JP2016107219A - Nitrogen treatment method and nitrogen treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】廃水のアンモニア性窒素濃度の増大や水温の低下があっても廃水に含まれる窒素成分を安定的に除去する窒素処理装置及び窒素処理方法の提供。【解決手段】硝化細菌群によって高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行い、硝化細菌群に含まれている高濃度アンモニア耐性菌(AH菌)を増殖させる工程と、増殖させたAH菌を利用して廃水の硝化処理を行う工程と、硝化処理が行われた廃水の脱窒処理を行う工程とを含む窒素処理方法。亦、窒素処理装置1は、廃水の硝化処理を行う好気槽14と、硝化処理が行われた廃水の脱窒処理を行う無酸素槽12と、硝化細菌群によって高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行い、硝化細菌群に含まれているAH菌を増殖させる副好気槽30とを備え、増殖させたAH菌を利用して廃水の硝化処理を行う窒素処理装置。【選択図】図1The present invention provides a nitrogen treatment apparatus and a nitrogen treatment method for stably removing nitrogen components contained in wastewater even when the concentration of ammoniacal nitrogen in the wastewater is increased or the water temperature is lowered. SOLUTION: A process of nitrifying high-concentration ammonia nitrogen wastewater by a nitrifying bacteria group to proliferate high-concentration ammonia-resistant bacteria (AH bacteria) contained in the nitrifying bacteria group, and utilizing the proliferated AH bacteria A nitrogen treatment method including a step of performing nitrification treatment of waste water and a step of performing denitrification treatment of waste water subjected to nitrification treatment. The nitrogen treatment apparatus 1 includes an aerobic tank 14 that performs nitrification treatment of wastewater, an anoxic tank 12 that performs denitrification treatment of wastewater that has undergone nitrification treatment, and high-concentration ammonia nitrogen wastewater by nitrifying bacteria. A nitrogen treatment apparatus comprising: a sub-aerobic tank 30 that performs nitrification and propagates AH bacteria contained in a group of nitrifying bacteria, and performs nitrification treatment of wastewater using the propagated AH bacteria. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、廃水に含まれる窒素成分を生物学的に除去する窒素処理方法及び窒素処理装置に関する。 The present invention relates to a nitrogen treatment method and a nitrogen treatment apparatus for biologically removing nitrogen components contained in wastewater.
生活廃水や産業廃水には、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素等の無機性窒素や有機性窒素が含まれていることがある。これらの窒素成分は、湖沼、河川等の富栄養化や溶存酸素濃度の低下を招き、水質汚染を生じる一因となるため、環境への放流にあたっては、窒素濃度を低減させる窒素除去処理があらかじめ行われる。 Domestic wastewater and industrial wastewater may contain inorganic nitrogen and organic nitrogen such as ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, and nitrate nitrogen. These nitrogen components cause eutrophication of lakes, rivers, etc. and a decrease in dissolved oxygen concentration, and cause water pollution. Done.
窒素除去処理の方法としては、廃水の窒素濃度が低濃度である場合には、イオン交換法、吸着法、不連続点塩素添加法、オゾン酸化法等の種々の窒素除去方法を利用することが可能である。しかしながら、生活廃水や産業廃水等の汚水や雨水の処理を行う下水処理施設においては、一般に微生物による生物学的処理が採用されており、下水に含まれる各種有機物の分解処理と併せて窒素除去処理がなされている。 As the nitrogen removal method, when the nitrogen concentration of the wastewater is low, various nitrogen removal methods such as an ion exchange method, an adsorption method, a discontinuous point chlorine addition method, and an ozone oxidation method can be used. Is possible. However, in sewage treatment facilities that treat sewage and rainwater such as domestic wastewater and industrial wastewater, biological treatment by microorganisms is generally adopted, and nitrogen removal treatment is combined with decomposition treatment of various organic substances contained in sewage. Has been made.
下水処理の処理形式としては、好気性処理と嫌気性処理とを組み合わせて行うものがある。好気性処理では、好気性微生物群による各種有機物の好気分解と共に、好気性微生物群に含まれているアンモニア酸化細菌(Nitrosomonas、Nitrosococcus、Nitrosospira、Nitrosolobus等)や亜硝酸酸化細菌菌(Nitrobactor、Nitrospina、Nitrococcus、Nitrospira等)によってアンモニア性窒素や亜硝酸性窒素を酸化する硝化処理が行われる。また、嫌気性処理では、嫌気性微生物群による各種有機物の嫌気分解と共に、嫌気性微生物群に含まれている従属栄養細菌(Pseudomonas denitrificans等)によって硝酸性窒素や亜硝酸性窒素を分子状窒素に還元する脱窒処理が行われる。 As a processing format of sewage treatment, there is a method of performing aerobic treatment and anaerobic treatment in combination. In the aerobic treatment, aerobic decomposition of various organic substances by aerobic microorganisms, ammonia oxidizing bacteria (Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus, etc.) and nitrite oxidizing bacteria (Nitrobactor, Nitrospina, etc.) contained in the aerobic microorganisms Nitrococcus, Nitrospira, etc.) are used to oxidize ammonia nitrogen and nitrite nitrogen. In anaerobic treatment, anaerobic microorganisms anaerobically decompose various organic substances, and heterotrophic bacteria (such as Pseudomonas denitrificans) contained in anaerobic microorganisms convert nitrate nitrogen and nitrite nitrogen to molecular nitrogen. A denitrification treatment for reduction is performed.
このような硝化処理と脱窒処理とによって窒素除去を行う下水処理施設は、通常、硝化処理が行われる好気槽は、負荷0.2〜0.3kg−N/m3/日の範囲で運転され、脱窒処理が行われる嫌気槽は、負荷0.2〜0.4kg−N/m3/日の範囲で運転される。総窒素濃度が30〜40mg/L程度である平均的な下水の窒素除去処理を十分に行うためには、好気槽については6〜8時間程度、嫌気槽については5〜8時間程度の滞留時間を確保する必要があるため、標準活性汚泥法等と比較すると、処理槽規模や曝気動力等を要する処理形式となっている。 In a sewage treatment facility that removes nitrogen by such nitrification and denitrification, the aerobic tank in which nitrification is performed is usually within a load range of 0.2 to 0.3 kg-N / m 3 / day. The anaerobic tank that is operated and subjected to denitrification is operated in a load range of 0.2 to 0.4 kg-N / m 3 / day. In order to sufficiently perform an average sewage nitrogen removal treatment in which the total nitrogen concentration is about 30 to 40 mg / L, the residence is about 6 to 8 hours for the aerobic tank and about 5 to 8 hours for the anaerobic tank. Since it is necessary to secure time, it is a treatment format that requires a treatment tank scale, aeration power, and the like as compared with the standard activated sludge method and the like.
また、下水処理施設には、被処理水の生物学的処理を行う下水処理系に付随して、汚泥処理系が備えられる場合がある。汚泥処理系では、生物学的処理に際して発生した余剰汚泥が、消化処理、脱水処理等を経て有機資材化或いは廃棄物化される。脱水処理後に発生する汚泥脱水濾液は、窒素成分を多量に含んでおり、通常、下水処理系に返送されて再処理される。返送された汚泥脱水濾液は、被処理水の窒素負荷を増大させ、窒素除去処理の速度や安定性の低下を招くため、汚泥脱水濾液を適切に処理するための技術が検討されている。 In some cases, a sewage treatment facility is provided with a sludge treatment system in addition to a sewage treatment system that performs biological treatment of water to be treated. In the sludge treatment system, surplus sludge generated during biological treatment is converted into organic materials or waste through digestion treatment, dehydration treatment, and the like. The sludge dehydrated filtrate generated after the dehydration treatment contains a large amount of nitrogen components and is usually returned to the sewage treatment system and reprocessed. Since the returned sludge dehydrated filtrate increases the nitrogen load of the water to be treated and causes a reduction in the speed and stability of the nitrogen removal treatment, a technique for appropriately treating the sludge dehydrated filtrate has been studied.
例えば、特許文献1には、有機物を含有する汚泥を無酸素槽(1)と好気槽(2)からなる反応槽(3)に供給して有機物を分解し、嫌気性消化槽(8)で嫌気消化処理を施した後、脱水機(9)で固液分離を行なった脱水ろ液を調整槽(10)に一時的に貯留する汚泥処理システムにおいて、調整槽(10)の後段に間欠式エアレーション(11)と撹拌機(12)を設けた硝化槽(13)を配設し、硝化槽(13)の上澄液を無酸素槽(1)に抜出す抜出しポンプ(15)と、硝化槽(13)の汚水と無酸素槽(1)の汚水を交換させる交換ポンプ(14)を設置した脱水ろ液の窒素除去システムが開示されている。 For example, in Patent Document 1, sludge containing organic substances is supplied to a reaction tank (3) composed of an anaerobic tank (1) and an aerobic tank (2) to decompose the organic substances, and an anaerobic digester (8). In the sludge treatment system that temporarily stores the dehydrated filtrate that has been subjected to solid-liquid separation in the dehydrator (9) in the adjustment tank (10), after the anaerobic digestion process in the dehydrator (9), intermittently after the adjustment tank (10) A nitrification tank (13) provided with an aeration system (11) and a stirrer (12), and an extraction pump (15) for extracting the supernatant of the nitrification tank (13) to the anoxic tank (1); A nitrogen removal system for dehydrated filtrate in which an exchange pump (14) for exchanging sewage in the nitrification tank (13) and sewage in the anoxic tank (1) is disclosed.
廃水の硝化処理を担うアンモニア酸化細菌は、増殖速度が極めて遅い特徴を有しており、一連の窒素除去処理においてはアンモニア酸化反応が律速段階となっている。アンモニア酸化細菌の活性が一旦低下してしまうと、再び硝化活性を回復するまで脱窒処理が進まなくなり、安定的な窒素除去処理が難しくなる。よって、窒素除去処理の速度や安定性を向上し、処理槽規模や曝気動力等の設備効率の改善を図るためには、アンモニア酸化細菌による活性を高水準に維持することが重要である。 Ammonia-oxidizing bacteria responsible for nitrification of wastewater have a characteristic that the growth rate is extremely slow, and the ammonia oxidation reaction is the rate-limiting step in a series of nitrogen removal treatments. Once the activity of the ammonia-oxidizing bacteria is reduced, the denitrification process does not proceed until the nitrification activity is restored again, and a stable nitrogen removal process becomes difficult. Therefore, it is important to maintain the activity of ammonia oxidizing bacteria at a high level in order to improve the speed and stability of the nitrogen removal treatment and improve the equipment efficiency such as the treatment tank scale and aeration power.
