JP2023161581A - アミド化合物含有の有機排水の処理方法 - Google Patents
アミド化合物含有の有機排水の処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023161581A JP2023161581A JP2023070996A JP2023070996A JP2023161581A JP 2023161581 A JP2023161581 A JP 2023161581A JP 2023070996 A JP2023070996 A JP 2023070996A JP 2023070996 A JP2023070996 A JP 2023070996A JP 2023161581 A JP2023161581 A JP 2023161581A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic wastewater
- treatment method
- activated sludge
- wastewater treatment
- aeration tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- -1 amide compound Chemical class 0.000 title claims abstract description 134
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 36
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 128
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 119
- XLPJNCYCZORXHG-UHFFFAOYSA-N 1-morpholin-4-ylprop-2-en-1-one Chemical compound C=CC(=O)N1CCOCC1 XLPJNCYCZORXHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OMNKZBIFPJNNIO-UHFFFAOYSA-N n-(2-methyl-4-oxopentan-2-yl)prop-2-enamide Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C OMNKZBIFPJNNIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 76
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 72
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 47
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 24
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 19
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 18
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 18
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 12
- QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N propionamide Chemical class CCC(N)=O QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 11
- 241001316562 Candidatus Kaiserbacteria Species 0.000 claims description 10
- 241001316584 Candidatus Nomurabacteria Species 0.000 claims description 10
- 241000186359 Mycobacterium Species 0.000 claims description 10
- 241001655308 Nocardiaceae Species 0.000 claims description 10
- 241001316566 Candidatus Moranbacteria Species 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 241001277912 Rhodocyclaceae Species 0.000 claims description 7
- 241001600130 Comamonadaceae Species 0.000 claims description 6
- 241000589565 Flavobacterium Species 0.000 claims description 6
- 241000726119 Acidovorax Species 0.000 claims description 5
- 241000604933 Bdellovibrio Species 0.000 claims description 5
- 241000191912 Beijerinckiaceae Species 0.000 claims description 5
- 241000427199 Bosea <angiosperm> Species 0.000 claims description 5
- 241001549254 Caldilineaceae Species 0.000 claims description 5
- 241000016680 Candidatus Accumulibacter Species 0.000 claims description 5
- 241000243363 Candidatus Competibacter Species 0.000 claims description 5
- 241000327603 Competibacteraceae Species 0.000 claims description 5
- 241000031711 Cytophagaceae Species 0.000 claims description 5
- 241001245615 Dechloromonas Species 0.000 claims description 5
- 241000205646 Devosia Species 0.000 claims description 5
- 241001647153 Dokdonella Species 0.000 claims description 5
- 241000341975 Haliangium Species 0.000 claims description 5
- 241000204444 Haliscomenobacter Species 0.000 claims description 5
- 241000191917 Hyphomicrobiaceae Species 0.000 claims description 5
- 241000862974 Hyphomicrobium Species 0.000 claims description 5
- 241000276942 Kofleriaceae Species 0.000 claims description 5
- 241001115123 Kouleothrix Species 0.000 claims description 5
- 241001331186 Leadbetterella Species 0.000 claims description 5
- 241000890160 Limnobacter Species 0.000 claims description 5
- 241000589325 Methylobacillus Species 0.000 claims description 5
- 241001453272 Methylophilaceae Species 0.000 claims description 5
- 241000198659 Methyloversatilis Species 0.000 claims description 5
- 241000077774 Microscillaceae Species 0.000 claims description 5
- 241000186360 Mycobacteriaceae Species 0.000 claims description 5
- 241000192121 Nitrospira <genus> Species 0.000 claims description 5
- 241001141103 Nitrospiraceae Species 0.000 claims description 5
- 241000458373 Pajaroellobacter Species 0.000 claims description 5
- 241000410237 Persicitalea Species 0.000 claims description 5
- 241000863008 Polyangiaceae Species 0.000 claims description 5
- 241001241515 Pseudorhodoferax Species 0.000 claims description 5
- 241001647875 Pseudoxanthomonas Species 0.000 claims description 5
- 241000948188 Rheinheimera Species 0.000 claims description 5
- 241001633102 Rhizobiaceae Species 0.000 claims description 5
- 241000407601 Rhodanobacteraceae Species 0.000 claims description 5
- 241000191025 Rhodobacter Species 0.000 claims description 5
- 241001430267 Rhodobacteraceae Species 0.000 claims description 5
- 241000316848 Rhodococcus <scale insect> Species 0.000 claims description 5
- 241000113628 Roseiflexaceae Species 0.000 claims description 5
- 241001647968 Shinella Species 0.000 claims description 5
- 241000045267 Sulfuritalea Species 0.000 claims description 5
- 241000813827 Sutterellaceae Species 0.000 claims description 5
- 241001464070 Taibaiella Species 0.000 claims description 5
- 241001249784 Thermomonas Species 0.000 claims description 5
- 241001453327 Xanthomonadaceae Species 0.000 claims description 5
- 241001248480 Alteromonadaceae Species 0.000 claims description 4
- 241000253402 Burkholderiaceae Species 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241000852385 Chitinophagaceae Species 0.000 claims description 4
- 241000953966 Fimbriiglobus Species 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229940080818 propionamide Drugs 0.000 claims description 4
- 241001037559 Blastocatellaceae Species 0.000 claims description 3
- 241000953972 Gemmataceae Species 0.000 claims description 3
- 241001212101 Nitrosomonadaceae Species 0.000 claims description 3
- 241000031708 Saprospiraceae Species 0.000 claims description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 3
- 241000589246 Legionellaceae Species 0.000 claims description 2
- 241000180682 Phaselicystidaceae Species 0.000 claims description 2
- 241001183271 Verrucomicrobiaceae Species 0.000 claims description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 2
