JP2002136991A - 脱窒素処理方法 - Google Patents
脱窒素処理方法Info
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- JP2002136991A JP2002136991A JP2000338768A JP2000338768A JP2002136991A JP 2002136991 A JP2002136991 A JP 2002136991A JP 2000338768 A JP2000338768 A JP 2000338768A JP 2000338768 A JP2000338768 A JP 2000338768A JP 2002136991 A JP2002136991 A JP 2002136991A
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- denitrification
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- nitrogen
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排水あるいは浄水の処理において、窒素を効
率よく処理する手法の開発を課題とする。 【解決手段】 脱窒(嫌気槽)で用いる固定化担体とし
て、生分解性高分子を用いることで解決できることを見
出した。
率よく処理する手法の開発を課題とする。 【解決手段】 脱窒(嫌気槽)で用いる固定化担体とし
て、生分解性高分子を用いることで解決できることを見
出した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱窒素処理方法に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、富栄養化が深刻となり、特に、食
品工場の排水、原子力発電所の排水の他、埋め立て処分
場の浸出水等による水質汚染が叫ばれている。この水質
汚染は浄水にも及んでいるが、この水質汚染の大部分は
窒素あるいはリンによる汚染である。
品工場の排水、原子力発電所の排水の他、埋め立て処分
場の浸出水等による水質汚染が叫ばれている。この水質
汚染は浄水にも及んでいるが、この水質汚染の大部分は
窒素あるいはリンによる汚染である。
【０００３】国は、このような状況に対して水質汚濁防
止法を策定し、硝酸態窒素は１０ｐｐｍ以下と規制して
いる。従来、窒素除去法としては、嫌気(脱窒)・好気
(硝化)による生物的脱窒法が一般的に用いられている。
この方法は、好気条件下でＮH4をＮＯ3に酸化した後、
嫌気反応槽でＮＯ3をＮ2に還元し脱窒素するやりかたで
ある。
止法を策定し、硝酸態窒素は１０ｐｐｍ以下と規制して
いる。従来、窒素除去法としては、嫌気(脱窒)・好気
(硝化)による生物的脱窒法が一般的に用いられている。
この方法は、好気条件下でＮH4をＮＯ3に酸化した後、
嫌気反応槽でＮＯ3をＮ2に還元し脱窒素するやりかたで
ある。
【０００４】嫌気反応槽では、従属栄養型の脱窒素菌の
流出防止のために、固定化担体を用いるケースが多く、
脱窒素のための水素供与体としてメタノール等の有機物
を添加する手法が一般的であった。しかしながら、メタ
ノール等の有機物を添加すると、有機物が残存する場合
が生じ、独立栄養型細菌(硝化菌)を利用する硝化が十分
進まなくなる。その結果窒素はＮＨ4の形で残存し、十
分な脱窒が進行しないこととなる。
流出防止のために、固定化担体を用いるケースが多く、
脱窒素のための水素供与体としてメタノール等の有機物
を添加する手法が一般的であった。しかしながら、メタ
ノール等の有機物を添加すると、有機物が残存する場合
が生じ、独立栄養型細菌(硝化菌)を利用する硝化が十分
進まなくなる。その結果窒素はＮＨ4の形で残存し、十
分な脱窒が進行しないこととなる。
【０００５】また、有機物が残存し流出すると、二次汚
染を引き起こす危険性もある。すなわち、メタノール等
の有機物の投入管理が極めて重要となる。そのため、後
段で好気処理を行う必要が生じ、施設が大きくなりコン
パクト化が図れない。従って排水あるいは浄水の処理に
おいて、窒素を効率よく処理することが望まれている。
染を引き起こす危険性もある。すなわち、メタノール等
の有機物の投入管理が極めて重要となる。そのため、後
段で好気処理を行う必要が生じ、施設が大きくなりコン
パクト化が図れない。従って排水あるいは浄水の処理に
おいて、窒素を効率よく処理することが望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】排水あるいは浄水の処
理において、窒素を効率よく処理する手法の開発を課題
