(57)【要約】【課題】汚泥と処理水の分離に曝気状態での膜分離を適用する硝化脱窒処理において、硝化槽での発泡や脱水効果の悪化などを招くことなく、簡単な構成と操作で処理水中の窒素濃度を低くして、良好な処理水を得ることができる含窒素有機性排水の処理方法および装置を提供する。【解決手段】１次脱窒槽１において含窒素有機性排水を硝化液と混合して生物脱窒するとともに有機物を分解し、１次硝化槽２において１次脱窒液を生物硝化し、２次脱窒槽３において１次硝化液を実質的に窒素を含まない基質と混合して生物脱窒し、膜分離槽５において２次脱窒液を曝気状態で膜分離し、濃縮液循環工程において膜分離槽５の濃縮液を１次脱窒槽１ａに返送すると共に２次脱窒槽３に返送して脱窒し、含窒素有機性排水を処理する。【選択図】図１
2005118719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
含窒素有機性排水を硝化液と混合して生物脱窒するとともに有機物を分解する１次脱窒工程と、
１次脱窒液を生物硝化する１次硝化工程と、
１次硝化液を実質的に窒素を含まない基質と混合して生物脱窒する２次脱窒工程と、
２次脱窒液を曝気状態で膜分離する膜分離工程と、
膜分離工程の濃縮液の一部を１次脱窒工程に返送する第１の返送工程と、
膜分離工程の濃縮液の他の一部を２次脱窒工程に返送する第２の返送工程と
を含む含窒素有機性排水の処理方法。
【請求項２】
１次脱窒工程および１次硝化工程はそれぞれ交互に複数段階を行うステップ脱窒、硝化工程である請求項１記載の方法。
【請求項３】
２次脱窒工程と膜分離工程間に、２次脱窒液を再曝気する再曝気工程を含む請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
含窒素有機性排水を硝化液と混合して生物脱窒するとともに有機物を分解する１次脱窒槽と、
１次脱窒液を生物硝化する１次硝化槽と、
１次硝化液を実質的に窒素を含まない基質と混合して生物脱窒する２次脱窒槽と、
２次脱窒液を曝気状態で膜分離する膜分離槽と、
膜分離槽の濃縮液の一部を１次脱窒槽に返送する第１の返送路と、
膜分離槽の濃縮液の他の一部を２次脱窒槽に返送する第２の返送路と
を含む含窒素有機性排水の処理装置。
【請求項５】
１次脱窒槽および１次硝化槽はそれぞれ交互に複数段階を行うステップ脱窒槽および硝化槽である請求項４記載の装置。
【請求項６】
２次脱窒槽と膜分離槽間に、２次脱窒液を再曝気する再曝気槽を含む請求項４または５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含窒素有機性排水の処理方法および装置に関し、特にし尿等の含窒素有機性排水を好気的に処理し、有機物を除去するとともに硝化脱窒を行う処理方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
し尿等の含窒素有機性排水の処理方法および装置として、１次脱窒槽で含窒素有機性排水を硝化液と混合して生物脱窒するとともに有機物を分解し、１次硝化槽で硝化して硝化液の一部を１次脱窒槽に返送するとともに、残部を２次脱窒槽に導入して脱窒し、再曝気槽で再曝気した後、沈殿槽で沈殿分離し、汚泥の一部を第１脱窒槽に返送する方法および装置は良く知られている（例えば特許文献１）。また上記処理方法および装置において、沈澱槽の替わりに、曝気状態で膜分離する膜分離装置を設置し、汚泥と処理水の分離に膜分離を適用する方法も良く知られている（例えば特許文献２）。
【０００３】
図２はこれらを適用した従来の含窒素有機性排水の処理方法および装置を示すフロー図である。処理装置１０を構成する１次脱窒槽１は複数段の第１脱窒槽１ａ、第２脱窒槽１ｂ、第３脱窒槽１ｃ、第４脱窒槽１ｄからなり、１次硝化槽２は複数段の第１硝化槽２ａ、第２硝化槽２ｂ、第３硝化槽２ｃ、第４硝化槽２ｄからなり、これらは交互に配置され、続いて２次脱窒槽３、再曝気槽４、膜分離槽５、ポンプピット６が配置され、全体が１次脱窒槽１ａ側からポンプピット６側へ液が流れるようにシリーズに連絡している。
