JPH0450074B2 - - Google Patents
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- JPH0450074B2 JPH0450074B2 JP23754184A JP23754184A JPH0450074B2 JP H0450074 B2 JPH0450074 B2 JP H0450074B2 JP 23754184 A JP23754184 A JP 23754184A JP 23754184 A JP23754184 A JP 23754184A JP H0450074 B2 JPH0450074 B2 JP H0450074B2
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は、嫌気工程および好気工程を含む回分
式の活性汚泥法による排水の生物学的処理方法に
関し、特に排水中の窒素と燐とを同時に生物学的
に処理して排水中から除去する方法に関する。 （従来の技術） 近年、内湾、内海、湖沼等の水域における窒素
および燐による富栄養化現象の進行は、水質汚濁
の主原因として大きな社会問題化し、これらの水
質汚染の原因となる一般家庭および工場排水に対
して、特に排水中に含まれる窒素および燐に対し
て厳しい規制が実施され、そのための排水処理方
法も種々提案されている。 排水処理方法として最も一般的な方法は活性汚
泥法による生物学的処理方法であり、該方法によ
る窒素の除去は、好気条件下でBOD酸化菌と硝
化菌を利用して、排水中の各種窒素化合物を亜硝
酸または硝酸まで酸化する工程と、嫌気条件下で
脱窒菌を利用して、硝化工程で生成した硝酸また
は亜硝酸を窒素ガスに還元する脱窒工程の２工程
からなつている。 また、活性汚泥法により微生物反応を利用する
燐の除去方法は、生物学的燐除去法と呼ばれ、生
物学的処理の嫌気工程で放出された燐を好気工程
で微生物の細胞に過剰に取り込ませて、この燐を
取り込んだ微生物を余剰汚泥の形で処理系外に取
出す方法と、微生物により過剰に摂取された燐を
嫌気条件下で再び放出させて、燐の濃縮液とし、
これを化学的に凝集させて分離除去する方法に大
別されている。 （発明が解決しようとしている問題点） しかしながら、上記の如き従来の活性汚泥法に
より、窒素と燐を同時に除去しようとすること
は、嫌気処理と好気処理という互いに相反する微
生物代謝メカニズムを利用するものであるため、
従来の嫌気工程と好気工程とを組合せた活性汚泥
法では排水中の窒素と燐とを同時に効率的に除去
することは極めて困難であり、通常は、排水中の
窒素は全体の40〜60％しか除去できず、また燐で
は30〜50％程度が除去されるにすぎなかつた。 従つて、可能な限り簡単な方法で且つ効率のよ
い排水の生物学的処理方法が強く要望されている
のが実情である。 本発明者は上述の如き従来技術の欠点を解決
し、上記の要望に応えるべく、排水の生物学的処
理方法について鋭意研究の結果、排水を曝気槽へ
流入中の嫌気撹拌時と脱窒処理時の嫌気撹拌時の
混合液の酸化還元電位を所定の値に調整するのみ
で、従来の回分式の排水の生物学的処理装置をそ
のまま利用して、従来方法では達成し得なかつた
高い効率で排水中の窒素と燐を容易に且つ低コス
トで同時に処理し、除去できることを知見して本
発明を完成した。 （問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は、嫌気工程および好気工程
を含む回分式の活性汚泥法による排水の生物学的
処理方法において、排水の曝気槽への流入中は、
曝気槽内の排水と活性汚泥との混合液を、該混合
液の酸化還元電位を−250mV以下に調整して嫌
気撹拌を行い、且つ曝気処理後に行う脱窒処理時
の嫌気撹拌は、曝気槽内の混合液の酸化還元電位
を−150mV〜−250mVの範囲に調整して行うこ
とを特徴とする排水の生物学的処理方法である。 本発明を更に詳細に説明すると、本発明が主た
る第１の特徴とする点は、処理すべき排水を従来
の回分式の活性汚泥法により処理するに際して、
排水の曝気槽への流入中は、曝気槽内の排水と活
性汚泥との混合液を、該混合液の酸化還元電位を
−250mV以下に調整して嫌気撹拌を行うことで
あり、且つ第２の特徴とする点は、曝気処理後に
行う脱窒処理時の嫌気撹拌は、曝気槽内の混合液
の酸化還元電位を−150mV〜−250mVの範囲に
調整することであり、このような特徴点により、
本発明の目的が主として達成されたものである。 すなわち、本発明者の詳細な研究によれば、処
理すべき原排水を曝気槽に流入し、流入された原
排水と活性汚泥との混合液を前記所定の酸化還元
