JPH10230291A - 水の生物学的脱窒方法及び装置 - Google Patents
水の生物学的脱窒方法及び装置Info
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- JPH10230291A JPH10230291A JP5400997A JP5400997A JPH10230291A JP H10230291 A JPH10230291 A JP H10230291A JP 5400997 A JP5400997 A JP 5400997A JP 5400997 A JP5400997 A JP 5400997A JP H10230291 A JPH10230291 A JP H10230291A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素供与体として水素ガスを供給する生物学
的脱窒法により有機物濃度が低い硝酸性又は亜硝酸性窒
素含有水を処理する際に、供給水素ガスの利用率を高め
て効率よく安価に脱窒しうる方法を提供すること。 【解決手段】 有機物濃度が希薄で、硝酸性窒素及び／
又は亜硝酸性窒素を含有する水を水素ガスを水素供与体
として用いて生物学的に脱窒処理する方法において、被
処理液を隔膜電解槽３の陰極部及び陽極部に連続的に流
入させ、陰極部で生成する水素ガスを隔膜電解槽３内部
で被処理液に溶解又は混合させた後、脱窒反応槽１の原
水流入口に通水し、陽極部で発生する酸素ガスを曝気槽
２に供給し、陽極部の流出水は、隔膜電解槽の前段のｐ
Ｈ調整槽９に返送する。
的脱窒法により有機物濃度が低い硝酸性又は亜硝酸性窒
素含有水を処理する際に、供給水素ガスの利用率を高め
て効率よく安価に脱窒しうる方法を提供すること。 【解決手段】 有機物濃度が希薄で、硝酸性窒素及び／
又は亜硝酸性窒素を含有する水を水素ガスを水素供与体
として用いて生物学的に脱窒処理する方法において、被
処理液を隔膜電解槽３の陰極部及び陽極部に連続的に流
入させ、陰極部で生成する水素ガスを隔膜電解槽３内部
で被処理液に溶解又は混合させた後、脱窒反応槽１の原
水流入口に通水し、陽極部で発生する酸素ガスを曝気槽
２に供給し、陽極部の流出水は、隔膜電解槽の前段のｐ
Ｈ調整槽９に返送する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機物濃度が低
く、かつ硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素を含有する
水の生物学的脱窒処理方法及び装置に関する。
く、かつ硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素を含有する
水の生物学的脱窒処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】生物学的脱窒処理法は、微生物の浄化作
用を利用して水中の窒素化合物を除去する経済的な水処
理方法であり、中心的な廃水の窒素処理技術として位置
づけられている。この脱窒処理には、下記の（１）式又
は（２）式 ２ＮＯ3 - ＋５Ｈ2 → Ｎ2 ＋４Ｈ2 Ｏ＋２ＯＨ- ・・・（１） ２ＮＯ2 - ＋３Ｈ2 → Ｎ2 ＋２Ｈ2 Ｏ＋２ＯＨ- ・・・（２） に示すように、硝酸又は亜硝酸を還元するための水素が
必要である。
用を利用して水中の窒素化合物を除去する経済的な水処
理方法であり、中心的な廃水の窒素処理技術として位置
づけられている。この脱窒処理には、下記の（１）式又
は（２）式 ２ＮＯ3 - ＋５Ｈ2 → Ｎ2 ＋４Ｈ2 Ｏ＋２ＯＨ- ・・・（１） ２ＮＯ2 - ＋３Ｈ2 → Ｎ2 ＋２Ｈ2 Ｏ＋２ＯＨ- ・・・（２） に示すように、硝酸又は亜硝酸を還元するための水素が
必要である。
【０００３】従来の生物学的脱窒法は、廃水中の有機物
に含まれる水素を水素供与体として利用する。また、廃
水中に含まれる有機物に化合物として含まれる水素が、
廃水中の窒素濃度に対して、重量比率で当量１以下とな
る場合のように、廃水中の有機物濃度が少ない場合に
は、水素供与体を補給するため、酢酸やメタノールなど
の有機物を原水に適量注入し、脱窒処理するシステムが
