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JP6435108B2 - Denitrification device and method of operating denitrification device - Google Patents
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JP6435108B2 - Denitrification device and method of operating denitrification device - Google Patents

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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Description

本発明は、硝酸性窒素を窒素と二酸化炭素に分解する脱窒反応を行う脱窒装置に関するものであり、より詳細にはグラニュール状の脱窒菌を用いた上向流汚泥床型リアクターとなる処理塔を有する脱窒装置と脱窒装置の運転方法に関するものである。   The present invention relates to a denitrification apparatus that performs a denitrification reaction for decomposing nitrate nitrogen into nitrogen and carbon dioxide, and more specifically, an upward flow sludge bed reactor using granulated denitrification bacteria. The present invention relates to a denitrification apparatus having a treatment tower and a method for operating the denitrification apparatus.

工場などの排水では、アンモニア性窒素若しくは硝酸性窒素が含まれる。このような排水はそのまま自然界に戻すと、環境破壊につながるため、望ましくない。そこで、アンモニア性窒素若しくは硝酸性窒素は分解してから自然界に放流する。そして、これらの窒素成分の分解には、微生物を利用した分解処理が行われている。   Wastewater from factories and the like contains ammonia nitrogen or nitrate nitrogen. Such drainage is not desirable if it is returned to nature as it leads to environmental destruction. Therefore, ammonia nitrogen or nitrate nitrogen is decomposed and then released to nature. And the decomposition process using microorganisms is performed for decomposition | disassembly of these nitrogen components.

微生物を利用した分解処理では、好気性菌を利用してアンモニア性窒素を硝酸性窒素若しくは亜酸化窒素に分解する硝化処理と、嫌気性菌を利用して硝酸性窒素および亜酸化窒素を窒素と二酸化炭素に分解する脱窒処理が連続して行われる場合が多い。   In the degradation treatment using microorganisms, nitrification treatment that decomposes ammonia nitrogen into nitrate nitrogen or nitrous oxide using aerobic bacteria, and nitrate nitrogen and nitrous oxide using nitrogen with anaerobic bacteria. In many cases, a denitrification process that decomposes into carbon dioxide is continuously performed.

嫌気性菌(脱窒菌)は、嫌気雰囲気下では、菌同士が絡み合い、塊になりやすい。この性質を利用して上向流中で種菌を含む汚泥を馴養することで、脱窒菌をグラニュール状にし、汚泥濃度を飛躍的に高める方法が提案された(特許文献1)。この方法は、上向流汚泥床型(USB)と呼ばれ、汚泥濃度が高いため比較的小さな設備であっても、硝酸性窒素や亜酸化窒素の処理量が多い脱窒装置を作ることができる。   Anaerobic bacteria (denitrifying bacteria) tend to entangle with each other in an anaerobic atmosphere. A method has been proposed in which sludge containing the inoculum is acclimatized in an upward flow using this property to make the denitrifying bacteria into granules and dramatically increase the sludge concentration (Patent Document 1). This method is called an upflow sludge bed type (USB), and it is possible to make a denitrification device with a large amount of nitrate nitrogen and nitrous oxide even with relatively small equipment due to its high sludge concentration. it can.

脱窒反応において、炭素源をメタノールとした場合、以下の(1)式で表される反応によって硝酸性窒素が分解されると考えられている。
6NO +5CHOH → 3N +5CO +7HO +6OH・・・(1)
In the denitrification reaction, when methanol is used as the carbon source, it is considered that nitrate nitrogen is decomposed by the reaction represented by the following formula (1).
6NO 3 - + 5CH 3 OH → 3N 2 + 5CO 2 + 7H 2 O + 6OH - ··· (1)

また、亜酸化窒素は以下の(2)式で表される反応によって分解されると考えられている。
3NO+CHOH → 3N +CO +2HO ・・・(2)
Further, nitrous oxide is considered to be decomposed by a reaction represented by the following formula (2).
3N 2 O + CH 3 OH → 3N 2 + CO 2 + 2H 2 O (2)

これらの反応式によれば、分解する硝酸性窒素および亜酸化窒素に対して必要とされる炭素源(メタノール)の量が決められることになる。すなわち、過剰なメタノールは、処理後水に残留する。処理後水に所定量以上のメタノールが残留する場合は、これを除去する必要がある。そのため、脱窒槽の後段に再度曝気装置などを有する分解処理槽が必要となる。   According to these reaction formulas, the amount of carbon source (methanol) required for nitrate nitrogen and nitrous oxide to be decomposed is determined. That is, excess methanol remains in the treated water. If a predetermined amount or more of methanol remains in the treated water, it must be removed. Therefore, the decomposition processing tank which has an aeration apparatus etc. in the back | latter stage of a denitrification tank is needed.

しかし、分解処理槽の設置は場所およびコスト高の要因となる。そこで、脱窒反応には、できるだけ過剰な炭素源を投入しないようにする必要がある。特許文献2は、処理後水中のメタノールを曝気などで直接取り出し、メタノールの量が所定以上であれば、投入する処理原水に混ぜるメタノールの量を減らす技術が開示されている。   However, the installation of the decomposition treatment tank is a factor of cost and location. Therefore, it is necessary to avoid adding as much carbon source as possible to the denitrification reaction. Patent Document 2 discloses a technique for directly removing methanol in treated water by aeration, etc., and reducing the amount of methanol to be mixed with the raw water to be treated if the amount of methanol exceeds a predetermined value.

特開平07−290088号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-290088 特開2003−071492号公報JP 2003-071492 A

脱窒反応後の処理後水中のメタノールが増加したということは、(1)式、(2)式通りに脱窒反応が進まなかったと推定される。したがって、メタノールを減らす措置は、正しい場合もある。しかしながら、処理後水のメタノール量が増加若しくは減少するのは、単に(1)式、(2)式における硝酸性窒素量とメタノール量のバランスだけではなく、脱窒菌の活性も大きく影響する。   The fact that the amount of methanol in the treated water after the denitrification reaction has increased is presumed that the denitrification reaction did not proceed according to the equations (1) and (2). Thus, measures to reduce methanol may be correct. However, the increase or decrease in the amount of methanol in the treated water is not only due to the balance between the nitrate nitrogen amount and the methanol amount in equations (1) and (2), but also the activity of denitrifying bacteria.

つまり、処理後水のメタノール量に基づいて、処理原水に投入するメタノール量を増減するだけでは、却って脱窒槽の環境を破壊することにもなりかねないという課題が存在した。   That is, there has been a problem that, based on the amount of methanol in the treated water, simply increasing or decreasing the amount of methanol introduced into the treated raw water may destroy the environment of the denitrification tank.

本発明は上記の課題に鑑み想到されたものであり、処理後水の炭素源の濃度だけでなく、亜酸化窒素(NO)の濃度をも測定し、これらに基づいて処理原水に添加する炭素源の量、栄養剤量、また脱窒槽への処理原水送り量を制御するものである。 The present invention has been conceived in view of the above problems, and measures not only the concentration of the carbon source of the treated water but also the concentration of nitrous oxide (N 2 O), and based on these, is added to the treated raw water It controls the amount of carbon source to be used, the amount of nutrients, and the amount of raw water fed to the denitrification tank.

