JPH031080B2 - - Google Patents

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JPH031080B2
JPH031080B2 JP7837682A JP7837682A JPH031080B2 JP H031080 B2 JPH031080 B2 JP H031080B2 JP 7837682 A JP7837682 A JP 7837682A JP 7837682 A JP7837682 A JP 7837682A JP H031080 B2 JPH031080 B2 JP H031080B2
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JP
Japan
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organic carbon
amount
tank
denitrification
nitrification
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JP7837682A
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JPS58196891A (ja
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Shoji Watanabe
Kenji Baba
Shunsuke Nokita
Hitoshi Ogasawara
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は生物学的脱窒素プロセスに係り、特
に、脱窒反応に必要な有機炭素源を適正に維持
し、良好な脱窒処理液を提供する有機炭素源供給
制御方法に関する。
生物学的脱窒素プロセスは、硝化菌の作用によ
り、アンモニア性窒素(以下NH3−Nと称する)
を好気状態下で亜硝酸性窒素(NO2−N)また
は硝酸性窒素(NO3−N)に酸化する硝化槽と、
脱窒菌によりNO3−N及びNO2−N(総称して以
下NOx−Nと称する)を嫌気状態下で窒素ガス
に還元する脱窒槽をもつ。両槽の生物反応を化学
式で表わすと次式の通りである。
硝化槽 NH4 ++2O2→NO3 -+H2O+2H+ (1) 脱窒槽 2NO3 -5(H2)→N2+4H2O+2OH- (2) 脱窒槽でNOx−Nの還元剤として水素供与体
が必要で、多くは有機炭素源が用いられる。しか
し、有機炭素源の供給量が過剰であると不経済で
あるばかりでなく、残留有機物の増加により処理
水を悪化させる原因となる。また供給量が不足す
ると脱窒効率を低下させるだけでなく、残留
NOx−Nによる汚泥浮上が発生し、処理水を悪
化させる。このことから、生物学的脱窒素プロセ
スでは脱窒槽の有機炭素源を適正に調節すること
が重要な操作因子となる。
従来、有機炭素源供給量は脱窒槽に流入する
NOx−N量に比例させる。あるいは残留有機炭
素源を測定するなどの方式があるが、いずれの方
式もNOx−Nあるいは有機炭素源のオンライン
測定が不可能であるため、実用化に到つていな
い。
本発明は、有機炭素源を適正に供給することに
よつて処理効率の向上、運転コストの低減を図る
有機炭素源供給制御方法を提供するにある。
本発明者らは脱窒槽内の酸化還元電位(ORP)
が液中のNOx−Nと有機物濃度(CODcr)を適切
に表現することを明らかにした。また、流入窒素
濃度の日変動が小さいことから、窒素負荷量は流
入水量の変動にほぼ等しいことを見出した。この
ことから、有機炭素供給部を2個所設け、第1注
入部を流量比例、第2注入部をORPより求めた
残留NOx−N量に対応させるとともに過剰CODcr
を流出部ORPで検知し、双方を許容値以下に維
持できることを明らかにした。
次に本発明の内容について詳細に説明する。ま
ず、本発明の実施を可能にした基本原理について
説明する。
第1図は代表的な流入水量の変動パターンを呈
する二処理場の外乱状態を示す。合流式であるA
処理場、分流式であるB処理場ともに流入水量は
大きく日間変動する。これに対して、流入水中の
NH3−N濃度は両処理場とも殆んど変動がなく
安定している。このことはNH3−Nが脱窒槽の
