(57)【要約】【課題】処理対象であるアンモニア含有液中の各窒素成分の濃度変化に影響されることなく、嫌気性アンモニア酸化法による高速脱窒を安定して行なうことができるアンモニア含有液の処理方法及び装置を提供する。【解決手段】硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌と、アンモニア及び亜硝酸を同時脱窒する嫌気性アンモニア酸化細菌とを包括固定化した担体を反応槽に充填し、各Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比の廃水を連続供給して処理を行なうと、図１のグラフに示すように、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比が０．５〜２．５の範囲、特に１〜２の範囲において５０％以上の高いＴ−Ｎ除去率を示した。一方、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比が２．５以上になると、Ｔ−Ｎ除去率が急速に低下する。これは、従属栄養性脱窒細菌による脱窒が優先されて、嫌気性アンモニア酸化細菌による嫌気性アンモニア酸化の反応が阻害されるからと考えられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアンモニアを含むアンモニア含有液を脱窒処理するアンモニア含有液の処理方法において、
前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された硝酸を亜硝酸に還元する硝酸還元処理を行なうとともに、前記硝酸還元処理で生成された亜硝酸と、前記アンモニア含有液に含まれるアンモニアとを嫌気性アンモニア酸化細菌により嫌気的に同時脱窒する嫌気性アンモニア酸化処理を行なうことを特徴とするアンモニア含有液の処理方法。
【請求項２】
前記硝酸還元処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌を包括固定化した担体と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を包括固定化した担体とを前記アンモニア含有液に接触させて処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア含有液の処理方法。
【請求項３】
前記硝酸還元処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌と、を包括固定化した担体を前記アンモニア含有液に接触させて処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア含有液の処理方法。
【請求項４】
前記硝酸還元処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌を付着固定化した担体と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を付着固定化した担体とを前記アンモニア含有液に接触させて処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア含有液の処理方法。
【請求項５】
前記硝酸還元処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌とを付着固定化した担体を前記アンモニア含有液に接触させて処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア含有液の処理方法。
【請求項６】
前記硝酸還元処理は、窒素成分の前記硝酸を亜硝酸に還元する触媒を前記アンモニア含有液と接触させて処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア含有液の処理方法。
【請求項７】
前記触媒は、パラジウムと銅との合金で構成されるＰｄ−Ｃｕ系の触媒であることを特徴とする請求項６に記載のアンモニア含有液の処理方法。
【請求項８】
前記従属栄養性脱窒細菌の菌数は、前記嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数に対して１０〜１，０００倍の範囲に調整されることを特徴とする請求項２〜５のうち何れか１つに記載のアンモニア含有液の処理方法。
【請求項９】
前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物中の有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎとの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比は、０．５〜２．５の範囲に設定されることを特徴とする請求項１〜８のうち何れか１つに記載のアンモニア含有液の処理方法。
【請求項１０】
少なくともアンモニアを含むアンモニア含有液を脱窒処理するアンモニア含有液の処理装置において、
前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として、該アンモニア含有液に含まれる又は添加された硝酸を従属栄養性脱窒細菌により亜硝酸に還元する硝酸還元槽と、
前記硝酸還元槽で生成された亜硝酸と、前記アンモニア含有液に含まれるアンモニアとを嫌気性アンモニア酸化細菌により嫌気的に同時脱窒する嫌気性アンモニア酸化槽と、を備えたことを特徴とするアンモニア含有液の処理装置。
【請求項１１】
前記硝酸還元槽は、前記従属栄養性脱窒細菌を包括固定化した担体に前記アンモニア含有液を接触させる構造を有し、
前記嫌気性アンモニア酸化槽は、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を包括固定化した担体に前記硝酸還元槽で処理されたアンモニア含有液を接触させる構造を有することを特徴とする請求項１０に記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項１２】
前記硝酸還元槽は、前記従属栄養性脱窒細菌を付着固定化した担体に前記アンモニア含有液を接触させる構造を有し、
前記嫌気性アンモニア酸化槽は、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を付着固定化した担体に前記硝酸還元槽で処理されたアンモニア含有液を接触させる構造を有することを特徴とする請求項１０に記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項１３】
前記硝酸還元槽及び前記嫌気性アンモニア酸化槽は、前記従属栄養性脱窒細菌の菌数を前記嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数に対して１０〜１，０００倍の範囲に調整する菌量比調整手段を有することを特徴とする請求項１０〜１２のうち何れか１つに記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項１４】
