JPS61100656A - 生物学的硝化速度測定装置 - Google Patents
生物学的硝化速度測定装置Info
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- JPS61100656A JPS61100656A JP22224284A JP22224284A JPS61100656A JP S61100656 A JPS61100656 A JP S61100656A JP 22224284 A JP22224284 A JP 22224284A JP 22224284 A JP22224284 A JP 22224284A JP S61100656 A JPS61100656 A JP S61100656A
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- G01—MEASURING; TESTING
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は廃水の生物学的脱窒に際して、硝化プロセスに
おける硝化速度、すなわち、亜硝酸あるいは硝酸の生成
速度を酸素消費速度により安定的に測定し得る生物学的
硝化速度測定装置に関する。
おける硝化速度、すなわち、亜硝酸あるいは硝酸の生成
速度を酸素消費速度により安定的に測定し得る生物学的
硝化速度測定装置に関する。
環境汚染の進行に伴い、廃水中の栄養塩類、とりわけ窒
素およびリン化合物に起因する河川、湖沼、あるいは海
域の富栄養化現象が深刻な社会問題となっている。この
富栄養化の防止策として廃水中の窒素あるいはリン化合
物の除去技術が開発されている。このうち、窒素除去法
としては、生物学的脱窒法が量も有望とされている。こ
の方法は好気性条件において活性汚泥とともに生育する
硝化菌によりアンモニアを亜硝酸あるいは硝酸に酸化す
る硝化プロセスと、嫌気性条件下において通性嫌気性菌
が亜硝酸あるいは硝酸イオンの酸素を吸収に利用するこ
とにより亜硝酸あるいは硝酸イオンを窒素ガスに還元す
る脱硝プロセスとからなる。これら両プロセスの組合せ
により廃水中の窒素化合物は最終的に窒素ガスとして除
去される。
素およびリン化合物に起因する河川、湖沼、あるいは海
域の富栄養化現象が深刻な社会問題となっている。この
富栄養化の防止策として廃水中の窒素あるいはリン化合
物の除去技術が開発されている。このうち、窒素除去法
としては、生物学的脱窒法が量も有望とされている。こ
の方法は好気性条件において活性汚泥とともに生育する
硝化菌によりアンモニアを亜硝酸あるいは硝酸に酸化す
る硝化プロセスと、嫌気性条件下において通性嫌気性菌
が亜硝酸あるいは硝酸イオンの酸素を吸収に利用するこ
とにより亜硝酸あるいは硝酸イオンを窒素ガスに還元す
る脱硝プロセスとからなる。これら両プロセスの組合せ
により廃水中の窒素化合物は最終的に窒素ガスとして除
去される。
しかし、前述の硝化プロセスは硝化菌の増殖速度が遅く
、また、水温などの影響を受けやすいことからその管理
が難しく、したがって生物学的脱窒法を実用化する上で
硝化プロセスの適性な管理が最大の課題の一つである。
、また、水温などの影響を受けやすいことからその管理
が難しく、したがって生物学的脱窒法を実用化する上で
硝化プロセスの適性な管理が最大の課題の一つである。
硝化プロセスを管理するためには硝化速度、すなわち亜
硝酸あるいは硝酸の生成速度を測定することが必要であ
る。このためには、これらイオンの分析用として開発さ
れた選択性電極を使うことが考えられた。しかし、イオ
ン選択性電極は安定性に乏しく、オンライン計器として
の使用には必ずしも充分とはいえない。
硝酸あるいは硝酸の生成速度を測定することが必要であ
る。このためには、これらイオンの分析用として開発さ
れた選択性電極を使うことが考えられた。しかし、イオ
ン選択性電極は安定性に乏しく、オンライン計器として
の使用には必ずしも充分とはいえない。
そこで、本発明者らは先＠（特願昭５３−２５１１３号
）として、曝気槽と、後曝気槽の曝気排ガス中の酸素量
および二酸イヒ炭素量を測定し、曝気槽内における酸素
消費量と二酸化炭素生成量との差を測定することにより
硝化速度を求める方法を提案した。この方法は電極法と
は異なり、検出端が下水と直接接触することがないため
、検出端のよごれからくる検出機能の低下がなく、安定
したオンライン測定が望めるが、しかし、硝化活性の小
さい活性汚泥の硝化速度を測定する場合には次の欠点が
生じた。 ・（１）二酸化
炭素は水に溶解し易いため、８００の酸化により発生し
た二酸化炭素のかなりの部分が放流水中に流出する。前
記先願の方法では曝気槽の後に放流水中の二酸化炭素を
