(57)【要約】【課題】  窒素化合物を含む流体から従来より短時間且つ低コストで脱窒することができる流体処理方法及び流体処理システムを提供する。【解決手段】  アンモニア態窒素（ＮＨ３−Ｎ）を含む脱硫排水を、硝化細菌を保持するスポンジで作られた微生物保持担体（２）に供給し、硝化細菌の働きにより脱硫排水中のアンモニア態窒素（ＮＨ３−Ｎ）を硝化する工程と、アンモニア態窒素（ＮＨ３−Ｎ）の硝化により生じた亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）又は硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）を含む脱硫排水及び単体硫黄（Ｓ０）を、単体硫黄（Ｓ０）を消費する硫黄酸化脱窒菌を保持する上昇流嫌気性汚泥床（７）へ供給し、硫黄酸化脱窒菌の働きにより脱硫排水中の亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）又は硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）を分解して窒素ガス（Ｎ２）を生じさせる工程とから成る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素化合物を含む流体を、好気性微生物を保持する好気性処理手段に供給し、前記好気性微生物の働きにより該流体中の窒素化合物を硝化する工程と、
前記窒素化合物の硝化による生成物を含む流体及び還元状態の硫黄成分を、該硫黄成分を消費する嫌気性微生物を保持する嫌気性処理手段へ供給し、前記嫌気性微生物の働きにより前記生成物を分解して窒素を生じさせる工程とから成り、
前記好気性処理手段として、前記好気性微生物を保持する多孔性材料で作られた微生物保持担体を用いることを特徴とする流体処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の流体処理方法において、前記生成物は、亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）と硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）の一方又は両方であることを特徴とする流体処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の流体処理方法において、前記流体に含まれる有機物の質量は、前記窒素化合物を構成する窒素の質量の２．８５倍以下であることを特徴とする流体処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載の流体処理方法において、前記還元状態の硫黄成分は、硫黄含有燃料の精製又は燃焼時に生成されることを特徴とする流体処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の流体処理方法において、前記嫌気性処理手段は、処理対象の流体を底部から供給して上昇させる上昇流嫌気性汚泥床であることを特徴とする流体処理方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか記載の流体処理方法において、前記好気性処理手段に供給する流体は、発電所その他の各種プラントから出る窒素化合物含有排水であることを特徴とする流体処理方法。
【請求項７】
請求項６記載の流体処理方法において、前記窒素化合物含有排水は、前記プラントで使用される復水脱塩装置若しくは純水生成装置に備えられたイオン交換樹脂のｐＨ調整時に出る排水、又は電気集塵機から出る排水であることを特徴とする流体処理方法。
【請求項８】
窒素化合物を含む流体が供給されたとき、該流体中の窒素化合物を硝化させる好気性微生物を保持する好気性処理手段と、
前記窒素化合物の硝化による生成物を含む流体及び還元状態の硫黄成分が供給されたとき、該硫黄成分を消費するとともに前記生成物を分解して窒素を生じさせるように働く嫌気性微生物を保持する嫌気性処理手段と、
前記生成物を含む流体及び前記硫黄成分を前記嫌気性処理手段に供給する手段とを備え、
前記好気性処理手段は、前記好気性微生物を保持する多孔性材料で作られた微生物保持担体であることを特徴とする流体処理システム。
【請求項９】
