JPS61178094A - 有機性窒素含有排水の処理方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は有機性窒素含有排水の処理方法に関し、殊に好
気性硝化処理と曝気処理を組合せた排水処理方法におい
て、四季を通じて高い浄化効果を得ることのできる技術
に関するものである。

［従来技術］ 有機性窒素を多量含有する排水（し尿等）の処理方法と
しては、例えば第３図（概略フロー図）に示す様な方法
が広く採用されている。即ち第３図においてｌは好気性
硝化槽、２は曝気槽、３は沈殿槽を示し、白抜矢印は排
水の流れを、太実線矢印は循環水、返送汚泥ラインを、
細実線矢印は希釈水ラインを、又破線矢印は空気（酸素
含有ガス）供給ラインを夫々示す、有機性窒素を含む排
水はまず好気性硝化槽ｌへ送り込まれ、この部分で空気
をバブリングしつつ２〜１５日間滞留させることによっ
て好気性硝化を行い、ＢＯＤ成分を１０００〜２５００
５ｇ／＋まで低減させる。好気性処理を終えた排水は１
次いで４〜２０倍程度の希釈水により希釈しつつ曝気槽
２へ送って活性汚泥処理に付し、更に沈殿槽３へ送って
上澄液は浄化水として排出する一方、沈降した汚泥の一
部は種汚泥として曝気槽２へ返還する。ここで曝気槽２
へ送られる汚水を大量の水で希釈する理由は、曝気槽２
における処理効率及び沈殿槽３における汚泥の分離効率
を高める為である。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが上記の様に大量の水で希釈した場合でも、沈殿
槽３で分離される上澄液には相当の濁りが残り、この傾
向は希釈倍率を低下させるほど当然なことながら著しく
なる。殊に希釈を行わなかった場合は、上澄水中の５３
分が数百ｓ＋ｇ／Ｉになることもあるが、このＳＳ濃度
は水希釈を行わないことによる高濃度化の程度をはるか
に上まわっており、曝気槽での浄化反応が十分に進行し
ていないことをもの語っている。また好気性硝化槽１の
液温は、生物反応による発熱の為夏季になると４０℃を
超えることすらある為、活性汚泥中の生物活性を良好に
維持すべく、好気性硝化槽ｌへ希釈水を注入する等によ
り液温が４０℃を超えることのない様に管理されている
。その為希釈水温の低い冬季には、好気性硝化槽１と曝
気槽２の液温差が著しく大きくなり（曝気槽２内の液温
は、大量の希釈水の混入で著しく降温する）、温度の急
変による生物活性の低下によって曝気槽２における浄化
機能は著しく低下してくる。しかも第２図に示す如く好
気性硝化４６１を循環させた場合でも窒素除去効果は不
十分であり、好気性硝化槽１内でＮＯ２−Ｎが蓄積し活
性汚泥の生物活性はかなり抑制される。

本発明は上記の様な従来技術の諸欠点を解消し、四季を
通じて安定した浄化効果を得ることのできる排水処理方
法を提供しようとするものである。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明は、有機性窒素含有排水を無希釈で第１反応槽へ
送り液温を４０〜５０℃に保持すると共に１位置的又は
時間的にみて末尾に至る直前までは溶存酸素濃度を０．
５１ｇ／ｌ以下に保ち、上記末尾に至った時点で溶存酸
素濃度が急１昇する様に曝気量を調整することによって
、細菌類による有機性窒素の硝化・脱窒を行った後、該
第１反応槽からの流出液を第２反応槽へ送り、液を２５
〜３５℃に保持しつつ曝気処理することによって原生動
物の増殖・捕食を促進させるところに要旨が存在する。

