(57)【要約】【課題】下水処理時に発生するＮ２Ｏを容易且つ効果的に低減できるようにする。【解決手段】下水を処理する生物反応槽２３を備え、生物反応槽２３で発生するＮ２Ｏを分解するＮ２Ｏ分解処理システムであって、生物反応槽２３は、無酸素状態又は嫌気状態であって、Ｎ２Ｏを分解する微生物が存在する処理槽（嫌気槽２１）を有し、生物反応槽２３から排出されたＮ２Ｏを含む排出ガスからＮ２ガス及びＯ２ガスを分離して高濃度のＮ２Ｏガスを得るガス分離部７０と、ガス分離部７０によって得られたＮ２Ｏガスを用いて、処理槽（嫌気槽２１）にＮ２Ｏが溶解したＮ２Ｏ水を生じさせるＮ２Ｏ水生成部８０とを有するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水を処理する生物反応槽を備え、前記生物反応槽で発生するＮ２Ｏを分解するＮ２Ｏ分解処理システムであって、
前記生物反応槽は、無酸素状態又は嫌気状態であって、Ｎ２Ｏを分解する微生物が存在する処理槽を有し、
前記生物反応槽から排出されたＮ２Ｏを含む排出ガスからＮ２ガス及びＯ２ガスを分離して高濃度のＮ２Ｏガスを得るガス分離部と、
前記ガス分離部によって得られたＮ２Ｏガスを用いて、前記処理槽にＮ２Ｏが溶解したＮ２Ｏ水を生じさせるＮ２Ｏ水生成部と、を有するＮ２Ｏ分解処理システム。
【請求項２】
前記Ｎ２Ｏ水生成部は、前記Ｎ２Ｏガスと、水とを混合することにより、Ｎ２Ｏが溶解したＮ２Ｏ水を生成する溶解部を有し、
前記Ｎ２Ｏ水生成部は、前記溶解部で生成したＮ２Ｏ水を前記処理槽に供給する請求項１に記載のＮ２Ｏ分解処理システム。
【請求項３】
前記溶解部は、前記処理槽の環境下での飽和濃度以上のＮ２Ｏが溶解されたＮ２Ｏ水を生成する請求項２に記載のＮ２Ｏ分解処理システム。
【請求項４】
前記溶解部は、前記生物反応槽よりも上流側の処理対象の水と、前記Ｎ２Ｏガスとを混合して、前記Ｎ２Ｏ水を生成する請求項２又は請求項３に記載のＮ２Ｏ分解処理システム。
【請求項５】
前記処理槽は、槽内において、処理対象の水を鉛直方向に循環させる循環流が形成されており、
前記Ｎ２Ｏ水生成部は、前記循環流における上方から下方への流れの中に、前記Ｎ２Ｏ水を供給する請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のＮ２Ｏ分解処理システム。
【請求項６】
前記排出ガス中のＮ２Ｏの濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部により検出されたＮ２Ｏの濃度に基づいて、前記ガス分離部に前記排出ガスを導入するか否かを切り替える切替制御部と、を更に有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のＮ２Ｏ分解処理システム。
【請求項７】
前記切替制御部は、前記濃度検出部により検出されたＮ２Ｏの濃度が所定の閾値以上の場合に、前記排出ガスを前記ガス分離部に導入するように切り替える請求項６に記載のＮ２Ｏ分解処理システム。
【請求項８】
前記閾値は、前記排出ガスに基づいてＮ２Ｏ水を前記処理槽に生じさせてＮ２Ｏ量を低減することによる地球温暖化の抑制効果が、前記Ｎ２Ｏ水を前記処理槽に生じさせるために排出される温室効果ガスによる地球温暖化の促進効果を上回ると想定される場合における、前記排出ガスに含まれるＮ２Ｏの濃度である請求項７に記載のＮ２Ｏ分解処理システム。
【請求項９】
下水を処理する生物反応槽を備え、前記生物反応槽は、無酸素状態又は嫌気状態であって、Ｎ２Ｏを分解する微生物が存在する処理槽を有するＮ２Ｏ分解処理システムにおけるＮ２Ｏ分解処理方法であって、
前記生物反応槽から排出された排出ガスからＮ２ガス及びＯ２ガスを分離して高濃度のＮ２Ｏガスを得るガス分離ステップと、
前記ガス分離ステップで得られたＮ２Ｏガスを用いて、前記処理槽にＮ２Ｏが溶解したＮ２Ｏ水を生じさせるＮ２Ｏ水生成ステップと、を有するＮ２Ｏ分解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水を処理する際に発生する一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）の大気への放出を低減することのできるＮ２Ｏ分解処理システム及びＮ２Ｏ分解処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場において下水を処理する際には、窒素酸化物の一種であるＮ２Ｏが発生している。Ｎ２Ｏの地球温暖化係数は、例えば、ＣＯ２の３１０倍とされているため、Ｎ２Ｏの排出量を削減することは地球温暖化防止の観点からは重要である。
【０００３】
非特許文献１においては、Ｎ２Ｏを含む温室効果ガスを算定の対象としており、下水道管理者は下水道温暖化防止計画を策定し、温室効果ガスの排出量を削減するための取り組みを推進することを定めている。
【０００４】
これに対して、生物反応槽の好気槽への空気の送風制御を適正化等することによりＮ２Ｏの生成自体を抑制する技術や、排出されたＮ２Ｏガスを反応槽内に再曝気して無酸素条件下で分解させる技術の開発が進められている（例えば、非特許文献２参照）。また、Ｎ２Ｏを含有する含有ガスを、嫌気性の生物反応槽に導入して微生物による還元処理を行う前に、含有ガスに混在する酸素を予め除去することにより、活性汚泥の嫌気状態を損ねないようにするための技術が開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４６０５５号公報
