(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動担体が装入された生物処理槽内にチオシアン酸イオン及びアンモニウムイオンを含有する被処理水を連続的に導入すると共に曝気して前記流動担体に微生物を定着させて好気性流動床を構成し、この好気性流動床の生物学的処理により前記被処理水を連続的に処理する方法であって、
前記生物処理槽内には、生物処理槽内の処理水若しくはこの槽内から排出される処理水のチオシアン酸イオン及び亜硝酸イオンをモニタリングしながら、前記流動担体に微生物を定着させて好気性流動床を構成する微生物馴致処理の第１段処理から第Ｎ段処理へと水理学的滞留時間を段階的に又は連続的に変化させて被処理水を導入し、
第２段処理以降の水理学的滞留時間については、被処理水中のチオシアン酸イオンの除去及び処理水中の亜硝酸イオンの生成抑制が確認されるまで、前段処理の水理学的滞留時間よりも短くなるように制御し、
亜硝酸イオンの生成を抑制しつつチオシアン酸イオンを選択的に除去することを特徴とする好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
【請求項２】
前記第２段処理以降における水理学的滞留時間の制御は、被処理水中のチオシアン酸イオンの除去及び処理水中の亜硝酸イオンの生成抑制が確認された後も、引き続いて前記第１段処理の水理学的滞留時間よりも短くなるように行われることを特徴とする請求項１に好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
【請求項３】
前記第２段処理以降における水理学的滞留時間の制御は、被処理水中のチオシアン酸イオンの除去及び処理水中の亜硝酸イオンの生成抑制が確認された後も、引き続き短縮された水理学的滞留時間を維持するように行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
【請求項４】
前記被処理水中のチオシアン酸イオンの除去及び処理水中の亜硝酸イオンの生成抑制が確認された後における前記第２段処理より後の生物学的処理において、適正な水理学的滞留時間の変動により、前記処理水のチオシアン酸イオンの濃度が上昇した場合には前段処理の水理学的滞留時間に対して延長するように行われ、また、前記処理水の亜硝酸イオンの濃度が上昇した場合には前段処理の水理学的滞留時間に対して短縮するように行われることを特徴とする請求項１に記載の好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
【請求項５】
前記生物処理槽内への被処理水の導入は、前記水理学的滞留時間を段階的に変化させて行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
【請求項６】
前記生物処理槽内の処理水若しくはこの槽内から排出される処理水のｐＨ値をモニタリングし、前記生物処理槽内の処理水若しくはこの槽内から排出される処理水のチオシアン酸イオン濃度が所定の値以上になり、更に前記処理水のｐＨ値が７．０未満に低下した際に、前記生物処理槽内のｐＨ値を７．０〜８．５の範囲に調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載の好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、チオシアン酸イオン及びアンモニウムイオンを含有する被処理水を生物学的処理により連続的に処理するための方法に係り、特に、好気性流動床を構成してアンモニウムイオンを酸化することなくチオシアン酸イオンを選択的に除去する被処理水の生物学的処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チオシアン酸イオンとアンモニウムイオン（アンモニア性窒素）を含む被処理水としては、例えばコークス製造工程で発生するコークス炉排水（安水）、石炭ガス化工程で発生する石炭ガス化排水、アセチレン精製工程で発生する洗浄排水等が存在するが、このような被処理水については、例えばアンモニウムイオンの処理に適した塩素酸化によるブレークポイント法を適用するとチオシアン酸イオン由来のシアン化水素のような有害なガスや有害な中間体が生成する等、その処理に困難が伴うことが知られている。
【０００３】
そこで、従来においても、このようなチオシアン酸イオン及びアンモニウムイオンを含む被処理水の処理方法について、幾つかの検討が行われており、また、提案がされている。
例えば、特許文献１においては、コークス炉ガス液（安水）を生物学的に処理するに際し、無酸素条件の脱窒槽と好気性雰囲気の硝化槽とを用い、前段の脱窒槽に後段の硝化槽からの硝化液を循環させてコークス炉ガス液中のチオシアン酸を水素供与体として利用する方法が提案されており、この方法は、無酸素条件の脱窒槽でチオシアン酸イオンと硝酸又は亜硝酸を除去し、また、好気性雰囲気の硝化槽でアンモニア性窒素を硝酸又は亜硝酸に酸化する方法である。しかしながら、この方法においては、最低でも２つの処理槽（実施例では２つの脱窒槽と２つの硝化槽が用いられている。）を設置する必要があり、既存の処理槽を有する設備ではその適用が現実的でないほか、無酸素条件の脱窒槽において水素供与体として利用するチオシアン酸成分が不足すると、処理コスト高の原因となるメタノール等の薬品を別途添加する必要が生じる。更に、この方法は、非特許文献１に開示されている通り、好気性条件下でチオシアン酸イオンを除去する場合に比べて除去速度が著しく遅い。
【０００４】
また、特許文献２においては、アンモニア性窒素及びチオシアン酸イオンを含有する廃水にオゾンを作用させる第１工程と、この第１工程での処理水に塩素系酸化剤を作用させる第２工程とを備え、第１工程でチオシアン酸イオンを除去した後に第２工程でアンモニア性窒素を除去する方法が開示されている。しかしながら、この方法において、第１工程で行われるオゾン処理は、極めて高価な処理方法であり、また、場合によっては有害な副生成物が生成することがある。
【０００５】
更に、特許文献３においては、石炭ガス化工程で発生した石炭ガス化排水を処理するに際し、凝集沈殿処理により懸濁物質を除去した後にｐＨを３〜６に調整し、次いで過酸化水素等の酸化剤の存在下に紫外線を照射してチオシアン酸イオン等を除去し、更にｐＨ７以上に調整して水蒸気又は空気で曝気し、アンモニアを除去する方法が開示されている。しかしながら、この方法においても、チオシアン酸イオン等を除去するために、過酸化水素等の酸化剤の存在下に紫外線照射を行う必要がある。
【０００６】
