JPH0999296A - 有機性汚水の生物学的硝化脱窒素方法 - Google Patents
有機性汚水の生物学的硝化脱窒素方法Info
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- JPH0999296A JPH0999296A JP26025195A JP26025195A JPH0999296A JP H0999296 A JPH0999296 A JP H0999296A JP 26025195 A JP26025195 A JP 26025195A JP 26025195 A JP26025195 A JP 26025195A JP H0999296 A JPH0999296 A JP H0999296A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 汚水のＢＯＤ／Ｎ比が減少する場合において
もメタノールなどの高価な有機炭素源を使わずに安定し
た窒素除去率を得ることが可能で、汚泥発生量も著しく
少なくできる新システムを提供する。 【解決手段】 アンモニア性窒素含有有機性汚水１を生
物学的脱窒素工程４に供給し、その脱窒素液を硝化工程
２に供給してアンモニアを硝化し、硝化液の一部を脱窒
素工程４に循環し他部を沈殿工程６に供給し、沈殿工程
６で活性汚泥を分離し、処理水５を得、前記沈殿工程６
で分離した汚泥８の少なくとも一部を返送汚泥７として
脱窒素工程４に返送する生物学的硝化脱窒素方法におい
て、脱窒素工程４から引き抜いた汚泥１１をオゾン酸化
し、汚泥１１を可溶化して脱窒素工程４に返送し脱窒素
菌のための有機炭素源となすことを特徴とする。
もメタノールなどの高価な有機炭素源を使わずに安定し
た窒素除去率を得ることが可能で、汚泥発生量も著しく
少なくできる新システムを提供する。 【解決手段】 アンモニア性窒素含有有機性汚水１を生
物学的脱窒素工程４に供給し、その脱窒素液を硝化工程
２に供給してアンモニアを硝化し、硝化液の一部を脱窒
素工程４に循環し他部を沈殿工程６に供給し、沈殿工程
６で活性汚泥を分離し、処理水５を得、前記沈殿工程６
で分離した汚泥８の少なくとも一部を返送汚泥７として
脱窒素工程４に返送する生物学的硝化脱窒素方法におい
て、脱窒素工程４から引き抜いた汚泥１１をオゾン酸化
し、汚泥１１を可溶化して脱窒素工程４に返送し脱窒素
菌のための有機炭素源となすことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は下水などのアンモニ
ア含有汚水を高度に浄化する技術に関し、特に窒素成分
を従来技術よりも安定して除去可能な新規窒素除去技術
に関する。また生物処理にともなって発生する余剰汚泥
の発生量を従来よりも大幅に減少することが可能な新技
術に関する。
ア含有汚水を高度に浄化する技術に関し、特に窒素成分
を従来技術よりも安定して除去可能な新規窒素除去技術
に関する。また生物処理にともなって発生する余剰汚泥
の発生量を従来よりも大幅に減少することが可能な新技
術に関する。
【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。この技術は有機性の汚水１
を生物学的脱窒素部（以下、単に脱窒素部ともいう）４
に供給し、その脱窒素液を好気的硝化部（以下、単に硝
化部ともいう）２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４に循環し他部を沈殿部６に供給し
活性汚泥を分離し処理水５を得るものである。沈殿部６
で分離した沈殿汚泥８の一部は返送汚泥７として脱窒素
部４へ返送し、他部は余剰汚泥１２として別途処理を行
っていた。また、アンモニアを効率よく硝酸に硝化する
目的で、硝化部２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ず硝酸性窒素（以下、単にＮ
Ｏx−Ｎとも記す）が残留する。
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。この技術は有機性の汚水１
を生物学的脱窒素部（以下、単に脱窒素部ともいう）４
に供給し、その脱窒素液を好気的硝化部（以下、単に硝
化部ともいう）２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４に循環し他部を沈殿部６に供給し
活性汚泥を分離し処理水５を得るものである。沈殿部６
