JPH0985285A - 有機性汚水の窒素高度除去方法 - Google Patents

有機性汚水の窒素高度除去方法

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JPH0985285A
JPH0985285A JP26903095A JP26903095A JPH0985285A JP H0985285 A JPH0985285 A JP H0985285A JP 26903095 A JP26903095 A JP 26903095A JP 26903095 A JP26903095 A JP 26903095A JP H0985285 A JPH0985285 A JP H0985285A
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JP
Japan
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nitrogen
biological
denitrification
section
sponge
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JP26903095A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物学的窒素除去法、化学的窒素除去法の利
点を活用した新規技術を確立し、安定して窒素除去率9
0%以上を得ることが可能な有機性汚水の窒素高度除去
方法を提供する。 【解決手段】 アンモニア性窒素含有有機性汚水を脱窒
素部4と硝化部2とからなる生物処理工程を有する循環
型生物学的硝化脱窒素法で処理する窒素除去方法におい
て、前記生物処理工程に立体網目構造のスポンジ粒状物
の孔内にゼオライト微粒子を取り込んだ担体と活性汚泥
スラリを共存せしめ、原水1を生物学的脱窒素部4に供
給して、該脱窒素部4からの担体と活性汚泥スラリを前
記硝化部2と脱窒素部4との間に循環3、5させて処理
するとともに、脱窒素部4から流出する活性汚泥スラリ
6を沈殿工程7に導くこととしたものであり、スポンジ
粒状物はポリウレタン等の粒径10〜20mm、空孔の
サイズ0.5〜2mm、セル数40〜13/cm2 を用
いるのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚水の窒素
高度除去方法に係り、特に、下水などのアンモニア含有
汚水中の窒素成分を従来技術よりも著しく高い除去率で
安定して除去可能な新規な窒素高度除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】下水などの汚水の窒素を除去する方法と
して、もっとも代表的な技術は図2に示す硝化液循環型
生物学的硝化脱窒素法である。この技術は有機性汚水を
生物学的脱窒素部に供給し、その脱窒素液を硝化部に供
給してアンモニアを硝化し、硝化液の一部を脱窒素部に
循環し、他部を沈殿槽に供給し活性汚泥を分離し、処理
水を得るものである。硝化部に硝化菌を固定化したゲル
担体を投入する技術も最近実用化されている。この方法
は下水を処理する場合、窒素除去率70%程度が得ら
れ、処理水にはアンモニアはほとんど残らないが、硝酸
性窒素が8〜10mg/リットル程度とかなり残留す
る。
【0003】また、この方法では窒素除去率を90%以
上にすることは原理的に不可能であり、放流水域の富栄
養化を防止する立場から非常に不十分であった。一方、
アンモニアの化学的除去法としてゼオライトによる選択
的イオン交換吸着法が公知であるが、ゼオライトのアン
モニア吸着容量が非常に少なく、頻繁な再生が必要であ
るほか再生廃液が大量に発生し、この処分も極めて困難
であった。そのため実用化された例は無かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の生物
学的窒素除去法、化学的窒素除去法の問題点を解決し、
それらの利点を活用した新規技術を確立し、安定して窒
素除去率90%以上を得ることが可能な有機性汚水の窒
素高度除去方法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、アンモニア性窒素含有有機性汚水を脱
窒素部と硝化部とからなる生物処理工程を有する循環型
生物学的硝化脱窒素法で処理する窒素除去方法におい
て、前記生物処理工程に立体網目構造のスポンジ粒状物
の孔内にゼオライト微粒子を取り込んだ担体と活性汚泥
スラリを共存せしめ、原水を生物学的脱窒素部に供給し
て、該脱窒素部からの担体と活性汚泥スラリを前記硝化
部と脱窒素部との間に循環させて処理するとともに、脱
窒素部から流出する活性汚泥スラリを沈殿工程に導くこ
とを特徴とする窒素高度除去方法としたものである。こ
のように、本発明は、循環型生物学的硝化脱窒素法のプ
ロセス構成を変革してゼオライトによる選択的イオン交
換法を新規な態様で組み込んだものである。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
従来の生物学的脱窒素法は、図2に示すように処理水に
アンモニアを残留させないことを基本的考え方としてい
るため、硝化部から微生物スラリを沈殿槽に導き、硝酸
性窒素を含む処理水を得ることを必須としている。これ
に対し本発明は従来法とは逆に、図1に示すように脱窒