実用化されている。しかしながら、このような有機物を
原水に添加して硝酸性及び亜硝酸性窒素を完全に除去す
るには、窒素除去に必要な反応当量の２〜３倍の過剰な
有機物を供給することになり、必然的に脱窒槽からの流
出水に有機物が残留する。したがって、脱窒槽の後段に
再曝気槽を設けて残留有機物の処理を行う方式が採られ
ている。
に含まれる水素を水素供与体として利用する。また、廃
水中に含まれる有機物に化合物として含まれる水素が、
廃水中の窒素濃度に対して、重量比率で当量１以下とな
る場合のように、廃水中の有機物濃度が少ない場合に
は、水素供与体を補給するため、酢酸やメタノールなど
の有機物を原水に適量注入し、脱窒処理するシステムが
実用化されている。しかしながら、このような有機物を
原水に添加して硝酸性及び亜硝酸性窒素を完全に除去す
るには、窒素除去に必要な反応当量の２〜３倍の過剰な
有機物を供給することになり、必然的に脱窒槽からの流
出水に有機物が残留する。したがって、脱窒槽の後段に
再曝気槽を設けて残留有機物の処理を行う方式が採られ
ている。
【０００４】硝酸性窒素を含有し、かつ有機物濃度の低
い廃水としては、金属表面処理で排出される硝酸洗浄廃
水や発電所からの高濃度アンモニア廃水などが挙げられ
る。また、数年前から地下水の硝酸汚染が問題となり、
井戸水を取水する浄水場では硝酸性窒素あるいは亜硝酸
性窒素の除去が深刻な問題となっている。水道水中の硝
酸性窒素あるいは亜硝酸性窒素は、メトヘモグロビン血
症の原因物質であるとともに発癌性物質であるニトロソ
アミンの前駆物質とされている。しかし、近年の水道統
計では国内の浄水場数の５％近くが硝酸性窒素５ppm 以
上の原水を取水している。井戸水は、有機物含有量が少
ないため硝酸性窒素を生物学的脱窒処理するには、前記
のように有機物添加による水素の供給が必要であり、残
留する有機物除去を行う必要が生じる。また、地下水の
硝酸性窒素を除去するため、水道水の製造過程で有機物
を添加することの精神的な不安は大きい。
い廃水としては、金属表面処理で排出される硝酸洗浄廃
水や発電所からの高濃度アンモニア廃水などが挙げられ
る。また、数年前から地下水の硝酸汚染が問題となり、
井戸水を取水する浄水場では硝酸性窒素あるいは亜硝酸
性窒素の除去が深刻な問題となっている。水道水中の硝
酸性窒素あるいは亜硝酸性窒素は、メトヘモグロビン血
症の原因物質であるとともに発癌性物質であるニトロソ
アミンの前駆物質とされている。しかし、近年の水道統
計では国内の浄水場数の５％近くが硝酸性窒素５ppm 以
上の原水を取水している。井戸水は、有機物含有量が少
ないため硝酸性窒素を生物学的脱窒処理するには、前記
のように有機物添加による水素の供給が必要であり、残
留する有機物除去を行う必要が生じる。また、地下水の
硝酸性窒素を除去するため、水道水の製造過程で有機物
を添加することの精神的な不安は大きい。
【０００５】そのため、最近、生物学的脱窒法における
水素供与体として有機物ではなく、水素ガスを供給する
方法が提案されている（例えば、特開平４−９４７９９
号公報、特開平４−３４９９９６号公報、特開平８−３
９０９５号公報参照）。しかしながら、水素ガスをボン
ベで現場に貯蔵するには、引火、爆発等の危険に対し、
細心の注意を必要とし、また、現場で生産する場合に
は、水素ガスの生成コストや設備コスト、運転コストも
高いものとなる。
水素供与体として有機物ではなく、水素ガスを供給する
方法が提案されている（例えば、特開平４−９４７９９
号公報、特開平４−３４９９９６号公報、特開平８−３
９０９５号公報参照）。しかしながら、水素ガスをボン
ベで現場に貯蔵するには、引火、爆発等の危険に対し、
細心の注意を必要とし、また、現場で生産する場合に
は、水素ガスの生成コストや設備コスト、運転コストも
高いものとなる。
【０００６】また、硝酸性窒素除去方式としては、前記
の生物学的脱窒法の他に、イオン交換法や逆浸透膜法な
どがある。しかしながら、前者のイオン交換法は、使用
している樹脂の交換容量に限界があり、一定の時間間隔
で樹脂の再生が必要となることや水中に含まれる硝酸性
窒素以外のイオンも同時に除去してしまうなど、水道水
の製造には問題がある。後者の逆浸透膜法は、再生操作
