(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝化槽と、
該硝化槽の硝化処理水のアンモニア性窒素濃度を測定する手段と、
測定されたアンモニア性窒素濃度を予め設定されたアンモニア性窒素濃度と比較し、測定値が設定値以下のときに、測定値が設定値以上となるように、窒素源の添加又は原水の流量の調整によって該硝化槽の窒素負荷量を調整する制御手段とを備えてなることを特徴とする硝化処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の硝化処理装置の運転方法であって、
該硝化処理装置の立ち上げ又は硝化活性を回復させる際に、
前記アンモニア性窒素濃度測定手段の測定値と予め設定されたアンモニア性窒素濃度とを比較し、測定値が設定値以上となるように、前記制御手段によって、窒素源の添加又は原水の流量の調整をすることにより前記硝化槽の窒素負荷量を調整することを特徴とする硝化処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は硝化処理装置及び硝化処理装置の運転方法に係り、特に、装置の立ち上げや硝化活性の回復を短期間で容易かつ自動的に行える硝化処理装置及び硝化処理装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排水の生物的窒素除去装置として、硝化槽、脱窒槽及び沈殿池から構成される浮遊式活性汚泥方式のものが代表的である。このような生物的窒素除去装置において、装置の初期立ち上げや、定期点検・年末年始等の装置起動後の運転停止時における通水再開時の立ち上げに際しては、１日に１回、原水（被処理排水）を採水し、手分析によりアンモニア性窒素を測定し、アンモニア性窒素濃度が十分に低下していると判断した場合に負荷量を調整して、活性を回復させる方法が一般的である。この方法では、立ち上げまでに、約１ヶ月という長期間が必要であった。
【０００３】
また、長期間、硝化槽の負荷が低下した後の活性回復の際においても、上記のような調整方法では、１週間程度の期間を必要とすることから、従来の方法では、原水水質の変動に対応することが事実上不可能であった。このため、負荷変動に対応するために、負荷が低下した際には、人為的に窒素源を添加して、負荷が再び増加したときに対処できる活性を維持する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、従来の方法では、
▲１▼  立ち上げに１ヶ月程度の長い期間を必要とする。
▲２▼  立ち上げ期間中、分析や負荷量の調整に人手を必要とする。
▲３▼  立ち上げの状態の判断には経験を要し、専門家の派遣を必要とする場合もある。
▲４▼  短期的な負荷変動に対応するためには、装置活性を維持し続ける必要があり、このために窒素源の添加が必要となる。
といった問題があった。
【０００５】
従来において、硝化処理水のアンモニア性窒素濃度から負荷の増減を行う方法も提案されているが、この方法においても、以下に記述する理由により、十分な効果は得られない。
【０００６】
即ち、硝化部のアンモニア性窒素濃度と硝化速度の関係は一般的にMonod 式で表わされ、窒素濃度がある値より下回ると急速に低下する。図３は硝化部のアンモニア性窒素濃度と硝化速度との関係を示すグラフであるが、図３より明らかなように、硝化速度は、アンモニア性窒素濃度が１ｍｇ／ｌを下回ると低下を始め、０．５ｍｇ／ｌ程度で最大値の約半分に低下してしまう。つまり、硝化細菌を最大の速度で増殖させ続け、できる限り短時間で立ち上げを完了させるためには、常にアンモニア性窒素濃度を２ｍｇ／ｌ以上に保つ必要があることがわかる。
【０００７】
ところで、実装置での立ち上げ時には、立ち上げの期間を短縮することの他に、処理水質を規制値以下に維持しつつ負荷を増加させる必要がある場合が殆どである。
【０００８】
硝化細菌は、その増殖により硝化活性は１日で約２０〜４０％増加する。一方、負荷量の調整を上述の如く、手動操作で行う場合、調整頻度は実際には１日に１度が限界である。
【０００９】