前記硝酸還元槽及び前記嫌気性アンモニア酸化槽は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物中の有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎとの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比を０．５〜２．５の範囲に調整するＣ／ＮＯ３−Ｎ比調整手段を有することを特徴とする請求項１０〜１２のうち何れか１つに記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項１５】
前記硝酸還元と前記嫌気性アンモニア酸化とは、１槽の嫌気槽内で行われることを特徴とする請求項１０に記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項１６】
前記嫌気槽は、前記従属栄養性脱窒細菌を包括固定化した担体と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を包括固定化した担体とに、前記アンモニア含有液を接触させる構造を有することを特徴とする請求項１５に記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項１７】
前記嫌気槽は、前記従属栄養性脱窒細菌と前記嫌気性アンモニア酸化細菌とを包括固定化した担体に、前記アンモニア含有液を接触させる構造を有することを特徴とする請求項１５に記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項１８】
前記嫌気槽は、前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌を付着固定化した担体と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を付着固定化した担体とに、前記アンモニア含有液を接触させる構造を有することを特徴とする請求項１５に記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項１９】
前記嫌気槽は、前記従属栄養性脱窒細菌と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌とを付着固定化した担体に、前記アンモニア含有液を接触させる構造を有することを特徴とする請求項１５に記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項２０】
前記嫌気槽は、前記従属栄養性脱窒細菌の菌数を前記嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数に対して１０〜１，０００倍の範囲に調整する菌量比調整手段を有することを特徴とする請求項１５〜１８のうち何れか１つに記載のアンモニア含有液の処理装置。
【請求項２１】
前記嫌気槽は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物中の有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎとの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比を０．５〜２．５の範囲に調整するＣ／ＮＯ３−Ｎ比調整手段を有することを特徴とする請求項１５〜１９のうち何れか１つに記載のアンモニア含有液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンモニア含有液の処理方法及び装置に係り、特に廃水等のアンモニア含有液に対して生物学的処理を行なうことにより該アンモニア含有液を脱窒するアンモニア含有液の処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９２２年に本格的な下水処理が東京都の三河島処理場で開始されて以来、有機物の処理のみではなく、窒素の処理も下水処理場で行われるようになってきた。特に大都市では集中的な投資が行われ、下水道普及率は９０％を越えるまでに到った。
【０００３】
しかしながら、閉鎖性水域での環境基準の達成率はほとんど改善されてない。この理由としては、水域での内部要因、藻類の異常繁殖によるものが大きいと言われているが、流入する廃水という外部要因も解消されてないことにもある。その中でも特に、窒素の外部要因が大きく、廃水中の窒素処理の必要性が強く望まれている。
【０００４】
窒素は、アンモニア性窒素の形体で下水や廃水に多く含まれている。従来、下水処理場や廃水処理場で、アンモニア性窒素を硝化細菌で亜硝酸や硝酸に酸化し、亜硝酸や硝酸を脱窒細菌により窒素にガス化し窒素を除去していた。窒素の負荷としては０．２〜０．４ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙと、安定した窒素除去をするためには低負荷運転で、且つ、脱窒反応に大量の有機物が必要であった。このため、処理槽として大型の水槽が必要であり、有機物に高価なメタノールを使用していた。また、イニシャルコストばかりでなく、多大なランニングコストを要するという問題もある。
【０００５】
これに対し、古くから、嫌気性アンモニア酸化法を利用した廃水処理方法が注目されている（例えば特許文献１）。この嫌気性アンモニア酸化法は、アンモニアを電子供与体とし、亜硝酸を電子受容体として、嫌気性アンモニア酸化細菌によって有機物を必要とせずにアンモニアと亜硝酸とを同時脱窒する方法である。
【０００６】
この方法によれば、アンモニアを水素供与体とするため、脱窒で使用するメタノール等の使用量を大幅に削減できることや、汚泥の発生量を削減できる等のメリットがあり、今後の廃水処理方法として有効な方法であると考えられている。
【特許文献１】特開２００１−０３７４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１で開示されている嫌気性アンモニア酸化法による廃水処理方法は、数多く提案されているにもかかわらず実用化が難しく、一般に普及していない。
【０００８】
その原因として、嫌気性アンモニア酸化法では亜硝酸を電子受容体とした反応を行なうが、硝酸を電子受容体とした反応を行なわないため、亜硝酸を安定して供給する必要があった。
【０００９】
すなわち、廃水中のアンモニア性窒素濃度が低い場合には、アンモニアから硝酸に酸化され易く、亜硝酸に酸化される量が必然的に少なくなるため、廃水中内のアンモニアと亜硝酸との比率が嫌気性アンモニア酸化細菌に適した比率と異なってしまう。したがって、嫌気性アンモニア酸化処理を効率よく行なえなくなる。特に、下水等の廃水においては、アンモニア性窒素濃度が低い傾向にあるため、安定した処理を長期間にわたり行なうことが困難であるという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、処理対象であるアンモニア含有液中の各窒素成分の濃度変化に影響されることなく、嫌気性アンモニア酸化法による高速脱窒を安定して行なうことができるアンモニア含有液の処理方法及び装置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】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、少なくともアンモニアを含むアンモニア含有液を脱窒処理するアンモニア含有液の処理方法において、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された硝酸を亜硝酸に還元する硝酸還元処理を行なうとともに、前記硝酸還元処理で生成された亜硝酸と、前記アンモニア含有液に含まれるアンモニアとを嫌気性アンモニア酸化細菌により嫌気的に同時脱窒する嫌気性アンモニア酸化処理を行なうことを特徴とする。
