(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱窒槽及び硝化槽を有する活性汚泥処理装置及びその下流側に設けた生物膜ろ過型浄化槽を用いる水の生物学的窒素除去方法において、該生物膜ろ過型浄化槽を上向流式とし、該生物膜ろ過型浄化槽の中間部に配置されたろ材充填部よりも水の上流に設置された酸化態窒素（ＮＯx−Ｎ）検知手段からの信号により制御された量の水素供与体を、該検知手段より下流でかつ該ろ材充填部よりも水の上流に注入し、一方、該ろ材充填部の下流に設置された溶存酸素（ＤＯ）検知手段からの信号により制御された量の酸素含有気体を、前記ろ材充填部のほぼ中央に注入し、該生物膜浄化槽のろ材充填部の洗浄操作により排出される洗浄排水を、活性汚泥処理装置に戻すことを特徴とする水の生物学的窒素除去方法。
【請求項２】
前記洗浄排水を、活性汚泥処理装置の脱窒槽流入部に戻すことを特徴とする請求項１に記載の生物学的窒素除去方法。
【請求項３】
前記水素供与体の注入量を、ＣＯＤ／Ｎ比が２．４以上になるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生物学的窒素除去方法。
【請求項４】
前記酸素含有気体の注入量を、ＤＯが５ｍｇ／リットル以上となるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の生物学的窒素除去方法。
【請求項５】
脱窒槽及び硝化槽を有する活性汚泥処理装置及びその下流側に設けた生物膜ろ過型浄化槽を用いる水の生物学的窒素除去装置において、該生物膜ろ過型浄化槽を上向流式とし、該生物膜ろ過型浄化槽の中間部にろ材充填部が配置され、該ろ材充填部の上流に酸化態窒素（ＮＯx−Ｎ）検知手段が設置され、該検知手段より下流でかつ該ろ材充填部よりも水の上流に、該検知手段からの信号により制御された量の水素供与体を注入する注入手段が設置され、一方、該ろ材充填部の下流に溶存酸素（ＤＯ）検知手段が設置され、前記ろ材充填部のほぼ中央に、溶存酸素（ＤＯ）検知手段からの信号により制御された量の酸素含有気体を注入する注入手段が設置され、さらに該生物膜ろ過型浄化槽のろ材充填部の洗浄操作により排出される洗浄排水を、活性汚泥処理装置に戻す配管を設けたことを特徴とする水の生物学的窒素除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水の生物学的窒素除去システムに関し、より詳細には、活性汚泥処理装置の下流に、制御された水素供与体を注入し、制御された酸素含有気体を注入する生物膜ろ過型浄化槽を配した水の生物学的窒素除去システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９９８年度末における下水道の普及率は５７％に達し、下水道整備は中小市町村に重点が移って来ている。また、水環境保全に対する意識が高まるなか、閉鎖性水域の富栄養化対策や下水処理水の循環再利用などを目的とした高度処理の促進も重要な課題となっている。高度処理法における現在の主な除去対象物質は、標準活性汚泥法で除去できない窒素とリンであり、これらの除去方式として、循環式硝化脱窒法（窒素除去）や嫌気好気法（リン除去）などがすでに実用化されている。
【０００３】
