(57)【要約】【課題】好気性の処理工程から、ＵＡＳＢリアクタ等を用いた嫌気性処理工程への返送を行わずに、ＤＨＳリアクタ等で好気的脱窒を行うことができ、プロセスの簡略化が実現でき、処理効率が向上し、処理コストが低下する有機性廃液の処理方法及び有機性廃液の処理装置を提供する。【解決手段】有機性廃液を嫌気性発酵処理して少なくともアンモニア態窒素を含む消化液を生成する発酵工程と、発酵工程で生成した消化液中に、ＣＯＤ成分を添加もしくは生成するＣＯＤ添加／生成工程と、ＣＯＤ添加／生成工程でＣＯＤ成分が添加もしくは生成された消化液を気液接触せしめて、消化液中に含有されるアンモニア態窒素を分子状窒素（Ｎ２）とする生物学的好気性処理を行って脱窒する脱窒工程と、を備えることを特徴とする有機性廃液の処理方法によって解決される。【選択図】図1
2014024002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃液を嫌気性発酵処理して少なくともアンモニア態窒素を含む消化液を生成する発酵工程と、
前記発酵工程で生成した消化液中に、ＣＯＤ成分を添加もしくは生成するＣＯＤ添加／生成工程と、
前記ＣＯＤ添加／生成工程でＣＯＤ成分が添加もしくは生成された消化液を気液接触せしめて、該消化液中に含有されるアンモニア態窒素を資化および／または最終的にガス状窒素として放散する生物学的好気性処理を行って脱窒する脱窒工程と、
を備えることを特徴とする有機性廃液の処理方法。
【請求項２】
前記発酵工程において、前記有機性廃液をＵＡＳＢ式メタン発酵槽等に導入して、該有機性廃液中のＣＯＤ成分を嫌気的に発酵分解すると共に、少なくともアンモニア態窒素を含む前記消化液を生成することを特徴とする請求項１記載の有機性廃液の処理方法。
【請求項３】
前記脱窒工程は、前記ＣＯＤ添加／生成工程でＣＯＤ成分が添加もしくは生成された消化液を、好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌が増殖する充填層もしくは散水ろ床に散液して、該充填層もしくは散水ろ床において、前記生物学的好気性処理により前記脱窒を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の有機性廃液の処理方法。
【請求項４】
前記ＣＯＤ添加／生成工程において、前記有機性廃液中の有機物を起源とし、前記発酵工程の前に該有機性廃液中から分取もしくは分取・変性せしめたＣＯＤ成分を前記消化液中に添加することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【請求項５】
前記ＣＯＤ添加／生成工程において、前記発酵工程で生成した前記消化液中の有機化合物を変性せしめることによって、該消化液中にＣＯＤ成分を生成することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【請求項６】
前記ＣＯＤ添加／生成工程において、前記消化液中のＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比を５以上５０以下の範囲に調整することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【請求項７】
前記脱窒工程において、アルカリゲネス・フェカリスを基準種とするアルカリゲネス属である好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌によって前記生物学的好気性処理を行うことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【請求項８】
前記脱窒工程において、前記消化液のｐＨが所定範囲に調整された条件下において、前記生物学的好気性処理を行うことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【請求項９】
有機性廃液を嫌気性発酵処理する発酵槽と、
前記発酵槽で生成した消化液中に、ＣＯＤ成分を添加もしくは生成するＣＯＤ添加／生成手段と、
前記ＣＯＤ添加／生成手段でＣＯＤ成分が添加もしくは生成された消化液を気液接触せしめて、生物学的好気性処理を行うことによって、該消化液中に含有される窒素を資化および／または最終的にガス状窒素として放散する脱窒装置と、
を備えることを特徴とする有機性廃液の処理装置。
【請求項１０】
前記発酵槽は、ＵＡＳＢ式メタン発酵槽等であり、前記有機性廃液を導入して、該有機性廃液中のＣＯＤ成分を嫌気的に発酵分解すると共に、少なくともアンモニア態窒素を含む前記消化液を生成することを特徴とする請求項９記載の有機性廃液の処理装置。
