WO2020004662A1 - 水処理方法 - Google Patents

水処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020004662A1
WO2020004662A1 PCT/JP2019/025978 JP2019025978W WO2020004662A1 WO 2020004662 A1 WO2020004662 A1 WO 2020004662A1 JP 2019025978 W JP2019025978 W JP 2019025978W WO 2020004662 A1 WO2020004662 A1 WO 2020004662A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
carrier
treated
less
treatment method
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/025978
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佑亮 平居
愛之 林
卓矢 大澤
悠 鵜飼
吉原 資二
Original Assignee
株式会社クラレ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社クラレ filed Critical 株式会社クラレ
Priority to CN201980044029.0A priority Critical patent/CN112292354A/zh
Priority to EP19825693.5A priority patent/EP3816118A4/en
Priority to US17/256,530 priority patent/US20210276900A1/en
Priority to JP2020527705A priority patent/JP6811360B2/ja
Publication of WO2020004662A1 publication Critical patent/WO2020004662A1/ja
Priority to PH12020552256A priority patent/PH12020552256A1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/10Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/105Characterized by the chemical composition
    • C02F3/108Immobilising gels, polymers or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/08Aerobic processes using moving contact bodies
    • C02F3/085Fluidized beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/10Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/104Granular carriers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075Macromolecular gels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/007Contaminated open waterways, rivers, lakes or ponds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06Contaminated groundwater or leachate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/44Time
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2329/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2329/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2329/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a water treatment method for biologically treating water to be treated containing an organic substance and ammonia nitrogen (hereinafter referred to as “NH 4 —N”) in a short time.
  • the biological treatment methods used in the pretreatment include the activated sludge method, the rotating disk method, and the carrier method.
  • the activated sludge method is a widely used biological treatment method.
  • water to be treated containing organic matter and NH 4 —N such as river water, lake water, and groundwater
  • the activated sludge may be easily dismantled, which may make operation difficult.
  • Patent Document 1 describes a water treatment method using a rotating disk.
  • the rotating disk method there is a problem that the biofilm may be peeled off from the disk part, and the processability is not stable.
  • the water treatment method using activated carbon or sponge as a carrier has stable treatment properties and is easy to operate.
  • the water to be treated contains an organic substance, it may be difficult to treat both the organic substance and NH 4 —N in a short time.
  • a carrier having a high water content is used to increase the space where the bacteria can survive.
  • a carrier having a high water content such as a hydrogel described in Patent Document 4
  • a method of supporting bacteria on a carrier a method of bringing activated sludge into contact with the carrier at the time of start-up, and a method of using a carrier on which bacteria are previously supported are generally used.
  • activated sludge cannot be used depending on the treatment equipment.
  • preparing a carrier with bacteria may require time and expense.
  • organic SS organic suspended solids
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and when performing biological treatment on water to be treated containing organic matter and NH 4 —N, the amount of organic SS contained in the water to be treated is very small.
  • Another object of the present invention is to provide a water treatment method capable of obtaining stable treated water and excellent treated water.
  • An object of the present invention is a water treatment method in which water to be treated containing an organic substance and NH 4 —N is passed through a reaction tank holding a carrier and treated under aerobic conditions, wherein the water content of the carrier is 50%. % Or more and 96% or less, and the carrier has a communication hole having a pore diameter of 30 ⁇ m or less, and the concentration of organic matter in the water to be treated is 100 mg / L or less at BOD 5 and the NH 4 —N concentration is 50 mg / L.
  • the problem is solved by providing a water treatment method in which the residence time of the water to be treated in the reaction tank is 2 hours or less, and the organic matter and NH 4 —N in the water to be treated are treated in the same tank. Is done.
  • the organic SS contained in the water to be treated is 100 mg / L or less.
  • an activated sludge tank is not included in the water treatment apparatus that performs the water treatment method.
  • the water to be treated is brought into contact with a carrier which has not been subjected to an operation for supporting bacteria in advance, so that the carrier can support bacteria for treating organic substances and NH 4 -N. Is preferred.
  • the carrier is a gel carrier composed of polyvinyl alcohol.
  • treated water organic SS included in the for-treatment water when performing a biological process with respect to the for-treatment water containing organic matter and NH 4 -N, treated water organic SS included in the for-treatment water and excellent processability which is also stable a small amount An obtainable water treatment method can be provided.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a processing apparatus used in the processing method of the present invention.
  • the present invention relates to a water treatment method for performing biological treatment on water to be treated containing organic matter and NH 4 —N.
  • the water to be treated is preferably at least one of a river, a lake, and a groundwater having a relatively low concentration of an organic substance and NH 4 —N. According to the present invention, it is possible to efficiently treat such water to be treated, and it is assumed that the treated water is used as clean water.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a biological treatment apparatus used in the treatment method of the present invention.
  • the treatment method of the present invention will be described by taking as an example a case where water treatment is performed using this treatment apparatus.
  • Step 1 in the present invention is a step of supplying treated water to a reaction tank (aerobic tank). Step 1 will be described using the processing apparatus shown in FIG. 1 as an example.
  • the water to be treated is introduced into the treatment device through the treated water supply pipe 2.
  • this treatment apparatus has only the aerobic tank 1 as a reaction tank, it does not exclude the provision of various auxiliary facilities such as an activated sludge layer and other aerobic tanks.
  • Step 2 in the present invention is a step in which organic matter is decomposed by bacteria supported on the carrier 4 in the aerobic tank 1 and the primary treated water is discharged. Bacteria having the ability to decompose organic substances are carried on the carrier 4.
  • nitrification is performed in the aerobic tank 1 together with decomposition of organic substances, NH 4 —N in the water to be treated is changed to nitrous acid and nitric acid, and the primary treated water is discharged. It is a process. Bacteria having nitrification ability are supported on the carrier 4. That is, nitrifying bacteria are supported on the carrier 4.
  • a bacterium capable of decomposing organic substances and a bacterium capable of nitrifying may be of the same type.
  • the water to be treated contains an organic SS which is an insoluble organic substance, and the organic SS contains a small amount of bacteria which can be carried on the carrier 4.
  • the organic matter and NH 4 —N in the water to be treated are treated in the same tank (aerobic tank 1).
  • the concentration of organic matter in the water to be treated supplied to the aerobic tank 1 is 100 mg / L or less BOD 5.
  • BOD 5 is preferably 60 mg / L or less, more preferably 40 mg / L or less.
  • the water to be treated which is one of the rivers, lake waters and groundwaters, to be treated in the present invention contains organic matter, and thus BOD 5 is usually larger than 0 mg / L.
  • both organic matter and NH 4 —N in the water to be treated can be treated in the same tank.
  • the BOD 5 of the water to be treated may be, for example, 5 mg / L or more, or may be 6 mg / L or more.
