(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア態窒素を含む廃水を、好気的直接窒素ガス化細菌を用いて処理する装置であって、
前記廃水を処理する処理槽と、
前記廃水に前記好気的直接窒素ガス化細菌を添加する第一の添加手段と、
前記廃水に硝化阻害物質を添加する第二の添加手段と、
を備え、
前記処理槽が、槽内を好気条件に維持された処理槽であり、
前記好気的直接窒素ガス化細菌が、アルカリゲネス・フェカリスであり、
前記硝化阻害物質が、アリルチオウレアおよび１−アミジノ−２−チオウレアの少なくとも一方である、廃水の処理装置。
【請求項２】
前記処理槽の上流に、前記廃水を貯留する原水貯留槽をさらに備える、請求項１に記載の廃水の処理装置。
【請求項３】
前記第一の添加手段が処理槽中の廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する手段であり、前記第二の添加手段が処理槽中の廃水に硝化阻害物質を添加する手段である、請求項１に記載の廃水の処理装置。
【請求項４】
前記第一の添加手段が処理槽中の廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する手段であり、前記第二の添加手段が原水貯留槽中の廃水に硝化阻害物質を添加する手段である、請求項２に記載の廃水の処理装置。
【請求項５】
前記好気的直接窒素ガス化細菌が、アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の廃水の処理装置。
【請求項６】
アンモニア態窒素を含む廃水を、好気的直接窒素ガス化細菌を用い処理槽で処理する方法であって、
前記廃水に前記好気的直接窒素ガス化細菌を添加する第一の添加工程と、
前記廃水に硝化阻害物質を添加する第二の添加工程と、
を有し、
前記処理槽が、槽内を好気条件に維持された処理槽であり、
前記好気的直接窒素ガス化細菌が、アルカリゲネス・フェカリスであり、
前記硝化阻害物質が、アリルチオウレアおよび１−アミジノ−２−チオウレアの少なくとも一方である、廃水の処理方法。
【請求項７】
処理前の廃水を原水貯留槽に貯留しておく、請求項６に記載の廃水の処理方法。
【請求項８】
前記第一の添加工程が処理槽中の廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する工程であり、前記第二の添加工程が処理槽中の廃水に硝化阻害物質を添加する工程である、請求項６に記載の廃水の処理方法。
【請求項９】
前記第一の添加工程が処理槽中の廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する工程であり、前記第二の添加工程が原水貯留槽中の廃水に硝化阻害物質を添加する工程である、請求項７に記載の廃水の処理方法。
【請求項１０】
廃水１Ｌに対して硝化阻害物質を０．３〜８０ｍｇ添加する、請求項６〜９のいずれか一項に記載の廃水の処理方法。
【請求項１１】
廃水１Ｌに対して硝化阻害物質を０．７５〜５５ｍｇ添加する、請求項１０に記載の廃水の処理方法。
【請求項１２】
前記好気的直接窒素ガス化細菌が、アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）である、請求項６〜１１のいずれか一項に記載の廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機態窒素およびアンモニア態窒素の少なくとも一方を含む廃水の処理装置および廃水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンモニアを含有する廃水（窒素含有廃水）を生物学的処理する方法としては、一般的に消化液循環方式や内生脱窒方式などが知られている。
消化液循環方式では、まず、原水（廃水）中のアンモニア態窒素を硝化細菌によって好気的条件下で亜硝酸態窒素または硝酸態窒素に変換する。その後、脱窒細菌によって有機物を還元力として無酸素条件下で亜硝酸態窒素または硝酸態窒素を窒素ガスに還元する。
