JP5696517B2 - Nitrite nitrogen concentration monitoring method and nitrite nitrogen concentration monitoring device - Google Patents
Nitrite nitrogen concentration monitoring method and nitrite nitrogen concentration monitoring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5696517B2 JP5696517B2 JP2011030758A JP2011030758A JP5696517B2 JP 5696517 B2 JP5696517 B2 JP 5696517B2 JP 2011030758 A JP2011030758 A JP 2011030758A JP 2011030758 A JP2011030758 A JP 2011030758A JP 5696517 B2 JP5696517 B2 JP 5696517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- absorbance
- treated
- nitrite nitrogen
- water
- light
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y02W10/12—
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
本発明は、水中の亜硝酸性窒素濃度の監視方法及び監視装置に関する。特に、水処理の分野で、水処理工程の制御に用いられる亜硝酸性窒素濃度の監視方法及び監視装置に関する。 The present invention relates to a monitoring method and a monitoring device for nitrite nitrogen concentration in water. In particular, in the field of water treatment, the present invention relates to a nitrite nitrogen concentration monitoring method and a monitoring device used for controlling a water treatment process.
窒素は環境中に広く存在し、自然水中にも含まれているが、富栄養化として問題となるほど水中の窒素が増加する要因は、生活排水、工場排水、農業排水等の混入に由来する場合が多い。窒素は生物の増殖活動に重要な役割を果たしており、排水の生物処理に関わる微生物にとって必須の元素である。しかし、窒素は湖沼、海域等の富栄養化を促進する一因とされており、水中の窒素化合物の増加は好ましくない。そこで、非特許文献1に示される生物学的硝化脱窒法等の方法により排水中の窒素除去が行われている。
Nitrogen is widely present in the environment and is also contained in natural water. However, the cause of the increase in nitrogen in the water that is a problem for eutrophication is due to contamination from domestic wastewater, factory wastewater, agricultural wastewater, etc. There are many. Nitrogen plays an important role in biological growth activities and is an essential element for microorganisms involved in biological treatment of wastewater. However, nitrogen is considered to be a cause of promoting eutrophication of lakes, marshes and the like, and an increase in nitrogen compounds in water is not preferable. Therefore, nitrogen removal from wastewater is performed by a method such as the biological nitrification denitrification method disclosed in
生物学的硝化脱窒法について説明する。まず好気条件下において硝化細菌の働きにより水中のアンモニアを亜硝酸や硝酸に転換する。生じた硝酸、亜硝酸は脱窒細菌の働きにより、NO3 -→NO2 -→NO→N2O→N2の順で還元されて窒素ガスとして除去される。 The biological nitrification denitrification method will be described. First, ammonia in water is converted to nitrous acid or nitric acid by the action of nitrifying bacteria under aerobic conditions. The produced nitric acid and nitrous acid are reduced in the order of NO 3 − → NO 2 − → NO → N 2 O → N 2 and removed as nitrogen gas by the action of denitrifying bacteria.
この生物学的硝化脱窒プロセスの制御について、非特許文献1に「窒素除去プロセスについては、硝化や脱窒反応をセンサを用いてモニタリングする技術がある程度確立されており、それを応用した技術開発が活発である。アンモニアの測定法としてイオン電極法、硝酸・亜硝酸の測定として紫外線吸光度法が主に用いられる」と記載されている。
Regarding the control of this biological nitrification denitrification process,
生物学的硝化脱窒プロセスの制御は、上記のモニタリング技術を用いて、硝化反応、脱窒反応の終点を検出し酸素供給をオン・オフするという制御法が多く用いられている。 For controlling the biological nitrification / denitrification process, a control method is often used in which the end point of the nitrification / denitrification reaction is detected and the oxygen supply is turned on / off using the above-described monitoring technique.
硝化工程ではアンモニア性窒素(NH4 +−N)を、亜硝酸性窒素(NO2 -−N)を経由して硝酸性窒素(NO3 -−N)まで好気条件下で酸化するのが一般的である。しかし、脱窒するためには、硝酸性窒素まで酸化する必要はなく、亜硝酸性窒素まで酸化すればよい。そのほうが亜硝酸性窒素を硝酸性窒素に酸化するために必要な酸素供給を行う必要がなくなり、省エネルギーにつながる。 In the nitrification process, ammonia nitrogen (NH 4 + -N) is oxidized under aerobic conditions to nitrate nitrogen (NO 3 -- N) via nitrite nitrogen (NO 2 -- N). It is common. However, in order to denitrify, it is not necessary to oxidize to nitrate nitrogen, and it is sufficient to oxidize to nitrite nitrogen. This eliminates the need to supply oxygen necessary to oxidize nitrite nitrogen to nitrate nitrogen, leading to energy saving.
しかし、水処理プロセスで亜硝酸性窒素を単独でモニタリングできる技術がないため、必要酸素供給量は増えるものの、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化するのが一般的である。 However, since there is no technology that can monitor nitrite nitrogen alone in the water treatment process, it is common to oxidize ammoniacal nitrogen to nitrate nitrogen, although the required oxygen supply is increased.
水中の亜硝酸性窒素を単独でモニタリングできる計測装置があれば、上記のような生物学的硝化脱窒法において、アンモニア性窒素が亜硝酸性窒素に酸化された段階を検出できるため、現状より省エネルギー運転が可能となる。 If there is a measurement device that can independently monitor nitrite nitrogen in water, the biological nitrification denitrification method as described above can detect the stage in which ammonia nitrogen is oxidized to nitrite nitrogen, thus saving energy from the current level. Driving is possible.
また、近年新しい生物学的窒素除去法として、嫌気性アンモニア酸化細菌(アナモックス細菌)による窒素除去法が提案されている(例えば、非特許文献2)。嫌気性アンモニア酸化の反応は、NO2 -がNH2OHに還元され、還元されたNH2OHとNH4 +とからN2H4が生成し、最終的にN2ガスに脱窒される。化学量論的には次式で表される。
NH4 ++1.32NO2 -+0.066HCO3 -+0.13H+→
1.02N2+0.26NO3 -+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O…(1)
アナモックス細菌による窒素除去法では、(1)アナモックス細菌が独立栄養性の脱窒素反応を行うので水素供与体としての有機炭素源が不要となる、(2)被処理水中のNH4 +の半量をNO2 -に酸化すればよいので酸素供給量を削減できる、(3)余剰汚泥発生量が低減できる、(4)従来の生物学的窒素処理に比べて高い窒素処理速度で処理可能であるなどの特長を有する。この嫌気性アンモニア酸化プロセスの適用は、有機物濃度が低く(低C/N比)で比較的アンモニア性窒素(NH4 +−N)濃度が高い排水に適しているといわれている。
In recent years, a nitrogen removal method using anaerobic ammonia oxidizing bacteria (anammox bacteria) has been proposed as a new biological nitrogen removal method (for example, Non-Patent Document 2). The reaction of the anaerobic ammonium oxidation, NO 2 - is reduced to NH 2 OH, N 2 H 4 is produced from NH 2 OH and which is reduced NH 4 + and is denitrified to finally N 2 gas . In terms of stoichiometry, it is represented by the following formula.
NH 4 + + 1.32NO 2 − + 0.066HCO 3 − + 0.13H + →
1.02N 2 + 0.26NO 3 − + 0.066CH 2 O 0.5 N 0.15 + 2.03H 2 O (1)
In the nitrogen removal method using anammox bacteria, (1) the anammox bacterium carries out an autotrophic denitrification reaction, which eliminates the need for an organic carbon source as a hydrogen donor. (2) half the amount of NH 4 + in the treated water NO 2 - it is sufficient oxidation can be reduced oxygen supply to, (3) the excess sludge amount can be reduced, and can be processed in (4) high nitrogen processing speed as compared with the conventional biological nitrogen treatment It has the following features. The application of this anaerobic ammonia oxidation process is said to be suitable for wastewater with a low organic matter concentration (low C / N ratio) and a relatively high ammoniacal nitrogen (NH 4 + -N) concentration.
しかしながら、アナモックス細菌による反応で基質となるアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素のうち、亜硝酸性窒素はその濃度が高いと、嫌気性アンモニア酸化反応を阻害する場合がある。そこで、嫌気性アンモニア酸化処理をアナモックス細菌の活性を高い状態に維持して行うためには、基質でありかつ濃度によっては阻害物質となる可能性のある亜硝酸性窒素濃度を監視することが重要となる。 However, among ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen that are substrates in the reaction by anammox bacteria, if the concentration of nitrite nitrogen is high, anaerobic ammonia oxidation reaction may be inhibited. Therefore, in order to perform anaerobic ammonia oxidation treatment while maintaining the activity of anammox bacteria at a high level, it is important to monitor the concentration of nitrite nitrogen that is a substrate and may be an inhibitor depending on the concentration It becomes.
そこで、本発明は、水処理工程の被処理水の亜硝酸性窒素濃度監視することが可能な亜硝酸性窒素濃度監視装置及び亜硝酸性窒素濃度監視方法を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a nitrite nitrogen concentration monitoring device and a nitrite nitrogen concentration monitoring method capable of monitoring the nitrite nitrogen concentration of water to be treated in a water treatment process.
上記目的を達成する本発明の亜硝酸性窒素濃度監視方法は、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含有する被処理水を嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下で処理して、前記被処理水中の亜硝酸性窒素を除去する処理槽で処理されて低下した被処理水の亜硝酸性窒素濃度を監視する亜硝酸性窒素濃度監視方法であって、前記処理槽に流入する被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、前記処理槽で処理された被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、前記処理槽に流入する被処理水で測定された吸光度と前記処理槽で処理された被処理水で測定された吸光度との差に基づいて、前記処理槽で処理されて低下した被処理水の亜硝酸性窒素濃度を算出することを特徴としている。 The nitrite nitrogen concentration monitoring method of the present invention that achieves the above object comprises treating treated water containing ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen in the presence of anaerobic ammonia oxidizing bacteria, and treating the treated water. A nitrite nitrogen concentration monitoring method for monitoring the nitrite nitrogen concentration of treated water that has been lowered in a treatment tank that removes nitrite nitrogen from the treatment tank, wherein the treated water flowing into the treatment tank is sublimated. Irradiate the light absorbed by nitrate nitrogen, measure the absorbance to this light, irradiate the water to be treated treated in the treatment tank with the light absorbed by nitrite nitrogen, and absorb the light to this light Measured based on the difference between the absorbance measured in the treated water flowing into the treatment tank and the absorbance measured in the treated water treated in the treatment tank, and decreased by being treated in the treatment tank Calculate nitrite nitrogen concentration of treated water It is characterized in Rukoto.
