回分式活性汚泥処理における硝化菌および脱リン菌の動態予測モデルの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555169
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 古米 弘明 茨城大学, 工学部, 助教授 (40173546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古屋 勇治 富士電機総合研究所, 水処理バイオ研究所, 研究員 ; 佐々木 康成 富士電機総合研究所, 水処理バイオ研究所, 主任研究員 ; 野北 瞬介 茨城大学, 工学部, 教授 (60218295)
• Keywords: 回分式活性汚泥法 / 栄養塩除去 / 処理モデル / 硝化・脱窒 / 生物学的リン除去 / ポピュレーションダイナミクス

Research Abstract

本研究では、回分式活性汚泥プロセスにおける生物学的脱リン現象を有機物除去や窒素除去と同時に評価可能な非定常モデルを開発することを目的として、連続実験とモデル開発とその検証を行った。
1.100L規模の実験装置による細密な脱リン実験:人工下水(グルコース/ペプトン)を用い、硝化や脱リン機能を有しない活性汚泥を植種源として、長期間連続で間欠曝気操作を組み込んだ処理実験を行った。そして、1サイクルの水質変動の遷移過程や硝化・脱窒および脱リン機能の発現に関するデータともに、安定状態での処理過程のデータを得た。そして、下記のモデル検証に利用した。
2.非定常脱リンモデルの展開と検証:主として国際水環境学会(IAWQ)の活性汚泥モデルNO.2を基礎に、硝化/脱窒とリン放出/有機物摂取およびリン吸収を組み込んだ非定常モデルを作成した。そして、実験データを用いモデルの妥当性の検討や改良を行った結果、次のことが明らかとなった。
1)モノ-型基質除去速度式を基礎としたモデルでは、回分条件での有機物除去は適切に再現できないものの、窒素除去過程やリン除去過程は精度良く再現できる。ただし、流入下水の組成に合わせて、提案されている動力学定数値などの標準値を一部調製する必要がある。
2)連続実験データ結果を再現するには脱リン菌が、脱窒能を有していることを組み込む必要がある。また、脱リン現象を的確に表現するには、リンの過剰摂取はPHAの挙動が支配していること、そしてその蓄積に必要な酢酸の挙動を支配する加水分解と発酵過程の速度論が重要となる。

Research Products

• [Publications] 古米弘明・寺田和恵: "低温期における回分式活性汚泥法の硝化脱窒機能の保持状況調査" 第32回下水道研究発表会講演集. 32. 460-462 (1995)
• [Publications] H. Furumai, Y. Furuya, K. Sasaki, and T. Morioka: "Transient Behavior of Nutrient Removal during a Start-up of an Anerobic/Aerobic Sequencing Batch Reactor" Proc. of IAWQ COnfernec on SBR Technology. (1996)
• [Publications] 古米弘明・藤田昌史・古屋勇二・佐々木康成: "回分式活性汚泥法におけるリン挙動の数理モデルによる評価" 第30回日本水環境学会年会講演集. 30. (1996)