- LBVMWHCOFMFPEG-UHFFFAOYSA-N 3-methoxy-n,n-dimethylpropanamide Chemical compound COCCC(=O)N(C)C LBVMWHCOFMFPEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxyethyl)prop-2-enamide Chemical compound OCCNC(=O)C=C UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- AWGZKFQMWZYCHF-UHFFFAOYSA-N n-octylprop-2-enamide Chemical compound CCCCCCCCNC(=O)C=C AWGZKFQMWZYCHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 abstract description 6
- OVHHHVAVHBHXAK-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylprop-2-enamide Chemical compound CCN(CC)C(=O)C=C OVHHHVAVHBHXAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229940088644 n,n-dimethylacrylamide Drugs 0.000 abstract description 6
- YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylprop-2-enamide Chemical compound CN(C)C(=O)C=C YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- JROSKIFCGJOXDY-QXMHVHEDSA-N n-[(z)-octadec-9-enyl]prop-2-enamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCNC(=O)C=C JROSKIFCGJOXDY-QXMHVHEDSA-N 0.000 abstract description 6
- CNWVYEGPPMQTKA-UHFFFAOYSA-N n-octadecylprop-2-enamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCNC(=O)C=C CNWVYEGPPMQTKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- ADTJPOBHAXXXFS-UHFFFAOYSA-N n-[3-(dimethylamino)propyl]prop-2-enamide Chemical compound CN(C)CCCNC(=O)C=C ADTJPOBHAXXXFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 abstract description 3
- JKZQBSUPPNQHTK-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-2-methylideneoctanamide Chemical compound CCCCCCC(=C)C(=O)NCC JKZQBSUPPNQHTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 18
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 14
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 10
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- LVYXPOCADCXMLP-UHFFFAOYSA-N 3-butoxy-n,n-dimethylpropanamide Chemical compound CCCCOCCC(=O)N(C)C LVYXPOCADCXMLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 5
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 241001568341 Bdellovibrionaceae Species 0.000 description 4
- 241000244332 Flavobacteriaceae Species 0.000 description 4
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 4
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 4
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 4
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241001509283 Ideonella Species 0.000 description 3
- 241000589248 Legionella Species 0.000 description 3
- 208000007764 Legionnaires' Disease Diseases 0.000 description 3
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 description 3
- 241000180704 Phaselicystis Species 0.000 description 3
- 241001602244 Piscinibacter Species 0.000 description 3
- 241000207196 Verrucomicrobium Species 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000036448 RPGR-related retinopathy Diseases 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 201000000467 X-linked cone-rod dystrophy 1 Diseases 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 231100000209 biodegradability test Toxicity 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- GNWBLLYJQXKPIP-ZOGIJGBBSA-N (1s,3as,3bs,5ar,9ar,9bs,11as)-n,n-diethyl-6,9a,11a-trimethyl-7-oxo-2,3,3a,3b,4,5,5a,8,9,9b,10,11-dodecahydro-1h-indeno[5,4-f]quinoline-1-carboxamide Chemical compound CN([C@@H]1CC2)C(=O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H](C(=O)N(CC)CC)[C@@]2(C)CC1 GNWBLLYJQXKPIP-ZOGIJGBBSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-phenylpyridine-3-carboxamide Chemical compound ClC1=NC=CC=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSOOPMVLNGQEPJ-UHFFFAOYSA-N 2-methylidenepentanamide;n-methylmethanamine Chemical compound CNC.CCCC(=C)C(N)=O GSOOPMVLNGQEPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AUZRCMMVHXRSGT-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane-1-sulfonic acid;prop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C=C.CC(C)CS(O)(=O)=O AUZRCMMVHXRSGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOGLGYYZPSVWKQ-UHFFFAOYSA-N 2-propylideneoctanamide Chemical compound C(C)C=C(C(=O)N)CCCCCC WOGLGYYZPSVWKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQWIAVOKEMERHY-UHFFFAOYSA-N 3-dodecoxy-N,N-dimethylpropanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCOCCC(=O)N(C)C XQWIAVOKEMERHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UVRCNEIYXSRHNT-UHFFFAOYSA-N 3-ethylpent-2-enamide Chemical compound CCC(CC)=CC(N)=O UVRCNEIYXSRHNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-2-enamide Chemical compound CC(C)=CC(N)=O WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWAPMFBHEQZLGK-UHFFFAOYSA-N 5-(dimethylamino)-2-methylidenepentanamide Chemical compound CN(C)CCCC(=C)C(N)=O ZWAPMFBHEQZLGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical class [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007400 DNA extraction Methods 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 101000720524 Gordonia sp. (strain TY-5) Acetone monooxygenase (methyl acetate-forming) Proteins 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000187654 Nocardia Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241001478894 Sphaerotilus Species 0.000 description 1
- 201000000465 X-linked cone-rod dystrophy 2 Diseases 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000003647 acryloyl group Chemical group O=C([*])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001409 amidines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- ZGCZDEVLEULNLJ-UHFFFAOYSA-M benzyl-dimethyl-(2-prop-2-enoyloxyethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC(=O)OCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 ZGCZDEVLEULNLJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- RYHUWOIBTVWXFZ-UHFFFAOYSA-N chloromethane;5-(dimethylamino)-2-methylidenepentanamide Chemical compound ClC.CN(C)CCCC(=C)C(N)=O RYHUWOIBTVWXFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002068 microbial inoculum Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Chemical class 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- BSCJIBOZTKGXQP-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxyethyl)-2-methylprop-2-enamide Chemical compound CC(=C)C(=O)NCCO BSCJIBOZTKGXQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYHUMZYFJVMWRC-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxyethyl)-n-methylprop-2-enamide Chemical compound OCCN(C)C(=O)C=C VYHUMZYFJVMWRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N propane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCS(O)(=O)=O KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 235000003441 saturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000011071 total organic carbon measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- FZGFBJMPSHGTRQ-UHFFFAOYSA-M trimethyl(2-prop-2-enoyloxyethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCOC(=O)C=C FZGFBJMPSHGTRQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