【０００３】
硝化細菌は、アンモニア態窒素を亜硝酸に酸化するアンモニア酸化細菌と、亜硝酸態窒素を硝酸態窒素に酸化する亜硝酸酸化細菌との総称である。
一方、脱窒細菌は、無酸素条件下において亜硝酸態窒素または硝酸態窒素を電子受容体とし、有機物を電子供与体として利用することによって、亜硝酸態窒素または硝酸態窒素を窒素ガスにまで還元する微生物である。
【０００４】
近年、畜産、食品などの高濃度のアンモニアを含有する廃水を処理する方法として、アンモニア態窒素を好気的に窒素ガスに変えて脱窒することが可能なアルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）を用いた処理法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）は、好気的直接窒素ガス化細菌の１種であり、従属栄養細菌でありながら、好気的にアンモニアを窒素ガスにまで直接にガス化できる。加えて、従来の硝化細菌と比較して、アンモニア除去速度が速く、増殖速度も速いといった利点がある。
また、消化液循環方式では処理槽として好気槽（硝化槽）と無酸素槽（脱窒槽）の２槽が必要であるのに対し、アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）を用いた処理では好気処理のみで窒素除去が可能であるため、１槽で処理できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９９８７５号公報
【特許文献２】特開２００８−１０４３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、好気的直接窒素ガス化細菌を用いた廃水の処理を開放系で行うと、窒素除去率が低下することがあった。
【０００８】
本発明は、アンモニア態窒素を好気的に直接窒素ガス化する微生物を用いた廃水の処理を開放系で行う場合であっても、効率的に窒素除去を行うことができる廃水の処理装置および廃水の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】
【０００９】
本発明者らは鋭意検討した結果、好気的直接窒素ガス化細菌を用いた廃水の処理を開放系で行うと、廃水中または大気中の雑菌が処理槽内において優先化することによって、処理槽内に硝化細菌が繁殖することがあることを突き止めた。硝化細菌が存在すると、廃水中のアンモニア態窒素が亜硝酸態窒素または硝酸態窒素に変換されてしまう。好気的直接窒素ガス化細菌はアンモニア態窒素を直接的に窒素ガス化することは可能であるが、硝酸対窒素や亜硝酸対窒素を窒素ガス化することはできない。そのため、アンモニア態窒素が亜硝酸態窒素または硝酸態窒素に変換されると、好気的条件下ではこれらを窒素ガス化できず、結果として直接的窒素ガス化反応が抑制されてしまう。
そこで、本発明者らは、好気的直接窒素ガス化細菌を用いた廃水の処理において、硝化細菌による硝化反応を抑制する硝化阻害物質を併用することで、アンモニア態窒素の亜硝酸態窒素または硝酸態窒素への変換が抑制され、直接的窒素ガス化反応が効率よく進行して窒素除去を行うことができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は以下の態様を有する。
［１］  有機態窒素およびアンモニア態窒素の少なくとも一方を含む廃水を、好気的直接窒素ガス化細菌を用いて処理する装置であって、前記廃水を処理する処理槽と、前記廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する第一の添加手段と、前記廃水に硝化阻害物質を添加する第二の添加手段と、を備える、廃水の処理装置。
［２］  前記処理槽の上流に、前記廃水を貯留する原水貯留槽をさらに備える、［１］に記載の廃水の処理装置。
［３］  前記第一の添加手段が処理槽中の廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する手段であり、前記第二の添加手段が処理槽中の廃水に硝化阻害物質を添加する手段である、［１］に記載の廃水の処理装置。
