JPH11244891A - 廃水の脱窒素処理方法と処理システム - Google Patents

廃水の脱窒素処理方法と処理システム

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JPH11244891A
JPH11244891A JP4736598A JP4736598A JPH11244891A JP H11244891 A JPH11244891 A JP H11244891A JP 4736598 A JP4736598 A JP 4736598A JP 4736598 A JP4736598 A JP 4736598A JP H11244891 A JPH11244891 A JP H11244891A
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JP
Japan
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zone
biological treatment
anaerobic
treatment
wastewater
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JP4736598A
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Hiroto Haruki
裕人 春木
Masahiko Okuda
正彦 奥田
Keiichi Kamio
恵一 神尾
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Takuma Co Ltd
Original Assignee
Takuma Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトな脱窒素処理方法。 【解決手段】 嫌気性生物処理ゾーン5aを先頭に、複
数の嫌気性生物処理ゾーン5a,5bと好気性生物処理
ゾーン6a,6bとを流れの方向に交互に配列した処理
装置1を用い、先頭を含む複数の嫌気性生物処理ゾーン
6a,6bに処理する廃水をステップ供給して下流ゾー
ンを順次に流通させ、廃水中の窒素化合物を生物処理し
た後、処理後の流出液を固液分離装置2に導いて汚泥を
分離し、分離された汚泥を前記処理装置の先頭の嫌気性
生物処理ゾーン5aに返送する。処理の仕上に移床式上
向流砂ろ過装置3を組合わせ用いることが好ましい。設
備を用い、少なくとも既存の廃水処理量を維持したまま
で、大量の硝化液を循環することなく、効率よく高い脱
窒処理性能を長期間安定して維持することができる。

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、し尿などの
窒素化合物を含む生活廃水もしくは産業廃水の脱窒素処
理方法および脱窒素処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】下水などの廃水は主に生物的に処理され
ている。廃水中の有機物の処理には、従来から浮遊性で
比較的沈降分離しやすいフロックを形成する好気性微生
物を利用した活性汚泥法が用いられている。活性汚泥法
には、基本的にエアレーションタンクと、これに続く最
終沈殿池と、沈殿分離された汚泥をエアレーションタン
クに戻す汚泥返送手段とからなる標準活性汚泥法の他、
処理条件に応じた各種の変法がある。さらに、廃水中の
窒素成分を効率よく低いレベルにまで除去する方法とし
ては、脱窒菌と硝化菌とに順次作用させる生物的硝化脱
窒プロセスがあって、基本的には活性汚泥法と同様のプ
ロセス構成であるが、前記の2種類の微生物の作用を保
持するためにシステムを工夫する必要がある。
【0003】その代表的なプロセスは図2にフローシー
トで示した硝化液を循環する循環式硝化脱窒法である。
前段の嫌気性雰囲気で行う脱窒処理工程22と、後段の
好気性雰囲気下で行う硝化処理工程23と、硝化処理に
より生成した硝酸性窒素を含む処理液(硝化液)を脱窒
処理工程22に戻し、廃水中の有機物を炭素源として脱