【００１２】
本発明のアンモニア含有液の処理方法によれば、アンモニアと亜硝酸とを嫌気性アンモニア酸化細菌によって同時脱窒を行なう嫌気性アンモニア酸化処理を行なう、従来のアンモニア酸化処理法において、アンモニア含有液中の窒素成分を構成する硝酸を亜硝酸に還元する硝酸還元処理を行なうようにした。これにより、アンモニア含有液中の亜硝酸濃度やアンモニア濃度が低い場合でも、硝酸還元処理によってアンモニア含有液中の硝酸を亜硝酸に還元して亜硝酸濃度を上昇させることができるので、高速脱窒が可能な嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行なうことができる。一方、アンモニア含有液中のアンモニア濃度や亜硝酸濃度が高い場合においても、アンモニア含有液に対して低濃度に存在する硝酸を亜硝酸に還元しつつ嫌気性アンモニア酸化処理で効率よく脱窒を行なうことができる。したがって、本発明を採用することにより、アンモニア含有液に含有される各窒素成分の濃度に左右されることなく、アンモニア含有液の高速脱窒を安定して行なうことが可能となる。
【００１３】
ここで、アンモニア含有液に添加された硝酸としては、合成品の硝酸を添加するだけに限るものではなく、例えば硝化槽（好気槽）でアンモニア廃水中のアンモニアを微生物により生物学的に硝化して得られる硝酸も含むものとする。以下同じ。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記硝酸還元処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌を包括固定化した担体と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を包括固定化した担体とを前記アンモニア含有液に接触させて処理を行なうことを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の前記硝酸還元処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌と、を包括固定化した担体を前記アンモニア含有液に接触させて処理を行なうことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、請求項２では、硝酸還元処理を行なう従属栄養性脱窒細菌を包括固定化した担体と、嫌気性アンモニア酸化処理を行なう嫌気性アンモニア酸化細菌を包括固定化した担体とをアンモニア含有液に接触させるようにし、請求項３では、この従属栄養性脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌を同一の担体内に包括固定化した担体をアンモニア含有液に接触させるようにした。これにより、硝酸還元処理と嫌気性アンモニア酸化処理とを同時に行なうことができる。また、従属栄養性脱窒細菌及び嫌気性アンモニア酸化細菌は扱い易い包括固定化担体で包括固定されているため、アンモニア含有液との接触率を向上させるとともに、各担体内における各細菌の増殖率や、各処理の活性及び操作性を高めることができる。さらに、従来の嫌気性アンモニア酸化処理を行なう過程に、請求項２に記載の従属栄養性脱窒細菌を包括固定化した担体を追加したり、請求項３に記載の従属栄養性脱窒細菌及び嫌気性アンモニア酸化細菌を包括固定化した担体に入れ替えたりすれば、本発明を適用することができるので、安定した高速脱窒を行なう本発明の処理方法に簡易かつ低コストで転換することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の前記硝酸還元処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌を付着固定化した担体と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を付着固定化した担体とを前記アンモニア含有液に接触させて処理を行なうことを特徴とする。また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の前記硝酸還元処理及び前記嫌気性アンモニア酸化処理は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌とを付着固定化した担体を前記アンモニア含有液に接触させて処理を行なうことを特徴とする。
【００１７】
請求項４及び５も又、請求項２及び３と同様の作用や効果を得ることができるが、各細菌の固定化に要する手間やコストを包括固定化に比べて低減することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の前記硝酸還元処理は、前記窒素成分の硝酸を亜硝酸に還元する触媒を前記アンモニア含有液と接触させて処理を行なうことを特徴とする。本発明において、硝酸還元処理は、触媒による化学的反応で行なっても同様の効果を得ることができる。なお、前記触媒は、パラジウムと銅との合金で構成されるＰｄ−Ｃｕ系の触媒であることが好ましい。これにより、触媒の硝酸還元処理によって処理水中へ金属類を流出させることなく、硝酸を亜硝酸に効率よく還元することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項２〜５のうち何れか１つに記載の前記従属栄養性脱窒細菌の菌数は、前記嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数に対して１０〜１，０００倍の範囲に調整されることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、従属栄養性脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌との菌数の割合を上述した範囲に調整することにより、互いの細菌同士の共生及び共存が好ましい状態で硝酸還元処理及び嫌気性アンモニア酸化処理が行われるので、窒素の除去効率をより向上させることができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のうち何れか１つに記載の前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物中の有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎとの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比は、０．５〜２．５の範囲に設定されることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、上述した硝酸還元処理及び嫌気性アンモニア酸化処理は、処理対象となるアンモニア含有液中の有機物中の有機性炭素濃度と硝酸性窒素濃度との割合によって、その処理効率が影響する。