排水処理方法及び排水処理装置

【課題】嫌気性アンモニア酸化処理系に供される嫌気性アンモニア酸化菌の馴養を兼ねた排水処理を実現して嫌気性アンモニア酸化処理法の普及を図る。
【解決手段】排水処理装置1は、被処理水を導入して嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う嫌気性アンモニア酸化槽2,4と、嫌気性アンモニア酸化槽2,4の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を嫌気性アンモニア酸化槽2,4に返送する汚泥返送経路(第一返送配管32,52、第二返送配管33,34,53,54)とを備える。排水処理装置1はユニット形式で構成し、嫌気性アンモニア酸化槽2,4は装置1の本体から着脱自在にしてもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は排水処理技術に係る嫌気性アンモニア酸化処理に適用される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理技術に関する。
【背景技術】
【0002】
水環境保全のための富栄養化対策においては特に窒素除去の重要性が増している。特に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の一つであり、排水処理工程で効率的に除去する必要がある。
【0003】
生物学的に窒素除去を行う手段として従来から硝化脱窒法が主流となっている(例えば特許文献1等)。硝化脱窒法は硝化工程と脱窒工程の2段階の生物反応を経て窒素ガスに変換する。硝化工程ではアンモニア性窒素をアンモニア酸化細菌によって亜硝酸性窒素に酸化し、さらにこの亜硝酸性窒素を亜硝酸酸化細菌によって硝酸性窒素に酸化する。脱窒工程では、前記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細菌によって有機物を水素供与体として利用して窒素ガスに還元する。
【0004】
硝化脱窒法では、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大部分を占めている。さらに、曝気のためのコストのみならず、脱窒工程において電子供与体としてメタノール等の有機物を多量に必要とし、発生汚泥量も多いという欠点がある。また、硝化工程に係る硝化槽は負荷0.2〜0.3kg−N/m3/日の範囲で運転され、脱窒工程に係る脱窒槽は負荷0.2〜0.4kg−N/m3/日の範囲で運転される。下水の総窒素濃度30〜40mg/Lを処理するには、硝化槽で6〜8時間の滞留時間、脱窒槽で5〜8時間が必要であり、大規模な処理槽が必要である。無機質だけを含有する産業廃水では、硝化槽や脱窒槽は先と同様の負荷で設計されるが、脱窒に有機物が必要であるので、窒素濃度の3〜4倍濃度のメタノール等の有機物の添加を要する。
【0005】
このように硝化脱窒方法は、イニシャルコスト、ランニングコストの面で課題がある。そこで、この課題を解決できる生物処理方法として、嫌気性アンモニア酸化細菌を利用した嫌気性アンモニア酸化法が近年になって注目されている(非特許文献1)。
【0006】
嫌気性アンモニア酸化法は、アンモニアを水素供与体とし、亜硝酸を水素受容体として、嫌気性アンモニア酸化細菌によりアンモニアと亜硝酸とを以下の反応式により脱窒する方法である。
【0007】
1.0NH4+ + 1.32NO2- + 0.066HCO3- + 0.13H+
1.02N2 + 0.26NO3- + 0.066CH20.50.15 + 2.03H2
この方法によれば、アンモニアを水素供与体とするため、脱窒で使用するメタノール等の使用量を大幅に削減できることや、汚泥の発生量を削減できる等のメリットがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、委託先:アサヒビール株式会社 事業開発研究所,“平成18年度成果報告書 副産物を活用した廃水中の窒素除去技術に関する調査研究”,[online]、2007年9月3日、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、[2010年3月23日検索]、インターネット<URL:https://app5.infoc.nedo.go.jp/disclosure/SearchResultDetail>
【非特許文献2】Strous,Metal.Missing lithotroph identified as new planctomycete., Nature 400,446-449,(1999)
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開平6−328089号公報
【特許文献2】特開2005−324133号公報
【特許文献3】特開平4−367796号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
嫌気性アンモニア酸化細菌はその増殖速度が小さいので(非特許文献2によると最大比増殖速度が0.0027h-1(倍化時間11日)と報告されている)、その馴養時間が長期化する傾向にある。
【0011】
嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養過程では、アンモニア性窒素や亜硝酸性窒素等の基質の不足は当該細菌の増殖の障害となる。特許文献2に開示された馴養方法によると、嫌気性アンモニア酸化槽の後段に馴養槽を設けて、この馴養槽にて固定した嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養するようにしている。
