JPH10323692A - 廃水の窒素除去方法 - Google Patents

廃水の窒素除去方法

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JPH10323692A
JPH10323692A JP13399097A JP13399097A JPH10323692A JP H10323692 A JPH10323692 A JP H10323692A JP 13399097 A JP13399097 A JP 13399097A JP 13399097 A JP13399097 A JP 13399097A JP H10323692 A JPH10323692 A JP H10323692A
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JP
Japan
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denitrification
wastewater
tank
ozone
nitrification
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JP13399097A
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English (en)
Inventor
Toyoshi Sawada
豊志 澤田
Toshiaki Tsubone
俊明 局
Tatsuo Takechi
辰夫 武智
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 最初沈澱池で発生する、有機物質を含む汚泥
を脱窒工程へ流入させて、廃水の有機物濃度の低下を補
うことによって、廃水処理施設内で発生する有機物質を
有効利用しつつ、窒素除去性能の悪化を防止する方法を
提供する。 【解決手段】 最初沈澱池工程、脱窒工程および硝化工
程からなる廃水の生物学的窒素除去処理方法、または、
最初沈澱池工程、嫌気工程、脱窒工程および硝化工程か
らなる廃水の生物学的窒素除去処理方法において、前記
最初沈澱池工程における最初沈澱池の沈澱物の少なくと
も一部にオゾン処理を行い、前記オゾン処理を行った前
記沈澱物の少なくとも一部を、前記脱窒工程における脱
窒槽または前記嫌気工程における嫌気槽に流入させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くは、下水・廃
水処理分野に関し、特に、廃水からの窒素除去方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】廃水に含有されている有機物を除去する
ための従来の代表的な処理プロセスとして活性汚泥法が
あり、そして、廃水に含有されている窒素化合物および
有機物を同時に除去する従来の方法として生物学的硝化
脱窒法がある。
【0003】生物学的硝化脱窒法による廃水処理装置の
一例を図6に示す。生物学的硝化脱窒法による廃水処理
装置は、最初沈澱池2と、廃水中の窒素化合物を硝酸性
窒素または亜硝酸性窒素に酸化(硝化)する硝化槽4
と、硝酸性窒素または亜硝酸性窒素を窒素に還元(脱
窒)する脱窒槽3と、最終沈澱池7とから構成される。
最初沈澱池2において、廃水1中に含まれる比較的大き
くて重い固形物を除去した後、窒素は、硝化工程および
脱窒工程を経て最終的には、窒素ガスの形で大気中に放
散されることによって廃水中から除去される。また、廃
水中の有機物は脱窒工程および硝化工程の双方において
除去される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】生物学的硝化脱窒法を
適用する廃水処理装置によって廃水から窒素を除去する
方法には次のような問題点がある。即ち、雨水の流入等
によって廃水に含まれている有機物濃度が低下する場合
には、廃水は酸素を供給されつつ希釈されるので、廃水
に含まれている有機物は酸化と希釈とを受けた後、脱窒
工程へ供給される。この結果、脱窒工程へ供給される有
機物濃度は、窒素濃度に比して、より低下するため、脱
窒工程における脱窒反応速度が低下して、処理水の水質
が悪化する。
【0005】また、最初沈澱池において廃水の固形汚濁
物質が沈降分離されるので、最初沈澱池を経由して脱窒
工程へ供給される廃水は、主として溶解性汚濁物質から
なっている。従って、脱窒工程へ供給される廃水中の溶
解性汚濁物質における有機物濃度/窒素濃度比が低い場
合においても、脱窒工程における脱窒反応速度が低下し
て、処理水の水質が悪化する。
【0006】このような問題点に対処するために、従
来、廃水と共にメタノール等の有機薬剤を脱窒工程へ供
