JPH09155382A - 排水の生物学的処理装置および方法 - Google Patents

排水の生物学的処理装置および方法

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JPH09155382A
JPH09155382A JP32174995A JP32174995A JPH09155382A JP H09155382 A JPH09155382 A JP H09155382A JP 32174995 A JP32174995 A JP 32174995A JP 32174995 A JP32174995 A JP 32174995A JP H09155382 A JPH09155382 A JP H09155382A
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JP
Japan
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sludge
wastewater
treated
denitrification
stirring
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JP32174995A
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English (en)
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Kazuhisa Fukunaga
和久 福永
Koji Nagaya
孝司 長屋
Morio Sakata
守生 坂田
Hisafumi Yamachi
尚史 八町
Shinya Kurata
信也 蔵田
Masaki Aizawa
正樹 藍沢
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Nippon Steel Corp
Kankyo Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Kankyo Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機物あるいは硝酸性窒素を含む排水を処理
する上向流式嫌気性排水処理装置において、造粒促進及
び汚泥の浮上流出の防止を図り、効率的に安定した処理
を行う。 【解決手段】 有機物あるいは硝酸性窒素を含む排水を
装置の下部より供給して上向流とし、汚泥造粒物と排水
を攪拌下に接触せしめ、生物処理する上向流式嫌気性排
水処理装置において、汚泥部に造粒促進及び汚泥浮上を
防止する為の十字型或いは格子状・網状のパドル翼を配
置し、該パドル翼の下部に上下の対流を生起させる為の
タービン翼を配置したことを特徴とする排水の生物学的
処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排水の生物学的処
理装置および方法に関する。さらに詳しくは、2種類の
攪拌翼を設けることにより造粒促進及び汚泥の浮上流出
の防止を目的とした、有機物あるいは硝酸性窒素を含む
排水を処理する上向流式嫌気性排水処理装置に関する。
又、Ca2+を含む排水を利用することにより、該装置を
使用して汚泥と攪拌下に接触させ、CaCO3 を核とす
る高密度汚泥造粒物を短期間に形成させることができ、
この汚泥造粒物で処理を行う排水の生物学的処理法に関
する。
【0002】
【従来の技術】有機物あるいは硝酸性窒素を含む排水を
処理する為に、浮遊型活性汚泥法が従来から用いられて
いる。浮遊型活性汚泥法では、多量の排水を処理できる
利点はあるが、大きな設置面積が必要である為、敷地に
余裕のない所では設置が困難である。又、嫌気性処理に
より発生するガス等によって汚泥が浮上し、処理水に随
伴して流出し、処理負荷が低下する問題がある。
【0003】他の方法としては、設置面積が少なくて済
み、装置もコンパクトにできる利点から、上向流式嫌気
性排水処理装置を用いた排水処理も検討されているが、
汚泥の浮上、流出に伴う処理能力の低下は浮遊型活性汚
泥法と同様であり、又、処理水量が多くなり槽径が大き
くなると槽底部の汚泥造粒部において排水のショートパ
スが生じ、デッドスペースが多くなり、槽底部の汚泥を
有効に利用できない欠点がある。
【0004】更に従来の上向流式嫌気性排水処理装置に
おいては浮遊状態の汚泥から高密度汚泥造粒物を形成さ
せるまでに排水を流入開始してから数カ月必要となり、
高負荷処理を可能とするまでに長期間かかるという問題
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
物あるいは硝酸性窒素を含む排水を上向流式嫌気性排水
処理装置で処理する際の上記の問題が解決され、有機物
