JPH10249393A - 排水中のフェノールおよびアンモニア体窒素並びに硝酸体窒素の同時除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 石油精製、重質油の改質・熱分解装置等の設
備から排出されるフェノールおよびアンモニア体窒素並
びに硝酸体窒素を含む排水中からこれらを同時に処理で
きる技術を提供する。 【解決手段】 フェノールおよびアンモニア体窒素並び
に硝酸体窒素を含む原水を生物学的循環式硝化脱窒法で
処理する方法において、被処理水をフェノール耐性を有
する脱窒菌を付着順養した浮遊濾材３が充填された脱窒
槽１、硝化菌を付着順養した浮遊濾材４が充填された硝
化槽２の順に通して処理し、該硝化槽出口の処理水の一
部を処理済み水として得ると共に、該硝化槽出口の処理
済み水の一部を分水槽５から被処理水槽６に循環し、上
記原水と該循環水とを混合し被処理水として脱窒槽１で
処理する方法であって、上記被処理水のｐＨを６．５以
上９．０以下に調整し、かつ、上記被処理水中の化学的
酸素要求量／硝酸体窒素の重量比を２〜１０に調整する
排水中のフェノールおよびアンモニア体窒素並びに硝酸
体窒素の同時除去方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石油精製工場等の
排水中に含まれるフェノールとアンモニア体窒素並びに
硝酸体窒素の同時除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石油精製工場において、石油精製、重質
油の改質・熱分解装置等の設備から排出される排水中に
は、難分解性物質であるフェノールおよびアンモニア体
窒素並びに硝酸体窒素等を含んでいる。窒素については
閉鎖性水域の富栄養化対策として規制値以下に除去され
ることが要求されており、また、フェノールは水域への
排出が規制されていると共に生物処理にとって阻害性の
ある物質であるため、上記難分解性物質の適切な処理
は、石油精製工場においては重要な課題の一つである。

【０００３】従来、数１０ｍｇ／ｌ程度の低濃度のフェ
ノールを含む排水の処理方法の一つとして、浮遊微生物
による活性汚泥法があった。また浮遊微生物による生物
学的硝化脱窒法はし尿処理や下水道の分野に適用されて
いるが、大きな槽容量と広い設置面積を要する上、増殖
速度の遅い硝化菌が流亡する問題があり汚泥管理を注意
深く行うことが必要であった。

【０００４】ところで、フェノールは、その濃度が１〜
３％のものは、消毒滅菌剤として用いられる医療用薬品
であることは広く知られており、該フェノール濃度では
硝化菌および脱窒菌はほとんど死滅する。このように、
フェノールが微生物に対し殺菌効果を有するため、フェ
ノール及びアンモニア体窒素並びに硝酸体窒素を含む排
水の処理では、これらを同時に処理するのが困難である
と考えられ、最初にフェノールを活性汚泥法で処理し、
次に硝化槽と脱窒槽の順に配列して処理を行っていた。
すなわち循環を行わない方式である。

【０００５】この方式では最初の硝化槽で完全に硝化が
行われるためには有機物が除去されていなければならな
い。有機物が存在すると、硝化槽の入口で好気性の分解
菌が優勢となって独立栄養細菌である硝化菌の活動が極
端に阻害されるため、化学的酸素要求量を２０ｍｇ／ｌ
程度以下とする必要がある。しかし、脱窒槽で硝酸体窒
素の還元に必要な水素供与体である有機物がないので、
例えば、メタノールなどの有機物を新たに硝酸体窒素除
去に相当する量を全量注入しなければならなかった。す
なわち、この方法では、排水中の有機物が利用できな
い。原水中の有機物量が少ない場合にはこの方式が適し
ているが、石油精製工場の排水のように有機物量がかな
りある場合には適用し難い。

