(57)【要約】【課題】亜硝酸型硝化担体の活性を回復するための加熱処理による亜硝酸型の硝化性能の変動を小さくできるので、安定な硝化処理を行うことができる。【解決手段】アンモニア性廃水中のアンモニアを亜硝酸に硝化処理する亜硝酸型の硝化処理方法において、アンモニアを亜硝酸まで硝化するアンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体が投入された硝化槽１２〜２０を複数並列に配設し、アンモニア性廃水を複数の硝化槽１２〜２０に分配器２２で分配して硝化処理すると共に、複数の硝化槽１２〜２０内の亜硝酸型硝化担体を該硝化槽１２〜２０ごとに順番に加熱槽２４で加熱処理して該亜硝酸型硝化担体の硝化活性を回復させるようにした。【選択図】  図１
2005319430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア性廃水中のアンモニアを亜硝酸に硝化処理する亜硝酸型の硝化処理方法において、
アンモニアを亜硝酸まで硝化するアンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体が投入された硝化槽を複数並列に配設し、前記アンモニア性廃水を前記複数の硝化槽に分配して硝化処理すると共に、前記複数の硝化槽内の亜硝酸型硝化担体を該硝化槽ごとに順番に加熱処理して該亜硝酸型硝化担体の硝化活性を回復させることを特徴とする亜硝酸型の硝化処理方法。
【請求項２】
前記加熱処理した亜硝酸型硝化担体の硝化槽へ分配する前記アンモニア性廃水の分配量を他の硝化槽の分配量よりも少なくすることを特徴とする請求項１の亜硝酸型の硝化処理方法。
【請求項３】
前記複数の硝化槽における亜硝酸型硝化担体の硝化活性を検知し、該検知結果に応じて前記複数の硝化槽に分配する前記アンモニア性廃水の分配量を制御することを特徴とする請求項１の亜硝酸型の硝化処理方法。
【請求項４】
前記複数の硝化槽における亜硝酸型硝化担体の硝化活性を検知し、該検知結果に応じて前記複数の硝化槽同士における前記亜硝酸型硝化担体の加熱処理の間隔を制御することを特徴とする請求項１の亜硝酸型の硝化処理方法。
【請求項５】
アンモニア性廃水中のアンモニアを亜硝酸に硝化処理する亜硝酸型の硝化処理装置において、
アンモニアを亜硝酸まで硝化するアンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体が投入された槽同士が並列に配列された複数の硝化槽と、
前記複数の硝化槽に前記アンモニア性廃水を分配する分配器と、
前記亜硝酸型硝化担体を加熱処理する加熱槽と、を備えたことを特徴とする亜硝酸型の硝化処理装置。
【請求項６】
前記アンモニア性廃水のアンモニア性窒素濃度及び／又は亜硝酸性窒素濃度を測定する原水用測定器と、
前記複数の硝化槽で処理された処理水のアンモニア性窒素濃度及び／又は亜硝酸性窒素濃度をそれぞれ測定する処理水用測定器と、
前記原水用測定器と処理水用測定器との測定値差から各硝化槽における亜硝酸型硝化担体の硝化活性を検知し、該検知結果に応じて前記分配器から前記複数の硝化槽への分配量を制御すると共に、前記各硝化槽内の亜硝酸型硝化担体を硝化槽ごとに順番に加熱処理する際の間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項５の亜硝酸型の硝化処理装置。
【請求項７】
請求項５又は６の亜硝酸型の硝化処理装置の後段に、アンモニアと亜硝酸とを嫌気性アンモニア酸化細菌により同時脱窒する嫌気性アンモニア酸化装置を設けたことを特徴とする廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜硝酸型の硝化処理方法及び装置並びに廃水処理装置に係り、特にアンモニアを亜硝酸まで硝化するアンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体を使用した硝化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の硝化処理方法は、アンモニア性廃水中のアンモニアを硝化細菌の一種であるアンモニア酸化細菌により亜硝酸に硝化（酸化）し、さらに硝化細菌の一種である亜硝酸酸化細菌により亜硝酸を硝酸にまで硝化（酸化）していた。そして、硝化処理で生成された硝酸を脱窒処理で窒素ガスに還元することにより、アンモニア性廃水から窒素成分を除去していた。
【０００３】