より具体的に本発明に係る脱窒装置は、
処理原水が導入されるコンディショニングタンクと、
前記コンディショニングタンクへpH調整剤を添加するpH調整剤添加手段と、
前記コンディショニングタンクと移送配管を介して連通された処理塔と、
前記処理塔の上部から排出された処理後水を流す排水管と、
前記処理後水中のメタノールを検出する第1吸光光度計と、
前記処理後水中の亜酸化窒素を検出する第2吸光光度計と、
メタノールを前記コンディショニングタンクに添加するメタノール添加手段とを有するメタノール添加ユニットと、
前記第1吸光光度計と前記第2吸光光度計の出力に基づいて前記メタノール添加手段と前記pH調整剤添加手段と、前記移送配管を介してコンディショニングタンクから前記処理塔に導入する調整済処理原水の移送量を制御する制御器を有することを特徴とする。
More specifically, the denitrification apparatus according to the present invention is:
A conditioning tank into which the treated raw water is introduced;
PH adjusting agent addition means for adding a pH adjusting agent to the conditioning tank;
A processing tower communicated with the conditioning tank via a transfer pipe;
A drain pipe for flowing treated water discharged from the upper part of the treatment tower;
A first absorptiometer for detecting methanol in the treated water;
A second absorptiometer for detecting nitrous oxide in the treated water;
And methanol added unit and a methanol addition means for addition of methanol to the conditioning tank,
And the methanol addition means based on the output of the said first absorptiometer second absorption photometer and the pH adjusting agent adding means, adjusting Sumisho physical introduced from the conditioning tank through the transfer pipe to the treatment tower It has the controller which controls the transfer amount of raw | natural water, It is characterized by the above-mentioned.

本発明に係る脱窒装置は、炭素源としてメタノールを使用し、処理後水中のメタノール濃度と、亜酸化窒素濃度に基づいて、処理原水への添加物量および脱窒槽(本発明では、処理塔)への処理原水の送り量(移送量)を制御する。したがって、脱窒槽中の脱窒菌の環境を大きく変えることなく、脱窒装置を運転することができる。   The denitrification apparatus according to the present invention uses methanol as a carbon source, and based on the methanol concentration in the treated water and the nitrous oxide concentration, the amount of additive to the treated raw water and the denitrification tank (in the present invention, the treatment tower) Control the feed rate (transfer rate) of raw water. Therefore, the denitrification apparatus can be operated without greatly changing the environment of the denitrifying bacteria in the denitrification tank.

また、処理後水中のメタノール濃度と、亜酸化窒素濃度は、吸光光度計を用いて測定するため、非常に高速な測定ができ、迅速に処理原水の調整にフィードバックすることができる。   Further, since the methanol concentration and nitrous oxide concentration in the treated water are measured using an absorptiometer, it can be measured at a very high speed and can be fed back to the adjustment of the treated raw water quickly.

本発明に係る脱窒装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the denitrification apparatus which concerns on this invention. 脱窒装置の一部変形の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of partial deformation | transformation of a denitrification apparatus. 本発明に係る脱窒装置の信号ラインを示す図である。It is a figure which shows the signal line of the denitrification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る脱窒装置の運転フローを示す図である。It is a figure which shows the driving | running flow of the denitrification apparatus which concerns on this invention.

以下に図面を参照しながら、本発明に係る脱窒装置を説明する。なお、以下の説明は本発明に係る脱窒装置の一例を示すものであり、以下の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、以下の例は変更することができる。   Hereinafter, a denitrification apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the following description shows an example of the denitrification apparatus based on this invention, and is not limited to the following description. The following examples can be modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明に係る脱窒装置1は、コンディショニングタンク10、処理塔20、水素供与体添加ユニット30、調整剤添加ユニット40を含む。なお、調整剤添加ユニット40には制御器50が含まれていてもよい。コンディショニングタンク10には、処理原水4が投入される。   The denitrification apparatus 1 according to the present invention includes a conditioning tank 10, a processing tower 20, a hydrogen donor addition unit 30, and a regulator addition unit 40. The adjusting agent addition unit 40 may include a controller 50. The treated raw water 4 is introduced into the conditioning tank 10.

コンディショニングタンク10には、循環用ポンプ11、移送用ポンプ12が設けられている。また、コンディショニングタンク10には、調整剤添加ユニット40も備えられている。循環用ポンプ11は、コンディショニングタンク10中の処理原水4を攪拌するためのポンプである。したがって、攪拌機と置き換えても良い。移送用ポンプ12は、コンディショニングタンク10と処理塔20の間を連通する移送配管L1に配置されている。   The conditioning tank 10 is provided with a circulation pump 11 and a transfer pump 12. The conditioning tank 10 is also provided with a regulator addition unit 40. The circulation pump 11 is a pump for stirring the treated raw water 4 in the conditioning tank 10. Therefore, it may be replaced with a stirrer. The transfer pump 12 is disposed in a transfer pipe L <b> 1 that communicates between the conditioning tank 10 and the processing tower 20.

また、コンディショニングタンク10には、pHメータ13および温度計14、ヒータ15が設けられている。   In addition, the conditioning tank 10 is provided with a pH meter 13, a thermometer 14, and a heater 15.

調整剤添加ユニット40には、pH調整剤添加手段41、栄養剤添加手段42、硝酸剤添加手段43が含まれる。pH調整剤添加手段41は、pH調整剤タンク41aおよびバルブ41bで構成される。また、栄養剤添加手段42は栄養剤タンク42aおよびバルブ42bで構成される。また、硝酸剤添加手段43は、硝酸剤タンク43a、バルブ43bで構成される。なお、各バルブ41b、42b、43bは外部の信号で開閉が制御できるものであれば望ましい。   The adjusting agent adding unit 40 includes a pH adjusting agent adding means 41, a nutrient additive adding means 42, and a nitric acid additive adding means 43. The pH adjusting agent adding means 41 includes a pH adjusting agent tank 41a and a valve 41b. The nutrient solution adding means 42 includes a nutrient solution tank 42a and a valve 42b. The nitric acid addition means 43 includes a nitric acid tank 43a and a valve 43b. Each valve 41b, 42b, 43b is desirable if it can be opened and closed by an external signal.

また、バルブ41b、42b、43bは、ポンプ41c、42c、43cに置き換えてもよい(図2参照)。すなわち、各調整剤はポンプ41c、42c、43cによって、圧送されてもよい。なお、図2では、各ポンプ41c、42c、43cは、制御器50で動作が制御される。   Further, the valves 41b, 42b, 43b may be replaced with pumps 41c, 42c, 43c (see FIG. 2). That is, each adjusting agent may be pumped by the pumps 41c, 42c, and 43c. In FIG. 2, the operation of each pump 41 c, 42 c, 43 c is controlled by the controller 50.

また、図1で示すpH調整剤タンク41aとバルブ41b、栄養剤タンク42aとバルブ42b、硝酸剤タンク43aとバルブ43bの間に、図2で示すポンプ41c、42c、43cを設けてもよい。   Further, the pumps 41c, 42c, and 43c shown in FIG. 2 may be provided between the pH adjusting agent tank 41a and the valve 41b shown in FIG. 1, the nutrient tank 42a and the valve 42b, and the nitrate agent tank 43a and the valve 43b.

処理塔20は、略円筒形状、もしくは直方体をしている。外側には、温度制御用のウォータージャケット21が設けられている。ウォータージャケット21内には温度制御器21aによって、温度を制御された水が流されている。処理塔20の内部を一定の温度にするためである。ウォータージャケット21は、蒸気熱源などを使用した他の加温方式でもよい。本実施の形態では、ジャケット式加温方式を例示したが、処理塔20を一定の温度に維持できる方式であれば、特に限定しない。   The processing tower 20 has a substantially cylindrical shape or a rectangular parallelepiped. On the outside, a water jacket 21 for temperature control is provided. Water whose temperature is controlled by a temperature controller 21a is caused to flow through the water jacket 21. This is for keeping the inside of the processing tower 20 at a constant temperature. The water jacket 21 may be another heating method using a steam heat source or the like. In the present embodiment, the jacket type heating method is exemplified, but there is no particular limitation as long as the method can maintain the processing tower 20 at a constant temperature.

