JPH10180292A - 廃水の窒素除去方法及び装置 - Google Patents
廃水の窒素除去方法及び装置Info
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- JPH10180292A JPH10180292A JP34335596A JP34335596A JPH10180292A JP H10180292 A JPH10180292 A JP H10180292A JP 34335596 A JP34335596 A JP 34335596A JP 34335596 A JP34335596 A JP 34335596A JP H10180292 A JPH10180292 A JP H10180292A
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Abstract
として生成される亜酸化窒素の発生を抑制すると共に、
発生した亜酸化窒素を速やかに除去する。 【解決手段】アンモニア含有廃水を、硝化槽12におい
て硝化細菌に好気性条件下で接触させて硝化処理し、処
理した硝化液を、亜酸化窒素分解槽14において亜酸化
窒素分解菌に嫌気性条件下で接触させて亜酸化窒素を分
解する。
Description
及び装置に係り、特に、高濃度のアンモニア含有廃水を
高負荷で処理する場合の廃水中の窒素除去方法及び装置
に関する。
れるアンモニア窒素は、放流先の湖沼、内湾などの閉鎖
性水域における溶存酸素の低下や富栄養化現象の原因と
されている。従来、これらの廃水中から窒素成分を除去
する窒素除去技術としては、微生物を利用した生物学的
な硝化・脱窒処理が行われており、代表例としては活性
汚泥循環変法がある。この生物学的な硝化・脱窒処理
は、独立栄養菌である硝化細菌のアンモニア酸化能力を
利用して、廃水中のアンモニア性窒素を先ず好気性状態
で亜硝酸や硝酸に酸化する。その後、従属栄養細菌であ
る脱窒細菌の働により、排水中の有機物等を電子供与体
として亜硝酸や硝酸を嫌気性状態で窒素に還元すること
により廃水から窒素を除去するものである。この活性汚
泥循環変法が適用される廃水は主にアンモニア態窒素濃
度の比較的低濃度な下水であり、放流水の窒素濃度を数
mg/lにまで低減することができる。
水、汚泥処理廃水等からの廃水のように、アンモニア態
窒素濃度が例えば400mg/lから数千mg/lの高
濃度なアンモニア含有廃水は活性汚泥循環変法では低減
されにくく廃水処理に苦労している。先に、本発明の発
明者等は、硝化細菌の包括固定化担体を用いた多段槽型
の硝化処理により、アンモニア態窒素濃度が500mg
/lの高濃度のアンモニア含有廃水を無希釈で高負荷運
転を行い、10mg/l程度まで低減できる方法を開発
した。
硝化処理において、硝化反応は好気的に行われ、通常N
H4 −N→(NH2 OH)→NO2 −N→NO3 −Nの
順に進行するが、微生物活動や運転条件の変化等によ
り、反応副生成物として亜酸化窒素(N2 O)が生成さ
れる。特に、高濃度のアンモニア含有廃水を硝化処理し
た場合には、亜硝酸態窒素の生成が優先する亜硝酸型の
硝化反応が起こり易く、この亜硝酸型の硝化処理の場合
には亜酸化窒素の発生量が多くなる。
ぐ温室効果ガスとして、更には成層圏オゾン層を破壊す
るオゾン層破壊ガスとして問題視されており、亜酸化窒
素の生成源の一つとして廃水処理施設が指摘されてい
る。このような背景から、廃水処理において亜酸化窒素
の発生を抑える必要があり、特に高濃度のアンモニア含
有廃水を処理する上での亜酸化窒素の問題を解決するこ
とが重要な課題となっている。
もので、アンモニア含有廃水の硝化処理の反応副生成物
として生成される亜酸化窒素の発生を抑制すると共に、
