JP4485452B2 - 独立栄養性アンモニア酸化細菌およびアンモニア態窒素の除去方法 - Google Patents

独立栄養性アンモニア酸化細菌およびアンモニア態窒素の除去方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4485452B2
JP4485452B2 JP2005317330A JP2005317330A JP4485452B2 JP 4485452 B2 JP4485452 B2 JP 4485452B2 JP 2005317330 A JP2005317330 A JP 2005317330A JP 2005317330 A JP2005317330 A JP 2005317330A JP 4485452 B2 JP4485452 B2 JP 4485452B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ammonia
nitrogen
autotrophic
ammonia nitrogen
oxidizing bacteria
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.)
Active
Application number
JP2005317330A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007117967A (ja
Inventor
裕行 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Breweries Ltd
Original Assignee
Asahi Breweries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Breweries Ltd filed Critical Asahi Breweries Ltd
Priority to JP2005317330A priority Critical patent/JP4485452B2/ja
Publication of JP2007117967A publication Critical patent/JP2007117967A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4485452B2 publication Critical patent/JP4485452B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Description

本発明はアンモニア態窒素を含む排水の処理に用いられる独立栄養性アンモニア細菌に好適な担体、アンモニア態窒素除去用細菌担持体およびアンモニア態窒素の除去方法に関するものである。
アンモニア態窒素は、肥料や糞尿に高い比率で含まれ、土壌へ散布した肥料や未処理のまま流出した家畜糞尿によって環境へ拡散されて地下水を汚染することが知られている。アンモニア態窒素には高い魚毒性があり、低い濃度であっても生物への悪影響がある。また、一部のアンモニア態窒素は環境下で酸化され硝酸態窒素となるが、硝酸態窒素は植物体へ蓄積して高含有となるため、これを摂取した人体中でニトロソアミンを生成させるとの説がある。ニトロソアミンは発ガン性があることが知られているため、水道法では硝酸態窒素の水質基準を10mg/l以下と定めている。一方、アンモニア態窒素や硝酸態窒素は、公共水域の富栄養化の一因となり、赤潮やアオコ発生による水中の酸素不足を招き、生物の生育環境を破壊する要因となる。このように排水中からアンモニア態窒素を除去することは非常に重要であるが、従来技術ではアンモニア態窒素を曝気下で好気性微生物により硝酸態窒素に変え(硝化)、硝酸態窒素を嫌気下で脱窒微生物により窒素ガスに変える方法(脱窒)がとられてきた。脱窒の際には嫌気性微生物の代謝のために有機物(水素供与体)の添加が必要で、従来法ではメタノールや酢酸が使用されることが多い。曝気のためのエネルギーや水素供与体の添加コストはアンモニア態窒素分解のための大きなコスト要因となっている。近年、排水中のアンモニア態窒素を除去処理する方法として、独立栄養性アンモニア酸化細菌を用いる方法が知られている。
独立栄養性アンモニア酸化細菌(Anammox菌)とは、アンモニア態窒素と亜硝酸態窒素から直接窒素を生成する反応を起こす微生物の一群を指す。この反応を利用すれば流入排水中のアンモニア態窒素の50%を酸化させるだけで良く、しかも硝酸態窒素ではなく、亜硝酸態窒素まで酸化すればいいので曝気エネルギーのコストが削減できる。また、この反応では水素供与体は不要である。このように独立栄養性アンモニア酸化細菌の利用は従来のアンモニア態窒素処理方法のプロセスを一変させる可能性を持っている。しかしながら、独立栄養性アンモニア酸化細菌の増殖速度は他の微生物より非常に遅いため嫌気条件下で担体に固定しながら培養して増やすほかない事が知られている。
熊本大学の古川らは、ポリエステル不織布が独立栄養性アンモニア酸化細菌の増殖に適した担体であると発表している(非特許文献1)。
