JP2002346593A

JP2002346593A - 脱窒方法および装置

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Publication number: JP2002346593A
Application number: JP2001152366A
Authority: JP
Inventors: Rei Imashiro; 麗今城
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2002-12-03
Anticipated expiration: 2021-05-22
Also published as: JP4224951B2

Abstract

(57)【要約】【課題】独立栄養性脱窒微生物を利用して排液中の窒
素を効率的に除去することができる脱窒方法および装置
を提供する。【解決手段】アンモニアおよび亜硝酸性窒素を含有す
る排液を脱窒槽の下部から脱窒槽内へ供給する排液の供
給工程と、脱窒槽内で排液を生物学的に処理する生物学
的処理工程と、処理液を脱窒槽の上部から排出する排出
工程とを有する脱窒方法である。脱窒槽では、アンモニ
アを電子供与体とし、かつ亜硝酸を電子受容体として脱
窒反応を行う独立栄養性脱窒微生物のグラニュールによ
り脱窒が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンモニア性窒素
を電子供与体とし、かつ亜硝酸性窒素を電子受容体とし
て反応させて窒素ガスを生成させる独立栄養性脱窒微生
物を利用した脱窒方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】排液中に含まれるアンモニア性窒素は河
川、湖沼および海洋などにおける富栄養化の原因物質の
一つであり、排液処理工程で効率的に除去する必要があ
る。一般に、排液中のアンモニア性窒素は硝化工程と脱
窒工程の２段階の生物反応によって窒素ガスにまで分解
される。具体的には、硝化工程でアンモニア性窒素がア
ンモニア酸化細菌によって亜硝酸性窒素に酸化され、こ
の亜硝酸性窒素が亜硝酸酸化細菌によって硝酸性窒素に
酸化される。次に脱窒工程でこれらの亜硝酸性窒素およ
び硝酸性窒素が従属栄養性細菌である脱窒菌により、有
機物を電子供与体として利用しながら窒素ガスにまで分
解される。例えば、特開平７−２９００８号や特開平１
０−６６９９４号にその具体的方法が開示されている。

【０００３】このような従属栄養性の脱窒菌を利用する
従来の生物学的窒素除去では、脱窒工程において電子供
与体としてメタノールなどの有機物を多量に必要とし、
また硝化工程では多量の酸素が必要である。このため、
従来の生物学的窒素除去はランニングコストが高い。

【０００４】ところで近年、独立栄養性の脱窒微生物群
を利用した新しい脱窒方法が知られている（Ｍｉｃｒｏ
ｂｉｏｌｏｇｙ１４２（１９９６），ｐ２１８７−２
１９６）。この方法では、アンモニア性窒素を電子供与
体、亜硝酸性窒素を電子受容体とする独立栄養性微生物
を利用し、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを反応さ
せて脱窒する。この方法は有機物の添加は不要であるた
め、従属栄養性微生物の場合と比べてコストを低減でき
る。また独立栄養性の微生物は収率が低く、汚泥の発生
量が従属栄養性微生物と比較すると著しく少ないので、
余剰汚泥の発生量を抑えることができる。さらに、従来
の硝化脱窒で観察されるＮ₂Ｏの発生がなく、環境に対
する負荷を低減できる。

【０００５】しかし独立栄養性の微生物を用いて排液を
処理するには、さまざまな問題点がある。例えば、独立
栄養性の脱窒微生物は収率が低い分、増殖速度も低い。
したがって長期にわたる処理においては、この微生物を
処理槽内に保持する工夫が必要である。またこの微生物
を用いた場合、高濃度の汚泥を集積するには長時間を必
要とする。さらにこの微生物は酸素に対する感受性が高
く、低濃度の酸素でも阻害を受けて脱窒活性が低下す
る。また高濃度の亜硝酸によっても同様に阻害を受け
る。