【0012】
しかしながら、特許文献2の処理装置では、基質が嫌気性アンモニア酸化槽で消費されているのでこの酸化槽の後段に配置された馴養槽においては馴養に必要な基質の濃度を確保できないことがある。ゆえに、特許文献2に係る馴養槽では結果的に嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養が非効率的なものとなる。したがって、特許文献2のような嫌気性アンモニア酸化槽の後段に馴養槽を配置させた装置システムは嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養には適さない。
【0013】
一方、特許文献3に開示された嫌気性処理槽を複数並列に備えた廃水処理装置において流入負荷に応じて新たに使用する嫌気性処理槽にて嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養する場合、使用中の既存の嫌気性処理槽から当該細菌を導入する方法が考えられる。または、他の処理装置から当該細菌を導入する方法が考えられる。しかしながら、馴養過程の嫌気性アンモニア酸化槽においては排水処理の硝化脱窒に必要な嫌気性アンモニア酸化細菌の細菌保持量が不十分となる。ゆえに、当該嫌気性処理槽から排出された処理水の水質は処理装置として期待される水質レベルを維持できないことがある。
【0014】
以上のように期待される処理水の水質レベルを維持する排水処理を行いながら嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を行える方法とその装置の実現が嫌気性アンモニア酸化処理法の普及のためには重要となる。
【0015】
本発明はかかる事情に鑑みなされたもので排水処理を行いながら嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養も可能な排水処理方法とその装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0016】
そこで、本発明では、嫌気性アンモニア酸化細菌の汚泥の沈降性が良好であることに着目し、嫌気性アンモニア酸化系から活性の高い嫌気性アンモニア酸化細菌を分離して回収する。そして、この回収した嫌気性アンモニア細菌を含む汚泥を馴養の目的のために嫌気性アンモニア酸化系に対して供給する。これにより排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理が実現する。
【0017】
本発明の排水処理方法の態様としては、排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理方法であって、複数の嫌気性アンモニア酸化系にて嫌気性アンモニア酸化細菌によって被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う過程と、前記嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離した前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化系に返送する過程とを有する。
【0018】
本発明の排水処理装置の態様としては、排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理装置であって、被処理水を導入して嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う複数の嫌気性アンモニア酸化槽と、前記嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化槽に返送する汚泥返送経路とを備える。
【0019】
上記の排水処理方法において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有するようにするとよい。回収した嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥の分配系が簡略化して各嫌気性アンモニア酸化系への汚泥返送の操作性及び作業性の効率化が図れる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配返送する返送統合手段を備えればよい。
【0020】
上記の排水処理方法において、系外から導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有するようにするとよい。被処理水の流入条件に応じた柔軟な排水処理を実現させることができる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配供給する供給経路を備えればよい。
【0021】
上記の排水処理方法において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する過程を有するようにするとよい。系外に排出される処理水の水質を安定させることができる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する排出経路を備えればよい。
【0022】
