CN101618908A - 脱氮处理方法以及脱氮处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水处理方法以及水处理装置，特别是脱氮处理方法以及脱氮处理装置，在含有硝酸离子、亚硝酸离子的被处理水的处理中，能够在将被处理水连续流入完全混合型的脱氮槽的同时，使脱氮菌颗粒化。本发明的脱氮处理方法，在将被处理水连续供应给完全混合型的脱氮槽的同时，供应供氢体，通过脱氮菌将被处理水中含有的硝酸离子、亚硝酸离子还原成氮，其中，以所述脱氮槽内的被处理水的水力学的停留时间中供氢体的浓度随时间变化的方式，并且以所述水力学的停留时间中供氢体的最大浓度与最小浓度的差成为诱导所述脱氮菌的自己造粒化的浓度差的方式，将供氢体供应给所述脱氮槽。

Description

脱氮处理方法以及脱氮处理装置

技术领域

本发明涉及通过脱氮菌将被处理水中含有的硝酸离子、亚硝酸离子还原成氮的脱氮处理方法以及脱氮处理装置。

背景技术

近年来，在水处理的领域、特别是排水处理的领域中，大多使用通过利用微生物的生理活性将排水中的污浊物质变化为无害的物质来进行处理的生物化学的水处理。一般来说，作为生物处理法，活性污泥法是主流，但是在通常的活性污泥法中，由于槽内微生物浓度的高浓度化较困难，不能较高地取得负载，因此存在需要较大的占地面积、生物的管理较难、容易产生膨胀(パルキング)等处理性能恶化、需要大规模的沉淀设备、剩余污泥等废弃物产生量较多等问题。作为解决这些问题的技术，开发出通过膜进行活性污泥的固液分离的方法、通过附着海绵或高分子载体等微生物来进行处理的方法、利用微生物自己造粒的比重较高的块，即利用颗粒进行处理的方法等。其中，使用颗粒的方法为了在槽内保持多量的微生物，每单位体积的反应速度较快，固液分离也比较容易，因此较被关注。

在含有氮的排水处理中也同样，适用生物化学水处理。例如，作为含氨性氮的排水处理有，在好氧性条件下，通过氨氧化细菌以及亚硝酸氧化细菌等将氨离子硝化为亚硝酸离子、硝酸离子之后，在厌氧性条件以及存在供氢体的条件下，通过脱氮菌将亚硝酸离子、硝酸离子还原为氮气的方法。此时，作为供氢体，虽然能够利用在排水中含有的有机物等，但是在供氢体不足的情况下，需要从外部供应。此时，供氢体以排水中的氮浓度为基础来决定供应量，并基于该供应量连续地添加供氢体。

其中，在通过脱氮菌将亚硝酸离子、硝酸离子还原为氮气的脱氮处理中，除了活性污泥法以外，有为了提高脱氮菌的浓度并且使固液分离容易而添加海绵或凝胶状的载体，来进行脱氮处理的方法。并且，还有通过脱氮菌本身被自己造粒，形成比重较高的块，即形成颗粒，显著提高槽内脱氮菌的浓度，来进行脱氮处理的方法。在使用颗粒化的脱氮菌的处理方法中，为了能够将高浓度的脱氮菌保持在槽内，槽的处理速度与添加载体的处理方法相比较速度较快，由于不需要载体，能够低成本化。此外，由于颗粒的比重较高并且沉积速度较快，具有固液分离容易等优点。这样的颗粒的形成，以厌氧性甲烷发酵、上流式污泥层反应器(upflow sludge blanket reactor)(USB)、序批式反应器(sequencing batch reactor)(SBR)来进行确认(例如，参照专利文献1至3)。

专利文献1：日本特开昭63-258695号公报

专利文献2：日本特开平1-262996号公报

专利文献3：日本特开2000-51893号公报

发明内容

(发明要解决的问题)

在序批式反应器中，脱氮槽为完全混合型的，在一个脱氮槽中，经过被处理水的流入、氧气供应以及被处理水与脱氮菌的接触、脱氮菌的沉积、处理水的排出这四个工序来进行处理。但是，由于被处理水的流入和处理水的排出都以短时间来进行，因此处理流量的变动变大，装置中需要大流量调整槽。因此，虽然在小规模的装置中因为简便而成为有利的装置，但是难以适用于中～大规模的装置。并且，在使用上流式污泥层反应器的情况下，虽然获得非常高的处理速度，但是由于使用特殊形状的脱氮槽，因此设备成本变高。并且，在装置的构成上，由于不能够充分进行脱氮槽内部的搅拌，因此被处理水的pH控制变得困难，在含有钙等的被处理水中，具有产生水垢和颗粒中积蓄无机物等问题。

