JPH09314184A - 有機性汚水の窒素除去方法 - Google Patents

有機性汚水の窒素除去方法

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JPH09314184A
JPH09314184A JP13516296A JP13516296A JPH09314184A JP H09314184 A JPH09314184 A JP H09314184A JP 13516296 A JP13516296 A JP 13516296A JP 13516296 A JP13516296 A JP 13516296A JP H09314184 A JPH09314184 A JP H09314184A
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JP
Japan
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ammonia
denitrification
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zeolite
nitrogen
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JP13516296A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物学的窒素除去法、化学的窒素除去法の欠
点を解決し、利点を活用した新規技術を確立し、安定し
て窒素除去率90%以上を得ることが可能で汚泥発生量
も著しく少なくできる新システムを提供すること。 【解決手段】 アンモニア性窒素含有有機性排水を生物
学的硝化脱窒素法で処理する方法において、アンモニア
に対する選択的イオン交換能を有する物質を生物処理槽
内の活性汚泥に共存せしめ、原水を生物学的脱窒素部に
供給し、該脱窒素部スラリを硝化部及び固液分離槽に導
き活性汚泥を固液分離し、分離汚泥の一部を生物学的硝
化部に返送しアンモニアを吸着したアンモニアに対する
選択的イオン交換能を有する物質を生物学的に再生する
とともに、沈殿汚泥の他部を嫌気性発酵せしめたのち脱
窒素槽に返送することを特徴とする有機性汚水の窒素除
去方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は下水などのアンモニ
ア含有汚水を高度に浄化する技術に関し、特に窒素成分
を従来技術よりも著しく高い除去率で除去可能で、余剰
汚泥発生量が少ない新規窒素除去技術に関する。
【0002】
【従来の技術】下水などの汚水の窒素を除去する方法と
して最も代表的な技術は、図1に示す硝化液循環型生物
学的硝化脱窒素法である。この技術は有機性汚水を生物
学的脱窒素部に供給し、その脱窒素液を硝化部に供給し
てアンモニアを硝化し、硝化液の一部を脱窒素部に循環
し他部を沈殿槽に供給し活性汚泥を分離し処理水を得る
ものである。硝化部に硝化菌を固定化したグル担体を投
入する技術も最近実用化されている。この方法は下水を
処理する場合窒素除去率80%程度が得られ、処理水に
はアンモニアはほとんど残らず硝酸性窒素が残留する。
しかし、この方法では窒素除去率を90%以上にするこ
とは原理的に不可能であり放流水域の富栄養化を防止す
るには不十分であった。また余剰活性汚泥発生量が除去
BOD量の30〜40%程度と多く、汚泥処理コストが
多額であった。また、アンモニアの化学的除去法として
ゼオライトによる選択的イオン交換吸着法が公知である
が、ゼオライトのアンモニア吸着容量が非常に少なく頻
繁な再生が必要であるほか再生廃液が大量に発生し、こ
の処分も極めて困難であった。そのため実用化された例
は無かった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は生物学的窒素
除去法、化学的窒素除去法の欠点を解決し、利点を活用
した新規技術を確立し、安定して窒素除去率90%以上
を得ることが可能で汚泥発生量も著しく少なくできる新
システムを提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、生物学的脱
窒素法のプロセス構成を変革して選択的イオン交換法を
新規な態様で組み込むことにより上記課題を達成できる
ことを見いだした。即ち、本発明は、アンモニア性窒素
含有有機性排水を生物学的硝化脱窒素法で処理する方法
において、アンモニアに対する選択的イオン交換能を有
する物質を生物処理槽内の活性汚泥に共存せしめ、原水
を生物学的脱窒素部に供給し、該脱窒素部スラリを硝化
部及び固液分離槽に導き活性汚泥を固液分離し、分離汚
