(57)【要約】【課題】原水の流入がない場合であって排水処理が数日間停止するようなときでも活性汚泥量の減少を抑制することができ、処理再開時に安定した排水処理をすることができる窒素含有排水の生物処理方法を提供する。【解決手段】窒素含有排水を生物学的に脱窒処理する方法において、前記窒素含有排水原水の脱窒槽への流入が停止している場合に、被処理水および活性汚泥の少なくとも一部を脱窒槽および曝気槽を含む系内で循環させ、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の窒素成分量および活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量に対応する量の微生物栄養剤を前記系内に添加する工程を備える、窒素含有排水の生物処理方法。【選択図】図３
2014046257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素含有排水を生物学的に脱窒処理する方法において、
前記窒素含有排水原水の脱窒槽への流入が停止している場合に、被処理水および活性汚泥の少なくとも一部を脱窒槽および曝気槽を含む系内で循環させ、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の窒素成分量および活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量に対応する量の微生物栄養剤を前記系内に添加する工程
を備える、窒素含有排水の生物処理方法。
【請求項２】
窒素含有排水を生物学的に脱窒処理する方法において、
窒素含有排水原水の脱窒槽への流入が継続している場合に、前記原水中の窒素成分量が前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量を維持するために必要な量未満であるとき、原水または前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の窒素成分量および前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量に対応する量の微生物栄養剤を前記脱窒槽に添加する工程
を備える、窒素含有排水の生物処理方法。
【請求項３】
前記微生物栄養剤の添加量［ｍｌ／ｍｉｎ］が、原水の流入のない場合は、
式１で示されることを特徴とする請求項１に記載の窒素含有排水の生物処理方法：
Ｂ（ｙ）＝ＳＳ×２２．９／（ａ×ｂ）×Ｄ１１・・・式１
ここで、
Ｂ（ｙ）：添加量［ｍｌ／ｍｉｎ］、
ＳＳ：ＭＬＳＳ（活性汚泥有機性浮遊物質）量［ｍｇ／Ｌ］、
ａ：微生物栄養剤比重、
ｂ：微生物栄養剤濃度（％）、
２２．９／（ａ×ｂ）：[使用する活性汚泥有機性浮遊物質量が同一範囲に保たれる実験で求めた曝気槽容量当たり、１日当たりの係数]、微生物栄養剤濃度ａ（％）・微生物栄養剤比重ｂ補正および日・分補正がされている、
Ｄ１１：曝気槽汚泥量当たりの微生物栄養剤添加率として設定した設定値、０．０３である。
【請求項４】
前記微生物栄養剤の添加量［ｍｌ／ｍｉｎ］が、原水の流入が少ない場合は、式２で示されることを特徴とする請求項２に記載の窒素含有排水の生物処理方法：
Ａ（ｘ）＝Ｎ×Ｇ×Ｆ×１．６７／（ａ×ｂ）＋Ｂ（ｙ）・・・式２
ここで、
Ｎ：原水槽窒素濃度［ｍｇ／Ｌ］
Ｇ：窒素負荷に対するメタノールの添加割合、設定値２．５
Ｆ：脱窒槽への原水の流入量［ｍ3／ｈｒ］
ａ：微生物栄養剤比重、
ｂ：微生物栄養剤濃度（％）、
１．６７／（ａ×ｂ）：微生物栄養剤濃度ａ・微生物栄養剤比重ｂ補正および時間・分補正がされている、
Ｂ（ｙ）＝ＳＳ×２２．９／（ａ×ｂ）×Ｄ１１・・・式１であり、
ＳＳ、ａ、ｂ、Ｄ１１は、請求項３で定義されるものと同様である。
【請求項５】
前記添加量［ｍｇ／ｍｉｎ］のうち、Ａ（ｘ）［ｍｌ／ｍｉｎ］が微生物栄養剤添加手段ａによって添加され、かつ、Ｂ（ｙ）［ｍｌ／ｍｉｎ］が微生物栄養剤添加手段ｂによって添加される、請求項４に記載の窒素含有排水の生物処理方法。
【請求項６】
前記微生物栄養剤が脱窒槽に添加される、請求項１に記載の窒素含有排水の生物処理方法。
【請求項７】
前記微生物栄養剤がメタノールである、請求項１〜６のいずれかに記載の窒素含有排水の生物処理方法。
【請求項８】
