理解する脱窒率無酸素タンク内での処理は、廃水処理の最適化、廃水品質の確保、および正しい排水量の計算にとって重要です。炭素源の投与量。このガイドでは、活性汚泥を使用して脱窒率を測定するための実験室手順と、その結果を実際のプラント運転に適用する方法について説明します。
脱窒率とは何ですか?
脱窒率は硝酸性窒素の量を数値化したものです（いいえ₃⁻-N) 1 時間あたり 1 グラムの汚泥が消費されます。この速度に影響を与える要因には次のものがあります。
水温
汚泥年齢
炭素源の種類
汚泥微生物の活動
設計値は多くの場合理論値 (例: 0.05 mg NO₃--N/g・h) ですが、実際の稼働率ははるかに低い場合があります (例: 0.02 mg NO₃--N/g・h)。そのため、正確な測定が不可欠です。炭素源の最適化.
必要な材料と設備
実験設備:
ゴム栓付き三角フラスコ（250～500mL）
マグネティックスターラーまたはハンドスターラー
タイマー
50mLシリンジとサンプルボトル
濾過のセットアップ (濾紙と漏斗、または真空装置)
硝酸性窒素測定用分光光度計
ポータブル溶存酸素 (DO) メーター
試薬:
硝酸カリウム（分析グレード）
炭素源：酢酸ナトリウムまたはグルコース
ステップ 1: 無酸素タンクから汚泥を収集する
サンプル活性汚泥 3～4リットルからの無酸素タンクの端。好気槽や嫌気槽の汚泥は使用しないでください。
汚泥を研究室に輸送1時間以内.
ベースライン硝酸塩測定のために、無酸素タンクから流入水と流出水のサンプルを収集します。
ヒント：無酸素槽末尾の汚泥には安定した脱窒菌が含まれており、信頼性の高い脱窒率データが得られます。
ステップ 2: 測定用の汚泥の準備
測定MLSS（またはMLVSS可能であれば）標準的な実験室の方法を使用します。
汚泥を三角フラスコに注ぎ、撹拌のために容積の 1/3 を残します。
30 分間事前撹拌して残留硝酸態窒素を除去します（事前撹拌）。-
上澄みの硝酸態窒素を測定します。レベルが高いままの場合は撹拌を続けます。
ステップ 3: 脱窒実験を実施する
を準備します。高濃度の硝酸塩溶液-(例: 10 mg NO₃--N/mL)。
に達するまで十分な硝酸塩溶液を追加します。30 ～ 40 mg/L 硝酸性窒素フラスコの中。
すぐにかき混ぜて取りますゼロ時間サンプル（0 分）。フィルタリングして記録します。
30 分ごとに追加のサンプルを採取します: 30、60、90 分 (オプションで 120 分)。すぐにフィルターをかけます。
維持する低DO (<0.1 mg/L)実験中ずっと。空気が入らないように撹拌速度を調整してください。
ステップ 4: 脱窒率を計算する
Excel スプレッドシートの 4 つのサンプリング ポイントでの硝酸態窒素濃度を x{0}} 軸に時間、y- 軸に硝酸態窒素濃度をプロットします。通常、下向きの直線が表示されます。-この線の傾きは時間の経過とともに硝酸態窒素が減少する速度を表し、mg NO3--N/(L・h) で表されます。この傾きをフラスコ内の汚泥濃度（MLSS または MLVSS）で割ると、比脱窒率が求められます。
例: フラスコ内の混合液の MLSS が 3500 mg/L (3.5 g/L) で、硝酸態窒素の減少の傾きが 5.0 mg/(L・h) の場合、比脱窒速度は 5.0 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻-N/(g MLSS・h) となります。 MLVSS に換算すると、MLVSS/MLSS 比が 0.65 の場合、MLVSS に基づく脱窒率は 1.43 ÷ 0.65=2.2 mg/(g MLVSS・h) となります。標準単位で表すと、これは 2.2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS・h) です。
実際の運転では、通常の脱窒率は 2 ～ 5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS・h) です。 2 未満の値は汚泥の活性が弱いか水温が低いことを示し、5 を超える値は汚泥の活性が高いことを示します。
例：
MLSS=3、500 mg/L (3.5 g/L)
硝酸塩の減少=5 mg/(L・h)
比速度=5 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻-N/(g MLSS・h)
MLVSS/MLSS=0.65 → レート=2.2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS・h)
参照：通常の速度は 2 ～ 5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h) の範囲です。
ステップ 5: 炭素源の投与量を決定する
無酸素タンク内の活性微生物の総数を計算します。
総MLVSS (kg)=MLVSS (g/L)×タンク容積(m3)
測定された脱窒率を掛けると、1日の硝酸塩除去能力(kg/日)。
必要な硝酸塩除去量（入口濃度 – 対象排水）と比較します。
炭素源を追加してギャップを埋めます。
酢酸ナトリウム: 3.5 ～ 5 g/g NO₃⁻-N
グルコース: 2.5～3.5 g/g NO₃⁻-N
例：
流量: 10,000 m3/日、MLVSS: 2,500 mg/L、タンク容量: 2,000 m3
総MLVSS: 5,000kg
脱窒率: 2.2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS・h) → 264 kg/日除去
必要に応じて除去 < 264 kg/日 → 目標を達成するために炭素源を追加します。
ステップ 6: 季節調整
冬は微生物の活動が低下するため、脱窒率が低くなります。
で実験を行う夏期（最大料金）そして冬（最低料金）.
中間レートを補間して、年間を通じて炭素源の投与量を調整します。