JPH07155790A - 排水処理装置 - Google Patents
排水処理装置Info
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- JPH07155790A JPH07155790A JP34055593A JP34055593A JPH07155790A JP H07155790 A JPH07155790 A JP H07155790A JP 34055593 A JP34055593 A JP 34055593A JP 34055593 A JP34055593 A JP 34055593A JP H07155790 A JPH07155790 A JP H07155790A
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- JP
- Japan
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- reactor
- treated water
- water
- sludge blanket
- anaerobic sludge
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高濃度の有機性排水に対して、省エネ的で、
コンパクトで、高負荷運転が可能で、高度な水質を得る
ことができる排水処理装置を提供する。 【構成】 被処理水が流入されるとともに、微生物の自
己造粒作用が行なわれる上向流嫌気性スラッジブランケ
ットリアクタ（１０）と、該リアクタにより処理された
処理水を好気的に処理するための生物ろ過リアクタ（３
０）と、該生物ろ過リアクタを通過した処理水の一部を
前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタに循環
させる循環装置（７）と、を有する排水処理装置であっ
て、前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタの
中には、前記生物ろ過リアクタを通過した処理水の一部
を上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタに循環さ
せることにより形成されたメタン菌と脱窒菌とが共存す
るグラニュールが存在するように構成する。
コンパクトで、高負荷運転が可能で、高度な水質を得る
ことができる排水処理装置を提供する。 【構成】 被処理水が流入されるとともに、微生物の自
己造粒作用が行なわれる上向流嫌気性スラッジブランケ
ットリアクタ（１０）と、該リアクタにより処理された
処理水を好気的に処理するための生物ろ過リアクタ（３
０）と、該生物ろ過リアクタを通過した処理水の一部を
前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタに循環
させる循環装置（７）と、を有する排水処理装置であっ
て、前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタの
中には、前記生物ろ過リアクタを通過した処理水の一部
を上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタに循環さ
せることにより形成されたメタン菌と脱窒菌とが共存す
るグラニュールが存在するように構成する。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、排水処理装置、特に高
濃度の有機性排水に対して、省エネ的で、コンパクト
で、高負荷運転が可能である排水処理装置に関する。
濃度の有機性排水に対して、省エネ的で、コンパクト
で、高負荷運転が可能である排水処理装置に関する。
【従来の技術】従来、上向流嫌気性スラッジブランケッ
ト(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 法は、微生物の
自己造粒作用を活用した新しい生物処理法であり、大き
な脚光を浴びているのは周知の事実である。しかしなが
ら、この方法では有機物をかなりの高負荷条件で除去で
きることは可能であるものの、湖沼、内湾等の閉鎖性水
域の富栄養化の制限要因である窒素等の栄養塩類を除去
できないという問題があった。この一方で、脱窒を図る
プロセスとして、例えば、活性汚泥のなかで嫌気槽と好
気槽をつくり脱窒素する方法（通常、嫌気・好気活性汚
泥法と呼ばれる）が良く知られている。このものは、好
気槽において窒素化合物を酸化して硝酸態窒素や亜硝酸
態窒素を形成し、形成された硝酸態窒素等を嫌気槽へ循
環することにより、嫌気槽で脱窒菌による脱窒素が行な
われるようになっている。嫌気槽で脱窒素を行なうには
その槽内に脱窒菌の存在が必要であり、脱窒菌は栄養源
として外部から添加されるメタノールや排水中のＢＯＤ
を使用する。
ト(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 法は、微生物の
自己造粒作用を活用した新しい生物処理法であり、大き
な脚光を浴びているのは周知の事実である。しかしなが
ら、この方法では有機物をかなりの高負荷条件で除去で
きることは可能であるものの、湖沼、内湾等の閉鎖性水
域の富栄養化の制限要因である窒素等の栄養塩類を除去
できないという問題があった。この一方で、脱窒を図る
プロセスとして、例えば、活性汚泥のなかで嫌気槽と好
気槽をつくり脱窒素する方法（通常、嫌気・好気活性汚
泥法と呼ばれる）が良く知られている。このものは、好
気槽において窒素化合物を酸化して硝酸態窒素や亜硝酸
態窒素を形成し、形成された硝酸態窒素等を嫌気槽へ循
環することにより、嫌気槽で脱窒菌による脱窒素が行な
われるようになっている。嫌気槽で脱窒素を行なうには
その槽内に脱窒菌の存在が必要であり、脱窒菌は栄養源
として外部から添加されるメタノールや排水中のＢＯＤ
を使用する。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前処理