給して、廃水中の有機物濃度の低下分を補うことによっ
て、脱窒工程における脱窒反応速度の低下を防止すると
いう方法が用いられている。
【0007】しかしながら、メタノール等の有機薬剤を
脱窒工程に流入させるという従来技術においては、薬剤
費がかかるという問題の他、種類と濃度によっては危険
物である有機薬剤を大量に貯蔵し、供給するための設備
を必要とするという問題がある。
【0008】本発明は、生物学的硝化脱窒法による廃水
処理において、廃水中の有機物濃度が低下することによ
って生じる、窒素除去性能の悪化という問題点を解決す
るためになされたものであって、本発明の目的は、最初
沈澱池で発生する、有機物質を含む汚泥を脱窒工程へ流
入させて、廃水の有機物濃度の低下を補うことによっ
て、廃水処理施設内で発生する有機物質を有効利用しつ
つ、窒素除去性能の悪化を防止する方法を提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、発明者は鋭意研究を重ねた。その結果、廃水の有機
物濃度が低く、脱窒工程における酸化還元電位(OR
P)が0mV以上になることを知見した。更に、最初沈
澱池の沈澱物の少なくとも一部を取り出して、それに対
してオゾン処理を行うことによって、廃水の有機物濃度
が低下するのを防止することができることを知見した。
【0010】本発明の廃水の窒素除去方法は、上述した
知見に基づいてなされたものであって、最初沈澱池工程
および脱窒工程からなる、または、最初沈澱池工程、脱
窒工程、嫌気工程および硝化工程からなる廃水の生物学
的窒素除去処理方法において、前記最初沈澱池工程にお
ける最初沈澱池の沈澱物の少なくとも一部にオゾン処理
を行い、前記オゾン処理を行った前記沈澱物の少なくと
も一部を、前記脱窒工程における脱窒槽または前記嫌気
工程における嫌気槽に流入させることを特徴とするもの
である。
【0011】更に、本発明の廃水の窒素除去方法は、前
記脱窒工程における脱窒槽の酸化還元電位が0mV以上
の値であるとき、前記オゾン処理の条件を強化する、ま
たは、窒素の流入負荷条件を軽減することを特徴とする
ものである。
【0012】本発明による、廃水の生物学的窒素除去処
理方法においては、固形有機物を豊富に含む最初沈澱池
の沈澱物の少なくとも一部を脱窒槽または嫌気槽に流入
させて、脱窒工程における脱窒反応に必要な有機物濃度
を確保するに際して、脱窒槽または嫌気槽に流入させる
最初沈澱池の沈澱物に対して、オゾン含有ガスの曝気等
の手段によって、オゾン処理を施す。
【0013】このオゾン処理によって、最初沈澱池の沈
澱物に含まれる固形有機物を、微細粒子化すると共に一
部酸化して、微生物による脱窒反応が容易に行われる形
状にする。また、廃水の有機物濃度が低く、脱窒工程に
おいて脱窒反応を行うに必要な有機物濃度が確保できて
いない場合には、脱窒工程における酸化還元電位(OR
P)が0mV以上になるという上述した知見に従って、
脱窒工程におけるORPを測定し、ORPが0mV以上
の値である場合、即ち、脱窒工程において脱窒反応を行
うに必要な有機物濃度が確保されていない場合にのみ最
初沈澱池の沈澱物もしくは最初沈澱池の沈澱物にオゾン
を曝気したものを脱窒槽または嫌気槽へ流入させ、脱窒
反応に必要な有機物濃度を確保する。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の方法による、生物学的窒
素除去処理装置の一例を第1図に示す。また、上述した
ように、従来の方法による、生物学的窒素除去処理装置
の一例を第6図に示す。これ等の図を参照しながら、本
発明の方法を詳細に説明する。
【0015】本発明の方法による、生物学的窒素除去処
理装置は図1に示すように、主として最初沈澱池2、脱
窒槽3、硝化槽4および最終沈澱池7から構成される。
脱窒槽3では攪拌のみが行われ、硝化槽4では散気装置
5により酸素供給が行われると共に、散気に伴って生じ
る水流により攪拌が行われる。
【0016】図1に示す本発明の方法による生物学的窒
素除去処理装置において、廃水1は最初沈澱池2におけ
る固液分離を経て、脱窒槽3および硝化槽4へと順次通
水される。硝化槽4から流出して、最終沈澱池7に流入
する処理液は、最終沈澱池7において処理水9と活性汚
泥とに分離され、そして、最終沈澱池7において分離、
濃縮された活性汚泥の少なくとも一部は、返送汚泥8と
して脱窒槽3へ送られる。また、硝化槽4から流出した
処理液の一部は、硝化循環液6として脱窒槽3へ送られ
る。
【0017】最初沈澱池沈澱物10は、オゾン処理槽1
1において、オゾン発生装置12によって発生するオゾ
ン含有ガスによる曝気処理を受けた後、オゾン曝気処理
された最初沈澱池沈澱物13として脱窒槽3へ送られ
