(57)【要約】【課題】ＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒処理水中に残留する硝酸性窒素や亜硝酸性窒素を更に高度に除去して、高水質の処理水を得る。【解決手段】窒素含有排水を、アンモニア性窒素を電子供与体、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物であるＡＮＡＭＭＯＸ微生物の作用により脱窒処理した後、水素ガスを電子供与体、亜硝酸性窒素および／または硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により、ＡＮＡＭＭＯＸ反応で副生する硝酸性窒素や、残留する亜硝酸性窒素を脱窒処理する。得られる処理水のｐＨが６．０〜８．７になるようにｐＨ調整することにより、脱窒効率を高める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素を含有する排水を生物学的脱窒処理する窒素含有排水の処理方法において、
アンモニア性窒素を電子供与体、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理する第一の独立栄養型脱窒工程と、
水素ガスを電子供与体、亜硝酸性窒素および／または硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理する第二の独立栄養型脱窒工程と
を有することを特徴とする窒素含有排水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記第二の独立栄養型脱窒工程は、被処理水と水素ガスとを、膜を介して接触させる水素ガス供給工程を含むことを特徴とする窒素含有排水の処理方法。
【請求項３】
請求項２において、前記膜の被処理水側表面に微生物を付着、増殖せしめることにより該膜の被処理水側で微生物反応を行うことを特徴とする窒素含有排水の処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記第二の独立栄養型脱窒工程またはその前段に、該第二の独立栄養型脱窒工程の処理水のｐＨが６．０〜８．７になるようにｐＨ調整するｐＨ調整工程を有することを特徴とする窒素含有排水の処理方法。
【請求項５】
窒素を含有する排水を生物学的脱窒処理する窒素含有排水の処理装置において、
アンモニア性窒素を電子供与体、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理する第一の独立栄養型脱窒手段と、
水素ガスを電子供与体、亜硝酸性窒素および／または硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理する第二の独立栄養型脱窒手段と
を有することを特徴とする窒素含有排水の処理装置。
【請求項６】
請求項５において、前記第二の独立栄養型脱窒手段は、被処理水と水素ガスとを、膜を介して接触させる水素ガス供給手段を含むことを特徴とする窒素含有排水の処理装置。
【請求項７】
請求項６において、前記膜の被処理水側表面に微生物を付着、増殖せしめることにより該膜の被処理水側で微生物反応を行うことを特徴とする窒素含有排水の処理装置。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項において、前記第二の独立栄養型脱窒手段またはその前段に、該第二の独立栄養型脱窒手段の処理水のｐＨが６．０〜８．７になるようにｐＨ調整するｐＨ調整手段を有することを特徴とする窒素含有排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒素含有排水の処理方法および処理装置に係り、特に、窒素含有排水中の窒素を、アンモニア性窒素を電子供与体、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理した後、水素ガスを電子供与体、亜硝酸性窒素および／または硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水中に含まれるアンモニア性窒素は河川、湖沼及び海洋などにおける富栄養化の原因物質の一つであり、排水処理工程で効率的に除去する必要がある。一般に、排水中のアンモニア性窒素は、アンモニア性窒素をアンモニア酸化細菌により亜硝酸性窒素に酸化し、更にこの亜硝酸性窒素を亜硝酸酸化細菌により硝酸性窒素に酸化する硝化工程と、これらの亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素を従属栄養性細菌である脱窒菌により、有機物を電子供与体として利用して窒素ガスにまで分解する脱窒工程との２段階の生物反応を経て窒素ガスにまで分解される。
【０００３】
しかし、このような従来の硝化脱窒法では、脱窒工程において電子供与体としてメタノールなどの有機物を多量に必要とし、また硝化工程では多量の酸素が必要であるため、ランニングコストが高いという欠点がある。
