JPS6336898A

JPS6336898A - 汚水中のｎｈ▲４＋▼を亜硝酸化する固定化細菌およびこれを用いた処理法

Info

Publication number: JPS6336898A
Application number: JP61179761A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yasuda; 安田　顕弘; Koji Mishima; 弘次三嶋; Satoshi Hosokawa; 細川　敏
Original assignee: Takuma Research and Development Co Ltd
Current assignee: Takuma Research and Development Co Ltd
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野：本発明は、アンモニア分解に適した固定化ａ歯およびこ
れを用いた処理方法に関するものである。ここで固定化
細菌とは、他′吻質例えば粉粒体・フィルムなどに付着
・生息させた細菌？言う。

従来の技術：汚水中に含まれるアミン態・アンモニア態の窒素を生物
学的に、すなわち細直により、脱窒し得ることは広く知
らル、また、工業的に実権されている。例えば、有馬ほ
か：生物による１境浄化（束大出版会、１９８０　）の
１５９〜１７４頁、１８８〜２０１頁；市川：醗酵工学
第５６巻６０６〜６１５頁（１９７８）などにその記載
がある。

細直による脱窒反応を、通常化学反応を水反応に分けて
、各水反応のうち、最小速度のものを律速段階とする慣
用解析法をまねて１（以下亜硝酸細菌という。）ヲ瑠加
させる必要がある（律速反志速度を増すためには、菌数
金増すか菌の活動を盛にするかにかかる。）。

問題点を解決する手段：本発明では、亜硝酸菌の濃度（単位容積あたりの１該）
を増加させるため、亜硝酸菌を増殖させた培養液中に、
例えばフオルマル化ポリビニルアルコール、ポリウレタ
ンのような、多孔質の担体を浸漬して、直と接触させる
ことにより、孔を含めて担体表面に、亜硝酸則醒を付着
土、・きさせ、さらに、該培養液の１咀成を生育項境に
適した状態に再調整して培養？続けてなる固定化亜硝酸
ゴを提供する。

また、活性化汚泥と、前記固定化亜硝酸細菌とを用いて
、アンモニア含有汚水の含有−ｒる。有機物分解と、ア
ンモニアの亜硝酸化を行う脱窒方法を含む。

通気性多孔質担体として望まれる性質の−に、細孔のサ
イズがるり、一般に代表径数１０μｍ〜１０００μｍの
ものが多数存在することが１ましく（細胞のサイズは約
０．５μｍ〜数μｍ）、他の性質に、その比重が水より
犬であること、すなわち汚水表面に浮上しないことが望
ましい。これらの性質を具備するものを挙げると、無機
物質としては、合成および天然のゼオライト、焼成し之
α−アルミナ、Ｍ機物質としＣは、ホルマル化ポリビニ
ルアルコール（例えば、カネボウ株式会社製、商品名ベ
ルイータ−）、ポリウレタン（例えば、東洋ポリマー抹
式会社製、商品名ルビセル）などであり、比重の関係か
ら、多くの場合有機物が望ましいが、混合使用も可能で
ある。

作用：活性汚泥法を含むが気性汚水処理の際、汚水中の１１幾
物の生物学的分解のため、人為的に加え、また非人為的
に存在する種種の政生物が働く。これらの微生物間には
、ｎｅｕｔｒａｌｉｓｍ％ｍｕｔｕａｌｉｓｍ。

ｃｏｍｍｅｎｓａｌ　ｉｓｍ　、　ａＩｎｅｎｓａｌ　
ｉ　ａｍ　などで表わされる相互作用が働く、例えば、
ニトロソモナス属細菌には、ＮＨ；イオンとニトロバク
タ−菌が、その生存にＭ利に（ｃｏｍｍｅｎｓａｌ　）
に働く。

前述し几よう（・こ全脱室過程で、亜硝酸化が律速段階
であるから、ＮＯ；が生成したのち、こｎが直接税ｊさ
れてＮ２になるか、酸化さルてＮｏ７．Ｖｃなつ几後、
脱窒さ几てＮ２ｖＣなるかは、全脱窒速度には影ｊしな
い。しかしながら、ＮＯ；ｆｔ経過して脱窒さルる場合
、明らかに消費酸素量が多くなり、また実験的に脱窒過
程（周知のとおり嫌気性過程である。うで消費されるＣ
ｄが多いことから、資源的にはＮＯ″Ｓを経由しないこ
とが望ましい（上述文献有馬ほか参照）。ＮＨ；の高濃
度の存在は硝酸化細菌ニトロバクタ−属細蒲にａｍｅｎ
ｓａｌ　Ｖｃ働き、亜硝酸化細菌ニトロソモナス属細菌
にｃｏｒｎｅｎｓａｌに働く。また、高いｐＨ値（ｐＨ
８，８以上）でも同様である。

