JP2001121187A

JP2001121187A - 排水処理方法及びその装置

Info

Publication number: JP2001121187A
Application number: JP30483299A
Authority: JP
Inventors: Miyoko Kusumi; 美代子久住; Hiroshi Noguchi; 寛野口; Shigeo Sato; 茂雄佐藤
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】オゾンの酸化力及び光触媒の酸化還元力を利
用して被処理水中に含まれる窒素成分を効率的に測定し
ながら排水処理の効率化と性能維持を図る。【解決手段】当該排水処理システムは、生物学的処理
工程（脱窒槽30、硝化槽31）に供給される被処理水また
は同工程の反応液を、窒素濃度測定装置20において、一
定波長の光の下で、オゾンガス及び光触媒と接触させて
液相中に含まれる窒素成分を硝酸性窒素に変換し、この
硝酸性窒素の濃度から演算によって液相中に含まれる窒
素濃度を算出した後、この算出値を用いた滞留時間制御
手段37及び溶存酸素制御手段39における演算によって同
工程に必要な溶存酸素濃度または被処理水滞留時間を算
出し、この値に基づき同工程における溶存酸素または被
処理水滞留時間の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オゾンの酸化力と
光触媒の酸化還元力を排水処理の制御に利用した排水処
理方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】閉鎖性水域の富栄養化防止のため、排水
中の窒素などの栄養塩類の除去が求められている。これ
に対処すべく排水処理においては、コストがあまり掛か
らない面から生物学的処理方法が多く採用されている。

【０００３】図10は、活性汚泥を利用した一般的な生物
学的窒素除去装置システム（循環変法）を示した概要図
である。活性汚泥による窒素脱窒プロセスは、好気条件
下で硝酸菌を利用してアンモニアを硝酸にまでに酸化す
るための硝化槽と、嫌気条件下で脱窒菌を利用して硝酸
を窒素ガスまで還元する脱窒槽から構成されている。こ
の構成を色々組み合わせて、循環式硝化脱窒法（単段
式、多段式）、嫌気−無酸素−好気活性汚泥法（Ａ₂Ｏ
法）及び内生脱窒法という方式で生物学窒素除去が実施
されている。

【０００４】これらの方法で効率良く窒素除去するため
には、硝化槽内の溶存酸素（ＤＯ）濃度を適量に調節す
ることや、滞留時間や水温の影響なども考慮する必要が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】生物学的窒素除去法は
溶存酸素（ＤＯ）や滞留時間などが適切であるときは、
低コストで効率よく窒素を除去することができる。流入
窒素の負荷変動や水温の変動などにより硝化反応、脱窒
反応が完全に行なわれないと、アンモニア性窒素を残留
させたまま処理水を放流することになる。そこで、流入
窒素濃度が分かれば予め求めておいて硝化速度から最適
なＤＯを求め、硝化反応を完了するように制御すること
が可能である。また、予め求めておいた脱窒速度から脱
窒に必要な時間を割り出し、脱窒槽への硝化液の循環量
を調整することにより脱窒反応を完了することができ
る。

【０００６】しかし、現在、流入窒素濃度を監視する装
置がないため、最適なＤＯや滞留時間を決めることがで
きない。この状況に対し、例えば、反応液内を過曝気ぎ
みにし、硝化槽内のＤＯを高めにすることで硝化反応を
完了するように運転を行っているところが多い。過剰曝
気は余計なブロワ電力の使用や汚泥の解体を招くことに
なる。

【０００７】また、現行広く用いられている窒素の測定
方法は、試料にアルカリ性溶液（ペルオキソ二硫酸カリ
ウム）を添加し、約120℃に加熱して窒素化合物を硝酸
に変え、分光高度計などで測定する。この方法は、操作
が煩雑で測定に時間がかかるなどの問題がある。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑み創作されたも
のであり、オゾンの酸化力及び光触媒の酸化還元力を利
用して被処理水中に含まれる窒素成分を効率的に測定し
ながら排水処理の効率化と性能維持を図った排水処理方
法及びその装置を新たに提供することを課題としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの手段として、第１発明は、被処理水に含まれる汚濁
物質を生物学的に分解除去させる生物学的処理工程を備
えた排水処理方法において、前記生物学的処理工程に供
給される被処理水または同工程の反応液を、一定波長の
光の下で、オゾンガス及び光触媒と接触させて液相中に
含まれる窒素成分を硝酸性窒素に変換し、この硝酸性窒
素の濃度から演算によって液相中に含まれる窒素濃度を
算出した後、更にこの算出値から演算によって同工程に
必要な溶存酸素濃度または被処理水滞留時間を算出し、
この値に基づき同工程における溶存酸素または被処理水
滞留時間の制御を行うことを特徴としている。

【００１０】前記光触媒は、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）
の他に、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃）やニ
オブ酸カリウム（Ｋ₄ＮｂＯ₁₇）等があり、前記一定波
長の光としては近紫外（410〜300ｎｍ）または紫外領域
（約400ｎｍ以下）が光触媒反応（酸化還元反応）を生
起させるのに適切な領域となる。また、酸化チタンを基
本材料とし、これに適当な金属や金属酸化物を添加する
こと、例えば、チタン酸ストロンチウムにルテニウムや
クロムを添加することで可視光領域においても反応が可
能になる。

【００１１】第２発明は、前記生物学的処理工程は、循
環式硝化脱窒方法を採用することを特徴としている。

【００１２】第３発明は、前記生物学的処理工程は、嫌
気−無酸素−好気活性汚泥処理方法を採用することを特
徴としている。

【００１３】第４発明は、前記生物学的処理工程は、内
生脱窒法を採用することを特徴としている。

【００１４】第５発明は、前記生物学的処理工程は、オ
キシデーションディッチ法を採用することを特徴として
いる。

【００１５】第６発明は、前記生物学的処理工程は、回
分式活性汚泥法を採用することを特徴としている。

【００１６】第７発明は、第２発明に係る循環式硝化脱
窒法は、単段型または二段型であることを特徴としてい
る。

【００１７】第８発明は、被処理水に含まれる汚濁物質
を生物学的に分解除去させる生物学的処理手段を備えた
排水処理装置において、前記生物学的処理手段に供給さ
れる被処理水または同手段における反応液と、オゾンガ
スとが供給され、これらを一定波長の光の下で光触媒と
接触させるオゾン光触媒反応部と、前記オゾン光触媒反
応部の反応液が供給され、この反応液中に含まれる硝酸
性窒素の濃度を測定した後、この測定値から演算によっ
て前記被処理水若しくは前記生物学的処理手段の反応液
の窒素濃度を算出する検出部とからなる窒素濃度測定手
段を具備させたことを特徴としている。

【００１８】第９発明は、前記生物学的処理手段は、被
処理水と硝化槽内反応液とが供給される脱窒槽と、前記
脱窒槽内反応液と空気とが供給される硝化槽とからなる
硝化脱窒手段であって、さらに、被処理水流量、前記窒
素濃度測定手段から供給された被処理水の窒素濃度及び
前記硝化槽内反応液の前記脱窒槽への循環流量の測定値
を格納し、この格納した値から演算によって前記生物学
的処理手段において必要な被処理水の滞留時間を算出し
た後、この算出値に基づいて前記循環液流量の調整を行
う滞留時間制御手段と、前記窒素濃度と前記硝化槽内反
応液の溶存酸素濃度の測定値を格納し、この格納した値
から演算によって前記生物学的処理手段において必要な
溶存酸素濃度を算出した後、この算出値に基づいて前記
硝化槽における空気供給の調整を行う溶存酸素制御手段
とを具備させたことを特徴としている。

【００１９】第10発明は、前記生物学的処理手段は、被
処理水が供給される嫌気槽と、前記嫌気槽内反応液と硝
化槽内反応液とが供給される無酸素槽と、前記無酸素槽
内反応液と空気が供給される硝化槽とからなる嫌気好気
処理手段であって、さらに、被処理水流量、前記窒素濃
度測定手段から供給された前記嫌気槽内反応液の窒素濃
度及び前記硝化槽内反応液の前記無酸素槽への循環流量
の測定値を格納し、この格納した値から演算によって前
記生物学的処理手段において必要な被処理水の滞留時間
を算出した後、この算出値に基づいて前記循環液流量の
調整を行う滞留時間制御手段と、前記窒素濃度と前記硝
化槽内反応液の溶存酸素濃度の測定値を格納し、この格
納した値から演算によって前記生物学的処理手段におい
て必要な溶存酸素濃度を算出した後、この算出値に基づ
いて前記硝化槽における空気供給の調整を行う溶存酸素
制御手段とを具備させたことを特徴としている。

【００２０】第11発明は、前記生物学的処理手段は、被
処理水が供給される硝化槽と、前記硝化槽内反応液が供
給される脱窒槽とからなる内生脱窒手段であって、さら
に、被処理水流量、前記窒素濃度測定手段から供給され
た被処理水の窒素濃度及び前記硝化槽反応液の前記無酸
素槽への移送流量の測定値を格納し、この格納した値か
ら演算によって前記生物学的処理手段において必要な被
処理水の滞留時間を算出した後、この算出値に基づいて
前記移送流量の調整を行う滞留時間制御手段と、前記窒
素濃度測定手段から供給された被処理水の窒素濃度と前
記硝化槽内反応液の溶存酸素濃度の測定値を格納し、こ
の格納した値から演算によって前記生物学的処理手段に
おいて必要な溶存酸素濃度を算出した後、この算出値に
基づいて前記硝化槽における空気供給の調整を行う溶存
酸素制御手段とを具備させたことを特徴としている。

