(57)【要約】【課題】  処理槽内を嫌気性に保ちつつ脱窒菌の生分解作用を有効に利用して排水中に含まれる硝酸性窒素化合物、亜硝酸性窒素化合物等の窒素化合物を分解して低減する排水の脱窒方法、脱窒装置、及び撹拌装置を提供する。【解決手段】  本発明の排水の脱窒方法は、排水１中に含有される窒素化合物を嫌気性の脱窒菌により脱窒処理する排水１の脱窒方法であって、窒素化合物を含有する排水１を処理槽２内に導入し、処理槽２内では、嫌気性菌を保持させた担体１１を分散させ、上層部に配設され、回転することにより排水１を水平方向及び斜め下方へ吐出する流れを形成する撹拌翼３と、底部に配設され、主として外側を下降してきた排水１を中央から上方へ案内させる案内翼４と、前記撹拌翼３の上方に配設されたバッフル板６と、によって水面からの空気の混入を防止し、嫌気性を保ちつつ均一に分散、流動させた担体１１中の嫌気性菌にて窒素化合物を脱窒処理する。【選択図】      図１
2004188413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水中に含有される窒素化合物を嫌気性の脱窒菌により脱窒処理する排水の脱窒方法であって、窒素化合物を含有する排水を処理槽内に導入し、処理槽内では、嫌気性菌を保持させた担体を分散させ、上層部に配設された撹拌翼を回転することにより排水を水平方向及び斜め下方へ吐出する流れを形成し、底部に配設された案内翼により主として外側を下降してきた排水を中央から上方へ案内させ、前記撹拌翼の上方に配設されたバッフル板によって水面からの空気の混入を防止し、嫌気性を保ちつつ均一に分散、流動させた担体中の嫌気性菌にて窒素化合物を脱窒処理することを特徴とする排水の脱窒方法。
【請求項２】
排水中に含有される窒素化合物を嫌気性の脱窒菌により脱窒処理する排水の脱窒方法であって、窒素化合物を含有する排水を処理槽内に導入し、処理槽内では、嫌気性菌を保持させた担体を分散させ、底部に配設された撹拌翼を回転することにより排水を水平方向及び斜め上方へ吐出する流れを形成し、上層部に配設された案内翼により主として外側を上昇してきた排水を中央から下方へ案内させ、前記案内翼の上方に配設され、該案内翼より径が大きく且つ処理槽の内壁との間に隙間が形成されるように配設したバッフル板によって担体と空気との接触を抑制し、嫌気性を保ちつつ均一に分散、流動させた担体中の嫌気性菌にて窒素化合物を脱窒処理することを特徴とする排水の脱窒方法。
【請求項３】
窒素化合物を含有する排水を貯留する処理槽と、該処理槽の上層部に配設され、回転することにより排水を水平方向及び斜め下方へ吐出する流れを形成する撹拌翼と、処理槽の底部に配設され、主として外側を下降してきた排水を中央から上方へ案内させる案内翼と、前記撹拌翼の上方に配設され、水面からの空気の混入を防止するバッフル板と、前記排水中に分散され、排水中に含まれる窒素化合物を脱窒処理する嫌気性菌を保持させた担体と、を備えていることを特徴とする排水の脱窒装置。
【請求項４】
窒素化合物を含有する排水を貯留する処理槽と、該処理槽の底部に配設され、回転することにより排水を水平方向及び斜め上方へ吐出する流れを形成する撹拌翼と、処理槽の上層部に配設され、主として外側を上昇してきた排水を中央から下方へ案内させる案内翼と、該案内翼の上方に配設され、案内翼より径が大きく且つ処理槽の内壁との間に隙間が形成されるように配設したバッフル板と、前記排水中に分散され、排水中に含まれる窒素化合物を脱窒処理する嫌気性菌を保持させた担体と、を備えていることを特徴とする排水の脱窒装置。
【請求項５】
処理槽内の上層部外側に導出機構を設け、水面に臨むように濾過部を形成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の排水の脱窒装置。
【請求項６】
処理槽の外側上部に導出機構を延設し、水面に臨むように濾過部を形成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の排水の脱窒装置。
【請求項７】
処理槽内の外側に下端が底面近傍に至る仕切板を設け、該仕切板の外側を導出機構としたことを特徴とする請求項３に記載の排水の脱窒装置。
【請求項８】
バッフル板上に、緩く回転することによりバッフル板上に至った担体を外側へ排除する排除具を設けた請求項３，５〜７の何れか一項に記載の排水の脱窒装置。
【請求項９】
バッフル板の略中央に、バッフル板上に至った担体を巻き込む孔を形成したことを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の排水の脱窒装置。
【請求項１０】