【特許文献２】特開２００７−７５８２１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】“下水道における地球温暖化防止推進計画策定の手引き”、平成２１年３月、下水道における地球温暖化防止対策検討委員会、［平成２６年５月１９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｌｉｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｃｏｍｍｏｎ／００００３６１７６．ｐｄｆ＞
【非特許文献２】“東京都下水道事業  経営計画２０１３”、平成２５年２月、東京都、１０４頁、［平成２６年５月１９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｅｓｕｉ．ｍｅｔｒｏ．ｔｏｋｙｏ．ｊｐ／ｊｉｇｙｏｕ／ｋｅｉｅｉｋｅｉｋａｋｕ／ｋｅｉｋａｋｕ２０１３／ｋｅｉｅｉｋｅｉｋａｋｕ２０１３．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、非特許文献２に記載されている、排出されたＮ２Ｏガスを反応槽内に再曝気して無酸素条件下で分解させる技術を検討すると、好気槽における排ガスを嫌気槽に循環させて曝気させるだけでは、十分な量のＮ２Ｏを分解することができない。これは、活性汚泥によるＮ２Ｏの分解は、嫌気状態であることが必要条件であるため、循環させる曝気量を増やすと、ＤＯ（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  ｏｘｙｇｅｎ：溶存酸素濃度）濃度が上昇してしまって、嫌気状態を維持できないことに起因する。また、このように嫌気状態を維持できないことは、嫌気槽の本来の水処理機能を損なってしまうことにもつながる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、下水処理時に発生するＮ２Ｏを容易且つ効果的に低減することのできる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的達成のため、本発明の一態様に係るＮ２Ｏ分解処理システムは、下水を処理する生物反応槽を備え、生物反応槽で発生するＮ２Ｏを分解するＮ２Ｏ分解処理システムであって、生物反応槽は、無酸素状態又は嫌気状態であって、Ｎ２Ｏを分解する微生物が存在する処理槽を有し、生物反応槽から排出されたＮ２Ｏを含む排出ガスからＮ２ガス及びＯ２ガスを除去して高濃度のＮ２Ｏガスを得るガス分離部と、ガス分離部によって得られたＮ２Ｏガスを用いて、処理槽にＮ２Ｏが溶解したＮ２Ｏ水を生じさせるＮ２Ｏ水生成部と、を有する。
【００１０】
また、本発明の他の態様に係るＮ２Ｏ分解処理システムは、更に、Ｎ２Ｏ水生成部が、Ｎ２Ｏガスと、水とを混合することにより、Ｎ２Ｏが溶解したＮ２Ｏ水を生成する溶解部を有し、Ｎ２Ｏ水生成部は、溶解部で生成したＮ２Ｏ水を処理槽に供給する。
【００１１】
また、本発明の他の態様に係るＮ２Ｏ分解処理システムは、更に、溶解部が、処理槽の環境下での飽和濃度以上のＮ２Ｏが溶解されたＮ２Ｏ水を生成する。
【００１２】
また、本発明の他の態様に係るＮ２Ｏ分解処理システムは、更に、溶解部が、生物反応槽よりも上流側の処理対象の水と、Ｎ２Ｏガスとを混合して、Ｎ２Ｏ水を生成する。
【００１３】
また、本発明の他の態様に係るＮ２Ｏ分解処理システムは、更に、処理槽は、槽内において、処理対象の水を鉛直方向に循環させる循環流が形成されており、Ｎ２Ｏ水生成部は、循環流における上方から下方への流れの中に、Ｎ２Ｏ水を供給する。
【００１４】
また、本発明の他の態様に係るＮ２Ｏ分解処理システムは、更に、排出ガス中のＮ２Ｏの濃度を検出する濃度検出部と、濃度検出部により検出されたＮ２Ｏの濃度に基づいて、ガス分離部に排出ガスを導入するか否かを切り替える切替制御部と、を有する。
【００１５】
また、本発明の他の態様に係るＮ２Ｏ分解処理システムは、更に、切替制御部が、濃度検出部により検出されたＮ２Ｏの濃度が所定の閾値以上の場合に、排出ガスをガス分離部に導入するように切り替える。
【００１６】
また、本発明の他の態様に係るＮ２Ｏ分解処理システムは、更に、閾値が、排出ガスに基づいてＮ２Ｏ水を処理槽に生じさせてＮ２Ｏ量を低減することによる地球温暖化の抑制効果が、Ｎ２Ｏ水を処理槽に生じさせるために排出される温室効果ガスによる地球温暖化の促進効果を上回ると想定される場合における、排出ガスに含まれるＮ２Ｏの濃度である。
【００１７】
また、本発明の他の態様に係るＮ２Ｏ分解処理方法は、下水を処理する生物反応槽を備え、生物反応槽は、無酸素状態又は嫌気状態であって、Ｎ２Ｏを分解する微生物が存在する処理槽を有するＮ２Ｏ分解処理システムにおけるＮ２Ｏ分解処理方法であって、生物反応槽から排出された排出ガスからＮ２ガス及びＯ２ガスを除去して高濃度のＮ２Ｏガスを得るガス分離ステップと、ガス分離ステップで得られたＮ２Ｏガスを用いて、処理槽にＮ２Ｏが溶解したＮ２Ｏ水を生じさせるＮ２Ｏ水生成ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、下水処理時に発生するＮ２Ｏを容易且つ効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＮ２Ｏ分解処理システムの一例としての下水処理システムの構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る下水処理システムの範囲Ａの拡大構成図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るガス分離部の構成図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る下水処理システムによるＮ２Ｏ分解処理方法における各種流量等を試算した試算表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２１】
＜一実施形態＞
【００２２】
