JPH0773714B2 - 廃水の硝化方法 - Google Patents
廃水の硝化方法Info
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- JPH0773714B2 JPH0773714B2 JP1020317A JP2031789A JPH0773714B2 JP H0773714 B2 JPH0773714 B2 JP H0773714B2 JP 1020317 A JP1020317 A JP 1020317A JP 2031789 A JP2031789 A JP 2031789A JP H0773714 B2 JPH0773714 B2 JP H0773714B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は廃水の硝化方法に係り、特にアンモニアを含む
有機性廃水を生物学的に硝化する方法に関する。
有機性廃水を生物学的に硝化する方法に関する。
［従来の技術］ 従来、し尿等のアンモニアをむ有機性廃水の生物学的脱
窒プロセスでは廃水中のアンモニアイオン（NH4 +）が全
て亜硝酸イオン（NO2 -）、更には硝酸イオン（NO3 -）に
硝化された後、N2に脱窒素されている。
窒プロセスでは廃水中のアンモニアイオン（NH4 +）が全
て亜硝酸イオン（NO2 -）、更には硝酸イオン（NO3 -）に
硝化された後、N2に脱窒素されている。
一方、化学的脱窒素プロセスとして、下記反応によりア
ンモニアイオン（NH4 +）亜硝酸イオン（NO2 -）から NH4 +＋NO2 -→N2＋2H2O …（Ｉ） の反応で脱窒素する方法が知られている。例えば、千谷
利三著「無機化学」第13章第600頁には、純粋な化学窒
素の製造法の一例として、下記反応式 NH4NO2→N2＋2H2O …（II） が挙げられており、濃厚な水溶液を70℃に熱してNH4NO2
を分解することが記載されている。また、触媒として第
２鉄塩等を用いることにより、上記反応は常温でも進行
する旨の報告もなされている。
ンモニアイオン（NH4 +）亜硝酸イオン（NO2 -）から NH4 +＋NO2 -→N2＋2H2O …（Ｉ） の反応で脱窒素する方法が知られている。例えば、千谷
利三著「無機化学」第13章第600頁には、純粋な化学窒
素の製造法の一例として、下記反応式 NH4NO2→N2＋2H2O …（II） が挙げられており、濃厚な水溶液を70℃に熱してNH4NO2
を分解することが記載されている。また、触媒として第
２鉄塩等を用いることにより、上記反応は常温でも進行
する旨の報告もなされている。
上記（Ｉ）式に示す反応による化学的脱窒素プロセスを
採用することにより、必要酸素量を低減して処理コスト
の低減を図ることが可能であるが、このような化学的脱
窒素プロセスを採用するためには、NH4 +の硝化を50％で
止めて、NH4 +/NO2 -＝１の硝化処理水とする必要があ
る。
採用することにより、必要酸素量を低減して処理コスト
の低減を図ることが可能であるが、このような化学的脱
窒素プロセスを採用するためには、NH4 +の硝化を50％で
止めて、NH4 +/NO2 -＝１の硝化処理水とする必要があ
る。
その他、一段で窒素を除去する方法として、固定化亜硝
酸菌を用いアンモニアを亜硝酸に酸化すると同時に生成
した亜硝酸を触媒酸化する方法が提案されている（特開
昭62−197196号）。
酸菌を用いアンモニアを亜硝酸に酸化すると同時に生成
した亜硝酸を触媒酸化する方法が提案されている（特開
昭62−197196号）。
［発明が解決しようとする課題］ 上記特開昭62−197196号記載の方法では、常温で触媒酸
化することは困難であり、一方、加熱して触媒酸化する
と固定化菌が熱で死滅してしまうという不具合がある。
化することは困難であり、一方、加熱して触媒酸化する
と固定化菌が熱で死滅してしまうという不具合がある。
一方、前述の如く、化学的脱窒素プロセスを採用するた
めには、硝化を50％で止めて、NH4 +/NO2 -＝１の硝化処
理水を得る必要があるが、従来において、硝化率をちょ
うど50％に維持し、処理水のNH4 +/NO2 -＝１にする効果
的な方法が提案されていない。
めには、硝化を50％で止めて、NH4 +/NO2 -＝１の硝化処
理水を得る必要があるが、従来において、硝化率をちょ
