(57)【要約】【課題】廃液中の硝酸塩を窒素ガスに還元できる、簡便で安価な硝酸塩廃液の処理方法および処理装置を提供する。【解決手段】廃液中の硝酸塩を還元分解して、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下とする硝酸塩還元工程を含んでなる硝酸塩廃液の処理方法であって、該硝酸塩還元工程が、廃液中の硝酸塩にヒドラジン又はその塩を接触させて亜硝酸塩に還元するヒドラジン還元段階と、該亜硝酸塩にアンモニアを接触させて窒素に還元するアンモニア還元段階を含んでなる硝酸塩廃液の処理方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液中の硝酸塩を還元分解して、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下とする硝酸塩還元工程を含んでなる硝酸塩廃液の処理方法であって、該硝酸塩還元工程が、廃液中の硝酸塩にヒドラジン又はその塩を接触させて亜硝酸塩に還元するヒドラジン還元段階と、該亜硝酸塩にアンモニアを接触させて窒素に還元するアンモニア還元段階を含んでなる硝酸塩廃液の処理方法。
【請求項２】
上記アンモニア還元工程の後に、合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下となった硝酸態窒素と亜硝酸態窒素を窒素に還元するための微生物処理工程を含んでなる請求項１に記載の硝酸塩廃液の処理方法。
【請求項３】
硝酸態窒素と亜硝酸態窒素とそれらの混合物とからなる一群から選ばれる硝酸系窒素であって合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下の硝酸系窒素を窒素に還元するための微生物処理工程を含んでなる硝酸塩廃液の処理方法。
【請求項４】
上記合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下である硝酸系窒素が、廃液中の硝酸塩を還元分解する硝酸塩還元工程、合計濃度で１０，０００ｐｐｍを超える硝酸系窒素を希釈する希釈工程、またはそれらの組み合わせによって得られる請求項３に記載の硝酸塩廃液の処理方法。
【請求項５】
上記微生物処理工程が、微生物濃度の異なる少なくとも二つの微生物処理槽を用いて行われる請求項２〜４のいずれかに記載の硝酸塩廃液の処理方法。
【請求項６】
上記微生物処理工程の後に、微生物含有汚泥と処理液に分離する固液分離工程を含んでなる請求項２〜５のいずれかに記載の硝酸塩廃液の処理方法。
【請求項７】
上記固液分離工程で分離された微生物含有汚泥を、上記硝酸塩還元工程前の廃液に溶解し、得られた溶解液を上記微生物処理工程に供給する請求項６に記載の硝酸塩廃液の処理方法。
【請求項８】
硝酸態窒素と亜硝酸態窒素とそれらの混合物とからなる一群から選ばれる硝酸系窒素の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下を得るために、廃液中の硝酸塩を還元分解する硝酸塩還元槽、希釈槽、またはそれらの組み合わせを備え、該１０，０００以下の硝酸系窒素を微生物を用いて窒素に還元して窒素を放出する微生物処理槽と、該微生物処理槽で処理された処理物を微生物含有汚泥と処理水に分離する固液分離槽を備えてなる硝酸塩廃液の処理装置。
【請求項９】
上記微生物処理槽が、微生物濃度の異なる少なくとも二つの微生物処理槽である請求項７に記載の硝酸塩廃液の処理装置。
【請求項１０】
上記微生物含有汚泥を上記硝酸塩還元工程で処理される前の廃液に溶解する微生物汚泥溶解槽を備えてなり、得られた溶解液を上記微生物処理槽に供給する請求項８又は請求項９に記載の硝酸塩廃液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硝酸を大量に使用する工場等から排出される硝酸塩を含有する廃液の処理方法および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃液中に含まれる硝酸塩の処理方法としては、イオン交換法、逆浸透法、電気透析法等の物理化学的処理方法、触媒の存在下に硝酸塩を還元する化学的処理方法等がある。
