JPS60110397A - 汚水の生物学的処理装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は汚水の生物学的処理装置に係り、詳しくは、Ｂ
ＯＤ成分、窒素成分及びリン成分を含む汚水、例えばし
尿、下水その他の産業廃水などの汚水（以下これを便宜
上「原水」というときもある。）を生物学的に処理する
装置に関する。

〔従来技術〕

従来、Ｂ、ＯＤ成分、窒素成分及びリン成分を含む汚水
を処理する方法としては、ＢＯＤ及び窒素成分を硝化脱
窒工程を有する処理装置で処理したのち、その処理水に
凝集剤を添加して化学的にリン成分を除去する方法、あ
るいはＢＯＤ及びリン成分を生物学的に処理する方法、
すなわちリン成分を汚泥中に取込んで除去する方法が知
られている。

しかしながら、窒素成分とリン成分を汚水中から同時に
除去するには問題が多い。それは、脱窒処理における硝
化工程の好気処理条件と脱リン処理における好気処理条
件に相違があるところから窒素成分とリン成分とを同時
に処理して期待する処理水を得ることができないためで
ある。即ち、生物学的リン除去法における原水の好気槽
滞留時間は、原水ＢＯＤ濃度によってその最適値は異な
るが、一般的には短い方がリン除去効率が高い。

例えば都市下水であれば、リン除去のための好気槽の滞
留時間は３〜４時間程度が最適であると考えられる。と
ころが、この滞留時間では年間を通して硝化菌を維持す
ることは困難であることから硝化反応は起こり難く、特
に冬期においては硝化反応はほとんど起こらないと考え
られる。このように望ましい好気槽滞留時間は、硝化菌
維持のだめの好気槽滞留時間とリン除去のだめの条件と
で相反する。そして硝化反応が行なわれなければ脱窒も
行なわれなくなる。

また、生物学的リン除去法において、脱窒反応を行なう
ことにより１行なわない場合よりも、リン除去効率が低
下する。即ち、生物学的脱リンだけを行なう場合に比し
、脱窃工程辷設けて脱窒も行なう場合には、リン除去効
率は低下し、かつ脱窒量が増すほどリンの除去率の低下
の度合は大きくなる。なお脱窒量が及ぼすリンの除去率
低下の程度は、原水のＢＯＤ成分により変わってくるが
、一般的にはＢＯＤ成分濃度が低い方が影響が太きい。

このようなことから、従来、ＥＯＤ成分、窒素成分及び
リン成分を含む汚水を同時に効率良く処理することので
きる処理装置の出現が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、汚水に含有されるＥＯＤ成分、窒素
成分及びリン成分を同時に十分に除去することができ、
処理水質が極めて良好な、汚水の生物学的処理装置を提
供することにある。

〔発明の構成〕

この目的を達成するために１本発明の装置は、汚水を嫌
気性処理した後脱窒処理し次いで固液分離する装置にお
いて、この固液分離されだ液の全部または一部を抜き出
して硝化処理し、この硝化処理液を脱窒処理工程に循環
供給させるように構成したものであって、 原水と返送汚泥とを受け入れて嫌気処理する嫌気槽と、
嫌気槽からの流出液と硝化槽からの流出液とを受け入れ
て脱窒処理する脱窒手段と、脱窒手段からの流出液を固
液分離する第１の固液分離手段と、＃第１の固液分離手
段で分離された液分を受け入れて硝化処理する硝化槽と
、該硝化槽の流出液を前記脱窒手段へ循環させる循環系
路と、前記第１の固液分離手段で分離された汚泥の一部
を前記嫌気槽へ返送する汚泥返送手段と、を備えてなる
汚水の生物学的処理装置、 を要旨とするものである。

而して１本発明においては、硝化槽が脱窒槽とは別個に
設けであるため、硝化反応のための条件を、リン除去の
だめの条件とは独立して設定することができ、窒素、リ
ン及びＥＯＤ成分を極めて効率良くしかも同時に処理す
ることができるのである。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例？第１図ないし第４図を参照して
説明する。

まず第１図の実施例装置について説明する。この第１図
の装置は、嫌気槽１、脱窒槽２と好気槽３とからなる脱
窒手段２３、第１の固液分離手段４、第１の固液分離手
段４で分離された液分を受け入れる硝化槽５を有し、硝
化槽５の流出液を脱屋槽２へ循環させる循環系路１１及
び第１の固液分離手段４からの汚泥分を嫌気槽１へ返送
する糸路１２を備えている。