原水槽と、脱窒槽と、曝気槽と、沈殿槽と、前記沈殿槽から前記脱窒槽に活性汚泥を返送する返送汚泥管路と、前記脱窒槽および／または前記曝気槽に微生物栄養剤を添加する微生物栄養剤添加手段と、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の窒素成分量を測定する窒素成分量測定手段と、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量を測定するＭＬＳＳ測定手段とを備える窒素含有排水の生物処理装置であって、
前記微生物栄養剤添加手段が前記微生物栄養剤を前記窒素成分量に依存した量で添加する栄養剤添加手段ａと、前記活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量に依存した量で添加する栄養剤添加手段ｂとを有する、窒素含有排水の生物処理装置。
【請求項９】
前記脱窒槽が、第一の脱窒槽と第二の脱窒槽からなり、
前記第一の脱窒槽から流出した活性汚泥混合液が前記第二の脱窒槽に流入し、
前記第二の脱窒槽から流出した活性汚泥混合液が前記曝気槽に流入し、
前記微生物栄養剤添加手段ａが前記第一の脱窒槽内に前記微生物栄養剤を添加し、前記微生物栄養剤添加手段ｂが前記第二の脱窒槽内に前記栄養剤を添加する、請求項８に記載の窒素含有排水の生物処理装置。
【請求項１０】
前記活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量が、活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）の強熱減量（ＶＳ）分析により補正された生物（ＭＬＶＳＳ）量である請求項１〜９のいずれかに記載の窒素含有排水の生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素含有排水の生物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場または事業場（以下「工場等」という。）から排出される窒素含有排水は、当該窒素含有排水の窒素含有量｛全窒素（Ｔ−Ｎ）、硝酸性窒素および亜硝酸性窒素（ＮＯｘ−Ｎ）など｝を、法令、条例その他規範による規制値以下となるように処理することが義務付けられている。
【０００３】
製鉄所の場合、冷延工程の酸洗浄過程などから窒素成分として硝酸を含んだ窒素含有排水が発生し、水素供与体の存在下で硝酸イオンを還元して窒素にする生物処理方法によって処理されている。窒素として主に硝酸態窒素を含む窒素含有排水の生物処理方法は、一般に、排出が規制されている有害元素（Ｃｒ等）が凝集沈殿法等によって除去された後、脱窒槽に導かれ、嫌気的な条件下で、硝酸態窒素が窒素ガスに還元され、窒素源の除去が達成される（脱窒工程）。脱窒工程では、脱窒菌が硝酸塩呼吸をするために必要な栄養剤（水素供与体）が、そのままでは不足し、脱窒が行われなくなる。それを回避するため、系外からメタノール等の有機化合物を添加することが一般的である。
例えば特許文献1の請求項５では、製鉄所のステンレスの酸洗工程で発生する含硝酸廃水の処理方法として、メタノールの他に、製鉄所から排出される含油排水を添加する含窒素排水の処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２０１１−１４７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
脱窒工程においては、栄養剤（水素供与体）と硝酸イオン等の窒素成分（電子受容体）とは、化学量論的に反応するので、窒素含有排水の生物処理においては、栄養剤の添加量の制御は重要な因子である。
従来の窒素含有排水の生物処理方法においては、脱窒槽に流入する窒素負荷が無い場合、例えば、原水が脱窒槽に流入しているが、その原水中の窒素成分（全窒素Ｔ−Ｎ、硝酸性窒素および亜硝酸性窒素ＮＯｘ−Ｎ等）がないとき、または原水の脱窒槽への流入が停止しているときには、脱窒反応が行われないので、脱窒槽への栄養剤（水素供与体）の添加を停止するように制御されていた。しかし、活性汚泥に含まれる脱窒反応に関与する微生物は、脱窒反応によって自己の生命を維持しているといわれ、栄養剤の添加の停止が長期化すると、活性汚泥量が減少することが知られている。
【０００６】
