JP2002159993A - 硝酸イオン除去処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理水の流入量、流動状態、流動速度、水
温、粘度、浮遊懸濁物量或いは共存イオン等の外的要因
による影響を抑え、また、脱窒反応以外で硫黄が酸化さ
れるのを防げて脱窒機能を効率よく発揮可能な硝酸イオ
ン除去処理装置を構成する。 【解決手段】 独立栄養性硫黄酸化脱窒細菌による脱窒
方法を適用するもので、硫黄含有濾材Ｓによる濾材床１
０を槽内に備えると共に、被処理水Ｗ_１を槽内に送り込
む給水配管系１１を濾材床１０より下方の槽下部に配設
し、処理水Ｗ_２を槽外に送り出す排水配管系１２を濾材
床１０より上方の槽上部に配設し、被処理水Ｗ_１を濾材
床１０の下方から上方に向けて流動させる上向流方式の
水処理槽１３として構成し、濾材床１０の床底と相対し
床底の面積内に点在する複数の吐水穴１１ｂを分散給水
用として設けた給水配管系１１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農業廃水、工業廃
水、家庭廃水等から硝酸イオンを除去するのに好適な独
立栄養性硫黄酸化脱窒細菌による脱窒方法を適用する硝
酸イオン除去処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種廃水中の硝酸イオンに起因する環境
汚染を防止するべく、これに対応する種々の処理方法が
開発されている。その硝酸イオンを除去処理する方法を
例示すると、独立栄養性硫黄酸化脱窒細菌を用いる独立
栄養性脱窒法と、従属栄養性脱窒細菌を用いる従属栄養
性脱窒法とが挙げられる。このうち、前者は後者と異な
り定量的なメタノール添加等の煩雑でコストの嵩む維持
が不要なところから各方面で注目されている。

【０００３】特に、硫黄と炭酸カルシウム含有物質との
混合組成物（特開平１１−２８５３７７号，特開２００
０−９３９９７号）を脱窒基質とする硫黄酸化脱窒細菌
を用いる硝酸イオン除去処理方法は、脱窒機能を十分に
発揮できると共に、装置としてもメンテナンスの容易さ
や操作の簡便性および安価に確実な脱窒処理を実現でき
るという点で優れている。

【０００４】しかしながら、独立栄養性硫黄酸化脱窒細
菌を用いる硫黄と炭酸カルシウム含有物質との混合組成
物による脱窒では、固体表面における硝酸イオンから窒
素ガスへの変換反応に基づいて機能を発揮するため、被
処理水の流入量、流動状態、流動速度、水温、粘度、浮
遊懸濁物量或いは共存イオン等の外的要因によっては窒
素ガスが脱窒基質である固体表面に同時多量に付着し易
くなり、また、被処理水中に溶存酸素量の多い場合には
硫黄が脱窒とは無関係に酸化されて脱窒効率が低下する
ことがある。

【０００５】その窒素ガスが気泡として脱窒基質の表面
に多量に付着した場合には、固体脱窒基質の表面更新機
能が低下し、硝酸イオンから窒素ガスへの変換反応が鈍
化することによる脱窒効率の低下が見られることがあ
る。

【０００６】従来、脱窒処理装置としては、図１３で示
すように給水管１並びに排出管２を処理槽３の上部側に
設けると共に、水面内の高さを交互に違えて複数枚の整
流板４ａ，４ｂ…を処理槽３の槽内に配置し、廃水Ｗを
整流板４ａ，４ｂ…で蛇行させて槽内を流動させること
により槽内に沈降する活性汚泥Ｄを巻き上げて内液を攪
拌混合するものが提案されている（特開平１１―１０４
６８９号）。

【０００７】この脱窒処理装置は、従属栄養性脱窒、特
に活性汚泥法による脱窒に適し、硫黄含有物質を濾材と
した独立栄養性脱窒には被処理水と濾材との接触効率の
点から適さない。

