(57)【要約】【課題】本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、沈殿槽において脱窒反応が生ずるのを防止して、沈殿槽での界面上昇を防止できる窒素含有排水の処理方法及び装置を得る。【解決手段】本発明に係る窒素含有排水処理方法は、窒素含有排水を脱窒槽７に流入させる原水流入工程と、該原水を脱窒槽７にて活性汚泥によって脱窒処理する脱窒処理工程と、脱窒槽７に前記活性汚泥の栄養源を添加する有機物添加工程と、残留した有機物を曝気槽１１にて酸化分解処理する有機物分解工程と、有機物分解工程後の処理水を沈殿槽１３にて固液分離する固液分離工程とを備えた窒素含有排水処理方法であって、前記有機物添加工程は、前記原水の窒素濃度と流入量に基づいて有機物の添加量を算出する有機物添加量算出工程と、前記算出結果を沈殿槽１３に流入する前の処理水の有機物量と窒素濃度に基づいて修正する有機物添加量修正工程を備えたものである。【選択図】  図１
2013226508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水槽に貯留された窒素含有排水を脱窒槽に流入させる原水流入工程と、流入した原水を脱窒槽にて活性汚泥によって生物学的に脱窒処理する脱窒処理工程と、前記脱窒槽に前記活性汚泥の栄養源となる有機物を添加する有機物添加工程と、前記脱窒処理工程で使用されずに残留した前記有機物を曝気槽にて活性汚泥によって生物学的に酸化分解処理してＣＯ２と水に変換する有機物分解工程と、有機物分解工程後の処理水を沈殿槽に流入させて該沈殿槽にて固液分離する固液分離工程とを備えた窒素含有排水処理方法であって、
前記有機物添加工程は、前記原水の全窒素（T-N）または硝酸性窒素（NOx-N）濃度と前記脱窒槽に流入する処理水量とに基づいて予め定めた基準により前記有機物の添加量を算出する有機物添加量算出工程と、前記沈殿槽に流入する前の処理水の化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）と、全窒素（T-N）濃度または硝酸性窒素（NOx-N）濃度を検出し、全窒素（T-N）及び硝酸性窒素（NOx-N）が検出されず、かつ化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）が検出された場合には、前記有機物添加量算出工程における有機物添加量を減少するように修正する有機物添加量修正工程を備えたことを特徴とする窒素含有排水処理方法。
【請求項２】
前記有機物添加量修正工程において、前記脱窒槽に流入する原水量と、全窒素（T-N）濃度または硝酸性窒素（NOx-N）濃度とに基づいて負荷の時間変化量を算出し、該負荷の時間変化量が所定値を超えた場合には、前記原水流入工程における窒素含有排水の前記脱窒槽への流入量を低減することを特徴とする請求項１記載の窒素含有排水処理方法。
【請求項３】
前記有機物添加量修正工程は、全窒素（T-N）及び硝酸性窒素（NOx-N）が検出され、かつ化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）が検出されない場合には、前記有機物添加量算出工程における有機物添加量を増加するように修正することを特徴とする請求項１又は２に記載の窒素含有排水処理方法。
【請求項４】
前記脱窒処理工程及び／または前記有機物分解工程において処理水の温度を20〜37℃の間で変動幅が５℃以内に調整する排水温度調整工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の窒素含有排水処理方法。
【請求項５】
前記排水温度調整工程は、製鉄所において発生する排熱を利用することを特徴とする請求項４記載の窒素含有排水処理方法。
【請求項６】
原水槽に貯留された窒素含有排水を脱窒槽に流入させる原水流入ポンプと、流入した原水を活性汚泥によって生物学的に脱窒処理する脱窒槽と、該脱窒槽に前記活性汚泥の栄養源となる有機物を添加する有機物添加装置と、前記脱窒槽で使用されずに残留した前記有機物を活性汚泥によって生物学的に酸化分解処理してＣＯ２と水に変換する曝気槽と、該曝気槽で処理された処理水を流入させて固液分離する沈殿槽と、前記沈殿槽に流入する前の処理水の化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）と、全窒素（T-N）濃度または硝酸性窒素（NOx-N）濃度を検出する第１検出手段と、原水槽に貯留されている原水中の全窒素（T-N）濃度または硝酸性窒素（NOx-N）濃度を検出する第２検出手段とを備えた窒素含有排水処理装置であって、
前記有機物添加装置は、前記第２検出手段によって検出された前記原水の全窒素（T-N）または硝酸性窒素（NOx-N）濃度と前記脱窒槽に流入する処理水量とに基づいて予め定めた基準により前記有機物の添加量を算出する有機物添加量算出手段と、前記第１検出手段によって全窒素（T-N）及び硝酸性窒素（NOx-N）が検出されず、かつ化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）が検出された場合には、前記有機物添加装置における有機物添加量を減少するように修正する有機物添加量修正手段を備えてなることを特徴とする窒素含有排水処理装置。
【請求項７】
前記第２検出手段の検出値と原水流入量とに基づいて負荷の時間変化量を算出し、該負荷の時間変化量が所定値を超えた場合には、前記原水の前記脱窒槽への流入量を低減するように前記原水流入ポンプを制御する原水流入ポンプ制御装置を備えたことを特徴とする請求項６記載の窒素含有排水処理装置。
【請求項８】
前記有機物添加量修正手段は、全窒素（T-N）及び硝酸性窒素（NOx-N）が検出され、かつ化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）が検出されない場合には、前記有機物添加装置における有機物添加量を増加するように修正することを特徴とする請求項６又は７に記載の窒素含有排水処理装置。
【請求項９】
前記脱窒槽及び／または前記曝気槽の処理水の温度を20〜37℃の間で変動幅が５℃以内に調整する排水温度調整装置を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の窒素含有排水処理装置。
【請求項１０】
前記排水温度調整装置は、製鉄所において発生する排熱を利用することを特徴とする請求項９記載の窒素含有排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素を含有する排水の処理方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品工場や汚水処理設備からの排水中に含まれる窒素成分は、放流流域の富栄養化などを招き、周辺環境を悪化させるため、地方自治体の条例などで規制された量以下となるように処理することが義務付けられている。
