TWI429600B - A denitrification treatment method and a denitrification treatment apparatus - Google Patents

Description

脫氮處理方法以及脫氮處理裝置

本發明係關於透過脫氮菌將被處理水中含有的硝酸離子、亞硝酸離子還原成氮的脫氮處理方法及脫氮處理裝置。

近年來，在水處理的領域、特別是排水處理的領域中，大多使用透過利用微生物的生理活性將排水中的污濁物質變化為無害的物質來進行處理的生物化學水處理。一般而言，作為生物處理法，活性污泥法係為主流，但是在通常的活性污泥法中，由於槽內微生物濃度的高濃度化較為困難，不能較佳的取得負載，因此存在需要較大的占地面積、生物的管理較難、容易產生膨脹等處理性能惡化、需要大规模的沉澱設備、剩餘污泥等廢棄物產生量較多等問題。為了解决這些問題的技術，開發出透過膜進行活性污泥的固液分離的方法、透過附著海綿或高分子載體等微生物來進行處理的方法、利用微生物自己造粒的比重較高的塊，即利用顆粒進行處理的方法等。其中，使用顆粒的方法為了在槽內保持多量的微生物，每單位體積的反應速度較快，固液分離也比較容易，因此較被關注。

在含有氮的排水處理中也是如此，適用生物化學水處理。例如，作為含氨性氮的排水處理有，在好氧性條件下，透過氨氧化細菌及亞硝酸氧化細菌等將氨離子硝化為亞硝酸離子、硝酸離子之後，在厭氧性條件及存在氫供體的條件下，透過脫氮菌將亞硝酸離子、硝酸離子還原為氮氣的方法。此時，作為氫供體，雖然能夠利用在排水中含有的有機物等，但是在氫供體不足的情况下，需要從外部供應。此時，氫供體以排水中的氮濃度為基礎來决定供應量，並基於該供應量連續地添加氫供體。

其中，在透過脫氮菌將亞硝酸離子、硝酸離子還原為氮氣的脫氮處理中，除了活性污泥法以外，有為了提高脫氮菌濃度並且使固液分離容易而添加海綿或凝膠狀的載體，來進行脫氮處理的方法。並且，還有透過脫氮菌本身被自己造粒，形成比重較高的塊，即形成顆粒，顯著提高槽內脫氮菌的濃度，來進行脫氮處理的方法。在使用顆粒化的脫氮菌的處理方法中，為了能夠將高濃度的脫氮菌保持在槽內，槽的處理速度與添加載體的處理方法相較其速度較快，由於不需要載體，能夠低成本化。此外，由於顆粒的比重較高並且沉積速度較快，具有固液分離容易等優點。如此顆粒的形成，以厭氧性甲烷醱酵、上流式污泥層反應器(upflow sludge blanket reactor)(USB)、批次式反應器(sequencing batch reactor)(SBR)來進行確認(例如，參照專利文獻1至3)。

專利文獻1：日本特開昭63-258695號公報

專利文獻2：日本特開平1-262996號公報

專利文獻3：日本特開2000-51893號公報

在批次式反應器中，脫氮槽為完全混合型的，在一個脫氮槽中，經過被處理水的流入、氧氣供應及被處理水與脫氮菌的接觸、脫氮菌的沉積、處理水的排出這四個程序來進行處理。但是，由於被處理水的流入和處理水的排出都以短時間來進行，因此處理流量的變動變大，裝置中需要大流量調整槽。因此，雖然在小規模裝置中因為簡便而成為有利的裝置，但是難以適用於中~大規模的裝置。並且，在使用上流式污泥層反應器的情况下，雖然獲得非常高的處理速度，但是由於使用特殊形狀的脫氮槽，因此設備成本變高。並且，在裝置的構成上，由於不能夠充分進行脫氮槽內部的攪拌，因此被處理水的pH控制變得困難，在含有鈣等的被處理水中，具有產生水垢和顆粒中積蓄無機物等問題。

為了解决這樣的問題，期望利用目前在多數裝置中使用的完全混合型脫氮槽，而使被處理水連續流入(以及連續排出)的裝置構成，但是到目前為止，沒有關於這樣裝置構成中的脫氮菌顆粒形成報告。

