(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯx−Ｎを含有する窒素含有排水を、脱窒槽を含む窒素除去系において処理する方法において、
ＮＯx−Ｎを含有する排水を２個以上の脱窒槽に導入して窒素を生物学的に脱窒する脱窒工程と、
窒素除去系において生成する生物汚泥の一部を引き抜いて易生物分解性に改質処理したのち、この改質汚泥を前記脱窒槽に導入する改質工程とを含み、
前記脱窒工程の前段の脱窒槽に排水および改質汚泥を導入し、ＢＯＤ流入量を脱窒槽に流入するＮＯx−Ｎ負荷の２．５倍以下となるように制御することにより、前段の脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように脱窒し、
前段の脱窒槽の脱窒液を後段の脱窒槽に導入するとともに、ＢＯＤ源として改質汚泥以外の基質を注入して、後段の脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように、残留ＮＯx−Ｎを脱窒する
窒素含有排水の処理方法。
【請求項２】
脱窒槽へのＢＯＤ流入量を改質汚泥の流入量および／または基質の注入量により調節する請求項１記載の処理方法。
【請求項３】
改質処理がオゾン処理である請求項１または２記載の処理方法。
【請求項４】
直列に設けられた少なくとも２個の脱窒槽を使用して脱窒工程を行い、前段の脱窒槽において脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように脱窒し、後段の脱窒槽において脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように脱窒する請求項１ないし３のいずれかに記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は窒素含有排水から窒素を生物学的脱窒処理により除去するようにした窒素含有排水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンモニア性または有機性窒素化合物を含む排水を処理する方法として、生物学的硝化脱窒処理法がある。この方法は活性汚泥により排水中のＣＯＤ，ＢＯＤ成分を分解するとともに、有機性窒素化合物をアンモニア性窒素とし、アンモニア性窒素を硝化細菌により硝酸性または亜硝酸性窒素に硝化（酸化）した後、脱窒細菌により窒素ガスに還元して脱窒する方法である。この処理法では、脱窒槽を前段に設け、硝化液と分離汚泥を脱窒槽に返送して原水と混合し、脱窒を行うと同時にＢＯＤ成分を分解する方法も行われている。
【０００３】
このような生物学的硝化脱窒法では、硝化工程において生成する硝酸性または亜硝酸性窒素を脱窒工程において脱窒細菌の作用により還元して窒素ガスに転換する際、脱窒細菌の硝酸呼吸に必要な水素の供与体を添加する必要がある。
この水素供与体としてメタノールのような基質を添加すると、処理コストが高くなるとともに、余剰汚泥が増加する。脱窒工程に原水または他の排水を導入して、そのＢＯＤ成分を利用する場合でも、そのままの状態で排出すると処理水にアンモニウムイオンがそのまま残留するため、最終脱窒工程には窒素を含まない有機物を系外から添加する必要がある。
【０００４】
このような点を解決する方法として、特公昭５９−４８６７７号には、例えば窒素除去系から排出される余剰汚泥を熱アルカリで分解し、その可溶化液を脱窒工程に導入して水素供与体として用いる方法が提案されている。
また特開平８−１１９０号には、脱窒処理にオゾン処理を組み込むことにより、余剰汚泥の発生量を削減できるとともに、メタノールなどのＢＯＤ源の使用量を低減できる排水の生物学的窒素除去方法が記載されている。
【０００５】
上記従来の方法では、アルカリ処理やオゾン処理した改質汚泥を脱窒反応の水素供与体として利用しているので、脱窒反応に添加するＢＯＤ源の使用量を低減することができるが、脱窒反応においてはＮＯxが電子受容体として働くので、脱窒槽内の残留ＮＯx濃度が著しく低い状態では改質汚泥の分解反応が阻害され、十分な汚泥減量効果は得られないという問題点がある。