【請求項１１】
前記脱窒装置は、好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌が増殖する充填層もしくは散水ろ床を備え、前記ＣＯＤ添加／生成手段でＣＯＤ成分が添加もしくは生成された消化液を該充填層もしくは散水ろ床に散液して、該充填層もしくは散水ろ床において、前記生物学的好気性処理により前記脱窒を行うことを特徴とする請求項９又は１０記載の有機性廃液の処理装置。
【請求項１２】
前記ＣＯＤ添加／生成手段は、前記有機性廃液中の有機物を起源とし、前記発酵工程の前に該有機性廃液中から分取もしくは分取・変性せしめたＣＯＤ成分を前記消化液中に添加することを特徴とする請求項９〜１１の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【請求項１３】
前記ＣＯＤ添加／生成手段は、前記発酵工程で生成した前記消化液中の有機化合物を変性せしめることによって、該消化液中にＣＯＤ成分を生成することを特徴とする請求項９〜１２の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【請求項１４】
前記ＣＯＤ添加／生成手段は、前記消化液中のＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比を５以上５０以下の範囲に調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項９〜１３の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【請求項１５】
前記脱窒装置は、アルカリゲネス・フェカリスを基準種とするアルカリゲネス属である好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌によって前記生物学的好気性処理を行うことを特徴とする請求項９〜１４の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【請求項１６】
前記脱窒装置における前記生物学的好気性処理時の前記消化液のｐＨを所定範囲に調整するためのｐＨ調整手段を有することを特徴とする請求項９〜１５の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素を含有する有機性廃液の処理方法及び有機性廃液の処理装置に関し、詳しくは、従来から行われている高負荷の有機物を処理する手段としての嫌気性処理と、それに続く好気性処理プロセスに、容易に窒素処理という高度処理機能を付与する有機性廃液の処理方法及び有機性廃液の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性廃液中に含まれる窒素は、富栄養化現象の原因とされ、廃液中の窒素を除去する技術が多く開発されている。
【０００３】
微生物を利用して廃液中の窒素を除去する生物学的窒素除去法は、従来から、順送法、ＡＯ（Anaerobic-Oxic）法、Ａ２Ｏ（Anaerobic-Anoxic-Oxic）及びＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）−ＤＨＳ（Downflow Hanging Sponge Cube）法などの循環法を含め多くのプロセスが提案さている。
【０００４】
一般の生物学的窒素除去法は、好気性細菌である硝化菌により廃液中のアンモニア態窒素を、亜硝酸態又は硝酸態窒素にまで酸化する硝化工程と、嫌気性細菌である脱窒菌を用いて硝酸態、亜硝酸態窒素を窒素に還元する脱窒工程とからなることが知られている。
【０００５】
従来のＵＡＳＢ−ＤＨＳ法では、ＵＡＳＢリアクタの後段に設けられたＤＨＳリアクタにおいて好気的条件下でアンモニア態窒素の硝化反応を行い、次いで、硝化反応の進んだ処理水の一部を前段のＵＡＳＢリアクタに返送して、硝酸態、亜硝酸態窒素を嫌気条件下で窒素に還元することで脱窒を行っている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の技術では、硝化反応の進んだ処理水の一部を前段のＵＡＳＢリアクタに返送して、硝酸態、亜硝酸態窒素を嫌気条件下で窒素に還元することで脱窒を行う構成であるため、プロセスが複雑であり、処理効率が不十分であり、処理コストも高いという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、好気性の処理工程から、ＵＡＳＢリアクタ等を用いた嫌気性処理工程への返送を行わずに、ＤＨＳリアクタ等で好気的な窒素処理を行うことができ、プロセスの簡略化が実現でき、処理効率が向上し、処理コストが低下する有機性廃液の処理方法及び有機性廃液の処理装置を提供することにある。