【０００４】
これに対して、近年、アンモニア性窒素を電子供与体とし、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物（自己栄養細菌）を利用し、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを反応させて脱窒する方法が提案された。この方法であれば、有機物の添加は不要であるため、従属栄養性の脱窒菌を利用する方法と比べて、コストを低減することができる。また、独立栄養性の微生物は収率が低く、汚泥の発生量が従属栄養性微生物と比較すると著しく少ないので、余剰汚泥の発生量を抑えることができる。更に、従来の硝化脱窒法で観察されるＮ２Ｏの発生がなく、環境に対する負荷を低減できるといった特長もある。
【０００５】
この独立栄養性脱窒微生物（以下「ＡＮＡＭＭＯＸ微生物」と称す場合がある。）を利用する生物脱窒プロセスは、Strous,  M,  et al.,  Appl.  Microbiol.  Biotechnol.,  50,  p.589-596  (1998)に報告されており、以下のような反応でアンモニア性窒素とその約１．３倍量の亜硝酸性窒素が反応して窒素ガスに分解されると考えられている。この生物脱窒反応は、一般的にＡＮＡＭＭＯＸ反応と呼ばれている。
【０００６】
【化１】
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【０００７】
しかし、ＡＮＡＭＭＯＸ反応では窒素の大部分が窒素ガスにまで変換される一方で、原水中のアンモニア性窒素１モルに対して０．２６モルの硝酸性窒素が副生する。この硝酸性窒素は、独立栄養性細菌の菌体合成の際の反応生成物と考えられているが、この硝酸性窒素の副生により、原水中の窒素濃度が高い場合は、処理水中の硝酸性窒素濃度が排水基準値を超えてしまうこととなる。また、アンモニア性窒素に対して反応当量よりも過剰量の亜硝酸性窒素が原水中に含まれる場合は、処理水中に亜硝酸性窒素が残留してしまう。
【０００８】
特開２００２−３６１２８５号公報には、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒処理後、残留する硝酸性窒素や亜硝酸性窒素を、従属栄養性脱窒微生物により脱窒処理する方法が記載されている。しかし、従属栄養性脱窒微生物による脱窒処理には、メタノール、エタノール、酢酸などの有機物を水素供与体として添加する必要があり、このような処理を組み合わせることは、有機物の添加が不要なＡＮＡＭＭＯＸ反応を利用することの利点が損なわれる。また、後段に従属栄養型脱窒槽を設けるために、装置構成が複雑になるという欠点もある。
【０００９】
なお、電子供与体として有機物の替わりに水素ガスを用い、独立栄養性脱窒微生物により脱窒処理を行う方法が、例えば特開昭５７−２０１５９４号公報等に提案されており、この方法であれば、有機物を添加することなく脱窒処理を行うことができる。また、この方法において、水素ガスの利用効率を高めて処理コストを低減するべく、水素ガスをガス透過性膜を介して被処理水中に供給し、膜の被処理水側表面に付着、増殖させた独立栄養性脱窒微生物により効率的な脱窒処理を行う方法が特許第２９０１３２３号公報に提案されている。
【００１０】
しかし、この方法では、水素ガスの溶解工程を必要とし、このために処理速度が遅く、また水素ガスの溶解のために圧縮機を用いるため電気代が高いという点、また高価な水素ガスを多量に用いるためコストが高く、危険度も高いという点が大きな欠点として挙げられる。
【００１１】
なお、従来において、ＡＮＡＭＭＯＸ反応と、水素ガスを電子供与体とする独立栄養性脱窒微生物による脱窒処理とを組み合わせる提案はなく、更には、その場合において、装置構成の簡素化、脱窒処理効率の向上についての検討はなされていない。
【特許文献１】特開２００２−３６１２８５号公報
【特許文献２】特開昭５７−２０１５９４号公報
【特許文献３】特許第２９０１３２３号公報
【非特許文献１】Strous,  M,  et al.,  Appl.  Microbiol.  Biotechnol.,  50,  p.589-596  (1998)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒処理水中に残留する硝酸性窒素や亜硝酸性窒素を更に高度に除去して、高水質の処理水を得る窒素含有排水の処理方法および処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明はまた、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物を利用した脱窒処理における処理効率を格段に高める窒素含有排水の処理方法および処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明はまた、このＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒処理水の脱窒処理を行うことによる装置構成の複雑化を解消し、簡易な装置及び操作により効率的な脱窒処理を行う窒素含有排水の処理方法および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】
