(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア性窒素含有排水を、アンモニア酸化細菌を保持している曝気槽に導入して曝気することにより亜硝酸型硝化処理する方法において、
酸素を含有する第１のガスと、実質的に酸素を含有しないか或いは該第１のガスよりも酸素分圧の低い第２のガスとを曝気する方法であって、
該第１のガスを、必要とする曝気槽内ＤＯ濃度が得られる程度に曝気し、不足する攪拌力を第２のガスの曝気風量により補うことで、該曝気槽内の溶存酸素濃度を０．５ｍｇ／Ｌ以下に制御することを特徴とする排水の処理方法。
【請求項２】
該曝気槽が、槽内に上下開放の内筒を有し、該内筒の下方から曝気するエアリフト型曝気槽であることを特徴とする請求項１に記載の排水の処理方法。
【請求項３】
該曝気槽が好気性細菌を生物膜の形で保持しているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の排水の処理方法。
【請求項４】
該好気性細菌が担体表面に生物膜を形成しているか、又は自己造粒によって生物膜を形成しているものであることを特徴とする請求項３に記載の排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水を、好気性細菌を保持している曝気槽に導入して曝気することにより亜硝酸型硝化処理する方法に係り、特に、曝気による十分な槽内撹拌作用を得た上で曝気槽内の溶存酸素（ＤＯ）濃度を任意に制御することができる排水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排水中に含まれるアンモニア性窒素は河川、湖沼及び海洋などにおける富栄養化の原因物質の一つであり、排液処理工程で効率的に除去する必要がある。一般に、排水中のアンモニア性窒素は、アンモニア性窒素をアンモニア酸化細菌により亜硝酸性窒素に酸化し、更にこの亜硝酸性窒素を亜硝酸酸化細菌により硝酸性窒素に酸化する硝化工程と、これらの亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素を従属栄養性細菌である脱窒菌により、有機物を電子供与体として利用して窒素ガスにまで分解する脱窒工程との２段階の生物反応を経て窒素ガスにまで分解される。
【０００３】
このような硝化脱窒処理では、アンモニア性窒素を酸化するために必要な曝気動力が運転コストのうちの大部分を占めている。
【０００４】
曝気のためのコストを低滅する方法として、硝酸性窒素を生成させず、亜硝酸性窒素を生成させる亜硝酸型硝化を行い、生成した亜硝酸性窒素を脱窒する方法が考えられる。
【０００５】
一般に、アンモニア性窒素の硝化反応は、ＤＯ濃度を低く制御することにより亜硝酸型となり、亜硝酸を蓄積させることができることが知られている。即ち、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素にするに必要な量だけの酸素を供給し、亜硝酸性窒素から硝酸性窒素への酸化反応を抑制することにより亜硝酸型硝化を行うものである。この場合には、例えばＤＯセンサにより曝気槽内のＤＯ濃度を計測しつつ、この値に基いて曝気風量を制御すれば良い。従来、曝気槽内の曝気のための酸素含有ガスとしては、一般に空気が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
曝気槽における曝気はＤＯの供給のみならず、槽内汚泥の撹拌作用を奏するものであるが、曝気槽において、ＤＯ濃度をコントロールしようとする場合、設定ＤＯ濃度が高い場合には曝気風量の増減のみで制御可能であるが、設定ＤＯ濃度が低い場合には曝気を完全に止める必要があり、曝気を停止している間、槽内の撹拌ができなくなってしまうことになる。
【０００７】
特に、担体を添加したり、自己造粒を行わせたりして生物膜を形成させて処理を行っている場合には、槽内の撹拌には一定の曝気強度即ち曝気風量が必要であり、空気のみを散気している場合には目標とするＤＯ濃度によっては撹拌に必要な曝気風量よりも曝気風量を低くする必要が生じる。この場合には、槽内の撹拌が殆ど不可能となり、その間正常な処理が行われず、安定した処理水質が得られない。
【０００８】
特に、自己造粒法においては、曝気風量により槽内の汚泥に所定の剪断力を与える必要があるが、空気のみによる曝気風量の制御では曝気強度を変化させると剪断力を一定にすることができず、安定処理が損われる結果となる。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点を解決し、排水を好気性細菌を保持している曝気槽に導入して曝気することにより酸化処理する方法において、曝気槽内の設定ＤＯ濃度が低い場合であっても、曝気による十分な槽内撹拌作用を得た上で、曝気槽内のＤＯ濃度を任意に制御することができる排水の処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の排水の処理方法は、アンモニア性窒素含有排水を、アンモニア酸化細菌を保持している曝気槽に導入して曝気することにより亜硝酸型硝化処理する方法において、酸素を含有する第１のガスと、実質的に酸素を含有しないか或いは該第１のガスよりも酸素分圧の低い第２のガスとを曝気する方法であって、該第１のガスを、必要とする曝気槽内ＤＯ濃度が得られる程度に曝気し、不足する攪拌力を第２のガスの曝気風量により補うことで、該曝気槽内の溶存酸素濃度を０．５ｍｇ／Ｌ以下に制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明では、酸素を含有する第１のガスと、実質的に酸素を含有しないか或いはこの第１のガスよりも酸素分圧の低い第２のガスとを、曝気風量を調節して曝気することにより、曝気による槽内撹拌作用ないし剪断力を確保した上で曝気槽内のＤＯ濃度を低く制御することが可能となる。即ち、設定ＤＯ濃度が低い場合であっても、第２のガスを曝気することで十分な撹拌作用ないし剪断力を得ることができる。
