JPS63166499A

JPS63166499A - 汚水の生物学的脱窒・脱リン処理装置

Info

Publication number: JPS63166499A
Application number: JP31237086A
Authority: JP
Inventors: Ko Habata; 幅田　皎; Toshihide Araki; 荒木　敏英; Tetsuya Kiguchi; 城口　哲也
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-07-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、下水、廃水などの汚水中の窒素・リンを生物
学的に同時に除去処理する装置、詳しくは、汚水中の窒
素・リンを高効率で除去する嫌気・好気二種切替式の処
理装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、汚水の生物学的窒素・リン除去法には、（１１活
性汚泥循環変法の前段に嫌気槽を設ける方法、（２）循
環法そのものをステップ分注する方法、（３）前記の前
段嫌気槽付循環変法において、返送汚泥もしくは余剰汚
泥に石灰を添加して、リン成分を回収する方法などがあ
るが、いずれも窒素とリンともに効率よく、かつ設置費
、運転費ともに低置な処理方法を実現するには困難があ
った。

また特開昭５５−７３３９８号公報に示されるように、
嫌気性工程、硝化工程、脱窒工程を複数段直列に連結し
、濃縮活性汚泥を注入原水中および、または嫌気性工程
に返送するようにした脱窒・脱リン法が提案されている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、特開昭５５−７３３９８号公報に記載さ
れた方法は、処理槽、撹拌機、曝気機、配管、用地など
を多く必要とし、コスト高となり、性能面では融通がき
かないなどの問題点を有している。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、二つの反応
槽を用いそれぞれの槽内を嫌気と好気に交互に切り替え
ることにより、生物学的硝化・脱窒を行う装置で、その
前段に嫌気槽を付加した方式により、窒素およびリンの
除去性能に優れた効果を発揮するようにした装置の提供
を目的とするものである。

Ｃ問題点を解決するための手段および作用〕本発明の生
物学的脱窒・脱リン処理装置は、図面を参照して説明す
れば、汚水と返送汚泥を受け入れて嫌気処理するかきま
ぜ式の撹拌機を備えた嫌気槽５と、該嫌気槽からの流出
水を反応槽１．２のいずれかに導入する切替導入手段４
と、撹拌機と曝気機とを別個に、または撹拌と曝気の両
方の機能を兼ねる陽気撹拌機を一つの槽内に有し、かつ
相互に連通して好気または嫌気のいずれかの処理に切り
替えることのできる二基の反応槽１．２と、該反応槽１
．２のいずれかから流出する混合液を固液分離手段に導
入する切替導入手段６と、反応槽１．２から流出する混
合液を固液分離する固液分離手段３と、該固液分離手段
で分離された汚泥の一部を前記嫌気槽５に返送する汚泥
返送系路８とからなることを特徴としている。

流入汚水および返送汚泥が嫌気槽（脱リン槽）５に導入
され、ここで嫌気撹拌される。ついで混合液は切替導入
手段４により、反応槽１または反応槽２に供給される。

何れかの反応槽からの処理過程水は、切替導入手段６を
介し固液分離手段３に入り、ここで清澄化した処理水は
放流され、沈降汚泥の大部分は、汚泥返送系路８を経て
嫌気槽５に返送される。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の装置の流通線図を示す。−基の嫌気槽
５に流入汚水および返送汚泥が導かれ、ここで嫌気撹拌
される。二基の反応槽１．２は流入切替弁などの切替導
入手段４（以下、切替弁４という）を介して嫌気槽５の
流出部と接続され、切替弁４の切替により、混合液は流
入路を経て反応槽１に、あるいは流入路を経て反応槽２
に継続的に供給される０反応槽１．２は適時連通可能な
ように、連通路７を介し相互接続される０反応槽１およ
び２からの各流出路は、流出切替弁などの切替導入手段
６　（以下、切替弁６という）を介し、沈殿槽なとの固
液分離手段３（以下、沈殿槽３という）に向かい、切替
弁６の切替により、何れかの反応槽からの処理過程水が
沈殿槽３に入り、ここで清澄化した処理水は沈殿槽３か
ら放流される。