【０００９】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１１】
１．
有機性廃液を嫌気性発酵処理して少なくともアンモニア態窒素を含む消化液を生成する発酵工程と、
前記発酵工程で生成した消化液中に、ＣＯＤ成分を添加もしくは生成するＣＯＤ添加／生成工程と、
前記ＣＯＤ添加／生成工程でＣＯＤ成分が添加もしくは生成された消化液を気液接触せしめて、該消化液中に含有されるアンモニア態窒素を資化および／または最終的にガス状窒素として放散する生物学的好気性処理を行って脱窒する脱窒工程と、
を備えることを特徴とする有機性廃液の処理方法。
【００１２】
２．
前記発酵工程において、前記有機性廃液をＵＡＳＢ式メタン発酵槽等に導入して、該有機性廃液中のＣＯＤ成分を嫌気的に発酵分解すると共に、少なくともアンモニア態窒素を含む前記消化液を生成することを特徴とする前記１記載の有機性廃液の処理方法。
【００１３】
３．
前記脱窒工程は、前記ＣＯＤ添加／生成工程でＣＯＤ成分が添加もしくは生成された消化液を、好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌が増殖する充填層もしくは散水ろ床に散液して、該充填層もしくは散水ろ床において、前記生物学的好気性処理により前記脱窒を行うことを特徴とする前記１又は２記載の有機性廃液の処理方法。
【００１４】
４．
前記ＣＯＤ添加／生成工程において、前記有機性廃液中の有機物を起源とし、前記発酵工程の前に該有機性廃液中から分取もしくは分取・変性せしめたＣＯＤ成分を前記消化液中に添加することを特徴とする前記１〜３の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【００１５】
５．
前記ＣＯＤ添加／生成工程において、前記発酵工程で生成した前記消化液中の有機化合物を変性せしめることによって、該消化液中にＣＯＤ成分を生成することを特徴とする前記１〜４の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【００１６】
６．
前記ＣＯＤ添加／生成工程において、前記消化液中のＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比を５以上５０以下の範囲に調整することを特徴とする前記１〜５の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【００１７】
７．
前記脱窒工程において、アルカリゲネス・フェカリスを基準種とするアルカリゲネス属である好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌によって前記生物学的好気性処理を行うことを特徴とする前記１〜６の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【００１８】
８．
前記脱窒工程において、前記消化液のｐＨが所定範囲に調整された条件下において、前記生物学的好気性処理を行うことを特徴とする前記１〜７の何れかに記載の有機性廃液の処理方法。
【００１９】
９．
有機性廃液を嫌気性発酵処理する発酵槽と、
前記発酵槽で生成した消化液中に、ＣＯＤ成分を添加もしくは生成するＣＯＤ添加／生成手段と、
前記ＣＯＤ添加／生成手段でＣＯＤ成分が添加もしくは生成された消化液を気液接触せしめて、生物学的好気性処理を行うことによって、該消化液中に含有される窒素を資化および／または最終的にガス状窒素として放散する脱窒装置と、
を備えることを特徴とする有機性廃液の処理装置。
【００２０】
１０．
前記発酵槽は、ＵＡＳＢ式メタン発酵槽等であり、前記有機性廃液を導入して、該有機性廃液中のＣＯＤ成分を嫌気的に発酵分解すると共に、少なくともアンモニア態窒素を含む前記消化液を生成することを特徴とする前記９記載の有機性廃液の処理装置。
【００２１】
１１．
前記脱窒装置は、好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌が増殖する充填層もしくは散水ろ床を備え、前記ＣＯＤ添加／生成手段でＣＯＤ成分が添加もしくは生成された消化液を該充填層もしくは散水ろ床に散液して、該充填層もしくは散水ろ床において、前記生物学的好気性処理により前記脱窒を行うことを特徴とする請求項９又は１０記載の有機性廃液の処理装置。
