JPH10165985A

JPH10165985A - 窒素含有有機性廃水の処理方法

Info

Publication number: JPH10165985A
Application number: JP8339128A
Authority: JP
Inventors: Toru Aoi; 透青井; Takeshi Koyano; 猛小谷野; Takehiko Takano; 剛彦高野
Original assignee: ASANO KOJI KK
Current assignee: ASANO KOJI KK
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-23
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: JP3933230B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】担体に活性汚泥を付着させ、次にこれを
糊料で処理した後、硬化させてなる活性汚泥固定化担体
を用いて窒素含有有機性廃水を処理すること、を特徴と
する該廃水の硝化脱窒方法。【効果】硝化脱窒効果のほかに固液分離効果も奏され
るので、コンパクトな装置でしかも短時間で該廃水を処
理できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工造粒した活性
汚泥固定化担体を使用する硝化脱窒処理に関するもので
あり、本発明は、例えば、下水などの窒素を含有する有
機性廃水の効率的処理に有用である。

【０００２】

【従来の技術】従来、生物学的な硝化脱窒法としては、
浮遊性活性汚泥を用いる循環式硝化脱窒法が知られてい
る。そのフローシートは図１に示すとおりであって、先
ず、原水は、前段にて固液分離した後、生物反応タンク
に入る。生物反応タンクは、硝化槽（好気タンク）と脱
窒槽（無酸素タンク）から構成される。硝化槽では、汚
泥中の硝化菌により、原水中のアンモニア性窒素等が酸
化態窒素に酸化される。硝化液は、硝化槽出口部より、
脱窒槽に循環される。脱窒槽内では、下水中のＢＯＤ
と、循環液中の酸化態窒素が、無酸素状態で反応し、窒
素ガスとなり窒素の除去が行われる。生物反応タンクを
出た混合液は、最終沈殿槽で固液分離され、処理水が得
られる。反応に要する汚泥濃度は、最終沈殿槽よりの返
送汚泥により確保される。

【０００３】たしかに従来法は硝化脱窒法としてすぐれ
たものではあるが、実際の廃水を処理するに当っては、
未だ充分なものとはいえず、改良の余地が残されてい
る。

【０００４】すなわち、従来法では、反応槽の活性汚泥
濃度を高くすることができないため、処理に長時間を要
し、処理槽の容量を大きくせざるを得ない。また、固液
分離は、別途、沈殿槽を設けてこれを実施しなければな
らない、しかもその際、反応槽の運転状態により分離性
能が悪化する場合があり、維持管理が容易ではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来法の不充分な点を改良して、新規にして有用な硝化脱
窒方法を開発し、もって窒素を含む有機性廃水を効率よ
く処理するシステムを新たに確立する目的でなされたも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであって、各方面から検討の
結果、人工造粒による活性汚泥固定化担体流動床が高い
汚泥濃度を維持し、きわめて効率よく硝化脱窒を行うだ
けでなく、固液分離装置を別途設ける必要がないため、
コンパクトな装置でしかも短時間に窒素含有有機性廃水
を処理できることを発見し、この有用な新知見に基づ
き、更に研究した結果、遂に完成されたものである。以
下、本発明について詳述する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に係る硝化脱窒法において
は、人工造粒による活性汚泥固定化担体流動床を利用す
るが、該活性汚泥固定化担体は、先ずはじめに、担体に
活性汚泥を付着させ、次にこれを糊料で処理した後、硬
化させて製造するものである。

【０００８】活性汚泥固定化担体を製造するにあたり、
担体としては、廃水中に沈降可能となるよう比重の大き
い担体を使用し、例えば砂、珪砂、貝化石、クリストバ
ライト、粘土鉱物（モンモリロナイト、ベントナイト、
酸性白土、カオリナイト等）、鉄粉、及び／又は多孔性
ガラス等が挙げられる。使用する担体の大きさ、形状は
必要に応じて適宜選択するものであり、球状、棒状、角
状、中空状、膜状、筒状、ホローファイバー状等に成形
できる。その表面は滑面としてもよいし、付着性を向上
させるために粗面としたり、また、多孔質にしたりして
もよい。小球状の場合、その粒径は０．００１〜１０mm
程度（好ましくは０．０５〜０．３mm程度）とするのが
よい。

