(57)【要約】【課題】半導体・液晶製造プロセスから排出されるアミン類及び／又は４級アンモニウム塩類含有排水等の有機系排水を効率的に生物処理し、有機態窒素を高度に除去して高水質の処理水を得る。【解決手段】有機系排水を生物処理槽に導入して生物処理する方法において、該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値と、アンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度のうちの少なくとも一つの測定値とを指標として、生物処理条件を調整する生物処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機系排水を生物処理槽に導入して生物処理する方法において、該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値と、アンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度のうちの少なくとも一つの測定値とを指標として、生物処理条件を調整することを特徴とする生物処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記生物処理槽が硝化槽もしくは硝化・脱窒槽であり、硝化槽の場合、生物処理条件として硝化条件及び／又はｐＨ制御目標値を調整し、硝化・脱窒槽の場合、生物処理条件として硝化条件、脱窒条件、及びｐＨ制御目標値のいずれかを調整することを特徴とする生物処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記生物処理が活性汚泥法、膜分離活性汚泥法、流動床式生物処理法、担体添加活性汚泥法のいずれかで処理することを特徴とする生物処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記有機系排水が、半導体・液晶製造プロセスから排出されるアミン類及び／又は４級アンモニウム塩類含有排水であることを特徴とする生物処理方法。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１項において、前記硝化条件の調整として、前記硝化槽内液の溶存酸素濃度の増減、もしくはｐＨの増減、もしくは硝化時間の増減を行うことを特徴とする生物処理方法。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１項において、前記脱窒条件の調整として、前記硝化槽内液の溶存酸素濃度の増減、もしくはｐＨの増減、硝化時間の増減を行うことを特徴とする生物処理方法。
【請求項７】
請求項２ないし６のいずれか１項において、前記アミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が予め設定された基準値以下である場合に、前記ｐＨ制御目標値を下げることを特徴とする生物処理方法。
【請求項８】
有機系排水の生物処理装置において、
該有機系排水が導入される生物処理槽と、
該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度を測定する第１の測定手段と、
該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度のうちの少なくとも一つを測定する第２の測定手段と、
該第１の測定手段の測定値と第２の測定手段の測定値に基づいて、該生物処理槽の生物処理条件を調整する制御手段と
を有することを特徴とする生物処理装置。
【請求項９】
請求項８において、前記生物処理槽が硝化槽もしくは硝化・脱窒槽であり、前記制御手段は、硝化槽の場合、生物処理条件として硝化条件及び／又はｐＨ制御目標値を調整し、硝化・脱窒槽の場合、生物処理条件として硝化条件、脱窒条件、及びｐＨ制御目標値のいずれかを調整する手段であることを特徴とする生物処理装置。
【請求項１０】
請求項８又は９において、前記生物処理が活性汚泥処理、膜分離活性汚泥処理、流動床式生物処理、担体添加活性汚泥処理のいずれかを行うものであることを特徴とする生物処理装置。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれか１項において、前記有機系排水が半導体・液晶製造プロセスから排出されるアミン類及び／又は４級アンモニウム塩類含有排水であることを特徴とする生物処理装置。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれか１項において、前記制御手段は、前記硝化条件の調整として、前記硝化槽内液の溶存酸素濃度の増減、もしくはｐＨの増減、もしくは硝化時間の増減を行う手段であることを特徴とする生物処理装置。