［４］  前記第一の添加手段が処理槽中の廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する手段であり、前記第二の添加手段が原水貯留槽中の廃水に硝化阻害物質を添加する手段である、［２］に記載の廃水の処理装置。
［５］  前記好気的直接窒素ガス化細菌が、アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）である、［１］〜［４］のいずれか１つに記載の廃水の処理装置。
［６］  前記硝化阻害物質が、チオウレア、アリルチオウレア、２−アミノ−４−クロル−６−メチルピリミジン、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジシアンジアミド、スルファチアゾール、１−アミジノ−２−チオウレア、Ｎ−２，５−ジクロロフェニルサクシアナミド酸、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール塩酸塩、３−メルカプト−１，２，４−トリアゾールからなる群より選ばれる１種以上である、［１］〜［５］のいずれか１つに記載の廃水の処理装置。
［７］  前記硝化阻害物質が、チオウレア、アリルチオウレア、１−アミジノ−２−チオウレアからなる群より選ばれる１種以上である、［６］に記載の廃水の処理装置。
【００１１】
［８］  有機態窒素およびアンモニア態窒素の少なくとも一方を含む廃水を、好気的直接窒素ガス化細菌を用い処理槽で処理する方法であって、前記廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する第一の添加工程と、前記廃水に硝化阻害物質を添加する第二の添加工程と、を有する、廃水の処理方法。
［９］  処理前の廃水を原水貯留槽に貯留しておく、［８］に記載の廃水の処理方法。
［１０］  前記第一の添加工程が処理槽中の廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する工程であり、前記第二の添加工程が処理槽中の廃水に硝化阻害物質を添加する工程である、［８］に記載の廃水の処理方法。
［１１］  前記第一の添加工程が処理槽中の廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する工程であり、前記第二の添加工程が原水貯留槽中の廃水に硝化阻害物質を添加する工程である、［９］に記載の廃水の処理方法。
［１２］  廃水１Ｌに対して硝化阻害物質を０．３〜８０ｍｇ添加する、［８］〜［１１］のいずれか１つに記載の廃水の処理方法。
［１３］  廃水１Ｌに対して硝化阻害物質を０．７５〜５５ｍｇ添加する、［１２］に記載の廃水の処理方法。
［１４］  前記好気的直接窒素ガス化細菌が、アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）である、［８］〜［１３］のいずれか１つに記載の廃水の処理方法。
［１５］  前記硝化阻害物質が、チオウレア、アリルチオウレア、２−アミノ−４−クロル−６−メチルピリミジン、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジシアンジアミド、スルファチアゾール、１−アミジノ−２−チオウレア、Ｎ−２，５−ジクロロフェニルサクシアナミド酸、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール塩酸塩、３−メルカプト−１，２，４−トリアゾールからなる群より選ばれる１種以上である、［８］〜［１４］のいずれか１つ項に記載の廃水の処理方法。
