JP2023161581A - アミド化合物含有の有機排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アミド化合物含有有機排水を安定的、安価且つ高効率に処理する方法を提供する。【解決手段】３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド等のアミドエーテル系溶剤、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミド等のＮ，Ｎ－二置換アクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－オクチルアクリルアミド、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－エチルヘキシルアクリルアミド、Ｎ－オレイルアクリルアミド、Ｎ－ステアリルアクリルアミド等のＮ－単置換アクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミドを含有する有機排水を曝気槽内で活性汚泥処理により生分解することができる。

Description

本発明は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド等のアミドエーテル系溶剤、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミド等のＮ，Ｎ－二置換アクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－オクチルアクリルアミド、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－エチルヘキシルアクリルアミド、Ｎ－オレイルアクリルアミド、Ｎ－ステアリルアクリルアミド等のＮ－単置換アクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミドを含む、アミド化合物を含有する有機排水の処理方法に関する。

工業排水等の有機物を含む排水は、一般的に活性汚泥法によって処理されることが多く、即ち微生物の働きにより排水中の有機物を酸化処理するものである。活性汚泥は、ズーグレア、フラボバクテリウム、エントロバクター等多種類の好気性微生物を有し、これらの微生物が排水中の有機物を食べて増殖、成長し、そして過剰に増殖した活性汚泥がフロックという固まりを形成、沈降し、余剰汚泥として回収、再利用される。同時に、有機物が無くなったまたは低減された処理水は上澄液として川や海等自然界に放流することができる。活性汚泥の有機物処理能力は、流入する排水の負荷（有機物の組成、濃度等）や水温、ｐＨ、導入する酸素の量等に影響されやすく、また好気性微生物と共存できるスフェロティルス、ベギアトア、ノカルディア等の糸状性細菌（以下単に糸状菌という。）の発生量に大きく影響されることがよく知られている。糸状菌は長さ１００ミクロンメートルから数ミリメートル程度の糸状体を有し、曝気槽及び沈澱槽内で多く増殖すると、活性汚泥のフロック中に多数存在する糸状菌がフロック外まで長く突出し、相互に接触し、絡み合って、結果は活性汚泥の沈降性が悪化し、いわゆるバルキング現象が発生する。

バルキング現象の発生を抑制するため、カチオン性ポリマー等の高分子凝集剤、多価金属イオン等の無機凝集剤（特許文献１と２）を用いて活性汚泥の沈降を促進する方法や、沈殿槽に消毒剤等のバルキング抑制剤、殺菌剤を投入して糸状菌の増殖を抑制する方法が報告されている（特許文献３）。

しかし、高分子凝集剤も無機凝集剤も重度のバルキングに対して効果が低く、バルキング防止効果の持続性が低い問題があり、これらの凝集剤は生分解性が不十分であるため、処理水と共に凝集剤が放水されるという新たな環境問題が発生する場合がある。一方、バルキング抑制剤や殺菌剤を用いる場合、添加量や添加場所が不適切であると、有機物の分解に有効である微生物も殺菌してしまい、活性汚泥が死滅することにより生物分解能力の低下を招く場合がある。

また、曝気槽内や沈殿槽内のｐＨを酸性または塩基性に調整すること（特許文献４と５）、超音波を作用させること（特許文献６）、強い速度匂配を有する水流を与えること（特許文献７）等の環境条件を調整方法も報告されたが、いずれにしても、直ちに効果を得ることは困難であり、排水処理コストの増加を招いた。