る。最初沈澱池沈澱物10に含まれている固形有機物
は、オゾン処理槽11において酸化分解処理が施され
て、脱窒反応が容易な低分子有機物または溶解性有機物
となる。
【0018】硝化槽4においては、活性汚泥の作用によ
り廃水中の窒素化合物を硝酸性窒素または亜硝酸性窒素
にまで酸化(即ち、硝化反応)すると共に、有機物の酸
化分解除去を行う。脱窒槽3においては、廃水1中の主
として溶解性成分からなる有機物、および、オゾン曝気
処理を施された、最初沈澱池沈澱物10に由来する非溶
解性有機物を利用して、活性汚泥は、廃水1、返送汚泥
8および硝化循環液6に含まれる硝酸性窒素または亜硝
酸性窒素を窒素ガスに還元(即ち、脱窒反応)し、脱窒
処理する。
【0019】オゾン曝気処理による最初沈澱池沈澱物1
0へのオゾン注入量は、最初沈澱池沈澱物10の物性お
よび固形物濃度に応じて、最初沈澱池沈澱物10の単位
固形物量(g−SS)当たり0.001g-O3 から0.06-O3
範囲内で設定することが好ましい。オゾン処理槽11内
には、図示しないオゾン散気装置を設置して、オゾン処
理槽11内にある最初沈澱池沈澱物の全体に対して、均
一なオゾン処理が行えるようにすることが望ましい。
【0020】最初沈澱池沈澱物10のオゾン処理槽11
内における滞留時間は、最初沈澱池沈澱物10の物性お
よび固形物濃度に応じて、10秒〜1時間の範囲内で設
定することが望ましい。
【0021】上述した発明者の知見によると、図6に示
した従来技術の方法による生物学的窒素除去処理装置に
おいて、廃水1の溶解性有機物濃度が高く、脱窒槽3に
おける脱窒反応に必要な有機物濃度が得られている場合
には、脱窒槽3内のORPが0mV未満となり、これに
対して、廃水1の有機物濃度が低く、脱窒槽3における
脱窒反応に必要な濃度の有機物が供給されていない場合
には、脱窒槽3内のORPが0mV以上となる。
【0022】上述した従来の問題点を解決するための、
本発明の方法による、別の生物学的窒素除去処理装置の
一例を図2に示す。図2に示す、本発明の方法による生
物学的窒素除去処理装置においては、脱窒槽3に設置さ
れたORP計14によってORPを測定し、その測定値
が0mV以上であるときには、オゾン処理槽11におけ
る最初沈澱池沈澱物10へのオゾン曝気処理の条件を強
化し、または、本発明に基づく生物学的窒素除去処理装
置への流入窒素負荷の軽減対策を行う。
【0023】オゾン曝気処理の条件を強化するための対
策として、オゾン注入率を高めるように装置の運転を制
御する。また、流入窒素負荷を軽減するための対策とし
て、(1)廃水1の流量減、(2)返送汚泥8の流量
増、(3)反応槽(脱窒槽3および硝化槽4のいずれか
一方または両方)の容量増がある。これらの制御は、制
御装置15によって行う。脱窒工程および硝化工程から
なる廃水処理方法の他に、嫌気工程、脱窒工程(無酸素
工程)および硝化工程(好気工程)からなる廃水処理方
法に対しても、本発明の窒素除去方法を適用することが
できる。
【0024】図3に、本発明の方法による、更に別の生
物学的窒素除去処理装置の一例を示す。図3に示した本
発明の方法による生物学的窒素除去処理装置は、図1に
示した本発明の方法による生物学的窒素除去処理装置に
おいて、嫌気槽16を新たにつけ加えたものであり、主
として最初沈澱池2、嫌気槽16、脱窒槽3、硝化槽4
および最終沈澱池7から構成される。
【0025】図3に示す、本発明の方法による生物学的
窒素除去処理装置において、嫌気槽16は攪拌のみが行
われる槽であり、本槽には、廃水1および返送汚泥8が
送られる。嫌気槽16においては、活性汚泥が、廃水1
中の溶解性成分を主体とする有機物を利用して、廃水1
および返送汚泥8に含まれる硝酸性窒素または亜硝酸性
窒素を、窒素ガスに還元(即ち、脱窒反応)し、処理液
に脱窒処理を施すとともに、活性汚泥が細胞内に蓄積し
たリン酸イオンを廃水中に放出する(即ち、生物学的リ
ン放出反応)。脱窒槽3および硝化槽4においては、活
性汚泥が廃水中のリン酸イオンを細胞内に摂取する(即
ち、生物学的リン摂取反応)。
【0026】なお、図3に示す、本発明の方法による生
物学的窒素除去処理装置においては、オゾン曝気処理後
の最初沈澱池沈澱物13を嫌気槽16に流入させてもよ
い。
【0027】
【実施例】本発明の生物学的窒素除去方法の実施例を図
を参照しながら以下に説明する。図4に実施装置を示
す。本実施例では、図1に示すフローからなる廃水処理
装置から採取した返送汚泥、硝化循環液、廃水および最
初沈澱池沈澱物の混合液を試料として図4に示す装置に
投入し、脱窒槽条件下における活性汚泥の脱窒反応の特
性を調査した。表1に試料の組成を示す。
【0028】
【表1】
【0029】図1に示すフローからなる廃水処理装置か