で分離した沈殿汚泥８の一部は返送汚泥７として脱窒素
部４へ返送し、他部は余剰汚泥１２として別途処理を行
っていた。また、アンモニアを効率よく硝酸に硝化する
目的で、硝化部２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ず硝酸性窒素（以下、単にＮ
Ｏx−Ｎとも記す）が残留する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法では下
水などの汚水のＢＯＤ／Ｎ比が減少すると脱窒素のため
の有機炭素源が不足し窒素除去率が悪化する問題点があ
った。また余剰汚泥発生量が除去ＢＯＤ量の３０〜４０
％程度と多く、汚泥処理コストが多額であった。本発明
は生物学的窒素除去法の欠点を解決できる新技術を確立
し、汚水のＢＯＤ／Ｎ比が減少する場合においてもメタ
ノールなどの高価な有機炭素源を使わずに安定した窒素
除去率を得ることが可能で、汚泥発生量も著しく少なく
できる新システムを提供することを課題とする。
水などの汚水のＢＯＤ／Ｎ比が減少すると脱窒素のため
の有機炭素源が不足し窒素除去率が悪化する問題点があ
った。また余剰汚泥発生量が除去ＢＯＤ量の３０〜４０
％程度と多く、汚泥処理コストが多額であった。本発明
は生物学的窒素除去法の欠点を解決できる新技術を確立
し、汚水のＢＯＤ／Ｎ比が減少する場合においてもメタ
ノールなどの高価な有機炭素源を使わずに安定した窒素
除去率を得ることが可能で、汚泥発生量も著しく少なく
できる新システムを提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、アンモニア性
窒素含有有機性汚水を生物学的脱窒素工程に供給し、そ
の脱窒素液を硝化工程に供給してアンモニアを硝化し、
硝化液の一部を脱窒素工程に循環し他部を沈殿工程に供
給し、沈殿工程で活性汚泥を分離し、処理水を得、前記
沈殿工程で分離した汚泥の少なくとも一部を返送汚泥と
して脱窒素工程に返送する生物学的硝化脱窒素方法にお
いて、脱窒素工程から引き抜いた汚泥をオゾン酸化し、
汚泥を可溶化したのち脱窒素工程に返送し脱窒素菌のた
めの有機炭素源となすことを特徴とする生物学的硝化脱
窒素方法である。従来の生物学的脱窒素法は図２に示す
ように汚水に含まれるＢＯＤのみを脱窒素のための有機
炭素源とせざるを得ないため、汚水のＢＯＤ／Ｎ比が３
以下に減少するとＮＯx−Ｎの窒素ガスへの還元反応が
充分進まず処理水にＮＯx−Ｎが残留してましう。
窒素含有有機性汚水を生物学的脱窒素工程に供給し、そ
の脱窒素液を硝化工程に供給してアンモニアを硝化し、
硝化液の一部を脱窒素工程に循環し他部を沈殿工程に供
給し、沈殿工程で活性汚泥を分離し、処理水を得、前記
沈殿工程で分離した汚泥の少なくとも一部を返送汚泥と
して脱窒素工程に返送する生物学的硝化脱窒素方法にお
いて、脱窒素工程から引き抜いた汚泥をオゾン酸化し、
汚泥を可溶化したのち脱窒素工程に返送し脱窒素菌のた
めの有機炭素源となすことを特徴とする生物学的硝化脱
窒素方法である。従来の生物学的脱窒素法は図２に示す
ように汚水に含まれるＢＯＤのみを脱窒素のための有機
炭素源とせざるを得ないため、汚水のＢＯＤ／Ｎ比が３
以下に減少するとＮＯx−Ｎの窒素ガスへの還元反応が
充分進まず処理水にＮＯx−Ｎが残留してましう。
【０００５】これに対し本発明は図１に示すように、脱
窒素部４から引き抜いた汚泥（以下、脱窒素部流出汚泥
ともいう）１１をオゾン酸化し、活性汚泥を化学酸化し
て汚泥を可溶化し糖類などの可溶性、コロイド性有機物
を汚泥から溶出させる。なお、汚泥の可溶化とは、汚泥
成分を化学酸化により分解して低分子化することであ
る。この可溶性、コロイド性有機物を含む汚泥を脱窒素
部４に返送すると、脱窒素菌がこれらの有機物を利用し
て汚水のＢＯＤ／Ｎ比が小さい場合も充分な脱窒素反応
が進むことが判明した。
窒素部４から引き抜いた汚泥（以下、脱窒素部流出汚泥
ともいう）１１をオゾン酸化し、活性汚泥を化学酸化し
て汚泥を可溶化し糖類などの可溶性、コロイド性有機物
を汚泥から溶出させる。なお、汚泥の可溶化とは、汚泥
成分を化学酸化により分解して低分子化することであ
る。この可溶性、コロイド性有機物を含む汚泥を脱窒素
部４に返送すると、脱窒素菌がこれらの有機物を利用し
て汚水のＢＯＤ／Ｎ比が小さい場合も充分な脱窒素反応
が進むことが判明した。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の作用を図１に基づいて更