沈殿槽３の沈降汚泥の大部分は汚泥返送系路８を経て、
脱リン槽である嫌気槽５に返送され、一部は余剰汚泥と
して系外へ排出される。

第２図に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。第２
図は本発明の装置の一実施態様を示し、１〜７は第１図
の同じ機器を示している。９は嫌気槽５内に設けられた
撹拌機である０反応槽１．２はそれぞれ内部に撹拌手段
１０．１１、および空気吹込手段１２．１３もしくは酸
素吹込手段をそれぞれ独立または一体化した機構として
備えている０反応槽１．２の原水人口１４．１５は原水
供給管１６と三方切替弁４を介して切替自在に接続され
ている。また反応槽１．２の反応処理水出口１７．１８
は沈殿槽３に切替弁６　ａ　ｓ　６　ｂを介して切替自
在に接続されている。さらに両反応槽１．２は連通管７
により相互に連通接続されている。２０は曝気用プロワ
−１２１は原水供給ポンプ、２２は返送汚泥ポンプ、２
３は余剰汚泥ポンプである。

嫌気槽５では、撹拌機や水中ポンプ等により混合液は嫌
気撹拌され、反応槽１または２で嫌気性雰囲気として与
える間は、浮遊汚泥の撹拌ができるように嫌気撹拌され
、反応槽１または２を好気性雰囲気とする間は、曝気装
置等により、空気が供給される。嫌気槽５および反応槽
１．２に使用する嫌気撹拌装置はカイ型、門型、タービ
ン型、プロペラ型など各種の撹拌機のほか、水中ポンプ
、水中撹拌機、エジェクター、インジェクターなどの槽
内置型のもの、燃焼廃ガスやＮ、など不活性ガスを槽内
で循環する装置などがある。また反応槽を好気性雰囲気
にする装置としては、ブロワ−がら空気の供給を受けて
散気管、散気盤、パドル型ローター、水中曝気撹拌機、
水中インジェクター（エジェクター）、クラスターなど
があり、反応槽を嫌気性雰囲気にする装置としては、前
述の撹拌機の他、水中曝気撹拌機で空気のみ供給を断っ
て運転したり、少量のエアレーシッンを実施することも
できる。

嫌気槽の形状は、設備の経済性の他、流入汚水と返送汚
泥の混合、嫌気撹拌作用において外部からの空気の混入
を極力避けることが望ましく、槽の外気接触水面積をで
きるだけ少なくすることが望ましい、このためには液水
面付近の形状をガラス瓶の口のように、液面絞り型とす
ることが望ましい。

本発明の装置で運転を実施するための一例を述べると、
第２図に示す装置において、原水と返送汚泥とをまず嫌
気槽５に導き、嫌気槽５からの流出液を三方切替弁４を
介して、まず一方の反応槽１に混合液を供給して、この
反応槽１を嫌気性状態にするとともに、他方の反応槽２
を好気性状態として、反応槽２から反応処理水を沈殿槽
３に導入し、ついで一方の反応槽１を好気性状態に他方
の反応槽２を好気性状態として、反応槽２から反応処理
水を沈殿槽３に導入し、または混合液流入を反応槽２に
導き、反応槽２を嫌気性状態とし、反応槽１を好気性状
態として、反応槽２から反応処理水を沈殿槽３に導入し
、ついで混合液の流入を反応槽１に接続し、反応槽１を
嫌気性状態、反応槽２を好気性状態として、反応槽２か
ら反応処理水を沈殿槽３に導入し、ついで、混合液の流
入路を反応槽２に接続し、反応槽２を嫌気性状態、反応
槽１を好気性状態として反応槽１から反応処理水を沈殿
槽３に導入した後、反応槽１を好気性状態、反応槽２を
好気性状態として反応槽１から反応処理液を沈殿槽３に
導入し、また番１原水流入部を切り替えて、反応槽１に
混合液を供給して、反応槽１を嫌気性状態、反応槽２を
好気性状態として、反応槽１から反応処理水を沈殿槽３
に導入し、ついで混合液を反応槽２に流入させるととも
に、反応槽２を嫌気性状態、反応槽１を好気性状態とし
て、反応槽２から反応処理水を沈殿槽３に導入する。

