(57)【要約】【課題】硝化活性を向上でき、処理装置の早期安定化が実現可能な水処理方法及び水処理装置を提供する。【解決手段】有機性排水を貯留した後、脱窒処理、硝化処理を順に行い、硝化処理で得られる硝化液を脱窒処理へ循環させる循環式硝化脱窒法を用いた水処理方法において、硝化処理を行う硝化槽３への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を硝化槽３よりも前段の水槽に供給することを特徴とする水処理方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を貯留した後、脱窒処理、硝化処理を順に行い、前記硝化処理で得られる硝化液を前記脱窒処理へ循環させる循環式硝化脱窒法を用いた水処理方法において、前記硝化処理を行う硝化槽への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を前記硝化槽よりも前段の水槽に供給することを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
水理学的滞留時間が２時間以上および／または前記硝化液の循環比が５倍以下となる前記水槽内に前記硫化物抑制剤を供給することを含む請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
前記脱窒処理を行う脱窒槽の酸化還元電位及び／または溶存酸素濃度を測定し、前記酸化還元電位が所定値以上及び／又は前記溶存酸素濃度が所定値以下となるように、前記硫化物抑制剤の供給量を制御することを含む請求項１又は２に記載の水処理方法。
【請求項４】
前記有機性排水を貯留する貯留槽の酸化還元電位及び／または溶存酸素濃度を測定し、前記酸化還元電位が所定値以上及び／又は前記溶存酸素濃度が所定値以下となるように、前記硫化物抑制剤の供給量を制御することを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項５】
前記硫化物抑制剤が、酸素含有気体を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項６】
前記硝化処理が、部分亜硝酸化処理であることを含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項７】
前記有機性排水の処理量が定格処理量に到達するまで前記有機性排水の処理量を段階的に増加させる立ち上げ処理を行うことを含み、前記立ち上げ処理時に前記硫化物抑制剤を供給することを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項８】
有機性排水を貯留する原水槽と、
前記有機性排水を脱窒処理して脱窒液を得る脱窒槽と、
前記脱窒液を硝化処理して硝化液を得る硝化槽と、
前記硝化液を前記脱窒槽へ循環する循環ラインと、
水理学的滞留時間が２時間以上および／または前記硝化液の循環比が５倍以下となる前記原水槽及び前記脱窒槽の少なくともいずれかに、前記硝化槽への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を供給する抑制剤供給手段と
を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項９】
前記脱窒槽の酸化還元電位及び／または溶存酸素濃度を測定し、前記酸化還元電位が所定値以上及び／または前記溶存酸素濃度が所定値以下となるように、前記硫化物抑制剤の供給量を制御する制御手段を備える請求項８に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理方法及び水処理装置に関し、特に、硝化脱窒処理方式を採用する水処理への適用に好適な水処理方法及び水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
し尿、硝化液、産業排水などのＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）及びＮ（窒素）を含む有機性排水を処理するための種々の水処理装置が従来から知られている。
【０００３】
例えば、特開平６−３３５６９８号公報（特許文献１）には、窒素化合物を含む有機性排液を、まず、前段の曝気槽で曝気してＢＯＤ成分を実質的に除去したのち、汚泥を分離することなく後段の硝化槽に導入し、担体の存在下に曝気を行って硝化を行うことが記載されている。