【０００６】そこで微生物の槽内滞留時間を長くするた
め、微生物を担体に担持させる等、微生物を生物膜とし
て生育させることが試みられている。例えばＷａｔｅｒ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．８，ｐ１９
５５−９６２，１９９７）には、焼結グラスビーズを担
体とした流動床反応装置であって、亜硝酸濃度を下げる
ために反応器上部の嫌気水を循環する技術が開示されて
いる。しかし、上記担体は直径が３〜５ｍｍの焼結グラ
スビーズであるため、次のような問題点がある。１）リアクター容積あたりの汚泥保持量が少ない。これ
は付着する汚泥量は担体の表面積に比例するためであ
る。容積当たりの汚泥保持量をさらに高くするために
は、担体の径はより小さい方が好ましい。２）肥大化した生物膜が剥離した場合、剥離した微生物
が反応器外に排出されるため、反応器内の汚泥量は担体
の表面積に付着しうる汚泥量より増えることはない。３）肥大化した生物膜が剥離しない場合、微生物が付着
した担体が浮上・流出することがある。大量に流出した
場合、槽内に保持される生物量が減少するために、脱窒
処理に支障をきたす。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、独立
栄養性脱窒微生物を利用して排液中の窒素を効率的に除
去することができる脱窒方法および装置を提供すること
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は次の排液の脱窒
方法および装置である。（１）アンモニアおよび亜硝酸性窒素を含有する排液
を脱窒槽の下部から脱窒槽内へ供給する排液の供給工程
と、脱窒槽内においてアンモニアを電子供与体とし、か
つ亜硝酸を電子受容体として脱窒反応を行う独立栄養性
脱窒微生物のグラニュールと前記排液を接触させて生物
学的に脱窒処理する生物学的処理工程と、処理液を脱窒
槽の上部から排出する排出工程とを有する排液の脱窒方
法。（２）処理液の少なくとも一部を、脱窒槽の下部から
脱窒槽内へ供給する循環工程を有する上記（１）記載の
脱窒方法。（３）独立栄養性脱窒微生物のグラニュールの核を、
供給工程前に脱窒槽内に充填する核充填工程と、核が充
填された脱窒槽内へ独立栄養性脱窒微生物を含有する液
を供給し、核の表面に独立栄養性脱窒微生物を増殖さ
せ、独立栄養性脱窒微生物のグラニュールを形成するグ
ラニュール形成工程とを有する上記（１）または（２）
記載の脱窒方法。（４）核がメタン菌グラニュールである上記（３）記
載の脱窒方法。（５）核が従属栄養性脱窒菌グラニュールである上記
（３）記載の脱窒方法。（６）核が粒径５０〜２００μｍで、かつ平均比重
１．０１〜２．５の担体である上記（３）記載の脱窒方
法。（７）脱窒槽と、アンモニアおよび亜硝酸性窒素を含
有する排液を脱窒槽の下部へ供給する供給路と、脱窒槽
の上部から処理液を排出する処理液排出路とを有し、脱
窒槽内にはアンモニアを電子供与体とし、かつ亜硝酸を
電子受容体として脱窒反応を行う独立栄養性脱窒微生物
のグラニュールが充填されている脱窒装置。（８）処理液の少なくとも一部を脱窒槽の下部へと循
環させる循環路を有する上記（７）記載の脱窒装置。

【０００９】本発明の脱窒方法では、排液の供給工程に
おいて、アンモニアおよび亜硝酸性窒素を含有する排液
を脱窒槽の下部から脱窒槽内へ供給する。そして生物学
的処理工程において脱窒槽内で排液を生物学的に脱窒処
理する。さらに、排出工程において処理液を脱窒槽の上
部から排出する。脱窒槽内では、アンモニアを電子供与
体とし、かつ亜硝酸を電子受容体として脱窒反応を行う
独立栄養性脱窒微生物のグラニュールが保持されてお
り、生物学的処理工程としてアンモニア性窒素および亜
硝酸性窒素を含む排液を嫌気状態で独立栄養性脱窒微生
物のグラニュールと接触させて脱窒処理が行われる。脱
窒処理においては、溶存酸素、有機物等の阻害物質は実
質的に存在しない系で処理を行うのが好ましい。

【００１０】本発明の脱窒装置には、脱窒槽と、アンモ
ニアおよび亜硝酸性窒素を含有する排液を脱窒槽の下部
へと供給する供給路と、脱窒槽の上部から処理液を排出
する処理液排出路を設けることができる。このとき、脱
窒槽内にはアンモニアを電子供与体とし、かつ亜硝酸を
電子受容体として脱窒反応を行う独立栄養性脱窒微生物
のグラニュールが充填される。脱窒槽は従来公知のもの
を使用できる。また脱窒槽の下部に散水口を設け、供給
路がこの散水口に連絡するようにもできる。処理液排出
路には、脱窒微生物のグラニュールと処理水と発生ガス
とを分離する分離装置を設けてもよい。さらに、本発明
の脱窒装置においては、排出した処理液の少なくとも一
部を脱窒槽の下部へと循環させる循環路を有することが
好ましい。

