(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水中の有機物と窒素化合物を活性汚泥により除去する廃水処理装置を用いた廃水処理方法において、
有機物と窒素化合物とを有し、硝酸性窒素を有さない廃水を処理水槽内へ供給する工程と、
処理水槽内の廃水を曝気装置によって曝気し、同時に撹拌装置によって撹拌する撹拌曝気工程と、
曝気装置および撹拌装置を停止し、処理水槽内の廃水に含まれる活性汚泥を沈殿させ、廃水を処理水と活性汚泥とに分離する沈殿工程と、
処理水を排出装置によって排出する排出工程と、を備え、
処理水槽内へ供給された廃水において、廃水処理の上記各工程中、硝酸性窒素の濃度が０ｍｇ／Ｌに維持され、
撹拌曝気工程において、処理水槽内の廃水内で、制御装置により、撹拌曝気工程終了前３０分間に亜硝酸性窒素濃度が増加し続けるとともに、撹拌曝気工程終了時に亜硝酸性窒素濃度が１０ｍｇ／Ｌを超えないよう曝気装置の曝気量を調整し、これによって硝化反応と脱窒反応を同時に起こすことを特徴とする廃水処理装置の廃水処理方法。
【請求項２】
廃水中の有機物と窒素化合物を活性汚泥により除去する廃水処理装置を用いた廃水処理方法において、
有機物と窒素化合物とを有し、硝酸性窒素を有さない廃水処理前の廃水を処理水槽内へ供給する工程と、
処理水槽内の廃水を曝気装置によって曝気し、同時に撹拌装置によって撹拌する撹拌曝気工程と、
曝気装置を停止し、処理水槽内の廃水を撹拌装置によって撹拌する撹拌工程と、
撹拌装置を停止し、処理水槽内の廃水に含まれる活性汚泥を沈殿させ、廃水を処理水と活性汚泥とに分離する沈殿工程と、
処理水を排出装置によって排出する排出工程と、を備え、
処理水槽内へ供給された廃水において、廃水処理の上記各工程中、硝酸性窒素の濃度が０ｍｇ／Ｌに維持され、
撹拌工程において、処理水槽内の廃水内で、制御装置により、撹拌工程終了前３０分間に亜硝酸性窒素濃度が増加し続けるとともに、撹拌工程終了時に亜硝酸性窒素濃度が１０ｍｇ／Ｌを超えないよう撹拌装置の撹拌を調整し、これによって硝化反応と脱窒反応を同時に起こすことを特徴とする廃水処理装置の廃水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、産業廃水を処理する廃水処理装置に係り、とりわけ効率的に有機物と窒素化合物を除去する廃水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の有機物と窒素化合物とを含む廃水の廃水処理装置の廃水処理方法について図２を用いて説明する。産業廃水１３の廃水処理装置１は、送水装置９が取付けられた廃水貯留槽８と、撹拌装置３が取付けられた処理水槽２と、処理水槽２に接続された曝気装置４および排水装置６と、処理水槽２に接続された余剰汚泥排出装置１０と、制御装置５とを有している。
【０００３】
廃水貯留槽８に貯留された廃水１３は送水装置９によって処理水槽２に送られる。処理水槽２内では、廃水１３を曝気装置４によって曝気し、同時に廃水１３を撹拌装置３によって撹拌することにより、廃水中の活性汚泥に含まれる微生物の代謝作用を利用して廃水中の有機物を除去する。
【０００４】
撹拌装置３には水中撹拌ポンプのように、羽根車の回転によって空気の吸気および曝気を行う曝気機能を備えたものもある。所定時間だけ撹拌曝気を行った後、撹拌装置３と曝気装置４を停止し、静置して、活性汚泥を沈殿させ、処理水１１と汚泥とを分離する。処理水槽２内の処理水１１は排出装置６によって処理水槽２より排出される。処理水槽２中で増殖した活性汚泥の余剰分である余剰汚泥１２は、余剰汚泥排出装置１０によって処理水槽２から排出される。
【０００５】
産業廃水は都市下水と異なり、連続式ではなく回転分で処理され、また廃水量が非常に大きく時間変動するため、廃水処理装置１は、その廃水量の変動を吸収するために廃水貯留水槽８を有している。
【０００６】