窒素含有排水の例として、例えばステンレス等の酸洗工程で発生する硝酸含有排水があるが、このような硝酸含有排水の処理方法としては、イオン交換や吸着などの物理化学的方法と、活性汚泥を利用した生物学的脱窒方法などが用いられているが、コスト的な観点から生物学的処理が主に用いられている。
【０００３】
硝酸含有排水の生物学的処理は、通常、排出が規制されている有害元素（Crなど）を凝集沈澱法などで除去した後、脱窒槽に導かれ、嫌気的な条件下で硝酸は生物学的に窒素ガスに還元され、窒素源の除去が達成される。
このとき、脱窒に必要な微生物栄養源（有機炭素源）が不足しがちであることから、系外からメタノール等の有機炭素源（水素供与体）を添加することが一般的に行われている。
脱窒された含硝酸排水は、その後曝気され、未処理の有機炭素源などの残留するCOD成分を好気的に処理した後、最終沈殿池にて汚泥と上澄水に固液分離し、上澄水を処理水として放流している。
含有されている窒素成分が硝酸性窒素ではなくアンモニア性窒素の場合には、後段の曝気工程にてアンモニアをアンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌の働きにより硝酸性窒素まで酸化したのち、前段の脱窒槽へ返送することにより窒素ガスに変換し、窒素除去を行っている。
【０００４】
このような窒素含有排水を生物学的脱窒処理する実装置においては、バルキングと呼ばれている汚泥の膨化、固液分離障害が課題となっている。バルキングは、沈降性の小さい糸状性細菌が汚泥中で優勢となり、微生物の凝集体である汚泥の沈降性が極端に悪化する現象である。このバルキングが発生すると、沈殿槽における固液分離性が悪化し、酷い場合には汚泥が上澄水とともに放流されてしまう（この現象をキャリーオーバーという）。処理水に汚泥が混入することにより処理が不完全になることに加え、長期化すると処理槽内の活性汚泥を十分に確保できず、設備自体の処理能力も低下する。
【０００５】
この汚泥の沈降性の問題は活性汚泥処理の永遠の課題とも言え、一般的には凝集剤等を添加することが行われている。またそれ以外にも、これまで種々のバルキング抑制方法が提案されている。
例えば特許文献１においては、活性汚泥フロック内に粒径１００μｍ以下の微細な粒状固形物（高炉水砕スラグの微粉）を添加することが開示されている。
また、特許文献２には、被処理水中生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）のうち、固形性ＢＯＤが、全被処理水中のＢＯＤに対して60％以上になるように被処理水を流入させることが開示されている。
さらに、特許文献３においては、各計測値よりシミュレーションモデルを用いて制御することが開示されている。
また、特許文献４においては、流入BODデータ、水温変化データ、DOデータなどより余剰汚泥の引き抜き量、返送汚泥量を制御することが開示されている。
さらにまた特許文献５においては、排水流入部分にセレクタ槽を設け、汚泥容積指標（SVI）の値に基づいて前記セレクタ槽における有機物の濃度を調整する有機物濃度調整工程を有することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１７８３９５号公報
【特許文献２】特開２００７−４４６０４号公報
【特許文献３】特開２００１−２５２６９１号公報
【特許文献４】特開２００２−１２６７７９号公報
【特許文献５】特開２０１１−１６０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の各特許文献に開示された方法は、汚泥の固液分離性の悪化（バルキング）が沈降性の小さい糸状性細菌が汚泥中で優勢となることを原因としているか、または汚泥の沈降性の指標である汚泥容積指標（SVI）によって判断できるバルキングを対象としている。
しかしながら、本発明者らが鋭意研究した結果、窒素含有排水処理設備においては、糸状性細菌の増殖が見られず、またSVIが悪化しない場合においても、沈殿池にて汚泥界面高さが上昇し、最悪の場合には沈殿池から汚泥が流出する（キャリーオーバー）こともあることが分かった。
そのため、上記の各特許文献に開示の方法では、前記のような沈殿池での汚泥界面高さ上昇には対応できない。
【０００８】
発明者らは、糸状性細菌の増殖が見られず、またSVIが悪化しないにもかかわらず沈殿池での汚泥界面高さ上昇が生ずる原因について調査した。
図６は調査期間中において汚泥界面の上昇がみられた３期間について直前の窒素流入負荷の経時変化を示すグラフであり、縦軸が窒素負荷（Kg/d）を示し、横軸が汚泥浮上した時点をゼロとした時の汚泥浮上までの時間経過（ｈ）を示している。
図６のグラフに示されるように、汚泥界面が上昇する直前には、一旦下がった窒素負荷が再び上昇するといった流入負荷変動が生じていることが分かった。
また、このとき曝気槽から流出して最終沈澱池に流入する前の汚泥をサンプリングして固液分離後、上澄み液中に残留している硝酸性窒素濃度を測定したところ、いずれの場合も上昇しており、最終沈澱池の前までで排水に含まれている硝酸を完全には除去しきれていないことが分かった。
また、設備の設計負荷を超過しない場合でも、急激な窒素負荷の下降から上昇といった変化があると、一時的に残留硝酸が最終沈殿池に流入することも確認した。
【０００９】
これらの事実から、図６に示されるように、窒素負荷の下降から上昇といった急激な変化があった場合には、汚泥の活性が窒素負荷の増加に追従できず、設備の設計負荷を超過しない場合でも、処理しきれない状況が生じたものと考えられる。
そして、このような場合、水素供与体（微生物栄養源）も消費されず、未処理の残留硝酸とともに水素供与体（微生物栄養源）が最終沈殿池に流入する。
そのため、最終沈殿池において脱窒反応が活発化し、窒素ガスの微細気泡が発生するため、これと共に汚泥が浮上したものと考えた。
【００１０】
本発明はかかる仮定を基に、課題を解決するためになされたものであり、沈殿槽において脱窒反応が生ずるのを防止して、沈殿槽での界面上昇を防止できる窒素含有排水の処理方法及び装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
通常、流入窒素負荷に応じた水素供与体（微生物栄養源）の添加の考え方は、硝酸性窒素の除去に必要な理論必要量に加えて、微生物の増殖に使用される有機物分などを考慮して理論的に必要最少限の添加量が流入窒素負荷に応じて求められる。
しかしながら、汚泥の死骸等がＢＯＤ成分となったり、水温やその他の要因により汚泥の活性も変動し、消費する栄養源の量も異なったりすることから、流入窒素負荷は同じ場合でも、微生物栄養源として必要な添加量は変動し、上記の理論添加量と異なったものになってしまう。
