JPH1080696A - 脱窒処理方法及び脱窒処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い脱窒効率を維持したままコンパクトな脱
窒処理装置を提供することを課題とするものである。 【解決手段】 原水中のアンモニア性窒素を窒素酸化物
に生物学的に硝化する工程と、原水中の窒素酸化物を還
元して生物学的に脱窒する工程からなる脱窒処理方法に
おいて、前記硝化工程が深槽曝気槽1 内で行われ、且つ
前記脱窒工程が脱窒菌グラニュールが充填されている脱
窒槽2 内で行われることを解決手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、窒素を含む排水中
から窒素を生物学的に脱窒して窒素を除去する脱窒処理
方法及び脱窒処理装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、排水中の窒素を微生物を使用して
除去する生物学的な脱窒処理方法としては、脱窒菌に窒
素を含む排水を接触させて脱窒を行う方法が行われてい
た。この場合、脱窒菌は窒素酸化物（硝酸窒素或いは亜
硝酸窒素）を還元して窒素ガスにするため、脱窒を行う
ためには排水中の窒素成分は窒素酸化物の形でなければ
脱窒することはできず、従って排水中にアンモニア性窒
素が含まれている場合には、硝化菌によって排水中のア
ンモニア性窒素を窒素酸化物の形に硝化してから上記脱
窒菌によって脱窒していた。

【０００３】この脱窒処理方法としては、脱窒菌をその
まま処理水中に浮遊させる浮遊式の脱窒方法や、或いは
充填剤等に脱窒菌を付着させて該充填剤に排水を接触さ
せる固定床式の方法等が使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、浮遊式の脱窒
方法の場合には、菌体がそのまま脱窒槽内に浮遊してい
るため処理水とともに流失しやすく脱窒菌槽内に菌体を
高濃度に確保しておくことが困難であり、また固定床式
の場合にも脱窒効率を上げるためには固定床を大型にし
てこれに付着する脱窒菌を増加しなければならないた
め、脱窒槽全体を大型化することによって、一定以上の
脱窒効率を維持していた。

【０００５】また、前記硝化槽としては、通常硝化菌を
そのまま処理水中に浮遊させる浮遊式が使用されていた
が、硝化槽においても高濃度に硝化菌を保持して硝化効
率を一定以上に保つためには、硝化槽を大型にせざる得
なかった。

【０００６】従って、脱窒処理装置全体が大型になり広
大な設置面積が必要となり、その設置場所が限定される
とともに、装置の設置コスト及び製造コストが増大し不
経済であるという問題が生じていた。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、高い脱窒効率を維持したままコン
パクトな脱窒処理装置を提供することを課題とするもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、原水中のアンモニア性窒素を窒素酸化物に生
物学的に硝化する工程と、原水中の窒素酸化物を還元し
て脱窒する工程からなる脱窒処理方法において、前記硝
化工程が深槽曝気槽1 内で行われ、且つ前記脱窒工程が
脱窒菌グラニュールが充填されている脱窒槽2 内で行わ
れることにある。

【０００９】また、硝化工程で処理された処理水を、汚
泥と水分に分離する分離工程が設けられたことにも別の
手段を有する。さらに、脱窒工程で脱窒処理された処理
水をさらに脱窒菌グラニュールによって脱窒する再脱窒
工程が設けられたことにも別の手段を有する。

【００１０】また、脱窒処理装置としての特徴は、原水
中のアンモニア性窒素を窒素酸化物に硝化する硝化菌が
充填された硝化槽1 と、原水中の窒素酸化物を還元して
脱窒する脱窒菌が充填された脱窒槽2 を具備する脱窒処
理装置において、前記硝化槽1 が深槽曝気槽で、且つ前
記脱窒槽2 には脱窒菌グラニュールが充填されているこ
とにある。

【００１１】すなわち、上記のように脱窒工程を脱窒菌
グラニュールにおいて行うため、脱窒槽内の脱窒菌を高
濃度に保持することができ、脱窒槽が従来の浮遊式や固
定床式の脱窒槽よりも小型であっても脱窒能率は高く維
持することができる。同時に、硝化槽としても深槽曝気
槽を使用するため、通常の硝化槽と容積は同じまま硝化
槽の設置面積を小さくすることができる。

【００１２】従って、脱窒槽及び硝化槽をコンパクトに
できることによって脱窒処理装置全体の設置面積を縮小
することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、まず、脱窒処理装置の構成から図面に従って説明す
る。

【００１４】図１において示す１は脱窒槽で、該脱窒槽
１の底部には、図２に示すように工場などから排出され
た排水を貯留槽1aに貯留された原水を導入する原水供給
部５が配設されている。該脱窒槽１内の底部には脱窒菌
を含有するグラニュール粒が堆積しているグラニュール
堆積部６が形成され、前記原水供給部５から供給された
原水が該グラニュール堆積部６と上向流で接触されてい
る。