として、嫌気処理を導入すると活性汚泥へ流入するＢＯ
Ｄ源が不足し、脱窒素作用が十分に行なえない。そのた
め、この嫌気・好気活性汚泥法を利用したプロセスは、
生活排水、下水などの比較的低濃度排水を低負荷運転す
る場合に好適なプロセスであり、高濃度排水あるいは高
負荷運転には十分な効果を発揮することができない。本
発明は、このような事情のもとに創案されたものあっ
て、その目的は、高濃度の有機性排水に対して、省エネ
的で、コンパクトで、高負荷運転が可能で、高度な水質
を得ることができる排水処理装置を提供することにあ
る。
として、嫌気処理を導入すると活性汚泥へ流入するＢＯ
Ｄ源が不足し、脱窒素作用が十分に行なえない。そのた
め、この嫌気・好気活性汚泥法を利用したプロセスは、
生活排水、下水などの比較的低濃度排水を低負荷運転す
る場合に好適なプロセスであり、高濃度排水あるいは高
負荷運転には十分な効果を発揮することができない。本
発明は、このような事情のもとに創案されたものあっ
て、その目的は、高濃度の有機性排水に対して、省エネ
的で、コンパクトで、高負荷運転が可能で、高度な水質
を得ることができる排水処理装置を提供することにあ
る。
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本出願に係る発明者らが、鋭意研究した結
果、高濃度の有機性排水に対して、後述するような循環
自己造粒・セラミック充填好気ろ床プロセスを適用する
ことによって、本来存在すべきメタン菌に加えて、存在
環境が相異なるために共存することが困難とされてきた
脱窒菌を備えるグラニュールが形成されることをある条
件下で見いだし、本発明に至ったのである。すなわち、
本発明は、被処理水が流入されるとともに、微生物の自
己造粒作用が行われる上向流嫌気性スラッジブランケッ
トリアクタと、該リアクタにより処理された処理水を好
気的に処理するための生物ろ過リアクタと、該生物ろ過
リアクタを通過した処理水の一部を上向流嫌気性スラッ
ジブランケットリアクタに循環させる循環装置と、を有
する排水処理装置であって、前記上向流嫌気性スラッジ
ブランケットリアクタの中には、該生物ろ過リアクタを
通過した処理水の一部を上向流嫌気性スラッジブランケ
ットリアクタに循環させることにより形成されたメタン
菌と脱窒菌とが共存するグラニュールが存在するように
構成した。また、本発明は、被処理水の前記上向流嫌気
性スラッジブランケットリアクタ内の滞留時間θ1 が、
２〜８時間（ｈｒｓ）であり、前記被処理水の前記生物
ろ過リアクタ内の滞留時間θ2 が、６〜１４時間（ｈｒ
ｓ）であるように構成した。また、本発明は、前記生物
ろ過リアクタを通過した処理水の一部を上向流嫌気性ス
ラッジブランケットリアクタに循環させる循環比を、原
水の流入流量に対して１〜４とするように構成した。
るために、本出願に係る発明者らが、鋭意研究した結
果、高濃度の有機性排水に対して、後述するような循環
自己造粒・セラミック充填好気ろ床プロセスを適用する
ことによって、本来存在すべきメタン菌に加えて、存在
環境が相異なるために共存することが困難とされてきた
脱窒菌を備えるグラニュールが形成されることをある条
件下で見いだし、本発明に至ったのである。すなわち、
本発明は、被処理水が流入されるとともに、微生物の自
己造粒作用が行われる上向流嫌気性スラッジブランケッ
トリアクタと、該リアクタにより処理された処理水を好
気的に処理するための生物ろ過リアクタと、該生物ろ過
リアクタを通過した処理水の一部を上向流嫌気性スラッ
ジブランケットリアクタに循環させる循環装置と、を有
する排水処理装置であって、前記上向流嫌気性スラッジ
ブランケットリアクタの中には、該生物ろ過リアクタを
通過した処理水の一部を上向流嫌気性スラッジブランケ
ットリアクタに循環させることにより形成されたメタン
菌と脱窒菌とが共存するグラニュールが存在するように
構成した。また、本発明は、被処理水の前記上向流嫌気
性スラッジブランケットリアクタ内の滞留時間θ1 が、
２〜８時間（ｈｒｓ）であり、前記被処理水の前記生物
ろ過リアクタ内の滞留時間θ2 が、６〜１４時間（ｈｒ
ｓ）であるように構成した。また、本発明は、前記生物
ろ過リアクタを通過した処理水の一部を上向流嫌気性ス
ラッジブランケットリアクタに循環させる循環比を、原
水の流入流量に対して１〜４とするように構成した。
【作用】所定の条件下で循環自己造粒・セラミック充填
好気ろ床プロセスを適用することによって、嫌気性スラ
ッジブランケットリアクタ内には本来存在すべきメタン
菌に加えて、存在環境が相異なるために共存することが
困難とされてきた脱窒菌を十分に備えるグラニュールが
形成される。これによって、高濃度の有機性排水に対し
て、省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が可能で、
高度な水質を得ることができる排水処理装置が提供され
る。
好気ろ床プロセスを適用することによって、嫌気性スラ
ッジブランケットリアクタ内には本来存在すべきメタン
菌に加えて、存在環境が相異なるために共存することが
困難とされてきた脱窒菌を十分に備えるグラニュールが
形成される。これによって、高濃度の有機性排水に対し
て、省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が可能で、
高度な水質を得ることができる排水処理装置が提供され
る。
【実施例】以下、本発明の排水処理装置の一例を図１に
基づいて説明する。図１に示されるように、本発明の排
水処理装置は上向流嫌気性スラッジブランケットリアク
タ１０（以下、単にＵＡＳＢリアクタ１０と称す）と、
生物ろ過リアクタ３０とを備えている。ＵＡＳＢリアク
タ１０は、直胴部１２と、その上の固液気分離部１４と
を有して構成される。さらに、このＵＡＳＢリアクタ１
０の内部、特に直胴部１２内部のスラッジベッド１１に
は、粒径０．１〜１０ｍｍ程度のグラニュールが多数存