請求項８記載の流体処理方法において、前記生成物は、亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）と硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）の一方又は両方であることを特徴とする流体処理方法。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の流体処理システムにおいて、前記流体に含まれる有機物の質量は、前記窒素化合物を構成する窒素の質量の２．８５倍以下であることを特徴とする流体処理システム。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか記載の流体処理システムにおいて、前記還元状態の硫黄成分は、硫黄含有燃料の精製又は燃焼時に生成されることを特徴とする流体処理システム。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか記載の流体処理システムにおいて、前記嫌気性処理手段は、処理対象の流体を底部から供給して上昇させる上昇流嫌気性汚泥床であることを特徴とする流体処理システム。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか記載の流体処理システムにおいて、前記好気性処理手段に供給される流体は、発電所その他の各種プラントから出る窒素化合物含有排水であることを特徴とする流体処理システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の流体処理システムにおいて、前記窒素化合物含有排水は、前記プラントで使用される復水脱塩装置若しくは純水生成装置に備えられたイオン交換樹脂のｐＨ調整時に出る排水、又は電気集塵機から出る排水であることを特徴とする流体処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を再利用又は放流等するために処理する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所その他の各種プラントでは、純水を生成するためのイオン交換樹脂をｐＨ調整する際にアンモニア水を用いるため、高濃度（例えば、数千ｐｐｍ）のアンモニア態窒素（ＮＨ３−Ｎ）含有排水が出る。アンモニア態窒素は、アンモニウム塩を、これに含まれる窒素で表したもの、即ちアンモニアの形態をした窒素のことである。また、火力発電所の排煙脱硫装置から出る脱硫排水には、脱硝工程で用いた還元剤としてのアンモニア態窒素が脱硫装置へリークするため、低濃度（例えば、５０ｐｐｍ以下）のアンモニア態窒素が含まれている。これらのアンモニア態窒素含有排水は、再利用又は放流などの目的で日々大量に処理される。
【０００３】
しかし、こうした排水処理においては、国等の排水規制の下、処理後の排水に含まれる各種成分の濃度や排出量が厳しく制限されている。特に、アンモニア態窒素などの窒素化合物については、窒素が、富栄養化の原因物質として排水規制の対象となること、好気的環境下において酸化されて有害な亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）又は硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）を生ずること、及び好気的環境下で酸素を消費して排水規制の対象である化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の増大の原因となること等の理由から、放流前に除去しなければならない。亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）又は硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）は、アンモニア態窒素（ＮＨ３−Ｎ）と同様に、亜硝酸又は硝酸の形態をした窒素のことである。また、亜硝酸態窒素は、気体としての亜硝酸（ＨＮＯ２）と、水溶液中で存在しうる硝酸イオン（ＮＯ２−）を含み、硝酸態窒素も、硝酸（ＨＮＯ３）と硝酸イオン（ＮＯ３２−）を含む。
【０００４】
アンモニア態窒素含有排水の処理方法としては、物理化学的処理方法又は生物化学的処理方法が用いられる。
【０００５】
