CN1827536A - 含氨液体的处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供不受作为处理对象的含氨液体中的各氮成分的浓度变化影响，可以稳定地进行利用厌氧性氨氧化法等进行的含氨液体的高速脱氮，从而可以总是稳定地获得良好的液质的处理液的含氨液体的处理方法及装置。本发明是对至少含有氨的含氨液体进行脱氮处理的含氨液体的处理方法，进行将含氨液体中所含的或所添加的硝酸还原为亚硝酸的硝酸还原处理，并且进行将在硝酸还原处理中生成的亚硝酸与含氨液体中所含的氨利用厌氧性氨氧化细菌厌氧地同时脱氮的厌氧性氨氧化处理。

Description

含氨液体的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及含氨液体的处理方法及装置，特别涉及将在废水处理领域、精细化工领域等广泛的领域中产生的含氨液体的氨生物学地脱氮的技术。
背景技术
自从在1922年在东京都的三河岛处理场开始了真正的下水处理以来，在下水处理场中不仅进行有机物的处理，还进行氮的处理。特别是在大都市中进行了集中的投资，下水道普及率达到了超过90％的水平。
但是，封闭性水域中的环境标准的实现率基本上还未被改善。作为其理由，虽然可以说水域中的内部要因、由藻类的异常繁殖造成的原因是主要的，但是还在于所流入的废水这样的外部要因并未被消除。其中，特别是氮的外部要因更为主要。
像这样，氮在下水或废水中被以氨态氮的形式大量地含有。在工厂废液、照片显影废液、制造化学生成物的化学工厂废液等中，会产生从低浓度到高浓度的含氨液体。由于在这些含氨液体被作为废液弃置的情况下，将成为导致水域的富营养化或溶解氧降低等的原因，因此在弃置之前需要进行将氨除去的处理。另外，在液状的化学生成物中含有氨的情况下，为了提高化学生成物的纯度，需要从化学生成物中除去氨。
由于这样的背景，一直以来，低浓度的含氨液体被进行了利用氯的氧化或生物处理。在氯处理中氯与氨反应，在氨被除去的同时生成氯胺。该氯胺杀菌作用强，有可能扰乱环境的生态系统，并且由于需要大量的氯，因此在从中浓度到高浓度的含氨液体的处理中不被使用，通常进行利用硝化·脱氮法的生物处理。
该利用硝化·脱氮法进行的生物处理在下水处理场或废水处理场等中，是利用将氨用硝化细菌经过亚硝酸而变为硝酸的硝化反应、将硝酸用脱氮细菌转化为氮气的脱氮反应来进行的。但是，利用硝化·脱氮法的含氨液体的处理在脱氮反应中需要有机物，作为有机物需要添加氮量的3倍的甲醇量。另外，为了稳定地除去氮，作为氮的载荷需要以0.2～0.4kg-N/m3/day这样的低载荷运转来运转。所以，由于氨的浓度越高，则要使用越多的高价的甲醇，因此作为处理槽需要大型的水槽，从而有不仅需要很大的初始成本，而且还需要很大的运行成本的缺点。
针对于此，一直以来，利用了厌氧性氨氧化法的废水处理方法受到关注(例如专利文献1)。该厌氧性氨氧化法是如下的方法，即，将氨作为电子给予体，将亚硝酸作为电子受体，将氨的一部分利用采用氨氧化细菌进行的亚硝酸型的硝化反应转化为亚硝酸，不需要有机物，将该亚硝酸和剩余的氨利用厌氧性氨氧化细菌同时脱氮。该厌氧性氨氧化法由于在硝化反应中所需氧量很少，另外在脱氮反应中不需要有机物(甲醇等)，因此就有可以大幅度地削减运行成本的优点。另外，还有可以削减污泥的产生量等优点，作为今后的废水处理方法被认为是十分有效的方法。
[专利文献1]特开2001-037467号公报
但是，专利文献1中所公布的利用厌氧性氨氧化法进行的含氨液体的废水处理方法，虽然如上所述作为有能够大幅度削减运行成本的优点的方法而被大量地提出，但是难以实用化，一般来说并未普及。
作为其原因，由于在厌氧性氨氧化法中，虽然进行将亚硝酸作为电子受体的反应，但是未进行将硝酸作为电子受体的反应，因此需要稳定地供给亚硝酸。
即，由于在废水中的氨态氮浓度低的情况下，容易从氨氧化为硝酸，被氧化为亚硝酸的量必然变少，因此废水中的氨和亚硝酸的比率与适于厌氧性氨氧化细菌的比率不同。像这样，由于将氨的一部分转化为亚硝酸的硝化反应不稳定，因此与氨反应的亚硝酸的浓度容易随时间变动。这样，由于很难总是以理想的比率使亚硝酸和氨进行脱氮反应，因此含氨液体的处理不稳定，处理液的液质容易变动，无法有效地进行厌氧性氨氧化处理。特别是，在下水等废水中，由于有氨态氮浓度较低的倾向，因此有难以长时间进行稳定的处理的问题。
发明内容
本发明是鉴于此种情况而完成的，其目的在于，提供不受作为处理对象的含氨液体中的各氮成分的浓度变化影响，可以稳定地进行利用厌氧性氨氧化法等进行的含氨液体的高速脱氮，可以总是稳定地获得良好的液质的处理液的含氨液体的处理方法及装置。
为了达成所述目的，技术方案1所记载的发明是对至少含有氨的含氨液体进行脱氮处理的含氨液体的处理方法，其特征是，进行将所述含氨液体中所含的或所添加的硝酸还原为亚硝酸的硝酸还原处理，并且进行将在所述硝酸还原处理中生成的亚硝酸与所述含氨液体中所含的氨利用厌氧性氨氧化细菌厌氧地同时脱氮的厌氧性氨氧化处理。
根据本发明的含氨液体的处理方法，在进行将氨和亚硝酸利用厌氧性氨氧化细菌同时进行脱氮的厌氧性氨氧化处理的以往的氨氧化处理法中，进行将构成含氨液体中的氮成分的硝酸还原为亚硝酸的硝酸还原处理。这样，即使当含氨液体中的亚硝酸浓度或氨浓度较低时，由于也可以利用硝酸还原处理将含氨液体中的硝酸还原为亚硝酸而提高亚硝酸浓度，因此就可以稳定地进行能够实现高速脱氮的厌氧性氨氧化处理。另一方面，即使在含氨液体中的氨浓度或亚硝酸浓度较高的情况下，也可以在将相对于含氨液体以低浓度存在的硝酸还原为亚硝酸的同时，利用厌氧性氨氧化处理有效地进行脱氮。所以，通过采用本发明，就能够不受含氨液体中所含的各氮成分的浓度左右，稳定地进行含氨液体的高速脱氮。
这里，作为添加于含氨液体中的硝酸，并不限定于添加合成品的硝酸，例如也包括在硝化槽(好氧槽)中将氨废水中的氨利用微生物生物学地硝化而得的硝酸。以下相同。
技术方案2所述的发明的特征是，技术方案1所记载的所述硝酸还原处理及所述厌氧性氨氧化处理，是使将异养性脱氮细菌包括固定化了的载体和将所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体，与所述含氨液体接触而进行处理。所述异养性脱氮细菌是以所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而将所述硝酸还原为亚硝酸的细菌。另外，技术方案3所述的发明的特征是，技术方案1所记载的所述硝酸还原处理及所述厌氧性氨氧化处理，是使将异养性脱氮细菌和所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体与所述含氨液体接触而进行处理。所述异养性脱氮细菌是以所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而将所述硝酸还原为亚硝酸的细菌。
根据本发明，在技术方案2中，使将进行硝酸还原处理的异养性脱氮细菌包括固定化了的载体、将进行厌氧性氨氧化处理的厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体与含氨液体接触，技术方案3中，使将该异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌包括固定化于同一载体内的载体，与含氨液体接触。这样，就可以同时地进行硝酸还原处理和厌氧性氨氧化处理。另外，由于异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌被容易处理的包括固定化载体所包括固定，因此可以提高与含氨液体的接触率，并且可以提高各载体内的各细菌的增殖率、各处理的活性及操作性。另外，由于如果在以往的进行厌氧性氨氧化处理的过程中，追加技术方案2中所述的将异养性脱氮细菌包括固定化了的载体，或替换为技术方案3中所述的将异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体，就可以使用本发明，因此就可以简单并且低成本地转换为进行稳定的高速脱氮的本发明的处理方法。
技术方案4所述的发明的特征是，技术方案1所记载的所述硝酸还原处理及所述厌氧性氨氧化处理，是使将异养性脱氮细菌附着固定化了的载体、将所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体，与所述含氨液体接触而进行处理，其中所述异养性脱氮细菌是以所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而将所述硝酸还原为亚硝酸的细菌。另外，技术方案5所述的发明的特征是，技术方案1所记载的所述硝酸还原处理及所述厌氧性氨氧化处理，是使将异养性脱氮细菌、所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体与所述含氨液体接触而进行处理，其中所述异养性脱氮细菌是以所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而将所述硝酸还原为亚硝酸的细菌。
技术方案4及5也可以获得与技术方案2及3相同的作用或效果，而与包括固定化相比，可以降低在各细菌的固定化中所需要的工时或成本。
技术方案6所述的发明的特征是，技术方案1所记载的所述硝酸还原处理是使将所述氮成分的硝酸还原为亚硝酸的催化剂与所述含氨液体接触而进行处理。本发明中，硝酸还原处理即使采用利用催化剂的化学反应也可以获得相同的效果。而且，所述催化剂优选由钯和铜的合金构成的Pd -Cu类的催化剂。这样，就可以有效地将硝酸还原为亚硝酸，而不会因催化剂的硝酸还原处理而使金属类物质向处理水中流出。
技术方案8所述的发明的特征是，技术方案2～5中任意一项所记载的所述异养性脱氮细菌的菌数被调整为所述厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的范围。
根据本发明，通过将异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌的菌数的比例调整为所述的范围，就可以在细菌相互之间的共生及共存很理想的状态下进行硝酸还原处理及厌氧性氨氧化处理，从而可以进一步提高氮的除去效率。
技术方案9所述的发明的特征是，作为技术方案1～8中任意一项所记载的所述含氨液体中所含或所添加的有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比被设定为0.5～2.5的范围。
根据本发明，所述的硝酸还原处理及厌氧性氨氧化处理会由于成为处理对象的含氨液体中的有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比例的不同，其处理效率产生影响。即，当将作为有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比调整为0.5～2.5的范围时，由于利用异养性脱氮细菌进行的对硝酸的还原反应变为不充分的状态，因此所处理的含氨液体中的亚硝酸就不会被还原至氮气，而可以很容易地蓄积。这样，由于可以利用厌氧性氨氧化细菌迅速地对所蓄积的亚硝酸和氨进行处理，因此就可以将含氨液体高速地脱氮。
为了达成所述目的，技术方案10所述的发明是对至少含有氨的含氨液体进行脱氮处理的含氨液体的处理装置，其特征是，具备将所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而利用异养性脱氮细菌将该含氨液体中所含或所添加的硝酸还原为亚硝酸的硝酸还原槽、将在所述硝酸还原槽中生成的亚硝酸和所述含氨液体中所含的氨利用厌氧性氨氧化细菌厌氧地同时脱氮的厌氧性氨氧化槽。
技术方案10所述的发明是将所述的技术方案1～9的含氨液体的处理方法以装置的构成表示的发明。
技术方案11所述的发明的特征是，技术方案10所记载的所述硝酸氧化槽具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌包括固定化了的载体接触的构造，所述厌氧性氨氧化槽具有使在所述硝酸还原槽中被处理的含氨液体与将所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体接触的构造。另外，技术方案12所述的发明的特征是，技术方案10所记载的所述硝酸还原槽具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌附着固定化了的载体接触的构造，所述厌氧性氨氧化槽具有使在所述硝酸还原槽中被处理的含氨液体与将所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体接触的构造。
像这样，通过将异养性脱氮细菌或厌氧性氨氧化细菌包括固定化或附着固定化，就可以很容易地进行含氨液体的处理装置的性能维持，并且可以提高脱氮能力。
而且，在所述的本发明的含氨液体的处理装置中，所述硝酸还原槽及所述厌氧性氨氧化槽最好具有菌量比调整机构，该菌量比调整机构将所述异养性脱氮细菌的菌数调整为所述厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的范围。另外，所述硝酸还原槽及所述厌氧性氨氧化槽最好具有C/NO3-N比调整机构，该C/NO3-N比调整机构将作为所述含氨液体中所含或所添加的有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比调整为0.5～2.5的范围。这样，在含氨液体的处理装置中，就可以促进对于含氨液体的稳定的脱氮的高速化。
技术方案15所述的发明的特征是，技术方案10所记载的所述硝酸还原及所述厌氧性氨氧化用1个厌氧槽构成。
本发明中，特别是如果不阻碍各处理，则不需要将硝酸还原处理和厌氧性氨氧化处理分别进行，既便使异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌存在于1个厌氧槽中，在1个槽中对含氨液体进行各处理，也可以获得相同的效果。
而且，前面所说的所述厌氧槽最好具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌包括固定化了的载体、将所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体接触的构造。另外，所述厌氧槽也可以具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌和所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体接触的构造。另外，所述厌氧槽也可以具有使所述含氨液体，与将把所述硝酸还原为亚硝酸的异养性脱氮细菌附着固定化了的载体和将所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体接触的构造，所述厌氧槽还可以具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌和所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体接触的构造。
