"供給された排水中に少なくとも2種のアンモニア酸化細菌が優占する活性汚泥を浮遊させて溶存酸素の存在下、前記アンモニア酸化細菌により排水中のアンモニアを酸化反応させる反応手段と、前記排水を前記反応手段に回分供給する排水供給手段と、前記反応手段に供給された排水中に酸素を供給して溶存させる酸素供給手段と、前記反応手段の排水の上澄み液を排出する液排出手段と、前記排水中に存在する少なくとも2種の前記アンモニア酸化細菌のうち、アンモニア濃度が高くなるにつれて増殖速度が速くなるアンモニア酸化細菌が優占するアンモニア濃度の範囲に、前記排水中のアンモニア濃度が維持されるように、少なくとも前記排水供給手段による回分供給を制御する回分制御手段と、を備えた排水処理装置。前記反応手段の排水中のアンモニア濃度を検出する検出手段、前記反応手段の排水のpHを検出する検出手段、及び前記反応手段の排水中の溶存酸素濃度を検出する検出手段から選ばれる少なくとも1つの検出手段を更に備え、前記回分制御手段は、前記少なくとも1つの検出手段により検出された検出値がアンモニア濃度の低下を示す閾値に達したときに、前記酸素供給手段による酸素の供給を停止すると共に前記反応手段中の反応後の排水の上澄み液を前記液排出手段により排出し、排出終了後に未反応の排水を前記反応手段に供給する請求項1に記載の排水処理装置。前記回分制御手段は、前記回分供給する回数の増減により、アンモニア濃度とアンモニア酸化細菌の増殖速度との関係から、前記2種のアンモニア酸化細菌の一方と他方とで増殖速度が等しくなるアンモニア濃度が一致する点におけるアンモニア濃度を超える濃度範囲に、前記排水中のアンモニア濃度を維持する請求項1又は請求項2に記載の排水処理装置。前記活性汚泥は、前記アンモニア酸化細菌としてニトロソモナス属とニトロソスピラ属とを含み、前記回分制御手段は、ニトロソモナス属の増殖速度がニトロソスピラ属の増殖速度を超えてニトロソモナス属が排水中を優占する濃度領域に、前記排水中のアンモニア濃度を維持する請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の排水処理装置。前記排水中のアンモニア濃度は、18mg-N/L以上である請求項1~請求項4のいいずれか1項に記載の排水処理装置。前記酸素供給手段は、酸素を流通すると共に一端が前記排水中に配置された供給配管と、前記供給配管の前記一端に取り付けられ、酸素を排水中に拡散する拡散手段とを有する請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の排水処理装置。反応槽に供給された排水中に酸素を供給する酸素供給工程と、排水中に少なくとも2種のアンモニア酸化細菌が優占する活性汚泥を浮遊させて、溶存酸素の存在下、前記アンモニア酸化細菌により前記排水中のアンモニアを酸化反応させる反応工程と、前記排水中に存在する少なくとも2種の前記アンモニア酸化細菌のうち、アンモニア濃度が高くなるにつれて増殖速度が速くなるアンモニア酸化細菌が優占するアンモニア濃度の範囲に、前記排水中のアンモニア濃度が維持されるように、前記反応槽に供給される排水の回分供給を調節する回分調節工程と、を有する排水処理方法。更に、前記排水中のアンモニア濃度、pH、及び溶存酸素濃度から選ばれる少なくとも1つを検出する検出工程を有し、前記回分調節工程は、前記検出工程で検出された検出値がアンモニア濃度の低下を示す閾値に達したときに、反応後の排水の上澄み液を排出し、排出終了後に未反応の排水を供給する請求項7に記載の排水処理方法。前記回分調節工程は、前記回分供給する回数の増減により、アンモニア濃度とアンモニア酸化細菌の増殖速度との関係から、前記2種のアンモニア酸化細菌の一方と他方とで増殖速度が等しくなるアンモニア濃度が一致する点におけるアンモニア濃度を超える濃度範囲に、前記排水中のアンモニア濃度を維持する請求項7又は請求項8に記載の排水処理方法。前記活性汚泥は、前記アンモニア酸化細菌としてニトロソモナス属とニトロソスピラ属とを含み、前記回分調節工程は、ニトロソモナス属の増殖速度がニトロソスピラ属の増殖速度を超えてニトロソモナス属が排水中を優占する濃度領域に、前記排水中のアンモニア濃度を維持する請求項7~請求項9のいずれか1項に記載の排水処理方法。前記排水中のアンモニア濃度は、18mg-N/L以上である請求項7~請求項10のいずれか1項に記載の排水処理方法。前記酸素供給工程は、酸素を流通すると共に一端に拡散手段が取り付けられた供給配管を前記拡散手段が排水中に位置するように配置し、前記拡散手段から酸素を供給して前記排水中に酸素の溶存状態を形成する請求項7~請求項11のいずれか1項に記載の排水処理方法。しかしながら、従来から試みられている技術のうち、溶存酸素濃度を調整する前記1の技術では、増殖速度の低いAOBが優占してしまうと溶存酸素の制御及び遊離アンモニアの制御による亜硝酸の蓄積はほとんどみられない。pH調整で遊離アンモニアや亜硝酸濃度を調整する前記2の技術では、長期運転する場合に持続性に課題がある。また、温度調整による前記3の技術においては、AOBとNOBの相対増殖速度の差が顕著に現れるのは35°C以上の温度域であり、適用できる排水種も限られるばかりか、通常の排水の温度は20°C以下に過ぎず、35°Cの温度領域にするにはエネルギーをかけなければならないため現実的でない。従来から種々の検討がなされてはいるものの、いずれの技術も一長一短があり、長期運転に適した安定な亜硝酸化は実現されていないのが実情である。また、亜酸化窒素N2Oは、二酸化炭素CO2の温室効果を1とした場合、296と見積もられ、極めて高い温室効果ポテンシャルを有している。