为了解决这样的问题，期望利用目前在多数装置中使用的完全混合型的脱氮槽，而使被处理水连续流入(以及连续排出)的装置构成，但是到目前为止，没有关于这样的装置构成中的脱氮菌的颗粒形成的报告。

因此，本发明的目的在于，在通过脱氮菌将被处理水中含有的硝酸离子、亚硝酸离子还原成氮的脱氮处理中，在使被处理水连续流入完全混合型的脱氮槽内的同时，使脱氮菌颗粒化。

(解决技术问题的技术方案)

本发明的脱氮处理方法，在将被处理水连续供应给完全混合型的脱氮槽的同时，供应供氢体，通过脱氮菌将被处理水中含有的硝酸离子、亚硝酸离子还原成氮，其中，以所述脱氮槽内的被处理水的水力学的停留时间中脱氮槽内的供氢体的浓度随时间变化的方式，并且以所述水力学的停留时间中脱氮槽内的供氢体的最大浓度与最小浓度的差成为诱导所述脱氮菌的自己造粒化的浓度差的方式，将供氢体供应给所述脱氮槽。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，以所述水力学的停留时间中脱氮槽内的供氢体的最大浓度与最小浓度的差为50mgTOC/L的方式，将供氢体供应给所述脱氮槽。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，所述水力学的停留时间中脱氮槽内的供氢体的最小浓度是最大浓度的1/2以下。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，将供氢体间歇地供应给所述脱氮槽。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，相对于硝酸离子、亚硝酸离子的浓度，以脱氮处理所需要的供氢体的供应量为基准，组合将少于所述基准值的量的供氢体供应给所述脱氮槽的第一供应工序、以及将多于所述基准值的量的供氢体供应给所述脱氮槽的第二供应工序，将供氢体供应给所述脱氮槽。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，供氢体的供应停止时间比供氢体的供应时间的50％更长。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，所述第一供应工序中的供氢体的供应时间比所述第二供应工序中的供氢体的供应时间的50％更长。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，在多次进行供氢体的供应以及停止的循环的情况下，一次循环的时间比所述水力学的停留时间的50％更短。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，在多次进行所述第一供应工序以及所述第二供应工序的循环的情况下，一次循环的时间比所述水力学的停留时间的50％更短。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，所述水力学的停留时间中脱氮槽内的供氢体的最小浓度在100mgTOC/L以下。

并且，在所述脱氮处理方法中，优选的是，所述供氢体从甲醇、乙醇、异丙醇、醋酸、氢气、丙酮、葡萄糖、甲乙酮中选择。

并且，本发明是脱氮处理装置，包括完全混合型的脱氮槽、将被处理水连续供应给所述脱氮槽的被处理水供应装置、以及将供氢体供应给所述脱氮槽的供氢体供应装置，并且在所述脱氮槽内，通过脱氮菌将被处理水中含有的硝酸离子、亚硝酸离子还原成氮；其中，所述供氢体供应装置，以所述脱氮槽内的被处理水的水力学的停留时间中脱氮槽内的供氢体的浓度随时间变化的方式，并且以所述水力学的停留时间中脱氮槽内的供氢体的最大浓度与最小浓度的差成为诱导所述脱氮菌的自己造粒化的浓度差的方式，将供氢体供应给所述脱氮槽。

(发明的效果)

根据本发明，能够在将被处理水连续流入完全混合型的脱氮槽的同时，使脱氮菌颗粒化，能够实现装置的小型化以及低成本化。

附图说明

图1是示出了本实施方式涉及的水处理装置一例的概略构成图。

图2是示出了本实施方式涉及的脱氮装置一例的构成的模式图。

图3是示出了本发明的其他实施方式涉及的脱氮装置的构成一例的模式图。

图4是示出了实施例1，与试验经过天数相对应的MLSS浓度变化的图。

图5是示出了实施例1，与试验经过天数相对应的脱氮处理的处理速度变化的图。

符号说明

1水处理装置

10氟处理装置

12硝化装置

14脱氮装置

16脱氮槽

18氧化槽

20沉淀槽

22被处理水流入管

23、36、44泵

24污泥送还管

26a、26b、26c处理水取出管

28供氢体供应装置

30pH调整装置

32搅拌装置

34供氢体箱

38供氢体流入管

40、50控制装置

42pH调整剂箱

46pH调整剂流入管

48pH传感器

52间壁

54脱氮室

56沉淀室

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式是实施本发明的一个实例，本发明并没有被限定为本实施方式。

