JPH05337494A - 生物学的窒素除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硝化脱窒槽における汚水の滞留時間を短縮す
る。 【構成】 微生物固定化担体１５が内在する脱窒槽１と
微生物固定化担体１６が内在する硝化槽２とをこの順に
配列し、硝化処理水１９の一部を脱窒槽流入部に循環さ
せて、被処理水中の有機物と窒素化合物との除去を同時
に行う生物学的窒素除去装置において、脱窒槽１内には
ポアサイズ２mm未満の気孔が互いに連通した多孔質担体
からなる脱窒菌固定化担体１５を内在させ、脱窒槽１内
に攪拌流を生起させる水中攪拌装置９を設け、一方硝化
槽２内には硝化槽２の槽底部に散気装置１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下廃水を処理するため
の生物学的窒素除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水中の窒素化合物や有機物を除去
するには、嫌気性および好気性の条件下で生物学的に処
理する方法が行われている。一般に、高濃度の窒素化合
物と高濃度の有機物とを含む汚水の硝化脱窒には、汚水
を脱窒槽に導き、脱窒槽内の脱窒菌の硝酸呼吸ないし亜
硝酸呼吸により硝酸性窒素ないし亜硝酸性窒素を不活性
な窒素ガスに変換して汚水中から除去し、一方で脱窒槽
内の混合液を硝化槽に導き、硝化菌の生物酸化反応によ
ってアンモニア性窒素や有機性窒素の一部を亜硝酸性窒
素ないし硝酸性窒素に分解し、硝化槽の亜硝酸性窒素な
いし硝酸性窒素を含む混合液の一部を硝化循環液として
脱窒槽に返送し、硝化槽の残りの混合液を処理水として
沈殿池等へ導く方法が行われている。この方法による
と、脱窒槽において、汚水中の有機物が水素供与体とし
て利用されるので必要な薬品量を節減することが可能で
あり、また有機物が硝酸呼吸あるいは亜硝酸呼吸によっ
て酸化分解されるので硝化槽にかかる有機物負荷が軽減
され、その分に対応する酸素量を節減することが可能で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の方法において、活性汚泥のような浮遊汚泥により硝化
脱窒を行う場合は、脱窒槽と硝化槽における合計滞留時
間が約１２〜１６時間必要であるため、反応槽滞留時間
を６〜８時間として設計、運転されている既設の通常の
下水処理場には、その方法を適用することができなかっ
た。

【０００４】そこで、反応槽における汚水の滞留時間の
短縮を意図し、硝化および脱窒速度を高めるために微生
物固定化技術が開発され種々の担体の使用が試みられた
が、反応槽当たりの脱窒および硝化速度を十分増大する
ことはできなかった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、微生
物固定化技術の特長を生かし脱窒槽と硝化槽とにおける
脱窒および硝化速度を高めて、被処理水の槽内滞留時間
を短くすることができる生物学的窒素除去装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の生物学的窒素除去装置は、微生物固定化担
体が内在する脱窒槽と微生物固定化担体が内在する硝化
槽とをこの順に配列し、硝化処理水の一部を脱窒槽流入
部に循環させて、被処理水中の有機物と窒素化合物との
除去を同時に行う生物学的窒素除去装置において、脱窒
槽内にはポアサイズ２mm未満の気孔が互いに連通した多
孔質担体からなる脱窒菌固定化担体を内在させ、脱窒槽
内に攪拌流を生起させる水中攪拌装置を設け、一方硝化
槽内には硝化槽の槽底部に散気装置を設けた構成とした
ものである。

【０００７】また本発明の生物学的窒素除去装置は、硝
化槽内にポアサイズ０．１mm未満の気孔が互いに連通し
た多孔質担体からなる硝化菌固定化担体を内在させたも
のである。

【０００８】さらに本発明の生物学的窒素除去装置は、
水中攪拌装置の攪拌部と脱窒菌固定化担体との接触を回
避するために両者間を隔てる手段を設けた構成としたも
のである。

【０００９】

【作用】上記した構成において、本発明の微生物固定化
担体を使用することによって、脱窒槽の槽内に高濃度の
微生物を担持することができる。このとき、脱窒槽内に
は水中攪拌装置が設置されることにより槽内に上下方向
の攪拌流が生起され、脱窒菌固定化担体が底部に蓄積さ
れることなく槽内を流動するので脱窒菌固定化担体と被
処理水との十分な攪拌混合が行われる。また、硝化槽内
には槽底部に散気装置が設置されることにより槽内に上
下方向の攪拌流が生起され、これによって硝化菌固定化
担体が槽内を流動するので硝化菌固定化担体と被処理水
とが攪拌混合される。以上のことから、脱窒槽および硝
化槽を通る被処理水中の窒素化合物の脱窒硝化速度が向
上する。したがって、滞留時間を短く設定した既設の反
応槽等においても十分、硝化脱窒を行うことができる。