物理化学的処理方法としては、アルカリ性の水溶液等を使用して排水のｐＨを１２程度に上げた後、排水を空気又は酸素で曝気し、ガス化させたアンモニア態窒素を除去するアンモニア・ストリッピング法が知られている。この処理方法は、主に高濃度のアンモニア態窒素含有排水に適用される。しかしながら、この処理方法には、
（１）放流可能な濃度にまでアンモニア態窒素を処理することが困難である、
（２）曝気のための設備と電力に大きなコストが掛かる、
（３）排水を中和するために添加する薬剤に大きなコストが掛かる
といった問題がある。従って、今後、排水規制の強化が予想されることを踏まえると、火力発電所その他の各種プラントにおけるアンモニア態窒素含有排水処理への早急な対策が必要である。
【０００６】
また、生物化学的処理方法としては、排水を好気性処理槽と嫌気性処理槽の順に流して生物学的処理を行う好気嫌気順送生物法が広く用いられており、アンモニア態窒素を分解して窒素ガス（Ｎ２）を生じさせる、いわゆる脱窒を行うことができる。
【０００７】
従来の好気性処理としては、導入される排水を曝気して好気性微生物（例えば、硝化細菌）による活性汚泥を生成させ、これを沈殿させる活性汚泥法が知られている。この方法では、排水中のアンモニア態窒素は、硝化細菌の働きによって酸化されて亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）を生じ、更に酸化されて硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）を生ずる。従って、排水中には、亜硝酸態窒素と硝酸態窒素の一方又は両方が、硝化による生成物として含まれることになる。
【０００８】
また、後段の嫌気性処理としては、前段の好気性処理（硝化）による生成物を、嫌気条件下において嫌気性微生物の働きにより窒素ガスに還元する方法がある。しかしながら、脱硫排水など、有機物を殆ど含んでいない流体を処理する場合には、嫌気性処理槽では、脱窒反応における電子供与体として有機物（例えば、メタノール［ＣＨ３ＯＨ］など）を添加する必要がある。
【０００９】
上記好気嫌気順送生物法は、低濃度のアンモニア態窒素含有排水に適用され、生物学的処理された排水は、再利用又は放流等の目的に応じた排水規制に従って、高度処理が適宜施される。
【００１０】
しかしながら、前段の好気性処理には、
（１）硝化反応速度が遅く、特に低温時には硝化が起きないため、排水を貯留するための大規模なタンクが必要である、
（２）硝化反応が起きない場合、後段の嫌気性処理にて脱窒を行うことができなくなる、
（３）曝気のための設備とこれの消費電力に大きなコストが掛かる
といった問題があり、後段の嫌気性処理にも、添加する有機物量が多いことから、非常に大きなコストが掛かるという問題がある。
【００１１】
下記特許文献１には、地下水等の原水中の硝酸態窒素を安定させながら効率よく除去処理することができる嫌気性処理手段としての脱窒処理装置及び脱窒処理方法が記載されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１５４７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、火力発電所その他の各種プラントから出る排水から脱窒を行うためには、これらの排水が亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）や硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）等を含んでいない場合、前段処理として原水中の窒素化合物（アンモニア態窒素など）を硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）等に分解する硝化工程を行う必要がある。従って、上記文献の脱窒処理装置及び脱窒処理方法を適用しても、前段の硝化工程における処理速度が遅ければ、全体として脱窒に長時間を要することとなる。
【００１４】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、窒素化合物を含む流体から従来より短時間且つ低コストで脱窒することができる流体処理方法及び流体処理システム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】
【００１５】