图1是示出了本实施方式涉及的水处理装置的概略构成图。如图1所示，水处理装置1包括：氟处理装置10、硝化装置12、以及脱氮装置14。虽然本实施方式是涉及含有硝酸离子、亚硝酸离子的被处理水的脱氮处理方法以及脱氮处理装置，但是，例如在半导体工厂排水等的电子工业排水等中，大多作为含氟以及含有氨性氮排水排出，在这种情况下，需要通过所述的氟处理装置10去除氟，并通过硝化装置12将氨性氮硝化为硝酸或亚硝酸。

氨性氮来自于氨、氨化合物、胺系化合物、例如四甲基氢氧化铵、乙醇胺、其他胺酸等的有机性氮化合物。氟来自于氢氟酸、氟化合物等。并且，关于氟处理装置10的构成以及氟去除方法、硝化装置12的构成以及硝化方法，虽然下面对其一个实例进行说明，但装置构成以及方法并不仅限于此。

氟处理装置10包括：被处理水槽、反应槽、以及沉淀槽。被处理水槽的出口和反应槽的入口、反应槽的出口和沉淀槽的入口通过管道连接。

硝化装置12包括被处理水槽和硝化槽。氟处理装置10的沉淀槽的出口与硝化装置12的被处理水槽的入口、硝化装置12的被处理水槽的出口与硝化槽的入口通过管道连接。

图2是示出了本实施方式的脱氮装置的构成的模式图。如图2所示，脱氮装置14包括：脱氮槽16、氧化槽18、沉淀槽20、被处理水流入管22、污泥送还管24、处理水取出管26a、26b、26c、供氢体供应装置28、以及pH调整装置30。被处理水流入管22是用于将被处理水供应到脱氮槽16的流路。图1示出的硝化装置12的硝化槽的出口与图2示出的脱氮槽16的被处理水供应口，通过被处理水流入管22连接。脱氮槽16的处理水出口与氧化槽18的入口，通过处理水取出管26a连接，氧化槽18的出口与沉淀槽20的入口，通过处理水取出管26b连接，沉淀槽20的处理水出口与处理水取出管26c连接。沉淀槽20的污泥排出口与脱氮槽16的污泥流入口，经由泵23，通过污泥送还管24连接。在脱氮槽16内，设置有对槽内的水进行搅拌的搅拌装置32。

供氢体供应装置28，用于将供氢体供应至脱氮槽16，并包括：收容供氢体的供氢体箱34、将供氢体送到脱氮槽16的泵36、组成供氢体的流路的供氢体流入管38、控制泵36的驱动并控制供氢体的供应量的控制装置40。供氢体箱34的出口与脱氮槽16的供氢体供应口，经由泵36，通过供氢体流入管38连接。泵36与控制装置40电性连接。

pH调整装置30，用于调整脱氮槽16内的被处理水的pH，并包括：pH调整剂箱42，用于收容盐酸等酸或者氢氧化钠等碱的pH调整剂；泵44，用于将pH调整剂送到脱氮槽16；pH调整剂流入管46，组成pH调整剂的流路；pH传感器48，用于测定脱氮槽16内的被处理水的pH值；以及控制装置50，用于控制泵44的驱动，并控制pH调整剂的供应量。pH调整剂箱42的出口与脱氮槽16的pH调整剂供应口，经由泵44，通过pH调整剂流入管46连接。pH传感器48与控制装置50、控制装置50与泵44电性连接。