がないため、再生薬剤の処理問題は生じないが、逆浸透
膜で濃縮された濃厚液の処理が新たな問題となる。濃厚
液には硝酸性窒素などが高濃度で存在するため別途処理
することが必要であるばかりか、逆浸透装置にかけた原
水の２０〜３０％近い水量の濃厚液が排出される。上記
のように、有機物濃度の低い水に対する硝酸性窒素除去
方式は、幾つか検討されているものの、まだ、解決すべ
き問題が多いと同時に処理コストの大幅な増加を招く。
の生物学的脱窒法の他に、イオン交換法や逆浸透膜法な
どがある。しかしながら、前者のイオン交換法は、使用
している樹脂の交換容量に限界があり、一定の時間間隔
で樹脂の再生が必要となることや水中に含まれる硝酸性
窒素以外のイオンも同時に除去してしまうなど、水道水
の製造には問題がある。後者の逆浸透膜法は、再生操作
がないため、再生薬剤の処理問題は生じないが、逆浸透
膜で濃縮された濃厚液の処理が新たな問題となる。濃厚
液には硝酸性窒素などが高濃度で存在するため別途処理
することが必要であるばかりか、逆浸透装置にかけた原
水の２０〜３０％近い水量の濃厚液が排出される。上記
のように、有機物濃度の低い水に対する硝酸性窒素除去
方式は、幾つか検討されているものの、まだ、解決すべ
き問題が多いと同時に処理コストの大幅な増加を招く。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
技術の問題点を解消し、水素供与体として水素ガスを供
給する生物学的脱窒法により有機物濃度が低い硝酸性又
は亜硝酸性窒素含有水を処理する際に、供給水素ガスの
利用率を高めて効率よく安価に脱窒しうる方法及び装置
を提供することを目的とする。
技術の問題点を解消し、水素供与体として水素ガスを供
給する生物学的脱窒法により有機物濃度が低い硝酸性又
は亜硝酸性窒素含有水を処理する際に、供給水素ガスの
利用率を高めて効率よく安価に脱窒しうる方法及び装置
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による水の生物学
的脱窒方法は、有機物濃度が希薄で、硝酸性窒素及び／
又は亜硝酸性窒素を含有する水を水素ガスを水素供与体
として用いて生物学的に脱窒処理する方法において、被
処理液を隔膜式電解槽の陰極部及び陽極部に連続的に流
入させ、陰極部で電気分解で生成する水素ガスを隔膜式
電解槽内部で溶解又は混合させた後、脱窒反応槽の原水
流入口に通水することを特徴とする。また、本発明は、
上記の生物学的脱窒方法を実施する装置に関し、被処理
液の供給配管が隔膜式電解槽の陰極部及び陽極部に接続
され、その電解槽の陰極部で発生した水素ガスを含む水
素ガス混合被処理液を脱窒反応槽の原水流入口に通水す
る配管が設けられていることを特徴とする水の生物学的
脱窒装置を提供するものである。
的脱窒方法は、有機物濃度が希薄で、硝酸性窒素及び／
又は亜硝酸性窒素を含有する水を水素ガスを水素供与体
として用いて生物学的に脱窒処理する方法において、被
処理液を隔膜式電解槽の陰極部及び陽極部に連続的に流
入させ、陰極部で電気分解で生成する水素ガスを隔膜式
電解槽内部で溶解又は混合させた後、脱窒反応槽の原水
流入口に通水することを特徴とする。また、本発明は、
上記の生物学的脱窒方法を実施する装置に関し、被処理
液の供給配管が隔膜式電解槽の陰極部及び陽極部に接続
され、その電解槽の陰極部で発生した水素ガスを含む水
素ガス混合被処理液を脱窒反応槽の原水流入口に通水す
る配管が設けられていることを特徴とする水の生物学的
脱窒装置を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、従来の生物学的脱窒に
必要であった有機物添加の代わりに水素ガスを水素供与
体として用いるにあたり、被処理液を電解槽へ導入し、
電解によって発生する水素ガスを被処理液に溶解又は混
合させた状態で脱窒反応槽に通水するものである。電解
によって発生する水素ガスは、極めて微細であるため、
溶解しやすいばかりでなく、混合状態でも利用効率が高
く、脱窒反応が効率よく行われる。この電解に用いる電
解槽としては、隔膜式電解槽であれば、特に制限はない
が、高分子固体電解質（以下、ＳＰＥと略すことがあ
る）、例えば、フッ素樹脂系イオン交換膜を用いたもの
