鉄くずと間伐材を利用した下水2次処理水からの有機物、窒素、りん除去

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鉄くずを用いて硫酸塩還元による鉄腐食反応を利用してりん除去を行う方法と、間伐材を用いて硫酸塩還元細菌による木質の分解によって生成した硫化水素を利用した脱窒を組み合わせることにより、下水2次処理水中の窒素、りんを除去する技術を提案し、実験的検討を行った。まず、間伐材を有機炭素源および生物付着担体として充填した生物ろ床による窒素除去機構を検討した結果、装置の馴致を嫌気条件で行うことにより脱窒が促進されることを明らかにした。担体表面に付着した生物膜と、担体内部に増殖した生物膜の脱窒および硫酸塩還元活性を測定した結果、担体内部に硫酸塩還元細菌と硫黄脱窒細菌が共存し、木質の分解が進行すること、付着生物膜中には他栄養性脱窒細菌が成育することが示された。FISH法を用いて担体付着生物膜の硫酸塩還元細菌の群集解析を行った結果、嫌気条件の生物膜では主にDesulfobulbus sp.が多く検出されたが、無酸素条件に移行した後、これらが減少し,Desulfonema sp.が優先化したことから、間伐材の分解にこれらの硫酸塩還元細菌が関与していると推定した。次に、鉄くずと間伐材の両者を充填した生物ろ床の処理性能を検討した結果、窒素とりんの同時除去が可能であり、鉄くずの充填により脱窒が促進されたることを明らかにした。充填方法としては、鉄くずと間伐材を混合して充填する方が分けて充填するよりも脱窒速度が速いことが示された。硫酸塩還元は間伐材の分解に伴い進行したが、りん除去は脱窒に伴って起こったことから、脱窒に伴う鉄腐食が示唆された。以上のことから、本処理方式が下水2時処理水や農業系排水の処理に有効であることが示された。今後、処理速度の増大の検討が必要であると考えられる。