うど50％に維持し、処理水のNH4 +/NO2 -＝１にする効果
的な方法が提案されていない。
硝化槽のpHを下げることにより、硝化を抑制できること
は知られているが、単なるpH制御では硝化率を所望の値
で止めることはできない。即ち、排水中には、通常、pH
緩衝力を有する化合物、例えば重炭酸塩、炭酸塩、リン
酸塩等が含まれているため、pH制御により硝化率をコン
トロールすることは非常に難しい。
は知られているが、単なるpH制御では硝化率を所望の値
で止めることはできない。即ち、排水中には、通常、pH
緩衝力を有する化合物、例えば重炭酸塩、炭酸塩、リン
酸塩等が含まれているため、pH制御により硝化率をコン
トロールすることは非常に難しい。
本発明は上記従来の問題点を解決し、硝化率を所望の値
に制御することができる廃水の硝化方法を提供すること
を目的とする。
に制御することができる廃水の硝化方法を提供すること
を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明の廃水の硝化方法は、アンモニアを含む有機性廃
水を生物学的に硝化する方法において、該廃水のアンモ
ニア濃度及びアルカリ度を測定し、両者の当量比が所定
値になるように酸又はアルカリを添加して硝化菌による
硝化を行い、硝化率を制御することを特徴とする。
水を生物学的に硝化する方法において、該廃水のアンモ
ニア濃度及びアルカリ度を測定し、両者の当量比が所定
値になるように酸又はアルカリを添加して硝化菌による
硝化を行い、硝化率を制御することを特徴とする。
なお、本発明において、添加する酸又はアルカリの種類
としては特に制限はなく、酸としては塩酸、硫酸等を、
またアルカリとしてはNaOH、KOH等を用いることができ
る。
としては特に制限はなく、酸としては塩酸、硫酸等を、
またアルカリとしてはNaOH、KOH等を用いることができ
る。
本発明の方法は、廃水のアンモニア濃度及びアルカリ度
を測定し、その当量比が所定値になるように、廃水又は
硝化槽に所定量の酸又はアルカリを添加することによ
り、硝化率を制御する。
を測定し、その当量比が所定値になるように、廃水又は
硝化槽に所定量の酸又はアルカリを添加することによ
り、硝化率を制御する。
たとえば、廃水のアンモニア濃度とアルカリ度の当量比
を１とした場合には、硝化率を50％とし、アンモニア濃
度とアルカリ度の当量比を１未満とした場合には硝化率
を50％を超える値に、アンモニア濃度とアルカリ度の当
量比を１を超える値にした場合には、硝化率を50％未満
にすることができる。なお、アンモニア濃度はインドフ
ェノール青法や滴定法などの常法により測定でき、アル
カリ度はメチルレッドとブロムクレゾールグリンとの混
合指示薬（変色点pH4.8）を用いて滴定により容易に測
定することができる。
を１とした場合には、硝化率を50％とし、アンモニア濃
度とアルカリ度の当量比を１未満とした場合には硝化率
を50％を超える値に、アンモニア濃度とアルカリ度の当
量比を１を超える値にした場合には、硝化率を50％未満
にすることができる。なお、アンモニア濃度はインドフ
ェノール青法や滴定法などの常法により測定でき、アル
カリ度はメチルレッドとブロムクレゾールグリンとの混
合指示薬（変色点pH4.8）を用いて滴定により容易に測
定することができる。
［作用］ 以下に本発明の作用効果を説明することにより、本発明
の方法を詳細に説明する。
の方法を詳細に説明する。
前述の如く、廃水中には重炭酸塩、炭酸塩、リン酸塩等
の様々なpH緩衝力を有する物質即ちバッファーが存在す
る。そして硝化が進行しNO2 -イオンが生成すると共に、
バッファーが消費される。バッファーが全て消費される
とpHが急激に低下し、硝化が止まる。従って、廃水中の
NH4 +濃度とバッファー濃度即ちアルカリ度とを測定し、
この当量比を調整するべく酸又はアルカリを添加するこ
とにより、バッファーを調整し、硝化率を所望の値にす
ることができる。即ち、廃水中のアンモニア濃度とアル
カリ度とが等当量の場合には、廃水中のNH4 +の半分が硝
化されNH4NO2（NH4/NO2＝１）が生成した段階でバッフ
ァーが残存しないため、pHが低下し硝化が止まり、硝化
率50％となる。また、アンモニア濃度がアルカリ度より
も高い場合には、硝化率がより少ない段階でバッファー
が全て硝化され硝化が止まった際にNH4 +が残存し、硝化
