JPS61125493A - 有機性排水の処理方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、有機性排水の処理方法に関し、待に排水中の
窒素及びリンの除去を行う処理方法に係わる。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、中小規模向は下水処理設備として、オキシデーシ
ョン・ディッチ法（００法）が注目されている。かかる
００法が注目される理由としては、■省エネルギー型の
システムである、■前段の沈澱池を省略できる、■維持
管理が容易である、■負荷変動に強い、■汚泥の発生量
が少ない、等が挙げられる。

一方、湖沼、内湾等の閉鎖性水域においては、近年、富
栄養化防止を目的として汚染の原因である窒素とリンを
１！制する動きがあり、一部の地域では既に排出規制が
実施されている。このような情勢に素早く対応するため
、本出願人は既に嫌気槽とｏＤとを組合わせた生物脱窒
、脱リン方法を提案した（特願昭５８−１７４３２８号
）。この方法を第２図に示す排水処理装置を参照して説
明する。図中の１は、中央に仕切り板２が配置されたオ
キシデーション・ディッチ槽である。こうした仕切り板
２をディッチ槽１に配置することによリ、同情１に平面
的な閉回路が形成される。前記ディッチ槽１には、水循
環を目的とした水中プロペラ３及び酸素を供給するため
の曝気器としての散気ｔ１４が配置されている。前記水
中プロペラ３と、前記散気管４とは分離され、該散気管
４を適宜の位置に配置することによって、前記ディッチ
槽１を斜線で示す嫌気ゾーンＡと好気ゾーンＢとを形成
できるようにしである。また、前記ディッチ槽１は、沈
澱池５に連結されている。この沈澱池５は絶対嫌気槽６
に連結され、かつ該１ｆｉ１６は前記ディッチ槽１に連
結されている。なお、絶対嫌気槽６内には水中プロペラ
等を設置して汚泥が沈降しない程度の流速を与える必要
がある。

上述した装置において、原水７をＮＯｘ　（硝酸、亜硝
酸）がほとんど存在しない絶対嫌気槽６に導入し、該絶
対嫌気槽６で沈澱池５からの返送汚泥８と混合し、その
後混合液をディッチ槽１の水中プロペラ３の位置に導入
する。ディッチ槽１に導入された原水と返送汚泥の混合
液は四槽１内を循環する。この時、原水と返送汚泥の混
合液は嫌気ゾーンＡから好気ゾーンＢに導入され、好気
ゾーンで硝化反応がなされ、ＮＨ４−Ｎが酸化されてＮ
Ｏｘを生成する。更に、嫌気ゾーンで原水中のＢＯＤ成
分を有機炭素源として脱窒反応が進行し、生成されたＮ
Ｏｘは窒素ガスになり、大気に放出される。ディッチ槽
１での生物活性により生成された汚泥は、沈澱池５に導
入され、ここで処理水９は系外に排出され、沈澱汚泥は
返送汚泥８として絶対嫌気槽６に戻される。このような
ディッチ槽１→沈澱池５→絶対嫌気槽６→ディッチ槽１
の循環により汚泥を嫌気→好気のストレスが与えられ、
生物学的にリンが除去される。即ち、かかる活性汚泥に
使用される微生物は好気性状態でリンを吸収し、嫌気性
状態でリンを吐出する。この嫌気性状態でのリンの吐出
は、系中の有機炭素源としてのＢＯＤの存在により促進
され、ＮＯｘの存在により阻害される。このため、前記
絶対嫌気槽６において、原水中のＢＯＤの存在により返
送汚泥中の微生物からリンが充分に吐出され、ディッチ
槽１に導入された原水と返送汚泥の混合液が好気ゾーン
Ｂに入ると、微生物によりリンが吸収され、該リンを吸
収した状態で沈澱池５に導入され。