【０００９】また、本発明においては、担体をカチオン
又はアニオンに帯電せしめると、汚泥の付着が改良され
るので、帯電処理する方法は推奨される方法である。例
えば担体をカチオンに帯電させる場合は、担体を分子量
５００〜１５００万（好適には１０００〜１０００万）
のカチオン性高分子凝集剤（例えば、ポリジアルキルア
ミノアルキル（メタ）アクリレート、ポリジアルキルア
ミノアルキル（メタ）アクリレート−ポリアクリルアミ
ド共重合体、ポリエチレンイミン、キトサン、ポリビニ
ルピリジン塩酸塩、ビニルピリジン共重合物塩等）で処
理すればよい。

【００１０】上記のように担体をカチオン性高分子凝集
剤で処理すれば、担体が直接カチオン化される。しかし
ながら、カチオン処理した担体を乾燥し又は乾燥するこ
となくアニオン性高分子凝集剤で処理すると、カチオン
化されるだけでなく、両者が反応して水不溶性の繊維状
析出物が担体表面に生成するので、このような処理も利
用できる。このようにして、必要あれば、カチオン性及
びアニオン性高分子凝集剤処理を多数回くり返して、全
体として担体をカチオン性に帯電させることもでき、し
かも生成した繊維状物によって活性汚泥を更に強固に結
合固定することもできる。

【００１１】これらの高分子凝集剤は、上記したように
交互に層状に処理してもよいし、これらで担体を同時に
処理して、担体表面上にカチオンとアニオンとを混在せ
しめるようにしてもよい。ただ、カチオン性高分子凝集
剤とアニオン性高分子凝集剤とを併用する場合には、併
用した後、全体として帯電性がカチオンとなるようにそ
の使用比率を調整しなければならない。

【００１２】陰イオン性高分子凝集剤としては、分子量
５００〜１５００万（好適には１０００〜１５００万）
のアニオン性高分子凝集剤（例えば、ポリアクリル酸
塩、ポリ（アクリルアミド−アクリル酸塩）共重合体、
アルギン酸ナトリウム、マレイン酸共重合物塩等）が使
用される。

【００１３】このようにしてカチオン処理した担体は、
活性汚泥と接触せしめて、担体上に汚泥を付着凝集せし
める。この場合、担体はカチオン処理されているので、
無処理の場合よりも汚泥の付着凝集が促進強化される。

【００１４】カチオン処理した担体に汚泥を付着せしめ
る際、上記のように無処理の汚泥を該担体と接触せしめ
てもよいが、活性汚泥を予じめアニオン処理しておき、
しかる後にカチオン処理した担体と接触せしめると非常
に良い結果が得られる（担体を帯電させる際、上記とは
逆にアニオン処理した場合には、汚泥をカチオン処理す
ることは当然のことである。）。

【００１５】本発明においては、担体と活性汚泥との結
合をより有利に行うために、担体のカチオン化のみでな
く、活性汚泥の方はアニオン化するという全く新規な技
術を採用し且つこれらの技術を併用するものである。活
性汚泥のアニオン化は、アニオン源を汚泥と混合接触せ
しめたり、イオン交換樹脂で処理したり、また、前記し
たアニオン性高分子凝集剤と接触せしめたりして行う
が、他のアニオン化処理も適宜必要に応じて行うことが
できる。

