水道原水中の低濃度有機物の除去を目的とした下向流生物膜ろ過リアクターの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650548
• Research Institution: Nagaoka College of Technology
• Principal Investigator: 荒木 信夫 長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 助教授 (30193072)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大橋 晶良 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70169035) ; 田中 一浩 長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 助手 (40259841)
• Keywords: 上水原水処理 / 微量汚濁有機物 / 生物膜 / 低栄養細菌 / 変異原性 / ゼラチン層

Research Abstract

水道原水中の低濃度有機物を効率的な除去を目的とし、下向流生物膜ろ過リアクターを開発した。微裏有機物の分解を担う低栄養細菌を効率よく保持するために生物膜基材にウレタンスポンジキューブ(1.5cmの正六蔓体)を用い、これを2.0mの数珠状に連結して懸垂したものに上部から模擬原水を下向流で帳水した。リアクターの上部から底部に流れる間にスポンジ空隙内に保持された低栄養素微生物の生物膜と微生物代謝物からなるゼラチン質を重力によって透過することにより、吸着・生分解を受け処理される。
本年度は腐葉土の抽出水とコーンスティープリカーが1:1の割合であるTOC濃度4mg/Lの模擬原水を水理学的滞留時間(HRT)3、6、12時間の3条件で帳水した。帳水前後およびリアクター軸方向のTOC濃度、260nm吸光度(A_<260>)を測定した。運転開始後2ヶ月後からA_<260>、TOCの減少が始まり、次第に除去裏は増大する傾向にあった。HRTが短いほど良好な成績を示し、HRT3時間系の運転120日目ではTOC除去率68%、A_<260>除去率26%であった。有機性成分の中で色度成分の除去率が小さかった。リアクター軸方向のTOCプロファイルはリアクター上部で減少が進行するものの、その中部、底部においてはTOCの低下は認められなかった。
TOC低減率は運転開始当初は平均18%であったが、その後徐々に低減量は増えていき、1〜100日の平均除去率は28%となった。A_<260>吸光度の低減率も同じく増加傾向にあった。実験開始から300日程経過後、安定した低減傾向が認められた。300日目から440日目までのHRT3時間の平均TOC低減率は42%であった。HRT別の低減率は、TOC・A_<260>ともに、3時間が最も大きく、次いで6時間、12時間であった。