この沈澱池５は、通常、嫌気性状態であるが、ＢＯＤが
ほとんど存在せず、嫌気性生物反応が進行しない状態に
おいては微生物によるリンの吐出がほとんど起こらない
。このため、処理水９中にリンが再度含まれて排出され
ることはない。こうした絶対嫌気槽６でのリン吐出、デ
ィッチ１１でのリンの吸収という汚泥の嫌気→好気のス
トレスが与えられることにより、絶対嫌気槽６を配置せ
ずに、返送汚泥を直接ディッチ槽１に導入して処理する
形態に比べてリンの汚泥への蓄積量を格段に向上できる
。そして、リン含量の層加した汚泥は余剰汚泥１０とし
て系外に排出し、別途処理を施す。

上述した方法では、ディッチ槽１の容量が充分に大きい
場合（例えばディッチ管路長で約１５０ｍ以上）には、
既述したように水循環を目的とした水中プロペラ３と、
前記散気管４とは分離され、該散気Ｗ４を適宜の位置に
配置することによって、前記ディッチ槽１を斜線で示す
嫌気ゾーンＡと好気ゾーンＢとを形成でき、硝化反応、
脱窒反応を充をに進行できる。しかしながら、ディッチ
槽の容量が小さい場合（例えばディッチ管路長で１５Ｑ
ｍ末１１１）では、好気ゾーンと嫌気ゾーンを形成する
のが困難となる。このような場合には、曝気器としての
散気管４を間欠的に運転してディッチ槽１内に好気ゾー
ンと嫌気ゾーンとを時間的に交互に形成する方法が採用
されている。好気条件下では、有機物除去と硝化反応　
（ＮＨ４−Ｎ→Ｎ０ｘ−Ｎ＞が進行し、嫌気条件下では
脱窒反応（ＮＯｘ−Ｎ→Ｎ２↑）が進行する。脱窒反応
時においては、有機炭素源が必要であり、原水中の８０
０を有機炭素源として利用するのが合理的であるが、上
述した方法の場合には絶対嫌気槽６でＢＯＤの大部分が
吸収されるため、咳嫌気槽６からディッチ槽１に流入し
た混合液中のＢＯＤは低濃度となる。その結果、ディッ
チ槽１内の有機炭素源が不足し、同ディッチ槽１を間欠
的に嫌気ゾーンとしても、脱窒速度が減少することにな
る。

つまり、ディッチ槽１内での窒素除去が不充分となる。

しかも、脱窒されずに残留したＮＯｘが沈澱池５に流入
されることにより、該沈澱池５から汚泥が返送される絶
対嫌気槽６での微生物によるリンの吐出反応を阻害し、
リンの除去効率を低下させる。

〔発明の目的〕

本発明は、汚水処理水路の巾寄ｌ化に伴い該水路に好気
ゾーンと嫌気ゾーンとを間欠的に形成する際の脱璽反応
時の有機炭素源の不足を解消し、かつ該汚水処理水路か
らＢＯＤ量の多い汚泥が沈澱池に流出されるのを防止し
得る有機性排水の処理方法を提供しようとするものであ
る。

〔発明の概要〕

本発明は、原水を絶対嫌気槽を通して水循環器及び曝気
器を有し、平面的に閉回路を形成した汚水処理水路に導
入し、該水路から流出される汚泥を沈澱池に導入し、該
沈澱池で処理水を系外に排出すると共に、沈澱汚泥の少
なくとも一部を前記絶対嫌気槽に返送して原水と共に再
び前記水路に導入して循環させる有機性排水の処理にあ
たり、前記水路内への曝気を間欠的に行ない、かつ該水
路への曝気停止時に前記原水の一部を前記水路に導入す
る工程と、前記水路からの汚泥を前記沈澱池に導入する
途中で後曝気する工程とを具備したことを特徴とするも
のである。

以下、本発明を第１図を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の有機性排水処理に使用する装置の一形
態を示す概略図である。この装置は、大別して汚水処理
水路としての容量が小さい（例えばディッチ管路長で１
５０ｍ未満）オキシデーション・ディッチ槽１１と、こ
のディッチ槽１１に配管１２ａを介して連結され、該デ
ィッチ槽１１の汚泥が流入される沈澱池１３と、この沈
澱？ｌｌ１１３に配管１２ｂを介して連結され、配！！
１２ｃより原水が流入されると共に、原水と返送汚泥を
配管１２ｄより前記ディッチ槽１１に供給する絶対嫌気
槽１４とから構成されている。

