説明

窒素含有水の生物処理方法及び窒素含有水の生物処理装置

【課題】本発明は、被処理水中の窒素濃度や流量等が変動しても、安定な処理水質を確保することができる窒素含有水の処理方法及び処理装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、硝酸若しくは亜硝酸を含む被処理水が流入する反応槽に、水素供与体を間欠添加して、前記硝酸若しくは前記亜硝酸を窒素ガスに還元する窒素含有水の生物処理方法であって、v=X・T・(100−D)/(N・S・D・M)の式を満たすように、水素供与体添加速度(v)、単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)、水理学的滞留時間(T)、水素供与体の間欠添加サイクル数(N)、添加する水素供与体の濃度(M)、前記間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)、及び前記間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を設定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被処理水中の硝酸若しくは亜硝酸を窒素ガスに還元する窒素含有水の生物処理方法及び窒素含有水の生物処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、排水処理の分野においては、微生物の生理活性を利用して排水中の汚濁物質を無害な物質に変化させて処理を行う生物化学的な水処理が多用されている。そして、排水中に含まれる窒素成分の生物処理法としては、活性汚泥法が主流である。活性汚泥法は、例えば、窒素成分を微生物によって酸化させて硝酸又は亜硝酸体窒素まで処理し、その後嫌気状態において水素供与体の存在下で、微生物によって窒素ガスまで脱窒処理を行うものである。これら一連の処理において使用される微生物は、フロック状の凝集体である。この微生物は、反応系内に留まらせる必要があるため、処理水と凝集体とを分離させる必要がある。
【0003】
微生物の分離方法としては、古くから沈降分離が用いられているが、最近では膜分離による手法も採用されている(例えば、特許文献1参照)。さらに分離操作を簡便にするために、微生物の凝集体を予め沈降性の良好な担体に付着させる技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
脱窒処理には、水素供与体が必要であるため、水素供与体が反応系内で不足すると脱窒処理が停止する。一方、水素供与体を過剰に添加すると、処理コストの点から望ましくないばかりか、処理水に水素供与体がリークして水質の悪化に繋がる。このような観点から、反応系内へ添加する水素供与体量を過不足なく添加するために、水素供与体の添加量を制御する方法が提案されている(例えば、特許文献3〜6参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平11−165182号公報
【特許文献2】特開2007−296499号公報
【特許文献3】特許第2643478号公報
【特許文献4】特開平7−328678号公報
【特許文献5】特開2003−71492号公報
【特許文献6】特開平11−104691号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、生物処理においての処理能力は、反応槽内の汚泥濃度が高いほど高くなる。しかし、活性汚泥法の場合(特に浮遊式の場合)、汚泥濃度が高まると、処理水と汚泥との分離が困難になるという問題がある。
【0007】
本発明者らは鋭意検討の結果、活性汚泥法による脱窒処理において、必要量の水素供与体を間欠添加することにより、槽内に水素供与体の時間的濃度勾配を与え(例えば、TOC濃度で10mg/L以上)、汚泥の沈降性を改善し、沈降分離によって容易に処理水と微生物を分離できることを見出した。
【0008】
しかし、原水中の窒素濃度や流量等の変動によって、水素供与体の必要量が変化する場合に、水素供与体の間欠添加を規則的に行っただけでは、槽内に水素供与体の時間的濃度勾配を与えることが困難となり、汚泥の沈降性が低下したり、処理水質が不安定になったりする場合がある。
【0009】
そこで、本発明は、被処理水中の窒素濃度や流量等が変動しても、安定な処理水質を確保することができる窒素含有水の生物処理方法及び生物処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
(1)本発明は、硝酸若しくは亜硝酸を含む被処理水が流入する反応槽に、水素供与体を間欠添加して、前記硝酸若しくは前記亜硝酸を窒素ガスに還元する窒素含有水の生物処理方法であって、以下の式(1)を満たすように、水素供与体添加速度(v)、単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)、前記反応槽の総容量/前記反応槽に流入する水流量で求められる水理学的滞留時間(T)、前記水理学的滞留時間(T)を水素供与体の添加及び停止からなる間欠添加1サイクル当たりの時間で除した水素供与体の間欠添加サイクル数(N)、添加する水素供与体の濃度(M)、前記間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)、及び前記間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を設定することを特徴とする窒素含有水の生物処理方法。
v=X・T・(100−D)/(N・S・D・M) (1)
【0011】
(2)また、上記(1)に記載の窒素含有水の生物処理方法において、前記水素供与体添加速度(v)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記間欠添加回数(N)と前記水素供与体添加時間の割合(D)をそれぞれ増加又は減少させることが好ましい。
【0012】
(3)上記(2)に記載の窒素含有水の生物処理方法において、さらに、前記反応槽に流入する被処理水量が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度が増加又は減少したことにより、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記間欠添加回数(N)と前記水素供与体添加時間の割合(D)をそれぞれ増加又は減少させることが好ましい。
【0013】
(4)上記(1)に記載の窒素含有水の生物処理方法において、前記間欠添加回数(N)、前記水素供与体添加時間の割合(D)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加速度(v)を増加又は減少させることが好ましい。
【0014】
(5)上記(4)に記載の窒素含有水の生物処理方法において、さらに、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水量が増加又は減少したことにより、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加速度(v)を増加又は減少させることが好ましい。
【0015】
(6)上記(1)に記載の窒素含有水の生物処理方法において、前記水素供与体添加速度(v)、前記間欠添加回数(N)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加時間の割合(D)を増加又は減少させることが好ましい。
【0016】
(7)上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載の窒素含有水の生物処理方法において、前記間欠添加回数(N)が2.5以上とすることが好ましい。
【0017】
(8)上記(2)又は(3)に記載の窒素含有水の生物処理方法において、前記間欠添加回数(N)を減少させた結果、前記間欠添加回数(N)が2.5未満となる場合、前記間欠添加回数(N)を2.5以上として、前記式(1)を満たすように、前記水素供与体供給停止時間(S)及び前記水素供与体添加速度(v)を再設定することが好ましい。
【0018】
(9)本発明は、硝酸若しくは亜硝酸を含む被処理水が流入する反応槽と、前記反応槽に水素供与体を間欠添加する水素供与体添加手段と、を備え、前記反応槽で前記硝酸若しくは亜硝酸を窒素ガスに還元する窒素含有水の生物処理装置であって、以下の式(1)を満たすように、水素供与体添加速度(v)、単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)、前記反応槽の総容量/前記反応槽に流入する水流量で求められる水理学的滞留時間(T)、前記水理学的滞留時間(T)を水素供与体の添加及び停止からなる間欠添加1サイクル当たりの時間で除した水素供与体の間欠添加サイクル数(N)、添加する水素供与体の濃度(M)、前記間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)、及び前記間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を設定する制御手段を備えることを特徴とする窒素含有水の生物処理装置。
v=X・T・(100−D)/(N・S・D・M) (1)
【0019】
(10)上記(9)に記載の窒素含有水の生物処理装置において、前記制御手段は、前記水素供与体添加速度(v)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記間欠添加回数(N)と前記水素供与体添加時間の割合(D)をそれぞれ増加又は減少させることが好ましい。
