(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸濁性有機物を含有する被処理水から懸濁性有機物を分離する懸濁性有機物分離装置と、前記懸濁性有機物分離装置により分離された懸濁性有機物を嫌気性消化する汚泥嫌気性消化装置と、前記汚泥嫌気性消化装置の消化液に含有するアンモニアを好気条件下で亜硝酸に酸化する亜硝酸化装置と、前記亜硝酸化装置の処理液を脱窒処理する脱窒装置を有する懸濁性有機物含有廃水の処理システムであって、
前記脱窒装置は、嫌気条件下での独立栄養性脱窒微生物によって前記亜硝酸化装置で処理されなかったアンモニア態窒素を電子供与体、前記亜硝酸化装置で亜硝酸化された亜硝酸態窒素を電子受容体として嫌気的アンモニア酸化処理する脱窒処理と、従属栄養性脱窒微生物によって亜硝酸態窒素及び硝酸態窒素を窒素分子に還元する脱窒処理とを行なう装置であり、
前記懸濁性有機物分離装置で懸濁性有機物が除去された分離液を前記脱窒装置に供給する第１移送経路を備えていることを特徴とする懸濁性有機物含有廃水の処理システム。
【請求項２】
前記亜硝酸化装置は、消化液に含有するアンモニアを、アンモニアに対する亜硝酸のモル比が嫌気的アンモニア酸化処理に必要なモル比以上になるように亜硝酸化する装置であり、前記嫌気的アンモニア酸化処理で嫌気的アンモニア酸化処理されなかった亜硝酸が従属栄養性脱窒微生物によって脱窒処理されるように構成されている請求項１記載の懸濁性有機物含有廃水の処理システム。
【請求項３】
前記懸濁性有機物分離装置の分離液を前記亜硝酸化装置に供給する第２移送経路を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の懸濁性有機物含有廃水の処理システム。
【請求項４】
前記汚泥嫌気性消化装置の消化液に含有する有機物を低減する有機物低減装置を前記亜硝酸化装置の前段に備えていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の懸濁性有機物含有廃水の処理システム。
【請求項５】
前記脱窒装置の処理液を前記亜硝酸化装置に供給する第３移送経路を備えていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の懸濁性有機物含有廃水の処理システム。
【請求項６】
懸濁性有機物を含有する被処理水から懸濁性有機物を分離する懸濁性有機物分離処理と、前記懸濁性有機物分離処理により分離された懸濁性有機物を嫌気性消化する汚泥嫌気性消化処理と、前記汚泥嫌気性消化処理による消化液に含有するアンモニアを好気条件下で亜硝酸に酸化する亜硝酸化処理と、前記亜硝酸化処理による処理液を脱窒処理する懸濁性有機物含有廃水の処理方法であって、
前記脱窒処理は、嫌気性条件下での独立栄養性脱窒微生物によって前記亜硝酸化処理で処理されなかったアンモニア態窒素を電子供与体、前記亜硝酸化処理で亜硝酸化処理された亜硝酸態窒素を電子受容体として嫌気的アンモニア酸化処理する脱窒処理と、従属栄養性脱窒微生物によって亜硝酸態窒素及び硝酸態窒素を窒素分子に還元する脱窒処理とを含み、
前記懸濁性有機物分離処理により懸濁性有機物が除去された分離液を前記脱窒処理に供給することを特徴とする懸濁性有機物含有廃水の処理方法。
【請求項７】
前記亜硝酸化処理は、消化液に含有するアンモニアを、アンモニアに対する亜硝酸のモル比が嫌気的アンモニア酸化処理に必要なモル比以上になるように亜硝酸化する処理であり、前記嫌気的アンモニア酸化処理で嫌気的アンモニア酸化処理されなかった亜硝酸が従属栄養性脱窒微生物によって脱窒処理される請求項６記載の懸濁性有機物含有廃水の処理方法。
【請求項８】
前記懸濁性有機物分離処理で懸濁性有機物が除去された分離液を前記脱窒処理と前記亜硝酸化処理に分配供給することを特徴とする請求項７記載の懸濁性有機物含有廃水の処理方法。
【請求項９】