まず、本発明の一実施形態に係るＮ２Ｏ分解処理システムの一例としての下水処理システムについて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係るＮ２Ｏ分解処理システムの一例としての下水処理システムの構成図である。
【００２４】
下水処理システム１は、第１沈殿池（「下水道施設計画・設計指針と解説（後編）２００９年版」（社団法人日本下水道協会）における最初沈殿池に相当）１０と、生物反応槽２０と、第２沈殿池（「下水道施設計画・設計指針と解説（後編）２００９年版」（社団法人日本下水道協会）における最終沈殿池に相当）３０と、配管４０と、脱臭設備側配管４１と、Ｎ２Ｏ水生成装置側配管４２と、Ｎ２Ｏ水供給配管４３と、脱臭設備５０と、濃度検出部の一例としてのＮ２Ｏ計５１と、切替制御部５２と、切替部６０と、Ｎ２Ｏ水生成装置９０とを有する。
【００２５】
第１沈殿池１０は、流入した流入水（下水）に含まれる比重の大きい浮遊物質等を沈殿させる処理を行い、処理後の水を後段（下流）に流す。本実施形態では、処理後の水は、生物反応槽２０と、Ｎ２Ｏ水生成装置９０とに導かれる。第１沈殿池１０において沈殿した汚泥は、引抜かれて、濃縮処理、脱水処理等が行われた後、図示しない焼却炉に導入されて焼却される。
【００２６】
生物反応槽２０は、第１沈殿池１０から流入した水に対して、微生物を用いて、有機物除去、りん除去、窒素除去等を行い、処理後の水を後段の第２沈殿池３０に流す。具体的には、生物反応槽２０は、処理槽の一例としての嫌気槽２１と、無酸素槽２２と、好気槽２３と、ブロワー２４とを有する。
【００２７】
嫌気槽２１は、処理対象の水に対して、活性汚泥（微生物を含む汚泥）中の微生物を用いて、有機物を除去する。嫌気槽２１においては、嫌気状態が維持され、微生物内に蓄えられているりん（Ｐ）が水に放出されるとともに、微生物によって水に溶解しているＮ２Ｏが分解されてＮ２が放出される。嫌気槽２１では、槽内において、図示しない機械式の撹拌機が設けられており、処理対象の水を鉛直方向に循環させる循環流（例えば、２系統の循環流）が形成されている。したがって、嫌気槽２１においては、上方から下方に処理対象の水が流れる部分（下方流部分）と、下方から上方に処理対象の水が流れる部分（上方流部分）とがある。嫌気槽２１の液面下の下方流部分において、後述するＮ２Ｏ水供給配管４３を介して供給されるＮ２Ｏ水が導入される。このように、下方流部分において、Ｎ２Ｏ水が導入されるので、Ｎ２Ｏ水が下方流に乗って流れる。この際、Ｎ２Ｏ水からＮ２Ｏガスが発生したとしても、Ｎ２Ｏガスが下方流に乗って進み、あるいは下方流の影響によって上方へ移動し辛くなるので、比較的長時間に亘って嫌気槽２１に滞留することとなり、発生したＮ２Ｏガスが嫌気槽２１内の水に効果的に溶解することとなる。また、Ｎ２Ｏ水には、Ｏ２が溶存していないので、嫌気槽２１における嫌気状態を維持することができる。なお、鉛直方向の循環流が形成されている場所が必ずしも一定ではない場合には、嫌気槽２１の深部（例えば、攪拌機で水流を作っている部分等）にＮ２Ｏ水を導入するようにしても良い。
【００２８】
無酸素槽２２は、無酸素状態が維持され、嫌気槽２１を経由した水に対して、活性汚泥中の微生物を用いて、窒素除去（脱窒）を行う。無酸素槽２２においては、水中の硝酸イオン（ＮＯ３−）に対して脱窒が行われるので、Ｎ２ＯやＮ２が発生する。好気槽２３は、処理対象の水に対して、活性汚泥中の微生物を用いて、硝化を行う。好気槽２３においては、水中のアンモニウムイオン（ＮＨ４＋）に対して硝化が行われるので、亜硝酸生成反応との競合反応により、Ｎ２Ｏが生成される。ブロワー２４は、生物反応槽２０の外側の空気を好気槽２３の水中（例えば、好気槽２３の底部位置又は好気槽２３が有効水深１０ｍ以上のような深槽反応槽の場合には中程度の深さ位置）に供給する、すなわち曝気する。これにより、好気槽２３の水は、十分な好気条件が維持される。好気槽２３の水中に供給された空気から、好気槽２３における生物反応に必要な成分（例えば酸素分子）が除かれ、また、生物反応により生じた成分（例えば、Ｎ２Ｏ分子、ＣＯ２分子、Ｈ２Ｏ分子等）が付加された気体が好気槽２３の水面から排出される。本実施形態では、生物反応槽２０の各槽２１，２２，２３の上側は、覆蓋２０ａによって覆われており、覆蓋２０ａの下の空間（ガス収容空間）Ｓには、生物反応槽２０から発生した各種ガスが存在することとなる。本実施形態では、ガス収容空間Ｓは、嫌気槽２１、無酸素槽２２、及び好気槽２３の間で繋がっている。また、これらガス収容空間Ｓは、生物反応槽２０の外界とも繋がっているので、周囲の空気が流入することもある。
【００２９】
第２沈殿池３０は、生物反応槽２０から流入した水に含まれる活性汚泥を沈殿させる処理を行い、処理後の水を下水処理システム１から排出する。第２沈殿池３０において沈殿した活性汚泥のうち、生物反応槽２０に必要な量については、生物反応槽２０の嫌気槽２１に返送され、残りは、余剰汚泥として引抜かれる。第２沈殿池３０から引抜かれた汚泥は、濃縮処理、脱水処理等が行われた後、焼却炉に導入されて焼却される。
【００３０】