【０００８】上述した脱窒処理装置の他に、図１４で示
すように複数枚の整流板４ａ，４ｂ…を処理槽３の槽内
に備える硫黄含有濾材Ｓによる濾材床の内部に位置させ
て取り付け、被処理水Ｗを濾材床の床内を通過させるこ
とにより独立栄養性脱窒に適用し得るものも提案されて
いる。

【０００９】この脱窒処理装置において、上述した硫黄
とアルカリ性物質との混合組成物と独立栄養性硫黄酸化
脱窒細菌とからなる脱窒方法を用いる場合には、反応効
率を高める必要から整流板を可能な限り多く配置しなけ
ればならず、また、被処理水が水面で何度も大気と接触
することにより溶存酸素量が増加し、脱窒反応以外で硫
黄が酸化され、結果的に脱窒効率が低下してしまうこと
になる。

【００１０】それに加えて、例えば養液栽培排水のよう
に天候や作物の生育ステージにより日々の排水量が一定
の範囲をもって大幅に変動すると、別途に大容量の排液
貯留容器を配置するか、細かな人的制御か自動制御によ
る対応が必要となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、被処理水の
流入量、流動状態、流動速度、水温、粘度、浮遊懸濁物
量或いは共存イオン等の外的要因による影響を抑え、ま
た、脱窒反応以外で硫黄が酸化されるのを防いで脱窒機
能を効率よく発揮可能な硝酸イオン除去処理装置を提供
することを目的とする。

【００１２】また、本発明は日々の排水量が大幅に変動
するものでも、その処理速度の高効率化及び安定化に寄
与可能な硝酸イオン除去処理装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
硝酸イオン除去処理装置においては、独立栄養性硫黄酸
化脱窒細菌による脱窒方法を適用するもので、粒状また
は塊状の硫黄含有濾材による濾材床を槽内に備えると共
に、被処理水を槽内に送り込む給水配管系を濾材床より
下方の槽下部に配設し、且つ、濾材床による処理水を槽
外に送り出す排水配管系を濾材床より上方の槽上部に配
設し、被処理水を濾材床の下方から上方に向けて流動さ
せる上向流方式の水処理槽として構成されている。

【００１４】本発明の請求項２に係る硝酸イオン除去処
理装置においては、濾材床の床底と相対し、且つ、該床
底の面積内に点在する複数の吐水穴を被処理水の分散給
水用として槽内配管に設けた給水配管系を備え付けるこ
とにより構成されている。

【００１５】本発明の請求項３に係る硝酸イオン除去処
理装置においては、管上端が開口し、処理水の流出穴を
管上端寄りの周側面に設けた溢流管を処理水の排出調節
用として濾材床より上方の槽内に立ち上げた排水配管系
を備え付けることにより構成されている。

【００１６】本発明の請求項４に係る硝酸イオン除去処
理装置においては、硫黄とアルカリ性物質との混合組成
物からなる濾材床を槽内に備え付け、硫黄とアルカリ性
物質との混合組成物の粒子間にある被処理水の酸化還元
電位及びまたは槽内の酸化還元電位を０ｍＶ〜−３００
ｍＶに設定することにより構成されている。

【００１７】本発明の請求項５に係る硝酸イオン除去処
理装置においては、濾材床の最上部と被処理水または処
理水の水面との間の距離を３０ｍｍ以上に設定すること
により構成されている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、主に、図１〜図３の実施の
形態に基づいて説明すると、図示の硝酸イオン除去処理
装置は、独立栄養性硫黄酸化脱窒細菌を用いる硫黄含有
濾材Ｓによる濾材床１０を槽内に備えると共に、被処理
水Ｗ_１を槽内に送り込む給水配管系１１を濾材床１０よ
り下方の槽下部に配設し、且つ、処理水Ｗ_２を槽外に送
り出す排水配管系１２を濾材床１０より上方の槽上部に
配設することにより、被処理水Ｗ_１を濾材床１０の下方
から上方に向けて流動させる上向流方式の水処理槽１３
として構成されている。