このようなことから、従来の方法では、処理水のアンモニア性窒素濃度が低くなったことを確認した後、１日に１回の調整操作で階段状に負荷を増加させているが、この場合に処理水質が制限内に収まる範囲でしか負荷量の増加を行えないために、処理水質の安全を考慮すればするほど負荷の変化幅を大きく設定することができず、次の調整の前には、アンモニア性窒素濃度が低下し増殖速度が遅くなってしまうことが多かった。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解決し、硝化槽の立ち上げに際し、処理水質を維持した上で、短期間で容易に立ち上げることができ、また、負荷変動にも良好に対応して硝化活性の回復も容易に行うことができ、しかも、これら立ち上げや活性回復のための負荷調整を自動的に行える硝化処理装置及び硝化処理装置の運転方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の硝化処理装置は、硝化槽と、該硝化槽の硝化処理水のアンモニア性窒素濃度を測定する手段と、測定されたアンモニア性窒素濃度を予め設定されたアンモニア性窒素濃度と比較し、測定値が設定値以下のときに、測定値が設定値以上となるように、窒素源の添加又は原水の流量の調整によって該硝化槽の窒素負荷量を調整する制御手段とを備えてなることを特徴とする。
本発明の硝化処理装置の運転方法は、上記本発明の硝化処理装置の運転方法であって、該硝化処理装置の立ち上げ又は硝化活性を回復させる際に、前記アンモニア性窒素濃度測定手段の測定値と予め設定されたアンモニア性窒素濃度とを比較し、測定値が設定値以上となるように、前記制御手段によって、窒素源の添加又は原水の流量の調整をすることにより前記硝化槽の窒素負荷量を調整することを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明の硝化処理装置及び硝化処理装置の運転方法によれば、硝化処理水のアンモニア性窒素濃度の設定値を、例えば、１〜１０ｍｇ／ｌの範囲で設定しておき、硝化処理水のアンモニア性窒素濃度の測定値が設定値以下となったときには、測定値がこの設定値以上となるように迅速に負荷調整を行うことができる。このため、窒素濃度が低下して硝化菌の増殖速度が低下する前に、負荷調整することが可能となり、これにより、処理水質を維持した上で、常に最大の速度で硝化菌を増殖させることができる。
【００１３】
従って、極めて短期間で硝化処理装置の立ち上げを完了することができ、また、立ち上げ期間中の処理水質も規制値以下に抑えることができる。
【００１４】
本発明の硝化処理装置及び硝化処理装置の運転方法では、装置の活性回復も容易に行えるため、負荷が低減した際に、窒素源を添加することなく処理を行って、高負荷となる１〜２日前から回復のための操作を行えば良く、容易に負荷の増加にも対応できる。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
【００１６】
図１は本発明の硝化処理装置の一実施例を示す系統図である。
【００１７】
本実施例の硝化処理装置は硝化槽として硝化脱窒槽１を備えるものである。即ち、硝化脱窒槽１は、その中間部分に散気管２を備え、処理水の一部を配管１２より槽下部に循環している。この硝化脱窒槽１においては、散気管２の上部が硝化部１Ａ、散気管２の下部が脱窒部１Ｂとなり、硝化部１Ａで配管１１より導入される原水中のアンモニア性窒素が硝酸性窒素となり、これが循環水として配管１２より脱窒部１Ｂに循環され、この脱窒部１Ｂで還元されて窒素ガスとして除去される。硝化脱窒槽１の処理水は配管１３より系外へ排出される。
【００１８】
本実施例においては、原水の導入配管１１に窒素源貯槽６内の硫酸アンモニウム等の窒素源を、添加ポンプ５を備える配管１４を経て注入することにより負荷調整を行うが、この負荷調整に当り、硝化脱窒槽１の硝化部１Ａの上部に設けたアンモニア性窒素濃度計（アンモニア濃度計）３で硝化処理液のアンモニア性窒素濃度を測定し、この測定値に基いて演算装置４で添加ポンプ５の作動を制御する。
【００１９】
即ち、演算装置４において、アンモニア性窒素濃度計３の測定値と予め定めた設定値とを比較し、測定値が設定値以下である場合には、設定値以上のアンモニア性窒素濃度が測定されるまで添加ポンプ５を作動させる信号を発信し、窒素源の添加制御を行う。
