JPS60209296A

JPS60209296A - 回分式活性汚泥処理法

Info

Publication number: JPS60209296A
Application number: JP59063787A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Niwa; 千明丹羽; Keisuke Fukui; 福井　啓祐
Original assignee: NIPPON TV HOUSOUMOU KK; Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: NIPPON TV HOUSOUMOU KK; Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1984-03-31
Publication date: 1985-10-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、一つの槽を回分的に調整槽、曝気槽、沈澱
槽として使用し、含窒素有機性廃水を処理する回分式活
性汚泥処理法に関する。

従来より、中小規模の廃水処理法として回分式活性汚泥
処理法が利用されることが多い。

回分式活性汚泥処理法は、１つの槽を、廃水流入、曝気
、沈澱、放流の各工程に時間帯で区切って回分的に使用
することによって一連の処理を行うものである。第１図
は、このような回分式活性汚泥処理法における各工程の
時間帯の一例（半制限曝気法）を示したものである。こ
のような時間帯の区分は、通常タイマーによって設定さ
れており、特に曝気工程の時間設定は、有機汚濁物の活
性汚泥による処理が不完全にならないように、また廃水
量が多（、濃厚な場合でも処理できるように、比較的長
時間でかつ高い溶存酸素濃度で曝気運転されるように設
定されている。

しかしながら、流入廃水の一日の全廃水量および汚濁度
は日によって大きく変動するため、流入廃水によっては
過曝気による汚泥性状の劣化、汚泥の微細化、沈降性の
劣化、バルキングを招き、ひいては汚濁物分解活性の低
下を来すことがあった。−“このように、従来の回分式
活性汚泥処理法にあっては、廃水量、水質に無関係に、
タイマーによって流入、曝気、沈澱、放流の各工程を時
間的にυ制御してゆくため、汚濁物酸化分解反応（８０
Ｄ除去反応）の進行度合に無関係に回分操作を行うこと
になり、活性汚泥の性状の劣化を招き、処理水質の低下
を来たす不都合があった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされた、もので、曝気
時間および曝気量を汚泥混合液のＢＯＤ除去反応の進行
度合によって制御し、活性汚泥の性状劣化を防止し、ひ
いては処理水質の低下を防止することのできる回分式活
性汚泥処理法を提供することを目的とするものである。

以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

初めに、この発明の処理法の原理について述べる。

生活廃水などの含窒素有機性廃水を、活性汚泥（微生物
）の作用により、酸素を供給しつつ生物処理すると、有
機汚濁成分であるＢＯＤ成分等は生物酸化反応（ＢＯＤ
除去反応）により分解されるとともに有機性窒素あるい
は、アンモニア性窒素として存在する窒素弁は、次式の
ようにして硝化反応によって硝酸性窒素に変化してゆく
。

ＮＨ４”　＋３／２０２→ ＮＯ２−＋Ｈ２０＋２Ｈ＋　・・・・・・■ＮＯ２−＋
１／２０２→ＮＯ３−・・・・・・■そして、この硝化
反応によりアルカリ度の低下、すなわち、ＰＨの低下が
起る。

また、上記ＢＯＤ除去反応と硝化反応は同時に起る競争
反応であるが、Ｂ’ＯＤ　２０　＋）ｌ１ｍ程度までの
二次処理においては、（回分式活性汚泥処理法は、一般
にＢＯＤ２０ｐｐｍ程度までの二次処理を目的とする。

）ＢＯＤ除去反応の方が硝化反応よりも一般に早く終結
する。そこで、本発明では硝化反応と密接な関係がある
汚泥混合液のＰＨに肴目し、このＰＨ値の低下度によっ
てＢＯＤ除去反応の終結度を知り、曝気の終点を決める
ようにしている。

また、曝気工程が終了し、汚泥を沈澱分離し、上澄液を
放流または次の処理へ送って、１回の回分反応が終了す
ると、残された汚泥には、曝気中に硝化反応により生成
した硝酸性窒素が含まれている。この硝酸性窒素は、次
に流入する廃水に含まれる有機汚濁物を水素供与体とし
て、次式の生物的脱窒反応により、窒素ガスとなり大気
中に放散される。

ＮＯ３−＋５／２Ｈ２→１　／　２　Ｎ　２　↑＋ＯＨ
−−１１−２Ｈ２０・・・・・・■ 第３式に示す通り、この脱室反応の進行により、アルカ
リ度の上昇、すなわちＰＨの上昇が見られる。そこで、
本発明では、このＰＨの上昇を指標にして曝気開始のタ
イミングを決定し、汚泥中に残る硝酸性窒素の効果的脱
窒を図るようにしている。

