專利名稱：菌體回收方法、裝置及馴化方法以及廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種菌體回收方法、裝置及馴化方法以及廢水處理裝置，特別涉及用于厭氧性氨氧化法的厭氧性氨氧化細(xì)菌的回收技術(shù)和回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化技術(shù)。
背景技術(shù)：
下水或工業(yè)廢水中所含的氮成分，由于是造成湖泊富營養(yǎng)化及降低河流的溶存氧的原因等，需要去除氮成分。下水或工業(yè)廢水中所含的氮成分，是以氨性氮、亞硝酸性氮、硝酸性氮、有機性氮為主的氮成分。
以往，這種廢水，如果氮濃度低，采用離子交換法去除，也采用氯、臭氧的氧化，但在中高濃度的情況下，采用生物處理，一般在以下條件下運轉(zhuǎn)。
在生物處理中，進(jìn)行利用好氧硝化和厭氧脫氮的硝化·脫氮處理，在好氧硝化中，進(jìn)行利用氨氧化細(xì)菌(Nitrosomonas，Nitrosococcus，Nitrosospira，Nitrosolobuss等)和亞硝酸氧化細(xì)菌(Nitrobactor，Nitrospina，Nitrococcus，Nitrospira等)的氨性氮或亞硝酸性氮的氧化，另外，在厭氧脫氮中，進(jìn)行利用從屬營養(yǎng)細(xì)菌(Pseudomonas denitrificans等)的脫氮。
此外，進(jìn)行好氧硝化的硝化槽，在負(fù)荷0.2～0.3kg-N/m3/天的范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。要處理總氮濃度30～40mg/L的下水，在硝化槽，需要6～8小時的滯留時間，在脫氮槽，需要5～8小時，需要大規(guī)模的處理槽。此外，對于只含無機質(zhì)的工業(yè)廢水中，按與上述同樣的負(fù)荷，設(shè)計硝化槽或脫氮槽，但脫氮需要有機物，添加為氮濃度3～4倍的甲醇。因此，不僅起始成本，而且還存在要求高的運轉(zhuǎn)成本的問題。
對此，最近，利用厭氧性氨氧化法的除氮方法引人注目(例如，專利文獻(xiàn)1、2)。該厭氧性氨氧化法，是以氨作為氫供給體，以亞硝酸作為氫受體，利用厭氧性氨氧化細(xì)菌，按以下的反應(yīng)式，同時脫氮氨和亞硝酸的方法。
(反應(yīng)式1)
如果采用該方法，由于以氨作為氫供給體，因此具有能夠大幅度削減脫氮使用的甲醇等的使用量，或能夠削減污泥發(fā)生量等優(yōu)點，作為今后的除氮方法，認(rèn)為是有效的方法。
專利文獻(xiàn)1特開2001-37467號公報專利文獻(xiàn)2特開2003-24990號公報但是，難于使在該厭氧性氨氧化法中使用的厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在載體上，或馴化(增殖)，此外，由于非常需要時間，給實用化造成大的障礙。
即，擔(dān)當(dāng)厭氧性氨氧化反應(yīng)的該細(xì)菌群，其詳細(xì)情況不明，報告了Planctomycet，報道增殖速度極慢，為0.001h-1(Strous，M.et al.Nature，400，446(1999)。
此外，在專利文獻(xiàn)2中，該細(xì)菌的比增殖速度為0.02～0.05Day-1范圍的非常小的值，要得到2倍的菌體量，需要多達(dá)14～35天的培養(yǎng)天數(shù)的報道。
此外，要在載體上固定厭氧性氨氧化細(xì)菌，首先，需要在固定化材料上附著該菌，進(jìn)行培養(yǎng)，但如上所述，由于增殖速度慢，該附著階段也需要長的時間。
另外，關(guān)于采用厭氧性氨氧化細(xì)菌的除氮系統(tǒng)的實際生產(chǎn)裝置，在國內(nèi)尚無運轉(zhuǎn)例。因此，在實際開始生產(chǎn)時，從活性污泥等，需要長時間的馴化時間，開始運轉(zhuǎn)，或在設(shè)施生產(chǎn)廠家，需要培養(yǎng)厭氧性氨氧化細(xì)菌的培養(yǎng)設(shè)施。
