JPH03161096A - 有機性汚水の処理方法 - Google Patents

有機性汚水の処理方法

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JPH03161096A
JPH03161096A JP29899189A JP29899189A JPH03161096A JP H03161096 A JPH03161096 A JP H03161096A JP 29899189 A JP29899189 A JP 29899189A JP 29899189 A JP29899189 A JP 29899189A JP H03161096 A JPH03161096 A JP H03161096A
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JP
Japan
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nitrification
wastewater
aerobic
bod
denitrification
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JP29899189A
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English (en)
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Masahide Shibata
雅秀 柴田
Miyuki Susa
諏佐 美由紀
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明は有機性汚水の処理方法に係り、特にし尿系汚水
を効率的に処理することができる有機性汚水の処理方法
に関する。
[従来の技術] し尿系汚水には、3 0 0 0 〜4 0 0 0 
p p mのアンモニア性窒素等が含有されていること
から、し尿系汚水の処理には、これを効率的に除去する
必要がある。従来、窒素除去プロセスとしては、生物学
的な硝化脱仝法が多く用いられている。この方法は多く
の利点を有する反面、 ■ 硝化のために多量の02が必要である。
■ 脱窒のために、水素供与体としてBODの供給が必
要である. といった欠.点がある。これに対して、02の消費を軽
減するために、固定化亜硝酸菌を用い、生物的硝化を亜
硝酸型で行ない、生成した亜硝酸アンモニウムを触媒を
用いて、単一糟でN2ガスに分解する方式が提案されて
いる(特開昭62−197196号). [発明が解決しようとする課題} しかしながら、上記特開昭62−1 97 1 96号
の方法で実際にし尿系汚水の処理を行なっても、アンモ
ニア性窒素の除去はできなかった。その理由は,この方
法においては触媒の作成が極めて微妙で再現性がないた
めと考えられる。即ち、亜硝酸アンモニウムの高温下で
の分解は公知であり、このような分解に白金族元素が触
媒効果を有することも知られているが、常温における亜
硝酸アンモニウムの触媒分解は困難である。一方、固定
化菌は加温すると熱で死滅してしまう。このため、生物
的硝化による亜硝酸アンモニウム生戒と、亜硝酸アンモ
ニウムの触媒分解とを同時に同一楢で行なう特開昭62
−197196号の方法では、亜硝酸生成と亜硝酸アン
モニウムの分解との両方に好適な条件を設定することが
できないことから、脱窒効果を得ることができない.本
発明は上記従来の問題点を解決し、し尿系汚水を効率的
に処理することができる有機性汚水の処理方法を提供す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明の有機性汚水の処理方法は、有機性汚水を好気性
生物処理してBODを酸化分解すると共に、生物学的硝
化処理して亜硝酸アンモニウムを生成させる工程と、生
成させた亜硝酸アンモニウムを分解して窒素ガスとする
工程とを含むことを特徴とする. 即ち、本発明の有機性汚水の処理方法は、上記従来の問
題点を排除するために、亜硝酸アンモニウム生成工程と
亜モrj酸アンモニウムの分解工程とを分離したもので
ある。
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する. 第1図は本発明の有機性汚水の処理方法の一実施方法を
示,す系統図である。
図示の如く、本実施例の方法は、基本的には、有機性汚
水の夾雑物を除去する直脱工程■と、好気性生物処理し
てBODを酸化分解すると共に亜硝酸アンモニウムを生
成させる好気工程+1と、好気工程で生成した亜硝酸ア
ンそニクムを分解して窒素ガスとする無機脱窒工程■と
の3つの工程よりなる. 即ち、本実施例の方法においては、まず有機性汚水、例
えばし尿系汚水(生し尿等)を配管11より凝集槽1に
導入し、配管12より凝集剤を添加して攪拌機IAにて
攪拌して凝集させた後、配管13より脱水機2に送給し
て脱水処理することにより、含有されるSS戊分等の夾
雑物を除去する(直脱工程■). 一般に生し尿中には約13000ppmのSS成分が含
有されているが、この直脱工程■(てSSの95%以上
