JPH03146197A - し尿処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はし尿、醗酵し尿、比較的Ｋｊｅｌｄａｈｌ−
Ｎ濃度の高い有機性排水を処理する方法に関する。上記
液状し尿には、第１の工程で硝化処理が行われ、次の工
程で脱硝化処理が行なわれる。硝化処理工程においては
、硝化バクテリアを豊富に含む活性汚泥を含む曝気反応
器が用いられ、必要に応じて酸中和剤を上記反応器内に
添加する。

脱硝化処理工程においては、硝酸塩を窒素に転化させる
能力がある非常に密な生物量（バイオマス）を含み、有
機基質を添加した連続送り逆流スリブベッド（ＵＳＢ）
反応器（ｕｐｆｌｏｗ　５ｌｉｂ　ｂｅｄ（ＵＳＢ）ｒ
ｅａｃｔｏｒ）が用いられる。

この種の方法自体は１９８８年３月１４日発行の’Ａｇ
ｒａｒｉｓｃｈ　　Ｄａｇｂｌａｄｊ誌から公知である
。この方法においては、半液状の醗酵し尿の液状部分を
処理する。嫌気性のあるいは醗酵した半液状のし尿の液
状部分に存在する、生物学的に分解可能な成分や、硝化
可能な窒素や、燐はその大部分が除去される。この方法
の特徴は、アンモニアをバクテリアによって酸化窒素に
転化する硝化反応器内の硝化工程と、酸化窒素をバクテ
リアによって窒素ガスに転化させる、脱硝化反応器内の
脱硝化工程とを組み合わせた点にある。

それと同時に、液体内に存在する燐酸塩は、反応器内で
凝縮して、化学的沈澱物となる。アンモニアが酸化する
とｐＨが低下するが、この方法においては、石灰または
流出液を、脱硝化反応器（再循環処理）から硝化反応器
に制御しなから送ることによってｐＨの低下を防ぐこと
ができる。この方法の硝化工程中にはまた、醗酵工程を
通過した生物学的に分解可能な成分が、バクテリアによ
って分解されるため、窒素と燐酸塩が除去されてＣＯ□
とＨ，Ｏが発生する。こうして遊離した窒素と燐は活性
汚泥の新しい細胞内に導入することができる。この方法
では、硝化反応器（送りバッチ反応器またはバッチ反応
器）をバッチ式に操作する。次にアンモニアがすべて硝
化されるまで曝気を行い、その後曝気が一時休止し、汚
泥を沈澱させる。硝化させた液状し尿は脱硝化処理のた
めに流出させ、一方活性汚泥は硝化反応器内に残して次
のサイクルで用いる。脱硝化工程では、硝化反応器から
の流出液はＵＳＢ　（逆流スリブベッド）反応器を通過
して上方に送られる。この反応器内には、硝酸塩を窒素
ガスに転化することのできる非常に密な生物量（バイオ
マス）が含まれている。

この工程を進めるためには、有機基質（例えばメタノー
ル）を反応器内に投入する必要がある。脱硝化工程中に
酸が消費され、その結果バクテリアのベツド内のｐＨが
上昇する。この上昇の結果、液体中の燐酸塩とカルシウ
ムイオンからなる不溶性の沈澱物が生じる。上で述べた
、し尿の醗酵と醗酵したし尿の分離とからなるし尿処理
工程、およびそれに続く醗酵した半液状のし尿の液状部
分の処理方法を、第１図に示す。

いくつかのし尿処理方法が現在すでに開発されている。

たとえばＨｅ　ＩｍｏｎｄのＰ　ｒ　ｏｍｅ　ｓＬおよ
びＤｅｖｅｎｔｅｒのＭｅｍｏｎもそのひとつである。

これらの方法では、半液状のし尿を蒸発させて乾燥した
製品を得る。半液状のし尿は水分を９０％以上含んでい
るので、乾燥には大量のエネルギーを必要とする。さら
に蒸発工程は、実際のところし尿の処理用としてはまだ
開発の余地がかなりある複雑な技術である。したがって
この種の方法を用いて、粒状あるいは粉末状のし尿を処
理する場合の費用は非常に高い。

