(57)【要約】【課題】アンモニア性窒素含有廃水中に、アナモックス菌による嫌気的アンモニア酸化反応の阻害物質が含有されている場合に、簡便な方法で阻害物質を除去することで、より安定な、アナモックス菌を用いて脱窒する生物学的窒素除去方法の提供。【解決手段】アナモックス菌による嫌気的アンモニア酸化反応を阻害する物質を含むアンモニア性窒素含有廃水を処理する生物学的窒素除去方法において、アンモニア性窒素含有廃水をアンモニア酸化細菌と接触させてアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に酸化する亜硝酸化工程で、槽内に、担体表面積あたりの生物汚泥量が１．６〜８．０ｇ−ＶＳＳ／ｍ2である固定床又は流動床を有する亜硝酸化槽を用い、該亜硝酸化槽内で、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化するとともに、担体に保持された生物汚泥によって阻害物質を除去する生物学的窒素除去方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立栄養性脱窒微生物による嫌気的アンモニア酸化反応を阻害する、少なくとも、重金属類、フェノール類、チオシアン類又はシアン類のいずれかの物質を含むアンモニア性窒素含有廃水を処理する生物学的窒素除去方法であって、
独立栄養性脱窒微生物に接触させて嫌気的アンモニア酸化反応による脱窒を行う脱窒工程の前に設ける、アンモニア性窒素含有廃水をアンモニア酸化細菌と接触させてアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に酸化する亜硝酸化工程で、槽内に、担体表面積あたりの生物汚泥量が１．６〜８．０ｇ−ＶＳＳ／ｍ2である固定床又は流動床を有する亜硝酸化槽を用い、該亜硝酸化槽内で、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化するとともに、上記担体に保持された生物汚泥によって上記阻害物質を除去して、上記槽内の阻害物質を嫌気的アンモニア酸化反応が失活しない程度まで低減することを特徴とする生物学的窒素除去方法。
【請求項２】
前記亜硝酸化槽内の生物汚泥濃度が２００〜１０００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌである請求項１に記載の生物学的窒素除去方法。
【請求項３】
アンモニア性窒素含有廃水に含まれる阻害物質が重金属であり、その濃度が１．０ｍｇ／Ｌ以上である場合に、前記亜硝酸化槽のｐＨを８．０〜９．０になるように調整する請求項１又は２に記載の生物学的窒素除去方法。
【請求項４】
アンモニア性窒素含有廃水に含まれる各阻害物質の濃度が、フェノール類である場合は１０ｍｇ／Ｌ以上、チオシアン類である場合は１０ｍｇ／Ｌ以上、シアン類である場合は０．０１ｍｇ／Ｌ以上、である請求項１〜３のいずれか１項に記載の生物学的窒素除去方法。
【請求項５】
前記担体が、ポリウレタン製又はポリオレフィン製のスポンジである請求項１〜４のいずれか１項に記載の生物学的窒素除去方法。
【請求項６】
さらに、遊離アンモニアガス選択性の隔膜式電極を用いたアンモニア測定装置を用い、前記亜硝酸化槽への流入水であるアンモニア性窒素含有廃水の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ａと、前記亜硝酸化槽内の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂ或いは前記亜硝酸化槽からの流出水の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂをそれぞれ連続して測定し、得られた遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度の各測定値に基づいてアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度をそれぞれ算出し、上記遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ａに基づいて算出したアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度をＡとし、上記遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂに基づいて算出したアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度をＢとした場合に、各時点におけるアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度比Ｂ／Ａが、目標とする範囲内となるように、前記亜硝酸化槽における曝気量を制御装置によって制御する請求項１〜５のいずれか１項に記載の生物学的窒素除去方法。
【請求項７】