  • the solubility BOD 5 (hereinafter referred to as “s-BOD 5 ”) of the water to be treated may be, for example, 0.5 mg / L or more, or 1.0 mg / L or more.
  • the s-BOD 5 of the water to be treated is usually 100 mg / L or less, preferably 60 mg / L or less, more preferably 40 mg / L or less.
  • BOD 5 refers to biochemical oxygen demand, and refers to the amount of dissolved oxygen consumed in five days when microorganisms decompose organic substances contained in water (for example, as described in JIS K0102121). Measured by the method).
  • the NH 4 —N concentration in the water to be treated supplied to the aerobic tank 1 is 50 mg / L or less, and preferably 20 mg / L or less. It is processed by the present invention, river, the water to be treated which is one of the Lake and groundwater, since it contains NH 4 -N, NH 4 -N concentration is greater than normal 0 mg / L. From the viewpoint that use is required as clean water and treatment is required, for example, it is assumed that the NH 4 —N concentration is 1 mg / L or more.
  • the concentration of the organic SS in the water to be supplied to the aerobic tank 1 is preferably 100 mg / L or less, more preferably 70 mg / L or less. In order to sufficiently exert the effects of the present invention, the concentration of the organic SS is more preferably 50 mg / L or less. In addition, it is preferable that a small amount of organic SS is contained in the water to be treated, and the concentration thereof is higher than 0 mg / L. In the present invention, even when the water to be treated such as a river, a lake, or a groundwater having a low organic SS concentration in the water to be treated is used, the organic matter and NH 4 —N can be treated in a short time.
  • the carrier can be loaded with the bacteria in a short period of time by contacting the water to be treated with a carrier that has not been previously loaded with bacteria.
  • the concentration of the organic SS is more preferably 5 mg / L or more.
  • the hydraulic retention time (Hydraulic Retention Time: HRT) of the water to be treated in the aerobic tank 1 is 2 hours or less. Also, the HRT may be one hour or less, and even in such a case, the process proceeds sufficiently. On the other hand, from the viewpoint of sufficient processing, the HRT is preferably 0.10 hours or more, and more preferably 0.25 hours or more.
  • the pH in the aerobic tank 1 is preferably 5 to 9, and more preferably 7 to 8. If the pH is out of this range, bacteria may not easily grow, and the decomposition rate of organic substances and the nitrification rate may decrease.
  • the temperature in the aerobic tank 1 is preferably 10 to 40 ° C, more preferably 20 to 35 ° C. If the temperature is out of this range, it becomes difficult for bacteria to grow, and the decomposition rate of organic matter and the nitrification rate may decrease.
  • DDO Dissolved Oxygen, dissolved oxygen
  • the upper limit of DO is not particularly limited, but is preferably 9 mg / L or less in terms of operation in water treatment.
  • step 2 of the present invention it is preferable to aerate the treated water in the aerobic tank 1 from the viewpoint of efficiently decomposing and nitrifying organic substances.
  • the method of aeration is not particularly limited, but as shown in FIG. 1, the aerobic tank 1 preferably includes an air diffuser 6 to which an air pipe 7 is connected.
  • the treated water in the aerobic tank 1 can be aerated by the air from the air diffuser 6, and the treated water and the carrier 4 can be sufficiently flown.
  • the inside of the aerobic tank 1 may be stirred using a stirring device such as a stirrer.
  • the volume ratio (filling rate) of the carrier 4 to be added to the aerobic tank 1 with respect to the tank volume can be appropriately determined according to the properties of the water to be treated, and the filling rate is preferably 5 to 60% in terms of volume. , More preferably from 5 to 40%, still more preferably from 5 to 30%, particularly preferably from 8 to 20%.
  • the carrier used in the present invention has a hole (communication hole) communicating from the surface to the inside.
  • the expression that the holes communicate with each other means that the holes do not exist independently of each other, but that the holes communicate with each other.
  • the diameter of the communication hole of the carrier is 30 ⁇ m or less, preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the concentration of organic SS in the water to be treated is low, it is possible to start up the reactor just by bringing the carrier into contact with the water to be treated, and it is not necessary to return the organic SS to the reactor, and stable treatment is possible.
  • the communicating hole having a pore diameter is 30 ⁇ m or less
  • the carrier NH 4 —N can be removed even if the water to be treated contains an organic substance.
  • the pore diameter is preferably 0.1 ⁇ m or more. If the pore size is less than 0.1 ⁇ m, bacteria may not be able to enter the inside of the carrier.
  • the pore size is 30 ⁇ m or less means that 50% or more of the fine pores of the carrier are 30 ⁇ m or less.
  • the pore size is 0.1 ⁇ m or more means that 50% or more of the fine pores of the carrier are 0.1 ⁇ m or more.
  • the hole diameter is the diameter of the hole observed when the cross section of the carrier is observed with an electron microscope, and when the hole is not a perfect circle, the equivalent circle diameter, that is, a perfect circle having the same area as the sectional area of the hole. was defined as the hole diameter.
  • the specific method of measuring the pore diameter is as follows.
  • the cross section of the carrier is observed with an electron microscope to obtain an electron microscope image.
  • ten straight lines are drawn vertically at equal intervals, and ten straight lines are drawn horizontally at equal intervals.
  • 100 holes existing at the intersection of the straight lines are selected, and the diameter of each hole is measured as described above.
  • the hole closest to the intersection is selected. This measurement is performed on a scaled image in which a hole does not straddle two intersections.
  • the hole diameter is 30 ⁇ m or less means that when the diameter of the selected hole is measured as described above, the number of holes having a diameter of 30 ⁇ m or less is 50% of the number of all the selected holes. It means that it is above.
  • the hole diameter is 0.1 ⁇ m or more means that when the diameter of the selected hole is measured as described above, the number of the holes having a diameter of 0.1 ⁇ m or more is equal to or less than all the selected holes. It means that it is 50% or more of the number.
  • the pore diameter of the carrier surface is preferably at least 0.1 ⁇ m, more preferably at least 0.5 ⁇ m, in the observable range.
  • the pore diameter on the surface of the carrier is preferably 30 ⁇ m or less within the observable range. If the pore size on the carrier surface exceeds 30 ⁇ m, large organisms other than bacteria can easily enter, and the decomposition rate and nitrification rate of organic substances may decrease.
  • the pore size on the carrier surface is more preferably 20 ⁇ m or less, and even more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the carrier surface is a range that can be seen when the surface is observed with an electron microscope without any operation such as cutting the carrier.
  • the pore diameter on the carrier surface is a value obtained by the same method as the method for measuring the pore diameter of the cross section of the carrier.
  • the water content of the carrier used in the present invention is 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 85% or more in terms of mass. By satisfying the above range, the growth environment of the bacterium can be made favorable, and the bacterium is easily proliferated and supported. Further, the water content is 96% or less. By having such a water content, the carrier is not damaged, and it is not necessary to add an additional carrier, and long-term operation is possible.