本発明の流体処理方法は、窒素化合物を含む流体を、好気性微生物を保持する好気性処理手段に供給し、前記好気性微生物の働きにより該流体中の窒素化合物を硝化する工程と、前記窒素化合物の硝化による生成物を含む流体及び還元状態の硫黄成分を、該硫黄成分を消費する嫌気性微生物を保持する嫌気性処理手段へ供給し、前記嫌気性微生物の働きにより前記生成物を分解して窒素を生じさせる工程とから成り、前記好気性処理手段として、前記好気性微生物を保持する多孔性材料で作られた微生物保持担体を用いることを特徴とする。
【００１６】
上記方法の具体的態様では、前記生成物は、亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）と硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）の一方又は両方である。
【００１７】
更に具体的な態様では、前記流体に含まれる有機物の質量は、前記窒素化合物を構成する窒素の質量の２．８５倍以下である。
【００１８】
また、還元状態の硫黄成分としては、硫黄含有燃料の精製又は燃焼時の副産物を利用することができる。
【００１９】
或いは、前記嫌気性処理手段としては、処理対象の流体を底部から供給して上昇させる上昇流嫌気性汚泥床を用いることができる。
【００２０】
更に、発電所その他の各種プラントから出る窒素化合物含有排水を処理対象とすることができる。この場合、上記プラントで使用される復水脱塩装置若しくは純水生成装置に備えられたイオン交換樹脂のｐＨ調整時に出る排水、又は電気集塵機から出る排水を脱窒処理することができる。
【００２１】
本発明の流体処理システムは、窒素化合物を含む流体が供給されたとき、該流体中の窒素化合物を硝化させる好気性微生物を保持する好気性処理手段と、前記窒素化合物の硝化による生成物を含む流体及び還元状態の硫黄成分が供給されたとき、該硫黄成分を消費するとともに前記生成物を分解して窒素を生じさせるように働く嫌気性微生物を保持する嫌気性処理手段と、前記生成物を含む流体及び前記硫黄成分を前記嫌気性処理手段に供給する手段とを備え、前記好気性処理手段は、前記好気性微生物を保持する多孔性材料で作られた微生物保持担体であることを特徴とする。
【００２２】
上記システムの具体的態様では、前記生成物は、亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）と硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）の一方又は両方である。
【００２３】
更に具体的な態様では、前記流体に含まれる有機物の質量は、前記窒素化合物を構成する窒素の質量の２．８５倍以下である。
【００２４】
また、還元状態の硫黄成分としては、硫黄含有燃料の精製又は燃焼時の副産物を利用することができる。
【００２５】
或いは、前記嫌気性処理手段は、処理対象の流体を底部から供給して上昇させる上昇流嫌気性汚泥床を用いることができる。
【００２６】
更に、発電所その他の各種プラントから出る窒素化合物含有排水を処理対象とすることができる。この場合、上記プラントで使用される復水脱塩装置若しくは純水生成装置に備えられたイオン交換樹脂のｐＨ調整時に出る排水、又は電気集塵機から出る排水を脱窒修理することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、多孔性材料で作られた微生物保持担体を好気性処理手段として用いることにより、微生物を高濃度（例えば、２０，０００〜４０，０００ｍｇ／Ｌ）で保持することができるため、前段の硝化工程の高速化を図ることができ、全体として短時間で脱窒処理を行うことができる。また、後段の脱窒工程では、還元状態の硫黄成分を消費する嫌気性微生物の働きにより脱窒を行うため、安価な硫黄成分を添加するだけで脱窒処理を行うことができる。
【００２８】
前段処理の硝化による生成物は、亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）と硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）の一方又は両方であり、これにより、硝化工程では、亜硝酸態窒素を含む流体を処理対象の流体として硝酸態窒素を生成させてもよいし、後段の脱窒工程では、亜硝酸態窒素又は硝酸態窒素のいずれか一方を含む流体を供給して脱窒処理を行うことができる。
【００２９】