【００１６】これらの高分子凝集剤は、これを水溶液
（０．０５〜５、好ましくは０．１〜１．０ｗ／ｖ％）
又はペースト状又は粉末とし、担体と接触せしめること
により（混合攪拌、スプレー処理等）、担体をカチオン
化することができる。担体とカチオン（アニオン）高分
子凝集剤の割合は、乾物量換算で１００：０．２〜１０
０：２程度とするのがよい。

【００１７】このようにしてカチオンに帯電した担体を
アニオン化した活性汚泥中に投入したりこれとは逆に該
担体にアニオン化した活性汚泥を加えて、両者を接触さ
せれば活性汚泥の処理が完了し、担体に活性汚泥が付着
する。

【００１８】活性汚泥のアニオン化は前記した方法によ
って行うのであるが、例えばアニオン性高分子凝集剤を
使用してアニオン化する場合には、アニオン性高分子凝
集剤の０．０１〜１０％程度の水溶液を調整しておき、
これと活性汚泥とを混合させれば容易にアニオン化が完
了する。

【００１９】このようにして汚泥を付着せしめた担体
は、直ちに、後記する糊料処理に付することができる。
しかしながら、糊料処理に先立ち、更に次に述べるよう
な帯電処理を行うと、その効果が更に高められる。つま
り、上記によって得た活性汚泥付着担体は、アニオン処
理して更に汚泥の付着を強化補強した後、カチオン処理
するのである。あるいは、わずかにカチオン化するよ
う、カチオンとアニオン処理を同時に行うことも可能で
ある。いずれの場合においても、これらの処理は、先に
述べたと同様の方法で実施することができる。

【００２０】しかる後に、次のようにして糊料処理を行
うのである。糊料としては、例えば、アルギン酸プロピ
レングリコールエステル、繊維素グリコール酸カルシウ
ム、同ナトリウム、澱粉グリコール酸ナトリウム、澱粉
リン酸エステルナトリウム、メチルセルロース、ポリア
クリル酸ナトリウム、ゼラチン、カゼインナトリウム、
寒天等のように特別の処理をしないでもそれ単独で増
粘、硬化、凝固するタイプのもののほか、金属イオンそ
の他の硬化剤により酸化ないしゲル化するタイプのいず
れもが適宜使用できる。

【００２１】後者のタイプとしては次のものが例示され
る（カッコ内は硬化剤の例）：アルギン酸ナトリウム
（金属イオン）：カゼイン（酸化カルシウム、水酸化カ
ルシウム、水酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、水ガ
ラス）；ポリビニルアルコール（硫安、硫酸ソーダ＋硫
酸亜鉛）その他。

【００２２】糊料処理は、糊料の水溶液を加えて攪拌し
たり、スプレーしたりして汚泥付着担体と糊料と接触せ
しめたり、硬化剤を添加するタイプのものにあっては、
更に硬化剤水溶液を添加したり、その他適宜常法にした
がって処理すればよい。糊料の添加量は、一応の目安と
しては、珪砂担体１kg当り、アルギン酸ソーダを例にと
れば１％水溶液として０．５〜５０Ｌ程度である。

【００２３】本発明は、このようにして製造した活性汚
泥固定化担体を用いて窒素含有有機性廃水を処理するこ
とにより、該廃水の硝化及び／又は脱窒を行うものであ
る。該活性汚泥固定化担体を該廃水と接触、処理すれ
ば、本発明に係る硝化及び／又は脱窒を行うことがで
き、各種の実施態様が可能である。

【００２４】例えばそのひとつとして、硝化部において
硝化菌を用いて硝化反応を行い、その結果生成した処理
水を脱窒部において該活性汚泥固定化担体を用いて脱窒
素反応を行う方法が挙げられる。なお、以下において、
担体として砂を用いた場合を代表例として本発明を説明
する。