【００２１】第12発明は、前記生物学的処理手段は、被
処理水が供給され、攪拌手段を付帯したオキシデーショ
ンディッチであって、さらに、前記窒素濃度測定手段か
ら供給された被処理水の窒素濃度と前記オキシデーショ
ンディッチ内反応液の溶存酸素濃度の測定値を格納し、
この格納した値から演算によって前記生物学的処理手段
において必要な溶存酸素濃度を算出した後、この算出値
に基づいて前記攪拌手段による前記反応液の攪拌の制御
を行う溶存酸素制御手段を具備させたことを特徴として
いる。

【００２２】第13発明は、前記生物学的処理手段は、被
処理水が供給され、処理工程が硝化工程と、脱窒工程
と、固液分離工程と、排出工程とからなる回分式活性汚
泥処理手段であって、さらに、前記窒素濃度測定手段か
ら供給された被処理水の窒素濃度測定値を格納し、この
格納した値から演算によって前記硝化工程及び脱窒工程
における必要な工程時間を算出した後、この算出値に基
づいて前記硝化工程及び脱窒工程時間の調整を行う処理
工程制御手段を具備させたことを特徴としている。

【００２３】第14発明は、前記生物学的処理手段は、被
処理水と第一硝化槽内反応液とが供給される第一脱窒槽
と、前記第一脱窒槽内反応液と空気とが供給される第一
硝化槽とからなる第一硝化脱窒手段と、前記第一硝化槽
内反応液と第二硝化槽内反応液とが供給される第二脱窒
槽と、前記第二脱窒槽内反応液及び空気が供給される第
二硝化槽とからなる第二硝化脱窒手段とからなる二段型
硝化脱窒手段であって、さらに、被処理水流量、前記窒
素濃度測定手段から供給された被処理水の窒素濃度及び
前記第一硝化槽内反応液の前記第一脱窒槽への循環流量
の測定値を格納し、この格納した値から演算によって前
記生物学的処理手段において必要な被処理水の滞留時間
を算出した後、この算出値に基づいて前記反応液循環流
量の調整を行う滞留時間制御手段と、前記窒素濃度測定
手段から供給された被処理水の窒素濃度と前記硝化槽内
反応液の溶存酸素濃度の測定値を格納し、この格納した
値から演算によって前記生物学的処理手段において必要
な溶存酸素濃度を算出した後、この算出値に基づいて前
記第一及び第二硝化槽における空気供給の調整を行う溶
存酸素制御手段とを具備させたことを特徴としている。

【００２４】第15発明は、前記生物学的処理手段は、前
記第一及び第二硝化脱窒手段からなる二段型硝化脱窒手
段であって、前記第二硝化脱窒手段において、前記第一
硝化脱窒手段の第一硝化槽反応液と空気が供給され、か
つ脱窒または硝化処理させた同反応液を前記第二硝化脱
窒手段の第二硝化槽に供給させる両用槽を具備させ、さ
らに、被処理水流量、前記窒素濃度測定手段から供給さ
れた前記第一硝化槽内反応液の窒素濃度及び前記第二硝
化槽内反応液の前記第二脱窒槽への循環流量の測定値を
格納し、この格納した値から演算によって前記第二硝化
脱窒手段における硝化処理に必要な被処理水の滞留時間
を算出した後、この算出値に基づいて前記両用槽におい
て硝化または脱窒を促進させる滞留時間制御手段を具備
させたことを特徴としている。

【００２５】前記両用槽は、硝化槽と脱窒槽を兼ねる反
応槽を意味する。すなわち、滞留時間制御手段は、第一
硝化脱窒手段における反応液の窒素濃度に基づき算出し
た第二硝化脱窒手段における硝化処理に必要な滞留時間
と現行の滞留時間とを比較し、現行の滞留時間の方が短
い場合は両用槽に空気を供給し硝化反応を促進させ、現
行の滞留時間の方が長い場合は両用槽への空気供給を停
止させ脱窒反応を促進させる。

【００２６】第16発明は、前記オゾン光触媒反応部にお
ける光の波長は、310〜410ｎｍとすることを特徴とす
る。

【００２７】第17発明は、前記光触媒は、前記オゾン光
触媒反応部内において固定または流動させながら、被処
理水と接触させることを特徴としている。固定させる場
合は、前記一定波長の光を照射させるブラックライトを
格納した保護管の表面（被処理水と接触させる面）に光
触媒を被覆させたり、光触媒を坦持させた担体（なるべ
く接触表面積を広くさせたもの、例えば、ハニカム状担
体）を前記反応部内に設置する。流動させる場合は、光
触媒の粉末または、光触媒を坦持させた坦体を攪拌させ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２９】図１は、オゾン光触媒併用処理による河川
水中の窒素濃度変化を示した特性図である。特性図が示
すように、河川水に対しオゾン光触媒併用処理を施す
と、液相中の全窒素は酸化されて硝酸性窒素に変換す
る。したがって、この硝酸性窒素をイオンクロマトグラ
フ法や吸光度法で測定すれば、河川中の全窒素濃度の測
定を測定することができる。以上のことを利用して、試
料水に対しオゾン光触媒併用処理を施せば、試料中の窒
素濃度を容易に測定することが可能となる。

【００３０】図２は、上述のオゾン光触媒反応を利用し
た本発明に係る窒素濃度測定装置システムの概要図であ
る。当該窒素濃度測定装置は、オゾン光触媒反応部21と
検出部29から構成される。オゾン光触媒反応部21は、さ
らに濾過装置22、反応槽23、ブラックライト24を格納し
た保護管25、オゾン発生器27及び排オゾン処理装置28か
ら構成される。前記ブラックライト24を格納した保護管
25は反応槽23内に設置されており、さらに、この反応槽
23内底部付近にはオゾン発生器27によって生成させたオ
ゾンガスを供給させるための散気管が設置されている。
ブラックライト24は、一定波長の光（410ｎｍ未満）を
照射させる機能を有している。また、反応槽23壁と保護
管25表面には、光触媒（本形態においては二酸化チタ
ン）がコーティングされている。

【００３１】光触媒反応を生起させる手段は、上述の他
に、前記の解決手段で述べたように、光触媒の粉末また
は光触媒坦持体を試料と共に攪拌手段によって均一に攪
拌させながらブラックライト24による光を照射させても
よい。

【００３２】試料は、濾過装置22によって夾雑物や浮遊
物などが取り除かれた後、反応槽23に供給される。反応
槽23に供給された試料は、同槽23内に供給されたオゾン
ガスにより攪拌されながら、保護管25と接触する。この
とき、試料中の窒素は、オゾンガスにより硝酸性窒素へ
と酸化されると共に、保護管25表面及び反応槽23壁面の
近傍まで拡散されると、ブラックライト24の光により生
起した光触媒反応によって硝酸性窒素へと酸化される。
また、オゾンと光触媒反応（酸化還元反応）により生じ
た活性酸素種によって生成した遊離基（ＯＨラジカルや
スーパーオキサイド）によっても、試料中の窒素は硝酸
性窒素へと酸化される。酸化処理された試料は検出部29
に供給され、前記イオンクロマトグラフ法や吸光度法に
よって試料中の硝酸性窒素濃度が測定される。この測定
値は、図外の制御部に供給される。

【００３３】本発明に係る排水処理方法及びその装置
は、生物学的排水処理システムにおける被処理水の窒素
濃度を前記窒素濃度測定手段によって測定した後、さら
に予め求めておいた硝化速度及び脱窒速度から、最適な
溶存酸素濃度（ＤＯ）と被処理水滞留時間を算出し、こ
の値に基づいて同システムにおけるブロワやポンプ類の
運転制御を行うことを特徴としている。

【００３４】従来の生物学的処理工程備えた排水処理シ
ステムにおける水質管理及び運転管理は、簡易的な窒素
濃度測定手段がないため、同工程の反応液や処理水のｐ
Ｈ、溶存酸素及び色相などを手がかりに行っているが現
状である。

【００３５】かかる手段は、経験豊富な運転管理者の判
断に依るところがあり、必ずしも妥当の手段はいえな
い。そのため、生物学的処理工程においては過曝気によ
る反応液の硝化によってｐＨが異常に低下し、活性汚泥
の解体を招いていた。この状況に対し、硝化阻害剤の投
入などにより硝化抑制を図っているが、他の活性汚泥微
生物群にも対し影響を与え、活性汚泥の生態系に支障を
生じさせる場合があり、結果的に管理コストの増大を招
くことになる。このように、生物学的処理工程の性能維
持管理においても窒素濃度の監視は不可欠となる。

【００３６】本発明に係る排水処理方法及びその装置
は、オゾンの酸化力と光触媒の酸化還元力を利用した窒
素濃度測定手段の導入により、被処理水及び生物反応系
の反応液の溶存酸素濃度、窒素濃度に応じて、過曝気に
よるｐＨ低下を招くことなく、性能を維持しながら排水
を効率的に処理することができる。（第１形態）本形態に係る排水処理方法及びその装置
は、生物学的排水処理手段の一つである循環式硝化脱窒
法（単段式）において、図２に係る窒素濃度測定手段を
導入し、被処理水中の窒素濃度を測定しながら生物反応
系における溶存酸素濃度と被処理水滞留時間の調整を図
っている。