このように、従来の硝化処理方法は、アンモニアを亜硝酸を経由して硝酸にまで硝化するが、亜硝酸の段階で硝化反応を停止させる亜硝酸型の硝化処理を行うことができれば、亜硝酸から硝酸にする際の酸素供給量を低減できるだけでなく、脱窒処理において硝酸を窒素ガスに還元するよりも亜硝酸を窒素ガスに還元した方が水素供与体（例えばメタノール）の使用量を削減できる。しかし、亜硝酸酸化細菌の方がアンモニア酸化細菌よりも増殖速度が速いため、亜硝酸型の硝化処理が困難であった。
【０００４】
このような背景から、本出願人は、少なくともアンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌が生存する微生物群（例えば活性汚泥等）を適切な温度で加熱処理することにより、亜硝酸酸化細菌を失活させ、アンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体を発明し、この亜硝酸型硝化担体を使用することで亜硝酸型の硝化処理を行うことを提案した（例えば特許文献１）。
【０００５】
しかし、この亜硝酸型硝化担体を使用した硝化処理装置を実際の廃水処理に適用した場合、アンモニア性廃水に混ざって亜硝酸酸化細菌が硝化処理装置に混入してくるため、混入した亜硝酸酸化細菌が担体に付着・増殖すると、亜硝酸型硝化担体としての硝化活性が低下してくる。従って、亜硝酸型硝化担体の硝化活性を回復するには、亜硝酸型硝化担体を定期的に加熱処理して付着・増殖した亜硝酸酸化細菌を失活する必要がある。このことから、特許文献１では３カ月から１２カ月に一度の割で亜硝酸型硝化担体を加熱処理することを提案している。
【特許文献１】特開２００３−２１１１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、亜硝酸型硝化担体を加熱処理すると、亜硝酸酸化細菌は失活するが、同時にアンモニア酸化細菌までもが若干ではあるが失活してしまう。従って、加熱処理する度に亜硝酸型の硝化性能が低下し、アンモニア酸化細菌が再び元の硝化活性まで回復するまでは亜硝酸型の硝化反応を十分に行えない期間が生じ、亜硝酸型の硝化処理を安定して行うことができないという欠点がある。
【０００７】
この対策として、亜硝酸型硝化担体を一度に加熱処理せずに、亜硝酸型硝化担体を連続的又は半連続的に硝化槽から引き抜いて少しずつ加熱処理して硝化槽に戻すことも一案である。しかし、この方法は多数の亜硝酸型硝化担体の引き抜き機会、換言すると加熱機会を均等にすることは極めて難しいため、担体ごとに加熱される頻度が多いものと少ないもののバラツキが生じるため亜硝酸型の硝化性能が安定しなという欠点がある。また、バラツキをなくそうとすれば、引き抜き回数を多くして加熱機会を頻繁に設けなくてはならないので、加熱処理のための熱エネルギーが莫大になるという欠点がある。
【０００８】
ところで、最近、嫌気性アンモニア酸化法を利用した廃水処理方法が注目されている（例えば  特開２００１−３７４６７号公報）。この嫌気性アンモニア酸化法は、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、嫌気性アンモニア酸化細菌によりアンモニアと亜硝酸とを以下の反応式により同時脱窒する方法である。
【０００９】
1.0 NH4 +1.32NO 2 +0.066HCO 3 +0.13H+ →1.02N 2 +0.26NO 3 +0.066CH2 O 0.5 N 0.15+2.03H2 O 
この方法によれば、アンモニアを水素供与体とするため、脱窒で使用するメタノール等の使用量を大幅に削減できることや、汚泥の発生量を削減できる等のメリットがあり，今後の廃水処理方法として有効な方法であると考えられている。しかし、この方法は上記式からも分かるように、アンモニアと亜硝酸との比を１：１．３２にする必要があり、この比を安定的に形成するには、亜硝酸型の硝化性能の変動が小さいことが必要である。従って、亜硝酸型の硝化性能の変動を小さくできる硝化処理方法や装置があれば、嫌気性アンモニア酸化法の廃水処理を行うための被処理水を得るのに好適である。
【００１０】
また、亜硝酸型の硝化性能の変動を小さくできる硝化処理方法や装置があれば、通常の生物学的脱窒処理（又は独立栄養細菌による脱窒処理）においても有効である。通常の硝化・脱窒処理では、メタノール等の水素供与体を必要とし、硝酸から亜硝酸を経由して窒素ガスに変換していた。しかしながら、亜硝酸から脱窒することで、硝酸から亜硝酸に還元するときに使用するメタノール量を削減でき、薬剤使用量を低減することが可能となる。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、亜硝酸型硝化担体の活性を回復するための加熱処理による亜硝酸型の硝化性能の変動を小さくできるので、安定な硝化処理を行うことができ嫌気性アンモニア酸化法の廃水処理を行うための被処理水を得るのに好適であると共に、通常の生物学的脱窒処理にも好適な亜硝酸型の硝化処理方法及び装置並びに廃水処理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】