【０００４】
原水路１１は分岐路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分岐して、それぞれ第１脱窒槽１ａ、第２脱窒槽１ｂ、第３脱窒槽１ｃ、第４脱窒槽１ｄに連絡している。給気路１２は分岐路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅに分岐して、それぞれ第１硝化槽２ａ、第２硝化槽２ｂ、第３硝化槽２ｃ、第４硝化槽２ｄおよび再曝気槽４の下部に設けられた散気装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅに連絡している。２次脱窒槽３には基質供給路１３が連絡している。
【０００５】
膜分離槽５には膜モジュール８が配置され、その下部に設けられた散気装置７ｆに給気路１４が連絡している。膜モジュール８は分離膜８ａにより濃縮液室８ｂと透過液室８ｃとが区画され、濃縮液室８ｂが膜分離槽５と連通し、透過液室８ｃにはポンプＰ１を有する処理水路１５が連絡している。１次硝化槽２の最終段の第４硝化槽２ｄからポンプＰ２を有する硝化液循環路１６が１次脱窒槽１の第１脱窒槽１ａに連絡している。ポンプピット６からポンプＰ３を有する第１の返送路１７が１次脱窒槽１の第１脱窒槽１ａに連絡し、ポンプピット６からポンプＰ４を有する余剰汚泥路１８が系外に連絡している。
【０００６】
上記の処理装置１０においては、原水（含窒素有機性排水）を原水路１１から分岐路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分配して、それぞれ第１脱窒槽１ａ、第２脱窒槽１ｂ、第３脱窒槽１ｃ、第４脱窒槽１ｄに供給し、空気を給気路１２から分岐路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅに分配して、それぞれ第１硝化槽２ａ、第２硝化槽２ｂ、第３硝化槽２ｃ、第４硝化槽２ｄおよび再曝気槽４の下部に設けられた散気装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅに供給して曝気する。そして１次硝化槽２の最終段の第４硝化槽２ｄから硝化液を、ポンプＰ２により硝化液循環路１６から１次脱窒槽１の第１脱窒槽１ａに循環し、ポンプピット６の濃縮液を返送汚泥として、ポンプＰ３により第１の返送路１７から１次脱窒槽１の第１脱窒槽１ａに返送して処理を行う。
【０００７】
第１脱窒槽１ａでは、含窒素有機性排水を循環硝化液および返送汚泥と混合して嫌気状態に保つことにより、脱窒菌の作用によって硝酸または亜硝酸性窒素を窒素ガスに還元して生物脱窒し、同時に原水中の有機物を基質として分解し、１次脱窒が行われる。第１脱窒槽１ａの脱窒液は第１硝化槽２ａに入り、曝気により残留有機物を分解するとともに、硝化菌の作用によって原水中のアンモニア性窒素を硝酸または亜硝酸性窒素に硝化する。第１硝化槽２ａの硝化液は第２脱窒槽１ｂに入って同様に脱窒され、その後順次第２硝化槽２ｂ、第３脱窒槽１ｃ、第３硝化槽２ｃ、第４脱窒槽１ｄおよび第４硝化槽２ｄに入って、硝化または脱窒を受ける。
【０００８】
このようにして１次脱窒槽１の複数段の第１脱窒槽１ａ、第２脱窒槽１ｂ、第３脱窒槽１ｃ、第４脱窒槽１ｄにおいて１次脱窒が行われ、１次硝化槽２の複数段の第１硝化槽２ａ、第２硝化槽２ｂ、第３硝化槽２ｃ、第４硝化槽２ｄにおいて１次硝化が行われる。第４硝化槽２ｄの１次硝化液は大部分が循環硝化液として第１脱窒槽１ａに循環するが、一部は２次脱窒槽３に入り、ここで基質供給路１３から供給されるメタノール等の実質的に窒素を含まない基質と混合して生物脱窒することにより、残留する硝酸または亜硝酸性窒素が除去され、２次脱窒が行われる。２次脱窒槽３の２次脱窒液は再曝気槽４に入り、ここで再曝気することにより、残留する有機物を分解する。
