JP2013169529A - Wastewater treatment method and wastewater treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wastewater treatment method and wastewater treatment apparatus, which can stably perform a nitrite-type nitrification reaction efficiently at low cost by selectively suppressing the activity of nitrite-oxidizing bacteria.SOLUTION: A wastewater treatment method is a wastewater treatment method for ammoniac wastewater using a nitrification carrier 14 where ammonium-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria are immobilized, and includes: a nitrous acid oxidation step of oxidizing the ammoniac wastewater in a nitrification tank 42 to nitrous acid by using the ammonium-oxidizing bacteria; a step of measuring either a nitrate nitrogen concentration or a nitrite nitrogen concentration in the ammoniac wastewater; a step of stopping the supply of the ammoniac wastewater to the nitrification tank 42 before the nitrate nitrogen concentration increases or the nitrite nitrogen concentration decreases; and an aeration step of subjecting the nitrification carrier 14 in the ammoniac wastewater to aeration treatment.

Description

本発明は、特に亜硝酸型硝化反応による廃水処理方法及び廃水処理装置に関する。   The present invention particularly relates to a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus using a nitrite type nitrification reaction.

廃水や下水を微生物で処理する生物学的処理は、物理化学的処理と比べて、コスト、環境負荷等を低減できるため、一般に広く採用されている。
生物学的処理を用いて窒素化合物を含む廃水を処理する方法として、好気性条件下において、まず、アンモニア酸化細菌によりアンモニアを亜硝酸へ酸化し、次いで、亜硝酸酸化細菌により亜硝酸から硝酸へと酸化する硝化工程と、嫌気性条件下において、脱窒細菌により亜硝酸及び硝酸を窒素ガスへと還元する脱窒工程からなる硝化脱窒法が知られている。しかし、アンモニア酸化細菌の増殖速度は、亜硝酸酸化細菌の1/10と遅く、硝化反応が長期化していた。
Biological treatment for treating waste water and sewage with microorganisms is widely used because it can reduce costs, environmental burdens, and the like as compared with physicochemical treatment.
As a method of treating wastewater containing nitrogen compounds using biological treatment, first, ammonia is oxidized to nitrite by ammonia oxidizing bacteria, and then nitrite to nitric acid by nitrite oxidizing bacteria. There is known a nitrification process comprising a nitrification process that oxidizes and a denitrification process in which nitrous acid and nitric acid are reduced to nitrogen gas by denitrifying bacteria under anaerobic conditions. However, the growth rate of ammonia oxidizing bacteria was as slow as 1/10 that of nitrite oxidizing bacteria, and the nitrification reaction was prolonged.

この硝化脱窒法をさらに効率化する方法として亜硝酸型硝化反応がある。亜硝酸型硝化反応は、前述の硝化脱窒法において、硝化工程をアンモニア酸化細菌による亜硝酸までの酸化で停止させている。その後、亜硝酸を脱窒細菌によって窒素まで還元している。この亜硝酸型硝化反応は、アンモニアを亜硝酸に効率的に酸化される反応と同時に、亜硝酸が硝酸に酸化される反応のみを抑制することが必要となる。   As a method for further improving the efficiency of this nitrification denitrification method, there is a nitrite type nitrification reaction. In the nitrite type nitrification reaction, the nitrification step is stopped by oxidation to nitrite by ammonia oxidizing bacteria in the above-mentioned nitrification denitrification method. Thereafter, nitrous acid is reduced to nitrogen by denitrifying bacteria. In this nitrite type nitrification reaction, it is necessary to suppress only a reaction in which ammonia is efficiently oxidized into nitrous acid and at the same time a reaction in which nitrous acid is oxidized into nitric acid.

従来、アンモニア酸化細菌を優占的に集積し、亜硝酸酸化細菌を抑制した亜硝酸型硝化担体を製造する方法として特許文献1〜3の方法を挙げることができる。
特許文献1に開示の硝化担体は、耐熱性菌であるBacillusを含む汚泥を内部に包括固定化した固定化微生物担体を40℃以上、130℃以下に加熱処理している。この加熱担体を用いて生物学的処理を行っている。
Conventionally, as a method for producing a nitrite-type nitrification carrier in which ammonia-oxidizing bacteria are preferentially accumulated and nitrite-oxidizing bacteria are suppressed, the methods of Patent Documents 1 to 3 can be mentioned.
In the nitrification carrier disclosed in Patent Document 1, an immobilized microorganism carrier in which sludge containing Bacillus, which is a heat-resistant bacterium, is comprehensively immobilized inside is heat-treated at 40 ° C. or higher and 130 ° C. or lower. Biological treatment is performed using this heating carrier.

特許文献2に開示の硝化担体は、アンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌を含む複合微生物に対して、pHを6.0以下の範囲で酸処理し、この複合微生物の集積汚泥を付着固定化担体、包括固定化担体、グラニュール担体のいずれかに製造している。   The nitrification carrier disclosed in Patent Document 2 is a complex microorganism containing ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria, acid-treated in a pH range of 6.0 or less, and the accumulated sludge of this complex microorganism is adhered and immobilized on the carrier. They are manufactured as either entrapping immobilization carriers or granule carriers.

特許文献3に開示の硝化担体は、アンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌を含む複合微生物の汚泥を坦体材料に付着して形成される付着固定化担体、包括固定化担体、グラニュール担体をpH9以上のアルカリ水によって洗浄して製造している。
これらの方法により、亜硝酸までの酸化反応に留めることができる亜硝酸型硝化担体を効率的に製造することができる。
The nitrification carrier disclosed in Patent Document 3 has an adhesion immobilization carrier, a entrapping immobilization carrier, and a granule carrier with pH 9 formed by adhering sludge of a complex microorganism containing ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria to a carrier material. It is manufactured by washing with the above alkaline water.
By these methods, it is possible to efficiently produce a nitrite type nitrification carrier that can be limited to an oxidation reaction up to nitrous acid.

特開2007−300931号公報JP 2007-300931 A 特開2008−272610号公報JP 2008-272610 A 特開2010−5517号公報JP 2010-5517 A

しかしながら、亜硝酸型硝化担体を加熱処理する場合には、硝化担体を所定温度で所定時間加熱するため、保温性の高い容器を用意しなければならない。
また亜硝酸型硝化担体を酸又はアルカリ水を用いて処理する場合には、酸又はアルカリの薬液が別途必要となるほか、この薬液に対して耐食性の高い反応容器を用意しなければならない。
However, when the nitrite type nitrification carrier is heat-treated, the nitrification carrier is heated at a predetermined temperature for a predetermined time, and therefore a container with high heat retention must be prepared.
When the nitrite type nitrification carrier is treated with acid or alkaline water, an acid or alkali chemical solution is required separately, and a reaction vessel having high corrosion resistance against this chemical solution must be prepared.

このため、従来の亜硝酸型硝化担体の製造には設備コストがかかるという問題があった。
そこで、上記従来技術の問題点を解決するため、本発明は、亜硝酸酸化細菌の活性を選択的に抑制し、亜硝酸型硝化反応を低コストで効率良く安定して行うことができる廃水処理方法及び廃水処理装置を提供することを目的としている。
For this reason, there has been a problem that the manufacturing cost of the conventional nitrite type nitrification carrier is high.
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems of the conventional technology, the present invention selectively suppresses the activity of nitrite-oxidizing bacteria and can efficiently and stably carry out a nitrite-type nitrification reaction at low cost. It is an object to provide a method and a wastewater treatment apparatus.

本発明の廃水処理方法は、アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌が固定化された硝化担体を用いたアンモニア性廃水の廃水処理方法であって、硝化槽中の前記アンモニア性廃水を前記アンモニア酸化細菌で亜硝酸に酸化する亜硝酸酸化工程と、前記アンモニア性廃水中の硝酸性窒素濃度又は亜硝酸性窒素濃度の何れか一方を測定する工程と、前記硝酸性窒素濃度が上昇又は前記亜硝酸性窒素濃度が減少する前に前記硝化槽への前記アンモニア性廃水の供給を止める工程と、前記アンモニア性廃水中の前記硝化担体を曝気処理する曝気工程と、からなることを特徴としている。   The wastewater treatment method of the present invention is a wastewater treatment method for ammoniacal wastewater using a nitrification carrier on which ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria are immobilized, and the ammoniacal wastewater in a nitrification tank is treated with the ammonia-oxidizing bacteria. Nitrite oxidation step which oxidizes to nitrous acid in step, step of measuring either nitrate nitrogen concentration or nitrite nitrogen concentration in the ammoniacal wastewater, increase in nitrate nitrogen concentration or nitrite It is characterized by comprising a step of stopping the supply of the ammonia waste water to the nitrification tank before the nitrogen concentration is reduced, and an aeration step of aeration treatment of the nitrification carrier in the ammonia waste water.

これにより、亜硝酸酸化工程で所定の硝酸性窒素濃度又は亜硝酸性窒素濃度で停止した後、硝化槽内を曝気するだけの簡易な方法でアンモニア酸化細菌を活性化し、亜硝酸酸化細菌の活性を選択的に抑制して死滅させることができる。また、従来の加温、薬液を用いたアンモニア酸化細菌の活性化と比べて、亜硝酸型硝化反応による廃水処理設備の低コスト化を図ることができる。   In this way, after stopping at a predetermined nitrate nitrogen concentration or nitrite nitrogen concentration in the nitrite oxidation step, the ammonia oxidizing bacteria are activated by a simple method of aeration in the nitrification tank, and the activity of the nitrite oxidizing bacteria Can be selectively suppressed and killed. Moreover, compared with the conventional heating and activation of ammonia-oxidizing bacteria using a chemical solution, it is possible to reduce the cost of the wastewater treatment facility by the nitrite type nitrification reaction.

この場合において、前記曝気工程は、前記亜硝酸酸化工程を開始した後20日から140日後であって、かつ、曝気時間を12時間から24時間行うことを特徴としている。
これにより、硝酸性窒素濃度が増加又は亜硝酸性窒素濃度が減少する前に硝化担体の曝気を効率的に行うことができる。
In this case, the aeration process is 20 to 140 days after the start of the nitrite oxidation process, and the aeration time is 12 to 24 hours.
Thus, the nitrification carrier can be efficiently aerated before the nitrate nitrogen concentration increases or the nitrite nitrogen concentration decreases.

また、前記曝気工程は、前記アンモニア性廃水中にメタンを曝気することを特徴としている。
これにより硝化担体中のアンモニア酸化細菌は、アンモニアの代替物となるメタンを酸化させてメタノールを生成し、エネルギーを獲得することにより、自己分解反応による死滅を軽減することができる。従って、アンモニア酸化細菌と比べて亜硝酸酸化細菌の死滅が促進して、硝化担体中の亜硝酸酸化細菌の割合を削減することができる。
The aeration step is characterized in that methane is aerated in the ammoniacal wastewater.
As a result, the ammonia-oxidizing bacteria in the nitrifying carrier oxidize methane, which is a substitute for ammonia, to generate methanol and acquire energy, thereby reducing the death caused by the autolysis reaction. Therefore, killing of nitrite-oxidizing bacteria is promoted compared to ammonia-oxidizing bacteria, and the proportion of nitrite-oxidizing bacteria in the nitrification carrier can be reduced.