  • the water content can be calculated from the difference in mass when the carrier in a water-containing state is completely dried.
  • the type of the carrier used in the present invention is not particularly limited, but the carrier is preferably a polymer gel carrier, which has high affinity for bacteria and is excellent in bacterial habitability, and is composed of polyvinyl alcohol. It is more preferably a gel carrier (hereinafter, referred to as a PVA gel carrier). Since the PVA gel carrier can carry many bacteria, it can be stably processed with a short HRT.
  • the PVA gel carrier may be an acetalized PVA gel carrier.
  • the carrier preferably has an equivalent sphere diameter of 1 to 10 mm.
  • the sphere equivalent diameter is small, the screen mesh for preventing the carrier from flowing out must be reduced, and there is a possibility that clogging may occur.
  • the equivalent sphere diameter is more preferably 2 mm or more.
  • the equivalent sphere diameter of the carrier is more preferably 6 mm or less.
  • the sphere equivalent diameter is the diameter of a sphere having a volume equal to the volume of the carrier.
  • the shape of the carrier is not particularly limited, and may be any shape such as a sphere, a cube, a rectangular parallelepiped, and a column. Among these, a spherical shape is preferable in consideration of the contact efficiency with bacteria.
  • the specific gravity of the carrier is slightly larger than that of water, and is preferably a specific gravity that can be rocked in the aerobic tank.
  • the specific gravity of the carrier is preferably at least 1.001, more preferably at least 1.005.
  • the specific gravity is preferably 1.20 or less, more preferably 1.10 or less, and even more preferably 1.05 or less.
  • the present invention is a simple method that can start up the aerobic tank 1 without using a seed bacterium such as activated sludge when starting up, and can start up only by contacting the water to be treated with a carrier. That is, by bringing the water to be treated into contact with a carrier that has not been previously loaded with bacteria, the bacteria capable of treating organic matter and NH 4 —N can be loaded on the carrier. At this time, the water to be treated usually contains a small amount of the bacterium, and the carrier before startup is usually in a state where the bacterium is not supported. It is also a preferable embodiment that the water treatment apparatus that performs the water treatment method of the present invention does not include an activated sludge tank from the viewpoint that the treatment apparatus becomes complicated and huge.
  • the treated water treated through the above steps 1 and 2 can be further treated in a later stage by any treatment method such as coagulation sedimentation, RO membrane, UF membrane, MF membrane, activated carbon and sand filtration.
  • the present invention even when the concentration of the organic SS in the water to be treated is low, it is possible to start up the reaction tank only by bringing the water to be treated into contact with the carrier. Processing can be performed. Usually, the treatment of NH 4 —N is carried out after the treatment of the organic matter. However, in the method of the present invention which can secure a sufficient environment for the growth of bacteria, the organic matter and the water to be treated containing NH 4 —N are the same. Since biological treatment can be performed in the tank, both organic substances and NH 4 —N can be removed in a short treatment time.
  • Example 1 Using the treatment apparatus shown in FIG. 1, biological treatment was performed on the water to be treated containing organic matter and NH 4 —N.
  • the water to be treated for biological treatment had the following composition.
  • BOD 5 40 mg / L
  • s-BOD 5 20 mg / L
  • NH 4 -N 7 mg / L
  • organic SS 20 mg / L
  • Carrier 0.1 L (filling rate: 10%) of the carrier 4 was charged into the aerobic tank 1 (volume: 1 L).
  • the introduced carrier 4 was a PVA gel carrier.
  • This carrier 4 is spherical, the equivalent spherical diameter is 4 mm, and the specific gravity is 1.015.
  • pores communicating with each other were confirmed.
  • the pore size on the surface and inside of the carrier was measured using the obtained image observed by the electron microscope, and the pore size was 0.1 to 30 ⁇ m.
  • the specific measuring method is as follows. The cross section of the carrier 4 was observed with an electron microscope to obtain an electron microscope image.
  • a diffuser 6 is attached to the bottom of the aerobic tank 1, and treated water in the tank is aerated by air sent through an air pipe 7.
  • a screen 5 for preventing the carrier 4 from flowing out is attached to the outlet of the aerobic tank 1.
  • the treated water supplied to the aerobic tank 1 through the treated water supply pipe 2 is subjected to decomposition of organic substances and nitrification of NH 4 —N by bacteria supported on a carrier in the aerobic tank 1.
  • the treated water after the decomposition of the organic matter and the nitrification of NH 4 —N are discharged to the outside of the aerobic tank 1 through the treated water pipe 3.
  • the control conditions of the aerobic tank 1 were as follows: pH was 7.5 to 8.0, DO was 2 to 8 mg / L, and the temperature in the aerobic tank 1 was 22 ° C.
  • the supply amount of the water to be treated is set to 1 L / hr so that the HRT is 1 hour, and the aerobic tank 1 charged with a carrier which has not been preliminarily subjected to the operation of supporting bacteria (carrier on which bacteria are not supported) is charged. Water to be treated was supplied.
  • the s-BOD 5 was 1.0 mg / L and the NH 4 -N concentration was 0.8 mg / L 30 days after the passage of the water.
  • the process water is described in s-BOD 5.
  • Example 2 The organism was treated in the same manner as in Example 1 except that the BOD 5 of the water to be treated was 40 mg / L (s-BOD 5 : 20 mg / L), the NH 4 —N concentration was 30 mg / L, and the organic SS concentration was 20 mg / L. Processing was performed. As a result, the s-BOD 5 of the treated water was 2.0 mg / L and the NH 4 —N concentration was 7.4 mg / L 27 days after the passage of the water.
  • Example 3 The BOD 5 of the water to be treated is 30 mg / L (s-BOD 5 : 15 mg / L), the NH 4 —N concentration is 10 mg / L, the organic SS concentration is 30 mg / L, and the amount of the carrier to be charged into the aerobic tank 1 is Biological treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the HRT was set to 0.08 L (filling rate: 8%) and the HRT was set to 1.5 hours. As a result, the s-BOD 5 in the treated water was 4.0 mg / L and the NH 4 —N concentration was 1.0 mg / L within 30 days from the passage of water.
  • Example 4 The BOD 5 of the water to be treated is 30 mg / L (s-BOD 5 : 20 mg / L), the NH 4 —N concentration is 10 mg / L, the organic SS concentration is 20 mg / L, and the amount of the carrier to be charged into the aerobic tank 1 is Biological treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.4 L (filling rate: 40%) and HRT were set to 0.25 hours. As a result, the s-BOD 5 of the treated water was 4.5 mg / L and the NH 4 —N concentration was 0.8 mg / L 36 days after the passage of water.
