JP2018167229A - Bacterial cell holding carrier for treatment of nitrogen containing microorganism wastewater, sewage treatment apparatus and method of starting up sewage treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は窒素含有汚水の処理に関し、具体的には脱窒処理に関する。さらに詳細には、脱窒処理に用いる菌体保持担体、及び汚水処理装置に関する。 The present invention relates to treatment of nitrogen-containing sewage, and specifically to denitrification treatment. In more detail, it is related with the microbial cell holding support | carrier used for a denitrification process, and a sewage treatment apparatus.
従来、下水処理場、し尿処理場、各種浄化槽等における汚水の処理手段として、活性汚泥法が広く用いられている。これは、有機性汚水中に存在する細菌等の微生物の代謝に有機物(及び一部の無機塩類)が必要であることを利用し、該微生物に水中汚濁物質としての有機物を酸化分解または吸収分離させることで、汚水を処理する方法である。 Conventionally, the activated sludge method has been widely used as sewage treatment means in sewage treatment plants, human waste treatment plants, various septic tanks, and the like. This utilizes the fact that organic substances (and some inorganic salts) are necessary for the metabolism of microorganisms such as bacteria present in organic wastewater, and these microorganisms oxidatively decompose or absorb and separate organic substances as water pollutants. This is a method for treating sewage.
上記の汚水処理方法においては、微生物量を多く保つ目的で、担体が用いられることがある。そして、このような担体として、紐状担体、網状担体、編物状担体、パイル状担体、シート状担体など、様々な形状のものが知られている(例えば、特許文献1〜3)。 In the above sewage treatment method, a carrier may be used for the purpose of maintaining a large amount of microorganisms. And as such a carrier, those having various shapes such as a string carrier, a net carrier, a knitted carrier, a pile carrier, and a sheet carrier are known (for example, Patent Documents 1 to 3).
近年、汚水中の窒素を除去する技術として、嫌気性・独立栄養性細菌であるアナモックス菌を用いて、汚水中のアンモニア性窒素及び亜硝酸性窒素を窒素ガスに変換するアナモックス反応による窒素除去技術が注目されている。 In recent years, as a technology to remove nitrogen in sewage, an anaerobic and autotrophic anammox bacterium, anammox bacteria, converts ammonia nitrogen and nitrite nitrogen in sewage into nitrogen gas by anammox reaction. Is attracting attention.
アナモックス反応による窒素除去技術は、硝化脱窒法などの従来法と比較して、曝気のためのコストを低くすることができる、炭素源を必要としない、(処理速度が速いため)処理槽を小型化できる、余剰汚泥の発生が少ない、などの利点を有している。 Nitrogen removal technology by anammox reaction can reduce the cost for aeration compared to conventional methods such as nitrification denitrification, does not require a carbon source, and has a small processing tank It has the advantage that it can be converted to a small amount of sludge.
一方、アナモックス菌は、増殖させるのが難しく、短時間でアナモックス菌を処理槽内に増殖させるのが困難であるため、アナモックス反応による脱窒処理を行う汚水処理装置(設備)の立ち上げには時間を要することになる。このため、短時間でアナモックス菌を処理槽内に高密度に保持させることを可能とする廃水処理装置が提案されている(特許文献4)。 On the other hand, anammox bacteria are difficult to grow and it is difficult to grow anammox bacteria in the treatment tank in a short time, so it is necessary to start up a sewage treatment device (equipment) that performs denitrification treatment by anammox reaction. It will take time. For this reason, a wastewater treatment apparatus that enables anammox bacteria to be held in a treatment tank at a high density in a short time has been proposed (Patent Document 4).
また、予め菌体保持担体にアナモックス菌を増殖させておき、これを移設するという手法を用いれば、装置の立ち上げと同時に(即ちタイムラグを生じさせずに)、所定の処理能力を発揮することが可能になる。具体的には、新規な汚水処理装置を立ち上げる際に、それに先だって既存の培養槽で予めアナモックス菌を馴養、増殖させておき、装置の立ち上げ時に、当該増殖済みのアナモックス菌を、培養槽から新規装置の処理槽に移設するとよい。このように事前の馴養、増殖及び移設は、菌体保持担体上にアナモックス菌を増殖させ、当該担体ごとアナモックス菌を移設することによっても行うことが可能である。 In addition, if a method of pre-growing anammox bacteria on a cell-supporting carrier and transferring it is used, a predetermined processing capability is exhibited simultaneously with the start-up of the apparatus (ie, without causing a time lag). Is possible. Specifically, when starting up a new sewage treatment apparatus, anammox bacteria are acclimatized and propagated in advance in an existing culture tank prior to that, and when the apparatus is started up, It is good to move to the processing tank of new equipment. Thus, prior acclimatization, growth and transfer can also be performed by growing anammox bacteria on a cell-supporting carrier and transferring the anammox bacteria together with the carrier.
ところで、アナモックス菌は、粒状に菌塊を形成しながら増殖していく(以下、造粒と
もいう)性状を有しているため、増殖が進むと自重、水流などの刺激によって担体から剥離し易くなるという問題がある。アナモックス菌のこのような特性は、上記のように担体上に増殖させたアナモックス菌を移設する際に、特に問題になる。即ち、培養槽から担体を引き上げる際などに上下方向の水流が生じること、浮力がない状態で菌塊の自重が加わること、によって多くの菌塊が剥離してしまうという問題である。
By the way, anammox bacteria have a property of growing while forming a bacterial mass in a granular form (hereinafter also referred to as granulation), and therefore easily peel off from the carrier due to stimulation of its own weight, water flow, etc. There is a problem of becoming. Such characteristics of anammox bacteria are particularly problematic when transferring anammox bacteria grown on a carrier as described above. That is, there is a problem that a large flow of bacteria occurs due to the occurrence of a water flow in the vertical direction when the carrier is pulled up from the culture tank, and the addition of the dead weight of the fungus without any buoyancy.