コンディショニングタンク10と連通している移送配管L1は、処理塔20の下部に接続される。処理塔20の内部には、後述するグラニュール状の脱窒菌が充填される。処理塔20の上部には、気固液分離器22が設けられている。気固液分離器22は、処理塔20内のグラニュール状の脱窒菌がウォッシュアウトしないようにし、処理塔20を通過した処理後水6を排出し、処理塔20内で発生する気体(窒素等)を大気中に排出する。   A transfer pipe L <b> 1 communicating with the conditioning tank 10 is connected to the lower part of the processing tower 20. The treatment tower 20 is filled with granular denitrifying bacteria described later. A gas-solid-liquid separator 22 is provided at the upper part of the processing tower 20. The gas-solid-liquid separator 22 prevents the granular denitrifying bacteria in the processing tower 20 from being washed out, discharges the treated water 6 that has passed through the processing tower 20, and generates gas (nitrogen) in the processing tower 20. Etc.) into the atmosphere.

気固液分離器22には、処理後水6を次の工程に移す排水管L2が設けられる。また、処理後水6の一部をコンディショニングタンク10に戻すための戻し配管L3が設けられている。また処理塔20には、pHメータ23と温度計24が設けられていてもよい。   The gas-solid-liquid separator 22 is provided with a drain pipe L2 for transferring the treated water 6 to the next step. In addition, a return pipe L3 for returning a part of the treated water 6 to the conditioning tank 10 is provided. The processing tower 20 may be provided with a pH meter 23 and a thermometer 24.

排水管L2には、水素供与体添加ユニット30が接続される。水素供与体添加ユニット30は、排水管L2内の処理後水6の一部をサンプリングし、処理後水6中の亜酸化窒素(以後「NO」と記載する。)および、水素供与体(ここではメタノール)の含有量を測定するための測定器が配置される。NOとメタノールの含有量を測定することができれば、測定器は特に限定されるものではない。 A hydrogen donor addition unit 30 is connected to the drain pipe L2. The hydrogen donor addition unit 30 samples a part of the treated water 6 in the drain pipe L2, nitrous oxide (hereinafter referred to as “N 2 O”) in the treated water 6, and a hydrogen donor. A measuring device for measuring the content of (here methanol) is arranged. The measuring device is not particularly limited as long as the contents of N 2 O and methanol can be measured.

ここでは、NOを測定するためのUV吸光光度計32と、メタノールを測定するための赤外吸光光度計31を示す。なお、赤外吸光光度計31を第1吸光光度計とよび、UV吸光光度計32を第2吸光光度計とも呼ぶ。 Here, a UV absorptiometer 32 for measuring N 2 O and an infrared absorptiometer 31 for measuring methanol are shown. The infrared absorptiometer 31 is called a first absorptiometer, and the UV absorptiometer 32 is also called a second absorptiometer.

また、水素供与体添加ユニット30には、水素供与体添加手段33が含まれる。水素供与体添加手段33は、水素供与体タンク33aとバルブ33bと配管33Lによって構成される。配管33Lの端部はコンディショニングタンク10に連通する。なお、バルブ33bは、外部からの信号で開閉を制御できるようにするものとする。   The hydrogen donor addition unit 30 includes a hydrogen donor addition means 33. The hydrogen donor addition means 33 includes a hydrogen donor tank 33a, a valve 33b, and a pipe 33L. The end of the pipe 33L communicates with the conditioning tank 10. The valve 33b can be controlled to open and close by an external signal.

なお、バルブ33bは、ポンプ33cに置き換えてもよい(図2参照)。または、図1の水素供与体タンク33aとバルブ33bの間に図2のポンプ33cを設けてもよい。すなわち、水素供与体はポンプ33cによって、圧送されてもよい。ポンプ33cは、外部の信号で運転停止が制御できるように構成しているものとする。また、各バルブ33b、41b、42b、43bは、外部(制御器50)からの信号によって開閉が制御できるように構成しているものとして説明を続ける。   The valve 33b may be replaced with a pump 33c (see FIG. 2). Alternatively, the pump 33c of FIG. 2 may be provided between the hydrogen donor tank 33a of FIG. 1 and the valve 33b. That is, the hydrogen donor may be pumped by the pump 33c. It is assumed that the pump 33c is configured so that the operation stop can be controlled by an external signal. Further, the description will be continued assuming that the valves 33b, 41b, 42b, and 43b are configured so that the opening and closing can be controlled by a signal from the outside (the controller 50).

図3に各信号を図1に書き入れた図を示す。UV吸光光度計32、赤外吸光光度計31、pHメータ13、温度計14、pHメータ23、温度計24の出力は、制御器50に接続されている。そして、UV吸光光度計32、赤外吸光光度計31、pHメータ13、pHメータ23、温度計14および温度計24は、それぞれの測定値を、信号Suv、信号Sir、信号Sp13、信号Sp23、信号St14および信号St24で制御器50に送信する。   FIG. 3 is a diagram in which each signal is written in FIG. The outputs of the UV absorptiometer 32, the infrared absorptiometer 31, the pH meter 13, the thermometer 14, the pH meter 23, and the thermometer 24 are connected to the controller 50. Then, the UV absorptiometer 32, the infrared absorptiometer 31, the pH meter 13, the pH meter 23, the thermometer 14 and the thermometer 24 represent the measured values as signal Suv, signal Sir, signal Sp13, signal Sp23, The signal St14 and the signal St24 are transmitted to the controller 50.

また、制御器50は、指示信号Cb33、Cb41、Cb42、Cb43、Cp12、Ch15、Ch21で、バルブ33b、41b、42b、43bの開閉と、移送用ポンプ12の運転と、ヒータ15および温度制御器21aを制御する。   The controller 50 includes instruction signals Cb33, Cb41, Cb42, Cb43, Cp12, Ch15, and Ch21, opens and closes the valves 33b, 41b, 42b, and 43b, the operation of the transfer pump 12, the heater 15, and the temperature controller. 21a is controlled.

以上の構成を有する脱窒装置1の動作について説明する。本発明に係る脱窒装置1は、硝酸性窒素(以下「NO−N」と記す。)を含む処理原水4を処理対象とする。なお、アンモニア性窒素(以下「NH−N」と記す。)は、含まれていても良いが、脱窒装置1では、ほとんど分解しない。したがって、NH−Nの分解を必要とする場合は、脱窒装置1の前に曝気装置等を有する好気槽を配置し、処理原水4に対して硝化処理を行っておくのが望ましい。 Operation | movement of the denitrification apparatus 1 which has the above structure is demonstrated. The denitrification apparatus 1 according to the present invention treats treated raw water 4 containing nitrate nitrogen (hereinafter referred to as “NO 3 —N”). Ammonia nitrogen (hereinafter referred to as “NH 4 -N”) may be contained, but the denitrification apparatus 1 hardly decomposes. Therefore, when it is necessary to decompose NH 4 -N, it is desirable to arrange an aerobic tank having an aeration device or the like in front of the denitrification device 1 and perform nitrification treatment on the raw water 4 to be treated.

まず、処理塔20内には、グラニュール状の脱窒菌が充填される。処理塔20の高さの7割近くまで充填してもよい。すなわち、脱窒装置1では、上向流汚泥床(USB)型リアクターを構成する。   First, the processing tower 20 is filled with granular denitrifying bacteria. You may fill up to 70% of the height of the processing tower 20. That is, the denitrification apparatus 1 constitutes an upward flow sludge bed (USB) type reactor.

グラニュール状の脱窒菌は、予め他の場所で馴養したものでもよいし、種菌を処理塔20に仕込み、処理塔20内で、馴養することで、グラニュールを形成させてもよい。グラニュールは、リン(P)およびカルシウム(Ca)を含むNO−Nおよび水素供与体を与え、pHを7〜8.5付近にし、水温を30〜45℃に保持することで、得ることができる。 The granulated denitrifying bacteria may be preliminarily acclimatized elsewhere, or granules may be formed by charging the inoculum into the processing tower 20 and acclimatizing in the processing tower 20. Granules are obtained by giving NO 3 -N and hydrogen donors including phosphorus (P) and calcium (Ca), bringing the pH to around 7 to 8.5 and maintaining the water temperature at 30 to 45 ° C. Can do.

