(57)【要約】  【課題】脱窒装置における脱窒反応を絶対的に評価可能とすることにより、制御ファクターの最適設定を可能とし、最も効果的な脱窒反応を促進する。  【解決手段】被処理水を槽内に供給するための給水配管系３と、脱窒された処理水を槽外へ排出するための排水配管系４とを備える処理槽２内に、脱窒菌を担持させた脱窒基材５を所定の水深で充填した脱窒装置１において、前記処理槽２を外部空気が流入しない密閉構造とするとともに、槽上部に脱窒反応によって発生した窒素ガスを外部へ排出するための排出ガス管６を接続し、この排出ガス管６の吐出口を他の液体充填容器７内に液没させ、気泡（窒素ガス）の排出量によって脱窒効果を評価する。【選択図】図１
2005224747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を槽内に供給するための給水配管系と、脱窒された処理水を槽外へ排出するための排水配管系とを備える処理槽内に、脱窒菌を担持させた脱窒基材を所定の水深で充填した脱窒装置において、
前記処理槽を外部空気が流入しない密閉構造とするとともに、槽上部に脱窒反応によって発生した窒素ガスを外部へ排出するための排出ガス管を接続し、この排出ガス管の吐出口を他の液体充填容器内に液没させたことを特徴とする脱窒装置。
【請求項２】
前記被処理水を槽内に供給するための給水配管系の供給口は前記処理槽の底部に設け、前記処理水を槽外に排出するための排水配管系の排出口は前記処理槽の上部側に設けてある請求項１記載の脱窒装置。
【請求項３】
被処理水を槽内に供給するための給水配管系と、上部側に、脱窒された処理水を槽外へ排出するための排水配管系を備える処理槽内に、脱窒菌を担持させた脱窒基材を所定の水深で充填した脱窒装置において、
前記処理槽を外部空気が流入しない密閉構造とするとともに、槽上部に脱窒反応によって発生した窒素ガスを外部へ排出するための排出ガス管を接続し、この排出ガス管の吐出口を他の液体充填容器内に液没させ、前記処理槽内において、前記脱窒基材の充填域よりも上部側位置に水中ポンプを配置するとともに、前記水中ポンプからの吐出管を、槽底部近傍に吐出口を向けて配設し、前記水中ポンプの稼働により処理槽内に縦向きの循環流を生成するようにしたことを特徴とする脱窒装置。
【請求項４】
前記水中ポンプは平面視で槽内の略中心に配置され、前記吐出管は吐出口を槽底部に対向するように臨ませてある請求項３記載の脱窒装置。
【請求項５】
前記被処理水を槽内に供給するための給水配管系の供給口は、前記処理槽の底部に設けてある請求項３、４いずれかに記載の脱窒装置。
【請求項６】
前記脱窒菌として硫黄酸化細菌を用いる請求項１〜５いずれかに記載の脱窒装置。
【請求項７】
前記脱窒基材は、炭酸カルシウムまたはこれを主成分とする物質と、硫黄との２種を共存させた粒状又は塊状組成物を用いる請求項６記載の脱窒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水中の硝酸性窒素を効率的に除去可能とした脱窒装置に係り、詳しくは脱窒反応を絶対的に評価可能とすることにより制御ファクターの最適設定を可能とし、最も効果的な脱窒反応を促すとともに、脱窒基材との均一的な接触及び接触機会の向上を図ることにより脱窒効果を高めるとともに、長期に亘り脱窒除去能力を維持可能とした脱窒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、硝酸性窒素の除去方法として、従属栄養性脱窒法と独立栄養性脱窒法とが知られている。前者の従属栄養性脱窒法は、メタノールや汚泥中の有機炭素源を水素供与体として与え脱窒を行わせる方法であり、後者の独立栄養性脱窒法は硫黄や硫黄化合物を用い、この硫黄、硫黄化合物に繁殖する硫黄酸化細菌により脱窒を行わせる方法である。脱窒効率の点からすると、前者の従属栄養性脱窒法はメタノール等の有機炭素源が脱窒に寄与する目的微生物以外の分解系の影響を受けるため脱窒効率が悪くなるとともに、メタノール等の有機炭素源を過剰に与えなければならないなどの問題があり、近年は脱窒効率に優れた後者の方法が専ら採用されるようになっている。