【００１９】その硫黄含有濾材Ｓには、硫黄とアルカリ
性物質との混合組成物を用いるのが最も適している。こ
の濾材Ｓは、硫黄と炭酸カルシウムを主成分とする物質
（アルカリ性物質）とが共存する粒状物または塊状物を
独立栄養性硫黄酸化脱窒細菌の脱窒基質とする。その脱
窒基質は、硫黄とアルカリ性物質とを混合した後にまた
は混合しつつ硫黄を加熱溶融して冷却固化し、この固形
物を破砕し或いは造粒することにより得られる（特開平
１１−２８５３７７号）。

【００２０】また、硫黄とアルカリ性物質とを主組成物
に、微細孔隙を有する物質を共存させて脱窒基質とでき
る（特開２０００−９３９９７号）。その微細孔隙物質
には、珪藻土、珪藻土焼成物、凝灰岩、坑火石、パーラ
イト、真珠岩、有孔隙セラミック、レンガ、ＡＬＣ、軽
石、ポゾラン、シラス、シラスバルーン、膨張頁岩焼成
物、アタバルジャイト、セピオライト、クリストバライ
ト、セリライト、酸性白土、イライト等の鉱産物または
加工物が用いられ、或いは木炭、ヤシガラ炭、籾殻燻
炭、石炭、竹炭、活性炭等の炭化物が用いられる。

【００２１】その脱窒基質の組成物には、例えば各種の
岩石粉末や土壌またはロックウール等の第三成分を混合
できる。アルカリ性物質としては、炭酸カルシウムを含
まない、例えば鉄鋼スラグや軽量気泡コンクリート破砕
物のようなものでもよい。独立栄養性硫黄酸化細菌につ
いても特に制限されず、一般自然界に存在する硫黄酸化
脱窒菌（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｄｅｎｉｔｒｉｆ
ｉｃａｎｓ）等が用いられる。

【００２２】その硫黄含有濾材Ｓは、粒状または塊状の
もので槽内に沈積させて濾材床１０を形成する。但し、
硫黄とアルカリ性物質との混合組成物の使用量や使用粒
径、槽内における充填厚さ等については特に制限されな
い。

【００２３】その濾材床１０は、硫黄含有濾材Ｓを槽底
に充填沈積するか或いは被処理水の通過可能な有穴二重
管（容器）やエキスパンドメタル等による受け底１４を
槽内に設け、また、必要に応じて槽内水温維持装置（図
示せず）を槽底部に設けて硫黄含有濾材Ｓを受け底１４
の槽内側に沈積収容することにより備え付けられる。

【００２４】給水配管系１１並びに排水配管系１２は、
水処理槽１３の内外に連通する丸管状のパイプ部材を側
壁に取り付けることにより配設できる。水処理槽１３
は、設置効率の関係上、図２ａで示す円筒体形状乃至は
図２ｂで示す直方体形状のもので蓋や扉等で開閉可能な
準密閉構造に構成するのが望ましい。但し、脱窒された
窒素ガスの放出口は任意に確保されるものとする。水処
理槽１３の直径や高さ、材質や肉厚等は特に制限される
ものではなく、被処理水の種類や量、排出頻度等に応じ
て自由に設計できる。

【００２５】このように構成する硝酸イオン除去処理装
置は、農業廃水、工業廃水、家庭廃水等の排出源と直結
させ若しくは貯留槽を介して廃水を導入させるよう設置
し、また、排出源，貯留槽と高低差による重力で若しく
はポンプによる圧送で廃水を導入するよう設置できる。

【００２６】その廃水、即ち、被処理水Ｗ_１は槽下部に
配設した給水配管系１１より槽内に送り込まれ、濾材床
１０の下部側から槽内を上方に流動する。この流動途上
では、独立栄養性硫黄酸化脱窒細菌の存在の下、被処理
水Ｗ_１が硫黄含有濾材Ｓの固体表面を接触通過すること
により、硫黄含有濾材Ｓの固体表面における硝酸イオン
から窒素ガスへの変換反応に基づく脱窒機能を十分に発
揮できる。