そして、特許文献４には、安水の生物学的処理におけるＣＯＤ濃度シミュレーション方法及び装置が開示されており、水質シミュレーション方法としての活性汚泥モデルを基礎として構築され、コークス製造工程で発生したチオシアン酸イオン含有の安水に適用できる新たな活性汚泥モデルが提案されている。しかしながら、この方法は、新たな安水の生物学的処理の方法を提案するものではない。
【０００７】
ところで、活性汚泥によりチオシアン酸イオンとアンモニウムイオンとを同時に処理しようとした場合、チオシアン酸イオンが除去されると同時にアンモニウムイオンが亜硝酸イオンに酸化される反応が起こり、チオシアン酸イオンは除去されても、アンモニウムイオンが亜硝酸イオンに酸化されて処理水中に残ってしまう。そして、この亜硝酸イオンは、排水基準において許容限度の低い化学的酸素要求量（Chemical Oxygen Demand；ＣＯＤ）の成分（160mg/L）であるため、処理水中に亜硝酸が含まれることは排水基準の観点からも望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平09-290,290号公報
【特許文献２】特開平11-033,571号公報
【特許文献３】特開2007-216,225号公報
【特許文献４】特開2011-045,872号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】D. Y. Sorokin他、Microbiol．，2004年, 150巻, 2435〜2442頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、被処理水中のチオシアン酸イオンを生物学的に処理することができることから、チオシアン酸イオン及びアンモニウムイオンを含有する被処理水の処理については、高価な薬品や設備を使用することなく、また、有害なガスや副生成物を生成させることのない生物学的処理により処理するのが好ましいと考えた。しかしながら、前述のように、好気性雰囲気では微生物がチオシアン酸イオンを除去すると同時にアンモニウムイオンを亜硝酸イオンに酸化するため、この亜硝酸イオンへの酸化を抑制しながら、チオシアン酸イオンを処理する必要があるが、従来の溶存酸素が存在する好気性条件下の生物学的処理においては、このような処理方法が報告されていない。
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、チオシアン酸イオン及びアンモニウムイオンを含有する被処理水の生物学的処理において、アンモニウムイオンを酸化することなく、チオシアン酸イオンを選択的に効率良く除去することができる、好気性流動床による被処理水の生物学的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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明者らは、種々の検討を行った結果、以下の知見を得た。
先ず、被処理水中のチオシアン酸イオンを除去する微生物には付着性があることを知見し、また、この付着性微生物については、無酸素条件よりも好気性雰囲気の方がより速くチオシアン酸イオンを除去できることを確認した。そして、これらの知見から、好気性流動床による生物学的処理を検討する過程で、驚くべきことには、微生物の馴致処理の過程ではチオシアン酸イオンの除去とアンモニウムイオンの亜硝酸イオンへの酸化とが同時に生じることが認められたが、生物処理槽内において微生物馴致処理後の水理学的滞留時間を微生物馴致処理時の水理学的滞留時間よりも短くすると、チオシアン酸イオンを分解する微生物は好気性流動床に留まり易くて流出され難く、また、アンモニウムイオンを分解する微生物は好気性流動床に留まり難くて流出され易く、結果として、アンモニウムイオンの亜硝酸イオンへの酸化が抑制され、チオシアン酸イオンが選択的に除去されることを知見した。
【００１３】
更に、水理学的滞留時間を短縮することでアンモニウムイオンの亜硝酸イオンへの酸化抑制が達成できた後には、水理学的滞留時間を延長しても、しばらくは亜硝酸イオンの生成を抑制できることを知見し、また、このことから、排水の水質や排水量の変動に応じて水理学的滞留時間を変動させても、場合によっては水理学的滞留時間を微生物馴致処理時の水理学的滞留時間より延長させても、亜硝酸イオンの生成を抑制しながらチオシアン酸イオンを選択的に除去できることを知見した。
【００１４】
また、生物処理槽内において微生物馴致処理後の水理学的滞留時間を微生物馴致処理時の水理学的滞留時間よりも短くし、チオシアン酸イオンを選択的に除去して得られたチオシアン酸イオン除去後の処理水については、チオシアン酸イオンが可及的に除去され、また、亜硝酸イオンの生成が可及的に抑制されているので、例えば塩素酸化によるブレークポイント法、アンモニアストリッピング法、ゼオライト吸着法等のアンモニウムイオンの処理に適した従来の処理方法を容易に適用することもできる。
本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
【００１５】
すなわち、本発明の要旨とするところは、以下の通りである。
(1)  流動担体が装入された生物処理槽内にチオシアン酸イオン及びアンモニウムイオンを含有する被処理水を連続的に導入すると共に曝気して前記流動担体に微生物を定着させて好気性流動床を構成し、この好気性流動床の生物学的処理により前記被処理水を連続的に処理する方法であって、
前記生物処理槽内には、生物処理槽内の処理水若しくはこの槽内から排出される処理水のチオシアン酸イオン及び亜硝酸イオンをモニタリングしながら、前記流動担体に微生物を定着させて好気性流動床を構成する微生物馴致処理の第１段処理から第Ｎ段処理へと水理学的滞留時間を段階的に又は連続的に変化させて被処理水を導入し、
第２段処理以降の水理学的滞留時間については、被処理水中のチオシアン酸イオンの除去及び処理水中の亜硝酸イオンの生成抑制が確認されるまで、前段処理の水理学的滞留時間よりも短くなるように制御し、
亜硝酸イオンの生成を抑制しつつチオシアン酸イオンを選択的に除去することを特徴とする好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
(2)  前記第２段処理以降における水理学的滞留時間の制御は、被処理水中のチオシアン酸イオンの除去及び処理水中の亜硝酸イオンの生成抑制が確認された後も、引き続いて前記第１段処理の水理学的滞留時間よりも短くなるように行われることを特徴とする前記(1)に好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