【０００６】
一方、脱窒槽内にＮＯxを存在させることにより上記問題点の解決を図れば、ＮＯxが沈殿槽に流入し、沈殿槽内で脱窒反応により窒素ガスが発生し、窒素ガスが汚泥に付着して汚泥浮上の問題を引き起こす。この汚泥浮上が発生すると、処理水ＳＳ濃度が上昇悪化し、沈殿槽水面にスカム・発泡を引き起こし、甚だしい場合には大量の汚泥が処理水に流出して脱窒処理に必要な汚泥量を系内に維持できなくなる場合もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記二律背反を解決するため、脱窒のための有機物の添加量を削減することができるとともに、余剰汚泥の生成量を効率よく減少させることができ、しかも安定して高水質の処理水を得ることができる窒素含有排水の処理方法を提案することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は次の窒素含有排水の処理方法である。
（１）  ＮＯx−Ｎを含有する窒素含有排水を、脱窒槽を含む窒素除去系において処理する方法において、
ＮＯx−Ｎを含有する排水を２個以上の脱窒槽に導入して窒素を生物学的に脱窒する脱窒工程と、
窒素除去系において生成する生物汚泥の一部を引き抜いて易生物分解性に改質処理したのち、この改質汚泥を前記脱窒槽に導入する改質工程とを含み、
前記脱窒工程の前段の脱窒槽に排水および改質汚泥を導入し、ＢＯＤ流入量を脱窒槽に流入するＮＯx−Ｎ負荷の２．５倍以下となるように制御することにより、前段の脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように脱窒し、
前段の脱窒槽の脱窒液を後段の脱窒槽に導入するとともに、ＢＯＤ源として改質汚泥以外の基質を注入して、後段の脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように、残留ＮＯx−Ｎを脱窒する
窒素含有排水の処理方法。
（２）  脱窒槽へのＢＯＤ流入量を改質汚泥の流入量および／または基質の注入量により調節する上記（１）記載の処理方法。
（３）  改質処理がオゾン処理である上記（１）または（２）記載の処理方法。
（４）  直列に設けられた少なくとも２個の脱窒槽を使用して脱窒工程を行い、前段の脱窒槽において脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように脱窒し、後段の脱窒槽において脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように脱窒する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の処理方法。
【０００９】
本明細書において「ＮＯx−Ｎ」は「硝酸性窒素」および／または「亜硝酸性窒素」を意味する。また「ＮＯx」は「硝酸イオン」および／または「亜硝酸イオン」を意味する。さらに「基質」とは、水素供与体として脱窒反応に添加するＢＯＤ源のうちの改質汚泥以外のもの、例えばメタノールや酢酸、あるいはＢＯＤ成分を含む原水や他の排水などである。
【００１０】
本発明の処理対象とする排水は、硝酸および／または亜硝酸を含有する排水であり、このほか有機物、その他の不純物を含んでいてもよい。排水中に有機性窒素化合物またはアンモニア性窒素化合物が含まれている場合は、有機物分解工程を設けて好気性または嫌気性下に処理し、活性汚泥により排水中のＣＯＤ、ＢＯＤ成分を分解するとともに、有機性窒素化合物をアンモニア性窒素とし、硝化工程を設けてアンモニア性窒素を硝化細菌により好気性下に硝酸性または亜硝酸性窒素に硝化（酸化）して、脱窒工程に供することができる。有機物分解工程および硝化工程は従来のものと同様の方法を採用することができる。このような窒素除去系において、各工程の組合せあるいは回数等は排水に応じて自由に設定できる。例えば、脱窒槽の前段に硝化槽を設け、硝化および脱窒を行う方法；脱窒槽を後段に硝化槽を設け、硝化液と分離汚泥を脱窒槽に返送して原水と混合し、脱窒と同時にＢＯＤの除去を行い、その後硝化、脱窒を行う方法；有機物分解工程として好気処理と嫌気処理を組み合せる方法等を採用することも可能である。