根據(jù)以上情況，在采用厭氧性氨氧化細(xì)菌的廢水處理系統(tǒng)的開始運轉(zhuǎn)時，需要在以往的排水處理的馴化中尚未解決的長時間的馴化時間。此外，在實用化時，存在設(shè)施巨大，運轉(zhuǎn)中不僅需要高額的設(shè)備費用和運轉(zhuǎn)管理費用，而且還需要調(diào)整大量氮排水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，是針對上述問題而提出的，目的是提供一種菌體回收方法、裝置及馴化方法以及廢水處理裝置，能夠有效地從經(jīng)過厭氧性氨氧化槽處理的處理水，回收活性高的厭氧性氨氧化細(xì)菌，通過利用該回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌進(jìn)行馴化，能夠用短時間進(jìn)行馴化，能夠解決上述問題，同時能夠提高厭氧性氨氧化法的性能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明1，其特征在于，將含有氨和亞硝酸的被處理水送入?yún)捬跣园毖趸?，利用厭氧性氨氧化?xì)菌使氨和亞硝酸脫氮；通過將該脫氮的處理水送入馴化槽，或經(jīng)由上述馴化槽，在厭氧性氨氧化槽內(nèi)循環(huán)，作為使上述處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在上述馴化槽內(nèi)的固定化材料上的固定化微生物而回收。
本發(fā)明的發(fā)明者們，經(jīng)過深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在用厭氧性氨氧化細(xì)菌處理含有氨和亞硝酸的被處理水的處理水中，盡管是達(dá)幾mg/L的微量，也存在厭氧性氨氧化細(xì)菌，并且，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌具有高的活性。
因此，通過向具有固定化材料的馴化槽送入該處理水，或經(jīng)由馴化槽循環(huán)到厭氧性氨氧化槽，可作為使上述處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在上述馴化槽內(nèi)的固定化材料上的固定化微生物而回收。通過使用該回收的固定化微生物，進(jìn)行馴化，與以往相比，能夠大幅度縮短厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化時間。
此外，如果采用本發(fā)明，由于能夠用短的時間進(jìn)行厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化，所以能夠提高厭氧性氨氧化法的性能，也不需要使裝置大型化。
本發(fā)明2，如本發(fā)明1所述，其特征在于，上述固定化微生物的固定化材料，是載體、固定床中的任何一種。作為固定化微生物的固定化材料，可以是載體、固定床中的任何一種，如果將固定化微生物投入或安裝在將要馴化的厭氧性氨氧化槽中，能夠防止厭氧性氨氧化細(xì)菌從厭氧性氨氧化槽流出，能夠以更短的時間進(jìn)行厭氧性氨氧化槽的馴化。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明3，其特征在于，將含有氨和亞硝酸的被處理水送入?yún)捬跣园毖趸郏脜捬跣园毖趸?xì)菌使氨和亞硝酸脫氮；通過將該脫氮的處理水，送入沉淀槽或膜分離裝置，或者經(jīng)由上述沉淀槽或膜分離裝置，在上述厭氧性氨氧化槽內(nèi)循環(huán)，在由上述沉淀槽固液分離的或用上述膜分離裝置膜分離的分離污泥中，回收上述處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌。
在上述本發(fā)明1中，作為使厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在固定化材料上的固定化微生物回收，但在本發(fā)明3中，是回收厭氧性氨氧化細(xì)菌的菌體污泥，即菌體本身。回收的菌體污泥，可以直接投入要馴化的厭氧性氨氧化槽中，或者也可以在附著在固定化材料上后，再投入?yún)捬跣园毖趸壑小４藭r，作為固定化材料，不局限于固定床的附著方式的固定化材料，也能夠?qū)⒕w污泥用作在凝膠中包含固定的包含固定化載體。
