JP2946163B2 - 廃水処理方法 - Google Patents
廃水処理方法Info
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機性産業廃水、汚泥
処理水、および、有機性産業廃水が大量に流入する都市
下水など、還元性窒素化合物であるアンモニア化合物を
５０〜１００ｍｇ／ｌ以上含有する廃水の処理におい
て、廃水に含まれる生物学的酸素要求量で表示される汚
濁物質（ＢＯＤ）、廃水中の有機性炭素化合物（ＴＯ
Ｃ）、化学的酸素要求量で表示される汚濁物質（ＣＯ
Ｄ）、および、窒素化合物を安定して、効率的に除去す
る廃水の高度処理方法に関するものである。
処理水、および、有機性産業廃水が大量に流入する都市
下水など、還元性窒素化合物であるアンモニア化合物を
５０〜１００ｍｇ／ｌ以上含有する廃水の処理におい
て、廃水に含まれる生物学的酸素要求量で表示される汚
濁物質（ＢＯＤ）、廃水中の有機性炭素化合物（ＴＯ
Ｃ）、化学的酸素要求量で表示される汚濁物質（ＣＯ
Ｄ）、および、窒素化合物を安定して、効率的に除去す
る廃水の高度処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、都市下水などに含まれる汚濁物質
（ＢＯＤ）とアンモニア化合物などの窒素化合物を同時
に生物学的に除去する方法として、バーデンフォー（Ｂ
ａｒｄｅｎｐｈｏ）法、（Ｊ．Ｌ．Ｂａｒｎａｒｄ，Ｗ
ａｔｅｒ Ｗａｓｔｅｓ Ｅｎｇｇ．，３３，１９７
４）、あるいは、特公開昭５４―２４７７４号公報記載
のＡ／Ｏ法、Ａ2／Ｏ法がある。
（ＢＯＤ）とアンモニア化合物などの窒素化合物を同時
に生物学的に除去する方法として、バーデンフォー（Ｂ
ａｒｄｅｎｐｈｏ）法、（Ｊ．Ｌ．Ｂａｒｎａｒｄ，Ｗ
ａｔｅｒ Ｗａｓｔｅｓ Ｅｎｇｇ．，３３，１９７
４）、あるいは、特公開昭５４―２４７７４号公報記載
のＡ／Ｏ法、Ａ2／Ｏ法がある。
【０００３】さらに、特公開昭６１―１７５５８号広報
記載のＡ2／Ｏ法の変法として、硝化槽の微生物を固定
化するため、回転円板を組み込んだ方法などが知られて
いる。
記載のＡ2／Ｏ法の変法として、硝化槽の微生物を固定
化するため、回転円板を組み込んだ方法などが知られて
いる。
【０００４】これらの方法においては、ＢＯＤは、主に
好気性微生物の酸化分解により、アンモニア化合物は、
硝化細菌によって、硝酸性窒素まで酸化されている。
好気性微生物の酸化分解により、アンモニア化合物は、
硝化細菌によって、硝酸性窒素まで酸化されている。
【０００５】さらに、特公開昭５４―２４７７４号公報
には、活性汚泥が存在する流動床型リアクターを嫌気１
槽、好気１槽、嫌気２槽、および好気２槽と４分割し、
各種の好気度、嫌気度を酸化還元電位（ＯＲＰ）を指標
にして制御し、また、活性汚泥の固定化担体として高炉
水砕スラグ、カーボンの微粉などを用いて、都市下水の
ＢＯＤ、窒素化合物、リン化合物の除去を行う生物学的
方法が記載されている。
には、活性汚泥が存在する流動床型リアクターを嫌気１
槽、好気１槽、嫌気２槽、および好気２槽と４分割し、
各種の好気度、嫌気度を酸化還元電位（ＯＲＰ）を指標
にして制御し、また、活性汚泥の固定化担体として高炉
水砕スラグ、カーボンの微粉などを用いて、都市下水の
ＢＯＤ、窒素化合物、リン化合物の除去を行う生物学的
方法が記載されている。
【０００６】ＯＲＰは、それまでの指標とされていた溶
存酸素濃度（ＤＯ）や窒素化合物濃度に比較すると、好
気度、嫌気度の尺度として優れており、硝化反応、脱窒
反応をコントロールして、窒素化合物を効率的に除去す
ることができる。
存酸素濃度（ＤＯ）や窒素化合物濃度に比較すると、好
気度、嫌気度の尺度として優れており、硝化反応、脱窒
反応をコントロールして、窒素化合物を効率的に除去す
ることができる。
【０００７】また、下水や有機性廃水の処理には、生物
学的処理プロセスの他に、生物学的に分解が困難な有機
物や窒素化合物の濃度が高い場合に、生物学的処理を行
った後、様々な化学的酸化処理を施すプロセスが適用さ
れている。
学的処理プロセスの他に、生物学的に分解が困難な有機
物や窒素化合物の濃度が高い場合に、生物学的処理を行
った後、様々な化学的酸化処理を施すプロセスが適用さ
れている。
【０００８】このような化学酸化処理に用いられる主要
な酸化剤としては、オゾン、塩素、過酸化水素などがあ
る。
な酸化剤としては、オゾン、塩素、過酸化水素などがあ
る。
【０００９】特に、過酸化水素と硫酸第一鉄等の鉄塩を
併用する方法は、フェントン法と呼ばれ、生成する水酸
基ラジカルが強い酸化力を有しているため、難分解性有
機物や窒素化合物の濃度が高い産業廃水の処理方法とし
て広く知られている（例えば、愛公セ所報，Ｎｏ１７，
１９８９）。
併用する方法は、フェントン法と呼ばれ、生成する水酸
基ラジカルが強い酸化力を有しているため、難分解性有
機物や窒素化合物の濃度が高い産業廃水の処理方法とし
て広く知られている（例えば、愛公セ所報，Ｎｏ１７，
１９８９）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】Ａ2／Ｏ法等に代表さ
れる従来の都市下水などの生物学的な窒素除去プロセス
は、アンモニア化合物の濃度が２０〜５０ｍｇ／ｌ程度
であるため、比較的容易にアンモニア化合物を硝酸性窒