因此，本發明之目的在於，在透過脫氮菌將被處理水中含有的硝酸離子、亞硝酸離子還原成氮的脫氮處理中，在使被處理水連續流入完全混合型的脫氮槽內，同時使脫氮菌顆粒化。

本發明的脫氮處理方法，在將被處理水連續供應給完全混合型脫氮槽，同時供應氫供體，透過脫氮菌將被處理水中含有的硝酸離子、亞硝酸離子還原成氮，其中，以該脫氮槽內被處理水的水力學停留時間中脫氮槽內的氫供體濃度隨時間變化的方式，並且以該水力學的停留時間中脫氮槽內氫供體的最大濃度與最小濃度的差成為誘導該脫氮菌自己造粒化濃度差之方式，將氫供體供應給該脫氮槽。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，以該水力學的停留時間中脫氮槽內氫供體的最大濃度與最小濃度的差為50mgTOC/L之方式，將氫供體供應給該脫氮槽。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，該水力學的停留時間中脫氮槽內氫供體的最小濃度是最大濃度的1/2以下。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，將氫供體間歇地供應給該脫氮槽。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，相對於硝酸離子、亞硝酸離子的濃度，以脫氮處理所需要的氫供體的供應量為基準，組合將少於所述基準值量的氫供體供應給該脫氮槽的第一供應程序、以及將多於所述基準值量的氫供體供應給該脫氮槽的第二供應程序，將氫供體供應給該脫氮槽。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，氫供體的供應停止時間比氫供體的供應時間的50%更長。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，該第一供應程序中的氫供體供應時間比所述第二供應程序中的氫供體供應時間的50%更長。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，在多次進行氫供體的供應以及停止循環的情况下，一次循環的時間比該水力學停留時間的50%更短。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，在多次進行該第一供應程序以及該第二供應程序循環的情况下，一次循環時間比該水力學停留時間的50%更短。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，所述水力學停留時間中脫氮槽內氫供體的最小濃度在100mgTOC/L以下。

並且，在所述脫氮處理方法中，較佳的是，該氫供體從甲醇、乙醇、異丙醇、醋酸、氫氣、丙酮、葡萄糖、甲乙酮中選擇。

並且，本發明是脫氮處理裝置，包括完全混合型的脫氮槽、將被處理水連續供應給該脫氮槽的被處理水供應裝置、以及將氫供體供應給該脫氮槽的氫供體供應裝置，並且在該脫氮槽內，透過脫氮菌將被處理水中含有的硝酸離子、亞硝酸離子還原成氮；其中，該氫供體供應裝置，以所述脫氮槽內被處理水的水力學停留時間中脫氮槽內氫供體的濃度隨時間變化之方式，並且以該水力學停留時間中脫氮槽內氫供體的最大濃度與最小濃度的差成為誘導該脫氮菌自己造粒化的濃度差之方式，將氫供體供應給該脫氮槽。

根據本發明，能夠在將被處理水連續流入完全混合型的脫氮槽，同時使脫氮菌顆粒化，能夠實現裝置的小型化以及低成本化。

以下，對本發明的實施方式進行說明。本實施方式是實施本發明的一個實例，本發明並沒有被限定為本實施方式。

第一圖是顯示出了本實施方式相關的水處理裝置之概略構成圖。如第一圖所示，水處理裝置1包括：氟處理裝置10、硝化裝置12及脫氮裝置14。雖然本實施方式是關於含有硝酸離子、亞硝酸離子之被處理水的脫氮處理方法及脫氮處理裝置，但是，例如在半導體工廠排水等的電子工業排水等中，大多作為含氟及含有氨性氮排水排出，在這種情况下，需要透過該氟處理裝置10去除氟，並透過硝化裝置12將氨性氮硝化為硝酸或亞硝酸。

氨性氮來自於氨、氨化合物、胺系化合物、例如四甲基氫氧化銨、乙醇胺、其他胺酸等的有機性氮化合物。氟來自於氫氟酸、氟化合物等。並且，關於氟處理裝置10的構成及氟去除方法、硝化裝置12的構成及硝化方法，雖然下面對其中一個實例進行說明，但裝置構成及方法並不僅限於此。