最近では、標準活性汚泥法と同等の滞留時問で、窒素、リンの同時除去可能な担体投入型活性汚泥法が開発され、その普及が期待されている。一方、生物膜ろ過法は物理的なろ過作用に加えて、ろ材に高密度に付着した微生物の働きにより溶解性有機物の除去や硝化を高速で行えることから、高機能な生物処理装置として開発が進められてきた（用水と廃水，ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．５（１９８３）、志村ら「生物膜ろ過法を用いた窒素除去プロセス」第３１回下水道研究発表会講演集（１９９４）など）。小規模下水処理においては、前記特徴に加え、沈殿池が必要なく汚泥管理が不要で維持管理が容易であることから、好気的条件で処理する好気性ろ床法が活性汚泥法に代わる二次処理方式として実用化が進んでいる。また、下水二次処理水を対象とした高度処理としても適用が進んできている。しかしながら、実用化が進んでいるこれらの方式は窒素除去に対応していないため、生物膜ろ過法の特徴を生かした窒素除去プロセスが望まれていた。
【０００４】
本発明者等は、小規模下水向けの窒素除去プロセスとして、比重が水より軽い浮上ろ材を用いた生物膜ろ過法による窒素除去装置の開発を行った（佐久間ら「浮上ろ材を用いた生物膜ろ過法による窒素除去」第４回北大衛生工学シンポジウム講演論文集（１９９６）など）。生物膜ろ過法のろ材として浮上ろ材を用いた場合、上向流で通水し、充填層に通気管を設置することで、通気管の下部を嫌気部、上部を好気部とすることができ、一塔で窒素除去が可能となる（Ｒｏｇａｌｌａ  ｅｔ．ａｌ．“Ｕｐｓｃａｌｉｎｇ  ａ  ｃｏｍｐａｃｔ  ｎｉｔｒｏｇｅｎ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓ”  Ｗａｔ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．（１９９２）。また、嫌気性ろ床に浮上ろ材を用い、ろ床下部を沈殿部とすることで最初沈殿池を兼ねた脱窒槽とすることが可能であり、既設の好気性ろ床と組合せることで窒素除去を行うことができる（田中ら「小規模下水処理プロセスに関する研究」荏原インフェルコ時報第１０４号（１９９１））。
このような背景のもと、本発明者らは汚泥集約処理の返流水の効率的な処理方式として、ＳＳ、リンの除去を目的とした前処理プロセスと有機汚濁物質、窒素の除去を目的とした生物処理プロセスとからなる処理システムの開発を行ってきた（エバラ時報Nｏ．１８７（２０００−４）、（社）日本下水道協会第３８回下水道研究発表会講演集ｐ５３８−５４０（２００１）など）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の前凝集及び生物膜ろ過の組み合わせ等の生物浄化装置にて処理された処理液の全窒素濃度の限界は１０ｍｇ／リットル程度であり、この値以下に窒素除去をすることは極めて困難であった。また、通常１０〜１２時間であるＨＲＴ（Ｈｙｄｒｉｃ  Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ、滞留時間）を短縮するという要望が強い。更に、最終沈殿池を設けずに処理液の透明度を改善するという要望も強かった。
【０００６】
このような実情から、本発明は、ほぼ完全な窒素除去が可能であるシステムにあって、生物膜ろ過浄化装置のろ材充填部の洗浄により回収率の低下しない、生物学的窒素除去システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下に記載する手段によって前記課題を解決した。
（１）脱窒槽及び硝化槽を有する活性汚泥処理装置及びその下流側に設けた生物膜ろ過型浄化槽を用いる水の生物学的窒素除去方法において、該生物膜ろ過型浄化槽を上向流式とし、該生物膜ろ過型浄化槽の中間部に配置されたろ材充填部よりも水の上流に設置された酸化態窒素（ＮＯx−Ｎ）検知手段からの信号により制御された量の水素供与体を、該検知手段より下流でかつ該ろ材充填部よりも水の上流に注入し、一方、該ろ材充填部の下流に設置された溶存酸素（ＤＯ）検知手段からの信号により制御された量の酸素含有気体を、前記ろ材充填部のほぼ中央に注入し、該生物膜浄化槽のろ材充填部の洗浄操作により排出される洗浄排水を、活性汚泥処理装置に戻すことを特徴とする水の生物学的窒素除去方法。
