JPS60129194A - 汚水の処理方法 - 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〕 本発明は汚水の処理方法に係り、詳しくは、ＢＯＤ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（以下とれを便宜上「原水
」というときもある。）を生物学的に処理する方法に関
する〇 〔従来技術〕 従来、ＢＯＤ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水質の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外なるが、
一般的には短い方がリン除去効率が冒い。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一般
に３〜４時間程度が最適であると考えられているつとこ
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。

硝化閘維持のだめの好気槽滞留時間とリン除去のための
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、行なわ々い場合よりも、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
、脱窒工俣を設けて脱窒も行なう場合には、リン除去効
率は低ドし、かつ脱窒量が増すほど史ンの除去率の低下
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１ノー低い方が影響が大き
い０ 本出願人は、このような汚水の処理方法について研究し
た結果、脱室処理における硝化工程を工夫することによ
り、ＢＯＤ成分、窒素成分及びリン成分を同時に除去で
きる汚水の処理法及びそのだめの装置を見い出し、先に
出願した（特願昭５７−７７１１９．以下「先願Ｉ」と
いう。）。

また、本出願人は、先順■に基づき、さらに処理効率を
向上させるべく研究を重ね、でらに効率の良い汚水の生
物学的脱窒、脱リン装置を発明し、特許出願した（特願
昭５８−２０７１０９、以下「先願■」という。）。

第１図は先願Ｉに係る装置の系統図である。第１図にお
いて、原水はまず嫌気槽１にて嫌気性処理され％ＢＯＤ
成分が微生物に取り込まれると共に、リン化合物が加水
分解されてリン（正リン酸）が放出される。

液は次いで脱窒槽２で脱窒処理（硝酸イオン及び亜硝酸
イオンの窒素ガスへの還元処理）された後、適当な生物
の固定手段（図示せず）を有する硝化槽（好気槽）３に
送られて好気性処理され、微生物によるアンモニアの硝
化と正リン酸の取り込みが行なわれる。この後、液は、
沈殿分離槽４にて沈降分離処理されて処理水とされる。

而して沈殿分離槽４からの汚泥の一部は糸路１２によっ
て前記嫌気槽１へ返送され、また硝化槽（好気槽）３か
らの流出液の一部は循環系路１１によって脱窒槽２へ返
送される。

また先１ＡＩＩ　Ｋ係る装置りは、第１図の如き装置に
おいて、糸路１２のかわりに、脱窒槽の処理液の一部を
嫌気槽へ循環させる糸路と、返送汚泥な脱窒槽へ返送す
る糸路とを設けるように構成されたものである（なおこ
の先願■の糸路構成は後述の第３図のものと同様である
。）。

この先願Ｉ及び■に係る方法及び装置によれば。

ＢＯＤはもちろん、窒素及びリン成分をも同時に処理す
ることが可能である０ 〔発明の目的〕 本発明は上記先願■、■に更に改良を加えるべくなされ
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ＢＯＤ成分、窒素成分及び１ノン成分を同時にしか
もさらに十分に除去することができ、処理水質が極めて
良好な、汚水の処理方法を提供することＫある０ 〔発明の構成〕 この目的を達成するた、めに、本発明の方法は、汚水を
嫌気槽、脱窒槽、好気槽及び沈殿槽の順に通水して処理
する際の、原水の好気槽滞留時間を限定したものであり
、 ＢＯＤ成分、窒素成分及びリン成分を含む原水を嫌気槽
、脱窒槽、好気槽及び沈殿槽の順に通水すると共に、沈
殿槽で分離された汚泥の一部を嫌気槽に返送し、かつ好
気槽処理液の一部な脱窒槽に返送して、１３０Ｄ成分、
窒素成分及びリン成分な生物学的に除去する汚水の処理
方法において、好気槽における原水の滞留時間を１．０
〜３．０時間とすることを特徴とする汚水の処理方法、
を要旨とするものである。

即ち、本発明者らは前述の先願に係る装置におい°Ｃ１
汚水の処理を行なったところ、脱窒素が多くなると、リ
ン除去率が低下し、処理水ｑリン濃度が高くなる傾向を
示すことが認められた。そしてこの理由につき種々検討
した結果、■脱窒反応槽においてリンの一部が汚泥に摂
取され、■この反応において汚泥中に吸収された貯蔵有
機物（例えばＰＨＢ（ポリヒドロキシブチレン））が一
部利用されて減少する、従って脱窒反応槽では好気槽で
の反応と同様に、リンの汚泥への摂取、汚泥中の貯蔵有
機物の減少が生じており、好気槽滞留時間を１〜３時間
と短縮することにより、処理水のリン濃度が低下し、リ
ン除去率が改善されることを見い出した。

本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。

本発明において、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は、好気槽の滞留時間はリン
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
。即ち、脱窒反応は、最終電子受容体がＯ８ではなくて
ＮＯｘ　である点が好気反応と異なるのみで、前述の如
く、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。

このだめ、脱窒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り、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し、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。

本発明においては、このような原理により、上記先願に
比べ一層効率の高い処理が行なわれるのである。

以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第２図及び第３図は本発明の実施に好適な装置の一例を
示す系統図である。

まず、第２図に示す装置により、汚水を処理する方法に
ついて説明する。

原水（汚水）は、糸路１２からの反送汚泥と混合されて
、嫌気槽１に導入され、嫌気槽１内で一定時間攪拌され
ながら滞留させられる。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ＢＯＤ成分を取り込み、代りにリン化合物の加水分
）ＩＩ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
ることによって達成される０ 嫌気槽１からの流出液は、糸路１１を通って供給される
好気槽（硝化槽）３の処理液の一部と共に脱窒槽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、ＢＯＤ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から流出される脱窒槽処理液は、次の好気槽３
に受け入れられる。この好気槽３は空気供給装置５を用
いて曝気する等の適宜の方法により好気性に保たれ、微
生物はアンモニアを硝酸または亜硝酸にするとともに、
呼吸によるエネルギーで正リン酸を取り込み、体内ＶＣ
チリリン酸の形で貯留する。

