JPS61287498A - 有機性汚水の生物学的処理方法 - 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〕 本発明は単一槽内で有機性汚水中の窒素成分を処理する
方法に関し、特に窒素除去効率の高い有機性汚水の処理
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

有機性汚水中に含まれるアンモニア性窒素を除去する曇
こ当たっては生物学的脱窒法が広く利用されている。生
物学的脱窒法とは、アンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）を
硝化菌の働きによって好気性雰囲気中で硝酸性窒素（Ｎ
　Ｏｘ　−Ｎ　）へ酸化すると共に生成した上記硝酸性
窒素を脱窒菌の動きによって嫌気性雰囲気中でＮ２ガス
に還元するものであり、この反応を進行させるに当たっ
ては水素供与体としての有機物か不可欠であることか知
られている。この水素供与体としてはメタノールが代表
的であるが、運転コストの面から問題が残されている。

そこでこの様な不経済性を解消し生物学的脱窒法を経済
的に実施するシステムとして有機性汚水（原水というこ
ともある〕中のＢ　ＯＤ成分を水素供与体として利用す
る方式が提案され実用化されている。第２図はこの様な
汚水処理システムの一例を示すフロー説明図で、該シス
テムは、Ｌ流側に脱窒槽１１、下流側に硝化槽１２を設
け、両者をｌｌｉ　流ライン１３及び返送ライン１４に
よって接続することにより蛸化されたものをより完全に
脱窒しようとしている。このフローにおける物流を説明
すると、脱窒槽１１への有機性汚水りの流入ＭをＱとし
た場合、もつとも効果的な処理効率（処理総量と浄化率
のかね合い〕をあげようとすれば、その３〜６倍量例え
ば４倍Ｍ（４ＱＪ程度の汚水が脱窒槽１１から硝化槽１
２へ順流ライン１３を通して送られ、−万両化［１２か
ら脱窒槽１１へは３倍Ｍ（３Ｑ）程度の汚水が返送ライ
ン１４を通して戻されると共に流入髄と略同等口１）の
処理水を硝化槽１２から排出して沈降分離槽１６に導入
しここで汚泥Ｍと上澄液Ｗに分離し前者の一部は脱窒槽
１１へ返送し、残部を焼却等の処理に付すと共に後者を
放流している。即ち有機性汚水■・は硝化槽１２と脱告
槽１１の間を循環する間に硝化槽１２において硝化され
、これが脱窒槽１１に返送されて有機性汚水り中のＢＯ
Ｉ）成分を水素源とする脱窒反応を受け、更に順流ライ
ン１３を経て硝化槽１２に戻り処理水として排出される
ものである。

しかるに上記システムにおいては硝化槽における硝化反
応を進行させるために槽内の溶存酸素（Ｄｏ）を２Ｑ／
１以上に維持する必要があり、硝化槽１２からの循環液
中にはＤｏが必然的に存在することとなる。従って循環
比を多くして窒素除去率を高めようとすれば脱窒槽１１
内に多蓋の１）０か流入することになり、これが水素供
与体として利用されるべき有機物の一部を消費してしま
うのでそれだけ脱窒槽にあける反応速度が低下し、更盛
こは１】０の存在が嫌気性の機能を損なうこと薯こなる
ので、循環比を増大させたくともそこには自ずから制約
がある。その為通常循環比は前述の如（ａＱｆｒＩＪ後
に設定され、このような場合の窒素除去率はせいぜい６
０％止りと不十分なものであった３そこで硝化液循環法
においては窒素除去率を改善する為に硝化槽の後段に第
２脱空槽及び再曝気槽を設置することが一般に行なわれ
ている。しかしながら第２脱窒槽においては水素供与体
としてメタノール等を使用Ｔるので処理コストが高騰と
すると共に複数の処理槽や沈降分離槽を設けるので設備
コストも篩くなり、しかも十分に満足できる窒素除去率
を得るまでには至っていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
処理コスト及び設備コストが少なくて済み、且つ→窒素
除去効率並び番こ窒素除去率を向」ユさせることのでき
る様な有機性汚水の生物学的処理方法を提供しようとす
るものである。

ところで最近、粒状担体を充填した処理槽に有機性汚水
を導入すると共１こ担体充填部下部より槽内に空気を送
込んで汚水中の有機物を好気性分解し、処理済廃水を槽
下部から排出するという言わば好気性生物濾過方式とも
呼ぶべき処理方式について研究か行なわれている。この
方式は汚泥が担体光填部に戸取されるので槽下部から清
澄な処理済廃水を得ることかできるという利点かあり、
汚泥沈降分離槽が不要であると共に有機物除去能力が高
い等の長所を有している。尚該方式は好気性分解を行な
うものであるので窒素成分については全く除去できない
。そこで本発明者等は硝化液循環方式及び好気性生物濾
過方式の夫々の欠点を解消し得る様な方法即ち低コスト
で高い窒素除去効率を得ることができる様な方法を提供
しようと研　。