前記ディッチ槽１１の中央には、仕切り板１５が配置さ
れており、該仕切り板１５により同［１１に平面的な閉
回路を形成している。また、前記ディッチ槽１１の前記
配管１２ｄの連結付近には、水循環を目的とした水中プ
ロペラ１６と、該プロペラ１６の後段近傍及び該プロペ
ラ１６に対して所定距離隔てた箇所に酸素を供給するた
めの曝気器としての２つの第１、第２の散気管１７１．
１７２が夫々配置されている。これら散気管１７ｒ、１
７２には、配管１２ｅを介しＴ’７０７１８が連結され
ている。また、前記ディッチ槽１１と沈澱池１３とを連
結する前記配管１２ａには第３の散気管１７３を有する
後曝気［１９が介装されている。この散気管１７３には
、配管１２ｆを介して前記ブロア１８が連結されている
。前記原水は、前記配管１２Ｃを介して前記絶対嫌気槽
１４に供給されると共に、その一部は配管１２ｇを介し
て前記ディッチ槽１１に供給できるようになっている。

この原水の配管１２ｇには、第１の電磁弁２０１が介装
されており、かつ該Ｎ磁片２０１にはタイマ２１が接続
されている。更に、前記ブロア１８から前記各散気管１
７１．１７２に空気を供給する前記配管１２８には第２
の電磁弁２０２が介装されており、かつ該第２の電磁弁
２０２には前記タイマ２１が接続されている。こうした
タイマ２１は、前記配ＩＦ１２にＩの第１の電磁弁２０
１が開状態の時、前記配管１２ｅの第２の電磁弁２０２
が閉状態に、一方前記配置！１：１の第１の電磁弁２０
１が閉状態の時、前記配管１２ｅの第２の電磁弁２０２
が開状態となるように設定されている。つまり、タイマ
２１により第１の電磁弁２０１を開状態にして配！！１
２にｌから原水がディッチ槽１１に供給される時には、
配Ｗ１２ｅの第２の電磁弁２０２が閉状態となりブロア
１８からの第１、第２の散気管１７１，１７２への空気
の供給が停止され、一方、タイマ２１により第１の電磁
弁２Ｏｒを閉状態にして原水のディッチ槽１１への供給
が停止された時には、配管１２ｅの第２の電磁弁２０２
が開状態となりブロア１８から第１、第２の散気管１７
１．１７２に空気が供給されて、ディッチ槽１１内を間
欠的に嫌気状態と好気状態にする。なお、後曝気槽１９
の第３の散気管１７３には、ブロア１８から常時空気が
供給されている。また、前記絶対嫌気槽１４内には撹拌
プロペラ２２等を設置して汚泥が沈降しない程度の流速
が与えられている。

前記沈澱池１３から汚泥を前記絶対嫌気槽１４に返送す
る配管１２ｂには、返送ポンプ２３が介装されている。

また、前記配管１２ｂには、汚泥を余剰タンクに排出す
るための分岐配管２４が連結されている。これら配管１
２ｂ及び分岐配管２４には、夫々図示しない６１１１１
１器により開閉される第３、第４の電磁弁２０！　、２
０４が介装されている。