生物反応槽２０の各槽（２１，２２，２３）のガス収容空間Ｓには、生物反応槽２０で排出された気体（排出ガス）を排出するための配管４０が設けられている。ここで、排出ガスには、嫌気槽２１や無酸素槽２２において発生するＮ２Ｏや、好気槽２３の水面から排出されたＮ２Ｏを含むガスがある。配管４０には、ガス収容空間Ｓのガスを配管４０内に吸引するための図示しない吸引設備（例えば、送風機）が設けられており、ガス収容空間Ｓのガスが配管４０に吸引されるようになっている。この吸引設備の能力としては、例えば、好気槽２３における曝気量を上回る吸引量があれば良い。この吸引設備によれば、ガス収容空間Ｓが負圧状態となり、嫌気槽２１、無酸素槽２２、及び好気槽２３で排出された各種ガスだけでなく、周囲の空気が配管４０に吸引されることとなる。なお、本実施形態では、配管４０に吸引されたこれらガスを排出ガスということもある。配管４０は、切替部６０を介して、脱臭設備側配管４１と、Ｎ２Ｏ水生成装置側配管４２とに接続されている。切替部６０において、配管４０と、脱臭設備側配管４１とは、電磁弁６２を介して、開閉可能に接続され、また、配管４０と、Ｎ２Ｏ水生成装置側配管４２とは、電磁弁６１を介して、開閉可能に接続されている。これにより、切替部６０においては、例えば、排出ガスを脱臭設備５０に供給する経路とするか、又は排出ガスをＮ２Ｏ水生成装置９０に供給する経路とするかを切替可能となっている。なお、配管４０、脱臭設備側配管４１、及びＮ２Ｏ水生成装置側配管４２のいずれかの部位において、排出ガスを生物反応槽２０から下流方向（脱臭設備５０又はＮ２Ｏ水生成装置９０の方向）に流すための送風機構を設けるようにしても良い。
【００３１】
Ｎ２Ｏ計５１は、配管４０に流れる排出ガス中のＮ２Ｏの濃度を測定する。
【００３２】
切替制御部５２は、Ｎ２Ｏ計５１で測定されたＮ２Ｏの濃度に基づいて、切替部６０の電磁弁６１，６２の開閉を制御することにより、排出ガスの経路の切替を制御する。例えば、切替制御部５２は、測定されたＮ２Ｏの濃度が所定の閾値以上の場合には、排出ガスをＮ２Ｏ水生成装置９０に供給させて、Ｎ２Ｏ水生成装置９０を用いた後述する処理を行うことによるＮ２Ｏの低減による地球温暖化の抑制効果が得られるとして、排出ガスをＮ２Ｏ水生成装置９０に供給する経路とするように切替部６０を制御し、所定の閾値未満の場合には、排出ガスを脱臭設備５０に供給する経路とするように切替部６０を制御する。
【００３３】
ここで、使用する閾値としては、排出ガスに基づいてＮ２Ｏ水を処理槽に生じさせてＮ２Ｏ量を低減することによる地球温暖化の抑制効果が、Ｎ２Ｏ水を処理槽に生じさせるために必要な電力を発電する際に排出される温室効果ガスによる地球温暖化の促進効果を上回ると想定される場合における、排出ガスに含まれるＮ２Ｏの濃度としても良い。例えば、排出ガスに基づいてＮ２Ｏ水を生成して嫌気槽２１に供給する場合には、排出ガスからＯ２ガス及びＮ２ガスを分離するために使用する電力、Ｎ２Ｏ水を製造するための水の揚水に使用する電力、Ｎ２Ｏ水を製造するために使用する電力、生成されたＮ２Ｏ水を嫌気槽２１に送るために使用する電力等を使用する場合においては、排出ガスに基づいてＮ２Ｏ水を嫌気槽２１に生じさせることにより削減できるＮ２Ｏの量と同様な温室効果をもたらすＣＯ２の量が、使用される電力を発電する際に排出されると想定されるＣＯ２の量を上回ると想定される場合におけるＮ２Ｏの濃度としても良い。このようにすると、消費する電力による地球温暖化への影響を含めた全体として温室効果ガスによる地球温暖化を抑制することができる。なお、使用する閾値は、これに限られず、上記以外の所望する目的（例えば、所望するコスト、所望するＮ２Ｏの排出濃度等）を満たすと想定される場合に対応するＮ２Ｏの濃度としても良い。切替制御部５２は、専用の回路で構成しても良いし、例えば、プロセッサと、メモリとを有するコンピュータによって構成しても良い。
【００３４】
脱臭設備５０は、脱臭設備側配管４１を介して導入された排出ガスの臭気を除去する脱臭処理を行い、臭気を除いたガスを外部に排出する。
【００３５】
Ｎ２Ｏ水生成装置９０は、Ｎ２Ｏ水生成装置側配管４２から供給される排出ガスからＯ２ガス及びＮ２ガスを除去して高濃度のＮ２Ｏガス（すなわち、濃縮されたＮ２Ｏガス）を得るガス分離部７０と、ガス分離部７０で得られたＮ２Ｏガスを用いてＮ２Ｏ水を生成するＮ２Ｏ水生成部８０とを有する。
【００３６】
図２は、本発明の一実施形態に係る下水処理システムの範囲Ａの拡大構成図である。
【００３７】
下水処理システム１のＮ２Ｏ水生成装置９０は、密閉された空間内に、ガス分離部７０と、Ｎ２Ｏ水生成部８０とを有する。ガス分離部７０により分離されたＯ２ガス及びＮ２ガスは、外部に排出され、Ｎ２Ｏガスは、Ｎ２Ｏ水生成部８０に供給される。
【００３８】
Ｎ２Ｏ水生成部８０は、密閉された空間内に、ガスバッグ８１と、溶解部の一例としてＮ２Ｏガス圧入溶解部８２とを有する。ガスバッグ８１は、内部空間の容積が可変であり、ガス分離部７０から供給されたＮ２Ｏガスを内部空間に収容し、収容したＮ２ＯガスをＮ２Ｏガス圧入溶解部８２に供給する。
【００３９】
Ｎ２Ｏガス圧入溶解部８２は、第１沈殿池１０で処理された水を導入するとともに、ガスバッグ８１から供給されたＮ２Ｏガスを圧入することにより、常圧よりも高い圧力状態として、水に対してＮ２Ｏを溶解させてＮ２Ｏ水を生成する。ここで、排出ガスをそのまま圧入するのではなく、排出ガスからＮ２ガスやＯ２ガスを分離した高濃度のＮ２Ｏガスを圧入するようにしているので、Ｎ２やＯ２がほとんど存在しない。そのため、Ｎ２やＯ２が、Ｎ２Ｏが水に溶解することを阻害しないので、排出ガスをそのまま圧入する場合に比して効果的にＮ２Ｏを水に溶解させることができる。また、常圧よりも高い圧力状態となっているので、水に対して溶解されるＮ２Ｏの濃度は、常圧において水に溶解できるＮ２Ｏの飽和濃度よりも高い濃度（例えば、７倍以上の濃度）とすることができる。また、本実施形態のＮ２Ｏガス圧入溶解部８２では、Ｎ２Ｏの溶解度を高めるために、水を冷却させた状態で、Ｎ２Ｏを溶解させるようにしている。なお、Ｎ２Ｏガスを水に溶解させる方法としては、炭酸ガスを用いて炭酸水を生成する公知の方法と同様な方法を用いることができる。
【００４０】
Ｎ２Ｏガス圧入溶解部８２で生成されたＮ２Ｏ水は、Ｎ２Ｏ水供給配管４３を介して嫌気槽２１の液面下に導入される。ここで、生成されたＮ２Ｏ水が、生成された圧力下よりも低い圧力下（例えば、常圧）に存在する場合には、その圧力下の飽和濃度よりも高い濃度のＮ２Ｏ水、すなわち、過飽和状態のＮ２Ｏ水（過飽和Ｎ２Ｏ水）となる。したがって、嫌気槽２１には、過飽和Ｎ２Ｏ水が導入されることとなる。
