JPH10146596A

JPH10146596A - 窒素除去装置

Info

Publication number: JPH10146596A
Application number: JP30856696A
Authority: JP
Inventors: Hideki Iwabe; 秀樹岩部; Ichiro Nakano; 一郎中野; Yasushi Terao; 康寺尾; Hiroshi Kishino; 宏岸野; Yuji Maruyama; 裕司丸山; Kazuhiro Shinabe; 和宏品部; Shigeo Fukuzumi; 重郎福住; Masahiro Kinoshita; 昌大木下
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】好気槽内に硝化菌固定化担体を流動状態に均
一に保持することができ、硝化速度を高められる窒素除
去装置を提供する。【解決手段】好気槽２内に仕切壁７を設けて、処理領
域９と流出領域とを形成する。流出領域内に担体分離ス
クリーン６を設けて、その一側に、仕切壁７の下端開口
７ａにおいて処理領域９に連通する上向流路１１を形成
し、他側に、流出系に連通する分離水流路１３を形成す
る。上向流路１１と分離水流路１３にそれぞれ、上向流
を生起する散気装置１０，１２を設ける。上向流によ
り、上向流路１１に流入した硝化菌固定化担体４を処理
領域９内に越流させることができ、またスクリーン６の
流入側上部における硝化菌固定化担体４の蓄積を防止で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水や産業排水な
どの処理に用いる窒素除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、循環式硝化脱窒法では、汚水は初
めに脱窒を行う無酸素槽、続いて硝化を行う好気槽に流
入し、好気槽から流出する硝化処理水の一部は硝化循環
液として無酸素槽へ循環・返送され、残りは最終沈殿池
へ流出していく。無酸素槽ではＢＯＤ成分や窒素が脱窒
反応により除去され、好気槽ではアンモニア性窒素を含
むケルダール性窒素が硝酸ないし亜硝酸まで硝化され
る。このプロセスにおいては、浮遊活性汚泥により硝化
および脱窒を行って窒素を除去するのが一般的である。

【０００３】また、循環式硝化脱窒法とは構成が異なる
ものの類似の原理を用いて窒素を除去する方式として、
嫌気・無酸素・好気法、硝化−内生脱窒法、無酸素槽と
好気槽とを複数段に設けた多段式循環式硝化脱窒法、ス
テップ流入式多段硝化脱窒法といったようなものがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような、循環
式硝化脱窒法、嫌気・無酸素・好気法、硝化−内生脱窒
法、多段式循環式硝化脱窒法、あるいはステップ流入式
多段硝化脱窒法の何れかによって構成する生物学的処理
系では、生物反応槽全体の水理学的滞留時間に、流入汚
水量ベースで１２〜１６時間も必要とする。そのため、
一般に標準活性汚泥法により生物反応槽全体の滞留時間
を６〜８時間として設計・運転している大中都市部の既
設下水処理場では、新たな用地確保が困難であることか
ら、上述の構成を採用することが困難であった。

【０００５】こうした問題の解決のために、低水温時に
おいても硝化脱窒速度を大幅に高めることを目的とし
て、低水温時において硝化活性の低下する硝化菌を固定
化担体に高濃度に固定化する固定化技術の適用が検討さ
れている。しかし、上述した方式において、微生物を固
定化した担体は一般に流動状態で使用するため、好気槽
から流出しないように保持する必要がある。また、好気
槽内での硝化菌固定化担体は、曝気により形成される流
れに沿って流動する一方で、流入汚水が流入端から流出
端に向かって流れていくため、流入端側よりむしろ流出
端側において高濃度に存在することになり、高い硝化反
応効率を得るためには硝化菌固定化担体を好気槽内に均
一に存在させる必要がある。

【０００６】このため、本発明者らは先に、流出部の上
流側に担体分離スクリーンを設け、担体分離スクリーン
のスクリーン面に沿って上向流路を形成することを提案
したが、この構成によって担体を槽内に保持できるもの
の、なお担体分離スクリーンの手前側上部に担体が堆積
しやすいという問題があり、水面付近に担体が堆積した
場合にはスカム等も付着しやすく、ひいてはスクリーン
の閉塞にもつながるため、その解決が求められていた。