【０００３】
前記独立栄養性脱窒法、すなわち硫黄酸化細菌による脱窒反応を維持継続していくためには、下記非特許文献１によれば、硫黄酸化細菌の増殖を促すことが不可欠であること、そして栄養源である硫黄の供給の他、菌体合成に必要な炭素源を確実に供給すること、微生物活性を維持するためにｐＨ値を概ね７以上にしなければならないことが重要であると記載されている。
【０００４】
従って、例えば下記特許文献２等では、炭素源として炭酸カルシウムからなる大理石を用いて窒素を除去するようにし、また下記特許文献３では炭素源として炭酸水素ナトリウムまたは炭酸カルシウムを補給し脱窒を行う方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、従来の独立栄養性脱窒法の場合には、炭素源を処理対象の硝酸性窒素量に見合った量だけ補給しなければならず、かつｐＨの管理が著しく煩雑であるなどの問題があった。
【０００６】
そこで、これらの問題点を一挙に解決し得るものとして、下記特許文献４では、炭酸カルシウム及び硫黄が共存する粒状物又は塊状物を微生物活性付与組成物として用いる脱窒方法が提案されている。この脱窒法は、硫黄酸化細菌の栄養源である硫黄と菌体合成に必要な炭素源を同一組成物内にほぼ同量共存させることにより、炭素源の供給を必要とせずに効率よく脱窒を行わせることを可能とした方法であり、かつ脱窒系内で生成されるカルシウムイオンと硫酸イオンはほぼ同量で、常に略中性を保つためｐＨ低下による脱窒能の低下が起こらないという利点を備えている。更に、下記特許文献５には、上記特許文献４の改良技術に係り、炭酸カルシウムと硫黄のみの組成物に比較して１．５〜２．５倍の脱窒機能を発揮し、かつより高濃度の硝酸性窒素をも脱窒可能とするために、炭酸カルシウムを主成分とする物質と、硫黄とを主要組成に、微細孔隙を有する物質を共存させた粒状物又は塊状物が提案されている。更に、下記特許文献６には、渇水時にも排水との接触が可能で常時高い脱窒率を維持できるように、炭酸カルシウム含有物質及び硫黄が共存する硝酸性窒素脱窒基質と鉱物繊維との混合物からなる硝酸性窒素脱窒用活性化材が提案されている。
【非特許文献１】硫黄脱窒法による実地下水からの硝酸性窒素除去、第４９回全国水道研究発表会  平成１０年５月、講演集p238〜239  社団法人日本水道協会
【特許文献２】特公平４−９１１９号公報
【特許文献３】特開平４−１５１０００号公報
【特許文献４】特開平１１−２８５３７７号公報
【特許文献５】特開２０００−９３９９７号公報
【特許文献６】特開２００１−４７０８６号公報
【特許文献７】特開２００３−３３７９４号公報
【特許文献８】特開２００２−１５９９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献４〜６に係る微生物活性能付与組成物、硝酸性窒素脱窒基質、硝酸性窒素脱窒用活性化材（以下、まとめて炭素源含有硫黄造粒物ともいう。）を使用した脱窒装置としては、例えば上記特許文献７においては、図４に示されるように、下部側に被処理水の流入口５０ａを備え、上部側に処理水の排出口５０ｂを備え、内部に炭素源含有硫黄造粒物５１を充填した密閉容器５０Ａ〜５０Ｃを複数連設し、前記流入口５０ａから被処理水を供給し、硫黄酸化細菌と接触させることにより硝酸塩を含む処理水から脱窒反応により窒素を除去するようにした脱窒装置５０が開示されている。
【０００８】
また、上記特許文献８の従来技術の欄では、図５に示されるように、給水管５２並びに排出管５３を処理槽５４の上部に設けると共に、水面内の高さを交互に違えて複数枚の整流板５５Ａ〜５５Ｃを処理槽５４の槽内に配置し、廃水を整流板で蛇行させて槽内を流動させることにより槽内に沈設する活性汚泥を巻き上げて内液を撹拌混合するものと、図６に示されるように、複数枚の整流板５６Ａ〜５６Ｃを処理槽の槽内に備える硫黄含有濾材５７による濾材床を内部に位置させて取付け、被処理水を濾材の床内を通過させることにより独立栄養性脱窒を適用する方法が紹介されているとともに、図７に示されるように、硫黄含有濾材５７による濾材床を槽内に備えると共に、被処理水Ｗを槽内に送り込む給水配管系５８を濾材床より下方の槽下部に配設し、処理水を槽外に送り出す排水配管系５９を濾材より上方の槽上部に配設し、被処理水Ｗを濾材床の下方から上方に向けて流動させる上向流方式とし、かつ前記濾材床と相対し床底の面積内に点在する複数の吐水孔を分散給水用として備えた脱窒装置が提案されている。