測定するために後曝気槽を設け、曝気槽と後曝気槽の排
ガス中の二酸化炭素を併せて、曝気槽内におけるＢＯＤ
の酸化・により発生した二酸化炭素生成量とした。
）として、曝気槽と、後曝気槽の曝気排ガス中の酸素量
および二酸イヒ炭素量を測定し、曝気槽内における酸素
消費量と二酸化炭素生成量との差を測定することにより
硝化速度を求める方法を提案した。この方法は電極法と
は異なり、検出端が下水と直接接触することがないため
、検出端のよごれからくる検出機能の低下がなく、安定
したオンライン測定が望めるが、しかし、硝化活性の小
さい活性汚泥の硝化速度を測定する場合には次の欠点が
生じた。 ・（１）二酸化
炭素は水に溶解し易いため、８００の酸化により発生し
た二酸化炭素のかなりの部分が放流水中に流出する。前
記先願の方法では曝気槽の後に放流水中の二酸化炭素を
測定するために後曝気槽を設け、曝気槽と後曝気槽の排
ガス中の二酸化炭素を併せて、曝気槽内におけるＢＯＤ
の酸化・により発生した二酸化炭素生成量とした。
しかし、曝気槽と後曝気槽では同じ原水が到達するまで
には５乃至１０時間のずれがあるため、曝気槽と後曝気
槽の排ガス中の二酸化炭素を併せても平均化された値し
か得られず、そのため、流入水のＢＯＤが変動した場合
、その測定値は曝気槽内でＢＯＯの酸化により発生した
真の二酸化炭素生成量と誤差が生じた。このため、硝化
活性の小さい活性汚泥では、酸素消費量と二酸化炭素生
成量の差より求められる硝化速度に大きな誤差が生じた
。
には５乃至１０時間のずれがあるため、曝気槽と後曝気
槽の排ガス中の二酸化炭素を併せても平均化された値し
か得られず、そのため、流入水のＢＯＤが変動した場合
、その測定値は曝気槽内でＢＯＯの酸化により発生した
真の二酸化炭素生成量と誤差が生じた。このため、硝化
活性の小さい活性汚泥では、酸素消費量と二酸化炭素生
成量の差より求められる硝化速度に大きな誤差が生じた
。
（２）測定に際して酸素分析計と二酸化炭素分析計が用
いられるが、これらはそれぞれ、測定原理が異なるため
、これら分析計間の相対誤差が硝化速度の小さい場合に
は著しく大きくなる。
いられるが、これらはそれぞれ、測定原理が異なるため
、これら分析計間の相対誤差が硝化速度の小さい場合に
は著しく大きくなる。
これらの欠点は硝化速度測定に当たり二酸化炭素の生成
速度を測定することに起因している。
速度を測定することに起因している。
本発明の目的は生物学的脱窒法における硝化プロセスを
適正に管理するための硝化速度測定の必要性に鑑みて、
従来技術では測定が困難であった硝化活性の低い場合で
もオンラインで安定して硝化速度が測定できる生物学的
硝化速度測定装置を提供することにある。
・、 ・・ 〔発明の要点〕 前述の目的を達成するため、本発明によれば、廃水を生
物学的に処理するため活性汚泥処理工程からの活性汚泥
の一部を一定量導入された小型曝気槽と、この槽内の活
性汚泥の酸素消費速度をＪｌｌ定する手段と、この槽内
に硝化抑制剤を注入する手段と、さらにこの槽内に硝化
反応の基質であるアンモニアを供給するためのアンモニ
ア供給装置と、硝化抑制剤を前記小型曝気槽内に注入し
ない場合と注入した場合の酸素消費速度の差を求める演
算器とを備え、この差から硝化速度を測定することを特
徴とする。
適正に管理するための硝化速度測定の必要性に鑑みて、
従来技術では測定が困難であった硝化活性の低い場合で
もオンラインで安定して硝化速度が測定できる生物学的
硝化速度測定装置を提供することにある。
・、 ・・ 〔発明の要点〕 前述の目的を達成するため、本発明によれば、廃水を生
物学的に処理するため活性汚泥処理工程からの活性汚泥
の一部を一定量導入された小型曝気槽と、この槽内の活
性汚泥の酸素消費速度をＪｌｌ定する手段と、この槽内
に硝化抑制剤を注入する手段と、さらにこの槽内に硝化
反応の基質であるアンモニアを供給するためのアンモニ
ア供給装置と、硝化抑制剤を前記小型曝気槽内に注入し
ない場合と注入した場合の酸素消費速度の差を求める演
算器とを備え、この差から硝化速度を測定することを特
徴とする。
以下、本発明的ｇＲを具体的に説明する。
まず、本発明にかかる酸素消費速度にもとづく生物学的
硝化速度測定装置の原理を詳述すると次のとおりである
。
硝化速度測定装置の原理を詳述すると次のとおりである
。
一般に、廃水を活性汚泥法により処理すると、ａＯＯ成
分が酸化除去されると同時に廃水中のアンモニア成分が
亜６ｖ；酸あるいは硝酸に酸化されろ、いわゆる硝化作
用が現れる。これは活性汚泥中に生育する硝化耐による
ものである。硝化菌にはアンモニアを亜硝酸に酸化する
Ｎｉ ｔｒｏｓｏｍｏｎａｓと亜硝酸を硝酸に酸化する
Ｎ１ｔｒｏｂａｃｔｏｒがある。これら硝化菌は独立栄
