JPS60153999A - 廃水の処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、窒素含有廃水及び雑廃水を活性汚泥法により
硝化・脱窒する方法に関する。

〔技術的背景〕

廃水の生物学的硝化・脱窒法は、廃水中に含まれている
窒素を好気的条件下で硝化菌によりＮＯｘ　（Ｎｏ友及
び／又はＮ０３）　に硝化したのち、嫌気的条件下で脱
窒菌によりＨｏｚをＮ、ガスにまで還元分解するもので
ある。

ＮＯＸを脱窒する際には還元剤となる物質が脱窒菌に利
用されるが、還元剤になるものとして廃水中に含有され
るＢＯＤ成分のｔｌかメタノール、エタノールなどの炭
素性有機化合物、さらに活性汚泥微生物自体の保有する
細胞内物質がある。

メタノール・　エタノールなどの外部より添加される還
元剤による脱窒は、外生呼吸型脱窒と呼ばれているもの
で、脱を速度は大きいが、有価の工業薬品を使用するた
め脱窒費用が高くなるという欠点がある。

一方、活性汚泥微生物自体を還元剤として利用する脱窒
は内生呼吸型脱窒と呼ばれている。

この型の脱窒は外部から還元剤を添加しないため経済的
であり、また内生呼吸により汚泥が減少するので余剰汚
泥発生量が少なく汚泥処理のうえからも有利であるが、
脱窒速度が外生呼吸型に比べはるかに小さいため、その
分脱窒槽が大きくなり、畑らに内生呼吸に際して活性汚
泥から窒素（ＮＨｓ　）が浴出してみかけ上窒素除去率
が低下するとともに処理水が濁ることもあり、採用例は
少ない。

発明者らは、外生呼吸型脱窒の１５〜／１゜の脱窒速度
しか有しない内生呼吸型脱窒を積極的に利用する方法と
して、単位容積あたりの脱窒量を外生呼吸型脱窒と同等
程度にするため７、脱窒槽のＭＬＳＳ　１Ｂ度を従来の
２〜７倍の２００００ｍ”ｌ　／　Ｌという極めて高濃
度の条件で硝化脱窒処理試験を行った。

その結果、単位容積あたりの脱窒量は増加することがで
きたが、予想した通り内生呼吸型脱窒時に汚泥から浴出
する窒素（ＮＨｓ　）濃度が汚泥濃度と脱窒時間に比例
して増加するため、脱窒処理水中のＮＨ，Ｎ濃度が高く
なった。

そこで、脱窒処理水中に溶出した窒素を再び硝化・脱窒
する檜を設は前段の硝化・脱窒槽と同じく高濃度で硝化
・脱屋、シたところ硝化に際し活性汚泥中の窒素が硝化
して生じたＮＯｘの方が前段の脱窒槽で溶出した窒素（
ＮＨａ　）が硝化されて生じたＮＯ！よりも多くなり、
これらのＮＯｘを脱窒するに際して再び窒素（ＮＨ３）
　が溶出し、処理水の窒素を低減することが困難であっ
た。

さらに内生呼吸によって活性汚泥フロックが分解し、そ
の結果処理水中のＳＳ濃度が増加し、ＢＤＩ）、　ＣＯ
Ｄ　も共に上昇した。

そこで、前段の高濃度の活性汚泥による硝化・脱窒にひ
きつｙき、該前段の硝化・脱窒処理液を低濃度の活性汚
泥により硝化・脱窒処理を行ったところ、硝化工程にお
いて活性汚泥中の窒素が硝化して生成するＮｏ、量が減
少し、次の脱窒工程におけるＮＯｘの負荷が下がり、従
って脱窒槽において溶出するＮＨ３−Ｎ濃度を低くおさ
えることができ良好な処理水を得ることが出来ることを
前に提案した。

一方、廃水処理施設内で発生する洗浄廃水、余剰汚泥の
脱水廃液等の雑託水中には数１０ｍＷ　／　ｌの窒素が
含有されており、これらの雑廃水も脱窒処理する必要が
あるが、この窒素を除去するため、雑廃水を高濃度のＭ
ＬＳＢ　が維持されている硝化脱窒工程に導入するとＭ
ＬＳＢ　濃度が希釈されてその濃度が低下し、さらに固
液分離工程での水量負荷が増大して十分な汚泥の分離が
妨げられ、その結果返送汚泥の濃度が低下して硝化・脱
窒工程のＭＩＩＳＳ　６度がますます減少する事態が生
じた。

