(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥を用いることなく生物固定化担体により排水の少なくとも硝化を行うプロセスにおける硝化槽の後段に嫌気性の生物膜ろ過装置を設置し、硝化槽処理水中に残存するＮＯｘを硝化槽処理水中のＳＳを有機物源として嫌気条件下で脱窒させることを特徴とする排水の高度脱窒方法。
【請求項２】
生物膜ろ過装置が嫌気床のみからなるものである請求項１記載の排水の高度脱窒方法。
【請求項３】
生物膜ろ過装置が嫌気床に好気床を付加したものである請求項１記載の排水の高度脱窒方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性排水中に含まれる窒素を経済的に除去することができる排水の高度脱窒方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機性排水中に含まれる窒素を除去する実用的な方法としては、生物処理による脱窒法が一般的である。この生物処理による脱窒は、好気床による硝化工程と嫌気床による脱窒工程とからなるものである。このような脱窒プロセスでは、硝化液循環法、Ａ２Ｏ法ともに槽が脱窒槽−硝化槽の順で配置されている。
【０００３】
周知のように脱窒のためには有機物源が必要であるが、これらの方法では排水中に含まれる有機物を有機物源として有効利用することができ、ランニングコストを低減できる利点がある。しかし、窒素除去率が硝化液循環率により決まるため、実用上は窒素除去率をあまり高くすることはできなかった。すなわち、脱窒槽−硝化槽の単段式では窒素除去率は６０％、脱窒槽−硝化槽−脱窒槽−硝化槽の複段式でも窒素除去率は８０％程度であった。
【０００４】
また、槽を硝化槽−脱窒槽の順で配置することにより硝化液循環をなくし、窒素除去率を高める方法も知られている。しかしこの方法では、硝化槽にはアルカリを供給しなければならず、脱窒槽では有機物を供給しなければならないため、薬品コストがかかるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、薬品の添加を不要とするか削減してランニングコストを抑制しつつ、優れた窒素除去率を達成することができる排水の高度脱窒方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明は、活性汚泥を用いることなく生物固定化担体により排水の少なくとも硝化を行うプロセスにおける硝化槽の後段に嫌気性の生物膜ろ過装置を設置し、硝化槽処理水中に残存するＮＯｘを硝化槽処理水中のＳＳを有機物源として嫌気条件下で脱窒させることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、生物膜ろ過装置を嫌気床のみ、または嫌気床に好気床を付加したものとすることが好ましい。
【０００８】
本発明においては、硝化槽または最終沈殿池の後段に配置された生物膜ろ過装置での保持時間を十分に取ることによりＳＳを微生物分解させるとともに、生物膜ろ過装置においてＳＳ中の有機物を有効利用して排水中に残存するＮＯｘを脱窒させる。このため脱窒用の有機物源を薬品として添加する必要がなくなり、ランニングコストを抑制できるとともに、窒素除去率を高めることができる。
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（請求項１の発明）
図１は請求項１の発明の実施形態を示す図であり、活性汚泥を用いない生物固定化担体による排水処理プロセスを示している。この実施形態では２段式の硝化・脱窒が行われており、１は最初沈殿池、２は第１脱窒槽、３は第１硝化槽、４は第２脱窒槽、５は第２硝化槽である。これらの各槽中にはＰＶＡ担体等の流動担体や固定担体を投入できる。この第２硝化槽５の後段に、生物膜ろ過装置６を設置してある。
【００１０】
排水はまず最初沈殿池１に流入し、砂や木片などの異物を除去される。なお排水としては、下水、下水返流水、工場排水、ゴミ浸出水、屎尿、農業排水、畜産排水、養殖排水などの各種のものを挙げることができる。最初沈殿池１の越流水は、分配器７によって第１脱窒槽２と第２脱窒槽４とに分配される。このプロセスは槽を脱窒槽−硝化槽の順に配置したものであるから、排水中の有機物を脱窒に利用することができ薬品添加は不要であるが、第２硝化槽５から循環経路８によって硝化液循環を行わせるため、前記したように窒素除去率は８０％程度である。しかし本発明では次の生物膜ろ過装置６においてさらに窒素除去が進行する。