前記メタンは、脱窒処理した窒素と少なくとも同等のモル量を供給することを特徴としている。
これによりメタンの供給量の適性化が図れ、アンモニア酸化細菌の死滅を効果的に軽減することができる。
The methane is characterized by supplying a molar amount at least equivalent to denitrogenated nitrogen.
This makes it possible to optimize the supply amount of methane and effectively reduce the death of ammonia-oxidizing bacteria.

本発明の廃水処理装置は、アンモニア性廃水を硝化処理するアンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌が固定化された硝化担体と、前記硝化担体を用いてアンモニア性廃水の硝化反応を行う硝化槽と、前記アンモニア性廃水中の硝酸性窒素濃度又は亜硝酸性窒素濃度の何れか一方を測定するアンモニア測定手段と、前記アンモニア性廃水中の前記硝化担体を曝気処理する曝気手段と、前記アンモニア測定手段の測定値に基づいて、前記硝酸性窒素濃度が上昇又は前記亜硝酸性窒素濃度が減少する前に前記硝化槽への前記アンモニア性廃水の供給を止めて、前記硝化担体の曝気処理を行なう制御手段と、を備えたことを特徴としている。   The wastewater treatment apparatus of the present invention is a nitrification carrier in which ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria are immobilized, which nitrifies ammoniacal wastewater, a nitrification tank that performs a nitrification reaction of ammoniacal wastewater using the nitrification carrier, An ammonia measuring means for measuring either the nitrate nitrogen concentration or the nitrite nitrogen concentration in the ammonia waste water, an aeration means for aeration treatment of the nitrification carrier in the ammonia waste water, and the ammonia measuring means. Control means for aeration of the nitrification carrier by stopping supply of the ammonia waste water to the nitrification tank before the nitrate nitrogen concentration increases or the nitrite nitrogen concentration decreases based on the measured value It is characterized by having.

これにより、亜硝酸酸化工程で所定の硝酸性窒素濃度又は亜硝酸性窒素濃度で停止した後、硝化槽内を曝気するだけの簡易な方法でアンモニア酸化細菌を活性化し、亜硝酸酸化細菌の活性を選択的に抑制して死滅させることができる。また、従来の加温、薬液を用いたアンモニア酸化細菌の活性化と比べて、亜硝酸型硝化反応による廃水処理設備の低コスト化を図ることができる。   In this way, after stopping at a predetermined nitrate nitrogen concentration or nitrite nitrogen concentration in the nitrite oxidation step, the ammonia oxidizing bacteria are activated by a simple method of aeration in the nitrification tank, and the activity of the nitrite oxidizing bacteria Can be selectively suppressed and killed. Moreover, compared with the conventional heating and activation of ammonia-oxidizing bacteria using a chemical solution, it is possible to reduce the cost of the wastewater treatment facility by the nitrite type nitrification reaction.

この場合において、前記曝気手段は、前記亜硝酸酸化工程を開始した後20日から140日後であって、かつ、曝気時間を12時間から24時間行うことを特徴としている。
これにより、硝酸性窒素濃度が増加又は亜硝酸性窒素濃度が減少する前に硝化担体の曝気を効率的に行うことができる。
In this case, the aeration means is 20 to 140 days after the start of the nitrite oxidation step, and the aeration time is 12 to 24 hours.
Thus, the nitrification carrier can be efficiently aerated before the nitrate nitrogen concentration increases or the nitrite nitrogen concentration decreases.

前記硝化槽は、前記アンモニア性廃水の貯水槽と並列に接続した第1及び第2硝化槽からなり、前記貯水槽と前記第1及び第2硝化槽の間で、前記アンモニア性廃水の供給を制御するバルブを備え、前記制御手段は、前記第1硝化槽の前記アンモニア性廃水の供給を止めて前記硝化担体の曝気処理を行う間に、前記第2硝化槽へ前記アンモニア性廃水の供給を行って亜硝酸硝化工程を行う切り替え制御する信号を前記バルブに送信することを特徴としている。
これにより、亜硝酸型硝化反応を連続的に行い、アンモニア性廃水を効率的に処理することができる。
The nitrification tank comprises first and second nitrification tanks connected in parallel with the ammonia waste water reservoir, and the ammonia waste water is supplied between the reservoir and the first and second nitrification tanks. A valve for controlling, and the control means supplies the ammonia waste water to the second nitrification tank while the supply of the ammonia waste water to the first nitrification tank is stopped and the nitrification carrier is aerated. A signal for performing switching control for performing the nitrite nitrification step is transmitted to the valve.
Thereby, a nitrite type nitrification reaction can be performed continuously and ammonia waste water can be treated efficiently.

前記曝気手段は、前記アンモニア性廃水中にメタンを曝気することを特徴としている。
これにより硝化担体中のアンモニア酸化細菌は、アンモニアの代替物となるメタンを酸化させてメタノールを生成し、エネルギーを獲得することにより、自己分解反応による死滅を軽減することができる。従って、アンモニア酸化細菌と比べて亜硝酸酸化細菌の死滅が促進して、硝化担体中の亜硝酸酸化細菌の割合を削減することができる。
The aeration means is characterized in that methane is aerated in the ammoniacal wastewater.
As a result, the ammonia-oxidizing bacteria in the nitrifying carrier oxidize methane, which is a substitute for ammonia, to generate methanol and acquire energy, thereby reducing the death caused by the autolysis reaction. Therefore, killing of nitrite-oxidizing bacteria is promoted compared to ammonia-oxidizing bacteria, and the proportion of nitrite-oxidizing bacteria in the nitrification carrier can be reduced.

前記メタンは、脱窒処理した窒素と少なくとも同等のモル量を供給することを特徴としている。
これによりメタンの供給量の適性化が図れ、効率的にアンモニア酸化細菌の死滅を効果的に軽減することができる。
The methane is characterized by supplying a molar amount at least equivalent to denitrogenated nitrogen.
This makes it possible to optimize the supply amount of methane and effectively reduce the killing of ammonia-oxidizing bacteria.

前記硝化槽は、槽内の前記硝化担体の一部を回収して曝気処理してから返流する曝気槽を備えたことを特徴としている。
これにより、亜硝酸型硝化反応を連続的に行い、アンモニア性廃水を効率的に処理することができる。また、処理槽を小型化することができ、廃水処理装置全体の省スペース化を図ることができる。
The nitrification tank includes an aeration tank that collects a part of the nitrification carrier in the tank, performs an aeration treatment, and then returns to the aeration tank.
Thereby, a nitrite type nitrification reaction can be performed continuously and ammonia waste water can be treated efficiently. Moreover, a processing tank can be reduced in size and space saving of the whole waste water treatment apparatus can be achieved.

前記曝気槽は、前記硝化槽から排出された処理水にメタンを溶解させるメタン曝気槽を備え、前記メタン曝気槽は、メタン溶解処理水を前記曝気槽に供給することを特徴としている。
これにより硝化担体中のアンモニア酸化細菌は、アンモニアの代替物となるメタンを酸化させてメタノールを生成し、エネルギーを獲得することにより、自己分解反応による死滅を軽減することができる。従って、アンモニア酸化細菌と比べて亜硝酸酸化細菌の死滅が促進して、硝化担体中の亜硝酸酸化細菌の割合を削減することができる。
The aeration tank includes a methane aeration tank that dissolves methane in the treated water discharged from the nitrification tank, and the methane aeration tank supplies methane-dissolved treated water to the aeration tank.
As a result, the ammonia-oxidizing bacteria in the nitrifying carrier oxidize methane, which is a substitute for ammonia, to generate methanol and acquire energy, thereby reducing the death caused by the autolysis reaction. Therefore, killing of nitrite-oxidizing bacteria is promoted compared to ammonia-oxidizing bacteria, and the proportion of nitrite-oxidizing bacteria in the nitrification carrier can be reduced.

本発明の廃水処理方法によれば、亜硝酸酸化工程で所定の硝酸性窒素濃度又は亜硝酸性窒素濃度で停止した後、硝化槽内を曝気するだけの簡易な方法でアンモニア酸化細菌を活性化し、亜硝酸酸化細菌の活性を選択的に抑制して死滅させることができる。また、従来の加温、薬液を用いたアンモニア酸化細菌の活性化と比べて、亜硝酸型硝化反応による廃水処理設備の低コスト化を図りつつ、安定した亜硝酸型硝化反応が可能となる。   According to the wastewater treatment method of the present invention, after stopping at a predetermined nitrate nitrogen concentration or nitrite nitrogen concentration in the nitrite oxidation step, the ammonia oxidizing bacteria are activated by a simple method of aeration in the nitrification tank. It can be killed by selectively suppressing the activity of nitrite-oxidizing bacteria. In addition, as compared with the conventional warming and activation of ammonia oxidizing bacteria using a chemical solution, it is possible to achieve a stable nitrite type nitrification reaction while reducing the cost of wastewater treatment facilities by nitrite type nitrification reaction.

本発明の廃水処理装置の説明図である。It is explanatory drawing of the waste water treatment apparatus of this invention. 実験装置の構成概略の説明図である。It is explanatory drawing of the outline of a structure of an experiment apparatus. 実験で用いた合成廃水の組成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the composition of the synthetic wastewater used in experiment. 第1の廃水処理実験による廃水処理時間と廃水中の各窒素濃度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the wastewater treatment time by the 1st wastewater treatment experiment, and each nitrogen concentration in wastewater. 第2の廃水処理実験による廃水処理時間と廃水中の各窒素濃度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the wastewater treatment time by the 2nd wastewater treatment experiment, and each nitrogen concentration in wastewater. 変形例1の廃水処理装置の説明図である。It is explanatory drawing of the waste water treatment apparatus of the modification 1. 変形例2の廃水処理装置の説明図である。It is explanatory drawing of the wastewater treatment apparatus of the modification 2.

本発明の廃水処理方法及び廃水処理装置の実施形態について、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
まず、本実施形態で扱う亜硝酸型の硝化担体について説明する。亜硝酸型硝化担体は、湖沼や河川や海の底泥、又は下水や工業廃水の処理場の活性汚泥のように、多数の微生物が混在する複合微生物系の汚泥を微生物供給源として製造される。特にアンモニア酸化細菌や亜硝酸酸化細菌等の硝化細菌を多く含む汚泥を微生物供給源とすることが望ましい。
Embodiments of a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
First, the nitrite type nitrification carrier handled in this embodiment will be described. Nitrite-type nitrification carriers are produced using microbial sludge, which is a complex microbial sludge mixed with a large number of microorganisms, such as sludge from lakes, rivers, sea, or activated sludge from sewage and industrial wastewater treatment plants . In particular, it is desirable to use sludge containing a large amount of nitrifying bacteria such as ammonia oxidizing bacteria and nitrite oxidizing bacteria as a microorganism supply source.

