JPS6358639B2 - - Google Patents
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- JPS6358639B2 JPS6358639B2 JP11890280A JP11890280A JPS6358639B2 JP S6358639 B2 JPS6358639 B2 JP S6358639B2 JP 11890280 A JP11890280 A JP 11890280A JP 11890280 A JP11890280 A JP 11890280A JP S6358639 B2 JPS6358639 B2 JP S6358639B2
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Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
本発明は、し尿などの高濃度廃液を処理する方
法に関し、特に無希釈、または超低希釈、無薬注
でし尿その他の廃液を短日で良好な水質にまで処
理することのできる方法に関する。 通常の活性汚泥法の適用範囲を超えた高濃度廃
液（BOD濃度、窒素濃度の高い廃液、例えばし
尿、家畜糞尿、水産加工廃液など）を放流可能な
水質レベルまで処理するのに、従来の方式では対
象高濃度廃液をあらかじめ清水で、通常の活性汚
泥法が適用可能なレベルまで希釈し、しかるのち
に通常の活性汚泥法で処理してきた。すなわち好
気性浄化微生物の有機物分解作用を利用してき
た。 ここで通常の活性汚泥法とは、次に示すような
ものである。すなわち通常の活性汚泥法は曝気装
置として一般の散気管（例えばデイスクフユーザ
ー、多孔性デイフユーザーなど）を用いており、
このため経済的に処理可能な対象水濃度レベルに
上限がある。例えばBODとして1000ppm前後で
あると言われている。逆にこれら適用可能な濃度
レベルを超えた廃液を一般の散気管を用いて好気
性処理すると酸素溶解速度がBOD除去速度の律
速因子となつてDOが維持できず総括的な反応速
度が非常に小さい。したがつて効率がよくない。
逆に一般の散気管を用いてなおかつ酸素溶解速度
が律速因子とならぬようにするには、過大な施設
容量とする必要がある。したがつて小容量、高効
率の無希釈処理実用化には工夫を要する。 今通常の活性汚泥法の適用範囲を超えた高濃度
廃液として例えば、し尿処理を例にとると通常の
無希釈し尿（破砕生し尿）の水質値はBOD10000
（ppm）内外、Ｔ−N4000〜5000（ppm）と非常に
高い値を示している。なお、Ｔ−Ｎとは有機性窒
素および無機性窒素の総和である総窒素を示すも
のである。これを処理する処理方法としては、原
液流量の19倍もの希釈水を使用して希釈（したが
つて、希釈倍率は20倍）している。また低希釈法
といわれるものでも10倍という高い希釈倍率で処
理してきた。このように高倍率に希釈すると処理
水量は膨大となりすなわち原液流量の10〜20倍も
の処理水量となる。また、その処理施設容量も非
常に大きくなる。例えば処理日数として30〜40日
にもなる。 なお希釈倍率および処理日数は第１式および第
２式で定義されるものである。 希釈倍率 ＝（希釈水量＋原液流量）／（原液流量）
……第１式 処理日数＝槽容量／原液流量 ……第２式 逆に無理に装置容量を小さくして無希釈処理す
ると放流可能な水質レベルからは、はるかに程遠
い処理水質しか得られない。この場合は、さらに
大がかりな後工程を必要とし、結果的に施設容量
は小さくはならない。さらに、これら実用化され
た無希釈処理プロセスもBOD，SS除去に主眼が
置かれており、窒素除去機能は非常に小さい。す
なわち、無希釈、短時日で処理して、一挙に放流
レベルの処理水質まで到らしめる脱窒素活性汚泥
処理プロセスが従来は見あたらなかつた。 ここで、脱窒素活性汚泥処理プロセスとは次の
ようなものである。 通常の活性汚泥処理ではBOD酸化菌のみが主
要な浄化微生物であるが、これら活性汚泥中に棲
息している硝化菌、脱窒菌を最大限に増殖せしめ
その代謝機能を利用して廃液中の窒素を除去する
ことを目的とするプロセスであるが、現状におい
ては高濃度廃液を処理する場合は高倍率に希釈
し、施設容量を過大にしなければならぬという欠
点がある。 本発明は、高濃度廃液を酸素供給能の大きい曝
気設備として通常の空気を使用し空気を微細化し
て気液接触面積を増大させる空気分散器を備えた
第１硝化槽に導いて酸素溶解速度を上げるととも
に部分的に嫌気部分を生じさせて硝化および脱窒
処理を同時に行つたのち、第１脱窒槽に導いて脱