【００３７】図３は、本形態に係る排水処理装置システ
ムの概要図である。当該処理装置システムは、硝化脱窒
手段、固液分離手段、被処理水流量測定手段、窒素濃度
測定手段、溶存酸素測定手段、滞留時間制御手段及び溶
存酸素制御手段から構成される。

【００３８】硝化脱窒手段は、脱窒槽30、硝化槽31から
構成され、硝化槽31にはブロワ32が付帯される。硝化槽
31は、さらに越流式の第１室31ａ、第２室31ｂ、第３室
31ｃから成り、各室31ａ、ｂ、ｃ内にはブロワ32から供
給された空気を散気させるための散気管が設置されてい
る。

【００３９】また、硝化脱窒手段には第３室31ｃの反応
液を脱窒槽31に循環返送させるための経路が付帯され、
この経路に循環ポンプ34と循環液流量測定手段が設置さ
れる。循環液流量測定手段は、前記反応液の循環流量を
循環液流量計36によって測定し、この値を演算処理する
ために滞留時間制御部37に供給する。

【００４０】固液分離手段は、清澄な上澄水（処理水）
と汚泥とに固液分離させる。同手段には、生物学的処理
機能の維持のために、固液分離させた活性汚泥を脱窒槽
30に定量的に返送させるための返送汚泥ポンプと、余剰
汚泥を系外に移送するための余剰汚泥ポンプが付帯され
る。余剰汚泥は、適時、系外移送される被処理水流量測
定手段は、脱窒槽30に供給される被処理水の流量を被処
理水流量計35によって測定し、この値を演算処理するた
めに滞留時間制御手段37に供給する。前記被処理水流量
計35は、脱窒槽30に接続された被処理水供給路に設置さ
れる。

【００４１】窒素濃度測定手段は、図２に係る窒素濃度
測定装置20が用いられる。窒素濃度測定装置20は、前記
被処理水供給路から採水した被処理水の窒素濃度を測定
した後、この測定値を演算処理するために滞留時間制御
手段37及び溶存酸素制御手段39に供給する。

【００４２】溶存酸素測定手段は、硝化槽第３室31ｃ内
に滞留する反応液の溶存酸素濃度を溶存酸素計38によっ
て測定し、この値を演算処理するために溶存酸素制御手
段39に供給する。

【００４３】滞留時間制御手段37は、窒素濃度測定装置
20、被処理水流量計35及び循環液流量計36から供給され
た測定値を格納し、この値から演算を行い硝化脱窒手段
における被処理水滞留時間の調整を行う。例えば、測定
された流入水中の窒素濃度が全部硝化されたとする。滞
留時間制御手段37は、循環ポンプ34より脱窒槽30に循環
される硝化槽31反応液の濃度が流入窒素濃度と等しいと
考え、その窒素を全部脱窒させる反応時間を計算する。
すなわち、被処理水流量計35及び循環液流量計36から供
給した測定値から脱窒槽30での滞留時間を計算し、脱窒
に必要な時間より滞留時間が短い場合は、循環ポンプ34
を制御して流量を少なくする。また、滞留時間が長けれ
ば、同ポンプ34を制御して流量を多くする。

【００４４】溶存酸素制御手段39は、窒素濃度測定装置
20及び溶存酸素計38から供給された測定値を格納し、こ
の値から演算を行い硝化脱窒手段における空気供給量の
調整を行う。すなわち、窒素濃度測定装置20及び溶存酸
素計38から供給された測定値から硝化反応に必要な溶存
酸素を算出し、この算出値が溶存酸素計38の測定値より
低ければ硝化槽31の溶存酸素を上げるように、また前記
算出値が前記測定値よりも高ければ同槽31の溶存酸素を
下げるようにブロワ32の運転を制御する。

【００４５】被処理水は、図外の前処理手段の沈砂池や
最初沈殿池において夾雑物などが取り除かれた後、硝化
脱窒手段の脱窒槽30に供給される。脱窒槽30に供給され
た被処理水は、一定の滞留時間の下、嫌気状態で活性さ
れた汚泥と接触する。このとき、被処理水中に含まれる
汚濁物質（ＢＯＤ源、ＳＳ等）は、前記活性汚泥中に含
まれる嫌気性微生物群の同化作用及び異化作用によって
一部は同微生物群の細胞内に分解吸収され一部は低分子
化され、さらに他の微生物群による分解作用を受ける。
前記活性汚泥中の好気性微生物群も、液相中に溶存する
酸素を利用し、被処理水中の汚濁物質の分解除去を行
う。また、被処理水中に含まれた窒素成分及び前記微生
物群による汚濁物質の分解により遊離した窒素成分は、
嫌気状態で活性化した脱窒菌群によって、一部は同菌群
の細胞内に吸収除去され一部は分子状窒素として大気中
へと除外される。脱窒槽30の反応液は、硝化槽31へと移
流する。

【００４６】硝化槽31内に供給された脱窒槽30の反応液
は、第１室31ａ、第２室31ｂ及び第３室31ｃへ順次移行
し、これに伴いブロワ32から供給された空気によって均
一に攪拌されながら、各室31ａ、ｂ、ｃ内に滞留する活
性汚泥と接触する。このとき、液相中に含まれる汚濁物
質（ＢＯＤ源、ＳＳ成分等）は、前記活性汚泥に吸着除
去されると同時に、更なる好気性微生物群による異化作
用及び同化作用を受けて一部は低分子化され、同微生物
群の細胞内に分解吸収される。また、窒素成分は、好気
状態で活性化された硝化細菌群によって酸化されて硝酸
性窒素へと変換される。硝化槽31内の溶存酸素は、硝化
処理機能維持のために、溶存酸素制御手段39によって一
定に調整される。

【００４７】硝化槽31内の反応液中の窒素成分（特に、
硝酸性窒素）は、滞留時間制御手段37からの運転信号に
よって作動した前記循環ポンプ34によって同槽31内の反
応液を定量的に脱窒槽30へ循環供給させることで、前記
窒素成分は効率よく除去される。硝化槽31内の反応液は
固液分離手段（最終沈殿池33）おいて固液分離処理さ
れ、分離された清澄な上澄水は処理水として系外に移送
される。（第２形態）本形態に係る排水処理方法及びその装置
は、生物学的排水処理手段の一つであるＡ₂Ｏ法（嫌気
−無酸素−好気活性汚泥法）において、図２に係る窒素
濃度測定手段を導入し、被処理水中の窒素濃度を測定し
ながら生物反応系における溶存酸素濃度と被処理水滞留
時間の調整を図っている。

【００４８】図４は、本形態に係る排水処理装置システ
ムの概要図である。当該処理装置システムは、嫌気性好
気性処理手段、固液分離手段、被処理水供給流量測定手
段、窒素濃度測定手段、溶存酸素測定手段、滞留時間制
御手段及び溶存酸素制御部手段から構成される。

【００４９】嫌気好気処理手段は、嫌気槽40、無酸素槽
41及び硝化槽42から構成される。

【００５０】また、嫌気性好気性処理手段に硝化槽42の
反応液を無酸素槽41に循環返送させるための経路が付帯
され、この経路に循環ポンプ34と循環液流量測定手段が
設置される。循環液流量測定手段は、前記反応液の循環
流量を循環液流量計36によって測定し、この値を演算処
理するために滞留時間制御手段37に供給する。

【００５１】固液分離手段（最終沈殿池43）は、第１形
態と同様に、生物学的処理機能の維持のために、固液分
離させた活性汚泥を無酸素槽41に返送させるための返送
汚泥ポンプと、余剰汚泥を系外に移送するための余剰汚
泥ポンプとを付帯している。

【００５２】被処理水流量測定手段は、嫌気槽40に供給
される被処理水の流量を被処理水流量計35によって測定
し、この値を演算処理するために滞留時間制御手段37に
供給する。前記被処理水流量計35は、嫌気槽40に接続さ
れた被処理水供給路に設置される。

【００５３】窒素濃度測定手段は、図２に係る窒素濃度
測定装置20が用いられる。窒素濃度測定装置20は、嫌気
槽40から採水した反応液の窒素濃度を測定した後、この
測定値を演算処理するために滞留時間制御手段37及び溶
存酸素制御手段39に供給する。

【００５４】溶存酸素測定手段は、硝化槽42内に滞留す
る反応液の溶存酸素濃度を溶存酸素計38によって測定
し、この値を演算処理するために溶存酸素制御手段39に
供給する。

【００５５】滞留時間制御手段37は、窒素濃度測定装置
20、被処理水流量計35及び循環液流量計36から供給され
た測定値を格納し、この値から演算を行い嫌気好気処理
手段における被処理水滞留時間の調整を行う。例えば、
測定された流入水中の窒素濃度が全部硝化されたとす
る。滞留時間制御手段37は、循環ポンプ34より無酸素槽
41に循環される硝化槽42反応液の濃度が流入窒素濃度と
等しいと考え、その窒素を全部脱窒させる反応時間を計
算する。すなわち、被処理水流量計35及び循環液流量計
36から供給した測定値から無酸素槽41での滞留時間を計
算し、脱窒に必要な時間より滞留時間が短い場合は、循
環ポンプ34を制御して流量を少なくする。また、滞留時
間が長ければ、同ポンプ34を制御して流量を多くする。