前記目標とするアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度比Ｂ／Ａの範囲が、０．２８〜０．５８である請求項６に記載の生物学的窒素除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的窒素除去方法に関し、より詳しくは、アンモニア性窒素含有廃水中に含まれる、独立栄養性脱窒微生物による嫌気的アンモニア酸化反応を阻害する物質を、アンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に酸化するための亜硝酸化工程（以下、単に「亜硝酸型硝化工程」と呼ぶ）で、生物汚泥を用いて低減することで、その処理効率の向上を図る生物学的窒素除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒素含有廃水の処理を、独立栄養性脱窒微生物（以下「アナモックス菌」と呼ぶ）を利用して浄化処理する技術が知られている。この技術では、亜硝酸型硝化工程で、窒素含有廃水中のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の一部を亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）に酸化し、その後に、アナモックス菌を利用する嫌気性アンモニア酸化反応（以下「アナモックス反応」と呼ぶ）を行うアナモックス工程を導入しており、従来の硝化脱窒と比較して、曝気量の低減、メタノール等の有機物添加量の削減、余剰汚泥の低減が実現できるとされている（特許文献１）。
【０００３】
ここで、上記アナモックス工程において効率的かつ安定的に脱窒するためには、下記のアナモックス反応式より、亜硝酸型硝化工程で、処理水のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）の比率を１：１．３２（０．４３：０．５７）とすることが望ましいことが知られている。
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【０００４】
これに対し、従来、亜硝酸化槽からの流出水のアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の比率を制御する方法として、ＮＨ4−Ｎ濃度測定装置を用いて、亜硝酸化槽からの流出水を自動サンプリングして、その全窒素濃度およびアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）濃度を測定し、これを用いて前記した比が最適な濃度比率となるように亜硝酸型硝化工程を制御する方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３７８４号公報
【特許文献２】特許第５００６８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アナモックス菌は、他の細菌等に対する耐性に劣ることが知られており、その対策が考えられているが、本発明者らの詳細な検討の結果、さらに、廃水中に含まれるフェノール類等の有機物や重金属類等の無機物質によって、その生物活動が阻害され、これらの阻害物質の影響は無視できるものでなく、後述するように、従来、難しいとされてきたアナモックス菌によって処理する廃水のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）の比率を最適化できたとしても十分でなく、これらの物質を予め低減して、アナモックス反応に影響のない状態にしておかなければ、効率のよい生物処理が望めないことを見出した。
【０００７】
すなわち、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を含んだ廃水を、アナモックス菌を用いて脱窒する生物学的窒素除去方法において、処理する廃水中にアナモックス菌に対する阻害物質が存在し、その場合には、アナモックス反応が良好な状態で進行せず、安定的な窒素除去ができないという問題があった。より具体的には、アナモックス菌の増殖は極めて遅く、阻害物質によって一度菌体がダメージを受けてしまうと回復するまで長期間を要するため、阻害物質を含んだ廃水に対し、アナモックス菌を用いて脱窒する生物学的窒素除去方法を適用し、安定な処理をすることは困難であることがわかった。ここで、阻害物質としては、例えば、亜鉛等の重金属類、フェノール類、シアン類、チオシアン類等が挙げられる。これに対し、実際の廃水は、上記した阻害物質を含むものも多く、実用化にあたっては、阻害物質の問題は避けて通れない重要な課題であり、この点を解決することが、アナモックス菌を利用しての廃水処理方法を実用化する場合の大きな課題であり、その解決手段を見出すことが急務であると認識するに至った。
【０００８】
また、先にも述べたように、アナモックス菌を利用しての廃水処理の処理効率をさらに高めるためには、アナモックス工程で処理する窒素含有廃水を、アンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）との比率が確実に最適化されているものであることが望まれる。このために、前記した特許文献２に記載の技術では、廃水中のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）濃度を測定し、これによって、処理する廃水のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）との濃度比率を最適にするとしている。これに対し、現在、市販されているアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の測定装置は、連続測定用ではなく、測定対象水を自動サンプリングした後に、サンプリングした液をｐＨ１２の強アルカリ性に調整し、この調整された液の測定を行う方式であるため、その測定値が出るまでにタイムラグが発生してしまい、その制御が現状に即したものとはなっておらず、実廃水を、より効率よく処理するためには、この点についても改良すべき点がある。