鉄・マンガン・アンモニアを含む地下水の低温でのアンモニア除去に及ぼすろ過速度と水質の影響

[Effect of Filter Speed and Water Quality on Ammonia Removal in Groundwater Containing Iron, Manganese, and Ammonia at Low Temperature].

• Jie Zhang
• Ning Mei
• Meng-Hao Liu
• Xue-Song Ye
• Dong Li

抄録

地下水プラントにおいて、鉄・マンガン硝化による生物学的除去と完全自己栄養的アンモニウム除去（CANON）を組み合わせたプロセス運転試験を実施した（Fe(Ⅱ) 2．91-6.35 mg-L, Mn(Ⅱ) 0.47-0.98 mg-L, NH-N 1.15-2.26 mg-L)を低温(6-8℃)でろ過し、ろ過速度と水質がアンモニア窒素除去に及ぼす影響を探った。その結果、1ヶ月間使用していなかった成熟低温生物濾過塔を2m-hの濾過速度で40日間培養したところ、正常に起動することが確認された。この過程において、流入水濃度が変わらない場合には、濾過速度の改善により、濾過塔によるアンモニア窒素捕捉効率が低下し、濾過層深部のアンモニア窒素濃度が上昇し、濾過層深部の嫌気性アンモニア酸化細菌（AnAOB）によるアンモニア窒素イオン捕捉効率が向上するため、水中のCANONで除去されるアンモニア窒素が増加し、硝化で除去されるアンモニア窒素が減少することになった。また、濾過速度を変化させない場合には、水中のアンモニア性窒素の濃度を高めて濃度の高いアンモニア性窒素を濾過層に進入させることで、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素が共存する領域のアンモニア性窒素の濃度を高め、濾過層内のアンモニア性窒素イオンに対するAnAOBのネットキャッチ効率を向上させ、CANONで除去されるアンモニア性窒素を増加させることができた。

In a groundwater plant we carried out a process operation test of biological removal of iron and manganese nitrification coupled with completely autotrophic ammonium removal over nitrite (CANON) (Fe(Ⅱ) 2.91-6.35 mg·L, Mn(Ⅱ) 0.47-0.98 mg·L, NH-N 1.15-2.26 mg·L) at low temperature (6-8℃), to explore the effects of filter speed and water quality on ammonia nitrogen removal. The results showed that the mature low-temperature biological filter column, which had been out of service for one month, was cultured for 40 days at a filtration rate of 2 m·h and successfully started. In this process, when the water inlet concentration remained the same, the improved filter speed would reduce the efficiency of ammonia nitrogen capture by the filter column, increase the concentration of ammonia nitrogen in the depth of the filter layer, and improve the efficiency of ammonia nitrogen ions capture by anaerobic ammonia oxidation bacteria (AnAOB) in the depth of the filter layer, so that the ammonia nitrogen removed by CANON in the water increased, while the ammonia nitrogen removed by nitrification decreased. When the filter speed remained unchanged, the concentration of ammonia nitrogen in water was increased to make the ammonia nitrogen with higher concentration enter the filter layer, which increased the concentration of ammonia nitrogen in the zone where ammonia nitrogen and nitrous nitrogen coexist, and improved the net catching efficiency of AnAOB on ammonia nitrogen ions in the filter layer, thus resulting in an increase in ammonia nitrogen removed by CANON.