【０００９】
しかしながら、従来から提案されている上記脱窒装置の場合には、以下に示すような問題点があった。
(1)先ず、従来の脱窒装置の場合には、炭素源含有硫黄造粒物等の脱窒基材による脱窒反応を絶対的に評価することができず、例えば被処理水の流入量、流動状態、流動速度、水温、脱窒基材の充填量などの制御ファクターを最適値に設定することが不可能か非常に困難であった。
(2)前記脱窒基材に担持される脱窒菌は嫌気性微生物であり、被処理水中の溶存酸素量が増大すると、脱窒菌の活性が低下するとともに、脱窒反応以外で硫黄が酸化され、結果的に脱窒効率が低下してしまう問題があった。
(3)前述した従来の脱窒装置の場合には、槽下部から被処理水を供給し、槽上部か被処理水を取り出す上向流方式が専ら採用されているが、被処理水が炭素源含有硫黄造粒物等の脱窒基材と接触する機会は、上向き流動時のみの１回しか与えられていないため、所望の脱窒効果が得られないなどの問題もあった。
(4)前述した従来の脱窒装置の場合には、槽下部に被処理水が供給され、この被処理水が炭素源含有硫黄造粒物等の脱窒基材と接触しながら上向き流動するとしているが、実際には被処理水は通り易い流路（水道）のみを通って上方に流れるため、すべての脱窒基材と均等に接触することはなく、最も通り易い流路を通って流れるため、脱窒効率が悪いものとなっていた。また、被処理水と接触しない死水域が生じ易く、この死水域でメタンガスが発生するようになるため、臭気が生じるようになるなどの問題もあった。
【００１０】
そこで本発明の第１課題は、脱窒装置における脱窒反応を絶対的に評価可能とすることにより、制御ファクターの最適設定を可能とし、最も効果的な脱窒反応を促進することにある。
【００１１】
また第２課題は、上記第１課題に加えて、脱窒基材との均一的な接触及び接触機会の向上を図ることにより脱窒効果を高めるとともに、長期に亘り脱窒能力を維持可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記第１の課題を解決するために請求項１に係る本発明として、被処理水を槽内に供給するための給水配管系と、脱窒された処理水を槽外へ排出するための排水配管系とを備える処理槽内に、脱窒菌を担持させた脱窒基材を所定の水深で充填した脱窒装置において、
前記処理槽を外部空気が流入しない密閉構造とするとともに、槽上部に脱窒反応によって発生した窒素ガスを外部へ排出するための排出ガス管を接続し、この排出ガス管の吐出口を他の液体充填容器内に液没させたことを特徴とする脱窒装置が提供される。
【００１３】
上記請求項１記載の本発明では、槽内を空気が侵入しない密閉構造とするとともに、槽上部に外部へ窒素ガスを排出するための排出ガス管を接続し、この排出ガス管の吐出口を他の液体充填容器内に液没させるようにした。
【００１４】
従って、先ず、槽内が空気の存在しない無酸素環境下とできるため、脱窒反応を促進することが可能となる。また、前記窒素ガスは前記排出ガス管を通り他の液体充填容器内に液没された吐出口から気泡化した状態で排出されるため、このガス排出量（気泡）を視覚的に確認することにより、或いは排出ガス量を種々の方法により計量することにより、被処理水の流入量（及び排出量）、後述の水中ポンプ運転性能及び運転条件、水温、脱窒基材の充填量などの制御ファクターを最適値に設定することが可能となる。
【００１５】
請求項２に係る本発明として、前記被処理水を槽内に供給するための給水配管系の供給口は前記処理槽の底部に設け、前記処理水を槽外に排出するための排水配管系の排出口は前記処理槽の上部側に設けてある請求項１記載の脱窒装置が提供される。
【００１６】