【００１０】また、硝化槽内にポアサイズ０．１mm未満
の気孔が互いに連通した多孔質担体からなる硝化菌固定
化担体が内在していることにより硝化槽内に高濃度の微
生物が担持されるので、さらに硝化速度が向上する。

【００１１】さらに、水中攪拌装置の攪拌部と脱窒菌固
定化担体とを隔てる手段が設置されることにより両者の
接触が回避され、脱窒菌固定化担体の摩耗を防ぐことが
できるので、脱窒槽内に高濃度の微生物が担持され、こ
れによっても脱窒速度が向上する。

【００１２】

【実施例】以下に図１に基づいて本発明の一実施例を説
明する。脱窒槽１と硝化槽２は２枚の仕切壁３を介して
隣接しており、脱窒槽１内の混合液４は、一方の仕切壁
３の上端部を越えるとともに、他方の仕切壁３の下端部
の下方を通って、硝化槽２の底部から流入するように構
成されている。また、脱窒槽１には原水供給管６と硝化
液循環管７が開口しており、硝化液循環管７は基端側が
硝化槽２に開口するとともに、途中に循環ポンプ８を介
装している。

【００１３】そして、脱窒槽１および硝化槽２の槽底部
にはそれぞれ、水中攪拌装置９および散気装置１０が配
置されており、水中攪拌装置９はモーター１１によっ
て、散気装置１０はブロア１２によって作動されてい
る。また、脱窒槽１および硝化槽２の槽内には、微生物
固定化担体１５，１６が投入されている。ここで、微生
物固定化担体１５はポアサイズ２mm未満、好ましくは
０．１mm未満の気孔が互いに連通した多孔質担体に脱窒
菌が固定化されたものであり、微生物固定化担体１６は
ポアサイズ０．１mm未満の気孔が互いに連通した多孔質
担体に硝化菌が固定化されたものである。微生物固定化
担体１５のポアサイズを２mm未満、好ましくは０．１mm
未満としたのは、このような多孔質担体の製造上の実用
性を考慮したからである。これらの微生物固定化担体１
５，１６を用いることにより、脱窒菌と硝化菌は高濃度
に担持される。

【００１４】また、脱窒槽１の底面には支持体１３が設
置され、その上にモーター１１が設置されている。水中
攪拌装置９は支持体１３から下向きに支持して設置され
ており、モーター１１、支持体１３および水中攪拌装置
９はスクリーン１４で囲まれている。

【００１５】さらに、脱窒槽１の槽内混合液流出部、即
ち脱窒槽１内であって仕切壁３の脱窒槽側の壁の上端部
近縁には担体を分離するために脱窒槽側に傾斜して設け
られたスクリーン１７が設置され、硝化槽２の槽内混合
液流出部、即ち硝化槽２内であって仕切壁３に対向して
いる壁の上端部近縁には担体を分離するために硝化槽側
に傾斜して設けられたスクリーン１８が設置されてい
る。

【００１６】以下、上記構成における作用を説明する。
脱窒槽１においては、原水供給管６から原水が流入する
とともに、硝化液循環管７から硝化循環液が循環する状
態で、微生物固定化担体１５によって担持された脱窒菌
と浮遊脱窒菌との硝酸呼吸ないし亜硝酸呼吸により脱窒
槽１の混合液４に含まれた窒素化合物である亜硝酸性窒
素ないし硝酸性窒素は不活性な窒素ガスに分解され除去
される。

【００１７】このとき、脱窒槽１の水中攪拌装置９によ
って生起される攪拌流により混合液４は上下方向に対流
し、微生物固定化担体１５と混合液４とは攪拌混合され
るので、脱窒菌による脱窒速度が向上する。さらに、微
生物固定化担体１５と水中攪拌装置９はスクリーン１４
によって隔てられているので、攪拌装置９との接触によ
る微生物固定化担体１５の摩耗はない。また、脱窒槽１
の混合液４は一方の仕切壁３の上端部を越えるととも
に、他方の仕切壁３の下端部の下方を通って、硝化槽２
の底部から流入するが、このとき、微生物固定化担体１
５は仕切壁３上端部のスクリーン１７によって分離され
る。

【００１８】硝化槽２においては、散気装置１０から吹
き出す空気によって酸素を供給する状態において、微生
物固定化担体１６によって担持された硝化菌と浮遊硝化
菌との生物酸化反応により、窒素化合物であるアンモニ
ア性窒素または有機性窒素の一部は亜硝酸性窒素ないし
硝酸性窒素に分解されるとともに、亜硝酸性窒素および
硝酸性窒素を含む混合液５の一部は硝化循環液として循
環ポンプ８により脱窒槽１に返送される。