【００５６】溶存酸素制御手段39は、窒素濃度測定装置
20及び溶存酸素計38から供給された測定値を格納し、こ
の値から演算を行い嫌気好気処理手段における空気供給
量の調整を行う。すなわち、窒素濃度測定装置20及び溶
存酸素計38から供給された測定値から硝化反応に必要な
溶存酸素を算出し、この算出値が溶存酸素計38の測定値
より低ければ硝化槽42の溶存酸素を上げるように、また
前記算出値が前記測定値よりも高ければ同槽42の溶存酸
素を下げるようにブロワの運転を制御する。

【００５７】被処理水は、図外の前処理手段の沈砂池や
最初沈殿池において夾雑物などが取り除かれた後、硝化
脱窒手段の嫌気槽40に供給される。嫌気槽40に供給され
た被処理水は、一定の滞留時間の下、嫌気状態で活性さ
れた汚泥と接触する。このとき、被処理水中に含まれる
汚濁物質（ＢＯＤ源、ＳＳ等）は、前記活性汚泥中に含
まれる嫌気性微生物群の同化作用及び異化作用によって
一部は同微生物群の細胞内に分解吸収され一部は低分子
化され、さらに他の微生物群による分解作用を受ける。
前記活性汚泥中の好気性微生物群も、液相中に溶存する
酸素を利用し、被処理水中の汚濁物質の分解除去を行
う。嫌気槽40の反応液は、無酸素槽41へと移流する。

【００５８】無酸素槽41に移流された嫌気槽40の反応液
は、滞留時間制御手段37からの運転信号により作動した
循環ポンプ34によって硝化槽42から定量的に返流された
硝化液と混合しながら滞留する。このとき、無酸素槽41
反応液内の無酸素状態で活性化した脱窒菌群は、液相中
に含まれる有機物を脱窒の水素供与体として利用し、液
相中の窒素成分を窒素ガスに変換して大気中へと除外さ
せる。無酸素槽41の反応液は、硝化槽42へと移流する。

【００５９】硝化槽42内に供給された無酸素槽41の反応
液は、ブロワ32から供給された空気によって均一に攪拌
されながら、槽42内に滞留する活性汚泥と接触する。こ
のとき、液相中に含まれる汚濁物質（ＢＯＤ源、ＳＳ成
分等）は、前記活性汚泥に吸着除去されると同時に、更
なる好気性微生物群による異化作用及び同化作用を受け
て一部は低分子化され、また同微生物群の細胞内に分解
吸収される。また、窒素成分は、好気状態で活性化され
た硝化細菌群によって酸化されて硝酸性窒素へと変換さ
れる。硝化槽42内の溶存酸素は、硝化処理機能維持のた
めに、溶存酸素制御手段39によって一定に調整される。
硝化槽42内反応液中の窒素成分（特に、硝酸性窒素）
は、滞留時間制御手段37による同槽42内反応液の無酸素
槽41への定量的な循環供給によって前記窒素成分は効率
よく除去される。硝化槽41内の反応液は固液分離手段
（最終沈殿池43）おいて固液分離処理され、分離された
清澄な上澄水は処理水として系外に移送される。（第３形態）本形態に係る排水処理方法及びその装置
は、生物学的排水処理手段の一つである内生脱窒法にお
いて、図２に係る窒素濃度測定手段を導入し、被処理水
中の窒素濃度を測定しながら生物反応系における溶存酸
素濃度と被処理水滞留時間の調整を図っている。

【００６０】内生脱窒法は、脱窒に係る微生物群が自己
の細胞内に蓄積させた有機物を脱窒反応における水素供
与体として利用して被処理水中の窒素成分を除去させる
方法であり、脱窒に必要な水素供与体（例えば、メタノ
ール）を系外から補充させる必要がないことを特徴とし
ている。かかる手段は、生物学的窒素除去手段として経
済的な手段であるが、脱窒速度が遅いので、循環式硝化
脱窒法より滞留時間を多めに確保する必要がある。

【００６１】本形態の排水処理装置システムに係る流入
窒素負荷に応じた滞留時間の調整と硝化段階における溶
存酸素の調整によって内生脱窒手段の効率化が可能とな
る。

【００６２】図５は、本形態に係る排水処理装置システ
ムの概要図である。当該処理装置システムは、内生脱窒
手段、固液分離手段、被処理水供給流量測定手段、窒素
濃度測定手段、溶存酸素測定手段、滞留時間制御手段及
び溶存酸素制御手段から構成される。

【００６３】内生脱窒手段は、硝化槽50と脱窒槽51から
構成される。硝化槽50にはブロワ32が付帯され、同槽50
内にはブロワ32から供給された空気を散気させるための
散気管が設置されている。硝化槽50には、反応液の溶存
酸素を測定し、測定した値を演算処理のために溶存酸素
制御手段に供給する溶存酸素測定手段が付帯されてい
る。

【００６４】また、内生脱窒手段には硝化槽50の反応液
を脱窒槽51に移送させるための経路が付帯され、この経
路に移送ポンプ53と移送流量測定手段が設置される。移
送流量測定手段は、前記反応液の移送流量を移送流量計
54によって測定し、この値を演算処理するために滞留時
間制御部37に供給する。

【００６５】固液分離手段（本形態においては、最終沈
殿池52）は、清澄な上澄水（処理水）と汚泥とに固液分
離させる。同手段には、生物学的処理機能の維持を図る
ため、固液分離させた活性汚泥を硝化槽50に返送させる
ための返送汚泥ポンプと、余剰汚泥を系外に移送するた
めの余剰汚泥ポンプが付帯される。

【００６６】被処理水流量測定手段は、内生硝化手段に
おける硝化槽50に供給される被処理水の流量を被処理水
流量計35によって測定し、この値を演算処理するために
滞留時間制御手段37に供給する。前記被処理水流量計35
は、硝化槽50に接続された被処理水供給路に設置され
る。

【００６７】窒素濃度測定手段は、図２に係る窒素濃度
測定装置20が用いられる。窒素濃度測定装置20は、前記
被処理水供給路から採水した被処理水の窒素濃度を測定
した後、この測定値を演算処理するために滞留時間制御
手段37及び溶存酸素制御手段39に供給する。

【００６８】滞留時間制御手段37は、窒素濃度測定装置
20、被処理水流量計35及び移送流量計54から供給された
測定値を格納し、この値から演算を行い硝化脱窒手段に
おける被処理水滞留時間の調整を行う。例えば、測定さ
れた流入水中の窒素濃度が全部硝化されたとする。滞留
時間制御手段37は、移送ポンプ53より脱窒槽51に移送さ
れる硝化槽50反応液の濃度が流入窒素濃度と等しいと判
断し、その窒素を全部脱窒させる反応時間を計算する。
すなわち、被処理水流量計35及び移送液流量計54から供
給した測定値から脱窒槽51での必要な滞留時間を計算
し、現行の滞留時間がこの計算値より短い場合は、移送
ポンプ53を制御して流量を少なくする。また、現行の滞
留時間が前記計算値よりも長ければ、滞留時間を短縮化
させるため同ポンプ53を制御して流量を多くする。

【００６９】溶存酸素制御手段は、窒素濃度測定装置20
及び溶存酸素計38から供給された測定値を格納し、この
値から演算を行い硝化脱窒手段における空気供給量の調
整を行う。すなわち、窒素濃度測定装置20及び溶存酸素
計38から供給された測定値から硝化反応に必要な溶存酸
素を算出し、この算出値が溶存酸素計38の測定値より低
ければ硝化槽50の溶存酸素濃度を上げるように、また前
記算出値が前記測定値よりも高ければ同槽50の溶存酸素
濃度を下げるようにブロワの運転を制御する。

【００７０】被処理水は、図外の前処理手段の沈砂池や
最初沈殿池において夾雑物などが取り除かれた後、内生
脱窒手段の硝化槽50に供給される。硝化槽50内に供給さ
れた被処理水は、ブロワ32から供給された空気によって
均一に攪拌されながら、槽50内に滞留する活性汚泥と接
触する。このとき、液相中に含まれる汚濁物質（ＢＯＤ
源、ＳＳ成分等）は、前記活性汚泥に吸着除去されると
同時に、更なる好気性微生物群による異化作用及び同化
作用を受けて一部は低分子化され、また同微生物群の細
胞内に分解吸収される。また、窒素成分は、好気状態で
活性化された硝化細菌群によって酸化されて硝酸性窒素
へと変換される。硝化槽50内の溶存酸素は、硝化処理機
能維持のために、溶存酸素制御手段によって一定に調整
される。硝化槽50の反応液は、滞留時間制御手段37によ
り運転制御された移送ポンプ53によって定量的に脱窒槽
51へと移流する。

【００７１】脱窒槽51に移流された硝化槽50の反応液
は、滞留時間制御手段37からの運転信号により作動した
移送ポンプ53によって硝化槽50から定量的に返流された
硝化液と混合しながら滞留する。このとき、無酸素状態
で活性化した脱窒菌群は液相中に含まれる有機物あるい
は自己細胞内に蓄積した有機物を、脱窒の水素供与体と
して利用して液相中の窒素成分を窒素ガスに変換して大
気中へと除外させる。脱窒槽51内の反応液は固液分離手
段（最終沈殿池52）おいて固液分離処理され、分離され
た清澄な上澄水は処理水として系外に移送される。（第４形態）本形態に係る排水処理方法及びその装置
は、生物学的排水処理手段の一つであるオキシデーショ
ンディッチ法において、図２に係る窒素濃度測定手段を
導入し、被処理水中の窒素濃度を測定して生物反応系に
おける溶存酸素濃度の調整を図っている。