【０００９】
このようにして１次脱窒、１次硝化、２次脱窒、再曝気を交互に繰り返すことにより、原水（含窒素有機性排水）に含まれる有機物およびアンモニア性窒素は除去される。従来例えば特許文献１では、再曝気槽４の再曝気液は沈殿槽で沈殿分離し、分離汚泥の一部を第１脱窒槽１ａに返送していたが、分離汚泥の濃度を高めるために、例えば特許文献２では沈澱槽の替わりに、曝気状態で膜分離する膜分離装置を設置し、汚泥と処理水の分離に膜分離を適用するようになり、図２はこのような処理装置を示している。
【００１０】
すなわち図２において、再曝気槽４の再曝気液は膜分離槽５に導入され、給気路１４から散気装置７ｆに空気を供給して、２次脱窒液の再曝気液を曝気した状態で、膜モジュール８により膜分離を行う。膜モジュール８では、汚泥を含む再曝気液は分離膜８ａにより膜分離され、分離膜８ａを透過した透過液は透過液室８ｃから、処理水としてポンプＰ１により処理水路１５を通して取り出される。濃縮液室８ｂの濃縮液は散気装置７ｆによる曝気により分離膜８ａへの付着が防止されて膜分離槽５内に分散する。膜分離槽５の濃縮液はポンプピット６に入り、その一部は返送汚泥としてからポンプＰ３により、第１の返送路１７を通して１次脱窒槽１の第１脱窒槽１ａに返送され、他の一部は余剰汚泥としてポンプＰ４により余剰汚泥路１８を通して系外に排出される。
【００１１】
上記のような処理において、２次脱窒槽３でほぼ完全に窒素除去されていても、処理水（分離膜８ａの透過液）中に窒素が検出される場合がある。例えば固液分離槽として沈澱槽を用いる場合には、固液分離条件の選択により処理水（分離液）のＴ−Ｎを低くすることができるが、膜分離槽５を用いる場合には、処理水のＴ−Ｎを低くすることが困難であり、処理水のＴ−Ｎを安定して例えば１０ｍｇ／Ｌ以下に維持するのは困難である。その原因を調べたところ、膜分離槽５で曝気を行うことにより、汚泥中の有機窒素化合物の分解または代謝等により窒素成分が濃縮液中に溶出し、これがＮＯX−Ｎに硝化されて処理水に混入するものと推定された。
【００１２】
上記の処理水のＴ−Ｎの上昇を防止するために、硝化槽の酸素供給量を増加させることにより、少しでも分解を進めることはできるが、酸素供給量を増すと発泡等の障害があり、十分な効果を得ることができない。また返送汚泥量を増加させることにより、膜分離槽のＭＬＳＳを低下させたり、汚泥の膜分離槽での滞留時間を短くして、ＮＯX−Ｎの発生を少なくすることもできるが、膜分離槽から余剰汚泥を引き抜いて脱水する際、汚泥濃度が低くなることは脱水効果を悪化させることになる。
【００１３】
特許文献１では、無希釈のし尿を１次脱窒および硝化した後、水で希釈して２次脱窒を行うので、２次脱窒および再曝気に必要な汚泥濃度とするために、沈澱槽の分離汚泥の一部を２次脱窒槽に返送しているが、ここでは沈殿分離であるため、汚泥中の有機窒素化合物の分解または代謝等により処理水のＴ−Ｎが増加するかどうかは不明であり、分離汚泥の一部を２次脱窒槽に返送することによって処理水のＴ−Ｎが低くなるかどうかも明らかにされていない。
【特許文献１】特開平１−１６５５９号公報
【特許文献２】特開平１１−２８４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、汚泥と処理水の分離に曝気状態での膜分離を適用する硝化脱窒処理において、硝化槽での発泡や脱水効果の悪化などを招くことなく、簡単な構成と操作で処理水中の窒素濃度を低くして、良好な処理水を得ることができる含窒素有機性排水の処理方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は次の含窒素有機性排水の処理方法および装置である。
（１）  含窒素有機性排水を硝化液と混合して生物脱窒するとともに有機物を分解する１次脱窒工程と、
