JPH06170392A - 嫌気好気活性汚泥法におけるその制御方法 - Google Patents

嫌気好気活性汚泥法におけるその制御方法

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JPH06170392A
JPH06170392A JP33083892A JP33083892A JPH06170392A JP H06170392 A JPH06170392 A JP H06170392A JP 33083892 A JP33083892 A JP 33083892A JP 33083892 A JP33083892 A JP 33083892A JP H06170392 A JPH06170392 A JP H06170392A
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JP
Japan
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nitrification
tank
anaerobic
activated sludge
rate
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JP33083892A
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Takahiro Konishi
隆裕 小西
Miyoko Kusumi
美代子 久住
Masahide Ichikawa
雅英 市川
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流水を、嫌気槽1を介して曝気を行っている
硝化槽2に導入し、最終沈殿池3を通して処理水として
放出する嫌気好気活性汚泥法において、汚泥の硝化速度
を速めて反応槽の必要容積を小さくすることができる制
御方法を提供する。 【構成】 硝化槽2にpH計9と水温計20を設け、水
温に応じた硝化速度を硝化速度演算部21で求める。求
められた硝化速度に応じてpH値をpH設定部22で設
定するとともに、ポンプ11を介して炭酸塩13を硝化
槽2に注入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、嫌気好気活性汚泥法に
おいて硝化速度を速める制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年閉鎖性水域の富栄養化防止の目的か
ら、窒素及びリンを除去することが求められるようにな
った。また、今後窒素・リンに関する規制は増々重要に
なってくると考えられ、これらを除去できる高度処理プ
ロセスを採用する処理施設が増加してきている。
【0003】従来の標準活性汚泥法の変法で、窒素・リ
ンの除去が可能な嫌気・好気活性汚泥法が現在注目され
ている。これは、生物反応槽が溶存酸素(DO)の存在
しない嫌気槽と存在する好気槽に仕切られる。嫌気槽に
は最初沈澱池流出水を導き活性汚泥からのリンの放出と
脱窒菌による脱窒を行い、それに続く好気槽ではDOの
存在下で活性汚泥に嫌気槽で放出した以上のリンを吸収
させると共に、有機物の酸化分解及び硝化菌によるアン
モニアの硝化を行う。
【0004】嫌気・好気活性汚泥法は、標準活性法で達
成されると同程度の有機物除去を行い、かつ標準活性汚
泥法よりも高い窒素・リンの除去を行う方法である。
【0005】図2は嫌気好気活性汚泥法を実施するため
の装置構成を示している。図2において1は嫌気槽、2
は硝化槽、3は最終沈澱池であり、標準活性汚泥法の生
物反応槽である曝気槽(硝化槽)の前段1/3〜1/2
位の部分の曝気を止めて嫌気状態で運転する。
【0006】反応槽に流入した排水中の窒素成分は、曝
気を行っている硝化槽2で硝化細菌の働きにより酸化さ
れる。酸化された窒素の一部は再び硝化液循環ポンプ5
を通して嫌気槽1に戻され、この嫌気槽において嫌気状
態で脱窒菌の働きにより流入水の有機物を消費して窒素
ガスに還元され除去される。
【0007】なお、図2において、6はブロアであり、
硝化槽2を曝気するめための空気を送付する。7は返送
汚泥ポンプ、8は余剰汚泥引抜き用ポンプである。9は
pH計であり、硝化槽2のpHを検出し、この検出値に
応じてコントローラ10を制御してポンプ11を介しア
ルカリ剤12を硝化槽2に投入する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】嫌気好気活性汚泥法に
より効率的な窒素除去を達成するためには、嫌気槽にお
ける脱窒と好気槽における硝化を最適な運転条件に保持
することが重要である。特に、窒素除去は硝化工程に影
響をうけることが多く、良好な窒素除去を得るために
は、まず第一に硝化が良好に達成されることが必要であ
る。硝化は硝化細菌の活性が大きく影響しているが、硝
化細菌の増殖速度はpH、水温の影響をうけ、低水温期
には硝化率が落ち、窒素除去が悪化することがよく見受
けられる。そこで、低水温期においても硝化速度が落ち
ない運転方法が必要になってくる。
【0009】また、硝化反応は有機物除去反応に比べて
非常におそいため、嫌気好気活性汚泥法は標準活性汚泥
法よりも大きな反応槽が必要となる。そこで、硝化速度
を上げる工夫をしなければ反応槽を大きくすることにな
ってしまい、用地確保の難しい都市型処理場には、嫌気