【００１５】
本発明（請求項１）の窒素含有排水の処理方法は、窒素を含有する排水を生物学的脱窒処理する窒素含有排水の処理方法において、アンモニア性窒素を電子供与体、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理する第一の独立栄養型脱窒工程と、水素ガスを電子供与体、亜硝酸性窒素および／または硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理する第二の独立栄養型脱窒工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の窒素含有排水の処理方法は、請求項１において、前記第二の独立栄養型脱窒工程は、被処理水と水素ガスとを、膜を介して接触させる水素ガス供給工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の窒素含有排水の処理方法は、請求項２において、前記膜の被処理水側表面に微生物を付着、増殖せしめることにより該膜の被処理水側で微生物反応を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項４の窒素含有排水の処理方法は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記第二の独立栄養型脱窒工程またはその前段に、該第二の独立栄養型脱窒工程の処理水のｐＨが６．０〜８．７になるようにｐＨ調整するｐＨ調整工程を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明（請求項５）の窒素含有排水の処理装置は、窒素を含有する排水を生物学的脱窒処理する窒素含有排水の処理装置において、アンモニア性窒素を電子供与体、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理する第一の独立栄養型脱窒手段と、水素ガスを電子供与体、亜硝酸性窒素および／または硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物の作用により脱窒処理する第二の独立栄養型脱窒手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項６の窒素含有排水の処理装置は、請求項５において、前記第二の独立栄養型脱窒手段は、被処理水と水素ガスとを、膜を介して接触させる水素ガス供給手段を含むことを特徴とする。
【００２１】
請求項７の窒素含有排水の処理装置は、請求項６において、前記膜の被処理水側表面に微生物を付着、増殖せしめることにより該膜の被処理水側で微生物反応を行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項８の窒素含有排水の処理装置は、請求項５ないし７のいずれか１項において、前記第二の独立栄養型脱窒手段またはその前段に、該第二の独立栄養型脱窒手段の処理水のｐＨが６．０〜８．７になるようにｐＨ調整するｐＨ調整手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒処理で得られた処理水（以下「ＡＮＡＭＭＯＸ処理水」と称す場合がある。）を、更に、水素ガスを電子供与体、亜硝酸性窒素および／または硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性脱窒微生物（以下「水素酸化微生物」と称す場合がある。）で脱窒処理することにより、有機物を添加することなく、ＡＮＡＭＭＯＸ反応で副生する硝酸性窒素や、残留する亜硝酸性窒素を高度に除去して高水質の処理水を得ることができる。
【００２４】
即ち、前述の如く、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒処理では、ＡＮＡＭＭＯＸ処理水に硝酸性窒素や亜硝酸性窒素が残存してしまうという欠点が挙げられる。
【００２５】
硝酸性窒素の生物脱窒手段としては、メタノール、エタノール、酢酸などの有機物を還元剤（電子供与体）として添加して従属栄養性脱窒微生物により生物的に脱窒処理する方法があるが、この方法では、これら有機物を炭素源とする微生物群が増殖して余剰汚泥が発生するという欠点がある上に、ＡＮＡＭＭＯＸ反応による脱窒処理と組み合わせた場合、反応槽内の菌叢を大幅に変化させる；脱窒処理水中の残留有機物が脱窒処理の阻害要因となる；などの恐れがある。これに対して、水素ガスを電子供与体とする脱窒処理であれば、水素ガスを利用する水素酸化微生物が主体となるので、余剰汚泥の発生や処理水の汚染を大幅に抑制できるが、処理速度が遅い；電気代が高い；高価な水素ガスを多量に用いるためコストが高く、危険度も高い；という欠点がある。
【００２６】
これらの問題点を解消するために、本発明では、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物による第一の脱窒処理の後処理として水素酸化微生物による第二の脱窒処理を設け、第一の脱窒処理によるＡＮＡＭＭＯＸ処理水に含まれる硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素を、第二の脱窒処理により全て窒素ガスとして排出させることにより、窒素濃度の極めて低い処理水を得る。
【００２７】
また、従来のように水素酸化微生物による脱窒処理を単独で行うと前述のように処理速度、コスト、安全面の問題が大きかったが、本発明では第一の脱窒処理において窒素濃度を大きく低減したＡＮＡＭＭＯＸ処理水に対して、水素酸化微生物による第二の脱窒処理を適用するため、この第二の脱窒処理で処理に要する水素ガス、電力は従来よりはるかに低減され、水素酸化微生物による脱窒処理の問題は大きく改善される。
【００２８】
しかも、水素酸化微生物による脱窒処理は、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒処理系内での脱窒処理として好適に使用することができるため、ＡＮＡＭＭＯＸ反応系内に容易に組み込むことにより、装置構成の簡易化を図ることもできる。
【００２９】
本発明において、水素酸化微生物による脱窒処理に当たり、ＡＮＡＭＭＯＸ処理水と水素ガスとを、膜を介して接触させ、水素ガスを膜を透過させてＡＮＡＭＭＯＸ処理水中に供給することにより、効率的に水素ガスを供給することができる（請求項２，６）。この際、膜の被処理水側に水素酸化微生物を付着、増殖させておくことにより、被処理水側の膜面で効率的な脱窒処理を行える（請求項３，７）。
【００３０】
また、水素酸化微生物による脱窒処理は、その処理水のｐＨが６．０〜８．７となるような条件で行うことにより、処理効率を高めることができることから、水素酸化微生物による脱窒処理工程又はその前段で、処理水のｐＨが６．０〜８．７となるようにｐＨ調整することが好ましい（請求項４，８）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に図面を参照して本発明の窒素含有排水の処理方法及び処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３２】
図１，２は、それぞれ本発明の窒素含有排水の処理装置の実施の形態を示す系統図である。図１，２において同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【００３３】
図１において、ＡＮＡＭＭＯＸ反応槽１内の底部に、水を槽内に分散させて導入するための分散部材２が設けられ、上部に気固液分離部材３が設けられている。
【００３４】
反応槽１内の下部にＡＮＡＭＭＯＸグラニュール汚泥床が形成され、気固液分離部材３は、この汚泥床の界面よりも上位に配置されている。
【００３５】
この気固液分離部材３は、筒軸心方向を上下方向とした筒体３ａと、該筒体３ａの下方に配置されたテーパ部材３ｂとからなる。筒体３ａは、円筒形、角筒形、楕円筒形等のいずれでもよいが、円筒形であることが好ましい。テーパ部材３ｂは、下方から上昇してきたガスが短絡的に筒体３ａ内に流入することを防止するためのものである。
【００３６】
テーパ部材３ｂは、上面に堆積しようとした汚泥が側方に向って滑落するようにその上面が外周に向って下り勾配となる陣笠状の錘形とされている。このテーパ部材３ｂは、平面視において筒体３ａよりも外方にまで張り出す大きさを有している。筒体３ａの下端とテーパ部材３ｂとの間には、水を筒体３ａ内に流入させるように所定の間隙があいている。テーパ部材３ｂは、筒体３ａに対し棒状部材等を介して連結支持されている。
【００３７】
後述の処理水取出用の配管１５は、筒体３ａ内から水を取り出すように筒体３ａ又はそれよりも内方にまで延設されている。
【００３８】
反応槽１内を上昇してきた気体は、テーパ部材３ｂ外周と槽１の内周との間を通って上昇し、さらに筒体３ａと槽１の内周との間を上昇し、水面に達し、大気中に離脱する。
【００３９】
反応槽１内を上昇してきた汚泥の一部は、テーパ部材３ｂに当って落下する。一部の汚泥は、テーパ部材３ｂと筒体３ａとの間を通って筒体３ａ内に入るが、この筒体３ａ内には気泡は全く殆ど流入せず、水は穏やかに上昇するので、汚泥は該筒体３ａ内で沈降し、テーパ部材３ｂの上面を滑落し、テーパ部材３ｂの外周縁から反応槽１の下方へ沈降していく。
【００４０】
このようにして、気体及び汚泥が分離された水が配管１５へ取り出される。
【００４１】
テーパ部材３ｂの下側に、膜エレメント１０が浸漬配置されている。この膜エレメント１０の反応槽側の膜面に配管１４よりガス透過性膜を透過して水素ガスが供給される。
【００４２】
反応槽１には、槽内の処理水排出領域のｐＨを測定するｐＨ計４と、このｐＨ計４の測定結果に基いて膜エレメント１０の下部に酸を添加する酸添加手段５が設けられている。
【００４３】
このＡＮＡＭＭＯＸ反応槽１から配管１５によって取り出された水は処理水槽２０に導入される。この処理水槽２０内は、下端が水槽底部から離隔した仕切板２１により、原水室２２と処理水室２３とに区画されている。原水は、原水導入配管１１を介して原水室２２の上方から導入され、原水室２２の下部から配管１２を介して前記分散部材２へ供給される。
【００４４】
前記配管１５からの処理水は処理室２３へ導入され、水面付近の集水部材２４及び配管１６を経て系外へ取り出される。
【００４５】
この図１の処理装置による原水処理手順は次の通りである。
【００４６】
原水（アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を含む亜硝酸型硝化処理水）は、配管１１より処理水槽２０の原水室２２、配管１２を経てＡＮＡＭＭＯＸ反応槽１の下部の分散部材２から反応槽１内に供給され、ＡＮＡＭＭＯＸ反応槽１内を上昇する間にＡＮＡＭＭＯＸ微生物により脱窒処理される。即ち、原水中のアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素との反応でこれらが除去され、硝酸性窒素が生成する。ＡＮＡＭＭＯＸ処理水は、配管１３からの酸でｐＨ調整され、更に配管１４から供給される水素ガスの存在下、膜エレメント１０の膜面に付着、増殖した水素酸化微生物により、ＡＮＡＭＭＯＸ反応で副生した硝酸性窒素と残留する亜硝酸性窒素が脱窒処理される。
【００４７】
脱窒処理水は筒体３ａ内に流入し、配管１５から処理水槽２０の処理水室２３を経て配管１６より系外へ排出される。
【００４８】
図２の窒素含有排水の処理装置では、脱窒反応槽１Ａの下部に原水導入配管１１が接続されている。この反応槽１Ａ内の下部に、筒軸心方向を上下方向とした筒体７を設置している。この筒体７の下端と反応槽１Ａの底面との間には、水通過を許容するスペースがあいている。
【００４９】
この筒体７の内側領域の下方に散気管６が設置され、空気供給管６ａを介して空気が供給されるよう構成されている。
【００５０】
反応槽１Ａ内にＡＮＡＭＭＯＸ汚泥床が形成される。筒体７はこの汚泥床内に埋設する高さとなっている。
【００５１】
反応槽１Ａ内の上部に気固液分離部材３Ａが設置されている。この気固液分離部材３Ａは、筒軸心方向を上下方向とした筒体３ａと、該筒体３ａの下部に連なり、外方に向って下り勾配となるテーパ部材３ｃとからなる。筒体３ａは、円筒形、角筒形、楕円筒形などのいずれでもよい。
【００５２】
テーパ部材３ｃの外周縁は反応槽１Ａの内の汚泥床の界面よりも上位に位置している。
【００５３】
テーパ部材３ｃの外周縁は反応槽１Ａの内周面から離隔しており、該テーパ部材３ｃの外周縁と反応槽１Ａの内周面との間に水の通過を許容するスペースがあいている。
【００５４】
このスペース付近に酸を添加するように酸供給用の配管１３及び酸添加手段５が設けられている。
【００５５】
筒体３ａ、テーパ部材３ｃ及び反応槽１Ａの内周面を囲まれた環状室３０に膜エレメント１０が設置されている。この実施の形態では、筒体３ａの外周囲に周方向に間隔をおいて複数個（例えば３〜１０個）の膜エレメント１０が設置されている。膜エレメント１０の反応槽１Ａ側の膜面に向って水素ガスを供給するように水素ガス供給用配管１４が設けられている。
【００５６】
環状室３０内から処理水を取り出すように処理水取出用配管１６が設けられている。この配管１６にｐＨ計４が設置され、このｐＨ計４で検出されるｐＨが所定範囲となるように酸添加手段５が制御される。
【００５７】
この図２の窒素含有排水の処理装置の作動を次に説明する。
【００５８】
反応槽１Ａ内に配管１１から導入された原水（アンモニア性窒素含有排水）は、散気管６からの曝気により、筒体７内を上昇する間に亜硝酸型硝化を受けた後、筒体７の外に流出し、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物により脱窒処理される。気泡、水及び汚泥の混合物が筒体７から上方に出た後、気泡の大部分は反応槽１Ａ内を上昇し、筒体３ａ内を通って水面に達し、大気中に離脱する。混合物中の汚泥の大部分はテーパ部材３ｃに達することなく反応槽１Ａ内で沈降する。一部の汚泥は処理水と共に環状室３０内に入るが、該環状室３０内で沈降し、テーパ部材３ｃの外周縁から滑落して反応槽１Ａの下部に戻る。
【００５９】
環状室３０Ｂ内に入った水は、膜エレメント１０の膜面付近で水素酸化微生物による脱窒処理され、この脱窒処理水が配管１６より系外へ排出される。
【００６０】
このような窒素含有排水の処理装置において、配管１６で取り出される脱窒処理水のｐＨが６．０〜８．７となるように酸添加手段５を制御することにより、水素酸化微生物による還元を確実に窒素ガスまで進行させ、効率的な処理を行える。なお、水素酸化微生物による還元で硝酸性窒素が亜硝酸性窒素を経て窒素に還元されることにより処理水のｐＨが上昇するため、このｐＨ調整には、硫酸、塩酸等の酸が用いられる。
【００６１】
なお、図１，２は、本発明の窒素含有排水の処理装置の実施の形態の一例を示すものであり、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではないが、図１，２に示すように、既存のＡＮＡＭＭＯＸ反応槽に水素ガスを供給する膜エレメントを浸漬配置することにより、新たな反応槽を設けることなく本発明を実施することができ、好ましい。
【００６２】
この場合、膜エレメントは、生物汚泥と処理水とがほぼ完全に分離される領域に設けることが望ましく、従って、図１に示す装置のように、亜硝酸型硝化を行わないＡＮＡＭＭＯＸ反応槽に膜エレメントを設ける場合には、反応槽上部の生物汚泥と処理水とがほぼ完全に分離される水位に膜エレメントを浸漬すれば良い。図２に示す装置のように、亜硝酸型硝化を行うＡＮＡＭＭＯＸ反応槽に膜エレメントを浸漬する場合には、曝気により生物汚泥が対流しているため、生物汚泥の分離板により生物汚泥が分離された処理水の滞留領域に設けることが好ましい。
【００６３】
本発明において、水素ガス供給手段として水槽内に浸漬配置される膜エレメントのガス透過性膜としては、精密濾過（ＭＦ）膜、限外濾過（ＵＦ）膜、ナノ濾過（ＮＦ）膜、その他の膜が挙げられ、その型式としては、中空糸膜、平膜等の各種のものを採用することができる。水素ガスの供給圧力は、被処理水の脱窒対象窒素量に応じて適宜決定される。
【００６４】
本発明において、処理対象となる排水は窒素を含有するものであり、例えば次のようなものが挙げられる。  
(1)  アンモニア性窒素を含む水を亜硝酸型硝化により、アンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に変換した亜硝酸型硝化処理水
(2)  アンモニア性窒素を含む水と、亜硝酸性窒素を含む水（アンモニア性窒素を含む水に含まれる亜硝酸性窒素の殆どすべてを亜硝酸性窒素に変換した亜硝酸型硝化処理水）との混合水
【００６５】
上記アンモニア性窒素を含む水は、有機物及び有機性窒素を含むものであっても良いが、これらは脱窒処理前に予めアンモニア性窒素になる程度まで分解しておくことが好ましい。原水は無機物を含んでいても良い。一般的には、下水、し尿、嫌気性消化脱離液等のアンモニア性窒素、有機性窒素及び有機物を含む排水が処理対象となる場合が多いが、この場合、これらを好気性又は嫌気性処理して有機物を分解し、有機性窒素をアンモニア性窒素に分解した後、必要に応じて亜硝酸型硝化を行った後、本発明による脱窒処理に供することが好ましい。
本発明において、独立栄養性微生物は従属栄養的にも生育することができる任意化学独立栄養菌であっても構わないし、有機物を利用できない絶対化学独立栄養菌であっても構わない。
【実施例】
【００６６】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００６７】
実施例１
図１に示す装置により、下記水質の亜硝酸型硝化処理水を原水として微生物処理を行った。
（原水水質）
ＮＨ４−Ｎ：２５０ｍｇ／Ｌ
ＮＯ２−Ｎ：３３０ｍｇ／Ｌ
ＮＯ３−Ｎ：０ｍｇ／Ｌ
ｐＨ：７．０
【００６８】
ＡＮＡＭＭＯＸ反応槽１の容積は２５Ｌ、処理水槽２０の容積は５Ｌであり、反応槽１には親水性中空糸膜エレメント（（株）クラレ製「８２５８Ａ」、膜表面積１２ｍ２）１０を浸漬し、水素ガスを０．１０ＭＰａの供給圧で供給した。
【００６９】
原水の通水量は７．３Ｌ／ｈｒとし、ＡＮＡＭＭＯＸ反応槽１と処理水槽２０との循環水量は７．３Ｌ／ｈｒとした。また、処理水のｐＨが表１に示す値となるように、反応槽１にｐＨ調整のための酸を添加した。
【００７０】
得られた処理水の水質を調べ、結果を表１に示した。
【００７１】
比較例１
実施例１において、膜エレメントに水素ガスを供給しない他は同様に処理を行い、得られた処理水の水質を調べ、結果を表１に示した。
【００７２】
【表１】
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【００７３】
表１より明らかなように、ＡＮＡＭＭＯＸ微生物による脱窒処理と水素酸化微生物による脱窒処理とを組み合わせることにより、ＡＮＡＭＭＯＸ反応で副生する硝酸性窒素や残留する亜硝酸性窒素を高度に除去して高水質の処理水を得ることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の窒素含有排水の処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明の窒素含有排水の処理装置の別の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  ＡＮＡＭＭＯＸ反応槽
１Ａ  脱窒反応槽
１０  膜エレメント
２０  処理水槽
【図１】
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【図２】
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