発生した亜酸化窒素を速やかに除去することのできる廃
水の窒素除去方法及び装置を提供することを目的とす
る。
る為に、アンモニア含有廃水を、硝化細菌に好気性条件
下で接触させて硝化処理した硝化液を、亜酸化窒素分解
菌に嫌気性条件下で接触させることを特徴とする。ま
た、本発明は前記目的を達成する為に、高濃度のアンモ
ニア含有廃水と、該高濃度のアンモニア含有廃水に増殖
阻害を受けにくい硝化細菌を優先繁殖させた硝化細菌を
包括固定化した担体と、を好気性条件下で接触させる硝
化槽と、前記硝化槽からの流出液と亜酸化窒素分解菌と
を嫌気性条件下で接触させる亜酸化窒素分解槽と、から
成ることを特徴とする。
高濃度のアンモニア含有廃水と、該高濃度のアンモニア
含有廃水に増殖阻害を受けにくい硝化細菌を優先繁殖さ
せた硝化細菌を包括固定化した担体と、を好気性条件下
で接触させる硝化槽と、前記硝化槽からの流出液と亜酸
化窒素分解菌とを嫌気性条件下で接触させる亜酸化窒素
分解槽と、脱窒細菌と前記亜酸化窒素分解槽からの流出
液とを嫌気性条件下で接触させる脱窒槽と、から成るこ
とを特徴とする。
硝化細菌に好気性条件下で接触させて硝化処理した硝化
液を、亜酸化窒素分解菌に嫌気性条件下で接触させて亜
酸化窒素を分解する。また、硝化槽を多段式に設置し
て、亜酸化窒素分解槽を硝化槽同士の間に設置すること
により、亜酸化窒素分解槽の前段の硝化槽で生成された
亜酸化窒素を分解除去するだけでなく、亜酸化窒素分解
槽の後段の硝化槽での亜酸化窒素の生成を抑制する。
ニア含有廃水の硝化処理において亜酸化窒素が生成され
易いので、高濃度なアンモニア含有廃水の窒素除去方法
及び装置として特に有効である。
る廃水の窒素除去方法及び装置の好ましい実施の形態に
ついて詳説する。図1は、本発明の廃水の窒素除去装置
の第1の実施の形態を説明する構成図であり、廃水中の
アンモニア濃度が中濃度以下の場合に適している。
す廃水の窒素除去装置10は、主として、硝化槽12と
亜酸化窒素分解槽14との2槽で構成される。硝化槽1
2内には、硝化細菌を包括固定化した担体A(B)が収
納されると共に、硝化槽12の底部には、硝化槽12内
に好気性条件を形成する曝気装置16が配設される。担
体は、廃水の原水のアンモニア態窒素濃度に応じて、高
濃度のアンモニア態窒素に増殖阻害を受けにくい硝化細
菌を包括固定化した担体A、又は通常の硝化細菌を包括
固定化した担体Bが選択される。そして、原水流入管1
8を介して硝化槽12に流入したアンモニア含有廃水は
硝化細菌と好気性状態で接触される。次に、硝化槽12
で硝化処理された硝化液は流出部20から亜酸化窒素分
解槽14に流出する。流出部20には、担体防止用のス
クリーン22が配設され、硝化槽12の液は図示しない
開口を介して亜酸化窒素分解槽14に送水される。
分解菌を含有する浮遊汚泥が収納されると共に、底部に
は水中攪拌機24が配設されて槽内の液をゆっくりと攪
拌して液中のエアを脱気し、槽内を嫌気性条件にする。
これにより、亜酸化窒素分解槽14に流入した硝化液
は、嫌気性条件下で亜酸化窒素分解菌に接触し、硝化槽
12で生成された亜酸化窒素(N2 O)を分解する。亜
酸化窒素分解槽14で処理された液は、送水管26固液
分離槽28に流出され、ここで浮遊汚泥が沈降されて返
送汚泥配管30を介して亜酸化窒素分解槽に返送され
る。一方、固液分離槽28の上澄液は処理水として処理
水配管31を介して装置外に排出される。
窒素分解菌として、亜酸化窒素分解菌を含有した浮遊汚
泥に加えて、亜酸化窒素分解菌を包括固定化した担体を
併用すると亜酸化窒素分解菌を槽内に高濃度の保持でき
るので、更に好ましい。亜酸化窒素分解細菌としては、
通性嫌気性のPseudomonas、Microco