、BODの約50%が除去される. 次いで、脱水機2から得られる夾雑物を除去した汚水は
配管14より好気槽3に送給し、好気性生物処理する(
好気工程■)。この好気工程nでは、配管15より空気
を供給する好気条件下BOD菌及び亜硝酸菌の存在下、
BODを生物分解させると共に、NH4をNO2に硝化
してNH4 NO2を生成させる. ところで、本発明の如く、BOD分解と硝化とを同一檜
で行なう場合、通常の浮遊方式では、BOD分解菌と硝
化菌(本発明では亜硝酸菌)とを区別して扱えないので
、汚泥中の各菌の比は、槽入口の汚水のBOD,NH4
+濃度に各菌の収率をかけた値の割合で存在することに
なる.し尿系汚水の場合、MLSS中に占める硝化菌の
割合は数%にしかすぎず、十分な硝化効率を得ることが
できない.これを改善する方法として、次の■、■の方
法を採用することが可能である。
■ 浮遊汚泥(BOD菌〉と固定化硝化菌を同一槽内で
運転ずる方法。これにより、浮遊汚泥と固定化硝化菌と
を別々の設定条件で運転することができ、硝化菌の系内
存在割合を増加させ・ることができる。両者をより分割
し易いように、固定の際に、適当な無機材を共固定して
比重差を大きくすることも有効である. ■ 第1図に示す如く、直脱工程により、し尿系汚水中
のSS成分を別途処理して、し尿中のNH4◆/BOD
比を上げる。なお、この直脱工程は、無機脱窒工程の触
媒活性の阻害防止にも有効である.即ち、汚水中のSS
性BODの一部は難分解性であり、その存在は無機脱窒
工程の触媒活性を阻害するものとなるが、直脱工程を設
けてSS戒分を除去することにより、この活性阻害を低
減することができる. 本発明においては、上記■、■の方法を同時C採用する
のが好適である. 好気工程において、汚水中のB O D ハB O D
 mの存在下好気条件で生物的に分解処理され、この過
程でCO2を発生させる。このCO2は汚水中のアンモ
ニア成分(NH4+)と反応してNH4 HCO3どな
る。
好気工程ではNH4+をNO2に硝化するが、ここでは
、次工程の無機脱窒工程でNH*NO2−4 N 2 
+ 2 8 2 0の分解脱窒を行なうために、NH4
 NO2を生成させる必要がある。即ち、硝化を50%
で止めて、N H 4 ” / N O 2−″冨1の
硝化処理水を得る。
以下にこの点について説明する。
汚水中には重炭酸塩、炭酸塩、リン酸塩等の様々なpH
綴衝力を有する物質即ちバッファーが存在する.そして
硝化が進行しNO2−イオンが生戒すると共に、バッフ
ァーが消費される。バッファーが全て消費されるとPH
が急激に低下し、硝化が止まる。従って、廃水中のNH
4+濃度とバッファ−濃度即ちアルカリ度とを測定し、
この当量比を調整するべく酸又はアルカリを添加するこ
とにより、バッファーを調整し、硝化率を所望の値にす
ることができる。即ち、廃水中のアンモニア濃度とアル
カリ度とが等当量の場合には、廃水中のNH4+の半分
が硝化されNH4 NO2( N H 4 7’ N 
O 2 = 1 )が生成した段階でバッフ1−が残存
しないため、pHが低下し硝化が止まり、硝化率50%
となる。また、アンモニア濃度がアルカリ度よりも高い
場合には、硝化量がより少ない段階でバッファーが全て
消化され硝化が止まった際にNH4+が残存し、硝化率
は50%未満となる.一方、アンモニア濃度がアルカリ
度よりも低い場合には、硝化が半分進行した段階でも、
バッファーが残存するためPHは下がらず、更に硝化が
進み硝化率は50%を超えるものとなる。
ところで、生物的硝化反応は次の基礎式で示される。
NH4” +372 02 = NO2− +H2 0−}−2H” 従来においては生成するH+によるpHの低下を防ぐ−
ため通常%PHコントロールを行なって100%硝化を
行なっている。
一方、汚水中のNの形態はNH4−Nが多く、その発生
の源は、タンパクのア主ノ基の分解による。汚水中に共
イtするBODが分解すると、CO2の生戊があり、こ
れとNH4+が結合して、NH4+の形,蟻はN H 
4 8 C O 3となる。
NH4 HCO3をPH無調整で硝化反応を行なった時
の反応式は下記の通りである。
N H 4 H C O s + 3/4 0 2→1
/2NH4NO2+ 3/2 H 2 0 + C 0
 2N H 4 N O 2が生戒した時、原水中のN
H4HCO3は全て消費され、これ以外のバッファ−が
液中になければ、pHが低下し、硝化が止まる。即ち、
N H 4 / N O 2− 1の状態で自然に反応
が停止する。
本発明においては、好気工程IIへの流入水中のバッフ
ァ−量がNH4+と等モル量であれば、PH無調整でN
 H 4/ N O 2 = 1の処理水を得ることが
できる。
しかしながら、BOD酸化の過程で酸やアルカリの生成
を伴なったり、あるいは直脱工程で無機凝集剤を用いて
アルカリ度が低下して、NH4+とアルカリ度の当量関
係がずれてN H 4 / N O 2=1となら・な
い場合には、NH4+濃度と、液のバッファ一量即ちア
ルカリ度を測定して、予めその当量比を調整することが
重要となる。即ち、N H 4 / N O 2 > 
1の場合では、所定量のアルカリを添加し、N H 4
 / N 0 2 < 1の場合では酸を添加する. このように、アンモニア濃度とアルカリ度を測定し、両