(3)  前記第２段処理以降における水理学的滞留時間の制御は、被処理水中のチオシアン酸イオンの除去及び処理水中の亜硝酸イオンの生成抑制が確認された後も、引き続き短縮された水理学的滞留時間を維持するように行われることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
(4)  前記被処理水中のチオシアン酸イオンの除去及び処理水中の亜硝酸イオンの生成抑制が確認された後における前記第２段処理より後の生物学的処理において、適正な水理学的滞留時間の変動により、前記処理水のチオシアン酸イオンの濃度が上昇した場合には前段処理の水理学的滞留時間に対して延長するように行われ、また、前記処理水の亜硝酸イオンの濃度が上昇した場合には前段処理の水理学的滞留時間に対して短縮するように行われることを特徴とする前記(1)に記載の好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
(5)  前記生物処理槽内への被処理水の導入は、前記水理学的滞留時間を段階的に変化させて行われることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
(6)  前記生物処理槽内の処理水若しくはこの槽内から排出される処理水のｐＨ値をモニタリングし、前記生物処理槽内の処理水若しくはこの槽内から排出される処理水のチオシアン酸イオン濃度が所定の値以上になり、更に前記処理水のｐＨ値が７．０未満に低下した際に、前記生物処理槽内のｐＨ値を７．０〜８．５の範囲に調整することを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、チオシアン酸イオン及びアンモニウムイオンを含有する被処理水を生物学的処理により連続的に処理するに際し、高価な薬品や設備を使用することなく、また、有害なガスや副生成物を生成させることもなく、通常の活性汚泥法等による生物学的処理よりも高速で、亜硝酸イオンの生成を抑制しつつチオシアン酸イオンを選択的に除去することができるので、被処理水の処理コストの削減及び有害な副生成物の発生抑制が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の好気性流動床による被処理水の生物学的処理における、運転日数に対する水理学的滞留時間、チオシアン酸イオン濃度(mgSCN/L)、及び亜硝酸イオン濃度(mgN/L)の関係を概念的に示す説明図である。
【図２】図２は、本発明の実施の一例に係る好気性流動床による被処理水の生物学的処理設備の構成例を説明するための説明図である。
【図３】図３は、好気性雰囲気及び無酸素条件での活性汚泥によるチオシアン酸イオンの除去速度を調べた結果を示すグラフ図である。
【図４】図４は、好気性流動床によるチオシアン酸イオンの処理に際し、処理時のｐＨ値の影響を調べた結果を示すグラフ図である。
【図５】図５は、実施例１で用いられた生物処理槽の概念図であり、流動担体無し(a)の場合と流動担体有り(b)の場合とを示している。
【図６】図６は、人工排水（被処理水）を用いた実施例１の結果を示すグラフ図であり、運転日数に対応して、チオシアン酸イオン、亜硝酸イオン、及びｐＨ値をモニタリングした結果と、水理学的滞留時間を制御した結果とを示すものである。
【図７】図７は、人工排水（被処理水）を用いた実施例２の結果を示すグラフ図であり、運転日数に対応して、チオシアン酸イオン、亜硝酸イオン、及びｐＨ値をモニタリングした結果と、水理学的滞留時間を制御した結果とを示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
先ず、本発明の被処理水の生物学的処理方法において、どの様に被処理水中のチオシアン酸イオンが除去され、また、どの様にアンモニアイオンの酸化による亜硝酸イオンの生成が抑制されるかについて、水理学的滞留時間を段階的に多くする制御の場合を例にし、運転日数に対する水理学的滞留時間、チオシアン酸イオン濃度(mgSCN/L)、及び亜硝酸イオン濃度(mgN/L)の関係を概念的に示す図１に基づいて説明する。
【００１９】
始めに、生物処理槽１内の流動担体10に微生物を定着させて好気性流動床を構成するための微生物馴致処理（第１段処理）においては、流動担体10にチオシアン酸イオンを分解する微生物やアンモニアイオンを酸化する微生物が徐々に定着し、被処理水中のチオシアン酸イオンは次第に除去されて処理水中に検出されなくなり、また、アンモニアイオンは酸化されて処理水中の亜硝酸イオン濃度が増加する。次に、水理学的滞留時間を第１段処理よりも多くして生物学的処理を継続する（第２段処理）と、チオシアン酸イオンを分解する微生物は好気性流動床に留まってチオシアン酸イオンの除去は継続されるが、アンモニアイオンを分解する微生物は好気性流動床に留まり難くて流出され、亜硝酸イオンの生成が抑制されて亜硝酸イオン濃度が次第に低下する。この第２段処理での生物学的処理の際には、水理学的滞留時間を短くした直後には、水理学的滞留時間変化の外乱により一時的にチオシアン酸イオン濃度が増加するが、チオシアン酸イオンを分解する微生物の馴致が起こり、再びチオシアン酸イオンの除去が安定して行われるようになる。その後更に、水理学的滞留時間を第２段処理よりも短くして生物学的処理を継続する（第３段処理）と、第２段処理の場合と同様に、水理学的滞留時間変化の外乱により一時的にチオシアン酸イオン濃度が増加するが再びチオシアン酸イオンの除去が安定し、また、亜硝酸イオンの生成が抑制される。そして、チオシアン酸イオンの除去と亜硝酸イオンの生成抑制とが安定した後（第３段処理以降）は、水理学的滞留時間に変動が生じても、しばらくは亜硝酸イオンの生成を抑制しながらチオシアン酸イオンを選択的に除去することができる。
【００２０】
この図１に示す運転日数に対する水理学的滞留時間、チオシアン酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度の関係は、例えば図中２点鎖線で示すように、上記の第１〜３段処理の各段処理において水理学的滞留時間を連続的に変化（増加）させる場合でも同様である。
【００２１】
以下、図２に示す本発明の好気性流動床による被処理水の生物学的処理設備の構成例に基づいて、本発明の方法を詳細に説明する。