養性細菌と呼ばれ、二酸化炭素、すなわち、水中の炭酸
塩を唯一の炭素源として増殖する。これは廃水中の有機
物を炭素源として増殖する８００酸化菌（従属栄養性細
菌）と大きく異なる点である。また、ＢＯＤ酸化菌およ
び硝化菌はともに好気性細菌であるが、ＢＯＤ酸化菌は
廃水中の有機物を水と二酸化炭素に酸化する際のエネル
ギーを増殖に利用するのに対し、硝化菌はアンモニアを
亜硝酸に、あるいは亜硝酸を硝酸に酸化する際のエネル
ギーによって増殖する。曝気槽内ではこれらの酸化反応
と微生物の増殖が行われるが、それぞれの化学量論式は
以下のとおりである。
分が酸化除去されると同時に廃水中のアンモニア成分が
亜６ｖ；酸あるいは硝酸に酸化されろ、いわゆる硝化作
用が現れる。これは活性汚泥中に生育する硝化耐による
ものである。硝化菌にはアンモニアを亜硝酸に酸化する
Ｎｉ ｔｒｏｓｏｍｏｎａｓと亜硝酸を硝酸に酸化する
Ｎ１ｔｒｏｂａｃｔｏｒがある。これら硝化菌は独立栄
養性細菌と呼ばれ、二酸化炭素、すなわち、水中の炭酸
塩を唯一の炭素源として増殖する。これは廃水中の有機
物を炭素源として増殖する８００酸化菌（従属栄養性細
菌）と大きく異なる点である。また、ＢＯＤ酸化菌およ
び硝化菌はともに好気性細菌であるが、ＢＯＤ酸化菌は
廃水中の有機物を水と二酸化炭素に酸化する際のエネル
ギーを増殖に利用するのに対し、硝化菌はアンモニアを
亜硝酸に、あるいは亜硝酸を硝酸に酸化する際のエネル
ギーによって増殖する。曝気槽内ではこれらの酸化反応
と微生物の増殖が行われるが、それぞれの化学量論式は
以下のとおりである。
まず、ＲＯＤ酸化菌については、を機動の酸化、細胞物
質の合成、細胞物質の酸化６二ついてそれぞれ式（１）
、（２） 、および（３）が成り立つ。
質の合成、細胞物質の酸化６二ついてそれぞれ式（１）
、（２） 、および（３）が成り立つ。
Ｃｍ ’ｒ４ｖ Ｏｚ ＠Ｏｚ −Ｃｏｔ ＋ Ｈｚ
Ｏ（１）ＣｘＨｖＯｚ ＋ＮＨｘ ＋Ｏｘ →細胞物質
＋ＣＯ。
Ｏ（１）ＣｘＨｖＯｚ ＋ＮＨｘ ＋Ｏｘ →細胞物質
＋ＣＯ。
”ＨｚＯ（２）
細胞物質＋０□−Ｃｏｚ ＋Ｈ，Ｏ＋ＮＨｓ（３）また
、廃水中のを機性窒素Ｏｒｇ−Ｎは活性汚泥で処理する
とアンモニアになることが知られており、これは式（４
）で表される。
、廃水中のを機性窒素Ｏｒｇ−Ｎは活性汚泥で処理する
とアンモニアになることが知られており、これは式（４
）で表される。
Ｏｒｇ −Ｎ −Ｎ Ｈ３（４）
次に、硝化菌によるアンモニアおよび亜硝酸の酸化反応
は、 Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓｓ ＮＨ４’ ＋ １．５０２ − ２Ｈ’ ＋Ｈ１Ｏ＋
Ｎ Ｏ； （５） Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｏｒ Ｎｏ！ ＋ ０．５０ｚ −ＮＯ； （６）
となり、全体で Ｎ夏（１÷２０ｚ−、Ｎｏ；＋２Ｈ’＋ＨｉＯ（７）と
る。
は、 Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓｓ ＮＨ４’ ＋ １．５０２ − ２Ｈ’ ＋Ｈ１Ｏ＋
Ｎ Ｏ； （５） Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｏｒ Ｎｏ！ ＋ ０．５０ｚ −ＮＯ； （６）
となり、全体で Ｎ夏（１÷２０ｚ−、Ｎｏ；＋２Ｈ’＋ＨｉＯ（７）と
る。
硝化菌はこれらの酸化反応のエネルギーを利用して増殖
するが、その増殖式はＮｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓｓ、。
するが、その増殖式はＮｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓｓ、。
Ｎ ｉ ｔｒｏｂａｃ ｔｏｒの実験式をＣｓ１ＴｔＮ
ｃｈと仮定すると、それぞれ式（８）および（９）で表
される。
ｃｈと仮定すると、それぞれ式（８）および（９）で表
される。
１５ＣＯｚ ” １３ ＮＨａ’ −１ＯＮＯ； ＋
ａＣｓＨｑＮＯｔ ＋２３ Ｈ’ ＋４ＨｘＯ（８）Ｎ
ｉｔｒｏｓｏ＋ｗｏｎａｓｓ ５ＣＯｖ ＋Ｈ）（４° ＋１ＯＮＯ； ＋ ２８
．Ｏ−１ＯＮＯｘ ＋ Ｃ５Ｈ？ＮＯｘ ＋Ｈ”
（９）（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｏｒ） 全体として ２０ＣＯｚ ＋ １４ＮＨａ。＝ ４ Ｃｓ Ｈｑ
Ｎ Ｏｚ ＋１ＯＮＯ３４２４Ｈ” ＋ ２Ｈ砒０
（１０）ＮＩＬｒｏｓｏｔａｏｎａｓｓ
＋ Ｎ１ｔｒｏｂａｃｔｏｒとなる。
ａＣｓＨｑＮＯｔ ＋２３ Ｈ’ ＋４ＨｘＯ（８）Ｎ
ｉｔｒｏｓｏ＋ｗｏｎａｓｓ ５ＣＯｖ ＋Ｈ）（４° ＋１ＯＮＯ； ＋ ２８