前段に位置する硝化槽で完全硝化されるとすると
脱窒槽に流入するNOx−N濃度の変動も小さい
ことが推定される。従つて、脱窒槽への流入
NOx−N量は流入水量に比例することから、有
機炭素源消費の大部分を占めるNOx−N量に対
する有機炭素源供給量は流入水量に応じて操作す
れば良いことがわかる。
一方、本発明者らは脱窒実験により脱窒槽内の
ORPに対するNOx−NとCODcrの関係を明らか
にした。第2図は、残留CODcrが20mg/以下に
おける残留NOx−N濃度とORPの関係を示す。
ORPが−100mV以下であればNOx−N濃度の変
化は暖かで、ORPからNOx−N濃度を推定でき
ることがわかる。第3図は、残留NOx−Nが1
mg/以下における残留CODcrとORPの関係で
ある。このように残留CODcrもORPと相関し濃
度推定を行なうことが可能である。
以上のことから、有機炭素供給量は有機炭素の
主な消費因子である流入NOx−N量を表現する
流入水量に対比させ、脱窒状態の判定機能をもつ
ORPで補正することによつて効果的な脱窒を行
なわせることができる。
本発明の一実施例を第4図により説明する。第
4図は硝化槽1、脱窒槽2及び沈殿池3がシリー
ズとなつている一般的な生物学的脱窒素プロセス
を例とした。NH3−Nを含有した流入水5と硝
化菌及び脱窒菌を含む返送汚泥7が硝化槽1に流
入し、NH3−NがNOx−Nに硝化される。NOx
−N及び脱窒菌を含有した硝化液6は脱窒槽2の
頭部に供給される。還元剤となる有機炭素は位置
が相違する2個所より行なわれる。第1注入管8
は脱窒槽2の頭部に、第2注入管9は第1注入管
8の下流後方に位置させ、それぞれ供給装置11
及び12によつて有機炭素量を調節する。供給操
作は以下のように行なう。まず、第1注入管8か
らの有機炭素供給量C1は、流入水5の管路途中
に設置した流量計13の実測値q1を制御回路21
に入力し、(3)式で現時刻の操作量を演算する。
C1=k1・q1 (3) ここで、比例係数k1は有機炭素をメタノールと
した場合0.02ないし0.12Kg/m3の範囲をとり、そ
れぞれの処理場の経験に基づくNH3−N濃度及
び硝化効率が設定基準となる。(3)式は流入水5の
変動と同様に変化する脱窒槽2への流入NOx
N量の対応した有機炭素供給量とすることを示す
ものである。制御回路21ではさらに現時点と前
回の操作量の偏差ΔC1を演算し、調節回路26に
出力する。調節回路26は偏差ΔC1に応じて供給
装置11を調節し、流入NOx−N量に対処した
有機炭素量の供給を行なうものである。一方、第
2注入管9からの有機炭素供給量C2は次のよう
に行なう。まず、第2注入管9の直前位置に設置
したORP計15の実測値p1の信号を演算回路2
2に入力し、回路内に組込まれている、例えば、
第2図の特性図によりp1に対応したNOx−N濃度
nxを推定する。さらに、演算回路23では硝化液
6の管路途中に設置した流量計14の実測値q2
号とNOx−N濃度nxとを積算して、第2注入管9
直前の残留NOx−N量Nxを演算する。残留NOx
−N量Nx、硝化液流量q2及び脱窒槽2の流出部
に設置したORP計16の実測値p2の信号が制御
回路24に入力され、第5図に示す操作を行なつ
て供給量C2を得る。第5図は、残留NOx−N量
Nxに対処した操作量C′を主ループとし、流出部
での過剰CODcr量に相当する有機炭素量C″を調整
ループとしている。操作量C′は残留NOx−N量
Nxを還元するに必要な量で(4)式で与えられる。
C′=k2・Nx (4) ここに、k2は比例係数で、有機炭素の種類で変
化する。過剰量C″は流出部ORP下限値P*と実測
値P2の偏差ΔP2を次式で求め、ΔP2の値に残留
CODcr濃度Crを推定する。ΔP2 ΔP2=P*−P2 (5) に対するCODcrの関係は、第3図でORP下限値
を例えば−100mVとすると第6図となる。
従つて、実測値P2が下限値P*を下回ることは
第2注入管9以降の有機炭素量が過剰と判断され
る。この関係を第5図に組込み、ΔP2から残留
CODcrを推定する。有機炭素は一般的にCODcr
比例関係にあり、残留CODcr濃度Crと硝化液流量
q2の積で求まる残留CODcr量から過剰有機炭素量
C″は次式で求まる。ここで、比例係数k3は使用
