JPS5898195A - 生物学的脱窒素法の制御方法 - Google Patents

生物学的脱窒素法の制御方法

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JPS5898195A
JPS5898195A JP19453481A JP19453481A JPS5898195A JP S5898195 A JPS5898195 A JP S5898195A JP 19453481 A JP19453481 A JP 19453481A JP 19453481 A JP19453481 A JP 19453481A JP S5898195 A JPS5898195 A JP S5898195A
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Shunsuke Nokita
舜介 野北
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均 小笠原
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は廃水中に溶解している窒素量を生物学的に除去
する生物学的脱窒素性に保わp、%に、脱窒素工程への
水素供与物質の供給制御方法に関する。
廃水中の窒素化片柳は湖沼や内海における富栄養化現尿
の一要因で、窒素化合物を除去するいわゆる脱mt行う
ことが型費である。廃水からの脱窒するにハ拗理化学的
にアンモニアガスとして飛散させる方法、生物学的に窒
素ガスとして飛散させる方法や蛋白源として回収する方
法がガ」られている。これらの方法のうち生物学的に窒
素ガスとして飛散させる生物学的硝化脱窒素性が蝦も一
般的に用いられている。
この生物学的脱窒法は、好気性条件で生育する硝化菌の
作用によシアンモニア性窒素(以下へH。
−Nと称する)を硝敵性あるいは亜硝酸性窒素(総称し
てN0X−Nと以干称する)に酸化させる硝化工程と、
硝化工程からの流出水すなわち硝化液中のN0X−Nを
嫌気性条件で活動する脱窒素直の作用によ#)窒素(以
下N2と称する)ガスに還元する脱窒素工程とから構成
さγしている。脱屋素工程では脱窒素のだめの還元剤が
必要となシ、一般的にメタノール等の水素供与体でろる
N ■炭素源が使用される。脱窒素工程への有機炭素源
供給ei生物学的脱室窒素において重要なことである。
すなわち、炭素源の過少添加は、N0X−Nを残留させ
るとともに脱屋累プロセスの下流に設置される沈殿池で
脱窒反応が進むために汚泥浮上現象を発生させ、処理水
質を悪化させる原因となる。
一方、有機炭素源の過剰添加は不経済であるはかりでな
く、残留炭素源が処理水の有機物濃度全増大させる精米
となり処理水質の悪化を招くことになる。し7こがって
、有機炭素源の供給は除去すべき窒素量に過不足のない
ように行うことが必要となる。
有機炭素源の供!@量を適正に行うため、従来4jfl
柚の制御方法が提案されている。その1つとして、脱窒
素エイ呈で発生するガス流量を測足し、その全成分がN
2ガスであるとして求めたへ、ガス発生量に対応して有
機炭素源注入量を制御する方法がある。この制御呻方法
はガス発生総量を完全に検出することが条件となる。し
かるに、脱窒素工程では気液境界面にシロ化したスカム
が固定層金形成し、この固i1台が発生ガスの飛散を妨
害するために検出ガス鼠は大さl誤差を伴う。また、巨
大な土木構造物である下水処理場の脱窒素工程全完全に
密閉することは置部でカス洩れを避けられず、誤差が更
に大きくなる。これらの誤差は、元々のガス発生量が非
常に少ないことから無視できない。したがって、このよ
うな誤差全件った検出量に基づき炭素源圧入量を制御し
ても適正口金注入することは手口Tiしである。
筐た、流廃水中の全窒素量あるいは硝化槽から流出した
硝化液中の硝酸性4素を分析計により窒素量を検出し、
炭素源注入祉を検出値に比例して制イIする方法、検出
値と廃水流鼠との積に比例して注入する方法がある。し
かし、こ扛らの分析計は信頼性や保守性が十分でなく、
また検水を分析」に導入する際に汚泥除去などの前処理
を必要とするなどの欠点があり、オンライン耐測器とし
て用いることはできない。