接着，对本实施方式涉及的水处理方法以及水处理装置1的动作进行说明。首先，将含有氟以及氨性氮的被处理水送到图1示出的氟处理装置10的被处理水槽。在该被处理水槽中，在将被处理水的流量以及浓度平均化，并调整pH之后，将被处理水送到氟处理装置10的反应槽。并且，将钙化合物供应到反应槽中。并且，在氟处理装置10的反应槽中，使被处理水中的氟与钙化合物反应，生成氟化钙(CaF₂)。这里，为了提高被处理水中的氟的处理效率，也可以将凝聚剂与钙化合物同时供应到氟处理装置10的反应槽中，使所述生成的氟化钙聚集化。并且，在氟处理装置10的沉淀槽中，对含有(已聚集化的)氟化钙的被处理水进行固液分离，从被处理水中去除氟(以及氟化钙)。

并且，氟处理装置10也可以包括多个反应槽。例如，也可以包括第一反应槽和第二反应槽，在第一反应槽，使含有氟以及氨性氮的处理水和钙化合物反应，生成氟化钙，在第二反应槽，添加凝聚剂，使氟化钙聚集化。并且，在反应槽也可以设置对槽内的水进行搅拌的搅拌机构。

供应给氟处理装置10的反应槽的钙化合物，并没有被特别限制为能够将氟作为氟化钙析出的化合物，例如，氢氧化钙(Ca(OH)₂)、氯化钙(CaCl₂)、硫酸钙(CaSO₄)等都可以。并且，作为凝聚剂，可以使用例如多氯化铝或硫酸铝等无机凝聚剂或阴离子性聚合体等有机高分子凝聚剂等。

接着，将去除了氟后的含有氨性氮的被处理水，送到图1示出的硝化装置12的被处理水槽中。在该被处理水槽中，在将被处理水的流量以及浓度平均化，并调整pH之后，将被处理水送到硝化槽。在硝化槽中填充，通过使含有硝化菌的微生物膜保持在载体上而形成的微生物保持载体。并且，在硝化槽中，连接空气导入管(未示出)，形成能够将空气供应到硝化槽内的被处理水中的构造。并且，在硝化槽，通过微生物保持载体的硝化菌的作用，使被处理水中的氨性氮硝化成硝酸性氮、亚硝酸性氮。这里，硝化菌为将被处理水中含有的氨性氮硝化成亚硝酸性氮的独立营养性细菌的氨氧化细菌、将亚硝酸性氮硝化成硝酸性氮的独立营养性细菌的亚硝酸氧化细菌等。

保持硝化菌的载体，虽然没有特别的限制，但是可以利用例如海绵、凝胶、塑料成型品等。具体来说，优选的是利用亲水性的聚氨基甲酸酯海绵、聚乙烯醇凝胶等。

接着，将所述硝化处理后的硝化处理液，即含有硝酸性氮、亚硝酸性氮的被处理水，通过被处理水流入管22送到脱氮装置14的脱氮槽16中。这里，脱氮槽16是完全混合型的脱氮槽16，在脱氮处理时，将被处理水连续供应给脱氮槽16。并且，使泵36工作，将供氢体供应装置28的供氢体箱34内的供氢体通过供氢体流入管38供应给脱氮槽16。在脱氮槽16内，在含有脱氮菌的污泥浮游在水中的状态下进行收容，通过该脱氮菌作用，被处理水中的硝酸离子、亚硝酸离子被还原成氮气。在使用甲醇作为供氢体的情况下，被处理水中的硝酸离子、亚硝酸离子通过下面反应式中示出的反应被还原成氮气。

2NO₂ ^-+CH₃OH→N₂+CO₂+H₂O+2OH^-

6NO₃ ^-+5CH₃OH→3N₂+5CO₂+7H₂O+6OH^-

接着，经由处理水取出管26a，将通过脱氮处理去除了硝酸离子、亚硝酸离子的处理水送到氧化槽18，并在氧化槽18，使处理水中残留的供氢体等有机物氧化。接着，经由处理水取出管26b，将去除了供氢体的处理水送到沉淀槽20。并且，在沉淀槽20的下部，被处理水中含有的(本实施例中为自己造粒化的)脱氮菌作为污泥堆积，将沉淀槽20的上部的上澄水从处理水取出管26c取出。并且，使泵23工作，将堆积在沉淀槽20的下部的污泥从污泥送还管24再次送还到脱氮槽16内。并且，在硝化装置12进行的硝化处理以浮游式的污泥进行的情况下，也可以将污泥送还到硝化槽。