また、独立栄養性アンモニア酸化細菌の担体として、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリエチレングリコール系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエーテル樹脂等の樹脂;セルロース、カラギーナン、アルギン酸ナトリウム等の多糖類;その他活性炭、無機化合物などが知られている(特許文献1)。
特開2002−224688号公報 「実用化が見えてきた?anammox反応」、水環境学会誌Vol.27 No.7(2004)
しかしながら、現状の担体では十分な増殖速度が確保できておらず、独立栄養性アンモニア酸化細菌を使用した窒素浄化システムは実用化されていない。そのため、種菌を付着させた状態から迅速に負荷を上げてゆくことができ、少ない量でより多くの負荷を処理することができるポリエステル不織布を凌駕する性能の担体が求められている。
本発明は、以下に関するものである。
ビール粕の炭化物に担持したことを特徴とする独立栄養性アンモニア酸化細菌。
ビール粕の炭化物が、ビール粕を高圧成形して固形体を作り、該固体を乾留させて炭化処理したものであることを特徴とする項に記載の独立栄養性アンモニア酸化細菌
) アンモニア態窒素を含む排水をビール粕の炭化物に担持した独立栄養性アンモニア酸化細菌で嫌気状態下に亜硝酸とともに処理することを特徴とするアンモニア態窒素を含む排水からのアンモニア態窒素除去方法。
ビール粕の炭化物が、ビール粕を高圧成形して固形体を作り、該固体を乾留させて炭化処理したものであることを特徴とする項に記載のアンモニア態窒素除去方法。
有機性廃棄物の炭化物を担体として用いた場合、独立栄養性アンモニア酸化細菌による処理において2つの効果があると認められた。
(1) 担体容積当たりの処理能力(容積負荷)が従来最高であるとされてきたポリエステル不織布を用いた場合の容積負荷の1.5倍以上に達すること。
(2) 負荷をかけ始めてから70〜90%が窒素ガスに転換する状態を保ちながら負荷をあげていった場合の時間(立ち上がり速度)がポリエステル不織布を用いた場合の約2倍になること。
である。
本発明における独立栄養性アンモニア酸化細菌とは、アンモニア態窒素と亜硝酸態窒素から直接窒素を生成する反応を起こす微生物の一群を指す。
本発明における独立栄養性アンモニア酸化細菌用の担体とは、有機性廃棄物を炭化したものである。有機性廃棄物としては、例えばオガクズ等の破砕木材、ビール粕、ウイスキー粕、麦根、製麦粕、ワイン粕、酒粕、醤油粕、おから、ふすま、コーヒー粕、茶粕、リンゴ粕、ホップ粕、酵母、残飯、梅酒残渣等をあげることができる。
これらの有機性廃棄物のなかでも、ビール粕は加工が比較的容易で、様々な元素を含有しているため菌の生育が良く特に担体素材として優れている点でこのましい。
本発明の有機性廃棄物の炭化物の製造方法としては、有機廃材を高温で白炭化させる方法があげられる。ビール粕のように粒状のものは、乾燥及び高圧成形を行った後高温燃焼させて炭化させる。
本発明において、有機性廃棄物の炭化物に独立栄養性アンモニア酸化細菌を担持させるには、独立栄養性アンモニア酸化細菌を含む溶液中に有機性廃棄物の炭化物を浸漬させて炭化物の細孔内に独立栄養性アンモニア酸化細菌を付着させる。
本発明において、有機性廃棄物の炭化物に担持した独立栄養性アンモニア酸化細菌を用いてアンモニア態窒素を含有する排水からアンモニア態窒素を除去処理するには、排水中のアンモニアの一部を酸化させて亜硝酸を生成し、アンモニアと亜硝酸を含有する排水を嫌気状態で独立栄養性アンモニア酸化細菌を担持させた有機性廃棄物の炭化物に接触させてアンモニア態窒素を除去する。
図1に示す実験装置において、アンモニア態窒素と亜硝酸態窒素を1:1の濃度になるように調整した人工排水を担体を充填したカラムに供給し、流出液の硝酸態窒素濃度から窒素置換率(除去率)を算出した。担体はあらかじめ独立栄養性アンモニア酸化細菌による実験装置からの処理水に2週間以上さらし、独立栄養性アンモニア酸化細菌が自然に付着させるようにした。カラムはリボンヒーターで33℃から35℃に保った。除去率が70〜90%になるような範囲で徐々に人工排水の流入量を増やしていった。
担体としては、粒径3〜5mmのビール粕から焼成した炭化物(以下MC1)、粒径10〜15mmのビール粕から焼成した炭化物(以下MC2)を使用し、比較対象として粒径3〜5mm、密度1.03g/cm3のポリビニルアルコール樹脂(以下PVA)と開孔径510μm、空隙率99.6%で直径10cmの菊花状ポリエステル製不織布(以下不織布)を使用した。
容積負荷の経時変化を図2に示す。
図2から明らかなようにMC1、MC2ともにPVA、不織布を上回る容積負荷に耐えうることがわかる。特にMC2は現在最も性能が高いとされる不織布よりも立ち上がりの速さ、最大値ともに上回っている。
本発明により、アンモニア態窒素を含有する排水を効率的に処理できるので、本発明は環境浄化に有用である。
実施例1で使用したアンモニア態窒素の除去装置の説明図。 除去速度の経時変化を示したグラフ。