【００１１】
生物膜ろ過装置６には、担体に微生物を担持させた充填層９が形成されている。担体の材質は、スチレン系、エステル系、エチレン系などの高分子系材料や、活性炭、アンスラサイト、砂利、珪砂などの無機系材料であり、そのサイズは０．１〜２０ｍｍ程度が適当である。担体表面への微生物の付着を促進するために、表面に凹凸や孔を設けてもよく、スポンジ状としたり、吸着層を形成してもよい。その処理速度はＬＶ＝２０〜４００ｍ／ｄａｙとし、通水方向は上下いずれでもよい。生物膜ろ過装置６は嫌気床としておく。
【００１２】
第２硝化槽５の処理水は、この生物膜ろ過装置６に流入する。排水中のＳＳの一部は最初沈殿池１において除去されているが、最初沈殿池１の越流水に含まれるＳＳはその後の活性汚泥のない脱窒槽や硝化槽では生物分解をあまり受けることなく生物膜ろ過装置６に流入する。このため、比較的微生物分解のし易い有機物を多く含み、生物膜ろ過装置６ではこのＳＳを有機物源として硝化槽処理水中に残存するＮＯｘを嫌気条件下で脱窒することができる。その結果、生物膜ろ過装置６においては外部からの有機物を必要とせずに内生脱窒を行わせ、ＳＳ除去率とともに窒素除去率を高めることができる。
【００１３】
なお、脱窒を行わせるために生物膜ろ過装置６は嫌気床としておく必要があるが、好気床を付加することもできる。この好気床はＳＳの微生物分解によって生じたアンモニアを硝化させる効果がある。また生物膜ろ過装置６を嫌気床とした場合にはＤＯ（溶存酸素）が不足した処理水が放水されるおそれがあるが、好気床を付加することにより処理水中のＤＯを増加させることができる。更に熱源が得られる場合には生物膜ろ過装置６を加温することもできる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
図１に示した装置を用いて、有機性排水の処理テストを行った。各槽の容量は第１脱窒槽が０．３ｍ３、第１硝化槽０．３５ｍ３、第２脱窒槽０．５ｍ３、第２硝化槽０．３５ｍ３であり、各槽に１０容量％の担体を投入した。処理水量は６ｍ３／ｄａｙ（処理時間：６時間）であり、原水分配率は前段５０％、後段５０％である。また硝化液循環率は原水の１５０％である。その結果、第２硝化槽出口で８０％の窒素除去率が達成された。
【００１８】
さらに第２硝化槽の後段に嫌気床のみの生物膜ろ過装置を設置して、外部から有機物源を供給することなく硝化槽処理水中に残存するＮＯｘ及びＳＳの除去を行わせた。生物膜ろ過装置の容量は０．１ｍ３であり、担体として３ｍｍ球の発泡スチロールを１ｍの高さに充填した。ＬＶは１００ｍ／ｄａｙ、水温は２０〜３０℃とした。この生物膜ろ過装置で処理された処理水と、原水（第２硝化槽出口水）との性状を、表１に示した。数値は全て平均値であり、単位はｍｇ／Ｌである。
【００１９】
【表１】
0003919455.tif 000002
【００２０】
表１の実験データに示されるように、トータル窒素及びＳＳ性Ｎは明確に減少し、窒素除去率は８８％に達した。またＮＨ４−ＮとＮＯ２−Ｎとが増加したことは、生物膜ろ過装置においてＳＳ性Ｎが分解されたことを意味するものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の排水の高度脱窒方法によれば、排水処理プロセス後段に生物膜ろ過装置を設置し、処理水中に残存するＮＯｘを処理水中のＳＳを有機物源として脱窒させるようにしたので、生物膜ろ過槽にて脱窒のための薬品の添加を不要または削減してランニングコストを抑制しつつ、薬品を添加していた場合と同様の優れた窒素除去率を達成することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  最初沈殿池、２  第１脱窒槽、３  第１硝化槽、４  第２脱窒槽、５  第２硝化槽、６  生物膜ろ過装置、７  分配器、８  循環経路、１０  曝気槽、１１  最終沈殿池
【図１】
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