排水処理方法及び排水処理装置
【課題】嫌気性アンモニア酸化処理系に供される嫌気性アンモニア酸化菌の馴養を兼ねた排水処理を実現して嫌気性アンモニア酸化処理法の普及を図る。
【解決手段】排水処理装置１は、被処理水を導入して嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う嫌気性アンモニア酸化槽２，４と、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に返送する汚泥返送経路（第一返送配管３２，５２、第二返送配管３３，３４，５３，５４）とを備える。排水処理装置１はユニット形式で構成し、嫌気性アンモニア酸化槽２，４は装置１の本体から着脱自在にしてもよい。
【解決手段】排水処理装置１は、被処理水を導入して嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う嫌気性アンモニア酸化槽２，４と、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に返送する汚泥返送経路（第一返送配管３２，５２、第二返送配管３３，３４，５３，５４）とを備える。排水処理装置１はユニット形式で構成し、嫌気性アンモニア酸化槽２，４は装置１の本体から着脱自在にしてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排水処理技術に係る嫌気性アンモニア酸化処理に適用される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
水環境保全のための富栄養化対策においては特に窒素除去の重要性が増している。特に排水中に含まれるアンモニア性窒素は河川、湖沼及び海洋などにおける富栄養化の原因の一つであり、排水処理工程で効率的に除去する必要がある。
【０００３】
生物学的に窒素除去を行う手段として従来から硝化脱窒法が主流となっている（例えば特許文献１等）。硝化脱窒法は硝化工程と脱窒工程の２段階の生物反応を経て窒素ガスに変換する。硝化工程ではアンモニア性窒素をアンモニア酸化細菌によって亜硝酸性窒素に酸化し、さらにこの亜硝酸性窒素を亜硝酸酸化細菌によって硝酸性窒素に酸化する。脱窒工程では、前記亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素を従属栄養性細菌である脱窒細菌によって有機物を水素供与体として利用して窒素ガスに還元する。
【０００４】
硝化脱窒法では、アンモニア性窒素を酸化するために必要な曝気動力が運転コストのうち大部分を占めている。さらに、曝気のためのコストのみならず、脱窒工程において電子供与体としてメタノール等の有機物を多量に必要とし、発生汚泥量も多いという欠点がある。また、硝化工程に係る硝化槽は負荷０．２〜０．３ｋｇ−Ｎ／ｍ3／日の範囲で運転され、脱窒工程に係る脱窒槽は負荷０．２〜０．４ｋｇ−Ｎ／ｍ3／日の範囲で運転される。下水の総窒素濃度３０〜４０ｍｇ／Ｌを処理するには、硝化槽で６〜８時間の滞留時間、脱窒槽で５〜８時間が必要であり、大規模な処理槽が必要である。無機質だけを含有する産業廃水では、硝化槽や脱窒槽は先と同様の負荷で設計されるが、脱窒に有機物が必要であるので、窒素濃度の３〜４倍濃度のメタノール等の有機物の添加を要する。
【０００５】
このように硝化脱窒方法は、イニシャルコスト、ランニングコストの面で課題がある。そこで、この課題を解決できる生物処理方法として、嫌気性アンモニア酸化細菌を利用した嫌気性アンモニア酸化法が近年になって注目されている（非特許文献１）。
【０００６】
嫌気性アンモニア酸化法は、アンモニアを水素供与体とし、亜硝酸を水素受容体として、嫌気性アンモニア酸化細菌によりアンモニアと亜硝酸とを以下の反応式により脱窒する方法である。
【０００７】
１．０ＮＨ4+ ＋ １．３２ＮＯ2- ＋ ０．０６６ＨＣＯ3- ＋ ０．１３Ｈ+ →
１．０２Ｎ2 ＋ ０．２６ＮＯ3- ＋ ０．０６６ＣＨ2０0.5Ｎ0.15 ＋ ２．０３Ｈ2Ｏ
この方法によれば、アンモニアを水素供与体とするため、脱窒で使用するメタノール等の使用量を大幅に削減できることや、汚泥の発生量を削減できる等のメリットがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、委託先：アサヒビール株式会社 事業開発研究所，“平成１８年度成果報告書 副産物を活用した廃水中の窒素除去技術に関する調査研究”，［online］、２００７年９月３日、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、［２０１０年３月２３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://app5.infoc.nedo.go.jp/disclosure/SearchResultDetail＞
【非特許文献２】Strous,Metal.Missing lithotroph identified as new planctomycete., Nature 400,446-449,(1999)
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−３２８０８９号公報
【特許文献２】特開２００５−３２４１３３号公報
【特許文献３】特開平４−３６７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
嫌気性アンモニア酸化細菌はその増殖速度が小さいので（非特許文献２によると最大比増殖速度が０．００２７ｈ-1（倍化時間１１日）と報告されている）、その馴養時間が長期化する傾向にある。
【００１１】
嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養過程では、アンモニア性窒素や亜硝酸性窒素等の基質の不足は当該細菌の増殖の障害となる。特許文献２に開示された馴養方法によると、嫌気性アンモニア酸化槽の後段に馴養槽を設けて、この馴養槽にて固定した嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養するようにしている。
【００１２】
しかしながら、特許文献２の処理装置では、基質が嫌気性アンモニア酸化槽で消費されているのでこの酸化槽の後段に配置された馴養槽においては馴養に必要な基質の濃度を確保できないことがある。ゆえに、特許文献２に係る馴養槽では結果的に嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養が非効率的なものとなる。したがって、特許文献２のような嫌気性アンモニア酸化槽の後段に馴養槽を配置させた装置システムは嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養には適さない。
【００１３】
一方、特許文献３に開示された嫌気性処理槽を複数並列に備えた廃水処理装置において流入負荷に応じて新たに使用する嫌気性処理槽にて嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養する場合、使用中の既存の嫌気性処理槽から当該細菌を導入する方法が考えられる。または、他の処理装置から当該細菌を導入する方法が考えられる。しかしながら、馴養過程の嫌気性アンモニア酸化槽においては排水処理の硝化脱窒に必要な嫌気性アンモニア酸化細菌の細菌保持量が不十分となる。ゆえに、当該嫌気性処理槽から排出された処理水の水質は処理装置として期待される水質レベルを維持できないことがある。
【００１４】
以上のように期待される処理水の水質レベルを維持する排水処理を行いながら嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を行える方法とその装置の実現が嫌気性アンモニア酸化処理法の普及のためには重要となる。
【００１５】
本発明はかかる事情に鑑みなされたもので排水処理を行いながら嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養も可能な排水処理方法とその装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明では、嫌気性アンモニア酸化細菌の汚泥の沈降性が良好であることに着目し、嫌気性アンモニア酸化系から活性の高い嫌気性アンモニア酸化細菌を分離して回収する。そして、この回収した嫌気性アンモニア細菌を含む汚泥を馴養の目的のために嫌気性アンモニア酸化系に対して供給する。これにより排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理が実現する。
【００１７】
本発明の排水処理方法の態様としては、排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理方法であって、複数の嫌気性アンモニア酸化系にて嫌気性アンモニア酸化細菌によって被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う過程と、前記嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離した前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化系に返送する過程とを有する。
【００１８】
本発明の排水処理装置の態様としては、排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理装置であって、被処理水を導入して嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う複数の嫌気性アンモニア酸化槽と、前記嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化槽に返送する汚泥返送経路とを備える。
【００１９】
上記の排水処理方法において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有するようにするとよい。回収した嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥の分配系が簡略化して各嫌気性アンモニア酸化系への汚泥返送の操作性及び作業性の効率化が図れる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配返送する返送統合手段を備えればよい。
