Novel nitrogen removal system by free nitrous acid for reduction of operation cost and excess sludge

新型游离亚硝酸脱氮系统可降低运行成本和剩余污泥

• 批准号: 17F17052
• 负责人: 細見 正明
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17052/
• 关键词: 生物学的窒素除去; 遊離亜硝酸; 汚泥減容化; 細菌損傷; 嫌気消化; アンモニア酸化

遊離亜硝酸は生物学的窒素除去の初段の反応においてアンモニア酸化の最終生成物、亜硝酸イオンとの平衡反応により生成する。遊離亜硝酸は、省エネで窒素除去を達成するために必須な亜硝酸酸化細菌への阻害効果を発揮したり、細菌細胞の損傷を促進させ、汚泥減容化に寄与したりする特性を有し、排水処理施設内での利用が期待されている。平成29年度は、この遊離亜硝酸が細菌細胞の損傷に及ぼす影響と、亜硝酸酸化細菌への阻害効果に及ぼす影響の評価を行った。従属栄養細菌をモデル細菌として、遊離亜硝酸濃度が細菌細胞の呼吸活性と細胞損傷に及ぼす影響を評価した。高感度に酸素濃度を追跡可能な呼吸活性測定システムを用いることにより、遊離亜硝酸濃度の上昇により細菌の呼吸活性が大幅に削減されることを明らかにした。細菌細胞の静菌効果はわずかなpHや亜硝酸イオン濃度の変化により得られることが示唆された。一方で、嫌気消化の促進に必要な細菌細胞の破砕のためには、静菌作用の遊離亜硝酸濃度よりも1-2オーダー高い遊離亜硝酸濃度が必要になることを明らかにした。活性汚泥を用いた窒素除去バイオリアクターの運転を行い、活性汚泥を高い遊離亜硝酸濃度に曝露させて亜硝酸酸化を抑制し、効率的な窒素除去が行えるかを検証した。遊離亜硝酸による処理を導入する系、導入しない系の2つの半回分式リアクターシステムを構築して評価した。しかしながら、スタートアップに予想以上の時間を要したこと、亜硝酸酸化を担う細菌群の活性が予想を上回ったことから、亜硝酸酸化活性の安定した抑制が達成されなかった。溶存酸素濃度の再設定、もしくは間欠曝気運転等の条件設定が必要であることが示された。

Free nitric acid is the final product of acidification in the initial phase of biological hormone removal, and the final product of nitric acid in the equilibrium phase. Free nitric acid is required for the development of nitric acid-acidified bacteria, the promotion of bacterial cell damage, and the expected utilization of sludge volume reduction in wastewater treatment facilities. In 2009, the evaluation of the effects of free nitric acid on bacterial cell damage and inhibition of nitric acid acidification on bacterial cell damage was conducted. To evaluate the effect of free nitric acid concentration on respiratory activity and cell damage of bacteria The concentration of highly sensitive nitric acid can be traced to determine the respiratory activity of bacteria. The bacteria cells are quiet and the pH and nitric acid concentration are changed. The concentration of free nitric acid is 1-2 times higher than that of free nitric acid. Activated sludge is used for the removal of nitrogen from the activated sludge. The activated sludge is exposed to high concentrations of free nitric acid. Nitric acid acidification is inhibited. The removal of nitrogen from the activated sludge is examined. Free nitric acid is introduced into the system, and the introduction system is constructed in a semi-cyclic manner. It is expected that the above time will be necessary for the nitric acid acidification to affect the activity of the bacterial population. The re-setting of the concentration of dissolved acid and the setting of conditions such as intermittent exposure are necessary.