JPS62152598A - 有機性廃水の処理方法 - 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］ 本発明は有機性廃水の処理方法に係り、特にし尿等高濃
度の窒素含有有機性廃水を処理するに好適な方法に関す
るものである。

［従来の技術］ し尿、都市下水、その他の窒素含有有機性廃水を処理す
る方法として、生物学的硝化脱窒方法が従来より行われ
てきた。この生物学的硝化脱窒方法は、よく知られてい
るように、原水中の窒素成分を亜硝酸又は硝酸に生物学
的に硝化する硝化工程と、亜硝酸又は硝酸をＮ２に生物
学的に還元する脱窒工程とを有している。

従来は、この硝化工程を脱窒工程とはそれぞれ別々の処
理装置で行われてきたが、近年、硝化反応と脱窒反応と
を単一の処理槽で行うようにした処理方法も検討されつ
つある。

単一の処理槽を用いて生物学的な硝化脱窒反応を行う方
法としては、例えば次のような方法が考えられている。

■　曝気空気量を一定とし、原水を間欠投入する。ある
いは原水投入を一定とし、曝気を間欠的に行うことによ
り、完全に硝化と脱窒を分けて交互に行う。

■　原水投入は一定とし、曝気空気量を酸化還元電位（
ＯＲＰ）等に基き制御することにより、硝化と脱窒を同
時に行う。

■　原水投入後、所定時間曝気を行わず、その後、所要
時間曝気を行う。その後再び所定時間曝気を停止し、こ
のとき必要に応じメタノール等を添加する。

この■の処理は嫌気処理→好気処理時嫌気処理の３段階
の処理を行うものであって、最初の嫌気処理時には、前
のサイクルの終了時点で残留したＮ０ｘ−Ｎを脱窒させ
るものである。

■　原水導入後、所定時間曝気を行わず、その後曝気を
行う、即ち、嫌気処理→好気処理の２段階で処理を行う
ものである。

〔発明が解決しようとする問題点］ 上記のうち、■の場合、硝化と脱窒の工程を独立して交
互に行うため、処理時間を長く必要とするなど処理効率
の面で問題がある。

また、■の方法では、し尿の投入毎の生物反応は、（１
）投入直後は低ＤＯで有機物も多いことから、硝化され
た窒素（ＮＯ２、ＮＯ３）が直ちに脱窒され、硝化と脱
窒とが同時に進行し、続いて、（２）有機物が減少し、
Ｄｏも回復すると共に、硝化のみが進行して、Ｎ　Ｏ２
やＮ　Ｏ３が蓄積する。

また、■の場合、複雑な制御手段を必要とすると共に、
硝化あるいは脱窒のどちらかが優先的に進行してしまい
、十分な窒素除去率が得られないという問題がある。

■の方法は、前述の通り、原水投入時の嫌気・脱窒工程
では、前のサイクルの終了時点で残留したＮＯｘを新た
に投入された原水中のＢＯＤ源を利用して脱窒させよう
とするものである。従って、２段目の嫌気・脱窒工程は
仕上げの脱窒工程であるにもかかわらず、この工程の処
理水にＮＯｘが一定濃度以上残留していなければ、次の
原水投入時の嫌気・脱窒工程が意味のないものになって
しまう。即ち、ＮＯｘが残留するように運転しなければ
ならないという欠点を有している。

■の方法においては、曝気・硝化脱窒工程の終りで硝化
を完了させたものが処理水となる。従って、脱窒の仕上
げ工程が含まれていないので、処理水中にＮＯｘが残留
することは避けられないという欠点を有している。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の処理方法では、原水投入とほぼ同時に曝気を開
始し、好ましくは実質的に硝化反応だけが進行するよう
になるまで、この曝気を継続する。そして、その後、曝
気を停止し、必要に応じメタノール等の有機物質を添加
し、脱窒反応を行わせる。

［作用］ 本発明の処理方法においては、生物処理反応は好適には
次のように進行される。

（１）原水投入後には、硝化と脱窒とを同時に進行させ
ると共に、最終段階では硝化を完了させる。

（２）次に、曝気を停止し、攪拌のみとし、必要に応じ
てメタノール等の有機物を添加するなどして、蓄積した
ＮＯｘを脱窒する。

このように１本発明では、曝気の開始時にＮＯｘを残留
させておく必要がない、そのため、単一槽で硝化と脱窒
のどちらについても、はぼ完全に反応を終了させること
ができる。即ち、単一槽において、仕上げの脱窒設備を
別に設けた場合と同等の窒素除去率を得ることができる
。

