JP6195796B2 - アンモニウムイオンの除去方法、及び水処理装置 - Google Patents
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Description
リポソームは、リン脂質を主成分とする脂質二重膜からなる小胞である。脂質二重膜を構成する他の成分として、コレステロール等のリン脂質以外の脂質、糖、タンパク質等を含んでいてもよい。
汚泥としては、例えば、生物学的排水処理で用いられる活性汚泥が挙げられる。
アンモニウムイオン含有被処理水としては、アンモニウムを含有するものであれば特に制限されない。アンモニウムイオン含有被処理水の具体例としては、例えば、下水処理場、し尿処理場、浄化槽等で処理される排水、廃棄物処分場の浸出水、畜舎から排出される家畜糞尿、生ゴミ、家畜糞尿等をメタン発酵させたときに生じるメタン発酵消化液、活性汚泥法等で発生した余剰汚泥を自己消化させたときに生じる汚泥消化液を挙げることができる。
本発明の第1の実施形態に係るアンモニウムイオンの除去方法は、リポソームとマグネシウムイオンをアンモニウムイオン含有被処理水中に共存させる工程を含む。第1の実施形態に係る除去方法によれば、アンモニウムイオン含有被処理水中のアンモニウムイオン(アンモニア態窒素)を短時間で充分に低減することができる。
本発明の第1の実施形態に係る水処理装置は、アンモニウムイオン除去部と、アンモニウムイオン除去部にリポソームを供給するリポソーム供給手段と、アンモニウムイオン除去部にマグネシウムイオンを供給するマグネシウムイオン供給手段と、を備える。
水素添加大豆ホスファチジルコリン(COATSOME NC−21,日油株式会社製)、コレステロール(関東化学製)、及びステアリルアミン(関東化学製)を用い、以下に示す組成のカチオン性リポソームをバンガム(Bangham)法として知られる次の手順により作製した。
カチオン性リポソーム組成:
水素添加大豆ホスファチジルコリン 34.39mM
コレステロール 33.62mM
ステアリルアミン 14.84mM
まず、クロロホルムに水素添加大豆ホスファチジルコリン、コレステロール及びステアリルアミンを溶解した。続いて、エバポレーターを用いてクロロホルムを除去し、ナス型フラスコの底に脂質フィルムを形成させた。続いて脂質フィルムを形成させたナス型フラスコにリン酸バッファ(塩化ナトリウム8.0g/L、塩化カリウム0.2g/L、リン酸水素二ナトリウム1.44g/L、リン酸二水素カリウム0.24g/L)を添加し、ボルテックスミキサーを使用して撹拌しながら、60℃で水和及び分散させ、カチオン性リポソーム溶液を得た。
水素添加大豆ホスファチジルコリン(COATSOME NC−21,日油株式会社製)、コレステロール(関東化学製)、及びステアリン酸(関東化学製)を用い、以下に示す組成のアニオン性リポソームをバンガム(Bangham)法として知られる次の手順により作製した。
アニオン性リポソーム組成:
水素添加大豆ホスファチジルコリン 34.39mM
コレステロール 33.62mM
ステアリン酸 14.06mM
まず、クロロホルムに水素添加大豆ホスファチジルコリン、コレステロール及びステアリン酸を溶解した。続いて、エバポレーターを用いてクロロホルムを除去し、ナス型フラスコの底に脂質フィルムを形成させた。続いて脂質フィルムを形成させたナス型フラスコにリン酸バッファを添加し、ボルテックスミキサーを使用して撹拌しながら、60℃で水和及び分散させ、アニオン性リポソーム溶液を得た。
以下の組成となるよう各成分を添加し、培地1及び培地2(Mgフリー)を調製した。
培地1:
炭酸水素ナトリウム 10.72mM
硫酸アンモニウム 14.28mM
リン酸二水素カリウム 29.40mM
リン酸水素二カリウム 42.88mM
硫酸マグネシウム七水和物 1.38mM
塩化カルシウム二水和物 0.48mM
塩化鉄(III)六水和物 0.019mM