本發(fā)明4，如本發(fā)明3所述，其特征在于，上述膜分離裝置是旋轉(zhuǎn)平膜裝置。作為膜分離裝置，能夠使用旋轉(zhuǎn)平膜、浸漬膜、空心絲膜等膜，但要長時間維持膜的壽命，優(yōu)選采用旋轉(zhuǎn)平膜。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明5，其特征在于，將含有氨和亞硝酸的被處理水送入?yún)捬跣园毖趸?，利用厭氧性氨氧化?xì)菌使氨和亞硝酸脫氮；通過將該脫氮的處理水送入收納有馴化容器的沉淀槽，使上述處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在上述馴化容器內(nèi)的固定化材料上，回收厭氧性氨氧化細(xì)菌，同時也在由上述沉淀槽固液分離的分離污泥中，回收厭氧性氨氧化細(xì)菌。
本發(fā)明5，能夠利用固定化微生物回收厭氧性氨氧化細(xì)菌和回收厭氧性氨氧化細(xì)菌的菌體的菌體。這是因為，在處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌中，通過使處理水中懸浮的厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在固定化材料上，進(jìn)行回收，通過沉淀隨處理水流出的污泥中的厭氧性氨氧化細(xì)菌，作為菌體污泥回收，所以能夠有效地回收處理水中的全部厭氧性氨氧化細(xì)菌。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明6是一種菌體回收裝置，其特征在于，以實施本發(fā)明1～5中任何一項所述的菌體回收方法的方式構(gòu)成的裝置。
通過形成應(yīng)用本發(fā)明的菌體回收方法的裝置構(gòu)成，由于能夠有效地回收殘存在用厭氧性氨氧化法處理的處理水中的活性高的厭氧性氨氧化細(xì)菌，所以如果以該回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌作為種菌，能夠大幅度縮短馴化時間。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明7是一種厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化方法，其特征在于，以本發(fā)明1～5中任何一項所述的菌體回收方法回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌作為種菌，在馴化槽或?qū)⒁{(diào)試的厭氧性氨氧化槽中進(jìn)行馴化。
此時，通過向上述馴化中的厭氧性氨氧化槽，返回從馴化中的厭氧性氨氧化槽的處理水，按本發(fā)明回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌，也可以縮短馴化時間，或者通過將從完成馴化的厭氧性氨氧化槽的處理水回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌，作為另外的將要馴化的厭氧性氨氧化槽或另外準(zhǔn)備的馴化槽的種菌，也可以縮短馴化時間。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明8，其特征在于，在采用厭氧性氨氧化法處理廢水的裝置上裝備本發(fā)明6所述的菌體回收裝置。
通過在利用厭氧性氨氧化法處理廢水的裝置的部分上，設(shè)置本發(fā)明的菌體回收裝置，能夠有效地回收處理水中存在的活性高的厭氧性氨氧化細(xì)菌，通過利用該回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌，調(diào)試厭氧性氨氧化槽，能夠大幅度縮短馴化時間。
如以上說明，如果采用本發(fā)明的菌體回收方法以及裝置，能夠有效地從經(jīng)過厭氧性氨氧化槽處理的處理水，回收活性高的厭氧性氨氧化細(xì)菌。
此外，如果采用本發(fā)明的厭氧性氨氧化槽的馴化方法，由于以用本發(fā)明的菌體回收方法回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌作為種菌進(jìn)行馴化，所以能夠大幅度縮短馴化時間，能夠解決以往的問題，同時能夠提高厭氧性氨氧化法的性能。