亜硝酸型硝化担体は、アンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌を含む硝化性能を有する複合微生物系の汚泥を担体材料に付着させて形成される付着固定化担体、複合微生物系の汚泥を担体材料に包括させて形成される包括固定化担体、又は、複合微生物系の汚泥の自己造粒力により形成される硝化グラニュール担体を用いることができる。   Nitrite-type nitrification carrier is an adsorbed immobilization carrier formed by adhering a complex microbial sludge having nitrification performance containing ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria to a carrier material, and using a complex microbial sludge as a carrier material. A entrapping immobilization support formed by entrapment or a nitrification granule support formed by the self-granulating force of complex microbial sludge can be used.

付着固定化に用いられる担体材料としては、ポリビニルアルコール、アルギン酸、エチレングリコール系のゲルや、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニル等のプラスチック担体を好適に使用することができる。また、担体材料の形状としては、球形や円筒形、多孔形状、立方体形状、ハニカム形状等の整形をおこなったものを好適に使用できる。   As a carrier material used for adhesion and fixation, a plastic carrier such as polyvinyl alcohol, alginic acid, ethylene glycol gel, cellulose, polyester, polypropylene, vinyl chloride, or the like can be suitably used. In addition, as the shape of the carrier material, a spherical shape, a cylindrical shape, a porous shape, a cubic shape, a honeycomb shape, or the like can be suitably used.

また、包括固定化に用いられる担体材料としては、モノメタクリレート類、モノアクリレート類、ジメタクリレート類、ジアクリレート類、トリメタクリレート類、トリアクリレート類、テトラアクリレート類、ウレタンアクリレート類、エポキシアクリレート類、その他、ポリビニルアルコール、アクリルアミド、光硬化性ポリビニルアルコール、光硬化性ポリエチレングリコール、光硬化性ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールプレポリマ等を使用できる。   Carrier materials used for comprehensive immobilization include monomethacrylates, monoacrylates, dimethacrylates, diacrylates, trimethacrylates, triacrylates, tetraacrylates, urethane acrylates, epoxy acrylates, etc. Polyvinyl alcohol, acrylamide, photocurable polyvinyl alcohol, photocurable polyethylene glycol, photocurable polyethylene glycol polypropylene glycol prepolymer, and the like can be used.

また、硝化細菌はその粘性により、自己造粒力によりグラニュールを形成させて担体として利用することができる。なお、グラニュールの形成は、自己造粒力のみで形成されるものの他に、他の細菌が形成したグラニュールの外周に付着する形で構成されたグラニュールも含まれる。   Also, nitrifying bacteria can be used as a carrier by forming granules by self-granulating force due to its viscosity. In addition, the formation of granules includes not only those formed by self-granulating force but also granules configured to adhere to the outer periphery of granules formed by other bacteria.

このような亜硝酸型硝化担体の製造方法は、例えば、微生物と高分子材料の混合物をシート状にし、これを細かく切断することによって角形の担体を製造するシート成形法を用いることができる。この他、微生物と高分子材料の混合物を数ミリ径のビニールチューブ内に注入して重合させながら押し出し、これを一定の長さに切断して円柱形の担体を製造するチューブ成形法や、微生物と高分子材料の混合物を別の液体内に滴下し、球形の担体を製造する滴下造粒法を用いても良い。   As a method for producing such a nitrite type nitrification carrier, for example, a sheet molding method for producing a square carrier by making a mixture of a microorganism and a polymer material into a sheet shape and finely cutting the mixture can be used. In addition, a tube molding method for producing a cylindrical carrier by injecting a mixture of a microorganism and a polymer material into a vinyl tube having a diameter of several millimeters and extruding it while polymerizing it, and cutting it into a certain length, or a microorganism Alternatively, a dropping granulation method in which a mixture of a polymer material and a polymer material is dropped into another liquid to produce a spherical carrier may be used.

本発明の亜硝酸型硝化担体の亜硝酸型の硝化性能を確認するために、以下の方法による第1の廃水処理実験を行った。
図2は、実験装置の構成概略の説明図である。同図における各槽内は透視した状態を示している。図示のように実験装置10は、反応槽12を備え、この反応槽12の内部に多数の硝化担体14が投入されている。反応槽12は、原水配管16を介して原水タンク18に接続されている。原水タンク18には、下水を模擬した合成廃水が貯留されており、原水配管16上の原水ポンプ20を駆動することによって、原水タンク18内の合成廃水が原水配管16を介して反応槽12に送液されている。
In order to confirm the nitrite type nitrification performance of the nitrite type nitrification carrier of the present invention, a first wastewater treatment experiment was performed by the following method.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a schematic configuration of the experimental apparatus. Each tank in the figure shows a state seen through. As shown in the figure, the experimental apparatus 10 includes a reaction tank 12, and a large number of nitrification carriers 14 are placed in the reaction tank 12. The reaction tank 12 is connected to a raw water tank 18 through a raw water pipe 16. Synthetic waste water simulating sewage is stored in the raw water tank 18, and by driving the raw water pump 20 on the raw water pipe 16, the synthetic waste water in the raw water tank 18 is sent to the reaction tank 12 via the raw water pipe 16. It is liquid.

反応槽12には、調整液配管22を介して調整液タンク24が接続されている。調整液配管22には調整液ポンプ26が配設されており、この調整液ポンプ26を駆動することによって調整液タンク24内のpH調整液が反応槽12に送液される。   An adjustment liquid tank 24 is connected to the reaction tank 12 via an adjustment liquid pipe 22. An adjustment liquid pump 26 is disposed in the adjustment liquid pipe 22, and the pH adjustment liquid in the adjustment liquid tank 24 is sent to the reaction tank 12 by driving the adjustment liquid pump 26.

反応槽12の内部には、エアポンプ管28が配設されている。このエアポンプ管28が図示しない送気手段に接続されており、この送気手段によってエアポンプ管28の下端からエアが送気される。エアポンプ管28にエアが送気されることによりエアポンプ管28の下端からエアが散気され、曝気撹拌が行われる。すなわち、エアポンプ管28の下端から散気された気泡が上昇することによって、硝化担体14が槽内を流動して撹拌が行われるとともに、硝化担体14にエアが供給されて生物処理が行われる。   An air pump pipe 28 is disposed inside the reaction tank 12. The air pump pipe 28 is connected to an air supply means (not shown), and air is supplied from the lower end of the air pump pipe 28 by the air supply means. When air is supplied to the air pump pipe 28, air is diffused from the lower end of the air pump pipe 28, and aeration and agitation are performed. That is, as the bubbles diffused from the lower end of the air pump pipe 28 rise, the nitrification carrier 14 flows in the tank and agitation is performed, and air is supplied to the nitrification carrier 14 to perform biological treatment.

また、反応槽12の内部には、pH電極30が配設されている。pH電極30は、pH調節器32に接続されており、反応槽12内のpHを測定できるようになっている。pH調節器32は調整液ポンプ26に接続されており、pH電極30の測定値に基づいて調整液ポンプ26の駆動が制御される。すなわち、反応槽12内が所定のpHとなるように、調整液ポンプ26が駆動され、反応槽12にpH調整液が供給される。これにより反応槽12内を所望のpHに制御することができる。処理された廃水は、反応槽12の側面上部に設けた流出管(不図示)から処理水として流出される。   A pH electrode 30 is disposed inside the reaction vessel 12. The pH electrode 30 is connected to a pH adjuster 32 so that the pH in the reaction vessel 12 can be measured. The pH adjuster 32 is connected to the adjustment liquid pump 26, and the drive of the adjustment liquid pump 26 is controlled based on the measured value of the pH electrode 30. That is, the adjustment liquid pump 26 is driven so that the inside of the reaction tank 12 has a predetermined pH, and the pH adjustment liquid is supplied to the reaction tank 12. Thereby, the inside of the reaction vessel 12 can be controlled to a desired pH. The treated wastewater flows out as treated water from an outflow pipe (not shown) provided at the upper side of the reaction tank 12.

本実験で、供試される硝化担体14は、下水処理場の余剰汚泥をポリエチレングリコール系のプレポリマと混合し、重合開始剤として過硫化カリウムを添加して重合し、3mm角の立方体に整形して使用した。なお、担体の汚泥の含有量は2W/V%とし、プレポリマ含有量は10V/V%になるように包括固定化したものを使用した。なお担体は、この他にも前述の付着固定化担体、硝化グラニュール担体を用いてもよい。   In this experiment, the nitrification carrier 14 to be tested is obtained by mixing surplus sludge from a sewage treatment plant with a polyethylene glycol-based prepolymer, adding potassium persulfide as a polymerization initiator, polymerizing it, and shaping it into a 3 mm square cube. Used. In addition, what was comprehensively fixed so that the content of sludge in the carrier was 2 W / V% and the prepolymer content was 10 V / V% was used. In addition to the above, the above-mentioned adhesion-immobilized carrier and nitrified granule carrier may be used.

得られた微生物担体は水道水を満たした反応槽12へ10V/V%になるように投入し、0時間、12時間、24時間、48時間曝気処理し、亜硝酸型硝化担体を製造した。曝気風量は、1分間当たりに反応槽12の2倍の容積相当(通常の硝化反応よりも過剰)の空気を吹き込んだ。   The obtained microbial carrier was charged into a reaction tank 12 filled with tap water at 10 V / V% and subjected to aeration treatment for 0 hours, 12 hours, 24 hours, and 48 hours to produce a nitrite type nitrification carrier. The amount of aeration air was blown in air equivalent to twice the volume of the reaction tank 12 per minute (excessive than the normal nitrification reaction).

本実験で供試される廃水は、下水を模擬した図3に示す合成廃水を使用し、アンモニア性窒素濃度として40mg/Lになるように調整して使用した。反応槽12に合成廃水を満たしてから実験を開始した。   The wastewater used in this experiment was the synthetic wastewater shown in FIG. 3 simulating sewage, and was used by adjusting the ammonia nitrogen concentration to 40 mg / L. The experiment was started after filling the reaction tank 12 with synthetic wastewater.

実験装置10における廃水の水理学的滞留時間は3時間とし、反応槽12内の溶存酸素(DO;Dissolved Oxygen)濃度が低いとそれにより亜硝酸型硝化になりうるので、吹き込む曝気量を多くし、反応槽12内の溶存酸素濃度を4.0mg/L以上に保持して廃水処理を行った。   The hydraulic retention time of the wastewater in the experimental apparatus 10 is 3 hours, and if the dissolved oxygen (DO) in the reaction vessel 12 is low, nitrite type nitrification can be caused by this, so the aeration amount to be blown in is increased. The wastewater treatment was carried out while maintaining the dissolved oxygen concentration in the reaction tank 12 at 4.0 mg / L or more.