【０００７】本発明は上記問題を解決するもので、硝化
菌固定化担体を好気槽内に均一に保持することができ、
硝化速度を高められる窒素除去装置を提供することを目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の窒素除去装置は、流動する
硝化菌固定化担体を内部に保持して生物学的硝化を行う
好気槽に、下端開口を有する槽内仕切壁を設けて、主散
気装置を備えた処理領域と流出領域とを形成し、前記流
出領域内に担体分離スクリーンを設けて、担体分離スク
リーンの一側に、前記槽内仕切壁の下端開口において処
理領域に連通する上向流路を形成するとともに、担体分
離スクリーンの他側に、流出系に連通する分離水流路を
形成し、前記上向流路と分離水流路の下部に、上向流を
生起する散気装置を設けたものである。

【０００９】請求項２記載の窒素除去装置は、上向流路
内の上部と処理領域とを連通して担体循環水路を設けた
ものである。請求項３記載の窒素除去装置は、分離水流
路内の上部と無酸素槽とを連通して、硝化液の一部を循
環返送する硝化液循環水路を設けたものである。

【００１０】請求項４記載の窒素除去装置は、上向流路
と分離水流路の少なくとも一方の散気装置と処理領域内
の主散気装置とを一体的に構成したものである。上記し
た各構成において、担体分離スクリーンは、鉛直方向に
設けてもよいし、下部が流出部下側に近づくように屈曲
させるかまたは傾斜させて設けてもよい。仕切壁は、鉛
直方向に設けてもよいし、または上端部が担体分離スク
リーンから離れるように屈曲または傾斜させて設けて上
向流路内上部の流路断面を大きくしてもよいし、あるい
は下端部が担体分離スクリーンから離れるように屈曲ま
たは傾斜させて設けて上向流路内下部の流路断面を大き
くしてもよい。

【００１１】上記した請求項１記載の構成によれば、好
気槽内に流入した被処理水は槽内の活性汚泥混合液と混
合され、処理領域内で主散気装置により空気などの酸素
含有気体が供給される状態において硝化菌固定化担体と
ともに流動し、硝化処理を受ける。

【００１２】処理領域内下流部の活性汚泥混合液および
硝化菌固定化担体は槽内仕切壁の下端開口から上向流路
に流れ込み、散気装置によって流路内を上昇し、槽内仕
切壁の上端から処理領域内へ越流する。上向流路内を上
昇する間に担体分離スクリーンを透過した活性汚泥混合
液は分離水流路を経て流出系へ流出する。

【００１３】このとき、分離水流路内の水位が上向流路
内と同等あるいはより高くなるように各散気装置によっ
て上向流を生起すると、従来のような担体分離スクリー
ンの流入側上部における硝化菌固定化担体の蓄積は抑止
され、硝化菌固定化担体による担体分離スクリーンの閉
塞は生じない。

【００１４】これらの結果、硝化菌固定化担体が好気槽
内に確実にかつ均一に存在することになり、硝化効率が
高まる。また、硝化菌固定化担体が水面近傍に堆積しな
いので、硝化菌固定化担体や汚泥の乾燥が生じない。

【００１５】請求項２記載の構成によれば、上向流路の
上部に達した活性汚泥混合液および硝化菌固定化担体の
一部は槽内仕切壁上端から処理領域へ越流するが、残り
は担体循環水路を通じて処理領域の好ましくは流入部近
傍に戻されるので、硝化菌固定化担体が好気槽内により
均一に存在することになり、硝化効率がより高まる。ま
た、処理領域下流部から上向流路にわたって硝化菌固定
化担体の密度が大きくなるという問題は生じず、担体分
離スクリーンの閉塞はより生じにくい。

【００１６】請求項３記載の構成によれば、担体分離ス
クリーンを透過した活性汚泥混合液の一部が硝化液とし
て硝化液循環水路を通じて無酸素槽に循環返送されるの
で、硝化脱窒が繰り返し行われることになり、窒素除去
率が高くなる。このとき、硝化液循環のためのポンプ等
は不要である。

【００１７】請求項４記載の構成によれば、１台のブロ
ワで複数の散気装置に酸素含有ガスを供給できるなど、
維持管理を容易化することができ、建設費も安価とな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。図１および図２は第１実施形態
の窒素除去装置を示し、被処理水１が流入する好気槽２
は、内部の活性汚泥混合液３中に硝化菌固定化担体４を
流動状態に保持するように構成されている。

【００１９】好気槽２の内部には、下流端の槽壁５に形
成した流出部５ａを囲んで担体分離スクリーン６が垂直
に設けられ、この担体分離スクリーン６の分離面近傍位
置に仕切壁７が設けられている。仕切壁７は下端に開口
７ａを有し、上端に越流部７ｂを有していて、仕切壁７
の両側の区画は連通している。なお、槽壁５に流出部５
ａが形成されていない場合、たとえば更に仕切壁が設け
られその仕切壁に流出部が設けられている場合などは、
その流出部を囲んで担体分離スクリーン６を設ける。