【0020】
(11)上記(10)に記載の窒素含有水の生物処理装置において、前記制御手段は、さらに、前記反応槽に流入する被処理水量が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度が増加又は減少したことにより、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記間欠添加回数(N)と前記水素供与体添加時間の割合(D)をそれぞれ増加又は減少させることが好ましい。
【0021】
(12)上記(9)に記載の窒素含有水の生物処理装置において、前記制御手段は、前記間欠添加回数(N)、前記水素供与体添加時間の割合(D)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加速度(v)を増加又は減少させることが好ましい。
【0022】
(13)上記(12)に記載の窒素含有水の生物処理装置において、前記制御手段は、さらに、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水量が増加又は減少したことにより、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加速度(v)を増加又は減少させることが好ましい。
【0023】
(14)上記(9)に記載の窒素含有水の生物処理装置において、前記制御手段は、前記水素供与体添加速度(v)、前記間欠添加回数(N)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加時間の割合(D)を増加又は減少させることが好ましい。
【0024】
(15)上記(9)〜(14)のいずれか1つに記載の窒素含有水の生物処理装置において、前記制御手段は、前記間欠添加回数(N)を2.5以上に設定することが好ましい。
【0025】
(16)上記(10)又は(11)に記載の窒素含有水の生物処理装置において、前記制御手段は、前記間欠添加回数(N)を減少させた結果、前記間欠添加回数(N)が2.5未満となる場合、前記間欠添加回数(N)を2.5以上として、前記式(1)を満たすように、前記水素供与体供給停止時間(S)及び前記水素供与体添加速度(v)を再設定することが好ましい。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、被処理水中の窒素濃度や流量等が変動しても、安定な処理水質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本実施形態に係る窒素含有水の生物処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】本実施形態に係る窒素含有水の生物処理装置の他の一例を示す概略構成図である。
【図3】本実施形態に係る窒素含有水の生物処理装置の他の一例を示す概略構成図である。
【図4】実施例1の試験経過日数に対するMLSS濃度の変化を示す図である。
【図5】実施例1の試験経過日数に対する脱窒処理の処理速度の変化を示す図である。
【図6】(A)は、第1脱窒反応槽のメタノール及び硝酸イオンの濃度変化を表す図であり、(B)は、第2脱窒反応槽のメタノール及び硝酸イオンの濃度変化を表す図である。
【図7】実施例3〜5の処理水中の窒素濃度の結果を示す図である。
【図8】水素供与体の間欠添加サイクル数と処理水質との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、 本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【0029】
図1は、本実施形態に係る窒素含有水の生物処理装置の一例を示す概略構成図である。図1に示す窒素含有水の生物処理装置1は、脱窒反応槽10と、酸化槽12と、沈殿処理槽14と、水素供与体添加手段としてのポンプ16と、タンク18と、水素供与体添加ライン20と、被処理水流入ライン22a,22b,22cと、処理水排出ライン24と、汚泥返送ライン26と、流量センサ28と、T−N(全窒素)センサ30と、制御部32と、を備えるものである。流量センサ28及びT−Nセンサ30と制御部32とは電気的に接続されている。また制御部32とポンプ16も電気的に接続されている。
【0030】
脱窒反応槽10の被処理水入口(不図示)には、被処理水流入ライン22aが接続されている。脱窒反応槽10の水素供与体入口(不図示)とタンク18の出口(不図示)との間は、ポンプ16を介して水素供与体添加ライン20が接続されている。脱窒反応槽10の出口(不図示)と酸化槽12の入口(不図示)との間は、被処理水流入ライン22bが接続され、酸化槽12の出口(不図示)と沈殿処理槽14の入口(不図示)との間は、被処理水流入ライン22cが接続されている。沈殿処理槽14の処理水出口(不図示)には処理水排出ライン24が接続されている。沈殿処理槽14の汚泥出口(不図示)と被処理水流入ライン22aとの間には、汚泥返送ライン26が接続されている。
【0031】
以下に、本実施形態の窒素含有水の生物処理装置1の動作について説明する。
【0032】
硝酸(硝酸イオン)、亜硝酸(亜硝酸イオン)を含む被処理水が、被処理水流入ライン22aを通り、脱窒反応槽10へ供給される。被処理水が被処理水流入ライン22aを通る際に、流量センサ28、T−Nセンサ30により、脱窒反応槽10に供給される被処理水(返送汚泥も含む)の水流量及び被処理水中の全窒素濃度が検出され、制御部32にデータが送信される。詳細は後述するが、そのデータに基づいて、制御部32はポンプの稼働・停止等の運転条件をコントロールし、水素供与体が脱窒反応槽10に間欠添加される。
【0033】
水素供与体としてメタノールを使用した場合、脱窒反応槽10では、被処理水中の硝酸、亜硝酸は、下記反応式に示す反応により、窒素ガスに還元される。
【0034】
2NO + CHOH → N + CO + HO + 2OH
6NO + 5CHOH → 3N + 5CO + 7HO + 6OH
【0035】
脱窒反応槽10で処理された第1処理水は、被処理水流入ライン22bを通り、酸化槽12に供給される。多くの場合、水素供与体は脱窒反応槽10にやや過剰に添加されるため、被処理水中には水素供与体が残存している場合がある。酸化槽12では、曝気により酸素が供給され、主に被処理水中の水素供与体が酸化処理される。
【0036】
酸化槽12で処理された第2処理水は、被処理水流入ライン22cを通り、沈殿処理槽14に供給される。沈殿処理槽14では、被処理水中の汚泥が分離され、処理水排出ライン24から(最終)処理水が得られ、分離された汚泥は、汚泥返送ライン26を通り、脱窒反応槽10へ供給される。なお、後述する実施形態のように、被処理水中に有機体窒素やアンモニアが含まれている場合には、脱窒反応槽10の前段に硝化反応槽が設置され、上記分離した汚泥は硝化槽に返送されることが好ましい。
【0037】
以下に、脱窒反応槽10における、水素供与体の間欠添加条件の設定方法について説明する。
【0038】
例えば、1mの脱窒反応槽10に、10m/dの被処理水量で、100g(NO/NO)−N/mの濃度の排水(被処理水)が流入している場合に、硝酸・亜硝酸をすべて除去する場合は、水素供与体をメタノールとすると、メタノールの添加量は一般的に、流入する硝酸イオン、亜硝酸イオンに含まれる窒素量の2.4〜3.0倍(重量比)であるので、ここでは、メタノールの添加量を3.0倍と設定する。そして、本実施形態では、制御部32により、下式(1)を満たすように、水素供与体添加速度(v)、単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)、脱窒反応槽の総容量/脱窒反応槽に流入する水流量で求められる水理学的滞留時間(T)、水理学的滞留時間(T)を水素供与体の添加及び停止からなる間欠添加1サイクル当たりの時間で除した水素供与体の間欠添加サイクル数(N)、添加する水素供与体の濃度(M)、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)、及び間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)が設定される。本明細書中の水素供与体添加速度(v)は、添加する水素供与体の平均流量と同義である。
v=X・T・(100−D)/(N・S・D・M) (1)
【0039】
また、水素供与体の添加はポンプ18により行ってもよいし、ポンプ18を設置せず、単に重力落下により行ってもよい。重力落下添加の場合には、ポンプ18の代わりにバルブを設置し、該バルブにより水素供与体添加速度(v)を調節する。
【0040】
単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)は、10m/d×100g(NO/NO)−N/m×3倍=3kg/dとなり、水理学的滞留時間(T)は、1m÷10m/d=0.1dとなる。また、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)を5%、間欠添加サイクル数(N)を4サイクルと設定すると、間欠添加1サイクルの時間は、0.1d÷4サイクル=0.025dであるから、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)は、0.025d×(1−5÷100)=0.02375dとなる。そして、添加する水素供与体の濃度(M)を500kg/mとすると、上記(1)式により、水素供与体添加速度(v)は、3×0.1×(100−5)÷(4×0.02375×5×500)=0.12m/dとなる。以上により、水素供与体の間欠添加条件(実質的にはポンプ運転条件)が決定される。このように決定した水素供与体の間欠添加条件に基づいて、水素供与体の間欠添加を行うことにより、処理水の水質をより良くすることが可能となる。