素（ＮＯ3―Ｎ）まで生物学的に酸化することが可能で
ある。
れる従来の都市下水などの生物学的な窒素除去プロセス
は、アンモニア化合物の濃度が２０〜５０ｍｇ／ｌ程度
であるため、比較的容易にアンモニア化合物を硝酸性窒
素（ＮＯ3―Ｎ）まで生物学的に酸化することが可能で
ある。
【００１１】しかし、ＢＯＤ、ＣＯＤ濃度が高く、しか
も、アンモニア化合物が５０ｍｇ／ｌ〜１００ｍｇ／ｌ
以上含まれている産業廃水や産業廃水が大量に流入して
いる都市下水および汚泥処理水などには、そのまま適用
することがかなり困難である。
も、アンモニア化合物が５０ｍｇ／ｌ〜１００ｍｇ／ｌ
以上含まれている産業廃水や産業廃水が大量に流入して
いる都市下水および汚泥処理水などには、そのまま適用
することがかなり困難である。
【００１２】すなわち、廃水中に有機物とアンモニア化
合物が高濃度に含有されている場合には、リアクターで
亜硝酸（ＮＯ2―Ｎ）生成型酸化が進行し、ＮＯ2―Ｎが
蓄積する傾向が強く、ＮＯ2―Ｎの１ｍｇがＣＯＤとし
て、１．１４ｍｇとして計測されるため、処理水中のＣ
ＯＤが上昇する懸念がある。
合物が高濃度に含有されている場合には、リアクターで
亜硝酸（ＮＯ2―Ｎ）生成型酸化が進行し、ＮＯ2―Ｎが
蓄積する傾向が強く、ＮＯ2―Ｎの１ｍｇがＣＯＤとし
て、１．１４ｍｇとして計測されるため、処理水中のＣ
ＯＤが上昇する懸念がある。
【００１３】さらに、このＮＯ2―Ｎ生成型酸化を防止
するためには、有機物負荷やリアクターの好気度のコン
トロールが非常に重要な課題であり、従来からある方法
で、ＮＯ2―Ｎ型酸化を防止するのはかなり難しい。
するためには、有機物負荷やリアクターの好気度のコン
トロールが非常に重要な課題であり、従来からある方法
で、ＮＯ2―Ｎ型酸化を防止するのはかなり難しい。
【００１４】以上のことは、たとえば、「Ｗａｔ．Ｒｅ
ｓ．」１９９０年、Ｖｏｌ２４、Ｎｏ３、ｐｐ．３０３
―３１２に指摘されている。
ｓ．」１９９０年、Ｖｏｌ２４、Ｎｏ３、ｐｐ．３０３
―３１２に指摘されている。
【００１５】すなわち、アンモニア化合物を８０ｍｇ／
ｌ含有した人工廃水を、溶存酸素（ＤＯ）を０．５ｍｇ
／ｌに維持した流動床型リアクターで、リアクターの滞
留時間が４日の条件で処理した場合、ＮＯ2―Ｎが６０
ｍｇ／ｌ蓄積したと報告し、ＮＯ2―Ｎ生成型酸化は溶
存酸素（ＤＯ）が低くても進行してしまうと結論づけて
いる。
ｌ含有した人工廃水を、溶存酸素（ＤＯ）を０．５ｍｇ
／ｌに維持した流動床型リアクターで、リアクターの滞
留時間が４日の条件で処理した場合、ＮＯ2―Ｎが６０
ｍｇ／ｌ蓄積したと報告し、ＮＯ2―Ｎ生成型酸化は溶
存酸素（ＤＯ）が低くても進行してしまうと結論づけて
いる。
【００１６】さらに、流入水のＣＯＤを変動させた実験
を行い、有機物負荷がＮＯ2―Ｎ生成型酸化に影響する
と報告している。
を行い、有機物負荷がＮＯ2―Ｎ生成型酸化に影響する
と報告している。
【００１７】このように、従来の生物学的窒素除去プロ
セスにおいては、有機物濃度が高く、さらにアンモニア
化合物が５０ｍｇ／ｌ以上含まれているような廃水を処
理する場合、処理時間が非常に長くなり、設備費が膨大
となる。
セスにおいては、有機物濃度が高く、さらにアンモニア
化合物が５０ｍｇ／ｌ以上含まれているような廃水を処
理する場合、処理時間が非常に長くなり、設備費が膨大
となる。
【００１８】また、硝化反応に及ぼす有機物負荷の影警
や好気度の制御方法についても、不明な点が多く残され
ている。
や好気度の制御方法についても、不明な点が多く残され
ている。
【００１９】また、都市下水中の還元性窒素化合物を効
率的に硝酸性窒素（ＮＯ3―Ｎ）まで酸化するために
は、活性汚泥が存在するリアクターを酸化還元電位（Ｏ
ＲＰ）を指標にして制御し、さらに、活性汚泥の固定化
担体として高炉水砕スラグ、カーボンの微粉などを用い
た流動床型リアクターによるプロセスが効率的であると
考えられる。
率的に硝酸性窒素（ＮＯ3―Ｎ）まで酸化するために
は、活性汚泥が存在するリアクターを酸化還元電位（Ｏ
ＲＰ）を指標にして制御し、さらに、活性汚泥の固定化
担体として高炉水砕スラグ、カーボンの微粉などを用い
た流動床型リアクターによるプロセスが効率的であると
考えられる。
【００２０】これは、ＤＯと比較してＯＲＰは、硝化反
応のコントロールが容易であり、また、固定化担体を用
いているため、硝化細菌をリアクター内に高濃度に維持
できるためである。
応のコントロールが容易であり、また、固定化担体を用
いているため、硝化細菌をリアクター内に高濃度に維持
できるためである。
【００２１】この流動床型リアクターの単独処理プロセ
スによって、都市下水中の還元性窒素化合物を効率的に
安定して除去することができる。
スによって、都市下水中の還元性窒素化合物を効率的に
安定して除去することができる。
【００２２】しかし、この流動床型リアクターの単独処
理プロセスも、有機物とアンモニア化合物を高濃度に含
む廃水処理に適用した場合、廃水の有機物によって、ア
ンモニア化合物のＮＯ3―Ｎまでの生物学的酸化が阻害
される場合がある。
理プロセスも、有機物とアンモニア化合物を高濃度に含
む廃水処理に適用した場合、廃水の有機物によって、ア
ンモニア化合物のＮＯ3―Ｎまでの生物学的酸化が阻害
される場合がある。
【００２３】さらに、このような生物処理法とフェント
