JPS645958B2 - - Google Patents
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- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
本発明は、有機性汚水の処理方法、とくにメタ
ノール、PH調整剤、凝集剤等の薬剤を使用せず、
簡単な装置でもつて汚水中のBOD、窒素、リン
を同時に除去することができ、しかも運転管理の
容易な処理方法に関するものである。 下水、し尿等の汚水中には、BODとして測定、
表示されることの多い有機性汚濁物質や、閉鎖性
水域の富栄養化の原因物質である窒素、リンが含
まれている。これらの汚濁物質を除去処理するに
おいて、生物学的処理法は、重要な位置を占めて
いる。 BODの除去に関しては、活性汚泥法、ラグー
ン法、散水床法、回転円板法などの生物学的処
理法が広く用いられて来た。 窒素の除去に関しては、生物学的脱窒素法があ
る。この生物学的脱窒素反応は、２段階の反応で
ある。すなわち、第１段階は、好気的条件下での
硝化菌の作用によつて、汚水中のアンモニア性窒
素（NH4 +−Ｎ）を亜硝酸窒素（NO2 -−Ｎ）、硝
酸性窒素（NO3 -−Ｎ）に酸化する、いわゆる硝
化工程である。この反応は下記のように表わすこ
とができる。 NH4 +＋1.502→NO2 -＋H2O＋2H+ ……(1) NO2 -＋0.502→NO3 - ……(2) 式(1)，(2)より NH4 +＋202→NO3 -＋H2O＋2H+ ……(3) 続く第２段階はNO2 -−Ｎ，NO3 -−Ｎを、嫌
気的条件下での脱窒菌の作用によつて窒素ガス
（N2）に還元し、このN2を大気中に放散させて
汚水の脱窒素処理を完結するもので、脱窒工程と
呼ばれ下式のように示すことができる。 2NO2 -＋6H→N2↑＋2H2O＋2OH- ……(4) 2NO3 -＋10H→N2↑＋4H2O＋2OH- ……(5) 硝化反応に伴つて、式(1)，(3)に示したようにPH
が低下するため、硝化工程では必要に応じてアル
カリ剤を添加する。脱窒反応においては、式(4)，
(5)に示したように還元剤が必要であるため、メタ
ノール等の有機炭素源を必要量添加する。脱窒工
程では、PHが上昇する。 リンを生物学的に除去する方法も開発されてい
る。これは、BODとリンとを含有する汚水を活
性汚泥処理する場合、汚泥を嫌気状態と好気状態
とに繰り返しさらすことによつて汚泥中へのリン
の取り込みを強化し、リン含有量の多い汚泥を余
剰汚泥として系外へ取り出すことによつて、汚水
中のリンを除去するものである。ただし、現在の
ところ、この生物学的リン除去メカニズムの詳細
については不明である。 以上のように、生物作用を利用することによつ
て、各種の汚濁物質を除去することが可能であ
り、従来の処理フローにはさまざまなものがあ
る。 第１図は、従来のBODおよび窒素を除去する
ためのフローシート図である。この方法は、１次
処理水１を曝気槽２および沈殿槽３からなる活性
汚泥装置で処理し、まずBOD除去を行う。この
処理水４を曝気槽５および沈殿槽６からなる活性
汚泥装置へ導き、硝化処理を行つた後、脱窒槽
７、再曝気槽（脱気槽）８、沈殿槽９からなる装
置で脱窒処理し、もつて窒素除去処理水１０を得
る。必要に応じて、硝化工程でアルカリ剤１１
を、脱窒工程でメタノールなどの有機炭素源１２
を添加する。 この方法によれば、汚泥が機能別に分れている
ので、返送比、曝気風量、引き抜き汚泥量等の運
転操作要因が多く、その位置づけも明確である。
このため、水温変動、水質変動、水量変動などが
生じてもこれに対する運転対応が容易であり、安
定した処理水が得られる。 しかしその反面、設備数が多いために設備費が
高くなるとともに、脱窒工程でのメタノールの添
加量が、脱窒処理するNO3 -−Ｎの約2.5倍以上必
要となり、その費用が高いという欠点がある。 第２図は、BODと窒素とを除去する別の従来
法である。この方法は、１次処理水２１を第１脱
窒槽２２に入れた後、硝化槽２３内に入れ、その
汚泥混合液の一部２４を第１脱窒槽２２に返送す
るとともに、汚泥混合液を第２脱窒槽２５に入れ
て、メタノール２６を有機炭素源として脱窒処理
し、更に再曝気槽２７を経て沈殿槽２８に入れ、
この汚泥の一部２９を上記第１脱窒槽２２に返送
するものである。すなわちこの方法は、第１脱窒
槽２２と硝化槽２３との間で汚泥混合液を循環さ
せ、第１脱窒槽２２で１次処理水中のBODを利
用して脱窒を起こさせ、ここで脱窒処理し切れな
かつた分については第２脱窒槽２５でメタノール
を補助的に添加して脱窒を完了させる方法であ
る。 この方法は、第１図に示す方法に比べてメタノ
ール費を軽減できるという長所があり、また設備