あるいは硝酸性窒素の高負荷処理が可能な排水の生物学
的脱処理装置および方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は有機物あるいは硝
酸性窒素を含む排水を装置の下部より供給して上向流と
し、汚泥造粒物と排水を攪拌下に接触せしめ、生物処理
する上昇流式嫌気性排水処理装置において、汚泥部に造
粒促進および汚泥浮上を防止するための十字型或いは格
子状・網状のパドル翼を配置し、該パドル翼の下部に上
下の対流を生起させ排水を槽底部より均一に分配させる
為のタービン翼を配置したことを特徴とする上向流式嫌
気性排水処理装置である。
【0007】更に高密度汚泥造粒物を短期間のうちに形
成するには有機物、硝酸性窒素およびCa2+を含む排水
を通水することにより達成される。即ち、該排水を該装
置の下部より供給して上向流とし、該装置内の汚泥と排
水とを攪拌下に接触せしめ、CaCO3 を生成せしめる
とともに、生成したCaCO3 を微生物担体としてこれ
と汚泥とから高密度の造粒物を短期間で形成させること
ができ、該造粒物により有機物硝酸性窒素を高負荷処理
することを特徴とする排水の生物学的処理法である。
【0008】
【作用】被処理水中のCa2+と嫌気処理工程で発生する
溶存炭酸ガスとを反応させてCaCO3 を生成させ、こ
のCaCO3 を汚泥の保持担体として機能させ、これと
汚泥(本発明では嫌気性菌を含む種汚泥およびこれが被
処理排水中の有機物等を栄養源として増殖した活性汚泥
を包含する。)の混合物にパドルおよびタービン翼によ
り適度な攪拌力を与えることで高密度の汚泥造粒物を短
期間に形成させることができる。
【0009】汚泥部において生成するガスは汚泥に付着
して上昇し、汚泥を浮上流出させる原因となるが、パド
ル翼の攪拌力により、ガスが汚泥から分離し、汚泥の浮
上流出が防止できる。更に排水が流入する槽底部にター
ビン翼を設けて上下の対流を起こすことにより、ガスが
汚泥の圧密進行が著しい底部に留まるのを防ぐととも
に、流入排水のショートパスを防ぎ槽底部全体に排水を
分配し、処理効率を向上することができる。これは処理
水量が多く槽径が大きい場合においてより適正の高いも
のとなる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明で使用する装置の一
例を図1に示す。1は脱窒素槽である。被処理排水は、
原水流入管2より原水受入部3に送られ、攪拌機軸兼原
水流下管4を経て脱窒素槽内に供給される。攪拌機軸4
の下部には被処理排水と脱窒素槽内の沈降圧密した汚泥
を均一攪拌し脱窒素槽内を上昇させるタービン羽根5
が、更にその上部には造粒促進と窒素ガス分離用攪拌パ
ドル翼6が取り付けられている。この攪拌機軸4は可変
攪拌機7によって回転する。処理された排水は、処理水
集水部8に上昇し、処理水出口9から排出される。10
はサンプリング管、11は汚泥排泥口、12はドレン用
出口および13は脱窒素槽1を固定する架台である。
【0011】本発明で処理する排水は、汚泥の造粒化を
短期間に行うことを目的として用いるものであり、有機
物、硝酸性窒素及びCa2+を含む排水であれば本法の適
用が可能であるが、特に好ましい範囲として、硝酸性窒
素を少なくとも100mg/l及びCa2+を少なくとも5
00mg/l含有する排水が好ましい。尚、Ca2+は、被
処理排水中に含有されていない場合或いは被処理排水中
の濃度が上記の濃度未満の場合には、被処理排水中にC
2+源となる物質を添加することが必要である。本発明
が対象とする被処理排水としては、生活排水・食品排水
等の有機物排水や製鋼・鋼材製造業におけるステンレス
硝酸酸洗工程排水或いは産業廃棄物処理業等における廃
酸・廃アルカリ中和処理水埋立余水等の排水が挙げられ
る。
【0012】被処理排水は、原水流下管4を経て脱窒素
槽1の下部に供給され、タービン羽根5の回転によって
高密度に圧密された脱窒汚泥造粒物と攪拌混合され、均
一な上向流となって脱窒素槽1内を上昇し、該槽内の脱
窒素汚泥と接触する。脱窒工程で発生する溶存炭酸ガス
は、Ca2+と反応してCaCO3 を生成する。このCa
CO3 は上昇流と攪拌作用により0.1〜0.5mm程度
の粒に成長する。脱窒素汚泥は、この生成したCaCO
3 粒を微生物担体としてさらに造粒化され、この造粒さ
れた脱窒素汚泥によって硫酸性窒素は脱窒素化されて窒
素ガスを生じる。
【0013】発生した窒素ガスの一部は脱窒汚泥に付着
し、汚泥浮上の原因となる。この汚泥の浮上は、脱窒汚
泥造粒物が形成されるまでの間において著しく発生す
る。また、脱窒槽底部では、造粒汚泥の圧密効果によっ
て窒素ガスの分離が困難となり、スラッジベッド全体を
押し上げ、著しい脱窒汚泥の流出が生じる可能性があ
る。その結果、処理水SS濃度を悪化させるばかりでな