が好ましい。この場合、イオン交換膜が電解質の役割を
はたすので、電解質濃度の低い水でも電流効率が高く、
効率のよい電気分解を行うことができる。
必要であった有機物添加の代わりに水素ガスを水素供与
体として用いるにあたり、被処理液を電解槽へ導入し、
電解によって発生する水素ガスを被処理液に溶解又は混
合させた状態で脱窒反応槽に通水するものである。電解
によって発生する水素ガスは、極めて微細であるため、
溶解しやすいばかりでなく、混合状態でも利用効率が高
く、脱窒反応が効率よく行われる。この電解に用いる電
解槽としては、隔膜式電解槽であれば、特に制限はない
が、高分子固体電解質（以下、ＳＰＥと略すことがあ
る）、例えば、フッ素樹脂系イオン交換膜を用いたもの
が好ましい。この場合、イオン交換膜が電解質の役割を
はたすので、電解質濃度の低い水でも電流効率が高く、
効率のよい電気分解を行うことができる。
【００１０】本発明の方法においては、前記のように、
被処理液を流入して隔膜式電解槽で電気分解するが、隔
膜電解では電極間で水素イオンの消費と生成が生じるた
め、陰極部ではｐＨの上昇、陽極部ではｐＨの低下が起
こる。したがって、被処理液を単純に陰極部に通水し、
水素ガスを含む被処理液を脱窒反応槽へ供給すると、ｐ
Ｈが上昇した被処理液により脱窒細菌が阻害され、生物
脱窒反応が大きく阻害されるおそれがある。
被処理液を流入して隔膜式電解槽で電気分解するが、隔
膜電解では電極間で水素イオンの消費と生成が生じるた
め、陰極部ではｐＨの上昇、陽極部ではｐＨの低下が起
こる。したがって、被処理液を単純に陰極部に通水し、
水素ガスを含む被処理液を脱窒反応槽へ供給すると、ｐ
Ｈが上昇した被処理液により脱窒細菌が阻害され、生物
脱窒反応が大きく阻害されるおそれがある。
【００１１】このため、本発明においては、被処理液の
一部を陽極部に通水し、陽極部からの流出水を、その隔
膜式電解槽の前段に配置したｐＨ調整槽に流入させる
か、又は酸の添加により、被処理液をｐＨ４〜６の酸性
状態に調整してから隔膜式電解槽の陰極部に通水するの
が好ましい。陰極部に通水する被処理液のｐＨを４〜６
に調整しておくことにより、脱窒反応槽に流入させる被
処理液を中性状態に維持することができる。本発明方法
においては、被処理液の９０〜９５％を隔膜式電解槽の
陰極部に供給し、被処理液の５〜１０％を陽極部に供給
するのが好ましい。陽極部へ供給する被処理液の量が５
％未満であると、陽極部で発生する酸素ガスと供給液量
のボイド比が大きくなり、電流効率が悪化してくる。ま
た、１０％を超えると、ｐＨ調整槽への電解酸素ガスの
持込み量が増加しすぎ、脱ガス効率が低下する。脱ガス
効率が低下して陰極部に混入する溶存酸素ガスが多くな
ると、過酸化水素などの酸化物が形成され、脱窒反応が
阻害される危険性がある。
一部を陽極部に通水し、陽極部からの流出水を、その隔
膜式電解槽の前段に配置したｐＨ調整槽に流入させる
か、又は酸の添加により、被処理液をｐＨ４〜６の酸性
状態に調整してから隔膜式電解槽の陰極部に通水するの
が好ましい。陰極部に通水する被処理液のｐＨを４〜６
に調整しておくことにより、脱窒反応槽に流入させる被
処理液を中性状態に維持することができる。本発明方法
においては、被処理液の９０〜９５％を隔膜式電解槽の
陰極部に供給し、被処理液の５〜１０％を陽極部に供給
するのが好ましい。陽極部へ供給する被処理液の量が５
％未満であると、陽極部で発生する酸素ガスと供給液量
のボイド比が大きくなり、電流効率が悪化してくる。ま
た、１０％を超えると、ｐＨ調整槽への電解酸素ガスの
持込み量が増加しすぎ、脱ガス効率が低下する。脱ガス
効率が低下して陰極部に混入する溶存酸素ガスが多くな
ると、過酸化水素などの酸化物が形成され、脱窒反応が
阻害される危険性がある。
【００１２】
【実施例】次に、図面を参照して本発明を実施例に基づ
いて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。図１は、本発明の一実施例を示す生物学的脱
窒装置の系統図である。図１において、密閉型の脱窒反
応槽１には脱窒菌が付着した接触材４が充填されてお
り、硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素（以下、説明を