【請求項１３】
請求項９ないし１２のいずれか１項において、前記制御手段は、前記脱窒条件の調整として、前記硝化槽内液の溶存酸素濃度の増減、もしくはｐＨの増減、硝化時間の増減を行う手段であることを特徴とする生物処理装置。
【請求項１４】
請求項９ないし１３のいずれか１項において、前記制御手段は、前記第１の測定手段で測定されたアミン及び４級アンモニウムイオン濃度と前記第２の測定手段で測定されたアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が予め設定された基準値以下である場合に、前記ｐＨ制御目標値を下げる手段であることを特徴とする生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生物処理方法及び生物処理装置に係り、特に半導体・液晶製造プロセスの有機系排水回収処理システムにおける省コスト自動制御もしくは運転管理手法として有用な生物処理方法及び生物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体・液晶製造プロセスからは、超純水回収系有機系排水として、エタノールアミン等の各種のアミンを主体とし、Ｎ−メチルホルムアミド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）等のアルカリ成分を含む有機系排水が排出される。この有機系排水の生物処理法としては、活性汚泥法（ＡＳ）、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）、流動床式生物処理法（ＭＢＢＲ）、担体添加活性汚泥法（ＩＦＡＳ）等が適用される。
【０００３】
生物処理槽では、アミン、その他の有機物の酸化分解、この酸化分解で生成したアンモニアを酸化して硝酸とする硝化が起き、この硝酸の生成で生物処理槽内のｐＨは低下する。このため、生物処理槽では、アルカリを添加してｐＨ中性に維持する必要がある。生物処理槽の流出液は必要に応じて沈殿槽等で固液分離した後、無機凝集剤による凝集処理後、逆浸透（ＲＯ）膜分離処理され、透過水が回収再利用される。
【０００４】
上記の排水処理では以下の問題がある。
【０００５】
（１）  生物処理槽では硝化に伴うアルカリ度の低下を補い、生物処理効率を良好に維持するためには、ｐＨを例えば７前後に維持するためのアルカリ剤の添加が必要となる。このアルカリ剤添加は、アルカリ剤自体のコストがかかることはもとより、回収水中のイオン濃度を増加させるため、ＲＯ膜分離処理のイオン負荷増大、ＲＯ膜濃縮水の塩類負荷の増大、ひいてはＲＯ膜濃縮水を廃棄処分している場合には処分費用の増大をもたらす。
【０００６】
（２）  上記のアルカリ剤添加を過剰に行った場合、生物処理水のアルカリ度が上昇するが、後段の凝集処理における最適ｐＨが５〜６の範囲にあるために、酸剤でｐＨを低下するか、酸性の無機凝集剤の過剰添加が必要となる。この酸剤添加は、酸剤自体のコストがかかることはもとより、回収水中のイオン濃度を増加させるため、ＲＯ膜分離処理のイオン負荷増大、ＲＯ膜濃縮水の塩類負荷の増大、ひいてはＲＯ膜濃縮水を廃棄処分している場合には処分費用の増大をもたらす。また、無機凝集剤の過剰添加は、汚泥量の増大、ひいては余剰汚泥の廃棄処分費の増大をもたらす。
【０００７】
上記の課題を解決するための方策として、以下の（Ｉ），（II）が考えられる。
（Ｉ）  生物処理槽において、窒素処理（脱窒）の機能を導入することで、硝化に伴うアルカリ度低下を抑制し、アルカリ剤の添加量を可能な限り抑制する。この目的での運転管理を行うために、生物処理槽内液のアンモニウムイオン濃度と、硝酸イオンもしくは亜硝酸イオン（以下、これらをまとめて「（亜）硝酸イオン」と称す場合がある。）濃度を継続的にモニタリングし、適正な脱窒処理条件の調整を行う。
（II）  生物処理水のアルカリ度を低下するために、生物処理におけるｐＨ制御の目標値を可能な限り低く設定する。
【０００８】