また、一般に、脱窒反応を維持するためには、脱窒反応における電子供与体となる有機物の質量が窒素化合物を構成する窒素の質量の少なくとも２．８５倍以上必要であるが、還元状態の硫黄成分が電子供与体となるため、処理対象流体中の有機物量が上記量より少なくても、還元状態の硫黄成分の質量が窒素の質量の約６．８６倍以上存在すれば、更に有機物を添加することなく確実に脱窒することができる。
【００３０】
更に、還元状態の硫黄成分として、硫黄含有燃料の精製又は燃焼時の副産物を利用することにより、一層低コストで脱窒を行うことができる。
【００３１】
上記いずれの場合においても、嫌気性処理手段として上昇流嫌気性汚泥床を採用することにより、低温時においても安定した嫌気性処理が維持され、脱窒処理を確実に行うことができる。この上昇流嫌気性汚泥床では、自己固定化作用により還元状態の硫黄成分に付着して増殖する嫌気性微生物の生物膜（例えば、「グラニュール」と呼ばれるもの）を、処理対象の流体或いは生成ガス（例えば窒素ガス、メタンガスなど）で攪拌或いは混合することにより、微生物の働きが活性化されるとともに、微生物と流体との接触面積が大きくなるため、脱窒処理の高速化を図ることができる。
【００３２】
更に、発電所その他の各種プラントから出る窒素化合物含有排水を脱窒処理することができるため、各種プラントにおいて排水処理に掛かるコストを低減することができる。具体的には、復水脱塩装置若しくは純水生成装置に備えられたイオン交換樹脂をアンモニア水でｐＨ調整する際に出るアンモニア態窒素含有排水、又は電気集塵機から排出されるアンモニア態窒素含有排水を脱窒処理することができる。更に詳細には、電気集塵機では、燃焼装置の排出ガスを通す煙道（管路など）内にアンモニア水を供給し、排出ガス中の硫化物と反応させて硫化アンモニウム［（ＮＨ４）２ＳＯ４］の結晶を生成させ、これを回収しているため、供給したアンモニア水が未反応ままアンモニア態窒素含有排水として流出したり、電気集塵機内をアンモニア水で洗浄する際にもアンモニア態窒素含有排水が出る。本発明の流体処理方法又はシステムでは、これらのアンモニア態窒素含有排水を脱窒処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、実施例の脱窒方法を実施するための脱窒システム１を示す。
【００３４】
この脱窒システム１は、石炭火力発電所の脱硫装置から出るいわゆる脱硫排水から脱窒するためのシステムであり、具体的には、脱硫排水に含まれるアンモニア態窒素（ＮＨ３−Ｎ）を前段の硝化工程と後段の脱窒工程とを通じて分解し、無害な窒素ガス（Ｎ２）を生じさせる。
【００３５】
脱窒システム１は、上記脱窒処理を行うための具体的手段として、
多孔性材料（例えば、化成品のスポンジ）で作られ、硝化細菌を高濃度（例えば、２０，０００〜４０，０００ｍｇ／Ｌ）で保持可能な複数の微生物保持担体２を備え、排水が微生物保持担体２に供給されたとき、硝化細菌の働きにより排水中のアンモニア態窒素を硝化させる好気性処理槽３と、
好気性処理槽３で処理された排水に還元状態の硫黄成分を供給する手段としての硫黄成分貯留タンク４及びポンプ５と、
還元状態の硫黄成分を消費するとともに、好気性処理槽３で処理された脱硫排水が供給されたとき、該排水に含まれる硝化による生成物を還元して窒素ガス６を生じさせるように働く嫌気性微生物（例えば、硫黄酸化脱窒菌）を保持する嫌気性処理槽７と、
好気性処理槽３で処理された排水を嫌気性処理槽７へ供給する手段としてのポンプ９と
を備えている。
【００３６】
上記硝化による生成物は、亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）と硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）の一方又は両方を含み、亜硝酸態窒素は、気体としての亜硝酸（ＨＮＯ２）と液体中で存在しうる亜硝酸イオン（ＮＯ２−）を含み、硝酸態窒素も、気体としての硝酸（ＨＮＯ３）と液体中で存在しうる硝酸イオン（ＮＯ３２−）を含む。
【００３７】
前段の硝化工程を行う好気性処理槽３は、排水を微生物保持担体２に噴霧又は滴下する複数のノズル８を備えた管路が配されており、このノズル８から供給される排水が微生物保持担体２の表面又は内部を流下するようになっている。これにより、排水中のアンモニア態窒素は、微生物保持担体２に保持されている硝化細菌により酸化され、硝化による生成物として亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）と硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）の一方又は両方に変化する。