【００２５】本発明の実施態様のひとつは、一槽の反応
槽の中に流動床式脱窒槽と、硝化槽を配し、脱窒槽に固
液分離効果を持たせたものである。脱窒槽には、砂を担
体とした微生物固定化担体を用いて、微生物の濃度を高
めて反応速度を上昇させ、また上向流式の流動床式とし
て、嫌気的な反応条件を保持するとともに、発生するＳ
Ｓの捕捉機能を持たせ、固液分離効果を具備するように
した。ＳＳの捕捉による流動床の目ずまりは発生しな
い。硝化槽には、硝化速度を速めるために担体を用い、
脱窒槽に固液分離機能を持たせて沈殿槽を廃し、コンパ
クトな、一槽式の生物硝化脱窒処理方式を提供すること
ができる。

【００２６】この方法は、例えば図２に示した装置によ
って実施することができる。生物処理槽１は、斜めに設
置された隔壁２により脱窒槽３と硝化槽４に分かれてい
る。硝化槽４では、硝化菌を保持した固定化担体が、曝
気により流動しＢＯＤ酸化、硝化反応が進行している。
下部に設置したストレーナ５により担体を分離した硝化
処理水は、循環ポンプ６で脱窒槽３に循環される。脱窒
槽３は、砂を担体とする流動床で、窒素を含む有機性廃
水Ａと硝化部からの循環液が下部から流入し、流動状態
が保持される。流動床内では脱窒素反応が進行するとと
もに、流動床内に排水中の固形物が捕捉され、清澄とな
った処理水Ｂが上部より硝化槽に流入する。硝化槽上部
より担体分離後処理水Ｃが流出する。窒素含有有機性廃
水Ａは、原水槽８に貯留しておき、必要あればクーラー
９等を用いて温度コントロールを行う。１０は、ベロー
ズポンプ等原水供給用のポンプである。

【００２７】窒素を含む有機性廃水Ａは、硝化槽４にお
いてゲル化担体に包括固定化された硝化菌等により、曝
気条件下の好気性状態で窒素が酸化され、酸化態窒素に
なる。ＢＯＤの酸化も同時に進行する。担体を分離した
硝化液の一部は、循環ポンプ６により、排水とともに脱
窒槽３下部に流入し、酸化態窒素が排水中のＢＯＤを還
元剤としてＮ₂ガスとなる脱窒素反応が起こる。脱窒槽
３には、砂を担体として人工造粒汚泥により高濃度の微
生物が保持されていて、高い速度で脱窒素反応が進行す
る。硝化槽からの循環液による上向流により流動層の浮
遊・流動状態が保持されるとともに流動層と処理水の界
面が形成される。流動層には固形分が抑留されるため、
界面上の処理水は清澄となり、つぎの硝化槽を経て処理
水（流出液）として排出される（Ｂ→Ｃ）。

【００２８】硝化槽４には、硝化菌を収容するが、硝化
菌としては、アンモニウムイオンを亜硝酸イオンに酸化
する亜硝酸菌、亜硝酸イオンを硝酸イオンに酸化する硝
酸菌を広く包含するものであって、Nitrosomonas、Nitr
osococcus属菌やNitrobacter属菌が例示される。硝化菌
は、単離菌を使用してもよいが、当技術分野の常法にし
たがって、混合菌としたり、含有物を使用したりしても
よく、市販品も使用可能である。また、例えば活性汚泥
には各種硝化菌が包含されているので、硝化菌として活
性汚泥を使用してもよいし、硝化槽から分離した菌体混
合物を使用してもよい。

【００２９】硝化菌は、そのまま硝化槽で使用してもよ
いが、流亡防止、濃密化等の目的から、各種担体に固定
して使用すると好適である。担体に固定化した硝化菌
は、既に各種市販されており、自由に入手可能であっ
て、例えばゲル化担体に包括固定化された硝化菌（商品
名バイオエヌキューブ：日立プラント建設株式会社
製）は、好適例のひとつである。