制御装置５は、所定量の廃水１３が適切に浄化処理されるよう、送水装置９と、排水装置６と、撹拌装置３と、余剰汚泥排出装置１０と、曝気装置４とを制御する。送水装置９と排水装置６は、ポンプあるいは電動弁の開閉による水の自然流下を利用した構造を有している。撹拌装置３としては、水中撹拌ポンプが用いられ、曝気装置４としてはコンプレッサーと散気装置の組み合わせが用いられるが、撹拌装置３および曝気装置４として、ポンプの回転によって曝気を行う仕様の水中撹拌ポンプを用いてもよい。
【０００７】
実際の廃水処理装置１には図２の構成要素以外にも、スクリーンフィルタによる除塵装置、除砂装置、スカム除去装置、オゾン処理装置、膜処理装置および凝集沈殿装置等の高度な水処理機構が付随する場合もあるが、本発明との直接の関わりはないため説明を省略する。
【０００８】
近年、廃水中に含まれる有機物のみならず、窒素化合物の除去も重要な課題となっている。上記構成の廃水処理装置１では、活性汚泥により硝化反応および脱窒反応を利用して窒素化合物の除去を行っている。一般に廃水中に含まれる窒素化合物は、有機性窒素、アンモニア性窒素(ＮＨ4−Ｎ)、硝酸性窒素(ＮＯ3−Ｎ）、亜硝酸性窒素(ＮＯ２−Ｎ)に分類され、さらに有機性窒素は、主にタンパク質から構成される。このタンパク質が微生物によって分解されるとアンモニア性窒素(ＮＨ4−Ｎ)が生成される。
【０００９】
硝化反応は、硝化細菌によるアンモニア性窒素(ＮＨ4−Ｎ)の酸化反応であり、酸素が消費されることにより、廃水中のＰＨ値は低下する。
【００１０】
ところで、硝化反応を効率よく起こさせるためには、活性汚泥中に硝化細菌を増殖させる必要がある。
【００１１】
硝化細菌の増殖速度は他の微生物に比べて遅いため、硝化細菌の活性汚泥中の滞留時間(ＳＲＴ)を長くさせる必要がある。また硝化細菌の増殖速度は、廃水温度およびＤＯ(溶存酸素量）値によっても大きく影響され、両値が低いほど増殖速度は遅くなる。
【００１２】
脱窒反応は、廃水中のＤＯ値が低くなった際に、活性汚泥中の脱窒細菌が硝酸性窒素(ＮＯ3−Ｎ）と亜硝酸性窒素(ＮＯ２−Ｎ)に含まれる結合酸素を利用して、有機物を分解する反応であり、つまり脱窒細菌による有機物を利用した硝酸性窒素(ＮＯ3−Ｎ）と亜硝酸性窒素(ＮＯ２−Ｎ)の還元反応である。硝酸性窒素(ＮＯ3−Ｎ）と亜硝酸性窒素(ＮＯ２−Ｎ)から脱窒された窒素は、窒素ガスとして大気中に放出される。従って、脱窒反応ではＤＯ値が低いこと、酸化の対象となる有機物の存在が必要である。
【００１３】
このように、硝化反応と脱窒反応を同時に起こすことにより、廃水中の有機物と窒素化合物とが効果的に除去される。
【００１４】
以上より硝化反応では、廃水中の酸素量、ＳＲＴ、廃水温度およびＤＯ値が、脱窒反応では、廃水のＤＯ値と有機物の含有量が密接に関連している。この内、酸素は曝気装置によって処理水槽内の廃水に曝気として供給され、ＤＯ値は曝気量および曝気時間によって調整される。ＳＲＴは余剰汚泥排出装置による余剰汚泥の引抜量によって調整される。廃水中の有機物の含有量は、ＢＯＤ（生物的酸素要求量）値として測定可能であり、廃水中に存在するが曝気によって酸化され、その量は比較的短時間に減少する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、曝気装置による曝気量の調整は、有機物の除去のみならず窒素除去においても重要である。そして、この曝気量を調整するための測定値として処理水槽中のＤＯ値とＯＲＰ(酸化還元電位)値が使用されており、それぞれＤＯ計とＯＲＰ計により計測される。しかしながら、曝気装置による曝気量と廃水中の有機物と窒素化合物の含有量との関係は定性的にしか把握されておらず、上記関係を定量的にとらえ、その定量的な結果に基づいて曝気装置による曝気量の調整を行うことがないのが現状である。