処理塔20内にグラニュール状の脱窒菌が形成されたら、処理原水4をコンディショニングタンク10に導入する。コンディショニングタンク10では、pHメータ13およびpH調整剤添加手段41によって処理原水4のpHを6.5〜9、好ましくは7〜8.5の範囲に調整する。pH調整剤は、処理原水4を酸性側に調整する場合は、硫酸(HSO)、アルカリ側に調整する場合は、水酸化ナトリウム(NaOH)等を用いることができる。 When granulated denitrifying bacteria are formed in the treatment tower 20, the treated raw water 4 is introduced into the conditioning tank 10. In the conditioning tank 10, the pH of the treated raw water 4 is adjusted to a range of 6.5 to 9, preferably 7 to 8.5 by the pH meter 13 and the pH adjusting agent adding means 41. As the pH adjuster, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) can be used when the raw raw water 4 is adjusted to the acidic side, and sodium hydroxide (NaOH) can be used when the raw water is adjusted to the alkali side.

なお、処理塔20内の脱窒菌の活性が高まり、NO−Nの分解が進むと、処理後水6はアルカリ性を示す。したがって、処理後水6の一部をコンディショニングタンク10に返すことで、アルカリ源とすることができる。このpHの調整は、制御器50が行うことができる。 In addition, if the activity of the denitrifying bacteria in the treatment tower 20 increases and the decomposition of NO 3 —N proceeds, the treated water 6 exhibits alkalinity. Therefore, an alkali source can be obtained by returning a part of the treated water 6 to the conditioning tank 10. The controller 50 can adjust the pH.

また、制御器50は、温度計14から受信する信号St14と、ヒータ15に送信する指示信号Ch15を用いて、コンディショニングタンク10中の処理原水4の水温を20〜45℃、好ましくは30〜35℃に調整する。制御器50は、温度計14およびヒータ15を調節することで、処理原水4の水温を調整することができる。   Further, the controller 50 uses the signal St14 received from the thermometer 14 and the instruction signal Ch15 transmitted to the heater 15 to set the temperature of the treated raw water 4 in the conditioning tank 10 to 20 to 45 ° C, preferably 30 to 35 ° C. Adjust to ° C. The controller 50 can adjust the water temperature of the treated raw water 4 by adjusting the thermometer 14 and the heater 15.

制御器50は、さらに栄養剤添加手段42によって、栄養剤を処理原水4に添加する。具体的には、制御器50は、栄養剤添加手段42のバルブ42bに指示信号Cb42を送信し、栄養剤を処理原水4に添加する。栄養剤は、リン、カルシウム、マグネシウム、鉄、銅、マンガン、モリブデン、亜鉛、コバルトなどの無機物を含むことができる。なお、リン、カルシウムの割合を多くするのが望ましい。グラニュールの形成に効果的だからである。   The controller 50 further adds a nutrient to the treated raw water 4 by the nutrient addition means 42. Specifically, the controller 50 transmits the instruction signal Cb42 to the valve 42b of the nutrient solution adding means 42, and adds the nutrient solution to the treated raw water 4. The nutrient can include inorganic substances such as phosphorus, calcium, magnesium, iron, copper, manganese, molybdenum, zinc, and cobalt. It is desirable to increase the proportion of phosphorus and calcium. This is because it is effective for the formation of granules.

移送用ポンプ12が、コンディショニングタンク10で調整された調整済処理原水5を処理塔20へ移送配管L1を介して移送する。移送用ポンプ12は、制御器50からの指示信号Cp12によって駆動する。移送用ポンプ12の移送流量と処理塔20の断面積によって、処理塔20内での調整済処理原水5の流速が決まる。移送用ポンプ12の移送流量と処理塔20の容積によって水理学的滞留時間(HRT:Hydraulic Retention Time)が決まる。つまり、制御器50は、移送配管L1を介してコンディショニングタンク10から処理塔20に導入する調整済処理原水5の移送量を制御すると言ってよい。   The transfer pump 12 transfers the adjusted raw water 5 adjusted in the conditioning tank 10 to the processing tower 20 via the transfer pipe L1. The transfer pump 12 is driven by an instruction signal Cp12 from the controller 50. The flow rate of the adjusted treated raw water 5 in the processing tower 20 is determined by the transfer flow rate of the transfer pump 12 and the cross-sectional area of the processing tower 20. The hydraulic retention time (HRT) is determined by the transfer flow rate of the transfer pump 12 and the volume of the processing tower 20. That is, it can be said that the controller 50 controls the transfer amount of the adjusted treated raw water 5 introduced from the conditioning tank 10 to the treatment tower 20 via the transfer pipe L1.

脱窒菌は嫌気環境下の上向流中でグラニュールを形成する。グラニュールは脱窒菌の固まりであり、無機物の担持体に脱窒菌を担持させるよりも汚泥濃度を高くすることができる。このグラニュール状の脱窒菌を用いる上向流汚泥床型リアクターでは、NO−Nをほぼ100%近く分解することができる。 Denitrifying bacteria form granules in an upward flow in an anaerobic environment. The granule is a mass of denitrifying bacteria, and the sludge concentration can be made higher than when the denitrifying bacteria are supported on the inorganic support. The granules in Le shaped upflow sludge bed reactor using a denitrifying bacteria, can be decomposed almost close to 100% of the NO 3 -N.

つまり、脱窒装置1の運転状態としては、NO−Nの分解率を100%近くまで高め、その分解率を維持できなくなるまでHRTを短くするように移送用ポンプ12を調整する。このようにすることで、脱窒装置1の窒素容量負荷を求めることができる。なお、事業規模で行うには、1つの処理塔で、窒素容積負荷としては、7〜15(kg−NO−N/m/日)程度の処理能力を設計するのが望ましい。 In other words, as the operating state of the denitrification apparatus 1 increases the decomposition rate of NO 3 -N close to 100%, to adjust the transfer pump 12 so as to shorten the HRT until no longer maintain its decomposition rate. By doing in this way, the nitrogen capacity load of the denitrification apparatus 1 can be obtained. Note that operating at the scale, in a single treatment tower, the nitrogen volume loading, it is desirable to design the capacity of about 7~15 (kg-NO 3 -N / m 3 / day).

処理塔20の下部から導入された調整済処理原水5中のNO−Nは、グラニュール状の脱窒菌の間を上昇する間に分解される。そして、処理塔20の最上部からは、窒素、二酸化炭素、および水酸基を含む水(処理後水6)が排出される。処理塔20の最上部に設けられた気固液分離器22は、窒素および二酸化炭素を大気中に放出し、処理後水6を排出する。 NO 3 —N in the adjusted treated raw water 5 introduced from the lower portion of the treatment tower 20 is decomposed while rising between the granular denitrifying bacteria. Then, water containing nitrogen, carbon dioxide, and hydroxyl groups (treated water 6) is discharged from the top of the treatment tower 20. The gas-solid-liquid separator 22 provided at the top of the processing tower 20 releases nitrogen and carbon dioxide into the atmosphere and discharges the treated water 6.

処理後水6は、排水管L2から次の処理に送られる。また、処理後水6の一部は、戻し配管L3を介してコンディショニングタンク10に戻される。処理後水6の一部をコンディショニングタンク10に戻すのは、処理後水6中の水酸基で処理原水4の酸性を緩和するためである。また、処理塔20に流入する調整済処理原水5の水質変動を緩和することができるという効果もある。   The treated water 6 is sent to the next treatment from the drain pipe L2. A part of the treated water 6 is returned to the conditioning tank 10 via the return pipe L3. The reason why a part of the treated water 6 is returned to the conditioning tank 10 is to relieve the acidity of the treated raw water 4 with the hydroxyl groups in the treated water 6. Moreover, there is an effect that the water quality fluctuation of the adjusted treated raw water 5 flowing into the treatment tower 20 can be reduced.