前記汚泥嫌気性消化処理による消化液に含有する有機物を低減する有機物低減処理を行なった後に前記亜硝酸化処理を行なうことを特徴とする請求項６から８の何れかに記載の懸濁性有機物含有廃水の処理方法。
【請求項１０】
前記脱窒処理による処理液を前記亜硝酸化処理に供給することを特徴とする請求項６から９の何れかに記載の懸濁性有機物含有廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸濁性有機物含有廃水の処理システム及び処理方法に関し、特に高濃度の懸濁性有機物を含有する廃水に好適な処理システム及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高濃度の懸濁性有機物を含有する廃水は、まず懸濁性有機物を除去した後に分離液を硝化脱窒法等の生物学的処理工程で処理する方法が採用されてきた。除去した懸濁性有機物はそのまま脱水処理したり、減量化やメタンガス回収を目的として嫌気性消化処理をした後に処分される。そして、この際に発生する脱水ろ液や消化液は、分離液の生物学的処理工程に返流して処理される。
【０００３】
硝化脱窒法は、廃水中のアンモニア態窒素をアンモニア酸化細菌により亜硝酸態窒素に酸化し、更に亜硝酸態窒素を亜硝酸酸化細菌により硝酸態窒素に酸化する硝化工程と、亜硝酸態窒素及び硝酸態窒素を従属栄養性の脱窒菌により窒素分子にまで分解する脱窒工程を経て、廃水中のアンモニア態窒素を窒素分子にまで分解する方法である。
【０００４】
しかし、このような従来の生物学的硝化脱窒法では、硝化工程で大量の酸素が必要となり曝気のためのブロワファン等に要する電力コストが高騰するという問題、脱窒工程で有機炭素源として大量のメタノール等を添加する必要があり、そのための薬品コストが高騰するという問題、さらに従属栄養性脱窒微生物を用いるために汚泥発生量が多く、余剰汚泥の処理コストが嵩むという問題等、ランニングコストが嵩むという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献１には、ＳＳ性有機物及びアンモニア態窒素を含有する対象処理液を、固液分離した分離汚泥を嫌気性消化した後、亜硝酸硝化処理した硝化液と前記対象処理液を固液分離した分離液を亜硝酸態窒素を電子受容体とし、アンモニア態窒素を電子供与体とする独立栄養性脱窒微生物による嫌気的アンモニア酸化処理により脱窒する生物学的窒素除去システムが提案されている。
【０００６】
当該生物学的窒素除去システムは、ＳＳ性有機物及びアンモニア態窒素を含有する対象処理液を固液分離する固液分離手段と、該固液分離手段にて分離された分離汚泥を嫌気性処理する嫌気性消化槽と、該嫌気性消化槽の処理液を亜硝酸化処理する亜硝酸化槽と、該亜硝酸化槽の処理水と前記固液分離手段の分離液を混合して生物脱窒処理する生物脱窒槽を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２４５６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
嫌気的アンモニア酸化処理とは、嫌気条件下で独立栄養性脱窒微生物（独立栄養性脱窒菌）によるアンモニア態窒素を電子供与体、亜硝酸態窒素を電子受容体とした嫌気的アンモニア酸化処理であって、以下の式で表されるように、１当量のアンモニア態窒素と１．３２当量の亜硝酸態窒素とを脱窒反応によって窒素分子に変換する処理である。この際、０．２６当量の硝酸が生成される。
ＮＨ４＋＋1.32ＮＯ２−＋0.066ＨＣＯ３−＋0.13Ｈ＋→
1.02Ｎ２＋0.26ＮＯ３−＋0.066ＣＨ２Ｏ０．５Ｎ0.15＋2.03Ｈ２Ｏ
【０００９】
