(57)【要約】【課題】嫌気性アンモニア酸化処理を行う反応槽を有し、被処理水の供給部よりも上方に、フィルタを備えた処理水の流出部が設けられた水処理装置であって、当該フィルタの目詰まりが起こりにくく、嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行うことができる水処理装置を提供する。【解決手段】嫌気性アンモニア酸化細菌を含む被処理水が保持され、嫌気性アンモニア酸化反応を行う反応槽１と、反応槽１に設けられた被処理水の供給部５と、反応槽１に設けられ、供給部５よりも上方に位置する処理水の流出部６とを有する水処理装置であって、流出部６にはフィルタ７が設けられ、反応槽１内には、被処理水を供給部側３と流出部側４に流通可能に分ける１または複数の仕切り部材８が設けられ、被処理水の浮遊物質濃度が供給部側３より流出部側４の方が低くなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性アンモニア酸化細菌を含む被処理水が保持され、嫌気性アンモニア酸化反応を行う反応槽と、
前記反応槽に設けられた被処理水の供給部と、
前記反応槽に設けられ、前記供給部よりも上方に位置する処理水の流出部とを有する水処理装置であって、
前記流出部にはフィルタが設けられ、
前記反応槽内には、被処理水を供給部側と流出部側に流通可能に分ける１または複数の仕切り部材が設けられ、
被処理水の浮遊物質濃度が供給部側より流出部側の方が低くなっていることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記フィルタには、洗浄手段が連通している請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記フィルタは、周面の一部または全部にフィルタ面を有する管状であり、管状の軸方向が略水平方向になるように設置されている請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
嫌気性アンモニア酸化細菌は、担体に担持されている、または、グラニュール化されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記仕切り部材は、前記フィルタの鉛直下方に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記仕切り部材は傾斜部を有し、仕切り部材の上端以外の少なくとも一部が前記フィルタの鉛直下方に位置するように設けられ、前記仕切り部材の少なくとも上端側で、被処理水の供給部側と流出部側が流通可能に形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記仕切り部材は、上端が被処理水の水面より上まで延在し、前記仕切り部材の上端側で、被処理水の供給部側と流出部側が流通可能に形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の水処理装置を用いて嫌気性アンモニア酸化処理を行うことを特徴とする水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嫌気性アンモニア酸化細菌を用いた水処理装置と、この水処理装置を用いた水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被処理水中の窒素成分を生物学的に除去する方法として、嫌気性アンモニア酸化細菌を用いた嫌気性アンモニア酸化処理が知られている。嫌気性アンモニア酸化処理は、嫌気条件下で、独立栄養性脱窒菌である嫌気性アンモニア酸化細菌の働きにより、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を窒素ガスに変換して、被処理水の窒素成分を除去する方法である。嫌気性アンモニア酸化処理は、窒素除去のために通常広く用いられている硝化脱窒法による処理と比べて、メタノール等の有機分（水素供与体）の添加を必要とせず、また曝気による酸素供給量を減らすことができ、さらには汚泥発生量の削減も可能となる点で、有効な処理方法である。