Claims (4)

  1. ビール粕の炭化物に担持したことを特徴とする独立栄養性アンモニア酸化細菌。
  2. ビール粕の炭化物が、ビール粕を高圧成形して固形体を作り、該固体を乾留させて炭化処理したものであることを特徴とする請求項1に記載の独立栄養性アンモニア酸化細菌
  3. アンモニア態窒素を含む排水をビール粕の炭化物に担持した独立栄養性アンモニア酸化細菌で嫌気状態下に亜硝酸とともに処理することを特徴とするアンモニア態窒素を含む排水からのアンモニア態窒素除去方法。
  4. ビール粕の炭化物が、ビール粕を高圧成形して固形体を作り、該固体を乾留させて炭化処理したものであることを特徴とする請求項3に記載のアンモニア態窒素除去方法。
JP2005317330A 2005-10-31 2005-10-31 独立栄養性アンモニア酸化細菌およびアンモニア態窒素の除去方法 Active JP4485452B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005317330A JP4485452B2 (ja) 2005-10-31 2005-10-31 独立栄養性アンモニア酸化細菌およびアンモニア態窒素の除去方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005317330A JP4485452B2 (ja) 2005-10-31 2005-10-31 独立栄養性アンモニア酸化細菌およびアンモニア態窒素の除去方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007117967A JP2007117967A (ja) 2007-05-17
JP4485452B2 true JP4485452B2 (ja) 2010-06-23

Family

ID=38142382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005317330A Active JP4485452B2 (ja) 2005-10-31 2005-10-31 独立栄養性アンモニア酸化細菌およびアンモニア態窒素の除去方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4485452B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009125702A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Asahi Breweries Ltd 排水処理装置
JP2011121785A (ja) * 2009-12-08 2011-06-23 Habikkusu Kk 活性炭化物
CN102285697B (zh) * 2011-06-08 2013-02-06 南京工业大学 一种不饱和聚酯树脂行业废水资源化工艺