【０００６】さらにこの方法では、最初の硝化槽で完全
に硝化が行われるためには原水中に含まれる化学的酸素
要求量（以下ＣＯＤと称す。）及び生物学的酸素要求量
（以下、ＢＯＤと称す。）を示す有機物が除去されてい
なければならない。硝化槽の入口でＣＯＤが２０ｍｇ／
ｌ程度以上のときには好気性のＢＯＤ分解菌が優勢とな
って硝化菌の活動が極端に阻害される。そのため、原水
のＣＯＤ／アンモニア体窒素の重量比が２程度以下の有
機物の少ない排水が対象となる。前述したように、好気
性処理でＣＯＤを除去し、硝化槽入り口でのＣＯＤが２
０ｍｇ／ｌ程度以下になるようにするとアンモニアが硝
酸に酸化される。またこのときに硝化を進めるために
は、酸化に使用される無機炭素の量がアンモニア体窒素
に見合う量だけ含まれていることが必要である。硝化が
進んでいるときには無機炭素／アンモニア体窒素の減少
の重量比が１．５から２．０程度になる。この時、好気
性処理で分解されたＣＯＤが無機炭素として排水中に溶
解するようにアルカリを注入するなどの対策を行う。ま
た、後段の脱窒槽では硝酸を窒素ガスに還元するための
水素供与体としてメタノールなどの有機物を化学量論的
な量の数倍注入する必要がある。例えばメタノールであ
れば３ｇ−メタノール／ｇ−硝酸体窒素が注入される。
この方法は原水の中の有機物量が少ない場合に有効に適
用できる方法であるといえる。原水の組成でＣＯＤ／硝
酸体窒素の重量比が約２未満である場合にはこの方式が
適しているが、該重量比が２以上１０以下である石油精
製工場には適用し難い。

【０００７】このような状況下、浮遊微生物による生物
学的硝化脱窒法をフェノールとして５０〜５００ｍｇ／
ｌおよびアンモニア体窒素として３０〜５０ｍｇ／ｌを
含む石油精製工場の排水処理に直接適用しても、該排水
の水質変動が激しいため処理が不安定になり汚泥管理が
難しいなどの問題があると予想され未だに実用化はなさ
れていなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、石油精製、
重質油の改質・熱分解装置等の設備から排出されるフェ
ノールおよびアンモニア体窒素並びに硝酸体窒素を含む
排水中からこれらを同時に処理できる合理的な技術を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みなされたもので、本発明の目的は、下記の手段で達成
される。すなわち、本発明は、（１）フェノールおよび
アンモニア体窒素並びに硝酸体窒素を含む原水を生物学
的循環式硝化脱窒法で処理する方法において、被処理水
をフェノール耐性を有する脱窒菌を付着順養した浮遊濾
材が充填された脱窒槽、硝化菌を付着順養した浮遊濾材
が充填された硝化槽の順に通して処理し、該硝化槽出口
から処理済み水を得ると共に、該硝化槽出口の処理済み
水の一部を脱窒素槽に循環し、上記原水と該循環水を混
合し被処理水として処理する方法であって、上記混合被
処理水のｐＨを６．５以上９．０以下に調整し、かつ、
上記被処理水中の化学的酸素要求量／硝酸体窒素の重量
比を２〜１０に調整する排水中のフェノールおよびアン
モニア体窒素並びに硝酸体窒素の同時除去方法であり、
（２）脱窒槽出口における処理水の硝酸濃度が３ｍｇ／
ｌ以下になるように上記被処理水に有機物を注入する上
記（１）記載の排水中のフェノールおよびアンモニア体
窒素並びに硝酸体窒素の同時除去方法を含む。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明者らは、フェノール耐性資
化特性を有する脱窒菌によってフェノール濃度が５００
ｍｇ／ｌ程度以下なら生物的に脱窒処理が可能であるこ
とを見いだし本発明に到達した。

【００１１】本発明は、図１に示すとおり、被処理水を
脱窒槽及び硝化槽の順に処理し、硝化槽処理水の一部を
処理済み水として抜き出し、残りの処理済み水を原水と
混合し被処理水とするものである。