率は50％未満となる。一方、アンモニア濃度がアルカリ
度よりも低い場合には、硝化が半分進行した段階でも、
バッファーが残存するためpHは下がらず、更に硝化が進
み硝化率は50％を超えるものとなる。
の様々なpH緩衝力を有する物質即ちバッファーが存在す
る。そして硝化が進行しNO2 -イオンが生成すると共に、
バッファーが消費される。バッファーが全て消費される
とpHが急激に低下し、硝化が止まる。従って、廃水中の
NH4 +濃度とバッファー濃度即ちアルカリ度とを測定し、
この当量比を調整するべく酸又はアルカリを添加するこ
とにより、バッファーを調整し、硝化率を所望の値にす
ることができる。即ち、廃水中のアンモニア濃度とアル
カリ度とが等当量の場合には、廃水中のNH4 +の半分が硝
化されNH4NO2（NH4/NO2＝１）が生成した段階でバッフ
ァーが残存しないため、pHが低下し硝化が止まり、硝化
率50％となる。また、アンモニア濃度がアルカリ度より
も高い場合には、硝化率がより少ない段階でバッファー
が全て硝化され硝化が止まった際にNH4 +が残存し、硝化
率は50％未満となる。一方、アンモニア濃度がアルカリ
度よりも低い場合には、硝化が半分進行した段階でも、
バッファーが残存するためpHは下がらず、更に硝化が進
み硝化率は50％を超えるものとなる。
以下に、本発明の方法に従って、硝化率を50％とし、NH
4/NO2＝１の処理水を得る場合の作用効果について説明
する。
4/NO2＝１の処理水を得る場合の作用効果について説明
する。
生物的硝化反応は次の基礎式で示される。
NH4 +＋3/2O2→NO2 -＋H2O＋2H+ …（III） 従来においては生成するH+によるpHの低下を防ぐため通
常、pHコントロールを行なって100％硝化を行なってい
る。
常、pHコントロールを行なって100％硝化を行なってい
る。
一方、廃水中のＮの形態は有機−Ｎ、NH4−Ｎが多く、
その発生の源は、タンパクのアミノ基の分解による。廃
水中に共存するBODが微生物の酸化を受けると、CO2の生
成があり、これとNH4 +が結合して、生物処理を受けたあ
とのNH4の形態はNH4HCO3となる。NH4HCO3をpH無調整で
硝化反応を行なった時の反応式は下記の通りである。
その発生の源は、タンパクのアミノ基の分解による。廃
水中に共存するBODが微生物の酸化を受けると、CO2の生
成があり、これとNH4 +が結合して、生物処理を受けたあ
とのNH4の形態はNH4HCO3となる。NH4HCO3をpH無調整で
硝化反応を行なった時の反応式は下記の通りである。
NH4HCO3＋3/4O2→1/2NH4NO2＋3/2H2O＋CO2 ……（IV） NH4NO2が生成した時、原水中のNH4HCO3は全て消費さ
れ、これ以外のバッファーが液中になければ、pHが低下
し、硝化が止まる。即ち、NH4/NO2＝１の状態で自然に
反応が停止する。
れ、これ以外のバッファーが液中になければ、pHが低下
し、硝化が止まる。即ち、NH4/NO2＝１の状態で自然に
反応が停止する。
しかしながら、実際の廃水が全てバッファーとしてNH4H
CO3のみから構成されているとは限らず、例えば、工場
廃水などからNH4 +のみが流入することもあれば、HCO3 -
以外のバッファー（例えばリン酸バッファーなど）が存
在することもある。このような場合では、pH無調整で反
応を行なわせた場合、その終点は、前者の例では、NH4/
NO2＞１となり、後者の例ではNH4/NO2＜１となり、NH4/
NO2＝１の水は得られない。
CO3のみから構成されているとは限らず、例えば、工場
廃水などからNH4 +のみが流入することもあれば、HCO3 -
以外のバッファー（例えばリン酸バッファーなど）が存
在することもある。このような場合では、pH無調整で反
応を行なわせた場合、その終点は、前者の例では、NH4/
NO2＞１となり、後者の例ではNH4/NO2＜１となり、NH4/
NO2＝１の水は得られない。
従って、あらゆる廃水に対してNH4/NO2＝１とするため
には、NH4 +濃度と、液のバッファー量即ちアルカリ度を
測定して、予めその当量比を調整することが必要にな
る。即ち、前者の例では、所定量のアルカリを添加し、
後者では酸を添加してバッファーを相殺しておく。
には、NH4 +濃度と、液のバッファー量即ちアルカリ度を
測定して、予めその当量比を調整することが必要にな