素部から流出スラリをそのまま、もしくは短時間曝気し
たのち沈殿槽に導く。かつ、硝酸性窒素が生物学的脱窒
素される脱窒素部に、スポンジの孔内部にゼオライト微
粒子と微生物を取り込んだスポンジ粒状物担体を共存さ
せ、脱窒素部に存在するアンモニアをゼオライトにより
吸着除去し、アンモニア及び硝酸性窒素の両者が高度に
除去された処理水を得るものである。生物学的脱窒素槽
内にゼオライトを取り込んだスポンジ担体を共存させる
という技術は従来知られていない。
【0007】なお、図2の従来技術の脱窒素部、もしく
は硝化部にゼオライトを取り込んだスポンジ担体(以下
ゼオライト包括スポンジ担体と呼ぶ)を添加しても、本
発明の効果はまったく得られず、沈殿槽からは硝酸性窒
素が残留する処理水が流出してしまう。本発明で用いる
ゼオライトを取り込んだスポンジ担体は、生物処理槽内
で曝気、攪拌によって容易に流動し、槽底に沈殿してし
まわないように比重が水に近く、粒径10〜20ミリの
ものが好適である。そして、図1の本発明においては、
脱窒素部からスポンジ担体と微生物スラリを硝化部に循
環させる。スポンジの空孔内に取り込まれたゼオライト
にはアンモニアが吸着しており、硝化部の好気的雰囲気
下でゼオライトに吸着されているアンモニアが、スポン
ジ担体に付着固定化されている硝化菌によって、生物学
的に硝化されて再生され、再びアンモニア吸着能を持つ
ようになることが判明した。
【0008】なお、本発明にいう「ゼオライト」とは、
ゼオライト、モルデナイト、クリノブチライト、合成ゼ
オライトなどのゼオライト系鉱物の総称を意味する。ま
た、スポンジの素材としては、公知のポリウレタン、ポ
リエチレンスポンジを用いれば良い。本発明に適用する
スポンジは、サイコロ状の形で、立体網目構造をもち、
空孔のサイズが0.5〜2mm、セル数(1インチ長さ
あたりの空孔の数)40〜13のものが適切である。セ
ル数が多すぎるとスポンジ空孔が小さすぎ、スポンジ内
部にゼオライト、微生物が取り込まれにくく、セル数が
少なすぎるとスポンジの網目構造が粗になり、スポンジ
が切断されやすくなるので避けるべきである。角状のス
ポンジの粒径は、10〜20mmが適切であり、大き過
ぎるとスポンジの中心部にまで酸素が拡散しないので避
けるべきである。また、スポンジが小さすぎると、スポ
ンジがスクリーンを通過して系外に逃げやすくなる。
【0009】以下に、図1を参照して本発明を更に詳し
く説明する。下水などの汚水1は、生物学的硝化部2か
ら循環されるゼオライト包括スポンジ担体及び硝化スラ
リ3とともに、生物学的脱窒素部4に供給される。脱窒
素部4には、脱窒素菌を含む活性汚泥とゼオライト包括
スポンジ担体が共存し、攪拌によって懸濁流動してい
る。その結果、硝化スラリ3中の硝酸性窒素は、汚水1
のBODを利用して生物学的に脱窒素され、汚水1中の
アンモニアはゼオライトに吸着されて除去される。硝化
スラリ循環流量と返送汚泥流量の合計をQ、汚水流入量
をq、汚水中のアンモニア濃度をCとすると、脱窒素部
4のアンモニア濃度はおよそCq/Qに減少しているの
で、ゼオライトで吸着除去すべきアンモニア量は少量で
すむ。
【0010】ゼオライト包括担体と活性汚泥スラリの大
部分は、脱窒素スラリ5として硝化部2に循環され、ア
ンモニアを吸着したゼオライトが、スポンジ内部に固定
化された硝化菌によって生物学的に再生される。すなわ
ち、ゼオライト内部のアンモニアが、硝化菌により硝酸
に酸化され、ゼオライトから脱着してゼオライトが再生
される。脱窒素部4からの脱窒素スラリ5の残部6は、
沈殿槽7に導かれて活性汚泥が沈殿分離され、BOD、
SS、硝酸性窒素、アンモニア性窒素等が高度に除去さ
れた処理水8となる。脱窒素部の流出部には、スポンジ
担体が流出しないようにスクリーン12が設置されてい
る。分離汚泥9の大部分10は、硝化部2又は脱窒素部
4に返送される。分離汚泥の残り11は、余剰汚泥相当
量分が余剰汚泥として系外に引き抜かれ、脱水処分され
る。なお、脱窒素部から沈殿槽に流入するスラリーにB
ODが少量残留する場合があるが、この場合は短時間曝
気してBODを除去した後、沈殿槽に供給するようにす
る。
【0011】スポンジの網目構造内にゼオライトと微生
物を取り込むためには、次の手段によって容易に達成さ
れることが判明した。すなわち、図1の浮遊活性汚泥ス
ラリが存在する硝化部と脱窒素部に、新しいスポンジと
粉末ゼオライトを添加して、1〜2カ月運転を続ける
と、スポンジの網目構造内に硝化菌、脱窒素菌が菌体か
ら分泌される菌体外高分子の作用によって、自然に付着
するようになる。菌体外高分子は粘着性があるので、粉
末ゼオライトも硝化菌、脱窒素菌の生物スライムに付着
し、スポンジ網目構造内に微生物とゼオライトの両者が
取り込まれる。スポンジ網目構造内に固定化された菌体
とゼオライトは、かなりしっかりと固定化されており、
硝化部における曝気、脱窒素部における機械的攪拌で
は、スポンジ内から流出することはないことが判明し
た。このほかの本発明の実施態様として、生物脱リンの
ための絶対嫌気槽を脱窒素部の前段に設置し、沈殿槽か
らの返送汚泥と原水を絶対嫌気槽に供給する方法が挙げ
られる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例1 図1の工程にしたがって、下水を対象に本発明の実証試