ン酸化法等の化学的酸化処理法を組み合わせる方法であ
るが、例えば、「愛公セ所報」，Ｎｏ１７，１９８９に
示されているように、フェントン酸化法は、原水中のＣ
ＯＤ除去やＮＯ2―Ｎ酸化に効果が認められている。
ン酸化法等の化学的酸化処理法を組み合わせる方法であ
るが、例えば、「愛公セ所報」，Ｎｏ１７，１９８９に
示されているように、フェントン酸化法は、原水中のＣ
ＯＤ除去やＮＯ2―Ｎ酸化に効果が認められている。
【００２４】しかし、還元性窒素化合物濃度が高い廃水
処理の場合には、従来の活性汚泥法のような生物処理法
では、処理水中にＮＯ2―Ｎが蓄積し、このため、ＮＯ2
―Ｎ酸化に消費される試薬の消費量が増大し、ランニン
グコストが増大し、極めて不経済な方法となる。
処理の場合には、従来の活性汚泥法のような生物処理法
では、処理水中にＮＯ2―Ｎが蓄積し、このため、ＮＯ2
―Ｎ酸化に消費される試薬の消費量が増大し、ランニン
グコストが増大し、極めて不経済な方法となる。
【００２５】したがって、生物処理法とフェントン酸化
法等の化学的酸化処理法を組み合わせる場合にも、生物
処理プロセスにおいて、アンモニア化合物がＮＯ3―Ｎ
まで酸化されるか、または、脱窒反応によって、窒素ガ
スまで還元することによって除去し、生物処理水中にＮ
Ｏ2―Ｎが残存していないことが重要である。
法等の化学的酸化処理法を組み合わせる場合にも、生物
処理プロセスにおいて、アンモニア化合物がＮＯ3―Ｎ
まで酸化されるか、または、脱窒反応によって、窒素ガ
スまで還元することによって除去し、生物処理水中にＮ
Ｏ2―Ｎが残存していないことが重要である。
【００２６】本発明は、上述のように有機物と高濃度の
窒素を含有する廃水を処理する場合の従来の処理方法を
改良して、問題点を取り除き、安定的、かつ、効率的に
有機物と窒素化合物を除去する廃水の高度処理方法を確
立することを目的とする。
窒素を含有する廃水を処理する場合の従来の処理方法を
改良して、問題点を取り除き、安定的、かつ、効率的に
有機物と窒素化合物を除去する廃水の高度処理方法を確
立することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明は、還元性窒素化
合物が５０ｍｇ／ｌ以上含まれているような有機性廃水
の処理において、微生物固定化担体を用いた流動床型リ
アクターと好気性固定床型リアクター、および嫌気性固
定床型リアクターの３段生物処理を行った後、さらに、
オゾンと処理水を接触せしめることにより、廃水中の有
機物と窒素化合物を同時に除去することを特長とする廃
水の高度処理方法である。
合物が５０ｍｇ／ｌ以上含まれているような有機性廃水
の処理において、微生物固定化担体を用いた流動床型リ
アクターと好気性固定床型リアクター、および嫌気性固
定床型リアクターの３段生物処理を行った後、さらに、
オゾンと処理水を接触せしめることにより、廃水中の有
機物と窒素化合物を同時に除去することを特長とする廃
水の高度処理方法である。
【００２８】そして、流動床型リアクターは、高炉水砕
スラグ、珪砂、活性炭、プラスティックス、クリストバ
ライト、カーボンの微粉などを微生物の固定化担体に用
いたものであり、リアクターの酸化還元電位を廃水中の
低分子量系有機物の酸化分解に適した−５０〜＋５０ｍ
Ｖ（金―銀／塩化銀電極基準）の範囲に制御するよう
に、空気、および／または酸素富化空気、および／また
は酸素を供給して曝気を行うプロセスである。
スラグ、珪砂、活性炭、プラスティックス、クリストバ
ライト、カーボンの微粉などを微生物の固定化担体に用
いたものであり、リアクターの酸化還元電位を廃水中の
低分子量系有機物の酸化分解に適した−５０〜＋５０ｍ
Ｖ（金―銀／塩化銀電極基準）の範囲に制御するよう
に、空気、および／または酸素富化空気、および／また
は酸素を供給して曝気を行うプロセスである。
【００２９】また、好気性固定床型リアクターは、高炉
水砕スラグを主原料としたサドル型セラミックス、シリ
カ―アルミナ系セラミックスなどを微生物の固定化担体
に用いたものであり、リアクターのＯＲＰを廃水中のア
ンモニア化合物をＮＯ3―Ｎまで酸化するのに適した＋
１００ｍＶ以上（金―銀／塩化銀電極基準）に制御する
ように、空気、および／または酸素富化空気、および／
または酸素を供給して曝気を行うプロセスである。
水砕スラグを主原料としたサドル型セラミックス、シリ
カ―アルミナ系セラミックスなどを微生物の固定化担体
に用いたものであり、リアクターのＯＲＰを廃水中のア
ンモニア化合物をＮＯ3―Ｎまで酸化するのに適した＋
１００ｍＶ以上（金―銀／塩化銀電極基準）に制御する
ように、空気、および／または酸素富化空気、および／
または酸素を供給して曝気を行うプロセスである。
【００３０】さらに、嫌気性固定床型リアクターは、高
炉水砕スラグを主原料としたサドル型セラミックス、シ
リカ―アルミナ系セラミックスなどを微生物の固定化担
体に用いたものであり、リアクターのＯＲＰを廃水中の
ＮＯ3―Ｎを窒素ガスまでの還元するのに適した−１０
０ｍＶ〜−１５０ｍＶ程度（金―銀／塩化銀電極基準）
に制御するように、廃水を添加し、さらに、また、空
気、および／または酸素富化空気、および／または酸素
を供給して曝気を行うプロセスである。
炉水砕スラグを主原料としたサドル型セラミックス、シ
リカ―アルミナ系セラミックスなどを微生物の固定化担