氟處理裝置10包括：被處理水槽、反應槽及沉澱槽。被處理水槽的出口和反應槽的入口、反應槽的出口和沉澱槽的入口透過管道連接。

硝化裝置12包括被處理水槽和硝化槽。氟處理裝置10沉澱槽的出口與硝化裝置12被處理水槽的入口、硝化裝置12被處理水槽的出口與硝化槽入口透過管道連接。

第二圖是顯示出了本實施方式脫氮裝置構成之模式圖。如第二圖所顯示，脫氮裝置14包括：脫氮槽16、氧化槽18、沉澱槽20、被處理水流入管22、污泥送還管24、處理水取出管26a、26b、26c、氫供體供應裝置28及pH調整裝置30。被處理水流入管22是用於將被處理水供應到脫氮槽16的流路。第一圖顯示出的硝化裝置12硝化槽的出口與第二圖顯示出的脫氮槽16被處理水供應口，透過被處理水流入管22連接。脫氮槽16的處理水出口與氧化槽18的入口，透過處理水取出管26a連接，氧化槽18的出口與沉澱槽20的入口，透過處理水取出管26b連接，沉澱槽20的處理水出口與處理水取出管26c連接。沉澱槽20的污泥排出口與脫氮槽16的污泥流入口，經由泵23，透過污泥送還管24連接。在脫氮槽16內，設置有對槽內的水進行攪拌的攪拌裝置32。

氫供體供應裝置28，用於將氫供體供應至脫氮槽16，並包括：收容氫供體的氫供體箱34、將氫供體送到脫氮槽16的泵36、組成氫供體的流路的氫供體流入管38、控制泵36的驅動並控制氫供體的供應量的控制裝置40。氫供體箱34的出口與脫氮槽16的氫供體供應口，經由泵36，透過氫供體流入管38連接。泵36與控制裝置40電性連接。

pH調整裝置30，用於調整脫氮槽16內被處理水的pH，並包括：pH調整劑箱42，用於收容鹽酸等酸或者氫氧化鈉等鹹的pH調整劑；泵44，用於將pH調整劑送到脫氮槽16；pH調整劑流入管46，組成pH調整劑的流路；pH傳感器48，用於測定脫氮槽16內被處理水的pH值；以及控制裝置50，用於控制泵44的驅動，並控制pH調整劑的供應量。pH調整劑箱42的出口與脫氮槽16的pH調整劑供應口，經由泵44，透過pH調整劑流入管46連接。pH傳感器48與控制裝置50、控制裝置50與泵44電性連接。

接著，對本實施方式相關的水處理方法及水處理裝置1的動作進行說明。首先，將含有氟及氨性氮的被處理水送到第一圖顯示出的氟處理裝置10之被處理水槽。在該被處理水槽中，在將被處理水的流量及濃度平均化，並調整pH之後，將被處理水送到氟處理裝置10的反應槽。並且，將鈣化合物供應到反應槽中。並且，在氟處理裝置10的反應槽中，使被處理水中的氟與鈣化合物反應，生成氟化鈣(CaF₂ )。這裹，為了提高被處理水中氟的處理效率，也可以將凝聚劑與鈣化合物同時供應到氟處理裝置10的反應槽中，使所述生成的氟化鈣聚集化。並且，在氟處理裝置10的沉澱槽中，對含有(已聚集化的)氟化鈣的被處理水進行固液分離，從被處理水中去除氟(以及氟化鈣)。

並且，氟處理裝置10也可以包括多個反應槽。例如，也可以包括第一反應槽和第二反應槽，在第一反應槽，使含有氟及氨性氮的處理水和鈣化合物反應，生成氟化鈣，在第二反應槽，添加凝聚劑，使氟化鈣聚集化。並且，在反應槽也可以設置對槽內的水進行攪拌的攪拌機構。

供應給氟處理裝置10反應槽的鈣化合物，並沒有被特別限制為能夠將氟作為氟化鈣析出的化合物，例如，氫氧化鈣(Ca(OH)₂ )、氯化鈣(CaCl₂ )、硫酸鈣(CaSO₄ )等都可以。並且，作為凝聚劑，可以使用例如多氯化鋁或硫酸鋁等無機凝聚劑或陰離子性聚合體等有機高分子凝聚劑等。

