申请日2004.11.01
公开(公告)日2005.11.16
IPC分类号C12N1/00; C02F3/28
摘要
本发明提供一种菌体回收方法，将含有氨和亚硝酸的被处理水送入厌氧性氨氧化槽(12)中，利用厌氧性氨氧化细菌使氨和亚硝酸脱氮，将脱氮的处理水送入驯化槽(14)，使厌氧性氨氧化细菌附着在固定化材料上，作为固定化微生物回收。根据本发明能够从由厌氧性氨氧化槽处理的处理水，有效地回收活性高的厌氧性氨氧化细菌，通过利用该回收的厌氧性氨氧化细菌进行驯化，能够大幅度缩短驯化时间。
権利要求書
1.一种菌体回收方法，其特征在于，
将含有氨和亚硝酸的被处理水送入厌氧性氨氧化槽，利用厌氧性氨氧 化细菌使氨和亚硝酸脱氮，
通过将该脱氮的处理水送入驯化槽或经由上述驯化槽循环至厌氧性 氨氧化槽，作为使上述处理水中的厌氧性氨氧化细菌附着在上述驯化槽内 的固定化材料上的固定化微生物而回收。
2.如权利要求1所述的菌体回收方法，其特征在于，上述固定化微生物 的固定化材料是载体、固定床中的任何一种。
3.一种菌体回收方法，其特征在于，
将含有氨和亚硝酸的被处理水送入厌氧性氨氧化槽，利用厌氧性氨氧 化细菌使氨和亚硝酸脱氮，
通过将该脱氮的处理水，送入沉淀槽或膜分离装置或者经由上述沉淀 槽或膜分离装置循环至上述厌氧性氨氧化槽，在由上述沉淀槽进行固液分 离后的或用上述膜分离装置进行膜分离后的分离污泥中，回收上述被处理 水中的厌氧性氨氧化细菌。
4.如权利要求3所述的菌体回收方法，其特征在于，上述膜分离装置是 旋转平膜装置。
5.一种菌体回收方法，其特征在于，
将含有氨和亚硝酸的被处理水送入厌氧性氨氧化槽，利用厌氧性氨氧 化细菌使氨和亚硝酸脱氮，
通过将该脱氮的处理水送入收纳有驯化容器的沉淀槽，使上述处理水 中的厌氧性氨氧化细菌附着在上述驯化容器内的固定化材料上，回收厌氧 性氨氧化细菌，同时也在由上述沉淀槽进行固液分离后的分离污泥中，回 收厌氧性氨氧化细菌。
6.一种菌体回收装置，其特征在于，以实施权利要求1～5中任何一项 所述的菌体回收方法的方式构成的装置。
7.一种厌氧性氨氧化细菌的驯化方法，其特征在于，以利用权利要求 1～5中任何一项所述的菌体回收方法回收的厌氧性氨氧化细菌作为种菌， 用驯化槽或将要调试的厌氧性氨氧化槽进行驯化。
8.一种废水处理装置，其特征在于，在采用厌氧性氨氧化法处理废水 的装置上装备权利要求6所述的菌体回收装置。
说明书
菌体回收方法、装置及驯化方法以及废水处理装置
技术领域
本发明涉及一种菌体回收方法、装置及驯化方法以及废水处理装置， 特别涉及用于厌氧性氨氧化法的厌氧性氨氧化细菌的回收技术和回收的 厌氧性氨氧化细菌的驯化技术。
背景技术
下水或工业废水中所含的氮成分，由于是造成湖泊富营养化及降低河 流的溶存氧的原因等，需要去除氮成分。下水或工业废水中所含的氮成分， 是以氨性氮、亚硝酸性氮、硝酸性氮、有机性氮为主的氮成分。
以往，这种废水，如果氮浓度低，采用离子交换法去除，也采用氯、 臭氧的氧化，但在中高浓度的情况下，采用生物处理，一般在以下条件下 运转。
在生物处理中，进行利用好氧硝化和厌氧脱氮的硝化·脱氮处理，在 好氧硝化中，进行利用氨氧化细菌(Nitrosomonas，Nitrosococcus， Nitrosospira，Nitrosolobuss等)和亚硝酸氧化细菌(Nitrobactor，Nitrospina， Nitrococcus，Nitrospira等)的氨性氮或亚硝酸性氮的氧化，另外，在厌氧脱 氮中，进行利用从属营养细菌(Pseudomonas denitrificans等)的脱氮。
此外，进行好氧硝化的硝化槽，在负荷0.2～0.3kg-N/m3/天的范 围内运转。要处理总氮浓度30～40mg/L的下水，在硝化槽，需要6～8小 时的滞留时间，在脱氮槽，需要5～8小时，需要大规模的处理槽。此外， 对于只含无机质的工业废水中，按与上述同样的负荷，设计硝化槽或脱氮 槽，但脱氮需要有机物，添加为氮浓度3～4倍的甲醇。因此，不仅起始成 本，而且还存在要求高的运转成本的问题。