更に、N2Oは一酸化窒素NOと共にオゾン層を破壊することも報告されており、オゾン層破壊の最大の原因ともいわれている。そのため、N2Oの放出の少ないシステムの確立が求められている。以上のように、近年では、亜硝酸化の安定的な達成と温室効果ガスである亜酸化窒素の放出量削減が重要な技術的課題となっている。本発明は、上記の状況に鑑みなされたものであり、アンモニアの亜硝酸化を優占的かつ安定的に行なうと共に、亜酸化窒素N2Oの放出が抑えられた排水処理装置及び排水処理方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。本発明は、硝化細菌のうちアンモニア酸化細菌に着目し、複数存在し得るアンモニア酸化細菌はアンモニアを亜硝酸に酸化するという同様の機能を有するが、同機能を有する細菌でも、特に増殖速度の速いアンモニア酸化細菌が優占しやすい排水環境を保つようにすることが、アンモニアを優占的に亜硝酸化するのに有利であり、またそのようなアンモニア濃度範囲ではN2Oの放出が抑制されるとの知見を得、かかる知見に基づいて達成されたものである。前記目的を達成するために、第1の発明である排水処理装置は、<1>供給された排水中に少なくとも2種のアンモニア酸化細菌が優占する活性汚泥を浮遊させて溶存酸素の存在下、前記アンモニア酸化細菌により排水中のアンモニアNH3を酸化反応させる反応手段と、前記排水を前記反応手段に回分供給する排水供給手段と、前記反応手段に供給された排水中に酸素を供給して溶存させる酸素供給手段と、前記反応手段の排水の上澄み液を排出する液排出手段と、前記排水中に存在する少なくとも2種の前記アンモニア酸化細菌のうち、アンモニア濃度が高くなるにつれて増殖速度が速くなるアンモニア酸化細菌が優占するアンモニア濃度の範囲に、前記排水中のアンモニア濃度が維持されるように、少なくとも前記排水供給手段による回分供給を制御する回分制御手段と、を設けて構成されたものである。すなわち、本発明では、アンモニアを亜硝酸化するという同じ機能を持つアンモニア酸化細菌の中から、アンモニア濃度との関係で特に高い増殖能増殖速度が速いを持つアンモニア酸化細菌を選択し、このようなアンモニア酸化細菌に適したアンモニア濃度を維持して該アンモニア酸化細菌が排水中を優占する環境に制御する。第1の発明においては、溶存酸素の存在下、アンモニア酸化細菌が優占する活性汚泥を浮遊させてアンモニア酸化細菌により排水中のアンモニアを酸化反応させるにあたり、該アンモニア酸化反応を従来から行なわれてきた排水の連続供給下で行なうのではなく、排水供給手段により排水を回分供給し、排水中のアンモニア濃度の変動を制御例えば酸化反応で消費されるアンモニア濃度を引き上げて所望濃度を維持して、アンモニア濃度が高くなるにつれて増殖速度が速くなるアンモニア酸化細菌が優占するアンモニア濃度の範囲に排水中のアンモニア濃度を維持することで、排水中のアンモニアを優占的に亜硝酸に酸化し、一方で硝酸化を防ぐと共に、亜酸化窒素N2Oが放出される量の抑制が図れる。ここで、アンモニア酸化細菌には、アンモニア濃度で増殖速度が異なるものが混在しており、一般に、ニトロソモナス属Nitrosomonas属、ニトロソスピラ属Nitrosospira属、ニトロソコッカス属Nitrosococcus属、ニトロソロバス属Nitrosolobus属などが含まれる。後述する排水処理方法においても同様である。<2>前記<1>に記載の第1の発明に係る排水処理装置において、反応手段の排水中のアンモニア濃度を検出する検出手段、反応手段の排水のpHを検出する検出手段、及び反応手段の排水中の溶存酸素濃度を検出する検出手段から選ばれる少なくとも1つの検出手段を更に備え、回分制御手段において、少なくとも1つの検出手段により検出された検出値がアンモニア濃度の低下を示す閾値に達したときに、酸素供給手段による酸素の供給を停止すると共に、反応手段中の反応後の排水の上澄み液を液排出手段により排出し、排出終了後には未反応の排水が反応手段に供給されるように自動制御することができる。排水中の液性状は、排水中のアンモニア濃度や溶存酸素濃度、排水のpHの変化を監視することで捉えることが可能であり、これらを検出する検出手段を設けることで、回分制御手段において、検出された検出値に基づいて該検出値がアンモニア濃度の低下を示す閾値に達したときに、酸素供給手段による酸素の供給を停止すると共に、反応手段中の反応後の排水の上澄み液を液排出手段により排出し、排出終了後に未反応の排水を反応手段に供給するように、排水中のアンモニア濃度を所望濃度に制御することができる。<3>前記<1>又は前記<2>に記載の第1の発明に係る排水処理装置では、回分制御手段は、排水供給手段が回分供給する回数の増減により、アンモニア濃度とアンモニア酸化細菌の増殖速度との関係から、少なくとも2種含まれるうちの2種のアンモニア酸化細菌の一方と他方とで増殖速度が等しくなるアンモニア濃度が一致する点におけるアンモニア濃度を超える濃度範囲に、排水中のアンモニア濃度が維持されるように制御することができる。例えば二次元座標軸の、一方の軸例えば横軸をアンモニア濃度とし、他方の軸例えば縦軸をアンモニア酸化細菌の増殖速度としたときの関係線例えば増殖曲線において、前記2種のアンモニア酸化細菌の一方の関係線と他方の関係線とが交差する交差点におけるアンモニア濃度を超える濃度範囲に、排水中のアンモニア濃度を維持するような制御を行なうことができる。