此外，在裝置構(gòu)成的一部分上裝備本發(fā)明的菌體回收裝置的廢水處理裝置，能夠有效地回收處理水中存在的活性高的厭氧性氨氧化細(xì)菌，能夠利用該回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌，調(diào)試厭氧性氨氧化槽，能夠大幅度縮短馴化時間。


圖1是說明具有本發(fā)明的第1實施方式的菌體回收裝置的廢水處理裝置的整體構(gòu)成的概念圖。
圖2是說明具有本發(fā)明的第2實施方式的菌體回收裝置的利用厭氧性氨氧化法的廢水處理裝置的整體構(gòu)成的概念圖。
圖3是說明表示第1實施方式的變形例的廢水處理裝置的整體構(gòu)成的概念圖。
圖4是說明具有本發(fā)明的第3實施方式的菌體回收裝置的廢水處理裝置300的整體構(gòu)成的概念圖。
圖5是說明表示第3實施方式的變形例的廢水處理裝置的整體構(gòu)成的概念圖。
圖中10、100、200、300、400…廢水處理裝置、12…厭氧性氨氧化槽、14…馴化槽、16…沉淀槽、18…膜分離裝置、20…原水配管、22…第1配管、24…處理水配管、26…第2配管、28…循環(huán)泵、30…第3配管、32…污泥排放配管、34…第4配管、36…第5配管具體實施方式
下面，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的菌體回收方法、裝置及馴化方法以及廢水處理裝置的優(yōu)選實施方式。
圖1是說明具有本發(fā)明的第1實施方式的菌體回收裝置的、利用厭氧性氨氧化法的廢水處理裝置10的整體構(gòu)成的概念圖。
如圖1所示，廢水處理裝置10，主要通過在厭氧性氨氧化槽12的后段，設(shè)置回收、馴化厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化槽14而構(gòu)成。此處，馴化槽14為菌體回收裝置。
含有沿原水配管20流動的氨和亞硝酸的被處理水，由未圖示的泵，送入?yún)捬跣园毖趸?2。被厭氧性氨氧化槽12處理的處理水，經(jīng)由第1配管22，到達(dá)馴化槽14，從馴化槽14，經(jīng)由處理水配管24排放到系統(tǒng)外。
在厭氧性氨氧化槽12中，流入含有氨和亞硝酸的被處理水(原水)，利用厭氧性氨氧化槽12內(nèi)的厭氧性氨氧化細(xì)菌，同時進(jìn)行原水中所含氨和亞硝酸的脫氮。
在馴化槽14內(nèi)，具有載體、固定床中的任何一種的固定化材料，通過處理水和固定化材料接觸，使處理水中存在的厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在固定化材料上。由此，形成在固定化材料上附著固定厭氧性氨氧化細(xì)菌的固定化微生物，通過形成該固定化微生物，回收處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌。
優(yōu)選馴化槽14密封，并且最好形成能夠出入固定化材料的結(jié)構(gòu)。例如，金屬網(wǎng)或由塑料制的網(wǎng)形成的箱等，對于在通水且能夠防止固定化材料流出的單元結(jié)構(gòu)的容器中，預(yù)先裝入固定化材料，然后將該容器浸漬在馴化槽14或取出，是有效的。另外，優(yōu)選在這些馴化槽14的前段或后段，設(shè)置壓力計。在馴化槽14的閉塞時，由于停止厭氧性氨氧化槽12的運轉(zhuǎn)，因此如果能夠檢測馴化槽14的前段或后段的壓力，能夠防止如此的問題。另外，馴化槽14也不一定必須作為“槽”構(gòu)成，也可以是連接在處理水配管22中的形式。
如前所述，該厭氧性氨氧化細(xì)菌的增殖速度非常慢，但通過如此在厭氧性氨氧化槽12的后段設(shè)置馴化槽14，能夠作為固定化微生物，回收在厭氧性氨氧化槽12的處理水中存在的活性高的厭氧性氨氧化細(xì)菌，能夠在馴化槽14內(nèi)馴化。此外，也可以用另外的馴化槽，馴化回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌，或者也可以投入或安裝在將要調(diào)試的厭氧性氨氧化槽中。由此，與從一般的活性污泥馴化相比，能夠大幅度縮短馴化時間。
