JPH1085788A

JPH1085788A - 硝化脱窒方法

Info

Publication number: JPH1085788A
Application number: JP25430796A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Matsumoto; 智樹松本; Koichi Iwasaki; 公一岩崎
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-04-07
Anticipated expiration: 2016-09-26
Also published as: JP3467671B2

Abstract

(57)【要約】【課題】吸引ポンプによる膜の空引きを防止する。【解決手段】原水槽１内の有機性排水を、水中ポンプ
４、５により脱窒槽２および硝化槽３に順々に送り込む
とともに両槽間で循環させることにより、有機性排水中
に含まれるアンモニア態窒素を生物学的硝化および脱窒
反応を用いて窒素ガスに還元して除去し、さらに吸引ポ
ンプ12を用いて、硝化槽３内の排水中に浸漬された濾過
膜ユニット11により汚泥と処理水とを分離する硝化脱窒
方法である。原水槽１から脱窒槽２に有機性排水を送り
込む水中ポンプ４が作動している場合にのみ吸引ポンプ
12を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、下水、産業排
水、し尿等の有機性排水に含まれるアンモニア態窒素を
生物学的硝化および脱窒反応を用いて窒素ガスに還元し
て除去する硝化脱窒方法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、こ
の種硝化脱窒方法として、原水槽内の有機性排水を、送
液ポンプにより脱窒槽および硝化槽に順々に送り込むと
ともに、循環ポンプにより両槽間で循環させることによ
り、有機性排水中に含まれるアンモニア態窒素を生物学
的硝化および脱窒反応を用いて窒素ガスに還元して除去
し、さらに吸引ポンプを用いて、硝化槽内の排水中に浸
漬された濾過膜ユニットにより汚泥と処理水とを分離す
る方法が知られている。

【０００３】ところが、従来の方法では、原水槽内の有
機性排水を脱窒槽に送り込む送液ポンプと吸引ポンプと
が別々に制御されていたので、原水槽内の有機性排水の
液面レベルが下がって送液ポンプが停止した場合にも吸
引ポンプの運転が続けられることがあり、膜の空引きの
おそれがあった。また、脱窒槽内の有機性排水を硝化槽
に送り込む送液ポンプも吸引ポンプとは別々に制御され
ていたので、脱窒槽内の有機性排水を硝化槽に送る送液
ポンプが故障等により停止した場合にも吸引ポンプの運
転が続けられることがあり、この場合にも膜の空引きの
おそれがあった。

【０００４】また、従来の方法において、吸引ポンプに
よる膜の空引きを防止するために、硝化槽内の有機性排
水の液面レベルを検出し、これに基いて吸引ポンプの作
動、停止を制御することも考えられていた。ところが、
この場合、硝化槽の上方に制御のための機器類を配置す
る必要があるので、濾過膜ユニットの膜の交換およびメ
ンテナンスを簡単に行うことができないという問題があ
った。

【０００５】また、従来の方法では、有機性排水を、原
水槽から脱窒槽に送る送液ポンプおよび脱窒槽から硝化
槽に送る送液ポンプとしては、それぞれ定量ポンプが用
いられていたので、コストが高くなるとともにメンテナ
ンスが面倒であるという問題があった。しかも、定量ポ
ンプは、槽外に配置されるので、従来法を実施すると装
置全体が大型化するという問題があった。

【０００６】また、従来の方法では、脱窒槽内におい
て、槽内底部に汚泥が澱み、汚泥の沈殿が生じるととも
に、窒素ガスが付着した汚泥が槽内液の上層部に溜ま
り、その結果槽内の汚泥密度の分布に極端な偏りがで
き、反応効率が悪くなる。そこで、このような問題を防
止するために、脱窒槽内に攪拌機を設置し、この攪拌機
で槽内の液を攪拌している。ところが、この場合、攪拌
機設置のためのイニシャルコストおよび攪拌機のメンテ
ナンスのためのランニングコストが高くなるという問題
があった。

【０００７】さらに、従来の方法では、有機性排水を循
環ポンプにより脱窒槽および硝化槽間で循環させていた
が、そのために、循環ポンプ設置のためのイニシャルコ
ストおよび循環ポンプのメンテナンスのためのランニン
グコストが高くなるという問題があった。