者の当量比が1になるように酸又はアルカリを添加して
硝化菌による硝化を行なうことにより、硝化率を50%
としてN H 4 / N O 2 = 1の処理水を
得ることが可能とされ、この場合には、亜硝酸型硝化と
N H a N O 2の化学的分解とを段階的に行う
ことにより、効率的な硝化、脱窒を行なうことが可能と
される。
好気工程Hの処理水は、次いで配管16より、ヒータ4
を備える触媒5Aを充填した分解塔5に送給して、加熱
下で好気工程I1で生戊したN}14 NO2を無磯的
にN2ガスに分解脱窒する。分解塔5の処理水は、配管
17より抜き出し、水冷管6を経て、ガス抜き槽7に送
り、N2ガスを分離し、処理水は配管!8を経て県外へ
排出する. このように、し尿系汚水中に、凝集剤添加によりし尿中
のssF&分等を除去し(直脱工程)、溶解性BOI)
成分を好気処理により分解すると共に、窒素成分を硝化
菌辷より生物的硝化を行ないNH4NO2を生成させ(
好気工程)、生戒したN H 4 N O 2を無機的
にN2ガスに脱窒する(無機脱窒工程)ことににより、
効率的なし尿処理を行なうことが可能とされる. なお、本発明の有機性汚水の処理方法においては必ずし
も必要とはされないが、直脱工程を設けて有機性汚水中
のSS戒分等の夾雑物を除去することにより、次工程の
好気工程での反応速度を向上させることができ、後工程
の処理効率が高められ、高負荷処理が可能とされる。ま
た、SS性BODの一部はH’JI物分解性であり、そ
の存在は後段の無機脱窒工程の触媒活性を阻害するもの
となるが、SS成分の除去は、この活性阻害の低減化に
も有効である。
[作用] 本発明の有機性汚水の処理方法において、好気工程では
、BODの酸化分解と、NH4 NO2の生成を行なう
.このようにBODの酸化分解とNH4 NO2の生成
とを同一槽内で行なうことにより、硝化反応効率を高め
ることが可能とされる。
無機脱窒工程では、好気工程で生戊したNH4 NO2
を無機的に分解してN2ガスを除去する,NH4NO2
は70℃程度で分解し始め、分解速度はより高温にする
ほど速くなり、200℃では脱窒速度100kg−N/
m”−日程度が達成される。得に、触媒を共存させた状
態で温度を上げk場合には、この向上効果はより大きい
。因みに、pt−アルミナ触媒を充填した塔にて200
℃で反応させた場合には、脱窒速度は最大で3000k
g−N/rn’・日以上が可能である。
本発明の方法では、NH4 NO2を生戒させる好気工
程とNH4 NO2を分解脱窒する無機脱窒工程を分割
して行なうため、各々好適な反応条件を独立して設定す
ることができる。このため、硝化効率、脱窒効率は著し
く高められる.[実施例] 以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する
. 実施例1 第1図に示す方法により第1表に示す水質の生し尿の処
理を10117日の負荷で行なった。
なお、直脱工程Iにおいては、凝集剤としてカチオンポ
リマ−2 0 0 m g / i及びポリ硫酸鉄5 
0 0 m g / Itを添加した.また、好気工程
■では、固定化硝化菌充填率10%、浮遊汚泥1000
0ppm,滞留時間2日で処理し、固液分離はUFgで
行なった.無機脱窒工程IIIの分解!55には触媒と
して0.5%pt−アルよナを充填し、温度200℃、
圧力30kg/am’%滞留時間15分で処理した。
各工程の排出水の水質を第1表に示す。
第1表より、本発明の方法によれば、高水質の処理水が
得られることが明らかである。
第1表 [発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の有機性汚水の処理方法によ
れば、有機性汚水を、効率的に脱BOD、脱N処理する
ことができ、高水貿の処理水を短時間で回収することが
可能とされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す系統図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機性汚水を好気性生物処理してBODを酸化分
    解すると共に、生物学的硝化処理して亜硝酸アンモニウ
    ムを生成させる工程と、生成させた亜硝酸アンモニウム
    を分解して窒素ガスとする工程とを含むことを特徴とす
    る有機性汚水の処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100415252B1 (ko) * 2001-03-09 2004-01-16 주식회사 제일엔지니어링 부분 아질산화 및 혐기성 암모니아 산화를 이용한 고농도질소폐수 처리방법
JP2006130397A (ja) * 2004-11-05 2006-05-25 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 廃水処理システム
CN109607974A (zh) * 2019-01-18 2019-04-12 南京首帆环保科技有限公司 一种丁腈手套生产工艺废水的处理工艺方法

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