［１６］  前記硝化阻害物質が、チオウレア、アリルチオウレア、１−アミジノ−２−チオウレアからなる群より選ばれる１種以上である、［１５］に記載の廃水の処理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の廃水の処理装置および廃水の処理方法によれば、アンモニア態窒素を好気的に直接窒素ガス化する微生物を用いた廃水の処理を開放系で行う場合であっても、効率的に窒素除去を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の廃水の処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の廃水の処理装置の他の例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。
なお、本発明において、「有機体窒素」とは、有機成分に含まれる窒素のことであり、一般的にはタンパク質やアミノ酸である。
また、「硝化細菌」とは、アンモニア態窒素を亜硝酸に酸化するアンモニア酸化細菌と、亜硝酸態窒素を硝酸態窒素に酸化する亜硝酸酸化細菌との総称である。硝化細菌は独立栄養細菌であり、一般的に増殖速度が小さく、また、低温や原水中毒性物質により生育や活性が阻害されやすい。
また、「好気的直接窒素ガス化細菌」とは、好気条件下で従属栄養的にアンモニア態窒素を窒素ガス化する微生物である。また、有機体窒素をアンモニア態窒素に変換（酸化）する微生物でもある。
また、「硝化阻害物質」とは、アンモニア酸化細菌によるアンモニア酸化反応または亜硝酸酸化細菌による亜硝酸酸化反応を阻害する物質である。
【００１５】
「第一実施形態」
＜廃水の処理装置＞
図１は、本発明の第一実施形態の廃水の処理装置１の概略構成図である。
この例の廃水の処理装置１は、廃水を処理する処理槽１１と、廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する第一の添加手段１２と、廃水に硝化阻害物質を添加する第二の添加手段１３と、処理された廃水（処理水）を貯留する処理水貯留槽１４とを備える。
なお、本発明において処理前の廃水を「原水」ともいい、処理後の廃水を「処理水」ともいう。
【００１６】
（廃水）
本発明の処理対象となる廃水は、工場、事業所等から排出される被処理水であり、有機態窒素およびアンモニア態窒素の少なくとも一方を含む。
有機体窒素は、嫌気条件または好気条件下において微生物の作用により、アンモニア態窒素に変換される。有機体窒素を多く含む廃水として、食品廃水、畜産廃水などが挙げられる。
有機体窒素以外の窒素成分としては、アンモニア態窒素、硝酸態窒素、亜硝酸態窒素などの無機体窒素がある。
【００１７】
（処理槽）
処理槽１１は、生物学的廃水処理を行うために微生物（活性汚泥）を充填するものであり、本実施形態においては好気的直接窒素ガス化細菌を含む。
処理槽１１には、第一の廃水流路１５と処理水流路１６が接続されている。第一の廃水流路１５は、工場や事業所等から排出された廃水を処理槽１１に流入させるための流路である。一方、処理水流路１６は、処理槽１１か排出された処理水を後述の処理水貯留槽１４に流入させるための流路である。
また、処理槽１１内には槽内を好気条件に維持するために散気装置１７が設置されている。散気装置１７としては、ブロア１７ａより送気された空気を処理槽１１内に散気できるものであれば特に限定されない。
【００１８】
処理槽１１には、槽内のｐＨ、酸化還元電位、水温、アンモニア濃度を測定する各種測定機器（いずれも図示略）を設置することが好ましい。
特に生物反応においてｐＨ制御は重要であり、槽内のｐＨが酸性化またはアルカリ化した場合には、アルカリ溶液または酸性溶液を添加するための装置（いずれも図示略）をさらに設置し、槽内のｐＨに応じてアルカリ溶液または酸性溶液を処理槽１１に添加することが好ましい。
【００１９】
（第一の添加手段）
第一の添加手段１２は、廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加するものである。
この例の第一の添加手段１２は、処理槽１１の廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する。
第一の添加手段１２は、好気的直接窒素ガス化細菌を貯留する第一のタンク１２ａと、好気的直接窒素ガス化細菌を第一のタンク１２ａから廃水に供給する第一の供給流路１２ｂと、好気的直接窒素ガス化細菌を送り出す第一のポンプ１２ｃとを備える。