撹拌槽と、該撹拌槽の底部に配設され、回転することにより排水を水平方向及び斜め上方へ吐出する流れを形成する撹拌翼と、処理槽の上層部に配設され、主として外側を上昇してきた排水を中央から下方へ案内させる案内翼と、該案内翼の上方に配設され、案内翼より径が大きく且つ処理槽の内壁との間に隙間が形成されるように配設したバッフル板と、を備えていることを特徴とする撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理槽内を嫌気性に保ちつつ脱窒菌の生分解作用を有効に利用して排水中に含まれる硝酸性窒素化合物、亜硝酸性窒素化合物等の窒素化合物を分解して低減する排水の脱窒方法、脱窒装置、及び撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に脱窒素処理は、排水中の有機性窒素、無機性窒素を除去することであって、これらの窒素成分を窒素ガスにまで分解して大気中に放散させる。
例えば脱窒菌を利用して硝酸イオンや亜硝酸イオンを窒素ガスに還元する生物学的処理は有力な方法であり、その脱窒反応は、例えばメタノールを水素供与体として利用する場合には以下の式で表される。
６ＮＯ3-＋５ＣＨ3ＯＨ  →  ３Ｎ2＋５ＣＯ2＋７Ｈ2Ｏ＋６ＯＨ-
６ＮＯ2-＋ＣＨ3ＯＨ  →  ３Ｎ2＋ＣＯ2＋５Ｈ2Ｏ＋６ＯＨ-
この方法は、排水を溶存酸素（ＤＯ）の少ない嫌気性条件下に維持し、脱窒菌の硝酸呼吸あるいは亜硝酸呼吸を利用して、硝酸性窒素化合物又は亜硝酸性窒素化合物中の窒素を窒素ガスに還元するものである。
【０００３】
このような脱窒処理を行うための装置は、脱窒菌の培養促進、代謝生産物の物質移動促進の目的で貯留された排水を撹拌している。この撹拌手段としては、種々の方法が提案され、例えば処理槽内に回転する筒体を設け、筒体に発生する遠心力で筒体内に上昇流を起こし循環させるもの、処理槽内に設けた筒体の内部に軸流羽根車を回転自在に配設し、この軸流羽根車によって筒体内に上昇流を起こすものなどが提案されている。
しかし、この方式の装置では、浮力の大きい担体を周囲の循環流によって排水中に引き込んで循環させる必要があり、筒体の回転速度を速くしなければならなかった。また、そのため、筒体を駆動するための電力も大きくならざるを得なかった。
【０００４】
また、これらの欠点を解消するべく、処理槽内で回転する筒体の下端に遠心力発生部を設け、筒体内に下降流を発生させる装置も提案されている。この方式では、担体及び排水を筒体の回転により発生する遠心力で吸い込み、筒体の下端から吐き出して循環させるものである。
しかし、この方式の装置では、浮力の大きい担体の循環を回転する筒体の遠心力を利用した吐出力及びそれに伴う吸入力で行う為に、吸入量の調整を筒体の回転速度によって行っていた。このため、形成される下降流が弱く、流量の調整も困難であった。また、下降流の調整範囲が狭く、その調整が容易ではなかった。更に、処理槽内に筒体を設置して回転させるための機構、構造が複雑であり、生化学反応装置の製作が極めて困難であった。また、管体を下から支える軸受け部にスラリー等が溜まり易く、軸受の摩耗や故障の原因にもなっていた。
【０００５】
また、槽底部に固定された邪魔板と、水平方向に排水を吐出する撹拌翼とを備えることによって、排水の剪断力の小さい流動状態が得られ、剪断力に弱い担体を破砕させずに排水中の脱窒処理を行うようにした装置も提案されている（特許文献１など）。
しかしながら、特許文献１の装置では、空気の巻込みによる溶存酸素（ＤＯ）の増加が生じ、好気性菌が増すため、嫌気性を維持する目的で使用するメタノール等の水素供与体の量が増加してしまうという問題があった。また、好気性菌が増えると、ウレタン担体のような内部に連続する微細空洞を有する担体では、内部に嫌気性菌が生殖してその外部を好気性菌が覆うため、排水と嫌気性菌とが接触できなくなって有効な脱窒処理が行われないという問題があった。
【０００６】
さらに、槽底部に撹拌翼を、上層部に固定翼を備える装置態様において、パンチングメタルなどからなる多孔板を反応槽（処理槽）の内壁に隙間無く固定（張設）して反応槽を仕切ることにより、嫌気性微生物を担持させた担体が、多孔板の上に浮上しないようにした装置も提案されている（特許文献２）。特許文献２の段落番号［０００５］、［０００６］等には、この多孔板は担体が水面に浮上して空気に触れることを防止する働きをするものであることが明記されている。尚、この装置には、固定翼と同じか小さい径のめくら板が設けられており、このめくら板は被処理水の回転流による空気の巻き込みを阻止する働きをするものであることが明記されている。また、撹拌翼の回転速度が比較的遅い場合は、被処理水の回転流による空気の巻き込みを生じにくいので、めくら板を省いて構成を簡単化してもよいことも明記されている。
しかしながら、上記構成の特許文献２の装置では、以下に示すような多くの問題を生ずるものであった。
(1) 必須の構成として、多孔板（パンチングメタル板など）を処理槽の内壁に固着する構造であるため、装置の組み立て等の製造が極めて困難であった。
(2) しかも仮に装置を製造できたとしても、この多孔板が、上方からのメンテナンス作業の障害となるため、メンテナンスが極めて困難であった。
