(57)【要約】      （修正有）【課題】メタノールを含有する含窒素廃水を安定的に脱窒処理することができる廃水処理装置の運転方法を提供する。【解決手段】含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化細菌によって連続処理する廃水処理装置１であって、含窒素廃水のメタノール濃度を低下させる濃度低下手段１２ａ，１２ｂと、含窒素廃水に含まれるアンモニア態窒素とアンモニア態窒素の一部の酸化により生じた亜硝酸態窒素とを嫌気性アンモニア酸化細菌によって窒素ガスに変換する脱窒槽３０とを備える廃水処理装置を、濃度低下手段が、脱窒槽に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える濃度となる場合に、含窒素廃水のメタノール濃度を３０ｍｇ／Ｌ以下に低下させるように運転する。【選択図】図２
2015131253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア態窒素を含有する含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化細菌によって連続処理する廃水処理装置の運転方法であって、
前記廃水処理装置は、
前記含窒素廃水のメタノール濃度を低下させる濃度低下手段と、
前記含窒素廃水に含まれる前記アンモニア態窒素と、前記アンモニア態窒素の一部の酸化により生じた亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌によって窒素ガスに変換する脱窒槽とを備え、
前記濃度低下手段は、前記脱窒槽に導入される前記含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える濃度となる場合に、前記含窒素廃水のメタノール濃度を３０ｍｇ／Ｌ以下に低下させる
ことを特徴とする廃水処理装置の運転方法。
【請求項２】
前記濃度低下手段は、前記脱窒槽に導入される前記含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える濃度となる場合に、前記含窒素廃水のメタノール濃度を０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下に低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の廃水処理装置の運転方法。
【請求項３】
アンモニア態窒素を含有する含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化細菌によって連続処理する廃水処理装置の運転方法であって、
前記廃水処理装置は、
前記含窒素廃水にメタノールを供給するメタノール供給手段と、
前記含窒素廃水に含まれる前記アンモニア態窒素と、前記アンモニア態窒素の一部の酸化により生じた亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌によって窒素ガスに変換する脱窒槽とを備え、
前記メタノール供給手段は、前記脱窒槽に導入される前記含窒素廃水のメタノール濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下となるように、前記含窒素廃水にメタノールを供給する
ことを特徴とする廃水処理装置の運転方法。
【請求項４】
前記メタノールが供給された含窒素廃水が、メタノールに対して未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌が保持される前記脱窒槽に導入される
ことを特徴とする請求項３に記載の廃水処理装置の運転方法。
【請求項５】
前記廃水処理装置は、さらに、前記含窒素廃水のメタノール濃度を低下させる濃度低下手段を備え、
前記濃度低下手段は、前記脱窒槽に導入される前記含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える濃度となる場合に、前記含窒素廃水のメタノール濃度を３０ｍｇ／Ｌ以下に低下させる
ことを特徴とする請求項４に記載の廃水処理装置の運転方法。
【請求項６】
前記嫌気性アンモニア酸化細菌が、微生物付着担体、包括固定化担体及び自己造粒からなる群より選択される少なくとも一種の形態で固定化されている
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の廃水処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水処理装置の運転方法に関する。詳細には、アンモニア態窒素を含有する含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化反応により処理する廃水処理装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭や事業場から排出される廃水には、アンモニア態窒素、亜硝酸態窒素、硝酸態窒素、有機態窒素等の窒素成分が含まれていることがある。このような窒素成分を含んでいる含窒素廃水は、湖沼、河川等の富栄養化や溶存酸素濃度の低下を招くことから、水環境への直接的な排水が規制されている現状がある。そのため、含窒素廃水の排水に際しては、一般に、窒素成分を酸化分解ないし除去する含窒素廃水処理が実施されている。低濃度の含窒素廃水を処理する方法としては、窒素成分を含むイオン種をイオン交換によって除去する方法や、塩素やオゾン等を利用して酸化分解処理する方法が利用されている。その一方で、中濃度から高濃度の含窒素廃水を処理する方法としては、微生物を利用した生物学的処理が採用されることが多い。
【０００３】
従来、生物学的処理としては、ニトロソモナス（Nitrosomonas）属、ニトロソコッカス（Nitrosococcus）属、ニトロソスピラ（Nitrosospira）属、ニトロソロブス（Nitrosolobus）属等に属するアンモニア酸化細菌を利用したアンモニア態窒素の酸化反応と、ニトロバクター（Nitrobacter）属、ニトロスピナ（Nitrospina）属、ニトロコッカス（Nitrococcus）属、ニトロスピラ（Nitrospira）属等に属する亜硝酸型酸化細菌を利用した亜硝酸態窒素の酸化反応とを並行して行う好気的硝化処理に、シュードモナス・デニトリフィカンス（Pseudomonas denitrificans）等の従属栄養細菌を利用した嫌気的脱窒処理を組み合わせた硝化脱窒処理が主流である。
【０００４】
しかしながら、硝化脱窒処理では、処理速度の関係から、一般には、好気的硝化処理を実施する硝化槽を、窒素容積負荷０．２ｋｇ−Ｎ／ｍ３／日〜０．３ｋｇ−Ｎ／ｍ３／日程度の範囲、嫌気的脱窒処理を実施する脱窒槽を、窒素容積負荷０．２ｋｇ−Ｎ／ｍ３／日〜０．４ｋｇ−Ｎ／ｍ３／日程度の範囲で運転することが求められる。この範囲の負荷で全窒素濃度が３０ｍｇ／Ｌ〜４０ｍｇ／Ｌ程度の一般的な含窒素廃水を処理する場合には、硝化槽では６時間〜８時間、脱窒槽では５時間〜８時間の滞留時間を確保する必要があるため、これに応じて大規模な処理槽を設計する必要があり、設備コストが高い処理形式となっている。また、嫌気的脱窒処理においてメタノール等の有機物の添加を要するため、運転コストも高い特徴がある。
【０００５】
そこで、近年、特許文献１に開示されるように、嫌気性アンモニア酸化反応（ANAMMOX（アナモックス）；Anaerobic Ammonium Oxidation）を利用した廃水処理方法の開発が進められている。嫌気性アンモニア酸化反応は、アンモニアを水素供与体とし、亜硝酸を水素受容体として嫌気的条件の下で一時に脱窒させる反応であり、次の反応式１のように表される。
1.00ＮＨ４＋＋1.32ＮＯ２−＋0.066ＨＣＯ３−＋0.13Ｈ＋
→1.02Ｎ２+0.26ＮＯ３−＋0.066ＣＨ２Ｏ０．５Ｎ０．１５＋2.03Ｈ２Ｏ・・・（反応式１）
【０００６】
嫌気性アンモニア酸化反応は、独立栄養性細菌である嫌気性アンモニア酸化細菌（アナモックス菌）が、アンモニアを水素供与体として行う反応であるため、この反応を利用した嫌気性脱窒処理においては、メタノール等の有機物の添加が必要なく、従来の硝化脱窒処理と比較して運転コストが縮減される利点がある。また、廃水処理を通じて、嫌気性アンモニア酸化細菌の増殖量が少ないことから、廃棄汚泥の量が抑制される点でも有利であるとされている。その一方で、嫌気性アンモニア酸化細菌の活性は、亜硝酸、ｐＨ、各種有機物等によって阻害されることが知られており、廃水処理効率を維持するためには適切な処理条件の管理が必要とされる。
【０００７】
例えば、非特許文献１には、回分処理試験系において嫌気性アンモニア細菌に対する有機化合物の影響を解析したことが開示されており、嫌気性アンモニア酸化細菌の活性が、メタノール濃度０．５ｍＭで完全に失われたことが記載されている。
【０００８】
また、非特許文献２には、連続処理試験系におけるメタノールの阻害効果についても記載されており、メタノール濃度１．７ｍＭの原水を８０時間に亘って連続処理した後に、嫌気性アンモニア酸化細菌の活性が４６％まで低下していたことが記載されている。
【０００９】
さらに、これら非特許文献１及び非特許文献２には、メタノールの暴露を中断しても嫌気性アンモニア酸化細菌の活性が回復することはなく、メタノールによる活性の阻害が不可逆的な作用であることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−０３７４６７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Guven D. et al., Propionate Oxidation by and Methanol Inhibition of Anaerobic Ammonium-Oxidizing Bacteria, Applied and Environmental Microbiology (2005) vol.71, No.2, p.1066-1071