図２において、被処理水の生物学的処理設備は、生物処理槽１と沈降槽２とを基に構成されている。前記生物処理槽１には配管３を介して処理対象となる被処理水が連続的に導入され、また、この生物処理槽１内には、微生物を定着させる流動担体10が装入されると共に、汚濁物質のチオシアン酸イオンを除去し得る微生物が生息する図示外の微生物植種源が投入される。また、この槽内には、エアポンプ９から空気が送り込まれて曝気され、生物処理槽１内において旋回流が形成され、また、この旋回流に乗って前記流動担体10が流動し、この生物処理槽１内での所定の水理学的滞留時間の間に微生物馴致処理（第１段処理）が行われ、流動担体10に微生物植種源又は被処理水由来の微生物が定着して好気性流動床が形成される。そして、生物処理槽１内に導入された被処理水は、この生物処理槽１内に所定の水理学的滞留時間だけ滞留している間に、チオシアン酸イオンが除去されて処理水となり、この処理水が配管４を介して沈降槽２に送り込まれ、更に、この沈降槽２内で固液分離されて上澄み部分が最終処理水となり、この最終処理水が配管５を介してこの生物学的処理設備の系外に排出されるようになっている。
【００２２】
ここで、前記生物処理槽１には、前記処理水の配管４の流入口近辺に、好気性流動床を形成する流動担体10が処理水に連れられて槽外に流出するのを防止するセパレーター11が設けられており、また、この生物処理槽１内のｐＨ値を測定するｐＨ計８と、このｐＨ計が測定したｐＨ値に応じて槽内にアルカリを供給しｐＨ調整を行うアルカリ供給ポンプ７とが設けられている。更に、前記沈降槽２の底部には、前記セパレーター11を通り抜けて前記沈降槽２内で沈降した活性汚泥（微生物植種源等）を含む懸濁物質を前記処理対象の被処理水中に送り戻すための配管６が設けられている。
【００２３】
本発明において、処理の対象となる被処理水は、チオシアン酸イオンとアンモニウムイオンとが含まれている排水であり、例えばコークス製造工程で発生するコークス炉排水（安水）、石炭ガス化工程で発生する石炭ガス化排水、アセチレン精製工程で発生する洗浄排水等を例示することができる。
【００２４】
また、本発明において、微生物を定着させるために用いられる流動担体10については、生物処理槽１内に装入され、曝気による槽内の流動に連れて流動し、この生物処理槽１内において好気性流動床を形成し得るものであればよく、その形状、大きさ、材質等については特に制限されるものではなく、産業排水処理施設、食品排水処理施設、工業用水処理施設、ゴミ処分場排水処理施設、コミュニティープラント、浄化槽等でこれまで使用されてきた従来公知の市販のものを用いることができる。例えば、プラスチック製の流動担体については、複数のメーカーから、形状が多孔質立方体状、骨格様球状、小円筒状、チューブ状等であって、大きさが外形（２〜３０）mm×（２〜３０）mm又は２〜３０mmφで長さ２〜３０mmであり、カタログ値で比表面積が３００〜６０００m2/m3 であって比重が１．０±０．５であるものが市販されている。この流動担体10については、比表面積が大きく、微生物が入り込める大きさ（通常、微生物は直径1μm程度）の多孔性を有し、微生物が付着し易いものであることが好ましい。
【００２５】
また、上記流動担体10の使用量についても、曝気による槽内の流動に連れて流動し、この生物処理槽１内において好気性流動床を形成し槽内の処理水と十分に接触し得る量であればよく、これまで産業排水処理施設、食品排水処理施設、工業用水処理施設、ゴミ処分場排水処理施設、コミュニティープラント、浄化槽等において使用されてきた従来公知の市販のものの使用量でよく、例えば、プラスチック製の流動担体である場合には、生物処理槽１内に体積比で５%(V/V)以上５０%(V/V)以下の程度であるのがよい。より好ましくは１０%(V/V)以上３０%(V/V)以下とするのがよい。
【００２６】
また、前記流動担体10に定着させる微生物については、チオシアン酸イオンを除去し得る微生物が生息する微生物植種源、例えば活性汚泥、土壌、自然海水等が用いられ、これらはその１種のみを用いてもよく、また、２種以上を併用してもよく、微生物が高濃度に存在している点から、好ましくは活性汚泥を用いるのがよい。更には、チオシアン酸イオンを除去している生物処理設備の活性汚泥を用いることができれば、チオシアン酸イオンを除去する微生物の量が多いと考えられるため、なおよい。この微生物植種源の投入量については、被処理水中のチオシアン酸イオン及びアンモニウムイオンの濃度や共存する他の汚濁物質等の被処理水の性質や周辺の環境等を考慮して設定でき、操業中の槽外への流出等を考慮して好ましくは多めに投入するのがよい。更に、前記流動担体10については、生物処理槽１内に装入する前に高濃度の微生物植種源と接触させることができれば、短い期間で微生物を前記流動担体に定着させることができるため、より好ましい。例えば、チオシアン酸イオンを除去している生物処理設備の返送汚泥や沈殿汚泥等の使用は、チオシアン酸イオンを除去する微生物が高濃度に集積されていると考えられ、このような微生物植種源と流動担体とを予め容器に収容して浸け置くことにより、微生物を流動担体に予め付着させておくことができる。
【００２７】
本発明においては、生物処理槽１内に処理対象の被処理水と、流動担体10と、微生物植種源とを装入した後、槽内を曝気して好気性流動床を構成し、微生物を流動担体10の表面に定着させるための微生物馴致処理（第１段処理）から第Ｎ段処理へと水理学的滞留時間を段階的に（連続的に）変化させて被処理水を導入するが、その際に、第２段処理以降の水理学的滞留時間については、被処理水中のチオシアン酸イオンの除去及び処理水中の亜硝酸イオンの生成抑制が確認されるまでは、生物処理槽１における直前の前段処理の水理学的滞留時間よりも短くなるように制御し、亜硝酸イオンの生成を抑制しつつチオシアン酸イオンを選択的に除去する。
【００２８】
ここで、好気性流動床を構成するための曝気は、槽内に十分な酸素を供給すると共にこの槽内に旋回流を形成させることで流動担体10に十分な流動性を付与し、また、流動担体10に付着した微生物が処理対象のチオシアン酸イオンを効率良く除去できるようにするものであり、通常、前記エアポンプ９等を用いて空気を送り込むことにより行われるが、必要により、空気の一部として又は空気に代えて、純酸素を用いることもできる。
【００２９】
また、微生物を流動担体10の表面に定着させるための微生物馴致処理（第１段処理）については、従来の方法と同様にして行うことができ、また、その処理時間あるいは処理期間についても、処理対象の被処理水の種類（被処理水中に含まれる汚濁物質の成分や濃度等）や、使用する微生物植種源及び流動担体10や、周辺の環境等により異なるが、所定の水理学的滞留時間の下で生物処理槽１から排出される処理水中のチオシアン酸イオン濃度が目標値（例えば、ゼロ（０mg/L）や排水の水質基準値等）に到達し、所定の期間（例えば、１週間程度の期間）において上昇することがなく、チオシアン酸イオンの処理が安定して行われていることが確認されるまでとするのがよく、また、所定の水理学的滞留時間（第１段処理）は、担体が無い通常の活性汚泥法でもチオシアンが処理できるように調整すればよく、例えば２４時間程度でよい。