このため、アナモックス工程での処理を安定化するためには、アナモックス工程で処理する廃水中に含まれる阻害物質を、処理への影響がない程度まで低減できる手段の開発が必要であり、これに加えて、その処理効率を、従来よりも向上させ、これを安定化させるためには、アナモックス工程でアナモックス菌によって処理する実廃水のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）の比率を、タイムラグなく、より確実に最適化できるようにすることが望まれる。さらに、上記した生物学的窒素除去方法を工業的に実用化するためには、その前提として、その手段は、より簡便な方法で達成できるものでなければならないという要請がある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、アンモニア性窒素含有廃水中に、アナモックス菌によるアナモックス反応の阻害物質が含有されている場合に、簡便な方法で、予めこれらの阻害物質を、その活動に影響がない程度まで低減し、より安定した効率のよいアナモックス菌を利用した脱窒処理を可能にできる生物学的窒素除去方法を確立することにある。本発明の目的は、上記に加え、アナモックス菌によって処理する廃水中のアンモニア性窒素を、所望する割合で亜硝酸性窒素へと安定して酸化することを実現し、これによって、アナモックス菌による、より効率的な脱窒処理を可能にすることができるアンモニア性窒素含有廃水の亜硝酸型硝化方法を提供することである。本発明の最終的な目的は、上記した課題を解決することで、従来、優れた技術でありながら、アナモックス菌を利用したことに起因する特有の課題から、その実用化が難しいとされていたアナモックス反応を利用した窒素含有廃水を浄化処理する方法を、工業的に実用化できる効率のよい安定した処理技術に発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は、独立栄養性脱窒微生物による嫌気的アンモニア酸化反応を阻害する、少なくとも、重金属類、フェノール類、チオシアン類、シアン類のいずれかの物質を含むアンモニア性窒素含有廃水を処理する生物学的窒素除去方法であって、独立栄養性脱窒微生物に接触させて嫌気的アンモニア酸化反応による脱窒を行う脱窒工程の前に設ける、アンモニア性窒素含有廃水をアンモニア酸化細菌と接触させてアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に酸化する亜硝酸化工程で、槽内に、担体表面積あたりの生物汚泥量が１．６〜８．０ｇ−ＶＳＳ／ｍ2である固定床又は流動床を有する亜硝酸化槽を用い、該亜硝酸化槽内で、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化するとともに、上記担体に保持された生物汚泥によって上記阻害物質を除去して、上記槽内の阻害物質を嫌気的アンモニア酸化反応に影響のない程度まで低減することを特徴とする生物学的窒素除去方法を提供する。
【００１１】
本発明の生物学的窒素除去方法においては、上記した構成に加え、さらに下記のように構成することが好ましい。前記亜硝酸化槽内の生物汚泥濃度が２００〜１０００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌであること；アンモニア性窒素含有廃水に含まれる阻害物質が重金属であり、その濃度が１．０ｍｇ／Ｌ以上である場合に、前記亜硝酸化槽のｐＨを８．０〜９．０になるように調整すること；アンモニア性窒素含有廃水に含まれる各阻害物質の濃度が、フェノール類である場合は１０ｍｇ／Ｌ以上、チオシアン類である場合は１０ｍｇ／Ｌ以上、シアン類である場合は０．０１ｍｇ／Ｌ以上、であること；前記担体が、ポリウレタン製又はポリオレフィン製のスポンジであることが挙げられる。
【００１２】
本発明の生物学的窒素除去方法のより好ましい形態としては、上記した構成に加え、さらに下記のように構成することが好ましい。さらに、遊離アンモニアガス選択性の隔膜式電極を用いたアンモニア測定装置をそれぞれに用い、前記亜硝酸化槽への流入水であるアンモニア性窒素含有廃水の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ａと、前記亜硝酸化槽内の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂ或いは前記亜硝酸化槽からの流出水の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂをそれぞれ連続して測定し、得られた遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度の各測定値に基づいてアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度をそれぞれ算出し、上記遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ａに基づいて算出したアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度をＡとし、上記遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂに基づいて算出したアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度をＢとした場合に、各時点におけるアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度比Ｂ／Ａが、目標とする範囲内となるように、前記亜硝酸化槽における曝気量を制御装置によって制御すること；前記目標とするアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度比Ｂ／Ａの範囲が、０．