１次脱窒液を生物硝化する１次硝化工程と、
１次硝化液を実質的に窒素を含まない基質と混合して生物脱窒する２次脱窒工程と、
２次脱窒液を曝気状態で膜分離する膜分離工程と、
膜分離工程の濃縮液の一部を１次脱窒工程に返送する第１の返送工程と、
膜分離工程の濃縮液の他の一部を２次脱窒工程に返送する第２の返送工程と
を含む含窒素有機性排水の処理方法。
（２）  １次脱窒工程および１次硝化工程はそれぞれ交互に複数段階を行うステップ脱窒、硝化工程である上記（１）記載の方法。
（３）  ２次脱窒工程と膜分離工程間に、２次脱窒液を再曝気する再曝気工程を含む上記（１）または（２）記載の方法。
（４）  含窒素有機性排水を硝化液と混合して生物脱窒するとともに有機物を分解する１次脱窒槽と、
１次脱窒液を生物硝化する１次硝化槽と、
１次硝化液を実質的に窒素を含まない基質と混合して生物脱窒する２次脱窒槽と、
２次脱窒液を曝気状態で膜分離する膜分離槽と、
膜分離槽の濃縮液の一部を１次脱窒槽に返送する第１の返送路と、
膜分離槽の濃縮液の他の一部を２次脱窒槽に返送する第２の返送路と
を含む含窒素有機性排水の処理装置。
（５）  １次脱窒槽および１次硝化槽はそれぞれ交互に複数段階を行うステップ脱窒槽および硝化槽である上記（４）記載の装置。
（６）  ２次脱窒槽と膜分離槽間に、２次脱窒液を再曝気する再曝気槽を含む上記（４）または（５）記載の装置。
【００１６】
本発明の処理対象となる含窒素有機性排水は、窒素および有機物を含む排水であり、他の元素および無機物を含んでいてもよい。窒素としてはアンモニア性窒素、硝酸または亜硝酸性窒素、有機性窒素などがあるが、通常の含窒素有機性排水はアンモニア性窒素および有機性窒素を含むものが多い。このような含窒素有機性排水には、下水、産業排水、食品排水、し尿などがあげられる。
【００１７】
本発明の含窒素有機性排水の処理方法では、１次脱窒工程において含窒素有機性排水を硝化液と混合して生物脱窒するとともに有機物を分解し、１次硝化工程において１次脱窒液を生物硝化し、２次脱窒工程において１次硝化液を実質的に窒素を含まない基質と混合して生物脱窒し、膜分離工程において２次脱窒液を曝気状態で膜分離し、第１の返送工程において膜分離工程の濃縮液の一部を１次脱窒工程に返送し、第２の返送工程において膜分離工程の濃縮液の他の一部を２次脱窒工程に返送して、含窒素有機性排水を処理する。曝気により発泡が起る場合は、予め被処理水を希釈して処理を行い、途中では希釈を行なわずに処理するのが好ましい。
【００１８】
１次脱窒工程および１次硝化工程はそれぞれ単一の工程の組み合わせであってもよいが、それぞれの工程を交互に複数段階行うステップ脱窒およびステップ硝化工程を採用すると、効率よく窒素および有機物を含む排水を処理できるので好ましい。この場合、原水（含窒素有機性排水）を各段階の１次脱窒工程に分注して脱窒を行い、脱窒液は次段の１次硝化工程に送って硝化し、硝化液は次段の１次脱窒工程に送り、最終階の硝化液は第１段の１次脱窒工程に循環するように構成するのが好ましい。膜分離工程では２次脱窒液を曝気状態に維持するので再曝気工程を兼ねることができ、従来採用されていた再曝気工程を省略することができるが、２次脱窒工程と膜分離工程間に、２次脱窒液を再曝気する再曝気工程を設け、膜分離工程でも曝気状態に維持することができる。膜分離工程の濃縮液は、第１の返送工程において一部を１次脱窒工程に返送し、第２の返送工程において他の一部を２次脱窒工程に返送するが、さらに他の一部を余剰汚泥として系外に排出することができる。
【００１９】
上記の含窒素有機性排水の処理方法に用いるための処理装置は、含窒素有機性排水を硝化液と混合して生物脱窒するとともに有機物を分解する１次脱窒槽と、１次脱窒液を生物硝化する１次硝化槽と、１次硝化液を実質的に窒素を含まない基質と混合して生物脱窒する２次脱窒槽と、２次脱窒液を曝気状態で膜分離する膜分離槽と、膜分離槽の濃縮液の一部を１次脱窒槽に返送する第１の返送路と、膜分離槽の濃縮液の他の一部を２次脱窒槽に返送する第２の返送路とを含む装置が用いられる。
