JPH0634996B2 - 微量有機物含有水の生物学的処理方法 - Google Patents
微量有機物含有水の生物学的処理方法Info
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- JPH0634996B2 JPH0634996B2 JP61102656A JP10265686A JPH0634996B2 JP H0634996 B2 JPH0634996 B2 JP H0634996B2 JP 61102656 A JP61102656 A JP 61102656A JP 10265686 A JP10265686 A JP 10265686A JP H0634996 B2 JPH0634996 B2 JP H0634996B2
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- biological
- biological treatment
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は微量有機物含有水の生物学的処理方法に係り、
特に有機物の濃度が5mg/以下であるような生物処
理が困難とされている微量有機物含有水を貧栄養細菌に
より効率良く分解することができ、純水製造工程に適用
するに好適な微量有機物含有水の生物学的処理方法に関
する。
特に有機物の濃度が5mg/以下であるような生物処
理が困難とされている微量有機物含有水を貧栄養細菌に
より効率良く分解することができ、純水製造工程に適用
するに好適な微量有機物含有水の生物学的処理方法に関
する。
[先行技術] LSIや超LSIの製造においては、多量の純水や超純
水が洗浄用水として用いられている。超純水は理論純水
(H2Oのみからなる水)の比抵抗18.24MΩ・c
mに極めて近く、17〜18MΩ・cmの比抵抗を有す
る純水である。このような超純水や純水のような貧栄養
の水中においても、微生物は極めて微量ではあるが存在
し、純水中にppbオーダーでも有機物質が存在する
と、微生物は増殖して、RO装置等の純水製造装置にト
ラブルが生じる原因となる。
水が洗浄用水として用いられている。超純水は理論純水
(H2Oのみからなる水)の比抵抗18.24MΩ・c
mに極めて近く、17〜18MΩ・cmの比抵抗を有す
る純水である。このような超純水や純水のような貧栄養
の水中においても、微生物は極めて微量ではあるが存在
し、純水中にppbオーダーでも有機物質が存在する
と、微生物は増殖して、RO装置等の純水製造装置にト
ラブルが生じる原因となる。
また、洗浄排水を回収して再利用する際も、その回収水
中の微量有機物を除去する必要がある。
中の微量有機物を除去する必要がある。
本出願人は、先に、電子工業等で用いられる超純水のよ
うに、極めて微量の有機物を含有する水中の微生物の増
殖を抑制する方法として、生物固定手段を内蔵した生物
反応槽で生物学的に処理することにより、水中のリン成
分を除去してリン欠乏水とする方法を見い出し、特許出
願した(特願昭59−231737、以下、「先願I」
という。)。
うに、極めて微量の有機物を含有する水中の微生物の増
殖を抑制する方法として、生物固定手段を内蔵した生物
反応槽で生物学的に処理することにより、水中のリン成
分を除去してリン欠乏水とする方法を見い出し、特許出
願した(特願昭59−231737、以下、「先願I」
という。)。
また、本出願人は、やはり微量有機物を含有する水中の
微生物の増殖による問題を解決する超純水製造装置とし
て、膜処理装置及びイオン交換塔を有する超純水製造装
置において、更に、微量のエネルギー源及び/又は栄養
源の存在のもとに生物処理する生物反応槽と、この生物
反応槽で増殖した菌体を分離・除去するための菌体分離
器とからなる生物処理手段を付加した超純水製造装置に
ついて、先に特許出願した(特願昭59−23173
8、以下「先願II」という。)。
微生物の増殖による問題を解決する超純水製造装置とし
て、膜処理装置及びイオン交換塔を有する超純水製造装
置において、更に、微量のエネルギー源及び/又は栄養
源の存在のもとに生物処理する生物反応槽と、この生物
反応槽で増殖した菌体を分離・除去するための菌体分離
器とからなる生物処理手段を付加した超純水製造装置に
ついて、先に特許出願した(特願昭59−23173