とする。
理において、窒素を効率よく処理する手法の開発を課題
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意努力した結果、脱窒(嫌気槽)で用いる
固定化担体として、生分解性高分子を用いることで解決
できることを見出した。
を解決すべく鋭意努力した結果、脱窒(嫌気槽)で用いる
固定化担体として、生分解性高分子を用いることで解決
できることを見出した。
【０００８】すなわち、本発明は(１)脱窒工程における
固定化担体として生分解性高分子を用いることを特徴と
する脱窒素処理方法、(２)脱窒工程後硝化工程を経由さ
せることを特徴とする(１)記載の脱窒素処理方法、(３)
脱窒工程後硝化工程を経由させることを複数回繰り返
し行うことを特徴とする(２)脱窒素処理方法(４)生分解
性高分子がポリエステルであることを特徴とする(１)、
(２)又は(３)記載の脱窒素処理方法に関する。
固定化担体として生分解性高分子を用いることを特徴と
する脱窒素処理方法、(２)脱窒工程後硝化工程を経由さ
せることを特徴とする(１)記載の脱窒素処理方法、(３)
脱窒工程後硝化工程を経由させることを複数回繰り返
し行うことを特徴とする(２)脱窒素処理方法(４)生分解
性高分子がポリエステルであることを特徴とする(１)、
(２)又は(３)記載の脱窒素処理方法に関する。
【０００９】本発明は、窒素除去に必要な水素供与体と
なる有機物を徐放する手法を用いたメンテナンスの容易
な窒素除去方法を提供するものである。本発明者等は、
「地下水の浄化方法」(特願平１１−６０４９５号)及び
「土壌の浄化方法」(特願２０００−１１９８４６号)を
開発しており、この技術を応用して本発明を完成させ
た。
なる有機物を徐放する手法を用いたメンテナンスの容易
な窒素除去方法を提供するものである。本発明者等は、
「地下水の浄化方法」(特願平１１−６０４９５号)及び
「土壌の浄化方法」(特願２０００−１１９８４６号)を
開発しており、この技術を応用して本発明を完成させ
た。
【００１０】すなわち、前記いずれの出願も生分解性高
分子を含む浄化壁を埋設して浄化を行うものであるが、
本発明は生分解性高分子を、脱窒工程における固定化担
体として用いるものである。生分解性高分子とは、加水
分解により、又はアルカリゲネス・フェカリス(Alcalig
enes faecalis)若しくはシュードモナス・レモアーニ
(Pseudomonas lemoignei)等の微生物により分解される
ポリエステルを代表例とするが、生分解性を有するもの
であれば特に限定されるものではない。
分子を含む浄化壁を埋設して浄化を行うものであるが、
本発明は生分解性高分子を、脱窒工程における固定化担
体として用いるものである。生分解性高分子とは、加水
分解により、又はアルカリゲネス・フェカリス(Alcalig
enes faecalis)若しくはシュードモナス・レモアーニ
(Pseudomonas lemoignei)等の微生物により分解される
ポリエステルを代表例とするが、生分解性を有するもの
であれば特に限定されるものではない。
【００１１】例えば、生分解性を有する脂肪族ポリエス
テル系樹脂や微生物により生産されるポリエステルを例
示することができる。ここで、脂肪族ポリエステルとし
ては、例えば発酵ポリアミノ酸、合成ポリアミノ酸、酢
酸セルロース、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグ
リコリド、ポリ(３−ヒドロキシ酪酸)、ポリビニルアル
コール、ポリラクチド、ポリプロピオラクトン、ポリグ
リコール酸、澱粉脂肪酸エステル、ポリブチレンサクシ
ネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリ
エステルカーボネート等が挙げられる。
テル系樹脂や微生物により生産されるポリエステルを例
示することができる。ここで、脂肪族ポリエステルとし
ては、例えば発酵ポリアミノ酸、合成ポリアミノ酸、酢
酸セルロース、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグ
リコリド、ポリ(３−ヒドロキシ酪酸)、ポリビニルアル
コール、ポリラクチド、ポリプロピオラクトン、ポリグ
リコール酸、澱粉脂肪酸エステル、ポリブチレンサクシ
ネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリ
エステルカーボネート等が挙げられる。
【００１２】また、生分解性ポリエステルを合成するこ
とができる微生物(例えば、ラルストニア・ユートロフ
ァ(Ralstonia eutropha)、コマモナス・アシドボラン