【００２０】
上記の排水処理方法において、系外から導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有するようにするとよい。被処理水の流入条件に応じた柔軟な排水処理を実現させることができる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配供給する供給経路を備えればよい。
【００２１】
上記の排水処理方法において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する過程を有するようにするとよい。系外に排出される処理水の水質を安定させることができる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する排出経路を備えればよい。
【００２２】
上記の排水処理方法において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する過程を有するようにするとよい。処理水水質の向上や嫌気性アンモニア酸化系の環境の安定化を図ることができる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、排水処理装置前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する処理水返送経路を備えればよい。
【００２３】
また、前記排水処理装置は、装置本体をユニット形式で構成し、前記嫌気性アンモニア酸化槽は装置本体から着脱自在であるような態様にしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
以上の発明によれば嫌気性アンモニア酸化処理系に供される嫌気性アンモニア酸化菌の馴養を兼ねた排水処理が実現するので嫌気性アンモニア酸化処理法の普及が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】発明の実施形態１に係る排水処理装置の構成図。
【図２】発明の実施形態２に係る排水処理装置の構成図。
【図３】発明の実施形態３に係る排水処理装置の構成図。
【図４】発明の実施形態４に係る排水処理装置の構成図。
【図５】発明の実施形態５に係る排水処理装置の構成図。
【図６】発明の実施形態６に係る排水処理装置の構成図。
【図７】発明の実施形態７に係る排水処理装置の構成図。
【図８】発明の実施形態８に係る排水処理装置の構成図。
【図９】発明の実施形態９に係る排水処理装置の構成図。
【図１０】発明の実施形態１０に係る排水処理装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態に係る排水処理装置は、複数の嫌気性アンモニア酸化槽を並列に配置し、この各槽の液相から固液分離した嫌気性アンモニア酸化菌を当該各槽に返送する態様となっている。このように複数の嫌気性アンモニア酸化槽を備えることで排水処理と共に他の施設に供される嫌気性アンモニア酸化菌を馴養できる。さらに、本実施形態では、一つの排水処理装置に複数の嫌気性アンモニア酸化槽を有するので、複数の酸化槽の一つを分離、移送して新規な排水処理装置に設置した場合であっても、残存する複数の酸化槽へ容易に排水を分配し処理できる。したがって、処理能力の低減を最小限に抑え、安定した排水処理を継続することが可能となる。
【００２７】
上記の排水処理装置はユニット形式で構成し、前記嫌気性アンモニア酸化槽は当該排水処理装置本体から着脱自在であるようにするとよい。他の装置への移送及び設置が容易となる。例えば、他の処理施設の運転を開始する場合等に嫌気性アンモニア酸化細菌が必要なときには、当該処理施設に本発明に係る嫌気性アンモニア酸化槽を適用することで、嫌気性アンモニア酸化菌の馴養期間をほぼ省略することができる。さらに、従来の馴養槽を別途具備させる必要もない。また、機器のトラブル等により嫌気性アンモニア酸化細菌の活性が低下して排水処理効率が悪化した排水処理装置においては、前記活性が高く維持されている嫌気性アンモニア酸化槽と容易に交換設置できる。これにより、復帰運転等の煩雑な操作をする必要なく、排水水質を維持し、継続して排水処理操作が可能となり、嫌気性アンモニア酸化細菌処理の信頼性向上にも寄与する。
【００２８】
以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【００２９】
［実施形態１］
（１−１）装置の構成
図１に示された本実施形態の排水処理装置１は嫌気性アンモニア酸化槽２，４を並列に配置している。嫌気性アンモニア酸化槽２，４の後段にはそれぞれ嫌気性アンモニア酸化細菌を沈殿、回収する沈殿槽３，５が配置されている。排水処理装置１は嫌気性アンモニア酸化槽と沈殿槽を各２つ備えているが、本発明に係る嫌気性アンモニア酸化槽と沈殿槽の設定数はこの態様に限定されるものではない。
【００３０】
嫌気性アンモニア酸化槽２，４は、それぞれ原水配管１１，２１を介してアンモニアと亜硝酸とを含有する被処理水を導入し、槽２，４内に滞留させた嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う。尚、前記被処理水はポンプによって導入される。
【００３１】
嫌気性アンモニア酸化槽２，４は固定化材料により嫌気性アンモニア酸化細菌を捕捉・固定化したものを滞留させてもよい。固定化材料における担体、固定床の材質は特に限定はしない。例えば、ビール工場の副産物を原料とする炭化物であるモルトセラミックス、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ポリエチレングリコール系のゲルや、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニルなどのプラスチック担体などが挙げられる。担体の形状としては、球状体、円筒形状体、多孔質体、立方体、スポンジ状体、ハニカム状体などの整形を行なったものを用いるとよい。また、微生物の自己造粒を利用したグラニュールも適用できる。
【００３２】
沈殿槽３，５はそれぞれ第一配管１２，２２を介して嫌気性アンモニア酸化細菌処理槽２，４から供された処理水に存在する沈降性に優れる嫌気性アンモニア酸化細菌またはこれを固定した固定化材料からなる汚泥を固液分離する。沈殿槽３，５にて汚泥が分離された処理水はそれぞれ処理水配管１３，２３を介して系外に移送される。
【００３３】
排水処理装置１は、嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥の沈降性が良好であることに着目したものであるが、実際には、沈殿槽３，５での脱窒などの生物反応により、嫌気性アンモニア酸化細菌ならなる沈殿汚泥が浮上することが想定される。また、嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養している嫌気性アンモニア酸化槽２，４では当該細菌が十分量保持できていないため、同槽から流出する液相に当該細菌の馴養に適した濃度のアンモニア性窒素や亜硝酸性窒素が含まれることもありえる。
【００３４】
そこで、沈殿槽３，５は水処理技術に適用されている周知の沈殿槽の構造に付加し以下の汚泥分離機能を有する。この汚泥分離機能としては、例えば、嫌気性アンモニア酸化槽２，４から移流してきた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を沈殿槽３，５から流出しないようにするためのフィルタ構造等に例示されるような汚泥流出防止機能が挙げられる。この機能は沈殿槽３，５にて沈殿していた汚泥が浮上して同槽から流出しないようにするための流出防止機能としても機能する。尚、沈殿槽３，５は、前記汚泥を沈殿・回収できる構造であればよく、特定の形状に限定しない。
【００３５】
沈殿槽３，５内に集積された活性の高い前記汚泥は汚泥引抜配管３１、５１より沈降汚泥として回収される。そして、この沈降汚泥は引抜配管３１，５１にそれぞれ接続された第一返送配管３２，５２、さらにこの配管３２，５２から分岐した第二返送配管３３，３４と５３，５４を介して、原水配管１１，２１に供されることで嫌気性アンモニア酸化槽２，４に返送される。これにより増殖速度が極めて遅い嫌気性アンモニア酸化細菌を嫌気性アンモニア酸化槽２，４において再度、保持させることできる。尚、沈降汚泥の返送はポンプによって行われる。
【００３６】
また、第一返送配管３２、第一返送配管５２からそれぞれ分岐する第二返送配管３３，３４、第二返送配管５３，５４に電動バルブを備えることで、配管ラインを任意に選択できるようにするよい。沈殿槽３，５にて回収された沈降汚泥を、嫌気性アンモニア酸化細菌を多く保持したい槽（嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれか）に任意に供給できる。
【００３７】
（１−２）動作の説明
図１を参照しながら排水処理装置１の動作例について説明する。
【００３８】
原水配管１１を流れるアンモニアと亜硝酸とを含有する被処理水はポンプによって嫌気性アンモニア酸化槽２に送水される。また、別系統の原水配管２１を流れるアンモニアと亜硝酸とを含有する被処理水もポンプによって嫌気性アンモニア酸化槽４に送水される。嫌気性アンモニア酸化細菌処理槽２，４では被処理水中に含まれるアンモニアと亜硝酸とが嫌気性アンモニア酸化細菌によって脱窒される。嫌気性アンモニア酸化槽２，４内の液相は第一配管１２，２２を介して沈殿槽３，５に至る。そして、沈殿槽３，５にて汚泥が分離された処理水は処理水配管１３，２３を介して系外に排出される。一方、沈殿槽３，５にて集積された沈降汚泥は第一返送配管３２，５２及び第二返送配管３４，５４を介してそれぞれ嫌気性アンモニア酸化槽２，４に返送されることで槽２，４内に嫌気性アンモニア酸化菌が保持される。
【００３９】
また、嫌気性アンモニア酸化槽４にて嫌気性アンモニア酸化菌を選択的に集中して馴養している場合、沈殿槽３にて回収した嫌気性アンモニア細菌からなる汚泥が第一返送配管３２及び第二返送配管３３を介して嫌気性アンモニア酸化槽４に優先的に返送される。これにより嫌気性アンモニア酸化槽４における嫌気性アンモニア酸化菌の菌体量を増加させることができる。