图3是示出了本发明的其他实施方式涉及的脱氮装置的构成一例的模式图。在脱氮装置14中，不必将沉淀槽20与脱氮槽16独立设置，如图3所示，也可以在脱氮槽16内设置下部开口的间壁52，形成脱氮室54以及沉淀室56。并且，固液分离也可以不使用图2示出的沉淀槽20、图3示出的沉淀室56，而是以气固分离器(GSS)、膜分离装置等任意装置进行。

氧化槽18，用于将被处理水中含有的供氢体等有机物通过微生物的作用进行氧化分解。如图2所示，氧化槽18也可以设置在沉淀槽20的上游侧，也可以设置在沉淀槽20的下游侧。

接着，对供氢体的供应方法进行详细描述。通常，根据供应到脱氮槽16的被处理水的硝酸离子、亚硝酸离子的浓度算出脱氮处理所需要的供氢体的供应量，并且不改变该供应量而连续地供应给脱氮槽16。因此，脱氮槽16内的供氢体的浓度大致稳定在低浓度。并且，为了有效地进行脱氮处理，将脱氮槽16内的硝酸离子以及亚硝酸离子的脱氮处理所需要的供氢体供应量的(需要的供氢体的理论量)1.2倍左右供应给脱氮槽16。

但是，在本实施方式中，脱氮槽16内的被处理水的水力学的停留时间(HRT)中，脱氮槽16内的供氢体的浓度随时间变化，该水力学的停留时间中脱氮槽16内的供氢体的最大浓度与最小浓度的差，成为诱导脱氮菌的自己造粒化(颗粒化)的浓度差，并以该方式将供氢体供应给脱氮槽16。具体来说，在控制装置40，预先记录水力学的停留时间中脱氮槽16内的供氢体的浓度变动图，基于浓度变动图，以供氢体的最大浓度与最小浓度的差，成为诱导脱氮菌的自己造粒化的浓度差的方式控制泵36的工作，并调节供氢体的供应量。即，进行后述的供氢体的供应-停止、供氢体的多量供应-少量供应。

这里，优选的是，脱氮槽16内的被处理水的水力学的停留时间中，脱氮槽16内的供氢体的最大浓度与最小浓度的差在50mgTOC/L以上，并以该方式将供氢体供应到脱氮槽16内，更优选的是，以浓度差在100mgTOC/L以上的方式将供氢体供应到脱氮槽16内。当脱氮槽16内的被处理水的水力学的停留时间中，脱氮槽16内的供氢体的最大浓度与最小浓度的差小于50mgTOC/L时，存在不能充分诱导脱氮菌的自己造粒化的情况。

这里，优选的是，脱氮槽16内的被处理水的水力学的停留时间中，脱氮槽内的供氢体的最小浓度在最大浓度的1/2以下(大于0，小于等于最大浓度的1/2的范围)。当所述最小浓度超过最大浓度的1/2时，存在脱氮菌的自己造粒化的诱导变困难的情况。

在本实施方式中，通过将供氢体间歇地供应给脱氮槽16，能够使脱氮槽16内的被处理水的水力学的停留时间中，脱氮槽16内的供氢体的浓度随时间变化。即，由于在供氢体的供应时，能够使脱氮槽16内的供氢体的浓度增加，并且在供氢体的供应停止时，能够使脱氮槽16内的供氢体的浓度减少(由于通过脱氮处理供氢体被消耗)，因此能够使所述水力学的停留时间中脱氮槽16内的供氢体的浓度随时间变化。但是，供氢体的供应以及停止时间、供氢体的供应量必须被设定成，脱氮槽16内的被处理水的水力学的停留时间(HRT)中，脱氮槽16内的供氢体的最大浓度与最小浓度的差在例如50mgTOC/L以上。

优选的是，供氢体的供应停止时间比供氢体的供应时间的50％更长。当供氢体的供应停止时间在供氢体的供应时间的50％以下时，即使供氢体的最大浓度与最小浓度的差在例如50mgTOC/L以上，也会存在脱氮菌的自己造粒化的充分诱导变困难的情况。

在供氢体的供应以及停止的循环进行多次的情况下，优选的是，一次循环(供应-停止)的时间比水力学的停留时间的50％更短，即相对于水力学的停留时间进行两次循环以上。如果相对于水力学的停留时间仅进行一次循环，则供氢体的最大浓度与最小浓度的差变大，但是，由于供氢体的浓度高的处理水向脱氮槽16外排出，因此在用于从处理水去除供氢体的氧化槽18的负载变高的同时，存在处理水的水质恶化的情况。并且，由于在脱氮处理中，没有被有效使用的供氢体变多，需要使供氢体供应量增加，因此存在脱氮处理的成本变高的情况。

