簡単に答えると： 生物学的硝化・脱窒は通常濃度ではデフォルトかつ最も安価な方法である。およそ500 mg/Lを超えると、まず空気曝気またはストルバイト沈殿によって負荷を下げるのが一般的である。アンモニアは冬に最も見落とされやすいパラメータである。なぜなら、硝化細菌は増殖が遅く、温度に敏感だからである。
CODが合格してもアンモニアが不合格になる理由
これは私たちが最もよく耳にする不満であり、その原因は機械的なものではなく生物学的なものです。CODを除去する微生物は増殖が速く、幅広い環境条件に耐えます。アンモニアを硝酸塩に変換する硝化細菌は、はるかに増殖が遅く、温度、pH、アルカリ度、毒性に対してはるかに敏感です。
COD負荷に余裕を持って設計されたプラントは、それゆえに硝化に必要な反応槽容積と汚泥滞留時間が本当に不足することがある。三つの具体的な落とし穴：
- 汚泥滞留時間が短すぎる。 硝化細菌は増殖するよりも早く流出してしまう。汚泥滞留時間を長くすることが最初に確認すべきことで、コストはかからない。
- アルカリ度が消耗しました。 硝化はアルカリ度を消費する。アルカリ度がなくなるとpHが低下し、プロセスが停止する。これは毒性問題のように見えるが、化学の問題である。
- 寒い天気。 温度が下がると硝化速度は急激に低下する。夏に合格するプラントでも、他に何も変わらなくても毎年冬になると不合格になることがある。
新しい設備を検討する前に、次のことを順に検討してください 排水許可に違反する下水処理場の6つの理由 — いくつかはここに直接当てはまります。
比較された4つのルート
| ルート | 最も効果的に動作します | 強み | 気をつけて |
|---|---|---|---|
| 硝化-脱窒 （生物学的） | 低から中程度のアンモニア | 最も安価に運用でき、窒素を完全に窒素ガスまで除去します | 長い汚泥滞留時間、アルカリ度、温暖さ、そして脱窒のための炭素源が必要です。 |
| 空気曝気 | 高アンモニア | 生物学では不可能な濃度を扱い、高速かつ堅牢 | pHをアルカリ域まで十分に上げる必要がある；アンモニアを空気中に移行させるため、排ガスはスクラビングしなければならない |
| ブレークポイント塩素処理 | 低アンモニア、研磨のみ | 迅速、シンプル、良好な最終トリム | 化学コストが高い；塩素化副生成物が生成される；高負荷時には実用的でない |
| ストルバイト沈殿 | リン酸塩が存在する状態での高アンモニア | 使用可能な肥料製品を回収する | マグネシウムの添加量と適切なリン酸比率が必要；薬品コスト |
高濃度では、経済的なパターンは通常二段階である。まず大部分をストリッピングまたは沈殿させ、次に残りを生物学で仕上げる。非常に高濃度のアンモニアを直接生物処理段階に送ると、バイオマスが阻害され、本末転倒となる。
生物学的窒素除去を正しく行う
完全な窒素除去にはプロセスの両方の半分が必要であり、人々が忘れがちなのは後半の方である：
- 硝化 （好気性）はアンモニアを硝酸塩に変換する。これによりアンモニアは除去されるが、窒素は硝酸塩として水中に残る。
- 脱窒 （無酸素）は硝酸塩を窒素ガスに変換し、それが系外へ放出される。炭素源を必要とし、硝化で消費されたアルカリ度のおよそ半分を戻す。
許可がアンモニアのみを制限しているなら、硝化だけでそれを満たせます。全窒素を制限しているなら、両方が必要です。無酸素槽を最初に置き、硝酸塩をそこに戻すことで、流入する排水自身のCODを炭素源として利用でき、メタノールを購入せずに済みます。排水に余剰のCODがあるなら、指定する価値があります。
実用的な警告を一つ：望まない場所、つまりクラリファイアーで脱窒が起こると、目に見える気泡を伴って汚泥が塊状になって水面に浮上し、その汚泥が処理水とともに流出する。バルキングのように見えるが、必要な対策は逆である。
提案を依頼する前に測定しておくべきこと
- アンモニア態窒素濃度、および許可証で規制されている場合は全窒素
- 流量、ピーク付き
- アルカリ度 — 日常的に省略され、しばしば実際の制約要因となる
- 年間を通じた気温の範囲、特に冬の最低気温
- COD、脱窒に利用可能な炭素が存在するかどうかを判断するため
- リン酸塩、ストルバイト回収が検討されている場合
- 放流限度そのもの、およびそれがアンモニアなのか全窒素なのか
これらの数値に基づいて生物学的段階の規模を決定することは、以下で扱われている。 産業廃水処理施設の規模はどのように決定するのか、そして機器はに設定されている 産業廃水処理装置および完全システム.
よくある質問
なぜ私のプラントはCODは通るのにアンモニアで不合格になるのですか？
硝化細菌はCOD除去微生物よりもはるかに増殖が遅く、より長い汚泥滞留時間を必要とする。COD基準で設計されたプラントでは、硝化に必要な容積と汚泥滞留時間が不足する可能性がある。まず汚泥滞留時間とアルカリ度を確認すること — どちらも無料で確認できる。
なぜ冬になるとアンモニア除去が悪化するのですか？
硝化速度は温度とともに急激に低下し、硝化菌はプラント内で最も増殖速度の遅い微生物である。夏に機能する反応槽でも、同じ負荷に対して冬には能力不足となる可能性がある。年間平均ではなく、冬の最低条件を基準に設計すること。
硝化に必要なアルカリ度はどれくらいですか？
硝化は進行するにつれてアルカリ度を消費する。アルカリ度が枯渇すると、pHが低下し、プロセスが停止する。アルカリ度は入口ではなく、反応器で測定すること。枯渇している場合、アルカリを添加することで、新しい設備なしに性能が回復する。
生物処理ではなく空気曝気（エアストリッピング）をいつ使うべきですか？
高濃度のアンモニアでは、生物学的手法は阻害される。ストリッピングは生物学的手法では処理できない負荷に対応できるが、pHをアルカリ域まで上げる必要があり、排ガスはスクラビングしなければならない。通常のパターンは、まず大部分をストリッピングで除去し、その後生物学的に仕上げるというものである。
アンモニアを除去すると全窒素も除去されますか？
いいえ。硝化はアンモニアを硝酸塩に変換しますが、これは依然として水中の窒素です。システムから窒素を除去するには、硝酸塩を窒素ガスに変換する無酸素脱窒段階も必要です。許可証が実際に何を制限しているかを確認してください。
私のスラッジがクラリファイアの上部に塊になって浮上しています。なぜですか？
通常、クラリファイア内で脱窒が起こると、窒素ガスの泡が発生し、スラッジブランケットを持ち上げます。これはバルキングに似ていますが、対処法は逆です。何かを変更する前に、浮遊する塊の中に気泡があるかどうかを確認して、両者を見分けてください。
アンモニア濃度、流量、温度範囲、排出基準をお送りください。それに基づいてルートを提案いたします。 アンモニア除去提案を依頼する.
この記事は、私たちのガイドの一部です。 都市および産業廃水汚泥.