在している。本発明のグラニュールにはメタン菌と脱窒
菌とが共存しており、ＵＡＳＢリアクタ１０内のグラニ
ュール存在域を上部、中部、下部に３等分した場合にお
いて、グラニュールに存在するメタン菌に対する脱窒菌
の比は、上部より下部のほうが大きくなっている。すな
わち、本発明の装置におけるＵＡＳＢリアクタ１０にお
いては、下部の脱窒反応区域と上部のメタン醗酵反応区
域とが分かれて存在しているものと考えられ、本発明に
係るグラニュールの形成については、リアクタ１０の底
部の脱窒反応区域からその上部のメタン醗酵区域の間に
おいて、グラニュール化の機構は異なり、底部において
は脱窒菌が優占化し、上部に行くにつれて脱窒菌とメタ
ン菌の比においてメタン菌が優占する方向になっている
ものと思われる。すなわち、グラニュール中に脱窒菌と
メタン菌が共存するメカニズムとしては、硝酸性窒素を
消費した後、ＯＲＰ（酸化還元電位）が低下する過程で
メタン菌の増殖が起こり、この両者の反応が起こる境界
区域において、両菌の混在したグラニュールが形成され
るものと考えられる。これらの菌を共存せしめる手法に
ついては後述する。このようなＵＡＳＢリアクタ１０の
下部には、図面の左方に示される原水槽４に貯留された
被処理水が、原水ポンプ５を介して直接ないし間接的に
流入される。そして、このリアクタ１０の下部から上方
にかけて上向流が形成され、直胴部１２ではグラニュー
ルが緩やかな流動状態で原水と接触し、固液気分離部１
４では、グラニュールとガス、処理水に分離される。グ
ラニュール汚泥は、処理開始時は直胴部１２において底
部から上部までの間で循環が起こるが、グラニュールの
濃度が高くなるにつれ上下の運動の範囲が狭くなる。ま
た、発生したガスは、必要に応じて、固液気分離部１４
にパイプ１６で連接されるガス収集部１５にて収集さ
れ、この一方で、処理水は固液気分離部１４の上部の出
口から流出する。このようにＵＡＳＢリアクタ１０の固
液気分離部１４の上部の出口から流出路１８を通って流
出した処理水は、生物ろ過リアクタ３０に導入される。
生物ろ過リアクタ３０は、セラミック担体３５が複数充
填されたセラミック充填ろ床３６を備える直胴部３２
と、その上に形成された沈殿槽３８とを有し構成されて
いる。直胴部３２の中には、エアリフト管３７が設置さ
れて二重管構造となっており、この中にセラミック担体
３５が複数個、充填される。セラミック担体３５の形状
に特に制限はないが、通常、直径２〜１０ｍｍ程度のも
のが使用される。用いられるセラミック担体３５の物性
は、比表面積３〜１００ｍ2 ／ｇ程度、嵩密度０．０５
〜０．９ｇ／ｍｌ程度、見かけ密度０．１〜１．２ｇ／
ｍｌ程度である。生物ろ過リアクタ３０のエアリフト管
３７の下部からは、空気３９が送られ、気泡の上昇流に
より、水がエアリフト管３７の内外に循環するようにな
っている。このような生物ろ過リアクタ３０の上部に導
入された処理水は、セラミック充填ろ床３６の上部から
流入し、セラミック担体３５の表面の生物膜で硝化が行
われ、沈殿層３８で分離される。このように沈殿層３８
で分離された処理水の一部は、例えばポンプ７で代表さ
れる循環装置によって、ＵＡＳＢリアクタ１０に循環さ
れる。この場合、循環比は、装置に流入する原水量（バ
ージン被処理水量）に対して、１〜４とされる。この値
が、１未満となると、処理水の窒素除去効率が悪くな
り、この一方でこの値が４を越えると、不必要な循環を
させることになり好ましくない。さらに、前記被処理水
の前記ＵＡＳＢリアクタ１０内の滞留時間θ1 は、２〜
８時間（ｈｒｓ）、より好ましくは４〜６時間（ｈｒ
ｓ）であり、前記被処理水の前記生物ろ過リアクタ３０
内の滞留時間θ2 が、６〜１４時間（ｈｒｓ）、より好
ましくは８〜１２時間（ｈｒｓ）であるように設定され
る。これらの滞留時間θ1 ，θ2 の上限値を超えると、
処理効率を考慮した経済性に欠けたり、処理のための負
荷が軽減されるために、ＵＡＳＢリアクタ１０内で発生
したガスがグラニュールを持ち上げてグラニュールをリ
アクタ１０外に流出させたりするという不都合が生じ
る。逆に、これらの滞留時間θ1 ，θ2 の下限値未満と
なると、処理能力が低下して出口濃度が高くなったり、
生物ろ過リアクタ３０内で十分に硝化されない処理水を
ＵＡＳＢリアクタ１０に循環させることとなりＵＡＳＢ
リアクタ１０でのグラニュール化、特に脱窒菌を備える
グラニュールの成長が図れない等の不都合が生じる。な
お、上記滞留時間θ1 ，θ2 を算出するにあたっての被
処理水流量は、原水と循環されている処理水の総和量で
あり、また容積はもちろん充填物等を除いた有効容積が
用いられる。なお、生物ろ過リアクタ３０の沈殿槽３８
で分離された処理水の一部は図示のごとく処理水槽５０
を経て処理された後、放流される。次に、本発明の装置
を用いた処理方法について説明する。本装置に流入する
原水（被処理水）は、原水槽４から原水ポンプ５を介し
てＵＡＳＢリアクタ１０に流入する。流入した原水中の
有機物は、上向流で、スラッジベッド１１を構成してい
るグラニュールによって資化され炭酸ガスとメタンガス
に分解される。発生ガスは、固液気分離部１４で分離さ
れる。このようにＵＡＳＢリアクタ１０内で処理された
処理水（嫌気処理水）は、上部分離部１４を通過し、Ｕ
ＡＳＢリアクタ１０から排出され、生物ろ過リアクタ３
０に流入する。流入した嫌気処理水は生物ろ過リアクタ
３０のセラミック充填路ろ床３６を通過する間に、セラ
ミック担体３５に付着している微生物によって、嫌気処
理水の有機物の資化および窒素化合物の硝化、すなわ
ち、有機性窒素、アンモニア性窒素が亜硝酸性窒素、硝
酸性窒素に酸化されることが行われる。このように処理
された処理水の一部はポンプ７で、ＵＡＳＢリアクタ１
０に循環され、残余の処理水は次工程の処理水槽５０に
送られる。ＵＡＳＢリアクタ１０に循環された処理水
は、ＵＡＳＢリアクタ１０内に存在するグラニュール中
の脱窒素菌により脱窒素、すなわち、脱窒素菌の硝酸呼