【００３０】また、本発明の別の実施態様としては、生
物処理槽に該活性汚泥固定化担体を収容し、その下部で
該廃水の硝化反応を行い、その上部で脱窒素反応を行う
こと、を特徴とする内部に両反応を区画する隔壁を設け
ることなくひとつの生物処理槽内で硝化と同時に脱窒を
行う該廃水の硝化脱窒方法（以下、流動床砂担体硝化脱
窒法ないし流動床砂担体法ということもある）が挙げら
れる。

【００３１】流動床砂担体法は、硝化及び脱窒処理をひ
とつの生物処理槽で行うものであり、しかも活性汚泥固
定化担体を使用することとも相まって、固液分離槽とし
ても作用するものである。したがって、この生物処理槽
は、流動床硝化脱窒・固液分離槽ということができる。

【００３２】活性汚泥固定化担体は、既述した方法によ
って製造すればよく、砂担体汚泥は、例えば、０．１mm
径の珪砂を核として自己造粒した０．３〜０．８mm径の
生物膜粒子で、活性汚泥フロックと異なり沈降速度が著
しく速いために汚泥濃度を高く（ＭＬＶＳＳ１．５〜３
％）維持できる。

【００３３】この方法は、例えば図３に示した装置によ
って実施することができる。１は、生物処理槽を示す。
生物処理槽は、上述のように、流動床硝化脱窒・固液分
離槽をなすものである。本実施例においては、生物処理
槽１は、２槽並列に設けたが、１槽のみでもあるいは多
数並設してもよい。また必要あれば、直列に設けて更に
廃水処理を高度に行ってもよい。

【００３４】生物処理槽１には、その中央部が好適であ
るが、適宜個所にドラフトチューブ２を設け、空気パイ
プ３から空気を供給する。窒素を含む有機性廃水Ａは、
最初沈殿池６に送られ、沈殿した汚泥は底部からポンプ
によって取り出し、汚泥脱水工程へと移送する。なお、
最初沈殿池６は、図示した沈殿池方式のほか、ろ材を用
いたろ過方式でもよい。一方、流入原水（初沈処理水）
Ｂは、下降流ドラフトチューブ２内で酸素を充分溶解し
た低いＳＳ濃度の循環水と混合された後、下部に設置さ
れている下降流軸流ポンプ４とディストリビュータ５に
よって底部に均等に送り込まれる。

【００３５】生物処理槽１内には活性汚泥固定化担体を
収容しておき、原水とともに流動床を形成せしめる。流
動床担体汚泥は、下部では送り込まれた溶存酸素（Ｄ
Ｏ）を用いてＮＨ₄−Ｎを硝化すると共に原水中の有機
物（ＢＯＤ，ＣＯＤ等）を吸着する。循環水は上昇にと
もない溶存酸素を消費するので、上部の流動床汚泥は酸
化態窒素の結合酸素を用いて吸着した有機物を分解する
ことにより脱窒素を行なう。このように、生物処理槽に
おいては、下部の好気性領域内では活性汚泥中に含有さ
れている硝化菌が働き、上部の嫌気性領域内では活性汚
泥中に含有されている脱窒菌が働き、本発明によれば、
ひとつの生物処理槽、ひとつの微生物源（活性汚泥）
で、硝化と脱窒素の２つの処理が同時にできるという著
効が奏される。

【００３６】原水中の浮遊物質（ＳＳ）は流動床上昇中
に生物膜粒子に付着及び吸着除去されるために生物ろ過
作用が働き、流動床を通過して上昇した循環水中のＳＳ
は１０mg/L以下でほぼ透明となり固液分離が完全に行な
われるので、流出水Ｃはそのまま凝集沈殿処理すること
が出来る。したがって本発明によれば、上記したひとつ
の生物処理槽において硝化と脱窒素の２つの処理が同時
にできるだけでなく、そのうえ更に、固液分離も同時に
行うことができるという従来未知の新規にしてきわめて
有用な著効が奏される。