本発明においては、好気槽（硝化槽）３に流入する原水
の好気槽滞留時間を１．０〜３．０時間、好ましくは１
．２〜２．０時間、より好ましくは１，４〜１．７時間
とする。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はど、脱窒槽滞留時間を長くし、
好気槽滞留時間を短かくするのが好ましい。これは、脱
窒槽滞留時間を長くして脱窒量を増やすと共に、好気槽
滞留時間＋脱窒槽滞留時間を所定範囲に押えて、脱リン
量をも確保する必要があるからである〇 本発明においては、好気槽３に適当な生物固定手段６を
設けることにより、好気槽滞留時間が１〜３時間という
極めて短時間でも、硝化反応とリン吸着反応をより確実
に行なうことが可能となる。

これは、従来の混合形に比し生物相が相違するだめであ
ると考えられる。このように好気槽の滞留時間が短かい
本発明では、ＢＯＤ、窒素及びリン成分の同時処理とい
う効果の他に、好気槽容量を小さくすることができると
いう利点をも有している０ 本発明において好気槽に設ける生物の固定手段としては
、微生物を固定できるものであればその種づ１を選ばず
、回転円板、波板をブロック状に重ねたもの、多孔質体
等のスポンジ状物を浮遊させてなる（＋ｉＥ動担体、槽
内の原水中に紐を吊下してなる紐状固定材等が挙げられ
る。これらのうち、紐状物体又は流動担体、とねわけ紐
状物体を固定手段として用いるのが、目詰りが発生せず
、また好気状態に保つために槽内の該を循環するに要す
る動力が小さくてよいことから特に有効である。生物固
定手段として回転円板を採用する場合には、一部を液中
に浸漬した状態で設けられた円板の回転により槽内な好
気性に保つことができるので、空気供給装置５は特には
必要とされない。

好気槽３からの排出液は、一部は糸路１１により脱窒槽
２に返送され、残部は沈殿層４へ導入されて、リンを体
内に取り込んだ微生物群からなる汚泥とＢＯＤ、窒素及
びリン成分が除去された処理水とに分離される。処理水
は系外に排出され、汚泥はその一部が糸路工２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。

本発明において、原水に微生物を加えて嫌気性処理する
嫌気槽１を、Ｎｏ、　、　Ｎｏ、、Ｄｏ　（溶存酸素）
のいずれもほとんど存在しない十分な嫌気状ノ）Ｍに保
つようにすれば処理効率は格段に向上される。このため
に、第３図の如く、返送汚泥を糸路１３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１４により嫌気槽１へ供給するように
構成してもよい。こうすることにより、嫌気槽が極めて
良好な嫌気状態に保たれ、第２図の方法に比べ一層効率
の高い処理が行なわれる。

〔発明の実施例〕

実施例 第２図に示す装置を用いて、表１に示す粂件で好気槽滞
留時間をＱ、５ｈｒ、１　ｈｒ、１，５ｈｒ、；３ｈｒ
、４ｈｒと変えて、原水の処理を行なった。

好気槽の生物の固定手段としては紐状物体（日本産業機
械！！りを用いた。原水の好気槽滞留時間と得られる処
理水のｐｏ、　−ｐ含有量（り／／）との関係を第４図
に示す。

表　１ 第４図より、好気槽滞留時間は１．０〜３．０ｈｒが良
好で、特に１．２〜２．０　ｈｒ、とりわけ１．４〜１
７ｈｒが好ましい結果となったことが認められるＯ なお、処理水中のＴ−Ｎはいずれの好気槽滞留時間でも
４〜９（Ｉｖ／ｌ）と良好であった。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明の方法によれば、原水の好気
槽滞留時間を１．０〜３．０時間とすることにより、汚
水中のＢＯＤ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
質が極めて優れたものになる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は従来の汚水の処理方法を説明する装置の系統図
、第２図及び第３図はそれぞれ本発明の詳細な説明する
系統図、第４図は実施例においてめられた好気槽滞留時
間と処理水中のｐｏ４−ｐ含有量との関係を示すグラフ
である。 １・・・嫌気槽、　２・・・脱窒槽、 ３・・・好気槽、　４・・・沈殿槽、 ５・・・空気供給手段、６・・・生物固定手段。 代理人　弁理士　重　野　剛 第１図 １ 第２図 ■ （余剰汚泥） 第３図 １ 第４図 曽　１ 椋 １゜ 一汀Ｊとキ咎シ４ν會時間（ｈｒｌ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ＢＯＤ成分、窒素成分及びリン成分を含む原水
   を嫌気槽、脱窒槽、好気槽及び沈殿槽の順に通水すると
   共に、沈殿槽で分離された汚泥の一部を嫌気槽に返送し
   、かつ好気槽処理液の一部な脱窒槽に返送して、ＢＯＤ
   成分、窒素成分及びリン成分を生物学的に除去する汚水
   の処理方法において、好気槽における原水の滞留時間を
   １．０〜３．０時間とすることを特徴とする汚水の処理
   方法。
2. （２）　好気槽には生物固定手段が設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）　生物固定手段は紐状物体であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項に記載の方法。
4. （４）好気槽における原水の＃留時間が１．２〜２．０
   時間である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項に記載の方法。
5. （５）沈殿槽で分離された汚泥の一部を嫌気槽に返送す
   るに際し、脱窒槽を経由して嫌気槽に返送することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
   １項に記載の方法。