【００１６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、曝気装置による曝気量と廃水中の有機物と窒素化合物の含有量との間の関係を明らかにし、曝気量および曝気時間を調整して廃水中に含まれる有機物と窒素化合物を効率的に除去することができる廃水処理装置の廃水処理方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、処理廃水中の有機物と窒素化合物を活性汚泥により除去する廃水処理装置を用いた廃水処理方法において、処理水槽内の廃水を曝気装置によって曝気し、同時に撹拌する撹拌曝気工程と、曝気装置を停止し、処理水槽内の廃水に含まれる活性汚泥を沈殿させ、廃水を処理水と活性汚泥とに分離する沈殿工程と、処理水を排出装置によって排出する排出工程と、を備え、撹拌曝気工程において、処理水槽内の廃水内で、硝化反応と脱窒反応を同時に起こすよう、制御装置により曝気装置を制御して処理水槽へ供給される曝気量および曝気時間を調整することを特徴とする廃水処理装置の廃水処理方法である。
【００１８】
本発明によれば、曝気装置による曝気量と廃水中の有機物および窒素化合物の含有量との間の関係を明らかにし、廃水中に含まれる有機物と窒素化合物を効率的に除去することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明による排出装置の廃水処理方法の一実施の形態を示す図である。
【００２１】
図１に示すように、廃水処理装置１は有機物と窒素化合物とを含む廃水を処理する処理水槽２と、処理水槽２内に設置され処理水槽２内の廃水を撹拌する撹拌装置３と、処理水槽２内を曝気する曝気装置４と、処理水槽２内で処理された廃水を処理水槽２から排出する排水装置６と、曝気装置４を制御して処理水槽２へ供給される曝気量および曝気時間を調整する制御装置５とを備えている。
【００２２】
廃水処理装置１の処理水槽２には、処理水槽２内の廃水温度を計測する水温計７ａと、処理水槽２内の廃水のＰＨ値を計測するＰＨ計７ｂと、処理水槽２内の廃水のＯＲＰ値を計測するＯＲＰ計７ｃと、処理水槽２内の廃水のＤＯ値を計測するＤＯ計７ｄとを備え、各々計測値は、記録計７ｅへ送られてこの記録計７ｅによって連続的に記録が可能となっている。
【００２３】
図１に示すように、廃水貯留槽８内には送水装置９が設置され、また処理水槽２には余剰汚泥を引抜く余剰汚泥排出装置（余剰汚泥ポンプ）１０が接続されている。
【００２４】
図１において、制御装置５は曝気装置４のみではなく、送水装置９、撹拌装置３、排出装置６および余剰汚泥排出装置１０と、を制御するようになっている。
【００２５】
また送水装置９と排水装置６は、ポンプあるいは電動弁の開閉による水の自然流下を利用した構造を有している。撹拌装置３としては、水中撹拌ポンプが用いられ、曝気装置４としてはコンプレッサーと散気装置の組み合わせが用いられるが、撹拌装置３および曝気装置４として、ポンプの回転によって曝気を行う仕様の水中撹拌ポンプを用いてもよい。
【００２６】
次にこのような構成からなる実施の形態の作用、すなわち廃水処理方法について述べる。
【００２７】
まず図３に示すように、廃水貯留槽８から送水装置９により廃水（原水）が処理水槽２内へ供給される（原水供給工程Ｅ）。
【００２８】
次に処理水槽２内の廃水が曝気装置４によって曝気され、同時に廃水が撹拌装置３によって撹拌される（撹拌曝気工程Ａ）。その後、曝気装置４と撹拌装置３が停止し、処理水槽２内の廃水に含まれる活性汚泥が沈殿し、廃水は処理水と活性汚泥とに分離される（沈殿工程Ｂ）。その後、処理水槽２内の処理水は排水装置６によって排出される（排出工程Ｃ）。次に、原水供給工程Ｅが繰り返される。なお、図３は、１サイクルＧを表示し、横軸は各工程の経過時間（ｈ）を示している。
【００２９】
上述した廃水処理方法において、送水装置９、撹拌装置３、曝気装置４および排出装置６は、各々制御装置５により駆動制御される。
【００３０】
次に制御装置５による廃水処理方法について、さらに詳述する。制御装置５は、予め行った廃水処理実験の結果に基づいて、以下のようにして廃水処理制御を行う。
【００３１】