また、上記目的を達成する本発明の亜硝酸性窒素濃度監視方法は、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含有する被処理水を嫌気性アンモニア細菌の存在下で処理して、前記被処理水中の亜硝酸性窒素を除去する処理槽に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度を監視する亜硝酸性窒素濃度監視方法であって、前記処理槽に流入する被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、前記処理槽で処理された被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、前記処理槽に流入する被処理水で測定された吸光度と前記処理槽で処理された被処理水で測定された吸光度との差に基づいて、前記処理槽に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度を算出することを特徴としている。 Further, the nitrite nitrogen concentration monitoring method of the present invention that achieves the above object is characterized in that the treated water containing ammonia nitrogen and nitrite nitrogen is treated in the presence of anaerobic ammonia bacteria, A nitrite nitrogen concentration monitoring method for monitoring the concentration of nitrite nitrogen in water to be treated flowing into a treatment tank for removing nitrite nitrogen in water, wherein the water to be treated flowing into the treatment tank is nitrite-based Irradiate light absorbed by nitrogen, measure the absorbance to this light, irradiate the treated water treated in the treatment tank with light absorbed by nitrite nitrogen, and measure the absorbance to this light Then, based on the difference between the absorbance measured in the treated water flowing into the treatment tank and the absorbance measured in the treated water treated in the treatment tank, the amount of the treated water flowing into the treatment tank is reduced. It is characterized by calculating nitrate nitrogen concentration There.
また、上記目的を達成する本発明の亜硝酸性窒素濃度監視方法は、被処理水を微生物の存在下で処理して、前記被処理水の生物学的硝化・脱窒を行う処理槽で処理された被処理水の亜硝酸性窒素濃度を監視する亜硝酸性窒素濃度監視方法であって、前記処理槽に流入する被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、前記処理槽に流入する被処理水に、亜硝酸性窒素により吸収されない光であって、前記被処理水に含まれる有機物により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、前記処理槽で処理された被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、前記処理槽で処理された被処理水に、亜硝酸性窒素により吸収されない光であって、前記被処理水に含まれる有機物により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、予め、前記亜硝酸性窒素により吸収される光に対する吸光度と、前記有機物により吸収される光に対する吸光度との相関性を算出し、前記処理槽に流入する被処理水で測定された亜硝酸性窒素により吸収される光に対する吸光度を、前記処理槽に流入する被処理水で測定された有機物により吸収される光に対する吸光度に基づいて補正し、前記処理槽で処理された後の被処理水で測定された亜硝酸性窒素により吸収される光に対する吸光度を、前記処理槽で処理された後の被処理水で測定された有機物により吸収される光に対する吸光度に基づいて補正し、補正された前記処理槽に流入する被処理水で測定された吸光度と、補正された前記処理槽で処理された被処理水で測定された吸光度との差に基づいて、前記処理槽で処理された被処理液中の亜硝酸性窒素濃度を算出することを特徴としている。 Further, the nitrite nitrogen concentration monitoring method of the present invention that achieves the above object is characterized in that the treated water is treated in the presence of microorganisms and treated in a treatment tank that performs biological nitrification / denitrification of the treated water. A nitrite nitrogen concentration monitoring method for monitoring the concentration of nitrite nitrogen in the treated water, wherein the water to be treated flowing into the treatment tank is irradiated with light absorbed by nitrite nitrogen, The light absorption is measured, and the water to be treated flowing into the treatment tank is irradiated with light that is not absorbed by nitrite nitrogen and is absorbed by organic substances contained in the treatment water. Is measured by irradiating light to be treated by the nitrite nitrogen to the treated water treated in the treatment tank, and measuring the light absorption to the treated water treated in the treatment tank. , Light that is not absorbed by nitrite nitrogen, Irradiate the light absorbed by the organic matter contained in the water to be treated, measure the absorbance to this light, and previously absorb the light absorbed by the nitrite nitrogen and the light absorbed by the organic matter. The correlation with the absorbance is calculated, and the absorbance with respect to the light absorbed by the nitrite nitrogen measured in the treated water flowing into the treatment tank is determined by the organic matter measured in the treated water flowing into the treatment tank. Correction based on the absorbance to the absorbed light, the absorbance to the light absorbed by nitrite nitrogen measured in the treated water after being treated in the treatment tank, after being treated in the treatment tank Correction based on the absorbance to light absorbed by the organic matter measured in the treated water, corrected absorbance measured in the treated water flowing into the treatment tank, and the corrected treatment In based on the difference between the measured absorbance in the treated water to be treated is characterized by calculating the nitrite nitrogen concentration in the treated solution which has been processed in the processing bath.
また、上記目的を達成する本発明の亜硝酸性窒素濃度監視方法は、上記亜硝酸性窒素濃度監視方法において、前記亜硝酸性窒素により吸収される光の波長は、330〜380nmであることを特徴としている。 Moreover, the nitrite nitrogen concentration monitoring method of the present invention that achieves the above object is characterized in that, in the nitrite nitrogen concentration monitoring method, the wavelength of light absorbed by the nitrite nitrogen is 330 to 380 nm. It is a feature.
また、上記目的を達成する本発明の亜硝酸性窒素濃度監視装置は、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含有する被処理水を、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下で処理して、前記被処理水中の亜硝酸性窒素を除去する処理槽で処理されて低下した被処理水の亜硝酸性窒素濃度を監視する亜硝酸性窒素濃度監視装置であって、前記処理槽に流入する被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第1吸光度測定手段と、前記処理槽で処理された後の被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第2吸光度測定手段と、前記第1吸光度測定手段で測定された吸光度と、前記第2吸光度測定手段で測定された吸光度との差に基づいて、前記処理槽で処理されて低下した被処理水の亜硝酸性窒素濃度を算出する演算手段と、を備えたことを特徴としている。 Moreover, the nitrite nitrogen concentration monitoring device of the present invention that achieves the above object is characterized by treating the water to be treated containing ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen in the presence of anaerobic ammonia oxidizing bacteria, A nitrite-nitrogen concentration monitoring device that monitors the nitrite-nitrogen concentration of treated water that has been treated and reduced in a treatment tank that removes nitrite-nitrogen in the treated water, and that is to be treated flowing into the treatment tank First light measurement means for irradiating light absorbed by nitrite nitrogen to the water and measuring the absorbance to this light; and water to be treated after being treated in the treatment tank absorbed by nitrite nitrogen Based on the difference between the absorbance measured by the second absorbance measuring means, the second absorbance measuring means for measuring the absorbance to the light, the absorbance measured by the first absorbance measuring means, and the absorbance measured by the second absorbance measuring means Treated in the treatment tank It is characterized by comprising a calculating means for calculating the nitrite nitrogen concentration in the water to be treated was reduced Te.
また、上記目的を達成する本発明の亜硝酸性窒素濃度監視装置は、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含有する被処理水を、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在下で処理して、前記被処理水中の亜硝酸性窒素を除去する処理槽に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度を監視する亜硝酸性窒素濃度監視装置であって、前記処理槽に流入する被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第1吸光度測定手段と、前記処理槽で処理された後の被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第2吸光度測定手段と、前記第1吸光度測定手段で測定された吸光度と、前記第2吸光度測定手段で測定された吸光度との差に基づいて、前記処理槽に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度を算出する演算手段と、を備えたことを特徴としている。 Moreover, the nitrite nitrogen concentration monitoring device of the present invention that achieves the above object is characterized by treating the water to be treated containing ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen in the presence of anaerobic ammonia oxidizing bacteria, A nitrite nitrogen concentration monitoring device for monitoring the concentration of nitrite nitrogen in water to be treated flowing into a treatment tank for removing nitrite nitrogen in the water to be treated, wherein A first absorbance measuring means for irradiating light absorbed by nitrate nitrogen and measuring the absorbance of the light, and light absorbed by nitrite nitrogen in the water to be treated after being treated in the treatment tank Based on the difference between the absorbance measured by the second absorbance measuring means, the second absorbance measuring means that measures the absorbance to the light by irradiation, the absorbance measured by the first absorbance measuring means, and the absorbance measured by the second absorbance measuring means, Water to be treated flowing into the treatment tank Calculating means for calculating the nitrite nitrogen concentration is characterized by having a.
また、上記目的を達成する本発明の亜硝酸性窒素濃度監視装置は、被処理水を微生物の存在下で処理して、前記被処理水の生物学的硝化・脱窒を行う処理槽で処理された被処理水の亜硝酸性窒素濃度を監視する亜硝酸性窒素濃度監視装置であって、前記処理槽に流入する被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第1吸光度測定手段と、前記処理槽で処理された被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第2吸光度測定手段と、前記処理槽に流入する被処理水に、亜硝酸性窒素により吸収されない光であって、有機物により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第3吸光度測定手段と、前記処理槽で処理された被処理水に、亜硝酸性窒素により吸収されない光であって、有機物により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第4吸光度測定手段と、前記第1吸光度測定手段で測定された吸光度を前記第3吸光度測定手段で測定された吸光度に基づいて補正し、前記第2吸光度測定手段で測定された吸光度を前記第4吸光度測定手段で測定された吸光度に基づいて補正し、補正された前記第1吸光度測定手段で測定された吸光度と、補正された前記第2吸光度測定手段で測定された吸光度との差に基づいて、前記処理槽で処理された被処理水の亜硝酸性窒素濃度変化を算出する演算手段と、を備えたことを特徴としている。 In addition, the nitrite nitrogen concentration monitoring device of the present invention that achieves the above object is a treatment tank that treats treated water in the presence of microorganisms and performs biological nitrification / denitrification of the treated water. A nitrite nitrogen concentration monitoring device for monitoring the nitrite nitrogen concentration of the treated water, wherein the water to be treated flowing into the treatment tank is irradiated with light absorbed by the nitrite nitrogen. First absorbance measuring means for measuring the absorbance to light, and second absorbance measuring means for irradiating the water to be treated treated in the treatment tank with light absorbed by nitrite nitrogen and measuring the absorbance to this light And a third absorbance measuring means for irradiating the water to be treated flowing into the treatment tank with light that is not absorbed by nitrite nitrogen and that is absorbed by organic matter, and measuring the absorbance of the light, To treated water treated in the treatment tank Light that is not absorbed by nitrite nitrogen and is irradiated with light that is absorbed by an organic substance, and the absorbance measured by the first absorbance measuring means is measured by measuring the absorbance of the light. Correction is made based on the absorbance measured by the third absorbance measuring means, the absorbance measured by the second absorbance measuring means is corrected based on the absorbance measured by the fourth absorbance measuring means, and the corrected first Based on the difference between the absorbance measured by the first absorbance measuring means and the corrected absorbance measured by the second absorbance measuring means, the change in the concentration of nitrite nitrogen in the treated water treated in the treatment tank is determined. And a calculating means for calculating.
以上の発明によれば、水処理工程の被処理水の亜硝酸性窒素濃度を監視することが可能な亜硝酸性窒素濃度監視方法及び亜硝酸性窒素濃度監視装置を提供することに貢献できる。 According to the above invention, it can contribute to providing the nitrite nitrogen concentration monitoring method and the nitrite nitrogen concentration monitoring apparatus which can monitor the nitrite nitrogen concentration of the to-be-processed water of a water treatment process.