8、以下「先願II」という。)。
上記先願I及び先願IIに開示される、微量有機物を含有
する水を貧栄養細菌により処理する方法は、処理効率が
高く、従来より一般に行なわれている紫外線酸化法に比
しランニングコストが低く、極めて有効な処理方法であ
る。
する水を貧栄養細菌により処理する方法は、処理効率が
高く、従来より一般に行なわれている紫外線酸化法に比
しランニングコストが低く、極めて有効な処理方法であ
る。
而して、従来、原水の生物処理を行う場合、活性汚泥法
や生物膜法が一般的に適用されている。この場合、反応
槽内の微生物はフロック状あるいは膜状に発達してお
り、得られる処理水のBODは数ppm以上となってい
る。この値は、生物処理に使用されている微生物の基質
親和性に左右されるものであり、例えば活性汚泥の基質
親和定数(Ks)は数+ppmとなっている。
や生物膜法が一般的に適用されている。この場合、反応
槽内の微生物はフロック状あるいは膜状に発達してお
り、得られる処理水のBODは数ppm以上となってい
る。この値は、生物処理に使用されている微生物の基質
親和性に左右されるものであり、例えば活性汚泥の基質
親和定数(Ks)は数+ppmとなっている。
従って、微量有機物含有水を生物処理するにあたり、こ
のような一般的な微生物では良好な水質の処理水は得ら
れない。
のような一般的な微生物では良好な水質の処理水は得ら
れない。
これに対し、水道水等の清澄な水に生息するオリゴトロ
フィックバクテリア等の貧栄養細菌は、基質親和定数
(Ks)が数十ppb以下であり、微量有機物を効率的
に分解することができる。
フィックバクテリア等の貧栄養細菌は、基質親和定数
(Ks)が数十ppb以下であり、微量有機物を効率的
に分解することができる。
[発明が解決しようとする問題点] このため、微量有機物含有水の処理に際しては、貧栄養
細菌を反応槽内に生息させ、これを良好な形態で発達さ
せることが要求されるが、従来、貧栄養細菌の保持につ
いての詳細は殆ど解明されておらず、貧栄養細菌を担体
に付着させて、流動床方式あるいは固定床方式で処理し
た場合でも、貧栄養細菌が良好に増殖せず、担体表面が
活性汚泥微生物で占められてしまったり、また貧栄養細
菌が増殖しても、その発達形態が不良なために優れた処
理効果が得られないなどの問題があった。
細菌を反応槽内に生息させ、これを良好な形態で発達さ
せることが要求されるが、従来、貧栄養細菌の保持につ
いての詳細は殆ど解明されておらず、貧栄養細菌を担体
に付着させて、流動床方式あるいは固定床方式で処理し
た場合でも、貧栄養細菌が良好に増殖せず、担体表面が
活性汚泥微生物で占められてしまったり、また貧栄養細
菌が増殖しても、その発達形態が不良なために優れた処
理効果が得られないなどの問題があった。
[問題点を解決するための手段] 本発明は上記問題を解決するべく、有機物の濃度が5m
g/以下の微量有機物を含む被処理水を生物担体を有
する反応槽で貧栄養細菌により生物学的に処理する方法
において、生物担体の担体表面積負荷を0.5g−C/
m2・日以下、好ましくは0.1g−C/m2・日以下で
処理するものである。
g/以下の微量有機物を含む被処理水を生物担体を有
する反応槽で貧栄養細菌により生物学的に処理する方法
において、生物担体の担体表面積負荷を0.5g−C/
m2・日以下、好ましくは0.1g−C/m2・日以下で
処理するものである。
即ち、本発明者らは、貧栄養細菌の生息あるいは増殖条
件等について鋭意検討を重ねた結果、貧栄養細菌が成育
する条件においても、担体表面積当りの有機物負荷が大
きいと細菌が担体表面に膜状に発達するため、細菌の基
質親和性が悪化し、処理効果が低下することを知見し
た。本発明はこの知見に基き、微量有機物含有水の好適
な運転条件を見い出すことにより完成されたものであ
る。
件等について鋭意検討を重ねた結果、貧栄養細菌が成育
する条件においても、担体表面積当りの有機物負荷が大
きいと細菌が担体表面に膜状に発達するため、細菌の基
質親和性が悪化し、処理効果が低下することを知見し
た。本発明はこの知見に基き、微量有機物含有水の好適
な運転条件を見い出すことにより完成されたものであ
る。
以下に本発明を詳細に説明する。
微量有機物を含む原水を生物学的に処理する際、その生
物処理により生成する汚泥量が少ないため、浮遊方式で