以上のように、従来の制御方法では水素供与体の圧入量
を過不足なく適正に行うことが′Cきず、水処理を良好
に行うことができないという欠点を有する。
点 本発明は上記に対処して成されたもので、その八 目的とするところは硝化工程で生成される全窒素量を還
元するのに必要な適正量の水素供与物質を供給し、水処
理全良好に行える生物学的脱窒常法の制御方法を提供す
ることにある。
本光明の観点とするところは、硝化液中のN0X−Nが
脱窒素工程排ガス中の窒素成分量から算出できることを
見出したことにあり、窒素成分量を正確に検出するため
に硝化液の一部とその硝化液中のN0X−Nを完全に脱
窒するに十分な水素供与物質を供給するとともにガス攪
拌を行わせる検出用脱窒槽を設け、この検出用脱窒槽で
測定した窒素J戎分鼠に基づきノ況窒素工程のN0X−
N量に応じた童の水素供与物質の供給量を制御するよう
にしたものである。
本プロ明の基本理念についてまず説明する。
本発明者らは好気的条件(硝化工程)でN1−1゜−N
が酸化されて生成したN0X−Nを嫌気的条件(脱窒工
程)におくとN1ガスと亜酸化窒素(以下へ20と略称
する)ガスが同時に発生し、それぞれのガス発生量は廃
水中のN0X−N量に比例することを実験的に見出した
。第1図はへ2ガス発生量とN0X−N量の関係、第2
図はN、0ガス発生量とN0X−N量の関係を示す。こ
れらの図から、N1ガスあるいはN、0ガス発生量はN
0X−N量と比例関係にあり、排ガス中の窒素成分量G
Nから廃水中のN0X−N量t、6次式で表わすことが
できる。
’ * = a−GM 十b    ・・・・・・・・
・・・・・・・(1)a、b:定数 なお、窒素ノ戊分量ONはNtガスとN、0ガスの両者
によシ、あるいはそれぞれのガス単独によつてもN0X
−Nit、i求めることができる。ところで、本元明者
らの実験において、脱窒素工程の攪拌全ガス吹込みで行
うことにより気液境界面にスカムの固建層を形成させず
ガス飛散を良好にし、かつ叡中への浴MN 2ガスを強
制的に放散させるために先生ガスのほぼ全量を排ガス中
にきませることができた。排ガス中のN2及びN20i
’!度は、例えはガスクロマトグラフ分析装置や高感度
赤外分光光度計などによりオンライン計測が容易でおる
。このことから、脱窒素工程をガス曝気し、その排ガス
中の窒素成分量を測定することによって廃水中のN0X
−N量を精度良く求めることができる。
本発明はこのような理念に基づき成されたもので、本発
明の一実施例を第3図に示す。
第3図は硝化槽1、脱窒槽3および沈殿池2が直列に配
置されている最も一般的なプロセス構成に本発明を採用
した例を示す。
第3図において、有機窒素あるいはアンモニア性窒素が
溶屏している流入水11が硝化槽1に流入する。イlf
f1化惜1では流入水11申のM累ケ送風機21からの
曝気空気による酸素供給と硝化菌の作用により数時間の
滞留時間のもとで硝暇性窒素に硝化する。硝化槽1から
流出した硝化液12は脱窒槽3に導かれる。脱窒槽3で
は供給装置23から水素供与物質(例えばメタノールの
有機炭素源全供給するとともに、機械式攪拌が行われる
このような操作によって、硝化i12に俗解するへQx
−へは脱窒菌の触媒作用のもとに水素供与体で還元され
、N2のうち飽和浴屏度以−ヒのものは排ガスGとして
放散し、窒素除去が終了する。
脱窒槽3から流出し、た脱窒液14は沈殿池2に導かれ
、硝化−及び脱窒菌は沈呻し、一部は返送汚泥15とし
て杓ひ硝化槽に還流され、残りは余剰汚泥として糸外に
vト出される。−万、上澄液16は処理水として河川等
に放流される。
一方、力兄室僧3に供給される水素供与物質は次のよう
にして制御される。
検出用脱窒槽4には硝化g!!、注入装置25により硝
化液12の−へISを一定流1gqゎで尋人され、また
炭素諒供縮装置24により定量の炭素源q。が供給され
る。検出用脱窒槽4内は曝気装置22により散気管8か
ら噴射されるガスによp@気される。曝気ガスは不活性
ガス、消化ガスなどはもちろんのこと、空気であっても
良い。また、曝気ガスとして水素含有ガスを用いると炭
素源の供給量を少なくできる。
検出用脱窒槽4への炭素源(メタノール)添加量q、は
硝化液qゎの全l\0X−N量tアを完全還元するに十