一方、嫌気性アンモニア酸化細菌は増殖速度が遅いため、嫌気性アンモニア酸化処理においては、処理効率を高める点から、反応槽内に嫌気性アンモニア酸化細菌をできるだけ高濃度で保持することが重要になる。例えば特許文献１には、嫌気性アンモニア酸化細菌を担体に固定して反応槽に保持し、反応槽上部の流出部にフィルタが設けられた水処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０６６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された水処理装置では、嫌気性アンモニア酸化細菌が担体に固定され、さらに当該担体の流出を防止するためのフィルタが設けられているため、嫌気性アンモニア酸化細菌を反応槽中に高濃度に保持することが可能となる。しかし嫌気性アンモニア酸化処理では、処理に伴い窒素ガスが発生することから、反応槽内では、嫌気性アンモニア酸化細菌を含む汚泥が窒素ガスとともに水面近くに浮上しやすくなる。たとえ嫌気性アンモニア酸化細菌が担体に固定されていたとしても、反応槽内には分散状態で浮遊している菌体も存在するため、これらの一部は不可避的に水面近くに浮上して存在することとなる。そのため嫌気性アンモニア酸化処理では、反応槽上部の流出部にフィルタを設けた場合、菌体等の汚泥によってフィルタの詰まりが起こりやすくなる。特に上向流式の反応槽では、このような問題が起こりやすくなり、その結果、嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行うことが難しくなる。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、嫌気性アンモニア酸化処理を行う反応槽を有し、被処理水の供給部よりも上方に、フィルタを備えた処理水の流出部が設けられた水処理装置であって、当該フィルタの目詰まりが起こりにくく、嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行うことができる水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決することができた本発明の水処理装置とは、嫌気性アンモニア酸化細菌を含む被処理水が保持され、嫌気性アンモニア酸化反応を行う反応槽と、反応槽に設けられた被処理水の供給部と、反応槽に設けられ、供給部よりも上方に位置する処理水の流出部とを有する水処理装置であって、流出部にはフィルタが設けられ、反応槽内には、被処理水を供給部側と流出部側に流通可能に分ける１または複数の仕切り部材が設けられ、被処理水の浮遊物質濃度が供給部側より流出部側の方が低くなっているところに特徴を有する。
【０００７】
本発明の水処理装置は、被処理水を供給部側と流出部側に流通可能に分ける仕切り部材が設けられ、被処理水の浮遊物質濃度が供給部側より流出部側の方が低くなっているため、仕切り部材の供給部側に菌体（嫌気性アンモニア酸化細菌）が高濃度に保持されやすくなる。一方、仕切り部材の流出部側には菌体等の汚泥が移行しにくくなるために、流出部のフィルタの目詰まりが起こりにくくなる。そのため、反応槽内での嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行いやすくなる。なお汚泥には、一般に菌体をはじめ様々な固形成分が含まれているが、以下、菌体等の汚泥を単に「菌体」と称する場合がある。
【０００８】
フィルタには、逆洗等の洗浄手段が連通していることが好ましい。フィルタに連通して洗浄手段を設けることにより、フィルタの目詰まりを解消することができる。
【０００９】
フィルタは、周面の一部または全部にフィルタ面を有する管状であり、管状の軸方向が略水平方向になるように設置されていることが好ましい。フィルタを管状に形成することにより、フィルタがコンパクトに形成され、仕切り部材に対してフィルタを所望の位置に設置することが容易になり、フィルタ近傍への菌体の移行を防ぎやすくなる。また、フィルタを逆洗により洗浄する際は、洗浄媒体を広範囲にわたって被処理水中に噴出することが可能となるため、逆洗によって被処理水中に浮上している菌体を揺動して、菌体の沈降を効率的に促すことができる。
