JPH0421559B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は単一槽内で有機性汚水中の窒素成分を
処理する方法に関し、特に窒素除去効率の高い有
機性汚水の処理方法に関するものである。 〔従来の技術〕 有機性汚水中に含まれるアンモニア性窒素を除
去するに当たつては生物学的脱窒法が広く利用さ
れている。生物学的脱窒法とは、アンモニア性窒
素（NH₄−Ｎ）を硝化菌の働きによつて好気性
雰囲気中で硝酸性窒素（NO_Ｘ−Ｎ）へ酸化する
と共に生成した上記硝酸性窒素を脱窒菌の働きに
よつて嫌気性雰囲気中でN₂ガスに還元するもの
であり、この反応を進行させるに当たつては水素
供与体としての有機物が不可欠であることが知ら
れている。この水素供与体としてはメタノールが
代表的であるが、運転コストの面から問題が残さ
れている。そこでこの様な不経済性を解消し生物
学的脱窒法を経済的に実施するシステムとして有
機性汚水（原水ということもある）中のBOD成
分を水素供与体として利用する方式が提案され実
用化されている。第２図はこの様な汚水処理シス
テムの一例を示すフロー説明図で、該システムは
上流側に脱窒槽１１、下流側に硝化槽１２を設
け、両者を順流ライン１３及び返送ライン１４に
よつて接続することにより硝化されたものをより
完全に脱窒しようとしている。このフローにおけ
る物流を説明すると、脱窒槽１１への有機性汚水
Ｌの流入量をＱとした場合、もつとも効果的な処
理効率（処理総量と浄化率のかね合い）をあげよ
うとすれば、その３〜６倍量例えば４倍量（4Q）
程度の汚水が脱窒槽１１から硝化槽１２へ順流ラ
イン１３を通して送られ、一方硝化槽１２から脱
窒槽１１へは３倍量（3Q）程度の汚水が返送ラ
イン１４を通して戻されると共に流入量と略同時
等量（Ｑ）の処理水を硝化槽１２から排出して沈
降分離槽１６に導入しここで汚泥Ｍと上澄液Ｗに
分離し前者の一部は脱窒槽１１へ返送し、残部を
焼却等の処理に付すと共に後者を放流している。
即ち有機性汚水Ｌは硝化槽１２と脱窒槽１１の間
を循環する間に硝化槽１２において硝化され、こ
れが脱窒槽１１に返送されて有機性汚水Ｌ中の
BOD成分を水素源とする脱窒反応を受け、更に
順流ライン１３を経て硝化槽１２に戻り処理水と
して排出されるものである。 しかるに上記システムにおいては硝化槽におけ
る硝化反応を進行させるために槽内の溶存酸素
（DO）を２mg／以上に維持する必要があり、
硝化槽１２からの循環液中にはDOが必然的に存
在することとなる。従つて循環比を多くして窒素
除去率を高めようとすれば脱窒槽１１内に多量の
DOが流入することになり、これが水素供与体と
して利用されるべき有機物の一部を消費してしま
うのでそれだけ脱窒槽における反応速度が低下
し、更にはDOの存在が嫌気性の機能を損なうこ
とになるので、循環比を増大させたくともそこに
は自ずから制約がある。その為通常循環比は前述
の如く3Q前後に設定され、このような場合の窒
素除去率はせいぜい60％止りと不十分なものであ
つた。 そこで硝化液循環法においては窒素除去率を改
善する為に硝化槽の後段に第２脱窒槽及び再曝気
槽を設置することが一般に行なわれている（例え
ば特開昭58−210898号）。しかしながら第２脱窒
槽においては水素供与体としてメタノール等を使
用するので処理コストが高騰とすると共に複数の
処理槽や沈降分離槽を設けるので設備コストも高
くなり、しかも十分に満足できる窒素除去率を得
るまでには至つてはいなかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はこうした事情に着目してなされたもの
であつて処理コスト及び設備コストが少なくて済
み、且つ窒素除去効率並びに窒素除去率を向上さ
せることのできる様な有機性汚水の生物学的処理
方法を提供しようとするものである。 ところで最近、粒状担体を充填した処理槽に有
機性汚水を導入すると共に担体充填部下部より槽
内に空気を送込んで汚水中の有機物を好気性分解
し、処理済廃水を槽下部から排出するという言わ
ば好気性生物過方式とも呼ぶべき処理方式につ
いて研究が行なわれている（例えば特開昭58−