数も低減できるという利点がある。しかし増殖速
度、作用等の全く異なる硝化菌と脱窒菌とが全く
同じ環境条件下で培養運転され、混合されるた
め、水温低下、原水水質変動等の外的条件に対応
する運転管理が技術的に困難である。しかも汚泥
が混合されて相互に希釈し合う結果、単位混合汚
泥量当りの硝化速度、脱窒速度がともに小さくな
り、このため、硝化槽、脱窒槽の容積をいずれも
大きくしなければならないという問題がある。 第３図は、BODとリンとを除去する従来法の
１例である。この方法は、１次処理水３１と、返
送汚泥３２とを嫌気槽３３で接触反応させ、
BODの嫌気的分解と汚泥よりのリンの溶出をは
かる。しかる後に、その汚泥混合液を好気槽３４
に導き、BODの好気的分解と汚泥へのリンの取
り込みをはかる。そして、汚泥混合液を沈殿槽３
５に導き固液分離を行つて、BODおよびリンを
除去したる処理水３６と分離汚泥３７とを得るも
のである。 この方法は、凝集剤等の薬剤を用いることな
く、比較的簡単な装置でもつて汚水中のBODお
よびリンを除去し得る。しかし、この方法におけ
る窒素除去能力は低い。 第３図における処理方法を改良して、BOD、
リンおよび窒素を除去することを目的として、第
４図に示す方法がある。この方法が第３図におけ
る方法と異る点は好気槽３４から出た汚泥混合液
の一部３８を嫌気槽３３へ返送することである。
すなわち、この返送によつて嫌気槽３３、好気槽
３４の撹拌混合を助け、短絡流を防止し、更に脱
窒反応の結果生ずるPHの上昇〔式(4)，(5)参照〕と
硝化反応の結果生ずるPHの低下〔式(1)，(3)参照〕
とを平均化、中和化し、もつて、嫌気的反応の進
行を助長することができる。 従つてこの方法によつて、メタノール、凝集剤
等の薬剤を用いることなく、比較的簡単な装置で
汚水のBOD、窒素、リンの除去が可能となる。 しかし、この方法においても、第２図、第３図
の従来法と同様に、機能と性質の異る菌が、全て
浮遊混合状態で使用されるため、運転操作が技術
的に困難である。すなわち、水温、水質、水量等
が変動する場合、活性汚泥型の処理法において
は、汚泥に対する負荷量が汚泥の持つ処理能力の
範囲に収まるように、返送比を調節して反応槽内
の汚泥濃度をコントロールするのが運転対応の基
本である。この場合、返送ポンプの電力費節減の
観点から必要最小の返送比とすることが望まし
い。ところが、本法における汚泥には、BOD除
去菌、硝化菌、脱窒菌、脱リン菌が含まれてお
り、それらは増殖速度、反応速度、生育条件等が
異なる。このため、水温、水質、水量等が変化す
ると、混合汚泥の中でのそれぞれの微生物の存在
比も変化する。しかるに、各種微生物の存在比と
活性とを、短時間のうちに把握することが困難で
あるため、従来の活性汚泥法のように、汚泥混合
液のSS濃度（MLSS）あるいは活性汚泥沈殿率
（SV30）といつた指標を負荷量調節のための指標
として適用することには問題が残る。つまり、混
合汚泥の組成とその汚泥の持つ処理能力が外的条
件によつて大きく変動するため、その汚泥単位量
当りの処理活性も変動し、処理運転対応のための
汚泥量調節が技術的に困難であるという欠点を免
れ得ない。 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、メタノールやPH調整剤
や凝集剤等の薬剤を使用することなく、比較的簡
単な装置でもつて、汚水中のBOD、窒素、リン
を同時に除去することができ、しかも、運転管理
の容易な有機性汚水の処理方法を提供するもので
ある。 すなわち本発明に係る有機性汚水の処理方法
は、有機性汚水を嫌気性域へ導入して浮遊生物に
よる嫌気性反応を生ぜしめた後、生物固着材を
設けた好気性域へ導入して酸素を供給し固着生物
及び浮遊生物による好気性反応を生ぜしめ、しか
る後固液分離装置へ導いて処理水を得るととも
に、分離汚泥の一部を嫌気性域へ返送することを
特徴とする。 以下本発明方法を図面を参照して説明する。 第５図は、本発明方法によつて有機性汚水に含
まれるBOD、窒素、リンを同時に除去する処理
装置の１例を示すフローシート図である。この装
置は、嫌気槽５１と材５６を設置した好気槽５
２と沈殿槽５３とを順に配置、この沈殿槽５３の
底部から上記嫌気槽５１の入口部へ返送管路５４
を接続している。本発明方法は、原汚水５５（有
機性汚水）と汚泥とを嫌気槽５１（嫌気性域）へ
導入して浮遊生物による嫌気性反応を生ぜしめ
る。この後好気槽５２（好気性域）へ導入して酸
素を供給し、材５６に固着した固着生物と好気
槽５２内に浮遊している浮遊生物とにより好気性
反応を生ぜしめ、しかる後沈殿槽５３（固液分離
装置）へ導いて処理水５７を得るとともに分離汚
泥の一部５４を嫌気槽５１へ返送するものであ
る。 この方法において嫌気槽５１では、原汚水５５