泥の一部を生物学的硝化部に返送しアンモニアを吸着し
たアンモニアに対する選択的イオン交換能を有する物質
を生物学的に再生するとともに、沈殿汚泥の他部を嫌気
性発酵せしめたのち脱窒素槽に返送することを特徴とす
る窒素除去方法によって達成されたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】従来の生物学的脱窒素法は図1に
示すように処理水にアンモニアを残留させないことを基
本的考え方としているため硝化部からの流出スラリを沈
殿槽に導き硝酸性窒素を含む処理水を得ることを必須と
している。これに対し本発明は従来とは逆に、図2に示
すように脱窒素部から流出スラリを沈殿槽に導き、かつ
硝酸性窒素が生物学的脱窒素される脱窒素部にアンモニ
アに対する選択的イオン交換能を有する物質として、例
えば、粉末ゼオライトを共存させ脱窒素部に存在するア
ンモニアを選択的イオン交換吸着して除去し、アンモニ
アおよび硝酸性窒素の両者が高度に除去された処理水を
得ることを基本思想としている。なお図1の従来技術の
脱窒素部、もしくは硝化部にゼオライトを添加しても本
発明の効果はまったく得られず沈殿槽からは硝酸性窒素
が残留する処理水が流出してしまう。アンモニアに対す
る選択的イオン交換能を有する物質(例えば、ゼオライ
ト)の粒径は、生物処理槽内で曝気、攪拌で容易に流動
し、槽底に沈殿してしまわない小粒径(およそ50ミク
ロン以下)が好適であり、粉末状のゼオライトを使用す
るのが好ましい。
【0006】しかして図2の本発明の脱窒素部及び沈殿
槽から硝化槽に循環されるスラリには活性汚泥とアンモ
ニアに対する選択的イオン交換能を有する物質として、
例えば、ゼオライトが共存しているが、硝化部の好気的
雰囲気下で、ゼオライトに吸着されているアンモニアが
ゼオライト粒子の表面に付着している硝化菌によって生
物学的に硝化されて再生され再びアンモニア吸着能を持
つようになる。 図2において原水中のアンモニアの大
部分は生物学的に硝化脱窒素されるのでゼオライトによ
ってイオン交換除去すべきアンモニア濃度は大幅に減少
している。従ってアンモニアの吸着容量が少ないゼオラ
イトでも充分実用化できることを見いだした。なお、本
発明にいう「アンモニアに対する選択的イオン交換能を
有する物質」としては、ゼオライト、モルデナイト、ク
リノプチライト、合成ゼオライトなどのゼオライト系鉱
物であることが好ましい。
【0007】図2を参照して本発明の作用を更に詳しく
説明する。下水などの汚水1は生物学的硝化部2から循
環される硝化スラリ3とともに生物学的脱窒素部4に供
給される。脱窒素部4には脱窒素菌を含む活性汚泥とア
ンモニアに対する選択的イオン交換能を有する物質とし
て、例えば、ゼオライト微粒子が共存して懸濁してい
る。その結果硝化スラリ3中の硝酸性窒素は汚水1のB
ODを利用して生物学的に脱窒素され、汚水1中のアン
モニアはゼオライトに吸着されて除去される。硝化スラ
リ循環流量と返送汚泥流量の合計をQ、汚水流入量を
q、汚水中のアンモニア濃度をCとすると脱窒素部4の
アンモニア濃度はおよそCq/Qに減少しているので、
ゼオライトで吸着除去すべきアンモニア量は大きく減少
できる。
【0008】ゼオライト共存活性汚泥の大部分は脱窒素
スラリ5として硝化部2に循環され、ここでアンモニア
を吸着したゼオライトが硝化菌によって生物学的に再生
される。(ゼオライト内部のアンモニアが硝化菌により
硝酸に酸化されゼオライトから脱着しゼオライトが再生
される) 脱窒素部4からの脱窒素スラリ5の残部6は沈殿槽7に
導かれゼオライト共存活性汚泥が沈殿分離され硝酸性窒
素、アンモニア性窒素の両者が高度に除去された処理水
8となる。分離汚泥9の大部分10は硝化部2または脱
窒素部4に返送される。分離汚泥の残り11の余剰汚泥
相当量の2〜4倍量を嫌気性発酵11させて汚泥を生物
学的に可溶化し脱窒素槽に返送する。この可溶化汚泥は
活性汚泥によって炭酸ガス、水に分解される。この方法
によって系外に排出される余剰汚泥量はほとんど無くな
る。この結果余剰汚泥に混入して排出されるゼオライト
粒子量は無視少となり、新たなゼオライト添加量を極め
て少なくすることができる。また、本発明においては、
嫌気性微生物(酸生成菌、硫酸還元菌など)によって汚
泥が腐敗可溶化し汚泥から有機酸が生成し、微生物に資
化されやすい低分子有機物が生成するので、可溶化汚泥
を脱窒素槽に添加すると脱窒素菌のための有機炭素源効
果的に与えられ脱窒素反応が円滑に進む。
【0009】さらに、ゼオライト微粒子を添加した活性
汚泥はゼオライトがおもりとなって沈降濃縮性が向上
し、硝化槽、脱窒素槽内の活性汚泥MLSSを高濃度に
維持できるようになり、硝化、脱窒素速度が向上するほ
か汚泥令が長くなり、余剰汚泥発生量が減少する効果が
