[发明专利]氮回收方法、氮回收装置、及由其制得的产品

说明书

本发明提供一种氮回收方法，所述氮回收方法利用硝化菌将含氨气体中的氨成分分解，将含有氨的氮成分作为氨气分解产物回收，该氮回收方法向保持担载有硝化菌的硝化菌担载体而成的微生物分解槽供给循环水，将所述硝化菌担载体保持为湿润状态，在存在氧的氛围下向该成为湿润状态的硝化菌担载体流通含氨气体，将含氨气体中的氨成分及由硝化菌分解所得的氨气分解产物溶解于所述循环水中，在所述循环水中储积氨气分解产物，并且继续进行含氨气体的分解处理，在所述循环水中的作为氨分解产物的硝酸根离子浓度增高至5000mg/L以上而达到特定浓度时，将所述循环水的一部分或全部作为氨气分解产物回收。

技术领域

本发明涉及一种氮回收方法、氮回收装置、及由其制得的产品。详细而言，本发明涉及一种从畜产设施或堆肥舍、污水处理厂等产生的氨气中高效率地回收氮的氮回收方法、氮回收装置、及由其制得的产品。

背景技术

以往，在家畜农场、堆肥化设施、粪便处理设施等中，产生以氨为主体成分的恶臭，屡次发生近邻对恶臭的抱怨的问题、或现场工作的工作人员的健康受损。因此，要求利用除臭装置对产生的氨气进行处理，而进行药剂除臭、使用吸附剂的吸附除臭、利用燃烧所进行的除臭或生物除臭。但是，另一方面，存在如下情形：所使用的药剂的处理或吸附剂的处理耗费成本，另外，除臭后会排出NOx等环境负荷较高的气体等，并非根本性的解决方案。

例如，作为由畜产设施、堆肥舍或污水处理厂等产生的含有氨的恶臭的对策，广泛普及使用硝化菌将氨氧化为亚硝酸、进而氧化为硝酸而分解的生物除臭，但此种除臭装置大多为了具备将装置内残存的亚硝酸、硝酸分解为氮气的脱氮步骤用的部位而大型化，成本较高。另外，即使将氨顺利分解，能够防止环境污染，也无法有效利用氮。

作为使用硝化菌将由畜产设施或堆肥舍、污水处理厂等大量产生的恶臭氨气分解为硝酸的技术，以往已知下述技术。

例如，在专利文献1中，提出一种除臭及脱氮处理装置，所述除臭及脱氮处理装置具备：除臭槽，其将氨气供于硝化反应及硫脱氮反应，且填充有接种了活性污泥的除臭材料；及供水槽，其对所述除臭槽供给含有硫代硫酸钠的水。在专利文献1所示的技术中，示出将硫脱氮反应与硝化反应组合，可去除氨，并且能够抑制循环水中的无机态氮的储积，而可长期进行氨气的除臭处理。然而，在专利文献1中，硫代硫酸与除臭槽中生成的亚硝酸及硝酸发生反应，硫代硫酸通过氧化生成硫酸，将亚硝酸及硝酸的无机态氮以氮气形式去除，无法实现氨性氮的回收或有效利用。

另外，在专利文献2中，提出一种填充式生物除臭塔，其向填充有微生物的载体的填充层间歇性喷洒循环水，使通过利用微生物所进行的气体中氨的硝化反应生成的硝酸基及亚硝酸基与气体中的氨基发生化学反应，将由此生成并储积于所述载体的硝酸铵及亚硝酸铵洗净，其特征在于：在循环水中添加酸而将循环水的pH值抑制为7.5以下，并且将循环水中的氨性氮浓度控制为1000mg-N/L以下。在专利文献2中，为了防止随着循环水中的氨性氮浓度的提高而利用微生物所进行的氨的硝化率降低，而在循环水中添加硫酸来抑制循环水中的氨性氮浓度，与专利文献1同样地无法实现氨性氮的回收或有效利用。

在专利文献3中，提出一种含氨气体的处理方法，其特征在于：向收容有担载了用于将氨进行亚硝酸化的氨氧化细菌的微生物载体的微生物载体收容槽中导入氨气，并且对该微生物载体收容槽进行洒水，使所述氨气溶解于喷洒的水中，通过所述氨氧化细菌将溶解于水中的氨氧化为亚硝酸态氮，并回收喷洒的所述水作为循环水，将该循环水中的铵离子浓度调整为500mg/L以上或/及将亚硝酸性氮浓度调整为650mg/L以上而供于所述洒水。该方法调整循环水中的铵离子浓度或/及亚硝酸性氮浓度，使微生物载体收容槽成为适合氨氧化细菌且不适合亚硝酸氧化细菌的环境，而维持氨氧化细菌的活性并抑制亚硝酸氧化细菌的活性，从而使氨稳定地转化为亚硝酸态氮。该方法中所获得的亚硝酸氮在其后通过使用厌氧性氨氧化细菌的脱氮处理而分解处理为氮气，或者利用异养菌的脱氮菌及作为电子供体的有机物进行脱氮，或者利用胺基磺酸去除硝酸性氮，专利文献3中所记载的方法也与专利文献1及2同样地无法实现氨性氮的回收或有效利用。