体に用いたものであり、リアクターのＯＲＰを廃水中の
ＮＯ3―Ｎを窒素ガスまでの還元するのに適した−１０
０ｍＶ〜−１５０ｍＶ程度（金―銀／塩化銀電極基準）
に制御するように、廃水を添加し、さらに、また、空
気、および／または酸素富化空気、および／または酸素
を供給して曝気を行うプロセスである。
【００３１】すなわち、本発明は、有機性産業廃水、汚
泥処理水、あるいは有機性産業廃水が大量に流入する都
市下水の廃水処理方法において、微生物固定化担体を用
いた流動床型リアクターの後段に好気性固定床型リアク
ターおよび嫌気性固定床型リアクターを設置し、処理を
行った後、さらに、オゾン接触槽を設けてオゾンと生物
処理水を接触せしめ、生物処理水に残存している有機物
と窒素化合物を同時に除去することを特徴とする。
泥処理水、あるいは有機性産業廃水が大量に流入する都
市下水の廃水処理方法において、微生物固定化担体を用
いた流動床型リアクターの後段に好気性固定床型リアク
ターおよび嫌気性固定床型リアクターを設置し、処理を
行った後、さらに、オゾン接触槽を設けてオゾンと生物
処理水を接触せしめ、生物処理水に残存している有機物
と窒素化合物を同時に除去することを特徴とする。
【００３２】流動床型リアクターの微生物固定化担体と
して、高炉水砕スラグを、また、固定床型リアクターの
微生物固定化担体として、高炉水砕スラグを主原料とす
るサドル型セアラミックスを用いると良い。
して、高炉水砕スラグを、また、固定床型リアクターの
微生物固定化担体として、高炉水砕スラグを主原料とす
るサドル型セアラミックスを用いると良い。
【００３３】流動床型リアクターおよび好気性固定床型
リアクターおよび嫌気性固定床型リアクターへの空気お
よび／または酸素富化空気および／または酸素の吹き込
み量は、リアクターの酸化還元電位（ＯＲＰ）に基づい
て調整し、オゾン接触槽のオゾン供給量は、生物処理水
の紫外吸収スペクトルに基づいて調整する。オゾン処理
に際しては、触媒としてＦｅ系アモルファス材を使用す
ると良い。
リアクターおよび嫌気性固定床型リアクターへの空気お
よび／または酸素富化空気および／または酸素の吹き込
み量は、リアクターの酸化還元電位（ＯＲＰ）に基づい
て調整し、オゾン接触槽のオゾン供給量は、生物処理水
の紫外吸収スペクトルに基づいて調整する。オゾン処理
に際しては、触媒としてＦｅ系アモルファス材を使用す
ると良い。
【００３４】
【作用】流動床型リアクターは、廃水中に含まれる有機
物を効率的に除去することを目的としている。
物を効率的に除去することを目的としている。
【００３５】高炉水砕スラグ、珪砂、活性炭、プラステ
ィックス、クリストバライト、カーボンの微粉などを微
生物の固定化担体に用いることによって、微生物の沈降
性が改善され、リアクター内に高濃度に維持することが
可能となり、固定化担体に用いない場合と比較して、処
理時間を１／２〜１／３に短縮することが可能となる。
ィックス、クリストバライト、カーボンの微粉などを微
生物の固定化担体に用いることによって、微生物の沈降
性が改善され、リアクター内に高濃度に維持することが
可能となり、固定化担体に用いない場合と比較して、処
理時間を１／２〜１／３に短縮することが可能となる。
【００３６】中でも、高炉水砕スラグは、カルシウムを
主成分としており、このカルシウムの凝集促進効果によ
って、微生物の固定化性能が他の固定化担体と比較して
優れており、固定化担体として最も望ましいものであ
る。
主成分としており、このカルシウムの凝集促進効果によ
って、微生物の固定化性能が他の固定化担体と比較して
優れており、固定化担体として最も望ましいものであ
る。
【００３７】リアクターのＯＲＰと廃水の有機物（ＴＯ
Ｃ）の除去性能は、図１、図２に示すように密接な関係
がある。
Ｃ）の除去性能は、図１、図２に示すように密接な関係
がある。
【００３８】したがって、流動床型リアクターのＯＲＰ
を−５０〜＋５０ｍＶ（金―銀／塩化銀電極基準）に維
持することによって、廃水中の低分子量系有機物の酸化
分解を十分に促進することができる。
を−５０〜＋５０ｍＶ（金―銀／塩化銀電極基準）に維
持することによって、廃水中の低分子量系有機物の酸化
分解を十分に促進することができる。
【００３９】廃水中の高分子量系有機物の酸化分解を促
進するためには、リアクターのＯＲＰを＋５０ｍＶ以上
に保つと効果があるが、処理水中にＮＯ2―Ｎの蓄積が
生じ、ＣＯＤが逆に上昇してしまうので好ましくない。
進するためには、リアクターのＯＲＰを＋５０ｍＶ以上
に保つと効果があるが、処理水中にＮＯ2―Ｎの蓄積が
生じ、ＣＯＤが逆に上昇してしまうので好ましくない。
【００４０】また、廃水中の有機物濃度が高い場合、空
気曝気では流動床型リアクターのＯＲＰを−５０〜＋５
０ｍＶに維持するのが困難な場合があり、あまりに大量
の空気を用いると、活性汚泥の破壊、細分化が起こり、
汚泥沈降槽で十分に沈降しないで、処理水中に流出し、
処理水の悪化を招く場合がある。
気曝気では流動床型リアクターのＯＲＰを−５０〜＋５
０ｍＶに維持するのが困難な場合があり、あまりに大量
の空気を用いると、活性汚泥の破壊、細分化が起こり、
汚泥沈降槽で十分に沈降しないで、処理水中に流出し、
処理水の悪化を招く場合がある。
【００４１】このような場合には酸素富化空気、および
／または酸素を供給して曝気を行う方法が望ましい。