【００２０】
上記の処理装置において、１次脱窒槽および１次硝化槽はそれぞれ交互に複数段階を行うステップ脱窒槽および硝化槽の組み合わせであるのが好ましい。この場合、原水（含窒素有機性排水）を各段階の１次脱窒槽に分注して脱窒を行い、脱窒液は次段の１次硝化槽に送って硝化し、硝化液は次段の１次脱窒槽に送り、最終階の硝化液は第１段の１次脱窒槽に循環するように構成するのが好ましい。また２次脱窒槽と膜分離槽間に、２次脱窒液を再曝気する再曝気槽を設けることができる。膜分離槽の濃縮液（返送汚泥）を複数槽からなる１次脱窒槽に返送する場合、第１の返送路を先頭の１次脱窒槽に連絡するのが好ましい。
【００２１】
膜分離槽に用いる分離膜は、通常固液分離に用いられるＭＦ膜、ＵＦ膜等の透過膜が用いられ、分離膜の形態は平膜、チューブラー膜、中空糸膜などがある。このような分離膜は、分離膜により濃縮液室と透過液室とが区画された膜モジュールとして用いるのが好ましい。このような膜モジュールは、設置条件により加圧型、浸漬型のものなどが用いられる。膜分離槽の濃縮液は、膜分離槽から１次脱窒槽および／または２次脱窒槽に返送してもよいが、ポンプピットを設けてポンプピットから返送してもよい。返送手段は専用ポンプ等を用いてもよいし、返送汚泥路または余剰汚泥路から分岐してもよい。余剰汚泥路は膜分離槽またはポンプピットから余剰汚泥を引き抜き、汚泥処理へ送るように設けられる。
【００２２】
本発明の含窒素有機性排水の処理方法では、１次脱窒、１次硝化、２次脱窒、再曝気は従来の硝化脱窒方法と同様に行われる。硝化脱窒方法は標準脱窒素法、高負荷処理方法、浄化槽対応型等の方法が採用できる。２次脱窒液または再曝気液を曝気状態で膜分離することも、膜分離を採用する従来の硝化脱窒方法と同様であるが、膜分離工程の濃縮液を２次脱窒工程に循環して脱窒することにより、処理水の窒素濃度を低下させることができる。膜分離槽で膜分離することにより濃縮液のＭＬＳＳは高くなるので、濃縮液の一部を返送汚泥として１次脱窒工程へ返送し、残部を余剰汚泥として脱水処理している。
【００２３】
脱水処理を効率よく行うためには、膜分離工程の濃縮液を高濃度に維持して膜分離を行うのが好ましい。このような高濃度の濃縮液を単に膜分離槽に入れて膜分離すると、嫌気状態になって有機物が溶出して処理水質が悪化し、また汚泥が膜面に付着して膜分離効率が下がるのを防止するために、曝気状態で膜分離することが行われている。一般的には曝気により好気状態に維持すると、有機物が分解され、処理水質が良くなると考えられている。
【００２４】
ところが汚泥濃度が高い状態、例えばＭＬＳＳとして１０,０００〜２０,０００ｍｇ／Ｌの状態で濃縮液の曝気を継続すると、汚泥中に含まれる有機窒素化合物の分解または代謝等により窒素成分が濃縮液中に溶出し、これが硝酸または亜硝酸性窒素に硝化されるものと推定され、２次脱窒工程でほぼ完全に窒素除去されていても、濃縮液中に窒素が検出され、この窒素成分が処理水（分離膜の透過液）に混入し、処理水質を悪化させる場合がある。
【００２５】
都合のよいことに濃縮液中の窒素は曝気により硝酸または亜硝酸性窒素になっているので、濃縮液の一部を２次脱窒工程に循環することにより脱窒することができ、窒素濃度の低い脱窒液または再曝気液を膜分離工程に循環して、濃縮液中の窒素濃度を低くすることができる。これにより脱水処理を効率よく行うために、膜分離工程の濃縮液を高濃度に維持して膜分離を行っても、濃縮液中の窒素濃度を低く維持して、処理水の窒素濃度を低くすることができる。
【００２６】