接著，將去除氟後的含有氨性氮的被處理水，送到第一圖顯示出的硝化裝置12被處理水槽中。在該被處理水槽中，在將被處理水的流量及濃度平均化，並調整pH之後，將被處理水送到硝化槽。在硝化槽中填充，透過使含有硝化菌的微生物膜保持在載體上而形成微生物保持載體。並且，在硝化槽中，連接空氣導入管(未示出)，形成能夠將空氣供應到硝化槽內的被處理水中之構造。並且，在硝化槽，透過微生物保持載體的硝化菌之作用，使被處理水中的氨性氮硝化成硝酸性氮、亞硝酸性氮。這裹，硝化菌為將被處理水中含有的氨性氮硝化成亞硝酸性氮之獨立營養性細菌的氨氧化細菌、將亞硝酸性氮硝化成硝酸性氮之獨立營養性細菌的亞硝酸氧化細菌等。

保持硝化菌的載體，雖然沒有特別的限制，但是可以利用例如海綿、凝膠、塑料成型品等。具體來說，較佳是利用親水性的聚氨基甲酸酯海綿、聚乙烯醇凝膠等。

接著，將所述硝化處理後的硝化處理液，即含有硝酸性氮、亞硝酸性氮的被處理水，透過被處理水流入管22送到脫氮裝置14的脫氮槽16中。這裹，脫氮槽16是完全混合型的脫氮槽16，在脫氮處理時，將被處理水連續供應給脫氮槽16。並且，使泵36工作，將氫供體供應裝置28氫供體箱34內的氫供體透過氫供體流入管38供應給脫氮槽16。在脫氮槽16內，在含有脫氮菌的污泥浮游在水中狀態下進行收容，透過該脫氮菌作用，被處理水中的硝酸離子、亞硝酸離子被還原成氮氣。在使用甲醇作為氫供體的情况下，被處理水中的硝酸離子、亞硝酸離子透過下面反應式中示出的反應被還原成氮氣。

2NO₂ ^- +CH₃ OH → N₂ +CO₂ +H₂ O+2OH^- 6NO₃ ^- +5CH₃ OH → 3N₂ +5CO₂ +7H₂ O+6OH^- 接著，經由處理水取出管26a，將透過脫氮處理去除硝酸離子、亞硝酸離子的處理水送到氧化槽18，並在氧化槽18，使處理水中殘留的氫供體等有機物氧化。接著，經由處理水取出管26b，將去除氫供體的處理水送到沉澱槽20。並且，在沉澱槽20的下部，被處理水中含有(本實施例中為自己造粒化)脫氮菌作為污泥堆積，將沉澱槽20上部的上澄水從處理水取出管26c取出。並且，使泵23工作，將堆積在沉澱槽20下部的污泥從污泥送還管24再次送還到脫氮槽16內。並且，在硝化裝置12進行硝化處理以浮游式污泥進行的情况下，也可以將污泥送還到硝化槽。

第三圖是顯示出本發明其他實施方式關於脫氮裝置構成一例的模式圖。在脫氮裝置14中，不必將沉澱槽20與脫氮槽16獨立設置，如第三圖所示，也可以在脫氮槽16內設置下部開口的間壁52，形成脫氮室54及沉澱室56。並且，固液分離也可以不使用第二圖顯示出的沉澱槽20、第三圖顯示出的沉澱室56，而是以氣固分離器(GSS)、膜分離裝置等任意裝置進行。

氧化槽18，用於將被處理水中含有的氫供體等有機物透過微生物的作用進行氧化分解。如第二圖所示，氧化槽18也可以設置在沉澱槽20的上游側，也可以設置在沉澱槽20的下游側。

接著，對氫供體的供應方法進行詳細描述。通常，根據供應到脫氮槽16被處理水的硝酸離子、亞硝酸離子的濃度算出脫氮處理所需要的氫供體的供應量，並且不改變該供應量而連續地供應給脫氮槽16。因此，脫氮槽16內的氫供體的濃度大致穩定在低濃度。並且，為了有效地進行脫氮處理，將脫氮槽16內的硝酸離子以及亞硝酸離子的脫氮處理所需要氫供體供應量的(需要的氫供體的理論量)1.2倍左右供應給脫氮槽16。