験を行なった。ゼオライトにはジークライト工業(株)
の製品である粉末ゼオライト(平均粒径25ミクロン)
を使用し、スポンジにはウレタンフォーム製のサイコロ
状スポンジ(粒径10mm立方体、セル数13、空孔サ
イズ約2mm)を使用した。
【0013】以下に、下水の平均水質と試験条件を示
す。 (平均水質) 水温 : 24度 pH : 7.2 SS : 130mg/リットル BOD : 120 〃 T−N : 37 mg/リットル NH3 −N : 29 〃
【0014】 (試験条件) 下水処理量 : 24 リットル/d 脱窒素部容積 : 3 リットル 硝化部容積 : 4 リットル 硝化部への脱窒素スラリ(スポンジ担体共存)循環量 : 72リットル/d 浮遊活性汚泥MLSS濃度 : 3200 mg/リットル ゼオライト包括スポンジ担体投入容積 : 1400cc スポンジ内のゼオライト包括全量 : 10g スポンジ分離用スクリーン目開 : 7mm 沈殿槽水面積負荷 : 25mm/min
【0015】実験の結果、処理開始後3カ月後、処理状
況が安定状態になってからの沈殿槽からの処理水水質は
次のように高度に窒素が除去されており、T−N除去率
90%以上が安定して得られた。 (処理水水質) SS : 4 mg/リットル BOD : 5 〃 T−N : 2.9 〃 NH3 −N : 0.7 〃 NOx−N : 0.8 〃
【0016】比較例1 実施例(本発明)において、ゼオライトを添加しない以
外は全く同一の条件で比較実験を行った。その結果、処
理水SS、BODは本発明と同等であったが窒素の除去
効果が大幅に悪化し、次のようになった。 処理水 T−N 13.2 mg/リットル NH3 −N 9.1 mg/リットル NOx−N 1.0 mg/リットル
【0017】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果を奏する
ことができた。 (1)生物学的硝化脱窒素技術とゼオライトによる選択
的イオン交換反応を新規な態様で結合したので、処理水
にアンモニアと硝酸性窒素がほとんど残留せず(従来法
では第2脱窒素槽を設け、有機炭素源を添加しない限り
必ず硝酸性窒素が処理水中に残留する)、高度の窒素除
去率が安定して得られる。 (2)ゼオライトを生物学的に再生できるので、ゼオラ
イトを化学的に薬品再生する必要がない。再生廃液の処
分も不要である。 (3)ゼオライトが永久的に系内にとどまるので、外部
から新たにゼオライトを補給する必要が無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するための装置の一例を示
す工程図。
【図2】従来の硝化脱窒法を示す装置の工程図。
【符号の説明】
1:原水、2:硝化部、3:硝化スラリー、4:脱窒素
部、5:脱窒素循環スラリー、6:脱窒素スラリ、7:
沈殿槽、8:処理水、10:返送汚泥、11:余剰汚
泥、12:スクリーン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンモニア性窒素含有有機性汚水を脱窒
    素部と硝化部とからなる生物処理工程を有する循環型生
    物学的硝化脱窒素法で処理する窒素除去方法において、
    前記生物処理工程に立体網目構造のスポンジ粒状物の孔
    内にゼオライト微粒子を取り込んだ担体と活性汚泥スラ
    リを共存せしめ、原水を生物学的脱窒素部に供給して、
    該脱窒素部からの担体と活性汚泥スラリを前記硝化部と
    脱窒素部との間に循環させて処理するとともに、脱窒素
    部から流出する活性汚泥スラリを沈殿工程に導くことを
    特徴とする窒素高度除去方法。
JP26903095A 1995-09-25 1995-09-25 有機性汚水の窒素高度除去方法 Pending JPH0985285A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100472005B1 (ko) * 2002-09-03 2005-03-10 재단법인 포항산업과학연구원 생물학적 폐수처리용 다공성 폴리우레탄 폼 담체 및 그제조방법
KR100497767B1 (ko) * 2002-10-28 2005-06-28 한국전력공사 스폰지를 이용한 제올라이트 성형체의 제조방법
KR100576356B1 (ko) * 2002-07-23 2006-05-03 삼성전자주식회사 디메틸설폭사이드를 포함하는 폐수를 처리하는 처리제 및 그를 이용한 폐수 처리 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100576356B1 (ko) * 2002-07-23 2006-05-03 삼성전자주식회사 디메틸설폭사이드를 포함하는 폐수를 처리하는 처리제 및 그를 이용한 폐수 처리 장치
KR100472005B1 (ko) * 2002-09-03 2005-03-10 재단법인 포항산업과학연구원 생물학적 폐수처리용 다공성 폴리우레탄 폼 담체 및 그제조방법
KR100497767B1 (ko) * 2002-10-28 2005-06-28 한국전력공사 스폰지를 이용한 제올라이트 성형체의 제조방법

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