JPH0135718B2 - - Google Patents

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JPH0135718B2
JPH0135718B2 JP17539982A JP17539982A JPH0135718B2 JP H0135718 B2 JPH0135718 B2 JP H0135718B2 JP 17539982 A JP17539982 A JP 17539982A JP 17539982 A JP17539982 A JP 17539982A JP H0135718 B2 JPH0135718 B2 JP H0135718B2
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JP
Japan
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denitrification
tank
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solid
nitrification
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JP17539982A
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JPS5966396A (ja
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Takayuki Suzuki
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Infilco Co Ltd
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、し尿系汚水などの濃厚な廃水の脱窒
処理法(以下、本発明においては生し尿、浄化槽
汚泥およびそれらの混合液などのし尿系汚水を単
にし尿と略記する。)に関する。 し尿中には高濃度の窒素化合物(以下、NH3
と略記する)が含有されているが、通常のし尿処
理装置ではNH3を除去することができず放流水
中に残留するため、放流水域において赤潮などの
富栄養化現象を引き起している。このような問題
を解決するため、し尿の生物学的な脱窒処理装置
が整備されつつあるが、脱窒処理装置は従来の単
純なBOD処理装置に比べてやや複雑になり、そ
のため既設のBOD処理装置を脱窒処理装置に改
造するにも困難を伴つている。また、脱窒に際し
還元剤として多量のメタノールが必要で、運転費
用が従来のBOD単独処理より高くなるという欠
点を有する。 本発明は、脱窒素処理方法を簡略化して既設の
BOD処理装置も容易に脱窒処理装置に改造可能
にするとともに、メタノールの使用量を大幅に節
減することができる方法を提供することを目的と
するものである。 すなわち本発明は、し尿系汚水などの高濃度の
BOD、窒素化合物を含有する廃水の生物学的脱
窒法において、順次第1脱窒素工程、硝化工程、
第2脱窒素工程、再曝気工程、固液分離工程を構
成せしめ、前記硝化工程の硝化液の大部分を前段
の第1脱窒素工程へ循環せしめて循環液中の
NOxを廃水のBOD成分を利用して脱窒素処理す
ると共に前記硝化工程の硝化液の残部を前記固液
分離工程から返送される汚泥と共に後段の第2脱
窒素工程に導き還元剤を添加して脱窒素処理し、
次いで再曝気工程で再曝気処理したのち、前記固
液分離工程で固液分離することを特徴とするもの
である。 次に、本発明の実施態様について第1図に基づ
いて説明する。 し尿1は、循環硝化液2とともに嫌気的条件に
ある第1脱窒槽3に流入し、循環硝化液2中の
NOxはし尿中のBOD成分を還元剤として脱窒菌
によつてN2にまで還元分解されたのち、し尿1
中のNH3と残留BOD成分は次の好気的条件にあ
る硝化槽4に流入し、NH3はNOxに硝化され、
残留BOD成分は酸化分解される。硝化液の大部
分は第1脱窒槽3に循環され、残部は返送汚泥5
とともに第2脱窒槽6に流入し、還元剤としてメ
タノール7あるいは他の有機物を添加してNOx
がN2ガスに還元分解されたのち、再曝気槽8に
流入し、水中のN2ガスが大気開放下で放散除去
されたのち、沈殿槽9で固液分離され、上澄水1
0は直接あるいはさらに高度の処理が行われて放
流され沈殿汚泥の一部は前記返送汚泥5として第
2脱窒槽6に返送されるが、残部は余剰汚泥11
として系外に引抜かれ処理、処分される。 第1図に示す如く本発明の第1脱窒槽3、硝化
槽4の脱窒、硝化は返送汚泥を伴わない一過性
(one through)の生物処理のため、従来のし尿
処理で常用されている希釈水を大量に注入する希
釈処理は好ましくない。この理由は、し尿を希釈