簡明にするため、単に硝酸性窒素と記す）を含有する被
処理液は、原水供給ポンプ８からｐＨ調整槽９に供給さ
れ、ここでｐＨを好ましくは４〜６の酸性状態に調整し
た後、隔膜電解槽３に供給される。隔膜電解槽３の陰極
部及び陽極部では直流電源１１からの通電によって下記
の式（３）及び（４）の反応が起こる。 陽極反応 Ｈ2 Ｏ→２Ｈ+ ＋１／２Ｏ2 ↑＋２ｅ- ・・・（４） 陰極反応 ２Ｈ+ ＋２ｅ- →Ｈ2 ↑ ・・・（５）
いて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。図１は、本発明の一実施例を示す生物学的脱
窒装置の系統図である。図１において、密閉型の脱窒反
応槽１には脱窒菌が付着した接触材４が充填されてお
り、硝酸性窒素及び／又は亜硝酸性窒素（以下、説明を
簡明にするため、単に硝酸性窒素と記す）を含有する被
処理液は、原水供給ポンプ８からｐＨ調整槽９に供給さ
れ、ここでｐＨを好ましくは４〜６の酸性状態に調整し
た後、隔膜電解槽３に供給される。隔膜電解槽３の陰極
部及び陽極部では直流電源１１からの通電によって下記
の式（３）及び（４）の反応が起こる。 陽極反応 Ｈ2 Ｏ→２Ｈ+ ＋１／２Ｏ2 ↑＋２ｅ- ・・・（４） 陰極反応 ２Ｈ+ ＋２ｅ- →Ｈ2 ↑ ・・・（５）
【００１３】隔膜電解槽の陰極部で上記の式（５）によ
り生成した水素ガスは、被処理液中に溶解又は混合され
た状態で、水素ガス混合被処理液供給配管６を介して脱
窒反応槽１の下部から流入する。脱窒反応槽１では脱窒
菌が付着した接触材の作用で式（１）に示したように硝
酸性窒素が分解されて窒素ガスとなる。脱窒反応槽１か
らの流出液は、次いで後段の曝気槽２に流入し、電解に
よって生成した酸素ガス及び空気で曝気処理され、嫌気
雰囲気から好気雰囲気にすると共に被処理液中に含まれ
る有機物を除去し、飲料水として好適な状態となる。陽
極部で電解によって生成した酸素ガスは、酸素ガス供給
配管７より接触材５が充填された曝気槽２へ供給され、
曝気効果を向上させることができる。
り生成した水素ガスは、被処理液中に溶解又は混合され
た状態で、水素ガス混合被処理液供給配管６を介して脱
窒反応槽１の下部から流入する。脱窒反応槽１では脱窒
菌が付着した接触材の作用で式（１）に示したように硝
酸性窒素が分解されて窒素ガスとなる。脱窒反応槽１か
らの流出液は、次いで後段の曝気槽２に流入し、電解に
よって生成した酸素ガス及び空気で曝気処理され、嫌気
雰囲気から好気雰囲気にすると共に被処理液中に含まれ
る有機物を除去し、飲料水として好適な状態となる。陽
極部で電解によって生成した酸素ガスは、酸素ガス供給
配管７より接触材５が充填された曝気槽２へ供給され、
曝気効果を向上させることができる。
【００１４】隔膜電解槽３としては、高分子固体電解質
を用いたＳＰＥ型隔膜電解槽が好ましい。図２は、この
ＳＰＥ型隔膜電解槽の構造を示す一つのセルの説明図で
ある。ＳＰＥ型隔膜電解槽は、フッ素樹脂系陽イオン交
換膜に代表される高分子固体電解質１２の片面に陰極１
３、他方の面に陽極１４を直接接合し、さらに給電体１
５及び１６を配置したものである。給電体１５及び１６
は、電極層に給電する働きの他に、水及びガスの流路と
なり、複極槽の場合は隣接する両極室の隔壁と電子電導
の役割をもったものである。
を用いたＳＰＥ型隔膜電解槽が好ましい。図２は、この
ＳＰＥ型隔膜電解槽の構造を示す一つのセルの説明図で
ある。ＳＰＥ型隔膜電解槽は、フッ素樹脂系陽イオン交
換膜に代表される高分子固体電解質１２の片面に陰極１
３、他方の面に陽極１４を直接接合し、さらに給電体１
５及び１６を配置したものである。給電体１５及び１６
は、電極層に給電する働きの他に、水及びガスの流路と
なり、複極槽の場合は隣接する両極室の隔壁と電子電導
の役割をもったものである。
【００１５】本発明においては、被処理液の大部分は陰
極部の給電体１５に供給され、被処理液の一部は陽極部
の給電体１６に供給される。陽極部には、一般に、被処
理液全体の５〜１０％が供給される。電解により陰極部
でのｐＨ上昇と陽極部でのｐＨ低下が起こる。したがっ
て、被処理液をそのまま隔膜電解槽に通水させると、ｐ