并且，在本实施方式中，相对于脱氮槽16内的硝酸离子以及亚硝酸离子的浓度，以脱氮处理所需要的供氢体的供应量(需要的供氢体的理论量)为基准，组合将少于基准值的量的供氢体供应给脱氮槽16的第一供应工序、以及将多于所述基准值的量的供氢体供应给脱氮槽16的第二供应工序，通过将供氢体供应给脱氮槽16，也能够使脱氮槽16内的被处理水的水力学的停留时间中，脱氮槽16内的供氢体的浓度随时间变化。但是，在第一供应工序以及第二供应工序的供应供氢体的时间、以及在该时间内供应的供应量必须被设定成，脱氮槽16内的被处理水的水力学的停留时间(HRT)中，脱氮槽16内的供氢体的最大浓度与最小浓度的差在例如50mgTOC/L以上。

优选的是，第一供应工序中的供氢体的供应时间比第二供应工序中的供氢体的供应时间的50％更长。当第一供应工序中的供氢体的供应时间在第二供应工序中的供氢体的供应时间的50％以下时，即使供氢体的最大浓度与最小浓度的差在例如50mgTOC/L以上，也会存在脱氮菌的自己造粒化的充分诱导变困难的情况。

在第一供应工序以及第二供应工序的循环进行多次的情况下，优选的是，一次循环(第一供应工序-第二供应工序)的时间比水力学的停留时间的50％更短，即相对于水力学的停留时间进行两次循环以上。如果相对于水力学的停留时间仅进行一次循环，则供氢体的最大浓度与最小浓度的差变大，但是，由于供氢体的浓度高的处理水向脱氮槽16外排出，因此在用于从处理水去除供氢体的氧化槽18的负载变高的同时，存在处理水的水质恶化的情况。并且，由于在脱氮处理中，没有被有效使用的供氢体变多，因此需要增加供氢体的供应量，存在脱氮处理的成本变高的情况。

并且，在本实施方式中，优选的是，脱氮槽16内的被处理水的水力学的停留时间中，脱氮槽16内的供氢体的最小浓度在100mgTOC/L以下，更优选的是，在10mgTOC/L至100mgTOC/L的范围。当供氢体的最小浓度大于100mgTOC/L时，存在脱氮菌的自己造粒化的充分诱导变困难的情况。并且，当供氢体的最小浓度小于10mgTOC/L时，在用于从处理水中去除供氢体的氧化槽18的负载变高的同时，存在处理水的水质恶化的情况。

并且，在颗粒化脱氮菌时，存在添加部分金属类而获得良好结果的情况。一般来说，将这些作为颗粒化促进物质，作为离子类，例如钙离子、铁离子，作为化合物类，例如粉煤灰、氧化铁、碳酸钙等。关于其中的离子类，优选的是，在脱氮处理整个期间或装置的启动期间，连续或间歇地添加。并且，关于化合物类，优选的是，在启动时与污泥的添加同时进行添加。

本实施方式中使用的供氢体，例如为甲醇、乙醇、异丙醇、醋酸、氢气、丙酮、葡萄糖、甲乙酮等，但并不限制于此，作为供氢体，可以使用现有已知的全部。

从硝酸离子、亚硝酸离子向氮气的还原反应，虽然由于供氢体的种类而有些不同，但是任何一种都是，由于生成硝酸离子、亚硝酸离子等克分子(モル)的氢氧化合物离子，而浮上槽内的被处理水pH上升。一般来说，适合将脱氮处理中的被处理水的pH调整至8～9的范围。但是，在供氢体由来的碳酸离子的浓度变高、并且担心被处理水中含有的钙离子等产生结垢(スケ一ル)的情况下，优选的是，将浮上槽内的被处理水pH调整至6～7.5的范围，更优选的是，调整至6.3～7.0的范围。具体来说，通过pH调整装置30的pH传感器48检测被处理水的pH，基于检测的pH，通过控制装置50使泵44工作，将pH调整剂从pH调整剂箱42供应给脱氮槽16，来调节脱氮槽16内的被处理水的pH，使得脱氮槽16内的被处理水pH在所述pH范围。