【００１２】
本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、アンモニア性廃水中のアンモニアを亜硝酸に硝化処理する亜硝酸型の硝化処理方法において、アンモニアを亜硝酸まで硝化するアンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体が投入された硝化槽を複数並列に配設し、前記アンモニア性廃水を前記複数の硝化槽に分配して硝化処理すると共に、前記複数の硝化槽内の亜硝酸型硝化担体を該硝化槽ごとに順番に加熱処理して該亜硝酸型硝化担体の硝化活性を回復させることを特徴とする。
【００１３】
請求項１によれば、亜硝酸型硝化担体が投入された硝化槽を複数並列に配設し、アンモニア性廃水を複数の硝化槽に分配して硝化処理すると共に、該複数の硝化槽内の担体を順番に加熱処理して該担体の亜硝酸型の硝化活性を回復させるようにした。このように硝化槽ごとに順番に亜硝酸型硝化担体を加熱処理すれば、亜硝酸型硝化担体を加熱処理した硝化槽は再び元の性能に戻るまで一次的に硝化性能が低下するが、残りの硝化槽は十分な亜硝酸型の硝化性能を維持しているので、硝化槽全体の硝化性能が大きく変動することがない。また、加熱処理される硝化槽内の亜硝酸型硝化担体は全て加熱処理されるので、亜硝酸型硝化担体を連続的又は半連続的に硝化槽から引き抜いて少しずつ加熱処理する場合のように担体ごとに加熱機会がバラツクこともない。従って、亜硝酸型硝化担体の硝化活性を回復するための加熱処理による亜硝酸型の硝化性能の変動を小さくできるので、安定な硝化処理を行うことができる。
【００１４】
本発明において、アンモニア性廃水とは、廃水中の窒素成分としてアンモニアが主体である廃水を言い、以下同様である。
【００１５】
請求項２は請求項１において、前記加熱処理した亜硝酸型硝化担体の硝化槽へ分配する前記アンモニア性廃水の分配量を他の硝化槽の分配量よりも少なくすることを特徴とする。これにより、加熱処理により性能が低下した硝化槽の処理負荷を下げることができるので、加熱処理による性能低下の影響を小さくすることができる。
【００１６】
請求項３は請求項１において、前記複数の硝化槽における亜硝酸型硝化担体の硝化活性を検知し、該検知結果に応じて前記複数の硝化槽に分配する前記アンモニア性廃水の分配量を制御することを特徴とする。このように、各硝化槽における亜硝酸型硝化担体の硝化活性を検知すれば、加熱処理により亜硝酸型硝化担体の活性がどの程度低下したか、あるいは加熱処理に関係ない硝化槽でもその槽の硝化性能を把握することができるので、各硝化槽への分配量を適切に制御することができる。
【００１７】
請求項４は請求項１において、前記複数の硝化槽における亜硝酸型硝化担体の硝化活性を検知し、該検知結果に応じて前記複数の硝化槽同士における前記亜硝酸型硝化担体の加熱処理の間隔を制御することを特徴とする。このように、各硝化槽における亜硝酸型硝化担体の硝化活性を検知すれば、検知結果から加熱処理により低下した硝化活性が回復したかを正確に知ることができるので、加熱処理した亜硝酸型硝化担体の活性が完全に回復した後、次の硝化槽の亜硝酸型硝化担体を加熱処理に移行することができる。これにより、きめ細かな加熱処理を制御を行うことができるので、複数の硝化槽全体で見たときの亜硝酸型の硝化性能の変動をより小さくすることができる。
【００１８】
本発明の請求項５は、前記目的を達成するために、アンモニア性廃水中のアンモニアを亜硝酸に硝化処理する亜硝酸型の硝化処理装置において、アンモニアを亜硝酸まで硝化するアンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体が投入された槽同士が並列に配列された複数の硝化槽と、前記複数の硝化槽に前記アンモニア性廃水を分配する分配器と、前記亜硝酸型硝化担体を加熱処理する加熱槽と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５は請求項１の方法を装置として具体的に構成したものである。
【００２０】
請求項６は請求項５において、前記アンモニア性廃水のアンモニア性窒素濃度及び／又は亜硝酸性窒素濃度を測定する原水用測定器と、前記複数の硝化槽で処理された処理水のアンモニア性窒素濃度及び／又は亜硝酸性窒素濃度をそれぞれ測定する処理水用測定器と、前記原水用測定器と処理水用測定器との測定値差から各硝化槽における亜硝酸型硝化担体の硝化活性を検知し、該検知結果に応じて前記分配器から前記複数の硝化槽への分配量を制御すると共に、前記各硝化槽内の亜硝酸型硝化担体を硝化槽ごとに順番に加熱処理する際の間隔を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