なお、実験装置10における反応槽12内のpHが高いと、それにより亜硝酸型硝化になりうるので、反応槽内のpHを7.5に調整して廃水処理を行った。
また、実験装置10における反応槽12内の水温が高いと、それにより亜硝酸型硝化になりうるので、反応槽内の水温を20℃に調整して廃水処理を行った。
In addition, when the pH in the reaction tank 12 in the experimental apparatus 10 is high, nitrite-type nitrification can be caused thereby, so that the wastewater treatment was performed by adjusting the pH in the reaction tank to 7.5.
Further, if the water temperature in the reaction tank 12 in the experimental apparatus 10 is high, nitrite-type nitrification can be caused thereby, and the waste water treatment was performed by adjusting the water temperature in the reaction tank to 20 ° C.

第1の廃水処理実験の結果を図4に示す。図4は、第1の廃水処理実験による廃水処理時間と廃水中の各窒素濃度との関係を示したグラフであり、(A)は曝気処理していない(曝気時間0)場合を示し、(B)は12時間曝気処理した場合を示し、(C)は24時間曝気処理した場合を示し、(D)は48時間曝気処理した場合を夫々示している。   The results of the first wastewater treatment experiment are shown in FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wastewater treatment time in the first wastewater treatment experiment and each nitrogen concentration in the wastewater, and (A) shows the case where the aeration treatment is not performed (aeration time 0), B) shows a case where the aeration process is performed for 12 hours, (C) shows a case where the aeration process is performed for 24 hours, and (D) shows a case where the aeration process is performed for 48 hours.

なお、各グラフの○は原水のアンモニア性窒素濃度を示し、●は処理水のアンモニア性窒素濃度を示し、▲は処理水の亜硝酸性窒素濃度を示し、■は処理水の硝酸性窒素濃度を示している。   In each graph, ○ indicates the ammonia nitrogen concentration of the raw water, ● indicates the ammonia nitrogen concentration of the treated water, ▲ indicates the nitrite nitrogen concentration of the treated water, and ■ indicates the nitrate nitrogen concentration of the treated water Is shown.

図4(A)に示すように、曝気処理しない場合(曝気時間0)の廃水処理では、実験開始後、亜硝酸性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度がいずれも上昇したが、亜硝酸性窒素濃度は直ちに減少した。その後は硝酸性窒素濃度が高いことから亜硝酸酸化細菌が活性化している。このように開始から10日目頃にはアンモニア酸化活性と同時に亜硝酸酸化活性が立ち上った。   As shown in FIG. 4A, in the wastewater treatment when the aeration treatment is not performed (aeration time 0), the nitrite nitrogen concentration and the nitrate nitrogen concentration both increased after the start of the experiment, but the nitrite nitrogen concentration Decreased immediately. Since then, nitrite-oxidizing bacteria are activated due to high nitrate nitrogen concentration. Thus, around the 10th day from the start, nitrite oxidation activity rose simultaneously with ammonia oxidation activity.

図4(B)に示すように、12時間曝気処理した場合の廃水処理では、実験開始後、亜硝酸性窒素濃度が増加していることからアンモニア酸化細菌が活性化している。一方、硝酸性窒素濃度も次第に増加し始め、亜硝酸酸化細菌が活性化している。このように20日目頃にはアンモニア酸化活性が立ち上ったのに対し、亜硝酸酸化活性は20日目頃から上昇し始め、90日目頃に立ち上った。   As shown in FIG. 4B, in the wastewater treatment in the case of aeration for 12 hours, the ammonia-oxidizing bacteria are activated since the nitrite nitrogen concentration has increased after the start of the experiment. On the other hand, the nitrate nitrogen concentration also gradually increases, and nitrite oxidizing bacteria are activated. Thus, while the ammonia oxidation activity rose around the 20th day, the nitrite oxidation activity started to rise around the 20th day and rose around the 90th day.

図4(C)に示すように、24時間曝気処理した場合での廃水処理では、実験開始後、亜硝酸性窒素濃度が増加していることからアンモニア酸化細菌が活性化している。一方、硝酸性窒素濃度も140日後から増加し始め、亜硝酸酸化細菌が活性化している。このように20日目頃にはアンモニア酸化活性が立ち上ったのに対し、亜硝酸酸化活性は140日目頃から上昇し始め、190日頃に立ち上った。   As shown in FIG. 4C, in the wastewater treatment in the case of aeration for 24 hours, the ammonia-oxidizing bacteria are activated since the concentration of nitrite nitrogen has increased after the start of the experiment. On the other hand, nitrate nitrogen concentration also starts to increase after 140 days, and nitrite oxidizing bacteria are activated. Thus, while the ammonia oxidation activity rose around the 20th day, the nitrite oxidation activity started to rise around the 140th day and rose around the 190th day.

図4(D)に示すように、48時間曝気処理した場合の廃水処理では、実験開始後、亜硝酸性窒素濃度が次第に増加し始め、アンモニア酸化細菌が活性化している。一方、硝酸性窒素濃度は170日頃から増加し始め、亜硝酸酸化細菌が活性化している。このように亜硝酸酸化活性は170日目頃から上昇し始めたのに対し、アンモニア酸化活性が立ち上ったのは100日目頃であった。また、流出するアンモニア性窒素濃度は100日以降一定の値を示し、飽和した状態となっている。   As shown in FIG. 4D, in the wastewater treatment in the case of aeration treatment for 48 hours, after the start of the experiment, the concentration of nitrite nitrogen begins to gradually increase, and ammonia oxidizing bacteria are activated. On the other hand, the nitrate nitrogen concentration starts to increase around 170 days, and nitrite oxidizing bacteria are activated. As described above, the nitrite oxidation activity started to increase from around the 170th day, whereas the ammonia oxidation activity rose around the 100th day. Moreover, the ammonia nitrogen concentration which flows out shows a constant value after 100 days, and is in a saturated state.

以上の結果から、曝気工程のタイミングとしては、図4(B)に示すアンモニア酸化細菌の硝化反応が安定して、亜硝酸性窒素濃度の高い値を比較的短時間で到達可能となる硝化反応開始後の20日後であることが望ましい。また、図4(C)に示すように、亜硝酸酸化細菌が活性化して硝酸性窒素濃度が上昇し始める140日よりも前であることが望ましい。   From the above results, as the timing of the aeration process, the nitrification reaction of the ammonia-oxidizing bacteria shown in FIG. 4B is stable, and a high value of nitrite nitrogen concentration can be reached in a relatively short time. Desirably 20 days after the start. Further, as shown in FIG. 4C, it is desirable that the nitrite-oxidizing bacteria are activated and before 140 days before the nitrate nitrogen concentration starts to increase.

次に曝気時間としては、図4(B)に示す12時間から、図4(C)に示す48時間までの間であることが望ましい。これは、曝気時間が12時間よりも少ないと、アンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌が十分に死滅せず残っているためである。一方、48時間よりも多いと、アンモニア酸化細菌の活性が遅れてしまうからである。本実験により、微生物担体を硝化反応の開始後20日後から140日後であって、曝気時間を12時間から24時間曝気処理すると良好な亜硝酸型硝化担体が得られることを確認した。   Next, the aeration time is preferably between 12 hours shown in FIG. 4 (B) and 48 hours shown in FIG. 4 (C). This is because if the aeration time is less than 12 hours, ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria are not sufficiently killed and remain. On the other hand, if it exceeds 48 hours, the activity of the ammonia-oxidizing bacteria is delayed. From this experiment, it was confirmed that a good nitrite-type nitrification carrier was obtained when the microorganism carrier was subjected to aeration treatment for 20 to 140 days after the start of the nitrification reaction and the aeration time was 12 to 24 hours.

次に、曝気処理により亜硝酸酸化細菌と同時にアンモニア酸化細菌の活性低下を防ぐ方法として、メタンを供給する方法について検討するために、第2の廃水処理実験を行った。
第2の廃水処理実験も図2に示す実験装置10を用い、供試される硝化担体14としては、第1の廃水処理実験で使用したものと同じ微生物担体を使用した。そして反応槽12に水道水を満たし、反応槽12へメタンガスを注入しメタン飽和溶液を作製した。その後、化学的酸素要求量(COD;Chemical Oxygen Demand)が70mg/Lになるように水道水で希釈調節し、そのメタン溶液を満たした反応槽12へ得られた微生物担体が10V/V%となるように投入し、24時間曝気処理し、亜硝酸型硝化担体を製造した。
Next, a second wastewater treatment experiment was conducted in order to examine a method of supplying methane as a method for preventing a decrease in activity of ammonia oxidizing bacteria simultaneously with nitrite oxidizing bacteria by aeration treatment.
In the second wastewater treatment experiment, the experimental apparatus 10 shown in FIG. 2 was used, and the same microbial carrier used in the first wastewater treatment experiment was used as the nitrification carrier 14 to be tested. And the reaction tank 12 was filled with tap water, methane gas was inject | poured into the reaction tank 12, and the methane saturated solution was produced. Thereafter, dilution with tap water is adjusted so that the chemical oxygen demand (COD; Chemical Oxygen Demand) becomes 70 mg / L, and the microbial carrier obtained in the reaction tank 12 filled with the methane solution is 10 V / V%. Then, the mixture was aerated for 24 hours to produce a nitrite type nitrification carrier.

本実験で供試される廃水は、下水を模擬した図3に示す合成廃水を使用し、アンモニア性窒素濃度として40mg/Lになるように調整して使用した。反応槽12に合成廃水を満たしてから実験を開始した。   The wastewater used in this experiment was the synthetic wastewater shown in FIG. 3 simulating sewage, and was used by adjusting the ammonia nitrogen concentration to 40 mg / L. The experiment was started after filling the reaction tank 12 with synthetic wastewater.

また、実験装置10における廃水の水理学的滞留時間は3時間とし、反応槽12内の溶存酸素(DO;Dissolved Oxygen)濃度が低いとそれにより亜硝酸型硝化になりうるので、吹き込む曝気量を多くし、反応槽12内の溶存酸素濃度を4.0mg/L以上に保持して廃水処理を行った。   In addition, the hydraulic residence time of the wastewater in the experimental apparatus 10 is 3 hours, and if the dissolved oxygen (DO) in the reaction tank 12 is low, nitrite-type nitrification can be caused thereby, so the aeration amount to be blown in The amount of dissolved oxygen in the reaction tank 12 was increased to 4.0 mg / L or more to perform wastewater treatment.

