JPS6190796A - 窒素含有汚水の処理方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ＢＯＤとアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）を
含有する汚水、例えばし尿等の活性汚泥による脱窒素処
理に関し、更に詳しくは、低Ｄｏで効率的にＢＯＤとＮ
Ｈ４−Ｎを同時に除去する、いわゆる通性脱窒素法に関
する。

従来の技術とその問題点 活性汚泥によｐ、ＢＯＤとＮＨ４−Ｎを低Ｄｏにて、同
時に除去することは、水処理技術Ｖｏｗ、　２３　Ａ　
１（１９８２）Ｐ、１〜Ｐ、２他に記載され、この場合
槽内のＤｏを０．５　ｍ９／４３付近にすると除去率が
向上すると記されている。また特開昭５７−２０４２９
４には、空気を用いての通性脱窒素曝気によΣ処理条件
が記載されている。

このように低ＤＯで、硝酸型窒素（Ｎｏ３−Ｎ　）の生
成を抑制し、苛性ソーダやメタノール等の薬剤を加える
ことなく、単一槽で効率的に脱窒反応を行う方法（通性
脱窒素法）が提案されている。しかし空気を用いる従来
技術には下記の欠点があった。

（１）　　ＮＨ４−Ｈの硝化反応に適切なｐＨ領領域保
持できないため、未硝化のＮＨ４−Ｎが多い。

（２）酸素源として空気を使用するため、酸素溶解動力
が過大となる。この傾向は反応槽をコンパクトにすれば
するほど顕著となる。

（３）酸素源として空気を使用するため、供給ガス量が
多くなりスカム発生・発泡を促進し、著るしい場合は反
応槽内のＭＬＳＳｅｋ度保持が困難となる。

（４）酸素源として空気を用いるだめ、排ガス量が多く
、脱臭のだめの費用が大となる。

本発明によれば、窒素含有汚水の処理方法が提供される
のであって、この方法は、ＢｏＤとアンモニア性窒素を
含有する水および活性汚泥を反応槽に導き、反応槽の液
を循環させ、この循環液に少くとも５０容量係の酸素を
含む供給ガスを導入して、この循環液に酸素を溶解させ
Ｄｏを少くとも１２ｍ９／１３に保持し、反応槽内ノＤ
ｏを０．２〜］、、Ｏｍｙ／ｉに維持するとともに、か
つｐＨを６〜７に維持することを特徴とする。

上記の如き本発明の方法によれば、前述した従来技術の
問題点がことごとく解決されるだけでなく、次のよう外
特長が得られる。

まず、少くとも５０容量係の酸素ガスを供給した（以下
酸素法という）ことによる特長を説明する。

（１）低Ｄｏで脱窒を行う（通性脱窒素状）場合、ＮＨ
４−Ｎの硝化反応の至適範囲は第３図に示す如＜　ｐＨ
６〜７である。

一方、５０チ以上ノ０２を用イテＤｏを０．２〜１．．
Ｏｍ９／Ａにコントロールすることにより、Ｎｏ３−Ｎ
の生成を抑制できるため、ｐＨ６未満に低下するととを
防げる。また、供給ガス量が少ないだめ、ガス中の生成
Ｃ０２濃度を高くでき、従って液相のＣＯ２濃度を高く
保持できるため、ｐＨ７を越えるりを防げる。

（２）０２溶解動力は飽和Ｄｏ値とＤｏ値との差（推進
力）に比例する。空気使用（０２２１係）と９０％０２
使用との０２溶解動力比は次の通り。（ただし、３０℃
とする。ＤＯ＝０．５） すなわち、同一の０２溶解手段を用いた場合、９０　％
　０２では空気の４．５分の１の動力で良い。

実施例のし尿の脱窒素の場合、硝化反応に必　　　□要
々酸素量は１０〜１２ｋｇｏ２７に石であシ、第１〜２
図の如く循環液中への０２供給によりとのラインのＤｏ
は２０〜３５　ｍ９／４３となる。この溶解酸素は完全
混合型の反応槽でほぼ１００係消費される。従って、所
要循環量は すなわち、循環比は約３５０倍以上必要である。

一方、滞留時間は約３日につき、循環液の回転率は となシ、反応槽は完全混合型となる。

（３）高濃度酸素と空気使用時の供給ガス量を比較する
と、酸素必要量は１２ｋｇＯ２／ｕシ尿とする。

利用効率　供給ガス量 ５０係０７０係　　２４ ９０％　０２　　９０　％　　　　　８．４　ｍ　／’
ｋ１３−　シ尿空気　　２０チ　　２００　　　ｔｔ 発発泡スカム発生は供給ガス量に強く影響を受ける。高
濃度酸素使用によシ、供給ガス量は■Ａ〜１／２０に削
減され、発泡、スカム発生が抑制される。

（４）排ガス量比較 排ガス酸素濃度 空気　　約２ｏｏｍ”／Ｕ−Ｌ尿　約２０係高濃度酸素
使用により、排ガス量が少なく、脱臭が容易となる。

（５）　　ＭＬＳＳが約２０，０００ｍ９／Ａ以上では
、自然沈降方式では固液分離困難となシ、この場合は遠
心濃縮、膜分離の使用がこのましい。ＭＬＳＳ　２０，
０００ｍり／影以上では反応槽単位容積当υの必要酸素
量が過大となシ、空気使用ではとうていＤｏ　０．２〜
１ｍ９７詔に保持困難である。

第１図は固液分離に重力沈降方式で示しであるが、第２
図は限外濾過膜を用いた場合である。本発明にとっては
固液分離の方式は特に制限はなく、反応槽のＭＬＳＳを
所定値に保持すればよい。