まず廃水処理装置１を用いて、曝気装置４による曝気量と処理水槽２内の廃水中の有機物および窒素化合物の含有量との間の関係を導出するため、以下に述べる設定で廃水処理実験を行った。
【００３２】
廃水処理実験は初期設定条件として、1)曝気量２８Ｌ／ｍｉｎ、ＤＯの最大値２〜４ｍｇ／Ｌ、２)曝気量３５Ｌ／ｍｉｎ、ＤＯの最大値４〜６ｍｇ／Ｌ、３)曝気量４０Ｌ／ｍｉｎ、ＤＯの最大値６ｍｇ／Ｌ以上として、１サイクル１２時間の回分処理による２週間連続運転を行い、最後の１サイクル運転について水質分析を行った。上記の水質分析は、曝気開始１０分後より１時間毎に処理水槽２中より廃水を採取し、廃水中のアンモニア性窒素(ＮＨ4−Ｎ)、亜硝酸性窒素(ＮＯ２−Ｎ)、硝酸性窒素(ＮＯ3−Ｎ）の含有量について分析を行った。また、初期設定条件として、ＤＯの最大値に幅を持たせたのは、廃水の水質に僅かではあるが経時的変動があるためである。図４に実験開始当初の廃水の水質を示す。
【００３３】
なお、水質分析において、沈殿工程Ｂと排水工程Ｃでは、活性汚泥を廃水中の沈降分離した沈殿汚泥と上澄みとに個別に採取し、分析を行った。沈殿汚泥の採取には採水器を用いた。沈殿汚泥の分析に際しては、前処理として遠心分離とろ過を行った。また、処理水槽２中の廃水とは別に、処理水槽２から排出された処理水に関しても、処理水中のＢＯＤ、ＳＳ、アンモニア性窒素(ＮＨ4−Ｎ)、亜硝酸性窒素(ＮＯ２−Ｎ)および硝酸性窒素(ＮＯ3−Ｎ）の含有量について分析を行った。
【００３４】
次に廃水処理実験の初期設定条件１)、２)、３)の実験結果について、図５乃至図７において説明する。
【００３５】
図５乃至図７は、各々の初期設定条件を1)曝気量２８Ｌ／ｍｉｎ、ＤＯの最大値２〜４ｍｇ／Ｌとした場合（図５）、２)曝気量３５Ｌ／ｍｉｎ、ＤＯの最大値４〜６ｍｇ／Ｌとした場合（図６）、３)４０Ｌ／ｍｉｎ、ＤＯの最大値６ｍｇ／Ｌ以上とした場合（図７）を示す。また図５乃至図７の各々の(ａ)は、横軸に経過時間（ｈ）、縦軸にＰＨ値又は廃水中のアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）の含有量（ｍｇ／Ｌ）を示す。図５乃至図７の各々の(ｂ)は、横軸に経過時間（ｈ）、縦軸にＯＲＰ値（ｍＶ）又は廃水中のアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）の含有量（ｍｇ／Ｌ）を示す。図５乃至図７の各々の(ｃ)は、横軸に経過時間（ｈ）、縦軸にＤＯ値（ｍｇ／Ｌ）又は廃水中のアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）の含有量（ｍｇ／Ｌ）を示す。
【００３６】
図５乃至図７において、実線（１）は上澄みについて水質分析を行った結果であり、単位体積当たりの廃水中のアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）の含有量（ｍｇ／Ｌ）を示している。また図５乃至図７において、実線（２）は上澄みについて水質分析を行った結果であり、単位体積当たりの廃水中の亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）の含有量（ｍｇ／Ｌ）を示している。さらに図５乃至図７における破線（３）は沈殿汚泥について、単位体積当たりのアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の含有量（ｍｇ／Ｌ）を示している。また図５乃至図７における破線（４）は沈殿汚泥について、単位体積当たりの亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）の含有量（ｍｇ／Ｌ）を示している。
【００３７】
図５における実線（５）はＰＨ値を示し、図６における実線（５）はＯＲＰ値を示し、図７における実線（５）はＤＯ値を示している。さらに図５乃至図７の各々の(ｄ）は、廃水処理装置を各初期設定条件で２週間連続運転を行い、最後の１サイクル運転にて水質分析を行った結果を示す。