【００１０】
嫌気性アンモニア酸化細菌は、担体に担持されている、または、グラニュール化されていることが好ましい。これにより、嫌気性アンモニア酸化細菌が反応槽内に高濃度に保持され、嫌気性アンモニア酸化処理を効率的に行うことができる。
【００１１】
仕切り部材は、フィルタの鉛直下方に設けられていることが好ましい。仕切り部材をフィルタの鉛直下方に設けることにより、反応槽内で菌体が浮上する際、仕切り部材があることによって、フィルタ近傍に菌体が浮上しにくくなる。また、反応槽内で菌体が浮上する際、浮上した菌体が仕切り部材にぶつかることによって、菌体が窒素ガスと分離し、菌体がそれより上に浮上せずに沈降しやすくなる。
【００１２】
仕切り部材は傾斜部を有し、仕切り部材の上端以外の少なくとも一部がフィルタの鉛直下方に位置するように設けられ、仕切り部材の少なくとも上端側で、被処理水の供給部側と流出部側が流通可能に形成されていることが好ましい。この場合、菌体が仕切り部材にぶつかることによって分離した窒素ガスは、仕切り部材の傾斜部に沿って浮上し、フィルタを避ける形で気相に放出される。そのため、フィルタ近傍への菌体の浮上が起こりにくくなる。
【００１３】
仕切り部材は、上端が被処理水の水面より上まで延在し、仕切り部材の上端側で、被処理水の供給部側と流出部側が流通可能に形成されていることが好ましい。このように仕切り部材を設けることにより、反応槽内で浮上した菌体が仕切り部材の供給部側から流出部側に移行しにくくなり、その結果、流出部のフィルタの目詰まりを起こりにくくすることができる。
【００１４】
本発明はまた、本発明の水処理装置を用いて嫌気性アンモニア酸化処理を行う水処理方法も提供する。本発明の水処理方法によれば、嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の水処理装置は、被処理水を供給部側と流出部側に流通可能に分ける仕切り部材が設けられ、被処理水の浮遊物質濃度が供給部側より流出部側の方が低くなっているため、仕切り部材の供給部側に菌体（嫌気性アンモニア酸化細菌）が高濃度に保持されやすくなるとともに、仕切り部材の流出部側には菌体が移行しにくくなるために、流出部のフィルタの目詰まりが起こりにくくなる。そのため、反応槽内での嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行いやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の水処理装置の構成例を表す。
【図２】本発明の水処理装置の他の構成例を表す。
【図３】本発明の水処理装置の他の構成例を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の水処理装置は、被処理水を嫌気性アンモニア酸化細菌と接触させて嫌気性アンモニア酸化反応を行う反応槽を有するものである。反応槽には嫌気性アンモニア酸化細菌を含む被処理水が保持され、嫌気性アンモニア酸化細菌と被処理水とを接触させることにより、嫌気性アンモニア酸化反応による処理を行うことができる。
【００１８】
被処理水は窒素を含有している。具体的には、被処理水は少なくともアンモニア性窒素を含有しており、さらに亜硝酸性窒素を含有していることが好ましい。被処理水がアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の両方を含有していれば、嫌気性アンモニア酸化細菌の働きにより、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を窒素ガスに変換して、被処理水中の窒素成分を除去することができる。
【００１９】
嫌気性アンモニア酸化処理では、例えば、下記の物質収支式で表される反応が起こると考えられており、１当量のアンモニア性窒素と１．３２当量の亜硝酸性窒素とが反応して１．０２当量の窒素分子が生成し、窒素分子がガスとして除去される。
ＮＨ4+＋１．３２ＮＯ2-＋０．０６６ＨＣＯ3-＋０．１３Ｈ+
→ １．０２Ｎ2＋０．２６ＮＯ3-＋０．０６６ＣＨ2Ｏ0.5Ｎ0.15＋２．０３Ｈ2Ｏ
【００２０】