吸により、亜硝酸ＮＯ2 、硝酸ＮＯ3 から酸素が奪われ
窒素が放出され、放出された窒素ガスは嫌気ガスと共に
ガス分離部で分離されＵＡＳＢリアクタ１０から排出さ
れる。以下、具体的実験例を示し本発明をさらに詳細に
説明する。 〔実験例１〕まず最初に、原水を調製した。原水はグル
コースとグルタミン酸ナトリウムを主成分とした合成排
水であり、ＣＯＤ＝４０００ｍｇ／ｌ、ＴＯＣ＝１４０
０ｍｇ／ｌ、Ｔ−Ｎ＝４００ｍｇ／ｌとした。このよう
な原水を用い、図１に示されるような装置にて、循環比
＝４で、３カ月連続運転した。滞留時間はθ1 ＝６．２
時間、滞留時間θ2 ＝９．３時間とした。その後、ＵＡ
ＳＢリアクタ１０の脱窒素菌数および脱窒素活性を調べ
た。その結果を下記表１に示す。なお、比較の意味で嫌
気好気活性汚泥法における実験結果データも併記した。
なお、これらの実験は２０℃に保たれた恒温槽のなかで
行われた。
基づいて説明する。図１に示されるように、本発明の排
水処理装置は上向流嫌気性スラッジブランケットリアク
タ１０（以下、単にＵＡＳＢリアクタ１０と称す）と、
生物ろ過リアクタ３０とを備えている。ＵＡＳＢリアク
タ１０は、直胴部１２と、その上の固液気分離部１４と
を有して構成される。さらに、このＵＡＳＢリアクタ１
０の内部、特に直胴部１２内部のスラッジベッド１１に
は、粒径０．１〜１０ｍｍ程度のグラニュールが多数存
在している。本発明のグラニュールにはメタン菌と脱窒
菌とが共存しており、ＵＡＳＢリアクタ１０内のグラニ
ュール存在域を上部、中部、下部に３等分した場合にお
いて、グラニュールに存在するメタン菌に対する脱窒菌
の比は、上部より下部のほうが大きくなっている。すな
わち、本発明の装置におけるＵＡＳＢリアクタ１０にお
いては、下部の脱窒反応区域と上部のメタン醗酵反応区
域とが分かれて存在しているものと考えられ、本発明に
係るグラニュールの形成については、リアクタ１０の底
部の脱窒反応区域からその上部のメタン醗酵区域の間に
おいて、グラニュール化の機構は異なり、底部において
は脱窒菌が優占化し、上部に行くにつれて脱窒菌とメタ
ン菌の比においてメタン菌が優占する方向になっている
ものと思われる。すなわち、グラニュール中に脱窒菌と
メタン菌が共存するメカニズムとしては、硝酸性窒素を
消費した後、ＯＲＰ（酸化還元電位）が低下する過程で
メタン菌の増殖が起こり、この両者の反応が起こる境界
区域において、両菌の混在したグラニュールが形成され
るものと考えられる。これらの菌を共存せしめる手法に
ついては後述する。このようなＵＡＳＢリアクタ１０の
下部には、図面の左方に示される原水槽４に貯留された
被処理水が、原水ポンプ５を介して直接ないし間接的に
流入される。そして、このリアクタ１０の下部から上方
にかけて上向流が形成され、直胴部１２ではグラニュー
ルが緩やかな流動状態で原水と接触し、固液気分離部１
４では、グラニュールとガス、処理水に分離される。グ
ラニュール汚泥は、処理開始時は直胴部１２において底
部から上部までの間で循環が起こるが、グラニュールの
濃度が高くなるにつれ上下の運動の範囲が狭くなる。ま
た、発生したガスは、必要に応じて、固液気分離部１４
にパイプ１６で連接されるガス収集部１５にて収集さ
れ、この一方で、処理水は固液気分離部１４の上部の出
口から流出する。このようにＵＡＳＢリアクタ１０の固
液気分離部１４の上部の出口から流出路１８を通って流
出した処理水は、生物ろ過リアクタ３０に導入される。
生物ろ過リアクタ３０は、セラミック担体３５が複数充
填されたセラミック充填ろ床３６を備える直胴部３２
と、その上に形成された沈殿槽３８とを有し構成されて
いる。直胴部３２の中には、エアリフト管３７が設置さ
れて二重管構造となっており、この中にセラミック担体
３５が複数個、充填される。セラミック担体３５の形状
に特に制限はないが、通常、直径２〜１０ｍｍ程度のも
のが使用される。用いられるセラミック担体３５の物性
は、比表面積３〜１００ｍ2 ／ｇ程度、嵩密度０．０５
〜０．９ｇ／ｍｌ程度、見かけ密度０．１〜１．２ｇ／
ｍｌ程度である。生物ろ過リアクタ３０のエアリフト管
３７の下部からは、空気３９が送られ、気泡の上昇流に
より、水がエアリフト管３７の内外に循環するようにな
っている。このような生物ろ過リアクタ３０の上部に導
入された処理水は、セラミック充填ろ床３６の上部から
流入し、セラミック担体３５の表面の生物膜で硝化が行
われ、沈殿層３８で分離される。このように沈殿層３８
で分離された処理水の一部は、例えばポンプ７で代表さ
れる循環装置によって、ＵＡＳＢリアクタ１０に循環さ
れる。この場合、循環比は、装置に流入する原水量（バ
ージン被処理水量）に対して、１〜４とされる。この値
が、１未満となると、処理水の窒素除去効率が悪くな
り、この一方でこの値が４を越えると、不必要な循環を
させることになり好ましくない。さらに、前記被処理水
の前記ＵＡＳＢリアクタ１０内の滞留時間θ1 は、２〜
８時間（ｈｒｓ）、より好ましくは４〜６時間（ｈｒ
ｓ）であり、前記被処理水の前記生物ろ過リアクタ３０
内の滞留時間θ2 が、６〜１４時間（ｈｒｓ）、より好
ましくは８〜１２時間（ｈｒｓ）であるように設定され
る。これらの滞留時間θ1 ，θ2 の上限値を超えると、
処理効率を考慮した経済性に欠けたり、処理のための負
荷が軽減されるために、ＵＡＳＢリアクタ１０内で発生
したガスがグラニュールを持ち上げてグラニュールをリ
アクタ１０外に流出させたりするという不都合が生じ
る。逆に、これらの滞留時間θ1 ，θ2 の下限値未満と
なると、処理能力が低下して出口濃度が高くなったり、
生物ろ過リアクタ３０内で十分に硝化されない処理水を
ＵＡＳＢリアクタ１０に循環させることとなりＵＡＳＢ
リアクタ１０でのグラニュール化、特に脱窒菌を備える
グラニュールの成長が図れない等の不都合が生じる。な
お、上記滞留時間θ1 ，θ2 を算出するにあたっての被
処理水流量は、原水と循環されている処理水の総和量で
あり、また容積はもちろん充填物等を除いた有効容積が