図面を参照して、本発明の実施形態に係る亜硝酸性窒素濃度監視方法及び亜硝酸性窒素濃度監視装置について、アナモックス細菌による嫌気性アンモニア酸化処理プロセスを例示して説明する。 With reference to the drawings, a nitrite nitrogen concentration monitoring method and a nitrite nitrogen concentration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described by illustrating an anaerobic ammonia oxidation treatment process by anammox bacteria.
(実施形態1)
図1に示すように、本発明の実施形態1に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置1は、吸光度測定手段a2、吸光度測定手段b3、演算手段4より構成され、嫌気性アンモニア酸化処理槽5(以後、処理槽5とする)における亜硝酸性窒素濃度変化を監視する。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, a nitrite nitrogen
吸光度測定手段a2は、アナモックス細菌による脱窒反応を行う処理槽5に被処理水を供給する供給配管6に設けられる。吸光度測定手段a2には、ポンプ7により供給配管6から被処理水がサンプリングされる。そして、この被処理水に波長353nmの光を照射して、この光に対する吸光度aが測定される。
The absorbance measurement means a2 is provided in the
吸光度測定手段b3は、処理槽5で処理された後の被処理水(以後、処理水とする)を排出する排出配管8に設けられる。吸光度測定手段b3には、ポンプ9により排出配管8から処理水がサンプリングされる。そして、この処理水に波長353nmの光を照射して、この光に対する吸光度bが測定される。
The absorbance measurement means b3 is provided in the
演算手段4は、吸光度測定手段a2から吸光度aが、吸光度測定手段b3から吸光度bがそれぞれ入力され、処理槽5で処理されて低下した被処理水の亜硝酸性窒素濃度、または処理槽5に供給される被処理水の亜硝酸性窒素濃度を算出する。処理槽5では、(1)式に示すアナモックス細菌による反応(アナモックス反応)により、被処理水の亜硝酸性窒素濃度が減少する。つまり、被処理水の亜硝酸性窒素濃度は、処理水の亜硝酸性窒素濃度と比較して高いので、吸光度aは吸光度bより高くなる。よって、吸光度aから吸光度bを差引き、処理槽5で処理された被処理水における亜硝酸性窒素濃度の低下を算出する。
The calculation means 4 receives the absorbance a from the absorbance measurement means a2 and the absorbance b from the absorbance measurement means b3, respectively. Calculate the concentration of nitrite nitrogen in the treated water supplied. In the
嫌気性アンモニア酸化処理プロセスにおいて、処理槽5には、供給配管6よりアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含んだ被処理水が移送される。処理槽5に保持されたアナモックス細菌により(1)式に示したアナモックス反応が起こり、被処理水中のアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とが反応して窒素が生成し、被処理水の脱窒が行われる。処理槽5で処理された処理水は、排出配管8を介して排出される。
In the anaerobic ammonia oxidation process, treated water containing ammonia nitrogen and nitrite nitrogen is transferred to the
図2に示すように、供給配管6を流通する被処理水の一部がポンプ7により吸光度測定手段a2のセル10に導入される。そして、光源11からの光がレンズ12、干渉フィルタ13を通過することで、波長353nmの光がセル10に照射される。そして、セル10を透過した光の強度をフォトダイオード14で検出し、この検出された光の強度に基づいて演算部15で吸光度aが算出される。算出された吸光度aは、図1に示す演算手段4に入力される。なお、吸光度測定手段b3の構成も図2に示す吸光度測定手段a2と同様であり、排出配管8を流通する処理水の吸光度bが算出され、算出された吸光度bが演算手段4に入力される。
As shown in FIG. 2, a part of the water to be treated flowing through the
演算手段4では、吸光度aから吸光度bを差引き、その差から嫌気性アンモニア酸化処理で低下した被処理水と処理水の亜硝酸性窒素濃度差を演算する。また、この演算により求められる亜硝酸性窒素濃度差に基づいて処理槽5に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度を推定する。
The computing means 4 subtracts the absorbance b from the absorbance a, and computes the difference in nitrite nitrogen concentration between the treated water and the treated water, which is reduced by the anaerobic ammonia oxidation treatment. Moreover, the nitrite nitrogen concentration of the to-be-processed water which flows into the
(実施例)
具体的な実施例を挙げて、本発明の実施形態1に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置1及びこの装置による亜硝酸性窒素濃度監視方法をより詳細に説明する。実施例では、下水処理場の引き抜き汚泥の脱離液を被処理水として、被処理液中のアンモニア性窒素を窒素ガスとして分離除去する処理試験を行った。
(Example)
By giving a specific example, the nitrite nitrogen
被処理液は、好気性アンモニア酸化細菌(硝化細菌)の存在下で曝気してアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に転換する部分亜硝酸化処理槽(PN槽)で処理した。その後、PN槽で処理後の被処理水を、アナモックス細菌の存在下でアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを反応させて窒素に転換する嫌気性アンモニア酸化処理槽(AX槽)により処理した。この処理試験において、図1に示した亜硝酸性窒素濃度監視装置1で、AX槽(すなわち、処理槽5)の亜硝酸性窒素濃度を監視した。
The liquid to be treated was treated in a partial nitritation treatment tank (PN tank) that aerated in the presence of aerobic ammonia-oxidizing bacteria (nitrifying bacteria) to convert part of the ammoniacal nitrogen to nitrite nitrogen. Thereafter, the water to be treated after being treated in the PN tank was treated in an anaerobic ammonia oxidation treatment tank (AX tank) in which ammonia nitrogen and nitrite nitrogen were reacted in the presence of anammox bacteria to convert to nitrogen. In this treatment test, the nitrite nitrogen
まず、AX槽に流入する被処理水(試料水)の吸収スペクトルを測定した。被処理水には、有機成分のほか、窒素成分として、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素が含まれている。吸収スペクトル測定は、被処理水(5Cの濾紙にて濾過したもの)、アンモニア標準溶液(NH4 +−N 100mg/L)、亜硝酸標準液(NO2 -−N 100mg/L)、硝酸標準溶液(NO3 -−N 100mg/L)の溶液でそれぞれ行った。測定結果を図3に示す。
First, the absorption spectrum of the water to be treated (sample water) flowing into the AX tank was measured. In addition to the organic component, the water to be treated contains ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, and nitrate nitrogen as nitrogen components. Absorption spectrum measurement includes treated water (filtered with 5C filter paper), ammonia standard solution (NH 4 + -
図3に示すように、330〜380nmの吸収領域において、硝酸性窒素及びアンモニア性窒素の吸収が存在せず、亜硝酸性窒素のみ吸収があることが確認できた。すなわち、波長330〜380nmの光に対する吸光度を測定することにより、アンモニア性窒素及び硝酸性窒素の影響を受けずに亜硝酸性窒素を検出することが可能であることがわかる。 As shown in FIG. 3, in the absorption region of 330 to 380 nm, it was confirmed that there was no absorption of nitrate nitrogen and ammonia nitrogen, and only nitrite nitrogen was absorbed. That is, it is understood that nitrite nitrogen can be detected without being affected by ammonia nitrogen and nitrate nitrogen by measuring the absorbance with respect to light having a wavelength of 330 to 380 nm.
また、図4に示すように、亜硝酸性窒素溶液の濃度と、その濃度における波長353nm付近の光(波長330〜380nmの光)に対する吸光度との関係は直線関係にある。そこで、亜硝酸性窒素を含む溶液の吸光度を測定し、この直線関係(検量線)に基づいて、亜硝酸性窒素濃度を算出する。なお、亜硝酸性窒素濃度の検出範囲は特に限定されるものではないが、図4に示した検量線からは、少なくとも0〜1000mg−N/Lの範囲での亜硝酸性窒素濃度の測定が可能であることがわかる。 Further, as shown in FIG. 4, the relationship between the concentration of the nitrite nitrogen solution and the absorbance at the concentration with respect to light in the vicinity of a wavelength of 353 nm (light having a wavelength of 330 to 380 nm) is linear. Therefore, the absorbance of the solution containing nitrite nitrogen is measured, and the nitrite nitrogen concentration is calculated based on this linear relationship (calibration curve). The detection range of the nitrite nitrogen concentration is not particularly limited, but from the calibration curve shown in FIG. 4, the measurement of the nitrite nitrogen concentration in the range of at least 0 to 1000 mg-N / L is possible. It turns out that it is possible.
図5は、亜硝酸性窒素濃度監視装置1における、AX槽に流入する被処理水の波長353nmの光に対する吸光度a(すなわち、吸光度測定手段a2での測定値)と、AX槽で処理後の処理水の波長353nmの光に対する吸光度b(すなわち、吸光度測定手段b3での測定値)の測定結果である。
FIG. 5 shows the absorbance a (that is, the measured value in the absorbance measurement means a2) of the water to be treated flowing into the AX tank at the wavelength 353 nm in the nitrite nitrogen
図5に示すように、被処理水の吸光度aは、経過日数に対して大きく変化している。これは、AX槽に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度が変化するだけではなく、波長353nmの光を吸収する亜硝酸性窒素以外の物質物質(以後、阻害物質とする)の濃度が変化するためと考えられる。阻害物質としては、有機物等が考えられる。また、処理水の吸光度bも、経過日数に対して大きく変化している。これは、処理水の亜硝酸性窒素濃度(アナモックス反応で消費されなかった亜硝酸性窒素)及びAX槽に流入する阻害物質の濃度が変化するためであると考えられる。 As shown in FIG. 5, the absorbance a of the water to be treated varies greatly with the elapsed days. This is because not only the concentration of nitrite nitrogen in the treated water flowing into the AX tank changes, but also the concentration of substance substances other than nitrite nitrogen (hereinafter referred to as inhibitors) that absorb light with a wavelength of 353 nm. It is thought to change. As an inhibitor, an organic substance or the like can be considered. Further, the absorbance b of the treated water also greatly changes with the elapsed days. This is thought to be because the concentration of nitrite nitrogen in the treated water (nitrite nitrogen not consumed in the anammox reaction) and the concentration of the inhibitor flowing into the AX tank change.
被処理水の吸光度aと処理水の吸光度bとの差は、アナモックス反応により消費されることによる亜硝酸性窒素濃度の低下に基づくものであると考えられる。そこで、吸光度aと吸光度bの差を算出してアナモックス反応により低下した亜硝酸性窒素濃度を算出した。また、亜硝酸性窒素濃度を測定する公定法であるイオンクロマトグラフ法により、被処理水の亜硝酸性窒素濃度と、処理水の亜硝酸性窒素濃度を測定し、AX槽のアナモックス反応で低下した亜硝酸性窒素濃度を算出した。 It is considered that the difference between the absorbance a of the treated water and the absorbance b of the treated water is based on a decrease in nitrite nitrogen concentration due to consumption by the anammox reaction. Therefore, the difference between the absorbance a and the absorbance b was calculated, and the nitrite nitrogen concentration decreased by the anammox reaction was calculated. In addition, the ion chromatographic method, which is an official method for measuring nitrite nitrogen concentration, measures the nitrite nitrogen concentration of treated water and the nitrite nitrogen concentration of treated water, and decreases due to the anammox reaction in the AX tank. The nitrite nitrogen concentration was calculated.