請求項２記載の本発明においては、前記給水配管系の供給口を槽底部とし、排出配管系の排出口を槽上部とすることにより、被処理水は上向流によって脱窒基材と接触するため、脱窒反応によって脱窒基材の表面に付着した窒素ガスが前記上向流によって剥離され、そのまま水流によって上部に運ばれるため、脱窒基材と被処理水との接触が効果的に行われるようになり、長期に亘って脱窒反応を維持できるようになるとともに、剥離された窒素ガスが槽上部に蓄積されるようになる。
【００１７】
上記第２の課題を解決するために請求項３に係る本発明として、被処理水を槽内に供給するための給水配管系と、上部側に、脱窒された処理水を槽外へ排出するための排水配管系を備える処理槽内に、脱窒菌を担持させた脱窒基材を所定の水深で充填した脱窒装置において、
前記処理槽を外部空気が流入しない密閉構造とするとともに、槽上部に脱窒反応によって発生した窒素ガスを外部へ排出するための排出ガス管を接続し、この排出ガス管の吐出口を他の液体充填容器内に液没させ、前記処理槽内において、前記脱窒基材の充填域よりも上部側位置に水中ポンプを配置するとともに、前記水中ポンプからの吐出管を、槽底部近傍に吐出口を向けて配設し、前記水中ポンプの稼働により処理槽内に縦向きの循環流を生成するようにしたことを特徴とする脱窒装置が提供される。
【００１８】
本請求項３記載の本発明においては、上記請求項１記載の構成に加えて、槽内の上部側に水中ポンプを配設し、前記水中ポンプからの吐出管を、槽底部近傍に吐出口を向けて配設し、前記水中ポンプの稼働により処理槽内に縦向きの循環流を生成するようにした。
【００１９】
従って、槽内に投入された被処理水は、槽内に生起された循環流に従って、充填された脱窒基材と多数回の接触機会をもって脱窒されるようになるため、従来の脱窒装置と比べて飛躍的に脱窒効果を高めることができる。また、脱窒基材に担持された硫黄酸化細菌により被処理水中の硝酸性窒素が窒素ガスまで分解され、この大量に発生した窒素ガスが脱窒基材の表面に付着し、これが成長して徐々に表面を覆い脱窒基材と被処理水との間に界面を形成し、双方の接触を妨げるようになることになるが、本脱窒装置では、この大量に発生した窒素ガスが前記循環流による水流によって完全に剥離され上方に運ばれるため、脱窒基材と被処理水との接触が効果的に行われるようになり、長期に亘って脱窒反応を維持できるようになる。
【００２０】
請求項４に係る本発明として、前記水中ポンプは平面視で槽内の略中心に配置され、前記吐出管は吐出口を槽底部に対向するように臨ませてある請求項３記載の脱窒装置が提供される。
【００２１】
前記吐出口から排出される水流は槽底部に突き当たってから乱流状態で放射状に拡散するため、脱窒基材間を通る被処理水は一定の水道を作らず、充填された脱窒基材と均一に接触しながら脱窒反応が行われるようになる。
【００２２】
請求項５に係る本発明として、前記被処理水を槽内に供給するための給水配管系の供給口は、前記処理槽の底部に設けてある請求項３、４いずれかに記載の脱窒装置が提供される。
【００２３】
前記水中ポンプで循環流を生起し、脱窒基材と多数回の接触機会を持つようにした場合は、循環流による接触機会が卓越するため、被処理水の供給口の位置はあまり問題とならないが、好ましくは前記処理槽の底部に設け、投入された被処理水を前記拡散流に乗せて拡散させた上で、上向流の過程で脱窒基材と接触させるのが望ましい。
【００２４】
請求項６に係る本発明として、前記脱窒菌として硫黄酸化細菌を用いる請求項１〜５いずれかに記載の脱窒装置が提供される。脱窒を引き起こす細菌としては種々の細菌群が存在するが、硫黄酸化細菌を好適に使用することができる。
【００２５】
請求項７に係る本発明として、前記脱窒基材は、炭酸カルシウムまたはこれを主成分とする物質と、硫黄との２種を共存させた粒状又は塊状組成物を用いる請求項６記載の脱窒装置が提供される。脱窒基材としては、炭素源と硫黄とを共存させることにより、炭素源の添加が不要としながら、単に被処理水中に浸漬させるだけで効果的な脱窒が図れるようになる。
【発明の効果】
【００２６】