【００４０】
（１−３）本実施形態の効果
排水処理装置１によれば、沈殿槽３，５にて沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を当該細菌の濃度を高めたい嫌気性アンモニア酸化槽に対して選択的に供給できるので、排水処理と同時に当該細菌の馴養を効率的に行うことができる。
【００４１】
また、排水処理装置１を他の施設でも共用可能なユニット形式の態様し、嫌気性アンモニア酸化槽２，４を着脱自在すれば、十分馴養された嫌気性アンモニア酸化槽を必要とする他施設へ容易に移動できる。これにより、この他施設では排水処理能力を落とすことなく処理運転を継続することができる。
【００４２】
さらに、排水処理装置１から嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれかを取り出して他施設へ移動させた場合に当該装置に新たに設置された嫌気性アンモニア酸化槽に対しては沈殿槽３，５にて回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を供すればよい。これにより、嫌気性アンモニア酸化菌の馴養を兼ねた排水処理が実現する。
【００４３】
［実施形態２］
図２に示された排水処理装置２０は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態１に係る排水処理装置１と同じ構成となっている。尚、排水処理装置２０も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００４４】
実施形態１の排水処理装置１は被処理水が処理系列毎に流入する場合に適用される形態であった。実施形態２の排水処理装置２０は被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００４５】
以上の排水処理装置２０によれば、排水処理装置１の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００４６】
［実施形態３］
図３に示された排水処理装置３０は沈殿槽３，５内の沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を含んだ汚泥を一時的に集積して原水配管１１，２１へ分配返送する返送統合部６を備えたこと以外は実施形態１に係る排水処理装置１と同じ構成となっている。
【００４７】
排水処理装置３０は、排水処理装置１と同様に、被処理水を、処理系列毎に流入する場合に導入する形態となっているが、沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌は、一旦、返送統合部６へ集積された後に嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配される。
【００４８】
排水処理装置３０によれば、排水処理装置１の効果に加えて、各返送配管によって個別に嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配するような操作（例えば各返送配管のバルブ操作）を行う必要がなくなるので、装置の操作・作業の効率化が図れる。
【００４９】
［実施形態４］
図４に示された排水処理装置４０は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態３に係る排水処理装置３０と同じ構成となっている。尚、排水処理装置４０も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００５０】
実施形態３の排水処理装置３０は被処理水を処理系列毎に導入する場合に取りうる形態であった。実施形態４に係る排水処理装置４０は、被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００５１】
以上の排水処理装置４０によれば、排水処理装置３０の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００５２】
［実施形態５］
図５に示された排水処理装置５０は、沈殿槽３，５の処理水配管１３，２３を統合させせる処理水配管１２２を備えていること以外は、実施形態１に係る排水処理装置１０と同じ構成となっている。
【００５３】
排水処理装置５０では処理水配管を一系統としており、処理水配管１２２にて処理水配管１３，２３の各処理水質が混合したものが最終的な処理水の水質となる。したがって、個々の嫌気性アンモニア酸化槽２，４による処理水質のばらつきがあったとしても、運転条件を個別に厳密に操作して目標水質をクリアする必要がなくなり、余裕を持った運転操作が可能となる。
【００５４】
また、嫌気性アンモニア酸化槽２（または４）にて嫌気性アンモニア酸化菌の不足により処理水質が低下した場合でも、他の槽４（または２）で生物処理が順調に行われていれば、槽２（または４）に対して過度の排水水質を維持し要求することは必要ない。この排水処理装置５０による馴養操作によって目的を達成することが容易となる。
【００５５】
以上のように排水処理装置５０によれば排水処理装置１の効果に加えて処理水の水質を安定させることができる。
【００５６】
また、排水処理装置５０もユニット形成で構成し、嫌気性アンモニア酸化槽２，４を着脱自在とするよい。嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれかを他の装置５０へ移動させた後には、この装置５０に新たに設置された嫌気性アンモニア酸化槽に対しては沈殿槽３，５にて回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を供すればよい。新たに設置された酸化槽にて嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養させる手間が省かれるので被処理水の流入負荷を低減させることなく排水処理を継続できる。
【００５７】
［実施形態６］
図６に示された排水処理装置６０は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態５に係る排水処理装置５０と同じ構成となっている。尚、排水処理装置６０も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００５８】
実施形態５の排水処理装置５０は被処理水を処理系列毎に導入する場合に取りうる形態であった。実施形態６に係る排水処理装置６０は、被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００５９】
以上の排水処理装置６０によれば、排水処理装置５０の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００６０】
［実施形態７］
図７に示された排水処理装置７０は沈殿槽３，５内の沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を含んだ汚泥を一時的に集積して原水配管１１，２１へ分配返送する返送統合部６を備えたこと以外は実施形態５に係る排水処理装置５０と同じ構成である。
【００６１】
排水処理装置７０は、排水処理装置５０と同様に被処理水を系統毎に導入する形態となっているが、沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌は、一旦、返送統合部６へ集積された後に嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配される。
【００６２】
以上の排水処理装置７０によれば、排水処理装置５０の作用効果に加えて、各返送配管によって個別に嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配するような操作（例えば各返送配管のバルブ操作）を行う必要がなく装置の操作・作業の効率化が図れる。
【００６３】
［実施形態８］
図８に示された排水処理装置８０は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態７に係る排水処理装置７０と同じ構成となっている。尚、排水処理装置８０も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００６４】
実施形態７の排水処理装置７０は被処理水を処理系列毎に導入する場合に取りうる形態であった。これに対して実施形態８に係る排水処理装置８０は被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００６５】
以上の排水処理装置８０によれば、排水処理装置７０の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００６６】
［実施形態９］
図９に示された排水処理装置９０は嫌気性アンモニア酸化槽２，４で処理された処理水（汚泥を分離した処理水）の一部を原水配管１１，２１のいずれかに返送させる処理水返送ライン（第三返送配管１４，２４、第四返送配管１５，１６，２５，２６）を備える。排水処理装置９０はこの構成以外は実施形態１に係る排水処理装置１と同じ構成となっている。尚、前記処理水の返送はポンプによって行われる。
【００６７】
処理水返送ラインにおいては、第三返送配管１４、第三返送配管２４からそれぞれ分岐する第四返送配管１５，１６、第四返送配管２５，２６に電動バルブが具備されることで、返送ラインを任意に選択できる。
【００６８】
排水処理装置９０は排水処理装置１と同様に被処理水を処理系列毎に導入する形態となっている。嫌気性アンモニア酸化槽２，４で処理された処理水はそれぞれ第１配管１２，２２を介して沈殿槽３，５に至る。沈殿槽３，５にて汚泥が除去された処理水はそれぞれ処理水配管１３，２３を介して系外に排出される。
【００６９】
一方、沈殿槽３，５から流出した処理水の一部はそれぞれ第三返送配管１４，２４及び第四返送配管１５，１６と２５，２６を介して原水配管１１，２１へ返送される。処理水の循環量は嫌気性アンモニア酸化槽２，４の状態（例えば嫌気性アンモニア酸化菌の馴養状態）により決定される。
【００７０】
