| 研究概要 |
1.生物膜電極法による硝化と脱窒の各過程に対する電流密度及び液本体DO濃度条件の影響について実験的検討を行った.単位電極面積当りの硝化速度及び脱窒速度はともに,電流密度の増大とともに大きくなった.通電の硝化速度向上効果は,低液本体DO濃度条件下で大きく,液本体DO濃度が1mg/L以下でも,通電のない高液本体DO濃度条件に匹敵する硝化速度に維持することが可能であった.一方,脱窒は,液本体DO濃度が3mg/L以上でも電解生成水素を利用して進行し,液本体が無酸素環境にある場合の約50%程度の速度を保つことが可能であった.
2.一対の生物膜電極を陽極及び陰極として用い,連続硝化・脱窒処理実験を行ったところ,液本体DO濃度によらず,無通電系に比べて通電系では,亜硝酸性窒素の蓄積がない安定した硝化と脱窒が単一槽内で同時的に進行し,処理水のTN濃度は減少した.低液本体DO濃度条件下でも陽極での電解生成酸素が生物膜内で利用されることにより,硝化が安定して進行した.液本体DO濃度の増大に伴い,硝化速度は増大するが,陰極での脱窒に対する水素利用率は低下した.
3.充填層型生物膜電極を嫌気-好気生物ろ床法の好気槽に浸漬し,実下水を用いて連続処理実験を行った結果,無通電の対照系に比べTN除去率が向上し,本法の適用性が示された.また,2mg/L程度の液本体DO濃度がTN除去に対して効果的であった.
4.硝化と脱窒に対する生物膜反応モデルを構築して反応速度解析を行い,陽極の硝化細菌生物膜内が全域に渡って好気環境となるように液本体DOと電流密度条件を操作すると,効果的に硝化速度を増大でき,陰極の脱窒細菌生物膜では,液本体DO濃度が3mg/L程度までであれば膜内での生物学的酸素消費により深部が無酸素環境に保たれて,高水素利用率で脱窒処理が行えることが理論的に示された.
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