図6に、アナモックス反応により低下した亜硝酸性窒素濃度の公定法による実測値より算出した演算値と、吸光度より算出した演算値との関係を示す。 FIG. 6 shows the relationship between the calculated value calculated from the actual measurement value by the official method of the nitrite nitrogen concentration decreased by the anammox reaction and the calculated value calculated from the absorbance.
図6に示すように、吸光度より算出された亜硝酸性窒素濃度は、実測値に基づいて算出される亜硝酸性窒素濃度とよく一致していることがわかる。すなわち、図5に示した結果より、被処理水と処理水中には、阻害物質に起因する波長353nmの光の吸収成分があることが確認できるが、図6に示した結果より、AX槽において亜硝酸性窒素以外の吸収成分の増減がほとんどなかった(無視できるほど小さかった)ことを示している。 As shown in FIG. 6, it can be seen that the nitrite nitrogen concentration calculated from the absorbance is in good agreement with the nitrite nitrogen concentration calculated based on the actual measurement value. That is, from the result shown in FIG. 5, it can be confirmed that there is an absorption component of light having a wavelength of 353 nm due to the inhibitory substance in the treated water and the treated water, but from the result shown in FIG. It shows that there was almost no increase or decrease in absorption components other than nitrite nitrogen (it was negligibly small).
つまり、波長353nmの光の吸光度を吸光度E353とすると、被処理水及び処理水のそれぞれの吸光度E353は、(2)式、(3)式で示される。
被処理水の吸光度E353
=(被処理水のNO2 -−Nの吸光度E353)+(被処理水の阻害物質の吸光度E353)
…(2)
処理水の吸光度E353
=(処理水のNO2 -−Nの吸光度E353)+(処理水の阻害物質の吸光度E353)
…(3)
そして、AX槽において、阻害物質の吸収成分の増減がほとんどない場合には、
(被処理水の阻害物質の吸光度E353)=(処理水の阻害物質の吸光度E353)
…(4)
であるので、(2)〜(4)式から
被処理水の吸光度E353−処理水の吸光度E353
=(処理水のNO2 -−Nの吸光度E353)−(被処理水のNO2 -−Nの吸光度E353)
…(5)
となり、被処理水の吸光度aと処理水の吸光度bとの差が、AX槽で除去された亜硝酸性窒素による吸光度の差になる。
That is, when the absorbance of light having a wavelength of 353nm absorbance E 353, each absorbance E 353 of the water to be treated and treated water, (2), represented by equation (3).
Absorbance E 353 of treated water
= (NO of the water to be treated 2 - absorbance E 353 of -N) + (absorbance E 353 inhibitors of the water to be treated)
... (2)
Absorbance E 353 of treated water
= (NO of treated water 2 - absorbance E 353 of -N) + (absorbance E 353 inhibitors of the treated water)
... (3)
And in the AX tank, when there is almost no increase or decrease in the absorption component of the inhibitor,
(Absorbance E 353 inhibitors of the water to be treated) = (Absorbance E 353 inhibitors of the treated water)
... (4)
Therefore, from the equations (2) to (4), the absorbance E 353 of the treated water—the absorbance E 353 of the treated water
= (NO of treated water 2 - absorbance E 353 of -N) - (NO in the water to be treated 2 - absorbance E 353 of -N)
... (5)
Thus, the difference between the absorbance a of the water to be treated and the absorbance b of the treated water is the difference in absorbance due to the nitrite nitrogen removed in the AX tank.
このように、実施形態1に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置1によれば、AX槽(処理槽5)での反応により低下した亜硝酸性窒素濃度を迅速に検出することができる。この検出結果に基づいて、AX槽での反応が滞りなく進行しているかチェックすることができる。例えば、同じ窒素負荷でAX槽での処理を行っている場合には、除去された亜硝酸性窒素濃度が小さくなってきたことを検出することで(換言すると、被処理水と処理水との亜硝酸性窒素濃度差が小さくなってきたことを検出することで)、AX槽での処理状態が悪化していると判断することができる。また、亜硝酸性窒素濃度の低下がほとんど検出できない場合には、AX槽での窒素除去反応が進行していない場合が想定されるので、AX槽の運転を中止する等、被処理水の処理を制御することができる。
As described above, according to the nitrite nitrogen
表1に、実施例の処理試験において、PN槽に流入する被処理水中、AX槽に流入する被処理水中、及びAX槽から排出される処理水中の窒素成分(アンモニア性窒素等)及び汚濁成分(Biochemical Oxygen Demand:BOD)の平均濃度の公定法による測定値を示す。なお、ATU−BODとは、硝化反応を抑制したBODのことであり、硝化反応における酸素消費を含まない有機物に基づく汚濁量である。 Table 1 shows the nitrogen components (such as ammonia nitrogen) and pollutant components in the treated water flowing into the PN tank, the treated water flowing into the AX tank, and the treated water discharged from the AX tank in the treatment test of the example. The measured value by the official method of the average density | concentration of (Biochemical Oxygen Demand: BOD) is shown. In addition, ATU-BOD is BOD which suppressed nitrification reaction, and is the amount of pollution based on the organic substance which does not contain oxygen consumption in nitrification reaction.
表1に示すように、PN槽で処理することで被処理水の亜硝酸性窒素濃度が上昇し、AX槽で処理することで亜硝酸性窒素濃度及びアンモニア性窒素濃度(すなわち、全窒素濃度)が減少していることがわかる。また、ATU−BODの変化を見ると、PN槽、AX槽における各処理にて減少傾向にある。 As shown in Table 1, the nitrite nitrogen concentration of the water to be treated increases by processing in the PN tank, and the nitrite nitrogen concentration and ammonia nitrogen concentration (that is, the total nitrogen concentration by processing in the AX tank) ) Is decreasing. Moreover, when the change of ATU-BOD is seen, it exists in the decreasing tendency in each process in a PN tank and an AX tank.
また、AX槽の処理条件により被処理水中の亜硝酸性窒素の除去率は変動する。実施例では、表1に示すように、AX槽から流出する処理水中に残留する亜硝酸性窒素は低濃度となっている。すなわち、AX槽で約95%の亜硝酸性窒素の高除去率が得られ、良好な処理条件で運転されていることを示す。しかし、流入負荷の変動や嫌気性アンモニア酸化細菌活性の低下などで処理状態が悪化すれば、AX槽から流出する処理水の亜硝酸性窒素濃度は上昇することとなる。したがって、AX槽の前後における亜硝酸性窒素濃度の差を測定することで、AX槽の処理状態を監視でき、処理状態が悪化した場合には、運転条件(被処理水の供給速度や希釈水の供給速度など)を変更することで処理を安定させる制御を行うことが可能となる。 Moreover, the removal rate of nitrite nitrogen in to-be-processed water changes with the process conditions of an AX tank. In the examples, as shown in Table 1, nitrite nitrogen remaining in the treated water flowing out from the AX tank has a low concentration. That is, a high removal rate of about 95% nitrite nitrogen is obtained in the AX tank, which indicates that the AX tank is operated under good processing conditions. However, if the treatment state deteriorates due to fluctuations in the inflow load or a decrease in anaerobic ammonia-oxidizing bacteria activity, the concentration of nitrite nitrogen in the treated water flowing out from the AX tank will increase. Therefore, by measuring the difference in the concentration of nitrite nitrogen before and after the AX tank, the processing state of the AX tank can be monitored. It is possible to perform control to stabilize the processing by changing the supply speed of the above.
以上、本発明の実施形態1に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置1及び亜硝酸性窒素濃度監視方法によれば、嫌気性アンモニア酸化処理槽(AX槽)の亜硝酸性窒素濃度の変化を迅速に検出することができる。そして、嫌気性アンモニア酸化処理で除去された亜硝酸性窒素濃度を連続的に監視することで、嫌気性アンモニア酸化処理槽の処理状況を把握することができる。その結果、嫌気性アンモニア酸化処理プロセスにおいて、処理状況が悪化傾向にある場合には、被処理水濃度、被処理水供給量を制御して窒素負荷量を減少させる等の対策をとることができる。
As described above, according to the nitrite nitrogen
AX槽に流入する被処理水には、亜硝酸性窒素以外にも波長353nmの光を吸収する成分(例えば、着色成分など)が存在しているので、単純に吸光度を測定し、吸光度の測定値と検量線を用いて亜硝酸性窒素濃度を算出することができない場合がある。 In addition to nitrite nitrogen, the water to be treated that flows into the AX tank contains components that absorb light with a wavelength of 353 nm (for example, coloring components), so simply measure the absorbance and measure the absorbance. The nitrite nitrogen concentration may not be calculated using the value and the calibration curve.
本発明の実施形態において、AX槽の除去対象は亜硝酸性窒素であり、被処理水と処理水の亜硝酸性窒素濃度が大きく変化する。一方で、共存する阻害物質はAX槽での除去対象でないため、除去されないか、除去されても少量であると考えられる。そのため、AX槽に流入する被処理水とAX槽から流出する処理水のそれぞれで測定した吸光度の差を算出することで、AX槽で除去された亜硝酸性窒素を推測することができる。 In the embodiment of the present invention, the object to be removed from the AX tank is nitrite nitrogen, and the concentration of nitrite nitrogen in the treated water and the treated water varies greatly. On the other hand, since the coexisting inhibitor is not an object to be removed in the AX tank, it is considered that it is not removed or a small amount even if it is removed. Therefore, the nitrite nitrogen removed in the AX tank can be estimated by calculating the difference in absorbance measured between the treated water flowing into the AX tank and the treated water flowing out from the AX tank.
なお、表1に示したように、AX槽でのアナモックス反応によりほとんどの亜硝酸性窒素が除去された場合、AX槽で除去された亜硝酸性窒素濃度はAX槽に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度とほぼ等しいものと考えられる。よって、AX槽に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度に基づいて、AX槽の処理条件を制御することもできる。 As shown in Table 1, when most nitrite nitrogen is removed by the anammox reaction in the AX tank, the concentration of nitrite nitrogen removed in the AX tank is the water to be treated flowing into the AX tank. This is considered to be almost equal to the nitrite nitrogen concentration. Therefore, the processing conditions of the AX tank can be controlled based on the nitrite nitrogen concentration of the water to be treated flowing into the AX tank.