物理化学的処理方法は、廃液中の硝酸塩を分離、濃縮する方法であるため、濃縮された硝酸塩廃液、使用済みイオン交換樹脂等、２次廃棄物の処理が問題となる。特に核燃料再処理工場のように高濃度の硝酸廃液が発生し、さらに該硝酸廃液中に高濃度の放射能を有する場合、濃縮廃液や使用済みイオン交換樹脂は、セメント固化体等の形で固定し、地層処分等を行う必要があるため、２次廃棄物の発生を少なくする必要がある。
化学的処理方法としては、ヒドラジンを用いて触媒の存在下に硝酸塩を亜硝酸塩に還元し、さらにヒドラジンを用いて別の触媒の存在下に亜硝酸塩を窒素に還元する方法が報告されている(特許文献１)。本方法は上記物理化学的手法と異なり、２次廃棄物の発生量は少なくすることができるが、ヒドラジンやパラジウム触媒が必要であり、コスト面で問題がある。
最近、電気分解を利用した電気化学的な方法も報告されている（特許文献２）
【特許文献１】特開２００３−１２６８７２号
【特許文献２】特開２００３−２３０８８３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、廃液中の硝酸塩を窒素ガスに還元できる、簡便で安価な硝酸塩廃液の処理方法および処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、廃液中の硝酸塩を還元分解して、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下とする硝酸塩還元工程を含んでなる硝酸塩廃液の処理方法であって、該硝酸塩還元工程が、廃液中の硝酸塩にヒドラジン又はその塩を接触させて亜硝酸塩に還元するヒドラジン還元段階と、該亜硝酸塩にアンモニアを接触させて窒素に還元するアンモニア還元段階を含んでなる硝酸塩廃液の処理方法を提供する。
また、本発明は、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素とそれらの混合物とからなる一群から選ばれる硝酸系窒素の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下を、窒素に還元するための微生物処理工程を含んでなる硝酸塩廃液の処理方法を提供する。
さらに、本発明は、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素とそれらの混合物とからなる一群から選ばれる硝酸系窒素の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下を得るために、廃液中の硝酸塩を還元分解する硝酸塩還元槽、希釈槽、またはそれらの組み合わせを備え、該１０，０００ｐｐｍ以下の硝酸系窒素を微生物を用いて窒素に還元して窒素を放出する微生物処理槽と、該微生物処理槽で処理された処理物を微生物含有汚泥と処理水に分離する固液分離槽を備えてなる硝酸塩廃液の処理装置を提供する。
なお、硝酸態窒素とは、化合物内で硝酸塩の形で存在している窒素のことであり、濃度は溶液に対する窒素原子の重量比率で表す。亜硝酸態窒素とは、化合物内で亜硝酸塩として存在している窒素のことであり、濃度は溶液に対する窒素原子の重量比率で表す。脱窒、硝化等の窒素処理においては、処理の途中段階で窒素の形態が変化するため、各存在形態（硝酸塩、亜硝酸塩、アンモニウム塩、他）そのものの重量では処理状況の把握が困難なため、窒素の重量に着目することが一般的である。