前記2種のアンモニア酸化細菌の一方と他方とでアンモニア濃度が一致する点とは、アンモニア酸化細菌の増殖速度が等しくなるアンモニア濃度が同濃度であることを示し、例えば上記のような増殖曲線でみた場合、2種のうち、アンモニア濃度の低い領域例えばアンモニア濃度<18mg-N/Lで急速な増殖傾向を示す一方のアンモニア酸化細菌の増殖曲線と、アンモニア濃度が比較的高い領域例えばアンモニア濃度≧18mg-N/Lで増殖速度が速くなる他方のアンモニア酸化細菌の増殖曲線とが例えば図3のように交差する交差点をさす。アンモニア濃度で増殖速度が異なる2種のアンモニア酸化細菌を含み、その両方のアンモニア酸化細菌の増殖速度が等しくなるアンモニア濃度が等しいときの該アンモニア濃度を超える濃度範囲、すなわち該アンモニア濃度より高いアンモニア濃度の範囲に排水中のアンモニア濃度が維持されると、アンモニア濃度が高い環境で増殖速度が速くなるアンモニア酸化細菌を優占させることができる。これにより、アンモニアの亜硝酸化を優占的に行なうことができる。<4>前記<1>~前記<3>のいずれか1つに記載の第1の発明に係る排水処理装置においては、アンモニア酸化細菌としてニトロソモナス属とニトロソスピラ属とを含む活性汚泥を用いることが好ましく、この場合、回分制御手段において、ニトロソモナス属の増殖速度がニトロソスピラ属の増殖速度を超えてニトロソモナス属が排水中を優占する濃度領域に、排水中のアンモニア濃度を維持するように制御することが好ましい。アンモニア酸化細菌の中でも、アンモニア濃度の比較的高い場合に増殖速度が速いニトロソモナス属と、アンモニア濃度の比較的低い場合に増殖速度が速いニトロソスピラ属とを含む活性汚泥を用いて構成することができ、この場合、回分制御手段において、ニトロソモナス属の増殖速度がニトロソスピラ属の増殖速度を超えてニトロソモナス属が排水中を優占する濃度領域に、排水中のアンモニア濃度を維持されるので、アンモニアの亜硝酸化が優占的に行なわれる環境が形成される。<5>前記<1>~前記<4>のいずれか1つに記載の第1の発明に係る排水処理装置では、排水中のアンモニア濃度は、18mg-N/L以上であることが好ましい。アンモニア濃度を18mg-N/L以上に維持することで、アンモニア濃度が比較的高い範囲で増殖速度がより速くなるアンモニア酸化細菌が優占するので、アンモニアの亜硝酸化をより優占的に行なうことができる。<6>前記<1>~前記<5>のいずれか1つに記載の第1の発明に係る排水処理装置において、酸素を流通すると共に一端が排水中に配置された供給配管と、供給配管の前記一端に取り付けられ、酸素を排水中に拡散する拡散手段とを有する酸素供給手段を設けた構成が好ましい。排水中に酸素を供給する場合に拡散手段を設け、酸素が排水中に拡散されることで、酸素を排水中に溶存させやすく、拡散手段から供給された酸素の気泡で排水が掻き回されるので、活性汚泥を排水中に浮遊させやすくなる。これにより、アンモニアの酸化反応を促すことができる。このような観点から、排水中に配置される拡散手段は、反応手段の排水の液面から底面までの高さの液面から3/4より底面側に配置されていることが好ましい。また、第2の発明である排水処理方法は、<7>反応槽に供給された排水中に酸素を供給する酸素供給工程と、排水中に少なくとも2種のアンモニア酸化細菌が優占する活性汚泥を浮遊させて、溶存酸素の存在下、前記アンモニア酸化細菌により前記排水中のアンモニアを酸化反応させる反応工程と、前記排水中に存在する少なくとも2種の前記アンモニア酸化細菌のうち、アンモニア濃度が高くなるにつれて増殖速度が速くなるアンモニア酸化細菌が優占するアンモニア濃度の範囲に、前記排水中のアンモニア濃度が維持されるように、前記反応槽に供給される排水の回分供給を調節する回分調節工程と、を設けて構成されたものである。第2の発明においては、溶存酸素の存在下、アンモニア酸化細菌が優占する活性汚泥を浮遊させてアンモニア酸化細菌により排水中のアンモニアを酸化反応させるにあたり、前記第1の発明と同様に排水を連続供給しながらアンモニア酸化するのではなく、反応槽に排水を回分供給し、回分供給することにより、排水中のアンモニア濃度の変動を制御例えば酸化反応で消費されるアンモニア濃度を引き上げて所望濃度を維持して、アンモニア濃度が高くなるにつれ増殖速度が速くなるアンモニア酸化細菌が優占するアンモニア濃度の範囲に、排水中のアンモニア濃度を維持することで、排水中のアンモニアを優占的に亜硝酸に酸化し、一方で硝酸化を防ぐと共に、亜酸化窒素N2Oが放出される量が抑制される。<8>前記<7>に記載の第2の発明に係る排水処理方法において、更に、排水中のアンモニア濃度、pH、及び溶存酸素濃度から選ばれる少なくとも1つを検出する検出工程を設けて構成することができる。この場合、回分調節工程において、検出工程で検出された検出値がアンモニア濃度の低下を示す閾値に達したときに、反応後の排水の上澄み液を排出し、排出終了後には未反応の排水が供給されるように調節することができる。排水中のアンモニア濃度や溶存酸素濃度、排水のpHの変化から、排水中の液性状を把握することが可能なため、排水の回分供給にあたって、検出された検出値に基づいて該検出値がアンモニア濃度の低下を示す閾値に達したときに、反応後の排水の上澄み液を排出し、排出終了後には未反応の排水を供給することで、排水中のアンモニア濃度を所望濃度に維持することができる。<9>前記<7>又は前記<8>に記載の第2の発明に係る排水処理方法において、回分調節工程は、回分供給する回数の増減により、アンモニア濃度とアンモニア酸化細菌の増殖速度との関係から、少なくとも2種含まれるうちの2種のアンモニア酸化細菌の一方と他方とで増殖速度が等しくなるアンモニア濃度が一致する点におけるアンモニア濃度を超える濃度範囲に、排水中のアンモニア濃度を維持することが好ましい。