高濃度の懸濁性有機物を含有する廃水に特許文献１に記載された方法を採用すると、嫌気性消化処理で高濃度のアンモニアが発生する。このアンモニアの約５７％を亜硝酸化槽で亜硝酸化し、残りのアンモニアとともに生物脱窒槽で脱窒処理される。この際、上式の通りアンモニア１．０当量に対して０．２６当量の硝酸が発生する。すなわち、消化液に含有するアンモニアの約１１％が硝酸となって処理系外に排出されるのである。通常は分離液で希釈されるので問題とならないが、分離液量が少ない廃水で希釈効果が十分に得られない場合、希釈では十分に濃度を下げられないほどの大量のアンモニアが嫌気性消化で発生する場合、希釈で濃度は下がるが窒素の総量規制をクリアできない場合は、この処理方法を採用することはできない。
【００１０】
また、分離液に溶解性の有機物がある場合は脱窒処理に先立ち好気処理を行なっても良いことが記載されているが、曝気のためのブロワに要する電力コストが高騰することになる。
【００１１】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、従来技術より効率的な処理が可能となり、さらには、高濃度の懸濁性有機物を含有する廃水であっても硝酸のリークを低減させる、より効率的な懸濁性有機物含有廃水の処理システム及び処理方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明による懸濁性有機物含有廃水の処理システムの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、懸濁性有機物を含有する被処理水から懸濁性有機物を分離する懸濁性有機物分離装置と、前記懸濁性有機物分離装置により分離された懸濁性有機物を嫌気性消化する汚泥嫌気性消化装置と、前記汚泥嫌気性消化装置の消化液に含有するアンモニアを好気条件下で亜硝酸に酸化する亜硝酸化装置と、前記亜硝酸化装置の処理液を脱窒処理する脱窒装置を有する懸濁性有機物含有廃水の処理システムであって、
前記脱窒装置は、嫌気条件下での独立栄養性脱窒微生物によって前記亜硝酸化装置で処理されなかったアンモニア態窒素を電子供与体、前記亜硝酸化装置で亜硝酸化された亜硝酸態窒素を電子受容体として嫌気的アンモニア酸化処理する脱窒処理と、従属栄養性脱窒微生物によって亜硝酸態窒素及び硝酸態窒素を窒素分子に還元する脱窒処理とを行なう装置であり、前記懸濁性有機物分離装置で懸濁性有機物が除去された分離液を前記脱窒装置に供給する第１移送経路を備えている点にある。
【００１３】
上述の構成によれば、独立栄養性脱窒装置の前段に備えた懸濁性有機物分離装置によって、被処理水から懸濁性有機物が分離される。そして、汚泥嫌気性消化装置によって、懸濁性有機物分離装置で分離した懸濁性有機物が嫌気性消化され、アンモニアを含有した消化液が亜硝酸化装置に導入される。亜硝酸化装置では前記消化液が含有するアンモニアが好気条件下で亜硝酸に酸化される。
【００１４】
脱窒装置では、前記亜硝酸化装置の処理液に対し、嫌気条件下での独立栄養性脱窒微生物によって亜硝酸化装置で得られたアンモニア態窒素を電子供与体、亜硝酸化装置で得られた亜硝酸態窒素を電子受容体とした嫌気的アンモニア酸化処理する脱窒処理と、従属栄養性脱窒微生物によって亜硝酸態窒素及び硝酸態窒素を窒素分子に還元する脱窒処理とが行われる。それとともに嫌気的アンモニア酸化処理で生成された硝酸を電子受容体とし、分離液に溶解する有機物等を電子供与体とした、従属栄養性脱窒微生物による脱窒反応が生じるので、脱窒装置から系外に排出される硝酸量や有機物量を低減できるようになる。
【００１５】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述した第一の特徴構成に加えて、前記亜硝酸化装置は、消化液に含有するアンモニアを、アンモニアに対する亜硝酸のモル比が嫌気的アンモニア酸化処理に必要なモル比以上になるように亜硝酸化する装置であり、前記嫌気的アンモニア酸化処理で嫌気的アンモニア酸化処理されなかった亜硝酸が従属栄養性脱窒微生物によって脱窒処理されるように構成されている点にある。