上記の排水処理方法において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する過程を有するようにするとよい。処理水水質の向上や嫌気性アンモニア酸化系の環境の安定化を図ることができる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、排水処理装置前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する処理水返送経路を備えればよい。
【0023】
また、前記排水処理装置は、装置本体をユニット形式で構成し、前記嫌気性アンモニア酸化槽は装置本体から着脱自在であるような態様にしてもよい。
【発明の効果】
【0024】
以上の発明によれば嫌気性アンモニア酸化処理系に供される嫌気性アンモニア酸化菌の馴養を兼ねた排水処理が実現するので嫌気性アンモニア酸化処理法の普及が図られる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】発明の実施形態1に係る排水処理装置の構成図。
【図2】発明の実施形態2に係る排水処理装置の構成図。
【図3】発明の実施形態3に係る排水処理装置の構成図。
【図4】発明の実施形態4に係る排水処理装置の構成図。
【図5】発明の実施形態5に係る排水処理装置の構成図。
【図6】発明の実施形態6に係る排水処理装置の構成図。
【図7】発明の実施形態7に係る排水処理装置の構成図。
【図8】発明の実施形態8に係る排水処理装置の構成図。
【図9】発明の実施形態9に係る排水処理装置の構成図。
【図10】発明の実施形態10に係る排水処理装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明の実施形態に係る排水処理装置は、複数の嫌気性アンモニア酸化槽を並列に配置し、この各槽の液相から固液分離した嫌気性アンモニア酸化菌を当該各槽に返送する態様となっている。このように複数の嫌気性アンモニア酸化槽を備えることで排水処理と共に他の施設に供される嫌気性アンモニア酸化菌を馴養できる。さらに、本実施形態では、一つの排水処理装置に複数の嫌気性アンモニア酸化槽を有するので、複数の酸化槽の一つを分離、移送して新規な排水処理装置に設置した場合であっても、残存する複数の酸化槽へ容易に排水を分配し処理できる。したがって、処理能力の低減を最小限に抑え、安定した排水処理を継続することが可能となる。
【0027】
上記の排水処理装置はユニット形式で構成し、前記嫌気性アンモニア酸化槽は当該排水処理装置本体から着脱自在であるようにするとよい。他の装置への移送及び設置が容易となる。例えば、他の処理施設の運転を開始する場合等に嫌気性アンモニア酸化細菌が必要なときには、当該処理施設に本発明に係る嫌気性アンモニア酸化槽を適用することで、嫌気性アンモニア酸化菌の馴養期間をほぼ省略することができる。さらに、従来の馴養槽を別途具備させる必要もない。また、機器のトラブル等により嫌気性アンモニア酸化細菌の活性が低下して排水処理効率が悪化した排水処理装置においては、前記活性が高く維持されている嫌気性アンモニア酸化槽と容易に交換設置できる。これにより、復帰運転等の煩雑な操作をする必要なく、排水水質を維持し、継続して排水処理操作が可能となり、嫌気性アンモニア酸化細菌処理の信頼性向上にも寄与する。
【0028】
以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【0029】
[実施形態1]
(1−1)装置の構成
図1に示された本実施形態の排水処理装置1は嫌気性アンモニア酸化槽2,4を並列に配置している。嫌気性アンモニア酸化槽2,4の後段にはそれぞれ嫌気性アンモニア酸化細菌を沈殿、回収する沈殿槽3,5が配置されている。排水処理装置1は嫌気性アンモニア酸化槽と沈殿槽を各2つ備えているが、本発明に係る嫌気性アンモニア酸化槽と沈殿槽の設定数はこの態様に限定されるものではない。
【0030】
嫌気性アンモニア酸化槽2,4は、それぞれ原水配管11,21を介してアンモニアと亜硝酸とを含有する被処理水を導入し、槽2,4内に滞留させた嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う。尚、前記被処理水はポンプによって導入される。
【0031】
嫌気性アンモニア酸化槽2,4は固定化材料により嫌気性アンモニア酸化細菌を捕捉・固定化したものを滞留させてもよい。固定化材料における担体、固定床の材質は特に限定はしない。例えば、ビール工場の副産物を原料とする炭化物であるモルトセラミックス、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系のゲルや、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニルなどのプラスチック担体などが挙げられる。担体の形状としては、球状体、円筒形状体、多孔質体、立方体、スポンジ状体、ハニカム状体などの整形を行なったものを用いるとよい。また、微生物の自己造粒を利用したグラニュールも適用できる。
【0032】
沈殿槽3,5はそれぞれ第一配管12,22を介して嫌気性アンモニア酸化細菌処理槽2,4から供された処理水に存在する沈降性に優れる嫌気性アンモニア酸化細菌またはこれを固定した固定化材料からなる汚泥を固液分離する。沈殿槽3,5にて汚泥が分離された処理水はそれぞれ処理水配管13,23を介して系外に移送される。
【0033】