電位以下で曝気槽中で嫌気撹拌を行うことによ
り、混合液中のATPの加水分解が速やかに進行
して燐が放出され、続いて行う曝気による好気条
件下ではATPが効率的に生産され、微生物が燐
を過剰に摂取でき、一方、続いて行う脱窒処理
を、曝気槽内の混合液の酸化還元電位を前記特定
の範囲内で行うことにより、この脱窒工程の嫌気
条件下では亜硝酸または硝酸態の窒素が存在する
ために、ポリ燐酸蓄積微生物は通常の呼吸代謝を
維持することができ、摂取した燐は放出されず、
従つて一連の生物学的処理工程を通して汚泥の燐
含有率が高濃度に維持され、結果として燐の除去
効果が著しく高く維持されることを知見したもの
である。 本発明において、曝気槽内の混合液の酸化還元
電位を一定の値以下、すなわち−250mV以下と
するには、排水の流入中に曝気槽内の混合液を嫌
気撹拌することにより、その時間とともに酸化還
元電位が低下するので、排水の流入時間を長くす
るかあるいは排水を短時間で流入させた場合は、
混合液の酸化還元電位が所定の値にまで低下する
までの嫌気撹拌を続けることによつて混合液の酸
化還元電位を−250mV以下とすることができる。
一般的には、このような嫌気状態を約１時間以上
保持することによつて、混合液の酸化還元電位を
−250mV以下とすることができる。 また、脱窒工程における混合液の酸化還元電位
の調整も上記と同様に、脱窒処理時の嫌気撹拌の
時間を調整する方法あるいはその撹拌時に水素供
与体を添加する方法あるいは両者を組合せる方法
等により、混合液の酸化還元電位を監視しつつ、
その酸化還元電位を−150mV〜−250mVの範囲
に制御することができる。 このような混合液の酸化還元電位の測定は、通
常の酸化還元電位計により容易に行うことができ
る。 本発明において、窒素と燐とを同時に処理する
ことができる排水としては、食品工場排水をはじ
めとする工場排水、し尿および下水などの有機性
排水で、窒素と燐とを過剰に含有する排水であれ
ば、いずれの排水をも処理することができる。特
にBOD濃度100mg／ｌ以上5000mg／ｌ以下で、
BOD／窒素比が３以上の排水であれば、本発明
の処理効果が最も顕著となる。 本発明方法は以上の点を主たる特徴とし、それ
以外の生物学的処理工程は従来公知の工程でよ
い。上記の特徴を含有する本発明方法を本発明の
一実施態様を示す添付図面を参照して更に具体的
に説明すると、第１図に図解的に示す通り、処理
すべき原排水は、流入路１より貯留槽２に導か
れ、ここで一旦貯留される。この貯留槽中の原排
水は均質化の目的で曝気または機械的撹拌あるい
は撹拌ポンプ等によつて撹拌混合するのが好まし
い。 次いで貯留槽中の原排水は、原排水ポンプ３に
より、流入路４を経て曝気槽５に流入される。前
述の通り、本発明の第１の特徴は、この原排水の
曝気槽中への流入中は、曝気槽中で曝気を行わ
ず、混合液の酸化還元電位を前述の値以下に調整
しつつそのまま撹拌混合、すなわち嫌気撹拌を行
うことであり、この嫌気撹拌によつて原排水と活
性汚泥とを十分に混合する。この嫌気撹拌によつ
て原排水中のATPが加水分解され十分な燐の放
出が生じる。このような嫌気撹拌は、撹拌ポンプ
等による機械的撹拌でもよいし、原排水の流入速
度を利用する撹拌方法のいずれでもよい。 原排水の流入が終了した後、混合液の酸化還元
電位が所定の値以下であることを確認した後、曝
気槽中で曝気を開始する。曝気は、従来公知のい
ずれの方法でもよく、例えば送風機７により管路
８を経て送られる空気によつて行うことができ
る。この曝気工程により流入した原排水中の窒素
成分の硝化反応が進行し、窒素成分の大部分は亜
硝酸態あるいは硝酸態の窒素に酸化される。この
ような窒素成分の酸化が終了した時点で、曝気を
終了させるのが好ましく、従つて所定の曝気時間
内に酸化が丁度完了するように、負荷量、曝気量
等を設定するのが好ましい。また硝化反応は酸生
成反応であるので、曝気中にPHが低下しすぎる場
合にはアルカリ剤を薬注路９から曝気槽中に添加
するのが好ましい。処理終了時の曝気液のPHは通
常は6.5〜9.5に保持されていればよい。 硝化反応が終了し、曝気工程を終了した後は、
前述の本発明の特徴に従つて嫌気撹拌を行う。こ
の嫌気撹拌は、必要に応じて薬注路１０から水素
供与体を曝気槽中に添加するとともに曝気槽内の
撹拌ポンプ６により、曝気を行わずに嫌気撹拌を
行い、脱窒反応を進行させ、窒素を窒素ガスとし
て分離させる。この嫌気工程で使用する水素供与
体としては、メタノール、エタノール、酢酸、イ
ソプロピルアルコール等の工業薬品あるいは流入
排水組成に類似した窒素と燐を過剰に含有しない
廃液等が使用できる。この嫌気撹拌工程における