排水管L2に設けられた水素供与体添加ユニット30は、排水管L2中の処理後水6の一部をサンプリングする。そして、処理後水6中の水素供与体の含有量と、NOの含有量を測定する。水素供与体は脱窒菌に対する炭素源であり、メタノール、酢酸などの炭化水素が好適に利用できる。ここでは、メタノールとして説明を続ける。 The hydrogen donor addition unit 30 provided in the drain pipe L2 samples a part of the treated water 6 in the drain pipe L2. Then, the content of the hydrogen donor and the content of N 2 O in the treated water 6 are measured. The hydrogen donor is a carbon source for denitrifying bacteria, and hydrocarbons such as methanol and acetic acid can be suitably used. Here, explanation is continued as methanol.

脱窒反応では、分解する対象であるNO−Nに対して必要とするメタノールの化学当量が決まる。しかし、実際には脱窒菌の活性や処理原水4中のNO−Nの量の変動から化学当量分だけのメタノールを投入するのは容易ではない。そこで、ある程度過剰量のメタノールがコンディショニングタンク10に添加される。したがって、処理後水6中にはメタノールが含まれる。 In the denitrification reaction, the chemical equivalent of methanol required for NO 3 —N to be decomposed is determined. However, in practice, it is not easy to add methanol corresponding to the chemical equivalent amount due to the activity of denitrifying bacteria and the fluctuation of the amount of NO 3 —N in the treated raw water 4. Therefore, an excessive amount of methanol is added to the conditioning tank 10. Therefore, the treated water 6 contains methanol.

処理後水6中のメタノール濃度は脱窒装置1が定常運転になった際に、処理後水6に許容される濃度によって、許容下限値Ndから許容上限値Nuの範囲に入るように調整される。なお、メタノール濃度は、赤外吸光光度計31で3600cm−1付近の波数で検出することができる。 The methanol concentration in the treated water 6 is adjusted to fall within the allowable lower limit value Nd to the allowable upper limit value Nu depending on the concentration allowed for the treated water 6 when the denitrification apparatus 1 is in a steady operation. The The methanol concentration can be detected by the infrared absorptiometer 31 with a wave number near 3600 cm −1 .

処理後水6中のメタノール濃度が許容上限値Nuより高い場合は、処理原水4中のNO−Nに対しメタノール添加量が過剰である場合と、何らかの原因で脱窒菌の活性が低下している場合が考えられる。脱窒菌の活性が低下しているか否かは、処理後水6のNOの含有量を調べることで判断することができる。脱窒反応では、脱窒不足になった場合、NO−NがNまで分解できず、その中間物であるNOが生成されるからである。なお、NOは、UV吸光光度計32で波長190nm付近のピークを観測することで測定することができる。 When the methanol concentration in the treated water 6 is higher than the allowable upper limit Nu, the amount of methanol added is excessive with respect to NO 3 -N in the treated raw water 4 and the activity of denitrifying bacteria decreases for some reason. There may be cases. Whether or not the activity of denitrifying bacteria is reduced can be determined by examining the N 2 O content in the treated water 6. This is because in the denitrification reaction, when denitrification is insufficient, NO 3 —N cannot be decomposed to N 2 , and N 2 O that is an intermediate product is generated. N 2 O can be measured by observing a peak near a wavelength of 190 nm with the UV absorptiometer 32.

メタノール濃度が許容上限値Nu以上であって、NOが十分少なければ、脱窒菌の活性はむしろ活発であり、処理原水4中のNO−Nに対しメタノール添加量が過剰である場合と判断できる。この場合は、コンディショニングタンク10で添加するメタノール濃度を減少させることもできる。しかし、処理塔20内の状態をできるだけ変動させないために、コンディショニングタンク10で、処理原水4に硝酸ナトリウム(NaNO)等の硝酸剤を添加してもよい。硝酸剤の添加は硝酸剤添加手段43によって行うことができる。 If the methanol concentration is not less than the allowable upper limit Nu and N 2 O is sufficiently low, the activity of denitrifying bacteria is rather active, and the amount of methanol added is excessive relative to NO 3 -N in the treated raw water 4 I can judge. In this case, the concentration of methanol added in the conditioning tank 10 can be reduced. However, a nitric acid agent such as sodium nitrate (NaNO 3 ) may be added to the treated raw water 4 in the conditioning tank 10 in order not to change the state in the treatment tower 20 as much as possible. The addition of the nitric acid agent can be performed by the nitric acid agent adding means 43.

また、メタノール濃度が許容上限値Nuより高くて、NOが多い場合は、何らかの原因で脱窒菌の活性が低下していることが疑われる。この場合もコンディショニングタンク10で添加するメタノール濃度を減少させることもできる。 Further, when the methanol concentration is higher than the allowable upper limit Nu and the amount of N 2 O is large, it is suspected that the activity of denitrifying bacteria is reduced for some reason. In this case as well, the concentration of methanol added in the conditioning tank 10 can be reduced.

しかし、単にメタノール濃度を減少させるだけではなく、栄養剤の増加、pHの適正化といった手立てを行うのが望ましい。脱窒菌の活性が低下している場合は、馴養からやり直す必要があるからである。したがって、手動に戻すのが望ましい。   However, it is desirable not only to reduce the methanol concentration but also to increase nutrients and optimize pH. It is because it is necessary to start over from acclimatization when the activity of denitrifying bacteria is reduced. Therefore, it is desirable to return to manual.

一方、処理後水6中のメタノール濃度が許容下限値Nd以下である場合は、処理原水4中のNO−Nに対しメタノール添加量が不足である場合と、脱窒菌の活性が高まった場合が考えられる。 On the other hand, when the methanol concentration in the treated water 6 is less than or equal to the allowable lower limit Nd, the amount of methanol added is insufficient relative to NO 3 -N in the treated raw water 4 and the activity of denitrifying bacteria is increased Can be considered.

処理後水6中のNOの濃度が十分に少ない場合は、脱窒菌の増殖によって、処理量が増加したと考えられる。したがって、負荷を上げる(移送用ポンプ12の送量を増やす)ことができる。 When the concentration of N 2 O in the treated water 6 is sufficiently low, it is considered that the treatment amount increased due to the growth of denitrifying bacteria. Therefore, the load can be increased (the amount of the transfer pump 12 can be increased).

処理後水6中のNOの濃度が多い場合は、脱窒菌の活性は低下しており、メタノールも処理原水4中のNO−Nに対して不足していると考えられる。したがって、メタノールの添加量を増やし、脱窒菌を活性させる処理を行う必要がある。なお、この場合も状態が継続するようであれば、手動に戻す。 When the concentration of N 2 O in the treated water 6 is large, the activity of denitrifying bacteria is reduced, and it is considered that methanol is also deficient with respect to NO 3 -N in the treated raw water 4. Therefore, it is necessary to increase the amount of methanol added and activate the denitrifying bacteria. Also in this case, if the state continues, it is returned to manual.

制御器50は、UV吸光光度計32と赤外吸光光度計31からの測定結果を表す信号(Suv、Sir)を受信し、上記の場合分けに基づいて、水素供与体添加手段33のバルブ33bからコンディショニングタンク10へのメタノールの添加量を増減させる。また、調整剤添加ユニット40のpH調整剤添加手段41および栄養剤添加手段42を操作する。   The controller 50 receives signals (Suv, Sir) representing the measurement results from the UV absorptiometer 32 and the infrared absorptiometer 31 and, based on the above case classification, the valve 33b of the hydrogen donor addition means 33. The amount of methanol added to the conditioning tank 10 is increased or decreased. Further, the pH adjusting agent adding means 41 and the nutrient adding means 42 of the adjusting agent adding unit 40 are operated.