被処理水中に含まれる亜硝酸性窒素の量が少ない場合などは、被処理水中のアンモニア性窒素の一部を亜硝酸化しておくことが好ましく、これにより被処理水中のアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の含有比を適正な範囲に調整することができる。例えば、被処理水を亜硝酸化細菌（アンモニア酸化細菌）と接触させる前処理を行うことで、被処理水中のアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に変換することができる。
【００２１】
反応槽内において、嫌気性アンモニア酸化細菌は、分散状態で被処理水中に浮遊していてもよく、グラニュール化（粗粒化）していてもよい。また、嫌気性アンモニア酸化細菌は担体に固定されていてもよく、この場合、嫌気性アンモニア酸化細菌は担体に包括固定されていてもよく、担体表面に付着固定されていてもよい。担体は、反応槽に固定されていても、反応槽内で非固定とされていてもよい。担体としては、繊維製品（不織布、織布、紐等）、プラスチック、スポンジ、炭化物、ゲル体等を用いることができる。なお、嫌気性アンモニア酸化細菌は増殖速度が遅いことから、処理を効率的に行う点から、嫌気性アンモニア酸化細菌が反応槽内で高濃度に保持されることが好ましい。従って、嫌気性アンモニア酸化細菌は、グラニュール化されているか、担体に固定されていることが好ましい。
【００２２】
反応槽では、嫌気性アンモニア酸化処理に伴い発生した窒素ガスの一部が、菌体に付着した状態で浮上する。すなわち、窒素ガスの浮上に伴って、菌体の一部も浮上する。嫌気性アンモニア酸化細菌等の菌体が担体に固定されていたり、グラニュール化していたとしても、反応槽内には分散状態で浮遊している菌体も存在するため、反応槽内の被処理水の水面付近には菌体が浮上した状態で存在することとなる。さらに反応槽では、被処理水の上向きの流れが形成されているため、菌体の浮上がより起こりやすくなる。
【００２３】
一方、反応槽内の菌体は、反応槽からできるだけ流出しないようにすることが望ましい。特に嫌気性アンモニア酸化細菌は、増殖速度が遅いため、嫌気性アンモニア酸化処理を安定的に行う点から、反応槽内に嫌気性アンモニア酸化細菌をできるだけ高濃度で保持することが好ましい。そのため、本発明の水処理装置では、嫌気性アンモニア酸化細菌が反応槽から流出するのをできるだけ抑えるために、流出部にフィルタを設けている。
【００２４】
フィルタとしては、比較的粗大な固形分を除去対象としたものを用いることが好ましく、例えば、金属メッシュ（金網）、パンチングメタル、ウェッジワイヤースクリーン等を用いることができる。例えば、金属メッシュやパンチングメタルを用いる場合は、開口の円相当径が０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましく、また１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以下がさらに好ましい。ウェッジワイヤースクリーンであれば、クリアランス（隙間の幅）が０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましく、また１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以下がさらに好ましい。フィルタの形状は特に限定されず、例えば、平面状や管状が挙げられる。
【００２５】
流出部には、フィルタを１つのみ設けてもよく（１段ろ過）、複数を多段的に設けてもよい（多段ろ過）。後者の場合、同一または異なる目幅を有するフィルタを多段的に設ければよい。例えば、反応槽側に目幅の大きいフィルタを設け、処理水取出側に目幅の小さいフィルタを設けることができる。
【００２６】
ところで、流出部にフィルタを設けた場合、反応槽内で浮上した菌体がフィルタ表面で目詰まりを起こしやすくなり、その結果、処理を安定して継続することが困難になりやすくなる。そこで、本発明の水処理装置では、反応槽内に、被処理水を供給部側と流出部側に流通可能に分ける仕切り部材を設けている。仕切り部材は反応槽内で被処理水中に設けられ、反応槽内の被処理水を、仕切り部材を挟んで供給部側と流出部側とに分ける。ただし、仕切り部材を挟んだ供給部側と流出部側は、被処理水が流通可能となるように形成されている。例えば、仕切り部材の少なくとも一部を反応槽の内壁と離間して設けたり、仕切り部材に開口を設けたりすることにより、仕切り部材の供給部側と流出部側を流通可能に形成する。仕切り部材は、１つのみ設けてもよく、複数設けてもよい。
