(57)【要約】【課題】余分な添加剤や処理工程を必要とせず、低コストで亜硝酸型硝化を効率的に行うことができる方法を提供すること。【解決手段】硝化槽を第一硝化槽１と第二硝化槽２の２槽に分けて、上流側に位置する一方の硝化槽の被処理水の遊離アンモニア濃度を亜硝酸酸化細菌の活性を阻害する濃度以上とし、下流側に位置する他方の硝化槽で残留アンモニア性窒素を亜硝酸とするように、アンモニア性窒素含有排水を流通させる方向を、第一硝化槽１から第二硝化槽２に向かう方向か又は第二硝化槽２から第一硝化槽１に向かう方向かのいずれかの方向を交互に変更する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア性窒素を含有する排水を硝化槽に供給してアンモニア酸化細菌の存在下に曝気して硝化処理する方法であって、硝化槽を第一硝化槽と第二硝化槽の２槽に分けて、上流側に位置する一方の硝化槽内の遊離アンモニア濃度を亜硝酸酸化細菌の活性を阻害する濃度以上とし、下流側に位置する他方の硝化槽で残留アンモニア性窒素を硝化しつつ、アンモニア性窒素含有排水を流通させる方向を、第一硝化槽から第二硝化槽に向かう方向か又は第二硝化槽から第一硝化槽に向かう方向かのいずれかの方向を交互に変更することを特徴とするアンモニア性窒素含有排水の硝化方法。
【請求項２】
上流側に位置する硝化槽内の遊離アンモニア濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする請求項１記載のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法。
【請求項３】
第一硝化槽および第二硝化槽内のｐＨが７以上であって、温度が２５℃以上であることを特徴とする請求項１または２記載のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法。
【請求項４】
第一硝化槽および第二硝化槽が菌体を保持するための担体を備えていることを特徴とする請求項１、２または３記載のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法。
【請求項５】
第一硝化槽および第二硝化槽の溶存酸素濃度が２ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法。
【請求項６】
下流側に位置する硝化槽内の硝酸濃度を測定し、その測定した硝酸濃度により、アンモニア性窒素含有排水を流通させる方向を変更することを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア性窒素の生物学的処理方法に関し、特に、排水中に含まれる高濃度のアンモニア性窒素を生物学的に除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水、屎尿、産業廃水等に含まれるアンモニア性窒素は、放流先の湖沼や内湾等の閉鎖性水域における溶存酸素の低下や富栄養化現象の原因とされている。従来、これらの廃水中から窒素成分を除去する窒素除去技術としては、微生物を利用した生物学的な硝化・脱窒処理が行われている。生物学的な硝化・脱窒処理は、独立栄養菌である硝化細菌のアンモニア酸化力と亜硝酸酸化力を利用して、廃水中のアンモニア性窒素を好気性状態で亜硝酸性窒素を経て硝酸性窒素まで酸化する。その後、従属栄養細菌である脱窒細菌の働きで廃水中の有機物を電子供与体として硝酸性窒素を嫌気状態で窒素ガスに還元することにより、廃水中のアンモニア性窒素を除去するものである。
【０００３】
この微生物を利用した生物学的な硝化は、一般にアンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌が共同で行う酸化作用により、アンモニアが亜硝酸を経て硝酸にまで酸化されるが、何らかの理由で亜硝酸酸化細菌の活動が抑制されると亜硝酸の酸化速度は低下し、被処理液に亜硝酸が蓄積するようになる。前者は硝酸型硝化と呼ばれ、後者は亜硝酸型硝化と呼ばれている。