／または酸素を供給して曝気を行う方法が望ましい。
【００４２】さらに、流動床型リアクターのＯＲＰを−
５０〜＋５０ｍＶ、できれば０ｍＶに維持することによ
って、ＮＯ2―Ｎの蓄積を防止することができる。
５０〜＋５０ｍＶ、できれば０ｍＶに維持することによ
って、ＮＯ2―Ｎの蓄積を防止することができる。
【００４３】ＮＯ2―Ｎは、有機物を分解する細菌に対
して阻害作用があるため、蓄積を防止することが望まし
い。
して阻害作用があるため、蓄積を防止することが望まし
い。
【００４４】好気性固定床型リアクターは、廃水中に含
まれる窒素化合物、主にケルダール性窒素化合物、アン
モニア性化合物等の還元性窒素化合物を硝化反応によ
り、ＮＯ3―Ｎまで生物学的に効率的に酸化することを
目的としている。
まれる窒素化合物、主にケルダール性窒素化合物、アン
モニア性化合物等の還元性窒素化合物を硝化反応によ
り、ＮＯ3―Ｎまで生物学的に効率的に酸化することを
目的としている。
【００４５】前段の流動床型リアクターによって、廃水
中の有機物は十分に除去されているため、有機物の硝化
反応に及ぼす阻害効果が少なく、ＮＯ3―Ｎ生成型硝化
反応を効率的に進めることができる。
中の有機物は十分に除去されているため、有機物の硝化
反応に及ぼす阻害効果が少なく、ＮＯ3―Ｎ生成型硝化
反応を効率的に進めることができる。
【００４６】高炉水砕スラグを主原料としたサドル型セ
ラミックス、シリカ―アルミナ系セラミックスおよびプ
ラスチックスなどの担体に増殖速度の遅いＮｉｔｒｏｂ
ａｃｔｅｒなどの硝化細菌を高濃度に固定化することに
より、ＮＯ3―Ｎ生成型硝化反応を効率的に進めること
ができる。
ラミックス、シリカ―アルミナ系セラミックスおよびプ
ラスチックスなどの担体に増殖速度の遅いＮｉｔｒｏｂ
ａｃｔｅｒなどの硝化細菌を高濃度に固定化することに
より、ＮＯ3―Ｎ生成型硝化反応を効率的に進めること
ができる。
【００４７】特に、高炉水砕スラグを主原料としたサド
ル型セラミックスは、カルシウムを主成分とするため、
硝化細菌が固定化されやすく、また、サドル型形状のた
め、固定床型リアクター内の気液混合性能が優れてお
り、固定床型リアクター用固定化担体として最も望まし
いものである。
ル型セラミックスは、カルシウムを主成分とするため、
硝化細菌が固定化されやすく、また、サドル型形状のた
め、固定床型リアクター内の気液混合性能が優れてお
り、固定床型リアクター用固定化担体として最も望まし
いものである。
【００４８】さらに、好気性固定床型リアクターのＯＲ
Ｐを＋１００ｍＶ（金―銀／塩化銀電極基準）以上に維
持することによって、ケルダール性窒素化合物、アンモ
ニア性化合物等の還元性窒素化合物を硝化反応により、
硝酸性窒素化合物まで効率的に酸化することができる。
Ｐを＋１００ｍＶ（金―銀／塩化銀電極基準）以上に維
持することによって、ケルダール性窒素化合物、アンモ
ニア性化合物等の還元性窒素化合物を硝化反応により、
硝酸性窒素化合物まで効率的に酸化することができる。
【００４９】廃水中の還元性窒素化合物濃度が高い場合
などでは、空気曝気ではリアクターのＯＲＰを＋１００
ｍＶ以上に維持するのが困難な場合があり、このような
場合には酸素富化空気、および／または酸素を供給して
曝気を行うとよい。
などでは、空気曝気ではリアクターのＯＲＰを＋１００
ｍＶ以上に維持するのが困難な場合があり、このような
場合には酸素富化空気、および／または酸素を供給して
曝気を行うとよい。
【００５０】嫌気性固定床型リアクターは、好気性固定
床型リアクター処理水中に含まれるをＮＯ3―Ｎを窒素
ガスまで生物学的に効率的に還元することを目的として
いる。
床型リアクター処理水中に含まれるをＮＯ3―Ｎを窒素
ガスまで生物学的に効率的に還元することを目的として
いる。
【００５１】嫌気性固定床型リアクターにおいても、高
炉水砕スラグを主原料としたサドル型セラミックス、シ
リカ―アルミナ系セラミックスおよびプラスチックスな
どを微生物の固定化担体に増殖速度の遅い脱窒細菌を高
濃度に固定化することにより、脱窒反応を効率的に進め
ることができる。
炉水砕スラグを主原料としたサドル型セラミックス、シ
リカ―アルミナ系セラミックスおよびプラスチックスな
どを微生物の固定化担体に増殖速度の遅い脱窒細菌を高
濃度に固定化することにより、脱窒反応を効率的に進め
ることができる。
【００５２】特に、高炉水砕スラグを主原料としたサド
ル型セラミックスは、カルシウムを主成分とするため、
脱窒細菌も固定化されやすい。
ル型セラミックスは、カルシウムを主成分とするため、
脱窒細菌も固定化されやすい。
【００５３】さらに、嫌気性固定床型リアクターのＯＲ
Ｐは、−１００ｍＶ〜−１５０ｍＶ（金―銀／塩化銀電
極基準）程度に維持することによって、ＮＯ3―Ｎをを
脱窒反応により、窒素ガスまで生物学的に効率的に還元
することができる。
Ｐは、−１００ｍＶ〜−１５０ｍＶ（金―銀／塩化銀電
極基準）程度に維持することによって、ＮＯ3―Ｎをを
脱窒反応により、窒素ガスまで生物学的に効率的に還元
することができる。
【００５４】嫌気性固定床型リアクターのＯＲＰの制御
方法は、有機物を水素供与体として与えるため、廃水や
メタノールを必要量添加するが、廃水の添加によって、
ＯＲＰが下がりすぎた場合に備え、空気、および／また
は酸素富化空気、および／または酸素を供給して制御を
行う。
方法は、有機物を水素供与体として与えるため、廃水や
メタノールを必要量添加するが、廃水の添加によって、
ＯＲＰが下がりすぎた場合に備え、空気、および／また
は酸素富化空気、および／または酸素を供給して制御を
行う。
【００５５】脱窒反応には、通常、計算値よりも３０〜
４０％程度、多くの有機物を必要とするが、嫌気性固定
床型リアクターのＯＲＰが−１００ｍＶ程度に維持され
ていれば、図２に示すように添加した廃水の有機物も９
０％以上除去される。
４０％程度、多くの有機物を必要とするが、嫌気性固定
床型リアクターのＯＲＰが−１００ｍＶ程度に維持され
ていれば、図２に示すように添加した廃水の有機物も９
０％以上除去される。
【００５６】さらに、嫌気性固定床型リアクターの後段
に設置するオゾン接触槽であるが、嫌気性固定床型リア
クター処理水に残存する生物学的に分解が困難な有機物
の酸化およびＮＯ2―Ｎの完全酸化によってり、処理水
のＣＯＤ除去率の向上のために用いる。
に設置するオゾン接触槽であるが、嫌気性固定床型リア
クター処理水に残存する生物学的に分解が困難な有機物
の酸化およびＮＯ2―Ｎの完全酸化によってり、処理水
のＣＯＤ除去率の向上のために用いる。
【００５７】固定床型リアクター処理水は、脱窒素が進
行しているため、立ち上げ直後を除き、ＮＯ2―Ｎの濃
度は１０ｍｇ／ｌ以下であるため、オゾン消費量を削減
することができる。
行しているため、立ち上げ直後を除き、ＮＯ2―Ｎの濃
度は１０ｍｇ／ｌ以下であるため、オゾン消費量を削減
することができる。
【００５８】オゾンは，次亜塩素酸などの酸化剤と比較
して、ｐＨが中性域では、アンモニア性窒素（ＮＨ4―
Ｎ）とほとんど反応しないので、残存しているＮＯ2―
Ｎだけを除去したい場合に経済的である。
して、ｐＨが中性域では、アンモニア性窒素（ＮＨ4―
Ｎ）とほとんど反応しないので、残存しているＮＯ2―
Ｎだけを除去したい場合に経済的である。
【００５９】生物学的に分解が困難な難分解性有機物
は、ベンゼン環を有していることが多く、このため、生
物処理やオゾン処理による分解の程度を紫外吸収スペク
トルによって判断することができる。
は、ベンゼン環を有していることが多く、このため、生
物処理やオゾン処理による分解の程度を紫外吸収スペク
トルによって判断することができる。
【００６０】例えば、オゾンは、固定床型リアクター処
理水の紫外吸収スペクトルの測定によって検出されない
場合、添加する必要が無く、生物処理水をそのまま放流
でき、ランニングコストを削減することができる。
理水の紫外吸収スペクトルの測定によって検出されない
場合、添加する必要が無く、生物処理水をそのまま放流
でき、ランニングコストを削減することができる。
【００６１】また、オゾンの添加量も、オゾン処理水の
紫外吸収スペクトルの測定によって調整することが望ま
しい。
紫外吸収スペクトルの測定によって調整することが望ま
しい。
【００６２】さらに、オゾン酸化の効率をあげるため
に、Ｆｅ系アモルファス材、鉄粉、Ｎｉ粉などの触媒を
使用して、オゾンの酸化効率をあげることによって、ラ
ンニングコストをさらに削減することも可能である。
に、Ｆｅ系アモルファス材、鉄粉、Ｎｉ粉などの触媒を
使用して、オゾンの酸化効率をあげることによって、ラ
ンニングコストをさらに削減することも可能である。
【００６３】次に本発明の実施例を説明する。
【００６４】
【実施例】有機性産業廃水が大量に流入する都市下水処
理場において、実下水を用いた現場実験を行った。実下
水の性状は、第１表に示すように、ＢＯＤが平均５００
ｍｇ／ｌ，ＣＯＤが平均５００ｍｇ／Ｌ，アンモニア性
窒素が平均１５０ｍｇ／ｌであり、都市下水と比較して
有機物濃度、アンモニア性窒素濃度が高い下水である。
理場において、実下水を用いた現場実験を行った。実下
水の性状は、第１表に示すように、ＢＯＤが平均５００
ｍｇ／ｌ，ＣＯＤが平均５００ｍｇ／Ｌ，アンモニア性
窒素が平均１５０ｍｇ／ｌであり、都市下水と比較して
有機物濃度、アンモニア性窒素濃度が高い下水である。
【００６５】流動床型リアクターは、平均粒径が６０ミ
クロン程度の高炉水砕スラグ微粉を微生物固定化担体と
して、リアクター容量あたり３ｗｔ％添加し、１０日程
度の活性汚泥の馴養ののち、流動床型リアクターでの処
理時間が８〜１２時間になるように実下水を通水し処理
を行った。
クロン程度の高炉水砕スラグ微粉を微生物固定化担体と
して、リアクター容量あたり３ｗｔ％添加し、１０日程
度の活性汚泥の馴養ののち、流動床型リアクターでの処
理時間が８〜１２時間になるように実下水を通水し処理
を行った。
【００６６】また、流動床型リアクターのＯＲＰは、酸
素によって、０ｍＶに維持するように制御した。
素によって、０ｍＶに維持するように制御した。
【００６７】好気性および嫌気性固定床型リアクター
は、高炉水砕スラグを主原料としたサドル型セラミック
スが微生物固定化担体として充填され、活性汚泥をリア
クター内に投入し、１日間循環運転し、活性汚泥をセラ
ミックスに固定化した後、各リアクターの処理時間が６
時間になるように，流動床型リアクター処理水を通水し
処理を行った。
は、高炉水砕スラグを主原料としたサドル型セラミック
スが微生物固定化担体として充填され、活性汚泥をリア
クター内に投入し、１日間循環運転し、活性汚泥をセラ
