JPS63123496A - 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、下水、生活・産業排水、し尿などの汚水に含
まれる」素化合物を効率良く分解除去する方法に関する
もので６る。

従来技術： 汚水中の窒素化合物を除去する方法として、イオン交換
法（ＮＨ−２、ＮＯ−２、ＮＯ；などを、固体イオン交
換体、例えば、アルミノシリケート系固体酸、カチオン
交換樹脂、アニオン交換樹脂などで吸着除去する方法）
、エアストリッピング法（空気を泡ｃｔｉさせて、主に
アンモニアき追い出す方法）、次亜塩素酸処理法（２Ｎ
ｋＩ　ｓ　＋　８　ＮａＯＣＪ　−Ｎ　２↑＋　８Ｎａ
Ｃ１＋　ａｎ！ｏ　なる反応を用いる方法）などがある
が、いずれも経済性に乏しく、大規模実施はされていな
い。

一方、生物学的処理法（ａ生物法）、すなわち、汚水中
のアミ／、アミドをヘテロトローフ（ｈｅｔｅｒｏｔｒ
ｏｕｇｈ）屑紙１によりＮＨ；に変え、ＮＨ−３をＮＯ
；　に変えるニトロソモナスａ、Ｎｏ”ｔ　　’ｔ”Ｎ
Ｏ：　　に変えるニトロバクタ−菌、ＮＯ−２、ＮＯ：
をＮ！に変える脱窒菌の存在の下で、結局Ｎ２として空
中に放出する方法は、特別の薬品を使用する必要がなく
、またエアストリッピング法の場合のように大量の空気
を吹込む必要がないので、前記諸法に比べて有利である
。

生物学的処理法の場合、ＲＩＩＨ：をＮＯ；に変える反
応が律速（反応速度が遅いため、系内でＮＨ−３の濃度
が大で、　ＮＯ−２、Ｎｏ；などの濃度が低い状態が現
出する。）となることは周知である。

解決しようとする問題点： 従来の微生物法では、細歯を浮遊状態で使用し、例えば
、活性汚泥法で、好気性ゾーン（好気槽として別槽にす
ることもある〕と嫌気性ゾーン（嫌気槽として別槽にす
ることもある）とに分け、脱・社を行っている。この方
式では、ニトロソモナス直、ニトロバクタ−などの硝化
菌は、溶存酸素の少ない嫌気ゾーンにも傭櫨液として送
られるので、活性が低下し、そのため、税源反応速度が
遅かった。この欠点ｔ−解消するため、６槽に沈殿池を
設けた例もあるが、建設費が嵩み、かつ設置面積を必要
とした。また、充填層、流動層を用いて硝化菌の傭櫨を
防止する例もあるが、雑菌の阻害と、硝化菌の流亡のた
め、充分な脱窒速度は得られなかった。

問題を解決するための手段とその作用：本発明では、従
来技術、すなわち、活性汚泥菌の存在下で空′″Ａ曝気
し、Ｂｔ）Ｄ’ｉ減少させ、かつ、汚水中のｆｆｌ！化
合物をアンモニア化し、ざらにＮ　Ｏ；　、ｈ’Ｊ　Ｏ
；　　に硝化する好気性工程と、空気のほとんど存在し
ないＡ境で、Ｎｏ−２、Ｎｏ；　　を脱窒直によシ生物
学的に脱窒させる汚水の処理方法を次のように改良する
。

まづ、汚水処理を、脱窒ゾーン、曝気ゾーン、硝化ゾー
ンに分けて行う。

被処理汚水の少なくとも一部（最小限水素供給体として
必要なｔ）を、脱窒ゾーンに供給し、後述するＮＯ”−
２、ＮＯ−３の還元窒素化に使用する。

被処理汚水の他部（零の場合も含む）を、曝気ゾーンに
供給し、活性汚泥菌の存在下での空気曝気による酸化で
ＢＯＤを減少させる。

該ＲＯＤの減少した汚水を、硝化ゾーンに移動させ、空
気曝気の下で、ゲルに包括して固定化された硝化菌によ
？）、ＮＨ，をＮＯ−２、ＮＯ：に硝化させる。

該硝化された汚水を、脱窒ゾーンに移動させ、前記被処
理汚水を水素供給体として、脱窒菌により、ＮＯ−２、
ＮＯ−３を窒素ガスに還元する。

処理済汚水として、脱窒ゾーン、硝化ゾーンの液のうち
、少なくともｌを排出する。

しかして、この際、処理済汚水を全部排出せずに、その
一部を、曝気ゾーンに送入して被処理汚水の前記他部と
混合し、かくして、処理済汚水を循環処理することによ
り、さらに優れた効果を発揮させることができる。