(3) さらには、この多孔板の孔は、担体の通過浮上を防止するため、担体の径より小さいことが必要であるが、言い換えれば、使用される担体は、この多孔板の孔よりも大きいものを選定して使用する必要があった。
(4) また、この多孔板の存在により、上方からの排水の導入が困難となるため、槽底部に排水の導入口を設けなければならず、この点でも装置の製造が困難であった。
(5) さらに、多孔板の孔に担体が引っ掛かって閉塞する場合もあり、しかも処理槽内にて気体が発生した際には、該気体を水面上から容易に逃がすことができず、突沸状の現象を生ずることもあった。
(6) また、めくら板を設ける態様においては、より構造が複雑になり、装置の製造やメンテナンスは一層困難であった。さらに、このめくら板は、固定翼と同じか小さい径であるため、水面の略中央付近からの空気の巻き込みを阻止できても、槽内の内壁付近を上昇してくる被処理水を固定翼に導くことができなかった。
【特許文献１】特開２００２−１４３８８９号公報
【特許文献２】特開２０００−２５４６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、前述の各問題を生ずることがなく、処理槽内を嫌気性に保ちつつ脱窒菌の生分解作用を有効に利用して排水中に含まれる硝酸性窒素化合物、亜硝酸性窒素化合物等の窒素化合物を分解して低減する排水の脱窒方法、脱窒装置、及び撹拌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】
【０００８】
本発明は上記に鑑み提案されたもので、請求項１に記載したように排水中に含有される窒素化合物を嫌気性の脱窒菌により脱窒処理する排水の脱窒方法であって、窒素化合物を含有する排水を処理槽内に導入し、処理槽内では、嫌気性菌を保持させた担体を分散させ、上層部に配設された撹拌翼を回転することにより排水を水平方向及び斜め下方へ吐出する流れを形成し、底部に配設された案内翼により主として外側を下降してきた排水を中央から上方へ案内させ（上昇させ）、前記撹拌翼の上方に配設されるバッフル板によって水面からの空気の混入を防止し、嫌気性を保ちつつ均一に分散、流動させた担体中の嫌気性菌にて窒素化合物を脱窒処理することを特徴とする排水の脱窒方法（以下、第１の脱窒方法という）に関するものである。
【０００９】
また、本発明は、請求項２に記載したように排水中に含有される窒素化合物を嫌気性の脱窒菌により脱窒処理する排水の脱窒方法であって、窒素化合物を含有する排水を処理槽内に導入し、処理槽内では、嫌気性菌を保持させた担体を分散させ、底部に配設された撹拌翼を回転することにより排水を水平方向及び斜め上方へ吐出する流れを形成し、上層部に配設された案内翼により主として外側を上昇してきた排水を中央から下方へ案内させ（下降させ）、前記案内翼の上方に配設され、該案内翼より径が大きく且つ処理槽の内壁との間に隙間が形成されるように配設したバッフル板によって担体と空気との接触を抑制し、嫌気性を保ちつつ均一に分散、流動させた担体中の嫌気性菌にて窒素化合物を脱窒処理することを特徴とする排水の脱窒方法（以下、第２の脱窒方法という）をも提案するものである。
【００１０】
また、本発明は、請求項３に記載したように第１の脱窒方法を実施する脱窒装置（以下、第１の脱窒装置という）をも提案するものであり、窒素化合物を含有する排水を貯留する処理槽と、該処理槽の上層部に配設され、回転することにより排水を水平方向及び斜め下方へ吐出する流れを形成する撹拌翼と、処理槽の底部に配設され、主として外側を下降してきた排水を中央から上昇させる案内翼と、前記撹拌翼の上方に配設され、水面からの空気の混入を防止するバッフル板と、前記排水中に分散され、排水中に含まれる窒素化合物を脱窒処理する嫌気性菌を保持させた担体と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、請求項４に記載したように第２の脱窒方法を実施する脱窒装置（以下、第２の脱窒装置という）をも提案するものであり、窒素化合物を含有する排水を貯留する処理槽と、該処理槽の底部に配設され、回転することにより排水を水平方向及び斜め上方へ吐出する流れを形成する撹拌翼と、処理槽の上層部に配設され、主として外側を上昇してきた排水を中央から下降させる案内翼と、該案内翼の上方に配設され、案内翼より径が大きく且つ処理槽の内壁との間に隙間が形成されるように配設したバッフル板と、前記排水中に分散され、排水中に含まれる窒素化合物を脱窒処理する嫌気性菌を保持させた担体と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項５に記載したように処理槽内の上層部外側に導出機構を設け、水面に臨むように濾過部を形成し、担体を濾過して処理水をこの導出機構により連続的に導出しても良い。
請求項６に記載したように処理槽の外側上部に導出機構を延設し、水面に臨むように濾過部を形成し、担体を濾過して処理水を導出機構により連続的に導出しても良い。
