JPH10230292A - 窒素除去方法及び装置並びに包括固定化担体 - Google Patents
窒素除去方法及び装置並びに包括固定化担体Info
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- JPH10230292A JPH10230292A JP28387297A JP28387297A JPH10230292A JP H10230292 A JPH10230292 A JP H10230292A JP 28387297 A JP28387297 A JP 28387297A JP 28387297 A JP28387297 A JP 28387297A JP H10230292 A JPH10230292 A JP H10230292A
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Abstract
き、更には1槽で窒素除去を行なうことができる。 【解決手段】アンモニア性窒素が含有する廃水と、アン
モニア性窒素を酸化する酸化微生物により酸化されて生
成したアンモニア酸化生成物を窒素に変換する触媒作用
物質及びその触媒作用物質の変換力を再生する変換微生
物のうちの何れか一方と、前記廃水とを好気条件で接触
させる。
Description
置並びに包括固定化担体に係り、特に、処理時間が短
く、且つ省エネルギー型の廃水処理を可能とする窒素除
去方法及び装置並びに包括固定化担体に関する。
は、湖沼、内湾などの閉鎖性水域における富栄養化現象
の原因とされている。従来、これらの廃水中から窒素成
分を除去する窒素除去としては、微生物を利用した生物
学的な窒素除去処理が行われており、代表例としては活
性汚泥循環変法がある。この生物学的な窒素除去方法
は、独立栄養菌である硝化細菌の窒素化合物酸化能力を
利用して、廃水中のアンモニア性窒素を先ず好気条件で
亜硝酸や硝酸に酸化し、その後、従属栄養細菌である脱
窒細菌の働により、廃水中の有機物等を電子供与体とし
て亜硝酸や硝酸を嫌気性状態で窒素に還元することによ
り廃水から窒素を除去するものである。
−N)が10mg/L以下、T−N除去率でみた場合に
50%程度が要求される。
生物学的な窒素除去方法は、処理時間に極めて長時間を
要する欠点があると共に、脱窒反応には脱窒細菌の還元
力のエネルギー源である、例えばメタノールや水素等の
水素供与体を必要とするため、処理コストが高くなると
いう欠点があった。
合、好気条件で硝化反応を行う硝化槽と、嫌気条件で脱
窒反応を行う脱窒槽の2槽が必要であり、装置が大型化
するばかりでなく、2槽にすることにより硝化槽と脱窒
槽との間で廃水を循環するためのエネルギーを必要とす
るという欠点がある。このように、活性汚泥循環変法に
代表される従来の生物学的な窒素除去方法は、処理時
間、処理コスト、装置のコンパクト化等の点で満足でき
るものではなかった。
もので、処理時間が極めて短く、処理コストを低減で
き、1槽で窒素除去を行うことができる窒素除去方法及
び装置並びにそれに使用する包括固定化担体を提供する
ことを目的とする。
る為に、廃水中の窒素化合物を生物学的に処理して除去
する窒素除去方法において、前記窒素化合物を酸化する
酸化微生物と、前記酸化微生物により酸化されて生成し
た窒素化合物の酸化中間生成物を窒素に変換する触媒作
用物質及び前記触媒作用物質の窒素変換能力を再生する
変換微生物のうちの少なくも一方とを、前記廃水と好気
条件で接触させることを特徴とする。
廃水中の窒素化合物を生物学的に処理して除去する窒素
除去装置において、前記窒素化合物を酸化する酸化微生
物と、前記酸化微生物により酸化されて生成した窒素化
合物の酸化中間生成物を窒素に変換する触媒作用物質及
び前記触媒作用物質の窒素変換能力を再生する変換微生
物のうちの少なくも一方とを、前記廃水と好気条件で接
触させる反応槽と、前記反応槽内の廃水中の溶存酸素を
制御する制御手段と、前記反応槽内の廃水のpHを制御
する制御手段と、から成ることを特徴とする。
化する酸化微生物と、酸化微生物により酸化されて生成
した窒素化合物の酸化中間生成物を窒素に変換する触媒
作用物質及び触媒作用物質の窒素変換能力を再生する変
換微生物のうちの少なくも一方とを、廃水と好気条件で
接触させるようにしたので、窒素酸化物の酸化中間生成
物が亜硝酸や硝酸の酸化レベルまで移行する前の段階で
窒素に変換する反応(以下、短絡型の脱窒反応と称す)
を効率的に行うことができる。
再生する変換微生物を廃水中に高濃度(例えば、107
cells/mL以上)に保持する場合には、窒素変換
能力を失った触媒作用物質が効率的に再生するので、廃
水に微量存在する触媒作用物質、例えば鉄分を利用でき
る。従って、廃水中への触媒作用物質の添加や補充の必
要がない。
アンモンニア含有廃水と、硝化細菌と鉄酸化細菌との混
成細菌を固定化した担体とを好気性条件下で接触させる
ことを特徴とする。また、本発明は前記目的を達成する
為に、廃水中の窒素化合物を生物学的に処理して除去す
る窒素除去装置において、前記窒素化合物を酸化する酸
化微生物と、前記酸化微生物により酸化されて生成した
窒素化合物の酸化中間生成物を窒素に変換する触媒作用
物質及び前記触媒作用物質の窒素変換能力を再生する変
換微生物のうちの少なくも一方とを、前記廃水と好気条
件で接触させる反応槽と、前記反応槽の後段に設けら
れ、嫌気条件で生物学的に脱窒処理を行う脱窒槽と、か
ら成ることを特徴とする。
後段に、嫌気条件で生物学的に脱窒処理を行う脱窒槽を
設けたので、例えば、短絡型の窒素除去装置で除去しき
れなかった廃水中の酸化態窒素を脱窒槽で除去すること
ができる。また、本発明は前記目的を達成する為に、廃
水中の窒素化合物を生物学的に処理して除去する窒素除
去装置において、前記窒素化合物を酸化する酸化微生物
と、前記酸化微生物により酸化されて生成した窒素化合
物の酸化中間生成物を窒素に変換する触媒作用物質及び
前記触媒作用物質の窒素変換能力を再生する変換微生物
のうちの少なくも一方とを、前記廃水と好気条件で接触
させる反応槽と、前記反応槽の前段に設けられ、前記廃
水中の有機物を除去する有機物除去手段と、から成るこ
とを特徴とする本発明によれば、短絡型の窒素除去装置
の後段に、廃水中の有機物を除去する有機物除去手段を
設けたので、短絡型の窒素除去の反応を阻害する有機物
が減少し、短絡型の窒素除去の効率を向上させることが