第一のタンク１２ａには、タンク内温度を適温に維持できるように、加温または冷却機構が備えられていることが好ましい。タンク内温度は０〜１５℃が好ましい。
【００２０】
好気的直接窒素ガス化細菌としては、例えば、アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）、アルカリゲネス・フェカリスＯＫＫ１７株などの菌株が挙げられる。これらの中でも、アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）が好ましい。アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）は、最大アンモニア除去速度が２９ｍｇＮ／Ｌ／ｈｒであり、他の好気的直接窒素ガス化細菌と比較して非常に高い窒素除去性能を有している。
【００２１】
（第二の添加手段）
第二の添加手段１３は、廃水に硝化阻害物質を添加するものである。
この例の第二の添加手段１３は、処理槽１１の廃水に硝化阻害物質を添加する。
第二の添加手段１３は、硝化阻害物質の溶液を貯留する第二のタンク１３ａと、硝化阻害物質の溶液を第二のタンク１３ａから廃水に供給する第二の供給流路１３ｂと、硝化阻害物質の溶液を送り出す第二のポンプ１３ｃとを備える。
なお、硝化阻害物質が粉体である場合は、第二のタンク１３ａ、第二の供給流路１３ｂおよび第二のポンプ１３ｃに代えて、粉体状の硝化阻害物質を貯留する容器と、粉体投入用設備とを組合せて用いてもよい。
【００２２】
硝化阻害物質としては、銅や亜鉛等の重金属類、シアンやフェノール等の化学物質などが挙げられる。これら硝化阻害物質は、硝化細菌以外にも活性汚泥を構成する多くの微生物に対しても活性を阻害することがある。
硝化阻害物質の中でも、消化反応を特異的に阻害できる点で、チオウレア、アリルチオウレア、２−アミノ−４−クロル−６−メチルピリミジン、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジシアンジアミド、スルファチアゾール、１−アミジノ−２−チオウレア、Ｎ−２，５−ジクロロフェニルサクシアナミド酸、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール塩酸塩、３−メルカプト−１，２，４−トリアゾールが好ましい。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、安価であり、かつ硝化細菌以外の微生物への影響が少ない点で、チオウレア、アリルチオウレア、１−アミジノ−２−チオウレアが特に好ましい。例えば、アリルチオウレアは、アンモニア酸化細菌の呼吸代謝経路に関するアンモニアモノオキシゲナーゼを阻害することによって、硝化を阻害する。
【００２３】
（処理水貯留槽）
処理水貯留槽１４は、処理後の廃水（処理水）を貯留するものである。
処理水貯留槽１４には、処理水流路１６が接続され、処理槽１１か排出された処理水が流入される。
【００２４】
＜廃水の処理方法＞
図１に示す廃水の処理装置１を用いた廃水の処理方法では、まず、工場や事業所等から排出された廃水を第一の廃水流路１５を介して処理槽１１へ流入させる。次いで、処理槽１１中の廃水に第一の添加手段１２から好気的直接窒素ガス化細菌を添加し（第一の添加工程）、処理槽１１中の廃水に第二の添加手段１３から硝化阻害物質を添加する（第二の添加工程）。処理槽１１内の散気装置１７を作動させ、槽内を好気条件に維持し、生物学的廃水処理を行う。すると、廃水中のアンモニア態窒素が好気的直接窒素ガス化細菌によって窒素ガス化し、廃水から窒素が除去される。なお、廃水中に有機態窒素が含まれている場合、上述したように、有機態窒素は微生物の作用によりアンモニア態窒素に変換された後に、好気的直接窒素ガス化細菌によって窒素ガス化される。
処理された廃水は、処理水として処理槽１１から処理水流路１６を介して処理水貯留槽１４へ供給され、貯留される。
【００２５】