．Ｏ−１ＯＮＯｘ ＋ Ｃ５Ｈ？ＮＯｘ ＋Ｈ”
（９）（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｏｒ） 全体として ２０ＣＯｚ ＋ １４ＮＨａ。＝ ４ Ｃｓ Ｈｑ
Ｎ Ｏｚ ＋１ＯＮＯ３４２４Ｈ” ＋ ２Ｈ砒０
（１０）ＮＩＬｒｏｓｏｔａｏｎａｓｓ
＋ Ｎ１ｔｒｏｂａｃｔｏｒとなる。
一方、硝化菌の生産係数は実験的に求められており、ア
ンモニアｔｇの酸化に対し、０．０４乃至０．１３ｇの
Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓｓが生産され、亜硝酸１ｇの
酸化に対し、０．０２乃至０．０７ｇのＮ１ｔｒｏｂａ
ｃｔｏｒが生産される。これらの値は酸化反応（５）
、（６）および（７）に対して増殖反応（８） 、（９
）および（１０）の割合が非常に少ないことを示してお
り、これらの生産係数を考慮して式（７）と（１０）を
組み合わせると、酸化と増殖の全体反応として式（１１
）が得られる。
ンモニアｔｇの酸化に対し、０．０４乃至０．１３ｇの
Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓｓが生産され、亜硝酸１ｇの
酸化に対し、０．０２乃至０．０７ｇのＮ１ｔｒｏｂａ
ｃｔｏｒが生産される。これらの値は酸化反応（５）
、（６）および（７）に対して増殖反応（８） 、（９
）および（１０）の割合が非常に少ないことを示してお
り、これらの生産係数を考慮して式（７）と（１０）を
組み合わせると、酸化と増殖の全体反応として式（１１
）が得られる。
ＮＨａ’ ＋ １．８３０！ ＋ ０１ｔＣＯ，−０，
０２１ＣｓＨｙＮ（ｈ ＋０．９４Ｈ！Ｏ＋０．９８Ｎ
ｏ；ところで、通常の生物学的硝化プロセスではアンモ
ニアの亜硝酸への酸化が律速段階となるために、アンモ
ニアはほとんど硝酸まで酸化されると考えてよく、した
がって以下の議論は式（１１）を用いて行う。
０２１ＣｓＨｙＮ（ｈ ＋０．９４Ｈ！Ｏ＋０．９８Ｎ
ｏ；ところで、通常の生物学的硝化プロセスではアンモ
ニアの亜硝酸への酸化が律速段階となるために、アンモ
ニアはほとんど硝酸まで酸化されると考えてよく、した
がって以下の議論は式（１１）を用いて行う。
このように活性汚泥法では、８００酸化菌によるＲＯＤ
成分の除去と、硝化菌によるアンモニアの硝酸、亜硝酸
への硝化が同時に行われるため、その際に消費される酸
素量も両者の反応の合計量である。この酸素消費速度よ
り硝化速度を求めるにはＢＯＤ酸化菌による酸素消費速
度を求める必要があった。このため従来法では、ＢＯＯ
の酸化による酸素消費速度が二酸化炭素生成速度とほぼ
等しいことから、全体の酸素消費速度より二酸化炭素生
成速度の差をとって硝化速度を求めていた。
成分の除去と、硝化菌によるアンモニアの硝酸、亜硝酸
への硝化が同時に行われるため、その際に消費される酸
素量も両者の反応の合計量である。この酸素消費速度よ
り硝化速度を求めるにはＢＯＤ酸化菌による酸素消費速
度を求める必要があった。このため従来法では、ＢＯＯ
の酸化による酸素消費速度が二酸化炭素生成速度とほぼ
等しいことから、全体の酸素消費速度より二酸化炭素生
成速度の差をとって硝化速度を求めていた。
しかしながら、二酸化炭素生成速度測定するには前述し
たように欠点をもっていた。そこで、本発明者らは酸素
消費速度のみをもって硝化速度を測定する方法を鋭意研
究の結果、硝化抑制剤を用いることによりＢＯＤ酸化菌
のみによる酸素消費速度が求められることに着目した。
たように欠点をもっていた。そこで、本発明者らは酸素
消費速度のみをもって硝化速度を測定する方法を鋭意研
究の結果、硝化抑制剤を用いることによりＢＯＤ酸化菌
のみによる酸素消費速度が求められることに着目した。
ここで硝化抑制剤はＢＯＤ酸化菌に影響を与えずに硝化
作用を完全に抑制する必要があり、本発明者らの実験検
討の結果、硝化抑制剤としてアリルチオ尿素（以下Ａ。
作用を完全に抑制する必要があり、本発明者らの実験検
討の結果、硝化抑制剤としてアリルチオ尿素（以下Ａ。
Ｔ、Ｕと省略する）を活性汚泥に対して０．３５乃至０
，７ｍｇ／ｇ−ＤＳ用いれば本発明の使用目的に達する
ことを明らかにした。
，７ｍｇ／ｇ−ＤＳ用いれば本発明の使用目的に達する
ことを明らかにした。
次にこの硝化抑制剤を用いた硝化速度測定法の原理を第
２図に図式的に示した。
２図に図式的に示した。
第２図において、Ｘは硝化抑制剤を添加しない場合の酸
素消費速度で、Ｙは硝化抑制剤を添加した場合の酸素消
費速度である。硝化反応に伴う酸素消費速度は（Ｘ −
Ｙ）であり、（１１）弐よりこの（Ｘ−Ｙ）は硝酸の生
成速度、すなわち硝化速度に比例する。よって、（Ｘ−