なお、実験装置10における反応槽12内のpHが高いと、それにより亜硝酸型硝化になりうるので、反応槽内のpHを7.5に調整して廃水処理を行った。
また、実験装置10における反応槽12内の水温が高いと、それにより亜硝酸型硝化になりうるので、反応槽内の水温を20℃に調整して廃水処理を行った。
In addition, when the pH in the reaction tank 12 in the experimental apparatus 10 is high, nitrite-type nitrification can be caused thereby, so that the wastewater treatment was performed by adjusting the pH in the reaction tank to 7.5.
Further, if the water temperature in the reaction tank 12 in the experimental apparatus 10 is high, nitrite-type nitrification can be caused thereby, and the waste water treatment was performed by adjusting the water temperature in the reaction tank to 20 ° C.

第2の廃水処理実験の結果を図5に示す。図5は第2の廃水処理実験による廃水処理時間と廃水中の各窒素濃度との関係を示したグラフであり、(A)は12時間曝気処理した場合を示し、(B)は24時間曝気処理した場合を示し、(C)は48時間曝気処理した場合を示している。なお、各グラフにおいて、○は原水のアンモニア性窒素濃度を示し、●は水道水で曝気処理した場合における処理水のアンモニア性窒素濃度を示し、△はメタン溶液で曝気処理した場合における処理水のアンモニア性窒素濃度を示している。   The result of the second wastewater treatment experiment is shown in FIG. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the wastewater treatment time and the nitrogen concentration in the wastewater in the second wastewater treatment experiment, where (A) shows the case of aeration for 12 hours, and (B) shows the aeration for 24 hours. The case where it processed is shown, (C) has shown the case where it carries out the aeration process for 48 hours. In each graph, ○ indicates the ammonia nitrogen concentration of the raw water, ● indicates the ammonia nitrogen concentration of the treated water when aerated with tap water, and Δ indicates the treated water when aerated with a methane solution. Ammonia nitrogen concentration is shown.

図5(A)に示すように、窒素濃度が5mg/Lに達する日数は、水道水曝気の場合で約20日後、メタン曝気の場合で約13日後であった。
図5(B)に示すように、窒素濃度が5mg/Lに達する日数は、水道水曝気の場合で約28日後、メタン曝気の場合で約21日後であった。
図5(C)に示すように、窒素濃度が15mg/Lに達する日数は、水道水曝気の場合で約44日後、メタン曝気の場合で約31日後であった。
As shown in FIG. 5A, the number of days for the nitrogen concentration to reach 5 mg / L was about 20 days in the case of tap water aeration and about 13 days in the case of methane aeration.
As shown in FIG. 5B, the number of days for the nitrogen concentration to reach 5 mg / L was about 28 days in the case of tap water aeration and about 21 days in the case of methane aeration.
As shown in FIG. 5C, the number of days for the nitrogen concentration to reach 15 mg / L was about 44 days in the case of tap water aeration and about 31 days in the case of methane aeration.

この結果、メタン溶液で微生物担体を曝気処理することにより、アンモニア酸化活性の立ち上がりが曝気処理時間に係らず約7日から10日速くなることを確認した。硝化担体中のアンモニア酸化細菌は、アンモニアの代替物となるメタンを酸化させてメタノールを生成し、エネルギーを獲得することにより、自己分解反応による死滅を軽減することができる。従って、アンモニア酸化細菌と比べて亜硝酸酸化細菌の死滅が促進して、硝化担体中の亜硝酸酸化細菌の割合を削減することができる。   As a result, it was confirmed that by aeration treatment of the microorganism carrier with a methane solution, the rise of ammonia oxidation activity was accelerated by about 7 to 10 days regardless of the aeration treatment time. Ammonia-oxidizing bacteria in the nitrifying carrier oxidize methane, which is a substitute for ammonia, to generate methanol and acquire energy, thereby reducing the death caused by autolysis. Therefore, killing of nitrite-oxidizing bacteria is promoted compared to ammonia-oxidizing bacteria, and the proportion of nitrite-oxidizing bacteria in the nitrification carrier can be reduced.

次に上記実験結果に基づいてなされる廃水処理装置の実施形態について説明する。
図1は本発明の廃水処理方法の説明図である。図示のように、本発明の廃水処理装置40は、前記アンモニア性廃水を硝化処理するアンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌が固定化された硝化担体14と、前記硝化担体14を用いてアンモニア性廃水の硝化反応を行う硝化槽42と、前記アンモニア性廃水中の硝酸性窒素濃度又は亜硝酸性窒素濃度の何れか一方を測定するアンモニア測定手段50と、前記アンモニア性廃水中の前記硝化担体14を曝気処理する曝気手段60と、前記アンモニア測定手段50の測定値に基づいて、前記硝酸性窒素濃度が上昇又は前記亜硝酸性窒素濃度が減少する前に前記硝化槽42への前記アンモニア性廃水の供給を止めて、前記硝化担体14の曝気処理を行なう制御手段70と、を主な基本構成としている。
Next, an embodiment of a wastewater treatment apparatus made based on the above experimental results will be described.
FIG. 1 is an explanatory diagram of the wastewater treatment method of the present invention. As shown in the drawing, the wastewater treatment apparatus 40 of the present invention includes a nitrification carrier 14 in which ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria that nitrify the ammoniacal wastewater are immobilized, and ammoniacal wastewater using the nitrification carrier 14 A nitrification tank 42 for performing the nitrification reaction, ammonia measuring means 50 for measuring either nitrate nitrogen concentration or nitrite nitrogen concentration in the ammonia waste water, and the nitrification carrier 14 in the ammonia waste water. Based on the measured values of the aeration means 60 for aeration and the ammonia measurement means 50, the ammonia waste water to the nitrification tank 42 before the nitrate nitrogen concentration increases or the nitrite nitrogen concentration decreases. The control unit 70 which stops supply and performs the aeration process of the nitrification carrier 14 has a main basic configuration.

硝化槽42は、アンモニア性廃水の貯水槽44と配管46を介して接続している。配管46には廃水の流入又は停止を切替え可能なバルブ48が設置されている。硝化槽42の内部には、多数の亜硝酸型の硝化担体14が投入されている。この硝化担体14は前述の実験で使用した担体と同様のものであり、アンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌を含む硝化性能を有する複合微生物系の汚泥を担体材料に付着させて形成される付着固定化担体、複合微生物系の汚泥を担体材料に包括させて形成される包括固定化担体、又は複合微生物系の汚泥の自己造粒力により形成される硝化グラニュール担体を用いている。   The nitrification tank 42 is connected to a storage tank 44 for ammonia waste water through a pipe 46. The pipe 46 is provided with a valve 48 that can switch inflow or stop of wastewater. A large number of nitrite-type nitrification carriers 14 are placed in the nitrification tank 42. This nitrification carrier 14 is the same as the carrier used in the above-described experiment, and is an adhesion-fixation formed by adhering sludge of a complex microbial system having nitrification performance including ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria to the carrier material. A nitrifying carrier, a entrapping immobilization carrier formed by encapsulating composite microbial sludge in a carrier material, or a nitrified granule carrier formed by the self-granulating force of composite microbial sludge is used.

この硝化担体14により硝化槽42内のアンモニア性廃水に含まれるアンモニア性窒素が亜硝酸まで酸化される。硝化槽42で処理された処理水は、図示しない後段の脱窒反応などの脱窒槽へ供給される。   The nitrification carrier 14 oxidizes ammoniacal nitrogen contained in the ammoniacal wastewater in the nitrification tank 42 to nitrous acid. The treated water treated in the nitrification tank 42 is supplied to a denitrification tank such as a subsequent denitrification reaction (not shown).

硝化槽42にはアンモニア測定手段50が設置されている。アンモニア測定手段50は、アンモニア性廃水のアンモニア性窒素濃度と、亜硝酸性窒素濃度又は硝酸性窒素濃度のいずれか一方を測定可能な測定手段である。   An ammonia measuring means 50 is installed in the nitrification tank 42. The ammonia measuring means 50 is a measuring means capable of measuring the ammonia nitrogen concentration of the ammonia waste water and either the nitrite nitrogen concentration or the nitrate nitrogen concentration.

また硝化槽42には、曝気手段60が設置されている。曝気手段60は、曝気管62と曝気ポンプ64から構成されている。曝気管62は曝気ポンプ64と接続し、この曝気ポンプ64によって曝気管62から硝化槽42内部へエアが散気され、曝気撹拌が行われる。曝気管62から散気された気泡が上昇することによって、硝化担体14が槽内を流動して撹拌が行われるとともに、硝化担体14にエアが供給されて生物処理が行われる。また、硝化槽42へアンモニア性廃水の供給を停止した後に、槽内を曝気することにより、亜硝酸酸化細菌を選択的に死滅させることができる。なお曝気手段60のエアには、アンモニア酸化細菌の活性源となるアンモニアが含まれていない気体を用いている。   Further, aeration means 60 is installed in the nitrification tank 42. The aeration means 60 includes an aeration pipe 62 and an aeration pump 64. The aeration pipe 62 is connected to an aeration pump 64, and air is diffused from the aeration pipe 62 into the nitrification tank 42 by the aeration pump 64, and aeration agitation is performed. As the air bubbles diffused from the aeration pipe 62 rise, the nitrification carrier 14 flows in the tank and agitation is performed, and air is supplied to the nitrification carrier 14 to perform biological treatment. Further, after the supply of ammonia waste water to the nitrification tank 42 is stopped, the nitrite oxidizing bacteria can be selectively killed by aeration in the tank. Note that the air of the aeration means 60 uses a gas that does not contain ammonia, which is an active source of ammonia oxidizing bacteria.

制御手段70は、バルブ48と、アンモニア測定手段50と、曝気手段60と電気的に接続している。制御手段70は、アンモニア測定手段50の測定値に基づいて、バルブ48及び曝気手段60を駆動制御している。具体的に制御手段70は、前述の廃水処理実験の結果に基づき、硝化槽42内の硝酸性窒素濃度が上昇又は亜硝酸性窒素濃度が減少する前に硝化槽42へのアンモニア性廃水の供給を停止する制御信号をバルブ48に送信する。そして、アンモニア性廃水中の硝化担体14を曝気処理する制御信号を曝気手段60に送信する。   The control means 70 is electrically connected to the valve 48, the ammonia measuring means 50, and the aeration means 60. The control means 70 drives and controls the valve 48 and the aeration means 60 based on the measurement value of the ammonia measurement means 50. Specifically, the control means 70 supplies ammonia wastewater to the nitrification tank 42 before the nitrate nitrogen concentration in the nitrification tank 42 increases or the nitrite nitrogen concentration decreases based on the result of the wastewater treatment experiment described above. A control signal for stopping is transmitted to the valve 48. Then, a control signal for aeration treatment of the nitrification carrier 14 in the ammonia waste water is transmitted to the aeration means 60.