本明細書では、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素を含めて硝酸系窒素と呼ぶこととする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、廃液中に含まれる硝酸塩を簡単に窒素にまで還元処理でき、硝酸塩濃度の変化に応じて安定な処理が可能であって、高濃度から低濃度の硝酸塩を効果的に処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、１０，０００ｐｐｍを超える硝酸塩を含有する廃液の処理に関する。特に好ましくは、核燃料の再処理工場から排出される、高濃度の硝酸塩を含有し、ｐＨ１２以上の廃液である。
【０００７】
硝酸塩還元工程では、廃液中の硝酸塩を還元分解して、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下とする。硝酸塩還元工程として、好ましくは、ヒドラジン還元段階とアンモニア還元段階の組み合わせである。
ヒドラジン還元段階は、硝酸塩を含む廃液に、触媒の存在下、ヒドラジン又はその塩を添加し、下記に示すように硝酸塩を亜硝酸塩に還元する。
ＮＯ3- ＋ １／２Ｎ2Ｈ4 → ＮＯ2- ＋ １／２Ｎ2 ＋ Ｈ2Ｏ
廃液は、好ましくはｐＨ８以上、より好ましくはｐＨ１２に調整する。廃液のｐＨが８未満では、硝酸塩の還元反応の速度が低下する場合がある。廃液のｐＨの調整には、水酸化ナトリウム、硫酸等を用いることができる。
【０００８】
ヒドラジン又はその塩としては、ヒドラジンの一水和物、硫酸ヒドラジン等が挙げられる。ヒドラジン又はその塩は、好ましくは、廃液中の硝酸塩に対して１.２５〜３倍当量添加される。１.２５倍当量未満では還元が不充分となる場合があり、３倍当量を超えるとコストが高くなる。
【０００９】
触媒としては、好ましくは、スポンジ銅触媒等が挙げられる。
スポンジ銅触媒は、銅とアルミニウムの合金からアルミニウムを溶出することによって得られる。
【００１０】
ヒドラジン還元段階は、廃液を加圧する必要がない点から、好ましくは常圧で行うことができる。
【００１１】
アンモニア還元段階では、下記式に示すように、亜硝酸塩を窒素に還元することができる。
ＮＯ2- ＋ ＮＨ3 → Ｎ2 ＋ ＯＨ- ＋ Ｈ2Ｏ   …(1)
アンモニアは、アンモニアガスまたはアンモニア水として添加してよく、好ましくは、亜硝酸塩に対して１．１〜１．５倍当量を添加することができる。アンモニアの添加量が高い程、亜硝酸の分解速度は向上するが、過剰に添加したアンモニアは窒素としてカウントされるため、処理液中に窒素が残存することになり、放流規制値を満足できなくなる場合が生じる。そのため、本工程では、添加するアンモニア量を亜硝酸との当量近傍に制御し、過剰なアンモニアの添加を抑える必要がある。本反応は温度が高い程反応速度が高いため、加温条件で実施することが望ましいが、大気圧条件で実施することを考え、反応温度は８０℃が好ましい。なお、本還元反応速度はヒドラジン還元に比べて遅いため、反応時間は２〜１０時間が好適である。
【００１２】
ヒドラジン還元段階とアンモニア還元段階は、バッチ式でも連続式でも良い。還元剤として安価なアンモニアを用いることで運転費用が低減できる。
【００１３】
硝酸塩還元工程として、ヒドラジン還元段階とアンモニア還元段階の組み合わせが好ましてが、これに限定されるものではなく、廃液中の硝酸塩を還元分解して、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下とする工程であればよい。例えば、硝酸塩還元工程として、特許文献２に記載の電気分解を利用してもよい。
【００１４】
本発明によれば、合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下である硝酸系窒素は、廃液中の硝酸塩を還元分解する硝酸塩還元工程、または合計濃度で１０，０００ｐｐｍを超える硝酸系窒素を希釈する希釈工程、またはそれらの組み合わせによって得ることができる。