次に、前述した排水処理装置を参照して処理方法を説明
する。

まず、原水を配管１２ｃを通して沈澱池１３から返送ポ
ンプ２３及び配管１２ｂにより汚泥が返送される絶対嫌
気槽１４に導入し、原水と返送汚泥の混合液を配管１２
ｄを通してディッチ槽１１に供給する。ディッチ槽１１
に導入された混合液は、水中ブＯペラ１６によりディッ
チ槽１内の仕切り板１５で区画された閉回路を循環する
が、この時タイマ２１により一定時間例えば第１の電磁
弁２０１を開状態、第２の電磁弁２０２を開状態にする
ことによ′つて、ブロア１８からの空気が配管１２ｅを
通してディッチ槽１１内の第１、第２の散気管１７１．
１７２に供給されてディッチ槽１１内に空気（ＩＩ！素
）が供給され、四槽１１内が好気状態となって原水の硝
化反応が行われる。また、一定時間経過後、タイマ２１
により第１の電磁弁２０工を開状態、第２の電磁弁２０
２を閉状態にすることによって、第１、第２の散気管１
７１．１７２からの空気の供給が停止されると共に、原
水の一部が配管１２ｇからディッチ［１１内に供給され
る。この時、ディッチ槽１１内は嫌気状態となり、かつ
原水の流入により有機炭素源としてのＢＯＤが存在する
ことによって、脱窒反応が充分に進行する。このように
ディッチ１Ｗ１１内を間欠的に嫌気、好気状態にするこ
とによって、ディッチ槽１１が小容量であっても充分な
硝化、脱窒反応を進行でき、原水の窒素除去を遂行でき
る。

次いで、ディッチ槽１１内の汚泥は、配管１２８及び後
曝気槽１９を通して沈澱池１３に流入される。このよう
にディッチ槽１１の汚泥を散気管１７３から空気（ｌ素
）が供給される後曝気槽１９を通して沈澱池１３に導入
することによって、嫌気状態にした前記ディッチｗｉｉ
から嫌気状層の汚泥が沈澱池１３に導入されても、咳後
曝気器１９を通る間に好気状態となり、同沈澱池１３に
嫌気状態の汚泥が流入されるのを防止できる。また、前
記ディッチ槽１１への原水の導入によりＢＯＤが残留し
た汚泥が該ディッチ槽１１から流出されても、前記後曝
気槽１９（つまり好気状態の後曝気槽１９）を通る間に
ＢＯＤが除去されるため、沈澱池１３にＢＯＤを含む汚
泥が流入されるのを防止できる。その結果、沈澱池１３
が嫌気状態となること、及びＢＯＤが流入することによ
る微生物のリンの吐出を抑制でき、一旦汚泥中に蓄積し
たリンが処理水中に吐出されて、そのリン濃度が高くな
るのを防止できる。更に、後囃気１１９を設けることに
より、嫌気状態にしたディッチ槽１１の汚泥（リンの吐
出反応を経た汚泥）を好気状態にしてリンの吸収を行う
ことができるため、ディッチ槽１１の小容量化による好
気→嫌気のストレスが一時的に阻害されるのを防止でき
る。

汚泥が導入された沈澱池１３においては、処理水が系外
に排出され、沈澱汚泥の一部は配管１２ｂ及び返送ポン
プ２３により前記絶対嫌気槽１４に返送される。こうし
たディッチ槽１１→沈澱池１３→絶対嫌気槽１４→ディ
ッチ檀１１の循環により汚泥を嫌気→好気のストレスが
与えられ、既述したように生物学的にリンが汚泥に蓄積
される。

そして、リン金山の増大した汚泥は分岐配管２４から余
剰タンクに排出し、別と処理を施す。

しかして、本発明によればディッチ槽１１の小容量化に
伴い該ディッチｆｌ１１１に好気ゾーンと嫌気ゾーンと
を間欠的に形成する際の脱窒反応時の有機炭素源の不足
を解消し、かつ該ディッチＷ！１１から嫌気状態でＢＯ
ＤＩの多い汚泥が沈澱池に流出されるのを防止して装置
のコンパクト化を図ることができると共に、窒素とリン
の除去を効果的に行うことができる有機性排水の処理方
法を提供できる。

なお、上記方法では曝気器として散気管を使用したが、
これに限定されない。例えば機械方式（エアレータ、水
車等）でも同様な効果を達成できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を前述した第１図を参照して説明
する。

前述した第１図の排水処理装置を用いて原水を以下に示
す条件で処理し、原水及び処理水中のリン濃度の変化を
第３図に、原水及び処理水中の窒素濃度の変化を第４図
に夫々示した。なお、第３図中には排水処理から５０日
間を前述した第２図図示の既に提案した方法（ディッチ
槽を小容量化し、散気管への間欠的な空気の供給により
嫌気、好気状態を形成）によるリン濃度の変化を、それ
以降を本発明方法によるリン濃度の変化を示す。