【００７２】オキシデーションディッチ法は、被処理水
と活性汚泥の循環混合液相に生じた好気領域と嫌気領域
における硝化作用と脱窒作用により被処理水中に含まれ
る汚濁物質（ＢＯＤ源、ＳＳ）や窒素成分の分解除去を
行う。本形態に係る溶存酸素制御手段によって、さらに
上記オキシデーションディッチ法の効率化を図る。

【００７３】図６は、本形態に係る排水処理装置システ
ムの概要図である。当該処理装置システムは、オキシデ
ーションディッチと、固液分離手段と、窒素濃度測定手
段と、溶存酸素測定手段と、溶存酸素制御手段とから構
成される。

【００７４】オキシデーションディッチ60は、循環水流
路に循環水流を生起させるための攪拌器61を付帯させて
構成される。攪拌器61には、溶存酸素制御手段からの制
御信号によって回転を制御させるモーター62が搭載され
ている。また、オキシデーションディッチ60には、固液
分離手段からの活性汚泥を返送させるための汚泥返送路
が設置される。

【００７５】固液分離手段としては、前形態と同様に重
力濃縮式の最終沈殿池63が設置される。最終沈殿池63に
は、生物学的処理機能の維持を図るため、固液分離させ
た汚泥をオキシデーションディッチ60に返送させるため
の返送汚泥ポンプと、余剰汚泥を系外に移送するための
余剰汚泥ポンプとを付帯している。

【００７６】窒素濃度測定手段は、図２に係る窒素濃度
測定装置が用いられる。窒素濃度測定装置20は、前記被
処理水供給路から採水した被処理水の窒素濃度を測定し
た後、この測定値を演算処理するために溶存酸素制御手
段64に供給する。

【００７７】溶存酸素測定手段は、溶存酸素計38によっ
て図６中のオキシデーションディッチ60内反応液の好気
領域（主に斜線部）における溶存酸素濃度を測定し、こ
の値を演算処理するために溶存酸素制御手段64に供給す
る。

【００７８】溶存酸素制御手段64は、窒素濃度測定装置
20と溶存酸素計38から供給された測定値を格納し、この
値から演算を行い前記好気領域における硝化反応に必要
な空気供給量の調整を行う。すなわち、窒素濃度測定装
置20から供給された測定値から前記硝化反応に必要な溶
存酸素を算出し、この算出値が溶存酸素計38の測定値よ
り低ければ同領域の溶存酸素濃度を下げるように、また
前記算出値が前記測定値よりも高ければ同領域の溶存酸
素濃度を上げるようにモーターの回転を制御する。ま
た、溶存酸素制御手段64は、前記窒素濃度及び溶存酸素
濃度に関係なく、タイマーによりモーター61を運転させ
る機能も有する。

【００７９】被処理水は、図外の前処理手段の沈砂池や
最初沈殿池において夾雑物などが取り除かれた後、オキ
シデーションディッチ60に供給される。オキシデーショ
ンディッチ60内に供給された被処理水は、攪拌器61によ
って均一に攪拌されながらディッチ60内を循環し、共に
滞留する活性汚泥及び攪拌により液相中に供給された空
気と接触する。このとき、液相中に含まれる汚濁物質
（ＢＯＤ源、ＳＳ成分等）は、前記活性汚泥に吸着除去
されると同時に、更なる好気性微生物群による異化作用
及び同化作用を受けて一部は低分子化され、また同微生
物群の細胞内に分解吸収される。

【００８０】また、窒素成分は、好気領域（図６中の斜
線部領域）で活性化された硝化細菌群によって酸化され
て硝酸性窒素へと変換される。前記好気領域の溶存酸素
は、硝化脱窒処理機能維持のために、溶存酸素制御手段
64によって一定に調整される。さらに、嫌気領域（図６
中の斜線部以外の領域）において、脱窒菌群は、液相中
に含まれる有機物を、また自己の細胞内に蓄積した有機
物を、脱窒の水素供与体として利用し、液相中の窒素成
分を窒素ガスに変換して大気中へと除外させる。脱窒槽
51内の反応液は固液分離手段（最終沈殿池63）おいて固
液分離処理された後、分離された清澄な上澄水は処理水
として系外に移送される。（第５形態）本形態に係る排水処理方法及びその装置
は、生物学的排水処理手段の一つである回分式活性汚泥
法において、図２に係る窒素濃度測定手段を導入し、被
処理水中の窒素濃度を測定しながら生物反応系における
溶存酸素濃度と被処理水滞留時間の調整を図っている。

【００８１】図７（ａ）は、本形態に係る排水処理装置
システムの概要図である。当該処理装置システムは、回
分式活性汚泥処理手段、窒素濃度測定手段及び処理工程
制御手段から構成される。

【００８２】回分式活性汚泥処理手段は、回分槽70、攪
拌手段71、ブロワ72及び排水ポンプ73から構成される。

【００８３】窒素濃度測定手段は、図２に係る窒素濃度
測定装置が用いられる。窒素濃度測定装置20は、回分槽
70に供給される被処理水の窒素濃度を測定した後、この
測定値を演算処理するために処理工程制御手段75に供給
する。

【００８４】処理工程制御手段74は、予め設定された回
分処理工程（硝化工程、脱窒工程、固液分離工程、排出
工程）に基づき、攪拌手段71、ブロワ72及び排水ポンプ
73の運転停止を実行させるほか、窒素濃度測定装置20か
ら供給された測定値を格納し、この値から演算を行い硝
化工程及び脱窒工程の調整を行う。すなわち、測定した
窒素濃度の値から硝化反応に必要な時間を計算し、この
算出した時間だけ硝化工程において攪拌手段71とブロワ
72を稼動させる。また、測定された被処理水中の窒素濃
度が全部硝化されるとして、その窒素を全部脱窒できる
反応時間を計算し、この算出した時間だけ脱窒工程にお
いて攪拌手段71を稼動させ、ブロワ72を停止させる。

【００８５】被処理水は、図外の前処理手段の沈砂池や
最初沈殿池において夾雑物などが取り除かれた後、回分
槽70に供給される。回分槽70の工程は、一定量の被処理
水を受け入れて後、硝化工程、脱窒工程、固液分離工程
及び排出工程からなる処理工程に移行する。

【００８６】硝化工程において、被処理水は、攪拌手段
71によって均一に攪拌されながら、共に滞留する活性汚
泥及びブロワ72によって供給された空気と接触する。こ
のとき、液相中に含まれる汚濁物質（ＢＯＤ源、ＳＳ成
分等）は、前記活性汚泥に吸着除去されると同時に、好
気性微生物群による異化作用及び同化作用を受けて一部
は低分子化され、また同微生物群の細胞内に分解吸収さ
れる。また、液相中に含まれる窒素成分は、好気状態で
活性した硝化細菌群によって酸化されて硝酸性窒素へと
変換される。処理工程制御手段75によって定めたれた硝
化工程時間終了後、回分槽70は脱窒工程に移行する。

【００８７】脱窒工程において、硝化工程の反応液は攪
拌手段71のみによって攪拌される。このとき、嫌気状態
で活性化された脱窒菌群は、液相中に含まれる有機物
を、また自己の細胞内に蓄積した有機物を、脱窒の水素
供与体として利用し、液相中の窒素成分を窒素ガスに変
換して大気中へと除外させる。処理工程制御手段74によ
って定めたれた脱窒工程時間終了後、回分槽70は脱窒工
程に移行する。

【００８８】固液分離工程において、回分槽70内の反応
液は静置され、清澄な上澄水と濃縮汚泥とに固液分離さ
れる。前記硝化、脱窒工程において生成した余剰汚泥は
定期的に系外に搬出される。

【００８９】排出工程において、前記清澄な上澄水は、
処理水として排水ポンプ73によって系外に移送される。（第６形態）本形態に係る排水処理方法及びその装置
は、生物学的排水処理手段の一つである循環式硝化脱窒
法（二段式）において、図２に係る窒素濃度測定手段を
導入し、被処理水中の窒素濃度を測定しながら生物反応
系おける溶存酸素濃度と被処理水滞留時間の調整を図っ
ている。

【００９０】図８は、本形態に係る排水処理装置システ
ムの概要図である。当該処理装置システムは、第一硝化
脱窒手段、第二硝化脱窒手段、固液分離手段、被処理水
供給流量測定手段、窒素濃度測定手段、滞留時間制御手
段及び溶存酸素制御手段から構成される。

【００９１】第一硝化脱窒手段80は、脱窒槽80ａ、硝化
槽80ｂから構成され、硝化槽80ｂ内にはブロワ83から供
給された空気を散気させるための散気管が設置されてい
る。また、硝化槽80ｂには溶存酸素測定手段38が付帯さ
れる。さらに、第一硝化脱窒手段80には硝化槽80ｂの反
応液を脱窒槽80ａに循環返送させるための経路が付帯さ
れ、この経路に循環ポンプ84と循環液流量測定手段が設
置される。循環液流量測定手段は、前記反応液の循環流
量を循環液流量計36によって測定し、この値を演算処理
するために滞留時間制御手段37に供給する。