究を重ねた結果本釦明を完成するに至った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、汚水処理槽に循生物付着担体を配置すると共
に処理槽下部に間欠的曝気手段を設けた処理槽を用いて
有機性汚水を生物学的に処理する方法であって、曝気停
止時に処理槽上部より槽内に有機性汚水を導入して槽内
を降下せしめると共５こ間欠的に曝気を行ない、処理済
廃水を楢底部より排出する点に要旨を有するものである
。

〔作用〕

本発明で用いる処理槽自体は前記生物濾過方式に適用さ
れるものと大略同様の構成を有するか、処理槽内に設け
た曝気手段は生物濾過方式のものとは異なり間欠的に作
動させるものである。即ち本発明においては曝気するこ
とによって槽内に好気性雰囲気を形成して硝化反応を進
行させ、−万曝気を停止することによって槽内に嫌気性
雰囲気を形成して脱窒反応を進行させるという様に間欠
的曝気を繰返丁ことによって単一槽内で硝化反応及び脱
窒反応を交互に進行させる。そして曝気停止時に処理槽
上部より槽内に導入される有機性汚水中に含有されるＢ
ＯＯ成分が、脱窒反応の水素供与体として利用される。

又本発明においては処理槽１内に倣生物付Ｍ和体３を収
納すると共に有機性汚水を上方から導入し、）′万から
排出゛ｆるので有機性汚水は栓流（プラグフロー）状因
で処理槽１内を移動し、移動中に硝化・脱窒処理を繰返
し受け、高度に処理された処理済廃水を得ることができ
る。又硝化・脱窒の結果生成した汚泥は、担体に付着し
たり担体同士の隙間に戸数されるので処理槽１底部から
は清澄な処理水が得られる。

尚本発明において好気性雰囲気を形成するに当たっては
槽内の溶存酸索練度（ＤＯ）が１〜２ｕり／ｌとなる様
に曝気を行なうことが望ましくこの程度であれば曝気停
止後２分前後でＤＯは殆んど零まで低下して嫌気性雰囲
気が形成されるので連続操業の実施に当たっては特段の
不都合もない。又原水の性状にもよるが曝気時間は一般
に２〜６０分、＠気停止時間は一般に５〜６０分とする
ことか望ましい。ところで１回の曝気及び曝気停止時間
の合計が１サイクル時間であるが、例えば曝気３分、停
止７分とすると共に槽上部から導入された有機性汚水が
１日かがって槽底部へ到達して槽外へ排出されると１゛
ると、１［１０勺・「クル数は１４４回となる。このナ
イクル数は硝化液循環方式２こおける循環比に相当する
ものであり、前記循環比３を大幅に上回る値′Ｃあるの
で本発明１こおいては９５％以りという高い窒素除去率
か得られる。

又不発明における微生物付着担体としてはプラスチック
、レンガ、砕石、コークス、高炉スラグ等が例示される
か、このうち特にコークス、高炉スラグ、＠鼠骨材等の
多孔質無機物か性能的並びに価格的に推奨される。又担
体は粒径が２〜８１１ＩＪＩ殊に３〜６ｙｎｔｉｚのも
のが望ましく、処理槽内には１．５〜２．５ｍの槽高さ
で充填することが好ましい。

〔実施例〕

次に本発明の一実施態様を第１図に沿って説明する。

処理槽１は槽下部に配設した多孔版２上に倣生物付着担
体３を収納すると共に、担体収納部の下部には散気管４
を、又多孔板２の下方には逆洗用散気管４ａを夫々配設
している。散気管４は電磁バルブＶ１を介し、又逆洗用
散気管４ａはバルブ■２を介して夫々ブロワＢに接続さ
れている。又処理槽１の底部には処理水を排出する為の
排出管５が接続され、その排出側は処理水貯留槽６へ導
かれていると共薇こ処理槽１の上部にはポンプＰ１を介
設した有機性汚水導入管８が槽内を臨む様に設けられて
いる。更にポンプＰ１．ブロワＢ及び電磁バルブ■１と
制御ｓ７夫々は、ポンプＰ１か作動するときは電磁バル
ブ■１が閉鎖されると共にブロワＢも停止し、−万ポン
プＰ１が停止するときは電磁バルブＶ１が開放されると
共にブロワＢが作動するという間欠的作動回路によって
接続されている。

上記システムにおいて処理槽１に有機性汚水りを所定量
投入した後、ポンプＰ１を停止する一万電磁弁■１を開
放し、同時にブロワＢを作動して散気管４から槽内へ空
気を送り込む。これによって槽内を好気性雰囲気番こし
て硝化反応を進行させる。次いで所定時間曝気した後ｖ
ｉ磁弁ｖ１を閉鎖すると共にブロワＢを停止し、且つポ
ンプＰ１を作動して槽内に有機性汚水りを導入する。曝
気停止後短時間経過Ｔると槽内は嫌気性雰囲気となるの
で有機性汚水中のＲＯＤ成分を水素供給源として脱窒反
応か進行する。尚排出管５のバルブ■３は曝気停止中層
こ適宜開放して、槽底部番こ生成した清澄な処理水を貯
留槽６へ抜き出す。以下同じ操作を繰返すことによって
有機性汚水■・の処理を行なう。