【００１２】以下説明において使用する水質を表す記号
・単位は以下の通りである。水質の濃度の単位につい
て、生物学的酸素要求量（以下、ＢＯＤと称す）、化学
的酸素要求量（以下、ＣＯＤと称す）、全窒素（以下、
ＴＮと称す）、アンモニア体窒素（以下、ＮＨ₄ ⁺−Ｎと
称す）、硝酸体窒素（以下、ＮＯ₃ ^-−Ｎと称す）、亜硝
酸体窒素（以下、ＮＯ₂ ^-−Ｎと称す）および無機炭素
（以下、ＩＣと称す）の単位はｍｇ／ｌであり、これら
の重量比、例えば、ＣＯＤ／ＮＯ₃ ^-−Ｎ、ＩＣ／ＮＨ₄ ⁺
−Ｎは無次元である。なお、ＴＮは、ＮＨ₄ ⁺−Ｎ、ＮＯ
₃ ^-−ＮおよびＮＯ₂ ^-−Ｎの総和である。また、本発明の
フェノールとはフェノール誘導体も含む意味である。

【００１３】本発明において、脱窒槽及び硝化槽に充填
する浮遊濾材は水より軽い高分子性のもので、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等のごとく公知のものであり、発
泡しているかどうかは特に制限はない。また、その形状
に特に制限はないが、粒度分布として５ｍｍ〜１５ｍｍ
のものが通常選択される。

【００１４】この浮遊濾材に活性汚泥を付着させ、脱窒
槽を単独にワン・パス方式で運転し、原水のフェノール
濃度を低濃度から段階的に濃度を上げて、フェノール耐
性資化特性を有するように順養することができる。硝化
菌については、硝化槽を単独にワン・パス方式で運転し
順養すればフェノール耐性のある菌となる。ワンパス方
式ではなく循環式であっても順養が可能である。尚、脱
窒菌並びに硝化菌は、いわゆる活性汚泥中に存在する菌
であり、通常の活性汚泥処理装置から採取することがで
きる。

【００１５】本発明の方式のように濾材の表面に生物膜
を形成させる場合には微生物のフェノールに対する耐性
がつきやすい。菌はある厚みを有して浮遊濾材に付着し
ているため、菌全体が死滅することはない。排水中のフ
ェノールに直接接触する表面部の菌の一部は死滅する
が、表面部から浮遊濾材に向かって形成する厚み部に存
在する菌は生きているからである。さらに、表面部の菌
は、初期にはフェノール濃度によりほとんど死滅するこ
ともあるが、死滅した表面部の菌が剥げ落ちることによ
り新たに菌が表面部に現れ、これを繰り返すうちに該菌
にフェノール耐性が発現する。本発明による循環式硝化
脱窒法では、脱窒槽において脱窒菌がフェノールをほぼ
完全に分解することができるため、次の硝化槽では、硝
化菌に対するフェノール阻害が少なくなる。

【００１６】本発明において、脱窒槽と硝化槽は、脱窒
槽と硝化槽の順に連結され、硝化槽において処理された
処理済み水の一部を脱窒槽に循環することによりフェノ
ールおよびアンモニア体窒素並びに硝酸体窒素が同時に
除去される。

【００１７】脱窒槽では、嫌気性の条件で、硝酸体窒素
を還元するための水素供与体としてフェノールを活用
し、フェノール除去と硝酸体窒素をアンモニア体窒素に
変換する。前述した通常の好気性処理、硝化、脱窒の順
に処理する方法では、好気性処理の段階で有機物である
フェノールを除いてしまうことになり、脱窒では新たに
メタノールなどの有機物の添加が必要になるが、本発明
では、脱窒で必要とする水素供与体としてフェノールを
利用することができるためその必要がない。原水中のフ
ェノールは全量、またフェノール以外に含まれるＣＯＤ
と共に脱窒槽でＮＯ₃ ^-−Ｎの還元に用いられる。脱窒槽
でフェノールは、５００ｍｇ／ｌ以下においては水素供
与体として有効に働き他の有機物と変わるところはな
い。硝酸体窒素の含有量の多い被処理水の処理には有機
物が不足する場合があり、メタノールなどを追加する。
なお、脱窒槽での生物化学反応式は下記の式で表され
る。

【００１８】式 ５Ｃ₆ Ｈ₅ ＯＨ＋２８ＮＯ₃ ^-→１４Ｎ₂ ＋３０ＣＯ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ＋２８ＯＨ^- （１）