【００１１】
本発明における脱窒工程は、２個以上の脱窒槽を用いて脱窒を行うが、好ましくは２〜４個の脱窒槽を用いて行うのが望ましい。２個以上の脱窒槽を用いる場合、少なくとも２個の脱窒槽は直列に配置するのが好ましい。
【００１２】
まず、２個の脱窒槽を直列に配置して脱窒する場合について説明する。前段の脱窒槽では、排水および改質汚泥を導入し、この脱窒槽からの流出水のＮＯx濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌ、好ましくは１０〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように生物学的に脱窒を行う。すなわち、前段の脱窒槽ではＮＯxが残留するように脱窒を行い、完全には脱窒を行わない。後段の脱窒槽では、前段の脱窒液を導入し、この後段の脱窒槽からの流出水のＮＯx濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように生物学的に脱窒を行う。すなわち、後段の脱窒槽ではできるだけＮＯxが残留しないように脱窒を行う。
【００１３】
上記のような条件で脱窒を行うことにより、前段の脱窒槽では改質汚泥をＢＯＤ源として脱窒が進行するとともに、改質汚泥も効率よく無機化され、汚泥減量が良好に行われる。このため前段の脱窒槽には改質汚泥以外のＢＯＤ源の添加は通常不要であるが、添加することもできる。
【００１４】
後段の脱窒槽ではできるだけＮＯxが残留しないように脱窒を行うことにより、後工程の沈殿槽で脱窒現象による汚泥浮上を防止する。脱窒現象による汚泥浮上を防止するためには、ＮＯx濃度を、沈殿槽内に溶存酸素が存在しない場合はほぼゼロ、溶存酸素が存在する場合（例えば脱窒槽と沈殿槽の間に再曝気槽を備えている場合）でも１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下とする。
【００１５】
次に、前段の脱窒槽内のＮＯx濃度を５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌに制御する方法について説明する。脱窒槽内の残留ＮＯx濃度の決定に関与する要素はＮＯx含有排水の流入と、脱窒反応に必要なＢＯＤ源の流入である。この両者のバランスを維持するため、流入するＮＯxに比例した量のＢＯＤを注入し、その比率がＢＯＤ／Ｎ＝２．５〜４程度であれば、ＮＯxの除去が良好に行われることが知られている。本発明ではこのような従来の知見を参考に、前段の脱窒槽の槽内液のＢＯＤ／Ｎ比を２．５以下となるように制御すれば、脱窒槽内の残留ＮＯx濃度がゼロとならず、５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌに維持することができる。
【００１６】
前段の脱窒槽内のＢＯＤ／Ｎ比を２．５以下に制御するには、主として改質汚泥の導入量を調節することにより制御するが、場合によってはＢＯＤ源としてメタノールなどの分解速度の速い基質も使用することとし、この注入量を制御したり、ＮＯx−Ｎを注入する方法などを併用することもできる。
ＢＯＤ／Ｎ比が２．５以下のいずれの値を採用するかについては、事前の実験や試運転を行って決定することが好ましい。このような実験、試運転においては、ＢＯＤ／Ｎ比を変更しながら運転を行い、実際に脱窒槽内のＮＯx濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌ、好ましくは１０〜１００ｍｇ−Ｎ／ＬとなるＢＯＤ／Ｎ比を見い出せばよい。
【００１７】
後段の脱窒槽ではＢＯＤ／Ｎ比を２．５〜４に制御することにより、十分にＮＯxを除去して沈殿槽での汚泥浮上を防止する。
後段の脱窒槽には、ＢＯＤ源としてメタノールなどの分解速度の速い改質汚泥以外の基質を注入して、脱窒槽内のＮＯx濃度を積極的に制御するのが好ましい。また硝酸排水を後段の脱窒槽に導入してもよい。
【００１８】