前述の硝化・脱窒を行うための両反応槽の流通系統は、
たとえば第３図のＡ１からＡ、あるいは第４図のＢ１か
らＢ、に略示するシーケンスで運転される。

図中斜線を施した反応槽は嫌気性状態、無斜線の反応槽
は好気性状態であることを示す、Ａシーケンスのステッ
プＡ１〜Ａ−について説明する。ステップＡ、では原汚
水は反応槽１に供給され、反応槽１から反応槽２に接続
され、反応槽２から沈殿槽３に接続される４反応槽１で
は嫌気性雰囲気が与えられ、硝酸性窒素の脱窒反応が行
われ、反応槽２では好気性雰囲気によるＢＯＤ成分の酸
化およびアンモニア性窒素の硝化が行われる。つづいて
ステップ＾よでは、反応槽１．２とも好気性状態として
、主としてＢｏｉｌ成分の酸化およびアンモニア性窒素
の硝化が行われる。ついでステップＡ３ではＡ１と同様
に反応槽１で嫌気性雰囲気による脱窒反応および反応槽
２で好気性雰囲気によるアンモニア成分の硝化などが行
われる。ステップＡ、では、原水混合液は反応槽１に代
って反応槽２に接続され、反応槽１から沈殿槽３に接続
されるようにする０反応槽２内は嫌気性雰囲気が与えら
れ、反応槽１内は好気性雰囲気が与えられる。この状態
はステップＡ１での各反応槽相互の立場が入れ替わった
状態と同じである。以下同様に、ステップ＾１、Ａ、と
進んでいり、Ａ、のあと再度、流路をＡ、の状態に切り
替え、以下ステップＡ、からＡ−までの順次一連の操作
を繰り返す。

本発明の装置の操作条件をのべると、嫌気槽での滞留時
間は１〜５時間が好適である。１時間未満のときは、返
送汚泥のリン放出量が十分でなくリン除去性能を損ない
、５時間を越えるときには、嫌気槽の容積が過大となり
、設備費などが増大して不適当である０反応槽の二個の
滞留時間は計６〜２０時間が好ましい、６時間未満のと
きは、窒素の硝化脱窒が十分に達成されず、２０時間を
越えれば、設備費などが増大して不適当である。

本プロセスの繰返し操作単位時間（シーケンスの一周期
）は２〜６時間が好ましい、２時間未満のときは、切替
操作によっても、十分に各設定雰囲気に追従し得ないた
め、適切な処理が実現し得す、また６時間を越えれば、
硝化・脱窒の繰返し頻度が少なくなるので不適当である
。ここで反応槽の切替単位時間は０．２〜２時間が好適
である。

０．２時間未満のときは、好気・嫌気性雰囲気の適正な
維持が行えず、２時間を越えると、硝化・脱窒の適正な
処理が行われず不適当である。好適な脱窒・脱リン能力
を得るためには、嫌気槽、反応槽の混合液のＦＩＬｓｓ
濃度を２，０００〜５．０００ｆｆｌｒ／　Ｉｔとする
のが好適である。またＢＯＤ・ＳＳ負荷は０．０５〜０
、２　ｋ＋ｒＢＯＤ／瞳ＳＳ・日とするのが好適である
。　０．０５ｋｇＢＯＤ／ｋｇｓｓ・日未溝では、種類
の容量が過大となり、これに対して０．２　ｋｇＢＯＤ
／ｋｒｓｓ・日を越えると、硝化反応が生成できず不適
当である。

嫌気槽５での汚泥の撹拌能力は、大気中の空気の混入に
よる溶存酸素の導入を防ぐため、撹拌方法としては汚泥
の沈降が阻止され、かつ槽内の均一な混合が実現できる
下限の撹拌方法が好適である。撹拌速度は汚泥が１０　
ａｍ／５ｅｃｙ　１００ａｓ／ｓｅｃの範囲が望ましい
＊　１０　ｃｍ７ｓｅｃ未満であれば、汚泥の沈降が生
じ適切な混合が達成されず、汚泥のリン放出に支障を来
たし、１００ａｓ／ｓｅｃを越えれば、嫌気槽内が乱流
となり、槽内の液に空気が混入し、十分な嫌気槽となら
ず、かつ汚泥の破壊による微細化が進行し不適当である
。また嫌気槽内のＯＲＰ値（酸化還元電位）は、−４０
０ｍＶ　〜＋１００１１Ｖに維持することが望ましい、
　　４００ｓ＋Ｖ未満では、嫌気槽の滞留時間が著しく
過大となり、実現化が困難となり、＋　１００ｍＶを越
えると、汚泥の十分な放出が行われず不適当である。と
ころで嫌気槽５では混合液の水面が大気と触れることに
より、嫌気性雰囲気が損なわれるので、水面の面積をで
きるだけ少なくするため細口型の水槽としたり、水面を
ｈのような不活性ガスで置換することにより十分な嫌気
性雰囲気を確立することができる。

本発明の装置を用いる処理方法が対象とする廃水には、
下水、し尿、集落排水、各種産業廃水、ゴミ埋立浸出水
、浚渫余吐水など窒素・リンを含む種々の廃水に適用で
きる。