次に低Ｄｏで脱窒を行う通性脱窒素に、酸素法を用うれ
ば上記で述べたような特長がみられるが、一方この方法
の反応槽のＤｏ　Ｉ−１，０，２〜１．．　Ｏｍ９／１
３にコントロールする必要がある。Ｄｏが０．２　ｍ！
７７沼未満であれば、ＢＯＤとＮＨ４−Ｎの除去が不十
分となシ、又Ｄｏが１．、　Ｏｍ９／Ｉ？３を越えると
ＢＯＤの除去は進むが、ＮＨ４−Ｎの除去が不十分と々
る。そこで本発明者らは各種の検討とテストを進めた結
果、第１〜２図に示す如く反応槽の循環液ラインに少く
とも５０容量係の酸素を含むガスを供給することを見い
だし、本発明を完成にいたらしめたのである。以下に循
環液ラインに酸素吹込みによる特長を説明する。

循環ライン高濃度酸素吹込みの特長 第１〜２図に示す反応槽で、槽内Ｄｏを０．２〜１０Ｔ
Ｌ９／−ｅ　　に維持し、通性脱窒素を達成するために
は、流入汚水量に対する循環液量の比（循環比と呼ぶ）
は３５０倍程度以上である必要がある。一方、循環のだ
めのポンプ動力が過大となるため、この循環比は１，０
００倍程度以下である必要がある。

反応槽混合液に対する空気の飽和溶存酸素濃度は、液温
３０℃において７．５ｍ９／１３である。供給ガス中の
酸素の容量ヂと圧力に対する飽和溶存酸素濃度は次の値
と々る。

実施例のし尿の通性脱窒素性では、酸素消費量は１０〜
１２ｋｇ０２７に石し尿である。循環液中のＤＯは反応
槽内で、はぼ１００係消費される。循環比を１，０００
以下にするためには、循環液中のＤｏは以上である必要
がある。５０容量襲の酸素を用いた場合、循環液中のＤ
ｏは飽和Ｄｏの７０％程度に達成する。上表よシ、循環
液中のＤｏは（１７，９〜３５７）Ｘ　０．７＝　１．
２．５〜２５ｍｇ／、、ｅと々る。

すなわち、少なく共５０容量係の酸素を供給ガスとして
用い、循環液中のＤＯを少くとも１２ｍ９／４３とする
必要がある。

以上述べたように、反応槽の循環液ラインに少くとも５
０容量係の酸素を含むガスを吹き込み、酸素を溶解させ
、このラインのＤｏを少くとも１２ｍ９／１とすること
によシ、反応槽のＤｏを０．２〜１．０ｍ９／ｅ３に維
持し、かつｐＨを６〜７に維持することにより、酸素法
による通性脱窒素性の特長を保つととが可能となったの
である。

発明の効果 上記の如き構成を有する本発明の窒素含有水の処理方法
は、酸素ガスを用いる通性脱窒素性により次の如き効果
が得られる。

（１）　　ｐＨが通性脱窒素性の至適範囲６〜７に無薬
中で維持できる。

Ｎｏ−Ｎ型のだめ、Ｎｏ３−Ｎ型とことなシ、ｐＨが６
未満と々らぬ。酸素法のため液相ＣＯ２を高く維持でき
るので、ｐＨが７を越えない。

（２）酸素溶解動力を削減できる。

このメリットは反応槽内ＭＬＳＳを高くシ、高置荷処理
程顕著となる。

循環ラインでは滞留時間が短かいので、事実上生物反応
は進行せず、従って、供給ガス濃度の低下をきたさない
。高濃度酸素使用により、容易にＤｏを高めることがで
きる。

循環ライン中のＤｏをほぼ飽和Ｄｏ迄高めることができ
るので、循環比を低下することができる。

（３）酸素溶解が律速とならないので、高負荷処理を達
成できる。

（４）攪拌動力が少なくてすむので、活性汚泥フロック
が微細化せず、固液分離が容易。

（５）供給ガス量が少ないので、発泡、スカム発生が抑
制される。

（６）排ガス量が少ないので、脱臭が容易となる。

実施例 以下、実施例によυ本発明を更に説明する。

第１図に示したフロシートの設備で、反応槽は７２．４
沼、分離槽１５．Ｏ，Ｉ３を用いた。

運転条件、流入汚水の性状及び処理水質は下記の通りで
あった。

（１）　　運転条件 （２）流入汚水の性状 （３）処理水質

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施態様を示すフローシート
、第２図は本発明の別法を示すフローシート、そして第
３図は反応槽ｐＨと処理水ＮＨ４−Ｈの関係を示すグラ
フである。 １・・・流入汚水、２・・・高濃度酸素ガス、３・・・
反応槽、４・・・循環ポンプ、５・・・酸素溶解器、６
・・・循環液、７・・・返送汚泥、８・・・余剰汚泥、
９・・・固液分離槽、１０・・・限外濾過膜、１１・・
・処理水、１２・・・汚泥ポンプ。 特許出願人　　昭和電工株式会社 代理人弁理士　　菊　地　精　　− 第１図 第２図 第３図 反応槽ｐＨ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＢＯＤとアンモニア性窒素を含有する水および活性汚泥
   を反応槽に導き、該反応槽の液を循環させ、該循環液に
   少くとも５０容量％の酸素を含む供給ガスを導入して、
   該循環液に酸素を溶解させＤＯを少くとも１２ｍｇ／ｌ
   に保持し、前記反応槽内のＤＯを０．２〜１．０ｍｇ／
   ｌに維持するとともに、かつｐＨを６〜７に維持するこ
   とを特徴とする窒素含有汚水の処理方法。