【0041】
次に、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度や被処理水量が変動した場合について説明する。例えば、被処理水量が一定の下、上記条件から被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が2倍の200g(NO/NO)−N/mになった場合、本実施形態(制御方法1)では、水素供与体添加速度(v)を一定とし、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)及び間欠添加サイクル数(N)を、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量との積により求められる硝酸・亜硝酸量の増加(被処理水量が一定のため、実質的には硝酸・亜硝酸濃度の増加)に比例して増加させる。すなわち、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)は、上記設定値5%×2(倍)=10%、間欠添加サイクル数(N)は、上記設定値4サイクル×2(倍)=8と設定する。単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)は、10m/d×200g(NO/NO)−N/m×3倍=6kg/dである。また、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が増加しても水理学的滞留時間(T)は変化しないから、添加する水素供与体の濃度(M)を変えない場合は、上記(1)式により、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)は、6×0.1×(100−10)÷(8×0.12×10×500=0.01125dとなる。一方、添加する水素供与体の濃度(M)を変える場合は、Mの値に応じて上記(1)式を満たすように間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を設定すればよい。このように決定した水素供与体の間欠添加条件に基づいて、水素供与体の間欠添加を行うことにより、安定した処理水質を確保することができる。
【0042】
上記では、硝酸・亜硝酸量(実質的には硝酸・亜硝酸濃度)が増加した場合を例に説明したが、硝酸・亜硝酸量が減少した場合では、水素供与体添加速度(v)を一定として、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)及び間欠添加サイクル数(N)を硝酸・亜硝酸量の減少に比例して減少させればよい。
【0043】
また、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が一定のまま、被処理水量が増加又は減少した場合でも、水素供与体添加速度(v)を一定として、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)及び間欠添加サイクル数(N)を、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量との積により求められる硝酸・亜硝酸量の増加又は減少(硝酸・亜硝酸濃度が一定のため、実質的には被処理水量の増加又は減少)に比例して、それぞれ増加又は減少させればよい。
【0044】
また、別の実施形態(制御方法2)では、例えば、被処理水量が一定の下、上記条件から被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が2倍の200g(NO/NO)−N/mになった場合、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)、間欠添加サイクル数(N)を一定とし、水素供与体添加速度(v)を、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量との積により求められる硝酸・亜硝酸量の増加(被処理水量が一定のため、実質的には硝酸・亜硝酸濃度の増加)に比例して増加させる。すなわち、水素供与体添加速度(v)を上記設定値0.12m/d×2(倍)=0.24m/dと設定する。単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)は、10m/d×200g(NO/NO)−N/m×3倍=6kg/dである。また、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が増加しても水理学的滞留時間は変化しないから、添加する水素供与体の濃度(M)を変えない場合は、上記(1)式により、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)は、6×0.1×(100−5)÷(4×0.24×5×500=0.02375dとなる。一方、添加する水素供与体の濃度(M)を変える場合は、水素供与体の濃度(M)の値に応じて上記(1)式を満たすように間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を設定すればよい。このように決定した水素供与体の間欠添加条件に基づいて、水素供与体の間欠添加を行うことにより、安定した処理水質を確保することができる。
【0045】
上記では、硝酸・亜硝酸量(実質的には硝酸・亜硝酸濃度)が増加した場合を例に説明したが、硝酸・亜硝酸量が減少した場合では、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)、間欠添加サイクル数(N)を一定として、水素供与体添加速度(v)を硝酸・亜硝酸量の減少に比例して減少させればよい。
【0046】
また、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が一定のまま、被処理水量が増加又は減少した場合でも、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)、間欠添加サイクル数(N)を一定として、水素供与体添加速度(v)を、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量との積により求められる硝酸・亜硝酸量の増加又は減少(硝酸・亜硝酸濃度が一定のため、実質的には被処理水量の増加又は減少)に比例して、増加又は減少させればよい。
【0047】
また、別の実施形態(制御方法3)では、例えば、被処理水量が一定の下、上記条件から被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が2倍の200g(NO/NO)−N/mになった場合、水素供与体添加速度(v)、間欠添加サイクル数(N)を一定とし、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)を、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量との積により求められる硝酸・亜硝酸量の増加(被処理水量が一定のため、実質的には硝酸・亜硝酸濃度の増加)に比例して増加させる。すなわち、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)を上記設定値5%×2(倍)=10%と設定する。単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)は、10m/d×200g(NO/NO)−N/m×3倍=6kg/dである。また、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が増加しても水理学的滞留時間は変化しないから、添加する水素供与体の濃度(M)を変えない場合は、上記(1)式により、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)は、6×0.1×(100−10)÷(4×0.12×10×500=0.0225dとなる。一方、添加する水素供与体の濃度(M)を変える場合は、水素供与体の濃度(M)の値に応じて上記(1)式を満たすように、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を設定すればよい。このように決定した水素供与体の間欠添加条件に基づいて、水素供与体の間欠添加を行うことにより、安定した処理水質を確保することができる。
【0048】
上記では、硝酸・亜硝酸量(実質的には硝酸・亜硝酸濃度)が増加した場合を例に説明したが、硝酸・亜硝酸量が減少した場合では、水素供与体添加速度(v)、間欠添加サイクル数(N)を一定とし、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)を硝酸・亜硝酸量の減少に比例して減少させればよい。
【0049】
また、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が一定のまま被処理水量が増加又は減少した場合でも、水素供与体添加速度(v)、間欠添加サイクル数(N)を一定として、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)を、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量との積により求められる硝酸・亜硝酸量の増加又は減少(硝酸・亜硝酸濃度が一定のため、実質的には被処理水量の増加又は減少)に比例して増加又は減少させればよい。