アミド化合物は親水性が強く、水溶性であるものが多く、溶剤、反応溶媒、洗浄剤、剥離剤、分散剤、塗料、インク、重合や活性エネルギー硬化性樹脂の原料モノマー等様々な分野において工業的に使用されている。アミド化合物が使用後蒸留等の方法で回収して再利用することが多いが、少量か微量のアミド化合物が工場排水に入って、活性汚泥等の生物処理工程で分解され、自然界に排出されることもある。しかし、アミド化合物は、OECD（経済協力開発機構）の試験ガイドラインで規定されている生分解性試験の評価結果が、易分解性に該当するものがあったが、難分解性に分類される化合物が多かった。アミド化合物の生分解性は構造によって異なるが、OECDの試験方法にも大きく影響されている。OECDの試験法（OECD 301）で生分解性試験を行う場合、使用する媒体（活性汚泥、排水、表層水、土壌類等）は決められた特定のものではなく、媒体中の有機物・無機物、微生物、酸化力等により、アミド化合物の分解性が大きく異なるため、同一の試験方法で試験を行っても、使用された媒体により結果が大きく変わることがあった。

特開２００１－２７６８７３号公報 特開平１１－０２８４９９号公報 特開２００６－２７２２５８号公報 特開２０１３－２２０３７８号公報 特開２００７－０６１７４３号公報 特開平７－０００９９０号公報 特開平５－３４５１９２号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アミド化合物含有工業排水や生活排水を好気性微生物含有の活性汚泥、若しくは好気性微生物含有の活性汚泥及び嫌気性微生物含有の活性汚泥を用いて、安定的、安価且つ高効率に処理する方法を提供することを第１目的とする。また、高濃度のアミド化合物含有排水やOECD 301試験で難分解性に分類されたアミド化合物を含有する排水において、アミド化合物の分解に適した微生物を高濃度に馴養した活性汚泥を用いた処理方法を提供することを第２目的とする。アミド化合物と他の有機物を含有する有機排水を一般の活性汚泥で処理後、アミド化合物の分解に適した微生物を含有する活性汚泥で処理する（多段階処理）方法を提供することを第３目的とする。更に、凝集剤や殺菌剤に頼らず、糸状菌に起因するバルキング現象の発生を防止し、かつ新たな環境問題の発生を起こす懸念のない排水処理方法を提供することを第４目的とする。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、アミド化合物を含有する有機排水を曝気槽内で活性汚泥により処理する有機排水処理方法を見出し、本発明に至ったものである。即ち、アミド化合物含有の有機排水または、アミド化合物と他の有機物を含有する有機排水を好気性微生物含有の活性汚泥により生分解することができる。また、高濃度のアミド化合物含有の有機排水やOECD 301試験で難分解性に分類されたアミド化合物を含有する有機排水を、アミド化合物の分解に適した微生物を高濃度に馴養した活性汚泥により生分解することができる。更に、高濃度のアミド化合物含有の有機排水やOECD 301試験で難分解性に分類されたアミド化合物と他の有機物を含有する有機排水を、一般の活性汚泥で処理後、アミド化合物の分解に適した微生物を含有する活性汚泥で処理する方法を生分解することができる。