窒処理を行い、ついで硝化処理工程と脱窒処理工
程との組合せ処理工程を少なくとも１回以上行う
ことを特徴とし、その目的とするところは、上記
の問題点を解消し、無希釈または超低希釈短時日
で高倍率希釈処理と同等処理水質を得る高濃度廃
液の処理方法を提供するものである。 以下、添付図面等を用いて本発明を詳細に説明
する。 第１図は、本発明によるプロセスの基本構成を
示す概略図である。 第１図において、図示省略のデカンタまたはド
ラムスクリーンなどの除渣機で除渣した高濃度廃
液１（し尿、浄化槽汚泥、家畜糞尿、水産加工廃
液など）は、ライン１４から無希釈のまま本プロ
セスに流入し、まず第１硝化処理を行なう第１硝
化槽２に流入する。第１硝化槽２での第１硝化処
理工程には、一般の散気管（例えば、多孔性デイ
フエーザー、デイスクフエーザーなど）よりも高
濃度廃液を酸素供給能の大きい曝気設備として通
常の空気を使用し空気を微細化して気密接触面積
を増大させる空気分散器を付帯し、高性能曝気装
置１１から空気１０を供給し汚泥濃度も
10000ppm以上と高く維持する。なお、汚泥濃度
は各工程共通である。また、第１硝化槽２での硝
化処理工程に対するBOD容積負荷、窒素負荷は、
きわめて高いものであるが、この部分では、流入
BOD量の約80〜90％、さらに流入NH4−Ｎ量の
約70〜80％が除去され、さらに硝化（流入NH4
−ＮのNO2−Ｎ又はNO3−Ｎへの変換）と同時
に脱窒素反応が行われ一定のＴ−Ｎ除去機能を有
する。しかし、このＴ−Ｎ除去機能は、本工程に
流入する液のBOD／Ｔ−Ｎによつてある程度変
動がある。 何故ならば、硝化反応によつて生成したNO2
−Ｎ又はNO3−ＮをN2まで還元するには一定量
の有機炭素源量を必要とし、化学量論的に一定の
限界がある。例えば、この脱窒素率（NO2−Ｎ
又はNO3−Ｎ除去率）ａは、流入液BOD／Ｔ−
Ｎによつて第３式で示される上限がある。 ａ＝（BOD／Ｔ−Ｎ）／ｂ ……第３式 ただし、ｂはNO2−Ｎ又はNO3−Ｎを１Kg還
元除去するに必要なBOD量を示すものである。 このように曝気設備を付帯した工程で（すなわ
ち同一反応空間）硝化と同時に脱窒が起る理由
は、以下のごとき条件設定によるものである。(i)
工程内の活性汚泥濃度が10000ppm以上と非常に
高い。このため曝気設備（酸素供給能力の大き
い）を付帯していても部分的に嫌気部分を生じ
（反応空間あるいは、汚泥フロツク内部など）、な
おかつ(ii)流入液BOD濃度が高いことなどが脱窒
が起りうる条件としてあげられるが脱窒が起りう
る前提として流入有機態窒素、BH4−Ｎ窒素の
酸化（硝化）が行われる必要があるが、そのため
には硝化反応が卓越する部分には、酸素溶解速度
が硝化反応の総括速度を律速せぬように効率的に
曝気を行う必要があり、使用する曝気装置の酸素
供給能力には制約がある。 第１硝化槽２の硝化処理工程の後流側には第１
脱窒処理を行なう第１脱窒槽３を設置するがこれ
は第１硝化処理工程からの第１硝化処理液１５中
の残留NO2−Ｎ又はNO3−Ｎを同じく第１硝化
処理液１５中の残留BODを有機炭素源として還
元除去する。第１硝化処理液１５に残留する
NOx−Ｎ（NO2−Ｎ＋NO3−Ｎ）のうちNO2−Ｎ
が80〜90％と圧倒的に多くNO2−Ｎの場合、
NO3−Ｎよりも無薬注でもきわめて高い脱窒素
速度恒数が得られる。 このように、第１硝化処理液１５をすぐに硝化
槽４による硝化処理工程に導かず、いつたん第１
脱窒槽で脱窒処理を行うことは次の意義がある。
すでに述べたように第１硝化処理液１５に含まれ
るNOx−ＮとしてはNO2−Ｎの比率が高いが、
これを直線硝化槽４に導くと、比較的長期間の運
転の結果、硝化槽４において第１硝化処理液１５
中のNO2−ＮのNO3−Ｎへの酸化が生ずるよう
になり、NO3−Ｎの無薬注（メタノールなど炭
素源無添加）での脱窒素速度恒数は第３図に示す
ようにNO2−Ｎのそれと比較して著しく小さい
ため、硝化槽４の後段に設置する脱窒槽における
無薬注での脱窒素速度が低下し、無薬注でのプロ
セス窒素除去効率が低下することになる。（逆に
窒素除去効率の低下を防止するには薬注が必要と
いうことになつて経済的に不利となり、いずれに
しても無薬注で高い窒素除去効率を達成すること
ができない。）このように硝化処理（第１硝化槽、
ただし脱窒も同時に行う）と硝化工程（硝化槽
４）の間に脱窒工程を介在させることにより
NH2−ＮのNO3−Ｎへの酸化を防止して、無薬
注での脱窒素反応速度の低下を防止し、無希釈
（又は超低希釈）、無薬注、少容量で、従来の高倍
率希釈・大容量のプロセスと同等の処理水質をは