【００３０】
本発明においては、前記流動担体10の表面に微生物が十分に定着し、所望の好気性流動床が形成され、そして、生物処理槽１内の処理水若しくはこの槽内から排出される処理水のチオシアン酸イオン濃度が安定して上記の微生物馴致処理（第１段処理）が終了した後、生物処理槽１内の処理水若しくはこの槽内から排出される処理水中のチオシアン酸イオン濃度及び亜硝酸イオン濃度をモニタリングしながら、亜硝酸イオンの生成を抑制しつつチオシアン酸イオンが除去されるようになるまでは、生物処理槽１における第２段処理以降の水理学的滞留時間が直前の前段処理の水理学的滞留時間よりも短くなるように制御する。そして、この生物処理槽１における第２段処理以降の水理学的滞留時間を短くする制御は、被処理水の種類や周辺の環境等に応じて、生物処理槽１で処理された後の処理水に対するチオシアン酸イオン濃度及び亜硝酸イオン濃度の目標値〔例えば、ゼロ（０mg/L）や排水基準値等〕を設定し、これらの目標値の下に上記のチオシアン酸イオン及び亜硝酸イオンをモニタリングして行う。なお、この生物処理槽１における第２段処理以降の水理学的滞留時間を短くする制御については、上記のチオシアン酸イオン濃度及び亜硝酸イオン濃度の目標値に加えて、処理水の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の濃度の目標値(例えば、排水基準値)を設定し、これらチオシアン酸イオン濃度、亜硝酸イオン濃度及びＣＯＤ濃度の目標値の下に上記のチオシアン酸イオン、亜硝酸イオン及びＣＯＤのモニタリングを行ってもよく、これによってチオシアン酸イオン、亜硝酸イオン以外のＣＯＤ成分が含まれる排水の処理においても、より確実に排水基準を遵守し得るという利点が生じる。
【００３１】
ここで、生物処理槽１内でのチオシアン酸イオン、亜硝酸イオン及びＣＯＤのモニタリングのために行うチオシアン酸イオン、亜硝酸イオン及びＣＯＤの濃度測定の方法については、これらチオシアン酸イオン、亜硝酸イオン及びＣＯＤの濃度を連続的又は定期的に測定できれば特に制限はなく、例えば、チオシアン酸イオン濃度についてはイオンクロマトグラフィー法等を、また、亜硝酸イオン濃度についてはＪＩＳ Ｋ１０２０４３.１．１の方法等を、更に、ＣＯＤについてはＪＩＳ Ｋ１０２０ １７の方法等を例示することができる。
【００３２】
本発明において、上記の生物処理槽１における第２段処理以降の水理学的滞留時間を短くする制御により、チオシアン酸イオンを除去する微生物を優先的に生物処理槽１内に留まらせることができる。これは、チオシアン酸イオンを除去する微生物の増殖速度がアンモニウムイオンを酸化する微生物の増殖速度よりも速いことに起因するものと考えられ、被処理水の流入量を増やして水理学的滞留時間を短縮すると、流入するチオシアン酸イオンの量が増えてチオシアン酸イオンを除去する微生物がアンモニウムイオンを酸化する微生物よりも優先的に増殖し、流動担体10の表面を優先的に占有し、アンモニウムイオンを酸化する微生物が流動担体10の表面で生息する場が無くなり、生物処理槽１から流出して減少することに起因すると推定される。この生物処理槽１における第２段処理以降の水理学的滞留時間を短くする制御は、チオシアン酸イオン及び亜硝酸イオンの処理後濃度の目標値、更には必要によりＣＯＤの処理後濃度の目標値に合わせて調整される。
【００３３】
また、本発明において、生物処理槽１における第２段処理以降の水理学的滞留時間を短くする制御は、チオシアン酸イオン及び亜硝酸イオン（必要により、更にＣＯＤ）をモニタリングしながら、好ましくは所定の値まで段階的又は連続的に実施するのがよく、例えば、第２段処理以降の水理学的滞留時間を所定の値まで段階的に短くする段階的制御の場合には、以下のようにして実施する。
すなわち、先ず、第１段処理の微生物馴致処理により処理水中のチオシアン酸イオン濃度が一定期間（例えば、１週間程度）上昇せずに目標値以下で安定したことを確認した後、第２段処理時の水理学的滞留時間を少し（例えば、元の２４時間の３／４程度まで）短縮し、その後のチオシアン酸イオン濃度及び亜硝酸イオン濃度（更には、ＣＯＤ濃度）の動向を観察し、そして、処理水のチオシアン酸イオン濃度が目標値を超えて上昇することがない場合にはその短縮された第２段処理時の水理学的滞留時間で処理を一定期間（例えば、１週間程度）継続し、また、処理水のチオシアン酸イオン濃度が目標値を超えて上昇するようであれば、第２段処理時の水理学的滞留時間を元の第１段処理時の水理学的滞留時間に戻して再び微生物馴致処理を行う。次に、短縮された第２段処理時の水理学的滞留時間で処理を一定期間（例えば、１週間程度）継続した後、再び第２段処理時の水理学的滞留時間を少し（例えば、先の１８時間の２／３程度まで）短縮させ、第２段処理時と同様に第３段処理を行い、更に同様にして第Ｎ段処理まで上記と同様の操作を繰り返して行う。この操作により、処理水の亜硝酸濃度（更にはＣＯＤ濃度）が徐々に減少する。処理水のチオシアン酸イオン濃度及び亜硝酸イオン濃度（更には、ＣＯＤ濃度）の全てが一定期間（例えば、１週間程度）安定して目標値を達成した時点でこの操作を終了すればよい。さらに操作を継続することで、より高速に処理することが可能であるが、担体に定着できる微生物の量には限界があるため、短縮できる水理学的滞留時間には限界があることに注意が必要である。このような段階的制御の方法によれば、例えば、第２段処理以降の水理学的滞留時間を第１段処理（微生物馴致処理）時の３倍程度まで短縮すること（２４時間⇒８時間）が可能であり、上述の通り、処理水中のチオシアン酸イオン濃度及び亜硝酸イオン濃度（更には、ＣＯＤ濃度）の全てが目標値を達成する第２段処理以降の水理学的滞留時間を見つけ出して操業すればよい。
【００３４】
ところで、コークス炉排水等には、チオシアン酸イオン及びアンモニウムイオン以外の成分も含まれている。そして、例えばチオシアン酸イオンを除去し得る微生物植種源としてコークス炉排水処理設備の活性汚泥を用いた場合には、チオシアン酸イオン及びアンモニウムイオン以外の成分を分解する微生物も活性汚泥中に存在する可能性がある。また、このような場合には、当該微生物と、チオシアン酸イオンを除去する微生物と、アンモニウムイオンを酸化する微生物との増殖速度の違い（大小関係）により、適正な水理学的滞留時間に変動が生じる場合があるが、このような場合にあっても、本発明によりチオシアン酸イオン濃度及び亜硝酸イオン濃度（更には、ＣＯＤ濃度）が目標値を達成するように処理することが可能である。