上記とは別のやり方としては、従来の流出液処理装置を
用いて、半液状のし尿を処理する方法がある。現在この
方法は子牛の液状堆肥の処理にも用いられている。この
ような従来のし尿処理方法には、処理工程中に大量の汚
泥（過剰バクテリア）が発生すること、および燐酸塩の
除去ができないという大きな欠点がある。このことは汚
泥処理および燐酸塩除去のための手段を、別に設けなけ
ればならないことを意味する。また従来のし尿処理には
、かなり大きなスペースが必要とされるという問題やあ
る。

１９８８年３月１７日付のｒＡｇｒａｒｉｓｃｈ　　Ｄ
ａｇｂｌｅｄ」誌で報じられたように、この方法には費
用が比較的低いこと、および装置が小型であるという利
点がある。しかし、醗酵したし尿の処理に用いる場合は
、この方法にも多くの問題がある。

し尿および醗酵し尿あるいは排水を含むＫｊｅＩｄａｈ
ｌ−Ｎ用の小型のし尿処理装置の生産および維持が可能
なのは次の場合だけである。

ａ＞ｔＳ酵し尿の液体部分の流量が、硝化反応器の硝化
能力にほぼ等しいとき。硝化反応器には負荷をかけすぎ
てはならず、また負荷が軽すぎてもいけない。

ｂ）脱硝化反応器へのメタノール（あるいは他の炭素源
）の流量が、脱反応器の硝酸塩負荷量に匹敵する場合。

流量が少ないと、硝酸塩を完全に除去することができな
い。流量が多すぎると、流出液の中にメタノール（ある
いは他の炭素源）が生じる。

Ｃ）脱硝化反応器から硝化反応器に循環する流出液が、
最適値に制御されている場合、循環量が少なすぎると、
硝酸塩が濃縮される。濃縮された硝酸塩はバクテリアを
抑制する作用をする。循環量が多すぎると、反応器の大
部分が処理済みの液体で満たされてしまう。

上記の条件を満足させるためには、別の装置を用いなけ
ればならない、またそのような装置の操作の一部は手動
で行わなければならない、さらに様々な測定の結果を、
操作員の介入を必要としない単一の制御動作にまとめる
ことができない、また硝化反応器からの流出液には、硝
化反応器内で分解されなかった有機物質が依然として含
まれている。脱硝化反応器に送られた有機物は、そこで
窒化アンモニウムを遊離して集機物になる。遊離された
窒化アンモニウムは（循環流にのらない場合は）流出液
と共に排出される。

この発明の目的は上記の問題を解決することにある。こ
の発明はこの「発明の詳細な説明」の冒頭部に記載の種
類の方法に関するものであり、以下のデータの一つ以上
に基づいて、硝化反応器の負荷量を制御すると共に、硝
化および脱硝化の最適値を求めることを特徴とする。

・流入窒素負荷量 ・ＷＡＺＵ呼吸メーター（オランダ特許出願第８６００
３９６号７１９８６年２月１７日出願）からの情報 ・硝化反応器内のｐＨ（その基準は６〜８．５の範囲内
）。

・硝化反応器内および脱硝化反応器内の温度（その基準
は４０℃未満）。

・脱硝化反応器への流入液の酸化窒素の濃度（その基準
は０〜４ｇＮ／ｌの間）。

・硝化反応器内の酸化窒素の濃度（反応器内の汚泥と液
体の混合物の酸化窒素濃度の基準は０〜４ｇＮ／ｌの間
）。

・脱硝化反応器からの流出液の炭素源の濃度。

・脱硝化反応器内の気体発生量。

この発明の重要な特徴のひとつは、処理工程が完了した
時間を検出するとともに、被処理醗酵し尿の液体部分の
Ｋｊｅｌｄａｈｌ−Ｎ濃度と、硝化反応器からの流出液
の硝酸塩濃度の両方を計算するための呼吸メーター（Ｗ
Ａ　Ｚ　Ｕ呼吸メーター）を用いることにある。ＷＡＺ
Ｕ呼吸メーターに対する液流および制御用ラインを第２
図に示す。ＷＡＺＵ呼吸メーターは、ＷＡＺＵ呼吸メー
ター自体によって対照され計算されたデータに基づき、
自動的に処理方法全体を制御することができる。