じめて達成することができるのである。ついで硝
化槽４による硝化処理工程と脱窒槽５による脱窒
処理工程との組合せを１要素とした組合せ処理工
程ｕを複数個直列に連結する。このように多段処
理をとる理由は、高濃度廃液１を無希釈のまま、
短時日で一挙に放流レベルまで処理するために、
BOD、又はNH4−Ｎの除去動力学を十分考慮す
る必要があるが無希釈酸化処理におけるBOD，
NH4−Ｎの除去動力学式はほぼ第４式で表わし
うる。（第４図参照） Vi＝Ri・Ci ……第４式 ただし、 Vi；単位活性汚泥量あたりの反応速度（Kg／
Kg日） Ci；BOD又はNH4−Ｎ濃度（Kg／m3） したがつて、多段処理を行うことによつて容積
効率（単位反応空間容量あたりの除去量で評価す
る。）は飛躍的に向上することになる。 例えば、硝化槽について考えると合計処理日数
４日（槽容量／原液流量）でも１段（処理日数４
日の硝化槽が１つ）と２段（処理日数２日の硝化
槽が２つ）では、２段の方が処理機能が向上し、
容積効率が上昇する。したがつて、少容量（短時
日）で高濃度廃液を一挙に放流レベルまで処理す
るには本発明のように第１硝化槽単槽でNH4−
Ｎ除去を行うのでなく後段の硝化槽と合せて２段
以上で行うことはきわめて意義のあることであ
る。 以上のように、高濃度廃液を無希釈（あるいは
超低希釈）、無薬注、少容量で処理し、高効率の
窒素除去機能を達成するには槽の配列に工夫を要
し、高濃度廃液の無希釈（あるいは超低希釈）で
の硝化・脱窒反応特性を十分に理解してはじめて
プロセス構成の策定をなしうるものである。 脱窒槽５からの脱窒処理液１７は脱気槽６で曝
気処理をしたのち沈澱槽７で固液分離を行なう。
そして液分の処理液１８はライン８から抜き出
し、汚泥は連続的にライン９から上記のライン１
へ返送汚泥１９として反送循環すると共に余剰汚
泥２０をライン１２から引抜く。この余剰汚泥は
図示省略の汚泥処理施設へ送る。 実験例 １ 次に第２図に図示するプロセスについて実験を
行なつた結果を示す。 第２図に示す実験装置は硝化、脱窒処理工程を
２段階連結してある。ここで示す実験例は某し尿
処理場より調達した破砕生し尿のデカンター分離
液を対象として行つたものである。実験装置諸元
実験条件は次の通りである。なお、第２図中第１
図のフローと共通する符号は、第１図と同じ名
称、作用を示している。また、第２図中Ｍはモー
タ、４ａは第２硝化槽、４ｂは第２脱窒槽、２１
は空気１０の供給ラインで、同ライン２１からの
技管２１ａ，２１ｂ，２１ｃで第１硝化槽２、第
２硝化槽４ａ、脱気槽６へそれぞれ空気１０を供
給する。 (1) 実験装置 第１硝化槽２……容量30 ただし、特殊な曝気設備としてロータリーア
トマイザー（空気分散器）１１を設置してある
が、これは、次のようなものである。反応液中
でカツプ状の回転体を回転させ、そのカツプの
内側に空気を連続的に供給し、カツプ下側か
ら、ガスを溢流させる。このときカツプと液の
摩擦によつて空気は極めて微細な気泡となり、
高い酸素供給能（槽１当り単位時間に溶解し
うる酸素量）が得られる。なお、この曝気設備
によれば、水道水を用いた試験で酸素供給能＞
30（Kg−O2／m3日）、最高酸素供給能＝400〜
500（Kg−O2／m3日）まで達成できる。なお、
本実験では回転体の回転数3220rpm空気量0.3
〜0.5Nm3／hrである。 第１脱窒槽３……容量30 脱窒反応の有機炭素源（例えばメタノール）
は全く使用せず、槽内には撹拌機を設置して汚
泥が懸濁、浮遊するように撹拌している。 第２硝化槽４ａ……容量30 通常のデイフユーザーで曝気している。 第２脱窒槽５ａ……容量30 第１脱窒槽２と同じく有機炭素源は全く使用
せず。 脱気槽６……容量３ 簡単な曝気を行つている。 沈澱槽７……容量16 (2) 実験条件 各部流量 (i) 高濃度廃液（原液）流量……10c.c.／分 (ii) 循環液量（第１脱窒槽３から第１硝化槽２
への量）……150c.c.／分 (iii) 返送汚泥量……10c.c.／分 汚泥濃度 MLSSとして10000〜12000（ppm） 各部液温 (i) 第１硝化槽２の液温……30℃ (ii) 第１脱窒槽３の液温……28℃ (iii) 第２硝化槽４ａの液温……26℃ (iv) 第２脱窒槽５ａの液温……25℃ 薬品使用量；メチルアルコール、カセイソー
ダなど全く使用せず。 各部PH (i) 第１硝化槽２……7.6 (ii) 第１脱窒槽３……7.8 (iii) 第２硝化槽４ａ……7.4 (iv) 第２脱窒槽５ａ……8.0 各部DO（Dissolved Oxygen） (i) 第１硝化槽２……4.1（ppm） (ii) 第２硝化槽４ａ……4.4（ppm） 実験の結果を第１表に示す。