〔発明の目的〕

本発明は、高濃度ＭＬ８Ｂ　［よる硝化・脱窒処理に引
きつソき低濃度ＭＬＳＳ　Ｋよる硝化・脱窒全行う廃水
の処理方法において、雑廃水の処理をも効率的に行うこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は、１０．０００　ｍ９７１以上の菌濃度の活性
汚泥を用いて高負荷で廃水中の窒素を硝化・脱窒した後
固液に分離する第１の硝化・脱窒工程と、該第１の硝化
・脱窒工程で分離された処理廃水に雑排水を混合した後
第１の硝化・脱窒工程で生じた余剰汚泥を利用して第１
の硝化・脱窒工程で分離された処理廃水中の残存窒素及
び雑廃水中の窒素を除去する第２の硝化・脱窒工程より
なり、且つ第２の硝化・脱窒工程で生・成した汚泥を含
有したままの処理水に凝集剤を飽加し活性汚泥を凝集沈
澱させた後固液分離を行い、ついで凝集した活性汚泥を
脱水する工程よりなる廃水の処理方法である。

未発町名等は、＠ｉｌ記技術的背景の項で述べた問題点
を解決するため柚々研究を重ねた結果、高濃度のＭＬＳ
Ｓ　が維持されている第１の硝化・脱窒工程の後段に更
に第２の硝化・脱窒工程を設け、従来廃棄処理あるいは
焼却処分されていた第１の硝化・脱窒工程の余剰汚泥を
第２の硝化・脱窒工程に導いて績４ａ的に利用すると共
に、第２の硝化・脱窒工程に、第１の硝化・脱窒工程か
ら分離された処理廃水と共に雑廃水を導入することによ
り、第１の硝化・脱窒工程からの処理廃水中の窒素及び
雑廃水中の輩索を効率よく除去できることを見出だした
。

次に、本発明の各実施態様を第１図、第２図に基づいて
説明する。

まず第１図について説明すると、管１からの廃水を管２
からの返送汚泥および管３からの循環硝化液とともに嫌
気条件にある第１脱蟹工程４に導入し、循環硝化液中の
ＮＯｘを廃水１のＢＯＤ成分によって脱窒したのち、好
気的条件にある第１硝化工程５に導入し、管１からの廃
水中のＮＨ，をＮＯＸに硝化したのち、その一部分は第
１脱窒工程４に循環し、ＩＡ部は第２脱望工程６に導入
し、王に内生μを吸によってＮＯｘは脱窒されるが、該
第２脱窒工＆：６では水温５０℃で約α１　ｙｎｆ−Ｎ
Ｈ３−Ｎ／ｆ−ＭＬＢＢ−ｈｒ　のＮＨ３−Ｎが溶出し
てくる。内生呼吸による脱窒速度はα５〜１．０ｙＨｆ
／ｆ−ＭＬＢＢ−ｈｒ　であるから、例えば１００　ｍ
ＷμのＮＯｘ−Ｈの除去に際しては１０〜２０　ｍＷ／
ｌ　のＮＨ３−Ｎが第２脱窒工程６で溶出してくること
になる。第２脱窒工程６からの処理液は第１の固液分離
工程８に導入し汚泥は濃縮分離され濃縮汚泥の一部は第
１脱蟹工程４への返送汚泥として管２を経て移送される
。

以上説明した第１脱窒工程４から第１の固液分離工程８
までの各工程が、高濃度のＭＬＳＳ（活性汚泥）が保持
され高負荷の処理が行われる高ＭＬＳＳ工程Ａを構成し
、ＭＬＳＳ　ｉ４１００００ｍＷ／ｌ　以上、好ましく
は１００００〜３００００　ゝｍＷ／ｌ　の高濃度に保
たれる。

