JP6716664B2 - 回分式担体水処理方法 - Google Patents
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Description
この手法では、メッシュの金網上に、汚泥が付着した担体が堆積し、さらに担体の上部や担体間に汚泥が詰まっている。処理水は、金網の下方からポンプで抜き出すことにより得られるが、金網から汚泥が落ちてきて、清澄は処理水が得られにくい欠点がある。
回分槽内の汚泥の曝気停止後に、機械的な撹拌を停止し、該回分槽内の汚泥を沈降させて沈降汚泥と上澄水とに固液分離すると共に、少なくとも硝酸化又は亜硝酸化可能な好気性菌及び脱窒菌を担持してなる担体を液面近傍に浮上させた状態で、アンモニア態窒素を含有する廃水を導入すると共に、処理水を該回分槽外に取り出す嫌気第2工程と、
前記嫌気第2工程で導入された廃水を、前記回分槽内で浮遊する前記好気性菌や、前記担体に担持された前記好気性菌に接触させつつ、前記回分槽内に設けられた曝気装置から空気を供給して、亜硝酸化反応や硝酸化反応を含む硝化反応を行う好気性硝化工程と、
前記好気性硝化工程における空気の供給を停止し、該回分槽内の液を嫌気状態で撹拌しながら、脱窒菌による脱窒反応により窒素ガスを生成する嫌気第1工程
からなる処理サイクルを有することを特徴とする回分式担体水処理方法。
(請求項2)
前記回分槽内で、前記嫌気第2工程と、前記好気性硝化工程と、前記嫌気第1工程の前記処理サイクルを順次繰り返すことを特徴とする請求項1記載の回分式担体水処理方法。
(請求項3)
前記液面近傍に浮上した担体が、前記上澄水中に含まれる浮遊懸濁物質(ss)をろ過することを特徴とする請求項1又は2記載の回分式担体水処理方法。
(請求項4)
前記担体が、複数のセルを有する担体であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の回分式担体水処理方法。
(請求項5)
前記担体は、大きさが2〜50[mm角]、真比重が0.03〜0.05[g/cm3]であることを特徴とする請求項4記載の回分式担体水処理方法。
以上の各工程を実施する装置の一例は、図2に示されている。
図2に示す回分式担体水処理装置は、アンモニア態窒素を含有する原水を貯留する原水槽1と、原水槽1から流入させた原水を生物学的に硝化脱窒処理する回分槽2と、回分槽2から流出させた処理水を貯留する放流槽3を備えている。
処理水流出部7において、処理水引出ポンプ71を駆動させて流出させた処理水は、処理水配管73を介して放流槽3に導入されるように構成されている。スクリーン72は、担体20の流出を防止するために設けられる。
なお、処理水引出ポンプ71を設けずに、回分槽2に廃水を導入した量をオーバーフローさせて、回分槽2で処理された処理水を押し出して放流槽3に導入させてもよい。
<嫌気第2工程100>
この工程は、廃水の導入工程であり、さらに処理水の取出工程でもある。
この工程の前工程(後述の嫌気第1工程102)で、回分槽2内の汚泥の曝気を停止して機械的な撹拌を行って、脱窒処理を行うが、嫌気第2工程100に進む際には、機械的な撹拌も停止する。
機械的な撹拌を停止すると、回分槽2内の汚泥を沈降させて沈降汚泥と上澄水とに固液分離する。
(亜硝酸型)NH4 ++1.5O2→NO2 −+H2O+2H+
(硝酸型) NH4 ++2O2→NO3 −+H2O+2H+
[脱窒]
(亜硝酸型)6NO2 −+3CH3OH+3CO2→3N2+6HCO3 −+3H2
(硝酸型) 6NO3 −+5CH3OH+CO2→3N2+6HCO3 −+7H2
嫌気第1工程102を実施するには、図3(A)の状態にある回分槽2における曝気停止後、空気の供給がない状態で、図3(B)に示すように、回分槽2内の液を嫌気状態で撹拌する。撹拌は、撹拌機21を駆動させて行う。この工程での処理時間は30〜50分であることが好ましい。
処理時間が所定時間経過し、脱窒反応が終了したら、前記嫌気第1工程102の処理を終了する。