本発明は、上記のような状況に鑑み、窒素含有汚水の処理に用いる菌体保持担体において、該担体に加わる水流等の刺激によって、該担体から菌体が剥離してしまうことを抑止することが可能な技術を提供することを目的とする。 In view of the situation as described above, the present invention suppresses bacterial cells from being detached from the carrier due to stimulation of a water flow or the like applied to the carrier in a bacterial cell holding carrier used for treatment of nitrogen-containing wastewater. It aims at providing the technology that can be.
前記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration.
本発明に係る菌体保持担体は、生物学的反応を利用した汚水処理のための菌体を保持し、液体に浸漬して使用される固定型の菌体保持担体であって、前記菌体が内側の壁面に固着可能な貫通構造を有しており、前記貫通構造は、前記菌体保持担体が使用されるときに、前記菌体保持担体を横断する方向に貫通することを、特徴とする。 The microbial cell holding carrier according to the present invention is a fixed microbial cell holding carrier that holds microbial cells for sewage treatment using biological reactions and is used by immersing in a liquid. Has a penetrating structure that can be fixed to an inner wall surface, and the penetrating structure penetrates in a direction transverse to the cell holding carrier when the cell holding carrier is used. To do.
ここで、「横断する方向」とは、水平の成分を有する方向のことをいう。このため、前記貫通構造には、前記菌体保持担体が液体中に浸漬設置されるとき又は浸漬設置された後(即ち前記菌体保持担体が使用されるとき)に底面となる面以外の2種の面(即ち、側面同士及び側面と上面)を貫通する構造も含まれる。なお、ここでいう「面」は、平面だけでなく、曲面も含むものである。 Here, the “transverse direction” refers to a direction having a horizontal component. For this reason, in the penetration structure, when the microbial cell holding carrier is immersed in a liquid or after being immersed (that is, when the microbial cell holding carrier is used), 2 other than the surface which becomes the bottom surface Also included are structures that penetrate seed surfaces (i.e., side-to-side and side-to-top). Here, the “surface” includes not only a plane but also a curved surface.
上記のような構成の菌体保持担体であると、貫通構造の内壁によって菌体を保持することで、外乱の影響を抑制し、菌体を安定して担体に保持することが可能となる。また、菌体保持担体が液体中に設置された状態においては、該液体が菌体に接触しつつ貫通構造を通過することで、水流を滞留させること無く効率的に該液体の脱窒処理を行うことができる。なお、ここでいう「貫通構造」は、孔に限られず、溝等の形状も含むものである。 When the bacterial cell holding carrier is configured as described above, the bacterial cells are held by the inner wall of the penetrating structure, whereby the influence of disturbance can be suppressed and the bacterial cells can be stably held on the carrier. In addition, in the state where the microbial cell holding carrier is installed in the liquid, the liquid passes through the penetration structure while contacting the microbial cell, so that the liquid can be efficiently denitrified without retaining the water flow. It can be carried out. The “penetrating structure” here is not limited to a hole but includes a shape such as a groove.
また、前記貫通構造は、前記菌体保持担体を貫通する貫通孔であってもよい。このような構成であると、貫通構造の断面が全周囲を壁面で囲われた構造とすることができる。このため、該貫通構造内で菌体が固着する面積を拡大できるとともに、該固着した菌体に外乱が加えられることをより抑制できる。このため、より安定して菌体を担体に保持することが可能となり、菌体が担体から剥離することをより効果的に抑止することができる。 The penetrating structure may be a through-hole penetrating the cell holding carrier. With such a structure, the cross section of the penetrating structure can be made a structure in which the entire periphery is surrounded by wall surfaces. For this reason, while the area which a microbial cell adheres within this penetration structure can be expanded, it can suppress more that a disturbance is added to this fixed microbial cell. For this reason, it becomes possible to hold | maintain a microbial cell to a support | carrier more stably, and it can suppress more effectively that a microbial cell peels from a support | carrier.
さらに、前記貫通孔は、前記菌体保持担体が使用されるときに、該菌体保持担体を水平に貫通するものであってもよい。このような構成であると、菌体保持担体を液体から引き上げる際に、該液体が貫通孔から緩やかに流れ出るようにでき、菌体に加わる外乱を抑制することができる。このため、菌体が担体から剥離することをさらに効果的に抑止することが可能になる。 Furthermore, the through-hole may penetrate the cell holding carrier horizontally when the cell holding carrier is used. With such a configuration, when the bacterial cell holding carrier is pulled up from the liquid, the liquid can gently flow out of the through hole, and disturbance applied to the bacterial cells can be suppressed. For this reason, it becomes possible to suppress more effectively that a microbial cell peels from a support | carrier.