ら採取した廃水のBOD濃度は42mg/Lであり、返
送汚泥および硝化循環液のMLSS濃度は、それぞれ4
200mg/Lおよび1900mg/Lであった。ま
た、最初沈澱池沈澱物には、図1に示すフローからなる
廃水処理装置から採取したMLSS濃度3200mg/
Lの最初沈澱池沈澱物にオゾンを曝気したものを用い
た。オゾン注入量は、最初沈澱池沈澱物の固形物濃度当
たり0.06g-O3/g-SS とした。
【0030】図5に試料排水中の硝酸イオン濃度の経時
変化を示す。この結果から、オゾンを曝気処理した最初
沈澱池沈澱物を加えた条件で脱窒反応を行った際の試料
Aと、オゾンを曝気処理した最初沈澱池沈澱物を加えて
いない条件で脱窒反応を行った際の試料Bとの比較から
すれば、最初沈澱池沈澱物に対してオゾン曝気処理を施
した沈澱物を加えて脱窒処理を行った場合には、排水中
の硝酸イオンの減少速度が大であった。即ち、オゾン曝
気処理した最初沈澱池沈澱物を加え、試料排水中の有機
物濃度を大とすることにより、脱窒工程での脱窒反応速
度が大となることが判明した。
【0031】
【発明の効果】本発明の廃水の窒素除去方法によると、
雨水の流入等の場合の如く、脱窒工程へ供給される有機
物濃度が窒素濃度の低下する程度以上に低下することに
よって脱窒工程での脱窒反応速度が低下し、処理水の水
質が悪化する場合においても、また、最初沈澱池で固液
分離処理を受けた後、脱窒工程へ流入する排水中の溶解
性汚濁物質の有機物濃度/窒素濃度比が低いため、脱窒
工程での脱窒反応速度が低下し、処理水の水質が悪化す
る場合においても、脱窒反応を行うに必要な有機物の供
給が確保され、脱窒工程での脱窒反応速度の低下を防止
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法の1つの実施態様を説明するため
の生物学的窒素除去処理装置を示す概略側面図である。
【図2】本発明の方法の別の1つの実施態様を説明する
ための生物学的窒素除去処理装置を示す概略側面図であ
る。
【図3】本発明の方法の更に別の1つの実施態様を説明
するための生物学的窒素除去処理装置を示す概略側面図
である。
【図4】本発明の方法の実施例における脱窒反応実験装
置の概略側面図である。
【図5】試料排水中の硝酸イオン濃度の経時変化を示す
グラフである。
【図6】従来の方法を説明するための生物学的窒素除去
処理装置を示す概略側面図である。
【符号の説明】
1. 廃水 2. 最初沈澱池 3. 脱窒槽 4. 硝化槽 5. 散気装置 6. 硝化循環液 7. 最終沈澱液 8. 処理水 9. 返送汚泥 10. 最初沈澱池沈澱物 11. オゾン処理槽 12. オゾン発生装置 13. オゾン曝気処理後の最初沈澱池沈澱物 14. ORP計 15. 制御装置 16. 嫌気槽 17. 攪拌装置 18. ビーカー 19. 試料

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】最初沈澱池工程、脱窒工程および硝化工程
    からなる廃水の生物学的窒素除去処理方法、または、最
    初沈澱池工程、嫌気工程、脱窒工程および硝化工程から
    なる廃水の生物学的窒素除去処理方法において、前記最
    初沈澱池工程における最初沈澱池の沈澱物の少なくとも
    一部にオゾン処理を行い、前記オゾン処理を行った前記
    沈澱物の少なくとも一部を、前記脱窒工程における脱窒
    槽または前記嫌気工程における嫌気槽に流入させること
    を特徴とする、廃水の窒素除去方法。
  2. 【請求項2】前記脱窒工程における脱窒槽の酸化還元電
    位が0mV以上の値であるとき、前記オゾン処理の条件
    を強化する、または、窒素の流入負荷条件を軽減するこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の廃水の窒素除去方
    法。
JP13399097A 1997-05-23 1997-05-23 廃水の窒素除去方法 Pending JPH10323692A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104326561A (zh) * 2014-11-18 2015-02-04 华中农业大学 一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法
JP2017144402A (ja) * 2016-02-18 2017-08-24 水ing株式会社 アンモニア性窒素含有被処理液の硝化脱窒処理方法及び装置

Cited By (3)

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