JP2015116516A - 廃水処理装置及び包括固定化担体 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、本発明の廃水処理装置に使用するリン蓄積菌の包括固定化担体の製造について説明する。
図3は、リン蓄積菌の集積培養を行う回分装置の一例であり、10L反応槽を備えた嫌気・好気シーケンスバッチ反応器(以下、「A/O SBR装置」という)である。
A/O SBR装置10の運転条件は次の通りである。
・水温とpH…運転中の水温を19〜23℃、pHを7(上限7.4)に管理した。
原水、嫌気条件運転での処理水、好気条件運転での処理水をそれぞれ採取し、PO4-P(mg/L)とTOC(有機酸濃度)(mg/L)を測定し、リン除去率及びΔ+P/Δ-TOCを調べた。
次に、上記の如く集積培養したPAOs汚泥を固定化材料に以下のように包括固定化した。
そして、固定化材料であるプレポリマーの材料濃度が8質量%になるように、以下のステップでPAOs担体を製造した。
次に、図3で示したA/O SBR装置10を用いて、上記の如く製造された本発明の実施の形態の包括固定化担体であるPAOs担体の性能評価試験を行った。具体的には、A/O SBR装置10の反応槽12内に、上記製造されたPAOs担体を5%容積の充填率になるように充填した。そして、反応槽12に表2の合成廃水濃縮原液を水道水で希釈した原水を供給し、3時間の嫌気条件運転→2時間の好気条件運転の合計5時間を1サイクルとした運転を78日の長期に渡って行った。その他の水温、pH等の条件は汚泥馴養のときと同様である。
PAOs担体の評価結果を図4に示す。図4は運転開始0日目、19日目、33日目、58日目、78日目の嫌気条件運転時及び好気条件運転時における処理水のPO4-P濃度のグラフである。図4から分かるように、A/O SBR装置10の運転開始時にはPAOs担体のPAOs活性が発現していないが、19日目からは活性が出始め、78日目では高い活性が見られた。即ち、上記の製造方法で製造されたPAOs担体は、嫌気性で高濃度のリンを放出し、好気性で高濃度のリンを摂取するPAOs型のリン蓄積菌であることが実証された。
表5は、A/O SBR装置10を用いてPAOs担体の立ち上げ試験を行った結果である。ただし、使用したPAOs担体は、下水処理場で採取した活性汚泥を集積培養せずに固定化材料の材料濃度が7質量%になるように包括固定化した未馴養の活性汚泥担体を使用した。
上記の立ち上げ試験結果から分かるように、本発明の実施の形態の包括固定化担体を得る場合、包括固定化するためのリン蓄積菌の種汚泥としては、未馴養の活性汚泥よりも集積培養したPAOs汚泥を使用することが好ましい。
図6は、本発明の廃水処理装置の基本構成である第1の実施の形態を示す概念図である。
また、図6では、リン放出槽106の底部に戻し配管112を接続させ、戻し配管112に戻しポンプ113を設けた図で示した。
図11は、本発明を、活性汚泥循環変法に組み込んだ場合の廃水処理装置200の一例である。
処理した廃水の水質は以下の通りである。
・リン(PO4-P) …6〜10mg/L
・アンモニア(NH4-N)…32〜40mg/L
(装置の運転条件)
・脱窒槽の滞留時間…4時間
・硝化槽の滞留時間…5時間
・活性汚泥濃度(MLSS)…2400〜3140mg/L
・廃水の水温…20〜25℃
・硝化槽のPAOs担体の充填率…5容積%(PAOs担体の容積として10L)
そして、硝化槽148のPAOs担体102を毎日1回30%引き抜いてリン放出槽106に送った。このときのリン放出槽106のPAOs担体102の充填率は40容積%であった。
図12は、本発明の廃水処理装置の第2の実施の形態の変形例である。
Claims (11)
- 少なくともリンを含有する廃水を生物学的に処理する廃水処理装置において、
前記廃水の本流ラインに設けられ、前記廃水と、リン蓄積菌がPAOs状態で包括固定化又は付着固定化されている固定化担体とを好気条件下で接触させて前記リン蓄積菌内に廃水中のリンを摂取することにより前記廃水からリンを除去する廃水処理槽と、
前記本流ラインとは別に設けられ、前記リンを摂取した固定化担体と有機酸含有水とを接触させて前記リン蓄積菌から前記摂取したリンを放出させるリン放出槽と、
前記廃水処理槽から前記固定化担体を前記リン放出槽に引き抜く担体引抜手段と、
前記引き抜いた固定化担体を前記リン放出槽から前記廃水処理槽に戻す担体戻し手段と、
前記リン放出槽におけるリン放出によって濃縮したリン濃縮液を前記リン放出槽から排出するリン濃縮液排出手段と、を備えたことを特徴とする廃水処理装置。 - 前記担体引抜手段、前記担体戻し手段、及び前記リン濃縮液排出手段を制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、前記リン放出槽のリン濃縮液を前記リン濃縮液排出手段で排出してから前記リン放出槽の固定化担体を前記担体戻し手段により前記廃水処理槽に戻すように制御する請求項1に記載の廃水処理装置。 - 前記制御手段は前記担体引抜手段を制御して、前記リン放出槽における前記固定化担体の充填率が25〜40容積%になるように前記廃水処理槽から引き抜く引き抜き量を調整する請求項2に記載の廃水処理装置。
- 前記リン放出槽に、
リン濃度を測定するリン濃度測定手段と、
有機酸濃度を測定する有機酸測定手段と、
前記測定したリン濃度と有機酸濃度とに基づいて前記リン放出槽に注入する有機酸の注入量を制御する注入量調整手段と、を備えた請求項1から3の何れか1項に記載の廃水処理装置。 - 前記注入量調整手段は、
前記リン放出槽におけるリン酸放出速度をΔPとすると共に有機酸摂取速度をΔTOCとしたときに、Δ+P/Δ-TOC(mg-P/mg-TOC)が0.5〜1.0の範囲になるように前記有機酸の注入量を制御する請求項4に記載の廃水処理装置。 - 前記固定化担体は、リン蓄積菌含有の活性汚泥を固定化材料で包括固定化した包括固定化担体であると共に、前記固定化材料の材料濃度が5〜8質量%の範囲である請求項1から5の何れか1項に記載の廃水処理装置。
- 前記廃水処理装置を、脱窒槽と硝化槽とで廃水中のアンモニアを除去する活性汚泥循環変法に組み込むと共に、前記廃水処理槽が前記硝化槽である請求項1から6の何れか1項に記載の廃水処理装置。
- 前記担体引抜手段には、前記硝化槽から引き抜かれる固定化担体を洗浄して前記硝化槽で生成される硝酸が前記リン放出槽に持ち込まれるのを防止する硝酸洗浄装置を設けた請求項7に記載の廃水処理装置。
- リン蓄積菌を固定化材料で包括固定化した包括固定化担体において、
前記リン蓄積菌のリン放出速度をΔ+P(mg−P/L・h)とし、前記リン蓄積菌の有機酸摂取速度をΔ−TOC(mg−TOC/L・h)としたときに、Δ+P/Δ−TOC(mg−P/mg−TOC)が0.5〜1.0の範囲になるように、前記固定化材料の材料濃度(質量%)が調整されていることを特徴とする包括固定化担体。 - 前記Δ+P/Δ−TOC(mg−P/mg−TOC)が0.9〜1.0の範囲になるように、前記固定化材料の材料濃度(質量%)が調整されている請求項9に記載の包括固定化担体。
- 前記固定化材料の材料濃度は5〜8質量%の範囲である請求項10に記載の包括固定化担体。
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