このように、原水用測定器と処理水用測定器との測定値差から各硝化槽における亜硝酸型硝化担体の硝化活性を検知し、該検知結果に応じて分配器から複数の硝化槽への分配量を制御すると共に、各硝化槽内の亜硝酸型硝化担体を硝化槽ごとに順番に加熱処理する際の間隔を制御することにより、複数の硝化槽全体で見たときの亜硝酸型の硝化性能の変動をより小さくすることができる。従って、亜硝酸型硝化担体の活性を回復するための加熱処理による亜硝酸型の硝化性能の変動を小さくできるので、安定な硝化処理を行うことができる。
【００２２】
請求項７は、前記目的を達成するために、請求項５又は６の亜硝酸型の硝化処理装置の後段に、アンモニアと亜硝酸とを嫌気性アンモニア酸化細菌により同時脱窒する嫌気性アンモニア酸化装置を設けたことを特徴とする。
【００２３】
本発明の亜硝酸型の硝化処理装置は、亜硝酸型の硝化性能を安定に維持できるので、嫌気性アンモニア酸化法の廃水処理を行うための被処理水を得るのに好適だからである。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明の亜硝酸型の硝化方法及び装置によれば、亜硝酸型硝化担体の活性を回復するための加熱処理による亜硝酸型の硝化性能の変動を小さくできるので、安定な硝化処理を行うことができる。
【００２５】
また、本発明の廃水処理装置によれば、本発明の亜硝酸型の硝化装置の後段に嫌気性アンモニア酸化装置を配置するようにしたので、嫌気性アンモニア酸化法の廃水処理を行うための被処理水を適切に得ることができる。更には、本発明は通常の生物学的脱窒処理（又は独立栄養細菌による脱窒処理）においても有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下添付図面に従って本発明に係る亜硝酸型の硝化処理方法及び装置並びに廃水処理装置における好ましい実施の形態について詳説する。
【００２７】
図１は本発明の亜硝酸型の硝化処理装置の概念図である。
【００２８】
図１に示すように、亜硝酸型の硝化処理装置１０は、主として、アンモニアを亜硝酸まで硝化するアンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体が投入された槽同士が並列に配列された複数の硝化槽１２〜２０と、複数の硝化槽１２〜２０にアンモニア性廃水を分配する分配器２２と、亜硝酸型硝化担体を加熱処理する加熱槽２４と、から構成される。図１は、硝化槽をＡ槽１２、Ｂ槽１４、Ｃ槽１６、Ｄ槽１８、Ｅ槽２０の５槽を並列に配設した場合の一例であり、以下５槽の例で説明するが、５槽に限定されるものではなく２槽以上であればよい。尚、槽同士が並列に配列された複数の硝化槽は、硝化槽同士が分離独立した槽であってもよく、１つの硝化槽を５つの槽に仕切り板等により分割するものであってもよい。
【００２９】
アンモニア性廃水は、原水配管２６を介して分配器２２に送水される。分配器２２と５槽の硝化槽１２〜２０とはそれぞれの原水枝管２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅによって接続されており、分配器２２で分配されたアンモニア性廃水は各原水枝管２６ａ〜２６ｅを介して各硝化槽１２〜２０に流入する。各硝化槽１２〜２０内には、アンモニアを亜硝酸まで硝化するアンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体が多数投入されており、アンモニア性廃水を亜硝酸型硝化担体とが好気性条件下で接触することにより、アンモニア性廃水中のアンモニアが亜硝酸まで硝化される。各硝化槽１２〜２０で亜硝酸型の硝化処理が行われた硝化処理水はそれぞれの処理水枝管２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅから流出され、１本の処理水配管２８に合流する。
【００３０】
硝化槽１２〜２０に投入する亜硝酸型硝化担体としては、微生物を担体内部に包括固定した包括固定化担体や、担体周囲に微生物を付着させた付着固定化担体の何れを使用することもできる。しかし、加熱処理時に微生物の脱離しにくさから見た場合、付着固定化担体よりも包括固定化担体がより好ましい。
【００３１】