51986号）。この方式は汚泥が担体充填部に取さ
れるので槽下部から清澄な処理済廃水を得ること
ができるという利点があり、汚泥沈降分離槽が不
要であると共に有機物除去能力が高い等の長所を
有している。尚該方式は好気性分解を行なうもの
であるので窒素成分については全く除去できな
い。そこで本発明者等は硝化液循環方式及び好気
性生物過方式の夫々の欠点を解消し得る様な方
法即ち低コストで高い窒素除去効率を得ることが
できる様な方法を提供しようと研究を重ねた結果
本発明を完成するに至つた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、汚水処理槽に微生物付着担体を配置
すると共に処理槽下部に間欠的曝気手段を設けた
処理槽を用いて有機性汚水を生物学的に処理する
方法であつて、曝気停止時に処理槽上部より槽内
に有機性汚水を導入して槽内を降下せしめると共
に間欠的に曝気を行ない、処理済廃水を槽底部よ
り排出する点に要旨を有するものである。 〔作用〕 本発明で用いる処理槽自体は前記生物過方式
に適用されるものと大略同様の構成を有するが、
処理槽内に設けた曝気手段は生物過方式のもの
とは異なり間欠的に作動させるものである。即ち
本発明においては曝気することによつて槽内に好
気性雰囲気を形成して硝化反応を進行させ、一方
曝気を停止することによつて槽内に嫌気性雰囲気
を形成して脱窒反応を進行させるという様に間欠
的曝気を繰返すことによつて単一槽内で硝化反応
及び脱窒反応を交互に進行させる。そして曝気停
止時に処理槽上部より槽内に導入される有機性汚
水中に含有されるBOD成分が、脱窒反応の水素
供与体として利用される。又本発明においては処
理槽１内に微生物付着担体３を収納すると共に有
機性汚水を上方から導入し、下方から排出するの
で有機性汚水は栓流（プラグフロー）状態で処理
槽１内を移動し、移動中に硝化・脱窒処理を繰返
し受け、高度に処理された処理済廃水を得ること
ができる。又硝化・脱窒の結果生成した汚泥は、
担体に付着したり担体同士の隙間に取されるの
で処理槽１底部からは清澄な処理水が得られる。
尚本発明において好気性雰囲気を形成するに当た
つては槽内の溶存酸素濃度（DO）が１〜２mg／
となる様に曝気を行なうことが望ましくこの程
度であれば曝気停止後２分前後でDOは殆ど零ま
で低下して嫌気性雰囲気が形成されるので連続操
業の実施に当たつては特段の不都合もない。又原
水の性状にもよるが曝気時間は一般に２〜60分、
曝気停止時間は一般に５〜60分とすることが望ま
しい。ところで１回の曝気及び曝気停止時間の合
計が１サイクル時間であるが、例えば曝気３分、
停止７分とすると共に槽上部から導入された有機
性汚水が１日かかつて槽底部へ到達して槽外へ排
出されるとすると、１日のサイクル数は144回と
なる。このサイクル数は硝化液循環方式における
循環比に相当するものであり、前記循環比３を大
幅に上回る値であるので本発明においては95％以
上という高い窒素除去率が得られる。 又本発明における微生物付着担体としてはプラ
スチツク、レンガ、砕石、コークス、高炉スラグ
等が例示されるが、このうち特にコークス、高炉
スラグ、軽量骨材等の多孔質無機物が性能的並び
に価格的に推奨される。又担体は粒径が２〜８mm
殊に３〜６mmのものが望ましく、処理槽内には
1.5〜2.5ｍの槽高さで充填することが好ましい。 〔実施例〕 次に本発明の一実施態様を第１図に沿つて説明
する。 処理槽１は槽下部に配設した多孔板２上に微生
物付着担体３を収納すると共に、担体収納部の下
部には散気管４を、又多孔板２の下方には逆洗用
散気管４ａを夫々配設している。散気管４は電磁
バルブＶ１を介し、又逆洗用散気管４ａはバルブ
Ｖ２を介して夫々ブロワＢに接続されている。又
処理槽１の底部には処理水を排出する為の排出管
５が接続され、その排出側は処理水貯留槽６へ導
かれていると共に処理槽１の上部にはポンプＰ１
を介設した有機性汚水導入管８が槽内を臨む様に
設けられている。更にポンプＰ１、ブロワＢ及び
電磁バルブＶ１と制御部７夫々は、ポンプＰ１が
作動するときは電磁バルブＶ１が閉鎖されると共
にブロワＢも停止し、一方ポンプＰ１が停止する
ときは電磁バルブＶ１が開放されると共にブロワ