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05811A (ja) * 1990-12-13 1993-01-08 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 活性炭素材料およびその製造法ならびに用途
JP3051020B2 (ja) * 1993-04-13 2000-06-12 株式会社中康 有機廃棄物の炭化装置
JPH089954A (ja) * 1994-06-30 1996-01-16 Sapporo Breweries Ltd ビール粕炭化物
JP3734368B2 (ja) * 1998-07-21 2006-01-11 アサヒビール株式会社 ビール粕炭化用成型装置
JP2001070970A (ja) * 1999-09-02 2001-03-21 Peace Sangyo Kk 物品処理材
JP3954769B2 (ja) * 2000-02-28 2007-08-08 アサヒビール株式会社 ビール粕の炭化処理システム
JP5055667B2 (ja) * 2001-07-16 2012-10-24 栗田工業株式会社 生物脱窒方法及び生物脱窒装置
JP2003024981A (ja) * 2001-07-16 2003-01-28 Kurita Water Ind Ltd 生物脱窒方法及び生物脱窒装置
JP2003024984A (ja) * 2001-07-17 2003-01-28 Kurita Water Ind Ltd 生物脱窒方法及び生物脱窒装置
JP2003039085A (ja) * 2001-07-30 2003-02-12 Asahi Breweries Ltd ビール粕成形炭からなる水質浄化材
JP4915036B2 (ja) * 2001-07-31 2012-04-11 栗田工業株式会社 脱窒方法及び脱窒装置
JP4104845B2 (ja) * 2001-10-26 2008-06-18 株式会社荏原製作所 リン・アンモニア含有水の処理方法及び装置
JP3904575B2 (ja) * 2002-11-29 2007-04-11 アサヒビール株式会社 成形炭を利用した水槽浄化装置
JP4613474B2 (ja) * 2003-01-28 2011-01-19 栗田工業株式会社 アンモニア含有水の処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007117967A (ja) 2007-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1762547B1 (en) Method for collecting bacterial cells
JP5150993B2 (ja) 脱窒方法および装置
CN102040307A (zh) 污水处理系统
CN113371941A (zh) 一种微生物炭载金属氨氮氧化臭氧催化剂在降解高浓度氨氮废水中的应用
JP6445855B2 (ja) 窒素処理方法及び窒素処理装置
CN105174622A (zh) 适于处理高浓度有机废水的系统及其方法
JP4485452B2 (ja) 独立栄養性アンモニア酸化細菌およびアンモニア態窒素の除去方法
US7294273B2 (en) Process for treatment of organic contaminated water
CN111661943B (zh) 沼液综合利用方法
US20070119777A1 (en) Process for treatment of organic contaminated water
Zhao et al. Integrated coagulation-trickling filter–ultrafiltration processes for domestic wastewater treatment and reclamation
Zhang et al. Degradation of organic matter from domestic wastewater with loofah sponge biofilm reactor
KR101827525B1 (ko) 부상여재 여과를 이용한 중소규모 고도하수처리 방법
Sheng-Bing et al. Nitrogen removal in micro-polluted surface water by the combined process of bio-filter and ecological gravel bed
CN113307448A (zh) 一种零价铁自养反硝化耦合生物炭prb地下水脱氮方法及反应器
Karagözoglu et al. Nitrate removal in a fixed-film column reactor using Paracoccus denitrificans affected by different carbon sources
Lin Nitrification/denitrification in swine wastewater using porous ceramic sticks with plastic rings as supporting media in two-stage fixed-biofilm reactors
Zhou et al. Effect of charcoal media for the treatment of wastewater in a biological filter
JP2009207990A (ja) 含窒素有機性排水の処理方法
JPH0966293A (ja) 低負荷汚水の処理装置
JP2000246277A (ja) 磁気成分を含む廃棄物を利用した水質浄化材及びこれを用いた水質浄化方法
CN117225394A (zh) 一种黑臭水体淤泥基碳催化剂及其制备方法和应用
CN117602740A (zh) 地下水和生活污水同步脱氮处理系统及方法
KR19980073766A (ko) 생물학적 폐수처리용 미생물에 대한 담체 및 그 제조방법
Shao et al. BACTERIA IMMOBILIZED ON MICROPOROUS POLYURE-THANE TO ENHANCE CAMPUS SEWAGE TREATMENT IN CONSTRUCTED WETLANDS MICROCOSMOS

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070523

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091002

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20091207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100112

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100205

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100302

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100324

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4485452

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140402

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250