(実施形態2)
本発明の実施形態2に係る亜硝酸性窒素濃度監視方法、及び亜硝酸性窒素濃度監視装置について、図7を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態2に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置16は、吸光度測定手段17を1つ備え、この吸光度測定手段17で、被処理水の吸光度aと処理水の吸光度bを測定するものである。よって、実施形態1に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置1と同様のものについては同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
A nitrite nitrogen concentration monitoring method and a nitrite nitrogen concentration monitoring apparatus according to
図7に示すように、本発明の実施形態2に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置16は、吸光度測定手段17、演算手段4より構成され、嫌気性アンモニア酸化処理槽(処理槽5)における亜硝酸性窒素濃度変化を監視する。
As shown in FIG. 7, the nitrite nitrogen
吸光度測定手段17は、アナモックス細菌による脱窒反応を行う処理槽5に被処理水を供給する供給配管6と処理槽5で処理された処理水を排出する排出配管8に流路切換弁18を介して設けられる。吸光度測定手段17には、供給配管6の被処理水若しくは排出配管8の処理水がサンプリングされる。そして、この被処理水若しくは処理水に波長353nmの光を照射して、この光に対する吸光度が測定される。
The absorbance measuring means 17 includes a flow path switching valve 18 in a
演算手段4は、吸光度測定手段17から吸光度a及び吸光度bが入力され、処理槽5で処理されて低下した亜硝酸性窒素濃度、及び処理槽5に供給される被処理水の亜硝酸性窒素濃度を算出する。
The calculation means 4 receives the absorbance a and absorbance b from the absorbance measurement means 17 and reduces the concentration of nitrite nitrogen that has been processed and reduced in the
嫌気性アンモニア酸化処理プロセスにおいて、処理槽5には、供給配管6よりアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを含んだ被処理水が移送される。処理槽5に保持されたアナモックス細菌により(1)式に示したアナモックス反応が起こり、被処理水中のアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とが反応して窒素が生成し、被処理水の脱窒が行われる。処理槽5で処理された処理水は、排出配管8を介して排出される。
In the anaerobic ammonia oxidation process, treated water containing ammonia nitrogen and nitrite nitrogen is transferred to the
吸光度測定手段17には、流路切換弁18を切り換えることで、供給配管6から被処理水がサンプリングされる。そして、サンプリングされた被処理水の吸光度aが測定される。また、一定時間経過後に流路切換弁18を切り換えて、排出配管8から処理水がサンプリングされる。そして、サンプリングされた処理水の吸光度bが測定される。なお、吸光度測定手段17での、被処理水と処理水の吸光度測定の順番は特に限定するものではないが、処理槽5での反応は亜硝酸性窒素が減少する反応であるので、処理水の吸光度bを測定した後に、流路切換弁18を切り換えて被処理水aの吸光度を測定することで、吸光度の測定誤差を低減することができる。
In the absorbance measuring means 17, the water to be treated is sampled from the
演算手段4では、吸光度aから吸光度bを差引き、その差から嫌気性アンモニア酸化処理の被処理水と処理水の亜硝酸性窒素濃度差を演算する。また、算出された亜硝酸性窒素濃度に基づいて処理槽5に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度を推定する。
The computing means 4 subtracts the absorbance b from the absorbance a, and computes the nitrite nitrogen concentration difference between the treated water and treated water of the anaerobic ammonia oxidation treatment from the difference. Moreover, the nitrite nitrogen concentration of the to-be-processed water which flows into the
以上のように、本発明の実施形態2に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置16は、吸光度測定手段17が1つであるので、実施形態1に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置1より構成が簡略化される。
As described above, the nitrite nitrogen
そして、本発明の実施形態2に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置16においても、実施形態1に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置1と同様に、AX槽(処理槽5)の亜硝酸性窒素濃度を監視することができた。
And also in the nitrite nitrogen
(実施形態3)
図8に示すように、本発明の実施形態3に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置19は、吸光度測定手段a2、吸光度測定手段b3、UV測定手段a20、UV測定手段b21、演算手段4より構成され、部分亜硝酸化処理槽(以後、処理槽22とする)における亜硝酸性窒素濃度変化を監視する。なお、吸光度測定手段a2及び吸光度測定手段b3は、実施形態1の吸光度測定手段と同様であるので、同じ符号を付しその詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 8, the nitrite nitrogen
UV測定手段a20は、硝化細菌による部分亜硝酸化反応を行う処理槽22に被処理水を供給する供給配管23に設けられる。UV測定手段a20には、ポンプ24により供給配管23から被処理水がサンプリングされる。そして、この被処理水に波長254nmのUV光を照射して、このUV光に対する吸光度UVaが測定される。また、この被処理水に波長546nmのVIS光(可視光)を照射して、このVIS光に対する吸光度(VISa)が測定される。UV測定手段a20では、UVa(または、UVa−VISa)と有機成分とが相関関係を有することからCODなどの有機汚濁濃度を測定し、VISaと濁質成分とが相関関係を有することから濁度またはSSを測定する。そして、UV測定手段a20での測定結果は、演算手段4に送信される。また、UV測定手段a20で測定された後の被処理水は、吸光度測定手段a2に移送される。
The UV measurement means a20 is provided in a
吸光度測定手段a2は、UV測定手段a20の後段に設けられ、UV測定手段a20から移送された被処理水に波長353nmの光を照射して、サンプリングされた被処理水の吸光度が測定される。 The absorbance measuring unit a2 is provided at the subsequent stage of the UV measuring unit a20, and the water to be treated transferred from the UV measuring unit a20 is irradiated with light having a wavelength of 353 nm to measure the absorbance of the sampled treated water.
UV測定手段b21は、処理槽22で処理された処理水を排出する排出配管25に設けられる。UV測定手段b21には、ポンプ26により排出配管25から処理水がサンプリングされる。そして、UV測定手段b21では、UV測定手段a20と同様に、UVb(または、UVb−VISb)と有機成分とが相関関係を有することからCODなどの有機汚濁濃度を測定し、VISbと濁質成分とが相関関係を有することから濁度またはSSを測定する。そして、UV測定手段b21での測定結果は、演算手段4に送信される。また、UV測定手段b21で測定された後の処理水は、吸光度測定手段b3に移送される。
The UV measurement means b21 is provided in the
吸光度測定手段b3は、UV測定手段b21の後段に設けられ、UV測定手段b21から移送された処理水に波長353nmの光を照射して、サンプリングされた処理水の吸光度が測定される。 The absorbance measuring unit b3 is provided at the subsequent stage of the UV measuring unit b21, and the treated water transferred from the UV measuring unit b21 is irradiated with light having a wavelength of 353 nm, and the absorbance of the sampled treated water is measured.
演算手段4は、吸光度測定手段a2から吸光度aが、吸光度測定手段b3から吸光度bがそれぞれ入力され、処理槽22で処理されて生成した亜硝酸性窒素濃度を算出する。なお、演算手段4には、UV測定手段a20からUVaが、UV測定手段b21からUVbがそれぞれ入力され、吸光度a及び吸光度bの補正が行われる。
The calculation means 4 receives the absorbance a from the absorbance measurement means a2 and the absorbance b from the absorbance measurement means b3, and calculates the concentration of nitrite nitrogen generated by processing in the
処理槽22では、(6)式に示す硝化細菌等による反応(アンモニア酸化反応)により、亜硝酸性窒素濃度が増加する。
2NH3+3O2→2HNO2+2H2O …(6)
つまり、処理水の亜硝酸性窒素濃度は、被処理水の亜硝酸性窒素濃度と比較して高いので、吸光度bは吸光度aより高くなる。よって、吸光度bから吸光度aを差し引くことで、処理槽22で処理された処理水の亜硝酸性窒素濃度を算出する。
In the
2NH 3 + 3O 2 → 2HNO 2 + 2H 2 O (6)
That is, since the nitrite nitrogen concentration of the treated water is higher than the nitrite nitrogen concentration of the treated water, the absorbance b is higher than the absorbance a. Therefore, the nitrite nitrogen concentration of the treated water treated in the
また、処理槽22に保持される硝化細菌は独立栄養細菌であるが、従属栄養性のBOD酸化細菌も共生するので有機成分が減少する。つまり、実施形態1、2の嫌気性アンモニア酸化処理プロセスと異なり、阻害物質による波長330〜380nmの光の吸光度を一定とみなすことができない場合がある。そこで、UV測定手段a20及びUV測定手段b21により、亜硝酸性窒素成分の存在による影響を受けることなく有機成分に基づく吸光度を計測し、この計測結果に基づいて、吸光度測定手段a2及び吸光度測定手段b3で測定された吸光度を補正する。
Further, the nitrifying bacteria held in the
アンモニア性窒素の部分亜硝酸化工程において、処理槽22には、供給配管23よりアンモニア性窒素を含んだ被処理水が移送される。処理槽22に保持された硝化細菌等を含む細菌群により(6)式に示した反応が起こり、被処理水中のアンモニア性窒素の一部が亜硝酸性窒素に転換される。処理槽22で処理された処理水は、排出配管25を介して後段の嫌気性アンモニア処理槽(図示省略)に移送される。
In the partial nitritation process of ammonia nitrogen, water to be treated containing ammonia nitrogen is transferred to the
ここで、UV測定手段a20(及びUV測定手段b21)について浸漬型UV計を例示して説明する。UV測定手段a20(及びUV測定手段b21)は、サンプリング型(フローセル方式)のものや浸漬型のものがあるが、どちらの形態でも本実施形態に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置19に適用することができる。
Here, the UV measuring unit a20 (and the UV measuring unit b21) will be described by exemplifying an immersion type UV meter. The UV measuring unit a20 (and the UV measuring unit b21) includes a sampling type (flow cell type) type and an immersion type, and either type is applied to the nitrite nitrogen
図9に示すように、浸漬型のUV計は、光源11からの光がハーフミラー27で参照側28と測定側29に振り分けられる。参照側28で取り出された光は、光学フィルタ(図示せず)を透過してUV検出器30、VIS検出器31で強度が検出され、検出された参照信号(UV−R,VIS−R)が演算部33に送信される。測定側29の光は、サンプリングされた試料水が流れている平行窓34,34を透過した後、ハーフミラー35で2つの光(UVとVIS)に分けられ、光学フィルタ(図示せず)を透過してUV検出器36、VIS検出器37で強度が検出され、検出された測定信号(UV−S,VIS−S)が演算部33に送信される。演算部33では、参照信号及び測定信号に基づいて、COD濃度、SS濃度等が算出される。
As shown in FIG. 9, in the immersion type UV meter, the light from the
演算手段4では、UV測定手段b21の測定結果に基づいて補正された吸光度bから、UV測定手段a20の測定結果に基づいて補正された吸光度aを差引き、その差から部分亜硝酸化工程により生成した亜硝酸性窒素濃度(すなわち、処理水の亜硝酸性窒素濃度)を演算する。 In the calculation means 4, the absorbance a corrected based on the measurement result of the UV measurement means a20 is subtracted from the absorbance b corrected based on the measurement result of the UV measurement means b21, and the partial nitritation step is performed from the difference. The generated nitrite nitrogen concentration (that is, the nitrite nitrogen concentration of the treated water) is calculated.
(実施例)
具体的な実施例を挙げて、本発明の実施形態3に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置19及び亜硝酸性窒素濃度監視方法をより詳細に説明する。
(Example)
The specific example is given and the nitrite nitrogen
実施例では、実施形態1の実施例と同様に、下水処理場の引き抜き汚泥の脱離液を被処理水として、被処理液中のアンモニア性窒素を窒素ガスとして分離除去する処理試験を行った。 In the example, similarly to the example of the first embodiment, a treatment test for separating and removing ammonia nitrogen in the liquid to be treated as the water to be treated using the sewage sludge desorption liquid from the sewage treatment plant was performed. .