Ｈの影響によって脱窒反応が阻害されるおそれがある。
そこで、本発明は、被処理液の一部を陽極部に通水し、
ｐＨの低下した被処理液、すなわち、酸性水をｐＨ調整
槽９に返送する。被処理液の水質によって陽極部流出水
の混合だけでは、陰極部に通水する被処理水がｐＨ４〜
６にならないときは、酸貯槽１０からの酸の添加により
適切なｐＨに調整する。このようにして、予め被処理液
のｐＨ値を４〜６の酸性状態にしてから隔膜電解槽３の
陰極部に流入させることにより、流出液のｐＨ値を中性
状態に維持することができる。なお、陽極部流出水は、
電解で生成した酸素ガスを含有するので、例えば、ｐＨ
調整槽９で予め脱気してから、陰極部に流入させてもよ
いが、陽極部への通水量が一般に被処理液全体の５〜１
０％であるため、陽極部流出水全量をｐＨ調整槽へ返送
して被処理液と混合しても、含まれる酸素ガスは脱窒反
応にはほとんど影響しない。
極部の給電体１５に供給され、被処理液の一部は陽極部
の給電体１６に供給される。陽極部には、一般に、被処
理液全体の５〜１０％が供給される。電解により陰極部
でのｐＨ上昇と陽極部でのｐＨ低下が起こる。したがっ
て、被処理液をそのまま隔膜電解槽に通水させると、ｐ
Ｈの影響によって脱窒反応が阻害されるおそれがある。
そこで、本発明は、被処理液の一部を陽極部に通水し、
ｐＨの低下した被処理液、すなわち、酸性水をｐＨ調整
槽９に返送する。被処理液の水質によって陽極部流出水
の混合だけでは、陰極部に通水する被処理水がｐＨ４〜
６にならないときは、酸貯槽１０からの酸の添加により
適切なｐＨに調整する。このようにして、予め被処理液
のｐＨ値を４〜６の酸性状態にしてから隔膜電解槽３の
陰極部に流入させることにより、流出液のｐＨ値を中性
状態に維持することができる。なお、陽極部流出水は、
電解で生成した酸素ガスを含有するので、例えば、ｐＨ
調整槽９で予め脱気してから、陰極部に流入させてもよ
いが、陽極部への通水量が一般に被処理液全体の５〜１
０％であるため、陽極部流出水全量をｐＨ調整槽へ返送
して被処理液と混合しても、含まれる酸素ガスは脱窒反
応にはほとんど影響しない。
【００１６】実施例１ 本発明方法の効果を実証するため、脱窒反応槽容積が２
０リットルで、脱窒反応槽に接触材を充填した図１に示
した装置で、硝酸性窒素１５ｍｇ／リットルの地下水を
連続的に生物学的脱窒処理した。このとき、硝酸性窒素
容積負荷２０ｍｇ−Ｎ／リットル・ｈの条件で連続通水
し、原水及び処理水の硝酸性窒素濃度を測定した。ま
た、隔膜電解槽３の陽極部には被処理液全体の５〜１０
％を流入させ、流出液をｐＨ調整槽に流入させた。この
とき、ｐＨ調整槽内の液のｐＨは、４〜６であったが、
この状態で隔膜電解槽の陰極部に通水すると、ｐＨは
６．５〜７．５の中性領域に維持できた。この実施例に
おける陽極部流入水量比とｐＨの関係並びに原水及び処
理水の硝酸性窒素濃度の経時変化を図３に示す。図３か
ら分かるように、上記の運転条件で連続処理することに
より地下水中に含有される硝酸性窒素が２〜３ｍｇ／リ
ットル（除去率：８５〜９０％）にまで除去できたこと
が分かる。なお、隔膜電解槽において電流密度２００Ａ
／ｃｍ2で電解し、水素ガスの供給量は硝酸性窒素除去
に必要な反応当量の１．３倍であったが、この連続処理
期間を通じて安定した処理効果が確認できた。
０リットルで、脱窒反応槽に接触材を充填した図１に示
した装置で、硝酸性窒素１５ｍｇ／リットルの地下水を
連続的に生物学的脱窒処理した。このとき、硝酸性窒素
容積負荷２０ｍｇ−Ｎ／リットル・ｈの条件で連続通水
し、原水及び処理水の硝酸性窒素濃度を測定した。ま
た、隔膜電解槽３の陽極部には被処理液全体の５〜１０
％を流入させ、流出液をｐＨ調整槽に流入させた。この
とき、ｐＨ調整槽内の液のｐＨは、４〜６であったが、
この状態で隔膜電解槽の陰極部に通水すると、ｐＨは
６．５〜７．５の中性領域に維持できた。この実施例に
おける陽極部流入水量比とｐＨの関係並びに原水及び処
理水の硝酸性窒素濃度の経時変化を図３に示す。図３か
ら分かるように、上記の運転条件で連続処理することに
より地下水中に含有される硝酸性窒素が２〜３ｍｇ／リ
ットル（除去率：８５〜９０％）にまで除去できたこと
が分かる。なお、隔膜電解槽において電流密度２００Ａ