【００２２】
１２．
前記ＣＯＤ添加／生成手段は、前記有機性廃液中の有機物を起源とし、前記発酵工程の前に該有機性廃液中から分取もしくは分取・変性せしめたＣＯＤ成分を前記消化液中に添加することを特徴とする前記９〜１１の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【００２３】
１３．
前記ＣＯＤ添加／生成手段は、前記発酵工程で生成した前記消化液中の有機化合物を変性せしめることによって、該消化液中にＣＯＤ成分を生成することを特徴とする前記９〜１２の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【００２４】
１４．
前記ＣＯＤ添加／生成手段は、前記消化液中のＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比を５以上５０以下の範囲に調整する調整手段を備えることを特徴とする前記９〜１３の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【００２５】
１５．
前記脱窒装置は、アルカリゲネス・フェカリスを基準種とするアルカリゲネス属である好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌によって前記生物学的好気性処理を行うことを特徴とする請求項９〜１４の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【００２６】
１６．
前記脱窒装置における前記生物学的好気性処理時の前記消化液のｐＨを所定範囲に調整するためのｐＨ調整手段を有することを特徴とする前記９〜１５の何れかに記載の有機性廃液の処理装置。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、好気性の処理工程から、ＵＡＳＢリアクタ等を用いた嫌気性処理工程への返送を行わずに、ＤＨＳリアクタ等で好気的脱窒を行うことができ、プロセスの簡略化が実現でき、処理効率が向上し、処理コストが低下する有機性廃液の処理方法及び有機性廃液の処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の有機性廃液の処理方法を実施するための処理装置の一例を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００３０】
図１は、本発明の有機性廃液の処理方法を実施するための処理装置の一例を示す概略図であり、ここでは、一例として、ＵＡＳＢ−ＤＨＳシステムを例にして説明する。
【００３１】
図１において、１はＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket Process；上向流嫌気性汚泥ろ床法）式のメタン発酵槽（以下、ＵＡＳＢ装置という場合がある。）であり、２はＣＯＤ添加／生成手段、３は脱窒装置である。
【００３２】
＜ＵＡＳＢ装置＞
ＵＡＳＢ装置１は、嫌気性微生物によって、有機性廃液中の有機物をメタン発酵して分解し、少なくともアンモニア態窒素が溶解した消化液を生成する（発酵工程）。
【００３３】
ＵＡＳＢ装置１は、発酵槽１１を備えており、該発酵槽１１内は、好ましくは、図示するように、分離装置１１３によって、下方の第１槽１１１と上方の第２槽１１２とに分割されている。
【００３４】
第１槽１１１の下部には、有機性廃液を導入するための導入口１１１ａが設けられている。また、第２槽１１２の上部には、有機物が発酵により分解された後の消化液を排出する消化液出口１１２ａと、有機物発酵により分解によって生じたバイオガス（メタンや二酸化炭素）を回収するガス回収口１１２ｂとを備えている。
【００３５】
第１槽１１１内には、有機物を嫌気的に分解するための嫌気性微生物の集塊物（グラニュール）が保持されている。
【００３６】
第１槽１１１の下部に導入された有機性廃液は、該第１槽１１１の底面側に沈殿しているグラニュールの層中に拡散されて、有機物が分解され、分解に伴ってメタンや二酸化炭素のバイオガスが生成する。
【００３７】
生成したガスを表面に付着したグラニュールは、エアーリフト効果によって、消化液と共に第１槽１１１内を上昇（浮上）する。
【００３８】
バイオガス及び消化液は、分離装置１１３を通過して上方の第２槽１１２に分離され、グラニュールは、分離装置１１３を通過することなく、第１槽１１１内に保持される。
【００３９】
