JPH03245897A - 汚水から窒素を除去する方法及びその装置 - Google Patents

汚水から窒素を除去する方法及びその装置

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JPH03245897A
JPH03245897A JP2039611A JP3961190A JPH03245897A JP H03245897 A JPH03245897 A JP H03245897A JP 2039611 A JP2039611 A JP 2039611A JP 3961190 A JP3961190 A JP 3961190A JP H03245897 A JPH03245897 A JP H03245897A
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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、下水、し尿あるいは産業廃水等の汚水から窒
素成分を生物学的に除去する方法及びその装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
従来、汚水中の窒素成分を生物学的に除去する方法とし
ては、硝化槽の後段に脱窒槽を設け、脱窒槽に水素供与
体としてメタノール等を添加する方法、水素供与体とし
ては外部からは何も与えずに脱窒槽の容量を大きくした
硝化・内生脱窒法が知られている。
また、汚水中の有機物を水素供与体として利用する循環
式硝化脱窒法があり、この方法は、第4図に示すように
、最初沈殿池1、脱窒槽2、BOD酸化・硝化槽3、最
終沈殿池4を直列に配置し、原水中の粗大固形分を最初
沈殿池lで除いたのち脱窒槽2へ導き、この脱窒槽2に
最終沈殿池4から活性汚泥を返送すると共にBOD酸化
・硝化槽3から流出する硝化液の一部を循環させ、脱窒
槽2に流入する汚水中の有lI物を水素供与体として利
用して脱窒を行うものである。さらに、この循環式硝化
脱窒法におけるBOD酸化・硝化槽3の後段にメタノー
ル等を添加する第2脱窒槽を設けるバーナート(Bar
nard)法なども広く知られている。
また、最近では、第5図に示すように、汚水の一部を第
1段目の脱窒槽1−1に導き、最終沈殿池4から返送さ
れた活性汚泥と第1段目の硝化槽3−1から循環された
硝化液を混合して脱窒処理を行ったのち、第1段目の硝
化槽11に導いてBOD酸化と硝化処理を行い、得られ
た硝化液の一部を第1段目の脱窒槽2−1に循環する一
方、残部の硝化液を第2段目の脱窒槽2−2に導き、汚
水の一部と第2段目の硝化槽3−2から循環された硝化
液を混合して脱窒処理を行ったのち、第2段目の硝化槽
3−2に導いてBOD酸化と硝化処理を行い、得られた
硝化液の一部を第2段目の脱窒槽2−2に循環する一方
、残部の硝化液を最終沈殿池4で固液分離するか、また
は、さらに第2段目と同様の脱窒工程及び硝化工程を繰
り返したのち、最終段目の硝化工程で得られた残部の硝
化液を最終沈殿池4で固液分離し、分離された活性汚泥
の一部を第1段目の脱窒槽2−1に返送するようにした
、多段循環式硝化脱窒法も開発されるに至った。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前記第4図に示す循環式硝化脱窒法は、
最初、最終沈殿池を含めた処理時間として、約18時間
と極めて長時間を要していた。これは、硝化菌が余剰汚
泥として引き抜かれるために、汚泥滞留時間を長くする
必要が生じ、その結果、多大な容量や敷地面積を必要と
していたものである。
また、前記第5図に示す従来の多段循環式硝化脱窒法で
は、通常、硝化液の循環を硝化工程でのエアリフト効果
により行うために省エネルギーとなり、また、薬剤を使
わずに窒素除去率が80%程度になるものの、処理施設
としてはかなり大きな容量や設置面積を必要としていた
本発明は、上記従来の問題点を解決し、従来よりも小容
量で比較的設置面積を小さくし、しかも薬剤を使わずに
窒素除去率が80%程度となる生物学的窒素除去プロセ
スならびにその装置を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、汚水を脱窒槽に導き、循環される硝化液と返
送される活性汚泥を混合して脱窒を行ったのち、BOD
酸化槽に導いて主としてBODの酸化を行い、得られた
BOD酸化槽流出液の一部を硝化槽の下部に圧送して硝
化菌が付着した固体粒子群と好気的条件下で接触させて
硝化処理し、流出する硝化液を前記脱窒槽に循環するよ
うに構成された窒素除去工程を複数段とし、各段の脱窒
槽に汚水を分配導入すると共にその前段のBOD酸化槽
流出液の残部を導入し、最終段のBOD酸化槽流出液の
残部を固液分離し、分離された活性汚泥の一部を初段の
脱窒槽に返送することを特徴とする汚水から窒素を除去
する方法である。
また、本発明は、脱窒槽に後続させてBODM化槽を連
通し、該BOD酸化槽を硝化菌が付着した固体粒子群を
収容した硝化槽の下部にポンプを介して連通し、該硝化
槽の上部と前記脱窒槽とを循環流路にて連通して構成さ