Ｙ）を求めることにより硝化速度を求めることができる
。
素消費速度で、Ｙは硝化抑制剤を添加した場合の酸素消
費速度である。硝化反応に伴う酸素消費速度は（Ｘ −
Ｙ）であり、（１１）弐よりこの（Ｘ−Ｙ）は硝酸の生
成速度、すなわち硝化速度に比例する。よって、（Ｘ−
Ｙ）を求めることにより硝化速度を求めることができる
。
次に、本発明を実施例により説明する。
実施例 １
第１図は零発・明にかかる装置の一興体例の構成図であ
って、二種の小型曝気槽、ならびに曝気排ガスより酸素
消費速度を測定する手段を備えた例を示す、１は廃水を
生物学的に処理する活性汚泥処理工程における曝気槽で
あって、この曝気槽１から活性汚泥の一部が原水供給装
置２により、硝化抑制剤無添加型の小型曝気槽３および
硝化抑制剤添加型の小型曝気槽４に同量ずつ供給される
。
って、二種の小型曝気槽、ならびに曝気排ガスより酸素
消費速度を測定する手段を備えた例を示す、１は廃水を
生物学的に処理する活性汚泥処理工程における曝気槽で
あって、この曝気槽１から活性汚泥の一部が原水供給装
置２により、硝化抑制剤無添加型の小型曝気槽３および
硝化抑制剤添加型の小型曝気槽４に同量ずつ供給される
。
これらの小型曝気槽３．４は硝化抑制剤添加型の小型曝
気槽４が硝化抑制剤供給袋Ｔ１１１を備える以外は全く
同じである６次いで、これらの小型曝気槽３．４には硝
化反応の基質であるアンモニアがそれぞれアンモニア供
給装置１０．１０から供給される。さらに硝化抑制剤添
加型の小型曝気槽４には硝化抑制剤供給装置１１から硝
化抑制剤が供給される。さらにこれら二種の小型曝気槽
３．４にはそれぞれ、一定量の空気が空気ポンプ７より
定量バルブ８．８を通って供給され、そして攪拌ペラ６
．６の働きでそれぞれ小型曝気槽３．４内の活性汚泥に
空気が供給される。その曝気排ガスは切換バルブ１２に
より一定時間毎に交互に切換られ、曝気排ガスより酸素
消費速度を測定する手段としての酸素分析計１３で酸素
消費速度が測定され、さらに演算器１４で両槽３．４の
酸素消費速度の差を求めることにより硝化速度が測定さ
れる。第１図中、５．５はそれぞれ攪拌モータ、９．９
はそれぞれ排水バルブ、１５．１５はそれぞれｐＨ制御
装置である。
気槽４が硝化抑制剤供給袋Ｔ１１１を備える以外は全く
同じである６次いで、これらの小型曝気槽３．４には硝
化反応の基質であるアンモニアがそれぞれアンモニア供
給装置１０．１０から供給される。さらに硝化抑制剤添
加型の小型曝気槽４には硝化抑制剤供給装置１１から硝
化抑制剤が供給される。さらにこれら二種の小型曝気槽
３．４にはそれぞれ、一定量の空気が空気ポンプ７より
定量バルブ８．８を通って供給され、そして攪拌ペラ６
．６の働きでそれぞれ小型曝気槽３．４内の活性汚泥に
空気が供給される。その曝気排ガスは切換バルブ１２に
より一定時間毎に交互に切換られ、曝気排ガスより酸素
消費速度を測定する手段としての酸素分析計１３で酸素
消費速度が測定され、さらに演算器１４で両槽３．４の
酸素消費速度の差を求めることにより硝化速度が測定さ
れる。第１図中、５．５はそれぞれ攪拌モータ、９．９
はそれぞれ排水バルブ、１５．１５はそれぞれｐＨ制御
装置である。
ここで小型曝気槽３．４から測定される酸素消費速度を
第３図に示した。第３図において実線Ａは小型曝気槽３
で測定される酸素消費速度の経時変化で破線Ｂは硝化抑
制剤添加型の小型曝気槽４から測定される酸素消費速度
の経時変化である。
第３図に示した。第３図において実線Ａは小型曝気槽３
で測定される酸素消費速度の経時変化で破線Ｂは硝化抑
制剤添加型の小型曝気槽４から測定される酸素消費速度
の経時変化である。
すなわち、実線ＡはＢＯＤ酸化菌と硝化菌による酸素消
費速度の和を示し、また点線ＢはＢＯＤ酸化菌のみによ
る酸素の消費速度を示している。またこの両Ｐ！３．４
はｐＨ制御装置１５で常にｐＨ値が等しくなるように制
御されるため、ＢＯＯ菌の働きによって生じる酸素消費
は両槽とも等しい、よって実線Ａから点線Ｂの差をとる
ことにより硝化菌による酸素消費速度が求められる。こ
の酸素消費速度は（１１）式から錆化速度に換算される
。
費速度の和を示し、また点線ＢはＢＯＤ酸化菌のみによ
る酸素の消費速度を示している。またこの両Ｐ！３．４
はｐＨ制御装置１５で常にｐＨ値が等しくなるように制
御されるため、ＢＯＯ菌の働きによって生じる酸素消費
は両槽とも等しい、よって実線Ａから点線Ｂの差をとる
ことにより硝化菌による酸素消費速度が求められる。こ
の酸素消費速度は（１１）式から錆化速度に換算される
。
実施例 ２
一部の小型曝気槽ならびに曝気排ガスより酸素消費速度
を測定する手段を備えた例について第４図を用いて説明