このような構成の廃水処理装置40は、貯水槽44からアンモニア性廃水が硝化槽42内に供給されると、槽内の硝化担体14により硝化反応が行われる。硝化反応の間、アンモニア測定手段50によってアンモニア性廃水のアンモニア性窒素濃度と、亜硝酸性窒素濃度又は硝酸性窒素濃度のいずれか一方が測定される。制御手段70では、アンモニア測定手段50の測定値に基づいて、硝化槽42内の硝酸性窒素濃度が上昇又は亜硝酸性窒素濃度が減少する前に硝化槽42への前記アンモニア性廃水の供給を停止する制御信号をバルブ48に送信する。そして、槽内のアンモニア性廃水の供給が停止した後、アンモニア性廃水中の硝化担体14を曝気処理する制御信号を曝気手段60に送信する。これにより硝化槽42内の硝化担体14は、アンモニアの供給が枯渇してアンモニア酸化細菌が不活性となる。これに伴って亜硝酸の供給が枯渇して亜硝酸酸化細菌も不活性となる。また曝気処理によって、アンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌の自己分解反応又は従属栄養細菌による分解反応が促進して死滅する。本発明では、硝酸性窒素濃度が上昇又は亜硝酸性窒素濃度が減少する前、すなわち亜硝酸酸化細菌が活性化する前に曝気処理を行うため、硝化担体14は亜硝酸酸化細菌に比べアンモニア酸化細菌が多い状態となる。   In the wastewater treatment device 40 having such a configuration, when ammonia wastewater is supplied from the water storage tank 44 into the nitrification tank 42, the nitrification reaction is performed by the nitrification carrier 14 in the tank. During the nitrification reaction, the ammonia measurement means 50 measures the ammonia nitrogen concentration and either the nitrite nitrogen concentration or the nitrate nitrogen concentration by the ammonia waste water. The control means 70 supplies the ammonia waste water to the nitrification tank 42 before the nitrate nitrogen concentration in the nitrification tank 42 increases or the nitrite nitrogen concentration decreases based on the measurement value of the ammonia measurement means 50. A control signal to be stopped is transmitted to the valve 48. Then, after the supply of ammonia waste water in the tank is stopped, a control signal for aeration treatment of the nitrification carrier 14 in the ammonia waste water is transmitted to the aeration means 60. As a result, the nitrification carrier 14 in the nitrification tank 42 is depleted of ammonia supply, and ammonia oxidizing bacteria become inactive. Along with this, the supply of nitrous acid is depleted and nitrite oxidizing bacteria become inactive. In addition, the aeration treatment accelerates and kills ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria by autolysis or by heterotrophic bacteria. In the present invention, since the aeration treatment is performed before the nitrate nitrogen concentration is increased or the nitrite nitrogen concentration is decreased, that is, before the nitrite oxidizing bacteria are activated, the nitrification carrier 14 is oxidized with ammonia as compared with the nitrite oxidizing bacteria. A lot of bacteria.

また曝気工程のタイミングは、廃水処理実験に基づいて、アンモニア酸化細菌の硝化反応が安定して、亜硝酸性窒素濃度の高い値を比較的短時間で到達可能となる硝化反応開始後の20日後であることが望ましい。また、亜硝酸酸化細菌が活性化して硝酸性窒素濃度が上昇し始める140日よりも前であることが望ましい。   The timing of the aeration process is 20 days after the start of the nitrification reaction, in which the nitrification reaction of ammonia-oxidizing bacteria is stabilized and a high value of nitrite nitrogen can be reached in a relatively short time, based on wastewater treatment experiments. It is desirable that Moreover, it is desirable that it is before 140 days when nitrite-oxidizing bacteria are activated and the nitrate nitrogen concentration starts to increase.

また、曝気工程は、メタンガスの供給手段(不図示)から曝気管62にメタンガスを供給して、アンモニア性廃水中にメタンを曝気するように構成してもよい。これにより、硝化担体14中のアンモニア酸化細菌は、アンモニアの代替物となるメタンを酸化させてメタノールを生成し、エネルギーを獲得することにより、自己分解反応による死滅を軽減することができる。従って、アンモニア酸化細菌と比べて亜硝酸酸化細菌の死滅が促進して、硝化担体14中の亜硝酸酸化細菌の割合を削減することができる。   Further, the aeration step may be configured to supply methane gas from a methane gas supply means (not shown) to the aeration pipe 62 to aerate methane into the ammoniacal waste water. Thereby, the ammonia oxidizing bacteria in the nitrification carrier 14 can reduce the death due to the self-decomposing reaction by generating methanol by oxidizing methane, which is an alternative to ammonia, and acquiring energy. Therefore, killing of nitrite oxidizing bacteria is promoted compared to ammonia oxidizing bacteria, and the ratio of nitrite oxidizing bacteria in the nitrification carrier 14 can be reduced.

供給するメタンガス量は、脱窒処理した窒素と少なくとも同等のモル量を供給するとよい。メタンの供給量の適性化が図れ、効率的にアンモニア酸化細菌の死滅を効果的に軽減することができるからである。   The amount of methane gas to be supplied is preferably a molar amount at least equivalent to that of nitrogen that has been denitrified. This is because it is possible to optimize the supply amount of methane and effectively reduce the killing of ammonia-oxidizing bacteria.

これにより、亜硝酸酸化工程で所定の硝酸性窒素濃度又は亜硝酸性窒素濃度で停止した後、硝化槽42内を曝気するだけの簡易な方法でアンモニア酸化細菌を活性化し、亜硝酸酸化細菌の活性を選択的に抑制して死滅させることができる。また、従来の加温、薬液を用いたアンモニア酸化細菌の活性化と比べて、亜硝酸型硝化反応による廃水処理設備の低コスト化を図りつつ、安定した亜硝酸型硝化反応を行うことが可能となる。   As a result, after stopping at a predetermined nitrate nitrogen concentration or nitrite nitrogen concentration in the nitrite oxidation step, the ammonia oxidizing bacteria are activated by a simple method of aeration in the nitrification tank 42, and the nitrite oxidizing bacteria are The activity can be selectively suppressed and killed. In addition, compared to conventional warming and activation of ammonia-oxidizing bacteria using chemicals, it is possible to perform stable nitrite-type nitrification reactions while reducing the cost of wastewater treatment facilities by nitrite-type nitrification reactions It becomes.

次に変形例1の廃水処理装置の実施形態について説明する。図6は変形例1の廃水処理装置の説明図である。図示のように変形例1の廃水処理装置40Aは、第1硝化槽42Aと第2硝化槽42Bを備え、アンモニア性廃水の貯水槽44に対して並列に接続させている。貯水槽44から第1及び第2硝化槽42A,42Bへ並列に分岐した配管46Aには、それぞれ第1及び第2バルブ48A,48Bが設置されている。また、第1及び第2硝化槽42A,42Bには、それぞれ第1及び第2アンモニア測定手段50A,50Bと第1及び第2曝気手段60A,60Bが配置されている。そして制御手段70Aは、第1及び第2バルブ48A,48Bと、第1及び第2アンモニア測定手段50A,50Bと、第1及び第2曝気手段60A,60Bと電気的に接続させている。   Next, an embodiment of the wastewater treatment apparatus of Modification 1 will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of a wastewater treatment apparatus according to the first modification. As shown in the figure, the wastewater treatment apparatus 40A of Modification 1 includes a first nitrification tank 42A and a second nitrification tank 42B, and is connected in parallel to a water storage tank 44 of the ammoniacal wastewater. First and second valves 48A and 48B are respectively installed in the piping 46A branched in parallel from the water storage tank 44 to the first and second nitrification tanks 42A and 42B. The first and second nitrification tanks 42A and 42B are provided with first and second ammonia measuring means 50A and 50B and first and second aeration means 60A and 60B, respectively. The control means 70A is electrically connected to the first and second valves 48A and 48B, the first and second ammonia measuring means 50A and 50B, and the first and second aeration means 60A and 60B.

このような構成の変形例1の廃水処理装置40Aは、先ず第1及び第2硝化槽42A,42Bのいずれか一方の槽、例えば第1硝化槽42Aに貯留槽44からのアンモニア性廃水が供給される。このとき第2硝化槽42Bへのアンモニア性廃水の供給は停止している。そして、槽内の硝化担体14により硝化反応が行われる。硝化反応の間、第1アンモニア測定手段50Aによってアンモニア性廃水のアンモニア性窒素濃度と、亜硝酸性窒素濃度又は硝酸性窒素濃度のいずれか一方が測定される。制御手段70Aでは、第1アンモニア測定手段50Aの測定値に基づいて、第1硝化槽42A内の硝酸性窒素濃度が上昇又は亜硝酸性窒素濃度が減少する前に第1硝化槽42Aへの前記アンモニア性廃水の供給を停止する制御信号を第1バルブ48Aに送信する。これに伴い第2バルブ48Bを開放して第2硝化槽42Bへアンモニア性廃水を供給する制御信号を第2バルブ48Bに送信する。   In the wastewater treatment apparatus 40A of Modification 1 having such a configuration, first, ammonia wastewater from the storage tank 44 is supplied to one of the first and second nitrification tanks 42A and 42B, for example, the first nitrification tank 42A. Is done. At this time, the supply of the ammonia waste water to the second nitrification tank 42B is stopped. Then, the nitrification reaction is performed by the nitrification carrier 14 in the tank. During the nitrification reaction, the first ammonia measuring means 50A measures the ammonia nitrogen concentration and either the nitrite nitrogen concentration or the nitrate nitrogen concentration by the ammonia waste water. In the control means 70A, based on the measurement value of the first ammonia measuring means 50A, before the nitrate nitrogen concentration in the first nitrification tank 42A increases or the nitrite nitrogen concentration decreases, A control signal for stopping the supply of the ammonia waste water is transmitted to the first valve 48A. Accordingly, a control signal for opening the second valve 48B and supplying ammonia wastewater to the second nitrification tank 42B is transmitted to the second valve 48B.

そして、第1硝化槽42A内のアンモニア性廃水の供給が停止した後、アンモニア性廃水中の硝化担体14を曝気処理する制御信号を第1曝気手段60Aに送信する。これにより第1硝化槽42A内の硝化担体14は、アンモニアの供給が枯渇してアンモニア酸化細菌が不活性となる。これに伴って亜硝酸の供給が枯渇して亜硝酸酸化細菌も不活性となる。また曝気処理によって、アンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌の自己分解反応又は従属栄養細菌による分解反応が促進して死滅する。   Then, after the supply of the ammoniacal wastewater in the first nitrification tank 42A is stopped, a control signal for aeration treatment of the nitrification carrier 14 in the ammoniacal wastewater is transmitted to the first aeration means 60A. As a result, the nitrification carrier 14 in the first nitrification tank 42A is depleted of ammonia supply, and ammonia oxidizing bacteria become inactive. Along with this, the supply of nitrous acid is depleted and nitrite oxidizing bacteria become inactive. In addition, the aeration treatment accelerates and kills ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria by autolysis or by heterotrophic bacteria.

