JPS60244397A - 廃水の生物学的脱窒法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、下水、し尿、その他産業廃液などの廃水を脱
窒工程を利用して効果的に脱窒する生物学的脱窒法に関
するものである。

従来の技術 一般に生物学的脱窒法は活性汚泥法と、粒状。

塊状、板状、網状、棒状、繊維状、管状の媒体に微生物
を付着して一利用する生物固定床法に大別されるが、設
置面積に制限のある処理施設では、硝化菌、脱窒素菌を
純粋かつ高濃度に維持でき、−装置の縮小が可能な固定
床法が実用化されている。

この従来の固定床法の脱窒処理は通常廃水中の窒素（以
下Ｎとする）化合物、例えばＮＨ４に硝化工程でＮ　Ｏ
２あるいはＮｏ３（以下ＮＯｘとする）に硝化したのち
、脱望素菌が付着した媒体によって固定層あるいは流動
層の形成されている脱窒工程でＮＯｘをＮ　Ｏ２ガスに
まで還元分解（脱窒）する、ものである。

発明が解決しようとしている問題点 この方法で発生する余剰菌の処理は、媒体を再利用する
ため、媒体を脱窒工程↓シ引き抜いた後媒体に付着した
菌体と媒体を分離し、媒体は脱窒工程に返送し、一方菌
体は脱水、乾燥、焼却されるが、この方法は媒体に対す
る菌体の付着が強力なため剥離に大きなエネルギーを必
要とするし、また剥離された菌体は純粋培養化されてい
るので極めて脱水性が悪す欠点が爲る。

また嫌気的消化法を利用して、媒体上の菌体全可溶化し
、媒体よシ分離する方法も・あるが、これも菌体の可溶
化に長時間を要するうえ、消化脱離液の再処理が必要で
あるという欠点を有する。

°　このような従来の余剰菌の処理法はいずれも操作が
複雑であるうえ前記の如き欠点がちシ当業界にとって憂
慮されている問題であった。とシわけ余剰脱窒素菌の処
理法の改良が大きな問題となっているがこれは、利用す
る硝化菌の増殖量が０．１増殖菌量／　ＮＨ４−Ｎ　（
ｇ　／　ｇ　）であるのに対し、脱窒素菌の増殖量は菌
体収率の小さいメタノール資化性脱窒素菌でも０．４増
殖菌：ｔ／　Ｎ０３Ｎ　（ｇ／ｇ　）と、除去窒素あた
り硝化菌の４倍にも達するためである。また従来の媒体
を利用する方式では脱窒菌の内呼吸によって脱窒するこ
とが不可能であったため、脱窒に際してメタノール等の
還元剤の添加が不可欠であシ、その分廃水処理の費用が
高くなるという欠点があった。

問題を解決するための手段 本発明は、これら従来法の諸欠点を除去しようとするも
ので、生物学的脱窒法において、媒体上の脱窒素菌の量
を制御することで、かんたんで経済的な余剰脱窒素菌の
処理処分を可能にするとともに系外からメタノールなど
の有価の脱窒用還元剤を添加することのない廃水の生物
学的脱窒法を提供することを目的とするものである。

本発明は廃水中の有機炭素化合物による脱窒反応（外呼
吸型脱窒反応）で媒体上に増殖した脱窒素菌を脱窒素菌
の構成成分自体を還元剤とする脱窒反応（内呼成型脱窒
反応）によって媒体上に増殖した余剰脱窒素菌全減少せ
しめたのち再び廃水中の有機炭素化合物による脱窒反応
で脱窒素菌を増殖するという方法を複数の脱窒工程を利
用し、工程全体の脱窒素菌量が抑制されるようにして処
理する生物学的脱窒法である。

次に本発明の一実施態様を第１図を参照して説明する。

ＮＨ３、ＢＯＤ　’に含有する廃水】は循環硝化水２と
ともに脱窒工程（Ａ）に流入し、循環水２中のＮＯｘが
廃水１のＢＯＤ成分によって脱窒されたのち、好気的条
件にある硝化工程３に流入し、液中のＮ　ＨｓはＮＯｘ
に硝化され、残留するＢＯＤは版化分解される。硝化工
程３は生物媒体を利用した方式、活性汚泥方式いずれの
方式も適用可能である。硝化液の一部は脱窒工程（Ａ）
に循環される。