【００９２】第二硝化脱窒手段81は、脱窒槽81ａ、硝化
槽81ｂから構成され、硝化槽81ｂ内にはブロワ83から供
給された空気を散気させるための散気管が設置されてい
る。また、第二硝化脱窒手段81には硝化槽81ｂの反応液
を脱窒槽81ａに循環返送させるための経路が付帯され、
この経路に循環ポンプ85が設置される。

【００９３】固液分離手段は、清澄な上澄水（処理水）
と汚泥とに固液分離させる。同手段には、、生物学的処
理機能の維持を図るため、固液分離させた汚泥を脱窒槽
30に返送させるための返送汚泥ポンプと、余剰汚泥を系
外に移送するための余剰汚泥ポンプが付帯される。

【００９４】被処理水流量測定手段は、第一硝化脱窒手
段に供給される被処理水の流量を被処理水流量計35によ
って測定し、この値を演算処理するために滞留時間制御
手段87に供給する。前記被処理水流量計35は、脱窒槽80
ａに接続された被処理水供給路に設置される。

【００９５】窒素濃度測定手段は、図２に係る窒素濃度
測定装置20が用いられる。窒素濃度測定装置20は、第一
硝化脱窒手段に供給される被処理水の窒素濃度を測定し
た後、この測定値を演算処理するために滞留時間制御手
段37及び溶存酸素制御手段39に供給する。前記被処理水
流量計35と同様に、窒素濃度測定装置20も脱窒槽80ａに
接続された被処理水供給路に設置される。

【００９６】溶存酸素測定手段は、脱窒槽81ａ内に滞留
する反応液の溶存酸素濃度を溶存酸素計38によって測定
し、この値を演算処理するために溶存酸素制御手段88に
供給する。

【００９７】滞留時間制御手段87は、窒素濃度測定装置
20、被処理水流量計35及び循環液流量計36から供給され
た測定値を格納し、この値から演算を行い第一硝化脱窒
手段における被処理水滞留時間の調整を行う。例えば、
測定された被処理水中の窒素濃度が全部硝化されたとす
る。滞留時間制御手段87は、循環ポンプ85より脱窒槽80
ａに循環される硝化槽80ｂ反応液の濃度が流入窒素濃度
と等しいと考え、その窒素を全部脱窒させる反応時間を
計算する。すなわち、被処理水流量計35及び循環液流量
計36から供給した測定値から脱窒槽80ａでの滞留時間を
計算し、脱窒に必要な時間より滞留時間が短い場合は、
循環ポンプ85を制御して流量を少なくする。また、滞留
時間が長ければ、同ポンプ85を制御して流量を多くす
る。

【００９８】溶存酸素制御手段88は、窒素濃度測定装置
20及び溶存酸素計38から供給された測定値を格納し、こ
の値から演算を行い第一及び第二硝化脱窒手段における
空気供給量の調整を行う。すなわち、窒素濃度測定装置
20及び溶存酸素計38から供給された測定値から硝化反応
に必要な溶存酸素を算出し、この算出値より溶存酸素計
38の測定値が低ければ硝化槽42の溶存酸素を上げるよう
に、また前記測定値が前記算出値よりも高ければ同槽42
の溶存酸素を下げるようにブロワの運転を制御する。

【００９９】被処理水は、図外の前処理手段の沈砂池や
最初沈殿池において夾雑物などが取り除かれた後、第一
硝化脱窒手段80の脱窒槽80ａに供給される。脱窒槽80ａ
に供給された被処理水は、一定の滞留時間の下、嫌気状
態で活性された汚泥と接触する。このとき、被処理水中
に含まれる汚濁物質（ＢＯＤ源、ＳＳ等）は、前記活性
汚泥中に含まれる嫌気性微生物群の同化作用及び異化作
用によって一部は同微生物群の細胞内に分解吸収され一
部は低分子化され、さらに他の微生物群による分解作用
を受ける。前記活性汚泥中の好気性微生物群も、液相中
に溶存する酸素を利用し、被処理水中の汚濁物質の分解
除去を行う。また、被処理水中に含まれた窒素成分及び
前記微生物群による汚濁物質の分解により遊離した窒素
成分は、嫌気状態で活性化した脱窒菌群によって、一部
は同菌群の細胞内に吸収除去され一部は分子状窒素とし
て大気中へと除外される。脱窒槽80ａの反応液は、同手
段80の硝化槽80ｂへと移流する。

【０１００】硝化槽80ｂ内に供給された脱窒槽80ａの反
応液は、ブロワ83から供給された空気によって均一に攪
拌されながら、槽80ｂ内に滞留する活性汚泥と接触す
る。このとき、液相中に含まれる汚濁物質（ＢＯＤ源、
ＳＳ成分等）は、前記活性汚泥に吸着除去されると同時
に、好気性微生物群による異化作用及び同化作用を受け
て一部は低分子化され、同微生物群の細胞内に分解吸収
される。また、窒素成分は、好気状態で活性化された硝
化細菌群によって酸化されて硝酸性窒素へと変換され
る。硝化槽80ｂ内の溶存酸素は、硝化処理機能維持のた
めに、溶存酸素制御手段87によって一定に調整される。
硝化槽80ｂの反応液は、第二硝化脱窒手段81の硝化槽81
ａへと移流する。

【０１０１】脱窒槽81ａに供給された硝化槽80ｂの反応
液は、一定の滞留時間の下、嫌気状態で活性された汚泥
と接触する。このとき、液相中に含まれる汚濁物質（Ｂ
ＯＤ源、ＳＳ等）は、前記活性汚泥中に含まれる嫌気性
微生物群の同化作用及び異化作用によって一部は同微生
物群の細胞内に分解吸収され一部は低分子化され、さら
に他の微生物群による分解作用を受ける。前記活性汚泥
中の好気性微生物群も、液相中に溶存する酸素を利用
し、更なる汚濁物質の分解除去を行う。また、被処理水
中に含まれた窒素成分及び前記微生物群による汚濁物質
の分解により遊離した窒素成分は、嫌気状態で活性化し
た脱窒菌群によって、一部は同菌群の細胞内に吸収除去
され一部は分子状窒素として大気中へと除外される。脱
窒槽81ａの反応液は、同手段81の硝化槽81ｂへと移流す
る。

【０１０２】硝化槽81ｂ内に供給された脱窒槽81ａの反
応液は、ブロワ83から供給された空気によって均一に攪
拌されながら、槽81ｂ内に滞留する活性汚泥と接触す
る。液相中に含まれる汚濁物質（ＢＯＤ源、ＳＳ成分
等）は、硝化槽80ｂと同様に、前記活性汚泥に吸着除去
されると同時に、好気性微生物群による異化作用及び同
化作用を受けて一部は低分子化され、同微生物群の細胞
内に分解吸収される。また、窒素成分も、好気状態で活
性化された硝化細菌群によって酸化されて硝酸性窒素へ
と変換される。硝化槽81ｂ内の反応液は固液分離手段
（最終沈殿池82）おいて固液分離処理され、分離された
清澄な上澄水は処理水として系外に移送される。

【０１０３】硝化槽内の反応液中の窒素成分（特に、硝
酸性窒素）は、前記滞留時間制御手段86からの運転信号
によって作動した前記循環ポンプ84によって同槽80ｂ内
の反応液を定量的に脱窒槽80ａへ循環供給させること
で、前記窒素成分は効率よく除去される。尚、硝化槽81
ｂ内反応液も、適時、循環ポンプ85によって脱窒槽81ａ
に返送され、第二硝化脱窒手段における硝化脱窒機能は
促進維持される。（第７形態）本形態に係る排水処理方法及びその装置
は、生物学的排水処理手段の一つである循環式硝化脱窒
法（二段式）における第二硝化脱窒手段に対し、脱窒手
段と硝化手段の機能有する両用槽を具備させ、さらに図
２に係る窒素濃度測定手段を導入し、被処理水中の窒素
濃度を測定しながら生物反応系の溶存酸素濃度と被処理
水滞留時間の調整を図っている。

【０１０４】図９は、本形態に係る排水処理装置システ
ムの概要図である。当該処理装置システムは、第１脱窒
硝化手段、第２脱窒硝化手段、固液分離手段、被処理水
供給流量測定手段、窒素濃度測定手段及び滞留時間制御
手段から構成される。

【０１０５】第一硝化脱窒手段90は、脱窒槽90ａ、硝化
槽90ｂから構成され、硝化槽90ｂ内にはブロワ93から供
給された空気を散気させるための散気管が設置されてい
る。また、硝化槽90ｂには溶存酸素測定手段20が付帯さ
れる。さらに、同手段90には硝化槽90ｂの反応液を脱窒
槽90ａに循環返送させるための経路が付帯され、この経
路に循環ポンプ94が設置される。

【０１０６】第二硝化脱窒手段91は、脱窒槽91ａと硝化
槽91ｂの間に両用槽91ｃを具備させたことで構成され
る。この三槽91ａ,ｃ,ｂは、本形態においては、越流式
に連結されている。また、両用槽91ｃ及び硝化槽91ｂ内
には、ブロワ93から供給された空気を散気させるための
散気管が設置され、両用槽91ｃへの空気供給路には空気
供給バルブ95が付帯されている。さらに、同手段91に
は、硝化槽91ｂの反応液を脱窒槽91ａに循環返送させる
ための経路が設備され、この経路に循環ポンプ96と循環
液流量計36が付帯される。