【非特許文献２】K. Isaka, Y. Suwa, Y. Kimura, T. Yamagishi, T. Sumino, S. Tsuneda, Anaerobic Ammonium Oxidation (anammox) irreversibly inhibited by methanol, Applied Microbiology and Biotechnology (2008) 81, p.379-385
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
非特許文献１や非特許文献２に開示されるように、嫌気性アンモニア酸化細菌の脱窒活性を阻害することで知られているメタノールは、廃水処理されるべき含窒素廃水に、少なからず混入し得ることが知られている。例えば、含窒素廃水が多量に発生する事業場としてアンモニア製造施設があるが、アンモニア製造施設ではメタノールが併産されることが多い。アンモニアやメタノールは、いずれも水蒸気改質を利用して合成することが可能であり、これらの合成に使用する製造設備には共用可能なものが多いためである。そのため、アンモニア製造施設から排水される含窒素廃水には、メタノールが混入していることが少なくない。また、多段廃水処理施設にみられるように、嫌気性アンモニア酸化細菌を保持する脱窒槽の前段に、従属栄養細菌を利用した従属栄養性脱窒槽や有機物処理槽を配置し、これらによる処理水を脱窒槽に流入させたり、脱窒槽の後段に、従属栄養性脱窒槽を配置し、これらによる処理水を脱窒槽に返送させたりすることが行われている。そのため、脱窒槽や有機物処理槽に水素供与体として添加されたメタノールが資化されることなく排出され、後段の脱窒槽に流入することがある。
【００１３】
含窒素廃水の連続処理において、このようにして脱窒槽に高濃度のメタノールが流入すると、嫌気性アンモニア酸化細菌の脱窒活性が阻害されて不可逆的な低下を示し、連続処理を継続するにしたがって、脱窒活性の水準が低下していくことになる。しかしながら、嫌気性アンモニア酸化細菌は、増殖の誘導期が長く、増殖速度が極めて遅いことが知られており、低下した脱窒活性の水準を菌体の増殖等によって補うことは難しい。また、メタノールの流入を防止するために、前段に有機物処理槽を設置してその有機物処理槽をメタノールが完全分解するように運転したり、前段においてメタノールの添加を制限したりする方法を採用すると、廃水処理プロセスの全体設計が制約されるため、処理効率や処理コストの観点から好ましくない。そこで、含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化細菌によって脱窒処理する廃水処理において、メタノールを含有することがある含窒素廃水を、嫌気性アンモニア酸化細菌の活性を高い水準に維持することで安定的に脱窒処理し得る方法が求められている。
【００１４】
したがって、本発明の課題は、メタノールを含有する含窒素廃水を安定的に脱窒処理することができる廃水処理装置の運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために本発明に係る廃水処理装置の運転方法は、アンモニア態窒素を含有する含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化細菌によって連続処理する廃水処理装置の運転方法であって、前記廃水処理装置は、前記含窒素廃水のメタノール濃度を低下させる濃度低下手段と、前記含窒素廃水に含まれる前記アンモニア態窒素と、前記アンモニア態窒素の一部の酸化により生じた亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌によって窒素ガスに変換する脱窒槽とを備え、前記濃度低下手段は、前記脱窒槽に導入される前記含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える濃度となる場合に、前記含窒素廃水のメタノール濃度を３０ｍｇ／Ｌ以下に低下させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る廃水処理装置の運転方法の他の形態は、アンモニア態窒素を含有する含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化細菌によって連続処理する廃水処理装置の運転方法であって、前記廃水処理装置は、前記含窒素廃水にメタノールを供給するメタノール供給手段と、前記含窒素廃水に含まれる前記アンモニア態窒素と、前記アンモニア態窒素の一部の酸化により生じた亜硝酸態窒素とを、嫌気性アンモニア酸化細菌によって窒素ガスに変換する脱窒槽とを備え、前記メタノール供給手段は、前記脱窒槽に導入される前記含窒素廃水のメタノール濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下となるように、前記含窒素廃水にメタノールを供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、メタノールを含有する含窒素廃水を安定的に脱窒処理することができる廃水処理装置の運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】含窒素廃水を処理する廃水処理装置の適用例を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係る運転方法が適用される廃水処理装置の概略構成を示す図である。
【図３】第２実施形態に係る運転方法が適用される廃水処理装置の概略構成を示す図である。
【図４】変形例に係る廃水処理装置の概略構成の一例を示す図である。
【図５】実施例１−１における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
【図６】実施例１−２における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
【図７】実施例１−３における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
【図８】比較例１における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
【図９】実施例２−１における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
【図１０】実施例２−２における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の一実施形態に係る廃水処理装置の運転方法について詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複する部分についての説明は省略する。
【００２０】
本実施形態に係る廃水処理装置の運転方法は、アンモニア態窒素を含有する含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化細菌を利用して連続処理する廃水処理装置の運転方法に関する。処理されるべき含窒素廃水は、例えば、アンモニア製造施設、下水処理施設、金属精錬所、半導体工場等の事業場、一般家庭等において発生し、主な窒素成分としてアンモニア態窒素を含有している。事業場等から排水された含窒素廃水は、必要に応じて、沈殿分離槽、油水分離槽、他の脱窒槽、有機物処理槽等において前処理された後、嫌気性アンモニア酸化細菌による脱窒処理に供される。本実施形態に係る運転方法が適用される廃水処理装置では、このような含窒素廃水を、嫌気性アンモニア酸化細菌を保持する脱窒槽に連続的に導入し、嫌気性アンモニア酸化反応を利用してアンモニア態窒素を窒素ガスにまで酸化変換して処理する。
【００２１】
図１は、含窒素廃水を処理する廃水処理装置の適用例を示す概略図である。
嫌気性アンモニア酸化反応を利用して含窒素廃水を処理する廃水処理装置としては、図１（ａ）に示すように、硝化槽２０と脱窒槽（嫌気性アンモニア酸化槽）３０とに分けて嫌気性アンモニア酸化反応を行う２槽型の廃水処理装置が一般的である。硝化槽２０では、導入される原水（含窒素廃水）に含まれているアンモニア態窒素の一部を亜硝酸態窒素にまで部分酸化させることによって、アンモニア態窒素と亜硝酸態窒素との比率を後段の脱窒槽３０における反応に適した比率にする。そして、脱窒槽３０では、アンモニア態窒素を水素供与体、硝化槽で生成された亜硝酸態窒素を水素受容体として嫌気性アンモニア酸化反応を行い、窒素成分の大半を窒素ガスとして脱窒処理する。また、窒素成分の残部については、硝酸態窒素の形態で処理水に残留させたまま排水して処理する。
【００２２】
このような廃水処理装置の適用に際しては、図１（ｂ）に示すように、硝化槽２０の前段に、有機物処理槽６０が設置されることがある。有機物処理槽６０では、活性汚泥等を利用して原水中に含まれている有機物を好気的分解処理し、含窒素廃水の生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）をあらかじめ低下させる処理が行われる。また、図１（ｃ）に示すように、脱窒槽（従属栄養性脱窒槽）７０が設置されることがある。従属栄養性脱窒槽７０では、従来の従属栄養脱窒細菌を利用して原水中に含まれている窒素成分を還元処理し、必要に応じて硝化槽２０や脱窒槽３０の処理水を返送することで含窒素廃水の窒素成分濃度を低下させる処理が行われる。さらに、この従属栄養性脱窒槽７０は、図１（ｄ）に示すように、脱窒槽（嫌気性アンモニア酸化槽）３０の後段にも設置されることがある。脱窒槽３０の後段では、主として嫌気性アンモニア酸化反応で生じた硝酸態窒素の還元処理が行われる。
【００２３】