【００１５】該脱窒槽１の内部には前記グラニュール粒
によって発生した窒素ガスを補集するガス補集部12及び
脱窒処理された処理水を排出する脱窒処理水排出路９が
設けられた集水トラフ13が形成されている。また、ガス
補集部12に補集された窒素ガスは窒素ガス排出路21から
排出される。

【００１６】２は、前記脱窒槽１において処理された処
理水が導入される硝化槽で、該硝化槽２内には原水中に
アンモニア性窒素の形で含まれる窒素を硝化作用によっ
て窒素酸化物（硝酸性窒素又は亜硝酸性窒素）に変換す
る好気性の硝化菌15が浮遊状態で充填されている。

【００１７】該硝化槽２の槽本体2aは水深約２０ｍ以上
になるような深い槽に形成され、さらに底部にエアーを
噴出して曝気する曝気手段16が取り付けられている。こ
の硝化槽２は槽本体2aを地面に埋め込みように設置して
もよく、或いは塔状に立設してもよいが、要は、硝化効
率を従来の槽と同様に維持するために必要な程度の容積
を確保するための深度に処理水が充填されていればよ
い。

【００１８】３は、前記硝化槽２において処理された処
理水を汚泥ごと導入され、浮上濃縮によって処理水と汚
泥を分離する汚泥分離槽で、該汚泥分離槽３には分離さ
れた処理水のみを排出する処理水排出路10と、分離され
た汚泥を返送汚泥として前記硝化槽２へ返送するポンプ
17が設けられた返送汚泥排出路18が設けられている。

【００１９】４は、硝化槽２で処理され且つ分離槽３に
おいて汚泥と分離された処理水を再度脱窒する再脱窒槽
で、該再脱窒槽４の底部には、前記脱窒槽１と同様の脱
窒菌グラニュール粒が堆積されたグラニュール堆積部８
が形成されている。

【００２０】11は再脱窒槽４で脱窒処理された処理水を
曝気する曝気槽で、該曝気槽11の下流側には該曝気槽11
で曝気された処理水中の懸濁物質等を沈殿させる沈殿槽
19が設けられ、該沈殿槽19において上澄み水が浄化水と
して排出される。

【００２１】20は、前記汚泥分離槽３において分離され
た処理水の一部を前記脱窒槽１へ返送する返送水搬出路
である。

【００２２】次に、上記のような構成からなる脱窒処理
装置22を使用して原水の脱窒を行う場合ついて説明す
る。

【００２３】まず工場等から排出された窒素を含む原水
が前記原水供給部５を経て脱窒槽１内に導入される。そ
して、脱窒槽１の底部に形成されたグラニュール堆積部
６に原水は上向流で接触され、原水中の窒素酸化物（硝
酸性窒素及び亜硝酸性窒素）はグラニュール中の脱窒菌
によって窒素ガスに還元される。

【００２４】そして、発生した窒素ガスは前記ガス補集
部12に補集され、さらに前記窒素ガス排出路21から脱窒
槽１から排出される。

【００２５】このような、脱窒槽１は脱窒菌がグラニュ
ールとして充填されているため、脱窒槽１内の脱窒菌濃
度は高濃度に維持されており、従って従来の浮遊式脱窒
槽に比して容積が小さくても脱窒処理を効率良く処理す
ることができる。従って、脱窒槽の設置面積を従来の浮
遊式脱窒槽の約１／５にすることが可能となる。

【００２６】次に、この脱窒槽１においてある程度の窒
素酸化物が脱窒された処理水を前記脱窒処理水排出路９
を経て硝化槽２へ導入する。

【００２７】前記脱窒槽１の脱窒菌は原水に含まれる窒
素酸化物（硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素）を窒素ガスに
還元することはできるが、例えば原水中にアンモニア性
窒素の形で含まれている窒素は還元することはできな
い。

【００２８】そこで、原水中にアンモニア性窒素の形で
含まれていた窒素は、硝化槽２内に導入されると、該硝
化槽２内の硝化菌によってアンモニア性窒素を硝酸性窒
素及び亜硝酸性窒素に硝化される。

【００２９】この硝化菌は好気性菌であるため、前記曝
気手段16によって曝気しながら原水中のアンモニア性窒
素を窒素酸化物に硝化していく。この時、該硝化菌は菌
体の状態で処理水に浮遊されているため、硝化槽２内の
硝化菌濃度を高濃度に確保するためには槽本体の容積を
大きくしなければならないが、前述のように該硝化槽２
は水深が約２０ｍ以上の深い槽に形成されているため、
槽本体2aの面積を小さくしても必要な容積を確保するこ
とができる。

【００３０】従って、槽本体2aの設置面積を従来の浮遊
式の硝化槽（通常水深が３〜５ｍのもの）に比して約１
／４〜１／７にすることが可能となる。

【００３１】さらに、該硝化槽２において硝化された処
理水は汚泥とともに汚泥分離槽３へ送られて、浮上濃縮
方法により汚泥と処理水に分離される。そして、汚泥は
返送汚泥排出路18を経てポンプ17によって返送汚泥とし
て前記硝化槽２へ返送され、処理水は処理水排出路10に
よって再脱窒槽４の底部へ送られる。