分な童を供給することが必要で、例えは次式で与えられ
る。
(1,=k −1,=に−qIl・(NOX−N)m、
!  ・(2)ここで、(NOX−N)、、、はN0X
−N1X度の日取太1直、kはメタノール#度や消費率
等を考慮した定数である。メタノールq、は過剰添加さ
れることになるが、分岐した硝化gqIlは硝化液12
に比べ微少童であることから、消費するメタノール童か
ら見れば無視できる量である。また、脱窒液14′を脱
窒槽3に流入させることによシ残留メタノールの有効利
用ができる。−万、検出用脱(9) 車重4ゲ密閉し、覆蓋上部のm個用より排ガスを抜出し
てN、ガス分析#33及びNzOガス分析計34に導き
それぞれの#度CM、 、 CM2Oを計測する。分析
計33.34で測定したガス濃度CN、。
CN、Oを窒素J戊分演昇回路36に加える。なお、N
2ガスとN20ガスの両方を測定すると硝化液中の全窒
素量會正イI夜に測定できる。窒素成分演算回路36は
ガスtf、@社31で検知された曝気ガス流fi Q 
gも入力され、窒素成分量(i Nが次式で求める。
0N−(kl・CN、十に2・CN2o)・Ql 叫−
(3)k、、に2 :定数 ここで、ガス流量計31が曝気ガス全測定しているのは
検出用脱窒槽4のガス発生せが曝気ガス団に比べて僅少
でほぼ無視できるからである。このようにするとカス流
量計31に水分が剛着することがなく好都合である。
窒素童演葬回路37は窒素成分量GNから(1)式に基
づき硝化液12中のNOX−Nmt、を求める全窒素鼠
演算回路38は硝化液12のNOX−(10) N鼠t、と流雪Fi1′32で測定した硝化液12の流
鼠Q、全入力し、硝化液12中の全N OX −N吋′
l″Nヶ求め注入掛制岬回蹟39に加える。注入用1制
御回路39は全N OX −N量11Nを還元するのに
必妥とするメタノール供給量Qcとなるように供給装置
23を1問御する。
このようにして有機炭素源の供給量ケ制側Iするのであ
るが、硝化液中の硝化窒素を還元するのに必要な適正量
の有鹸炭素源を注入でき、良好な水処理を行える。
以上認可したように、本発明によれば、硝化工程で酸化
きれた窒素量に対応した水素供与物質の供給が行われる
ために脱窒素工程流出液中の硝化冨素量及び′A留炭素
源鼠を常に零にすることができ、水処理ケ良好に行える
【図面の簡単な説明】
第1図V:i呪窒反応時における硝化へ中のN02−N
量とへ2兄生量の符仙図、第2図はN (J X −N
社とN20発生−亀のqf性図、第3図は本発明の一犬
施しUを示す構成図である。 (11) l・・・硝化1台、2・・・沈殿池、3・・・睨窒憎、
4・・・検出用脱窒槽、1】・・・流入水、12・・・
硝化液、13・・・混曾欣、14.14’・・・脱窒液
、15・・・返送汚泥、16・・・処」11!水、21
.22・・・曝気読直、23゜24・・炭素綜供給装置
、33・・・個索分析耐、34・・亜酸化窒素分析H”
I’ n (12)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、流入廃水中の窒素化合物を酸化する硝化工程と、該
    硝化工程から流出する硝化液中の硝酸性窒素あるいは亜
    硝酸性窒素を水素供与体の存在下で還元し窒素性ガスと
    して除去する脱窒素工程とを鳴する生物学的脱窒素性に
    おいて、前記硝化液の一部を導入し、供給される水素供
    与物質と曝気攪拌する検出用脱窒槽を設け、この検出用
    脱窒槽の排ガスに含有する窒X量を測定し、銭含有窒素
    量から前記硝化液中の硝化窒素量を求め、この硝化窒素
    量に応じてするように前記脱窒素工程へ供給する水垢供
    与物質量の制御を行い硝化窒素量を還元させるようにし
    たことを特徴とする生物学的脱窒法の開側1方法。 2、特許請求の範囲の第1項において、検出用脱窒槽に
    定量の硝化液を4@、該硝化液中の最大硝化窒素量を還
    元するに十分な量の水素供与物質を供給し、完全還元下
    の含有窒素量に基づいて硝化液中の硝化窒素量を求める
    ようにしたことを特徴とした生物学的脱窒素性の制御方
    法。
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