排水処理装置1は、嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥の沈降性が良好であることに着目したものであるが、実際には、沈殿槽3,5での脱窒などの生物反応により、嫌気性アンモニア酸化細菌ならなる沈殿汚泥が浮上することが想定される。また、嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養している嫌気性アンモニア酸化槽2,4では当該細菌が十分量保持できていないため、同槽から流出する液相に当該細菌の馴養に適した濃度のアンモニア性窒素や亜硝酸性窒素が含まれることもありえる。
【0034】
そこで、沈殿槽3,5は水処理技術に適用されている周知の沈殿槽の構造に付加し以下の汚泥分離機能を有する。この汚泥分離機能としては、例えば、嫌気性アンモニア酸化槽2,4から移流してきた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を沈殿槽3,5から流出しないようにするためのフィルタ構造等に例示されるような汚泥流出防止機能が挙げられる。この機能は沈殿槽3,5にて沈殿していた汚泥が浮上して同槽から流出しないようにするための流出防止機能としても機能する。尚、沈殿槽3,5は、前記汚泥を沈殿・回収できる構造であればよく、特定の形状に限定しない。
【0035】
沈殿槽3,5内に集積された活性の高い前記汚泥は汚泥引抜配管31、51より沈降汚泥として回収される。そして、この沈降汚泥は引抜配管31,51にそれぞれ接続された第一返送配管32,52、さらにこの配管32,52から分岐した第二返送配管33,34と53,54を介して、原水配管11,21に供されることで嫌気性アンモニア酸化槽2,4に返送される。これにより増殖速度が極めて遅い嫌気性アンモニア酸化細菌を嫌気性アンモニア酸化槽2,4において再度、保持させることできる。尚、沈降汚泥の返送はポンプによって行われる。
【0036】
また、第一返送配管32、第一返送配管52からそれぞれ分岐する第二返送配管33,34、第二返送配管53,54に電動バルブを備えることで、配管ラインを任意に選択できるようにするよい。沈殿槽3,5にて回収された沈降汚泥を、嫌気性アンモニア酸化細菌を多く保持したい槽(嫌気性アンモニア酸化槽2,4のいずれか)に任意に供給できる。
【0037】
(1−2)動作の説明
図1を参照しながら排水処理装置1の動作例について説明する。
【0038】
原水配管11を流れるアンモニアと亜硝酸とを含有する被処理水はポンプによって嫌気性アンモニア酸化槽2に送水される。また、別系統の原水配管21を流れるアンモニアと亜硝酸とを含有する被処理水もポンプによって嫌気性アンモニア酸化槽4に送水される。嫌気性アンモニア酸化細菌処理槽2,4では被処理水中に含まれるアンモニアと亜硝酸とが嫌気性アンモニア酸化細菌によって脱窒される。嫌気性アンモニア酸化槽2,4内の液相は第一配管12,22を介して沈殿槽3,5に至る。そして、沈殿槽3,5にて汚泥が分離された処理水は処理水配管13,23を介して系外に排出される。一方、沈殿槽3,5にて集積された沈降汚泥は第一返送配管32,52及び第二返送配管34,54を介してそれぞれ嫌気性アンモニア酸化槽2,4に返送されることで槽2,4内に嫌気性アンモニア酸化菌が保持される。
【0039】
また、嫌気性アンモニア酸化槽4にて嫌気性アンモニア酸化菌を選択的に集中して馴養している場合、沈殿槽3にて回収した嫌気性アンモニア細菌からなる汚泥が第一返送配管32及び第二返送配管33を介して嫌気性アンモニア酸化槽4に優先的に返送される。これにより嫌気性アンモニア酸化槽4における嫌気性アンモニア酸化菌の菌体量を増加させることができる。
【0040】
(1−3)本実施形態の効果
排水処理装置1によれば、沈殿槽3,5にて沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を当該細菌の濃度を高めたい嫌気性アンモニア酸化槽に対して選択的に供給できるので、排水処理と同時に当該細菌の馴養を効率的に行うことができる。
【0041】
また、排水処理装置1を他の施設でも共用可能なユニット形式の態様し、嫌気性アンモニア酸化槽2,4を着脱自在すれば、十分馴養された嫌気性アンモニア酸化槽を必要とする他施設へ容易に移動できる。これにより、この他施設では排水処理能力を落とすことなく処理運転を継続することができる。
【0042】
さらに、排水処理装置1から嫌気性アンモニア酸化槽2,4のいずれかを取り出して他施設へ移動させた場合に当該装置に新たに設置された嫌気性アンモニア酸化槽に対しては沈殿槽3,5にて回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を供すればよい。これにより、嫌気性アンモニア酸化菌の馴養を兼ねた排水処理が実現する。
【0043】
[実施形態2]
図2に示された排水処理装置20は原水配管11,21に分岐される原水配管121を備えていること以外は実施形態1に係る排水処理装置1と同じ構成となっている。尚、排水処理装置20も排水処理装置1と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽2,4を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【0044】