残部は脱窒工程（Ｂ）で脱窒菌の内呼吸によって脱窒さ
れ、処理水４として流出する。脱窒菌は脱窒工程（Ａ）
でＢＯＤ物質の資化によって増殖し、脱窒工程（Ｂ）で
は内呼吸によって脱窒菌体内の有機物か消費されるため
付着している脱窒菌は次第に減少する。内呼吸による脱
窒速度は通常ＢＯＤ物質の存在下による脱窒速度のおよ
そ１／〜１／１゜である。したがって脱窒工程（Ａ）　
、　（Ｂ）の脱窒菌量が同じであれば、硝化工程３で生
成するＮ０ｘ−Ｎの８０〜９０％を脱窒工程（Ａ）に循
環し、残部の１０〜２０チを脱窒工程（Ｂ）で除去する
とよい。

脱窒工程（Ａ）、（Ｂ）の脱窒菌がそれぞれ過剰に増加
、減少する前に、脱窒工程（Ａ）の媒体は移送ライン５
、脱窒工程（Ｂ）の媒体は返送ライン６を経由してそれ
ぞれ脱窒工程（Ｂ）　、　（Ａ）に手動あるいは自動的
に、同時にあるいは別々に移送、返送することによって
脱窒工程（Ａ）、（Ｂ）の脱窒菌量をそれぞれ適宜所定
の童に保持することができる。脱窒菌は内呼吸による減
少量よシも、ＢＯＤ存在下の脱窒反応で増殖する方が多
いので、脱窒工程（Ａ）。

（Ｂ）が同容積であれば、本発明によって脱窒工程全体
の脱窒菌の増殖量は従来法よシも大幅に低減されるが、
それでも次第に増殖してくるので過剰、分は処理処分す
る必要がある。

しかしながら脱窒工程（Ｂ）　’に単数のままあるいは
複数にして容積を大きくし、同工程（Ｂ）に保持する脱
窒菌量を増加し、かつ流入するＮＯｘ　−Ｎ量を増加す
れば、脱窒工程（Ａ）、（Ｂ）全体の脱窒菌増殖を抑制
することができる。Ｎ０ｘ−Ｎ量の脱窒工程（Ａ）　、
　（Ｂ）えの配分は循環液２量を調整することによって
容易に行うことができる。脱窒工程に流動層方式を適用
する場合循環液２の流入しない脱窒工程が水量が小さく
て媒体が流動しない場合にはポンプを付設し、媒体流動
のために処理水４を循環してもよいが、流動化しなくて
も脱窒が損われることは少いので、処理水４め循環は必
要不可欠のものではない。脱窒菌の媒体としては、形状
が粒状又はフレーク状でポンプなどによる配管を通して
の移送が容易な寸法の砂、活性炭、アンスラサイト、ゼ
オライト、鉱滓等又は磁製、ガラス製、プラスチック製
等の材料を使用することができるが、砂、活性炭が好ま
しい。

また脱窒工程（Ａ）、（Ｂ）の脱窒反応装置としては桶
型又は基型のものが使用できるが、特に基型の装置が好
ましく、下記のような媒体の返送、移送の制御を容易に
、経済的に行うことができる。

媒体の移送又は返送の要領としては、次のような方法を
とることができる。まず、脱窒工程（Ａ）から脱窒工程
（Ｂ）えの移送は脱窒工程（Ａ）における媒体の層高を
監視し、層高が増大して媒体が同伴される直前又は同伴
され始めた時点で移送を開始することもできるが、脱窒
工程（Ａ）における媒体の層高が所定の高さ迄増大した
時点で移送を開始する方法が好ましい。