このため、従来においては、水素供与体（微生物栄養源）を理論添加量よりも若干多めに添加して、消費されずに残った水素供与体（微生物栄養源）を曝気槽で分解処理するという方式を採らざるを得なかったが、前述のように、活性汚泥の処理が追従できないような急激な負荷変動があった場合には、上記のような問題が生じていたのである。
そのため、汚泥の最終沈殿池での界面上昇抑制という観点からは、これまで行われてきた流入窒素負荷のみに応じて水素供与体(微生物栄養源)を理論的に必要な量よりもやや多めに添加するという制御だけでは不十分である。
そこで、上述したように、窒素負荷の下降から上昇といった急激な変化があった場合であっても、最終沈殿池で脱窒反応が活性化しないようにする方法について検討した。
【００１２】
残留硝酸が最終沈殿池に流入しても、水素供与体（微生物栄養源）が存在しなければ、脱窒反応は生じない。
そこで、発明者らは、水素供与体（微生物栄養源）の添加に関し、従来より行なわれていた「必要かつ十分な量よりも多めの添加」を行うのではなく、ほぼ必要最小限の量だけ添加することで、最終沈殿池への水素供与体（微生物栄養源）の流入を抑止して、最終沈殿池での脱窒反応の活性化を防止できると考えた。
【００１３】
さらに、図６に示したような、窒素負荷の下降から上昇といった急激な変化が生じた場合に確実に対応するため、原水槽に流入した処理排水の窒素濃度が急激に高くなる等の窒素負荷の急激な変動があった場合でも、その負荷変動の設備に対する負荷を緩和できるようにすることを考えた。
また、活性汚泥の沈降性は水温に依存する傾向があり、夏期よりも冬期において沈降性が悪化しやすいという活性汚泥処理設備に一般的に見られる傾向が、窒素含有排水の処理方法においても当てはまることも知見した。
本発明はかかる種々の知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成を備えてなるものである。
【００１４】
（１）本発明に係る窒素含有排水処理方法は、原水槽に貯留された窒素含有排水を脱窒槽に流入させる原水流入工程と、流入した原水を脱窒槽にて活性汚泥によって生物学的に脱窒処理する脱窒処理工程と、前記脱窒槽に前記活性汚泥の栄養源となる有機物を添加する有機物添加工程と、前記脱窒処理工程で使用されずに残留した前記有機物を曝気槽にて活性汚泥によって生物学的に酸化分解処理してＣＯ２と水に変換する有機物分解工程と、有機物分解工程後の処理水を沈殿槽に流入させて該沈殿槽にて固液分離する固液分離工程とを備えた窒素含有排水処理方法であって、
前記有機物添加工程は、前記原水の全窒素（T-N）または硝酸性窒素（NOx-N）濃度と前記脱窒槽に流入する処理水量とに基づいて予め定めた基準により前記有機物の添加量を算出する有機物添加量算出工程と、前記沈殿槽に流入する前の処理水の化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）と、全窒素（T-N）濃度または硝酸性窒素（NOx-N）濃度を検出し、全窒素（T-N）及び硝酸性窒素（NOx-N）が検出されず、かつ化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）が検出された場合には、前記有機物添加量算出工程における有機物添加量を減少するように修正する有機物添加量修正工程を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記有機物添加量修正工程において、前記脱窒槽に流入する原水量と、全窒素（T-N）濃度または硝酸性窒素（NOx-N）濃度とに基づいて負荷の時間変化量を算出し、該負荷の時間変化量が所定値を超えた場合には、前記原水流入工程における窒素含有排水の前記脱窒槽への流入量を低減することを特徴とするものである。
【００１６】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記有機物添加量修正工程は、全窒素（T-N）及び硝酸性窒素（NOx-N）が検出され、かつ化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）が検出されない場合には、前記有機物添加量算出工程における有機物添加量を増加するように修正することを特徴とするものである。
【００１７】
（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記脱窒処理工程及び／または前記有機物分解工程において処理水の温度を20〜37℃の間で変動幅が５℃以内に調整する排水温度調整工程を有することを特徴とするものである。
【００１８】
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記排水温度調整工程は、製鉄所において発生する排熱を利用することを特徴とするものである。
【００１９】
（６）本発明に係る窒素含有排水処理装置は、原水槽に貯留された窒素含有排水を脱窒槽に流入させる原水流入ポンプと、流入した原水を活性汚泥によって生物学的に脱窒処理する脱窒槽と、該脱窒槽に前記活性汚泥の栄養源となる有機物を添加する有機物添加装置と、前記脱窒槽で使用されずに残留した前記有機物を活性汚泥によって生物学的に酸化分解処理してＣＯ２と水に変換する曝気槽と、該曝気槽で処理された処理水を流入させて固液分離する沈殿槽と、前記沈殿槽に流入する前の処理水の化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）と、全窒素（T-N）濃度または硝酸性窒素（NOx-N）濃度を検出する第１検出手段と、原水槽に貯留されている原水中の全窒素（T-N）濃度または硝酸性窒素（NOx-N）濃度を検出する第２検出手段とを備えた窒素含有排水処理装置であって、前記有機物添加装置は、前記第２検出手段によって検出された前記原水の全窒素（T-N）または硝酸性窒素（NOx-N）濃度と前記脱窒槽に流入する処理水量とに基づいて予め定めた基準により前記有機物の添加量を算出する有機物添加量算出手段と、前記第１検出手段によって全窒素（T-N）及び硝酸性窒素（NOx-N）が検出されず、かつ化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）が検出された場合には、前記有機物添加装置における有機物添加量を減少するように修正する有機物添加量修正手段を備えてなることを特徴とするものである。
【００２０】
（７）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記第２検出手段の検出値と原水流入量とに基づいて負荷の時間変化量を算出し、該負荷の時間変化量が所定値を超えた場合には、前記原水の前記脱窒槽への流入量を低減するように前記原水流入ポンプを制御する原水流入ポンプ制御装置を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