【００３７】このようにして処理された流出水Ｃは、必
要ある場合には、凝集沈殿池７に送り、凝集剤タンク８
から無機凝集剤を添加して、凝集沈殿せしめ、上澄を放
流水Ｄとして取り出し、河川等へ放流する。一方、沈殿
した汚泥は、凝集沈殿池７の底部から余剰汚泥として取
り出し、汚泥脱水工程へ移送する。

【００３８】凝集沈殿池７は、既設の最終沈殿池を若干
改造すれば充分に流用することができ、ＳＳ、色度及び
リンを除去することができる。これに対して、活性汚泥
を収容、浮遊せしめた曝気槽で廃水を処理する方法（標
準活性汚泥法）が従来より行われているが、この標準活
性汚泥法では窒素除去は殆どできないが、本流動床砂担
体法は返送汚泥が不要であり汚泥濃度を高く維持できる
ために既設曝気槽の改造により同じ滞留時間で窒素除去
及び固液分離までが達成できる。また不要となった最終
沈殿池を凝集沈殿池に改造し用途変更することにより、
敷地面積及び水槽容量を増加することなしに二次処理施
設が窒素・リン除去も含めた高度処理施設に改造するこ
とができる。

【００３９】

【実施例１】珪砂（０．０７４〜０．１４９mm）５０ｇ
に下記化１に示される強カチオン性高分子凝集剤１％水
溶液８０ccを加え、９０℃で４時間乾燥させ、水分を蒸
発させた。次いでこれを室温に冷却し、カチオン化した
担体を得た。

【００４０】

【化１】

【００４１】一方、下水処理場から採取した活性汚泥
（ＭＬＳＳ５０００mg/l）３Ｌ中に上記処理した珪砂を
添加し、ジャーテスターにて１５０rpmで数分間攪拌す
ると、珪砂の表面に活性汚泥が凝集付着した。これに下
記化２に示す中アニオン性高分子凝集剤０．１％水溶液
５００mlを加えて混合し、１５０rpmにて数分間攪拌し
た。

【００４２】

【化２】

【００４３】更に、上記と同じ強カチオン性高分子凝集
剤０．１％水溶液３００mlを加えて混合すると、粒径５
mm〜１cm位のやや大きな凝集体が生成した。これを更
に、１５０rpmで１０分程攪拌すると２mm以下の大きさ
に均一化できた。これに、アルギン酸ナトリウム１％水
溶液４００ccを加えて混合し、１５０rpmで数分攪拌し
た。１５０rpmにて攪拌を続けながらこれに０．２Ｍ塩
化カルシウム水溶液６００ccを徐々に加えてゆくと、前
記凝集体に浸透付着したアルギン酸ナトリウムは、アル
ギン酸カルシウムのゲルに変化してゆき、前記凝集体が
硬いゲルでおおわれた。塩化カルシウム水溶液を全量投
入して、更に１５０rpmで３０分程攪拌すると、２mm位
の大きさに均一化できた。活性はほぼ１００％残存して
いた。

【００４４】

【実施例２】実施例１にしたがい、径０．１mmの珪砂を
担体として用い、当初珪砂にカチオンポリマーを加えて
攪拌した後、蒸発乾固させてポリマーをコーティング
し、この乾燥珪砂と活性汚泥を混合攪拌したのちアルギ
ン酸・カチオンポリマー・塩化カルシウムを順次加えジ
ャーテスターで攪拌すると人工的なバイオペレットがで
きた。この砂担体汚泥の製造時平均径は、概ね０．２mm
であった。

【００４５】

【実施例３】実施例２において、糊料及び硬化剤として
カゼイン及び水酸化ナトリウムを使用した以外は同様に
処理して、活性汚泥をその表面に強固に凝集付着せしめ
た砂担体を得た。この場合の活性残存率を測定したとこ
ろ、約１００％であった。