ミックスに固定化した後、各リアクターの処理時間が６
時間になるように，流動床型リアクター処理水を通水し
処理を行った。
【００６８】また、好気性固定床型リアクターのＯＲＰ
は、酸素富化空気によって、＋１００ｍＶとなるよう
に、嫌気性固定床型リアクターのＯＲＰは、廃水、およ
び酸素富化空気空気によって、−１００ｍＶとなるよう
に調整した。
は、酸素富化空気によって、＋１００ｍＶとなるよう
に、嫌気性固定床型リアクターのＯＲＰは、廃水、およ
び酸素富化空気空気によって、−１００ｍＶとなるよう
に調整した。
【００６９】オゾン発生装置には、酸素を供給しオゾン
を発生させ、さらに処理水とオゾンを効率良く接触させ
るため、ミキサー付きの接触装置を用いた。
を発生させ、さらに処理水とオゾンを効率良く接触させ
るため、ミキサー付きの接触装置を用いた。
【００７０】オゾン接触槽のオゾン供給量は、図３、図
４に示すように、生物処理水の紫外吸収スペクトル（２
７０ｎｍ）の測定によって決定した。さらに、オゾン酸
化の効率をあげるために、Ｆｅ系アモルファス材を触媒
として使用した。
４に示すように、生物処理水の紫外吸収スペクトル（２
７０ｎｍ）の測定によって決定した。さらに、オゾン酸
化の効率をあげるために、Ｆｅ系アモルファス材を触媒
として使用した。
【００７１】実験結果を第１表に示す。第１表の結果よ
り、本プロセスの最終処理水は、ＢＯＤが１０ｍｇ／ｌ
以下、ＣＯＤが５０ｍｇ／ｌ以下、ＮＯ2―ＮがＮ．
Ｄ、ＮＯ3―Ｎが１０ｍｇ／ｌ以下と良好であった。
り、本プロセスの最終処理水は、ＢＯＤが１０ｍｇ／ｌ
以下、ＣＯＤが５０ｍｇ／ｌ以下、ＮＯ2―ＮがＮ．
Ｄ、ＮＯ3―Ｎが１０ｍｇ／ｌ以下と良好であった。
【００７２】この実験結果より、本プロセスは、冬期の
低水温期においても、総処理時間が２０〜２４時間程度
で、下水中の有機物と窒素化合物を効率的に除去できる
ことが明らかになった。
低水温期においても、総処理時間が２０〜２４時間程度
で、下水中の有機物と窒素化合物を効率的に除去できる
ことが明らかになった。
【００７３】
【表１】
【００７４】
【発明の効果】以上のことから、ケルダール性窒素化合
物、アンモニア性化合物等の還元性窒素化合物と有機物
を高濃度に含有する廃水の処理において、本発明は次の
ような利点を有している。
物、アンモニア性化合物等の還元性窒素化合物と有機物
を高濃度に含有する廃水の処理において、本発明は次の
ような利点を有している。
【００７５】すなわち、このような廃水の処理の場合、
微生物の阻害があり、また、処理水中にＣＯＤ源となる
ＮＯ2―Ｎの制御が最も問題となるが、本プロセスで
は、流動床型リアクターによる有機物除去プロセスと好
気性および嫌気性固定床型リアクターによる窒素化合物
除去プロセスの処理を行っているので、流動床型リアク
ターや固定床型リアクターによる単独生物処理プロセス
と比較して、効率的に有機物除去やアンモニア性窒素等
の還元性窒素化合物を効率的に除去することができる。
微生物の阻害があり、また、処理水中にＣＯＤ源となる
ＮＯ2―Ｎの制御が最も問題となるが、本プロセスで
は、流動床型リアクターによる有機物除去プロセスと好
気性および嫌気性固定床型リアクターによる窒素化合物
除去プロセスの処理を行っているので、流動床型リアク
ターや固定床型リアクターによる単独生物処理プロセス
と比較して、効率的に有機物除去やアンモニア性窒素等
の還元性窒素化合物を効率的に除去することができる。
【００７６】さらに、生物処理では除去できない難分解
性の有機物やわずかに残存するＮＯ2―Ｎを除去するた
め、後段にオゾン接触槽を設けているので、ＮＯ2―Ｎ
を完全に除去でき、処理水のＣＯＤが向上すると共に、
安定化させることができる。
性の有機物やわずかに残存するＮＯ2―Ｎを除去するた
め、後段にオゾン接触槽を設けているので、ＮＯ2―Ｎ
を完全に除去でき、処理水のＣＯＤが向上すると共に、
安定化させることができる。
【図１】流動床型リアクターのＯＲＰと処理水質の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図２】リアクターのＯＲＰと廃水の有機物の除去率の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図３】生物処理水（固定床処理水）の紫外吸収スペク
トルを示す図である。
トルを示す図である。
【図４】オゾン処理水の紫外吸収スペクトルを示す図で
ある。
ある。
【図５】本発明の方法を示す説明図である。
１ 廃水タンク ２ 廃水ポンプ ３ 流動床型リアクター ４ 酸素富化空気製造装置 ５ ＯＲＰセンサー ６ ＯＲＰ制御装置 ７ 汚泥沈降槽 ８ 返送汚泥ポンプ ９ 処理水槽 １０ 移送ポンプ １１ 好気性固定床型リアクター １２ セラミックス充填槽 １３ 嫌気性固定床型リアクター １４ セラミックス充填槽 １５ ＯＲＰセンサー １６ ＯＲＰ制御装置 １７ ＯＲＰセンサー １８ ＯＲＰ制御装置 １９ 酸素富化空気製造装置 ２０ 酸素富化空気製造装置 ２１ 廃水ポンプ ２２ 処理水槽 ２３ 移送ポンプ ２４ オゾン接触槽 ２５ オゾン発生装置 ２６ 排オゾン処理装置 ２７ 最終処理水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 3/10 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 3/10 ＺＡＢＡ 3/30 ＺＡＢ 3/30 ＺＡＢＡ (56)参考文献 特開 平６−31297（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−493（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−310297（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C02F 9/00 501 - 504 C02F 1/78 C02F 3/02 - 3/10 C02F 3/30