以上詳説のとおり本発明によれば、第１に脱窒装置における脱窒反応を絶対的に評価可能とすることにより、制御ファクターの最適設定を可能とし、最も効果的な脱窒反応を促進することができるようになる。
【００２７】
また第２に、上記効果に加えて、脱窒基材との均一的な接触及び接触機会の向上を図ることにより脱窒効果を高めるとともに、長期に亘り脱窒能力を維持可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は本発明に係る脱窒装置１の縦断面図である。
【００２９】
本脱窒装置１においては、縦方向に細長い処理槽２の下部側（図示では底部面）に被処理水Ｗを槽内に供給するための給水配管系３を設けるとともに、処理槽２の上部側に、脱窒された処理水Ｕを槽外へ排出するための排水配管系４が設けられている。また、前記処理槽２内部には脱窒菌を担持させた脱窒基材５、５…が所定の水深で充填されている。なお、図示例では、槽底部よりも若干上方側位置に多孔板１０を設置し、この多孔板１０の下側に水流の拡散空間Ｒを設けるようにしているが、前記多孔板１０の孔径は脱窒反応過程で生じる石膏によって孔が塞がれないように、大きな孔径とするのが望ましい。また、前記処理槽２の形状を縦方向に細長い形状とすることにより、処理槽２内に死水域（流れの無い場所）が生じ難くなるとともに、接触流路長が長く設定できるようになるため、脱窒基材５と効果的に接触するようになる。
【００３０】
前記処理槽２は、外部空気が流入しない密閉構造とされ、槽上部に脱窒反応によって発生した窒素ガスを外部へ排出するための排出ガス管６が接続されるとともに、この排出ガス管６の吐出口６ａは他の液体充填容器７内に液没させるようにしている。また、前記排水配管系４の流水レベル（流水の高さ位置）を処理槽２上面よりもやや低い位置に設定することにより、処理槽２の上部には閉鎖空間Ｐが形成されるようになっている。この空間Ｐは脱窒反応によって生じる窒素ガスのガス溜まり空間となるものである。
【００３１】
前記処理槽２の内部には、前記脱窒基材５の充填域よりも上部側位置であって、かつ平面視で処理槽２の略中心に水中ポンプ８を配置するとともに、前記水中ポンプ８からの吐出管９を、槽底部近傍に吐出口９ａを向けるとともに、前記吐出口９ａを槽底部に対向するように臨ませて配設し、前記水中ポンプ８の稼働により処理槽２内に縦向きの循環流が生成されるようになっている。また、処理槽２底部の拡散空間Ｒでは、吐出流が底面に突き当たり放射状に拡散された後、上向流となるため、脱窒基材５と均一に接触するようになっている。
【００３２】
前記脱窒基材５としては、硫黄酸化細菌を担持させた脱窒基材とし、粒状又は塊状を成すものが使用される。前記脱窒基材５としては、特に好適に使用できるものは、炭酸カルシウムまたはこれを主成分とする物質と、硫黄との２種を共存させた粒状又は塊状組成物である。具体的には、前記特許文献４〜６に記載された炭素源含有硫黄造粒物が最も好適である。この炭素源含有硫黄造粒物によれば、硫黄酸化細菌の栄養源である硫黄と、菌体合成に必要な炭素源とを同一組成物内にほぼ同量共存させることにより、炭素源の供給を必要とせず単に被処理水Ｗ中に浸漬させ、硝酸塩と接触させるだけで効率よく脱窒を行わせることが可能となる。なお、この炭素源含有硫黄造粒物は新日鐵化学株式会社より入手が可能である。
【００３３】
前記炭素源含有硫黄造粒物に担持される硫黄酸化細菌は、Thiobacillus denitrificans（チオバチルス・デニトリフィカンス）単離菌株又はThiobacillus denitrificans等を含む土壌細菌群であり、水中の溶存酸素が少ない状態下においてＣＯ２を炭素源、単体硫黄を電子供与体、そして排水中のＮＯ３などのＮＯＸを電子受容体として増殖する微生物で、この時ＮＯＸはＮ２にまで還元され水中から除去される。
【００３４】
前記炭素源含有硫黄造粒物の必須成分となる、炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムを主成分とする物質としては、例えば炭酸カルシウム、石灰岩粉末および破砕物、貝類の殻粉末および破砕物、貝化石粉末および破砕物、ドロマイト粉末および破砕物、サンゴ粉末および破砕物などの１種又は２種以上を用いることができる。