３個以上の脱窒槽を用いて脱窒工程を行う場合は、沈殿槽に最も近い脱窒槽において、この脱窒槽からの流出水のＮＯx濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように生物学的に脱窒を行い、他の少なくとも１個の脱窒槽では脱窒槽からの流出水のＮＯx濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌ、好ましくは１０〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように生物学的に脱窒を行うのが望ましい。脱窒槽からの流出水のＮＯx濃度の制御は前記と同じ方法により制御することができる。
【００２０】
脱窒工程により窒素を除去した液は、残留する有機物を除去するために、必要に応じて再曝気を行った後、固液分離を行って、生物汚泥を分離し、分離液を処理水として排出する。
【００２１】
本発明では、上記のような脱窒工程を含む窒素除去系において生成する生物汚泥の少なくとも一部を引き抜き、改質処理することにより汚泥を易生物分解性に分解してＢＯＤ化した後、脱窒槽に導入する。
改質処理する生物汚泥は、脱窒工程のほか、固液分離工程、あるいは排水の種類に応じて必要により設けられる有機物分解工程または硝化工程などから引き抜くこともできる。
【００２２】
具体的な引抜位置としては、脱窒槽のほか、脱窒槽の前段または後段に設けられた硝化槽、曝気槽もしくは沈殿槽などがあげられる。脱窒槽を複数設けた場合、どの脱窒槽から引き抜いてもよいが、後段側の脱窒槽から引き抜くのが好ましい。改質処理するために引き抜く生物汚泥は濃縮された状態であってもよく、また希薄な状態であってもよい。引抜汚泥はそのまま改質処理してもよく、遠心分離機などによりさらに高濃度に濃縮してもよい。
【００２３】
生物汚泥を引き抜く量は、基本的には１日あたり、系内に保有される汚泥固形物（ＶＳＳ）量の１／２０〜１／３の量とし、引き抜く対象の工程の能力、汚泥の性状、および改質処理の程度等に応じて調整できる。
【００２４】
引抜汚泥を生物が分解し易い性状に改質する改質処理方法としては、任意の方法を採用することができる。例えば、オゾン処理による改質処理、酸処理による改質処理、アルカリ処理による改質処理、加熱処理による改質処理、高圧パルス放電処理、ボールミル、コロイドミル等のミルによる磨砕処理、これらを組み合せた改質処理等を採用することができる。これらの中ではオゾン処理による改質処理が、処理操作が簡単かつ処理効率が高いため好ましい。
【００２５】
改質処理としてのオゾン処理は、引き抜いた生物汚泥とオゾンを例えば常温で接触させることにより行うことができる。接触方法としては、オゾン処理槽に汚泥を導入してオゾンを吹込む方法などが採用できる。オゾンとしてはオゾンガスの他、オゾン含有空気、オゾン化空気などが使用できる。
このオゾン処理においては、オゾンを生物汚泥に対して２〜１０重量％の範囲内で反応させるのが好ましい。こうしてオゾン処理された汚泥は、対汚泥あたりのオゾン注入率が０．０２ｍｇ−オゾン／ｍｇ−ＳＳ以上では、生物汚泥の細胞壁の糖鎖長が小さくなって生分解性が非常に向上する。
【００２６】
オゾン処理に際しては生物汚泥をｐＨ５以下に調整すると、オゾン使用量を減少させることができる。その場合、オゾン処理後に再度ｐＨ調整して脱窒工程に導入することにより、脱窒細菌の活性を維持することが可能である。
【００２７】
改質処理としての酸処理では、引抜汚泥を改質槽に導き、塩酸、硫酸などの鉱酸を加え、ｐＨ２．５以下、好ましくはｐＨ１〜２の酸性条件下で所定時間滞留させればよい。滞留時間としては、例えば５〜２４時間とする。この際、汚泥を加熱、例えば５０〜１００℃に加熱すると改質が促進されるので好ましい。このような酸による処理により汚泥は易生物分解性に改質される。
【００２８】
また、汚泥の改質処理としてのアルカリ処理では、引抜汚泥を改質槽に導き、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを汚泥に対して０．１〜１重量％加え、所定時間滞留させればよい。滞留時間は０．５〜２時間程度で汚泥は易生物分解性に改質される。この際、汚泥を加熱し、例えば５〜１００℃に加熱すると改質が促進されるので好ましい。