（８）また、上記（６）又は（７）に記載のものにおいて、前記有機物添加量修正手段は、全窒素（T-N）及び硝酸性窒素（NOx-N）が検出され、かつ化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）が検出されない場合には、前記有機物添加装置における有機物添加量を増加するように修正することを特徴とするものである。
【００２２】
（９）また、上記（６）乃至（８）のいずれかに記載のものにおいて、前記脱窒槽及び／または前記曝気槽の処理水の温度を20〜37℃の間で変動幅が５℃以内に調整する排水温度調整装置を有することを特徴とするものである。
【００２３】
（１０）また、上記（９）に記載のものにおいて、前記排水温度調整装置は、製鉄所において発生する排熱を利用することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る窒素含有排水処理方法においては、沈殿槽に流入する前の処理水の化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）と、全窒素（T-N）濃度または硝酸性窒素（NOx-N）濃度を検出し、全窒素（T-N）及び硝酸性窒素（NOx-N）が検出されず、かつ化学的酸素要求量（COD）または生物学的酸素要求量（BOD）が検出された場合、原水の全窒素（T-N）または硝酸性窒素（NOx-N）濃度と、前記脱窒槽に流入する処理水量とに基づいて予め定めた基準により算出した有機物の添加量を減少するようにしたので、添加される栄養源としての有機物が必要最小限の量(その時点、その状態においての、硝酸性窒素の除去に必要な理論必要量に加えて、微生物の増殖に使用される有機物分などを考慮して理論的に導出される必要最少限の添加量)になり、沈殿槽に栄養源としての有機物が流入を防止して、沈殿槽での脱窒反応の活発化を抑制し、脱窒反応に起因する窒素ガスによる汚泥の浮上を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る窒素含有排水処理装置を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る窒素含有排水処理装置を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る窒素含有排水処理装置を説明する説明図である。
【図４】実施例１の効果を説明する説明図である。
【図５】実施例３の効果を説明する説明図である。
【図６】本発明の解決しようとする課題を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係る窒素含有排水処理装置１は、図１に示すように、原水槽３に貯留された硝酸含有排水を脱窒槽７に流入させる原水流入ポンプ５と、流入した原水を活性汚泥によって生物学的に脱窒処理する脱窒槽７と、脱窒槽７に前記活性汚泥の栄養源となる有機物（以下、単に「有機物」という）を添加する有機物添加装置９と、脱窒槽７で使用されずに残留した有機物を活性汚泥によって生物学的に酸化分解処理してＣＯ２と水に変換する曝気槽１１と、曝気槽１１で処理された処理水が流入させて固液分離する沈殿槽１３と、沈殿槽１３に流入する前の処理水の生物学的酸素要求量（BOD）と、硝酸性窒素（NOx-N）濃度を検出する第１検出手段１５と、原水槽３に貯留されている原水中の全窒素（T-N）濃度を検出する第２検出手段としてのT-N計１７とを備えた窒素含有排水処理装置１である。
そして、有機物添加装置９は、T-N計１７によって検出された原水の全窒素（T-N）と脱窒槽７に流入する処理水量とに基づいて予め定めた基準により有機物の添加量を算出する有機物添加量算出手段１９と、第１検出手段１５によって硝酸性窒素（NOx-N）が検出されず、かつ生物学的酸素要求量（BOD）が検出された場合には、有機物添加装置９における有機物添加量を減少するように修正する有機物添加量修正手段２３を備えている。
以下、各構成を図１に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
＜原水槽＞
原水槽３は、製鉄所等で発生する硝酸含有排水を一時的に貯留しておくためのものである。
硝酸含有排水は、例えば製鉄所においてステンレスなどの酸洗工程で発生する。硝酸含有排水は、凝集沈殿、ろ過処理をされた後、原水として原水槽３に貯留される。この時点で、全窒素濃度は50〜150mg/L程度で、その殆どは硝酸態窒素である。一方、水素供与体となる有機物は殆ど存在しない排水性状となっている。原水は、原水流入ポンプ５によって汲み上げられ、原水槽３と脱窒槽７とをつなぐ原水送給管路２５を通って脱窒槽７に送給される。
【００２８】
＜脱窒槽＞
脱窒槽７は、原水槽３から送給されてくる硝酸含有排水を貯留して、脱窒処理するためのものである。脱窒槽７内には脱窒処理を行うための活性汚泥が存在しており、活性汚泥は有機物添加装置９から添加される有機物を栄養源として脱窒処理（生物学的脱窒素処理）を行う。
脱窒槽７内には、槽内を攪拌して脱窒反応を促進するための攪拌機２７が設けられている。
【００２９】
＜曝気槽＞
曝気槽１１は、脱窒槽７から送給される排水を曝気させて、排水中に残留した有機物を活性汚泥によって生物学的に酸化分解処理してＣＯ２と水に変換するためのものである。
曝気槽１１は、曝気させるための気泡を発生させる散気装置２９を有している。散気装置２９には散気装置２９に空気を送り込むブロア３１が接続されている。
【００３０】
＜沈殿槽＞
沈殿槽１３は、曝気槽１１から送給される排水を貯留して上澄みと汚泥に固液分離するためのものである。
沈殿槽１３は、汚泥の一部を引き抜いて脱窒槽７に戻すための返送汚泥管路３３を有している。
【００３１】
＜第１検出手段＞
第１検出手段１５は、沈殿槽１３に流入する前の処理水をサンプリングして貯留して固液分離させるためのサンプリング槽１５ａと、サンプリングされた処理水中の硝酸性窒素（NOx-N）濃度を測定するためのNOx-N計１５ｂと、生物学的酸素要求量（BOD）を測定するためのBOD計１５ｃとで構成されている。
サンプリング槽１５ａにおける固液分離の方法は、重力沈降、ろ過、遠心分離など考えられるが、いずれの方法を用いてもよい。
なお、NOx-N計１５ｂはT-N計で代用可能である。T-N計は汚泥の死骸等、硝酸性窒素ではない窒素分も測定してしまう。そのため、T-N計を用いる場合は、硝酸性窒素が検出されず安定に運転されているときのT-N計の値を、ベースラインとして予め把握しておく。
なお、含有されている窒素成分が硝酸性窒素ではなくアンモニア性窒素の場合には、T-N計を用いる。
またBOD計１５ｃも、COD計で代用可能である。この場合も、ベースラインや、BODとCODの相関等を把握しておく。
【００３２】
＜第２検出手段＞
第２検出手段は、原水槽３に貯留されている原水中の全窒素（T-N）濃度を検出するためのものであり、T-N計１７で構成される。