に詳しく説明する。下水などの汚水１は硝化部２から循
環される硝化スラリ３とともに脱窒素部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が高濃度に
存在している。硝化部２に後続する沈殿部６から沈殿汚
泥８の大部分７が脱窒素部４に返送される。脱窒素部４
内の汚泥の一部（以下、脱窒素部流出汚泥ともいう）１
１はオゾン酸化部９に導かれ、汚泥の可溶化を行なうの
に必要な量のオゾンが供給され汚泥の可溶化（汚泥の全
量を可溶化する必要はない）が行なわれたのち脱窒素部
４に返送される。オゾンは活性汚泥を構成する微生物細
胞を強力に酸化し、細胞から可溶性有機物を溶出させる
ことが認められた。なおこの可溶性有機物はオゾンによ
って炭酸ガスと水にまでは酸化されないことも判明し
た。本発明の特徴は脱窒素部４の活性汚泥からオゾンに
よって可溶性有機物を生産しこれを生物学的脱窒素反応
の脱窒素菌の有機炭素源として有効利用するという新規
思想にある。
に詳しく説明する。下水などの汚水１は硝化部２から循
環される硝化スラリ３とともに脱窒素部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が高濃度に
存在している。硝化部２に後続する沈殿部６から沈殿汚
泥８の大部分７が脱窒素部４に返送される。脱窒素部４
内の汚泥の一部（以下、脱窒素部流出汚泥ともいう）１
１はオゾン酸化部９に導かれ、汚泥の可溶化を行なうの
に必要な量のオゾンが供給され汚泥の可溶化（汚泥の全
量を可溶化する必要はない）が行なわれたのち脱窒素部
４に返送される。オゾンは活性汚泥を構成する微生物細
胞を強力に酸化し、細胞から可溶性有機物を溶出させる
ことが認められた。なおこの可溶性有機物はオゾンによ
って炭酸ガスと水にまでは酸化されないことも判明し
た。本発明の特徴は脱窒素部４の活性汚泥からオゾンに
よって可溶性有機物を生産しこれを生物学的脱窒素反応
の脱窒素菌の有機炭素源として有効利用するという新規
思想にある。
【０００７】その結果、脱窒素部４内の脱窒素菌は、汚
水１中のＢＯＤおよび汚泥から可溶化した有機物の両者
を利用して、硝化部２から循環される硝化スラリ３中の
ＮＯ x−Ｎを速やかに窒素ガスに還元して脱窒素する。
脱窒素部４からの流出する脱窒素液は硝化部２において
汚水１中のアンモニアを生物学的に硝化したのち沈殿部
６に導かれ活性汚泥が沈殿分離され硝酸性窒素、アンモ
ニア性窒素の両者が高度に除去された処理水５となる。
沈殿汚泥８の大部分は返送汚泥７として硝化部２または
脱窒素部４に返送される。脱窒素部４の汚泥の一部１１
をオゾン酸化部９でオゾン処理して可溶化し、可溶化汚
泥１０を脱窒素部４に返送する。本発明のポイントの一
つは、オゾン酸化部９に供給する汚泥を脱窒素部４また
は脱窒素部４からの流出汚泥１１とすることにある。沈
殿汚泥８または好気的硝化部２から引き抜いた汚泥はオ
ゾン酸化による可溶化効果が、脱窒素部４からの汚泥に
比較して劣るからである。この原因は、脱窒素部４では
原水のＢＯＤおよびオゾン可溶化汚泥のＢＯＤを利用し
て脱窒素菌が多量に増殖するが、この増殖後の脱窒素菌
は、好気的硝化部２に流入すると、ＢＯＤの存在しない
状態に長時間おかれるため細胞壁の周囲に多量の菌体外
高分子を生成し、これがオゾンによって可溶化され難い
ためではないかと思われる。
水１中のＢＯＤおよび汚泥から可溶化した有機物の両者
を利用して、硝化部２から循環される硝化スラリ３中の
ＮＯ x−Ｎを速やかに窒素ガスに還元して脱窒素する。
脱窒素部４からの流出する脱窒素液は硝化部２において
汚水１中のアンモニアを生物学的に硝化したのち沈殿部
６に導かれ活性汚泥が沈殿分離され硝酸性窒素、アンモ
ニア性窒素の両者が高度に除去された処理水５となる。
沈殿汚泥８の大部分は返送汚泥７として硝化部２または
脱窒素部４に返送される。脱窒素部４の汚泥の一部１１
をオゾン酸化部９でオゾン処理して可溶化し、可溶化汚
泥１０を脱窒素部４に返送する。本発明のポイントの一
つは、オゾン酸化部９に供給する汚泥を脱窒素部４また
は脱窒素部４からの流出汚泥１１とすることにある。沈
殿汚泥８または好気的硝化部２から引き抜いた汚泥はオ
ゾン酸化による可溶化効果が、脱窒素部４からの汚泥に
比較して劣るからである。この原因は、脱窒素部４では
原水のＢＯＤおよびオゾン可溶化汚泥のＢＯＤを利用し