この発明のもうひとつの特徴は、たとえば物理／化学的
凝集工程のような分離工程および凝集分離機を用いたり
、脱硝化工程の後で半透膜法を用いることにある。脱硝
化反応器での工程の前に分離を行うのは、懸濁有機物お
よびコロイド状に溶解した有機物を捕集するためである
。これをしないと、これら有機物が脱硝化反応器内で鉱
物状に変化し、窒化アンモニアを生ずることがある。物
理／化学的凝集工程および凝集分離工程を、第３図に概
略的に示す、残留有機物は、凝集補助装置、および流出
液から凝集物を分離する工程を用いることにより、流出
液から除去される。脱硝化工程の上流側に置くことによ
って、有機物は無機物に変わり、窒化アンモニウムを発
生する前に除去される。この方法のもうひつとの利点は
、硝化反応器からの流出液中の炭酸塩含有量が低い【有
機物が加えられる脱硝化反応器からの流出液中のそれよ
りも低い）ということである。これは炭酸塩中に塩化鉄
のような沈澱物を生じる凝集補助装置を用いる場合有利
である。燐酸塩中で沈澱する陽イオンを含む凝集補助装
置を用いる場合は、付加的な燐酸塩処理が起きる。

さらに、この発明の処理方法の最適条件を硝化および脱
硝化反応器中の両方について調べた。硝化および脱硝化
反応器内のいずれの生物量も熱を発生した。生物量の濃
度が高く、転化率が両反応器内で共に高いので、何も措
置を講じなければ、両反応器内で正味過熱が起こる。実
験室の実験において本出願人が観察したところによると
、硝化を行うバクテリアを繁殖させるのに最適の温度は
３１−３５°Ｃであり、上限許容温度は４０°Ｃである
ことが分かった。また一般的な科学知識から、上記の温
度範囲は脱硝化バクテリア群の場合にも当てはまるであ
ろうことが予想できる。耐熱性のバクテリアは５０℃以
上の温度でも活動できる。

しかし様々な理由により、耐熱性の有機体を脱硝化反応
器のなかで用いるのは好ましくない、排出される流出液
は暖かすぎ、一方硝化反応器への循環流はあまり暖かく
ないからである。硝化および脱硝化反応器は両方とも、
各反応器の内部の熱を除去する手段が備わっていなけれ
ば、運転させることはできない。

この発明の方法の場合、脱硝化反応器は、燐酸塩が沈澱
しうる状態に保っておかなければならない。燐酸塩の除
去効率は、脱硝化反応器内のｐＨとＨＣＯ３／Ｃｏ、比
によって決まる。

所定のｐ）Ｉを得るには、脱硝化反応器内で有機炭素源
を、この発明の特定の化学的酸素消費量（ＣＯＣ）／全
有機炭素量（ＴＯＣ）比で用いればよい、実際には、脱
硝化反応器の中は、脱硝化反応の影響によって、アルカ
リ性（アルカリ、炭酸水素塩および炭酸塩）になる、ア
ルカリ性を示すか否かは、脱硝化反応器内の有機炭素源
のＣＯＣ／ＴＯＣ比による０通常メタノールが有機炭素
源として用いられる。メタノールはＣＯＣ／ＴＯＣ比が
高いので、たとえばこれよりずっとＣＯＣ／ＴＯＣ比が
低いぶどう糖を用いた場合よりも高いアルカリ性が得ら
れる。ＣＯＣ／ＴＯＣ比は３．７５以下でなければなら
ないということが実験かられかった。

上で述べたように、アンモニアの酸化によって、硝化反
応器の中ではｐＨが低下する０反応器内の酸性化を防ぐ
ために、脱硝化反応器から硝化反応器に、アルカリを一
定の流量で流入させたり、流出液を循環させてもよい、
実験の結果、硝化反応器内の汚泥／液体混合物の酸化窒
素濃度は、０〜４ｇＮ／ｌの範囲、より好ましくは０〜
１．５ｇＮ／ｌの範囲とするのがよいということがわか
った。