作為固定化材料的載體的材質(zhì)，不特別限定，可列舉聚乙烯醇、海藻酸、聚乙二醇系凝膠，或纖維素、聚酯、聚丙烯、氯乙烯等塑料載體等。作為載體的形狀，優(yōu)選使用進(jìn)行球狀體、圓筒形狀體、多孔質(zhì)體、立方體、海綿狀體、蜂窩狀體等整形的形狀。
此外，也使用利用微生物的自造粒的顆粒。
作為固定化材料的固定床的材質(zhì)，不特別限定，可列舉聚乙烯、聚酯、聚丙烯、氯乙烯等塑料材料，或活性碳纖維等。作為固定床的形狀，不特別限定，可列舉纖維狀或整形成菊花狀的、整形成蜂窩狀的等。另外，也可以通過在籠子等中充填上述的載體的固定化微生物或顆粒的固定化微生物，形成固定床。
如果采用如此構(gòu)成的菌體回收裝置10，在馴化槽14中，送入被脫氮的處理水，在馴化槽14內(nèi)的固定化材料上附著固定厭氧性氨氧化細(xì)菌。厭氧性氨氧化細(xì)菌，盡管是微量，但具有高的活性，只通過在馴化槽14內(nèi)的處理水中浸入固定化材料，就能夠使厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在固定化材料上。由此，與以往相比，能夠大幅度縮短厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化時間。
圖2是說明具有本發(fā)明的第2實施方式的菌體回收裝置的利用厭氧性氨氧化法的廢水處理裝置100的整體構(gòu)成的概念圖。此處，菌體回收裝置，變成馴化槽和沉淀槽兩個槽。另外，與圖1相同的裝置、部件，附加相同的符號地進(jìn)行說明，同時省略相同的說明。
在本實施方式中，與圖1的第1實施方式的不同之處，是在厭氧性氨氧化槽12的后段設(shè)置沉淀槽16，在該沉淀槽16內(nèi)的上部設(shè)置馴化槽14或馴化容器的構(gòu)成。由此，在處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌中，通過使處理水中懸浮的厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在馴化槽14內(nèi)的固定化材料上，與第1實施方式同樣，能夠作為固定化微生物回收。此外，由于通過沉淀隨處理水流出的污泥中的厭氧性氨氧化細(xì)菌，作為菌體污泥回收，所以能夠有效地回收處理水中的全部厭氧性氨氧化細(xì)菌。沉淀在沉淀槽16中的菌體污泥，經(jīng)由第2配管26，也可以返回到厭氧性氨氧化槽12，或者也可以經(jīng)由污泥排放管32，排放到系統(tǒng)外。排放到系統(tǒng)外的菌體污泥，也可以投入另外的馴化槽或?qū)⒁{(diào)試的另外的厭氧性氨氧化槽12，作為種菌馴化，或者也可以直接附著固定或包含固定在固定化材料上，形成固定化微生物，將該固定化微生物投入到另外的馴化槽或厭氧性氨氧化槽中。另外，在圖中未圖示，但在代替沉淀槽16，使用膜分離裝置的時候，也能夠起到相同的作用，得到相同的效果。
圖3是表示第1實施方式的變形例的廢水處理裝置200，在使被厭氧性氨氧化槽12處理的處理水的一部分或全部，再次流入?yún)捬跣园毖趸?2的流入側(cè)的循環(huán)線上，設(shè)置馴化槽14。另外，與圖1相同的裝置、部件，附加相同的符號地進(jìn)行說明，同時省略相同的說明。
即，被厭氧性氨氧化槽12處理的處理水的一部分或全部，通過返回配管即第2配管26，被送到馴化槽14，被馴化槽14處理的第2處理水，通過返回配管即第3配管30，被循環(huán)到厭氧性氨氧化槽12。另外，在返回配管即第2配管26上，設(shè)置循環(huán)泵28。
由此，只通過在循環(huán)水(馴化槽14)中浸入能夠固定化厭氧性氨氧化細(xì)菌的載體、顆粒、固定床等固定化材料，就能夠使厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在固定化材料上。由此，能夠有效地回收厭氧性氨氧化細(xì)菌，同時能夠在馴化槽14有效地馴化附著厭氧性氨氧化細(xì)菌的固定化微生物。另外，在馴化槽14回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌，也可以由另外準(zhǔn)備的馴化槽馴化，或者也可以由將要調(diào)試的厭氧性氨氧化槽馴化。由此，與從一般的活性污泥馴化相比，能夠大幅度縮短馴化時間。