硝化・脱窒処理における亜硝酸イオン濃度を監視するものとしては、特許文献１に提案がなされている。また、亜硝酸イオン濃度に基づいて処理条件を調整するものとして、特許文献２に提案がなされている。更に、アンモニウムイオン濃度等に基づいて処理条件を調整するものとして、特許文献３，４に提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第６９６５１７号公報
【特許文献２】特許第５７４２１９５号公報
【特許文献３】特許第５７２７２９１号公報
【特許文献４】特許第４８６５２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記（Ｉ），（II）では以下の課題がある。
【００１１】
前述の通り、半導体・液晶製造プロセスから排出される有機系排水は、アミン類や４級アンモニウム塩類を主体とする有機態窒素を含むため、上記（Ｉ）のアンモニウムイオン濃度と（亜）硝酸イオン濃度のみの監視では、有機態窒素の分解が不良が原因で硝化が進行していない場合にもアンモニウムイオン濃度が低下するため、硝化が十分に進行していないにも関わらず硝化が進行していると誤判断するケースが発生するなど、適正な窒素処理の管理・調整を行うことが困難である。
【００１２】
上記（II）では、ｐＨ制御目標値の低下により処理水アルカリ度を低下させることができるが、窒素処理の前提となる硝化反応は比較的高いｐＨ（例えば７．０以上）で良好に進行することから、硝化反応を阻害しないようにどの程度までｐＨを下げるかの判断が困難であり、現場での対応が難しい。
【００１３】
本発明は上記従来の問題点を解決し、半導体・液晶製造プロセスから排出されるアミン及び４級アンモニウム塩類含有排水等の有機系排水を効率的に生物処理し、有機態窒素を高度に除去して高水質の処理水を得る生物処理方法及び生物処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、従来のアンモニウムイオン及び（亜）硝酸イオン濃度に基づく運転管理に加えて、更に生物処理プロセス内のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度を分析し、系内のアミン及び４級アンモニウムイオンの蓄積状況をオンラインもしくは手分析で確認することにより、適正な自動制御もしくは運転管理を行うことができることを見出した。
【００１５】
本発明は以下を要旨とする。
【００１６】
［１］  有機系排水を生物処理槽に導入して生物処理する方法において、該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値と、アンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度のうちの少なくとも一つの測定値とを指標として、生物処理条件を調整することを特徴とする生物処理方法。
【００１７】
［２］  ［１］において、前記生物処理槽が硝化槽もしくは硝化・脱窒槽であり、硝化槽の場合、生物処理条件として硝化条件及び／又はｐＨ制御目標値を調整し、硝化・脱窒槽の場合、生物処理条件として硝化条件、脱窒条件、及びｐＨ制御目標値のいずれかを調整することを特徴とする生物処理方法。
【００１８】
［３］  ［１］又は［２］において、前記生物処理が活性汚泥法、膜分離活性汚泥法、流動床式生物処理法、担体添加活性汚泥法のいずれかで処理することを特徴とする生物処理方法。
【００１９】
［４］  ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記有機系排水が、半導体・液晶製造プロセスから排出されるアミン類及び／又は４級アンモニウム塩類含有排水であることを特徴とする生物処理方法。
【００２０】
［５］  ［２］ないし［４］のいずれかにおいて、前記硝化条件の調整として、前記硝化槽内液の溶存酸素濃度の増減、もしくはｐＨの増減、もしくは硝化時間の増減を行うことを特徴とする生物処理方法。
【００２１】
［６］  ［２］ないし［５］のいずれかにおいて、前記脱窒条件の調整として、前記硝化槽内液の溶存酸素濃度の増減、もしくはｐＨの増減、硝化時間の増減を行うことを特徴とする生物処理方法。
【００２２】
［７］  ［２］ないし［６］のいずれかにおいて、前記アミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が予め設定された基準値以下である場合に、前記ｐＨ制御目標値を下げることを特徴とする生物処理方法。
【００２３】