次に、亜硝酸化組直を固定化する目的は、菌濃度を犬な
らしめることと、処理槽からの細菌の流出分防ぐ／’Ｃ
めである。固定化担体として、周知のゲル包括法（ポリ
ビニルアルコール、カラギーナン、アルギン酸ナトリウ
ムなどのゲルで菌体、または菌体と担体微粉との混合物
を包括したビーズを形成する方法。）ではその細孔の代
表径が一般に０．０１〜０．１μｍ　程度で、閉塞を起
こし易いので、本発明では、さらに細孔径の大きい１−
１０００μｍ　の前記担体を用贋る。

実施例：〔実施１．！Ａ１１）水１ｅに、（ＮＨ４）　２ＳＯ４２，５ｙ、　Ｎａ２Ｈ
ＰＯ４・ｌ　２Ｈ２０１３、！Ｍ、ＫｋＬｔＰＯ４０，
７１％ＮａＨＣＯ３０，５Ｑ、Ｍｇ　Ｓ　Ｏ４・７Ｈ２
００，１ｇ、ＣａＣ６２・２Ｈ，０５，Ｏｊｆ、　　Ｆ
ｅＣ６Ｂ６Ｈ２０７，０ダ　を添加、混合し、ｐＨ８，
０に調整しｔ培池、１００ｍ／分内容積５００　ｒｓｌ
の三角フラスコに入れ、二）　０７　モｆ　、；ｔ、　
ニー　ａビヤ（Ｎｉ　ｔｒｏｓｏｍｏｎａｓＥｕｒｏｐ
ａｅａ　）　ＡＴＣＣ２５９７８の前培養液ＬＯｍｌを
添加し、ロータリーシェーカーにより２００　ｒｐｍ　
　２８”Ｃで４日間培養した（以下＠養ｃ夜という。）
。この培養液に２５％（ＮＨ４）、Ｎｏ４　　溶液１　
ｍｌを加え、さらに３０　’４　Ｋ２ＣＯ３Ｉｎ　液ｋ
　加、ｔ　テ、ｐＨｉ　８．ＯＫ　Ａ１４−Ｉ　Ｌ、平
均細孔径６０μ、気孔″４Ａ８８％を有する５ｎ角のホ
ルマル化ポリビニルアルコール（カネボウ株式会社製、
商品名ベルイータ−）２［Ｈｌ（言水重黛）を入れ、前
記ロータリーシェーカーで、２０Ｏｒｐｍ、２８゛Ｃで
、８　＋３間培養して固定化担体（１）會作った。

比較のため前記培養液に、前記ホルマル化ポリビニルア
ルコール同＋［−入ル、そのまま、固定化して固定化国
体（２）を作った。

固定化菌体（１）と（２）とについて、ＮＨ：のＮＯ；
への亜硝酸化能を比較するため、それぞれ、前記培地１
００ゴの入つ九容積５００　ｍｌの三角フラスコに添加
し、ロータリーシェーカーで、２００　ｒｐｍ、　２８
℃で処理しｆｃｏ処理日数を横軸に、ＮＯ；悪窒素（Ｎ
Ｏ；態Ｎ）を竪軸にとった第１図の実験結果から固定化
置体（１）が同（２）に比べて、亜硝酸化能が約１．５
倍大きいことが明らかである。ただしＮＯ；態Ｎの測定
は下水試験法によった。

〔実施例２〕固定化菌体（１）の２ｏｙと、１００　ｍｌ培養液に２
５チ（ＮＨａ）２ｓＯａ　　ｇｉ　１　ｍｌ　ｔ　加ｊ
ｔ、さら４ＣａＯ％に２ＣＯ８でｐＨを８に調整し、さ
らに８日間培養した２０＋ｗ／の培−ｊ７Ｘ液（担体を
含まないので、遊離菌体という。

）を、Ｔ　−Ｎ　（全窒素）　１４００　ｐｐｍ、　Ｎ
ｋｉ’、９Ｎ５００ｐｐｍ、　ＢＯＤ５４７００ｐｐｍ
１ＣＯＤＭｎ２，８００ＰＰｍ１ｐ４（８の合成汚水を
用いて、半連続処理（内各積５００１どの三角フラスコ
に合成汚水８ｔ＋　ａｔ　ｓ遊離置体２０ｍ／又は固定
化１体（１）２（ｌを装入して、ロータリーシェーカー
で２００　ｐｐｍ、　２８°Ｃにより処理し、４日に１
回前者は２０謬１１　鎌者は２（ｌをフラスコ内に残し
、約８０ｍ／の処理水を抜出し、新合成汚水を８０ｍ１
加える処理０）を行い、活性汚泥の存在下での１旬；お
よびＮＯ；の生成量全測定した。ただしＮＯ；の測定は
実ｍｖＡＪ１と同じで、ＮＯ：の測定は下水試験法によ
った。

第２図に例示しｌこ試験結果から、固定化菌体が遊離菌
体に比べて、２倍以上の活性（ＮＯ：態Ｎの生成速度）
ヲ持つことが明らかである。さらにその機能が活性汚泥
存在下において安定的に持続され７ζｏしかし、遊離菌
体は極めて不必定な硝化能を示した。また、ＮＯ：悪Ｎ
の生成速度は、両画体間に有意差は認められないが、い
ずれも１ムめて低レベルで准移した。

また、第３図に例示した試験結果から、固定化１体のＮ
Ｈ；態Ｎの濃度が、遊離１体の七ａ　ｔ／こ比べて約１
／２の」度であることがわかるが、元来ｘｓＪＨ；？Ｊ
　Ｎはアミン分解ｈｅ　ｔｅｒｏｔｒｏｐｈ　＃　ｖζ
より生成し、亜硝酸化菌にトロノモナス菌により消費さ
ルるもので、亜硝ボ化速度が増すにつれて、その虚度が
下がる。したがって固定化菌体の場合に、亜硝酸化速度
ｔ４すことを裏書きする。固定化１体の場合、遊離菌体
の場合に比べて、ｐＨ値が低いのは、液中の酸性根ＮＯ
；に対応したＨ”が多いためである。

いずれにしても固定化菌体の場合、遊離菌体に比べて、
Ｎｄ；　Ｌ！　Ｎ　ｊ？よびｐＨが低いレベルで准移し
之０〔実施例８〕上記央戚結果金さらに明確にするため、回分法、すなわ
ち、実施ｖＡＩ　２と同−条件で回分的実験条件の下で
、固定化透体と遊端菌体とのＮＯ；、憧Ｎ生成反応勿比
較した（第４図）。

図からＮｏ；　Ｊ　Ｎの濃度は、処理３８目で、固体菌
体の場合、遊離菌体の場合の６倍、処理４８目で約２倍
になる。一方ＮＯ；態Ｎのａ反は極めて低い。ＢＯｌ）
δ量においては両者共に処理１８目で低レベルに達する
。しかし、図示していないが、処理２白目、４８目の３
０分間静置法での汚泥の沈殿量音調ぺた結果、固定化菌
体音用いた場合はいずれも約１％でめつ之のに対し、遊
離菌体の場合はいずれも約１０％でめった。

発明の幼果：ニトロソモナス菌を多孔質担体に付着生息させ、その生
息に適した培地で培養し、培地の栄養物質の補給、また
はｐｌ（の修正により、増殖・高」度化し次固定化ｊ体
は、通常の活性汚泥と共存した場合にも優れた岨硝酸化
能力を持続する。同時に合成汚水のｐＨが６〜７、ＮＨ
；態Ｎがａｏｏダ／ｌ以下の条件下でも、逃埋後汚水中
のＮＯ；イオンは増力口するがＮＯｉイオン濾は微量で
ほとんど変らない。

その請来、脱窒の際に使用される炭素源の添加量が減り
、脱窒速度が速くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、固定化菌体（１）と固定化菌体（２）と：・
こついて亜硝設化能力金比・佼したグラフでｂる。第２図は半連続式試験において固定化菌体（固定死菌よ
（１）の略称、以下同じ）と遊離菌体とについて、ＮＯ
；、虜ＮＪ？よびＮＯ；頌Ｎの生成量を比較したグラフ
である。第３図は半連続試験に詮いて、固定化菌体と遊離４体と
について、ＮＨ；、！原Ｎとｐｆ（全比較したグラフ′
Ｃある。第４図は回分試験において、固定化１体と遊雅閑体とに
ついて、Ｎｏ；ｊ歴Ｎ、ＮＯ；ｉ甜Ｎ％Ｎｕｒ　Ｘ凛Ｎ
、ｐ）Ｉ、　　ＢＯｌ）、などｒ比較したグラフでらる
。出　願　人　　　株式会社田熊４合研究所１（埋入　三
木正之（・−一−］・　　−１ｉニー＝、ｆ、−ｔ　−ＪＮＯ；懸、Ｎ（’ｆｆ’％３刈０３剪；Ｎ（’Ｈ）

Claims

【特許請求の範囲】１　培養液中で、多孔質担体に亜硝酸化細菌を付着生息
させて、該培養液の栄養物質を補給して培養を続けてな
る汚水中のＮＨ＾＋＿４を亜硝酸化する固定化細菌。２　亜硝酸化細菌がニトロソモナス属である特許請求の
範囲第１項に記載の固定化細菌。３　培養液中で、多孔質担体に亜硝酸化細菌を付着生息
させて、該培養液の栄養物質を補給して培養を続けてな
る固定化細菌と活性汚泥とを、アンモニア含有汚水に作
用させ、その後、脱窒条件下で脱窒菌により脱窒を行う
汚水中のＮＨ＾＋＿４を主としてＮＯ＾−＿２を経て脱
窒する方法。４　亜硝酸化細菌がニトロソモナス属である特許請求の
範囲第３項記載の方法。