次に具体的処理法について例示説明する。第２図はこの
発明の処理方法を実施するに好適な処理装置を示すもの
で、図中符号１は調整槽、曝気槽、沈澱槽を兼ねる借で
ある。この槽１には、曝気用の散気部材２が底部近くに
設けられており、この散気部材２は、この散気部材２に
空気を送るブロア３にパイプ４で接続されている。また
、このパイプ４には、空気の供給量を変えることができ
るように電動弁５が設けられている。

また、槽１内には、内部の汚泥混合液のＰＨを測定する
ＰＨメータ６が設けられ、このＰＨメータ６で測定され
たＰＨ倍信号制御装置７に送られるようになっている。

この制御装置７は、流入、曝気、沈澱、放流の各工程の
時間帯を制御するとともに上記Ｐ）−１信号によって曝
気の開始、終止、あるいは曝気量の減少を制御するもの
である。そして、この制御装置７は、上記各工程の時間
帯を設定するタイマ一部７ａと、入力されたＰＨ値と設
定Ｐ１−１値とを比較する比較部７ｂと、この比較部７
ｂによってめられた偏差値およびタイマ一部７ａからの
指示によって操作信号を発する調節部７Ｇとを主な構成
要素とするもので、この制御装置７からは上記ブロア３
の運転、停止を指示する操作信号および上記電動弁５の
開度を指示する操作信号がそれぞれブロア３および電動
弁５に送られるようになっている。

まず、制御装置７のタイマ一部７ａに、流入、曝気、沈
澱、放流の各工程についての所定の時間帯を、例えば第
１図に示すように設定し、運転を開始する。廃水が槽１
に流入しはじめて、所定の時間帯となると、タイマ一部
７ａからの指令によってブロア３が運転開始し、曝気工
程に入る。曝気が進行するにつれ、上述のように硝化反
応によって汚泥混合液のＰＨが低下してゆく。このＰＨ
の低下は、ＰＨメータ６によって検知され、制御装置７
の比較部７ｂに入力される。そして、このＰＩ−１値が
予め比較部７ｂに設定されているＰ　Ｈ値に近づいてゆ
き、ある時点で一致する。

このＰＨ値が設定ＰＨ値に達した時点がタイマ一部７ａ
で予め設定した曝気工程の終期よりも早くなった場合、
以後の制御には二通りの方法が採られる。第１の方法は
、上記時点において曝気工程が終了したことにし、以後
の沈澱工程および放流工程を繰り上げるものである。第
２の方法は、上記時点において、曝気空気量を減少させ
、汚泥の内性呼吸に必要なだけの酸素量を供給しつつ、
タイマ一部７ａで予め設定された次の沈澱工程を持つも
のである。これは、曝気を終了し゛Ｃ放流までに時間を
置きすぎると、脱窒反応等によりスカム浮上が生じ処理
水質が悪化するためであって、極端な場合沈澱分離の際
、汚泥層が逆転浮上し、分離が不能となることを避ける
ためである。

よって、第１の方法では、曝気終了後、タイマ一部７ａ
で時間帯設定よりもＰＩ−１値による制御を優先させて
、以後の各工程を繰り上げて上記不都合を解消するもの
であり、上記時点で制御装置７ａからは曝気停止の操作
信号が出されてブロア３の運転が停止され、同時にタイ
マ一部７ａは、別のタイマーに設定された沈澱工程以降
の各工程の時間帯を設定した操作信号を発して、以後の
各工程を繰り上げるようにする。また、第２の方法は汚
泥の内性呼吸に必要な酸素量のみを供給して脱窒反応等
の発生を防止しながらタイマ一部７ａで設定された次工
程を待つようにして上記不都合を解消するものであり、
上記時点で制御部７から、電動弁５０開度を絞る操作信
号が電動弁５に送られる。

また、汚泥混合液のＰＨが設定Ｐ　Ｈに一致した時点が
、予めタイマ一部７ａに設定されている曝気工程の終期
より遅くなった場合には、この時点で曝気を終了し、タ
イマ一部７ａに設定されている以後の沈澱工程等を順次
繰り下げるようにする。

この際、制御装置７では、タイマ一部７ａが別のタイマ
ーに設定しておいた沈澱工程以後の各工程の時間帯をこ
の時点からスタートさせるように動作する。

上記設定ＰＨ値は、処理の目的によって異るが、硝化反
応を進行させることを望むほど、低い値、例えば生活廃
水などではＰＨ６，２〜６．３とし、ＢＯＤ除去反応の
みでよいときは、比較的高い値、例えば生活廃水などで
はＰＨ６，８〜６．９とする。また、発生汚泥量を削減
したいときは、比較的低いＰＨ値に設定する。しかし、
設定ＰＨ値が６．２〜６．３を切ることは汚泥性状を良
好に保持するうえから好ましくない。

