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技術 浄水処理設備の運転管理方法

出願人 水ing株式会社
発明者 槙田則夫仲田弘明安永利幸
出願日 2015年12月11日 (5年11ヶ月経過) 出願番号 2015-241771
公開日 2017年6月15日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2017-104818
状態 特許登録済
技術分野 嫌気,嫌気・好気又は生物に特徴ある処理 水・廃水の多段階処理 生物学的処理一般
主要キーワード 基本目的 河川水量 セラミックモジュール 酸化池 傾斜管 水温調整 カビ臭物質 後塩素処理
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

低温であってもアンモニアイオン硝化能力が低下しない浄水処理設備運転管理方法を提供する。

解決手段

本発明の方法は馴致工程を有し、馴致工程では、処理対象被処理水よりもアンモニア性窒素濃度の高い馴致用水溶液硝化菌を馴致場用する。被処理水の水温低下などの要因で、浄水処理設備の硝化機能が低下したときには、予め馴致培養した硝化菌による硝化処理切り替えると、浄水処理設備の硝化能力が低下せずに、長時間連続して浄水処理を行うことができる。

概要

背景

わが国は、河川水湖沼水及び地下水など清浄豊富水道水源に恵まれており、従来、浄水場では、例えば特許文献1の図1に示すような処理が一般的な浄水処理であった。

特許文献1には、従来の浄水処理装置および二酸化炭素排出負荷の小さい植物系活性炭使用した浄水処理装置と浄水処理方法が記載されており、活性炭吸着池における生物活性炭によるアンモニア酸化作用に関する技術、また高度浄水処理のフロー前段生物処理酸化池組合せる処理フローが記載されている。

これは、除濁と消毒基本目的としたもので、水処理剤としては、硫酸アルミニウムポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤塩素次亜塩素酸ナトリウムなどの消毒剤のみが使用されてきた。

しかしながら、ライフラインとしての水道水源確保等を目的としたダム湖の増加、及び水源富栄養化の進行に伴い、カビ臭物質である2−メチルイソボルネオールジェオスミンなどを産出するPhormidium tenue、Anabaena spiroides var. crassa、Oscillatoria tenuis、Microcystis aeruginosaなどの藻類の異常繁殖、及びこれに伴う異臭味発生問題が生じ、通常処理では対応が難しくなった。

この異臭味対策として、通常処理のフローに加え、オゾン処理、生物処理及び活性炭処理などが行われるようになった。活性炭は、1000m2/gもの広大比表面積を持つ微細孔を有しており、カビ臭物質などの有機物質を除去することができる。この活性炭は、形状の違いにより粉末活性炭、粒状成型活性炭、及び粒状破砕活性炭に分類され、粒状成型活性炭は、円柱状や球状などに成形されたもの、粒状破砕活性炭は破砕して粒状破砕物としたものなどである。

異臭味障害対策として、活性炭を使用するフローには、例えば特許文献1の図2、図3に示す2つのフローがあり、異臭味障害発生頻度が小さい場合には、障害発生時期にのみ着水井などに粉末活性炭を注入する対処的な処理を、頻度が大きい場合には、粒状破砕活性炭を敷設した活性炭吸着池を設置して恒久的な処理を行うフローが選択される。

さらに、1970年代になると、水中のフミン酸などの有機物質と消毒剤の塩素剤の反応により生成される、発癌性物質であるトリハロメタンクロロホルムブロモジクロロメタンジブロモクロロメタンブロモホルムの4物質の総称。以下、THMと称する)を始めとする、ハロ酢酸、抱水ハラールなどを含む有機ハロゲン系の消毒副生成物の問題が顕在化し、水道の安全性を揺るがせかねない大きな問題となった。塩素消毒時に塩素との反応によって上記のような消毒副生成物を生成する有機物は、消毒副生成物の前駆物質(precursor)と称され、この有機物を効率よく除去し、塩素消毒副生成物を低減する技術が求められるようになった。

また、水源の富栄養化の進行などにより、水道原水に含有されるアンモニア性窒素も増加する傾向があるが、アンモニア性窒素は水道消毒に使用される塩素剤(液体塩素、次亜塩素酸ナトリウム)と反応して、いわゆるカルキ臭と称される異臭味を残留させるため、水道水を不味くさせる要因となる。

このため、安全でおいしい水を供給するという観点から、塩素剤添加位置の見直し、生物活性炭BAC:(Biological Activate Carbon、表面に繁殖した微生物による代謝機能により有機物分解作用およびアンモニア性窒素の硝酸化作用を有する粒状活性炭)処理など、塩素消毒副生成物の抑制を目的とした高度浄水処理が本格検討されるようになった。

BAC処理は、凝集処理+オゾン処理+粒状活性炭処理+後塩素処理の組合せを基本としたものである。まず、凝集処理による除濁と有機物質の粗除去、次いでオゾン処理により、残留有機物質の酸化分解及び低分子化・易生物分解化(biodegradable)を経て、BAC処理による残留有機物質の吸着除去及び生物分解、並びにアンモニア性窒素の低減が行われ、最終的に消毒副生成物の前駆物質となる有機物質やアンモニア性窒素をできるだけ減少させた後で塩素剤による消毒が行われる。ただし、未使用の粒状活性炭がBAC化するためには粒状活性炭表面に微生物が繁殖する必要があることから、一般的には3ヶ月〜6ヶ月程度かかると言われている。

上記のとおり、粒状活性炭を使用する浄水処理の処理フローとしては、オゾン処理併用の有無及び活性炭の配置位置の違いにより、特許文献1の図3、図4、図5、図6に示された4種が代表的であり、それぞれ用途に合わせた粒径の粒状破砕活性炭が使用されてきた。

砂ろ過池に前置される下向流活性炭吸着池には、粒径0.85mm〜2.0mm、有効径1.1〜1.3mm、均等係数1.3以下の大粒径石炭系粒状破砕活性炭(特許文献1の図4)、砂ろ過池に後置される下向流活性炭吸着池には、それぞれ粒径0.5mm〜2.0mm、平均径0.9〜1.1mm、均等係数1.5〜1.9の中粒径ヤシ殻系粒状破砕活性炭及び石炭系粒状破砕活性炭(特許文献1の図5)、上向流流動床活性炭吸着池には、粒径0.2mm〜1.7mm、有効径0.35〜0.45、均等係数1.4以上の小粒径の石炭系粒状破砕活性炭(特許文献1の図6)が使用されるのが一般的である。

これら以外に、上記処理フローにおいて、凝集沈澱池の前段に生物酸化処理池を組み合わせる方式、特許文献1の図5に示したような中粒径下向流活性炭吸着池の後段に、更にろ過池凝集ろ過を含む)を組み合わせる方式などもある。

なお、オゾン処理を併用しない粒状活性炭であっても、また、オゾン処理を併用する生物活性炭においても、生物分解性の無い有機物が次第に蓄積されるため、吸着性能は次第に失われて行く。このように吸着性能がほとんど失われた活性炭は劣化炭などと称されるが、定期的な賦活再生を行うことによって活性炭としての有機物除去能力を再賦与することが可能である。

