明では、処理水のｐＨが一定になるように循環
水量を制御して循環水の通水ＬＶ（原水と循環水とを合
計したＬＶ）を変化させる。これにより、脱窒部で生成
するアルカリの硝化部への移行量を調整し、硝化脱窒槽
の入口部と出口部とのｐＨ差を小さくして適正範囲に保
つことができる。

【００１１】なお、従来において、接触酸化（好気処理
のみ）法において、ｐＨを計測し循環水量を調整するも
のは公知である。これに対して、本発明は、単一槽で硝
化脱窒を行う生物濾過装置であり、硝化液を脱窒部に循
環する流量を制御する操作により、脱窒部で生成するア
ルカリの硝化部への移行を調整することを可能とするも
のである。従来の接触酸化法における循環水量の調整で
は、好気処理のみであるため、本発明におけるようなア
ルカリ補給量の調整は不可能である。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の生物濾過装置
を具体的に説明する。

【００１３】図１は本発明の生物濾過装置の一実施例を
示す系統図である。図１において、図２に示す部材と同
一機能を奏する部材には同一符号を付してある。

【００１４】本実施例の生物濾過装置においては、硝化
脱窒槽１の処理水出口付近にｐＨ計４が設けられると共
に、このｐＨ計４のｐＨ測定値に基いて、循環水の循環
ポンプＰ₃ の作動を制御する制御器５が設けられてい
る。

【００１５】この生物濾過装置においても、前述の図２
に示す生物濾過装置における硝化脱窒法と同様にして処
理を行われるが、その際、制御器５により、ｐＨ計４の
測定値に基いて循環ポンプＰ₃ の作動を制御することに
より、循環水量を調節する。

【００１６】即ち、このような硝化脱窒処理において、
処理水ｐＨの適正範囲は６．５〜７である。一方、前述
の如く、循環水水量が多いと硝化量が少なくなってｐＨ
低下の度合が小さくなり、逆に、循環水水量が少ないと
硝化量が多くｐＨ低下の度合が大きくなる。従って、本
発明においては、具体的には、処理水ｐＨの測定値が７
を超えた場合には、循環水量を低減して硝化量を増やす
ことにより処理水ｐＨが７以下になるように調整する。
逆に、処理水ｐＨの測定値が６．５を下回る場合には、
循環水量を増加して硝化量を減らすことにより処理水ｐ
Ｈが６．５以上となるように調整する。

【００１７】このように、処理水ｐＨが６．５〜７の範
囲となるように循環水量を調節することにより、脱窒部
で生成するアルカリの硝化部への移行量を効果的に調整
することができ、処理効率及び窒素除去効率の向上及び
安定化を図ることができる。

【００１８】本発明において、循環水量の最低値は１−
ｒ／（１＋ｒ）（ｒは循環率）で算出される窒素除去率
をもとに、処理水の窒素濃度から選定される。通常の場
合、本発明の生物濾過装置における循環水量の制御は、
循環水の通水ＬＶ＝３〜１０ｍ／ｈｒの範囲で行うのが
好ましい。

【００１９】なお、原水と循環水との混合水のｐＨは、
前述の如く、通常の場合８〜８．５に制御される。

【００２０】図１に示す生物濾過装置は本発明の生物濾
過装置の一実施例であって、本発明はその要旨を超えな
い限り、何ら図示のものに限定されるものではない。

【００２１】例えば、処理水のｐＨを測定するｐＨ計
は、処理水の取り出し配管１３，１５や循環配管１４に
設けても良い。

【００２２】このような本発明の生物濾過装置は、イオ
ン交換樹脂の再生廃水や半導体製造廃水、下水等の、窒
素負荷変動のある低アルカリ度排水の処理に極めて有効
である。

【００２３】以下に具体的な実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明する。

【００２４】実施例１図１に示す生物濾過装置により下記の如く、アルカリ度
及びＮＨ₄ −Ｎが変動する原水の処理を行った。

【００２５】原水水質ｐＨ：７．２〜８．２ＮＨ₄ −Ｎ：４８〜６２ｍｇ／ｌＭアルカリ度：６５〜１０６ｍｇ／ｌ原水相当分液上昇流速０．８ｍ／ｈｒとし、ｐＨ調整槽
においては、アルカリ（ＮａＯＨ）添加により原水と循
環水との混合水のｐＨが８〜８．５となるように調整し
た。硝化脱窒槽における処理条件等は下記の通りとし
た。

【００２６】硝化脱窒槽空気上昇流速＝９．４ｍ／ｈｒ脱窒部と硝化部との濾材高さの比＝１：２循環水相当上昇流速は、ＬＶ＝４．０〜５．４ｍ／ｈｒ
の範囲内で、硝化脱窒槽の上部に設けたｐＨ計の測定ｐ
Ｈが６．５〜７の範囲となるように制御器により循環ポ
ンプの作動を制御することにより調節した。

【００２７】その結果、処理水ｐＨ及びＮＨ₄ −Ｎの変
動幅は表１に示す通りであった。

【００２８】比較例１図２に示す生物濾過装置により、循環水量の制御を行わ
ず、ＬＶ＝４．７ｍ／ｈｒで一定としたこと以外は実施
例１と同様にして処理を行った。

【００２９】その結果、処理効率及び脱窒効率は表１に
示す通りであった。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１より、本発明によれば、処理効率及び
脱窒効率が向上することが明らかである。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の生物濾過装
置によれば、硝化脱窒槽の循環水量を最適範囲に容易か
つ効率的に自動制御することができ、これにより、処理
効率及び脱窒効率が向上し、高水質処理水を安定に得る
ことが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の生物濾過装置の一実施例を示す系統図
である。

【図２】従来例を示す系統図である。

【符号の説明】

１硝化脱窒槽２散気管３ｐＨ調整槽４ｐＨ計５制御器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】槽上部に硝化部が形成されると共に槽下
部に脱窒部が形成された生物濾過式硝化脱窒槽と、該硝
化脱窒槽の槽下部に原水を導入して上向流で通水し、槽
上部より処理水を取り出す手段と、処理水の一部を循環
水として槽下部に循環する手段とを備えてなる生物濾過
装置において、該処理水のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、該ｐＨ測定手段の測定値に基いて前記循環水量を調節す
る制御器とを備えることを特徴とする生物濾過装置。