【００１６】
アンモニアに対する亜硝酸のモル比が嫌気的アンモニア酸化処理に必要なモル比以上になるように亜硝酸化されていれば、効率的に嫌気的アンモニア酸化処理が行なわれ、その結果生じた硝酸に加えて余剰の亜硝酸も従属栄養性脱窒微生物によって脱窒処理される。
【００１７】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述した第一または第二の特徴構成に加えて、前記懸濁性有機物分離装置の分離液を前記亜硝酸化装置に供給する第２移送経路を備えていることを特徴とする点にある。
【００１８】
上述の構成によれば、亜硝酸化装置内の亜硝酸濃度（遊離亜硝酸濃度）を亜硝酸化に適した濃度に調整することがでるので反応効率を向上させることができる。その結果、温度やｐＨ制御が不要となり電力コストや薬品コストを節約できるようになる。
【００１９】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述した第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記汚泥嫌気性消化装置の消化液に含有する有機物を低減する有機物低減装置を前記亜硝酸化装置の前段に備えている点にある。
【００２０】
亜硝酸化装置に供給される被処理水に多量の有機物が含まれていると、亜硝酸化処理に要する酸素が有機物の分解処理に費やされ、亜硝酸化処理が妨げられることになるが、上述の構成によれば、亜硝酸化装置の前段に備えた有機物低減装置によって、汚泥嫌気性消化装置の消化液に含有する有機物が低減されて亜硝酸化装置に供給されるため、曝気のための電力コストを低減することができるようになる。
【００２１】
尚、有機物低減装置では、例えば、好気性消化処理や膜分離処理、凝集処理によって消化液に含有する有機物を低減する。
【００２２】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述した第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記脱窒装置の処理液を前記亜硝酸化装置に供給する第３移送経路を備えている点にある。
【００２３】
上述の構成によれば、脱窒装置の処理液の一部を亜硝酸化装置に返送することにより、脱窒装置の処理液に含有される余剰のアンモニアを亜硝酸化することができるので、脱窒装置から系外に排出されるアンモニア量を低減できるようになる。
【００２４】
本発明による懸濁性有機物含有廃水の処理方法の第一の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、懸濁性有機物を含有する被処理水から懸濁性有機物を分離する懸濁性有機物分離処理と、前記懸濁性有機物分離処理により分離された懸濁性有機物を嫌気性消化する汚泥嫌気性消化処理と、前記汚泥嫌気性消化処理による消化液に含有するアンモニアを好気条件下で亜硝酸に酸化する亜硝酸化処理と、前記亜硝酸化処理による処理液を脱窒処理する懸濁性有機物含有廃水の処理方法であって、前記脱窒処理は、嫌気性条件下での独立栄養性脱窒微生物によって前記亜硝酸化処理で処理されなかったアンモニア態窒素を電子供与体、前記亜硝酸化処理で亜硝酸化処理された亜硝酸態窒素を電子受容体として嫌気的アンモニア酸化処理する脱窒処理と、従属栄養性脱窒微生物によって亜硝酸態窒素及び硝酸態窒素を窒素分子に還元する脱窒処理とを含み、前記懸濁性有機物分離処理により懸濁性有機物が除去された分離液を前記脱窒処理に供給する点にある。
【００２５】
同第二の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記亜硝酸化処理は、消化液に含有するアンモニアを、アンモニアに対する亜硝酸のモル比が嫌気的アンモニア酸化処理に必要なモル比以上になるように亜硝酸化する処理であり、前記嫌気的アンモニア酸化処理で嫌気的アンモニア酸化処理されなかった亜硝酸が従属栄養性脱窒微生物によって脱窒処理される点にある。