第一の添加工程と第二の添加工程は、同時に行ってもよいし、第一の添加工程の後に第二の添加工程を行ってもよいし、第二の添加工程の後に第一の添加工程を行ってもよい。
特に、第一の添加工程と第二の添加工程を同時に行うか、第二の添加工程の後に第一の添加工程を行うことが好ましい。
【００２６】
好気的直接窒素ガス化細菌の添加量は、窒素除去性能や菌体沈降分離等の観点から、処理槽１１中の乾燥重量濃度が、２０００〜２００００ｍｇ／Ｌとなる量が好ましい。
【００２７】
硝化阻害物質の添加量は、廃水１Ｌに対して０．３〜８０ｍｇが好ましく、０．５〜７５ｍｇがより好ましく、０．７５〜５５ｍｇが更に好ましく、１〜５０ｍｇが特に好ましい。
上述したように、硝化細菌の作用によりアンモニア態窒素が亜硝酸態窒素または硝酸態窒素に変換されると、好気的直接窒素ガス化細菌ではこれらを直接脱窒することが困難であり、窒素除去率が低下する。
硝化阻害物質の添加量が０．３ｍｇ／Ｌ以上であれば、硝化反応を十分に抑制できるので、窒素除去率の低下を抑制できる。
ただし、硝化阻害物質の添加量が過剰になると、好気的直接窒素ガス化細菌による有機物酸化や窒素ガス化が阻害されるおそれがある。また、好気的直接窒素ガス化細菌以外の従属栄養細菌（他の従属栄養細菌）による有機物酸化も阻害されるおそれがある。その結果、窒素除去率が低下することがある。
硝化阻害物質の添加量が８０ｍｇ／Ｌ以下であれば、好気的直接窒素ガス化細菌や他の従属栄養細菌への影響が少なく、窒素除去率を良好に維持できる。
【００２８】
＜作用効果＞
以上説明した本発明の第一実施形態の廃水の処理装置および廃水の処理方法によれば、好気的直接窒素ガス化細菌を用いた廃水の処理において、硝化細菌による硝化反応を抑制する硝化阻害物質を併用することで、アンモニア態窒素の亜硝酸態窒素または硝酸態窒素への変換が抑制され、直接的窒素ガス化反応が効率よく進行して窒素除去を行うことができる。よって、廃水の処理を開放系で行っても、効率的に窒素除去を行うことができる。
【００２９】
「第二の実施形態」
＜廃水の処理装置＞
図２は、本発明の第二実施形態の廃水の処理装置２の概略構成図である。
この例の廃水の処理装置２は、廃水を貯留する原水貯留槽１８と、廃水を処理する処理槽１１と、廃水に好気的直接窒素ガス化細菌を添加する第一の添加手段１２と、廃水に硝化阻害物質を添加する第二の添加手段１３と、処理された廃水（処理水）を貯留する処理水貯留槽１４とを備える。
【００３０】
（原水貯留槽）
原水貯留槽１８は、廃水を処理前に一旦貯留するためのものであり、原水水量または原水水質の変動を均一化することを目的にして設置される。
原水貯留槽１８には、第二の廃水流路１９と第三の廃水流路２１が接続されている。第二の廃水流路１９は、工場や事業所等から排出された廃水を原水貯留槽１８に流入させるための流路である。一方、第三の廃水流路２１は、原水貯留槽１８か排出された廃水（原水）を処理槽１１に流入させるための流路である。
また、この例の原水貯留槽１８内には、原水水質を均一化するために撹拌機１８ａが設置されている。
【００３１】
（処理槽）
本実施形態の処理槽１１は、第一の廃水流路１５の代わりに第三の廃水流路２１が接続されている点以外は、第一実施形態の処理槽１１と同じである。
【００３２】
（第一の添加手段）
本実施形態の第一の添加手段１２は、第一実施形態の第一の添加手段１２と同じである。
【００３３】
（第二の添加手段）
本実施形態の第二の添加手段１３は、原水貯留槽１８の廃水に硝化阻害物質を添加する以外は、第一実施形態の第二の添加手段１３と同じである。
【００３４】
（処理水貯留槽）
本実施形態の処理水貯留槽１４は、第一実施形態の処理水貯留槽１４と同じである。
【００３５】
＜廃水の処理方法＞