本発明によれば、好ましくは１０，０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００〜３０００ｐｐｍとなった硝酸態窒素と亜硝酸態窒素を窒素に還元するための微生物処理工程を含むことができる。反応効率が低下する低濃度の硝酸態窒素と亜硝酸態窒素を、運転費用の低い微生物で処理することにより、運転コストの低減が可能となる。
微生物処理工程は、好ましくは、嫌気性脱窒菌と水素供与体とを投入され、撹拌機を備えた脱窒槽で行われる。
脱窒菌は、硝酸塩と亜硝酸塩を還元できる公知の微生物であり、水素供与体の存在下では、窒素とともに水を生成する。
水素給与体としては、微生物の栄養である炭素源にもなる、メタノール、エタノール等のアルコール、グルコース、スクロース等の糖類、酢酸、酢酸ナトリウム等の有機酸又はその塩等が挙げられるが、その後の処理の容易さの点から好ましくはメタノールである。
脱窒菌とメタノールを用いて亜硝酸塩の窒素への変換は、下記式で表される。
ＮＯ2- ＋ 1/3ＣＨ3ＯＨ → 1/2Ｎ2 ＋ 1/2ＣＯ2 ＋ 1/2Ｈ2Ｏ ＋ ＯＨ-  …(2)
脱窒菌とメタノールを用いると、硝酸塩も窒素に変換できる。
【００１５】
メタノールは、好ましくはメタノールと窒素分の重量比（Ｃ／Ｎと記載）で３．０となるように添加されるが、処理の状況に応じて添加量を増減させることができる。脱窒槽内における廃液の滞留時間は、好ましくは１〜２４時間である。反応温度は脱窒菌が死滅しない範囲である、好ましくは５〜４０℃、より好ましくは１５〜３５℃である。また、被処理水中のリンの含有量が少ない場合には、脱窒菌の生育に必要な栄養塩として、リン酸ナトリウム等のリン酸塩を添加する。
【００１６】
微生物処理工程は、好ましくは、槽内硝酸態窒素濃度の異なる少なくとも二つの微生物処理槽を用いて行われる。
硝酸塩から窒素への変換速度と微生物濃度との関係を図１に示すが、亜硝酸から窒素への変換速度と微生物との関係も図１と同様である。硝酸態窒素濃度１００ｐｐｍに対応する微生物濃度までは、変換速度は微生物濃度とともに増加するが、硝酸態窒素濃度１００〜１０，０００ｐｐｍでは、変換速度が一定となる。
例えば、１０，０００ｐｐｍの硝酸態窒素を、１００ｐｐｍの硝酸態窒素濃度で生育されている第１微生物槽に投入して１００ｐｐｍの硝酸態窒素として排出し、これを１０ｐｐｍの硝酸態窒素濃度で生育されている第２微生物槽に投入して１０ｐｐｍの硝酸態窒素として排出できる。これは、１０，０００ｐｐｍの硝酸態窒素を、１０ｐｐｍの硝酸態窒素濃度で生育されている微生物槽に投入して１０ｐｐｍの硝酸態窒素として排出する場合に比べて、硝酸塩から窒素への変換を加速できる。
【００１７】
１００ｐｐｍの硝酸態窒素濃度で生育されている第１微生物処理槽と１０ｐｐｍの硝酸態窒素濃度で生育されている第２微生物処理槽とについて例示したが、これに限定されるものではない。
好ましい濃度の組み合わせとしては、第１微生物処理槽として１００〜１０００ｐｐｍ、微生物処理槽が二つのときの第２微生物処理槽、又は微生物槽が三つ以上のときの最終微生物処理槽として放流規制値として要求される窒素濃度、例えば１０〜１２０ｐｐｍである。微生物処理による脱窒反応は、９０〜９５％の除去率で運転することがメタノールの添加量、装置の大きさ等から経済的であることから、各槽の除去率が上記範囲に入るような組合せが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、図１に示す微生物濃度と窒素への変換速度との関係、微生物処理工程以前の硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の濃度等に基づき、微生物処理槽の数や微生物濃度が決定できる。硝酸塩還元工程での処理は短時間であるが、処理量に比例して薬品等の使用量が増大するため、コスト重視の際には、低濃度域で効率的に処理できる微生物処理が適する。