ステップフィード嫌気好気活性汚泥法の最適設計・操作条件の理論的・実証的検討

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650611
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 藤井 滋穂 立命館大学, 理工学部, 助教授 (10135535)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市木 敦之 立命館大学, 理工学部, 助手 (90268152) ; 樋口 能士 立命館大学, 理工学部, 講師 (60288628) ; 天野 耕二 立命館大学, 理工学部, 助教授 (80167957) ; 山田 淳 立命館大学, 理工学部, 教授 (80066696)
• Keywords: 生物学的窒素除去 / ステップフィード / 活性汚泥法 / 化学量論 / 理論解析 / 数値計算 / 循環

Research Abstract

本研究は、既存の下水処理場でも適用可能なステップフィード嫌気好気活性汚泥法の最適設計・操作条件の解明を目的として、3年計画で(1)現場データ、(2)理論的考察(3)装置実験(4)数値実験の4つの観点より検討してきたもので、年間の研究を通じ以下の成果を得た。
(1)現場データ調査では、処理場で流入水質組成分析・ステップフィード好気嫌気活性汚泥法をキーワードとして多数の文献データを収集し、流入下水水質および活性汚泥法の設計・操作条件(MLSS、滞留時間、環+返送率等)が、硝化・脱窒の両反応の進行に及ぼす影響を検討し、その関連を実データに基づき定式化した。(2)理論的考察では、硝化脱窒に関わる反応を、基質性COD,NH4,NO3,アルカリ度の4水質で代表させ、その化学量論から処理水質を定式化することを試みた。この解析で、循環法やステップフィード法での最適な操作条件が流入組成で定式化され、さらに上記現場データでの傾向の理由を説明可能であった。ついで実測と適合性向上のため、DOを加え理論を発展させた。この場合、条件設定がさらに複雑となり一般解を得るまでには至らなかったか、特定条件(流入水質など)での最適な運転条件を示すことが可能となった。(3)装置実験では、この理論解析の妥当性を検討するとともに、実験データより最適条件を見いだすために、ステップ比、MLSS濃度、返送率、流入水質をパラメータとして3年間にわたり多数実施した。その結果、この実験結果と上記理論とはその傾向において一致し、本理論解析により、最低な運転条件が示されることがわかった。またこの条件は、流入水質、好気槽DOに強く影響されることも示された。(4)最後に数値実験では、理論値と実験結果のギャップを説明するために実施され、理論値と実験値との相違は、反応が完結していないことよりも、むしろ、理論では想定していない活性汚泥の自己分解などの反応量が無視できないことによることが示された。

Research Products

• [Publications] 奥村豪彦・藤井滋穂他: "ステップフィード嫌気好気活性汚泥法の操作条件の影響に関する実験的検討" 土木学会関西支部年次学術講演会. (印刷中). (1997)
• [Publications] 藤井滋穂・中西康弘・常岡信希: "ステップフィード嫌気好気活性汚泥法におけるステップ率の窒素除去率に対する影響" 生物利用新技術研究シンポジウム論文集. Vol.10. 6-10 (1996)
• [Publications] Shigeo FUJII: "Theoretical analysis on nitrogen of the step-feed anoxic-oxic activated sludge process and its application for the optimal operation" Water Science and Technology. Vol.34,Nol-2. 459-466 (1996)