実施形態1の排水処理装置1は被処理水が処理系列毎に流入する場合に適用される形態であった。実施形態2の排水処理装置20は被処理水の流入系統が1系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽2,4に分配している。原水配管11,21にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽2,4の処理能力に応じて、原水配管121の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【0045】
以上の排水処理装置20によれば、排水処理装置1の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽2,4のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【0046】
[実施形態3]
図3に示された排水処理装置30は沈殿槽3,5内の沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を含んだ汚泥を一時的に集積して原水配管11,21へ分配返送する返送統合部6を備えたこと以外は実施形態1に係る排水処理装置1と同じ構成となっている。
【0047】
排水処理装置30は、排水処理装置1と同様に、被処理水を、処理系列毎に流入する場合に導入する形態となっているが、沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌は、一旦、返送統合部6へ集積された後に嫌気性アンモニア酸化槽2,4に分配される。
【0048】
排水処理装置30によれば、排水処理装置1の効果に加えて、各返送配管によって個別に嫌気性アンモニア酸化槽2,4に分配するような操作(例えば各返送配管のバルブ操作)を行う必要がなくなるので、装置の操作・作業の効率化が図れる。
【0049】
[実施形態4]
図4に示された排水処理装置40は原水配管11,21に分岐される原水配管121を備えていること以外は実施形態3に係る排水処理装置30と同じ構成となっている。尚、排水処理装置40も排水処理装置1と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽2,4を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【0050】
実施形態3の排水処理装置30は被処理水を処理系列毎に導入する場合に取りうる形態であった。実施形態4に係る排水処理装置40は、被処理水の流入系統が1系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽2,4に分配している。原水配管11,21にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽2,4の処理能力に応じて、原水配管121の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【0051】
以上の排水処理装置40によれば、排水処理装置30の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽2,4のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【0052】
[実施形態5]
図5に示された排水処理装置50は、沈殿槽3,5の処理水配管13,23を統合させせる処理水配管122を備えていること以外は、実施形態1に係る排水処理装置10と同じ構成となっている。
【0053】
排水処理装置50では処理水配管を一系統としており、処理水配管122にて処理水配管13,23の各処理水質が混合したものが最終的な処理水の水質となる。したがって、個々の嫌気性アンモニア酸化槽2,4による処理水質のばらつきがあったとしても、運転条件を個別に厳密に操作して目標水質をクリアする必要がなくなり、余裕を持った運転操作が可能となる。
【0054】
また、嫌気性アンモニア酸化槽2(または4)にて嫌気性アンモニア酸化菌の不足により処理水質が低下した場合でも、他の槽4(または2)で生物処理が順調に行われていれば、槽2(または4)に対して過度の排水水質を維持し要求することは必要ない。この排水処理装置50による馴養操作によって目的を達成することが容易となる。
【0055】
以上のように排水処理装置50によれば排水処理装置1の効果に加えて処理水の水質を安定させることができる。
【0056】
また、排水処理装置50もユニット形成で構成し、嫌気性アンモニア酸化槽2,4を着脱自在とするよい。嫌気性アンモニア酸化槽2,4のいずれかを他の装置50へ移動させた後には、この装置50に新たに設置された嫌気性アンモニア酸化槽に対しては沈殿槽3,5にて回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を供すればよい。新たに設置された酸化槽にて嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養させる手間が省かれるので被処理水の流入負荷を低減させることなく排水処理を継続できる。
【0057】
[実施形態6]
図6に示された排水処理装置60は原水配管11,21に分岐される原水配管121を備えていること以外は実施形態5に係る排水処理装置50と同じ構成となっている。尚、排水処理装置60も排水処理装置1と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽2,4を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【0058】