【００４１】
図３は、本発明の一実施形態に係るガス分離部の構成図である。
【００４２】
ガス分離部７０は、吸収塔（スクラバー）７３と、再生塔７４とを有する。吸収塔７３は、Ｎ２Ｏを吸収可能な吸収液Ｒを噴霧する噴霧部７３ａを有する。ここで、Ｎ２Ｏを吸収可能な吸収液Ｒとしては、例えば、モノエタノールアミンや、ＫＳ−１吸収液（三菱重工技報  Ｖｏｌ．４７  Ｎｏ．１（２０１０）  低炭素社会特集の地球温暖化対策技術としてのＣＯ２回収技術（４５頁〜５３頁）に記載）等の一般的にＣＯ２を吸収可能な溶媒として知られている吸収液を用いることができる。この吸収塔７３には、Ｎ２Ｏ水生成装置側配管４２から供給される排出ガスが下方から導入される。ここで、排出ガスについては、水分を除去した後に導入するのが好ましい。なお、必要に応じて吸収塔７３に導入する前に、排出ガスを冷却塔にて冷却するようにしても良い。吸収塔７３においては、Ｎ２Ｏが吸収された吸収液Ｒが下方に溜まることとなる。この吸収液Ｒは、再生塔７４に送られる。再生塔７４は、塔内の上方に、吸収塔７３から送られた吸収液Ｒを噴霧する噴霧部７４ａを有し、塔内の下方に、塔内を加熱する加熱部７４ｂを有する。
【００４３】
ガス分離部７０の吸収塔７３においては、噴霧部７３ａから吸収液Ｒが噴霧され、Ｎ２Ｏ水生成装置側配管４２から供給される排出ガスが下方から導入される。導入された排出ガスは、吸収塔７３内で上方に流れ、排出ガス中のＮ２Ｏは、塔内で噴霧された吸収液Ｒと接触することにより吸収液Ｒに吸収される。なお、排出ガス中のＣＯ２も吸収液Ｒに吸収されることがあるが、特に悪影響を及ぼすことはない。
【００４４】
吸収液ＲによりＮ２Ｏが除去されたガス（基本的には、Ｏ２，Ｎ２ガス）は、吸収塔７３の上部から大気開放される。
【００４５】
一方、Ｎ２Ｏを吸収した吸収液Ｒは、吸収塔７３の下部に溜まる。吸収塔７３の下部に溜まった吸収液Ｒは、図示しないポンプ等により、再生塔７４に送られ、再生塔７４の噴霧部７４ａから噴霧される。
【００４６】
再生塔７４においては、噴霧部７４ａから噴霧された吸収液Ｒは、加熱部７４ｂによって加熱されて、吸収しているＮ２Ｏを放出する。放出されたＮ２Ｏは、再生塔７４の上方からＮ２Ｏ水生成部８０に供給される。これにより、高濃度のＮ２Ｏガス（濃縮されたＮ２Ｏガス）がＮ２Ｏ水生成部８０に供給されることとなる。一方、Ｎ２Ｏを放出した吸収液Ｒは、冷却等されて再生され、吸収塔７３の噴霧部７３ａに供給され、再利用される。このガス分離部７０によると、排出ガスからＯ２ガス及びＮ２ガスを分離して、Ｎ２Ｏの濃度を高めることができ、水に対するＮ２Ｏの溶解効率を向上することができる。特に、Ｏ２ガスのみを排出ガスから分離するのではなく、Ｏ２ガスよりも量の多いＮ２ガスについても排出ガスから分離するようにしているので、排出ガスからＯ２のみを除去した場合に比して、水に対するＮ２Ｏの溶解効率を格段に向上することができる。
【００４７】
次に、本発明の一実施形態に係る下水処理システムにおけるＮ２Ｏ分解処理方法について説明する。
【００４８】
下水道処理システム１の生物反応槽２０の嫌気槽２１及び無酸素槽２２では、Ｎ２Ｏが排出されるので、ガス収容空間Ｓには、Ｎ２Ｏが溜まる。また、好気槽２３では、ブロワー２４によって空気が曝気されるので、ガス収容空間Ｓには、好気槽２３から排出されるＮ２Ｏを含む上述のガスも溜まる。
【００４９】
ガス収容空間Ｓに溜まった空気やＮ２Ｏを含む排出ガスは、生物反応槽２０に接続された配管４０に吸引されて生物反応槽２０から排出される。このとき、生物反応槽２０の周囲の空気も配管４０に吸引される。配管４０を流れる排出ガスにおけるＮ２Ｏの濃度がＮ２Ｏ計５１によって測定される。
【００５０】
Ｎ２Ｏ計５１で測定されたＮ２Ｏの濃度が所定の閾値未満の場合には、切替部６０は、配管４０と脱臭設備側配管４１とが連通するようになっている。従って、配管４０を流れる排出ガスは、脱臭設備側配管４１を通って、脱臭設備５０に導入される。脱臭設備５０では、導入された排出ガスの臭気を除去し、外部に放出する。
【００５１】
一方、Ｎ２Ｏ計５１で測定されたＮ２Ｏの濃度が所定の閾値以上となった場合には、切替制御部５２が、切替部６０に対して切替制御を行うことによって、配管４０とＮ２Ｏ水生成装置側配管４２とが連通するようにする。この結果、配管４０を流れる排出ガスは、Ｎ２Ｏ水生成装置側配管４２を通って、Ｎ２Ｏ水生成装置９０に導入される。Ｎ２Ｏ水生成装置９０では、ガス分離部７０が導入された排出ガスからＯ２ガス及びＮ２ガスを分離して、高濃度のＮ２Ｏガスを得て（ガス分離ステップ）、Ｎ２Ｏ水生成部８０に供給する。Ｎ２Ｏ水生成部８０では、第１沈殿池１０による処理後の水と、供給されたＮ２Ｏガスとを混合して、Ｎ２Ｏ水を生成する（Ｎ２Ｏ水生成ステップの一部）。
【００５２】
Ｎ２Ｏ水生成部８０は、生成したＮ２Ｏ水を、Ｎ２Ｏ水供給配管４３を介して嫌気槽２１の液面下に導入する（Ｎ２Ｏ水生成ステップの一部）。嫌気槽２１では、循環流の下方流部分において配管４３からＮ２Ｏ水が導入される。これにより、Ｎ２Ｏ水は、下方流に乗って循環されることになる。したがって、Ｎ２Ｏ水は、嫌気槽２１内において適切に撹拌され、処理水中のＮ２Ｏ濃度が分散される。また、Ｎ２Ｏ水からＮ２Ｏガスが発生した場合には、Ｎ２Ｏガスが嫌気槽２１内の水に適切に溶解される。
【００５３】
嫌気槽２１内においては、嫌気状態が維持されているので、活性汚泥中の微生物が水に溶解しているＮ２Ｏを分解する。嫌気槽２１における微生物によるＮ２Ｏの分解速度は、例えば、１０〜１５ｍｇＮ／ｇＳＳ・ｈｒ程度、あるいは、それ以上（例えば、最新の実験値では２４．９ｍｇＮ／ｇＳＳ・ｈｒ）と非常に速いため、Ｎ２Ｏ水として供給されたＮ２Ｏは、嫌気槽２１内にてほとんど分解されることとなる。