【０００８】この発明の目的は、上記問題を解決し、吸
引ポンプによる膜の空引きを防止しうる硝化脱窒方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段と発明の効果】この発明に
よる硝化脱窒方法は、原水槽内の有機性排水を、送液ポ
ンプにより脱窒槽および硝化槽に順々に送り込むととも
に両槽間で循環させることにより、有機性排水中に含ま
れるアンモニア態窒素を生物学的硝化および脱窒反応を
用いて窒素ガスに還元して除去し、さらに吸引ポンプを
用いて、硝化槽内の排水中に浸漬された濾過膜ユニット
により汚泥と処理水とを分離する硝化脱窒方法であっ
て、原水槽から脱窒槽に有機性排水を送り込む送液ポン
プが作動している場合にのみ吸引ポンプを作動させるこ
とを特徴とするものである。

【００１０】この発明の方法によれば、原水槽から脱窒
槽に有機性排水を送り込む送液ポンプが作動している場
合にのみ吸引ポンプを作動させているので、送液ポンプ
が故障した等のように、送液ポンプが停止し、送液ポン
プによる原水槽から脱窒槽への有機性排水の供給が停止
した場合には、吸引ポンプの作動が確実に停止させられ
る。したがって、吸引ポンプによる膜の空引きが防止さ
れ、膜の長寿命化が図れる。

【００１１】上記硝化脱窒方法において、原水槽内の液
面レベルに応じて、吸引ポンプの作動、停止を制御する
ことがある。この場合、硝化槽の上方には制御のための
機器類を配置する必要がないので、濾過膜ユニットの膜
の交換およびメンテナンスを簡単に行うことができる。

【００１２】この発明による他の硝化脱窒方法は、原水
槽内の有機性排水を、送液ポンプにより脱窒槽および硝
化槽に順々に送り込むとともに両槽間で循環させること
により、有機性排水中に含まれるアンモニア態窒素を生
物学的硝化および脱窒反応を用いて窒素ガスに還元して
除去し、さらに吸引ポンプを用いて、硝化槽内の排水中
に浸漬された濾過膜ユニットにより汚泥と処理水とを分
離する硝化脱窒方法であって、脱窒槽から硝化槽に有機
性排水を送り込む送液ポンプが作動している場合にのみ
吸引ポンプを作動させることを特徴とするものである。

【００１３】この発明の他の方法によれば、脱窒槽から
硝化槽に有機性排水を送り込む送液ポンプが作動してい
る場合にのみ吸引ポンプを作動させているので、送液ポ
ンプが故障した等のように、送液ポンプが停止し、送液
ポンプによる脱窒槽から硝化槽への有機性排水の供給が
停止した場合には、吸引ポンプの作動が確実に停止させ
られる。したがって、吸引ポンプによる膜の空引きが防
止され、膜の長寿命化が図れる。

【００１４】上記他の硝化脱窒方法において、脱窒槽内
の液面レベルに応じて、吸引ポンプの作動、停止を制御
することがある。この場合、硝化槽の上方には制御のた
めの機器類を配置する必要がないので、濾過膜ユニット
の膜の交換およびメンテナンスを簡単に行うことができ
る。

【００１５】上記すべての硝化脱窒方法において、原水
槽内の有機性排水を脱窒槽に送り込む送液ポンプ、およ
び脱窒槽内の有機性排水を硝化槽に送り込む送液ポンプ
として、それぞれ水中ポンプを用いることがある。この
場合、従来のように送液ポンプとして定量ポンプを用い
る場合に比べて、コストが安くなるとともにメンテナン
スが簡単になる。しかも、水中ポンプは槽内に配置され
るので、この発明の方法を実施する装置全体の小型化が
図れる。

【００１６】また、上記すべての硝化脱窒方法におい
て、有機性排水を送液ポンプにより脱窒槽から硝化槽へ
送る導管を途中で分岐させ、分岐部の先端を脱窒槽内に
開口させ、脱窒槽から硝化槽へ送り込まれる有機性排水
の一部を脱窒槽内の有機性排水中に吹出させることがあ
る。この場合、脱窒槽内の有機性排水中に吹出させれた
有機性排水により、この槽内の液が攪拌される。したが
って、従来のように、攪拌機を別途設置する必要はな
く、攪拌機設置のためのイニシャルコストおよび攪拌機
のメンテナンスのためのランニングコストが不要にな
る。

【００１７】また、上記すべての硝化脱窒方法におい
て、堰を備えた計量器を利用することにより、原水槽か
ら脱窒槽、脱窒槽から硝化槽への有機性排水の送り込み
量を一定とすることがある。この場合、従来のように、
コストが高くかつメンテナンスの面倒な定量ポンプを用
いることなく、原水槽から脱窒槽、脱窒槽から硝化槽へ
の有機性排水の送り込み量を一定とすることができる。