  • the BOD 5 of the water to be treated is 30 mg / L (s-BOD 5 : 15 mg / L), the NH 4 —N concentration is 10 mg / L, a sedimentation tank is installed at the latter stage of the aerobic tank 1, and the activated sludge concentration in the tank is set.
  • the sludge was returned to the aerobic tank 1 so as to be 4000 mg / L, and the biological treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the carrier was not used and the HRT was changed to 1.5 hours.
  • Example 2 Biological treatment was performed in the same manner as in Example 2 except that the carrier used was a polyethylene resin carrier in the form of a chip, and the amount of the carrier used was 0.1 L (filling rate: 10%).
  • the pore size of the carrier was measured using an electron microscope, the pore size of the carrier was 100 to 400 ⁇ m (observing the cross section of the carrier, 80 pore sizes out of 100 pores in the obtained image were within this range. , And 20 holes of 30 ⁇ m or less).
  • the water content of the carrier was 31% by mass.
  • the s-BOD 5 of the treated water was 4.3 mg / L after 60 days from the passage of water, but the NH 4 —N concentration was reduced only to 24 mg / L.
  • Example 1 Biological treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that activated sludge was added to the treatment tank containing the carrier so that a large amount of bacteria was brought into contact with the carrier so that the activated sludge was 4000 mg / L at the time of startup.
  • the s-BOD 5 of the treated water was 2.0 mg / L and the NH 4 —N concentration was 8.0 mg / L in 26 days from the passage of water, and the same results as in Example 2 were obtained.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

有機物およびアンモニア態窒素を含む被処理水を、担体を保持する反応槽に通水して好気条件下で処理を行う水処理方法であって、前記担体の含水率は50%以上96%以下であり、前記担体は孔径が30μm以下の連通孔を有するものであり、前記被処理水中の有機物濃度がBODで100mg/L以下、アンモニア態窒素濃度が50mg/L以下であり、前記反応槽における被処理水の滞留時間が2時間以下であり、かつ、前記被処理水中の有機物とアンモニア態窒素を同一槽内で処理する水処理方法。これにより、有機物とアンモニアを含む被処理水に対して生物処理を行うに際し、被処理水中の有機性浮遊物質の濃度が低い場合でも、安定した処理性と優れた処理水を得ることができる。

Description

水処理方法
 本発明は、有機物とアンモニア態窒素(以下、「NH-N」と称する)を含有する被処理水を短時間で生物処理する水処理方法に関する。
 河川水や湖水、地下水を処理する方法として、生物処理やRO膜、活性炭、砂濾過などを組み合わせて被処理水中の有機物とNH-Nを処理し、最終的に次亜塩素酸の添加によって被処理水中の残存NH-Nを除去する方法が一般的である。
 NH-Nの残存量が多い場合、次亜塩素酸の使用量が増え、ランニングコストが掛かるとともに処理水に塩素由来の臭いが残ってしまう。そのため、前段で可能な限りNH-Nを除去することがランニングコストの低減と処理水質の向上につながる。
 前段処理に使用される生物処理の手法には、活性汚泥法や回転円盤法、担体法などがある。
 活性汚泥法は広く使用されている生物処理法である。しかしながら、河川水、湖水、地下水等、有機物とNH-Nを含む被処理水を短時間で処理する場合、活性汚泥が解体しやすく、運転が困難になるケースがある。
 特許文献1には、回転円盤を用いた水処理方法が記載されている。しかしながら、回転円盤法では、生物膜が円盤部から剥離することがあり、処理性が安定しないという問題がある。
 特許文献2、特許文献3に記載されているように、活性炭やスポンジを担体として使用した水処理方法では処理性が安定し、運転も容易である。しかしながら、被処理水中に有機物が含まれる場合、短時間で有機物とNH-Nの両方を処理することが困難になる場合がある。
 処理能力は担体に保持できる菌数に依存するため、菌の生着する空間を多くするために含水率の高い担体が用いられる。しかしながら、特許文献4に記載されているハイドロゲルのような、含水率の高い担体は物理的な強度が弱くなり、長期的な使用ができず定期的に担体を追加する必要がある。
 また、担体に菌を担持させる手法として、立ち上げ時に活性汚泥と担体を接触させる方法や、予め菌を担持させた担体を使用する方法が一般的である。しかしながら、処理設備によっては活性汚泥が使用できない場合がある。また菌付きの担体を用意するには時間と費用を要する場合がある。被処理水に含まれる菌を担体に担持させる方法もあるが、被処理水中の有機性浮遊物質(以下、「有機SS」と称する)が低濃度である場合には、従来の方法では処理に必要な菌数を担体に担持させるのに長期間を要する。
特開昭54-147649号公報 特開平9-23881号公報 特開2017-202473号公報 特開平7-8984号公報
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、有機物とNH-Nを含む被処理水に対して生物処理を行うに際し、被処理水中に含まれる有機SSが微量であっても安定した処理性と優れた処理水を得ることのできる水処理方法を提供することを目的とする。
 上記課題は、有機物およびNH-Nを含む被処理水を、担体を保持する反応槽に通水して好気条件下で処理を行う水処理方法であって、前記担体の含水率は50%以上96%以下であり、前記担体は孔径が30μm以下の連通孔を有するものであり、前記被処理水中の有機物の濃度がBODで100mg/L以下、NH-N濃度が50mg/L以下であり、前記反応槽における被処理水の滞留時間が2時間以下であり、かつ、前記被処理水中の有機物とNH-Nを同一槽内で処理する水処理方法を提供することによって解決される。
 このとき、前記被処理水中に含まれる有機SSが100mg/L以下であることが好ましい。
 このとき、前記反応槽の立ち上げに際し、活性汚泥を使用しないことが好ましい。また、前記水処理方法を実施する水処理装置内に活性汚泥槽を含まないことが好ましい。