工場における窒素含有排水の発生量は、工場の操業状態によって大きく変動し、排水処理工程への流入水が停止する場合もある。前記したように、従来の窒素含有排水の生物処理方法では、窒素負荷の流入が停止すると栄養剤の添加も停止するので、活性汚泥量が減少してしまう。流入が停止している間であれば、排水処理も停止しているので、問題とはならない。しかし、停止が解除され、排水処理を再開したときには、活性汚泥量の不足によって排水処理能力が低下するので、処理水水質が悪化するという問題がある。
【０００７】
窒素負荷の流入が停止することによって生じる活性汚泥量の減少や、排水処理再開時の処理水水質の悪化を防止するため、硝酸ナトリウム等の硝酸塩から窒素含有廃液を調製し、流入水にするという対策がある。しかし、この対策によれば、処理は安定するものの、手間もコストもかかるという問題がある。
また、原水を原水槽に溜め込んでおいて少しずつ払い出す方法の問題点として、流入の停止が長期に及ぶと原水槽の原水がなくなって払い出せなくなる、原水槽の設備や設置場所が入用となり、処理単価が増加する等が挙げられる。
【０００８】
そこで、本発明は、前記課題を解決した、窒素含有排水の生物処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するために、流入負荷の停止中であっても、活性汚泥量を減少させない方法を鋭意検討したところ、流入負荷の停止中においても、窒素成分量（Ｔ−Ｎ、ＮＯｘ−Ｎ等）に依存して、窒素成分の消費後には生物（ＭＬＶＳＳ）量に依存する量の栄養剤（水素供与体）を添加し、その後、または同時に、曝気すると、活性汚泥量の減少が抑制されることを知得し、本発明を完成させた。
【００１０】
ここで、ＭＬＳＳ（Mixed liquor suspended solid）量は、曝気槽内の活性汚泥量をｍｇ／Ｌで表し、活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量という。曝気槽の浄化能力を維持するために、量を適正に保つ必要がある。通常、３０００〜６０００ｍｇ／Ｌで管理されることが多い。本発明での目標値は４０００ｍｇ／Ｌであり、多い場合は余剰汚泥として、排出される。
ＭＬＶＳＳ（Mixed liquor volatile suspended solid、生物）量は、ＭＬＳＳ（活性汚泥有機性浮遊物質）のＶＳ（強熱減量）をｍｇ／Ｌで表す。本明細書では、装置の操業中は活性汚泥量としてＭＬＳＳ（活性汚泥有機性浮遊物質）計で管理するが、定期的にＭＬＶＳＳ分析で補正するのが好ましい。ＭＬＶＳＳ量は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  １４．４．１  懸濁物質の強熱残留物により測定される。
以下の説明では、活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量を活性汚泥量としてこれを用いて説明するが、微生物栄養剤の添加量は、定期的なＭＬＶＳＳ分析でＭＬＳＳ量をＭＬＶＳＳ量に補正するのが好ましい。ＭＬＳＳ量は灰分を含み、ＭＬＶＳＳ量が生物量を表すからである。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下に掲げる（１）〜（９）を提供する。
（１）窒素含有排水を生物学的に脱窒処理する方法において、
前記窒素含有排水原水の脱窒槽への流入が停止している場合に、被処理水および活性汚泥の少なくとも一部を脱窒槽および曝気槽を含む系内で循環させ、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の窒素成分量および活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量に対応する量の微生物栄養剤を前記系内に添加する工程
を備える、窒素含有排水の生物処理方法。
（２）窒素含有排水を生物学的に脱窒処理する方法において、
窒素含有排水原水の脱窒槽への流入が継続している場合に、前記原水中の窒素成分量が前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量を維持するために必要な量未満であるとき、原水または前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の窒素成分量および前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量に対応する量の微生物栄養剤を前記脱窒槽に添加する工程
