JP3732743B2 - 窒素含有排水の硝化脱窒方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水、産業廃水などの窒素を含有する排水の窒素除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記技術分野の先行技術としては種々あるが、図６に示す硝化液循環法が一般に知られている。この方法は、脱窒槽１１→硝化槽１２→沈殿槽１３の順に処理槽を配列し、硝化槽１２でアンモニア性窒素を硝酸性窒素に変換した後に、硝化液の一部を前段の脱窒槽１１に返送、循環して、原水中の有機物を水素供与体として窒素ガスに変換する方法である。
しかし、この方法では硝化液を上流側の脱窒槽１１に循環するため動力費が必要になるばかりか、窒素除去率は硝化液循環率で決まることから、窒素除去率を向上させるためには硝化液循環率を増加させる必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような硝化液返送のための搬送動力を必要とした問題点を解決するためになされたものであり、このような硝化槽の硝化液の一部を前段の脱窒槽に循環するという硝化液返送のための動力を削減できる窒素含有排水の硝化脱窒方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、曝気槽の槽幅方向の一定位置に、曝気槽長手方向に沿って２列のバッフル板を、一方のバッフル板と槽壁の間に散気装置を配設し、かつ２列のバッフル板のうち、散気装置から離れた側のバッフル板を曝気槽の幅方向に移動可能として、間隔を設けて配置するとともに、前記散気装置から散気し、その気泡の上昇流により、前記バッフル板と槽壁の間の散気装置側区画内の処理液が他方のバッフル板の方に流動し、その他方のバッフル板と他方の槽壁の間の反対側槽壁側区画と、２列のバッフル板の間の槽中央区画とに分流する旋回流を生じさせ、この旋回流により当該処理液を混合・攪拌するとともに、散気装置側区画と反対側槽壁側区画で硝化し、槽中央区画で脱窒することを特徴とする本発明の窒素含有排水の硝化脱窒方法によって、解決することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の窒素含有排水の硝化脱窒方法に係る実施形態について、図１〜５を参照しながら説明する。
本発明の窒素含有排水の硝化脱窒方法の特徴とするところは、曝気槽２の槽幅方向の一定位置に、曝気槽２長手方向に沿って２列のバッフル板３１、３２を間隔を設けて配置するとともに、一方のバッフル板３１と、バッフル板３１に隣接する槽壁２１の間に散気装置３を配設した処理槽を用いるものである。そして、その散気装置３から散気することで、バッフル板３１と該バッフル板３１に隣接する槽壁２１との間の散気装置側区画内に気泡の上昇流とともに、処理液の上昇流３３を生じさせ、次いで、この処理液が他方のバッフル板３２の方に流動して、２列のバッフル板の間の槽中央区画とその他方のバッフル板と反対側の槽壁の間の反対側槽壁側区画と、に分流し槽内を循環する旋回流３４、３５を生じさせる。かくして、この旋回流３４、３５により当該処理液を混合・攪拌するとともに、散気装置側区画と反対側槽壁側区画で硝化し、槽中央区画で脱窒するようにした点に本発明の特徴がある。
【０００６】
そして、図１は、散気装置３の水深方向の設置位置が前記曝気槽２の底部付近である標準曝気槽の例を示し、図２は、散気装置３の水深方向の設置位置が前記曝気槽２の中間部付近である深槽曝気槽の例を示す。
このいずれの場合も、前記２列のバッフル板３１、３２のうち、散気装置３から離れた側のバッフル板３２を、適宜な手段で曝気槽の幅方向に移動可能とし、旋回流３２、３３の流路の幅を調節して、それぞれの流量を制御するように設けてある。
【０００７】
次に、本発明をさらに詳細に説明する。なお、図１の標準曝気槽と、図２の深槽曝気槽とは、散気装置の設置位置が標準曝気槽は槽低部付近，深槽曝気槽は中間部付近であることを除けば、構造は類似するので、図１を参照して説明する。
【０００８】
図１（Ｂ）の平面図において、原水と返送汚泥は流入端２２に供給される。曝気槽２の内部はバッフル板３１およびバッフル板３２により３つの領域（散気装置側区画、槽中央区画、反対側槽壁側区画）に区画されており、散気装置３がバッフル板３１と槽壁２１との間に配置されている。
この散気装置３の曝気に基づく上昇流３３によって、内部の処理液は前述の流動を生じるのであるが、図１（Ａ）に示すように、散気装置側区画→槽上部→反対側バッフル板３２側の左右の区画→槽床部→散気装置側区画の順に循環する旋回流３４、３５は、槽上部で分流し、槽床部で合流する流動を繰り返し、処理液を混合・攪拌しながら図１（Ｂ）に示す流入端２２から流出端２３に到る。
【０００９】
このように、処理液の一部は、槽上部で分流し、槽中央の区画に旋回流３４として流入する。この槽中央の区画の混合液循環量を、全循環量の１／４〜１／１０程度に設定しておくと、区画内の滞留で溶存酸素（ＤＯ）を使い果たし無酸素状態〜微好気状態になることが認められた。
【００１０】
この状態では、散気装置側区画→最も外側の区画（反対側槽壁側区画）→散気装置側区画の循環を行っている主な旋回流３５内はＤＯが高いため、この区画ではアンモニア性窒素が硝酸性窒素に変換する、所謂、硝化が促進される。従って、この硝酸性窒素を多く含んだ主な旋回流３５の混合処理液が、槽上部で分流されて旋回流３４としてＤＯの低い槽中央の区画にはいると、原水由来の有機物を水素供与体として、あるいは内生脱窒により硝酸性窒素が除去される反応が進行するのである。そして、、この硝酸性窒素の除去率は、槽上部から槽中央の区画へ流入する分流量により決定されることになる。
