JPH0768293A - 生物学的窒素除去装置 - Google Patents
生物学的窒素除去装置Info
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- JPH0768293A JPH0768293A JP21968093A JP21968093A JPH0768293A JP H0768293 A JPH0768293 A JP H0768293A JP 21968093 A JP21968093 A JP 21968093A JP 21968093 A JP21968093 A JP 21968093A JP H0768293 A JPH0768293 A JP H0768293A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一つの反応槽で硝化・脱窒を行う生物濾過層
形成型の安価な生物学的窒素除去装置であって、少ない
逆洗頻度により良好な反応を維持させることができる生
物学的窒素除去装置を提供する。 【構成】 反応槽１の上部の硝化部２には硝化細菌を付
着させた担体が充填された生物濾過層２を形成し、反応
槽１の下部の脱窒部４には脱窒細菌が自己造粒作用によ
り粒状化した汚泥粒３の濾過層４を形成する。 【効果】 一つの反応槽にて硝化・脱窒処理することが
できることから、設備の小型化、簡易化、低コスト化が
図れる。逆洗は硝化部のみでよく、脱窒の逆洗は不要で
あることから、逆洗水量の減少、処理運転維持時間の延
長、脱窒部の負荷の増大を図ることができる。
形成型の安価な生物学的窒素除去装置であって、少ない
逆洗頻度により良好な反応を維持させることができる生
物学的窒素除去装置を提供する。 【構成】 反応槽１の上部の硝化部２には硝化細菌を付
着させた担体が充填された生物濾過層２を形成し、反応
槽１の下部の脱窒部４には脱窒細菌が自己造粒作用によ
り粒状化した汚泥粒３の濾過層４を形成する。 【効果】 一つの反応槽にて硝化・脱窒処理することが
できることから、設備の小型化、簡易化、低コスト化が
図れる。逆洗は硝化部のみでよく、脱窒の逆洗は不要で
あることから、逆洗水量の減少、処理運転維持時間の延
長、脱窒部の負荷の増大を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生物学的窒素除去装置に
係り、特に下水、し尿、産業排水などの窒素（有機態、
アンモニア態、硝酸亜硝酸態）を含有する排水から、富
栄養化の原因物質の一つである窒素を効率良く、安価に
除去する生物学的窒素除去装置に関する。
係り、特に下水、し尿、産業排水などの窒素（有機態、
アンモニア態、硝酸亜硝酸態）を含有する排水から、富
栄養化の原因物質の一つである窒素を効率良く、安価に
除去する生物学的窒素除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水、し尿、産業排水などの下排水中の
窒素は、湖沼、内湾などの閉鎖性水域における富栄養化
現象の原因とされている。従来、これらの排水中からの
窒素除去技術としては、微生物を利用した生物学的硝化
・脱窒法が良く知られている。微生物による硝化・脱窒
反応は、自栄養細菌であるNitrosomonasとNitrobacter
のアンモニア酸化能を利用して、排水中のアンモニア態
窒素（ＮＨ4 −Ｎ）を亜硝酸（ＮＯ2 −Ｎ）を経由して
硝酸（ＮＯ3 −Ｎ）に酸化し、その後に、他栄養細菌で
硝酸塩中の酸素を呼吸に利用できる、いわゆる脱窒細菌
の働きにより、排水中の有機物又は外部から供給される
有機物等を電子供与体としてＮＯ3 −ＮからＮ2 ガスに
還元することにより、排水中から除去するものである。
この方法は浮遊型反応槽（活性汚泥法）や固定床法など
により実用化されている。
窒素は、湖沼、内湾などの閉鎖性水域における富栄養化
現象の原因とされている。従来、これらの排水中からの
窒素除去技術としては、微生物を利用した生物学的硝化
・脱窒法が良く知られている。微生物による硝化・脱窒
反応は、自栄養細菌であるNitrosomonasとNitrobacter
のアンモニア酸化能を利用して、排水中のアンモニア態
窒素（ＮＨ4 −Ｎ）を亜硝酸（ＮＯ2 −Ｎ）を経由して
硝酸（ＮＯ3 −Ｎ）に酸化し、その後に、他栄養細菌で
硝酸塩中の酸素を呼吸に利用できる、いわゆる脱窒細菌
の働きにより、排水中の有機物又は外部から供給される
有機物等を電子供与体としてＮＯ3 −ＮからＮ2 ガスに
還元することにより、排水中から除去するものである。