廃水の連続処理においては、処理される原水（含窒素廃水）の起源や希釈率、複数の起源に由来する原水の混合比、前処理条件等が変更されることによって、脱窒槽（嫌気性アンモニア酸化槽）３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が変動することがある。例えば、図１（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に例示される廃水処理装置の構成では、処理されるべき原水にメタノールが含まれている場合には、メタノールを含有する含窒素廃水が脱窒槽３０に導入されることになる。また、図１（ｂ）に例示される構成においても、有機物処理槽６０の処理条件やメタノール濃度によっては、未処理のメタノールが脱窒槽３０に導入されることになる。さらに、図１（ｃ）、（ｄ）に例示される廃水処理装置の構成では、従属栄養性脱窒槽７０において水素供与体としてメタノールが添加されると、添加されたメタノールが未反応のまま後段の脱窒槽３０に移送されたり、脱窒槽３０の前段に返送されたりする事態が生じ得る。本実施形態に係る廃水処理装置の運転方法は、このように不定期且つ不定量でメタノール濃度が変動し得る含窒素廃水を嫌気性アンモニア細菌で連続処理する廃水処理に好適に適用される。
【００２４】
［第１実施形態］
はじめに、第１実施形態に係る運転方法が適用される廃水処理装置（第１実施形態に係る廃水処理装置）の構成について説明する。
【００２５】
図２は、第１実施形態に係る運転方法が適用される廃水処理装置の概略構成を示す図である。
第１実施形態に係る廃水処理装置１は、アンモニア態窒素を含有する含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化細菌を利用して連続処理する装置であって、嫌気性アンモニア酸化反応を利用する処理槽として、少なくとも硝化槽と脱窒槽とを有する２槽型の廃水処理装置である。この廃水処理装置１は、図２に示すように、主に、調整槽１０と、メタノール濃度計測手段１１と、濃度低下手段（１２ａ，１２ｂ）と、制御装置１６と、硝化槽２０と、脱窒槽３０とを備えている。なお、廃水処理装置の規模は特に制限されるものではなく、土地に定着していない移動可能な装置や、廃水処理設備に相当する規模で構成される装置が含まれる。また、廃水処理装置の構成上、図１に示す以外の他の処理槽や他の調製槽が、前段、中間段又は後段に設置されることがある。
【００２６】
廃水処理装置１には、処理されるべき含窒素廃水が不図示の廃水供給源から導入される。廃水供給源としては、例えば、廃水を一時貯留する貯留槽、従属栄養脱窒細菌を利用した従属栄養性脱窒槽、硫黄酸化脱窒細菌を利用した硫黄脱窒槽、その他の各種有機物、硫化物、リン等の分解処理を行う処理槽等が挙げられる。
【００２７】
不図示の廃水供給源から廃水処理装置１に引き込まれた管路は、調整槽１０に接続されている。この管路には、例えば、不図示の廃水供給ポンプと、流量計測手段とが備えられる。
【００２８】
廃水供給ポンプは、調整槽１０に含窒素廃水を供給するために備えられる電磁駆動型ポンプ、モータ駆動型ポンプ等である。廃水供給ポンプの吐出量は、廃水供給源から移送される含窒素廃水を任意流量で調整槽１０に供給し得るように、制御装置１６からの制御量の入力に基づいて可変制御される。
【００２９】
流量計測手段は、調整槽１０に供給される含窒素廃水の流量を計測するための計測器等である。流量計測手段としては、例えば、電位計測流量計、差圧計測流量計、質量流量計等を利用することができる。流量計測手段は、調整槽１０に移送される含窒素廃水の水量を計測し、その計測信号を制御装置１６に出力する。
【００３０】
調整槽１０は、後段の処理槽に導入される含窒素廃水のメタノール濃度をあらかじめ調整する処理槽である。図２に示すように、廃水処理装置１において、調整槽１０は、脱窒槽３０の前段且つ硝化槽２０の前段に設置され、脱窒槽３０の直前における前処理は簡略化されている。そして、この調製槽１０には、主に、メタノール濃度計測手段１１、濃度低下手段１２ａ，１２ｂ、撹拌手段１３等が備えられている。
【００３１】
メタノール濃度計測手段１１は、含窒素廃水のメタノール濃度を定量するための計測器等である。メタノール濃度計測手段１１としては、例えば、ガスクロマトグラフ質量分析器等が挙げられる。また、全有機体炭素（ＴＯＣ）測定器、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）測定器等を利用することができる。これらの測定器は、メタノール以外に他の有機成分乃至揮発成分を実質的に含んでいない含窒素廃水について、メタノール濃度の定量に利用することが可能である。メタノール濃度計測手段１１は、所定時間間隔のサンプリング周期にしたがって、調整槽１０における含窒素廃水のメタノール濃度（ないし、メタノール濃度に実質的に相当する有機物濃度）を計測し、その計測信号を制御装置１６に出力するようになっている。なお、このようなメタノール濃度計測手段は、調整槽１０の入口濃度が計測されるように、調整槽１０の前段に併設することもできる。
【００３２】
濃度低下手段は、含窒素廃水中に含まれるメタノールの濃度を低下させる装置等である。廃水処理装置１では、濃度低下手段が稼働されることで、嫌気性アンモニア酸化細菌に対する高濃度のメタノールの暴露が防止される。濃度低下手段は、例えば、図２に示すように、含窒素廃水に希釈水を供給する希釈水貯留槽１２ａと希釈水供給ポンプ１２ｂとで構成される。
【００３３】
希釈水貯留槽１２ａは、含窒素廃水を希釈するための希釈水を一時貯留する容器である。希釈水としては、例えば、メタノールを実質的に含有していない水道水、工業用水、工業排水、含窒素廃水、有機物処理後の処理水等が用いられる。水道、工業用水道、貯水槽等から希釈水貯留槽１２ａに移送された希釈水は、希釈水貯留槽１２ａに一時貯留され、濃度調整処理が実施されると、希釈水供給ポンプ１２ｂによって調整槽１０に供給され、調整槽１０内の廃水のメタノール濃度を低下させる。
【００３４】
希釈水供給ポンプ１２ｂは、調整槽１０に希釈水を供給するために備えられる電磁駆動型ポンプ、モータ駆動型ポンプ等である。希釈水供給ポンプ１２ｂは、希釈水貯留槽１２ａと調整槽１０とを接続する管路に備えられている。希釈水供給ポンプ１２ｂの吐出量は、希釈水貯留槽１２ａに貯留されている希釈水を任意流量で調整槽１０に送水し得るように、制御装置１６からの制御量の入力に基づいて可変制御されるようになっている。なお、希釈水供給ポンプ１２ｂに代えて、加圧された希釈水を定流量で供給する流量調整弁等を用いることもできる。
【００３５】
撹拌手段１３は、調整槽１０に滞留する含窒素廃水を撹拌して均質化する装置等である。撹拌手段１３としては、撹拌翼の周期運動による機械式、含窒素廃水の吸引及び吐出による水流式、ガス噴射による気流式等のいずれでもよい。撹拌手段１３を備えることによって、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度の分布を均一化し得るようになっている。
【００３６】
制御装置１６は、廃水処理装置１の運転管理を行う装置であって、特に、含窒素廃水のメタノール濃度を調整する濃度調整処理を制御する機能を有している。制御装置１６は、例えば、含窒素廃水のメタノール濃度の上限値や目標値を設定するための操作入力部、含窒素廃水のメタノール濃度等の各種計測値を可視化表示する表示部、各種計測手段が出力する計測信号の入力を受け付ける入力部、濃度低下手段に制御信号を出力する出力部、上限値や目標値や各種計測値等を記憶する記憶部、濃度低下手段への制御入力量を演算する演算部等を備えている。また、図２に示すように、メタノール濃度計測手段１１や希釈水供給ポンプ１２ｂと信号線を介して電気的に接続されている。さらに、廃水供給ポンプ等に制御信号を出力する機能、廃水供給ポンプ等への制御入力量を演算する機能が備えられることがある。
【００３７】
硝化槽２０は、亜硝酸型酸化細菌を利用して、アンモニアを基質とした亜硝酸型酸化反応を行う微生物処理槽である。亜硝酸型酸化反応では、含窒素廃水中に含まれているアンモニア態窒素の一部を亜硝酸態窒素にまで部分酸化することで、後段の嫌気性アンモニア酸化反応に供される含窒素廃水の組成を、アンモニア態窒素と亜硝酸態窒素とが所定比率の範囲に含まれるような混成とする。なお、亜硝酸型酸化反応は、次の反応式２のように表される。
ＮＨ４＋＋３／２Ｏ２→ＮＯ２−＋２Ｈ＋＋Ｈ２Ｏ・・・（反応式２）
【００３８】
硝化槽２０には、亜硝酸型酸化細菌が保持される。亜硝酸型酸化細菌は、好気的条件の下で亜硝酸型酸化反応を行い、アンモニアイオンを基質として亜硝酸イオンを生成する細菌である。具体的には、例えば、ニトロバクター（Nitrobacter）属、ニトロスピナ（Nitrospina）属、ニトロコッカス（Nitrococcus）属、ニトロスピラ（Nitrospira）属等に属する細菌が挙げられる。
【００３９】
亜硝酸型酸化細菌は、固定化された状態で微生物処理槽内に保持されることが好ましい。固定化の形態としては、例えば、担体表面に細菌を付着させて固定化する微生物付着担体、担体内に細菌を包摂させて固定化する包括固定化担体等が挙げられる。
【００４０】
担体としては、例えば、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ポリエチレングリコール、アクリルアミド等のゲル担体や、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリウレタン等のプラスチック担体や、活性炭、珪藻土、ゼオライト等の無機担体等が挙げられる。担体の形態は、例えば、球、円筒、円柱、立方体、直方体等の適宜の形状に成型した浮遊担体を用いる流動床、スポンジ状、不織布状、中空糸状等とした担体濾材をハニカム状、波形状、格子状、繊維状、菊花状等に配列した固定床のいずれでもよい。流動床については、浮遊担体の大きさは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲が好ましく、その充填率は、処理槽容量に対して１０体積％以上４０体積％以下の範囲が好ましい。一方、固定床については、その充填率は、処理槽容量に対して見かけ上の占有容積で１０体積％以上５０体積％以下の範囲が好ましく、その空隙率は、８０％以上であることが好ましい。なお、図２においては、亜硝酸型酸化細菌を含む汚泥が浮遊担体に担持されてなる固定化微生物２５が、硝化槽２０内に保持されている。