請求項７に記載したように第１の脱窒装置において、処理槽内の外側に下端が底面近傍に至る仕切板を設け、該仕切板の外側を導出機構とし、この導出機構により処理水を連続的に導出しても良い。
請求項８に記載したように第１の脱窒装置において、バッフル板上に、緩く回転することによりバッフル板上に至った担体を外側へ排除する排除具を設けても良い。
また、請求項９に記載したように第２の脱窒装置において、バッフル板の略中央に、バッフル板上に至った担体を巻き込む孔を形成しても良い。
【００１３】
また、本発明は、請求項１０に記載したように撹拌装置をも提案するものであり、撹拌槽と、該撹拌槽の底部に配設され、回転することにより排水を水平方向及び斜め上方へ吐出する流れを形成する撹拌翼と、処理槽の上層部に配設され、主として外側を上昇してきた排水を中央から下降させる案内翼と、該案内翼の上方に配設され、案内翼より径が大きく且つ処理槽の内壁との間に隙間が形成されるように配設したバッフル板と、を備えていることを特徴とし、前記第２の脱窒方法及び第２の脱窒装置を実施することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に記載の脱窒方法及び請求項３に記載の脱窒装置では、上層部に撹拌翼を設けて底部に案内翼を設けるので、処理槽内の外側部分（＝処理槽内壁近傍）ではスパイラル状に下降し、中央では上昇する排水の循環流が形成され、担体を均一に分散、流動させることができ、嫌気性を保ちつつ担体中の嫌気性菌にて窒素化合物を脱窒処理することができる。
そして、バッフル板にて担体と空気との接触（水面からの空気の巻き込み）を減らし、溶存酸素（ＤＯ）の増加を阻止したので、バッフル板を配設しない場合に比べてメタノールや酢酸等の水素供与体の使用量を大幅に減少することができる。また、バッフル板は、処理槽の内壁との間に隙間が形成されるように配設するので、組み立て製造が容易であって、メンテナンス作業も容易である。しかも処理槽内にて気体が発生した際には、該気体を隙間から水面へ導いて逃がすことができる。
【００１５】
また、本発明の請求項２に記載の脱窒方法及び請求項４に記載の脱窒装置では、底部に撹拌翼を設けて上層部に案内翼を設けるので、処理槽内の外側部分（＝処理槽内壁近傍）ではスパイラル状に上昇し、中央では下降する排水の循環流が形成され、担体を均一に分散、流動させることができ、嫌気性を保ちつつ担体中の嫌気性菌にて窒素化合物を脱窒処理することができる。この基本構造は、前述の特許文献２とほぼ同様であるが、前述のように多孔板を設けないので、前述の(1)〜(5)の問題を生ずることがなく、以下の効果を奏する。
(1')装置の組み立て等の製造が極めて容易である。
(2')上方からのメンテナンス作業が容易である。
(3')使用される担体は、粒度や径に関して制限がない。
(4')上方から、バッフル板と内壁との隙間へ、排水の導入管を挿入して排水を導入できるため、装置の製造が容易である。
(5')処理槽内にて気体が発生した際には、該気体を隙間から上方へ逃がし、水面上から容易に逃がすことができる。
また、バッフル板は、案内翼より径が大きく且つ処理槽の内壁との間に隙間が形成されるように配設したものであるから、前述の(6)の問題を生ずることがなく、以下の効果を奏することができる。
(6')バッフル板は、案内翼より大きい径であるため、処理槽内の内壁付近を上昇してくる排水を案内翼に導くことができる。
【００１６】
そして、本発明の請求項５〜７に記載の脱窒装置に導出機構や濾過部を設けることにより、簡易な構造で処理水を濾過しながら連続的に導出できる。このように、前述の従来の装置のように多孔板を用いない構造とすることにより、簡易な構造の導出機構を設けて処理水を連続的に導出できるようにし、メンテナンス作業も容易に行うことができる。
また、本発明の請求項８の脱窒装置では、バッフル板上に至った担体を排除具にて、外側へ排除することができ、効率的に担体を利用することができる。
同様に、本発明の請求項９に記載の脱窒装置では、バッフル板上に至った担体を孔から下方へ巻き込んで反応に供することができ、効率的に担体を利用することができる。
【００１７】
さらに、本発明の請求項１０に記載の撹拌装置は、底部に撹拌翼を設けて上層部に案内翼を設けるため、導出機構を上層部に設けても導入被処理液のショートカットを防止できるので、撹拌装置として使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
第１の脱窒方法及び第１の脱窒装置では、バッフル板上に至った担体を排除具にて外側へ排除しながら処理し、処理水を濾過しながら連続的に導出することが望ましく、第２の脱窒方法及び第２の脱窒装置では、バッフル板上に至った担体を孔から下方へ巻き込んで反応に供し、処理水を濾過しながら連続的に導出することが望ましい。
【実施例１】