次に図4のフローを参照し、より具体的に定常運転後の制御器50の処理について説明する。なお、図1は適宜参照する。図4のフローのスタート(ステップS100)は、処理塔20内に、グラニュール状の脱窒菌が充填されており、処理原水4を処理後水6に分解している状態であるとする。   Next, the processing of the controller 50 after steady operation will be described more specifically with reference to the flow of FIG. Note that FIG. 1 is referred to as appropriate. The start of the flow of FIG. 4 (step S100) is assumed to be a state in which the processing tower 20 is filled with granular denitrifying bacteria and the raw water for treatment 4 is decomposed into post-treatment water 6.

また、図4のフローでは、処理後水6中のメタノール濃度に対して、許容上限値Nu、許容下限値Ndが決められる。許容上限値Nuおよび許容下限値Ndは、処理後水6中のメタノール濃度が、許容下限値Ndから許容上限値Nuまでの間にあれば、脱窒装置1が定常的に運転していると判断できる範囲を示す値である。   In the flow of FIG. 4, the allowable upper limit Nu and the allowable lower limit Nd are determined for the methanol concentration in the treated water 6. If the methanol concentration in the treated water 6 is between the allowable lower limit value Nd and the allowable upper limit value Nu as the allowable upper limit value Nu and the allowable lower limit value Nd, the denitrification apparatus 1 is operating steadily. It is a value indicating the range that can be determined.

また、処理後水6中のNO濃度に対して、閾値Tuが定められる。この閾値Tuは、NO濃度がこの値より高ければ、脱窒菌の活性が低下していると判断できる値である。一方、NO濃度がTuより小さければ脱窒菌の活性に関しては、正常と判断できる範囲を示す値である。 Further, a threshold value Tu is determined for the N 2 O concentration in the treated water 6. This threshold Tu is a value at which it can be determined that the activity of denitrifying bacteria is reduced if the N 2 O concentration is higher than this value. On the other hand, if the N 2 O concentration is smaller than Tu, the denitrifying bacteria activity is a value indicating a range in which it can be determined as normal.

処理が始まったら(ステップS100)、自動運転を解除するか否かの判断を行う(ステップS102)。制御器50による自動運転の解除は、脱窒菌の活性低下が一定のレベルを超えたと認められる場合としてもよい。炭素源(水素供与体)と処理すべき処理水中の硝酸性窒素やアンモニア性窒素とのわずかなアンバランスであれば、自動制御でバランスを復帰させることもできる。   When the process starts (step S100), it is determined whether or not to cancel the automatic operation (step S102). The cancellation of the automatic operation by the controller 50 may be a case where it is recognized that the activity reduction of the denitrifying bacteria has exceeded a certain level. If the carbon source (hydrogen donor) is slightly unbalanced with nitrate nitrogen or ammonia nitrogen in the treated water to be treated, the balance can be restored by automatic control.

しかし、脱窒菌自体の大きな活性低下は、自動運転では回復できない場合がある。また、無理に自動運転で回復させようとすると、脱窒菌自体が死滅するおそれもある。脱窒菌の活性低下は様々な原因が考えられ、雑菌の除去や栄養分を与えながら馴養するなど、予めプログラムできない場合が多い。したがって、そのような場合は、処理を手動に戻した方がよいと考えられる。   However, there is a case where a large decrease in activity of the denitrifying bacteria itself cannot be recovered by automatic operation. Moreover, if it is forced to recover by automatic operation, the denitrifying bacteria themselves may be killed. There are various causes of the denitrifying activity reduction, and it is often impossible to program in advance, such as removing bacteria and acclimatizing while giving nutrients. Therefore, in such a case, it is considered better to return the process to manual.

なお、自動運転を解除したら(ステップS150)、アラームで警告する若しくは、脱窒装置1の図示しない操作パネルにその旨の表示を行うといった処理を行ってよい。   When the automatic operation is canceled (step S150), an alarm may be given, or a process to that effect may be performed on an operation panel (not shown) of the denitrification apparatus 1.

次に制御器50は、UV吸光光度計32からの信号Suvと、赤外吸光光度計31からの信号Sirを受信し、処理後水6中の亜酸化窒素(NO)とメタノールの含有率を得る(ステップS104)。そして、メタノールの濃度が許容上限値Nuより大きいか否かを判断する(ステップS106)。 Next, the controller 50 receives the signal Suv from the UV absorptiometer 32 and the signal Sir from the infrared absorptiometer 31 and contains nitrous oxide (N 2 O) and methanol in the treated water 6. A rate is obtained (step S104). Then, it is determined whether or not the methanol concentration is larger than the allowable upper limit Nu (step S106).

メタノールの濃度が許容上限値Nuより高ければ(ステップS106のY分岐)、NOが閾値Tuより大きいか否かを判断する(ステップS120)。もし、NOが閾値Tuより高ければ(ステップS120のY分岐)、処理1にフローを移す(ステップS130)。処理1にフローが移ったということは、メタノール濃度が許容上限値Nuより高く、NO濃度が閾値Tuより高いことを意味する。これは、メタノールの供給が過剰で、さらに脱窒菌の活性も低下しているおそれが高い場合と考えられる。処理1は、このような場合への対応を行う処理である。 If the concentration of methanol is higher than the allowable upper limit Nu (Y branch of step S106), it is determined whether N 2 O is greater than a threshold value Tu (step S120). If N 2 O is higher than the threshold value Tu (Y branch of step S120), the flow is transferred to process 1 (step S130). The fact that the flow has moved to the process 1 means that the methanol concentration is higher than the allowable upper limit Nu and the N 2 O concentration is higher than the threshold Tu. This is considered to be a case where the supply of methanol is excessive and there is a high possibility that the activity of denitrifying bacteria is also reduced. Process 1 is a process for dealing with such a case.

処理1(ステップS130)では、メタノールの供給量を減らし、脱窒菌の活性を向上させる処理(以下「脱窒菌の活性化処理工程」と呼ぶ。)を行うのがよい。脱窒菌の活性を向上させる手段は特に限定されず、栄養源を補給する、処理塔20内の温度を上昇させるといった手段が考えられる。また、脱窒菌以外の雑菌を排除する目的で、処理塔20内のpHを一時的に高くするといった手段を行ってもよい。しかし、これらの処理は、複雑になるため、自動制御は解除する。   In the process 1 (step S130), it is preferable to perform a process for reducing the amount of methanol supplied and improving the activity of the denitrifying bacteria (hereinafter referred to as “denitrifying bacteria activation process step”). Means for improving the activity of denitrifying bacteria are not particularly limited, and means for supplementing nutrient sources and increasing the temperature in the processing tower 20 are conceivable. Moreover, you may perform the means of temporarily raising pH in the processing tower 20 in order to exclude miscellaneous bacteria other than denitrifying bacteria. However, since these processes become complicated, automatic control is canceled.

ステップS120で、NO濃度が閾値Tuより高くない場合(ステップS120のN分岐)は、処理2にフローが移る(ステップS132)。処理2にフローが移ったということは、メタノールが許容上限値Nuより高く、NO濃度が閾値Tuより低いことを意味する。 If the N 2 O concentration is not higher than the threshold value Tu in step S120 (N branch of step S120), the flow moves to process 2 (step S132). The fact that the flow has moved to treatment 2 means that methanol is higher than the allowable upper limit Nu and the N 2 O concentration is lower than the threshold Tu.