は、菌体を維持することができない。このため、本発明
においては、生物担体を内蔵した生物反応槽を用い、固
定床方式あるいは流動床方式で処理を行う。生物担体と
しては、ガラスビーズ、セラミック、活性炭などが好適
に用いられる。
物処理により生成する汚泥量が少ないため、浮遊方式で
は、菌体を維持することができない。このため、本発明
においては、生物担体を内蔵した生物反応槽を用い、固
定床方式あるいは流動床方式で処理を行う。生物担体と
しては、ガラスビーズ、セラミック、活性炭などが好適
に用いられる。
しかして、原水の処理にあたっては、このような生物担
体の担体表面積負荷が0.5g−C/m2・日以下、好
ましくは0.1g−C/m2・日以下となるように調整
する。担体表面積負荷が0.5g−C/m2・日を超え
ると、貧栄養細菌が担体表面で膜状に発達するため、原
水の透過律速により基質親和性が悪化し、処理水質が悪
くなる。
体の担体表面積負荷が0.5g−C/m2・日以下、好
ましくは0.1g−C/m2・日以下となるように調整
する。担体表面積負荷が0.5g−C/m2・日を超え
ると、貧栄養細菌が担体表面で膜状に発達するため、原
水の透過律速により基質親和性が悪化し、処理水質が悪
くなる。
なお、担体表面積負荷0.5g−C/m2・日以下とい
う数値は生物膜式排水処理装置の表面積負荷とは重複し
ない。因みに、比較的負荷が低いとされる標準散水濾床
法や接触酸化法でも、表面積負荷は0.5〜1.0g−
C/m2・日程度であり、塔型散水濾床法では7.8〜
20g−C/m2・日、回転円板法では6〜15g−C
/m2・日程度と高い値となっている。
う数値は生物膜式排水処理装置の表面積負荷とは重複し
ない。因みに、比較的負荷が低いとされる標準散水濾床
法や接触酸化法でも、表面積負荷は0.5〜1.0g−
C/m2・日程度であり、塔型散水濾床法では7.8〜
20g−C/m2・日、回転円板法では6〜15g−C
/m2・日程度と高い値となっている。
[作用] 貧栄養細菌はBOD数ppm程度の排水、生物処理水、
天然水、水道水(塩素除去)等の清澄の水に生息、増殖
する微生物である。
天然水、水道水(塩素除去)等の清澄の水に生息、増殖
する微生物である。
このような貧栄養細菌は、基質親和定数(Ks)が数p
pb程度と極めて低いにもかかわらず第1図に示す如
く、最大比増殖速度(μmax)は、活性汚泥微生物と
同程度である。このため、貧栄養細菌は、微量有機物を
速やかに分解し、極めて良好な水質の処理水とすること
ができる。貧栄養細菌は、特別に培養して殖菌する必要
はなく、微量有機物含有水を、生物担体を内蔵した生物
反応槽に連続通水することにより、自然発生的に担体表
面で増殖する。
pb程度と極めて低いにもかかわらず第1図に示す如
く、最大比増殖速度(μmax)は、活性汚泥微生物と
同程度である。このため、貧栄養細菌は、微量有機物を
速やかに分解し、極めて良好な水質の処理水とすること
ができる。貧栄養細菌は、特別に培養して殖菌する必要
はなく、微量有機物含有水を、生物担体を内蔵した生物
反応槽に連続通水することにより、自然発生的に担体表
面で増殖する。
なお、第1図は水道水中から分離した貧栄養細菌のKs
及びμmaxを示すグラフである。
及びμmaxを示すグラフである。
本発明の方法によれば、このような貧栄養細菌が反応槽
内の担体表面に極めて良好な形態で増殖するため、微量
有機物含有水を効率的に処理することが可能となる。
内の担体表面に極めて良好な形態で増殖するため、微量
有機物含有水を効率的に処理することが可能となる。
[実施例] 以下実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例1 第2図に示すように、充填剤2としてガラスビーズを内
蔵した流動床式生物反応槽1を用い、純水に酢酸を添加
した合成水の生物処理を行なった。なお、第2図中、3
は原水供給配管、4は処理水排出配管、5は循環ライン
である。
蔵した流動床式生物反応槽1を用い、純水に酢酸を添加
した合成水の生物処理を行なった。なお、第2図中、3
は原水供給配管、4は処理水排出配管、5は循環ライン
である。
生物処理条件は、pH6.0±0.5、温度20℃で滞
留時間(担体充填部のカラ体積に対して)10分となる
ように調整した。そして、酢酸濃度を変化させてKsを
求めると共に、充填するガラスビーズの平均粒径を0.