用いられる。なお、生物ろ過リアクタ３０の沈殿槽３８
で分離された処理水の一部は図示のごとく処理水槽５０
を経て処理された後、放流される。次に、本発明の装置
を用いた処理方法について説明する。本装置に流入する
原水（被処理水）は、原水槽４から原水ポンプ５を介し
てＵＡＳＢリアクタ１０に流入する。流入した原水中の
有機物は、上向流で、スラッジベッド１１を構成してい
るグラニュールによって資化され炭酸ガスとメタンガス
に分解される。発生ガスは、固液気分離部１４で分離さ
れる。このようにＵＡＳＢリアクタ１０内で処理された
処理水（嫌気処理水）は、上部分離部１４を通過し、Ｕ
ＡＳＢリアクタ１０から排出され、生物ろ過リアクタ３
０に流入する。流入した嫌気処理水は生物ろ過リアクタ
３０のセラミック充填路ろ床３６を通過する間に、セラ
ミック担体３５に付着している微生物によって、嫌気処
理水の有機物の資化および窒素化合物の硝化、すなわ
ち、有機性窒素、アンモニア性窒素が亜硝酸性窒素、硝
酸性窒素に酸化されることが行われる。このように処理
された処理水の一部はポンプ７で、ＵＡＳＢリアクタ１
０に循環され、残余の処理水は次工程の処理水槽５０に
送られる。ＵＡＳＢリアクタ１０に循環された処理水
は、ＵＡＳＢリアクタ１０内に存在するグラニュール中
の脱窒素菌により脱窒素、すなわち、脱窒素菌の硝酸呼
吸により、亜硝酸ＮＯ2 、硝酸ＮＯ3 から酸素が奪われ
窒素が放出され、放出された窒素ガスは嫌気ガスと共に
ガス分離部で分離されＵＡＳＢリアクタ１０から排出さ
れる。以下、具体的実験例を示し本発明をさらに詳細に
説明する。 〔実験例１〕まず最初に、原水を調製した。原水はグル
コースとグルタミン酸ナトリウムを主成分とした合成排
水であり、ＣＯＤ＝４０００ｍｇ／ｌ、ＴＯＣ＝１４０
０ｍｇ／ｌ、Ｔ−Ｎ＝４００ｍｇ／ｌとした。このよう
な原水を用い、図１に示されるような装置にて、循環比
＝４で、３カ月連続運転した。滞留時間はθ1 ＝６．２
時間、滞留時間θ2 ＝９．３時間とした。その後、ＵＡ
ＳＢリアクタ１０の脱窒素菌数および脱窒素活性を調べ
た。その結果を下記表１に示す。なお、比較の意味で嫌
気好気活性汚泥法における実験結果データも併記した。
なお、これらの実験は２０℃に保たれた恒温槽のなかで
行われた。
【表１】 なお、表１中、脱窒素菌数の最確数(MNP) は、グラニュ
ール混合液を氷冷条件で超音波破壊し、細胞を分散さ
せ、希釈水で１０倍希釈法により各種希釈段階の細胞希
釈液を調整し、各細胞懸濁液を調整し、各細胞懸濁液１
ｍｌをGiltay培地９ｍｌの入った５本の試験管にそれぞ
れ接種し、３０℃、１０日間培養し評価した。また、表
１中、脱窒素活性は、１００ｍｌ密栓三角フラスコに４
０ｍｌグラニュール（または汚泥）と４０ｍｌ脱窒素用
原水を注入し、その後フラスコ内をヘリウムガスで置換
し、２０℃で約３０回／ｍｉｎで振とう培養し、一定時
間毎に試料を採取して、水溶液のＮＯ2 −Ｎ、ＮＯ3 −
Ｎ濃度を測定し、窒素濃度の経時変化曲線により、グラ
ニュールと汚泥の窒素活性を算出した。表１の結果よ
り、本発明の装置による脱窒活性は、底部から約１０ｃ
ｍまでの下部区域で、５．０１ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｇ-1グ
ラニュール・ｈ-1、（約２０ｃｍから約３０ｃｍまでの
中部区域で、２．４０ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｇ-1グラニュー
ル・ｈ-1）、約６０ｃｍから約７０ｃｍまでの上部区域
で、２．４９ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｇ-1グラニュール・ｈ-1
であり、従来行われている嫌気好気活性汚泥法の脱窒素
活性の１．９４ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｇ-1活性汚泥・ｈ-1に
比べてかなり高いことがわかる。さらに反応槽容積当た
りの循環自己造粒の脱窒素活性は、底部から約１０ｃｍ
までの区域において、０．３３ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｍｌ-1
グラニュール・ｈ-1であったが、嫌気好気活性汚泥法の
脱窒素活性は、０．００８３ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｍｌ-1活
性汚泥・ｈ-1であり、浮遊法に比べて自己造粒法では約
４０倍程度高まることが判明した。これにより、本発明
の装置のＵＡＳＢリアクタ１０内に存在するグラニュー
ルの脱窒菌数、脱窒素活性は浮遊式のフロック状態の汚
泥と比べて菌体当たり、また、容積当たりのいずれから
みても高く、本発明の装置は優れた処理性能を有するこ
とがわかる。 〔実験例２〕生物ろ過リアクタ３０からＵＡＳＢリアク
タ１０への循環比を変化させ、これに伴う窒素除去性能
等を調べた。結果を下記表２に示した。
ール混合液を氷冷条件で超音波破壊し、細胞を分散さ
せ、希釈水で１０倍希釈法により各種希釈段階の細胞希
釈液を調整し、各細胞懸濁液を調整し、各細胞懸濁液１
ｍｌをGiltay培地９ｍｌの入った５本の試験管にそれぞ
れ接種し、３０℃、１０日間培養し評価した。また、表
１中、脱窒素活性は、１００ｍｌ密栓三角フラスコに４
０ｍｌグラニュール（または汚泥）と４０ｍｌ脱窒素用
原水を注入し、その後フラスコ内をヘリウムガスで置換
し、２０℃で約３０回／ｍｉｎで振とう培養し、一定時
間毎に試料を採取して、水溶液のＮＯ2 −Ｎ、ＮＯ3 −
Ｎ濃度を測定し、窒素濃度の経時変化曲線により、グラ
ニュールと汚泥の窒素活性を算出した。表１の結果よ
り、本発明の装置による脱窒活性は、底部から約１０ｃ
ｍまでの下部区域で、５．０１ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｇ-1グ
ラニュール・ｈ-1、（約２０ｃｍから約３０ｃｍまでの