また、前記貫通孔は、前記菌体保持担体が使用されるときに、該菌体保持担体を斜めに貫通するものであってもよい。このような構成であると、菌体保持担体を液体から引き上げる際に、該液体が貫通孔から比較的緩やかに流れ出るようにでき、菌体の剥離を抑制することができる。また、窒素の分解処理時に発生するガスが、貫通構造から上方へ向かって抜けやすくなるため、ガスが貫通構造内に滞留することによって生じる処理効率の低下を防止することが可能になる。 In addition, the through-hole may be one that penetrates the cell support carrier obliquely when the cell support carrier is used. With such a configuration, when the bacterial cell holding carrier is pulled up from the liquid, the liquid can flow out from the through hole relatively slowly, and the bacterial cell can be prevented from peeling off. In addition, since the gas generated during the nitrogen decomposition process easily escapes upward from the penetrating structure, it is possible to prevent a reduction in processing efficiency caused by the gas staying in the penetrating structure.
また、前記貫通孔は、前記菌体保持担体が使用されるときに、該菌体保持担体をV字状
に貫通するものであってもよい。このような構成であると、菌体保持担体を液体から引き上げる際に、該液体が貫通孔から流れ出ないようにでき、この際の水流による菌体の剥離を抑制することができる。また、窒素の分解処理時に発生するガスが、貫通構造から上方へ向かって抜けやすくなるため、ガスが貫通構造内に滞留することによって生じる処理効率の低下を防止することも可能になる。
The through-hole may penetrate the cell holding carrier in a V shape when the cell holding carrier is used. With such a configuration, when the bacterial cell holding carrier is pulled up from the liquid, the liquid can be prevented from flowing out of the through hole, and the bacterial cells can be prevented from being peeled off by the water flow. In addition, since the gas generated during the nitrogen decomposition process easily escapes upward from the penetrating structure, it is possible to prevent a reduction in processing efficiency caused by the gas remaining in the penetrating structure.
前記菌体保持担体は、複数の前記貫通構造を有していてもよい。このような構成によって、より多くの菌体を菌体保持担体に保持することが可能となり、汚水の処理効率を向上させることができる。 The cell holding carrier may have a plurality of the penetrating structures. With such a configuration, it becomes possible to hold more bacterial cells on the bacterial cell holding carrier, and to improve the treatment efficiency of sewage.
また、前記菌体保持担体が保持する前記菌体はアナモックス菌であってもよい。アナモックス菌は、粒状に菌塊を形成しながら増殖していく性状を有しているため、他菌と比較して保持担体に固着しづらく、菌塊が担体から剥離し易いという特徴を有している。このため、アナモックス菌に対して、菌体を担体に安定的に保持させることが可能となる、という本発明に係る前記菌体保持担体の効果を、より有効に活用することができる。 Further, the microbial cells held by the microbial cell holding carrier may be anammox bacteria. Since anammox bacteria have the property of growing while forming a bacterial mass in granular form, it has a feature that it is harder to adhere to the holding carrier compared to other bacteria, and the bacterial mass is easily detached from the carrier. ing. For this reason, it is possible to more effectively utilize the effect of the cell-supporting carrier according to the present invention that the cells can be stably held on the carrier against anammox bacteria.
本発明に係る汚水処理装置は、前記菌体保持担体が浸漬された汚水処理装置である。また、本発明に係る汚水処理装置は、前記菌体保持担体と、該菌体保持担体の貫通構造に対し直交方向に液体が流動する処理槽と、を備えていてもよい。このような構成により、処理槽内において、担体の貫通構造内に保持された菌体が、該貫通構造を通り抜ける水流によって、剥離してしまうことを抑制することができる。 The sewage treatment apparatus according to the present invention is a sewage treatment apparatus in which the microbial cell holding carrier is immersed. Moreover, the sewage treatment apparatus according to the present invention may include the microbial cell holding carrier and a treatment tank in which a liquid flows in a direction orthogonal to the penetrating structure of the microbial cell holding carrier. With such a configuration, it is possible to suppress the microbial cells held in the penetration structure of the carrier from being separated by the water flow passing through the penetration structure in the treatment tank.
本発明に係る汚水処理装置の立ち上げ方法は、培養液に前記菌体保持担体を浸漬することで、前記菌体保持担体に前記菌体を保持させる工程と、前記菌体が保持された前記菌体保持担体を、前記培養液から引き上げる工程と、前記培養液から引き上げられた前記菌体保持担体を、汚水処理のための処理槽に移設する工程と、を有することを特徴とする。 The method for starting up the sewage treatment apparatus according to the present invention includes a step of immersing the microbial cell holding carrier in a culture solution to cause the microbial cell holding carrier to hold the microbial cell, and the microbial cell holding method. And a step of pulling up the cell support from the culture solution and a step of transferring the cell support picked up from the culture solution to a treatment tank for wastewater treatment.
この方法のように、既に菌体が保持された担体を、処理槽に移設することで、菌体が増殖することを待つ必要が無いため、汚水処理装置の立ち上げに係る工期を短縮することができる。また、菌体保持担体の移設の際に、担体に保持された菌体が剥離してしまうことを抑制することで、排水処理装置の初期性能を確保することが可能になる。 As in this method, by transferring the carrier in which the bacterial cells are already retained to the treatment tank, it is not necessary to wait for the bacterial cells to grow, so the construction period for starting up the sewage treatment apparatus can be shortened. Can do. In addition, it is possible to ensure the initial performance of the wastewater treatment apparatus by suppressing the microbial cells held on the carrier from being detached when the microbial cell holding carrier is moved.