【００１９】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。尚、図１〜図６は前記第１の脱窒方法を実施する第１の脱窒装置の例（Ａ１…）であり、図７〜図１０は前記第２の脱窒方法を実施する第２の脱窒装置の例（Ｂ１…）である。
【００２０】
図１に示す脱窒装置Ａ１は、窒素化合物を含有する排水１を貯留する処理槽２と、該処理槽２の上層部に配設され、回転することにより排水１を水平方向及び斜め下方へ吐出する流れを形成する撹拌翼３と、処理槽２の底部に配設され、主として外側を下降してきた排水１を中央から上昇させる案内翼４と、前記撹拌翼３の上方に配設され、水面からの空気の混入を防止するバッフル板６と、排水１中に分散され、排水１中に含まれる窒素化合物を脱窒処理する嫌気性菌を保持させた担体１１と、を備えている第１の脱窒装置の構成を有するものである。
前記処理槽２内に鉛直に配設された回転軸２１の下端は、処理槽２の上層部に位置する短いものであって、その回転軸２１の下端に、放射状に撹拌翼３が形成され、駆動モータ２２により回転して排水１を処理槽２内の水平方向及び斜め下方へ吐出する流れを形成することができる。
また、処理槽２の上層部に配設される撹拌翼３に対し、対向状に底部に配設される案内翼４は、主として外側をスパイラル状に下降してきた排水１を中央から上方へ案内させる（上昇させる）ことができる。
さらに、撹拌翼３の上方にはバッフル板６が配設され、担体１１と空気との接触（水面からの空気の巻き込み）を抑制することができる。このバッフル板６は、前記撹拌翼３より径が大きく且つ処理槽２の内壁との間に隙間５が形成されるように配設されている。尚、このバッフル板６は、図示するように撹拌翼３の上面に一体に形成し、撹拌翼３と一体に回転するようにしても良いし、撹拌翼３の上方に臨むように配しても良い。
加えて、処理槽２内の上層部外側には導出機構Ｃ１が設けられ、一部水面を含むように仕切壁８１が設置され、該仕切壁８１の一部に、水面に臨むように濾過部８２が形成され、外付けされた導出路８３へ連続的に処理水を導出することができる。担体１１は濾過部８２にて流出が防がれるので、処理水のみが導出される（図面では白抜き矢印で示した）ものとなる。
尚、排水１の導入に関しては、図面ではハッチング矢印で示したが、排水１の導入に際して空気の混入を防止するために、図示するように処理槽２内に導入管（図中、点線で示した）を挿入し、導入口１０を没入した状態で排水１を導入することが望ましい。また、濾過部８２に担体１１が集積したら、外側から処理水を吐出するなどして濾過部８２の閉塞を解消すれば良い。
【００２１】
前記各構成は、上述の作用を奏するものであれば特にその具体的構成について限定するものではなく、どのように設計しても良い。例えば担体１１としては多孔性（発泡体）のセルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリウレタン等の径が数mm以上のものが望ましいが、活性炭、アルミナ、シリカ、ガラス等の担体径が数mm以下の微粒子で比較的比重の大きいものも用いることができる。また、濾過部８２としては少なくとも担体１１よりも開孔が小さいメッシュ材などを用いることができる。
さらに、撹拌翼３は、前述のように回転することにより排水１を水平方向及び斜め下方へ吐出する流れを形成するものであればよく、案内翼４は、前述のように主として外側を下降してきた排水１を中央から上昇させるものであればよく、特にその形状について限定するものではない。
【００２２】
このような構成を有する本発明の第１の脱窒装置である脱窒装置Ａ１は、処理槽２内の外側（内壁近傍）ではスパイラル状に下降し、中央部分では上昇する排水１の循環流が形成され、担体１１を均一に分散、流動させることができ、後述する脱窒方法の実施例のように嫌気性を保ちつつ担体１１中の嫌気性菌にて窒素化合物を脱窒処理することができる。特にバッフル板６にて担体１１と空気との接触を抑制し、溶存酸素（ＤＯ）の増加を阻止したので、バッフル板６を配設しない場合に比べてメタノールや酢酸等の水素供与体の使用量を大幅に減少することができる。
【００２３】
図２に示す脱窒装置Ａ２は、バッフル板６の上面に、４枚のプレートからなる排除具７を設けた例であり、この排除具７は緩く（図中の矢印方向へ）回転することによりバッフル板６上に至った担体１１を外側へ排除することができる。それ以外は前記図１の実施例と同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
排除具７は、図示した形状に限定されるものではなく、回転することによりバッフル板６上に至った担体１１を外側へ排除できるものであれば、どのような形状でもよい。
この実施例では、上記排除具７によって、バッフル板６の上面に担体１１が至ることがあったとしても、担体１１をバッフル板６の略中央に滞留させることがなく、速やかに外側へ排除し、処理槽２の下方へ導いて反応に供することができるため、効率的に担体１１を利用することができる。