【0050】
ここで、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量の積から求められる硝酸・亜硝酸量が増加又は減少した場合、上記制御方法1〜3のいずれかの方法によっても、安定した処理水質を確保することができる。しかし、被処理水量が一定の下、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が増加した場合、上記制御方法1を実施する方が、制御方法2,3より安定した処理水質を確保することができる。また、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が一定の下、被処理水量が増加又は減少した場合は、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)及び間欠添加サイクル数(N)を一定として制御し易い点で、上記制御方法2を実施する方が好ましい。
【0051】
次に、水素供与体の間欠添加サイクル数(N)について説明する。間欠添加サイクル数(N)において、脱窒反応層10の水理学的滞留時間(T)内に添加する水素供与体量が同じとき、間欠添加サイクル数(N)が多いほど良好な処理水質を確保することができる一方、間欠添加サイクル数(N)が少ないほど処理水質が悪化することとなる。これは、水素供与体の間欠添加より、脱窒反応層10内で水素供与体の時間的濃度勾配ができるとき、間欠添加サイクル数(N)が少ないと、水素供与体の濃度が零(零近辺も含む)となる時間が長くなり、脱窒処理が行われないからである。例えば、脱窒処理された処理水中の窒素濃度を10mgN/L以下にする場合には、間欠添加サイクル数(N)を2.5以上とすることが望ましく、さらにより処理水質を重視するならば、3.5以上とすることがより望ましい。一方、間欠添加サイクル数(N)が多いと水素供与体の濃度が零になる時間が短くなり、水質はよくなるが、脱窒反応層10内で水素供与体の時間的濃度勾配の幅が減少し、汚泥の沈降性が悪くなる。なお、汚泥の沈降性を考慮すると、脱窒反応槽10内での水素供与体の時間的濃度勾配の幅はTOC濃度で10mg/L以上とすることが望ましいため、間欠添加サイクル数(N)の上限は、脱窒反応槽10内での水素供与体の時間的濃度勾配の幅がTOC濃度で10mg/L以上となるように設定されることが好ましい。
【0052】
また、沈降性の改善には水素供与体濃度が零(零近辺も含む)になっている時間も必要である。間欠添加サイクル数(N)が多いと連続注入に近づくため、水素供与体濃度を零付近にコントロールすることが困難になる。従って、この観点でも間欠添加サイクル数(N)の上限は決定される。通常、水素供与体は理論的な消費量よりも1〜20%程度多く添加する。例えば、水素供与体の必要量に対して10%多く水素供与体を添加した場合、10%分の水素供与体が、間欠添加1サイクル当たりの時間において、流入する被処理水によって後段へ流出すれば、水素供与体濃度が零(零近辺も含む)となる。つまり、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)が、脱窒反応槽の総容量/脱窒反応槽に流入する水流量で求められる水理学的滞留時間(T)の10%を下回るような、間欠添加サイクル数(N)や間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)に設定することは好ましくない。従ってこの例の場合は、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)が5%だった場合、サイクル数を(100−5)/10%=9.5以下とすることが望ましい。必要な水素供与体に対して5%多く水素供与体を添加していた場合は、19以下とすることが望ましい。このように、間欠添加サイクル数(N)は、水素供与体の時間的濃度勾配の幅がTOC濃度で10mg/L以上且つ、上記水素供与体濃度が零(零近辺も含む)になっている時間を含む範囲で決定されることが望ましい。
【0053】
また、上記例示したように、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量の積から求められる硝酸・亜硝酸の量の減少に比例して間欠添加サイクル数(N)を減少させた場合に、間欠添加サイクル数(N)が2.5未満となった場合には、間欠添加サイクル数(N)を2.5以上に設定して、上記(1)式を満たすように各パラメータを再設定することが好ましい。また、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)及び間欠添加サイクル数(N)が前述した零(零近辺も含む)の時間を形成することができない値となった場合、零(零近辺も含む)になっている時間を含む範囲となるように、上記(1)式を満たすようにパラメータを再設定する。
【0054】
また、水素供与体の間欠添加においては、上記制御方法1〜3を組み合わせて制御してもよい。例えば、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が減少した場合に上記制御方法1を実施すると間欠添加サイクル数(N)は減少する。そこで、間欠添加サイクル数(N)が2.5となった時点で、それ以上の被処理水の硝酸・亜硝酸濃度の減少が認められる場合は、制御方法2又は3を実施する。
【0055】
また、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量が同時に増減する場合も、上記制御方法1〜3のいずれか若しくは組み合わせによる制御が可能である。例えば、被処理水量10m/d、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度100g(NO/NO)−N/mが被処理水量20m/d、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度200g(NO/NO)−N/mに変動した場合、上記制御方法1を実施すると、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量の積から求められる硝酸・亜硝酸量は4倍増加したことになるから、上記(1)式において、水素供与体添加速度(v)を一定として、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)及び間欠添加サイクル数(N)を被処理水の硝酸・亜硝酸濃度の増加に比例して増加させる。すなわち、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)は、上記設定値5%×4(倍)=20%、間欠添加サイクル数(N)は、上記設定値4サイクル×4(倍)=16と設定する。単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)は、3kg/d×4(倍)=12kg/dである。また、水理学的滞留時間(T)は0.1d÷2=0.05dである。そして、添加する水素供与体の濃度(M)を変えない場合は、上記(1)式により、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)は、12×0.05×(100−20)÷(16×0.12×20×500=0.0025dとなる。
【0056】
また、例えば、制御方法1及び2の組み合わせにより制御する場合は、まず、被処理水量を一定とし、被処理水の硝酸・亜硝酸濃度が2倍になったと仮定して、制御方法1を実施した場合の各パラメータを求める。そして、次に被処理水量が2倍になったと改定して制御方法2を実施した場合の各パラメータを求める。この場合のパラメータは、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)は10%、間欠添加サイクル数(N)は8サイクル、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)は0.0056dである。
【0057】
このように制御方法1を実施した場合と、制御方法1及び2の組み合わせを実施した場合とでは、算出したパラメータの値が異なるが、このような場合は、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を小さくすることができ、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)及び間欠添加サイクル数(N)の値がなるべく変動しない制御方法を採用することが好ましい。間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)の値が大きくなると、脱窒反応層10内の水素供与体の濃度が零になる時間が長くなり、その零の時間に処理水として流出してしまう硝酸・亜硝酸量が多くなってしまう。また、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)及び間欠添加サイクル数(N)の値が大きく変動すると、汚泥の沈降性が低下する。
【0058】
なお、一般的な手法である水素供与体の連続添加の場合、硝酸・亜硝酸濃度の上昇に応じた水素供与体量の増加方法は、水素供与体の添加速度を増加させることしかできない。しかし、間欠添加においては、上記パラメータを組み合わせた制御が可能である。
【0059】