【００２９】
改質処理としての加熱処理は、加熱処理単独で行うこともできるが、酸処理またはアルカリ処理と組み合せて行うのが好ましい。加熱処理単独で行う場合は、例えば温度７０〜１００℃、滞留時間２〜３時間とすることができる。
【００３０】
高電圧のパルス放電処理は、電極間隔３〜１０ｍｍ、好ましくは４〜８ｍｍのタングステン／トリウム合金等の＋極と、ステンレス鋼等の−極間に汚泥を存在させ、印加電気１０〜５０ｋＶ、好ましくは２０〜４０ｋＶ、パルス間隔２０〜８０Ｈｚ、好ましくは４０〜６０Ｈｚでパルス放電を行い、汚泥は順次循環させながら処理を行うことができる。
【００３１】
このようにして改質処理された改質処理汚泥は前段の脱窒槽に導入する。この場合、導入量を調節するなど、前記方法により前段の脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように制御する。脱窒槽が複数あるので、上記以外の脱窒槽に導入することもできる。
【００３２】
本発明の方法では、改質処理した汚泥を前段の脱窒槽に導入するとともに、前段の脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように制御するので、前段の脱窒槽における改質汚泥の分解反応が阻害されることはない。このため改質汚泥の分解速度は速く、汚泥減量が良好に行われ、排出される余剰汚泥量は減少し、場合によっては余剰汚泥量をゼロにすることも可能である。
また改質汚泥を水素供与体として効率よく脱窒が進行するので、メタノール等の基質を系外から添加する必要がなくなるか、あるいは添加量が減少する。
さらに、脱窒槽が複数設けられているため、後段の脱窒槽において残留する硝酸イオンおよび亜硝酸イオンをできるだけ除去することにより、沈殿槽における汚泥浮上が防止され、安定して高水質の処理水を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の窒素含有排水の処理方法は、脱窒槽流出水のＮＯx濃度が特定の濃度となるように脱窒している前段の脱窒槽に改質汚泥を導入して脱窒し、前段の脱窒槽の脱窒液を後段の脱窒槽に導入するとともに、ＢＯＤ源として改質汚泥以外の基質を注入して、後段の脱窒槽流出水のＮＯx濃度が特定濃度以下となるように脱窒するので、改質汚泥の前段の脱窒槽での分解反応を促進して脱窒のための有機物の添加量を削減することができるとともに、余剰汚泥の生成量を効率よく減少させることができ、しかも安定して高水質の処理水を得ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面の実施例により説明する。
図１は実施例の窒素含有排水の処理方法を示す系統図であり、改質処理としてオゾン処理を採用し、直列に配置した２個の脱窒槽により脱窒する場合の例を示している。図１において、１は第１脱窒槽、２は第２脱窒槽、３は曝気槽、４は沈殿槽、５はｐＨ調整槽、６はオゾン処理槽である。
【００３５】
第１脱窒槽１に原水路１０から原水を導入し、沈殿槽４から返送汚泥路１１を通して返送される返送汚泥と混合するとともに、オゾン処理槽６からオゾン処理汚泥をオゾン処理汚泥路１２を通して導入し、嫌気性下で攪拌器１３により緩やかに攪拌して脱窒細菌により脱窒処理を行う。第１脱窒槽１では、導入するオゾン処理汚泥の量を調節することにより、第１脱窒槽１に流入するＢＯＤ量を第１脱窒槽１に流入するＮＯx−Ｎ負荷の２．５倍以下となるように制御し、これにより第１脱窒槽１から第２脱窒槽２に送られる液のＮＯx−Ｎ濃度が５〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌ、好ましくは１０〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるように制御する。このようにして脱窒することにより、オゾン処理汚泥が効率よく分解され、しかも脱窒細菌がオゾン処理汚泥中のＢＯＤ成分を水素供与体として利用して増殖し、硝酸イオンおよび亜硝酸イオンを窒素ガスに還元して除去する。窒素ガスは排ガス路１４から排出する。