对此，最近，利用厌氧性氨氧化法的除氮方法引人注目(例如，专利 文献1、2)。该厌氧性氨氧化法，是以氨作为氢供给体，以亚硝酸作为氢 受体，利用厌氧性氨氧化细菌，按以下的反应式，同时脱氮氨和亚硝酸的 方法。
(反应式1)
1.0NH4+1.32NO2+0.066HCO3+0.13H+→1.02N2+0.26NO3+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O
如果采用该方法，由于以氨作为氢供给体，因此具有能够大幅度削减 脱氮使用的甲醇等的使用量，或能够削减污泥发生量等优点，作为今后的 除氮方法，认为是有效的方法。
专利文献1：特开2001-37467号公报
专利文献2：特开2003-24990号公报
但是，难于使在该厌氧性氨氧化法中使用的厌氧性氨氧化细菌附着在 载体上，或驯化(增殖)，此外，由于非常需要时间，给实用化造成大的 障碍。
即，担当厌氧性氨氧化反应的该细菌群，其详细情况不明，报告了 Planctomycet，报道增殖速度极慢，为0.001h-1(Strous，M.et al.：Nature，400， 446(1999)。
此外，在专利文献2中，该细菌的比增殖速度为0.02～0.05Day-1范围 的非常小的值，要得到2倍的菌体量，需要多达14～35天的培养天数的报 道。
此外，要在载体上固定厌氧性氨氧化细菌，首先，需要在固定化材料 上附着该菌，进行培养，但如上所述，由于增殖速度慢，该附着阶段也需 要长的时间。
另外，关于采用厌氧性氨氧化细菌的除氮系统的实际生产装置，在国 内尚无运转例。因此，在实际开始生产时，从活性污泥等，需要长时间的 驯化时间，开始运转，或在设施生产厂家，需要培养厌氧性氨氧化细菌的 培养设施。
根据以上情况，在采用厌氧性氨氧化细菌的废水处理系统的开始运转 时，需要在以往的排水处理的驯化中尚未解决的长时间的驯化时间。 此外，在实用化时，存在设施巨大，运转中不仅需要高额的设备费用和运 转管理费用，而且还需要调整大量氮排水。
发明内容
本发明，是针对上述问题而提出的，目的是提供一种菌体回收方法、 装置及驯化方法以及废水处理装置，能够有效地从经过厌氧性氨氧化槽处 理的处理水，回收活性高的厌氧性氨氧化细菌，通过利用该回收的厌氧性 氨氧化细菌进行驯化，能够用短时间进行驯化，能够解决上述问题，同时 能够提高厌氧性氨氧化法的性能。
为达到上述目的，本发明1，其特征在于，将含有氨和亚硝酸的被处 理水送入厌氧性氨氧化槽，利用厌氧性氨氧化细菌使氨和亚硝酸脱氮;通 过将该脱氮的处理水送入驯化槽，或经由上述驯化槽，在厌氧性氨氧化槽 内循环，作为使上述处理水中的厌氧性氨氧化细菌附着在上述驯化槽内的 固定化材料上的固定化微生物而回收。
本发明的发明者们，经过深入研究，结果发现，在用厌氧性氨氧化细 菌处理含有氨和亚硝酸的被处理水的处理水中，尽管是达几mg/L的微量， 也存在厌氧性氨氧化细菌，并且，发现这些细菌具有高的活性。
因此，通过向具有固定化材料的驯化槽送入该处理水，或经由驯化槽 循环到厌氧性氨氧化槽，可作为使上述处理水中的厌氧性氨氧化细菌附着 在上述驯化槽内的固定化材料上的固定化微生物而回收。通过使用该回收 的固定化微生物，进行驯化，与以往相比，能够大幅度缩短厌氧性氨氧化 细菌的驯化时间。
此外，如果采用本发明，由于能够用短的时间进行厌氧性氨氧化细菌 的驯化，所以能够提高厌氧性氨氧化法的性能，也不需要使装置大型化。
本发明2，如本发明1所述，其特征在于，上述固定化微生物的固定化 材料，是载体、固定床中的任何一种。作为固定化微生物的固定化材料， 可以是载体、固定床中的任何一种，如果将固定化微生物投入或安装在将 要驯化的厌氧性氨氧化槽中，能够防止厌氧性氨氧化细菌从厌氧性氨氧化 槽流出，能够以更短的时间进行厌氧性氨氧化槽的驯化。