【００１２】
本発明で用いる曝気槽は、空気吹き込み部、エアリフト部（上昇部）および下降部を有するものが好ましく、特に、槽内に上下開放の内筒を有し、この内筒の下方から曝気するエアリフト型曝気槽が好ましく、また、好気性細菌を生物膜の形で保持するものが好ましい。特に、このようなエアリフト型曝気槽に好気性細菌を生物膜の形で保持したものであれば、コンパクトな装置により高負荷運転が可能である。
【００１３】
好気性細菌の生物膜は担体表面に形成されているものであっても良く、自己造粒によるものであっても良いが、特に、安定した造粒に必要な一定の剪断力を得ることが必要とされる自己造粒による生物膜に対して、本発明による結果が大きい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施に好適なエアリフト型曝気槽の概略的な構成を示す図であり、このエアリフト型曝気槽１は、内部に上下が開放した内筒２が同軸的に配置された二重管構造とされており、内筒２の下部に散気部３（空気吹き込み部）を有し、内筒２内に曝気によるエアリフトが発生するように構成されている。内筒２の上部には気液分離部４が設けられている。内筒２には、好気性細菌の生物膜汚泥が保持されている。
【００１６】
原水は、曝気槽１の下部より曝気槽１内に導入され、散気部３からの曝気によるエアリフトにより上向流で内筒２内を流れ、その間に汚泥と接触して生物的に酸化処理される。
【００１７】
内筒２内の上昇流（エアリフト部（上昇部））は気液分離部４を経て一部が処理水として排出され、残部は内筒２と曝気槽１との間の部分（下降部）を下降し、曝気槽１の下部から導入される原水と共に循環処理される。
【００１８】
本発明においては、このような曝気槽１において、曝気ガスとして第１のガスとしての空気等の酸素含有ガスと、窒素等の酸素を実質的に含有しないか、或いは第１のガスよりも酸素分圧が低い第２のガスとを用い、この第１のガスの曝気風量と第２のガスの曝気風量とを調節する。
【００１９】
即ち、例えば空気等の第１のガスを、必要とする曝気槽内ＤＯ濃度が得られる程度に曝気し、不足する撹拌力を窒素等の第２のガスの曝気風量により補う。このようにすることで、曝気槽内の設定ＤＯ濃度が低い場合であっても、曝気槽内の撹拌に必要な曝気風量を確保して、良好なＤＯ濃度制御を行える。
【００２０】
なお、第１のガスと第２のガスの曝気風量の調節は、曝気槽内の設定ＤＯ濃度及び必要な曝気風量に応じて適宜決定され、例えば曝気槽内に設けたＤＯセンサに基いて空気の曝気風量を制御すると共に、空気の曝気風量の変動に対応して一定の曝気風量が得られるように窒素の曝気風量を制御すれば良い。
【００２１】
なお、図１に示すエアリフト型曝気槽は、本発明の実施に好適な曝気槽の一例であり、本発明は何ら図示の曝気槽を用いる態様に限定されるものではない。
【００２２】
曝気槽としては、生物膜を維持できるものが好ましく、固定床、流動床、グラニュール法、担体添加法、その他のものも採用することができる。
【００２３】
本発明の排水の処理方法は、アンモニア性窒素含有水をアンモニア酸化細菌の生物膜を形成させた曝気槽に導入して亜硝酸型硝化を行う場合において、曝気槽内のＤＯ濃度を低く設定した上で、曝気により生物膜の造粒に必要な十分な剪断力を得る方法に有効である。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２５】
実施例１
図１に示すエアリフト型曝気槽（容積３００Ｌ）において、槽内の撹拌を十分に行うためには、約１０Ｌ／ｍｉｎの曝気風量が必要であり、これ以下の曝気風量では槽内に淀みができてしまい、汚泥が溜まる現象が見られた。
【００２６】
このようなエアリフト型曝気槽において、槽内のＤＯ濃度を０．５ｍｇ／Ｌに制御しようとする場合、槽内ＭＬＳＳ濃度２０００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ槽負荷０．５ｋｇ／ｍ３／ｄａｙの条件では、曝気風量を５Ｌ／ｍｉｎ程度に絞る必要がある。このため、この曝気風量では十分な撹拌が行えない。
【００２７】
そこで、空気５Ｌ／ｍｉｎと窒素ガス５Ｌ／ｍｉｎを混合して曝気したところ、槽内のＤＯ濃度を０．５ｍｇ／Ｌに低く保ちながら、合計の曝気風量１０Ｌ／ｍｉｎで十分な撹拌を行うことができた。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の排水の処理方法によれば、排水を好気性細菌を保持している曝気槽に導入して曝気することにより亜硝酸型硝化処理する方法において、曝気ガスとして空気等の酸素を含有する第１のガスと、窒素等の酸素を含有しないか酸素分圧の低い第２のガスとを用い、これらのガスの曝気風量を調節することにより、曝気槽内の設定ＤＯ濃度が低い場合であっても、曝気による十分な槽内撹拌作用を得た上で曝気槽内のＤＯ濃度を任意に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の排水の処理方法の実施に好適なエアリフト型曝気槽を示す概略的な構成図である。
【符号の説明】
１  曝気槽
２  内筒
３  散気部
４  気液分離部
【図１】
0004915035.tif 000002