と汚泥との接触を促進し、汚泥の沈降を防ぐた
め、撹拌機もしくはポンプによつて撹拌混合する
ことが望ましい。嫌気槽５１内のDOは0.5mg／
とする必要があるが、このDO条件が満足できれ
ば窒素ガス、消化ガス、炭酸ガス、あるいは空気
等の吹き込みによつて撹拌混合を行うことも可能
である。上記好気槽５２は酸素含有ガスの吹き込
みもしくは機械的曝気によつて槽内の撹拌混合を
行うと共に、好気状態となす。この場合、槽内の
DOは0.5mg／以上とすることが望ましい。この
好気槽５２内に設置された材５６は、生物膜を
保持するもので、この材５６としては粒状
材、ハニカムチユーブ、ひも状材、板状材等
を用いることができる。ただし、肥厚した生物膜
によつて目づまりの起らぬよう原水性状等を考慮
して材形状を選ぶことが望ましい。材５６の
設置方法として、全水没型設置、半水没半空中設
置、全空中設置のいずれかを選ぶことができる。
半水没型もしくは全空中型の場合には、汚泥混合
液と材との接触を促進するために、ポンプによ
る散布を行うことも可能である。また、材５６
は好気槽５２の上面から見て全面もしくは、一部
の面に設置することができるが材の設置方法
は、原水の水質を考慮した設置面積を確保し、散
気もしくは機械曝気による水流を考慮した設置位
置とする必要がある。材設置位置は好気槽の形
状との関連が深いが、材面積はNH4−Ｎ負荷
が1.5ｇNH4−Ｎ／m2．日以下となるよう設置す
ることが望ましい。原汚水の性状にもよるが、
MLSS濃度3000mg／の場合嫌気槽５１の滞留時
間は１時間以上、好気槽５２の滞留時間は４時間
以上とすることが望ましい。 好気槽５２から流出する汚泥混合液は、沈殿槽
５３へ導いて固液分離し、分離水として処理水５
７を得ると共に、沈殿汚泥を得る。この沈殿汚泥
の１部は、返送管路５４を通じて嫌気槽５１へ返
送し、沈殿汚泥の残部は余剰汚泥５８として系外
へ排出し、別途処理処分する。 沈殿槽５３の設計に当つては、水面積負荷を20
〜30m3／m2／日程度、滞留時間を2.5時間程度と
することが好ましく、汚泥返送流量は原水流量Ｑ
に対し、0.1〜0.5Qとすることが好ましい。 しかしてこの方法では、嫌気槽５１内で汚泥へ
の吸着、嫌気性消化、脱窒用有機炭素源としての
消費、によつてBODを低減し、また、好気槽５
２内で固着生物および浮遊生物による同化作用、
異化作用によつてBODを除去する。 また、窒素については、好気槽５２内の固着生
物および浮遊生物により硝化して、NO2−Ｎ，
NO3−Ｎの形に転換し、これを返送経路５４を
通じて嫌気槽５１へ返送し、嫌気槽５１内の汚泥
中の脱窒菌の作用によつて、原有機性汚水５５中
のBODを有機炭素源として脱窒する。 この方法において、好気槽５２内で固着生物を
作用させるが、その理由は硝化菌を固着材５６
に保持することによつて硝化菌の現存量を確保す
るためである。すなわち硝化菌は、増殖速度が遅
く、硝化反応を起こさせるためには、通常の活性
汚泥法で汚泥令を10日以上とする必要がある。こ
のためBOD負荷が上昇した場合、あるいは水温
が低下した場合、BOD除去菌と硝化菌との混合
培養では、前者の比率が増大し、硝化が起こらな
くなる。しかるに固着生物膜はほぼ固定された状
態にあり、汚泥令は無限大に近く、硝化反応を維
持することができる。従つて固着生物を併用する
この方法においては、かかる事態を防ぐことがで
きると共に、好気槽５２をコンパクト化できる。 またこの方法では、浮遊汚泥を嫌気状態と好気
状態とに繰り返しさらすため、生物学的脱リン反
応を起こさせることもできる。すなわち、返送汚
泥は、汚泥自身の含有するリンを、嫌気槽５１内
の嫌気的条件下で放出し、好気槽５２内の好気的
条件下で、放出した量以上のリンを汚泥体内に取
り込むことによつて原有機性汚水５５中のリンを
除去する。このリンは余剰汚泥の形態で系外へ排
出される。 硝化反応に伴つてPHが低下し、脱窒反応に伴つ
てPHが上昇するが、この方法においては、１つの
系内で２つの反応が起り、返送汚泥と原汚水を含
めて撹拌混合するため、PHは原汚水のPHと大きく
変わることなく、原汚水のPHが中性付近にあれば
PH調整剤の添加は不要である。 脱窒用有機炭素源としては、原汚水中のBOD
を利用するため、メタノール等の有機炭素源用薬
剤の添加も、通常は不要である。ただし原汚水中
のBOD濃度が、窒素、リンの濃度に比して低く、
処理水中の窒素、リン濃度を極めて良好にせんと
する場合には、メタノール等のBOD源を嫌気槽
５１もしくは好気槽５２もしくはその両者に、補
助的に添加してもよい。 更にこの方法で使用する装置は比較的簡単であ
り、既存の２次処理用活性汚泥装置に対しても、
簡単な改造によつて本法を適用することができ
る。運転管理すべきものは主に、送気量と返送量