【００２７】また、被処理水Ｗ_１を下方から上方へと流
す上向流方式を適用し、種々の無機性廃水が濾材床１０
を通過することにより、硝酸イオンを除去処理するもの
であるため、被処理水の流入量、流動状態、流動速度、
水温、粘度、浮遊懸濁物量あるいは共存イオン等の外的
要因による影響を受け難く、窒素ガスが脱窒基質である
固体表面に同時大量に付着するのも防げ、新たな溶存酸
素の増加も抑制でき、硫黄が脱窒とは無関係に酸化され
ないところから脱窒効率を向上できる。

【００２８】その処理水Ｗ_２は、硝酸イオンの除去また
は低減された濾材床１０の排水として濾材床１０より上
方の槽上部に配設した排水配管系１２から槽外に送り出
せばよい。これにより、各種廃水中の硝酸イオンに起因
する環境汚染の防止に大きく寄与できる。

【００２９】上述した給水配管系１１には槽内配管１１
ａを設け、濾材床１０の床底と相対し、且つ、床底の面
積内に点在する複数の吐水穴１１ｂ，１１ｂ…を被処理
水Ｗ _１分散給水用として槽内配管１１ａに設けた配管系
を備え付けるとよい。この槽内配管１１ａでは、被処理
水Ｗ_１を複数の吐水穴１１ｂ，１１ｂ…より槽内に広く
分散させて濾材床１０に効率よく供給通過させられる。
なお、有穴の受け底１４を槽内配管１１ａ並びに吐水穴
１１ｂ，１１ｂ…に代えることにより、槽内配管１１ａ
並びに吐水穴１１ｂ，１１ｂ…省略することもできる。

【００３０】その槽内配管１１ａは、水処理槽１３の槽
形状に合わせて、図２ａで示すように中空な円盤状体に
形成し、また、図２ｂで示すように中空な四角盤状体に
形成できる。その他に、後述する如く各種の形状乃至は
構造に形成できる。

【００３１】排水配管系１２には、図３で示すように管
上端が開口し、処理水Ｗ_２の流出穴１２ｂ，１２ｂ…を
管上端寄りの周側面で縦方向に複数並べて設けたものを
処理水Ｗ_２の溢流管１２ａとして排水調整用に濾材床１
０より上方の槽内に立ち上げたものを備え付けるとよ
い。その溢流管１２ａは、管下端を閉塞するもので、処
理水Ｗ_２を流出穴１２ｂ，１２ｂ…から徐々に流出す
る。これにより、被処理水Ｗ_１の滞留時間を長く取れて
被処理水Ｗ_１を硫黄含有濾材Ｓに効果的に作用させられ
る。なお、被処理水Ｗ_１の滞留時間の調節は、必要に応
じて防水テープ等を流出穴１２ｂ，１２ｂ…に貼り付け
る等で容易に行える。

【００３２】その溢流管１２ａでは、管上端が開口して
いるため、水処理槽１３の容量を超える被処理水が短時
間に導入されても、硝酸イオンが低減された処理水Ｗ_２
を濾材床１０の排水として管上端より送り出せ、水位セ
ンサや電磁弁、更には人的管理なしで被処理水の導入量
変動に対応できる。

【００３３】その溢流管１２ａについては、排出調節用
として流出穴１２ｂ，１２ｂ…の分布範囲は限定される
が、穴形状、径、数並びに管の直径や設置部位、長さ、
材質や肉厚等は制限がなく、被処理水の種類や量、排出
頻度等に応じて設計できる。また、この溢流管１２ａと
共に、図４で示すように水処理槽１３の容積を平面横長
なものとして大きく確保する如く水処理槽１３の構造に
よっても被処理水の滞留時間や導入量の変動に対応する
よう設計できる。

【００３４】上述した実施の形態において、硫黄とアル
カリ性物質との混合組成物でなる硫黄含有濾材を用いる
ときには、硫黄とアルカリ性物質との混合組成物の粒子
間にある被処理水の酸化還元電位及びまたは槽内の酸化
還元電位（Ｅｈ）を０ｍＶ〜−３００ｍＶ、好ましくは
−５０ｍＶ〜−２５０ｍＶに設定するとよい。これによ
り、硫黄脱窒に適した環境が得られる。

