JPS643560B2 - - Google Patents
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- JPS643560B2 JPS643560B2 JP59209804A JP20980484A JPS643560B2 JP S643560 B2 JPS643560 B2 JP S643560B2 JP 59209804 A JP59209804 A JP 59209804A JP 20980484 A JP20980484 A JP 20980484A JP S643560 B2 JPS643560 B2 JP S643560B2
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- oxygen
- reaction tank
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
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NH4−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 活性汚泥により、BODとDOとNH4−Ｎを低
DOにて、同時に除去することは、水処理技術
Vol.23No.１（1982）P.1〜P.2他に記載され、この
場合槽内のDOを0.5mg／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57−204294
には、空気を用いての通性脱窒素曝気による処理
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
つた。 (1) NH4−Ｎの硝化反応に適切なPH領域を保持
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MLSS濃度保持が困難と
なる。 (4) 酸素源として空気を用いるため、排ガス量が
多く、脱臭のための費用が大となる。 問題点を解決するための手段 本発明によれば、窒素含有汚水の処理方法が提
供されるのであつて、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％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
12mg／に保持し、反応槽内のDOを0.2〜1.0
mg／に維持するとともに、かつPH６〜７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、次のような特長が得られる。 まず、少くとも50容量％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（通性脱窒素法）場合、
NH4−Ｎの硝化反応の至適範囲は第３図に示
す如くPH６〜７である。 一方、50％以上のO2を用いてDOを0.2〜1.0
mg／にコントロールするとにより、NO3−
Ｎの生成を抑制できるため、PH６未満に低下す
ることを妨げる。また、供給ガス量が少ないた
め、ガス中の生成CO2濃度を高くでき、従つて
液相のCO2濃度を高く保持できるため、PH７を
越えるのを防げる。 (2) O2溶解動力は飽和DO値との差（推進力）に
比例する。空気使用（O221％）と90％O2使用
とのO2溶解動力比は次の通り。（ただし、30℃
とする。DO＝0.5） 空気使用の溶解動力／90％O2〃 〃＝7.85−0.5／7.8
5×（90／21）−0.5 ＝１／4.5 すなわち、同一のO2溶解手段を用いた場合、
90％O2B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
要な酸素量は10〜12KgO2／Klであり、第１〜
第２図の如く循環液中へのO2供給によりこの
ラインのDOは20〜35mg／となる。この溶解
酸素は完全混合型の反応槽でほぼ100％消費さ
れる。従つて、所要循環量は 10〜12KgO2／Klし尿／（20〜35）×10-3KgO2／m3循環液 ≒350〜500m3−循環液／Kl−し尿 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 （350〜24）m3／Hr・Kl／３m3／Kl≒５｜／Hr となり、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／Klし尿とする。 利用効率 供給ガス量 50％O2 70％ 24 90％O2 90％ 8.4m3／Kl−し尿 空 気 20％ 200 〃 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り、供給ガス量は
１／８〜1/20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200m3／Kl−し尿 約20％ 50％O2 約18 〃 20％ 90％O2 約３ 〃 ３％ 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20000mg／以上では、自然沈降
方式では固液分離困難となり、この場合は遠心
濃縮、膜分離の使用がこのましい。
MLSS20000mg／以上では反応槽単位容積当
りの必要酸素量が過大となり、空気使用ではと
うていDO0.2〜１mg／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てあ
るが、第２図はは限外過膜を用いた場合であ
る。本発明にとつては固液分離の方式は特に制
限なく、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のDOは0.2〜1.0
mg／にコントロールする必要がある。DOが0.2
mg／未満であれば、BODとNH4−Ｎの除去が
不十分となり、又DOが1.0mg／を越えると
BODの除去は進むが、NH4−Ｎの除去が不十分
となる。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％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〜
1.0mg／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、循環のためのポンプ動力が過大となるため、
この循環比は1000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7.5mg／である。供給ガ
ス中の酸素の容量％と圧力に対する飽和溶存酸素
濃度は次の値となる。
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NH4−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 活性汚泥により、BODとDOとNH4−Ｎを低
DOにて、同時に除去することは、水処理技術
Vol.23No.１（1982）P.1〜P.2他に記載され、この
場合槽内のDOを0.5mg／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57−204294
には、空気を用いての通性脱窒素曝気による処理
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
つた。 (1) NH4−Ｎの硝化反応に適切なPH領域を保持
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MLSS濃度保持が困難と
なる。 (4) 酸素源として空気を用いるため、排ガス量が
多く、脱臭のための費用が大となる。 問題点を解決するための手段 本発明によれば、窒素含有汚水の処理方法が提
供されるのであつて、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％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
12mg／に保持し、反応槽内のDOを0.2〜1.0
mg／に維持するとともに、かつPH６〜７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、次のような特長が得られる。 まず、少くとも50容量％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（通性脱窒素法）場合、
NH4−Ｎの硝化反応の至適範囲は第３図に示
す如くPH６〜７である。 一方、50％以上のO2を用いてDOを0.2〜1.0
mg／にコントロールするとにより、NO3−
Ｎの生成を抑制できるため、PH６未満に低下す
ることを妨げる。また、供給ガス量が少ないた
め、ガス中の生成CO2濃度を高くでき、従つて
液相のCO2濃度を高く保持できるため、PH７を
越えるのを防げる。 (2) O2溶解動力は飽和DO値との差（推進力）に
比例する。空気使用（O221％）と90％O2使用
とのO2溶解動力比は次の通り。（ただし、30℃
とする。DO＝0.5） 空気使用の溶解動力／90％O2〃 〃＝7.85−0.5／7.8
5×（90／21）−0.5 ＝１／4.5 すなわち、同一のO2溶解手段を用いた場合、
90％O2B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
要な酸素量は10〜12KgO2／Klであり、第１〜
第２図の如く循環液中へのO2供給によりこの
ラインのDOは20〜35mg／となる。この溶解
酸素は完全混合型の反応槽でほぼ100％消費さ