【００３２】この処理水の一部は前記返送水搬出路20を
経て前記脱窒槽１へ返送水として返送されるが、これは
返送水中に含まれる有機物が脱窒時に必要な水素供与体
として働くため、脱窒槽１に別途アルコール等の有機物
を水素供与体として供給する必要がない。

【００３３】そして、再脱窒槽４に移送された処理水は
再度前記脱窒槽１と同様の脱窒菌グラニュール堆積部８
に上向流で接触される。この再脱着槽４においては、前
記硝化槽２において原水中に含まれるアンモニア性窒素
が変換されて生じた窒素酸化物を脱窒菌によって還元し
て窒素ガスとして排出する。

【００３４】このようにして、窒素が除去され処理水は
前記曝気槽11及び沈殿槽を経て懸濁成分等が除去された
後に浄化水として装置外へ排出される。

【００３５】上記のように脱窒槽１がグラニュールを使
用した脱窒槽１であり、且つ硝化槽２が深槽曝気槽であ
るため、脱窒槽１及び硝化槽２の設置面積は従来のもの
に比して縮小することが可能となり、脱窒処理装置全体
もコンパクトになり、設置面積が狭い場所にもこのよう
な脱窒処理装置を設置することができる。

【００３６】尚、上記実施の形態では、脱窒槽１の下流
側に硝化槽２を設けて、さらにその下流側に再脱窒槽４
を設けたが、脱窒槽１より上流側に硝化槽２を設けても
よい。このような場合には再脱窒槽を特に設けることは
必要がないが、脱窒工程を繰り返し行うことによって、
一度には脱窒しきれなかった窒素を確実に還元して脱窒
を行うことができ、浄化水の質を向上させることができ
る。

【００３７】また、上記実施の形態では、硝化後の処理
水の一部を脱窒槽へ水素供与体として返送したが、この
ような処理水の一部を脱窒槽へ返送することは条件では
ない。

【００３８】さらに、上記実施の形態では、排水を貯留
する貯留槽を設けたが、この貯留槽において原水を攪拌
し均一化する処理を行ったり、原水のｐＨ調整等を行っ
てもよい。

【００３９】また、上記実施の形態では、汚泥分離工程
において汚泥と処理水の分離は、浮上濃縮により行った
が、分離の方法としてはこれに限定されるものではな
く、沈降分離、遠心分離、膜分離等の分離方法であって
もよい。但し、上記のように浮上濃縮方法を採用した場
合には、沈降分離等に比較して、濃縮度が高く、また濃
縮する時間も短時間で済むため、汚泥分離槽の設置面積
も小さくて済み、且つ運転管理も容易であるという利点
を有する。

【００４０】

【発明の効果】叙上のように、本発明は脱窒効率及び硝
化効率を高く維持したまま装置をコンパクトに形成する
ことができるため、設置面積が少なく経済的であるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態例としての脱窒処理方法のフロー
図。

【図２】本発明にかかる脱窒処理装置の要部概略図。

【符号の説明】

１ 脱窒槽 ２ 硝化槽 ３ 汚泥分離槽（分離槽） ４ 再脱窒槽

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原水中のアンモニア性窒素を窒素酸化物
   に生物学的に硝化する工程と、原水中の窒素酸化物を還
   元して生物学的に脱窒する工程からなる脱窒処理方法に
   おいて、前記硝化工程が深槽曝気槽(1) 内で行われ、且
   つ前記脱窒工程が脱窒菌グラニュールが充填されている
   脱窒槽(2) 内で行われることを特徴とする脱窒処理方
   法。
2. 【請求項２】 前記硝化工程で処理された処理水を、汚
   泥と水分に分離する分離工程が設けられた請求項１に記
   載の脱窒処理方法。
3. 【請求項３】 前記脱窒工程で脱窒処理された処理水を
   さらに脱窒菌グラニュールによって脱窒する再脱窒工程
   が設けられた請求項１又は請求項２に記載の脱窒処理方
   法。
4. 【請求項４】 原水中のアンモニア性窒素を窒素酸化物
   に硝化する硝化菌が充填された硝化槽(1) と、原水中の
   窒素酸化物を還元して脱窒する脱窒菌が充填された脱窒
   槽(2) を具備する脱窒処理装置において、前記硝化槽
   (1) が深槽曝気槽で、且つ前記脱窒槽(2) には脱窒菌グ
   ラニュールが充填されていることを特徴とする脱窒処理
   装置。
5. 【請求項５】 前記硝化槽(1) において処理された処理
   水が導入され、該処理水を汚泥と水分に分離する分離槽
   (3) が設けられている請求項４に記載の脱窒処理装置。
6. 【請求項６】 前記脱窒槽(2) より下流側に、該脱窒槽
   (2) において脱窒処理された処理水を再度脱窒する脱窒
   菌グラニュールが充填された再脱窒槽(4) が設けられて
   なる請求項４又は請求項５に記載の脱窒処理方法。