【００１９】この生物反応はあまりｐＨに依存せず、脱
窒槽内でのｐＨが６．０〜９．０の範囲ならばほぼ同じ
程度処理される。しかし、ＣＯＤの分解によって発生し
た炭酸ガスを重炭酸イオンとして吸収させるために、水
酸化ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム
等のアルカリ剤の注入によってｐＨを６．５以上に高く
維持することが必要である。ただしあまりｐＨを高くし
ても炭酸の溶け込み量には限界があること、処理水のｐ
Ｈが高くなってしまうことから効果的ではない。脱窒槽
入り口でのｐＨを６．５〜９．０にするとＣＯＤが分解
したときの炭酸が効果的に溶け込みＩＣの量が増加す
る。

【００２０】被処理水中のフェノールの濃度は５００ｍ
ｇ／ｌ程度までは処理が可能で、脱窒槽の出口において
後述の実施例１に示すように１ｍｇ／ｌ以下に処理され
る。このことにより、硝化槽内の硝化菌がアンモニアを
酸化することに対するフェノールの生物阻害性をなくす
ることができる。

【００２１】本発明では、硝化槽から脱窒槽に戻る循環
水の組成・濃度は処理水と同じ組成・濃度となってい
る。高濃度の原水が流入してくると循環水によって希釈
されてから処理されるので、原水濃度の変動が緩和され
脱窒硝化処理の安定につながる。また、硝化槽では下記
式（２）により、硝化菌の働きでアンモニア体窒素を硝
酸体窒素に酸化する。硝酸体窒素は循環水に含まれて脱
窒槽に送られ、フェノールおよび排水中の有機物の処理
に利用される。

【００２２】式 ＮＨ₄ ⁺＋２Ｏ₂ →ＮＯ₃ ^-＋２Ｈ⁺ ＋Ｈ₂ Ｏ （２）

【００２３】通常の浮遊微生物による硝化脱窒法では、
容積当たり窒素負荷量として脱窒槽においては、０．３
ｋｇ−Ｎ／ｍ³ ・ｄで、硝化槽においては０．１５ｋｇ
−Ｎ／ｍ³ ・ｄであるが、本発明において該濾材容積当
たりの窒素負荷量は脱窒槽においては１．０ｋｇ−Ｎ／
ｍ³ ・ｄ以下であり、硝化槽においては０．３ｋｇ−Ｎ
／ｍ³ ・ｄ以下であることが好ましい。これ以上の負荷
をかけて設備をより小型化することができるが、負荷変
動が少なく安定な処理を行うためには、過大な負荷をか
けることは好ましくない。なお、濾材容積当たりの窒素
負荷量とは、単位濾材容積当たり単位時間に処理する窒
素の量である。

【００２４】循環水と原水の比を循環比ｒとする。硝化
槽の出口流出分の一部を循環比ｒで循環することによ
り、脱窒槽に硝酸体窒素を供給する。本発明の循環式脱
窒硝化法では脱窒槽、硝化槽でのそれぞれの処理が完全
に行われるならばアンモニア体窒素並びに硝酸体窒素の
合計である全窒素濃度、ＴＮの除去率、ηは、下式で与
えられる。

【００２５】式 η＝ｒ／（ｒ＋１） （３）

【００２６】この式から、例えば除去率８０％のときは
ｒ＝４となる。原水の全窒素濃度、ＴＮを４０ｍｇ／ｌ
とすると、除去率８０％で処理すると処理水の全窒素濃
度、ＴＮは８ｍｇ／ｌに減少する。このように循環比ｒ
は、原水の全窒素濃度、ＴＮと硝化槽出口での全窒素濃
度、ＴＮで決められる。設計時点でｒを決められるが通
常２〜６が選択される。ｒが２未満であると、窒素除去
率は式（３）から２／３で６６％程度以下に下がりあま
り効果なく、６を越えると固定床での圧力損失が高くな
りやすく、また硝化槽での硝化菌の流亡が増え望ましく
ない。

【００２７】原水の窒素濃度の変動が激しいときには循
環比を設備的に調整する運転方法もある。すなわち、原
水の窒素濃度が低いときには循環ポンプの流量を減らし
不必要な循環量を流さないようにし、窒素濃度が高いと
きには循環量を増やすようにする。