- C02F3/341—Consortia of bacteria
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/02—Temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/08—Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/44—Time
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
【課題】アミド化合物含有有機排水を安定的、安価且つ高効率に処理する方法を提供する。【解決手段】3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等のアミドエーテル系溶剤、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド等のN,N-二置換アクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-オクチルアクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N-エチルヘキシルアクリルアミド、N-オレイルアクリルアミド、N-ステアリルアクリルアミド等のN-単置換アクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミドを含有する有機排水を曝気槽内で活性汚泥処理により生分解することができる。
Description
本発明は、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等のアミドエーテル系溶剤、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド等のN,N-二置換アクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-オクチルアクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N-エチルヘキシルアクリルアミド、N-オレイルアクリルアミド、N-ステアリルアクリルアミド等のN-単置換アクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミドを含む、アミド化合物を含有する有機排水の処理方法に関する。
工業排水等の有機物を含む排水は、一般的に活性汚泥法によって処理されることが多く、即ち微生物の働きにより排水中の有機物を酸化処理するものである。活性汚泥は、ズーグレア、フラボバクテリウム、エントロバクター等多種類の好気性微生物を有し、これらの微生物が排水中の有機物を食べて増殖、成長し、そして過剰に増殖した活性汚泥がフロックという固まりを形成、沈降し、余剰汚泥として回収、再利用される。同時に、有機物が無くなったまたは低減された処理水は上澄液として川や海等自然界に放流することができる。活性汚泥の有機物処理能力は、流入する排水の負荷(有機物の組成、濃度等)や水温、pH、導入する酸素の量等に影響されやすく、また好気性微生物と共存できるスフェロティルス、ベギアトア、ノカルディア等の糸状性細菌(以下単に糸状菌という。)の発生量に大きく影響されることがよく知られている。糸状菌は長さ100ミクロンメートルから数ミリメートル程度の糸状体を有し、曝気槽及び沈澱槽内で多く増殖すると、活性汚泥のフロック中に多数存在する糸状菌がフロック外まで長く突出し、相互に接触し、絡み合って、結果は活性汚泥の沈降性が悪化し、いわゆるバルキング現象が発生する。
バルキング現象の発生を抑制するため、カチオン性ポリマー等の高分子凝集剤、多価金属イオン等の無機凝集剤(特許文献1と2)を用いて活性汚泥の沈降を促進する方法や、沈殿槽に消毒剤等のバルキング抑制剤、殺菌剤を投入して糸状菌の増殖を抑制する方法が報告されている(特許文献3)。
しかし、高分子凝集剤も無機凝集剤も重度のバルキングに対して効果が低く、バルキング防止効果の持続性が低い問題があり、これらの凝集剤は生分解性が不十分であるため、処理水と共に凝集剤が放水されるという新たな環境問題が発生する場合がある。一方、バルキング抑制剤や殺菌剤を用いる場合、添加量や添加場所が不適切であると、有機物の分解に有効である微生物も殺菌してしまい、活性汚泥が死滅することにより生物分解能力の低下を招く場合がある。
また、曝気槽内や沈殿槽内のpHを酸性または塩基性に調整すること(特許文献4と5)、超音波を作用させること(特許文献6)、強い速度匂配を有する水流を与えること(特許文献7)等の環境条件を調整方法も報告されたが、いずれにしても、直ちに効果を得ることは困難であり、排水処理コストの増加を招いた。
アミド化合物は親水性が強く、水溶性であるものが多く、溶剤、反応溶媒、洗浄剤、剥離剤、分散剤、塗料、インク、重合や活性エネルギー硬化性樹脂の原料モノマー等様々な分野において工業的に使用されている。アミド化合物が使用後蒸留等の方法で回収して再利用することが多いが、少量か微量のアミド化合物が工場排水に入って、活性汚泥等の生物処理工程で分解され、自然界に排出されることもある。しかし、アミド化合物は、OECD(経済協力開発機構)の試験ガイドラインで規定されている生分解性試験の評価結果が、易分解性に該当するものがあったが、難分解性に分類される化合物が多かった。アミド化合物の生分解性は構造によって異なるが、OECDの試験方法にも大きく影響されている。OECDの試験法(OECD 301)で生分解性試験を行う場合、使用する媒体(活性汚泥、排水、表層水、土壌類等)は決められた特定のものではなく、媒体中の有機物・無機物、微生物、酸化力等により、アミド化合物の分解性が大きく異なるため、同一の試験方法で試験を行っても、使用された媒体により結果が大きく変わることがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アミド化合物含有工業排水や生活排水を好気性微生物含有の活性汚泥、若しくは好気性微生物含有の活性汚泥及び嫌気性微生物含有の活性汚泥を用いて、安定的、安価且つ高効率に処理する方法を提供することを第1目的とする。また、高濃度のアミド化合物含有排水やOECD 301試験で難分解性に分類されたアミド化合物を含有する排水において、アミド化合物の分解に適した微生物を高濃度に馴養した活性汚泥を用いた処理方法を提供することを第2目的とする。アミド化合物と他の有機物を含有する有機排水を一般の活性汚泥で処理後、アミド化合物の分解に適した微生物を含有する活性汚泥で処理する(多段階処理)方法を提供することを第3目的とする。更に、凝集剤や殺菌剤に頼らず、糸状菌に起因するバルキング現象の発生を防止し、かつ新たな環境問題の発生を起こす懸念のない排水処理方法を提供することを第4目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、アミド化合物を含有する有機排水を曝気槽内で活性汚泥により処理する有機排水処理方法を見出し、本発明に至ったものである。即ち、アミド化合物含有の有機排水または、アミド化合物と他の有機物を含有する有機排水を好気性微生物含有の活性汚泥により生分解することができる。また、高濃度のアミド化合物含有の有機排水やOECD 301試験で難分解性に分類されたアミド化合物を含有する有機排水を、アミド化合物の分解に適した微生物を高濃度に馴養した活性汚泥により生分解することができる。更に、高濃度のアミド化合物含有の有機排水やOECD 301試験で難分解性に分類されたアミド化合物と他の有機物を含有する有機排水を、一般の活性汚泥で処理後、アミド化合物の分解に適した微生物を含有する活性汚泥で処理する方法を生分解することができる。
本発明は、以下の内容を含有する。
(1)アミド化合物含有の有機排水を曝気槽内で活性汚泥により処理する有機排水処理方法。
(2)有機排水のアミド化合物の濃度が1ppm~10質量%である前記(1)に記載の有機排水処理方法。
(3)アミド化合物は分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が2~50である前記(1)または(2)に記載の有機排水処理方法。
(4)アミド化合物は水溶性または水分散性である前記(1)~(3)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(5)アミド化合物は(メタ)アクリルアミド、N-置換(メタ)アクリルアミド、N,N-二置換(メタ)アクリルアミド、N-置換アミド、N,N-二置換アミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミド、β-アルコキシ-N-置換プロピオンアミド、β-アルコキシ-N,N-二置換プロピオンアミド、β-アミノ-N-置換プロピオンアミド、β-アミノ-N,N-二置換プロピオンアミドから選ばれる1種以上の化合物である前記(1)~(4)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(6)活性汚泥はMycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC-I-84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30-KF-CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科、mle127科の微生物から選ばれる1種以上の微生物を含有する前記(1)~(5)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(7)活性汚泥はMycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC-I-84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30-KF-CM45属、BD7-11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、mle1-27属に属する微生物から選ばれる1種以上の微生物を含有する前記(1)~(6)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(8)曝気槽内に有機排水を連続的または半連続的に供給し、アミド化合物の滞留時間は0.5~60時間である前記(1)~(7)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(9)曝気槽内に空気を連続的または間欠的に導入し、曝気槽内の酸素濃度は0.5~30mg/Lである前記(1)~(8)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(10)活性汚泥の温度は10~50℃である前記(1)~(9)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(11)活性汚泥のpHは5~9である前記(1)~(10)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(12)活性汚泥中の微生物の50%以上は好気性ズーグレア状細菌である前記(1)~(11)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(13)化学的酸素要求量(COD値)が100,000mg/L以下の有機排水を曝気槽で活性汚泥の存在下で曝気処理した後、沈殿槽に導いて沈殿分離し、分離汚泥の一部を曝気槽に返送する前記(1)~(12)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(14)曝気槽におけるアミド化合物のCOD除去率は70%~99.5%、アミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率は80~100%である前記(1)~(13)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(15)曝気槽及び/又は沈澱槽は2個以上を有する前記(1)~(14)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(16)曝気槽は2個以上を直列及び並列に設けられ、排水を同時に及び/または順番に曝気槽に導入して処理する前記(1)~(15)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(17)前記(1)~(16)に記載の有機排水処理方法は多段式である有機排水処理方法。