【０００４】
この硝化反応とこれに続く脱窒プロセスは次式に示すとおりである。
【０００５】
ＮＨ4+＋３／２Ｏ2  →  ＮＯ2-＋Ｈ2Ｏ＋２Ｈ+       （１）
ＮＯ2-＋１／２・Ｏ2  →  ＮＯ3-                   （２）
２ＮＯ2-＋６Ｈ  → Ｎ2＋２Ｈ2Ｏ＋２ＯＨ-          （３）
２ＮＯ3-＋１０Ｈ   →  Ｎ2＋４Ｈ2Ｏ＋２ＯＨ-      （４）
上記の如く、硝化・脱窒反応は亜硝酸型硝化脱窒と硝酸型硝化脱窒との２種類に分かれ、運転条件によりそのいずれかが優先して進行する。前者はアンモニア性窒素（ＮＨ4 − Ｎ）の酸化を（１）式の亜硝酸性窒素（ＮＯ2 −Ｎ）の段階でとどめておき、これを（３）式に示すように脱窒菌により脱窒する。後者は、アンモニア性窒素の酸化を（１）式を経由して（２）式の硝酸性窒素（ＮＯ3  −Ｎ）の段階まで硝化したのち、（４）式の如く 脱窒するものである。この２方式を比較した場合、前者の亜硝酸型硝化脱窒は硝化反応時の曝気量を削減することができ、ブロワーの運転動力費を大幅に低減することができるとともに、脱窒処理における電子供与体としてのメタノール等の有機物の添加量も低減することができる。さらには、硝酸性窒素まで反応させる必要がないので、硝化反応の所要時間を短縮することができる。このように、亜硝酸型硝化には有利な点が多いが、亜硝酸型硝化プロセスを安定して維持することは容易でない。そこで、亜硝酸型硝化技術に関するものとして、以下の方法が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、曝気槽内の溶存酸素濃度を所定濃度に維持することにより、亜硝酸型硝化を優先させる活性汚泥処理方法が提案されている（従来方法１）  。
【０００７】
また、特許文献２には、活性汚泥にアンモニア酸化細菌用培地と亜硝酸酸化細菌阻害剤とを添加するアンモニア含有廃水処理方法が提案されている（従来方法２）。
【０００８】
また、特許文献３には、硝化槽内のアンモニア性窒素濃度を２５０〜５５０ｍｇ／Ｌに維持することにより亜硝酸型の硝化反応を行うアンモニア性窒素の生物学的処理方法が提案されている（従来方法３）。
【０００９】
さらに、特許文献４には、硝化槽内の溶存酸素濃度を１．５ｍｇ／Ｌ以下となるように曝気風量を調整し、アンモニア酸化細菌をグラニュールの形や、担体表面に形成された微生物膜の形で硝化槽内に保持するアンモニア性窒素含有水の硝化方法が提案されている（従来方法４）。
【００１０】
そして、特許文献５には、硝化槽内の溶存酸素濃度を最大６ｍｇ／Ｌ、最小０ｍｇ／Ｌとなるように濃度勾配を設け、溶存酸素濃度が０〜０．５ｍｇ／Ｌとなる時間が硝化槽の原水滞留時間の２５〜５０％となるように、硝化槽内の溶存酸素濃度に勾配を設ける排水の硝化方法が提案されている（従来方法５）。
【００１１】
また、特許文献６には、アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌の増殖速度の差を利用する高アンモニア含有廃水の生物学的処理方法が提案されている（従来方法６）。
【特許文献１】特開平４−１２２４９８号公報
【特許文献２】特開２００１−１７０６８４号公報
【特許文献３】特開２０００−６１４９４号公報
【特許文献４】特開２００３−２４９８７号公報
【特許文献５】特開２００３−３３７８７号公報
【特許文献６】欧州特許第８２６６３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来方法１によれば、溶存酸素濃度を低く維持することで、より酸化レベルが高いことが要求される亜硝酸酸化反応よりアンモニア酸化反応を優先的に進行させることは可能であるが、溶存酸素濃度を低くすると、アンモニア酸化反応自体が遅くなる。