【００３５】詳しくは、Ｅｈが−５０ｍＶより高い（プ
ラス側）と還元条件が不十分であり、更には０ｍＶより
プラス側になると酸化条件となり、硫黄が硫黄酸化細菌
により脱窒以外で無駄に酸化されてしまう。一方、Ｅｈ
が−３００ｍＶを越えて低い（マイナス側）と、特に−
５００ｍＶより低い場合は強還元雰囲気となり、硫化鉄
が硫黄含有濾材Ｓの表面に沈着する場合がある。

【００３６】その良好なＥｈの条件を得るため、濾材床
１０の表面高さと被処理水Ｗ_１または処理水Ｗ_２の水面
高さとの距離を少なくとも３０ｍｍ以上確保することも
必要である。これにより、硫黄脱窒に適した環境が確実
に得られる。

【００３７】以上、本発明の主要な実施の形態について
説明したが、給水配管系１１には、以下に述べる形状乃
至は構造の槽内配管１１ａが設けられる。この変形例と
しては、円筒体または四角筒体でなる水処理槽１３の平
面形状に応じて形状は異なるが、その両者の共通型のも
のが挙げられる。

【００３８】その変形例としては、図５で示すような根
元管１１ｃから複数の分岐管が輪状に延びる輪型、図６
で示すような根元管１１ｃから渦巻状に連続する渦巻
型、図７で示すような根元管１１ｃから複数の枝が延び
る分岐型、図８で示すような枝が根元管の近くから複数
延びるフォーク型、図９で示すような複数の枝が根元管
１１ｃより並行に延びる櫛形、図１０で示すような根元
管１１ｃから蛇行に連続する蛇行型、図１１で示すよう
な根元管１１ｃから環状に伸びるリング型、図１２で示
すような根元管１１ｃから網目状に張り出す網目型が挙
げられる。

【００３９】なお、被処理水Ｗ_１の給水配管系１１並び
に処理水Ｗ_２の排水配管系１２は１系列の被処理水導入
及び処理水排出の装置形状を示したが、例えば各装置形
状の縮尺を変えて、２つの装置を並列に並べたもの、対
称形状に並べたもの、或いは３つ以上を並べるものでも
構成できる。この場合、被処理水Ｗ_１の給水配管系及び
処理水Ｗ_２の排水配管系は１台の処理装置において複数
設けてもよい。

【００４０】本発明の上述した硝酸イオン除去処理装置
の有効性を確認するべく、図１４で示す装置と共に、次
の実験を行った。本発明並びに図１４の各装置におい
て、容量の異なる数種の水処理槽を備え、粒径：５〜２
０ｍｍの硫黄・炭酸カルシウム混合組成物：７０ｋｇを
装填し、硝酸性窒素：約２００ｍｇ／Ｌの被処理水（養
液栽培廃水）を水温：２０〜３０℃、流速：１４０Ｌ／
日で通水し、硝酸性窒素除去処理状況の経時変化を検査
した。

【００４１】

【実施例１】図１の装置において、容量：１００Ｌの直
方体処理槽を備えて通水し、硝酸性窒素除去処理状況の
経時変化を確認したところ、硫黄・炭酸カルシウム混合
組成物の粒子間に窒素ガスの著しい停滞もなく、脱窒処
理開始後半年経過しても処理水中に残存する硝酸性窒素
濃度は５ｍｇ／Ｌ程度に留まった。

【００４２】

【比較例１】図１４の装置において、容量：１００Ｌの
直方体処理槽を備えて通水したところ、脱窒処理開始後
約２週間で、硫黄・炭酸カルシウム混合組成物の粒子間
に窒素ガスの停滞が著しくなり、処理水の硝酸性窒素濃
度も初期脱窒盛期の５ｍｇ／Ｌから徐々に増加し始め、
処理開始後５週間目には処理水中の硝酸性窒素濃度は約
１００ｍｇ／Ｌとなった。