 このとき、前記反応槽の立ち上げに際し、予め菌を担持させる操作を行っていない担体に前記被処理水を接触させることにより、該担体に有機物及びNH-Nを処理する菌を担持させることが好ましい。
 このとき、前記担体がポリビニアルコールから構成されるゲル状担体であることが好ましい。
 本発明によれば、有機物とNH-Nを含む被処理水に対して生物処理を行うに際し、被処理水中に含まれる有機SSが微量であっても安定した処理性と優れた処理水を得ることのできる水処理方法を提供することができる。
本発明の処理方法で用いられる処理装置の一例を示したフロー図である。
(処理装置)
 本発明は、有機物とNH-Nを含む被処理水に対して生物処理を行う水処理方法に関する。ここで、被処理水は、有機物とNH-Nの濃度が比較的低い、河川、湖水および地下水のうち少なくともひとつであることが好ましい。本発明によればこのような被処理水を効率よく処理することが可能であり、その処理水を上水として使用することが想定される。
 まず、本発明の処理方法で用いられる生物処理装置の一例について説明する。図1は本発明の処理方法で用いられる生物処理装置の一例を示した図である。以下、この処理装置を用いて水処理を行った場合を例にして、本発明の処理方法について説明する。
(工程1)
 本発明における工程1は、被処理水を反応槽(好気槽)へ供給する工程である。工程1について、図1に示した処理装置を例に説明する。この処理装置では、被処理水は被処理水供給管2を通って処理装置へ導入される。この処置装置は反応槽として好気槽1のみを有するものであるが、活性汚泥層や他の好気槽等各種付帯設備を備えることを排除するものではない。
(工程2)
 本発明における工程2は、前記好気槽1内において、担体4に担持された細菌により有機物の分解を行い、一次処理水を排出する工程である。この担体4には、有機物を分解する能力を有する細菌が担持されている。また、本発明における工程2は、有機物の分解と併せて、前記好気槽1内において、硝化を行い、被処理水中のNH-Nを亜硝酸及び硝酸に変え、一次処理水を排出する工程である。この担体4には、硝化能力を有する細菌が担持されている。すなわち、この担体4には、硝化菌が担持されている。有機物を分解する能力を有する細菌と硝化能力を有する細菌は同種の菌であってもよい。また、該被処理水には、非溶解性の有機物質である有機SSが含まれ、また有機SSには担体4に担持されうる菌が少量含有される。工程2では、前記被処理水中の有機物とNH-Nを同一槽(好気槽1)内で処理する。
 前記好気槽1に供給する被処理水中の有機物の濃度はBODで100mg/L以下である。効率良くNH-Nの硝化を進めるためにはBODは60mg/L以下であることが好ましく、40mg/L以下であることがより好ましい。本発明の処理対象となる、河川、湖水および地下水のひとつである被処理水には、有機物が含まれているため、BODは通常0mg/Lより大きい。本発明によれば、被処理水中の有機物とNH-Nの両方を同一槽内で処理することが可能である。このとき、被処理水のBODが例えば5mg/L以上であってもよく、6mg/L以上であってもよい。
 また、生物処理で除去できる有機物は主に溶解性であり、被処理水に含まれる有機物中の溶解性成分は被処理水の種類によって異なる。本発明によれば被処理水の溶解性BOD(以下、「s-BOD」と称する)が例えば0.5mg/L以上であってもよく、1.0mg/L以上であってもよい。また、被処理水のs-BODは、通常100mg/L以下であり、60mg/L以下であることが好ましく、40mg/L以下であることがより好ましい。ここでBODとは生物化学的酸素要求量のことを指し、水中に含まれる有機物を微生物が分解する際に5日間で消費する溶存酸素量のことを指す(例えば、JIS K0102 21に記載の方法で測定される)。
 前記好気槽1に供給する被処理水中のNH-N濃度は50mg/L以下であり、20mg/L以下であることが好ましい。本発明の処理対象となる、河川、湖水および地下水のひとつである被処理水には、NH-Nが含まれているため、NH-N濃度は通常0mg/Lより大きい。上水としての使用を想定し、処理が必要であるという観点から、例えばNH-N濃度は1mg/L以上である場合が想定される。
 前記好気槽1に供給する被処理水中の有機SSの濃度は100mg/L以下であることが好ましく、70mg/L以下であることがより好ましい。本発明の効果を十分に発揮させるためには、有機SSの濃度は50mg/L以下であることがさらに好ましい。なお、被処理水中には少量の有機SSが含有されていることが好ましく、その濃度は0mg/Lより大きい。本発明においては被処理水中の有機SS濃度が小さい河川、湖水または地下水のような被処理水を用いた場合でも、短時間で有機物およびNH-Nの処理が可能である。
 また、好気槽1の立ち上げに際し、予め菌を担持させる操作を行っていない担体に被処理水を接触させることにより該担体に短期間で菌を担持させることも可能である。より短期間で担体に菌を担持させる観点からは、有機SSの濃度は5mg/L以上であることがより好ましい。
 前記好気槽1での被処理水の水理学的滞留時間(Hydraulic Retention Time:HRT)は2時間以下である。またHRTは1時間以下であってもよく、その場合でも処理が十分に進行する。一方、処理を十分なものとする観点からは、HRTは0.10時間以上であることが好ましく、0.25時間以上であることがより好ましい。
 前記好気槽1内のpHは5~9であることが好ましく、7~8であることがより好ましい。pHがこの範囲から外れると細菌が生育し難くなるとともに、有機物分解速度及び硝化速度が低下するおそれがある。
 前記好気槽1内の温度は10~40℃であることが好ましく、20℃~35℃であることがより好ましい。温度がこの範囲から外れると細菌が生育し難くなるとともに、有機物の分解速度及び硝化速度が低下するおそれがある。
 前記好気槽1内のDO(Dissolved Oxygen、溶存酸素)は2mg/L以上であることが好ましい。DOが2mg/L未満の場合、有機物分解速度及び硝化速度が低下するおそれがある。また、DOの上限については特に制限はないが、水処理における操作上、9mg/L以下であることが好適である。
 本発明における工程2において、有機物の分解及び硝化を効率良く進行させる観点から、前記好気槽1内の処理水を曝気することが好ましい。曝気の方法は特に限定されないが、図1に示すように、前記好気槽1は、空気管7が接続された散気装置6を備えることが好ましい。散気装置6からの空気によって前記好気槽1の処理水を曝気することができるとともに、処理水及び担体4を十分に流動させることができる。担体4の流動性をさらに向上させる場合には、撹拌機等の撹拌装置を用いて好気槽1内を撹拌してもよい。
 前記好気槽1には、担体4の流出を防ぐために、図1に示すように、好気槽1の排出口にスクリーン5を設けることが好ましい。
 好気槽1に添加する担体4の槽容積に対する体積割合(充填率)は、被処理水の性状に応じて適宜決めることができ、充填率は体積換算で5~60%であることが好ましく、5~40%であることがより好ましく、5~30%であることがさらに好ましく、8~20%であることが特に好ましい。担体4の充填率が高いほど有機物の分解反応及び硝化反応を効率よく進行させることができるが、充填率が高すぎると担体4の流動性が低下し、反応効率が低下するおそれがある。
 本発明に用いられる担体は、表面から内部に連通する孔(連通孔)を有する。ここで、孔が連通しているとは、孔が各々独立に存在しているのではなく、孔同士が相互に連通していることをいう。
 上記担体の連通孔の孔径は、30μm以下であり、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは10μm以下である。孔径が30μm以下の連通孔を有する担体を用いることで担体に菌を効率良く担持することができ、それにより立ち上げ時に活性汚泥を使用せずに反応槽の立ち上げが可能である。