［作用］ 排水の清浄化に寄与する活性汚泥中の生物は原生動物と
細菌類に分けることができ、原生動物の役割は、廃水中
の有機物の分解除去ではなく、曝気槽中における単一細
胞微生物や活性汚泥フロックの切れはしを捕食して処理
水を透明にするところにあり、有機物の分解除去は主と
して細菌類によって行われることが知られている。一方
原生動物と細菌類の増殖・活動の為の好適条件はかなり
異なっているものと考えられる。ところが従来の好気性
硝化方式では、細菌類と原生動物の夫々について好適な
活動条件を与えようという配慮が不十分であり、しかも
前述の如く処理温度が安定していない為、殊に原生動物
の増殖があまり起こらず、現に従来の好気性硝化槽や曝
気槽に存在する原生動物の量は極めて少なく、且つその
消長も不規則である為、原生動物による浄化機能は殆ん
ど発揮されていない、しかるに本発明では後記実施例で
も詳述する如く第１反応槽における液温及び溶存酸素濃
度が細菌類の増殖・活動に適した条件となる様にコント
ロールすることによって、細菌類による有機性窒素の除
去効率を高め、原生動物の増殖を抑制するＮＨａ　−Ｎ
　（アンモニア性窒素）やＮ０ｘ−Ｎ（硝酸性窒素、）
等の濃度を低下させた後第２反応槽へ送り、第２反応槽
では液温を原生動物の増殖に適した温度に保持して細菌
や活性汚泥フロックの切れはしを効率良く捕食させるも
のであり、第２反応槽から沈殿槽へ送られる処理液の固
液分離性は飛躍的に向上し、上澄水の清浄度を著しく高
めると共に汚泥の脱水効率も著しく向上することができ
る。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示す概略フロー図であり、排
水は無希釈のままでライン４から第１反応槽５へ送り込
まれ、ブロアー６から吹込まれる空気の存在下で細菌に
よる有機性窒素の分解除去が行われる６次いでこの処理
液は第２反応槽７へ送られ、ブロアー８から吹込まれる
空気の存在下で原生動物の増殖を促し、細菌及び活性汚
泥フロックの切れはしを効率良く捕食させる。９は液温
調整用の冷却管を示す。この処理液は順次沈殿槽ｌＯへ
送られこの部分で上澄水と沈降汚泥に分離され、上澄水
は処理水として排出する一方、沈降汚泥は底部より順次
抜き出し、一部は返送汚泥として第２反応槽７へ返還す
る。

本発明における排水処理の概要は上記の通りであるが、
以下にその詳細を従来法と対比しながら順を追って説明
していく、第１反応槽５へ無希釈のままで導入された有
機性窒素含有排水は、該反旧槽５内で排水中に含まれる
独立栄養細菌（Ｎｉｔｒｏｓｏｍａｎａｓ、Ｎ１ｔｏｒ
ｏｂａｃｔｅｒ等）や通性嫌気性菌Ａｃｈｒｏｍｏｂａ
ｃｔｅｒ　ＳＰ、　Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｄｅｎｉ
ｔｒｉｆｉｃａｎｓ等）の作用を受け、有機性窒素の除
去が行われる。この反応により、例えばし尿の場合にあ
っては１ｍ３当たり４０．Ｇｏｏ　〜５０，０００　Ｋ
ｃａｌ　ｔ７）生物反応熱が発生し、曝気装置からのエ
ネルギー移動も加わって液温は冬季でも４０℃以上とな
る。

ところで従来法では、前述の如く好気性硝化槽の温度を
４０℃以下、望ましくは１５〜３５℃となる様、希釈水
の注入によって処理温度を調整していたが、この温度制
御は必ずしも正確に行われておらず又液温は季節によっ
て相当変化する為、原生動物の固体数や種類が変動し処
理能力を不安定にする要因となっていた。これは原生動
物が細菌に比べて温度に極めて敏感であることによるも
のである。しかるに本発明では、第１反応槽内の被処理
水には一切注水を行わず、生物反応熱の発生と熱のバラ
ンスで決まる液温（４０〜５０℃）をそのまま受入れ、
上記細菌の活動により系中の有機性窒素の除去を行うも
のである。尚第１反応槽５内の液温は生物反応熱による
昇温によって冬季でも４０℃を下まわることはなく、一
方夏季には５０℃付近にまで昇温することがあるが、こ
の程度の液温変化では活性汚泥中の細菌の活動に顕著な
影響はみられず、安定した処理効果を得ることができる
。ちなみに下記第１表は四季を通じて行った運転結果の
一例を示したものである。但し第１反応槽流出液の水質
は濾紙で濾過した後のものを示している。

第　　１　　表 また本発明では上記第１反応槽における処理工程で窒素
の除去効率を高める為、曝気量を調整することにより系
中の溶存酸素濃度を適正にコントロールする０例えば第
２図は溶存酸素濃度の代表的な制御例を示したもので、
第１反応槽内における被処理液の溶存酸素濃度は入側か
ら出口部直前の位置までは０．５■ｇ／ｌ以下に保って
ＮＨｓ　−Ｈの硝化を効率良く進行させ、出口部直前で
溶存酸素濃度が急増する様に曝気量をコントロールする
。

即ち第１反応槽の出口部溶存酸素濃度が急増するという
ことは、当該位置で被処理水中のＮＨ４−Ｎの硝化が完
了したことを意味するものであり。

この様に曝気量を調整することにより、第１反応槽内に
おけるＮＨ４−Ｎの硼化反応と生成したＮ０ｘ−Ｎ（７
）脱窒反応（ＮＯｘ−Ｎ＋有機物→Ｎ２ガス＋ＣＯ２ガ
ス）を逐次進行せしめ、有機性窒素の効率的な除去が行
われる。尚第１反応槽流出液の第１反応槽入側への返送
は、第２図に示した様な溶存酸素濃度のパターンが維持
されている限り必ずしも必須という訳ではないが、流出
液中のＮ０Ｘ−Ｎｅ度が高いときは後述する第２反応槽
内での原生動物の増殖が阻害されることがあるので、一
部を第１反応槽へ返還して脱窒反応を更に進行させ、流
出液中のＮ０ｘ−Ｎ濃度を低下させることが望まれる。