此时，所述厌氧槽最好具有菌量比调整机构，通过该菌量比调整机构，将所述异养性脱氮细菌的菌数调整为所述厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的范围。另外，所述厌氧槽最好具有C/NO3-N比调整机构，通过该C/NO3-N比调整机构，将作为所述含氨液体中所含或所添加的有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比调整为0.5～2.5的范围。
为了达成所述目的，技术方案22所述的发明是对含氨液体的氨厌氧地进行生物脱氮的含氨液体的处理方法，其特征是，在使异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌与所述含氨液体在厌氧性氨氧化槽内接触而进行所述生物脱氮时，从贮留了一定浓度的硝酸的硝酸贮留槽中向所述厌氧性氨氧化槽添加所述硝酸。
根据本发明，当像以往那样将含氨液体中的氨的一部分利用硝化细菌以亚硝酸型的硝化反应转化为亚硝酸，将被转化的亚硝酸和剩余的氨利用厌氧性氨氧化细菌脱氮时，鉴于与氨反应的亚硝酸的浓度容易随时间变动的情况，而在硝酸贮留槽中贮留有一定浓度的硝酸，从该硝酸贮留槽中将一定浓度的硝酸向作为生物处理槽的厌氧性氨氧化槽中添加。
即，当从硝酸贮留槽中添加一定浓度的硝酸时，在厌氧性氨氧化槽中，就可以将所流入的含氨液体中的BOD成分作为给氢体，利用异养性脱氮细菌将所添加的硝酸还原为亚硝酸。这样，由于可以使作为不稳定要素的亚硝酸浓度稳定化，因此就可以稳定地进行利用厌氧性氨氧化细菌进行的亚硝酸和氨的同时脱氮。此外，由于在添加中使用比亚硝酸更为廉价的硝酸，因此还可以降低在处理中所需的运行成本。
这里，贮留于硝酸贮留槽中的一定浓度的硝酸既可以是像硝酸金属盐那样天然物或化学合成物的硝酸，或者也可以是在硝化槽中利用硝化细菌生物学地生成的硝酸。总而言之，只要是可以从硝酸贮留槽向厌氧性氨氧化槽中添加一定浓度的硝酸的构成即可。
为了达成所述目的，技术方案23所述的发明是对含氨液体中的氨厌氧地进行生物脱氮的含氨液体的处理方法，其特征是，在使异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌，与所述含氨液体在厌氧性氨氧化槽内接触而进行所述生物脱氮时，从贮留了一定浓度的硝酸的硝酸贮留槽中向所述厌氧性氨氧化槽添加所述硝酸，并且从贮留了一定浓度的有机物的有机物贮留槽中向所述厌氧性氨氧化槽中添加所述有机物。
根据本发明，在成为处理对象的含氨液体中的BOD成分少，即有机物浓度低的情况下，鉴于利用异养性脱氮细菌进行的将硝酸还原为亚硝酸的反应下降的情况，除了添加一定浓度的硝酸以外，还要从有机物贮留槽中添加必需量的一定浓度的有机物。这样，由于在厌氧性氨氧化槽内，可以利用异养性脱氮细菌总是稳定地将从硝酸贮留槽中添加的硝酸还原为亚硝酸，因此就可以更加稳定地进行利用厌氧性氨氧化细菌实施的亚硝酸和氨的同时脱氮。
技术方案24中所述的发明的特征是，测定技术方案22或23中所记载的所述含氨液体中的氨态氮浓度，由所述被测定出的氨态氮浓度算出硝酸的必需量，基于所算出的所述硝酸的必需量，调整所述一定浓度的硝酸的添加量。
根据本发明，由测定含氨液体而得的氨态氮浓度算出所述亚硝酸必需量，基于算出结果调整一定浓度的亚硝酸的添加量。这样，就可以根据含氨液体的氨浓度恰当地调整亚硝酸的添加量，特别是在含氨液体的氨浓度变动的情况下十分有效。而且，含氨液体的氨态氮浓度的测定既可以是连续的，也可以是间歇的。
技术方案25所述的发明的特征是，测定技术方案23中所记载的所述含氨液体中氨态氮浓度，由所述被测定出的氨态氮浓度算出硝酸的必需量，基于所述算出的所述硝酸的必需量，调整来自所述硝酸贮留槽的所述一定浓度的硝酸的添加量，同时，调整来自所述有机物贮留槽的所述一定浓度的有机物的添加量，使得所述含氨液体中所述有机态碳浓度和所述硝酸态氮浓度的比C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围。
根据本发明，在根据所测定的含氨液体的氨态氮浓度，从硝酸贮留槽中向厌氧性氨氧化槽添加必需量的一定浓度的硝酸时，根据所添加的硝酸的必需量调整从有机物贮留槽中添加的一定浓度的有机物的量，使得含氨液体中有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围。
这样，由于在厌氧性氨氧化槽中，以总是稳定的C/NO3-N比的状态添加硝酸，因此就可以防止异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌对含氨液体中的亚硝酸的争夺。所以，就可以不受含氨液体的液质影响，稳定地进行利用异养性脱氮细菌的硝酸的还原反应、利用厌氧性氨氧化细菌的对亚硝酸及氨的同时脱氮，因此就可以连续地进行总是稳定化的高速脱氮。
技术方案26所述的发明的特征是，测定流入技术方案22～25的任意一项中所记载的所述厌氧性氨氧化槽的含氨液体的流入量，与所述流入量的测定结果的增减成比例地增减所述一定浓度的硝酸的添加量。
根据本发明，在一旦决定了与硝酸必需量相当的硝酸的添加量后，就与含氨液体的流入量的增减成比例地增减硝酸的添加量。作为与硝酸必需量相当的硝酸的添加量的确定方法，只要像技术方案24及25那样根据含氨液体的氨态氮浓度的测定来算出硝酸必需量即可。这样，由于可以根据含氨液体的流入量恰当地调整硝酸的添加量，因此可以将测定或调整简单化。含氨液体的流入量的测定既可以是连续的，也可以是间歇的。这在像显影废液那样含氨液体的氨浓度为一定的情况下十分有效。此外，如果除了含氨液体的氨态氮浓度的测定以外，还测定流入厌氧性氨氧化槽的含氨液体的流入量，基于氨态氮浓度和流入量双方来调整亚硝酸的添加量，则可以进行更高精度的调整。
技术方案27所述的发明的特征是，增减从技术方案22或23中所记载的所述硝酸贮留槽中向所述厌氧性氨氧化槽中添加的所述硝酸的添加量，并且测定进行该增减时在所述厌氧性氨氧化槽内生成的氮气的气体生成速度(L/分钟)的增减，将所述气体生成速度不与所述添加量的增减成正比地增减的添加量作为硝酸必需量，来调整所述一定浓度的硝酸的添加量。
根据本发明，由于利用在厌氧性氨氧化槽内生成的气体生成速度来调整贮留于硝酸贮留槽中的一定浓度的硝酸的添加量，因此作为针对含氨液体的氨浓度的增减或向厌氧性氨氧化槽中的流入量的增减等处理载荷的增减，来实时地调整硝酸的添加量的方法是有效的。
即，在厌氧性氨氧化槽内，当在厌氧性氨氧化细菌的存在下氨与亚硝酸反应时，即生成氮气。该氮气的生成速度的增减实时地反映了氨浓度的增减或流入量的增减等处理载荷的增减。例如，在增加了硝酸的添加量时氮气的气体生成速度也增大的情况下，由于有可能是硝酸的添加量不够，因此再反复进行添加量的增加，直至气体生成速度不再增大。另外，在即使增加硝酸的添加量，气体生成速度也不增大的情况下，由于有可能是硝酸的添加量过多而厌氧性氨氧化细菌的活性降低，因此减少硝酸的添加量，直至气体生成速度减小。像这样，经过反复进行硝酸的添加量的增减，找出气体生成速度既不增大也不减少时的硝酸的添加量，将其作为硝酸必需量来调整硝酸的添加量。这样，即使不测定含氨液体的氨态氮浓度或流入量，也可以恰当地调整硝酸的添加量，而且能够对氨浓度的增减或流入量的增减等处理载荷的增减进行实时的调整。
为了达成所述目的，技术方案28中所述的发明是对含氨液体中的氨厌氧地进行生物脱氮的含氨液体的处理装置，其特征是，具备：在内部存在异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌的厌氧性氨氧化槽、使所述含氨液体流入到所述厌氧性氨氧化槽中的流入部、使在所述厌氧性氨氧化槽中处理的处理液流出的流出部、贮留一定浓度的硝酸的硝酸贮留槽、从所述硝酸贮留槽向所述厌氧性氨氧化槽添加硝酸的硝酸添加机构、调整所述硝酸的添加量的硝酸添加量调整机构。
另外，技术方案29中所述的发明是在技术方案28中所记载的所述含氨液体的处理装置中具有如下特征，即，具备：贮留一定浓度的有机物的有机物贮留槽、从所述有机物贮留槽向所述厌氧性氨氧化槽中添加有机物的有机物添加机构、调整所述有机物的添加量的有机物添加量调整机构。
技术方案28及29是将所述的技术方案22及23的含氨液体的处理方法作为装置而构成的发明，由于能够总是稳定地进行含氨液体的处理，因此可以总是稳定地获得良好的液质的处理液。
技术方案30中所述的发明的特征是，设有测定技术方案28或29中所记载的所述含氨液体的氨态氮浓度的浓度测定机构，所述硝酸添加量调整机构基于所述浓度测定机构的测定结果，来调整所述硝酸的添加量。这样，添加于厌氧性氨氧化槽中的一定浓度的硝酸由于被硝酸添加量调整机构调整为总是合适的硝酸必需量而添加，因此不仅在含氨液体的氨浓度变动的情况下是有效的，而且可以进一步降低在处理中所需的运行成本。
技术方案31中所述的发明的特征是，技术方案29中所记载的所述有机物添加量调整机构基于来自所述硝酸添加量调整机构的所述硝酸的添加量，来调整所述有机物的添加量，使得作为所述含氨液体的所述有机态碳浓度与所述硝酸态氮浓度的比的C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围。这样，即使在含氨液体的氨浓度或有机物浓度变动的情况下，也可以有效地处理含氨液体中的氨。
技术方案32中所述的发明的特征是，在技术方案28或29中，设有测定含氨液体的向所述厌氧性氨氧化槽中的流入量的流入量测定机构、和调整所述硝酸的添加量的控制机构，所述控制机构基于所述流入量测定机构的测定结果，来调整所述硝酸的添加量。这样，硝酸的添加量由于被基于流入厌氧性氨氧化槽的含氨液体的流量而调整为硝酸必需量，因此在像显影废液那样含氨液体的氨浓度为一定的情况下十分有效。
技术方案33中所述的发明的特征是，设有当增减由技术方案28或29中所记载的所述硝酸添加机构添加的所述硝酸的添加量时，测定在所述厌氧性氨氧化槽内生成的氮气的气体生成速度(L/分钟)的增减的气体生成速度测定机构，所述硝酸添加量调整机构基于所述气体生成速度测定机构的测定结果，调整所述硝酸的添加量。
根据本发明，由于基于由气体生成测定机构测定的在厌氧性氨氧化槽中生成的氮气的生成速度，利用硝酸添加量调整机构将硝酸的添加量调整为硝酸必需量，因此作为针对含氨液体的氨浓度的增减或向厌氧性氨氧化槽中的流入量的增减等处理载荷的增减来实时地调整硝酸的添加量的方法是有效的。
技术方案34中所述的发明的特征是，将技术方案28～33的任意一项中所记载的所述厌氧性氨氧化槽设为盒(cartridge)型的可拆装构造，并且设置多个所述流入部、流出部及添加机构的连结部，将多个厌氧性氨氧化槽安装在所述流入部、所述流出部及所述添加机构上而形成。
根据本发明，由于含氨液体的处理装置将厌氧性氨氧化槽设为盒型的可拆装构造，可以自由拆装地安装于分别设置了多个连结部的流入部、流出部及添加机构上，因此也可以回转木马式地在多个厌氧性氨氧化槽中依次地处理含氨液体。或者，也可以将多个厌氧性氨氧化槽当中的1条作为非常时期的预备的厌氧性氨氧化槽来使用。像这样，通过将厌氧性氨氧化槽设为盒型的可拆装构造，在1个厌氧性氨氧化槽的异养性脱氮细菌或厌氧性氨氧化细菌的活性降低或死亡的情况下，可以简单地更换为其他的厌氧性氨氧化槽，或者使用预备的厌氧性氨氧化槽。
为了达成所述目的，技术方案35中所述的发明是对含氨液体中的氨进行生物脱氮的含氨液体的处理装置，其特征是，具备硝化槽、厌氧性氨氧化槽，其中，所述硝化槽将所述含氨液体中的氨利用硝化细菌硝化为硝酸，所述厌氧性氨氧化槽进行将在所述硝化槽中得到的硝酸，以所述含氨液体中的有机物作为给氢体，利用异养性脱氮细菌还原为亚硝酸的硝酸还原处理，并且将利用该硝酸还原处理生成的亚硝酸和所述含氨液体中的氨利用厌氧性氨氧化细菌同时脱氮。
根据本发明的含氨液体的处理装置，在硝化槽中进行将含氨液体的氨氧化为硝酸的硝化处理，将在硝化槽中生成的硝酸以含氨液体中的有机物作为给氢体、利用异养性脱氮细菌还原为亚硝酸，在厌氧性氨氧化槽中进行使所生成的亚硝酸、含氨液体的氨脱氮的厌氧性氨氧化处理。这是因为，由于进行硝化反应的硝化细菌有将氨氧化至亚硝酸的氨氧化细菌和将亚硝酸氧化为硝酸的亚硝酸氧化细菌，因而难以将反应停止在将氨氧化至亚硝酸，所以需要像本发明那样，在硝化槽中不是进行以往的亚硝酸型的硝化反应，而是进行将氨氧化至硝酸的硝酸型的硝化反应，将所得的硝酸在厌氧性氨氧化槽内以含氨液体的有机物作为给氢体、利用异养性脱氮细菌还原为亚硝酸。这样，由于与氨反应的亚硝酸的浓度不随时间变动，因此如果将如此得到的亚硝酸和含氨液体的氨用厌氧性氨氧化细菌同时脱氮，则可以总是以理想的比率将亚硝酸和氨脱氮。所以，就可以使含氨液体的处理稳定化。而且，硝化处理无论是在厌氧性氨氧化处理之前进行还是之后进行都可以，可以通过将废水或硝化处理液分支或循环来进行厌氧性氨氧化处理。
为了达成所述目的，技术方案36中所述的发明是将含氨液体中的氨生物脱氮的含氨液体的处理装置，其特征是，具备硝化槽、脱氮槽、厌氧性氨氧化槽，其中，所述硝化槽将所述含氨液体一次分流为2部分，将一方的含氨液体的氨利用硝化细菌硝化为硝酸，所述脱氮槽将在所述硝化槽中得到的硝化处理液又二次分流为2部分，使一方的硝化处理液与所述一次分流的另一方的含氨液体合流，将所述硝化处理液中的硝酸以所述含氨液体中的有机物作为给氢体、利用脱氮细菌进行脱氮处理，所述厌氧性氨氧化槽使所述二次分流的另一方的硝化处理液与来自所述脱氮槽的脱氮处理液合流，进行将所述硝化处理液中所含的硝酸以所述脱氮处理液中的有机物作为给氢体、利用异养性脱氮细菌还原为亚硝酸的硝酸还原处理，并且将利用该硝酸还原处理生成的亚硝酸和所述脱氮处理液中的氨利用厌氧性氨氧化细菌同时脱氮。
技术方案36中所述的发明不是像技术方案35所示那样，在厌氧性氨氧化槽中进行将在硝化槽中生成的硝酸还原为亚硝酸的还原处理和亚硝酸与氨的脱氮处理这双方，而是在脱氮槽中进行所述还原处理，使脱氮处理液流入厌氧性氨氧化槽，适于含氨液体中的有机物含量多的情况。在含氨液体中的有机物浓度高的情况下，该有机物成分将阻碍厌氧性氨氧化处理中的氨氧化反应，另外，相反地在有机物浓度过低的情况下，由于来自厌氧性氨氧化处理中的硝酸的还原反应不能推进，因此通过使在脱氮槽中进行了脱氮处理的脱氮处理液和含氨液体的氨流入厌氧性氨氧化槽，就可以用一定浓度的有机物成分进行厌氧性氨氧化处理。