［８］  有機系排水の生物処理装置において、該有機系排水が導入される生物処理槽と、該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度を測定する第１の測定手段と、該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度のうちの少なくとも一つを測定する第２の測定手段と、該第１の測定手段の測定値と第２の測定手段の測定値に基づいて、該生物処理槽の生物処理条件を調整する制御手段とを有することを特徴とする生物処理装置。
【００２４】
［９］  ［８］において、前記生物処理槽が硝化槽もしくは硝化・脱窒槽であり、前記制御手段は、硝化槽の場合、生物処理条件として硝化条件及び／又はｐＨ制御目標値を調整し、硝化・脱窒槽の場合、生物処理条件として硝化条件、脱窒条件、及びｐＨ制御目標値のいずれかを調整する手段であることを特徴とする生物処理装置。
【００２５】
［１０］  ［８］又は［９］において、前記生物処理が活性汚泥処理、膜分離活性汚泥処理、流動床式生物処理、担体添加活性汚泥処理のいずれかを行うものであることを特徴とする生物処理装置。
【００２６】
［１１］  ［８］ないし［１０］のいずれかにおいて、前記有機系排水が半導体・液晶製造プロセスから排出されるアミン類及び／又は４級アンモニウム塩類含有排水であることを特徴とする生物処理装置。
【００２７】
［１２］  ［９］ないし［１１］のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記硝化条件の調整として、前記硝化槽内液の溶存酸素濃度の増減、もしくはｐＨの増減、もしくは硝化時間の増減を行う手段であることを特徴とする生物処理装置。
【００２８】
［１３］  ［９］ないし［１２］のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記脱窒条件の調整として、前記硝化槽内液の溶存酸素濃度の増減、もしくはｐＨの増減、硝化時間の増減を行う手段であることを特徴とする生物処理装置。
【００２９】
［１４］  ［９］ないし［１３］のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記第１の測定手段で測定されたアミン及び４級アンモニウムイオン濃度と前記第２の測定手段で測定されたアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が予め設定された基準値以下である場合に、前記ｐＨ制御目標値を下げる手段であることを特徴とする生物処理装置。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、以下のような作用効果のもとに、有機態窒素を効率的に処理することが可能となる。
（１）半導体・液晶製造プロセスで利用されているアミン類及び４級アンモニウム塩類の分解状況を監視して制御に反映することで、窒素処理の前提となるアミン類及び４級アンモニウム塩類の分解を維持しながら窒素処理効率を最大化することができる。この結果、生物処理で添加されるアルカリ剤の添加量を最小化し、ランニングコストを低減できる。
（２）目標の窒素処理効率を維持しつつｐＨ制御の目標値を低下することで、処理水のアルカリ度を低下させ、後段の凝集プロセスでの酸添加量・無機凝集剤添加量を最小化し、ランニングコストを低減できる。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明の生物処理方法及び生物処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
なお、本発明において、「アミン」とは、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエタノールアミンといったＮＲ１Ｒ２Ｒ３で表されるものであり、「４級アンモニウム塩」とは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドなどのＮ＋Ｒ１Ｒ２Ｒ３・Ｘ−で表されるものであり、これらアミンや４級アンモニウムイオンは、アンモニウムイオン濃度の測定では測定できない。
【００３２】
本発明で処理対象とする有機系排水としては、好ましくは半導体・液晶製造プロセスから排出されるアミン類及び／又は４級アンモニウム塩類含有排水、即ち、半導体・液晶製造プロセスにおける超純水回収系の有機系排水が挙げられる。このような超純水回収系有機系排水は、他の排水との混合の有無、或いは他の排水の混合量によっても異なるが、通常、次のような水質である。
＜超純水回収系有機系排水水質＞