２８〜０．５８であることが挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アンモニア性窒素含有廃水中に、アナモックス菌によるアナモックス反応に対する阻害物質が含有されている場合に、簡便な方法で、これらの阻害物質を除去し、アナモックス反応による処理に影響のない程度まで低減することを達成した、より安定した効率のよい処理が可能な生物学的窒素除去方法が提供される。また、本発明の好ましい形態によれば、さらに、上記に加えて、流入水中のアンモニア性窒素を、所望する割合で亜硝酸性窒素へと安定して酸化することを実現し、これによって、アナモックス菌によるより効率的な脱窒処理を可能にした生物学的窒素除去方法の提供が可能になる。本発明によれば、優れた技術でありながら、アナモックス菌を利用したことに起因する特有の課題から、その実用化が難しいとされていたアナモックス反応を利用した窒素含有廃水を浄化処理する方法を、工業的に実用化できる効率のよい安定した処理技術に発展させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】固定床を有する亜硝酸化槽を用いた本発明の生物学的窒素除去方法の基本フローを模式的に示す図である。
【図２】流動床を有する亜硝酸化槽を用いた本発明の生物学的窒素除去方法の基本フローを模式的に示す図である。
【図３】アンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）の濃度比を常に最適化させる制御装置の基本フローを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。先に述べたように、本発明者らは、アナモックス菌を利用して行う脱窒処理を、工業上、実用化できるものにするためには、その安定した処理を行う上で問題となる、処理対象の廃水中に含まれているアナモックス菌の活動を阻害する阻害物質を、簡便な手段で、アナモックス菌の反応を阻害しない濃度まで低減することが重要であるとの認識を持つに至った。本発明者らは、上記した課題を解決すべく鋭意検討の結果、アナモックス菌の活動に影響を与える量で阻害物質が含まれている実廃水に対して、その実廃水を、亜硝酸化工程の槽内に配置した生物汚泥を担持した固定床或いは流動床に通すという極めて簡便な処理を施すことで、廃水中に存在している阻害物質を、アナモックス菌の活動（反応）を阻害しない濃度にまで確実に低減することが達成できることを見いだして本発明に至った。
【００１６】
また、本発明者らの検討によれば、アナモックス菌の活動に対する阻害物質としては、亜鉛等の重金属類、フェノール類、シアン類、チオシアン類が挙げられるが、いずれの場合も本発明の方法を実施することで、これらの阻害物質に起因するアナモックス菌の活動への影響を低減できる。本発明者らの検討によれば、アナモックス菌の活動が明らかに阻害されることが示されるこれらの阻害物質の廃水中における濃度としては、亜鉛等の重金属類である場合は１．０ｍｇ／Ｌ以上、フェノール類である場合は１０ｍｇ／Ｌ以上、チオシアン類である場合は１０ｍｇ／Ｌ以上、シアン類である場合は０．０１ｍｇ／Ｌ以上、であるので、これらの物質の濃度を上記範囲よりも少なくすることが効率のよい処理を行うためには有効である。
【００１７】
より具体的には、本発明では、下記のように構成することで、上記した阻害物質が廃水中に存在することによって生じる、アナモックス反応への影響を除き、処理の安定化を達成している。まず、本発明において利用する、有機物を使用しない窒素の画期的な除去方法として注目されているアナモックス反応では、その処理効率を高めるために、アナモックス反応の前段階に、アンモニア性窒素含有廃水をアンモニア酸化細菌と接触させてアンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に酸化する亜硝酸化工程を必要としている。本発明では、この亜硝酸化工程で使用する処理槽（亜硝酸化槽）内に、担体表面積あたりの生物汚泥（活性汚泥）量が１．６〜８．０ｇ−ＶＳＳ／ｍ2、より好ましくは、４．０〜８．０ｇ−ＶＳＳ／ｍ2である固定床又は流動床を配置することで、処理する廃水中に存在する阻害物質を反応に影響のない程度の量まで除去し、低減するように構成する。すなわち、本発明では、アナモックス菌を利用して、効率のよい脱窒処理を行う場合に必要となる亜硝酸化工程において使用する亜硝酸化槽に、さらに、阻害物質除去槽としての機能を併せ持たせるという極めて簡便な構成によって、原理的には優れた方法でありながら、その実用化に課題のあったアナモックス菌を利用しての脱窒処理をより安定なものにできる。
【００１８】