また、水素供与体の時間的濃度勾配の幅については、脱窒反応槽10を複数に分割することによっても、改善することができる(例えば、図3参照)。脱窒反応槽10を複数に分割する場合、前段の脱窒反応槽10を小さくし、単一の脱窒反応槽10における水素供与体の間欠添加の条件で前段槽へ水素供与体を間欠添加することにより、水素供与体の時間的濃度勾配を大きくすることができる。また、前段槽の大きさを後段槽の大きさと等しくすると、水素供与体の時間的濃度勾配は小さくなるが、処理水質が改善する。これらの観点から、前段槽の大きさは後段槽の大きさの1/3以下となるように設定することが好ましい。また、分割数を多くするほど、それぞれの効果はより顕著に表れることとなるが、反応槽に必要な運転動力が増すため処理コストが増加する場合がある。したがって、分割数は5以下が好ましく、3以下がより好ましい。
【0060】
また、水素供与体濃度が零(零近辺も含む)になっている時間についても、脱窒反応槽10を複数に分割することによって、改善することができる(例えば、図3参照)。脱窒反応槽10を複数に分割する場合、前段の脱窒反応槽10を小さくし、単一の脱窒反応槽10における水素供与体の間欠添加の条件で前段槽へ水素供与体を間欠添加することにより、前段反応槽の総容量/前段反応槽に流入する水流量で求められる水理学的滞留時間が短くなることから、後段へ押し出しやすくなり、水素供与体濃度が零(零近辺も含む)となり易くなる。
【0061】
本実施形態で水素供与体の間欠運転を制御するにあたり、脱窒反応槽10内の水素供与体の濃度を直接検出するセンサを用いて、水素供与体濃度を検出してもよいが、処理対象である硝酸・亜硝酸の濃度を測定して、その結果に基づき水素供与体の間欠運転を制御することもできる。また、pHを測定して、その結果に基づき水素供与体の間欠運転を制御することもできる。
【0062】
例えば、硝酸・亜硝酸濃度を測定して、水素供与体の間欠運転を制御する場合、本実施形態における被処理水中の硝酸・亜硝酸濃度は、例えば脱窒反応槽10に流入する硝酸・亜硝酸濃度を直接検出する方法により測定されてもよいが、T−Nセンサ30(アンモニアセンサ等でもよい)等によって間接的に推定されてもよい。また、被処理水流量は、例えば流量センサ28により検出される。そして、それらの各データが制御部32に送信される。制御部32により、被処理水中の硝酸・亜硝酸濃度と被処理水量との積から硝酸・亜硝酸量が求められる。被処理水中の硝酸・亜硝酸濃度データ及び被処理水量データは所定の時間間隔で制御部32に送られ、所定の経過時間に対する硝酸・亜硝酸量の増加量又は減少量が算出される。そして、制御部32により、その算出された硝酸・亜硝酸量の増加または減少に応じて、上記説明したように各種パラメータが設定され、水素供与体の間欠添加が制御される(実質的には、ポンプ16の運転条件が制御される)。
【0063】
また、pHを測定して、水素供与体の間欠運転を制御する場合、本実施形態では、脱窒反応槽10内の水素供与体の濃度を直接検出するセンサを用いて、水素供与体濃度を検出してもよいが、pHセンサ等を用いて、脱窒反応槽10内のpHの値から水素供与体の濃度を間接的に検出してもよい。脱窒反応槽10内に水素供与体が十分にあり脱窒反応が進行しているときは、アルカリ度が反応により供給されるのでpHが高くなる傾向にあり、脱窒反応槽10内に水素供与体が不足すると脱窒反応が停止しているためアルカリ度が供給されず、脱窒反応が進んでいる時よりもpHが低くなる。このpHの変動をpHセンサにより検出することで、水素供与体の濃度を間接的に検出することが可能となる。
【0064】
なお、脱窒反応槽10内における水素供与体濃度を測定して、水素供与体の間欠運転を制御する場合は、水素供与体の添加開始時点と脱窒反応槽10内において水素供与体濃度が零近辺になった時点、すなわちモニタリングされた水素供与体の濃度減少勾配は水素供与体が十分にあるときは、0次反応である脱窒反応速度に従い一定値を示すが、零近辺に近づくとミカエリス・メンテン式に示されるように基質濃度の減少にしたがって反応速度が小さくなるので、その変曲点を検出した時点との時間差を水素供与体の間欠添加1サイクル当たりの時間に読み替え、水素供与体濃度が零近辺になったら、ポンプ16を起動させ水素供与体を添加する。そして、脱窒反応槽10の水理学的滞留時間を上記読み替えた間欠添加1サイクル当たりの時間で除した間欠添加サイクル数(N)の値が2.5以上(好ましくは3.5以上)となるように、水素供与体の添加時間及び水素供与体の添加速度を、任意に設定した(サイクル数5等)サイクル数よりもサイクル数が多い場合は増加させ、サイクル数が少ない場合は減少させて制御を行う。このように制御を行うことで、零近辺の時間をコントロールして水質を改善させつつ、間欠添加を制御することができる。
【0065】
図2は、本実施形態に係る窒素含有水の生物処理装置の他の一例を示す概略構成図である。図2に示す窒素含有水の生物処理装置2は、硝化反応槽34を備えていること以外は、図1に示す窒素含有水の生物処理装置1と同様の構成である。図2に示す窒素含有水の生物処理装置2は、被処理水中に有機体窒素、アンモニウムイオン等が含まれている場合に好適であり、硝化反応槽34で有機体窒素、アンモニウムイオンを好気的(酸素の存在下で)に硝酸若しくは亜硝酸に酸化することができる。T−Nセンサ30は硝化反応槽34に設置されているが、脱窒反応槽10内に流入する被処理水中の硝酸、亜硝酸濃度を検出することができれば、何れに設置されていてもよい。
【0066】
硝化反応槽34の被処理水入口(不図示)には、被処理水流入ライン22aが接続されている。硝化反応槽34の被処理水出口(不図示)と脱窒反応槽10の被処理水入口(不図示)との間には、被処理水流入ライン22bが接続されている。脱窒反応槽10の水素供与体入口(不図示)とタンク18の出口(不図示)との間は、ポンプ16を介して水素供与体添加ライン20が接続されている。脱窒反応槽10の出口(不図示)と酸化槽12の入口(不図示)との間は、被処理水流入ライン22cが接続され、酸化槽12の出口(不図示)と沈殿処理槽14の入口(不図示)との間は、被処理水流入ライン22dが接続されている。沈殿処理槽14の処理水出口には処理水排出ライン24が接続されている。沈殿処理槽14の汚泥出口と被処理水流入ライン22aとの間には、汚泥返送ライン26が接続されている。
【0067】
以下に、本実施形態の窒素含有水の生物処理装置2の動作について説明する。
【0068】
被処理水は、被処理水流入ライン22aから硝化反応槽34に供給される。そして、硝化反応槽34では、主に被処理水中の有機体窒素、アンモニア等が好気的(酸素の存在下で)に硝酸若しくは亜硝酸に酸化される。
【0069】
硝化反応槽34内には、担体に硝化菌を含む微生物膜を担持させてなる微生物担持担体が充填されている。また、硝化反応槽34内には、空気導入管(不図示)が接続されており、硝化部内の被処理水に空気を供給することができる構造になっている。そして、硝化反応槽34内で、微生物担持担体の硝化菌の働きにより、被処理水中のアンモニウムイオンを硝酸、亜硝酸に硝化させる。硝化菌は、被処理水中に含まれるアンモニウムイオンを亜硝酸に硝化する独立栄養性細菌のアンモニア酸化細菌、アンモニウムイオンを硝酸に硝化する独立栄養性細菌の亜硝酸酸化細菌等である。
【0070】
硝酸にまで硝化されるとpHが低下する。そこで硝化反応槽34内にpHセンサを設置し、該pHセンサによって測定されたpHデータに基づき、細菌の活性が高いpH6〜8となるようアルカリをポンプによって添加する。使用するアルカリは水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられるが特に限定はない。この時、硝化反応槽34の処理速度が0.6kg/m/d以上で運転される場合は、硝化反応槽34へ無機炭素を供給するラインを設置し、無機炭素を供給する。供給する無機炭素としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、二酸化炭素などが挙げられるが特に限定はない。流入する原水にリンが含まれない場合は、最終処理水中にリンが1mgP/L程度残留するように硝化反応槽34、もしくは原水槽にてリンを添加する。添加するリンとしては、リン酸、その他リン酸塩が挙げられるが特に限定はない。
【0071】
硝化反応槽34で処理された第1処理水は、被処理水流入ライン22bから脱窒反応槽10に供給される。また、流量センサ28、T−Nセンサ30により、検出された水流量及び硝酸、亜硝酸濃度データが、制御部32に送信される。上記説明したとおり、そのデータに基づいて硝酸・亜硝酸量が所定時間間隔で算出される。そして、硝酸・亜硝酸量の増加または減少に応じて、上記説明したように各種パラメータを設定し、水素供与体の間欠添加が制御される。
【0072】
硝酸が脱窒反応により減少するとpHが上昇する。そこで脱窒反応槽10内に設置されたpHセンサによって測定されたpHデータに基づき、細菌の活性が高いpH6〜8となるよう酸をポンプによって添加する。使用する酸は塩酸、硫酸などが挙げられるが特に限定はない。脱窒反応槽10が分割されている場合、水素供与体は最も前段の槽のみに添加してもよいし、すべての槽に分割して添加してもよい。pHセンサとそのコントロールは、最も大きな槽のみに設置してもよいし、すべての槽に設置してもよい。
【0073】
脱窒反応槽10で処理された第2処理水は、被処理水流入ライン22cを通り、酸化槽12に供給され、被処理水中の水素供与体が酸化処理される。
【0074】