なお、2種のアンモニア酸化細菌の一方と他方とでアンモニア濃度が一致する点に関しては既述した通りである。前記排水処理装置と同様に、例えば二次元座標軸の、一方の軸例えば横軸をアンモニア濃度とし、他方の軸例えば縦軸をアンモニア酸化細菌の増殖速度としたときの関係線例えば増殖曲線において、前記2種のアンモニア酸化細菌の一方の関係線と他方の関係性とが交差する交差点におけるアンモニア濃度を超える濃度範囲に、排水中のアンモニア濃度を維持するようにしてもよい。アンモニア濃度で増殖速度が異なる2種のアンモニア酸化細菌を含み、その両方のアンモニア酸化細菌の増殖速度が等しくなるアンモニア濃度が等しいときの該アンモニア濃度を超えるアンモニア濃度の範囲に、排水中のアンモニア濃度を維持するので、アンモニア濃度が比較的高い環境で増殖しやすいアンモニア酸化細菌が排水中を優占し、アンモニアの亜硝酸化を優占的に行なうことができる。<10>前記<7>~前記<9>のいずれか1つに記載の第2の発明に係る排水処理方法において、アンモニア酸化細菌としてニトロソモナス属とニトロソスピラ属とを含み、回分調節工程において、ニトロソモナス属の増殖速度がニトロソスピラ属の増殖速度を超えてニトロソモナス属が排水中を優占する濃度領域に、排水中のアンモニア濃度を維持することが好ましい。既述のように、比較的高いアンモニア濃度の範囲で増殖速度が速いニトロソモナス属と、比較的低いアンモニア濃度の範囲で増殖速度が速いニトロソスピラ属とを含む活性汚泥を用いた場合、回分調節工程において、ニトロソモナス属の増殖速度がニトロソスピラ属の増殖速度を超えてニトロソモナス属が排水中を優占する濃度領域に排水中のアンモニア濃度を維持するので、アンモニアの亜硝酸化が優占的に行なえる。<11>前記<7>~前記<10>のいずれか1つに記載の第2の発明に係る排水処理方法において、排水中のアンモニア濃度は、18mg-N/L以上であることが好ましい。増殖速度の速いアンモニウム酸化細菌は、比較的アンモニア濃度の高い濃度範囲で増殖しやすいが、18mg-N/L以上のアンモニア濃度の範囲では、このようなアンモニア酸化細菌の増殖速度が保たれるので、アンモニアの亜硝酸化をより優占的に行なうことができる。<12>前記<7>~前記<11>のいずれか1つに記載の第2の発明に係る排水処理方法において、酸素供給工程で酸素を排水中に供給する場合に、酸素を流通すると共に一端に拡散手段が取り付けられた供給配管を拡散手段が排水中に位置するように配置し、拡散手段から酸素を供給して排水中に酸素の溶存状態を形成することが好ましい。拡散手段を付設して排水中に拡散されるように酸素を供給することで、酸素を排水中に溶存させやすくなるほか、拡散手段から供給された酸素の気泡で排水が掻き回されるので、活性汚泥を排水中に浮遊させやすくなる。これにより、アンモニアの酸化反応を促すことができる。第2の発明においても、排水中に配置される拡散手段は、反応槽中の排水の液面から底面までの高さの液面から3/4より底面側に配置されることが好ましい。本発明によれば、アンモニアの亜硝酸化を優占的かつ安定的に行なうと共に、亜酸化窒素N2Oの放出が抑えられた排水処理装置及び排水処理方法が提供される。本発明の排水処理装置及び排水処理方法に係る実施形態を図1~図9を参照して説明する。本実施形態は、排水を貯留して酸化反応させる反応槽に検出器としてpH電極、溶存酸素電極、及びアンモニア電極を取り付け、これらから検出された検出値に基づいて排水を反応槽に回分供給することで排水処理を行なうようにしたものである。また、本実施形態では、アンモニア酸化細菌として、ニトロソモナスユーロピアNitrosomonaseuropaea;ニトロソモナスNitrosomonas属と、ニトロソスピラspAVNitrosospiraspAV;ニトロソスピラNitrosospira属との2種のアンモニア酸化細菌が優占する活性汚泥を用いている。図1に示すように、本実施形態の排水処理装置100は、排水12を貯留し、排水中のアンモニアを酸化処理する反応手段の例である反応槽10と、排水を反応槽に回分供給する排水供給手段の例である排水供給管14と、反応槽に貯留された排水の上澄み液を槽外に排出する液排出手段の例である上澄み液排出管16と、槽外からエア大気を供給する酸素供給手段の例であるエア供給器20と、検出手段の例としてpH検出センサ、溶存酸素検出センサ、及びアンモニア濃度検出センサと、排水の回分供給制御等を担う制御装置50とを備えている。反応槽10は、処理しようとする排水12を一時的に貯留できる構造を有しており、貯留さている排水中にニトロソモナスユーロピア及びニトロソスピラspAVの2種のアンモニア酸化細菌が優占する活性汚泥を浮遊させた状態にして、アンモニアを酸化処理するものである。反応槽10には、排水を外部から供給するための排水供給管14が取り付けられており、制御装置50からの信号にしたがって回分供給できるようになっている。この排水供給管14には、制御装置50と電気的に接続されて排水の回分供給を行なうための供給用ポンプP1が取り付けられている。この供給用ポンプP1を駆動することにより、反応槽10内に排水供給できる位置に配設された一端供給端から排水が供給されるようになっている。また、排水供給管14の他端は、図示しない排水貯留槽に接続されている。