さらに、脱硝化反応器への流入液の酸化窒素濃度は０〜
４ｇＮ／ｌの範囲、より好ましくは１．０〜ｌ、４ｇＮ
／ｌの範囲とするのがよいことがわかった。これを達成
するために、脱硝化反応器からの流出液を循環させても
よい。循環によって、反応器への流入部で、酸化窒素の
濃度を薄めることができる。循環させることのもうひと
つの目的は、脱硝化反応器内の流速を高め、反応器内で
生物量と有機基質との接触を促進することである。再循
環は脱硝化反応器への流出液から、同反応器への流入液
までの流れによって直接行ってもよい。しかし脱硝化反
応器からの流出液を用いて再循環を行ってもよい（実際
そのほうが全体の工程からみて好ましい）。この場合再
循環は、その全体あるいは一部が硝化反応器を通って生
じてもよい、再循環の目的は、硝化反応器内のｐＨｌＡ
節に用いる薬剤の消費量を抑えることと、硝化反応器の
含有物を薄めて、酸化窒素濃度を常に４ｇＮ／ｌ以下に
保つことである。

またこの発明は、上記の方法を行うのに適した装置に関
する。この装置は、 ・曝気手段、被処理液供給手段、酸中和剤供給手段、硝
化バクテリアを豊富に含む活性汚泥、汚泥排出手段、流
出液排出手段を備えた硝化反応器と、・上記反応器から
の流出液を、脱硝化反応器に送るためのラインと、 ・硝化反応器からの流出液を供給する手段と、炭素源供
給手段と、逆流スリブベッド（ＵＳＢ）コラムと、硝酸
塩を窒素ガスに転化させる能力のある、非常に密な生物
量と、燐酸塩を豊富に含む汚泥の排出手段と、流出液排
出手段と、窒素ガス排出手段とを備えた脱硝化反応器と
、 ・脱硝化反応器からの流出液を排出するためのラインと
からなる。

最も簡単な構成とした場合、この装Ｗ（第２図にその概
略を示す）は、硝化反応器９としてのバッチ反応器（１
サイクルにつき１度、反応器内に流入液７が供給される
）または送りバッチ反応器（１サイクル中、反応器内に
流入液が徐々にあるいは段階的に供給される）と、脱硝
化反応器１３としての連続供給逆流スリブベッド（ＵＳ
Ｂ）反応器からなる。２つの反応器は、硝化反応器９の
バイパスは設けずに、直列に接続した状態で運転するが
、脱硝化反応器１３から硝化反応器９に続く流出液再循
環手段３３を設けてもよい。

ＷＡＺＵ呼吸メーター１８（オランダ特許出願第８６０
０３９６号、出願臼１９８６年２月６日）すなわち生物
量の呼吸率を計測するための測定制御ユニットを用いる
ことが、この発明の装置の特徴である。

この装置の硝化反応器９は、曝気手段１０と、被処理液
供給手段７と、汚泥排出手段１１を備えている。また必
要に応じて脱硝化反応器１３からの流出液の供給手段を
設けてもよい。これらはすべてＷＡＺＵ呼吸メーター１
８（オランダ特許出願第８６００３９６号、出願臼１９
８６年２月６日）によって制御される。この呼吸メータ
ーはまた脱硝化反応器１３用の炭素′ａ１４の流量制御
にも用いられる。この脱硝化反応器１３はさらに窒素ガ
ス排出手段１７と流出液再循環手段３３あるいは排出手
段１６を備えている。

この発明の装置の別の実施例（第４図にその概略を示す
）の場合も、脱硝化反応器１３からの流出液を、部分的
に脱硝化反応器１３への流入液１２中に再循環させるた
めのライン３２を備えている。さらにこの装置は、１１
［以上の酸中和剤を硝化反応器９へ供給するための手段
８を備えている。

さらにこの装置は上記２つの装置（第４図、５図）を組
み合わせた装置、すなわち第６図に示す装置を備えてい
る。この装置は、脱硝化反応器１３からの流出液３２．
３３を、部分的に硝化反応器９と脱硝化反応器１３への
流入液１２中に（それぞれ３２．３３を介して）再循環
させるためのラインを備えている。

第４．５．６図に示す最後の３つの装置には、燐酸塩を
沈澱させるための薬剤の供給路２０を設けてもよい（第
７図参照）。

さらにこれらすべての装置（第４．５．６図）には１つ
以上の凝集装置１９を設けてもよい、そのような凝集装
置の概略を第３図に示す。

凝集装置１９は、この発明の装置の様々な場所に（第８
．９．１０図）設けることができる。第８図の装置にお
いては、凝集装置１９は、脱硝化反応器１３からの流出
液１６が、再循環路３４．３５あるいは排出手段１６の
上流にある凝集装置（１９および第３図）を通過するよ
うな位置に設けられている。