この場合は、脱窒菌の活性は正常と判断できる。したがって、処理2(ステップS132)では、メタノール濃度を抑制する。   In this case, it can be judged that the activity of denitrifying bacteria is normal. Therefore, in process 2 (step S132), the methanol concentration is suppressed.

この場合は、メタノールが許容上限値Nuより高く、NO濃度が閾値Tu以下にあることを意味する。これは、脱窒菌の活性は通常であって、単にメタノールが多すぎるだけと考えられる。従って、フローが移された処理2(ステップS132)では、メタノールの添加量を減らす。メタノールの添加量を減らすのは、水素供与体添加手段33によって実施される。 In this case, it means that methanol is higher than the allowable upper limit Nu and the N 2 O concentration is equal to or lower than the threshold value Tu. This is probably because the activity of denitrifying bacteria is normal and there is simply too much methanol. Therefore, in process 2 (step S132) in which the flow is transferred, the amount of methanol added is reduced. The amount of methanol added is reduced by the hydrogen donor addition means 33.

ステップS106でメタノールの濃度が許容上限値Nuより大きくなかった場合(ステップS106のN分岐)は、フローはステップS108に移る。ステップS108では、メタノール濃度が許容下限値Ndより小さいか否かが判断される。そして、メタノール濃度が許容下限値Ndより小さい場合(ステップS108のY分岐)は、ステップS122にフローは移り、NOが閾値Tuより大きいか否かが判断される(ステップS122)。 If the methanol concentration is not greater than the allowable upper limit Nu in step S106 (N branch in step S106), the flow proceeds to step S108. In step S108, it is determined whether the methanol concentration is smaller than the allowable lower limit value Nd. If the methanol concentration is smaller than the allowable lower limit value Nd (Y branch of step S108), the flow moves to step S122, and it is determined whether N 2 O is larger than the threshold value Tu (step S122).

Oが閾値Tuより大きい場合(ステップS122のY分岐)は、処理3に制御が移る(ステップS136)。処理3にフローが移ったということは、メタノール濃度が許容下限値Ndより小さく、NO濃度が、閾値Tuより高いことを意味する。 When N 2 O is larger than the threshold value Tu (Y branch in step S122), the control shifts to process 3 (step S136). The fact that the flow has moved to the process 3 means that the methanol concentration is smaller than the allowable lower limit value Nd and the N 2 O concentration is higher than the threshold value Tu.

これは、脱窒菌の活性が低い、または、メタノールが不足していることが考えられる。そこで処理3では、メタノールの供給量を増やし「脱窒菌の活性化処理工程」を行うのがよい。しかし、これらの処理は複雑になる為、自動制御は解除する(ステップS150へ飛ぶ)。   This may be due to the low activity of denitrifying bacteria or the lack of methanol. Therefore, in the treatment 3, it is preferable to increase the amount of methanol supplied and perform the “denitrifying bacteria activation treatment step”. However, since these processes are complicated, the automatic control is canceled (jumps to step S150).

ステップS122でNO濃度が閾値Tuより小さい場合(ステップS122のN分岐)は、処理4(ステップS138)に処理を移す。ステップS138に処理が移るということは、メタノール濃度が許容下限値Ndより少なく、NO濃度は、正常値であることを意味する。これは、脱窒菌の活性は正常であって、単にメタノールが不足していると考えられる。したがって、処理4ではメタノールの添加量を増やす。メタノール添加量の増加は、水素供与体添加手段33を用いて行われる。 If the N 2 O concentration is smaller than the threshold value Tu in step S122 (N branch in step S122), the process proceeds to process 4 (step S138). When the process moves to step S138, it means that the methanol concentration is less than the allowable lower limit value Nd and the N 2 O concentration is a normal value. This is considered that the activity of the denitrifying bacteria is normal and methanol is simply deficient. Accordingly, in process 4, the amount of methanol added is increased. The increase in the amount of methanol added is performed using the hydrogen donor addition means 33.

ステップS108のメタノール濃度が許容下限値Ndより小さくない場合(ステップS108のN分岐)は、ステップS110に処理が移る。ステップS110に処理が移るということは、メタノール濃度は許容下限値Ndより大きく、許容上限値Nuより小さいことを意味する。つまり、メタノール濃度に関しては正常である。   If the methanol concentration in step S108 is not smaller than the allowable lower limit value Nd (N branch in step S108), the process proceeds to step S110. The process shifts to step S110 means that the methanol concentration is larger than the allowable lower limit value Nd and smaller than the allowable upper limit value Nu. That is, the methanol concentration is normal.

ステップS110は、NO濃度が閾値Tuより高いか否かを調べる。もしNO濃度が閾値Tuより高ければ(ステップS110のY分岐)、処理5(ステップS140)にフローが移る。この場合は、脱窒菌の活性だけが低下していると考えられる。しかし、原因は個別具体的に検討しなければならない。よって、この場合は自動制御の解除を行う(ステップS150へ飛ぶ)。 Step S110 checks whether or not the N 2 O concentration is higher than the threshold value Tu. If the N 2 O concentration is higher than the threshold value Tu (Y branch of step S110), the flow moves to process 5 (step S140). In this case, it is considered that only the activity of denitrifying bacteria is reduced. However, the cause must be examined individually and specifically. Therefore, in this case, automatic control is canceled (jumps to step S150).

なお、処理1から処理5までは、作業が終了すればステップS102に処理を戻す。しかし、各処理で行った作業が処理塔20内に効果として表れるのには、時間がかかる。したがって、各処理に移行し、各処理内の作業を行ったら、一定時間待機するようにしてよい。また、ステップS110のN分岐は、正常と判断し(ステップS112)再び、ステップS102に処理を戻す。   It should be noted that the processing from processing 1 to processing 5 is returned to step S102 when the work is completed. However, it takes time for the work performed in each treatment to appear as an effect in the treatment tower 20. Therefore, after shifting to each process and performing work in each process, it may be possible to wait for a certain period of time. Further, it is determined that the N branch in step S110 is normal (step S112), and the process returns to step S102 again.

以上のように、処理後水6内の水素供与体(炭素源)であるメタノールの濃度と、NOの濃度を検知することで、処理塔20内の脱窒菌の状態を推定することができる。そして、脱窒菌の活性を維持するように、処理塔20内の環境を維持することができる。 As described above, the state of denitrifying bacteria in the treatment tower 20 can be estimated by detecting the concentration of methanol as the hydrogen donor (carbon source) in the treated water 6 and the concentration of N 2 O. it can. And the environment in the processing tower 20 can be maintained so that the activity of denitrifying bacteria may be maintained.

以上のように本発明に係る脱窒装置1は、処理後水6中のメタノールとNOの濃度を検知した上で、処理原水4への添加物および移送用ポンプ12を制御するので、処理塔20内の脱窒菌の環境を大きく変えることなく、運転を継続することができる。 As described above, the denitrification apparatus 1 according to the present invention detects the concentrations of methanol and N 2 O in the treated water 6 and then controls the additive to the treated raw water 4 and the transfer pump 12. The operation can be continued without greatly changing the environment of the denitrifying bacteria in the processing tower 20.

本発明に係る脱窒装置は、工場等の排水だけでなく、家庭排水などの脱窒処理にも好適に利用することができる。   The denitrification apparatus according to the present invention can be suitably used not only for wastewater from factories and the like, but also for denitrification treatment of household wastewater and the like.