【００２０】仕切壁７より上流側の区画は底部に主散気
装置８を備えていて、処理領域９とされている。仕切壁
７と担体分離スクリーン６との間の区画には上向流を生
起する散気装置１０が底部に設けられていて、この区画
が担体分離スクリーン６の分離面に沿った上向流路１１
とされるとともに、担体分離スクリーン６と槽壁５との
間の区画にも上向流を生起する散気装置１２が底部に設
けられていて、この区画は分離水流路１３とされてい
る。

【００２１】上記した構成によれば、被処理水１は好気
槽２の処理領域９に流入して槽内の活性汚泥混合液３と
混合され、主散気装置８により空気などの酸素含有気体
が供給される状態において硝化菌固定化担体４とともに
流動し、硝化処理を受ける。

【００２２】処理領域９内下流部の活性汚泥混合液３お
よび硝化菌固定化担体４は、仕切壁７の下端開口７ａを
通って上向流路１１に流れ込み、散気装置１０によって
流路内を上昇し、仕切壁７の上端から処理領域９内へ越
流する。上向流路１１内を上昇する間に担体分離スクリ
ーン６を透過した活性汚泥混合液３は、分離水流路１３
内に流入し、流出部５ａを通って処理水１４として最終
沈殿池（図示せず）へ流出していく。

【００２３】このとき、分離水流路１３内の水位が上向
流路１１内と同等あるいはより高くなるように散気装置
１０，１２によって上向流を生起すると、従来のように
担体分離スクリーン６の流入側上部に硝化菌固定化担体
４が蓄積することは抑止され、担体分離スクリーン６の
閉塞は生じなくなる。

【００２４】このようにして、担体分離スクリーン６の
分離面に硝化菌固定化担体４が密に付着することは防止
され、硝化菌固定化担体４が好気槽２の内部に確実にか
つ均一に保持され、硝化効率が高まる。

【００２５】図３および図４は第２実施形態の窒素除去
装置を示し、この窒素除去装置が上記した第１実施形態
の窒素除去装置と異なるのは、仕切壁７の上端の越流部
７ｂから処理領域９の流入部近傍まで担体循環水路１５
が設けられている点である。

【００２６】この構成によれば、処理領域９より下流側
に流出した硝化菌固定化担体４の一部は仕切壁７の上端
から処理領域９内にオーバーフローするが、残りは担体
循環水路１５を通じて処理領域９の流入部近傍に循環返
送されるので、硝化菌固定化担体４が好気槽２内により
均一に保持される。担体循環水路１５の開口位置は図示
した位置より下流寄りであってもよい。

【００２７】図５および図６は第３実施形態の窒素除去
装置を示し、この窒素除去装置が上記した第１および第
２の実施形態の窒素除去装置と異なるのは、好気槽２の
上流側に無酸素槽１６が設けられ、両槽の仕切壁をなす
槽壁１７の下部に流入開口１７ａが形成され、分離水流
路１３の上部から無酸素槽１６の流入部近傍まで、硝化
液循環水路１８が設けられている点である。１６ａは攪
拌機である。

【００２８】この構成によれば、被処理水１は無酸素槽
１６に流入して槽内の活性汚泥混合液３と混合されて脱
窒処理を受け、無酸素槽１６内下流部の活性汚泥混合液
３が流入開口１７ａを通じて好気槽２の処理領域９に流
入する。

【００２９】処理領域９内に流入した活性汚泥混合液３
は、上記と同様にして、硝化菌固定化担体４とともに流
動してその間に硝化が行われ、処理領域９内下流部の活
性汚泥混合液３と硝化菌固定化担体４は上向流路１１に
流入し、その内部を上昇して、担体分離スクリーン６に
より固液分離されるとともに、上向流路１１内上部の活
性汚泥混合液３と硝化菌固定化担体４の一部は仕切壁７
の上端から処理領域９内にオーバーフローするが、残り
は担体循環水路１５を通じて処理領域９の流入部近傍に
循環返送される。

【００３０】担体分離スクリーン６を透過した活性汚泥
混合液３の一部は処理水１４として槽外へ流出してい
き、残りの活性汚泥混合液３は、硝化液１９として硝化
液循環水路１８を通じて無酸素槽１６に循環返送され
る。

【００３１】このようにして、硝化菌固定化担体４が好
気槽２内により均一に存在する状態で硝化が行われると
ともに、無酸素槽１６と好気槽２とで硝化脱窒が繰り返
し行われるため、窒素除去率が高くなる。

