本发明专利技术提供一种利用厌氧氨氧化反应的生物学脱氮方法，在好氧条件下，使载体在流入反应槽的并且含有溶解性氮的被处理水中流动，由此，利用厌氧氨氧化反应从被处理水中进行脱氮，所述载体在其表面部分担载有两层微生物膜，在该两层微生物膜中，有利于亚硝酸型硝化反应的亚硝酸型硝化菌、或者将除氨以外的溶解性氮分解氨的好氧菌以及有利于亚硝酸型硝化反应的亚硝酸型硝化菌作为优势种存在于外侧，有利于厌氧氨氧化反应的厌氧氨氧化菌作为优势种以被所述亚硝酸型硝化菌包围的状态存在于内侧。在该生物学脱氮方法中，调整载体投入率（反应槽每单位体积的载体总表面积），使得由该亚硝酸型硝化菌的亚硝酸型硝化反应生成的亚硝酸的量达到抑制硝酸型硝化反应的程度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用了以含有氨态氮等溶解性氮的被处理水为对象的厌氧氨氧化反应的生物学脱氮方法及脱氮装置、具备该脱氮装置的水处理系统、以及在该生物学脱氮方法及该脱氮装置中使用的菌担载用载体。更详细地说，本专利技术涉及下述的生物学脱氮方法及脱氮装置、具备该脱氮装置的水处理系统、以及在该生物学脱氮方法及该脱氮装置使用的菌担载用载体，其中在所述生物学脱氮方法中，可以减少对作为处理对象的被处理水的氨态氮浓度、反应槽内的水温、DO值及PH值的限制，同时可以以实用水平进行脱氮。
技术介绍
目前，使用了以含有氨态氮的被处理水(例如污水)为对象、利用微生物菌进行脱氮的技术。该生物学脱氮技术中，通过硝化和脱氮两阶段生物反应，将被处理水中的氨态氮转换为氮气，并排出到系统外，其中在硝化工序中，在好氧条件下利用氧通过氨氧化菌的作用将氨态氮氧化为亚硝态氮，接着，通过亚硝酸氧化菌将亚硝态氮氧化为硝态氮，进而在脱氮工序中，利用有机物作为电子供体，将亚硝态氮及硝态氮在无氧条件下通过脱氮菌的作用转换为氮气。但是，这样的生物学脱氮技术在硝化工序中需要大量的氧，另一方面，在脱氮工序中，需要添加大量甲醇等有机物，总之，使运行成本增大。作为解决这种技术问题的新型生物学脱氮技术，可以使用利用了厌氧氨氧化反应的生物学脱氮方法及生物学脱氮装置。在此，所谓厌氧氨氧化反应为利用厌氧氨氧化菌的生物反应，厌氧氨氧化菌为可以在厌氧条件下将氨态氮作为电子供体、将亚硝态氮作为电子受体，使两者反应而生成氮气的脱氮微生物群，是在脱氮时不需要添加有机物的脱氮微生物。在专利文献1中公开了这种利用厌氧氨氧化反应的生物学脱氮方法及生物学脱氮装置的例子。该生物学脱氮方法及生物学脱氮装置自被处理水的上游侧向下游侧大致由部分亚硝化槽、PH调节槽、脱氮槽构成。更详细地说，部分亚硝化槽将含有氨态氮的溶液在氨氧化菌的存在下曝气，将氨态氮的一部分氧化为亚硝态氮；脱氮槽在厌氧氨氧化菌的存在下，使部分亚硝化槽的被处理水中的亚硝态氮和氨态氮反应并转化为氮气；PH调节槽使脱氮槽中的被处理水循环回到部分亚硝化槽中并调节PH。根据这种构成的生物学脱氮方法及生物学脱氮装置，用于进行硝化的曝气动力小，并且不需要添加甲醇等有机物，可减少生成的污泥量。但是，在这种生物学脱氮方法及生物学脱氮装置中，分别独立地设置部分亚硝化槽、PH调节槽及脱氮槽，并且在部分亚硝化槽及脱氮槽中分别需要调节部分亚硝化反应所需的PH值、以及脱氮反应所需的PH值，因此，作为生物学脱氮装置，设备成本昂贵，另外，作为生物学脱氮方法不能说是简单的方法。例如，专利文献2中公开了解决了这种技术问题的利用厌氧氨氧化反应的生物学脱氮装置及生物学脱氮方法。该生物学脱氮装置将部分亚硝化槽及脱氮槽作为单槽提供， 在该单槽内，不需要进行PH值的调节，从而进行部分亚硝化反应及脱氮反应来脱氮。更详细地说，向待处理的被处理水流入的单槽内投入表面部分担载有两层微生物膜(在该两层微生物膜中，有利于亚硝酸型硝化反应的亚硝酸型硝化菌作为优势种而存在于外侧、厌氧氨氧化菌作为优势种而存在于内侧)的载体，通过使载体在含有氨态氮的被处理水中流动，在好氧条件下，利用由亚硝酸型硝化菌引起的亚硝酸型硝化反应将氨态氮氧化为一部分亚硝态氮，接着，在由于存在亚硝酸型硝化菌而使被处理水中的氧被阻断的厌氧条件下， 通过主要存在于微生物膜的内侧层上的厌氧氨氧化菌，使亚硝态氮和氨态氮反应从而转化为氮气以进行脱氮。根据这种利用了厌氧氨氧化反应的生物学脱氮装置及生物学脱氮方法，能够使设备简化从而降低成本，并且，不需要进行PH值的调节，由此也能够实现生物学脱氮方法的简化。但是，在利用该厌氧氨氧化反应的生物学脱氮方法中，存在以下的技术问题。艮口， 由于对作为处理对象的被处理水的氨态氮浓度、反应槽内的水温、DO值及pH值存在限制， 因此并不是只要是含有氨态氮的被处理水，就能够无条件地直接进行生物学脱氮。