分離装置１１３は、例えばスクリーンや重力式の分離装置であり、グラニュールを透過することなく、排出される硝化液からグラニュールを分離回収できる。
【００４０】
本発明で用いられる発酵槽は、以上に説明したＵＡＳＢ式メタン発酵槽に限定されず、有機性廃液を嫌気性発酵処理して少なくともアンモニア態窒素を含む消化液を生成するものであれば好ましく用いることができ、例えば、完全混合発酵槽（CSTR: Continuous Stirred Tank Reactor）などを好ましく例示できる。
【００４１】
＜ＣＯＤ添加／生成手段＞
本発明において、ＵＡＳＢ装置１から排出された消化液は、脱窒装置３に導入される前に、あらかじめＣＯＤ添加／生成手段２に供される。ＣＯＤ添加／生成手段２は、消化液中に、ＣＯＤ成分を添加もしくは生成する（ＣＯＤ添加／生成工程）。
【００４２】
本発明者は、後段の脱窒装置３において従属栄養性細菌による生物学的好気性処理を優先的に生起して効率的な脱窒を行うために、該生物学的好気性処理に供される消化液中に含まれるアンモニア態窒素と共に、ＣＯＤ成分を共存させることが有効であることを見出した。
【００４３】
ＣＯＤ成分を共存させるための方法として、消化液中にＣＯＤ成分を添加する方法、及び又は、消化液中にＣＯＤ成分を生成する方法を用いることができる。
【００４４】
消化液中にＣＯＤ成分を添加する場合は、格別限定されないが、例えば、ＣＯＤ成分として、酢酸などの有機酸や有機性廃酸、廃アルコール、廃グリセリンなどを好ましく添加することができる。
【００４５】
また、本発明においては、有機性廃液中の有機物を起源とするＣＯＤ成分を添加することも好ましい。有機性廃液中の有機物を起源とするＣＯＤ成分とは、例えば、発酵工程前の有機性廃液から分取もしくは分取・変性せしめたＣＯＤ成分を好ましく例示できる。分取・変性せしめたＣＯＤ成分としては、分取した有機性廃液を、例えば酸発酵槽やアミノ酸発酵槽に供して得られるＣＯＤ成分を好ましく例示できる。
【００４６】
一方、消化液中にＣＯＤ成分を生成する場合は、発酵工程で生成した消化液中の有機化合物を変性せしめることによって、該消化液中にＣＯＤ成分を生成することが好ましい。具体的には、発酵工程で生成した消化液を、受槽内において酸発酵させることによって、該消化液中の有機化合物を変性せしめてＣＯＤ成分を生成することができる。
【００４７】
また、本発明においては、ＣＯＤ添加／生成工程において、後段の脱窒工程における脱窒を効率化させる上で、ＣＯＤ成分の分解性を配慮することが好ましい。
【００４８】
つまり、ＣＯＤ添加／生成手段２によって消化液中に添加もしくは生成されたＣＯＤ成分は、後段の脱窒装置３において、従属栄養細菌群の代謝によって消費される。この従属栄養細菌群には、脱窒効率に優れる菌の他に、脱窒効率に劣る菌も含まれる。本発明者は、ＣＯＤ成分の分解性を調整することによって、従属栄養細菌群の代謝を制御でき、当該ＣＯＤ成分が、脱窒効率に優れる菌によって優先的に消費され易くなり、脱窒効率を向上できることを見出した。
【００４９】
具体的には、消化液中のＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比を５以上５０以下の範囲に調整することによって、後段の脱窒装置３において、アルカリゲネス・フェカリスを基準種とするアルカリゲネス属である好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌のような脱窒効率に優れる菌が、他の比較的脱窒効率に劣る従属栄養細菌よりも優先的に、ＣＯＤ成分を代謝によって消費でき、相対的に有利に増殖できるようになる。その結果、脱窒効率を更に向上する効果が得られる。
【００５０】
好ましくは、酢酸等の難分解性有機物の添加によって、ＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比を上昇させることによって、ＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比が５以上５０以下の範囲を満たすように調整できる。
【００５１】
本発明において、ＣＯＤ添加／生成手段２は、消化液のｐＨを所定の範囲に調整するｐＨ調整手段を備えることが好ましい。ｐＨ調整手段は、後段の脱窒工程のために設けられるものであり、後に詳しく説明する。
【００５２】
ＣＯＤ添加／生成手段２として、消化液を受け入れるための受槽（不図示）を利用してもよい。
【００５３】
また、ＣＯＤ添加／生成手段２は、必ずしも槽を備える必要はなく、例えば、脱窒工程（生物学的好気性処理）前に、あるいは、脱窒工程（生物学的好気性処理）中において、消化液中にＣＯＤ成分を添加もしくは生成し得るものであればよい。