【００１３】
また、従来方法２のように、亜硝酸酸化細菌阻害剤の添加は、阻害剤添加費用が必要であり、また、阻害剤が処理水中に残留すると、その毒性により他の生物に悪影響を及ぼすことがある。
【００１４】
また、従来方法３では、処理水にアンモニア性窒素が高濃度に残留しやすくなるため、その後処理工程が必要である。
【００１５】
さらに、従来方法４では、グラニュールの馴養・維持管理が必要であり、煩雑である。
【００１６】
そして、従来方法５では、溶存酸素濃度を低く維持する領域で、アンモニア酸化反応がが遅くなる。
【００１７】
また、従来方法６は、ケモスタット運転のため、汚泥濃度を高く保持することが困難で、処理が不安定である。
【００１８】
本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、余分な添加剤や処理工程を必要とせず、低コストで亜硝酸型硝化を効率的に行うことができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明は、硝化槽を第一硝化槽と第二硝化槽の２槽に分けて、上流側に位置する一方の硝化槽内の遊離アンモニア濃度を亜硝酸酸化細菌の活性を阻害する濃度以上とし、下流側に位置する他方の硝化槽で残留アンモニア性窒素を硝化しつつ、アンモニア性窒素含有排水を流通させる方向を、第一硝化槽から第二硝化槽に向かう方向か又は第二硝化槽から第一硝化槽に向かう方向かのいずれかの方向を交互に変更することを特徴としているので、第一硝化槽と第二硝化槽では周期的に高アンモニア負荷での硝化が行われ、亜硝酸酸化細菌の活性が阻害される環境が形成されることになる。高アンモニア負荷により、一旦亜硝酸型となった硝化槽では、槽内のアンモニア濃度が低下しても一定期間亜硝酸型を維持するという性質があるため、周期的に両槽において高アンモニア負荷での運転を行えば、下流側となった硝化槽において、遊離アンモニア濃度が亜硝酸酸化細菌の活性を阻害する濃度以下に低下しても、硝酸が実質的に生成されることはない。以上の理由により、処理水にアンモニア性窒素を高濃度に残留させることなく、高い亜硝酸化率を実現できる。ちなみに、上記の原理から、運転開始時、下流側硝化槽内の汚泥は亜硝酸酸化細菌の活性が抑制された状態であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、次のような効果がある。
（１）請求項１記載の発明によれば、余分な添加剤や処理工程を必要とせず、しかもコスト増を招くことなく、上流側から下流側に至る硝化槽において常に亜硝酸酸化細菌の活性は抑制され、亜硝酸型硝化プロセスを確実に実行することができる。
（２）請求項２、３記載の発明によれば、亜硝酸型硝化のより好ましい運転条件を提供することができる。
（３）請求項４記載の発明によれば、第一硝化槽および第二硝化槽のアンモニア酸化細菌の菌体量を高濃度に保持し、原水の負荷変動や高負荷に対応することができる。
（４）請求項５記載の発明によれば、原水中のアンモニア性窒素は速やかに亜硝酸に酸化される。
（６）請求項６記載の発明によれば、アンモニア性窒素含有排水の流通方向の変更タイミングを的確に検知することが可能で、請求項１記載のプロセスの最適運転方法を効率的に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
遊離アンモニア濃度が高くなると亜硝酸酸化細菌の生育が阻害されるので、アンモニア性窒素はアンモニア酸化細菌により亜硝酸性窒素の段階の酸化で止められる。そのためには、上流側に位置する硝化槽内の遊離アンモニア濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、２０ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。