【００３５】
すなわち、発明者らは、チオシアン酸イオン及びアンモニウムイオン以外のＣＯＤ成分としてフェノール及びチオ硫酸イオンを含有する被処理水に対して検討を行った。この検討の中で、本発明の操作によって、水理学的滞留時間を短縮していったところ、チオシアン酸イオンが除去され、亜硝酸イオンが完全に生成しなくなる条件を確認することができた。しかし、当該確認された水理学的滞留時間を維持し続けると、チオシアン酸イオンの除去率が低下し始める現象が観察された。そこで、本発明の方法に基づき、水理学的滞留時間を少し延長して再び微生物馴致処理を行ったところ、チオシアン酸イオンの除去率が回復し、それにも関わらず、亜硝酸イオンの生成が継続して抑制されることを知見した。このことから、一度亜硝酸イオンが完全に生成しなくなる程度に微生物の馴致を行えば、水理学的滞留時間が変更され、あるいは、変動しても、継続してチオシアン酸イオン濃度及び亜硝酸イオン濃度（更には、ＣＯＤ濃度）が目標値を達成するように処理できることが判明した。
【００３６】
従って、本発明によれば、生物処理槽１における第２段処理以降の水理学的滞留時間を前段処理時の水理学的滞留時間よりも短くすることで、チオシアン酸イオンを除去し、亜硝酸イオンの生成をほぼ完全に抑制することが可能であり、更に、短縮された水理学的滞留時間で処理を一定期間（例えば、１週間程度）継続した後には、水理学的滞留時間を延長しても亜硝酸イオンの生成を抑制する効果を一定期間（例えば、２ヶ月程度）維持することができるので、仮にチオシアン酸イオン濃度が上昇した場合には一時的に水理学的滞留時間を延長してチオシアン酸イオンの除去率を上げることができる。そして、処理水の亜硝酸イオン濃度が目標値を超えて上昇するようであれば、水理学的滞留時間を再び短縮して、一定期（例えば、１週間程度）間処理を継続すれば、再び亜硝酸イオンの生成を抑制することができる。水理学的滞留時間の延長若しくは短縮は、チオシアン酸イオン及び亜硝酸イオン（必要により、更にＣＯＤ）をモニタリングしながら、適宜いずれかを選択して実施する。また、本発明によれば、上記のようにチオシアン酸イオン及びアンモニウムイオン以外のＣＯＤ成分を含む排水に対しても適用できるばかりでなく、単純に排水量が変化して水理学的滞留時間が変動した場合であっても、安定して亜硝酸イオンの生成を抑制しつつ、チオシアン酸イオンを除去することができる。
【００３７】
更に、本発明において、被処理水中のアンモニウムイオンが酸化されて亜硝酸イオンが生成し、処理水のｐＨ値が低下してチオシアン酸イオンの除去率が悪化するような場合には、ｐＨ値を７．０〜８．５の範囲に調整することにより、チオシアン酸イオンの除去率を回復させることができる。但し、ｐＨ値を調整することによりアンモニウムイオンの酸化が促進され、亜硝酸イオンが増加することも予測されるので、チオシアン酸イオンの除去率が低下しなければｐＨ調整を行う必要はない。ここで、ｐＨ値の調整方法については、特に制限されるものではなく、例えば、生物処理槽１内のｐＨ値をｐＨ計８でモニタリングし、このｐＨ値が設定値を下回った際にアルカリ供給ポンプ７を駆動させて例えば水酸化ナトリウム溶液を生物処理槽１内に投入し、ｐＨ値を所定の設定値以上に維持すればよい。
【００３８】
生物処理槽１で処理された処理水は、沈降槽２に導入され、この沈降槽２内で重力沈降により活性汚泥等の懸濁物質と処理水とに分離され、前記懸濁物質の一部は生物処理槽１に戻される。但し、処理対象の被処理水の種類等により、生物処理槽１から排出される処理水中に懸濁物質がほとんど認められない場合は、この沈降槽２を設置しなくてもよい。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の好気性流動床による被処理水の生物学的処理方法について、試験例、及び実施例に基づいて、具体的に説明する。
【００４０】
〔試験例１：チオシアン酸イオン除去能を有する微生物の培養試験〕
工業用水と自然海水とを体積比２：３で混合して得られた溶媒中に、表１に示す培養試験用の溶質を表１に示す濃度で溶解し、それぞれ表１に示す好気性条件下で用いる培養試験液Ａと無酸素条件下で用いる培養試験液Ｂとを調製した。なお、培養試験液Ｂ中の亜硝酸ナトリウムの濃度については、濃度１００mg/Lのチオシアン酸イオンを除去するのに必要な量を算出し、決定した。
【００４１】
【表１】
0006540437.tif 000002
【００４２】
次に、２つの100mL-バイアル瓶中に上で調製した培養試験液Ａと培養試験液Ｂとをそれぞれ２０mLづつ仕込み、各バイアル瓶についてゴム栓をしてアルミキャップで蓋をした。また、無酸素条件下で用いる培養液Ｂを仕込んだバイアル瓶については５分間窒素パージを行ってこのバイアル瓶内の気相中の酸素及び培養液Ｂ中の溶存酸素を除去し、その後に、各バイアル瓶中にチオシアン酸イオンの除去能が確認された微生物種植源の分散液１mLを注入し、また、無酸素条件下で用いる培養液Ｂを仕込んだバイアル瓶については再度５分以上の窒素パージを行ってバイアル瓶内の気相中の酸素及び培養液Ｂ中の溶存酸素を除去した。
【００４３】
このようにして準備した各バイアル瓶をそれぞれ振とう器にセットし、１５０rpm往復振盪の下に室温及び培養期間５．５時間の培養試験を行った。
これらの培養試験において、培養開始時及び培養終了時にそれぞれ分析用試料を採取し、チオシアン酸イオンの濃度を測定し、１時間当たりのチオシアン酸イオン除去速度を求めた。得られた好気性培養試験と無酸素培養試験の結果を図３に示す。
【００４４】
この図３に示す結果から明らかなように、好気性条件下で培養した場合のチオシアン酸イオンの除去速度が、無酸素条件下で培養した場合に比べて、２．８倍も速く、チオシアン酸イオンを高速で除去するためには好気性条件下で操業する必要があることが判明した。
【００４５】
〔試験例２：チオシアン酸イオン及びアンモニウムイオン含有の生物学的処理におけるｐＨの影響についての確認試験〕
表２に示す溶質組成を有する人工排水（被処理水）を用意し、６本の100mL-プラスチックボトル内にそれぞれ被処理水５０mLを仕込むと共に、塩酸水溶液又は水酸化ナトリウム水溶液を用いて、各プラスチックボトル内の被処理水のｐＨをそれぞれ６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、及び８．５に調整した。また、これら各プラスチックボトル内の被処理水中には、以下に示す実施例１でチオシアン酸イオン除去能を有する微生物の定着が確認されている微生物定着流動担体５個を装入し、各プラスチックボトルをそれぞれ振とう器にセットし、１５０rpm往復振盪の下に室温及び培養期間６時間の培養試験を行った。