第９図に示す装置においては、凝集装置１９は、脱硝化
反応器１３から排出される流出液１６だけが、凝集装置
１９を通過するような位置に設けられている。

第１０図に示す装置においては、凝集装置１９を、硝化
反応器９からの流出液１２が脱硝化反応器１３に流入す
る前に、凝集装置１９を通過するような位置に設けるの
が望ましい。

硝化反応器９に、脱硝化反応器１３からの流出液１６．
３３．３４の供給路を設けた、この発明の装置には、脱
硝化反応器１３からの流出液１６．３３．３４を、硝化
反応器Ｓ内に噴射させるためのスプレー装置（２５およ
び第１０図）を設けて泡の発生を防止するようにしても
よい。

さらに、この発明の装置には、１つ以上のバッファータ
ンク（２３および第１０図）を設けてもよい。以↓に示
した例はこの発明を説明するためのものであって、発明
の範囲を限定すると解釈されるべきものではない。

この発明の実施例の一つを以下の実験例により示す。た
だし、この実施例は何ら限定的なものではない。

尖験■ 醗酵し尿（例えば、姥気性の醗酵させた浮動性豚し尿）
を、第１１図の装置内で処理する。この装置は容量５０
ボの硝化反応器９と、管状の凝集器２７および遠心分離
器２８から成る凝集装置１９と、２つの脱硝化反応器１
３とを備えている。２つの脱硝化反応器１３は互いに平
行に配され、それぞれ容量１０イの汚泥ベツドを有して
いる。

この例の硝化反応器９は、醗酵し尿を段階的に追加して
ゆく、バッチ反応器であり、全部で２ボのし尿を１０回
に分けて加えた。

硝化反応器９の全サイクルに、脱硝化反応器１３の流出
液８ｒｒｒが供給されるが、それらは時間経過に比例し
て配分される。硝化反応器９に全部で２ｒｒｉの醗酵し
尿を入れ、窒素アンモニウムをすべて硝化し終った後で
、曝気を止めて、活性汚泥を６０分間沈澱させる。沈澱
が終了したのち、１０ｎｆの上澄み液を硝化反応器９の
流出液として破棄する。そして、新たなサイクルを開始
して、再び、２ＩＴｒの醗酵し尿と８イの脱硝化反応器
１３の流出液とを加える。

ＷＡＺＵ呼吸メーター（商標ＲＡ−１０００でＭａｎｏ
ｔｈｅｒ＋ｍ社より販売されている）を硝化反応器９に
連結して、実際の呼吸速度をモニターする。

また、硝化反応器Ｓ中の酸素濃度を、酸素センサーによ
りモニターする。

０、２　ｒｒｒの醗酵し尿を添加した後、実際の呼吸速
度は上昇し、硝化反応器Ｓ中の酸素濃度は減少した。醗
酵し尿と共に加えた水素アンモニウムが硝化されると、
実際の呼吸速度は基準レベルまで下がり、硝化反応器Ｓ
中の酸素濃度は上昇した。呼吸速度が所定の目標値以下
になった後および／もしくは酸素濃度が所定の目標値を
超えた後に、０．２Ｍの醗酵し尿を新たに硝化反応器９
に加える。第１２図に硝化反応器９中の酸素濃度が時間
の経過につれて変化する様子を示した。この硝化反応器
Ｓ中への醗酵し尿の平均添加量は、この実験例の場合、
１日当り１０ｎｌであった。

硝化反応器Ｓ中でのｐＨ値も測定した。ｐＨ値が６．５
未満のときに石灰乳を供給した。

同じく、温度をモニターして、熱交換器を用いて３３℃
未満に保持した。

サイクル中での有機基質の酸素消費量（実際の累積呼吸
速度から基礎累積呼吸速度を引いたもの）より、醗酵し
尿中での可硝化性窒素（ｎｉｔｒｉｃｉｂｌｅｎｉｔｒ
ｏｇｅｎ　）の濃度は６０００ｍｇＮ／ｌであると計算
できる。硝化反応器９の流出液は１１０（１ｗＩｇＮ／
ｌの硝酸塩−Ｎ濃度と２５■Ｐ／ｌの燐酸塩−Ｐ濃度を
有している。窒素−Ｎ′ａ度は、脱硝化反応器１３の流
出液を用いて、硝化反応器９内の内容物を希釈した場合
に期待したよりもより低い。