【０００４】
特開平１１−２６７６９０号公報（特許文献２）には、硝化脱窒装置における脱窒槽での硝化液の酸化還元電位（ＯＲＰ）を検出し、得られたＯＲＰ値に基づいてメタノールの供給量を制御する水濾過循環処理システムの例が記載されている。特許第２９１２９０５号公報（特許文献３）には、原水を返送汚泥とともに接触安定槽に供給し、曝気によりＯＲＰを−１００〜０ｍＶに制御し、汚泥を活性化し、有機排水中の有機物を汚泥に吸着させる処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３３５６９８号公報
【特許文献２】特開平１１−２６７６９０号公報
【特許文献３】特許第２９１２９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
有機性排水を貯留した後、脱窒、硝化の順に行う硝化脱窒処理においては、硝化槽で得られた硝化液を脱窒工程にて循環させる循環式硝化脱窒法を利用することで、原水由来のＢＯＤ源を利用して脱窒槽で更に脱窒を行うことができるため、ＢＯＤ源の添加コストおよび反応槽の数を減らすことができ、より効率的な水処理が行える。
【０００７】
しかしながら、長い滞留時間を要する処理装置の立ち上げ時等においては、原水を直接脱窒槽に流入させることによって、硝化処理が長期に渡り安定せず、立ち上げに長い時間を要してしまう場合がある。
【０００８】
さらに脱窒槽の後段に嫌気性アンモニア脱窒処理を接続する場合には、硝化槽で部分亜硝酸化を維持する必要があるが、部分亜硝酸化を維持するためには、遊離アンモニア濃度を一定以上に保つ必要がある。遊離アンモニア濃度を保つためには、これと平衡関係にある硝化槽のアンモニア濃度を高く保つ必要があり、硝化槽のアンモニア濃度を高く保つためには、循環比を小さくする必要がある。しかしながら、循環比を小さくすると、滞留時間が長くなり、良好な硝化活性が得られない場合がある。
【０００９】
部分亜硝酸化を維持する目的以外にも、例えば、施設面積及び施設構造上の制限等によって少ない循環比で運転する必要がある場合や、省エネのために循環量を抑えて運転する場合にも活性汚泥の硝化活性の低下が表れる場合がある。
【００１０】
引用文献１〜３のいずれも有機物中のＢＯＤやＮ分の分解及び除去を効率的に行うための手法としては一定の効果は得られているが、立ち上げ時のような処理流量が少ない場合や硝化液の循環比を小さくして運転する場合の処理等に生じ得る硝化活性の低下の問題についてはいずれも適切な対策が提案されていない。
【００１１】
上記課題を鑑み、本発明は、硝化活性を向上でき、処理装置の早期安定化が実現可能な水処理方法及び水処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討した結果、有機性排水を貯留した後、脱窒、硝化の順に行う循環式硝化脱窒法において、硝化槽よりも前段の水槽に、硫化物の発生を抑制するための硫化物抑制剤を供給することが有効であるとの知見を得た。
【００１３】
以上の知見を基礎として完成した本発明の実施の形態に係る水処理方法は一側面において、有機性排水を貯留した後、脱窒処理、硝化処理を順に行い、硝化処理で得られる硝化液を脱窒処理へ循環させる循環式硝化脱窒法を用いた水処理方法において、硝化処理を行う硝化槽への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を硝化槽よりも前段の水槽に供給する水処理方法である。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る水処理方法は一実施態様において、水理学的滞留時間が２時間以上および／または硝化液の循環比が５倍以下となる水槽内に硫化物抑制剤を供給することを含む。
【００１５】
本発明の実施の形態に係る水処理方法は別の一実施態様において、脱窒処理を行う脱窒槽の酸化還元電位及び／または溶存酸素濃度を測定し、酸化還元電位が所定値以上及び／または溶存酸素濃度が所定値以下となるように、硫化物抑制剤の供給量を制御することを含む。
【００１６】
本発明の実施の形態に係る水処理方法は更に別の一実施態様において、有機性排水を貯留する貯留槽の酸化還元電位及び／または溶存酸素濃度を測定し、酸化還元電位が所定値以上及び／または溶存酸素濃度が所定値以下となるように、硫化物抑制剤の供給量を制御することを含む。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る水処理方法は更に別の一実施態様において、硫化物抑制剤が、酸素含有気体を含む。