【００２４】
図３に示す脱窒装置Ａ３は、導出機構Ｃ２が、処理槽２内の外側に下端が底面近傍に至る略平板状の仕切板８４を設け、該仕切板８４の外側を導出部８５とした以外は前記図１又は図２の実施例と同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
ここでの処理槽２内でも、前記図１又は図２の実施例と同様に、処理槽２内の底面付近において排水１の流れは中央側へ向かい、中央から上昇する。そのため、仕切板８４の下端と底面との隙間では内側へ向かって流れが形成されているため、仕切板８４の下端の外側（導出部８５）へ担体１１が流れることがなく、外付けされた導出路８６へ連続的に処理水を導出することができる。
【００２５】
図４に示す脱窒装置Ａ４は、処理槽２よりも径の小さな円筒の下端に外側へ拡径するスロープ面が周設された筒体８７を内接し、該筒体８７の円筒部分の一部を切り欠いて濾過部８８とした導出機構Ｃ３（導出路８９）を形成した以外は前記図１又は図２の実施例と同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
図５に示す脱窒装置Ａ５は、前記図４の実施例における円筒及びスロープ面が全てメッシュ材などにて形成される濾過部９１とした導出機構Ｃ４（導出路９２）を設けた以外は前記図４の実施例と同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
これらの例では処理水の導出に関しても、基本的に前記図１又は図２の実施例と全く同様であるが、内筒状である筒体８７や濾過部９１の設置が容易であるから、装置設計、作製に関しては大きな利点がある。さらに、処理槽２内に仕切壁８１や仕切板８４を設置する実施例に比べて処理槽２内の有効容積を狭めることがないという利点もある。
【００２６】
図６に示す脱窒装置Ａ６は、処理槽２の一部を切り欠いて濾過部９３とし、処理槽２の外側上部に外付けされた導出機構Ｃ５（導出路９４）を延設した以外は前記図１又は図２の実施例と同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
この例では処理水の導出に関しても、基本的に前記図１又は図２の実施例と全く同様であるが、装置設計、作製に関しては大きな利点がある。さらに、処理槽２内に仕切壁８１や仕切板８４を設置する実施例に比べて処理槽２内の有効容積を狭めることがないという利点もある。
【００２７】
図７に示す脱窒装置Ｂ１は、窒素化合物を含有する排水１を貯留する処理槽２と、該処理槽２の底部に配設され、回転することにより排水１を水平方向及び斜め上方へ吐出する流れを形成する撹拌翼３と、処理槽２の上層部に配設され、主として外側を上昇してきた排水１を中央から下降させる案内翼４と、該案内翼４の上方に配設され、案内翼４より径が大きく且つ処理槽２の内壁との間に隙間５が形成されるように配設したバッフル板６と、排水１中に分散され、排水１中に含まれる窒素化合物を脱窒処理する嫌気性菌を保持させた担体１１と、を備えている第２の脱窒装置の構成を有するものである。
この装置では、対向状に配設される撹拌翼３と案内翼４の位置関係が逆転しており、前記処理槽２内に鉛直に配設された回転軸２１の下端は、処理槽２の底部に位置する長いものであって、その下端に、放射状に撹拌翼３が形成され、駆動モータ２２により回転して排水１を水平方向及び斜め上方へ吐出する流れを形成することができる。
また、処理槽２の底部に配設される撹拌翼３に対し、対向状に上層部に配設される案内翼４は、主として外側をスパイラル状に上昇してきた排水１を中央から下方へ案内させる（下降させる）ことができる。
さらに、案内翼４の上面にはバッフル板６が固定され、担体１１と空気との接触（空気の巻き込み）を抑制することができる。このバッフル板６は、前記案内翼４より径が大きく且つ処理槽２の内壁との間に隙間５が形成されるように配設されている。具体的には、バッフル板６は、その径が処理槽２の内径の９５％以下であって案内翼４の径より大きいものが用いられる。このバッフル板６の径が処理槽２の内径の９５％より大きい場合、十分な隙間５が確保できず、水面上からの排水１の導入が困難となる。また、バッフル板６の径が案内翼４の径と同じか小さい場合、処理槽２内の内壁付近を上昇してくる排水１の流れが水面まで浮上し、担体１１と空気との接触が生じやすくなり、空気の巻き込みも生じやすくなる。この第２の脱窒装置では、上昇してくる排水１の流れが処理槽２内の内壁付近であるため、バッフル板６の大きさが重要であるが、前記第１の脱窒装置では、上昇してくる排水１の流れが中央部分であったため、バッフル板６の大きさは重要ではない。尚、このバッフル板６は、図示するように案内翼４の上面に一体に形成しても良いし、案内翼４の上方に臨むように配しても良い。
尚、排水１を導出する構成については、前記図１の実施例と全く同様の導出機構Ｃ１が設けられている。