【００１９】このとき、散気装置１０により生じる上昇
攪拌流で混合液５が上下方向に対流し、微生物固定化担
体１６と混合液５とが攪拌混合されるので、硝化菌によ
る硝化速度が向上する。また、硝化槽２からの混合液５
の一部は処理水１９として次系の沈殿池等に導かれ、ス
クリーン１８で分離されなかった微生物は沈降分離され
る。沈降分離された汚泥は、汚泥返送管２０によって前
記脱窒槽２に返送される。

【００２０】上記によって、硝化速度ないし脱窒速度は
高まり、滞留時間を短く設定した既設の反応槽において
も硝化脱窒を十分行うことができる。図２から図４は変
形実施例を示し、それぞれ脱窒槽２における水中攪拌装
置９の設置形態を示す。

【００２１】図２に示した実施例では、脱窒槽２の底面
に支持体１３を設置してその上にモーター１１を設置
し、水中攪拌装置９は支持体１３から下向きに支持して
設置する。スクリーン１４はモーター１１よりも上側に
位置させて、槽の側面に固定する。

【００２２】図３に示した実施例では、脱窒槽２の底面
にモーター１１を設置し、水中攪拌装置９はモーター１
１から上向きに支持して設置する。スクリーン１４は図
２に示した実施例と同様に水中攪拌装置９よりも上側に
位置させて、槽側面に固定する。

【００２３】図４に示した実施例では、脱窒槽２外の上
方にモーター１１を設置し、水中攪拌装置９はモーター
１１から下向きに支持して設置する。スクリーン１４は
水中攪拌装置９よりも上側に位置させて槽側面に固定す
る。

【００２４】図５に示した実施例では、脱窒槽２外の上
方にモーター１１を設置し、水中攪拌装置９はモーター
１１から下向きに支持して設置する。スクリーン１４は
水中攪拌装置９の周囲に位置させてモーター取付部１３
に固定する。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、脱窒
槽内に設置された水中攪拌装置および硝化槽内に設置さ
れた散気装置により各槽内に上下方向の攪拌流を生起
し、この攪拌流により微生物を担持する微生物固定化担
体と槽内の混合液とが良好に攪拌混合され、また特に脱
窒槽ではポアサイズ２mm未満の気孔が互いに連通した多
孔質担体により微生物が高濃度に担持されるため、脱窒
槽および硝化槽を通る被処理水中の窒素化合物の脱窒硝
化速度の向上を図ることができる。

【００２６】また、硝化菌固定化担体のポアサイズを
０．１mm未満とすることで、担体に多量の硝化菌が付着
固定化されるとともに硝化菌を食する生物の増殖が阻害
され、高濃度の微生物が維持されるので硝化速度が向上
する。

【００２７】さらに、水中攪拌装置の攪拌部と脱窒菌固
定化担体とを隔てる手段により脱窒菌固定化担体の摩耗
を防ぐことができるので、脱窒槽内に高濃度の微生物が
担持され、脱窒速度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の生物学的窒素除去装置を示す図であ
る。

【図２】図１に示された水中攪拌装置およびスクリーン
の他の例を示す図である。

【図３】図１に示された水中攪拌装置およびスクリーン
のさらに他の例を示す図である。

【図４】図１に示された水中攪拌装置およびスクリーン
のさらに別の例を示す図である。

【図５】図１に示された水中攪拌装置およびスクリーン
のさらに別の例を示す図である。

【符号の説明】

１ 脱窒槽 ２ 硝化槽 ９ 水中攪拌装置 10 散気装置 14 スクリーン 15 脱窒菌固定化担体 16 硝化菌固定化担体 19 処理水

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物固定化担体が内在する脱窒槽と微
   生物固定化担体が内在する硝化槽とをこの順に配列し、
   硝化処理水の一部を脱窒槽流入部に循環させて、被処理
   水中の有機物と窒素化合物との除去を同時に行う生物学
   的窒素除去装置において、脱窒槽内にはポアサイズ２mm
   未満の気孔が互いに連通した多孔質担体からなる脱窒菌
   固定化担体を内在させ、脱窒槽内に攪拌流を生起させる
   水中攪拌装置を設け、一方硝化槽内には硝化槽の槽底部
   に散気装置を設けたことを特徴とする生物学的窒素除去
   装置。
2. 【請求項２】 硝化槽に内在させる硝化菌固定化担体が
   ポアサイズ０．１mm未満の気孔が互いに連通した多孔質
   担体からなることを特徴とする請求項１記載の生物学的
   窒素除去装置。
3. 【請求項３】 水中攪拌装置の攪拌部と脱窒菌固定化担
   体との接触を回避するために両者間を隔てる手段を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の生物学的窒素除去装
   置。