て脱窒素菌が多量に増殖するが、この増殖後の脱窒素菌
は、好気的硝化部２に流入すると、ＢＯＤの存在しない
状態に長時間おかれるため細胞壁の周囲に多量の菌体外
高分子を生成し、これがオゾンによって可溶化され難い
ためではないかと思われる。
【０００８】本発明方法によって余剰汚泥固形物発生量
は除去ＢＯＤ量の１〜３％程度と大幅に減少し、系外に
排出される余剰汚泥量はほとんど無くなる。（従来は除
去ＢＯＤの４０〜５０％が余剰汚泥の固形物になり汚泥
処理が大きな負担になっている） オゾン酸化部９に供給する汚泥量Ｑ（m3／日）は、汚水
ＢＯＤ流入量をＹ（kg／日）、沈殿汚泥固形物濃度をＣ
（kg／m3）とすると、以下の式、
は除去ＢＯＤ量の１〜３％程度と大幅に減少し、系外に
排出される余剰汚泥量はほとんど無くなる。（従来は除
去ＢＯＤの４０〜５０％が余剰汚泥の固形物になり汚泥
処理が大きな負担になっている） オゾン酸化部９に供給する汚泥量Ｑ（m3／日）は、汚水
ＢＯＤ流入量をＹ（kg／日）、沈殿汚泥固形物濃度をＣ
（kg／m3）とすると、以下の式、
【０００９】
【数１】
【００１０】により算出される量に設定すれば、余剰汚
泥の発生量をほぼゼロにでき、汚泥の可溶化によって脱
窒素部４に有機炭素源を供給できる。もしオゾン酸化部
９に供給する汚泥量が過剰であるとオゾン添加コストが
いたずらにアップするだけでなく、脱窒素、硝化に預か
る微生物自体にダメージを与えるので避けなければなら
ない。またオゾン酸化部９に供給する汚泥量が少量であ
ると、脱窒素菌が利用する有機物が不足して、ＢＯＤ／
Ｎ比が小さくなる場合には、窒素除去率が低下してしま
う。
泥の発生量をほぼゼロにでき、汚泥の可溶化によって脱
窒素部４に有機炭素源を供給できる。もしオゾン酸化部
９に供給する汚泥量が過剰であるとオゾン添加コストが
いたずらにアップするだけでなく、脱窒素、硝化に預か
る微生物自体にダメージを与えるので避けなければなら
ない。またオゾン酸化部９に供給する汚泥量が少量であ
ると、脱窒素菌が利用する有機物が不足して、ＢＯＤ／
Ｎ比が小さくなる場合には、窒素除去率が低下してしま
う。
【００１１】
実施例１ 図１の工程にしたがって、表１（平均水質）に示す下水
を対象に本発明の実証試験を行なった。処理工程の諸条
件を表２に示す。
を対象に本発明の実証試験を行なった。処理工程の諸条
件を表２に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】実施の結果、運転開始後２カ月後に処理が
安定してからの処理水質は下水のＢＯＤ／Ｎ比が小さい
にもかかわらず、処理水の水質は表３のように高度に窒
素ガスが除去されており、全窒素量（以下、単にＴ−Ｎ
とも記す）除去率７０％以上が安定して得られた。オゾ
ン可溶化部流出液のＢＯＤは１２００mg／リットルであ
った。
安定してからの処理水質は下水のＢＯＤ／Ｎ比が小さい
にもかかわらず、処理水の水質は表３のように高度に窒
素ガスが除去されており、全窒素量（以下、単にＴ−Ｎ
とも記す）除去率７０％以上が安定して得られた。オゾ
ン可溶化部流出液のＢＯＤは１２００mg／リットルであ
った。
【００１５】
【表３】
【００１６】運転開始後１年間に渡り、汚泥を余剰汚泥
として系外に排出する必要が無かった。 比較例１ 表２のオゾン酸化工程を省略し図２の従来プロセスに従
った以外は、実施例１と同様の条件で比較試験を行っ
た。その結果、処理水水質は表４のようであった。また
余剰汚泥発生量は２７〜３０ｇ−ｓｓ／月となり、実施
例に比べて著しく多量であった。
として系外に排出する必要が無かった。 比較例１ 表２のオゾン酸化工程を省略し図２の従来プロセスに従
った以外は、実施例１と同様の条件で比較試験を行っ
た。その結果、処理水水質は表４のようであった。また
余剰汚泥発生量は２７〜３０ｇ−ｓｓ／月となり、実施
例に比べて著しく多量であった。
【００１７】
【表４】
【００１８】
【発明の効果】生物学的硝化脱窒素の技術とオゾンによ
る汚泥可溶化技術を新規な態様で結合したので、安定し
た脱窒素反応が進む。また、活性汚泥を可溶化して使用
するため、余剰活性汚泥がほとんど発生せず、余剰活性
汚泥を処理するためのコストを抑えることができる。
る汚泥可溶化技術を新規な態様で結合したので、安定し
た脱窒素反応が進む。また、活性汚泥を可溶化して使用
するため、余剰活性汚泥がほとんど発生せず、余剰活性
汚泥を処理するためのコストを抑えることができる。