包括固定化型の亜硝酸型硝化担体の製造方法としては、少なくともアンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌を含む硝化性能を有する複合微生物系の汚泥を、４０〜１００°Ｃの範囲で加熱処理した後、モノマー又はプレポリマーの何れかに包括固定する。加熱処理時間としては、加熱処理温度が４０°Ｃ以上、６０°Ｃ未満の範囲では６０分以上、加熱処理温度が６０°Ｃ以上、８０°Ｃ未満の範囲では４０分以上、加熱処理温度が８０°Ｃ以上、１００°Ｃ以下の範囲では２０分以上であることが好ましい。モノマー材料としてはアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、トリアクリルフォルマールなどがよい。プレポリマ材料としてはポリエチレングリコールジアクリレートやポリエチレングリコールメタアクリレートがよく、その誘導体を用いることができる。亜硝酸型硝化担体の形状は球状や筒状などの包括担体、ひも状包括担体、多孔質状や不織布状やハニカム状やスポンジ状など凹凸が多い包括担体が接触効率がよく硝化性能が向上する。また、汚泥をモノマー又はプレポリマーの何れかに包括固定してから加熱処理してもよく、この場合には３０〜９０°Ｃの範囲で１時間以上加熱処理することが好ましい。これにより、アンモニアを亜硝酸まで硝化するアンモニア酸化細菌を優先的に集積させた亜硝酸型硝化担体を製造することができる。複合微生物系の汚泥としては、例えば湖沼や河川や海の底泥、地表の土壌、下水処理廃水や工場廃水の汚泥を使用することができる。
【００３２】
付着固定化型の亜硝酸型硝化担体の製造方法としては、複合微生物系の汚泥を４０〜１００°Ｃの範囲で加熱処理した後、付着固定化材料に付着固定することで製造する。付着固定では球状や筒状などの担体材料、ひも状材料、ゲル状担体、不織布状材料など凹凸が多い固定化材料が付着し易く硝化性能が向上する。更には、微生物の自己造立を利用したグラニュール型の亜硝酸型硝化担体でもよい。
【００３３】
また、図１に示すように、原水配管２６及び各処理水枝管２８ａ〜２８ｅには、アンモニア性廃水（原水）と硝化処理水とのアンモニア性窒素濃度及び／又は亜硝酸性窒素濃度を測定する原水用測定器３０と処理水用測定器３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅがそれぞれ設けられ、各測定器３０、３２Ａ〜３２Ｅで測定された測定値が制御装置３４に入力される。制御装置３４では、原水用測定器３０で測定された測定値と、各処理水用測定器３２Ａ〜３２Ｅで測定された測定値との差を算出することにより、亜硝酸型硝化担体の硝化活性の低下や回復を検知する。即ち、原水用測定器３０で測定された原水のアンモニア性窒素濃度に対して処理水用測定器３２Ａ〜３２Ｅで測定された処理水のアンモニア性窒素濃度の差が小さければ、アンモニア性廃水中のアンモニアが亜硝酸に硝化される硝化率が低く硝化活性が低下していることを検知できる。そして、制御装置３４は、分配器２２を制御することにより、検知された硝化槽へのアンモニア性廃水の分配量を他の硝化槽よりも少なくする。例えば、アンモニア性廃水を分配器２２で５槽１２〜２０に均等（各槽２０％ずつ）に分配しておき、Ａ槽１２の亜硝酸型硝化担体が加熱処理により硝化活性が低下したら、Ａ槽１２へ分配するアンモニア性廃水の分配量を５％まで少なくし、その分Ｂ槽１４、Ｃ槽１６、Ｄ槽１８、Ｅ槽２０の分配量を多くする。これにより、硝化槽１２〜２０全体における一時的な硝化性能の低下を５％に抑制することができる。加熱処理を行った硝化槽以外でも硝化活性のバラツキがあれば、そのバラツキに応じて分配量を制御する。これにより、硝化槽全体１２〜２０の硝化性能の変動を小さくすることができるので、亜硝酸型の硝化性能の安定化を図ることができる。
【００３４】
また、図１に示すように、各硝化槽１２〜２０内の流出部近傍からは亜硝酸型硝化担体を加熱処理するために硝化槽１２〜２０から亜硝酸型硝化担体を回収する担体回収配管３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅが加熱槽２４までそれぞれ延設されると共に、それぞれの担体回収配管３６ａ〜３６ｅには回収ポンプ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ，３８Ｅが設けられ、この回収ポンプ３８Ａ〜３８ＥのＯＮ−ＯＦＦは制御装置３４からの指令により行われる。加熱槽２４からは加熱処理の終了した亜硝酸型硝化担体を各硝化槽１２〜２０の流入側に戻す担体戻し配管４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅが設けられる。加熱槽２４での加熱処理温度及び加熱時間は上記した亜硝酸型硝化担体の製造時における加熱処理温度及び加熱時間と同様である。尚、加熱処理する方法としては、各硝化槽１２〜２０内に設置されたヒーターにより廃水ごとに加熱する方法や、各硝化槽１２〜２０内の水位を下げた後、ボイラー等の温水製造装置からの温水を槽１２〜２０内に供給し、加熱処理する方法、更には、担体のみを引き抜き、加熱槽で処理した後、槽１２〜２０に戻す方法なども好適に使用することができる。