 被処理水中の有機SS濃度が低い場合でも、被処理水と担体を接触させるだけで反応槽の立ち上げが可能であり、有機SSを反応槽に返送する必要がなく、安定した処理が可能となる。また、有機物とNH-Nを含む被処理水を生物処理する場合、短い処理時間では有機物とNH-Nの両方を除去することは通常困難であるが、孔径が30μm以下の連通孔を有する担体を使用することで、有機物を含んだ被処理水であってもNH-Nの除去が可能となる。なお、孔径は0.1μm以上であることが好ましい。孔径が0.1μm未満の場合、細菌が担体内部に侵入できないことがある。
 ここで、「孔径が30μm以下」とは、担体が有する微細孔の内50%以上が30μm以下であることを意味する。また、「孔径が0.1μm以上」とは、担体が有する微細孔の内50%以上が0.1μm以上であることを意味する。この際、孔径とは、電子顕微鏡で担体の断面を観察した際に見られる孔の直径であり、孔が真円でない場合は、円相当径、すなわち、孔の断面積と同面積の真円の直径を孔径とした。
 孔径の具体的な測定方法は次の通りである。担体の断面を電子顕微鏡で観察し、電子顕微鏡画像を得る。得られた画像に、等間隔で縦に10本の直線を引くとともに、等間隔で横に10本の直線を引く。そして、直線の交点に存在する孔を100個選択し、それぞれの孔の直径を上述の通り測定する。このとき、交点に孔が存在しなかった場合には、その交点に最も近い孔を選択する。この測定は2つの交点に孔が跨らない縮尺の画像で行う。
 そして、本明細書における「孔径が30μm以下」とは、選択された孔の直径を上述の通り測定したとき、直径が30μm以下の孔の個数が、選択された全ての孔の個数の50%以上であることをいう。また、本明細書における「孔径が0.1μm以上」とは、選択された孔の直径を上述の通り測定したとき、直径が0.1μm以上の孔の個数が、選択された全ての孔の個数の50%以上であることをいう。
 担体表面の孔径は観察できる範囲において0.1μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。一方、担体表面の孔径は観察できる範囲において30μm以下であることが好ましい。担体表面の孔径が30μmを超える場合、細菌以外の大きな生物が進入しやすく、有機物の分解速度及び硝化速度が低下するおそれがある。担体表面の孔径は20μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましい。担体表面とは、担体を切断等の操作なく表面を電子顕微鏡で観察した際に見られる範囲のことである。担体表面の孔径は、担体断面の孔径の測定方法と同様の方法で得られた値である。
 本発明で用いられる担体の含水率は、質量換算で50%以上であり、好ましくは70%以上であり、より好ましくは85%以上である。上記範囲を満たすことにより、菌の生育環境を良好なものとすることができ、菌が増殖及び担持されやすくなる。また、含水率は96%以下である。このような含水率を有することで担体が破損せず、担体の追加投入の必要がなく長期的な運転が可能となる。なお、含水率は含水した状態の担体を完全に乾燥させた際の質量差から計算できる。
 本発明で用いられる担体の種類は特に限定されないが、細菌との親和性が高く、細菌棲息性に優れている点から、担体が高分子ゲル担体であることが好ましく、ポリビニルアルコールから構成されるゲル状担体(以下、PVAゲル担体と称する)であることがより好ましい。PVAゲル担体は、多くの細菌を担持することができるため、短いHRTで安定的な処理が可能となる。
 上記PVAゲル担体は、アセタール化されたPVAゲル担体であってもよい。
 担体の球相当径は1~10mmであることが好ましい。球相当径が小さい場合、担体の流出を防ぐためのスクリーンの網目を小さくしなければならず、目詰まりを起こすおそれがある。球相当径は2mm以上であることがより好ましい。一方、球相当径が10mmを超える場合、担体の流動性が低下するおそれがある。担体の球相当径は6mm以下であることがより好ましい。ここで球相当径とは、担体の体積と等しい体積を有する球の直径である。
 担体の形状は特に限定されるものではなく、球状、立方体、直方体、円柱状など任意の形状をとることができる。これらの中でも、細菌との接触効率を考えると球状が好ましい。
 担体の比重は水よりわずかに大きく、好気槽内で揺動させることができる比重であることが好ましい。担体の比重は、1.001以上であることが好ましく、1.005以上であることがより好ましい。一方、比重は1.20以下であることが好ましく、1.10以下であることがより好ましく、1.05以下であることがさらに好ましい。
 本発明は好気槽1の立ち上げ時に活性汚泥等の種菌を使用しなくとも立ち上げが可能である簡便な方法であり、被処理水と担体を接触させるのみで立ち上げることができる。すなわち、予め菌を担持させる操作を行っていない担体に被処理水を接触させることにより該担体に有機物及びNH-Nを処理する菌を担持させることができる。この際、被処理水は通常、わずかに当該菌を含有しており、立ち上げ前の担体は通常、菌が担持されていない状態である。また、本発明の水処理方法を実施する水処理装置は、処理装置が煩雑かつ巨大になる観点から活性汚泥槽を含まないことも好適な態様である。また、運転管理の簡便さの観点から好気槽1内に後段から有機SSを返送する設備を設けなくても良い。なお、上記態様が考えられうるが、立ち上げ時に活性汚泥等の種菌を使用することや活性汚泥槽を水処理装置内に含むこと、好気槽1に有機SSを返送する設備を設けることを排除するものではない。
 前記工程1及び2を経て処理された処理水は、後段でさらに凝集沈殿、RO膜、UF膜、MF膜、活性炭、砂濾過などの任意の処理方法で処理することができる。
 本発明によれば、被処理水中の有機SS濃度が低い場合でも、被処理水と担体を接触させるだけで反応槽の立ち上げが可能であり、有機SSを反応槽に返送する必要なく、安定した処理が可能となる。また、通常は有機物の処理がされた後にNH-Nの処理が行われるが、菌の生育環境を十分確保できる本発明の方法においては、有機物とNH-Nを含む被処理水を同一槽内で生物処理することが可能であるため、短い処理時間で有機物とNH-Nの両方を除去することができる。
 以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。
[実施例1]
 図1に示す処理装置を用いて、有機物とNH-Nを含む被処理水に対して生物処理を行った。
(有機物とNH-Nを含む被処理水)
 生物処理される被処理水として、以下の組成のものを用いた。
 BOD:40mg/L(s-BOD:20mg/L)、NH-N:7mg/L、有機SS:20mg/L
(担体)
 好気槽1(容積1L)に担体4を0.1L(充填率10%)投入した。投入した担体4は、PVAゲル担体であった。この担体4は球状であり、球相当径は4mmであり、比重は1.015である。電子顕微鏡を用いてこの担体の表面および内部を観察したところ、相互に連通した孔が確認された。また、得られた電子顕微鏡による観察像を用いて担体の表面および内部の孔径を測定したところ、孔径は0.1~30μmであった。具体的な測定方法は以下の通りである。担体4の断面を電子顕微鏡で観察して電子顕微鏡画像を得た。得られた画像に、等間隔で縦に10本の直線を引くとともに、等間隔で横に10本の直線を引いた。そして、直線の交点に存在する孔を100個選択し、それぞれの孔の直径を上述の通り測定した。その結果、100個の孔の直径が0.1~30μmの範囲内であった。また、担体の含水率は、質量基準で94%であった。なお、通水開始後も、担体4の含水率は基本的に変化しない。
(処理装置)
 好気槽1の底部には散気装置6が取り付けられており、空気管7を通して送られた空気により槽内の処理水が曝気される。好気槽1の出口には担体4の流出を防ぐためのスクリーン5が取り付けられている。
 被処理水供給管2を通って好気槽1の供給された被処理水は好気槽1内の担体に担持されている細菌により有機物の分解およびNH-Nの硝化が行われる。有機物の分解およびNH-Nの硝化が行われた処理水は処理水管3を通って好気槽1外に排出される。
(立ち上げ方法、管理方法)
 好気槽1の管理条件は、pHは7.5~8.0であり、DOは2~8mg/Lであり、好気槽1内の温度は22℃であった。HRTが1時間となるように被処理水の供給量は1L/hrとし、予め菌を担持させる操作を行っていない担体(菌が担持されていない担体)を投入した好気槽1に対して被処理水を供給した。
 以上説明した処理装置を用いて、上述した有機物とNH-Nを含む被処理水に対して生物処理を行った。
(結果)
好気槽1から排出された処理水の水質を調べたところ、通水から30日でs-BODは1.0mg/L、NH-N濃度は0.8mg/Lとなった。以下、処理水質はs-BODで記載する。
[実施例2]
 被処理水のBODを40mg/L(s-BOD:20mg/L)、NH-N濃度を30mg/L、有機SS濃度を20mg/Lとした以外は実施例1と同様にして生物処理を行った。その結果、通水から27日で処理水のs-BODが2.0mg/L、NH-N濃度が7.4mg/Lとなった。
[実施例3]
 被処理水のBODを30mg/L(s-BOD:15mg/L)、NH-N濃度を10mg/L、有機SS濃度を30mg/Lとし、好気槽1に投入する担体量を0.08L(充填率8%)とし、HRTを1.5時間とした以外は実施例1と同様にして生物処理を行った。その結果、通水から30日で処理水中のs-BODが4.0mg/L、NH-N濃度が1.0mg/Lとなった。
[実施例4]
 被処理水のBODを30mg/L(s-BOD:20mg/L)、NH-N濃度を10mg/L、有機SS濃度を20mg/Lとし、好気槽1に投入する担体量を0.4L(充填率40%)とし、HRTを0.25時間とした以外は実施例1と同様にして生物処理を行った。その結果、通水から36日で処理水のs-BODが4.5mg/L、NH-N濃度が0.8mg/Lとなった。
[比較例1]
 被処理水のBODを30mg/L(s-BOD:15mg/L)、NH-N濃度を10mg/L、好気槽1の後段に沈殿槽を設置し、槽内の活性汚泥濃度が4000mg/Lとなるよう好気槽1に汚泥を返送し、担体は使用せず、HRTを1.5時間とした以外は実施例1と同様にして生物処理を行った。その結果、処理水中のs-BODは5mg/Lまで下がったが、NH-N濃度は5mg/L程度にまでしか下がらず、また10日程で活性汚泥が解体し、運転の継続が困難となった。
[比較例2]
 使用する担体をチップ状のポリエチレン樹脂担体にし、使用する担体量を0.1L(充填率10%)にした以外は実施例2と同様にして生物処理を行った。電子顕微鏡を用いてこの担体の孔径を測定したところ、担体の孔径は100~400μm(担体の断面を観察し、得られた画像中の100個の孔のうち80個の孔径がこの範囲であり、30μm以下の孔は20個)であった。また、担体の含水率は、質量基準で31%であった。その結果、通水から60日経過後において処理水のs-BODは4.3mg/Lであったが、NH-N濃度は24mg/Lまでしか下がらなかった。
[参考例1]
 立ち上げ時に活性汚泥4000mg/Lとなるように担体の入った処理槽に添加して多量の菌を担体に接触させたこと以外は実施例2と同様にして生物処理を行った。その結果、通水から26日で処理水のs-BODが2.0mg/L、NH-N濃度が8.0mg/Lとなり、実施例2と同様の結果となった。
 本発明の発明特定事項を満たす実施例1、2、3及び4では、被処理水中に含まれる有機SSが微量であっても高い処理能力を有しており、比較例1及び2よりも優れた処理水を得ることができた。また、担体に多量の菌を接触させる方法で実施した参考例1の結果と、被処理水に含まれる微量の菌のみを担体に接触させる方法で実施した実施例2が同様の処理性を示したことから、立ち上げ時に活性汚泥を使用しない場合や予め菌を担持させる操作を行っていない担体を用いた場合でも、優れた生物処理能力があることが示された。
  1 好気槽
  2 被処理水供給管
  3 処理水管
  4 担体
  5 スクリーン
  6 散気装置
  7 空気管

Claims (6)

  1.  有機物およびアンモニア態窒素を含む被処理水を、担体を保持する反応槽に通水して好気条件下で処理を行う水処理方法であって、
     前記担体の含水率は50%以上96%以下であり、
     前記担体は孔径が30μm以下の連通孔を有するものであり、
     前記被処理水中の有機物濃度がBODで100mg/L以下、アンモニア態窒素濃度が50mg/L以下であり、
     前記反応槽における被処理水の滞留時間が2時間以下であり、かつ、
     前記被処理水中の有機物とアンモニア態窒素を同一槽内で処理する水処理方法。
  2.  前記被処理水中に含まれる有機性浮遊物質の濃度が100mg/L以下である、請求項1に記載の水処理方法。
  3.  前記反応槽の立ち上げに際し、活性汚泥を使用しない、請求項1又は2に記載の水処理方法。
  4.  前記水処理方法を実施する水処理装置内に活性汚泥槽を含まない、請求項1~3のいずれかに記載の水処理方法。
  5.  前記反応槽の立ち上げに際し、予め菌を担持させる操作を行っていない担体に前記被処理水を接触させることにより、該担体に有機物及びアンモニア態窒素を処理する菌を担持させる、請求項1~4のいずれかに記載の水処理方法。
  6.  前記担体がポリビニアルコールから構成されるゲル状担体である、請求項1~5のいずれかに記載の水処理方法。
PCT/JP2019/025978 2018-06-29 2019-06-28 水処理方法 WO2020004662A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980044029.0A CN112292354A (zh) 2018-06-29 2019-06-28 水处理方法
EP19825693.5A EP3816118A4 (en) 2018-06-29 2019-06-28 WATER TREATMENT PROCESS
US17/256,530 US20210276900A1 (en) 2018-06-29 2019-06-28 Water treatment method
JP2020527705A JP6811360B2 (ja) 2018-06-29 2019-06-28 水処理方法
PH12020552256A PH12020552256A1 (en) 2018-06-29 2020-12-23 Water treatment method

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-124399 2018-06-29
JP2018124399 2018-06-29
JP2019009004 2019-01-23
JP2019-009004 2019-01-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020004662A1 true WO2020004662A1 (ja) 2020-01-02

Family

ID=68987273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/025978 WO2020004662A1 (ja) 2018-06-29 2019-06-28 水処理方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210276900A1 (ja)
EP (1) EP3816118A4 (ja)
JP (2) JP6811360B2 (ja)
CN (1) CN112292354A (ja)
PH (1) PH12020552256A1 (ja)
WO (1) WO2020004662A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113461138A (zh) * 2021-06-25 2021-10-01 江西师范大学 用于污水处理的装置和污水处理方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54147649A (en) 1978-05-10 1979-11-19 Mitsubishi Kakoki Kk Method of disposing service water by means of rotaryydisc system biological oxidation method
JPS61259798A (ja) * 1985-05-13 1986-11-18 Agency Of Ind Science & Technol 固定化硝化細菌によるアンモニアの硝化