【００１１】本発明において処理の対象となる被処理液
である排液はアンモニア性窒素および亜硝酸性窒素を含
む液である。排液は、有機物および有機性窒素を含んで
いてもよいが、これらは脱窒処理前に予めアンモニア性
窒素になる程度まで分解しておくことが好ましい。排液
は無機物を含んでいてもよい。また排液はアンモニア性
窒素を含む液と亜硝酸性窒素を含む液を混合したもので
あってもよい。具体的には、アンモニア性窒素を含む液
をアンモニア酸化微生物の存在下に好気性処理を行い、
アンモニア性窒素の一部、好ましくはその１／２を亜硝
酸に部分酸化したものを排液として脱窒処理に供するこ
とができる。

【００１２】一般的には、排液として下水、し尿、嫌気
性消化脱離液等のアンモニア性窒素、有機性窒素および
有機物を含む排液が処理対象となる場合が多い。この場
合、これらを好気性または嫌気性処理して有機物を分解
し、有機性窒素をアンモニア性窒素に分解し、さらに部
分亜硝酸化を行った液を本発明の脱窒処理に供すること
が好ましい。具体的には、アンモニア性窒素と亜硝酸性
窒素の割合はモル比でアンモニア性窒素１に対して亜硝
酸性窒素０．５〜２、好ましくは１〜１．５とするのが
好ましい。排液中のアンモニア性窒素および亜硝酸性窒
素の濃度はそれぞれ５〜１０００ｍｇ／Ｌ、５〜２００
ｍｇ／Ｌであることが好ましいが、処理水を循環して希
釈すればこの限りではない。

【００１３】本発明で脱窒に用いる微生物は、アンモニ
ア性窒素を電子供与体とし、亜硝酸性窒素を電子受容体
として反応させて窒素ガスを生成させる独立栄養性の脱
窒微生物である。このような微生物は、汚泥中にアンモ
ニア性窒素と亜硝酸性窒素を含み、有機物および酸素を
実質的に含まない排液を供給して嫌気状態に維持するこ
とにより、自然発生的に増殖させることができる。この
ような系では有機物を分解する有機物分解菌や、亜硝酸
を硝酸化する硝酸生成菌、あるいは硝酸と有機物を反応
させて脱窒する従属栄養性の脱窒菌は増殖せず、上記の
独立栄養性の脱窒微生物が優勢となる。

【００１４】本発明においては、独立栄養性の脱窒微生
物はグラニュール状で使用される。ここでグラニュール
は、平均粒径が０．２５〜３ｍｍ、好ましくは０．２５
〜２ｍｍ程度、平均比重が１．０１〜２．５、好ましく
は１．１〜２．０であることが望ましい。グラニュール
の粒度が小さいほど比表面積が大きくなるので、高い汚
泥濃度を維持し、脱窒処理を効率よく行う点で好まし
い。

【００１５】グラニュールは、脱窒性微生物自身の密な
フロックを形成する特性を用い、上記のような方法によ
って増殖させ、自己造粒させることにより得ることがで
きる。ただし、微生物自身のみでグラニュールを形成す
るには比較的長期間を要するので、核を添加して得られ
る脱窒性微生物のグラニュールを使用することもでき
る。具体的には、核となる物質を添加し、その核の周り
に脱窒性微生物の生物膜を形成させることにより付着さ
せたグラニュールなどである。核として、例えば微生物
グラニュールや非生物的な担体をあげることができる。