圖4是說明具有本發(fā)明的第3實施方式的菌體回收裝置的廢水處理裝置300的整體構(gòu)成的概念圖。另外，與圖1相同的裝置、部件，附加相同的符號地進(jìn)行說明，同時省略相同的說明。此處，菌體回收裝置形成旋轉(zhuǎn)平膜裝置。
在本實施方式中，與圖1的第1實施方式的不同之處，在于從在厭氧性氨氧化槽12使含有氨和亞硝酸的被處理水脫氮后的處理水，通過使用旋轉(zhuǎn)平膜形式的膜分離裝置18，膜分離處理水，與伴隨處理水從厭氧性氨氧化槽12流出的污泥一同，在膜面捕捉回收厭氧性氨氧化細(xì)菌。
即，經(jīng)厭氧性氨氧化槽12處理的處理水，經(jīng)由第1配管22，送入到旋轉(zhuǎn)平膜形式的膜分離裝置18，進(jìn)行膜分離。通過膜分離去除污泥的處理水，經(jīng)由處理水配管24，排放到系統(tǒng)外，同時通過膜分離污泥濃度變高的濃縮液，經(jīng)過返回配管即第2配管26，循環(huán)到厭氧性氨氧化槽12。
旋轉(zhuǎn)平膜形式的膜分離裝置18，用于回收從處理水清除的菌體，能夠回收處理水或循環(huán)水中存在的微量的厭氧性氨氧化細(xì)菌。含有在膜分離裝置18的膜面捕捉回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌的菌體污泥，也可以投入將要調(diào)試的厭氧性氨氧化槽。如此，通過回收含有厭氧性氨氧化細(xì)菌的菌體污泥，不僅能夠形成附著型的固定化微生物，還能夠形成在凝膠內(nèi)部包括該菌體污泥的包含固定化載體。
作為膜分離機構(gòu)，除旋轉(zhuǎn)平膜形式的膜分離裝置18以外，可列舉使用浸漬膜、空心絲膜等的膜分離裝置。這樣，在膜分離機構(gòu)中，不能利用空氣曝氣清洗膜面。因為，利用空氣曝氣清洗，回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌會死亡。在旋轉(zhuǎn)平膜、浸漬膜、空心絲膜中，為長時間保持膜的壽命，優(yōu)選采用旋轉(zhuǎn)平膜。
另外，在實驗裝置調(diào)試等時，也可以利用膜分離機構(gòu)返送膜分離所用的回收的污泥。
圖5是說明表示圖4的變形例的廢水處理裝置400的整體構(gòu)成的概念圖。另外，與圖1及圖4相同的裝置、部件，附加相同的符號地進(jìn)行說明，同時省略相同的說明。
在本實施方式中，與圖4的第4實施方式的不同之處，是以用旋轉(zhuǎn)平膜形式的膜分離裝置18，能夠在系統(tǒng)外回收在膜面捕捉回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌的菌體污泥，或能夠返回到厭氧性氨氧化槽12的方式構(gòu)成。
即，被厭氧性氨氧化槽12處理的處理水被分支，一部分經(jīng)由處理水配管24，排放到系統(tǒng)外。另外，其余的處理水，經(jīng)由返回配管即第2配管26，送入到旋轉(zhuǎn)平膜形式的膜分離裝置18。用膜分離裝置18膜分離，污泥濃度高的濃縮液通過返回配管即第4配管34，循環(huán)到厭氧性氨氧化槽12。此外，含有用膜分離裝置18在膜面捕捉回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌的菌體污泥，一部分能夠通過污泥返回配管即第5配管36，循環(huán)到厭氧性氨氧化槽12，或者經(jīng)由污泥排放管32，排放到系統(tǒng)外。排放到系統(tǒng)外的菌體污泥，可以投入到將要調(diào)試的厭氧性氨氧化槽中，或者也可以用于形成在固定化材料上附著固定菌體污泥的附著固定型的固定化微生物或在凝膠內(nèi)部包含固定菌體污泥的附著固定型的固定化微生物。
以下，說明本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。
采用圖1所示的厭氧性氨氧化法的廢水處理裝置10，進(jìn)行厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化試驗。
(供試廢水)供于試驗的廢水，采用無機合成廢水。
關(guān)于原水組成，以文獻(xiàn)“A.A.vandeGraaf et.al Microbiology(1996)，142，p2187-2196”作為參考，使用表1所示的組成的原水，通過變化亞硝酸性氮(NO2-N)濃度及氨性氮(NH4-N)濃度，進(jìn)行運轉(zhuǎn)。