有機炭素源とCODcrの相 C″=k3・Cr・q2 (6) 関比である。演算された操作量C′と過剰量C″と
の差分は供給量C2として与えられ、制御回路2
4から出力される。調節回路25は、例えば、 C2=C′−C″ PI調節計であつて、制御量C2に対応して供給装
置12を調節する。
本実施例で第1注入部の操作量C1を流入水流
量q1、第2注入部の操作量C2を流入水流量q1と返
送汚泥流量qrの総計である硝化液流量q2を積算対
象としたが、これは対象としたプロセスにおいて
返送汚泥中にNOx−Nを殆んど含まないことか
ら脱窒槽2への流入NOx−N量は流入水流量q1
対応した値となり、また、脱窒槽2内の残留
NOx−N量は検出されるNOx−N濃度が槽を通
過する混合液中の値であることから硝化液流量q2
を対象としなければならない。
一方、第1注入点からの有機炭素量が過剰で第
2注入点直前のORP値が既に下限値以下となる
運転が予想されるが、有機炭素はNOx−Nだけ
でなく、液中の溶存酸素及び微生物自身にも消費
されるため、流入NOx−N量に対応した操作で
は過剰となる恐れはない。
以上の操作により、プロセス状態に対応した精
度良い有機炭素供給が行なわれ、脱窒処理を良好
にし、有機炭素の節約が図れる。
本発明によれば、NOx−Nを直接計測する手
段を用いなくとも窒素負荷量に対応した有機炭素
の供給が行なえる。また、有機炭素供給個所を設
けることにより滞留時間の遅れを克服できる、第
2注入点からの有機炭素を残留NOx−N量と流
出する有機物を許容値以下に抑制する操作を行な
うことによつてNOx−Nと有機物が低濃度とな
る脱窒液を提供し、脱窒効率の維持及び運転コス
トの低減に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実処理場における流入水量と窒素濃度
の時系列特性図、第2図は酸化還元電位と残留酸
化性窒素濃度の特性図、第3図は酸化還元電位と
残留有機物濃度の特性図、第4図は本発明の一実
施例を示す構成図、第5図は本発明の第2注入点
からの有機炭素供給方法を示すブロツク線図、第
6図は酸化還元電位に対する過剰有機炭素濃度を
表わす特性図である。 1……硝化槽、2……脱窒槽、5……流入水、
6……硝化液、8,9……注入管、11,12…
…供給装置、13,14……流量計、15,16
……ORP計、21,24……制御回路、22,
23……演算回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 流入廃水中の窒素化合物を好気条件下で酸化
    する硝化槽と、この硝化槽から流出する硝化液中
    の硝酸性窒素あるいは亜硝酸性窒素を有機炭素の
    存在下で窒素ガスに還元する脱窒槽をもつ生物学
    的脱窒素プロセスにおいて、前記脱窒槽の頭部に
    第1注入部及びその下流に第2注入部となる有機
    炭素の供給手段と、前記流入廃水及び硝化液の流
    量を検出する手段と、前記脱窒槽の流出部及び前
    記第2注入部直前に酸化還元電位を検出する手段
    とを設け、前記第1注入部からの有機炭素供給量
    を前記流入廃水流量に比例させ、前記第2注入部
    からの有機炭素供給量を前記第2注入部直前の酸
    化還元電位測定値から得られる残留硝酸性窒素濃
    度あるいは亜硝酸性窒素濃度推定値と前記硝化液
    流量との積に比例させた有機炭素供給量を前記流
    出部の酸化還元電位の実測値と予め設定した下限
    値との偏差が負となる場合にこの偏差で補正する
    ことを特徴とする生物学的脱窒素プロセスの制御
    方法。
JP7837682A 1982-05-12 1982-05-12 生物学的脱窒素プロセスの制御方法 Granted JPS58196891A (ja)

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CN100443422C (zh) * 2005-05-24 2008-12-17 株式会社东芝 污水处理场除磷装置
JP2023080503A (ja) * 2021-11-30 2023-06-09 Wota株式会社 循環型排水処理ユニット、および循環型排水処理システム

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