のみであるため、従来の活性汚泥法と同様、高度
の運転管理技術を必要とせず、水温、水量、水質
の変動に対しては、固着生物の併用と返送による
循環によつて処理の安定化をはかることができ
る。 第６図は、本発明方法の別の実施例を示したも
のである。第６図の実施例が第５図の実施例と異
る点は、好気槽５２から嫌気槽５１への循環経路
５９を設けたことである。この装置によれば循環
を行うことによつて、系内の撹拌混合を促進し、
生物反応の安定化、効率化をはかることができ、
好気槽５２内の材間を流れる汚泥混合液の流速
を大として、目づまりをよく防止し生物の間引き
効果を得ることができる。 次に、第５図および第６図に示したフローにも
とづいて、本発明の有機性汚水処理を行つた実施
例につき説明する。 この実施例では、原汚水として給食センター排
水を用いた。その組成は、第１表に示す通りであ
る。比較のための従来方法として第２図および第
４図に示したフローを用いた実験も併せて行つ
た。
ノール、PH調整剤、凝集剤等の薬剤を使用せず、
簡単な装置でもつて汚水中のBOD、窒素、リン
を同時に除去することができ、しかも運転管理の
容易な処理方法に関するものである。 下水、し尿等の汚水中には、BODとして測定、
表示されることの多い有機性汚濁物質や、閉鎖性
水域の富栄養化の原因物質である窒素、リンが含
まれている。これらの汚濁物質を除去処理するに
おいて、生物学的処理法は、重要な位置を占めて
いる。 BODの除去に関しては、活性汚泥法、ラグー
ン法、散水床法、回転円板法などの生物学的処
理法が広く用いられて来た。 窒素の除去に関しては、生物学的脱窒素法があ
る。この生物学的脱窒素反応は、２段階の反応で
ある。すなわち、第１段階は、好気的条件下での
硝化菌の作用によつて、汚水中のアンモニア性窒
素（NH4 +−Ｎ）を亜硝酸窒素（NO2 -−Ｎ）、硝
酸性窒素（NO3 -−Ｎ）に酸化する、いわゆる硝
化工程である。この反応は下記のように表わすこ
とができる。 NH4 +＋1.502→NO2 -＋H2O＋2H+ ……(1) NO2 -＋0.502→NO3 - ……(2) 式(1)，(2)より NH4 +＋202→NO3 -＋H2O＋2H+ ……(3) 続く第２段階はNO2 -−Ｎ，NO3 -−Ｎを、嫌
気的条件下での脱窒菌の作用によつて窒素ガス
（N2）に還元し、このN2を大気中に放散させて
汚水の脱窒素処理を完結するもので、脱窒工程と
呼ばれ下式のように示すことができる。 2NO2 -＋6H→N2↑＋2H2O＋2OH- ……(4) 2NO3 -＋10H→N2↑＋4H2O＋2OH- ……(5) 硝化反応に伴つて、式(1)，(3)に示したようにPH
が低下するため、硝化工程では必要に応じてアル
カリ剤を添加する。脱窒反応においては、式(4)，
(5)に示したように還元剤が必要であるため、メタ
ノール等の有機炭素源を必要量添加する。脱窒工
程では、PHが上昇する。 リンを生物学的に除去する方法も開発されてい
る。これは、BODとリンとを含有する汚水を活
性汚泥処理する場合、汚泥を嫌気状態と好気状態
とに繰り返しさらすことによつて汚泥中へのリン
の取り込みを強化し、リン含有量の多い汚泥を余
剰汚泥として系外へ取り出すことによつて、汚水
中のリンを除去するものである。ただし、現在の
ところ、この生物学的リン除去メカニズムの詳細
については不明である。 以上のように、生物作用を利用することによつ
て、各種の汚濁物質を除去することが可能であ
り、従来の処理フローにはさまざまなものがあ
る。 第１図は、従来のBODおよび窒素を除去する
ためのフローシート図である。この方法は、１次
処理水１を曝気槽２および沈殿槽３からなる活性
汚泥装置で処理し、まずBOD除去を行う。この
処理水４を曝気槽５および沈殿槽６からなる活性
汚泥装置へ導き、硝化処理を行つた後、脱窒槽
７、再曝気槽（脱気槽）８、沈殿槽９からなる装
置で脱窒処理し、もつて窒素除去処理水１０を得
る。必要に応じて、硝化工程でアルカリ剤１１
を、脱窒工程でメタノールなどの有機炭素源１２
を添加する。 この方法によれば、汚泥が機能別に分れている
ので、返送比、曝気風量、引き抜き汚泥量等の運
転操作要因が多く、その位置づけも明確である。
このため、水温変動、水質変動、水量変動などが
生じてもこれに対する運転対応が容易であり、安
定した処理水が得られる。 しかしその反面、設備数が多いために設備費が
高くなるとともに、脱窒工程でのメタノールの添
加量が、脱窒処理するNO3 -−Ｎの約2.5倍以上必
要となり、その費用が高いという欠点がある。 第２図は、BODと窒素とを除去する別の従来
法である。この方法は、１次処理水２１を第１脱
窒槽２２に入れた後、硝化槽２３内に入れ、その
汚泥混合液の一部２４を第１脱窒槽２２に返送す