被処理液は、硝化細菌の存在下で曝気してアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に転換する部分亜硝酸化処理槽(PN槽)で処理した。その後、PN槽で処理後の被処理水は、嫌気性アンモニア酸化細菌(アナモックス細菌)の存在下でアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを反応させて窒素に転換する嫌気性アンモニア酸化処理槽(AX槽)により処理した。この処理試験において、図8に示した亜硝酸性窒素濃度監視装置19で、PN槽(処理槽22)で生成する処理水中の亜硝酸性窒素を監視した。
The liquid to be treated was treated in a partial nitritation treatment tank (PN tank) that aerated in the presence of nitrifying bacteria to convert a part of ammonia nitrogen to nitrite nitrogen. Then, the water to be treated after being treated in the PN tank is an anaerobic ammonia oxidation treatment tank that converts ammonia nitrogen and nitrite nitrogen to nitrogen in the presence of anaerobic ammonia oxidation bacteria (anammox bacteria) ( AX tank). In this treatment test, nitrite nitrogen in the treated water generated in the PN tank (treatment tank 22) was monitored by the nitrite nitrogen
亜硝酸性窒素濃度監視装置19では、UV光に対する吸光度E254と波長353nmの光に対する吸光度E353との相関関係(検量線)を予め算出しておき、吸光度E254に基づいて吸光度E353の補正を行う。
In nitrite nitrogen
つまり、PN槽に供給される被処理水の吸光度も、PN槽から排出される処理水の吸光度も、実施形態1の実施例で示した(2)、(3)式と同様であると考えられる。しかしながら、PN槽では、実施形態1の実施例で示した(4)式が成り立たない場合がある。
そこで、(2),(3)式において、有機汚濁物質の吸光度E254と相関関係にある有機汚濁物質の吸光度E353に基づいて、被処理水の吸光度E353及び処理水の吸光度E353の測定値を補正する。図3に示すように、試料水は、波長254nm、波長353nmの光に対して吸収がある。そして、有機汚濁物質の波長254nmの光に対する吸光度E254と有機汚濁物質の波長353nmの光に対する吸光度E353は対応関係にあり、有機汚濁物質の吸光度E254の値から有機汚濁物質の吸光度E353の値を一義的に定めることができる。すなわち、被処理水(または、処理水)において、有機汚濁物質の吸光度E254と有機汚濁物質の吸光度E353との関係により、その検量線により、有機汚濁物質の吸光度E254から有機汚濁物質の吸光度E353を求めることができる。また、生活系排水の処理水、一般河川水では、有機物の形態が類似しているため、UV計の吸光度E254(UVまたはUV−VIS)と有機物濃度の指標であるCODの値の比は、地域に関係なく類似していることから、通常の試料水にも適応可能である。
That is, the absorbance of the water to be treated supplied to the PN tank and the absorbance of the treated water discharged from the PN tank are considered to be the same as the expressions (2) and (3) shown in the example of the first embodiment. It is done. However, in the PN tank, the expression (4) shown in the example of the first embodiment may not be satisfied.
Therefore, (2), (3) In the equation, based on the absorbance E 353 of the organic pollutants that are correlated with the absorbance E 254 organic pollutants, absorbance E 353 and treated water of the for-treatment water absorbance E 353 Correct the measured value. As shown in FIG. 3, sample water has absorption with respect to the light of wavelength 254nm and wavelength 353nm. The organic pollution absorbance E 353 with respect to light having a wavelength of 353nm absorbance E 254 and organic pollutants with respect to light having a wavelength of 254nm of material is in correspondence, the absorbance of the organic pollutants from the absorbance value E 254 of the organic pollutants E 353 Can be uniquely determined. That is, in the water to be treated (or treated water), the relationship between the absorbance E 353 absorbance E 254 and organic pollutants organic pollutants, the calibration curve, the organic pollutants from the absorbance E 254 organic pollutants Absorbance E 353 can be determined. In addition, because the form of organic matter is similar in the treated water of domestic wastewater and general river water, the ratio between the absorbance E 254 (UV or UV-VIS) of the UV meter and the COD value that is an indicator of the concentration of organic matter is Because it is similar regardless of region, it can be applied to normal sample water.
よって、(2),(3)式は次のように近似することができる。
被処理水の吸光度E353
=(被処理水のNO2 -−Nの吸光度E353)
+(吸光度E254から換算した被処理水の有機汚濁物質の吸光度E353) …(7)
処理水の吸光度E353
=(処理水のNO2 -−Nの吸光度E353)
+(吸光度E254から換算した処理水の有機汚濁物質の吸光度E353) …(8)
そして、(7),(8)式に基づいて、吸光度測定手段の吸光度E353とUV測定手段の吸光度E254の測定結果より、直接被処理水または処理水の亜硝酸性窒素による吸光度(NO2 -−Nの吸光度E353)を算出することができる。そして、(7),(8)の測定結果の差をとることにより、PN槽で生成した亜硝酸性窒素の濃度を算出(または、監視)することができる。なお、表1に示すように、PN槽に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度が低い(若しくは、生成量に対して無視できるほど小さい)場合には、算出された亜硝酸性窒素濃度は、排出される処理水の亜硝酸性窒素濃度となる。
Therefore, the equations (2) and (3) can be approximated as follows.
Absorbance E 353 of treated water
= (Absorbance E 353 of NO 2 − −N of water to be treated)
+ (Absorbance E 353 of organic pollutant in water to be treated converted from absorbance E 254 ) (7)
Absorbance E 353 of treated water
= (Absorbance E 353 of treated water NO 2 -- N)
+ (Absorbance E 353 of organic pollutant in treated water converted from absorbance E 254 ) (8)
Based on the equations (7) and (8), the absorbance (NO) of nitrite nitrogen directly from the water to be treated or the treated water based on the measurement results of the absorbance E 353 of the absorbance measuring means and the absorbance E 254 of the UV measuring means. 2 − −N absorbance E 353 ) can be calculated. And the density | concentration of the nitrite nitrogen produced | generated by the PN tank can be calculated (or monitored) by taking the difference of the measurement result of (7), (8). In addition, as shown in Table 1, when the nitrite nitrogen concentration of the water to be treated flowing into the PN tank is low (or small enough to be ignored with respect to the generated amount), the calculated nitrite nitrogen concentration Is the nitrite nitrogen concentration of the discharged treated water.
このように、実施形態3に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置19によれば、PN槽(処理槽22)での反応により生成した亜硝酸性窒素による被処理水の亜硝酸性窒素濃度変化を迅速に検出することができる。この検出結果に基づいて、PN槽での処理状態(処理状況)を監視することができる。そして、亜硝酸性窒素濃度監視装置19の検出結果に基づいて、PN槽の制御を行うことができる。また、後段のAX槽に供給される亜硝酸性窒素濃度を算出することもできる。
Thus, according to the nitrite nitrogen
PN槽では、好気処理により有機成分の濃度が変化する。すなわち、亜硝酸性窒素の吸光度測定に使用される光を吸収する阻害物質の濃度が変化する可能性がある。そこで、UV測定手段a20、及びUV測定手段b21を備えることで、吸光度aをUVaに基づいて補正(吸光度bをUVbに基づいて補正)して、補正された吸光度の測定値と検量線を用いてAX槽で生成した亜硝酸性窒素濃度を算出することができる。 In the PN tank, the concentration of the organic component changes due to the aerobic treatment. That is, the concentration of the inhibitor that absorbs light used for measuring the absorbance of nitrite nitrogen may change. Therefore, by providing the UV measurement unit a20 and the UV measurement unit b21, the absorbance a is corrected based on UVa (absorbance b is corrected based on UVb), and the corrected absorbance measurement value and calibration curve are used. Thus, the concentration of nitrite nitrogen generated in the AX tank can be calculated.
なお、実施形態3では、PN槽における亜硝酸性窒素濃度監視方法及び監視装置について説明した。しかし、通常の生物学的硝化・脱窒処理においても、その処理前後で、亜硝酸性窒素濃度や有機物濃度は増減する。そのため、実施形態3はPN槽への適用に限定されるものではなく、生物学的硝化・脱窒処理槽への適用も可能である。
In the third embodiment, the nitrite nitrogen concentration monitoring method and the monitoring device in the PN tank have been described. However, even in normal biological nitrification / denitrification treatment, the nitrite nitrogen concentration and the organic matter concentration increase and decrease before and after the treatment. Therefore,
また、実施形態3に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置19は、吸光度測定手段a2とUV測定手段a20が別々に備えられた形態であるが、吸光度測定手段a2とUV測定手段a20とを組み込み1体としたものを用いて、吸光度aをUVaに基づいて補正するようにしてもよい。その場合、一体型の測定手段には、吸光度を測定する流路とUVを測定する流路の2つの流路が備えられることとなる(UV測定手段b21についても同様である)。
Further, the nitrite nitrogen
また、実施形態では、UVを測定した後に吸光度を測定した形態であるが、UVの測定と吸光度の測定の順序は特に限定するものではない。 In the embodiment, the absorbance is measured after the UV is measured, but the order of the UV measurement and the absorbance measurement is not particularly limited.
また、実施形態の説明では、UV測定手段a20がUVaとVISaを検出している形態であるが、これはUVa測定値に対する濁質の影響などを考慮してのことである。すなわち、濁質などの影響が無視できない場合には、濁質に基づく吸光度を差し引く補正を行うためにUV光とVIS光を計測して、紫外線吸光度UVaを計測する。よって、濁質の影響が少ない被処理水中の紫外線吸光度を計測する場合には、濁質の影響を補正せずUV光のみの測定に基づいた測定値で吸光度測定手段a2の吸光度aを補正してもよい(UV測定手段b21についても同様である)。 In the description of the embodiment, the UV measurement unit a20 detects UVa and VISa, but this is in consideration of the influence of turbidity on the UVa measurement value. That is, when the influence of turbidity or the like cannot be ignored, UV light and VIS light are measured to correct for subtracting the absorbance based on turbidity, and ultraviolet absorbance UVa is measured. Therefore, when measuring the ultraviolet absorbance in the water to be treated with little influence of turbidity, the absorbance a of the absorbance measuring means a2 is corrected with the measurement value based on the measurement of only UV light without correcting the influence of turbidity. (The same applies to the UV measuring means b21).