酸化槽12で処理された第3処理水は、被処理水流入ライン22dを通り、沈殿処理槽14に供給される。沈殿処理槽14では、被処理水中の汚泥が分離され、処理水排出ライン24から(最終)処理水が得られ、分離された汚泥は、汚泥返送ライン26を通り、硝化反応槽34へ供給される。このように汚泥を硝化反応槽34に返送することにより、硝化菌を含んだ汚泥が形成されるため、硝化反応、脱窒反応を同一の汚泥によって処理することが可能となる。
【0075】
酸化槽12ではpHのコントロールは必要ないが、曝気により無機炭素がCOとなって排出されることでpHが上昇する。そして、処理水のpHが排水基準や環境基準が満たされない場合は、酸化槽12にpHセンサを設置して、測定されたpHデータに基づき、処理水の基準値となるように酸を添加することによって調整する。もしくは、酸化槽12でpHコントロールを行うと返送流量に含まれる無機炭素の量が減少し、硝化反応槽34において無機炭素不足が起こりやすくなるので、処理水槽にpHセンサを設置してコントロールする。使用する酸は塩酸、硫酸などが挙げられるが特に限定はない。
【0076】
図3は、本実施形態に係る窒素含有水の生物処理装置の他の一例を示す概略模式図である。図3に示す窒素含有水の生物処理装置3は、脱窒反応槽が複数に分割されていること以外は、図2に示す窒素含有水の生物処理装置2と同様の構成である。図3に示す脱窒反応槽は、第1脱窒反応槽10aと第2脱窒反応槽10bとから構成されている。
【0077】
硝化反応槽34の被処理水入口(不図示)には、被処理水流入ライン22aが接続されている。硝化反応槽34の被処理水出口(不図示)と第1脱窒反応槽10aの被処理水入口(不図示)との間には、被処理水流入ライン22bが接続されている。第1脱窒反応槽10aの水素供与体入口(不図示)とタンク18の出口(不図示)との間は、ポンプ16を介して水素供与体添加ライン20が接続されている。第1脱窒反応槽10aの出口(不図示)と第2脱窒反応槽10bの入口(不図示)との間は被処理水流入ライン22cが接続されており、第2脱窒反応槽10bの出口(不図示)と酸化槽12の入口(不図示)との間は、被処理水流入ライン22dが接続されており、酸化槽12の出口(不図示)と沈殿処理槽14の入口(不図示)との間は、被処理水流入ライン22eが接続されている。沈殿処理槽14の処理水出口(不図示)には処理水排出ライン24が接続されている。沈殿処理槽14の汚泥出口(不図示)と被処理水流入ライン22aとの間には、汚泥返送ライン26が接続されている。
【0078】
以下に、本実施形態の窒素含有水の生物処理装置3の動作について説明する。
【0079】
被処理水は、被処理水流入ライン22aから硝化反応槽34に供給される。そして、硝化反応槽34では、主に被処理水中の有機体窒素、アンモニア等が好気的(酸素の存在下で)に硝酸若しくは亜硝酸に酸化される。
【0080】
硝化反応槽34で処理された第1処理水は、被処理水流入ライン22bから第1脱窒反応槽10aに供給される。また、流量センサ28、T−Nセンサ30により、検出された水流量及び硝酸、亜硝酸濃度データが、制御部32に送信される。上記説明したとおり、そのデータに基づいて硝酸・亜硝酸量が所定時間間隔で算出される。そして、硝酸・亜硝酸量の増加または減少に応じて、上記説明したように各種パラメータを設定し、水素供与体の間欠添加が制御される。
【0081】
第1脱窒反応槽10aには、脱窒菌を含む汚泥が収容されており、第1脱窒反応槽10aで、被処理水を脱窒菌に接触させた後、被処理水、脱窒菌、水素供与体を被処理水流入ライン22cから第2脱窒反応槽10bに送液する。そして、第2脱窒反応槽10b(及び第1脱窒反応槽10a)内では、脱窒菌の働きによって、被処理水中の硝酸若しくは亜硝酸が窒素ガスに還元される。
【0082】
上記でも説明したように、脱窒反応槽を分割することにより、例えば第1脱窒反応槽10aと第2脱窒反応槽10bとの間で、水素供与体の時間的濃度勾配を形成することが容易となり、その後の沈殿処理における汚泥の沈降性を改善することができる。
【0083】
第1及び第2脱窒反応槽(10a,10b)で処理された第2処理水は、被処理水流入ライン22dを通り、酸化槽12に供給され、被処理水中の水素供与体が酸化処理される。
【0084】
酸化槽12で処理された第3処理水は、被処理水流入ライン22eを通り、沈殿処理槽14に供給される。沈殿処理槽14では、被処理水中の汚泥が分離され、処理水排出ライン24から(最終)処理水が得られ、分離された汚泥は、汚泥返送ライン26を通り、硝化反応槽34へ供給される。このように汚泥を硝化反応槽34に返送することにより、硝化菌を含んだ汚泥が形成されるため、硝化反応、脱窒反応を同一の汚泥によって処理することが可能となる。
【0085】
本実施形態で用いられる水素供与体は、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、酢酸、水素ガス、アセトン、グルコース、エチルメチルケトン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)等が挙げられるが、これに制限されるものではなく、水素供与体として従来公知のもの全てを使用することができる。
【0086】
本実施形態における処理対象となる排水は、アンモニア態窒素化合物若しくは有機態窒素化合物を含んだ被処理水であり、特に生活排水、食品工場排水、発電所排水、電子産業排水等の産業排水である。ここで、電子産業排水は、様々な薬品が含まれており、また製造する製品によっても排水中の成分は大きく異なるが、窒素含有排水としては、例えばウェハー洗浄排水等が挙げられる。この排水中には、アンモニアの他、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)、過酸化水素、フッ素イオン、IPA(イソプロピルアルコール)等を含むことが多い。
【0087】
なお、このような排水を生物学的に処理するにあたり、過酸化水素やフッ素イオンは生物に対し阻害性を有するため、硝化反応や脱窒反応を行う前に、予め除去しておくことが好ましい。これらの阻害性物質の処理方法としては、既存の技術を使用することができ、過酸化水素の処理においては、酵素を添加する方法、還元剤を注入する方法、活性炭に接触させる方法等が挙げられる。また、フッ素イオンの処理においては、カルシウムを添加してフッ化カルシウムとして除去する方法、イオン交換樹脂にて処理する方法等が挙げられる。
【実施例】
【0088】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0089】
<実施例1>
容積50Lの脱窒反応槽、容積8Lの沈殿槽を備える窒素含有水の生物処理装置を用いて試験を行った。
【0090】
脱窒反応槽に汚泥濃度500mg/Lとなるように脱窒汚泥を添加し、被処理水の連続通水処理を行った。脱窒反応槽への汚泥の返送には、エアリフトを用いて被処理水の流量の2倍の流量で返送を行った。被処理水は、工業用水にリンを2mgP/Lとなるように添加したものに対し、硝酸ナトリウムを100mgNO−N/Lになるように添加したものを用いた。脱窒反応槽に塩酸を添加し、脱窒反応槽内のpHを7.0に調整し脱窒反応を行った。脱窒反応槽に添加する水素供与体の濃度(M)100mL/L(79g/L)のメタノールを用い、水素供与体の添加量は流入する硝酸性窒素(NO−N)の3倍量とし、水素供与体の間欠添加サイクル数を5サイクル、間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体の添加時間の割合を5%に設定した。流入する被処理水量から水理学的滞留時間及び間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間を設定した。これらを上記(1)式に当てはめて、水素供与体添加速度を求めた。
【0091】
実施例1では、処理水中の硝酸濃度が10mgNO−N/L以下となったことを確認した後、段階的に被処理水量を上昇させていき、上記制御方法2にしたがって各パラメータを設定した。試験は26日間行った。
【0092】
<比較例>
比較例では、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間を零、すなわち水素供与体供給停止時間を設けない連続添加の系で試験した。メタノールは、流入する硝酸性窒素(NO−N)の3倍量となるように連続添加した。試験は26日間行った。
【0093】
比較例においては、試験開始から26日目で、MLSS濃度が3000mgMLSS/L程度までしか達せず、脱窒処理の処理速度も、0.6kgN/m/day程度であった。図4は、実施例1の試験経過日数に対するMLSS濃度の変化を示す図である。図5は、実施例1の試験経過日数に対する脱窒処理の処理速度の変化を示す図である。図4に示すように、実施例1では、日数の経過と共にMLSS濃度が上昇し、試験開始から26日目には、MLSS濃度が8000mgMLSS/Lに達した。また、図5に示すように、MLSS濃度の上昇と共に、脱窒処理の処理速度も上昇し、試験開始から26日目には、約2kgN/m/dayまで達し、高い処理速度が得られることを確認した。また、実施例1では、試験開始から約2週間経過後には脱窒菌を含む汚泥のグラニュール化が確認され、約3週間後には脱窒菌を含む汚泥のほぼ全体がグラニュール化することを確認した。実施例1のように上記(1)式にしたがってメタノールの間欠添加を制御することにより、汚泥の沈降性が改善され、高い処理能力を有する汚泥を作成することができた。
【0094】
<実施例2>
容積10Lの第1脱窒槽、容積90Lの第2脱窒反応槽、容積20Lの酸化槽、容積8Lの沈殿槽を備える窒素含有水の生物処理装置を用いて試験を行った。
【0095】