【００２７】
反応槽内は、被処理水の浮遊物質濃度が、仕切り部材の供給部側より流出部側の方が低くなるように形成されている。反応槽内に仕切り部材を設けることにより、菌体（特に反応槽内で浮上する菌体）が流出部側に移行するのが妨げられる。これにより、仕切り部材の供給部側に菌体が高濃度に保持されやすくなるとともに、仕切り部材の流出部側には菌体が移行しにくくなるために、流出部のフィルタの目詰まりが起こりにくくなる。そのため、嫌気性アンモニア酸化細菌が保持された反応槽での処理を安定して行いやすくなる。
【００２８】
仕切り部材は、例えば板状に設けられ、すなわち仕切り板として設けられる。仕切り部材は、被処理水の浮遊物質濃度が供給部側より流出部側の方が低くなる限り、供給部側と流出部側を水平方向に区分してもよく、垂直方向に区分してもよく、斜め方向に区分してもよく、またこれらの組み合わせでもよい。
【００２９】
仕切り部材は、例えば、フィルタの鉛直下方に設けられることが好ましい。この場合、仕切り部材は、水平方向に延びるように、あるいは傾斜して設けられればよい。仕切り部材をフィルタの鉛直下方に設けることにより、反応槽内で菌体が浮上する際、仕切り部材があることによって、フィルタ近傍に菌体が浮上しにくくなる。また、反応槽内で菌体が浮上する際、菌体が浮上する途中で仕切り部材にぶつかることによって、菌体が窒素ガスと分離し、菌体がそれより上に浮上せずに沈降しやすくなる。その結果、被処理水の浮遊物質濃度が、仕切り部材の供給部側より流出部側の方が低くなり、流出部のフィルタの目詰まりを起こりにくくすることができる。
【００３０】
仕切り部材は、フィルタの鉛直下方に設けられるとともに、フィルタよりも水平方向の外方に延在していることが好ましい。すなわち仕切り部材は、水平投影面が、フィルタと重なるとともに、フィルタよりも外方に延在するように設けられることが好ましい。このように仕切り部材を設けることにより、菌体がフィルタ近傍に浮上しにくくなる。仕切り部材は、より好ましくは、水平面への投影面積が、フィルタよりも大きくなるように設けられる。
【００３１】
仕切り部材は傾斜部を有し、仕切り部材の上端以外の少なくとも一部がフィルタの鉛直下方に位置するように設けられ、仕切り部材の上端側で被処理水の供給部側と流出部側が流通可能に形成されていることが好ましい。この場合、浮上した菌体は、仕切り部材にぶつかって菌体と窒素ガスとに分離し、分離した窒素ガスが仕切り部材の傾斜部に沿って仕切り部材の上端側に移動するようになる。そして、仕切り部材は、上端がフィルタの鉛直下方に位置しないように設けられているため、窒素ガスはフィルタを避ける形で気相に放出されるようになる。つまり、仕切り部材によって窒素ガスの分離を行うことができる。また、窒素ガスがフィルタを通って処理水側に同伴されるのが防止され、処理水の引き抜きを安定して行いやすくなる。さらに、窒素ガスとともに菌体が仕切り部材の傾斜部に沿って仕切り部材の上端側に移動したとしても、仕切り部材は上端がフィルタの鉛直下方に位置しないように設けられているため、菌体がフィルタ近傍に浮上せず、フィルタの目詰まりも起こりにくくなる。
【００３２】
仕切り部材の傾斜部は、仕切り部材が傾斜して設けられる限り、鉛直断面が直線状であっても曲線状であってもよく、またこれらの組み合わせであってもよい。例えば、仕切り部材の傾斜部は湾曲状に設けられてもよい。また、仕切り部材は傾斜部を２以上有していてもよい。
【００３３】
仕切り部材が傾斜部を有し、仕切り部材の上端以外の少なくとも一部がフィルタの鉛直下方に位置するように設けられる場合、仕切り部の下端側でも被処理水の供給部側と流出部側が流通可能に形成されることが好ましい。この場合、仕切り部材の流出部側に菌体の一部が移行したとしても、菌体は既に窒素ガスと分離して沈降性が高まっているため、仕切り部材の流出部側で菌体が沈降しやすくなる。そして、仕切り部材上に沈降した菌体は、仕切り部材の傾斜部に沿ってさらに沈降して、下端側から供給部側に移行するようになる。その結果、被処理水の流出部側の浮遊物質濃度を低く維持することができる。