本発明は、上記のような状況に鑑み、窒素含有汚水の処理に用いる菌体保持担体において、該担体に加わる水流等の刺激により、該担体から菌体が剥離してしまうことを抑止することが可能な技術を提供することができる。 In view of the situation as described above, the present invention suppresses bacterial cells from being detached from the carrier due to stimulation of a water flow or the like applied to the carrier in a bacterial cell holding carrier used for treatment of nitrogen-containing wastewater. It is possible to provide a technology that can.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.
<実施例1>
図1は本実施例における汚水処理装置1の概略を示す模式図である。図1に示すように、汚水処理装置1は処理槽10、調整槽20、恒温槽30、pH制御部40を備えている。
<Example 1>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a sewage treatment apparatus 1 in this embodiment. As shown in FIG. 1, the sewage treatment apparatus 1 includes a
処理槽10は、後述の調整槽20から供給される一次処理水を、アナモックス菌が付着した菌体保持担体100を使用して、アナモックス反応により脱窒処理するための槽であり、該処理によって発生した窒素ガスを排気し、脱窒後の最終処理水を排出する。
The
調整槽20は、予め処理対象の汚水(原水)中のアンモニア性窒素を部分的に酸化して亜硝酸性窒素とし、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を所定の比率で含有する一次処理水を生成する槽である。一次処理水は調整槽20からポンプ(不図示)によって処理槽10へ供給される。
The
恒温槽30は、処理槽10内の一次処理水(以下、被処理水ともいう)の温度を一定に保つために、被処理水の温度調節を行う槽である。処理槽10内の被処理水が恒温槽30と処理槽10を含む経路を循環することで、被処理水の温度が調整される。
The
pH制御部40は、被処理水のpHを随時計測し、アナモックス反応によってアルカリ化する被処理水のpHを適切な値(pH8.0未満)に保つために希硫酸を適宜添加する。
The
図2は、処理槽10の構成を表す概略図である。図2に示すように、処理槽10は、一次処理水供給口11、処理水排出口12、窒素ガス排気口13、硫酸注入口14、恒温槽循環口15a、15b、撹拌羽根16、及び複数の菌体保持担体100を備えている。なお、図中のW1は被処理水の槽内での水位を示している。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the
一次処理水供給口11からは、前述の一次処理水が槽内に供給され、槽の内部に固定設置されている固定型の菌体保持担体100に付着したアナモックス菌によって、被処理水中のアンモニア性窒素及び亜硝酸性窒素が窒素ガスと水とに分解される。そして、脱窒後の最終処理水、及び窒素ガスが、それぞれ処理水排出口12、窒素ガス排気口13、から排出される。なお、固定設置とは、菌体保持担体100が被処理水中を流動しないように固定して設置されることをいう。
From the primary treated
硫酸注入口14からは、pH制御部40によるpH調整のための希硫酸が注入される。また、恒温槽循環口15a、15bを介して、被処理水が恒温槽30を通過しつつ循環し、被処理水の温度が一定に保たれるようになっている。また、処理槽10の底部中央には、撹拌羽根16が設置されており、被処理水を撹拌することで、菌体保持担体100に付着したアナモックス菌と被処理水とが偏り無く接触するようにし、処理効率を向上させる。
Dilute sulfuric acid for pH adjustment by the
なお、一次処理水供給口11、処理水排出口12、窒素ガス排気口13、硫酸注入口14、恒温槽循環口15a、15b、撹拌羽根16、の各構成には任意の従来技術を用いればよいため、詳細な説明を省略する。また、複数の菌体保持担体100を処理槽10内に固定設置する機構についても同様である。
In addition, if arbitrary prior art is used for each structure of the primary treated
次に、本実施例における菌体保持担体100について説明する。図3Aから図3Cは本実施例における菌体保持担体100を表しており、図3Aは菌体保持担体100の斜視図、図3Bは菌体保持担体100の正面図、図3Cは菌体保持担体100の側面図である。
Next, the microbial
図3Aに示すように、本実施例にかかる菌体保持担体100は、柱状の直方体である基体101に四角形の断面を有する貫通孔102が、水平に複数形成された構造である。基体101は、正面から見た幅方向の長さが15mm、奥行き方向の長さが10mm、縦の長さが350mmであり、ポリウレタン製である。また、貫通孔102は、断面が底辺10mm、高さ5mmの長方形に形成されており、基体101の奥行き分(10mm)の長さに亘る貫通構造である。本実施例においては、貫通孔102が30個、基体101の縦方向の全体に亘って、均等な間隔で一列に形成されている。
As shown in FIG. 3A, the fungus
このような菌体保持担体100が複数、処理槽10内に固定設置され、被処理液中において、上記の貫通孔102の内壁にアナモックス菌が付着し粒状に増殖する。こうして、貫通孔102の内壁において造粒したアナモックス菌と、被処理水が接触することで、アナモックス反応により脱窒が行われる。なお、この際生じた窒素ガスが、処理槽10の上部に向けて排出されるように、処理槽10内の複数の菌体保持担体100は、貫通孔102の開口部が塞がらないように、向き及び/又は間隔を調整して配置される。
A plurality of such cell-supporting
なお、上記の貫通孔102の内壁以外に、基体101の表面上にも、アナモックス菌が付着して造粒することが起こりえる。しかしながら、これらの多くは、処理槽内の水流などの外乱、自重によって菌体保持担体100から剥離し、処理水と共に処理槽10内から排出されてしまう。
In addition to the inner wall of the through
前述のように、被処理水は処理槽10の底部付近から入って、上部付近から排出されるため、例え撹拌羽根16が稼働していない状態であっても、処理槽10内には、菌体保持担体100の貫通孔102に対して略直交方向の水流が生じることになる。このため、基体101の表面に付着したアナモックス菌は、このような水流に直接さらされることになり、容易に剥離してしまう。
As described above, since the water to be treated enters from near the bottom of the
この点、貫通孔102の内壁に付着したアナモックス菌は、上記のような水流の影響が少ないため、菌体保持担体100からの剥離が抑制されることで安定的に増殖し、被処理水の処理効率を向上させることが出来る。このことは、次に示す実験例からも明らかである。
In this respect, the anammox bacteria adhering to the inner wall of the through-
(実験例)
本実験例では、直径5mmの円形の断面を有する奥行10mmの貫通孔が縦に30個積層された固定床担体を用いて、アナモックス反応による排水処理リアクターの立ち上げ試
験を行った。また、40mm×380mm×20mmの(貫通構造を有しない)不織布担体を用いて、同様の条件でアナモックス反応による排水処理リアクターの立ち上げ試験を行い、比較対象とした。
(Experimental example)
In the present experimental example, a start-up test of a wastewater treatment reactor by an anammox reaction was performed using a fixed bed carrier in which thirty through-holes having a depth of 10 mm and a circular cross section with a diameter of 5 mm were stacked vertically. Moreover, the start-up test of the wastewater treatment reactor by an anammox reaction was performed on the same conditions using the nonwoven fabric support | carrier of 40 mm x 380 mm x 20 mm (it does not have a penetration structure), and it was set as the comparison object.