【００４６】
これらの培養試験において、試験前の被処理水及び試験後の処理水に含まれるチオシアン酸イオンの濃度を測定し、１時間当たりのチオシアン酸イオン除去速度を算出した。その結果を図４に示す。
図４に示す結果から明らかなように、生物学的処理の際のｐＨが７．０未満であると、チオシアン酸イオン除去速度が遅くなる傾向にあり、ｐＨ７．５のチオシアン酸イオン除去速度を１００％とした場合、ｐＨ６．０では８１％にまで低下していた。
このため、アンモニウムイオンの酸化による亜硝酸イオンの生成等に起因してｐＨが低下したような場合には、必要によりｐＨを７．０以上に調整することが好ましいことが判明した。
【００４７】
〔実施例１〕
工業用水と自然海水とを体積比２：３で混合して得られた溶媒中に、表２に示す溶質を表２に示す濃度で溶解し、人工排水（被処理水）を調製した。
【００４８】
【表２】
0006540437.tif 000003
【００４９】
また、図５に示すように、１つの槽内で生物処理領域20aと沈降領域20bとが隔壁23により互いに隔てられていると共にこの隔壁23の下方で互いに連通する構造を有する一体型の生物処理装置20を２つ用意し、一方の生物処理装置20の生物処理領域20a内に１０mm×１０mm×１０mmの大きさのスポンジ担体21〔流動担体（関東イノアック製ＡＱ−１）〕を体積比で２０%(v/v)となるように投入し、流動担体有り(b)の生物処理装置20（実施例１）を準備し、また、他方の生物処理装置20の生物処理領域20a内にはスポンジ担体21を投入することなく、流動担体無し(a)の生物処理装置20（対照例）を準備した。
【００５０】
このようにして準備された流動担体無し(a)及び流動担体有り(b)の各生物処理装置20内にそれぞれ上記の被処理水24を流入させると共に微生物植種源として活性汚泥を投入し、スポンジ担体に微生物を定着させる微生物馴致処理（第１段処理）時には、被処理水24の水理学的滞留時間が２４時間となるように流入させ、また、各生物処理装置20内の被処理水24に空気曝気22を行って好気性流動床を形成させ、微生物の馴致を行った。
【００５１】
この生物学的処理の運転開始後、すぐにチオシアン酸イオンの除去が認められたが、徐々にｐＨの低下傾向が認められ、また、チオシアン酸イオンの除去が不安定であったので、運転開始後６９日目から5wt%-水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨを７．５付近に調整しながら処理を継続し、チオシアン酸イオンの除去率が９８%以上で安定した段階で微生物馴致処理（第１段処理）を終了した。この微生物馴致処理（第１段処理）の終了時には亜硝酸イオンが増加していた。
【００５２】
この微生物馴致処理（第１段処理）の終了後、各生物処理装置20の生物処理領域20a内の処理水についてチオシアン酸イオン濃度と亜硝酸イオン濃度とを測定してチオシアン酸イオン及び亜硝酸イオンのモニタリングを行いながら、また、各生物処理装置20の生物処理領域20a内の処理水のｐＨを測定してｐＨ値のモニタリング行いながら、運転開始後９０日目より領域内の水理学的滞留時間が１８時間となるように被処理水24の流入量を増やし（第２段処理）、また、運転開始後１１１日目より領域内の水理学的滞留時間が１２時間となるように被処理水24の流入量を更に増やし（第３段処理）、更に、運転開始後１１８日目より領域内の水理学的滞留時間が８時間となるように被処理水24の流入量を更に増やし（第４段処理）、最終的に１３２日目まで運転を継続した。
【００５３】
この間、第２段処理において領域内の水理学的滞留時間を１８時間に短縮したことにより、チオシアン酸イオンの除去率を高い値に維持しつつ、亜硝酸イオンの生成の減少傾向が観察され始め、また、第３段処理において領域内の水理学的滞留時間を１２時間に短縮したことにより、チオシアン酸イオンの除去率を高い値に維持しつつ、亜硝酸イオンの生成をほぼ完全に抑制することができ、更に、第４段処理において領域内の水理学的滞留時間を８時間に短縮した場合にも、亜硝酸イオンの生成を抑制しつつチオシアン酸イオンの除去率を高い値に維持できることを確認した。
【００５４】
この実施例１での生物学的処理において、運転日数に対するチオシアン酸イオン、亜硝酸イオン、及びｐＨ値の測定結果を図６に示す。
また、実施例１及び対照例の生物学的処理において、領域内の水理学的滞留時間を８時間に短縮して操業した運転開始後８〜１０日目の処理水について、チオシアン酸イオン及び亜硝酸イオンの濃度を調べた結果を表３に示す。
【００５５】
【表３】
0006540437.tif 000004
【００５６】
ここで、実施例１の流動担体有り(b)の生物処理装置20を用いた場合と、対照例の流動担体無し(a)の生物処理装置20を用いた場合とを比較してみると、以下の通りであった。
すなわち、実施例１及び対照例のいずれの場合も、微生物馴致処理（第１段処理）の際には運転開始後よりチオシアン酸イオンの除去が認められたが、アンモニウムイオンの酸化による亜硝酸イオンの生成も確認された。
しかしながら、その後の領域内の水理学的滞留時間を短くする制御を行った場合には、実施例１及び対照例のいずれの場合も共に亜硝酸イオンの生成を抑制できたが、チオシアン酸イオンの除去に関しては、領域内の水理学的滞留時間を１２時間に短縮した際に、対照例ではチオシアン酸イオン除去率が７７%程度までであったのに対し、実施例１では９０%以上で安定しており、また、領域内の水理学的滞留時間を８時間に短縮した際には、対照例ではチオシアン酸イオン除去率が６２%程度に過ぎなかったのに対し、実施例１では９０%以上で安定していた。
【００５７】
〔実施例２〕
工業用水と自然海水とを体積比２：３で混合して得られた溶媒中に、表４に示す溶質を表４に示す濃度で溶解し、人工排水（被処理水）を調製した。この実施例２においては、実施例１の溶質に加えて、コークス炉排水に含まれる主なＣＯＤ成分のフェノール及びチオ硫酸イオンを追加した。
【００５８】
【表４】
0006540437.tif 000005
【００５９】
また、図５に示すように、１つの槽内で生物処理領域20aと沈降領域20bとが隔壁23により互いに隔てられていると共にこの隔壁23の下方で互いに連通する構造を有する一体型の生物処理装置20を用意した。また、ポリ瓶に１０mm×１０mm×１０mmの大きさのスポンジ担体〔流動担体（関東イノアック製ＡＱ−１）〕と微生物植種源として高濃度の活性汚泥を投入し、手でよく揉み、一晩蓋をして浸け置くことで、微生物をスポンジ担体に付着させた。
【００６０】