1 脱窒装置
4 処理原水
5 コンディショニングタンクで調整された処理原水(調整済処理原水)
6 処理後水
10 コンディショニングタンク
11 循環用ポンプ
12 移送用ポンプ
13 pHメータ
14 温度計
15 ヒータ
20 処理塔
21 ウォータージャケット
21a 温度制御器
22 気固液分離器
23 pHメータ
24 温度計
30 水素供与体添加ユニット
31 赤外吸光光度計(第1吸光光度計)
32 UV吸光光度計(第2吸光光度計)
33 水素供与体添加手段
33a 水素供与体タンク
33b バルブ
33L 配管
33c ポンプ
40 調整剤添加ユニット
41 pH調整剤添加手段
41a pH調整剤タンク
41b バルブ
41c ポンプ
42 栄養剤添加手段
42a 栄養剤タンク
42b バルブ
42c ポンプ
43 硝酸剤添加手段
43a 硝酸剤タンク
43b バルブ
43c ポンプ
50 制御器
L1 移送配管
L2 排水管
L3 戻し配管
1 Denitrification equipment 4 Processed raw water 5 Processed raw water adjusted by conditioning tank (adjusted processed raw water)
6 Water after treatment 10 Conditioning tank 11 Pump for circulation 12 Pump for transfer 13 pH meter 14 Thermometer 15 Heater 20 Treatment tower 21 Water jacket 21a Temperature controller 22 Gas-solid-liquid separator 23 pH meter 24 Thermometer 30 Hydrogen donor addition Unit 31 Infrared absorptiometer (first absorptiometer)
32 UV absorptiometer (second absorptiometer)
33 Hydrogen donor addition means 33a Hydrogen donor tank 33b Valve 33L Piping 33c Pump 40 Adjustment agent addition unit 41 pH adjustment agent addition means 41a pH adjustment agent tank 41b Valve 41c Pump 42 Nutrition agent addition means 42a Nutrition agent tank 42b Valve 42c Pump 43 Nitric acid agent adding means 43a Nitric acid agent tank 43b Valve 43c Pump 50 Controller L1 Transfer pipe L2 Drain pipe L3 Return pipe

Claims (6)

処理原水が導入されるコンディショニングタンクと、
前記コンディショニングタンクへpH調整剤を添加するpH調整剤添加手段と、
前記コンディショニングタンクと移送配管を介して連通された処理塔と、
前記処理塔の上部から排出された処理後水を流す排水管と、
前記処理後水中のメタノールを検出する第1吸光光度計と、
前記処理後水中の亜酸化窒素を検出する第2吸光光度計と、
メタノールを前記コンディショニングタンクに添加するメタノール添加手段とを有するメタノール添加ユニットと、
前記第1吸光光度計と前記第2吸光光度計の出力に基づいて前記メタノール添加手段と前記pH調整剤添加手段と、前記移送配管を介してコンディショニングタンクから前記処理塔に導入する調整済処理原水の移送量を制御する制御器を有することを特徴とする脱窒装置。
A conditioning tank into which the treated raw water is introduced;
PH adjusting agent addition means for adding a pH adjusting agent to the conditioning tank;
A processing tower communicated with the conditioning tank via a transfer pipe;
A drain pipe for flowing treated water discharged from the upper part of the treatment tower;
A first absorptiometer for detecting methanol in the treated water;
A second absorptiometer for detecting nitrous oxide in the treated water;
A methanol addition unit having methanol addition means for adding methanol to the conditioning tank;
Adjusted treated raw water introduced from the conditioning tank to the treatment tower via the methanol addition means, the pH adjuster addition means, and the transfer pipe based on the outputs of the first and second absorptiometers A denitrification apparatus comprising a controller for controlling a transfer amount of the denitrification.
さらに栄養剤添加手段と、硝酸剤添加手段を有し、
前記制御器は、前記第1吸光光度計と前記第2吸光光度計の出力に基づいて前記栄養剤添加手段と、前記硝酸剤添加手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項1に記載された脱窒装置。
Furthermore, it has a nutrient addition means and a nitrate addition means,
2. The controller according to claim 1, wherein the controller controls at least one of the nutrient solution adding unit and the nitrate solution adding unit based on outputs of the first and second absorptiometers. Denitrification device described.
グラニュール状の脱窒菌が充填された処理塔の下部からメタノールを添加された処理原水を注入する請求項1または2に記載の脱窒装置の運転方法であって、
前記処理塔の上部から排出される処理後水中のメタノール濃度および亜酸化窒素濃度を検出する工程と、
前記メタノール濃度が許容上限値Nuより高く、前記亜酸化窒素濃度が閾値Tuより高い場合に、前記メタノールの供給量を減らし、前記脱窒菌の活性を向上させる脱窒菌の活性化処理工程を行うことを特徴とする脱窒装置の運転方法。
The operation method of the denitrification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the raw water treated with methanol is injected from the lower part of the treatment tower filled with granular denitrification bacteria,
Detecting methanol concentration and nitrous oxide concentration in the treated water discharged from the upper part of the treatment tower;
When the methanol concentration is higher than the allowable upper limit Nu and the nitrous oxide concentration is higher than the threshold Tu, the denitrifying bacteria activation treatment step is performed to reduce the amount of methanol supplied and improve the activity of the denitrifying bacteria. A method for operating a denitrification apparatus.
グラニュール状の脱窒菌が充填された処理塔の下部からメタノールを添加された処理原水を注入する請求項1または2に記載の脱窒装置の運転方法であって、
前記処理塔の上部から排出される処理後水中のメタノール濃度および亜酸化窒素濃度を検出する工程と、
前記メタノール濃度が許容上限値Nuより高く、前記亜酸化窒素濃度が閾値Tuより低い場合に、前記メタノールの前記処理原水への添加を抑制することを特徴とする脱窒装置の運転方法。
The operation method of the denitrification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the raw water treated with methanol is injected from the lower part of the treatment tower filled with granular denitrification bacteria,
Detecting methanol concentration and nitrous oxide concentration in the treated water discharged from the upper part of the treatment tower;
An operation method of a denitrification apparatus, wherein the addition of methanol to the treated raw water is suppressed when the methanol concentration is higher than an allowable upper limit Nu and the nitrous oxide concentration is lower than a threshold Tu.
グラニュール状の脱窒菌が充填された処理塔の下部からメタノールを添加された処理原水を注入する請求項1または2に記載の脱窒装置の運転方法であって、
前記処理塔の上部から排出される処理後水中のメタノール濃度および亜酸化窒素濃度を検出する工程と、
前記メタノール濃度が許容下限値Ndより低く、前記亜酸化窒素濃度が閾値Tuより高い場合に、前記メタノールの供給量を増やし、前記脱窒菌の活性を向上させる脱窒菌の活性化処理工程を行うことを特徴とする脱窒装置の運転方法。
The operation method of the denitrification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the raw water treated with methanol is injected from the lower part of the treatment tower filled with granular denitrification bacteria,
Detecting methanol concentration and nitrous oxide concentration in the treated water discharged from the upper part of the treatment tower;
The lower than methanol concentration allowable lower limit Nd, wherein when nitrous higher than nitric oxide concentration threshold Tu, the supply amount and increase the methanol, the denitrifying bacteria of the active denitrifying bacteria activation of improving the process A method for operating a denitrification apparatus, characterized in that:
グラニュール状の脱窒菌が充填された処理塔の下部からメタノールを添加された処理原水を注入する請求項1または2に記載の脱窒装置の運転方法であって、
前記処理塔の上部から排出される処理後水中のメタノール濃度および亜酸化窒素濃度を検出する工程と、
前記メタノール濃度が許容下限値Ndより低く、前記亜酸化窒素濃度が閾値Tuより低い場合は、前記処理原水に添加する前記メタノールの量を増やすことを特徴とする脱窒装置の運転方法。
The operation method of the denitrification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the raw water treated with methanol is injected from the lower part of the treatment tower filled with granular denitrification bacteria,
Detecting methanol concentration and nitrous oxide concentration in the treated water discharged from the upper part of the treatment tower;
A method for operating a denitrification apparatus, wherein when the methanol concentration is lower than an allowable lower limit value Nd and the nitrous oxide concentration is lower than a threshold value Tu, the amount of methanol added to the treated raw water is increased.
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