【００３５】
硝化槽１２〜２０同士における亜硝酸型硝化担体の加熱処理の間隔（以下、「槽間加熱処理間隔」という）は、上記した制御装置３４で得られる各硝化槽１２〜２０の硝化活性の検知結果に基づいて制御することが好ましい。例えば、Ａ槽１２の亜硝酸型硝化担体を加熱槽２４で加熱処理すると、Ａ槽１２の亜硝酸型硝化担体の硝化活性が低下し、低下したままで次のＢ槽１４の亜硝酸型硝化担体の加熱処理を加熱槽２４で行うと、硝化槽１２〜２０全体の硝化性能の低下が大きくなり好ましくない。従って、Ａ槽１２、Ｂ槽１４、Ｃ槽１６、Ｄ槽１８、Ｅ槽２０の順に亜硝酸型硝化担体の加熱処理を行う場合、制御装置３４は、先ずＡ槽１２と加熱槽２４とを接続する担体回収配管３６ａの回収ポンプ３８ＡをＯＮにして、Ａ１２槽内の全ての亜硝酸型硝化担体を加熱槽２４で加熱処理し、戻し配管４０ａを介してＡ槽１２に戻すと共に、Ａ槽１２の硝化活性を逐次検知する。そして、Ａ槽１２の亜硝酸型硝化担体の硝化活性が加熱処理により低下し、再び元の硝化活性に回復したら、次にＢ槽１４と加熱槽２４とを接続する担体回収配管３６ｂの回収ポンプ３８ＢをＯＮにしてＢ槽１４の亜硝酸型硝化担体が加熱槽２４で加熱処理されるように制御する。Ｃ槽１６、Ｄ槽１８、Ｅ槽２０についても同様に制御する。このように、槽間加熱処理間隔を、亜硝酸型硝化担体の馴養期間よりも長くすることにより、硝化槽１２〜２０全体における硝化性能の変動を小さくすることができる。
【００３６】
図２は、亜硝酸型硝化担体の馴養期間の一例を示すものであるが、運転開始後３〜４週間程度で処理水のアンモニア性窒素濃度（ＮＨ4 −Ｎ）が最も低いレベルに達しており、この場合の馴養期間は３〜４週間である。従って、この場合には、槽間加熱処理間隔を４週間以上にするとよい。表１は、各種の廃水における亜硝酸型硝化担体の馴養期間である。
【表１】
2005319430.tif 000003
このように、亜硝酸型硝化担体の馴養期間は廃水の種類によって１０日から６０日まで異なるので、槽間加熱処理間隔を一律に設定することができない。従って、上記したように、制御装置３４で得られる各硝化槽１２〜２０の硝化活性の検知結果に基づいて制御することにより、廃水の種類に応じて槽間加熱処理間隔を早めたり遅くしたりすることができる。例えば、Ａ槽１２の亜硝酸型硝化担体の加熱処理１カ月後に、Ｂ槽１４の亜硝酸型硝化担体の加熱処理をする予定であったが、Ａ槽１２に設置した処理水用測定器３２ＡによりＡ槽１２の硝化活性が回復していないことを検知したときには、Ｂ槽１４の亜硝酸型硝化担体の加熱処理を自動的に延期させることが可能である。また、Ａ槽１２の硝化活性が回復していたら、槽間加熱処理間隔を１か月より早くしてＢ槽１４を予定よりも早期に加熱処理するも自動的に行うことができる。これにより、効率の良い加熱処理を行えるだけでなく、硝化槽１２〜２０全体の硝化性能の一層の安定化を図ることができる。
【００３７】
図３は、本発明に廃水処理装置５０の概念図であり、上記した亜硝酸型の硝化装置１０の後段に、アンモニアと亜硝酸とを嫌気性アンモニア酸化細菌により同時脱窒する嫌気性アンモニア酸化装置５２を設けたものである。尚、亜硝酸型の硝化装置１０で既に説明した部材には同符号を付して説明は省略する。
【００３８】
図３に示すように、分配器２２の前段にアンモニア性廃水を硝化装置１０と嫌気性アンモニア酸化装置５２とに２つに分流する分流器５４が設けられる。即ち、原水配管２６は分流器５４の出口で２つに分岐され、一方の分岐原水配管５６ａは分配器２２に接続されると共に、他方の分岐原水配管５６ｂは嫌気性アンモニア酸化装置５２に至る上記処理水配管２８の途中に接続される。また、制御装置３４は、加熱処理した亜硝酸型硝化担体の硝化槽について、原水用測定器３０と処理水用測定器３２Ａ〜３２Ｅのアンモニア性窒素濃度から、硝化槽の硝化率（Ｘ１％）を算出すると共に、加熱処理しない硝化槽について
も同様に原水用測定器３０と処理水用測定器３２Ａ〜３２Ｅのアンモニア性窒素濃度から硝化率（Ｘ２％）を算出する。そして、制御装置３４は、この硝化率（Ｘ１％）、硝化率
（Ｘ２％）、及び各硝化槽１２〜２０への分配器２２による分配量から、嫌気性アンモニ
ア酸化装置５２で処理される被処理水のアンモニアと亜硝酸との比が設定値の１：１．３２になるように、分流器５４による硝化装置１０への分流量を制御する。
【００３９】