できる。
廃水中の窒素化合物を生物学的に処理する窒素除去装置
において、前記廃水と、前記窒素化合物を酸化する酸化
微生物とを好気条件で接触させる第1の反応槽と、前記
第1の反応槽からの流出液と、前記酸化微生物及び前記
酸化微生物により酸化されて生成した窒素化合物の酸化
中間生成物を窒素に変換する触媒作用物質及び前記触媒
作用物質の窒素変換能力を再生する変換微生物のうちの
少なくも一方とを、好気条件で接触させる第2の反応槽
と、から成ることを特徴とする。
ア含有廃水と硝化細菌を好気条件で接触させた液と、第
2の反応槽で前記酸化微生物及び前記酸化微生物により
酸化されて生成した窒素化合物の酸化中間生成物を窒素
に変換する触媒作用物質及び前記触媒作用物質の窒素変
換能力を再生する変換微生物のうちの少なくも一方と
を、好気条件で接触させるようにしたので、第1の反応
槽で硝酸態窒素が生成され廃水のpHが下がる。従っ
て、第2の反応槽でpH調整剤を添加することなく好気
脱窒を促進させることができる。更に、第2の反応から
の液を第3の反応槽で嫌気条件で脱窒細菌に接触させる
ようにすると、廃水中に残存する亜硝酸態窒素や硝酸態
窒素も窒素ガスに還元することができる。
硝化細菌、メタン酸化細菌、有機塩素系化合物分解菌、
白色腐朽菌等の窒素化合物酸化酵素を有する微生物のう
ちの1つ又は2以上の混合物から成り前記窒素化合物を
酸化する酸化微生物と、2価の化合物、3価の化合物、
マグネタイト、赤鉄鉱、かっ鉄鉱、磁鉄鉱、黄鉄鉱、活
性炭、フライアッシュ、硫黄化合物、又は銅、亜鉛、珪
素の何れかを含む化合物のうちの1つ又は2以上の混合
物から成り前記酸化微生物により酸化されて生成した窒
素化合物の酸化中間生成物を窒素に変換する触媒作用物
質と、鉄酸化細菌、硫黄酸化細菌、活性汚泥のうちの1
つ又は2以上の混合物から成り前記触媒作用物質の窒素
変換能力を再生する変換微生物と、を担体ごとに別個若
しくは一緒に、又はこれら3者と2者を組み合わせて高
分子ゲルで包括固定する。
質、変換微生物を高分子ゲルで包括固定化した担体を使
用することにより、短絡型の脱窒反応を行う上で重要
な、酸化微生物、触媒作用物質及び変換微生物と廃水と
の接触効率を高めることができると共に、これらの微生
物や物質が反応槽からの流出を防止されるので、安定し
た処理を行うことができる。
る窒素除去方法及び装置並びに包括固定化担体の実施の
形態について詳説する。図1は、本発明の窒素除去方法
を説明する模式図であり、以下廃水中の窒素化合物とし
て主たる形態であるアンモニア性窒素の例で説明する。
ニア性窒素を酸化微生物により酸化して生成されたアン
モニア酸化中間生成物が、亜硝酸や硝酸まで酸化レベル
が移行する前の段階で窒素に変換する短絡型の脱窒反応
を行うことを特徴とする。ここで、アンモニア酸化中間
生成物とは、アンモニアが酸化されて亜硝酸や硝酸まで
酸化レベルまでに移行する前の酸化中間生成物を言い、
ヒドロキシルアミン(NH2 OH)と考えられる(図4
参照)。
水と、アンモニアを酸化する酸化微生物及び酸化微生物
により酸化されて生成したアンモニア酸化生成物を窒素
に変換する触媒作用物質を接触させることにより、廃水
中のアンモニアを次の化学反応式により好気的に脱窒す
る。
の反応が進行し、続いて触媒作用物質により(2)式の
反応が進行することにより排水中のアンモニア(N
H4 )は脱窒されて窒素(N2 )になる。どちらの反応
も好気的に行われる。
としては、硝化細菌、メタン酸化細菌、有機塩素系化合
物分解菌、白色腐朽菌等のアンモニア酸化酵素を有する
微生物のうちの1つ又は2以上の混合物を使用すること
ができる。酸化微生物により酸化されて生成される酸化
生成物を窒素に変換する触媒作用物質しては、2価の化
合物、3価の化合物、マグネタイト、赤鉄鉱、かっ鉄
鉱、磁鉄鉱、黄鉄鉱、活性炭、フライアッシュ、硫黄化
合物、又は銅、亜鉛、珪素の何れかを含む化合物のうち
の1つ又は2以上の混合物を使用することができる。
鉛、マンガンを含有するものであり、3価の化合物とし
てはアムミニウム、クロム等を含有するものである。そ
して、短絡型の脱窒反応において、触媒作用物質の窒素
変換能力を再生する変換微生物を廃水中に高濃度(例え
ば、107 cells/mL以上)に共存させると、変
換能力を失った触媒作用物質を極めて効率良く再生する
ことができる。従って、廃水中に存在する微量の触媒作
用物質、例えば0.1mg/L程度存在する鉄分を利用
することができるので、廃水中への触媒作用物質の添加
や補充を必要としない。図2は、鉄酸化細菌を変換微生
物として用いた場合の窒素変換能力の再生サイクルであ
る。
換微生物としては、鉄酸化細菌、硫黄酸化細菌、活性汚
泥のうちの1つ又は2以上の混合物を使用することがで
きる。上記した酸化微生物、触媒作用物質及び変換微生
物と廃水の接触による本発明の窒素除去方法は、反応槽
内においてこれらの物質が浮遊状態で存在する場合、付
着担体に付着固定化して存在する場合、更には高分子ゲ
ル内に包括固定化した状態で存在する場合の何れの場合
にも適用することができる。
質、例えば鉄分を廃水中に常時0.5mg/L以上、好
ましくは10mg/L以上存在させることが必要であ
り、活性汚泥中の鉄分としてみた場合には100mg/
g・固体物質以上有することが望ましい。また、廃水の
pHも短絡型の脱窒反応が促進される4〜5程度にする
ことが好ましい。
る処理性能の低下を招きや易いことから、浮遊の場合よ
りも高分子ゲルに包括する包括固定化担体、或いは付着
担体に付着させる付着固定化担体の形で廃水と接触させ
ることが好ましい。酸化微生物、触媒作用物質及び変換
微生物を包括固定化する高分子ゲルは、例えば、ポリエ
チレングリコール、ポリエチレングリコールプレポリマ
ー、ポリビニルアルコール、ポリウレタンアクリレー
ト、アクリルアミド、ポリビニルホルマール、寒天、カ
ラギーナン、アルギン酸塩等を用いることができる。
を高分子ゲルにより包括固定する場合、これらの微生物
や物質を担体ごとに別個に包括固定してもよく、或いは
1つの担体に一緒に包括固定してもよい。更には、これ
ら3者の2者(酸化生成物と触媒作用物質、触媒作用物
質と変換微生物、酸化生成物と変換微生物)を組み合わ
せて包括固定化し、残り1つを単独で包括固定化しても
よい。
微生物により生成されたアンモニア酸化生成物が亜硝酸
や硝酸に移行することなく速やかに窒素に脱窒されるこ