【００２２】
また、亜硝酸型硝化のより好ましい運転条件を実現するためには、第一硝化槽および第二硝化槽内のｐＨが７〜９であって、温度が２５〜４０℃であることが好ましく、ｐＨは７．５〜９であって、温度は３０〜４０℃であることがより好ましい。
【００２３】
本明細書において、「アンモニア性窒素」とは次式に示す「ＮＨ4+」と「ＮＨ3」の合計をいい、「遊離アンモニア」とは次式に示す「ＮＨ3」をいう。
【００２４】
【化１】
2005131451.tif 000003
遊離アンモニアの濃度はアンモニア性窒素濃度を測定することにより、下記式により計算した。
【００２５】
【数１】
2005131451.tif 000004
第一硝化槽および第二硝化槽がアンモニア酸化細菌の担持担体を備えていることが好ましい。第一硝化槽および第二硝化槽のアンモニア酸化細菌の菌体量を高濃度に保持し、原水の負荷変動や高負荷に対応することができるからである。担体の材質としては、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロース、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエーテル等の有機高分子化合物からなる、内部に網目構造を有するプラスチック担体、スポンジ担体、繊維状担体、不織布、ゲル担体、その他に多孔性無機高分子化合物、活性炭などが挙げられる。担体の比重は０．８〜１．５、細孔の孔径は１０〜１０００μｍ、空隙率は３０〜９０％、比表面積は５００〜１００００ｍ2／ｍ3、粒径は１〜２０mmのものが好ましい。
【００２６】
第一硝化槽および第二硝化槽の溶存酸素濃度は、２ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましい。原水中のアンモニア性窒素が速やかに亜硝酸に酸化されるからである。そのためには、溶存酸素濃度は、４ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。
【００２７】
下流側に位置する硝化槽内の硝酸濃度を測定し、その測定した硝酸の濃度により、アンモニア性窒素含有排水を流通させる方向を、第一硝化槽から第二硝化槽に向かう方向か又は第二硝化槽から第一硝化槽に向かう方向かのいずれかの方向を交互に変更することが好ましい。これは以下の理由によるものである。
【００２８】
高アンモニア性窒素負荷では亜硝酸酸化細菌の生育が阻害されるので、硝化槽内を高アンモニア性窒素負荷とすれば亜硝酸型硝化を優先的に進行させることができる。しかし、硝化槽内の被処理水のアンモニア濃度が高いと、硝化槽から排出される被処理水に高濃度のアンモニア性窒素が含まれる。アンモニア性窒素はそのまま排出されることになるため、別途アンモニア除去工程が必要である。
【００２９】
そこで、本発明によれば、硝化槽を第一硝化槽と第二硝化槽の２槽に分けて、上流側に位置する硝化槽内の遊離アンモニア濃度を亜硝酸酸化細菌の活性を阻害する濃度以上とすることで上流側の硝化槽ではアンモニア性窒素の硝酸化が阻まれ、上流側硝化槽内において硝酸は実質的に生成せず、アンモニア性窒素の一部が亜硝酸とされ、下流側硝化槽において残留したアンモニア性窒素が硝化される。
【００３０】
また、アンモニア性窒素含有排水を流通させる方向を第一硝化槽から第二硝化槽に向かう方向か又は第二硝化槽から第一硝化槽に向かう方向かのいずれかの方向を交互に変更することを特徴としているので、第一硝化槽及び第二硝化槽において周期的に高アンモニア負荷の硝化が行われ、両槽において常に亜硝酸酸化細菌は活性を失っている。そのため、下流側硝化槽内の遊離アンモニア濃度が亜硝酸酸化細菌の生育を阻害する濃度以下であっても、下流側硝化槽において亜硝酸酸化細菌がたちまち活性を回復するということはなく、アンモニア酸化細菌による亜硝酸生成が優先的に起こるため、硝酸の生成は実質的に起こりにくい。