1〜10mmまで変化させて、生物担体の表面積負荷を
変えた。なお、Ksの値の測定には、第1図に示すよう
に比増殖速度μを測定し、最大比増殖速度μmaxの半
分の値を与える基質濃度をKsとする方法のほか、基質
の除去速度γsを測定し、最大基質除去速度γmaxの
半分の値を与える基質濃度をKsとする方法があるが、
本実施例および次の実施例2においては、後者の方法に
よりKsを測定した。即ち、生物反応槽1に原水を連速
通水し、原水基質濃度を数点変えて処理を行ない、処理
水基質濃度と、その時の基質除去速度とをそれぞれX軸
方向及びY軸方向にプロットし、最大基質除去速度の半
分の値を与える基質濃度をKsとした。
留時間(担体充填部のカラ体積に対して)10分となる
ように調整した。そして、酢酸濃度を変化させてKsを
求めると共に、充填するガラスビーズの平均粒径を0.
1〜10mmまで変化させて、生物担体の表面積負荷を
変えた。なお、Ksの値の測定には、第1図に示すよう
に比増殖速度μを測定し、最大比増殖速度μmaxの半
分の値を与える基質濃度をKsとする方法のほか、基質
の除去速度γsを測定し、最大基質除去速度γmaxの
半分の値を与える基質濃度をKsとする方法があるが、
本実施例および次の実施例2においては、後者の方法に
よりKsを測定した。即ち、生物反応槽1に原水を連速
通水し、原水基質濃度を数点変えて処理を行ない、処理
水基質濃度と、その時の基質除去速度とをそれぞれX軸
方向及びY軸方向にプロットし、最大基質除去速度の半
分の値を与える基質濃度をKsとした。
このような条件のもとに、Ksと担体表面積負荷との関
係を求めたところ、第3図に示す通りであった。
係を求めたところ、第3図に示す通りであった。
即ち、生物担体の表面積負荷が0.5g−C/m2・日
を超えるとKsは約1000μg−C/でほぼ一定と
なり、0.1g−C/m2・日以下では急激に低下する
ことがわかる。
を超えるとKsは約1000μg−C/でほぼ一定と
なり、0.1g−C/m2・日以下では急激に低下する
ことがわかる。
この実験において、ガラスビーズの平均粒径により、展
開率が異なり、平均粒径0.1mm,0.2mm及び
0.4mmのものは、展開率はそれぞれ100%,35
%及び5%であったが、平均粒径1.0mm及び10m
mのものは展開せず、固定床となっていた。従って、濾
床の型式(流動床、固定床など)よりも、処理性能は表
面積負荷に依存すると考えられる。
開率が異なり、平均粒径0.1mm,0.2mm及び
0.4mmのものは、展開率はそれぞれ100%,35
%及び5%であったが、平均粒径1.0mm及び10m
mのものは展開せず、固定床となっていた。従って、濾
床の型式(流動床、固定床など)よりも、処理性能は表
面積負荷に依存すると考えられる。
なお、処理水水質は、生物担体の表面積負荷0.5g−
C/m2・日以下のいずれの負荷においても、反応槽1
の処理水を0.45μmの濾紙で菌体分離した後の有機
物濃度は10μg−C/以下であり、良好な処理水が
得られた。
C/m2・日以下のいずれの負荷においても、反応槽1
の処理水を0.45μmの濾紙で菌体分離した後の有機
物濃度は10μg−C/以下であり、良好な処理水が
得られた。
実施例2 充填剤として球状活性炭(10メッシュパス、32メッ
シュオン:平均直径1.5mm)を内蔵した流動床式生
物反応槽を用い、純水にイソプロピルアルコールを添加
した水の生物処理を行なった。生物処理条件は、pH6
〜7、温度20〜25℃、滞留時間15分とした。イソ
プロピルアルコールの濃度を変化させて担体表面積負荷
を変えると共に、Ksを求めた。Ksと担体表面積負荷
との関係は、第4図に示す通りであった。
シュオン:平均直径1.5mm)を内蔵した流動床式生
物反応槽を用い、純水にイソプロピルアルコールを添加
した水の生物処理を行なった。生物処理条件は、pH6
〜7、温度20〜25℃、滞留時間15分とした。イソ
プロピルアルコールの濃度を変化させて担体表面積負荷
を変えると共に、Ksを求めた。Ksと担体表面積負荷
との関係は、第4図に示す通りであった。
即ち、担体表面積負荷が0.5g−C/m2・日を超え
るとKsは約100μg−C/でほぼ一定となること
は、担体としてガラスビーズを用い、有機物が酢酸であ
る実施例1の結果と同様であった。
るとKsは約100μg−C/でほぼ一定となること
は、担体としてガラスビーズを用い、有機物が酢酸であ
る実施例1の結果と同様であった。
[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の方法は、微量有機物を含む
被処理水を生物担体の表面積負荷を0.5g−C/m2
・日以下、好ましくは0.1g−C/m2・日以下で処
理するものであって、このような条件において、反応槽
中に微量有機物の分解効率の高い貧栄養細菌が生息し、
しかも担体表面で膜を形成することなく増殖する。この
ため、本発明方法によれば、微量有機物含有水の効果的
な生物処理が可能とされる。
被処理水を生物担体の表面積負荷を0.5g−C/m2
・日以下、好ましくは0.1g−C/m2・日以下で処
理するものであって、このような条件において、反応槽
中に微量有機物の分解効率の高い貧栄養細菌が生息し、
しかも担体表面で膜を形成することなく増殖する。この
ため、本発明方法によれば、微量有機物含有水の効果的
な生物処理が可能とされる。
第1図は水道水から分離した貧栄養細菌の酢酸濃度と比
増殖速度との関係を示すグラフ、第2図は実施例1にお
いて用いた生物反応槽の構成を示す図、第3図は、実施
例1で得られた、基質親和定数と生物担体の表面積負荷
との関係を示すグラフである。第4図は、実施例2で得
られた基質親和定数と生物担体の表面積負荷との関係を
示すグラフである。 1……生物反応槽、2……充填材。
増殖速度との関係を示すグラフ、第2図は実施例1にお
いて用いた生物反応槽の構成を示す図、第3図は、実施
例1で得られた、基質親和定数と生物担体の表面積負荷
との関係を示すグラフである。第4図は、実施例2で得
られた基質親和定数と生物担体の表面積負荷との関係を