る。即ち、前者の例では、所定量のアルカリを添加し、
後者では酸を添加してバッファーを相殺しておく。
このように、本発明に従って、廃水のアンモニア濃度と
アルカリ度を測定し、両者の当量比が１になるように酸
又はアルカリを添加して硝化菌による硝化を行なうこと
により、硝化率を50％としてNH4/NO2＝１の処理水を得
ることが可能とされ、この場合には、亜硝酸型硝化とNH
4NO2の化学的分解とを段階的に行うことにより、効率的
な硝化、脱窒を行なうことが可能とされる。
アルカリ度を測定し、両者の当量比が１になるように酸
又はアルカリを添加して硝化菌による硝化を行なうこと
により、硝化率を50％としてNH4/NO2＝１の処理水を得
ることが可能とされ、この場合には、亜硝酸型硝化とNH
4NO2の化学的分解とを段階的に行うことにより、効率的
な硝化、脱窒を行なうことが可能とされる。
なお、本発明の方法は、上記の如く、硝化率を50％に制
御する場合に限らず、硝化率を他の値として、NH4/NO2
が１以外の処理水を得る場合にも適用できることは言う
までもない。
御する場合に限らず、硝化率を他の値として、NH4/NO2
が１以外の処理水を得る場合にも適用できることは言う
までもない。
［実施例］ 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
実施例１ し尿の嫌気性消化処理水（Run1）、石油精製廃水（Run
2）及びアルカリ度が高い廃水（Run3）を原水として、
それぞれ高分子ゲルで固定化した硝化菌（充填率30重量
％）により滞留時間をそれぞれ２日、18時間、５時間と
して処理した。
2）及びアルカリ度が高い廃水（Run3）を原水として、
それぞれ高分子ゲルで固定化した硝化菌（充填率30重量
％）により滞留時間をそれぞれ２日、18時間、５時間と
して処理した。
なお、硝化菌の固定化法は以下の通りである。
まず、集積硝化菌10g（湿潤重量）を下記組成の溶液Ａ
の100ml中に加えて十分に混合し、これを下記組成の溶
液Ｂ（氷冷）の１中に滴下した。この状態で１時間放
置した後、下記組成の溶液Ｃ中に30分浸漬してアルギン
酸を溶解させた後、1/50Mトリスバッファー（pH8）で十
分に洗浄し、冷蔵保存した。
の100ml中に加えて十分に混合し、これを下記組成の溶
液Ｂ（氷冷）の１中に滴下した。この状態で１時間放
置した後、下記組成の溶液Ｃ中に30分浸漬してアルギン
酸を溶解させた後、1/50Mトリスバッファー（pH8）で十
分に洗浄し、冷蔵保存した。
溶液Ａ ポリアクリルヒドラジド（平均分子量183）:3重量％ アルギン酸ソーダ:0.5重量％ 1/50Mトリスバッファー（pH8） 溶液Ｂ CaCl2・2H2O:2重量％ グリオキザール:0.1重量％ 1/50Mトリスバッファー（pH8） 溶液Ｃ K2HPO4:1.46重量％ KH2PO4:0.226重量％ 1/50Mトリスバッファー（pH8） 運転はNO2型硝化とするために、運転初期においてはDO
（溶有酸素）＜0.2にし、NO2 -の蓄積が見られた時点で
通常のDO運転に切り替えた。各廃水のNH4−Ｎ濃度とア
ルカリ度を第１表に示す。また、pH無調整で約２ヶ月間
運転した後の処理水の平均水質を第２表に示す。
（溶有酸素）＜0.2にし、NO2 -の蓄積が見られた時点で
通常のDO運転に切り替えた。各廃水のNH4−Ｎ濃度とア
ルカリ度を第１表に示す。また、pH無調整で約２ヶ月間
運転した後の処理水の平均水質を第２表に示す。
第１表及び第２表より明らかなように、廃水の有する本
来のアルカリ度の相違により、得られる処理水のNH4 +−
N/NO2 -−Ｎは0.1〜15で大きく変動した。
来のアルカリ度の相違により、得られる処理水のNH4 +−
N/NO2 -−Ｎは0.1〜15で大きく変動した。
そこで、アルカリ度が不足したRun2の原水にNaOHを70mg
当量／、また、アルカリ度が過剰なRun3にはH2SO4を1
5mg当量／連続的に添加したところ、数日後には、処
理水のNH4 +−N/NO2 -−Ｎ≒１となった。
当量／、また、アルカリ度が過剰なRun3にはH2SO4を1
5mg当量／連続的に添加したところ、数日後には、処
理水のNH4 +−N/NO2 -−Ｎ≒１となった。
なお、Run1の処理水を120℃に１時間加熱したところ、
処理水中のNH4 +−Ｎは15mg当量／、NO2 -−Ｎは8mg当