JPH078984A (ja) 1993-06-21 1995-01-13 Ebara Infilco Co Ltd 微生物固定化用のゲル粒子担体、その製造方法およびそれを用いた水処理方法
JPH0923881A (ja) 1995-07-13 1997-01-28 Toray Ind Inc 微生物担体及びその製造方法並びにそれを用いた生物処理装置
JPH11156385A (ja) * 1997-11-27 1999-06-15 Kuraray Co Ltd 微生物固定化担体分離機、それを用いた排水処理装置及び処理方法
JP2003000238A (ja) * 2001-06-25 2003-01-07 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Pva包括固定化微生物担体及びその製造方法並びにその担体を用いた環境浄化方法
WO2013099968A1 (ja) * 2011-12-28 2013-07-04 株式会社クラレ 多孔質含水ゲル成形物、その製造方法及びその用途
JP2017202473A (ja) 2016-05-13 2017-11-16 株式会社ウェルシィ 水処理方法および水処理システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02280893A (ja) * 1989-04-20 1990-11-16 Meidensha Corp 硝化菌固定化方法及び浄水処理方法
US6139963A (en) * 1996-11-28 2000-10-31 Kuraray Co., Ltd. Polyvinyl alcohol hydrogel and process for producing the same
CN101066798B (zh) * 2007-06-14 2010-10-27 南开大学 微污染原水富氧生物预处理除污染工艺
CN105198153A (zh) * 2014-06-27 2015-12-30 刘维艮 一种适用于城市污水处理方法
JP6811031B2 (ja) * 2016-05-11 2021-01-13 三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社 生物硝化方法及び生物硝化システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54147649A (en) 1978-05-10 1979-11-19 Mitsubishi Kakoki Kk Method of disposing service water by means of rotaryydisc system biological oxidation method
JPS61259798A (ja) * 1985-05-13 1986-11-18 Agency Of Ind Science & Technol 固定化硝化細菌によるアンモニアの硝化
JPH078984A (ja) 1993-06-21 1995-01-13 Ebara Infilco Co Ltd 微生物固定化用のゲル粒子担体、その製造方法およびそれを用いた水処理方法
JPH0923881A (ja) 1995-07-13 1997-01-28 Toray Ind Inc 微生物担体及びその製造方法並びにそれを用いた生物処理装置
JPH11156385A (ja) * 1997-11-27 1999-06-15 Kuraray Co Ltd 微生物固定化担体分離機、それを用いた排水処理装置及び処理方法
JP2003000238A (ja) * 2001-06-25 2003-01-07 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Pva包括固定化微生物担体及びその製造方法並びにその担体を用いた環境浄化方法
WO2013099968A1 (ja) * 2011-12-28 2013-07-04 株式会社クラレ 多孔質含水ゲル成形物、その製造方法及びその用途
JP2017202473A (ja) 2016-05-13 2017-11-16 株式会社ウェルシィ 水処理方法および水処理システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3816118A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3816118A1 (en) 2021-05-05
EP3816118A4 (en) 2022-03-30
JP2021037514A (ja) 2021-03-11
JPWO2020004662A1 (ja) 2020-12-17
CN112292354A (zh) 2021-01-29
US20210276900A1 (en) 2021-09-09
PH12020552256A1 (en) 2021-06-07
JP6811360B2 (ja) 2021-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5150993B2 (ja) 脱窒方法および装置
KR20080078550A (ko) 유기물 함유수의 생물처리방법
WO2008066497A1 (en) Water reclamation without biosludge production
JP2012206040A (ja) 有機物含有排水の処理方法及び有機物含有排水の処理装置
JP2014180629A (ja) 水処理方法および水処理システム
JP2012076001A (ja) 嫌気性排水処理装置
WO2020004662A1 (ja) 水処理方法
JP3474476B2 (ja) 下水処理方法
JP5846944B2 (ja) 活性汚泥等を活性化する粒状ゲル担体とその製造方法および排水処理方法
JP2565431B2 (ja) 有機性汚水の処理方法および装置
JP2018187577A (ja) 窒素含有排水処理システムの立ち上げ方法
TW201307215A (zh) 含有機物排水的處理裝置
JP2015160202A (ja) 1,4−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法及びその処理装置
US7976703B2 (en) Treating unit for simultaneous removal of carbon and nitrogen from wastewater and treating apparatus having the same
JPH1034185A (ja) 排水処理方法
JP3907867B2 (ja) 廃水処理システム
JP6899104B2 (ja) 排水処理方法および排水処理装置
KR20200092028A (ko) 코어쉘 구조의 생물막 입자 및 이를 이용한 하·폐수 처리 방법
JP2010201377A (ja) 嫌気性微生物固定化担体の保存システムおよび保存方法
Ünlü et al. Real role of an ultrafiltration hollow-fibre membrane module in a submerged membrane bioreactor
JP2021090937A (ja) 水処理方法
KR20220068189A (ko) 암모늄 퍼클로레이트를 미세여과의 풀링으로 생물학적으로 처리하는 방법
WO2019198803A1 (ja) 排水処理方法
JP2006289310A (ja) 排水の処理方法
JP2023046420A (ja) 排水処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19825693

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020527705

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2019825693

Country of ref document: EP