JP5876902B2 - 生物阻害判定法 - Google Patents
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Description
予め定められた濃度に調整された活性汚泥を含む活性汚泥液を2つ以上用意し、各々を曝気して溶存酸素量を飽和状態とする曝気工程と、
曝気処理された2つ以上の活性汚泥液中にアンモニウムイオン(NH4 +)と判定対象液又はブランク水とを同時に添加した後の溶存酸素量を経時的に計測する計測工程と、
計測工程での計測結果に基づく酸素消費曲線から酸素消費速度を判定対象液及びブランク水の各々で算出する酸素消費速度算出工程と、
得られた判定対象液及びブランク水の各々の酸素消費速度から呼吸阻害率を決定する阻害率決定工程とを備え、
前記計測工程が、曝気処理された活性汚泥液のpHを7.0に調整しつつアンモニウムイオン(NH 4 + )と判定対象液又はブランク水とを添加した後の各々の溶存酸素量を経時的に計測するものであることを特徴とするものである。
・呼吸阻害率が10%未満をレベル1とし、硝化阻害性は極めて低いため、生物処理可と判断。
・呼吸阻害率が10〜30%未満をレベル2とし、硝化阻害性は低いため、生物処理可と判断。
・呼吸阻害率が30%以上をレベル3とし、硝化阻害性は高いため、生物処理不可と判断。
(呼吸阻害率%)={(ブランク水の酸素消費速度)−(判定対象液の酸素消費速度)}/(ブランク水の酸素消費速度) ×100
尚、式中のブランク水の酸素消費速度は、計測工程における判定対象液をブランク水(生理食塩水)に置き換えて実施し、ブランク水の酸素消費速度(酸素消費基準速度)を求めたものである。
・レベル1:呼吸阻害率0〜10%未満。阻害物質の濃度が1000mg/L以上で硝化阻害を示す物質を含むか又は阻害物質を全く含まず、硝化阻害性は極めて低いため、生物処理可と判断。
・レベル2:呼吸阻害率10〜30%未満。阻害物質の濃度が100mg/L以上で硝化阻害を示す物質を含む可能性があるが、硝化阻害性は低いため、生物処理可と判断。
・レベル3:呼吸阻害率30%以上。阻害物質の濃度が100mg/L未満で硝化阻害を示す物質を含む可能性があり、硝化阻害性が高いため、生物処理不可と判断。
本実施例では、硝化細菌(アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌)は、アンモニウムイオンを酸化する際に酸素(02 )を消費する。逆に、酸素の消費が阻害されれば、硝化反応が阻害されることとなる。この原理を利用して、硝化細菌を含む活性汚泥の呼吸阻害率を求めることにより、対象汚水の硝化阻害レベルを判定することができる。その手順は、次の通りである。
使用した活性汚泥液は、生物処理施設好気槽の活性汚泥液を用いた。汚泥の調整は、遠心分離機により汚泥をMLSS値を約2000mg/Lとなるように調整し、生理食塩水に懸濁した。尚、本実施例では、実験条件を統一するために生理食塩水を使用したが、ブランク測定と同一の液であれば、排水(例:生物処理施設の流量調整水)を使用しても良いことは言うまでもない。
前記活性汚泥液90mLに対して供給空気量約0.25L/(分・100mL)以上、35℃の条件で20分以上曝気した。尚、活性汚泥の呼吸速度は、液温が下がるに従って低下し、それに伴い硝化速度も低下する。硝化阻害性はどの温度帯においても変わらないため、呼吸速度を求める際は、微生物が活性化する30℃以上で判定した方が阻害を見極めやすい。但し、40℃以上ではNH4 +が揮発する可能性があり正確な硝化阻害判定ができないため、曝気温度は35℃とした。
曝気後、25%NH4Cl0.4mLと、判定対象液10mLを添加し、1N硫酸または1N苛性ソーダにより検水をpH7.0に調整した後、DOメーターにより検水中の溶存酸素濃度を5分間以上測定した。図4は得られた酸素消費曲線である。
図4は酸素消費曲線から酸素消費速度を算出を示す説明図である。図4に示す通り、得られた酸素消費曲線において、3点以上から構成される最も急な直線の傾きを求め、酸素消費速度(mg/L/min)とした。
前記操作の判定対象液をブランク水(生理食塩水)に置き換えて実施し、ブランク水の酸素消費速度を求めた。その値を用いて、以下の式によって呼吸阻害率を求めた。
(呼吸阻害率%)={(ブランク水の酸素消費速度)−(判定対象液の酸素消費速度)}/(ブランク水の酸素消費速度) ×100
前記判定法により得られた呼吸阻害率(%)と硝化阻害率(%)の一致率を確認するため、種々硝化阻害物質に対して、呼吸阻害率と硝化阻害率を求めた。ここで、硝化阻害率は、以下の方法により算出した。
(1) 汚泥調整
呼吸阻害判定と同様に、汚泥をMLSS約2000mg/Lに調製した。