ccus、Spirillum、Achromobac
ter、Alcaligenes、独立栄養のAlca
ligenes eutrophus、Paracoc
cus denitrificans、Pseudom
onaspseudoflava、Micrococc
us denitrificans、Tiobacil
lus、Sulfolobusを用いることができる。
学的な硝化処理において、微生物活動や運転条件の変化
等により、反応副生成物として生成された亜酸化窒素
(N2O)を、亜酸化窒素分解槽14で速やかに分解除
去することができる。これにより、温室効果ガス或いは
成層圏オゾン層を破壊するオゾン層破壊ガスとして問題
視されている亜酸化窒素を大気に放出しないようにでき
る。
2の実施の形態を説明する構成図であり、高濃度のアン
モニア含有廃水に対応させるために、硝化槽を多段に設
けた場合である。尚、図1と同様の装置、部材について
は同符号を付すと共に説明は省略する。本発明の第2の
実施の形態の窒素除去装置10は、図2に示すように、
第1段目の硝化槽12Aと第2段目の硝化槽12Bとの
間に亜酸化窒素分解槽14が配設されて構成される。
B及び亜酸化窒素分解槽14の構造は、第1の実施の形
態と同様であるが、第1段目の硝化槽12Aには、高濃
度のアンモニア態窒素に増殖阻害を受けにくい硝化細菌
を包括固定化した第1の担体Bが収納される。また、第
2段目の硝化槽12Bには、第2段目の硝化槽に流入す
るアンモニア濃度に応じて第1段目の硝化槽の担体B
か、或いは通常の硝化細菌を包括固定化した担体Aかの
何れかが選択される。
槽12A、12Bを多段にすることにより高濃度のアン
モニア含有廃水の窒素除去率を向上させることができる
と共に、第1段目の硝化槽12Aで生成された亜酸化窒
素を亜酸化窒素分解槽14で分解除去することができ
る。更には、第2段目の硝化槽12Bの前段に亜酸化窒
素分解槽14を設けることにより、第2段目の硝化槽1
2Bでの亜酸化窒素の生成を抑制することができる。
理廃水等からの廃水のように、高濃度なアンモニア含有
廃水の場合には、亜硝酸態窒素が多量に生成される亜硝
酸型の硝化処理が行われ易く、この時生成された硝酸態
窒素濃度と亜酸化窒素の生成量との間には密接な関係が
ある。従って、本発明の第2の実施の形態は、特に高濃
度のアンモニア含有廃水に有効である。
3の実施の形態を説明する構成図であり、高濃度のアン
モニア含有廃水の窒素除去率を更に向上させるために、
多段の硝化槽の後に脱窒槽を設けた場合である。尚、第
1及び第2の実施の形態と同様の装置、部材については
同符号を付すと共に説明は省略する。本発明の第3の実
施の形態の窒素除去装置10は、第2の実施の形態に脱
窒槽を組み合わせたもので、第1段目の硝化槽12A、
亜酸化窒素分解槽14、第2段目の硝化槽12B、脱窒
槽32の順に配設される。また、脱窒槽32内には、脱
窒細菌を含有する浮遊汚泥が収納されると共に、脱窒槽
32内の底部には亜酸化窒素分解槽14と同様に水中攪
拌機24が設けられる。これにより、第2段目の硝化槽
12Bから流入する液と脱窒細菌とが嫌気性条件下で接
触される。また、固液分離槽28で沈降した汚泥は、返
送汚泥配管30を介して亜酸化窒素分解槽14と脱窒槽
32の両方に返送される。
の実施の形態と同様の効果を奏することができる上に、
最終段の脱窒槽32において、第2段目の硝化槽12B
で生成された硝酸態窒素や亜硝酸態窒素を脱窒するの
で、窒素除去率を向上させることができる。
化窒素分解槽の2槽で構成した装置を使用して行った場
合である。硝化槽には、高濃度のアンモニア態窒素に増
殖阻害を受けにくい硝化細菌を包括固定化した包括固定
化担体を充填率20%で収納し、硝化槽の負荷は、1.