以上の排水処理装置９０によれば、処理水の嫌気性アンモニア酸化槽２，４への循環的な供給により、排水処理装置１の効果に加えて、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の槽内の処理環境の安定化が図られ、さらなる処理水水質の向上並びに安定化が期待できる。
【００７１】
［実施形態１０］
図１０に示された排水処理装置１００は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態９に係る排水処理装置９０と同じ構成となっている。第三返送配管１４，２４は原水配管１２１に接続されている。尚、排水処理装置１００も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００７２】
実施形態９の排水処理装置９０は被処理水が処理系列毎に流入する場合に適用される形態であった。実施形態１０の排水処理装置１００は被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００７３】
以上の排水処理装置１００によれば、排水処理装置９の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００７４】
［本発明の他の態様］
実施形態１〜１００の装置構成は適宜に組み合わせてもよい。
【００７５】
上述の排水処理装置１〜１００は、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の後段に、それぞれ沈殿槽３，５が配置されているが、沈殿槽３，５の機能を嫌気性アンモニア酸化槽２，４の内部に具備させてもよい。例えば、第１配管１２，２２を省略し、これに係わる配管系を、嫌気性アンモニア酸化槽２，４内の「沈殿槽」機能部に接続すれれば、実現可能となる。そして、嫌気性アンモニア酸化槽２，４での第一返送配管３２，５２の引抜・接続箇所は、この引抜操作により、馴養に支障のない程度に適切な微生物濃度が得られれば、特にその嫌気性アンモニア酸化槽の接続点に限定はない。以上のように排水処理装置１〜１００に係る嫌気性アンモニア酸化槽２，４内に沈殿槽の機能を具備させることで、沈殿槽３，５を省略でき、装置の省スペース化が実現する。
【００７６】
また、第一返送配管３２，５２によって返送される引抜汚泥は原水配管１１，２１に供されているが、原水配管１１，２１に供することなく、直接、嫌気性アンモニア酸化槽２，４に返送するようにすると、同槽２，４内の希望する箇所への返送が可能となる。さらに、排水処理装置９０，１００においては沈殿槽３，５から流出した処理水の一部はそれぞれ第三返送配管１４，２４及び第四返送配管１５，１６，２５，２６を介して原水配管１１，２１または原水配管１２１へ返送しているが、沈殿槽３，５から返送する処理水は沈殿槽３，５から直接引抜いてもよい。処理水量が減少するため、処理水配管１３，２３の配管の小径化が図れる。
【００７７】
排水処理装置１，２０，５０，６０においては第一返送配管３２、第一返送配管５２から返送汚泥を第二返送配管３３，３４、第二返送配管５３，５４の各配管に任意に分配できるように電動バルブを備えて汚泥返送の分配比を任意に設定できるようにするとよい。この返送汚泥の分配供給によって嫌気性アンモニア酸化槽２，４にて所望の嫌気性アンモニア酸化細菌の保持比率に調整できる。
【００７８】
排水処理装置３０，４０，７０，８０においては沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌は返送統合部６に一旦集積させた後に各返送配管６１，６２，６３に備えた電動バルブの操作により任意に分配することで各原水配管１１，２１に供給してもよい。例えば、複数並列に配置された嫌気性アンモニア酸化槽内の嫌気性アンモニア酸化細菌の保持量に基づき馴養程度を判断し、各嫌気性アンモニア酸化槽の馴養に適切な引き抜き汚泥の量の分配比を設定して返送汚泥を分配供給するようにするとよい。このような返送汚泥の分配供給によれば、個々の嫌気性アンモニア酸化槽の馴養程度が異なっている場合でも、複数の嫌気性アンモニア酸化槽の馴養が同時に可能となる。
【００７９】
排水処理装置９０，１００においては第三返送配管１４，２４から供される処理水を統合させる返送水統合部を備えるとよい。そして、この返送水統合部にて集積させた処理水を装置９０の原水配管１１，２１または装置１００の原水配管１２１の各配管へ任意に分配できるように電動バルブを備えるとよい。各嫌気性アンモニア酸化槽２，４からの処理水の水質にばらつきがある場合でも、各酸化槽２，４に返送される処理水の水質が前記返送水統合部によって均一化する。そして、各嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じた各槽２，４への処理水の返送量の分配比を前記電動バルブによって任意に設定しやすくなる。以上の返送水統合部及び電動バルブを備えることで、排水処理装置９０，１００は、排水処理装置１の効果に加えて、馴養程度が異なるなどで処理能力が異なった複数の嫌気性アンモニア酸化槽を有する場合でも各槽にて安定した排水処理を実現させることができる。また、処理水を個別に原水配管へ返送する操作が必要最小限となっているので、各嫌気性アンモニア酸化槽の処理能力に応じた装置の運転操作及び作業を効率に行うことができる。また、沈殿槽３，５からの処理水を統合する水槽を設け、この水槽に第三返送配管１４，２４を備え、当該水槽内の処理水をポンプによって返送してもよい。これにより、より多量の処理水を返送することが可能となる。
【００８０】
以上説明した実施形態は各嫌気性アンモニア酸化系において、その嫌気性アンモニア酸化槽に各々対応する沈殿槽を備えたものとなっている。本発明はこの態様に限定されることなく、複数の嫌気性アンモニア酸化槽に対して単一の沈殿槽を備えた排水処理装置の構成としてもよい。この構成によれば、沈殿汚泥として嫌気性アンモニア酸化細菌を一つの沈殿槽にて統合することができ、排水処理装置３０，４０，７０，８０に具備の返送統合部６と同様な効果を有すると共に複数の沈殿槽（装置３０，４０，７０，８０に具備された各沈殿槽）の機能を一つの沈殿槽に集約できる。さらに、当該沈殿槽の処理水を嫌気性アンモニア酸化槽に返送する場合には、当該沈殿槽に処理水を統合する機能をもたせることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００…排水処理装置
２，４…嫌気性アンモニア酸化槽（嫌気性アンモニア酸化系）
６…返送統合部（返送統合手段）
１１，２１，１２１…原水配管（供給経路）
１３，２３，１２２…処理水配管（排出経路）
１４，２４…第三返送配管（処理水返送経路）
１５，１６，２５，２６…第四返送配管（処理水返送経路）
３２，５２…第一返送配管（汚泥返送経路）
３３，３４，５３，５４…第二返送配管（汚泥返送経路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は排水処理技術に係る嫌気性アンモニア酸化処理に適用される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
水環境保全のための富栄養化対策においては特に窒素除去の重要性が増している。特に排水中に含まれるアンモニア性窒素は河川、湖沼及び海洋などにおける富栄養化の原因の一つであり、排水処理工程で効率的に除去する必要がある。
【０００３】
生物学的に窒素除去を行う手段として従来から硝化脱窒法が主流となっている（例えば特許文献１等）。硝化脱窒法は硝化工程と脱窒工程の２段階の生物反応を経て窒素ガスに変換する。硝化工程ではアンモニア性窒素をアンモニア酸化細菌によって亜硝酸性窒素に酸化し、さらにこの亜硝酸性窒素を亜硝酸酸化細菌によって硝酸性窒素に酸化する。脱窒工程では、前記亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素を従属栄養性細菌である脱窒細菌によって有機物を水素供与体として利用して窒素ガスに還元する。
【０００４】
硝化脱窒法では、アンモニア性窒素を酸化するために必要な曝気動力が運転コストのうち大部分を占めている。さらに、曝気のためのコストのみならず、脱窒工程において電子供与体としてメタノール等の有機物を多量に必要とし、発生汚泥量も多いという欠点がある。また、硝化工程に係る硝化槽は負荷０．２〜０．３ｋｇ−Ｎ／ｍ3／日の範囲で運転され、脱窒工程に係る脱窒槽は負荷０．２〜０．４ｋｇ−Ｎ／ｍ3／日の範囲で運転される。下水の総窒素濃度３０〜４０ｍｇ／Ｌを処理するには、硝化槽で６〜８時間の滞留時間、脱窒槽で５〜８時間が必要であり、大規模な処理槽が必要である。無機質だけを含有する産業廃水では、硝化槽や脱窒槽は先と同様の負荷で設計されるが、脱窒に有機物が必要であるので、窒素濃度の３〜４倍濃度のメタノール等の有機物の添加を要する。
【０００５】
このように硝化脱窒方法は、イニシャルコスト、ランニングコストの面で課題がある。そこで、この課題を解決できる生物処理方法として、嫌気性アンモニア酸化細菌を利用した嫌気性アンモニア酸化法が近年になって注目されている（非特許文献１）。
【０００６】
嫌気性アンモニア酸化法は、アンモニアを水素供与体とし、亜硝酸を水素受容体として、嫌気性アンモニア酸化細菌によりアンモニアと亜硝酸とを以下の反応式により脱窒する方法である。
【０００７】
１．０ＮＨ4+ ＋ １．３２ＮＯ2- ＋ ０．０６６ＨＣＯ3- ＋ ０．１３Ｈ+ →
１．０２Ｎ2 ＋ ０．２６ＮＯ3- ＋ ０．０６６ＣＨ2０0.5Ｎ0.15 ＋ ２．０３Ｈ2Ｏ
この方法によれば、アンモニアを水素供与体とするため、脱窒で使用するメタノール等の使用量を大幅に削減できることや、汚泥の発生量を削減できる等のメリットがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、委託先：アサヒビール株式会社 事業開発研究所，“平成１８年度成果報告書 副産物を活用した廃水中の窒素除去技術に関する調査研究”，［online］、２００７年９月３日、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、［２０１０年３月２３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://app5.infoc.nedo.go.jp/disclosure/SearchResultDetail＞