水素供与体の添加量は、硝化反応によつて生成し
た亜硝酸、硝酸態の窒素が脱窒反応により、窒素
ガスとして系外に除去されるに足る量で十分であ
る。また嫌気撹拌時間も脱窒反応が終了するに必
要な時間にする。 以上の脱窒反応が終了すると、添加した水素供
与体が消費されず、１部残存することがあるの
で、この水素供与体を除去するために短時間の再
曝気処理を行い、再曝気処理終了後は、撹拌を停
止して活性汚泥を沈降分離させる沈澱工程に移
る。所定時間の沈澱工程が終了したら、放流路１
１によつて上澄水を処理済水として放流する。こ
の処理済水は、通常塩素または次亜塩素酸塩類等
の殺菌剤により滅菌消毒処理するのが好ましい。 以上の処理で燐を過剰に摂取した余剰汚泥は、
曝気槽５からの処理済水の放流と同時に、あるい
はその前後に排泥管１２から汚泥貯槽１３に所定
量を排泥し、管路１４から、脱水等の処理を行う
かまたはそのまま搬出して処分する。余剰汚泥の
脱水方法は、通常行われている脱水助剤としての
鉄塩を用いる方法で燐を汚泥中に有効に固定する
ことが可能であるため、特別な脱水方法は不要で
ある。 （作用・効果） 以上の如き本発明方法では、従来公知の比較的
低コストの回分式の排水処理設備をそのまま使用
して、排水の処理に際して、原排水の曝気槽への
流入中は、原排水と活性汚泥との混合液の酸化還
元電位を−150mV以下に制御して嫌気撹拌を行
うことによつて、ATPの加水分解による燐の放
出が有効に行われ、次いで曝気による好気状態で
ATPが生産され、汚泥が燐を効率的に過剰に摂
取できる状態に保持されている。また、脱窒工程
の嫌気状態は、一定範囲の酸化還元電位に制御さ
れているので、亜硝酸または硝酸態の窒素が存在
するため、燐を過剰に摂取した微生物は通常の呼
吸代謝が行うことができ、このような嫌気状態で
あつても、燐が放出されない。従つて本発明では
従来の方法に比較して汚泥の燐含有率を最後まで
高く維持できるため、最後に余剰汚泥を処分する
のみで、燐を安定的且つ高度に除去することがで
きる。 また、本発明方法においては上記の燐の除去だ
けでなく、排水の流入工程における排水と活性汚
泥との混合液および脱窒工程での混合液の酸化還
元電位を前述の如き条件の嫌気状態に保持して
も、生物学的な窒素の硝化処理および脱窒反応に
は何ら悪影響を及ぼさない。 従つて、本発明方法では、複雑で高価の設備を
要せずに、従来の回分式の設備をそのまま用い
て、排水中の窒素と燐を同時に効率的に処理して
分離することができる。 以上の如き優れた効果は、次の実験によつて証
明された。 曝気槽容量20規模のベンチスケール実験装置
により、グルコース360mg／、スターチ200mg／
、ペプトン160mg／、燐酸２水素カリウム30
mg／、尿素58mg／、BOD500mg／、全窒素
40mg／、全燐12.5mg／を含む合成排水を用い
て、燐の放出および脱窒反応の嫌気条件を検討し
た。実験では、曝気による硝化反応が終了し、活
性汚泥が燐を過剰に摂取した状態の曝気槽混合液
に、脱窒反応を目的とした水素供与体として流入
原水およびイソプロピルアルコールを添加するこ
とで嫌気状態を変化させて、嫌気撹拌中の酸化還
元電位および硝酸態窒素、正燐酸濃度の経時変化
を測定した。その結果を第２図に示す。 ここで、水素供与体を添加した場合のその添加
量は、排水中の硝酸態窒素の脱窒反応に必要な理
論当量の２倍とした。 この結果、水素供与体を添加せずに嫌気撹拌を
行つた場合では、その酸化還元電位は嫌気撹拌開
始後約２時間で−100mV、５時間で−150mVと
酸化還元電位の低下および脱窒反応が遅く、５時
間経過後も硝酸態窒素は４mg／が残留してお
り、活性汚泥からの燐の放出は観察されなかつ
た。一方、水素供与体を添加した場合、水素供与
体の種類により、酸化還元電位の低下および脱窒
速度、燐放出速度に差は認められるものの、脱窒
反応は、酸化還元電位が−150mV〜−250mVの
嫌気状態で進行し、活性汚泥からの燐の放出は酸
化還元電位が−250mV以下の嫌気状態で進行す
るという結果が得られた。 このように嫌気工程および好気工程を組合せて
生物学的に脱窒素および脱燐を行う場合、嫌気工
程における脱窒素菌と脱燐菌の至適嫌気度には大
きな差が認められることから、安定して脱窒、脱
燐を行うためには硝化工程中における脱窒素菌お
よび脱燐菌の至適嫌気度に維持する必要がある。
そこで、本発明においては、原水流入時の嫌気工
程において、酸化還元電位を−250mV以下に制
御することで、脱燐菌の至適嫌気度を形成し、水
素供与体添加時の嫌気工程においては酸化還元電
位を−150mV〜−250mVに制御することで脱窒
素菌の至窒嫌気度を形成することにより、脱窒素