【００１８】
本発明の実施の形態に係る水処理方法は更に別の一実施態様において、硝化処理が、部分亜硝酸化処理であることを含む。
【００１９】
本発明の実施の形態に係る水処理方法は更に別の一実施態様において、有機性排水の処理量が定格処理量に到達するまで有機性排水の処理量を段階的に増加させる立ち上げ処理を行うことを含み、立ち上げ処理時に硫化物抑制剤を供給することを含む。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る水処理装置は一側面において、有機性排水を貯留する原水槽と、有機性排水を脱窒処理して脱窒液を得る脱窒槽と、脱窒液を硝化処理して硝化液を得る硝化槽と、硝化液を脱窒槽へ循環する循環ラインと、水理学的滞留時間が２時間以上および／または硝化液の循環比が５倍以下となる原水槽及び脱窒槽の少なくともいずれかに、硝化槽への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を供給する抑制剤供給手段とを備える水処理装置である。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る水処理装置は一実施態様において、脱窒槽の酸化還元電位及び／または溶存酸素濃度を測定し、酸化還元電位が所定値以上及び／または溶存酸素濃度が所定値以下となるように、硫化物抑制剤の供給量を制御する制御手段を備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、硝化槽の硝化活性の低下を抑制して、処理装置の早期安定化が実現可能な水処理方法及び水処理装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る水処理装置の例を示すフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る水処理装置の別の例を示すフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る水処理装置の変形例を示すフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る水処理装置の別の変形例を示すフロー図である。
【図５】装置立ち上げ時の実施例１と比較例１の経過日数に対する硝化速度及びアンモニア性窒素容積負荷の関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。
【００２５】
（水処理方法）
本発明の実施の形態に係る水処理方法は、有機性排水を貯留した後、脱窒処理、硝化処理を順に行い、硝化処理で得られる硝化液を脱窒処理へ循環させる循環式硝化脱窒法を用いた水処理方法において、硝化処理を行う硝化槽への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を硝化槽よりも前段の水槽に供給することを含む。
【００２６】
有機性排水としては、し尿、消化液、産業排水などのＢＯＤ、Ｎを含む有機性排水であれば特に限定されないが、ＢＯＤが５００ｍｇ／Ｌ〜３０００ｍｇ／Ｌの有機性排水に対して処理を行うことが好ましく、更にＢＯＤが１０００ｍｇ／Ｌ〜３０００ｍｇ／Ｌと高濃度であるほどより高い効果が得られる。有機性排水中のアンモニア性窒素は３０ｍｇ／Ｌ以上である排水が処理に適しており、更には５００ｍｇ／Ｌ以上と高濃度であるほどより高い効果が得られる。有機性排水には、硫化物が入っていても入っていなくても良いが、硫酸イオンが入っているものが好ましい。硫酸イオンの濃度について制限はないが、１００〜５０００ｍｇ／Ｌの時に特に効果が高い。
【００２７】
硝化槽よりも前段の水槽としては、例えば、有機性排水を貯留する原水槽、有機性排水を脱窒処理して脱窒処理する脱窒槽、脱窒槽の前段に配置される嫌気槽、原水槽の前段に配置される調整槽等があげられる。硫化物抑制剤の供給位置についての制限は特に無いが、硝化槽の直前に配置される脱窒槽、及び脱窒槽の直前に配置される原水槽の少なくともいずれかに供給されることが好ましい。
【００２８】