このようにして準備されたスポンジ担体21と活性汚泥を生物処理装置20の生物処理領域20a内にスポンジ担体21の体積比が２０%(v/v)となるように投入し、生物処理装置20（実施例２）を準備した。
【００６１】
このようにして準備された生物処理装置20内にそれぞれ上記の被処理水24を流入させ、スポンジ担体に微生物を定着させる微生物馴致処理（第１段処理）時には、被処理水24の水理学的滞留時間が２４時間となるように流入させ、また、各生物処理装置20内の被処理水24に空気曝気22を行って好気性流動床を形成させ、微生物の馴致を行った。また、5wt%-水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨを７．５付近に調整しながら処理を行った。
【００６２】
この実施例２での生物学的処理において、運転日数に対するチオシアン酸イオン、亜硝酸イオン、及びｐＨ値の測定結果を図７に示す。この生物学的処理の運転開始後、すぐにチオシアン酸イオンの除去が認められ、その後チオシアン酸イオンの除去率が９９%以上で安定したため、１８日目で微生物馴致処理（第１段処理）を終了した。この微生物馴致処理（第１段処理）の期間、被処理水中のアンモニアの２２%以上が亜硝酸イオンに酸化された。
【００６３】
なお、スポンジ担体に予め微生物を定着させなかった実施例１よりも７１日も早く微生物馴致処理（第１段処理）を終了できた。これは、ｐＨを調整したためと、また事前にスポンジ担体21手でよく揉み、一晩蓋をして浸け置いたためである。
【００６４】
この微生物馴致処理（第１段処理）の終了後、生物処理装置20の生物処理領域20a内の処理水についてチオシアン酸イオン濃度と亜硝酸イオン濃度とを測定してチオシアン酸イオン及び亜硝酸イオンのモニタリングを行いながら、かつ、生物処理装置20の生物処理領域20a内の処理水のｐＨを測定してｐＨ値のモニタリング行いながら、運転開始後１９日目より領域内の水理学的滞留時間が１８時間となるように被処理水24の流入量を増やし（第２段処理）、次に、運転開始後３９日目より領域内の水理学的滞留時間が１２時間となるように被処理水24の流入量を更に増やし（第３段処理）、更に、運転開始後４６日目より領域内の水理学的滞留時間が８時間となるように被処理水24の流入量を更に増やした（第４段処理）。その後、７４日目より領域内の水理学的滞留時間が１０時間となるように被処理水24の流入量を減らし（第５段処理）、更に９６日目より領域内の水理学的滞留時間が２４時間となるように被処理水24の流入量を減らし（第６段処理）、最終的に１５１日目まで運転を継続した。
【００６５】
この間、第２段処理において領域内の水理学的滞留時間を１８時間に短縮したことにより、チオシアン酸イオンの除去率を高い値に維持しつつ、亜硝酸イオンの生成の減少傾向が観察され始め、更に領域内の水理学的滞留時間を１２時間に短縮することにより、チオシアン酸イオンの除去率を高い値に維持しつつ、亜硝酸イオンの生成を更に抑制することができた。
【００６６】
しかしながら、更に、第４段処理において領域内の水理学的滞留時間を８時間に短縮した場合には、亜硝酸イオンの生成をほぼ完全に抑制しながらも、しばらく継続するとチオシアン酸イオンの除去率が低下した。これは実施例１の被処理水には含まれていなかったフェノール及びチオ硫酸を分解する微生物がスポンジ担体21の表面に生息したため、チオシアン酸イオンを除去する微生物スポンジ担体21の表面で生息する場が少なくなり、その結果除去率が低下してしまったものと考えられる。
【００６７】
このように、チオシアン酸イオンの除去率が目標値を超えて上昇してしまったため、第５段処理においては、水理学的滞留時間を第４段処理の条件（水理学的滞留時間が１２時間）に近い１０時間に戻して生物学的処理を行った。その結果、チオシアン酸イオンの除去率を９４%以上に維持しつつ、亜硝酸イオンの生成をほぼ完全に抑制することができた。
【００６８】
そこで更に、第６段処理においては、水理学的滞留時間を２４時間に延長したところ、チオシアン酸イオンの除去率を高い値に維持しながらも、更に驚くべきことには、その後７６日間にも亘って、亜硝酸イオンの生成をほぼ完全に抑制することができた。
【００６９】
この実施例２の生物学的処理において、領域内の水理学的滞留時間を１０時間に短縮して操業した運転開始後１３日目の処理水について、チオシアン酸イオン及び亜硝酸イオンの濃度を調べた結果を表５に示す。
【００７０】
【表５】
0006540437.tif 000006
【００７１】
ここで、実施例１と実施例２の結果についてみると、以下の通りであった。
すなわち、実施例１及び２のいずれの場合も、微生物馴致処理（第１段処理）の際には運転開始後よりチオシアン酸イオンの除去が認められたが、アンモニウムイオンの酸化による亜硝酸イオンの生成も確認された。
しかしながら、その後の領域内の水理学的滞留時間を短くする制御を行った場合には、実施例１では水理学的滞留時間を８時間に短縮した後に、また、実施例２では水理学的滞留時間を１０時間に短縮した後に、いずれの場合も共にチオシアン酸イオンの除去率が９０%以上で安定しつつ、亜硝酸イオンの生成を抑制することができた。
更に、実施例２では、水理学的滞留時間を１０時間に維持した後に２４時間まで延長したが亜硝酸イオンの生成抑制を維持していた。
【００７２】
以上の実施例１及び２の結果から、本発明の好気性流動床を構成して行う被処理水の生物学的処理を用いれば、単に亜硝酸イオンの生成を抑制しながらチオシアン酸イオンを選択的に除去できるだけでなく、水理学的滞留時間を短縮することによってチオシアン酸イオンを高速に処理できる。更に、一度水理学的滞留時間を短縮して微生物の馴致を行なった後は、水理学的滞留時間を再び延長してもしばらくは亜硝酸イオンの生成を抑制できることから、チオシアン酸イオンの除去率が低下した場合には水理学的滞留時間を延長し、また、亜硝酸イオンの生成量が増加する場合には水理学的滞留時間を短縮する操作を、チオシアン酸イオンと亜硝酸イオンの濃度をモニタリングしながら適宜選択して実施することにより、亜硝酸イオンの生成を抑制しながらチオシアン酸イオンを選択的に除去できることが判明した。
【符号の説明】
【００７３】
１…生物処理槽、２…沈降槽、３〜６…配管、７…アルカリ供給ポンプ、８…ｐＨ計、９：エアポンプ、10…流動担体、11…セパレーター、20…生物処理装置、20a…生物処理領域、20b…沈降領域、21…スポンジ担体（流動担体）、22…散気管、23…隔壁、24…被処理水、25…最終処理水。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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