また、第４図中には排水処理から５０日間を前述した第
２図図示の既に提案した方法（ｔｔＪ記条件と同様）に
よる窒素濃度の変化を、それ以降を本発明方法による窒
素濃度の変化を示す。

く排水処理の条件〉 ■原水（沈砂池処理水） 沈砂池流出水；　２　Ｆ１１３／ｄａｙ■嫌気槽 滞留時開；１〜２時間 ００；０〜０．５１１９７Ｉｔ ■ディッチ槽： 容量；ディッチ管路長で６ｍ タイマの間欠切換時間；３０分間 ＭＬＳＳ：約４０００Ｒ１ｇ／Ｑ ＢＯＤ負荷：０，０５Ｋｙ／／（ｙ−ＭＬＳＳ−ｄａｙ
■後眉気覆 滞留時間：２時間 ■沈澱池 滞留時間：３時間 返送率＝１００％ 第３図及び第４図より明らかなように本発明方法によれ
ば、リン、窒素共に優れた除去性能を有することがわか
る。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば汚水処理水路（ディ
ッチ槽）の小容量化に伴い該ディッチ槽に好気ゾーンと
嫌気ゾーンとを間欠的に形成する際の脱窒反応時の有機
炭素源の不足を解消し、かつ該ディッチ槽から１１！気
状態でＢＯＤ量の多い汚泥が沈澱池に流出されるのを防
止して装置のコンパクト化を図ることができると共に、
窒素とリンの除去を効果的に行うことができる有機性排
水の処理方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の有機性排水の処理方法に使用される排
水処理装置の一形態を示す概略図、第２図は本出願人が
既に提案した有機性排水処理方法に使用される排水処理
装置の概略図、第３図は本実施例及び既に提案した方法
による排水処理時に原水及び処理水のリン濃度の変化を
示す特性図、第４図は本実施例及び既に提案した方法に
よる排水処理時に原水及び処理水の窒素濃度の変化を示
す特性図である。 １１・・・オキシデーション・ディッチ槽、１３・・・
沈澱池、１４・・・絶対嫌気槽、１６・・・水中プロペ
ラ、１７１〜１７ｇ＝・散気管、１８・・・プロア、１
９・・・後曝気槽、２０１〜２０４・・・電磁弁、２１
・・・タイマ、２３・・・返送ポンプ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 ４Ａ３ 第３図 ｔ−過　　日　　受（（日） 第４図 条）ｆｉ　　８笠　（日） 手続補正書 昭和　的、１、瞑２１日 特許庁摺　　志　賀　　　　学　　　殿■、事件の表示 特願昭５９−２４７７６６号 ２、発明の名称 有機性排水の処理方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （４１２）　　日本鋼管株式会社 ４、代理人 ６、補正の対象 （、ジーＩ；）７ ７、補正の内容 （１）明細書中梁３頁１７〜１８行目にかけて、「水中
ｆ＋′：ｒペラ３の位置に導入する。」とあるを「鎌気
ゾーンの開始位置に導入する。」と訂正する。 （２）明細書中梁４頁５〜６行目にかけて「ディッチ槽
１での生物活性により生成された汚泥は」とあるを「デ
ィッチ槽ｌから流出した混合液は」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原水を絶対嫌気槽を通して水循環器及び曝気器を有し、
   平面的に閉回路を形成した汚水処理水路に導入し、該水
   路から流出される汚泥を沈澱池に導入し、該沈澱池で処
   理水を系外に排出すると共に、沈澱汚泥の少なくとも一
   部を前記絶対嫌気槽に返送して原水と共に再び前記水路
   に導入して循環させる有機性排水の処理にあたり、前記
   水路内への曝気を間欠的に行ない、かつ該水路への曝気
   停止時に前記原水の一部を前記水路に導入する工程と、
   前記水路からの汚泥を前記沈澱池に導入する途中で後曝
   気する工程とを具備したことを特徴とする有機性排水の
   処理方法。