第1硝化槽42Aの曝気処理工程の間、第2硝化槽42Bでは槽内の硝化担体14によりアンモニア性廃水の硝化反応が行われる。第2硝化槽42Bの硝化反応の間、第2アンモニア測定手段50Bによってアンモニア性廃水のアンモニア性窒素濃度と、亜硝酸性窒素濃度又は硝酸性窒素濃度のいずれか一方が測定される。制御手段70Aでは、第2アンモニア測定手段50Bの測定値に基づいて、第2硝化槽42B内の硝酸性窒素濃度が上昇又は亜硝酸性窒素濃度が減少する前に第2硝化槽42Bへの前記アンモニア性廃水の供給を停止する制御信号を第2バルブ48Bに送信する。これに伴い、第1硝化槽42Aでは、前述の曝気工程が終了しているため、第1バルブ48Aを開放して第1硝化槽42Aへアンモニア性廃水を供給する制御信号を第1バルブ48Aに送信する。   During the aeration process of the first nitrification tank 42A, the nitrification reaction of ammonia waste water is performed in the second nitrification tank 42B by the nitrification carrier 14 in the tank. During the nitrification reaction in the second nitrification tank 42B, the ammonia ammonia nitrogen concentration and any one of the nitrite nitrogen concentration and the nitrate nitrogen concentration are measured by the second ammonia measuring means 50B. In the control means 70A, based on the measured value of the second ammonia measuring means 50B, before the nitrate nitrogen concentration in the second nitrification tank 42B increases or the nitrite nitrogen concentration decreases, the control means 70A supplies the above-mentioned to the second nitrification tank 42B. A control signal for stopping the supply of ammonia waste water is transmitted to the second valve 48B. Accordingly, in the first nitrification tank 42A, since the aeration process described above has been completed, a control signal for opening the first valve 48A and supplying ammonia wastewater to the first nitrification tank 42A is supplied to the first valve 48A. Send.

このような工程を繰り返すことによって、何れか一方の硝化槽で曝気工程によりアンモニア性廃水の硝化反応が停止していても、いずれか他方の硝化槽でアンモニア性廃水の硝化反応を行うことができ、アンモニア性廃水の硝化反応を連続的に処理することができる。   By repeating such a process, even if the nitrification reaction of ammonia wastewater is stopped in any one nitrification tank by the aeration process, the nitrification reaction of ammonia wastewater can be performed in either one nitrification tank. The nitrification reaction of ammonia waste water can be treated continuously.

なお、変形例1の廃水処理装置40Aも図1に示す廃水処理装置40と同様に、曝気工程のタイミングは、廃水処理実験に基づいて、アンモニア酸化細菌の硝化反応が安定して、亜硝酸性窒素濃度の高い値を比較的短時間で到達可能となる硝化反応開始後の20日後であることが望ましい。また、亜硝酸酸化細菌が活性化して硝酸性窒素濃度が上昇し始める140日よりも前であることが望ましい。   Note that the wastewater treatment apparatus 40A of the modified example 1 is also nitrite-like, as in the wastewater treatment apparatus 40 shown in FIG. 1, because the nitrification reaction of the ammonia oxidizing bacteria is stabilized based on the wastewater treatment experiment. It is desirable that it is 20 days after the start of the nitrification reaction that allows a high value of nitrogen concentration to be reached in a relatively short time. Moreover, it is desirable that it is before 140 days when nitrite-oxidizing bacteria are activated and the nitrate nitrogen concentration starts to increase.

また、曝気工程は、メタンガスの供給手段(不図示)から曝気管62A,62Bにメタンガスを供給して、アンモニア性廃水中にメタンを曝気するように構成してもよい。また供給するメタンガス量は、脱窒処理する窒素と少なくとも同等のモル量を供給するとよい。   Further, the aeration process may be configured to supply methane gas to the aeration pipes 62A and 62B from a methane gas supply means (not shown) to aerate methane into the ammoniacal waste water. The amount of methane gas to be supplied is preferably a molar amount at least equivalent to nitrogen to be denitrified.

次に変形例2の廃水処理装置の実施形態について説明する。図7は変形例2の廃水処理装置の説明図である。変形例2の廃水処理装置40Bは、硝化槽420に曝気槽80を接続させている。曝気槽80は、硝化槽420よりも小型の処理槽であり、槽内に曝気手段600を設置している。また曝気槽80には、硝化槽420の硝化担体14の一部をアンモニア性廃水と共に回収する引き抜き管82と、曝気槽80で曝気処理した硝化担体14の一部をアンモニア性廃水と共に硝化槽420へ返送する配管84と、曝気槽80の処理水を硝化槽420に戻す配管86が接続されている。引き抜き管82にはポンプ81が設置されている。配管84,86にはそれぞれバルブ83,85が設置されている。   Next, an embodiment of the wastewater treatment apparatus of Modification 2 will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram of a wastewater treatment apparatus according to the second modification. In the wastewater treatment apparatus 40 </ b> B of the second modification, the aeration tank 80 is connected to the nitrification tank 420. The aeration tank 80 is a processing tank that is smaller than the nitrification tank 420, and an aeration means 600 is installed in the tank. The aeration tank 80 includes a drawing pipe 82 for collecting a part of the nitrification carrier 14 of the nitrification tank 420 together with the ammonia waste water, and a part of the nitrification carrier 14 aerated in the aeration tank 80 together with the ammonia waste water. A pipe 84 that returns to the nitrification tank 420 and a pipe 86 that returns the treated water in the aeration tank 80 to the nitrification tank 420 are connected. A pump 81 is installed in the drawing pipe 82. Valves 83 and 85 are installed in the pipes 84 and 86, respectively.

また変形例2の廃水処理装置40Bには、硝化反応が行われて槽内から排出された処理水の一部を曝気槽80に戻す返流管90が設置されている。返流管90には、バルブ92と、ポンプ94と、メタン曝気槽96が設置されている。返流管90から曝気槽80に供給される処理水にはアンモニア酸化細菌の活性源となるアンモニアが含まれていない。
メタン曝気槽96は、処理水にメタンガスを曝気してメタンを溶解させた処理水を曝気槽80に供給することができる槽である。
Further, the wastewater treatment apparatus 40B according to the modified example 2 is provided with a return pipe 90 that returns a part of the treated water discharged from the tank through the nitrification reaction to the aeration tank 80. In the return pipe 90, a valve 92, a pump 94, and a methane aeration tank 96 are installed. The treated water supplied from the return pipe 90 to the aeration tank 80 does not contain ammonia as an active source of ammonia oxidizing bacteria.
The methane aeration tank 96 is a tank capable of supplying to the aeration tank 80 treated water obtained by aeration of methane gas into treated water and dissolving methane.

制御手段70Bは、バルブ83,85,92と、ポンプ81,94と、アンモニア測定手段50と、曝気手段60と電気的に接続させている(図7中の制御手段70Bとバルブ83,85,92、制御手段70Bとポンプ81,94の接続線は省略している)。   The control means 70B is electrically connected to the valves 83, 85, 92, the pumps 81, 94, the ammonia measuring means 50, and the aeration means 60 (the control means 70B and the valves 83, 85, FIG. 92, the connecting line between the control means 70B and the pumps 81 and 94 is omitted).

このような構成の変形例2の廃水処理装置40Bは、貯水槽44からアンモニア性廃水が硝化槽420内に供給されると、槽内の硝化担体14により硝化反応が行われる。硝化反応の間、アンモニア測定手段50によってアンモニア性廃水のアンモニア性窒素濃度と、亜硝酸性窒素濃度又は硝酸性窒素濃度のいずれか一方が測定される。   In the wastewater treatment apparatus 40B of Modification 2 having such a configuration, when ammoniacal wastewater is supplied from the water storage tank 44 into the nitrification tank 420, the nitrification reaction is performed by the nitrification carrier 14 in the tank. During the nitrification reaction, the ammonia measurement means 50 measures the ammonia nitrogen concentration and either the nitrite nitrogen concentration or the nitrate nitrogen concentration by the ammonia waste water.

曝気槽80による曝気処理は、前述の廃水処理実験に基づき、亜硝酸酸化工程を開始した後20日から140日後であって、かつ、曝気時間を12時間から24時間行っている。このタイミングで曝気処理が行われるように、曝気槽80に硝化槽420から所定量の硝化担体14がアンモニア性廃水と共に引き抜き管82を介して供給されている。   The aeration treatment in the aeration tank 80 is performed 20 to 140 days after the start of the nitrous acid oxidation step, and the aeration time is 12 to 24 hours based on the above-described wastewater treatment experiment. A predetermined amount of the nitrification carrier 14 is supplied to the aeration tank 80 from the nitrification tank 420 through the extraction pipe 82 together with the ammonia waste water so that the aeration process is performed at this timing.

また制御手段70Bからバルブ85,92を開放する制御信号をバルブ85,92に送信する。なおバルブ83は閉塞している。曝気槽80には返流管90から硝化槽420で酸化処理された処理水の一部が供給される。この処理水にはアンモニアが含まれていない。曝気槽80では、処理水が配管86を介して硝化槽420に供給される。これにより、曝気槽80のアンモニア性窒素濃度は返流管90からの処理水により希釈されて減少する。そして曝気手段600によって曝気槽80内の硝化担体14を曝気処理する。曝気槽80内の硝化担体14はアンモニアの供給が枯渇してアンモニア酸化細菌が不活性となる。これに伴って亜硝酸の供給が枯渇して亜硝酸酸化細菌も不活性となる。また曝気処理によって、アンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌の自己分解反応又は従属栄養細菌による分解反応が促進して死滅する。その後、制御手段70Bにより、バルブ83を開放する制御信号をバルブ83に送信して、配管84を介して硝化担体14と処理水を硝化槽420へ供給する。   Further, a control signal for opening the valves 85 and 92 is transmitted to the valves 85 and 92 from the control means 70B. The valve 83 is closed. A part of the treated water oxidized in the nitrification tank 420 is supplied from the return pipe 90 to the aeration tank 80. This treated water does not contain ammonia. In the aeration tank 80, treated water is supplied to the nitrification tank 420 via the pipe 86. As a result, the ammoniacal nitrogen concentration in the aeration tank 80 is diluted with the treated water from the return pipe 90 and decreases. Then, the nitrification carrier 14 in the aeration tank 80 is aerated by the aeration means 600. The nitrification carrier 14 in the aeration tank 80 is depleted of ammonia supply, and ammonia oxidizing bacteria become inactive. Along with this, the supply of nitrous acid is depleted and nitrite oxidizing bacteria become inactive. In addition, the aeration treatment accelerates and kills ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria by autolysis or by heterotrophic bacteria. Thereafter, a control signal for opening the valve 83 is transmitted to the valve 83 by the control means 70B, and the nitrification carrier 14 and the treated water are supplied to the nitrification tank 420 via the pipe 84.