【００１８】さらに、上記すべての硝化脱窒方法におい
て、硝化槽からのオーバーフローにより、有機性排水を
脱窒槽に還流させることがある。この場合、従来のよう
に、有機性排水を脱窒槽および硝化槽間で循環させる循
環ポンプを別途設置する必要はないので、循環ポンプ設
置のためのイニシャルコストおよび循環ポンプのメンテ
ナンスのためのランニングコストが不要になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。なお、全図面を通じて同一物
および同一部分には同一符号を付して重複する説明を省
略する。

【００２０】図１は、この発明による第１の硝化脱窒方
法を実施する装置を示す。

【００２１】図１において、この硝化脱窒装置は、原水
槽(1) 、嫌気条件下にある脱窒槽(2) 、および好気条件
下にある硝化槽(3) を備えている。脱窒槽(2) 内には脱
窒菌汚泥が分散させられたサスペンションが入れられ、
硝化槽(3) 内には硝化菌汚泥が分散させられたサスペン
ションが入れられている。

【００２２】原水槽(1) 内および脱窒槽(2) 内にそれぞ
れ水中ポンプ(4)(5)が配置されている。また、脱窒槽
(2) の上方および硝化槽(3) の上方にはそれぞれ直角三
角堰(6)(7)を備えた計量器(8)(9)が配置されている。そ
して、槽(1)(2)内の有機性排水は、それぞれ水中ポンプ
(4)(5)により計量器(8)(9)に送られ、直角三角堰(6)(7)
の働きにより、一定流量ずつ槽(2)(3)内に供給されるよ
うになっている。直角三角堰(6)(7)の堰板は上下にスラ
イド自在であり、これにより槽(2)(3)内への供給量を変
えることができる。なお、計量器(8)(9)には、直角三角
堰(6)(7)に代えて他の堰を備えさせておいてもよい。

【００２３】脱窒槽(2) 内の水中ポンプ(5) から硝化槽
(3) の上方の計量器(9) へ至る導管(10)はその途中で複
数に分岐させられており、各分岐部(10a) の先端が脱窒
槽(2) 内の底部に開口させられ、脱窒槽(2) から硝化槽
(3) の計量器(9) へ送り込まれる有機性排水の一部が脱
窒槽(2) 内の有機性排水中に吹出されるようになってい
る。

【００２４】硝化槽(3) のサスペンション中に濾過膜ユ
ニット(11)が浸漬されている。図示は省略したが、濾過
膜ユニット(11)は、複数の中空状平膜モジュールを備え
ている。各平膜モジュールは、対向状に配置された２枚
の平膜と、両平膜の周縁部間に配置された額縁状スペー
サとよりなる。各平膜モジュールに、その中空部内と連
通するように吸引管が接続され、すべての吸引管が１つ
の吸引ポンプ(12)に接続されている。なお、濾過膜ユニ
ット(11)には、平膜を用いた平膜モジュールに代えて、
中空糸状膜を用いたキャピラリーモジュールを適用する
こともできる。

【００２５】硝化槽(3) 内における濾過膜ユニット(11)
よりも下方の部分に曝気装置(13)が配置されている。曝
気装置(13)にはブロワ(14)により空気が送り込まれるよ
うになっている。

【００２６】また、硝化槽(3) の下部は、下方に向かっ
て細くなったホッパ状となされるとともにその下端に開
口(15)が形成され、この開口(15)が図示しない適当な手
段により開閉自在となされている。硝化槽(3) のホッパ
状部(3a)の下端開口(15)に汚泥排出流路(16)が接続さ
れ、ホッパ状部(3a)の下端開口(15)から排出された汚泥
は、汚泥排出流路(16)を通って汚泥貯槽(17)に送られ
る。

【００２７】原水槽(1) は、槽(1) 内の有機性排水の液
面レベルが所定レベル(L1)まで下がった場合に水中ポン
プ(4) および吸引ポンプ(12)を停止させる制御装置(18)
を備えている。脱窒槽(2) は、槽(2) 内の液面レベルが
所定の低レベル(L2)まで下がった場合に吸引ポンプ(12)
を停止させるとともに所定の高レベル(L3)に達した場合
に吸引ポンプ(12)を作動させる制御装置(19)を備えてい
る。硝化槽(3) は、槽(3) 内の有機性排水のｐＨを検出
し、このｐＨが所定範囲外にある場合に、ｐＨ調製剤タ
ンク(20)からポンプ(21)によりｐＨ調製剤を槽(3) 内に
送り込み、これにより槽(3) 内の有機性排水のｐＨを所
定範囲内に保つｐＨ調整装置(22)を備えている。