即，由于从硝化槽到脱氮槽的管线进行通常的硝化·脱氮处理，将含氨液体中的有机物作为给氢体而将硝酸转化为氮气，因此不仅可以减少含氨液体中的有机物，而且可以降低厌氧性氨氧化槽的反应载荷。这样，就可以使厌氧性氨氧化处理中的有机物成分稳定，可以稳定地进行利用厌氧性氨氧化细菌的亚硝酸和含氨液体中的氨的同时脱氮。
技术方案37中所述的发明的特征是，在技术方案35或36所述的发明中，所述异养性脱氮细菌的菌数被调整为所述厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的范围。
根据本发明，通过将异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌的菌数的比例调整为所述的范围，就可以在细菌相互之间的共生及共存很理想的状态下进行硝酸还原处理及厌氧性氨氧化处理，从而可以进一步提高氮的除去效率。
技术方案38中所述的发明是在技术方案35～37中任意一项所记载的发明中具有如下的特征，即，在所述厌氧性氨氧化槽中添加有机物。
根据本发明，在成为处理对象的含氨液体中的有机物浓度低的情况下，鉴于利用异养性脱氮细菌的将硝酸还原为亚硝酸的反应降低，而添加必需量的一定浓度的有机物。这样，在厌氧性氨氧化槽中，由于可以总是稳定地利用异养性脱氮细菌将硝酸还原为亚硝酸，因此在厌氧性氨氧化处理中，就可以更为稳定地进行利用厌氧性氨氧化细菌的亚硝酸和氨的脱氮。
技术方案39中所述的发明是在技术方案35～38中任意一项所记载的发明中具有如下的特征，即，在所述厌氧性氨氧化槽中，作为所述含氨液体中所含或所添加的有机物浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比被调整为0.5～2.5的范围。
所述的厌氧性氨氧化槽中的硝酸还原处理及厌氧性氨氧化处理中，会因含氨液体中的有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比例，对其处理效率产生影响。即，当将作为所流入的含氨液体中的有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比的值调整为0.5～2.5时，则在利用异养性脱氮细菌进行的硝酸还原处理中，容易蓄积亚硝酸，并且容易利用厌氧性氨氧化细菌使用所生成的亚硝酸和氨脱氮。
根据本发明，在厌氧性氨氧化槽中，由于总是稳定的C/NO3-N比的状态，因此可以使异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌对含氨液体中的亚硝酸的争夺稳定化。所以，由于可以稳定地进行利用异养性脱氮细菌的硝酸的还原反应、利用厌氧性氨氧化细菌的对亚硝酸及氨的同时脱氮，因此就可以连续地进行总是稳定化的高速脱氮。
技术方案40中所述的发明是在技术方案36～39中任意一项所记载的发明中具有如下的特征，即，所述脱氮槽为2个槽以上的多段。
根据本发明，通过将脱氮槽设为多段，分步流入，就可以防止有机物阻碍对厌氧性氨氧化细菌的影响。
技术方案41中所述的发明是在技术方案35～40中任意一项所记载的发明中具有如下的特征，即，所述硝化槽为2个槽以上的多段。
根据本发明，由于硝化槽为2个槽以上的多段，因此可以有效地将氨硝化，向厌氧性氨氧化槽供给硝化液。特别是在高浓度氨废水中，由于难以进行硝化，因此是有效的。
技术方案42中所述的发明是在技术方案35～41中任意一项所记载的发明中具有如下的特征，即，所述厌氧性氨氧化槽为2个槽以上的多段。
根据本发明，通过将厌氧性氨氧化槽设为多段，分步流入，就可以防止有机物阻碍对厌氧性氨氧化细菌的影响。
如上说明所示，可以不受成为处理对象的含氨液体中的各氮成分浓度的变动、硝酸和亚硝酸的氮形态的变动影响，稳定地进行能够实现高速脱氮的厌氧性氨氧化处理。
另外，由于可以总是稳定地处理含氨液体，因此就可以获得总是稳定并且良好的液质的处理液。另外，由于使用比亚硝酸更为廉价的硝酸，因此可以降低处理中所需的成本。
附图说明
图1是表示了用于证明本发明的实验1的C/NO3-N比和氮去除率的关系的图表。
图2是表示了用于证明本发明的实验2的氮去除率、与异养性脱氮细菌的菌数和厌氧性氨氧化细菌的菌数的比的相关性的图表。
图3A是表示了作为本发明的实施方式1的含氨液体的处理装置的概略构成的侧视图。
图3B是表示了作为本发明的实施方式2的含氨液体的处理装置的概略构成的侧视图。
图3C是表示了作为本发明的实施方式3的含氨液体的处理装置的概略构成的侧视图。
图3D是表示了作为本发明的实施方式4的含氨液体的处理装置的概略构成的侧视图。
图4A是表示了适用于本发明的包括固定化载体的一个例子的概略情况的透明立体图。
图4B是表示了适用于本发明的包括固定化载体的另一个例子的概略情况的透明立体图。
图4C是表示了适用于本发明的包括固定化载体的其他例子的概略情况的透明立体图。
图5是表示了作为本发明的实施方式5的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图6是表示了作为本发明的实施方式6的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图7是表示了作为本发明的实施方式7的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图8是表示了作为本发明的实施方式8的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图9是表示了作为本发明的实施方式9的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图10是表示了作为本发明的实施方式10的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图11是监视氮气的发生的硝酸及有机物自动控制系统的控制程序的流程图。
图12是表示了作为本发明的实施方式11的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图13是表示了作为本发明的实施方式12的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图14是表示了作为本发明的实施方式13的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图15是表示了作为本发明的实施方式14的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图16是表示了作为本发明的实施方式15的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图17是表示了作为本发明的实施方式16的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图18是表示了作为本发明的实施方式17的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图19是表示了作为本发明的实施方式18的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图20是表示了作为本发明的实施方式19的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图21是表示了作为本发明的实施方式20的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
图22是表示了作为本发明的实施方式21的含氨液体的处理装置的概略构成的俯视图。
其中，10、20、30、40、110、130、150、160、170、180、190、210、230、240、250、260、270、280、290、300、310…含氨液体的处理装置，12…硝酸还原槽，14、114、214…厌氧性氨氧化槽，16、116、220…流入配管，18、118、224…流出配管，22…厌氧槽，24…好氧槽，26…曝气装置，28…循环管线，50A、50B、50、50’、124、216…包括固定化载体，52…异养性脱氮细菌，54…厌氧性氨氧化细菌，112…硝酸贮留槽，117…流入泵，120…硝酸添加配管(硝酸添加机构)，122…硝酸用阀(硝酸添加量调整机构)，126、218…筛网，32、132、242…有机物贮留槽，134、244…有机物添加配管，136…有机物用阀，138…浓度测定器，140…浓度监视型的硝酸控制装置，142…浓度监视型的控制装置，144…流入量测定器，146…流量检测型的控制装置，148…捕捉部，152…气体收集管，154…气体生成速度测定器，156…氮气监视型的控制装置，162…含氨液体贮留槽，164…处理液贮留槽，166…单按式的连结器，174…连结管，212…硝化槽，215…硝化污泥载体，222…硝化液配管，226…脱氮槽，228…异养性脱氮细菌附着填充材料，232…回流配管，252…沉淀槽，254…污泥回流配管
具体实施方式
作为本发明的特征之一，在于以下方面，即，将成为处理对象的含氨液体中所含或所添加的硝酸还原处理为亚硝酸，厌氧性氨氧化细菌和异养性脱氮细菌争夺该亚硝酸而进行各脱氮处理。
另外，作为本发明的特征之二，在于以下方面，即，在迄今为止的厌氧性氨氧化反应中，发现(i)在供给亚硝酸时如果亚硝酸浓度变得过高，则会因亚硝酸的毒性导致处理的不稳定，(ii)有机物对厌氧性氨氧化细菌的阻碍较大这两点，作为用于解决它们的手段，在硝化槽中进行完全硝化反应，将其硝酸液向厌氧性氨氧化槽供给，在厌氧性氨氧化细菌和异养性脱氮细菌共存的系统中，脱氮稳定地进行。
所供给的硝酸被以有机物(也称作「有机碳」)为给氢体、利用异养性脱氮细菌还原为亚硝酸，所生成的亚硝酸立即被厌氧性氨氧化细菌与氨一起脱氮。由此亚硝酸不被蓄积，消除了由亚硝酸造成的毒性阻碍。另外，废水中的有机物被用于硝酸的还原反应，消除由有机物造成的对厌氧性氨氧化细菌的阻碍。流入厌氧性氨氧化槽的流入水被按照达到氨态氮浓度的1～2倍浓度的硝酸态氮的方式调整即可。硝酸被异养性脱氮细菌还原为亚硝酸。虽然厌氧性氨氧化细菌和异养性脱氮细菌一定会争夺该亚硝酸，但是此时，为了使利用厌氧性氨氧化细菌的反应优先进行，本申请发明人因发现以下的2点，而导出了最佳的含氨液体的处理方法。
(1)本发明中，当将作为所流入的含氨液体中所含或所添加的有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比的值调整为0.5～2.5时，则由于利用异养性脱氮细菌的还原处理变得不充分，因此就不会将亚硝酸还原至氮气，而容易蓄积亚硝酸，并且容易使用所生成的亚硝酸和氨利用厌氧性氨氧化细菌脱氮。
(2)最好将所述的异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌包括固定化或附着固定化而使用，由于当按照使异养性脱氮细菌的菌数达到厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的方式进行固定化时，则各细菌的共生或共存就达到理想的状态，硝酸还原处理及厌氧性氨氧化处理被活化，因此就能够提高对含氨液体的氮的去除率。
首先，本申请发明人为了对(1)进行证明而进行了实验1。实验1中进行了如下的实验，即，使用将异养性脱氮细菌以2×106cells/mL的菌数固定化，将厌氧性氨氧化细菌以2×105cells/mL的菌数固定化了的载体，对作为含氨液体的合成废水进行连续处理，测定了处理稳定的1个月后的C/NO3-N比及脱氮率。
在实验1中，在包括固定化中使用聚乙二醇二丙烯酸酯材料，使用了将把微生物包括固定化了的材料制成3mm见方的立方体的载体。将如此获得的载体填充于1L的反应槽中，达到20％的填充率，向该反应槽连续供给合成废水而进行了处理。
作为所述的合成废水，使用了如下地调整的废水，即，将氨态氮浓度与硝酸浓度的比调整为1∶1，而且将总氮浓度T-N的值调整为80mg/L，并且添加作为有机物源的醋酸钠，使得作为C/NO3-N比的C的值达到1。
另外，在反应槽中，以1.2kg-N/m3/day的处理载荷开始运转，在1个月后T-N去除率被处理至82％，处理稳定化。其后，使C/NO3-N比变化至0.2～4而进行运转，调查了C/NO3-N比与T-N去除率的关系。将其结果表示在图1中。图1是表示了实验1的C/NO3-N比和T-N去除率的关系的图表。
根据图1的图表，C/NO3-N比在0.5～2.5的范围中，特别是在1～2的范围中显示出T-N去除率为50％以上的较高的值。另一方面，当C/NO3-N比达到2.5以上时，T-N去除率的值急速地降低。这是因为，利用异养性脱氮细菌的脱氮被优先进行，以有机物作为电子给予体的反应进行，而利用厌氧性氨氧化细菌的厌氧性氨氧化的反应被阻碍。所以，本发明中，通过将C/NO3-N比调整为0.5～2.5的范围，优选调整为1～2的范围而进行硝酸还原处理及厌氧性氨氧化处理，就可以稳定地进行有效的脱氮处理。而且，作为C/NO3-N比的调整中所使用的有机物，优选甲醇、废糖蜜、醋酸等。
然后，本申请发明人为了进行关于所述(2)的证明，进行了实验2。实验2中，进行了如下的实验，即，使用将异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌以各菌数固定化了的载体，对作为含氨液体的合成废水进行连续处理，测定了处理稳定的1个月后的C/NO3-N比及脱氮率。
实验2中，载体与实验1相同，在包括固定化中使用聚乙二醇丙烯酸酯材料，使用了将把微生物包括固定化了的材料制成3mm见方的立方体的载体。将如此获得的载体填充于1L的反应槽中，达到20％的填充率，向该反应槽连续供给合成废水而进行了处理。
作为所述的合成废水，使用了如下地调整的废水，即，将氨态氮浓度与硝酸浓度的比调整为1∶1，而且将总氮浓度T-N的值调整为80mg/L，并且添加作为有机物源的醋酸钠，使得作为C/NO3-N比的C的值达到1。
另外，在反应槽中，以1.2kg-N/m3/day的处理载荷开始运转，评价了1个月后处理稳定化时的处理水的水质(即，氮去除率)。将其结果表示在图2中。图2是表示了实验2的异养性脱氮细菌的菌数和厌氧性氨氧化细菌的菌数的比与氮去除率的相关性的图表。
