膜分離を適用した中・大規模用高度処理法の開発

摘要

都市下水処理の窒素除去は，循環式硝化脱窒法等の生物学的窒素除去法によって行なわれている。こうした処理法は，長いHRTが必要なことから施設の設置には大きな敷地面積が必要であり，高度処理化を妨げる要因の1つになっている。筆者らは，中・大規模施設への適用を念頭におき，ステップ流入式多段硝化脱窒法（ステップ多段法）と膜分離活性汚泥法を組み合わせ，その両方の利点を生かした膜分離ステップ流入式多段硝化脱窒法（膜分離ステップ多段法）を提案し，3カ年にわたるパイロットプラント実験によって処理特性を実証した。本法は，高度処理法でありながらコンパクトで，かつ低い循環比で80％程度の高い窒素除去率が得られる。窒素除去については，循環此に応じた高い窒素除去率が達成できたが，実用上循環比は2程度が限度となることから，窒素除去率の上限は約90％であり，循環比1.5でも窒素除去率80％程度，処理水T-Nで5mg/l前後と高い処理性能を実現できた。リン除去については，流入有機物質の増加やメタノールの添加によって，第1段脱窒槽に有機物の高い条件が与えられた場合に，嫌気状態が形成され，生物学的リン除去が行なわれた。また，膜分離ステップ多段法の所要敷地面積は，ステップ多段法を100％とした場合に44％となり，ステップ多段法と比べると1/2以下のコンパクトなプロセスであった。本研究によって，ステップ多段法と膜分離活性汚泥法を組み合わせることにより，従来法と比較して，より短いHRTで高い窒素除去率を得ることのできる新しい高度処理法の開発ができた。