する。まず、実施例１と同様に曝気槽ｌから活性汚泥が
原水サンプリング装置２を経て硝化抑制剤添加型の小型
曝気槽４に供給される。次いでこの小型曝気槽４にはア
ンモニアが、アンモニア供給装置１０から供給され、こ
の時点で実施例１と同様に曝気を開始し、酸素消費速度
の測定を行う。一定時間経過後、硝化抑制剤供給装置１
１より＾、τ、Ｕを添加し実施例１と同様に酸素消費速
度を測定する。なお、第２図における指示番号は全て第
１図と同じである。
を測定する手段を備えた例について第４図を用いて説明
する。まず、実施例１と同様に曝気槽ｌから活性汚泥が
原水サンプリング装置２を経て硝化抑制剤添加型の小型
曝気槽４に供給される。次いでこの小型曝気槽４にはア
ンモニアが、アンモニア供給装置１０から供給され、こ
の時点で実施例１と同様に曝気を開始し、酸素消費速度
の測定を行う。一定時間経過後、硝化抑制剤供給装置１
１より＾、τ、Ｕを添加し実施例１と同様に酸素消費速
度を測定する。なお、第２図における指示番号は全て第
１図と同じである。
本実施例における酸素消費速度の経時変化を第５図に示
した。第５図に示されるようにＡ、Ｔ、Ｕを添加した時
点で硝化作用が抑制され、ＢＯＤ酸化菌による酸素消費
速度のみとなる。このＡ、Ｔ、Ｕ添加直前の酸素消費速
度と添加直後の酸素消費速度の差を求めることにより、
硝化による酸素消費速度が求められる。これより硝化速
度を換算して求める。
した。第５図に示されるようにＡ、Ｔ、Ｕを添加した時
点で硝化作用が抑制され、ＢＯＤ酸化菌による酸素消費
速度のみとなる。このＡ、Ｔ、Ｕ添加直前の酸素消費速
度と添加直後の酸素消費速度の差を求めることにより、
硝化による酸素消費速度が求められる。これより硝化速
度を換算して求める。
実施例 ３
サンプリングに伴うバルブ操作を簡単にするため、活性
汚泥を連続的にサンプリングして硝化速度を測定する場
合の例を第６図に示した。
汚泥を連続的にサンプリングして硝化速度を測定する場
合の例を第６図に示した。
活性汚泥は曝気槽１から微量定量ポンプ１６により一定
量連続式小型曝気槽Ｉ７に供給され、オー／ｚＨ−フロ
ーで排出される。
量連続式小型曝気槽Ｉ７に供給され、オー／ｚＨ−フロ
ーで排出される。
アンモチアは活性汚泥中のアンモニア濃度が硝化反応の
律速にならないように適当な間隔で供給される。 Ａ、
Ｔ、Ｕの添加はいったんＡ、Ｔ、Ｕが添加され硝化活性
が抑制された活性汚泥が、新しい活性汚泥の注入により
もとの酸素消費速度を回復するに充分な時間間隔をもっ
て行われる。なお、第６図において、指示番号は１６．
１７を除いて全て第１図と同じである。
律速にならないように適当な間隔で供給される。 Ａ、
Ｔ、Ｕの添加はいったんＡ、Ｔ、Ｕが添加され硝化活性
が抑制された活性汚泥が、新しい活性汚泥の注入により
もとの酸素消費速度を回復するに充分な時間間隔をもっ
て行われる。なお、第６図において、指示番号は１６．
１７を除いて全て第１図と同じである。
このときの酸素消費速度の変化を第７図に示した。連続
式小型曝気槽１７内では連続的に一定量の活性汚泥が供
給されるため、酸素の消費速度も定常状態となり一定と
なる０次に、Ａ、Ｔ、Ｕを添加すると、硝化作用が抑制
されるため、いったんＢＯＤ酸化薗のみによる酸素消費
速度のレベルまで落ちる。その後、新しい活性汚泥の注
入によりＡ、Ｔ、ｔｌγ；度が薄まり、徐々に硝化閉の
活性が戻り、錆化抑制の無い定常状態の酸素消費速度ま
で戻る。このＡ、Ｔ、Ｕの添加直前の酸素消費速度と直
後の酸素消費速度の差より硝化速度が求められる。
式小型曝気槽１７内では連続的に一定量の活性汚泥が供
給されるため、酸素の消費速度も定常状態となり一定と
なる０次に、Ａ、Ｔ、Ｕを添加すると、硝化作用が抑制
されるため、いったんＢＯＤ酸化薗のみによる酸素消費
速度のレベルまで落ちる。その後、新しい活性汚泥の注
入によりＡ、Ｔ、ｔｌγ；度が薄まり、徐々に硝化閉の
活性が戻り、錆化抑制の無い定常状態の酸素消費速度ま
で戻る。このＡ、Ｔ、Ｕの添加直前の酸素消費速度と直
後の酸素消費速度の差より硝化速度が求められる。
実施例４
ガス分析方式より短時間で測定し得る口０電極を用いた
場合の例を第８図を用いて説明する。第８図において、
１８は原水供給ポンプ、１９はバルブ、２０はＤＯ測定
槽、２１はパルプ、２２はＤＯ電極、２３はＤＯ増巾器
、２４は循環ポンプ、２５は曝気用空気供給管、２６は
空気抜きバルブであり、その他の指示番号は第１図と同
しである。今、曝気槽１から００劃定槽２０に活性汚泥
をサンプリングし、アンモニア供給装置１０よりアンモ
ニアを添加した後、所定のＤＯになるまで曝気を行い、
その後、空気抜きパルプ２６を閉じてＤＯ測定槽２０を
密封する。この状態で循環ポンプ２４により口０電極２