【００１６】核として用いられる微生物グラニュールと
しては、メタン菌グラニュール等の嫌気性微生物や従属
栄養性脱窒菌グラニュールをあげることができる。メタ
ン菌グラニュールは、ＵＡＳＢ（ＵｐｆｌｏｗＡｎａ
ｅｒｏｂｉｃＳｌｕｄｇｅＢｌａｎｋｅｔ；上向流嫌
気性スラッジブランケット）法もしくはＥＧＳＢ（Ｅｘ
ｐａｎｄｅｄＧｒａｎｕｌａｒＳｌｕｄｇｅＢｅ
ｄ；膨張粒状汚泥床）法でメタン発酵が行われているメ
タン発酵槽で使用されているものを適用できる。また従
属栄養性脱窒菌グラニュールは、ＵＡＳＢまたはＥＧＳ
Ｂ等の通常の脱窒槽で利用されるものを適用できる。こ
れらはグラニュールをそのままの状態、またはその破砕
物を担体として適用できる。独立栄養性の脱窒微生物は
このような微生物グラニュールに付着しやすく、脱窒微
生物のグラニュールの形成に要する時間が短縮される。
また、核として非生物的な材料を用いる場合よりも経済
的である。

【００１７】核として用いられる非生物的な担体として
は、粒径５０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１００μ
ｍで、かつ平均比重１．０１〜２．５、好ましくは１．
１〜２．０の担体をあげることができる。例えば、活性
炭、ゼオライト、ケイ砂、ケイソウ土、焼成セラミッ
ク、イオン交換樹脂等をあげることができる。これらの
中では活性炭、ゼオライトが好ましい。

【００１８】このような核に脱窒微生物を担持させてグ
ラニュールを形成するには、アンモニア性窒素および亜
硝酸性窒素を含む液中で独立栄養性の脱窒微生物汚泥を
増殖させる系、あるいはこれにより増殖した汚泥を用い
て脱窒処理を行う系に核を投入して処理を行い、核の周
りに脱窒微生物が付着してグラニュールを形成する方法
があげられる。具体的には、核充填工程において核を脱
窒槽内に充填する。そして、グラニュール形成工程にお
いて核が充填された脱窒槽内へ独立栄養性脱窒微生物を
含有する液を供給し、核の表面に独立栄養性脱窒微生物
を増殖させることができる。

【００１９】本発明においては、槽内に微生物を高濃度
に保持するために独立栄養性脱窒微生物のグラニュール
を固定床として用いることもできるが、グラニュールと
の接触頻度を高めるために、流動床として用いることが
好ましい。脱窒槽のグラニュールの充填量は固定床状態
に保つ場合で１０〜９０容量％、流動床状態を保つ場合
は１０〜７５容量％程度とすることができる。グラニュ
ールで流動床を形成するには排液を循環して上向流で通
液することができる。この場合、循環工程として、排出
工程の処理液の少なくとも一部を脱窒槽の下部から脱窒
槽内へ供給して、排液と混合して上向流で通液させるこ
とができる。このように上向流で処理した処理液を、脱
窒槽の下部から槽内へ供給させることによって処理液を
循環させることにより、槽内へ流入する亜硝酸性窒素が
希釈される。その結果、槽内の亜硝酸性窒素濃度を、脱
窒処理や独立栄養性脱窒微生物の発育に阻害を与える濃
度より低く保つことができる。また、上向流速を大きく
することができるため、排液とグラニュールとの接触頻
度が高くなり、槽内のグラニュールに排液を均一に接触
させる効果もある。流動床の場合、排液と循環水の混合
比は、混合後の亜硝酸性窒素濃度が１０〜３００ｍｇ−
Ｎ／Ｌ、好ましくは１０〜１００ｍｇ−Ｎ／Ｌとなるよ
うに設定する。グラニュールの展開率は１〜３容量倍、
好ましくは１．１〜２容量倍とすることができる。

【００２０】上記のようにして脱窒処理を行うと、独立
栄養性脱窒微生物に排液中のアンモニア性窒素および亜
硝酸性窒素が吸収され、生物学的に反応して窒素ガスに
転換され脱窒される。このとき独立栄養性脱窒微生物は
グラニュールであるため、従来の浮遊型で微生物を保持
する方法と比較して、槽内の汚泥の密度が局部的に大き
くなる、すなわち、微生物が密集して存在する。微生物
が密集することにより生物膜中に酸素濃度勾配が生じ、
生物膜の内部ではアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の共
存および完全嫌気性という独立栄養性脱窒微生物に適し
た環境が保たれる。内部の嫌気性は、外部から酸素の混
入があっても保たれる。その結果、グラニュールは活性
の高い状態で保持され、汚泥量あたりの窒素除去能力は
高く保たれる。このように本発明の脱窒方法において
は、酸素による阻害を防止できるので、従来の浮遊型や
生物膜厚が小さい場合と比較して、窒素除去能力が低下
することがなく、効率よく処理を行うことができる。

