部分脱窒と脱窒リン除去の複合プロセス（PD-DPR）による高硝酸塩・市営排水からの安定した亜硝酸塩の蓄積とリンの除去

[Stable Nitrite Accumulation and Phosphorus Removal from High-nitrate and Municipal Wastewaters in a Combined Process of Partial Denitrification and Denitrifying Phosphorus Removal (PD-DPR)].

• Qiu-Ying Wang
• De-Shuang Yu
• Ji Zhao
• Xiao-Xia Wang
• Meng-Fei Yuan
• Xiu-Zhen Gong
• Guang-Yu Chu
• Tong-Hui He

抄録

本研究では、嫌気性-無酸素-嫌気性シーケンシングバッチ反応器(SBR)において、部分脱窒(PD, NO-N→NO-N)と脱窒リン除去(DPR)を組み合わせた新規プロセスを開発した。流入C/N比,嫌気性排水比,無酸素期間を総合的に制御することにより、高強度硝酸塩処理システムの亜硝酸塩蓄積性能及び脱硝リン除去性能を検討した。その結果、140日後の硝酸塩対硝酸塩変換率(NTR)は80.1%、PO-P除去効率は97.64%であった。嫌気性段階（180分）では、グリコーゲン蓄積生物（GAO）とリン蓄積生物（PAO）が市営排水中の炭素源を効率的に利用し、細胞内炭素貯蔵量を高めた。無酸素期（150分）では、脱窒性GAO（DGAO）と従属栄養性脱窒菌（DOHO）がそれぞれ内因性および外因性の短距離脱窒を行い、安定した亜硝酸塩蓄積を実現すると同時に、脱窒性PAO（DPAO）が脱窒性リンの取り込みを行い、効率的なリン除去を実現しました。好気的段階（10分間）では、アンモニア/亜硝酸酸化を開始することなく、PAOは過剰なリンを吸収し、システムのリン除去性能を向上させた。NO-N/NH-Nの比率は1.31:1（ANAMMOXプロセスの理論値1.32:1に近い）で、PO-PとCODはほとんどなく（0.30と12.94mg-L）、ANAMMOXプロセスとのカップリングによる深層窒素除去の要件を満たしています。

In this study, a novel process combining partial denitrification (PD, NO-N→NO-N) and denitrifying phosphorus removal (DPR) in an anaerobic-anoxic-aerobic sequencing batch reactor (SBR) was developed. By comprehensively controlling the influent C/N ratio, anaerobic drainage ratio, and anoxic duration, the nitrite accumulation and phosphorus removal performance of a system treating high-strength nitrate and municipal wastewaters was investigated. The results showed that, after 140 days, the nitrate-to-nitrite transformation ratio (NTR) was 80.1%, and PO-P removal efficiency was 97.64%. In the anaerobic stage (180 min), glycogen-accumulating organisms (GAOs) and phosphorus-accumulating organisms (PAOs) efficiently utilized the carbon source in municipal wastewater to enhance intracellular carbon storage. In the anoxic stage (150 min), denitrifying GAOs (DGAOs) and heterotrophic denitrifying bacteria (DOHOs) carried out endogenous and exogenous short-range denitrification, respectively, to achieve stable nitrite accumulation; simultaneously, denitrifying PAOs (DPAOs) carried out denitrifying phosphorus uptake to achieve efficient phosphorus removal. In the aerobic stage (10 min), without initiating ammonia/nitrite oxidation, PAOs absorbed excessive phosphorus, which improved the phosphorus removal performance of the system. The effluent NO-N/NH-N of a ratio of 1.31:1 (close to the theoretical value of ANAMMOX process, 1.32:1), with little PO-P and COD (0.30 and 12.94 mg·L), meets the requirements for deep-level nitrogen removal by coupling with ANAMMOX process.