根据图2的图表，当使用异养性脱氮细菌的菌数被以厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的浓度固定化了的载体时，显示出50％以上的较高的T-N去除率。另一方面，当异养性脱氮细菌的菌数较少时，则T-N去除率低，另外，菌数过多时，T-N去除率也有降低的倾向。这是因为，因异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌这两细菌以适度的菌数的比例共生或共存，与各处理中的亚硝酸生成的反应的争夺取得平衡，促进了氮除去的活性。而且，在该各细菌的菌数的比例中，虽然省略了记载，但是在附着固定化中，也可以获得相同的倾向。
以下将根据附图，对本发明的含氨液体的处理方法及装置的优选实施方式进行详细说明。
[1]首先，对于向厌氧性氨氧化槽供给利用硝酸还原处理生成的亚硝酸的实施方式，将使用图3A～图3D进行说明。
图3A是表示了作为用于实施本发明的实施方式1的含氨液体的处理装置10的概略构成的侧视图，表示了由硝酸还原槽12及厌氧性氨氧化槽14这2个槽构成的一个例子。
如图3A所示，在含氨液体的处理装置10中，含有氨和硝酸的含氨液体(以下记作废水)经过流入配管16而流入硝酸还原槽12。此时，废水的C/NO3-N比最好被调整为0.5～2.5的范围，例如也可以设置如下的未图示的C/NO3-N比调整机构，即，测定废水中的C/NO3-N，根据其测定结果，用于向槽内外的废水中添加甲醇或废糖蜜等有机物、硝酸金属盐等硝酸态氮。
在硝酸还原槽12的内部，存在有异养性脱氮细菌，以废水中的有机物作为给氢体，将流入的废水中的硝酸还原为亚硝酸。这样，在硝酸还原槽12中被进行了硝酸还原处理的废水流入厌氧性氨氧化槽14，废水中所含的亚硝酸和氨被存在于槽内的厌氧性氨氧化细菌同时脱氮。如此处理了的废水被从流出配管18中排出。
而且，硝酸还原槽12的异养性脱氮细菌、厌氧性氨氧化槽14的厌氧性氨氧化细菌最好为被附着固定化或包括固定化的状态。
作为厌氧性氨氧化细菌的培养，例如可以像2004年度、第7次日本水环境学会研讨会论文集的125页中所记载的那样，将含有厌氧性氨氧化细菌的活性污泥或厌氧性消化污泥等作为种污泥来培养。而且，本说明书中所述的所谓厌氧性氨氧化细菌是用于将含氨液体的氨厌氧地生物脱氮的细菌，是指以氨和亚硝酸为基质的全部的细菌。
另外，本发明中，厌氧性氨氧化槽是用于将含氨液体的氨厌氧地生物脱氮的厌氧性氨氧化槽，是对于将氨和亚硝酸作为基质的全部的生物脱氮处理都适用的厌氧性氨氧化槽。
作为厌氧性氨氧化槽14内的厌氧性氨氧化细菌等的保持形态，虽然也能够以浮游菌的形式保持于厌氧性氨氧化槽14内，但是最好作为使厌氧性氨氧化细菌等附着于填充材料上的生物膜或者将厌氧性氨氧化细菌等固定化在固定化材料上的固定化载体来保持。
在采用生物膜而使之保持异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌时的向厌氧性氨氧化槽14中的填充量对于固定床类型的情况为30～70容积％即可，对于悬浊粒子槽或膨胀槽的类型的情况为5～40容积％即可。作为生物膜的填充材料，可以使用无纺布、塑料材料、海绵材料等材质的材料，形状也可以使用板状、粒状、筒状等各种形状。
另外，在各细菌的固定化中，可以使用1)附着固定化、2)包括固定化这2种方法。
作为1)的附着固定化的方法，由于球状或筒状等载体、带状材料、凝胶状材料、无纺布状材料等凹凸很多的材料容易附着各细菌，因此可以提高氨的去除率。
作为2)的包括固定化的方法，一般是如下的方法，即，在将成为固定化的对象的细菌和作为固定化材料的单体或预聚物混合后，使之聚合而将细菌包括固定化。作为单体材料，优选丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、三丙烯缩甲醛等。另外，作为优选的预聚物材料，优选聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯，也可以使用其衍生物。作为包括固定化载体的形状，由于球状或筒状等包括载体、带状包括载体、无纺布状的包括载体等凹凸较多的包括载体与废水等含氨液体和各细菌的接触效率高，因此可以提高氨的去除率。
例如，表1是将异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的包括固定化载体的代表性的组成例。
                           表1
  各组成成分   组成的比例(质量份)
  厌氧性氨氧化细菌浓缩液(107cells/mL)   15
  异养性脱氮细菌(108cells/mL)   15
  聚乙二醇二丙烯酸酯   10
  NNN’N’四甲基乙烯基二胺   0.5
  过硫酸钾   0.25
  水   59.25
当向表1的组成的悬浊液中添加0.25份过硫酸钾时，即开始聚合，进行凝胶化。将该凝胶切开，形成了任意的大小的材料成为包括固定化载体。而且，在形状为方形或球状的情况下，包括固定化载体的大小优选1～10mm左右。
图4A～4C是表示了适用于本发明的包括固定化载体的各例的概略情况的放大立体图，表示将载体的一部分透明化了的状态。
本发明中，如图4A所示，可以使用将把异养性脱氮细菌52、52…包括固定化了的载体50A、把厌氧性氨氧化细菌54、54…包括固定化了的载体50B分别制成的材料。另外，如图4B所示，也可以使用将异养性脱氮细菌52、52…和厌氧性氨氧化细菌54、54…以混合的状态包括固定化的载体50。另外，如图4C所示，也可以使用如下的载体50’，即，在中心侧将厌氧性氨氧化细菌54、54…包括固定化，在其周围的表层附近将异养性脱氮细菌52、52…包括固定化。而且，在将这些载体用于本发明的处理装置中时，最好利用未图示的菌数比调整机构来调整各槽内的各载体量，使得所述的各细菌数的比率，即异养性脱氮细菌达到厌氧性氨氧化细菌的10～1000倍。
而且，图3A所示的作为实施方式1的含氨液体的处理装置10中，优选使用图4A中所示的载体50A、50B。
图3B是表示了作为用于实施本发明的实施方式2的含氨液体的处理装置20的概略构成的侧视图，是仅由厌氧性氨氧化槽这1个槽构成的一个例子。而且，对于与作为实施方式1的图3A的含氨液体的处理装置10相同的装置或构件，使用相同符号，并且将其说明省略。对于实施方式3及4也相同。
如图3B所示，在含氨液体的处理装置20中，含有氨及硝酸的废水经过流入配管16而流入厌氧性氨氧化槽14。此时，废水与所述的实施方式1相同，最好将C/NO3-N比调整为0.5～2.5的范围，例如，也可以设置如下的未图示的C/NO3-N比调整机构，即，测定废水中的C/NO3-N，根据测定结果，向槽内外的废水中添加甲醇或废糖蜜等有机物、硝酸金属盐等硝酸态氮。
在厌氧性氨氧化槽14的内部，存在有所述的异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌。这些细菌最好被附着固定化或包括固定化，可以用给定的比例恰当地使用图4A～4C所示的包括固定化的载体。在厌氧性氨氧化槽14中，所流入的废水中的硝酸被异养性脱氮细菌以有机物为给氢体而还原为亚硝酸，并且所流入的废水中的亚硝酸及氨被厌氧性氨氧化细菌同时脱氮。如此处理后的废水被从流出配管18向系统外排出。
图3C是表示了作为本发明的实施方式3的含氨液体的处理装置30的概略构成的侧视图，表示了具备厌氧槽22及好氧槽24的一个例子。
如图3C所示，在含氨液体的处理装置30中，含有氨的废水经过流入配管16而流入厌氧槽22。此时，与所述的实施方式1及2相同，最好将废水的C/NO3-N比调整为0.5～2.5的范围，例如也可以设置如下的未图示的C/NO3-N比调整机构，即，测定废水中的C/NO3-N，根据测定结果，向槽内外的废水中添加甲醇或废糖蜜等有机物、硝酸金属盐等硝酸态氮。
在厌氧槽22的内部，存在有所述的异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌。各细菌最好形成如图4A～4C所示的包括固定化的载体而填充于槽内。所以，在厌氧槽22中，所流入的废水中的硝酸被异养性脱氮细菌以有机物为给氢体而还原为亚硝酸，并且所流入的废水中的亚硝酸及氨被厌氧性氨氧化细菌同时脱氮。在厌氧槽22中被处理的废水流入好氧槽24。
好氧槽24在内部存在有硝化细菌，被曝气装置26从下方曝气。硝化细菌被以附着固定化或包括固定化或者颗粒等悬浮活性污泥的状态填充于好氧槽24内。
在好氧槽24中被处理的处理水的一部分从流出配管18经过循环管线28而被向厌氧槽22返还，存在于处理水中的硝酸被处理。这样，就可以在被认为是必需的厌氧槽中将硝酸再利用而有效地处理。作为循环管线28的循环量，虽然与以往类型的脱氮处理相比更少，但是可以获得高脱氮率。如此处理后的处理水被经过流出配管18向系统外排出。
图3D是表示了作为本发明的实施方式4的含氨液体的处理装置40的概略构成的侧视图，是表示从上游开始以好氧槽24、厌氧槽22的顺序排列的一个例子。
如图3D所示，在含氨液体的处理装置40中，含有氨的废水经过流入配管16流入好氧槽24。好氧槽24在内部存在有硝化细菌，被曝气装置26从下方曝气。硝化细菌被以附着固定化或包括固定化或者颗粒等悬浮活性污泥的状态填充于好氧槽24内。在好氧槽24中，所流入的废水中的氨的一部分被硝化细菌氧化为硝酸。如此处理后的含有氨和硝酸的废水流入厌氧槽22。
在厌氧槽22的内部，存在有所述的异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌。各细菌最好形成如图4A～4C所示的包括固定化的载体而填充于槽内。另外，在厌氧槽22中，最好配设有有机物添加装置32，按照使流入槽内的废水的C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围的方式，添加并调整有机物，例如也可以设置如下的未图示的C/NO3-N比调整机构，即，测定废水中的C/NO3-N，根据测定结果，向槽内外的废水中添加甲醇或废糖蜜等有机物、硝酸金属盐等硝酸态氮。
在如此构成的厌氧槽22中，所流入的废水中的硝酸被异养性脱氮细菌以有机物为给氢体而还原为亚硝酸，并且所流入的废水中的亚硝酸及氨被厌氧性氨氧化细菌同时脱氮。像这样在厌氧槽22中被处理后的废水被从流出配管18向系统外排出。
所述的实施方式1～4中，虽然以利用异养性脱氮细菌的生物处理进行从硝酸还原为亚硝酸的硝酸还原处理的例子进行了说明，但是并不是特别限定的例子。即使使用进行从硝酸还原为亚硝酸的还原反应的催化剂，例如由钯和铜的合金构成的Pd-Cu类的催化剂，也可以获得相同的效果。此时，催化剂在图3A中在硝酸还原槽12中使用，在图3B中在厌氧性氨氧化槽14中使用，在图3C及3D中在厌氧槽22中使用。但是，利用催化剂进行的硝酸还原处理需要在与所述的异养性脱氮细菌所进行的硝酸还原处理相同的条件下进行。而且，作为硝酸的添加方法，也可以预先添加于原水中，或者也可以与所述的醋酸钠相同地添加。
[2]下面，对于从一定浓度的硝酸贮留槽供给向厌氧性氨氧化槽供给的硝酸的方法的实施方式，将使用图5～图12进行说明。
本发明的图5～图12的含氨液体的处理装置如以下的各种方式所示，以硝酸贮留槽112和厌氧性氨氧化槽114作为基本构成，在该基本构成中装备有各种测定机构、控制机构等。
所以，首先对作为基本构成的硝酸贮留槽112及厌氧性氨氧化槽114进行说明，之后对各实施方式进行说明。
硝酸贮留槽112具有能够贮留为添加一定浓度的硝酸而将硝酸金属盐溶解于溶剂(通常是水)中的溶液或为添加一定浓度的硝酸而被调整了的硝酸金属盐的粉体的构造。另外，硝酸贮留槽112具有利用各种测定及控制向厌氧性氨氧化槽114中添加对含氨液体中所含的氨进行处理的合适的硝酸必需量的构造。此时，贮留于硝酸贮留槽112中的硝酸不限定于所述的硝酸金属盐那样的天然物质、被化学地合成的合成物质，也可以是在将氨或亚硝酸生物学地硝化时所生成的硝酸。总而言之，只要可以在硝酸贮留槽112中贮留、稳定地向厌氧性氨氧化槽114中添加一定浓度的硝酸即可。
在厌氧性氨氧化槽114内，培养或投入了异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌，被保持为厌氧性气氛。
厌氧性氨氧化槽114与前面所述相同，是用于将含氨液体的氨厌氧地生物脱氮的生物处理槽。厌氧性氨氧化槽114内的含有厌氧性氨氧化细菌的包括固定化载体的填充量等也最好与前面所述相同。
这里，对于厌氧性氨氧化细菌、异养性脱氮细菌等各种细菌的内容、种类、培养方法、保持形态、包括固定化载体的方式等，可以使用与前面所述相同的形式。
另外，作为包括固定化载体，除了将异养性脱氮细菌和厌氧性氨氧化细菌以前面所述的表1的比例混合的状态包括固定化的载体以外，也可以分别制成将异养性脱氮细菌包括固定化了的载体、将厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体后，投入厌氧性氨氧化槽等反应槽内。另外，在本发明中也可以使用如下的载体，即，在载体的中心侧将厌氧性氨氧化细菌包括固定化，在其周围的表层附近将异养性脱氮细菌包括固定化。
图5是含氨液体的处理装置110的实施方式5，由在内部存在有异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌的厌氧性气氛的厌氧性氨氧化槽114、使含氨液体流入厌氧性氨氧化槽114的流入部、使在厌氧性氨氧化槽114中处理后的处理液流出的流出部、贮留一定浓度的硝酸的硝酸贮留槽112、从硝酸贮留槽112向厌氧性氨氧化槽114中添加硝酸的硝酸添加机构、调整硝酸的添加量的硝酸添加量调整机构构成。
在厌氧性氨氧化槽114中，利用流入泵117的驱动，从形成流入部的流入配管116向槽内流入含氨液体。在厌氧性氨氧化槽114内填充有将异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的包括固定化载体124，与所流入的含氨液体接触。该情况下，虽然在图5中省略，但是为了使包括固定化载体124在厌氧性氨氧化细菌114内流动而提高与含氨液体的接触效率，最好设置例如搅拌机或厌氧气体的吹入机那样的装置。
而且，在厌氧性氨氧化槽114中，最好将异养性脱氮细菌的菌数调整为厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的范围。通过调整为该菌数比，异养性脱氮细菌就会进行将亚硝酸氧化为硝酸的氧化处理，可以防止与厌氧性氨氧化细菌的对亚硝酸的争夺。