このため硝化槽の酸素供給量を増加させたり、膜分離槽のＭＬＳＳを低下させたりする必要はなく、硝化槽での発泡や脱水効果の悪化などを招くことはない。２次脱窒工程への濃縮液の返送率は、膜分離槽の濃縮液の窒素濃度により変化させることができる。この場合、濃縮液（処理水）の窒素濃度を例えば３〜７ｍｇ／Ｌを維持するように濃縮液の返送率を選ぶと、上記窒素濃度の処理水を得ることができる。濃縮液の脱窒に必要なメタノール等の実質的に窒素を含まない基質は、２次脱窒工程へ供給される基質の量を増加することにより対応することができる。濃縮液の返送を行う２次脱窒工程あるいはその前後の工程において水による希釈を行う必要はない。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、１次脱窒工程で含窒素有機性排水を硝化液と混合して生物脱窒するとともに有機物を分解し、１次硝化工程で１次脱窒液を生物硝化し、２次脱窒工程で１次硝化液を実質的に窒素を含まない基質と混合して生物脱窒し、膜分離工程で２次脱窒液を曝気状態で膜分離し、第１の返送工程において膜分離工程の濃縮液の一部を１次脱窒工程に返送し、第２の返送工程において膜分離工程の濃縮液の他の一部を２次脱窒工程に返送して脱窒するようにしたので、汚泥と処理水の分離に曝気状態での膜分離を適用する硝化脱窒処理においても、硝化槽での発泡や脱水効果の悪化などを招くことなく、簡単な構成と操作で処理水中の窒素濃度を低くして、良好な処理水を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。図１は本発明の実施形態による含窒素有機性排水の処理方法および装置を示すフロー図である。図１の処理装置１０は図２の処理装置１０とほぼ同様に構成されているので、同一または相当部分に同一符号を付して説明を省略する。図１の処理装置１０が図２の処理装置１０と相違するところは、ポンプＰ５を有する第２の返送路２１が膜分離槽５の下部から２次脱窒槽３に連絡しているところである。
【００２９】
図１の処理装置１０による含窒素有機性排水の処理方法は、図２の処理装置１０による含窒素有機性排水の処理方法とほぼ同様に行われる。すなわち１次脱窒槽１における１次脱窒、１次硝化槽２における１次硝化、２次脱窒槽３における２次脱窒、再曝気槽４における再曝気、膜分離槽５における膜分離、硝化液循環路１６からの硝化液の循環、第１の返送路１７からの一部の濃縮液の返送、余剰汚泥路１８からの余剰汚泥の排出などは図２とほぼ同様に行われる。
【００３０】
図１の処理装置１０による含窒素有機性排水の処理方法では、膜分離槽５内の膜分離工程の濃縮液の他の一部を第２の返送路２１から、２次脱窒槽３における２次脱窒工程に返送して脱窒することにより、処理水の窒素濃度を低下させることができる。膜分離工程は膜分離槽５内の濃縮液を高濃度に維持して膜分離を行うが、このような高濃度の濃縮液を曝気状態で膜分離すると、前述のように汚泥中に含まれる有機窒素化合物の分解または代謝等により窒素成分が濃縮液中に溶出し、これが硝酸または亜硝酸性窒素に硝化されるものと推定され、濃縮液中の窒素濃度が高くなる。
【００３１】
濃縮液中の窒素は曝気により硝酸または亜硝酸性窒素になっているので、濃縮液の一部を２次脱窒槽３に返送すると、１次脱窒槽１の第４硝化槽２ｄから流入する１次硝化液とともに生物脱窒により脱窒することができる。ここで必要なメタノール等の実質的に窒素を含まない基質は、基質供給路１３から供給される基質の量を増加することにより対応することができる。このように返送する濃縮液を脱窒することにより、窒素濃度の低い脱窒液を再曝気槽４で再曝気し、窒素濃度の低い再曝気液を膜分離槽５に循環して、濃縮液中の窒素濃度を低く維持することができる。このため膜分離槽５の濃縮液のＭＬＳＳを高濃度に維持して膜分離を行っても、濃縮液中の窒素濃度を低く維持して、処理水の窒素濃度を低くすることができる。
【００３２】
上記の処理では、１次硝化槽２、再曝気槽４、膜分離槽５などにおける酸素供給量を増加させる必要はないので、発泡障害、その他の悪影響を硝化脱窒処理に及ぼすことがない。また膜分離槽５のＭＬＳＳを低下させる必要はないので、脱水効果の悪化などを招くこともない。このため簡単な構成と操作により処理水中の窒素濃度を低くして、良好な処理水を得ることができる。