認められた。このほかの本発明の実施態様として次のよ
うな方法が挙げられる。 1.硝化部、または脱窒素部に粒状グルなどの微生物固
定化担体を共存させる方法。これにより、より効率的に
脱窒素処理、硝化処理が可能となる。 2.脱窒素槽と沈殿槽の間に短時間の曝気槽を設け、脱
窒素槽でBODが少量残留する場合、残留BODを除去
する方法。これにより、処理水のBODの悪化を確実に
防止することができる。
【0010】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的の説
明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。
図2の工程に従って下水(平均水質を表1に示す)を対
象に本発明の実証試験を行なった。ゼオライトにはジ−
クライト工業(株)の製品である山形県板谷鉱山産出の
粉末ゼオライト(平均粒径55ミクロン)を使用した。
試験条件を表2に示した。
【0011】表1 水温 24度 pH 7.2 SS 130mg/リットル BOD 120mg/リットル T−N 37mg/リットル NH3 −N 29mg/リットル
【0012】 表2 下水処理量 24リットル/d 脱窒素部容積 3リットル 硝化部容積 4リットル 硝化部への脱窒素スラリ循環量 72リットル/d ゼオライト共存活性汚泥MLSS濃度 6000mg/リットル 粉末ゼオライト懸濁濃度 3000mg/リットル 沈殿槽水面積負荷 35mm/min ゼオライトメイクアップ量 50mg/リットル 嫌気性発酵槽容積 0.8リットル 嫌気性発酵槽温度 50℃
【0013】実験の結果、処理が定常状態になってから
の沈殿槽からの表3の処理水水質のように高度に窒素が
除去されており、T−N除去率90%以上が安定して得
られた。
【0014】表3 SS 5mg/リットル BOD 4mg/リットル T−N 2.2mg/リットル NH3 −N 0.6mg/リットル NOX −N 0.65mg/リットル 運転開始後1年間に渡り、汚泥を余剰汚泥として系外に
排出する必要が無かった。
【0015】
【発明の効果】本発明の方法により、下記のような効果
が得られる。 1.生物学的硝化脱窒素技術とアンモニアに対する選択
的イオン交換能を有する物質(例えば、ゼオライト)に
よる選択的イオン交換反応を新規な態様で結合したので
処理水に硝酸性窒素が残留せず(従来法では第2脱窒素
槽を設けないと必ず硝酸性窒素が処理水中に残留す
る)、高度の窒素除去率が安定して得られる。 2.アンモニアに対する選択的イオン交換能を有する物
質(例えば、ゼオライト)を生物学的に再生できる該物
質の再生薬液(食塩水など)は不要である。再生廃液の
処分も不要である。 3.活性汚泥の沈降濃縮性が向上し、系内の活性汚泥濃
度を高く維持できる。 4.嫌気性発酵による汚泥可溶化工程を組み込んだので
余剰汚泥がほとんど発生しない。 従って、本発明によれば、汚泥処理を著しく合理化する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の方法の工程図である。
【図2】本発明の方法の工程図である。
【符号の説明】
1 原水 2 硝化槽 3 硝化スラリ 4 脱窒素槽 5 脱窒素スラリ 6 脱窒素スラリ5の残部 7 沈殿槽 8 処理水 9 分離汚泥 10 返送汚泥 11 嫌気性発酵 12 ゼオライト微粒子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンモニア性窒素含有有機性排水を生物
    学的硝化脱窒素法で処理する方法において、アンモニア
    に対する選択的イオン交換能を有する物質を生物処理槽
    内の活性汚泥に共存せしめ、原水を生物学的脱窒素部に
    供給し、該脱窒素部スラリを硝化部及び固液分離槽に導
    き活性汚泥を固液分離し、分離汚泥の一部を生物学的硝
    化部に返送しアンモニアを吸着したアンモニアに対する
    選択的イオン交換能を有する物質を生物学的に再生する
    とともに、沈殿汚泥の他部を嫌気性発酵せしめたのち脱
    窒素槽に返送することを特徴とする有機性汚水の窒素除
    去方法。
JP13516296A 1996-05-29 1996-05-29 有機性汚水の窒素除去方法 Pending JPH09314184A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117923709A (zh) * 2024-01-24 2024-04-26 上海电力大学 一种污水高效脱氮与n2o回收的方法和系统

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