但是，在本實施方式中，脫氮槽16內被處理水之水力學的停留時間(HRT)中，脫氮槽16內的氫供體的濃度隨時間變化，該水力學的停留時間中脫氮槽16內氫供體的最大濃度與最小濃度的差，成為誘導脫氮菌的自己造粒化(顆粒化)的濃度差，並以該方式將氫供體供應給脫氮槽16。具體而言，在控制裝置40，預先記錄水力學的停留時間中脫氮槽16內氫供體的濃度變動圖，基於濃度變動圖，以氫供體的最大濃度與最小濃度的差，成為誘導脫氮菌自己造粒化濃度差的方式控制泵36的工作，並調節氫供體的供應量。即，進行後述的氫供體的供應-停止、氫供體的多量供應-少量供應。

這裹，較佳的是，脫氮槽16內被處理水之水力學的停留時間中，脫氮槽16內氫供體的最大濃度與最小濃度的差在50mgTOC/L以上，並以該方式將氫供體供應到脫氮槽16內，更較佳的是，以濃度差在100mgTOC/L以上的方式將氫供體供應到脫氮槽16內。當脫氮槽16內被處理水之水力學的停留時間中，脫氮槽16內氫供體的最大濃度與最小濃度的差小於50mgTOC/L時，存在不能充分誘導脫氮菌自己造粒化的情况。

這裹，較佳的是，脫氮槽16內被處理水之水力學的停留時間中，脫氮槽內氫供體的最小濃度在最大濃度的1/2以下(大於0，小於等於最大濃度的1/2的範圍)。當所述最小濃度超過最大濃度的1/2時，存在脫氮菌自己造粒化的誘導變困難的情况。

在本實施方式中，透過將氫供體間歇地供應給脫氮槽16，能夠使脫氮槽16內被處理水之水力學的停留時間中，脫氮槽16內氫供體的濃度隨時間變化。即，由於在氫供體的供應時，能夠使脫氮槽16內氫供體的濃度增加，並且在氫供體的供應停止時，能夠使脫氮槽16內氫供體的濃度减少(由於透過脫氮處理氫供體被消耗)，因此能夠使所述水力學的停留時間中脫氮槽16內氫供體的濃度隨時間變化。但是，氫供體的供應及停止時間、氫供體的供應量必須被設定成，脫氮槽16內被處理水之水力學的停留時間(HRT)中，脫氮槽16內氫供體的最大濃度與最小濃度的差在例如50mgTOC/L以上。

較佳的是，氫供體供應停止時間比氫供體供應時間的50%更長。當氫供體供應停止時間在氫供體供應時間的50%以下時，即使氫供體的最大濃度與最小濃度的差在例如50mgTOC/L以上，也會存在脫氮菌自己造粒化的充分誘導變困難的情况。

在氫供體的供應及停止的循環進行多次的情况下，較佳的是，一次循環(供應-停止)的時間比水力學的停留時間的50%更短，即相對於水力學的停留時間進行兩次循環以上。如果相對於水力學的停留時間僅進行一次循環，則氫供體的最大濃度與最小濃度的差變大，但是，由於氫供體的濃度高的處理水向脫氮槽16外排出，因此在用於從處理水去除氫供體氧化槽18的負載變高之同時，存在處理水水質惡化的情况。並且，由於在脫氮處理中，沒有被有效使用的氫供體變多，需要使氫供體供應量增加，因此存在脫氮處理的成本變高的情况。

並且，在本實施方式中，相對於脫氮槽16內硝酸離子及亞硝酸離子的濃度，以脫氮處理所需要氫供體的供應量(需要的氫供體的理論量)為基準，組合將少於基準值的量的氫供體供應給脫氮槽16的第一供應程序、及將多於所述基準值的量的氫供體供應給脫氮槽16的第二供應程序，透過將氫供體供應給脫氮槽16，也能夠使脫氮槽16內被處理水之水力學的停留時間中，脫氮槽16內的氫供體的濃度隨時間變化。但是，在第一供應程序以及第二供應程序供應氫供體的時間、及在該時間內供應的供應量必須被設定成，脫氮槽16內被處理水之水力學的停留時間(HRT)中，脫氮槽16內氫供體的最大濃度與最小濃度的差在例如50mgTOC/L以上。