ついで制御部Ｍ７からの操作信号に基づいて、沈澱工程
、放流工程が順次設定時間帯通り進行する。そして、放
流工程が終ると、容積的に槽の約４０〜６０％の汚泥が
次の回分反応のために槽１内に残される。この汚泥中に
は、先のＢＯＤ除去反応中に生成した硝酸性窒素が含ま
れている。この硝酸性窒素の′ａ痩は、上記設定ＰＨ値
によって異る。

つづいて、制御装置７からの操作信号によって、次回の
回分反応の流入工程に入り、槽１内には新しく廃水が流
入する。すると、汚泥中の硝酸性窒素は、この新しく流
入した廃水中の有機汚濁物を水素供与体として脱窒反応
により、上述のように窒素ガスとなり、大気中に放散さ
れる。そして、脱窒反応が進行するに伴なって、アルカ
リ度が上昇し、Ｐ）−１が上昇する。この時のＰＨ値の
変化を先と同様にＰＨメータ６で検知し、このｐＨ値が
制御装置７の比較部７ｂに予め設定されていたｐＨ値に
達すると、調節部７Ｇから曝気開始の操作信号が出され
、ブロア３の運転が開始され、曝気工程が開始される。

上記設定ｐＨ値は、流入する廃水の水量、水質、前回の
曝気工程での硝化度合（先の曝気終了のための設定ＰＩ
−１値）によって異なるが、通常の生活廃水であれば、
ＰＨ７，０〜７．２の範囲とされる。この曝気開始操作
は、上記ｐＨ値による制御をタイマ一部７ａの設定時間
帯よりも、優先して行う。

以下、同様の操作が繰り返えされて、毎回の回分反応が
行われるが、二回目からの回分反応における曝気開始お
よび終了は上述のように、ｐＨ値による制御によって行
われる。

このような処理方法によれば、曝気の終了および開始の
時点を、ＢＯＤ除去反応と競争反応である硝化反応によ
るｐＨ値の低下および脱窒反応によるｐＨ値の上昇を指
標として決めているので、流入廃水の流量や汚濁度に変
動があっても、曝気過剰や曝気不足となることがな（、
活性汚泥の処理活性、沈降性、バルキングなどの性状の
劣化がなく、よって処理水質の低下を招くことがなく、
常時良好な廃水処理が行える。したがって、この処理方
法によれば、廃水の水量、汚濁度に大きな変動があるよ
うな場合でも回分式処理が適用でき、回分式処理法の適
用範囲を拡げることもできる。

また、流入工程においてｐＨ値が設定ｐＨ値に達するま
では、曝気が開始されないので先の硝化反応で生成され
た活性汚泥中の硝酸性窒素は、効果的に脱窒反応をうけ
、効果的な脱窒が計られる。

なお、上記実施例以外に、廃水の槽１への流入路に別の
ＰＨメータを設けて、流入廃水のｐＨを測定し、このｐ
Ｈ値を制御装置７に送り、この流入廃水のｐＨ値に基づ
いて曝気−開始あるいは終了のｐＨ値を設定するように
してもよく、この方法によれば、活性汚泥にょるＢＯＤ
除去反応が実質的に、より良好に行うことができる。

以上説明したように、この発明の回分式活性汚泥処理法
は、含窒素有機性廃水を回分式活性汚泥処理法によって
処理する際、曝気時間および曝気量の制御を汚泥混合液
のｐＨ値をもって行うものであるので、廃水の流入間、
汚濁度に大きな変動があっても、これに対応した、曝気
時間、曝気量を自動的に設定することができ、活性汚泥
の性状の劣化を来すことがなく、ひいては常に良好な処
理水質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の回分式活性汚泥処理法における各工程
の時間帯の一例を示すタイムチャート、第２図は本発明
の処理法を実施するに好適な処理装置の一例を示す概略
構成図である。１・・・・・・槽、２・・・・・・散気部材、３・・・
・・・ブロア、５・・・・・・電動弁、６・・・・・・
ＰＨメータ、７・・・・・・制御装置出願人　清水建設
株式会社日本テレビ放送網株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）含窒素有機性廃水の回分式活性汚泥処理法におい
て、曝気時間および曝気量の制御を汚泥混合液のＰＨ値
をもって行うことを特徴とする回分式活性汚泥処理法。
（２）汚泥混合液のＰＨ値が所定のＰＨ値まで低下した
時点を持って曝気を終了することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の回分式活性汚泥処理法。
（３）汚泥混合液のＰＨ値が所定のＰＨ値まで、低下し
たのちは、汚泥の内性呼吸に必要な酸素量に絞って次工
程まで曝気することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の回分式活性汚泥処理法。
（４）汚泥混合液のＰＨ値が所定のＰＨ値まで上昇した
時点をもって曝気を開始することを特徴とする特許請求
の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の回分式活
性汚泥処理法。