（２）前記洗浄排水を、活性汚泥処理装置の脱窒槽流入部に戻すことを特徴とする前記（１）に記載の生物学的窒素除去方法。
（３）前記水素供与体の注入量を、ＣＯＤ／Ｎ比が２．４以上になるように制御することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の生物学的窒素除去方法。
（４）前記酸素含有気体の注入量を、ＤＯが５ｍｇ／リットル以上となるように制御することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の生物学的窒素除去方法。
【０００８】
（５）脱窒槽及び硝化槽を有する活性汚泥処理装置及びその下流側に設けた生物膜ろ過型浄化槽を用いる水の生物学的窒素除去装置において、該生物膜ろ過型浄化槽を上向流式とし、該生物膜ろ過型浄化槽の中間部にろ材充填部が配置され、該ろ材充填部の上流に酸化態窒素（ＮＯx−Ｎ）検知手段が設置され、該検知手段より下流でかつ該ろ材充填部よりも水の上流に、該検知手段からの信号により制御された量の水素供与体を注入する注入手段が設置され、一方、該ろ材充填部の下流に溶存酸素（ＤＯ）検知手段が設置され、前記ろ材充填部のほぼ中央に、溶存酸素（ＤＯ）検知手段からの信号により制御された量の酸素含有気体を注入する注入手段が設置され、さらに該生物膜ろ過型浄化槽のろ材充填部の洗浄操作により排出される洗浄排水を、活性汚泥処理装置に戻す配管を設けたことを特徴とする水の生物学的窒素除去装置。
【０００９】
すなわち、本発明の骨子とするところは、活性汚泥処理装置及びその下流側に設けた生物膜ろ過型浄化槽を有する生物学的窒素除去システムにおいて、該生物膜ろ過型浄化槽を上向流式として、該生物膜ろ過型浄化槽の中間部にろ材充填部を配し、該ろ材充填部の水の上流に酸化態窒素（ＮＯx−Ｎ）検知手段を設け、該酸化態窒素検知手段からの信号により制御された量の水素供与体を、前記検知手段の下流でかつ該ろ材充填部の水の上流に注入し、一方、該ろ材充填部の下流に溶存酸素（ＤＯ）検知手段を設け、該溶存酸素検知手段からの信号により制御された量の酸素含有気体を該ろ材充填部のほぼ中央部に注入することにより、完全な窒素除去を行うことのできるようにするとともに、該生物膜ろ過型浄化槽のろ材充填部の洗浄操作により排出される洗浄排水を、活性汚泥処理装置に戻すことにより、洗浄排水を処理水として回収することにより、水回収率が低下しない生物学的窒素除去システムである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。
なお、実施態様及び実施例を説明する図１及び図２において、同一機能を有する構成要素は同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】
図1は、本発明の生物学的窒素除去システムの一形態の概要を例示した図である。
図1の活性汚泥処理装置２は、下水処理などで実用化されている循環式硝化脱窒法を行なう装置であり、脱窒槽３、硝化槽４及び沈殿池７より構成される。脱窒槽３では流入廃水１中の有機物を水素供与体として利用し、硝化循環液中の硝酸態窒素（NＯx−Ｎ：ＮＯ2−Ｎ及びＮＯ3−Ｎ）を、窒素ガスに還元し窒素除去を行う。硝化槽４では残留有機物の分解除去及び、アンモニア態窒素（ＮＨ4−Ｎ）をＮＯx−Ｎとする硝化反応が行われる。硝化槽４の活性汚泥スラリー５は沈殿池７へ送られる。沈殿池７では、活性汚泥と沈殿池越流水８に固液分離される。沈殿池越流水８の全窒素濃度の限界は、１０ｍｇ／リットル程度である。
【００１２】