中部区域で、２．４０ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｇ-1グラニュー
ル・ｈ-1）、約６０ｃｍから約７０ｃｍまでの上部区域
で、２．４９ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｇ-1グラニュール・ｈ-1
であり、従来行われている嫌気好気活性汚泥法の脱窒素
活性の１．９４ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｇ-1活性汚泥・ｈ-1に
比べてかなり高いことがわかる。さらに反応槽容積当た
りの循環自己造粒の脱窒素活性は、底部から約１０ｃｍ
までの区域において、０．３３ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｍｌ-1
グラニュール・ｈ-1であったが、嫌気好気活性汚泥法の
脱窒素活性は、０．００８３ｍｇＮＯ3 −Ｎ・ｍｌ-1活
性汚泥・ｈ-1であり、浮遊法に比べて自己造粒法では約
４０倍程度高まることが判明した。これにより、本発明
の装置のＵＡＳＢリアクタ１０内に存在するグラニュー
ルの脱窒菌数、脱窒素活性は浮遊式のフロック状態の汚
泥と比べて菌体当たり、また、容積当たりのいずれから
みても高く、本発明の装置は優れた処理性能を有するこ
とがわかる。 〔実験例２〕生物ろ過リアクタ３０からＵＡＳＢリアク
タ１０への循環比を変化させ、これに伴う窒素除去性能
等を調べた。結果を下記表２に示した。
【表２】 〔実験例３〕上記実験例１において、滞留時間θ1 を、
２〜１０時間の間で変化させ、また、滞留時間θ2 を４
〜１６時間の間で変化させた。その結果、本発明の範囲
内であるθ1 ＝２〜８時間（ｈｒｓ）、θ2 ＝６〜１４
時間のものは、ＵＡＳＢリアクタ１０内に本来存在すべ
きメタン菌に加えて、存在環境が相異なるために共存す
ることが困難とされてきた脱窒菌を十分に備えるグラニ
ュールが形成されることが確認され、良好に処理された
処理水を得ることができた。しかしながら、本発明の範
囲をはずれるものは、特に上限を超えた場合、ＵＡＳＢ
リアクタ１０内で発生したガスがグラニュールを持ち上
げてグラニュールをリアクタ外に流出させたりするとい
う不都合が生じ、この一方で、留時間θ1 ，θ2 の下限
値未満となると、特に脱窒菌を備えるグラニュールの成
長が図れないために、当該リアクタ１０で十分な脱窒素
処理が行えないことが確認された。
２〜１０時間の間で変化させ、また、滞留時間θ2 を４
〜１６時間の間で変化させた。その結果、本発明の範囲
内であるθ1 ＝２〜８時間（ｈｒｓ）、θ2 ＝６〜１４
時間のものは、ＵＡＳＢリアクタ１０内に本来存在すべ
きメタン菌に加えて、存在環境が相異なるために共存す
ることが困難とされてきた脱窒菌を十分に備えるグラニ
ュールが形成されることが確認され、良好に処理された
処理水を得ることができた。しかしながら、本発明の範
囲をはずれるものは、特に上限を超えた場合、ＵＡＳＢ
リアクタ１０内で発生したガスがグラニュールを持ち上
げてグラニュールをリアクタ外に流出させたりするとい
う不都合が生じ、この一方で、留時間θ1 ，θ2 の下限
値未満となると、特に脱窒菌を備えるグラニュールの成
長が図れないために、当該リアクタ１０で十分な脱窒素
処理が行えないことが確認された。
【発明の効果】以上の結果より、本発明の効果は明らか
である。すなわち、本発明の装置は、被処理水が流入さ
れるとともに、微生物の自己造粒作用が行なわれる上向
流嫌気性スラッジブランケットリアクタと、該リアクタ
により処理された処理水を好気的に処理するための生物
ろ過リアクタと、該生物ろ過リアクタを通過した処理水
の一部を前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアク
タに循環させる循環装置とを備え、上向流嫌気性スラッ
ジブランケットリアクタの中には、前記生物ろ過リアク
タを通過した処理水の一部を上向流嫌気性スラッジブラ
ンケットリアクタに循環させることにより形成されたメ
タン菌と脱窒菌とが共存するグラニュールが存在するよ
うに構成しているので、高濃度の有機性排水に対して、
省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が可能で、高度
な水質を得ることができるという効果を奏する。
である。すなわち、本発明の装置は、被処理水が流入さ
れるとともに、微生物の自己造粒作用が行なわれる上向
流嫌気性スラッジブランケットリアクタと、該リアクタ
により処理された処理水を好気的に処理するための生物
ろ過リアクタと、該生物ろ過リアクタを通過した処理水
の一部を前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアク
タに循環させる循環装置とを備え、上向流嫌気性スラッ
ジブランケットリアクタの中には、前記生物ろ過リアク
タを通過した処理水の一部を上向流嫌気性スラッジブラ
ンケットリアクタに循環させることにより形成されたメ
タン菌と脱窒菌とが共存するグラニュールが存在するよ
うに構成しているので、高濃度の有機性排水に対して、
省エネ的で、コンパクトで、高負荷運転が可能で、高度
な水質を得ることができるという効果を奏する。
【図１】本発明の排水処理装置の概略構成図である。
７…循環装置 １０…上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタ ３０…生物ろ過リアクタ
Claims (5)
- 【請求項１】 被処理水が流入されるとともに、微生物
の自己造粒作用が行なわれる上向流嫌気性スラッジブラ
ンケットリアクタと、該リアクタにより処理された処理
水を好気的に処理するための生物ろ過リアクタと、該生
物ろ過リアクタを通過した処理水の一部を前記上向流嫌
気性スラッジブランケットリアクタに循環させる循環装