２表面で充分な流速が得られるように撹拌しなから溶存
酸素の減少を測定する。
場合の例を第８図を用いて説明する。第８図において、
１８は原水供給ポンプ、１９はバルブ、２０はＤＯ測定
槽、２１はパルプ、２２はＤＯ電極、２３はＤＯ増巾器
、２４は循環ポンプ、２５は曝気用空気供給管、２６は
空気抜きバルブであり、その他の指示番号は第１図と同
しである。今、曝気槽１から００劃定槽２０に活性汚泥
をサンプリングし、アンモニア供給装置１０よりアンモ
ニアを添加した後、所定のＤＯになるまで曝気を行い、
その後、空気抜きパルプ２６を閉じてＤＯ測定槽２０を
密封する。この状態で循環ポンプ２４により口０電極２
２表面で充分な流速が得られるように撹拌しなから溶存
酸素の減少を測定する。
酸素消費速度は、この溶存酸素濃度の減少より（１２）
式を用いて求める。
式を用いて求める。
Ｒ，ｉ 酸素消費速度（鰭／Ｉ／ｈｒ）Ｃ１： 測定
開始時のＤＯ（ａ＋ｇ／１）Ｃ１： 時間を後のＤＯ このとき測定された酸素消費速度をＲｒｌとする。
開始時のＤＯ（ａ＋ｇ／１）Ｃ１： 時間を後のＤＯ このとき測定された酸素消費速度をＲｒｌとする。
ＲｒｌはＢＯＯ酸化薗と硝化菌の酸素消費速度の併わさ
ったものである。
ったものである。
次に、口０測定！！２０に曝気槽１より新たにサンプリ
ングして活性汚泥を入れ替え、アンモニアと硝化抑制剤
を添加した後、上記と同様にして酸素消費速度を測定す
る。この酸素消費速度をＲｒ２とすると、硝化速度は（
１３）式で表される。
ングして活性汚泥を入れ替え、アンモニアと硝化抑制剤
を添加した後、上記と同様にして酸素消費速度を測定す
る。この酸素消費速度をＲｒ２とすると、硝化速度は（
１３）式で表される。
硝化速度 −ａ Ｘ （Ｒｒ＋−Ｒｒｔ） ” ”
（１３）ａ：硝化による酸素消費速度を硝化速度に換算
する係数。
（１３）ａ：硝化による酸素消費速度を硝化速度に換算
する係数。
以上のように、本発明によれば、生物学的硝化速度を、
正確に測定できる酸素消費速度のみを用いて測定するた
め、硝化活性の小さい活性汚泥に対しても正確に測定す
ることが可能となった。また、構成分析機器としては、
従来法で必須であった二酸化炭素分析計が本発明では不
用となったため、非常に安価となるとともに、分析装置
間の相対誤差が解消され、分析計の調整作業も半減した
。
正確に測定できる酸素消費速度のみを用いて測定するた
め、硝化活性の小さい活性汚泥に対しても正確に測定す
ることが可能となった。また、構成分析機器としては、
従来法で必須であった二酸化炭素分析計が本発明では不
用となったため、非常に安価となるとともに、分析装置
間の相対誤差が解消され、分析計の調整作業も半減した
。
さらに、本発明では硝化活性の小さい活性汚泥の硝化速
度を測定できるから、硝化活性の高い脱窒プロセスの硝
化プロセス管理に使用できるのみならず、二次処理プロ
セスにおける硝化反応の管理にも用いることができる。
度を測定できるから、硝化活性の高い脱窒プロセスの硝
化プロセス管理に使用できるのみならず、二次処理プロ
セスにおける硝化反応の管理にも用いることができる。
すなわち、二次処理プロセスにおいては曝気空気量を増
加させる硝化反応を抑制する方向で運転管理する必要が
あり、そのためには硝化活性の小さい二次処理プロセス
における活性汚泥の硝化速度を測定する必要があった。
加させる硝化反応を抑制する方向で運転管理する必要が
あり、そのためには硝化活性の小さい二次処理プロセス
における活性汚泥の硝化速度を測定する必要があった。
第１図、第４図、第６図および第８図はそれぞれ、本発
明にかかる測定装置の具体例の構成図を示し、第２図は
本発明にかかる生物学的硝化速度測定装置の原理の説明
図を示し、第３図、第５図および第７図は＾、丁、Ｕ無
添加の場合と添加の場合の硝化による酸素消費速度を比
較したグラフを示す。 ｌ・・・曝気槽、 ３．４・・・小型曝気槽、１０・・
・アンモニア供給装置、 分析針、 １４・・・演算器 雰２后 ａ、：Ｈ−ブ列定牧 に方イヒｗＪ刺棄１頷し市カ□ ｋカ
化堪ｐ隼″ノ刑添カ。 雰３目 時 関 諺 答、５２ 府 藺 ＄θ目 Ａ、Ｔ、ＩＪ慕力ｏ Ａ、Ｔ、’
ｌｌシは力０＠ 聞
明にかかる測定装置の具体例の構成図を示し、第２図は
本発明にかかる生物学的硝化速度測定装置の原理の説明
図を示し、第３図、第５図および第７図は＾、丁、Ｕ無
添加の場合と添加の場合の硝化による酸素消費速度を比
較したグラフを示す。 ｌ・・・曝気槽、 ３．４・・・小型曝気槽、１０・・
・アンモニア供給装置、 分析針、 １４・・・演算器 雰２后 ａ、：Ｈ−ブ列定牧 に方イヒｗＪ刺棄１頷し市カ□ ｋカ
化堪ｐ隼″ノ刑添カ。 雰３目 時 関 諺 答、５２ 府 藺 ＄θ目 Ａ、Ｔ、ＩＪ慕力ｏ Ａ、Ｔ、’