硝化槽による硝化処理の後段に追加的な処理を付加すること及びその方式に制限はない。特に、循環式硝化脱窒法を用いた水処理では硝化処理後に窒素の一部が残留するため、窒素の仕上げ処理を設ける場合が多い。例えば、硝化処理後の後処理として、メタノール脱窒、内生脱窒、嫌気性アンモニア酸化などを付加することができる。特に、後段に嫌気性アンモニア酸化を適用する場合に、本実施形態による効果がより顕著に得られる。
【００２９】
硫化物抑制剤は、水理学的滞留時間（ＨＲＴ）が２時間以上および／または硝化液の循環比が５倍以下となる水槽内に供給されることが好ましい。水理学的滞留時間が２時間以上の水槽に対して硫化物抑制剤を供給することにより、滞留時間が比較的長い水槽内の硫化物の発生及び嫌気化を抑制することができるため、硝化槽の硝化活性に影響を及ぼす硫化物を含む毒性物質の硝化槽への流入を抑制し、硝化槽内の微生物の硝化活性の低下を抑制することができる。
【００３０】
特に、ＨＲＴが８時間以上、更には２日以上の水槽は、水槽内が嫌気条件になりやすく、有機性排水の分解が進み、硫化物などの毒性物質が発生しやすくなる。このような水槽に対し硫化物抑制剤を供給することで、硝化槽へ流入する処理水の水質をより適正に保つことができ、水処理装置の早期立ち上げ及び安定化が実現できるようになる。
【００３１】
硝化槽として部分亜硝酸化処理を利用する場合、部分亜硝酸化処理を安定して維持するために硝化液の循環比を高くできない場合がある。例えば、硝化槽へ流入する流入水量をＱとする場合、部分亜硝酸化処理をより安定化して行うためには、脱窒処理へ循環返送する硝化液の循環水量を５Ｑ以下、更には２Ｑ以下、即ち、硝化液の循環比を５倍以下、更には２倍以下とする必要がある。
【００３２】
このような硝化液の循環比が５倍以下、更には２倍以下となる水槽内に硫化物抑制剤を供給することにより、部分亜硝酸化処理を行う硝化槽内のアンモニア濃度を高くしながら硝化槽内への硫化物の流入を抑制できるため、硝化槽の硝化活性の低下を抑制でき、水処理装置の早期安定化が可能となる。
【００３３】
硫化物抑制剤としては、硝化槽の硝化活性を阻害することなく脱窒槽内の処理液の硫化物濃度を低減させることができる材料であれば特に限定されない。例えば、硫黄酸化細菌等の微生物、又は、鉄塩、酸素含有気体、過酸化水素、過酸化カルシウム、アントラキノン化合物、モリブデン化合物、オゾンなどの酸化剤などが硫化物抑制剤として利用できる。
【００３４】
中でも、硫化物抑制剤として酸素含有気体を使用することにより、脱硫処理のための反応槽を別途設けなくても済み、薬剤添加による薬液コストも不要となるため、水処理装置の設備を簡略化且つ小型化でき、経済面でも有利な水処理装置が提供できる。酸素含有気体としては、酸素を含有する気体であればよく、酸素ガス、空気などが利用可能である。
【００３５】
硫化物抑制剤の供給量は、硝化槽へ流入する流入水中の硫化物濃度が２５ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは２０ｍｇ／Ｌ以下、更に好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以下、更に好ましくは５ｍｇ／Ｌ以下となるように調整されることが好ましい。硫化物は検知器で水中濃度を測定して確認しても良いし、水槽の気相中の硫化水素濃度を測定して水中の硫化物濃度を推定しても良い。また、これらの値を連続的にモニタリング測定して制御に用いても良い。これにより、硝化槽内で流動する微生物の硝化活性が阻害されることなくより安定的に硝化処理を行うことができるようになる。
【００３６】
硫化物抑制剤の供給制御に関し、硝化槽の直前に脱窒処理を行う脱窒槽の酸化還元電位（ＯＲＰ、基準電極：複合電極（白金電極＋比較電極））及び溶存酸素濃度（ＤＯ）を測定し、ＯＲＰが所定値以上、ＤＯが所定値以下となるように、硫化物抑制剤の供給量を制御することが好ましい。即ち、硫化物抑制剤の適正な供給量については、供給量の下限を脱窒槽のＯＲＰで判断し、供給量の上限を脱窒槽のＤＯで判断する。このようにＯＲＰ及びＤＯの双方に基づいて硫化物抑制剤の供給量を制御することにより、硫化物抑制剤の供給量をより適切に調整することができる。
【００３７】
脱窒槽のＯＲＰが−４００ｍＶ以上、より好ましくは−３００ｍＶ以上となるように、硫化物抑制剤の供給量を制御することが好ましい。酸化還元電位の上限値は特に制限されないが、過剰に硫化物抑制剤を供給して酸化を促進させると、脱窒反応を阻害する可能性もあるため、例えば−５０ｍＶ以下となるようにＯＲＰを制御することが好ましい。
【００３８】