具体的には、図4に示す構造の3.5Lのジャケット付反応槽に各担体を充填して、処理対象水を供給し、越流した水を処理水として採取して、該処理水のT−N濃度と反応槽内の滞留時間から窒素除去速度を算出した。なお、充填率は、本実験例の担体が19%、比較担体(不織布担体)が34%であり、菌体保持部分の表面積は、本発明担体は1178cm2、比較担体が1216cm2である。 Specifically, each carrier is filled in a 3.5 L jacketed reaction tank having the structure shown in FIG. 4, water to be treated is supplied, the overflowed water is collected as treated water, and the treated water is collected. The nitrogen removal rate was calculated from the TN concentration and the residence time in the reaction vessel. The filling rate, the carrier is 19% of this experiment is 34% compared carriers (nonwoven carrier) is the surface area of the cell holding portions, the carrier of the present invention 1178Cm 2, comparative carrier is 1216cm 2.
処理対象水(原水)の組成は、硫酸アンモニウム550mg/L、亜硝酸ナトリウム650mg/L、重炭酸カリウム500mg/L、リン酸二水素カリウム27mg/L、塩化カルシウム二水和物180mg/L、硫酸マグネシウム300mg/Lおよび、微量金属1、2を1ml/Lとし、水温は30°Cに調整した。なお、微量金属1の組成は、EDTA5g/Lに硫酸鉄5g/L、微量金属2の組成は、EDTA15g/Lに硫酸亜鉛七水和物0.43g/L、塩化コバルト六水和物0.24g/L、塩化マンガン四水和物0.99g/L硫酸銅五水和物0.23g/L、モリブデン酸ナトリウム二水和物0.22g/L、塩化ニッケル六水和物0.19g/L、セレン酸ナトリウム十水和物0.21g/L、ホウ酸0.014g/Lである。 The composition of water to be treated (raw water) is 550 mg / L ammonium sulfate, 650 mg / L sodium nitrite, 500 mg / L potassium bicarbonate, 27 mg / L potassium dihydrogen phosphate, 180 mg / L calcium chloride dihydrate, magnesium sulfate 300 mg / L and trace metals 1 and 2 were adjusted to 1 ml / L, and the water temperature was adjusted to 30 ° C. The composition of the trace metal 1 is 5 g / L of EDTA and 5 g / L of iron sulfate, and the composition of the trace metal 2 is 15 g / L of EDTA, 0.43 g / L of zinc sulfate heptahydrate, and 0.03 g of cobalt chloride hexahydrate. 24 g / L, manganese chloride tetrahydrate 0.99 g / L copper sulfate pentahydrate 0.23 g / L, sodium molybdate dihydrate 0.22 g / L, nickel chloride hexahydrate 0.19 g / L L, sodium selenate decahydrate 0.21 g / L, boric acid 0.014 g / L.
反応槽には、あらかじめ前記の原水組成で馴養させておいたアナモックス汚泥(種汚泥)をSS濃度100mg/Lになるように添加した。また、反応槽内のpHは、8.0未満となるように0.1N硫酸で制御した。 Anammox sludge (seed sludge) that had been acclimatized with the above raw water composition was added to the reaction tank so that the SS concentration was 100 mg / L. Further, the pH in the reaction vessel was controlled with 0.1N sulfuric acid so as to be less than 8.0.
図5は、前記の条件における、本実験例の担体と、比較担体の除去速度の結果を示すグラフである。横軸は種汚泥添加後の経過日数を、縦軸は窒素除去速度を表す。図5に示す通り、本実験例の担体は、70日で4.0kg/m3/dまで除去速度が上昇した一方、比較担体は40日で1.5kg/m3/dに達したのち、除去速度が上昇しなくなった。
FIG. 5 is a graph showing the removal rate results of the carrier of this experimental example and the comparative carrier under the above conditions. The horizontal axis represents the number of days elapsed after the addition of seed sludge, and the vertical axis represents the nitrogen removal rate. As shown in FIG. 5, the carrier of this experimental example, while the removal rate up to 4.0kg / m 3 / d is increased by 70 days, after reaching 1.5kg / m 3 / d in the
このような実験結果は、本実験例におけるアナモックス菌が貫通孔内壁で増殖し、菌塊を形成したために、剥離することが抑えられた一方で、比較担体は担体の表面に菌塊を形成し、増殖と剥離を繰り返したことを示している。 Such experimental results show that the anammox bacteria in this experimental example grew on the inner wall of the through-hole and formed a bacterial mass, so that peeling was suppressed, while the comparative carrier formed a bacterial mass on the surface of the carrier. , Showing repeated growth and detachment.