実施形態5の排水処理装置50は被処理水を処理系列毎に導入する場合に取りうる形態であった。実施形態6に係る排水処理装置60は、被処理水の流入系統が1系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽2,4に分配している。原水配管11,21にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽2,4の処理能力に応じて、原水配管121の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【0059】
以上の排水処理装置60によれば、排水処理装置50の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽2,4のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【0060】
[実施形態7]
図7に示された排水処理装置70は沈殿槽3,5内の沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を含んだ汚泥を一時的に集積して原水配管11,21へ分配返送する返送統合部6を備えたこと以外は実施形態5に係る排水処理装置50と同じ構成である。
【0061】
排水処理装置70は、排水処理装置50と同様に被処理水を系統毎に導入する形態となっているが、沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌は、一旦、返送統合部6へ集積された後に嫌気性アンモニア酸化槽2,4に分配される。
【0062】
以上の排水処理装置70によれば、排水処理装置50の作用効果に加えて、各返送配管によって個別に嫌気性アンモニア酸化槽2,4に分配するような操作(例えば各返送配管のバルブ操作)を行う必要がなく装置の操作・作業の効率化が図れる。
【0063】
[実施形態8]
図8に示された排水処理装置80は原水配管11,21に分岐される原水配管121を備えていること以外は実施形態7に係る排水処理装置70と同じ構成となっている。尚、排水処理装置80も排水処理装置1と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽2,4を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【0064】
実施形態7の排水処理装置70は被処理水を処理系列毎に導入する場合に取りうる形態であった。これに対して実施形態8に係る排水処理装置80は被処理水の流入系統が1系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽2,4に分配している。原水配管11,21にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽2,4の処理能力に応じて、原水配管121の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【0065】
以上の排水処理装置80によれば、排水処理装置70の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽2,4のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【0066】
[実施形態9]
図9に示された排水処理装置90は嫌気性アンモニア酸化槽2,4で処理された処理水(汚泥を分離した処理水)の一部を原水配管11,21のいずれかに返送させる処理水返送ライン(第三返送配管14,24、第四返送配管15,16,25,26)を備える。排水処理装置90はこの構成以外は実施形態1に係る排水処理装置1と同じ構成となっている。尚、前記処理水の返送はポンプによって行われる。
【0067】
処理水返送ラインにおいては、第三返送配管14、第三返送配管24からそれぞれ分岐する第四返送配管15,16、第四返送配管25,26に電動バルブが具備されることで、返送ラインを任意に選択できる。
【0068】
排水処理装置90は排水処理装置1と同様に被処理水を処理系列毎に導入する形態となっている。嫌気性アンモニア酸化槽2,4で処理された処理水はそれぞれ第1配管12,22を介して沈殿槽3,5に至る。沈殿槽3,5にて汚泥が除去された処理水はそれぞれ処理水配管13,23を介して系外に排出される。
【0069】
一方、沈殿槽3,5から流出した処理水の一部はそれぞれ第三返送配管14,24及び第四返送配管15,16と25,26を介して原水配管11,21へ返送される。処理水の循環量は嫌気性アンモニア酸化槽2,4の状態(例えば嫌気性アンモニア酸化菌の馴養状態)により決定される。
【0070】
以上の排水処理装置90によれば、処理水の嫌気性アンモニア酸化槽2,4への循環的な供給により、排水処理装置1の効果に加えて、嫌気性アンモニア酸化槽2,4の槽内の処理環境の安定化が図られ、さらなる処理水水質の向上並びに安定化が期待できる。
【0071】
[実施形態10]
図10に示された排水処理装置100は原水配管11,21に分岐される原水配管121を備えていること以外は実施形態9に係る排水処理装置90と同じ構成となっている。第三返送配管14,24は原水配管121に接続されている。尚、排水処理装置100も排水処理装置1と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽2,4を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【0072】