この方法は浮遊型反応槽（活性汚泥法）や固定床法など
により実用化されている。
【０００３】従来、最も効率の高いこの種の硝化・脱窒
装置として、一槽で一連の硝化・脱窒反応を行える上向
流タイプの反応槽がある。これは、反応槽内にアンスラ
サイト、プラスチック充填材等を充填し、上向流で排水
を通水して、濾材の中間から曝気するもので、充填層の
下層は脱窒部、上層は硝化部に利用し、硝酸化された水
を脱窒部に循環することにより、上記の機構により窒素
を除去するものである。
装置として、一槽で一連の硝化・脱窒反応を行える上向
流タイプの反応槽がある。これは、反応槽内にアンスラ
サイト、プラスチック充填材等を充填し、上向流で排水
を通水して、濾材の中間から曝気するもので、充填層の
下層は脱窒部、上層は硝化部に利用し、硝酸化された水
を脱窒部に循環することにより、上記の機構により窒素
を除去するものである。
【０００４】また、特開昭６２−２２５２９６号公報）
には、汚泥粒となった脱窒細菌の汚泥床を有する脱窒槽
と、担体を充填した固定床式の硝化槽とを設け、原水を
循環硝化液とともに脱窒槽に導入し、その流出水を硝化
槽に導入する装置が記載されている。
には、汚泥粒となった脱窒細菌の汚泥床を有する脱窒槽
と、担体を充填した固定床式の硝化槽とを設け、原水を
循環硝化液とともに脱窒槽に導入し、その流出水を硝化
槽に導入する装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置のう
ち、下部充填層を脱窒部、上部充填層を硝化部として一
槽で硝化・脱窒反応を行なうものでは、充填材の種類や
大きさ（比表面積）等にもよるが比較的効率が高く、高
負荷での処理が可能である。しかし、この種の反応槽で
は原水に含まれる浮遊性固形物（ＳＳ）の捕捉や濾材の
表面や空隙に増殖する微生物によって、充填層の目詰ま
りが生ずるため、濾層の圧力損失に応じるか、或いは定
期的に濾層の逆洗操作が不可欠であった。特に、脱窒細
菌は他栄養細菌であるため、自栄養性の硝化細菌と比較
して菌体の増殖速度も速く、濾床の下部での圧力損失の
上昇が著しい。
ち、下部充填層を脱窒部、上部充填層を硝化部として一
槽で硝化・脱窒反応を行なうものでは、充填材の種類や
大きさ（比表面積）等にもよるが比較的効率が高く、高
負荷での処理が可能である。しかし、この種の反応槽で
は原水に含まれる浮遊性固形物（ＳＳ）の捕捉や濾材の
表面や空隙に増殖する微生物によって、充填層の目詰ま
りが生ずるため、濾層の圧力損失に応じるか、或いは定
期的に濾層の逆洗操作が不可欠であった。特に、脱窒細
菌は他栄養細菌であるため、自栄養性の硝化細菌と比較
して菌体の増殖速度も速く、濾床の下部での圧力損失の
上昇が著しい。
【０００６】このような反応槽における逆洗操作は、水
と空気、或いはその両方を反応槽内に導入することによ
り行われるが、通常、多量の逆洗水（多くの場合、処理
水が利用される。）を使用するため、あまり頻度が多く
なると処理水の大部分が逆洗用となってしまう可能性が
ある。特に、窒素を比較的高濃度に含む排水では、同じ
窒素負荷でも反応槽への通液量は相対的に少ないので、
この逆洗水の量の多少は重要な要素であり、事実上、窒
素濃度が１００ｍｇ／ｌ以上の排水には適用が難しいの
が現状である。
と空気、或いはその両方を反応槽内に導入することによ
り行われるが、通常、多量の逆洗水（多くの場合、処理
水が利用される。）を使用するため、あまり頻度が多く
なると処理水の大部分が逆洗用となってしまう可能性が
ある。特に、窒素を比較的高濃度に含む排水では、同じ
窒素負荷でも反応槽への通液量は相対的に少ないので、
この逆洗水の量の多少は重要な要素であり、事実上、窒
素濃度が１００ｍｇ／ｌ以上の排水には適用が難しいの
が現状である。
【０００７】一方、特開昭６２−２２５２９６号公報記
載の装置では、脱窒槽と硝化槽とを別々に設けることか
ら、設備費が嵩むという欠点がある。
載の装置では、脱窒槽と硝化槽とを別々に設けることか
ら、設備費が嵩むという欠点がある。
【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決し、一つ
の反応槽で硝化・脱窒を行う生物濾過層形成型の安価な
生物学的窒素除去装置であって、少ない逆洗頻度により
良好な反応を維持させることができる生物学的窒素除去
装置を提供することを目的とする。
の反応槽で硝化・脱窒を行う生物濾過層形成型の安価な
生物学的窒素除去装置であって、少ない逆洗頻度により
良好な反応を維持させることができる生物学的窒素除去