ｐＨ：８〜１１
ＴＯＣ：１０〜２００ｍｇ／Ｌ
ＴＯＣ成分：モノメチルアミン（ＭＭＡ）、ジメチルアミン（ＤＭＡ）、トリメチルアミン（ＴＭＡ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）等のアミン類、Ｎ−メチルホルムアミド等のアミド類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドなどの４級アンモニウム塩類
ＴＯＣ成分中のアミン類及び４級アンモニウム塩類の割合：１０〜１００％
【００３３】
本発明においては、このような有機系排水を生物処理槽に導入して生物処理するに当たり、生物処理槽内液又は生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度を測定すると共に、アンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度のうちの少なくとも一つを測定し、これらの測定値を指標として、生物処理条件を調整することを特徴とする。
なお、処理する有機系排水に、生物処理に必要な栄養塩や金属塩が含まれていない場合には、必要な金属塩や栄養塩を添加して生物処理に供給することが好ましい。
【００３４】
ここで、アミン濃度、４級アンモニウムイオン濃度、アンモニウムイオン濃度、（亜）硝酸イオン濃度は、後掲の実施例のように、イオンクロマトグラフィー分析により測定することができるが、その他ＬＣ−ＭＳ分析などによっても精度良く分析可能である。
なお、アンモニウムイオン濃度は、一般的なインドフェノール法により、亜硝酸イオン濃度はナフチルエチレンジアミン比色法により、硝酸イオン濃度はカドミカラムによる亜硝酸への還元と組み合わせたナフチルエチレンジアミン比色法（カドミカラム法）などの一般分析でも測定可能である。しかし、本発明では、アミンと４級アンモニウムイオン濃度の測定も行う必要があるため、これらを個々に分析可能なイオンクロマトグラフィー分析が最も簡易な分析手法となる。
【００３５】
生物処理槽の構成としては特に制限はなく、本発明は、一般的な硝化（脱窒）プロセスへの適用が可能である。本発明は特に生物硝化および好ましくは脱窒素も同時に行う場合に好適であるが、好気的な反応槽で窒素成分の硝化を行う場合であってもよく、硝化槽とその後段の脱窒槽を有する構成でもよく、前段に脱窒槽、後段に硝化槽を配置し硝化槽の槽内液を脱窒槽に戻す循環配管を備える２槽式で連続的に処理するものであってもよく、１槽の生物処理槽で硝化を行った後、脱窒を行うものであってもよい。
【００３６】
本発明において、生物処理槽内液又は生物処理槽流出液（以下「対象液」と称す場合がある。）のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値と、アンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度及び亜硝酸イオン濃度のうちの少なくとも一つの測定値とに基づく生物処理条件の調整は、例えば次のように実施される。
【００３７】
（１）  対象液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が予め設定された基準値を超える場合→硝化を改善する運転調整を行う。
（２）  対象液の硝酸イオン濃度の測定値と亜硝酸イオン濃度の測定値の合計が予め設定された基準値を超える場合→脱窒を改善する運転調整を行う。
脱窒処理では硝化反応の進行が必要前提条件となるため、上記（１）の条件が満たされる場合には、（１）の対応を優先し、（２）の対応は行わない。（１）の条件が満たされない場合のみ、（２）の対応を行う。
【００３８】
硝化を改善する運転調整は以下の（１−１）→（１−２）→（１−３）の優先順位で行う。
（１−１）  硝化を行う工程での曝気強度を上げて溶存酸素濃度を上昇させる。
（１−２）  硝化工程の時間に対する、脱窒工程の時間の比を調整できる場合は、同比を小さくする（硝化工程の時間を長くする）。
（１−３）  ｐＨ制御目標値を上げる。
【００３９】
脱窒を改善する運転調整は、以下の（２−１）→（２−２）の優先順位で行う。
（２−１）  硝化工程での曝気強度を下げて溶存酸素濃度を低下させる。
（２−２）  硝化工程の時間に対する、脱窒素工程の時間の比を調整できる場合は、同比を大きくする（脱窒工程の時間を長くする）。
【００４０】