表1

(備注)T.Ellement S1EDTA5g/L、FeSO45g/LT.Ellement S2EDTA15g/L、ZnSO4·7H2O0.43g/L、CoCl2·6H2O0.24g/L、MnCl2·4H2O0.99g/L、CuSO4·5H2O0.25g/L、NaMoO4·2H2O0.22g/L、NiCl2·6H2O0.19g/L、NaSeO4·10H2O0.21g/L、H3BO40.014g/L(處理條件)按水溫36℃、HRT3小時，進(jìn)行脫氮速度2.8～3.2kg-N/m3/天的運轉(zhuǎn)。此時的處理水中的SS濃度為0.2～2.0mg/L。作為固定化材料，在圖1的馴化槽14內(nèi)裝入無紡布，在浸漬大約3個星期后，取出該無紡布，用于下面的連續(xù)通水試驗。
以表1作為參考，將廢水調(diào)整到NH4-N濃度＝35mg/L、NO2-N濃度＝35mg/L，用HRT＝6小時，進(jìn)行馴化，使原水中的氮濃度慢慢上升。結(jié)果，在運轉(zhuǎn)開始第42天，脫氮速度達(dá)到2.8kg-N/m3/天。由此，確認(rèn)馴化成功。
除使用全部新品的無紡布進(jìn)行試驗外，按與實施例1同樣的運轉(zhuǎn)條件進(jìn)行試驗。
充填新品的無紡布，在其中添加厭氧性氨氧化細(xì)菌污泥。與實施例1同樣(按總?cè)莘e換算，槽內(nèi)達(dá)到300mg/L)，將廢水調(diào)整到NH4-N濃度＝35mg/L、NO2-N濃度＝35mg/L，用HRT＝6小時，進(jìn)行馴化，但在經(jīng)過60天后，能夠概要確認(rèn)調(diào)試的傾向。
已知，厭氧性氨氧化細(xì)菌污泥能形成沉降性良好的絮凝物，此外，其它的菌體，由于分散而清洗掉，所以難于附著在槽內(nèi)的無紡布上。
即，本發(fā)明的菌體回收方法，是形成調(diào)試用的種床，不是用該種床進(jìn)行所有的馴化。但是，該厭氧性氨氧化細(xì)菌，由于難增殖，所以難附著在種床上。因此，認(rèn)為，通過采用由本發(fā)明的菌體回收方法形成的種床，調(diào)試厭氧性氨氧化槽，能夠大幅度縮短培養(yǎng)時間。
采用圖3所示的厭氧性氨氧化法的廢水處理裝置200，進(jìn)行厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化試驗。在循環(huán)水中大約10天浸漬充填在馴化槽14內(nèi)的甲烷顆粒后，采用該甲烷顆粒，采用UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)裝置進(jìn)行實驗。
另外，成為循環(huán)線路26、30的源頭的厭氧性氨氧化槽12的運轉(zhuǎn)條件，與實施例1相同，按水溫℃36、HRT3小時，進(jìn)行運轉(zhuǎn)，進(jìn)行脫氮速度2.8～3.2kg-N/m3/天的運轉(zhuǎn)。
與實施例1相同，將廢水調(diào)整到NH4-N濃度＝35mg/L、NO2-N濃度＝35mg/L，用HRT＝6小時，進(jìn)行馴化，使原水中的氮濃度慢慢上升。結(jié)果，在運轉(zhuǎn)開始第38天，脫氮速度達(dá)到2.1kg-N/m3/天。由此，確認(rèn)馴化成功。
采用圖4所示的厭氧性氨氧化法的廢水處理裝置300，進(jìn)行厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化試驗。
通過包含固定含有用膜分離裝置18在膜面捕捉回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌的菌體污泥，得到厭氧性氨氧化細(xì)菌的包含固定化載體。作為固定化凝膠，采用聚乙二醇系的凝膠。載體內(nèi)的固定化菌體量，按干燥重量為2.5％。
與實施例1相同，將廢水調(diào)整到NH4-N濃度＝35mg/L、NO2-N濃度＝35mg/L，用HRT＝6小時，進(jìn)行馴化，使原水中的氮濃度慢慢上升。結(jié)果，在運轉(zhuǎn)開始第28天，脫氮速度達(dá)到2.6kg-N/m3/天。由此，確認(rèn)短時間馴化成功。
采用圖5所示的厭氧性氨氧化法的廢水處理裝置400，進(jìn)行運轉(zhuǎn)調(diào)試試驗。