すなわち、有機物中の有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎとの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比を０．５〜２．５の範囲に調整したときに、従属栄養性脱窒細菌による硝酸に対する還元反応が不十分な状態となるため、処理されるアンモニア含有液中の亜硝酸が窒素ガスまで還元されずに蓄積し易くすることができる。これにより、蓄積された亜硝酸とアンモニアとを嫌気性アンモニア酸化細菌によって迅速に処理することができるので、アンモニア含有液の脱窒に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、前記目的を達成するために、少なくともアンモニアを含むアンモニア含有液を脱窒処理するアンモニア含有液の処理装置において、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を水素供与体として、該アンモニア含有液に含まれる又は添加された硝酸を従属栄養性脱窒細菌により亜硝酸に還元する硝酸還元槽と、前記硝酸還元槽で生成された亜硝酸と、前記アンモニア含有液に含まれるアンモニアとを嫌気性アンモニア酸化細菌により嫌気的に同時脱窒する嫌気性アンモニア酸化槽と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、上述した本発明のアンモニア含有液の処理方法を装置の構成を示したものである。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の前記硝酸還元槽は、前記従属栄養性脱窒細菌を包括固定化した担体に前記アンモニア含有液を接触させる構造を有し、前記嫌気性アンモニア酸化槽は、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を包括固定化した担体に前記硝酸還元槽出処理されたアンモニア含有液を接触させる構造を有することを特徴とする。また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の前記硝酸還元槽は、前記従属栄養性脱窒細菌を付着固定化した担体に前記アンモニア含有液を接触させる構造を有し、前記嫌気性アンモニア酸化槽は、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を付着固定化した担体に前記硝酸還元槽出処理されたアンモニア含有液を接触させる構造を有することを特徴とする。
【００２６】
このように、従属栄養性脱窒細菌や嫌気性アンモニア酸化細菌を包括固定化又は付着固定化することにより、アンモニア含有液の処理装置の性能維持を容易にすることができるとともに、脱窒能力を向上させることができる。
【００２７】
なお、上述した本発明のアンモニア含有液の処理装置において、前記硝酸還元槽及び前記嫌気性アンモニア酸化槽は、前記従属栄養性脱窒細菌の菌数を前記嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数に対して１０〜１，０００倍の範囲に調整する菌量比調整手段を有することが好ましい。また、前記硝酸還元槽及び前記嫌気性アンモニア酸化槽は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物中の有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎとの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比を０．５〜２．５の範囲に調整するＣ／ＮＯ３−Ｎ比調整手段を有することが好ましい。これにより、アンモニア含有液の処理装置において、アンモニア含有液に対する安定した脱窒の高速化を促進することができる。
【００２８】
請求項１５に記載の発明は、請求項１０に記載の前記硝酸還元と前記嫌気性アンモニア酸化とは、１槽の嫌気槽内で行われることを特徴とする。
【００２９】
本発明において、特に硝酸還元処理と嫌気性アンモニア酸化処理は、各処理を阻害させることがなければ別々に行なう必要はなく、１槽の嫌気槽内に従属栄養性脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌を存在させて、アンモニア含有液に対して各処理を１槽で行なっても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
なお、上述した前記嫌気槽は、前記従属栄養性脱窒細菌を包括固定化した担体と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を包括固定化した担体とに、前記アンモニア含有液を接触させる構造を有することが好ましい。また、前記嫌気槽は、前記従属栄養性脱窒細菌と前記嫌気性アンモニア酸化細菌とを包括固定化した担体に、前記アンモニア含有液を接触させる構造を有してもよい。さらに、前記嫌気槽は、前記硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養性脱窒細菌を付着固定化した担体と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌を付着固定化した担体とに、前記アンモニア含有液を接触させる構造を有してもよく、前記嫌気槽は、前記従属栄養性脱窒細菌と、前記嫌気性アンモニア酸化細菌とを付着固定化した担体に、前記アンモニア含有液を接触させる構造を有していてもよい。
【００３１】
このとき、前記嫌気槽は、前記従属栄養性脱窒細菌の菌数を前記嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数に対して１０〜１，０００倍の範囲に調整する菌量比調整手段を有することが好ましく、前記嫌気槽は、前記アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物中の有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎとの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比を０．５〜２．５の範囲に調整するＣ／ＮＯ３−Ｎ比調整手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明に係るアンモニア含有液の処理方法及び装置によれば、少なくともアンモニアを含むアンモニア含有液に対して、アンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物を利用してアンモニア含有液に含まれる又は添加された硝酸を亜硝酸に還元する硝酸還元処理を行なうとともに、嫌気性アンモニア酸化処理を行なうようにしたので、処理対象となるアンモニア含有液中の各窒素成分濃度の変動や、硝酸と亜硝酸との窒素形態の変動に影響されることなく、高速脱窒が可能な嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行なうことができる。これにより、嫌気性アンモニア酸化法による高速脱窒を実際の様々な条件化で具現化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の最大の特徴としては、処理対象となるアンモニア含有液に含まれる又は添加された硝酸を亜硝酸に還元処理し、その亜硝酸を嫌気性アンモニア酸化細菌と従属栄養性脱窒細菌とが取り合って各脱窒処理を行なう点にある。このとき、嫌気性アンモニア酸化細菌による反応を優先させるために、本願発明者は、以下の２点を見出すことにより、最良のアンモニア含有液の処理方法を導き出した。