【非特許文献２】Strous,Metal.Missing lithotroph identified as new planctomycete., Nature 400,446-449,(1999)
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−３２８０８９号公報
【特許文献２】特開２００５−３２４１３３号公報
【特許文献３】特開平４−３６７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
嫌気性アンモニア酸化細菌はその増殖速度が小さいので（非特許文献２によると最大比増殖速度が０．００２７ｈ-1（倍化時間１１日）と報告されている）、その馴養時間が長期化する傾向にある。
【００１１】
嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養過程では、アンモニア性窒素や亜硝酸性窒素等の基質の不足は当該細菌の増殖の障害となる。特許文献２に開示された馴養方法によると、嫌気性アンモニア酸化槽の後段に馴養槽を設けて、この馴養槽にて固定した嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養するようにしている。
【００１２】
しかしながら、特許文献２の処理装置では、基質が嫌気性アンモニア酸化槽で消費されているのでこの酸化槽の後段に配置された馴養槽においては馴養に必要な基質の濃度を確保できないことがある。ゆえに、特許文献２に係る馴養槽では結果的に嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養が非効率的なものとなる。したがって、特許文献２のような嫌気性アンモニア酸化槽の後段に馴養槽を配置させた装置システムは嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養には適さない。
【００１３】
一方、特許文献３に開示された嫌気性処理槽を複数並列に備えた廃水処理装置において流入負荷に応じて新たに使用する嫌気性処理槽にて嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養する場合、使用中の既存の嫌気性処理槽から当該細菌を導入する方法が考えられる。または、他の処理装置から当該細菌を導入する方法が考えられる。しかしながら、馴養過程の嫌気性アンモニア酸化槽においては排水処理の硝化脱窒に必要な嫌気性アンモニア酸化細菌の細菌保持量が不十分となる。ゆえに、当該嫌気性処理槽から排出された処理水の水質は処理装置として期待される水質レベルを維持できないことがある。
【００１４】
以上のように期待される処理水の水質レベルを維持する排水処理を行いながら嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を行える方法とその装置の実現が嫌気性アンモニア酸化処理法の普及のためには重要となる。
【００１５】
本発明はかかる事情に鑑みなされたもので排水処理を行いながら嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養も可能な排水処理方法とその装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明では、嫌気性アンモニア酸化細菌の汚泥の沈降性が良好であることに着目し、嫌気性アンモニア酸化系から活性の高い嫌気性アンモニア酸化細菌を分離して回収する。そして、この回収した嫌気性アンモニア細菌を含む汚泥を馴養の目的のために嫌気性アンモニア酸化系に対して供給する。これにより排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理が実現する。
【００１７】
本発明の排水処理方法の態様としては、排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理方法であって、複数の嫌気性アンモニア酸化系にて嫌気性アンモニア酸化細菌によって被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う過程と、前記嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離した前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化系に返送する過程とを有する。
【００１８】
本発明の排水処理装置の態様としては、排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理装置であって、被処理水を導入して嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う複数の嫌気性アンモニア酸化槽と、前記嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化槽に返送する汚泥返送経路とを備える。
【００１９】
上記の排水処理方法において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有するようにするとよい。回収した嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥の分配系が簡略化して各嫌気性アンモニア酸化系への汚泥返送の操作性及び作業性の効率化が図れる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配返送する返送統合手段を備えればよい。
【００２０】
上記の排水処理方法において、系外から導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有するようにするとよい。被処理水の流入条件に応じた柔軟な排水処理を実現させることができる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配供給する供給経路を備えればよい。
【００２１】
上記の排水処理方法において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する過程を有するようにするとよい。系外に排出される処理水の水質を安定させることができる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する排出経路を備えればよい。
【００２２】
上記の排水処理方法において、前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する過程を有するようにするとよい。処理水水質の向上や嫌気性アンモニア酸化系の環境の安定化を図ることができる。尚、この方法に対応した排水処理装置の態様としては、上記の排水処理装置において、排水処理装置前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する処理水返送経路を備えればよい。
【００２３】
また、前記排水処理装置は、装置本体をユニット形式で構成し、前記嫌気性アンモニア酸化槽は装置本体から着脱自在であるような態様にしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
以上の発明によれば嫌気性アンモニア酸化処理系に供される嫌気性アンモニア酸化菌の馴養を兼ねた排水処理が実現するので嫌気性アンモニア酸化処理法の普及が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】発明の実施形態１に係る排水処理装置の構成図。
【図２】発明の実施形態２に係る排水処理装置の構成図。
【図３】発明の実施形態３に係る排水処理装置の構成図。
【図４】発明の実施形態４に係る排水処理装置の構成図。
【図５】発明の実施形態５に係る排水処理装置の構成図。
【図６】発明の実施形態６に係る排水処理装置の構成図。
【図７】発明の実施形態７に係る排水処理装置の構成図。
【図８】発明の実施形態８に係る排水処理装置の構成図。
【図９】発明の実施形態９に係る排水処理装置の構成図。
【図１０】発明の実施形態１０に係る排水処理装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態に係る排水処理装置は、複数の嫌気性アンモニア酸化槽を並列に配置し、この各槽の液相から固液分離した嫌気性アンモニア酸化菌を当該各槽に返送する態様となっている。このように複数の嫌気性アンモニア酸化槽を備えることで排水処理と共に他の施設に供される嫌気性アンモニア酸化菌を馴養できる。さらに、本実施形態では、一つの排水処理装置に複数の嫌気性アンモニア酸化槽を有するので、複数の酸化槽の一つを分離、移送して新規な排水処理装置に設置した場合であっても、残存する複数の酸化槽へ容易に排水を分配し処理できる。したがって、処理能力の低減を最小限に抑え、安定した排水処理を継続することが可能となる。
【００２７】
上記の排水処理装置はユニット形式で構成し、前記嫌気性アンモニア酸化槽は当該排水処理装置本体から着脱自在であるようにするとよい。他の装置への移送及び設置が容易となる。例えば、他の処理施設の運転を開始する場合等に嫌気性アンモニア酸化細菌が必要なときには、当該処理施設に本発明に係る嫌気性アンモニア酸化槽を適用することで、嫌気性アンモニア酸化菌の馴養期間をほぼ省略することができる。さらに、従来の馴養槽を別途具備させる必要もない。また、機器のトラブル等により嫌気性アンモニア酸化細菌の活性が低下して排水処理効率が悪化した排水処理装置においては、前記活性が高く維持されている嫌気性アンモニア酸化槽と容易に交換設置できる。これにより、復帰運転等の煩雑な操作をする必要なく、排水水質を維持し、継続して排水処理操作が可能となり、嫌気性アンモニア酸化細菌処理の信頼性向上にも寄与する。
【００２８】
以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【００２９】
［実施形態１］
（１−１）装置の構成
図１に示された本実施形態の排水処理装置１は嫌気性アンモニア酸化槽２，４を並列に配置している。嫌気性アンモニア酸化槽２，４の後段にはそれぞれ嫌気性アンモニア酸化細菌を沈殿、回収する沈殿槽３，５が配置されている。排水処理装置１は嫌気性アンモニア酸化槽と沈殿槽を各２つ備えているが、本発明に係る嫌気性アンモニア酸化槽と沈殿槽の設定数はこの態様に限定されるものではない。