れた窒素除去装置を前段のBOD酸化槽と次段の脱窒槽
との連通により複数段とし、各段の脱窒槽に汚水を分配
導入する導入部を設け、最終段のBOD酸化槽を沈殿池
に連結し、さらに該沈殿池と初段の脱窒槽とを汚泥返送
流路にて連通したことを特徴とする汚水から窒素を除去
する装置である。
〔作 用〕
まず、本発明で複数段直列に連設される1段の単位構成
の作用を、第1図を参照しながら説明する。
まず、汚水を最初沈殿池に導いて粗大固形分を分離した
のち、脱窒槽12へ導く。脱窒槽12では、汚水は、後
述する硝化槽13から循環される硝化液と流入する活性
汚泥と攪拌混合され、汚水中のBODを脱窒に必要な水
素供与体として利用して脱窒が行われ、その流出水はB
OD酸化槽15に導かれる。BOD酸化槽15において
は、活性汚泥の存在下に曝気が行われ、主として水中に
残留するBODが酸化されたのちこのBOD酸化槽15
からの流出液の一部はポンプ16によって硝化槽13の
下部に圧送される。
硝化槽13には、硝化菌が付着した砂、アンスラサイト
粒状活性炭、プラスチック粒子その他の固体粒子群が収
容されており、下部に圧送されて上向流となるBOD酸
化槽流出液と好気的条件に保つための曝気とにより固体
粒子群は流動化され、固液気の三相流動層が形成される
。従って、硝化槽13内では表面積の大きな固体粒子群
に多量の硝化菌が保持され、硝化処理は小型の槽でもき
わめて効率よく行われる。
かくて、硝化槽13において、圧送されたBOD酸化槽
流出液中のアンモニア性窒素は、固体粒子上の硝化菌の
働きによって、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素に硝化され
て硝化槽13から流出する。
この流出する硝化液はすべて硝化液循環配管エフを経て
前述のように脱窒槽12に循環され、液中の亜硝酸性窒
素及び硝酸性窒素は原水中のBODが水素供与体として
利用され、脱窒菌によって窒素ガスに還元されて除去さ
れる。前記硝化液の脱窒槽12への循環は、ポンプ16
の動力によって行うことができ、循環用のポンプを別に
設置する必要はない。また、BO[+酸化槽15から流
出するBOD酸化槽流出液の一部が前述のように硝化槽
13の下部に圧送されるが、その残部は混合液流出流路
18を経て系外に流出する。
ところで本発明では、上述した単位構成を複数段直列に
連設して窒素除去を行う。即ち、第2図に示すように、
最初沈殿池1で粗大固形分が分離された汚水は、各段の
脱窒槽12−1.12−2.・・・に分注され、各段で
は上述したような作用が行われる。この場合、最終沈殿
池4からの活性汚泥は初段の脱窒槽12−1へ返送され
る。また、前段のBOD酸化槽からの流出液が硝化槽へ
圧送される分収外の残部は次段の脱窒槽に導かれる。こ
のような多段処理において、各段の硝化[13−1、1
3−2、・・・では、硝化菌が多量に保持されて増殖し
てゆき、固体粒子から一部が@離され、剥離された硝化
菌はその段のBOD酸化槽15−1.15−2.・・・
に硝化液と共に循環され、活性汚泥中にも硝化菌が保持
されるため、各BOD酸化槽15−1 、15−2゜・
・・においても常に硝化が進行する。従って前段のBO
D酸化槽で生成した亜硝酸性窒素や硝酸性窒素が次段の
脱窒槽へ流入し、その分の窒素成分も脱窒されつつ、最
終段のBOD ell化槽からの流出液が最終沈殿池4
に至り、活性汚泥が分離される。
このように、硝化?g、循環式の窒素除去法を多段化し
、各段の硝化槽では硝化菌を付着させた固体粒子を使用
し、各段のBOD酸化槽においても硝化を進行させるこ
とによって、薬剤を用いずに、窒素除去率を80%程度
まで高め、かつ容量、設置面積が小さ(て済む。
〔実施例〕
次に本発明の一実施例を示す。
本発明の装置は、第1図に示すように、汚水が流入し攪
拌のみを行う脱窒槽12に後続させて曝気を行うBOD
酸化槽15を連通し、BOD酸化槽15の混合液流出流
路1日を分岐して硝化菌が付着した固体粒子群を収容し
た硝化槽13の下部に圧送用のポンプ16を介して連通
し、硝化槽13の上部と脱窒槽12とを硝化液循環配管
17にて連通した窒素除去装置を複数段とし、第2図に
示すように、各段の脱窒槽12−1.12−2.・・・
に最初沈殿池1からの汚水を分配導入する汚水導入管2
1−1.21−2.・・・を連結し、初段のBOD酸化
115−1の混合液流出流路18−1を第2段の脱窒槽
12−2に連結し、第2段のBOD酸化槽15−2の混
合液流出流路18−2をさらに後段の脱窒槽に順次連結
し、最終段のBOD酸化槽15−nの混合液流出流路1
8−nを最終沈殿池4に連結し、最終沈殿池4と初段の
脱窒槽12−1とを汚泥返送配管22で連通させたもの
である。
また、本発明装置の他の実施例として、第3図に示すよ
うに、各段の脱窒槽12−1 、12−2゜とBOD酸
化槽15−1.15−2.・・・をそれぞれ単純な仕切
を介して連通ずるのみでなく、前段のBOD酸化槽と次
段の脱窒槽とを単純な仕切を介して連通ずることができ
、また各段のポンプ161、.16−2.・・・を水中
ポンプとして各段のBOD酸化槽15−1.15−2.