【００４１】
硝化槽２０には、図２に示すように、曝気手段２２が備えられる。また、不図示の窒素成分計、溶存酸素計、水温計、ｐＨ計、流量計等が備えられる。
【００４２】
窒素成分計は、含窒素廃水中に含まれる窒素成分の濃度を計測する全窒素計、アンモニア態窒素計、亜硝酸態窒素計等の計測器である。窒素成分計によって、含窒素廃水中に含まれる全窒素濃度やアンモニア態窒素濃度や亜硝酸態窒素濃度が計測されるようになっている。そして、計測された全窒素濃度と、アンモニア態窒素濃度及び亜硝酸態窒素濃度の少なくとも一方とに基づいて、亜硝酸型酸化反応の反応率（硝化率）が把握されるようになっている。
【００４３】
曝気手段２２は、硝化槽２０内の含窒素廃水に空気等の含酸素ガスを溶解させる装置等である。曝気手段２２としては、散気式、撹拌式のいずれでもよい。曝気手段２２が硝化槽２０内に含酸素ガスを溶解させることによって、硝化槽２０内が好気的雰囲気とされる。また、計測された溶存酸素濃度と硝化率とに基づいて曝気手段の出力がフィードバック制御され、硝化槽２０内の溶存酸素濃度が調節されることで、硝化率が所定の範囲内に調整されるようになっている。
【００４４】
脱窒槽３０は、嫌気性アンモニア酸化細菌を利用して、アンモニアと亜硝酸とを基質とした嫌気性アンモニア酸化反応を行う微生物処理槽である。嫌気性アンモニア酸化反応では、含窒素廃水中に含まれているアンモニア態窒素を、亜硝酸態窒素を水素受容体として酸化することで、窒素ガスに変換して脱窒処理する。なお、嫌気性アンモニア酸化反応は、前記の反応式１のように表される。
【００４５】
脱窒槽３０には、嫌気性アンモニア酸化細菌が保持される。嫌気性アンモニア酸化細菌は、嫌気的条件の下で、嫌気性アンモニア酸化反応を行い、アンモニアと亜硝酸とを基質として窒素ガスを生成する細菌である。このような細菌は、例えば、湖沼、河川、土壌、排水汚泥、海洋等から試料を採取し、アンモニアと亜硝酸とを基質として集積培養を行うことで汚泥状の微生物叢として取得することができる。
【００４６】
嫌気性アンモニア酸化細菌は、固定化された状態で微生物処理槽内に保持されることが好ましい。固定化の形態としては、例えば、担体表面に細菌を付着させて固定化する微生物付着担体、担体内に細菌を包摂させて固定化する包括固定化担体、細菌同士を凝集させてグラニュールを形成させる自己造粒等が挙げられる。担体の形態やその性状は、前記の亜硝酸型酸化細菌についてと同様のものから選択することができる。また、グラニュールを形成させる核としては、前記の担体や、他の凝集微生物等を利用することができる。なお、図２においては、嫌気性アンモニア酸化細菌を含む汚泥が浮遊担体に担持されてなる固定化微生物３５が、脱窒槽３０内に保持されている。
【００４７】
脱窒槽３０には、図２に示すように、撹拌手段が備えられる。また、不図示の窒素成分計、水温計、ｐＨ計、流量計等が備えられる。
【００４８】
窒素成分計は、含窒素廃水中に含まれる窒素成分の濃度を計測する全窒素計、アンモニア態窒素計、亜硝酸態窒素計、硝酸態窒素計等の計測器である。窒素成分計によって、含窒素廃水中に含まれる全窒素濃度やアンモニア態窒素濃度や亜硝酸態窒素濃度や硝酸態窒素濃度が計測されるようになっている。そして、計測されたこれら窒素成分濃度に基づいて、嫌気性アンモニア酸化反応の反応率（脱窒率）や、廃水処理を通じた窒素除去率が把握されるようになっている。
【００４９】
撹拌手段３３は、脱窒槽３０に滞留する含窒素廃水を撹拌して均質化する装置等である。撹拌手段３３としては、撹拌翼の周期運動による機械式、含窒素廃水の吸引及び吐出による水流式、無酸素ガス噴射による気流式等のいずれでもよい。撹拌手段３３を備えることによって、含酸素ガスの曝気によることなく、脱窒槽３０に滞留する含窒素廃水を撹拌し、脱窒率の水準を維持し得るようになっている。
【００５０】
脱窒槽３０の後段には、必要に応じて、不図示の硝酸態窒素処理槽、汚泥回収槽等が設置され、廃水処理装置１の処理水が排水される。硝酸態窒素処理槽は、例えば、硝酸態窒素を窒素ガスにまで還元して処理する微生物処理槽や、イオン交換膜、逆浸透膜、脱硝触媒等を備える化学処理槽で構成される。また、汚泥回収槽では、脱窒槽から流出した嫌気性アンモニア酸化細菌等を含む汚泥のろ別や回収が行われる。
【００５１】
次に、第１実施形態に係る廃水処理装置の運転方法について説明する。
【００５２】
第１実施形態に係る廃水処理装置の運転方法は、前記の濃度低下手段１２ａ，１２ｂと脱窒槽３０とを備える廃水処理装置１の運転方法であって、濃度低下手段１２ａ，１２ｂによって、含窒素廃水のメタノール濃度を低下させる濃度調整処理を行う方法である。濃度調整処理は、脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える濃度となる場合に、含窒素廃水のメタノール濃度を３０ｍｇ／Ｌ以下に低下させることで行われる。なお、メタノール濃度の低下は、含窒素廃水を希釈することによるものである。
【００５３】
メタノール濃度３０ｍｇ／Ｌという値は、本発明者らが、廃水の連続処理系において見出した臨界濃度であって、連続処理系において、嫌気性アンモニア酸化細菌が示す脱窒活性の不可逆的な低下が顕れず、脱窒活性の水準を維持するために許容し得るメタノールの最大許容濃度である。すなわち、連続処理系では、含窒素廃水中のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌ（阻害濃度）を超えると、メタノールによる阻害の影響が顕れて廃水処理装置における窒素除去速度が低下傾向を示し、この濃度を超える含窒素廃水の流入が継続した場合には窒素除去速度の低下がさらに進行する。その一方で、メタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌ（阻害濃度）以下であれば、嫌気性アンモニア酸化細菌を含んでなる細菌叢乃至汚泥の脱窒活性は失活し難く、メタノールによる阻害の影響は実質的には認められなくなることが確認されている。
【００５４】
第１実施形態に係る廃水処理装置の運転方法では、含窒素廃水の連続処理を実施する間に、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度の計測を常時継続して行い、含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える濃度となる場合には、常に希釈による濃度調整処理が実施されるように運転する。そして、この濃度調整処理によって、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度を少なくとも３０ｍｇ／Ｌ以下に低下させることで、調整槽１０から流出して脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度を常時３０ｍｇ／Ｌ以下に維持し、脱窒槽３０に保持される嫌気性アンモニア酸化細菌に対する阻害濃度を超えるメタノールの暴露を防止する。
【００５５】
第１実施形態に係る廃水処理装置１に備えられる制御装置１６には、あらかじめ、操作者の入力によってメタノール濃度の上限値を設定する。上限値は、直接的には調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度の最大許容値を意味しており、例えば、立上げ運転の開始時、廃水供給源の変更時等のメタノールの流入が見込まれる際に事前に設定される。廃水処理装置では、調整槽１０の後段の硝化槽２０においてメタノール濃度は実質的には増大することがなく、調整槽１０で規制した最大許容濃度を超えるメタノール濃度の含窒素廃水が脱窒槽３０に流入することがない。そのため、調整槽１０におけるメタノール濃度を規制することによって、脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が間接的に制限されるようになっている。
【００５６】
メタノール濃度の上限値としては、具体的には、メタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌ以下となる任意濃度、好ましくは０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下となる任意濃度、さらに好ましくは３０ｍｇ／Ｌの濃度を設定することができる。これによって、含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える濃度となる場合には、常に、希釈による濃度調整処理が実施され、含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌ以下に低下することになる。また、０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下となる任意濃度とすると、一定程度量のメタノールを含有する含窒素廃水が脱窒槽３０に導入されるようになるため、後記するように、嫌気性アンモニア酸化細菌に表面上メタノール非感受性を付与することができる。また、特に、上限値を３０ｍｇ／Ｌに設定すると、含窒素廃水中に含まれる窒素成分濃度を希釈することになる濃度調整処理の実施が最小限に抑制される。
【００５７】
メタノール濃度の上限値が設定された廃水処理装置１には、メタノールを含有することがある含窒素廃水を廃水供給源から導入する。含窒素廃水は、例えば、流量計測手段による流量の計測の下、廃水供給ポンプにより所定流量で調整槽１０に移送し、調整槽１０に流入する窒素成分の濃度が徐々に増大するように管理しながら導入する。このように調整槽１０への導入を管理することによって、各処理槽に保持される微生物が窒素成分に対して馴養されると共に、脱窒槽３０へのメタノールの急激な流入も防止される。
【００５８】