好気汚泥法の採用が困難になってしまう。
【0010】以下に硝化のための硝化槽の容量の計算方
法を示す。
【0011】流入 T−N(総窒素) CN mg/l 流入量 Qm3/d ここで硝化の反応速度KNを
【0012】
【数1】
【0013】(ただしTは水温°C)とし、反応槽汚泥
濃度MLSSをM(g/l)とすると、硝化槽の容積V
Nは
【0014】
【数2】
【0015】となる。
【0016】したがって、硝化槽容積は硝化速度に逆比
例することになる。硝化速度水温が低下すると速度は著
しく下がるため、硝化槽容積は低水温時を基準に計算さ
れる。
【0017】今水温を13°Cとすると、KN=0.6
7(mgN/g.MLSS.h)となり、流入のCNを
25(mg/l)MLSSを3(g/l)として硝化槽
の滞留時間tは
【0018】
【数3】
【0019】となる。
【0020】このように嫌気好気活性汚泥法では、硝化
槽と脱窒槽(嫌気槽)を合わせると標準活性汚泥法の曝
気槽の2〜3倍程度の容積を必要とする。このため、設
置スペースに余裕のない都市では、その効果が認められ
ているにもかかわらず導入例が少ない。硝化反応槽を小
さくするためには、MLSSを大きくすることも効果的
であるが、最終沈澱池3でSS成分が流出しやすくなる
ため、3g/l程度が限度と言われている。
【0021】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、硝化反応の効率を高めて反応槽の必要容積
を小さくできるこの種の制御方法を提供することにあ
る。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)流入水
を嫌気槽を介して曝気を行っている硝化槽に導入し、最
終沈澱池を通して処理水として放出する嫌気好気汚泥活
性法において、前記硝化槽に水温計とpH計を設け、硝
化槽の水温低下に応じて設定pH値を高くして運転する
とともに炭酸塩を硝化槽に添加することを特徴とし、
(2)前記pH制御は硝化反応開始と同時に行うことを
特徴としている。
【0023】
【作用】硝化は硝化細菌の活性が大きく影響している
が、硝化細菌の増殖速度は水温の影響を受ける。低水温
期や高負荷時に硝化反応が低下した場合、設定pH値を
高くするとともに炭酸塩を添加する。この添加により硝
化菌の増殖が高まり、これによって硝化速度が速まる。
【0024】従って窒素除去率が上昇して常に安定した
処理水が得られるとともに、硝化のための反応槽の容積
を小さくすることができる。
【0025】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。
【0026】硝化を引き起こす硝化菌は独立栄養菌であ
る。硝化菌は無機の窒素化合物を酸化することによって
増殖のためのエネルギーを獲得し、無機性の炭素を細胞
合成に利用する。これらは以下の様に表される。
【0027】 NH4+1.86O2+1.98HCO3 -→0.021C5H7NO2+1.041 H2O+0.98NO3 -+1.88H2CO3 〔参考文献〕下水道実務講座7「高度処理と再利用」
栗林宗人編 山海堂 上記のことから考えて、炭酸塩を活性汚泥に添加するこ
とにより、自栄養菌の増殖が高まり、そのことにより硝
化速度が速まる可能性がある。
【0028】そこで、以下に示す実施例で検証を行っ
た。
【0029】この検証に用いた装置は、図3のように4
lの反応槽にブロワ装置(B)、攪拌装置(M)、流入
ポンプ、排水ポンプ(P)が装備されており、各々はシ
ーケンスコントローラにより自動で運転をしている。運
転パターンは、原水投入15分、嫌気(攪拌)1時間、
好気(曝気)4時間、沈澱30分、排出15分(50%
排出)の計6時間を1サイクルとし、1日4サイクルの
運転とした。投入原水は、肉エキス、ペプトン、酢酸ナ
トリウムを主体とした人工下水を用いた。一方には1N
のNaOH(比較例)を、もう一方には1mol/lの
Na2CO3(実施例)を添加し汚泥を5日間馴養した。
馴養終了後この2種の汚泥を用いて、NO3 -Nの増加よ
り硝化速度を求め、比較を行った。
【0030】その結果を表1,表2に示す。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】表1、表2によれば、Na2CO3を添加し
た方がNaOHを添加した場合よりも硝化速度が1.4
倍速く、炭酸塩を添加することにより活性汚泥の硝化速
度が速くなることが理解できる。
【0034】そこでこの結果を利用して、例えば低水温
時あるいは高負荷時等に、硝化速度が低下して窒素除去
が悪化したとき、エアレーションタンク内に炭酸塩を投
入することにより、硝化速度が上昇し、常に安定した硝
化速度が得られ、窒素除去率を良好に保持することがで
きる。図1は本発明の制御方法を実施するための装置構
成の一例を示したもので、図2で示す従来のものと同一
部分、もしくは相当する部分に同一符号を付してその説
明を省略する。
【0035】20は水温計であり、pH計9と共に硝化
槽2の上流部分に設置される。21は硝化速度演算部で
あり、水温計20によって検出された水温に応じた硝化
速度が演算される。その際、水温と硝化速度の関係を予
め測定しておき、効率のよい硝化率が維持されるように
出力される。22は硝化速度演算部21で求められた硝
化速度に応じてpH値を設定するpH設定部である。