Claims (6)
- 【請求項１】 有機性産業廃水、汚泥処理水、あるい
は、有機性産業廃水が大量に流入する都市下水の廃水処
理方法において、微生物固定化担体を用いた流動床型リ
アクターの後段に好気性固定床型リアクターおよび嫌気
性固定床型リアクターを設置し、処理を行った後、さら
に、オゾン接触槽を設けてオゾンと生物処理水を接触せ
しめ、生物処理水に残存している有機物と窒素化合物を
同時に除去することを特徴とする廃水処理方法。 - 【請求項２】 流動床型リアクターの微生物固定化担体
として、高炉水砕スラグを用いる請求項１記載の廃水処
理方法。 - 【請求項３】 固定床型リアクターの微生物固定化担体
として、高炉水砕スラグを原料とするサドル型セラミッ
クスを用いる請求項１または２記載の廃水処理方法。 - 【請求項４】 流動床型リアクターおよび好気性固定床
型リアクターおよび嫌気性固定床型リアクターへの空気
および／または酸素富化空気および／または酸素の吹き
込み量をリアクターの酸化還元電位（ＯＲＰ）に基づい
て調整する請求項１または２または３記載の廃水処理方
法。 - 【請求項５】 オゾン接触槽のオゾン供給量を生物処理
水の紫外吸収スペクトルに基づいて調整することを特徴
とする請求項１または２または３または４記載の廃水処
理方法。 - 【請求項６】 オゾン処理に際して、触媒としてＦｅ系
アモルファス材を使用することを特徴とする請求項１ま
たは２または３または４または５記載の廃水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20014893A JP2946163B2 (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | 廃水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20014893A JP2946163B2 (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | 廃水処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0731996A JPH0731996A (ja) | 1995-02-03 |
| JP2946163B2 true JP2946163B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=16419592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20014893A Expired - Fee Related JP2946163B2 (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | 廃水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2946163B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP4617572B2 (ja) * | 2000-12-26 | 2011-01-26 | 日新製鋼株式会社 | 窒素含有排水の処理方法 |
| JP4790406B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2011-10-12 | 三菱電機株式会社 | オゾン消毒装置 |
| JP4976032B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2012-07-18 | 三井造船環境エンジニアリング株式会社 | 有機性廃水の処理方法 |
| JP2015192627A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社キッツ | 閉鎖型養殖システム及び養殖水の浄化方法 |
| CN111825200B (zh) * | 2020-07-15 | 2024-09-10 | 成都九翼环保科技有限公司 | 一种用于高浓度难生物降解有机废水处理的臭氧催化流化床装置与方法 |
-
1993
- 1993-07-21 JP JP20014893A patent/JP2946163B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0731996A (ja) | 1995-02-03 |
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