(実施形態4)
図10を参照して、本発明の実施形態4に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置38について説明する。なお、実施形態4に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置38は、実施形態1の亜硝酸性窒素濃度監視装置1において、吸光光度測定手段39を1つ備え、反応槽5に流入する被処理水の吸光度aと反応槽から排出される処理水の吸光度bをこの吸光度測定手段39で測定するものである。よって、実施形態1の亜硝酸性窒素濃度監視装置1と同様の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4)
A nitrite nitrogen
図10に示すように、本発明の実施形態4に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置38は、吸光度測定手段39、演算手段4より構成され、嫌気性アンモニア酸化処理槽(処理槽5)における亜硝酸性窒素濃度変化を監視する。
As shown in FIG. 10, the nitrite nitrogen
吸光度測定手段39は、処理槽5に被処理水を供給する供給配管6と、処理槽5から処理水を排出する排出配管8とに接続される。吸光度測定手段39は、供給配管6からの被処理水の一部が流通する流路39aと、排出配管8からの処理水の一部が流通する経路39bとを備える。そして、図11に示すように、一つの光源11からの光を流路39a、流路39bを流通するサンプル水の吸光度測定に使用する。吸光度測定手段39は、それぞれの経路39a,39bにおいて流通するサンプル水の吸光度a、吸光度bを測定する。そして、吸光度測定手段39で測定された吸光度a及び吸光度bは演算手段4に送信される。なお、図11において、図2で示した吸光度測定手段a2の構成と同じものについては同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
The absorbance measuring means 39 is connected to a
演算手段4は、吸光度a及び吸光度bの差をとることで、処理槽5で処理されて減少した被処理水の亜硝酸性窒素濃度を算出する。また、処理槽5に流入する被処理水の亜硝酸性窒素濃度を推定する。
The calculating means 4 calculates the nitrite nitrogen concentration of the water to be treated which has been treated and reduced in the
以上のように、本発明の実施形態4に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置38によれば、本発明の実施形態1に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置1の有する効果に加えて、吸光度測定手段39で用いる光源11を共通利用することができる。
As described above, according to the nitrite nitrogen
また、被処理水の吸光度a及び処理水の吸光度bをリアルタイムに測定できるので、測定切換によるタイムラグがない。 Further, since the absorbance a and the absorbance b of the treated water can be measured in real time, there is no time lag due to measurement switching.
なお、本発明の実施形態3に係る亜硝酸性窒素濃度監視装置19においても、吸光度測定手段a2、吸光度測定手段b3、UV測定手段a20、UV測定手段b21を単一の測定手段とし、それぞれの吸光度(吸光度a、吸光度b、UVa、UVb)を測定するために被処理水と処理水が流通する2つの流路を備えて、リアルタイムで亜硝酸性窒素濃度を監視してもよい。この場合、図9を例示して説明したように、光学ミラーを利用することで、単一の光源より複数の波長の測定が可能である。
In the nitrite nitrogen
以上のように、本発明の亜硝酸性窒素濃度監視装置及び亜硝酸性窒素濃度監視方法によれば、部分亜硝酸化処理槽や嫌気性アンモニア酸化処理槽で処理されて生成(若しくは、低下)した亜硝酸性窒素濃度を迅速に把握することができる。そして、部分亜硝酸化処理槽や嫌気性アンモニア酸化処理槽に流入する被処理水(または、流出する処理水)の亜硝酸性窒素濃度を迅速に把握することができる。 As described above, according to the nitrite nitrogen concentration monitoring apparatus and the nitrite nitrogen concentration monitoring method of the present invention, the nitrite nitrogen concentration monitoring apparatus and the nitrite nitrogen concentration monitoring method are processed (generated or reduced) in the partial nitritation treatment tank or the anaerobic ammonia oxidation treatment tank. The nitrite nitrogen concentration can be quickly grasped. And it can grasp | ascertain quickly the nitrite nitrogen density | concentration of the to-be-processed water (or outflowed treated water) which flows in into a partial nitritation processing tank and anaerobic ammonia oxidation processing tank.
特に、嫌気性アンモニア酸化処理プロセスでは、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素から脱窒するため、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素のモニタリングがプロセス監視制御において重要になる(例えば、亜硝酸性窒素によるアナモックス反応の阻害濃度は200mg一N/L程度以上といわれている)。また、このプロセスの処理対象となる水の亜硝酸性窒素は高濃度(数100〜数1000mg−N/Lのオーダー)であり、プロセスの結果である処理水の亜硝酸性窒素は低濃度(数mg−N/L程度)になる。しかも、アナモックス反応は、反応速度が速く、被処理水の反応槽の滞留時間を短時間として処理を行うことが多いので、亜硝酸性窒素により阻害を受けた場合、処理水質の亜硝酸性窒素の濃度が急激に上昇する。 In particular, in the anaerobic ammonia oxidation process, denitrification from ammonia nitrogen and nitrite nitrogen makes monitoring of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen important in process monitoring control (for example, due to nitrite nitrogen) It is said that the inhibitory concentration of the anammox reaction is about 200 mg / N / L or more). Further, the nitrite nitrogen of water to be treated in this process has a high concentration (in the order of several hundreds to several thousand mg-N / L), and the nitrite nitrogen of the treated water as a result of the process has a low concentration ( Several mg-N / L). In addition, the anammox reaction has a high reaction rate and is often performed with the residence time of the treated water in the reaction tank being short, so when it is inhibited by nitrite nitrogen, nitrite nitrogen of the treated water quality The concentration of increases rapidly.
本発明の亜硝酸性窒素濃度監視方法及び亜硝酸性窒素濃度監視装置は、広い濃度範囲(0〜1000mg−N/L以上)で被処理水の亜硝酸性窒素濃度を迅速に測定できるので、嫌気性アンモニア酸化プロセスの亜硝酸性窒素濃度の監視に適用することができる。そして、迅速に亜硝酸性窒素濃度を算出する(リアルタイムで亜硝酸性窒素濃度を監視する)ことができるので、非常に高い窒素処理速度で処理を行う嫌気性アンモニア酸化処理において、亜硝酸性窒素濃度がアナモックス反応を阻害しない濃度かどうかを監視することができる。 すなわち、アナモックス反応の処理状況を把握することができる。 Since the nitrite nitrogen concentration monitoring method and the nitrite nitrogen concentration monitoring device of the present invention can quickly measure the nitrite nitrogen concentration of the water to be treated in a wide concentration range (0 to 1000 mg-N / L or more), It can be applied to monitor nitrite nitrogen concentration in anaerobic ammonia oxidation process. And since the nitrite nitrogen concentration can be calculated quickly (monitoring the nitrite nitrogen concentration in real time), in the anaerobic ammonia oxidation treatment where the treatment is performed at a very high nitrogen treatment rate, the nitrite nitrogen It can be monitored whether the concentration does not inhibit the anammox reaction. That is, the processing status of the anammox reaction can be grasped.
このように、嫌気性アンモニア酸化処理プロセスにおける亜硝酸性窒素濃度を迅速かつ正確に測定することができるので、嫌気性アンモニア酸化処理プロセスの制御がより行いやすくなり、窒素処理能力の高い嫌気性アンモニア酸化処理プロセスの導入を促進することに貢献することができる。そして、吸光度を測定する機器は、精密な構造や微妙な機器調整を必要としないため、嫌気性アンモニア酸化処理プロセス等の水処理装置の付帯設備として用いることができる。 In this way, the nitrite nitrogen concentration in the anaerobic ammonia oxidation process can be measured quickly and accurately, making it easier to control the anaerobic ammonia oxidation process and anaerobic ammonia with a high nitrogen treatment capacity. It can contribute to promoting the introduction of oxidation treatment processes. And since the apparatus which measures a light absorbency does not require a precise structure and delicate apparatus adjustment, it can be used as ancillary facilities of water treatment apparatuses, such as an anaerobic ammonia oxidation process.
なお、本発明の亜硝酸性窒素濃度監視方法及び亜硝酸性窒素濃度監視装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、その発明の効果を損なわない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、吸光度測定手段での吸光度測定に用いる光の波長は、353nmに限定するものではなく、330〜380nmであれば亜硝酸性窒素濃度を算出することができた。また、UV測定手段に用いる光の波長も254nm、546nmに限定するものではなく、その波長の近傍の波長(±10nm)など、亜硝酸性窒素濃度の影響を受けずに有機物の濃度を検出できる波長の光を適宜選択して用いればよい。 The nitrite-nitrogen concentration monitoring method and the nitrite-nitrogen concentration monitoring device of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed in design without impairing the effects of the invention. For example, the wavelength of light used for absorbance measurement by the absorbance measurement means is not limited to 353 nm, and the nitrite nitrogen concentration can be calculated if it is 330 to 380 nm. Further, the wavelength of light used for the UV measuring means is not limited to 254 nm and 546 nm, and the concentration of organic matter can be detected without being affected by the concentration of nitrite nitrogen, such as a wavelength in the vicinity of the wavelength (± 10 nm). Light having a wavelength may be appropriately selected and used.
また、UV測定手段と同様に、吸光度測定手段もサンプリング型(フローセル方式)に限定せず、浸漬型でも本発明の亜硝酸性窒素濃度監視装置、及び亜硝酸性窒素濃度監視方法に適用することができる。 Similarly to the UV measuring means, the absorbance measuring means is not limited to the sampling type (flow cell method), and the immersion type is applicable to the nitrite nitrogen concentration monitoring apparatus and the nitrite nitrogen concentration monitoring method of the present invention. Can do.
また、被処理水としては、下水処理、事業場排水(食品、半導体、革なめし等)処理、畜産排水処理等の多様な排水処理における窒素除去プロセスの亜硝酸性窒素濃度の監視に適用可能である。 In addition, as treated water, it can be applied to monitoring nitrite nitrogen concentration in nitrogen removal process in various wastewater treatment such as sewage treatment, industrial wastewater (food, semiconductor, leather tanning) treatment, livestock wastewater treatment, etc. is there.
また、本発明の亜硝酸性窒素濃度監視装置を、従来の脱硝細菌による部分亜硝酸化工程に用いることで、被処理水の亜硝酸性窒素濃度を監視し、曝気動力を低減させることができる。また、従来の脱窒細菌による反応槽の亜硝酸性窒素濃度の監視装置として用いることができる。 In addition, by using the nitrite nitrogen concentration monitoring device of the present invention in a conventional partial nitritation process by denitrifying bacteria, the nitrite nitrogen concentration of water to be treated can be monitored and aeration power can be reduced. . Moreover, it can be used as a monitoring device for the concentration of nitrite nitrogen in a reaction tank by conventional denitrifying bacteria.
なお、被処理水中に濁質が存在し、且つ、その濁質成分が計測値に与える影響が大きい場合には、吸光度の測定前に、濁質を除去可能な濾過フィルタを用いて被処理水を濾過することで、吸光度の測定値に対する汚濁の影響を低減させ、亜硝酸性窒素濃度の測定精度を向上させることができる。この濾過操作に使用するフィルタとしては濾紙など公知のものが利用でき、材質としては、セラミック、ガラス繊維、ニトロセルロース、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、イオン交換セルロース、ナイロン(登録商標)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリカーボネートなどを用いることができる。また、他の濾過操作として、上下水用計測器用の濁質除去用の前処理装置である砂濾過装置を利用してもよい。 If turbidity exists in the water to be treated and the turbidity component has a large effect on the measured value, the water to be treated should be treated with a filtration filter that can remove the turbidity before measuring the absorbance. By filtering the filter, it is possible to reduce the influence of contamination on the absorbance measurement value and improve the measurement accuracy of the nitrite nitrogen concentration. As the filter used for this filtration operation, known ones such as filter paper can be used, and as materials, ceramic, glass fiber, nitrocellulose, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), ion exchange cellulose, nylon (registered trademark), Polytetrafluoroethylene (PTFE), polycarbonate and the like can be used. Moreover, you may utilize the sand filtration apparatus which is the pre-processing apparatus for the turbidity removal for the measuring instruments for water and sewage as another filtration operation.