为达到上述目的，本发明3，其特征在于，将含有氨和亚硝酸的被处 理水送入厌氧性氨氧化槽，利用厌氧性氨氧化细菌使氨和亚硝酸脱氮;通 过将该脱氮的处理水，送入沉淀槽或膜分离装置，或者经由上述沉淀槽或 膜分离装置，在上述厌氧性氨氧化槽内循环，在由上述沉淀槽固液分离的 或用上述膜分离装置膜分离的分离污泥中，回收上述处理水中的厌氧性氨 氧化细菌。
在上述本发明1中，作为使厌氧性氨氧化细菌附着在固定化材料上的 固定化微生物回收，但在本发明3中，是回收厌氧性氨氧化细菌的菌体污 泥，即菌体本身。回收的菌体污泥，可以直接投入要驯化的厌氧性氨氧化 槽中，或者也可以在附着在固定化材料上后，再投入厌氧性氨氧化槽中。 此时，作为固定化材料，不局限于固定床的附着方式的固定化材料，也能 够将菌体污泥用作在凝胶中包含固定的包含固定化载体。
本发明4，如本发明3所述，其特征在于，上述膜分离装置是旋转平膜 装置。作为膜分离装置，能够使用旋转平膜、浸渍膜、空心丝膜等膜，但 要长时间维持膜的寿命，优选采用旋转平膜。
为达到上述目的，本发明5，其特征在于，将含有氨和亚硝酸的被处 理水送入厌氧性氨氧化槽，利用厌氧性氨氧化细菌使氨和亚硝酸脱氮;通 过将该脱氮的处理水送入收纳有驯化容器的沉淀槽，使上述处理水中的厌 氧性氨氧化细菌附着在上述驯化容器内的固定化材料上，回收厌氧性氨氧 化细菌，同时也在由上述沉淀槽固液分离的分离污泥中，回收厌氧性氨氧 化细菌。
本发明5，能够利用固定化微生物回收厌氧性氨氧化细菌和回收厌氧 性氨氧化细菌的菌体的菌体。这是因为，在处理水中的厌氧性氨氧化细菌 中，通过使处理水中悬浮的厌氧性氨氧化细菌附着在固定化材料上，进行 回收，通过沉淀随处理水流出的污泥中的厌氧性氨氧化细菌，作为菌体污 泥回收，所以能够有效地回收处理水中的全部厌氧性氨氧化细菌。
为达到上述目的，本发明6是一种菌体回收装置，其特征在于，以实 施本发明1～5中任何一项所述的菌体回收方法的方式构成的装置。
通过形成应用本发明的菌体回收方法的装置构成，由于能够有效地回 收残存在用厌氧性氨氧化法处理的处理水中的活性高的厌氧性氨氧化细 菌，所以如果以该回收的厌氧性氨氧化细菌作为种菌，能够大幅度缩短驯 化时间。
为达到上述目的，本发明7是一种厌氧性氨氧化细菌的驯化方法，其 特征在于，以本发明1～5中任何一项所述的菌体回收方法回收的厌氧性氨 氧化细菌作为种菌，在驯化槽或将要调试的厌氧性氨氧化槽中进行驯化。
此时，通过向上述驯化中的厌氧性氨氧化槽，返回从驯化中的厌氧性 氨氧化槽的处理水，按本发明回收的厌氧性氨氧化细菌，也可以缩短驯化 时间，或者通过将从完成驯化的厌氧性氨氧化槽的处理水回收的厌氧性氨 氧化细菌，作为另外的将要驯化的厌氧性氨氧化槽或另外准备的驯化槽的 种菌，也可以缩短驯化时间。
为达到上述目的，本发明8，其特征在于，在采用厌氧性氨氧化法处 理废水的装置上装备本发明6所述的菌体回收装置。
通过在利用厌氧性氨氧化法处理废水的装置的部分上，设置本发明的 菌体回收装置，能够有效地回收处理水中存在的活性高的厌氧性氨氧化细 菌，通过利用该回收的厌氧性氨氧化细菌，调试厌氧性氨氧化槽，能够大 幅度缩短驯化时间。
如以上说明，如果采用本发明的菌体回收方法以及装置，能够有效地 从经过厌氧性氨氧化槽处理的处理水，回收活性高的厌氧性氨氧化细菌。
此外，如果采用本发明的厌氧性氨氧化槽的驯化方法，由于以用本发 明的菌体回收方法回收的厌氧性氨氧化细菌作为种菌进行驯化，所以能够 大幅度缩短驯化时间，能够解决以往的问题，同时能够提高厌氧性氨氧化 法的性能。
此外，在装置构成的一部分上装备本发明的菌体回收装置的废水处理 装置，能够有效地回收处理水中存在的活性高的厌氧性氨氧化细菌，能够 利用该回收的厌氧性氨氧化细菌，调试厌氧性氨氧化槽，能够大幅度缩短 驯化时间。