以下本発明の構成について更に詳細に説明する。

本発明において、処理対象とし得る有機性廃水は、し尿
、し尿含有廃水、都市下水、その他食品工場等の産業廃
水などが挙げられる。

本発明においては、まず原水を処理槽に導入する。導入
とほぼ同時に曝気を開始し、その後、所定時間曝気を行
う。

なお、原水導入とほぼ同時に曝気を行うとは、次の４態
様を含むものである。

（イ）　原水導入に先立って曝気を開始しておく。

（ロ）　原水導入開始と同時に曝気を開始する。

（ハ）　原水導入を継続している期間（通常、３〜１０
分程度）に曝気を開始する。

（ニ）　原水導入終了直後に曝気を開始する。

ただし、原水導入と同時に好気性とするために、上記の
中でも（イ）又は（ロ）が好適である。

曝気開始及び原水導入により、硝化反応が開始する。曝
気工程の初期においては、硝化反応と脱窒反応とが平行
して進行し、曝気工程の時間経過と共に、硝化反応が主
流となる０本発明においては、曝気工程の終了直前では
、はぼ硝化反応だけが進行するように、該曝気工程の時
間を選定するのが好適である。この硝化反応は、よく知
られているように、亜硝酸菌もしくは硝酸菌により、ア
ンモニア等の形態で存在する窒素成分が硝酸或いは亜硝
酸に酸化される。また、ＢＯＤ成分も好気的に分解処理
される。

この曝気は、要するに硝化反応の進行が可能な強さとす
るのであって、通常の硝化槽における曝気の強さと同程
度とすればよい。

硝化反応が十分に進行した後、曝気を停止する。曝気の
停止に伴って、槽内の反応は硝化反応から脱窒反応に移
行する。この脱窒反応においては、よく知られているよ
うに、亜硝酸又は硝酸が脱窒菌の働きにより、Ｎ２ガス
に還元される。このＮ２ガスは、直ちにもしくは徐々に
或いは次回の曝気工程の初期において液中から放散され
、系外に排出される。

十分な脱窒反応を行わせるために、曝気停止後、直ちに
、もしくは、ある程度時間が経過した後、メタノール等
の有機物質を槽内に供給するのが好ましい、また、脱窒
反応を促進させるために、槽内を攪拌するのが好ましい
。この攪拌は、機械的攪拌であっても良く、槽内の液を
ポンプなどにより循環させる方法でも良い、従って、ポ
ンプで槽内の腋を循環させると共に、循環液中に空気を
吹き込む曝気装置を用いる場合には、あえて攪拌機を設
置する必要がない、このように攪拌機を省略すれば、処
理装置の構成コストの低減を図ることができると共に、
攪拌動力コストの削減を図れるから、装置全体の処理コ
ストの低減を図ることが可能とされる。

脱窒反応時間は、通常、曝気処理を行った時間に対し１
／６〜１／２程度の長さとするのが好適であるが、これ
に限定されるものではない。

脱窒反応終了後槽内の処理液のうち導入原水量に見合っ
た処理液を沈殿槽なと固液分離手段に送り、再び原水を
処理槽に導入し、同様の手順に従って生物学的な硝化脱
窒処理を再開する。なお、固液分離手段で分離された汚
泥は、必要に応じ、必要量を生物処理槽に返送する６ ［実施例］ 実施例１ 第１図に示す装置によって、し尿の処理を行った。第１
図において符号ｌは生物処理槽、３は沈Ｗｊｌｆｊを示
す。原水は生物処理槽ｌに投入され生物処理された後、
管路２を経て沈殿槽３で固液分離処理を受ける。分離さ
れた汚泥の一部は汚泥返送′Ｆ２′４で生物処理槽ｌに
戻される。５は余剰汚泥の排出用管路、６は処理水の取
出管路である。なお生物処理槽１には、曝気手段７が設
けられている。

第２図は生物処理槽ｌにおける曝気空気量を示すグラフ
である。第２図に示すように、原水投入後は、所定時間
曝気を行い、その後曝気を所定時間停止する。なお、曝
気の停止後、メタノールを注入した。