また、アミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が予め設定された基準値以下で推移している場合には、ｐＨ制御目標を下げることが好ましい。
【００４１】
このような生物処理条件の調整を行うことで、硝化・脱窒を円滑に進行させた上で、更にｐＨ制御目標値を下げて、後段の凝集処理における酸剤の添加量や無機凝集剤の添加量を低減して効率的な処理を行える。
【実施例】
【００４２】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４３】
［実施例１］
下記水質の有機系排水を本発明に従って硝化・脱窒処理した。
【００４４】
＜有機系排水水質＞
ｐＨ：９．５
ＮＨ４−Ｎ濃度：０．５ｍｇ−Ｎ／Ｌ
ＴＭＡＨ濃度：１５ｍｇ／Ｌ
ＴＭＡ濃度：０ｍｇ／Ｌ
ＤＭＡ濃度：２ｍｇ／Ｌ
ＭＭＡ濃度：３ｍｇ／Ｌ
アルカリ度：７ｍｇ  ａｓ  ＣａＣＯ３／Ｌ
Ｎａ濃度：３ｍｇ／Ｌ
【００４５】
生物処理槽としては、流動床式硝化脱窒槽（担体充填率４０％）を用い、間欠曝気を行って、曝気と曝気停止を繰り返すことで硝化工程と脱窒工程を行った。
【００４６】
硝化工程終了時（曝気終了時）に、槽内液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度として、ＴＭＡＨ、ＴＭＡ、ＤＭＡ、ＭＭＡの合計濃度と、アンモニウムイオン（ＮＨ４−Ｎ）濃度、硝酸イオン（ＮＯ３−Ｎ）濃度、亜硝酸イオン（ＮＯ２−Ｎ）濃度をイオンクロマトグラフィーで定期的に分析し、以下の基準値に基づいて、生物処理条件を自動制御により調整した。
【００４７】
＜基準値＞
アミンと及び４級アンモニウムイオン濃度とＮＨ３−Ｎ濃度の合計の上限値：０．５ｍｇ−Ｎ／Ｌ
ＮＯ３−Ｎ濃度とＮＯ２−Ｎ濃度の合計の上限値：３ｍｇ−Ｎ／Ｌ
ｐＨ制御目標値：上限７．０〜下限６．０
ｐＨ制御目標値の１日の最大調整幅：０．１／１日当たり
【００４８】
硝化を改善する運転調整は以下の優先順位で行った。
（１）  硝化工程での曝気強度増により溶存酸素濃度を上げる。
硝化工程での溶存酸素濃度制御目標を３．０〜６．０ｍｇ／Ｌの範囲で調整
溶存酸素濃度制御目標の１日の最大調整幅：０．５ｍｇ／Ｌ／１日当たり
（２）  硝化工程の時間に対する、脱窒工程の時間の比を小さくする。
脱窒工程の時間／硝化工程の時間は、０．１〜０．９の範囲で調整
【００４９】
脱窒を改善する運転調整は、以下の優先順位で行った。
（３）  硝化工程での曝気強度減により溶存酸素濃度を下げる。
（４）  硝化工程の時間に対する、脱窒工程の時間の比を大きくする。
【００５０】
その結果、得られた処理水の水質は表１に示す通りであり、良好な水質の処理水を安定に得ることができた。このため、この処理水に無機凝集剤としてポリ硫酸第２鉄溶液を添加して凝集処理した後、ＲＯ膜分離処理する際に必要な無機凝集剤添加量は１１０ｍｇ／Ｌであり、以下の比較例１，２よりも大幅に添加量を低減することができた。
【００５１】
［比較例１］
実施例１において、間欠曝気を行わず、連続曝気を行ってＤＯを３〜４．０ｍｇ／Ｌの範囲に維持し、硝化工程のみを行い、さらに、硝化の安定のためｐＨ設定を７と、実施例１の６．５よりも高い条件で処理を行ったところ、４級アンモニウム塩であるＴＭＡＨは実施例１と同様に良好に分解し、ＴＭＡＨ分解の中間代謝物として発生するＤＭＡ等のアミンの残留は認められなかった。処理水のＴＯＣ濃度は実施例１と同レベルの３ｍｇ−Ｃ／Ｌで維持できており、ｐＨ設定の意図どおり、硝化は良好に進行しＮＨ４−Ｎの残留もみられなかったが、脱窒工程がないためＮＯ３−Ｎ＋ＮＯ２−Ｎの残留濃度は高く、ｐＨ調整のために必要なＮａＯＨの添加量が多くなり、その結果、Ｎａ濃度が上昇した。
また、ｐＨ設定の上昇に伴い処理水のアルカリ度が高くなり、後段の無機凝集剤の必要添加量が増加する傾向がみられた。
【００５２】
［比較例２］
実施例１において、ＴＭＡＨおよびアミン類の濃度による管理を行わなかったこと以外は同様に処理を行ったところ、ＮＨ４−Ｎの残留がなく、ＮＯ３−Ｎ＋ＮＯ２−Ｎの残留が認められたため、ランニングコスト、処理水のアルカリ度低減の観点からｐＨの制御目標を６．５とし、積極的な脱窒素反応を進行させる曝気制御、すなわち脱窒工程時間／硝化工程時間比を０．４まで上げたところ、ＴＭＡＨ分解が悪化し、処理水ＴＯＣ濃度も７ｍｇ−Ｃ／Ｌまで増加した。