微生物処理の対象となる硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度は、微生物処理が可能となる１０，０００ｐｐｍである。ただし、コストより装置の大きさを小さくすることや処理速度が重要な場合には硝酸塩還元工程での処理を優先し、微生物処理の対象となる濃度は１，０００〜３，０００ｐｐｍに設定することが望ましい。また、硝酸塩還元工程としてヒドラジン還元工程とアンモニア還元工程を組み合わせた場合には、微生物処理工程を用いることなく、１０ｐｐｍ程度の低濃度域まで廃液の処理が可能である。本発明により、硝酸塩廃液処理をスペックに合わせて柔軟に対応できる。
【００１９】
脱窒槽を出た廃液は、好ましくは脱窒処理槽の後段に設置した曝気槽によって余剰な有機物を分解した後、固液分離工程において微生物含有汚泥と処理液に分離される。固液分離手段としては、特に限定されないが、好ましくは、沈殿槽、膜分離槽が用いられる。沈殿槽では、重力沈降により汚泥が沈降して微生物含有汚泥と処理液に分離される。
【００２０】
固液分離工程で得られた微生物含有汚泥は、好ましくは、硝酸塩還元工程前の廃液に溶解され、得られた溶解液は、微生物処理工程に供給できる。この溶解液は、微生物処理工程に用いる水素供与体として利用することができるため、二次廃棄物量の低減と、メタノール等の水素供与体の低減が可能となる。
【００２１】
本発明の硝酸廃液の処理装置の一例を図２に示す。
硝酸塩を含む廃液は、撹拌機７を備えたヒドラジン還元槽１に送られ、その後、撹拌機１７とヒータを備えたアンモニア還元槽１１に送られて、窒素を放出するとともに、硝酸塩と亜硝酸塩の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下の廃液とする。図２では、ヒドラジン還元槽１とアンモニア還元槽１１を示したが、電気分解法を用いるのであれば、これらの槽に代えて電解槽を用いればよい。また、工業用水、水道水等により希釈することで硝酸態窒素濃度を１０，０００ｐｐｍ以下の廃液として供給することも可能である。
【００２２】
硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度で１０，０００ｐｐｍ以下の廃液は、撹拌機２７を備え、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度で１００〜１０００ｐｐｍで生育されている微生物処理槽２１に導かれ、脱窒菌によって嫌気性条件で、窒素に還元分解されて大気へ放出される。また、微生物の増殖に必要なメタノールをポンプ２４によって注入する。ｐＨコントローラ２５に基づき、必要であれば酸をポンプ２６によって注入する。なお、メタノールは炭素源かつ水素供与体として機能するため、メタノールのみの添加を示したが、炭素源と水素供与体が別物質であれば、それぞれ別々のポンプを介して注入してよい。
微生物処理槽２１で処理された廃液は、撹拌機３７を備え、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度で放流水として要求される窒素濃度に設定した微生物処理槽３１に導かれ、脱窒菌によって嫌気性条件で、窒素に還元分解されて大気へ放出される。また、微生物の増殖に必要なメタノールをポンプ３４によって注入する。ｐＨコントローラ３５に基づき、必要であれば酸をポンプ３６によって注入する。なお、メタノールは炭素源かつ水素供与体として機能するため、メタノールのみの添加を示したが、炭素源と水素供与体が別物質であれば、それぞれ別々のポンプを介して注入してよい。