かかる廃水処理装置５０で嫌気性アンモニア酸化法によりアンモニア性廃水中の窒素成分を除去するには、通常時には、分流器５４によりアンモニア性廃水の５７％を亜硝酸型の硝化装置１０に分流し、残りの４３％を嫌気性アンモニア酸化装置５２に直接流入するように分流する。そして、硝化装置１０でアンモニア性廃水中のアンモニアを亜硝酸に硝化することにより、嫌気性アンモニア酸化装置５２に流入する被処理水のアンモニアと亜硝酸との比を１：１．３２の嫌気性アンモニア酸化法の比にコントロールする。この場合、本発明の亜硝酸型の硝化装置１０を使用することで、アンモニア性廃水中のアンモニアを亜硝酸に硝化する硝化性能を安定化することができるので、嫌気性アンモニア酸化装置５２に流入する被処理水のアンモニアと亜硝酸との比を１：１．３２の嫌気性アンモニア酸化法の比に安定してコントロールすることが可能となる。従って、嫌気性アンモニア酸化装置５２による窒素除去性能が良くなる。また、各硝化槽１２〜２０のうちの１槽が亜硝酸型硝化担体の加熱処理により一時的に硝化活性が低下し、例えば硝化率が８０％に低下したとする。この場合には、分流器５４により硝化装置１０への分流割合を増加させて、硝化率８０％でも嫌気性アンモニア酸化装置５２に流入する被処理水のアンモニアと亜硝酸との比を１：１．３２の嫌気性アンモニア酸化法の比に近くなるようにコントロールする。
【実施例】
【００４０】
以下に本発明の亜硝酸型の硝化装置と廃水処理装置の実施例を説明するが、これに限定されるものではない。
【００４１】
（比較例）
比較例は、図４に示すとおり、硝化槽６０を１槽として亜硝酸型の硝化処理試験を行った場合である。加熱処理した亜硝酸型硝化担体（包括固定化担体）を硝化槽に投入し、アンモニア性廃水を通水した。アンモニア性廃水（原水）は、産業廃水を用いた。この産業廃水のアンモニア性窒素濃度（ＮＨ4 −Ｎ）は３５０〜４４０ｍｇ／Ｌであった。廃水のｐＨについては、ｐＨコントローラーにより７．０〜８．０に制御し、溶存酸素濃度（ＤＯ）はＤＯ制御装置により１．０〜２．０ｍｇ／Ｌに設定した。
【００４２】
比較例における処理水の水質結果を、亜硝酸型硝化担体の馴養期間で既に説明したと同じ図２に示す。処理水のアンモニア性窒素濃度（ＮＨ4 −Ｎ）及び亜硝酸性窒素濃度（ＮＯ2 −Ｎ）から分かるように、運転開始約３〜４週間後に硝化活性が立上り、亜硝酸型の硝化反応を開始した。そして、運転開始後、約２１０日目までは安定した亜硝酸型の硝化反応を維持することが確認された。しかし、運転開始２１０日以後から、亜硝酸性窒素濃度（ＮＯ2 −Ｎ）が急激に減少した。これは、産業廃水と一緒に硝化槽６０に流入した亜硝酸酸化細菌が亜硝酸型硝化担体に付着・増殖して亜硝酸酸化活性が立上ったためであり、処理水中には高濃度の硝酸が検出された。そこで、２４０日目に、硝化槽６０内の亜硝酸型硝化担体をすべて回収し、再度加熱処理により、付着した亜硝酸酸化細菌の殺菌を行った。加熱処理条件は６０°Ｃ１時間湯浴に潰すことにより行った。これにより、約２５８日目から性能を取り戻すことができ、亜硝酸型の硝化反応を行うことができた。
【００４３】
しかしながら、図２から明らかなように、運転開始後２４０日目から２５８日目までの間は、処理水中に多量のアンモニアが残留した。これは、亜硝酸型硝化担体の加熱処理によりアンモニア酸化細菌も若干影響をうけて亜硝酸型の硝化活性が低下した為である。この比較例の結果から、硝化槽６０を１槽として、硝化槽６０内の亜硝酸型硝化担体を一度に回収し、加熱処理を行うと１次的に全く亜硝酸型の硝化が行えない期間が生じてしまうことが明らかとなった。
【００４４】
（実施例１）
実施例１は、図１の本発明の亜硝酸型の硝化装置１０を使用して、比較例のときと同じ産業廃水を使用して亜硝酸型の硝化試験を行ったものである。硝化槽はＡ槽１２〜Ｅ槽２０の５槽が並列して配設される。各硝化槽１２〜２０への分配器２２による産業廃水の分配比はそれぞれ２０％とした。実施例１では、原水用測定器３０、処理水用測定器３２Ａ〜３２Ｅ及び制御装置３４は使用せずに、各硝化槽１２〜２０への分配器２２による産業廃水の分配比はそれぞれ２０％に均等分配すると共に、槽間加熱処理間隔を３０日に固定して行った。
【００４５】
また、硝化活性が立ち上がった１ケ月後（運転開始後６０日後）に、Ａ槽１２の亜硝酸型硝化担体を加熱槽２４で加熱処理し、その１ケ月後（運転開始後９０日後）にＢ槽１４の亜硝酸型硝化担体を加熱槽２４で加熱処理した。同様に、Ｂ槽１４の亜硝酸型硝化担体を加熱処理した１ケ月後（運転開始後１２０日後）にＣ槽１６を加熱槽２４で加熱し、１ケ月ごとに各槽１２〜２０内の亜硝酸型硝化担体の順番に加熱処理した。加熱処理条件は、比較例と同様に６０°Ｃ１時間湯浴に潰すことにより行った。