【００３５】
また、前記炭素源含有硫黄造粒物の必須成分となる、硫黄としては、例えば石油脱硫や石炭脱硫プラントの回収硫黄や、天然硫黄などを用いることができ、その形態は粉末、粒状等の固体硫黄でも良いし、溶融硫黄であってもよい。
【００３６】
前記炭素源含有硫黄造粒物は、炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムを主成分とする物質、および硫黄の他、微細孔隙物質または鉱物繊維を共存させてもよい。
【００３７】
前記微細孔隙を有する物質としては、例えば珪藻土、珪藻土焼成物、凝灰岩、坑火石、パーライト、真珠岩、有孔隙セラミック、レンガ、ＡＬＣ、軽石、ポゾラン、シラス、シラスバルーン、膨張頁岩焼成物、アタパルジャイト、セピオライト、クリストバライト、セリサイト、酸性白土、イライト、木炭、ヤシガラ炭、籾殻燻炭、石炭、竹炭、活性炭、火山灰、土壌、フライアッシュ、サンゴ粉末および破砕物、貝類の殻粉末および破砕物を用いることができる。微細孔隙を有する物質を共存させることにより、微細孔隙が硫黄酸化細菌の定着場となるので脱窒が効率的に行われるようになる。
【００３８】
前記鉱物繊維としては、例えばロックウール、グラスウール、セラミックウール、炭素繊維などの１種又は２種以上を用いることができる。鉱物繊維を混入することにより、保水性が維持され、水面上に脱窒基材が露出した場合でも硫黄酸化細菌が死滅することが無くなる。
【００３９】
前記炭素源含有硫黄造粒物は、炭酸カルシウム、又はこれを主成分とする物質と、硫黄と、場合によっては更に微細孔隙を有する物質とを混合した後、硫黄を１１２〜１２５℃程度の温度で加熱溶融した後、急冷固化させ、その固化物を破砕又は造粒することにより得ることができる。
【００４０】
かかる脱窒装置１においては、水中ポンプ８を連続的又は間欠的に、好ましくは連続的に運転することにより処理槽２内に縦向きの循環流を生起させた状態とし、一定量づつ被処理水Ｗを供給すると、この被処理水Ｗは前記水中ポンプ８の吐出口９ａの拡散流に乗って放射状に拡散した後、上向流によって脱窒基材５、５…と接触することにより、脱窒基材５に担持された硫黄酸化細菌により被処理水Ｗ中の硝酸性窒素が窒素ガスまで分解され除去されることになる。大量に発生した窒素ガスは、上向流によって脱窒基材５から剥離され、上向流に乗って処理槽２の上部側に運ばれるようになるため、脱窒基材５の表面が窒素ガスによって覆われ、被処理水Ｗとの接触が妨げられるような事態が無くなる。
【００４１】
剥離され上方に運ばれた窒素ガスは、処理槽２の上部の閉鎖空間に蓄積され、徐々に閉鎖空間Ｐ内の圧力が高まると、窒素ガスは前記排出ガス管６を通じて排出される。窒素ガスは、液体充填容器７の液没された吐出口６ａから排出され、気泡化するため、この窒素ガスの排出量を視覚的に確認することにより脱窒反応を絶対的に評価できるようになる。例えば、この気泡発生の時間間隔を指標として、被処理水Ｗの流入量（及び排出量）、後述の水中ポンプ運転性能及び運転条件、水温、脱窒基材の充填量などの制御ファクターを最適値に設定することが可能となる。また、気泡は図２に示されるように、逆向きのカップ１１を水中に設置し、単位時間当たりの気泡量を計量するようにしてもよい。
【００４２】
また、本脱窒装置１では、槽内に生起された循環流に従って、被処理水Ｗは充填された脱窒基材５と多数回の接触機会をもって脱窒されるようになるため、従来の脱窒装置と比べて飛躍的に脱窒効果を高めることができるようになる。
【実施例】
【００４３】