反応槽10中に貯留される排水は、アンモニア酸化反応させるにあたり、図2Bに示すような従来の連続供給を行なう方法によるのではなく、貯留されている排水の一部を反応後に一旦排出し、排出分を追加的に供給する回分供給間欠供給を行なうことによって、一定以上のアンモニア濃度が保たれるようにする。このとき、排水中のアンモニア濃度は、安定的に18mg-N/L以上であることが好ましく、35mg-N/L以上であることがより好ましく、50mg-N/L以上であることが更に好ましい。該アンモニア濃度が18mg-N/L以上であると、反応槽内の排水中のアンモニアが枯渇ないし枯渇に近い程度に減少していないため、アンモニアの亜硝酸化を効率よく行なうことができる。すなわち、排水中のアンモニア濃度が上記範囲の比較的高めの濃度範囲に維持されることで、図3に示すように、増殖速度の速いアンモニア酸化細菌特に好塩性耐塩性のニトロソモナス属が優占する排水環境に維持することができる。従来は、図2Bに示すような装置を用いて排水を連続供給しながら排水中のアンモニアの亜硝酸化を行なう場合、排水は一定量が供給されてその分が排出されるため、排水中に存在するアンモニア濃度NH4濃度も、図2Bに示すように、低濃度の領域例えば18mg-N/L未満で一定値を示す。ところが、図3に示されるように、アンモニア酸化細菌の中でもアンモニア濃度によって増殖速度の推移が大きく異なる傾向があり、連続供給している場合のアンモニア濃度では、ニトロソスピラspAVNitrosospiraspAV;ニトロソスピラ属が優占することになり、排水中のアンモニア酸化細菌の増殖が少なく、硝酸化を抑えたアンモニアの亜硝酸化が行えない。また、亜酸化窒素の放出も多い。これに対し、図2Aに示すような装置を用い、排水を回分供給して排水中のアンモニアの亜硝酸化を行なうようにすると、図2Aに示すように、排水中のアンモニア濃度NH4濃度を高濃度の領域例えば18mg-N/L以上に維持することが可能になる。回分供給による場合のアンモニア濃度では、図3に示されるように、ニトロソモナスユーロピアNitrosomonaseuropaea;ニトロソモナス属が優占することになり、排水中にアンモニア酸化細菌が増殖しやすく、アンモニアを優占的に亜硝酸化し亜硝酸を蓄積できる一方、硝酸化が抑えられ、亜酸化窒素の放出も低減される。このように、本発明では、増殖速度の速いアンモニア酸化細菌の増殖が促されるアンモニア濃度を安定的に維持することが重要であり、こうすることで、アンモニアの亜硝酸化が優占し、亜酸化窒素の放出も抑えられる。なお、図3では、Nitrosomonas属はアンモニアに対する基質の親和性が低いが増殖速度が高く、Nitrosospira属はその逆の生理学的特性を有するという特徴を利用している。また、反応槽10には、アンモニア酸化反応を終えた後に、貯留されている排水の上澄み液を槽外に排出するための上澄み液排出管16が取り付けられている。この上澄み液排出管16の一端は、貯留されている排水に対するアンモニア酸化反応が終了した後、排水の回分供給にあたって排水中のアンモニア濃度を所望とする濃度範囲に維持するのに必要な量の上澄み液が分離される位置に固定されている。このように配置することにより、上澄み液を分離し再び排水を回分供給した際に、貯留されている排水を所定のアンモニア濃度に維持することができる。この上澄み液排出管16には、排液用ポンプP2が取り付けられている。この排液用ポンプP2を駆動することにより、所定量の上澄み液を排出できる位置に配設された一端から排水を吸い上げ、他端から槽外に排出することができる。エア供給器20は、エア酸素を含む大気;Airを流通すると共に、一端が排水12中に位置する供給配管18と、この供給配管の一端に取り付けられ、酸素を排水12中に拡散する散気板拡散手段19とを有している。供給配管18を流通してきたエアは、散気板19に設けられた孔から細かい気泡として排水中に導入され、エアの一部は排水中を上昇しながら液中に取り込まれる。このとき、液中に取り込まれなかった気泡エアは、排水中を上昇することで排水中に浮遊する活性汚泥を広く拡散することができる。これにより、排水全体にアンモニア酸化細菌を浮遊させることができ、アンモニアの酸化反応を効率よく進行させることができる。拡散手段の一例として用いた散気板は、エアを小さい気泡にして液中に散在させ得る構造を有するものであれば、いずれの形状のものでもよい。例えば、二次元に孔が配列あるいはランダム形成された構造や多孔質構造を有する板状体であってもよい。また、散気板のほか、供給配管18の一旦を複数本に分岐して槽内の複数箇所から供給されるようにしてもよい。エア供給器20を構成する供給配管18の他端には、大気中の空気を供給配管18に導入するエア供給源を担うエア供給用ポンプP3が接続されている。このエア供給用ポンプP3は、制御装置50と電気的に接続されたDOコントローラー30に電気的に接続されている。DOコントローラー30には、排水中の溶存酸素DOの濃度を検出するためのDO電極22が電気的に接続されており、DO電極22から排水中の溶存酸素濃度を取り込むことができる。このDO電極22とDOコントローラー30とによって溶存酸素DO検出センサ41が構成されている。エア供給用ポンプP3は、DO電極22から取り込まれた溶存酸素濃度をもとに制御装置50からの信号を受けてDOコントローラー30により駆動が制御され、溶存酸素濃度に応じてエア供給器20から排水中にエアを供給することができるようになっている。本実施形態の反応槽10には、排水の性状を検出する検出手段として、上記のDO検出センサのほか、pH電極24を備え、排水のpHを検出するpH検出センサ43が配設されている。pH電極24は、排水12に浸漬して設けられ、制御装置50と電気的に繋がるpHコントローラー34と電気的に接続されている。pH電極24により排水中の水素イオン濃度をpHコントローラー34に取り込むことでpH値を検出することができる。また、反応槽10には、上記のほかに他の検出手段として、アンモニア電極26を備え、排水中のアンモニア濃度を検出するアンモニア濃度検出センサ45が配設されている。アンモニア電極26は、排水12に浸漬して設けられ、制御装置50と電気的に繋がるNH4モニタリングシステム36と電気的に接続されている。アンモニア電極26により排水中のアンモニウムイオンNH4の濃度をNH4モニタリングシステム36に取り込むことでアンモニア濃度を検出することができる。また、反応槽10には、供給用ポンプP4を備え、排水を中和するための中和液本実施形態では炭酸水素ナトリウムNaHCO3水溶液を供給する供給配管28が、その一端が排水中に位置するようにして取り付けられている。この供給配管28の他端には、NaHCO3水溶液が貯留された中和液貯留タンク32が接続されている。また、供給配管28に設けられている供給用ポンプP4は、pHコントローラー34と電気的に接続されており、排水中のpH値の程度に応じて駆動がpHコントローラー34を介して制御されるようになっている。反応槽に供給される排水は、少なくとも2種のアンモニア酸化細菌が優占する活性汚泥が水に浮遊する状態にあるものであればよい。排水処理中の排水の温度としては、15°C~37°Cであることが好ましい。中和液としては、NaHCO3水溶液のほか、アルカリ性を示す化合物の水溶液を好適に使用することができる。中和液として、例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの希薄水溶液などであってもよい。供給用ポンプP1、排出用ポンプP2、エア供給用ポンプP3、DOコントローラー30、pHコントローラー34、NH4モニタリングシステム36等は、制御装置50と電気的に接続されており、制御装置50によって動作タイミングが制御されるようになっている。この制御装置50は、反応槽10への排水の回分供給、エアの供給、及び回分供給にあわせて行なうエアの供給停止、上澄み液の排出などをコントロールし、反応槽でアンモニアの酸化反応を行なう際の回分供給制御を担うものである。以下、制御装置50による制御ルーチンについて、本実施形態の排水処理装置における排水の回分供給制御により、排水中のアンモニア濃度を所定の濃度範囲に制御する回分供給制御ルーチンを中心に図4を参照して説明する。図4は、反応槽に取り付けられた溶存酸素DO検出センサ、pH検出センサ、及びアンモニア濃度検出センサにより検出されたDO値、pH値、アンモニア濃度値に基づいて、排水のアンモニア酸化反応の継続、停止、反応停止後の回分供給等を行なって、排水中のアンモニア濃度が所定値以上本実施形態では18mg-N/L以上に維持されるように制御する回分制御ルーチンを示すものである。本ルーチンが実行されると、ステップ100において、まず反応槽10中に貯留されている排水の液量が適量を維持していることを確認した後、排水中のアンモニアの酸化反応を行なうにあたり必要な溶存酸素DOを確保し、排水を掻き回して活性汚泥を排水中に浮遊させるため、次のステップ120において、エア供給用ポンプP3を駆動する。エア供給用ポンプP3の駆動により、エアを供給するエア供給管18から排水中にエアの供給が開始される。これにより、排水中のアンモニアのアンモニア酸化細菌による酸化反応を開始する。このとき、エアは排水12中における槽底部底面から液高さの3/4以深の位置に配置された散気板19から小さい気泡として供給される。これにより、供給されたエア中の酸素が排水中に溶け込むと共に、気泡が液面まで上昇することで活性汚泥等が沈降して不均一にならないように、排水を掻き回すことができる。ステップ140において、pH電極24を備えたpH検出センサ43により、排水12のpH値が検出される。pHが検出されると、ステップ160において、検出されたpH値が、所定値S以下例えばpH≦7.0であるか否かが判定される。ステップ160において、pH値が所定値S以下に低下していると判定されたときには、アンモニアの酸化反応NH415O2→NO2H2O2Hで生じたプロトン量が多く、アンモニアの酸化反応に支障を来たす範囲であるので、次のステップ180において、供給用ポンプP4を駆動し、pHを上げる中和液として、中和液貯留タンク32からNaHCO3水溶液を供給する。酸化処理される排水のpHとしては、6.5~8.5の範囲にあることが好ましく、より好ましくは7.0~8.0の範囲である。pHは、pH電極山形東亜DKK株製を用いて25°Cで測定される値である。また、ステップ160において、pH値が所定値Sを超えていると判定されたときには、アンモニアの酸化反応で生じたプロトン量が未だ少なく、アンモニアの酸化反応に支障を来たすおそれが低いため、そのままアンモニアの酸化を継続し、ステップ200に移行する。次に、ステップ200において、排水12中の溶存酸素DOの時間当たりの濃度上昇量が所定値T例えば0.75mg/Lhを超えているか否かが判定される。ステップ200において、DOの濃度上昇量が所定値Tを超えていると判定されたときには、既に排水中のアンモニアが枯渇ないし枯渇に近い状態に達しており、排水の一部を回分供給してアンモニア濃度を高める必要があるため、ステップ220において、エア供給管18からのエアの供給を停止する。前記DOの時間当たりの濃度上昇量は、0.1mg/Lh以下であることが好ましく、アンモニアの酸化反応が効率よく行なわれている点で、0mg/Lhであることが好ましい。ステップ200において、DOの時間当たりの濃度上昇量が所定値T以下であると判定されたときには、排水中のアンモニアが酸化により枯渇ないし枯渇に近い状態に未だ達していないため、回分供給により排水を入れ替える必要がないので、ステップ300に移行する。続いて、ステップ300において、排水12中のDO濃度が所定値Uを超えているか否かが判定され、排水中のDO値が所定値U例えば1.5mg/Lを超えていると判定されたときには、排水中のアンモニアの酸化に必要な溶存酸素量が確保されているので、ステップ320において、エア供給管18からのエアの供給を停止する。これにより、エアの供給に伴なう電力量の軽減が図れ、エネルギー効率上有利である。排水中のDO値は、排水中のアンモニアの酸化が効率よく行なわれる点で0.75~1.5mg/Lの範囲にあることが好ましい。ステップ300において、排水12中のDO値が未だ所定値U以下であると判定されたときには、エア供給管18からのエアの供給を継続したまま、アンモニア酸化反応させ、再びステップ200に戻る。このように、反応槽内の排水のDO濃度を監視している。DO電極はDOコントローラ30に接続されているため、上記のように、DO濃度が所定の下限値以下になるとエア供給用ポンプP3がオンされ、エアが供給される。逆に、DO濃度はオンラインで検出データを蓄積することが可能であり、DO濃度が所定の上限値に達する、あるいは時間当たりのDO濃度の上昇量が所定値を超えるようなときには、エア供給用ポンプP3はオフされる。特に上記ルーチン内のステップのように、時間当たりのDO濃度の上昇量は、排水に間欠曝気する反応槽リアクターの1サイクルを考えると、図5に示されるように、アンモニアが酸化を受けて反応槽内のアンモニア濃度が15mg-N/L未満に達し枯渇状態時間[Time]5が経過になると、急激にDO濃度が上昇することが確認されている。そのため、排水の回分供給制御は後述の実施例に示すようにアンモニア酸化処理する1サイクルをタイマーにより時間制限して行なう方法も可能であるが、本ルーチンのように、DO濃度の時間当たりの上昇量から1サイクルの修了を決定することが可能である。このようにすることで、リアルタイムでの排水の回分供給が可能であり、またフレキシブルに1サイクル時間を決定することができることになり、拡張性が非常に高い。次に、ステップ340において、排水12中に存在するアンモニウムイオンの濃度NH4濃度が所定値N未満に達しているか否かが判定される。ステップ340において、排水中のNH4濃度が所定値N未満であると判定されたときには、アンモニア酸化処理を行なっている排水中に含まれるアンモニアの量が少なく、排水の回分供給により排水の一部を入れ替えて、反応槽中の排水のアンモニア濃度を高める必要があるため、ステップ240に移行する。このように、NH4濃度が所定値N未満例えば18mg-N/L未満になると、酸化効率が悪くなるばかりか、あまり増殖能の高くないNitrosospira属が優占し、増殖能の高いNitrosomonas属が優占する排水環境が得られない。以上のように、NH4濃度を直接モニタリングすることにより、1サイクルの終点をフレキシブルに変更することが可能である。排水中のアンモニアが枯渇した後にも運転が行なわれるのを防ぐので、無駄な酸素供給エア供給用ポンプの駆動のための電力消費を省くことが可能である。ステップ240では、排出用ポンプP2を駆動し、エアの供給停止で排水に生じた上澄み液を上澄み液排出管16の一端から吸い上げて、反応槽外に排出する。本実施形態では、図1の反応槽10中の破線で示される位置まで上澄み液が排出されるようになっている。ステップ340において、排水12中のNH4濃度が所定値N以上であると判定されたときには、排水中にアンモニアが多く残存しており、継続してアンモニアを酸化反応させることができるので、ステップ200に戻って同様のステップを繰り返す。ステップ240で反応槽中に貯留されている排水中の上澄み液の排出が終了した後、次のステップ260において、供給用ポンプP1を駆動し、排出後に反応槽中に残っている活性汚泥を含む排水に追加して、再びアンモニアを含む排水を供給する。そして、排水を反応槽10の所定量まで供給した後、本ルーチンを終了する。本発明においては、反応槽に貯留されている排水に対して上記のルーチンを行なうことによって、アンモニア酸化処理の1サイクルを終了し、このルーチンを繰り返し継続することによって、所望とする量の排水の酸化処理を行なうことができる。以下、本発明についてより実施例を示して更に具体的に説明する。但し、本発明は、その主旨を越えない限り、以下に示す実施例に限定されるものではない。実施例1図2に示すような、運転条件の異なる2つのリアクターを用意した。すなわち、本発明の排水処理装置として、図2Aに示す構造を有し、排水を回分供給する間欠型SBR型リアクター110と、対比するための比較用装置として、図2Bに示すように排水を連続供給する従来型の連続型CSTR型リアクター200とを用意した。これら2つのリアクターを用い、2種類のアンモニア酸化細菌AOBをそれぞれ優占化させることを試みた。なお、リアクター110は、検出手段及び中和液貯留タンク32等を設けていないこと以外は図1に示す装置とほぼ同様に構成されている。ここで、図1に示す装置と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。