菌および脱燐菌の活性度を高く維持することが可
能となり、安定した窒素、燐同時処理効果が達成
できる。 次に実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説
明する。 実施例 処理能力２m3／日のパイロツトプラントにより
醤油製造工場排水の連続通水処理試験を実施し
た。この連続通水処理試験期間中の供試排水の性
状は、下記の通りであり、処理期間中のBOD、
窒素、燐の排水組成には大きな変化は観察され
ず、また、BOD：窒素：燐＝100：10.5：2.0と窒
素と燐が過剰であることから、通常の活性汚泥法
による処理では、処理水中に窒素と燐とが残留す
る排水組成である。
式の活性汚泥法による排水の生物学的処理方法に
関し、特に排水中の窒素と燐とを同時に生物学的
に処理して排水中から除去する方法に関する。 （従来の技術） 近年、内湾、内海、湖沼等の水域における窒素
および燐による富栄養化現象の進行は、水質汚濁
の主原因として大きな社会問題化し、これらの水
質汚染の原因となる一般家庭および工場排水に対
して、特に排水中に含まれる窒素および燐に対し
て厳しい規制が実施され、そのための排水処理方
法も種々提案されている。 排水処理方法として最も一般的な方法は活性汚
泥法による生物学的処理方法であり、該方法によ
る窒素の除去は、好気条件下でBOD酸化菌と硝
化菌を利用して、排水中の各種窒素化合物を亜硝
酸または硝酸まで酸化する工程と、嫌気条件下で
脱窒菌を利用して、硝化工程で生成した硝酸また
は亜硝酸を窒素ガスに還元する脱窒工程の２工程
からなつている。 また、活性汚泥法により微生物反応を利用する
燐の除去方法は、生物学的燐除去法と呼ばれ、生
物学的処理の嫌気工程で放出された燐を好気工程
で微生物の細胞に過剰に取り込ませて、この燐を
取り込んだ微生物を余剰汚泥の形で処理系外に取
出す方法と、微生物により過剰に摂取された燐を
嫌気条件下で再び放出させて、燐の濃縮液とし、
これを化学的に凝集させて分離除去する方法に大
別されている。 （発明が解決しようとしている問題点） しかしながら、上記の如き従来の活性汚泥法に
より、窒素と燐を同時に除去しようとすること
は、嫌気処理と好気処理という互いに相反する微
生物代謝メカニズムを利用するものであるため、
従来の嫌気工程と好気工程とを組合せた活性汚泥
法では排水中の窒素と燐とを同時に効率的に除去
することは極めて困難であり、通常は、排水中の
窒素は全体の40〜60％しか除去できず、また燐で
は30〜50％程度が除去されるにすぎなかつた。 従つて、可能な限り簡単な方法で且つ効率のよ
い排水の生物学的処理方法が強く要望されている
のが実情である。 本発明者は上述の如き従来技術の欠点を解決
し、上記の要望に応えるべく、排水の生物学的処
理方法について鋭意研究の結果、排水を曝気槽へ
流入中の嫌気撹拌時と脱窒処理時の嫌気撹拌時の
混合液の酸化還元電位を所定の値に調整するのみ
で、従来の回分式の排水の生物学的処理装置をそ
のまま利用して、従来方法では達成し得なかつた
高い効率で排水中の窒素と燐を容易に且つ低コス
トで同時に処理し、除去できることを知見して本
発明を完成した。 （問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は、嫌気工程および好気工程
を含む回分式の活性汚泥法による排水の生物学的
処理方法において、排水の曝気槽への流入中は、
曝気槽内の排水と活性汚泥との混合液を、該混合
液の酸化還元電位を−250mV以下に調整して嫌
気撹拌を行い、且つ曝気処理後に行う脱窒処理時
の嫌気撹拌は、曝気槽内の混合液の酸化還元電位
を−150mV〜−250mVの範囲に調整して行うこ
とを特徴とする排水の生物学的処理方法である。 本発明を更に詳細に説明すると、本発明が主た
る第１の特徴とする点は、処理すべき排水を従来
の回分式の活性汚泥法により処理するに際して、
排水の曝気槽への流入中は、曝気槽内の排水と活
性汚泥との混合液を、該混合液の酸化還元電位を
−250mV以下に調整して嫌気撹拌を行うことで
あり、且つ第２の特徴とする点は、曝気処理後に
行う脱窒処理時の嫌気撹拌は、曝気槽内の混合液
の酸化還元電位を−150mV〜−250mVの範囲に
調整することであり、このような特徴点により、
本発明の目的が主として達成されたものである。 すなわち、本発明者の詳細な研究によれば、処
理すべき原排水を曝気槽に流入し、流入された原
排水と活性汚泥との混合液を前記所定の酸化還元
電位以下で曝気槽中で嫌気撹拌を行うことによ
り、混合液中のATPの加水分解が速やかに進行
して燐が放出され、続いて行う曝気による好気条
件下ではATPが効率的に生産され、微生物が燐