調整槽１０では、メタノール濃度計測手段１１によって、含窒素廃水のメタノール濃度が計測される。メタノール濃度計測手段１１は、所定時間間隔のサンプリング周期にしたがって、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度を計測し、計測したメタノール濃度の計測信号を制御装置１６に出力する。なお、計測されるメタノール濃度は、必ずしもメタノール自体の濃度に限られず、含窒素廃水中に他の有機成分や揮発成分が実質的に含まれていない場合には、メタノールの存在量を同程度に表す全有機物濃度や、揮発成分中の有機物濃度等であってもよい。
【００５９】
制御装置１６は、メタノール濃度計測手段１１が出力した、メタノール濃度の計測信号を受け付けると、メタノール濃度の計測値と、あらかじめ設定されているメタノール濃度の上限値とを比較し、メタノール濃度の計測値が上限値を超えている場合には、希釈による濃度調整処理を実施する。すなわち、計測値と上限値の偏差に基づいて希釈水供給ポンプ１２ｂの制御量を演算し、演算した制御量の制御信号を希釈水供給ポンプ１２ｂに出力する。そして、制御信号の入力を受け付けた希釈水供給ポンプ１２ｂは、制御装置１６が演算した制御量に基づいて正動作で希釈水の吐出量を変化させ、希釈水貯留槽１２ａに貯留されている希釈水を所定流量で調整槽１０に供給する。
【００６０】
濃度調整処理においては、不図示の流量計測手段が計測した含窒素廃水の水量の計測値に基づいて、希釈水の供給量の調節と共に、調整槽１０に移送される含窒素廃水の水量を調節してもよい。例えば、調整槽１０に供給されることが見込まれる希釈水の供給量と、制御装置１６に記憶される含窒素廃水の流量値の最新値とに基づいて調整槽１０の出口流量を求め、これに応じて、調整槽１０に移送される含窒素廃水の水量を調節すると共に希釈水の供給量を設定することもできる。これによって、大量の希釈水が供給されることによるオーバーフローの発生を防止することができる。また、濃度調整処理は、所定計測間隔の間における濃度変位の積分値に基づいてもよく、濃度低下手段の弁開度を時分割で制御する方法等で行われてもよい。調整槽１０の前段に設置される他のメタノール濃度計測手段が計測した計測値に基づいて、フィードフォワード制御の制御量を演算し、その制御量をメタノール濃度計測手段１１が計測した計測値で補正するように制御してもよい。これら制御のパラメータは、例えば、同様の処理条件に設定した前試験で求められる。
【００６１】
その一方で、制御装置１６は、メタノール濃度の計測値と、あらかじめ設定されているメタノール濃度の上限値とを比較し、メタノール濃度の計測値が上限値以下である場合には、希釈による濃度調整処理を実施しない。この場合、希釈水供給ポンプ１２ｂは全閉状態を維持し、廃水供給ポンプによって、調整槽への含窒素廃水の供給が引き続き行われ、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度が再度増大するまで、希釈水が調整槽１０に供給されることは実質的にない。
【００６２】
このように、調整槽１０では、滞留する含窒素廃水のメタノール濃度の変動に合わせて希釈水供給ポンプ１２ｂの稼働をフィードバック制御を実施することで、後段の脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度を、少なくとも３０ｍｇ／Ｌ以下となるように低下させる処理を実施する。その後、含窒素廃水は、順次、硝化槽２０と脱窒槽３０に導入されていく。
【００６３】
硝化槽２０では、亜硝酸酸化細菌による亜硝酸型酸化反応を利用した微生物処理を行う。具体的には、硝化槽２０における微生物処理は、含窒素廃水のｐＨをｐＨ６．０以上８．５以下程度に調整し、水温を１０℃以上４０℃以下程度に調整して実施する。また、亜硝酸型酸化反応では、アンモニア態窒素の消費によってアルカリが減少するため、必要に応じて、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウム等のアルカリを供給する。
【００６４】
硝化槽においては、含窒素廃水の全窒素濃度、アンモニア態窒素濃度、亜硝酸態窒素濃度等の計測を行う。これら窒素成分濃度を計測し、全窒素濃度に対するアンモニア態窒素濃度又は亜硝酸態窒素濃度の割合を算出することで、亜硝酸型酸化反応の反応率（硝化率）を確認することができる。
【００６５】
亜硝酸型酸化反応の進行は、含窒素廃水中に含まれているアンモニア態窒素の一部を亜硝酸態窒素にまで酸化することで、含窒素廃水中のアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素との比率が、前記の反応式１におけるアンモニア態窒素及び亜硝酸態窒素の反応比率（１．００：１．３２）、すなわち硝化率としては５７％程度に略到達するように管理する。アンモニア態窒素と亜硝酸態窒素との比率は、主として、溶存酸素濃度やｐＨを増減させることによって調整することが可能である。なお、硝化槽２０の上段において含窒素廃水を所定比で分配し、一部を硝化槽２０に流入させて所定硝化率となるように微生物処理する一方で、残部を硝化槽２０に流入させることなく迂回させた後、これらを再混合する方法によっても調整することができる。
【００６６】
脱窒槽３０では、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反応を利用した微生物処理を行う。具体的には、脱窒槽３０における微生物処理は、含窒素廃水のｐＨをｐＨ６．０以上８．５以下程度に調整し、水温を１０℃以上４０℃以下程度に調整して実施する。また、嫌気性アンモニア酸化反応では、水素イオンを消費するため、必要に応じて、硫酸、塩酸等の酸を供給する。
【００６７】
脱窒槽３０においては、含窒素廃水の全窒素濃度、アンモニア態窒素濃度、亜硝酸態窒素濃度、硝酸態窒素濃度等を計測する。これら窒素成分濃度を計測し、アンモニア態窒素濃度、亜硝酸態窒素濃度又は硝酸態窒素濃度の硝化槽２０からの変動の割合を算出することで、嫌気性アンモニア酸化反応の反応率（脱窒率）を確認することができる。また、前段の計測結果と併せることで、廃水処理を通じた窒素除去率を確認することができる。
【００６８】
脱窒槽３０における嫌気性アンモニア酸化反応の進行は、例えば、嫌気性アンモニア酸化反応を阻害する亜硝酸態窒素の脱窒槽３０の出口濃度が、所定濃度を下回るように管理することが好ましい。その後、脱窒槽３０で処理された処理水は、必要に応じて、硝酸態窒素処理に供した後、廃水処理装置１の外部に排水する。硝酸態窒素処理は、例えば、硝酸態窒素を窒素ガスにまで還元して処理する微生物処理槽や、イオン交換膜、逆浸透膜、脱硝触媒等を備える化学処理槽において実施することが可能である。
【００６９】
このようにして、調整槽１０、硝化槽２０及び脱窒槽３０に順次導入される含窒素廃水は、メタノール濃度を少なくとも３０ｍｇ／Ｌ以下となるように低下させる濃度調整処理を継続実施されながら連続処理されていく。廃水処理装置１では、窒素負荷に対する硝化率や脱窒率や窒素除去率が安定すると、廃水処理装置１に導入される含窒素廃水の窒素成分濃度が段階的に引き上げられていき、所定の窒素負荷に達した定常運転においても、引き続き、含窒素廃水のメタノール濃度が上限値を超える濃度となる場合に限って濃度調整処理が実施されるように運転する。
【００７０】
以上の第１実施形態に係る廃水処理装置の運転方法によれば、脱窒槽３０の前段に備えられる濃度低下手段１２ａ，１２ｂが、脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える濃度となる場合には、常時、含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌ以下となるように含窒素廃水を希釈する処理を行うため、脱窒槽３０に保持される嫌気性アンモニア酸化細菌が、３０ｍｇ／Ｌを超える濃度のメタノールに晒されることが無くなり、嫌気性アンモニア酸化細菌の脱窒活性の低下が防止される。そのため、メタノールを含有する含窒素廃水を、嫌気性アンモニア酸化細菌の脱窒活性を高い水準に維持しつつ安定的に脱窒処理することが可能となる。また、廃水処理装置１に導入される含窒素廃水のメタノール濃度に関わらず、安定的に脱窒処理することができるため、脱窒槽３０の前段に再曝気槽等のような有機物処理槽を設置し、その有機物処理槽を、廃水中に含まれているメタノールが完全分解されるように運転することを要しない利点がある。また、脱窒槽３０の前段に、従属栄養細菌を利用した従属栄養性脱窒槽や有機物処理槽が配置される場合には、それらにおいてメタノールの添加を制限する必要が生じないという利点がある。
【００７１】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る運転方法が適用される廃水処理装置（第２実施形態に係る廃水処理装置）の構成について説明する。
【００７２】
図３は、第２実施形態に係る運転方法が適用される廃水処理装置の概略構成の一例を示す図である。
第２実施形態に係る廃水処理装置２は、第１実施形態に係る廃水処理装置１と同様、アンモニア態窒素を含有する含窒素廃水を嫌気性アンモニア酸化細菌を利用して連続処理する装置であって、嫌気性アンモニア酸化反応を利用する処理槽として、少なくとも硝化槽と脱窒槽とを有する２槽型の廃水処理装置である。第２実施形態に係る廃水処理装置２が、第１実施形態に係る廃水処理装置１と異なる点は、嫌気性アンモニア酸化細菌の活性を阻害し得るメタノールを、処理されるべき含窒素廃水に対して積極的に供給するためのメタノール供給手段を備えている点である。この廃水処理装置２は、図３に示すように、主に、調整槽１０と、濃度低下手段（１２ａ，１２ｂ）と、メタノール供給手段（１８ａ，１８ｂ）と、制御装置１６と、硝化槽２０と、脱窒槽３０とを備えている。
【００７３】
メタノール供給手段は、含窒素廃水にメタノールを供給することによって、含窒素廃水中に含まれるメタノールの濃度を増大させる装置等である。廃水処理装置２では、立上げ運転時に、メタノール供給手段が稼働されることで、メタノールを含有する含窒素廃水中で嫌気性アンモニア酸化細菌が馴養される。メタノール供給手段は、例えば、図３に示すように、含窒素廃水にメタノールを供給するメタノール貯留槽１８ａとメタノール供給ポンプ１８ｂとで構成される。