【００２８】次に、上記装置を用いた第１の硝化脱窒方
法について説明する。

【００２９】まず、原水槽(1) 内の下水、産業排水、し
尿等の有機性排水を、水中ポンプ(4) により計量器(8)
を経て一定流量となるように脱窒槽(2) 内に送り込む。
このとき、計量器(8) により流量調整が行われ、余分な
有機性排水は計量器(8) からオーバーフローして原水槽
(1) に戻される。ついで、脱窒槽(2) 内に送り込まれた
有機性排水を、水中ポンプ(5) により計量器(9) を経て
一定流量となるように硝化槽(3) 内に送り込む。このと
き、計量器(9) により流量調整が行われ、余分な有機性
排水は計量器(9) からオーバーフローして脱窒槽(2) に
戻される。また、有機性排水の一部は、各分岐部(10a)
の先端から脱窒槽(2) 内の底部に吹出され、槽(2) 内の
有機性排水が攪拌されて汚泥が槽(2) 全体にほぼ均一に
分散する。硝化槽(3) では、曝気装置(13)により有機性
排水中に曝気されることによって、汚泥が槽(3) 全体に
ほぼ均一に分散する。硝化槽(3) 内の有機性排水はオー
バーフローして脱窒槽(2) に戻る。このように有機性排
水が脱窒槽(2) と硝化槽(3) との間で循環することによ
り、有機性排水中に含まれるアンモニア態窒素を生物学
的硝化および脱窒反応を用いて窒素ガスに還元して除去
し、さらに吸引ポンプ(12)を用いて、硝化槽(3) 内の排
水中に浸漬された濾過膜ユニット(11)により汚泥と処理
水とを分離する。

【００３０】原水槽(1) 内の有機性排水の液面レベルが
所定レベル(L1)まで下がると、制御装置(18)は水中ポン
プ(4) および吸引ポンプ(12)の運転を停止させる。ま
た、脱窒槽(2) 内の有機性排水の液面レベルが所定の低
レベル(L2)まで下がると、制御装置(19)は吸引ポンプ(1
2)の運転を停止させる。水中ポンプ(4) および吸引ポン
プ(12)の両者の運転が停止した状態、あるいは吸引ポン
プ(12)のみの運転が停止した状態であっても、脱窒槽
(2) 内の水中ポンプ(5) は作動しており、この間にも、
脱窒槽(2) 内の有機性排水が攪拌されるとともに、有機
性排水が脱窒槽(2)と硝化槽(3) との間で循環させられ
ることにより、有機性排水中に含まれるアンモニア態窒
素が生物学的硝化および脱窒反応を用いて窒素ガスに還
元して除去される。そして、脱窒槽(2) 内の有機性排水
の液面レベルが所定の高レベル(L3)まで上がると、制御
装置(19)は吸引ポンプ(12)を再度作動させ、硝化槽(3)
内の排水中に浸漬された濾過膜ユニット(11)により汚泥
と処理水とが分離される。ここで、制御装置(19)により
制御される吸引ポンプ(12)の運転時間と停止時間との比
は、高レベル(L3)と低レベル(L2)との差、吸引流量、お
よび膜の透過流束等により決定されるが、上記比は１：
１であることが好ましい。しかしながら、これに限定さ
れるものではない。

【００３１】図２はこの発明による第２の硝化脱窒方法
を実施する装置を示す。

【００３２】図２において、原水槽(1) は、槽(1) 内の
有機性排水の液面レベルが所定レベル(L1)まで下がった
場合に水中ポンプ(4) を停止させる制御装置(30)を備え
ている。脱窒槽(2) の制御装置(19)は、水中ポンプ(5)
が作動している場合にのみ吸引ポンプ(12)を作動できる
状態にしている。その他の構成は、図１に示す装置と同
じである。