【００５４】
＜脱窒装置＞
図１に示したように、メタン発酵後に、ＣＯＤ添加／生成工程を経た消化液は、脱窒装置３に導入される。脱窒装置３は、導入された消化液を気液接触せしめて、該消化液中に含有されるアンモニア態窒素を資化および／または最終的にガス状窒素（分子状窒素（Ｎ２））として放散する生物学的好気性処理を行って脱窒する（脱窒工程）。
【００５５】
脱窒装置３としては、格別限定されないが、ＤＨＳ（Down-Flow Hanging Sponge Reactor；下降流懸架式スポンジリアクタ）等の散水ろ床式の気液接触装置を好ましく用いることができる。なお、散水ろ床の構造は、固定床であれば、各種の形態を採用できる。
【００５６】
脱窒装置３は、本体３１内に、複数の微生物固定化担体からなる充填層３２を備えている。本発明において、各微生物固定化担体には、生物膜が形成されており、好気性脱窒菌もここで増殖して、消化液の脱窒が行われる。
【００５７】
消化液は、散液手段３３により、充填層３２の上部から散水される。
【００５８】
充填層３２において、消化液は、空気導入口３４から導入された空気と気液接触する。空気導入口３４からの空気導入は、ブロワ等の送風手段を用いてもよいし、空気導入口３４を介した本体３１内外の自然対流を利用してもよい。
【００５９】
気液接触後の処理水は、処理水出口３５から排出される。
【００６０】
ＵＡＳＢ−ＤＨＳシステムにおいて、従来ＤＨＳのような好気性処理装置は、ＵＡＳＢから排出される消化液を好気化すると共に、ＣＯＤ値を下げる目的で用いられてきたが、本発明においては、好ましくは酢酸等のＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比の大きいＣＯＤ成分の添加により、アルカリゲネス・フェカリスを基準種とするアルカリゲネス属である好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌のような脱窒効率に優れる菌の増殖に有利な環境を整えることが好ましい。
【００６１】
本発明では、アルカリゲネス・フェカリスを基準種とするアルカリゲネス属である好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌のような脱窒効率に優れる菌の増殖を高く維持することによって、従来の硝化・脱窒反応よりも大きな速度で脱窒を進めることができる。
【００６２】
従来の硝化反応は、独立栄養細菌によるもので、その増殖速度は小さい。
・従来の硝化プロセスにおける窒素の形態変化例：ＮＨ４＋→ＮＨ２ＯＨ→ＮＯ２−→ＮＯ３−
【００６３】
本発明では、下記好気性脱窒を促進することによって、従来の硝化脱窒処理における脱窒工程の速度で全脱窒反応を進めることができる。
・好気性脱窒プロセスにおける窒素の形態変化例：ＮＨ４＋→ＮＨ２ＯＨ→ＮＯ→Ｎ２Ｏ→Ｎ２
酸化、還元は、従属栄養細菌によって、溶存酸素、有機物により進行する。低次元酸化物への酸化と、好気下での還元で分子状窒素等が生成される。
【００６４】
本発明によれば、脱窒装置３からの処理水を、ＵＡＳＢリアクタ等を用いた嫌気性処理工程に返送する等の工程を経ることなく、脱窒装置３において脱窒処理を完了することが可能となる効果が得られる。
【００６５】
＜ｐＨ調整手段＞
本発明に係る有機性廃液の処理装置は、脱窒装置３における生物学的好気性処理時の消化液のｐＨを所定範囲に調整するためのｐＨ調整手段を有することが好ましい。
【００６６】
本発明において、ＣＯＤ添加／生成手段２によって消化液中に供給されたＣＯＤ成分は、脱窒装置３において、上述したように、脱窒効率に優れる菌の代謝に取り込まれる他に、脱窒効率に劣る菌の代謝にも取り込まれ得る。
【００６７】
そのため、上述したように、ＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比の調整により、脱窒効率に優れる菌によって選択的にＣＯＤ成分を消費させることで、脱窒効率をより向上させることが可能であるが、更に脱窒効率を向上する観点から、脱窒工程において、ｐＨが調整された条件下において、生物学的好気性処理を行うことが好ましい。
【００６８】
ｐＨの調整によって、アルカリゲネス・フェカリスを基準種とするアルカリゲネス属である好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌のような脱窒効率に優れる菌の代謝を、他の従属栄養細菌より活発にすることができる。
【００６９】