(18)1個目の曝気槽の1段目処理はアミド化合物のCOD除去率が20%~70%、アミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率が50~100%、1個目以降の曝気槽の2段目以降の処理はアミド化合物のCOD除去率は50%~90%、アミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率は70~100%である前記(1)~(17)の何れか一項に記載有機排水処理方法。
(19)有機排水は更に活性汚泥の栄養剤を含有し、化学的酸素要求量(COD)と全有機体炭素(TOC)の比(COD/TOC)が2~5である前記(1)~(18)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(20)曝気槽内の活性汚泥の濃度は300~20,000mg/Lである前記(1)~(19)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(21)曝気槽内の有機排水の滞留時間は0.5時間~40日である前記(1)~(20)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(22)曝気槽内で活性汚泥により処理後、更に嫌気条件で活性汚泥により処理する前記(1)~(21)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(23)活性汚泥は曝気槽から沈殿槽へ導入し、沈澱分離後曝気槽に返送する前記(1)~(22)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(24)活性汚泥は浮遊状態及び/または生物膜に固定された状態、スポンジ担体に保持された状態である前記(1)~(23)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(1)アミド化合物含有の有機排水を曝気槽内で活性汚泥により処理する有機排水処理方法。
(2)有機排水のアミド化合物の濃度が1ppm~10質量%である前記(1)に記載の有機排水処理方法。
(3)アミド化合物は分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が2~50である前記(1)または(2)に記載の有機排水処理方法。
(4)アミド化合物は水溶性または水分散性である前記(1)~(3)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(5)アミド化合物は(メタ)アクリルアミド、N-置換(メタ)アクリルアミド、N,N-二置換(メタ)アクリルアミド、N-置換アミド、N,N-二置換アミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミド、β-アルコキシ-N-置換プロピオンアミド、β-アルコキシ-N,N-二置換プロピオンアミド、β-アミノ-N-置換プロピオンアミド、β-アミノ-N,N-二置換プロピオンアミドから選ばれる1種以上の化合物である前記(1)~(4)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(6)活性汚泥はMycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC-I-84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30-KF-CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科、mle127科の微生物から選ばれる1種以上の微生物を含有する前記(1)~(5)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(7)活性汚泥はMycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC-I-84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30-KF-CM45属、BD7-11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、mle1-27属に属する微生物から選ばれる1種以上の微生物を含有する前記(1)~(6)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(8)曝気槽内に有機排水を連続的または半連続的に供給し、アミド化合物の滞留時間は0.5~60時間である前記(1)~(7)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(9)曝気槽内に空気を連続的または間欠的に導入し、曝気槽内の酸素濃度は0.5~30mg/Lである前記(1)~(8)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(10)活性汚泥の温度は10~50℃である前記(1)~(9)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(11)活性汚泥のpHは5~9である前記(1)~(10)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(12)活性汚泥中の微生物の50%以上は好気性ズーグレア状細菌である前記(1)~(11)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(13)化学的酸素要求量(COD値)が100,000mg/L以下の有機排水を曝気槽で活性汚泥の存在下で曝気処理した後、沈殿槽に導いて沈殿分離し、分離汚泥の一部を曝気槽に返送する前記(1)~(12)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(14)曝気槽におけるアミド化合物のCOD除去率は70%~99.5%、アミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率は80~100%である前記(1)~(13)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(15)曝気槽及び/又は沈澱槽は2個以上を有する前記(1)~(14)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(16)曝気槽は2個以上を直列及び並列に設けられ、排水を同時に及び/または順番に曝気槽に導入して処理する前記(1)~(15)の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
(17)前記(1)~(16)に記載の有機排水処理方法は多段式である有機排水処理方法。
(18)1個目の曝気槽の1段目処理はアミド化合物のCOD除去率が20%~70%、アミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率が50~100%、1個目以降の曝気槽の2段目以降の処理はアミド化合物のCOD除去率は50%~90%、アミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率は70~100%である前記(1)~(17)の何れか一項に記載有機排水処理方法。
(19)有機排水は更に活性汚泥の栄養剤を含有し、化学的酸素要求量(COD)と全有機体炭素(TOC)の比(COD/TOC)が2~5である前記(1)~(18)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(20)曝気槽内の活性汚泥の濃度は300~20,000mg/Lである前記(1)~(19)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(21)曝気槽内の有機排水の滞留時間は0.5時間~40日である前記(1)~(20)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(22)曝気槽内で活性汚泥により処理後、更に嫌気条件で活性汚泥により処理する前記(1)~(21)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(23)活性汚泥は曝気槽から沈殿槽へ導入し、沈澱分離後曝気槽に返送する前記(1)~(22)の何れか一項に記載の排水処理方法。
(24)活性汚泥は浮遊状態及び/または生物膜に固定された状態、スポンジ担体に保持された状態である前記(1)~(23)の何れか一項に記載の排水処理方法。
本発明では、アミド系化合物を製造、精製或いは使用することによって発生するアミド系化合物を含有する有機排水を、曝気槽内で好気性活性汚泥処理によりアミド化合物が効率よく分解することができる。また、曝気槽においても沈殿槽においても糸状菌の絡み合いが抑制され、沈殿槽におけるバルキング現象が発生せず、活性汚泥処理を安定的に継続することができる。アミド系化合物が微生物の栄養剤である窒素源(N)であるため、更なる窒素化合物を投入せず或いは微量投入だけで活性汚泥を構成する微生物が十分に増殖、成長することが可能である。その理由はまだ明確に解明されてないが、アミド化合物を含有することによって、活性汚泥中の微生物が増殖、成長し、フロックを形成しやすくなり、一方で活性汚泥に混在する糸状菌の絡み合いを抑制する作用があると推定されている。
また、アミド化合物の分解に適した微生物が一般の汚泥中に微量でありがながら存在するため、一般汚泥を曝気条件下でアミド化合物含有の有機排水を用いて馴養することにより、アミド化合物の分解に適した微生物が選択的に増殖され、馴養汚泥中に高濃度で存在することとなり、高濃度のアミド化合物含有の有機排水やOECD 301試験で難分解性に分類されたアミド化合物を含有する有機排水が容易に処理することできる。本発明の方法により、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等のアミドエーテル系溶剤、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド等のN,N-二置換アクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-オクチルアクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N-エチルヘキシルアクリルアミド、N-オレイルアクリルアミド、N-ステアリルアクリルアミド等のN-単置換アクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミドを含む、アミド化合物を含有する有機排水を好気性活性汚泥法により容易に処理することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明の範囲はここで説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができる。また、特定のパラメータについて、複数の上限値及び下限値が記載されている場合、これらの上限値及び下限値の内、任意の上限値と下限値とを組合せて好適な数値範囲とすることができる。
本開示の一態様は、アミド化合物を含有する有機排水を曝気槽内で活性汚泥により処理する有機排水処理方法である。本発明において、アミド化合物とは分子内にアミド基を一つ以上有する化合物である。具体的には、炭素数1~36の直鎖状、分岐鎖状または環状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、水酸基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アミノ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アルコキシ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素を導入した、脂肪酸アミド類、N-置換脂肪酸アミド類、N,N-ジ置換脂肪酸アミド類;芳香族炭化水素を導入した、芳香族カルボン酸アミド類、N-置換芳香族カルボン酸アミド類、N,N-ジ置換芳香族カルボン酸アミド類;炭素数1~36の直鎖状、分岐鎖状または環状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、水酸基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アミノ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アルコキシ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素を導入した、β-アルコキシ-N-置換プロピオンアミド類、β-アルコキシ-N,N-二置換プロピオンアミド類;炭素数1~36の直鎖状、分岐鎖状または環状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、水酸基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アミノ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アルコキシ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素を導入した、β-アミノ-N-置換プロピオンアミド類、β-アミノ-N,N-二置換プロピオンアミド類;炭素数1~36の直鎖状、分岐鎖状または環状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、水酸基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アミノ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アルコキシ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素を導入した、N-置換(メタ)アクリルアミド類、N,N-二置換(メタ)アクリルアミド類;N-置換アルキル(C1~36)(メタ)アクリルアミド類、N,N-二置換アルキル(C1~36)(メタ)アクリルアミド類、(メタ)アクリロイルモルフォリン、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらのアミド化合物は、1種を単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。