法に関し、特に無希釈、または超低希釈、無薬注
でし尿その他の廃液を短日で良好な水質にまで処
理することのできる方法に関する。 通常の活性汚泥法の適用範囲を超えた高濃度廃
液（BOD濃度、窒素濃度の高い廃液、例えばし
尿、家畜糞尿、水産加工廃液など）を放流可能な
水質レベルまで処理するのに、従来の方式では対
象高濃度廃液をあらかじめ清水で、通常の活性汚
泥法が適用可能なレベルまで希釈し、しかるのち
に通常の活性汚泥法で処理してきた。すなわち好
気性浄化微生物の有機物分解作用を利用してき
た。 ここで通常の活性汚泥法とは、次に示すような
ものである。すなわち通常の活性汚泥法は曝気装
置として一般の散気管（例えばデイスクフユーザ
ー、多孔性デイフユーザーなど）を用いており、
このため経済的に処理可能な対象水濃度レベルに
上限がある。例えばBODとして1000ppm前後で
あると言われている。逆にこれら適用可能な濃度
レベルを超えた廃液を一般の散気管を用いて好気
性処理すると酸素溶解速度がBOD除去速度の律
速因子となつてDOが維持できず総括的な反応速
度が非常に小さい。したがつて効率がよくない。
逆に一般の散気管を用いてなおかつ酸素溶解速度
が律速因子とならぬようにするには、過大な施設
容量とする必要がある。したがつて小容量、高効
率の無希釈処理実用化には工夫を要する。 今通常の活性汚泥法の適用範囲を超えた高濃度
廃液として例えば、し尿処理を例にとると通常の
無希釈し尿（破砕生し尿）の水質値はBOD10000
（ppm）内外、Ｔ−N4000〜5000（ppm）と非常に
高い値を示している。なお、Ｔ−Ｎとは有機性窒
素および無機性窒素の総和である総窒素を示すも
のである。これを処理する処理方法としては、原
液流量の19倍もの希釈水を使用して希釈（したが
つて、希釈倍率は20倍）している。また低希釈法
といわれるものでも10倍という高い希釈倍率で処
理してきた。このように高倍率に希釈すると処理
水量は膨大となりすなわち原液流量の10〜20倍も
の処理水量となる。また、その処理施設容量も非
常に大きくなる。例えば処理日数として30〜40日
にもなる。 なお希釈倍率および処理日数は第１式および第
２式で定義されるものである。 希釈倍率 ＝（希釈水量＋原液流量）／（原液流量）
……第１式 処理日数＝槽容量／原液流量 ……第２式 逆に無理に装置容量を小さくして無希釈処理す
ると放流可能な水質レベルからは、はるかに程遠
い処理水質しか得られない。この場合は、さらに
大がかりな後工程を必要とし、結果的に施設容量
は小さくはならない。さらに、これら実用化され
た無希釈処理プロセスもBOD，SS除去に主眼が
置かれており、窒素除去機能は非常に小さい。す
なわち、無希釈、短時日で処理して、一挙に放流
レベルの処理水質まで到らしめる脱窒素活性汚泥
処理プロセスが従来は見あたらなかつた。 ここで、脱窒素活性汚泥処理プロセスとは次の
ようなものである。 通常の活性汚泥処理ではBOD酸化菌のみが主
要な浄化微生物であるが、これら活性汚泥中に棲
息している硝化菌、脱窒菌を最大限に増殖せしめ
その代謝機能を利用して廃液中の窒素を除去する
ことを目的とするプロセスであるが、現状におい
ては高濃度廃液を処理する場合は高倍率に希釈
し、施設容量を過大にしなければならぬという欠
点がある。 本発明は、高濃度廃液を酸素供給能の大きい曝
気設備として通常の空気を使用し空気を微細化し
て気液接触面積を増大させる空気分散器を備えた
第１硝化槽に導いて酸素溶解速度を上げるととも
に部分的に嫌気部分を生じさせて硝化および脱窒
処理を同時に行つたのち、第１脱窒槽に導いて脱
窒処理を行い、ついで硝化処理工程と脱窒処理工
程との組合せ処理工程を少なくとも１回以上行う
ことを特徴とし、その目的とするところは、上記
の問題点を解消し、無希釈または超低希釈短時日
で高倍率希釈処理と同等処理水質を得る高濃度廃
液の処理方法を提供するものである。 以下、添付図面等を用いて本発明を詳細に説明
する。 第１図は、本発明によるプロセスの基本構成を
示す概略図である。 第１図において、図示省略のデカンタまたはド
ラムスクリーンなどの除渣機で除渣した高濃度廃
液１（し尿、浄化槽汚泥、家畜糞尿、水産加工廃
液など）は、ライン１４から無希釈のまま本プロ
セスに流入し、まず第１硝化処理を行なう第１硝
化槽２に流入する。第１硝化槽２での第１硝化処
理工程には、一般の散気管（例えば、多孔性デイ
フエーザー、デイスクフエーザーなど）よりも高
濃度廃液を酸素供給能の大きい曝気設備として通