ス(Comamonas acidovorans)、シュードモナス・プチダ
(Pseudomonas putida)等)により製造されるポリエステ
ルとしては、例えばポリ−３−ヒドロキシ酪酸、ポリ−
３−ヒドロキシ吉草酸若しくはこれらの共重合物、ポリ
−４−ヒドロキシ酪酸又は４−ヒドロキシ酪酸と３−ヒ
ドロキシ酪酸との共重合物等が挙げられる。
とができる微生物(例えば、ラルストニア・ユートロフ
ァ(Ralstonia eutropha)、コマモナス・アシドボラン
ス(Comamonas acidovorans)、シュードモナス・プチダ
(Pseudomonas putida)等)により製造されるポリエステ
ルとしては、例えばポリ−３−ヒドロキシ酪酸、ポリ−
３−ヒドロキシ吉草酸若しくはこれらの共重合物、ポリ
−４−ヒドロキシ酪酸又は４−ヒドロキシ酪酸と３−ヒ
ドロキシ酪酸との共重合物等が挙げられる。
【００１３】本発明に用いる生分解性高分子は、上記の
生分解性を有するものであれば特に限定されるものでは
ない。また、上記生分解性高分子から任意に１種又は２
種以上のものを適宜組み合わせて選択することができ
る。なかでも、ポリ(３−ヒドロキシ酪酸)、ポリ(３−
ヒドロキシ酪酸-co-3-ヒドロキシ吉草酸)共重合体は、
分解速度が最も速く、ポリ乳酸は生分解だけでなく、加
水分解性のポリマーであるから、水中での利用に適して
いる等の特徴を有している。
生分解性を有するものであれば特に限定されるものでは
ない。また、上記生分解性高分子から任意に１種又は２
種以上のものを適宜組み合わせて選択することができ
る。なかでも、ポリ(３−ヒドロキシ酪酸)、ポリ(３−
ヒドロキシ酪酸-co-3-ヒドロキシ吉草酸)共重合体は、
分解速度が最も速く、ポリ乳酸は生分解だけでなく、加
水分解性のポリマーであるから、水中での利用に適して
いる等の特徴を有している。
【００１４】生分解性ポリエステルは、エステル結合が
デポリメラーゼ、リパーゼ等のエステラーゼの作用によ
って切断され低分子化され、徐々に水中に放出される
(徐放)。脱窒素菌は、このようにして生成した水溶成分
を脱窒素の水素供与体として利用し、ＮＯ3をＮ2に還元
し脱窒する。なお、ポリ(３−ヒドロキシ酪酸)の生分解
によって生成するモノマーを利用した場合、以下の反応
式によって脱窒素される。
デポリメラーゼ、リパーゼ等のエステラーゼの作用によ
って切断され低分子化され、徐々に水中に放出される
(徐放)。脱窒素菌は、このようにして生成した水溶成分
を脱窒素の水素供与体として利用し、ＮＯ3をＮ2に還元
し脱窒する。なお、ポリ(３−ヒドロキシ酪酸)の生分解
によって生成するモノマーを利用した場合、以下の反応
式によって脱窒素される。
【００１５】０．５Ｃ4Ｈ8Ｏ3＋２ＮＯ3→Ｎ2↑＋３．
５ＣＯ2＋０．５Ｈ2Ｏ すなわち、脱窒工程における固定化担体として生分解性
ポリエステルを添加する量は、モノマー換算でＮＯ3の
量の１／２重量程度である。本発明の工程を図式化する
と図１のようになる。
５ＣＯ2＋０．５Ｈ2Ｏ すなわち、脱窒工程における固定化担体として生分解性
ポリエステルを添加する量は、モノマー換算でＮＯ3の
量の１／２重量程度である。本発明の工程を図式化する
と図１のようになる。
【００１６】脱窒工程の前に好気処理を施すのは、事前
に炭素源を減らし脱窒を効率的に行わせるための工程で
ある。また、脱窒工程と硝化工程とを循環させることに
より、より完全に窒素を除去することができる。硝化工
程は、アンモニアを除去するためのもので、アンモニア
がなければこの硝化工程は必要としない。
に炭素源を減らし脱窒を効率的に行わせるための工程で
ある。また、脱窒工程と硝化工程とを循環させることに
より、より完全に窒素を除去することができる。硝化工
程は、アンモニアを除去するためのもので、アンモニア
がなければこの硝化工程は必要としない。
【００１７】
【発明の実施の形態】(実施例１) (１)実験材料 種菌： 表層土１ｇを１００ｍｌの滅菌蒸留水に混合
し、２時間攪拌した。静置後、分離された上澄液を種菌
として用いた。 生分解性ポリエステル： 日本モンサント社製の生分解
性ポリエステル「バイオポール」を用いた。本ポリエス
テルは、３−ヒドロキシ酪酸と３−ヒドロキシ吉草酸と
の共重ポリエステルである。
し、２時間攪拌した。静置後、分離された上澄液を種菌
として用いた。 生分解性ポリエステル： 日本モンサント社製の生分解
性ポリエステル「バイオポール」を用いた。本ポリエス
テルは、３−ヒドロキシ酪酸と３−ヒドロキシ吉草酸と
の共重ポリエステルである。
【００１８】(２)実験方法 ２００ｍｌ密閉バイアル瓶にNaNO3(３０ｍｇ−NO3／L)
を含むリン酸緩衝液を１００ｍｌ混入し、オートクレー