を過剰に摂取でき、一方、続いて行う脱窒処理
を、曝気槽内の混合液の酸化還元電位を前記特定
の範囲内で行うことにより、この脱窒工程の嫌気
条件下では亜硝酸または硝酸態の窒素が存在する
ために、ポリ燐酸蓄積微生物は通常の呼吸代謝を
維持することができ、摂取した燐は放出されず、
従つて一連の生物学的処理工程を通して汚泥の燐
含有率が高濃度に維持され、結果として燐の除去
効果が著しく高く維持されることを知見したもの
である。 本発明において、曝気槽内の混合液の酸化還元
電位を一定の値以下、すなわち−250mV以下と
するには、排水の流入中に曝気槽内の混合液を嫌
気撹拌することにより、その時間とともに酸化還
元電位が低下するので、排水の流入時間を長くす
るかあるいは排水を短時間で流入させた場合は、
混合液の酸化還元電位が所定の値にまで低下する
までの嫌気撹拌を続けることによつて混合液の酸
化還元電位を−250mV以下とすることができる。
一般的には、このような嫌気状態を約１時間以上
保持することによつて、混合液の酸化還元電位を
−250mV以下とすることができる。 また、脱窒工程における混合液の酸化還元電位
の調整も上記と同様に、脱窒処理時の嫌気撹拌の
時間を調整する方法あるいはその撹拌時に水素供
与体を添加する方法あるいは両者を組合せる方法
等により、混合液の酸化還元電位を監視しつつ、
その酸化還元電位を−150mV〜−250mVの範囲
に制御することができる。 このような混合液の酸化還元電位の測定は、通
常の酸化還元電位計により容易に行うことができ
る。 本発明において、窒素と燐とを同時に処理する
ことができる排水としては、食品工場排水をはじ
めとする工場排水、し尿および下水などの有機性
排水で、窒素と燐とを過剰に含有する排水であれ
ば、いずれの排水をも処理することができる。特
にBOD濃度100mg／ｌ以上5000mg／ｌ以下で、
BOD／窒素比が３以上の排水であれば、本発明
の処理効果が最も顕著となる。 本発明方法は以上の点を主たる特徴とし、それ
以外の生物学的処理工程は従来公知の工程でよ
い。上記の特徴を含有する本発明方法を本発明の
一実施態様を示す添付図面を参照して更に具体的
に説明すると、第１図に図解的に示す通り、処理
すべき原排水は、流入路１より貯留槽２に導か
れ、ここで一旦貯留される。この貯留槽中の原排
水は均質化の目的で曝気または機械的撹拌あるい
は撹拌ポンプ等によつて撹拌混合するのが好まし
い。 次いで貯留槽中の原排水は、原排水ポンプ３に
より、流入路４を経て曝気槽５に流入される。前
述の通り、本発明の第１の特徴は、この原排水の
曝気槽中への流入中は、曝気槽中で曝気を行わ
ず、混合液の酸化還元電位を前述の値以下に調整
しつつそのまま撹拌混合、すなわち嫌気撹拌を行
うことであり、この嫌気撹拌によつて原排水と活
性汚泥とを十分に混合する。この嫌気撹拌によつ
て原排水中のATPが加水分解され十分な燐の放
出が生じる。このような嫌気撹拌は、撹拌ポンプ
等による機械的撹拌でもよいし、原排水の流入速
度を利用する撹拌方法のいずれでもよい。 原排水の流入が終了した後、混合液の酸化還元
電位が所定の値以下であることを確認した後、曝
気槽中で曝気を開始する。曝気は、従来公知のい
ずれの方法でもよく、例えば送風機７により管路
８を経て送られる空気によつて行うことができ
る。この曝気工程により流入した原排水中の窒素
成分の硝化反応が進行し、窒素成分の大部分は亜
硝酸態あるいは硝酸態の窒素に酸化される。この
ような窒素成分の酸化が終了した時点で、曝気を
終了させるのが好ましく、従つて所定の曝気時間
内に酸化が丁度完了するように、負荷量、曝気量
等を設定するのが好ましい。また硝化反応は酸生
成反応であるので、曝気中にPHが低下しすぎる場
合にはアルカリ剤を薬注路９から曝気槽中に添加
するのが好ましい。処理終了時の曝気液のPHは通
常は6.5〜9.5に保持されていればよい。 硝化反応が終了し、曝気工程を終了した後は、
前述の本発明の特徴に従つて嫌気撹拌を行う。こ
の嫌気撹拌は、必要に応じて薬注路１０から水素
供与体を曝気槽中に添加するとともに曝気槽内の
撹拌ポンプ６により、曝気を行わずに嫌気撹拌を
行い、脱窒反応を進行させ、窒素を窒素ガスとし
て分離させる。この嫌気工程で使用する水素供与
体としては、メタノール、エタノール、酢酸、イ
ソプロピルアルコール等の工業薬品あるいは流入
排水組成に類似した窒素と燐を過剰に含有しない
廃液等が使用できる。この嫌気撹拌工程における
水素供与体の添加量は、硝化反応によつて生成し
た亜硝酸、硝酸態の窒素が脱窒反応により、窒素
ガスとして系外に除去されるに足る量で十分であ
る。また嫌気撹拌時間も脱窒反応が終了するに必