常の空気を使用し空気を微細化して気密接触面積
を増大させる空気分散器を付帯し、高性能曝気装
置１１から空気１０を供給し汚泥濃度も
10000ppm以上と高く維持する。なお、汚泥濃度
は各工程共通である。また、第１硝化槽２での硝
化処理工程に対するBOD容積負荷、窒素負荷は、
きわめて高いものであるが、この部分では、流入
BOD量の約80〜90％、さらに流入NH4−Ｎ量の
約70〜80％が除去され、さらに硝化（流入NH4
−ＮのNO2−Ｎ又はNO3−Ｎへの変換）と同時
に脱窒素反応が行われ一定のＴ−Ｎ除去機能を有
する。しかし、このＴ−Ｎ除去機能は、本工程に
流入する液のBOD／Ｔ−Ｎによつてある程度変
動がある。 何故ならば、硝化反応によつて生成したNO2
−Ｎ又はNO3−ＮをN2まで還元するには一定量
の有機炭素源量を必要とし、化学量論的に一定の
限界がある。例えば、この脱窒素率（NO2−Ｎ
又はNO3−Ｎ除去率）ａは、流入液BOD／Ｔ−
Ｎによつて第３式で示される上限がある。 ａ＝（BOD／Ｔ−Ｎ）／ｂ ……第３式 ただし、ｂはNO2−Ｎ又はNO3−Ｎを１Kg還
元除去するに必要なBOD量を示すものである。 このように曝気設備を付帯した工程で（すなわ
ち同一反応空間）硝化と同時に脱窒が起る理由
は、以下のごとき条件設定によるものである。(i)
工程内の活性汚泥濃度が10000ppm以上と非常に
高い。このため曝気設備（酸素供給能力の大き
い）を付帯していても部分的に嫌気部分を生じ
（反応空間あるいは、汚泥フロツク内部など）、な
おかつ(ii)流入液BOD濃度が高いことなどが脱窒
が起りうる条件としてあげられるが脱窒が起りう
る前提として流入有機態窒素、BH4−Ｎ窒素の
酸化（硝化）が行われる必要があるが、そのため
には硝化反応が卓越する部分には、酸素溶解速度
が硝化反応の総括速度を律速せぬように効率的に
曝気を行う必要があり、使用する曝気装置の酸素
供給能力には制約がある。 第１硝化槽２の硝化処理工程の後流側には第１
脱窒処理を行なう第１脱窒槽３を設置するがこれ
は第１硝化処理工程からの第１硝化処理液１５中
の残留NO2−Ｎ又はNO3−Ｎを同じく第１硝化
処理液１５中の残留BODを有機炭素源として還
元除去する。第１硝化処理液１５に残留する
NOx−Ｎ（NO2−Ｎ＋NO3−Ｎ）のうちNO2−Ｎ
が80〜90％と圧倒的に多くNO2−Ｎの場合、
NO3−Ｎよりも無薬注でもきわめて高い脱窒素
速度恒数が得られる。 このように、第１硝化処理液１５をすぐに硝化
槽４による硝化処理工程に導かず、いつたん第１
脱窒槽で脱窒処理を行うことは次の意義がある。
すでに述べたように第１硝化処理液１５に含まれ
るNOx−ＮとしてはNO2−Ｎの比率が高いが、
これを直線硝化槽４に導くと、比較的長期間の運
転の結果、硝化槽４において第１硝化処理液１５
中のNO2−ＮのNO3−Ｎへの酸化が生ずるよう
になり、NO3−Ｎの無薬注（メタノールなど炭
素源無添加）での脱窒素速度恒数は第３図に示す
ようにNO2−Ｎのそれと比較して著しく小さい
ため、硝化槽４の後段に設置する脱窒槽における
無薬注での脱窒素速度が低下し、無薬注でのプロ
セス窒素除去効率が低下することになる。（逆に
窒素除去効率の低下を防止するには薬注が必要と
いうことになつて経済的に不利となり、いずれに
しても無薬注で高い窒素除去効率を達成すること
ができない。）このように硝化処理（第１硝化槽、
ただし脱窒も同時に行う）と硝化工程（硝化槽
４）の間に脱窒工程を介在させることにより
NH2−ＮのNO3−Ｎへの酸化を防止して、無薬
注での脱窒素反応速度の低下を防止し、無希釈
（又は超低希釈）、無薬注、少容量で、従来の高倍
率希釈・大容量のプロセスと同等の処理水質をは
じめて達成することができるのである。ついで硝
化槽４による硝化処理工程と脱窒槽５による脱窒
処理工程との組合せを１要素とした組合せ処理工
程ｕを複数個直列に連結する。このように多段処
理をとる理由は、高濃度廃液１を無希釈のまま、
短時日で一挙に放流レベルまで処理するために、
BOD、又はNH4−Ｎの除去動力学を十分考慮す
る必要があるが無希釈酸化処理におけるBOD，
NH4−Ｎの除去動力学式はほぼ第４式で表わし
うる。（第４図参照） Vi＝Ri・Ci ……第４式 ただし、 Vi；単位活性汚泥量あたりの反応速度（Kg／
Kg日） Ci；BOD又はNH4−Ｎ濃度（Kg／m3） したがつて、多段処理を行うことによつて容積
効率（単位反応空間容量あたりの除去量で評価す
る。）は飛躍的に向上することになる。 例えば、硝化槽について考えると合計処理日数