れる。従つて、所要循環量は 10〜12KgO2／Klし尿／（20〜35）×10-3KgO2／m3循環液 ≒350〜500m3−循環液／Kl−し尿 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 （350〜24）m3／Hr・Kl／３m3／Kl≒５｜／Hr となり、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／Klし尿とする。 利用効率 供給ガス量 50％O2 70％ 24 90％O2 90％ 8.4m3／Kl−し尿 空 気 20％ 200 〃 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り、供給ガス量は
１／８〜1/20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200m3／Kl−し尿 約20％ 50％O2 約18 〃 20％ 90％O2 約３ 〃 ３％ 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20000mg／以上では、自然沈降
方式では固液分離困難となり、この場合は遠心
濃縮、膜分離の使用がこのましい。
MLSS20000mg／以上では反応槽単位容積当
りの必要酸素量が過大となり、空気使用ではと
うていDO0.2〜１mg／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てあ
るが、第２図はは限外過膜を用いた場合であ
る。本発明にとつては固液分離の方式は特に制
限なく、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のDOは0.2〜1.0
mg／にコントロールする必要がある。DOが0.2
mg／未満であれば、BODとNH4−Ｎの除去が
不十分となり、又DOが1.0mg／を越えると
BODの除去は進むが、NH4−Ｎの除去が不十分
となる。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％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〜
1.0mg／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、循環のためのポンプ動力が過大となるため、
この循環比は1000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7.5mg／である。供給ガ
ス中の酸素の容量％と圧力に対する飽和溶存酸素
濃度は次の値となる。
【表】
実施例のし尿の通性脱窒素法では、酸素消費量
は10〜12KgO2／Klし尿である。循環液中のDOは
反応槽内で、ほぼ100％消費される。循環比は
1000以下にするためには、循環液中のDOは 12〜18KgO2／Klし尿／1000m3／Klし尿×103＝12〜18mg
／ 以上である必要がある。50容量％の酸素を用い
た場合、循環液中のDOは飽和DOの70％程度に
達成する。上表より、循環液中のDOは（17.9〜
35.7）×0.7＝12.5〜25mg／となる。 すなわち、少なく共50容量％に酸素を供給ガス
として用い、循環液中のDOを少くとも12mg／
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50容量％の酸素が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２
mg／とすることにより、反応槽のDOを0.2〜
1.0mg／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法の特長を
保つことが可能となつたのである。 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法によ
り次の如き効果が得られる。 (1) PHが通性脱窒素法の至適範囲６〜７に無薬中
で維持できる。 NO2−Ｎ型のため、NO3−Ｎ型とことなり、
PHが６未満とならぬ。酸素法のため液相CO2を
高く維持できるのので、PHが７を越えない。 (2) 酸素溶解動力を削減できる。 このメリツトは反応槽MLSSを高くし、高負
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、従つて、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、
容量に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) 撹拌動力が少なくてすむので、活性汚泥フロ
ツクが微細化せず、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、実施例により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、分離槽15.0を用いた。 運転条件、流入汚水の性状及び処理水質は下記
の通りであつた。
は10〜12KgO2／Klし尿である。循環液中のDOは
反応槽内で、ほぼ100％消費される。循環比は
1000以下にするためには、循環液中のDOは 12〜18KgO2／Klし尿／1000m3／Klし尿×103＝12〜18mg
／ 以上である必要がある。50容量％の酸素を用い
た場合、循環液中のDOは飽和DOの70％程度に
達成する。上表より、循環液中のDOは（17.9〜
35.7）×0.7＝12.5〜25mg／となる。 すなわち、少なく共50容量％に酸素を供給ガス
として用い、循環液中のDOを少くとも12mg／
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50容量％の酸素が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２
mg／とすることにより、反応槽のDOを0.2〜
1.0mg／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法の特長を
保つことが可能となつたのである。 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法によ
り次の如き効果が得られる。 (1) PHが通性脱窒素法の至適範囲６〜７に無薬中
で維持できる。 NO2−Ｎ型のため、NO3−Ｎ型とことなり、
PHが６未満とならぬ。酸素法のため液相CO2を
高く維持できるのので、PHが７を越えない。 (2) 酸素溶解動力を削減できる。 このメリツトは反応槽MLSSを高くし、高負
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、従つて、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、
容量に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) 撹拌動力が少なくてすむので、活性汚泥フロ
ツクが微細化せず、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、実施例により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、分離槽15.0を用いた。 運転条件、流入汚水の性状及び処理水質は下記
の通りであつた。
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−
Ｎ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……限外過膜、
１１……処理水、１２……汚泥ポンプ。
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−
Ｎ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……限外過膜、
１１……処理水、１２……汚泥ポンプ。
Claims (1)
- 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／に保持し、前記反応槽内
のDOを0.2〜1.0mg／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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209804A JPS6190796A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 窒素含有汚水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209804A JPS6190796A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 窒素含有汚水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6190796A JPS6190796A (ja) | 1986-05-08 |
| JPS643560B2 true JPS643560B2 (ja) | 1989-01-23 |
Family
ID=16578872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59209804A Granted JPS6190796A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 窒素含有汚水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6190796A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1984
- 1984-10-08 JP JP59209804A patent/JPS6190796A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6190796A (ja) | 1986-05-08 |
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