以上、説明したように、本実施例における菌体保持担体100、及び汚水処理装置1によれば、貫通孔102の内壁で菌体が保持されることによって、担体に加わる水流等の外乱によって、菌体保持担体100から菌体が剥離することを抑止することができる。
As described above, according to the microbial
<変形例>
なお、上記実施例においては、菌体保持担体100は、直方体の基体101に、四角形の断面を有する貫通孔102が複数形成されている構成であったが、菌体保持担体の構成は、基体、貫通構造ともに、前記の形状以外のものであってもよい。
<Modification>
In the above embodiment, the microbial
(貫通構造の傾斜について)
図6Aから図6Cは、菌体保持担体の貫通構造の傾斜についての変形例を表す図であり、それぞれ菌体保持担体を側面から見た図を示している。なお、図中の破線は、菌体保持担体の基体に形成された貫通構造を表している。
(About the inclination of the penetrating structure)
FIG. 6A to FIG. 6C are diagrams showing modified examples of the inclination of the penetrating structure of the bacterial cell holding carrier, and show views of the bacterial cell holding carrier as viewed from the side. In addition, the broken line in a figure represents the penetration structure formed in the base | substrate of a microbial cell holding support | carrier.
菌体保持担体における貫通構造は、水平なもの(即ち傾斜のないもの)に限定されない。図6A及び図6Bに示すように、菌体保持担体を斜めに貫通するものであってもよい。また、必ずしも担体の一つの側面から、該側面と対向する面にかけて貫通している必要も
なく、図6Bに示すように、貫通孔の開口の一方が、基体の上面に形成されるものであってもよい。このように斜め方向の貫通構造を有することにより、菌体保持担体を水中から引き上げる際に、処理水が貫通孔から比較的緩やかに流れ出るようにでき、菌体の剥離を抑制することができる。なお、このような効果を顕著なものとするために、傾斜角は45度以下としてもよい。
The penetrating structure in the cell-supporting carrier is not limited to a horizontal structure (that is, a structure having no inclination). As shown to FIG. 6A and 6B, you may penetrate the microbial cell holding support | carrier diagonally. Further, it is not always necessary to penetrate from one side surface of the carrier to the surface opposite to the side surface, and one of the openings of the through holes is formed on the upper surface of the substrate as shown in FIG. 6B. May be. By having an oblique penetration structure in this way, the treated water can flow out from the through-hole relatively slowly when the bacterial cell holding carrier is pulled up from the water, and the bacterial cell can be prevented from peeling off. In order to make such an effect remarkable, the inclination angle may be 45 degrees or less.
さらに、貫通構造が斜め方向に形成されることで、汚水の分解処理時に発生するガスが、貫通構造から上方へ向かって抜けやすくなるため、ガスが貫通構造内に滞留することによって生じる処理効率の低下を防止することも可能になる。 Furthermore, since the penetration structure is formed in an oblique direction, the gas generated during the sewage decomposition process can easily escape upward from the penetration structure, so that the processing efficiency caused by the gas staying in the penetration structure can be improved. It is also possible to prevent the decrease.
また、貫通構造は、図6Cに示すように、菌体保持担体を側面から見た際に、V字状となるように形成されていてもよい。このような構成であると、菌体保持担体を水中から引き上げる際に、処理水が貫通孔から流れ出ないようにでき、この際の水流による菌体の剥離を抑制することができる。また、汚水の分解処理時に発生するガスが、貫通構造から上方へ向かって抜けやすくなるため、ガスが貫通構造内に滞留することによって生じる処理効率の低下を防止することも可能になる。 Moreover, as shown in FIG. 6C, the penetrating structure may be formed in a V shape when the microbial cell holding carrier is viewed from the side. With such a configuration, when the bacterial cell holding carrier is pulled up from the water, the treated water can be prevented from flowing out of the through-hole, and the bacterial cells can be prevented from being peeled off by the water flow. In addition, since the gas generated during the sewage decomposition process can easily escape upward from the penetrating structure, it is possible to prevent a reduction in processing efficiency caused by the gas staying in the penetrating structure.
(貫通構造の形状について)
図7から図10はそれぞれ、菌体保持担体の貫通構造の形状についての変形例を表す斜視図である。菌体保持担体の貫通構造の形状についても、四角形の断面を有する貫通孔に限定されない。例えば三角形など、他の多角形の断面を有する貫通孔としてもよく、図7に示すように、円形の断面を有する貫通孔であってもよい。また、貫通孔の配置についても、縦一列である必要はなく、図7に示すように縦二列以上に形成されていてもよい。さらに、図8に示すように、貫通孔の形状は、多角形、円形以外の断面を有する構造であってもよい。
(About the shape of the penetration structure)
FIG. 7 to FIG. 10 are perspective views showing modifications of the shape of the penetration structure of the microbial cell holding carrier. The shape of the penetrating structure of the microbial cell holding carrier is not limited to the through hole having a quadrangular cross section. For example, it may be a through hole having another polygonal cross section such as a triangle, or may be a through hole having a circular cross section as shown in FIG. Further, the arrangement of the through holes does not have to be in a vertical row, and may be formed in two or more vertical rows as shown in FIG. Furthermore, as shown in FIG. 8, the shape of the through hole may be a structure having a cross section other than a polygon or a circle.