(2) 検液、及び資材の添加
上記活性汚泥液に対して判定対象液(予めpH7.0に調整)を10mL添加し、25%NH4Cl 0.4mLを適量添加(検液中のNH4 +濃度が200mg/L程度となるように添加)、リン酸を0.08mLを添加して検水を100mLとし、1N硫酸または1N苛性ソーダによりpH7.0に調整した。
上記検水100mLに対して供給空気量0.5L/(分・100mL)、35℃の条件で24時間曝気した。
(4) アンモニウムイオン(NH4 +)濃度の測定
曝気0、6、24時間後の検水中のアンモニウムイオン(NH4 +)濃度を測定した(イオンクロマトグラフ法により測定)。そのNH4 +濃度から、以下の値を求めた。
(NH4 +除去率%)=(NH4 +初濃度−処理後濃度)/初濃度 × 100
(硝化速度mg・NH4/hr) =(NH4 +初濃度−処理後濃度)×検水容量0.1 L/曝気時間
前記操作の判定対象液をブランク水(生理食塩水)に置き換えて実施し、ブランク水の硝化速度及びNH4 +除去率を求めた。その値より、以下の式に従って、硝化阻害率を求めた。
(硝化阻害率%)={(ブランク水の硝化速度(又はNH4 +除去率)−(判定対象液の硝化速度(又はNH4 +除去率)}/{ブランク水の硝化速度(又はNH4 +除去率)} × 100
・レベル1:呼吸阻害率0〜10%未満。阻害物質の濃度が1000mg/L以上で硝化阻害を示す物質を含むか又は阻害物質を全く含まず、硝化阻害性は極めて低いため、生物処理可と判断。
・レベル2:呼吸阻害率10〜30%未満。阻害物質の濃度が100mg/L以上で硝化阻害を示す物質を含む可能性があるが、硝化阻害性は低いため、生物処理可と判断。
・レベル3:呼吸阻害率30%以上。阻害物質の濃度が100mg/L未満で硝化阻害を示す物質を含む可能性があり、硝化阻害性が高いため、生物処理不可と判断。
(3-1) 生物阻害判定の結果
種々の実験水に対して生物阻害判定を行った結果、[阻害レベルが2以下]と判定した実験水として、以下を抽出した。
・実験水A(pH11.6、比重1.0、COD9200mg/L)
・実験水B(pH11.8、比重1.0、COD4200mg/L、酢酸含有)
・実験水C(pH10.5、比重1.0、COD2600mg/L、NH4 +含有)
1月13日から1月30日にかけて、実験水A、B、Cを生物処理施設に送水した。図6はある生物処理施設処理水の窒素化合物濃度及びCOD推移を示す線図であり、a図は窒素化合物濃度、b図はCOD推移を各々示す。各汚水の結果は、以下の通りである。
生物処理施設に送水後、処理水中の窒素化合物濃度及びCODに顕著な影響は見られず、図6に示す通り、処理水中のCOD(BODは10mg/L未満)は問題なく処理されていた。
生物処理施設に送水後、処理水中の窒素含有量は低下傾向を示し、窒素除去率も上昇した。これより、酢酸を添加することにより窒素処理能力が向上したことが確認された。また、処理水中のCODは問題なく処理されていた(BODは10mg/L未満)。
生物処理施設に送水後、処理水中のNH4 +濃度が僅かに増加したが、下水基準(T-N380mg/L)未満に処理されていた。また、処理水中のCODは問題なく処理されていた(BODは10mg/L未満)。
Claims (2)
- 判定対象液中の生物阻害の程度を判断する生物阻害判定法において、
予め定められた濃度に調整された活性汚泥を含む活性汚泥液を2つ以上用意し、各々を曝気して溶存酸素量を飽和状態とする曝気工程と、
曝気処理された2つ以上の活性汚泥液中にアンモニウムイオン(NH4 +)と判定対象液又はブランク水とを同時に添加した後の溶存酸素量を経時的に計測する計測工程と、
計測工程での計測結果に基づく酸素消費曲線から酸素消費速度を判定対象液及びブランク水の各々で算出する酸素消費速度算出工程と、
得られた判定対象液及びブランク水の各々の酸素消費速度から呼吸阻害率を決定する阻害率決定工程とを備え、
前記計測工程が、曝気処理された活性汚泥液のpHを7.0に調整しつつアンモニウムイオン(NH 4 + )と判定対象液又はブランク水とを添加した後の各々の溶存酸素量を経時的に計測するものであることを特徴とする生物阻害判定法。 - 前記呼吸阻害率に応じて、硝化阻害レベルを次の3つに区分することを特徴とする請求項1に記載の生物阻害判定法。
・呼吸阻害率が10%未満をレベル1とし、硝化阻害性は極めて低いため、生物処理可と判断。
・呼吸阻害率が10〜30%未満をレベル2とし、硝化阻害性は低いため、生物処理可と判断。
・呼吸阻害率が30%以上をレベル3とし、硝化阻害性は高いため、生物処理不可と判断。
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