４日（槽容量／原液流量）でも１段（処理日数４
日の硝化槽が１つ）と２段（処理日数２日の硝化
槽が２つ）では、２段の方が処理機能が向上し、
容積効率が上昇する。したがつて、少容量（短時
日）で高濃度廃液を一挙に放流レベルまで処理す
るには本発明のように第１硝化槽単槽でNH4−
Ｎ除去を行うのでなく後段の硝化槽と合せて２段
以上で行うことはきわめて意義のあることであ
る。 以上のように、高濃度廃液を無希釈（あるいは
超低希釈）、無薬注、少容量で処理し、高効率の
窒素除去機能を達成するには槽の配列に工夫を要
し、高濃度廃液の無希釈（あるいは超低希釈）で
の硝化・脱窒反応特性を十分に理解してはじめて
プロセス構成の策定をなしうるものである。 脱窒槽５からの脱窒処理液１７は脱気槽６で曝
気処理をしたのち沈澱槽７で固液分離を行なう。
そして液分の処理液１８はライン８から抜き出
し、汚泥は連続的にライン９から上記のライン１
へ返送汚泥１９として反送循環すると共に余剰汚
泥２０をライン１２から引抜く。この余剰汚泥は
図示省略の汚泥処理施設へ送る。 実験例 １ 次に第２図に図示するプロセスについて実験を
行なつた結果を示す。 第２図に示す実験装置は硝化、脱窒処理工程を
２段階連結してある。ここで示す実験例は某し尿
処理場より調達した破砕生し尿のデカンター分離
液を対象として行つたものである。実験装置諸元
実験条件は次の通りである。なお、第２図中第１
図のフローと共通する符号は、第１図と同じ名
称、作用を示している。また、第２図中Ｍはモー
タ、４ａは第２硝化槽、４ｂは第２脱窒槽、２１
は空気１０の供給ラインで、同ライン２１からの
技管２１ａ，２１ｂ，２１ｃで第１硝化槽２、第
２硝化槽４ａ、脱気槽６へそれぞれ空気１０を供
給する。 (1) 実験装置 第１硝化槽２……容量30 ただし、特殊な曝気設備としてロータリーア
トマイザー（空気分散器）１１を設置してある
が、これは、次のようなものである。反応液中
でカツプ状の回転体を回転させ、そのカツプの
内側に空気を連続的に供給し、カツプ下側か
ら、ガスを溢流させる。このときカツプと液の
摩擦によつて空気は極めて微細な気泡となり、
高い酸素供給能（槽１当り単位時間に溶解し
うる酸素量）が得られる。なお、この曝気設備
によれば、水道水を用いた試験で酸素供給能＞
30（Kg−O2／m3日）、最高酸素供給能＝400〜
500（Kg−O2／m3日）まで達成できる。なお、
本実験では回転体の回転数3220rpm空気量0.3
〜0.5Nm3／hrである。 第１脱窒槽３……容量30 脱窒反応の有機炭素源（例えばメタノール）
は全く使用せず、槽内には撹拌機を設置して汚
泥が懸濁、浮遊するように撹拌している。 第２硝化槽４ａ……容量30 通常のデイフユーザーで曝気している。 第２脱窒槽５ａ……容量30 第１脱窒槽２と同じく有機炭素源は全く使用
せず。 脱気槽６……容量３ 簡単な曝気を行つている。 沈澱槽７……容量16 (2) 実験条件 各部流量 (i) 高濃度廃液（原液）流量……10c.c.／分 (ii) 循環液量（第１脱窒槽３から第１硝化槽２
への量）……150c.c.／分 (iii) 返送汚泥量……10c.c.／分 汚泥濃度 MLSSとして10000〜12000（ppm） 各部液温 (i) 第１硝化槽２の液温……30℃ (ii) 第１脱窒槽３の液温……28℃ (iii) 第２硝化槽４ａの液温……26℃ (iv) 第２脱窒槽５ａの液温……25℃ 薬品使用量；メチルアルコール、カセイソー
ダなど全く使用せず。 各部PH (i) 第１硝化槽２……7.6 (ii) 第１脱窒槽３……7.8 (iii) 第２硝化槽４ａ……7.4 (iv) 第２脱窒槽５ａ……8.0 各部DO（Dissolved Oxygen） (i) 第１硝化槽２……4.1（ppm） (ii) 第２硝化槽４ａ……4.4（ppm） 実験の結果を第１表に示す。
【表】
第１表に示すように第２図に示すプロセスにて
行なつた実験例では最高度廃水である生し尿を無
希釈無薬注、短時日で従来の高倍率希釈処理と同
等処理水質（BOD、窒素）にまで処理すること
が出来ることが分つた。 実験例 ２ 対象原液は、実験例１と同じく某し尿処理場よ
り調達した破砕生し尿のデカンター分離液を対象
として行つたものである。 (1) 実験装置 実験の構成、諸元は基本的には実験例と同じ
ものであるが、本実験例２では、第２図で示し
た第１脱室槽３から第１硝化槽２への液循環ラ
イン１３をはずして実施した。その他は実験例
１と同じである。 (2) 実験条件 各部流量 (i) 高濃度廃液（原液）流量……10c.c.／分 (ii) 循環液量（第１脱室槽３から第１硝化槽２