超純水 残部
培地2(Mgフリー):
炭酸水素ナトリウム 10.72mM
硫酸アンモニウム 14.28mM
リン酸二水素カリウム 29.40mM
リン酸水素二カリウム 42.88mM
塩化カルシウム二水和物 0.48mM
塩化鉄(III)六水和物 0.019mM
超純水 残部
汚泥は、排水処理場の活性汚泥を使用した。
以下の実験において、活性汚泥の量は、MLSS(Mixed liquor suspended solids;活性汚泥浮遊物質)に基づいて測定した。MLSSの測定は、以下の方法により行なった。まず、活性汚泥サンプルを遠心管にとり、3000rpmで10分間遠心分離を行なった後、上清を捨てた。次に、得られた沈殿物に水を加えてよく混合した後、再び上記と同様に遠心分離して上清を捨てた。得られた沈殿物を、予め秤量された蒸発皿に入れ、乾燥機中で105〜110℃で半日乾燥した。続いて、デシケーター中で放冷後、秤量した。測定された質量から、空の蒸発皿の質量を除いた質量をMLSSとした。
反応液中のアンモニウムイオン濃度(NH4−N:mg/L)は、高速液体クロマトグラフィーにより測定した。カラムはIC−C4(島津)を用いた。溶離液はシュウ酸2.5mMとし、流量1.0ml/分、温度40℃で行った。
試験管に、カチオン性リポソーム溶液、培地1及び汚泥をそれぞれ添加して反応液を調製し、30℃で振盪した。経時的に反応液を採取し、反応液中のアンモニウムイオン濃度を測定した。結果を図4に示す。
試験管に、カチオン性リポソーム溶液、培地1、培地2(Mgフリー)及び汚泥をそれぞれ添加して反応液を調製し、30℃で振盪した。経時的に反応液を採取し、反応液中のアンモニウムイオン濃度を測定した。結果を図5及び図6に示す。図5は、汚泥を添加せずに測定した結果を、図6は、汚泥を添加して測定した結果をそれぞれ示している。
試験管に、カチオン性リポソーム溶液、アニオン性リポソーム溶液、及び培地1をそれぞれ添加して反応液を調製し、30℃で振盪した。経時的に反応液を採取し、反応液中のアンモニウムイオン濃度を測定した。結果を図7に示す。
Claims (6)
- リポソームとマグネシウムイオンをアンモニウムイオン含有被処理水中に共存させる工程と、リポソーム及びアンモニウムイオンを含む結合体を分離する工程を含む、アンモニウムイオンの除去方法。
- リポソームと汚泥をアンモニウムイオン含有被処理水中に共存させる工程と、リポソーム及びアンモニウムイオンを含む結合体を分離する工程を含む、アンモニウムイオンの除去方法。
- 前記アンモニウムイオン含有被処理水中にマグネシウムイオンを共存させることを更に
含む、請求項2に記載の除去方法。 - アンモニウムイオン除去部と、
前記アンモニウムイオン除去部にリポソームを供給するリポソーム供給手段と、
前記アンモニウムイオン除去部にマグネシウムイオンを供給するマグネシウムイオン供
給手段と、を備え、
前記アンモニウムイオン除去部でリポソーム及びアンモニウムイオンを含む結合体を分離する、水処理装置。 - 汚泥含有槽と、前記汚泥含有槽にリポソームを供給するリポソーム供給手段と、を備え
る水処理装置。 - 前記汚泥含有槽にマグネシウムイオンを供給するマグネシウムイオン供給手段を更に備
える、請求項5に記載の水処理装置。
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JP2014009614A JP6195796B2 (ja) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | アンモニウムイオンの除去方法、及び水処理装置 |
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Family Applications (1)
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