【００３４】
（１）本発明では、流入するアンモニア含有液に含まれる又は添加された有機物中の有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎとの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比の値を０．５〜２．５に調整すると、従属栄養性脱窒細菌による還元処理が不十分となるため、亜硝酸を窒素ガスまで還元されずに亜硝酸を蓄積し易くするとともに、嫌気性アンモニア酸化細菌によって生成した亜硝酸とアンモニアとを用いて脱窒され易くなる。
【００３５】
（２）上述した従属栄養性脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌とを包括固定化又は付着固定化して使用することが好ましく、従属栄養性脱窒細菌の菌数が嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数の１０〜１，０００倍になるように固定化を行なうと、各細菌の共生又は共存が好ましい状態になって、硝酸還元処理及び嫌気性アンモニア酸化処理が活性化されるので、アンモニア含有液に対する窒素の除去率を向上させることが可能となる。
【００３６】
まず、本願発明者は、（１）に関して証明するために第１の試験を行なった。第１の試験では、従属栄養性脱窒細菌を２×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍＬの菌数で、嫌気性アンモニア酸化細菌を２×１０５ｃｅｌｌｓ／ｍＬの菌数で固定化した担体を用いて、アンモニア含有液である合成廃水を連続処理し、処理が安定した１ヵ月後のＣ／ＮＯ３−Ｎ比及び脱窒率を測定する試験を行なった。
【００３７】
第１の試験において、包括固定化にポリエチレングリコールジアクリレート材料を用いて、微生物を包括固定化したものを３ｍｍ角の立方体に成型した担体を使用した。こうして得られた担体を１Ｌの反応槽に充填率２０％になるように充填し、この反応槽に合成廃水を連続供給して処理を行なった。
【００３８】
上述した合成廃水としては、アンモニア性窒素濃度と硝酸濃度の比を１：１に、かつ総窒素濃度Ｔ−Ｎの値を８０ｍｇ／Ｌに調整するとともに、有機物として酢酸ナトリウムを有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比が１となるように添加して調整したものが使用された。
【００３９】
また、反応槽では、処理の負荷を１．２ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙで運転が開始され、１ヵ月後においてＴ−Ｎ除去率が８２％まで処理されて、処理が安定した。その後、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比を０．２〜４まで変化させて運転を行ない、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比とＴ−Ｎ除去率との関係を調査した。その結果を図１に示す。図１は、第１の試験におけるＣ／ＮＯ３−Ｎ比とＴ−Ｎ除去率との関係を示したグラフである。
【００４０】
図１のグラフによると、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比は、０．５〜２．５の範囲、特に１〜２の範囲においてＴ−Ｎ除去率が５０％以上の高い値を示している。一方、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比が２．５以上になると、Ｔ−Ｎ除去率の値が急速に低下する。これは、従属栄養性脱窒細菌による脱窒が優先されて、有機物を電子供与体とした反応が進行してしまい、嫌気性アンモニア酸化細菌による嫌気性アンモニア酸化の反応が阻害されるからと考えられる。したがって、本発明において、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比を０．５〜２．５の範囲、好ましくは１〜２の範囲に調整して硝酸還元処理及び嫌気性アンモニア酸化処理を行なうことにより、効率のよい脱窒処理を安定して行なうことができる。
【００４１】
次に、本願発明者は、上述した（２）に関する証明をするために、第２の試験を行なった。第２の試験では、従属栄養性脱窒細菌及び嫌気性アンモニア酸化細菌を各菌数で固定化した担体を用いて、アンモニア含有液である合成廃水を連続処理し、処理が安定した１ヵ月後のＣ／ＮＯ３−Ｎ比及び脱窒率を測定する試験を行なった。
【００４２】
第２の試験において、担体は、第１の試験と同様に、ポリエチレングリコールジアクリレートで包括固定化し、固定化したものを３ｍｍ角の立方体に成型した包括固定化担体が使用された。こうして得られた担体を１Ｌの反応槽に充填率２０％になるように充填し、この反応槽に合成廃水を連続供給して処理を行なった。
【００４３】
上述した合成廃水としては、アンモニア性窒素濃度と硝酸濃度の比を１：１、かつ総窒素濃度Ｔ−Ｎの値を８０ｍｇ／Ｌに調整するとともに、有機物として酢酸ナトリウムを有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比が１となるように添加して調整したものが使用された。
【００４４】
また、反応槽では、処理の負荷を１．２ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙで運転が開始され、１ヵ月後に処理が安定した際の処理水の水質（すなわち、窒素除去率）を評価した。その結果を図２に示す。図２は、第２の試験における従属栄養性脱窒細菌の菌数と嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数との比に対する窒素除去率の相関を示したグラフである。
【００４５】
図２のグラフによると、従属栄養性脱窒細菌の菌数が嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数の１０〜１，０００倍の濃度で固定化された担体を使用したときに、５０％以上の高いＴ−Ｎ除去率を示している。その一方で、従属栄養性脱窒細菌の菌数が少ないとＴ−Ｎ除去率が低く、また菌数が多すぎてもＴ−Ｎ除去率が低下する傾向にあった。これは、従属栄養性脱窒細菌及びと嫌気性アンモニア酸化細菌の両細菌が適度な菌数の割合で共生又は共存することにより、各処理中における亜硝酸生成の反応との取り合いのバランスが釣り合って、窒素除去の活性が促進されるものと考えられる。なお、この各細菌の菌数の割合において、記載は省略するが付着固定化においても同様な傾向を得ることができた。
【００４６】
本発明において、各細菌の固定化には、１）付着固定化、２）包括固定化の２つの方法を用いることができる。
【００４７】