るとともに、汚泥混合液を第２脱窒槽２５に入れ
て、メタノール２６を有機炭素源として脱窒処理
し、更に再曝気槽２７を経て沈殿槽２８に入れ、
この汚泥の一部２９を上記第１脱窒槽２２に返送
するものである。すなわちこの方法は、第１脱窒
槽２２と硝化槽２３との間で汚泥混合液を循環さ
せ、第１脱窒槽２２で１次処理水中のBODを利
用して脱窒を起こさせ、ここで脱窒処理し切れな
かつた分については第２脱窒槽２５でメタノール
を補助的に添加して脱窒を完了させる方法であ
る。 この方法は、第１図に示す方法に比べてメタノ
ール費を軽減できるという長所があり、また設備
数も低減できるという利点がある。しかし増殖速
度、作用等の全く異なる硝化菌と脱窒菌とが全く
同じ環境条件下で培養運転され、混合されるた
め、水温低下、原水水質変動等の外的条件に対応
する運転管理が技術的に困難である。しかも汚泥
が混合されて相互に希釈し合う結果、単位混合汚
泥量当りの硝化速度、脱窒速度がともに小さくな
り、このため、硝化槽、脱窒槽の容積をいずれも
大きくしなければならないという問題がある。 第３図は、BODとリンとを除去する従来法の
１例である。この方法は、１次処理水３１と、返
送汚泥３２とを嫌気槽３３で接触反応させ、
BODの嫌気的分解と汚泥よりのリンの溶出をは
かる。しかる後に、その汚泥混合液を好気槽３４
に導き、BODの好気的分解と汚泥へのリンの取
り込みをはかる。そして、汚泥混合液を沈殿槽３
５に導き固液分離を行つて、BODおよびリンを
除去したる処理水３６と分離汚泥３７とを得るも
のである。 この方法は、凝集剤等の薬剤を用いることな
く、比較的簡単な装置でもつて汚水中のBODお
よびリンを除去し得る。しかし、この方法におけ
る窒素除去能力は低い。 第３図における処理方法を改良して、BOD、
リンおよび窒素を除去することを目的として、第
４図に示す方法がある。この方法が第３図におけ
る方法と異る点は好気槽３４から出た汚泥混合液
の一部３８を嫌気槽３３へ返送することである。
すなわち、この返送によつて嫌気槽３３、好気槽
３４の撹拌混合を助け、短絡流を防止し、更に脱
窒反応の結果生ずるPHの上昇〔式(4)，(5)参照〕と
硝化反応の結果生ずるPHの低下〔式(1)，(3)参照〕
とを平均化、中和化し、もつて、嫌気的反応の進
行を助長することができる。 従つてこの方法によつて、メタノール、凝集剤
等の薬剤を用いることなく、比較的簡単な装置で
汚水のBOD、窒素、リンの除去が可能となる。 しかし、この方法においても、第２図、第３図
の従来法と同様に、機能と性質の異る菌が、全て
浮遊混合状態で使用されるため、運転操作が技術
的に困難である。すなわち、水温、水質、水量等
が変動する場合、活性汚泥型の処理法において
は、汚泥に対する負荷量が汚泥の持つ処理能力の
範囲に収まるように、返送比を調節して反応槽内
の汚泥濃度をコントロールするのが運転対応の基
本である。この場合、返送ポンプの電力費節減の
観点から必要最小の返送比とすることが望まし
い。ところが、本法における汚泥には、BOD除
去菌、硝化菌、脱窒菌、脱リン菌が含まれてお
り、それらは増殖速度、反応速度、生育条件等が
異なる。このため、水温、水質、水量等が変化す
ると、混合汚泥の中でのそれぞれの微生物の存在
比も変化する。しかるに、各種微生物の存在比と
活性とを、短時間のうちに把握することが困難で
あるため、従来の活性汚泥法のように、汚泥混合
液のSS濃度（MLSS）あるいは活性汚泥沈殿率
（SV30）といつた指標を負荷量調節のための指標
として適用することには問題が残る。つまり、混
合汚泥の組成とその汚泥の持つ処理能力が外的条
件によつて大きく変動するため、その汚泥単位量
当りの処理活性も変動し、処理運転対応のための
汚泥量調節が技術的に困難であるという欠点を免
れ得ない。 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、メタノールやPH調整剤
や凝集剤等の薬剤を使用することなく、比較的簡
単な装置でもつて、汚水中のBOD、窒素、リン
を同時に除去することができ、しかも、運転管理
の容易な有機性汚水の処理方法を提供するもので
ある。 すなわち本発明に係る有機性汚水の処理方法
は、有機性汚水を嫌気性域へ導入して浮遊生物に
よる嫌気性反応を生ぜしめた後、生物固着材を
設けた好気性域へ導入して酸素を供給し固着生物
及び浮遊生物による好気性反応を生ぜしめ、しか
る後固液分離装置へ導いて処理水を得るととも
に、分離汚泥の一部を嫌気性域へ返送することを
特徴とする。 以下本発明方法を図面を参照して説明する。 第５図は、本発明方法によつて有機性汚水に含
まれるBOD、窒素、リンを同時に除去する処理
装置の１例を示すフローシート図である。この装