較佳的是，第一供應程序中氫供體的供應時間比第二供應程序中氫供體的供應時間50%更長。當第一供應程序中氫供體的供應時間在第二供應程序中氫供體的供應時間50%以下時，即使氫供體的最大濃度與最小濃度的差在例如50mgTOC/L以上，也會存在脫氮菌自己造粒化的充分誘導變困難的情况。

在第一供應程序及第二供應程序的循環進行多次的情况下，較佳的是，一次循環(第一供應程序-第二供應程序)的時間比水力學的停留時間50%更短，即相對於水力學的停留時間進行兩次循環以上。如果相對於水力學的停留時間僅進行一次循環，則氫供體的最大濃度與最小濃度的差變大，但是，由於氫供體濃度高的處理水向脫氮槽16外排出，因此在用於從處理水去除氫供體的氧化槽18的負載變高之同時，存在處理水水質惡化的情况。並且，由於在脫氮處理中，沒有被有效使用的氫供體變多，因此需要增加氫供體的供應量，存在脫氮處理成本變高的情况。

並且，在本實施方式中，較佳的是，脫氮槽16內被處理水之水力學的停留時間中，脫氮槽16內氫供體的最小濃度在100mgTOC/L以下，更較佳的是，在10mgTOC/L至100mgTOC/L的範圍。當氫供體最小濃度大於100mgTOC/L時，存在脫氮菌自己造粒化的充分誘導變困難的情况。並且，當氫供體最小濃度小於10mgTOC/L時，在用於從處理水中去除氫供體的氧化槽18的負載變高之同時，存在處理水水質惡化的情况。

並且，在顆粒化脫氮菌時，存在添加部分金屬類而獲得良好結果的情况。一般來說，將這些作為顆粒化促進物質，作為離子類，例如鈣離子、鐵離子，作為化合物類，例如粉煤灰、氧化鐵、碳酸鈣等。關於其中的離子類，較佳的是，在脫氮處理整個期間或裝置的啟動期間，連續或間歇地添加。並且，關於化合物類，較佳的是，在啟動時與污泥的添加同時進行添加。

本實施方式中使用的氫供體，例如為甲醇、乙醇、異丙醇、醋酸、氫氣、丙酮、葡萄糖、甲乙酮等，但並不限制於此，作為氫供體，可以使用現有已知的全部。

從硝酸離子、亞硝酸離子向氮氣的還原反應，雖然由於氫供體的種類而有些不同，但是任何一種都是，由於生成硝酸離子、亞硝酸離子等克分子的氫氧化合物離子，而浮上槽內的被處理水pH上升。一般來說，適合將脫氮處理中被處理水的pH調整至8~9的範圍。但是，在氫供體由來的碳酸離子的濃度變高、並且担心被處理水中含有的鈣離子等產生結垢的情况下，較佳的是，將浮上槽內的被處理 水pH調整至6~7.5的範圍，更佳的是，調整至6.3~7.0的範圍。具體而言，透過pH調整裝置30的pH傳感器48檢測被處理水的pH，基於檢測的pH，透過控制裝置50使泵44工作，將pH調整劑從pH調整劑箱42供應給脫氮槽16，來調節脫氮槽16內的被處理水的pH，使得脫氮槽16內的被處理水pH在所述pH範圍。

如上所述，在將被處理水連續供應給完全混合型的脫氮槽的同時，將氫供體供應給脫氮槽，使得脫氮槽內被處理水之水力學的停留時間中，脫氮槽16內氫供體的濃度隨時間變化，並且在水力學的停留時間中脫氮槽16內氫供體的最大濃度與最小濃度的差成為誘導脫氮菌自己造粒化(顆粒化)的濃度差，較佳在例如50mgTOC/L以上，從而能夠使脫氮菌顆粒化。透過使脫氮菌顆粒化，由於能夠增加脫氮槽內的微生物濃度(污泥濃度)，能夠提高脫氮處理的處理速度，並能夠使裝置小型化或者低成本化。