【００３８】
次に、図５乃至図７に共通する廃水処理実験結果について説明する。
【００３９】
撹拌曝気工程の開始直後は処理水槽内に注入された廃水の影響で各図(ａ)、(ｂ)、(ｃ)のＰＨ値、ＯＲＰ値、ＤＯ値は不安定であるが、曝気時間の初期の傾向としては、時間の経過とともにＰＨ値は減少し、ＯＲＰ値は負の領域で増加し、ＤＯ値は一定値０をとる。また一定の時間経過後ＯＲＰ値が負の値から正の値に変化すると、ＰＨ値の減少率は低下し、その後ＰＨ値は増加に転じる。また、同時にＤＯ値は一定値０から増加傾向に転じる。
【００４０】
また図５、図６、図７の順で曝気装置４による曝気量は大きく設定されているが、ＯＲＰ値が負の値から正の値に変化するまでの時間は、曝気量が大きいほど短くなっている。なお、処理水槽２内の廃水のＢＯＤ値の連続分析は行わなかったが、撹拌曝気工程Ａにおいて、廃水投入直後の処理水槽２内の廃水のＢＯＤ値は約３７０ｍｇ（投入された廃水のＢＯＤ値を１２０００ｍｇ／Ｌ、廃水投入量／１サイクルを１１５Ｌ、処理水槽容積を３７００Ｌとした場合の概算値）より図５乃至図７の（ｄ）に示す処理水質のＢＯＤ値まで減少していくと推測される。
【００４１】
沈殿工程Ｂと排水工程Ｃでは、ＰＨ値は緩やかに増加し、ＯＲＰ値は減少傾向にあり、ＤＯ値は一定時間経過後に一定値０をとる。沈殿工程Ｂにおいて、沈殿汚泥の亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）（図５乃至図７（４））は沈殿工程Ｂ開始後１時間以内に０にまで減少している。また、アンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）は、上澄み（図５乃至図７（１））と沈殿汚泥（図５乃至図７（３））の双方で余り変化していない。硝酸性窒素（ＮＯ3−Ｎ）については図５乃至図７（ｄ）からわかるように、全ての実験の水質検査で０ｍｇ／Ｌであったことから、図５乃至図７における表記を省略している。
【００４２】
硝酸性窒素（ＮＯ3−Ｎ）が、全ての実験の水質検査で０ｍｇ／Ｌとなるのは次のような理由からである。すなわち、窒素化合物が有機性窒素、アンモニア性窒素(ＮＨ4−Ｎ)、亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）、窒素ガスの順で変化しており、各変化の過程で硝酸性窒素の生成が行われないからである。
【００４３】
次に、図５乃至図７の実験結果について個別に説明する。
【００４４】
図８乃至図１０は各々図５乃至図７の個別の実験結果を１サイクルＧを各時間帯別にＤＯ値、ＢＯＤ値、アンモニア性窒素(ＮＨ4−Ｎ)、亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）についての特徴をまとめた図表である。
【００４５】
上記の各時間帯は、１サイクルＧを廃水投入３０分前から撹拌曝気工程Ａ開始時まで（−０．５〜０．０ｈ）と、撹拌曝気工程Ａ開始時からＯＲＰ値が約０になる時まで、ＯＲＰ値が約０になった時から撹拌曝気工程Ａ終了時までと、沈殿工程Ｂの開始時から排水工程Ｃの終了時まで（６．０〜１１．５ｈ）とに分けられている。
【００４６】
まず、曝気量を２８Ｌ／ｍｉｎ（図５）に設定した場合について説明する。
【００４７】
曝気量が２８Ｌ／ｍｉｎの沈殿工程Ｂでは、沈殿汚泥の浮上が観察された。このような沈殿汚泥の浮上は、２８Ｌ／ｍｉｎと低曝気量のため撹拌曝気工程ＡでＢＯＤ値を低減できないことから、沈殿工程Ｂで亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）が脱窒反応により発生した窒素ガスの気泡により、沈殿汚泥が浮上したもの考えられる。この汚泥浮上により処理水のＳＳ値が曝気量３５Ｌ／ｍｉｎ（図６（ｄ））と４０Ｌ／ｍｉｎ（図７（ｄ））の設定の時と比較して増加している。
【００４８】