これは、沈澱の最中に硝化反応器Ｓ中でいくらか脱硝化
を行いかつ生物量中に窒素を導入した結果である。

硝化反応器Ｓの流出液は管状凝集器２７を用いて吸い上
げる。この凝集器の前部には、Ｆ　ｅ　Ｃｌ　ｓ（塩化
鉄■）の４１Ｗ％（重量対重量）溶液が、硝化反応器９
の流出液１ボ当り２．５１の割合で配されている。また
、管状凝集器２７の中央部には、石灰乳および／もしく
は苛性ソーダが、ｐＨ窒素が５．８に到達するまで供給
される。凝集器の後部には、多価電解質が入れられてい
る（硝化反応器Ｓの流出液１ｒｒｆ当り７６＋ｎｇ）。

次に、この硝化反応器９の流出液を遠心分離器２８にか
けて、汚泥流と液体流とに分ける。遠心分離器２８の流
出液中の硝酸塩−Ｎと燐酸塩−Ｐの濃度はそれぞれ１１
００ｍｇＮ／ｌと＜０．５＋ｇＰ／ｌとに達した。

次に遠心分離器２８からの流出液を、平行に置いた２つ
の脱硝化反応器１３にかける。流入液流の硝酸塩濃度に
基づいてメタノールを添加する。

脱硝化の成り行きを、ガス発生！（１８５０１／ｈ）に
よりモニターする。脱硝化反応器１３のｐＨ（Ｉｉは、
９．０から９．３の間であった。温度は熱交換器を用い
て３５°Ｃ未満に維持された。脱硝化反応器１３の流出
液の８０％は再循環させ２０％は排出した。分析の結果
、硝酸塩−Ｎの濃度は１０■Ｎ／ｌより小さｌ＜１０■
Ｎ／ｌ）、燐酸塩Ｐの濃度は０．５■Ｐ／ｌより小さい
（＜０．５１１ｇＰ／ｌ）ことが示された。

表Ａは、本装置による処理前と処理後の醗酵し尿の質を
示すものである。

ｎ （ｎ＋ｇ／ｌ） ＣＯＤ　　　１５，００Ｏ Ｎ　　　　　６，０００ Ｐ　　　　　　２７５ 友−八 ｏｕｔ　　　　　収率（Ｘ） （ｍｇ／ｌ） ３００〜９００　　　　　９４〜９８ ０〜１０　　　　９９．８〜１００ ０〜０．２　　　９９．９〜１００ 表Ｂは、得られた流出液の質を示している。

ＯＸ

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来型のし尿処理装置を示す概略図、第２図
はこの発明の装置の一実施例を示す概略ブロック図、第
３図は、この発明の方法の凝集分離工程を示す概略図、
第４図、第５図、第６図、第７図、第８図、第９図、第
１Ｏ図は、この発明の装置の様々な実施例を示す概略ブ
ロック図、第１１図は、実験例で用いたこの発明の装置
の概略ブロック図、第１２図は、硝化反応器９の中の酸
素濃度の変化を示すグラフである。 １・・・・・・半液状し尿収納部、 ２・・・・・・醗酵装置、　　３・・・・・・生物ガス
、４・・・・・・エネルギー発生装置、 ５・・・・・・分離装置、　　６・・・・・・ケーク、
７・・・・・・被処理液供給手段、 ８・・・・・・酸中和剤供給手段、 ９・・・・・・硝化反応器９、１０・・・・・・曝気手
段、１１・・・・・・汚泥排出手段、 １２・・・・・・流出液排出手段、 １３・・・・・・脱硝１化反応器１３．１４・・・・・
・炭素源を供給する手段、１５・・・・・・燐酸塩に富
む汚泥の排出手段、１６・・・・・・排出手段、　１７
・・・・・・窒素ガス排出手段、１８・・・・・・ＷＡ
ＺＵ呼吸メータ、１９・・・・・・凝集装置、　２０・
・・・・・供給路、２１・・・・・・汚泥、 ２２・・・・・・凝集装置よりの流出液、２３・・・・
・・バッファータンク、 ２４・・・・・・排出汚泥の容器、 ２５・・・・・・スプレー装置、 ２６・・・・・・流入液用ポンプ、 ２７・・・・・・凝集器、　　２８・・・・・・遠心分
離器、２９・・・・・・汚泥用ポンプ、 ３０・・・・・・塩化鉄の容器、 ３１・・・・・・計量ポンプ、３２・・・・・・ライン
、３３・・・・・・流出液再循環手段、 ３４．３５・・・・・・再循環路、 ３６・・・・・・分離工程よりの流出液。

