JP6344216B2 - 排水の生物学的処理方法 - Google Patents
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しかしながら、この方法で微生物活性能付与組成物として用いられる粒状物又は塊状物は、脱窒性硫黄酸化細菌によって消費されるため、排水処理の際に連続的に又は断続的に添加する必要があり、この方法には処理コストが嵩むという問題がある。
しかしながら、この方法においては、包括固定化された汚泥の表面が時間の経過に連れて剥がれていくことや、脱窒性硫黄酸化細菌以外の微生物群が包括固定化された汚泥の表面に付着して脱窒性硫黄酸化細菌のみを高濃度に集積できないことが操業上の別の問題として存在する。
しかしながら、膜分離活性汚泥法においては、膜の目詰まりを防ぐために、定期的に次亜塩素酸等の薬剤で膜洗浄(薬剤洗浄)を行うか、又は、逆洗する必要があり、薬剤洗浄の場合には、処理を停止する必要があるほか、薬剤コストが嵩むという問題があり、また、逆洗の場合には、処理を停止する必要があるほか、逆洗のための洗浄用容器や洗浄のための場所が必要になるという問題がある。
(1) 硫黄系COD成分としてS2−、HS−、SO3 2−、S2O3 2−、及びSCN−からなる群から選ばれる1種以上を含有し、かつ、窒素成分としてNO2 −及びNO3 −を含有する排水を反応槽内で生物学的に処理する方法であって、
前記反応槽内の排水中に電子受容体として機能する固体の電子受容体物質を投入し、この電子受容体物質の存在下に脱窒性硫黄酸化細菌を増殖させ、
前記反応槽内で前記排水を無酸素的硫黄酸化条件下に処理し、排水中の硫黄系COD成分を酸化させて低減させると共に、窒素成分をNO、N2O及びN2からなる群から選ばれる1種以上の気体として除去することを特徴とする排水の生物学的処理方法。
(2) 前記排水中で固体の電子受容体物質の存在下に増殖される脱窒性硫黄酸化細菌は、この電子受容体物質と共に排水中に投入された活性汚泥に含まれていた細菌、及び/又は、排水中に含まれていた細菌である前記(1)に記載の排水の生物学的処理方法。
(3) 前記電子受容体物質が、磁鉄鉱、ゼオライト、及び、黄鉄鉱と黄銅鉱との混合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の排水の生物学的処理方法。
(4) 前記排水が、硫黄系COD成分として少なくともSCN−を含有することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の排水の生物学的処理方法。
(5) 前記排水が、安水活性汚泥処理水であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の排水の生物学的処理方法。
(6) 前記排水が、高炉スラグ浸漬水に安水活性汚泥処理水が混合された排水であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の排水の生物学的処理方法。
脱窒性硫黄酸化細菌を含む活性汚泥を用いる場合には、反応槽内に固体の電子受容体物質と脱窒性硫黄酸化細菌を含む活性汚泥とを入れ、排水を上向流又は下向流で連続的に流入させる。反応槽内は、無酸素状態を維持するために、撹拌を行わないか、又は、空気を巻き込まないように緩やかに撹拌し、活性汚泥と排水とが効率的に接触するようにすればよい。反応槽に排水を流入させる際の温度及び反応槽内での排水の水理学的滞留時間については、活性汚泥中の微生物群が増殖できる温度で、かつ、流入してくる硫黄系COD成分及び窒素成分の負荷速度に対して、微生物群によるこれらの成分の除去速度が同等以上になる排水の滞留時間であればよく、通常は、温度が5〜40℃程度であって、水理学的滞留時間が1〜24時間程度であるのがよい。
例えば、図2に示す試験装置を用いて確かめることができる。この試験装置は、その容器本体の中央がプロトン交換膜6で容積半々に仕切られて二つの槽に構成されており、一方の槽が負極槽3とされ、また、他方の槽が正極槽4とされている。