そして、窒素ガスを巻き込んだ担体20が、回分槽2内の液面上部で、担体浮上層30を形成する。
そして、嫌気第2工程100で廃水が導入され、それに応じて、処理水流出部7において、回分槽2から上澄水を処理水として引き抜き、放流槽3へ移送する。この際、槽上部の液面近傍に浮上している担体20によって、上澄水中に含まれる浮遊懸濁物質(ss)をろ過することができる。
好気性硝化工程の継続時間は、嫌気工程の継続時間の1.5〜3倍の範囲で設定されることが好ましい。
<処理性能確認試験>
図2に示す回分式担体水処理装置を用いて、硝化脱窒ができていることを確認する試験を行った。
嫌気第2工程(沈殿・廃水流入・処理水流出)⇒好気性硝化工程(アンモニアの硝酸・亜硝酸への酸化)⇒嫌気第1工程(脱窒)を、1サイクルとして、2サイクルの試験を行った。各工程の処理状況の把握を確実に行うためである。
図4からもわかるように、好気性硝化工程(図では「好気」と標記)で、NH4−Nが減少し、嫌気第1工程(図では「嫌気1」と標記)でNOx−Nが減少し、脱窒が進んでいた。
嫌気第2工程(図では「嫌気2」と標記)では、原水が流入したために、原水由来のNH4−Nが増加している。NOx−Nは減少し続けており、脱窒がこの工程でも進んでいた。
<担体浮上特性確認試験>
実施例1における担体の大きさを、5[mm角]に代える以外は、同じ担体を用いて、その担体浮上特性の確認試験を、硝化(NH4-N→NOX-N)した後の液と担体を用いて試験した。
図5からもわかるように、メタノール添加率を増加させるに従って、担体の浮上率も上がっている。槽内の担体の状態を示す図を図6に示す。図6において、メタノール添加率の増加に伴って、担体の浮上率が増加していることを目視でも確認できた。
101:好気性硝化工程
102:嫌気第1工程
1:原水槽
2:回分槽
21:撹拌機
210:撹拌羽根
211:モーター
22:曝気装置
23:散気管
24:ブロワ
25:メンブレン部材
26:窒素センサー
27:メタノール貯留槽
28:メタノール供給管
29:メタノール供給ポンプ
3:放流槽
4:原水供給配管
5:原水供給ポンプ
6:原水流入部
7:処理水流出部
71:処理水引出ポンプ
72:スクリーン
73:処理水配管
20:担体
30:担体浮上層
Claims (4)
- 一つの回分槽において、嫌気第2工程と、好気性硝化工程と、嫌気第1工程の処理サイクルを順次繰り返す回分式担体水処理方法であり、
前記嫌気第2工程は、アンモニア性窒素を含有する廃水の導入工程であると共に脱窒処理された処理水の取出工程でもあり、回分槽内の汚泥の曝気の停止状態にある嫌気第1工程から該嫌気第2工程に進む際に、機械的な撹拌も停止し、該回分槽内の汚泥を沈降させて沈降汚泥と処理水とに固液分離すると共に、前記嫌気第1工程で生成した窒素ガスを巻き込んだ担体を、該回分槽の液面近傍に浮上させた状態で、処理水を該回分槽外に取り出すことにより、脱窒処理を進め、
前記好気性硝化工程は、前記嫌気第2工程で導入された廃水を、前記回分槽内で浮遊する前記好気性菌や、前記担体に担持された前記好気性菌に接触させつつ、前記回分槽内に設けられた曝気装置から空気を供給して、亜硝酸化反応や硝酸化反応を含む硝化反応を行い、
前記嫌気第1工程は、前記好気性硝化工程における空気の供給を停止し、該回分槽内の液を嫌気状態で撹拌しながら、脱窒菌による脱窒反応により窒素ガスを生成することを特徴とする回分式担体水処理方法。 - 前記液面近傍に浮上した担体が、前記処理水中に含まれる浮遊懸濁物質(ss)をろ過することを特徴とする請求項1記載の回分式担体水処理方法。
- 前記担体が、複数のセルを有する担体であることを特徴とする請求項1又は2記載の回分式担体水処理方法。
- 前記担体は、大きさが2〜50[mm角]、真比重が0.03〜0.05[g/cm3]であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の回分式担体水処理方法。
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