【００４６】

【実施例４】図２に示した装置を用い、下記する人工下
水を処理した。

【００４７】（１）使用装置生物反応槽は、上向流の砂担体流動床脱窒素カラムと硝
化細菌包括固定化ペレットの硝化カラムから構成されて
おり、循環ポンプにより硝化液の循環を行なっている。
槽容量は硝化槽１５Ｌ、脱窒槽１５Ｌであり、寸法は
１．０mH×０．１５mW×０．３mLである。両槽の仕切は
上向流カラムで汚泥界面を形成するように斜に配置され
ている。循環ポンプにはマグネットポンプ（１−１０L/
min）を用いローターメータとバルブで循環流量をコン
トロールした。硝化カラムでは包括固定化担体の攪拌と
ＤＯ供給が必要なため粗泡曝気の散気としてエアポンプ
から常時送気を行なった（空気量２−６L/min）。包括
固定化ペレットが循環液に混入することを防ぐために硝
化カラム下部には目巾１．５mmのウェッジワイヤストレ
ーナが設置されている。反応槽の水温はサーモスタット
・ヒータにより２２℃に保温した。原水はベローズポン
プで脱窒素カラム下部に供給されるが、流量は連続で５
L/Hr（滞留時間６時間）に設定し、滞留時間の変更はタ
イマーによるポンプの稼働時間調節により行なった。

【００４８】砂担体汚泥としては、実施例２で製造した
ものを使用し、硝化細菌包括固定化ペレットは、市販品
（商品名バイオエヌキューブ：日立プラント建設株式
会社製）を使用した。

【００４９】（２）人工下水の組成人工下水の濃度は、一般的な流入下水濃度を想定しグル
コース２５０mg/L、ＮＨ₄−Ｎ４０mg/Lに設定した。
栄養塩及び緩衝液としてＢＯＤ試験のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ液
（下水試験方法）をそれぞれ人工下水１Ｌに対してＡ液
５mL、Ｂ、Ｃ、Ｄは１mLづつ添加した。人工下水の使用
量は、当初３０Ｌ／日（滞留時間２４時間）から開始
し、６０Ｌ／日（同１２時間）１２０Ｌ／日（同６時
間）と増大させた。人工下水の腐敗防止のため４〜６度
に冷却した。

【００５０】（３）運転条件運転条件を下記表１に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】（４）測定次の各項目について、それぞれの測定法により測定を行
った。ＮＨ₄−Ｎ：蒸留滴定法酸化態窒素：ＵＶ吸光度法グルコース：フェノール硫酸法ＭＬＳＳ：遠心分離乾燥法ＭＬＶＳＳ：６００℃、１時間加熱法ＤＯ及びｐＨ：電極法単粒子沈降速度：１００cm透視度計

【００５３】（５）運転結果先の条件で連続運転開始１カ月後の汚泥濃度及び沈降速
度の測定結果を下記表２に示す。

【００５４】

【表２】

【００５５】上記結果から明らかなように、ＭＬＶＳＳ
濃度は下部で高く、（３０，０００mg/L）上部では低め
であるが、活性汚泥法に比べれば数段高い値（８，７０
０mg/L）を示した。担体汚泥の粒径は、上部で０．２mm
〜０．４mmで、下部に行くほど大きく（０．６mm〜２m
m）となっている。この汚泥層を通過した循環液中のＳ
Ｓ濃度はきわめて低く、２〜１０mg/L程度であった。

【００５６】また、上記結果から明らかなように、この
流動床汚泥を１００cm透視度計ガラス管を用いて単粒子
沈降させたときの沈降速度は、上部の小さい粒子で３３
cm/min(20m/Hr)、下部の大きな粒子では１６３cm/min(9
8m/Hr)と著しく高いことがわかる。循環水中のＳＳ濃度
は極めて低く２mg/Lから１０mg/L程度であった。

【００５７】更に、運転開始からの窒素負荷の変化と窒
素除去能の変化を図４に示した。その結果から明らかな
ように、負荷の上昇に伴い処理水中の窒素濃度は低下し
ていったが、これは時間経過とともに、硝化ゾーンの包
括固定化担体中の硝化菌と、脱窒素ゾーンの砂担体汚泥
の増殖がともに進行したためと考えられる。