【００５４】
次に、本発明の一実施形態に係る下水処理システムによるＮ２Ｏ分解処理方法における各種流量等の具体例について説明する。
【００５５】
図４は、本発明の一実施形態に係る下水処理システムによるＮ２Ｏ分解処理方法における各種流量等を試算した試算表である。なお、図４は、第１沈殿池１０の処理後の水、１．００［ｍ３／ｈｒ］に関わる各種流量等について試算した試算表である。なお、排出ガスの経路は、Ｎ２Ｏ水生成装置９０に流れる経路に切り替えられているものとする。
【００５６】
下水処理システム１において、第１沈殿池１０の処理後の水は、嫌気槽２１に供給されるとともに、一部がＮ２Ｏ水生成部８０に供給される。第１沈殿池１０の処理後の水の流量Ｑｉｎは、１．００［ｍ３／ｈｒ］であり、その中からＮ２Ｏ水生成部８０に供給される流量Ｑｏｓは、０．３３１［Ｌ／ｈｒ］である。
【００５７】
また、ブロワー２４によって、好気槽２３内に５．０［ｍ３／ｈｒ］の外気が曝気される。外気の成分は、例えば、Ｎ２が７８．０８％であり、Ｏ２が２０．９５％であり、Ａｒが０．９３４％である。
【００５８】
生物反応槽２０から配管４０によって排出され、ガス分離部７０に供給される排出ガスの量Ｑａｉｒは、５．０［ｍ３／ｈｒ］である。ここで、排出ガスは、主に、好気槽２３に曝気した外気のうち、好気槽２３で溶解した成分（ここでは、Ｏ２のみであり、Ｎ２、Ａｒは含まれない）が水蒸気（Ｈ２Ｏ）に置き換わったものとしており、排出ガスの成分は、Ｎ２が７８．０８％であり、Ｏ２が１７．８４９％であり、Ａｒが０．９３４％であり、Ｈ２Ｏが３．０９９％である。また、排出ガスには、生物反応槽２０から排出されたＮ２Ｏが含まれている。本実施形態では、排出ガスに含まれるＮ２Ｏの濃度は、３００ｐｐｍ（ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｍｉｌｌｉｏｎ）とした。この場合、排出ガスに含まれるＮ２Ｏの量、すなわち、ガス分離部７０への流入量は、２．９４６［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］となる。
【００５９】
ガス分離部７０では、排出ガスのうち９５％のＮ２Ｏを分離することができるものと仮定すると、ガス分離部７０から外部に排出される空気量Ｑａｉｒ，ｅｆｆは、４．９９９［ｍ３／ｈｒ］であり、この空気により排出されるＮ２Ｏの量（Ｎ２Ｏ排出量）は、０．１４７［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］である。一方、ガス分離部７０からＮ２Ｏ水生成部８０に供給されるガス量Ｑａｉｒ＊は、１．５００［Ｌ／ｈｒ］であり、このガスに含まれるＮ２Ｏの量（分離部流出量）は、２．７９９［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］となる。
【００６０】
Ｎ２Ｏ水生成部８０では、供給された水と、ガス分離部７０から供給されたＮ２Ｏガスとを混合することにより、Ｎ２Ｏ水を生成する。本実施形態では、Ｎ２Ｏ水生成部８０は、例えば、常圧及び基準温度（例えば、２４℃）におけるＮ２Ｏの溶解度（１．１９５［ｇ／Ｌ］）に対して、７．１倍の量（８．４６０［ｇ／Ｌ］）のＮ２Ｏを水に溶解させることができる。そこで、Ｎ２Ｏ水生成部８０は、ガス分離部７０から供給される分離部流出量（２．７９９［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］）のＮ２Ｏを溶解させることのできる水を第１沈殿池１０から受領するようにしている。ここで、ガス分離部７０から供給される分離部流出量（２．７９９［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］）のＮ２Ｏを溶解させるのに十分な水の量は、流量Ｑｏｓ（０．３３１［ｍ３／ｈｒ］）以上の量である。
【００６１】
Ｎ２Ｏ水生成部８０で生成されたＮ２Ｏ水は、嫌気槽２１に導入される。ここで、導入されるＮ２Ｏ水におけるＮ２Ｏの濃度は、８．４６０［ｇＮ２Ｏ／Ｌ］であり、その流入量（嫌気槽流入量）は、２．７９９［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］である。
【００６２】
嫌気槽２１においては、微生物によるＮ２Ｏの分解速度は、例えば、２４．９［ｍｇＮ／ｇＳＳ・ｈｒ］であり、嫌気槽２１の容量を２．０［ｍ３］とし、ＭＬＳＳ（Ｍｉｘｅｄ  Ｌｉｑｕｏｒ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｓｏｌｉｄｓ：活性汚泥浮遊物）濃度を１，０００［ｍｇ／Ｌ］とすると、嫌気槽２１における単位時間当たりの処理可能量は、（嫌気槽２１の容量）×（ＭＬＳＳ濃度）×（分解速度）×４４／２８／１０００＝７８．３［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］である。ここで、単位時間当たりの処理可能量は、Ｎ２Ｏ水生成部８０から導入されるＮ２Ｏ水中の単位時間当たりのＮ２Ｏ量である２．７９９［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］よりも十分大きい。すなわち、嫌気槽２１では、Ｎ２Ｏ水生成部８０から導入されるＮ２Ｏ水中のＮ２Ｏを分解する能力が十分にあることを示している。したがって、嫌気槽２１においては、Ｎ２Ｏ水に含まれるＮ２Ｏを適切に分解することができる。これにより、水処理システム１で排出されるＮ２Ｏガスの量は、ガス分離部７０から排出されるＮ２Ｏガスの量、すなわち、０．１４７［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］のみとなり、水処理１ｍ３あたりに排出されるＮ２Ｏの量を示す排出係数は、０．１４７［ｇＮ２Ｏ／ｍ３］となる。この排出係数は、下水の処理に伴うＮ２Ｏの排出係数として政令、算定省令により定められた０．１６［ｇＮ２Ｏ／ｍ３］よりも低い値となる。
