[发明专利]废水的处理装置和处理方法

说明书

本发明申请是申请日为2005年12月14日发明名称为“废水的处理装置和处理方法”的发明专利申请的分案申请，母案进入中国的申请号为200510003443.7。

技术领域

第1方面涉及含有氮化合物和无机离子的废水的处理装置和处理方法。

第2方面涉及将含有硝酸性氮和/或亚硝酸性氮(以下将它们称之为“(亚)硝酸性氮”)和多价无机离子的废水经膜分离装置浓缩，将浓缩水用生物学脱氮装置进行脱氮处理的装置。

第3、第4方面涉及含有有机氮化合物和/或氨态氮的废水的处理装置，更具体地，涉及对除有机氮化合物和/或氨态氮之外，还含有无机离子的废水进行处理的处理装置。

第1方面的背景和概述

作为含氮废水的处理方法，周知的有将含有氨性氮的有机性氮生物学硝化成亚硝酸性氮或硝酸性氮，将该亚硝酸性氮和硝酸性氮生物学还原脱氮的生物学脱氮处理方法。在该生物学脱氮处理中的硝化工序中，废水经曝气进行需氧性生物处理时，废水中的有机性氮变成氨性氮，氨性氮经氨氧化细菌变成亚硝酸性氮。

在硝化工序中，亚硝酸性氮经亚硝酸氧化细菌变成硝酸性氮。在该硝化工序中，有机性氮经氨性氮被硝化成亚硝酸性氮，在亚硝酸性氮被氧化成硝酸性氮之前的阶段使反应停止，由此可以减少硝化工序中必需的氧量。

利用将氨性氮作为电子给予体、将亚硝酸性氮作为电子接收体的自养性微生物，使亚硝酸性氮与氨性氮反应脱氮，从而不需要添加甲醇等氢供体，并且剩余污泥产生量减少。

在特开2004-298841号公报中记载了调节硝化槽内的残留氨性氮浓度，以使达到50mg-N/L以上，由此进行亚硝酸型硝化的方法。

亚硝酸型硝化是指在硝化工序中生成的氧化态氮(亚硝酸性氮和硝酸性氮)中，亚硝酸性氮占50％以上的。亚硝酸型硝化的优选pH条件是7.5-8.5，比进行将氨性氮氧化至硝酸性氮的硝酸型硝化时的优选pH条件6.5-7.5高。

硝化槽内如果变成亚硝酸型硝化优选的pH 7.5-8.5的较高pH，在作为处理对象的原水中含有溶解性低的2价或3价无机离子的情况下，它们在硝化槽内以碳酸钙或碳酸镁等无机碳酸化合物的固形物(结垢)析出。在硝化槽内如果结垢析出，生物污泥中的无机污泥量增加，空气供给管堵塞，向硝化槽供给的空气量减少，不可能稳定处理，处理效率(处理负荷)降低，而且处理水质降低。

在进行亚硝酸型硝化时，硝化槽内容易产生结垢。即，氨性氮经硝化变成酸性的亚硝酸性氮，由此硝化槽内的pH降低。氨氧化细菌在pH 6.5以下时活性显著降低，向亚硝酸的氧化变得难以进行。为此，通常添加pH调节剂(碱)使pH保持在中性以上。在处理对象的原水中，如果含有溶解性无机离子，通过该pH调节，无机离子变为氢氧化物或碳酸盐而不溶，从而析出结垢。当废水的pH低时，通过调节pH，废水中溶解的无机碳酸化合物或氢氧化物也变为结垢。当添加碳酸盐和/或碳酸氢盐作为pH调节剂时，无机离子变成碳酸盐从而容易析出。

第1方面的目的在于提供：在将含有氮化合物和无机离子的废水进行亚硝酸型硝化时，防止无机离子造成的结垢析出的含有氮化合物和无机离子的废水的处理装置和处理方法。

第1方面的含有氮化合物和无机离子的废水的处理装置具备：将含有氮化合物和无机离子的废水进行需氧性生物处理并将该氮化合物氧化成亚硝酸性氮的硝化槽、用于抑制该无机离子结垢的结垢防止装置、和用于将前述硝化槽内的pH保持在中性至碱性的pH调节剂添加装置。

第1方面的含有氮化合物和无机离子的废水的处理方法包括：将含有氮化合物和无机离子的废水进行需氧性生物处理并将该氮化合物氧化成亚硝酸性氮的硝化工序、用于抑制该无机离子结垢的结垢防止工序、和用于将前述硝化工序中的pH保持在中性至碱性的pH调节工序。

根据第1方面，防止了硝化槽中的无机离子结垢。

通过在硝化槽中的亚硝酸型硝化，氨性氮大部分变成亚硝酸性氮后，通常将硝化槽流出液导入脱氮槽，通过脱氮细菌将亚硝酸性氮还原处理为氮气。当原水中氮化合物浓度低时，优选将硝化处理液一经浓缩就进行脱氮处理。例如，在硝化槽的后段配置膜分离装置(例如，反渗透(RO)膜分离装置)，将含有亚硝酸性氮的硝化槽流出液导入膜分离装置，分离为透过水与浓缩水，将浓缩水进行脱氮处理。通过将硝化处理液浓缩，使得亚硝酸性氮的浓度升高，从而有效地进行生物脱氮处理。硝化处理液经过浓缩，使得导入脱氮槽的水量减少，小容积的脱氮槽就足够。

将硝化处理液经结垢防止处理之后进行膜分离处理时，防止了膜分离装置中结垢的析出。