以下，列舉出實施例和比較例，雖然更具體更詳細地對本發明進行說明，但是本發明並不限定在以下的實施例。

實施例1

在實施例1中，使用與第二圖顯示出相同的裝置，將下面表一中顯示出水質的被處理水連續通水至脫氮槽。使用甲醇作為氫供體，以脫氮槽內的被處理水的HRT中甲醇的最大濃度與最小濃度的差在50mgTOC/L以上的方式，將該甲醇間歇地供應給脫氮槽。將氫供體的停止時間和供應時間的比固定為1：19，供應-停止的一次循環的時間為HRT的1/5，透過流入氮負載使循環時間變化。甲醇的添加量，相對於處理氮量為3kg甲醇/kg氮，在試驗開始時為約500mgMLSS/L，進行脫氮的活性污泥供應給脫氮槽。並且，脫氮槽利用50L容量的存儲罐，有效容積為40L。使用鹽酸將被處理水的pH調整為pH6.5。並且，將留在設置於脫氮槽後段沉澱槽的污泥送還至脫氮槽。試驗進行26天。

比較例

在比較例中，使用甲醇作為氫供體，並將該甲醇連續供應給脫氮槽。將脫氮槽內被處理水的HRT中甲醇的最大濃度與最小濃度的差維持在不到50mgTOC/L。甲醇的添加量，相對於處理氮量為3kg甲醇/kg氮，在試驗開始時為約500mgMLSS/L，進行脫氮的活性污泥供應給脫氮槽。並且，脫氮槽利用50L容量的存儲罐，有效容積為40L。使用鹽酸將被處理水的pH調整為pH6.5。並且，將留在設置於脫氮槽後段的沉澱槽的污泥送還至脫氮槽。試驗進行26天。

第四圖是顯示出實施例1的試驗中MLSS濃度相對於經過天數變化的圖。第五圖是顯示出實施例1的試驗中脫氮處理的處理速度相對於經過天數變化的圖。如第四圖所示，在實施例1中，在天數經過的同時，MLSS濃度上升，從試驗開始在第26天，MLSS濃度達到8000mgMLSS/L。並且，如第五圖所示，在MLSS濃度上升的同時，脫氮處理的處理速度也上升，從試驗開始在第26天，達到約2kgN/m³ /天，並確認獲得較高的處理速度。並且，在實施例1中，實驗開始至經過約2周後，確認含有脫氮菌的污泥顆粒化；約3周後，確認含有脫氮菌的污泥大致全部顆粒化。另一方面，在比較例中，從試驗開始在第26天，MLSS濃度僅達到3000mgMLSS/L，脫氮處理的處理速度也為0.6kgN/m³ /天。此外，即使從試驗開始經過26天，含有脫氮菌的污泥也沒有顆粒化。

實施例2

在實施例2中，除了將氫供體的停止時間/供應時間設為0.5、1、5、10、20、50之外，以與實施例l相同的條件進行脫氮處理。並且，從試驗開始25天後，以下述的基準評價脫氮槽內含有脫氮菌的污泥是否顆粒化，將其歸納在表二中。

○含有脫氮菌的污泥全部顆粒化

△含有脫氮菌的污泥一部分顆粒化

×含有脫氮菌的污泥沒有顆粒化

從表二可以判斷出，在停止時間/添加時間為0(所述比較例)的情况下，即使從試驗開始經過25天，脫氮菌也沒有顆粒化。並且，當停止時間/添加時間在1以上時，從試驗開始經過25天後，含有脫氮菌的污泥全部顆粒化，獲得良好的結果。

實施例3

在實施例3中，除了將供應-停止的一次循環的時間設為HRT的1、1/2、1/3、1/5之外，以與實施例1相同的條件進行脫氮處理。將供應一停止的各循環時間內脫氮槽出口的氫供體平均濃度、脫氮槽出口的硝酸性氮平均濃度歸納在表三中。

在循環時間在HRT的1/3以下的情况下，供應到脫氮槽氫供體也被有效使用，處理水中的硝酸性氮也能夠抑制為較低。但是，在循環時間在HRT的1/2以上的情况下，添加的氫供體的一部分未反應而流出，與此相伴，確認氫供體不足，處理水質惡化。