本発明を特徴づける亜硝酸化工程で使用する処理槽内に配置させる、生物汚泥を担持した固定床或いは流動床の材料としては特に限定されず、活性炭、種々のプラスチック担体、スポンジ担体などがいずれも使用できる。中でも、スポンジ担体或いは多孔質担体、特にスポンジ担体を用いると、生物汚泥を高濃度に担持することができるので好ましい。また、本発明者らの検討によれば、特にスポンジ担体を用いた場合に、本発明が目的としている阻害物質の除去に対してより有効である。本発明で使用するスポンジ素材は特に限定されないが、ポリウレタン製又はポリオレフィン製のものが好ましい。中でも、ポリウレタン製のものが好適である。配置させる担体の量としても特に制限はないが、一般的に、生物処理反応槽の槽容量に対する担体の見掛け容量（細密充填した際の割合）で２０〜５０％程度、特に３０〜４０％程度とすることが好ましい。
【００１９】
また、本発明者らの検討によれば、上記したような材料からなる生物汚泥を担持した固定床或いは流動床が配置された亜硝酸化槽内の生物汚泥濃度は、２００〜１０００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌ、さらには５００〜１０００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌ程度とすることが好ましい。廃水中のアンモニア性窒素濃度は特に限定されないが、低窒素濃度（３００ｍｇ／Ｌ以下）の廃水を高負荷で処理する場合は、固定床或いは流動床により生物汚泥濃度を高く維持できるため安定して亜硝酸性窒素を生成することを可能にする。
【００２０】
また、本発明者らの検討によれば、アンモニア性窒素含有廃水に含まれるアナモックス菌に対する阻害物質が亜鉛等の重金属である場合には、上記した生物汚泥を担持した固定床或いは流動床を配置した亜硝酸化槽を使用することに加えて、処理槽内のｐＨを８．０〜９．０になるように調整することが有効であることがわかった。このようにすれば、アナモックス反応に影響を与えることが明らかな、廃水中の重金属の濃度が１．０ｍｇ／Ｌ以上である場合に、廃水中における重金属量を低減でき、その結果、処理の際のアナモックス反応が安定したものになる。
【００２１】
さらに、本発明の好ましい形態では、上記に加えて、下記に挙げるように構成することで、連続的に測定することが可能な遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度の測定値を巧みに利用し、アナモックス工程に先だって行う亜硝酸型硝化工程において、曝気量を適宜に調整してアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の一部を適宜に亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）に酸化し、アナモックス工程に導入する廃水のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）の比率を所望の範囲内に、確実に安定して高精度に制御することを可能にする。
【００２２】
具体的には、亜硝酸型硝化工程の、亜硝酸化槽への流入水と、亜硝酸化槽内の硝化液或いは亜硝酸化槽からの流出水の遊離アンモニア濃度を連続測定し、これらの測定値に基づいて算出した亜硝酸化槽内の硝化液或いは亜硝酸化槽からの流出水のアンモニア性窒素濃度と、亜硝酸化槽への流入水のアンモニア性窒素の濃度比が目標値となるように、亜硝酸化槽における曝気量を制御装置によって制御する。このようにすることで、アナモックス工程に導入する廃水のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）の比率は、所望する範囲内となるように、確実に安定して制御される。すなわち、本発明者らの検討によれば、流入水中のアンモニア性窒素を所望する割合で亜硝酸性窒素へと酸化するアンモニア性窒素含有廃水の亜硝酸型硝化方法に、既存の遊離アンモニア測定装置を組み込み、該装置で遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度を連続測定し、これらの値を利用して亜硝酸化槽における曝気量を制御することで、得られる硝化液のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）の比率は、アナモックス工程に最適な所望する範囲内に安定して高精度に維持されるようになる。
【００２３】
図３に、上記の亜硝酸型硝化方法の基本フローを模式的に示した。図３を参照して説明すると、アンモニア性窒素測定装置１ａを用い、図示した例では、流入水となる原水槽３中の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ａを連続測定し、その情報を制御装置２に送り、該装置でアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度Ａを連続算出する。これと並行して、図示した例では、亜硝酸化槽（亜硝酸型硝化槽）４内の硝化液の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂを、アンモニア性窒素測定装置１ａ’を用いて連続測定し、その情報を制御装置２に送り、該装置でアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度Ｂを連続算出する。そして、制御装置２で、各時点における上記で得たアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度Ａと、アンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度Ｂとの比を算出し、該比が設定した目標値の範囲内となるように、制御装置２から、亜硝酸化槽４の曝気装置５へと信号を送り、その曝気量を制御する。