ｌｌシは力０＠ 聞
Claims (4)
- （１）廃水を生物学的に処理する活性汚泥処理工程にお
ける活性汚泥の一部を一定量導入された小型曝気槽と、
前記小型曝気槽内の活性汚泥の酸素消費速度を測定する
手段と、前記小型曝気槽内に硝化抑制剤を注入する手段
と、さらに前記小型曝気槽内に硝化反応の基質であるア
ンモニアを供給するためのアンモニア供給装置と、硝化
抑制剤を前記小型曝気槽内に注入しない場合と注入した
場合の酸素消費速度の差を求める演算器とを備え、この
差から硝化速度を測定することを特徴とする生物学的硝
化速度測定装置。 - （２）特許請求の範囲第１項に記載の生物学的硝化速度
測定装置において、二種の小型曝気槽と、前記それぞれ
の小型曝気槽内に硝化反応の基質であるアンモニアを供
給するためのアンモニア供給装置と、曝気排ガスより酸
素消費速度を測定する手段を備え、一方の小型曝気槽で
硝化抑制剤を注入しない場合の酸素消費速度を測定する
とともに他方の小型曝気槽で硝化抑制剤を注入した場合
の酸素消費速度を測定し、両者の差を演算器により求め
ることにより硝化速度を測定するようにした生物学的硝
化速度測定装置。 - （３）特許請求の範囲第１項に記載の生物学的硝化速度
測定装置において、一部の小型曝気槽と、この小型曝気
槽内に硝化反応の基質であるアンモニアを供給するため
のアンモニア供給装置と、曝気排ガスより酸素消費速度
を測定する手段を備え、最初に硝化抑制剤を注入しない
場合の酸素消費速度を測定し、次いで硝化抑制剤を注入
した場合の酸素消費速度を測定し、両者の差を演算器に
より求めることにより硝化速度を測定するようにした生
物学的硝化速度測定装置。 - （４）特許請求の範囲第１項に記載の生物学的硝化速度
測定装置において、一部の小型曝気槽と、この小型曝気
槽内に硝化反応の基質であるアンモニアを供給するため
のアンモニア供給装置と、溶存酸素より酸素消費速度を
測定する手段とを備え、硝化抑制剤を注入しない場合の
酸素消費速度と硝化抑制剤を注入した場合の酸素消費速
度を交互に測定し、両者の差を演算器により求めること
により硝化速度を測定するようにした生物学的硝化速度
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22224284A JPS61100656A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 生物学的硝化速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22224284A JPS61100656A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 生物学的硝化速度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61100656A true JPS61100656A (ja) | 1986-05-19 |
Family
ID=16779325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22224284A Pending JPS61100656A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 生物学的硝化速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61100656A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01143693A (ja) * | 1987-11-28 | 1989-06-06 | Meidensha Corp | 活性汚泥処理のプロセス制御装置 |
| JPH03196900A (ja) * | 1989-12-26 | 1991-08-28 | Meidensha Corp | 硝化活性度測定方法 |
-
1984
- 1984-10-24 JP JP22224284A patent/JPS61100656A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01143693A (ja) * | 1987-11-28 | 1989-06-06 | Meidensha Corp | 活性汚泥処理のプロセス制御装置 |
| JPH03196900A (ja) * | 1989-12-26 | 1991-08-28 | Meidensha Corp | 硝化活性度測定方法 |
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