【００３１】
このようにして、上流側硝化槽においてはアンモニア性窒素の一部が亜硝酸にされ、下流側硝化槽においては残留したアンモニア性窒素が亜硝酸にされ、ほとんど硝酸を生成することはなく、亜硝酸型硝化プロセスを確実且つ効率的に実行することができる。
【実施例１】
【００３２】
以下に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法を実施するに好適な装置の概念図である。
【００３３】
図１において、１は第一硝化槽、２は第二硝化槽であり、周期的に図１（ａ）（ｂ）のように排水を流通させる方向を交互に切り換える。図１（ａ）においては、第一硝化槽１が上流側に位置し、第二硝化槽２が下流側に位置するので、上流側に位置する第一硝化槽１の被処理水の遊離アンモニア濃度を亜硝酸酸化細菌の活性を阻害する濃度以上とし、下流側に位置する第二硝化槽２で残留アンモニア性窒素を硝化する。
【００３４】
図１（ａ）では、例えば、第一硝化槽１の運転条件は、槽内の遊離アンモニア濃度を亜硝酸酸化細菌の活性を阻害する２０ｍｇ／リットルとし、被処理水のｐＨを８．１とし、被処理水の温度を３５℃とし、溶存酸素濃度を５ｍｇ／リットルとすることで、第一硝化槽１に流入したアンモニア性窒素含有排水は、第一硝化槽１では亜硝酸酸化細菌の活性が阻害されて、アンモニア性窒素の一部がアンモニア酸化細菌を保持した担体３により亜硝酸にされる。
【００３５】
次ぎに、第二硝化槽２に被処理水は流入する。例えば、第二硝化槽２の運転条件は、槽内のｐＨを８．１とし、温度を３５℃とし、溶存酸素濃度を５ｍｇ／リットルとすることで、被処理水中の残留アンモニア性窒素はアンモニア酸化細菌３により亜硝酸にされる。
【００３６】
上記した遊離アンモニア濃度、ｐＨ、水温および溶存酸素濃度は、もちろん上記以外の数値を選択することが可能であり、処理対象である被処理水の性状に応じて亜硝酸型硝化プロセスを実行するために必要な運転条件を選択することができる。
【００３７】
下流側の第二硝化槽２内のアンモニア性窒素の濃度は低いが、排水の流通方向の周期的な切換運転操作により、亜硝酸酸化細菌は活性を失っている。そのため、下流側の第二硝化槽２内の遊離アンモニア濃度が亜硝酸酸化細菌の生育を阻害する濃度であっても、下流側の第二硝化槽２において硝酸の生成は起こりにくくなる。
【００３８】
しかし、時間の経過とともにアンモニア濃度の低い下流側の第二硝化槽２において亜硝酸酸化細菌は活性を取り戻して硝酸が生成されるため、ある期間経過した段階で、図１（ｂ）に示すように、第二硝化槽２から第一硝化槽１に向かう方向にアンモニア性窒素含有排水の流通方向を変更すれば、第二硝化槽２が上流側に位置し、第一硝化槽１が下流側に位置することになる。
【００３９】
例えば、上流側の第二硝化槽２の運転条件は、槽内の遊離アンモニア濃度を亜硝酸酸化細菌の生育を阻害する２０ｍｇ／リットルとし、ｐＨを８．１とし、温度を３５℃とし、溶存酸素濃度を５ｍｇ／リットルとし、下流側の第一硝化槽１の運転条件は、槽内のｐＨを８．１とし、温度を３５℃とし、溶存酸素濃度を５ｍｇ／リットルとすることで、第二硝化槽２に流入したアンモニア性窒素含有排水は、第二硝化槽２では亜硝酸酸化細菌の生育が阻害されて、アンモニア性窒素の一部はアンモニア酸化細菌を保持した担体３により亜硝酸にされる。
【００４０】
そして、下流側の第一硝化槽１において被処理水中の残留アンモニア性窒素はアンモニア酸化細菌３により亜硝酸にされる。また、下流側の第一硝化槽１においては先の高アンモニア濃度運転のために、亜硝酸酸化細菌の活性は阻害されており、一定期間、硝酸の生成はほとんど起こらない。
【００４１】
この場合の硝化槽の運転条件も、亜硝酸型硝化プロセスを実行するために、処理対象である被処理水の性状に応じて上記した遊離アンモニア濃度、ｐＨ、水温および溶存酸素濃度以外の数値を選択できることはもちろんである。
【００４２】