図２に示す廃水の処理装置２を用いた廃水の処理方法では、まず、工場や事業所等から排出された廃水を第二の廃水流路１９を介して原水貯留槽１８へ流入させ、貯留する。次いで、原水貯留槽１８中の廃水に第二の添加手段１３から硝化阻害物質を添加し（第二の添加工程）、撹拌機１８ａにて廃水を撹拌する。次いで、硝化阻害物質が添加された廃水を原水貯留槽１８から第三の廃水流路２１を介して処理槽１１へ流入させる。次いで、処理槽１１中の廃水に第一の添加手段１２から好気的直接窒素ガス化細菌を添加する（第一の添加工程）。処理槽１１内の散気装置１７を作動させ、槽内を好気条件に維持し、生物学的廃水処理を行う。すると、廃水中のアンモニア態窒素が好気的直接窒素ガス化細菌によって窒素ガス化し、廃水から窒素が除去される。なお、廃水中に有機態窒素が含まれている場合、上述したように、有機態窒素は微生物の作用によりアンモニア態窒素に変換された後に、好気的直接窒素ガス化細菌によって窒素ガス化される。
処理された廃水は、処理水として処理槽１１から処理水流路１６を介して処理水貯留槽１４へ供給され、貯留される。
【００３６】
好気的直接窒素ガス化細菌の添加量および硝化阻害物質の添加量は、第一実施形態の廃水の処理方法と同じである。
【００３７】
＜作用効果＞
以上説明した本発明の第二実施形態の廃水の処理装置および廃水の処理方法によれば、好気的直接窒素ガス化細菌を用いた廃水の処理において、硝化細菌による硝化反応を抑制する硝化阻害物質を併用することで、アンモニア態窒素の亜硝酸態窒素または硝酸態窒素への変換が抑制され、直接的窒素ガス化反応が効率よく進行して窒素除去を行うことができる。よって、廃水の処理を開放系で行っても、効率的に窒素除去を行うことができる。また、第二実施形態の廃水の処理装置および廃水の処理方法では、廃水を処理前に一旦、原水貯留槽に貯留するが、硝化阻害物質を原水貯留槽中の廃水に添加するので、原水貯留槽での廃水の貯留を開放系で行っても、アンモニア態窒素の亜硝酸態窒素または硝酸態窒素への変換を抑制できる。
【００３８】
「他の実施形態」
本発明の廃水の処理装置および廃水の処理方法は、上述した実施形態に限定されない。例えば、第一実施形態において、好気的直接窒素ガス化細菌および硝化阻害物質は、第一の廃水流路１５を流れる廃水に添加されてもよいし、硝化阻害物質が第一の廃水流路１５を流れる廃水に添加され、好気的直接窒素ガス化細菌が処理槽中の廃水に添加されてもよい。また、好気的直接窒素ガス化細菌が第一の廃水流路１５を流れる廃水に添加され、硝化阻害物質が処理槽中の廃水に添加されてもよい。
また、第一実施形態において、処理槽１１の上流に原水貯留槽が設けられていてもよい。ただし、この場合、原水貯留槽での廃水の貯留は閉鎖系で行うことが好ましい。
【００３９】
また、第二実施形態において、硝化阻害物質は第二の廃水流路１９を流れる廃水に添加されてもよい。好気的直接窒素ガス化細菌は第三の廃水流路２１を流れる廃水に添加されてもよいし、原水貯留槽１８中の廃水に添加されてもよい。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４１】
「実施例１」
アルカリゲネスの純水培養液を初発汚泥として処理槽に添加し、以下のようにして開放系で廃水の処理を行った。なお、雑菌混入などによりアルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）の存在割合が５０％となった場合を想定した。
まず、アルカリゲネス・フェカリスＮｏ４株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２１８１４）の培養液を菌体乾燥重量濃度として２，０００ｍｇ／Ｌとなるように菌体懸濁液を調製した。
別途、生活排水を処理している標準活性汚泥設備から標準活性汚泥を採取し、乾燥重量濃度として２，０００ｍｇ／Ｌとなるように汚泥懸濁液を調製した。
１０００ｍＬ容積の三角フラスコに、前記菌体懸濁液と前記汚泥懸濁液とをそれぞれ１００ｍＬ投入して混合し、懸濁混合液を得た。
得られた懸濁混合液に対して、硫酸アンモニウムをアンモニア態窒素として５００ｍｇ／Ｌ、酢酸ナトリウムを３，０００ｍｇ／Ｌとなるように添加し、さらに硫酸溶液または水酸化ナトリウム溶液を用いてｐＨを６．８〜７．２の範囲に調整した。
引き続き、ｐＨ調整後の懸濁混合液に対して、硝化阻害物質としてアリルチオウレアを０．１ｍｇ／Ｌとなるように添加し、２５℃で盪とう培養（盪とう速度１２０ｒｐｍ）を行なった。