とが望ましいことから、3者を一緒に包括固定化する
か、或いは酸化微生物と触媒作用物質とを一緒に包括固
定化することが望ましい。また、酸化微生物、触媒作用
物質及び変換微生物を付着させる付着担体としては、ポ
リエチレングリコール、ポリビニールアルコール、アク
リルアミド、ポリビニルホルマール等をゲル化した高分
子ゲルの他に多孔性担体、セラミックス、プラスチック
等を使用することができる。付着担体の形状としては、
ハニカム状、波板状等の表面積を大きくした板状部材で
も良く、或いは上記した高分子ゲルの粒状物の表面に酸
化微生物、触媒作用物質、変換微生物を付着させること
もできる。高分子ゲルを付着担体とする場合、触媒作用
物質は付着性がないので、高分子ゲルの表面に一部を露
出させた状態で埋め込むようにして固定することが必要
である。付着固定化の方法としては、触媒作用物質を強
制的に付着させた付着担体に、酸化微生物と変換微生物
とを自然付着させる方法がある。これは、前記の通り、
触媒作用物質である2価の化合物、3価の化合物、マグ
ネタイト、赤鉄鉱、かっ鉄鉱、磁鉄鉱、黄鉄鉱、活性
炭、フライアッシュ、硫黄化合物、又は銅、亜鉛、珪素
のような鉱物は、付着担体への付着性がないことからバ
インダー等により強制的に付着させることが必要であ
る。
生物を付着固定化する方法の変形例としては、触媒作用
物質を成分として含有する材料、例えば鉄板を付着担体
とし、この鉄板に酸化微生物と変換微生物とを自然付着
させてもよい。この場合、鉄板自体が触媒作用物質とし
ても役目を行なう。図3は、短絡型の脱窒反応における
総窒素(T─N)除去速度(mg- N/h・L- 担体)
と反応槽中の溶存酸素レベルとの関係を示した図であ
る。図3から、本発明の短絡型の脱窒反応を行って窒素
を除去するための反応槽内の溶存酸素レベルとしては、
少なくとも0.1mg/L以上にすることが必要である
と考える。即ち、T−N除去率は、望ましくは前述した
ように50%要求されるが、最低限25%あれば実用化
可能であり、これをT−N除去速度でみた場合には5
(mg- N/h・L- 担体)以上あれば、T−N除去率
25%を確保することが可能である。そして、T−N除
去速度で5(mg- N/h・L- 担体)以上を得るため
に反応槽内の溶存酸素レベルとしては、少なくとも0.
1mg/L以上にすることが必要である。
絡型の脱窒反応(図の実線)と、従来の窒素除去方法に
おける硝酸型の脱窒反応(図の点線)とを比較した図で
ある。図4から分かるように、本発明の窒素除去方法に
おける短絡型の脱窒反応は、酸化微生物により生成され
たアンモニア酸化生成物(NH2 OH)は1ステップで
窒素になるのに対し、従来の窒素除去方法における硝酸
型の脱窒反応では、6ステップを経て窒素になる。
行う窒素除去方法を行うことにより、極めて短い処理時
間で廃水中のアンモニアを除去することができる。ま
た、アンモニアをアンモニア酸化生成物にする反応と、
アンモニア酸化生成物を窒素に変換する反応が共に好気
的な反応であることから、従来のように好気条件が必要
な硝化槽と嫌気条件が必要な脱窒槽の2槽を必要とせ
ず、1つの処理槽で行うことが可能である。更には、従
来の脱窒菌による脱窒反応のように高価な水素供与体を
必要としないので、処理時間の短縮と相まって処理コス
トを大幅に低減することができる。
窒素除去装置の第1の実施の形態を示す概略断面図であ
り、酸化微生物、触媒作用物質及び変換微生物を一緒の
担体に包括固定化(図1参照)したものを使用した場合
である。図5に示すように、原水供給管13からアンモ
ニア性窒素を含有する廃水が流入する反応槽11内に
は、酸化微生物、触媒作用物質及び変換微生物を一緒に
包括固定化した包括固定化担体12が投入される。反応
槽11の底部には曝気装置14が配設されると共に、こ
の曝気装置14の曝気量を調整する調整バルブ16がコ
ントローラ18を介して反応槽11内に配設されたDO
測定センサ20に接続される。これにより、反応槽11
内の排水中の溶存酸素レベルが0.1mg/L以上にな
るように曝気装置14からの曝気量が制御される。ま
た、反応槽11にはpH調整液注入配管22が配設され
ると共に、pH調整液注入配管22の注入量を調整する
調整バルブ24がコントローラ18を介して処理槽10
内に配設されたpH測定センサ26に接続される。これ
により、反応槽11内の排水のpHは4〜8に制御され
る。
ように、触媒作業物質を包括固定化して廃水中に高濃度
で維持でき、変換微生物を前記した高濃度に維持する必
要のない場合には、pH4〜8で充分である。しかし、
後述するように、触媒作用物質として廃水中の微量鉄分
等を利用する場合は、変化微生物を高濃度に維持すると
同時に廃水のpHを4〜6.5に維持することが好まし
い。
kg- N/m3 ・日以上)を行うと効果的であり、残存
する窒素酸化物を本発明で後処理すると、T−N除去率
を向上させることができる。図6は、高負荷運転を行な
うように構成した本発明の第2の実施の形態であり、図
5で説明した窒素除去装置10の後段に嫌気脱窒装置2
8を設け、窒素除去装置10で処理された処理水を更に
嫌気脱窒装置28において脱窒菌により脱窒を行うよう
にした場合である。尚、図6では、図5で説明したDO
測定センサ、pH測定センサ、コントローラ等について
は省略した。
応槽11と嫌気脱窒装置28の脱窒槽30とは仕切壁3
2で仕切られており、仕切壁32の上部には反応槽11
で処理されて液が脱窒槽30に送水される送水口34が
開口される。反応槽11内には、酸化微生物、触媒作用
物質及び変換微生物を一緒に包括固定化した包括固定化
担体12が投入されると共に、反応槽11内底部に曝気
装置14が配設され、更に仕切壁32の反応槽11側に
はスクリーン36が傾斜して配設される。このスクリー
ン36により反応槽11内の包括固定化担体12が反応
槽11から脱窒槽30に流出するのを防止する。一方、
脱窒槽30内には、活性汚泥が投入されると共に、脱窒
槽30内底部に脱窒槽30内の液をゆっくりと攪拌する
攪拌器40が配設され、更に仕切壁32の脱窒槽30側
には、前記送水口34に連通して送水路38が配設され
る。
は、曝気装置14によるエアリフト作用により送水口3
4と送水路38を介して脱窒槽30に流入し、従来の嫌
気的脱窒が成されて排出口42から系外に排出される。
図6のように装置を構成した場合は、高負荷運転を行う