図1の生物膜ろ過槽１１では、ろ過による物理的分離効果と、ろ材表面に付着増殖した微生物群による生物反応とを、同時に活用することが可能である。そのため、生物膜ろ過槽１１の後段に最終沈殿池は不要であり、微生物群を高濃度に保持可能であるため、省スペース型の反応器となる。この生物膜ろ過槽１１を設けることにより、全窒素濃度は５ｍｇ／リットル以下を安定して得ることができる。
【００１３】
生物膜ろ過槽１１の下層（上流側）を嫌気性として、そこに水素供与体１５を注入して酸化態窒素の除去を行う。そのために、その上流で沈殿池越流水８の酸化態窒素濃度を測定し、その濃度に応じて窒素を除去できるように制御された量の水素供与体１５を注入できるようにした。この酸化態窒素濃度検知手段１３は、ろ材充填部１２の上流から採取した沈殿池越流水８のＮＯ2−Ｎ及びＮＯ3−Ｎの量を測定する装置であればよく、この検知手段からの信号は、これらの窒素の全量に関するものである。水素供与体１５の注入量は、ＣＯＤ／Ｎ比（ｍｇ／ＣＯＤ／ｍｇＮ）が２．４以上、特に３〜８、その上特に４〜５となるように制御することが好ましい。ここで、ＣＯＤは水素供与体１５による量であり、ＮはＮＯx−Ｎの量を表す。
【００１４】
この制御は、通常これらの範囲内に任意の設定値を設け、ＣＯＤ／Ｎ比がこの設定値の近傍にあるように行われる。この水素供与体１５を生物膜ろ過槽１１の上流から注入する。その注入位置は、前記酸化態窒素検知手段１３による採取位置よりも下流であることが好ましい。酸化態窒素の測定値に応じて水素供与体１５の添加量を制御するため、無駄な水素供与体１５の添加を防ぎ、低コスト化を図る上で、安定した脱窒処理が可能である。水素供与体１５は、水に可溶で比較的低分子量の有機物であればよく、メタノール、エタノール、イソプロパノール、酢酸等が挙げられるが、コスト面などからメタノールが好ましい。
【００１５】
生物膜ろ過槽１１のほぼ中ほどから酸素含有気体１７を強制的に注入することにより、その上層（下流）を好気性として、下層（上流）において窒素を処理した残量の水素供与体１５を除去する。この段階により、同時に処理液の酸素濃度を確保することも可能になる。この段階（下流側）があるため、この生物膜ろ過槽１１は上向流とならざるを得ない。また、この段階（下流側）があるために、前段（上流側）では十分な又は必要に応じて過剰の量の水素供与体１５を用いることが可能になり、窒素の除去を完全とすることが可能となる。生物膜ろ過槽１１の上層で水素供与体１５の除去を行うために、必要に応じて被処理液の酸素濃度を所定濃度に確保するために、ろ材充填部１２を通過した被処理液の溶存酸素量を測定し、注入する酸素含有気体１７量を制御する。溶存酸素検知手段は生物膜ろ過槽１１のろ材充填部１２の下流から採取した被処理液の溶存酸素量を検知する装置であればよい。酸素含有気体の注入量をＤＯ（溶存酸素濃度）が５ｍｇ／リットル以上、特に５〜８ｍｇ／リットル、その上特に５〜７ｍｇ／リットルとなるように制御することが好ましい。
【００１６】
この制御は、通常これらの範囲内に任意の設定値を設け、ＤＯがこの設定値の近傍にあるように行われる。酸素含有気体１７は、生物膜ろ過槽のろ材充填部１２のほぼ中央部に注入する。中央部とは、このろ材充填部１２の最上流部と最下流部の中央を意味し、ほぼ中央とはその上流及ぴ下流に有効量のろ材があればよいという意味である。生物膜ろ過槽処理水２０の溶存酸素濃度の連続測定を行い、測定値に応じて生物膜ろ過槽１１の曝気量を制御することで過大な曝気を減らし、使用電気量の節減ができる。
【００１７】