本開示の別の一態様において、有機排水のアミド化合物の濃度が1ppm~10質量%である有機排水処理方法である。アミド化合物は炭素原子と窒素原子を有するため、それ自身が微生物の栄養源として活性汚泥により分解することができ、同時に排水中の多種多様の有機物の分解を促進する作用がある。有機物としてアミド化合物のみを含有する有機排水を処理する場合、アミド化合物の濃度が1ppm未満であれば、活性汚泥の増殖に必要な栄養源が不足となり、微生物の死滅率が高くなることや、活性汚泥のフロックの性状が悪化し、沈降性が悪くなり、放流水中のCODや不溶解性物質(SS)の濃度が増加する恐れがある。一方、アミド化合物と他の有機物を含有する排水を処理する場合アミド化合物の濃度が10質量%を超えると、他の有機物の濃度、構造にもよるが、活性汚泥中の微生物の過負荷による死滅が多く発生し、有機物の分解性も活性汚泥の沈降性も同様に悪くなり、好ましくない。これらの観点化から、有機排水のアミド化合物の濃度が2ppm~5質量%であることが好ましく、5ppm~2質量%であることがより好ましく、10ppm~1質量%であることが特に好ましい。
本開示の別の一態様において、アミド化合物の分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が2~50である有機排水処理方法である。窒素(N)は生体を構成する元素であり、活性汚泥を構成する微生物にとって必須元素である。有機排水から持ち込まれる炭素原子と窒素原子の比(モル)は50を超えると、微生物が十分な窒素原子を体内に取り組むことができず、増殖障害が発生する。また、有機排水から持ち込まれる炭素原子と窒素原子の比(モル)は2未満であれば、有機排水中に微生物の増殖に必要とする以上の窒素原子を有し、余剰の窒素原子が曝気槽で硝化細菌によりに酸化され、アンモニア等として排出されるため、悪臭を生じる問題がある。これらの観点から、アミド化合物は分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が3~40であることが好ましく、4~30であることがより好ましい。更に、アミド化合物分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が5以上である場合、分子が大きくなりに連れ、毒性が低くなる傾向があり、微生物に対しする生殖障害等を生じる可能性が極めて低く、炭素原子と窒素原子のモル比が5~30であることが特に好ましい。
本開示の別の一態様において、アミド化合物は水溶性または水分散性であることを特徴とする有機排水処理方法である。有機排水の活性汚泥法は生物的な処理方法であり、微生物の栄養素である有機物が水溶性または水分散性であることが必要である。同様の理由で有機排水に含有するアミド化合物が水溶性または水分散性であることが好ましい。アミド化合物が水溶性または水分散性であれば、他の水溶性有機物との混合比を適宜に調整することにより、排水中の全ての有機物が水に溶解した状態または分散した状態となり、微生物がこのような有機物を容易に体内に取り組むことができる。なお、本発明において、水溶性とは、大気圧下25℃において水100gにアミド化合物1g以上を溶解できることを意味する。水分散性とは、大気圧下25℃において水100gにアミド化合物1g以上を微粒子として安定に存在できることを意味する。
アミド化合物は、分子中の炭素原子と窒素原子のモル比及び水溶性や水分散性である観点から、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-オクチルアクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N-エチルヘキシルアクリルアミド、N-オレイルアクリルアミド、N-ステアリルアクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミであることが特に好ましい。
本開示の別の一態様において、活性汚泥はMycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC-I-84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30-KF-CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科、mle127科の微生物から選ばれる1種以上の微生物を含有する有機排水処理方法である。これらの微生物は、アミド化合物含有の有機排水で馴養される際に、汚泥中に存在する他の微生物群に比べて、選択的に増殖しやすく、また、スポンジ担体対する付着能力が高く、連続曝気条件下で馴養することにより、汚泥中に高濃度に存在することとなる。これらの微生物は、1種を単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。生物多様性の観点から、2種以上を組み合わせて用いることが好ましく、3種以上を組み合わせて用いることが好ましい。
3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等のβ-アルコキシ-N,N-ジアルキルプロパンアミドを含有する有機排水の処理は、Mycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC-I-84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30-KF-CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科の微生物がより好適に用いられる。これらの微生物はβ-アルコキシ-N,N-ジアルキルプロパンアミドに対して耐性が強く、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミドの高濃度水溶液中でも生存可能であり、馴養により確実に増殖し、活性汚泥中の菌体濃度が高くなり、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミドと3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミドが確実に生分解される。
N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-オクチルアクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N-エチルヘキシルアクリルアミド、N-オレイルアクリルアミド、N-ステアリルアクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミを含有する有機排水の処理は、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Saprospiraceae科、Rhodocyclaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科とmle127科科の微生物がより好適に用いられる。これらの微生物はN-置換(メタ)アクリルアミドとN,N-二置換(メタ)アクリルアミドに対して耐性が強く、N-置換(メタ)アクリルアミドやN,N-二置換(メタ)アクリルアミドの高濃度水溶液中でも生存可能であり、馴養により確実に増殖し、活性汚泥中の菌体濃度が高くなり、N-置換(メタ)アクリルアミドとN,N-二置換(メタ)アクリルアミドが確実に生分解される。なお、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミドはOECD 301試験で易分解性に分類されたアミド化合物であり、一般の活性汚泥でも容易に生分解され、これらの微生物を有する活性汚泥を用いることによりより短時間で高効率に分解することができる。
本開示の別の一態様において、活性汚泥はMycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC-I-84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30-KF-CM45属、BD7-11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、mle1-27属に属する微生物から選ばれる1種以上の微生物を含有する有機排水処理方法である。これらの属の微生物は、前記の微生物の科に属しており、前記の各科の微生物の特徴を有しながら、特に有機窒素を分解する能力が高い。これらの微生物は、1種を単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。生物多様性の観点から、2種以上を組み合わせて用いることが好ましく、3種以上を組み合わせて用いることが好ましい。
3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等のβ-アルコキシ-N,N-ジアルキルプロパンアミドを含有する有機排水の処理は、Mycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC-I-84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30-KF-CM45属、BD7-11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属に属する微生物がより好適に用いられる。これらの属の微生物は、前記のβ-アルコキシ-N,N-ジアルキルプロパンアミド含有有機排水の処理に好適に用いられる微生物の科に属しており、前記の科の微生物の特徴を有しながら、特に有機窒素を分解する能力が高く、アミド基の生分解に対して促進効果がある。
N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-オクチルアクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N-エチルヘキシルアクリルアミド、N-オレイルアクリルアミド、N-ステアリルアクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミを含有する有機排水の処理は、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、env.OPS17属、mle1-27属に属する微生物がより好適に用いられる。これらの属の微生物は、前記のN-置換(メタ)アクリルアミドとN,N-二置換(メタ)アクリルアミド含有有機排水の処理に好適に用いられる微生物の科に属しており、前記の科の微生物の特徴を有しながら、特に有機窒素を分解する能力が高く、アミド基の生分解に対して促進効果がある。
本開示の別の一態様において、曝気槽内に有機排水を連続的または半連続的に供給し、アミド化合物及び有機排水の滞留時間は0.5~60時間である有機排水処理方法である。曝気槽内に有機排水の供給は連続または半連続的に供給でき、また有機排水の曝気槽内における滞留時間を一定の範囲内に維持しやすいため、連続的に供給することが好ましい。アミド化合物及び有機排水の滞留時間は、有機排水中の有機物の組成、濃度、COD値等によって大きく変動するが、0.5~60時間であることが好ましい。滞留時間はこの範囲内であれば、有機物の除去率が所定の目的値に到達でき、且つ有機排水の処理速度は工業的に応用可能である。また、有機排水の処理能力(有機物の除去率)と処理速度のバランス調整の観点から、滞留時間は1~50時間であることがより好ましく、2~30時間であることが特に好ましい。
本開示の別の一態様において、曝気槽内に空気を連続的または間欠的に導入し、曝気槽内の酸素濃度は0.5~30mg/Lである有機排水処理方法である。本発明は、好気性微生物を利用した有機排水の生物的処理方法であって、有機物を分解させるため、十分な酸素や空気を曝気槽の底部から連絡または間欠に導入する必要があり、また、有機排水を連続的に供給される場合、空気等の導入も連続的な方式が好ましい。適切な空気等の導入量(流量)は有機排水中の有機物の組成、濃度、COD値、曝気槽密閉性、撹拌の有無、温度等多くの因子に影響されるが、通常、曝気槽内の酸素濃度は0.5~30mg/Lであることが好ましい。酸素濃度がこの範囲内であれば、有機物所定の除去率で分解することができ、また、過剰導入による活性汚泥の大量流出を防止できる。これらの観点から、曝気槽内の酸素濃度は1~20mg/Lであることがより好ましく、2~10mg/Lであることが特に好ましい。
本開示の別の一態様において、化学的酸素要求量(COD値)が100,000mg/L以下の有機排水を曝気槽で活性汚泥の存在下で曝気処理した後、沈殿槽に導いて沈殿分離し、分離汚泥の一部を曝気槽に返送する排水処理方法である。高負荷(高COD値)の有機排水を曝気槽に導入すると、活性汚泥の処理能力を超える可能性があり、微生物の生育状態により死滅する可能性がある。そのため、曝気槽に導入する有機排水は、COD値10000mg/L以下のものであることが好ましい。有機排水中のCOD値が10000mg/Lを超える場合、沈殿、凝集、希釈等の方法でCOD値を100,000mg/L以下に低減してから曝気槽に導入することが好ましい。有機排水を効率的、且つ長期間に安定的、連続的に処理できる観点から、曝気槽に導入する有機排水中のCOD値が50,000mg/L以下であることがより好ましく、10,000mg/L以下であることが特に好ましい。