【００３８】
また、この好気性処理槽３は、スポンジ等で作られた微生物保持担体２と硝化細菌が生物膜を形成することにより、従来のいわゆる完全混合型リアクタの約２０倍以上の高濃度で微生物を保持することができ、硝化工程の高速化を図ることができる。更に、スポンジ等で作られた微生物保持担体２は、酸素溶解能力が高いため、好気性処理槽３の上部及び下部に通気孔１０を設けて通気可能にすることにより、流体中へのエアレーション（曝気）を行わなくても良好な好気的環境を維持することができる。また、好気性処理槽３において、下部に設けた通気孔１０には吸気のため、また、上部に設けた通気孔１０には排気のため、それぞれ通気装置（例えば、換気扇など）を設けてもよい。
【００３９】
好気性処理された排水に供給される還元状態の硫黄成分（具体的には、硫酸イオン［ＳＯ４２−］以外の硫黄成分）としては、硫黄含有燃料の精製又は燃焼時の副産物である固体又は液体の硫黄成分を用いることができ、具体的には硫化水素イオン（ＨＳ−）、チオ硫酸イオン（Ｓ２Ｏ３２−）、単体硫黄（Ｓ０）、又は亜硫酸イオン（ＳＯ３−）などの還元状態の各種硫黄成分を用いることができる。これらの硫黄成分は、例えば、硫黄成分貯留タンク４内に水と混合した状態で貯留され、好気性処理された排水にポンプ５によって適宜供給される。また、還元状態の硫黄成分は、実施例のように後段の脱窒工程へ送る排水に供給するほか、後段の嫌気性処理槽７へ直接供給することもできる。
【００４０】
後段の脱窒工程を行う嫌気性処理槽７は、硫黄脱窒菌の持つ自己固定化作用によって形成される生物膜（例えば、直径１〜３ｍｍのグラニュールなど）１２を保持し、槽の底部に設けた複数のノズル１３から処理対象の排水及び還元状態の硫黄成分を供給して通水処理を行う上昇流嫌気性汚泥床である。上昇流嫌気性汚泥床では、嫌気性微生物が自己固定化作用によってグラニュールを形成することにより該微生物を高濃度（例えば、５０，０００ｍｇ／Ｌ）で保持することができ、脱窒工程の高速化を図ることができる。また、槽の底部から供給される排水が、槽内で高濃度の嫌気性微生物により処理されるため、汚泥排出作業の頻度を低減させることができるとともに、脱窒反応も促進される。この嫌気性処理槽７内の上部には、脱窒工程で生ずる窒素ガス６を捕集して大気中へ排出するフード１４が設けられている。
【００４１】
還元状態の硫黄成分（例えば、単体硫黄［Ｓ０］）を電子供与体とする脱窒反応は、次式で表される。
【００４２】
【化１】
2006122771.tif 000003
【００４３】
この反応式が示すとおり、脱窒工程では硫酸イオン（ＳＯ４２−）が生成される。この硫酸イオンは、例えば、脱硫排水に含まれる硫黄酸化物を石膏として取り出す吸収塔へ送ることにより、無害な石膏を作ることができ、セメントや石膏ボード用材料等に有効利用することができる。
【００４４】
更に、嫌気性処理された排水は、再利用や放流等の目的に応じた排水規制に従って、ｐＨ調整等の高度処理が適宜施される。
【００４５】
図２は、実施例の脱窒方法のフローチャートである。
【００４６】
脱窒システム１では、アンモニアを含有する脱硫排水を好気性処理槽３へ送り、排水中のアンモニアを分解・酸化して硝酸イオンを生成する硝化工程を行う（ステップ［以下、ＳＴと表記する］１）。具体的には、好気性処理槽３の上部に設けたノズル８から微生物保持担体２に向けて排水を散布することにより、排水は、微生物保持担体２の表面又は内部を流下する。微生物保持担体２を流下する排水は、微生物保持担体２に保持されている硝化細菌の働きによって分解・酸化されて亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）を生じ、更に酸化されて硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）を生ずる。そして、排水は微生物保持担体２を更に流下して好気性処理槽３の底部に達し、後段の嫌気性処理槽７側へ供給される。
【００４７】
次に、上記好気性処理された排水に還元状態の硫黄成分を供給する（ＳＴ２）。これにより、処理対象の排水に含まれる有機物量が、脱窒反応における電子供与体として足りなくても、所定の量の硫黄成分（具体的には、窒素の質量の約６．８５倍以上の硫黄成分）が存在すれば確実に脱窒を行うことができる。
