新規吸着材とアナモックスプロセス用いた廃棄物処分場浸出水処理システムの構築

采用新型吸附剂和厌氧氨氧化工艺建设垃圾填埋场渗滤液处理系统

基本信息

批准号：
17F17375
负责人：
大橋晶良
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17375/
关键词：
浸出水

项目摘要

本研究ではアナモックスプロセスを核とした、途上国における廃棄物処分場浸出水を処理するための省エネルギー型水処理システムを構築することを最終目標とする。具体的には次の3つの研究項目である、（１）廃棄物処分場浸出水の水質分析、（２）メンブレンバイオリアクターと新規吸着材を用いた浸出水の適切な前処理方法の検討、（３）前処理済みの浸出水を対象としたアナモックスプロセスによる窒素除去法の検討、について検討を行った。詳細は以下のとおりである。(1) 廃棄物処分場浸出水の水質分析：TOCによる有機物濃度、全リン、全窒素、重金属等を測定した結果、いずれも想定より低い濃度であり、本水処理システムで十分処理可能と判断した。(2) メンブレンバイオリアクターと新規吸着材を用いた浸出水の適切な前処理方法の検討：汚泥燃料化物(Biochar)を微生物担体・吸着剤とした浸出水処理バイオリアクターの構築を行った。Biocharの細孔径分布や比表面積を測定し、基本的物性を明らかにするとともに、ラングミュア型およびフロイントリッヒ型の吸着等温線を求めることが出来た。(3) 前処理済みの浸出水を対象としたアナモックスプロセスによる窒素除去法の検討：まず有機物（COD）を含まない模擬浸出水をリアクターに通水させ、窒素除去性能を把握した。また、Biocharによる吸着除去特性も把握した。窒素除去性能として比較的高い最大除去速度（12 kgN/m3/day）を達成することができた。次に有機物（COD）を添加した場合の窒素除去性能を検討した。COD濃度が300 mg/Lを超えたあたりから窒素除去率の低下が見られたが、通常の浸出水へアナモックス処理を適用する上では問題とならないことが明らかとなった。Biochar自身が重金属を吸着除去できること、Biochar表面へのアナモックス細菌が付着増殖することを明らかにできた。

本研究的最终目标是构建一个以厌氧氨氧化工艺为核心的节能水处理系统，处理发展中国家垃圾处理场的渗滤液。具体而言，正在进行以下三个研究项目：（1）垃圾处理场渗滤液的水质分析，（2）利用膜生物反应器和新型吸附剂研究渗滤液的适当预处理方法；（3）研究了利用膜生物反应器和新型吸附剂进行渗滤液的脱氮方法；预处理渗滤液的厌氧氨氧化工艺。详情如下。（1）垃圾处理场渗滤液水质分析：采用TOC测定有机物浓度、总磷、总氮、重金属等，各项浓度均低于预期，确定本次水处理系统可以充分处理水。（2）探讨使用膜生物反应器和新型吸附剂对渗滤液进行适当预处理的方法：我们使用污泥燃料（生物炭）作为微生物载体和吸附剂构建了渗滤液处理生物反应器。我们能够测量生物炭的孔径分布和比表面积，阐明其基本物理性质，并获得Langmuir型和Freundlich型吸附等温线。 (3)预处理渗滤液厌氧氨氧化工艺脱氮方法研究：首先将不含有机物(COD)的模拟渗滤液通过反应器，了解脱氮性能。我们还了解了生物炭的吸附和去除特性。在脱氮性能方面，我们能够实现较高的最大脱氮率（12 kgN/m3/天）。接下来，我们研究了添加有机物（COD）时的脱氮性能。虽然当COD浓度超过300 mg/L时，脱氮率会下降，但很明显，当对正常渗滤液进行厌氧氨氧化处理时，这不会成为问题。我们能够证明生物炭本身可以吸附和去除重金属，并且厌氧氨氧化细菌可以粘附在生物炭表面并在其上增殖。