JP4985628B2 - 廃水の処理方法および処理装置 - Google Patents
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Description
この方法によれば、アンモニアを水素供与体とするため、脱窒で使用するメタノールのなどの使用量を大幅に削減できることや、汚泥の発生量を削減できるなどのメリットがあり、今後の窒素除去方法として有効な方法であると考えられている。
(A:硝化率、B:亜硝酸、C:アンモニア)
嫌気性アンモニア酸化に送るための、最適なアンモニアと亜硝酸の比率は1:1.32であることから硝化率Aは57%であるこことが好ましい。
また、硝化率に応じて、炭酸塩類とアルカリ剤の添加量を制御することができる。したがって、例えば、硝化槽において、pHが低下し、アルカリ剤を添加する必要があり、同時に硝化率が低下した場合(炭酸塩類を添加する必要がある場合)、アルカリ剤を添加せずに、炭酸塩類を添加することで、硝化率およびpHを制御することができる。また、硝化率が充分であり、炭酸塩類を添加する必要がない場合は、アルカリ剤でpH制御をすることができる。
図1は本発明の第一実施形態に係る廃液の処理装置10の構成を摸式的に示した図である。図1に示すように、処理装置10は、主として、亜硝酸型の硝化槽13と、硝化槽13から排出された硝化水の硝化率を測定する計測器15、16を有する硝化率計算部17と、硝化率計算部17により求められた硝化率に基づいて炭酸塩類を供給する炭酸塩類供給ライン18から構成される。
図2は、本発明の第二実施形態に係る廃液の処理装置30の構成を摸式的に示した図である。図2に示すように、硝化槽内のpHを測定するpHコントローラ31、およびpHコントローラ31により測定されたpHに基づいて炭酸塩類以外のアルカリ剤を供給するアルカリ剤供給ポンプ32およびアルカリ剤供給ライン33を備えている。
図3は、本発明の第三実施形態に係る廃液の処理装置40の構成を摸式的に示した図である。図3に示す処理装置40は、硝化率計算部17で測定した硝化率およびpHコントローラ31で測定したpHの値に基づいて、炭酸塩類供給ポンプ19およびアルカリ剤供給ポンプ32を制御する制御部42を備えている点が、第二実施形態と異なっている。炭酸塩類を供給することは同時にアルカリを添加していることを意味する。したがって、第三実施形態に係る装置によれば、硝化率計算部17で硝化率が算出され、炭酸塩類を添加する信号が出ており、かつ、pHコントローラ31からpH調整時にアルカリ剤を供給する信号が出ているときは、炭酸塩類供給ポンプ19を稼動させ、炭酸塩類を供給する。また、pHコントローラ31からアルカリ剤を添加する信号は出ているが、炭酸塩類の添加の信号が硝化率計算部17より出ていない場合は、アルカリ剤供給ポンプ32を稼動させ、アルカリ剤を供給する。このように、硝化率のみでなく、pHコントローラ31で測定したpH値に基づいて、炭酸塩類供給ポンプ19およびアルカリ剤供給ポンプ32を制御可能とすることにより、容易にpHの制御が可能であり、かつ、効率よく炭酸塩類およびアルカリ剤を添加することができる。
図4は、本発明の第四実施形態に係る廃液の処理装置50の構成を摸式的に示した図である。図4に示す処理装置50は、原水配管12を流れる廃水の一部をバイパスポンプ51により原水側管52を流し、硝化槽13に供給せず、混合槽53に送液する構成とした。
図5は、本発明の第五実施形態に係る廃液の処理装置60の構成を摸式的に示した図である。図5に示す処理装置60は、硝化率計算部62の2つ計測器のうち、計測器61を原水配管12に備えている点が、他の実施形態と異なっている。第五実施形態に係る処理装置においては、アンモニアセンサーを用いて、計測器61により原水のアンモニア濃度(a)と、計測器16により処理水のアンモニア濃度(b)を計測し、その減少を測定することにより、硝化率(硝化率=1−b/a)を算出することができる。
図6は、本発明の第六実施形態に係る廃液の処理装置70の構成を模式的に示した図である。図6に示す処理装置70は、脱窒槽20で処理された処理水を濃度計測器71で計測する計算部72を備える点が他の実施形態と異なっている。