次に１〜２日間有機性汚水■−の処理を連続して行ない
槽内の担体に汚泥が付着・蓄積してくると、蓄積量に応
じて有機性汚水りの流通抵抗が増大するのでバルブ■３
を開放しても処理槽１内の液位が低下しなくなる。こう
した状態になるとポンプＰ１及びブロワＢの運転を停止
すると共に制御部７もこよるコントロールを解除して電
磁バルブ■１を閉鎖し２更にバルブ■３も閉鎖する。次
いでバルブ■４を開放すると共ＧこポンプＰ２を作動さ
せて貯留槽６内の処理水を逆洗水として槽底部へ送り込
む。これと同時にバルブ■３の開放及びブロワＢの作動
を行ない散気管４ｍから槽内１こ空気を導入する。上記
操作によって担体表面あるいは担体３同士の隙間等に蓄
積されていた汚泥が舞い上がり逆洗水に流されて処理槽
１の上部側へ移動する。そして処理槽１上端からあふれ
て溢水溝９に入り系外例えば下水処理場の最初沈殿池等
へ排出される。尚処理槽内の水位検出を自動的に行なう
ことによって逆洗操作の自動化を図ることができる。

実施例 内径２５　ａｓ　、高さ４０００ｍの第１図に示す形式
の処理槽内に粒径４〜６１１１ｇの高炉スラグを１７０
１の層高さで充填した。該処理槽に下記第１表に示す水
質の最初沈殿池溢流汚水を４４２／／日投入して処理を
行なった（水温１５〜１８℃）。曝気時間は５分、＠気
停止時間は１０分に設定し、曝気停止時にポンプＰ１を
作動させて汚水を導入した。又曝気は１）０が１．５〜
２．５”ｆ／／となる様に空気量を調節して行なった。

処理水の水質を第１表に併記する。

第１表 第１表に示す様に本発明方法ｊこよれば、メタノール等
の水素供与体を使用することなしに９６％という高い窒
素除去率を得ることができると共にＢＯＤやＳＳについ
ても高度に除去することができた。

１万比較例として硝化液循環方式の処理槽〔第１脱窒槽
：硝化槽：第２脱窒槽：再曝気槽−１＝１．３３　：０
．６６　：０．３ａ（容積比）〕１と第１表と同様の汚
水を投入して処理を行なった。処理槽の滞留時間合計：
１５．２時間、循環比；４．水温；１６〜２２℃とした
。又第２脱窒槽にはメタノールを投入した。

その結果比較例では第１脱窄後の全窒素除去率は５６％
と極めて低く、メタノールを使用して第２脱窒を行ｔ１
つた時でも８６％にすぎなかった。

又は比較例のＢ　ＯＩ）負荷は０．０３１Ｑｉｌ　−Ｒ
ＯＤ／ｄ・ｄｅｇと実施例の約１／３０であり、このこ
とから本発明方法は単位体積・時間当たりの汚水処理能
力が優れていることが確認された。

〔発明の効果コ 本発明は以上の様に構成されており以下要約する効果を
得ることができる。

（１）処理槽内において間欠的に曝気を行なうことによ
り、硝化・脱窒・脱窒反応を単一槽で行なうことができ
る。

（２）処理槽内に微生物付着担体を配置すると共に上方
から汚水を導入し処理水は下方から抜き出す様にしたの
で、硝化・脱窒反応の結果生成した汚泥は担体層に捕捉
されて系外へは排出されない。

従って汚泥分離の為の沈降分離槽を設ける必要かない。

（３）上記＋１１　、　＋２１の結果、設備コストを低
減することかできる。尚容積負荷値によって示される単
位体積・時間当たりの処理能力が大きいので、小型の処
理設備で従来と同等以上の処理能力を得ることができる
。

（４）硝化液循環方式における循環比番こ相当Ｔるサイ
クル数を大きく設定することができるので窒素除去率を
向上させることができる。

（５）メタノール等の水素供与体を添加する必要がない
ので処理コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

ｊ１１図は本発明方法を実施する為の装置の一例を示す
模式図、第２図は硝化液循環方式の装置を示す模式図で
ある。 １：処理槽　　　　２：多孔板 ３：担体　　　　　４，４＠：散気管 ５：排出管　　　　６：貯留槽 ７：制御部　　　　８：汚水導入管 Ｌ：有有性性汚水　９：溢水溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 汚水処理槽に微生物付着担体を配置すると共に処理槽下
   部に間欠的曝気手段を設けた処理槽を用いて有機性汚水
   を生物学的に処理する方法であつて、曝気停止時に処理
   槽上部より槽内に有機性汚水を導入して槽内を降下せし
   めると共に間欠的に曝気を行ない、処理済廃水を槽底部
   より排出することを特徴とする有機性汚水の生物学的処
   理方法。