【００３３】
図１において、膜分離槽５で曝気を行うので再曝気槽４を省略することもできるが、膜分離槽５と再曝気槽４で異なる条件で曝気を行うためには、膜分離槽５とは別に再曝気槽４を設けて曝気を行うのが好ましい。またポンプピット６も省略することができるが、濃縮液の返送による膜分離槽５の液面の変動を防止するためにはポンプピット６を設けて濃縮液の返送を行うのが好ましい。この場合、ポンプピット６から濃縮液の一部を２次脱窒槽３に循環することができ、第１の返送路１７から分岐路（図示省略）を通して濃縮液の一部を２次脱窒槽３に循環してもよい。
【実施例１】
【００３４】
比較例１：
図２の処理装置１０において、含窒素有機性排水として、生し尿を希釈水により１．３倍希釈した希釈し尿（ＢＯＤ５１００ｍｇ／Ｌ、ＮＨ4−Ｎ：５３０ｍｇ／Ｌ、ＮＯX−Ｎ：０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ：１０００ｍｇ／Ｌ）を原水とし、原水量１００ＫＬ／Ｄで供給して生物硝化脱窒素処理を行い、膜モジュール８として                                                  平膜型浸漬モジュールを用いて、膜分離処理を行い、膜分離槽５の濃縮液を２次脱窒槽３に返送しないで処理を行った。１次硝化液の循環量は３６０ｍ3／日、第１脱窒槽への返送汚泥量は２７０ｍ3／日であった。
【００３５】
実施例１：
図１の処理装置１０において、比較例１と同様に生物硝化脱窒素処理および膜分離処理を行い、１次硝化液の循環量は３６０ｍ3／日、第１脱窒槽への濃縮液の返送量は９７ｍ3／日とし、膜分離槽５の濃縮液の２次脱窒槽３への濃縮液の返送量は４８０ｍ3／Ｄとした。
【００３６】
比較例１および実施例１の各工程の水質を表１に示す。表１の結果から、膜分離槽５の濃縮液の一部を２次脱窒槽３に返送して処理を行うことにより、全窒素濃度の低い高水質の処理水が得られることが分かる。
【表１】
2005118719.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３７】
し尿等の含窒素有機性排水を好気的に処理し、有機物を除去するとともに硝化脱窒を行う処理方法および装置に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態による含窒素有機性排水の処理方法および装置を示すフロー図である。
【図２】従来の含窒素有機性排水の処理方法および装置を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    １次脱窒槽
１ａ    第１脱窒槽
１ｂ    第２脱窒槽
１ｃ    第３脱窒槽
１ｄ    第４脱窒槽
２    １次硝化槽
２ａ    第１硝化槽
２ｂ    第２硝化槽
２ｃ    第３硝化槽
２ｄ    第４硝化槽
３    ２次脱窒槽
４    再曝気槽
５    膜分離槽
６    ポンプピット
７ａ、７ｂ・・・    散気装置
８    膜モジュール
８ａ    分離膜
８ｂ    濃縮液室
８ｃ    透過液室
１０    処理装置
１１    原水路
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ    分岐路
１２、１４    給気路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ    分岐路
１３    基質供給路
１５    処理水路
１６    硝化液循環路
１７    第１の返送路
１８    余剰汚泥路
２１    第２の返送路
Ｐ１、Ｐ２・・・    ポンプ
【図１】
2005118719.tif 000004
【図２】
2005118719.tif 000005