を備える、窒素含有排水の生物処理方法。
（３）前記微生物栄養剤の添加量［ｍｌ／ｍｉｎ］が、原水の流入のない場合は、式１で示されることを特徴とする上記（１）に記載の窒素含有廃水の生物処理方法：
Ｂ（ｙ）＝ＳＳ×２２．９／（ａ×ｂ）×Ｄ１１・・・式１
ここで、
Ｂ（ｙ）：微生物栄養剤添加量［ｍｌ／ｍｉｎ］、
ＳＳ：ＭＬＳＳ（活性汚泥有機性浮遊物質）量［ｍｇ／Ｌ］、
ａ：微生物栄養剤比重、
ｂ：微生物栄養剤濃度（％）
２２．９／（ａ×ｂ）：[使用する活性汚泥有機性浮遊物質量が同一範囲に保たれる実験で求めた曝気槽容量当たり、１日当たりの係数]、微生物栄養剤濃度ａ（％）・微生物栄養剤比重ｂ補正および日・分補正がされている、
Ｄ１１：曝気槽汚泥量当たりのメタノール添加率として設定した設定値、０．０３、である。
（４）前記微生物栄養剤の添加量［ｍｌ／ｍｉｎ］が原水の流入が少ない場合は、式２で示されることを特徴とする上記（２）に記載の窒素含有廃水の生物処理方法：
Ａ（ｘ）＝Ｎ×Ｇ×Ｆ×１．６７／（ａ×ｂ）＋Ｂ（ｙ）・・・式２
ここで、
Ｎ：原水槽窒素濃度［ｍｇ／Ｌ］
Ｇ：窒素負荷に対するメタノールの添加割合、設定値２．５
Ｆ：脱窒槽への原水の流入量［ｍ3／ｈｒ］
ａ：微生物栄養剤比重、
ｂ：微生物栄養剤濃度（％）、
１．６７／（ａ×ｂ）：微生物栄養剤濃度ａ・微生物栄養剤比重ｂ補正および時間・分補正がされている、
Ｂ（ｙ）＝ＳＳ×２２．９／（ａ×ｂ）×Ｄ１１・・・式１であり、
ＳＳ、ａ、ｂ、Ｄ１１は、上記（３）で定義される。
（５）前記添加量［ｍｌ／ｍｉｎ］のうち、Ａ（ｘ）［ｍｌ／ｍｉｎ］が微生物栄養剤添加手段ａによって添加され、かつ、Ｂ（ｙ）［ｍｌ／ｍｉｎ］が微生物栄養剤添加手段ｂによって添加される、上記（４）に記載の窒素含有排水の生物処理方法。
（６）前記微生物栄養剤が脱窒槽に添加される、上記（１）に記載の窒素含有排水の生物処理方法。
（７）前記微生物栄養剤がメタノールである、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の窒素含有排水の生物処理方法。
（８）原水槽と、脱窒槽と、曝気槽と、沈殿槽と、前記沈殿槽から前記脱窒槽に活性汚泥を返送する返送汚泥管路と、前記脱窒槽および／または前記曝気槽に微生物栄養剤を添加する微生物栄養剤添加手段と、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の窒素成分量を測定する窒素成分量測定手段と、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の活性汚泥有機性浮遊物質（以下ＭＬＳＳ、または活性汚泥という）を測定するＭＬＳＳ測定手段とを備える窒素含有排水の生物処理装置であって、
前記微生物栄養剤添加手段が前記微生物栄養剤を前記窒素成分量に依存した量で添加する栄養剤添加手段ａと、前記活性汚泥量に依存した量で添加する栄養剤添加手段ｂとを有する、窒素含有排水の生物処理装置。
（９）前記脱窒槽が、第一の脱窒槽と第二の脱窒槽からなり、
前記第一の脱窒槽から流出した活性汚泥混合液が前記第二の脱窒槽に流入し、
前記第二の脱窒槽から流出した活性汚泥混合液が前記曝気槽に流入し、
前記微生物栄養剤添加手段ａが前記第一の脱窒槽に前記微生物栄養剤を添加し、前記微生物栄養剤添加手段ｂが前記第二の脱窒槽に前記栄養剤を添加する、上記（８）に記載の窒素含有排水の生物処理装置。
（１０）前記活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）量が、活性汚泥有機性浮遊物質（ＭＬＳＳ）の強熱減量（ＶＳ）分析により補正された生物（ＭＬＶＳＳ）量である上記（１）〜（９）のいずれかに記載の窒素含有排水の生物処理装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、窒素含有排水の生物処理において、原水の流入がない場合または原水中の窒素負荷が少ないもしくはない場合であっても、微生物栄養剤を添加するので、活性汚泥量の減少を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明によれば、窒素含有排水の生物処理において、原水の流入がない場合または原水の窒素負荷がない場合であっても、活性汚泥量の減少が抑制されるので、処理再開時に安定して脱窒処理をすることができる。
【００１４】