第１の固液分離工程８には沈澱槽を採用してもよいが、
遠心分離法、加圧浮上法などの機械的固液分離法を採用
すれば沈澱法よりも高濃度の汚泥を保持することが’ｔ
Ｊ能である。工程内に高濃度のＭｎ２　Ｂを保持するに
は、返送汚泥２の濃度及び／又は流喰を大きくとればよ
い。

第１の固液分離工程８で分離された処理廃水は管１１か
ら、管７を経て第２脱蟹工程からの余剰活性汚泥を含む
処理水と共に第３脱窒工程９に導入される。一方、管１
２及び管１３を経て、硝化工程１０からのｔｉ環硝化液
及び雑廃水も第３脱窒工程９に導入され、管１２を経て
導入される循環硝化液中のＮｏ、は内生呼吸、あるいは
管１４から添加されるアル゛コールなどの還元剤による
外生呼吸により脱窒される。第１硝化工程における残留
窒素及び雑廃水中の窒素は硝化工程１０で硝化されＮｏ
、となる。

第２硝化工程１０から引き出される活性汚泥含有液の大
部分に管１２を経て第３脱望工程９に循環され、残部は
第１混合槽１５で管１８から導入されるＰｅ０１３　（
塩化第２鉄）などの酸性無機凝集剤が添加され、ついで
第２混合槽１６で管１９から消石灰などのアルカリ剤が
添加されて余剰活性汚泥、コロイド性ＳＳおよびリン酸
等が凝集され、次に凝集槽１７で管２０から高分子凝集
剤を添加することにより凝集汚泥のフロック化が行われ
、ついで第２の固液分離工程２１に導かれる。第２混合
伯１６におけるアルカリの添加量は、該偏中におけるｐ
Ｈが４．０〜６．０の範囲になるように調節すればよい
。フロック化された凝集汚泥は第２の固液分離工程２１
で固液に分離され、分離水は管２４から引出され放流す
るかあるいはさらに前度の処理を行う。分離された凝集
汚泥は凝集汚泥貯１ｖＪ２２を経て脱水工程２３で脱水
される。第２の固液分離工程２１はスクリーンのような
機械的固液分離装置でもよいし、沈澱槽のような車力式
の固液分離装置でもよい。′１．た、スクリーンの後段
に沈澱相を設け、スクリーン分離水中のＳＳをさらに重
力沈降させるように、両方式を組み合せた方式を用いて
もよい。

第２硝化・脱窒工程のＭＬＳＳ礫度は第１硝化・脱窒工
程で発生する余剰汚泥の発生量で決まり、例えば余剰汚
泥発生量が２　ｋ！ｖ／　（ｍ”・廃水）で、雑排水が
流入しないとするとＭＬＳＳ濃度は２０　［ｊ　Ｏｍｆ
／ｌ　となる。雑排水が流入すると、雑排水の希釈によ
ってＭＬｆ３Ｂ濃度はその分低下する。

第２の硝化・脱窒工程のＭＬＳ　Ｓは第１の固液分離工
程８の分離水管１１から引出される処理水に含有するＭ
ＬＳＳによっても補給されるが、主に余剰汚泥補給配管
７によって第２脱窒工程から補給され、その補給量をｈ
ｌＩ、１節することによって第２硝化・脱窒工程のＭＬ
ＳＳ　濃度金制御することができる。ただし、補給量を
余剰汚泥発生量よりも多くすると第１硝化・脱窒工程の
ＭＬＳＳ濃度が減少するので、補給量は余剰汚泥発生量
に見合う鍬にすることが望ましい。したがって第２硝化
・脱窒工程のＭＬＳ　Ｂ濃度は自と決まってくる。

第２硝化・脱窒工程のＭＬＳＳ濃度を増加したい場合は
、第２図に示すように第２硝化工程１０の後に沈旅部２
５を設け、循塩液１２′を沈澱シー７２５から引き抜い
て循環するとよい。

沈澱ゾーン２５は汚泥の一部を沈降させて、沈降汚泥を
循環して系内のＭＬＳＢ濃度を増加するためのものであ
り、余剰汚泥は沈澱ゾーン２５を溢流して凝集処理され
る。したがって、沈澱ゾーン２５では、活性汚泥混合液
を清澄化させる必要はなく、汚泥の一部が沈降する容積
があるだけでよい。