从设于厌氧性氨氧化槽114的上方的硝酸贮留槽112，直至厌氧性氨氧化槽114的上方，作为硝酸添加机构延伸设置有硝酸添加配管120，贮留于硝酸贮留槽112中的一定浓度的硝酸被向厌氧性氨氧化槽114中添加。这样，在厌氧性气氛下，所添加的硝酸被异养性脱氮细菌还原为亚硝酸，并且含氨液体的氨、亚硝酸被厌氧性氨氧化细菌同时脱氮，作为氮气除去。在厌氧性氨氧化槽114中处理了的处理液被经过形成流出部的流出配管118向系统外排出。在厌氧性氨氧化槽114的流出部侧设有筛网126，防止包括固定化载体124与处理液一起流出。像这样，由于通过将一定浓度的硝酸贮留于硝酸贮留槽112中，从该硝酸贮留槽112向厌氧性氨氧化槽114添加相当于硝酸必需量的硝酸的添加量，就可以总是稳定地进行含氨液体的处理，因此就可以总是稳定地获得良好的液质的处理液。
在硝酸添加配管120上，设有作为调整硝酸的添加量的硝酸添加量调整机构的硝酸用阀122。从硝酸贮留槽112向厌氧性氨氧化槽114中添加的一定浓度的硝酸的添加量，被利用硝酸用阀122的开闭调整，向厌氧性氨氧化槽114中添加相当于为了处理含氨液体的氨所必需的硝酸必需量的添加量。为了使亚硝酸的亚硝酸态氮量相对于氨的氨态氮量为1～1.5倍的范围，该硝酸必需量最好是利用异养性脱氮细菌还原为亚硝酸中所必需的硝酸的量。即，在厌氧性氨氧化槽114中，亚硝酸的亚硝酸态氮量(NO2-N)与成为处理对象的含氨液体中所含有的氨的氨态氮量(NH4-N)的比率(NO2-N/NH4-N)，和被从含氨液体中除去的总氮去除率(T-N去除率)有密切的关系，在比率为1～1.5倍的范围中T-N去除率达到最大，当比率小于1及超过1.5时，则T-N去除率有急剧降低的倾向。
图6是表示作为本发明的实施方式6的含氨液体的处理装置130的概略构成的俯视图。对于与图5所示的作为实施方式5的处理装置110相同的构件及机构使用相同符号，将说明省略。
如图6所示，在处理装置130中，除了硝酸处理槽112以外，还在厌氧性氨氧化槽114上配设有有机物贮留槽132。
有机物贮留槽132具有能够贮留如下的溶液或如下的有机物粉体的构造，即，所述溶液是为添加一定浓度的有机物而将有机物溶解于溶剂(通常是水)中的溶液，所述有机物粉体是被调整为添加一定浓度的有机物的有机物粉体。作为所使用的有机物，虽然优选甲醇或废糖蜜、醋酸等，但是不是特别限定的。另外，有机物贮留槽132具有利用各种测定及控制向厌氧性氨氧化槽114中添加合适的有机物必需量的构造。此时，贮留于有机物贮留槽132中的有机物不限定于所述的天然物质、被化学地合成的合成物质。总而言之，只要可以在有机物贮留槽132中贮留、稳定地向厌氧性氨氧化槽114中添加一定浓度的有机物即可。
所以，在处理装置130中，从设于厌氧性氨氧化槽114的上方的硝酸贮留槽112经过硝酸添加配管120，向厌氧性氨氧化槽114中添加所贮留的一定浓度的硝酸，另一方面，从有机物贮留槽132中经过被作为有机物添加机构而延伸设置至厌氧性氨氧化槽114的上方的有机物添加配管134，向厌氧性氨氧化槽114中添加所贮留的一定浓度的有机物。
在有机物添加配管134上，设有作为调整有机物的添加量的有机物添加量调整机构的有机物用阀136。从有机物贮留槽132向厌氧性氨氧化槽114中添加的一定浓度的有机物的添加量，被利用有机物用阀136的开闭调整，向厌氧性氨氧化槽114中添加相当于为了处理含氨液体的氨所必需的有机物必需量的添加量。该有机物必需量优选使作为厌氧性氨氧化槽114内的含氨液体中的有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比的C/NO3-N比为0.5～2.5的范围。在厌氧性氨氧化槽114内，由于通过保持为所述的C/NO3-N的范围，被保持于载体124、124…内的异养性脱氮细菌就能够以有机物作为给氢体而将所添加的硝酸稳定地还原为亚硝酸，因此就可以调整厌氧性氨氧化槽114内的厌氧性氨氧化细菌和异养性脱氮细菌的对亚硝酸的争夺。
图7是表示作为本发明的实施方式7的含氨液体的处理装置150的概略构成的俯视图。而且，对于与实施方式5及6相同的构件及机构使用相同符号，将说明省略。
如图7所示，在流入配管116的途中设有测定含氨液体的氨态氮浓度的浓度测定器138，由浓度测定器138测定的测定值被送向浓度监视类型的硝酸控制装置140。利用浓度测定器138进行的氨态氮浓度的测定既可以是连续的，也可以是间歇的。该硝酸控制装置140中，根据由浓度测定器138测定的测定结果，算出与在利用异养性脱氮细菌还原生成亚硝酸必需量时所必需的硝酸必需量相当的硝酸的添加量，并基于算出的添加量来调整硝酸用阀122的开度，其中所述亚硝酸必需量是厌氧性氨氧化槽114的厌氧性氨氧化细菌所必需的量。添加量和阀开度的关系被预先测定出，并输入硝酸控制装置140即可。这样，就可以根据含氨液体的氨浓度恰当地控制硝酸的添加量。所以，本发明的含氨液体的处理装置150的实施方式7在含氨液体的氨浓度变动的情况下是有效的。
而且，虽然图7中未表示，但是在流入厌氧性氨氧化槽114的含氨液体的流入量也变动的情况下，除了浓度测定器138以外，最好还设置测定流入了流入配管116的流入量的流量测定器，用浓度和流量这两方面来控制硝酸的添加量。
图8是表示了作为本发明的实施方式8的含氨液体的处理装置160的概略构成的俯视图，表示了根据氨态氮浓度控制硝酸添加量及有机物添加量的方式。而且，对于与实施方式5～7相同的构件及机构，使用相同的符号，将说明省略。
如图8所示，处理装置160利用浓度测定器138测定流入厌氧性氨氧化槽114的含氨液体所含有的氨态氮浓度，其测定值被向浓度监视类型的控制装置142传送。控制装置142基于所传送的测定值，算出与在利用异养性脱氮细菌还原生成亚硝酸必需量时所必需的硝酸必需量相当的硝酸的添加量，并且算出在使作为厌氧性氨氧化槽114内的含氨液体中的有机物浓度和硝酸态氮浓度的比的C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围时所必需的有机物的添加量，其中所述亚硝酸必需量是厌氧性氨氧化槽114的厌氧性氨氧化细菌所必需的量。此后，控制装置142基于所算出的硝酸的添加量及有机物的添加量，控制硝酸用阀122及有机物用阀136的开闭度，调整各添加量。这样，在厌氧性氨氧化槽114内，由于可以根据含氨液体的氨浓度，恰当地进行利用异养性脱氮细菌的硝酸还原处理、利用厌氧性氨氧化细菌的亚硝酸及氨的同时脱氮，因此在含氨液体的氨浓度变动的情况下，特别有效。
图9是表示了作为本发明的实施方式9的含氨液体的处理装置170的概略构成的俯视图。而且，对于与实施方式5～8相同的构件及机构使用相同符号，将说明省略。
如图9所示，在流入配管116的途中设有测定含氨液体的流入量的流入量测定器144，由流入量测定器144测定的测定值被送向流量监视类型的控制装置146。利用流入量测定器144进行的含氨液体的流入量的测定既可以是连续的，也可以是间歇的。控制装置146按照为了利用异养性脱氮细菌生成和与由流入量测定器144测定的流入量的增减成正比的亚硝酸必需量相当的亚硝酸，来增减与所必需的硝酸必需量相当的硝酸的添加量的方式，控制硝酸用阀122的开度。另外，同时，控制装置146控制有机物用阀136的开度，增减与必需的有机物必需量相当的有机物的添加量，其中所述必需的有机物必需量，是在使厌氧性氨氧化槽114内的含氨液体中的有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围时所必需的有机物必需量。而且，硝酸必需量及有机物必需量通过预先分析含氨液体的氨态氮浓度求得即可。
根据该结果，作为实施方式9的处理装置170，在像显影废液那样含氨液体的氨浓度一定的情况下是有效的。而且，在所流入的含氨液体的有机物量一定、在厌氧性氨氧化槽114中不需要有机物的调整的情况下，也可以利用控制装置146仅根据流量来控制硝酸添加量。
图10是表示了作为本发明的实施方式10的含氨液体的处理装置180的概略构成的俯视图。而且，对于与实施方式5～9相同的装置、构件及机构使用相同符号，将其说明省略。
如图10所示，厌氧性氨氧化槽114形成为密闭式的槽，在厌氧性氨氧化槽114内的上部空间，形成有在厌氧性氨氧化槽114内氨与亚硝酸反应而生成的氮气所滞留的捕捉部148。另外，在厌氧性氨氧化槽114的上板114A上，连接有将滞留于捕捉部148中的氮气收集的气体收集管152。虽然未图示，但是最好在流出配管118与厌氧性氨氧化槽114连接的连接部上设置用于使在厌氧性氨氧化槽114内产生的氮气不与处理液一起泄漏的液封机构。作为液封机构，可以使用例如液封U字管之类的公知的机构。
在气体收集管152的途中，设有气体生成速度测定器154，其通过逐次测定流过气体收集管152的气体量，来测定在厌氧性氨氧化槽114内产生的氮气的气体生成速度(L/分钟)。严格来说，在被气体收集管152收集的气体中，虽然也考虑被由含氨液体中带入的空气成分等，但是由于是极微量，因此忽略，这里就称作氮气的气体生成速度。作为气体生成速度测定器154，例如可以合适地使用涡流式流量计、浮子式流量计、积分流量计等。
由气体生成速度测定器154测定的测定值被逐次输入氮气监视类型的控制装置156。控制装置156中，增减硝酸的添加量，并且监视增减时由气体生成速度测定器154测定的氮气的气体生成速度Vn(L/分钟)的增减，将气体生成速度Vn不与各添加量的增减成比例地增减的添加量作为硝酸必需量及有机物必需量，控制硝酸用阀122及有机物用阀136的开度，调整硝酸添加量。
另外，在处理装置180中，同时将被贮留于有机物贮留槽132中的一定浓度的有机物向厌氧性氨氧化槽114中添加。此时，通过按照使作为含氨液体中的有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比的C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围的方式，调整有机物用阀136的开度，将添加量调整为有机物必需量。
例如，如图11的流程图所示，监视氮气的发生的硝酸控制程序中，测定处理装置180的运转初期的硝酸添加量中的氮气的气体生成速度，将该气体生成速度Vn之时的硝酸添加量作为基准添加量(步骤S10)。
然后，控制装置156在步骤S12中，增大硝酸用阀122的开度，使从硝酸贮留槽112向厌氧性氨氧化槽114中添加的硝酸的添加量比基准添加量增加3％(无论是重量％还是容量％都可以)。此后，控制装置156在步骤S14中，监视由气体生成速度测定器154测定的气体生成速度Vn是否因使添加量增加3％而增大，在气体生成速度Vn与硝酸的添加量的增加成正比地增大(例如3％)的情况下，由于有可能硝酸的添加量不足，因此再次回到步骤S12，使硝酸的添加量比基准添加量又增加3％。
在气体生成速度Vn不与硝酸的添加量的增加成正比地增大的情况下，由于有硝酸的添加量过多而厌氧性氨氧化细菌的活性降低的危险性，因此在步骤S16中，减小硝酸用阀122及有机物用阀136的各开度，将硝酸及有机物的添加量减少3％。控制装置156在步骤S18中监视由气体生成速度测定器154测定的气体生成速度Vn是否因将各添加量减少3％而减少，在气体生成速度Vn与各添加量的减少成正比地降低(例如3％)的情况下，再次回到步骤S12，在气体生成速度Vn不降低的情况下，由于有硝酸或有机物仍然过多的危险性，因此回到步骤S16。
像这样，通过反复进行从步骤S12到步骤S18的操作，找到气体生成速度既不增大也不降低时的硝酸的添加量，将其作为硝酸必需量来调整硝酸的添加量。这样，即使不测定含氨液体的氨态氮浓度或流入量，也可以适量地调整硝酸的添加量，而且还能够针对氨浓度的增减或流入量的增减等处理载荷的增减实现实时的调整。而且，所述的程序中，虽然将硝酸的添加量的增减设为3％，但是最好在2～5％的范围中适当地选择。这是因为，小于2％时，则在步骤S14及S18中无法精度优良地监视气体生成速度的增大·减少，当超过5％时，则有厌氧性氨氧化槽114内的硝酸浓度急剧地上升的危险性。另外，在返回步骤S12或步骤S14时，作为下一个循环，也可以将硝酸的增减量例如从3％变为2％而进行。
图12是表示了作为本发明的实施方式11的含氨液体的处理装置190的概略构成的俯视图。而且，对于与实施方式5～10相同的装置、构件及机构使用相同符号，将其说明省略。
如图12所示，处理装置190主要由贮留含氨液体的含氨液体贮留槽162、贮留一定浓度的硝酸的硝酸贮留槽112、贮留一定浓度的有机物的有机物贮留槽132、具有盒型的可拆装构造的纵型的厌氧性氨氧化槽114、贮留由厌氧性氨氧化槽114处理过的处理液的处理液贮留槽164构成。盒型的厌氧性氨氧化槽114最好设为密闭型的筒状容器，在其内部作为固定床填充包括固定化载体。
使含氨液体贮留槽162的含氨液体流入厌氧性氨氧化槽114的流入配管116的头端侧(厌氧性氨氧化槽侧)被分支为2条，在所分开的2条配管116A、116A的途中设有阀122，并且在2条配管116A、116A的头端设有单按式连结器166的雄部。另外，将硝酸贮留槽112的硝酸向厌氧性氨氧化槽114中添加的硝酸添加配管120，分支为具备了阀122的多条配管120A、120A，在配管120A上设有硝酸添加泵168，并且在各配管120A、120A的头端设有单按式连结器166的雄部。同样地，将有机物贮留槽132的有机物向厌氧性氨氧化槽114中添加的有机物添加配管134，分支为具备了阀122的多条配管134A、134A，在配管134A上设有有机物添加泵172，并且在各配管134A、134A的头端设有单按式连接器166的雄部。另外，在厌氧性氨氧化槽114中被处理过的处理液的流出配管118的基端侧(厌氧性氨氧化槽侧)被分支为2条，并且在具备了阀的2条配管118A、118A的基端设有单按式连结器166的雄部。
另一方面，在厌氧性氨氧化槽114的下端部、上端部及侧面部的3个部位，分别设有连结管174、174…，在各个连结管174的头端设有单按式连结器166的雌部。这样，2个厌氧性氨氧化槽114就可以借助单按式连结器166在流入配管116、流出配管118、硝酸添加配管120以及有机物添加配管134上自由拆装地安装。
而且，本实施方式中，虽然按照可以拆装的方式构成了2个厌氧性氨氧化槽114，但是无论是1个槽还是2个槽都可以，只要与槽数对应地形成流入配管116、流出配管118、硝酸添加配管120及有机物添加配管134的匹配数即可。
如此构成的处理装置190的实施方式11可以用旋转木马式依次地使用多个厌氧性氨氧化槽114。另外，将多个厌氧性氨氧化槽114当中的1个槽作为预备的厌氧性氨氧化槽114，当使用中的厌氧性氨氧化槽114的厌氧性氨氧化细菌死亡，或活性降低时，如果使用预备的厌氧性氨氧化槽114则很方便。所以，图12所示的作为本发明的实施方式11的处理装置1901，在进行像显影废液那样含有一定浓度的氨的小规模废液的处理的情况下是有效的。
[3]下面，对于从硝化槽供给向厌氧性氨氧化槽供给的硝酸的实施方式，将使用图13～图22进行说明。