することによつて水量が増加し第1脱窒槽3、硝
化槽4において混合液中に浮遊している硝化菌あ
るいは脱窒菌が充分増殖するに足る滞留時間が確
保できなくなるからである。例えば、亜硝酸菌の
増殖速度μは水温15℃で0.173日であるから、菌
の滞留時間は増殖速度μの逆数、即ち1/μ=1/
0.173≒5.8日が必要となる。菌中は液中に浮遊し
ているので、このことは液の滞留時間が5.8日以
上必要であるということと同義の意味をもつ。 し尿の槽あたりの滞留日数は次式で示されるか
ら、一定の滞留時間を保持するためには希釈水量
に応じて槽容積を大きくしなければならず、建設
費用の増加という欠点をもたらす。 V(m3)/Q(m3/日)+nQ(m3/日)=RT(日)……
(1) V:槽容積(m3) Q:し尿投入量(m3/日) n:希釈水倍数 RT:滞留時間(日) 例えば、RT=5.8日とし、無希釈処理と2倍の
希釈水を用いた処理では、槽容積は(1)式よりそれ
ぞれ5.8Q、17.4Qと計算され、槽容積が大きく異
なつてくる。したがつて、やむを得ず希釈水を注
入する場合には、その分槽容積を大きくとらなけ
ればならない。 硝化液の循環量は、無希釈の場合にはし尿投入
量Qの20倍程度が望ましいが、循環液量も希釈水
の量によつて変る。硝化液循環の目的は、硝化液
中のNOxをし尿のBOD成分によつて脱窒するこ
とにあるが、循環量が一定の場合、次式に示す如
く希釈水量の増加によつて循環されるNOx量が
減少し、その分第2脱窒槽に流入するNOxの量
が増加する。これを式で表わすと、以下のとおり
である。 N1=Z・n′Q/(1+n+n′)Q ……(2) N2=Z(1+n)Q/(1+n+n′)Q…
…(3) N1:第1脱窒槽に循環されるNOx−N(Kg/日) N2:第2脱窒槽に流入する NOx−N( 〃 ) Z:し尿のNH3−N(Kg/m3) n′:し尿投入量Qに対する循環倍数 ところが、第2脱窒槽の脱窒には有価のメタノ
ールを使用しなければならないので、第2脱窒槽
に流入するNOxの増加により運転費用が増加す
ることになり好ましくない。したがつて、経済的
な処理を行うためには、希釈水の量を可能な限り
減らすことが望ましい。硝化菌、脱窒菌は温度上
昇とともに活性が増加するが、希釈水の注入はし
尿のBOD、NH3の酸化反応によつて生じた反応
熱による液温の上昇を妨げることになり、菌の活
性の上からも好ましくないので、希釈水の注入は
可能な限り少量にすることが望ましい。 再曝気槽8流出水の固液分離は常用される沈殿
法などの他に加圧浮上法、遠心濃縮機のような機
械的な固液分離法を利用して返送汚泥濃度を増加
すれば、第2脱窒槽6混合液のMLSS濃度を高く
することができ、その分第2脱窒槽6の容積を小
さくすることができる。 次に、本発明と従来の第1脱窒槽に沈殿槽で固
液分離した汚泥を返送する方式について、第2脱
窒槽に流入するNOx量を比較する。条件は、上
記循環倍数n′=20、上記希釈倍数n=0、第1脱
窒槽への汚泥返送率r=1(r=返送汚泥量R/
原水量Q)とする。この条件において、従来方式
では第1脱窒槽に流入するNOx−N(N1′)の割
合は次式 N1′=Z・n′Q/Q+rQ+nQ+n′Q=Zn′/2+n′=2
0Z/22≒0.91Z によつて0.91Zと計算され、これにより第2脱窒
槽に配分されるNOx−N(N2′)はZ−0.91Z=
0.09Zと計算される。 一方、第1脱窒槽に汚泥を返送しない本発明で
はr=0であるから、N2はn′=20、n=0のと
き(3)式よりN2≒0.05Zと計算され、従来法に比べ
約半分のNOx−Nしか第2脱窒槽に流入しない。
これより、本発明ではメタノールの添加量は従来
法に比べ約1/2に減少することがわかる。 次に、現在最も数の多い既設のし尿嫌気性消化
処理方式を本発明の脱窒処理装置に改造する例に
ついて第2、第3図に基づいて説明する。 第2図は、し尿の嫌気性消化処理方式の装置フ
ローである。し尿1はいずれも嫌気条件にありガ
ス撹拌あるいは機械撹拌装置の配備されている第
1消化槽12、第2消化槽13を経由してBOD
成分、SSが分解除去されたのち返送汚泥5、希
釈水16と混合されて曝気槽18に流入し、消化
脱離液14中の残留BODが除去されたのち、沈
殿槽9で固液分離するものである(15は消化汚
泥を示す)。 第2図の消化処理方式は第3図に示すように、
容易に本発明方法を採用し得るように改造するこ
とができる。改造に際し、硝化槽として利用する
第2消化槽13は槽を大気中に開放し、槽内に散
気管などのデイフユーザーあるいはエアレータを
設置して槽内液が好気条件に保たれるようにし、
一方曝気槽18の前段は、第2脱窒槽6として利
用するため嫌気的条件が維持されるように配慮し
なければならない。 このためには、曝気槽18前段を密閉して大気
と遮断すればよいが、敢て密閉構造にしなくて
も、大気中の酸素が充分溶解しないような回転羽