反応槽11において短絡型の脱窒反応により脱窒されず
に、亜硝酸や硝酸まで移行した酸化生成物を嫌気脱窒装
置28で確実に脱窒することができる。
機物により阻害され易く、高濃度有機物を含むアンモニ
ア含有廃水の場合には、前処理で有機物を除去すると短
絡型の脱窒処理を効果的に行うことができる。図7は、
本発明の第3の実施の形態を説明するものであり、高濃
度有機物を含むアンモニア性窒素含有排水の場合に好適
な構成の一例である。即ち、図6で説明した短絡型の窒
素除去装置10である反応槽11の前段に従来の硝化・
脱窒型の窒素除去装置44を設け、窒素除去装置44で
処理した処理水を窒素除去装置10で好気脱窒するよう
にしたものである。
脱窒槽46と硝化槽48により構成され、脱窒槽46と
硝化槽48は仕切壁50で仕切られると共に、仕切壁5
0の上部に脱窒槽46と硝化槽48を連通する連通口5
2が形成される。脱窒槽46内には活性汚泥が投入され
ると共に、脱窒槽46底部に攪拌器54が配設される。
硝化槽48には、硝化細菌を包括固定化した包括固定化
担体56が投入されると共に、硝化槽48底部には曝気
装置58が配設される。そして、硝化槽48内の上方に
は、前記連通口52を貫通して脱窒槽46の略真ん中位
置まで延設された循環水路60が配設されると共に、循
環水路60の一方端は硝化槽48の排出口62に連通さ
れる。更に、硝化槽48内にはスクリーン64が配設さ
れ、硝化槽48内の包括固定化担体56が循環水路60
に流出しないようになっている。
は、窒素除去装置44に流入して硝化・脱窒処理がなさ
れる。硝化槽48で硝化処理された硝化液は曝気装置5
8からエアによるエアリフト作用により循環水路60に
越流し、越流した硝化液の一部は脱窒槽46に循環さ
れ、残りの液は排出口62を通って短絡型の窒素除去装
置10に送水される。
・脱窒型の窒素除去装置44において窒素除去が行われ
るばかりでなく、脱窒反応において脱窒細菌の栄養源
(水素供与体)として有機物が消費されるので、短絡型
の窒素除去装置10へ送水される送水中の有機物含有量
を低減することができる。これにより、窒素除去装置1
0での短絡型の脱窒反応において有機物による阻害を防
止することができる。更に、図7のように構成すること
により、廃水の水温が低く酸化微生物、例えば硝化細菌
の活性が低下したために硝化速度(アンモニアの酸化反
応)が遅く、ヒドロキシルアミンから亜硝酸へスムーズ
に移行しないために硝化液中にヒドロキシルアミンの残
存が多い場合に適しており、既設の窒素除去装置30の
冬場対策としても適している。
Hの影響について詳説する。図8は、酸化微生物の代表
例である硝化細菌の比増殖速度と反応時における廃水の
pHとの関係、及び変換微生物の代表例である鉄酸化細
菌の比増殖速度と反応時における廃水のpHとの関係を
示したものである。尚、比増殖速度とは式(3)で示さ
れ、比増殖速度が大きいほど反応が活発になり、活発な
反応を行わせるには通常において比増殖速度が0.6以
上であることが望ましい。
3から増加させた場合、pHが6を越えると比増殖速度
がほぼ0.6になりpH7において最大の0.9となっ
た後、徐々に低下してpH9では0.75程度となる。
従って、硝化細菌の最適pHは6〜9、好ましくは7〜
9であり、この範囲で硝化細菌の反応が最も活発になる
のに対し、pHが6以下では反応が緩やかになる。この
ことから、アンモニア性窒素を含有する廃水と硝化細菌
を好気条件で接触させた場合、pH6〜9ではアンモニ
ア性窒素は最終的な酸化生成物である亜硝酸態窒素や硝
酸態窒素に速やかに酸化され、pHが6以下では中間生
成物であるヒドロキシルアミンの状態で存在する時間が
長くなることが推測される。
加させていった場合、pHが4付近で比増殖速度が最大
の1.1となりその後、徐々に低下してpH6付近で比
増殖速度がほぼ0.6になる。従って、鉄酸化細菌の最
適pHは、3〜6、好ましくは3〜5であり、この範囲
で鉄酸化細菌の反応が最も活発になる一方、pHが6以
上では反応が緩やかになる。
つ鉄酸化細菌の比増殖速度が大きくという両方を満足す
るpH条件を設定することにより、NH4 →NH2 OH
→N 2 の反応経路を優先的に促進させることができる。
そして、この条件を満足するpHとしては、4〜6.5
が好ましいことが分かった。即ち、ヒドロキシルアミン
を窒素に変換することのできる新しい触媒作用物質を廃
水中に多量にしかも常時添加することが可能であれば、
鉄酸化細菌の比増殖速度は余り問題とされないが、現実
には経済性等の理由から不可能である。従って、窒素へ
の変換能力を失った触媒作用物質を効率的に再生するた
めには、変換微生物である鉄酸化細菌の比増殖速度を一
定以上に確保することが重要になり、その為にはpHの
下限を4に設定することが好ましい。
化と、鉄酸化細菌のヒドロキシルアミンの酸化のどちら
も好気性条件下であるから1槽の反応槽での処理が可能
である。1槽での処理の場合に、好気脱窒をより促進さ
せようとするならpH調整剤を廃水に添加して廃水のp
Hを4〜6.5に調整すればよい。pH調整剤を用いる
ことなく廃水のpHを4〜6.5に調整する方法として
は、反応槽を2槽設けて、第1の反応槽でアンモニア含
有廃水と硝化細菌を好気条件で接触させた液を、第2の
反応槽で硝化細菌及び鉄酸化細菌とを好気条件で接触さ
せるようにすればよい。即ち、第1の反応槽で亜硝酸態
窒素や硝酸態窒素が生成され廃水のpHが下がる。従っ
て、第2の反応槽でpH調整剤を添加することなく好気
脱窒を促進させることができる。更に、第2の反応から
の液を第3の反応槽で嫌気性条件下で脱窒細菌に接触さ
せれば、廃水中に残存する亜硝酸態窒素や硝酸態窒素も
窒素ガスに還元することができる。
能に構成した本発明の第4の実施の形態において、1槽
式の窒素除去装置の断面図である。また、酸化微生物と
して硝化細菌、変換微生物として鉄酸化細菌を高濃度に
保持し、触媒作用物質は反応槽に特に添加しない例であ
る。図9に示すように、1槽式の窒素除去装置100
は、主として、アンモニア性窒素を含有する廃水の原水
供給管112と、硝化細菌と鉄酸化細菌との混成細菌が
包括固定された担体115が投入された反応槽114
と、反応槽114の底部に設けられた曝気装置116
と、廃水のpHを4〜6.5に調整するpH調整剤を添
加する添加配管118と、反応槽114の処理液排出口
に設けられた担体流出防止用のスクリーン120と、処