硝化ゾーンに生育させる硝化菌 （Ｎ１ｔｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ科〕　としては
、亜硝酸菌（例えばニトロソモナス歯）、硝酸菌（例え
ばニトロバクタ−菌）の１橿以上を例えば公知のカラギ
ーナン、ポリアクリルアミドのほか、本発明者の発明し
た（特願昭６１−１５６７１５号）、ポリ酢酸ビニルを
９８チ以上ケン化して作ったポリビニルアルコール水溶
液を、ホウ酸と３価金属、例えばＡＪｚ（ＳＯａ）ｓの
水溶液に／１ｌｉｊ７Ｘｌｔ、て、１別にゲル化して作
った相互に離散したビーズが適当している。

この硝化ゾーンは、充填固定層にするよりも、流動層方
式にした方が、硝化速度が大でらるが、本発明はこれに
拘らない。

次に、曝気ゾーンは、活性汚泥菌（ＢＯＤ酸化菌）の存
在の下で空気曝気（もち論富化空気でも艮い。）して、
有機物を生物学的に分解する。この際、有機物中の窒素
化合物は主にアンモニアに分解する。一般に、活性汚泥
歯は有機物を分解する際に増殖して、いわゆる余剰汚泥
（ｅｘｃｅａａｓｌｕｄｇｅ　）を生成するので、これ
を除去しなげれば、定常α転は期待できない。しかしな
がら余剰汚泥の発生量は、活性汚泥歯を担体に付着させ
ることにより、また、有機物濃度を下げることにより激
減させることが可能である。したがって、曝気ゾーンで
、活性汚泥菌を充填層を形成するバッキングに付着生息
させ、かつ、処理済汚水を循環させることによシ、有機
物の濃度を下げることが望ましい。

脱窒ゾーンにおいては一１曝気を行わず空気がほとんど
ない状態で、水素供給体（被処理汚泥〕の存在下、脱窒
菌例えば、シュードモナス属、アクロモバクタ−属、バ
チルス属、マイクロコツカス属などの菌により、ＮＯ−
２、ＮＯ−３を還元して窒素ガスにする。

実施例： 第１図に本発明の１実施例を示す。

不発明の汚水処理装置は、竪形塔方式のものであって、
その水平断面は、円形、方形などが好ましいが、このこ
とに拘らない。また必要により部分的に膨出、絞縮した
塔を含むことは言うまでもない０ 処理塔（１）は、下から順に、脱窒ゾーン（２）、曝気
ゾーン（３）、硝化ゾーン（４）を持っている。

脱窒ゾーン（２）の主体は、ラシヒリングなど公知の充
填物中比較的固が粗く、微生物の付着により閉塞しにく
い充填物の充填層で、その下部にポンプ（７）によシ弁
（９）を通り送入される水素源供給用被処理汚水の入口
（至）が配設されている。

脱窒ゾーン（２）の充填層には、脱窒歯が生息して２シ
、前記被処理汚水、循環汚水に溶解している酸素以外酸
素供給源のない酸素欠亡状態で、脱窒菌が、有機物を水
素源供給体として、ＮＯ＠５ＮＯａを還元して窒素ガス
に変える。（充填層の上部下部は点線により示す。以下
同じ。） 脱窒ゾーン（２）と曝気ゾーン（３）との間に非充填空
間←峠を設け、この空間内の公知の散気装置がら空気を
曝気する。しかしながら非充填空間−一の設置は必須条
件でなく、充填層へ政見しても差支光ない。な２、空気
は、プロワ−（９）により吸引され、流量計（ｃ２−タ
メータ）σ０ｔ−経て、手動または自動により流量調節
されて送入される。

曝気ゾーン（３）の充填部には、脱窒ゾーン（２）と同
様の充填物が充填さルており、その下部、すなわち、脱
窒ゾーン（２）と曝気ゾーン（３）との境界部にポンプ
（７）、弁ＣＬＯｔ−通った被処理汚水の入口（６）と
空気の散気室（５）が６す、吹込まれた空気は泡状とな
り、曝気ゾーン（３）を上昇する。

曝気ゾーン（３）には、活性汚泥歯（ＢＯＤ酸化歯）例
えばＺｏｏｇｌｏｅａ　ｒａｍｉｇｅｒａが生息してお
り、これらは、一般（ポリサッカライドによシ覆われ、
ブロックをなして粗大化している。汚水中の有機物は、
このポリサッカライドに吸着され、活性汚泥菌により分
解さルると考えられている。これらの菌の少なくとも一
部は有機物中の窒素化合物をＮＨ，に変化させる。

次に曝気ゾーン（３）の上層として、分離層（６）を隔
てて、硝化ゾーン（４）ｔ−配設する。

分離層（６）として、第１図に示すような、１以上、好
ましくは複数の泡鐘形の通路を設けても良いが、そのほ
か、充填床、網棚などを用いるとさらに良く、また、曝
気ゾーン（３）の充填部上端と分離ｉｍ　（６）との間
に、第１図のように非充填部を設けも良い。