如上所述，在将被处理水连续供应给完全混合型的脱氮槽的同时，将供氢体供应给脱氮槽，使得脱氮槽内的被处理水的水力学的停留时间中，脱氮槽16内的供氢体的浓度随时间变化，并且在水力学的停留时间中脱氮槽16内的供氢体的最大浓度与最小浓度的差成为诱导脱氮菌的自己造粒化(颗粒化)的浓度差，优选在例如50mgTOC/L以上，从而能够使脱氮菌颗粒化。通过使脱氮菌颗粒化，由于能够增加脱氮槽内的微生物浓度(污泥浓度)，能够提高脱氮处理的处理速度，并能够使装置小型化或者低成本化。

以下，列举出实施例和比较例，虽然更具体更详细地对本发明进行说明，但是本发明并不限定在以下的实施例。

(实施例1)

在实施例1中，使用与图2示出的相同的装置，将下面表1中示出的水质的被处理水连续通水至脱氮槽。使用甲醇作为供氢体，以脱氮槽内的被处理水的HRT中甲醇的最大浓度与最小浓度的差在50mgTOC/L以上的方式，将该甲醇间歇地供应给脱氮槽。将供氢体的停止时间和供应时间的比固定为1∶19，供应-停止的一次循环的时间为HRT的1/5，通过流入氮负载使循环时间变化。甲醇的添加量，相对于处理氮量为3kg甲醇/kg氮，在试验开始时为约500mgMLSS/L，进行脱氮的活性污泥供应给脱氮槽。并且，脱氮槽利用50L容量的存储罐(ダイライトタンク)，有效容积为40L。使用盐酸将被处理水的pH调整为pH6.5。并且，将留在设置于脱氮槽后段的沉淀槽的污泥送还至脱氮槽。试验进行26天。

表1

硝酸钠	500mgN
		氯化钙	300mgCa
磷酸	10mgP/L
		自来水	1L

比较例

在比较例中，使用甲醇作为供氢体，并将该甲醇连续供应给脱氮槽。将脱氮槽内的被处理水的HRT中甲醇的最大浓度与最小浓度的差维持在不到50mgTOC/L。甲醇的添加量，相对于处理氮量为3kg甲醇/kg氮，在试验开始时为约500mgMLSS/L，进行脱氮的活性污泥供应给脱氮槽。并且，脱氮槽利用50L容量的存储罐，有效容积为40L。使用盐酸将被处理水的pH调整为pH6.5。并且，将留在设置于脱氮槽后段的沉淀槽的污泥送还至脱氮槽。试验进行26天。

图4是示出了实施例1的试验中MLSS浓度相对于经过天数的变化的图。图5是示出了实施例1的试验中脱氮处理的处理速度相对于经过天数的变化的图。如图4所示，在实施例1中，在天数经过的同时，MLSS浓度上升，从试验开始在第26天，MLSS浓度达到8000mgMLSS/L。并且，如图5所示，在MLSS浓度上升的同时，脱氮处理的处理速度也上升，从试验开始在第26天，达到约2kgN/m³/天，并确认获得较高的处理速度。并且，在实施例1中，实验开始至经过约2周后，确认含有脱氮菌的污泥颗粒化；约3周后，确认含有脱氮菌的污泥大致全部颗粒化。另一方面，在比较例中，从试验开始在第26天，MLSS浓度仅达到3000mgMLSS/L，脱氮处理的处理速度也为0.6kgN/m³/天。此外，即使从试验开始经过26天，含有脱氮菌的污泥也没有颗粒化。

(实施例2)

在实施例2中，除了将供氢体的停止时间/供应时间设为0.5、1、5、10、20、50之外，以与实施例1相同的条件进行脱氮处理。并且，从试验开始25天后，以下述的基准评价脱氮槽内含有脱氮菌的污泥是否颗粒化，将其归纳在表2中。

○含有脱氮菌的污泥全部颗粒化

△含有脱氮菌的污泥一部分颗粒化

×含有脱氮菌的污泥没有颗粒化

表2

停止时间/添加时间	颗粒化形成的有无
		0	×
0.5	△
		1	○
5	○
		10	○
20	○
		50	○

从表2可以判断出，在停止时间/添加时间为0(所述比较例)的情况下，即使从试验开始经过25天，脱氮菌也没有颗粒化。并且，当停止时间/添加时间在1以上时，从试验开始经过25天后，含有脱氮菌的污泥全部颗粒化，获得良好的结果。

(实施例3)

在实施例3中，除了将供应-停止的一次循环的时间设为HRT的1、1/2、1/3、1/5之外，以与实施例1相同的条件进行脱氮处理。将供应-停止的各循环时间内的脱氮槽出口的供氢体平均浓度、脱氮槽出口的硝酸性氮平均浓度归纳在表3中。

表3

循环时间	反应槽出口供氢体平均浓度[mgTOC/L]	反应槽出口NO2-N平均浓度[mgN/L]
			HRT的1倍	682	159
1/2倍	328	41
			1/3倍	182	3
1/5倍	167	3

在循环时间在HRT的1/3以下的情况下，供应到脱氮槽的供氢体也被有效使用，处理水中的硝酸性氮也能够抑制为较低。但是，在循环时间在HRT的1/2以上的情况下，添加的供氢体的一部分未反应而流出，与此相伴，确认供氢体不足，处理水质恶化。

Claims (12)

1、一种脱氮处理方法，在将被处理水连续供应给完全混合型的脱氮槽的同时，供应供氢体，通过脱氮菌将被处理水中含有的硝酸离子、亚硝酸离子还原成氮，所述脱氮处理方法的特征在于：

以所述脱氮槽内的被处理水的水力学的停留时间中供氢体的浓度随时间变化的方式，并且以所述水力学的停留时间中供氢体的最大浓度与最小浓度的差成为诱导所述脱氮菌的自己造粒化的浓度差的方式，将供氢体供应给所述脱氮槽。

2、根据权利要求1所述的脱氮处理方法，其特征在于，以所述水力学的停留时间中供氢体的最大浓度与最小浓度的差为50mgTOC/L以上的方式，将供氢体供应给所述脱氮槽。

3、根据权利要求2所述的脱氮处理方法，其特征在于，所述水力学的停留时间中供氢体的最小浓度是最大浓度的1/2以下。

4、根据权利要求2所述的脱氮处理方法，其特征在于，将供氢体间歇地供应给所述脱氮槽。

5、根据权利要求2所述的脱氮处理方法，其特征在于，相对于硝酸离子、亚硝酸离子的浓度，以脱氮处理所需要的供氢体的供应量为基准，组合将少于所述基准值的量的供氢体供应给所述脱氮槽的第一供应工序、以及将多于所述基准值的量的供氢体供应给所述脱氮槽的第二供应工序，将供氢体供应给所述脱氮槽。

6、根据权利要求4所述的脱氮处理方法，其特征在于，供氢体的供应停止时间比供氢体的供应时间的50％更长。

7、根据权利要求5所述的脱氮处理方法，其特征在于，所述第一供应工序中的供氢体的供应时间比所述第二供应工序中的供氢体的供应时间的50％更长。

8、根据权利要求4所述的脱氮处理方法，其特征在于，在多次进行供氢体的供应以及停止的循环的情况下，一次循环的时间比所述水力学的停留时间的50％更短。

9、根据权利要求5所述的脱氮处理方法，其特征在于，在多次进行所述第一供应工序以及所述第二供应工序的循环的情况下，一次循环的时间比所述水力学的停留时间的50％更短。

10、根据权利要求1所述的脱氮处理方法，其特征在于，所述水力学的停留时间中供氢体的最小浓度在100mgTOC/L以下。

11、根据权利要求1所述的脱氮处理方法，其特征在于，所述供氢体从甲醇、乙醇、异丙醇、醋酸、氢气、丙酮、葡萄糖、甲乙酮中选择。

12、一种脱氮处理装置，包括完全混合型的脱氮槽、将被处理水连续供应给所述脱氮槽的被处理水供应装置、以及将供氢体供应给所述脱氮槽的供氢体供应装置，并且在所述脱氮槽内，通过脱氮菌将被处理水中含有的硝酸离子、亚硝酸离子还原成氮，所述脱氮处理装置的特征在于：

所述供氢体供应装置，以所述脱氮槽内的被处理水的水力学的停留时间中供氢体的浓度随时间变化的方式，并且以所述水力学的停留时间中供氢体的最大浓度与最小浓度的差成为诱导所述脱氮菌的自己造粒化的浓度差的方式，将供氢体供应给所述脱氮槽。

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