生物膜ろ過槽１１の場合、運転を継統すると、ろ材充填部１２にＳＳ成分が捕捉され、損失水頭が増加するので、洗浄操作が必要である。ろ材充填部１２の洗浄操作は、ろ材充填部１２下部の洗浄用散気管２２からの空気洗浄、ろ材充填部１２上部からの洗浄水２３の供給及びろ材充填部１２下部からの洗浄排水２４の排出による洗浄の過程を組み合わせることにより行う。ろ材充填部１２上部から供給する洗浄水２３としては、生物膜ろ過槽１１の処理水２０を用いることが好ましい。脱窒にかかわる微生物はほとんどが通性嫌気性であり、通常運転時には曝気を行わないろ材充填部１２の下層（下部）でも曝気による洗浄を行っても問題がない。洗浄操作は損失水頭が設定値を超過した場合、もしくは洗浄後の処理継続時間が設定値を超過した場合に行う。図1の処理システムであれば、生物膜ろ過槽７の洗浄頻度は1週間に数回となる。
【００１８】
生物膜ろ過槽１１の洗浄排水２４は、活性汚泥処理装置２に戻すことにより流入廃水１とともに処理される。洗浄排水２４の汚濁成分は、ろ材充填部１２に捕捉された微生物を主成分とするＳＳであり、硝化脱窒処理に悪影響を与えることはなく、沈殿池７で固液分離されるため、洗浄排水２４の返流位置を沈殿池流入部や脱窒槽３、硝化槽４とすることが可能である。しかしながら、脱窒槽３や硝化槽４の滞留時間の減少による硝化脱窒処理性能の低下や、沈殿池７の水面積負荷の上昇による固液分離性能の低下を引き起こす可能性がある場合には、洗浄排水２４の返流位置を沈殿池７流入部や脱窒槽３、硝化槽４ではなく、流入廃水１の調整槽とし、流入廃水１とともに処理をするようにする。
【００１９】
あるいは、洗浄排水貯留槽を設置し、洗浄排水２４を一時貯留し、沈殿池７の水面積負荷の上昇による固液分離性能の低下や脱窒槽３、硝化槽４の滞留時間の減少による硝化脱窒処理性能の低下を引き起こすことのない流量で洗浄排水２４を沈殿池７流入部や脱窒槽３、硝化槽４に返流する方法でもよい。生物膜ろ過槽１１を複数系列設置し、各生物膜ろ過槽１１の洗浄時期をずらし、１槽の１回あたりの洗浄排水２４量を低減することで、洗浄排水２４の返流位置を沈殿池７流入部や脱窒槽３、硝化槽４とした場合に、沈殿池７の水面積負荷の上昇による固液分離性能の低下、脱窒槽３や硝化槽４の滞留時間の減少による硝化脱窒処理性能の低下を引き起こす可能性は小さくなる。また、この場合に、洗浄排水２４を一時貯留する洗浄排水貯留槽の容量を小さくすることが可能となる。
【００２０】
洗浄排水２４中の汚濁成分は活性汚泥処理装置２で浄化され、余剰汚泥１０とともに濃縮工程や脱水工程等の汚泥処理設備で処理される。
生物膜ろ過槽１１の洗浄排水２４を前段の活性汚泥処理装置２に戻し、流入廃水１とともに処理し、処理水２０として回収することで、水回収率がほぼ１００％となる。
【００２１】
なお、図１において、９は返送汚泥であり、６は硝化液循環用配管であり、２２はろ材充填部１２へ酸素含有気体１７を注入する散気管である。
図２は実施例に用いた生物学的窒素除去システムの模式図であり、洗浄水循環システムと洗浄排水循環システムを具体的に示すものである。図２において、２５は処理水槽、２６は洗浄水ポンプ、２７は洗浄排水槽、２８は洗浄排水送水ポンプであり、その他の構成要素は図１と同一である。
【００２２】
【実施例】
本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例により限定されるものではない。
【００２３】
（１）実験条件
図２の工程図に従い、以下の条件で実験を行った。原水としては最初沈殿池越流水を使用した。
【００２４】
・原水性状（平均値）
ＢＯＤ              １５０ｍｇ／リットル
ＳＳ                  ８０ｍｇ／リットル
Ｔ−Ｎ                ４０ｍｇ／リットル
【００２５】
・実験装置の仕様
脱窒槽容量            １．５ｍ3
硝化槽容量            ３ｍ3
沈殿池水面積負荷      １５ｍ3／ｍ2／ｄ
生物膜ろ過槽          φ０．５ｍ×４ｍ
ろ材充填層高２ｍ（嫌気部１ｍ、好気部１ｍ）