主な処理条件を次に記載する。

し尿の性状：　Ｂ　ＯＤ　　　　８５００　ｍ　ｇ　／
　１：ＳＳ　　　　　６８００ｍｇ／ｌ ：ＮＨ４−Ｎ　　２７００ｍｇ／ｌ 投　入　量：３時間経過毎に５１投入。

（１日８回、合計投入量１日４０文） 生物処理槽容量−２５０文 沈殿槽容量＝８０文 曝気空気量＝１７見／分 曝　気　時　間＝２時間１５分 曝気停止の時間：４５分 返送汚泥量二８０見／日 メタノール注入量＝４ｍ文／回 処理結果を第１表及び第３図〜４図に示す。

第　１　表α施例１） 第２表（至）悄ｌ） 処理水中の無機性Ｎは６４ｍｇ／Ｊｌ 第３表（イ）蛸２） 処理水中の無機性Ｎは１３０ｍｇ／ｕ 比較例１ 第５図に示す如く、原水導入後。

■　１時間、曝気停止、 ■　１時間、曝気（空気量３５ｆｔ／ｍ１ｎ）■　１時
間、曝気停止 なる手順に従った他は、実施例１と同様にしてし尿の処
理を行った。

結果を第２表及び第６．７図に示す、なお、メタノール
は上記■の工程の始めに添加した（添加量１０ｍＪＬ／
回）。

比較例２ 第８図に示す如＜、ｉ水導入後、４０分は曝気を行わず
、その後２時間２０分曝気を行った（空気量１８１　／
　ｍ　ｆ　ｎ　）　＊なお、メタノールの添加は行わな
い。

結果を第３表及び第９．１０図に示す。

この結果より、実施例１においては次のことが認められ
る。

し尿投入後ｌＯ分間はＯＲＰは一１００ｍＶ前後と低い
値を維持しており、Ｎ０ｘ−Ｎも急速に減少している。

その後、ＯＲＰは速やかに上昇し、Ｎ　Ｈ４−Ｎも減少
する。そして、約２時間経過すると、Ｎ　Ｈ４−Ｎの硝
化はほぼ終了し、Ｄ。

値も急速に上昇する。

その後（２時間１５分経過後）、曝気を停止するとＯＲ
Ｐ及びＤｏともに急速に減少し、ＮＯｘも減少を開始す
る。３時間処理を行ったときの硝化率は、９９．９％、
脱窒率は９９．１％と高率である。

このように実施例１では、Ｎ　Ｈ４Ｎ　及ＵＮＯｘ−Ｎ
のいずれも低い、良好な処理水が得られることが明らか
である。これに対し、比較例では実施例１に比べてメタ
ノールを２．５倍量使用しているにもかかわらず、処理
水中の無機性Ｎは２倍以上の値となっている。また、比
較例２では、仕上げの脱窒工程がないために、相当に高
いＮ０ｘ−Ｎが処理水中に含まれている。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明では、原水投入とほぼ同時に曝気を
行って硝化と脱窒を同時に進行させ、その後曝気を停止
して脱窒反応を行わせるようにしたものであり、硝化と
脱窒の工程をそれぞれ効率よく行わせることができ、効
率のよい窒素除去処理を行うことが可能とされる。また
、原水の性状（ＢＯＤやＮの濃度やＢＯＤ／Ｎ比など）
に応じて仕上げの脱窒工程の時間配分を任意に決められ
るので、負荷変動への対応性に優れている。本発明によ
れば、複雑な制御手段を用いることなく。

硝化反応及び脱窒反応を確実に進行させることも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例において用いた生物学的処理装詮の系統
図、第２図、第５図及び第８図は曝気強度を示すグラフ
、第３図、第４図、第６図、第７図、第９図及び第１Ｏ
図はそれぞれ実施例における測定結果を示すグラフであ
る。 ■・・・生物処理槽、　　　３・・・沈殿槽、７・・・
攪拌手段。 代理人　　弁理士　　重　野　　間 第１図 第２図 経過時間（ｈｒ） 経過時間（ｈ「） 第５図 第６図 経過時間（ｈｒ　）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機性廃水を単一の処理槽で硝化脱窒する方法に
   おいて、原水を間欠的に該処理槽に導入し、この原水導
   入とほぼ同時に曝気を開始し、その後、所定時間曝気を
   継続して硝化反応と脱窒反応とを進行させ、所定時間経
   過後に、曝気を停止することにより脱窒反応を行わせる
   ことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
2. （２）曝気を停止する直前では主として硝化反応のみが
   進行するように前記曝気時間の長さを選定することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の有機性廃水の処
   理方法。
3. （３）曝気を停止した後、有機物質を槽内に供給するこ
   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
   の有機性廃水の処理方法。