実施形態9の排水処理装置90は被処理水が処理系列毎に流入する場合に適用される形態であった。実施形態10の排水処理装置100は被処理水の流入系統が1系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽2,4に分配している。原水配管11,21にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽2,4の処理能力に応じて、原水配管121の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【0073】
以上の排水処理装置100によれば、排水処理装置9の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽2,4のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【0074】
[本発明の他の態様]
実施形態1〜100の装置構成は適宜に組み合わせてもよい。
【0075】
上述の排水処理装置1〜100は、嫌気性アンモニア酸化槽2,4の後段に、それぞれ沈殿槽3,5が配置されているが、沈殿槽3,5の機能を嫌気性アンモニア酸化槽2,4の内部に具備させてもよい。例えば、第1配管12,22を省略し、これに係わる配管系を、嫌気性アンモニア酸化槽2,4内の「沈殿槽」機能部に接続すれれば、実現可能となる。そして、嫌気性アンモニア酸化槽2,4での第一返送配管32,52の引抜・接続箇所は、この引抜操作により、馴養に支障のない程度に適切な微生物濃度が得られれば、特にその嫌気性アンモニア酸化槽の接続点に限定はない。以上のように排水処理装置1〜100に係る嫌気性アンモニア酸化槽2,4内に沈殿槽の機能を具備させることで、沈殿槽3,5を省略でき、装置の省スペース化が実現する。
【0076】
また、第一返送配管32,52によって返送される引抜汚泥は原水配管11,21に供されているが、原水配管11,21に供することなく、直接、嫌気性アンモニア酸化槽2,4に返送するようにすると、同槽2,4内の希望する箇所への返送が可能となる。さらに、排水処理装置90,100においては沈殿槽3,5から流出した処理水の一部はそれぞれ第三返送配管14,24及び第四返送配管15,16,25,26を介して原水配管11,21または原水配管121へ返送しているが、沈殿槽3,5から返送する処理水は沈殿槽3,5から直接引抜いてもよい。処理水量が減少するため、処理水配管13,23の配管の小径化が図れる。
【0077】
排水処理装置1,20,50,60においては第一返送配管32、第一返送配管52から返送汚泥を第二返送配管33,34、第二返送配管53,54の各配管に任意に分配できるように電動バルブを備えて汚泥返送の分配比を任意に設定できるようにするとよい。この返送汚泥の分配供給によって嫌気性アンモニア酸化槽2,4にて所望の嫌気性アンモニア酸化細菌の保持比率に調整できる。
【0078】
排水処理装置30,40,70,80においては沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌は返送統合部6に一旦集積させた後に各返送配管61,62,63に備えた電動バルブの操作により任意に分配することで各原水配管11,21に供給してもよい。例えば、複数並列に配置された嫌気性アンモニア酸化槽内の嫌気性アンモニア酸化細菌の保持量に基づき馴養程度を判断し、各嫌気性アンモニア酸化槽の馴養に適切な引き抜き汚泥の量の分配比を設定して返送汚泥を分配供給するようにするとよい。このような返送汚泥の分配供給によれば、個々の嫌気性アンモニア酸化槽の馴養程度が異なっている場合でも、複数の嫌気性アンモニア酸化槽の馴養が同時に可能となる。
【0079】
排水処理装置90,100においては第三返送配管14,24から供される処理水を統合させる返送水統合部を備えるとよい。そして、この返送水統合部にて集積させた処理水を装置90の原水配管11,21または装置100の原水配管121の各配管へ任意に分配できるように電動バルブを備えるとよい。各嫌気性アンモニア酸化槽2,4からの処理水の水質にばらつきがある場合でも、各酸化槽2,4に返送される処理水の水質が前記返送水統合部によって均一化する。そして、各嫌気性アンモニア酸化槽2,4の処理能力に応じた各槽2,4への処理水の返送量の分配比を前記電動バルブによって任意に設定しやすくなる。以上の返送水統合部及び電動バルブを備えることで、排水処理装置90,100は、排水処理装置1の効果に加えて、馴養程度が異なるなどで処理能力が異なった複数の嫌気性アンモニア酸化槽を有する場合でも各槽にて安定した排水処理を実現させることができる。また、処理水を個別に原水配管へ返送する操作が必要最小限となっているので、各嫌気性アンモニア酸化槽の処理能力に応じた装置の運転操作及び作業を効率に行うことができる。また、沈殿槽3,5からの処理水を統合する水槽を設け、この水槽に第三返送配管14,24を備え、当該水槽内の処理水をポンプによって返送してもよい。これにより、より多量の処理水を返送することが可能となる。
【0080】