本発明に係る脱窒装置１(CASE-1)と、図３に示される本出願人が先の特願2003-174736号において提案した脱窒装置(CASE-2)と、図７に示される循環流を生起しない上向流による１回の接触機会で脱窒を行う脱窒装置(CASE-3)とを夫々製作し、これら脱窒装置間で脱窒効果を比較した。図３に示される脱窒装置は、被処理水を貯水可能な槽６０内に、水流を生起させるため吐出口を上方に向けて設置した水中ポンプ６１を沈設するとともに、水面に浮かぶ浮体６２，６２を支持体として、ネット、籠又は網等に収容された、硫黄酸化細菌を担持させた脱窒基材５，５…を吊持した構造の脱窒装置である。脱窒効果の比較は、除去率（処理水の硫酸塩濃度(mg/L)／被処理水の硫酸塩濃度(mg/L)×１００）とした。試験結果は下表１に示す通りであった。
【００４４】
【表１】
2005224747.tif 000003
表１より、本発明に係る脱窒装置の場合には、従来のものに比べて、飛躍的に脱窒効果が向上することが判明した。
【００４５】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では脱窒基材に担持される細菌種として硫黄酸化細菌を用いたが、使用される細菌はこれに限定されず、脱窒を起こす細菌（脱窒菌）であればどのような細菌であってもよい。
(2)上記形態例のように、前記給水配管系３は処理槽２の底部に設けるのが望ましいが、水中ポンプ８による循環流の流量が給水流量よりも卓越している条件では、被処理水Ｗの供給位置は排水配管系４に近接した場所以外の任意の位置に設定することが可能である。
(3)上記形態例では、処理槽２の底部側に多孔板１０を設け、下側に拡散空間Ｒを設けるようにしたが、この多孔板１０が存在しなくても拡散流は生起されるため、省略することも可能である。
(4)前記処理槽２内の被処理水は、脱窒反応に伴って硫酸イオンが生成され、ｐＨが徐々に低下するようになる。脱窒基材５として、前述の炭酸カルシウムまたはこれを主成分とする物質と、硫黄との２種を共存させた粒状又は塊状組成物を用いた場合には、カルシウムイオンによって中和されることになるが、処理槽２内には他にサンゴ粒状物や製鋼スラグなどの強アルカリ物質を混入するようにしてもよい。
(5)上記形態例において採用した、(a)前記処理槽２の内部に、前記脱窒基材の充填域よりも上部側位置であって、かつ平面視で槽内の略中心に水中ポンプ８を配置するとともに、前記水中ポンプ８からの吐出管９を、槽底部近傍に吐出口９ａを向けるとともに、吐出口９ａを槽底部に対向するように臨ませて配設し、前記水中ポンプ８の稼働により処理槽２内に縦向きの循環流を生成する構成、及び(b)前記給水配管系３を処理槽２の底部に接続し、前記水中ポンプ８による拡散流によって供給された被処理水Ｗを放射状に拡散させる構成は、脱窒効果の評価装置（排出ガス管６＋液体充填容器７）とは別に、独立して脱窒装置に採用することが可能である。
(6)脱窒装置としては、前記脱窒効果の評価装置（排出ガス管６＋液体充填容器７）と、上記(5)(a)(b)の構成との組合せとするのが望ましいが、前記脱窒効果の評価装置は、例えば従来の脱窒装置と組み合わせて使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る脱窒装置１の断面図である。
【図２】窒素ガスの計量方法例を示す図である。
【図３】実験例におけるCASE-2の実験装置を示す縦断面図である。
【図４】従来例に係る脱窒装置（その１）を示す側面図である。
【図５】従来例に係る脱窒装置（その２）を示す側面図である。
【図６】従来例に係る脱窒装置（その３）を示す側面図である。
【図７】従来例に係る脱窒装置（その４）を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…脱窒装置、２…処理槽、３…給水配管系、４…排水配管系、５…脱窒基材、６…排出ガス管、７…液体充填容器、８…水中ポンプ、９…吐出管、１０…多孔板、Ｐ…閉鎖空間、Ｒ…拡散空間
【図１】
2005224747.tif 000004
【図２】
2005224747.tif 000005
【図３】
2005224747.tif 000006
【図４】
2005224747.tif 000007
【図５】
2005224747.tif 000008
【図６】
2005224747.tif 000009
【図７】
2005224747.tif 000010