【００２６】
同第三の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記懸濁性有機物分離処理で懸濁性有機物が除去された分離液を前記脱窒処理と前記亜硝酸化処理に分配供給する点にある。
【００２７】
同第四の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述した第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記汚泥嫌気性消化処理による消化液に含有する有機物を低減する有機物低減処理を行なった後に前記亜硝酸化処理を行なう点にある。
【００２８】
同第五の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、上述した第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記脱窒処理による処理液を前記亜硝酸化処理に供給する点にある。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明した通り、本発明によれば、従来技術より効率的な処理が可能となり、さらには、高濃度の懸濁性有機物を含有する廃水であっても硝酸のリークを低減させる、より効率的な懸濁性有機物含有廃水の処理システム及び処理方法を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による処理システムの第一態様の説明図
【図２】本発明による処理システムの第二態様の説明図
【図３】本発明による処理システムの第三態様の説明図
【図４】本発明による処理システムの第四態様の説明図
【図５】本発明による処理システムの第五態様の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明による懸濁性有機物含有廃水の処理システム及び処理方法の実施形態を説明する。
図１には、第一の態様の懸濁性有機物含有廃水の処理システムが示されている。当該処理システムは、懸濁性有機物を含有する被処理水を浄化するシステムであり、被処理水に含まれる懸濁性有機物を分離する懸濁性有機物分離装置１０と、懸濁性有機物分離装置１０で分離した懸濁性有機物を嫌気性消化する汚泥嫌気性消化装置２０と、汚泥嫌気性消化装置２０の消化液に含有するアンモニアを好気条件下で亜硝酸に酸化する亜硝酸化装置３０と、亜硝酸化装置３０の処理液を脱窒処理する脱窒装置４０と懸濁性有機物分離装置１０で懸濁性有機物が除去された分離液を脱窒装置４０に供給する第１移送経路Ｒ１を備えている。
【００３２】
懸濁性有機物分離装置１０として、沈殿装置、凝集沈殿装置、浮上分離装置、スクリーン装置、膜分離装置、サイクロン装置、スクリュープレスやデカンタ等の機械的分離装置の何れかで構成することができ、これらの複数の装置を組み合わせて構成することも可能である。
【００３３】
懸濁性有機物分離装置１０によって、被処理水から分離された懸濁性有機物は、汚泥嫌気性消化装置２０によって嫌気性消化され、アンモニア態窒素を含有する消化液が得られる。
【００３４】
亜硝酸化装置３０では、アンモニア態窒素を含有する汚泥嫌気性消化装置２０の消化液に対して、好気条件下で独立栄養性脱窒微生物（独立栄養性亜硝酸化菌）によってアンモニア態窒素を亜硝酸態窒素に酸化する亜硝酸化処理が行われる。
【００３５】
脱窒装置４０では、亜硝酸化装置３０の処理液に対し、嫌気条件下での独立栄養性脱窒微生物によってアンモニア態窒素を電子供与体、亜硝酸態窒素を電子受容体として嫌気的アンモニア酸化処理する脱窒処理と、従属栄養性脱窒微生物によって亜硝酸態窒素及び硝酸態窒素を窒素分子に還元する脱窒処理が行われる。