【００７４】
メタノール貯留槽１８ａは、含窒素廃水に供給するメタノールを一時貯留する容器である。メタノールとしては、例えば、あらかじめ水道水、工業用水、含窒素廃水等で所定濃度に希釈された溶液を用いることもできる。メタノール貯留槽１８ａに一時貯留されているメタノールは、濃度調整処理が実施されると、メタノール供給ポンプ１８ｂによって調整槽１０に供給され、調整槽１０内の廃水のメタノール濃度を増大させる。
【００７５】
メタノール供給ポンプ１８ｂは、調整槽１０にメタノールを供給するために備えられる電磁駆動型ポンプ、モータ駆動型ポンプ等である。メタノール供給ポンプ１８ｂは、メタノール貯留槽１８ａと調整槽１０とを接続する管路に備えられている。メタノール供給ポンプ１８ｂの吐出量は、メタノール貯留槽１８ａに貯留されているメタノールを任意流量で調整槽１０に送液し得るように、制御装置１６からの制御量の入力に基づいて可変制御されるようになっている。なお、メタノール供給ポンプ１８ｂに代えて、加圧されたメタノールを定流量に調整する流量調整弁等を用いることもできる。
【００７６】
第２実施形態に係る廃水処理装置２では、このようなメタノール供給手段１８ａ，１８ｂが備えられることによって、メタノール濃度を実質的に含有しない含窒素廃水や、メタノール濃度が低い含窒素廃水に、メタノールを積極的に供給することができる。すなわち、立上げ運転時において、一般的に見られる、メタノールの平均濃度が低い水準（例えば、０．５ｍｇ／Ｌ以下）にある含窒素廃水や、メタノールの濃度が不定期且つ不定量で変動しない安定した含窒素廃水を、濃度調整処理に利用することが可能となっている。
【００７７】
制御装置１６は、廃水処理装置２においては、さらに、メタノール供給手段に制御信号を出力する出力部、メタノール供給手段への制御入力量を演算する演算部を備えている。また、図３に示すように、メタノール濃度計測手段１１やメタノール供給手段１８ｂと信号線を介して電気的に接続されている。
【００７８】
次に、第２実施形態に係る廃水処理装置の運転方法について説明する。
【００７９】
第２実施形態に係る廃水処理装置の運転方法は、前記のメタノール供給手段１８ａ，１８ｂと脱窒槽３０とを備える廃水処理装置２の運転方法であって、メタノール供給手段１８ａ，１８ｂによって、含窒素廃水のメタノール濃度を所定濃度に増大させる濃度調整処理を行う方法である。濃度調整処理は、脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下となるように、含窒素廃水にメタノールを供給することで行われる。
【００８０】
嫌気性アンモニア酸化細菌の活性を阻害するメタノールを含窒素廃水に敢えて供給するのは、阻害濃度（３０ｍｇ／Ｌ）以下のメタノールへの暴露によって嫌気性アンモニア酸化細菌が表面上メタノール非感受性になるという、本発明者らが得た知見に基づいている。連続処理系において、脱窒槽３０に流入する含窒素廃水のメタノール濃度が阻害濃度以下であれば脱窒活性の不可逆的な低下が顕れることがなく、さらに、このようなメタノールを含有する含窒素廃水の流入を所定期間継続した後には、阻害濃度を超える濃度のメタノールを脱窒槽３０に流入させたとしても、脱窒活性の低下が減少することが確認されている。すなわち、通常の窒素負荷の流量の下では、０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下の濃度範囲でメタノールを含有する含窒素廃水を脱窒槽３０に流入させることによって、メタノールに対して未馴養であった嫌気性アンモニア酸化細菌に、表面上メタノール非感受性が付与されることを狙ったものである。
【００８１】
第２実施形態に係る廃水処理装置の運転方法では、廃水処理装置２の立上げ運転時に、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下の所定濃度となるように、含窒素廃水にメタノールを供給する濃度調整処理を行う。そして、この濃度調整処理によって、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度を０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下の範囲内に維持させることで、阻害濃度以下でメタノールを含有する含窒素廃水が所定期間に亘って調整槽１０から脱窒槽３０に導入されるようにし、阻害濃度以下の含窒素廃水中において、メタノールに対して未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養させる。
【００８２】
第２実施形態に係る廃水処理装置２に備えられる制御装置１６には、あらかじめ、操作者の入力によってメタノール濃度の目標値を設定する。目標値は、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度の制御目標値を意味しており、例えば、立上げ運転の開始時に事前に設定される。廃水処理装置２では、調整槽１０の後段の硝化槽２０においてメタノールが供給されることが無く、曝気手段２２によるメタノール脱気量も少ないため、メタノール濃度は実質的には大きく増減することがない。そのため、調整槽１０におけるメタノール濃度を調整することによって、脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が間接的に調節されるようになっている。
【００８３】
メタノール濃度の目標値としては、具体的には、メタノール濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下となる任意濃度を設定することができる。但し、この濃度範囲内で濃度が高い程、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養期間を短くすることができるため、好ましくは１ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下、あるいは２０ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下となるような任意濃度を設定する。
【００８４】
メタノール濃度の目標値が設定された廃水処理装置には、含窒素廃水を廃水供給源から導入する。含窒素廃水は、例えば、流量計測手段による流量の計測の下、廃水供給ポンプにより所定流量で調整槽に移送し、調整槽に流入する窒素成分の濃度が徐々に増大するように管理しながら導入する。なお、立上げ運転時に導入する含窒素廃水は、メタノールを実質的に含有しない廃水、メタノール濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以下の低い水準にある廃水が好ましく、メタノールの濃度が不定期且つ不定量で変動せず所定濃度に安定した廃水が好ましい。なお、前記の目標値は、このような含窒素廃水のメタノール濃度を上回るように設定するものである。
【００８５】
調整槽１０では、メタノール濃度計測手段１１によって、導入される含窒素廃水のメタノール濃度が計測される。メタノール濃度計測手段１１は、所定時間間隔のサンプリング周期にしたがって、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度を計測し、計測したメタノール濃度の計測信号を制御装置１６に出力する。なお、廃水処理装置１においてと同様に、計測されるメタノール濃度は、必ずしもメタノール自体の濃度に限られない。
【００８６】
制御装置１６は、メタノール濃度計測手段１１が出力した、メタノール濃度の計測信号を受け付けると、メタノール濃度の計測値と、あらかじめ設定されているメタノール濃度の目標値とを比較し、メタノール濃度の計測値が目標値以下である場合には、メタノールの供給による濃度調整処理を実施する。すなわち、計測値と目標値の偏差に基づいてメタノール供給ポンプ１８ｂの制御量を演算し、演算した制御量の制御信号をメタノール供給ポンプ１８ｂに出力する。そして、制御信号の入力を受け付けたメタノール供給ポンプ１８ｂは、制御装置１６が演算した制御量に基づいて正動作でメタノールの吐出量を変化させ、メタノール貯留槽１８ａに貯留されているメタノールを所定流量で調整槽１０に供給する。なお、濃度調整処理は、メタノール供給手段の弁開度を時分割で制御する方法等で行われてもよい。
【００８７】
その一方で、制御装置１６は、メタノール濃度の計測値と、あらかじめ設定されているメタノール濃度の目標値とを比較し、メタノール濃度の計測値が目標値を超えている場合にはメタノールの供給による濃度調整処理を実施しない。この場合、メタノール供給ポンプ１８ｂは全閉状態を維持し、廃水供給ポンプによって、調整槽１０への含窒素廃水の供給が引き続き行われ、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度が低下するまで、メタノールの供給が中断される。
【００８８】
このように、調整槽１０では、滞留する含窒素廃水のメタノール濃度に合わせてメタノール供給ポンプ１８ｂの稼働をフィードバック制御を実施することで、後段の脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度を、０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下の所定濃度となるように濃度制御する処理を実施する。その後、含窒素廃水は、順次、硝化槽２０と脱窒槽３０に導入されていく。
【００８９】
第２実施形態に係る運転方法においては、硝化槽及び脱窒槽では、第１実施形態に係る廃水処理装置に準じた条件で微生物処理を行う。立上げ運転において、前記の濃度調整処理を実施することによって、脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下の所定濃度に維持されるため、脱窒槽３０に保持される未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌は、脱窒活性の低下を生じること無く、阻害濃度以下で一定濃度のメタノールを含有する含窒素廃水中で馴養される。なお、嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養する間に、廃水供給ポンプによる調整槽１０への含窒素廃水の供給のみで、調整槽１０におけるメタノール濃度を３０ｍｇ／Ｌ以下に維持することが困難な場合は、濃度低下手段１２ａ，１２ｂによって希釈による濃度調整処理を実施してもよい。