根による緩速撹拌あるいは少量の空気による緩や
かな曝気を行つても、混合液を撹拌しつつ液を嫌
気的条件に保つことができる。曝気槽18には隔
壁19を設けて第2脱窒槽6と再曝気槽8とに分
解するとよいが、曝気槽18での混合液の流れが
充分な栓流(piston flow)であれば、敢て隔壁
19を設けなくても曝気の強度によつて曝気槽前
段部を嫌気的条件、後段部を好気的条件に維持す
ることができる。 また配管の新設部は第2図と第3図を比較して
わかるように、循環ラインとメタノール供給ライ
ンのみである。し尿の消化槽12,13はいずれ
もし尿15日滞留分、合計30日分あり、水温15℃に
おいても充分の滞留日数(前述したように硝化槽
の滞留日数は15℃において5.8日あればよい)が
ある。 以上のように本発明によつて次に述べるような
大きな効果を得ることができる。 従来の前段の脱窒槽に固液分離した汚泥を返
送する方式に比べ、本発明は前段で脱窒される
割合が多く後段で脱窒される分が大幅に減少で
きるため、メタノール等の有価な還元剤の添加
量を少なくできる。生物学的脱窒法において消
費される薬品はほとんど全てメタノールである
ので、本発明によつて極めて経済的な脱窒処理
を行うことができる。 第1脱窒槽、硝化槽を一過性で運転すること
により処理プロセスが簡単化され、既設のし尿
の嫌気性消化槽を容易に脱窒プロセスに改造す
ることができ、窒素を含有しない処理水を放流
することができる。 次に本発明の実施例を、し尿および人工濃厚廃
水で得た試験結果について述べる。 試験装置 第1図に記載の装置。容量は次の
とおり。 第1脱窒槽 ……50 硝化槽 ……50 第2脱窒槽 …… 5 再曝気槽 …… 2.5 試験条件と結果 (1) し尿処理
【表】
【表】 従来法と比較するため、返送汚泥を第1脱
窒槽に5/日で流入せしめたところ、処理
水中に約50mg/のNO3−Nが残留した。
そこでメタノールの添加量を2.8g/に増
加したところ、第1表の如きNO3−N=Tr
の成績を得ることができた。 (2) 人工濃厚廃水の処理
【表】 人工濃厚廃水の処理についても、従来法と
比較するため返送汚泥を第1脱窒槽に2/
日で流入せしめたところ、約40mg/の
NO3−Nが処理水中に残留したが、メタノ
ールの添加量を0.5g/日から1.0g/日に倍
増したところ、第2表の如き処理水質を得る
ことができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施態様を示すフローシー
ト、第2図は従来の嫌気性消化処理装置のフロー
シート、第3図は第2図の装置を本発明方法を実
施できるように改造した装置のフローシートであ
る。 1……し尿、2……循環硝化液、3……第1脱
窒槽、4……硝化槽、5……返送汚泥、6……第
2脱窒槽、7……メタノール、8……再曝気槽、
9……沈殿槽、10……上澄水、11……余剰汚
泥、12……第1消化槽、13……第2消化槽、
14……消化脱離液、15……消化汚泥、16…
…希釈水、18……曝気槽、19……隔壁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 し尿系汚水などの高濃度のBOD、窒素化合
    物を含有する廃水の生物学的脱窒法において、順
    次第1脱窒素工程、硝化工程、第2脱窒素工程、
    再曝気工程、固液分離工程を構成せしめ、前記硝
    化工程の硝化液の大部分を前段の第1脱窒素工程
    へ循環せしめて循環液中のNOxを廃水のBOD成
    分を利用して脱窒素処理すると共に前記硝化工程
    の硝化液の残部を前記固液分離工程から返送され
    る汚泥と共に後段の第2脱窒素工程に導き還元剤
    を添加して脱窒素処理し、次いで再曝気工程で再
    曝気処理したのち、前記固液分離工程で固液分離
    することを特徴とする廃水の生物学的脱窒法。
JP17539982A 1982-10-07 1982-10-07 廃水の生物学的脱窒法 Granted JPS5966396A (ja)

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JP17539982A JPS5966396A (ja) 1982-10-07 1982-10-07 廃水の生物学的脱窒法

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JPS5966396A JPS5966396A (ja) 1984-04-14
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JPS5966396A (ja) 1984-04-14

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