【００２４】
先に述べたように、下記のアナモックス反応式より、アナモックス工程へ導入される処理対象の廃水中のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）の比率は、１：１．３２（０．４３：０．５７）とすることが望ましい。このため、本発明で目標として設定する、アンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度Ａと、アンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度Ｂとの比Ｂ／Ａとしては、０．２８〜０．５８の範囲とすることが好ましい。本発明者らの検討によれば、目標値をこのような範囲に設定すれば、実廃水（流入水）中のアンモニア性窒素を、所望する割合で亜硝酸性窒素へと安定して酸化することが実現される。さらに、このように制御することで、その後に行うアナモックス菌による脱窒処理を、より効率的に安定して行うことができることを確認した。
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【実施例】
【００２５】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
図１に示した装置により処理を実施した。槽内に、塩化ビニル製からなる固定床を充填率６０％で設置した容積５０Ｌの亜硝酸化槽を用い、下水汚泥由来の活性汚泥を投入後、表１〜３に示した組成の人工廃水を原水として供給した。
【００２６】
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【００２７】
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【００２８】
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【００２９】
処理は、ＨＲＴが３．０ｈｒｓ、そのｐＨが７．６、水温が３０〜３３℃になるように制御した。そして、４週間程度馴養し、担体表面に生物膜が付着していることを確認した。このようにして調整した槽内の生物汚泥濃度は５００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌであった。そして、原水のアンモニア性窒素の約５７％が亜硝酸性窒素となるように曝気量を適宜調整しながら処理を実施した。この時の窒素負荷は１．０ｋｇ−Ｎ／ｍ3／ｄａｙである。
【００３０】
亜硝酸化槽の馴養後に、図１に示す容積４Ｌのアナモックス槽に、アナモックスグラニュールを２Ｌ投入し、亜硝酸化処理水のｐＨを７．２に調整した後、アナモックス槽に上向流で、前記した廃水の流入を開始した。水温３０℃〜３３℃、窒素負荷は１０ｋｇ−Ｎ／ｍ3／ｄａｙで処理を実施した。原水、亜硝酸化処理後の処理水およびアナモックス槽の処理水の分析結果を、表４に示した。
【００３１】
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【００３２】
（実施例２）
本実施例では、図２に示した流動床を用いた装置により処理を実施した。具体的には、槽内に、ポリウレタン製のスポンジ（１０ｍｍ角）からなる流動床を見掛け容量で２０％充填した容積５０Ｌの亜硝酸化槽を用い、実施例１と同様に下水汚泥由来の活性汚泥を投入後、表１〜３に示した組成の人工廃水を原水として供給した。
【００３３】
処理条件は、ＨＲＴが２．０ｈｒｓ、そのｐＨが７．６、水温が３０〜３３℃になるように制御した。そして、４週間程度馴養し、担体表面に生物膜が付着していることを確認した。このようにして調整した槽内の生物汚泥濃度は、実施例１の固定床と比較して高く、７００ｍｇ−ＶＳＳ／Ｌであった。そして、原水のアンモニア性窒素の約５７％が亜硝酸性窒素となるように曝気量を適宜調整しながら処理を実施した。この時の窒素負荷は１．０ｋｇ−Ｎ／ｍ3／ｄａｙである。原水、亜硝酸化処理後の処理水およびアナモックス槽の処理水の分析結果を、表５に示した。
【００３４】
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【００３５】
（比較例）
図２に示した装置の亜硝酸化槽で処理せず、表１に記載の人工廃水の窒素成分組成を硫酸アンモニウム２３６ｍｇ／Ｌと亜硝酸化ナトリウム２４６ｍｇ／Ｌに変更した原水を直接アナモックス槽に流入させた。アナモックス通水条件は、実施例１と同様にして処理を実施した。原水、アナモックス槽の処理水の分析結果を、表６に示した。
【００３６】
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【００３７】
（実施例１、２と比較例の処理結果）