【００４３】また、処理開始後５週間目には脱窒率がほ
ぼ５０％にまで低下したにも拘らず、副産生成された硫
酸イオン量は初期脱窒盛期の約２０％の低減に留まっ
た。この硫酸イオンは瞬時に中和されるので問題はない
が、装置における複数の水面から供給される溶存酸素が
脱窒効率の低下を招いていた。

【００４４】

【実施例２】図４の溢流管を設置した装置において、容
量：５００Ｌの直方体処理槽を備え、被処理水を流速５
０〜６００Ｌ／日の範囲で通水し、硝酸性窒素除去処理
状況の経時変化を確認したところ、脱窒処理開始後１４
日以降、流速：６００Ｌ／日の場合においても、処理水
の硝酸性窒素濃度は平均５ｍｇ／Ｌ程度まで低減され
た。

【００４５】

【比較例２】図１４の溢流管を設置しない装置におい
て、容量：５００Ｌの直方体処理槽を備え、粒径５〜２
０ｍｍの硫黄・炭酸カルシウム混合組成物３００Ｋｇを
充填し、被処理水を流速：５０〜６００Ｌ／日の範囲で
通水し、硝酸性窒素除去処理状況の経時変化を確認した
ところ、脱窒処理開始後１４日以降、流速４５０Ｌ／日
以上の場合において処理水の硝酸性窒素濃度は平均約５
０ｍｇ／Ｌであった。これは、通水が４５０Ｌ／日以上
の場合に、処理水排出口から未処理水も同時に流出し、
被処理水の装置内における滞留時間が短かったことによ
る。なお、流速：３００Ｌ／日以下では、処理水の硝酸
性窒素濃度は５ｍｇ／Ｌ以下に程度まで低減された。

【００４６】また、本発明並びに図１４の各装置におい
て、容量：１００Ｌの水処理槽を備え、粒径：５〜２０
ｍｍの硫黄・炭酸カルシウム混合組成物：５０ｋｇを装
填し、濾材床の最上部から被処理水はたは処理水の水面
間距離を変え、硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素の合量とし
て約１４ｍｇ／Ｌの被処理水（単独浄化槽処理水＝し尿
処理水、塩素消毒済み水）を水温：１２〜１６℃、流
速：２５０〜３００Ｌ／日で通水し、硝酸性窒素及び亜
硝酸性窒素の除去処理状況の経時変化を確認した。

【００４７】

【実施例３】図３の装置において、濾材床の最上部から
処理水の水面間距離を４００ｍｍとした円筒体処理槽を
備えて通水したところ、脱窒処理水中に残存する硝酸性
窒素及び亜硝酸性窒素濃度は合量で０〜０．４ｍｇ／Ｌ
であった。また、副産生成された硫酸イオン量は被処理
水中の約３３〜４０ｍｇ／Ｌに対し、処理水中でも６７
〜９６ｍｇ／Ｌに留まった。このときの硫黄・炭酸カル
シウム混合組成物粒子間の被処理水酸化還元電位は、平
均で約−１８０ｍＶであった。なお、副産生成された硫
酸イオンは、硫黄・炭酸カルシウム混合組成物により瞬
時に中和されるので問題はない。

【００４８】

【比較例３】図１４の装置において、濾材床の最上部か
ら被処理水及び処理水の水面間距離を０〜２０ｍｍとし
た直方体処理槽を備えて通水したところ、脱窒処理水中
に残存する硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素濃度は合量で約
５〜１０ｍｇ／Ｌ残存していた。また、副産生成された
硫酸イオン量は被処理水中の約３３〜４０ｍｇ／Ｌに対
し、処理水中では６０〜８７ｍｇ／Ｌであった。このと
きの硫黄・炭酸カルシウム混合組成物粒子間の被処理水
酸化還元電位は、平均で約＋２０ｍＶであった。なお、
副産生成された硫酸イオンは硫黄・炭酸カルシウム混合
組成物により瞬時に中和されるので問題はないが、複数
の水面から供給される溶存酸素が脱窒効率の低下を招い
ていた。