次に、第１図に示す本発明の装装置により、汚水を処理
する方法について説明する。

原水（汚水）は、まず糸路１２からの返送汚泥とともに
嫌気槽１に導入され、嫌気槽１内で一定時間攪拌されガ
から滞留させられる。この間、汚泥中の微生物は呼吸に
よってはエネルギーを得られないので、体内に蓄積して
いたリン化合物（例えば、ポリリン酸のマグネシウム塩
）を加水分解することにより、ＢＯＤ成分を取り込むエ
ネルギーとする。すなわち、この嫌気槽１では、微生物
はＢＱＤ成分を取り込み、代りにリン化合物の加水分解
によって生じたリン（正リン酸）を放出するのである。

このような作用は嫌気槽１を溶存酸素や亜硝酸イオン、
硝酸イオンが殆ど存在しないような嫌気状態にすること
によってより確実に達成される。

嫌気槽１からの流出液は、糸路１１から供給される硝化
槽５の流出液と共に脱窒槽２に受け入れられる。脱窒槽
２では混合液は攪拌状態に保たれ、ここで微生物は、Ｂ
ＯＤ成分を有機炭素源として、硝酸イオン及び亜硝酸イ
オンを窒素ガスに還元する。脱窒槽２から流出される液
は次いで好気槽３い＝送られる。この好気槽３は散気管
等の公知の適宜の手段によって好気性に保たれており、
微生物は呼吸によるエネルギーによって正リン酸をとり
込み、体内にポリリン酸の形で貯留する。

好気槽３の流出液は第１の固液分離手段４に導入され液
分と汚泥（固形分）とに分離される。分離された汚泥は
その一部が糸路１２より返送汚泥として嫌気槽１に返送
され、残部は余剰汚泥として排出される。固液分離され
た液のうち一部は処理水取出口２１から取り出され、他
の部分は硝化槽５に送られて硝化処理される。

硝化槽５は固定床方式でも流動床方式でも可能で、共に
床表面に硝化菌が保持される０この硝化槽５は好気性に
保たれ、硝化菌はアンモニアを硝酸又は亜硝酸にする。

このように好気槽３と硝化槽５とを別個に設けたので、
好気槽滞留時間と硝化槽滞留時間とを互いに独立して設
定することができ、それぞれ脱リン及び硝化に最適な値
とすることができる。またリン除去のだめの汚泥返送手
段たる糸路１２は、硝化槽５と切り離して設けである。

これらのことにより原水中の窒素成分及びリン成分がＢ
ＯＤ成分と共に十分に除去されるようになるのである。

硝化槽５で硝化処理された液は、循環系路１１によって
脱窒槽２へ供給される。

なお、第１図の実施例においては、処理水取出口２１を
第１の固液分離手段４の液分流出部に設＋ けているが、処理水中の窒素の形態がＮＨ４ヨリもＮＯ
Ｘ　の方が望ましい場合には、第２図に示す如く、硝化
槽５の流出液を受け入れて固液分離する第２の固液分離
手段６を設け、第２の固液分離手段６により分離された
液分を処理水取出口２２よりＷ≠処理水として取り出す
ようにしてもよい。この場合には第２の固液分離手段６
で分離された汚泥分は糸路１３により、汚泥返送系路１
２に込送する。第２図の実施例装置のその他の構成及び
作用効果は第１図と同様である。

まだ、第１図及び第２図の実施例において、原水に微生
物を加えて嫌気性処理する嫌気槽１をより十分な嫌気状
態に保ち　Ｎｏ、、　Ｎｏ３．　Ｄｏ（溶存酸素）のい
ずれも殆ど存在しないようにすることにより、処理効率
をさらに向上させることができる。

これを実現するための装置系統図を第３図及び第４図に
示す。この第３図及び第４図に示す実施例装置において
は、返送汚泥を糸路１４によります脱窒槽２に導入し、
ここでＮｏ、、　Ｎｏ３　及びＤＯを十分に除去した後
、糸路１５により嫌気槽１に供給するように構成してい
る。このように構成することにより、嫌気槽１は極めて
良好な嫌気状態に保たれ、より一層効率の高い処理を行
なうことができる。なお、第３図の装置は第１図の装置
に、また第４図の装置は第２図の装置に各々対応してい
る。そして、汚泥返送手段以外の構成並びに作用効果も
それぞれ第１図及び第２図の装置に対応している。まだ
第１図ないし第４図において同一部分は同一符号をもっ
て示されている。