【００２０】
これにより、窒素濃度が低下して硝化菌の増殖速度が低下する前に、負荷調整することが可能となり、処理水質を維持した上で、常に最大の速度で硝化菌を増殖させることができる。
【００２１】
なお、図１に示す硝化処理装置は本発明の一実施例であって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。
【００２２】
例えば、硝化槽は、硝化脱窒を行うものに限られず、硝化のみを行い、別途、脱窒槽を設けるものであっても良い。また、硝化槽の形式についても浮遊方式、生物濾過方式、流動床方式のいずれであっても良い。
【００２３】
更に、負荷調整は、窒素源を添加する方法に限らず、原水の流量を調整する方法であっても良い。即ち、負荷量を上げる場合には、原水流入量を増加させて、処理水中に窒素が所定値以上残留するようにすることもできる。通常の場合、窒素源を添加する方法は、原水の窒素濃度が低い場合に有効であり、原水の流入量の調整による方法は、原水の窒素濃度が高い場合に有効である。
【００２４】
なお、本発明において、アンモニア性窒素濃度の設定値は、処理水質の規制値や必要とされる立ち上げ効率等によって適宜決定されるが、通常の場合１〜１０ｍｇ／ｌの範囲とされる。
【００２５】
以下に具体的な実施例及び比較例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００２６】
実施例１
図１に示す一槽式の窒素除去装置を用いて、定期点検のため約１ヶ月間停止した装置の立ち上げを行った。
【００２７】
装置の設計能力は０．７ｋｇ−Ｎ／ｍ3 ・日、停止後、立ち上げ時の硝化速度は約０．４ｋｇ−Ｎ／ｍ3 ・日であった。原水窒素濃度は６０ｍｇ／ｌで、処理水の規制値はＴ−Ｎ８ｍｇ／ｌであった。
【００２８】
通水再開後、処理水のアンモニア性窒素濃度を１５分毎に半連続的に測定し、処理水のアンモニア性窒素濃度の設定値を１．５ｍｇ／ｌとして演算装置により１時間に１度窒素源として硫酸アンモニウムを添加することにより、窒素源の添加量を調整した。
【００２９】
このときの硝化性能の回復状態を図２に示す。
【００３０】
比較例１
実施例１において、通水再開後、１日に１回負荷量を調整した。負荷量は、通水再開日の０．４ｋｇ−Ｎ／ｍ3 ・日に対して、１日当りその１０％ずつ増加させた。
【００３１】
このときの硝化性能の回復状態を図２に示す。
【００３２】
図２より明らかなように、本発明によれば、従来の人手による場合に比べて、立ち上げに要する時間は約半分以下と、飛躍的に短縮される。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の硝化処理装置及び硝化処理装置の運転方法によれば、硝化処理水のアンモニア性窒素濃度に基いて自動的に窒素負荷量を調整することにより、
(1)  硝化処理の開始又は再開に際し、装置の立ち上げ期間を大幅に短縮することができる。
(2)  立ち上げ期間内においても処理水質を規制値以下に維持することができる。
(3)  処理継続中において、原水水質が変動して硝化活性が低下した場合においても、処理水質を維持した上で、活性を早期に回復させることができる。
といった優れた効果を得ることができ、負荷調整に人手を要することなく、効率的な硝化処理を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の硝化処理装置の一実施例を示す系統図である。
【図２】実施例１及び比較例１の硝化性能回復状態を示すグラフである。
【図３】硝化部のアンモニア性窒素濃度と硝化速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  硝化脱窒槽
１Ａ  硝化部
１Ｂ  脱窒部
２  散気管
３  アンモニア性窒素濃度計
４  演算装置
５  添加ポンプ
６  窒素源貯槽
【図１】
0003707083.tif 000002
【図２】
0003707083.tif 000003
【図３】
0003707083.tif 000004