【００３６】
第１脱窒槽１の槽内液は連絡路１５から第２脱窒槽２に導入し、ＢＯＤ注入路１６からメタノールを注入し、嫌気性下で攪拌器１７により緩やかに攪拌して脱窒処理を行う。第２脱窒槽２では注入するメタノール量を調節することにより、第２脱窒槽２に流入するＢＯＤ量を第２脱窒槽２に流入するＮＯx−Ｎ負荷の２．５〜４倍となるように制御し、これにより第２脱窒槽２から曝気槽３に送られる液のＮＯx−Ｎ濃度が１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下となるように制御する。このようにして脱窒することにより、脱窒細菌がメタノールを水素供与体として利用して増殖し、残留する硝酸イオンおよび亜硝酸イオンをほぼ完全に窒素ガスに還元して除去するので、沈殿槽４における汚泥浮上が防止される。窒素ガスは排ガス路１８から排出する。
【００３７】
第２脱窒槽２の脱窒液は連絡路２０から曝気槽３に導入して好気処理し、残留有機物を分解する。
曝気液は連絡路２１から沈殿槽４に導入して固液分離し、分離汚泥の一部を返送汚泥路１１から第１脱窒槽１に返送し、分離液を処理水として処理水路２２から排出する。第２脱窒槽２においてほぼ完全に脱窒されているので、沈殿槽４における汚泥浮上は防止され、固液分離は良好に行われる。このため処理水質の悪化は生じない。
【００３８】
ｐＨ調整槽５では、沈殿槽４で固液分離された分離汚泥の他の一部を連絡路２３から導入し、ｐＨ５以下に調整する。
オゾン処理槽６では、ｐＨ調整された汚泥を連絡路２４から導入し、これをオゾン処理して可溶化しＢＯＤ化する。このオゾン処理汚泥をオゾン処理汚泥路１２から第１脱窒槽１に導入して脱窒を行うことにより、オゾン処理汚泥を脱窒細菌の硝酸呼吸に必要な水素供与体として利用する。なお余剰汚泥が生じる場合は、汚泥排出路２５から系外に排出する。
【００３９】
このように生物汚泥をオゾン処理したオゾン処理汚泥は、生物汚泥がＢＯＤ化して生分解性がよいため、オゾン処理汚泥路１２から第１脱窒槽１に導入し、かつ導入量を脱窒槽流出水のＮＯx−Ｎ濃度が前記濃度となるように制御すると、オゾン処理汚泥が第１脱窒槽１で効率よく分解され、しかも脱窒細菌の硝酸呼吸に必要な水素供与体として利用される。このためメタノール等の基質を系外から添加することなく脱窒工程を行うことができる。これにより処理コストが低下するとともに、余剰汚泥量が減少する。また第２脱窒槽２から曝気槽３に送られる液のＮＯx−Ｎ濃度が前記濃度となるように制御してさらに脱窒することにより、残留する硝酸イオンおよび亜硝酸イオンがほぼ完全に除去され、これにより沈殿槽４における汚泥浮上が防止され、安定して高水質の処理水を得ることができる。
【００４０】
【実施例】
次に本発明を実施例により説明する。
【００４１】
試験例１
脱窒槽内の残留ＮＯx濃度と、汚泥減量性能との関係を求める試験を、密閉式のバッチ実験槽を用いて行った。すなわちオゾンを用いて易生物分解性に改質した汚泥を用いて、その分解速度を測定し、硝酸濃度と汚泥分解速度との関係を明らかにした。改質汚泥の分解速度は、注入した硝酸濃度の減少速度から求めた。
結果を図２に示す。
【００４２】
図２の結果からわかるように、改質汚泥の分解速度は硝酸濃度が５ｍｇ−Ｎ／Ｌ未満では非常に遅く、５〜１０ｍｇ−Ｎ／Ｌの範囲では硝酸濃度の上昇に伴って分解速度が上昇し、１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上ではほぼ一定の分解速度となり、それ以上硝酸濃度を上昇させても改質汚泥分解速度の上昇は見られない。
この試験結果から、脱窒槽の残留ＮＯx濃度を５ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上、好ましくは１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上に維持することにより、改質汚泥の分解が効率よく進行し、汚泥減量が良好に行われると判断することができる。
【００４３】
実施例１、比較例１