曝気槽で処理後の排水(処理水)は、固液分離装置としての沈殿槽に導入される。この際に少量であるが、一部の活性汚泥が処理水と共に沈殿槽に流れてしまうため、沈殿槽を設置し、活性汚泥を沈降させ、処理水と分離後、全部または一部を曝気槽に返送することが、有機排水の処理能力を長期間に維持できるため、好ましい。また、沈降分離した汚泥の半分以上を曝気槽に返送することがより好ましい。
本開示の別の一態様において、曝気槽におけるアミド化合物のCOD除去率は70%~99.5%である有機排水処理方法である。COD除去率は、曝気槽に流入する有機排水中のCOD値をCOD1とし、曝気槽から流出する排水中のCOD値をCOD2とした場合、(COD1-COD2)/COD1×100%として表すことができる。有機排水中のアミド化合物の濃度にもよるが、曝気槽でアミド化合物のCOD除去率は70%以上を到達できると、残存するアミド化合物が沈殿槽に流入し、活性汚泥の沈降中に継続して微生物の栄養源として微生物の生存を維持しながら、沈殿槽中の糸状菌の絡み合いを抑制し、沈殿槽で発生しやすいバルキング現象を防止し、沈殿槽から排出する流出水中のCOD除去率はほぼ100%に達することができる。また、曝気槽におけるアミド化合物のCOD除去率は99.5%を超えると、残存するアミド化合物が少なくなって、沈殿槽中における微生物の生存維持効果も糸状菌の絡み合い抑制効果も不十分となる可能性がある。これらの観点から、曝気槽におけるアミド化合物のCOD除去率は75%~98%であることがより好ましく、80%~97%であることが特に好ましい。
本開示の別の一態様において、曝気槽におけるアミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率は80~100%である有機排水処理方法である。アミド化合物以外の有機物の濃度にもよるが、曝気槽でアミド化合物以外の有機物のCOD除去率は80%以上を到達できると、残存する有機物が沈殿槽に流入し、活性汚泥の沈降中に継続して微生物の栄養源として微生物の生存を維持しながら、分解により除去され、沈殿槽から排出する処理水中のCOD除去率はほぼ100%に達することができる。また、曝気槽におけるアミド化合物以外の有機物のCOD除去率は80%未満であれば、沈殿槽における活性汚泥の過負荷により死滅する恐れがある。これらの観点から、曝気槽におけるアミド化合物以外の有機物のCOD除去率は85%以上であることがより好ましく、90%以上であることが特に好ましい。
本開示の別の一態様において、曝気槽及び/又は沈澱槽は2個以上を有する有機排水処理方法である。2個以上の曝気槽が第1曝気槽や第2曝気槽、第n曝気槽とし、並列に設置されても、直列に設置されてもよい。2個以上の曝気槽が並列に設置された場合、アミド化合物含有の有機排水は各曝気槽に同時に導入することができ、排水処理量が大きい。各曝気槽に1個の沈澱槽を設置してもよく、2個以上の曝気槽に1個の沈澱槽を設置してもよく、有機排水は第1曝気槽から第1沈殿槽に移送され、第1曝気槽と第2曝気槽から第1沈殿槽に移送され、または第1曝気槽から第1沈殿槽に、第2曝気槽から第2沈殿槽に移送されて処理される。2個以上の曝気槽が直列に設置された場合、アミド化合物含有の有機排水は各曝気槽に順番に導入、処理することができ、高付加排水(高濃度のアミド化合物含有排水)が処理できる利点がある。直列に設置された各曝気槽に1個の沈澱槽を設置してもよく、2個以上の曝気槽に1個の沈澱槽を設置してもよい。曝気槽における曝気方式としては、完全混合方式、プラグフロー方式、ステップフィード方式など、公知の曝気方式を特に制限なく適用する。また、曝気槽内に精密濾過膜分離装置(MF膜分離装置)を設置することができ、活性汚泥と処理後の排水がMF膜分離装置で分離することができ、沈殿槽が不要となり、活性汚泥浮遊物質(SS)濃度の高濃度化運転が可能になり、また、処理設備の小型化が可能になる等の利点がある。
本開示の別の一態様において、好気性活性汚泥処理が二段階以上で行われる有機排水処理方法である。各段階で用いられる活性汚泥の微生物が同一であってもよく、異なってもよい。高濃度のアミド化合物を含有する有機排水やOECD評価方法で難分解性と分類されたアミド化合物を含有する有機排水の処理において、前記の各科、各属の微生物を有する活性汚泥を用いることが好ましい。また、アミド化合物と他の有機物をともに含有する有機排水の処理において、一般の活性汚泥で処理した後、前記の各科、各属の微生物を有する活性汚泥で処理する多段式処理法が好ましい。多段式の有機排水処理方法は、1段目処理(例えば、1個目の曝気槽)のCOD除去率はアミド化合物が20%~70%、アミド化合物以外の有機物合計が50~100%、2段目以降の処理(例えば、2個目以降の曝気槽)のCOD除去率はアミド化合物の50%~90%、アミド化合物以外の有機物が70~100%であることが好ましい。
本開示の別の一態様において、有機排水は更に活性汚泥の栄養剤を含有し、化学的酸素要求量(COD)と全有機体炭素(TOC)の比(COD/TOC)が2~5であることを特徴とする排水処理方法である。曝気槽と沈殿素における有機排水の処理は、トータルCOD除去率は95%以上であることが好ましい。トータルCOD除去率は、曝気槽に流入する有機排水中のCOD値をCOD1とし、沈殿槽から流出する流出水中のCOD値をCOD3とした場合、(COD1-COD3)/COD1×100%として表すことができる。トータルCOD除去率を高めるために、有機排水中の有機物の組成調整や微生物の生殖、成長に必要な栄養剤添加等が必要となる場合がある。微生物の増殖に有利、且つ糸状菌の絡み合いに不利な有機排水の組成として、化学的酸素要求量(COD)と全有機体炭素(TOC)の比(COD/TOC)が2~5であることが好ましい。栄養剤として、炭素原子の供給源としてメタノール、アセトン、酢酸エチル等の窒素原子を有する化合物が挙げられ、窒素原子の供給源として尿素、アミン、アンモニウムの無機塩等の窒素原子の含有率が高い化合物が挙げられる。更に、必要に応じて、リン酸やリン酸の有機塩、無機塩等含リン化合物、カルシウム等のミネラル成分を添加することができる。
本開示の別の一態様において、有機排水は好気性活性汚泥で処理した後、更に嫌気性活性汚泥で処理する方法である。好気性処理と嫌気性処理を組み合わせて行う形態によれば、脱窒素、脱リン効率を向上させることが可能である。
曝気槽中の活性汚泥浮遊物質(SS)の濃度(MLSS)は通常300~20,000mg/Lである。MLSSが高い程、有機排水中のアミド化合物及び他の有機物の生分解率が高く、排水の処理効率がよいが、MLSSが高すぎと、沈殿槽での沈降性が悪化し、活性汚泥と処理後排水の固液分離が不十分となり、処理後排水に多量の懸濁物質が混入する、バルキング現象が発生する恐れがある。これらの観点から、MLSSが1,000~15,000mg/Lであることが好ましく、2,000~12,000mg/Lであることがより好ましく、3,000~8,000mg/Lであることが特に好ましい。
曝気槽及び沈殿槽の温度は10~65℃であることが好ましく、15~50℃であることがより好ましく、20~45℃であることが特に好ましい。曝気槽及び沈殿槽のpHは通常5.0~9.0であることが好ましく、5.5~8.5であることがより好ましく、6.0~8.0であることが特に好ましい。
本発明における微生物は好気性で、人類、動物、魚類、植物等に甚大な害を有しないであれば、活性汚泥の構成細菌として用いることができる。活性汚泥中の微生物は、ズーグレア、シュードモナス、バチルス等多種類の細菌の集合体であることが好ましく、また細菌の主体として50%以上は好気性ズーグレア状細菌であることがより好ましい。ズーグレア状細菌がフロックと呼ばれる固まりを作り、微生物が分解できない粒子も取り込んで、排水から除去できるため、活性汚泥の構成細菌として好気性ズーグレア状細菌が70%以上はであることが特に好ましい。
微生物をスポンジ担体に保持または高分子担体に固定化してから、曝気槽内に配置することが、活性汚泥の流出防止ができ、微生物の活性確保や増殖の効果があり、好ましい。
沈殿槽中に活性汚泥の沈降を促進させるために、高分子凝集剤を添加することができる。高分子凝集剤としては、カチオン性、アニオン性、ノニオン性、両性等いずれのものを使用できる。カチオン性高分子凝集剤としては、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ ニウムクロリドの(共)重合体、(メタ)アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモ ニウムクロライドの( 共)重合体、(メタ)アクリルアミドアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライドの(共)重合体等の(メタ)アクリロイル系カチオン性高分子凝集剤、ポリアミジン等のアミジン系カチオン性高分子凝集剤、ポリビニルアミン等が挙げられる。
アニオン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドとアクリル酸 (塩)の共重合体、アクリルアミドとアクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸との共重合体、アクリルアミ ドとアクリル酸塩とアクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸の共重合体等が挙げられる。 ノニオン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドの重合体等が挙げられる。
高分子凝集剤の分子量は特に制限されない。分子量が1,000万以上の高分子量型のものも、分子量が数百万の比較的低分子量型のものも効果があるが、高分子凝集剤は分子量が高い程、溶解に所要時間が長くなるため、分子量が500万~1,000万であることが好ましい。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、「部」及び「%」は特記しない限りすべて質量基準である。
実施例及び比較例に用いた化合物は以下のとおりである。
(A)アミド系化合物
A-1:3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylvent」と「KJCMPA」)
A-2:3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylvent」と「KJCBPA」)
A-3:3-ラウロキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylvent」)
A-4: アクリロイルモルフォリン(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「ACMO」)
A-5:N-ヒドロキシエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「HEAA」)
A-6:N-ヒドロキシエチルメタクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-7:N-メチル-N-ヒドロキシエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-8:ジメチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「DMAA」)
A-9:ジエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「DEAA」)
A-10:イソプロピルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「NIPAM」)
A-11:ダイアセトンアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-12:N,N-ジメチルアミドプロピルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「DMAPAA」)
A-13:N-オクチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-14:N-オレイルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-15:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化メチル4級塩(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-16:アクリルアミド
(B)その他の化合物
B-1:尿素
B-2:硫酸アンモニウム
B-3:メタノール
B-4:アセトン
B-5:酢酸エチル
B-6:酢酸
B-7:アセトンニトリル
B-8:ブチルアルコール
B-9:ポリエチレングリコール(平均分子量約200)
B-10:リン酸
B-11:リン酸水素二ナトリウム
(C)活性汚泥
C-1:KJケミカルズ株式会社八代工場の排水処理設備から採集した活性汚泥であり、微生物顕微鏡により観察し、ズーグレア状細菌類が非常に多く見られ(約90%)、一部に糸状菌が見られ、原生動物類と線虫類が見られなかった。
C-2:C-1の活性汚泥を微生物植種源として用いて、スポンジ状流動担体に微生物を定着するまでに馴養を行い、好気性生物膜担体を得た。
C-3:熊本県八代市の排水処理設備から採集した活性汚泥であり、微生物顕微鏡により観察し、ズーグレア状細菌類が非常に多く見られ(約70%)、一部に糸状菌が見られ、原生動物類と線虫類が見られた。
C-4:福岡県北九州市の排水処理設備から採集した活性汚泥であり、微生物顕微鏡により観察し、ズーグレア状細菌類が非常に多く見られ(約80%)、一部に糸状菌が見られ、原生動物類と線虫類が見られた。
(A)アミド系化合物
A-1:3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylvent」と「KJCMPA」)