このように、硝化槽を第一硝化槽１と第二硝化槽２の２槽に分けて、上流側に位置する一方の硝化槽内の遊離アンモニア濃度を亜硝酸酸化細菌の活性を阻害する濃度以上とし、下流側に位置する他方の硝化槽で残留アンモニア性窒素を亜硝酸にしつつ、アンモニア性窒素含有排水を流通させる方向を、第一硝化槽１から第二硝化槽２に向かう方向と第二硝化槽２から第一硝化槽１に向かう方向のいずれかの方向を交互に変更することにより、上流側に位置するいずれか一方の硝化槽においては亜硝酸酸化細菌の活性は阻害され、下流側に位置するいずれか一方の硝化槽内の硝酸濃度は一定レベル以下に保持される。このように、上流側および下流側のいずれの硝化槽においてもほとんど硝酸を生成することはなく、亜硝酸型硝化プロセスを確実且つ効率的に実行することができる。
【００４３】
アンモニア性窒素含有排水の流通方向の変更時期は、例えば、下流側に位置する硝化槽内の硝酸性窒素濃度が２０ｍｇ／リットルを超えた段階とすることができる。
【００４４】
図２は硝化装置と脱窒装置を組み合わせた例を示す概略配置図である。図２（ａ）において、アンモニア性窒素含有排水は第一硝化槽１を上流側とし、第二硝化槽２を下流側とするように経路４から脱窒槽５に通入され、下流側に位置する第二硝化槽２においてアンモニア性窒素の大部分が亜硝酸化された被処理水の一部は経路６を経て脱窒槽５に送られ、脱窒される。残りの処理水は経路８から排出される。
【００４５】
そして、一定期間経過後、下流側の第二硝化槽２内の硝酸濃度がある濃度以上になると、図２（ｂ）に示すように、アンモニア性窒素含有排水は第二硝化槽２を上流側とし、第一硝化槽１を下流側とするように流通方向を変更される。図２（ｂ）において、下流側に位置する第一硝化槽１においてアンモニア性窒素の大部分が亜硝酸化された被処理水の一部は経路９を経て脱窒槽５に送られ、脱窒される。残りの処理水は経路１１から排出される。
【００４６】
図３は硝化装置と脱窒装置を組み合わせた他の例を示す概略配置図である。図２は硝化装置と脱窒装置が別置型であるが、図３は硝化装置と脱窒装置が同一槽内に近接して配置された例を示す図である。図３（ａ）において、経路１２から脱窒槽５に流入したアンモニア性窒素含有排水は、上流側の第一硝化槽１から下流側の第二硝化槽２を経て排水の一部は脱窒槽５に返送される。残りの排水は、経路１３から排出される。
【００４７】
そして、一定期間経過後、下流側の第二硝化槽２内の硝酸濃度がある濃度以上になると、図３（ｂ）に示すように、アンモニア性窒素含有排水は第二硝化槽２を上流側とし、第一硝化槽１を下流側とするように流通方向を変更される。図３（ｂ）において、経路１２から脱窒槽５に流入したアンモニア性窒素含有排水は、上流側の第二硝化槽２から下流側の第二硝化槽１を経て排水の一部は脱窒槽５に返送される。排水の残りは経路１４から排出される。
【００４８】
次ぎに、アンモニア性窒素含有排水中の「遊離アンモニア濃度」と「ＮＯ3−ＮおよびＮＯX−Ｎ濃度」との関係を図４に示す。「ＮＯX−Ｎ」とは、「ＮＯ3−Ｎ」と「ＮＯ2−Ｎ」を合計したものをいい、図４において、記号「○」は、「ＮＯ3−Ｎ」を示し、記号「×」は、「ＮＯX−Ｎ」を示す。図４に明らかなように、遊離アンモニア濃度が高くなるに従ってＮＯ3−Ｎの濃度は低くなっており、硝化槽内で亜硝酸酸化細菌の活性が阻害されている状況を読みとることができる。すなわち、遊離アンモニア濃度を２０ｍｇ／リットルとすることで亜硝酸酸化細菌の活性は大幅に低下し、遊離アンモニア濃度を４０ｍｇ／リットル以上とすることで、ほぼ完全に亜硝酸酸化細菌の活動は停止されることが分かる。ただし、硝化槽内の遊離アンモニア濃度を必要以上に高濃度に維持すると、下流側硝化槽において硝化されずにアンモニア性窒素が残留するおそれがあるため、上流側硝化槽処理水の遊離アンモニア濃度が下流側硝化槽の硝化能力を超えないような上流側硝化槽内遊離アンモニア濃度とすることが好ましい。