【００４６】
実施例１における処理水の水質結果を図５に示す。Ａ槽１２の亜硝酸型硝化担体の加熱処理によって、処理水中のアンモニア性窒素濃度（ＮＨ4 −Ｎ）が一時的ではあるが約８０ｍｇ／Ｌ増加したが、その２０日後に硝化活性は回復した。これにより、処理水中のアンモニア性窒素濃度（ＮＨ4 −Ｎ）も元のレベルまで低下した。同様にＢ槽１４の亜硝酸型硝化担体が加熱処理されたときに、処理水中のアンモニア性窒素濃度（ＮＨ4 −Ｎ）が約９０ｍｇ／Ｌ増加したが、１７日後には硝化活性が回復して処理水中のアンモニア性窒素濃度（ＮＨ4 −Ｎ）も元のレベルまで低下した。このように、Ａ槽１２、Ｂ槽１４、Ｃ槽１６、Ｄ槽１８、Ｅ槽２０の５槽の亜硝酸型硝化担体を３０日間隔で順番に加熱処理する運転を約１年半に渡り継続したが、処理水の水質変動も小さく安定した亜硝酸型の硝化処理を行うことができた。尚、この試験期間中において硝酸濃度は常に１０ｍｇ／Ｌ以下で維持することが可能であった。
【００４７】
（実施例２）
実施例１と同様の亜硝酸型の硝化装置１０を用い、原水用測定器３０と処理水用測定器３２Ａ〜３２Ｅとでアンモニア性窒素濃度を測定し、制御装置３４は測定値に基づいて各硝化槽１２〜２０への分配比及び槽間加熱処理間隔を制御するようにした。
【００４８】
加熱処理した亜硝酸型硝化担体の硝化槽は分配器２２により、分配比を２０％から５％に低減させるようにした。そして、原水および処理水のアンモニア性窒素濃度を測定し、原水と処理水のアンモニア性窒素濃度の差が１００ｍｇ／Ｌ以上まで硝化活性が回復したたときに分配器２２による分配比を５％から元の２０％に戻した。
【００４９】
この結果、亜硝酸型硝化担体を加熱処理した後の馴養期間が短縮され、実施例１の３０日よりも短い１０日で行うことができた。また、加熱処理した時の処理水中のアンモニア性窒素濃度（ＮＨ4 −Ｎ）の増加も、実施例１よりも小さくすることができた。
【００５０】
（実施例３）
実施例３は、図３の廃水処理装置１０を用いて嫌気性アンモニア酸化法を実施した実施例である。実施例３の場合も、原水用測定器３０と処理水用測定器３２Ａ〜３２Ｅとでアンモニア性窒素濃度を測定し、制御装置３４は測定値に基づいて各硝化槽１２〜２０への分配比及び槽間加熱処理間隔を制御するようにした。
【００５１】
即ち、制御装置３４は、加熱処理した亜硝酸型硝化担体の硝化槽について、原水用測定器３０と処理水用測定器３２Ａ〜３２Ｅのアンモニア性窒素濃度から、硝化槽の硝化率（Ｘ１％）を算出する。また、加熱処理しない硝化槽についても同様に原水用測定器３０と処理水用測定器３２Ａ〜３２Ｅのアンモニア性窒素濃度から硝化率（Ｘ２％）を算出する。そして、制御装置３４は、この硝化率（Ｘ１％）、硝化率（Ｘ２％）、及び各硝化槽１２〜２０への分配器２２による分配量から、嫌気性アンモニア酸化装置５２に流入する被処理水のアンモニアと亜硝酸との比が１：１．３２になるように、分流器５４による硝化装置１０への分流量を制御する。
【００５２】
Ａ槽１２が加熱処理後で全く硝化活性を失ったときは、硝化率Ｘ１は０％であり、その
他４槽１４〜２０の硝化率が９５％であった為、このときの硝化槽１２〜２０全体における硝化率は、各槽１２〜２０の硝化率と槽の数（流量）から７６％となる。これに基づいて分流器５４を制御して６２．９％の流量を亜硝酸型の硝化装置１０に分流することにより、アンモニアと亜硝酸の比を１：１．２９にすることができ、設定値の１：１．３２に近い値を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の亜硝酸型の硝化装置の概念図
【図２】亜硝酸型硝化担体の馴養期間の説明及び比較例の説明に使用したグラフ
【図３】本発明の廃水処理装置の概念図
【図４】従来の亜硝酸型の硝化装置の概念図
【図５】本発明の亜硝酸型の硝化装置における実施例の実施結果のグラフ
【符号の説明】
【００５４】
１０…亜硝酸型の硝化装置、１２〜２０…硝化槽、２２…分配器、２４…加熱槽、２６…原水配管、２６ａ〜２６ｅ…原水枝管、２８…処理水配管、２８ａ〜２８ｅ…処理水枝管、３０…原水用測定器、３２Ａ〜３２Ｅ…処理水用測定器、３４…制御装置、３６ａ〜３６ｅ…担体回収配管、３８Ａ〜３８Ｅ…回収ポンプ、４０ａ〜４０ｅ…担体戻し配管、５０…廃水処理装置、５２…嫌気性アンモニア酸化装置、５４…分流器、５６ａ、５６ｂ…分岐原水配管、６０…１槽式の硝化槽
【図１】
2005319430.tif 000004
【図２】
2005319430.tif 000005
【図３】
2005319430.tif 000006
【図４】
2005319430.tif 000007
【図５】
2005319430.tif 000008