硝化ゾーン（４）としては、硝化１すなわち亜硝酸直（
例えばニトロソモナス菌）硝酸菌（例えばニトロバクタ
−菌）の１種以上を、有機高分子物質、例えばポリビニ
ルアルコールで包括固定化したものを、流動層または固
定層形式で用いる（第１図の場合、流動層形式である。

）流動層方式で用いる場合、特に、本発明者が特願昭６
１−１５６７１５号で開示した、微生物を、ポリ酢酸ビ
ニルを９８％以上ケン化して作ったポリビニルアルコー
ルの水溶液と混合して作った、微生物の分肢したポリビ
ニルアルコール水溶液を、ホウ酸と８価金属、例えばＡ
６ｚ（Ｓｏｎ）ｓの水溶液に篩別して、１別にゲル化し
て作った相互に離散したビーズが適当している。

硝化ゾーン（４）には、必要な場合、散気装置（４ａ）
を設けて散気する。

硝化ゾーン（４）と曝気ゾーン（３）との重要な櫨境的
差異は、硝化ゾーン（４）が曝気ゾーン（３）に比べて
有機物ａ度が小さいことで、この種の状態が、ｃｈｅｍ
ｏａｕ　ｔｏ　ｔｒｏｐｈである硝化菌の生胃に適し、
活性汚泥菌には栄養不足の環境となり、硝化菌が優位に
生息し得ることになる。

硝化菌を、ゲルで包括する理由は、単位粒子のサイズを
大にし、フィルター（４ａ′）を通過し難くして、その
流亡を防ぐと共にゲル内部に硝化菌を魂粋に分離して生
息させるためで６る。

フィルター（４ａ）は、例えば、１枚なし数枚の網、ス
リット板、またはバースクリーンなどを重ねて形成した
もので、その濾過面を、鉛直、または液通過方向に対し
、説倒れにしておくことにより、濾過面からは滓（ゲル
ビーズ）が自由落下可能になカ、目詰まシの少な・ハメ
リットがある。

フィルター　（４ａ’）を通過した液はＮＯ″；　、Ｎ
ｏ　；　ｋ含み、ポンプ（８）により、前記脱窒ゾーン
（２）に送入され、ｆｆ’（９）から送入される水素供
給用汚水と混合し、脱窒部により還元され窒素ガスとな
り、窒素ガス１５−含んだ処理済汚水が排出・Ｕ＠から
排出される。しかしながら、逃埋済汚水を全量排出する
のでなく、その一部を、曝気ゾーン（３）に送入し、硝
化ゾーン（４）、脱窒ゾーン（２）と循環させることに
より（処理済汚水の排出量は変らないが、前記各ゾーン
を通過する汚水量が増加し、有機物鏝度が下がる。）、
曝気ゾーン（３）での余剰汚泥の発生を顕著に減少させ
ることができる。

被処理汚泥の少なくとも一部は、脱室ゾーン（２）に送
入し、脱窒の際の水素供給体とする必要がある。しかし
ながら、この必要量以上を使用しても憑支えがある訳で
なく、全量使用も可能である。

ただし、処理済汚水（排水）ｔ−１脱窒ゾーン（２）か
ら排出する場合、未処理汚水が混合排出される。

また処理済汚水として硝化ゾーン（４）の液を排出する
と、Ｎｏ−２、Ｎｏ−３の排出量が殖えるのは止むを得
ない。

結局、本発明の最良！Ｂ様では、被処理汚水の一部は弁
（９）　Ｊｋ介して脱窒ゾーン（２）に、他部は弁ｕｌ
’を介して散気室（５）に送入され、処理済汚水は、脱
窒部上部（散気室（５）下部を含む。）から排出管＠に
より排出される。いうまでもなく脱窒ゾーン（２）に供
給される汚水はＮｏ−２、Ｎｏ−３を窒素に還元するた
めの水素源供給用に利用される。散気装置（４ａ）、同
（５ａ）用の空気は、プロワ−（至）により供給される
。

本実施例においては、脱窒ゾーン（２）、曝気ゾーン（
３）、硝化ゾーン（４）を１基の塔内の部分として区別
しているが、これらを別種としても、まったく同一の効
果を得ることができる。しかしながら１基の塔に纏める
ことにより、輸送用ポンプが節約でき、特に第１図のよ
うに、塔の下部から上部に脱窒部（２）、曝気部（３）
、硝化部（４）の順に配設し、汚水を下部から上部へ流
通させることにより、隔壁の省略による資材の節約のほ
か、作業スペースの狭小化の効果もある。