装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の生物学的窒素除
去装置は、槽内の上部に硝化部が、下部に脱窒部が形成
された反応槽と、原水を該反応槽の下部から導入して上
向流通水し、処理水を該反応槽上部から排出する手段
と、該処理水の一部を反応槽下部に戻す循環手段とを備
える生物学的窒素除去装置において、前記硝化部には、
硝化細菌を付着させた担体が充填された生物濾過層を形
成し、前記脱窒部には脱窒細菌が自己造粒作用により粒
状化した汚泥粒の濾過層を形成したことを特徴とする。
去装置は、槽内の上部に硝化部が、下部に脱窒部が形成
された反応槽と、原水を該反応槽の下部から導入して上
向流通水し、処理水を該反応槽上部から排出する手段
と、該処理水の一部を反応槽下部に戻す循環手段とを備
える生物学的窒素除去装置において、前記硝化部には、
硝化細菌を付着させた担体が充填された生物濾過層を形
成し、前記脱窒部には脱窒細菌が自己造粒作用により粒
状化した汚泥粒の濾過層を形成したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の生物学的窒素除去装置は、一つの反応
槽内に硝化部と脱窒部とが形成されているため、設備の
小型化、簡易化及び低コスト化が図れる。
槽内に硝化部と脱窒部とが形成されているため、設備の
小型化、簡易化及び低コスト化が図れる。
【００１１】また、硝化部のみ、増殖速度が小さい硝化
細菌の付着増殖の場を確保するために担体を充填して生
物濾過層を形成し、充填材による濾過層を形成した場
合、圧力損失の大きい脱窒部は、増殖速度の大きい脱窒
細菌の自己造粒物（グラニュール）による濾過層とした
ため、逆洗は硝化部のみ行なえば良く、脱窒部の逆洗は
不要である。
細菌の付着増殖の場を確保するために担体を充填して生
物濾過層を形成し、充填材による濾過層を形成した場
合、圧力損失の大きい脱窒部は、増殖速度の大きい脱窒
細菌の自己造粒物（グラニュール）による濾過層とした
ため、逆洗は硝化部のみ行なえば良く、脱窒部の逆洗は
不要である。
【００１２】このため、逆洗水量の減少、処理運転維持
時間の延長、脱窒部の負荷の増大を図ることができる。
時間の延長、脱窒部の負荷の増大を図ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の生物学的窒素
除去装置の実施例について詳細に説明する。
除去装置の実施例について詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明の生物学的窒素除去装置の一
実施例を示す系統図である。
実施例を示す系統図である。
【００１５】本実施例の生物学的窒素除去装置は、反応
槽１の上部に硝化細菌を付着させた担体が充填された生
物濾過層２により硝化部が形成され、反応槽１の下部に
は脱窒細菌が自己造粒作用により粒状化した汚泥粒（自
己造粒物：グラニュール）３の濾過層４が形成されてい
る。反応槽１の下部には原水の導入配管５が設けられて
おり、上部には処理水の排出配管６が設けられている。
排出配管６から抜き出された処理水は、処理水槽７を経
て配管８，９から系外へ排出される。処理水の一部は配
管１０より配管５に導入される。また、生物濾過層２の
下部には散気管１１が設けられている。
槽１の上部に硝化細菌を付着させた担体が充填された生
物濾過層２により硝化部が形成され、反応槽１の下部に
は脱窒細菌が自己造粒作用により粒状化した汚泥粒（自
己造粒物：グラニュール）３の濾過層４が形成されてい
る。反応槽１の下部には原水の導入配管５が設けられて
おり、上部には処理水の排出配管６が設けられている。
排出配管６から抜き出された処理水は、処理水槽７を経
て配管８，９から系外へ排出される。処理水の一部は配
管１０より配管５に導入される。また、生物濾過層２の
下部には散気管１１が設けられている。
【００１６】本実施例においては、処理水槽７内の処理
水を生物濾過層２の上部に導入して逆洗するための配管
１２と、逆洗排水を生物濾過層２の下方部（生物濾過層
２と濾過層４との間の部分）から排出するための配管１
３とが設けられている。
水を生物濾過層２の上部に導入して逆洗するための配管
１２と、逆洗排水を生物濾過層２の下方部（生物濾過層
２と濾過層４との間の部分）から排出するための配管１
３とが設けられている。
【００１７】Ｖ1 ，Ｖ2 はバルブである。なお、配管１
３は濾過層４の汚泥引き抜き配管としても用いられる。
３は濾過層４の汚泥引き抜き配管としても用いられる。
【００１８】本実施例の生物学的窒素除去装置において