【０１０７】固液分離手段としての最終沈殿槽92は、第
二硝化脱窒手段91の反応液を清澄な上澄水（処理水）と
汚泥とに固液分離させる。同手段には、生物学的処理機
能の維持を図るため、固液分離させた汚泥を脱窒槽90ａ
に返送させるための返送汚泥ポンプと、余剰汚泥を系外
に移送するための余剰汚泥ポンプが付帯される。

【０１０８】被処理水流量測定手段は、第一硝化脱窒手
段90に供給される被処理水の流量を被処理水流量計35に
よって測定し、この値を演算処理するために滞留時間制
御手段97に供給する。前記被処理水流量計35は、脱窒槽
90ａに接続された被処理水供給路に設置される。

【０１０９】窒素濃度測定手段は、図２に係る窒素濃度
測定装置20が用いられる。窒素濃度測定装置20は、第二
硝化脱窒手段の反応液の窒素濃度を測定した後、この測
定値を演算処理するために滞留時間制御手段97に供給す
る。

【０１１０】滞留時間制御手段97は、窒素濃度測定装置
20、被処理水流量計35及び循環液流量計36から供給され
た測定値を格納し、被処理水流量と循環液流量と反応槽
の大きさから現行の滞留時間を求め、さらに格納した前
記測定値から演算を行い、第二硝化脱窒手段91における
硝化反応に必要な被処理水滞留時間の調整を行う。すな
わち、窒素濃度から算出した滞留時間の計算値が現行の
滞留時間より長い場合、両用槽91ｃを硝化槽にするため
空気供給バルブ95を開けるように制御する。また、前記
計算値が現行の滞留時間より短い場合、両用槽91ｃを脱
窒槽にするため空気供給バルブ95を閉じるように制御す
る。さらに、同手段97は、循環ポンプ96の流量を調整
し、前記硝化反応に係る滞留時間を微調整させることも
可能である。

【０１１１】被処理水は、図外の前処理手段の沈砂池や
最初沈殿池において夾雑物などが取り除かれた後、第一
硝化脱窒手段90の脱窒槽90ａに供給される。脱窒槽90ａ
に供給された被処理水は、一定の滞留時間の下、嫌気状
態で活性化された汚泥と接触する。このとき、被処理水
中に含まれる汚濁物質（ＢＯＤ源、ＳＳ等）は、前記活
性汚泥中に含まれる嫌気性微生物群の同化作用及び異化
作用によって一部は同微生物群の細胞内に分解吸収され
一部は低分子化され、さらに他の微生物群による生物化
学的分解作用を受ける。前記活性汚泥中の好気性微生物
群も、液相中に溶存する酸素を利用し、被処理水中の汚
濁物質の分解除去を行う。また、被処理水中に含まれた
窒素成分及び前記微生物群による汚濁物質の分解により
遊離した窒素成分は、嫌気状態で活性化した脱窒菌群に
よって、一部は同菌群の細胞内に吸収除去され、一部は
分子状窒素として大気中へと除外される。脱窒槽90ａの
反応液は、同手段90の硝化槽90ｂへと移流する。

【０１１２】硝化槽90ｂ内に供給された脱窒槽90ａの反
応液は、ブロワ93から供給された空気によって均一に攪
拌されながら、90槽ｂ内に滞留する活性汚泥と接触す
る。このとき、液相中に含まれる汚濁物質（ＢＯＤ源、
ＳＳ成分等）は、前記活性汚泥に吸着除去されると同時
に、好気性微生物群による異化作用及び同化作用を受け
て一部は低分子化され、同微生物群の細胞内に分解吸収
される。また、窒素成分は、好気状態で活性化された硝
化細菌群によって酸化されて硝酸性窒素へと変換され
る。硝化槽90ｂ内の溶存酸素は、硝化処理機能維持のた
めに、溶存酸素制御手段97によって一定に調整される。
硝化槽90ｂの反応液は、第二硝化脱窒手段91の硝化槽91
ａへと移流する。

【０１１３】尚、硝化槽90ｂ内の反応液中の窒素成分
（特に、硝酸性窒素）は好気状態において脱窒作用を有
する脱窒菌群によって系外除去されるが、前記滞留時間
制御手段97からの運転信号によって作動した前記循環ポ
ンプ94によって同槽90ｂ内の反応液を定量的に脱窒槽90
ａへ循環供給させることで、前記窒素成分は効率よく除
去される。

【０１１４】脱窒槽91ａに供給された硝化槽90ｂの反応
液は、一定の滞留時間の下、嫌気状態で活性された汚泥
と接触する。このとき、液相中に含まれる汚濁物質（Ｂ
ＯＤ源、ＳＳ等）は、前記活性汚泥中に含まれる嫌気性
微生物群の同化作用及び異化作用によって一部は同微生
物群の細胞内に分解吸収され一部は低分子化され、さら
に他の微生物群による分解作用を受ける。前記活性汚泥
中の好気性微生物群も、液相中に溶存する酸素を利用
し、更なる汚濁物質の分解除去を行う。また、被処理水
中に含まれた窒素成分及び前記微生物群による汚濁物質
の分解により遊離した窒素成分は、嫌気状態で活性化し
た脱窒菌群によって、一部は同菌群の細胞内に吸収除去
され一部は分子状窒素として大気中へと除外される。脱
窒槽91ａの反応液は、両用槽91ｃへと移流する。

【０１１５】両用槽91ｃにおいては、滞留時間制御手段
97の制御により、同槽内の反応液の脱窒または硝化が促
進される。前述のように、硝化槽91ｂにおける現行の滞
留時間が硝化に必要な滞留時間よりも短い場合、両用槽
91ｃに対し空気が供給され硝化反応が促進される。その
後、両用槽91ｃ及び硝化槽91ｂにおける硝化滞留時間が
前記硝化に必要な滞留時間よりも長くなった場合、両用
槽91ｃへの空気供給は遮断され脱窒反応が促進される。
さらに、滞留時間制御手段97の制御による循環ポンプ96
による滞留時間の微調整によって第二硝化脱窒手段にお
ける硝化脱窒機能は促進維持される。

【０１１６】硝化槽91ｂ内に供給された両用槽91ｃの反
応液は、ブロワ93から供給された空気によって均一に攪
拌されながら、槽91ｂ内に滞留する活性汚泥と接触す
る。液相中に含まれる汚濁物質（ＢＯＤ源、ＳＳ成分
等）は、硝化槽90ｂと同様に、前記活性汚泥に吸着除去
されると同時に、好気性微生物群による異化作用及び同
化作用を受けて一部は低分子化されて同微生物群の細胞
内に分解吸収される。また、窒素成分も、好気状態で活
性化された硝化細菌群によって酸化されて硝酸性窒素へ
と変換される。硝化槽91ｂ内の反応液は固液分離手段
（最終沈殿池92）おいて固液分離処理され、分離された
清澄な上澄水は処理水として系外に移送される。

【０１１７】

【発明の効果】本発明に係る排水処理方法及びその装置
によれば、生物学的排水処理工程を備えた排水処理シス
テムにおいて、オゾンの酸化力と光触媒の酸化還元力と
をした組み合せた窒素濃度測定手段の導入によって、従
来の窒素濃度測定法よりも効率的かつ迅速な測定が可能
になり、被処理水及び生物反応系における溶存酸素濃
度、窒素濃度に応じて、処理機能を維持させながら、被
処理水中に含まれる窒素やその他の汚濁物質を効率良く
除去させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】オゾン光触媒併用処理による河川水中の窒素濃
度変化を示した特性図。

【図２】本発明に係る窒素濃度測定装置システム概要
図。

【図３】第１形態に係る処理装置システム概要図。

【図４】第２形態に係る処理装置システム概要図。

【図５】第３形態に係る処理装置システム概要図。

【図６】第４形態に係る処理装置システム概要図。

【図７】（ａ）は第５形態に係る処理装置システム概要
図、（ｂ）は第５形態に係る処理工程の説明図。

【図８】第６形態に係る処理装置システム概要図。

【図９】第７形態に係る処理装置システム概要図。

【図１０】一般的な生物学的窒素除去装置システム（循
環変法）の概要図。

【符号の説明】

20…本発明に係る窒素濃度測定装置 21…オゾン光触媒反応部 22…濾過装置 23…反応槽 24…ブラックライト 25…安定器 26…オゾン発生器 28…排オゾン処理装置 29…検出部 30、51、80ａ、81ａ、90ａ、91ａ…脱窒槽 31、80ｂ、81ｂ、90ｂ、91ｂ…硝化槽 31ａ…第一室、31ｂ…第二室、31ｃ…第三室 32、72、83、93…ブロワ 33、43、52、63、82、92…最終沈殿池 34、84、85、94、96…循環ポンプ 35…被処理水流量計 36…循環液流量計 37、86、97…滞留時間制御手段 38…溶存酸素計 39、87…溶存酸素制御手段 40…嫌気槽 41…無酸素槽 42、50…硝化槽 53…移送ポンプ 54…移送流量計 60…オキシデーションディッチ 61…攪拌器 62…モーター 64…溶存酸素制御手段 70…回分槽 71…攪拌手段 73…排水ポンプ 74…処理工程制御手段 80、90…第一硝化脱窒手段 81、91…第二硝化脱窒手段 95…空気供給バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤茂雄東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内Ｆターム(参考） 4D028 BB01 BB03 BC14 BC18 BD11 BD16 CA09 CC01 CC07 CD02 CE01 4D029 AA01 AB06 BB04 BB10 DD03 4D040 BB02 BB05 BB07 BB52 BB57 BB65 BB91