【００４９】

【発明の効果】以上の如く、本発明の請求項１に係る硝
酸イオン除去処理装置に依れば、独立栄養性硫黄酸化脱
窒細菌による脱窒方法を適用するもので、粒状または塊
状の硫黄含有濾材による濾材床を槽内に、被処理水を濾
材床の下方から上方に向けて流動させる上向流方式の水
処理槽として構成することにより、硫黄含有濾材の固体
表面における硝酸イオンから窒素ガスへの変換反応に基
づく脱窒機能を十分に発揮でき、また、被処理水の流入
量、流動状態、流動速度、水温、粘度、浮遊懸濁物量或
いは共存イオン等の外的要因による影響を受け難く、窒
素ガスが脱窒基質である固体表面に同時多量に付着する
のも防げ、新たな溶存酸素の増加も抑制できて、硫黄が
脱窒とは無関係に酸化されないことから脱窒効率を向上
できる。

【００５０】本発明の請求項２に係る硝酸イオン除去処
理装置に依れば、濾材床の床底と相対し、且つ、該床底
の面積内に点在する複数の吐水穴を被処理水の分散給水
用として槽内配管に設けた給水配管系を備え付けること
により、被処理水を複数の吐水孔より槽内に広く分散さ
せて濾材床に効率よく供給通過させられる。

【００５１】本発明の請求項３に係る硝酸イオン除去処
理装置に依れば、管上端が開口し、処理水の流出穴を管
上端寄りの周側面に設けた溢流管を排出調節用として濾
材床より上方の槽内に立ち上げた排水配管系を備え付け
ることにより、被処理水の滞留時間を合理的に調節で
き、被処理水を硫黄含有濾材に効果的に作用させられる
と共に、多量の被処理水が短時間に導入されても管上端
の開口部より無理なく排出できる。

【００５２】本発明の請求項４に係る硝酸イオン除去処
理装置に依れば、硫黄とアルカリ性物質との混合組成物
でなる濾材床を槽内に備え付け、硫黄とアルカリ性物質
との混合組成物の粒子間にある被処理水の酸化還元電位
及びまたは槽内の酸化還元電位を０ｍＶ〜−３００ｍＶ
に設定することにより、硫黄が硫黄酸化細菌により無駄
に消費されるのを防ぐことができ、また、強還元雰囲気
となるのも防げて濾材表面への硫化鉄等の沈着も防止で
きるため、硫黄脱窒に適した環境が得られる。

【００５３】本発明の請求項５に係る硝酸イオン除去処
理装置に依れば、濾材床の最上部と被処理水または処理
水の水面との間の距離を３０ｍｍ以上に設定することに
より、硫黄脱窒に適した環境が確実に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の基本形
態を示す説明図である。

【図２ａ】図１の硝酸イオン除去処理装置で装備可能な
水処理槽の一例を横断面で示す説明図である。

【図２ｂ】図１の硝酸イオン除去処理装置で装備可能な
水処理槽の別例を横断面で示す説明図である。

【図３ａ】本発明の好適な実施例で円筒体処理槽を備え
る硝酸イオン除去処理装置を示す説明図である。

【図３ｂ】図３ａの硝酸イオン除去処理を横断面で示す
説明図である。

【図４ａ】本発明の好適な実施例で四角筒体処理槽を備
える硝酸イオン除去処理装置を示す説明図である。

【図４ｂ】図４ａの硝酸イオン除去処理を横断面で示す
説明図である。

【図５ａ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる円筒体処理槽用の輪型槽内配管を示
す説明図である。

【図５ｂ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる四角筒体処理槽用の輪型槽内配管を
示す説明図である。

【図６ａ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる円筒体処理槽用の渦巻型槽内配管を
示す説明図である。

【図６ｂ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる四角筒体処理槽用の渦巻型槽内配管
を示す説明図である。

【図７ａ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる円筒体処理槽用の分岐型槽内配管を
示す説明図である。

