JP5306296B2 - 廃水処理装置及び廃水処理方法 - Google Patents
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
→1.02N2+0.26NO3 -+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O (1)
このような嫌気性アンモニア酸化法を利用した廃水処理方法等については、いろいろ提案されている。
本発明に係る廃水処理装置の一実施例について図面を参照して説明する。本発明に係る廃水処理装置は、以下に説明するように、第1の状態から第3の状態に変化してゆくことが特徴の一つである。図1は、本発明の第1の状態の廃水処理装置の概略構成図である。
図1に示すように、第1の状態の廃水処理装置100は、原水ポンプ10と、硝化槽20と、脱窒槽30と、担体移送手段40と、溶存酸素濃度制御装置50と、ブロア60と、噴出口70と、スクリーン80と、撹拌装置85と、硝化担体90と、独立栄養性脱窒担体92と、を主に備えて構成される。
次に、第2の状態の廃水処理装置について説明する。図2は、本発明の第2の状態の廃水処理装置の概略構成である。
次に、第3の状態の廃水処理装置について説明する。図3は、本発明の第3の状態の廃水処理装置の概略構成図である。
次に、本発明の一実施例に係る廃水処理装置の作動について図面を参照して説明する。
図1を参照して、第1の状態の廃水処理装置の作動について説明する。原水ポンプ10により、少なくともアンモニアを含有する廃水である原水が、硝化槽20に注水される。この原水は、アンモニア性窒素の他に窒素、リン、炭素、重金属類などの栄養塩が含まれていても良い。原水中のアンモニア性窒素濃度は、特に限定しないが、100〜2000mg/Lが好ましく、200〜1000mg/Lが特に好ましい。
図2を参照して、第2の状態の廃水処理装置の作動について説明する。第1の状態の廃水処理装置の作動により硝化槽20内の硝化細菌の立ち上げと、脱窒槽30内の嫌気性アンモニア酸化細菌の立ち上げとが、完了することにより、第2の状態の廃水処理装置の作動が始まる。
窒素除去速度(kg-N/m3/d)={(CNH4, AIN-CNH4, AOUT) + (CNO2, AIN-CNO2, AOUT)}×24/HRT
CNH4, AIN:流入水(原水)中のアンモニア性窒素濃度
CNH4, AOUT:流出水(処理水)中のアンモニア性窒素濃度
CNO2, AIN:流入水(原水)中の亜硝酸性窒素濃度
CNO2, AOUT:流出水(処理水)中の亜硝酸性窒素濃度
アンモニア性窒素の分析は、インドフェノール青法を用いた。また、亜硝酸性窒素については、イオンクロマトグラフ(ICS-1500, Dionex, USA)を用いて分析した。
活性低下率(%)={(NR0-NR1)/NR0}×100
NR0:DO=0.5mg/L以下の条件での窒素除去速度
NR1:DO=2mg/L程度の条件での窒素除去速度
図4に示されるように、窒素除去速度が0.5kg-N/m3/d以上の時、活性低下率を10%以下に抑えることができる。窒素除去率を1kg-N/m3/d以上にすることにより、活性低下率を約5%以下に抑えることができ、窒素除去率を4kg-N/m3/d以上にすることにより、活性低下率を0%に抑えることができる。
図3を参照して、第3の状態の廃水処理装置の作動について説明する。第3の状態の廃水処理装置は、図示しない担体投入手段が、第2の状態の廃水処理装置の脱窒槽30に従属栄養性脱窒担体94を投入したものである。
Claims (10)
- 廃水中のアンモニア性窒素を脱窒するための廃水処理装置であって、
外部から廃水が注水される第1の槽と、
前記第1の槽から廃水が注水される第2の槽と、
前記第1の槽に投入された、未馴養のアンモニア酸化細菌を含む硝化担体と、
前記第2の槽に投入された、未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌を含む独立栄養性脱窒担体と、
前記硝化担体を前記第2の槽から前記第1の槽に移動させるための担体移送手段と、
前記第1の槽に空気を送気するためのブロアと、
前記ブロアの送気量を制御することにより、前記第1の槽内の廃水の溶存酸素濃度をコントロールする溶存酸素濃度制御装置と、
を備え、
前記第1の槽において、前記未馴養のアンモニア酸化細菌に、前記廃水中のアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に硝化させつつ、前記未馴養のアンモニア酸化細菌の馴養を行い、
前記第2の槽において、前記未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌に、前記第1の槽から注水された廃水中のアンモニア性窒素と、前記廃水中の前記亜硝酸性窒素とを同時脱窒させながら、前記未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を行い、
前記担体移動手段が、馴養が行われた嫌気性アンモニア酸化細菌が含まれる独立栄養性脱窒担体の全部または一部を、前記第2の槽から前記第1の槽に移動させ、
前記第1の槽において、
前記アンモニア酸化細菌と、前記第2の槽から移動してきた前記嫌気性アンモニア酸化細菌とを、共存させ、
前記アンモニア酸化細菌が、外部から注水された廃水中の一部のアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に硝化し、
前記嫌気性アンモニア酸化細菌が、前記廃水中の残りのアンモニア性窒素と、前記アンモニア酸化細菌が生成した前記亜硝酸性窒素と、を同時脱窒する、
廃水処理装置。 - 従属栄養性細菌を含む従属栄養性脱窒担体を、前記第2の槽に投入する担体投入手段と、
前記従属栄養性細菌によって水素供与体として使用される有機物を、前記第2の槽に投入する水素供与体投入手段と、
を更に備え、
前記担体移動手段が、前記独立栄養性脱窒担体の全部または一部を、前記第2の槽から前記第1の槽に移動させた後、
