JPH08294699A - 排水の生物学的窒素除去装置 - Google Patents

排水の生物学的窒素除去装置

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JPH08294699A
JPH08294699A JP7124563A JP12456395A JPH08294699A JP H08294699 A JPH08294699 A JP H08294699A JP 7124563 A JP7124563 A JP 7124563A JP 12456395 A JP12456395 A JP 12456395A JP H08294699 A JPH08294699 A JP H08294699A
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JP
Japan
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water
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floating
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JP7124563A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
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Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
Original Assignee
Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
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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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ろ材浮上阻止部材を設ける必要がなく、浮上
ろ材の洗浄も著しく容易にできる生物学的窒素除去装置
を提供する。 【構成】 充填固定床を有する生物ろ過処理槽による排
水の生物学的窒素除去装置において、前記充填固定床
A、Bが、比重が0.85〜1未満の浮上性プラスチッ
ク粒状ろ材により充填されており、該固定床より下部に
被処理水を流入させる流入部3を有し、該固定床の中間
部には曝気手段5を設け、また、該固定床の上部界面近
傍に処理水流出部6を設けると共に、流出した処理水の
一部を前記固定床より下部に流入する循環経路8を配備
したものであり、前記ろ材は比重が0.85〜1未満の
ポリエチレン、ポリプロピレンで粒径2〜4mm程度の
ものを用いるのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排水の生物学的窒素除
去装置に係り、特に浮上性ろ材を用いた充填固定床によ
る生物学的窒素除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の浮上性ろ材を用いた窒素除去装置
(特開平5−96292号公報)は図2に示したよう
に、嵩密度が0.035〜0.065g/リットル(粒
子1個の比重は0.13以下)という極めて比重が小さ
な球形で表面が平滑な発泡スチロール性の浮上粒状ろ材
(粒径2〜3ミリ)を用い、この浮上充填層A(固定
床)の上部の水平断面に、目開きの小さい網、多孔板な
どの浮上阻止部材14を浮上ろ材に接して設置し、空気
泡を充填層Aの中間部から上向流で供給し、原水3を充
填層の下部から流入させる装置が知られている。しか
し、この従来装置はろ材浮上阻止部材14を槽の水平断
面全体に張る必要があり、この浮上阻止部材14にろ材
の浮力及び損失水頭に起因する大きな圧力がかかるた
め、強度の大きな部材、構造にしなければならず、建設
が面倒で、建設費も高額になっていた。また、多孔部材
の目開きが小さいため目詰りが起きやすかった。
【0003】更に、充填層が閉塞したときに、ろ材の浮
力が著しく大きいため、充填層Aに下向流で高流速で処
理水を流下し、浮上充填層を下向きに膨張流動化させて
洗浄しなければならないため、洗浄操作が面倒であり、
洗浄水の使用量も多かった。また、充填層の上部にろ材
洗浄用の処理水を、洗浄用水として貯留15する必要が
あること、及び充填層の下部へ洗浄時のろ材の膨張を許
容する空間部を充填層の下部に設けなければならないた
め、処理に寄与しない部分が多く、装置高さが高くなる
という欠点もあった。さらに、ろ材洗浄時にろ材が槽の
下部から流出するのを防止するための網などの部材14
を、槽下部に設置しなければならないという煩雑さがあ
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、ろ材浮上阻止部材を設ける必要が
なく、浮上ろ材の洗浄も著しく容易にできる新規な生物
学的窒素除去装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、充填固定床を有する生物ろ過処理槽に
よる排水の生物学的窒素除去装置において、前記充填固
定床が、比重が0.85〜1未満の浮上性プラスチック