ただし、貫通孔の大きさについては、次に述べる理由から、正面視の断面積が20mm2から400mm2の間である事が望ましい。即ち、貫通孔の大きさが小さすぎると、貫通孔が造粒した菌塊で埋まってしまい、貫通孔内の壁面に付着した菌を汚水処理のために活用できなくなる場合がある。また、逆に貫通孔が大きすぎると、貫通孔内に付着した菌が水流などの外乱により剥離することを抑制する効果が弱くなる場合がある。 However, as for the size of the through hole, it is desirable that the cross-sectional area in front view is between 20 mm 2 and 400 mm 2 for the following reason. That is, if the size of the through hole is too small, the through hole is buried with the granulated bacterial mass, and the bacteria attached to the wall surface in the through hole may not be used for sewage treatment. On the other hand, if the through-hole is too large, the effect of suppressing the bacteria attached to the through-hole from peeling off due to disturbance such as a water flow may be weakened.
また、菌体保持担体の貫通構造は、正面視(即ち、鉛直方向の断面)において、全周囲が閉じている構造(孔)に限定されない。例えば、図9に示すように、一部が開いているような構造であってもよい。 Moreover, the penetration structure of the microbial cell holding carrier is not limited to a structure (hole) in which the entire periphery is closed in front view (that is, a cross section in the vertical direction). For example, as shown in FIG. 9, a structure in which a part is open may be used.
以上のように、菌体保持担体の貫通構造は、狭く限定されず、様々な形状とすることができる。特に、アナモックス反応により汚水処理を行う場合においては、被処理水はアナモックス菌以外の菌が共存しにくい環境となっているため、曝気などによって担体への付着物を除去する必要がなく、貫通構造を複雑な形状としても、特段の不都合は生じない。 As described above, the penetrating structure of the cell-supporting carrier is not limited to a narrow shape, and can have various shapes. In particular, when sewage treatment is performed by an anammox reaction, the treated water is in an environment in which bacteria other than anammox bacteria are difficult to coexist, so there is no need to remove deposits on the carrier by aeration, etc. Even if the shape is complicated, no particular inconvenience occurs.
(基体の形状、構造について)
なお、菌体保持担体の基体の形状についても、直方体以外の形状とすることができる。例えば、直方体以外の多角柱形状であってもよいし、円柱形状であってもよい。また、このような柱状でなく、階段状の形状を有するものであってもよい。
(About the shape and structure of the substrate)
In addition, the shape of the substrate of the microbial cell holding carrier can also be a shape other than a rectangular parallelepiped. For example, a polygonal column shape other than a rectangular parallelepiped may be used, or a cylindrical shape may be used. Moreover, it may have a stepped shape instead of such a columnar shape.
また、基体は一体の成形物である必要もない。図10A及び10Bは菌体保持担体の基体(及び貫通構造)についての変形例を示す斜視図である。図10A及び10Bに示すように、菌体保持担体の基体は、複数の部材を組み合わせることによって構成されるものであってもよい。図10Aは、2枚の板状部材の間を波状の仕切り部材で仕切ることによっ
て貫通構造が形成された菌体保持担体を表しており、図10Bは、図10Aの担体が二つ組み合わされたものを示している。
Further, the base body does not have to be an integral molded product. 10A and 10B are perspective views showing a modification of the base body (and penetrating structure) of the bacterial cell holding carrier. As shown to FIG. 10A and 10B, the base | substrate of a microbial cell holding support | carrier may be comprised by combining a some member. FIG. 10A shows a fungus body holding carrier in which a penetrating structure is formed by partitioning two plate-like members with a wave-like partition member, and FIG. 10B is a combination of two carriers of FIG. 10A. Shows things.
以上のように、菌体保持担体の基体の形状、構造は、狭く限定されず様々に変形することができる。ただし、基体の形状が極端に細いものであると、菌体の保持に有効な面積を有する貫通構造を形成できない場合があるため、基体の上部からの投影面積は20mm2以上であることが望ましい。 As described above, the shape and structure of the substrate of the bacterial cell holding carrier are not limited and can be variously modified. However, if the shape of the substrate is extremely thin, it may not be possible to form a penetrating structure having an area effective for holding bacterial cells, so that the projected area from the top of the substrate is preferably 20 mm 2 or more. .