先ず、排水の安水活性汚泥処理水を排水タンク3に入れる。この際に、排水が高炉スラグ浸漬水に安水活性汚泥処理水を混合した排水である場合には、例えば、高炉スラグ浸漬水を排水タンク1に入れ、また、安水活性汚泥処理水を排水タンク2に入れ、両排水をそれぞれ送液ポンプ13及び送液ポンプ14で排水タンク3に送って混合し、この排水タンク3で処理のための排水を作製する。
5SCN−+8NO3 −+H2O → 5SO4 2−+5CNO−+4N2+2H+
式(2)
5S2O3 2−+8NO3 −+H2O → 10SO4 2−+4N2+2H+
式(3)
3SCN−+8NO2 −+2H+ → 3CNO−+3SO4 2−+4N2+H2O
式(4)
3S2O3 2−+8NO2 −+2H+→ 6SO4 2−+4N2+H2O
処理対象の排水として表1に示す硫黄系COD成分及び窒素成分を含むと共にpH8.3及びCODMn:150mg/Lの安水活性汚泥処理水を使用し、この安水活性汚泥処理水を排水タンク3に入れ、反応槽4内には、固体の電子受容体物質5として磁鉄鉱(0.5mm以上30mm以下の範囲に粒度調整したもの)を投入すると共に、上記の安水活性汚泥処理水を用いて事前に無酸素的硫黄酸化条件下で馴致させておいた活性汚泥を投入した。この際の磁鉄鉱(電子受容体物質5)の投入量は反応槽4の容積に対して20%とし、また、活性汚泥を馴致させた際のpH調整範囲は8.0〜9.0であった。
反応槽4に活性汚泥を入れずに、固体の電子受容体物質5として上記磁鉄鉱のみを入れ、水理学的滞留時間2時間の流速で排水を反応槽4に連続的に流入させ、処理水11の一部(50容積%)を活性汚泥沈殿槽10から排水タンク3に戻す循環ルートを設けて循環させ、排水中に含まれる脱窒性硫黄酸化細菌を反応槽内4で20日間増殖させたこと以外は、上記実施例1と同じ条件で安水活性汚泥処理水の生物学的処理を実施したところ、排水中の脱窒性硫黄酸化細菌が増殖し、表1に示すように、上記実施例1の場合と略同等の結果が得られた。
反応槽4内に固体の電子受容体物質5としてゼオライト(0.5mm以上30mm以下に粒度調整したもの)を投入したこと以外は、上記実施例1と同じ条件で安水活性汚泥処理水の生物学的処理を実施し、得られた処理水11の水質を調べた。
結果は、表1に示すように、安水活性汚泥処理水は、CODMnが目標値の15mg/L以下にまで処理され、また、NO2 −及びNO3 −のそれぞれが目標値の10mg/L以下にまで処理された。
反応槽4内に固体の電子受容体物質5として黄鉄鉱と黄銅鉱との混合物(それぞれ0.5mm以上30mm以下に粒度調整して重量比50質量%:50質量%の割合で混合したもの)を投入したこと以外は、上記実施例1と同じ条件で安水活性汚泥処理水の生物学的処理を実施し、得られた処理水11の水質を調べた。
結果は、表1に示すように、安水活性汚泥処理水は、CODMnが目標値の15mg/L以下にまで処理され、また、NO2 −及びNO3 −のそれぞれが目標値の10mg/L以下にまで処理された。
実施例1、3、及び4の対照系として、反応槽4内に固体の電子受容体物質5を投入しなかったこと以外は、実施例1、3、及び4の場合と同様にして安水活性汚泥処理水の生物学的処理を実施し、得られた処理水11の水質を調べた。
結果は、表1に示すように、安水活性汚泥処理水は、CODMnが目標値の15mg/L以下にまで処理されず、また、NO2 −及びNO3 −についても共に目標値の10mg/L以下にまで処理されなかった。
実施例1、3、及び4の対照系として、反応槽4内に電子受容体として機能しない固体の物質として珪石(0.5mm以上30mm以下に粒度調整したもの)を投入したこと以外は、実施例1、3、及び4と同様にして安水活性汚泥処理水の生物学的処理を実施し、得られた処理水11の水質を調べた。
結果は、表1に示すように、安水活性汚泥処理水は、CODMnが目標値の15mg/L以下にまで処理されず、また、NO2 −及びNO3 −についても共に目標値の10mg/L以下にまで処理されなかった。
処理対象の排水として表1に示す硫黄系COD成分を含むと共にpH12.0及びCODMn:49mg/Lの高炉スラグ浸漬水と表1に示す硫黄系COD成分及び窒素成分を含むと共にpH8.3及びCODMn:150mg/Lの安水活性汚泥処理水とを使用し、前記高炉スラグ浸漬水を排水タンク1に入れ、また、前記安水活性汚泥処理水を排水タンク2に入れ、両排水をそれぞれ送液ポンプ13及び送液ポンプ14で排水タンク3に送って混合し、これら高炉スラグ浸漬水と安水活性汚泥処理水とが体積比1:3の混合割合で混合された混合排水を作製した。