は、バルブＶ1 を開閉として原水の処理を行なう。即
ち、原水は、配管１０より循環される処理水の一部と共
に配管５よりまず濾過層４の脱窒部に導入され、この脱
窒部において硝酸塩がＮ2 ガスに還元される。脱窒細菌
は増殖速度が大きく、菌体の窒素当りの転換率も０．４
５ｇ／ｇ−Ｎと大きいが、増殖した余剰菌体は脱窒部の
上部に設けられた汚泥引き抜き配管１３により、連続的
又は間欠的に外部に取り出される。
は、バルブＶ1 を開閉として原水の処理を行なう。即
ち、原水は、配管１０より循環される処理水の一部と共
に配管５よりまず濾過層４の脱窒部に導入され、この脱
窒部において硝酸塩がＮ2 ガスに還元される。脱窒細菌
は増殖速度が大きく、菌体の窒素当りの転換率も０．４
５ｇ／ｇ−Ｎと大きいが、増殖した余剰菌体は脱窒部の
上部に設けられた汚泥引き抜き配管１３により、連続的
又は間欠的に外部に取り出される。
【００１９】脱窒部４を通過した水は、次いで硝化部２
に流入する。硝化部２では生物濾過層の直下に設置され
た散気管１１から空気を導入し、水中に含まれる有機窒
素及びアンモニア態窒素を硝酸、亜硝酸に酸化する。硝
化細菌は脱窒細菌と比較して窒素当りの菌体の転換率は
０．１７ｇ／ｇ−Ｎと格段に小さいため、硝化部２での
濾過層の目詰まり、即ち圧力損失の上昇も小さい。
に流入する。硝化部２では生物濾過層の直下に設置され
た散気管１１から空気を導入し、水中に含まれる有機窒
素及びアンモニア態窒素を硝酸、亜硝酸に酸化する。硝
化細菌は脱窒細菌と比較して窒素当りの菌体の転換率は
０．１７ｇ／ｇ−Ｎと格段に小さいため、硝化部２での
濾過層の目詰まり、即ち圧力損失の上昇も小さい。
【００２０】硝化部２を通過した処理水は、配管６より
反応槽２から抜き出され、処理水槽７に貯留される。処
理水槽７内の処理水は、配管８，１０を経てその一部が
原水側に循環水として循環され、残部は配管９より系外
へ排出される。
反応槽２から抜き出され、処理水槽７に貯留される。処
理水槽７内の処理水は、配管８，１０を経てその一部が
原水側に循環水として循環され、残部は配管９より系外
へ排出される。
【００２１】このような生物学的窒素除去装置において
は、脱窒部の濾過層４においては逆洗を行なう必要はな
く、逆洗は硝化部の生物濾過層２のみで良いため、逆洗
頻度は従来の槽内の下部充填層を脱窒部、上部充填層を
硝化部とする反応槽に比べて１／３程度以下に大幅に低
減される。
は、脱窒部の濾過層４においては逆洗を行なう必要はな
く、逆洗は硝化部の生物濾過層２のみで良いため、逆洗
頻度は従来の槽内の下部充填層を脱窒部、上部充填層を
硝化部とする反応槽に比べて１／３程度以下に大幅に低
減される。
【００２２】本発明において、生物濾過層２に充填する
担体としては、水よりも比重が大きいものであっても、
水よりも比重が小さい浮上性のものであっても良いが、
好ましくは浮上性濾材を充填し、逆洗を下記の手順で行
なうのが望ましい。
担体としては、水よりも比重が大きいものであっても、
水よりも比重が小さい浮上性のものであっても良いが、
好ましくは浮上性濾材を充填し、逆洗を下記の手順で行
なうのが望ましい。
【００２３】即ち、まず、バルブＶ1 を閉として原水の
供給を停止し、また、散気管１１からの空気の供給も停
止する。次に、バルブＶ2 を開として、処理水槽７内の
処理水を配管１２より下向流にて生物濾過層２に通過さ
せ、浮上性濾材を流動させながら逆洗し、逆洗排水を配
管１３より排出する。その後、バルブＶ2 を閉として、
散気管１１からの空気の供給を行ない、浮上性濾材を気
泡で流動させて余剰菌体を剥離させる。再びバルブＶ2
を開として、剥離した菌体と共に逆洗排水を配管１３よ
り槽外へ引き抜く。
供給を停止し、また、散気管１１からの空気の供給も停
止する。次に、バルブＶ2 を開として、処理水槽７内の
処理水を配管１２より下向流にて生物濾過層２に通過さ
せ、浮上性濾材を流動させながら逆洗し、逆洗排水を配
管１３より排出する。その後、バルブＶ2 を閉として、
散気管１１からの空気の供給を行ない、浮上性濾材を気
泡で流動させて余剰菌体を剥離させる。再びバルブＶ2
を開として、剥離した菌体と共に逆洗排水を配管１３よ
り槽外へ引き抜く。
【００２４】なお、浮上性濾材としては特に制限はない
が、発泡ポリスチレン，発泡ポリエチレン，発泡ポリプ
ロピレン等を用いることができる。
が、発泡ポリスチレン，発泡ポリエチレン，発泡ポリプ
ロピレン等を用いることができる。
【００２５】一方、硝化部に比重が水よりも大きい濾材
を用いた場合には、逆洗は上向流で行ない、空気と同時