【００２１】上記の反応により生成する処理水は担持汚
泥と分離することにより取り出される。流動床の場合は
上向流で通水するだけで容易に分離することができる。
微生物は増殖速度が遅いので、通常は排出の必要はない
が、大量に付着しすぎると、処理中に剥離して処理水と
ともに流出するので必要により後処理として固液分離を
行うことも可能である。上記の脱窒処理を行った処理液
はそのまま排出することができるが、脱窒反応の過程で
硝酸性窒素が生成する場合があるので、この場合には従
来の従属栄養性脱窒微生物を利用する脱窒処理を行うこ
とができる。

【００２２】なお、上記の処理において脱窒微生物のグ
ラニュールが肥大化した場合、それらを粉砕することが
好ましい。粉砕後のグラニュールは、担体などの核など
を添加する必要はなく、そのまま脱窒槽内へ戻すことが
できる。粉砕の手段としては、カッター付きポンプや撹
拌機などの機械的手段や、超音波による手段を採用でき
る。また、槽内に浮上したグラニュールは連続的に回収
して粉砕してもよく、あるいは処理系外に回収した後、
まとめて粉砕する処理を断続的に行うことができる。粉
砕されたグラニュールは脱窒槽内へと戻され、脱窒処理
に供される。

【００２３】

【発明の効果】本発明の脱窒方法によれば、独立栄養性
脱窒微生物はグラニュールとして脱窒槽内に保持された
状態で脱窒処理が行われるため、効率的に排液中の窒素
を除去することができる。すなわち微生物をグラニュー
ル状にさせることにより、容積あたりの微生物濃度が高
まり、リアクターの容積を小さくすることができる。ま
た、グラニュールを用いて生物膜の厚さを厚くし、溶存
酸素等の阻害性物質に対する耐性を高めることができ
る。その結果、汚泥量あたりの脱窒活性を高めることが
できる。また脱窒処理中において厳密な酸素除去も不要
になる。さらに、上向流で脱窒処理を行うと、排液とグ
ラニュールとの接触頻度が高くなり、排液をグラニュー
ルに均一に接触させることができるので、脱窒効率が高
くなる。また処理水を再度槽内へ循環させることによ
り、槽内の亜硝酸性窒素濃度を所定濃度以下に維持でき
る。したがって微生物による処理が阻害を受けにくい。

【００２４】本発明の脱窒装置によれば、独立栄養性脱
窒微生物はグラニュールとして脱窒槽内に保持している
ので、効率的に排液中の窒素を除去することができる。
またこの脱窒装置においては厳密な酸素除去の必要がな
いため、従来と比較して簡素化できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は実施形態の脱窒装置を示すフロ
ー図である。図１において、１は脱窒装置、２は脱窒槽
である。

【００２６】脱窒装置１では、脱窒槽２の下部に、独立
栄養性脱窒微生物含有液の供給路Ｌ ₁と排液供給路Ｌ₂と
が循環路Ｌ₄を介して連絡している。脱窒槽２の上部か
ら、処理液排出路Ｌ₃が延びている。また、脱窒槽２の
上部にはガスセパレーター３が設けられており、ガスセ
パレーター３からガス排出路Ｌ₅が延びている。処理液
排出路Ｌ₃からは循環路Ｌ₄が延びて、脱窒槽２の下部に
連絡している。

【００２７】脱窒装置１を用いた脱窒処理について述べ
る。まず、脱窒槽２内に破砕したメタン菌グラニュール
を充填率３０〜５０％で充填する。その後、独立栄養性
脱窒微生物含有液を供給路Ｌ₁から、排液を排液供給路
Ｌ₂から脱窒槽２内へ供給する。処理液は脱窒槽２の上
部から処理液排出路Ｌ₃から系外へと排出する。また処
理液の一部は、処理液排出路Ｌ₃から延びる循環路Ｌ₄を
介して、脱窒槽２の下部から脱窒槽２内へと循環供給さ
れる。なお、処理液はガスセパレーター３の下部から引
き抜いて、脱窒槽２の下部へ供給して循環させてもよ
い。