なお、T-N計１７の代わりに、原水中の硝酸性窒素（NOx-N）濃度を検知するNOx-N計で構成されていてもよい。排水性状などを鑑み、適宜選択することができる。
【００３３】
＜有機物添加装置＞
有機物添加装置９は脱窒槽７に活性汚泥の栄養源となる有機物を添加するためのものである。
添加量は、脱窒槽７に流入する流入窒素負荷に基づいて有機物添加量算出手段１９によって算出し、該算出された添加量を、沈殿槽１３に流入する前の処理水の状態に基づいて有機物添加量修正手段２３によって修正して決定する。
有機物添加装置９は、流入窒素負荷および沈殿槽１３に流入する前の処理水の状態を取得するために、T-N計１７、流量計２１、NOx-N計１５ｂおよびBOD計１５ｃと接続されている。
有機物添加量算出手段１９および有機物添加量修正手段２３について、以下に詳細に説明する。
【００３４】
≪有機物添加量算出手段≫
有機物添加量算出手段１９は、T-N計１７によって測定された原水の硝酸性窒素（NOx-N）濃度と、流量計２１によって測定された脱窒槽７に流入する処理水量とに基づいて、流入する窒素負荷を算出し、算出された流入窒素負荷に基づいて後述する予め定めた基準により有機物の添加量を算出する。
流入窒素負荷に応じた有機物の添加量は、硝酸性窒素の除去（脱窒処理）に必要な理論必要量に加えて、微生物の増殖に使用される有機物分などを考慮して決定されている。そのため、有機物添加量算出手段１９によって算出される有機物の添加量は、必要かつ十分な量となっている。
【００３５】
≪有機物添加量修正手段≫
有機物添加量修正手段２３は、沈殿槽１３に流入する前の処理水において、NOx-N計１５ｂによって測定された硝酸性窒素（NOx-N）濃度、およびBOD計１５ｃによって測定された生物学的酸素要求量（BOD）に基づいて、有機物添加量算出手段１９によって算出された添加量を修正する。
具体的な修正方法は、後述するが、有機物添加量修正手段２３を備えることにより、有機物の添加量がその時点その状態での必要かつ十分な量を維持し続けることになる。これによって沈殿槽１３で脱窒反応が生ずるのを防止できる。もしこの修正手段がないと、脱窒槽７に流入する窒素負荷のみで制御することになり、時間経過につれ微生物の状態や増殖の程度が異なったものになった時に起こる微生物の処理量の変化に追随できなくなる。
【００３６】
有機物添加量修正手段２３による有機物の添加量の修正方法について以下説明する。
修正方法は、硝酸性窒素濃度および生物学的酸素要求量の高低の組み合わせよって異なる。硝酸性窒素濃度および生物学的酸素要求量の高低の組み合わせのパターンと、排水の処理状況と、その処理状況に応じた修正方法を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2013226508.tif 000003
【００３８】
パターン１は、硝酸性窒素濃度および生物学的酸素要求量ともにほぼ検出されない場合を示している。これは、有機物が過不足なく添加されて良好な脱窒処理が行われており、さらに脱窒処理に用いられなかった余分な有機物が存在した場合は、該有機物は曝気槽１１ですべて分解されたことを意味している。
この場合、有機物添加量算出手段１９で算出された添加量は理想的な量であるため、有機物添加量修正手段２３による修正は不要である。
【００３９】
パターン２は、硝酸性窒素濃度が高濃度であり、他方、生物学的酸素要求量がほぼ検出されない場合である。これは、有機物の添加量が不足しているために、脱窒槽７における脱窒処理が十分に行われていないことを意味している。この場合、有機物添加量修正手段２３は、有機物添加量算出手段１９によって算出された添加量を増加させるように修正する。
【００４０】
パターン３は、硝酸性窒素濃度がほぼ検出されず、他方、生物学的酸素要求量が高い場合である。これは、有機物の添加量が過剰であり、脱窒処理に用いられなかった余分な有機物が存在し、かつ、該余分な有機物を曝気槽１１で分解しきれなかったことを意味している。前述したように、従来の方法では有機物添加量は理論的に必要な量よりも多めに添加されるためパターン３の状態になることが多い。
この場合、有機物添加量修正手段２３は、有機物添加量算出手段１９によって算出された添加量を減少させるように修正する。この修正によって、有機物添加量がその時点での必要最小限の値となり、これによって沈殿槽１３で脱窒反応が生ずるのを防止できるのである。
【００４１】
パターン４は、硝酸性窒素濃度および生物学的酸素要求量ともに高い場合であり、脱窒処理が滞留時間内に完了できなかったと判断できる。この場合には、設計値を超える窒素負荷の流入、急激な流入窒素負荷変動（流入窒素負荷低下の後の急上昇）、活性汚泥が何らかのダメージを受けたことによる処理速度低下などが懸念される。
このような場合には、何らかの警報を運転管理者に発信することで、運転管理者が処理の不調を事前に察知し、状況に応じた対処をすることが可能となり処理水の悪化を最小限に抑えることができる。
この意味で、パターン４の状況になったときに運転管理者に警報を発信する警報発信手段を設けるようにするのが好ましい。
【００４２】
上記のような制御を行うことにより、パターン１に示すような硝酸性窒素濃度および生物学的酸素要求量がともにほぼ検出されないような理想的な状態に近づけていくことができる。こうすることによって汚泥界面の上昇なく、処理水中の残留窒素もほとんどない処理を実現することができる。
【００４３】
次に、以上のように構成された本実施の硝酸含有排水処理装置１を用いて、硝酸含有排水の処理方法を、硝酸含有排水処理装置１の動作と共に説明する。
まず、原水槽３に貯留された窒素含有排水を、原水流入ポンプ５を稼働して脱窒槽７に流入させる（原水流入工程）。
原水槽３から送給された硝酸含有排水は脱窒槽７に貯留され、脱窒槽７には、後述する有機物添加工程で有機物が添加される。すると、脱窒槽７内に存在している活性汚泥は、有機物を栄養源として硝酸含有排水中の硝酸を分解する（脱窒処理工程）。
【００４４】
次に、脱窒槽７から送給された排水を曝気槽１１に貯留し、ブロア３１を有する散気装置２９を用いて気泡を発生させ、この気泡によって曝気を行う。こうすることによって、前記脱窒処理工程で使用されずに残留した有機物を曝気槽１１にて活性汚泥によって生物学的に酸化分解処理してＣＯ２と水に変換する（有機物分解工程）。
次に、有機物分解工程後の処理水を沈殿槽１３に流入させて沈殿槽１３にて固液分離する。汚泥の一部は、引き抜かれて返送汚泥管路３３を通って脱窒槽７に戻される。残りの汚泥は、余剰汚泥として処理される（固液分離工程）。
【００４５】
有機物添加工程は、有機物添加装置９を用いて脱窒槽７に前記活性汚泥の栄養源となる有機物を添加する工程である。
添加量は、上述したとおり、脱窒槽７に流入する流入窒素負荷に基づいて算出し（有機物添加量算出工程）、該算出された添加量を、沈殿槽１３に流入する前の処理水の状態に基づいて修正する（有機物添加量修正工程）。有機物添加装置９からは、該修正後の必要最小限の添加量の有機物が添加されることになる。