置は、嫌気槽５１と材５６を設置した好気槽５
２と沈殿槽５３とを順に配置、この沈殿槽５３の
底部から上記嫌気槽５１の入口部へ返送管路５４
を接続している。本発明方法は、原汚水５５（有
機性汚水）と汚泥とを嫌気槽５１（嫌気性域）へ
導入して浮遊生物による嫌気性反応を生ぜしめ
る。この後好気槽５２（好気性域）へ導入して酸
素を供給し、材５６に固着した固着生物と好気
槽５２内に浮遊している浮遊生物とにより好気性
反応を生ぜしめ、しかる後沈殿槽５３（固液分離
装置）へ導いて処理水５７を得るとともに分離汚
泥の一部５４を嫌気槽５１へ返送するものであ
る。 この方法において嫌気槽５１では、原汚水５５
と汚泥との接触を促進し、汚泥の沈降を防ぐた
め、撹拌機もしくはポンプによつて撹拌混合する
ことが望ましい。嫌気槽５１内のDOは0.5mg／
とする必要があるが、このDO条件が満足できれ
ば窒素ガス、消化ガス、炭酸ガス、あるいは空気
等の吹き込みによつて撹拌混合を行うことも可能
である。上記好気槽５２は酸素含有ガスの吹き込
みもしくは機械的曝気によつて槽内の撹拌混合を
行うと共に、好気状態となす。この場合、槽内の
DOは0.5mg／以上とすることが望ましい。この
好気槽５２内に設置された材５６は、生物膜を
保持するもので、この材５６としては粒状
材、ハニカムチユーブ、ひも状材、板状材等
を用いることができる。ただし、肥厚した生物膜
によつて目づまりの起らぬよう原水性状等を考慮
して材形状を選ぶことが望ましい。材５６の
設置方法として、全水没型設置、半水没半空中設
置、全空中設置のいずれかを選ぶことができる。
半水没型もしくは全空中型の場合には、汚泥混合
液と材との接触を促進するために、ポンプによ
る散布を行うことも可能である。また、材５６
は好気槽５２の上面から見て全面もしくは、一部
の面に設置することができるが材の設置方法
は、原水の水質を考慮した設置面積を確保し、散
気もしくは機械曝気による水流を考慮した設置位
置とする必要がある。材設置位置は好気槽の形
状との関連が深いが、材面積はNH4−Ｎ負荷
が1.5ｇNH4−Ｎ／m2．日以下となるよう設置す
ることが望ましい。原汚水の性状にもよるが、
MLSS濃度3000mg／の場合嫌気槽５１の滞留時
間は１時間以上、好気槽５２の滞留時間は４時間
以上とすることが望ましい。 好気槽５２から流出する汚泥混合液は、沈殿槽
５３へ導いて固液分離し、分離水として処理水５
７を得ると共に、沈殿汚泥を得る。この沈殿汚泥
の１部は、返送管路５４を通じて嫌気槽５１へ返
送し、沈殿汚泥の残部は余剰汚泥５８として系外
へ排出し、別途処理処分する。 沈殿槽５３の設計に当つては、水面積負荷を20
〜30m3／m2／日程度、滞留時間を2.5時間程度と
することが好ましく、汚泥返送流量は原水流量Ｑ
に対し、0.1〜0.5Qとすることが好ましい。 しかしてこの方法では、嫌気槽５１内で汚泥へ
の吸着、嫌気性消化、脱窒用有機炭素源としての
消費、によつてBODを低減し、また、好気槽５
２内で固着生物および浮遊生物による同化作用、
異化作用によつてBODを除去する。 また、窒素については、好気槽５２内の固着生
物および浮遊生物により硝化して、NO2−Ｎ，
NO3−Ｎの形に転換し、これを返送経路５４を
通じて嫌気槽５１へ返送し、嫌気槽５１内の汚泥
中の脱窒菌の作用によつて、原有機性汚水５５中
のBODを有機炭素源として脱窒する。 この方法において、好気槽５２内で固着生物を
作用させるが、その理由は硝化菌を固着材５６
に保持することによつて硝化菌の現存量を確保す
るためである。すなわち硝化菌は、増殖速度が遅
く、硝化反応を起こさせるためには、通常の活性
汚泥法で汚泥令を10日以上とする必要がある。こ
のためBOD負荷が上昇した場合、あるいは水温
が低下した場合、BOD除去菌と硝化菌との混合
培養では、前者の比率が増大し、硝化が起こらな
くなる。しかるに固着生物膜はほぼ固定された状
態にあり、汚泥令は無限大に近く、硝化反応を維
持することができる。従つて固着生物を併用する
この方法においては、かかる事態を防ぐことがで
きると共に、好気槽５２をコンパクト化できる。 またこの方法では、浮遊汚泥を嫌気状態と好気
状態とに繰り返しさらすため、生物学的脱リン反
応を起こさせることもできる。すなわち、返送汚
泥は、汚泥自身の含有するリンを、嫌気槽５１内
の嫌気的条件下で放出し、好気槽５２内の好気的
条件下で、放出した量以上のリンを汚泥体内に取
り込むことによつて原有機性汚水５５中のリンを
除去する。このリンは余剰汚泥の形態で系外へ排
出される。 硝化反応に伴つてPHが低下し、脱窒反応に伴つ
てPHが上昇するが、この方法においては、１つの
系内で２つの反応が起り、返送汚泥と原汚水を含
めて撹拌混合するため、PHは原汚水のPHと大きく