【００３４】
なお、仕切り部材は、必ずしもフィルタの鉛直下方に位置するように設けられなくてもよい。例えば、被処理水の上向きの流れに対してフィルタがずれて設置されているような場合は、被処理水の上向きの流れとフィルタとを隔てるように、仕切り部材を垂直方向あるいは斜め方向に延びるように設けてもよい。このように仕切り部材を設けても、被処理水の浮遊物質濃度を、仕切り部材の供給部側より流出部側の方を低くすることができる。
【００３５】
仕切り部材は、上端が被処理水の水面より上まで延在し、仕切り部材の上端側で、被処理水の供給部側と流出部側が流通可能に形成されていてもよい。この場合、仕切り部材は、上端を例えばジグザグ状や蛇行状に形成し、上端の一部のみが被処理水の水面より上まで延在するように形成すればよい。このように仕切り部材を設けることにより、反応槽内で浮上した菌体が仕切り部材の供給部側から流出部側に移行しにくくなり、その結果、流出部のフィルタの目詰まりを起こりにくくすることができる。
【００３６】
仕切り部材は、供給部よりも流出部の近くに設けられることが好ましい。具体的には、仕切り部材と流出部との最短距離が、仕切り部材と供給部との最短距離よりも短くなるように、仕切り部材が設けられることが好ましい。より好ましくは、仕切り部材と流出部との最短距離が、仕切り部材と供給部との最短距離の１／２以下となるように、仕切り部材が設けられる。このように仕切り部材を設けることにより、仕切り部材の流出部側の浮遊物質濃度を低減しやすくなる。
【００３７】
本発明の水処理装置は、上記のように仕切り部材を設けることにより、フィルタでの目詰まりを起こりにくくすることができるが、フィルタには逆洗等の洗浄手段が連通していることが好ましい。具体的には、フィルタの処理水取出側に洗浄手段が連通して設けられていることが好ましい。洗浄手段としては、コンプレッサや送液ポンプ等が挙げられる。フィルタに連通して洗浄手段を設けることにより、洗浄媒体（洗浄ガスや洗浄水）をフィルタの処理水取出側から導入して、フィルタの目詰まりを解消することができる。またこの際、洗浄手段によってフィルタ周囲の被処理水が乱され、これにより、窒素ガスを抱き込んでフィルタ近傍に浮上している菌体が揺動して菌体から窒素ガスが分離し、菌体を沈降させることもできる。
【００３８】
洗浄ガスとしては、窒素ガスや空気等を用いることができる。洗浄ガスとして窒素ガスを用いる場合は、嫌気性アンモニア酸化処理により発生した窒素ガスを集めて、これを洗浄ガスとして用いることができる。洗浄水としては、処理水を用いることが簡便であるが、特にこれに限定されない。なお、被処理水の水面近くに浮上している菌体を効率的に揺動させて、菌体の沈降を促す点から、洗浄媒体としては、洗浄ガスを用いることが好ましい。
【００３９】
本発明においては、洗浄ガスとして空気を用いることが可能である。嫌気性アンモニア酸化細菌は、基本的に酸素とできるだけ接触しないようにすることが好ましいことから、一般には空気を洗浄ガスとして用いることは好ましくない。しかし、本発明の水処理装置では、被処理水中に仕切り部材が設けられ、被処理水の浮遊物質濃度が仕切り部材の供給部側より流出部側の方が低くなっているため、フィルタ（すなわち流出部）から空気を被処理水中に供給しても、これによる嫌気性アンモニア酸化細菌の活性低下を極力抑えることができる。そして洗浄ガスとして空気を用いることにより、装置構成を簡便にすることができるとともに、洗浄に係る用役費も低減することができる。そのため、低コストで、頻繁なフィルタの洗浄が可能となる。
【００４０】
フィルタは管状に形成されることが好ましい。この場合、フィルタは、管状の周面の一部または全部にフィルタ面を有し、例えば、管状の軸方向が略水平方向になるように設置されることが好ましい。フィルタを管状に形成すれば、フィルタがコンパクトに形成され、仕切り部材に対してフィルタを所望の位置に設置することが容易になり、フィルタ近傍への菌体の移行を防ぎやすくなる。また、フィルタを逆洗により洗浄する際は、洗浄媒体を広範囲にわたって被処理水中に噴出することが可能となるため、逆洗によって被処理水中に浮上している菌体を揺動して、菌体の沈降を効率的に促すことができる。