ろ材充填容量４００リットル（嫌気部２００リットル、好気部２００リットル）
洗浄排水槽            ２ｍ3
【００２６】
・活性汚泥処理の運転条件
原水量（Ｑ）          ６リットル／ｍｉｎ
ＭＬＳＳ              ３０００ｍｇ／リットル
返送汚泥量            ０．５Ｑ
返送汚泥濃度          ９０００ｍｇ／リットル
硝化液循環水量        ０．５〜１．５Ｑ
硝化槽ＤＯ            ３〜４ｍｇ／リットル
水温                  ２０℃
【００２７】
・生物膜ろ過槽の運転条件
メタノール注入量      ＣＯＤ／ＮＯx−Ｎ＝４．５
処理水ＤＯ            ６ｍｇ／リットル
水温                  ２０℃
洗浄水量              １ｍ3／回
洗浄排水送水量        ０．５リットル／ｍｉｎ
【００２８】
生物膜ろ過槽のろ材として、比重０．１６、有効径４ｍｍの発泡ポリスチレン粒子を使用した。
生物膜ろ過槽で脱窒を行うための水素供与体として、メタノールを使用した。沈殿池越流水の酸化態窒素濃度を連続的に測定し、ＣＯＤ／ＮＯx−Ｎ＝４．５となるようにメタノール注入量を制御した。
生物膜ろ過槽の処理水のＤＯを連続的に測定し、処理水のＤＯが６ｍｇ／リットルとなるように空気量を制御した。
生物膜ろ過槽の洗浄は損失水頭が２ｍを超えた場合に実施した。洗浄排水を洗浄排水貯槽に貯留した後、０．５リットル／ｍｉｎの流量で脱窒槽に戻すようにした。ろ材充填層洗浄１回あたりの洗浄排水量は１ｍ3である。
【００２９】
実験を３つの期間に分けて行った。実験区１は硝化液循環水量１．５Ｑとし、生物膜ろ過槽を使用しない期間、実験区２は生物膜ろ過槽を使用し、硝化液循環水量１．５Ｑとした期間、実験区３は生物膜ろ過槽を使用し、硝化液循環水量を０．５Ｑとした期間である。
【００３０】
（２）実験結果
・窒素除去
結果を図３に示す。約４０ｍｇ／リットルで流入後、沈殿池越流水のＴ−Ｎは実験区１、２で約１３ｍｇ／リットル、実験区３で約２０ｍｇ／リットルであり、循環比に応じた窒素除去率であった。沈殿池越流水のＴ−Ｎの大部分はＮＯｘ−Ｎであった。生物膜ろ過槽を使用し、沈殿池越流水のＮＯｘ−Ｎ濃度に応じたメタノールを注入することで脱窒を行った実験区２、３では、処理水の窒素濃度はＮＯｘ−Ｎで０．５ｍｇ／リットル以下、Ｔ−Ｎで１ｍｇ／リットルを達成できた。
【００３１】
・生物膜ろ過槽のＤＯ制御
結果を図４に示す。曝気量制御を組み込むことで生物膜ろ過槽処理水のＤＯを６ｍｇ／リットルに安定して制御できた。
・ＳＳ
結果を図５に示す。実験区１〜３を通じて、沈殿池越流水のＳＳは、１０ｍｇ／リットル以下であった。実験区２、３では、生物膜ろ過処理水のＳＳを５ｍｇ／リットル以下に処理できた。
【００３２】
・ＢＯＤ
結果を図６に示す。約１５０ｍｇ／リットルで流入後、実験区１〜３を通じて、沈殿池越流水では１０ｍｇ／リットル以下に、実験区２、３の生物膜ろ過処理水では５ｍｇ／リットル以下に低下した。実験区２に比べ、沈殿池越流水のＮＯx−Ｎ濃度が高く、メタノール注入量の増えた実験区３においても注入したメタノールの残存分は、ほぼ除去されていると考えられる。
【００３３】
・ろ材充填層の洗浄
ろ材充填層の洗浄頻度は、実験区２では３日に１回、実験区３では２日に１回であった。メタノール注入量の多い実験区３では、実験区２に比べ洗浄頻度が高かった。原水量に対する洗浄排水量の割合は、実験区２で４％、実験区３で６％であった。洗浄排水送水量は０．５リットル／ｍｉｎであるから、１回当たりの洗浄排水量１ｍ3を３３時間で送水できる。洗浄頻度は２〜３日（４８〜７２時間）に１回であるから、洗浄排水送水量０．５リットル／ｍｉｎとすることで、次回の洗浄が始まる前に洗浄排水槽に受け入れた洗浄排水の全量を脱窒槽に送水できる。