【００２８】
このような構成を有する本発明の第２の脱窒装置である脱窒装置Ｂ１は、処理槽２内の外側（内壁付近）ではスパイラル状に上昇し、中央では下降する排水１の循環流が形成され、担体１１を均一に分散、流動させることができ、後述する脱窒方法の実施例のように嫌気性を保ちつつ担体１１中の嫌気性菌にて窒素化合物を脱窒処理することができる。特にバッフル板６にて空気の巻き込みを減らし、溶存酸素（ＤＯ）の増加を阻止したので、バッフル板６を配設しない場合に比べてメタノール等の水素供与体の使用量を大幅に減少することができる。
また、前述の特許文献２のように多孔板を用いないので、装置の組み立て等の製造が極めて容易であり、上方からのメンテナンス作業が容易である。さらに、使用される担体１１は、粒度や径に関して基本的に制限がなく、上方から、バッフル板６と処理槽２の内壁との隙間５へ、排水１の導入管（図中、点線で示した）を挿入し、導入口１０を没入して排水１を導入できるため、装置の製造が容易である。
また、処理槽２内にて気体が発生した際には、該気体を隙間５から上方へ逃がし、水面上から容易に逃がすことができる。
さらに、バッフル板６は、案内翼４より大きい径であるため、処理槽２内の内壁付近を上昇してくる排水１の流れが水面まで浮上することを抑制して案内翼４に導くことができる。
【００２９】
また、図示実施例のバッフル板６の略中央には、孔６１が形成されているので、バッフル板６上に至った担体１１は、図中では点線矢印で示すように、この孔６１から下方へ吸い込まれるように下降し、案内翼４により中央を下降する循環流中に巻き込まれる。したがって、バッフル板６上に至る担体１１があったとしても速やかに循環流中に戻すことができ、担体１１を効率よく利用することができる。尚、この第２の脱窒装置では、孔６１によって上述の効果を奏するが、前記第１の脱窒装置では、上昇してくる排水１の流れが中央部分であるため、このような孔６１の存在は、上述の効果を奏さないばかりでなくバッフル板６上への担体１１の浮上を生ずるために決して採用できない態様である。
【００３０】
図８に示す脱窒装置Ｂ２は、処理槽２よりも径の小さな円筒の下端に外側へ拡径するスロープ面が周設された筒体８７を内接し、該筒体８７の円筒部分の一部を切り欠いて濾過部８８とした導出機構Ｃ３（導出路８９）を形成した以外は前記図７の実施例と同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。即ちこの例は、前記図４の実施例の導出構造（Ｃ３）を図７の実施例に適用したものでもある。
図９に示す脱窒装置Ｂ３は、前記図８の実施例における円筒及びスロープ面が全てメッシュ材などにて形成される濾過部９１とした導出機構Ｃ４（導出路９２）を設けた以外は前記図７の実施例と同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。即ちこの例は、前記図５の実施例の導出機構Ｃ４を図７の実施例に適用したものでもある。
これらの例では処理水の導出に関しても、基本的に前記図７の実施例と全く同様であるが、内筒状である筒体８７や濾過部９１の設置が容易であるから、装置設計、作製に関しては大きな利点がある。さらに、処理槽２内に仕切壁８１や仕切板８４を設置する実施例に比べて処理槽２内の有効容積を狭めることがないという利点もある。
【００３１】
図１０に示す脱窒装置Ｂ４は、処理槽２の一部を切り欠いて濾過部９３とし、処理槽２の外側上部に外付けされた導出機構Ｃ５（導出路９４）を延設した以外は前記図７の実施例と同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。尚、この例は、前記図６の実施例の導出構造を図７の実施例に適用したものでもある。
この例では処理水の導出に関しても、基本的に前記図７の実施例と全く同様であるが、装置設計、作製に関しては大きな利点がある。さらに、処理槽２内に仕切壁８１や仕切板８４を設置する実施例に比べて処理槽２内の有効容積を狭めることがないという利点もある。
【００３２】
尚、前述のように図７〜図１０は前記第２の脱窒方法を実施する脱窒装置の例として示したが、これらは他の用途に用いる撹拌装置として使用しても良い。例えばこれらの装置では、処理槽２の底部において外側へ吐出する流れを形成するため、前記図３の導出機構Ｃ２を採ることはできないが、図７〜図１０の各脱窒装置のように導出機構Ｃ１，Ｃ３〜Ｃ５を上層部に設ける場合においては、排水１（導入被処理液）のショートカットを防止できる点で望ましい。
【００３３】
［実施例］
以下に、前記図１の脱窒装置Ａ１を用いた脱窒方法の実施例を示す。
【００３４】
〔脱窒処理条件〕
原水連続処理
使用担体；Ｔｂｍアクアセル５mm□（タイホー工業社製）
原水硝酸性濃度；（ＮＯ3−Ｎ）mg／L
メタノール添加量；窒素濃度（Ｎ）×２．５倍
処理槽容量；５０L
排水温度；２８〜４０℃
