脱窒・脱リン機能を有するメタン発酵法の原理と応用

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廃水処理は好気性活性汚泥法が広く普及しており、COD・BOD除去が行なわれている。脱窒は主として生物法が用いられているが、脱リンは凝集沈殿法が一般的である。したがって、生物法によるN,P同時除去は残された課題である。一方、近年メタン発酵(嫌気)がエネルギー再生法(メタン)として見直され、高速メタン発酵法が開発され、各種廃水に実用化されている。そのうち、上向流嫌気性汚泥床法(UASB)はわが国においても普及しつつある。今までにUASB法において、N、Pの晶析除去の可能性を見い出している。そこで、本研究においては、高速メタン発酵(UASB)を実施し、COD・BODのメタン化と共にN、Pの同時除去の最適操作条件及びその能力を検討した。1.酢酸・プロピオン酸・酪酸含有合成廃水を用いて、UASB法によるリン酸、アンモニアの除去能力を検討した。COD負荷20g1l1日、滞留時間10hの高速運転下、CODはほぼ100%除去された。Ca、2mM、Mg8mM添加によりリン酸は450から220ppmに低下した(除去率50%)。一方、アンモニアはMg6mM添加で100から30ppm(除去率70%)に低下し、Mg及びCaを添加すればリン酸は数百ppm、アンモニアは数十ppm程度晶析除去できる事を明らかにした。2.余剰汚泥熱処理分離液を用いて、UASB法でN、P除去を実施した。COD負荷34g1l1日、滞留時間7hの高速・高負荷条件に設定した。その結果、Ca(OH)_2でpH7.5に調整すると共にCaを添加すれば、リン酸は0.5から0.3mM(40%除去率)、さらにMg(4mM)添加によりリン酸は0.1mMに低下(80%除去率)した.実廃水においても、UASBメタン発酵によるリン酸除去が見い出された。リン酸カルシウム及びリン酸マグネシウムアンモニウムとしてN、Pを晶析除去するので、Ca、Mgの添加を要するが、実用化が期待される。