特に、窒素成分として、主として、好ましくは専ら、硝酸態窒素を含有する、製鉄所の窒素含有排水の処理方法において、窒素負荷量の変動があっても、本発明の方法を用いることにより、長期に渡って効率よく処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の窒素含有排水の生物処理方法の実施に好適な窒素含有排水の生物処理装置の一態様を表す模式図である。
【図２】図２は、本発明の窒素含有排水の生物処理方法の実施に好適な窒素含有排水の生物処理装置の別の一態様を表す模式図である。
【図３】図３は、原水槽の窒素濃度と微生物栄養剤添加量との関係を概念的に示すグラフである。
【図４】図４は、実施例の処理条件を記載する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
従来、窒素含有排水の生物処理方法においては、窒素成分（電子受容体）と微生物栄養剤（水素供与体）との両方がないと活性汚泥量が減少すると考えられていたが、本発明者らは、活性汚泥混合液に微生物栄養剤を添加し、その後または同時に曝気をすると、驚くべきことに、活性汚泥量の減少を抑制することができるということを知見した。
【００１７】
本発明によれば、原水の流入がない場合であって排水処理が数日間停止するようなとき、または原水中の窒素成分量が低い場合でも、微生物栄養剤（水素供与体）を添加しているので、活性汚泥量の減少を抑制することができ、処理再開時に安定した排水処理をすることができるようになる。
【００１８】
本発明の第一の態様は、窒素含有排水を生物学的に脱窒処理する方法において、前記窒素含有排水である原水の脱窒槽への流入が停止している場合に、被処理水および活性汚泥の少なくとも一部を脱窒槽および曝気槽を含む系内で循環させ、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の窒素成分量（好ましくはＴ−ＮまたはＮＯｘ−Ｎ、より好ましくはＴ−Ｎをいう。）および活性汚泥（ＭＬＳＳ）量に対応する量の微生物栄養剤を前記系内に添加する工程を備える、窒素含有排水の生物処理方法である。
原水の流入が停止している時間は、特に限定されないが、好ましくは５時間以上、より好ましくは１日以上、さらに好ましくは１週間以上である。
【００１９】
本発明の第二の態様は、窒素含有排水を生物学的に脱窒処理する方法において、窒素含有排水である原水の脱窒槽への流入が継続している場合に、前記原水中の窒素成分量が前記脱窒槽内の活性汚泥（ＭＬＳＳ）量を維持するために必要な量未満であるとき、原水または前記脱窒槽内の活性汚泥混合液の窒素成分量（好ましくはＴ−ＮまたはＮＯｘ−Ｎ、より好ましくはＴ−Ｎをいう。）および前記脱窒槽内の活性汚泥（ＭＬＳＳ）量に対応する量の微生物栄養剤を前記脱窒槽に添加する工程を備える、窒素含有排水の生物処理方法である。
【００２０】
図１は、本発明の実施に好適な生物処理を行う窒素含有排水の処理装置の構成を説明する模式図である。図１において、１は原水槽を、２は脱窒槽を、３は曝気槽を、４は沈殿槽を、５は撹拌機を、６は散気装置を、７はブロワを、８は微生物栄養剤添加装置を、９は返送汚泥ポンプを、１０は返送汚泥管路を、１１は原水ポンプを、１２は原水送給管路を、１３は原水の窒素成分量を測定するための全窒素（Ｔ−Ｎ）計または硝酸性窒素および亜硝酸性窒素（ＮＯｘ−Ｎ）計を、１４は原水槽の液面を感知するためのレベル計を、１５は脱窒槽の窒素成分量を測定するための全窒素（Ｔ−Ｎ）計または硝酸性窒素および亜硝酸性窒素（ＮＯｘ−Ｎ）計を、１６は脱窒槽の嫌気度を測定するための溶存酸素量（ＤＯ）計または酸化還元電位（ＯＲＰ）計を、１７は制御装置を、それぞれ示す。
【００２１】
（１）通常の場合の排水処理プロセス
活性汚泥量を維持するために必要な量以上の窒素成分を含む窒素含有排水が継続的に発生している場合（通常の場合）の排水処理プロセスについて説明する。
【００２２】
窒素含有排水は、凝集沈殿、ろ過処理等をされた後、原水槽１に貯留される。ステンレス等の酸洗工程で発生する硝酸含有廃液の場合、この時点で、硝酸含有廃液のＢＯＤは非常に低濃度で、水素供与体となる有機物はほとんど存在しない排水性状となっている。また、全窒素濃度５０〜１５０ｍｇ／Ｌ程度であり、そのほとんどは硝酸態窒素である。
【００２３】
原水は原水槽１から原水ポンプ１１で汲み上げられて、原水送給管路を通って脱窒槽２へ給送される。