理液排出管122とで構成される。
の窒素除去装置100によれば、廃水中のアンモニア性
窒素をNH4 →NH2 OH→N2 の反応経路により廃水
中のアンモニア性窒素を好気的に除去することができる
ので、アンモニア性窒素を最終的な酸化生成物である亜
硝酸態窒素や硝酸態窒素にする必要がない。従って、処
理時間を短縮することができると共に、脱窒細菌による
嫌気脱窒を行わないので水素供与体としてのメタノール
や有機物を必要としない。
可能に構成した本発明の第4の実施の形態において、2
槽式の窒素除去装置の断面図である。2槽式の窒素除去
装置は、第1の反応槽124と第2の反応槽126の2
槽で行う場合であり、各反応槽124、126の装置構
成は、上記1槽式におけるpH調整剤の添加配管118
がない他は同様である。そして、第1の反応槽124に
は、硝化細菌を包括固定化した第1の担体128が投入
され、第2の反応槽126には硝化細菌と鉄酸化細菌が
包括固定された第2の担体115が投入され、第1の反
応槽124で処理された液が第2の反応槽126に送水
される。
の窒素除去装置によれば、アンモニア含有廃水は、先ず
第1の反応槽124に流入し、好気性条件下で第1の担
体128と接触される。この場合、流入する廃水のpH
が6〜9の範囲外であればこの範囲に調整する方がよ
い。これにより、第1の反応槽124では、アンモニア
性窒素が活発に酸化(硝化)されて亜硝酸態窒素や硝酸
態窒素が生成されて廃水のpHが下がる。そして、6程
度までpHが下がった液が第2の反応槽126に送水さ
れる。第2の反応槽126では、廃水中のアンモニア性
窒素と第2の担体115とが好気条件で接触することに
より、第2の担体115中の硝化細菌により亜硝酸態窒
素、硝酸態窒素を生成して更にpHを低下させていき、
鉄酸化細菌の最適pH領域である4〜6.5まで低下す
ると、硝化細菌の反応が緩やかになりヒドロキシルアミ
ンを優先して生成するようになる。更に、このヒドロキ
シルアミンが亜硝酸態窒素、硝酸態窒素に変換されてし
まう前に第2の担体115中の鉄酸化細菌により窒素ガ
スに酸化される好気脱窒が行われる。
は、1槽式の窒素除去装置と同様の効果を得ることがで
きる上に、第1の反応槽124を設けたことにより、第
2の反応槽126においてpH調整剤等により廃水のp
Hを4〜6.5に調整する必要がない。図11は、廃水
のpHを4〜6.5に調整可能に構成した本発明の第4
の実施の形態において、4槽式の窒素除去装置の断面図
である。即ち、前述した2槽式の窒素除去装置で説明し
た第1の反応槽124、第2の反応槽126の後段に、
脱窒細菌を付着保持した充填材部材130が収納され嫌
気性条件を有する第3の反応槽132を設けると共に、
第3の反応槽132の後段に従属栄養細菌を付着保持し
た充填材部材134が収納され好気性条件を有する第4
の反応槽136を設けたものである。
器138が設けられると共に、栄養源供給装置140か
ら脱窒細菌の栄養源(水素供与体)である、例えばメタ
ノールが添加される。また、第4の反応槽136の底部
には、曝気装置116が設けられる。本発明の第4の実
施の形態における4槽式の窒素除去装置によれば、第2
の反応槽126から排出される液に残存する亜硝酸態窒
素、硝酸態窒素を第3の反応槽132で窒素ガスに還元
することができると共に、第4の反応槽136では第3
の反応槽132で添加した余剰のメタノールや廃水中の
BOD成分を除去することができる。
応槽126においてヒドロキシルアミンから窒素ガスに
変換することにより、第3の反応槽132で処理される
亜硝酸態窒素、硝酸態窒素が低減しているので、メタノ
ールの使用量を低減させることができる。次に、本発明
の第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形
態は、酸化態窒素を電子供与体として利用することによ
り、有機物を必要とすることなく化学的に脱窒処理する
ものである。
は、第1の反応槽(硝化槽)212と第2の反応槽(脱
窒槽)214と凝集沈殿槽216とで構成される。原水
供給管218を介してアンモニア性窒素を含有する廃水
が流入する硝化槽212には、硝化細菌を包括固定化し
た多数の担体220が投入されると共に、槽212内底
部には曝気装置222が設けられる。曝気装置222
は、エア配管224を介して図示しないブロアに接続さ
れると共に、エア配管224には曝気エア量を調整する
調整バルブ226が設けられる。硝化槽212内には、
DOセンサ228が設けられDOセンサ228で検出さ
れた硝化槽212内の溶存酸素濃度がコントローラ23
0に出力される。コントローラ230は、DOセンサ2
28の検出値に基づいて調整バルブ226の開度を調整
して硝化槽212内の溶存酸素(以下、DOという)レ
ベルが0.1mg/L以上になるように制御する。
アが酸化されて生成された酸化態窒素を含む硝化液は、
第1の送水管232を経て脱窒槽214に送水される。
脱窒槽214内には、鉄酸化細菌を含む活性汚泥と、塩
化第2鉄等の水中で鉄イオンとして存在する塩化鉄が投
入されると共に、槽214内には硝化液と鉄酸化細菌と
鉄イオンの接触効率が良くなるように攪拌機234が配
設される。
液、硫酸水溶液等の酸を添加する酸添加配管236が配
設されると共に、塩化第2鉄を補充する鉄補充用配管2
38が配設され、酸添加配管236及び鉄補充用配管2
38にはそれぞれ調整バルブ240、242が設けられ
る。また、脱窒槽214内には、pH測定センサ244
が設けられpH測定センサ244で検出された検出値
は、コントローラ230に出力される。コントローラ2
30では、pH測定センサ244での検出値に基づいて
脱窒槽214内のpHが2〜5になるように酸添加配管
236の調整バルブ240を制御する。また、脱窒槽2
14から流出する鉄イオンの流出量に応じてそれに見合
う量の塩化第2鉄が鉄補充用配管238から補充される
ように鉄補充用配管238の調整バルブ242を制御さ
れる。
2の送水管246を介して凝集沈殿槽216に送水され
ると共に、第2の送水管246にはアルカリ添加配管2
48が設けられ、処理水のpHは、脱窒槽214でのp
H2〜5からpH6〜8に調整される。この脱窒処理液
へのアルカリの添加により脱窒処理液中の鉄イオンは水
酸化物に変換して凝集沈殿槽216の底部に沈降すると
共に、系外に排出される脱窒処理液を中性化する。ま
た、凝集沈殿槽216の底部から脱窒槽214の入り口