【００３０】
嫌気性アンモニア酸化槽２，４は、それぞれ原水配管１１，２１を介してアンモニアと亜硝酸とを含有する被処理水を導入し、槽２，４内に滞留させた嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う。尚、前記被処理水はポンプによって導入される。
【００３１】
嫌気性アンモニア酸化槽２，４は固定化材料により嫌気性アンモニア酸化細菌を捕捉・固定化したものを滞留させてもよい。固定化材料における担体、固定床の材質は特に限定はしない。例えば、ビール工場の副産物を原料とする炭化物であるモルトセラミックス、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ポリエチレングリコール系のゲルや、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニルなどのプラスチック担体などが挙げられる。担体の形状としては、球状体、円筒形状体、多孔質体、立方体、スポンジ状体、ハニカム状体などの整形を行なったものを用いるとよい。また、微生物の自己造粒を利用したグラニュールも適用できる。
【００３２】
沈殿槽３，５はそれぞれ第一配管１２，２２を介して嫌気性アンモニア酸化細菌処理槽２，４から供された処理水に存在する沈降性に優れる嫌気性アンモニア酸化細菌またはこれを固定した固定化材料からなる汚泥を固液分離する。沈殿槽３，５にて汚泥が分離された処理水はそれぞれ処理水配管１３，２３を介して系外に移送される。
【００３３】
排水処理装置１は、嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥の沈降性が良好であることに着目したものであるが、実際には、沈殿槽３，５での脱窒などの生物反応により、嫌気性アンモニア酸化細菌ならなる沈殿汚泥が浮上することが想定される。また、嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養している嫌気性アンモニア酸化槽２，４では当該細菌が十分量保持できていないため、同槽から流出する液相に当該細菌の馴養に適した濃度のアンモニア性窒素や亜硝酸性窒素が含まれることもありえる。
【００３４】
そこで、沈殿槽３，５は水処理技術に適用されている周知の沈殿槽の構造に付加し以下の汚泥分離機能を有する。この汚泥分離機能としては、例えば、嫌気性アンモニア酸化槽２，４から移流してきた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を沈殿槽３，５から流出しないようにするためのフィルタ構造等に例示されるような汚泥流出防止機能が挙げられる。この機能は沈殿槽３，５にて沈殿していた汚泥が浮上して同槽から流出しないようにするための流出防止機能としても機能する。尚、沈殿槽３，５は、前記汚泥を沈殿・回収できる構造であればよく、特定の形状に限定しない。
【００３５】
沈殿槽３，５内に集積された活性の高い前記汚泥は汚泥引抜配管３１、５１より沈降汚泥として回収される。そして、この沈降汚泥は引抜配管３１，５１にそれぞれ接続された第一返送配管３２，５２、さらにこの配管３２，５２から分岐した第二返送配管３３，３４と５３，５４を介して、原水配管１１，２１に供されることで嫌気性アンモニア酸化槽２，４に返送される。これにより増殖速度が極めて遅い嫌気性アンモニア酸化細菌を嫌気性アンモニア酸化槽２，４において再度、保持させることできる。尚、沈降汚泥の返送はポンプによって行われる。
【００３６】
また、第一返送配管３２、第一返送配管５２からそれぞれ分岐する第二返送配管３３，３４、第二返送配管５３，５４に電動バルブを備えることで、配管ラインを任意に選択できるようにするよい。沈殿槽３，５にて回収された沈降汚泥を、嫌気性アンモニア酸化細菌を多く保持したい槽（嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれか）に任意に供給できる。
【００３７】
（１−２）動作の説明
図１を参照しながら排水処理装置１の動作例について説明する。
【００３８】
原水配管１１を流れるアンモニアと亜硝酸とを含有する被処理水はポンプによって嫌気性アンモニア酸化槽２に送水される。また、別系統の原水配管２１を流れるアンモニアと亜硝酸とを含有する被処理水もポンプによって嫌気性アンモニア酸化槽４に送水される。嫌気性アンモニア酸化細菌処理槽２，４では被処理水中に含まれるアンモニアと亜硝酸とが嫌気性アンモニア酸化細菌によって脱窒される。嫌気性アンモニア酸化槽２，４内の液相は第一配管１２，２２を介して沈殿槽３，５に至る。そして、沈殿槽３，５にて汚泥が分離された処理水は処理水配管１３，２３を介して系外に排出される。一方、沈殿槽３，５にて集積された沈降汚泥は第一返送配管３２，５２及び第二返送配管３４，５４を介してそれぞれ嫌気性アンモニア酸化槽２，４に返送されることで槽２，４内に嫌気性アンモニア酸化菌が保持される。
【００３９】
また、嫌気性アンモニア酸化槽４にて嫌気性アンモニア酸化菌を選択的に集中して馴養している場合、沈殿槽３にて回収した嫌気性アンモニア細菌からなる汚泥が第一返送配管３２及び第二返送配管３３を介して嫌気性アンモニア酸化槽４に優先的に返送される。これにより嫌気性アンモニア酸化槽４における嫌気性アンモニア酸化菌の菌体量を増加させることができる。
【００４０】
（１−３）本実施形態の効果
排水処理装置１によれば、沈殿槽３，５にて沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を当該細菌の濃度を高めたい嫌気性アンモニア酸化槽に対して選択的に供給できるので、排水処理と同時に当該細菌の馴養を効率的に行うことができる。
【００４１】
また、排水処理装置１を他の施設でも共用可能なユニット形式の態様し、嫌気性アンモニア酸化槽２，４を着脱自在すれば、十分馴養された嫌気性アンモニア酸化槽を必要とする他施設へ容易に移動できる。これにより、この他施設では排水処理能力を落とすことなく処理運転を継続することができる。
【００４２】
さらに、排水処理装置１から嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれかを取り出して他施設へ移動させた場合に当該装置に新たに設置された嫌気性アンモニア酸化槽に対しては沈殿槽３，５にて回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を供すればよい。これにより、嫌気性アンモニア酸化菌の馴養を兼ねた排水処理が実現する。
【００４３】
［実施形態２］
図２に示された排水処理装置２０は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態１に係る排水処理装置１と同じ構成となっている。尚、排水処理装置２０も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００４４】
実施形態１の排水処理装置１は被処理水が処理系列毎に流入する場合に適用される形態であった。実施形態２の排水処理装置２０は被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００４５】
以上の排水処理装置２０によれば、排水処理装置１の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００４６】
［実施形態３］
図３に示された排水処理装置３０は沈殿槽３，５内の沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を含んだ汚泥を一時的に集積して原水配管１１，２１へ分配返送する返送統合部６を備えたこと以外は実施形態１に係る排水処理装置１と同じ構成となっている。
【００４７】
排水処理装置３０は、排水処理装置１と同様に、被処理水を、処理系列毎に流入する場合に導入する形態となっているが、沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌は、一旦、返送統合部６へ集積された後に嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配される。
【００４８】
排水処理装置３０によれば、排水処理装置１の効果に加えて、各返送配管によって個別に嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配するような操作（例えば各返送配管のバルブ操作）を行う必要がなくなるので、装置の操作・作業の効率化が図れる。
【００４９】
［実施形態４］
図４に示された排水処理装置４０は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態３に係る排水処理装置３０と同じ構成となっている。尚、排水処理装置４０も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００５０】
実施形態３の排水処理装置３０は被処理水を処理系列毎に導入する場合に取りうる形態であった。実施形態４に係る排水処理装置４０は、被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００５１】
以上の排水処理装置４０によれば、排水処理装置３０の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００５２】
［実施形態５］
図５に示された排水処理装置５０は、沈殿槽３，５の処理水配管１３，２３を統合させせる処理水配管１２２を備えていること以外は、実施形態１に係る排水処理装置１０と同じ構成となっている。
【００５３】
排水処理装置５０では処理水配管を一系統としており、処理水配管１２２にて処理水配管１３，２３の各処理水質が混合したものが最終的な処理水の水質となる。したがって、個々の嫌気性アンモニア酸化槽２，４による処理水質のばらつきがあったとしても、運転条件を個別に厳密に操作して目標水質をクリアする必要がなくなり、余裕を持った運転操作が可能となる。
【００５４】