運転条件が異なる2つのリアクターには、最終的に同量の排水が供給されるようにし、リアクター内に流入する窒素負荷も等しくなっている。運転条件の唯一の相違は、排水を反応槽10に流入する形式を間欠回分又は連続とした点である。SBR型リアクター110では、アンモニア態窒素NH4-N600mg-N/Lの人工排水のうち、まずリアクター容積5Lの1/3の容積になるように、供給用ポンプP1を駆動して、人工排水を排水供給管14から流入させた。その後、供給用ポンプP1が停止され、人工排水の流入を停止した。停止した状態で6.5時間、エア供給管18に取り付けられた散気板19から空気エアを排水12中に供給曝気した。その後、空気の供給曝気を停止し、排水が固液分離して得られた、リアクター容積反応槽10の容積中の1/3分の容積に相当する上澄みを、排液用ポンプP2を駆動して上澄み液排出管16から流出した。これを1サイクルとし、1サイクルに要する時間を8時間に設定した。このとき、酸化処理される排水の温度は28°Cとした。この1サイクル8時間における運転条件を下記表1に示す。そして、この1サイクルを1日に3サイクル繰り返すことにより、この2つのリアクターを約1年間運転させた。このときに各リアクター内に棲息する微生物群の群集構造、亜硝酸化能、亜酸化窒素放出量の評価を行なった。なお、1サイクル中における排水の流入、流出量は、5Lの容積の1/3であるため、1日で5L分の排水が流入して酸化処理されることになる。SBR型リアクター110に空気が供給されているときには、NH4-Nが完全に酸化された状態0mg-N/Lを想定すると、次のサイクルでは、人工排水の流入が完了した時点でNH4-N濃度は200mg-N/Lになる。つまり、図3の増殖曲線に示されるように、このようなNH4-N濃度ではNitrosomonas属の方がNitrosopira属よりも増殖速度が速いため、優占的に増殖が行なわれるものと考えられる。一方、CSTR型リアクター200では、600mg-N/Lのアンモニア態窒素NH4-Nである人工排水を5L/dayの速度で連続的に通水する。ここで、人工排水が流入する負荷は1日で5L分であり、SBR型リアクターと同じ条件となる。このとき、CSTR型リアクター200内のNH4-N濃度は、極めて低くなる10mg-N/L以下ため、図3の増殖曲線に示されるように、このような低濃度域では増殖速度はNitrosopira属の方がNitrosomonas属よりも高くなるため、Nitrosopira属が優占的に増殖すると考えられる。下記表1に示す運転条件で2つのリアクターを約1年間運転させた場合に評価した結果を図6~図9に示す。まず、各リアクターにおける水質変化を図6に示す。図6に示すように、SBR型リアクター110及びCSTR型リアクター200のいずれも、初期20日には亜硝酸の蓄積がみられた。しかしながら、それ以降継続していくと、SBR型リアクター110では亜硝酸の蓄積がみられ、100日後に到達しても安定した亜硝酸の蓄積が観察された。これに対して、CSTR型リアクター200では、50日目から亜硝酸が完全に消費されるようになり、硝酸の蓄積がみられ、亜硝酸の蓄積は全くみられなかった。この結果は、同じ排水を処理した場合でも、排水を回分供給するか連続供給するかの流入方式の違いによって、全く異なる亜硝酸蓄積能を示すことを示唆している。次に、各リアクターの菌叢を蛍光insituハイブリダイゼーション法を適用して観察をしたところ、図7に示されるように、図3理論曲線に示すアンモニア酸化細菌と同じ優占種が存在していることが確認された。つまり、SBR型リアクター110においては速い増殖速度を有するNitrosomonas属が、CSTR型リアクター200においては増殖速度が遅いNitrosospira属が優占化していた。また、得られた微生物群の生理生態特性を調べるために、各動力学パラメータを算出し、それぞれのリアクター内に棲息するアンモニア酸化細菌の増殖曲線を引き、これを図8に示す。図8は、本実施例の各リアクターにおけるアンモニア細菌の増殖速度を示す。増殖曲線の傾向は、図3で理論的に求めた増殖曲線とほぼ一致しており、安定した亜硝酸化を裏付けるものであった。これにより、リアクターに間欠的に排水を供給する回分供給制御を行なうことで、排水中のアンモニア濃度を時間的に変動させることが可能になり、よって増殖速度の速いアンモニア酸化細菌AOBであるNitrosomonas属を選択的に優占させ、優占的に亜硝酸化することができる。これに留まらず、アンモニア濃度を増殖曲線においてNitrosomonas属が優占する濃度条件に設定さえすれば、Nitrosomonas属の優占が期待され、高い亜硝酸化能が得られるものと考えられる。次に、それぞれのリアクターから放出される亜酸化窒素N2Oの量を図9に示す。ガス態N2Oで示されるN2Oの放出量は、排水を連続供給する従来のCSTR型リアクター200では溶存酸素DO濃度が0.5mg/L,1.0mg/Lの場合に顕著に検出されているのに対して、回分供給するSBR型リアクター110においては、N2Oの放出量が極めて少ないことが確認された。N2Oの放出量のリアクター内のDO濃度への依存性を考察すると、亜硝酸化が達成しやすいアンモニア濃度が低いときにN2Oの放出が増大することが示唆された。CSTR型リアクターでの微生物群の亜酸化窒素放出ポテンシャルは、SBR型リアクターのそれと比較すると、14~42倍の放出量に相当するものであった。以上から、SBR型リアクター110においてNitrosomonas属が優占化した微生物群の方が、温室効果ガスである亜酸化窒素の放出量を大幅に削減できることが示唆された。"