脱窒槽２では、原水と活性汚泥とを含む混合液が、嫌気条件下で、撹拌機５で撹拌されながら、脱窒処理（生物学的脱窒処理）が行われる（脱窒工程）。脱窒工程において硝酸は、生物学的に窒素ガスに還元される。ここで、メタノール等の微生物栄養剤（水素供与体）が、原水槽１のＴ−Ｎ計またはＮＯｘ−Ｎ計１３で測定された窒素成分量に応じて、微生物栄養剤添加装置８、および所望により追加の微生物栄養剤添加装置１８によって脱窒槽内の混合液に添加される。
脱窒処理がされた混合液は、次に、曝気槽３に導かれ未処理の有機炭素源、アンモニア等が酸化処理される。
曝気槽３では、脱窒処理された混合液が、ブロワ７から散気装置６に供給される空気によって曝気され、前記脱窒工程で使用されずに残留したメタノール等の微生物栄養剤（水素供与体）を、活性汚泥によって生物学的に酸化分解処理する曝気処理が行われる（曝気工程）。
曝気処理がされた混合液は、次に、沈殿槽４に導かれる。
沈殿槽４では、曝気処理がされた混合液を固液分離する（固液分離工程）。固液分離して得られた上澄水は、処理水として排出または放流される。固液分離して得られた活性汚泥は、その一部は返送汚泥として、返送汚泥管路１０を通って脱窒槽２に返送され、その残部は余剰汚泥として、排出される。
【００２４】
（２）原水の流入が停止した場合の排水処理プロセス
原水槽１から脱窒槽２への原水の流入が停止している場合の排水処理プロセスについて説明する。この場合には、脱窒処理は行わず、本発明では、活性汚泥量の減少を抑制するために、微生物栄養剤の添加と、水および活性汚泥の循環を行う。
【００２５】
上澄水は、処理水として排出または放流されず沈殿槽４から、上澄水および活性汚泥の少なくとも一部を、ともに脱窒槽２に返送し、水および活性汚泥を循環利用する点、または曝気槽３から水および活性汚泥の混合液を脱窒槽２に返送し、脱窒槽２と曝気槽３との間で水および活性汚泥を循環する点が、通常の場合との第一の相違点である。
【００２６】
原水の流入がない場合でも生物が消費する量の微生物栄養剤を添加すれば活性汚泥量の減少を抑制することができる。
必要な量の微生物栄養剤は生物量に比例し、したがって活性汚泥量ｙによって決められる量である。
［式１]
Ｂ（ｙ）［ｍｌ／ｍｉｎ］＝ＳＳ×２２．９／（ａ×ｂ）×Ｄ１１・・・式１
ここで、
Ｂ（ｙ）：微生物栄養剤添加量［ｍｌ／ｍｉｎ］
ＳＳ：ＭＬＳＳ量（活性汚泥量）、［ｍｇ／Ｌ］
２２．９／（ａ×ｂ）：［使用する活性汚泥量が同一範囲に保たれる実験で求めた曝気槽容量当たり、１日当たりの係数］、この式では微生物栄養剤濃度・微生物栄養剤比重補正および日→分補正がされている。
実験装置に活性汚泥を入れて生物量が同一範囲（好ましくは±１０％質量以内）に保たれる１日当たりのメタノール量を５日間測定して平均し、曝気槽容量当たり、１日当たりの値に換算した値であり、本発明に用いる活性汚泥では２２．９であった。
ａ：生物栄養剤比重、
ｂ：生物栄養剤濃度、
Ｄ１１：曝気槽汚泥量当たりの生物栄養剤添加率として設定した設定値、０．０３：この設定値は原水の流入がない場合の生物量の維持値として選択した設定値である。好ましくは０．２〜０．０１の範囲から選択し、実際の操業条件に合わせて設定する。
【００２７】
式１を、微生物栄養剤が５８質量％濃度のメタノールである場合として計算する。微生物栄養剤がメタノール以外である場合は、公知の方法でメタノール量に換算して算出することができる。
ここで、
ａ：メタノール比重、０．９、
ｂ：メタノール濃度、５８、
ＳＳ：ＭＬＳＳ量、７３２３ｍｇ／Ｌの場合、
２２．９／（ａ×ｂ）：[使用する活性汚泥量が同一範囲に保たれる実験で求めた曝気槽容量当たり、１日当たりの係数]、メタノール濃度・比重補正および日→分補正がされている、
Ｄ１１：曝気槽汚泥量当たりのメタノール添加率として設定した設定値、０．０３：  を式１に入れると、
７３２３×２２．９／（０．９×５８）×０．０３＝９６ｍｌ／ｍｉｎであることがわかる。この場合では原水の流入が０である場合でも９６ｍｌ／ｍｉｎ量の５８％のメタノールを添加すれば活性汚泥量の減少を抑制することができ、窒素負荷の流入が停止することによって生じる活性汚泥量の減少や、排水処理再開時の処理水水質の悪化を防止できる。
【００２８】
微生物栄養剤の添加は、微生物栄養剤添加装置８、および所望により追加の微生物栄養剤添加装置１８を用いて行うことができる。追加の微生物栄養剤添加装置１８を用いる場合は、２つの微生物栄養剤添加装置のうち一方を上記Ａ（ｘ）を添加するために用い、他方を上記Ｂ（ｙ）を添加するために用いてもよい。