また、嫌気性アンモニア酸化槽２（または４）にて嫌気性アンモニア酸化菌の不足により処理水質が低下した場合でも、他の槽４（または２）で生物処理が順調に行われていれば、槽２（または４）に対して過度の排水水質を維持し要求することは必要ない。この排水処理装置５０による馴養操作によって目的を達成することが容易となる。
【００５５】
以上のように排水処理装置５０によれば排水処理装置１の効果に加えて処理水の水質を安定させることができる。
【００５６】
また、排水処理装置５０もユニット形成で構成し、嫌気性アンモニア酸化槽２，４を着脱自在とするよい。嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれかを他の装置５０へ移動させた後には、この装置５０に新たに設置された嫌気性アンモニア酸化槽に対しては沈殿槽３，５にて回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を供すればよい。新たに設置された酸化槽にて嫌気性アンモニア酸化細菌を馴養させる手間が省かれるので被処理水の流入負荷を低減させることなく排水処理を継続できる。
【００５７】
［実施形態６］
図６に示された排水処理装置６０は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態５に係る排水処理装置５０と同じ構成となっている。尚、排水処理装置６０も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００５８】
実施形態５の排水処理装置５０は被処理水を処理系列毎に導入する場合に取りうる形態であった。実施形態６に係る排水処理装置６０は、被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００５９】
以上の排水処理装置６０によれば、排水処理装置５０の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００６０】
［実施形態７］
図７に示された排水処理装置７０は沈殿槽３，５内の沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌を含んだ汚泥を一時的に集積して原水配管１１，２１へ分配返送する返送統合部６を備えたこと以外は実施形態５に係る排水処理装置５０と同じ構成である。
【００６１】
排水処理装置７０は、排水処理装置５０と同様に被処理水を系統毎に導入する形態となっているが、沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌は、一旦、返送統合部６へ集積された後に嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配される。
【００６２】
以上の排水処理装置７０によれば、排水処理装置５０の作用効果に加えて、各返送配管によって個別に嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配するような操作（例えば各返送配管のバルブ操作）を行う必要がなく装置の操作・作業の効率化が図れる。
【００６３】
［実施形態８］
図８に示された排水処理装置８０は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態７に係る排水処理装置７０と同じ構成となっている。尚、排水処理装置８０も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００６４】
実施形態７の排水処理装置７０は被処理水を処理系列毎に導入する場合に取りうる形態であった。これに対して実施形態８に係る排水処理装置８０は被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００６５】
以上の排水処理装置８０によれば、排水処理装置７０の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００６６】
［実施形態９］
図９に示された排水処理装置９０は嫌気性アンモニア酸化槽２，４で処理された処理水（汚泥を分離した処理水）の一部を原水配管１１，２１のいずれかに返送させる処理水返送ライン（第三返送配管１４，２４、第四返送配管１５，１６，２５，２６）を備える。排水処理装置９０はこの構成以外は実施形態１に係る排水処理装置１と同じ構成となっている。尚、前記処理水の返送はポンプによって行われる。
【００６７】
処理水返送ラインにおいては、第三返送配管１４、第三返送配管２４からそれぞれ分岐する第四返送配管１５，１６、第四返送配管２５，２６に電動バルブが具備されることで、返送ラインを任意に選択できる。
【００６８】
排水処理装置９０は排水処理装置１と同様に被処理水を処理系列毎に導入する形態となっている。嫌気性アンモニア酸化槽２，４で処理された処理水はそれぞれ第１配管１２，２２を介して沈殿槽３，５に至る。沈殿槽３，５にて汚泥が除去された処理水はそれぞれ処理水配管１３，２３を介して系外に排出される。
【００６９】
一方、沈殿槽３，５から流出した処理水の一部はそれぞれ第三返送配管１４，２４及び第四返送配管１５，１６と２５，２６を介して原水配管１１，２１へ返送される。処理水の循環量は嫌気性アンモニア酸化槽２，４の状態（例えば嫌気性アンモニア酸化菌の馴養状態）により決定される。
【００７０】
以上の排水処理装置９０によれば、処理水の嫌気性アンモニア酸化槽２，４への循環的な供給により、排水処理装置１の効果に加えて、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の槽内の処理環境の安定化が図られ、さらなる処理水水質の向上並びに安定化が期待できる。
【００７１】
［実施形態１０］
図１０に示された排水処理装置１００は原水配管１１，２１に分岐される原水配管１２１を備えていること以外は実施形態９に係る排水処理装置９０と同じ構成となっている。第三返送配管１４，２４は原水配管１２１に接続されている。尚、排水処理装置１００も排水処理装置１と同様にユニット形式で構成し嫌気性アンモニア酸化槽２，４を他の処理施設でも移設、共有できる着脱自在の仕様の態様とするよい。
【００７２】
実施形態９の排水処理装置９０は被処理水が処理系列毎に流入する場合に適用される形態であった。実施形態１０の排水処理装置１００は被処理水の流入系統が１系統となっている。そして、導入した被処理水を嫌気性アンモニア酸化槽２，４に分配している。原水配管１１，２１にはそれぞれ電動バルブが備えられて、被処理水の流入条件、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じて、原水配管１２１の分岐数ならびに嫌気性アンモニア酸化槽の数が適宜に増減可能となっている。
【００７３】
以上の排水処理装置１００によれば、排水処理装置９の効果に加えて、被処理水の流入条件に応じて、嫌気性アンモニア酸化槽を任意に増減使用することができる。嫌気性アンモニア酸化槽を増設した場合には、この酸化槽に対して嫌気性アンモニア酸化槽２，４のいずれから分離された活性を高めた嫌気性アンモニア酸化細菌からなる汚泥を供すればよい。
【００７４】
［本発明の他の態様］
実施形態１〜１００の装置構成は適宜に組み合わせてもよい。
【００７５】
上述の排水処理装置１〜１００は、嫌気性アンモニア酸化槽２，４の後段に、それぞれ沈殿槽３，５が配置されているが、沈殿槽３，５の機能を嫌気性アンモニア酸化槽２，４の内部に具備させてもよい。例えば、第１配管１２，２２を省略し、これに係わる配管系を、嫌気性アンモニア酸化槽２，４内の「沈殿槽」機能部に接続すれれば、実現可能となる。そして、嫌気性アンモニア酸化槽２，４での第一返送配管３２，５２の引抜・接続箇所は、この引抜操作により、馴養に支障のない程度に適切な微生物濃度が得られれば、特にその嫌気性アンモニア酸化槽の接続点に限定はない。以上のように排水処理装置１〜１００に係る嫌気性アンモニア酸化槽２，４内に沈殿槽の機能を具備させることで、沈殿槽３，５を省略でき、装置の省スペース化が実現する。
【００７６】
また、第一返送配管３２，５２によって返送される引抜汚泥は原水配管１１，２１に供されているが、原水配管１１，２１に供することなく、直接、嫌気性アンモニア酸化槽２，４に返送するようにすると、同槽２，４内の希望する箇所への返送が可能となる。さらに、排水処理装置９０，１００においては沈殿槽３，５から流出した処理水の一部はそれぞれ第三返送配管１４，２４及び第四返送配管１５，１６，２５，２６を介して原水配管１１，２１または原水配管１２１へ返送しているが、沈殿槽３，５から返送する処理水は沈殿槽３，５から直接引抜いてもよい。処理水量が減少するため、処理水配管１３，２３の配管の小径化が図れる。
【００７７】
排水処理装置１，２０，５０，６０においては第一返送配管３２、第一返送配管５２から返送汚泥を第二返送配管３３，３４、第二返送配管５３，５４の各配管に任意に分配できるように電動バルブを備えて汚泥返送の分配比を任意に設定できるようにするとよい。この返送汚泥の分配供給によって嫌気性アンモニア酸化槽２，４にて所望の嫌気性アンモニア酸化細菌の保持比率に調整できる。
【００７８】
排水処理装置３０，４０，７０，８０においては沈降汚泥として回収した嫌気性アンモニア酸化細菌は返送統合部６に一旦集積させた後に各返送配管６１，６２，６３に備えた電動バルブの操作により任意に分配することで各原水配管１１，２１に供給してもよい。例えば、複数並列に配置された嫌気性アンモニア酸化槽内の嫌気性アンモニア酸化細菌の保持量に基づき馴養程度を判断し、各嫌気性アンモニア酸化槽の馴養に適切な引き抜き汚泥の量の分配比を設定して返送汚泥を分配供給するようにするとよい。このような返送汚泥の分配供給によれば、個々の嫌気性アンモニア酸化槽の馴養程度が異なっている場合でも、複数の嫌気性アンモニア酸化槽の馴養が同時に可能となる。
【００７９】