[実施例1]
アンモニアを主成分とした合成廃水を用いて試験を行った。装置は、図3に示した第三実施形態にかかる廃液の処理装置40を用いて廃水処理試験を行った。
アンモニア性窒素800mg−N/Lとなるように塩化ナトリウムを用いて調整を行った。そこに炭酸ナトリウムを300mg−C/Lとなるように添加した。
硝化槽は30Lの容器のリアクタを用い、内部に硝化細菌を包括固定化したポリエチレングリコール系の担体を充填した。担体の大きさは3mm角の立方体であり、担体の総容積として6L充填した。空気量は反応槽内のDOが2〜4になるように制御した。pHは7.5となるよう、5%水酸化ナトリウム溶液または5%炭酸水素ナトリウム溶液を添加した。
脱窒槽は10Lのリアクタを用い、硝化水の全量を脱窒槽にて処理した。水温は30℃とし、pHは7.6となるように塩酸を用いて調整した。脱窒槽内には、嫌気性アンモニア細菌を包括固定したポリエチレングリコール系の担体を充填した。担体量は2Lであり、攪拌機を用いて緩速攪拌を行った。
硝化率の計測は、アンモニア濃度計および全窒素計を用いて、アンモニア濃度(a)と全窒素濃度(b)から硝化率(C)をC=1−a/bから算出した。硝化率の制御は、硝化率57%を目標制御値とし、硝化率が56%を越えた時点から炭酸塩類の添加を停止し、水酸化ナトリウムの添加に切り替えた。また、56%より低下した場合は、炭酸水素ナトリウムの添加を開始した。
約2週間、上記条件で安定運転した結果、平均硝化率は57%に制御可能であり、最大硝化率59%、最低硝化率55%に安定して制御が可能であった。そのため、脱窒槽の窒素除去率は、80%以上の高い窒素除去性能が得られた。
また、このときのpH調整に使用したアルカリ剤の量について解析した。上記試験と同様の条件において、pH調整剤に炭酸水素ナトリウムのみを使用した場合とアルカリ剤の量を比較した。硝化率に応じて炭酸水素ナトリウムと水酸化ナトリウムを変更し硝化反応を行った実施例1は、炭酸水素ナトリウムのみを用いた場合に比べ、炭酸水素ナトリウムの量を60%削減することができた。炭酸水素ナトリウムは水酸化ナトリウムより高値であり、炭酸水素ナトリウムのみをpH調整剤として使用した場合よりも、その薬品費用を削減することができる。
試験例1で使用している硝化装置について、pH一定条件下で、硝化槽内の炭酸濃度の量を調整し、硝化速度の計測を行った。なお、pH調整用のアルカリは添加しているので、pH低下、アルカリ度不足による硝化速度の低下はないものと考える。結果を図7に示す。
Claims (3)
- 廃水中のアンモニアの一部を硝化槽でアンモニア酸化細菌により亜硝酸に硝化する硝化工程を含む廃水の処理方法において、
前記硝化槽内または前記硝化槽から排出された硝化水の硝化率を測定する硝化率測定工程と、
前記硝化率測定工程により測定された前記硝化率に基づいて添加する炭酸塩類の量を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された量の前記炭酸塩類を前記硝化槽に添加する炭酸塩類添加工程と、
前記硝化槽内に炭酸塩類以外のアルカリ剤を添加するアルカリ添加工程と、を有し、
前記測定した硝化率が所定値以下のときは前記硝化槽に炭酸塩類を添加し、所定値を超えたときは前記炭酸塩類以外のアルカリ剤を添加することを特徴とする廃水の処理方法。 - 前記アルカリ剤は水酸化物であることを特徴とする請求項1に記載の廃水の処理方法。
- 廃水中のアンモニアの一部を亜硝酸に硝化する硝化槽と、
前記硝化槽内または硝化槽から排出された硝化水の硝化率を測定する測定手段を有する硝化率計算部と、
前記硝化率に基づいて、炭酸塩類を前記硝化槽内に添加する炭酸塩類供給ラインと、
前記硝化槽内に炭酸塩類以外のアルカリ剤を添加するアルカリ剤供給ラインと、
前記硝化率計算部で測定された硝化率に基づいて、前記硝化率が所定値以下のときは前記炭酸塩類を添加し、所定値を超えたときは前記炭酸塩類以外のアルカリ剤を添加する制御部と、を備えることを特徴とする廃水の処理装置。
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