【００１１】
かくして、本発明によれば、図３に示すように、長手方向に区画されない曝気槽２を設けるだけで、従来の脱窒槽１１、硝化槽１２を組合わせた処理槽と同様に機能させることが可能となる。なお、本発明の曝気槽２には、従来と同様に沈殿槽１３を組合わせればよい。
【００１２】
図４は、全循環量に対する、槽中央の区画に流入する分流量の比率と硝酸性窒素除去率の関係を示したものである。図に示すように、全循環量に対する分流量の比率は、１８〜２８％程度がよいことが分る。
これは、分流量が少なすぎると槽中央の区画へ流入する（除去すべき）硝酸性窒素が少なく、また、多すぎると同伴するＤＯが多くなって硝酸性窒素除去（脱窒）のための無酸素条件が確保されないためである。
【００１３】
この混合液の分流量調整は、バッフル板３２を槽幅方向へ移動可能に設定しておき、必要に応じて、その位置を調整することによって行われる。バッフル板３１は、散気装置の曝気に基づく旋回流の生起には槽幅の１／３（ｗ／Ｗ＝１／３）程度の幅で曝気することが必要になることから、バッフル板３１は槽幅の１／３（ｗ／Ｗ＝１／３）に固定し、残りの２／３の間でバッフル板３２の設置位置を変更することにより分流量を調整する。
【００１４】
図５はバッフル板３１を槽幅の１／３（ｗ／Ｗ＝１／３）に固定し、バッフル板３２の設置位置を変更させたときの全循環量に対する分流量を示したものである。 図５の結果から、最適な分流の比率１８〜２８％を得るバッフル板３２の設置位置は、反対側槽壁から槽幅の３０〜４５％の地点になる。通常は、バッフル板３１及びバッフル板３２ともそれぞれ最寄の壁から槽幅の１／３（ｗ／Ｗ＝各１／３）程度のところに設置すればよいことになる。
【００１５】
このようにして全循環量に対する分流量を定めれば、散気装置側区画および反対側槽壁側区画が好気状態となって硝化が促進され、同じに、槽中央区画が嫌気状態となり脱窒が行われることになる。
なお、バッフル板の上下開口部高さは、標準曝気槽では０．５〜１．０ｍ、深槽曝気槽では１．０〜２．０ｍを標準とする。これは、上下開口部高さによって散気装置側区画から反対側槽壁側区画および槽中央区画への混合液循環量を制限されないためであり、下限値より少ないと循環量が制限され上限値より多いとバッフル板の効果が薄れるようになるからである。
【００１６】
【実施例】
次に、槽幅の１／２（ｗ／Ｗ＝１／２）に１枚のバッフル板を設置した従来の深槽曝気槽と、最寄の壁から槽幅の各１／３（ｗ／Ｗ＝各１／３）の位置にそれぞれバッフル板３１とバッフル板３２を設置した本発明の深槽曝気槽とを下水を使用してその性能を比較した結果を表１に示す。
表１から明らかのように、本発明の結果は従来法に比べＴ−Ｎの除去性が格段に優れているばかりか、他の水質についても十分な処理効果を得ている。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【発明の効果】
本発明の窒素含有排水の硝化脱窒方法は、以上説明したように構成されているので、通常の曝気槽にバッフル板を追加、設置するだけで窒素除去（硝化・脱窒）を行うことが可能となり、従来の方法では硝化液返送のための搬送動力を必要としたのに対して、このような搬送のにための動力を削減できるという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した窒素含有排水の硝化脱窒方法として、工業的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す要部断面図（Ａ）、同平面図（Ｂ）。
【図２】本発明の他の実施形態を示す要部断面図。
【図３】本発明の脱窒・硝化システムの１例を示すフロー概略図。
【図４】本発明の作用を説明するためのグラフ。
【図５】本発明の他の作用を説明するためのグラフ。
【図６】従来の脱窒・硝化システムを示すフロー概略図。
【符号の説明】
２ 曝気層、２１ 槽壁、２２ 流入端、２３ 流出端、３ 散気装置、３１、３２ バッフル板、３３ 上昇流、３４、３５旋回流。

Claims (3)

1. 曝気槽の槽幅方向の一定位置に、曝気槽長手方向に沿って２列のバッフル板を、一方のバッフル板と槽壁の間に散気装置を配設し、かつ２列のバッフル板のうち、散気装置から離れた側のバッフル板を曝気槽の幅方向に移動可能として、間隔を設けて配置するとともに、前記散気装置から散気し、その気泡の上昇流により、前記バッフル板と槽壁の間の散気装置側区画内の処理液が他方のバッフル板の方に流動し、その他方のバッフル板と他方の槽壁の間の反対側槽壁側区画と、２列のバッフル板の間の槽中央区画とに分流する旋回流を生じさせ、この旋回流により当該処理液を混合・攪拌するとともに、散気装置側区画と反対側槽壁側区画で硝化し、槽中央区画で脱窒することを特徴とする窒素含有排水の硝化脱窒方法。
2. 散気装置の水深方向の設置位置が前記曝気槽の底部付近である請求項１に記載の窒素含有排水の硝化脱窒方法。
3. 散気装置の水深方向の設置位置が前記曝気槽の中間部付近である請求項１に記載の窒素含有排水の硝化脱窒方法。

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