以上説明した実施形態は各嫌気性アンモニア酸化系において、その嫌気性アンモニア酸化槽に各々対応する沈殿槽を備えたものとなっている。本発明はこの態様に限定されることなく、複数の嫌気性アンモニア酸化槽に対して単一の沈殿槽を備えた排水処理装置の構成としてもよい。この構成によれば、沈殿汚泥として嫌気性アンモニア酸化細菌を一つの沈殿槽にて統合することができ、排水処理装置30,40,70,80に具備の返送統合部6と同様な効果を有すると共に複数の沈殿槽(装置30,40,70,80に具備された各沈殿槽)の機能を一つの沈殿槽に集約できる。さらに、当該沈殿槽の処理水を嫌気性アンモニア酸化槽に返送する場合には、当該沈殿槽に処理水を統合する機能をもたせることができる。
【符号の説明】
【0081】
1,20,30,40,50,60,70,80,90,100…排水処理装置
2,4…嫌気性アンモニア酸化槽(嫌気性アンモニア酸化系)
6…返送統合部(返送統合手段)
11,21,121…原水配管(供給経路)
13,23,122…処理水配管(排出経路)
14,24…第三返送配管(処理水返送経路)
15,16,25,26…第四返送配管(処理水返送経路)
32,52…第一返送配管(汚泥返送経路)
33,34,53,54…第二返送配管(汚泥返送経路)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理方法であって、
複数の嫌気性アンモニア酸化系にて嫌気性アンモニア酸化細菌によって被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う過程と、
前記嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離した前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化系に返送する過程と
を有すること
を特徴とする排水処理方法。
【請求項2】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有することを特徴とする請求項1に記載の排水処理方法。
【請求項3】
系外から導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有することを特徴とする請求項1または2に記載の排水処理方法。
【請求項4】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する過程を有すること
を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の排水処理方法。
【請求項5】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する過程を有すること
を特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の排水処理方法。
【請求項6】
排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理装置であって、
被処理水を導入して嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う複数の嫌気性アンモニア酸化槽と、
前記嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化槽に返送する汚泥返送経路と
を備えたこと
を特徴とする排水処理装置
【請求項7】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配返送する返送統合手段を備えたこと
を特徴とする請求項6に記載の排水処理装置。
【請求項8】
導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配供給する供給経路を備えたことを特徴とする請求項6または7に記載の排水処理装置。
【請求項9】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する排出経路を備えたこと
を特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の排水処理装置。
【請求項10】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する処理水返送経路を備えたこと
を特徴とする請求項6から9のいずれか1項に記載の排水処理装置。
【請求項11】
前記排水処理装置はユニット形式で構成され、
前記嫌気性アンモニア酸化槽は当該装置の本体から着脱自在であること
を特徴とする請求項6から10のいずれか1項に記載の排水処理装置。

【図1】
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【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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−240207(P2011−240207A)
【公開日】平成23年12月1日(2011.12.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−111732(P2010−111732)
【出願日】平成22年5月14日(2010.5.14)
【出願人】(000006105)株式会社明電舎 (1,739)
【出願人】(000000055)アサヒグループホールディングス株式会社 (535)
【Fターム(参考)】