１）の付着固定化の方法としては、球状や筒状などの担体や、ひも状材料、ゲル状材料、不織布状材料等の凹凸の多い材料が各細菌を付着させ易いので、窒素除去率を向上させることができる。
【００４８】
２）の包括固定化の方法としては、固定化の対象となる細菌と固定化材料であるモノマやプレポリマを混合してから、重合させて細菌を包括固定化させる方法が一般的である。モノマ材料としては、アクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、トリアクリルフォルマール等が好ましい。また、プレポリマ材料としては、ポリエチレングリコールジアクリレートやポリエチレングリコールメタアクリレートが好ましく、その誘導体も使用することができる。包括固定化担体の形状としては、球状や筒状等の包括担体や、ひも状包括担体、不織布状の包括担体等の凹凸が多い包括担体が廃水等のアンモニア含有液と各細菌との接触効率が高いので、Ｔ−Ｎ除去率を向上させることができる。
【００４９】
以下、図３Ａ〜３Ｄの添付図面に従って本発明に係るアンモニア含有液の処理方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００５０】
図３Ａは、本発明を実施するための第１の実施の形態であるアンモニア含有液の処理装置１０の概略構成を示した側面図であり、硝酸還元槽１２及び嫌気性アンモニア酸化槽１４の２槽で構成される一例を示している。
【００５１】
図３Ａに示すように、アンモニア含有液の処理装置１０において、アンモニアと硝酸とを含有したアンモニア含有液（以降、廃水と記す）は、導入部１６を介して硝酸還元槽１２へ流入する。このとき、廃水は、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比が０．５〜２．５の範囲に調整されていることが好ましく、例えば、廃水中のＣ／ＮＯ３−Ｎを測定し、その測定結果に応じて槽内外の廃水に対してメタノールや廃糖蜜等の有機物や、硝酸金属塩等の硝酸性窒素を添加するための不図示のＣ／ＮＯ３−Ｎ比調整手段を設けてもよい。
【００５２】
硝酸還元槽１２の内部には、従属栄養性脱窒細菌が存在し、廃水中の有機炭素を水素供与体として流入した廃水中の硝酸が亜硝酸に還元される。こうして硝酸還元槽１２で硝酸還元処理された廃水は、嫌気性アンモニア酸化槽１４へ流入し、槽内に存在する嫌気性アンモニア酸化細菌によって廃水に含有される亜硝酸とアンモニアとが同時脱窒される。こうして処理された廃水は、導出部１８から排出される。
【００５３】
なお、硝酸還元槽１２の従属栄養性脱窒細菌や、嫌気性アンモニア酸化槽１４の嫌気性アンモニア酸化細菌は、付着固定化や包括固定化された状態であることが好ましい。
【００５４】
図４Ａ〜４Ｃは、本発明に適用される包括固定化担体の各例の概略を示した拡大斜視図であり、担体の一部を透明化した状態を示している。
【００５５】
本発明では、図４Ａに示すように、従属栄養性脱窒細菌５２，５２…を包括固定化した担体５０Ａと、嫌気性アンモニア酸化細菌５４，５４…を包括固定化した担体５０Ｂとを別々に作成したものを使用することができる。また、図４Ｂに示すように、従属栄養性脱窒細菌５２，５２…と嫌気性アンモニア酸化細菌５４，５４…とを混合した状態で包括固定化した担体５０’を使用してもよい。さらに、図４Ｃに示すように、中心側に嫌気性アンモニア酸化細菌５４，５４…を包括固定化して、その周囲の表層近辺に従属栄養性脱窒細菌５２，５２…を包括固定化した担体５０’’を使用してもよい。なお、これら担体を本発明の処理装置に使用する際には、上述した各細菌数の比率、すなわち従属栄養性脱窒細菌数が嫌気性アンモニア酸化細菌数の１０〜１，０００倍になるように、不図示の菌数比調整手段によって各槽内の各担体量を調整することが好ましい。
【００５６】
なお、図３Ａに示した第１実施例であるアンモニア含有液の処理装置１０では、図４Ａで示した担体５０Ａ，５０Ｂが使用されることが好ましい。
【００５７】
図３Ｂは、本発明を実施するための第２の実施の形態であるアンモニア含有液の処理装置２０の概略構成を示した側面図であり、嫌気性アンモニア酸化槽の１槽のみで構成される一例である。なお、第１の実施の形態である図３Ａのアンモニア含有液の処理装置１０と同様の装置や部材に関しては、同符号と付すとともに、その説明は省略する。第３及び４の実施例に関しても同様である。
【００５８】
図３Ｂに示すように、アンモニア含有液の処理装置２０において、アンモニア及び硝酸を含有する廃水は、導入部１６を介して嫌気性アンモニア酸化槽１４へ流入する。このとき、廃水は、上述した第１の実施例と同様に、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比が０．５〜２．５の範囲に調整されていることが好ましく、例えば、廃水中のＣ／ＮＯ３−Ｎを測定し、槽内外の廃水に対してメタノールや廃糖蜜等の有機物や、硝酸金属塩等の硝酸性窒素を測定結果に応じて添加する不図示のＣ／ＮＯ３−Ｎ比調整手段を設けてもよい。
【００５９】
嫌気性アンモニア酸化槽１４の内部には、上述した従属栄養性脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌とが存在している。これら細菌は、付着固定化や包括固定化されることが好ましく、図４Ａ〜４Ｃに示した包括固定化した担体を所定の割合で好適に用いることができる。嫌気性アンモニア酸化槽１４では、流入した廃水中の硝酸が従属栄養性脱窒細菌によって有機炭素を水素供与体として亜硝酸に還元されるとともに、流入した廃水中の亜硝酸及びアンモニアが嫌気性アンモニア酸化細菌によって同時脱窒される。こうして処理された廃水は、導出部１８から系外へ排出される。
【００６０】
図３Ｃは、本発明の第３の実施の形態であるアンモニア含有液の処理装置３０の概略構成を示した側面図であり、嫌気槽２２及び好気槽２４を備えた一例を示している。
【００６１】
図３Ｃに示すように、アンモニア含有液の処理装置３０において、アンモニアを含有する廃水は、導入部１６を介して嫌気槽２２へ流入する。このとき、廃水は、上述した第１及び第２の実施例と同様に、Ｃ／ＮＯ３−Ｎ比が０．５〜２．５の範囲に調整されていることが好ましく、例えば、廃水中のＣ／ＮＯ３−Ｎを測定し、槽内外の廃水に対してメタノールや廃糖蜜等の有機物や、硝酸金属塩等の硝酸性窒素を測定結果に応じて添加する不図示のＣ／ＮＯ３−Ｎ比調整手段を設けてもよい。
【００６２】
嫌気槽２２の内部には、上述した従属栄養性脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌が存在する。各細菌は、図４Ａ〜４Ｃに示したような包括固定化した担体を形成して、槽内に充填させることが好ましい。したがって、嫌気槽２２では、流入した廃水中の硝酸が従属栄養性脱窒細菌によって有機炭素を水素供与体として亜硝酸に還元されるとともに、流入した廃水中の亜硝酸及びアンモニアが嫌気性アンモニア酸化細菌によって同時脱窒される。嫌気槽２２で処理された廃水は、好気槽２４へ流入する。
【００６３】
好気槽２４は、内部に硝化細菌が存在し、曝気装置２６によって下方から曝気されている。硝化細菌は、付着固定化や包括固定化、又はグラニュール等の浮遊活性汚泥の状態で好気槽２４内に充填される。
【００６４】
