JP2016016347A - 生物学的窒素除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】独立栄養性脱窒微生物に接触させて脱窒を行う脱窒工程を有するアンモニア性窒素含有廃水の生物学的窒素除去方法において、脱窒工程で、独立栄養性脱窒微生物を含むグラニュールが形成されている反応器を用い、該反応器の下部側から、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含有する廃水を流入させて、上向流で通水して該廃水中の窒素を生物学的に除去する際に、反応器内に形成させたグラニュールが、該反応器内の高さの下部側から、少なくとも1/4〜1/2の位置までの範囲内において、形成したグラニュール状態を維持しつつグラニュール全体が一体となって円周方向に移動するようにして処理を行う生物学的窒素除去方法。
【選択図】図1
Description
前記グラニュールの円周方向への移動速度が、0.1m〜5.0m/分であること;前記グラニュール状態の維持を、反応器の底面と略平行な撹拌用の羽根を、反応器の底面近傍に位置するようにして設け、該羽根の径を反応器の底面の径の0.83〜0.94倍とし、かつ、該羽根の先端周速度が1.5〜10m/分となる条件で撹拌することで行うこと;前記撹拌用の羽根が、反応器の底面に接触することなく、かつ、底面から反応器の径の0.3倍を超えない位置に設けられていること;前記廃水の流入速度を0.5〜5.0m/hrの上向流として、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含有する廃水を前記グラニュールと接触させること;前記独立栄養性脱窒微生物を含むグラニュールが、その平均粒径が0.4〜1.8mmであり、みかけ比重が1.02〜1.08g/cm3であること;反応器内に炭酸カルシウムを、反応器の容積あたり5〜50kg/m3となる範囲で添加すること;反応器に流入させる廃水のpHを6.4以上とし、反応器の上部側から流出する処理水のpHが9.0以下で、かつ、その水温が23℃以上40℃以下になるように調整するである請求項1〜6のいずれか1項に記載の生物学的窒素除去方法。
本発明で使用する反応器としては、従来より使用されている、グラニュール汚泥を保持する反応槽に上向流で通液して生物学的な浄化処理を行う場合の反応槽を適宜に使用することができる。その底面は、図1に示したような、下細りのテーパー状に形成されているものが好ましいが、底面が平坦な反応器も用いることができる。本発明において重要なことは、反応器内に形成させたグラニュールが、該反応器内の高さの下部側から少なくとも1/4〜1/2の位置にあり、形成したグラニュール状態を維持しつつグラニュール全体が一体となって反応器内を移動させることであり、アナモックスグラニュールの状態を上記した状態にできれば、反応器の形状等は特に限定されない。
本発明の方法では、アナモックス菌で廃水を脱窒処理する際に、形成したグラニュール状態を維持しつつグラニュール全体が一体となって円周方向に移動するように構成することが重要である。このため、上記の状態を実現できれば特に限定されないが、例えば、撹拌部材として、下記に挙げるような撹拌羽根を有するものを用いることが好ましい。本発明では、形成したグラニュール状態を維持しつつグラニュール全体を一体に移動させる必要があるため、例えば、その羽根が、パドル翼やアンカー翼である可変撹拌機を用いることが好ましい。パドル翼は傾斜翼でないものの方が好ましい。その羽根の数も特に限定されず、例えば、2〜4枚のものが好ましい。また、本発明者らの検討によれば、アナモックスグラニュール全体を一体に移動させることを安定に行うためには、その翼が反応器の底面に平行に位置する形状の撹拌部材を用いることが好ましい。
本発明の方法で形成されるアナモックスグラニュールは、その平均粒径が0.4〜1.8mmであり、みかけ比重が1.02〜1.08g/cm3であるものが好ましいが、本発明では、特にこのような形態のグラニュールを壊すことなく、全体を一体に移動させながら被処理廃水と接触させるように構成することが重要である。良好なグラニュールを形成させるためには、反応器内に炭酸カルシウムを、反応器の容積あたり5〜50kg/m3となる範囲で添加することも好ましい形態である。
本発明の生物学的窒素除去方法で行う処理は、アナモックス菌による脱窒処理であるので、反応器に導入する被処理廃水は、その前段で、窒素含有廃水中のアンモニア性窒素(NH4−N)の一部を亜硝酸性窒素(NO2−N)に酸化し、より好適には、アンモニア性窒素(NH4−N)と亜硝酸性窒素(NO2−N)の比率を、アナモックス反応が良好に行われる1:1.32(0.43:0.57)に維持したものであることが好ましい。さらに、反応器に流入させる被処理廃水のpHを6.4以上とすることが好ましい。また、反応器の上部側から流出する処理水のpHが9.0以下で、かつ、その水温が23℃以上40℃以下になるように調整することが好ましい。
(実施例1)
表1に示す組成の人工原水(pH7.2)を被処理水として用い、下記のようにして処理した。
