【手続補正書】
【提出日】平成29年3月3日(2017.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水から生物学的窒素を除去するためのシステムであって、
ａ）１つまたは複数の反応器と、
ｂ）前記１つまたは複数の反応器内のアンモニアの濃度および酸化窒素の濃度を測定する機構であって、前記酸化窒素の濃度は亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計に対応する、機構と、
ｃ）［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比に基づいて、前記１つまたは複数の反応器内の溶存酸素の濃度を増加、減少または維持させる命令を生成するコントローラと、
ｄ）前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比に基づき、前記コントローラの制御下で、前記１つまたは複数の反応器に溶存酸素を供給する溶存酸素調節器と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比が約１よりも大きい場合、前記溶存酸素の濃度を増加させる命令を生成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比が約１よりも小さい場合、前記溶存酸素の濃度を減少させる命令を生成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比が約１である場合、前記溶存酸素の濃度を維持させる命令を生成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比を約１．１８〜約１．４５に維持するために、前記溶存酸素の濃度を増加もしくは減少または維持させる命令を生成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、約１．３２に等しい前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比を維持するために、前記溶存酸素の濃度を増加もしくは減少または維持させる命令を生成することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
廃水からの生物学的窒素を除去するために反応器から窒素を除去するためのシステムであって、
ａ）反応器と、
ｂ）前記反応器内のアンモニアの濃度および酸化窒素の濃度を測定する機構であって、前記酸化窒素の濃度は亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計に対応する、機構と、
ｃ）［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比に基づいて前記反応器内の好気期間および嫌気期間の持続時間を増加、減少または維持させる命令を生成するコントローラと、
ｄ）前記好気期間および前記嫌気期間の持続時間を制御するために前記反応器に溶存酸素を供給する溶存酸素調節器と、
を備え、
前記溶存酸素調節器は、前記コントローラの制御下にあり、前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比に基づいて前記好気期間および前記嫌気期間の持続時間を制御することを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比が約１よりも大きい場合、前記好気期間の持続時間を増加し、かつ／または、前記嫌気期間の持続時間を減少させる命令を生成する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比が約１よりも小さい場合、前記好気期間の持続時間を減少し、かつ／または、前記嫌気期間の持続時間を増加させる命令を生成する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比が約１である場合、前記好気期間の持続時間および／または前記嫌気期間の持続時間を維持させる命令を生成する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
反応器内の廃水から窒素を除去する方法であって、
ａ）亜硝酸塩および硝酸塩を生成するために流入アンモニア負荷の一部を酸化するステップであって、前記酸化は、酸化窒素活性種を減少させる前記反応器内の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が十分に存在する前記流入アンモニアの一部のみを酸化するのに十分な量の曝気により実行される、ステップと、
ｂ）前記反応器内のアンモニアの濃度および酸化窒素の濃度を測定するステップであって、前記酸化窒素の濃度は亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計に対応する、ステップと、
ｃ）［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比に基づいて、前記反応器に供給される溶存酸素（ＤＯ）の濃度、および／または、前記反応器内で曝気が行われる頻度を制御するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比が１よりも大きい場合、前記反応器に供給される前記溶存酸素の濃度、および／または、前記反応器内で曝気が行われる前記頻度を増加させることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比が１よりも小さい場合、前記反応器に供給される前記溶存酸素の濃度、および／または、前記反応器内で曝気が行われる前記頻度を減少させることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比が１である場合、前記反応器に供給される前記溶存酸素の濃度、および／または、前記反応器内で曝気が行われる前記頻度は維持されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比に基づいて前記反応器内における限定的好気性汚泥滞留時間を制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比に基づいて嫌気期間の範囲および／または量を制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