【００２８】脱窒槽で硝酸が十分に窒素ガスに還元され
ＣＯＤの除去が良好であるためには、原水と循環水の組
成から脱窒槽入り口での被処理水のＣＯＤ／ＮＯ₃ ^-−Ｎ
の重量比を２．０以上１０．０以下に調整する必要があ
る。２．０未満であるとメタノール等の有機物の注入が
必要である。１０．０を越えると未分解のＣＯＤが硝化
槽に流れて硝化を阻害することがある。なお、１０．０
を越えるときＣＯＤを減らすために前曝気を行ってＣＯ
Ｄ／ＮＯ₃ ^-−Ｎの重量比を１０以下にし循環式硝化脱窒
で処理できるようにする。また１０．０以上２０．０程
度になるときには窒素除去は通常の好気性処理の方法に
よってなされるのが望ましい。

【００２９】脱窒槽入り口において、前述のようにｐＨ
を６．５〜９．０に調整することによって分解したＣＯ
ＤはＩＣに効率的に変換される。硝化槽での硝化が良好
であるときＩＣの減少とアンモニア体窒素の減少の重量
比をとると、すなわち、ＩＣ／ＮＨ₄ ⁺−Ｎは、１．５以
上２．０以下になる。本発明の方法では、脱窒槽で排水
の中のＣＯＤを硝酸体窒素の還元に用いることができ、
ＣＯＤの分解によって生じたＩＣは硝化槽でアンモニア
体窒素の酸化に利用されるので省資源型である。

【００３０】生物化学反応の進行にともなってｐＨの変
化が生ずる。硝化槽での反応は、式（２）で示されるよ
うに、水素イオンが生じ、浮遊濾材槽の下部から上部に
かけてｐＨが下がる。硝化菌の最適ｐＨは８前後が最適
であるとされているので、濾材槽下部から上部にかけて
ｐＨが最適になるようにすることが望ましい。脱窒槽で
の反応は一般には排水の中の物質が複数種であり、その
場合は（１）式のような反応式では表わせない。しか
し、有機物が水素供与体となって硝酸を還元することか
ら次式で表すことができる。

【００３１】式 ２ＮＯ₃ ^-＋１０［Ｈ］→Ｎ₂ ＋４Ｈ₂ Ｏ＋２ＯＨ^- （４） ここで、［Ｈ］は水素供与体から供給される水素であ
る。

【００３２】この式から水酸イオンが生成するのでｐＨ
が上がるはずであるが実際にはｐＨはあまり変わらな
い。硝酸イオンがなくなる代わりに有機物が分解して重
炭酸イオンが生成するからであると考えられる。重炭酸
イオンを溶け込ませるために、脱窒槽入り口でアルカリ
剤を注入しｐＨを６．５〜９．０にすると脱窒槽出口の
ｐＨは８〜９程度になる。このことは硝化槽での最適ｐ
Ｈを維持するうえで有効である。

【００３３】ところで、水質が変動したり、該被処理水
中のＣＯＤが小さく、含まれる硝酸体窒素量に比較して
不足する場合には、結果として脱窒槽出口で硝酸が残る
ので硝酸濃度を測定して、硝酸濃度が高すぎる場合は、
メタノールなどの有機物を炭素源として注入する必要が
ある。反応式（４）が好適に進行するためのＣＯＤ／Ｎ
Ｏ₃ ^-−Ｎの重量比は、２．０〜１０．０である。２．０
未満であると、有機物が少ないために硝酸が還元され切
れずに残り、１０．０を越えると有機物が硝化槽に流れ
て硝化菌の活動を阻害する。

【００３４】本発明において、脱窒槽出口の硝酸体窒素
濃度を測定することによってＣＯＤが不足しているか否
かを判定し、不足しているならば、メタノール等の有機
物を注入する方法を用いる。処理水の全窒素を１０ｍｇ
／ｌ以下にするためには、脱窒槽出口での硝酸体窒素濃
度は２ｍｇ／ｌ以下にすることが望ましい。２ｍｇ／ｌ
を越えると循環水の中に硝酸が次第に蓄積して硝酸濃度
が増加する傾向がある。なお、原水中のＣＯＤを連続測
定することによってメタノール等の注入量を計算し注入
する方法も可能であるが、煩雑となるため必ずしも効果
的な方法ではない。