なお、図２では、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度で１００〜１０００ｐｐｍと１０ｐｐｍに設置した二つの微生物処理槽２１と３１を示したが、一つの微生物処理槽としてもよいし、硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の合計濃度の異なる三つ以上の微生物処理槽としてもよい。また、濃度計は、図示されていないが、例えば、アンモニア還元槽１１、微生物処理槽２１と３１の処理水出口側に設置することができ、アンモニア還元槽１１と微生物処理槽２１の間の処理水、微生物処理槽２１と３１の間の処理水、微生物槽３１と暴露槽４１の間の処理水の濃度を測定する。
【００２３】
微生物処理槽３１からの被処理物は、曝気槽４１において、ブロワ４２から散気装置４３を介して空気泡を発生させ、余剰に加えられたメタノールを分解する。
固液分離槽５１では、曝気槽４１からの被処理物を微生物含有汚泥と被処理液に分離する。微生物含有汚泥は、汚泥返送ポンプ５４を用いて、ｐＨコントローラ６５と撹拌機６７を備える汚泥可溶化槽６１に運ばれ、ポンプ６６を介して加えられるアルカリにより溶解される。なお、対象となる廃液がアルカリ性の場合は、アルカリの代わりに廃液を加えて汚泥を溶解させることができる。得られた汚泥溶解液は、微生物処理槽２１に戻される。得られた汚泥溶解液は、微生物処理槽３１に戻してもよい。
固液分離槽としては、特に限定されないが、沈殿槽や膜分離槽が挙げられる。
微生物含有汚泥の一部を直接、微生物処理槽に戻すことにより、槽内の汚泥量を維持し、性能を保持することができる。アルカリ処理した溶解汚泥液は微生物の栄養源として活用できるだけなく、余剰汚泥の発生量を低減することができる。すなわち廃棄物の少ない硝酸塩廃液処理とすることができる。なお、汚泥可溶化槽で加えられたアルカリが硝化槽１に添加されるため、硝化槽１にポンプ６を介して加えられるアルカリの量は減少する。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１：硝酸のヒドラジン、アンモニア分解試験
高濃度硝酸塩廃液の還元例を示す。試験装置としてマグネチックスターラーの上に容量１Ｌのビーカーを設置し、攪拌しながら反応できるようにした。１Ｌのビーカーに硝酸態窒素濃度が４０，０００ｐｐｍの硝酸ナトリウム溶液に水酸化ナトリウムを加えてｐＨを１２に調整した溶液を５００ｍＬ投入した。
次に、触媒としてパラジウム粉末を１ｇ投入し、スターラーで攪拌を行った。攪拌は反応終了まで連続的に実施した。ヒドラジンを一気に添加すると反応熱によりビーカー内の水分が突沸し危険であることから、攪拌されている溶液中にヒドラジンを徐々に添加し、硝酸とヒドラジンを反応させた。ヒドラジンの添加量はビーカーに投入された硝酸モル濃度の０．８倍とした（モル当量として１．６倍）。反応後２時間経過後の液の硝酸態窒素、亜硝酸態窒素、ヒドラジン濃度を測定した。試験結果を表１に示した。表１よりヒドラジンによって硝酸態窒素は亜硝酸態窒素に還元できることが確認された。
【００２５】
【表１】
2007105627.tif 000002
【００２６】
次に、上記試験で生成した亜硝酸をアンモニアにより還元する試験を実施した。
上記と同じ装置であるが、反応温度を６０℃にするため、ビーカーを水浴中で６０℃に保持したものを用いた。上記試験で得られた反応液５００ｍＬをビーカーに投入する。本反応液の亜硝酸態窒素濃度は３９，０００ｐｐｍであった。そこにアンモニア水を反応モル当量の１．０倍となるように徐々に添加して亜硝酸を反応させた。８時間後の反応液を採取し、アンモニア態窒素、亜硝酸態窒素、硝酸態窒素濃度を測定した。試験結果を表２に示した。表２より、処理水の亜硝酸態窒素濃度は１，０００ｐｐｍ以下になることを確認した。本試験結果では、未反応のアンモニアが残存していたが、反応温度を高くするか、反応時間をより長く取ることによって、残存アンモニアと亜硝酸が反応し、より低濃度まで処理することができる。
【００２７】
【表２】
2007105627.tif 000003
【００２８】
実施例２：硝酸の微生物分解試験
実験１：第１微生物処理槽の性能確認試験
脱窒菌を用いた微生物処理による硝酸塩の還元例を示す。