への量） ０ (iii) 返送汚泥量……10c.c.／分 汚泥濃度 MLSSとして10000〜15000（ppm） 各部液温 (i) 第１硝化槽２の液温……30〜32℃ (ii) 第１脱室槽３の液温……27〜29℃ (iii) 第２硝化槽４ａの液温……26℃ (iv) 第２脱室槽５ａの液温……25℃ 薬品使用量；メチルアルコール、カセイソー
ダなど全く使用せず 各部PH (i) 第１硝化槽２……7.2 (ii) 第１脱窒槽３……7.6 (iii) 第２硝化槽４ａ……7.2 (iv) 第２脱窒槽５ａ……7.5 各部DO（Dissolved Oxygen） (i) 第１硝化槽２……0.5〜２（ppm） (ii) 第２硝化槽４ａ……3.5〜4.5（ppm） 実験の結果を第２表に示す。
行なつた実験例では最高度廃水である生し尿を無
希釈無薬注、短時日で従来の高倍率希釈処理と同
等処理水質（BOD、窒素）にまで処理すること
が出来ることが分つた。 実験例 ２ 対象原液は、実験例１と同じく某し尿処理場よ
り調達した破砕生し尿のデカンター分離液を対象
として行つたものである。 (1) 実験装置 実験の構成、諸元は基本的には実験例と同じ
ものであるが、本実験例２では、第２図で示し
た第１脱室槽３から第１硝化槽２への液循環ラ
イン１３をはずして実施した。その他は実験例
１と同じである。 (2) 実験条件 各部流量 (i) 高濃度廃液（原液）流量……10c.c.／分 (ii) 循環液量（第１脱室槽３から第１硝化槽２
への量） ０ (iii) 返送汚泥量……10c.c.／分 汚泥濃度 MLSSとして10000〜15000（ppm） 各部液温 (i) 第１硝化槽２の液温……30〜32℃ (ii) 第１脱室槽３の液温……27〜29℃ (iii) 第２硝化槽４ａの液温……26℃ (iv) 第２脱室槽５ａの液温……25℃ 薬品使用量；メチルアルコール、カセイソー
ダなど全く使用せず 各部PH (i) 第１硝化槽２……7.2 (ii) 第１脱窒槽３……7.6 (iii) 第２硝化槽４ａ……7.2 (iv) 第２脱窒槽５ａ……7.5 各部DO（Dissolved Oxygen） (i) 第１硝化槽２……0.5〜２（ppm） (ii) 第２硝化槽４ａ……3.5〜4.5（ppm） 実験の結果を第２表に示す。
【表】
本発明は、このように、高濃度廃液を酸素供給
能の大きい曝気設備として通常の空気を使用し空
気を微細化して気密接触面積を増大させる空気分
散器を備えた第１硝化槽に導いて酸素溶解速度を
上げるとともに部分的に嫌気部分を生じさせて硝
化および脱窒処理を同時に行つたのち、第１脱窒
槽に導いて脱窒処理を行うので、第１硝化槽の処
理工程では上記曝気装置で充分な曝気を受けなが
ら高濃度廃液は液中のBODの除去および液中の
NH4−ＮがNO2−Ｎへ転換され、同時にNO2−
ＮのN2への変換も行なわれ、ついで、第１硝化
槽の後流側に設けられた第１脱窒槽での第１脱窒
処理工程で、第１硝化槽からの液中に残存する
NO2−Ｎが脱窒処理される。 さらについで、第１脱窒処理された液は、硝化
処理工程と脱窒処理工程との組合せ処理工程を少
くとも１回以上行なうので、高濃度廃液は完全に
硝化脱窒処理がなされる。 このように、本発明は、高濃度廃液を無希釈無
薬注、短時日で従来の高倍率希釈処理に同等の処
理水質（BOD、窒素）にまで処理することが出
来るので、希釈水、薬品が不要なので、きわめて
経済的である。 また、無希釈による処理なので、公害上水質が
非常に問題とされている時期にきわめてふさわし
い高濃度廃液の処理方法である。
能の大きい曝気設備として通常の空気を使用し空
気を微細化して気密接触面積を増大させる空気分
散器を備えた第１硝化槽に導いて酸素溶解速度を
上げるとともに部分的に嫌気部分を生じさせて硝
化および脱窒処理を同時に行つたのち、第１脱窒
槽に導いて脱窒処理を行うので、第１硝化槽の処
理工程では上記曝気装置で充分な曝気を受けなが
ら高濃度廃液は液中のBODの除去および液中の
NH4−ＮがNO2−Ｎへ転換され、同時にNO2−
ＮのN2への変換も行なわれ、ついで、第１硝化
槽の後流側に設けられた第１脱窒槽での第１脱窒
処理工程で、第１硝化槽からの液中に残存する
NO2−Ｎが脱窒処理される。 さらについで、第１脱窒処理された液は、硝化
処理工程と脱窒処理工程との組合せ処理工程を少
くとも１回以上行なうので、高濃度廃液は完全に
硝化脱窒処理がなされる。 このように、本発明は、高濃度廃液を無希釈無
薬注、短時日で従来の高倍率希釈処理に同等の処
理水質（BOD、窒素）にまで処理することが出
来るので、希釈水、薬品が不要なので、きわめて