本比較例２の場合、処理の要件である排水中の窒素成分の完全硝化ができず、また付随して有機アルカリ成分であるＴＭＡＨの残留により処理水ＴＯＣ濃度の上昇があり、アルカリ度も実施例１よりも高くなる結果を招いた。この結果、後段の無機凝集剤の必要添加量が増加する傾向がみられた。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
表１より、本発明によれば、アミン及び４級アンモニウム塩類の分解をも良好に維持しつつ、処理水（亜）硝酸イオン濃度を有意に低下することができ、その結果、ｐＨ調整に必要なアルカリ剤の添加濃度を低減できると共に、アミン及び４級アンモニウム塩類の分解が維持されている範囲でｐＨの制御目標を下げる運転ができ、処理水アルカリ度を低下することができるため、後段の凝集プロセスでの酸剤および無機凝集剤の添加量を最小化できることが確認できた。
【００５５】
なお、上記実施例では、生物処理として流動床式生物処理法を採用した例を示したが、活性汚泥法（ＡＳ）、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）、担体添加活性汚泥法（ＩＦＡＳ）等においても同様の課題があり、本運転管理手段で対応可能である。
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月3日(2017.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミン類及び／または４級アンモニウム塩含有有機系排水を生物処理槽に導入して生物処理する方法において、
該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度の測定値に基づいて、
アミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が基準値を超える場合に硝化を改善する該生物処理槽の運転調整を行い、硝酸イオン濃度の測定値と亜硝酸イオンの測定値の合計が基準値を超える場合は脱窒を改善する該生物処理槽の運転調整を行うことを特徴とする生物処理方法。
【請求項２】
アミン類及び／または４級アンモニウム塩含有有機系排水を生物処理槽に導入して生物処理する方法において、
以下の（１−１）→（１−２）→（１−３）→（２−１）→（２−２）の優先順位で該生物処理槽の運転調整を行うことを特徴とする生物処理方法。
（１−１） 硝化工程での曝気強度を上げて溶存酸素濃度を上昇させる。
（１−２） 硝化工程の時間に対する、脱窒工程の時間の比を調整できる場合は、同比を小さくする（硝化工程の時間を長くする）。
（１−３） ｐＨ制御目標値を上げる。
（２−１） 硝化工程での曝気強度を下げて溶存酸素濃度を低下させる。
（２−２） 硝化工程の時間に対する、脱窒素工程の時間の比を調整できる場合は、同比を大きくする（脱窒工程の時間を長くする）。
【請求項３】
アミン類及び／または４級アンモニウム塩含有有機系排水を生物処理槽に導入して生物処理する方法において、
該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度の測定値に基づいて、
アミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が基準値を超える場合に以下の（１−１）→（１−２）→（１−３）の優先順位で硝化を改善する該生物処理槽の運転調整を行った後、硝酸イオン濃度の測定値と亜硝酸イオンの測定値の合計が基準値を超える場合は以下の（２−１）→（２−２）の優先順位で該生物処理槽の脱窒を改善する運転調整を行うことを特徴とする生物処理方法。
（１−１） 硝化工程での曝気強度を上げて溶存酸素濃度を上昇させる。
（１−２） 硝化工程の時間に対する、脱窒工程の時間の比を調整できる場合は、同比を小さくする（硝化工程の時間を長くする）。
（１−３） ｐＨ制御目標値を上げる。
（２−１） 硝化工程での曝気強度を下げて溶存酸素濃度を低下させる。
（２−２） 硝化工程の時間に対する、脱窒素工程の時間の比を調整できる場合は、同比を大きくする（脱窒工程の時間を長くする）。
【請求項４】
請求項１又は３において、前記アミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が予め設定された基準値以下である場合に、前記生物処理槽のｐＨ制御目標値を下げることを特徴とする生物処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記生物処理が活性汚泥法、膜分離活性汚泥法、流動床式生物処理法、担体添加活性汚泥法のいずれかで処理することを特徴とする生物処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記有機系排水が、半導体・液晶製造プロセスから排出されるアミン類及び／又は４級アンモニウム塩類含有排水であることを特徴とする生物処理方法。