変わることなく、原汚水のPHが中性付近にあれば
PH調整剤の添加は不要である。 脱窒用有機炭素源としては、原汚水中のBOD
を利用するため、メタノール等の有機炭素源用薬
剤の添加も、通常は不要である。ただし原汚水中
のBOD濃度が、窒素、リンの濃度に比して低く、
処理水中の窒素、リン濃度を極めて良好にせんと
する場合には、メタノール等のBOD源を嫌気槽
５１もしくは好気槽５２もしくはその両者に、補
助的に添加してもよい。 更にこの方法で使用する装置は比較的簡単であ
り、既存の２次処理用活性汚泥装置に対しても、
簡単な改造によつて本法を適用することができ
る。運転管理すべきものは主に、送気量と返送量
のみであるため、従来の活性汚泥法と同様、高度
の運転管理技術を必要とせず、水温、水量、水質
の変動に対しては、固着生物の併用と返送による
循環によつて処理の安定化をはかることができ
る。 第６図は、本発明方法の別の実施例を示したも
のである。第６図の実施例が第５図の実施例と異
る点は、好気槽５２から嫌気槽５１への循環経路
５９を設けたことである。この装置によれば循環
を行うことによつて、系内の撹拌混合を促進し、
生物反応の安定化、効率化をはかることができ、
好気槽５２内の材間を流れる汚泥混合液の流速
を大として、目づまりをよく防止し生物の間引き
効果を得ることができる。 次に、第５図および第６図に示したフローにも
とづいて、本発明の有機性汚水処理を行つた実施
例につき説明する。 この実施例では、原汚水として給食センター排
水を用いた。その組成は、第１表に示す通りであ
る。比較のための従来方法として第２図および第
４図に示したフローを用いた実験も併せて行つ
た。
【表】
第１表から得られた処理水の水質は、BOD、
窒素、およびリン濃度がきわめて低いものとな
り、従来法により得た処理水に比して優れている
ことが確認された。 以上の説明から明らかなように、本発明方法に
よれば、メタノールやPH調整剤や凝集剤等の薬剤
を使用することなく、簡単な装置でもつて汚水中
のBOD、窒素、リンを同時に除去することがで
きる。しかもこの方法では、固着生物と浮遊生物
とを機能別に組み合わせて併用し、しかもそれぞ
れの汚泥の組成と作用が明確であるために、水
温、水質、負荷量等の変動に対して容易に運転管
理対応することが可能である。とくに好気性域に
生物固着材を設けているので、硝化反応を良好
に維持することができる。
窒素、およびリン濃度がきわめて低いものとな
り、従来法により得た処理水に比して優れている
ことが確認された。 以上の説明から明らかなように、本発明方法に
よれば、メタノールやPH調整剤や凝集剤等の薬剤
を使用することなく、簡単な装置でもつて汚水中
のBOD、窒素、リンを同時に除去することがで
きる。しかもこの方法では、固着生物と浮遊生物
とを機能別に組み合わせて併用し、しかもそれぞ
れの汚泥の組成と作用が明確であるために、水
温、水質、負荷量等の変動に対して容易に運転管
理対応することが可能である。とくに好気性域に
生物固着材を設けているので、硝化反応を良好
に維持することができる。
第１図ないし第４図は従来の有機性汚水の処理
方法を示すフローシート図、第５図は本発明に係
る有機性汚水の処理方法の一例を示すフローシー
ト図、第６図は本発明に係る有機性汚水の処理方
法の他の例を示すフローシート図である。 ５１……嫌気槽、５２……好気槽、５３……沈
殿槽、５４……返送管路、５５……原汚水、５６
……生物固着材、５７……処理水、５８……余
剰汚泥、５９……循環経路。
方法を示すフローシート図、第５図は本発明に係
る有機性汚水の処理方法の一例を示すフローシー
ト図、第６図は本発明に係る有機性汚水の処理方
法の他の例を示すフローシート図である。 ５１……嫌気槽、５２……好気槽、５３……沈
殿槽、５４……返送管路、５５……原汚水、５６
……生物固着材、５７……処理水、５８……余
剰汚泥、５９……循環経路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 有機性汚水を嫌気性域へ導入して浮遊生物に
よる嫌気性反応を生ぜしめた後、生物固着材を
設けた好気性域へ導入して酸素を供給し固着生物
及び浮遊生物による好気性反応を生ぜしめ、しか
る後固液分離装置へ導いて処理水を得るととも
に、分離汚泥の一部を嫌気性域へ返送することを
特徴とする有機性汚水の処理方法。 ２ 汚泥混合液を嫌気性域と好気性域との間に循
環させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の有機性汚水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144569A JPS6038095A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 有機性汚水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144569A JPS6038095A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 有機性汚水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6038095A JPS6038095A (ja) | 1985-02-27 |
| JPS645958B2 true JPS645958B2 (ja) | 1989-02-01 |
Family
ID=15365261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58144569A Granted JPS6038095A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 有機性汚水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038095A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60166098A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-29 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 廃水の微生物学的脱窒素脱リン処理方法 |
| KR100350893B1 (ko) * | 2000-04-26 | 2002-09-05 | 한상배 | 공정간 고액분리와 유로변경 및 간헐포기에 의한 질소, 인제거방법 및 장치 |
| US6946073B2 (en) * | 2003-09-02 | 2005-09-20 | Ch2M Hill, Inc. | Method for treating wastewater in a membrane bioreactor to produce a low phosphorus effluent |
| KR100755486B1 (ko) * | 2006-07-21 | 2007-09-05 | 주식회사 부강테크 | 와류발생 외압형 분리막을 이용한 혐기성 폐수처리방법 |
| US7927493B2 (en) | 2007-05-11 | 2011-04-19 | Ch2M Hill, Inc. | Low phosphorus water treatment methods |
| GB0722486D0 (en) * | 2007-11-16 | 2007-12-27 | Javel Ltd | Treatment of wastewater |
| US8721887B2 (en) | 2009-12-07 | 2014-05-13 | Ch2M Hill, Inc. | Method and system for treating wastewater |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4093539A (en) * | 1976-05-12 | 1978-06-06 | Autotrol Corporation | Activated sludge treatment of wastewater |
| JPS56150493A (en) * | 1980-04-22 | 1981-11-20 | Ebara Infilco Co Ltd | Disposal of organic waste water |
| JPS586294A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-13 | Daido Steel Co Ltd | 水処理装置および水処理方法 |
| JPS58216790A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-12-16 | Kurita Water Ind Ltd | 汚水を生物学的に脱窒、脱リンする装置 |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP58144569A patent/JPS6038095A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6038095A (ja) | 1985-02-27 |
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