また返流管90に設けたメタン曝気槽96により処理水にメタンガスを曝気してメタンを溶解させた処理水を曝気槽80に供給することができる。これにより、曝気槽80内の曝気処理工程において、硝化担体14中のアンモニア酸化細菌は、アンモニアの代替物となるメタンを酸化させてメタノールを生成し、エネルギーを獲得することにより、自己分解反応による死滅を軽減することができる。従って、アンモニア酸化細菌と比べて亜硝酸酸化細菌の死滅が促進して、硝化担体14中の亜硝酸酸化細菌の割合を削減することができる。   In addition, the methane aeration tank 96 provided in the return pipe 90 can supply treated water in which methane gas is aerated to the treated water and methane is dissolved to the aeration tank 80. Thereby, in the aeration process in the aeration tank 80, the ammonia oxidizing bacteria in the nitrification carrier 14 oxidize methane, which is an alternative to ammonia, to generate methanol, and acquire energy, thereby obtaining self-decomposition reaction. Death can be reduced. Therefore, killing of nitrite oxidizing bacteria is promoted compared to ammonia oxidizing bacteria, and the ratio of nitrite oxidizing bacteria in the nitrification carrier 14 can be reduced.

このような構成の変形例2の廃水処理装置40Bによれば、硝化担体14の一部を硝化槽420から引き抜いて曝気槽80で曝気処理した後、硝化槽420に返流しているため、硝化槽420での硝化反応を停止することなく、アンモニア性廃水の硝化反応を連続的に処理することができる。また、変形例1の構成と比べて処理槽を小型化することができ、装置全体の省スペース化を図ることができる。   According to the wastewater treatment apparatus 40B of Modification 2 having such a configuration, a part of the nitrification carrier 14 is extracted from the nitrification tank 420 and aerated in the aeration tank 80, and then returned to the nitrification tank 420. The nitrification reaction of ammonia waste water can be continuously processed without stopping the nitrification reaction in the nitrification tank 420. In addition, the processing tank can be downsized as compared with the configuration of the first modification, and the entire apparatus can be saved in space.

本発明は、種々の工業廃水のうちアンモニア性廃水の廃水処理分野において特に有用である。   The present invention is particularly useful in the field of wastewater treatment of ammoniacal wastewater among various industrial wastewaters.

10………実験装置、12………反応槽、14………硝化担体、16………原水配管、18………原水タンク、20………原水ポンプ、22………調整液配管、24………調整液タンク、26………調整液ポンプ、28………エアポンプ管、30………pH電極、32………pH調節器、40,40A,40B………廃水処理装置、42,42A,42B,420………硝化槽、44………貯水槽、46………配管、48………バルブ、48A………第1バルブ、48B………第2バルブ、50………アンモニア測定手段、50A………第1アンモニア測定手段、50B………第2アンモニア測定手段、60,600………曝気手段、60A………第1曝気手段、60B………第2曝気手段、62………曝気管、64………曝気ポンプ、70,70A,70B………制御手段、80………曝気槽、81………ポンプ、82………引き抜き管、83………バルブ、84………配管、85………バルブ、86………配管、90………返流管、92………バルブ、94………ポンプ、96………メタン曝気槽。 10 ......... Experimental equipment, 12 ......... Reaction tank, 14 ......... Nitrification carrier, 16 ...... Raw water piping, 18 ...... Raw water tank, 20 ...... Raw water pump, 22 ...... Adjustment liquid piping, 24 ......... Adjusted liquid tank, 26 ......... Adjusted liquid pump, 28 ......... Air pump tube, 30 ......... pH electrode, 32 ......... pH controller, 40, 40A, 40B ......... Waste water treatment device, 42, 42A, 42B, 420 ......... Nitrification tank, 44 ......... Water storage tank, 46 ......... Piping, 48 ......... Valve, 48A ......... First valve, 48B ......... Second valve, 50 ... ... Ammonia measuring means, 50A ......... First ammonia measuring means, 50B ......... Second ammonia measuring means, 60,600 ......... Aeration means, 60A ......... First aeration means, 60B ......... Second Aeration means 62... Aeration tube 64 64 Aeration pump 70 70A, 70B ... Control means, 80 ... Aeration tank, 81 ... Pump, 82 ... Extraction pipe, 83 ... Valve, 84 ... Pipe, 85 ... Valve, 86 ... Piping, 90 ......... Return pipe, 92 ......... Valve, 94 ......... Pump, 96 ......... Methane aeration tank.

Claims (11)

アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌が固定化された硝化担体を用いたアンモニア性廃水の廃水処理方法であって、
硝化槽中の前記アンモニア性廃水を前記アンモニア酸化細菌で亜硝酸に酸化する亜硝酸酸化工程と、
前記アンモニア性廃水中の硝酸性窒素濃度又は亜硝酸性窒素濃度の何れか一方を測定する工程と、
前記硝酸性窒素濃度が上昇又は前記亜硝酸性窒素濃度が減少する前に前記硝化槽への前記アンモニア性廃水の供給を止める工程と、
前記アンモニア性廃水中の前記硝化担体を曝気処理する曝気工程と、
からなることを特徴とする廃水処理方法。
A wastewater treatment method for ammonia wastewater using a nitrification carrier on which ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria are immobilized,
A nitrite oxidation step of oxidizing the ammoniacal wastewater in the nitrification tank to nitrite with the ammonia oxidizing bacteria;
Measuring either one of nitrate nitrogen concentration or nitrite nitrogen concentration in the ammoniacal wastewater;
Stopping the supply of the ammoniacal wastewater to the nitrification tank before the nitrate nitrogen concentration rises or the nitrite nitrogen concentration decreases;
An aeration process for aeration treatment of the nitrification carrier in the ammoniacal wastewater;
A wastewater treatment method comprising:
前記曝気工程は、前記亜硝酸酸化工程を開始した後20日から140日後であって、かつ、曝気時間を12時間から24時間行うことを特徴とする請求項1に記載の廃水処理方法。   2. The wastewater treatment method according to claim 1, wherein the aeration step is performed 20 to 140 days after the start of the nitrite oxidation step, and the aeration time is performed for 12 to 24 hours. 前記曝気工程は、前記アンモニア性廃水中にメタンを曝気することを特徴とする請求項1又は2に記載の廃水処理方法。   The wastewater treatment method according to claim 1 or 2, wherein the aeration step comprises aeration of methane into the ammoniacal wastewater. 前記メタンは、脱窒処理した窒素と少なくとも同等のモル量を供給することを特徴とする請求項3に記載の廃水処理方法。   The wastewater treatment method according to claim 3, wherein the methane is supplied in a molar amount that is at least equivalent to denitrogenated nitrogen. アンモニア性廃水を硝化処理するアンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌が固定化された硝化担体と、
前記硝化担体を用いてアンモニア性廃水の硝化反応を行う硝化槽と、
前記アンモニア性廃水中の硝酸性窒素濃度又は亜硝酸性窒素濃度の何れか一方を測定するアンモニア測定手段と、
前記アンモニア性廃水中の前記硝化担体を曝気処理する曝気手段と、
前記アンモニア測定手段の測定値に基づいて、前記硝酸性窒素濃度が上昇又は前記亜硝酸性窒素濃度が減少する前に前記硝化槽への前記アンモニア性廃水の供給を止めて、前記硝化担体の曝気処理を行なう制御手段と、
を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
A nitrification carrier in which ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria are immobilized to nitrify ammoniacal wastewater;
A nitrification tank for performing nitrification reaction of ammonia waste water using the nitrification carrier;
Ammonia measuring means for measuring either nitrate nitrogen concentration or nitrite nitrogen concentration in the ammoniacal wastewater;
Aeration means for aeration treatment of the nitrification carrier in the ammoniacal wastewater;
Based on the measured value of the ammonia measuring means, the supply of the ammonia waste water to the nitrification tank is stopped before the nitrate nitrogen concentration increases or the nitrite nitrogen concentration decreases, and the nitrification carrier is aerated. Control means for performing processing;
A wastewater treatment apparatus characterized by comprising:
前記曝気手段は、前記亜硝酸酸化工程を開始した後20日から140日後であって、かつ、曝気時間を12時間から24時間行うことを特徴とする請求項5に記載の廃水処理装置。   The waste water treatment apparatus according to claim 5, wherein the aeration means is 20 to 140 days after the start of the nitrite oxidation step, and the aeration time is 12 to 24 hours. 前記硝化槽は、前記アンモニア性廃水の貯水槽と並列に接続した第1及び第2硝化槽からなり、
前記貯水槽と前記第1及び第2硝化槽の間で、前記アンモニア性廃水の供給を制御するバルブを備え、
前記制御手段は、前記第1硝化槽の前記アンモニア性廃水の供給を止めて前記硝化担体の曝気処理を行う間に、前記第2硝化槽へ前記アンモニア性廃水の供給を行って亜硝酸硝化工程を行う切り替え制御する信号を前記バルブに送信することを特徴とする請求項5又は6に記載の廃水処理装置。
The nitrification tank consists of first and second nitrification tanks connected in parallel with the ammonia waste water reservoir,
A valve for controlling the supply of the ammoniacal waste water between the water storage tank and the first and second nitrification tanks;
The control means supplies the ammonia waste water to the second nitrification tank and stops the nitrite nitrification step while the supply of the ammonia waste water to the first nitrification tank is stopped and the nitrification carrier is aerated. The wastewater treatment apparatus according to claim 5 or 6, wherein a signal for switching control for performing the control is transmitted to the valve.
前記曝気手段は、前記アンモニア性廃水中にメタンを曝気することを特徴とする請求項5ないし7の何れか一項に記載の廃水処理装置。   The waste water treatment apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the aeration means aerates methane into the ammoniacal waste water. 前記メタンは、脱窒処理した窒素と少なくとも同等のモル量を供給することを特徴とする請求項8に記載の廃水処理装置。   The wastewater treatment apparatus according to claim 8, wherein the methane supplies a molar amount that is at least equivalent to denitrogenated nitrogen. 前記硝化槽は、槽内の前記硝化担体の一部を回収して曝気処理してから返流する曝気槽を備えたことを特徴とする請求項5又は6に記載の廃水処理装置。   The waste water treatment apparatus according to claim 5 or 6, wherein the nitrification tank includes an aeration tank that collects a part of the nitrification carrier in the tank and performs an aeration treatment and then returns the aeration tank. 前記曝気槽は、前記硝化槽から排出された処理水にメタンを溶解させるメタン曝気槽を備え、
前記メタン曝気槽は、メタン溶解処理水を前記曝気槽に供給することを特徴とする請求項10に記載の廃水処理装置。
The aeration tank includes a methane aeration tank for dissolving methane in the treated water discharged from the nitrification tank,
The wastewater treatment apparatus according to claim 10, wherein the methane aeration tank supplies methane-dissolved treated water to the aeration tank.
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