さらに、２ｇ／Ｌよりも高い混合溶液浮遊固形物（ＭＬＳＳ）の濃度を維持することによって、または、生物膜システムにおいて均等なバイオマス量を維持することによって、好気性状態から嫌気性状態への複数の急速遷移を容易にするために酸素利用速度（ＯＵＲ）を増加させるステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記好気性状態と前記嫌気性状態との間の前記遷移の頻度を制御するために曝気制御システムを使用することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記反応器は、連続バッチ反応器または完全混合反応器であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、酸化溝プロセスまたは栓流プロセスであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
浮遊増殖プロセス、粒状プロセス、生物膜プロセスまたはそれらの組み合わせの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２２】
沈殿器、溶解空気浮上装置、ろ過装置、または膜を使用する分離プロセスをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２３】
好気性状態から嫌気性状態への急速遷移を容易にし、ＮＯＢの抑制を改善するために亜硝酸塩をめぐるさらなる競合をもたらすために、前記反応器に有機炭素の最小限の質量流を供給するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２４】
ＮＯＢの抑制を改善するために亜硝酸塩をめぐるさらなる競合をもたらすために、前記反応器にアナモックス有機体を供給するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２５】
前記装置は、亜硝酸酸化菌抑制を提供するとともに窒素ベースで略同一割合のアンモニアおよび亜硝酸塩を含む廃液流を生成するように構成されており、前記廃液流は、アナモックスプロセスが選択的に保持され得るように生成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
完全嫌気性浮遊プロセスまたは生物膜プロセスにおいてアナモックスを用いてさらなる窒素除去を達成するように、前記廃液流はアンモニア、亜硝酸塩、および硝酸塩の混合物を含み、それによって、脱ニトロ化（亜硝酸塩への硝酸塩還元）、ならびに、提供されるアンモニアおよび前記脱ニトロ化によって生成される亜硝酸塩上での後続のアナモックス増殖を達成するために、アセテートもしくは酢酸または他の有機基質が付加されることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
廃水から窒素を除去する方法であって、
ａ）亜硝酸塩および硝酸塩を生成するために流入アンモニア負荷の一部を酸化するステップであって、前記酸化は、酸化窒素活性種を減少させる１つまたは複数の反応器内の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が十分に存在する前記流入アンモニアの一部のみを酸化するのに十分な量の曝気により実行される、ステップと、
ｂ）前記１つまたは複数の反応器内のアンモニアの濃度および酸化窒素の濃度を測定するステップであって、前記酸化窒素の濃度は亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計に対応する、ステップと、
ｃ）［アンモニアの濃度］対［亜硝酸塩の濃度および硝酸塩の濃度の合計］の比に基づいて、前記１つまたは複数の反応器に供給される溶存酸素（ＤＯ）の濃度、および／または、前記１つまたは複数の反応器内で曝気が行われる頻度を制御するステップと、
ｄ）完全嫌気性浮遊プロセスまたは生物膜プロセスにおいてアナモックスを用いてさらなる窒素除去を達成するように、窒素ベースで略同一割合のアンモニアおよび亜硝酸塩または酸化窒素を含む廃液流を前記１つまたは複数の反応器から生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
脱ニトロ化（亜硝酸塩への硝酸塩還元）、ならびに、提供されるアンモニアおよび前記脱ニトロ化によって生成される亜硝酸塩上での後続のアナモックス増殖を達成するために、前記廃液流にアセテートもしくは酢酸または他の有機基質を付加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
間欠曝気
高ＤＯにおける、ＡＯＢに対するＮＯＢ増殖の遅延が、嫌気性条件下のみにおいて利用可能であることを考慮すると、高ＤＯから無酸素状態への迅速な遷移が非常に重要である。これは、曝気期間の終わりに、いくらかの亜硝酸塩蓄積があり、それをめぐって、ＮＯＢは、ＳｃＢＮＲにおいてＣＯＤによって駆動される従属栄養脱窒素菌および一段階脱アンモニアプロセスにおけるアナモックスと競合しなければならない。それゆえ、ＡＯＢからの曝気期間において維持されるＤＯ圧力および嫌気期間中の脱窒素菌およびアナモックスからの亜硝酸塩圧力は、無酸素状態への迅速な遷移によって大きく補助される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
制御手法Ａ
適用可能なＤＯが可変であり、ＢＮＲ反応器内のＮＨ４−ＮおよびＮＯＸ−Ｎ濃度に応じて制御される第１の制御手法は、無酸素状態、従属栄養性脱窒またはアナモックス駆動アンモニア酸化の下で、高速アンモニア酸化速度を達成すべくＤＯを最適化する。この手法は、栓流反応器、完全混合反応器、直列完全混合反応器、および連続バッチ反応器を含む広範な反応器構成において有効である。この手法の下では、ＤＯは、低ＤＯ設定点（固定）と、通常１ｍｇ／Ｌ超であり、ＮＯＸ−Ｎ濃度と比較して反応器ＮＨ４−Ｎによって制御される可変の高ＤＯ設定点と、の間でサイクルする。酸素要求量を増大させるために積極的な好気性ＳＲＴを維持するべく、コントローラが、ＤＯレベルを自動的に１ｍｇ／Ｌ超に増加させる。この制御手法においては、好気期間および嫌気期間は、固定されるのではなく、ＮＨ４−ＮがＮＯＸ−Ｎと略同一となるようにＡＯＢの曝気要件に応じて設定される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
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【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
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