图13是含氨液体的处理装置210的实施方式12，由在内部存在硝化细菌的好氧性气氛的硝化槽212、在内部存在异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌的厌氧性气氛的厌氧性氨氧化槽214、使含氨液体流入硝化槽212及厌氧性氨氧化槽214的流入配管220、使在硝化槽212中处理过的硝化处理液流入厌氧性氨氧化槽214的硝化液配管222、使在厌氧性氨氧化槽214中处理过的处理液流出的流出配管224构成。
这里，对于各实施方式的厌氧性氨氧化细菌、异养性脱氮细菌等各种细菌的内容、种类、培养方法、保持形态、包括固定化载体的方式等，可以使用与前面所述相同的形式。另外，厌氧性氨氧化槽214可以使用与所述的厌氧性氨氧化槽114相同的构件。
在硝化槽212中，利用流入泵(未图示)的驱动，含氨液体从形成流入部的流入配管220流入槽内。在硝化槽212内填充有附着了硝化细菌的过滤材料(未图示)，与所流入的含氨液体接触。
硝化液配管222使在硝化槽212中处理过的硝化处理液流入厌氧性氨氧化槽214。
在厌氧性氨氧化槽214中，利用流入泵(未图示)的驱动，含氨液体从流入配管220流入槽内。另外，硝化处理液从硝化液配管222流入槽内。
硝化液配管222从硝化槽212延伸设置至厌氧性氨氧化槽214，在硝化槽212中被硝化处理了的一定浓度的硝酸被添加到厌氧性氨氧化槽214中。这样，在厌氧性气氛下，由硝化槽212添加的硝酸被异养性脱氮细菌还原为亚硝酸，并且含氨液体的氨、亚硝酸被厌氧性氨氧化细菌同时脱氮，被作为氮气除去。该硝酸的必需量等与前面所述的实施方式5～11相同。
在厌氧性氨氧化槽214中被处理了的处理液经过形成流出部的流出配管224向系统外排出。在厌氧性氨氧化槽214的流出部侧设有筛网218，防止包括固定化载体216与处理液一起流出。像这样，由于通过从硝化槽212将一定浓度的硝酸向厌氧性氨氧化槽214供给，就可以总是稳定地进行含氨液体的处理，因此就可以总是稳定地获得良好的液质的处理液。
图14是表示了作为本发明的实施方式13的含氨液体的处理装置230的概略构成的俯视图。
如图14所示，处理装置230在厌氧性氨氧化槽214的后段设有硝化槽212。在后段的硝化槽212中将氨硝化，将所生成的硝酸用回流配管232返还给厌氧性氨氧化槽214，在厌氧性氨氧化槽214中将硝酸和氨脱氮。该处理装置230在下水处理等低浓度的氨处理中是有效的。
图15及图16是表示了作为本发明的实施方式14及15的含氨液体的处理装置240、250的概略构成的俯视图。
如图15所示，处理装置240在图13的处理装置210中在厌氧性氨氧化槽214的前段设有脱氮槽226。图16也与图15相同，处理装置250在图14的处理装置230中在厌氧性氨氧化槽214的前段设有脱氮槽226。
脱氮槽226中，来自硝化槽212的处理液中的硝酸被脱氮细菌利用含氨液体中所含的有机物脱氮变为N2。
像这样，当在厌氧性氨氧化槽214的前段设有脱氮槽226时，则可以在将硝酸脱氮时将有机成分除去。由于如果此时将有机成分完全地除去，则在厌氧性氨氧化槽214中始于硝酸的还原不再进行，因此厌氧性氨氧化槽214内的含氨液体中的有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比C/NO3-N比优选0.5～2.5的范围。这些处理装置240、250在废水的有机物浓度高、有机成分阻碍氨氧化反应的情况下是有效的。
图17是表示了作为本发明的实施方式16的含氨液体的处理装置260的概略构成的俯视图。
如图17所示，处理装置260在图13的处理装置210中在厌氧性氨氧化槽214上借助有机物添加配管244与有机物贮留槽242连接。在废水中有机成分不足的情况下可以供给有机物。控制有机物用阀(未图示)的开闭，以便增减与必需的有机物必需量相当的有机物的添加量，其中所述必需的有机物必需量，是在使厌氧性氨氧化槽214内的含氨液体中的有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围时所必需的量。而且，硝酸必需量及有机物必需量通过预先分析含氨液体的氨态氮浓度而求得即可。而且，在图13～16的处理装置的厌氧性氨氧化槽214中也可以同样地设置有机物贮留槽242。
图18是表示了作为本发明的实施方式17的含氨液体的处理装置270的概略构成的俯视图。
如图18所示，本实施方式在图13的处理装置210的厌氧性氨氧化槽214上设有有机物贮留槽242，将硝化槽212设为多段。
硝化槽212、212…内的硝化细菌优选在固定化材料上固定化了的硝化污泥载体215。控制有机物用阀(未图示)的开闭，以便增减与必需的有机物必需量相当的有机物的添加量，其中所述必需的有机物必需量，是在使厌氧性氨氧化槽214内的含氨液体中的有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围时所必需的量。而且，硝酸必需量及有机物必需量通过预先分析含氨液体的氨态氮浓度而求得即可。
该处理装置270在处理氨态氮浓度在500mg/L以上的高浓度氨废水的情况下是有效的。
图19是表示了作为本发明的实施方式18的含氨液体的处理装置280的概略构成的俯视图。
如图19所示，本实施方式将图18的处理装置270的厌氧性氨氧化槽214设为多段，将硝化液配管222及有机物添加配管244分别与厌氧性氨氧化槽214、214…连接。控制有机物用阀(未图示)的开闭，以便增减与必需的有机物必需量相当的有机物的添加量，其中所述必需的有机物必需量，是在使厌氧性氨氧化槽214内的含氨液体中的有机态碳浓度和硝酸态氮浓度的比C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围时所必需的量。而且，硝酸必需量及有机物必需量通过预先分析含氨液体的氨态氮浓度而求得即可。像这样，通过向厌氧性氨氧化槽214、214…供给硝化处理液和有机物，氨去除率就会提高。
图20是表示了作为本发明的实施方式19的含氨液体的处理装置290的概略构成的俯视图。
如图20所示，处理装置290在图14的处理装置230中在硝化槽212的后段设有沉淀槽252。这是将返还污泥作为硝化处理液利用的情况，对于进行下水处理等低浓度氮废水的处理的情况，利用污泥回流配管254以50～100％的返还率将废水向厌氧性氨氧化槽214返还即可。
图21是表示了作为本发明的实施方式20的含氨液体的处理装置300的概略构成的俯视图。
如图21所示，处理装置300在图16的处理装置250中在硝化槽212的后段设有沉淀槽252。它也与处理装置290相同，是将返还污泥作为硝化处理液利用的情况，对于进行下水处理等低浓度氮废水的处理的情况，利用污泥回流配管254以50～100％的返还率将废水向厌氧性氨氧化槽214返还即可。
图22是表示了作为本发明的实施方式21的含氨液体的处理装置310的概略构成的俯视图。
如图22所示，处理装置310在图19的处理装置280中，为了可以将硝化槽212、212…的最前段的1个槽的硝化处理液向厌氧性氨氧化槽214供给，而设有硝化液配管222。由于第1个硝化槽212容易生成亚硝酸，因此通过如此设置就可以节约有机物的添加量。而且，在对于第2个硝化槽212也生成亚硝酸的情况下，为了能够将该硝化处理液也向厌氧性氨氧化槽214供给而设置硝化液配管222，则可以进一步节约有机物的添加量。
以上，虽然对本发明的实施方式1～21进行了说明，但是本发明并不限定于所述实施方式，可以采用各种方式。
例如，在所述的作为本实施方式的图3A～图3D、图5～图10及图13～图22中所示的各处理装置中，所使用的各装置及构件的个数、形状及材质并不受特别限定。
另外，在图5～图10及图13～图22中所示的实施方式中，作为存在于厌氧性氨氧化槽114及214内的异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌的保持形态，虽然用包括固定化载体的例子进行了说明，但是并不是被特别限定的。无论是悬浮菌、生物膜、附着固定化载体的任意一种都可以。
另外，本实施方式中，虽然对图3A～图3D所示的实施方式1～4、图5～图12所示的实施方式5～11及图13～图22所示的实施方式12～21分别单独地进行了说明，但是并不限定于此，例如也可以设为将实施方式1～4的某一个、实施方式5～11的某一个或实施方式12～21的某一个当中的任意一个以上组合的实施方式。
[实施例]
以下，对于本发明的实施例，将基于所述的内容，作为实施例1、实施例2及实施例3来说明详细情况，然而本发明并不限定于这些实施例。
[实施例1]
<实施例1-1>
首先，本例中，使用图3A～图3D中所示的含氨液体的处理装置10、20、30及40，在处理装置10、20中进行针对含有氨、硝酸及醋酸钠的合成废水的处理实验，在处理装置30、40中进行针对含有氨及醋酸钠的合成废水的处理实验，作为下述所示的实验1～6及比较例，在以往方法的实验7的各条件下进行。
作为供实验用的合成废水，使用了如下的废水，即，在处理装置10、20中，向氨态氮浓度和硝酸浓度的比被调整为1∶1的比例、T-N被调整为80mg/L的液体中，添加了作为有机物源的醋酸钠，使得以所述的C/NO3-N比表示达到1。另外，在处理装置30、40中，将如下的废水作为合成废水使用，即，氨态氮浓度为80mg/L，按照与在硝化槽24中生成的硝酸量相关、并且以C/NO3-N比表示达到1的方式，添加了作为有机物源的醋酸钠。另外，在以往方法中，也使用了该合成废水。在各含氨液体的处理装置10、20、30及40中，按照使氮载荷达到1.6kg-N/m3/day的方式运转。关于详细的条件，如下所示。
(实验1)
·使用图3A所示的含氨液体的处理装置10
·硝酸还原槽12(厌氧槽)；将滞留时间设为32分钟，填充30％的无纺布填充材料，投入6×107cells/ml的脱氮细菌，以60rpm搅拌槽内
·厌氧性氨氧化槽14；将滞留时间设为40分钟，填充30％的无纺布填充材料，投入4×105cells/ml的厌氧性氨氧化细菌，以60rpm搅拌槽内
(实验2)
·使用图3B所示的含氨液体的处理装置20
·厌氧性氨氧化槽14；将滞留时间设为72分钟，填充30％的无纺布填充材料，投入6×107cells/ml的异养性脱氮细菌，投入4×105cells/ml的厌氧性氨氧化细菌，以60rpm搅拌槽内
(实验3)
·使用图3B所示的含氨液体的处理装置20
·厌氧性氨氧化槽14；将滞留时间设为72分钟，填充20％的图4A所示的包括固定化载体50A、50B(10％为将异养性脱氮细菌以6×108cells/ml包括固定化了的载体50A，10％为将厌氧性氨氧化细菌以4×106cells/ml包括固定化了的载体50B)，以60rpm搅拌槽内
(实验4)
·使用图3B所示的含氨液体的处理装置20
·厌氧性氨氧化槽14；将滞留时间设为72分钟，填充20％的图4B所示的包括固定化载体50(将异养性脱氮细菌以3×108cells/ml的浓度，将厌氧性氨氧化细菌以2×106cells/ml的浓度混合而包括固定化了的载体)，以60rpm搅拌槽内
(实验5)
·使用图3B所示的含氨液体的处理装置20
·厌氧性氨氧化槽14；将滞留时间设为72分钟，填充20％的图4C所示的包括固定化载体50’(在表层部附近将异养性脱氮细菌以3×108cells/ml包括固定，在中心部将厌氧性氨氧化细菌以2×106cells/ml包括固定化了的载体)，以60rpm搅拌槽内
(实验6)
·使用图3C所示的含氨液体的处理装置30
·厌氧槽22；将滞留时间设为40分钟，填充20％的图4C所示的包括固定化载体50’(在表层部附近将异养性脱氮细菌以3×108cells/ml包括固定，在中心部将厌氧性氨氧化细菌以2×106cells/ml包括固定化了的载体)，以60rpm搅拌槽内
·好氧槽24；将滞留时间设为32分钟，填充30％的无纺布填充材料，投入2000mg/L的活性污泥而使之附着在无纺布上，用曝气装置26进行曝气，维持溶解氧在3mg/L以上
·用循环管线28进行100％循环
(实验7)
·虽然使用了与图3C所示的含氨液体的处理装置30相同的槽构成，然而是并未将异养性脱氮细菌投入槽内或未在载体内含有异养性脱氮细菌的比较例
·厌氧槽22；将滞留时间设为40分钟，填充30％的无纺布填充材料，投入2000mg/L的活性污泥而使之附着在无纺布上，以60rpm搅拌槽内
·好氧槽24；将滞留时间设为32分钟，填充30％的无纺布填充材料，投入2000mg/L的活性污泥而使之附着在无纺布上，用曝气装置26进行曝气，维持溶解氧在3mg/L以上
·用循环管线28进行100％循环
在以上的实验1～7中进行处理运转，调查了达到培养结束后的稳定期的1个月后的氮去除率。将其结果表示在以下的表2中。
                        表2
  处理水中的T-N值(mg/L)   T-N去除率(％)
  实验1   36～42   48～55
  实验2   14～28   65～83
  实验3   12～24   70～85
  实验4   5～20   75～94
  实验5   5～15   81～94
  实验6   10以下   87以上
  实验7   52～70   13～35
根据表2，在实验1～6中，都可以获得比作为比较例的实验7更高的氮去除率。
<实施例1-2>
然后，在本例中，使用图3C所示的含氨液体的处理装置30，在本发明方法及以往方法的各条件下进行了含有氨及醋酸钠的合成废水的处理实验。
作为供实验用的合成废水，使用了如下的废水，即，向氨态氮浓度被调整为40mg/L的液体中，添加了作为有机物源的醋酸钠，使得以所述的C/NO3-N比表示达到1。在含氨液体的处理装置30中，按照使氮载荷达到0.6kg-N/m3/day的方式运转。关于详细的条件，如下所示。
(实验1)
·使用图3C所示的含氨液体的处理装置30
·厌氧槽22；将滞留时间设为46分钟，填充20％的图4C所示的包括固定化载体50’(在表层部附近将异养性脱氮细菌以3×108cells/ml包括固定，在中心部将厌氧性氨氧化细菌以2×106cells/ml包括固定化了的载体)，以60rpm搅拌槽内
·好氧槽24；将滞留时间设为50分钟，填充30％的无纺布填充材料，投入2、000mg/L的活性污泥而使之附着在无纺布上，用曝气装置26进行曝气，维持溶解氧在3mg/L以上
·用循环管线28进行100％循环
(实验2)
·虽然使用了与图3C所示的含氨液体的处理装置30相同的槽构成，然而是并未将异养性脱氮细菌投入槽内或未在载体内含有异养性脱氮细菌的比较例
·厌氧槽22；将滞留时间设为46分钟，填充30％的无纺布填充材料，投入2、000mg/L的活性污泥而使之附着在无纺布上，以60rpm搅拌槽内