結果は、表1に示すように、混合排水は、CODMnが目標値の15mg/L以下にまで処理され、また、NO2 −及びNO3 −のそれぞれが目標値の10mg/L以下にまで処理された。
反応槽4内に固体の電子受容体物質5としてゼオライト(0.5mm以上30mm以下に粒度調整したもの)を投入したこと以外は、上記実施例5と同じ条件で混合排水の生物学的処理を実施し、得られた処理水11の水質を調べた。
結果は、表1に示すように、高炉スラグ浸漬水に安水活性汚泥処理水を混合した排水は、CODMnが目標値の15mg/L以下にまで処理され、また、NO2 −及びNO3 −のそれぞれが目標値の10mg/L以下にまで処理された。
反応槽4内に固体の電子受容体物質5として黄鉄鉱と黄銅鉱との混合物(0.5mm以上30mm以下に粒度調整したもの)を投入したこと以外は、上記実施例5と同じ条件で混合排水の生物学的処理を実施し、得られた処理水11の水質を調べた。
結果は、表1に示すように、高炉スラグ浸漬水に安水活性汚泥処理水を混合した排水は、CODMnが目標値の15mg/L以下にまで処理され、また、NO2 −及びNO3 −のそれぞれが目標値の10mg/L以下にまで処理された。
実施例5〜7の対照系として、反応槽4内に固体の電子受容体物質5を投入しなかったこと以外は、実施例5〜7と同様にして混合排水の生物学的処理を実施し、得られた処理水11の水質を調べた。
結果は、表1に示すように、混合排水は、CODMnが目標値の15mg/L以下にまで処理されず、また、NO2 −及びNO3 −についても共に目標値の10 mg/L以下にまで処理されなかった。
実施例5〜7の対照系として、反応槽4内に電子受容体として機能しない固体の物質として珪石(0.5mm以上30mm以下に粒度調整したもの)を投入したこと以外は、実施例5〜7と同様にして混合排水の生物学的処理を実施し、得られた処理水11の水質を調べた。
結果は、表1に示すように、混合排水は、CODMnが目標値の15mg/L以下にまで処理されず、また、NO2 −及びNO3 −についても共に目標値の10mg/L以下にまで処理されなかった。
Claims (6)
- 硫黄系COD成分としてS2−、HS−、SO3 2−、S2O3 2−、及びSCN−からなる群から選ばれる1種以上を含有し、かつ、窒素成分としてNO2 −及びNO3 −を含有する排水を反応槽内で生物学的に処理する方法であって、
前記反応槽内の排水中に電子受容体として機能する固体の電子受容体物質を投入し、この電子受容体物質の存在下に脱窒性硫黄酸化細菌を増殖させ、
前記反応槽内で前記排水を無酸素的硫黄酸化条件下に処理し、排水中の硫黄系COD成分を酸化させて低減させると共に、窒素成分をNO、N2O及びN2からなる群から選ばれる1種以上の気体として除去することを特徴とする排水の生物学的処理方法。 - 前記排水中で固体の電子受容体物質の存在下に増殖される脱窒性硫黄酸化細菌は、この電子受容体物質と共に排水中に投入された活性汚泥に含まれていた細菌、及び/又は、排水中に含まれていた細菌である請求項1に記載の排水の生物学的処理方法。
- 前記電子受容体物質が、磁鉄鉱、ゼオライト、及び、黄鉄鉱と黄銅鉱との混合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の排水の生物学的処理方法。
- 前記排水が、硫黄系COD成分として少なくともSCN−を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の排水の生物学的処理方法。
- 前記排水が、安水活性汚泥処理水であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の排水の生物学的処理方法。
- 前記排水が、高炉スラグ浸漬水に安水活性汚泥処理水が混合された排水であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の排水の生物学的処理方法。
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