【００４９】
次ぎに、本発明の方法によりアンモニア性窒素含有排水を硝化処理した場合に得られた水質について説明する。
【００５０】
本発明の方法を適用した装置の概略構成は図１に示すとおりであって、第一硝化槽１と第二硝化槽２はそれぞれ４リットルの透明塩化ビニル樹脂製の角槽からなる。
【００５１】
そして、図５に示すように、アンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）濃度が８７０ｍｇ／リットル  である人工アンモニア性窒素含有排水を、第一硝化槽１から第二硝化槽２に向けて６リットル／日通入した。その際、第一硝化槽および第二硝化槽内はｐＨ８．１とし、温度は３５℃とし、溶存酸素濃度が５ｍｇ／リットルとなるようにした。１５は不織布からなる細菌担持担体を示す。アンモニア性窒素含有排水の通入開始から二日目の第一硝化槽１のＮＨ4−Ｎ濃度は２６０ｍｇ／リットル、ＮＯ2−Ｎ濃度は６１０ｍｇ／リットル、ＮＯ3−Ｎ 濃度は２．６ｍｇ／リットルであり、第二硝化槽２のＮＨ4−Ｎ 濃度は７．８ｍｇ／リットル、ＮＯ2−Ｎ濃度は８５０ｍｇ／リットル、ＮＯ3−Ｎ 濃度は９．４ｍｇ／リットルであった。第一硝化槽１内のＮＨ4−Ｎ濃度は２００ｍｇ／リットル前後に保たれ、第一硝化槽内での硝酸の生成はほとんどないが、第二硝化槽内のＮＯ3−Ｎ 濃度は時間経過とともに上昇し、アンモニア性窒素含有排水の通入開始から１箇月後に、ＮＯ3−Ｎ 濃度は２１ｍｇ／リットルとなった。そこで、これ以上の第二硝化槽内の亜硝酸酸化細菌の活性の回復を防ぐために、上記アンモニア性窒素含有排水の流通方向を、第二硝化槽２から第一硝化槽１に向けて変更した。その際、第一硝化槽および第二硝化槽内はｐＨ８．１とし、温度は３５℃とし、溶存酸素濃度が５ｍｇ／リットルとなるようにした。その結果、流通方向を変更後二日目の第二硝化槽２のＮＨ4−Ｎ 濃度は４００ｍｇ／リットル、ＮＯ2−Ｎ濃度は４６０ｍｇ／リットル、ＮＯ3−Ｎ 濃度は８．４ｍｇ／リットルであり、第一硝化槽１のＮＨ4−Ｎ 濃度は１５ｍｇ／リットル、ＮＯ2−Ｎ濃度は８４０ｍｇ／リットル、ＮＯ3−Ｎ 濃度は１２ｍｇ／リットルであった。
【００５２】
このように、アンモニア性窒素含有排水の流通方向を変更することで、硝酸の発生を抑え、亜硝酸を優先的に生成することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、アンモニア性窒素含有排水をほとんど硝酸化することなく、効率よく亜硝酸化する装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法を実施するに好適な装置の概念図である。
【図２】本発明のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法および後続する脱窒方法を実施するに好適な装置の一実施例の概略配置図である。
【図３】本発明のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法および後続する脱窒方法を実施するに好適な装置の他の実施例の概略配置図である。
【図４】アンモニア性窒素含有排水中の「遊離アンモニア濃度」と「ＮＯ3−ＮおよびＮＯX−Ｎ濃度」との関係を示す図である。
【図５】本発明のアンモニア性窒素含有排水の硝化方法を実施するに好適な装置のさらに他の実施例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  第一硝化槽
２  第二硝化槽
５  脱窒槽
１５  細菌担持担体
【図１】
2005131451.tif 000005
【図２】
2005131451.tif 000006
【図３】
2005131451.tif 000007
【図４】
2005131451.tif 000008
【図５】
2005131451.tif 000009