図2に示す装置を用いて廃水の処理を行った。使用した撹拌羽根の形状を除き実施例1で行ったと同じ条件で処理した。反応器内の回転軸には、図2に示したように、回転軸に対して水平方向に2枚の羽根が延伸した長方形の撹拌パドル翼が設置されているものを用いた。平行な羽根の径は、反応器の底面の径の0.5倍であるものを用いた。そして、実施例1と同様に、可変撹拌機を稼働させて、羽根の先端周速度が3.0m/分となるようにモーターで羽根を回転させた。反応器内のアナモックスグラニュールは、実施例1と同じグラニュールを用い、実施例1と同様に30℃で7日間の連続処理を行った。得られた結果を表4に示した。
実施例1で使用したと同様の反応器と被処理水を用い、羽根の先端周速度を変更して、グラニュールの円周方向への移動速度を0.1m〜5.0m/分の範囲内として、反応器内に形成させたグラニュールの先端が、該反応器内の高さの下部側から、1/4を超えた状態に保持されるようにした場合と、該反応器内の高さの下部側から、1/2を超えない状態に保持されるようにした場合で種々検討を行った。その結果、上記した移動速度の範囲内で制御すれば、形成したグラニュール状態を維持しつつグラニュール全体が一体となって円周方向に移動することが確認できた。また、この移動速度を1.0m〜4.0m/分、さらには2.0m〜3.0m/分程度とした場合に、より効率のよいアナモックス処理が行えることがわかった。そして、本発明で規定する条件で処理することで、それ以外の条件で処理した場合と比較して、窒素除去速度は明らかに早くなり、その場合のT−N除去率は、少なくとも70%、さらには80%を超えたものになることを確認した。
被処理水として、遊離アンモニアガス選択性の隔膜式電極を用いたアンモニア測定装置で、並行して、亜硝酸化槽への流入水の遊離アンモニア(NH3)濃度aと、亜硝酸化槽内の硝化液の遊離アンモニア(NH3)濃度b或いは亜硝酸化槽からの流出水の遊離アンモニア(NH3)濃度bとを連続測定し、得られた遊離アンモニア(NH3)濃度の各測定値に基づいてアンモニア性窒素(NH4−N)の濃度をそれぞれに算出し、上記遊離アンモニア(NH3)濃度aに基づいて算出したアンモニア性窒素(NH4−N)の濃度をA、上記遊離アンモニア(NH3)濃度bに基づいて算出したアンモニア性窒素(NH4−N)の濃度をBとした場合に、各時点におけるアンモニア性窒素(NH4−N)の濃度比B/Aが、0.28〜0.58の範囲内となるように、上記亜硝酸化槽における曝気量を制御装置によって制御しながら連続して処理した実際の原水を用いた。そして、実施例1で使用したと同様の反応器を用い、同様の条件で処理したところ、効率的に安定して、さらに連続して被処理水(原水)中の窒素の除去処理が可能になることを確認した。
Claims (8)
- 独立栄養性脱窒微生物に接触させて嫌気的アンモニア酸化反応による脱窒を行う脱窒工程を有するアンモニア性窒素含有廃水の生物学的窒素除去方法において、
上記脱窒工程で、独立栄養性脱窒微生物を含むグラニュールが形成されている反応器を用い、該反応器の下部側から、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含有する廃水を流入させて、上向流で通水して該廃水中の窒素を生物学的に除去する際に、反応器内に形成させたグラニュールが、該反応器内の高さの下部側から、少なくとも1/4〜1/2の位置までの範囲内において、形成したグラニュール状態を維持しつつグラニュール全体が一体となって円周方向に移動するようにして処理を行うことを特徴とする生物学的窒素除去方法。 - 前記グラニュールの円周方向への移動速度が、0.1m〜5.0m/分である請求項1に記載の生物学的窒素除去方法。
- 前記グラニュール状態の維持を、反応器の底面と略平行な撹拌用の羽根を、反応器の底面近傍に位置するようにして設け、該羽根の径を反応器の底面の径の0.83〜0.94倍とし、かつ、該羽根の先端周速度が1.5〜10m/分となる条件で撹拌することで行う請求項1又は2に記載の生物学的窒素除去方法。
- 前記撹拌用の羽根が、反応器の底面に接触することなく、かつ、底面から反応器の径の0.3倍を超えない位置に設けられている請求項3に記載の生物学的窒素除去方法。
- 前記廃水の流入速度を0.5〜5.0m/hrの上向流として、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含有する廃水を前記グラニュールと接触させる請求項1〜4のいずれか1項に記載の生物学的窒素除去方法。
- 前記独立栄養性脱窒微生物を含むグラニュールが、その平均粒径が0.4〜1.8mmであり、みかけ比重が1.02〜1.08g/cm3である請求項1〜5のいずれか1項に記載の生物学的窒素除去方法。
- 前記反応器内に炭酸カルシウムを、反応器の容積あたり5〜50kg/m3となる範囲で添加する請求項1〜6のいずれか1項に記載の生物学的窒素除去方法。
- 前記反応器に流入させる廃水のpHを6.4以上とし、反応器の上部側から流出する処理水のpHが9.0以下で、かつ、その水温が23℃以上40℃以下になるように調整する請求項1〜7のいずれか1項に記載の生物学的窒素除去方法。
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