経済的である。 また、無希釈による処理なので、公害上水質が
非常に問題とされている時期にきわめてふさわし
い高濃度廃液の処理方法である。
第１図は本発明の基本プロセスフローを示す概
要図、第２図は実験に用いたフローを示す概略
図。第３図は脱窒素速度恒数と反応温度との関係
を表す説明図、第４図は高濃度廃液の無希釈酸化
におけるNH4−Ｎ除去速度の関係を表す説明図
である。 １……高濃度廃液（原液）、２……第１硝化槽、
３……第１脱窒槽、４，４ａ……硝化槽、５，５
ａ……脱窒槽、１０……空気、１１……酸素供給
能の大きい曝気設備、Ｕ……組合せ処理工程。
要図、第２図は実験に用いたフローを示す概略
図。第３図は脱窒素速度恒数と反応温度との関係
を表す説明図、第４図は高濃度廃液の無希釈酸化
におけるNH4−Ｎ除去速度の関係を表す説明図
である。 １……高濃度廃液（原液）、２……第１硝化槽、
３……第１脱窒槽、４，４ａ……硝化槽、５，５
ａ……脱窒槽、１０……空気、１１……酸素供給
能の大きい曝気設備、Ｕ……組合せ処理工程。
Claims (1)
- １ 高濃度廃液を酸素供給能の大きい曝気設備と
して通常の空気を使用し空気を微細化して気液接
触面積を増大させる空気分散器を備えた第１硝化
槽に導いて酸素溶解速度を上げるとともに部分的
に嫌気部分を生じさせて硝化および脱窒処理を同
時に行つたのち、第１脱窒槽に導いて脱窒処理を
行い、ついで硝化処理工程と脱窒処理工程との組
合せ処理工程を少なくとも１回以上行うことを特
徴とする高濃度廃液の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11890280A JPS5742396A (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Treatment of highly concentrated waste liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11890280A JPS5742396A (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Treatment of highly concentrated waste liquid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5742396A JPS5742396A (en) | 1982-03-09 |
| JPS6358639B2 true JPS6358639B2 (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=14747990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11890280A Granted JPS5742396A (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Treatment of highly concentrated waste liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5742396A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003071491A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-11 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 排泄物の処理システム |
| JP4594245B2 (ja) * | 2005-01-26 | 2010-12-08 | アクアテック株式会社 | 有機性汚濁水中の有機物の分解処理装置 |
| JP4789113B2 (ja) * | 2006-03-01 | 2011-10-12 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | 家畜糞尿処理システム及び方法 |
-
1980
- 1980-08-28 JP JP11890280A patent/JPS5742396A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5742396A (en) | 1982-03-09 |
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