脱窒槽のＤＯに基づく硫化物抑制剤の供給制御を行う場合には、脱窒槽のＤＯが０．５ｍｇ／Ｌ以下、更には０．２ｍｇ／Ｌ以下となるように、その供給量を制御することが好ましい。更に、脱窒槽よりも前段の原水槽に対して硫化物抑制剤を供給する場合には、原水槽のＤＯが５ｍｇ／Ｌ以下、更には３ｍｇ／Ｌ以下、更には１ｍｇ／Ｌとなるようにその供給量を制御することが好ましい。硫化物抑制剤の供給は、硝化槽へ流入する流入水中の硫化物濃度を測定し、その測定結果に応じてその供給量を増減するようにしてもよい。
【００３９】
なお、硫化物抑制剤の供給を、有機性排水の処理量が定格処理量に到達するまでその処理量を段階的に増加させる立ち上げ処理に適用することで、硝化槽の硝化活性の低下を抑制して、処理装置の早期安定化、早期立ち上げが実現可能となる。
【００４０】
装置の立ち上げは、例えば、定格処理量の１０分の１程度の処理量から始めて、段階的に処理量を１．５〜２倍程度ずつ増加させていく場合もあり、各水槽内の処理液の滞留時間が長くなる傾向にある。よって、このような立ち上げ時に本法を採用することにより、定格処理量により早期に到達させることが可能な水処理方法及び水処理装置として特に有利な効果を発揮する。
【００４１】
その他にも、有機性排水の処理量が比較的少ない場合、例えば、処理施設の工事中、し尿にあっては連休中の収集量の減少期間、産業排水については工場の休転期間などに特に本方法を好適に用いることができる。
【００４２】
特開２０１７−１４４４０２号公報に記載されるような硝化脱窒処理装置のプラントを用いて本発明者らがｐＨ、ＤＯなどの諸条件を維持しながら立ち上げ運転を実施したところ、約半年間、汚泥の活性が増加せず、担体に硝化菌を付着しないという問題が生じた。そのため、処理流量を段階的に増加させることができず、立ち上げ運転が長期化するという場合があった。
【００４３】
基質でもあるアンモニアの供給を促進するために一時的に処理流量を上げる対策を施したところ、処理水にアンモニアが残留してしまい、硝化菌を阻害する有利アンモニア濃度が高くなるという悪循環に陥った。更には、硝化菌の硝化速度の増加及び担体へ硝化菌付着を促進させるための対策として、硝化菌にとって必須元素であるリンの硝化槽への添加や、硝化反応を促進するための必要なアルカリ度成分の硝化槽への添加も試みたが、硝化速度の増加及び硝化菌の付着の促進効果は殆ど得られなかった。
【００４４】
本発明者らは更なる鋭意検討により、上記の硝化脱窒処理装置のプラントと並行してラボテストを実施し、水処理装置の各水槽の諸条件及び状態を詳細に比較検討した結果、相違点として、原水を曝気しながら用いていたラボテストでは原水や脱窒槽の色調に変化は見られなかったのに対して、プラントでは、脱窒槽の汚泥の色が黒くなっていることが抽出された。この状況から、硝化槽の硝化活性の低下の原因の一つは、有機性排水の滞留時間に伴い、硝化槽へ流入する流入水の硫化物の混入にあるものと推定された。
【００４５】
本発明の実施の形態に係る水処理方法によれば、硝化槽への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を硝化槽よりも前段の水槽に供給すること、具体的には、例えば、原水槽及び／又は脱窒槽を各水槽における処理を阻害しない条件で曝気処理することによって、約半年間、ｐＨ、ＤＯなどの諸条件の最適化や種々の対策を施しても到底得られなかった硝化槽の汚泥の活性を増大させることができ、担体の外表面に硝化菌を早期に付着させて処理装置の早期安定化を図ることが可能となる。
【００４６】
（水処理装置）
本発明の実施の形態に係る水処理方法が適用可能な水処理装置の例を図１に示す。水処理装置は、有機性排水を貯留する原水槽１と、有機性排水を脱窒処理して脱窒液を得る脱窒槽２と、脱窒液を硝化処理して硝化液を得る硝化槽３と、消化液を固液分離する固液分離槽４と、硝化槽３又は硝化槽３の後段の配管に接続され、硝化液を脱窒槽２へ循環する循環ライン５と、固液分離槽４の底部に接続され、固液分離槽４で固液分離された汚泥を返送汚泥として脱窒槽２へ返送する返送ライン６と、硝化槽３への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を供給する抑制剤供給手段７とを備えることができる。
【００４７】