ブ滅菌を行った。これに１１．４ｍｇ／100mLになるよ
うに生分解性ポリエステルを無菌的に混合した。さら
に、土壌からの抽出液を種菌として１ｍｌ混合した後、
窒素ガスで培養液を置換し、溶存酸素を完全に除去し
た。その後、２５℃恒温室にて振とう培養を行った。経
時的に培養液をサンプリングし、培地中のNO２やNO3を
液体クロマトグラフで分析した。
を含むリン酸緩衝液を１００ｍｌ混入し、オートクレー
ブ滅菌を行った。これに１１．４ｍｇ／100mLになるよ
うに生分解性ポリエステルを無菌的に混合した。さら
に、土壌からの抽出液を種菌として１ｍｌ混合した後、
窒素ガスで培養液を置換し、溶存酸素を完全に除去し
た。その後、２５℃恒温室にて振とう培養を行った。経
時的に培養液をサンプリングし、培地中のNO２やNO3を
液体クロマトグラフで分析した。
【００１９】(３)分析結果 図２に、ＮＯ2、ＮＯ3及びＴ−Ｎ(ＮＯ2とＮＯ3の総
和).を示す。培養開始から１週間程度のラグタイムが確
認されたが、それ以降NO3が急激に減少するとともに、N
O2イオンが中間生成物として２ｍｇ／L程度検出され
た。しかし、９日以降ではNO2も同様に減少し、１４日
後には９５％以上の脱窒に至っている。図３には、水溶
性の全有機炭素濃度を分析した結果を示す。脱窒ととも
に残存する有機物量が上昇したが、窒素が除去された１
４日以上は、２５ｍｇ／Ｌ程度に安定していた。
和).を示す。培養開始から１週間程度のラグタイムが確
認されたが、それ以降NO3が急激に減少するとともに、N
O2イオンが中間生成物として２ｍｇ／L程度検出され
た。しかし、９日以降ではNO2も同様に減少し、１４日
後には９５％以上の脱窒に至っている。図３には、水溶
性の全有機炭素濃度を分析した結果を示す。脱窒ととも
に残存する有機物量が上昇したが、窒素が除去された１
４日以上は、２５ｍｇ／Ｌ程度に安定していた。
【００２０】(実施例２)実施例１における表層土１ｇに
代えて１００ｇを採取し、実施例１と同様に実験してみ
たところ、培養後３時間以内に窒素は殆ど皆無となって
いた。
代えて１００ｇを採取し、実施例１と同様に実験してみ
たところ、培養後３時間以内に窒素は殆ど皆無となって
いた。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、脱窒処理を効率的に行う
ことができ、過剰なBOD負荷の発生を抑制することがで
き、ひいては水質汚濁を防止し、処理コストも低減する
ことができる。
ことができ、過剰なBOD負荷の発生を抑制することがで
き、ひいては水質汚濁を防止し、処理コストも低減する
ことができる。
【図１】本発明の工程を示す図。
【図２】ＮＯ2、ＮＯ3及びＴ−Ｎ(ＮＯ2とＮＯ3の総
和).の経時変化を示す図。
和).の経時変化を示す図。
【図３】水溶性の全有機炭素濃度を分析した結果を示す
図。
図。
Claims (4)
- 【請求項１】 脱窒工程における固定化担体として生分
解性高分子を用いることを特徴とする脱窒素処理方法。 - 【請求項２】 脱窒工程後硝化工程を経由させることを
特徴とする請求項１記載の脱窒素処理方法。 - 【請求項３】 脱窒工程後硝化工程を経由させることを
複数回繰り返し行うことを特徴とする請求項２記載の脱
窒素処理方法。 - 【請求項４】 生分解性高分子がポリエステルであるこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載の脱窒素処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000338768A JP2002136991A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 脱窒素処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000338768A JP2002136991A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 脱窒素処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002136991A true JP2002136991A (ja) | 2002-05-14 |
Family
ID=18813930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000338768A Pending JP2002136991A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 脱窒素処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002136991A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004322023A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 硝酸性窒素処理材及び硝酸性窒素処理方法 |