<実施例2>
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。本実施例は、実施例1の菌体保持担体100を用いて、汚水処理装置を立ち上げる方法であり、装置の立ち上げ後に該装置の処理槽内でアナモックス菌を馴養、増殖(以下、培養ともいう)させるのではなく、このようなアナモックス菌の培養を立ち上げ工程に含むものである。図11は、本実施例に係る汚水処理装置の立ち上げ方法の流れを表すフローチャートである。図11に示すように、本実施例では、以下の方法によって汚水処理装置を立ち上げる。
<Example 2>
Next, another embodiment according to the present invention will be described. This example is a method for starting up a sewage treatment apparatus using the bacterial
まず、培養槽において、アナモックス菌の馴養に適した培養液に菌体保持担体100を浸漬させて、該担体にアナモックス菌を付着、保持させる(ステップS101)。そして、該保持させたアナモックス菌を培養液中で馴養させる(ステップS102)。その後、菌体保持担体100に保持されたアナモックス菌が十分に増殖すれば、菌体保持担体100を培養液から引き上げ(ステップS103)、これを立ち上げる汚水処理装置の処理槽に移設する(S104)。
First, in the culture tank, the microbial
上記の様な汚水処理装置の立ち上げ方法であると、新設した汚水処理装置の処理槽内で菌体保持担体にアナモックス菌が増殖するのを待つ必要が無いため、汚水処理装置の立ち上げに係る工期を短縮することができる。即ち、本実施例の汚水処理装置の立ち上げ方法は、予め立ち上げ対象の装置とは別の培養槽において菌体保持担体にアナモックス菌を十分に増殖させておき、これを新設装置の処理槽に菌体保持担体ごと移設することを、立ち上げ工程に含むものである。 In the method for starting up the sewage treatment apparatus as described above, it is not necessary to wait for anammox bacteria to grow on the cell support carrier in the treatment tank of the newly installed sewage treatment apparatus. Such a construction period can be shortened. That is, the method for starting up the sewage treatment apparatus of the present embodiment is such that the anammox bacteria are sufficiently grown in advance in a cell holding carrier in a culture tank different from the apparatus to be started up, and this is treated as a treatment tank of a new apparatus. It is included in the start-up process that the whole cell carrier is transferred.
そして、菌体保持担体100は、既に述べたような構造を有しているため、ステップS103において培養液から引き上げられた際、及びステップS104において新しい処理槽に移設された際に、水流などの外乱によって、担体に保持された菌体が剥離してしまうことを抑制できる。このため、ステップS102において馴養、増殖させたアナモックス菌が、移設作業に伴って減少してしまうことを抑制でき、汚水処理装置の初期性能を確保することが可能になる。
And since the microbial cell holding | maintenance support |
なお、本実施例では、使用する菌体保持担体を実施例1と同様のものとしたが、前記の変形例において説明した他の様々な形状の菌体保持担体を用いて、ステップS101からステップS104の工程により、汚水処理装置を立ち上げてもよい。 In this example, the microbial cell holding carrier to be used was the same as that of Example 1. However, using various other shaped microbial cell holding carriers described in the above-described modification, steps S101 to S101 are performed. The sewage treatment apparatus may be started up by the process of S104.
<その他>
上記の各実施例は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な形態には限定されない。本発明はその技術的思想の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施例においては、菌体保持担体の材質は、ポリウレタン製であったが、担体の材質はこれに限られない。例えば、ナイロン等の他の樹脂、セラミックス等、自由変形せず、水分中に長時間設置されても担体としての強度を維持可能な素材であれば、他の材質であっても構わない。
<Others>
Each of the above-described embodiments is merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the specific forms described above. The present invention can be variously modified within the scope of its technical idea. For example, in each of the above-described embodiments, the material of the bacterial cell holding carrier is made of polyurethane, but the material of the carrier is not limited to this. For example, other materials such as nylon and other resins, ceramics and the like may be used as long as they can maintain the strength as a carrier even if they are placed in moisture for a long time.
1・・・汚水処理装置
10・・・処理槽
11・・・一次処理水供給口
12・・・処理水排出口
13・・・窒素ガス排気口
14・・・硫酸注入口
16・・・撹拌羽根
20・・・調整槽
30・・・恒温槽
40・・・pH制御部
100・・・菌体保持担体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
前記菌体が内側の壁面に固着可能な貫通構造を有しており、
前記貫通構造は、前記菌体保持担体が使用されるときに、前記菌体保持担体を横断する方向に貫通する
ことを特徴とする、菌体保持担体。 A fixed type cell holding carrier that holds cells for wastewater treatment using biological reactions and is immersed in a liquid,
The fungus body has a penetrating structure that can be fixed to the inner wall surface,
The penetration structure penetrates in a direction transverse to the bacterial cell holding carrier when the bacterial cell holding carrier is used.
前記菌体保持担体の貫通構造に対し直交方向に液体が流動する処理槽と、
を備える汚水処理装置。 The bacterial cell holding carrier according to any one of claims 1 to 4,
A treatment tank in which a liquid flows in a direction orthogonal to the penetrating structure of the bacterial cell holding carrier;
A sewage treatment apparatus comprising:
前記菌体が保持された前記菌体保持担体を、前記培養液から引き上げる工程と、
前記培養液から引き上げられた前記菌体保持担体を、汚水処理のための処理槽に移設する工程と、
を有することを特徴とする汚水処理装置の立ち上げ方法。 Immersing the bacterial cell holding carrier according to any one of claims 1 to 4 in a culture solution of the bacterial cell, thereby allowing the bacterial cell holding carrier to hold the bacterial cell;
A step of pulling up the bacterial cell holding carrier in which the bacterial cells are held from the culture solution;
Transferring the bacterial cell holding carrier pulled up from the culture solution to a treatment tank for sewage treatment;
A method for starting up a sewage treatment apparatus, comprising:
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JP2017068574A JP2018167229A (en) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | Bacterial cell holding carrier for treatment of nitrogen containing microorganism wastewater, sewage treatment apparatus and method of starting up sewage treatment apparatus |
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JP2021027814A (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 日立造船株式会社 | Anammox bacteria culture apparatus and anammox bacteria culture method |
-
2017
- 2017-03-30 JP JP2017068574A patent/JP2018167229A/en active Pending
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