·好氧槽24；将滞留时间设为50分钟，填充30％的无纺布填充材料，投入2、000mg/L的活性污泥而使之附着在无纺布上，用曝气装置26进行曝气，维持溶解氧在3mg/L以上
·用循环管线28进行100％循环
在以上的实验1、2中进行相同的废水的处理运转，调查了达到培养结束后的稳定期1个月后的处理水中的T-N值。
其结果是，实验1中处理水中的T-N值为10mg/L以下，与之相反，作为比较例的实验2中，处理水中的T-N值为25～30mg/L。
如以上的实施例1-1及实施例1-2中说明所示，通过采用本发明，可以使用能够更为稳定地供给的硝酸来进行厌氧性氨氧化。所以，可以提供即使含氨液体的氮成分变动也能够稳定地实现高速脱氮的含氨液体的处理方法及装置。
[实施例2]
<实施例2-1>
本例中，使用图5所示的处理装置110处理了含氨液体。填充于厌氧性氨氧化槽114中的包括固定化载体的组成如表3所示。
                                     表3
                    各组成成分   组成的比例(质量份)
  异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌的堆积污泥浓缩液   含有2×106cells/mL异养性脱氮细菌、2×105cells/mL厌氧性氨氧化细菌   50
聚乙二醇二丙烯酸酯   4
丙烯酰胺   1
NNN’N’四甲基乙烯基二胺   0.5
过硫酸钾   0.25
水   44.25
在将所述的各成分混合后，通过添加过硫酸钾而使所述组成凝胶化后，制成3mm的方形，形成了包括固定化载体124。
(处理装置的实验条件)
·含氨液体：使用氨态氮(NH4-N)浓度为90～120mg/L、BOD浓度为90～130mg/L的工厂废水
·硝酸添加量：添加一定量的硝酸态氮(NO3-N)浓度为150mg/L的硝酸
·厌氧性氨氧化槽114的滞留时间：2小时
·包括固定化载体的填充率：20％
·机械搅拌厌氧性氨氧化槽114而使载体124、124…流动
在所述的条件下连续处理，进行了1个月的培养后，在厌氧性氨氧化槽114中将含氨液体的氨和亚硝酸厌氧地同时脱氮，处理液的总氮浓度(T-N)以30～50mg/L的水平稳定地推移。
另外，本例中，使用图5的处理装置110，使不含有BOD成分的氨态氮(NH4-N)浓度为90～120mg/L、硝酸态氮(NO3-N)浓度为120～180mg/L的工厂废水以2个小时的滞留时间在厌氧性氨氧化槽114内滞留，添加作为有机物的醋酸钠，使得以C/NO3-N比表示达到1，进行了处理运转。其结果是，稳定地进行连续处理，处理液中的总氮浓度(T-N)以30～50mg/L的水平推移。
<实施例2-2>
本例中，作为实验1～3，使用图8的处理装置160、图9的处理装置170、图10的处理装置180，用与实施例2-1相同的包括固定化载体进行含氨液体的处理。实验1～3的各处理条件如下所示。
(实验1)
·使用图8所示的处理装置160
·成为处理对象的含氨液体：使用氨态氮(NH4-N)浓度为90～120mg/L的工厂废水
·硝酸添加量：根据对氨的监控，添加氨态氮(NH4-N)浓度的1.8倍的硝酸态氮(NO3-N)
·有机物添加量：根据对氨的监控，添加废糖蜜，使之达到硝酸态氮的1.2倍(C/NO3-N比)
·厌氧性氨氧化槽114的滞留时间：2小时
·厌氧性氨氧化槽114的载体填充率：20％
·机械搅拌厌氧性氨氧化槽114而使载体124、124…流动
(实验2)
·使用图9所示的处理装置170
·成为处理对象的含氨液体：使用氨态氮(NH4-N)浓度为90～120mg/L的工厂废水
·硝酸添加量：利用流量控制，将平均氨态氮(NH4-N)浓度设定为105mg/L，添加它的1.8倍的硝酸态氮(NO3-N)
·有机物添加量：根据对的氨监控，添加废糖蜜，使之达到硝酸态氮的1.2倍(C/NO3-N比)
·厌氧性氨氧化槽114的滞留时间：2小时
·厌氧性氨氧化槽114的载体填充率：20％
·机械搅拌厌氧性氨氧化槽114而使载体124、124…流动
(实验3)
·使用图10所示的处理装置180
·成为处理对象的含氨液体：使用氨态氮(NH4-N)浓度为90～120mg/L的工厂废水
·硝酸添加量：利用氮气生成量的控制，将平均氨态氮(NH4-N)浓度设定为105mg/L，添加它的1.4倍的硝酸态氮(NO3-N)，其后依照图11所示的流程图进行控制
·有机物添加量：添加废糖蜜，使之达到硝酸态氮的1.2倍(C/NO3-N比)
·厌氧性氨氧化槽114的滞留时间：2小时
·厌氧性氨氧化槽114的载体填充率：20％
·机械搅拌厌氧性氨氧化槽114而使载体124、124…流动
将所述的实验1～3的结果表示在表4中。而且，表4的比较例1及2使用图6所示的处理装置130进行了未添加硝酸的处理。
                               表4
 处理装置的图号   处理液的总氮浓度(mg/L)
  实验1  图8   15～26
  实验2  图9   18～30
  实验3  图10   10～22
  比较例1  图6中没有硝酸的添加   91～124
  比较例2  图6中不是添加硝酸，而是添加甲醇   87～114
从表4可以看到，实验1～3的处理液的总氮浓度为10～30mg/L之间，可以稳定地处理含氨液体。
与之相反，比较例1及2的处理液的总氮浓度为87～124mg/L之间，基本上无法处理含氨液体的氨。
另外，在利用以往方法进行的氨的处理中，需要硝化反应和脱氮反应，在硝化反应中需要4～6小时的滞留时间，在脱氮反应中也需要3～6小时，另外，甲醇需要氮量的3倍的量。所以，需要大规模的处理装置。
与之相反，如实验1～3所示，在使含氨液体与异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌在厌氧性氨氧化槽114内在厌氧性气氛下接触的同时，从贮留了一定浓度的硝酸的硝酸贮留槽112中向厌氧性氨氧化槽114仅添加硝酸必需量及有机物必需量。这样，就可以将滞留时间缩短为1小时，并且可以总是稳定地进行含氨液体的处理。所以，与需要硝化槽和脱氮槽的以往例相比，不仅可以将处理装置紧凑化，而且还可以削减运行成本，可以说是非常廉价的处理方法。
<实施例2-3>
本例中，使用图12所示的处理装置190处理了含氨液体。填充于厌氧性氨氧化槽114中的包括固定化载体的组成等使用了与所述的表3相同的组成。此外，与前面所述相同，在混合了表3的各成分后，通过添加过硫酸钾而将所述组成凝胶化，制成3mm的方形，形成了包括固定化载体124。
(处理装置的实验条件)
·含氨液体：使用氨态氮(NH4-N)浓度为2000mg/L的显影废液稀释水
·硝酸添加量：连续添加相当于氨态氮(NH4-N)的1.5倍量的氮量的硝酸
·有机物添加量：连续添加硝酸态氮(NO3-N)浓度的0.8倍的甲醇量
·厌氧性氨氧化槽114的滞留时间：4小时
·包括固定化载体124的填充率：30％
·厌氧地机械搅拌厌氧性氨氧化槽114而使包括固定化载体流动
在所述的条件下连续处理的结果是，在厌氧性氨氧化槽114中，含氨液体的氨、从硝酸贮留槽112添加的硝酸被异养性脱氮细菌还原而生成的亚硝酸被同时脱氮，处理液的总氮浓度以120～180mg/L的水平稳定地推移。
像这样，通过采用本发明，就能够将含氨液体中的氨高速脱氮。
[实施例3]
<实施例3-1>
本例中，使用图13所示的处理装置210处理了含氨液体。
填充于厌氧性氨氧化槽214中的包括固定化载体216的组成等与所述的表3相同。
将表3的各成分混合后，通过添加过硫酸钾而使所述组成凝胶化后，制成3mm的方形，形成了包括固定化载体216。
(处理装置的实验条件)
·含氨液体：使用氨态氮(NH4-N)浓度为90～120mg/L、BOD浓度为90～130mg/L的工厂废水
·硝化槽212的滞留时间：6小时
·在硝化槽212中填充接触过滤材料
·厌氧性氨氧化槽214的滞留时间：2小时
·厌氧性氨氧化槽214的包括固定化载体216的填充率：20％
·机械搅拌厌氧性氨氧化槽214而使包括固定化载体216、216…流动
在所述的条件下连续处理，进行了1个月的培养后，氨和亚硝酸被厌氧地同时脱氮，处理液的总氮浓度(T-N)以12～20mg/L的水平稳定地推移。
<实施例3-2>
本例中，使用图14的处理装置230，用与实施例3-1相同的包括固定化载体216进行了含氨液体的处理。硝化槽212和厌氧性氨氧化槽214的规格与实施例3-1相同，废水也使用了相同的废水。以10％的硝化液的返还率进行运转。
在所述的条件下连续处理，进行了1个月的培养后，氨和亚硝酸被厌氧地同时脱氮，处理液的总氮浓度(T-N)以7～10mg/L的水平稳定地推移。
<实施例3-3>
本例中，使用图15的处理装置240，用与实施例3-1相同的包括固定化载体216进行了含氨液体的处理。
(处理装置的实验条件)
·含氨液体：使用氨态氮(NH4-N)浓度为90～120mg/L、BOD浓度为190～230mg/L的工厂废水
·硝化槽212的滞留时间：6小时
·在硝化槽212中填充接触过滤材料
·脱氮槽226的滞留时间：3小时
·在硝化槽226中填充接触过滤材料28(将脱氮细菌附着固定化)
·厌氧性氨氧化槽214的滞留时间：2小时
·厌氧性氨氧化槽214的包括固定化载体216的填充率：20％
·机械搅拌厌氧性氨氧化槽214而使包括固定化载体216、216…流动
在所述的条件下连续处理，进行了1个月的培养后，氨和亚硝酸被厌氧地同时脱氮，处理液的总氮浓度(T-N)以14～20mg/L的水平、BOD在20mg/L以下的水平稳定地推移。
当在本处理装置240中将脱氮槽226去掉时，在厌氧性氨氧化槽214中厌氧性氨氧化细菌就被BOD成分阻碍，处理水的总氮浓度(T-N)降低为40～80mg/L。
<实施例3-4>
本例中，使用图16的处理装置250，用与实施例3-1相同的包括固定化载体216进行了含氨液体的处理。硝化槽212、脱氮槽226、厌氧性氨氧化槽214的规格与实施例3-3相同，废水也使用了相同的废水。
以100％的硝化液的返还率(向脱氮槽226返还50％，向厌氧性氨氧化槽214返还50％)进行运转。
在所述的条件下连续处理，进行了1个月的培养后，氨和亚硝酸被厌氧地同时脱氮，处理液的总氮浓度(T-N)以7～12mg/L的水平、BOD在20mg/L以下的水平稳定地推移。
<实施例3-5>
本例中，除了使用图17的处理装置260，使用了不含有BOD的氨态氮(NH4-N)浓度为90～120mg/L的废水以外，用与实施例3-1相同的条件处理了含氨液体。而且，处理装置260是在实施例3-1中设置了添加废糖蜜的设备242的装置。
相对于在硝化槽212中生成的硝酸，向厌氧性氨氧化槽214中以C/NO3-N比表示投入了1.8倍的废糖蜜后，就可以稳定地连续处理，处理液的总氮浓度(T-N)以10～20mg/L的水平推移。
<实施例3-6>
本例中，使用图18的处理装置270，用与实施例3-1相同的包括固定化载体216处理了含氨液体。而且，由于使用液如下述的实验条件所示，为高浓度的含氨液体，因此将硝化槽212设为多段(本实施例中分别为3段)。
(处理装置的实验条件)
·含氨液体：使用氨态氮(NH4-N)浓度为590～820mg/L、BOD浓度为100～230mg/L的工厂废水
·硝化槽212的滞留时间：12小时(各槽的滞留时间为4小时)
·硝化槽212的包括固定化硝化污泥载体215的填充率：20％
·厌氧性氨氧化槽214的滞留时间：12小时
·厌氧性氨氧化槽214的包括固定化载体216的填充率：20％
·向厌氧性氨氧化槽214中以C/NO3-N比表示投入0.5倍的废糖蜜
·机械搅拌厌氧性氨氧化槽214而使包括固定化载体216、216…流动
在所述的条件下连续处理，进行了1个月的培养后，氨和亚硝酸被厌氧地同时脱氮，处理液的总氮浓度(T-N)以34～40mg/L的水平稳定地推移。
当作为比较例，将硝化槽212以单槽运转12小时的滞留时间时，硝化并未进展，处理液的总氮浓度(T-N)以184～540mg/L的水平推移。另外，当用以往方法的活性污泥处理时，将废水稀释为3倍，滞留时间需要2天以上。
<实施例3-7>
本例中，使用图19的处理装置280，用与实施例3-1相同的包括固定化载体216处理了含氨液体。而且，由于如下述的实验条件所示，使用液为高浓度的含氨液体，因此将硝化槽212和厌氧性氨氧化槽214设为多段(本实施例分别为3段)。
(处理装置的实验条件)
·含氨液体：使用氨态氮(NH4-N)浓度为590～820mg/L、BOD浓度为100～230mg/L的工厂废水
·硝化槽212的滞留时间：12小时(各槽的滞留时间为4小时)
·硝化槽212的包括固定化硝化污泥载体215的填充率：20％
·厌氧性氨氧化槽214的滞留时间：12小时(各槽的滞留时间为4小时)
·厌氧性氨氧化槽214的包括固定化载体216的填充率：20％
·向厌氧性氨氧化槽214中以C/NO3-N比表示投入0.5倍的废糖蜜
·机械搅拌厌氧性氨氧化槽214而使包括固定化载体流动214、214…流动
在所述的条件下连续处理，进行了1个月的培养后，氨和亚硝酸被厌氧地同时除去，处理液的总氮浓度(T-N)以14～20mg/L的水平稳定地推移。
当作为本实施例的比较例，将硝化槽212以单槽运转12小时的滞留时间时，硝化并未进展，处理液的总氮浓度(T-N)以284～630mg/L的水平推移。另外，当用以往方法的活性污泥处理时，将废水稀释为3倍，滞留时间需要2天以上。
另外，虽然未显示数据，但是在以往方法中，在氨的处理中需要硝化反应和脱氮反应，为了获得同等的水质，在实施例3-1～3-5的处理中，利用以往方法，硝化槽的滞留时间需要12小时，脱氮槽的滞留时间需要12小时，另外需要使废糖蜜或甲醇等有机物为氮量的3倍量，需要大规模的处理装置。与之相反，通过采用本发明，滞留时间短，可以厌氧地将氨脱氮，与以往方法相比可以非常廉价地获得处理装置。
像这样，通过采用本发明，就可以提供能够将含氨液体中的氨高速脱氮的含氨液体的处理方法及装置。

Claims (42)

1.一种含氨液体的处理方法，是对至少含有氨的含氨液体进行脱氮处理的含氨液体的处理方法，其特征是，
进行将所述含氨液体中所含的或所添加的硝酸还原为亚硝酸的硝酸还原处理，并且进行将在所述硝酸还原处理中生成的亚硝酸与所述含氨液体中所含的氨利用厌氧性氨氧化细菌厌氧地同时脱氮的厌氧性氨氧化处理。
2.根据权利要求1所述的含氨液体的处理方法，其特征是，所述硝酸还原处理及所述厌氧性氨氧化处理中，使将异养性脱氮细菌包括固定化了的载体和将所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体，与所述含氨液体接触而进行处理，其中所述异养性脱氮细菌是以所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而将所述硝酸还原为亚硝酸的细菌。