【図１】本発明の硝化脱窒素方法の工程を示す図。
【図２】従来の硝化脱窒素方法の工程を示す図。
１ 汚水 ２ 硝化部 ３ 循環スラリ ４ 脱窒素部 ５ 処理水 ６ 沈殿部 ７ 返送汚泥 ８ 沈殿汚泥 ９ オゾン酸化部 １０ 可溶化汚泥 １１ 脱窒素部流出汚泥 １２ 余剰汚泥 １３ 空気 １４ オゾン
Claims (1)
- 【請求項１】 アンモニア性窒素含有有機性汚水を生物
学的脱窒素工程に供給し、その脱窒素液を硝化工程に供
給してアンモニアを硝化し、硝化液の一部を脱窒素工程
に循環し他部を沈殿工程に供給し、沈殿工程で活性汚泥
を分離し、処理水を得、前記沈殿工程で分離した汚泥の
少なくとも一部を返送汚泥として脱窒素工程に返送する
生物学的硝化脱窒素方法において、脱窒素工程から引き
抜いた汚泥をオゾン酸化し、汚泥を可溶化したのち脱窒
素工程に返送し脱窒素菌のための有機炭素源となすこと
を特徴とする生物学的硝化脱窒素方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26025195A JPH0999296A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 有機性汚水の生物学的硝化脱窒素方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26025195A JPH0999296A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 有機性汚水の生物学的硝化脱窒素方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0999296A true JPH0999296A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17345457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26025195A Pending JPH0999296A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 有機性汚水の生物学的硝化脱窒素方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0999296A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006212581A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 有機性廃棄物の処理方法 |
| JP2008246484A (ja) * | 2008-06-09 | 2008-10-16 | Ebara Corp | 有機性廃水の処理方法及び処理装置 |
| CN105293848A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 天津大学 | 一种溶解污泥胞外聚合物促进污水脱氮的方法及装置 |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP26025195A patent/JPH0999296A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006212581A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 有機性廃棄物の処理方法 |
| JP4667890B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2011-04-13 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | 有機性廃棄物の処理方法 |
| JP2008246484A (ja) * | 2008-06-09 | 2008-10-16 | Ebara Corp | 有機性廃水の処理方法及び処理装置 |
| CN105293848A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 天津大学 | 一种溶解污泥胞外聚合物促进污水脱氮的方法及装置 |
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