2004 Fiscal Year Annual Research Report
中空糸型バイオリアクターによる飲用原水中の硝酸性窒素除去
| Project/Area Number |
14550774
|
|---|
| Research Institution | Kitakyushu National College of Technology |
|---|
Principal Investigator |
畑中 千秋 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (80180884)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井手 俊輔 北九州工業高等専門学校, 総合科学科, 教授 (10041550)
後藤 宗治 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 助教授 (40259966)
水野 康平 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 助教授 (80342583)
|
|---|
| Keywords | 環境安全工学 / 水処理 / 脱窒 / 硝酸 / 中空糸 / バイオリアクター / ポリスルフォン |
|---|
| Research Abstract |
脱窒プロセスの成否を決める要因として水素ガス消費量は最も重要である。そこで、中空糸内部圧力と中空糸外部供給量が脱窒速度に及ぼす影響について検討を行った。その結果、中空糸内部圧力が0.36MPaの場合、中空糸外部供給量30ml/minで脱窒速度は385mg-N/m^2・hに達することがわかった。中空糸型バイオリアクターにおいて必要とされる水素ガスのコスト計算より硝酸性窒素濃度1mg/Lの低減に必要なコストは脱窒速度が100mg-N/m^2・hの場合、6.4円/m^3-原水、脱窒速度が385mg-N/m^2・hの場合では18.2円/m^3-原水となり、水道料金の全国平均である145円/m^3と比較すると充分可能性のあるコストと言えた。
本研究は飲用水を目的としているため、添加する無機イオンの濃度を最小限に抑える必要がある。水素酸化バクテリアの脱窒には微量元素が重要となり、リン濃度が脱窒速度に及ぼす影響について検討を行った。その結果、0.5mg/L程度のリンは必須であるが、それ以上では原水リン濃度に依存せず、脱窒速度、脱窒率ともに一定となった。すなわち、リン濃度は0.5mg/L程度で十分であることが確認できた。リン濃度を0.5mg/Lとした場合、脱窒速度の硝酸性窒素濃度の依存性について検討した結果、2.5から20mg-N/Lの範囲内ではr=52.2C^<0.79>(r:脱窒速度[mg-N/m^2・h]、C:硝酸性窒素濃度[mg-N/L])で近似されることがわかり、また20mg-N/L以上では濃度に依らず脱窒速度は600mg-N/m^2・hで一定となった。
脱窒速度の温度依存性については、冬場の水温である15℃を中心に10〜20℃の範囲を検討したところ、温度の低下に伴い脱窒速度が急激に低下し、季節による能力の差が大きいことが明らかとなり装置の能力を冬場の水温に合わせることが必要と言えた。
これらのことより、水素酸化バクテリアを固定化した中空糸型バイオリアクターによる飲用原水中の硝酸性窒素除去プロセスの実用化への可能性が示された。
|