A-2:3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylvent」と「KJCBPA」)
A-3:3-ラウロキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylvent」)
A-4: アクリロイルモルフォリン(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「ACMO」)
A-5:N-ヒドロキシエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「HEAA」)
A-6:N-ヒドロキシエチルメタクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-7:N-メチル-N-ヒドロキシエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-8:ジメチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「DMAA」)
A-9:ジエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「DEAA」)
A-10:イソプロピルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「NIPAM」)
A-11:ダイアセトンアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-12:N,N-ジメチルアミドプロピルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」と「DMAPAA」)
A-13:N-オクチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-14:N-オレイルアクリルアミド(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-15:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化メチル4級塩(KJケミカルズ社製、登録商標「Kohshylmer」)
A-16:アクリルアミド
(B)その他の化合物
B-1:尿素
B-2:硫酸アンモニウム
B-3:メタノール
B-4:アセトン
B-5:酢酸エチル
B-6:酢酸
B-7:アセトンニトリル
B-8:ブチルアルコール
B-9:ポリエチレングリコール(平均分子量約200)
B-10:リン酸
B-11:リン酸水素二ナトリウム
(C)活性汚泥
C-1:KJケミカルズ株式会社八代工場の排水処理設備から採集した活性汚泥であり、微生物顕微鏡により観察し、ズーグレア状細菌類が非常に多く見られ(約90%)、一部に糸状菌が見られ、原生動物類と線虫類が見られなかった。
C-2:C-1の活性汚泥を微生物植種源として用いて、スポンジ状流動担体に微生物を定着するまでに馴養を行い、好気性生物膜担体を得た。
C-3:熊本県八代市の排水処理設備から採集した活性汚泥であり、微生物顕微鏡により観察し、ズーグレア状細菌類が非常に多く見られ(約70%)、一部に糸状菌が見られ、原生動物類と線虫類が見られた。
C-4:福岡県北九州市の排水処理設備から採集した活性汚泥であり、微生物顕微鏡により観察し、ズーグレア状細菌類が非常に多く見られ(約80%)、一部に糸状菌が見られ、原生動物類と線虫類が見られた。
分析方法
溶存酸素(DO)測定:DO5509(株式会社FUSO製)により測定した。
pH測定:pH200S(横河電機株式会社製)により測定した。
化学的酸素要求量(COD)測定:JIS K0102の規定に準じ、二クロム酸カリウムを酸化剤として使用し、COD-Cr分析装置(ハック社製、DRB200)によりCOD-Cr値(mg/L)を測定した。
全有機体炭素(TOC)測定:TOC-4110(株式会社島津製作所製)により測定した。
溶存酸素(DO)測定:DO5509(株式会社FUSO製)により測定した。
pH測定:pH200S(横河電機株式会社製)により測定した。
化学的酸素要求量(COD)測定:JIS K0102の規定に準じ、二クロム酸カリウムを酸化剤として使用し、COD-Cr分析装置(ハック社製、DRB200)によりCOD-Cr値(mg/L)を測定した。
全有機体炭素(TOC)測定:TOC-4110(株式会社島津製作所製)により測定した。
ガスクロマトグラフィー(GC)分析:GC-2025(島津製作所株式会社製)とカラム(CP-Volamine、アジレント・テクノロジー株式会社株式会社製)により測定を行い、検量線により定量分析を行った。
実施例1(標準活性汚泥法)
有効容積2.7Lのポリ塩化ビニル(PVC)製の完全混合型曝気槽に、活性汚泥濃度(MLSS)3,500mg/Lの活性汚泥C-1を投入した。アミド化合物含有の模擬有機排水として、アミド化合物A-1 1,000ppm、その他の化合物としてB-3 2,000ppmを含有する水道水で調製した。得られた模擬有機排水を流入水として、CODとTCOを測定し、COD-Cr値は4,826mg/L(COD1)、TOC値は1,299mg/Lであった。曝気槽の温度を30℃に維持しながら、30分曝気(空気を吹き込む)を行い、飽和溶存酸素は8mg/Lであって、pHは7.5であった。模擬有機排水(流入水)を供給速度3.5mL/minで曝気槽に連続供給しながら、曝気槽に曝気量4mg/Lで空気を10時間吹き込んだ。曝気槽出口付近の処理水をサンプリングしてCODを測定し、COD-Cr値は22mg/L(COD2)であった。同じ供給速度で曝気槽から有効容積2.0LのPVC製の沈澱槽に送液し、沈殿槽で汚泥を自然沈降させ、この間はバルキング現象を生じなかった。沈殿槽で上澄液と活性汚泥の濃縮液相が分離し、上澄液は流出水として収集し、COD測定を行い、流出水のCOD-Cr値は10mg/L(COD3)であった。COD除去率とトータルCOD除去率を算出し、それぞれは99.5%と99.8%であった。流出水のGC分析を行い、A-1の残存は確認されなかった。なお、曝気処理の間に沈澱槽で沈降した活性汚泥の濃縮液は、返送汚泥として10mL/minの供給速度により沈澱槽から連続的に曝気槽に返送した。
有効容積2.7Lのポリ塩化ビニル(PVC)製の完全混合型曝気槽に、活性汚泥濃度(MLSS)3,500mg/Lの活性汚泥C-1を投入した。アミド化合物含有の模擬有機排水として、アミド化合物A-1 1,000ppm、その他の化合物としてB-3 2,000ppmを含有する水道水で調製した。得られた模擬有機排水を流入水として、CODとTCOを測定し、COD-Cr値は4,826mg/L(COD1)、TOC値は1,299mg/Lであった。曝気槽の温度を30℃に維持しながら、30分曝気(空気を吹き込む)を行い、飽和溶存酸素は8mg/Lであって、pHは7.5であった。模擬有機排水(流入水)を供給速度3.5mL/minで曝気槽に連続供給しながら、曝気槽に曝気量4mg/Lで空気を10時間吹き込んだ。曝気槽出口付近の処理水をサンプリングしてCODを測定し、COD-Cr値は22mg/L(COD2)であった。同じ供給速度で曝気槽から有効容積2.0LのPVC製の沈澱槽に送液し、沈殿槽で汚泥を自然沈降させ、この間はバルキング現象を生じなかった。沈殿槽で上澄液と活性汚泥の濃縮液相が分離し、上澄液は流出水として収集し、COD測定を行い、流出水のCOD-Cr値は10mg/L(COD3)であった。COD除去率とトータルCOD除去率を算出し、それぞれは99.5%と99.8%であった。流出水のGC分析を行い、A-1の残存は確認されなかった。なお、曝気処理の間に沈澱槽で沈降した活性汚泥の濃縮液は、返送汚泥として10mL/minの供給速度により沈澱槽から連続的に曝気槽に返送した。
実施例2(生体膜担体法)
有効容積2.7LのPVC製の完全混合型曝気槽に、活性汚泥のスポンジ担体C-2二つを投入した。アミド化合物含有の模擬有機排水として、アミド化合物A-2 500ppm、その他の化合物としてB-10 10ppmを含有する水道水で調製した。得られた模擬有機排水を流入水として、CODとTCOを測定し、COD-Cr値は1,108mg/L(COD1)、TOC値は312mg/Lであった。曝気槽の温度を25℃に維持しながら、30分曝気を行い、飽和溶存酸素は8mg/Lであって、pHは7.2であった。模擬有機排水(流入水)を供給速度3.5mL/minで曝気槽に連続供給しながら、曝気槽に曝気量5mg/Lで空気を6時間吹き込んだ。曝気槽出口付近の処理水をサンプリングしてCODを測定し、COD-Cr値は10mg/L(COD2)であった。同じ供給速度で曝気槽から有効容積2.0LのPVC製の沈降槽に送液し、沈殿槽に極微量の浮遊状態の活性汚泥を自然沈降させ、この間はバルキング現象を生じなかった。沈殿槽の上澄液は流出水として収集し、COD測定を行い、流出水のCODは0mg/L(CDO3)であった。COD除去率とトータルCOD除去率を算出し、それぞれは99.1%と100%であった。流出水のGC分析を行い、A-2の残存は確認されなかった。なお、この間は活性汚泥の返送汚泥は実施しなかった。
有効容積2.7LのPVC製の完全混合型曝気槽に、活性汚泥のスポンジ担体C-2二つを投入した。アミド化合物含有の模擬有機排水として、アミド化合物A-2 500ppm、その他の化合物としてB-10 10ppmを含有する水道水で調製した。得られた模擬有機排水を流入水として、CODとTCOを測定し、COD-Cr値は1,108mg/L(COD1)、TOC値は312mg/Lであった。曝気槽の温度を25℃に維持しながら、30分曝気を行い、飽和溶存酸素は8mg/Lであって、pHは7.2であった。模擬有機排水(流入水)を供給速度3.5mL/minで曝気槽に連続供給しながら、曝気槽に曝気量5mg/Lで空気を6時間吹き込んだ。曝気槽出口付近の処理水をサンプリングしてCODを測定し、COD-Cr値は10mg/L(COD2)であった。同じ供給速度で曝気槽から有効容積2.0LのPVC製の沈降槽に送液し、沈殿槽に極微量の浮遊状態の活性汚泥を自然沈降させ、この間はバルキング現象を生じなかった。沈殿槽の上澄液は流出水として収集し、COD測定を行い、流出水のCODは0mg/L(CDO3)であった。COD除去率とトータルCOD除去率を算出し、それぞれは99.1%と100%であった。流出水のGC分析を行い、A-2の残存は確認されなかった。なお、この間は活性汚泥の返送汚泥は実施しなかった。
実施例3~20と比較例1~2
実施例1または実施例2と同様に、表1に示す組成で調製した模擬有機排水を、表1に示す条件で処理し、流入水、曝気槽出口付近の処理水、沈澱槽の流出水のサンプリング及び分析を行い、結果を表2に示した。なお、比較例1と2はアミド化合物を含有しない有機排水を用いて、実施例1と同様に処理したが、いずれもバルキング現象が確認された。
実施例1または実施例2と同様に、表1に示す組成で調製した模擬有機排水を、表1に示す条件で処理し、流入水、曝気槽出口付近の処理水、沈澱槽の流出水のサンプリング及び分析を行い、結果を表2に示した。なお、比較例1と2はアミド化合物を含有しない有機排水を用いて、実施例1と同様に処理したが、いずれもバルキング現象が確認された。
実施例と比較例の試験後活性汚泥を10mLサンプリングし、微生物の菌叢解析(DNA抽出)を行った。なお、生物膜担体(C-2)を用いた実施例において、沈澱槽で沈降した活性汚泥を採集した。菌叢解析の結果から、アミド化合物を含有する有機排水を処理することで馴養された活性汚泥中にMycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC-I-84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30-KF-CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科、mle127科の微生物が増殖してきたことが分かった。即ち、これらの科の微生成物がアミド化合物に対する耐性が高く、アミド化合物を高効率に生分解することができる。
菌叢解析の結果から、アミド化合物を含有する有機排水を処理することで馴養された活性汚泥中にMycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC-I-84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30-KF-CM45属、BD7-11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、mle1-27属に属する微生物が増殖してきたことが分かった。即ち、これらの属の微生成物がアミド化合物に対する耐性が高く、アミド化合物を高効率に生分解することができる。
前記の各科と各属の微生物は一般の活性汚泥中に存在し、アミド化合物を含有する有機排水を処理すること高濃度化に馴養することができ、馴養後の活性汚泥は種汚泥としてアミド化合物を含有する有機排水の処理に好適に用いることができる。
実施例と比較例の結果から、アミド化合物を含有する有機排水(実施例1~20)では、有機排水中のアミド化合物と他の有機化合物は共に効率よく微生物に分解され、CODの除去率は95%以上と高かった。特に、分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が5以上であるアミド化合物を含有する実施例は、有機排水中のCOD/TOCの比が高く、活性汚泥の窒素系栄養剤を添加しなくても、高いCOD除去率を得た。また、アミド化合物を含有する有機排水において、沈殿槽でのバルキング現象は発生せず、活性汚泥が効率より沈降、曝気槽に返送することができた。一方で、比較例1と2のいずれもアミド化合物を含有せず、その結果はCODの除去率が低く、沈殿槽におけるバルキング現象を発生し、安定的な連絡排水処理は実現できなかった。
以上説明してきたように、本発明のアミド化合物含有有機排水の処理方法は、様々な有機化合物を有する工業排水や生活排水の処理に応用することができる。本発明の排水処理は、環境負荷が小さく、低コストで、かつ大規模な処理が可能な工業レベルの有機排水の処理方法として提供することができる。