図１の装置を用いて、表１に示すステンレス洗浄排水の脱窒処理を行った。ただし、オゾン処理する汚泥は沈殿槽４の代わりに第２脱窒槽２から引き抜いた。
第１脱窒槽１容量は２４０Ｌ、第２脱窒槽２容量は３３０Ｌ、曝気槽３は１７０Ｌとした。
【００４４】
【表１】
表１  排水組成
0004617572.tif 000002
【００４５】
表１に示した窒素含有排水を窒素負荷６７０ｇ−Ｎ／ｄ（９６Ｌ／ｈ）にて脱窒処理した。ＢＯＤ源として、第１脱窒槽１および第２脱窒槽２全体としてＢＯＤ／Ｎ＝２．９（１９４０ｇ−ＢＯＤ／ｄ）に相当するメタノールを注入した。第１脱窒槽１、第２脱窒槽２および曝気槽３のｐＨは塩酸を用いて７．０に制御した。第２脱窒槽２の汚泥８００ｇ−ＶＳＳ／ｄをポンプで連続して引き抜き、ｐＨ調整槽５にて塩酸を用いてｐＨ３に調整した後オゾン処理槽６に導入し、１．６〜２．５％−オゾン／ＶＳＳのオゾンガスと反応させて汚泥改質処理を行い、この改質汚泥を第１脱窒槽１に戻した。沈殿槽４からの返送汚泥流量は１４０Ｌ／ｈとし、第１脱窒槽１に返送した。
【００４６】
メタノールの注入方法は、実施例１においては、第１脱窒槽１ではメタノール注入なしとし、第２脱窒槽２に１９４０ｇ−ＢＯＤ／ｄすべてのメタノールを注入した。この時、実施例１の第１脱窒槽１では以下の計算の通りＢＯＤ／Ｎ＝１．１とした。
オゾン処理したオゾン処理汚泥のＢＯＤは、分析の結果０．９ｇ−ＢＯＤ／ｇ−ＶＳＳであったので、第１脱窒槽１に流入させたＢＯＤは、
０．９×８００＝７２０ｇ−ＢＯＤ／ｄ
であり、一方第１脱窒槽１への窒素負荷は６７０ｇ−Ｎ／ｄであるので、
ＢＯＤ／Ｎ＝７２０／６７０＝１．１
【００４７】
また第２脱窒槽２では以下の計算の通りＢＯＤ／Ｎ＝４．３であった。
第２脱窒槽２への流入窒素
＝第１脱窒槽１の残留硝酸濃度測定値×（原水量＋返送汚泥流量）
＝８０ｍｇ−Ｎ／Ｌ × （９６Ｌ／ｈ ＋ １４０Ｌ／ｈ ）
＝１８．９ｇ−Ｎ／ｈ
＝４５０ｇ−Ｎ／ｄ
メタノール注入比率
＝１９４０ｇ−ＢＯＤ  ÷  ４５０ｇ−Ｎ
＝４．３
【００４８】
一方比較例１として、実施例１の第１脱窒槽１および第２脱窒槽２の代わりに、容量５７０Ｌの脱窒槽一槽に置き換えた装置を用いて、実施例１と同様の処理を行った。メタノールは実施例１と同じ量（１９４０ｇ−ＢＯＤ／ｄ）を脱窒槽に注入した。このときのメタノール注入比率はＢＯＤ／Ｎ＝２．９であった。
【００４９】
実施例１、比較例１ともに、それぞれの運転条件を一定に保ち、３０日間連続運転を行って、窒素除去性能と汚泥減量性能を比較した。種汚泥は同じ排水を処理する実装置から採取し、初期濃度を４０００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌとして処理を開始した。余剰汚泥の引き抜きは行わなかった。処理結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
0004617572.tif 000003
【００５２】
表２の結果から、実施例１および比較例１ともに窒素除去性能は十分であったが、実施例１では汚泥濃度が運転開始時の濃度が維持されたのに対して、比較例１では著しい汚泥濃度の上昇が起き、沈殿槽の汚泥界面の上昇が起きた。そのまま放置すると汚泥と処理水の沈殿分離ができなくなることが予想され、汚泥を引き抜いて余剰汚泥を処理する必要があった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の窒素含有排水の処理方法の系統図である。
【図２】試験例１の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  第１脱窒槽
２  第２脱窒槽
３  曝気槽
４  沈殿槽
５  ｐＨ調整槽
６  オゾン処理槽
１０  原水路
１１  返送汚泥路
１２  オゾン処理汚泥路
１３、１７  攪拌器
１４、１８  排ガス路
１５、２０、２１、２３、２４  連絡路
１６  ＢＯＤ注入路
２２  処理水路
２５  汚泥排出路
【図１】
0004617572.tif 000004
【図２】
0004617572.tif 000005