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. （１）醗酵させた液状し尿を第１工程で硝化させ、第２
   工程で脱硝化させ、硝化工程においては、硝化反応器９
   として硝化バクテリヤに富んだ活性汚泥を含有する曝気
   反応器を用い、前記曝気反応器には酸中和剤を添加し、
   脱硝化工程においては、脱硝化反応器１３として硝酸塩
   を窒素ガスに転化させることのできる極めて密な生物量
   を含有する連続供給逆流スリブベッド（ＵＳＢ）反応器
   を用い、前記ＵＳＢ反応器には有機基質を添加するし尿
   処理方法において、以下の一つ以上のデータに基づいて
   硝化反応器９への負荷を制御して硝化工程と脱硝化工程
   を最適化することを特徴とするし尿処理方法。 ・流入窒素の負荷量。 ・ＷＡＺＵ呼吸メータからの情報。 ・硝化反応器９内の酸素濃度。 ・硝化反応器９内のｐＨ（その基準は６〜８．５の範囲
   内）。 ・硝化反応器９内と脱硝化反応器１３内の温度を４０℃
   未満に維持すること。 ・脱硝化反応器１３への流入液の酸化窒素濃度（その基
   準は０〜４ｇＮ／ｌの範囲内）。 ・硝化反応器９内の酸化窒素濃度（硝化反応器９内の汚
   泥／液体混合物の酸化窒素濃度の基準は０〜４ｇＮ／ｌ
   の範囲内）。 ・脱硝化反応器１３からの流出液内の炭素源の濃度。 ・脱硝化反応器１３内のガス発生量。
2. （２）硝化反応器９からの流出液をまず物理化学的な凝
   集装置１９に通すことを特徴とする請求項１記載のし尿
   処理方法。
3. （３）硝化工程を実行する硝化反応器９から脱硝化工程
   を実行する脱硝化反応器１３へと、液体を再循環させる
   ことを特徴とする請求項１もしくは２記載のし尿処理方
   法。
4. （４）用いた凝集物質が、燐酸塩と共に沈澱しうる陽イ
   オンを含有する物質、例えば塩化鉄であることを特徴と
   する請求項２もしくは３記載のし尿処理方法。
5. （５）塩化鉄を用いたことを特徴とする請求項４記載の
   し尿処理方法。
6. （６）再循環させた液体を、この液体が硝化反応器９へ
   至る前に、スプレー装置２５に通すことを特徴とする請
   求項２もしくは３記載のし尿処理方法。
7. （７）脱硝化工程の後に、流出液の一部を、それが脱硝
   化反応器１３に流れ込む前に、硝化反応器９の流出液に
   再循環させることを特徴とする請求項２もしくは３記載
   のし尿処理方法。
8. （８）硝化反応器９として、バッチ反応器もしくは送り
   バッチ反応器を用いることを特徴とする請求項１ないし
   ７のいずれかに記載のし尿処理方法。
9. （９）脱硝化反応器１３に燐酸塩沈澱用の化学製品を添
   加することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに
   記載のし尿処理方法。
10. （１０）Ｃａ＾＋＋、Ｆｅ＾＋＋＋、Ｍｇ＾＋＋および
    ／あるいはＡｌ＾＋＋＋を添加したことを特徴とする請
    求項９記載のし尿処理方法。
11. （１１）有機基質としてメタノールを脱硝化反応器１３
    に添加したことを特徴とする請求項１ないし１０記載の
    し尿処理方法。
12. （１２）有機基質としてグリコールを脱硝化反応器１３
    に添加したことを特徴とする請求項１ないし１１のいず
    れかに記載のし尿処理方法。
13. （１３）一つの有機基質もしくは複数の有機基質の混合
    物を脱硝化反応器１３に添加し、化学的な酸消費量と全
    有機炭素の比（ＣＯＣ／ＴＯＣ比）を３．７５に等しい
    かもしくはそれ未満に維持したことを特徴とする請求項
    １ないし１０のいずれかに記載のし尿処理方法。
14. （１４）一つもしくはそれ以上の酸中和剤を硝化反応器
    ９に添加したことを特徴とする請求項１ないし１３のい
    ずれかに記載のし尿処理方法。
15. （１５）石灰を添加したことを特徴とする請求項１３記