置と、を有する排水処理装置であって、 前記上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタの中に
は、前記生物ろ過リアクタを通過した処理水の一部を上
向流嫌気性スラッジブランケットリアクタに循環させる
ことにより形成されたメタン菌と脱窒菌とが共存するグ
ラニュールが存在することを特徴とする排水処理装置。 - 【請求項２】 前記被処理水の前記上向流嫌気性スラッ
ジブランケットリアクタ内の滞留時間θ1 が、２〜８時
間（ｈｒｓ）であり、前記被処理水の前記生物ろ過リア
クタ内の滞留時間θ2 が、６〜１４時間（ｈｒｓ）であ
ることを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。 - 【請求項３】 前記生物ろ過リアクタを通過した処理水
の一部を上向流嫌気性スラッジブランケットリアクタに
循環させる循環比を、原水の流入流量に対して１〜４と
したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
排水処理装置。 - 【請求項４】 前記グラニュールの粒径は、０．１〜１
０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれかに記載の排水処理装置。 - 【請求項５】 前記上向流嫌気性スラッジブランケット
リアクタのグラニュール存在域を上部、中部、下部に３
等分した場合における、グラニュールに存在するメタン
菌に対する脱窒菌の比は、上部より下部のほうが大きい
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに
記載の排水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34055593A JP2652841B2 (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 排水処理装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34055593A JP2652841B2 (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 排水処理装置の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07155790A true JPH07155790A (ja) | 1995-06-20 |
| JP2652841B2 JP2652841B2 (ja) | 1997-09-10 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34055593A Expired - Fee Related JP2652841B2 (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 排水処理装置の運転方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2652841B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001070407A1 (fr) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Sanyo Electric Co.,Ltd. | Dispositif de traitement a ultrasons chauffe et procede de traitement de liquide contenant des matieres en suspension |
| JP2003033793A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-04 | Kurita Water Ind Ltd | 生物脱窒装置及び生物脱窒方法 |
| JP2008510619A (ja) * | 2004-08-26 | 2008-04-10 | カロロ エンジニアーズ， ピー・シー | 無酸素性生物学的削減システムと方法 |
| WO2008139779A1 (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kurita Water Industries Ltd. | 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置 |
| JP2008279383A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kurita Water Ind Ltd | 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置 |
| JP2009050852A (ja) * | 2003-11-21 | 2009-03-12 | Ind Technol Res Inst | 有機化合物を含有する廃水処理の方法及びシステム |
| JP2009220076A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Ｕａｓｂリアクタ、生物学的硝化脱窒装置及びその使用方法 |
| JP2010058021A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Yamato:Kk | 含窒素有機性排水の処理方法 |
| JP2011050902A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Toshiba Corp | 汚水の水処理システム |
| JP2011062652A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 脱窒装置及び生物学的硝化脱窒装置 |