／ｃｍ2で電解し、水素ガスの供給量は硝酸性窒素除去
に必要な反応当量の１．３倍であったが、この連続処理
期間を通じて安定した処理効果が確認できた。
【００１７】
【発明の効果】本発明の方法及び装置によれば、水素供
与体として水素ガスを添加する生物学的脱窒法により有
機物濃度が低い硝酸性又は亜硝酸性窒素含有水を処理す
る際に、被処理水中に水素ガスが極めて微細な状態で溶
解又は混合されるため、供給水素ガスの利用率を著しく
向上することができ、効率よく安価に脱窒することがで
きる。また、ＳＰＥ型隔膜電解槽を用いた場合には、電
解質濃度の低い水でも電流効率が高く、効率のよい電気
分解を行うことができる。
与体として水素ガスを添加する生物学的脱窒法により有
機物濃度が低い硝酸性又は亜硝酸性窒素含有水を処理す
る際に、被処理水中に水素ガスが極めて微細な状態で溶
解又は混合されるため、供給水素ガスの利用率を著しく
向上することができ、効率よく安価に脱窒することがで
きる。また、ＳＰＥ型隔膜電解槽を用いた場合には、電
解質濃度の低い水でも電流効率が高く、効率のよい電気
分解を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す生物学的脱窒装置の系
統図である。
統図である。
【図２】本発明に用いるＳＰＥ型隔膜電解槽の一つのセ
ルの構造の説明図である。
ルの構造の説明図である。
【図３】実施例１における陽極部流入水量比並びに原水
及び処理水の硝酸性窒素濃度の経時変化を示すグラフで
ある。
及び処理水の硝酸性窒素濃度の経時変化を示すグラフで
ある。
１ 脱窒反応槽 ２ 曝気槽 ３ 隔膜電解槽 ４ 接触材 ５ 接触材 ６ 水素ガス混合被処理液供給配管 ７ 酸素ガス供給配管 ８ 原水供給ポンプ ９ ｐＨ調整槽 １０ 酸貯槽 １１ 直流電源 １２ 高分子固体電解質 １３ 陰極 １４ 陽極 １５ 給電体 １６ 給電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 桂一郎 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 有機物濃度が希薄で、硝酸性窒素及び／
又は亜硝酸性窒素を含有する水を水素ガスを水素供与体
として用いて生物学的に脱窒処理する方法において、被
処理液を隔膜式電解槽の陰極部及び陽極部に連続的に流
入させ、陰極部で電気分解で生成する水素ガスを隔膜式
電解槽内部で溶解又は混合させた後、脱窒反応槽の原水
流入口に通水することを特徴とする水の生物学的脱窒方
法。 - 【請求項２】 隔膜式電解槽の陰極部に流入させる被処
理液のｐＨ値を予め４〜６に調整する請求項１記載の水
の生物学的脱窒方法。 - 【請求項３】 被処理液のｐＨ値の調整を、隔膜式電解
槽の陽極部から流出する被処理液を隔膜式電解槽の前段
に配置したｐＨ調整槽に移送して行う請求項２記載の水
の生物学的脱窒方法。 - 【請求項４】 ｐＨ調整槽で脱気処理を行う請求項３記
載の水の生物学的脱窒方法。 - 【請求項５】 隔膜式電解槽が高分子固体電解質を用い
た隔膜式電解槽である請求項１記載の水の生物学的脱窒
方法。 - 【請求項６】 被処理液の９０〜９５％を隔膜式電解槽
の陰極部に供給し、被処理液の５〜１０％を陽極部に供
給する請求項１記載の水の生物学的脱窒方法。 - 【請求項７】 隔膜式電解槽の陽極部で発生した酸素ガ
スを、脱窒反応槽の後段に設けた曝気槽に供給する請求
項１記載の水の生物学的脱窒方法。 - 【請求項８】 請求項１記載の方法を実施する装置にお
いて、被処理液の供給配管が隔膜式電解槽の陰極部及び
陽極部に接続され、その電解槽の陰極部で発生した水素
ガスを含む水素ガス混合被処理液を脱窒反応槽の原水流
入口に通水する配管が設けられていることを特徴とする
水の生物学的脱窒装置。 - 【請求項９】 隔膜式電解槽の前段にｐＨ調整槽が設け
られており、このｐＨ調整槽に隔膜式電解槽の陽極部か
ら流出する被処理液を返送する配管が接続されている請
求項８記載の水の生物学的脱窒装置。 - 【請求項１０】 隔膜式電解槽が高分子固体電解質を用
いた隔膜式電解槽である請求項８記載の水の生物学的脱
窒装置。 - 【請求項１１】 脱窒反応槽の後段に曝気槽が設けられ