しかして空気噴気を酸素曝気に変えても、本発明は成立
つので６って、曝気が、空気によって行われるか、５化
空気により行われるか、酸素により行われるかに拘らな
い。

実施例１の装置に、硫酸アンモニウム１、Ｏ道址チ、ペ
プトン１．０這ｔチ、肉エキス０．６乾点ｔ％を含む人
工汚水を水でイ１釈し、ＢＯＤ約２００ｑ／ｌｌ、全−
Ａｇ４ＯＮｇ／ｌ、、ＮＨ；悪窒累２４ダ／−３にした
汚水（ＮＯ，−２、ＮＯ；　なし）を、ＢＯＤ頁荷が３
んｑ／イ、ｄａｙ　ＶＣなるように連続的に、脱室ゾー
ンに５０チ、ｌＩψ気ゾーンに５０　ｓ　ａ分して送入
した。

運転開始後２週間で処理水′イが安定し、３ケ月間の運
転では、排出水のＢＯＤは、平均６．９．Ｑ／ｅ（最大
９．８ｔ１９／ｌ　、　ｊ＆小１．６９＃　）、全ｉ、
ｉｕ平均８、ａｑ／ｅ　（最大４．８ｑ／１１．最小１
．９ｑ／ｅ　）ｆ６つた。ただし、被処理汚水（原水）
に対する処理済汚水の循墳濾は重量比で４であった。

発明の効果： 本発明に２いては、汚水の生物学約分ｓ金行うに際し、
被処理汚水を、活性汚泥菌の存在下で、空気曝気して、
ＢＵＤ金減少させると同時に、汚水中の窒素化会物をア
ンモニアに変化させる工種、次に、有機物が減少し、か
つアンモニアを包む汚水を、ゲルにより包括され粗大化
した硝化直によシ、空気曝気下で、ＮＯ−２、ＮＯ；に
酸化する工程、さらに、Ｎｏ−２、Ｎｏ−３を、有機物
水素源（被処理汚水）ＩＣより、嫌気性条件下で脱窒菌
によシ行う工ａｔそれぞれ別ゾーンにより行い、それぞ
れの工程が通過条件を維持し得るように形成されている
。

しかして、被処理汚泥の４淡に応じ、−度が大きい場合
、処理済汚水の一部を循環受用することにより、余剰汚
泥の生成を抑制し、定常運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１因は本発明の汚水の処理方法の構成の１例を示す流
れ１的説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、汚水を、活性汚泥細菌の存在下で、空気曝気し、Ｂ
   ＯＤを減少させ、かつ、汚水中の窒素化合物をアンモニ
   ア化し、さらにＮＯ＾−＿２、ＮＯ＾−＿３に硝化する
   好気性工程と、空気のほとんど存在しない環境でＮＯ＾
   −＿２、ＮＯ＾−＿３を脱窒菌により生物学的に脱窒さ
   せる汚水の処理法において： 該汚水処理を、脱窒ゾーン、曝気ゾーン、硝化ゾーンを
   含むゾーンに分けて行い：被処理汚水の少なくとも一部
   を、脱窒ゾーン、残部を曝気ゾーンに供給し、後述する
   ＮＯ＾−＿２、ＮＯ＾−＿３の還元窒素化に使用し； 脱窒ゾーンを通過した液と被処理汚水の他部を、曝気ゾ
   ーンに供給し、活性汚泥菌の存在下での空気曝気による
   酸化でＢＯＤを減少させ；該ＢＯＤの減少した汚水を硝
   化ゾーンに移動させ、空気曝気の下で、ゲルに包括され
   て固定化した硝化菌により、ＮＨ＿３をＮＯ＾−＿２、
   ＮＯ＾−＿３に硝化させ； 該硝化された汚水の少なくとも一部を脱窒ゾーンに移動
   させ、前記被処理汚水を水素供給体として、脱窒菌によ
   り、ＮＯ＾−＿２、ＮＯ＾−＿３を窒素ガスに還元し； 処理済汚水を、脱窒ゾーン、硝化ゾーンの少なくとも１
   から排水する； ことを特徴とする汚水の処理方法。 ２、処理済汚水の一部を、曝気ゾーンに送入して被処理
   汚水の前記他部と混合し、かくして処理済汚水を循環処
   理し、処理済汚水の残部を排出する特許請求の範囲第１
   項に記載の汚水の処理方法。 ３、該汚水処理を、下から順に、脱窒ゾーン、曝気ゾー
   ン、硝化ゾーンに区分された単一塔で行う特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の汚水の処理方法。 ４、曝気ゾーンと硝化ゾーンの区分が、充填層により行
   われる特許請求の範囲第２項に記載の汚水の処理方法。 ５、脱窒ゾーンおよび曝気ゾーンが充填層に汚性汚泥形
   菌を付着生息せしめたものである特許請求の範囲第３項
   または第４項に記載の汚水の処理方法。 ６、硝化ゾーンが流動床方式である特許請求の範囲第１
   項から第５項のいずれか１に記載の汚水の処理方法。