パイロットスケールMBBR反応器でのCANONプロセスの起動とショートカット硝化

[Start-up of CANON Process and Short-cut Nitrification in a Pilot-scale MBBR Reactor].

• Kun-Ming Fu
• Zong-Yue Yang
• Min-Hui Liao
• Yi-Ran Jin
• Xiao-Hang Zhang

抄録

150Lの移動床バイオフィルム反応器（MBBR）を用いて、温度を28℃に制御し、高NH-N濃度（平均濃度350mg-L）の無機廃水を流入液とし、完全自己栄養的窒素除去法（CANON法）を開始した。一方、凝集性汚泥を5Lシーケンシングバッチ反応器に取り込み、流入NH-N濃度を90〜200mg-Lに維持して、短時間での硝化回収を行った。その結果、MBBR反応器では、平均水位保持時間(HRT)が12時間の場合、ショートカット硝化と全窒素(TN)除去率が相互に拘束され、平均TN除去率は38.2%であり、NO-N/TNの平均値は0.274であり、HRTが6時間に低下した場合、NO-N/TNの値は0.347から0.146に低下した。シーケンシングバッチ反応器(SBR)では、間欠的な曝気により曝気時間を30分、無酸素時間を20分維持したが、好気中の溶存酸素濃度は0.5mg-Lから0.6mg-L、遊離亜硝酸濃度は0.5mg-Lから0.6mg-Lであった。18 mg-Lとなり、12日後にはNARは0から99.2%に上昇し、NURは初期の24.8mg-(g-h)から0に低下し、TN除去率は13%から3%に低下し、短距離硝化への転換に成功した。ハイスループットシーケンシングの結果、MBBR反応器の凝集性汚泥及びバイオフィルム中の含有量は、それぞれ7.91%及び17.38%であり、それぞれ27.43%及び2.55%を占め、一方で、それぞれ0.30%及び0.28%を占めた。また、SBRでの短時間硝化回復後、アンモニア酸化菌の存在量は1.18％、嫌気性アンモニア酸化菌の存在量は0.01％に減少し、1.39％に増加した。

Using a 150 L moving bed biofilm reactor (MBBR), with the temperature controlled at 28℃ and high NH-N concentration (average concentration 350 mg·L), inorganic wastewater was used as an influent to start the completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON) process. Meanwhile, the flocculent sludge was taken into a 5 L sequencing batch reactor, and the influent NH-N concentration was maintained at 90-200 mg·L for the recovery of short-cut nitrification. The results showed that in the MBBR reactor, when the average hydraulic retention time (HRT) was 12 h, short-cut nitrification and total nitrogen (TN) removal rate were mutually constrained, the average TN removal rate was 38.2%, and the average NO-N/TN value was 0.274; when the HRT dropped to 6 h, the NO-N/TN value decreased from 0.347 to 0.146. The sequencing batch reactor (SBR) maintained aeration and anoxic time for 30 min and 20 min, respectively, by intermittent aeration, while the dissolved oxygen concentration during the aerobic process was 0.5 mg·L to 0.6 mg·L, the free nitrous acid concentration was higher than 0.18 mg·L at the end of each cycle, NAR increased from 0 to 99.2% after 12 days, NUR decreased to 0 from an initial 24.8 mg·(g·h), and the TN removal rate decreased from 13% to 3%; the system successfully converted to short-range nitrification. High-throughput sequencing results showed that the abundance of in the flocculent sludge and biofilm in the MBBR reactor were 7.91% and 17.38% respectively, accounted for 27.43% and 2.55%, respectively, while accounted for 0.30% and 0.28%, respectively. After the recovery of short-cut nitrification in the SBR, the abundance of ammonia-oxidizing bacteria and anaerobic ammonia oxidation decreased to 1.18% and 0.01%, respectively, and the abundance of increased to 1.39%.