一方、脱窒工程（Ｂ）から脱窒工程（Ａ）への返送は同
様にして、該脱窒工程（Ｂ）における媒体の層高が所定
の高さまで低下した時点又は媒体上の脱窒菌量が所定の
状態まで減少した時点で返送を開始する方法が望ましい
。

以上のような肉眼による手動的移送の他に、長期間無人
運転をする場合には、次のような自動移送、返送を行う
のがよい。例えば、脱窒工程（Ａ）。

（Ｂ）の媒体の層高（固液界面）の増減を光の透過率あ
るいは他の手段によざ界面計を用いて検知し、移送、返
送する方法とか、タイマで媒体移送（返送）時間を設定
し、間歇的に移送する方法などである。

後者の方法では設定時間に対す冬媒体の層高の増減の状
況を知ることによって経験的に最適な移送時間を設定す
ればよい。脱窒工程（Ａ）、（Ｂ）の脱窒菌増殖総量は
本発明によって大巾に抑制されるが、それでも次第に増
殖してくるので、脱窒工程（Ａ）　、　（Ｂ）の脱窒菌
総量が過剰になったときは、引抜いて余剰脱窒菌を処理
処分しなければならない。

余剰脱窒菌の引き抜き７、及び脱窒菌を剥離した媒体の
返送８は脱窒工程Ａに対して行うとよい。

実施例 脱窒工程（Ａ）、（Ｂ）の装置として流動層式脱窒塔用
１００を円筒カラム２本（φ２００　ｍｍ　、高さ３１
８０　ｍｍ　）、硝化工程の装置として、活性炭汚泥式
硝化槽（２００ｔ）を用いた。脱窒塔流動層媒体として
砂を用いた。

上記装置にＮＨ３Ｎ　３０　ｍ？／　ｌ　、ＢＯＤ　８
０”ｉ／　１の人工廃水’ｒ２０００ｔ／日、循環液量
が６０００〜８０００１７日　になるように通水して処
理した。