粒状ろ材により充填されており、該固定床より下部に被
処理水を流入させる流入部を有し、該固定床の中間部に
は曝気手段を設け、また、該固定床の上部界面近傍でろ
材の浮上を抑止するだけ大気中への露出部分を上方に有
して処理水流出部を設けると共に、流出した処理水の一
部を前記固定床より下部に流入する循環経路を配備した
ものである。
【0006】即ち、浮上性ろ材の上昇を妨げるものがな
いので、ろ材の一部が浮上により処理水流出部より上に
持上げられ、該部分の自重と下からの浮力がつり合うの
であるが、流速、比重、ろ過抵抗等の条件により高さが
変動する。位置的には、むしろ固定された流出部に対し
て、充填層上部界面が上下する。本発明のプラスチック
粒状ろ材としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなど
の比重が0.85〜1.00未満で、粒径2〜4mm程
度の粒子で、好ましくは表面に凹凸をつけたものを用い
るのがよい。充填層の高さは2〜4.5m程度が適して
いる。従来用いていた比重の著しく小さい発泡スチロー
ル粒状物では、浮上阻止部材を設けない限り水面上にほ
ぼ全量が浮上していたが、本発明では、上記のようなろ
材を用いることで水没した充填層を構成することができ
た。
【0007】次に、本発明の生物処理装置を図1にした
がって説明する。図1において、1は本発明の生物ろ過
処理槽であり、充填層はAとBからなり、該充填層には
比重が0.85〜1未満のポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどの浮上性プラスチック粒子(粒径2〜4mm程
度)の表面にギザギザ状の凹凸をつけたろ材が充填され
ている。充填層Aは水没した状態の固定床状態で設けら
れている。この充填層の上部Bは槽内水面2よりも高い
位置にあり大気中に露出し、この部分のろ材の自重でろ
材の浮上を抑止している。即ち、下方より通水すれば、
流入部より上方に配備された流出口、即ち液面をはさん
で上部に若干もり上がった充填層が自動的に形成され
る。この時、最下端のプラスチック粒子が浮遊状態とな
らなければならない。従って、比重が0.85未満と小
さすぎると、ろ材が水面上に露出した部分が多くなりす
ぎ不都合であるので、比重として0.85〜1未満のも
の、更に好ましくは比重0.9〜0.98の粒子を使う
ことが好ましい。
【0008】原水3は充填層Aの下部から流入し上向流
で充填層Aを通過して行く。充填層Aの中間部には空気
4の散気装置5が設けられこの上部が硝化部イ、下部が
脱窒素部ロになっている。硝化部の充填高さは2〜2.
5m、脱窒素部の充填高さは1.5〜2mとするのが適
切である。充填層Aの上部には管の周囲に網を張った処
理水流出管6が設置され、処理水7が流出するようにな
っていて従来のような浮上抑止多孔部材は設けない。処
理水の一部8は硝化循環液としてポンプ9によって充填
層Aの下部に循環される。充填層Aの下部には砂利など
の充填部10が設けられている。この充填部10には充
填層Aの浮上ろ材洗浄時の空気散気管11が設けられて
いる。12は洗浄排水排出管である。
【0009】
【作用】本発明においては、まず原水3と硝化循環液8
が充填層Aの下部から流入し、硝化循環液中の硝酸性窒
素が浮上ろ材ロに固定化されている脱窒素菌によって窒
素ガスに還元除去される。しかる後、硝化部イに流入し
た原水中のアンモニアは、好気性条件で浮上ろ材に固定
化されている硝化菌によって硝酸性窒素に酸化される。
充填層AにおいてはSSのろ過も行われるので、処理水
7は清澄で窒素濃度の少ない水になる。このような作用
にしたがって長時間運転を続けると、充填層Aが閉塞し
ろ過抵抗が増加してくるので、次のように充填層Aを洗
浄する。すなわち、原水3と硝化循環液8の流入を止
め、粒径10〜20mm程度の砂利層10内の空気散気
管11から洗浄用空気13を送り込みながら、洗浄排水
排出管12から排水すると槽内の水位が低下し空気泡の
攪乱作用と水位降下作用によって、充填層Aに捕捉され
ていたSSがろ材から剥離除去され、洗浄排水とともに
系外に流出する。
【0010】本発明の浮上ろ材の比重は、水に近似して
いるのでこのような簡単な操作で容易に流動ないし揺動
し、充填層は効果的に清浄化される。従って、従来装置
のような洗浄用の処理水貯留部をろ床の上部に設ける必
要がない。従来のように、比重が極めて小さな発泡スチ
ロール粒子を用いると、比重が小さすぎるため、このよ
うな操作によってはろ材を流動化できずに効果的に洗浄
できず、洗浄用水を上部から高流速でろ材の浮力に打ち
勝つように、下降流で流入させて浮上ろ材を下方向に流
動化させなければならない。本発明では、ろ材洗浄時
に、硝化部のろ材と脱窒素部のろ材が混合しないので洗
浄後に、硝化反応、脱窒素反応が悪化することがない。
運転を再開するには、洗浄排水流出管12を閉じ、洗浄
用空気13の供給を止め、原水3と硝化循環液8を供給
するだけでよい。以上のような操作によって、簡単な装
置構成で汚水を高速に硝化脱窒素することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例1 図1に示す本発明処理装置を用いて次のように処理試験
を行なった。被処理水は、下記の平均水質を有する下水
である。 水温 ・・・ 16℃ SS ・・・ 120mg/リットル BOD ・・・ 130 〃 全窒素 ・・・ 29 〃