・・・内に設置することもできる。この実施例は、構造
が簡単でコンパクトになり、既設の活性汚泥処理装置を
改造する場合に便利である。
さらに、以下に実験例を示す。
第2図の本発明の実施例を2段式とし、各硝化槽111
.13−2に、それぞれ有効径0.6m、均等係数1.
4以下のアンスラサイトを充填し、平均全窒素濃度30
w/βの生下水を、各脱窒槽121.12−2に0.5
 m / dずつ分注した。各段の硝化液の循環率は生
下水の分注した各水量に対して150%とした。また、
従来例として、第4図の従来の2段循環式硝化脱窒法に
より同一生下水の同一水量の条件で実験した。
第1表に、本発明と従来例について、全窒素除去率1各
槽の処理時間、装置容積比を示す。なお、処理時間は、
装置容積を生下水の水量で割った値であり、装置容積比
は、標準活性汚泥法の最初沈殿池、曝気槽、最終沈殿池
の容積の合計を100としたときの比率である。
本発明によれば、全窒素除去率は従来の2段循環式硝化
脱窒法と同程度の高い除去率であり、しかも処理時間は
短く装置容積は小さくなった。
以下余白 第 表 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、薬剤を使わずに窒
素除去率を高めた安定した窒素除去が可能であり、小容
積で設置面積も節減され、敷地面積に制約がある場所、
覆蓋構造の処理施設への適用等において、従来法では期
待できない効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1閣は本発明の単位構成を示し、第2図及び第3閏は
それぞれ本発明の実施例を示す系統説明図で、第4図及
び第5図はそれぞれ従来例を示す系統説明図である。 1・・・最初沈殿池、2.2−1.2−2.12,12
1i2−2・・・脱窒槽、3・・・BOD酸化・硝化槽
、3−1.1−2.13.13−1.13−2・・・硝
化槽、4・・・最終沈殿池、15.15−1 、15−
2・・・BOD酸化槽、16.16−1 、16−2・
・・ポンプ、17、17−1 、17−2・・・硝化液
循環配管、18、18−1 、18−2 、18− n
 −・−混合液流出流路、21−1 、21−2・・・
汚水導入管、22・・・汚泥返送配管。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)汚水を脱窒槽に導き、循環される硝化液と返送さ
    れる活性汚泥を混合して脱窒を行ったのち、BOD酸化
    槽に導いて主としてBODの酸化を行い、得られたBO
    D酸化槽流出液の一部を硝化槽の下部に圧送して硝化菌
    が付着した固体粒子群と好気的条件下で接触させて硝化
    処理し、流出する硝化液を前記脱窒槽に循環するように
    構成された窒素除去工程を複数段とし、各段の脱窒槽に
    汚水を分配導入すると共にその前段のBOD酸化槽流出
    液の残部を導入し、最終段のBOD酸化槽流出液の残部
    を固液分離し、分離された活性汚泥の一部を初段の脱窒
    槽に返送することを特徴とする汚水から窒素を除去する
    方法。
  2. (2)脱窒槽に後続させてBOD酸化槽を連通し、該B
    OD酸化槽を硝化菌が付着した固体粒子群を収容した硝
    化槽の下部にポンプを介して連通し、該硝化槽の上部と
    前記脱窒槽とを循環流路にて連通して構成された窒素除
    去装置を前段のBOD酸化槽と次段の脱窒槽との連通に
    より複数段とし、各段の脱窒槽に汚水を分配導入する導
    入部を設け、最終段のBOD酸化槽を沈殿池に連結し、
    さらに該沈殿池と初段の脱窒槽とを汚泥返送流路にて連
    通したことを特徴とする汚水から窒素を除去する装置。
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