窒処理を行わしめる硝化液循環系25と、処理液中の汚
泥を分離する固液分離装置24と、分離汚泥の返送系2
6とからなる。処理水は吐出配管27から系外に取出さ
れる。硝化液の返送量は、通常、処理廃水の1ないし3
倍を必要とする。また、下水処理の場合を例にとると、
処理に必要な滞留時間は12ないし16時間程度であっ
て、この時間は標準活性汚泥法における滞留時間の約
1.5ないし2倍である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記したように循環式
硝化脱窒法には、標準活性汚泥法に比べ大容量の、例え
ば処理タンクを要し、かつ循環する硝化液量が大きいと
いう問題点があった。循環式硝化脱窒法を利用して既存
の下水処理場の窒素除去機能の改善をはかろうとして
も、廃水処理量が1/1.5ないし1/2に低下するの
で容易に実施できない。そこで本発明は、標準活性汚泥
法に準ずる容量の設備を用い、少なくとも既存の廃水処
理量を維持したままで、大量の硝化液を循環することな
く、効率よく高い除去性能を長期間安定して維持するこ
とのできる廃水の脱窒素処理方法および脱窒素処理シス
テムの提供を課題に完成されたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに本発明は、嫌気性生物処理ゾーンを先頭に、複数の
嫌気性生物処理ゾーンと複数の好気性生物処理ゾーンと
を流れの方向に交互に配列した処理装置を用い、先頭を
含む複数の嫌気性生物処理ゾーンに処理する廃水をステ
ップ供給して下流ゾーンを順次に流通させ、廃水中の窒
素化合物を生物処理した後、処理後の流出液を固液分離
装置に導いて汚泥を分離し、分離された汚泥を前記処理
装置の先頭の嫌気性生物処理ゾーンに返送することを特
徴とする廃水の脱窒素処理方法を提供する。前記の廃水
の脱窒素処理方法において、処理後の流出液または下流
に位置するゾーンから流出させた処理液を硝化液とし
て、上流ゾーンに循環させてもよい。
【0006】また本発明は、嫌気性生物処理ゾーンを先
頭に、複数の嫌気性生物処理ゾーンと複数の好気性生物
処理ゾーンとを流れの方向に交互に配列し、先頭を含む
複数の嫌気性生物処理ゾーンに廃水をステップ供給する
ための廃水供給管を設けた処理装置と、処理装置の流出
水出口配管に連結された固液分離装置と、固液分離装置
の分離水流出口に連結された移床式上向流砂ろ過装置
と、固液分離装置の汚泥取出口から、分離された汚泥を
前記処理装置の先頭の嫌気性生物処理ゾーンへ返送する
汚泥返送配管系とからなることを特徴とする廃水の脱窒
素処理システムを提供する。各ゾーンの容量比は、嫌気
性生物処理ゾーンの全容量1に対し、好気性生物処理ゾ
ーンの全容量が1ないし2が好ましい。また、好気性生
物処理ゾーンには空気の吹込手段を、嫌気性生物処理ゾ
ーンおよび好気性生物処理ゾーンには、積極的攪拌手段
を設けるとよい。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の廃水の脱窒素処理方法、
および脱窒素処理システムは、処理装置を嫌気性生物処
理ゾーン(以下、嫌気性ゾーンという)と好気性生物処
理ゾーン(以下、好気性ゾーンという)とに分割して交
互に配列し、複数の嫌気性ゾーンに処理する廃水をステ
ップ供給して硝化と脱窒を行い、得られた硝化、脱窒後
の処理水を固液分離して汚泥を処理装置の先頭に返送す
る。そして、標準的には、固液分離した後の処理水をさ
らに移床式上向流砂ろ過装置に送って生物ろ過し、残存
する窒素成分を除去するものである。
【0008】本発明を図1に示した実施形態例のフロー
シートを参照して説明する。処理される窒素化合物を含
む廃水は廃水供給管4により、その一部が処理装置1の
先頭に設けられた嫌気性ゾーン5aに供給される。嫌気
性ゾーン5aには、処理装置1の流出水出口側に設けら
れた固液分離槽2により分離された汚泥が、汚泥返送配
管系10により返送、供給されている。処理装置1は、
通常1槽で構成され内部を上下方向の仕切板13により
複数の嫌気性ゾーン5a,5bと複数の好気性ゾーン6
a,6bとに区切り、両ゾーンが交互に設けられてい