上水道用の活性炭の劣化炭は塩素消毒副生成物の前駆物質となる腐植質フミン質、フミン酸、フルボ酸などの有機性着色物質)や、異臭味成分であるジェオスミン、2−メチルイソボルネオールなどの有機物を吸着しているが、これら石炭系破砕炭およびヤシ殻系破砕炭の劣化炭の再生には800〜950℃の温度による水蒸気再生法が採用されることが一般的である。この有機物除去能力を再賦与させた活性炭は再生炭と称される。

ただし、表面に繁殖していた微生物は水蒸気再生の過程で失われているため、再生炭を活性炭吸着池に戻した場合には、再生炭がBAC化するまでに未使用活性炭同様、3ヶ月〜6ヶ月程度かかる。

また、菌付担体の一例を示すと、例えば、特許文献2には、ポリビニルアルコールアルギン酸ナトリウム混合液塩化カルシウム溶液中に液滴して球状ゲルを作成した後、球状ゲルを凍結解凍処理硫酸ナトリウム処理することで不溶化させた菌付着担体が開示されている。

更に、菌体を内部に包括する包括固定化担体としては、例えば、特許文献3に、ポリエチレングリコールジエステル又はメトキシポリエチレングリコールモノエステル重合体ゲルの内部に微生物を包括固定してなる菌包括固定担体が開示されている。

概要

低温であってもアンモニアイオン硝化能力が低下しない浄水処理設備運転管理方法を提供する。本発明の方法は馴致工程を有し、馴致工程では、処理対象被処理水よりもアンモニア性窒素濃度の高い馴致用水溶液硝化菌を馴致場用する。被処理水の水温低下などの要因で、浄水処理設備の硝化機能が低下したときには、予め馴致培養した硝化菌による硝化処理切り替えると、浄水処理設備の硝化能力が低下せずに、長時間連続して浄水処理を行うことができる。

目的

このため、安全でおいしい水を供給するという観点から、塩素剤添加位置の見直し、生物活性炭BAC:(Biological Activate Carbon、表面に繁殖した微生物による代謝機能により有機物分解作用およびアンモニア性窒素の硝酸化作用を有する粒状活性炭)処理など、塩素消毒副生成物の抑制を目的とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

被処理水に含まれるアンモニウムイオン硝化菌硝化する浄水処理設備運転管理方法であって、水温が10℃〜35℃であり、かつ、前記被処理水よりも高濃度のアンモニウムイオンを含有する馴致用水溶液で前記硝化菌を馴致する馴致工程と、水温が20℃未満に低下した被処理水を、馴致した前記硝化菌と接触させる硝化工程と、を有することを特徴とする運転管理方法。

請求項2

前記馴致用水溶液のアンモニウム窒素濃度が1mg/L以上30mg/L以下である請求項1に記載の運転管理方法。

請求項3

被処理水に凝集剤を添加して凝集沈殿する凝集沈殿池と、被処理水にオゾンを接触させるオゾン接触池と、被処理水を活性炭吸着処理する活性炭吸着池と、被処理水をろ過するろ過池と、を有する浄水処理設備を運転管理する方法であって、少なくとも1台の前記活性炭吸着池に前記硝化菌を担持させ、当該硝化菌に前記被処理水を接触させ、硝化工程を行う請求項1又は2に記載の運転管理方法。

請求項4

前記活性炭吸着池の外部と、前記活性炭吸着池の内部のいずれか一方又は両方で馴致工程を行う請求項3に記載の運転管理方法。

請求項5

前記活性炭吸着池を複数台設置し、1台以上の活性炭吸着池を、前記硝化菌を担持させる予備池とし、他の1台以上の活性炭吸着池で被処理水の吸着処理を行い、前記被処理水の水温が所定温度以下に低下したときに、当該被処理水の通水を、吸着処理を行う活性炭吸着池から前記予備池に切り替え、硝化工程を行う請求項3又は請求項4に記載の運転管理方法。

請求項6

被処理水に凝集剤を添加して凝集沈殿する凝集沈殿池と、被処理水にオゾンを接触させるオゾン接触池と、被処理水を活性炭吸着処理する活性炭吸着池と、被処理水をろ過するろ過池と、を有する浄水処理設備を運転管理する方法であって、少なくとも前記凝集沈澱池よりも上流側に、前記硝化菌を担持する硝酸化池を設置し、馴致工程後の硝化菌に、凝集沈殿前の被処理水を接触させて硝化工程を行う請求項1〜5のいずれか1項に記載の運転管理方法。

請求項7

被処理水に凝集剤を添加して凝集沈殿する凝集沈殿池と、被処理水にオゾンを接触させるオゾン接触池と、被処理水を活性炭吸着処理する活性炭吸着池と、被処理水をろ過するろ過池と、を有する浄水処理設備を運転管理する方法であって、前記ろ過池の上流側と下流側のいずれか一方又は両方に、前記硝化菌を担持する硝酸化池を設置し、馴致工程後の硝化菌に、ろ過処理前とろ過処理後のいずれか一方又は両方の被処理水を接触させて硝化工程を行う請求項1〜6のいずれか1項に記載の運転管理方法。

請求項8

被処理水に凝集剤を添加して凝集沈殿する凝集沈殿池と、被処理水にオゾンを接触させるオゾン接触池と、被処理水を活性炭吸着処理する活性炭吸着池と、被処理水をろ過するろ過池と、を有する浄水処理設備を運転管理する方法であって、少なくとも凝集沈澱池とオゾン接触池の間に、前記硝化菌を担持する硝酸化池を設置し、馴致工程後の硝化菌に、凝集沈殿処理後であって、かつ、オゾン接触前の被処理水を接触させて硝化工程を行う請求項1〜7のいずれか1項に記載の運転管理方法。

請求項9

前記被処理水のアンモニウムイオン濃度と、水温のいずれか一方又は両方を測定し、測定したデータに基づき、前記馴致水溶液のアンモニウムイオン濃度と、前記硝化工程の開始時期のいずれか一方又は両方を制御する請求項1〜8のいずれか1項に記載の運転管理方法。

請求項10

有機物吸着能が低下した前記活性炭吸着池と、硝化能が低下した前記硝酸化池のいずれか一方又は両方を再生処理する再生工程を更に含む請求項3〜9のいずれか1項に記載の運転管理方法。

請求項11

硝化工程の後に、被処理水を塩素消毒する工程を更に有する請求項1〜10のいずれか1項に記載の運転管理方法。

技術分野

0001

本発明は、水処理分野、特に上水道における高度浄水処理に使用される浄水処理設備運転管理方法に関する。

背景技術

0002

わが国は、河川水湖沼水及び地下水など清浄豊富水道水源に恵まれており、従来、浄水場では、例えば特許文献1の図1に示すような処理が一般的な浄水処理であった。

0003

特許文献1には、従来の浄水処理装置および二酸化炭素排出負荷の小さい植物系活性炭使用した浄水処理装置と浄水処理方法が記載されており、活性炭吸着池における生物活性炭によるアンモニア酸化作用に関する技術、また高度浄水処理のフロー前段生物処理酸化池組合せる処理フローが記載されている。

0004

これは、除濁と消毒基本目的としたもので、水処理剤としては、硫酸アルミニウムポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤塩素次亜塩素酸ナトリウムなどの消毒剤のみが使用されてきた。

0005

しかしながら、ライフラインとしての水道水源確保等を目的としたダム湖の増加、及び水源富栄養化の進行に伴い、カビ臭物質である2−メチルイソボルネオールジェオスミンなどを産出するPhormidium tenue、Anabaena spiroides var. crassa、Oscillatoria tenuis、Microcystis aeruginosaなどの藻類の異常繁殖、及びこれに伴う異臭味発生問題が生じ、通常処理では対応が難しくなった。

0006

この異臭味対策として、通常処理のフローに加え、オゾン処理、生物処理及び活性炭処理などが行われるようになった。活性炭は、1000m2/gもの広大比表面積を持つ微細孔を有しており、カビ臭物質などの有機物質を除去することができる。この活性炭は、形状の違いにより粉末活性炭、粒状成型活性炭、及び粒状破砕活性炭に分類され、粒状成型活性炭は、円柱状や球状などに成形されたもの、粒状破砕活性炭は破砕して粒状破砕物としたものなどである。

0007

異臭味障害対策として、活性炭を使用するフローには、例えば特許文献1の図2図3に示す2つのフローがあり、異臭味障害発生頻度が小さい場合には、障害発生時期にのみ着水井などに粉末活性炭を注入する対処的な処理を、頻度が大きい場合には、粒状破砕活性炭を敷設した活性炭吸着池を設置して恒久的な処理を行うフローが選択される。

0008

さらに、1970年代になると、水中のフミン酸などの有機物質と消毒剤の塩素剤の反応により生成される、発癌性物質であるトリハロメタンクロロホルムブロモジクロロメタンジブロモクロロメタンブロモホルムの4物質の総称。以下、THMと称する)を始めとする、ハロ酢酸、抱水ハラールなどを含む有機ハロゲン系の消毒副生成物の問題が顕在化し、水道の安全性を揺るがせかねない大きな問題となった。塩素消毒時に塩素との反応によって上記のような消毒副生成物を生成する有機物は、消毒副生成物の前駆物質(precursor)と称され、この有機物を効率よく除去し、塩素消毒副生成物を低減する技術が求められるようになった。

0009

また、水源の富栄養化の進行などにより、水道原水に含有されるアンモニア性窒素も増加する傾向があるが、アンモニア性窒素は水道消毒に使用される塩素剤(液体塩素、次亜塩素酸ナトリウム)と反応して、いわゆるカルキ臭と称される異臭味を残留させるため、水道水を不味くさせる要因となる。

0010

このため、安全でおいしい水を供給するという観点から、塩素剤添加位置の見直し、生物活性炭BAC:(Biological Activate Carbon、表面に繁殖した微生物による代謝機能により有機物分解作用およびアンモニア性窒素の硝酸化作用を有する粒状活性炭)処理など、塩素消毒副生成物の抑制を目的とした高度浄水処理が本格検討されるようになった。

0011

BAC処理は、凝集処理+オゾン処理+粒状活性炭処理+後塩素処理の組合せを基本としたものである。まず、凝集処理による除濁と有機物質の粗除去、次いでオゾン処理により、残留有機物質の酸化分解及び低分子化・易生物分解化(biodegradable)を経て、BAC処理による残留有機物質の吸着除去及び生物分解、並びにアンモニア性窒素の低減が行われ、最終的に消毒副生成物の前駆物質となる有機物質やアンモニア性窒素をできるだけ減少させた後で塩素剤による消毒が行われる。ただし、未使用の粒状活性炭がBAC化するためには粒状活性炭表面に微生物が繁殖する必要があることから、一般的には3ヶ月〜6ヶ月程度かかると言われている。

0012

上記のとおり、粒状活性炭を使用する浄水処理の処理フローとしては、オゾン処理併用の有無及び活性炭の配置位置の違いにより、特許文献1の図3図4図5図6に示された4種が代表的であり、それぞれ用途に合わせた粒径の粒状破砕活性炭が使用されてきた。

0013

砂ろ過池に前置される下向流活性炭吸着池には、粒径0.85mm〜2.0mm、有効径1.1〜1.3mm、均等係数1.3以下の大粒径石炭系粒状破砕活性炭(特許文献1の図4)、砂ろ過池に後置される下向流活性炭吸着池には、それぞれ粒径0.5mm〜2.0mm、平均径0.9〜1.1mm、均等係数1.5〜1.9の中粒径ヤシ殻系粒状破砕活性炭及び石炭系粒状破砕活性炭(特許文献1の図5)、上向流流動床活性炭吸着池には、粒径0.2mm〜1.7mm、有効径0.35〜0.45、均等係数1.4以上の小粒径の石炭系粒状破砕活性炭(特許文献1の図6)が使用されるのが一般的である。

0014

これら以外に、上記処理フローにおいて、凝集沈澱池の前段に生物酸化処理池を組み合わせる方式、特許文献1の図5に示したような中粒径下向流活性炭吸着池の後段に、更にろ過池凝集ろ過を含む)を組み合わせる方式などもある。

0015

なお、オゾン処理を併用しない粒状活性炭であっても、また、オゾン処理を併用する生物活性炭においても、生物分解性の無い有機物が次第に蓄積されるため、吸着性能は次第に失われて行く。このように吸着性能がほとんど失われた活性炭は劣化炭などと称されるが、定期的な賦活再生を行うことによって活性炭としての有機物除去能力を再賦与することが可能である。

0016

上水道用の活性炭の劣化炭は塩素消毒副生成物の前駆物質となる腐植質フミン質、フミン酸、フルボ酸などの有機性着色物質)や、異臭味成分であるジェオスミン、2−メチルイソボルネオールなどの有機物を吸着しているが、これら石炭系破砕炭およびヤシ殻系破砕炭の劣化炭の再生には800〜950℃の温度による水蒸気再生法が採用されることが一般的である。この有機物除去能力を再賦与させた活性炭は再生炭と称される。

0017

ただし、表面に繁殖していた微生物は水蒸気再生の過程で失われているため、再生炭を活性炭吸着池に戻した場合には、再生炭がBAC化するまでに未使用活性炭同様、3ヶ月〜6ヶ月程度かかる。

0018

また、菌付担体の一例を示すと、例えば、特許文献2には、ポリビニルアルコールアルギン酸ナトリウム混合液塩化カルシウム溶液中に液滴して球状ゲルを作成した後、球状ゲルを凍結解凍処理硫酸ナトリウム処理することで不溶化させた菌付着担体が開示されている。

0019

更に、菌体を内部に包括する包括固定化担体としては、例えば、特許文献3に、ポリエチレングリコールジエステル又はメトキシポリエチレングリコールモノエステル重合体ゲルの内部に微生物を包括固定してなる菌包括固定担体が開示されている。

先行技術

0020

特開2011−45853号公報
特開平5−271425号公報
特公昭64−9072号公報

発明が解決しようとする課題

0021

しかしながら、前述のとおり、高度浄水処理は安全でおいしい水造りの切となるものであるが、アンモニア性窒素除去の点で更に解決すべき課題を有していた。即ち、BAC処理において、アンモニア性窒素は、活性炭表面に繁殖した亜硝酸化菌・硝酸化菌により硝酸性窒素酸化され低減するが、これらの微生物は20℃未満(特に10℃以下)の低水温になると活性度が著しく低下するという欠点を有していた。

0022

それに加えて、夏季などの高水温期は、水源上流地域から清浄な融雪水が大量に供給されるため河川流量も多く、アンモニア性窒素濃度も0.1mg/L程度の低濃度に保たれるが、冬季などの低水温期には河川水量が低下するため、都市近郊部の清浄度欠ける流入河川水質の影響が高くなり、アンモニア性窒素濃度が2mg/L以上といった高濃度になる場合もある。このように、生物活性の低下する低水温時期に、逆にアンモニア性窒素濃度が高くなる傾向があるため、従来のBAC処理だけではアンモニア性窒素が十分に低減できない場合があるという課題があった。

0023

残留したアンモニア性窒素は、浄水処理の最終工程で行われる塩素消毒(後塩素処理と称される)の際に、下記のようなブレークポイント塩素酸化を行うことで分解することができるが、アンモニア性窒素の分解には化学量論的には7.4倍の遊離塩素を必要とするため、残留アンモニア窒素濃度が高いと所要塩素添加量多くなり、トリハロメタンなどの消毒副生成物が増加したり、いわゆるカルキ臭として知られる結合塩素由来の異臭味物質を副生させるため、後塩素消毒を実施する前の段階でアンモニア性窒素を完全に除去することが望まれていた。

0024

(ブレークポイント処理)
2NH3 + 6Cl2 → N2↑ + 6HCl

0025

また、未使用炭、再生炭の何れを使用する場合でも、これらの粒状活性炭がBAC化するまでの期間はアンモニア性窒素を除去できないという課題もあった。

0026

本発明は、上記従来の課題に鑑み成されたものであり、その目的とするところは、アンモニア性窒素含有水を水源とする浄水処理において、活性炭付着した微生物の活性度低下を防止し、アンモニア性窒素の残留を低濃度に抑制することができる浄水処理設備の最適運転管理方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0027

上記課題を解決するために、本発明の運転管理方法は以下の構成とすることができる。
(1)被処理水に含まれるアンモニウムイオン硝化菌硝化する浄水処理設備の運転管理方法において、水温が10℃〜35℃であり、かつ、前記被処理水よりも高濃度のアンモニウムイオンを含有する馴致用水溶液で硝化菌を予め馴致しておく。被処理水の水温が20℃未満に低下したときに、その被処理水を馴致した硝化菌と接触させて硝化工程を行う。
(2)アンモニウムイオン濃度アンモニウム性窒素濃度として定義することが可能であり、馴致用水溶液のアンモニウム性窒素濃度は1mg/L以上30mg/L以下にすることが好ましい。
(3)被処理水に凝集剤を添加して凝集沈殿する凝集沈殿池と、被処理水にオゾンを接触させるオゾン接触池と、被処理水を活性炭吸着処理する活性炭吸着池と、被処理水をろ過するろ過池とを有する浄水処理設備を運転管理する場合、少なくとも1台の前記活性炭吸着池に硝化菌を担持させておき、当該硝化菌に被処理水を接触させて硝化工程を行うことができる。
(4)馴致工程の場所は特に限定されず、活性炭吸着池の外部と内部の少なくとも一方で行うことができる。
(5)活性炭吸着池は複数台設置することも可能であり、この場合、1台以上の活性炭吸着池を予備池とし、他の1台以上の活性炭吸着池で被処理水の吸着処理を行い、被処理水の水温が所定温度以下に低下したときに、当該被処理水の通水を、吸着処理を行う活性炭吸着池から予備池に切り替え、硝化工程を行うことができる。
(6)上記のような浄水処理設備では、硝化工程の場所は特に限定されない。例えば、少なくとも凝集沈澱池よりも上流側に硝化菌を担持する硝酸化池を設置し、馴致工程後の硝化菌に、凝集沈殿前の被処理水を接触させて硝化工程を行うこともできる。
(7)ろ過池の上流側と下流側のいずれか一方又は両方に硝酸化池を設置し、馴致工程後の硝化菌に、ろ過処理前とろ過処理後のいずれか一方又は両方の被処理水を接触させて硝化工程を行うこともできる。
(8)更には、少なくとも凝集沈澱池とオゾン接触池の間に硝酸化池を設置し、馴致工程後の硝化菌に、凝集沈殿処理後であって、かつ、オゾン接触前の被処理水を接触させて硝化工程を行うこともできる。
(9)被処理水のアンモニウムイオン濃度と、水温のいずれか一方又は両方を測定し、測定したデータに基づき、馴致水溶液のアンモニウムイオン濃度と、硝化工程の開始時期のいずれか一方又は両方を制御することが好ましい。
(10)有機物吸着能が低下した前記活性炭吸着池と、硝化能が低下した前記硝酸化池のいずれか一方又は両方を再生処理することも可能である。
(11)更には、硝化工程の後に、被処理水を塩素消毒してもよい。

発明の効果

0028

本発明によれば、高濃度アンモニウムイオン下で馴致した硝化菌を使用することで、低水温期であっても、処理水の残留アンモニア性窒素濃度を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0029

本発明に用いる浄水処理設備の第一例を示す模式図である。
本発明に用いる浄水処理設備の第二例を示す模式図である。
本発明に用いる浄水処理設備の第三例を示す模式図である。
本発明に用いる浄水処理設備の第四例を示す模式図である。
本発明に用いる浄水処理設備の第五例を示す模式図である。
本発明に用いる浄水処理設備の第六例を示す模式図である。
本発明に用いる浄水処理設備の第七例を示す模式図である。

0030

以下、本発明を具体的に説明するが、本発明は特定の具体例に限定されるものではない。本発明は、水処理に有用な微生物を馴致する工程と、馴致した微生物を硝化等の処理に利用する工程とを有する。

0031

以下にその具体例を説明する。

0032

<微生物>
本発明は水処理工程に寄与する微生物(酵母真菌細菌類)であれば特に限定されず、複数種類の細菌類を利用することが可能であるが、特に、アンモニア性窒素の分解、除去に有用な微生物類を使用する。本発明では、アンモニア性窒素の酸化並びに亜硝酸の酸化に寄与する細菌類、即ち、硝酸菌(硝酸化菌)と亜硝酸菌(亜硝酸化菌)の少なくとも一方、好ましくは両方を使用可能であり、本願明細書ではこのような細菌類を硝化菌と称する。

0033

これら硝化菌の利用法は特に限定されないが、担体に付着(定着)させて馴致することが好ましい。

0034

<担体>
硝化菌は担体に付着(定着)させ、馴致する。この担体は特に限定されず、表面に硝化菌を付着させる菌付着担体と、内部に硝化菌を固定化する菌包括固定化担体のいずれか一方又は両方を用いることができる。

0035

菌付着担体は、特に限定されないが、一例としては不溶化ゲルがある。不溶化ゲルは、例えば、ポリビニルアルコールとアルギン酸ナトリウム混合液を塩化カルシウム溶液中に液滴して球状ゲルを作成した後、球状ゲルを凍結・解凍処理や硫酸ナトリウム処理することで不溶化させたものである。

0036

また、不溶化ゲルと一緒に、又は不溶化ゲルとは別に、他の担体を使用することも可能である。他の担体としては、活性炭材料(例えば粒状活性炭)、アンスラサイト破砕物、木炭破砕物、天然ゼオライト破砕物人工ゼオライト成形物粒状樹脂成型物ガラス繊維プラスチック繊維セラミック多孔体等のいずれか1種以上の材料を用いることが可能である。これらのうち、粒状樹脂成形物としては、ポリウレタンフォーム、ポリビニルアルコール、ポリプロピレンポリエチレン、ポリエチレングリコール、セルロース原料樹脂成型物が使用できる。

0037

包括固定化担体としては、例えば、ポリエチレングリコールのジエステル又はメトキシポリエチレングリコールのモノエステルの重合体ゲルの内部に微生物を包括固定してなる菌包括固定担体を使用することができる。なお、菌包括固定担体は、これに限定されるものではなく、硝化菌等の微生物を担体内部に包括可能であれば、例えば、ポリアクリルアミド寒天カラギーナンコラーゲン、ポリビニルアルコール、アルギン酸原料とした粒状ゲルを使用可能である。

0038

硝化菌を担体に付着(定着)させる方法は特に限定されないが、別途分離培養した硝化菌、市販の硝化菌、または、硝化菌を含むであろう水若しくは土壌を、単独又は組み合わせて硝化菌の供給源として担体に接触させる。硝化菌の供給源となる水若しくは土壌は特に限定されず、汚泥水海水等多様なものを用いることができるが、好ましくは、硝化処理の対象となる被処理水(塩素消毒前)を供給源として使用する。
次に、硝化菌の馴致工程を具体的に説明する。

0039

<馴致工程>
馴致には、水を主成分とし、かつ、被処理水よりもアンモニウムイオン濃度(アンモニア性窒素濃度)が高い馴致用水溶液を使用する。馴致用水溶液には、例えば、浄水処理設備で処理前若しくは処理中の被処理水、浄水処理設備で処理後の処理水、浄水処理設備での処理対象外の水(河川水、雨水、排水等)、または、水道水等の多様な水源を利用可能であり、これらは2種以上を混合して用いることもできる。ただし、塩素等の硝化菌抑制物質を高濃度に含む場合は、脱塩素処理等の前処理が必要である。

0040

馴致用水溶液は、被処理水よりもアンモニア性窒素濃度を高く維持する必要がある。ここで、アンモニア性窒素濃度の基準になる被処理水は、浄水処理設備に導入前(原水)であってもよいし、処理中のものでもよいが、好ましくは、低水温期(水温10℃未満)以外の被処理水を基準にする。基準となる被処理水のアンモニア性窒素濃度は、後述するように、浄水処理中に測定してもよいし、過去の測定データから基準値を設定してもよい。

0041

馴致用水溶液のアンモニア性窒素濃度は、一般に濃度が高いほど硝化工程の処理安定性が向上するが、必要以上に高濃度であるとコストが高くなり、また、高pHが硝化菌に悪影響を与える場合もある。逆に、馴致用水溶液のアンモニア性窒素濃度が低すぎると硝化効果の持続期間が短くなり、その後の被処理水の水温低下やアンモニア性窒素濃度増加に対応できないため、適切な濃度を事前予測して設定することもできる。

0042

具体的には、馴致用水溶液のアンモニア性窒素濃度は1mg/L以上が好ましく、アンモニア性窒素濃度が3mg/L以上であることがより好ましく、アンモニア性窒素濃度が5mg/L以上であることが更に好ましい。その上限は特に限定されないが、好ましくは30mg/L以下、より好ましくは10mg/L以下である。

0043

馴致用水溶液のアンモニア性窒素濃度が低い場合は、アンモニアをイオン又は塩の態様で添加する。また、硝化菌の培養を抑制しない物質であれば、pH緩衝剤、酸、アルカリ、糖類等の添加剤を馴致用水溶液に添加することも可能である。

0044

馴致用水溶液、硝化菌を担持した担体及び硝化菌(担体)を収容した装置(槽、池、カラムなど)のいずれか1以上を加熱又は冷却して10℃以上35℃以下の温度に維持して馴致工程を行う。好ましくは、馴致用水溶液の水温を10℃以上35℃以下に維持する。馴致に必要な期間は特に限定されず、溶存酸素濃度、アンモニウムイオン濃度、硝化菌の初期担持量等により適宜変更可能であるが、2週間以上の馴致期間を設けることが好ましい。馴致工程を経た硝化菌を、続いて硝化工程に利用する。

0045

<硝化工程>
本発明では、水温が一定温度以下に低下した被処理水、または、水温が一定温度以上であってもアンモニア性窒素濃度が所定濃度以上に上昇した被処理水の硝化に、上記馴致工程を経た硝化菌を利用し、浄水処理設備の硝化効率を高める。馴致工程を経た硝化菌の利用を水温が高い時期に開始しても処理安定性は高いが、その開始時期が早すぎると、その後の低水温期やアンモニア性窒素濃度の増加に対応できなくなる。

0046

従って、硝化工程の開始時期(馴致工程の終了)の判断は、被処理水の水温とアンモニア性窒素濃度のいずれか一方、好ましくは両方を連続的(常時)または1回以上の回数で定期的に測定し、必要であれば集積した他のデータと照合して総合的に判断する。このようなデータは、馴致工程の条件(アンモニア性窒素濃度、温度)の設定にも利用可能である。実測以外に利用可能な他のデータとしては、過去に同一の浄水処理設備で測定したデータ、他の浄水処理設備で取得したデータ(過去データ含む)の他、公表データ厚生労働省水道水質データベース国土交通省水文水質データベース等)など、多様なデータを利用可能である。なお、アンモニウム性窒素濃度(アンモニア態窒素濃度)は、例えば、イオン電極法で測定できる(JIS K0101の36.4等)

0047

具体的には、20℃未満、または15℃以下の水温を設定温度とし、この設定温度以下に水温が低下したときに硝化工程を開始する。ただし、温暖地など、被処理水の水温低下の可能性が低い場合は、硝化効率のみを考慮し、10℃以上、好ましくは15℃以上、より好ましくは20℃以上の水温で、硝化工程を開始することができる。この場合、例えば、被処理水のアンモニア性窒素濃度が所定濃度を超えた時を、硝化工程開始時期とする。

0048

硝化菌を被処理水に接触させる方法は特に限定されないが、例えば、硝化菌が定着した担体と共に、浄水処理設備の装置(例:充填活性炭)の充填材料に補充(追加)してもよいし、その充填材料の一部又は全部と交換してもよい。さらに、硝化菌をカラム、槽等の容器に収容した硝酸化池(硝酸化槽)を、浄水処理設備の中に組み込んで使用してもよい。硝酸化池の形状、構造は特に限定されず、例えば、固定床、流動床、生物膜方式であってもよいし、上向流であっても下向流であってもよい。

0049

次に、硝酸化池を利用した浄水処理設備と、その運転管理方法を具体的に説明する。

0050

<浄水処理設備>
図1〜5は浄水処理設備の具体例を示している。なお、図1図5に記載の活性炭吸着池は固定床下向流式のものであるが、流動床上向流式のものであってもよい。これら浄水処理設備の構造は特に限定されないが、共通する構造(装置)には同じ符号を付して以下に説明する。各浄水処理設備は凝集沈澱池10を有している。凝集沈澱池10は、原水(被処理水)の供給源に、直接又は前処理部(着水井など)を介して間接的に接続されており、未処理の被処理水又は少なくとも一部が前処理された被処理水が凝集沈澱池10に供給される。

0051

凝集沈澱池10では、手作業又は機械的手段により、1種以上の凝集剤(無機凝集剤高分子凝集剤凝集助剤など)を被処理水に添加、攪拌し、フロック成長させる。フロックは、凝集沈澱池10の一部の装置と、凝集沈澱池10よりも下流側の装置のうち、いずれか1以上の装置で構成された固液分離装置により分離される。

0052

例えば、凝集沈澱池10は、凝集剤を添加撹拌する凝集槽11の他、凝集槽11の下流側の沈澱池12を有しており、沈澱池12には傾斜板又は傾斜管が設けられ、フロックが沈殿分離固液分離)する。なお、固液分離装置はこれに限定されず、後述する図6、7の膜分離装置と凝集槽11との組み合わせであってもよいし、凝集沈澱池と砂ろ過池(ろ過装置)との組合せであってもよい。また、沈澱池を伴わない凝集槽と砂ろ過池(ろ過装置)との組合せであってもよい。

0053

ここでは、凝集沈澱池10の下流側には他の1以上の装置が設置され、フロックが分離された後の被処理水(液相)が更に処理される。具体的には、凝集沈澱池10の下流側に、オゾン接触池21と活性炭吸着池25、31と、砂ろ過池28のいずれか1台以上が設置されており、これらの台数や設置順は特に限定されないが、好ましくは、オゾン接触池21と、1台以上の活性炭吸着池25、31と、砂ろ過池28とを記載した順番に設置する。

0054

活性炭吸着池25、31には、多様な活性炭を使用可能であるが、従来技術でも使用可能な活性炭、即ち、大粒径(粒径0.85mm〜2.0mm、有効径1.1〜1.3mm、均等係数1.3以下)、中粒径(粒径0.5mm〜2.0mm、平均径0.9〜1.1mm、均等係数1.5〜1.9)、小粒径(粒径0.2mm〜1.7mm、有効径0.35〜0.45、均等係数1.4以上)のいずれのサイズ;石炭系、植物系、高分子樹脂系のいずれを原料;破砕状、球形状、円柱状のいずれの形状をも使用可能であり、2種以上を混合又は別層として使用することもできる。

0055

他方、砂ろ過池28は、ろ過砂(珪砂)、アンスラサイト、ガーネットマンガン砂セラミック等のろ過材が1種以上充填されている。従って、フロックを沈殿分離した後の被処理水(液相)は、オゾン接触池21でオゾン処理され、活性炭吸着池25、31で残留物質が吸着除去され、更に、砂ろ過池28でろ過され、残留汚染物質が除去された処理水となる。

0056

なお、残留汚染物質の除去工程の下流側には後処理部を設けることも可能である。具体的には、処理水に次亜塩素酸ナトリウム等の塩素剤を添加して塩素消毒(後塩素処理)し、水道水等の浄水とすることもできる。本発明では、この後処理(塩素消毒)の前、すなわち、原水から処理水になる前の間で硝化工程を行う。

0057

この硝化工程と、前述の馴致工程のためは、被処理水の状態を測定する必要がある。具体的には、浄水処理設備内に測定センサーを設置し、又は、浄水処理設備内部若しくはその前段から被処理水(原水)を採取し、被処理水のアンモニア性窒素濃度の少なくとも一方、好ましくは両方を測定し、前述したように、馴致工程と硝化工程のいずれか一方又は両方で利用する。

0058

浄水処理設備内部の被処理水からデータを取得する場合、測定場所は、塩素消毒前であれば特に限定されず、また、一カ所のみ又は複数箇所の被処理水を測定しもよい。好ましいデータの測定場所は、活性炭吸着池25とその前後の配管流入水流出水)のいずれか一カ所以上であり、加えて、後述する硝酸化池(予備池)と、その前後の配管(流入水、流出水)でも測定することが好ましい。

0059

以下、硝酸化池を組み込んだ浄水処理設備の具体例を説明する。

0060

<第一例>
図1に示す第一例の浄水処理設備では、1台以上の活性炭吸着池25、31が直列又は並列に設置されており、好ましくは2台以上の活性炭吸着池25、31が、より好ましくは3台以上の活性炭吸着池25、31が並列に設置されている。これらの活性炭吸着池25、31のうち、1台以上、好ましくは2台以上の活性炭吸着池31を予備池とし、予備池31に被処理水を通水するか、別途硝化菌を播種して硝化菌を定着させる。

0061

バルブ開閉等により、予備池31は他の活性炭吸着池25から独立して通水可能になっている。測定される被処理水の水温が10℃を超える、より好ましくは20℃以上の高温期では、活性炭吸着池25に被処理水を通水し、通常の活性炭吸着処理を行う。

0062

このとき、被処理水のアンモニア性窒素濃度を実測又は予測し、被処理水よりもアンモニア性窒素濃度を高くした馴致用水溶液を予備池31に通水する。上述したように、馴致用水溶液は特に限定されないが、硝酸化池(予備池31)を浄水処理設備に組み込む場合は、予備池31にも被処理水の一部を通水し、被処理水が予備池31に流入する直前または流入後にアンモニア(イオン又は塩)を添加し、馴致用水溶液とする。

0063

馴致用水溶液を予備池31に通水しながら、或いは、一定量を超える馴致用水溶液を予備池31内部に保持し、その水温(10〜35℃)を維持し、かつ、そのアンモニア性窒素濃度を被処理水よりも高濃度に維持して馴致培養を行う。馴致培養の間、活性炭吸着池25では通常の吸着処理が行われるが、被処理水の水温が低下(20℃未満)した時を硝化工程の開始時期と判断し、手動又は機械的手段により、馴致用水溶液の通水又はアンモニアの供給を停止し、被処理水の少なくとも一部の通水を、活性炭吸着池25から予備池31へ切り替える。

0064

馴致により、予備池31の硝化能力は向上しているため、低温、高濃度アンモニア性窒素の被処理水であっても、そのアンモニア性窒素濃度を低減させることができる。なお、馴致工程を予備池31の外部で行い、馴致した硝化菌(担体)を予備池31に充填してから硝化工程を行うことも可能である。

0065

予備池31は2台以上設置してもよく、この場合、先ず1台以上の予備池31で硝化工程を行い、その予備池31の硝化能力の低下や故障が生じた場合は、他の1台以上の予備池31に被処理水の通水を切り替えれば、浄水処理設備をより長時間連続運転することが可能になる。

0066

第一例の浄水処理設備のみならず、他の例の浄水処理設備においても、有機物吸着能が低下した活性炭吸着池25(予備池31)には再生処理(賦活処理)を施すことができる。賦活処理は、ガス賦活(水蒸気、二酸化炭素、空気等)、薬品賦活塩化亜鉛硫酸塩、リン酸塩等)またはこれら1以上の賦活処理を組み合わせることが可能である。

0067

より好ましくは、活性炭吸着池25、31から取り出した活性炭材料に、高温(700〜1000℃、好ましくは800〜950℃)の水蒸気を接触させる水蒸気賦活処理を施した後、酸洗浄処理を施し、再生した活性炭材料を活性炭吸着池25の容器(カラム、槽)に充填し、再利用する。活性炭吸着池31(予備池)は、硝化菌を担持した場合も、活性炭材料以外の担体を収容した場合も、担体が有機物であれば水蒸気賦活工程で燃焼されるため、活性炭材料の性能を再生後に劣化させることはない。

0068

従って、予備池31としての担体は、活性炭材料自体又は樹脂等の有機物を主成分とするものが好ましい。

0069

第一例では、活性炭吸着池の予備池31を硝酸化池としたが、本発明はこれに限定されない。以下に、第二〜第五例の浄水処理設備についても説明する。

0070

<第二例〜第五例>
図2〜5は第二例〜第五例の浄水処理設備を示しており、これらの浄水処理設備は、活性炭吸着池(予備池)31以外に硝酸化池32が設置されている。

0071

硝酸化池32は、第二例では原水(着水井)と凝集沈澱池11との間に設置され(図2)、第三例では砂ろ過池28よりも下流側に設置され(図3)、第四例では凝集沈澱池10とオゾン接触池21との間に設置され(図4)、第五例では活性炭吸着池25と砂ろ過池28との間に設置されている(図5)。

0072

いずれの場合も、バルブの開閉等により、手作業又は機械的に被処理水の通水を制御可能であり、被処理水は一部又は全部が硝酸化池32を通り、或いは、硝酸化池32を通らずに浄水処理設備で処理され、処理水となる。

0073

第一例の予備池31と同様、硝酸化池32に硝化菌(担体)を収容して馴致工程を行うか、硝酸化池32の外部で馴致した硝化菌(担体)を硝酸化池32に収容し、被処理水の水温が低温になったときには、硝酸化池32への馴致用水溶液の通水(アンモニアの供給)を停止し、被処理水の少なくとも一部を硝酸化池32に通水して硝化工程を開始する。第一例と同様、第二〜第五例の場合も、硝化工程を得た硝化菌を使用することで、低温時のアンモニア性窒素の残留濃度を抑制することができる。

0074

このように、硝酸化池32の設置場所は限定されず、また、硝酸化池32の台数も限定されないが、硝酸化池32に担持させる微生物(硝化菌)が好気性菌の場合はオゾン接触池21よりも下流又は上流に設置する。

0075

第一例〜第五例で示した硝酸化池32を組み合わせ、異なる処理工程の被処理水の硝化処理を行うことも可能であり、この場合は、複数台の硝酸化池32に同時に被処理水を通水して硝化処理を行ってもよいし、1台以上の硝酸化池32を硝化処理に使用する間は、他の1台以上の硝酸化池32では馴致処理を行ってもよい。

0076

<その他>
以上は、凝集沈澱池10、オゾン接触池21、活性炭吸着池25(31)及び砂ろ過池28を、硝酸化池32と組み合わせたが、本発明はこれに限定されるものではない。

0077

例えば、図1〜5の設備からオゾン接触池21を除き、更に、砂ろ過池28を活性炭吸着池25と凝集沈澱池10の間に設置してもよい。凝集沈澱池10と砂ろ過池28と、オゾン接触池21と、活性炭吸着池25を記載した順番に接続してもよい。

0078

これらの浄水処理設備においても、硝酸化池31、32の設置場所や設置台数は特に限定されず、また、浄水処理設備に予備池31を設置せず、活性炭吸着池25のみを設置する場合は、別途馴致した硝化菌(担体)を活性炭吸着池25の活性炭材料に追加又は交換して、硝化工程を行うこともできる。

0079

更に、図6のような浸漬型分子装置51を、凝集沈澱池10の内部、又は、凝集沈澱池10よりも下流側の槽の内部に浸漬して設置してもよいし、図7のようなセラミックモジュール型膜分離装置55を、凝集沈澱池10よりも下流側に設置してもよい。

0080

いずれの例でも、硝酸化池32は、凝集沈澱池10よりも上流側、凝集沈澱池10と膜分離装置51、55の間、または膜分離装置51、55よりも下流側のいずれか一カ所以上に設置することができる。

0081

以下に、本発明の実施例を比較例と共に説明する。

0082

[比較例1]
予備池31を除いた以外は図1と同じ浄水処理設備の活性炭吸着池25に脱塩素した水道水に塩化アンモニウムをアンモニア性窒素として0.2mg/L、市販の水槽用硝化菌剤液を300mg/Lとなるよう添加した溶液張り、1週間コンディショニングした。ついで脱塩素した水道水にカオリン10mg/L、塩化アンモニウムをアンモニア性窒素として0.2mg/L添加した試験用の被処理水を25℃に水温調整し、予備池31を除いた以外は図1と同じ浄水処理設備で、処理量60L/時(1時間当たりの通水量60リットル)で連続処理を行ったところ、通水開始20日目後の処理水はアンモニア性窒素が0.02mg/L未満であった。更に、31日目から被処理水の水温を9℃に変更したところ、34日目から処理水のアンモニア性窒素が検出され(検出濃度以上)、38日目にはアンモニア性窒素が0.1mg/L以上にまで上昇した。

0083

比較例1と同じ条件で活性炭吸着池25をコンディショニング後、比較例1と同じ条件で作製し、水温調整した被処理水を、図1の浄水処理設備で予備池31を経由させずに処理量60L/時で連続処理を行った。比較例1と同様、通水開始20日目から処理水のアンモニア性窒素は0.02mg/L未満まで低下した。ただし、実施例1では、被処理水を通水処理している間、活性炭吸着池25と同じ条件でコンディショニングを行った予備池31では、水温25℃、アンモニア性窒素濃度1mg/L、溶存酸素6mg/L以上に維持した馴致用水溶液で馴致培養を行った。その後、試験開始から31日目に被処理水の水温を9℃に変更するとともに、活性炭吸着池25を予備池31に切り替えて通水したところ、60日目でも処理水のアンモニア性窒素濃度は0.02mg/L未満に維持された。

0084

馴致用水溶液のアンモニア性窒素濃度を5mg/Lに変更した以外は実施例1と同じ条件で馴致培養を行い、更に、31日目以降の被処理水のアンモニア性窒素濃度を2mg/Lに増加した以外は実施例1と同じ条件で予備池32での硝化処理を行ったところ、60日目目でもアンモニア性窒素濃度は0.02mg/L未満に維持された。

0085

塩化アンモニウムをアンモニア性窒素として1mg/L添加した以外は、実施例1及び比較例1と同じ条件で活性炭吸着池の事前コンディショニングおよび被処理水を作製した。この被処理水を水温25℃に調整し、図2の浄水処理設備で、硝酸化池32を経由させずに処理量60L/時で連続処理を行ったところ、通水開始20日目から処理水のアンモニア性窒素は0.02mg/L未満になった。

0086

他方、硝酸化池32には天然ゼオライト破砕物を担体として充填し、活性炭吸着池と同じ条件でコンディショニングしておき、硝酸化池32を経由しない系で処理する間、水温30℃、アンモニア性窒素10mg/L、溶存酸素6mg/L以上に維持した馴致用水溶液で馴致培養を行った。その後、31日目から被処理水の水温を8℃に、アンモニア性窒素濃度を3mg/Lに変更するとともに、硝酸化池32を経由する系に切り替えて通水したところ、60日目でもアンモニア性窒素は0.02mg/L未満のままであった。

0087

実施例1及び比較例1と同じ条件で活性炭吸着池の事前コンディショニングおよび試験用の被処理水を作製した。この被処理水を水温25℃に調整し、図3の浄水処理設備で、硝酸化池32を経由させずに、処理量60L/時)で連続処理を行ったところ、通水開始20日目から処理水のアンモニア性窒素は0.02mg/L未満に低下した。

0088

他方、硝酸化池32には粒状活性炭を担体として充填して実施例1の活性炭吸着池と同じ条件でコンディショニングしておき、水温25℃、アンモニア性窒素濃度5mg/L、溶存酸素6mg/L以上に維持した馴致用水溶液で馴致培養を行った。その他、31日目から被処理水の水温を9℃に、アンモニア性窒素濃度を2mg/Lに変更するとともに、硝酸化池32を経由する系に切り替えて通水したところ、60日目でもアンモニア性窒素は0.02mg/L未満のままであった。

0089

被処理水のアンモニア性窒素濃度を0.5mg/Lに変えた以外は、実施例1及び比較例1と同様の活性炭吸着池の事前コンディショニングおよび試験用被処理水を作製した。この被処理水を水温25℃に調整し、図4の浄水処理設備で硝酸化池32を経由させずに処理量60L/時で連続処理を行ったところ、通水開始20日目から処理水のアンモニア性窒素は0.02mg/L未満になった。

0090

硝酸化池32にはポリビニルアルコール・ゲルを担体として充填して実施例1の活性炭吸着池と同じ条件でコンディショニングしておき、水温30℃、アンモニア性窒素濃度10mg/L、溶存酸素6mg/L以上に維持した馴致用水溶液で馴致培養を行った。ついで、31日目から、被処理水の水温を9℃に、アンモニア性窒素濃度を2mg/Lに変更するとともに硝酸化池32を経由する系に切り替えて通水したところ、60日目でも処理水のアンモニア性窒素濃度は0.02mg/L未満のままであった。

0091

実施例5と同じ条件で活性炭吸着池の事前コンディショニングおよび被処理水を作製した。ついで水温25℃に調整し、図5の浄水処理設備で、硝酸化池32を経由しない系の連続処理(処理量60L/時)を行ったところ、通水開始20日目から処理水のアンモニア性窒素は0.02mg/L未満に低下した。

0092

この間、水温30℃、粉末活性炭100mg/L、アンモニア性窒素10mg/L、水槽用硝化菌薬剤300mg/L、溶存酸素6mg/L以上の状態を維持した亜硝酸化菌・硝酸化菌の馴致培養を行い、更に、この培養液をポリエチレングリコールジメタルリレー重合ゲルにより包括させた粒状ゲルを作製し、硝酸化池32に充填した。

0093

次いで、31日目から被処理水の水温を9℃に、アンモニア性窒素濃度を2mg/Lに変更するとともに、ゲル充填済みの硝酸化池32に被処理水を通水したところ、60日目でも処理水のアンモニア性窒素濃度は0.02mg/L未満のままであった。

0094

図1の浄水処理設備に2台(2池)の予備池31を設けたものを用意し、実施例1と同じ条件で活性炭吸着池及び予備池の事前コンディショニングおよび被処理水を作製した。ついで水温25℃に調整し、実施例1と同じ条件でいずれの予備池31も経由させずに、処理量60L/時で連続処理を行ったところ、通水開始20日目から処理水のアンモニア性窒素は0.02mg/L未満に低下した。

0095

2台の予備池31のうち、第1の予備池31は、水温25℃、アンモニア性窒素1mg/L、溶存酸素6mg/L以上に維持した馴致用水溶液で馴致培養を行い、第2の予備池31については水温25℃、アンモニア性窒素10mg/L、溶存酸素6mg/L以上に維持した馴致用水溶液で馴致培養を行った。

実施例

0096

ついで、31日目から被処理水の水温を9℃、アンモニア性窒素を2mg/Lに変更するとともに、活性炭吸着池25を第1の予備池31に切り替えて通水したところ、60日目でも処理水のアンモニア性窒素濃度は0.02mg/L未満のままであった。さらに61日目からは被処理水の水温を7℃、アンモニア性窒素濃度を3mg/Lに変更するとともに、第1の予備池31から第2の予備池32へ被処理水の通水を切り替えたところ、120日目でも処理水のアンモニア性窒素濃度は0.02mg/L未満のままであった。

0097

10:凝集沈澱池、21:オゾン接触池、25:活性炭吸着池、28:砂ろ過池、31:予備池、32:硝酸化池

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