脱窒槽２には、脱窒槽２内の被処理水のＯＲＰを測定するＯＲＰ計２１、ＤＯを測定するＤＯ計２２、温度を測定する温度計２３、ｐＨを測定するｐＨ計２４が配置されている。更に、脱窒槽２内の被処理水を攪拌するための攪拌手段２５が配置されている。硝化槽３には、硝化槽３に流入して処理される脱窒液のＤＯを測定するＤＯ計３２、温度を測定する温度計３３、ｐＨを測定するｐＨ計３４が配置されている。更に、硝化槽３内の脱窒液を攪拌するための３５が配置されている。硝化槽３内には外表面に硝化菌を付着可能な高分子生物担体３４が収容されている。硝化槽３内には高分子生物担体３４の流出を防ぐためのスクリーン３６が設けられている。固液分離槽４には槽内を攪拌するための攪拌手段４５が設けられていても良い。
【００４８】
図１に示す水処理装置において、硫化物抑制剤として酸素含有気体を利用する場合には、原水槽１に配置される硫化物抑制剤供給手段７としてブロアなどの既存の酸素又は空気供給装置と兼用することができる。硫化物抑制剤供給処理として曝気を利用する場合、原水槽１においては、脱窒槽２のＯＲＰが−４００ｍＶ以上、更には−３００ｍＶ以上となるように曝気風量を調整することが好ましい。
【００４９】
特に原水である有機性排水のＯＲＰが−３００ｍＶ以下と低く還元性物質を多く含む場合には、脱窒槽２に配置されたＯＲＰ計２１による測定結果に基づいて、原水槽１における硫化物抑制剤の供給量を調節することがより効率的な処理を行う上で好ましい。
【００５０】
原水槽１への硫化物抑制剤の供給は、加熱を併用することで有機性排水の性状が変化し、硝化脱窒処理が安定して行われない場合がある。そのため、原水槽１への硫化物抑制剤の供給は、加熱や水蒸気処理の熱を出来るだけ伴わない処理とすることが好ましい。例えば、原水槽１内の有機性排水の水温を４〜３０℃、ｐＨが６．５〜８．５に調整するとともに、ＯＲＰを−４００ｍＶ以上に調整することがより好ましい。
【００５１】
原水槽１にＤＯ計（不図示）を配置して原水槽１のＤＯを制御してもよい。原水槽１のＤＯが５ｍｇ／Ｌ以下、更には３ｍｇ／Ｌ以下、更には１ｍｇ／Ｌ以下となるように抑制剤供給手段７による曝気量を調節することが好ましい。
【００５２】
脱窒槽２では、活性汚泥中の従属栄養性細菌である脱窒菌を用いて、原水である有機性排水由来のＢＯＤと硝化槽３で生成されたＮＯX−Ｎを用いて窒素ガスを発生させる従属栄養脱窒反応が進行する。水温は１５〜３５℃、ｐＨは７．５〜８．５となるように調整されている。図２に示すように、硝化槽３への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を供給する抑制剤供給手段７が脱窒槽２内に配置されていてもよい。脱窒槽２内に攪拌ガス等を供給する既存の設備がある場合には、その設備を用いて硫化物抑制剤としての酸素含有ガスを供給してもよい。
【００５３】
図１に示す水処理装置のように、原水槽１において硫化物抑制剤を既に添加しており、硝化槽３への硫化物の流入の影響が小さいと考えられる場合には、脱窒槽２における硫化物抑制剤の添加を省略することができる。一方、脱窒槽２のＨＲＴが２時間以上、更には８時間以上、更には２日以上であるか、或いは脱窒槽２へ返送される硝化液の循環比が５倍以下、更に２倍以下となり、処理液の滞留時間が長期に渡る場合には、脱窒槽２に対しても更に硫化物抑制剤を供給することが好ましい。
【００５４】
脱窒槽２では、図２に示すように、ＯＲＰ計２１及びＤＯ計２２を利用して脱窒槽２のＯＲＰ及びＤＯを測定し、ＯＲＰが−４００ｍＶ以上、より好ましくは−３００ｍＶ以上で、且つＤＯが０．５ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは０．２ｍｇ／Ｌ以下となるように、硫化物抑制剤の供給量を制御する制御手段８が配置されることが好ましいが、処理液の性状によってはＯＲＰ又はＤＯのいずれかに基づいて硫化物抑制剤の供給量を制御してもよい。
【００５５】
硝化槽３では、硝化菌の働きにより、有機性排水に含まれるアンモニア性窒素をＮＯ2−ＮまたはＮＯ3−Ｎに酸化する処理が行われる。硝化槽３では、活性汚泥のみを用いた処理の場合と、活性汚泥と担体とを併用する場合がある。硝化槽３において部分亜硝酸化処理が行われる場合には、アンモニア酸化菌を安定して硝化槽３内に維持するために、外表面にアンモニア酸化菌を付着固定できる高分子生物担体３４を１０〜３０％ｖ／ｖ程度収容させる。
【００５６】