【００３４】
・洗浄排水を活性汚泥処理設備に戻した場合の処理水質
図３、５、６の結果から、生物膜ろ過槽の洗浄排水を活性汚泥処理設備に戻した実験区２、３の場合においても、沈殿池越流水のＴ−Ｎ、ＳＳ、ＢＯＤの水質は、実験区１と同じであった（実験区３のＴ−Ｎが高いのは、硝化液循環比が異なるため）。
洗浄排水の汚濁成分は、ろ材充填部に捕捉された微生物を主成分とするＳＳであり、硝化脱窒処理に悪影響を与えることはなく、沈殿池で固液分離されるため、沈殿池越流水の水質に影響を与えることはなかった。
洗浄排水送水時の送水量は、原水量の１割以下であり、沈殿池の水面積負荷の上昇による固液分離性能の低下や、脱窒槽、硝化槽の滞留時間の減少による窒素除去性能の低下に及ぼす影響はなかった。
【００３５】
・水回収率
結果を第１表に示す。全実験区において、水回収率は９８％以上であった。実験区２、３では、生物膜ろ過槽の洗浄排水を前段の活性汚泥処理装置に戻し、原水とともに処理し、処理水として回収することで、実験区１と同じ水回収率が得られた。
【００３６】
【表１】
0003916220.tif 000002
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、活性汚泥処理装置及びその下流側に設けた生物膜ろ過型浄化槽からなる生物学的窒素除去システムであって、該生物膜ろ過型浄化槽を上向流として、該生物膜ろ過型浄化槽の中間部にろ材充填部を配し、該ろ材充填部の上流に酸化態窒素（ＮＯx−Ｎ）検知手段を設け、該酸化態窒素検知手段からの信号により制御された量の水素供与体を該ろ材充填部の上流に注入し、一方、該ろ材充填部の下流に溶存酸素（ＤＯ）検知手段を設け、該溶存酸素検知手段からの信号により制御された量の酸素含有気体を該ろ材充填部のほぼ中央部に注入することにより、完全な窒素除去を行うことのできる生物膜ろ過型浄化槽において、完全な窒素除去が達成でき、かつ、該生物膜浄化槽のろ材充填部の洗浄操作により排出される洗浄排水を活性汚泥処理システムに戻し、洗浄排水を流入廃水とともに処理し、処理水として回収することで、水回収率が低下しない生物学的窒素除去システムを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による生物学的窒素除去システムの原理を説明する模式図である。
【図２】本発明の実施例に使用した生物学的窒素除去装置のブロック図である。
【図３】全窒素の経日変化を示すグラフである。
【図４】処理水ＤＯの経日変化を示すグラフである。
【図５】ＳＳの経日変化を示すグラフである。
【図６】ＢＯＤの経日変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  流入原水
２  活性汚泥処理装置
３  脱窒槽
４  硝化槽
５  活性汚泥スラリー
６  硝化液循環
７  沈殿池
８  沈殿池越流水
９  返送汚泥
１０  余剰汚泥
１１  生物膜ろ過槽
１２  ろ材充填部（層）
１３  ＮＯx計
１４  水素供与体注入ポンプ
１５  水素供与体（メタノール）
１６  水素供与体貯槽
１７  空気（酸素含有気体）
１８  散気管
１９  ＤＯ計
２０  処理水
２１  空気
２２  洗浄用散気管
２３  洗浄水
２４  洗浄排水
２５  処理水槽
２６  洗浄水ポンプ
２７  洗浄排水槽
２８  洗浄排水送水ポンプ
【図１】
0003916220.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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