【００３２】図７は第４実施形態の窒素除去装置を示
し、この窒素除去装置は上記した第３実施形態の窒素除
去装置とほぼ同様であるが、無酸素槽１６と好気槽２と
の仕切壁をなす槽壁１７に隣接する一方の槽壁２０の近
傍に上向流路１１と分離水流路１３とが形成されている
点において第３実施形態の窒素除去装置と異なってい
る。

【００３３】この構成によっても、上記した第３実施形
態の窒素除去装置と同様の作用効果が得られる。なお、
この実施形態では、無酸素槽１６の上部から好気槽２の
上部かつほぼ中央位置まで設けた流入水路１７ｂによ
り、無酸素槽１６内の活性汚泥混合液３を好気槽２へ流
入させるようにしているが、上記した各実施形態のもの
と同様に槽壁１７の下部に流入開口を形成してもよい。

【００３４】以下、上記した実施形態のいずれにも適用
可能な変形例を要部のみ示して説明する。図８では、上
向流路１１内の散気装置１０と分離水流路１３内の散気
装置１２と処理領域９内の主散気装置８とを一体的に構
成しており、これにより、１台のブロワ（図示せず）で
散気装置８，１０，１２に空気／酸素含有ガスを供給で
きるなど、維持管理を容易化することができ、建設費も
安価となる。

【００３５】図９では、上向流路１１内の散気装置１０
と分離水流路１３内の散気装置１２とを同一水深位置に
設け、散気装置１２の通気速度を散気装置１０の通気速
度より大きくして、分離水流路１３内の水位を上向流路
１１内の水位より高め、上向流路１１と分離水流路１３
とにわたり好ましい循環流を形成しており、この構成に
より、担体分離スクリーン６の分離面への硝化菌固定化
担体４の付着をより効果的に防止できる。

【００３６】図１０では、上向流路１１内の散気装置１
０と分離水流路１３内の散気装置１２とを異なる水深位
置に設け、散気装置１０の通気速度と散気装置１２の通
気速度とを等しくして、分離水流路１３内の水位を上向
流路１１内の水位より高め、上向流路１１と分離水流路
１３とにわたり好ましい循環流を形成しており、この構
成によっても、担体分離スクリーン６の分離面への硝化
菌固定化担体４の付着をより効果的に防止できる。

【００３７】図１１では、担体分離スクリーン６を槽上
部に設けて、それより下部は壁部６ａとしており、図１
２では、担体分離スクリーン６を槽の幅方向の一端から
流出部５ａを越えた位置まで設けている。これらの構成
によっても、槽の上部から底部まで、あるいは槽の全幅
にわたって担体分離スクリーン６を設けた場合と同様の
作用効果が得られる。図１１に示した構成では、担体分
離スクリーン６に関して対称な位置に散気装置１０，１
２を配置するのが望ましい。

【００３８】図１３では、担体分離スクリーン６を、下
部が槽壁５に当接するように傾斜させて設け、図１４で
は、担体分離スクリーン６を、下部が槽壁５に当接する
ように屈曲させて設け、かつ散気装置１０，１２を一体
に構成して、担体分離スクリーン６の下方であって上向
流路１１内の底部に設けている。これらの構成によれ
ば、担体分離スクリーン６の分離面への硝化菌固定化担
体４の付着をより効果的に防止できるとともに、散気装
置１０，１２を１台として扱えるので維持管理を容易化
できる。ただし、分離水流路１３を形成する担体分離ス
クリーン６のやや下方にさらに散気装置を配置するのが
望ましい。

【００３９】図１５では、仕切壁７を、下部を処理領域
９の中央部寄りに屈曲させて設けることで、上向流路１
１の下端部の流路断面がそれより上部の流路断面より大
きくなるように構成しており、上向流路１１内に散気さ
れる空気等の酸素含有ガスを効率的に捕集して、エアリ
フト効果をより高められるとともに、処理領域９の下流
部に蓄積しがちな硝化菌固定化担体４を効率よく上向流
路１１内に流入させて、処理領域９に循環返送できる。