【００６３】
次に、本発明の一実施形態に係る下水処理システムにおける温室効果ガスの削減効果について説明する。
【００６４】
ここで、下水処理システム１における生物反応槽容量を、７，６８０ｍ３とし、嫌気槽容量を１，９２０ｍ３とし、生物反応槽流入水量を、２０，７５２ｍ３とし、ＭＬＳＳ濃度を１３００ｍｇ／Ｌとし、水処理１ｍ３当りの送風量を５．０ｍ３とする。総送風量は、５．０×（生物反応槽流入水量）＝１０３，７６０ｍ３／日となる。
【００６５】
また、排出ガスのＮ２Ｏ濃度を３００ｐｐｍと想定すると、水処理１ｍ３当りの分解量は、図４に示すように、２．７９９［ｇＮ２Ｏ／ｍ３］となる。下水処理システム１での処理可能なＮ２Ｏの量（処理可能量）は、（嫌気槽容量）×（ＭＬＳＳ濃度）×（活性汚泥のＮ２Ｏの分解速度（例えば、２４．９ｍｇＮ／ｇＳＳ・ｈｒ））×４４×２８／１０００＝９７，６６５［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］となる。一方、本想定下で、下水処理システム１で処理が必要なＮ２Ｏの量（必要処理量）は、（水処理１ｍ３当りの分解量）×（生物反応槽流入水量）／２４＝２，４２０［ｇＮ２Ｏ／ｈｒ］となる。処理可能量が必要処理量を上回っているので、本想定下においては、Ｎ２Ｏ水として嫌気槽２１に供給したＮ２Ｏを十分に分解することができる。
【００６６】
本想定下において分解するＮ２Ｏ量をＣＯ２に換算すると、（必要処理量）×２４［時間］×（Ｎ２Ｏの温室効果係数）／１０００＝１８，００７ｋｇＣＯ２／日となる。ここで、Ｎ２Ｏの温室効果係数は、３１０としている。
【００６７】
次に、Ｎ２Ｏ水製造に掛かる電力の発電時におけるＣＯ２発生量を試算する。なお、以下の電力１ｋＷｈの発電時における排出係数としては、平成２２年度の電気事業者ごとの実排出係数・調整後排出係数等の公表について（お知らせ）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｎｖ．ｇｏ．ｊｐ／ｐｒｅｓｓ／ｐｒｅｓｓ．ｐｈｐ？ｓｅｒｉａｌ＝１４７０２）における東京電力株式会社の調整後排出係数である０．３７４ｋｇＣＯ２／ｋＷｈを用いる。
【００６８】
水処理１ｍ３当りに必要なＮ２Ｏ水の量は、図４のＱｏｓに示したように、０．３３１Ｌ／ｍ３であり、一日に必要な量（必要水量）は、（生物反応槽流入水量）×０．３３１／１０００＝６．８６６ｍ３／日となる。
【００６９】
１Ｌ当りのＮ２Ｏ水を生成する際に、Ｎ２Ｏを溶解させる水を冷却するための冷却部の電力量は、例えば、０．１５ｋＷｈ／Ｌであり、一日当りの消費電力量は、６．８６６×０．１５×１０００＝１，０２９．９ｋＷｈ／日となる。この電力量の発電時のＣＯ２発生量は、１，０３０×０．３７４＝３８５．１８７ｋｇＣＯ２／日である。
【００７０】
また、Ｎ２Ｏ水を生成する際に、Ｎ２Ｏを圧入するためのコンプレッサーの消費電力量は、４．１ｋＷｈ／日であり、発電時のＣＯ２発生量は、４．１×０．３７４＝１．５３３ｋｇＣＯ２／日である。
【００７１】
次に、Ｎ２Ｏ水生成装置９０へ処理対象水を揚げる際に掛かる電力の発電時のＣＯ２発生量を試算する。
【００７２】
揚水に用いるポンプとして、吐出量が０．１０ｍ３／ｍｉｎであり、定格出力が０．２５ｋＷであるポンプを使用すると、消費電力量は、０．００００４２ｋＷｈ／Ｌとなり、処理対象水の揚水に掛かる電力量は、６．８６６×０．００００４２×１０００＝０．２９ｋＷｈ／日である。この電力量の発電時のＣＯ２発生量は、０．２９×０．３７４＝０．１０７ｋｇＣＯ２／日である。
【００７３】
次に、Ｎ２Ｏ水生成装置９０で生成したＮ２Ｏ水を嫌気槽２１に導入する際に掛かる電力の発電時のＣＯ２発生量を試算する。
【００７４】
導入する際に使用するブロワーの消費電力は、１．０ｋＷである。ブロワーを稼動する時間間隔は、供給されるＮ２Ｏ水のＮ２Ｏの量が嫌気槽２１におけるＮ２Ｏの分解速度を上まわらない間隔であれば良く、例えば、１２ｈｒとすることができる。一回当りのブロワーの稼働時間としては、１５分とすることができる。Ｎ２Ｏ水の導入に掛かる電力量は、消費電力×１５／６０×（２４／時間間隔）＝０．５ｋＷｈであり、発電時のＣＯ２発生量は、０．５×０．３７４＝０．１８７ｋｇＣＯ２／日である。
【００７５】
次に、排出ガスからＯ２ガス及びＮ２ガスを分離するために掛かる電力の発電時のＣＯ２発生量を試算する。
【００７６】
単位体積当りのＯ２ガスを分離するために消費される電力量は、０．２２ｋＷｈ／Ｎｍ３−Ｏ２である。ここで、排出ガス中の酸素濃度は、１７．８５％であるので、排出ガスに対して分離する総酸素量は、総送風量×酸素濃度×温度補正値＝１０３，７６０×１７．８５／１００×２７３／（２７３＋２０）＝１７，２５６Ｎｍ３−Ｏ２／日である。従って、総酸素量を分離するために掛かる電力量は、０．２２×１７，２５６＝３，７９６ｋＷｈ／日であり、発電時のＣＯ２発生量は、３，７９６×０．３７４＝１，４１９．７８６ｋｇＣＯ２／日である。また、窒素の分離を考慮すると、発電時のＣＯ２発生量は、この倍である２，８３９．５７１ｋｇＣＯ２／日と考えられる。
【００７７】
以上まとめると、水処理システム１におけるＮ２Ｏ分解量は、１８，００７ｋｇＣＯ２／日である。一方、この分解量を実現するために消費される電力の発電時におけるＣＯ２発生量は、Ｎ２Ｏ水製造時の冷却部を動作させる電力の発電時のＣＯ２発生量と、Ｎ２Ｏ水製造時に必要なコンプレッサーの電力の発電時のＣＯ２発生量と、Ｎ２Ｏ水を製造するために必要な処理対象水の揚水に必要な電力の発電時のＣＯ２発生量と、Ｎ２Ｏ水を嫌気槽２１に導入する際に必要な電力の発電時のＣＯ２発生量と、排出ガスからＮ２及びＯ２を分離する際に必要な電力の発電時のＣＯ２発生量とを合計すると、３８５．１８７＋１．５３３＋０．１０７＋０．１８７＋２，８３９．５７１≒３，２２７ｋｇＣＯ２／日となる。この結果、全体としては、ＣＯ２の排出を略１４，７８０ｋｇＣＯ２／日だけ削減することができる。