脱窒反応槽に汚泥濃度3000mg/Lとなるように脱窒汚泥を添加し、被処理水の連続通水処理を行った。第1脱窒反応槽への汚泥の返送には、エアリフトを用いて被処理水の流量の0.5倍の流量で返送を行った。被処理水は、工業用水にリンを2mgP/Lとなるように添加したものに対し、硝酸ナトリウムを80mgNO−N/Lになるように添加したものを用いた。脱窒反応槽に塩酸を添加し、脱窒反応槽内のpHを7.0に調整し脱窒反応を行った。その他の条件として、流入窒素負荷を0.6kg/m/dとし、第1脱窒反応槽に供給する水素供与体として濃度100mL/Lのメタノールを用い、水素供与体の添加量は流入する硝酸性窒素(NO−N)の2.8倍量とし、水素供与体の間欠添加サイクル数を4回、間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の添加時間を5%に設定した。
【0096】
図6(A)は、第1脱窒反応槽のメタノール及び硝酸イオンの濃度変化を表す図であり、図6(B)は、第2脱窒反応槽のメタノール及び硝酸イオンの濃度変化を表す図である。図6(A)に示すように、第1脱窒反応槽の最大メタノール濃度は600mg/Lであった。これは計算による値(80(mgNO−N/L)×2.8(倍)×10(倍)×4(回)=560mg/L)とほぼ一致した。また、図6(B)に示すように第2脱窒反応槽のメタノール濃度が零の間(脱窒反応が停止し)、硝酸イオン濃度が上昇していることがわかる。したがって、メタノール濃度が零の時間を短くし、安定した処理水質を確保するためには、間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を出来るだけ短く設定することが重要であると云える。
【0097】
<実施例3>
容積10Lの第1脱窒槽、容積90Lの第2脱窒反応槽、容積20Lの酸化槽、容積8Lの沈殿槽を備える窒素含有水の生物処理装置を用いて試験を行った。
【0098】
脱窒反応槽に汚泥濃度3000mg/Lとなるように脱窒汚泥を添加し、被処理水の連続通水処理を行った。第1脱窒反応槽への汚泥の返送には、エアリフトを用いて被処理水の流量の0.5倍の流量で返送を行った。被処理水は、工業用水にリンを2mgP/Lとなるように添加したものに対し、硝酸ナトリウムを60mgNO−N/Lから20hかけて80mgNO−N/Lまで、時間と共に比例させて濃度を上昇させた。また、流入窒素の初期負荷を0.4kg/m/dとした。脱窒反応槽内のpHを7.0に調整し脱窒反応を行うために、脱窒反応槽に塩酸を添加した。実施例3では、上記窒素濃度の上昇に合わせて、間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の添加時間を一定とし、水素供与体の供給停止時間を減少させることにより間欠添加サイクル数を増加させて、水理学的滞留時間当たりのメタノールの添加量を増加させた。なお、水素供与体の添加量は流入する硝酸性窒素(NO−N)の2.6倍量に設定した。
【0099】
実施例3の初期の水素供与体の間欠添加条件は、水素供与体の添加時間を水素供与体の間欠添加1サイクル当たりの時間の5%に設定し、間欠添加サイクル数を3.5回に設定した。また、水素供与体の間欠添加1サイクル当たりの時間は、(水理学的滞留時間)/(間欠添加サイクル数)で求めた。間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の添加時間は、(1サイクル当たりの時間)×(5%)に設定し、間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の供給停止時間は、(間欠添加1サイクル当たりの時間)−(間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の添加時間)で求めた。また、水素供与体の添加時間、水素供与体の間欠添加サイクル数、間欠添加1サイクル当たりの時間内に必要なメタノールの量、メタノールの濃度から、水素供与体の添加速度を決定した。
【0100】
<実施例4>
実施例4では、上記窒素濃度の上昇に合わせて、間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の添加時間を増加させ、水素供与体の供給停止時間を減少させて(但し間欠添加サイクル数は3.5回に固定)、水理学的滞留時間当たりのメタノールの添加量を増加させたこと以外は、実施例3と同様の条件で試験を行った。
【0101】
<実施例5>
実施例5では、上記窒素濃度の上昇に合わせて、水素供与体の添加速度を増加させ(但し、間欠添加サイクル数は3.5回に固定し、間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の添加時間及び停止時間を一定)、水理学的滞留時間当たりのメタノールの添加量を増加させたこと以外は、実施例3と同様の条件で試験を行った。
【0102】
実施例3〜5の結果を表1にまとめた。また、図7は、実施例3〜5の処理水中の窒素濃度の結果を示す図である。
【0103】
【表1】

【0104】
表1及び図7から判るように、窒素濃度の上昇に合わせて、間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の供給停止時間を減少させ、間欠添加サイクル数を増加させた実施例3では、間欠添加サイクル数を固定させ、窒素濃度の上昇に合わせて、間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の添加時間を増加させ、水素供与体の供給停止時間を減少させた実施例4、水素供与体の添加速度を上昇させた実施例5は、被処理水の窒素濃度が上昇しても、処理水の窒素濃度は低い値を維持していた。また、実施例3〜5の中で、最も安定した処理水質を確保することができるのは、窒素濃度の上昇に合わせて、間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の供給停止時間を減少させ、間欠添加サイクル数を増加させた実施例3であった。
【0105】
<実施例6>
容積10Lの第1脱窒槽、容積90Lの第2脱窒反応槽、容積20Lの酸化槽、容積8Lの沈殿槽を備える窒素含有水の生物処理装置を用いて試験を行った。
【0106】
脱窒反応槽に汚泥濃度3000mg/Lとなるように脱窒汚泥を添加し、被処理水の連続通水処理を行った。第1脱窒反応槽への汚泥の返送には、エアリフトを用いて被処理水の流量の0.5倍の流量で返送を行った。被処理水は、工業用水にリンを2mgP/Lとなるように添加したものに対し、硝酸ナトリウムを表2の条件になるように添加したものを用いた。脱窒反応槽に塩酸を添加し、脱窒反応槽内のpHを7.0に調整し脱窒反応を行った。その他の条件として、流入窒素負荷を0.6kg/m/dとし、第1脱窒反応槽に供給する水素供与体として濃度100mL/Lのメタノールを用い、水素供与体の添加量は流入する硝酸性窒素(NO−N)の2.6倍量に設定した。
【0107】
表2に、各条件における水理学的滞留時間、間欠添加サイクル数、TOC濃度勾配計算値及び処理水質を示す。なお、水素供与体の間欠添加の各条件は、以下の通り決定した。水素供与体の間欠添加1サイクル当たりの時間は、(水理学的滞留時間)/(間欠添加サイクル数)で求めた。間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の添加時間は、(1サイクル当たりの時間)×(5%)に設定し、間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の供給停止時間は、(間欠添加1サイクル当たりの時間)−(間欠添加1サイクル当たりの水素供与体の添加時間)で求めた。また、水素供与体の添加時間、水素供与体の間欠添加サイクル数、間欠添加1サイクル当たりの時間内に必要なメタノールの量、メタノールの濃度から、水素供与体の添加速度を決定した。
【0108】
また、表2に示したTOC濃度勾配計算値は、(被処理水中の窒素濃度)×(脱窒反応槽の総容量/第1脱窒反応槽の容量)×(流入する窒素濃度に対する水素供与体の添加倍率)÷(水素供与体の間欠添加サイクル数)で求めた値に、0.375を乗じてTOCに換算することにより求められる。
【0109】
【表2】

【0110】
図8は、水素供与体の間欠添加サイクル数と処理水質との関係を示す図である。図8から判るように、水素供与体の間欠添加サイクル数が多くなるほど処理水質が良くなった。そして、処理水中の窒素濃度を10mgN/L以下とするためには、2.5回以上の間欠添加サイクル数が必要であることが判った。また、被処理水の窒素濃度が増加しても、2.5回以上の間欠添加サイクル数を設定することにより、安定な処理水質が得られることが判った。さらに、処理水中の窒素濃度を零に近づけるためには、間欠添加サイクル数を3.5回以上に設定する必要があることが判った。このように、安定した処理水質を確保するためには、間欠添加サイクル数を2.5回以上に設定することが好ましく、3.5回以上に設定することがより好ましいと云える。また、被処理水の窒素濃度が高いほど、間欠添加サイクル数の減少に伴う処理水質の悪化が顕著となると云える。
【0111】
なお、本発明では、水素供与体供給停止時間(S)は(1)式を満たすように設定されるが、水素供与体の供給停止時間を設けない場合(S=0の場合)、例えば、水理学的滞留時間(T)を15分として、この水理学的滞留時間内に必要な水素供与体の添加量が27gである場合、添加開始(0分)から1分で5g/分、1分から5分で1g/分、5分から6分で5g/分、6分から10分で1g/分、10分から11分で5g/分、11分から15分で1g/分の3サイクルで水素供与体を添加することも可能である。この場合は、この水理学的滞留時間内に1g/分(最小添加分)の水素供与体15gは連続的に添加されているとし、残りの12g(27g−15g)を本発明で言う必要な水素供与体の添加量Xとして(1)式を満たすように各パラメータを設定すればよい。
