硫酸還元・脱窒・部分窒化（SRDAPN）」プロセスを用いた排水処理

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Chemosphere.2020 Oct;256:127092. S0045-6535(20)31285-6. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127092.Epub 2020-05-20.

硫酸還元・脱窒・部分窒化（SRDAPN）」プロセスを用いた排水処理

Wastewater Treatment using the "Sulfate Reduction, DenitrificationAnammox and Partial Nitrification (SRDAPN)" Process.

Yuka Kosugi
Norihisa Matsuura
Qiaochu Liang
Ryoko Yamamoto-Ikemoto

PMID: 32559887 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127092.

抄録

排水からの窒素除去は富栄養化を防ぐために不可欠であるが、そのために採用されている生物学的プロセスは、エネルギー消費量が多いことや大量のスラッジが発生することなど、いくつかの欠点があることが特徴である。そこで本研究では、嫌気性-無酸素-無酸素バイオフィルター反応器を用いて、新しい硫酸塩還元・脱窒・アナモックス・部分硝化(SRDAPN)プロセスの有機物除去効率と窒素除去効率を調べた。その結果、負荷率1.0kg COD/m/日での有機物除去効率は97%であった。酸化性カラムから無酸素カラムへの循環流量を3倍にした場合、アナモックスを使用しない硫黄脱窒・硝化（SRDN）プロセスの窒素除去効率は66%であったが、アナモックスを使用したSRDAPNプロセスの窒素除去効率は76%であった。また、無酸素塔でのアナモックス反応による窒素消費量は、亜硝酸態窒素で13.8%、アンモニア態窒素で10.5%であり、170日間の運転期間中、余剰汚泥の回収は不要であった。微生物群集分析の結果、嫌気性塔ではアセト原性硫酸還元菌とアセトクラスティックメタン菌が共存し、無酸素塔では従属栄養性脱窒菌と硫黄脱窒菌が共存するCandidatus Brocadiaを含むアナモックス菌の総相対存在率は17〜18％であった。このように、本研究により、SRDAPNプロセスは省エネルギーで高除去効率のプロセスとして確立された。

Although nitrogen removal from wastewater is essential to prevent eutrophication, the biological processes employed to this end are characterized by several disadvantages, including high energy consumption and the production of large quantities of sludge. Thus, in this study, the organic matter and nitrogen removal efficiencies of the new sulfate reduction, denitrification/anammox and partial nitrification (SRDAPN) process were examined using an anaerobic-anoxic-oxic biofilter reactor. The results showed that the organic matter removal efficiency of the new process at loading rate 1.0 kg COD/m per day was 97%. With a circulation flow from the oxic to the anoxic column that was 3 times influent, the nitrogen removal efficiency of the sulfur denitrification and nitrification (SRDN) process without anammox, was 66%, while that of the SRDAPN process with anammox was 76%. Additionally, nitrogen consumption by the anammox reaction in the anoxic column was 13.8% for nitrite-nitrogen and 10.5% for ammonium-nitrogen, and the withdrawal of excess sludge was not required throughout the 170 days of operation. Microbial community analysis showed that acetogenic sulfate reducing bacteria and acetoclastic methanogens coexisted in the anaerobic column, and in the anoxic column, the total relative abundance of anammox bacteria, including Candidatus Brocadia, which coexisted with heterotrophic denitrifying bacteria and sulfur denitrifying bacteria, was 17-18%. Thus, this study established the SRDAPN process as an energy saving and high removal efficiency process.