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生物学的処理工程を備えた排水処理方法
において、前記生物学的処理工程に供給される被処理水
または同工程の反応液を、一定波長の光の下で、オゾン
ガス及び光触媒と接触させて液相中に含まれる窒素成分
を硝酸性窒素に変換し、この硝酸性窒素の濃度から演算
によって液相中に含まれる窒素濃度を算出した後、更に
この算出値から演算によって同工程に必要な溶存酸素濃
度または被処理水滞留時間を算出し、この値に基づき同
工程における溶存酸素または被処理水滞留時間の制御を
行うことを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】前記生物学的処理工程は、循環式硝化脱
窒方法を採用していることを特徴とする請求項１記載の
排水処理方法。
【請求項３】前記生物学的処理工程は、嫌気−無酸素
−好気活性汚泥処理方法を採用していることを特徴とす
る請求項１記載の排水処理方法。
【請求項４】前記生物学的処理工程は、内生脱窒法を
採用していることを特徴とする請求項１記載の排水処理
方法。
【請求項５】前記生物学的処理工程は、オキシデーシ
ョンディッチ法を採用していることを特徴とする請求項
１記載の排水処理方法。
【請求項６】前記生物学的処理工程は、回分式活性汚
泥法を採用していることを特徴とする請求項１記載の排
水処理方法。
【請求項７】前記循環式硝化脱窒法は、単段型または
二段型であることを特徴とする請求項２記載の排水処理
方法。
【請求項８】被処理水に含まれる汚濁物質を生物学的
に分解除去させる生物学的処理手段を備えた排水処理装
置において、前記生物学的処理手段に供給される被処理
水または同手段における反応液と、オゾンガスとが供給
され、これらを一定波長の光の下で光触媒と接触させる
オゾン光触媒反応部と、前記オゾン光触媒反応部の反応
液が供給され、この反応液中に含まれる硝酸性窒素の濃
度を測定した後、この測定値から演算によって前記被処
理水若しくは前記生物学的処理手段の反応液の窒素濃度
を算出する検出部とからなる窒素濃度測定手段を具備さ
せたことを特徴とする排水処理装置。
【請求項９】前記生物学的処理手段は、被処理水と硝
化槽内反応液とが供給される脱窒槽と、前記脱窒槽内反
応液と空気とが供給される硝化槽とからなる硝化脱窒手
段であって、さらに、被処理水流量、前記窒素濃度測定
手段から供給された被処理水の窒素濃度及び前記硝化槽
内反応液の前記脱窒槽への循環流量の測定値を格納し、
この格納した値から演算によって前記生物学的処理手段
において必要な被処理水の滞留時間を算出した後、この
算出値に基づいて前記循環液流量の調整を行う滞留時間
制御手段と、前記窒素濃度と前記硝化槽内反応液の溶存
酸素濃度の測定値を格納し、この格納した値から演算に
よって前記生物学的処理手段において必要な溶存酸素濃
度を算出した後、この算出値に基づいて前記硝化槽にお
ける空気供給の調整を行う溶存酸素制御手段とを具備さ
せたことを特徴とする請求項８記載の排水処理装置。
【請求項１０】前記生物学的処理手段は、被処理水が
供給される嫌気槽と、前記嫌気槽内反応液と硝化槽内反
応液とが供給される無酸素槽と、前記無酸素槽内反応液
と空気が供給される硝化槽とからなる嫌気好気処理手段
であって、さらに、被処理水流量、前記窒素濃度測定手
段から供給された前記嫌気槽内反応液の窒素濃度及び前
記硝化槽内反応液の前記無酸素槽への循環流量の測定値
を格納し、この格納した値から演算によって前記生物学
的処理手段において必要な被処理水の滞留時間を算出し
た後、この算出値に基づいて前記循環液流量の調整を行
う滞留時間制御手段と、前記窒素濃度と前記硝化槽内反
応液の溶存酸素濃度の測定値を格納し、この格納した値
から演算によって前記生物学的処理手段において必要な
溶存酸素濃度を算出した後、この算出値に基づいて前記
硝化槽における空気供給の調整を行う溶存酸素制御手段
とを具備させたことを特徴とする請求項８記載の排水処
理装置。
【請求項１１】前記生物学的処理手段は、被処理水と
空気とが供給される硝化槽と、前記硝化槽内反応液が供
給される脱窒槽とからなる内生脱窒手段であって、さら
に、被処理水流量、前記窒素濃度測定手段から供給され
た被処理水の窒素濃度及び前記硝化槽反応液の前記脱窒
槽への移送流量の測定値を格納し、この格納した値から
演算によって前記生物学的処理手段において必要な被処
理水の滞留時間を算出した後、この算出値に基づいて前
記移送流量の調整を行う滞留時間制御手段と、前記窒素
濃度測定手段から供給された被処理水の窒素濃度と前記
硝化槽内反応液の溶存酸素濃度の測定値を格納し、この
格納した値から演算によって前記生物学的処理手段にお
いて必要な溶存酸素濃度を算出した後、この算出値に基
づいて前記硝化槽における空気供給の調整を行う溶存酸
素制御手段とを具備させたことを特徴とする請求項８記
載の排水処理装置。
【請求項１２】前記生物学的処理手段は、被処理水が
供給され、攪拌手段を付帯したオキシデーションディッ
チであって、さらに、前記窒素濃度測定手段から供給さ
れた被処理水の窒素濃度と前記オキシデーションディッ
チ内反応液の溶存酸素濃度の測定値を格納し、この格納
した値から演算によって前記生物学的処理手段において
必要な溶存酸素濃度を算出した後、この算出値に基づい
て前記攪拌手段による前記反応液の攪拌の制御を行う溶
存酸素制御手段を具備させたことを特徴とする請求項８
記載の排水処理装置。
【請求項１３】前記生物学的処理手段は、被処理水が
供給され、処理工程が硝化工程と、脱窒工程と、固液分
離工程と、排出工程とからなる回分式活性汚泥処理手段
であって、さらに、前記窒素濃度測定手段から供給され
た被処理水の窒素濃度測定値を格納し、この格納した値
から演算によって前記硝化工程及び脱窒工程における必
要な工程時間を算出した後、この算出値に基づいて前記
硝化工程及び脱窒工程時間の調整を行う処理工程制御手
段を具備させたことを特徴とする請求項８記載の排水処
理装置。
【請求項１４】前記生物学的処理手段は、被処理水と
第一硝化槽内反応液とが供給される第一脱窒槽と、前記
第一脱窒槽内反応液と空気とが供給される第一硝化槽と
からなる第一硝化脱窒手段と、前記第一硝化槽内反応液
と第二硝化槽内反応液とが供給される第二脱窒槽と、前
記第二脱窒槽内反応液及び空気が供給される第二硝化槽
とからなる第二硝化脱窒手段とからなる二段型硝化脱窒
手段であって、さらに、被処理水流量、前記窒素濃度測
定手段から供給された被処理水の窒素濃度及び前記第一
硝化槽内反応液の前記第一脱窒槽への循環流量の測定値
を格納し、この格納した値から演算によって前記生物学
的処理手段において必要な被処理水の滞留時間を算出し
た後、この算出値に基づいて前記反応液循環流量の調整
を行う滞留時間制御手段と、前記窒素濃度測定手段から
供給された被処理水の窒素濃度と前記硝化槽内反応液の
溶存酸素濃度の測定値を格納し、この格納した値から演
算によって前記生物学的処理手段において必要な溶存酸
素濃度を算出した後、この算出値に基づいて前記第一及
び第二硝化槽における空気供給の調整を行う溶存酸素制
御手段とを具備させたことを特徴とする請求項８記載の
排水処理装置。
【請求項１５】前記生物学的処理手段は、前記第一及
び第二硝化脱窒手段からなる二段型硝化脱窒手段であっ
て、前記第二硝化脱窒手段において、前記第一硝化脱窒
手段の第一硝化槽反応液と空気が供給され、かつ脱窒ま
たは硝化処理させた同反応液を前記第二硝化脱窒手段の
第二硝化槽に供給させる両用槽を具備させ、さらに、被
処理水流量、前記窒素濃度測定手段から供給された前記
第一硝化槽内反応液の窒素濃度及び前記第二硝化槽内反
応液の前記第二脱窒槽への循環流量の測定値を格納し、
この格納した値から演算によって前記第二硝化脱窒手段
における硝化処理に必要な被処理水の滞留時間を算出し
た後、この算出値に基づいて前記両用槽における硝化ま
たは脱窒を促進させる滞留時間制御手段を具備させたこ
とを特徴とする請求項８記載の排水処理装置。
【請求項１６】前記一定波長の光は、310〜410ｎｍと
することを特徴とする請求項８〜15記載の排水処理装
置。
【請求項１７】前記光触媒は、前記オゾン光触媒反応
部内において固定または流動させながら、被処理水と接
触させることを特徴とする請求項８〜16記載の排水処理
装置。