く、槽内脱窒汚泥量も減少し、硝酸性窒素の脱窒処理能
力の低下もまねく危険性がある。
【0014】この様な問題は排水の流入する脱窒槽底部
にタービン翼を又、その上部にパドル翼を設けることに
より解決される。タービン翼の攪拌により槽底部に上下
の対流が生起し、この対流により高濃度に圧密した脱窒
素汚泥と排水が混合され、均一に接触することにより槽
底部のデッドスペースがなくなるという利点があるばか
りでなく、槽底部にたまった窒素ガスは容易に分離さ
れ、スラッジベッド全体の押し上げをなくす効果もあ
る。
【0015】脱窒汚泥造粒物が形成されるまでの期間、
窒素ガスが脱窒汚泥に付着し、スラッジベッドの一部が
かたまりとなって部分的に浮上流出することがある。こ
れはパドル翼の攪拌作用により防ぐことができる。又、
脱窒汚泥の造粒物の形成が進むにつれて、脱窒汚泥は高
密度となり、窒素ガスが付着しづらい球状の造粒物とな
るため、部分的な汚泥浮上の発生頻度は非常に少なくな
る。
【0016】脱窒素槽内の脱窒素汚泥は、攪拌下に被処
理排水と接触するが、攪拌は、攪拌機軸4に取り付けた
攪拌パドル翼6により行われる。脱窒素汚泥の造粒化を
促進する好ましい攪拌は、攪拌翼の先端の周速度が3〜
30cm/sec の範囲となる攪拌である。
【0017】図1に示す装置は本発明で使用する装置の
一例であり、被処理水は装置の下部に直接供給してもよ
く、被処理水を上向流とする手段もタービン羽根の回転
以外の方法、例えば、ポンプによる被処理排水の供給等
の手段であってもよい。排水は、0.4〜3.0m/hr
の上向流となるように流入速度を調整して供給し、脱窒
素汚泥と接触させることが好ましい。又、脱窒素汚泥の
攪拌も、攪拌翼の先端の周速度が前記の範囲となること
を除けば、攪拌翼の形状、形式や枚数等は特に制限され
ない。
【0018】脱窒素槽内の初期脱窒素種汚泥濃度(ML
SS)は、通常5,000〜15,000mg/lであ
る。汚泥は、被処理排水の上向流と共に膨張し、攪拌下
において槽内にスラッジゾーンを形成する。攪拌下の汚
泥と被処理排水は、両者の接触によって被処理排水は脱
窒化等の処理を受け、処理された被処理排水は該槽上部
の処理水集水部に上昇し、処理水出口から硝酸性窒素等
が除去された処理済水として放流される。
【0019】
【実施例】次に実施例により本発明を更に具体的に説明
する。 実施例1 図2に示す装置(上向流式スラッジブランケット法反応
器)を用いて排水の処理を行った。ガラス製円筒反応器
は、直径は8cm、直胴部の長さは77cm(容積は約4リ
ットル)、沈澱部の長さは26cm(容積は約2.5リッ
トル)である。反応器内の回転軸には2枚のメッシュ上
攪拌翼を4段に設置し、周速度が10cm/sec となるよ
うにモーター(M)で回転させる。原水タンク中の被処
理排水は、反応器の下部にポンプ(P1)で0.6m/
hrの上向流となるように361/dayのレートで供給
される。処理され、沈澱部に上昇した処理済水はオーバ
ーフローして処理水槽に送られ、処理水槽の処理済水の
一部は反応器の下部にポンプ(P2)で上記と同じ上向
流となるように供給される。
【0020】下記組成の人工原水(pH7.5)を被処理
水として用いた。 Ca(NO3)2 ・4H2 O 14.13kg/m3 CaCl2 ・2H2 O 76.2kg/m3 NaCl 38.3kg/m3 Na2 SO4 1.48kg/m33 PO3 0.35kg/m33 PO2 0.14kg/m3 MeOH 5.0kg/m3
【0021】脱窒素菌含有汚泥(終末処理場余剰汚泥を
使用)は、上記原水で充分に馴用させてから使用した。
汚泥の初期MLSS(混合液中の活性汚泥量)及びVS
S(混合液中の微生物量)は、それぞれ6700mg/l
及び5000mg/lに調整した。
【0022】被処理水の上記装置による処理は、30℃
で60日間連続して行った。連続処理における平均ML
SS、平均VSS、平均NO3 −Nの除去率、平均除去
g−NO3 −N/g−MLSS/day、平均除去g−
NO3 −N/g−VSS/day、平均容積負荷(kg−
NO3 −N/m3 −/day)処理済水のpH及び造粒形
成期間を表1に示す。処理開始直後は、汚泥の一部が浮
上したが、処理が進むに従って汚泥の造粒化も進み(目
視により確認された。)、汚泥の浮上は認められなくな
った。
【0023】比較例1 図3に示す生物処理設備(嫌気槽の容積10リットル、
曝気槽の容積8リットル)を用い、浮遊型活性汚泥法に
より実施例1と同じ原水を処理した。原水は6.01/
dayで供給される。処理水は浮上した汚泥と共に沈澱
槽に送られ、沈澱した汚泥は6.01/dayで嫌気層
に戻される。汚泥は実施例1と同じ汚泥を使用した。汚
泥の初期MLSS及びVSSは、それぞれ4,000mg
/l及び3,000mg/lである。上記両槽は30℃に