要な時間にする。 以上の脱窒反応が終了すると、添加した水素供
与体が消費されず、１部残存することがあるの
で、この水素供与体を除去するために短時間の再
曝気処理を行い、再曝気処理終了後は、撹拌を停
止して活性汚泥を沈降分離させる沈澱工程に移
る。所定時間の沈澱工程が終了したら、放流路１
１によつて上澄水を処理済水として放流する。こ
の処理済水は、通常塩素または次亜塩素酸塩類等
の殺菌剤により滅菌消毒処理するのが好ましい。 以上の処理で燐を過剰に摂取した余剰汚泥は、
曝気槽５からの処理済水の放流と同時に、あるい
はその前後に排泥管１２から汚泥貯槽１３に所定
量を排泥し、管路１４から、脱水等の処理を行う
かまたはそのまま搬出して処分する。余剰汚泥の
脱水方法は、通常行われている脱水助剤としての
鉄塩を用いる方法で燐を汚泥中に有効に固定する
ことが可能であるため、特別な脱水方法は不要で
ある。 （作用・効果） 以上の如き本発明方法では、従来公知の比較的
低コストの回分式の排水処理設備をそのまま使用
して、排水の処理に際して、原排水の曝気槽への
流入中は、原排水と活性汚泥との混合液の酸化還
元電位を−150mV以下に制御して嫌気撹拌を行
うことによつて、ATPの加水分解による燐の放
出が有効に行われ、次いで曝気による好気状態で
ATPが生産され、汚泥が燐を効率的に過剰に摂
取できる状態に保持されている。また、脱窒工程
の嫌気状態は、一定範囲の酸化還元電位に制御さ
れているので、亜硝酸または硝酸態の窒素が存在
するため、燐を過剰に摂取した微生物は通常の呼
吸代謝が行うことができ、このような嫌気状態で
あつても、燐が放出されない。従つて本発明では
従来の方法に比較して汚泥の燐含有率を最後まで
高く維持できるため、最後に余剰汚泥を処分する
のみで、燐を安定的且つ高度に除去することがで
きる。 また、本発明方法においては上記の燐の除去だ
けでなく、排水の流入工程における排水と活性汚
泥との混合液および脱窒工程での混合液の酸化還
元電位を前述の如き条件の嫌気状態に保持して
も、生物学的な窒素の硝化処理および脱窒反応に
は何ら悪影響を及ぼさない。 従つて、本発明方法では、複雑で高価の設備を
要せずに、従来の回分式の設備をそのまま用い
て、排水中の窒素と燐を同時に効率的に処理して
分離することができる。 以上の如き優れた効果は、次の実験によつて証
明された。 曝気槽容量20規模のベンチスケール実験装置
により、グルコース360mg／、スターチ200mg／
、ペプトン160mg／、燐酸２水素カリウム30
mg／、尿素58mg／、BOD500mg／、全窒素
40mg／、全燐12.5mg／を含む合成排水を用い
て、燐の放出および脱窒反応の嫌気条件を検討し
た。実験では、曝気による硝化反応が終了し、活
性汚泥が燐を過剰に摂取した状態の曝気槽混合液
に、脱窒反応を目的とした水素供与体として流入
原水およびイソプロピルアルコールを添加するこ
とで嫌気状態を変化させて、嫌気撹拌中の酸化還
元電位および硝酸態窒素、正燐酸濃度の経時変化
を測定した。その結果を第２図に示す。 ここで、水素供与体を添加した場合のその添加
量は、排水中の硝酸態窒素の脱窒反応に必要な理
論当量の２倍とした。 この結果、水素供与体を添加せずに嫌気撹拌を
行つた場合では、その酸化還元電位は嫌気撹拌開
始後約２時間で−100mV、５時間で−150mVと
酸化還元電位の低下および脱窒反応が遅く、５時
間経過後も硝酸態窒素は４mg／が残留してお
り、活性汚泥からの燐の放出は観察されなかつ
た。一方、水素供与体を添加した場合、水素供与
体の種類により、酸化還元電位の低下および脱窒
速度、燐放出速度に差は認められるものの、脱窒
反応は、酸化還元電位が−150mV〜−250mVの
嫌気状態で進行し、活性汚泥からの燐の放出は酸
化還元電位が−250mV以下の嫌気状態で進行す
るという結果が得られた。 このように嫌気工程および好気工程を組合せて
生物学的に脱窒素および脱燐を行う場合、嫌気工
程における脱窒素菌と脱燐菌の至適嫌気度には大
きな差が認められることから、安定して脱窒、脱
燐を行うためには硝化工程中における脱窒素菌お
よび脱燐菌の至適嫌気度に維持する必要がある。
そこで、本発明においては、原水流入時の嫌気工
程において、酸化還元電位を−250mV以下に制
御することで、脱燐菌の至適嫌気度を形成し、水
素供与体添加時の嫌気工程においては酸化還元電
位を−150mV〜−250mVに制御することで脱窒
素菌の至窒嫌気度を形成することにより、脱窒素
菌および脱燐菌の活性度を高く維持することが可
能となり、安定した窒素、燐同時処理効果が達成
できる。 次に実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説