【００２９】
（３）窒素成分量が十分でない原水の流入が継続している場合の排水処理プロセス
活性汚泥量を維持するために必要な量未満の窒素成分を含む窒素含有排水が継続的に発生している場合の排水処理プロセスについて説明する。この場合には、排水処理を行うとともに、活性汚泥量の減少を抑制するために、微生物栄養剤の添加を行う。窒素成分量が十分でない原水とは全窒素濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下である原水の流入が５時間以上、さらには１日以上、または１週間以上続く場合をいう。
【００３０】
微生物栄養剤の添加量を、原水の窒素成分量を基準として定めるのではなく、脱窒槽内の混合液の窒素成分量（Ｔ−Ｎ計またはＮＯｘ−Ｎ計による測定値、ｘ）および活性汚泥量（ＭＬＳＳ量）ｙによって定めることができる。図３は、この状態を概念的に説明するグラフである。
【００３１】
廃水処理では、メタノール等の微生物栄養剤を消費するものとして、ＮＯ3−Ｎ（硝酸性窒素），ＮＯ2−Ｎ（亜硝酸性窒素）およびＤＯ（溶存酸素量）があり、Ｔ−Ｎ（全窒素）またはＮＯｘ−Ｎ（硝酸性＋亜硝酸性窒素等の合計）で検討してもよく、化学量論的に必要な微生物栄養剤量が計算できるが、微生物の細胞合成にも微生物栄養剤が必要であるため、実際には、微生物栄養剤の必要量は全窒素濃度（mg/Ｌ）の２．５〜３の範囲（下記添加割合Ｇ）から適切な値を選択する。ここでは例えば２．５を用いて計算する。
窒素成分量が十分でない原水の流入が継続している場合の微生物栄養剤注入量を示すＡ（ｘ）＝［ｍｌ／ｍｉｎ］は、
［式２]
Ａ（ｘ）＝Ｎ×Ｇ×Ｆ×１．６７／（ａ×ｂ）＋Ｂ（ｙ）・・・式２
ここで、
Ｎ：原水槽窒素濃度ｍｇ／Ｌ
Ｇ：窒素負荷に対する微生物栄養剤の添加割合、設定値２．５
Ｆ：脱窒槽への原水の総流入量ｍ3／ｈｒ
ａ：微生物栄養剤比重、
ｂ：微生物栄養剤濃度（％）、
１．６７／（ａ×ｂ）：微生物栄養剤濃度・微生物栄養剤比重補正および時間→分補正がされた値である。
Ｂ（ｙ）＝上記で説明した式１
【００３２】
式２を、微生物栄養剤が５８質量％濃度のメタノールである場合として計算する。微生物栄養剤がメタノール以外である場合は、公知の方法でメタノール量に換算して算出することができる。
ここで、
Ｎ１：原水槽窒素濃度１００ｍｇ／Ｌ
Ｇ：窒素負荷に対するメタノールの添加割合、設定値２．５
Ｆ：脱窒槽への原水の総流入量４６．４ｍ3／ｈｒ
ａ：メタノール比重、０．９、
ｂ：メタノール濃度、５８、
ＳＳ：ＭＬＳＳ量、７３２３ｍｇ／Ｌの場合、
２２．９／（ａ×ｂ）：[使用する活性汚泥量が同一範囲に保たれる実験で求めた曝気槽容量当たり、１日当たりの係数]、メタノール濃度・比重補正および日→分補正がされている、
Ｄ１１：曝気槽汚泥量当たりのメタノール添加率として設定した設定値、０．０３、
１．６７／（ａ×ｂ）：メタノール濃度・比重補正および時間→分補正
以上の場合の式２を計算すると、
４６７＝１００×２．５×（４６．４）×１．６７／（０．９×５８）＋７３２３×２２．９／（０．９×５８）×０．０３＝３７１＋９６であることがわかる。この場合では窒素成分量が十分でない原水の流入が継続している場合でも４６７ｍｌ／ｍｉｎ量の５８％のメタノールを添加すれば活性汚泥量の減少を抑制することができ、窒素負荷の流入が減少することによって生じる活性汚泥量の減少や、排水処理再開時の処理水水質の悪化を防止できる。
【００３３】
図２は、本発明の実施に好適な生物処理を行う窒素含有排水の処理装置の別の構成を説明する模式図である。図２において、１は原水槽を、２１は第一の脱窒槽を、２２は第二の脱窒槽を、３は曝気槽を、４は沈殿槽を、５は撹拌機を、６は散気装置を、７はブロワを、２３は第一の脱窒槽に微生物栄養剤を添加するための第一の微生物栄養剤添加装置を、２４は第二の脱窒槽に微生物栄養剤を添加するための第二の微生物栄養剤添加装置を、９は返送汚泥ポンプを、１０は返送汚泥管路を、１１は原水ポンプを、１２は原水送給管路を、１３は原水の窒素成分量を測定するための全窒素（Ｔ−Ｎ）計または硝酸性窒素および亜硝酸性窒素（ＮＯｘ−Ｎ）計を、１４は原水槽の液面を感知するためのレベル計を、１５は脱窒槽の窒素成分量を測定するための全窒素（Ｔ−Ｎ）計または硝酸性窒素および亜硝酸性窒素（ＮＯｘ−Ｎ）計を、１６は脱窒槽の嫌気度を測定するための溶存酸素量（ＤＯ）計または酸化還元電位（ＯＲＰ）計を、１７は制御装置を、それぞれ示す。