図３に示した有効容量５００ｍｌの脱窒槽に攪拌機を設置し、７０〜１４０ｒｐｍで攪拌した。脱窒槽には下水処理場から採取した活性汚泥を、硝酸ナトリウム６ｇを水道水１Ｌの割合で溶解した模擬廃液と炭素源としてメタノールを用いて、嫌気条件下で脱窒性能および、槽内の硝酸態窒素濃度が１０００ｐｐｍで生育していることを確認できるまで馴致した汚泥を使用した。
本試験では第１微生物処理槽を模擬するため、硝酸ナトリウム６ｇ（硝酸態窒素濃度として１０，０００ｐｐｍ）、リン酸ナトリウム４４０ｍｇを水道水１Ｌに溶解して調製した原水を模擬原水１として用いた。
メタノールは模擬原水１から流入する窒素濃度に対する比率が３．０となるように脱窒槽に直接投入した。脱窒槽の反応温度は室温（約２５℃）とし、原水は１００ｍＬ／ｄの割合で連続的に脱窒槽に通水した。この時の脱窒槽の容積負荷は２ｋｇ−Ｎ／ｍ3・ｄ（容積窒素負荷、２ｋｇ／ｍ3・ｄ）であった。約１ヶ月間連続通水した結果を表３に示した。表３より、微生物処理によって、硝酸態窒素濃度１０，０００ｐｐｍの廃液が１，０００ｐｐｍまで処理できることを確認した。
【００２９】
【表３】
2007105627.tif 000004
【００３０】
実験２：第２微生物処理槽の性能確認試験
次に同じ装置および活性汚泥を用いて、第２微生物処理槽を模擬するため、硝酸態窒素濃度を１，０００ｐｐｍに調製した模擬原水２を用いて、同様の試験を実施した。試験に用いた汚泥は槽内の硝酸態窒素濃度が１０ｐｐｍで生育可能となるように馴致した汚泥を用いた。窒素投入量に合わせて、メタノールの投入量はＣ／Ｎ＝３．０となるように調整した。ただし、脱窒槽の容積負荷を前回の試験と同じにするため、模擬原水２の流量は、１Ｌ／ｄとした。模擬原水２を用いた試験の結果を表４に示した。表４より、微生物処理によって、１，０００ｐｐｍの硝酸態窒素が１０ｐｐｍまで処理できることを確認した。
【００３１】
【表４】
2007105627.tif 000005
【００３２】
実験３：微生物処理槽の連結による性能確認試験
上記２つの試験結果より、１０，０００ｐｐｍの硝酸態窒素は１０ｐｐｍにまで処理できることが示唆されたが、上記装置を連結して処理性能の確認を実施した。図３に示す装置を２組準備した。ただし、１組の脱窒槽容量は各槽の脱窒負荷を同一にするため５０ｍＬとした。容量５００ｍＬの装置の処理水出口を容量５０ｍＬの装置の原水入口に連結し、容量５００ｍＬの装置の入口に上記模擬原水１を１００ｍＬ／ｄの流量で投入した。各脱窒槽の容積負荷は２ｋｇ−Ｎ／ｍ3ｄであるので、それに合わせてそれぞれの槽のメタノール投入量をＣ／Ｎ＝３．０となるように調整した。他の処理条件は実験１、実験２と同様とし、連続通水時の原水、処理水の硝酸態窒素、亜硝酸態窒素、ｐＨを測定して、評価した。試験結果を表５に示した。表５より、微生物処理槽を２段連結することにより、１０，０００ｐｐｍの硝酸態窒素を含む廃液を１０ｐｐｍまで処理できることが確認された。
【００３３】
【表５】
2007105627.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】硝酸塩から窒素への変換速度と微生物濃度との関係を示すグラフである。
【図２】本発明の硝酸廃液の処理装置の一例を示す。
【図３】脱窒試験装置を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１  ヒドラジン還元槽
２４，３４，５４  ポンプ
２５，３５，６５  ｐＨコントローラ
２６，３６，６６  ポンプ
７，１７，２７，３７，４７，６７  撹拌機
１１  アンモニア還元槽
２１  微生物処理槽
３１  微生物処理槽
４１  曝気槽
４２  ブロワ
４３  散気装置
５１  固液分離槽
６１  汚泥可溶化槽
【図１】
2007105627.tif 000007
【図２】
2007105627.tif 000008
【図３】
2007105627.tif 000009