有機物添加量算出工程と有機物添加量修正工程の具体的な処理の流れについて以下に説明する。
【００４６】
有機物添加量算出手段１９は、T-N計１７を用いて原水の全窒素（T-N）濃度と、流量計２１を用いて脱窒槽７に流入する処理水量を監視しており、有機物の添加量は、これら測定値に基づいて予め定めた基準により算出する（有機物添加量算出工程）
【００４７】
他方、有機物添加量修正手段２３は、NOx-N計１５ｂおよびBOD計１５ｃを用いて沈殿槽１３に流入する前の処理水の生物学的酸素要求量（BOD）と、硝酸性窒素（NOx-N）濃度を監視している。
このとき、硝酸性窒素（NOx-N）が検出されず、かつ生物学的酸素要求量（BOD）が検出された場合には、前記有機物添加量算出工程における有機物添加量を減少するように修正する。
逆に、硝酸性窒素（NOx-N）が検出され、かつ生物学的酸素要求量（BOD）が検出されない場合には、前記有機物添加量算出工程における有機物添加量を増加するように修正する。（有機物添加量修正工程）
【００４８】
以上のように、本実施の形態においては、有機物添加量算出手段１９で算出した有機物の添加量を、有機物添加量修正手段２３を用いて修正することにより、常に過不足のない必要最小限の有機物の添加が可能となり、沈殿槽１３の処理水の生物学的酸素要求量（BOD）と、硝酸性窒素（NOx-N）濃度がほぼ検出されない状態とすることができる。これによって、沈殿槽１３における脱窒反応が発生することを防止することができる。
【００４９】
［実施の形態２］
上述のパターン４（表１参照）で説明したとおり、製鉄所の操業状況等によっては、設計範囲を超える流入窒素負荷の発生や、急激な窒素負荷変動（流入窒素負荷低下の後の急上昇）が発生する場合がある。
そのため、上記実施の形態１では、警報発信をして運転管理者に通知し、運転管理者によって状況に応じた対処をすることによって処理水の悪化を最小限に抑えることができるようにした。
【００５０】
実施の形態２においては、上記の対処に加えて、流入窒素負荷の時間変化量を算出し、該流入窒素負荷の時間変化量が所定値を超えた場合には、原水の脱窒槽７への流入量を低減するように原水流入ポンプを制御して脱窒槽７へ流入する窒素負荷変動を緩慢化する制御を行うことで、より確実に上記の問題の解決が図れる。
以下、本実施の形態における、上記のような流入窒素負荷を緩慢化する制御を行う窒素含有排水処理装置５１について図２に基づいて説明する。
【００５１】
本実施の形態にかかる窒素含有排水処理装置５１は、図２に示すように、実施の形態１の窒素含有排水処理装置１に原水流入ポンプ制御装置５３を設けたものである。図２において窒素含有排水処理装置１と同じ構成については同一の符号を付しており、その説明を省略する。
原水流入ポンプ制御装置５３について詳細に説明する。
【００５２】
＜原水流入ポンプ制御装置＞
原水流入ポンプ制御装置５３は、原水槽３に貯留されている原水中の全窒素（T-N）濃度と、原水流入量とに基づいて流入窒素負荷の時間変化量を算出し、該流入窒素負荷の時間変化量が所定値を超えた場合には、原水の脱窒槽７への流入量を低減するように原水流入ポンプ５を制御する。このとき、原水槽３から原水が溢れださないように、または枯渇させないように、原水槽３内の水位もモニタリングする。
原水流入ポンプ制御装置５３は、図２に示すように、原水の全窒素（T-N）濃度を測定するためのT-N計１７と、原水流入量を測定するための流量計２１と、原水槽３の水位を測定する水位計５５に接続されている。
【００５３】
具体的には次のように制御を行う。
原水槽３内の全窒素（T-N）濃度が高い場合には原水汲み上げ量を減量し、低い場合には増量する。このような方法を取ることにより、できる限り流入窒素負荷を平均化することができる。
さらに、原水槽３内の全窒素（T-N）濃度の時間変化量が所定値を超えて大きくなった場合には、原水汲み上げ量を減量する。
【００５４】
原水汲み上げ量の制御に際し、水位計５５を用いて原水槽３内の水位も監視する。水位が上がっているようであれば全負荷を徐々に増加させるようにして汲み上げ量を増量し、水位が下がっているようであれば全負荷を減少させるようにして汲み上げ量を減量させる。このような処置をすることで、負荷変動も緩やかなものに抑えられ、沈殿槽１３への過度の有機物の流入、それに伴う沈澱槽での脱窒反応の活発化による界面上昇といった事態を回避することができる。
【００５５】
なお、原水槽３が小さく、貯留槽として余裕がない場合には、原水槽３の他に原水を貯留する調整槽を増設してもよい。またいくつかの排水が原水槽３に流入する場合には、原水槽３に流入する前段階で、影響の大きい排水について個別に流入窒素負荷を制御するような方法を取ってもよい。
【００５６】
以上のように、本実施の形態においては、流入窒素負荷を平均化することができ、設計値を超える窒素負荷流入を防止することができる。また、急激な流入窒素負荷変動を防止し、負荷変動を緩やかなものに抑えることができる。
そのため沈殿槽１３への過度の有機物の流入、それに伴う沈澱槽での脱窒反応の活発化による界面上昇といった事態を回避することができる。
また、本実施の形態による処理を行えば、万が一、処理不完全（上記表１中のパターン４参照）が起こっても、その原因が活性汚泥の不調（活性汚泥が何らかのダメージを受けたことによる処理速度低下）にほぼ限定されるため、対応が簡便かつ速やかに行われることが期待できるという効果もある。
【００５７】
［実施の形態３］
活性汚泥は処理水の水温の変化によって活性汚泥を構成する細菌の種類が変化し、沈降性が悪化する場合がある。
この場合、脱窒槽や曝気槽における処理水の水温を一定に保つことによって対処可能であるが、通常の下水などの排水処理では、処理量が莫大であり、近隣に莫大な流入水全てを適当な水温に維持する熱源などは存在しない場合がほとんどで、処理槽を加熱するなどということは発想されてこなかった。
一方、製鉄所では、2000℃にも達する高炉を初めとして非常に多種多様な熱源が存在しており、これらの熱源からの排熱を排水処理において利用することで槽全体を一定の温度に保つことが可能となり、より汚泥の沈降性を改善し、バルキングを抑制しながら排水の処理を行うことができる。
また、排水処理において必要な温度は、大気圧で処理を行う限り上限でも100℃までである。そのため、利用が困難であった400℃以下の低温排熱も利用することができる。
【００５８】
本実施の形態において、上記のような排熱を利用して各処理槽における処理水の水温をほぼ一定に保つことができる窒素含有排水処理装置６１に関するものであり、本装置を図３に基づいて説明する。
窒素含有排水処理装置６１は、図３に示すように、実施の形態１の窒素含有排水処理装置１の脱窒槽７および曝気槽１１に排水温度調整装置６３を設けたものである。図３において窒素含有排水処理装置１と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