【００７８】
＜その他の実施形態＞
【００７９】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施形態に限られず、他の様々な態様に適用可能である。
【００８０】
例えば、上記実施形態では、切替部６０を備え、排出ガスの経路を切り替えるようにしていたが、本発明はこれに限られず、生物反応槽２０で発生した排出ガスを常にＮ２Ｏ水生成装置９０に供給するようにしても良い。
【００８１】
また、上記実施例では、ガス分離部７０として、スクラバーを利用するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、排出ガスからＯ２ガス及びＮ２ガスと、Ｎ２Ｏガスとを分離するガス分離膜を利用するようにしても良い。ガス分離膜としては、Ｏ２ガスとＮ２Ｏガスとを分離する分離膜と、Ｎ２ガスとＮ２Ｏガスとを分離する分離膜との複数種類の分離膜で構成されていても良く、また、Ｏ２ガス及びＮ２ガスと、Ｎ２Ｏガスとを一度に分離できる１種類の分離膜であっても良く、要は、排出ガスからＮ２ガスとＯ２ガスとを分離して、高濃度のＮ２Ｏガス（濃縮されたＮ２Ｏガス）を得ることができる構成であれば良い。また、ガス分離膜を一回通過させることによる排出ガスからのＮ２Ｏガスの分離効率が低い場合には、ガス分離膜を複数回通過させるようにしても良い。このガス分離膜によると、排出ガスからＯ２ガス及びＮ２ガスを分離して、Ｎ２Ｏの濃度を高めることができ、水に対するＮ２Ｏの溶解効率を向上することができる。特に、Ｏ２ガスのみを排出ガスから分離するのではなく、Ｏ２ガスよりも量の多いＮ２ガスについても排出ガスから分離するようにしているので、排出ガスからＯ２のみを除去した場合に比して、水に対するＮ２Ｏの溶解効率を格段に向上することができる。
【００８２】
また、上記実施形態では、排出ガスの経路をＮ２Ｏ水生成装置９０と脱臭設備５０とのいずれか一方への経路に切り替えていたが、例えば、排出ガスの経路をＮ２Ｏ水生成装置９０と脱臭設備５０との双方への経路を並存させても良く、この場合には、Ｎ２Ｏ水生成装置９０と脱臭設備５０とのそれぞれに供給される排出ガスの量を調整するようにしても良い。
【００８３】
また、上記実施形態では、切替制御部５２が排出ガスの経路を切り替えるか否かを判断するようにしていたが、例えば、Ｎ２Ｏ計５１を参照した管理者が切り替えるか否かを判断し、それに応じて排出ガスの経路を切り替えるようにしても良い。
【００８４】
また、上記実施形態では、Ｎ２Ｏ水を導入する処理槽として、嫌気槽２１を例に挙げていたが、本発明はこれに限られず、例えば、無酸素状態となる無酸素槽や、曝気が制限されることにより、一時的に無酸素状態又は嫌気状態となる制限曝気槽に対してＮ２Ｏ水を導入するようにしても良い。すなわち、生物反応槽として、嫌気無酸素好気法（いわゆるＡ２Ｏ法）に従う生物反応槽を例に説明していたが、本発明はこれに限られず、嫌気槽、無酸素槽、又は制限曝気槽を有する他の方式に従う生物反応槽にも適用することができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、過飽和状態のＮ２Ｏ水を処理槽（例えば、嫌気槽２１）に導入するようにしていたが、飽和状態又は飽和状態に近い濃度のＮ２Ｏ水を処理槽に導入するようにしても良い。
【００８６】
また、上記実施形態では、Ｎ２Ｏ水を処理槽（例えば、嫌気槽２１）に導入することにより処理槽にＮ２Ｏ水を生じさせる例を示していたが、本発明はこれに限られず、例えば、処理槽に曝気のためのブロワーを備えるようにし、ガス分離部７０，７２で生成された高濃度のＮ２Ｏガスを、ブロワーを用いて処理槽に曝気することにより、処理槽内にＮ２Ｏ水を生じさせるようにしても良い。この場合には、Ｎ２Ｏガスが高濃度であり、Ｎ２ガスやＯ２ガスが含まれていないので、処理槽内の水にＮ２Ｏを効果的に溶解することができ、処理槽内の微生物により効果的に分解されることとなる。特に、処理槽内に曝気されるガス中には、Ｏ２ガスだけでなく、排出ガス中に含まれる割合がＯ２ガスより多いＮ２ガスも含まれていないので、処理槽内の嫌気状態を維持することができるだけでなく、Ｏ２ガスのみを排出ガスから除去した場合に比して、効果的に水にＮ２Ｏを溶解することができる。また、Ｎ２ガスやＯ２ガスを含んでいないＮ２Ｏガスであるので、曝気するガス量を比較的少量に抑えることができ、ブロワーの動作に必要な電力を抑えることができる。ブロワーから供給されるガスを処理槽内に気泡として分散させる散気装置としては、導入するガスの水に対する溶解効率が高い散気装置を用いることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、下水を処理する生物反応槽を備える水処理システムに利用できる。
【符号の説明】
【００８８】
１  水処理システム（Ｎ２Ｏ分解処理システムの一例）
１０  第１沈殿池
２０  生物反応槽
２１  嫌気槽（処理槽の一例）
２２  無酸素槽
２３  好気槽
２４  ブロワー
３０  第２沈殿池
５０  脱臭設備
５１  Ｎ２Ｏ計（濃度測定部）
５２  切替制御部
６０  切替部
７０  ガス分離部
８０  Ｎ２Ｏ水生成部
８２  Ｎ２Ｏガス圧入溶解部（溶解部）
９０  Ｎ２Ｏ水生成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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