曝気量２８Ｌ／ｍｉｎの廃水処理実験結果ＢＯＤ：１４０ｍｇ／ＬとＳＳ：１８０ｍｇ／Ｌ（図５（ｄ））は、日本の排出基準の日間平均値であるＢＯＤ：１２０ｍｇ／ＬおよびＳＳ：１５０ｍｇ／Ｌ（参考値）を越える値となっている。
【００４９】
次に、曝気量４０Ｌ／ｍｉｎ（図７）と曝気量３５Ｌ／ｍｉｎ（図６）に設定した場合について比較する。
【００５０】
曝気量４０Ｌ／ｍｉｎのＢＯＤ値は、曝気量３５Ｌ／ｍｉｎのＢＯＤ値と比較して低く抑えられているが、ＤＯ値が平均的に高いため、脱窒反応の進行が困難であり、窒素化合物は脱窒反応の進行過程の途中である亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）の状態で存在し、亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）濃度が高くなることから、硝化反応の進行も抑制される。また、曝気量４０Ｌ／ｍｉｎの場合は、曝気量２８Ｌ／ｍｉｎおよび３５Ｌ／ｍｉｎと比較して、曝気量が大きいにもかかわらず、アンモニア性窒素(ＮＨ4−Ｎ)濃度が高くなっている。
【００５１】
曝気量３５Ｌ／ｍｉｎのＢＯＤ値（図６（ｄ））は曝気量４０Ｌ／ｍｉｎの時（図７（ｄ））より大きいが、日本の排出基準は下回っており、かつ汚泥の浮上も発生していない。また、曝気量を３５Ｌ／ｍｉｎの設定の時は４０Ｌ／ｍｉｎの時より、ＤＯ値が平均的に低いことから脱窒反応の進行が早く、亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）濃度が低いため、硝化反応の進行も早い。
【００５２】
従って、初期設定条件１）、２）および３）を比較したとき、２）曝気量３５Ｌ／ｍｉｎに設定した時が、最も効率良く廃水中に含まれる有機物と窒素化合物を除去することができる。さらに、曝気量３５Ｌ／ｍｉｎに設定した時の実験結果を示す図６より明らかなように、硝化反応と脱窒反応とが同時に進行するように、撹拌曝気工程Ａの終了前約３０分間に亜硝酸性窒素濃度が０〜１０ｍｇ／Ｌ程度の範囲に増加するように曝気量を調整した場合に、最も効率良く廃水中に含まれる有機物と窒素化合物を除去することができる。
【００５３】
図１１は、本発明による廃水処理装置１の廃水処理方法の変形例を示している。
【００５４】
処理水槽２内に亜硝酸性窒素イオン濃度計７ｆが設置され、制御装置５は亜硝酸イオン濃度計７ｆからの情報に基づいて、撹拌曝気工程Ａの終了前約３０分間に亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）濃度が０〜１０ｍｇ／Ｌ程度の範囲に増加するように曝気量と曝気時間を調整する。
【００５５】
図１１において、硝化反応と脱窒反応とが同時に進行するように、撹拌曝気工程Ａの終了前約３０分間に亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）濃度が約０〜１０ｍｇ／Ｌの範囲に増加するように曝気量を調整することにより、脱窒反応の進行が早く、亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）濃度が低いため硝化反応の進行も早く、硝化反応と脱窒反応を利用して廃水中の有機物と窒素化合物を効率よく除去することができる。
【００５６】
第２の実施の形態
図１２および図１３は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。図１２および図１３に示すように、撹拌曝気工程Ａと沈殿工程Ｂとの間において、処理水槽２内の廃水内で硝化反応および脱窒反応を同時に起こし、廃水中の活性汚泥の浮上を防止するように、制御装置５により撹拌装置３のみを作動させる（撹拌工程Ｄ）。図１２および図１３において図１、図３乃至図１１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を符して詳細な説明は省略する。
【００５７】