【００２８】この脱窒方法においては、最初に脱窒槽２
内に充填されていたメタン菌グラニュールが核となり、
後に脱窒槽２内へ供給される独立栄養性脱窒微生物がそ
の核の周りに付着してグラニュール４を形成する。脱窒
槽２では循環液路Ｌ₄を通して液を循環し、上向流通液
して脱窒微生物のグラニュール４の流動床を形成するこ
とにより、排液とグラニュール４の接触頻度を大きくし
て脱窒反応を効率よく行う。ここでは酸素、有機物を実
質的に供給しないように嫌気状態に維持する。独立栄養
性脱窒微生物の作用によりアンモニア性窒素と亜硝酸性
窒素が反応して窒素ガスが生成し、脱窒処理が行われ
る。

【００２９】なお上記実施の形態においては排液を直接
脱窒槽２へ供給しているが、亜硝酸性窒素を含まない排
液の場合、排液を亜硝酸化した後脱窒処理することが好
ましい。この場合、排液を亜硝酸化槽へ供給し、亜硝酸
化槽内へ空気を供給して曝気し、槽内のアンモニア酸化
菌の作用によりアンモニア性窒素を部分的に亜硝酸化す
る。そして、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素の割合が
好ましい値の範囲内になるように処理し、脱窒処理へ供
する。

【００３０】また上記実施の形態において、独立栄養性
脱窒微生物の核としてメタン菌グラニュールの代わりに
粒径５０〜２００μｍの活性炭やゼオライトを用いるこ
とができる。この場合、排液の供給前において予め独立
栄養性脱窒微生物を槽内へ供給し、グラニュールを形成
することが好ましい。

【００３１】処理液は、その後、後脱窒処理に供するこ
ともできる。例えば、メタノール等の基質と汚泥とを混
合し、従属栄養性の脱窒菌の作用により脱窒槽２で生成
する硝酸性窒素を窒素ガスに転換して後脱窒してもよ
い。後脱窒後、処理液は固液分離装置へと導入され固液
分離処理されてもよい。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実施例１脱窒−硝化プロセスにより生物学的窒素除去を行ってい
る工場排液処理場の汚泥を植種汚泥として用いた。嫌気
性条件下でアンモニアと亜硝酸を含む無機培地中で回分
培養により独立栄養性脱窒微生物が存在することを確認
し、約１年半集積した汚泥を試験に供した。

【００３３】独立栄養性脱窒微生物の核として、高濃度
有機排液を処理していたメタン菌を家庭用ジューサーミ
キサーで破砕し、粒径０．２５〜１．２５ｍｍ、平均比
重１．１のメタン菌グラニュールを用いた。図１に示す
脱窒装置を用いて脱窒処理を行った。脱窒槽は内径１０
０ｍｍ、容積６．４Ｌで上部にガスセパレーターを有す
る。

【００３４】上記のようにして用意したメタン菌グラニ
ュールを脱窒槽内に充填率２５％（容積）で充填した。
排液および独立栄養性脱窒微生物の含有液を脱窒槽の下
部から注入し、処理水は脱窒槽の上部から排出した。処
理水の一部を引き抜いて排液と独立栄養性脱窒微生物の
含有液と混合し、脱窒槽の下部から供給することによっ
て、処理液を循環させた。排液の流入速度は１５０〜８
５０ｍＬ／ｈとした。独立栄養性脱窒微生物含有液は１
〜１００ｍｇＭＬＳＳ／Ｌの濃度で、５０〜５００ｍＬ
／ｈの速度で添加した。循環流速は上向流速が０．５〜
１．５ｍ／ｈとなるように調整した。