例えば酸発酵により生成した発酵液のように、ＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比の大きいＣＯＤ成分の添加により、消化液中のＣＯＤＣｒ／ＣＯＤＭｎ比を好ましくは５以上５０以下の範囲に調整した場合、ＣＯＤＭｎでは容易に分解されにくい微生物難分解性物質を含むことになる。このような、一般の従属栄養細菌にとっての微生物難分解性物質であっても、ｐＨが調整された条件下においては、アルカリゲネス・フェカリスを基準種とするアルカリゲネス属である好気性の脱窒性を有する従属栄養細菌は、相対的に有利に増殖していける。その結果、脱窒効率を更に向上する効果が得られる。
【００７０】
具体的には、脱窒装置３での気液接触時における消化液のｐＨが、６．５以上９．０以下の範囲、好ましくは７．５以上８．５以下の範囲になるようにｐＨ調整することが好ましい。
【００７１】
ｐＨ調整手段は、例えば、酸／アルカリ添加手段やｐＨ計によって適宜構成することができる。
【００７２】
例えば、ｐＨ調整手段を脱窒装置３に設けて、気液接触時の消化液のｐＨを直接調整してもよいが、気液接触の前にあらかじめ調整しておくことも好ましい。例えば、上述したようにＣＯＤ添加／生成手段２がｐＨ調整手段を備え、ＣＯＤ添加／生成時において、併せてｐＨ調整を行うことも好ましいことである。
【実施例】
【００７３】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。
【００７４】
（実施例１）
搾乳牛糞尿をＵＡＳＢ処理した。ＵＡＳＢ発酵槽には、内径６５ｍｍ、有効高さ７００ｍｍ、有効容積２０００ｍｌのアクリルライトの円筒容器を用いた。発酵槽内の温度は、３５℃に保持した。
【００７５】
また、ビート廃液嫌気発酵処理プラントのグラニュールを使用した。グラニュールの固形分濃度は１０．３７％、粒径は０．５〜３．０ｍｍであった。
【００７６】
ＵＡＳＢ処理により、ＣＯＤＣｒ負荷２．６ｇ／（Ｌ・ｄａｙ）において、消化液のＣＯＤＣｒ除去率は８７％となった。
【００７７】
この消化液に、ＣＯＤ成分として、メタン発酵前の酸発酵の発酵液（酸発酵糞尿）を液量比（体積比）５％添加した後、軽石を充填したろ床に散水する装置によって、好気性処理を行った。
【００７８】
ｐＨメータと自動滴定装置とからなるｐＨ調整装置によって、散水ろ床に導入される消化液のｐＨを７．５〜８．５に調整した。
【００７９】
搾乳牛糞尿、消化液、酸発酵の発酵液、及び好気性処理後の処理液のそれぞれについて、ＣＯＤＣｒ、Ｔ−Ｎ（全窒素）、ＮＨ４＋−Ｎ（アンモニア態窒素）、及びｐＨを測定した。測定結果を表１に示す。
【００８０】
（比較例１）
消化液に、ＣＯＤ成分を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、好気性処理を行った。好気性処理後の処理液のＣＯＤＣｒ、Ｔ−Ｎ、ＮＨ４＋−Ｎ、及びｐＨを測定した結果を、表１に示す。
【００８１】
【表１】
2014024002.tif 000003
【００８２】
（実施例２）
実施例１において、搾乳牛糞尿をＵＡＳＢ処理して得られた消化液を、下水をＵＡＳＢ処理して得られた消化液に代え、更に、ＣＯＤ成分として、家庭生ごみを酸発酵させた液側を容量比として５％で添加したこと以外は、実施例１と同様にして好気性処理を行った。下水、消化液、酸発酵の発酵液、及び好気性処理後の処理液のそれぞれについて、ＣＯＤＣｒ、Ｔ−Ｎ、ＮＨ４＋−Ｎ、及びｐＨを測定した。測定結果を表２に示す。
【００８３】
（比較例２）
消化液に、ＣＯＤ成分を添加しなかったこと以外は、実施例２と同様にして、好気性処理を行った。好気性処理後の処理液のＣＯＤＣｒ、Ｔ−Ｎ、ＮＨ４＋−Ｎ、及びｐＨを測定した結果を、表２に示す。
【００８４】
【表２】
2014024002.tif 000004
【００８５】
（実施例３）
実施例１において、消化液を、搾乳牛糞尿を完全混合発酵槽を用いて発酵して得られた消化液に代えたこと以外は、実施例１と同様にして好気性処理を行った。搾乳牛糞尿、消化液、酸発酵の発酵液、及び好気性処理後の処理液のそれぞれについて、ＣＯＤＣｒ、Ｔ−Ｎ、ＮＨ４＋−Ｎ、及びｐＨを測定した。測定結果を表３に示す。
【００８６】
【表３】
2014024002.tif 000005
【符号の説明】
【００８７】
１：ＵＡＳＢ式メタン発酵装置
１１：発酵槽
１１１：第１槽
１１２：第２槽
１１３：分離装置
２：ＣＯＤ添加／生成手段
３：脱窒装置
３１：本体
３２：充填層
３３：散液手段
３４：空気導入口
【図１】
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