【００３４】
図２に示す処理装置は、図１に示す処理装置と対比すると、脱窒槽が第一の脱窒槽２１と第二の脱窒槽２２との２種類に分離されている点、および微生物栄養剤添加装置が第一の脱窒槽に微生物栄養剤を添加するための第一の微生物栄養剤添加装置２３と第二の脱窒槽に微生物栄養剤を添加するための第二の微生物栄養剤添加装置２４との２種類を備える点が相違する。脱窒槽を複数備えることにより、脱窒処理の分散が図れ、また、嫌気条件の維持や、微生物栄養剤の槽内分布性の向上にメリットがある。また、窒素成分量および活性汚泥量の測定は、それぞれ独立に、第一の脱窒槽で行ってもよいし、第二の脱窒槽で行ってもよい。
【００３５】
第一の脱窒槽２１および第二の脱窒槽２２の全体として、微生物栄養剤の添加量は、上記で説明するとおりである。
第一の微生物栄養剤添加装置２３がＡ（ｘ）量を添加し、第二の微生物栄養剤添加装置２４がＢ（ｙ）量を添加してもよいし、第一の微生物栄養剤添加装置２３がＢ（ｙ）量を添加し、第二の微生物栄養剤添加装置２４がＡ（ｘ）量を添加してもよい。好ましくは、第一の微生物栄養剤添加装置２３がＡ（ｘ）量を添加し、第二の微生物栄養剤添加装置２４がＢ（ｙ）量を添加してもよい。
【実施例】
【００３６】
図２の装置を用いて、窒素含有廃水の生物処理を行った。ただし図３に示すように窒素含有廃水は原水槽１から、原水供給管路Ｆ１で、第一の脱窒槽に入れ、原水供給管路Ｆ２で第二の脱窒槽に供給した。Ｔ−Ｎ（全窒素）含有量は１００ｍｇ／Ｌで、供給量はＦ１＝２７．３ｍ3／ｈｒ、Ｆ２＝１９．１ｍ3／ｈｒであった。
第一の脱窒槽へのメタノール注入量Ｙ１（ｍｌ／ｍｉｎ）は、
Ｙ１＝Ｎ１×Ｇ×（Ｆ１+Ｆ２）×１．６７／（ａ×ｂ）×Ｅ１１
第二の脱窒槽へのメタノール注入量Ｙ２（ｍｌ／ｍｉｎ）は、
Ｙ２＝Ｎ１×Ｇ×（Ｆ１+Ｆ２）×１．６７／（ａ×ｂ）×Ｅ１２
＋ＳＳ×２２．９／（ａ×ｂ）×Ｄ１１    であった。
ここで、
Ｎ１：原水槽窒素濃度１００ｍｇ／Ｌ
Ｇ：窒素負荷に対するメタノールの添加割合、設定値２．５
Ｆ１＋Ｆ２：脱窒槽への原水の総流入量２７．３＋１９．１［ｍ3／ｈｒ］
ａ：メタノール比重、０．９
ｂ：メタノール濃度（％）、５８
１．６７／（ａ×ｂ）：メタノール濃度・比重補正および時間→分補正
Ｅ１１＝Ｅ１２：分配率、設定５０％（０．５）
ＳＳ：ＭＬＳＳ量、７３２３ｍｇ／Ｌ
２２．９／（ａ×ｂ）：[使用する活性汚泥量が同一範囲に保たれる実験で求めた曝気槽容量当たり、１日当たりの係数]、この式では、メタノール濃度・比重補正および日→分補正がされている、
Ｄ１１：曝気槽汚泥量当たりのメタノール添加率として設定した設定値、０．０３：
以上の測定値からＹ１，Ｙ２を計算すると、
第一の脱窒槽へのメタノール注入量Ｙ１（ｍｌ／ｍｉｎ）は、
１８６＝１００×２．５×（２７．３+１９．１）×１．６７／（０．９×５８）×０．５
第二の脱窒槽へのメタノール注入量Ｙ２（ｍｌ／ｍｉｎ）は、
２８２＝１００×２．５×（２７．３＋１９．１）×１．６７／（０．９×５８）×０．５＋７３２３×２２．９／（０．９×５８）×０．０３＝１８６＋９６であった。
窒素成分量が十分でない原水の流入が継続している場合でも４６７ｍｌ／ｍｉｎ量の５８％のメタノールを添加すれば活性汚泥量の減少を抑制することができ、窒素負荷の流入が減少することによって生じる活性汚泥量の減少や、排水処理再開時の処理水水質の悪化を防止できることがわかった。
【符号の説明】
【００３７】
１  原水槽
２  脱窒槽
３  曝気槽
４  沈殿槽
５  撹拌機
６  散気装置
７  ブロワ
８  微生物栄養剤添加装置
９  返送汚泥ポンプ
１０  返送汚泥管路
１１  原水ポンプ
１２  原水送給管路
１３  Ｔ−Ｎ計またはＮＯｘ−Ｎ計
１４  レベル計
１５  Ｔ−Ｎ計またはＮＯｘ−Ｎ計
１６  ＤＯ計またはＯＲＰ計
１７  制御装置
１８  追加の微生物栄養剤添加装置
２１  第一の脱窒槽
２２  第二の脱窒槽
２３  第一の微生物栄養剤添加装置
２４  第二の微生物栄養剤添加装置
【図１】
2014046257.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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