る。好気性ゾーン6a,6bには所要量の酸素を供給す
るために空気を吹込んでいる。
【0009】先頭の嫌気性ゾーン5aに供給された廃水
は溢流と潜流(仕切板の下端を潜り抜けて上流から下流
へ流れる)とを繰り返し、複数の嫌気性ゾーン5a,5
bと好気性ゾーン6a,6bとを交互に通って繰返し脱
窒、硝化処理され下流に流れる。仕切板を水平方向に設
け各ゾーンを水平方向のジグザグに区切ってもよい。こ
の間、残りの廃水は、流れ方向中間部の嫌気性ゾーン、
本例では嫌気性ゾーン5bにステップ供給され脱窒、硝
化処理される。本実施形態例では、簡単にするために嫌
気性ゾーン5a,5bと好気性ゾーン6a,6bとがそ
れぞれ2ゾーンづつの場合を説明したが、処理条件によ
りさらにゾーン数を増やすことができる。処理装置1全
体を1槽で構成することにより、コストと占有面積を節
約することができる。しかし、各ゾーンを独立槽とする
連続多槽装置で構成したり、一部のゾーンごとに1槽に
まとめた槽列で構成することもできる。
【0010】嫌気性ゾーン5aにおいては、供給された
窒素化合物含有廃水中に含まれる有機物を利用して返送
汚泥中の硝酸性窒素の脱窒が行われる。次の好気性ゾー
ン6aにおいては嫌気性ゾーン5aからの廃水中に含ま
れるアンモニア性窒素の硝化が行われる。次の嫌気性ゾ
ーン5bにおいては、ステップ供給された窒素化合物含
有廃水中の有機物を利用して好気性ゾーン6aで生成し
た硝酸性窒素の脱窒が行われる。さらに好気性ゾーン6
bにおいては嫌気性ゾーン5bからの流入水中に含まれ
るアンモニア性窒素の硝化が行われる。以下に設けられ
る嫌気性ゾーンと好気性ゾーンとにおいても同様の作用
を奏する。嫌気性ゾーンと好気性ゾーンの全容積の比率
は、前者1に対し好ましくは後者を1ないし2になるよ
うに設ける。
【0011】ところで、本発明では、嫌気性ゾーンと好
気性ゾーンとを交互に設けて生物学的な硝化・脱窒反応
を行い、さらに原水をステップ流入させることで脱窒に
必要な有機物を有効に分配供給することができる。ま
た、ステップ流入により、処理装置前段への流入水量が
減少するので、処理装置前段での微生物濃度が高まり、
各ゾーンでの処理窒素の負荷が均一化し、効率的な処理
装置を設計することができる。従って、処理槽は標準活
性汚泥法に準ずる容量で足り、また、既存の廃水処理量
を維持したままで、大量の硝化液を循環することなく、
効率よく高い除去性能を長期間安定して維持することが
できるのである。
【0012】処理装置1から流出した硝酸性窒素を含む
流出水は固液分離装置2に送られ、処理水と汚泥とに分
離される。分離された汚泥は余剰汚泥を除き、返送汚泥
として汚泥返送ポンプ14により、先頭の嫌気ゾーン5
aに戻される。固液分離装置2には、通常、沈澱池など
の沈澱法が用いられるが沈澱法に限定されるものではな
い。流出水の一部を硝化液として循環配管15を用いて
嫌気ゾーン5aおよび/または嫌気ゾーン5bに循環処
理することもできる。本例で分離された処理水は、必要
によりメタノール供給槽16からのメタノールを添加
し、エアリフトを利用してろ過層(砂層)を連続的に洗
浄する、移床式上向流砂ろ過装置3に送られ浮遊性固形
物の除去と残存硝酸性窒素の脱窒とを行い、吐出口17
から排出される。移床式上向流砂ろ過装置3としては、
たとえば、特公昭56−51808号公報に記載のろ過
装置などをあげることができる。この装置は、本来、汚
水中の浮遊性固形物の除去を目的とした高度処理装置で
あるが、本システムのように運転方法を整備すること
で、脱窒の仕上を兼ねて実施することが可能である。さ
らに凝集剤を添加すれば、りんの除去効果を期待するこ
ともできる。
【0013】
【実施例】次に実施例にもとづいて本発明を説明する。
本発明の効果を確認するために本発明を用いて合流式下
水処理場の最初沈殿池越流水を処理した。まず、容量が
6.7m3 の処理タンクを、図1に示した装置と同様に
上流側から1:2.3:0.8:0.5の比率で仕切
り、第1、第2の2つの嫌気ゾーンと2つの好気ゾーン
を設けた。嫌気ゾーンの全容量1に対する好気ゾーンの