【００９０】
未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌が保持される脱窒槽３０に、０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下の濃度範囲でメタノールを含有する含窒素廃水が所定期間に亘って導入されると、未馴養の嫌気性アンモニア酸化細菌は、表面上メタノールに対して馴致されてメタノール非感受性となる。よって、メタノールを含有する含窒素廃水の継続的な導入を開始した後、所定期間に亘って微生物処理を行って以降、メタノール濃度の増大に応答して脱窒率の低下が顕れなくなった場合には、メタノールの供給による濃度調整処理の実施を終了することができる。
【００９１】
立上げ運転において、導入される含窒素廃水の窒素成分濃度が段階的に引き上げられ、各処理槽の反応率が安定すると、所定範囲の窒素負荷の下で定常運転が行われる。定常運転では、０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下の濃度範囲で設定された目標値を維持することもできるが、廃水処理装置１と同様にして、操作者の入力によってメタノール濃度の上限値を再設定することもできる。定常運転における上限値としては、具体的には、メタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌ以上となる任意濃度、好ましくは３０ｍｇ／Ｌ以上２００ｍｇ／以下となる任意濃度を設定することができる。これによって、連続処理される含窒素廃水のメタノール濃度が上限値を超える濃度に変動する場合に、希釈による濃度調整処理が実施されるようになるため、脱窒槽３０に導入されるメタノール濃度が過大になることを防止することができる。
【００９２】
以上の第２実施形態に係る廃水処理装置の運転方法によれば、脱窒槽３０の前段に備えられるメタノール供給手段１８ａ，１８ｂが、脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上３０ｍｇ／Ｌ以下となるように、含窒素廃水にメタノールを供給する処理を行うため、脱窒槽３０に保持される嫌気性アンモニア酸化細菌が、３０ｍｇ／Ｌを超える濃度のメタノールに晒されること無く、メタノールを含有する含窒素廃水で馴養されて、表面上メタノール非感受性となる。一般には、増殖の誘導期が長く、増殖速度が極めて遅いことが知られている嫌気性アンモニア酸化細菌を、このようにあらかじめメタノールに対して馴致させておくことで、不定期且つ不定量でメタノール濃度が変動し得る含窒素廃水を、嫌気性アンモニア酸化細菌の脱窒活性を高い水準に維持しつつ安定的に脱窒処理することが可能となる。さらに、馴養された嫌気性アンモニア酸化細菌はより高いメタノール濃度の含窒素廃水に晒されても脱窒活性が低下し難くなるため、廃水処理装置に導入される含窒素廃水のメタノール濃度が大きく変動する場合にも、安定的に脱窒処理を継続することが可能になる。
【００９３】
［変形例］
次に、前記の実施形態に係る運転方法が適用される廃水処理装置の他の形態（変形例に係る廃水処理装置）について説明する。
【００９４】
図４は、変形例に係る廃水処理装置の概略構成の一例を示す図である。
変形例に係る廃水処理装置３は、前記の廃水処理装置２と同様、嫌気性アンモニア酸化反応を利用した生物学的処理を実施する処理槽として、少なくとも硝化槽と脱窒槽とを有する２槽型の廃水処理装置である。変形例に係る廃水処理装置３が、廃水処理装置２と異なる点は、含窒素廃水のメタノール濃度を調整する濃度調整処理が実施される調整槽１０が、脱窒槽３０の前段且つ硝化槽２０の後段に設置されている点である。
【００９５】
調整槽１０は、前記の廃水処理装置２と同様、後段の脱窒槽３０に導入される含窒素廃水のメタノール濃度をあらかじめ調整する処理槽である。図４に示すように、この調製槽１０には、主に、メタノール濃度計測手段１１、濃度低下手段１２ａ，１２ｂ、撹拌手段１３、メタノール供給手段１８ａ，１８ｂ等が備えられている。
【００９６】
変形例に係る廃水処理装置３の運転方法は、前記の廃水処理装置１，２に準じて行われる。すなわち、メタノール濃度計測手段１１による含窒素廃水のメタノール濃度の計測に基づいて、濃度低下手段１２ａ，１２ｂが希釈による濃度調整処理を実施し、又は、メタノール供給手段１８ａ，１８ｂがメタノールの供給による濃度調整処理を実施することによって、調整槽１０に滞留する含窒素廃水のメタノール濃度を上限値以下又は目標値に調整する。立上げ時と定常時の運転方法についても同様である。
【００９７】
以上の廃水処理装置３によれば、濃度調整処理を実施する調整槽１０が、脱窒槽３０の前段且つ硝化槽２０の後段に設置されていることによって、硝化槽２０における微生物処理に、前記の濃度調整処理が実施されていない含窒素廃水が供されるようになる。そのため、硝化槽２０に対する窒素負荷が希釈水の供給によって変動することがなく、亜硝酸型酸化反応が安定的に維持される。また、含窒素廃水へのメタノールの供給によって、硝化槽２０のＢＯＤが変動することがなく、汚泥の発生量が低減し、亜硝酸型酸化反応を安定させ易くなるという利点がある。
【実施例】
【００９８】
以下、本発明の実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【００９９】
はじめに、含窒素廃水の連続処理におけるメタノールの影響を、連続処理試験系において評価した。
【０１００】
連続処理試験は、嫌気性アンモニア酸化細菌を投入したリアクタにメタノールを添加した含窒素廃水を通水させることによって行い、メタノール濃度を５ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、３０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌのそれぞれに変えた計４種の試験を実施した。
【０１０１】
各試験では、リアクタの反応容積は０．５Ｌとし、嫌気性アンモニア酸化細菌を担持させた寒天状の包括固定化担体を反応容積あたり２０体積％の充填率で充填した。また、試験条件は、水温３０℃、ｐＨ７．６の嫌気的条件とし、連続処理の間、塩酸の添加によってｐＨを維持すると共に、スターラーで撹拌を継続した。各試験において、含窒素廃水として用いた合成廃水の組成を次の表１に示す。
【０１０２】
【表１】
2015131253.tif 000003
【０１０３】
［実施例１−１］
実施例１−１として、メタノール濃度が５ｍｇ／Ｌの含窒素廃水の連続処理を行った。実施例１−１では、リアクタに通水する廃水の窒素容積負荷は４．０ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄとなるように設定し、メタノールを添加していない状態の含窒素廃水を通水して所定期間に亘って廃水処理を行った。そして、負荷に対する窒素除去速度が安定した段階で、表１に示す組成となるようにメタノールを添加した含窒素廃水の通水を開始して、窒素除去速度の監視を継続した。その結果を図５に示す。
【０１０４】
図５は、実施例１−１における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
図５において、横軸は処理時間（日）、左軸は窒素容積負荷と窒素除去速度、右軸は含窒素廃水のメタノール濃度を表している。図５に示すように、メタノール濃度が５ｍｇ／Ｌである含窒素廃水の通水を開始しても、窒素負荷に対する窒素除去速度の低下は認められず、通水を継続する間に窒素除去速度は維持された。
【０１０５】
［実施例１−２］
実施例１−２として、メタノール濃度が２０ｍｇ／Ｌの含窒素廃水の連続処理を行った。実施例１−２では、実施例１−１と同様にして、リアクタに通水する廃水の窒素容積負荷は４．０ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄとなるように設定し、メタノールを添加していない状態の含窒素廃水を通水して所定期間に亘って廃水処理を行った。そして、負荷に対する窒素除去速度が安定した段階で、表１に示す組成となるようにメタノールを添加した含窒素廃水の通水を開始して、窒素除去速度の監視を継続した。その結果を図６に示す。
【０１０６】
図６は、実施例１−２における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
図６において、横軸は処理時間（日）、左軸は窒素容積負荷と窒素除去速度、右軸は含窒素廃水のメタノール濃度を表している。図６に示すように、メタノール濃度が２０ｍｇ／Ｌである含窒素廃水の通水を行っても、窒素負荷に対する窒素除去速度の低下は認められず、通水を継続する間に窒素除去速度は維持された。
【０１０７】
［実施例１−３］
実施例１−３として、メタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌの含窒素廃水の連続処理を行った。実施例１−３では、実施例１−１と同様にして、リアクタに通水する廃水の窒素容積負荷は４．０ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄとなるように設定し、メタノールを添加していない状態の含窒素廃水を通水して所定期間に亘って廃水処理を行った。そして、負荷に対する窒素除去速度が安定した段階で、表１に示す組成となるようにメタノールを添加した含窒素廃水の通水を開始して、窒素除去速度の監視を継続した。その結果を図７に示す。
【０１０８】