部分亜硝酸化処理をより安定化して行うためには、アンモニア酸化菌を付着させた高分子生物担体３４と浮遊活性汚泥の共存が望ましい。浮遊活性汚泥の共存により、硝化槽３内へ流入する流入水の水質が変動しても、活性汚泥処理による平均化が可能であり、アンモニア酸化菌付着の高分子生物担体３４への影響がほとんどなく、安定した亜硝酸化処理が得られ、水処理装置全体の早期立ち上げ及び早期安定化が促進できる。
【００５７】
硝化槽３内に設けられた攪拌手段３５によって硝化槽３内には酸素含有気体が供給される。ＤＯ計３２により硝化槽３内のＤＯが２ｍｇ／Ｌ以下となるように維持されることが好ましい。
【００５８】
（変形例）
図３及び図４は、本発明の実施態様に係る水処理装置の変形例を表している。図３及び図４に示す水処理装置では、嫌気−無酸素−好気法を用いた水処理の例を示しており、原水槽１の後段に嫌気槽９を備える。嫌気槽９の後段の脱窒槽２は窒素除去のための無酸素槽として機能し、脱窒槽２の後段の硝化槽３は、有機物の分解、リンの除去、アンモニア硝化のための好気槽として機能する。嫌気槽９には脱窒槽（無酸素槽）２及び硝化槽（好気槽）３と同様にＯＲＰ計９１、温度計９３、ｐＨ計９４等が配置されている。図３及び図４に示す水処理装置においては、原水槽１、嫌気槽９及び無酸素槽２の少なくとも何れかに硝化槽３への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を供給する抑制剤供給手段７を設けることができる。
【００５９】
このように、本発明の実施の形態に係る水処理装置によれば、ＨＲＴ２時間以上および／または硝化液の循環比が５倍以下となる原水槽１及び脱窒槽２、嫌気槽９の少なくともいずれかに、硝化槽３への硫化物の流入を抑制するための硫化物抑制剤を供給する抑制剤供給手段７が設けられることにより、硝化槽３へ流入する硫化物を含む有害物質を低減させることができるため、硝化槽３による硝化活性の低下を抑制して、処理装置の早期安定化が図れる。
【実施例】
【００６０】
以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。
【００６１】
（実施例１、比較例１）
図１に示す装置において水処理試験を実施した。原水は、し尿処理場の脱水分離液（平均値：ＮＨ4−Ｎ：６５０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ：４００ｍｇ／Ｌ、ＳＯ42-：１５００ｍｇ／Ｌ、ヨウ素消費量：２００ｍｇ／Ｌ）を用いた。原水は原水槽において微曝気を行い、原水槽内のＯＲＰが−４００ｍＶ以上、水温が４〜３０℃、ｐＨが６．５〜８．５、ＤＯが５ｍｇ／Ｌ以下となるように制御した。その際、脱窒槽のＯＲＰは−３００ｍＶ以上になるように微曝気を行った。
【００６２】
硝化槽にはポリエチレングリコールの担体を２０％充填し、脱窒槽と硝化槽の容量は１Ｌとした。原水１Ｑに対して、硝化槽からの硝化液および固液分離装置からの返送汚泥を脱窒槽に１Ｑずつ循環した。ＮＨ4−Ｎ容積負荷は０．３〜１．０ｋｇ／ｍ3／ｄの範囲で段階的に負荷を上げて運転を行い、硝化速度を上昇させ、担体への硝化菌付着を図った。結果を図５に示す。
【００６３】
実施例１では１週間毎に流量を増加させてＮＨ4−Ｎ容積負荷を増加させた。遊離アンモニア濃度による活性汚泥の硝化抑制を防ぐため、遊離アンモニア濃度が１ｍｇ／Ｌ以上にならないように維持しながら運転を行った。その結果、原水を曝気した系では実施例１では脱窒槽において硫化物イオンおよび硫化水素が検出されなかった。一方、原水を曝気しない比較例１においては、脱窒槽において硫化物イオンが２〜１０ｍｇ／Ｌ、硫化水素が２５〜５０ｍｇ／Ｌほど検出された。試験実施から１ヵ月後、実施例１では、硝化速度が０．８ｋｇ／ｍ3／ｄまで増加したが、比較例１では０．４ｋｇ／ｍ3／ｄ程度であり、硝化速度に差がみられた。ＮＨ4−Ｎ容積負荷も実施例１では徐々に負荷を上げながら安定した処理が行えたのに対し、比較例１では実施例１に比べてＮＨ4−Ｎ容積負荷を上げることができなかった。
【符号の説明】
【００６４】
１…原水槽
２…脱窒槽(無酸素槽)
３…硝化槽（好気槽）
４…固液分離槽
５…循環ライン
６…返送ライン
７…抑制剤供給手段
８…制御手段
９…嫌気槽
２１、９１…ＯＲＰ計
２２、３２…ＤＯ計
２３、３３、９３…温度計
２４、３４、９４…ｐＨ計
２５、３５、４５…攪拌手段
３４…高分子生物担体
３６…スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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