【００３３】次に、上記装置を用いた第２の硝化脱窒方
法について説明する。

【００３４】通常の状態での硝化脱窒方法は、上記第１
の方法の場合と同様である。

【００３５】原水槽(1) 内の有機性排水の液面レベルが
所定レベル(L1)まで下がると、制御装置(30)は水中ポン
プ(4) の運転を停止させる。また、脱窒槽(2) 内の有機
性排水の液面レベルが所定の低レベル(L2)まで下がる
と、制御装置(19)は吸引ポンプ(12)の運転を停止させ
る。水中ポンプ(4) の両者の運転が停止した状態、ある
いは吸引ポンプ(12)の運転が停止した状態であっても、
脱窒槽(2) 内の水中ポンプ(5) は作動しており、この間
にも、脱窒槽(2) 内の有機性排水が攪拌されるととも
に、有機性排水が脱窒槽(2) と硝化槽(3) との間で循環
させられることにより、有機性排水中に含まれるアンモ
ニア態窒素が生物学的硝化および脱窒反応を用いて窒素
ガスに還元して除去される。そして、脱窒槽(2) 内の有
機性排水の液面レベルが所定の高レベル(L3)まで上がる
と、制御装置(19)は吸引ポンプ(12)を再度作動させ、硝
化槽(3) 内の排水中に浸漬された濾過膜ユニット(11)に
より汚泥と処理水とが分離される。この方法の場合も、
制御装置(19)により制御される吸引ポンプ(12)の運転時
間と停止時間との比は、高レベル(L3)と低レベル(L2)と
の差、吸引流量、および膜の透過流束等により決定され
るが、上記比は１：１であることが好ましい。しかしな
がら、これに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による第１の硝化脱窒方法を実施する
装置を示す構成図である。

【図２】この発明による第２の硝化脱窒方法を実施する
装置を示す構成図である。

【符号の説明】

(1) 原水槽 (2) 脱窒槽 (3) 硝化槽 (4)(5) 水中ポンプ (11) 濾過膜ユニット (12) 吸引ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水槽内の有機性排水を、送液ポンプに
より脱窒槽および硝化槽に順々に送り込むとともに両槽
間で循環させることにより、有機性排水中に含まれるア
ンモニア態窒素を生物学的硝化および脱窒反応を用いて
窒素ガスに還元して除去し、さらに吸引ポンプを用い
て、硝化槽内の排水中に浸漬された濾過膜ユニットによ
り汚泥と処理水とを分離する硝化脱窒方法であって、原水槽から脱窒槽に有機性排水を送り込む送液ポンプが
作動している場合にのみ吸引ポンプを作動させることを
特徴とする硝化脱窒方法。
【請求項２】原水槽内の液面レベルに応じて、吸引ポ
ンプの作動、停止を制御することを特徴とする請求項１
記載の硝化脱窒方法。
【請求項３】原水槽内の有機性排水を、送液ポンプに
より脱窒槽および硝化槽に順々に送り込むとともに両槽
間で循環させることにより、有機性排水中に含まれるア
ンモニア態窒素を生物学的硝化および脱窒反応を用いて
窒素ガスに還元して除去し、さらに吸引ポンプを用い
て、硝化槽内の排水中に浸漬された濾過膜ユニットによ
り汚泥と処理水とを分離する硝化脱窒方法であって、脱窒槽から硝化槽に有機性排水を送り込む送液ポンプが
作動している場合にのみ吸引ポンプを作動させることを
特徴とする硝化脱窒方法。
【請求項４】脱窒槽内の液面レベルに応じて、吸引ポ
ンプの作動、停止を制御することを特徴とする請求項３
記載の硝化脱窒方法。
【請求項５】原水槽内の有機性排水を脱窒槽に送り込
む送液ポンプ、および脱窒槽内の有機性排水を硝化槽に
送り込む送液ポンプとして、それぞれ水中ポンプを用い
ることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれかに記
載の硝化脱窒方法。
【請求項６】有機性排水を送液ポンプにより脱窒槽か
ら硝化槽へ送る導管を途中で分岐させ、分岐部の先端を
脱窒槽内に開口させ、脱窒槽から硝化槽へ送り込まれる
有機性排水の一部を脱窒槽内の有機性排水中に吹出させ
ることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれかに記
載の硝化脱窒方法。
【請求項７】堰を備えた計量器を利用することによ
り、原水槽から脱窒槽、脱窒槽から硝化槽への有機性排
水の送り込み量を一定とすることを特徴とする請求項１
〜６のうちのいずれかに記載の硝化脱窒方法。
【請求項８】硝化槽からのオーバーフローにより、有
機性排水を脱窒槽に還流させることを特徴とする請求項
１〜７のうちのいずれかに記載の硝化脱窒方法。