保たれる。 60日間の連続処理の結果を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】表1から明らかなように、本発明方法によ
れば、活性汚泥濃度は処理開始前よりも19.3%も増
加し、その結果高処理負荷が可能となったことがわか
る。又、造粒形成に要した期間も約3週間であり、従来
の上向流式嫌気性水処理装置と比較して、短縮できたこ
とがわかる。又、比較例の従来の浮遊型活性汚泥法に比
べて本発明の方法は、処理負荷が4倍も高いことがわか
る。
【0026】
【発明の効果】以上の本発明により、脱窒素汚泥の高密
度造粒化が短期間に形成され、又、攪拌力により硝酸性
窒素含有排水の脱窒素反応に伴う脱窒素汚泥の浮上流出
は防止される。又、本発明方法は、従来の浮遊型活性汚
泥法に比べても格段に優れた硝酸性窒素の高負荷処理が
可能であり、設置面積も少なくて済み、装置のコンパク
ト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で使用する装置の一例を示す図である。
【図2】実施例1で使用する装置を示す図である。
【図3】比較例で使用する装置を示す図である。
【符号の説明】
1…脱窒素槽 2…原水流入管 3…原水受入部 4…攪拌機軸兼原水流入管 5…タービン翼 6…汚泥攪拌用パドル翼 7…可変用攪拌機 8…処理水集水部 9…処理水出口 10…サンプリング管 11…汚泥排泥口 12…ドレン用出口 13…架台 M…モーター P1…ポンプ P2…ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 守生 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 八町 尚史 東京都千代田区東神田2−5−12 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 蔵田 信也 東京都千代田区東神田2−5−12 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 藍沢 正樹 東京都千代田区東神田2−5−12 環境エ ンジニアリング株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機物あるいは硝酸性窒素を含む排水を
    装置の下部より供給して上向流とし、汚泥造粒物と排水
    を攪拌下に接触せしめ、生物処理する上向流式嫌気性水
    処理装置において、汚泥部に造粒促進及び汚泥浮上を防
    止する為の十字型或いは格子状・網状のパドル翼を配置
    し、該パドル翼の下部に上下の対流を生起させる為のタ
    ービン翼を配置したことを特徴とする排水の生物学的処
    理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の装置を用いて、有機
    物、硝酸性窒素及びCa2+を含む排水を該装置で処理す
    るに際し、該装置内の汚泥と排水とを攪拌下に接触せし
    め、CaCO3 を生成せしめるとともに、生成したCa
    CO3 を微生物担体としてこれと汚泥とから高密度の造
    粒物を短期間に形成させ、該造粒物により有機物あるい
    は硝酸性窒素を処理することを特徴とする排水の生物学
    的処理法。
  3. 【請求項3】 排水と汚泥とを、攪拌羽根の先端周速度
    が3〜30cm/secである攪拌下に接触させることを特
    徴とする請求項2に記載の排水の生物学的処理法。
  4. 【請求項4】 排水の流入速度を0.4〜3.0m/hr
    の上向流として汚泥と接触させることを特徴とする請求
    項2に記載の排水の生物学的処理法。
JP32174995A 1995-12-11 1995-12-11 排水の生物学的処理装置および方法 Withdrawn JPH09155382A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008221215A (ja) * 2008-05-09 2008-09-25 Nittetsu Kankyo Engineering Kk 有機性排水の処理方法
JP2012035194A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 嫌気処理装置及び嫌気処理方法
CN113620394A (zh) * 2021-08-05 2021-11-09 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 一种可控磁力油水分离磁分离机及其油水分离方法

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Effective date: 20030304