更详细地说，根据现有的利用厌氧氨氧化反应的生物学脱氮方法，对于含有氨态氮的被处理水，能够利用以下的反应工艺进行脱氮。(1)亚硝酸型硝化反应ΝΗ4++1· 502 — Ν02>Η20+2Η+(2)厌氧氨氧化反应0. 75NH/+NCV — 0. 77N2+0. 19N03>1. 5H20+0. IOF更具体的说，在好氧条件下，在含有氨态氮的被处理水中，布置在其表面部分担载有两层微生物膜(在该两层微生物膜中，有利于亚硝酸型硝化反应的亚硝酸型硝化菌作为优势种存在于外侧、有利于厌氧氨氧化反应的厌氧氨氧化菌作为优势种以被该亚硝酸型硝化菌包围的状态存在于内侧)的载体，由此，通过作为优势种存在于外侧的亚硝酸型硝化菌引发(1)的反应，即亚硝酸型硝化反应，由此生成亚硝酸。接着，基于被处理水中的氨态氮和生成的亚硝态氮，在以被亚硝酸型硝化菌包围的状态存在于微生物膜的内侧层，由此， 在满足了厌氧条件的状态下通过厌氧氨氧化菌引发O)的反应，即厌氧氨氧化反应，从而生成了氮。但是，在实施这种利用厌氧氨氧化反应的脱氮方法的过程中，如以下的反应式所示，通过硝酸型硝化菌的作用，所生成的亚硝酸被进一步氧化，生成硝酸。(3)硝酸型硝化反应Ν02-+0· 502 — Ν03-+Η20+2Η+因此，为了以实用的水平来实施利用厌氧氨氧化反应的生物学脱氮方法，需要提高(1)的反应(即亚硝酸型硝化反应)所生成的亚硝酸的量，同时抑制(3)的反应，即硝酸型硝化反应，由此，需要确保O)的反应(即厌氧氨氧化反应)所需的氨态氮和亚硝态氮。在这一点上，作为对亚硝酸型硝化反应及硝酸型硝化反应产生影响的参数因子， 可以考虑被处理水的氨态氮浓度、槽内的水温、DO值及pH值。图8 图11分别是示出了被处理水的温度、被处理水中的DO (溶解氧量)、被处理水中的氨态氮浓度、及被处理水的PH对于亚硝酸型硝化菌及硝酸型硝化菌各自的生长速度或反应速度的影响的示意图。如图8所示，被处理水的温度越高，与硝酸型硝化菌相比， 亚硝酸型硝化菌的生长速度越大，因此，优选被处理水的温度高。另外，如图9所示，被处理水中的DO (溶解氧量)越低，与亚硝酸型硝化菌相比，硝酸型硝化菌的反应速度越低，因此， 被处理水中的DO在能够满足好氧条件的范围内优选较低。另外，如图10所示，被处理水中的氨态氮浓度越高，与亚硝酸型硝化菌相比，硝酸型硝化菌的反应速度越低，因此，优选被处理水中的氨态氮浓度高。另外，如图11所示，被处理水的PH越高，与亚硝酸型硝化菌相比，硝酸型硝化菌的生长速度越低，因此，优选被处理水的PH高。如上所述，目前，为了提高由(1)的反应(即亚硝酸型硝化反应)产生的亚硝酸的量，同时抑制C3)的反应(即硝酸型硝化反应)，存在着对被处理水的氨态氮浓度、槽内的水温、DO值及pH值的限制，不能说只要是含有氨态氮的被处理水就可以无条件地利用厌氧氨氧化反应，从而以实用的水平脱氮，例如，处理对象被限定为工业废水、回流污水等在高温下氨态氮浓度高的废水，而城市污水及生活废水在较低温度下的氨态氮浓度相对较低，因此，难以直接应用。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2006-88092号公报非专利文献专利文献1 Journal of Zhejiang University SCIENCE B, 2008本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用厌氧氨氧化反应的生物学脱氮方法，在好氧条件下，使载体在流入反应槽的并且含有溶解性氮的被处理水中流动，由此，利用厌氧氨氧化反应从被处理水中进行脱氮，所述载体在其表面部分担载有两层微生物膜，在该两层微生物膜中，有利于亚硝酸型硝化反应的亚硝酸型硝化菌、或者将除氨以外的溶解性氮分解成氨的好氧菌以及有利于亚硝酸型硝化反应的亚硝酸型硝化菌作为优势种存在于外侧，有利于厌氧氨氧化反应的厌氧氨氧化菌作为优势种以被所述亚硝酸型硝化菌包围的状态存在于内侧，其中，调整载体投入率（反应槽每单位体积的载体总表面积），使得由所述亚硝酸型硝化菌的亚硝酸型硝化反应生成的亚硝酸的量达到抑制硝酸型硝化反应的程度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：武田茂树，
申请(专利权)人：美得华水务株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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