1,16,19,38…亜硝酸性窒素濃度監視装置
2…吸光度測定手段a(第1吸光度測定手段)
3…吸光度測定手段b(第2吸光度測定手段)
4…演算手段
5…処理槽(嫌気性アンモニア酸化処理槽)
17,39…吸光度測定手段
18…流路切換弁
20…UV測定手段a(第3吸光度測定手段)
21…UV測定手段b(第4吸光度測定手段)
22…処理槽(部分亜硝酸化処理槽)
1, 16, 19, 38 ... Nitrite nitrogen
3. Absorbance measuring means b (second absorbance measuring means)
4. Calculation means 5 ... Processing tank (anaerobic ammonia oxidation processing tank)
17, 39 ... Absorbance measuring means 18 ... Flow
21 ... UV measuring means b (fourth absorbance measuring means)
22 ... Treatment tank (partial nitritation tank)
Claims (3)
前記処理槽に流入する被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、
前記処理槽に流入する被処理水に、亜硝酸性窒素により吸収されない光であって、前記被処理水に含まれる有機物により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、
前記処理槽で処理された被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、
前記処理槽で処理された被処理水に、亜硝酸性窒素により吸収されない光であって、前記被処理水に含まれる有機物により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定し、
予め、前記亜硝酸性窒素により吸収される光に対する吸光度と、前記有機物により吸収される光に対する吸光度との相関性を算出し、
前記処理槽に流入する被処理水で測定された亜硝酸性窒素により吸収される光に対する吸光度を、前記処理槽に流入する被処理水で測定された有機物により吸収される光に対する吸光度に基づいて補正し、
前記処理槽で処理された後の被処理水で測定された亜硝酸性窒素により吸収される光に対する吸光度を、前記処理槽で処理された後の被処理水で測定された有機物により吸収される光に対する吸光度に基づいて補正し、
補正された前記処理槽に流入する被処理水で測定された吸光度と、補正された前記処理槽で処理された被処理水で測定された吸光度との差に基づいて、前記処理槽で処理された被処理液中の亜硝酸性窒素濃度を算出する
ことを特徴とする亜硝酸性窒素濃度監視方法。 Nitrite nitrogen concentration for monitoring the nitrite nitrogen concentration of treated water treated in a treatment tank that treats the treated water in the presence of microorganisms and performs biological nitrification / denitrification of the treated water A monitoring method,
Irradiate the water to be treated flowing into the treatment tank with light absorbed by nitrite nitrogen, and measure the absorbance to this light.
The light to be treated that flows into the treatment tank is light that is not absorbed by nitrite nitrogen, and is irradiated with light that is absorbed by the organic matter contained in the water to be treated.
Irradiating the water to be treated treated in the treatment tank with light absorbed by nitrite nitrogen, and measuring the absorbance to this light,
The water to be treated treated in the treatment tank is light that is not absorbed by nitrite nitrogen, and is irradiated with light that is absorbed by the organic matter contained in the water to be treated, and measures the absorbance to this light,
Calculate the correlation between the absorbance of light absorbed by the nitrite nitrogen and the absorbance of light absorbed by the organic matter in advance,
The absorbance for light absorbed by nitrite nitrogen measured in the treated water flowing into the treatment tank is based on the absorbance for light absorbed by organic matter measured in the treated water flowing into the treatment tank. Correct,
Absorbance with respect to light absorbed by nitrite nitrogen measured in the water to be treated after being treated in the treatment tank is absorbed by the organic matter measured in the water to be treated after being treated in the treatment tank. Correct based on the absorbance to light,
Based on the difference between the absorbance measured in the treated water flowing into the treated tank and the corrected absorbance measured in the treated water treated in the treated tank, the treated water is treated in the treated tank. A method for monitoring a nitrite nitrogen concentration, comprising calculating a nitrite nitrogen concentration in a liquid to be treated.
ことを特徴とする請求項1に記載の亜硝酸性窒素濃度監視方法。 The nitrite nitrogen concentration monitoring method according to claim 1, wherein the wavelength of light absorbed by the nitrite nitrogen is 330 to 380 nm.
前記処理槽に流入する被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第1吸光度測定手段と、
前記処理槽で処理された被処理水に亜硝酸性窒素により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第2吸光度測定手段と、
前記処理槽に流入する被処理水に、亜硝酸性窒素により吸収されない光であって、有機物により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第3吸光度測定手段と、
前記処理槽で処理された被処理水に、亜硝酸性窒素により吸収されない光であって、有機物により吸収される光を照射して、この光に対する吸光度を測定する第4吸光度測定手段と、
前記第1吸光度測定手段で測定された吸光度を前記第3吸光度測定手段で測定された吸光度に基づいて補正し、前記第2吸光度測定手段で測定された吸光度を前記第4吸光度測定手段で測定された吸光度に基づいて補正し、補正された前記第1吸光度測定手段で測定された吸光度と、補正された前記第2吸光度測定手段で測定された吸光度との差に基づいて、前記処理槽で処理された被処理水の亜硝酸性窒素濃度変化を算出する演算手段と、を備えた
ことを特徴とする亜硝酸性窒素濃度監視装置。 Nitrite nitrogen concentration for monitoring the nitrite nitrogen concentration of treated water treated in a treatment tank that treats the treated water in the presence of microorganisms and performs biological nitrification / denitrification of the treated water A monitoring device,
A first absorbance measuring means for irradiating the water to be treated flowing into the treatment tank with light absorbed by nitrite nitrogen, and measuring absorbance to the light;
A second absorbance measuring means for irradiating the water to be treated treated in the treatment tank with light absorbed by nitrite nitrogen, and measuring absorbance to the light;
A third absorbance measuring means for irradiating the water to be treated flowing into the treatment tank with light which is not absorbed by nitrite nitrogen and absorbed by organic matter, and measures the absorbance to this light;
A fourth absorbance measuring means for irradiating the water to be treated treated in the treatment tank with light that is not absorbed by nitrite nitrogen and that is absorbed by organic matter, and measuring the absorbance of the light;
The absorbance measured by the first absorbance measuring means is corrected based on the absorbance measured by the third absorbance measuring means, and the absorbance measured by the second absorbance measuring means is measured by the fourth absorbance measuring means. Corrected based on the absorbance, and processed in the treatment tank based on the difference between the corrected absorbance measured by the first absorbance measuring means and the corrected absorbance measured by the second absorbance measuring means. And a calculating means for calculating a change in the concentration of nitrite nitrogen in the treated water.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011030758A JP5696517B2 (en) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | Nitrite nitrogen concentration monitoring method and nitrite nitrogen concentration monitoring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011030758A JP5696517B2 (en) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | Nitrite nitrogen concentration monitoring method and nitrite nitrogen concentration monitoring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012166171A JP2012166171A (en) | 2012-09-06 |
JP5696517B2 true JP5696517B2 (en) | 2015-04-08 |
Family
ID=46970871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011030758A Active JP5696517B2 (en) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | Nitrite nitrogen concentration monitoring method and nitrite nitrogen concentration monitoring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5696517B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6222651B2 (en) * | 2013-06-27 | 2017-11-01 | 住友金属鉱山エンジニアリング株式会社 | Method and apparatus for measuring oxidized nitrogen concentration |
JP6440785B1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-12-19 | 株式会社タクマ | Method of maintaining anammox activity during long-term anammox process stoppage |
JP7032729B2 (en) * | 2017-12-15 | 2022-03-09 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | Nitrate ion and nitrite ion concentration detection method and concentration detection device and plant growth / life-prolonging agent manufacturing device |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06123705A (en) * | 1992-10-13 | 1994-05-06 | Fuji Electric Co Ltd | Toxic substance monitor |
JP2001038389A (en) * | 1999-07-30 | 2001-02-13 | Kawasaki City | Method for removing nitrogen of waste water |
JP2002011495A (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-15 | Nippon Steel Corp | Method for removing nitrogen and phosphor from wastewater |
JP5055667B2 (en) * | 2001-07-16 | 2012-10-24 | 栗田工業株式会社 | Biological denitrification method and biological denitrification apparatus |
JP2004188268A (en) * | 2002-12-09 | 2004-07-08 | Toshiba Corp | Water quality monitoring/controlling apparatus and sewage treating system |
JP5126691B2 (en) * | 2009-03-25 | 2013-01-23 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Wastewater treatment method |
-
2011
- 2011-02-16 JP JP2011030758A patent/JP5696517B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012166171A (en) | 2012-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI402221B (en) | Nitration of ammonia - containing nitrogen water and its treatment | |
Chang et al. | The chemical and biological characteristics of coke-oven wastewater by ozonation | |
KR101371220B1 (en) | Method for simultaneous removal of nitrogend and organic in the waste water using membrane bioreactor | |
JP2016077954A (en) | Biological nitrogen removal method | |
WO2014186167A1 (en) | Automatic control system for ozone dosing in the combination of ozone and biotreatment process | |
JP5696517B2 (en) | Nitrite nitrogen concentration monitoring method and nitrite nitrogen concentration monitoring device | |
JP5984137B2 (en) | Water treatment apparatus and water treatment method | |
JP4999742B2 (en) | Toxic substance detection method and toxic substance detection apparatus | |
KR102281691B1 (en) | Operation Apparatus and Method to Maximize Partial Nitritation by Controling Free Ammonia and Free Nitrous Acid Concentration in SBR Reactor for treating High Strength Nitrogen Wastewater | |
KR20180104413A (en) | Oxygen control system for activated sludge process using harmony search algorithm | |
JP5586972B2 (en) | Nitrite nitrogen measuring method and apparatus | |
JP2013081881A (en) | Apparatus for treating ammonia nitrogen content wastewater | |
JPS6359396A (en) | Biological treatment of waste water | |
JP4660211B2 (en) | Water treatment control system and water treatment control method | |
JP5656656B2 (en) | Water treatment equipment | |
KR101066892B1 (en) | System for controlling the dosage of external carbon source using continuous measurement device of nitrogen ion | |
JP2011139982A (en) | Method and apparatus for treating nitrogen-containing water biologically | |
Yan et al. | Single-stage PN/A technology treating saline ammonia-rich wastewater: finding the balance between efficient performance and less N 2 O and NO emissions | |
JP5934083B2 (en) | Waste water treatment apparatus and treatment method containing nitric acid and nitrous acid | |
Gut et al. | Partial nitritation process assessment | |
JP3608256B2 (en) | Operation control method for circulating nitrification denitrification | |
JP2006272081A (en) | Ultrahigh-level method for treating water and water treatment system to be used therein | |
JP3077461B2 (en) | How to monitor hazardous substances in water | |
JP2001038389A (en) | Method for removing nitrogen of waste water | |
JPS61100657A (en) | Apparatus for biological measurement of concentration of ammonia |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141217 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20141217 |
|
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: 20150113 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150126 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5696517 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |