"有機物を含有する汚泥を無酸素槽1と好気槽2からなる反応槽3に供給して有機物を分解し、嫌気性消化槽8で嫌気消化処理を施した後、脱水機9で固液分離を行なった脱水ろ液を調整槽10に一時的に貯留する汚泥処理システムにおいて、調整槽10の後段に間欠式エアレーション11と撹拌機12を設けた硝化槽13を配設し、硝化槽13の上澄液を無酸素槽1に抜出す抜出しポンプ15と、硝化槽13の汚水と無酸素槽1の汚水を交換させる交換ポンプ14を設置したことを特徴とする脱水ろ液の窒素除去システム。無酸素槽1と好気槽2からなる反応槽3に汚泥を供給して有機物を分解し、嫌気性消化槽8で嫌気消化処理を施した後、脱水機9で分離した脱水ろ液を調整槽10に一時的に貯留する汚泥処理システムにおいて、間欠式エアレーション11と撹拌機12を設けた硝化槽13を配設し、脱水ろ液の一定量Aを硝化槽13に送水して撹拌しながら間欠曝気を行い、脱水ろ液に含まれるアンモニア性窒素の硝化処理に必要な時間経過後に、上澄液の一定量Aを無酸素槽1に返送すると共に、硝化処理後に硝化槽13の汚水と無酸素槽1の汚水を交互に交換して、硝化槽13の適度な有機物濃度を保ち、硝化槽13のpH低下と汚泥フロックの分解を防ぐことを特徴とする脱水ろ液の窒素除去方法。上記硝化槽13の汚水と無酸素槽1の汚水を、一日1回の頻度で硝化槽13の5分の1程度の容量を交換することを特徴とする請求項2に記載の脱水ろ液の窒素除去方法。上記硝化槽13に流入した脱水ろ液を撹拌しながら60分サイクルで間欠曝気を行い、槽内の溶存酸素の上限を2mg/L以下に、水素イオン濃度をpH5以上に維持することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の脱水ろ液の窒素除去方法。上記硝化槽13は無酸素槽1から有機物を投入して脱水ろ液の活性汚泥浮遊物質量を6,000mg/L程度に調整し、撹拌と間欠曝気を行いながら硝化槽13に1日程度滞留させてアンモニア性窒素を硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素に硝化して、間欠曝気により硝化菌と脱窒菌を培養させることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の脱水ろ液の窒素除去方法。特許文献1に記載の高濃度有機性排水の処理方法は、嫌気―好気活性汚泥方法で処理し、固液分離した流出液に多く含まれるアンモニア性窒素とリンを除去して高濃度有機性排水の処理が良好に行なわれるものであるが、マグネシウムやアルカリ成分の薬剤を多く必要としている。特許文献2に記載の下水処理システムは、嫌気―無酸素―好気法A2O法の3槽からなる脱窒素脱リン反応設備に流入する処理水の流量変動に対する好気槽内のリン酸総量を制御するシステムである。下水処理場やし尿処理場の高濃度有機性排水では、効果を奏するものであるが、嫌気性消化処理を行なう場合には窒素負荷が増加するため、窒素除去が困難となる恐れがある。多くのアンモニア性窒素が含まれている汚泥処理後の脱水ろ液は、水処理工程での窒素負荷が過剰となる場合がある。この発明は従来の課題である嫌気性消化汚泥を脱水した場合に、脱水ろ液に多く含まれるアンモニア性窒素の除去を目的とし、水処理への窒素負荷を低減するもので、脱水機の後段に硝化槽を配設して、嫌気好気法の無酸素槽を利用して、有機物の供給と脱窒処理を行なう脱水ろ液の窒素除去システム並びに窒素除去方法を提供する。この発明の脱水ろ液の窒素除去システムの要旨は、有機物を含有する汚泥を無酸素槽と好気槽からなる反応槽に供給して有機物を分解し、嫌気性消化槽で嫌気消化処理を施した後、脱水機で固液分離を行なった脱水ろ液を調整槽に一時的に貯留する汚泥処理システムにおいて、調整槽の後段に間欠式エアレーションと撹拌機を設けた硝化槽を配設し、硝化槽の上澄液を無酸素槽に抜出す抜出しポンプと、硝化槽の汚水と無酸素槽の汚水を交換させる交換ポンプを設置したもので、硝化槽の汚水を撹拌しながら間欠曝気を行なえば、硝化槽の曝気の調整が容易となり、過剰曝気となることがない。そして、硝化槽の汚水を無酸素槽に返送すれば、無酸素槽に増殖した硝化菌と脱窒菌を供給できる。また、交換ポンプで、無酸素槽から有機物を硝化槽に供給すれば、有機物濃度を適正に保ち、汚泥フロックの分解を防止できる。この発明の活性汚泥処理における脱水ろ液の窒素除去方法の要旨は、無酸素槽と好気槽からなる反応槽に汚泥を供給して有機物を分解し、嫌気性消化槽で嫌気消化処理を施した後、脱水機で分離した脱水ろ液を調整槽に一時的に貯留する汚泥処理システムにおいて、間欠式エアレーションと撹拌機を設けた硝化槽を配設し、脱水ろ液の一定量を硝化槽に送水して撹拌しながら間欠曝気を行い、脱水ろ液に含まれるアンモニア性窒素の硝化処理に必要な時間経過後に、上澄液の一定量を無酸素槽に返送すると共に、硝化処理後に硝化槽の汚水と無酸素槽の汚水を交互に交換して、硝化槽の適度な有機物濃度を保ち、硝化槽のpH低下と汚泥フロックの分解を防ぐもので、過曝気とならないように撹拌しながら間欠曝気を行い、溶存酸素の低い状態を維持しながら、酸化によるpH値の低下を抑制し、適度な水素イオン濃度により硝化菌と脱窒菌の培養に良好な環境となる。硝化槽に撹拌供給する酸素と培養した硝化菌により、脱水ろ液に含まれるアンモニア性窒素を硝酸性窒素に酸化でき、運転途中に無酸素条件を入れることで放線菌の発生を抑制して汚泥沈降性の改善が図れる。そして、硝化槽の硝化処理後の上澄液を無酸素槽に抜出して、脱窒が行なわれ、汚水の交換により増殖した硝化菌と脱窒菌も無酸素槽に供給できる。また、硝化槽と無酸素槽の汚水の交換により、硝化槽の適度な有機物濃度を保ち、硝化槽の溶存酸素を適性に保ちながら、硝化槽のpH低下と汚泥フロックの分解を防ぐことができる。硝化槽の汚水交換と上澄液の抜出しは、硝化槽の汚水と無酸素槽の汚水を、一日1回の頻度で硝化槽の5分の1程度の容量を交換するもので、硝化に必要な有機物と時間が確保でき、硝化菌と脱窒菌の培養の時間が得られる。硝化槽に流入する脱水ろ液が過剰曝気とならないように、硝化槽に流入した脱水ろ液を撹拌しながら60分サイクルで間欠曝気を行い、槽内の溶存酸素の上限を2mg/L以下に、水素イオン濃度をpH5以上に維持するもので、硝化槽に流入する脱水ろ液が過剰曝気となることがなく、溶存酸素の低い状態を維持しながら、酸化によるpH値の低下も抑制される。溶存酸素の低い状態を維持しながら、間欠曝気と適度な水素イオン濃度により硝化菌と脱窒菌の培養に良好な環境となる。硝化槽の曝気の調整が容易で、運転の途中で無酸素条件を入れることにより、水処理に有害な放線菌等の微生物の発生もなく、汚泥沈降性が改善できる。