【００４０】図１６および図１７では、仕切壁７を、上
部を処理領域９の中央部寄りに屈曲させて設けること
で、上向流路１１の上端部の流路断面がそれより下方の
流路断面より大きくなるように構成しており、これによ
り、担体スクリーンの上部での硝化菌固定化担体濃度の
急激な増大を抑止できるとともに、流路の急縮をなくす
ことができ、硝化菌固定化担体の堆積がより生じにく
い。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明の窒素除去装置に
よれば、担体分離スクリーンの一側に形成した上向流路
に上向流を生起することで、スクリーン面を洗浄し、こ
の流路内の硝化菌固定化担体を処理領域内に越流させら
れるとともに、担体分離スクリーンの他側に形成した分
離水流路にも上向流を生起し、この分離水流路内の水位
を上向流路と同等かあるいはそれより高くすることで、
担体分離スクリーンの流入側上部における硝化菌固定化
担体の蓄積の問題を解消することができ、好気槽内に硝
化菌固定化担体を確実にかつ均一に存在させて、硝化速
度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における窒素除去装置の
縦断面図である。

【図２】図１に示した窒素除去装置の平面図である。

【図３】本発明の第２実施形態における窒素除去装置の
縦断面図である。

【図４】図３に示した窒素除去装置の平面図である。

【図５】本発明の第３実施形態における窒素除去装置の
縦断面図である。

【図６】図５に示した窒素除去装置の平面図である。

【図７】本発明の第４実施形態における窒素除去装置の
平面図である。

【図８】図１〜図５の窒素除去装置に設ける主散気装置
と上向流を生起する散気装置とを一体化して配置した状
態を示した要部縦断面図である。

【図９】図１〜図５の窒素除去装置に設ける上向流路内
の散気装置と分離水流路内の散気装置とを同一水深位置
に配置した状態を示した要部縦断面図である。

【図１０】図１〜図５の窒素除去装置に設ける上向流路
内の散気装置と分離水流路内の散気装置とを異なる水深
位置に配置した状態を示した要部縦断面図である。

【図１１】図１〜図５の窒素除去装置に設ける担体分離
スクリーンを槽上部にのみ配置した状態を示した要部縦
断面図である。

【図１２】図１〜図５の窒素除去装置に設ける担体分離
スクリーンを槽の幅方向の一部にのみ配置した状態を示
した要部縦断面図である。

【図１３】図１〜図５の窒素除去装置に設ける担体分離
スクリーンを、下部が槽壁に当接するように傾斜させて
配置した状態を示した要部縦断面図である。

【図１４】図１〜図５の窒素除去装置に設ける担体分離
スクリーンを、下部を槽壁に当接するように屈曲させて
配置した状態を示した要部縦断面図である。

【図１５】図１〜図５の窒素除去装置に設ける仕切壁
を、下部を担体分離スクリーンから離れる方向に屈曲さ
せて配置した状態を示した要部縦断面図である。

【図１６】図１〜図５の窒素除去装置に設ける仕切壁
を、上部を担体分離スクリーンから離れる方向に傾斜さ
せて配置した状態を示した要部縦断面図である。

【図１７】図１〜図５の窒素除去装置に設ける仕切壁
を、上部を担体分離スクリーンから離れる方向に屈曲さ
せて配置した状態を示した要部縦断面図である。

【符号の説明】

２好気槽４硝化菌固定化担体５槽壁 5a 流出部６担体分離スクリーン７仕切壁 7a 下端開口 7b 越流部８主散気装置９処理領域 10 散気装置 11 上向流路 12 散気装置 13 分離水流路 15 担体循環水路 16 無酸素槽 18 硝化液循環水路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸野宏大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内 (72)発明者丸山裕司大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内 (72)発明者品部和宏大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内 (72)発明者福住重郎大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内 (72)発明者木下昌大大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流動する硝化菌固定化担体を内部に保持
して生物学的硝化を行う好気槽に、下端開口を有する槽
内仕切壁を設けて、主散気装置を備えた処理領域と流出
領域とを形成し、前記流出領域内に担体分離スクリーン
を設けて、担体分離スクリーンの一側に、前記槽内仕切
壁の下端開口において処理領域に連通する上向流路を形
成するとともに、担体分離スクリーンの他側に、流出系
に連通する分離水流路を形成し、前記上向流路と分離水
流路の下部に、上向流を生起する散気装置を設けたこと
を特徴とする窒素除去装置。
【請求項２】上向流路内の上部と処理領域とを連通し
て担体循環水路を設けたことを特徴とする請求項１記載
の窒素除去装置。
【請求項３】分離水流路内の上部と無酸素槽とを連通
して、硝化液の一部を循環返送する硝化液循環水路を設
けたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれ
かに記載の窒素除去装置。
【請求項４】上向流路と分離水流路の少なくとも一方
の散気装置と処理領域内の主散気装置とを一体的に構成
したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに
記載の窒素除去装置。