に戻し配管250が配設され、脱窒処理液に混入して脱
窒槽214から流出した鉄酸化細菌を含む活性汚泥と凝
集沈殿槽216において沈殿した水酸化鉄は脱窒槽21
4に循環される。この場合、鉄酸化細菌を塩化第2鉄や
マグネタイトなどと共に包括固定化して脱窒槽214に
投入すると、脱窒槽214からの流出を防止することが
できるので凝集沈殿槽216が必要なくなる。但し、こ
の場合は脱窒槽214の後段に脱窒処理液のpHを中性
化するためにpH調整槽を置く必要がある。凝集沈殿槽
216の上澄液が処理水として系外に排出される。
おける窒素除去装置200を用いて本発明の窒素除去方
法を説明する。アンモニア性窒素を含有する廃水は、原
水供給管218から硝化槽212に供給される。硝化槽
212では、DOセンサ228の検出値に基づいてコン
トローラ230により曝気装置222からの曝気エア量
が制御され、硝化槽212内のDOレベルが0.1mg
/L以上に制御され、この状態で排水と担体220とが
接触して硝化処理が行われる。この時、pHが中性域に
ある通常排水であれば、排水のpHを調整する必要がな
いが、pHが5〜7の範囲を外れている場合には図示し
ないpH調整装置から酸又はアルカリを添加してpHを
5〜7に調整する必要がある。この硝化処理において、
DOレベルとpHレベルを上記条件に設定することによ
り、図13に示すように、アンモニア性窒素が酸化され
た酸化態窒素として、ヒドロキシルアミンと、硝酸態窒
素又は亜硝酸態窒素の少なくとも一方とが混在した硝化
液が生成される。
て脱窒槽214に送水され、脱窒槽14に流入した硝化
液は脱窒槽214内の鉄イオンと鉄酸化細菌に接触して
次の化学式で示す化学的な脱窒反応が行われる。図14
はその反応を図示したものである。
により、ヒドロキシルアミンが化学的に酸化されて窒素
ガスと水に分解する一方、Fe3+がFe2+に還元され
る。
酸化細菌の存在下で反応することにより、Fe2+がFe
3+に酸化される一方、硝酸態窒素が電子受容体としてF
e2+から放たれた電子を受け取って還元され、窒素ガス
と水に分解する。尚、亜硝酸態窒素の場合も同様であ
る。従って、脱窒槽214内で上記(4)及び(5)の
反応が行われることにより、何れの反応においても酸化
態窒素を電子供与体としての有機物の存在なしに窒素ガ
スに変換することができる。また、(4)の反応でFe
3+→Fe2+に還元された鉄イオンは、鉄酸化細菌の存在
によりFe2+→Fe3+に酸化されるので、脱窒槽214
内には、Fe2+又はFe3+の鉄イオンとして存在する。
この場合、脱窒槽214では、pHが2〜5になるよう
に制御されるようにした。これにより、鉄イオンを塩と
して沈殿させることなく、反応性の高い鉄イオンとして
脱窒槽214内に存在させることができる。
第2鉄、マグネタイトなどと共に包括固定化して硝化槽
に投入すれば、脱窒槽、凝集沈殿槽、鉄補充配管も必要
無くなる。
窒素除去方法の実施例を説明する。 (実施例1)実施例1は、酸化微生物として硝化細菌、
触媒作用物質としてマグネタイト、変換微生物として鉄
酸化細菌含有活性汚泥を一緒に包括固定化した包括固定
化担体を用いた場合である。
菌数濃度及び担体形状は(表1)の通りである。
び図16に示す。図15はマグネタイト5%の場合、図
16はマグネタイト10%の場合である。
濃度(T−N)は、アンモニア性窒素濃度(NH4 −
N)と亜硝酸性窒素濃度(NO2 −N)と硝酸性窒素濃
度(NO 3−N)の合計により算出した。即ち、原水で
ある廃水のアンモニア濃度(NH4 −N)の20mg/
Lから処理水のアンモニア性窒素濃度(NH4 −N)と
亜硝酸性窒素濃度(NO2 −N)と硝酸性窒素濃度(N
O 3−N)の合計である総窒素濃度(T−N)を引いた
差が短絡型の脱窒反応により脱窒された脱窒量と見做す
ことができる。 図15及び図16から明らかなように、運転開始からの
経過日数によりバラツキはあるものの、マグネタイト5
%の場合、短絡型脱窒反応での脱窒量は約5mg/L程
度で推移した。このことは、原水のアンモニア濃度20
mg/Lの約25%を短絡型脱窒反応で脱窒したことに
なる。
脱窒反応での脱窒量は5mg/L〜10mg/L程度で
推移した。このことは、原水のアンモニア濃度20mg
/Lの約25%〜50%を短絡型脱窒反応で脱窒したこ
とになる。通常、下水等の処理では、T−N除去率は5
0%、処理水のT−N10mg/l程度の処理性能が要
望されており、本発明の短絡型の脱窒反応の窒素除去方
法はそれを満足できる結果と考える。更に、本発明の場
合、反応時間を長くすると最大75%T−N除去率が得
られることを確認している。
/L以下まで低減させることができ問題なかった。ま
た、図から分かるように、運転開始から30日ぐらいま
では固定化した活性汚泥が自己分解し、処理水の総窒素
濃度が増加した。 (実施例2)実施例2は、触媒作用物質としてフライア
ッシュを用い、変換微生物として活性汚泥を用いてこら
れを一緒に包括固定化した包括固定化担体を用いた場合
である。
物の菌数濃度は(表3)の通りである。
た。図17及び図18から明らかなように、フライアッ
シュ10%及び15%の場合、短絡型脱窒反応での脱窒
量はマグネタイトの場合に比べやや少ないものの運転日
数150日の後半は略5mg/L程度で推移した。 (比較例)比較例は、酸化微生物として硝化細菌濃度を
高めた活性汚泥を包括固定化した、所謂、従来の包括固
定化担体を用いた。
化細菌の菌数濃度及び担体形状は(表4)の通りであ
る。
比較例の結果を図19に示した。
応での脱窒量を示す、原水のNH4−N濃度と処理水の
T−N濃度の差がなく、処理水のT−N濃度が原水のN
H4−N濃度と同様の20mg/Lで推移した。また、
処理水のT−N濃度の内容は、略全て硝酸性窒素(NO
3−N)であった。このことは、従来の硝酸型の脱窒反
応が進行し、本発明の短絡型の脱窒反応が全く進行して
いないことが認められた。
から、本発明の包括固定化担体を用いた窒素除去方法を
行うことにより、短絡型の脱窒反応が進行することが実
証された。 (実施例3)実施例3では、実施例1及び2で使用した
マグネタイトとフライアッシュについて、担体中の適正
含有率について検討した。
(%)と比活性(%)との関係を示した図である。但
し、
性(%)との関係を示した図である。
(%)は、1%以上で好ましくは3%以上である。ま
た、図21から、フライアッシュ含有率(%)は、2%