Ｂが作動するという間欠的作動回路によつて接続
されている。 上記システムにおいて処理槽１に有機性汚水Ｌ
を所定量投入した後、ポンプＰ１を停止する一方
電磁弁Ｖ１を開放し、同時にブロワＢを作動して
散気管４から槽内へ空気を送り込む。これによつ
て槽内を好気性雰囲気にして硝化反応を進行させ
る。次いで所定時間曝気した後電磁弁Ｖ１を閉鎖
すると共にブロワＢを停止し、且つポンプＰ１を
作動して槽内に有機性汚水Ｌを導入する。曝気停
止後短時間経過すると槽内は嫌気性雰囲気となる
ので有機性汚水中のBOD成分を水素供給源とし
て脱窒反応が進行する。尚排出管５のバルブＶ３
は曝気停止中に適宜開放して、槽底部に生成した
清澄な処理水を貯留槽６へ抜き出す。以下同じ操
作を繰返すことによつて有機性汚水Ｌの処理を行
なう。 次に１〜２日間有機性汚水Ｌの処理を連続して
行ない槽内の担体に汚泥が付着・蓄積してくる
と、蓄積量に応じて有機性汚水Ｌの流通抵抗が増
大するのでバルブＶ３を開放しても処理槽１内の
液位が低下しなくなる。こうした状態になるとポ
ンプＰ１及びブロワＢの運転を停止すると共に制
御部７によるコントロールを解除して電磁バルブ
Ｖ１を閉鎖し、更にバルブＶ３も閉鎖する。次い
でバルブＶ４を開放すると共にポンプＰ２を作動
させて貯留槽６内の処理水を逆洗水として槽底部
へ送り込む。これと同時にバルブＶ３の開放及び
ブロワＢの作動を行ない散気管４ａから槽内に空
気を導入する。上記操作によつて担体表面あるい
は担体３同士の隙間等に蓄積されていた汚泥が舞
い上がり逆洗水に流されて処理槽１の上部側へ移
動する。そして処理槽１上端からあふれて溢水溝
９に入り系外例えば下水処理場の最初沈殿池等へ
排出される。尚処理槽内の水位検出を自動的に行
なうことによつて逆洗操作の自動化を図ることが
できる。 実施例 内径25cm、高さ400cmの第１図に示す形式の処
理槽内に粒径４〜６mmの高炉スラグを170cmの層
高さで充填した。該処理槽に下記第１表に示す水
質の最初沈澱池溢流汚水を442／日投入して処
理を行なつた（水温15〜18℃）。曝気時間は５分、
曝気停止時間は10分に設定し、曝気停止時にポン
プＰ１を作動させて汚水を導入した。又曝気は
DOが1.5〜2.5mg／となる様に空気量を調節し
て行なつた。処理水の水質を第１表に併記する。

【表】

〔発明の効果〕

本発明は以上の様に構成されており以下要約す
る効果を得ることができる。 (1) 処理槽内において間欠的に曝気を行なうこと
により、硝化・脱窒・脱窒反応を単一槽で行な
うことができる。 (2) 処理槽内に微生物付着担体を配置すると共に
上方から汚水を導入し処理水は下方から抜き出
す様にしたので、硝化・脱窒反応の結果生成し
た汚泥は担体層に捕捉されて系外へは排出され
ない。従つて汚泥分離の為の沈降分離槽を設け
る必要がない。 (3) 上記(1)、(2)の結果、設備コストを低減するこ
とができる。尚容積負荷値によつて示される単
位体積・時間当たりの処理能力が大きいので、
小型の処理設備で従来と同等以上の処理能力を
得ることができる。 (4) 硝化液循環方式における循環比に相当するサ
イクル数を大きく設定することができるので窒
素除去率を向上させることができる。 (5) メタノール等の水素供与体を添加する必要が
ないので処理コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する為の装置の一例
を示す模式図、第２図は硝化液循環方式の装置を
示す模式図である。 １：処理槽、２：多孔板、３：担体、４，４
ａ：散気管、５：排出管、６：貯留槽、７：制御
部、８：汚水導入管、Ｌ：有機性汚水、９：溢水
溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 汚水処理槽に微生物付着担体を配置すると共
   に処理槽下部に間欠的曝気手段を設けた処理槽を
   用いて有機性汚水を生物学的に処理する方法であ
   つて、曝気停止時に処理槽上部より槽内に有機性
   汚水を導入して槽内を降下せしめると共に間欠的
   に曝気を行ない、処理済廃水を槽底部より排出す
   ることを特徴とする有機性汚水の生物学的処理方
   法。