【請求項７】
アミン類及び／または４級アンモニウム塩含有有機系排水の生物処理装置において、
該有機系排水が導入される生物処理槽と、
該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度を測定する第１の測定手段と、
該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度を測定する第２の測定手段と、
該第１の測定手段の測定値と第２の測定手段の測定値に基づいて、
アミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が基準値を超える場合に該生物処理槽の硝化を改善する運転調整を行い、硝酸イオン濃度の測定値と亜硝酸イオンの測定値の合計が基準値を超える場合は脱窒を改善する該生物処理槽の運転調整を行う制御手段と
を有することを特徴とする生物処理装置。
【請求項８】
アミン類及び／または４級アンモニウム塩含有有機系排水の生物処理装置において、
該有機系排水が導入される生物処理槽と、
以下の（１−１）→（１−２）→（１−３）→（２−１）→（２−２）の優先順位で該生物処理槽の運転調整を行う制御手段と
を有することを特徴とする生物処理装置。
（１−１） 硝化工程での曝気強度を上げて溶存酸素濃度を上昇させる。
（１−２） 硝化工程の時間に対する、脱窒工程の時間の比を調整できる場合は、同比を小さくする（硝化工程の時間を長くする）。
（１−３） ｐＨ制御目標値を上げる。
（２−１） 硝化工程での曝気強度を下げて溶存酸素濃度を低下させる。
（２−２） 硝化工程の時間に対する、脱窒素工程の時間の比を調整できる場合は、同比を大きくする（脱窒工程の時間を長くする）。
【請求項９】
アミン類及び／または４級アンモニウム塩含有有機系排水の生物処理装置において、
該有機系排水が導入される生物処理槽と、
該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアミン及び４級アンモニウムイオン濃度を測定する第１の測定手段と、
該生物処理槽内液又は該生物処理槽流出液のアンモニウムイオン濃度、硝酸イオン濃度、及び亜硝酸イオン濃度を測定する第２の測定手段と、
該第１の測定手段の測定値と第２の測定手段の測定値に基づいて、
アミン及び４級アンモニウムイオン濃度の測定値とアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が基準値を超える場合に以下の（１−１）→（１−２）→（１−３）の優先順位で該生物処理槽の硝化を改善する運転調整を行った後、硝酸イオン濃度の測定値と亜硝酸イオンの測定値の合計が基準値を超える場合は以下の（２−１）→（２−２）の優先順位で該生物処理槽の脱窒を改善する運転調整を行う制御手段と
を有することを特徴とする生物処理装置。
（１−１） 硝化工程での曝気強度を上げて溶存酸素濃度を上昇させる。
（１−２） 硝化工程の時間に対する、脱窒工程の時間の比を調整できる場合は、同比を小さくする（硝化工程の時間を長くする）。
（１−３） ｐＨ制御目標値を上げる。
（２−１） 硝化工程での曝気強度を下げて溶存酸素濃度を低下させる。
（２−２） 硝化工程の時間に対する、脱窒素工程の時間の比を調整できる場合は、同比を大きくする（脱窒工程の時間を長くする）。
【請求項１０】
請求項７又は９において、前記制御手段は、前記第１の測定手段で測定されたアミン及び４級アンモニウムイオン濃度と前記第２の測定手段で測定されたアンモニウムイオン濃度の測定値の合計が予め設定された基準値以下である場合に、前記生物処理槽のｐＨ制御目標値を下げる手段であることを特徴とする生物処理装置。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のいずれか１項において、前記生物処理が活性汚泥処理、膜分離活性汚泥処理、流動床式生物処理、担体添加活性汚泥処理のいずれかを行うものであることを特徴とする生物処理装置。
【請求項１２】
請求項７ないし１１のいずれか１項において、前記有機系排水が半導体・液晶製造プロセスから排出されるアミン類及び／又は４級アンモニウム塩類含有排水であることを特徴とする生物処理装置。