好気槽２４で処理された処理水の一部は、導出部１８から循環ライン２８を介して嫌気槽２２へ返送され、処理水中に残存する硝酸が処理される。これにより、硝酸を必要とされる嫌気槽で再利用して効率よく処理することができる。循環ライン２８の循環量としては、従来型の脱窒処理に比べて少ないものの、高い脱窒率を得ることが可能である。こうして処理された処理水は、導出部１８から系外へと排出される。
【００６５】
図３Ｄは、本発明の第４の実施の形態であるアンモニア含有液の処理装置４０の概略構成を示した側面図であり、上流から好気槽２４、嫌気槽２２の順に配列した一例を示している。
【００６６】
図３Ｄに示すように、アンモニア含有液の処理装置４０において、アンモニアを含有する廃水は、導入部１６を介して好気槽２４へ流入する。好気槽２４は、内部に硝化細菌が存在し、曝気装置２６によって下方から曝気されている。硝化細菌は、付着固定化や包括固定化、又はグラニュール等の浮遊活性汚泥の状態で好気槽２４内に充填される。好気槽２４では、流入した廃水中のアンモニアの一部が硝化細菌によって硝酸に酸化される。こうして処理されたアンモニアと硝酸を含む廃水は、嫌気槽２２へ流入する。
【００６７】
嫌気槽２２の内部には、上述した従属栄養性脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌が存在する。各細菌は、図４Ａ〜４Ｃに示したような包括固定化した担体を形成して、槽内に充填させることが好ましい。また、嫌気槽２２には、有機炭素添加装置３２が配設されており、槽内に流入した廃水のＣ／ＮＯ３−Ｎ比が０．５〜２．５の範囲になるように、有機炭素が添加されて調整されることが好ましく、例えば、廃水中のＣ／ＮＯ３−Ｎを測定し、槽内外の廃水に対してメタノールや廃糖蜜等の有機物や、硝酸金属塩等の硝酸性窒素を測定結果に応じて添加する不図示のＣ／ＮＯ３−Ｎ比調整手段を設けてもよい。
【００６８】
このように構成される嫌気槽２２において、流入した廃水中の硝酸が従属栄養性脱窒細菌によって有機炭素を水素供与体として亜硝酸に還元されるとともに、流入した廃水中の亜硝酸及びアンモニアが嫌気性アンモニア酸化細菌によって同時脱窒される。こうして嫌気槽２２で処理された廃水は、導出部１８から系外へと排出される。
【００６９】
なお、上述した本発明の各実施の形態であるアンモニア含有液の処理装置１０，２０，３０，及び４０において、使用される各装置及び部材の個数、形状、及び材質等は、特に限定されるものではない。
【００７０】
上述した窒素除去処理では、硝酸から亜硝酸に還元する硝酸還元処理を従属栄養性脱窒細菌による生物処理で行なう例で説明したが、特に限定するものではない。硝酸から亜硝酸に還元反応を行なう触媒、例えばパラジウムと銅との合金で構成されるＰｄ−Ｃｕ系の触媒を用いても、同様の効果を得ることができる。その場合、触媒は、図３Ａでは硝酸還元槽１２で、図３Ｂでは嫌気性アンモニア酸化槽１４で、図３Ｃ及び３Ｄでは嫌気槽２２で使用することが好ましい。但し、触媒による硝酸還元処理は、上述した従属栄養性脱窒細菌が行なう硝酸還元処理と同様の条件下で行なわれる必要がある。
【００７１】
尚、硝酸の添加方法としては、予め原水中に添加してもよいし、または上述した酢酸ナトリウムと同様に添加してもよい。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明の実施例について、上述した内容に基づき詳細を実施例１及び実施例２として説明するが、本発明はこれら実施例に限定するものではない。
【００７３】
（実施例１）
先ず、実施例１では、図３Ａ〜３Ｄで示したアンモニア含有液の処理装置１０，２０，３０，及び４０を用いて、処理装置１０，２０ではアンモニア、硝酸、及び酢酸ナトリウムを含有する合成廃水に対する処理試験を、処理装置３０，４０ではアンモニア及び酢酸ナトリウムを含有する合成廃水に対する処理実験を、下記に示すＲｕｎ１〜６、及び比較例としての従来法の各条件で行なった。
【００７４】
供試される合成廃水としては、処理装置１０，２０では、アンモニア性窒素濃度と硝酸濃度との比が１：１の割合で、Ｔ−Ｎが８０ｍｇ／Ｌに調整されたものに対して、有機物として酢酸ナトリウムを、有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比が１となるように添加したものを使用した。
【００７５】
また、処理装置３０，４０では、アンモニア性窒素濃度が８０ｍｇ／Ｌであり、有機炭素源としての酢酸ナトリウムを硝化槽２４（好気槽）で生成した硝酸量に相関し、かつＣ／ＮＯ３−Ｎ比で１になるように添加したものを合成廃水として使用した。従来法においても、この合成廃水を使用した。各アンモニア含有液の処理装置１０，２０，３０，及び４０において、窒素負荷を１．６ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙになるように運転した。詳細の条件に関しては、以下に示す通りである。
【００７６】
＜Ｒｕｎ１＞
・図３Ａに示したアンモニア含有液の処理装置１０を使用。
【００７７】
・硝酸還元槽１２（嫌気槽）；滞留時間を３２分、不織布充填材を３０％に充填、脱窒細菌を６×１０７ｃｅｌｌｓ／ｍＬ投入、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【００７８】
・嫌気性アンモニア酸化槽１４；滞留時間を４０分、不織布充填材を３０％に充填、嫌気性アンモニア酸化細菌を４×１０５ｃｅｌｌｓ／ｍＬ投入、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【００７９】
＜Ｒｕｎ２＞
・図３Ｂに示したアンモニア含有液の処理装置２０を使用。
【００８０】
・嫌気性アンモニア酸化槽１４；滞留時間を７２分、不織布充填材を３０％に充填、脱窒細菌を６×１０７ｃｅｌｌｓ／ｍＬ投入、嫌気性アンモニア酸化細菌を４×１０５ｃｅｌｌｓ／ｍＬ投入、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【００８１】
＜Ｒｕｎ３＞
・図３Ｂに示したアンモニア含有液の処理装置２０を使用。
【００８２】
・嫌気性アンモニア酸化槽１４；滞留時間を７２分、図４Ａに示した包括固定化担体を２０％に充填（従属栄養性脱窒細菌を６×１０８ｃｅｌｌｓ／ｍＬで包括固定化した担体５０Ａを１０％、嫌気性アンモニア酸化細菌を４×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍＬで包括固定化した担体５０Ｂを１０％）、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【００８３】
＜Ｒｕｎ４＞
・図３Ｂに示したアンモニア含有液の処理装置２０を使用。
【００８４】
・嫌気性アンモニア酸化槽１４；滞留時間を７２分、図４Ｂに示した包括固定化担体５０’（従属栄養性脱窒細菌を３×１０８ｃｅｌｌｓ／ｍＬ、嫌気性アンモニア酸化細菌を２×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍＬで混合して包括固定化した担体）を２０％に充填、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【００８５】
＜Ｒｕｎ５＞
・図３Ｂに示したアンモニア含有液の処理装置２０を使用。
【００８６】