本発明によれば、下廃水の窒素およびリン除去性能とし
て、窒素除去率８０％以上、リン除去率９０％以上を容
易に達成することができる。これと同時にＢＯＤは９５
％以上除去できる。また５ＶＩ（汚泥沈降指標）もＭＬ
Ｓ５４０００ｗ／　１程度で１００〜２００と高濃度混
合液でありながら、低い値を維持することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例および比較例について説明する。

実施例１、比較例１第１図に示すフローに従うて、下記の条件で下水の脱窒
・脱リン処理を実施した。運転操作方式は第３図または
第４図に示すものであった。結果を第１表に示す。

流入汚水処理流量：２４７／日反応槽滞留時間　：１１時間（２槽分）沈殿槽滞留時間
　；０〜３時間返送汚泥比　　　；１溶存酸素濃度　　：０〜５■／ｉ水温　　　　　　：２０℃ 第　　　１　　　表なおシーケンスＦ−６２，６１はそれぞれ第４図および
第３図に示す操作方式を表わす。

第１表かられかるように、本実施例により、リン除去性
能として除去率８６％以上、窒素除去性能として除去率
８０％以上を得ることができた。

実施例２、比較例２実施例１と同じ条件で、運転操作方式Ｆ−６１で嫌気槽
の容量を同一にして、水面付近の形状を第５図〜第７図
に示すように変えた。第５図の嫌気槽５ａは広口型また
は通常型、第６図の嫌気槽５ｂは細口型、第７図の嫌気
槽５Ｃは細口型で、細目部２４にＮ、ガスを流通させて
、水面での空気接触を断つようにした。２５はＮ２ガス
ボンベである。結果は第２表に示す如くであった。

（以下余白）第　　　２　　　表第２表から明らかなように、第６図および第７図の嫌気
槽の採用により、良好なリン除去性能を得ることができ
た。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、汚水中の窒
素およびリンを同時に効率よく除去することができると
いう効果を有し、また従来の循環法のように、嫌気−硝
化一説窒一沈殿のように直列に配置されないので、コン
パクトで配管、循環ポンプその他の設備が簡単になると
いう利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の汚水の生物学的脱窒・脱リン処理装置
の一例を示すフローシート、第２図は第１図に示す装置
をさらに詳細に描いたフローシート、第３図および第４
図は実施例におけるシーケンスを示す説明図で、斜線部
は嫌気性状態の反応槽を示している。第５図は比較例２
における嫌気槽の説明図、第６図および第７図は実施例
２における嫌気槽の説明図である。１．２・・・反応槽、３・・・固液分離手段、４・・・
切替導入手段、５．５ａ、５ｂ、５ｃ・・・嫌気槽、６
・・・切替導入手段、６ａ、６ｂ・・・切替弁、７・・
・連通路、８・・・汚泥返送系路、９・・・撹拌機、１
０．１１・・・撹拌手段、１２．１３・・・空気吹込手
段、１４．１５・・・原水入口、１６・・・原水供給管
、１７．１８・・・反応処理水出口、２０・・・曝気用
ブロワ−１２１・・・原水供給ポンプ、２２・・・返送
汚泥ポンプ、２３・・・余剰汚泥ポンプ、２４・・・細
口部、２５・・・Ｎ２ガスボンベ出　願　人　　川崎重工業株式会社第う図ハ＋　　　　　　　　　Ａｚ　　　　　　　　Ａ）１　
（用今ｆｈ’ｌ）　　　　　　　０．り　　　　　　　
０．５第π図

Claims

【特許請求の範囲】

１　汚水と返送汚泥を受け入れて嫌気処理するかきまぜ
式の撹拌機を備えた嫌気槽（５）と、該嫌気槽からの流
出水を反応槽（１）、（２）のいずれかに導入する切替
導入手段（４）と、撹拌機と曝気機とを別個に、または
撹拌と曝気の両方の機能を兼ねる曝気撹拌機を一つの槽
内に有し、かつ相互に連通して好気または嫌気のいずれ
かの処理に切り替えることのできる二基の反応槽（１）
、（２）と、該反応槽（１）、（２）のいずれかから流
出する混合液を固液分離手段に導入する切替導入手段（
６）と、反応槽（１）、（２）から流出する混合液を固
液分離する固液分離手段（３）と、該固液分離手段で分
離された汚泥の一部を前記嫌気槽（５）に返送する汚泥
返送系路（８）とからなることを特徴とする汚水の生物
学的脱窒・脱リン処理装置。