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公開番号2024154283
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-30
出願番号2023068029
出願日2023-04-18
発明の名称生物学的廃水処理性能の予測方法、及び廃水の処理方法
出願人日鉄環境株式会社,日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C02F 3/12 20230101AFI20241023BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】活性汚泥を用いた生物学的廃水処理において、処理性能の低下等の変化を事前に予測することが可能な技術を提供する。
【解決手段】廃水を活性汚泥により生物処理することを含む廃水の処理方法における生物処理の処理性能が低下する前に、前記活性汚泥中で前記処理性能の低下に対して予兆的に変動する生物学的先行指標をモニタリングする監視工程を含み、前記監視工程で得られる前記生物学的先行指標の挙動に基づいて、前記生物処理が継続して進行した場合の将来的な前記処理性能を予測する、生物学的廃水処理性能の予測方法を提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
廃水を活性汚泥により生物処理することを含む廃水の処理方法における生物処理の処理性能が低下する前に、前記活性汚泥中で前記処理性能の低下に対して予兆的に変動する生物学的先行指標をモニタリングする監視工程を含み、
前記監視工程で得られる前記生物学的先行指標の挙動に基づいて、前記生物処理が継続して進行した場合の将来的な前記処理性能を予測する、生物学的廃水処理性能の予測方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記監視工程において前記生物学的先行指標の変動を検知することにより、前記生物学的先行指標が変動したときの前記生物処理が継続して進行した場合の将来的な前記処理性能の低下を予測する、請求項１に記載の生物学的廃水処理性能の予測方法。
【請求項３】
前記生物学的先行指標は、予め得られた実験データとしての、前記生物処理の処理時間に対する、前記処理性能の時系列データと、前記活性汚泥中の生物学的指標の時系列データとを照らし合わせることで、前記処理性能の低下に先行して変動した前記生物学的指標として特定される、請求項１に記載の生物学的廃水処理性能の予測方法。
【請求項４】
前記生物学的先行指標は、前記活性汚泥中の、特定微生物の量的指標、特定微生物の酵素遺伝子の発現量的指標、及び特定微生物の活性を示す物質量的指標からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載の生物学的廃水処理性能の予測方法。
【請求項５】
前記生物学的先行指標が、次世代シーケンサーによる塩基配列解析又は核酸増幅手法による定量に基づいて求められる、前記活性汚泥中の前記特定微生物の量的指標である、請求項４に記載の生物学的廃水処理性能の予測方法。
【請求項６】
前記特定微生物が、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉａｌｅｓ目に属する微生物である、請求項５に記載の生物学的廃水処理性能の予測方法。
【請求項７】
前記特定微生物が、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ科又はＣｒｙｏｍｏｒｐｈａｃｅａｅ科に属する微生物である、請求項５に記載の生物学的廃水処理性能の予測方法。
【請求項８】
前記生物学的先行指標が、次世代シーケンサーによる塩基配列解析又は核酸増幅手法による定量に基づいて求められる、前記活性汚泥中の前記特定微生物の酵素遺伝子の発現量的指標又は前記特定微生物の活性を示す物質量的指標である、請求項４に記載の生物学的廃水処理性能の予測方法。
【請求項９】
前記特定微生物の前記酵素遺伝子の発現量的指標、及び前記特定微生物の前記活性を示す物質量的指標が、前記活性汚泥中のアンモニア酸化酵素遺伝子のメッセンジャーＲＮＡの量である、請求項８に記載の生物学的廃水処理性能の予測方法。
【請求項１０】
前記廃水がコークス炉廃水である請求項１に記載の生物学的廃水処理性能の予測方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的廃水処理性能の予測方法、及び廃水の処理方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
環境保護等の観点から、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）成分を含有する廃水を浄化する技術が求められている。このような技術として、生物処理の代表的な処理方法の一つである活性汚泥法が知られている。活性汚泥法では、廃水中のＣＯＤ成分を分解することが可能な微生物を含む活性汚泥を用いて廃水を処理する。次いで、処理後の液（処理液）を沈殿槽等の固液分離設備に導入し、処理液中の活性汚泥と処理水とを分離させることで、処理液から活性汚泥を除去する。
【０００３】
例えば特許文献１には、ＣＯＤ成分を含有するコークス工場排水の処理方法において、活性汚泥法による生物処理を行うことが記載されている。また、例えば特許文献２には、流動床担体槽内を流動する担体に活性汚泥を担持させ、担体に担持させた活性汚泥を用いて廃水を処理する活性汚泥法に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－８４５８９号公報
特開２０２０－７８７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
活性汚泥法による生物処理を行う廃水の処理方法では、生物処理の処理性能が不安定になる傾向がある。その一因として、生物処理を担う微生物がいわゆるブラックボックスのように扱われ、活性汚泥法による生物処理のメカニズムに基づく管理方法が確立されていないことが挙げられる。
【０００６】
活性汚泥を用いた生物学的廃水処理において、生物処理の処理性能を安定化させるためには、処理性能を不安定にさせるような処理性能の低下が顕在化する前に、その対策を講じることができればよいと考えられる。そのためには、生物処理の処理性能の低下等の変化が顕在化する前に、それを事前に予測できることが求められる。
【０００７】
そこで本発明は、活性汚泥を用いた生物学的廃水処理において、処理性能の低下等の変化を事前に予測することが可能な技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、廃水を活性汚泥により生物処理することを含む廃水の処理方法における生物処理の処理性能が低下する前に、前記活性汚泥中で前記処理性能の低下に対して予兆的に変動する生物学的先行指標をモニタリングする監視工程を含み、前記監視工程で得られる前記生物学的先行指標の挙動に基づいて、前記生物処理が継続して進行した場合の将来的な前記処理性能を予測する、生物学的廃水処理性能の予測方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、活性汚泥を用いた生物学的廃水処理において、処理性能の低下等の変化を事前に予測することが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実験例１で使用した試験装置の概要図である。
実験例１における運転日数に対する、処理水中のチオシアン酸イオン残存率を示すグラフである。
実験例１における運転日数に対する、処理水中のチオシアン酸イオン残存率とｄｅｎｏｖｏ１０６５８の構成比を示すグラフである。
実験例１における運転日数に対する、処理水中のチオシアン酸イオン残存率とＦｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉａｌｅｓ目微生物の構成比を示すグラフである。
実験例２で使用した流動床担体式活性汚泥槽を備えた試験装置の概要図である。
実験例２における流動床担体式活性汚泥槽への返送汚泥の流入量を示すグラフである。
実験例２における運転日数に対する、処理水中のチオシアン酸イオン残存率を示すグラフである。
実験例２における運転日数に対する、処理水中のチオシアン酸イオン残存率とｄｅｎｏｖｏ１１７７８の構成比を示すグラフである。
実験例２における運転日数に対する、処理水中のチオシアン酸イオン残存率とＦｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉａｌｅｓ目微生物の構成比を示すグラフである。
実験例１及び２における活性汚泥中の微生物に関する系統樹を表す図である。
実験例３における処理時間に対する、ＮＯ
２
－Ｎ濃度及びａｍｏＡｍＲＮＡ定量値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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