【００３５】図１は、本発明の一実施の形態を示す概念
図である。いうまでもないが、本発明は、これに限定さ
れるものではない。

【００３６】スタート・アップをするための前準備であ
る脱窒菌および硝化菌の育成を前述の手順の一つで行い
準備した。脱窒菌は、脱窒槽１で、硝化菌は硝化槽２で
それぞれ充填された浮遊濾材３および浮遊濾材４に付着
させた。

【００３７】以下、図１に従って説明する。フェノール
５０〜５００ｍｇ／ｌおよびアンモニア体窒素として３
０〜５０ｍｇ／ｌ並びに硝酸体窒素として３０〜５０ｍ
ｇ／ｌを含む原水はライン９を通り原水槽８に供給さ
れ、上記成分の流量と濃度の変動を原水槽８で緩和す
る。原水槽８からライン１０および分水槽５からライン
１６で循環される循環水が被処理水槽６で合流した後、
ライン１１を通り、浮遊濾材３が充填された脱窒槽１に
上向流で空塔速度０．５〜５ｍ／ｓで供給される。後述
の浮遊濾材４を充填した硝化槽２においても同様であ
る。脱窒槽１および硝化槽２では、浮遊濾材３および浮
遊濾材４によりいわゆる押し出し流れとなる。従って、
浮遊濾材を有さない完全混合槽とは異なり、上述した式
（１）および式（２）の反応が進みやすく、好適であ
る。なお、本発明では、上向流および下向流でも実施で
きるが、特に上向流が好ましい。上記浮遊濾材３および
浮遊濾材４で増殖した脱窒菌および硝化菌によって脱窒
槽１および硝化槽２の濾材層を閉塞し、槽内の差圧が上
昇する。逆洗工程に移るための該差圧を検知しつつ運転
するには、上向流が好ましい。重力流によって下向流と
する事もできるが濾材層の圧損によって水位が上昇し好
ましくない。なお逆洗操作は公知の方法による。

【００３８】さて、原水中にはフェノールおよびアンモ
ニア体窒素並びに硝酸体窒素が含まれ前述のライン１６
からの循環水には硝酸体窒素が主として含まれる。これ
らが被処理水槽６にて混合されライン１１から脱窒槽１
に送られる。硝酸体窒素は、脱窒槽１において硝酸体窒
素から窒素に変換される。このとき、フェノールは、上
述の式（１）に示すようにＣＯＤ源として脱窒菌に食わ
れ、脱窒槽１の出口ではほぼ１ｍｇ／ｌ以下となる。一
方、アンモニア体窒素は、脱窒槽１をほとんどそのまま
の濃度で通過し、被処理水はライン１３を通って、この
図には記載されていないが、ポンプで硝化槽２に導かれ
る。硝化槽２において、式（２）に示されるように硝化
菌によりアンモニア体窒素は硝酸体窒素に変換される。
硝化槽での空塔速度は窒素濃度や循環比によって異なる
が１〜５ｍ／ｈ程度になる。なお、脱窒槽１から硝化槽
２への送水は脱窒槽１の水面を硝化槽２のそれよりも２
０〜３０ｃｍ高めることによって水位差によって重力流
としポンプを省略し、動力の節減を行うこともできる。
なお、図中２０はライン１１にメタノールを添加する薬
注設備、２１はライン１１にアルカリを添加する薬注設
備であり、２２は硝酸イオン検出器、２３はｐＨメータ
ーである。

【００３９】硝化槽２の出口排水は、ライン１４によっ
て分水槽５に送られ分水槽５で循環水と処理水に分けら
れる。循環水は、ライン１６を通り脱窒槽１へ循環比ｒ
で送られる。該循環水中のＣＯＤが不足している場合に
は、例えば、メタノールを被処理水槽６へ、脱窒槽１出
口の硝酸体窒素の濃度が３ｍｇ／ｌ以下好ましくは２ｍ
ｇ／ｌ以下になるように供給される。供給方法は、手動
または自動で行っても良いが、自動注入が好ましい。被
処理水槽６には、アルカリ剤として水酸化ナトリウムが
供給され、脱窒槽１の入り口のｐＨを６．５〜９．０に
調整される。このｐＨを調整することにより、脱窒槽１
において式（３）に使用されるＣＯＤ分が分解する際に
発生する二酸化炭素が、液中に重炭酸イオンとして溶解
する。この図には記載していないが、石油精製工場排水
の処理に行われているように、更に、栄養塩として燐酸
カリウム、硫化水素対策のための鉄塩の注入設備を設け
ることもできる。この場合、リンは原水中に含まれない
ため薬注によるが、その量は必要最小限とし原水当たり
リン１〜２ｍｇ／ｌ以下を栄養塩として与えればよい。