Claims (25)
- アミド化合物含有の有機排水を曝気槽内で活性汚泥により処理する有機排水処理方法。
- 有機排水のアミド化合物の濃度が1ppm~10質量%である請求項1に記載の有機排水処理方法。
- アミド化合物は分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が2~50である請求項1または2に記載の有機排水処理方法。
- アミド化合物は水溶性または水分散性である請求項1~3の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- アミド化合物は(メタ)アクリルアミド、N-置換(メタ)アクリルアミド、N,N-二置換(メタ)アクリルアミド、N-置換アミド、N,N-二置換アミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミド、β-アルコキシ-N-置換プロピオンアミド、β-アルコキシ-N,N-二置換プロピオンアミド、β-アミノ-N-置換プロピオンアミド、β-アミノ-N,N-二置換プロピオンアミドから選ばれる1種以上の化合物である請求項1~4の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 活性汚泥はMycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC-I-84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30-KF-CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科、mle127科の微生物から選ばれる1種以上の微生物を含有する請求項1~5の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 活性汚泥はMycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC-I-84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30-KF-CM45属、BD7-11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、mle1-27属に属する微生物から選ばれる1種以上の微生物を含有する請求項1~6の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 曝気槽内に有機排水を連続的または半連続的に供給し、アミド化合物の滞留時間は0.5~60時間である請求項1~7の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 曝気槽内に空気を連続的または間欠的に導入し、曝気槽内の酸素濃度は0.5~30mg/Lである前記請求項1~8の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 活性汚泥の温度は10~50℃である請求項1~9の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 活性汚泥のpHは5~9である請求項1~10の何れか一項に記載の排水処理方法。
- 活性汚泥中の微生物の50%以上は好気性ズーグレア状細菌である請求項1~11の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 化学的酸素要求量(COD値)が100,000mg/L以下の有機排水を曝気槽で活性汚泥の存在下で曝気処理した後、沈殿槽に導いて沈殿分離し、分離汚泥の一部を曝気槽に返送する請求項1~12の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 曝気槽におけるアミド化合物のCOD除去率は70%~99.5%、アミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率は80~100%である請求項1~13の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 曝気槽及び/又は沈澱槽は2個以上を有する請求項1~14の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 曝気槽は2個以上を直列及び並列に設けられ、排水を同時に及び/または順番に曝気槽に導入して処理する請求項1~15の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
- 請求項1~16に記載の有機排水処理方法は多段式である有機排水処理方法。
- 1個目の曝気槽の1段目処理はアミド化合物のCOD除去率が20%~70%、アミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率が50~100%、1個目以降の曝気槽の2段目以降の処理はアミド化合物のCOD除去率は50%~90%、アミド化合物以外の有機物合計のCOD除去率は70~100%である請求項1~17の何れか一項に記載有機排水処理方法。
- 有機排水は更に活性汚泥の栄養剤を含有し、化学的酸素要求量(COD)と全有機体炭素(TOC)の比(COD/TOC)が2~5である請求項1~18の何れか一項に記載の排水処理方法。
- 曝気槽内の活性汚泥の濃度は300~20,000mg/Lである請求項1~19の何れか一項に記載の排水処理方法。
- 曝気槽内の有機排水の滞留時間は0.5~60時間である請求項1~20の何れか一項に記載の排水処理方法。
- 曝気槽内の活性汚泥の滞留時間は0.5~40日である請求項1~21の何れか一項に記載の排水処理方法。
- 曝気槽内で活性汚泥により処理後、更に嫌気条件で活性汚泥により処理する請求項1~22の何れか一項に記載の排水処理方法。
- 活性汚泥は曝気槽から沈殿槽へ導入し、沈澱分離後曝気槽に返送する請求項1~23の何れか一項に記載の排水処理方法。
- 活性汚泥は浮遊状態及び/または生物膜に固定された状態、スポンジ担体に保持された状態である請求項1~24の何れか一項に記載の排水処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022071771 | 2022-04-25 | ||
JP2022071771 | 2022-04-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023161581A true JP2023161581A (ja) | 2023-11-07 |
Family
ID=88518944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023070996A Pending JP2023161581A (ja) | 2022-04-25 | 2023-04-24 | アミド化合物含有の有機排水の処理方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023161581A (ja) |
WO (1) | WO2023210593A1 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007325999A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Kurita Water Ind Ltd | バルキング抑制方法 |
JP2009050768A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Kurita Water Ind Ltd | 汚泥含有液の固液分離方法およびバルキング抑制剤 |
CN101439918A (zh) * | 2008-11-28 | 2009-05-27 | 南京大学 | 一种聚丙烯酰胺生产废水的处理方法 |
-
2023
- 2023-04-24 JP JP2023070996A patent/JP2023161581A/ja active Pending
- 2023-04-24 WO PCT/JP2023/016147 patent/WO2023210593A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023210593A1 (en) | 2023-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jang et al. | Effects of salinity on the characteristics of biomass and membrane fouling in membrane bioreactors | |
Tan et al. | Effects of ZnO nanoparticles on wastewater treatment and their removal behavior in a membrane bioreactor | |
Mutamim et al. | Application of membrane bioreactor technology in treating high strength industrial wastewater: a performance review | |
Yu et al. | Effects of solids retention time on the performance and microbial community structures in membrane bioreactors treating synthetic oil refinery wastewater | |
Pal et al. | Causes and remedies for filamentous foaming in activated sludge treatment plant | |
JP2013506550A (ja) | 生物学的水処理性を向上させるための方法 | |
Luo et al. | Effect of trace amounts of polyacrylamide (PAM) on long-term performance of activated sludge | |
EP2061724A2 (en) | A method of improving membrane bioreactor performance | |
Dhokpande et al. | A review on research on application of trickling filters in removal of various pollutants from effluent | |
JP2018535093A (ja) | メンブレンバイオリアクターにおけるリン析出およびメンブレンフラックスの改善 | |
Thuy et al. | Removal of inhibitory phenolic compounds by biological activated carbon coupled membrane bioreactor | |
Zhu et al. | Advanced treatment of microplastics and antibiotic-containing wastewater using integrated modified dissolved air flotation and pulsed cavitation-impinging stream processes | |
JP2008086848A (ja) | 有機性排液の処理装置および有機性排液の処理方法 | |
JP2023161581A (ja) | アミド化合物含有の有機排水の処理方法 | |
JP4276933B2 (ja) | フロック形成剤とバルキング予防方法及び活性汚泥処理方法 | |
Hajiabadi et al. | Effect of sludge retention time on treating high load synthetic wastewater using aerobic sequencing | |
JP5094549B2 (ja) | バルキング解消剤 | |
Hassani et al. | Investigation of using fixed activated sludge system for removing heavy metals (Cr, Ni and Ph) from industrial wastewater | |
JP5094548B2 (ja) | バルキング解消剤 | |
JP3901292B2 (ja) | 活性汚泥のバルキング防止剤および廃水処理方法 | |
Thuy et al. | Treatment of inhibitory phenolic compounds in membrane bioreactor | |
Hunter et al. | The effects of sludge age and metal concentration on copper equilibrium in the activated sludge process | |
Tian | Ammonia removal: biofilm technologies for rural and urban municipal wastewater treatment | |
Kutty et al. | Impact of Treating Ammonia-Nitrogen Contamination from Chemical Fertilizer Plant Using Extended Aeration Activated Sludge System | |
JP2016198743A (ja) | 高塩類濃度含有廃水の廃水処理方法および廃水処理装置 |