明する。 実施例 処理能力２m3／日のパイロツトプラントにより
醤油製造工場排水の連続通水処理試験を実施し
た。この連続通水処理試験期間中の供試排水の性
状は、下記の通りであり、処理期間中のBOD、
窒素、燐の排水組成には大きな変化は観察され
ず、また、BOD：窒素：燐＝100：10.5：2.0と窒
素と燐が過剰であることから、通常の活性汚泥法
による処理では、処理水中に窒素と燐とが残留す
る排水組成である。
【表】
【表】
脱窒工程での水素供与体としては、イソプロピ
ルアルコールを使用し、注入量は脱窒に必要な理
論当量とした。 処理のタイムスケジユールは次の通りである。
すなわち、まず排水を貯留槽から２時間以内で曝
気槽に流入させ、流入時間中は嫌気撹拌により酸
化還元電位を−250mV以下に制御し、活性汚泥
中に過剰摂取された燐を放出させる。 その後12時間の曝気工程中に排水中の燐を活性
汚泥に過剰摂取させるとともに、排水中の窒素成
分を亜硝酸あるいは硝酸まで酸化分解させる。次
に水素供与体としてイソプロピルアルコールを
0.25時間で添加し、次いで６時間の嫌気撹拌によ
り酸化還元電位を−150mV〜−250mVに制御し、
脱窒反応を進行させる。その後、再曝気１時間、
沈澱２時間、処理水放流１時間および汚泥の引抜
き0.5時間を行い、１日24時間で１回の処理が完
了する。連続通水実験は約１ケ月間実施し、本処
理期間中の酸化還元電位および窒素、燐濃度の１
日の経時変化の１例を第３図に示す。 第３図において、原水の流入時の嫌気工程では
曝気槽混合液の酸化還元電位は、−250mV以下に
制御され、活性汚泥から燐の放出が認められ、次
の曝気による好気工程では燐の摂取および硝化反
応が速やかに進行し、水素供与体添加による嫌気
工程においても、混合液の酸化還元電位は設定値
である−150mV〜−250mVに制御されており、
脱窒反応は速やかに進行しているが、活性汚泥か
らの燐の放出は起こつていないことが示されてい
る。 この様な処理条件における処理試験結果の経日
変化を第４図に示す。本実施期間中の処理成績
は、BOD成分については、除去率は98〜99％を
示し、処理水BOD濃度は、常に20mg／以下を
示した。 窒素成分についても除去率95〜98％を示し、処
理水中のＴ−Ｎ濃度は常に10mg／以下を示し
た。 また、燐成分についても除去率94〜98％を示
し、処理水中の燐濃度は、常に１mg／以下を示
した。 以上の結果から、本発明方法の生物学的処理に
よる窒素と燐の同時処理方法は、極めて安定した
処理効果を発揮することが明らかである。
ルアルコールを使用し、注入量は脱窒に必要な理
論当量とした。 処理のタイムスケジユールは次の通りである。
すなわち、まず排水を貯留槽から２時間以内で曝
気槽に流入させ、流入時間中は嫌気撹拌により酸
化還元電位を−250mV以下に制御し、活性汚泥
中に過剰摂取された燐を放出させる。 その後12時間の曝気工程中に排水中の燐を活性
汚泥に過剰摂取させるとともに、排水中の窒素成
分を亜硝酸あるいは硝酸まで酸化分解させる。次
に水素供与体としてイソプロピルアルコールを
0.25時間で添加し、次いで６時間の嫌気撹拌によ
り酸化還元電位を−150mV〜−250mVに制御し、
脱窒反応を進行させる。その後、再曝気１時間、
沈澱２時間、処理水放流１時間および汚泥の引抜
き0.5時間を行い、１日24時間で１回の処理が完
了する。連続通水実験は約１ケ月間実施し、本処
理期間中の酸化還元電位および窒素、燐濃度の１
日の経時変化の１例を第３図に示す。 第３図において、原水の流入時の嫌気工程では
曝気槽混合液の酸化還元電位は、−250mV以下に
制御され、活性汚泥から燐の放出が認められ、次
の曝気による好気工程では燐の摂取および硝化反
応が速やかに進行し、水素供与体添加による嫌気
工程においても、混合液の酸化還元電位は設定値
である−150mV〜−250mVに制御されており、
脱窒反応は速やかに進行しているが、活性汚泥か
らの燐の放出は起こつていないことが示されてい
る。 この様な処理条件における処理試験結果の経日
変化を第４図に示す。本実施期間中の処理成績
は、BOD成分については、除去率は98〜99％を
示し、処理水BOD濃度は、常に20mg／以下を
示した。 窒素成分についても除去率95〜98％を示し、処
理水中のＴ−Ｎ濃度は常に10mg／以下を示し
た。 また、燐成分についても除去率94〜98％を示
し、処理水中の燐濃度は、常に１mg／以下を示
した。 以上の結果から、本発明方法の生物学的処理に
よる窒素と燐の同時処理方法は、極めて安定した
処理効果を発揮することが明らかである。