以上で好ましくは6%以上である。ちなみに、本実施例
で使用したマグネタイトは、酸化第2鉄96%以上、水
分0.8%以下、硫酸根0.8%以下、pH9〜10、
かさ比重0.3g/mL、真比重5g/mLである。ま
た、フライアッシュは、二酸化珪素50%、湿分1%未
満、比重2.28である。 (実施例4)実施例4は、図10に示した第1の反応槽
と第2の反応槽から成る窒素除去装置を用いて行ったも
のである。比較例4として担体中に鉄酸化細菌を有しな
い従来の担体を曝気槽に投入して好気的な処理を行っ
た。
反応槽に投入した包括固定化担体、及び比較例4で曝気
槽に投入した包括固定化担体の組成である。
件である。但し、実施例4は、第1及び第2の反応槽か
ら成る窒素除去装置としての運転条件であり、比較例4
は、曝気槽での運転条件である。尚、試験に供した原水
は、有機物を含まない無機合成廃水を用いた。
H4-N濃度5mg/L以下、NH2 OH濃度1mg/L以
下、NO2-N濃度10mg/L、NO3-N濃度195〜2
00mg/Lであった。この結果から分かるように、担体
中に鉄酸化細菌を有しないために好気的な脱窒反応は全
く進行しなかった。従って、廃水の総窒素濃度を低減す
ることはできなかった。
NH4-N濃度5mg/L以下、NH2OH濃度1mg/L以
下、NO2-N濃度1mg/L以下、NO3-N濃度82〜1
23mg/Lであり、総窒素濃度(NH4-N濃度、NO3-
N濃度、NH2 OH濃度及びNO3-N濃度の合計)で8
2〜132mg/Lであった。ここで、原水のNH4-N濃
度と処理水の総窒素濃度の差が本発明の短絡型の窒素除
去方法、即ちNH4 →NH2 OH→N2 の反応経路を経
て除去された窒素の量と言える。従って、原水NH4-N
濃度200mg/Lから処理水の総窒素濃度82〜132
mg/Lを引いたアンモニア性窒素濃度68〜118mg/
Lが本発明の短絡型の窒素除去方法で除去されたもので
ある。従って、原水中のアンモニア性窒素の約1/2を
本発明の処理方法で除去することができた。このことか
ら、硝化細菌と鉄酸化細菌とによる好気的な窒素除去が
行われることが立証された。 (実施例5)実施例4及び比較例4の終了後、アンモニ
ア濃度が更に高濃度な原水(合成廃水)について実施例
5及び比較例5を行った。実施例5の装置、使用した固
定化担体の組成、及び比較例5の装置、使用した固定化
担体の組成は、実施例4及び比較例4と同様であるので
省略する。
モニア濃度及び運転条件である。
0mg/L以下、NH2OH濃度1mg/L以下、NO2-N
濃度570〜650mg/L、NO3-N濃度340〜42
0mg/Lであった。この結果から分かるように、担体中
に鉄酸化細菌を有しないために比較例4と同様に好気的
な脱窒反応は全く進行していなかった。これに対し、実
施例5の処理水の水質は、NH4-N濃度10mg/L以
下、NH 2 OH濃度1mg/L以下、NO2-N濃度340
〜410mg/L以下、NO3-N濃度84〜145mg/L
であった。従って、原水NH4-N濃度1000mg/Lか
ら処理水の総窒素濃度435〜568mg/Lを引いた5
65〜432mg/Lが本発明の処理方法で除去されたこ
とになる。このように、原水中のアンモニア性窒素が高
濃度の場合にもその約1/2を本発明の処理方法で除去
することができた。 (実施例6)実施例6は、図11で説明した窒素除去装
置を用いて行ったものであり、第1の反応槽、第2の反
応槽には、実施例5で使用した固定化担体を引き続き使
用した。
機合成廃水のアンモニア濃度及び運転条件である。
0mg/L以下、NH2OH濃度1mg/L以下、NO2-N
濃度5mg/L以下、NO3-N濃度10mg/L以下であり
良好な水質を得ることができた。この時のメタノール添
加量は、1032〜1360(mg/L)であった。尚、
比較例として実施例6で使用したと同じ原水を使用して
従来の硝化・脱窒処理の代表例である活性汚泥循環変法
により行って脱窒槽でのメタノール使用量を調べたとこ
ろ、NO3-N濃度が960mg/Lの硝化液を脱窒するた
めにメタノール量が2300(mg/L)であった。この
結果から、本発明の窒素除去方法を用いることにより、
脱窒処理におけるメタノールの使用量を約1/2に削減
することができる。 (実施例7)図12に示した窒素除去装置を用いて本発
明の窒素除去方法を行った実施例7を以下に説明する。
水、硝化槽出口での硝化液、凝集沈殿槽出口での処理水
についてそれぞれ、アンモニア態窒素(NH4-N)濃
度、亜硝酸態窒素(NO2-N)濃度、硝酸態窒素(NO
3-N)濃度及びヒドロキシルアミン(NH2 OH)濃度
を測定した。廃水原水としては、有機物を含有しない無
機合成廃水を使用した。測定結果を表9に示す。
ルアミン、硝酸態窒素、亜硝酸態窒素の混在した酸化体
窒素を含む硝化液が生成され、この硝化液を脱窒槽で処
理することにより、処理水の窒素成分濃度を十分低減さ
せることができた。
うことにより、水素供与体としての有機物を必要とせず
に硝化・脱窒することができることが実証された。従っ
て、本発明の窒素除去方法は、高濃度のアンモニアを含
有し、且つ有機物が存在しない無機廃水、例えば、ゴミ
処分場の浸出水、火力発電所廃水、汚泥処理系のスクラ
バー廃水等に最適である。
方法及び装置並びに包括固定化担体によれば、NH4 →
NH2 OH→N2 の反応経路で窒素を除去できるので処
理時間を短縮することができると共に、微生物の栄養源
としてメタノール等を使用しないか、又は使用しても少
量ですむので処理コストを大幅に削減することのでき
る。
とができるので、1つの反応槽で行うことができ装置の
コンパクト化を図ることができる。また、本発明の窒素
除去方法によれば、第1の反応槽でヒドロキシルアミン
と、硝酸態窒素又は亜硝酸態窒素の少なくとも一方とが
混在した酸化態窒素を含む硝化液を生成させ、脱窒槽に
おいてその硝化液を鉄イオンと鉄酸化細菌に接触させる
ことにより、水素供与体としての有機物を必要としない
で脱窒処理を行うことができる。
いたメタノール等の有機物が必要ないので、処理コスト
を低減することができる。また、反応に有機物を必要し
ないので、高濃度のアンモニアを含有し、且つ有機物が
存在しない無機排水、例えば、ゴミ処分場の浸出水、火
力発電所廃水、汚泥処理系のスクラバー廃水等に極めて
有用である。
する模式図
速度と廃水中の溶存酸素濃度の関係図