3.根据权利要求1所述的含氨液体的处理方法，其特征是，所述硝酸还原处理及所述厌氧性氨氧化处理中，使将异养性脱氮细菌和所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体与所述含氨液体接触而进行处理，其中所述异养性脱氮细菌是以所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而将所述硝酸还原为亚硝酸的细菌。
4.根据权利要求1所述的含氨液体的处理方法，其特征是，所述硝酸还原处理及所述厌氧性氨氧化处理中，使将异养性脱氮细菌附着固定化了的载体、将所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体，与所述含氨液体接触而进行处理，其中所述异养性脱氮细菌是以所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而将所述硝酸还原为亚硝酸的细菌。
5.根据权利要求1所述的含氨液体的处理方法，其特征是，所述硝酸还原处理及所述厌氧性氨氧化处理中，使将异养性脱氮细菌、所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体与所述含氨液体接触而进行处理，其中所述异养性脱氮细菌是以所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而将所述硝酸还原为亚硝酸的细菌。
6.根据权利要求1所述的含氨液体的处理方法，其特征是，所述硝酸还原处理中，使将氮成分的所述硝酸还原为亚硝酸的催化剂与所述含氨液体接触而进行处理。
7.根据权利要求6所述的含氨液体的处理方法，其特征是，所述催化剂为由钯和铜的合金构成的Pd-Cu类的催化剂。
8.根据权利要求2～5中任意一项所述的含氨液体的处理方法，其特征是，所述异养性脱氮细菌的菌数被调整为所述厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的范围。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的含氨液体的处理方法，其特征是，作为所述含氨液体中所含或所添加的有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比，被设定为0.5～2.5的范围。
10.一种含氨液体的处理装置，是对至少含有氨的含氨液体进行脱氮处理的含氨液体的处理装置，其特征是，具备：
将所述含氨液体中所含或所添加的有机物作为给氢体而利用异养性脱氮细菌将该含氨液体中所含或所添加的硝酸还原为亚硝酸的硝酸还原槽、
将在所述硝酸还原槽中生成的亚硝酸和所述含氨液体中所含的氨，利用厌氧性氨氧化细菌厌氧地同时脱氮的厌氧性氨氧化槽。
11.根据权利要求10所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述硝酸氧化槽具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌包括固定化了的载体接触的构造，所述厌氧性氨氧化槽具有使在所述硝酸还原槽中被处理过的含氨液体与将所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体接触的构造。
12.根据权利要求10所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述硝酸还原槽具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌附着固定化了的载体接触的构造，所述厌氧性氨氧化槽具有使在所述硝酸还原槽中被处理过的含氨液体与将所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体接触的构造。
13.根据权利要求10～12中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述硝酸还原槽及所述厌氧性氨氧化槽具有将所述异养性脱氮细菌的菌数调整为所述厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的范围的菌量比调整机构。
14.根据权利要求10～12中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述硝酸还原槽及所述厌氧性氨氧化槽具有将作为所述含氨液体中所含或所添加的有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比调整为0.5～2.5的范围的C/NO3-N比调整机构。
15.根据权利要求10所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述硝酸还原及所述厌氧性氨氧化用1个厌氧槽进行。
16.根据权利要求15所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述厌氧槽具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌包括固定化了的载体、将所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体接触的构造。
17.根据权利要求15所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述厌氧槽具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌和所述厌氧性氨氧化细菌包括固定化了的载体接触的构造。
18.根据权利要求15所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述厌氧槽具有使所述含氨液体，与将把所述硝酸还原为亚硝酸的异养性脱氮细菌附着固定化了的载体、将所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体接触的构造。
19.根据权利要求15所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述厌氧槽具有使所述含氨液体与将所述异养性脱氮细菌和所述厌氧性氨氧化细菌附着固定化了的载体接触的构造。
20.根据权利要求15～18中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述厌氧槽具有将所述异养性脱氮细菌的菌数调整为所述厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的范围的菌量比调整机构。
21.根据权利要求15～19中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述厌氧槽具有将作为所述含氨液体中所含或所添加的有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比调整为0.5～2.5的范围的C/NO3-N比调整机构。
22.一种含氨液体的处理方法，是对含氨液体的氨厌氧地进行生物脱氮的含氨液体的处理方法，其特征是，在使异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌与所述含氨液体在厌氧性氨氧化槽内接触而进行所述生物脱氮时，从贮留了一定浓度的硝酸的硝酸贮留槽中向所述厌氧性氨氧化槽添加所述硝酸。
23.一种含氨液体的处理方法，是对含氨液体的氨厌氧地进行生物脱氮的含氨液体的处理方法，其特征是，在使异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌与所述含氨液体在厌氧性氨氧化槽内接触而进行所述生物脱氮时，从贮留了一定浓度的硝酸的硝酸贮留槽中向所述厌氧性氨氧化槽添加所述硝酸，并且从贮留了一定浓度的有机物的有机物贮留槽向所述厌氧性氨氧化槽中添加所述有机物。
24.根据权利要求22或23所述的含氨液体的处理方法，其特征是，测定所述含氨液体的氨态氮浓度，由所述被测定出的氨态氮浓度算出硝酸的必需量，基于所算出的所述硝酸的必需量，调整所述一定浓度的硝酸的添加量。
25.根据权利要求23所述的含氨液体的处理方法，其特征是，测定所述含氨液体的氨态氮浓度，由所述被测定出的氨态氮浓度算出硝酸的必需量，基于所算出的所述硝酸的必需量，调整来自所述硝酸贮留槽的所述一定浓度的硝酸的添加量，同时，调整来自所述有机物贮留槽的所述一定浓度的有机物的添加量，使得作为所述含氨液体的所述有机态碳浓度和所述硝酸态氮浓度的比的C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围。
26.根据权利要求22～25中任意一项所述的含氨液体的处理方法，其特征是，测定流入所述厌氧性氨氧化槽的含氨液体的流入量，与所述流入量的测定结果的增减成比例地增减所述一定浓度的硝酸的添加量。
27.根据权利要求22或23所述的含氨液体的处理方法，其特征是，增减从所述硝酸贮留槽向所述厌氧性氨氧化槽中添加的所述硝酸的添加量，并且测定进行该增减时在所述厌氧性氨氧化槽内生成的氮气的气体生成速度(L/分钟)的增减，将所述气体生成速度不与所述添加量的增减成正比地增减的添加量作为硝酸必需量，调整所述一定浓度的硝酸的添加量。
28.一种含氨液体的处理装置，是对含氨液体的氨厌氧地进行生物脱氮的含氨液体的处理装置，其特征是，具备：
在内部存在异养性脱氮细菌及厌氧性氨氧化细菌的厌氧性氨氧化槽、
使含氨液体流入所述厌氧性氨氧化槽中的流入部、
使在所述厌氧性氨氧化槽中处理过的处理液流出的流出部、
贮留一定浓度的硝酸的硝酸贮留槽、
从所述硝酸贮留槽向所述厌氧性氨氧化槽添加硝酸的硝酸添加机构、
调整所述硝酸的添加量的硝酸添加量调整机构。
29.根据权利要求28所述的含氨液体的处理装置，其特征是，具备：
贮留一定浓度的有机物的有机物贮留槽、
从所述有机物贮留槽向所述厌氧性氨氧化槽中添加有机物的有机物添加机构、
调整所述有机物的添加量的有机物添加量调整机构。
30.根据权利要求28或29所述的含氨液体的处理装置，其特征是，设有测定所述含氨液体的氨态氮浓度的浓度测定机构，所述硝酸添加量调整机构基于所述浓度测定机构的测定结果，来调整所述硝酸的添加量。
31.根据权利要求29所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述有机物添加量调整机构基于来自所述硝酸添加量调整机构的所述硝酸的添加量，调整所述有机物的添加量，使得作为所述含氨液体的所述有机态碳浓度与所述硝酸态氮浓度的比的C/NO3-N比达到0.5～2.5的范围。
32.根据权利要求28或29所述的含氨液体的处理装置，其特征是，设有测定所述含氨液体的向所述厌氧性氨氧化槽中的流入量的流入量测定机构、和调整所述硝酸的添加量的控制机构，所述控制机构基于所述流入量测定机构的测定结果，来调整所述硝酸的添加量。
33.根据权利要求28或29所述的含氨液体的处理装置，其特征是，设有当增减由所述硝酸添加机构添加的所述硝酸的添加量时，测定在所述厌氧性氨氧化槽内生成的氮气的气体生成速度(L/分钟)的增减的气体生成速度测定机构，
所述硝酸添加量调整机构基于所述气体生成速度测定机构的测定结果，调整所述硝酸的添加量。
34.根据权利要求28～33中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，将所述厌氧性氨氧化槽设为盒型的可拆装构造，并且设置多个所述流入部、流出部及添加机构的连结部，将多个厌氧性氨氧化槽安装在所述流入部、所述流出部及所述添加机构上而形成。
35.一种含氨液体的处理装置，是对含氨液体中的氨进行生物脱氮的含氨液体的处理装置，其特征是，具备硝化槽、厌氧性氨氧化槽，其中，所述硝化槽将所述含氨液体中的氨利用硝化细菌硝化为硝酸，所述厌氧性氨氧化槽进行将在所述硝化槽中得到的硝酸以所述含氨液体中的有机物作为给氢体，利用异养性脱氮细菌还原为亚硝酸的硝酸还原处理，并且将利用该硝酸还原处理生成的亚硝酸和所述含氨液体中的氨利用厌氧性氨氧化细菌同时脱氮。
36.一种含氨液体的处理装置，是将含氨液体中的氨生物脱氮的含氨液体的处理装置，其特征是，具备硝化槽、脱氮槽、厌氧性氨氧化槽，其中，
所述硝化槽将所述含氨液体一次分流为2部分，将一方的含氨液体的氨利用硝化细菌硝化为硝酸，
所述脱氮槽将在所述硝化槽中得到的硝化处理液又二次分流为2部分，使一方的硝化处理液与所述一次分流的另一方的含氨液体合流，将所述硝化处理液中的硝酸以所述含氨液体中的有机物作为给氢体，利用脱氮细菌进行脱氮处理，
所述厌氧性氨氧化槽使所述二次分流的另一方的硝化处理液与来自所述脱氮槽的脱氮处理液合流，进行将所述硝化处理液中所含的硝酸以所述脱氮处理液中的有机物作为给氢体，利用异养性脱氮细菌还原为亚硝酸的硝酸还原处理，并且将利用该硝酸还原处理生成的亚硝酸和所述脱氮处理液中的氨利用厌氧性氨氧化细菌同时脱氮。
37.根据权利要求35或36所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述异养性脱氮细菌的菌数被调整为所述厌氧性氨氧化细菌的菌数的10～1000倍的范围。
38.根据权利要求35～37中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，在所述厌氧性氨氧化槽中添加有机物。
39.根据权利要求35～38中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，在所述厌氧性氨氧化槽中，作为所述含氨液体中所含或所添加的有机态碳浓度C和硝酸态氮浓度NO3-N的比的C/NO3-N比被调整为0.5～2.5的范围。
40.根据权利要求36～39中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述脱氮槽为2个槽以上的多段。
41.根据权利要求35～40中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述硝化槽为2个槽以上的多段。
42.根据权利要求35～41中任意一项所述的含氨液体的处理装置，其特征是，所述厌氧性氨氧化槽为2个槽以上的多段。
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