ｐＨ；７．５（自動制御）
ｐＨ制御使用薬品；４５％硫酸
酸化還元電位（ＯＲＰ）；−１〜−１６０mＶ
窒素負荷単位；kg−Ｎ／m3・日
【００３５】
〔処理結果〕
窒素負荷を３水準選定し、養生後１週間、前記の処理条件にて脱窒処理を実施した。結果は、表１〜表３に示した。
【表１】
2004188413.tif 000003
【表２】
2004188413.tif 000004
【表３】
2004188413.tif 000005
【００３６】
表１〜表３より明らかなように、本発明ではどのような窒素負荷条件でもどのような原水の硝酸性濃度でも有効な脱窒処理を実施できることが確認できた。
さらに、前記のようにメタノールは、窒素濃度（Ｎ）×２．５倍添加し、処理水中の溶存酸素（ＤＯ）は０．１ppmに維持されたが、継続して処理すると、その添加量が次第に減少し、最終的には１．９倍になった。
【００３７】
比較として、図１の脱窒装置Ａ１においてバッフル板６を設けない以外は全く同様とした装置を用いて同様に脱窒処理を実施した場合、処理液中の溶存酸素（ＤＯ）は０．５ppmになり、十分な脱窒処理も行われなかった。そこでメタノールの添加量を、窒素濃度（Ｎ）×３倍程度、即ち本願発明での添加量の１．２倍程度に増量すると、処理水中の溶存酸素（ＤＯ）も同レベルに維持でき、脱窒処理も同様に行うことができた。しかし、継続して処理すると、その添加量は次第に増加することが確認された。
【００３８】
前記図２〜図１０の各脱窒装置Ａ２〜Ａ６，Ｂ１〜Ｂ４を用い、前記脱窒処理条件にて同様に処理を行ったところ、全く同様の結果を得ることができた。
【００３９】
以上本発明の実施の形態及び実施例を示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
処理槽内を嫌気性に保ちつつ脱窒菌の生分解作用を有効に利用して排水中に含まれる硝酸性窒素化合物、亜硝酸性窒素化合物等の窒素化合物を分解して低減する排水の脱窒に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る第１の脱窒装置の第１の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【図２】本発明に係る第１の脱窒装置の第２の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【図３】本発明に係る第１の脱窒装置の第３の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【図４】本発明に係る第１の脱窒装置の第４の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【図５】本発明に係る第１の脱窒装置の第５の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【図６】本発明に係る第１の脱窒装置の第６の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【図７】本発明に係る第２の脱窒装置の第１の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【図８】本発明に係る第２の脱窒装置の第２の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【図９】本発明に係る第２の脱窒装置の第３の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【図１０】本発明に係る第２の脱窒装置の第４の実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ１〜Ａ６  第１の脱窒装置
Ｂ１〜Ｂ４  第２の脱窒装置
１  排水
１０  導入口
１１  担体
２  処理槽
２１  回転軸
２２  駆動モータ
３  撹拌翼
４  案内翼
５  隙間
６  バッフル板
６１  孔
Ｃ１〜Ｃ５  導出機構
７  排除具
８１  仕切壁
８２，８８，９１，９３  濾過部
８３，８５，８６，８９，９２，９４  導出部
８４  仕切板
８７  筒体
【図１】
2004188413.tif 000006
【図２】
2004188413.tif 000007
【図３】
2004188413.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004188413.tif 000011
【図７】
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【図８】
2004188413.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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