【００３６】
上述のように脱窒装置４０では、嫌気的アンモニア酸化処理が行なわれるとともに、さらに、嫌気的アンモニア酸化処理にて発生した硝酸態窒素を電子受容体とし、分離液に溶解する有機物等を電子供与体とした従属栄養性脱窒微生物による脱窒反応を進行させることで、脱窒装置４０から系外に排出される硝酸量や有機物量を低減できるようになる。
【００３７】
脱窒装置４０には、独立栄養性脱窒微生物及び従属栄養性脱窒微生物が投入されており、嫌気性雰囲気に保持される。
【００３８】
脱窒装置４０内における脱窒微生物の保持形態としては、脱窒装置４０内に浮遊菌の形で保持することも可能であり、脱窒微生物を充填材に付着させた生物膜、あるいは脱窒微生物を固定化材に固定化した固定化担体として保持することもできる。
【００３９】
生物膜として独立栄養性脱窒微生物及び従属栄養性脱窒微生物を保持させた場合の脱窒装置４０への充填量は、固定床式の場合に２０〜８０容積％がよい。充填材は、不織布、プラスチック材料、スポンジ材料、多孔質セラミックス等の材質のものを使用でき、形状も板状、粒状、筒状等各種の形状のものを使用することができる。
【００４０】
担体への固定化には、付着固定化、包括固定化の２つの方法を用いることができる。付着固定化の場合は、球状や筒状などの担体や、ひも状材料、ゲル状材料、不織布状材料等の凹凸の多い材料を担体とすることが微生物を付着させ易いので好ましい。包括固定化の方法としては、固定化の対象となる微生物と担体であるモノマやプレポリマを混合してから、重合させて微生物を包括固定化させる方法が一般的である。モノマ材料としては、アクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、トリアクリルフォルマール等が好ましく、プレポリマ材料としては、ポリエチレングリコールジアクリレートやポリエチレングリコールメタアクリレートが好ましい。形状は付着固定と同様に凹凸の多いものが被処理水との接触効率がよく、脱窒能が向上する。
【００４１】
亜硝酸化装置３０ではアンモニアと亜硝酸のモル比が１：１．３２になるように調節されることが理想であるが、後段の脱窒装置４０で嫌気的アンモニア酸化反応で余った亜硝酸を従属栄養性脱窒微生物で脱窒処理することができるので、亜硝酸化装置３０では亜硝酸がアンモニアとのモル比１．３２より大きくなるように調節すればよい。場合によっては硝酸まで硝化が進行してもよい。ただし、脱窒の効率化や硝化に要する酸素量を低減するために、亜硝酸化装置３０ではアンモニア：亜硝酸が１：１．３２〜１．５程度に調節するのが望ましい。
【００４２】
つまり、懸濁性有機物を含有する被処理水から懸濁性有機物を分離する懸濁性有機物分離処理と、前記懸濁性有機物分離処理により分離された懸濁性有機物を嫌気性消化する汚泥嫌気性消化処理と、前記汚泥嫌気性消化処理による消化液に含有するアンモニアを好気条件下で亜硝酸に酸化する亜硝酸化処理と、前記亜硝酸化処理による処理液を脱窒処理する懸濁性有機物含有廃水の処理方法であって、前記脱窒処理は、嫌気性条件下での独立栄養性脱窒微生物によってアンモニア態窒素を電子供与体、亜硝酸態窒素を電子受容体として嫌気的アンモニア酸化処理する脱窒処理と、従属栄養性脱窒微生物によって亜硝酸態窒素及び硝酸態窒素を窒素分子に還元する脱窒処理とを含み、前記懸濁性有機物分離処理により懸濁性有機物が除去された分離液を前記脱窒処理に供給することを特徴とする懸濁性有機物含有廃水の処理方法が実行される。
【００４３】
図２には、第二の態様の処理システムが示されている。当該処理システムは、上述した第一の態様の処理システムに加え、懸濁性有機物分離装置１０の分離液を亜硝酸化装置３０に供給する第２移送経路Ｒ２を備えていることを特徴とする。
【００４４】