【００４０】硝化槽２の出口排水は、分水槽５で循環水
と処理水に分けられる。循環水については上述した。一
方、処理水はライン１５を通り系外へ排出される。必要
に応じて処理水を図示しない沈殿槽に送り、処理水の固
液分離が行なわれ、より清澄な処理水とされる。沈殿槽
からの硝化菌を含む沈降した汚泥を硝化槽２に戻すこと
もできる。硝化菌は、増殖の遅い菌であるため、硝化菌
を硝化槽２に戻すことは、有効な方法である。硝化菌の
栄養源であるアンモニアを菌体量が十分となり、処理が
安定するまでに注入することもできる。

【００４１】沈殿槽からのより清澄な処理水は、放流水
として放流されるが、この図には記載されていないが、
該放流水は、脱窒槽１および硝化槽２の逆洗水として用
いることもできる。

【００４２】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を更に詳細の説
明するが、本発明はこれに限定されることはない。

【００４３】実施例１ 図１に示す装置を用いて実験を行った。脱窒槽１および
硝化槽２は、それぞれ内径１００ｍｍ、高さ３．７ｍ
で、内部に粒度分布５ｍｍ〜１５ｍｍのポリプロピレン
製の浮遊濾材を３ｍの高さに充填したものを準備した。
原水はフェノールとアンモニアのみを含む排水を用い、
硝化菌および脱窒菌は通常の処理場から得られた活性汚
泥を種汚泥として硝化槽と脱窒槽に添加し浮遊濾材に付
着順養させた。順養運転では、原水としてグルコースと
アンモニアの混合液によって処理を開始し原水のフェノ
ール濃度を段階的に高めてフェノール耐性をつけてい
き、脱窒槽では脱窒菌が、硝化槽では硝化菌がそれぞれ
順養された。最終的にはアンモニアとフェノールのみを
水素供与体として１００％となる混合排水を処理した。
その条件と結果を表１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】本例ではアルカリ剤として重炭酸ソーダを
注入しているため、ｐＨおよびＩＣが高い。フェノール
の一部は脱窒槽入り口で減水と循環水が混合したときに
汚泥によって除去されている。

【００４６】実施例２ 実施例１と同じ装置を用いて実験を行った。脱窒槽１お
よび硝化槽２は、それぞれ内径３５０ｍｍ、高さ４．２
ｍで、内部に粒度分布５〜１５ｍｍのポリプロピレン製
の浮遊濾材を２．４ｍの高さに充填したものを準備し
た。順養運転では最初に脱窒素菌を含む種汚泥を脱窒槽
１に注入した。表２に示すフェノール、アンモニアおよ
び硝酸を含む原水を直接比較的遅い空塔速度０．２ｍ／
ｈでワン・パス方式で通水した。脱窒槽１出口でのＣＯ
Ｄ濃度が２０ｍｇ／ｌ程度に処理され、硝酸濃度の低下
が観察されフェノール耐性を有し実排水に馴致する脱窒
菌が順養された。なお循環運転のときの順養時の空塔速
度も０．２ｍ／ｈとした。硝化槽２においても硝化菌を
含む種汚泥を注入して脱窒槽からの流出水を流入させ処
理を開始した。空塔速度は０．２ｍ／ｈであり、硝化槽
２での出口アンモニア濃度が下がるようになって硝化菌
が順養したことを確認し、循環式に流れに組み替えて脱
窒菌と硝化菌を同時に順養した。脱窒槽の入り口でのｐ
Ｈは６．８、ＣＯＤ／ＮＯ₃ ^-−Ｎは５．３であった。運
転条件と結果を表２に併記する。実施例１に示したのは
一定の水質の排水の処理であったが、工場排水は水質の
変動を伴う。この変動に対応するべくこの例では薬液注
入を手動で行った。