【0036】次に実験例について説明する。
【0037】前記(1)式で示されるように硝化速度は
水温に大きく影響される。したがって、一般には硝化槽
の大きさは最低水温時、例えば13°C時の硝化速度で
決めることになる。最低水温13°Cから16°Cにな
ったと仮定すると、(1)式からKN=1.06(mg
N/g.MLSS.h)となり、硝化槽2における必要
滞留時間は、13°C時では9.93時間であったもの
が、16°Cでは7.87時間となる。
【0038】一方、硝化速度はpHによっても影響され
るが、一般に硝化反応の進行とともにpHは下がり、同
時に硝化速度は低下する。そこでpHが著しく低下した
とき、pH6付近を目安として炭酸塩13を注入する制
御が行われる。
【0039】本発明は、これらのpHによる硝化速度の
変化に着目し、硝化槽のpHを高くすることで硝化速度
を上げ、低水温時における必要反応槽容積を減らそうと
する意図でpH7以上に設定したときにおける硝化速度
の変化を以下のように調べた。
【0040】硝化が起きている活性汚泥にNH4C1を
15mg/lになるようにして11のフラスコに投入
し、曝気を行ってアンモニア性窒素の経時変化を測定し
た。そして、pHはpH計とコントローラを使用し、設
定値以下になると1規定の水酸化ナトリウム溶液を注入
した。設定値は7.4,7.9,8.4の3段階で、そ
れぞれの平均pHは7.5,8.0,8.5で何れも±
0.1の変動幅で制御した。その結果、水温13°Cで
硝化速度はそれぞれ0.71,0.96,1.06(m
gN/g.MLSS.h)が得られた。
【0041】このことから硝化速度が(1)式に従う場
合は、水温16°C以下になるとコントローラ10はポ
ンプ11を介して炭酸塩13の注入を開始し、水温の低
下とともに、設定pHを上げ、13°Cまで低下したと
きpHを8.5にすると硝化槽2での必要滞留時間は
7.87時間あればよいことになる。
【0042】ここで、水温変化による硝化速度を示す式
は予めその対象とする活性汚泥で測定しておき、(1)
式の定数項を変えることにより作成する。
【0043】尚硝化槽2への添加は炭酸塩13に限らず
重炭酸塩でも良い。
【0044】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、水温低下
や窒素負荷が高くなった場合、pHを高くして運転する
とともに炭酸塩を硝化槽に添加するようにしたので、次
のような優れた効果が得られる。
【0045】(1)高い硝化速度が得られ硝化率がアッ
プし、その結果として窒素除去率が上昇する。
【0046】(2)硝化速度が大きくなることにより、
硝化槽の容積を小さくすることができ、省スペース化に
役立つ。
【0047】(3)水温や負荷の変動に対して、硝化速
度の低下を起こしたとしても、もともとの硝化速度が大
きいため、処理に障害が起こる程度までは低下せず、処
理は安定する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図。
【図2】従来の嫌気好気活性汚泥処理装置の構成図。
【図3】本発明に係る回分槽実験装置の構成図。
【符号の説明】
1…嫌気槽 2…硝化槽 3…最終沈殿池 9…pH計 10…コントローラ 11…ポンプ 12…アルカリ剤 13…炭酸塩 20…水温計 21…硝化速度演算部 22…pH設定部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流入水を嫌気槽を介して曝気を行ってい
    る硝化槽に導入し、最終沈殿池を通して処理水として放
    出する嫌気好気活性汚泥法において、前記硝化槽に水温
    計とpH計を設け、硝化槽の水温低下に応じて設定pH
    値を高くして運転するとともに炭酸塩を硝化槽に添加す
    ることを特徴とする嫌気好気活性汚泥法におけるその制
    御方法。
  2. 【請求項2】 pH制御は硝化反応開始と同時に行うこ
    とを特徴とする請求項1に記載の嫌気好気活性汚泥法に
    おけるその制御方法。
JP33083892A 1992-12-11 1992-12-11 嫌気好気活性汚泥法におけるその制御方法 Pending JPH06170392A (ja)

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JP33083892A JPH06170392A (ja) 1992-12-11 1992-12-11 嫌気好気活性汚泥法におけるその制御方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176972A (ja) * 2000-12-13 2002-06-25 Bicom:Kk 高濃度亜硝酸酸化細菌、及び亜硝酸酸化細菌の高濃度培養方法
JP2002224696A (ja) * 2001-01-31 2002-08-13 Toyo Kankyo Gijutsu Kenkyusho:Kk 有機性廃棄物の処理方法
JP2007044661A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Fuji Electric Holdings Co Ltd メタン発酵処理方法

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