逆洗して逆洗排水を反応槽上部から排出するのが効果的
である。この場合、上向流速及び通気量は、通常の通水
モードよりも多い量とすることが必要とされる。
を用いた場合には、逆洗は上向流で行ない、空気と同時
逆洗して逆洗排水を反応槽上部から排出するのが効果的
である。この場合、上向流速及び通気量は、通常の通水
モードよりも多い量とすることが必要とされる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の生物学的窒
素除去装置によれば、 一つの反応槽にて硝化・脱窒処理することができる
ことから、設備の小型化、簡易化、低コスト化が図れ
る。 逆洗は硝化部のみでよく、脱窒の逆洗は不要である
ことから、逆洗水量の減少、処理運転維持時間の延長、
脱窒部の負荷の増大を図ることができる。などの効果が
奏され、排水を容易かつ効率的に、安価に処理すること
が可能とされる。
素除去装置によれば、 一つの反応槽にて硝化・脱窒処理することができる
ことから、設備の小型化、簡易化、低コスト化が図れ
る。 逆洗は硝化部のみでよく、脱窒の逆洗は不要である
ことから、逆洗水量の減少、処理運転維持時間の延長、
脱窒部の負荷の増大を図ることができる。などの効果が
奏され、排水を容易かつ効率的に、安価に処理すること
が可能とされる。
【図１】本発明の生物学的窒素除去装置の一実施例を示
す系統図である。
す系統図である。
１ 反応槽 ２ 生物濾過層（硝化部） ３ 汚泥粒 ４ 濾過層（脱窒部） ７ 処理水槽 １１ 散気管
Claims (1)
- 【請求項１】 槽内の上部に硝化部が、下部に脱窒部が
形成された反応槽と、原水を該反応槽の下部から導入し
て上向流通水し、処理水を該反応槽上部から排出する手
段と、該処理水の一部を反応槽下部に戻す循環手段とを
備える生物学的窒素除去装置において、前記硝化部に
は、硝化細菌を付着させた担体が充填された生物濾過層
を形成し、前記脱窒部には脱窒細菌が自己造粒作用によ
り粒状化した汚泥粒の濾過層を形成したことを特徴とす
る生物学的窒素除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21968093A JP3391057B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 生物学的窒素除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21968093A JP3391057B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 生物学的窒素除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0768293A true JPH0768293A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3391057B2 JP3391057B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=16739295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21968093A Expired - Fee Related JP3391057B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 生物学的窒素除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3391057B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996028233A1 (de) * | 1995-03-15 | 1996-09-19 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur fest-flüssig-trennung und/oder emulsionsspaltung |
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-
1993
- 1993-09-03 JP JP21968093A patent/JP3391057B2/ja not_active Expired - Fee Related
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