表４および表５の結果から明らかなように、実施例１或いは実施例２の処理方法で廃水を処理した場合、すなわち、阻害物質を含んだ原水を、固定床或いは流動床が設けられた亜硝酸化槽で処理すると、槽中の阻害物質の濃度が明らかに減少した。特に、実施例２の流動床を用いた亜硝酸化槽は、生物汚泥濃度を高く維持されており、実施例１の固定床を用いた亜硝酸化槽の場合よりも短いＨＲＴで運転が可能であり、窒素処理能力および阻害物資除去の能力がより高いことが明らかとなった。一方、表６の結果より、比較例で実施したように阻害物質を含んだ原水を直接アナモックス槽へ導入した場合は、処理する廃水のアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）と亜硝酸性窒素（ＮＯ2−Ｎ）との濃度比率を最適にしたとしても、実施例１や実施例２の場合に比べてアナモックスの処理性が明確に低下した。このことは、阻害物質を含むことによって生じていたアナモックス処理への影響が低減できたことを意味する。
【００３８】
（実施例３）
本実施例では、表１に記載した人工廃水のフェノールを５００ｍｇ／Ｌ、チオシアンを１００ｍｇ／Ｌに変更し、これらの阻害物質の濃度を高めた原水を用意し、この原水に対して実施例１、２と同様の手順でそれぞれ処理を行った。その結果、いずれの処理においても、亜硝酸化槽処理水中のフェノール濃度およびチオシアン濃度は１０ｍｇ／Ｌ未満となった。すなわち、これらの阻害物質が高濃度域にある廃水に対しても、本発明で規定する固定床或いは流動床が設けられた亜硝酸化槽で処理することで、アナモックス処理への影響を低減できるレベルまで阻害物質濃度を減少できることが確認された。
【００３９】
（実施例４）
表１に示した人工廃水に硫酸亜鉛をＺｎとして５ｍｇ／Ｌとなるように添加し、これを原水とし、図１に示した亜硝酸化槽内に固定床を有する装置により、該槽内のｐＨを７．５〜９．５に調整して処理を実施した。この亜硝酸化槽のｐＨ条件以外は、実施例１と同じ条件で運転した。原水、亜硝酸化処理後の処理水亜鉛濃度およびアナモックス槽の窒素除去率（％）を、表７に示した。
【００４０】
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【００４１】
表７に示した処理結果から、亜鉛を阻害物質として多く含む原水では、亜硝酸化槽のｐＨ制御条件を８．０以上にした場合に処理水の亜鉛濃度が１ｍｇ／Ｌ以下に低減するので好ましいことが明らかとなった。そして、特に亜硝酸化槽のｐＨを、ｐＨ８．０〜９．０の範囲とした場合にアナモックスの窒素除去率が高いことがわかった。しかし、ｐＨ９．５にした場合は、ｐＨの影響によって亜硝酸化槽内のアンモニア酸化菌の活性が低下したために亜硝酸の生成量が低減し、アナモックスに最適なアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の比率が崩れたため、結果的にアナモックスの窒素除去率が低下する傾向があることがわかった。一方、ｐＨ条件を７．５にした場合は、亜鉛濃度が半分程度しか除去されずアナモックスの窒素除去率も低いことがわかった。この結果より、亜鉛を阻害物質として多く含む場合は、亜硝酸化槽のｐＨを８．０〜９．０に調整することが有効であることを確認した。
【００４２】
（実施例５）
被処理水として、下記のようにしてアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度を連続して処理した実際の原水を用い、阻害物質を含むことによるアナモックス処理への影響を確認した。具体的には、被処理水として、遊離アンモニアガス選択性の隔膜式電極を用いたアンモニア測定装置で、並行して、亜硝酸化槽への流入水の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ａと、亜硝酸化槽内の硝化液の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂ或いは亜硝酸化槽からの流出水の遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂとを連続測定し、得られた遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度の各測定値に基づいてアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度をそれぞれに算出し、上記遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ａに基づいて算出したアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度をＡ、上記遊離アンモニア（ＮＨ3）濃度ｂに基づいて算出したアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度をＢとした場合に、各時点におけるアンモニア性窒素（ＮＨ4−Ｎ）の濃度比Ｂ／Ａが、０．２８〜０．５８の範囲内となるように、上記亜硝酸化槽における曝気量を制御装置によって制御しながら連続して処理した実際の原水を用いた。そして、実施例１と同様の条件で処理を行ったところ、制御装置を用いることでより安定した処理が行えることが確認された。
【符号の説明】
【００４３】
１ａ，１ａ’：アンモニア性窒素測定装置
２：制御装置
３：原水槽
４：亜硝酸化槽
５：曝気装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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