上述の構成によれば、亜硝酸化装置３０内の亜硝酸濃度を亜硝酸化に適した濃度に調整することがでるので反応効率を向上させることができる。その結果、温度やｐＨ制御が不要となり電力コストや薬品コストを節約できるようになる。
【００４５】
つまり、上述した懸濁性有機物含有廃水の処理方法に加えて、前記懸濁性有機物分離処理で懸濁性有機物が除去された分離液を前記脱窒処理と前記亜硝酸化処理に分配供給することを特徴とする懸濁性有機物含有廃水の処理方法が実行される。
【００４６】
硝化においては遊離亜硝酸濃度（ＦＮＡ）が０．２ｐｐｍ以上になると全ての硝化細菌が阻害を受けると言われている。Anthonisenらの計算式によると、遊離亜硝酸濃度（ＦＮＡ）は次式で表される。つまり、遊離亜硝酸濃度（ＦＮＡ）は亜硝酸濃度、温度、ｐＨで決まるのである。
【数１】
0005858769.tif 000002
【表１】
0005858769.tif 000003
【００４７】
表１は嫌気性消化液のアンモニア濃度と亜硝酸濃度が１：１．３２になるように亜硝酸化したときの遊離亜硝酸濃度を上式に基づいて算出したものである。嫌気性消化液のアンモニア濃度が１０００ｐｐｍのとき亜硝酸濃度が５７０ｐｐｍになるように亜硝酸化される。このときにｐＨ７．４、水温３０℃であるならば遊離亜硝酸濃度が０．１５１ｐｐｍであって、亜硝酸化に支障はない。しかしｐＨが７．２まで下がると遊離亜硝酸濃度は０．２３９ｐｐｍとなり亜硝酸化に支障のある濃度となってしまう。従来はｐＨを上げるためにアルカリ剤を添加していたが、第二の態様の処理システムによれば、第２移送経路Ｒ２から分離液を供給して亜硝酸濃度が４７０ｐｐｍ程度になるように希釈して、遊離亜硝酸濃度を亜硝酸化に支障のないレベルにすることができる。水温が１５℃になると遊離亜硝酸濃度は０．２２４ｐｐｍになるが、水温を上げずに亜硝酸濃度５００ｐｐｍ程度になるように希釈して亜硝酸化に良好な状態を維持することができる。嫌気性消化液のアンモニア濃度が２０００ｐｐｍになるとｐＨ７．４、水温３０℃の状態で遊離亜硝酸濃度が０．３０２ｐｐｍになる。このとき、ｐＨを７．６あるいは水温を４８℃に調節すると遊離亜硝酸濃度は０．２ｐｐｍ未満になるが、大量のアルカリ剤や加温のための莫大なエネルギーが必要となる。しかし、第二の態様の処理システムによれば、亜硝酸濃度を７４０ｐｐｍ程度に希釈することで、遊離亜硝酸濃度を亜硝酸化に支障のないレベルにすることができる。
【００４８】
図３には、第三の態様の処理システムが示されている。当該処理システムは、上述の第二の態様の処理システムに加え、汚泥嫌気性消化装置２０の消化液に含有する有機物を低減する有機物低減装置５０を亜硝酸化装置３０の前段に備えていることを特徴とする。尚、第２移送経路Ｒ２は必ずしも備える必要はない。
【００４９】
亜硝酸化装置３０に供給される被処理水に多量の溶解性有機物が含まれていると、亜硝酸化処理に要する酸素が溶解性有機物の分解処理に費やされ、亜硝酸化処理が妨げられることになるが、上述の構成によれば、亜硝酸化装置３０の前段に備えた有機物低減装置５０によって、汚泥嫌気性消化装置２０の消化液に含有する有機物が低減されて亜硝酸化装置３０に供給されるため、曝気のための電力コストを低減することができるようになる。
【００５０】
尚、有機物低減装置５０では、例えば、好気性消化処理や膜分離処理、凝集処理によって消化液に含有する有機物を低減する。
【００５１】
つまり、上述した第一または二の態様の懸濁性有機物含有廃水の処理方法に加えて、前記汚泥嫌気性消化処理による消化液に含有する有機物を低減する有機物低減処理を行なった後に前記亜硝酸化処理を行なうことを特徴とする懸濁性有機物含有廃水の処理方法が実現される。
【００５２】
図４には、第四の態様の処理システムが示されている。当該処理システムは、上述した第二の態様の処理システムに加え、脱窒装置４０の処理液を亜硝酸化装置３０に供給する第３移送経路Ｒ３を備えていることを特徴とする。尚、第２移送経路Ｒ２は必ずしも備える必要はない。また、第三の態様の処理システムのように汚泥嫌気性消化装置２０の消化液に含有する有機物を低減する有機物低減装置５０を亜硝酸化装置３０の前段に備えてもよい。