なお流動層の脱窒菌量については流動層層高を肉眼監視
して増減を調べ、脱窒処理が円滑に行はれるように上記
二基間で媒体の移送と返送の時期と量を調節した。

通水開始時は予め脱窒菌の付着した媒体（脱窒菌濃度と
して１８０００■／１）を第１．第２塔に入れた。

以上の実験装置、条件から得られた結果は表１のとおシ
である。

表　１ 註；流動層層高の矢印（→）は第１塔から第２塔え、第
２塔から第１塔への媒体を移送、返送したことを示す。

表１に示すように第２塔にメタノールを添加することな
く良好な処理底積が収められてあ・シ、また装置全体の
脱窒菌量即ち流動層高は、３０日を経過しても余剰脱窒
菌の排出を必要とするに至っていない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、有機炭素源による脱窒反
応（外呼吸型脱窒反応）で媒体上に増殖した脱窒菌を有
機炭素源無添加、即ち脱窒菌の構成成分自体を還元剤と
する脱窒反応（内部呼吸型脱窒反応）によって媒体上に
増殖した余剰脱窒菌を減少せしめたのち、再び有機炭素
源による脱窒反応で脱窒菌を増殖するという方法を複数
の脱窒工程を利用し、工程全体の脱窒菌量が適宜の所定
量に保持されるようにしたことによシ廃水処理工程全体
としての脱窒菌量が簡単かつ、経済的に適宜の所定量に
保持されるので、該廃水処理工程の系外へ余剰脱窒菌を
排出する頻度が減少し従来の方法よシも余剰脱窒菌の処
理処分が容易に、経済的にできるし、前記脱窒菌量全適
宜の所定量に保持する手段として内呼吸型脱窒反応を利
用しているので、該反応に必要な脱窒菌量に相当する量
の有機炭素源が節約でき、極めて経済的な廃水処理が可
能となシ、しかも脱窒菌量の制御と有機炭素源の使用量
側限を同時にかつ合理的に達成することができ、運転管
理も簡便で廃水の生物学的処理全能率よく行ら得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフローを示す。 １・・・廃水、２・・・循環硝化水、３・・硝化工程、
４・・処理水、５・・・媒体移送ライペロ・・・媒体返
送ライン、７・・・余剰脱窒菌引抜きライン、８・・・
剥離媒体返送ライン、Ａ・・・脱窒工程（Ａ）、Ｂ・・
・脱窒工程（Ｂ）。 代理人 弁理士　塩　崎　正　広 第　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　配管内の輸送が可能な媒体に付着した脱窒菌を利
   用して、廃水の窒素を除去するに際し、脱窒工程を硝化
   工程を介して前後（Ａ）　、　（Ｂ）に分離して配置し
   、°該硝化工程の消化液の一合物を利用して脱窒し、循
   環しなかった残部の硝化液を前記脱窒工程（Ｂ）で処理
   する方法において、前記脱窒工程（Ａ）の余剰脱窒菌を
   媒体とともに前記脱窒工程（Ｂ）へ移送し、脱窒工程（
   Ｂ）にお、いて内呼吸型説窒反応によって脱窒菌が減少
   したのち媒体を脱窒工程（Ａ）え返送することを特徴と
   する廃水の生物学的脱窒法。 ２、　前記脱窒工程（Ａ）、（Ｂ）のうち少くとも一つ
   の工程が、複数の槽又は塔を用いて処理されるものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の廃水の生物学的脱窒法。 ３、　前記脱窒工程（Ａ）、（Ｂ）のそれぞれが、粒状
   又はフレーク状の形状で配管を通しての輸送が容易な寸
   法及び強度の媒体を使用して処理されるものである特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の廃水の生物学的脱窒
   法。 ４、前記脱窒工程（Ａ）から脱窒工程（Ｂ）への媒体の
   移送が、脱窒工程（Ａ）からの上澄水を同伴しない状態
   で行はれるものである特許請求の範囲第１項、第２項又
   は第３項記載の廃水の生物学的脱窒法。 ５　前記脱窒工程（Ａ）から脱窒工程（Ｂ）への媒体の
   移送が、脱窒工程（Ａ）からの上澄水を同伴した状態で
   行はれるものである特許請求の範囲第１項、第２項又は
   第３項記載の廃水の生物学的脱窒法。 ６、　前記脱窒工程（Ａ）から脱窒工程（Ｂ）への媒体
   の移送が、脱窒工程（Ａ）からの上澄水中に媒体が同伴
   され始めた時点で開始されるものである特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項又は第５項記載の廃水の生物学
   的脱窒法。 ７　前記脱窒工程（Ａ）から脱窒工程ＣＢ）への媒体の
   移送及び脱窒工程（Ｂ）から脱窒工程（Ａ）−・の媒体
   の返送が、媒体の層高を検知して行けれるものである特
   許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項又は第５
   項記載の廃水の生物学的脱窒法。 ８　前記脱窒工程（Ａ）から脱窒工程（Ｂ）への媒体の
   移送及び脱窒工程（Ｂ）から脱窒工程（Ａ）への媒体の
   返送が、間歇的に一定時間行なわれるようにタイマによ
   って設定されたものである特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項。 第４項又は第５項記載の廃水の生物学的脱窒法。 ９、　前記脱窒工程（Ａ）、（Ｂ）のそれぞれが、媒体
   として砂を使用して処理されるものである特許請求の範
   囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、
   第７項又は第８項記載の廃水の生物学的脱窒法。 １０　前記脱窒工程（Ａ）から脱窒工程（Ｂ）への゛媒
   体の移送が、脱窒工程（Ａ）における媒体の層高が所定
   の高さまで増大した時点で開始されるものである特許請
   求の範囲第１項、第２項。 第３項、第４項、第５項、第７項又は第９項記載の廃水
   の生物学的脱窒法。 ］１　前記脱窒工程（Ｂ）から脱窒工程（Ａ）への媒体
   の返送が、脱窒工程（Ｂ）における媒体の層高か所定の
   高さ迄低下した時点で開始されるものである特許請求の
   範囲第１項、第２項。 第３項、第４項、第５項、第７項、第９項又は第１０項
   記載の廃水の生物学的脱窒法。