示すグラフである。 1……生物反応槽、2……充填材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 化学工学協会編「水質汚濁防止技術と装 置5、排水の高度処理と再利用」培風館 (昭54−10−25)P.132〜140 清水潮編「微生物生態学▲II▼−生態 系の中の微生物」共立出版(昭60−11− 20)P.77〜81
Claims (2)
- 【請求項1】有機物の濃度が5mg/以下の微量有機
物を含む被処理水を生物担体を有する反応槽で貧栄養細
菌により生物学的に処理する方法において、生物担体の
担体表面積負荷を0.5g−C/m2・日以下で処理す
ることを特徴とする微量有機物含有水の生物学的処理方
法。 - 【請求項2】担体表面積負荷を0.1g−C/2・日以
下で処理することを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61102656A JPH0634996B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 微量有機物含有水の生物学的処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61102656A JPH0634996B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 微量有機物含有水の生物学的処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62258798A JPS62258798A (ja) | 1987-11-11 |
| JPH0634996B2 true JPH0634996B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=14333277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61102656A Expired - Lifetime JPH0634996B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 微量有機物含有水の生物学的処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634996B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE43782E1 (en) | 1996-12-30 | 2012-11-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Active matrix display device having wiring layers which are connected over multiple contact parts |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2689494B1 (fr) * | 1992-04-03 | 1994-06-24 | Cise | Procede et dispositif pour la purification d'eaux residuaires par voie biologique. |
| JP5061410B2 (ja) * | 2001-05-11 | 2012-10-31 | 栗田工業株式会社 | 超純水製造装置及び超純水製造方法 |
| WO2011108478A1 (ja) | 2010-03-05 | 2011-09-09 | 栗田工業株式会社 | 水処理方法及び超純水製造方法 |
| JP5604913B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2014-10-15 | 栗田工業株式会社 | 水処理方法及び超純水製造方法 |
| JP7017165B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2022-02-08 | 栗田工業株式会社 | 好気性生物膜処理方法および装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5759687A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-10 | Hiroshima Gas Kk | Treatment system of waste water |
| JPS57197081A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-03 | Akira Kakumoto | Treatment of waste water |
-
1986
- 1986-05-02 JP JP61102656A patent/JPH0634996B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 化学工学協会編「水質汚濁防止技術と装置5、排水の高度処理と再利用」培風館(昭54−10−25)P.132〜140 |
| 清水潮編「微生物生態学▲II▼−生態系の中の微生物」共立出版(昭60−11−20)P.77〜81 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE43782E1 (en) | 1996-12-30 | 2012-11-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Active matrix display device having wiring layers which are connected over multiple contact parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62258798A (ja) | 1987-11-11 |
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