而して第１図ないし第４図の実施例装置において、脱窒
反応によるリン除去効率の低下影響をより少なくするた
めに、好気槽３滞留時間はリン除去のみを行なう場合よ
りも短かくなるように運転するのが好ましい。即ち、脱
窒反応は、最終電子受容体が０．ではなくてＮＯｘであ
る点が好気反応と異なるのみで、有機物の消費という観
点からは、好気反応と同質であるとみなされる。そして
リン除去の観点から見ると、脱窒槽はリン摂取槽という
意味で好気槽とみなせる。このため、脱屋工程を有する
リン除去法では、リン摂取槽は脱窒槽シラス好気槽であ
ゆ、リン除去にとっての好気槽相当滞留時間は実質的に
長くなったことになる。窒素成分及びリン成分を同時除
去する装置において、好気槽滞留時間を短かくシ、脱窒
槽及び好気槽の滞留時間の合計（好気槽相当滞留時間）
を、リン除去のみの場合の好気槽滞留時間と同程度にす
ることにより、リン除去効率の低下は少なくなる。

このようなことから好気槽滞留時間は一般には０．５〜
３時間程度、特に１〜２時間程度とするのが好ましい。

窒素成分の含有量が高く脱窒する量が多い水質の原水を
処理する場合には、脱窒槽滞留時間を長くとらなければ
ならないことから、好気槽滞留時間をさらに短かくする
必要がある。このような場合において、脱窒すべき量が
相当の多量となる時には、好気槽滞留時間をゼロとする
。即ち好気槽を無くす場合も起こり得る。この場合には
、リン摂取の大部分は脱窒槽で行なわれることとなる。

（従って本発明において好気槽は必須のものではない。

）好気槽が不要となった場合には、好気槽への通気（”
ｔの溶解）を停止し、液を攪拌するのみとし、脱窒槽と
して作用させるようにすれば良い。なおこの場合であっ
ても、脱窒槽流出液はある程度の好気槽を蓮、して後段
の固液分離を良好にすることが望ましい。

実験例 第１図に示す一本発明の装置及び第５図に示す従来装置
を用い１表１に示す条件で原水の処理を行なった。なお
＠５図の装置は好気槽３の流出液を糸路１６によ妙脱窒
槽２へ循環させるようにしており、硝化槽を別個には設
けていない。その他の構成は第１図と同様である。

原水としては都市下水の初沈流出水を使用した。

原水の水質及び得られる処理水の水質を表２に示す。表
１及び表２において実施例は本発明装置に係るものを示
し、比較例は従来装置に係るものを示す。

表　１ 表　２ （※）単位はいずれもダ／１ 表２より、本発明によれば汚水中のＢＯＤ成分、窒素成
分及びリン成分を同時に除去することができ、得られる
処理水の水質も極めて優れていることが認められる。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明の装置によれば、汚水中のＢ
ＯＤ成分、窒素成分及びリン成分を同時にかつ最適の条
件で効率良く除去することができ、処理水の水質も極め
て優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図の各図はそれぞれ本発明の実施例装
置の構成を示す系統図、第５図は従来装置の構成を示す
系統図である。 １・・・嫌気槽、　２・・・脱窒槽、 ３・・・好気槽、 ４・・・第１の固液分離手段。 ５・・・硝化槽、 ６・・・第２の固液分離手段、 ２３・・・脱窒手段。 代理人　弁理士　重　野　剛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）原水と返送汚泥とを受け入れて嫌気処理する嫌気
   槽と、嫌気槽からの流出液と硝化槽からの流出液とを受
   け入れて脱窒処理する脱窒手段と、脱窒手段からの流出
   液を固液分離する第１の固液分離手段と、該第１の固液
   分離手段で分離された液分を受け入れて硝化処理する硝
   化槽と、該硝化槽の流出液を前記脱窒手段へ循環させる
   循環系路と、前記第１の固液分離手段で分離された汚泥
   の一部を前記嫌気槽へ返送する汚泥返送手段と、を備え
   てなる汚水の生物学的処理装置。 （２）脱窒手段は前記嫌気槽からの流出液が導入される
   脱窒槽と、該脱窒槽からの流出液が導入される好気槽と
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の装置。 １３）第１の固液分離手段で分離された汚泥の一部を前
   記嫌気槽へ返送する手段は、汚泥を前記脱窒手段を介し
   て嫌気槽へ返送する糸路であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。 （４）　前記第１の固液分離手段の液流出部に処理水取
   出口を設けたことを特徴とする特許請求の範囲箸１項な
   いし第３項のいずれか１項に記載の装置。 （５）　前記硝化槽の流出液を受け入れて固液分離する
   第２の固液分離手段と、該第２の固液分離手段で分離さ
   れた汚泥を前記汚泥返送手段へ送給する糸路とを備え、
   かつ該第２の固液分離手段の液流出部に処理水取出口を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれか１項に記載の装置。