を比較説明する説明図
形態を説明する断面図
形態を説明する断面図
形態を説明する断面図
のpHとの関係を説明する説明図
形態における1槽式の窒素除去装置を説明する断面図
施の形態における2槽式の窒素除去装置を説明する断面
図
施の形態における4槽式の窒素除去装置を説明する断面
図
施の形態を説明する構成図
%の場合の説明図
0%の場合の試験結果の説明図
10%の場合の試験結果の説明図
15%の場合の試験結果の説明図
担体の場合の試験結果の説明図
した説明図
討した説明図
4…反応槽 12…酸化微生物と触媒作用物質と変換微生物を一緒に
包括固定した担体 14、116、222…曝気装置 20、228…DO測定センサ 26、244…pH測定センサ 115…硝化細菌と鉄酸化細菌を包括固定した担体 128…硝化細菌を包括固定した担体
Claims (16)
- 【請求項1】廃水中の窒素化合物を生物学的に処理して
除去する窒素除去方法において、 前記窒素化合物を酸化する酸化微生物と、前記酸化微生
物により酸化されて生成した窒素化合物の酸化中間生成
物を窒素に変換する触媒作用物質及び前記触媒作用物質
の窒素変換能力を再生する変換微生物のうちの少なくも
一方とを、 前記廃水と好気条件で接触させることを特徴とする窒素
除去方法。 - 【請求項2】前記酸化微生物、前記触媒作用物質、前記
変換微生物を担体ごとに別個若しくは一緒に、又はこれ
ら3者の2者を組み合わせて高分子ゲルで包括固定する
ことを特徴とする請求項1の窒素除去方法。 - 【請求項3】前記酸化微生物、前記触媒作用物質、前記
変換微生物を担体ごとに別個若しくは一緒に、又はこれ
ら3者の2者を組み合わせて付着担体に付着固定するこ
とを特徴とする請求項1の窒素除去方法。 - 【請求項4】前記触媒作用物質を強制的に付着させた付
着担体に、前記酸化微生物と変換微生物とを自然付着さ
せることを特徴とする請求項1の窒素除去方法。 - 【請求項5】前記触媒作用物質を成分として含有する材
料を付着担体とし、この付着担体に前記酸化微生物と変
換微生物とを自然付着させるとことを特徴とする請求項
1の窒素除去方法。 - 【請求項6】前記酸化微生物は、硝化細菌、メタン酸化
細菌、有機塩素系化合物分解菌、白色腐朽菌等の窒素化
合物酸化酵素を有する微生物のうちの1つ又は2以上の
混合物であることを特徴とする請求項1の窒素除去方
法。 - 【請求項7】前記触媒作用物質は、2価の化合物、3価
の化合物、マグネタイト、赤鉄鉱、かっ鉄鉱、磁鉄鉱、
黄鉄鉱、活性炭、フライアッシュ、硫黄化合物、又は
銅、亜鉛、珪素の何れかを含む化合物のうちの1つ又は
2以上の混合物であることを特徴とする請求項1の窒素
除去方法。 - 【請求項8】前記変換微生物は、鉄酸化細菌、硫黄酸化
細菌、活性汚泥のうちの1つ又は2以上の混合物である
ことを特徴とする請求項1の窒素除去方法。 - 【請求項9】前記廃水中の溶存酸素レベルを0.1mg
/L以上に制御することを特徴とする請求項1の窒素除
去方法。 - 【請求項10】前記廃水のpHを4〜6.5に制御する
ことを特徴とする請求項1の窒素除去方法。 - 【請求項11】廃水中の窒素化合物を生物学的に処理し
て除去する窒素除去装置において、 前記窒素化合物を酸化する酸化微生物と、前記酸化微生
物により酸化されて生成した窒素化合物の酸化中間生成
物を窒素に変換する触媒作用物質及び前記触媒作用物質
の窒素変換能力を再生する変換微生物のうちの少なくも
一方とを、前記廃水と好気条件で接触させる反応槽と、 前記反応槽内の廃水中の溶存酸素を制御する制御手段
と、 前記反応槽内の廃水のpHを制御する制御手段と、 から成ることを特徴とする窒素除去装置。 - 【請求項12】廃水中の窒素化合物を生物学的に処理し
て除去する窒素除去装置において、 前記窒素化合物を酸化する酸化微生物と、前記酸化微生
物により酸化されて生成した窒素化合物の酸化中間生成
物を窒素に変換する触媒作用物質及び前記触媒作用物質
の窒素変換能力を再生する変換微生物のうちの少なくも
一方とを、前記廃水と好気条件で接触させる反応槽と、 前記反応槽の後段に設けられ、嫌気条件で生物学的に脱
窒処理を行う脱窒槽と、 から成ることを特徴とする窒素除去装置。 - 【請求項13】廃水中の窒素化合物を生物学的に処理し
て除去する窒素除去装置において、 前記窒素化合物を酸化する酸化微生物と、前記酸化微生
物により酸化されて生成した窒素化合物の酸化中間生成
物を窒素に変換する触媒作用物質及び前記触媒作用物質
の窒素変換能力を再生する変換微生物のうちの少なくも
一方とを、前記廃水と好気条件で接触させる反応槽と、 前記反応槽の前段に設けられ、前記廃水中の有機物を除
去する有機物除去手段と、 から成ることを特徴とする窒素除去装置。 - 【請求項14】廃水中の窒素化合物を生物学的に処理し
て除去する窒素除去装置において、 前記廃水と、前記窒素化合物を酸化する酸化微生物とを
好気条件で接触させる第1の反応槽と、 前記第1の反応槽からの流出液と、前記酸化微生物と、
前記酸化微生物により酸化されて生成した窒素化合物の
酸化中間生成物を窒素に変換する触媒作用物質及び前記
触媒作用物質の窒素変換能力を再生する変換微生物のう
ちの少なくも一方とを、好気条件で接触させる第2の反
応槽と、 から成ることを特徴とする窒素除去装置。 - 【請求項15】前記第2の反応槽からの流出液と脱窒細
菌を嫌気条件で接触させる第3の反応槽を設けたことを
特徴とする請求項14の窒素除去装置。 - 【請求項16】硝化細菌、メタン酸化細菌、有機塩素系
化合物分解菌、白色腐朽菌等の窒素化合物酸化酵素を有
する微生物のうちの1つ又は2以上の混合物から成り廃
水中の窒素化合物を酸化する酸化微生物と、 2価の化合物、3価の化合物、マグネタイト、赤鉄鉱、
かっ鉄鉱、磁鉄鉱、黄鉄鉱、活性炭、フライアッシュ、
硫黄化合物、又は銅、亜鉛、珪素の何れかを含む化合物
のうちの1つ又は2以上の混合物から成り前記酸化微生
物により酸化されて生成した窒素化合物の酸化中間生成
物を窒素に変換する触媒作用物質と、 鉄酸化細菌、硫黄酸化細菌、活性汚泥のうちの1つ又は
2以上の混合物から成り前記触媒作用物質の窒素変換能
力を再生する変換微生物と、 を担体ごとに別個若しくは一緒に、又はこれら3者と2
者を組み合わせて高分子ゲルで包括固定することを特徴
とする包括固定化担体。
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