| JP2007000747A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Zenjiro Osawa | 水中の窒素化合物の除去方法 |
| JP2008068179A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Murota Kogyosho:Kk | 窒素化合物除去装置 |
| JP2009534046A (ja) * | 2006-04-27 | 2009-09-24 | エコ ソルーシヨン | 排水処理用の新規の微生物、及び対応する方法 |
| WO2018155436A1 (ja) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | 株式会社カネカ | 脱窒処理方法および脱窒処理装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0655188A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-03-01 | Carl Freudenberg:Fa | 生物学的に運転される清澄化プロセスのための平板状の生物学的に分解可能な支持材料 |
| JPH07313990A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-05 | Nkk Corp | 汚水の処理方法 |
| JPH0975984A (ja) * | 1995-09-11 | 1997-03-25 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 生物学的窒素除去装置 |
| JPH09194744A (ja) * | 1996-01-22 | 1997-07-29 | Kuraray Co Ltd | 多孔質ゲル状物 |
| JPH10165733A (ja) * | 1996-12-16 | 1998-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 濾 材 |
| JPH10327850A (ja) * | 1997-05-29 | 1998-12-15 | Res Dev Corp Of Japan | 微量要素・無機栄養塩類拡散型菌体培養用担体 |
| JPH1142497A (ja) * | 1997-02-28 | 1999-02-16 | Kuraray Co Ltd | 排水処理装置 |
-
2000
- 2000-11-07 JP JP2000338768A patent/JP2002136991A/ja active Pending
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| JP4493927B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2010-06-30 | 新日鐵化学株式会社 | 硝酸性窒素処理材及び硝酸性窒素処理方法 |
| JP2007000747A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Zenjiro Osawa | 水中の窒素化合物の除去方法 |
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| JP4521384B2 (ja) * | 2006-09-13 | 2010-08-11 | 有限会社室田工業所 | 窒素化合物除去装置 |
| WO2018155436A1 (ja) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | 株式会社カネカ | 脱窒処理方法および脱窒処理装置 |
| JPWO2018155436A1 (ja) * | 2017-02-24 | 2019-12-12 | 株式会社カネカ | 脱窒処理方法および脱窒処理装置 |
| JP7477973B2 (ja) | 2017-02-24 | 2024-05-02 | 株式会社カネカ | 脱窒処理方法および脱窒処理装置 |
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