・嫌気性アンモニア酸化槽１４；滞留時間を７２分、図４Ｃに示した包括固定化担体５０’’（従属栄養性脱窒細菌を３×１０８ｃｅｌｌｓ／ｍＬで表層部近辺に包括固定し、嫌気性アンモニア酸化細菌を２×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍＬで中心部に包括固定化した担体）を２０％に充填、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【００８７】
＜Ｒｕｎ６＞
・図３Ｃに示したアンモニア含有液の処理装置３０を使用。
【００８８】
・嫌気槽２２；滞留時間を４０分、図４Ｃに示した包括固定化担体５０’’（従属栄養性脱窒細菌を３×１０８ｃｅｌｌｓ／ｍＬで表層部近辺に包括固定し、嫌気性アンモニア酸化細菌を２×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍＬで中心部に包括固定化した担体）を２０％に充填、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【００８９】
・好気槽２４；滞留時間を３２分、不織布充填材を３０％に充填、活性汚泥２，０００ｍｇ／Ｌを投入して不織布に付着させ、曝気装置２６で溶存酸素３ｍｇ／Ｌ以上で維持して曝気。
【００９０】
・循環ライン２８で１００％循環。
【００９１】
＜従来法＞
・図３Ｃに示したアンモニア含有液の処理装置３０を使用。
【００９２】
・嫌気槽２２；滞留時間を４０分、不織布充填材を３０％に充填、活性汚泥２，０００ｍｇ／Ｌを投入して不織布に付着させ、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【００９３】
・好気槽２４；滞留時間を３２分、不織布充填材を３０％に充填、活性汚泥２，０００ｍｇ／Ｌを投入して不織布に付着させ、曝気装置２６で溶存酸素３ｍｇ／Ｌ以上で維持して曝気。
【００９４】
・循環ライン２８で１００％循環。
【００９５】
以上のＲｕｎ１〜６、及び従来法で処理運転を行ない、馴養終了後の安定期になった１ヵ月後の窒素除去率を調査した。その結果を以下の表１に示す。
【００９６】
【表１】
2006263719.tif 000003
表１によれば、本発明を適用するＲｕｎ１〜６は、いずれにおいても従来法に比べて高い窒素除去率を得ることができた。
【００９７】
（実施例２）
次に、実施例２では、図３Ｃに示したアンモニア含有液の処理装置３０を用いて、アンモニア及び酢酸ナトリウムを含有する合成廃水の処理試験を本発明法及び従来法の各条件で行なった。
【００９８】
供試される合成廃水としては、アンモニア性窒素濃度が４０ｍｇ／Ｌに調整されたものに対して、有機物として酢酸ナトリウムを有機性炭素濃度Ｃと硝酸性窒素濃度ＮＯ３−Ｎの比であるＣ／ＮＯ３−Ｎ比が１となるように添加したものを使用した。アンモニア含有液の処理装置３０において、窒素負荷を０．６ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄａｙになるように運転した。詳細の条件に関しては、以下に示す通りである。
【００９９】
＜本発明法＞
・図３Ｃに示したアンモニア含有液の処理装置３０を使用。
【０１００】
・嫌気槽２２；滞留時間を４６分、図４Ｃに示した包括固定化担体５０’’（従属栄養性脱窒細菌を３×１０８ｃｅｌｌｓ／ｍＬで表層部近辺に包括固定し、嫌気性アンモニア酸化細菌を２×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍＬで中心部に包括固定化した担体）を２０％に充填、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【０１０１】
・好気槽２４；滞留時間を５０分、不織布充填材を３０％に充填、活性汚泥を２，０００ｍｇ／Ｌ投入して不織布に付着させ、曝気装置２６で溶存酸素３ｍｇ／Ｌ以上で維持して曝気。
【０１０２】
・循環ライン２８で１００％循環。
【０１０３】
＜従来法＞
・図３Ｃに示したアンモニア含有液の処理装置３０を使用。
【０１０４】
・嫌気槽２２；滞留時間を４６分、不織布充填材を３０％に充填、活性汚泥を２，０００ｍｇ／Ｌ投入して不織布に付着させ、槽内を６０ｒｐｍで撹拌。
【０１０５】
・好気槽２４；滞留時間を５０分、不織布充填材を３０％に充填、活性汚泥を２，０００ｍｇ／Ｌ投入して不織布に付着させ、曝気装置２６で溶存酸素３ｍｇ／Ｌ以上で維持して曝気。
【０１０６】
・循環ライン２８で１００％循環。
【０１０７】
以上に示した本発明法及び従来法にて同じ廃水の処理運転を行ない、馴養終了後の安定期になって１ヵ月後の処理水中におけるＴ−Ｎ値を測定した。
【０１０８】
その結果、本発明法では処理水中のＴ−Ｎ値が１０ｍｇ／Ｌ以下であったのに対し、従来法では処理水中のＴ−Ｎ値が２５〜３０ｍｇ／Ｌであった。
【０１０９】
以上の実施例１及び実施例２で説明したように、本発明では、安定して供給可能な硝酸を用いて嫌気性アンモニア酸化を行なうことができる。したがって、本発明は、アンモニア含有液の窒素成分が変動しても安定して高速脱窒が可能なアンモニア含有液の処理方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明を立証するための第１の試験におけるＣ／ＮＯ３−Ｎ比と窒素除去率との関係を示したグラフ
【図２】本発明を立証するための第２の試験における従属栄養性脱窒細菌の菌数と嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数との比に対する窒素除去率の相関を示したグラフ
【図３Ａ】本発明の第１の実施の形態であるアンモニア含有液の処理装置の概略構成を示した側面図
【図３Ｂ】本発明の第２の実施の形態であるアンモニア含有液の処理装置の概略構成を示した側面図
【図３Ｃ】本発明の第３の実施の形態であるアンモニア含有液の処理装置の概略構成を示した側面図
【図３Ｄ】本発明の第４の実施の形態であるアンモニア含有液の処理装置の概略構成を示した側面図
【図４Ａ】本発明に適用される包括固定化担体の一例の概略を示した透明斜視図
【図４Ｂ】本発明に適用される包括固定化担体のもう一つの例の概略を示した透明斜視図
【図４Ｃ】本発明に適用される包括固定化担体の別の一例の概略を示した透明斜視図
【符号の説明】
【０１１１】
１０，２０，３０，４０…アンモニア含有液の処理装置、１２…硝酸還元槽、１４…嫌気性アンモニア酸化槽、１６…導入部、１８…導出部、２２…嫌気槽、２４…好気槽、２６…曝気装置、２８…循環ライン、３２…有機炭素添加装置、５０Ａ，５０Ｂ，５０’，５０’’…担体、５２…従属栄養性脱窒細菌、５４…嫌気性アンモニア酸化細菌
【図１】
2006263719.tif 000004
【図２】
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【図３Ａ】
2006263719.tif 000006
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2006263719.tif 000008
【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
2006263719.tif 000010
【図４Ｂ】
2006263719.tif 000011
【図４Ｃ】
2006263719.tif 000012