【００４７】

【表２】

【００４８】脱窒槽でＣＯＤ／ＮＯ₃ ^-−Ｎが５．３と高
いため硝酸体窒素が十分除去され２ｍｇ／ｌ以下になっ
た。脱窒槽の出口でフェノールは濃度零で硝化槽への影
響はなく、硝化槽入り口でのアンモニアが殆ど硝酸に変
わっている。

【００４９】比較例１ この比較例は実施例２の継続でＣＯＤが少ない原水を引
き続き処理した例である。表３に運転条件・結果を示
す。本例では原水のＣＯＤは１１ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ／Ｔ
Ｎは０．２５で、脱窒槽入り口のＣＯＤ／ＮＯ₃ ^-−Ｎは
０．８であり被処理水中の有機物が少ない。このために
脱窒槽での硝酸が１２．１から９．９ｍｇ／ｌとあまり
除去されていない。ｐＨは必ずしも高くないがアンモニ
アを酸化するために十分なＩＣは確保されていた。硝化
槽のＩＣ／ＮＨ₄ ⁺−Ｎは１．５でアンモニアは十分除去
されて硝酸になっているが循環処理しているうちに硝酸
が蓄積し濃度が高くなった。脱窒槽に有機物としてメタ
ノールなどを追加する必要がある。

【００５０】

【表３】

【００５１】

【発明の効果】本発明は脱窒槽で排水中のフェノールを
硝酸体窒素の水素供与体として用いフェノールと硝酸体
窒素を除去し、脱窒槽で処理されないアンモニア体窒素
を硝化槽で硝酸体窒素に変え、その処理液の一部を再び
脱窒槽に戻すため、下記の効果がある。 （１）石油精製工場等の排水中に含まれるフェノールお
よびアンモニア体窒素並びに硝酸体窒素を同時に処理で
きる。排水中のフェノールは水素供与体として働くため
省資源型のプロセスとなる。 （２）処理水を循環させるため原水が希釈される、排水
中の上記成分の変動があっても、安定して処理できる。 （３）循環比をかえることにより、放流水の水質を任意
に変えることができる。窒素の除去率によって循環比を
変えるが、必要最低の循環比を選択することができる。 （４）省スペースのプロセスである。窒素負荷量を従来
の浮遊微生物よりも大きくとれるため省スペースとする
ことができる。 （５）省エネルギー型のプロセスである。循環液のポン
プ動力が必要であるが、脱窒槽では曝気が不要で動力が
節減になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 脱窒槽 ２ 硝化槽 ３、４ 浮遊濾材 ５ 分水槽 ６ 被処理水槽 ８ 原水槽 ９〜１６ ライン ２０ 薬注設備（メタノール） ２１ 薬注設備（アルカリ） ２２ 硝酸イオン検出器 ２３ ｐＨメーター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェノールおよびアンモニア体窒素並び
   に硝酸体窒素を含む原水を生物学的循環式硝化脱窒法で
   処理する方法において、被処理水をフェノール耐性を有
   する脱窒菌を付着順養した浮遊濾材が充填された脱窒
   槽、硝化菌を付着順養した浮遊濾材が充填された硝化槽
   の順に通して処理し、該硝化槽出口から処理済み水を得
   ると共に、該硝化槽出口の処理済み水の一部を脱窒槽に
   循環し、上記原水と該循環水とを混合し被処理水として
   処理する方法であって、上記被処理水のｐＨを６．５以
   上９．０以下に調整し、かつ、上記被処理水中の化学的
   酸素要求量／硝酸体窒素の重量比を２〜１０に調整する
   ことを特徴とする排水中のフェノールおよびアンモニア
   体窒素並びに硝酸体窒素の同時除去方法。
2. 【請求項２】 脱窒槽出口における処理水の硝酸濃度が
   ３ｍｇ／ｌ以下になるように上記被処理水に有機物を注
   入することを特徴とする請求項１記載の排水中のフェノ
   ールおよびアンモニア体窒素並びに硝酸体窒素の同時除
   去方法。