全容量は約1.6であった。そして、前記の越流水20
3 /日を2つの嫌気ゾーンに1:1の比率でステップ
供給し、かつ10m3 /日の返送汚泥を第1嫌気ゾーン
に戻し、約3月間、連続運転を行った。その間、測定し
た越流水の全窒素濃度、固液分離装置から流出する処理
水中の全窒素濃度およびアンモニア性窒素濃度などを図
3に示した。なお、図中、処理水中の全窒素濃度(B)
と(有機窒素+NH3 性)窒素濃度(C)との差が処理
水中の硝酸性窒素濃度に相当する。
【0014】さらに固液分離装置からの流出水を、ろ過
面積が0.5m2 の移床式上向流砂ろ過装置を用いて仕
上処理を行い、残存硝酸性窒素を1mg/リットル以下
にすることができた。移床式上向流砂ろ過装置流出水の
全窒素濃度が約5mg/リットルなので、本システム全
体の窒素除去率は約83%であった。なお、同程度の仕
上処理を行うため、従来の浮遊方式の脱窒仕上タンクを
用いると、タンク内の滞留時間を1.5ないし2時間に
設定する必要がある。
【0015】
【発明の効果】本発明の利用により、標準活性汚泥法に
準ずる容量の設備を用い、少なくとも既存の廃水処理量
を維持したままで、大量の硝化液を循環することなく、
効率よく高い除去性能を長期間安定して維持することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態例フローシート
【図2】 従来の循環式硝化脱窒法フローシート
【図3】 実施例の原水および処理水中の窒素濃度の経
日変動
【符号の説明】
1:処理装置 2:固液分離装置 3:移床式上向流砂ろ過装置 4:廃水供給管 5:嫌気性生物処理ゾーン 6:好気性生物処理ゾーン 7:流出水出口配管 8:分離水流出口 9:汚泥
取出口 10:汚泥返送配管系 11:空気吹込手段 1
2:積極的攪拌手段 13:仕切板 14:汚泥返送ポンプ 15:循環
配管 16:メタノール供給槽 17:吐出口

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】嫌気性生物処理ゾーンを先頭に、複数の嫌
    気性生物処理ゾーンと複数の好気性生物処理ゾーンとを
    流れの方向に交互に配列した処理装置を用い、先頭を含
    む複数の嫌気性生物処理ゾーンに処理する廃水をステッ
    プ供給して下流ゾーンを順次に流通させ、廃水中の窒素
    化合物を生物処理した後、処理後の流出液を固液分離装
    置に導いて汚泥を分離し、分離された汚泥を前記処理装
    置の先頭の嫌気性生物処理ゾーンに返送することを特徴
    とする廃水の脱窒素処理方法。
  2. 【請求項2】前記の処理後の流出液または下流に位置す
    るゾーンから流出させた処理液を硝化液として、上流ゾ
    ーンに循環させることを特徴とする請求項1記載の廃水
    の脱窒素処理方法。
  3. 【請求項3】嫌気性生物処理ゾーンを先頭に、複数の嫌
    気性生物処理ゾーンと複数の好気性理ゾーンとを流れの
    方向に交互に配列し、先頭を含む複数の嫌気性生物処理
    ゾーンに廃水をステップ供給するための廃水供給管を設
    けた処理装置と、処理装置の流出水出口配管に連結され
    た固液流分離装置と、固液分離装置の分離水流出口に連
    結された移床式上向流砂ろ過装置と、固液分離装置の汚
    泥取出口から、分離された汚泥を前記処理装置の先頭の
    嫌気性生物処理ゾーンへ返送する汚泥返送配管系とから
    なることを特徴とする廃水の脱窒素処理システム。
  4. 【請求項4】嫌気性生物処理ゾーンの全容量1に対し、
    好気性生物処理ゾーンの全容量が1ないし2であること
    を特徴とする請求項3記載の廃水の脱窒素処理システ
    ム。
  5. 【請求項5】好気性生物処理ゾーンには空気の吹込手段
    が、嫌気性生物処理ゾーンおよび好気性生物処理ゾーン
    には、積極的攪拌手段が設けられていることを特徴とす
    る請求項3または4記載の廃水の脱窒素処理システム。
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