1．．．水處理裝置

10．．．氟處理裝置

12．．．硝化裝置

14．．．脫氮裝置

16．．．脫氮槽

18．．．氧化槽

20．．．沉澱槽

22．．．被處理水流入管

23、36、44．．．泵

24．．．污泥送還管

26a、26b、26c．．．處理水取出管

28．．．氫供體供應裝置

30．．．pH調整裝置

32．．．攪拌裝置

34．．．氫供體箱

38．．．氫供體流入管

40、50．．．控制裝置

42．．．pH調整劑箱

46．．．pH調整劑流入管

48．．．pH傳感器

52．．．間壁

54．．．脫氮室

56．．．沉澱室

第一圖是顯示出本實施方式相關水處理裝置一例的概略構成圖。

第二圖是顯示出本實施方式相關脫氮裝置一例構成的模式圖。

第三圖是顯示出本發明其他實施方式相關脫氮裝置構成一例的模式圖。

第四圖是顯示出實施例1，與試驗經過天數相對應MLSS濃度變化的圖。

第五圖是顯示出實施例1，與試驗經過天數相對應脫氮處理之處理速度變化的圖。

14．．．脫氮裝置

16．．．脫氮槽

18．．．氧化槽

20．．．沉澱槽

22．．．被處理水流入管

23、36、44．．．泵

24．．．污泥送還管

26a、26b、26c．．．處理水取出管

28．．．氫供體供應裝置

30．．．pH調整裝置

32．．．攪拌裝置

34．．．氫供體箱

38．．．氫供體流入管

40、50．．．控制裝置

42．．．pH調整劑箱

46．．．pH調整劑流入管

48．．．pH傳感器

Claims (12)

1. 一種脫氮處理方法，在將被處理水連續供應給完全混合型的脫氮槽之同時，供應氫供體，透過脫氮菌將被處理水中含有的硝酸離子、亞硝酸離子還原成氮，該脫氮處理方法的特徵在於：以該脫氮槽內被處理水之水力學的停留時間中氫供體的濃度隨時間變化的方式，並且以該水力學的停留時間中氫供體的最大濃度與最小濃度的差成為誘導該脫氮菌自己造粒化的濃度差的方式，將氫供體供應給該脫氮槽。
2. 如申請專利範圍第1項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，以該水力學的停留時間中氫供體的最大濃度與最小濃度的差為50mgTOC/L以上的方式，將氫供體供應給該脫氮槽。
3. 如申請專利範圍第2項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，該水力學的停留時間中氫供體的最小濃度是最大濃度的1/2以下。
4. 如申請專利範圍第2項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，將氫供體間歇地供應給該脫氮槽。
5. 如申請專利範圍第2項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，相對於硝酸離子、亞硝酸離子的濃度，以脫氮處理所需要氫供體的供應量為基準，組合將少於所述基準值的量的氫供體供應給該脫氮槽的第一供應程序、以及將多於所述基準值的量的氫供體供應給該脫氮槽的第二供應程序，將氫供體供應給該脫氮槽。
6. 如申請專利範圍第4項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，氫供體的供應停止時間比氫供體的供應時間50%更長。
7. 如申請專利範圍第5項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，該第一供應程序中氫供體的供應時間比該第二供應程序中氫供體的供應時間50%更長。
8. 如申請專利範圍第4項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，在多次進行氫供體的供應及停止的循環之情况下，一次循環的時間比該水力學的停留時間50%更短。
9. 如申請專利範圍第5項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，在多次進行該第一供應程序及該第二供應程序的循環之情况下，一次循環的時間比該水力學的停留時間50%更短。
10. 如申請專利範圍第1項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，該水力學的停留時間中氫供體的最小濃度在100mgTOC/L以下。
11. 如申請專利範圍第1項所述的脫氮處理方法，其特徵在於，該氫供體從甲醇、乙醇、異丙醇、醋酸、氫氣、丙酮、葡萄糖或甲乙酮中選擇。
12. 一種脫氮處理裝置，包括完全混合型的脫氮槽、將被處理水連續供應給該脫氮槽的被處理水供應裝置、以及將氫供體供應給該脫氮槽的氫供體供應裝置，並且在該脫氮槽內，透過脫氮菌將被處理水中含有的硝酸離子、亞硝酸離子還原成氮，該脫氮處理裝置的特徵在於：該氫供體供應裝置，以該脫氮槽內被處理水之水力學的停留時間中氫供體的濃度隨時間變化的方式，並且以該水力學的停留時間中氫供體的最大濃度與最小濃度的差成為誘導該脫氮菌自己造粒化的濃度差的方式，將氫供體供應給該脫氮槽。