【００４１】
以上のように、本発明の水処理装置を用いれば、嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行うことができる。従って、本発明の水処理装置を用いた水処理方法によれば、被処理水を反応槽に導入して嫌気性アンモニア酸化細菌と接触させることにより、嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行うことができる。
【００４２】
次に、本発明の水処理装置の構成例について、図１〜図３を参照して説明する。なお、本発明は、図面に示した実施態様に限定されない。
【００４３】
図１には、本発明の水処理装置の第１実施態様を示した。図１に示した水処理装置は、嫌気性アンモニア酸化反応を行う反応槽１と、反応槽１に設けられた被処理水の供給部５と、反応槽１に設けられ、供給部５よりも上方に位置する処理水の流出部６とを有する水処理装置が示されている。反応槽１内には、嫌気性アンモニア酸化細菌が固定された担体２が、被処理水中に保持されている。流出部６にはフィルタ７が設けられ、反応槽１内には、被処理水を供給部側３と流出部側４に流通可能に分ける仕切り部材８が設けられている。そして、被処理水の浮遊物質濃度が、供給部側３より流出部側４の方が低くなっている。図１に示した水処理装置は、反応槽１内に仕切り部材８を設けることにより、担体２に固定されずに分散状態で浮遊している菌体が流出部側４に移行しにくくなり、フィルタ７の目詰まりが起こりにくくなる。そのため、反応槽１内での嫌気性アンモニア酸化処理を安定して行いやすくなる。
【００４４】
図１では、仕切り部材８が傾斜部を有し、仕切り部材８の上端以外の一部がフィルタ７の鉛直下方に位置するように設けられ、仕切り部材８の上端側と下端側で、被処理水の供給部側３と流出部側４が流通可能に形成されている。このように仕切り部材８を設けることにより、菌体がフィルタ７の近傍に浮上しにくくなり、フィルタ７の目詰まりが起こりにくくなる。また、菌体が反応槽１内で浮上する際、菌体は窒素ガスを抱いた形で浮上をするが、浮上した菌体が仕切り部材８にぶつかることによって窒素ガスと分離され、菌体がそれより上に浮上せずに沈降しやすくなる。分離した窒素ガスは、仕切り部材８の傾斜部に沿って浮上し、フィルタ７を避ける形で気相に放出される。また、菌体の一部が流出部側４に移行したとしても、菌体は既に窒素ガスと分離して沈降性が高まっているため、菌体は流出部側４で仕切り部材８に沿って沈降し、仕切り部材８の下端側から供給部側３に移行することできる。そのため、被処理水の流出部側４の浮遊物質濃度を低く維持することができる。
【００４５】
図１では、フィルタ７が、周面の一部または全部にフィルタ面を有する管状に形成され、管状の軸方向が略水平方向になるように設置されている。このようにフィルタ７を設置することで、フィルタ７の水平面への投影面積に比べて、フィルタ面の面積を広く確保しやすくなる。そのため、処理水量を確保しつつ、フィルタ７を仕切り部材８の真上に位置するように設置して、フィルタ７の近傍に菌体が浮上しないようにフィルタ７や仕切り部材８の設置位置を適切に調整しやすくなる。
【００４６】
図１では、流出部６から排出された処理水が、流路１３を通って処理水槽１０に一旦貯められるように構成されている。処理水槽１０に貯められた処理水は、一部が流路１４を通って系外に排出され、他部が流路１５を通って反応槽１の供給部５に返送されるようになっている。すなわち、処理水が反応槽１に循環供給されるようになっており、これにより処理水質を高めることが可能となる。
【００４７】
フィルタ７には、洗浄手段として、送液ポンプ１１とコンプレッサ１２が連通している。図１では、洗浄媒体として、処理水と空気を用いることができるようになっている。なお図１では、送液ポンプ１１が、洗浄水の供給用と、処理水の反応槽への循環用と、処理水の系外排出用を兼ねている。
【００４８】