【００５３】
第３移送経路Ｒ３を介して、脱窒装置４０の処理液の一部を亜硝酸化装置３０に返送することにより、脱窒装置４０の処理液に含有される余剰のアンモニアを亜硝酸化することができるので、脱窒装置４０から系外に排出されるアンモニア量を低減できるようになる。
【００５４】
つまり、上述の第一から第三の何れかの態様の処理方法に加えて、前記脱窒処理による処理液を前記亜硝酸化処理に供給することを特徴とする懸濁性有機物含有廃水の処理方法が実行される。
【００５５】
図５には、第五の態様の懸濁性有機物含有廃水の処理システムが示されている。当該処理システムは、懸濁性有機物を含有する被処理水を浄化するシステムであり、被処理水に含まれる懸濁性有機物を分離する懸濁性有機物分離装置１０と、懸濁性有機物分離装置１０で分離した懸濁性有機物を嫌気性消化する汚泥嫌気性消化装置２０と、汚泥嫌気性消化装置２０の消化液に含有するアンモニアを好気条件下で亜硝酸に酸化する亜硝酸化装置３０と、亜硝酸化装置３０の処理液に含有する亜硝酸態窒素を電子受容体とし、アンモニア態窒素を電子供与体とする独立栄養性脱窒微生物による嫌気的アンモニア酸化処理を行なう嫌気的アンモニア酸化装置４０Ａと、嫌気的アンモニア酸化装置４０Ａの処理液に含有する亜硝酸を従属栄養性脱窒微生物によって脱窒処理を行なう従属栄養性脱窒装置４０Ｂと、懸濁性有機物分離装置１０で懸濁性有機物が除去された分離液を、従属栄養性脱窒装置４０Ｂに供給する第１移送経路Ｒ１と亜硝酸化装置３０に供給する第２移送経路Ｒ２を備えている。
【００５６】
このように脱窒装置４０を一槽ではなく、嫌気的アンモニア酸化装置４０Ａと従属栄養性脱窒装置４０Ｂの２槽直列式で構成し、夫々の槽で、嫌気的アンモニア酸化処理と、従属栄養性脱窒微生物による脱窒処理を行うように構成することができる。
【００５７】
上述の構成によれば、嫌気的アンモニア酸化装置４０Ａで生成された硝酸態窒素を電子受容体とし、懸濁性有機物分離装置１０で懸濁性有機物が除去された分離液に含有する有機物を電子供与体とする従属栄養性脱窒微生物による脱窒反応によって、硝酸と有機物を除去することができるので、第一の態様の処理システムと同様に、処理システムの系外に排出される硝酸量や有機物量を低減できるようになる。
【００５８】
さらに、第二の態様の処理システムと同様に、亜硝酸化装置３０内の亜硝酸濃度を亜硝酸化に適した濃度に調整することができるので反応効率を向上させることができる。その結果、温度やｐＨ制御が不要となり電力コストや薬品コストを節約することができるようになる。
【００５９】
第五の態様の処理システムは図５に示すように、従属栄養性脱窒装置４０Ｂの処理液を亜硝酸化装置３０に供給する第３移送経路Ｒ３を備えていてもよい。第３移送経路Ｒ３を介して、従属栄養性脱窒装置４０Ｂの処理液の一部を亜硝酸化装置３０に返送することにより、第四の態様の処理システムと同様に、従属栄養性脱窒装置４０Ｂの処理液に含有される余剰のアンモニアを亜硝酸化することができるので、従属栄養性脱窒装置４０Ｂから系外に排出されるアンモニア量を低減できるようになる。
【００６０】
上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
１０：懸濁性有機物分離装置
２０：汚泥嫌気性消化装置
３０：亜硝酸化装置
４０Ａ：嫌気的アンモニア酸化装置
４０Ｂ：従属栄養性脱窒装置
５０：有機物低減装置
Ｒ１：第１移送経路
Ｒ２：第２移送経路
Ｒ３：第３移送経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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