イオン交換と生物脱窒の組合せによる地下水中の硝酸塩の除去

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04805053
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 茂庭 竹生 東海大学, 工学部, 教授 (30056163)
• Keywords: イオン交換 / 生物脱窒 / イオン交換再生水処理 / 硝酸性窒素 / 地下水汚染 / 特殊浄水

Research Abstract

硝酸性窒素は乳児のメトヘモグロビン症の原因物質であると同時に高い発がん性をもつニトロソアミンの前駆物質でもある。そのため、水道では厳重な濃度管理が必要であるが、農業への施肥が原因とみられる地下水の汚染が確認されており、水源汚染が懸念されている。
現在、亜硝酸、硝酸を処理する有効な手段はイオン交換かあるいは微生物を利用した脱窒処理である。イオン交換は処理が安定しており、有効な方法であるが、運転コストが高く大量の再生水が発生することに難点がある。一方、生物脱室は従属栄養性細菌を利用するため、炭素基質の存在が不可欠である。これは水道では採用してくいうえ、地下水などでは一般に嫌気条件を作り出すことが困難である。
このため、イオン交換と生物処理を並列させ、亜硝酸および硝酸性窒素の除去はイオン交換で行い、再生時に再生廃水に生物処理を施すことで、水道水への生物コンタクトを防ごうと考えた。この場合、生物脱窒は嫌気性で行うのは困難と考えられるので、今年度は好気性での脱窒を考え、そのための操作条件について検討を行った。
実験は内径10cm,高さ70cmのアクリル製円筒反応層に硅砂を60cmの厚さで入れ、上向流式でメチルアルコールを炭素基質として、滬速100m/dで行った。原水は水道道に硝酸ナトリウムを添加し、pH調整のため、重炭酸ナトリウムとリン酸カリウムを添加した。脱窒菌は特に植種せず、自然に発生したものを利用した。
実験は予備実験段階であるので、厳密な実験条件の検討は行っていないが、脱窒は溶存酸素の有無に拘らず生じており、好気性条件下でも生物脱窒が生じることが確認できた。 今後は再生廃水を想定し、高濃度の塩化ナトリウムの存在下での実験を行い、操作条件を検討していく予定である。