ており、この曝気槽に、隔膜式電解槽の陽極部で発生し
た酸素ガスを供給する酸素ガス供給配管が接続されてい
る請求項８記載の水の生物学的脱窒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5400997A JPH10230291A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 水の生物学的脱窒方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5400997A JPH10230291A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 水の生物学的脱窒方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10230291A true JPH10230291A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12958594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5400997A Pending JPH10230291A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 水の生物学的脱窒方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10230291A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984326B2 (en) * | 2001-09-19 | 2006-01-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitrogen treating method and nitrogen treating system |
| JP2006035158A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Yamato:Kk | 水処理方法および水処理装置 |
| JP2008093569A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Ebara Corp | 超音波処理及びダイヤモンド電極を用いた水媒体の処理方法及び装置 |
| WO2014148290A1 (ja) | 2013-03-22 | 2014-09-25 | 富士フイルム株式会社 | インク組成物、インクセット、及び画像形成方法 |
| CN114634262A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-06-17 | 南京大学 | 一种分步电催化脱氯降解去除地下水中氯代烃的方法 |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP5400997A patent/JPH10230291A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2014148290A1 (ja) | 2013-03-22 | 2014-09-25 | 富士フイルム株式会社 | インク組成物、インクセット、及び画像形成方法 |
| CN114634262A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-06-17 | 南京大学 | 一种分步电催化脱氯降解去除地下水中氯代烃的方法 |
| US11866352B2 (en) | 2022-04-02 | 2024-01-09 | Nanjing University | Method for removing chlorinated hydrocarbons in groundwater through step-by-step electrocatalytic dechlorination degradation |
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