洗浄媒体として処理水を用いる場合、処理水槽１０中の処理水を、送液ポンプ１１により流路１６を通ってフィルタ７の処理水取出側に供給することにより、フィルタ７の洗浄を行うことができる。洗浄媒体として空気を用いる場合は、コンプレッサ１２により空気をフィルタ７の処理水取出側に供給することにより、フィルタ７の洗浄を行うことができる。洗浄によりフィルタ７の目詰まりを解消することができるとともに、洗浄媒体をフィルタ７から被処理水中に噴出することにより、窒素ガスを抱き込んでフィルタ７の近傍に浮上している菌体を揺動して、菌体から窒素ガスを分離させて、菌体の沈降を促すことができる。
【００４９】
図１では、フィルタ７の上方の気相部に散水手段９が設けられている。処理水槽１０中の処理水を、送液ポンプ１１により流路１７を通って散水手段９から反応槽１内に散布することにより、フィルタ７の目詰まりを解消することができるとともに、反応槽１内の被処理水の水面近くに浮上している菌体を揺動させて、菌体から窒素ガスを分離させて、菌体の沈降を促すことができる。
【００５０】
図２および図３には、本発明の水処理装置の第２実施態様と第３実施態様をそれぞれ示した。なお、図２および図３には、図１の反応槽に係る構成例（ただし散水手段を除く）のみを示す。なお下記の説明で、第１実施態様に関する説明と重複する部分の説明を省く。
【００５１】
図２に示した反応槽１では、仕切り部材８が傾斜部を有し、仕切り部材８の上端以外の一部がフィルタ７の鉛直下方に位置するように設けられているとともに、仕切り部材８の上端が被処理水の水面より上まで延在している。そして、仕切り部材８の上端側と下端側で、被処理水の供給部側３と流出部側４が流通可能に形成されている。このように仕切り部材８を設けることにより、反応槽１内で浮上した菌体が、仕切り部材８を越えて供給部側３から流出部側４に移行しにくくなり、フィルタ７の目詰まりが起こりにくくなる。
【００５２】
図３に示した反応槽１では、仕切り部材８がフィルタ７の鉛直下方に設けられず、フィルタ７の側方に設けられ、仕切り部材８の上端が被処理水の水面より上まで延在するように設けられている。そして、仕切り部材８の上端側と下端側で、被処理水の供給部側３と流出部側４が流通可能に形成されている。なお図３では、フィルタ７が、反応槽１内での被処理水の上向きの流れが直接当たらない位置に設置され、被処理水の上向きの流れに対してずれて設置されている。このように仕切り部材８を設けても、反応槽１内で浮上した菌体が、仕切り部材８を越えて供給部側３から流出部側４に移行しにくくなり、フィルタ７の目詰まりが起こりにくくなる。
【００５３】
仕切り部材は、図面に示した例に限定されず、様々な設置態様が可能である。例えば、仕切り部材は、管状のフィルタの周面に対向してフィルタの軸方向に延びるように設けてもよく、さらに管状のフィルタの端面に対向して設けてもよい。この場合、フィルタの周面や端面に対向して設置された仕切り部材は、フィルタの下方で繋がっていてもよい。このように設けられた仕切り部材は、例えば、管状のフィルタの周面側方を覆うとともに、管状のフィルタの軸方向に延びる、樋状に設けられることとなる。このように仕切り部材を設けた場合、フィルタ面に対向して仕切り部材が設けられるため、菌体がフィルタ面の近くに移行しにくくなり、フィルタの目詰まりがさらに起こりにくくなる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、下水、し尿、下水処理やし尿処理に伴い発生するプロセス排水、食品工場、化学工場等から発生する工場排水、家畜糞尿、畜産廃棄物の処理により発生する排水等の処理に用いることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１：  反応槽
２：  嫌気性アンモニア酸化細菌固定担体
３：  供給部側
４：  流出部側
５：  供給部
６：  流出部
７：  フィルタ
８：  仕切り部材
１１：  送液ポンプ（洗浄手段）
１２：  コンプレッサ（洗浄手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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