第２図において、符号７．９〜１２は第１図の符号と同
じ意味を有し、２５は沈澱ゾーン、１２′は沈澱ゾーン
から第３脱窒工程への循環液用配管を示す。

次に第１図のフローによって行われた本願発明の一実施
例について述べる。処理条件を表１、処理水質を表２に
示す。凝集処理用の酸性無機凝集剤にはＦｅＣｌ２、ア
ルカリ剤としてＱａ（ＯＨ）、、高分子凝集剤としては
アニオンポリマーを用いた。固液分離にはいずれも沈澱
徊を用いた。表２かられかるように、処理水のＴ−Ｎ濃
度は第２脱望液、雑排水に比べ格段に低減しており、ま
た処理水１に含まれている余剰汚泥（ＭＬＳＳ）は固液
分離工程１１で完全に分離されている。次に第２硝化・
脱窒工程の第２硝化槽の後段に４００　ｔｙｒ？　の沈
姓ゾーンを設けて、該沈澱ゾーンから循環を行うことに
よって第３脱窒楢のＭＬＳ　Ｓ　を、除清し尿の処理で
は５０００　ｍＶ／１から４６υＯｒｎｔ／ｌ　Ｋｓ人
工廃水処理では９４０ｍ９／ｌから５１１０　ｍＷ／ｌ
にまで上昇でき、ＭＬＥＩ８の」■加割合の分だけ第２
硝化・脱窒工程第１表　処理条件 第２表　処理水質 注ｉ）　養−ｉ　Ｔ　−Ｎ　：　ＮＨ３−Ｎ＋Ｎ０ｚ−
Ｎ２）＊−２＠２硝化工程１０水質 ３）憂−６分離水１１２４水質 ４）第２脱窒液が、従来の高ＭＬＳＳの内呼吸型脱蒙を
利用した処理水質となる。

以上述べたように本願発明は、メタノール、エタノール
を６≦加することなく廃水中の音素の大部分を除去し、
かつ処理水の無機性輩素を従来の高ＭＬＳＳ　＃［の内
生呼吸型脱蟹法による場合の１／４以下に除去すること
ができ、また余剰汚泥の処理も水処理と一体化してでき
るなどの多大な効果の得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための工程図、第
２図は第２硝化工程の別の態様を示す図面である。 １・・廃水導入管、　４・・第１脱望工程、５・・第１
硝化工程、６・・第２脱蟹工程、８・・第１固液分離工
程、 ９・・第３脱窒工程、１０・・第２硝化工程、１５・・
無機凝集剤添加槽、 １６・・アルカリ添加槽、 １７・・高分子凝集剤添加槓、 ２１・・第２固液分離楠、 ２５・・沈澱相 出願人　荏原インフィルコ株式会社 代理人　井　上　昭 同　吉　嶺　桂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　１０，０００ｍＷ７１以上の高濃度の活性汚泥を
   用いて高負荷で廃水中の窒素を硝化・脱窒した後固液に
   分離する第１の硝化・脱窒工程と、該第１の硝化・脱窒
   工程で分離された処理廃水に雑排水を混合した後第１の
   硝化・脱窒工程で生じた余剰汚泥を利用して第１の硝化
   ・脱窒工程で分離された処理廃水中の残存窒素及び雑廃
   水中の窒素を除去する第２の硝化・脱窒工程よりなり、
   且つ第２の硝化・脱窒工程で生成した汚泥を含有したま
   ＼の処理水に無機凝集剤を賂加し活性汚泥を凝集沈澱さ
   せた後置液分離し、ついで凝集活性汚泥を脱水する工程
   よりなる廃水の処理方法。 ２、　第２の硝化・脱窒工程で生成した活性汚泥含有処
   理水を活性汚泥沈降ゾーンに導き、該沈肝ゾーンの下部
   に濃縮された活性汚泥を第２の硝化・脱窒工程に循環さ
   せ、残部に無機凝集剤を添加し活性汚泥を凝集させる特
   許請求の範囲第１項記載の廃水の処理方法。