排水処理装置９０，１００においては第三返送配管１４，２４から供される処理水を統合させる返送水統合部を備えるとよい。そして、この返送水統合部にて集積させた処理水を装置９０の原水配管１１，２１または装置１００の原水配管１２１の各配管へ任意に分配できるように電動バルブを備えるとよい。各嫌気性アンモニア酸化槽２，４からの処理水の水質にばらつきがある場合でも、各酸化槽２，４に返送される処理水の水質が前記返送水統合部によって均一化する。そして、各嫌気性アンモニア酸化槽２，４の処理能力に応じた各槽２，４への処理水の返送量の分配比を前記電動バルブによって任意に設定しやすくなる。以上の返送水統合部及び電動バルブを備えることで、排水処理装置９０，１００は、排水処理装置１の効果に加えて、馴養程度が異なるなどで処理能力が異なった複数の嫌気性アンモニア酸化槽を有する場合でも各槽にて安定した排水処理を実現させることができる。また、処理水を個別に原水配管へ返送する操作が必要最小限となっているので、各嫌気性アンモニア酸化槽の処理能力に応じた装置の運転操作及び作業を効率に行うことができる。また、沈殿槽３，５からの処理水を統合する水槽を設け、この水槽に第三返送配管１４，２４を備え、当該水槽内の処理水をポンプによって返送してもよい。これにより、より多量の処理水を返送することが可能となる。
【００８０】
以上説明した実施形態は各嫌気性アンモニア酸化系において、その嫌気性アンモニア酸化槽に各々対応する沈殿槽を備えたものとなっている。本発明はこの態様に限定されることなく、複数の嫌気性アンモニア酸化槽に対して単一の沈殿槽を備えた排水処理装置の構成としてもよい。この構成によれば、沈殿汚泥として嫌気性アンモニア酸化細菌を一つの沈殿槽にて統合することができ、排水処理装置３０，４０，７０，８０に具備の返送統合部６と同様な効果を有すると共に複数の沈殿槽（装置３０，４０，７０，８０に具備された各沈殿槽）の機能を一つの沈殿槽に集約できる。さらに、当該沈殿槽の処理水を嫌気性アンモニア酸化槽に返送する場合には、当該沈殿槽に処理水を統合する機能をもたせることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００…排水処理装置
２，４…嫌気性アンモニア酸化槽（嫌気性アンモニア酸化系）
６…返送統合部（返送統合手段）
１１，２１，１２１…原水配管（供給経路）
１３，２３，１２２…処理水配管（排出経路）
１４，２４…第三返送配管（処理水返送経路）
１５，１６，２５，２６…第四返送配管（処理水返送経路）
３２，５２…第一返送配管（汚泥返送経路）
３３，３４，５３，５４…第二返送配管（汚泥返送経路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理方法であって、
複数の嫌気性アンモニア酸化系にて嫌気性アンモニア酸化細菌によって被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う過程と、
前記嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離した前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化系に返送する過程と
を有すること
を特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有することを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
系外から導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有することを特徴とする請求項１または２に記載の排水処理方法。
【請求項４】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する過程を有すること
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項５】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する過程を有すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項６】
排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理装置であって、
被処理水を導入して嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う複数の嫌気性アンモニア酸化槽と、
前記嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化槽に返送する汚泥返送経路と
を備えたこと
を特徴とする排水処理装置
【請求項７】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配返送する返送統合手段を備えたこと
を特徴とする請求項６に記載の排水処理装置。
【請求項８】
導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配供給する供給経路を備えたことを特徴とする請求項６または７に記載の排水処理装置。
【請求項９】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する排出経路を備えたこと
を特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の排水処理装置。
【請求項１０】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する処理水返送経路を備えたこと
を特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の排水処理装置。
【請求項１１】
前記排水処理装置はユニット形式で構成され、
前記嫌気性アンモニア酸化槽は当該装置の本体から着脱自在であること
を特徴とする請求項６から１０のいずれか１項に記載の排水処理装置。
【請求項１】
排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理方法であって、
複数の嫌気性アンモニア酸化系にて嫌気性アンモニア酸化細菌によって被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う過程と、
前記嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離した前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化系に返送する過程と
を有すること
を特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有することを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
系外から導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化系に分配供給する過程を有することを特徴とする請求項１または２に記載の排水処理方法。
【請求項４】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する過程を有すること
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項５】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化系の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する過程を有すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項６】
排水処理に供される嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養を兼ねた排水処理装置であって、
被処理水を導入して嫌気性アンモニア酸化細菌によって当該被処理水に含まれるアンモニアと亜硝酸から脱窒を行う複数の嫌気性アンモニア酸化槽と、
前記嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を前記嫌気性アンモニア酸化槽に返送する汚泥返送経路と
を備えたこと
を特徴とする排水処理装置
【請求項７】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた前記嫌気性アンモニア酸化菌を含む汚泥を一時的に集積して前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配返送する返送統合手段を備えたこと
を特徴とする請求項６に記載の排水処理装置。
【請求項８】
導入した被処理水を前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽に分配供給する供給経路を備えたことを特徴とする請求項６または７に記載の排水処理装置。
【請求項９】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を統合して系外に排出する排出経路を備えたこと
を特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の排水処理装置。
【請求項１０】
前記複数の嫌気性アンモニア酸化槽の液相から分離させた処理水を前記導入した被処理水に供給する処理水返送経路を備えたこと
を特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の排水処理装置。
【請求項１１】
前記排水処理装置はユニット形式で構成され、
前記嫌気性アンモニア酸化槽は当該装置の本体から着脱自在であること
を特徴とする請求項６から１０のいずれか１項に記載の排水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２４０２０７（Ｐ２０１１−２４０２０７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１１７３２（Ｐ２０１０−１１１７３２）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【出願人】（０００００００５５）アサヒグループホールディングス株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【出願人】（０００００００５５）アサヒグループホールディングス株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
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