【００３５】表１に示す培地を排液として脱窒槽へ注入
する前に窒素曝気により溶存酸素を除去して０．０ｍｇ
／Ｌ以下として、ｐＨは７．５に調整した。アンモニア
窒素濃度、亜硝酸性窒素濃度は実験期間中５０〜３００
ｍｇＮ／Ｌの範囲で変更した。アンモニアおよび亜硝酸
の除去速度の経日変化を図２に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】図２の結果からわかるように、運転開始か
ら約５０日間、亜硝酸は処理されたが、アンモニアは処
理されず逆に増加した。これはメタン菌グラニュールに
よる従属栄養脱窒反応および菌体の自己消化反応である
と考えられる。運転開始後５０日を経過した後は、アン
モニアと亜硝酸ともに除去され、除去速度は徐々に上昇
した。メタン菌グラニュールの自己消化反応が終了し、
独立栄養性脱窒微生物による脱窒反応が優先して起こっ
たためと考えられる。運転開始後１０８日目に独立栄養
性脱窒微生物含有液の添加を止めた（図中、点線で示
す）。しかし、その後もアンモニアと亜硝酸の除去速度
は上昇した。これはメタン菌グラニュールの表面に付着
した独立栄養性脱窒微生物が、その表面において増殖し
たためと考えられる。

【００３８】実施例２実施例１と同様にして脱窒処理を行った。ただし、核と
してメタン菌グラニュールの代わりに粒径５０〜１００
μｍで、かつ平均比重２．０の粒状活性炭を脱窒槽内へ
充填し、排液を供給する前に、独立栄養性脱窒微生物を
３０００ｍｇＭＬＳＳ／Ｌの濃度で含む含有液を１Ｌ注
入した。ついで、排液の供給を行って脱窒処理を開始し
た。処理液は、脱窒槽上部に設けられたガスセパレータ
ーの下部から引き抜いて、脱窒槽２内へ供給する排液と
混合して循環させた。循環流速は上向流速が１．０〜
３．０ｍ／ｈとなるように調整した。アンモニアおよび
亜硝酸の除去量の経時変化を図３に示す。

【００３９】図３の結果からわかるように、添加した独
立栄養性脱窒微生物は、徐々に粒状活性炭に付着し、運
転開始約３ヵ月後（図中、点線で示す）には、独立栄養
性脱窒微生物のグラニュールの形成が観察できた。その
後、安定して処理速度が上昇した。すなわち、粒状活性
炭を核としてグラニュール化した独立栄養性脱窒微生物
が増殖していることがわかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の脱窒装置のフロー図である。

【図２】実施例１の結果を示すグラフである。

【図３】実施例２の結果を示すグラフである。

【符号の説明】１脱窒装置２脱窒槽３ガスセパレーター４グラニュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｎ 1/20 ＤＦ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンモニアおよび亜硝酸性窒素を含有す
る排液を脱窒槽の下部から脱窒槽内へ供給する排液の供
給工程と、脱窒槽内においてアンモニアを電子供与体とし、かつ亜
硝酸を電子受容体として脱窒反応を行う独立栄養性脱窒
微生物のグラニュールと前記排液を接触させて生物学的
に脱窒処理する生物学的処理工程と、処理液を脱窒槽の上部から排出する排出工程とを有する
排液の脱窒方法。
【請求項２】処理液の少なくとも一部を、脱窒槽の下
部から脱窒槽内へ供給する循環工程を有する請求項１記
載の脱窒方法。
【請求項３】独立栄養性脱窒微生物のグラニュールの
核を、供給工程前に脱窒槽内に充填する核充填工程と、核が充填された脱窒槽内へ独立栄養性脱窒微生物を含有
する液を供給し、核の表面に独立栄養性脱窒微生物を増
殖させ、独立栄養性脱窒微生物のグラニュールを形成す
るグラニュール形成工程とを有する請求項１または２記
載の脱窒方法。
【請求項４】核がメタン菌グラニュールである請求項
３記載の脱窒方法。
【請求項５】核が従属栄養性脱窒菌グラニュールであ
る請求項３記載の脱窒方法。
【請求項６】核が粒径５０〜２００μｍで、かつ平均
比重１．０１〜２．５の担体である請求項３記載の脱窒
方法。
【請求項７】脱窒槽と、アンモニアおよび亜硝酸性窒
素を含有する排液を脱窒槽の下部へ供給する供給路と、
脱窒槽の上部から処理液を排出する処理液排出路とを有
し、脱窒槽内にはアンモニアを電子供与体とし、かつ亜硝酸
を電子受容体として脱窒反応を行う独立栄養性脱窒微生
物のグラニュールが充填されている脱窒装置。
【請求項８】処理液の少なくとも一部を脱窒槽の下部
へと循環させる循環路を有する請求項７記載の脱窒装
置。