第１図は、本発明の処理工程を図解的に示すも
のであり、第２図は、本発明の実施例における嫌
気撹拌中の酸化還元電位および硝酸態窒素、正燐
酸の濃度の経時変化を示し、第３図は、実施例に
おける酸化還元電位および窒素、燐濃度の１日の
経時変化を示し、第４図は、実施例における処理
試験の経日変化を示している。 １……流入路、２……貯留槽、３……ポンプ、
４……流路、５……曝気槽、６……撹拌ポンプ、
７……送風機、８……管路、９……薬注路、１０
……薬注路、１１……放流路、１２……排泥管、
１３……汚泥貯槽、１４……管路。
のであり、第２図は、本発明の実施例における嫌
気撹拌中の酸化還元電位および硝酸態窒素、正燐
酸の濃度の経時変化を示し、第３図は、実施例に
おける酸化還元電位および窒素、燐濃度の１日の
経時変化を示し、第４図は、実施例における処理
試験の経日変化を示している。 １……流入路、２……貯留槽、３……ポンプ、
４……流路、５……曝気槽、６……撹拌ポンプ、
７……送風機、８……管路、９……薬注路、１０
……薬注路、１１……放流路、１２……排泥管、
１３……汚泥貯槽、１４……管路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 嫌気工程および好気工程を含む回分式の活性
汚泥法による排水の生物学的処理方法において、
排水の曝気槽への流入中は、曝気槽内の排水と活
性汚泥との混合液を、該混合液の酸化還元電位を
−250mV以下に調整して嫌気撹拌を行い、且つ
曝気処理後に行う脱窒処理時の嫌気撹拌は、曝気
槽内の混合液の酸化環元電位を−150mV〜−
250mVの範囲に調整して行うことを特徴とする
排水の生物学的処理方法。 ２ 酸化還元電位の制御を、曝気槽内の嫌気撹拌
の時間の調整または水素供与体の添加により行う
特許請求の範囲第１項に記載の排水の生物学的処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23754184A JPS61118196A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 排水の生物学的処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23754184A JPS61118196A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 排水の生物学的処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61118196A JPS61118196A (ja) | 1986-06-05 |
| JPH0450074B2 true JPH0450074B2 (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=17016857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23754184A Granted JPS61118196A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 排水の生物学的処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61118196A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6660163B2 (en) | 2001-03-02 | 2003-12-09 | Daniel Robert Miklos | Waste treatment with control over biological solids |
| US7854842B2 (en) * | 2001-03-02 | 2010-12-21 | Daniel Robert Miklos | Apparatus and methods for control of waste treatment processes |
-
1984
- 1984-11-13 JP JP23754184A patent/JPS61118196A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61118196A (ja) | 1986-06-05 |
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Legal Events
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