図５乃至図７の実験結果から、各沈殿工程Ｂにおいて、活性汚泥中の有機物を利用して亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）の脱窒反応が進行しているものと推測される。従って、撹拌曝気工程Ａと沈殿工程Ｂの間に撹拌装置３のみを作動させる撹拌工程Ｄ（図１２）を設けることによって、活性汚泥の撹拌により亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）の脱窒反応を促進し、曝気量２８Ｌ／ｍｉｎの設定（図５）で問題となった沈殿工程Ｂの沈殿汚泥の浮上をも防止することができる。
【００５８】
すなわち、撹拌曝気工程Ａにおいて、曝気装置４からの曝気量が小さく、撹拌曝気工程Ａ終了前約３０分間、亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）濃度が０〜１０ｍｇ／Ｌの範囲に増加せず０ｍｇ／Ｌのままであった場合、撹拌曝気工程Ａ終了後に撹拌工程Ｄを設けることにより、さらに脱窒反応を促進でき、沈殿汚泥の浮上をも防止することができる。
【００５９】
図１３は、曝気量２８Ｌ／ｍｉｎの設定において撹拌曝気工程Ａと沈殿工程Ｂの間に撹拌工程Ｄを設けた実験結果である。撹拌工程Ｄは、約１時間の撹拌装置による処理水槽２内の廃水の撹拌を行った。
【００６０】
図１３の実験結果において、撹拌工程Ｄを設けたことにより、脱窒反応が促進され、沈殿汚泥の浮上を防止することが可能となることがわかる。さらに、ＢＯＤ値だけでなくＳＳ値も、図５（ｄ）と図１３（ｄ）を比較した結果からわかるように、大幅に低減できることが確認された。
【００６１】
このように、撹拌曝気工程Ａと沈殿工程Ｂとの間において、約１時間の撹拌装置による処理水槽２内の廃水の撹拌を行う撹拌工程Ｄを設けることによって、効率的に処理水槽２内の廃水内で硝化反応および脱窒反応を同時に起こし、有機物と窒素化合物を除去することができることがわかる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、 廃水中の有機物と窒素化合物を活性汚泥により除去する廃水処理装置の廃水処理方法おいて、予め求めた曝気装置による曝気量と廃水中の有機物および窒素化合物の含有量との間の関係に基づいて、硝化反応と脱窒反応を同時に起こすよう、曝気装置の曝気量および曝気時間を調整することにより、廃水中に含まれる窒素化合物および有機物を効率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排出装置の廃水処理方法の第１の実施の形態を示す全体構成図
【図２】従来の廃水処理装置を示す図
【図３】本発明による排出装置の廃水処理方法の各工程を示す図
【図４】実験開始時の廃水の水質を示す図表
【図５】曝気量２８Ｌ／ｍｉｎの実験結果を示す図
【図６】曝気量３５Ｌ／ｍｉｎの実験結果を示す図
【図７】曝気量４０Ｌ／ｍｉｎの実験結果を示す図
【図８】曝気量２８Ｌ／ｍｉｎの実験結果の特徴を示す図表
【図９】曝気量３５Ｌ／ｍｉｎの実験結果の特徴を示す図表
【図１０】曝気量４０Ｌ／ｍｉｎの実験結果の特徴を示す図表
【図１１】亜硝酸性窒素イオン濃度計を備えた廃水処理装置を示す図
【図１２】本発明の第２の実施の形態の廃水処理方法の各工程を示す図
【図１３】図１２に示す廃水処理方法を用いた実験結果を示す図
【符号の説明】
１  廃水処理装置
２  処理水槽
３  撹拌装置
４  曝気装置
５  制御装置
６  排水装置
７ａ  水温計
７ｂ  ＰＨ計
７ｃ  ＯＲＰ計
７ｄ  ＤＯ計
７ｅ  記録計
７ｆ  亜硝酸イオン濃度計
８  廃水貯留槽
９  送水装置
１０  余剰汚泥排出装置
Ａ  撹拌曝気工程
Ｂ  沈殿工程
Ｃ  排水工程
Ｄ  撹拌工程
Ｅ  原水供給工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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