汚泥の分解を防ぐために有機物を供給することを目的として、硝化槽は無酸素槽から有機物を投入して脱水ろ液の活性汚泥浮遊物質量を6,000mg/L程度に調整し、撹拌と間欠曝気を行いながら硝化槽に1日程度滞留させてアンモニア性窒素を硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素に硝化して、間欠曝気により硝化菌と脱窒菌を培養させるもので、有機物を投入して汚泥分解を抑制し、脱水ろ液に含まれるアンモニア性窒素の硝化処理に必要な時間が得られる。この発明に係る脱水ろ液の窒素除去システム並びに窒素除去方法は、脱水ろ液に多く含まれるアンモニア性窒素の除去装置として、撹拌と間欠曝気を行なう硝化槽を設置して、撹拌と曝気を停止した硝化処理を行なった上澄液を無酸素槽に供給し、定期的に硝化槽の汚水と反応槽を構成する無酸素槽の汚水を交換するもので、硝化槽は間欠曝気により曝気の調整が容易となり、過剰曝気となることがない。硝化槽に無酸素条件を入れることにより、水処理に有害な放線菌等の発生を抑制し、必要な有機物を確保して汚泥フロックの分解を防ぎ、汚泥沈降性の改善が図れる。溶存酸素の低い状態を維持しながら、酸化によるpH値の低下も抑制され、適度な水素イオン濃度により硝化菌と脱窒菌の培養に良好な環境となる。硝化槽の汚水は、活性汚泥浮遊物質量が適正となり、新たな汚泥の発生もなく汚泥の引抜きを必要としない。硝化槽は活性汚泥浮遊物質量MLSS濃度を保ちながら、硝化槽で培養増殖した硝化菌と脱窒菌を無酸素槽に供給できる。この発明に係る脱水ろ液の窒素除去システム並びに窒素除去方法について、図面に基づき詳述すると、図1は窒素除去システムのフローチャートであって、無酸素槽1と好気槽2の二槽からなる反応槽3が最初沈殿池4の後段に接続してあり、有機物を含有する汚水を最初沈殿池4に流入させて沈殿分離を行い、分離汚水と浮遊物を無酸素槽1に供給する。無酸素槽1は無酸素状態の分離汚水を脱窒細菌により脱窒反応を行なう。無酸素槽1から好気槽2に流入したアンモニア性窒素を含む汚水は、撹拌と曝気により硝化反応が行なわれ、硝化細菌がアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素と硝酸性窒素に酸化させる好気槽2の一部の酸化液を無酸素槽1に返送し、活性汚泥に含まれる脱窒細菌が有機物を用いて酸化性窒素を窒素ガスに還元させる。好気槽2から処理水を最終沈殿池5に移送して、沈殿濃縮した沈澱汚泥の一部は活性汚泥として無酸素槽1に返送し、残りは余剰汚泥として調整槽6に抜出す。最終沈殿池5の上澄液を抜出して滅菌処理装置7で滅菌して、窒素除去システムの汚泥処理後から放流する。最初沈殿池4の沈殿汚泥と最終沈殿池5の余剰汚泥は調整槽6に集められ、嫌気性消化槽8に移送される。嫌気性消化槽8に流入した沈澱汚泥と余剰汚泥は嫌気性消化処理を行なった後、スクリュープレス等の脱水機9に供給して固液分離を行ない、脱水ろ液とケーキに固液分離する。図1に示すように、脱水機9で固液分離した脱水ろ液を一時的に貯留する調整槽10が設置してあり、調整槽10の後段に間欠式エアレーション11と撹拌機12を設けた硝化槽13を配設してある。反応槽3を構成する無酸素槽1に硝化槽13の硝酸性窒素NO3-Nを含む一定量Aの上澄液を抜出す抜出しポンプ15と、無酸素槽1の汚水と硝化槽13の汚水を交換する交換ポンプ14が設置してある。硝化槽13の5分の1程度の容量を一日1回の頻度で交換する。交換する汚水は撹拌機12により槽内濃度が一定になっており、交換ポンプ14による排出で槽内濃度が変化することはない。脱水ろ液の窒素除去システムの硝化槽13の立ち上げ時は、最終沈殿池5から発生する余剰汚泥を脱水ろ液で希釈し、硝化槽13に供給して活性汚泥浮遊物質量MLSS濃度を3,000mg/L程度に調整する。なお、栄養源の有機物採取先は、生汚泥の最初沈殿池4あるいは最終沈殿池5の上澄液でも良い。活性汚泥浮遊物質量MLSS濃度を調整した硝化槽13と反応槽3を構成する無酸素槽1を利用して、脱水ろ液に含まれるアンモニア性窒素NH4-Nの除去方法を開始する。a.脱水ろ液を貯留した調整槽10から一定量Aの脱水ろ液を硝化槽13に送水する。b.硝化槽13はアンモニア性窒素NH4-Nを含む脱水ろ液が過剰曝気とならないように、撹拌機12で撹拌しながら間欠式エアレーション11を60分程度の間隔で曝気と停止の間欠曝気を行ない、硝化槽13に撹拌供給する酸素と培養した硝化菌により、アンモニア性窒素NH4-Nを硝酸性窒素NO3-N又は亜硝酸性窒素NO2-Nに酸化させる。撹拌しながら間欠曝気を行なえば、硝化槽13の曝気の調整が容易となり、硝化槽13に流入する脱水ろ液が過剰曝気となることがない。c.硝化槽13の溶存酸素MLDOは0.2~0.5mg/L程度になるのが理想であるが、調整が困難であり、エアレーションは60分程度の間欠曝気とすれば、MLDO溶存酸素の最高値でも2mg/L程度に、水素イオン濃度をpH5以上に維持することで調整が容易となる。溶存酸素の低い状態を維持しながら、溶存酸素が理想の0.2~0.5mg/Lの状態に近くなり、間欠曝気と適度な水素イオン濃度により硝化菌と脱窒菌の培養に良好な環境となる。運転の途中で無酸素条件を入れることにより、水処理に有害な放線菌等の微生物の発生もなく、汚泥沈降性が改善できる。d.脱水ろ液に含まれるアンモニア性窒素NH4-Nの硝化処理に必要な滞留時間を1日程度と設定し、硝化菌、脱窒菌を培養するためにも、脱水ろ液の滞留時間は1日程度が最適となる。e.硝化槽13の脱水ろ液の硝化処理に必要な時間を確保して、硝化槽13の汚水と無酸素槽1の汚水を、一日1回の頻度で硝化槽13の5分の1程度の容量を交換する。交換時には、硝化槽13の撹拌機12を作動させながら交換ポンプ14で硝化槽13の汚水を排出する。無酸素槽1から硝化槽13に有機物を供給して適正な有機物濃度を保ちながら汚泥フロックの分解を防止でき、有機物を投入した脱水ろ液を長時間滞留させて、間欠曝気により硝化菌と脱窒菌の増殖と酸化処理が行なえる。f.無酸素槽1に返送した汚水に含まれる硝酸性窒素NO3-N又は亜硝酸性窒素NO2-Nを、硝化槽13で溶存酸素MLDOの低い状態で増殖した脱窒菌と無酸素槽1の脱窒菌が最初沈殿池4から流入する有機物を栄養源として脱窒反応を行なう。g.硝化槽13は無酸素槽1からの有機物の投入により活性汚泥浮遊物質量MLSS濃度が6,000mg/L程度まで増加するが、エア供給量を適正にすれば、新たな汚泥の発生もなく汚泥の引抜きを必要としない。h.硝化槽13は硝化反応によりpH値が低下するが、脱水ろ液の供給と、無酸素槽1との汚水の交換でpHの低下を抑制でき、間欠曝気でpH値が5以上となる。溶存酸素MLDOが適正となる。なお、季節変動等でpH値が5以下となる時には、エア供給量の調整とpH調整剤を添加しても良い。i.硝化槽13は脱水ろ液の硝化処理に必要な1時間が経過後に、硝化槽13の間欠式エアレーション11と撹拌機12を停止して、硝化処理した汚水を重力濃縮させ、硝酸性窒素NO3-N又は亜硝酸性窒素NO2-Nを含む上澄液の一定量Aを無酸素槽1に返送する。活性汚泥浮遊物質量MLSS濃度の低下を防ぐため、処理水の上澄液を抜出す。