【００４８】
上記硫黄成分と窒素の質量の関係は、次式により表される。
【００４９】
【化２】
2006122771.tif 000004
【００５０】
この式（２）より、処理対象流体中の全ての硝酸イオン（ＮＯ３２−）が反応して窒素ガス（Ｎ２）になるためには、窒素（Ｎ２）のモル質量が２４ｇ／ｍｏｌで、硫黄（Ｓ）のモル質量が３２ｇ／ｍｏｌであることから、両者の比を求めると「（６×３２）／（２×１４）≒６．８５」となり、窒素の質量の約６．８５倍以上の硫黄成分が必要であることがわかる。
【００５１】
最後に、好気性処理槽３からの排水及びこれに添加した還元状態の硫黄成分を嫌気性処理槽７へ供給し、脱窒工程を行う（ＳＴ３）。
【００５２】
ここで、実施例の脱窒方法における処理対象の排水に含まれる有機物量について説明する。この脱窒方法及び脱窒システムでは、処理対象の流体が有機物を含有していない又は含有量が極めて少ない場合でも、還元状態の硫黄成分を脱窒反応における電子供与体として供給することにより、脱窒処理を維持できるようになっている。脱窒工程を維持するのに必要な処理対象流体中の有機物量は、有機物を電子供与体とする脱窒反応を表す次式に基づいて求めることができる。
【００５３】
【化３】
2006122771.tif 000005
【００５４】
具体的には、上記脱窒反応が成り立つためには、一般に、硝酸イオン（ＮＯ３２−）に含まれる硝酸態窒素成分１ｇ・Ｎに対し、ＣＯＤの対象成分である有機物（Ｃ）が２．８５ｇ・ＣＯＤ必要であることが知られている。即ち、この脱窒方法によれば、従来の方法では電子供与体として有機物を添加しなければ脱窒されなかった流体、即ち含有する有機物の質量が窒素成分の質量の約２．８５倍以下の流体であっても、有機物を添加せずに安価な還元状態の硫黄成分を添加するだけで脱窒することができる。尚、処理対象流体中の有機物又は窒素の量は、液体クロマトグラフ等の測定装置を用いて測定することができる。
【００５５】
また、前記式（１）のとおり、排水中の硝酸イオン（ＮＯ３２−）は、硫黄酸化脱窒菌の働きにより還元されて無害な窒素ガス６を生じ、嫌気性処理槽７のフード１４で捕集されて大気中に排出される。そして、嫌気性処理後の排水は、放流や再利用等の目的に応じた排水規制に従ってｐＨ調整等の高度処理が適宜施されるとともに、含有する硫酸イオンを石膏として取り出すために吸収塔へも供給される。
【００５６】
更に、図２のフローチャートでは、脱窒処理の一連の流れを示しているが、実際的には、処理対象の流体を連続的に供給し、これに伴って硝化工程及び脱窒工程を連続的に行うことができる。
【００５７】
以上、実施例の脱窒方法及び脱窒システムについて説明したが、処理対象の窒素化合物含有排水は、石炭火力発電所に備えられた脱硫装置から出る脱硫排水に限らず、各種プラントから出る窒素化合物含有排水を処理対象とすることができる。上記プラントから出る脱硫排水以外の窒素化合物含有排水としては、例えば、上記各種プラントで使用される復水脱塩装置若しくは純水生成装置に備えられたイオン交換樹脂のｐＨ調整時に出る排水、又は電気集塵機から出る排水を脱窒処理することができる。
【００５８】
また、本発明の脱窒システムは、石炭火力発電所における排水処理工程の一部に組み込むことができ、処理対象となる排水の流量や含有する窒素化合物の濃度等に合わせて、好気性処理槽３及び嫌気性処理槽７の処理速度等を調整するのがよい。
【００５９】
更に、微生物保持担体２は、不織布やポリウレタン製等のスポンジ状の素材で作ることができるほか、セラミックス等の保水性のある材料で作ることもできる。
【００６０】
また、実施例では、嫌気性処理槽７として上昇流嫌気性汚泥床を採用したが、上昇流を用いない一般的な嫌気性反応槽を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施例の脱窒システムを示す図。
【図２】実施例の脱窒方法のフローチャート。
【符号の説明】
【００６２】
１…脱窒システム、２…微生物保持担体、３…好気性処理槽、４…硫黄成分貯留タンク、５，９…ポンプ、６…窒素ガス、７…嫌気性処理槽、８，１３…ノズル、１０…通気孔、１２…生物膜、１４…フード。
【図１】
2006122771.tif 000006
【図２】
2006122771.tif 000007