【００５８】すなわち、基質濃度は変更せず、滞留時間
を短縮させて負荷を上昇させたが、負荷の上昇に伴い窒
素除去率が向上し、６時間滞留時の処理水中窒素濃度は
ＮＨ₄−Ｎ２−５mg/L、ＮＯｘ−Ｎ２−５mg/Lであり除
去率は７５−９０％の高い値を示した。この理由は包括
固定化硝化細菌の馴養と、砂担体汚泥量の増加である。
汚泥の引き抜きをおこなわないで運転したため砂担体汚
泥は増加を続けて循環流量が低い場合には硫化水素臭が
観察された。このときにはＮＨ₄−Ｎも高めの値を示し
ているのは嫌気分解による溶出と思われる。汚泥濃度が
高くなりすぎると全体的な流動化が行なわれず短絡現象
と嫌気化が発生するので処理性能が低下するようであ
る。

【００５９】

【実施例５】図３に示した装置を用い、流動床砂担体法
によって下水を処理した。なお対照として、標準活性汚
泥法によって下水を処理した。

【００６０】その結果、滞留時間＝６時間でＭＬＶＳＳ
値が標準活性汚泥法の場合は２０００mg/Lであるのに対
し、流動床砂担体法の場合は１５，０００mg/Lであっ
た。また、放流水の水質についても、両者間には下記表
３に示すような顕著な相違が認められ、本法の著効が確
認された。

【００６１】

【表３】

【００６２】

【発明の効果】下水処理に際して、人工造粒した砂担体
は、壊れることなく順調に成長し、ほとんどＳＳを含ま
ない循環水が得られた。また、固定化した硝化細菌処理
と組合わせることにより、標準活性汚泥法の滞留時間で
硝化脱窒を行うことが可能となった。更に本法によれ
ば、砂担体汚泥の沈降速度が著しく速いために硝化脱窒
と固液分離を同時に行うことができるので、最終沈殿池
を凝集沈殿池に切換えることが可能となり、狭い敷地面
積、小容量のタンクで迅速に硝化脱窒が行われるだけで
なく、色度除去とリンの除去も達成でき、しかも汚泥濃
度を高レベルに維持できるので、汚泥を返送する必要が
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】循環式硝化脱窒法のフローシートを示す。

【図２】本発明に係る硝化脱窒法を実施するための装置
を示す。

【図３】本発明に係る硝化脱窒法（流動床砂担体硝化脱
窒法）を実施するための装置を示す。

【図４】窒素負荷と処理水窒素濃度の経日変化を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】担体に活性汚泥を付着させ、次にこれを
糊料で処理した後、硬化させてなる活性汚泥固定化担体
を用いて窒素含有有機性廃水を処理すること、を特徴と
する該廃水の硝化脱窒方法。
【請求項２】硝化部において硝化菌を用いて硝化反応
を行い、その結果得られた処理水を脱窒部において該活
性汚泥固定化担体を用いて脱窒素反応を行うこと、を特
徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】生物処理槽に該活性汚泥固定化担体を収
容し、その下部で該廃水の硝化反応を行い、その上部で
脱窒素反応を行うこと、を特徴とする内部に両反応を区
画する隔壁を設けることなくひとつの生物処理槽内で硝
化と同時に脱窒を行う請求項１に記載の方法。
【請求項４】窒素含有有機性廃水を請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の方法で硝化脱窒するとともに固液分
離を行うこと、を特徴とする短時間に且つ小規模装置を
用いて該廃水を処理する方法。
【請求項５】担体として、砂、珪砂、貝化石、クリス
トバライト、粘土鉱物、鉄粉、及び／又は多孔性ガラス
を使用してなること、を特徴とする請求項１〜４のいず
れか１項に記載の方法。