図７は、実施例１−３における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
図７において、横軸は処理時間（日）、左軸は窒素容積負荷と窒素除去速度、右軸は含窒素廃水のメタノール濃度を表している。図７に示すように、メタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌである含窒素廃水の通水を開始すると、窒素負荷に対する窒素除去速度がやや低下し、４．０ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄ程度であった窒素除去速度が、一時、３．５６ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄにまで約１０％低下した。しかしながら、その後、窒素除去速度は微弱な回復傾向を示し、数日後に窒素除去速度が３．８１ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄ程度にまで約５％回復した。さらにその後、メタノールを含有する含窒素廃水の通水を中止し、メタノールを添加していない状態の含窒素廃水の通水を継続したところ、窒素除去速度は３．８１ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄ程度の水準に維持された。
【０１０９】
［比較例１］
比較例１として、メタノール濃度が４０ｍｇ／Ｌの含窒素廃水の連続処理を行った。比較例１では、実施例１−１と同様にして、リアクタに通水する廃水の窒素容積負荷は４．０ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄとなるように設定し、メタノールを添加していない状態の含窒素廃水を通水して所定期間に亘って廃水処理を行った。そして、負荷に対する窒素除去速度が安定した段階で、表１に示す組成となるようにメタノールを添加した含窒素廃水の通水を開始して、窒素除去速度の監視を継続した。その結果を図８に示す。
【０１１０】
図８は、比較例１における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
図８において、横軸は処理時間（日）、左軸は窒素容積負荷と窒素除去速度、右軸は含窒素廃水のメタノール濃度を表している。図８に示すように、メタノール濃度が４０ｍｇ／Ｌである含窒素廃水の通水を開始すると、窒素負荷に対する窒素除去速度が急激に低下し、３．８ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄ程度であった窒素除去速度が、３日後には、１．５ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄにまで約６０％の低下を示した。その後、メタノールを含有する含窒素廃水の通水を中止し、メタノールを添加していない状態の含窒素廃水の通水を継続したものの、窒素除去速度の回復は認められなかった。
【０１１１】
これらの結果から、含窒素廃水の連続処理において、高濃度のメタノールを含有する含窒素廃水が突発的に流入したり、含窒素廃水のメタノール濃度が高濃度側に急激に変動したりすることがあっても、メタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌ以下の範囲にあれば、嫌気性アンモニア酸化細菌の脱窒活性は低下し難いことが分かる。したがって、メタノール濃度を３０ｍｇ／Ｌ以下の範囲に維持することによって、脱窒活性は比較的高い水準に維持され、メタノールを含有する含窒素廃水を安定的に脱窒処理することが可能であることが確認された。
【０１１２】
次に、メタノールを含有する含窒素廃水に対する、嫌気性アンモニア酸化細菌の馴化について評価した。
【０１１３】
［実施例２−１］
実施例２−１として、メタノール濃度を５ｍｇ／Ｌ単位で漸次上昇させながら含窒素廃水の連続処理を行った。実施例２−１では、リアクタに通水する廃水の窒素容積負荷は４．０ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄとなるように設定し、はじめに、メタノールを添加していない状態の含窒素廃水を通水して所定期間に亘って廃水処理を継続した。そして、負荷に対する窒素除去速度が安定した段階で、メタノール濃度が５ｍｇ／Ｌとなるようにメタノールを添加した合成廃水の通水を開始した。その後、負荷に対する窒素除去速度が安定した段階で、メタノール濃度を５ｍｇ／Ｌ単位で増大させた合成廃水を通水する操作を漸次繰り返し、最終的にメタノール濃度が６０ｍｇ／Ｌに達するまで窒素除去速度の監視を継続した。その結果を図９に示す。
【０１１４】
図９は、実施例２−１における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
図９において、横軸は処理時間（日）、左軸は窒素容積負荷と窒素除去速度、右軸は含窒素廃水のメタノール濃度を表している。図９に示すように、含窒素廃水のメタノール濃度を５ｍｇ／Ｌ単位で増大させた場合には、窒素除去速度の低下は認められず、メタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超えても、嫌気性アンモニア酸化細菌の活性は高い水準に維持された。そして、メタノール濃度が６０ｍｇ／Ｌに達した含窒素廃水においても、窒素除去速度の低下は認められなくなっており、嫌気性アンモニア酸化細菌がメタノールに対して馴致されていることが確認された。
【０１１５】
［実施例２−２］
実施例２−２として、メタノール濃度が所定期間だけ高濃度となるような通水を繰り返し、メタノール濃度の変化が次第に増大していくように、パルス状に増大させながら含窒素廃水の連続処理を行った。実施例２−２では、リアクタに通水する廃水の窒素容積負荷は４．０ｋｇ−Ｎ／ｍ３／ｄとなるように設定し、はじめに、メタノールを添加していない状態の含窒素廃水を通水して所定期間に亘って廃水処理を行った。そして、負荷に対する窒素除去速度が安定した段階でメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌの合成廃水の通水を開始し、その数日後には、メタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌの合成廃水の通水を中止して、メタノールを添加していない状態の含窒素廃水の通水に切り替えた。その後、同様にして、メタノール濃度が４０ｍｇ／Ｌ、５０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌ、２００ｍｇ／Ｌと増大していくように操作を繰り返し、窒素除去速度の監視を継続した。その結果を図１０に示す。
【０１１６】
図１０は、実施例２−２における含窒素廃水のメタノール濃度と窒素除去速度との関係を示す図である。
図１０において、横軸は処理時間（日）、左軸は窒素容積負荷と窒素除去速度、右軸は含窒素廃水のメタノール濃度を表している。図１０に示すように、メタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌの合成廃水の通水を開始した時点で、実施例１−３と同様に、窒素負荷に対する窒素除去速度が一時的にやや低下したものの、その後、窒素除去速度は回復傾向を示した。以後、メタノール濃度を４０ｍｇ／Ｌ、５０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌ、２００ｍｇ／Ｌとパルス状に増大させても、負荷に対する窒素除去速度の低下は認められず、嫌気性アンモニア酸化細菌がメタノールに対して馴致されていることが確認された。
【０１１７】
これらの結果から、嫌気性アンモニア酸化細菌をメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌ以下の範囲の含窒素廃水で馴養しさえすれば、その後、３０ｍｇ／Ｌを超える高濃度のメタノールを含有する含窒素廃水が突発的に流入したり、含窒素廃水のメタノール濃度が３０ｍｇ／Ｌを超える高濃度側に急激に変動したりすることがあっても、嫌気性アンモニア酸化細菌の脱窒活性は低下していくことなく比較的高い水準に維持され、メタノールを含有する含窒素廃水を安定的に脱窒処理することが可能であることが分かる。
【０１１８】
このように嫌気性アンモニア酸化細菌の脱窒活性が維持されたのは、廃水に混入した他の微生物が嫌気性アンモニア酸化細菌の周囲で繁殖して生物膜を形成し、これらの微生物がメタノールを分解することによって、嫌気性アンモニア酸化細菌に対する高濃度メタノールの暴露が防止されたことに因るものと考えられる。したがって、他の微生物による生物膜によって保護し易いように、嫌気性アンモニア酸化細菌を、固定化した状態で脱窒槽３０内に保持させる形態が好ましいといえる。
【符号の説明】
【０１１９】
１      廃水処理装置
１０    調整槽
１１    メタノール濃度計測手段
１２ａ  希釈水貯留槽（濃度低下手段）
１２ｂ  希釈水供給ポンプ（濃度低下手段）
１３    撹拌手段
１６    制御装置
１８ａ  メタノール貯留槽（メタノール供給手段）
１８ｂ  メタノール供給ポンプ（メタノール供給手段）
２０    硝化槽
２２    曝気手段
２５    固定化微生物
３０    脱窒槽
３３    撹拌手段
３５    固定化微生物
６０    有機物処理槽
７０    従属栄養性脱窒槽
【図１】
2015131253.tif 000004
【図２】
2015131253.tif 000005
【図３】
2015131253.tif 000006
【図４】
2015131253.tif 000007
【図５】
2015131253.tif 000008
【図６】
2015131253.tif 000009
【図７】
2015131253.tif 000010
【図８】
2015131253.tif 000011
【図９】
2015131253.tif 000012
【図１０】
2015131253.tif 000013