【0112】
また、1サイクル当たりに添加する水素供与体を容器に溜め、脱窒反応槽に一気に投入する場合は、水素供与体の添加速度(v)や水素供与体の添加時間割合(D)を設定するのが困難であるため、1サイクル当たりに添加する水素供与体量v’を下式により決定することができる。
v’=X・T/(N・M)
【符号の説明】
【0113】
1〜3 窒素含有水の生物処理装置、10 脱窒反応槽、10a 第1脱窒反応槽、10b 第2脱窒反応槽、12 酸化槽、14 沈殿処理槽、16 ポンプ、18 タンク、20 水素供与体添加ライン、22a〜22e 被処理水流入ライン、24 処理水排出ライン、26 汚泥返送ライン、28 流量センサ、30 T−Nセンサ、32 制御部、34 硝化反応槽。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
硝酸若しくは亜硝酸を含む被処理水が流入する反応槽に、水素供与体を間欠添加して、前記硝酸若しくは前記亜硝酸を窒素ガスに還元する窒素含有水の生物処理方法であって、
以下の式(1)を満たすように、水素供与体添加速度(v)、単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)、前記反応槽の総容量/前記反応槽に流入する水流量で求められる水理学的滞留時間(T)、前記水理学的滞留時間(T)を水素供与体の添加及び停止からなる間欠添加1サイクル当たりの時間で除した水素供与体の間欠添加サイクル数(N)、添加する水素供与体の濃度(M)、前記間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)、及び前記間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を設定することを特徴とする窒素含有水の生物処理方法。
v=X・T・(100−D)/(N・S・D・M) (1)
【請求項2】
請求項1に記載の窒素含有水の生物処理方法であって、
前記水素供与体添加速度(v)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記間欠添加回数(N)と前記水素供与体添加時間の割合(D)をそれぞれ増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理方法。
【請求項3】
請求項2に記載の窒素含有水の生物処理方法であって、さらに、前記反応槽に流入する被処理水量が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度が増加又は減少したことにより、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記間欠添加回数(N)と前記水素供与体添加時間の割合(D)をそれぞれ増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理方法。
【請求項4】
請求項1に記載の窒素含有水の生物処理方法であって、前記間欠添加回数(N)、前記水素供与体添加時間の割合(D)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加速度(v)を増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理方法。
【請求項5】
請求項4に記載の窒素含有水の生物処理方法であって、さらに、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水量が増加又は減少したことにより、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加速度(v)を増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理方法。
【請求項6】
請求項1に記載の窒素含有水の生物処理方法であって、前記水素供与体添加速度(v)、前記間欠添加回数(N)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加時間の割合(D)を増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理方法。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか1項に記載の窒素含有水の生物処理方法であって、前記間欠添加回数(N)が2.5以上とすることを特徴とする窒素含有水の生物処理方法。
【請求項8】
請求項2又は3に記載の窒素含有水の生物処理方法であって、前記間欠添加回数(N)を減少させた結果、前記間欠添加回数(N)が2.5未満となる場合、前記間欠添加回数(N)を2.5以上として、前記式(1)を満たすように、前記水素供与体供給停止時間(S)及び前記水素供与体添加速度(v)を再設定することを特徴とする窒素含有水の生物処理方法。
【請求項9】
硝酸若しくは亜硝酸を含む被処理水が流入する反応槽と、前記反応槽に水素供与体を間欠添加する水素供与体添加手段と、を備え、前記反応槽で前記硝酸若しくは亜硝酸を窒素ガスに還元する窒素含有水の生物処理装置であって、
以下の式(1)を満たすように、水素供与体添加速度(v)、単位時間当たりに必要な水素供与体の添加量(X)、前記反応槽の総容量/前記反応槽に流入する水流量で求められる水理学的滞留時間(T)、前記水理学的滞留時間(T)を水素供与体の添加及び停止からなる間欠添加1サイクル当たりの時間で除した水素供与体の間欠添加サイクル数(N)、添加する水素供与体の濃度(M)、前記間欠添加1サイクル当たりの時間に対する水素供与体添加時間の割合(D)、及び前記間欠添加1サイクル当たりの時間における水素供与体供給停止時間(S)を設定する制御手段を備えることを特徴とする窒素含有水の生物処理装置。
v=X・T・(100−D)/(N・S・D・M) (1)
【請求項10】
請求項9に記載の窒素含有水の生物処理装置であって、
前記制御手段は、前記水素供与体添加速度(v)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記間欠添加回数(N)と前記水素供与体添加時間の割合(D)をそれぞれ増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理装置。
【請求項11】
請求項10に記載の窒素含有水の生物処理装置であって、前記制御手段は、さらに、前記反応槽に流入する被処理水量が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度が増加又は減少したことにより、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記間欠添加回数(N)と前記水素供与体添加時間の割合(D)をそれぞれ増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理装置。
【請求項12】
請求項9に記載の窒素含有水の生物処理装置であって、前記制御手段は、前記間欠添加回数(N)、前記水素供与体添加時間の割合(D)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加速度(v)を増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理装置。
【請求項13】
請求項12に記載の窒素含有水の生物処理装置であって、前記制御手段は、さらに、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水量が増加又は減少したことにより、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加速度(v)を増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理装置。
【請求項14】
請求項9に記載の窒素含有水の生物処理装置であって、前記制御手段は、前記水素供与体添加速度(v)、前記間欠添加回数(N)が一定の下、前記反応槽に流入する被処理水中の前記硝酸若しくは前記亜硝酸の濃度と前記反応槽に流入する被処理水量の積から求められる前記硝酸若しくは前記亜硝酸量が増加又は減少した場合、該硝酸若しくは該亜硝酸量の増加又は減少に比例して、前記水素供与体添加時間の割合(D)を増加又は減少させることを特徴とする窒素含有水の生物処理装置。
【請求項15】
請求項9〜14のいずれか1項に記載の窒素含有水の生物処理装置であって、前記制御手段は、前記間欠添加回数(N)を2.5以上に設定することを特徴とする窒素含有水の生物処理装置。
【請求項16】
請求項10又は11に記載の窒素含有水の生物処理装置であって、前記制御手段は、前記間欠添加回数(N)を減少させた結果、前記間欠添加回数(N)が2.5未満となる場合、前記間欠添加回数(N)を2.5以上として、前記式(1)を満たすように、前記水素供与体供給停止時間(S)及び前記水素供与体添加速度(v)を再設定することを特徴とする窒素含有水の生物処理装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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