    載のし尿処理方法。
16. （１６）硝化反応器９内のｐＨを７〜８に維持すること
    を特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載のし
    尿処理方法。
17. （１７）硝化反応器９と脱硝化反応器１３との温度を摂
    氏３１〜３５゜に維持することを特徴とする請求項１な
    いし１６のいずれかに記載のし尿処理方法。
18. （１８）脱硝化反応器１３への流入液の酸化窒素の濃度
    を１．０〜１．４ｇＮ／ｌに維持することを特徴とする
    請求項１ないし１７のいずれかに記載のし尿処理方法。
19. （１９）硝化反応器９内の酸化窒素の濃度を０〜１．５
    ｇＮ／ｌに維持することを特徴とする請求項１ないし１
    ８のいずれかに記載のし尿処理方法。
20. （２０）曝気手段１０、被処理液供給手段７、酸中和剤
    供給手段８、硝化バクテリアを豊富に含んだ活性汚泥、
    汚泥排出手段１１および流出液排出手段１２を備えた硝
    化反応器９と、 硝化反応器９からの流出液を脱硝化反応器１３へ送るた
    めのラインと、 硝化反応器９からの流出液を供給する手段１２、炭素源
    を供給する手段１４、逆流スリブベッド（ＵＳＢ）コラ
    ム、硝酸塩を窒素ガスに転化させうる非常に密な生物量
    、燐酸塩に富む汚泥の排出手段１４、流出液の排出手段
    １６および窒素ガス排出手段１７を備えた脱硝化反応器
    １３と、 脱硝化反応器１３からの流出液を排出するためのライン
    とを有する前記請求項のいずれかに記載のし尿処理方法
    を実施するためのし尿処理装置において、 一つもしくはそれ以上のＷＡＺＵ呼吸メータ１８を設け
    たことを特徴とするし尿処理装置。
21. （２１）ライン３２を設け、脱硝化反応器１３からの流
    出液がこのライン３２を介して、脱硝化反応器１３への
    流入液に、部分的に再循環させられることを特徴とする
    請求項２０記載のし尿処理装置。
22. （２２）ライン３３を設け、脱硝化反応器１３からの流
    出液がこのライン３３を介して硝化反応器９に部分的に
    再循環させられることを特徴とする請求項２０記載のし
    尿処理装置。
23. （２３）脱硝化反応器１３からの流出液を硝化反応器９
    にかつ脱硝化反応器１３への流入液に部分的に再循環さ
    せるライン３２と流出液再循環手段３３を設けたことを
    特徴とする請求項２０記載のし尿処理装置。
24. （２４）燐酸塩を沈澱させる化学製品の供給路２０を設
    けたことを特徴とする請求項２０ないし２２のいずれか
    に記載のし尿処理装置。
25. （２５）一つもしくはそれ以上の凝集装置１９を備えて
    いることを特徴とする請求項２０ないし２２のいずれか
    に記載のし尿処理装置。
26. （２６）脱硝化反応器１３からの流出液が再循環もしく
    は排出される前に凝集装置１９を通過するように凝集装
    置１９を配したことを特徴とする請求項２４記載のし尿
    処理装置。
27. （２７）脱硝化反応器１３からの流出液のうち排出すべ
    き部分だけが凝集装置１９を通過するように凝集装置１
    ９を配したことを特徴とする請求項２４記載のし尿処理
    装置。
28. （２８）硝化反応器９に由来する流出液が、脱硝化反応
    器１３に流入する前に、凝集装置１９を通過するように
    凝集装置１９を配したことを特徴とする請求項２４記載
    のし尿処理装置。
29. （２９）脱硝化反応器１３からの流出液を硝化反応器９
    の中へ噴霧するスプレー装置２５を設けたことを特徴と
    する請求項２０ないし２８のいずれかに記載のし尿処理
    装置。
30. （３０）バッファータンク２３を設けたことを特徴とす
    る請求項２０ないし２９のいずれかに記載のし尿処理装
    置。