以下、排水温度調整装置６３について説明する。
【００５９】
＜排水温度調整装置＞
排水温度調整装置６３は、製鉄所において発生する排熱を利用して、脱窒槽７および曝気槽１１の処理水の温度を20〜37℃の間で変動幅が５℃以内に調整するためのものである。
排熱としては、蒸気、ガス、熱水などがあるが、処理槽内の温度を調整できる機能を有していれば、どのような排熱も利用可能である。
例えば、蒸気やガスであれば、これらを各槽内に直接吹き込むことで利用できる。この場合、予め含有成分を分析し、生物に対して毒性のないことを確認しておくことが望ましい。また、特に脱窒槽７においては、脱窒処理は槽内を嫌気的に保持する必要があるが、脱窒槽７に蒸気あるいはガスを吹き込むことにより槽内が嫌気的にならず、脱窒が生じない場合には、脱窒槽７に添加する熱を少量にするか、場合によっては省略してもよい。
【００６０】
また、熱水であれば、脱窒処理に所定量を添加してもよい。この場合、添加量により槽内処理液の希釈、滞留時間の減少等が生ずるため、最初は少量の添加から開始し、状況を観察しながら増量していくのが良い。
上記のように、蒸気やガス、熱水を、各槽内の処理水と直接的に熱交換させることによって、生物活性や処理効率等に問題が確認される場合には、熱交換器のような設備を設置して間接的に熱交換させることも可能である。
【００６１】
水温は20〜37℃、好ましくは25〜35℃までの間で変動幅が５℃以内となるように保つことで、所定の効果を得ることができる。なお、図３に示すように、脱窒槽７に水温計６５を設置して、測定した水温に応じて熱の添加量を制御すれば現場の運転管理者にもほとんど負担を掛けることなく、汚泥沈降性の悪化、汚泥流出の恐れのない活性汚泥処理を実現できる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態においては、排熱を使用することにより、槽全体をほぼ一定の温度に保つことが可能となり、より汚泥の沈降性を改善し、バルキングを抑制しながら排水の処理を行うことができる。
【００６３】
なお、上記では実施の形態１の窒素含有排水処理装置１に排水温度調整装置６３を設けたものを例に挙げて説明したが、実施の形態２の窒素含有排水処理装置５１に設けてもよい。
【実施例１】
【００６４】
実施の形態１で示した窒素含有排水処理装置１による作用効果、特に有機物添加量修正手段２３を設けたことによる作用効果を確認する実験を行った。
実験にあたっては、上記実施の形態の硝酸含有排水処理装置１に相当する実験装置を作成した。
実験装置は、各槽の容量が脱窒槽5L、曝気槽3L、沈澱槽7Lとした。脱窒槽、曝気槽共にpHセンサおよび酸・アルカリ添加装置を設置し、所定のpHに制御した。汚泥は実際の窒素含有排水処理装置より採取した。有機物としてはメタノールを添加した。
【００６５】
処理対象となる硝酸含有排水は製鉄所内のステンレス酸洗工程を行う実設備から採取した。この硝酸含有排水の性状を表２に示す。
【００６６】
【表２】
2013226508.tif 000004
【００６７】
硝酸含有排水中のT-Nはほぼ全てNO3-Nだった。また、実験期間中、窒素濃度は50〜200mg/Lの間で変動した。その他、微量元素としてCa、Mg、Alなどが含まれていた。有機物の指標となるCODは5mg/Lであった。
【００６８】
上記の実験装置を用いて行った実験方法について説明する。
実験方法は、硝酸含有排水を10L/日送給して、有機物添加装置（有機物添加量算出手段、有機物添加量修正手段）を用いてメタノールの添加量を制御して硝酸含有排水処理を１５日間行うものとし、実験期間中の沈殿槽（有効容積7L、（深さ約350mm））の汚泥界面を水面からの深さを測ることによって評価した。
なお、実験に先立って実験装置で、原水を濃度に応じて希釈、あるいは硝酸ナトリウムを別途添加して原水硝酸濃度を一定に保った状態で1ヶ月程度運転を行い、活性汚泥の状態が定常状態に達していることを確認した上で実験を実施した。
【００６９】
メタノールの添加量は、１時間ごとの原水窒素濃度の測定値と流量計の値に基づいて流入窒素負荷を算出し、この流入窒素負荷に応じて添加量を、有機物添加量算出手段を用いて算出した。
サンプリングは２回/日、曝気槽より汚泥を採取し、ろ過したろ液についてNOx-N、CODを測定した。これらの測定値に基づいて、NOx-Nが検出されない範囲で残留CODが最小値になるように有機物添加量修正手段を用いて前記算出した添加量を修正した。具体的には、次の通りである。NOx-Nが検出されず、かつ残留CODが検出された場合には、流入窒素負荷からメタノール添加量を導出する式の係数を変更し、添加量を減じる方向に調整した。逆にNOx-Nが検出され、かつ残留CODが最小値付近の場合には、メタノール添加量を増量した。
【００７０】
比較例として、有機物添加量修正手段を備えていないこと以外は上記実験装置と同様の実験装置を別途作成し、この実験装置を用いて、メタノールの添加量を有機物添加量算出手段のみを用いて算出する他は上記と同様の窒素含有排水処理を行った。
【００７１】
上記実験の結果を図４に基づいて説明する。図４は、実験期間中の沈殿槽（有効容積7L、（深さ約350mm））の汚泥界面を水面からの深さで示したものであり、縦軸は界面深さ（cm）、横軸は経過日数を示す。図４において、プロットの位置が高ければ沈降性が悪いことを意味している。
比較例では、図４に示す通り、界面が非常に不安定で、特に流入窒素負荷の上昇に合わせて汚泥界面が大きく上昇し、実験開始後4日後と9日後には汚泥のキャリーオーバーも短時間であるが観察された。
一方、実施例でも流入負荷の上昇にあわせた界面上昇が観察されたが、その上昇量は比較例に対して遥かに小さく、安定した処理を行うことができた。
【００７２】
また、比較例の界面上昇時（実験開始後4日後と9日後）に実施例と比較例の各実験装置中の汚泥の顕微鏡観察を行った。またこの際、および沈降性の汚泥容積指標SVI（Sludge Volume Index）の測定も実施した。顕微鏡観察の結果、いずれの汚泥も糸状性細菌等の異常な増殖は見られなかった。またSVIも実施例、比較例ともに180ml/g-MLSS付近で変化がなかった。また実験期間中、処理水中の硝酸体窒素濃度は実施例および比較例ともにほぼ0mg/Lに保たれていた。
【００７３】
つまり、比較例では、糸状性細菌等の発生もなく、SVIも実施例と差がなかったにもかかわらず、汚泥界面が上昇しキャリーオーバーも発生していたことになる。これは、比較例では、メタノール添加量が過剰であり、脱窒槽および曝気槽で使用されなかったメタノールが沈殿槽に流入し、そこで脱窒反応が起こり、それによる汚泥浮上が生じたと考えられる。
その点、実施例では、上述したとおり、有機物添加量修正手段を用いてメタノール添加量を最小限に抑え、上記表１中のパターン１に示すような硝酸性窒素濃度および生物学的酸素要求量がともにほぼ検出されないような理想的な状態に近づけることができたため、安定した処理を行うことができた。
【００７４】
以上の結果より、硝酸含有排水処理装置１においては、有機物であるメタノールの添加量を最小限に抑えることができ、沈殿槽での脱窒反応の活発化とそれによる汚泥浮上を抑制でき、安定な運転を可能であることが実証された。
【実施例２】
【００７５】
実施の形態２で示した窒素含有排水処理装置５１による作用効果を確認するため、具体的な実験を行った。
実験にあたっては、上記実施の形態２の硝酸含有排水処理装置５１に相当する実験装置を作成した。この実験装置は、原水流入ポンプ制御装置を有している点以外、各槽の容量やph制御方法、用いた活性汚泥等は上記実施例１と同様である。
硝酸含有排水も上記実施例１で使用したものと同様のものを用いた。そのため、上記表２を用いて説明したとおり、硝酸含有排水中は実験期間中、窒素濃度は50〜200mg/Lの間で変動した。
【００７６】
実験方法は、上記実施例１と同様に、試運転により活性汚泥の活性を定常状態にした後、硝酸含有排水を10L/日送給して、有機物添加装置（有機物添加量算出手段、有機物添加量修正手段）を用いてメタノールの添加量を制御して硝酸含有排水処理を１５日間行うものとした。
さらに本実施例では、該硝酸含有排水処理を行うにあたって原水流入ポンプ制御装置を用いて原水槽内のT-N計の窒素濃度に基づいて、流入窒素負荷がほぼ一定になるように原水汲み上げポンプの流量を調整した。また、負荷変動量が所定値を超えないようにも制御した。この際、原水槽の水位を監視して、原水が溢れたり、枯渇したりしないよう、全窒素負荷を緩やかに変更した。
実験の評価は、実施例１と同様に、実験期間中の沈殿槽（有効容積7L、（深さ約350mm））の汚泥界面を水面からの深さを測ることによって行った。
【００７７】
さらに、比較例として、有機物添加量修正手段を備えていないこと以外は上記実験装置と同様の実験装置を別途作成し、この実験装置を用いて、メタノールの添加量を有機物添加量算出手段のみを用いて算出し、また原水汲み上げポンプも一定流量にして、他は上記と同様の窒素含有排水処理を行った。
【００７８】
実験の結果、実施例では界面上昇は観察されず、安定した処理が行えた。比較例では図４で示したものと同様に不安定な汚泥界面挙動を繰り返し、実験設備の設定負荷を超過するような流入があったときには、汚泥が流出して処理が破綻した。
一方、実施例では実験設備の負荷を超過するような原水が原水槽に流入しても、原水供給ポンプの流量を絞って原水槽内で流入負荷変動を緩慢にすることにより、界面浮上等の処理悪化はなく、良好な処理を継続できた。
【００７９】
以上の結果より、硝酸含有排水処理装置５１においては、流入窒素負荷を平均化することができ、設計値を超える窒素負荷流入を防止することができる。また、急激な流入窒素負荷変動（低下の後の急上昇）を防止し、負荷変動を緩やかなものに抑えることができる。
そのため沈殿槽への過度の有機物の流入、それに伴う沈澱槽での脱窒反応の活発化による界面上昇といった事態を回避可能であることが実証された。
【実施例３】
【００８０】
本実施の形態３の窒素含有排水処理装置６１による作用効果を確認するため、実験を行った。
実験にあたっては、実施の形態３の硝酸含有排水処理装置６１に相当する実験装置を作成した。この実験装置は、排水温度調整装置を有している点で上記実施例１と大きく異なる。また、実験装置の各槽は断熱材で覆い、風雨をしのぐ簡単な建物の内部に設置し、基本的に処理装置周辺の気温と外気温がほぼ同一になるようにした。
【００８１】
処理対象となる硝酸含有排水は製鉄所内のステンレス酸洗工程を行う実設備から採取した。この硝酸含有排水の性状を表３に示す。
【００８２】
【表３】
2013226508.tif 000005
【００８３】
硝酸含有排水中のT-Nはほぼ全てNO3-Nであり、その窒素濃度は120mg/Lだった。硝酸含有排水中には、NO3-Nの他に微量元素としてCa、Mg、Alなどが含まれていた。有機物の指標となるCODは5mg/Lであった。
なお、その他、各槽の容量やph制御方法、用いた活性汚泥等は上記実施例１と同様である。
【００８４】
実験方法は、硝酸含有排水を10L/日送給して、有機物添加装置を用いてメタノールの添加量を制御しつつ、製鉄所より得られる蒸気を、排水温度調整装置を用いて曝気槽に吹き込み、水温を35℃に保って硝酸含有排水処理を約7ヶ月間行った。
【００８５】
比較例として、排水温度調整装置を備えていないこと以外は上記実験装置と同様の実験装置を別途作成し、この実験装置を用いて、メタノールの添加量を制御したが、温度制御は行わないで窒素含有排水処理を行った。温度制御を行わなかったため、実験期間中水温は変動し、夏期には35℃程度、冬期には25℃程度となった。
【００８６】
実験結果の評価は、実験期間中の汚泥のSVI測定値に基づいて行った。
実験結果を図５に示す。図５は縦軸がSVIを示し、横軸が測定した日付を示す。
比較例では、図５に示す通り、気温、水温が低下する11月下旬頃よりSVIが悪化した。一般にバルキングはSVIが200mL/g-MLSS以上とされ、比較例では11下旬以降、2月末の実験終了までほぼSVIが200を超過した。また不定期に汚泥浮上が生じ、処理が悪化した。
一方、処理槽の水温を一定に保った実施例では、季節によるSVIの変化はなく、冬期においてもSVIはほぼ200以下を維持した。また、汚泥の浮上など、固液分離障害も実験期間中観察されなかった。
【００８７】
以上の結果より、硝酸含有排水処理装置３においては、排熱を利用して脱窒槽７および曝気槽１１の処理水の温度を20〜37℃の間で変動幅が５℃以内に調整することが可能となり、より汚泥の沈降性を改善し、バルキングを抑制しながら排水の処理を行うことができることが実証された。
【符号の説明】
【００８８】
１  窒素含有排水処理装置
３  原水槽
５  原水流入ポンプ
７  脱窒槽
９  有機物添加装置
１１  曝気槽
１３  沈殿槽
１５  第１検出手段
１５ａ  サンプリング槽
１５ｂ  NOx-N計
１５ｃ  BOD計
１７  T-N計
１９  有機物添加量算出手段
２１  流量計
２３  有機物添加量修正手段
２５  原水送給管路
２７  攪拌機
２９  散気装置
３１  ブロア
３３  返送汚泥管路
５１  窒素含有排水処理装置
５３  原水流入ポンプ制御装置
５５  水位計
６１  窒素含有排水処理装置
６３  排水温度調整装置
６５  水温計
【図１】
2013226508.tif 000006
【図２】
2013226508.tif 000007
【図３】
2013226508.tif 000008
【図４】
2013226508.tif 000009
【図５】
2013226508.tif 000010
【図６】
2013226508.tif 000011