量／となり、前記（Ｉ）式による化学的脱窒反応が起
こり、良好な処理水が得られた。
処理水中のNH4 +−Ｎは15mg当量／、NO2 -−Ｎは8mg当
量／となり、前記（Ｉ）式による化学的脱窒反応が起
こり、良好な処理水が得られた。
［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の廃水の硝化方法によれば、
容易かつ確実に硝化率を所望の値に制御することができ
る。
容易かつ確実に硝化率を所望の値に制御することができ
る。
このため、本発明の方法を採用することにより、硝化を
亜硝酸型硝化として硝化率を50％に抑え、NH4 +−N/NO2 -
−Ｎ≒１の処理水を得ることが可能とされ、化学的脱窒
プロセスの適用により、容易かつ低コストに、廃水の硝
化、脱窒を行なうことが可能とされる。
亜硝酸型硝化として硝化率を50％に抑え、NH4 +−N/NO2 -
−Ｎ≒１の処理水を得ることが可能とされ、化学的脱窒
プロセスの適用により、容易かつ低コストに、廃水の硝
化、脱窒を行なうことが可能とされる。
Claims (1)
- 【請求項１】アンモニアを含む有機性廃水を生物学的に
硝化する方法において、該廃水のアンモニア濃度及びア
ルカリ度を測定し、両者の当量比が所定値になるように
酸又はアルカリを添加して硝化菌による硝化を行い、硝
化率を制御することを特徴とする廃水の硝化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020317A JPH0773714B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 廃水の硝化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020317A JPH0773714B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 廃水の硝化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198696A JPH02198696A (ja) | 1990-08-07 |
| JPH0773714B2 true JPH0773714B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=12023754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020317A Expired - Fee Related JPH0773714B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 廃水の硝化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773714B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4882175B2 (ja) * | 2001-07-17 | 2012-02-22 | 栗田工業株式会社 | 硝化処理方法 |
| EP1595852B1 (en) * | 2003-02-21 | 2016-02-10 | Kurita Water Industries Ltd. | Method for treating water containing ammonia nitrogen |
| JP4910266B2 (ja) * | 2004-03-01 | 2012-04-04 | 栗田工業株式会社 | アンモニア性窒素含有水の硝化方法及び処理方法 |
| JP2006320844A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Japan Organo Co Ltd | 排水処理方法および装置 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1020317A patent/JPH0773714B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02198696A (ja) | 1990-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |