[发明专利]水处理方法和水处理装置

说明书

本发明提供水处理方法和水处理装置，其中，在含有氨态氮的被处理水的生物学处理中，即使被处理水中的氮浓度为高浓度，也能够以高的处理速度稳定进行处理。水处理装置(1)(水处理方法)，其对包含氨态氮的被处理水进行生物学处理，其具备：硝化装置(10)(硝化工序)，其中，通过微生物活性污泥中所包含的硝化菌，将氨态氮氧化为亚硝酸或硝酸态氮；上述硝化菌包含自养型氨氧化菌和亚硝酸氧化菌；以及硝化速度控制单元，其中，按照以下方式进行控制：在硝化装置(10)中存在钼化合物，使钼浓度相对于被处理水成为0.025mgMo/gN以上，并且使每单位污泥的硝化速度成为0.11[kgN/(kgVSS·天)]以上。

技术领域

本发明涉及水处理方法和水处理装置，其中，将被处理水所包含的氨态氮生物学氧化、还原为氮气。

背景技术

排水中所包含的氮成分是湖泊、封闭性海域等中的富营养化的原因物质之一，因此特别是在排水中以高浓度包含氮成分的情况下，需要在排水处理工序中除去。通常，大多应用使用微生物活性污泥的生物学处理，例如，通过以下2个工序进行硝化脱氮处理，即，在包含氨态氮的被处理水中，在需氧条件下将氨态氮氧化为亚硝酸或硝酸态氮的硝化工序；在无氧条件下，在供氢体存在下将亚硝酸、硝酸态氮还原为氮气的脱氮工序。另外，在被处理水中包含大量的有机物的情况下，有时也通过以下循环型硝化脱氮法进行处理，即，将被处理水供给至脱氮槽，并且将在硝化槽中生成的包含亚硝酸、硝酸态氮的混合液向脱氮槽循环，利用被处理水中的有机物作为供氢体进行脱氮。

在任一处理方法中，都是利用微生物活性污泥中的硝化菌和脱氮菌的方法，但脱氮菌是能够同化有机物的异养型细菌，与此相对，硝化菌是以无机碳为碳源的自养型细菌，因此与脱氮菌相比增殖速度非常慢。在使用微生物活性污泥的处理方法的情况下，由于活性污泥中混杂有硝化菌和脱氮菌，因此可以说增殖速度慢的自养型细菌即硝化菌在污泥中的存在比例非常小。含氮排水的处理中，在利用硝化脱氮法的情况下，排水中的氮的除去效率受到硝化工序中的硝化菌的活性的限速。另外，硝化菌大地受到水温的影响，水温降低有可能导致大幅的活性降低。因此，为了不使处理水质恶化，需要使硝化工序中的每单位污泥的硝化速度(氨氧化比活性)低于脱氮工序的硝化速度。例如，非专利文献1报告了氨氧化比活性为0.113mgN/(mgVSS·天)，亚硝酸氧化比活性为0.056mgN/(mgVSS·天)。在实际处理中，在水温20℃的条件下，大多设定硝化槽的容积负荷，使得以每单位污泥的处理速度为0.05～0.1kgN/(kgVSS·天)的程度运转。

另一方面，在通过包含硝化菌和脱氮菌的微生物活性污泥处理含有高浓度氮的被处理水，例如被处理水中的氮浓度为100mgN/L以上的情况下，有时硝化工序中的硝化活性降低。如果硝化活性降低，则最终处理水质也会恶化，因此必须将硝化工序的每单位污泥的硝化速度设定为低于上述0.05～0.1kgN/(kgMLVSS·天)，其结果，有时难以保持高的处理速度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-272287号公报

非专利文献

非专利文献1：荒木等(1999)，应用FISH法的生物膜内硝化細菌的菌数测量和空间分布的解析；水环境学会志第22卷，第2号，pp.152－159

非专利文献2：Microbiology nitrate respiration-Genes,enzymes,andenvironmental distribution,Journal of Biotechnology,155(2011),pp.104-117

非专利文献3：Molybdenum as a micronutrient for Nitrobacter,Journal ofBacteriology,89(1965),pp.123-128