JP5864831B2 - 通性生物適応膜バイオリアクター形成の方法 - Google Patents

Description

本発明は膜バイオリアクター形成の方法、特に、主要微生物として通性微生物に通性生物適応膜バイオリアクター形成するための特殊な方法に関する。

膜バイオリアクター(MBR)は膜の分離技術とバイオ反応技術の組み合わせ地方自治体や産業の廃水の処理に広く使用される。膜バイオリアクターは水中の膜バイオリアクター、分離膜バイオリアクターなど様々な形態で存在している。膜バイオリアクターで、システムの固体と液体の分離効果は改良され、その結果、処理システムの放流水質とボリューム・ローディングは大いに機能がアップされた。

しかしながら、近頃広く使用される膜バイオリアクターは純粋な好気性膜バイオリアクターである。これら純粋な好気性膜バイオリアクターには多くの不都合がある。第一に、膜に対して良好な洗浄効果を維持し、好気性微生物が汚染物質を低下できるだけの十分な酸素を確保するため酸素を膜バイオリアクターに供給するハイパワーな送風機が必要で、その結果高いエネルギー消費をもたらす。第二に、好気性微生物はスラッジ上でより速い劣化率を示すが純粋な好気性膜バイオリアクターでは好気性微生物は支配的で、その繁殖周期は通性または嫌気性微生物よりはるかに短く、その結果好気性膜バイオリアクターのスラッジの収量は通性または嫌気性の膜バイオリアクターよりはるかに多く、高いスラッジ産出係数を示し、スラッジの除去を困難にする。第三に、微生物は廃水のアンモニア性窒素を硝酸性窒素に変換するだけで、燐光体を吸収できるが、好気的条件のもとで燐光体をリリースできない。窒素の更なる除去と燐光体のリリースは通性または嫌気性の状態で行われる必要があり、純粋な好気性膜バイオリアクターでは達成できず、窒素とリン除去の悪い効率の結果をもたらしている。

上記説明の問題点に鑑み、本発明の1つの目的は、支配的な微生物として通性微生物と一体になる通性微生物適応膜バイオリアクターの成形方法を提供し、そして低いエネルギー消費と窒素とリン除去の高性能化を明確にしたことである。

上記の目的を達成するために、本発明の1つの実施例によると、支配的な微生物として通性微生物適応膜バイオリアクターを形成する方法を提供、低いエネルギー消費と窒素とリン除去の高性能化、膜モジュールその下部で集中的に曝気する膜モジュールを含めた膜バイオリアクターの提供を含めた方法を明確化、膜モジュールに対して好気的環境が膜モジュールの中央、下側の部分で形成されるよう洗浄を維持、通性であるか嫌気性の環境が中央、下側の部分を除いた膜モジュールの周りで形成されるように通気強度を制御する。

この実施例では、通気が多孔管と組み合わせた送風機の方法かジェット通気の方法で実施される。微生物が好気的条件のもとで好気的硝化と燐光体吸収ですばやく有機化合物を分解することができるように、通気強度は局所の好気的環境を形成し、膜モジュールに対して洗浄効果を維持するため膜モジュールの下部に焦点を合わせる。

この実施例では、好気的環境における溶存酸素の濃度は2-4mg/L、膜モジュールの周りの溶存酸素の濃度は、その中央及び下部を除外したとき、通性的環境を維持するため、1.0mg/L以下である。

この実施例では、通性微生物が支配的で、百分率で60%以上を維持、通性膜バイオリアクターに好気性微生物と共存する。

本発明の利点は以下にまとめる。本発明の通性膜バイオリアクターで、好気的環境と嫌気的環境が交互に形成され、好気的環境と脱窒素作用の下で好気的硝化と燐光体が吸収され、スムーズに嫌気的環境での燐光体リリースを行うことができる。その結果、高いスラッジ収量や窒素と燐光体除去の低効率などの問題は解決される。本発明では、純粋な好気性膜バイオリアクターと比べ全窒素除去率は70%以上、総燐光体除去率は60%以上である。その上、本発明において主要な微生物として通性微生物によって、総生物化学的酸素要求量は減少し、エネルギー消費は僅かに0.25-0.5Kw・h/m³、総スラッジ濃度は15000-25000mg/L、そして放流水質は都市の再生水-都市の種々雑多な水消費量-の再利用のGB/T18920-2002規格より安定して良い。

実施例は主要な微生物として通性微生物と一体になる通性微生物対応膜バイオリアクターを形成方法を提供する。低いエネルギー消費と窒素とリン除去の高性能化、リンの除去、膜モジュールを含む膜バイオリアクター装備から成り、好気的環境が膜モジュールの中央、下側の部分で形成されるように下部で膜モジュールを集中的に曝気し、膜モジュールに対して洗浄効果を維持、通性または嫌気性の環境が中央、下側の部分を除いた膜モジュールの周りで形成されるように通気強度を制御する。

この実施例では、好気的環境において溶存酸素の濃度は2-4mg/Lで、その結果有機化合物、好気的硝化および好気的燐光体吸収の急速分解の生化学的反応状態をもたらす。

この実施例では、中央、下側の部分を除いた膜モジュールの周りの溶存酸素の濃度は通性的環境を維持するため1.0mg/L以下である。

この実施例では、通性微生物は百分率で70%、好気性微生物は百分率で10%、他の微生物は百分率で20%である。

したがって、1.0mg/L以下で膜バイオリアクターのほとんどの領域で溶存酸素の濃度の制御によって、通性微生物が支配的で、好気性微生物と共存する。

この実施例の膜バイオリアクターで、好気的環境と嫌気的環境は交互に形成され、それによって好気的環境もとで好気的硝化と燐光体吸収、そしてスムーズに嫌気的環境での脱窒素作用と燐光体リリースを行うことができる。この実施例では、全窒素除去率は70%以上、総燐光体除去率は60%以上、そしてエネルギー消費は僅か0.25-0.5Kw・h/m³、従来の好気性膜バイオリアクターと比べてエネルギー消費は50%減少する。

本発明の特定の実施例を説明したが、より広範な面における本発明から逸脱しない変更と修正がなされることは当業者には明らかである。したがって、特許請求の範囲の目的は、本発明の真の趣旨と範囲内に含まれるそのようなすべての変更と修正をカバーすることである。

Claims (3)

1. 通性微生物適応膜バイオリアクターの形成方法で、以下ａ）〜ｃ）を含む方法であって、
   ａ）膜モジュールを含む膜バイオリアクターを提供し、
   ｂ）好気的環境が前述の膜モジュールの中央、下側の部分で形成されるように、前述の膜モジュールのその下部への集中曝気と前述の膜モジュールに対して洗浄効果を維持し、
   ｃ）通性または嫌気的環境が、中央、下側の部分を除いた前述の膜モジュールの周りで形成されるように通気強度を制御し、
   前述の中央、下側の部分を除いた前述の膜モジュールの周りの溶存酸素の濃度は通性的環境を維持するため1.0mg/L以下、前述の好気的環境における溶存酸素の濃度は2−4mg/Lであり、
   前記膜バイオリアクター中で、好気性微生物と通性微生物が共存し、前述の通性微生物が支配的で、百分率で60%以上である、方法。
2. 前述の曝気が有孔パイプと組み合わせた送風機の方法で実施される、請求項1の方法。
3. 前述の曝気がジェット通気の方法で実施される、請求項1の方法。