しかしながら、アンモニア酸化細菌による活性は、廃水の性状変動の影響を受け易い特質を有している。例えば、汚泥処理系から汚泥脱水濾液が返送される等して廃水のアンモニア性窒素濃度が増大すると、アンモニア酸化細菌の活性が阻害されることが知られている。特許文献1に開示される技術によれば、調整槽の後段に配設した硝化槽によって、汚泥脱水濾液に含まれる窒素除去が可能になるとされているものの、この硝化槽は無酸素槽の後段の好気槽における硝化処理には直接には寄与しない。そのため、下水処理施設等における廃水の窒素除去処理に適用した場合には、下水処理系等に導入される被処理水の性状変動に適切に対処することはできない。 However, the activity by ammonia oxidizing bacteria has a characteristic that it is easily affected by fluctuations in the properties of wastewater. For example, it is known that the activity of ammonia-oxidizing bacteria is inhibited when the concentration of ammoniacal nitrogen in wastewater is increased by returning sludge dehydrated filtrate from the sludge treatment system. According to the technique disclosed in Patent Document 1, it is said that nitrogen contained in the sludge dehydrated filtrate can be removed by the nitrification tank disposed in the subsequent stage of the adjustment tank. It does not directly contribute to the nitrification treatment in the aerobic tank. For this reason, when applied to nitrogen removal treatment of wastewater in a sewage treatment facility or the like, it is not possible to appropriately cope with fluctuations in properties of treated water introduced into a sewage treatment system or the like.
また、アンモニア酸化細菌の活性は、低水温の環境において大きく低下することが知られている。例えば、被処理水の水温が冬季等に20℃を下回る程の低温となると、アンモニア酸化細菌の活性が著しく低下して十分な硝化処理を行うことができなくなり、その後の脱窒処理が進行せず、窒素除去処理が行えなくなるという問題がある。そのため、廃水のアンモニア性窒素濃度や水温等の性状変動に依らず、安定的に窒素除去処理を行うことを可能とする技術が求められている。 In addition, it is known that the activity of ammonia oxidizing bacteria is greatly reduced in a low water temperature environment. For example, when the temperature of the water to be treated becomes a low temperature of less than 20 ° C. in winter, the activity of ammonia oxidizing bacteria is remarkably reduced and sufficient nitrification treatment cannot be performed, and the subsequent denitrification treatment proceeds. Therefore, there is a problem that the nitrogen removal treatment cannot be performed. Therefore, there is a need for a technique that can stably perform nitrogen removal treatment regardless of changes in properties such as ammonia nitrogen concentration and water temperature of wastewater.
そこで、本発明は、廃水のアンモニア性窒素濃度の増大や水温の低下があっても廃水に含まれる窒素成分を安定的に除去することができる窒素処理装置及び窒素処理方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a nitrogen treatment apparatus and a nitrogen treatment method capable of stably removing nitrogen components contained in wastewater even when the concentration of ammoniacal nitrogen in the wastewater is increased or the water temperature is lowered. And
前記課題を解決するために本発明に係る窒素処理方法は、廃水に含まれる窒素成分を生物学的に除去する窒素処理方法であって、硝化細菌群によって前記廃水よりも高濃度のアンモニア性窒素を含有する高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行い、前記硝化細菌群に含まれている高濃度アンモニア耐性菌(AH菌)を増殖させる工程と、増殖させた前記AH菌を利用して前記廃水の硝化処理を行う工程と、前記硝化処理が行われた廃水の脱窒処理を行う工程とを含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a nitrogen treatment method according to the present invention is a nitrogen treatment method for biologically removing nitrogen components contained in wastewater, and ammonia nitrogen having a concentration higher than that of the wastewater by nitrifying bacteria. Nitrifying treatment of high-concentration ammonia nitrogen wastewater containing, and a step of growing a high-concentration ammonia-resistant bacterium (AH bacterium) contained in the nitrifying bacteria group, and using the proliferated AH bacterium, The method includes a step of performing nitrification treatment of wastewater, and a step of performing denitrification treatment of the wastewater subjected to the nitrification treatment.
また、本発明に係る窒素処理装置は、廃水に含まれる窒素成分を生物学的に除去する窒素処理装置であって、前記廃水の硝化処理を行う好気槽と、前記硝化処理が行われた廃水の脱窒処理を行う無酸素槽と、硝化細菌群によって前記廃水よりも高濃度のアンモニア性窒素を含有する高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行い、前記硝化細菌群に含まれている高濃度アンモニア耐性菌(AH菌)を増殖させる副好気槽とを備え、増殖させた前記AH菌を利用して前記廃水の硝化処理を行うことを特徴とする。 Further, the nitrogen treatment apparatus according to the present invention is a nitrogen treatment apparatus that biologically removes nitrogen components contained in wastewater, wherein an aerobic tank that performs nitrification treatment of the wastewater and the nitrification treatment are performed. Included in the nitrifying bacteria group, an anoxic tank that performs denitrification treatment of wastewater, and nitrification treatment of high-concentration ammoniacal nitrogen wastewater containing ammonia nitrogen at a higher concentration than the wastewater by the nitrifying bacteria group A secondary aerobic tank for growing high-concentration ammonia-resistant bacteria (AH bacteria), and performing nitrification treatment of the wastewater using the grown AH bacteria.
本発明によれば、廃水のアンモニア性窒素濃度の増大や水温の低下があっても廃水に含まれる窒素成分を安定的に除去することができる窒素処理装置及び窒素処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a nitrogen treatment apparatus and a nitrogen treatment method capable of stably removing nitrogen components contained in wastewater even when the concentration of ammoniacal nitrogen in the wastewater is increased or the water temperature is lowered. .
[窒素処理方法]
はじめに、本発明の一実施形態に係る窒素処理方法について説明する。
[Nitrogen treatment method]
First, a nitrogen treatment method according to an embodiment of the present invention will be described.
本実施形態に係る窒素処理方法は、廃水に含まれる窒素成分を生物学的に除去する窒素処理方法である。この窒素処理方法では、少なくともアンモニア性窒素を窒素成分として含む廃水を被処理水として処理し、廃水に含まれる窒素成分を硝化処理と脱窒処理とによって分子状窒素に変換して窒素除去を行う。硝化処理においては、特に、高濃度アンモニア耐性菌(AH菌)の活性を利用する窒素処理方法である。 The nitrogen treatment method according to this embodiment is a nitrogen treatment method that biologically removes nitrogen components contained in wastewater. In this nitrogen treatment method, waste water containing at least ammonia nitrogen as a nitrogen component is treated as water to be treated, and the nitrogen component contained in the waste water is converted into molecular nitrogen by nitrification treatment and denitrification treatment to remove nitrogen. . In the nitrification treatment, in particular, a nitrogen treatment method utilizing the activity of highly concentrated ammonia-resistant bacteria (AH bacteria).
一般に、活性汚泥等に含まれる硝化細菌群には、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素にまで酸化するアンモニア酸化細菌群と、亜硝酸性窒素を硝酸性窒素にまで酸化する亜硝酸酸化細菌群とが含まれている。さらに、アンモニア酸化細菌は、高濃度のアンモニアに対する耐性を示し、高濃度のアンモニアの存在下でより高い活性を示す高濃度アンモニア耐性菌(AH菌)と、高濃度のアンモニアに対する感受性を示し、低濃度のアンモニアの存在下でより高い活性を示す低濃度アンモニア酸化細菌(AL菌)とに分類されることが知られている(刊行物:Y. Suwa, Y. Imamura, T. Suzuki, T. Tashiro, Y. Urushigawa, Ammonium-oxidizing bacteria with different sensitivities to (NH4)2SO4in activated sludges, Water Res. 28 (1994) 1523-1532参照)。 In general, the nitrifying bacteria included in activated sludge, etc. include ammonia oxidizing bacteria that oxidize ammonia nitrogen to nitrite nitrogen, and nitrite oxidizing bacteria that oxidize nitrite nitrogen to nitrate nitrogen. It is included. Furthermore, ammonia-oxidizing bacteria are resistant to high concentrations of ammonia, are highly sensitive to high concentrations of ammonia-resistant bacteria (AH bacteria) that exhibit higher activity in the presence of high concentrations of ammonia, and are sensitive to high concentrations of ammonia. It is known to be classified as a low-concentration ammonia-oxidizing bacterium (AL fungus) that exhibits higher activity in the presence of ammonia (publication: Y. Suwa, Y. Imamura, T. Suzuki, T. Tashiro, Y. Urushigawa, Ammonium-oxidizing bacteria with different sensitivities to (NH 4 ) 2 SO 4 in activated sludges, Water Res. 28 (1994) 1523-1532).
例えば、微生物固定化の形態において、濃度5000mg/Lの高濃度な硫酸アンモニア溶液中で8週間培養して検出されるアンモニア酸化細菌をAH菌、濃度100mg/Lの低濃度な硫酸アンモニア溶液中で8週間培養して検出されるアンモニア酸化細菌をAL菌に分類することができる(特開平9−47788号公報、特開平9−75984号公報等参照)。 For example, in the form of microorganism immobilization, ammonia-oxidizing bacteria detected by culturing in a high-concentration ammonia sulfate solution having a concentration of 5000 mg / L for 8 weeks in AH bacteria and a low-concentration ammonia sulfate solution having a concentration of 100 mg / L Ammonia-oxidizing bacteria detected after culturing for 8 weeks can be classified as AL bacteria (see JP-A-9-47788, JP-A-9-75984, etc.).
一般に、下水等のようにアンモニア性窒素濃度が20mg/L〜60mg/L程度と低い廃水の窒素除去処理においては、AL菌が優先的に増殖して高い硝化活性を示す一方で、AH菌は良好な増殖を示さず、硝化活性も低い。そのため、従来の窒素除去処理では、主として、AL菌の寄与によって被処理水の硝化処理がなされている。これに対して、環境中のアンモニア性窒素濃度が高まると、AH菌の増殖速度が増大し、高い硝化活性を示すようになる一方で、AL菌の増殖速度は低下し、硝化活性を示さなくなることが知られている。AH菌は、アンモニアに対する親和性は低いものの、アンモニア性窒素濃度の増大によって硝化速度が速くなる性質を示すため、ある濃度以上では、AH菌が優先的に硝化処理を担うことになる。 In general, in the nitrogen removal treatment of wastewater having a low ammonia nitrogen concentration of about 20 mg / L to 60 mg / L such as sewage, AL bacteria preferentially proliferate and show high nitrification activity, while AH bacteria Does not show good growth and has low nitrification activity. Therefore, in the conventional nitrogen removal treatment, nitrification treatment of water to be treated is mainly performed by the contribution of AL bacteria. On the other hand, when the concentration of ammonia nitrogen in the environment increases, the growth rate of AH bacteria increases and shows high nitrification activity, while the growth rate of AL bacteria decreases and does not show nitrification activity. It is known. Although AH bacteria have a low affinity for ammonia, they exhibit the property that the nitrification rate is increased by increasing the ammoniacal nitrogen concentration. Therefore, at a certain concentration or higher, AH bacteria preferentially bear the nitrification treatment.
このように本実施形態に係る窒素処理方法で利用するAH菌は、被処理水のアンモニア性窒素濃度が増大する変動があっても活性が低下し難いという利点を有している。加えて、AH菌は、環境の水温が低い場合、例えば、水温7℃においても活性を示し、また、水温が低い環境においては、アンモニア性窒素濃度が20mg/L〜60mg/L程度に低下しても、活性を保持することが新たに見出された。そこで、本実施形態に係る窒素処理方法では、硝化細菌群に含まれているAH菌を増殖させて廃水の硝化処理に利用することによって、従来のAL菌による窒素除去処理よりも、廃水のアンモニア性窒素濃度の増大や水温の低下に因る影響を受け難い硝化処理を実現することを可能とした。 As described above, the AH bacterium used in the nitrogen treatment method according to the present embodiment has an advantage that the activity is hardly lowered even if there is a fluctuation in which the ammoniacal nitrogen concentration of the water to be treated increases. In addition, AH bacteria exhibit activity even when the environmental water temperature is low, for example, at a water temperature of 7 ° C., and in an environment where the water temperature is low, the ammoniacal nitrogen concentration decreases to about 20 mg / L to 60 mg / L. However, it was newly found to retain activity. Therefore, in the nitrogen treatment method according to this embodiment, the AH bacteria contained in the nitrifying bacteria group are propagated and used for the nitrification treatment of the wastewater, thereby making the ammonia of the wastewater more than the conventional nitrogen removal treatment by the AL bacteria. It was possible to realize nitrification treatment that is less susceptible to the effects of increased nitrogen concentration and decreased water temperature.
本実施形態に係る窒素処理方法は、詳細には、高濃度硝化処理工程と、低濃度硝化処理工程と、脱窒処理工程とを含んでなる方法である。これらの各工程は、この順に繰り返し連続的に行うことが可能であり、通常は、廃水を窒素除去処理するための生物学的処理を行う処理槽において実施する。 Specifically, the nitrogen treatment method according to the present embodiment is a method including a high concentration nitrification treatment step, a low concentration nitrification treatment step, and a denitrification treatment step. Each of these steps can be repeated continuously in this order, and is usually performed in a treatment tank that performs biological treatment for removing nitrogen from the wastewater.
この窒素処理方法において窒素除去処理される廃水(被処理水)は、少なくともアンモニア性窒素を含む廃水であれば、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素等の他の無機性窒素や、有機性窒素や、他の有機物を含有していてもよい。例えば、生活廃水や産業廃水等の汚水、雨水、、又は、これらが合流した混合汚水を含む下水を被処理水として好適に適用することができる。このような下水は、アンモニア性窒素濃度が、通常100mg/L未満であり、20mg/L〜60mg/L程度であることが多い。窒素除去処理される廃水(被処理水)の水温は、常温(5℃〜35℃)の範囲で適用することができ、10℃〜20℃の温度域、5℃〜10℃の温度域のいずれにおいても、この窒素処理方法を適用することが可能である。 The waste water (treated water) subjected to nitrogen removal treatment in this nitrogen treatment method is waste water containing at least ammonia nitrogen, and other inorganic nitrogen such as nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, organic nitrogen, Other organic substances may be contained. For example, sewage including sewage such as domestic wastewater and industrial wastewater, rainwater, or mixed sewage obtained by combining them can be suitably applied as the water to be treated. Such sewage generally has an ammoniacal nitrogen concentration of less than 100 mg / L, often in the order of 20 mg / L to 60 mg / L. The temperature of the waste water (treated water) subjected to nitrogen removal treatment can be applied in the range of normal temperature (5 ° C. to 35 ° C.), in the temperature range of 10 ° C. to 20 ° C. In any case, it is possible to apply this nitrogen treatment method.
高濃度硝化処理工程では、硝化細菌群によって廃水よりも高濃度のアンモニア性窒素を含有する高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行い、硝化細菌群に含まれているAH菌を増殖させる。高濃度アンモニア性窒素廃水は、窒素除去処理される廃水(被処理水)とは異なる廃水である。硝化細菌群によって高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行うことで、AH菌の菌数や硝化活性を、従来の廃水の窒素除去処理と比較して向上させることができる。 In the high-concentration nitrification treatment step, nitrification treatment of high-concentration ammoniacal nitrogen wastewater containing ammoniacal nitrogen at a higher concentration than the wastewater is performed by the nitrifying bacteria group to proliferate AH bacteria contained in the nitrifying bacteria group. High-concentration ammoniacal nitrogen wastewater is a wastewater that is different from the wastewater to be nitrogen-removed (treated water). By performing nitrification treatment of high-concentration ammonia nitrogen wastewater with nitrifying bacteria, the number of AH bacteria and nitrification activity can be improved as compared with conventional nitrogen removal treatment of wastewater.
高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理は、例えば、硝化細菌群を含んでいる活性汚泥のような好気性微生物群を用いた好気性処理によって行うことができる。高濃度アンモニア性窒素廃水としては、被処理水よりも高濃度のアンモニア性窒素を含有する限り適宜の廃水を用いることができ、例えば、嫌気性消化処理後の汚泥脱水濾液、アンモニア用スクラバ廃水、半導体洗浄廃水等の各種無機窒素廃水等を適用することができる。これらの中でも硝化細菌の生育に適した水温と無機炭素源とを有する嫌気性消化処理後の汚泥脱水濾液が好ましい。硝化処理の温度条件は、好ましくは30℃以上37℃以下程度であるが、特に制限されるものではない。また、硝化処理の処理時間は、適宜の時間とすることができ、高濃度アンモニア性窒素廃水に含まれるアンモニア性窒素の略全量を硝化することは要しない。 The nitrification treatment of high-concentration ammonia nitrogen wastewater can be performed by, for example, an aerobic treatment using an aerobic microorganism group such as activated sludge containing a nitrifying bacteria group. As high-concentration ammonia nitrogen wastewater, any suitable wastewater can be used as long as it contains ammonia nitrogen at a higher concentration than the water to be treated. For example, sludge dehydrated filtrate after anaerobic digestion treatment, scrubber wastewater for ammonia, Various inorganic nitrogen wastewater such as semiconductor cleaning wastewater can be applied. Among these, a sludge dehydrated filtrate after anaerobic digestion treatment having a water temperature suitable for the growth of nitrifying bacteria and an inorganic carbon source is preferable. The temperature condition of the nitrification treatment is preferably about 30 ° C. to 37 ° C., but is not particularly limited. Further, the treatment time of the nitrification treatment can be set to an appropriate time, and it is not necessary to nitrify substantially the entire amount of ammonia nitrogen contained in the high concentration ammonia nitrogen waste water.
高濃度アンモニア性窒素廃水のアンモニア性窒素濃度は、少なくとも100mg/L以上、好ましくは160mg/L以上、より好ましくは200mg/L以上、さらに好ましくは400mg/L以上とする。AL菌は、アンモニア性窒素濃度が100mg/L以下の領域で、最大活性及び最大菌数に達し、その領域を上回るアンモニア性窒素濃度では、活性及び菌数が減少に転じる傾向を示す。そして、微生物固定化の形態においては、アンモニア性窒素濃度が400mg/L付近に達すると、菌数は2桁程度低下し、硝化活性を略示さなくなる。これに対して、AH菌は、アンモニア性窒素濃度が400mg/L付近に達するまで対数増殖的に増殖すると共に活性も向上して定常状態に達する傾向を示す。よって、アンモニア性窒素濃度が100mg/L以上であれば、微生物固定化を行うか否かに関わらず、アンモニア性窒素濃度が増大するほどAH菌も定常状態に至るまで増殖を続けるため、AH菌を有効に利用することが可能である。 The ammonia nitrogen concentration of the high-concentration ammonia nitrogen wastewater is at least 100 mg / L or more, preferably 160 mg / L or more, more preferably 200 mg / L or more, and further preferably 400 mg / L or more. The AL bacteria reach the maximum activity and the maximum number of bacteria in the region where the ammoniacal nitrogen concentration is 100 mg / L or less, and the ammonia and nitrogen counts exceeding the region tend to decrease in activity and the number of bacteria. In the form of microorganism immobilization, when the ammoniacal nitrogen concentration reaches around 400 mg / L, the number of bacteria decreases by about two orders of magnitude, and the nitrification activity is not substantially exhibited. In contrast, AH bacteria tend to grow logarithmically until the ammoniacal nitrogen concentration reaches around 400 mg / L and improve the activity to reach a steady state. Therefore, if the ammonia nitrogen concentration is 100 mg / L or more, AH bacteria continue to grow until they reach a steady state as the ammonia nitrogen concentration increases, regardless of whether the microorganism is immobilized. Can be used effectively.
高濃度硝化処理工程において硝化処理に用いる硝化細菌群は、固定化担体又は接触ろ材の形態に固定化して用いることが好ましい。固定化する硝化細菌群は、活性汚泥等のような微生物群から分離したものでも、アンモニア酸化細菌を優先的に繁殖させた微生物群であってもよい。固定化担体としては、アンモニア酸化細菌を担体内部に包括固定化した包括固定化担体、及び、担体表面に付着固定した付着固定化担体のいずれでもよいが、包括固定化担体を用いることが好ましい。包括固定化担体とすると、馴養時などにおいて汚泥の管理を簡易化することができる点で有利である。 The nitrifying bacteria group used for nitrification treatment in the high concentration nitrification treatment step is preferably used after being immobilized in the form of an immobilization carrier or a contact filter medium. The nitrifying bacteria group to be immobilized may be separated from a microorganism group such as activated sludge, or may be a microorganism group in which ammonia-oxidizing bacteria are preferentially propagated. The immobilization carrier may be either an immobilization immobilization carrier in which ammonia-oxidizing bacteria are inclusively immobilized inside the carrier or an adhering immobilization carrier that is adhering and immobilized on the surface of the carrier. The inclusion immobilization carrier is advantageous in that the management of sludge can be simplified at the time of acclimatization.
固定化の材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ポリエチレングリコール等のゲル担体や、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニル等のプラスチック担体等の適宜の担体を使用することができる。また、固定化担体の形状としては、球形、円筒形、立方形、多孔状、ハニカム状、スポンジ状等の成形を行ったものが好適である。接触ろ材としては、塩化ビニル製のろ材や、ポリエチレン製のろ材が好適である。また、微生物の自己造粒を利用したグラニュールを使用することも可能である。固定化の担体量としては、処理槽あたり、10%以上40%以下とすることが好ましく、15%以上25%以下とすることがより好ましい。 As the immobilization material, for example, a suitable carrier such as a gel carrier such as polyvinyl alcohol, alginic acid, or polyethylene glycol, or a plastic carrier such as cellulose, polyester, polypropylene, or vinyl chloride can be used. Further, as the shape of the immobilization carrier, those formed into a spherical shape, a cylindrical shape, a cubic shape, a porous shape, a honeycomb shape, a sponge shape or the like are suitable. As the contact filter medium, a vinyl chloride filter medium or a polyethylene filter medium is suitable. It is also possible to use granules utilizing self-granulation of microorganisms. The amount of the carrier for immobilization is preferably 10% or more and 40% or less, more preferably 15% or more and 25% or less per treatment tank.
低濃度硝化処理工程では、高濃度硝化処理工程において増殖させたAH菌を利用して廃水の硝化処理を行う。この低濃度硝化処理工程は、AH菌を利用して、従来から一般的に行われている硝化処理を廃水(被処理水)に対して行うことで、被処理水に含まれるアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素や硝酸性窒素に変換するものである。硝化処理で用いられている好気性微生物群にAH菌を混在させて利用することによって、被処理水のアンモニア性窒素濃度が増大したり、水温が低下したりすることがあっても、被処理水に含まれるアンモニア性窒素を安定して硝化することができる。 In the low concentration nitrification treatment step, waste water is nitrified using the AH bacteria grown in the high concentration nitrification treatment step. This low-concentration nitrification process uses AH bacteria to perform nitrification treatment that has been conventionally performed on wastewater (treated water), thereby removing ammonia nitrogen contained in the treated water. It converts to nitrite nitrogen or nitrate nitrogen. Even if the concentration of ammoniacal nitrogen in the water to be treated increases or the water temperature decreases by using AH bacteria in a mixture of aerobic microorganisms used in nitrification treatment Ammonia nitrogen contained in water can be stably nitrified.
被処理水の硝化処理においては、増殖させたAH菌を硝化処理を行う好気的な処理槽に直接的に添加ないし流入させたり、そのような処理槽の前段側に添加ないし流入させた後に好気的な処理槽に間接的に流入させたりしてもよい。或いは、増殖させたAH菌に対して被処理水を直接的に供給して接触させてもよい。いずれの場合においても、増殖させたAH菌を含む硝化細菌群が利用されることで、アンモニア性窒素濃度が高濃度の領域では、AH菌を優先的に利用することができ、低濃度の領域では、AL菌を優先的に利用することができる。そのため、広範囲にアンモニア性窒素濃度が変動する廃水(被処理水)をより安定的に硝化処理することが可能になる。 In nitrification of water to be treated, after the AH bacteria grown are directly added to or flown into an aerobic treatment tank that performs nitrification treatment, or after being added or flown into the front side of such a treatment tank You may make it flow into an aerobic processing tank indirectly. Alternatively, the treated water may be directly supplied to the grown AH bacteria and brought into contact therewith. In any case, by using a group of nitrifying bacteria containing the proliferated AH bacteria, the AH bacteria can be used preferentially in a high ammonia nitrogen concentration region, and a low concentration region. Then, AL bacteria can be used preferentially. Therefore, it is possible to more stably nitrify wastewater (treated water) whose ammonia nitrogen concentration varies over a wide range.
脱窒処理工程では、AH菌を利用して硝化処理が行われた廃水の脱窒処理を行う。この脱窒処理工程は、従来から一般的に行われている脱窒処理を行うことで、嫌気性微生物群によって硝化処理後の廃水(被処理水)に含まれる亜硝酸性窒素や硝酸性窒素を分子状窒素に変換するものである。被処理水のアンモニア性窒素濃度の増大や水温の低下があっても、低濃度硝化処理工程においてAH菌が高い硝化率で硝化処理を行うため、この脱窒処理工程ではアンモニア性窒素が十分に亜硝酸性窒素や硝酸性窒素に変換された被処理水が脱窒処理されることになり、高い窒素除去率で窒素成分を安定的に除去することができるようになる。 In the denitrification treatment step, denitrification treatment of wastewater that has been nitrified using AH bacteria is performed. In this denitrification treatment process, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen contained in waste water (treated water) after nitrification treatment by anaerobic microorganisms by performing denitrification treatment that has been generally performed conventionally. Is converted to molecular nitrogen. Even if the ammonia nitrogen concentration in the water to be treated increases or the water temperature decreases, AH bacteria perform nitrification at a high nitrification rate in the low concentration nitrification treatment step. The water to be treated converted to nitrite nitrogen or nitrate nitrogen is denitrified, and nitrogen components can be stably removed at a high nitrogen removal rate.
[窒素処理装置:第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態に係る窒素処理装置について説明する。なお、以下の各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複する部分についての説明は省略する。
[Nitrogen Treatment Apparatus: First Embodiment]
Next, the nitrogen treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each following figure, and the description about the overlapping part is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の第1実施形態に係る窒素処理装置の一例を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a nitrogen treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、第1実施形態に係る窒素処理装置1は、下水処理系10と、汚泥処理系20と、副好気槽30とを備えている。窒素処理装置1は、廃水に含まれる窒素成分を生物学的処理によって除去する装置であって、廃水中のアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素等の無機性窒素や、有機性窒素等の窒素成分を、硝化反応と脱窒反応とによって分子状窒素(窒素ガス)に変換して除去する機能を有している。この実施形態は、窒素処理装置1を下水処理施設に適用し、廃水として下水を処理する例を示したものである。窒素処理装置1は、前記の窒素処理方法の実施に好適な装置となっており、特に、AH菌を優先的に増殖させるための副好気槽30が、下水処理系10の系外に独立して備えられている点に特徴を有している。
As shown in FIG. 1, the nitrogen treatment apparatus 1 according to the first embodiment includes a sewage treatment system 10, a sludge treatment system 20, and a
下水処理系10は、図1に示すように、生物学的処理を行う処理槽として、無酸素槽12と好気槽14とを有している。下水処理系10において、無酸素槽12と好気槽14とは、無酸素槽12が前段側、好気槽14が後段側になるように直列の関係で設けられており、下水処理系10に導入された被処理水としての下水(原水)は、無酸素槽12で処理された後に好気槽14に流入し、好気槽14で引き続き処理されるようになっている。また、無酸素槽12と好気槽14とは、硝化液返送管100によって接続され、好気槽14で処理された硝化液が無酸素槽12に返流されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the sewage treatment system 10 includes an
無酸素槽12は、嫌気性微生物群によって被処理水の嫌気性処理を行い、被処理水に含まれる窒素成分の脱窒処理を行う密閉槽となっている。無酸素槽12には、脱窒細菌群を含んでいる嫌気性微生物群が保持され、脱窒細菌群が脱窒処理を行う。また、被処理水を撹拌する機械的攪拌、気流攪拌、液流攪拌等による攪拌手段や、被処理水を加温するボイラ等の加熱手段や、スカム除去手段等を設けることができる。
The
嫌気性処理は、溶存酸素濃度が制限されて遊離分子状酸素が乏しい一方で、亜硝酸イオンや硝酸イオン等の結合性酸素が存在する条件の下で、嫌気性微生物群を利用して行われる。嫌気性処理では、被処理水に含まれる有機物等が嫌気的に分解されると共に、嫌気性微生物群に含まれる脱窒細菌群によって、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素が分子状窒素にまで還元されて脱窒がなされる。嫌気性微生物群は、微生物固定化された形態としてもよく、固定床、流動床等の適宜の形式の処理を用いることができる。具体的な固定化の形態としては、前記の硝化細菌群の固定化におけるものと同様のもの適用することが可能である。 Anaerobic treatment is performed using anaerobic microorganisms under conditions where bound oxygen such as nitrite ions and nitrate ions is present while dissolved oxygen concentration is limited and free molecular oxygen is scarce . In anaerobic treatment, organic substances contained in the water to be treated are decomposed anaerobically, and nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are reduced to molecular nitrogen by denitrifying bacteria contained in anaerobic microorganisms. Denitrification is done. The anaerobic microorganism group may have a form in which microorganisms are immobilized, and an appropriate type of treatment such as a fixed bed or a fluidized bed can be used. As a specific form of immobilization, the same immobilization as in the above-mentioned immobilization of nitrifying bacteria can be applied.
好気槽14は、好気性微生物群によって被処理水の好気性処理を行い、被処理水に含まれているアンモニア性窒素の硝化を行う処理槽となっている。好気槽14には、硝化細菌群を含んでいる好気性微生物群が保持される。また、被処理水を曝気する曝気手段が設けられる。この好気槽14には、後記する副好気槽30において増殖したAH菌が移送されてきて、硝化処理を担うことになる。
The
好気性処理は、溶存酸素が存在する条件の下で、好気性微生物群を利用して行われる。好気性処理では、被処理水に含まれる有機物等が好気的に分解されると共に、好気性微生物群に含まれる硝化細菌群によって、アンモニア性窒素が亜硝酸性窒素や硝酸性窒素にまで酸化されて硝化処理がなされる。好気性微生物群は、微生物固定化された形態としてもよく、固定床、流動床等の適宜の形式の処理を用いることができる。具体的な固定化の形態としては、前記の硝化細菌群の固定化におけるものと同様のもの適用することが可能である。 The aerobic treatment is performed using an aerobic microorganism group under conditions where dissolved oxygen exists. In the aerobic treatment, organic substances contained in the water to be treated are aerobically decomposed, and ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen and nitrate nitrogen by the nitrifying bacteria group contained in the aerobic microorganism group. Then, nitrification treatment is performed. The aerobic microorganism group may have a microorganism-immobilized form, and an appropriate type of treatment such as a fixed bed or a fluidized bed can be used. As a specific form of immobilization, the same immobilization as in the above-mentioned immobilization of nitrifying bacteria can be applied.
このように下水処理系10には、被処理水としての下水(原水)が流入し、無酸素槽12と好気槽14とにおいて硝化処理と脱窒処理とが行われる。そして、硝化処理と脱窒処理とによって窒素成分が除去された下水は、沈殿槽22に移送される。なお、下水処理系10は、生物学的処理を行う処理槽として、少なくとも無酸素槽12と好気槽14とを有する構成であれば、被処理水の生物学的処理や性状の調整等を行う他の処理槽を有していてもよい。このような他の処理槽としては、例えば、遊離分子状酸素と結合性酸素の両方が乏しい条件の下で嫌気性処理を行う嫌気槽や、後段側で有機物の再分解処理を行う再曝気槽や、被処理水の流量、pH、溶存酸素濃度等を調整する調整槽等の適宜の処理槽を設けることができる。また、これらの無酸素槽12、好気槽14及び他の処理槽の各槽数や配列は、特に制限されるものではなく、いずれかの処理槽を直列状に複数配置したり、各処理槽の配列順を任意に入れ替えたりしてもよいし、各処理槽を相互に接続する流路、管路等を任意に配設してもよい。
Thus, sewage (raw water) as treated water flows into the sewage treatment system 10, and nitrification treatment and denitrification treatment are performed in the
汚泥処理系20は、図1に示すように、下水処理系10に付随して備えられており、沈殿槽22、濃縮部24、消化槽26、固液分離部28とを有している。この窒素処理装置1において、汚泥処理系20は、余剰汚泥を処理すると共に、AH菌を増殖させるための高濃度アンモニア性窒素廃水(アンモニア廃水29)を供給する役割も担っている。
As shown in FIG. 1, the sludge treatment system 20 is provided along with the sewage treatment system 10, and includes a
沈殿槽22は、生物学的処理がなされた被処理水に含まれる汚泥の沈殿処理が行われる処理槽となっている。沈殿槽22は、下水処理系10の後段側に設けられており、被処理水から好気性微生物群を含む汚泥が沈殿分離される。そして、汚泥が分離された被処理水は、処理水として窒素処理装置1の系外に排水される一方で、被処理水から分離された汚泥は、沈殿槽22の下部側から汚泥引抜管110を介して引き抜かれる。引き抜かれた汚泥は、所定の返送比で汚泥返送管120を介して下水処理系10に返送され、余剰汚泥は濃縮部24に移送される。
The
濃縮部24は、余剰汚泥に含まれる水分を減じて濃縮する処理槽や装置等で構成され、例えば、重力濃縮や加圧浮上濃縮を行う形式の濃縮槽や、遠心分離や濾過分離を利用する固液分離装置等が設けられる。濃縮部24では、余剰汚泥に凝集剤を添加して凝集化させた後に固液分離を行うことで含水率を98〜99%程度の状態から数%程度低下させる。
The
消化槽26は、嫌気条件の下で汚泥の分解処理を行う密閉槽となっている。消化槽26には、余剰汚泥を撹拌する機械的攪拌、気流攪拌、液流攪拌等による攪拌手段や、余剰汚泥を加温するボイラ等の加熱手段等が設けられる。消化槽26では、嫌気性微生物群によって余剰汚泥中に含まれる有機物を低分子化して減容させる。その後、有機物の消化によって生じたメタン、二酸化炭素等のガスは、捕集されて攪拌や加熱等に利用され、消化された余剰汚泥は、固液分離部28に移送される。
The
固液分離部28は、余剰汚泥に含まれる水分を脱水する固液分離装置等で構成され、例えば、遠心分離、真空減圧、スクリュプレス、ベルトプレス、フィルタプレス等を行う適宜の形式の固液分離装置が設けられる。固液分離部28では、余剰汚泥を脱水処理し、含水率を70〜90%程度にまで低下させる。その後、脱水処理されたケーキ状の汚泥27は、系外へ排出され有機資材化或いは廃棄物化される。その一方で、脱水処理によって生じた汚泥脱水濾液(アンモニア廃水29)は、副好気槽30に移送される。
The solid-
副好気槽30は、硝化細菌群によって高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行い、硝化細菌群に含まれているAH菌を増殖させる処理槽となっている。副好気槽30には、硝化細菌群が保持され、被処理水を曝気する曝気手段が設けられる。副好気槽30は、回分式の処理及び連続式の処理のいずれを行うものであってもよい。
The
副好気槽30では、高濃度アンモニア性窒素廃水である汚泥脱水濾液を被処理水とし、硝化細菌群を含んでいる好気性微生物群を用いて硝化処理を行う。汚泥の固液分離によって生じた汚泥脱水濾液は、汚泥中に含まれる有機物が消化される過程で、有機性窒素等に由来するアンモニア性窒素が多量に生じており、通常、下水よりも高濃度のアンモニア性窒素を含有する高アンモニア廃水となっている。具体的には、汚泥脱水濾液のアンモニア性窒素濃度は、500mg/L以上1000mg/L以下程度であり、平均的な下水における濃度よりも高い。そのため、副好気槽30における硝化処理によって、アンモニア酸化細菌群中のAH菌の割合が高められる。また、有機物が消化処理されることによって、硝化細菌の炭素源となる炭酸イオン濃度が高くなっているため、AH菌を含めた硝化細菌群全体が炭素源を外部から供給しなくても良好に増殖するようになっている。そのため、副好気槽30では、多量の硝化細菌を得ることが可能である。
In the
副好気槽30における被処理水のアンモニア性窒素濃度は、100mg/L以上、好ましくは160mg/L以上、より好ましくは200mg/L以上、さらに好ましくは400mg/L以上とする。アンモニア性窒素濃度を調整するために、汚泥脱水濾液を適宜希釈してもよい。また、アンモニアイオンセンサー等でアンモニア濃度を測定し、アンモニア濃度が低下した時は、汚泥脱水濾液の供給量を増加させるか、曝気量を下げることが有効である。副好気槽30の温度条件は、好ましくは30℃以上37℃以下程度であるが、消化後の汚泥脱水濾液は発熱しているため硝化細菌の増殖に有利である。また、硝化処理の処理時間は、適宜の時間とすることができ、高濃度アンモニア性窒素廃水(29)に含まれるアンモニア性窒素の略全量を硝化することは要しない。副好気槽30で硝化処理された汚泥脱水濾液は、その後に下水処理系10に返送されて処理されるためである。
The ammoniacal nitrogen concentration of the water to be treated in the
副好気槽30で増殖させたAH菌は、副好気槽30で硝化処理された処理水と共に、下水処理系10が有する無酸素槽12に移送された後、無酸素槽12を流出して好気槽14に移送される。そして、好気槽14においては、AH菌の硝化活性が好気条件の下で復帰し、移送されたAH菌が混在した好気性微生物群によって下水に含まれるアンモニア性窒素の硝化処理が行われる。
The AH bacteria grown in the secondary
このように窒素処理装置1では、副好気槽30において、高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行うことで増殖させたAH菌を利用して、下水に含まれるアンモニア性窒素の硝化処理を行うことができるようになっている。そのため、下水のアンモニア性窒素濃度が高濃度である場合にはAH菌によって、低濃度である場合にはAL菌によって、それぞれ優先的に硝化処理を行わせることができる。そのため、広範囲にアンモニア性窒素濃度が変動する下水を安定的に硝化処理し、高い窒素除去率を安定して実現することが可能である。また、下水の水温が低温である場合には、AH菌によって硝化活性が維持されるため、下水の水温の変動に対しても、安定して窒素除去処理を行うことが可能である。
As described above, in the nitrogen treatment apparatus 1, nitrification treatment of ammonia nitrogen contained in sewage is performed using the AH bacteria grown by performing nitrification treatment of high concentration ammonia nitrogen wastewater in the
また、窒素処理装置1では、副好気槽30で優先的に増殖させたAH菌は、副好気槽30における処理水と共に、下水処理系10が有する無酸素槽12に移送される。これによって、副好気槽30における硝化処理で生じた亜硝酸性窒素や硝酸性窒素は、はじめに無酸素槽12における脱窒処理を受けるようになる。そのため、好気槽14においては、亜硝酸性窒素による阻害の危険性が低減し、また、副好気槽30、無酸素槽12及び好気槽14の各処理槽においては、滞留時間等の運転条件の許容範囲を広げることができる。
In the nitrogen treatment apparatus 1, AH bacteria preferentially grown in the
[窒素処理装置:第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る窒素処理装置について説明する。
[Nitrogen Treatment Apparatus: Second Embodiment]
Next, a nitrogen treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
図2は、本発明の第2実施形態に係る窒素処理装置の一例を示す構成図である。 FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a nitrogen treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図2に示すように、第2実施形態に係る窒素処理装置2は、前記の窒素処理装置1と同様に、下水処理系10と、汚泥処理系20と、副好気槽30とを備えている。窒素処理装置2が、前記の窒素処理装置1と異なるのは、副好気槽30で優先的に増殖させたAH菌が、副好気槽30における被処理水と共に、下水処理系10が有する好気槽14に直接的に移送される点である。
As shown in FIG. 2, the nitrogen treatment apparatus 2 according to the second embodiment includes a sewage treatment system 10, a sludge treatment system 20, and a
この窒素処理装置2では、副好気槽30で増殖させたAH菌が、下水処理系10が有する無酸素槽12に移送されること無く好気槽14に直接的に移送されるため、嫌気条件とされる無酸素槽12において、AH菌の菌数や活性が低下することが無い。そのため、増殖させたAH菌による下水の硝化処理を高効率で行うことが可能である。
In this nitrogen treatment apparatus 2, the AH bacteria grown in the secondary
[窒素処理装置:第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る窒素処理装置について説明する。
[Nitrogen Treatment Apparatus: Third Embodiment]
Next, a nitrogen treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
図3は、本発明の第3実施形態に係る窒素処理装置の一例を示す構成図である。 FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a nitrogen treatment apparatus according to the third embodiment of the present invention.
図3に示すように、第3実施形態に係る窒素処理装置3は、下水処理系10と、汚泥処理系20とを備えている。そして、下水処理系10は、生物学的処理を行う処理槽として、無酸素槽12と副好気槽30Aと好気槽14とを有している。この窒素処理装置3は、AH菌を増殖させるための副好気槽30Aが、下水処理系10に組み込まれている点に特徴を有している。
As shown in FIG. 3, the nitrogen treatment apparatus 3 according to the third embodiment includes a sewage treatment system 10 and a sludge treatment system 20. And the sewage treatment system 10 has the
副好気槽30Aは、無酸素槽12よりも後段側、且つ、好気槽14よりも前段側に備えられている。副好気槽30Aは、汚泥脱水濾液の硝化処理を行い、硝化細菌群に含まれているAH菌を増殖させると共に、下水処理系10に導入され、無酸素槽12から流出した被処理水に含まれているアンモニア性窒素の硝化処理を行う処理槽となっている。硝化細菌群は、微生物固定化された形態としてもよく、固定床、流動床等の適宜の形式の処理を用いることができる。
The
副好気槽30Aは、固液分離部28から移送されてくる汚泥脱水濾液によって、被処理水のアンモニア性窒素濃度が高濃度とされる。そして、被処理水は、副好気槽30Aにおいて少なくとも一部のアンモニア性窒素が硝化処理された後に、好気槽14に移送され、好気槽14において残部が硝化処理される。
In the
廃水処理装置3の下水処理系10には、副好気槽30Aを迂回し、無酸素槽12で処理された被処理水を好気槽14に直接的に流入させるバイパス管140が備えられている。通常、副好気槽30Aには、アンモニア性窒素濃度が低濃度の被処理水が、無酸素槽12から流入してくるため、副好気槽30AにおけるAH菌の増殖が妨げられる恐れがある。そこで、無酸素槽12において処理された被処理水をバイパス管140を介して直接的に好気槽14に移送することで、副好気槽30Aにおけるアンモニア性窒素濃度をAH菌の増殖に適した濃度に維持させることができる。
The sewage treatment system 10 of the wastewater treatment apparatus 3 is provided with a
バイパス管140を介した下水の移送については、例えば、下水のアンモニア性窒素濃度や、汚泥脱水濾液のアンモニア性窒素濃度の計測に基いて流量を設定することができ、この間には無酸素槽12から副好気槽30Aへの非処理水の流入を遮断してもよい。或いは、下水のアンモニア性窒素濃度が高濃度である場合には、副好気槽30Aにおいて汚泥脱水濾液と混合された下水のアンモニア性窒素濃度がAH菌の増殖に適した濃度となる限りにおいて、無酸素槽12から直接的に副好気槽30Aへ被処理水を流入させてもよい。
About the transfer of the sewage through the
この窒素処理装置3では、副好気槽30Aが下水処理系10に組み込まれていることによって、よりAH菌の生育に適した条件下においてAH菌に硝化処理を行わせることが可能になり、下水の水温の変動に対して安定した硝化処理を実現することができる。その一方で、後段の好気槽14においては、AL菌の生育に適した環境を形成させることも可能になる。そのため、広範囲にアンモニア性窒素濃度が変動したとしてもAH菌とAL菌とによって安定して硝化処理を行うことができる。また、副好気槽が下水処理系10の系外に備えられる場合と比較して水処理系列が簡略化されるため、配管類、弁類、ポンプ類等の維持管理負担が低減する利点がある。
In this nitrogen treatment device 3, by incorporating the
[窒素処理装置:第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る窒素処理装置について説明する。
[Nitrogen Treatment Apparatus: Fourth Embodiment]
Next, a nitrogen treatment apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
図4は、本発明の第4実施形態に係る窒素処理装置の一例を示す構成図である。 FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a nitrogen treatment apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
図4に示すように、第4実施形態に係る窒素処理装置4は、下水処理系10と、汚泥処理系20と、副好気槽30とを備えている。そして、下水処理系10は、生物学的処理を行う処理槽として、無酸素槽12と副好気槽30Aと好気槽14とを有している。この窒素処理装置4は、AH菌を増殖させるための副好気槽(30,30A)が、下水処理系10と下水処理系10の系外との両方に備えられている点に特徴を有している。
As shown in FIG. 4, the nitrogen treatment apparatus 4 according to the fourth embodiment includes a sewage treatment system 10, a sludge treatment system 20, and a
窒素処理装置4においては、固液分離部28で生じた汚泥脱水濾液(アンモニア廃水29)は、下水処理系10の系外に備えられる副好気槽30と、下水処理系10に備えられる副好気槽30Aとに移送される。そして、各副好気槽30,30Aにおいては、汚泥脱水濾液を被処理水として硝化処理を行い、硝化細菌群に含まれているAH菌をそれぞれ増殖させる。そして、副好気槽30で増殖させたAH菌は、副好気槽30における被処理水と共に、下水処理系10に組み込まれた副好気槽30Aに移送される。その後、副好気槽30Aにおいては、下水に含まれる少なくとも一部のアンモニア性窒素が硝化処理された後に好気槽14に移送され、好気槽14において残部が硝化処理される。
In the nitrogen treatment device 4, the sludge dehydrated filtrate (ammonia wastewater 29) generated in the solid-
下水処理系10の系外に備えられる副好気槽30は、略全量の硝化処理を行うことを要しないため、下水処理系10に備えられる副好気槽30Aに比して小容量の処理槽としたり、滞留時間をより短期に設定したりすることができる。他方、固液分離部28からの汚泥脱水濾液の移送は、副好気槽30と副好気槽30Aとに対して適宜の分配比で行うことが可能である。よって、下水の水温が低く、硝化細菌群による硝化活性を高い水準に維持し難い場合には、下水処理系10の系外に備えられる副好気槽30に対する分配比を高めることで、よりアンモニア性窒素濃度を高め易い副好気槽30において、AH菌の増殖を優先的に行わせることができる。
The
このように窒素処理装置4では、副好気槽30Aが下水処理系10に備えられると共に、副好気槽30が下水処理系10の系外に備えられることによって、AH菌の増殖を適時且つ迅速に行うことが可能となるため、硝化処理の安定性が確保し易くなる。また、副好気槽30と副好気槽30Aとの分配比を適宜調節することによって、下水処理系10においては、AH菌とAL菌との優先度を選択した硝化処理を行いつつ、副好気槽30においては、汚泥脱水濾液に含まれる窒素成分の硝化処理を十分に行うことが可能になる。そのため、下水及び汚泥脱水濾液の全体に対する窒素除去率を有効に高めることができる。
As described above, in the nitrogen treatment apparatus 4, the auxiliary
[窒素処理装置:第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態に係る窒素処理装置について説明する。
[Nitrogen treatment apparatus: fifth embodiment]
Next, a nitrogen treatment apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
図5は、本発明の第5実施形態に係る窒素処理装置の一例を示す構成図である。 FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a nitrogen treatment apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
図5に示すように、第5実施形態に係る窒素処理装置5は、下水処理系10と、汚泥処理系20と、副好気槽30とを備えている。そして、下水処理系10は、生物学的処理を行う処理槽として、無酸素槽12と第1好気槽14aと第2好気槽14bとを有しており、副好気槽30と第1好気槽14aとの間には、担体移送管160と担体返送管170とが設けられている。この窒素処理装置5は、AH菌を増殖させるための副好気槽30と下水処理系10に備えられる好気槽(14a)との間で、AH菌が固定化された流動床担体が循環する構成とされている点に特徴を有している。
As shown in FIG. 5, the nitrogen treatment apparatus 5 according to the fifth embodiment includes a sewage treatment system 10, a sludge treatment system 20, and a
窒素処理装置5における副好気槽30では、流動床担体に付着固定化又は包括固定化された硝化細菌群を用いて硝化処理が行われ、増殖させたAH菌が付着固定化又は包括固定化された流動床担体が得られる。このようにしてAH菌が流動床担体に固定化されることで、増殖させたAH菌の処理槽間の移送を確実に行うことが可能になる。また、固定化により、AH菌に対するアンモニア性窒素濃度の影響が緩和され、アンモニア性窒素濃度が低濃度の下水の硝化処理において活性の低下が抑制される。なお、図5においては、副好気槽30で硝化処理された処理水は、下水処理系10に備えられる無酸素槽12の前段側に移送されるものとしているが、下水処理系10が有する好気槽(14a)に直接的に移送されるようにしてもよい。
In the auxiliary
窒素処理装置5には、副好気槽30と好気槽(14a)とを接続し、AH菌が固定化された流動床担体を副好気槽30と好気槽(14a)との間で循環させる担体循環路として担体移送管160と担体返送管170とが設けられている。担体移送管160は、副好気槽30の出口側と第1好気槽14aの入口側との間に流動床担体を副好気槽30から通流させる流路を形成し、担体返送管170は、第1好気槽14aの出口側と副好気槽30の入口側との間に流動床担体を副好気槽30に向けて通流させる流路を形成しており、流動床担体が副好気槽30と好気槽(14a)との両方において所定時間にわたって滞留しつつ、繰り返し循環するようになっている。
A secondary
担体移送管160と担体返送管170とには、流動床担体を移送する不図示のポンプないし散気手段がそれぞれ備えられる。ポンプによる水流や、ケスナーブラシ等の横軸攪拌を可能とする散気手段による水流によって、流動床担体を副好気槽30と好気槽(14a)との間で循環させることが可能である。すなわち、副好気槽30においてAH菌を増殖させた流動床担体を好気槽(14a)に移送して下水の硝化処理を行うことができる。また、アンモニア性窒素濃度が低濃度の下水によって活性が低下した流動床担体を副好気槽30に返送し、副好気槽30においてAH菌を再び増殖させた後に再利用することができる。
The
窒素処理装置5では、図5においては、下水処理系10が、直列状に配置された第1好気槽14aと第2好気槽14bの2段の処理槽からなる好気槽を有している。このように好気槽を複数段の構成とし、複数の処理槽のうちで最前段の処理槽(第1好気槽14a)にAH菌を増殖させた流動床担体を移送する構成にすることによって、第1好気槽14aにおけるアンモニア性窒素濃度を副好気槽30に準ずる高濃度に維持することができる。そのため、下水に対してAH菌による活性を有効に利用することができる。
In the nitrogen treatment apparatus 5, in FIG. 5, the sewage treatment system 10 has an aerobic tank composed of a two-stage treatment tank of a first
窒素処理装置5における下水処理系10の構成は、図5に示される第1好気槽14aと第2好気槽14bの2段の好気槽を有する構成に限られるものではなく、単槽であっても、3段以上であってもよい。また、担体返送管170を、複数の処理槽のうちで最前段の処理槽(第1好気槽14a)ではなく、より後段側の処理槽(第2好気槽14b)と副好気槽30との間に接続してもよい。また、担体移送管160と担体返送管170とに代えて、流動床担体の移送方向を可変可能一つの流路を有する担体循環管を、副好気槽30と好気槽(14a,14b)との間に接続し、流動床担体を時分割的に移送して往復させる構成としてもよい。或いは、下水処理系10の好気槽(14a)で使用される流動床担体を、副好気槽30に移送してAH菌を増殖させて用いる運転方法を用いてもよい。
The configuration of the sewage treatment system 10 in the nitrogen treatment device 5 is not limited to the configuration having the two-stage aerobic tanks of the first
このように窒素処理装置5では、副好気槽30と下水処理系10に備えられる好気槽との間で、AH菌が固定化された流動床担体が循環する構成とされることによって、副好気槽30で増殖させたAH菌の菌数を維持し易くすることができる。また、下水に対して、AH菌の硝化活性を即時的に利用することが可能になるため、下水のアンモニア性窒素濃度の増大や水温の低下に対して、硝化処理の安定性がより高められる点で有利である。
As described above, in the nitrogen treatment device 5, the fluidized bed carrier in which AH bacteria are immobilized is circulated between the
なお、以上の各実施形態に係る窒素処理装置の構成は、相互に組合わせたり、置換したりしてもよい。例えば、第1実施形態〜第4実施形態に係る窒素処理装置に担体循環路を設けてもよいし、第1実施形態〜第5実施形態に係る窒素処理装置の下水処理系の処理槽構成を変えて適用してもよい。また、汚泥処理系20にその他の処理部を付加してもよいし、濃縮部24等を省略化してもよい。
In addition, the structure of the nitrogen treatment apparatus according to each of the above embodiments may be combined with each other or replaced. For example, the nitrogen treatment apparatus according to the first embodiment to the fourth embodiment may be provided with a carrier circulation path, or the treatment tank configuration of the sewage treatment system of the nitrogen treatment apparatus according to the first embodiment to the fifth embodiment. You may change and apply. Further, another processing unit may be added to the sludge processing system 20, and the
以下、本発明の実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
[実施例1]
実施例1として、前記の実施形態に係る窒素処理方法を適用し、高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行って増殖させたAH菌を用いて、低温廃水を被処理水とした処理試験を行った。
[Example 1]
As Example 1, the nitrogen treatment method according to the above embodiment was applied, and a treatment test using low-temperature wastewater as treated water using AH bacteria grown by performing nitrification treatment of high-concentration ammoniacal nitrogen wastewater. went.
処理試験には、高濃度アンモニア性窒素廃水として、硫酸アンモニウムと炭酸ナトリウムとを主成分とする無機合成廃水を使用した。また、被処理水としては、アンモニア性窒素濃度が低濃度である下水を想定し、前記の無機合成廃水のアンモニアウムイオン濃度を段階的に希釈して模擬的に使用した。被処理水の水温は、低水温の処理を想定し、7℃とした。なお、処理試験に使用した処理槽の槽容量は2.0Lとし、処理槽内には、硝化細菌群を含む好気性細菌群(活性汚泥)を包括固定化した流動床担体を10%充填した。 In the treatment test, an inorganic synthetic wastewater mainly composed of ammonium sulfate and sodium carbonate was used as high concentration ammoniacal nitrogen wastewater. Further, as the water to be treated, sewage having a low ammoniacal nitrogen concentration was assumed, and the ammoniaum ion concentration of the inorganic synthetic wastewater was diluted stepwise and used in a simulated manner. The water temperature of the water to be treated was set to 7 ° C. assuming a low water temperature treatment. In addition, the tank capacity of the treatment tank used for the treatment test was 2.0 L, and the treatment tank was filled with 10% of a fluidized bed carrier in which aerobic bacteria group (activated sludge) including nitrifying bacteria group was comprehensively immobilized. .
処理試験では、硝化細菌群によって、アンモニア性窒素濃度を330mg/Lに設定した高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を70日間にわたって行い、硝化細菌群に含まれているAH菌を増殖させた。その後、アンモニア性窒素濃度を100mg/L、40mg/L、20mg/Lに経時段階的に低下させた廃水を処理槽に導入して連続処理を実施し、硝化処理前と硝化処理後のそれぞれにおける各窒素濃度(各窒素成分の濃度)の継続的な計測を行った。 In the treatment test, nitrification treatment of high concentration ammonia nitrogen wastewater with ammonia nitrogen concentration set at 330 mg / L was performed for 70 days by the nitrifying bacteria group, and AH bacteria contained in the nitrifying bacteria group were grown. After that, wastewater whose ammonia nitrogen concentration was lowered to 100 mg / L, 40 mg / L, 20 mg / L in stages was introduced into the treatment tank, and continuous treatment was carried out, before and after nitrification treatment. Each nitrogen concentration (concentration of each nitrogen component) was continuously measured.
図6は、実施例に係る廃水処理方法を適用した被処理水の窒素濃度を示す図である。また、図7は、実施例に係る廃水処理方法を適用した被処理水の窒素濃度の変化を部分拡大して示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating the nitrogen concentration of the water to be treated to which the wastewater treatment method according to the example is applied. Moreover, FIG. 7 is a figure which expands partially and shows the change of the nitrogen concentration of the to-be-treated water to which the wastewater treatment method according to the embodiment is applied.
図6及び図7において、横軸は処理試験開始以後の時間(日)、縦軸は被処理水に含まれる窒素濃度(mg/L)を表している。また、〇は、硝化処理前の被処理水(原水)のアンモニア性窒素濃度、●は、硝化処理後の被処理水(処理水)のアンモニア性窒素濃度、■は、硝化処理後の被処理水(処理水)の亜硝酸性窒素濃度、▲は、硝化処理後の被処理水(処理水)の硝酸性窒素濃度を示している。なお、図7は、図6における115日から140日の区間を抽出して示したものである。 6 and 7, the horizontal axis represents the time (days) after the start of the treatment test, and the vertical axis represents the nitrogen concentration (mg / L) contained in the water to be treated. ◯ is the ammonia nitrogen concentration in the treated water (raw water) before nitrification, ● is the ammonia nitrogen concentration in the treated water (treated water) after nitrification, and ■ is the treated water after nitrification Nitrite nitrogen concentration in water (treated water), and ▲ indicate nitrate nitrogen concentration in treated water (treated water) after nitrification. FIG. 7 shows an extracted section from 115 days to 140 days in FIG.
図6及び図7に示すように、増殖させたAH菌を利用した硝化処理では、被処理水の水温が7℃と低温であるにも関わらず硝化活性が高い水準で維持されていることが分かる。硝化処理前の被処理水のアンモニア性窒素濃度に対して、硝化処理後の被処理水のアンモニア性窒素濃度は大きく低下しており、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素が十分に生成されている。 As shown in FIGS. 6 and 7, in the nitrification treatment using the grown AH bacteria, the nitrification activity is maintained at a high level even though the water temperature of the treated water is as low as 7 ° C. I understand. Compared to the ammoniacal nitrogen concentration of the treated water before nitrification, the ammoniacal nitrogen concentration of the treated water after nitrification is greatly reduced, and nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are sufficiently generated. .
実施例1の連続処理を継続して行った結果、図7に示すように、アンモニア性窒素濃度を20mg/Lにまで低下させた段階(平均アンモニア濃度21mg/L)では、硝化処理後の処理水は、アンモニア性窒素濃度が平均値で1.6mg/Lに達している。 As a result of continuing the continuous treatment of Example 1, as shown in FIG. 7, at the stage where the ammoniacal nitrogen concentration was reduced to 20 mg / L (average ammonia concentration of 21 mg / L), the treatment after nitrification treatment Water has an average ammoniacal nitrogen concentration of 1.6 mg / L.
[比較例1]
比較例1として、高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行わず、AH菌を増殖させていない通常の硝化細菌群を用いて、低温廃水を被処理水とした処理試験を行った。
[Comparative Example 1]
As Comparative Example 1, a nitrification treatment of high-concentration ammoniacal nitrogen wastewater was not performed, and a treatment test was performed using low-temperature wastewater as treated water using a normal nitrifying bacteria group in which AH bacteria were not grown.
処理試験は、アンモニア性窒素濃度を20mg/Lの一定濃度に設定した被処理水を連続処理した点を除いて、実施例1と同様にして行った。その結果、硝化処理後の処理水は、アンモニア性窒素濃度が平均値で9.8mg/Lに留まった。また、処理水や処理槽の出口付近から汚泥を採取して水温7℃の廃水の硝化試験を行ったところ、硝化速度(アンモニア性窒素の消費速度)は、実施例1において同様に採取した汚泥と比較して、約1/5倍の速度しか認められなかった。 The treatment test was carried out in the same manner as in Example 1 except that the water to be treated with the ammoniacal nitrogen concentration set to a constant concentration of 20 mg / L was continuously treated. As a result, the treated water after nitrification remained at an average nitrogenous nitrogen concentration of 9.8 mg / L. In addition, when sludge was collected from the vicinity of the treated water and the outlet of the treatment tank and a nitrification test of waste water with a water temperature of 7 ° C. was performed, the nitrification rate (consumption rate of ammonia nitrogen) was the same as in Example 1. In comparison with the above, only about 1/5 times the speed was observed.
[実施例2]
実施例2として、前記の実施形態に係る窒素処理方法を適用し、第1実施形態に係る窒素処理装置を模擬した試験系を用いて、低温下水を被処理水とした処理試験を行った。
[Example 2]
As Example 2, the nitrogen treatment method according to the above embodiment was applied, and a treatment test using low temperature sewage as treated water was performed using a test system simulating the nitrogen treatment apparatus according to the first embodiment.
処理試験には、無酸素槽と好気槽とを有する模擬下水処理系の後段に沈殿槽を設置し、副好気槽を別途独立して備えた窒素処理装置を使用した。各処理槽の槽容量は、無酸素槽5.0L、好気槽4.0L、沈殿槽2.0L、副好気槽2.0Lとした。 In the treatment test, a nitrogen treatment apparatus was used in which a precipitation tank was installed after the simulated sewage treatment system having an oxygen-free tank and an aerobic tank, and a separate aerobic tank was provided independently. The tank capacity of each treatment tank was an anaerobic tank 5.0 L, an aerobic tank 4.0 L, a precipitation tank 2.0 L, and a sub-aerobic tank 2.0 L.
はじめに、模擬下水処理系を、低水温且つ低アンモニア性窒素濃度の模擬下水を被処理水として用いると共に、沈殿槽から無酸素槽に被処理水の流入速度と等流速で汚泥を返送しつつ、好気槽から無酸素槽に被処理水の流入速度の3倍流速で硝化液を返送して、SS濃度(浮遊物質濃度)2000mg/Lの条件で運転した。なお、被処理水としては、具体的には、硫酸アンモニウムと酢酸ナトリウムとを主成分とし、アンモニア性窒素濃度が40mg/Lであり、C/N比が2.5であり、水温が14℃である模擬下水を使用した。 First, while using simulated sewage treatment system, simulated sewage with low water temperature and low ammonia nitrogen concentration as treated water, while returning sludge at a flow rate equal to the inflow rate of treated water from the settling tank to the oxygen-free tank, The nitrification liquid was returned from the aerobic tank to the anoxic tank at a flow rate three times the inflow rate of the water to be treated, and the system was operated under the SS concentration (floating substance concentration) of 2000 mg / L. Specifically, the water to be treated is mainly composed of ammonium sulfate and sodium acetate, the ammonia nitrogen concentration is 40 mg / L, the C / N ratio is 2.5, and the water temperature is 14 ° C. Some simulated sewage was used.
模擬下水処理系のみを運転して被処理水を処理した結果、処理水のアンモニア性窒素濃度は平均値で5mg/L程度に留まった。このとき、処理水のアンモニア性窒素濃度は経時的に変動し、硝化処理が不安定になり得ることが認められた。 As a result of operating the treated water by operating only the simulated sewage treatment system, the ammonia nitrogen concentration of the treated water remained at an average value of about 5 mg / L. At this time, it was recognized that the ammoniacal nitrogen concentration of the treated water fluctuated with time and the nitrification treatment could become unstable.
続いて、副好気槽を、汚泥脱水濾液を高濃度アンモニア性窒素廃水として用いると共に、硝化細菌群を含む好気性細菌群(活性汚泥)を包括固定化した流動床担体を10%充填して運転した。なお、高濃度アンモニア性窒素廃水としては、下水処理場から採取した汚泥脱水濾液をアンモニア性窒素濃度900mg/Lに調整して使用した。また、高濃度アンモニア性窒素廃水の水温は30℃とした。 Subsequently, the subaerobic tank was filled with 10% of a fluidized bed carrier in which the sludge dehydrated filtrate was used as high-concentration ammoniacal nitrogen wastewater and the aerobic bacteria group (activated sludge) including the nitrifying bacteria group was comprehensively immobilized. Drove. In addition, as high concentration ammonia nitrogen wastewater, the sludge dehydration filtrate extract | collected from the sewage treatment plant was adjusted and used for ammonia nitrogen concentration 900 mg / L. The water temperature of the high-concentration ammonia nitrogen wastewater was 30 ° C.
副好気槽のみを運転して高濃度アンモニア性窒素廃水を硝化処理した結果、概ね50%のアンモニア性窒素が硝化されていた。その後、副好気槽の出口付近や配管から汚泥を定期的に採取し、模擬下水処理系に投入して被処理水の硝化処理を実施した。その結果、処理水のアンモニア性窒素濃度は、1mg/L以下に達した。 As a result of operating only the subaerobic tank and nitrifying high-concentration ammoniacal nitrogen wastewater, approximately 50% of ammoniacal nitrogen was nitrified. Thereafter, sludge was periodically collected from the vicinity of the outlet of the secondary aerobic tank and from the piping, and was put into a simulated sewage treatment system for nitrification treatment of the water to be treated. As a result, the ammoniacal nitrogen concentration of the treated water reached 1 mg / L or less.
以上の結果から、高濃度アンモニア性窒素廃水中で、硝化細菌群に含まれているAH菌を増殖させて、そのAH菌を被処理水の硝化処理に利用することによって、アンモニア性窒素濃度の増大と共に水温の低下が生じても、安定的に窒素除去処理を行うことが可能なことが分かる。また、被処理水のアンモニア性窒素濃度が低下しても、増殖させたAH菌の活性が維持されており、一旦増殖させたAH菌は、持続的に利用することが可能であることが分かる。 From the above results, by growing AH bacteria contained in the nitrifying bacteria group in high concentration ammonia nitrogen wastewater and using the AH bacteria for nitrification treatment of the water to be treated, It can be seen that the nitrogen removal treatment can be performed stably even if the water temperature decreases with the increase. Moreover, even if the ammoniacal nitrogen concentration of to-be-processed water falls, the activity of the proliferated AH microbe is maintained, and it turns out that the proliferated AH microbe can be utilized continuously. .
1 窒素処理装置
10 下水処理系
12 無酸素槽
14 好気槽
20 汚泥処理系
22 沈殿槽
24 濃縮部
26 消化槽
28 固液分離部
27 汚泥
29 アンモニア廃水(高濃度アンモニア性窒素廃水)
30 副好気槽
100 硝化液返送管
110 汚泥引抜管
120 汚泥返送管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nitrogen treatment apparatus 10
30
Claims (9)
硝化細菌群によって前記廃水よりも高濃度のアンモニア性窒素を含有する高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行い、前記硝化細菌群に含まれている高濃度アンモニア耐性菌(AH菌)を増殖させる工程と、
増殖させた前記AH菌を利用して前記廃水の硝化処理を行う工程と、
前記硝化処理が行われた廃水の脱窒処理を行う工程と
を含むことを特徴とする窒素処理方法。 A nitrogen treatment method for biologically removing nitrogen components contained in waste water,
Nitrification bacteria are used to nitrify high-concentration ammonia nitrogen wastewater containing ammonia nitrogen at a higher concentration than the wastewater, and the high-concentration ammonia-resistant bacteria (AH bacteria) contained in the nitrification bacteria group are propagated. Process,
Performing the nitrification treatment of the wastewater using the proliferated AH bacteria;
And a step of denitrifying the wastewater that has been subjected to the nitrification treatment.
前記汚泥脱水濾液のアンモニア性窒素濃度が、100mg/L以上であることを特徴とする請求項1に記載の窒素処理方法。 The high-concentration ammoniacal nitrogen wastewater is a sludge dehydrated filtrate produced by dehydration after anaerobic digestion of excess sludge generated by nitrification of the wastewater,
The nitrogen treatment method according to claim 1, wherein the sludge dehydrated filtrate has an ammoniacal nitrogen concentration of 100 mg / L or more.
前記下水のアンモニア性窒素濃度が、100mg/L未満であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の窒素処理方法。 The waste water is sewage,
The nitrogen treatment method according to claim 1 or 2, wherein the ammonia nitrogen concentration of the sewage is less than 100 mg / L.
前記廃水の硝化処理を行う好気槽と、
前記硝化処理が行われた廃水の脱窒処理を行う無酸素槽と、
硝化細菌群によって前記廃水よりも高濃度のアンモニア性窒素を含有する高濃度アンモニア性窒素廃水の硝化処理を行い、前記硝化細菌群に含まれている高濃度アンモニア耐性菌(AH菌)を増殖させる副好気槽とを備え、
増殖させた前記AH菌を利用して前記廃水の硝化処理を行うことを特徴とする窒素処理装置。 A nitrogen treatment apparatus for biologically removing nitrogen components contained in waste water,
An aerobic tank for nitrifying the wastewater;
An oxygen-free tank for performing denitrification treatment of the wastewater subjected to the nitrification treatment,
Nitrification bacteria are used to nitrify high-concentration ammonia nitrogen wastewater containing ammonia nitrogen at a higher concentration than the wastewater, and the high-concentration ammonia-resistant bacteria (AH bacteria) contained in the nitrification bacteria group are propagated. With a secondary aerobic tank,
A nitrogen treatment apparatus that performs nitrification treatment of the wastewater using the proliferated AH bacteria.
前記汚泥脱水濾液のアンモニア性窒素濃度が、100mg/L以上であることを特徴とする請求項5に記載の窒素処理装置。 The high-concentration ammoniacal nitrogen wastewater is a sludge dehydrated filtrate produced by dehydration after anaerobic digestion of excess sludge generated by nitrification of the wastewater,
The nitrogen treatment apparatus according to claim 5, wherein the sludge dehydrated filtrate has an ammoniacal nitrogen concentration of 100 mg / L or more.
前記下水のアンモニア性窒素濃度が、100mg/L未満であることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の窒素処理装置。 The waste water is sewage,
The nitrogen treatment apparatus according to claim 5 or 6, wherein the ammonia nitrogen concentration of the sewage is less than 100 mg / L.
増殖させた前記AH菌が、前記複数の処理槽のうちで最前段の処理槽に移送されることを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の窒素処理装置。 The aerobic tank comprises a plurality of processing tanks,
The nitrogen treatment apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the proliferated AH bacteria are transferred to a foremost treatment tank among the plurality of treatment tanks.
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