| CN103964572A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-06 | 宜兴市产品质量监督检验所 | 生物膜电极与uasb耦合反应器 |
| CN105692896A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-06-22 | 杭州师范大学 | 一种耐受铜离子的反硝化颗粒污泥的培养方法 |
| JPWO2021059553A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 |
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|---|---|---|---|---|
| CN103193319A (zh) * | 2012-01-10 | 2013-07-10 | 夏小洪 | 一种高氨氮垃圾渗滤液的处理工艺 |
-
1993
- 1993-12-07 JP JP34055593A patent/JP2652841B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6866780B2 (en) | 2000-03-22 | 2005-03-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Heated ultrasonic treating device and treating method for suspended matter-containing liquid |
| WO2001070407A1 (fr) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Sanyo Electric Co.,Ltd. | Dispositif de traitement a ultrasons chauffe et procede de traitement de liquide contenant des matieres en suspension |
| JP2003033793A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-04 | Kurita Water Ind Ltd | 生物脱窒装置及び生物脱窒方法 |
| JP2009050852A (ja) * | 2003-11-21 | 2009-03-12 | Ind Technol Res Inst | 有機化合物を含有する廃水処理の方法及びシステム |
| JP2008510619A (ja) * | 2004-08-26 | 2008-04-10 | カロロ エンジニアーズ， ピー・シー | 無酸素性生物学的削減システムと方法 |
| US7972511B2 (en) | 2007-05-11 | 2011-07-05 | Kurita Water Industries Ltd. | Anaerobic treatment method and anaerobic treatment apparatus |
| WO2008139779A1 (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kurita Water Industries Ltd. | 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置 |
| JP2008279383A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kurita Water Ind Ltd | 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置 |
| JP2009220076A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Ｕａｓｂリアクタ、生物学的硝化脱窒装置及びその使用方法 |
| JP2010058021A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Yamato:Kk | 含窒素有機性排水の処理方法 |
| JP2011050902A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Toshiba Corp | 汚水の水処理システム |
| JP2011062652A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 脱窒装置及び生物学的硝化脱窒装置 |
| CN103964572A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-06 | 宜兴市产品质量监督检验所 | 生物膜电极与uasb耦合反应器 |
| CN105692896A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-06-22 | 杭州师范大学 | 一种耐受铜离子的反硝化颗粒污泥的培养方法 |
| CN105692896B (zh) * | 2016-04-19 | 2019-02-05 | 杭州师范大学 | 一种耐受铜离子的反硝化颗粒污泥的培养方法 |
| JPWO2021059553A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | ||
| WO2021059553A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 株式会社フジタ | バイオガス生成装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2652841B2 (ja) | 1997-09-10 |
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