0kg-N/m3.日とした。亜酸化窒素分解槽には、亜酸
化窒素分解菌を含有する浮遊汚泥を用いた。
じ硝化槽を3段直列に配設した多段硝化処理について行
った。試験に供したアンモニア含有廃水の原水は、実施
例1、比較例ともにアンモニア態窒素(NH4-N)濃度
が600mg/lの化学工場無機系廃水を使用した。表
1は実施例1及び比較例の結果である。表1の数値は、
各槽の流出液の測定値である。
例は第1段目)において原水中のNH4-Nのうち約70
%がNO2-Nに転換され、N2 Oが実施例では3.33
mg/l、比較例では3.69mg/l生成された。
槽でN2 Oは8.2mg/lに増加し、3段目の硝化槽
でのN2 Oは1.44mg/lであり、十分な低減がで
きなかった。これに対し、実施例1の場合には、亜酸化
窒素分解槽においてN2 Oは0.05mg/lまで除去
され、それと同時にNO2-Nが10mg/l以下に脱窒
された。
を用いれば、硝化槽で生成された亜酸化窒素を低濃度に
レベルまで除去することができる。 (実施例2)実施例2は、高濃度のアンモニア含有廃水
に対応させるために、硝化槽を多段に設けた場合で、図
2で説明した第1段目の硝化槽と亜酸化窒素分解槽と第
2段目の硝化槽の3槽で構成した装置を使用して行った
ものである。
菌を包括固定化した包括固定化担体を充填率20%で収
納し、硝化槽の負荷は、第1及び第2段目ともに1.0
kg-N/m3.日とした。亜酸化窒素分解槽には、亜酸化
窒素分解菌を含有する浮遊汚泥を用いた。比較例とし
て、実施例1と同じ硝化槽を3段処理する場合について
行った。
は、実施例2、比較例ともにアンモニア態窒素(NH4-
N)濃度が1000mg/lの化学工場無機系廃水を使
用した。表2は実施例2及び比較例の結果である。表1
の数値は、各槽の流出液の測定値である。
槽において原水中のNH4-Nのうち約70%がNO2-N
に転換され、N2 Oが実施例2では5.47mg/l、
比較例では5.12mg/l生成された。
槽でN2 Oは48.2mg/lに顕著に増加し、3段目
の硝化槽でN2 Oは3.44mg/lであった。これに
対し、実施例2の場合には、亜酸化窒素分解槽において
N2 Oは0.35mg/lに低減し、それと同時にNO
2-Nが10mg/lに脱窒された。そして、実施例2の
場合には、2段目の硝化槽において亜酸化窒素が殆ど増
加しなかった。
化槽で生成された高濃度のNO2-Nがそのまま第2段目
の硝化槽に持ち越されると、N2 Oの顕著な増加が認め
られた。従って、亜酸化窒素分解槽を設けて亜酸化窒素
を分解除去すると同時に、NO2-Nの除去を行うことに
より、2段目以降の硝化槽でのN2 O生成を抑制するこ
とができる。
を用いれば、処理水のアンモニア態窒素濃度を低減でき
ると共に、亜酸化窒素の生成をも抑制することができ
る。 (実施例3)実施例3は、実施例2の第2段目の硝化槽
の後段に脱窒槽を設け、図3で説明した第1段目の硝化
槽、亜酸化窒素分解槽、第2段目の硝化槽、脱窒槽の4
槽で構成した装置を使用して行ったものである。
菌を包括固定化した包括固定化担体を充填率20%で収
納し、硝化槽の負荷は、第1及び第2段目ともに1.0
kg-N/m3.日とした。亜酸化窒素分解槽には、亜酸化
窒素分解菌を含有する浮遊汚泥を用いた。脱窒槽には、
脱窒細菌が含有された浮遊汚泥を用いた。比較例として
は実施例2における比較例の結果をそのまま用いた。
は、実施例2、比較例ともにアンモニア態窒素(NH4-
N)濃度が1000mg/lの化学工場無機系廃水を使
用した。表3は実施例3の結果であり、数値は、各槽の
流出液の測定値である。
水中のNH4-Nのうち約70%がNO2-Nに転換され、
N2 Oが5.30mg/l生成された。
は0.37mg/lに低減し、それと同時にNO2-Nが
10mg/lに脱窒された。そして、第2段目の硝化槽
において残りのNH4-Nが10mg/l以下まで低減さ