即，一邊將含有用膜分離裝置18在膜面捕捉回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌的菌體污泥，全部反送到厭氧性氨氧化槽12，一邊進(jìn)行厭氧性氨氧化槽12的馴化。此外，作為比較例，對于不具有膜分離裝置18的系統(tǒng)，也進(jìn)行了實驗，進(jìn)行對比研究。
在厭氧性氨氧化槽12內(nèi)，投入利用聚乙烯醇系的凝膠涂附的海綿載體，添加由上述膜分離裝置18捕捉回收的菌體污泥，使槽12內(nèi)的SS濃度達(dá)到200mg/L，然后開始運轉(zhuǎn)。
結(jié)果，到確認(rèn)脫氮速度1.0kg-N/m3/天所需的時間，在無膜分離裝置18時(比較例)為38天，在有膜分離裝置18時(實施例)為20天。即，如果采用本發(fā)明，能夠謀求近2倍的馴化時間的縮短。
權(quán)利要求
1.一種菌體回收方法，其特征在于，將含有氨和亞硝酸的被處理水送入?yún)捬跣园毖趸?，利用厭氧性氨氧化?xì)菌使氨和亞硝酸脫氮，通過將該脫氮的處理水送入馴化槽或經(jīng)由上述馴化槽循環(huán)至厭氧性氨氧化槽，作為使上述處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在上述馴化槽內(nèi)的固定化材料上的固定化微生物而回收。
2.如權(quán)利要求1所述的菌體回收方法，其特征在于，上述固定化微生物的固定化材料是載體、固定床中的任何一種。
3.一種菌體回收方法，其特征在于，將含有氨和亞硝酸的被處理水送入?yún)捬跣园毖趸郏脜捬跣园毖趸?xì)菌使氨和亞硝酸脫氮，通過將該脫氮的處理水，送入沉淀槽或膜分離裝置或者經(jīng)由上述沉淀槽或膜分離裝置循環(huán)至上述厭氧性氨氧化槽，在由上述沉淀槽進(jìn)行固液分離后的或用上述膜分離裝置進(jìn)行膜分離后的分離污泥中，回收上述被處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌。
4.如權(quán)利要求3所述的菌體回收方法，其特征在于，上述膜分離裝置是旋轉(zhuǎn)平膜裝置。
5.一種菌體回收方法，其特征在于，將含有氨和亞硝酸的被處理水送入?yún)捬跣园毖趸?，利用厭氧性氨氧化?xì)菌使氨和亞硝酸脫氮，通過將該脫氮的處理水送入收納有馴化容器的沉淀槽，使上述處理水中的厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在上述馴化容器內(nèi)的固定化材料上，回收厭氧性氨氧化細(xì)菌，同時也在由上述沉淀槽進(jìn)行固液分離后的分離污泥中，回收厭氧性氨氧化細(xì)菌。
6.一種菌體回收裝置，其特征在于，以實施權(quán)利要求1～5中任何一項所述的菌體回收方法的方式構(gòu)成的裝置。
7.一種厭氧性氨氧化細(xì)菌的馴化方法，其特征在于，以利用權(quán)利要求1～5中任何一項所述的菌體回收方法回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌作為種菌，用馴化槽或?qū)⒁{(diào)試的厭氧性氨氧化槽進(jìn)行馴化。
8.一種廢水處理裝置，其特征在于，在采用厭氧性氨氧化法處理廢水的裝置上裝備權(quán)利要求6所述的菌體回收裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種菌體回收方法，將含有氨和亞硝酸的被處理水送入?yún)捬跣园毖趸?12)中，利用厭氧性氨氧化細(xì)菌使氨和亞硝酸脫氮，將脫氮的處理水送入馴化槽(14)，使厭氧性氨氧化細(xì)菌附著在固定化材料上，作為固定化微生物回收。根據(jù)本發(fā)明能夠從由厭氧性氨氧化槽處理的處理水，有效地回收活性高的厭氧性氨氧化細(xì)菌，通過利用該回收的厭氧性氨氧化細(xì)菌進(jìn)行馴化，能夠大幅度縮短馴化時間。
文檔編號C02F3/00GK1696278SQ20041009006
公開日2005年11月16日 申請日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者井坂和一, 角野立夫 申請人:日立工程設(shè)備建設(shè)株式會社