多くの都市廃水処理プラント (MWWTP) の出口水質は、文化の富栄養化を引き起こす可能性がある高い窒素強度によって特徴付けられます。中国では排水の総窒素排出基準がますます厳しくなっているため、MWWTP はアップグレードと再構築が必要です。脱窒後バイオフィルター (DNF) は、効率が高く低コストであるため、MWWTP での三次窒素除去に使用されてきました。このプロセスでは、酸化された窒素は、有機炭素を電子供与体として、無酸素条件下で窒素ガスに脱窒されます。
排水窒素は、無機窒素と有機窒素から構成されています。溶存有機窒素 (DON) は、低排出全窒素 MWWTP の排出窒素の 52%、さらには最大 80% を占める場合があります。排水 DON は、下水処理場の排水中の全窒素濃度を制限する重要な要素です。さらに、廃液 DON のかなりの割合が、無機窒素よりもバクテリアや藻類にとってより生物学的に利用可能であることが示されています。 Bioavailable DON (ABDON) は、バクテリアや藻類の成長をサポートする DON の成分です。残念ながら、DNF に取り組んでいるほとんどの研究者とエンジニアは、主に無機窒素の減少に焦点を合わせてきましたが、DON と ABDON に関心が向けられることはめったにありません。
最近、南京大学の公害防止および資源再利用の国家重点研究所の Hongqiang Ren 教授が率いる研究チームは、炭素対窒素 (C/N) 比 (3、4、5、および 6) の影響を評価しました。 ) 実際の二次排水を処理するパイロット規模の DNF における DON と ABDON の除去特性について。電子供与体の利用可能性は、C/N 比で便利に表現され、DNF プロセスの主要な制御パラメーターです。外部炭素添加の最適化は、NDF プロセス効率を改善するだけでなく、化学薬品コストを節約し、二次汚染 (化学酸素要求など) を削減します。 C/N 比が DON のバイオアベイラビリティ (ABDON/DON) に与える影響をよりよく理解することを目的として、DNF 流出液中の DON の化学組成も調査しました。
結果は、DNFs 流出 DON が流出全窒素の 31.2-39.8% を占めることを示した。最大流出 DON および ABDON 濃度は両方とも、C/N 比 3 で操作された DNF で発生しました。C/N が 4 から 6 に増加した場合、DNF からの流出 DON は有意な差はありませんでした。ただし、流出液の ABDON と DON のバイオアベイラビリティは、C/N 比と共に大幅に減少しました (p ˂ 0.05、t 検定)。廃水 ABDON は重要な問題であり、廃水処理プラントで除去することが望ましいです。なぜなら、ABDON は天然の藻類にとって生物学的に利用可能であり、廃水を受け取る水の富栄養化をサポートするからです。
全体として、この研究は、藻類の成長を容易に刺激する DON フォームを制御するという点で、DNF プロセス中の高い C/N 比の利点を裏付けています。この研究の結果は、富栄養化を制御するための解決策を提供し、都市の廃水処理プラントのアップグレードに取り組んでいる研究者やエンジニアに役立つでしょう。この研究は現在、研究ジャーナル Environmental Science &Technology に掲載されています。 .