れる一方、N2 Oが1.63mg/lと若干増加する
が、次の脱窒槽において0.08mg/lまで低減され
ると同時に残りのNO2-Nも10mg/l以下に脱窒さ
れた。
を用いれば、窒素除去率を著しく高くでき、更には亜酸
化窒素の生成を抑制することができる。
素除去方法及び装置によれば、アンモニア含有廃水の硝
化処理の反応副生成物として生成される亜酸化窒素の発
生を抑制すると共に、発生した亜酸化窒素を速やかに除
去することのできる。従って、温室効果ガス或いは成層
圏オゾン層を破壊するオゾン層破壊ガスとして問題視さ
れている亜酸化窒素を大気に放出しないようにできる。
形態の構成を説明する断面図
形態の構成を説明する断面図
形態の構成を説明する断面図
Claims (5)
- 【請求項1】アンモニア含有廃水を硝化細菌に好気性条
件下で接触させて硝化処理した硝化液を、亜酸化窒素分
解菌に嫌気性条件下で接触させることを特徴とする廃水
の窒素除去方法。 - 【請求項2】前記アンモニア含有廃水は、前記硝化処理
により亜硝酸態窒素が生成され易い高濃度アンモニア含
有廃水であると共に、前記硝化細菌は、高濃度のアンモ
ニア態窒素に増殖阻害を受けにくい硝化細菌を優先繁殖
させた硝化細菌の包括固定化担体であることを特徴とす
る請求項1の廃水の窒素除去方法。 - 【請求項3】高濃度のアンモニア含有廃水と、該高濃度
のアンモニア含有廃水に増殖阻害を受けにくい硝化細菌
を優先繁殖させた硝化細菌を包括固定化した担体と、を
好気性条件下で接触させる硝化槽と、 前記硝化槽からの流出液と亜酸化窒素分解菌とを嫌気性
条件下で接触させる亜酸化窒素分解槽と、 から成ることを特徴とする廃水の窒素除去装置。 - 【請求項4】前記硝化槽を複数段配設し、前記亜酸化窒
素分解槽を前記複数段に配設した硝化槽の少なくとも1
段目の硝化槽の後に配置したことを特徴とする請求項3
の廃水の窒素除去装置。 - 【請求項5】高濃度のアンモニア含有廃水と、該高濃度
のアンモニア含有廃水に増殖阻害を受けにくい硝化細菌
を優先繁殖させた硝化細菌を包括固定化した担体と、を
好気性条件下で接触させる硝化槽と、 前記硝化槽からの流出液と亜酸化窒素分解菌とを嫌気性
条件下で接触させる亜酸化窒素分解槽と、 前記亜酸化窒素分解槽からの流出液と脱窒細菌とを嫌気
性条件下で接触させる脱窒槽と、 から成ることを特徴とする廃水の窒素除去装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34335596A JP3374386B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 廃水の窒素除去方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10180292A true JPH10180292A (ja) | 1998-07-07 |
JP3374386B2 JP3374386B2 (ja) | 2003-02-04 |
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
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JP (1) | JP3374386B2 (ja) |
Cited By (8)
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---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-12-24 JP JP34335596A patent/JP3374386B2/ja not_active Expired - Fee Related
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