【0012】処理装置の仕様、処理条件は次のとおりで
ある。 処理装置寸法 直径 ・・・ 0.15m(円筒形) 高さ ・・・ 4.7m 硝化部層厚 ・・・ 2m(水没部) 水面上露出部層厚 ・・・ 0.3m 脱窒素部層厚 ・・・ 1.5m 砂利層厚 ・・・ 0.3m 浮上ろ材 材質 ・・・ ポリエチレンに粘土を混合し比重調整したも の 比重 ・・・ 0.92 粒径 ・・・ 2〜3mm 形状 ・・・ 表面に歯車状のギザギザをつけた小円柱
【0013】 処理条件 下水通水速度 ・・・ 2m/h(上向流) 流量 ・・・ 35.3リットル/h 硝化部への空気散気量 ・・・ 下水流量の3倍容積 硝化液循環量 ・・・ 100リットル/h 充填層洗浄法 ・・・ 砂利層内の散気装置から空気を70 0リットル/h供給しながら層内水 を5分間で排水する。
【0014】上記のように、下水の処理試験を行なった
結果、処理開始後ほぼ1カ月で浮上ろ材に微生物が付着
固定化されたので、処理水の水質を休日を除いて毎日分
析した。その結果、下記に示す処理水が得られ、本発明
装置が効果的に汚水を浄化できることが判明した。ろ床
の洗浄は前記した方法にしたがって行なったところろ材
の洗浄は効果的に行なわれ、ろ材が汚泥の蓄積によって
汚染し、通水初期のろ床のろ過抵抗が増加するトラブル
は発生しなかった。ろ材洗浄は頻度は2日以内に1回必
要であった。 処理水水質範囲 SS ・・・ 4〜6mg/リットル BOD ・・・ 3〜4 〃 全窒素 ・・・ 6〜8 〃 アンモニア ・・・ 0.6〜1.1 〃
【0015】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果を奏し
た。 (1)浮上ろ材に浮上を阻止するための強度の大きな多
孔部材(網、多孔板など)を槽上部の水平断面に設置す
る必要がなく、ろ材を槽内に投入するだけでよいので装
置の製作が極めて容易で建設費も安い。 (2)ろ材の洗浄が容易で、処理水を洗浄水として使用
消費する必要がない。 (3)洗浄時に硝化部のろ材と脱窒素部のろ材が混合す
ることがないので安定した窒素除去が行なわれる。 (4)浮上ろ材の洗浄時に、槽下部にろ材の流出を防ぐ
多孔部材を設置する必要がない。 (5)ろ床上部に処理水貯留部を設ける必要がないので
処理に直接寄与しない部分が少なく、装置高さを低くで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の生物学的窒素除去装置を示すフロー構
成図。
【図2】従来の生物学的窒素除去装置を示すフロー構成
図。
【符号の説明】
1:生物ろ過処理槽、2:槽内水面、3:原水、4:空
気、5:散気装置、6:流出管、7:処理水、8:循環
液、9:ポンプ、10:充填部、11:空気散気管、1
2:洗浄排水排出管、A、B:充填層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充填固定床を有する生物ろ過処理槽によ
    る排水の生物学的窒素除去装置において、前記充填固定
    床が、比重が0.85〜1未満の浮上性プラスチック粒
    状ろ材により充填されており、該固定床より下部に被処
    理水を流入させる流入部を有し、該固定床の中間部には
    曝気手段を設け、また、該固定床の上部界面近傍でろ材
    の浮上を抑止するだけ大気中への露出部分を上方に有し
    て処理水流出部を設けると共に、流出した処理水の一部
    を前記固定床より下部に流入する循環経路を配備したこ
    とを特徴とする生物学的窒素除去装置。
JP7124563A 1995-04-26 1995-04-26 排水の生物学的窒素除去装置 Pending JPH08294699A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004526561A (ja) * 2001-03-09 2004-09-02 カウンシル・オブ・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ 汚水浄化のためのプロセスおよび逆流動ループリアクタ
CN110156258A (zh) * 2019-05-21 2019-08-23 兴源环境科技股份有限公司 一种污水深度处理系统及工艺
US10961139B1 (en) 2019-09-11 2021-03-30 Imam Abdulrahman Bin Faisal University Multi-layer geotextile-plastic particle water treatment

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US11396464B2 (en) 2019-09-11 2022-07-26 Imam Abdulrahman Bin Faisal University Residential water treatment and recycle system
US11767243B2 (en) 2019-09-11 2023-09-26 Imam Abdulrahman Bin Faisal University Method for water treatment and recycling

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