前記担体投入手段が、前記第2の槽に従属栄養性脱窒担体を投入し、
前記水素供与体投入手段が、前記有機物を前記第2の槽に投入し、
前記第1の槽から注水された廃水中の窒素成分を、前記従属栄養性細菌が、脱窒する、
請求項1に記載の廃水処理装置。 - 前記第2の槽の前記嫌気性アンモニア酸化細菌の窒素の除去速度が、前記第2の槽の1m3あたり0.5kg-N/m3/d以上になるまで、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養した後、
前記担体移動手段が、馴養が行われた前記嫌気性アンモニア酸化細菌が含まれる独立栄養性脱窒担体の全部または一部を、前記第2の槽から前記第1の槽に移動させる、請求項1または2に記載の廃水処理装置。 - 前記嫌気性アンモニア酸化細菌の細菌数が、FISHダイレクトカウントで1.5×107cells/ml以上になるまで、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養した後、
前記脱窒移動手段が、馴養が行われた前記嫌気性アンモニア酸化細菌が含まれる独立栄養性脱窒担体の全部または一部を、前記第2の槽から前記第1の槽に移動させる、請求項1または2に記載の廃水処理装置。 - 前記第1の槽から注水された廃水中のアンモニア性窒素と、前記廃水中の前記亜硝酸性窒素とを同時脱窒させながら、前記未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を行う際、
前記溶存酸素濃度制御装置が、前記ブロアの送気量を制御して、前記第1の槽から前記第2の槽に流入する廃水の亜硝酸性窒素濃度が100mg-N/L以下になるように、前記第1の槽の溶存酸素濃度をコントロールする、請求項1から4のいずれか一つに記載の廃水処理装置。 - 外部から廃水が注水される第1の槽と、
前記第1の槽から廃水が注水される第2の槽と、
前記第1の槽に投入された、未馴養のアンモニア酸化細菌を含む硝化担体と、
前記第2の槽に投入された、未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌を含む独立栄養性脱窒担体と、
前記硝化担体を前記第2の槽から前記第1の槽に移動させるための担体移送手段と、
前記第1の槽に空気を送気するためのブロアと、
前記ブロアの送気量を制御することにより、前記第1の槽内の廃水の溶存酸素濃度をコントロールする溶存酸素濃度制御装置と、
を備えた廃水処理装置を用いて、廃水中のアンモニア性窒素を脱窒する廃水処理方法であって、
前記第1の槽で、前記未馴養のアンモニア酸化細菌に、前記廃水中のアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に硝化させつつ、前記未馴養のアンモニア酸化細菌の馴養を行うアンモニア酸化細菌馴養工程と、
前記第2の槽で、前記未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌に、前記第1の槽から注水された廃水中のアンモニア性窒素と、前記廃水中の前記亜硝酸性窒素とを同時脱窒させながら、前記未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を行う嫌気性アンモニア酸化細菌馴養工程と、
前記担体移動手段が、前記嫌気性アンモニア酸化細菌馴養工程において馴養が行われた嫌気性アンモニア酸化細菌を含む独立栄養性脱窒担体の全部または一部を、前記第2の槽から前記第1の槽に移動させる担体移動工程と、
前記第1の槽において、前記アンモニア酸化細菌が、外部から注水された廃水中の一部のアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に硝化する硝化工程と、
前記第1の槽において、前記担体移動工程で第1の槽に移動させられた前記嫌気性アンモニア酸化細菌が、前記廃水中の残りのアンモニア性窒素と、前記アンモニア酸化細菌が生成した前記亜硝酸性窒素と、を同時脱窒する、同時脱窒工程と、
を備える廃水処理方法。 - 前記廃水処理装置が、
従属栄養性細菌を含む従属栄養性脱窒担体を、前記第2の槽に投入する担体投入手段と、
前記従属栄養性細菌によって水素供与体として使用される有機物を、前記第2の槽に投入する水素供与体投入手段と、
を更に備え、
前記担体移動工程の後、前記担体投入手段が、前記第2の槽に従属栄養性脱窒担体を投入する担体投入工程と、
前記担体移動工程の後、前記水素供与体投入手段が、前記有機物を前記第2の槽に投入する水素供与体投入工程と、
前記第1の槽から注水された廃水中の窒素成分を、前記従属栄養性細菌が、脱窒する従属栄養性細菌脱窒工程と、
を更に備える請求項6に記載の廃水処理方法。 - 前記アンモニア酸化細菌馴養工程において、前記第2の槽の前記嫌気性アンモニア酸化細菌の窒素の除去速度が、前記第2の槽の1m3あたり0.5kg-N/m3/d以上になるまで、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養した後に、前記担体移動工程が行われる、請求項6または7に記載の廃水処理方法。
- 前記アンモニア酸化細菌馴養工程において、前記嫌気性アンモニア酸化細菌の細菌数が、FISHダイレクトカウントで1.5×107cells/ml以上になるまで、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養した後に、前記担体移動工程が行われる、請求項6または7に記載の廃水処理方法。
- 前記嫌気性アンモニア酸化細菌馴養工程において、前記溶存酸素濃度制御装置が、前記ブロアの送気量を制御して、前記第1の槽から前記第2の槽に流入する廃水の亜硝酸性窒素濃度が100mg-N/L以下になるように、前記第1の槽の溶存酸素濃度をコントロールする工程を更に含む、請求項6から9のいずれか一つに記載の廃水処理方法。
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