【図７ｂ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる四角筒体処理槽用の分岐型槽内配管
を示す説明図である。

【図８ａ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる円筒体処理槽用のフォーク型槽内配
管を示す説明図である。

【図８ｂ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる四角筒体処理槽用のフォーク型槽内
配管を示す説明図である。

【図９ａ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる円筒体処理槽用の櫛型槽内配管を示
す説明図である。

【図９ｂ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給水
配管系に設けられる四角筒体処理槽用の櫛型槽内配管を
示す説明図である。

【図１０ａ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給
水配管系に設けられる円筒体処理槽用の蛇行型槽内配管
を示す説明図である。

【図１０ｂ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給
水配管系に設けられる四角筒体処理槽用の蛇行型槽内配
管を示す説明図である。

【図１１ａ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給
水配管系に設けられる円筒体処理槽用のリング型槽内配
管を示す説明図である。

【図１１ｂ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給
水配管系に設けられる四角筒体処理槽用のリング型槽内
配管を示す説明図である。

【図１２ａ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給
水配管系に設けられる円筒体処理槽用の網目型槽内配管
を示す説明図である。

【図１２ｂ】本発明に係る硝酸イオン除去処理装置の給
水配管系に設けられる四角筒体処理槽用の網目型槽内配
管を示す説明図である。

【図１３】従来例に係る脱窒処理装置を示す説明図であ
る。

【図１４】従来の別例に係る脱窒処理装置を示す説明図
である。

【符号の説明】

Ｗ_１ 被処理水 Ｗ_２ 処理水 Ｓ 硫黄含有濾材 １０ 濾材床 １１ 給水配管系 １１ａ 給水配管系の槽内配管 １１ｂ 槽内配管の吐水穴 １２ 排水配管系 １２ａ 排水配管系の溢流管 １２ｂ 溢流管の排水穴 １３ 水処理槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 郡司 知訓 埼玉県秩父郡荒川村上田野351−１ 株式 会社ニッチツ粉体技術研究所内 (72)発明者 谷田貝 敦 埼玉県秩父郡荒川村上田野351−１ 株式 会社ニッチツ粉体技術研究所内 Ｆターム(参考） 4D040 AA04 AA34 DD03 DD31

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 独立栄養性硫黄酸化脱窒細菌による脱窒
   方法を適用する硝酸イオン除去処理装置であって、粒状
   または塊状の硫黄含有濾材からなる濾材床を槽内に備え
   ると共に、被処理水を槽内に送り込む給水配管系を濾材
   床より下方の槽下部に配設し、且つ、濾材床による処理
   水を槽外に送り出す排水配管系を濾材床より上方の槽上
   部に配設し、被処理水を濾材床の下方から上方に向けて
   流動させる上向流方式の水処理槽として構成したことを
   特徴とする硝酸イオン除去処理装置。
2. 【請求項２】 濾材床の床底と相対し、且つ、該床底の
   面積内に点在する複数の吐水穴を被処理水の分散給水用
   として槽内配管に設けた給水配管系を備え付けてなるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の硝酸イオン除去処理装
   置。
3. 【請求項３】 管上端が開口し、処理水の流出穴を管上
   端寄りの周側面に設けた溢流管を処理水の排出調節用と
   して濾材床より上方の槽内に立ち上げた排水配管系を備
   え付けてなることを特徴とする請求項１または２に記載
   の硝酸イオン除去処理装置。
4. 【請求項４】 硫黄とアルカリ性物質との混合組成物か
   らなる濾材床を槽内に備え付け、硫黄とアルカリ性物質
   との混合組成物の粒子間にある被処理水の酸化還元電位
   及びまたは槽内の酸化還元電位を０ｍＶ〜−３００ｍＶ
   に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載の硝酸イオン除去処理装置。
5. 【請求項５】 濾材床の最上部と被処理水または処理水
   の水面との間の距離を３０ｍｍ以上に設定したことを特
   徴とする請求項４に記載の硝酸イオン除去処理装置。