培養直後（初期）および２４時間後に懸濁混合液を採取し、０．４５μｍのディスクフィルターでろ過し、ろ過液を収集して、全窒素濃度および全有機体炭素濃度を以下のようにして測定し、下記式（１）より全窒素除去率を求め、下記式（２）より全有機体炭素除去率を求めた。また、４８時間後のろ過液中の硝酸態窒素濃度を以下のようにして測定した。これらの結果を表１に示す。
全窒素除去率（％）＝（初期の全窒素濃度−２４時間後の全窒素濃度）／初期の全窒素濃度×１００    ・・・（１）
全有機体炭素除去率（％）＝（初期の全有機体炭素濃度−２４時間後の全有機体炭素濃度）／初期の全有機体炭素濃度×１００    ・・・（２）
なお、酢酸ナトリウム３，０００ｍｇ／Ｌ溶液の全有機体炭素濃度（初期の全有機体炭素濃度）を測定した結果、全有機体炭素濃度は８７０ｍｇ／Ｌであった。
【００４２】
（全有機体炭素濃度の測定）
全有機体炭素濃度は、全有機体炭素分析装置（株式会社三菱化学アナリテック製、「ＴＯＣ−３００Ｖ」）を用いて測定した。本装置の測定方式は、燃焼触媒酸化／ＮＤＩＲ検出とした。
【００４３】
（全窒素濃度の測定）
全窒素濃度は、前記の全有機体炭素分析装置（ＴＯＣ−３００Ｖ）の後段に接続した、窒素検出器（株式会社三菱化学アナリテック製、「ＮＤ−２１０型」）を用いて測定した。本装置の測定方法は、酸化分解−化学発光法（減圧法）とした。
【００４４】
（硝酸態窒素濃度の測定）
硝酸態窒素濃度は、簡易水分析装置（ＨＡＣＨ社製、「ＤＲ−２７００」）を用いて測定した。測定用試薬としては、硝酸塩測定試薬パウダーピローＮｉｔｒａ  Ｖｅｒ５  （Ｃａｔ．Ｎｏ２１０６１−６９）を用いた。
【００４５】
「実施例２〜７、比較例１」
アリルチオウレアの添加量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして廃水の処理を行い、全窒素除去率、全有機体炭素除去率および硝酸態窒素濃度を測定した。結果を表１に示す。
【００４６】
「実施例８〜１４、比較例２」
硝化阻害物質として硝化阻害抑制剤（三菱レイヨン株式会社製、「ノンライザー（ＮＯＮＲＩＳＥＲ）」を用い、ノンライザーの添加量を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして廃水の処理を行い、全窒素除去率、全有機体炭素除去率および硝酸態窒素濃度を測定した。結果を表２に示す。
なお、ノンライザーは、ＴＯＣ分析値から計算した結果、硝化阻害物質である１−アミジノ−２−チオウレアを総質量に対して９５質量％含んでいた。
【００４７】
【表１】
0006801415.tif 000002
【００４８】
【表２】
0006801415.tif 000003
【００４９】
実施例１〜７は、比較例１に比べて全窒素除去率が高かった。また、４８時間後のろ過液中の硝酸態窒素濃度が低く、アンモニアの硝化が抑制されていた。特に、アリルチオウレアを０．５ｍｇ／Ｌ以上添加した実施例２〜７は、全窒素除去率がより高く、硝酸態窒素濃度がより低かった。
【００５０】
実施例８〜１４は、比較例２に比べて全窒素除去率が高かった。また、４８時間後のろ過液中の硝酸態窒素濃度が低く、アンモニアの硝化が抑制されていた。特に、ノンライザーを０．５ｍｇ／Ｌ以上添加した実施例９〜１４は、全窒素除去率がより高く、硝酸態窒素濃度がより低かった。
【符号の説明】
【００５１】
１  廃水の処理装置
２  廃水の処理装置
１１  処理槽
１２  第一の添加手段
１２ａ  第一のタンク
１２ｂ  第一の供給流路
１２ｃ  第一のポンプ
１３  第二の添加手段
１３ａ  第二のタンク
１３ｂ  第二の供給流路
１３ｃ  第二のポンプ
１４  処理水貯留槽
１５  第一の廃水流路
１６  処理水流路
１７  散気装置
１７ａ  ブロア
１８  原水貯留槽
１８ａ  撹拌機
１９  第二の廃水流路
２１  第三の廃水流路
【図１】
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【図２】
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