また第２図に示した溶存酸素濃度の好適パターンは押出
し流れ型曝気槽の場合を示したものであるが、完全混合
型曝気槽の場合でも同様に適用することができる。即ち
完全混合型曝気槽の場合は第２図に示したパターンの横
軸を処理時間に置き換え、曝気処理の最終段階で溶存酸
素濃度が急増する様にコントロールすればよい。

この様に本発明では、第１段階として有機性窒素含有排
水を無希釈で第１反応槽へ送り、槽内温度を４０〜５０
℃に保つと共に、槽内の溶存酸素濃度が位置的又は時間
的にみて処理末尾に至る直前までは０．５　ｍｇ／ｌ以
下に保ち、上記末期に至った時点で急増する様に曝気量
を制御することによって、排水中の有機物及び窒素を効
率良く除去することができる。

この様にして第１次処理を受けた被処理水は引き続いて
第２反応槽へ送られ、この部分で原生動物の増殖を促し
て細菌や活性汚泥フロックの切れはしを捕食させ、活性
汚泥と水の分離を促進すると共に分離水の清浄度を高め
る為の処理が行われる。ここで第１反応槽から送られて
くる流出液中のＮＨａ　−Ｎ及びＮＯｘ−Ｈの濃度は前
述の如く著しく低減されており、原生動物の増殖を抑制
する限界窒素濃度をはるかに下回っている為、第２反応
槽の温度を適正に管理することにより原生動物の増殖に
好適な環境を得ることができ、原生動物による捕食清浄
化効果を最大限に発揮させることが可能となる。しかる
に従来法では、前述の様に好気性硝化槽における窒素除
去が不完全である為無希釈の条件下ではＮ０ｘ−Ｎ濃度
が１０００ｍｇ／　ｌにも達することがあり、原生動物
の増殖が著しく抑制されて捕食清浄化効果が有効に発揮
されない、しかも従来法ではＮ０ｘ−Ｎ濃度の低減とい
うねらいもあって前述の如く大量の希釈水で希釈してお
り、季節によって曝気槽内の液温か著しく変動する為、
温度条件からしても原生動物による捕食清浄化効果を一
定且つ高レベルに保つことができなかったが１本発明で
は第１反応槽で１−分な窒素除去が行われているのでＮ
０ｘ−Ｎ濃度低減の為の水希釈も全く不要であり、原生
動物の増殖・活動に最適の処理液温度（２５〜３５℃）
に四季を通じて維持することができ、第２反応槽におけ
る処理効果も最大限に高められる。尚第２反応槽の液温
調整は、第１図に示した様に水冷管による間接冷却の他
、冷水を直接注入することによって行うこともできる。

かくして第２反応槽での処理を終えた被処理水は固液分
離の容易な分散液となるので４これを順次沈殿槽へ送っ
て重力分離を行えば、極めて清浄度の高い上澄水と脱水
の容易な活性汚泥に分離することができる。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されるが、要は、（１）原生動
物が細菌に比べて液温やＮ０ｘ−Ｎ濃度に対する感受性
が高いこと、（２）細菌は、原生動物の増殖が抑制され
る４０〜５０℃の温度でも活発に活動し、排水中の有機
性窒素を効率良く除去すること、（３）排水中のＮ０ｘ
−Ｎ濃度をできるだけ低下させると共に液温を２５〜３
５℃に保持してやれば、原生動物の増殖が著しく促進さ
れ、活性汚泥の固液分離が容易になって脱水効率が向上
するのみならず分離水の清浄度も著しく向上すること、
という確認結果のもとで、（４）排水をまず第１工程で
４０〜５０℃の温度で処理し細菌の活動を促進させて有
機性窒素の硝化脱窒を十分に行った後、第２工程で原生
動物の増殖・活動に好適な条件を設定することにより、
分離水を著しく清浄化し得ると共に汚泥の脱水効率を大
幅に高め得ることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略フロー図。 第２図は第１反応槽における溶存酸素濃度の好適パター
ンを示す図、第３図は従来の排水処理法を示す概略フロ
ー図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機性窒素含有排水を処理するに当たり、該排水を無希
   釈で第１反応槽へ送り液温を４０〜５０℃に保持すると
   共に、位置的又は時間的に見て末尾に至る直前までは溶
   存酸素濃度を０．５ｍｇ／ｌ以下に保ち、上記末尾に至
   った時点で溶存酸素濃度が急上昇する様に曝気量を調整
   しつつ処理を行い、次いで該第１反応槽からの流出液を
   第２反応槽へ導き液温を２５〜３５℃に保持しつつ曝気
   処理することを特徴とする有機性窒素含有排水の処理方
   法。