JP2016140824A - アンモニア含有廃水の処理方法および処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態において、固定化担体は生物膜法により製造することができる。本明細書において、担体に硝化細菌が付着した馴養済みの担体のことを「固定化担体」または「種担体」ともいい、馴養する前の担体のことを、単に「担体」または「新担体」ともいう。
<第1実施形態>
第1実施形態のアンモニア含有廃水の処理装置について説明する。図1は、本実施形態のアンモニア含有廃水の処理装置を示す構成図である。図1に示すように、本実施形態のアンモニア含有廃水の処理装置10は、主として、担体12を充填した廃水処理槽14と、廃水処理槽14にアンモニア含有廃水(原水)を流入させる原水配管16と、廃水処理槽14で処理した処理水を排出する処理水配管18と、廃水処理槽14内にエアを曝気する曝気手段20と、廃水処理槽14内のpHを制御するpH調整手段22と、で構成される。また、廃水処理槽14には、硝化細菌の純粋菌または硝化細菌を含有する種汚泥が投入される。
リアルタイムPCR法は、遺伝子解析により菌体濃度を測定する方法であり、遺伝子解析においては硝化細菌に特有の遺伝子を対象として解析を行って遺伝子数を測定し、さらにその遺伝子数から硝化細菌の菌濃度、菌数を測定する。
amoA1f(GGG GTT TCT ACT GGT GGT)
amoA2r(CC CTC KGS AAA GCC TTC TTC)
また、担体質量当たりのコピー数は次式(1)によって算出した。
ここで、X:担体内部の生菌数(コピー/g−担体)
XO:前処理後の原液の生菌数(コピー/mL)
VP:前処理した担体量(g)
VW:前処理に用いた液量(mL)
遺伝子解析の方法としては、プライマーペアにより遺伝子を増幅するPCRが好ましく、特に遺伝子を増幅する際、ハイブリダイゼイションプローブを用いて定量するリアルタイムPCR、および最確数法と組み合わせたMPN−PCRが好ましいが、他の解析方法でもよい。
次に、第2実施形態のアンモニア含有廃水の処理装置について説明する。図2は第2実施形態のアンモニア含有廃水の処理装置を示す構成図である。第2実施形態のアンモニア含有廃水の処理装置110は、担体12の前処理を行う前処理槽124を備える点が第1実施形態の処理装置と主に異なっている。そして、前処理槽124に硝化細菌の純粋菌または硝化細菌を含有する種汚泥が投入される。
本実施形態のアンモニア含有廃水の処理方法について説明する。本実施形態のアンモニア含有廃水は、アンモニア性窒素濃度が200〜1000mg/Lの廃水に用いられる。図3は、原水(処理廃水)のアンモニア性窒素濃度(mg/L)に対する硝化速度(kg−N/m3/day)の関係を示す図である。なお、担体はPVA担体を用い、アンモニア酸化細菌amoAコピー数は、1.04×1011コピー/g−担体のデータである。図3に示すように、アンモニア性窒素濃度が200〜1000mg/Lの原水で処理を行うことで、硝化速度が1.8kg−N/m3/day以上2.0kg−N/m3/day以下の高い硝化速度を得ることができる。
図1に示す装置を用いて処理を行った。充填率13.5%でPVA担体(5mmφ球形)を1.15Lリアクターに充填した。この1.15Lリアクターに2度に分けて活性汚泥200mL(種汚泥)を投入した。中濃度NH4−N含有廃水を想定した無機合成廃水(NH4−N400mg/L)を原水として、連続処理を行った。使用した無機合成廃水の組成を下記表1に示す。また、pHの低下による硝化細菌の失活および死滅を防ぐため、NaHCO3を用いてpHを常時7.5に調節した。水温は25℃、原水は滞留時間を5〜24hに調節して流入し、負荷を調節した。
実施例1で使用した担体を用いて、5℃での長期処理運転を行った。下水処理での硝化を想定し表1の合成廃水を希釈し、NH4-N40mg/Lの廃水を供試した。滞留時間6時間で処理した結果、硝化速度0.16kg−N/m3/dayを得た。5℃の低温雰囲気下でも、硝化性能を有し、処理性能が優れていることが確認できた。
次に、装置の立ち上げ時の担体において、馴養済みの担体(種担体)と無生物担体である馴養前の担体(新担体)との混合比について検討を行った。馴養済みの担体としては、実施例1で使用した担体を用いた。馴養済みの担体の量が少ない方がより安価に立ち上げることができる。
Claims (7)
- アンモニア性窒素濃度が200mg/L以上1000mg/L以下の液を用いて、硝化細菌を担体の存在下で馴養することにより、前記担体に硝化細菌を付着、増殖させ固定化担体を形成し、
前記固定化担体を有する廃水処理槽において、硝化速度1.0kg−N/m3/day以上2.0kg−N/m3/day以下で廃水を処理するアンモニア含有廃水の処理方法。 - 前記固定化担体に付着、増殖させた硝化細菌の菌体量が、リアルタイムPCR法により測定した値で、2×1010コピー/g−担体以上である請求項1に記載のアンモニア含有廃水の処理方法。
- 前記担体がポリビニルアルコールおよびその誘導体である請求項1または2に記載のアンモニア含有廃水の処理方法。
- 馴養前の担体が充填されている前記廃水処理槽に、馴養済みの前記固定化担体を、前記担体と前記固定化担体の総量に対して、5%以上30%以下の割合で混合し、前記廃水の処理の立ち上げを行う請求項1から3のいずれか1項に記載のアンモニア含有廃水の処理方法。
- アンモニア性窒素濃度が200mg/L以上1000mg/L以下の液を用いて、硝化細菌を担体の存在下で馴養することにより、前記担体に硝化細菌を付着、増殖させ固定化担体を形成する前処理槽と、
前記前処理槽で形成した前記固定化担体を担体総量の5%以上30%以下で含み、他の担体が馴養前の無生物担体である担体を投入し、硝化速度1.0kg−N/m3/day以上2.0kg−N/m3/day以下で処理する廃水処理槽と、を備えるアンモニア含有廃水の処理装置。 - 前記固定化担体に付着、増殖させた硝化細菌の菌体量が、リアルタイムPCR法により測定した値で、2×1010コピー/g−担体以上である請求項5に記載のアンモニア含有廃水の処理装置。
- 前記担体がポリビニルアルコールおよびその誘導体である請求項5または6に記載のアンモニア含有廃水の処理装置。
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