j.無酸素槽1から好気槽2に流入したアンモニア性窒素NH4-Nを含む汚水は、硝化槽13から返送した硝化菌と好気槽2の硝化菌が硝化反応を行なう。k.好気槽2の硝酸性窒素NO3-N又は亜硝酸性窒素NO2-Nを含む一部の硝化液をポンプ16で無酸素槽1に返送する。l.好気槽2で処理した処理水を後段の最終沈殿池5に移送する。m.最終沈殿池5のアンモニア性窒素NH4-Nを除去した処理水は、滅菌処理装置7で滅菌して放流する。n.硝化槽13の上澄液の一定量Aを無酸素槽1に抜き出した硝化槽13に、一定量Aの脱水ろ液を調整槽10から流入させるaの操作に戻る。上記のa~nの操作を繰り返し、硝化槽13の脱水ろ液に含まれるアンモニア性窒素NH4-Nは、撹拌と間欠曝気により硝酸性窒素NO3-N又は亜硝酸性窒素NO2-Nに酸化でき、硝化処理後の上澄液を無酸素槽に供給して、脱窒菌により窒素ガスに還元できる。過剰となる恐れの脱水ろ液に含まれる窒素除去が可能となり、水処理工程での窒素負荷を軽減できる。嫌気性消化汚泥を脱水機で固液分離をした脱水ろ液には、アンモニア性窒素NH4-Nが多く含まれており、汚泥処理後の水処理工程で窒素負荷が過剰となっている。そこで、水処理工程の負荷を低減するため、アンモニア性窒素NH4-Nを除去する装置を検討した。実験装置として図2に示す高濃度の水処理槽17と低濃度の汚泥処理槽18の20L槽を併設して実験を行なった。1実験装置a:高濃度の水処理槽17に連続式エアレーション19と撹拌機20を設置し、低濃度の汚泥処理槽18に間欠式エアレーション21と撹拌機22を設置した。2実験条件a:基質として、BOD源は、最初沈殿池の初沈流出水に含まれる有機物に相当する成分として、無調整牛乳BOD約78000mg/Lの40mLを水処理槽17に1日2回供給する。窒素成分は、消化汚泥の脱水ろ液NH4-N約500mg/Lを汚泥処理槽18に20L供給する。b:高濃度の水処理槽17の連続式エアレーション19は連続曝気とし、反応液の重力濃縮のための曝気停止を2h/dayとする。c:低濃度の汚泥処理槽18の間欠式エアレーション21は曝気と停止を60分間隔で実施する。d:溶存酸素MLDOは1mg/L以下となるように、連続式エアレーション19と間欠式エアレーション21の風量を調整する。e:水処理系の水処理槽17と汚泥処理系の汚泥処理槽18の活性汚泥浮遊物質量MLSS濃度を保つため、適宜汚泥4Lを交換する。f:水質測定:MLDO、MLSS、MLVSS、BOD、COD、色度等の水質測定をする。3操作手順a:水処理槽17の連続式エアレーション19と撹拌機20、汚泥処理槽18の間欠式エアレーション21と撹拌機22を作動開始する。b:水処理槽17と汚泥処理槽18の曝気と撹拌を1時間行なった後、上澄液を作るために停止する。c:水処理槽17の上澄液4Lを除去する。d:汚泥処理槽18の上澄液4Lを水処理槽17へ投入する。e:水処理槽17に牛乳40mLと、汚泥処理槽18に消化汚泥脱水ろ液を4L投入する。f:水処理槽17と汚泥処理槽18は無酸素条件を確保するため、一時間のみ撹拌を実施する。g:水処理槽17と汚泥処理槽18の撹拌と曝気再開する。h:4時間後に水処理槽17と汚泥処理槽18の汚泥を4L交換する。i:水処理槽17の曝気を停止して牛乳40mLを投入し、1時間のみ撹拌を実施した後曝気再開する。j:夜間は風量を削減して曝気する。4低曝気条件の確立A.曝気風量の設定水処理槽17と汚泥処理槽18の風量は0.1~1.6L/分曝気方式は連続曝気と間欠曝気を10分、或は1時間と様々な条件を検討した。流入水質や水量の変動を想定すると、低曝気条件である溶存酸素MLDOを0.5mg/L程度に確保するためには、1時間曝気、1時間停止の間欠曝気が最も近い条件となることが分かった。a:有機物の酸化酸素呼吸、グルコースの例C6H12O66O2→6CO26H2Ob:硝化酸素呼吸の進行NH42O2→NO3-H2O2Hc:脱窒酸素呼吸の進行、グルコースの例5C6H12O624NO3-→30CO218H2O24OH-12N2B.検討結果間欠、低曝気では系内で上記の酸素abcの酸素呼吸と硝酸呼吸が同時に進行し、有機物除去と窒素除去が行なわれ、pH低下は起こらないと考えられる。この時の溶存酸素MLDOは0.5mg/L程度であった。硝化の進行が進むとpHは低下するが、同時に脱窒が進行するとpHは回復している。しかし、流量変動、水質変動、系内での反応の進行等がある中で、溶存酸素MLDOを常時0.5mg/L程度に保持する条件を設定するのが困難であった。C.硝化によるpHの低下と脱窒によるpHの回復従来の標準活性汚泥法及びOD法は、硝化の進行が進むとpHが低下するが、同時に脱窒が進行するとpHは回復する。処理水のpHが低下しないのは処理系において硝化と脱窒が同時に起こっているためと考えられる。間欠低曝気の汚泥処理方法では、標準活性汚泥法より窒素除去率が高くなるのは、脱窒硝化呼吸が進行しやすいためと考えられる。実験結果から、基質牛乳、グルコース、余剰汚泥等がない場合に硝化が進行すると、pHが5以下に低下して硝化が停止する。更に、硝化を進行させるためには炭酸水素ナトリウム等の緩衝剤を投入しなければならない。NaHCO3H→NaCO2H2OpH低下を防止するため、粉砕した牡蠣殻CaCO3を投入してみたが、効果は見られなかった。pH値が5以下に低下すると汚泥が解体し、上澄液は懸濁するという発泡現象がみられた。その解決策として、基質添加後に無酸素条件を作るため、曝気を止め、撹拌のみとした。これはAO法と呼ばれる運転条件であり、この手法を利用した実験により発泡現象は収まった。発泡現象は放線菌の発生が原因と思われる。基質が不足して硝酸呼吸が困難である汚泥処理槽ではpH値の低下と硝酸の蓄積が発生することが予測できる。流入下水等の基質を汚泥好気性硝化槽へ添加するか、或は最初沈殿池の汚泥を添加することで硝酸呼吸が促進され、アルカリ分の補給と窒素除去が行なわれるものと推測され、余剰汚泥発生量の削減につながる可能性がある。D.発泡現象の抑制実験開始当初から水処理槽17と汚泥処理槽18の槽内に放線菌によると思われる発泡現象が発生し、汚泥フロックの解体が見られた。発泡現象が発生すると汚泥流出等による汚泥収支が取れなくなる。その解決策として牛乳添加後に無酸素条件を作るため、曝気を止め、撹拌だけとした。これはAO法と呼ばれる運転条件であり、この手法を利用した実験により、発泡現象は収まった。低曝気の後に無酸素条件を組み込むことで発泡現象が抑制でき、汚泥の沈降性も改善した。間欠、低曝気は運転の途中で無酸素条件を入れることにより、放線菌の発生を抑えるとともに、汚泥沈降性の改善が図れるものと考えられる。上記の実験結果から、消化汚泥の脱水ろ液を水処理施設の初段に返送せずに、硝化槽に供給し、同時にBOD源として余剰汚泥、流入下水、初沈汚泥等を若干投入して窒素除去した後、水処理系へ返送すれば余剰汚泥発生量が少なくなることが考察できる。"