JP4626884B2 - 嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法及び装置 - Google Patents
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Description
[化1]
NH4 + +1.32NO2 +0.066HCO3 +0.13H+
→1.02N2 +0.26NO3 +0.066CH2 O0.5 N0.15+2.03H2 O
上述した嫌気性アンモニア酸化法によれば、処理する窒素含有液中のアンモニアを水素供与体として利用するため、従来の脱窒法で必要とされたメタノール等の使用を大幅に削減することができることや、処理による汚泥の発生量を削減できる等のメリットがあるので、これからの窒素除去方法として有効な方法であると考えられる。
T.Element S2:EDTA:15g/L,ZnSO 4 ・7H2 O:0.43g/L,CoCl2 ・6H2 O:0.24g/L,MnCl2 ・4H2 O:0.99g/L,CuSO4 ・5H2 O:0.25g/L,NaMoO 4 ・2H2 O:0.22g/L,NiCl2 ・6H2 O:0.19g/L,NaS e O 4 ・10H 2 O:0.21g/L,H 3 BO4 ・0.014g/L
試験装置としては、有効容積200mLの上向流型の培養槽(リアクター)にポリエステル繊維の不織布を見かけ充填率として50%で充填したものを用い、培養槽の外周にウオータージャケットを巻いて水温を37°Cに調整した。
図2は、包括固定化した嫌気性アンモニア酸化細菌を用いて基質の律速がないように廃水処理試験を行った結果であり、基質の消費が確認された10日目以降、即ち対数増殖期以降の脱窒速度(kg-N/m3 / 日)を対数表示したものである。図2に示されるように各プロットは直線上に乗り、長期間にわたり対数増殖期において培養日数と脱窒速度とは密接な関係があることが分かる。尚、このときの基質の消費定数kは0.053であった。
試験は、上記(A)と同様の装置を用い、基質の濃度を予め増やして培養を行った。即ち、アンモニア濃度を窒素濃度として150mg/Lに設定し、亜硝酸濃度を窒素濃度として150mg/Lに設定した。また、培養槽への種汚泥の投入濃度は培養槽内のSS濃度として180mg/Lとなるようにした。
試験は、上記(A)と同様の装置を用いて培養を行い、基質の初期濃度も(A)の場合と同様である。そして、基質の消費を確認した時点(18日目)から、アンモニア及び亜硝酸の供給速度をそれぞれ、アンモニアについてはYa=80×exp(0.09×T)とし、亜硝酸についてはYn=70×exp(0.09×T)となるように基質を調整して供給した。
試験は、上記(A)と同様の装置を用いて培養を行い、種汚泥の投入濃度も比較例と同様に180mg/Lとした。しかし、基質の供給方法は、培養運転初期はアンモニアを窒素濃度として38mg/Lに設定し、亜硝酸を窒素濃度として50mg/Lに設定し、基質の約半量の消費が確認されるまでは一定条件で培養した。基質の約半量が消費された否かのモニタリングは、培養槽の入口と出口にアンモニアと亜硝酸の窒素測定器を設けて行った。
試験は、上記(A)と同様の装置を用いて培養を行い、種汚泥の投入濃度は250mg/Lとし、(C−3)での試験よりも増量した。基質の供給方法は、培養運転初期はアンモニアを窒素濃度として50mg/Lに設定し、亜硝酸を窒素濃度として66mg/Lに設定し、基質の約半量の消費が確認されるまでは一定条件で培養した。基質の約半量が消費されたかのモニタリングは、第1試験と同様である。
Claims (10)
- 亜硝酸とアンモニアを基質として嫌気的に脱窒を行なう嫌気性アンモニア酸化細菌を培養槽で培養する嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法において、
前記基質の供給速度をY、前記基質の供給定数をK、対数増殖期に入ってからの培養日数をT、培養運転開始時の基質濃度をAとしたときに、前記嫌気性アンモニア酸化細菌が対数増殖期に入ったときから、次式(1)
Y=A×exp(K×T)…(1)
を満たすように、前記培養槽へ供給する基質の供給速度Yを制御することを特徴とする嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法。 - 前記培養槽へ供給するアンモニアと亜硝酸との比率は1:0.5〜2.0の範囲になるように制御することを特徴とする請求項1に記載の嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法。
- 前記基質の供給定数Kは0.05〜0.28の範囲に設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法。
- 前記基質の供給定数Kは0.06〜0.15の範囲に設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法。
- 前記基質の供給定数Kは0.07〜0.12の範囲に設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法。
- 前記Y=A×exp(K×T)の式で表される増加曲線に近似させて前記基質供給速度Yを階段状に増加させると共に、1階段ごとに増加させる培養槽内の亜硝酸性窒素濃度は最大でも70mg/Lを超えないように制御することを特徴とする請求項1〜5の何れか1に記載の嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法。
- 前記嫌気性アンモニア酸化細菌が対数増殖期に入ったときから、
前記培養槽に供給される基質濃度と前記培養槽から排出される液中に残存する基質濃度との差から実際の基質消費速度yを求め、
前記基質の消費速度をy、前記基質の消費定数をk、対数増殖期に入ってからの培養日数をT、培養運転開始時の基質濃度をaとしたときにy=a×exp(k×T)で表される基質消費速度の式と、前記求めた基質消費速度yとから基質の消費定数kを算出し、
前記算出した消費定数kに一致するように前記供給定数Kを設定することを特徴とする請求項1〜6の何れか1に記載の嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法。 - 亜硝酸とアンモニアを基質として嫌気的に脱窒を行なう嫌気性アンモニア酸化細菌を培養槽で培養する嫌気性アンモニア酸化細菌の培養装置において、
前記培養槽に前記基質の一方のアンモニアを所定濃度で供給するアンモニア供給手段と、
前記培養槽に前記基質の他方の亜硝酸を所定濃度で供給する亜硝酸供給手段と、
前記基質の供給速度をY、前記基質の供給定数をK、対数増殖期に入ってからの培養日数をT、培養運転開始時の基質濃度をAとしたときに、前記嫌気性アンモニア酸化細菌が対数増殖期に入ったときから、Y=A×exp(K×T)を満たすように、前記培養槽へ供給する基質の供給速度Yを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする嫌気性アンモニア酸化細菌の培養装置。 - 前記制御手段は、前記培養槽へ供給するアンモニアと亜硝酸との比率を1:0.5〜2.0の範囲になるように、前記アンモニア供給手段と前記亜硝酸供給手段を制御することを特徴とする請求項8の嫌気性アンモニア酸化細菌の培養装置。
- 前記培養槽に供給される基質濃度を測定する第1の測定手段と、
前記培養槽から排出される液中に残存する基質濃度を測定する第2の測定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第1の測定手段の測定結果と前記第2の測定手段の測定結果との差から実際の基質消費速度yを求め、求めた基質消費速度yと、前記基質の消費速度をy、前記基質の消費定数をk、対数増殖期に入ってからの培養日数をT、培養運転開始時の基質濃度をaとしたときに基質消費速度y=a×exp(k×T)の式から基質の消費定数kを算出し、算出した消費定数kに基づいて前記供給定数Kを設定することを特徴とする請求項8又は9に記載の嫌気性アンモニア酸化細菌の培養装置。
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