本発明は、以下の内容を含有する。
（１）アミド化合物含有の有機排水を曝気槽内で活性汚泥により処理する有機排水処理方法。
（２）有機排水のアミド化合物の濃度が１ｐｐｍ～１０質量％である前記（１）に記載の有機排水処理方法。
（３）アミド化合物は分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が２～５０である前記（１）または（２）に記載の有機排水処理方法。
（４）アミド化合物は水溶性または水分散性である前記（１）～（３）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（５）アミド化合物は（メタ）アクリルアミド、Ｎ－置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－二置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－置換アミド、Ｎ，Ｎ－二置換アミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミド、β－アルコキシ－Ｎ－置換プロピオンアミド、β－アルコキシ－Ｎ，Ｎ－二置換プロピオンアミド、β－アミノ－Ｎ－置換プロピオンアミド、β－アミノ－Ｎ，Ｎ－二置換プロピオンアミドから選ばれる１種以上の化合物である前記（１）～（４）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（６）活性汚泥はMycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC－I－84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30－KF－CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科、mle127科の微生物から選ばれる１種以上の微生物を含有する前記（１）～（５）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（７）活性汚泥はMycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC－I－84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30－KF－CM45属、BD7－11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、mle1－27属に属する微生物から選ばれる１種以上の微生物を含有する前記（１）～（６）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（８）曝気槽内に有機排水を連続的または半連続的に供給し、アミド化合物の滞留時間は０．５～６０時間である前記（１）～（７）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（９）曝気槽内に空気を連続的または間欠的に導入し、曝気槽内の酸素濃度は０．５～３０ｍｇ／Ｌである前記（１）～（８）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（１０）活性汚泥の温度は１０～５０℃である前記（１）～（９）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（１１）活性汚泥のｐＨは５～９である前記（１）～（１０）の何れか一項に記載の排水処理方法。
（１２）活性汚泥中の微生物の５０％以上は好気性ズーグレア状細菌である前記（１）～（１１）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（１３）化学的酸素要求量（ＣＯＤ値）が１００，０００ｍｇ／Ｌ以下の有機排水を曝気槽で活性汚泥の存在下で曝気処理した後、沈殿槽に導いて沈殿分離し、分離汚泥の一部を曝気槽に返送する前記（１）～（１２）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（１４）曝気槽におけるアミド化合物のＣＯＤ除去率は７０％～９９．５％、アミド化合物以外の有機物合計のＣＯＤ除去率は８０～１００％である前記（１）～（１３）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（１５）曝気槽及び／又は沈澱槽は２個以上を有する前記（１）～（１４）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（１６）曝気槽は２個以上を直列及び並列に設けられ、排水を同時に及び／または順番に曝気槽に導入して処理する前記（１）～（１５）の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
（１７）前記（１）～（１６）に記載の有機排水処理方法は多段式である有機排水処理方法。
（１８）１個目の曝気槽の１段目処理はアミド化合物のＣＯＤ除去率が２０％～７０％、アミド化合物以外の有機物合計のＣＯＤ除去率が５０～１００％、１個目以降の曝気槽の２段目以降の処理はアミド化合物のＣＯＤ除去率は５０％～９０％、アミド化合物以外の有機物合計のＣＯＤ除去率は７０～１００％である前記（１）～（１７）の何れか一項に記載有機排水処理方法。
（１９）有機排水は更に活性汚泥の栄養剤を含有し、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）と全有機体炭素（ＴＯＣ）の比（ＣＯＤ／ＴＯＣ）が２～５である前記（１）～（１８）の何れか一項に記載の排水処理方法。
（２０）曝気槽内の活性汚泥の濃度は３００～２０，０００ｍｇ／Ｌである前記（１）～（１９）の何れか一項に記載の排水処理方法。
（２１）曝気槽内の有機排水の滞留時間は０．５時間～４０日である前記（１）～（２０）の何れか一項に記載の排水処理方法。
（２２）曝気槽内で活性汚泥により処理後、更に嫌気条件で活性汚泥により処理する前記（１）～（２１）の何れか一項に記載の排水処理方法。
（２３）活性汚泥は曝気槽から沈殿槽へ導入し、沈澱分離後曝気槽に返送する前記（１）～（２２）の何れか一項に記載の排水処理方法。
（２４）活性汚泥は浮遊状態及び／または生物膜に固定された状態、スポンジ担体に保持された状態である前記（１）～（２３）の何れか一項に記載の排水処理方法。

本発明では、アミド系化合物を製造、精製或いは使用することによって発生するアミド系化合物を含有する有機排水を、曝気槽内で好気性活性汚泥処理によりアミド化合物が効率よく分解することができる。また、曝気槽においても沈殿槽においても糸状菌の絡み合いが抑制され、沈殿槽におけるバルキング現象が発生せず、活性汚泥処理を安定的に継続することができる。アミド系化合物が微生物の栄養剤である窒素源（Ｎ）であるため、更なる窒素化合物を投入せず或いは微量投入だけで活性汚泥を構成する微生物が十分に増殖、成長することが可能である。その理由はまだ明確に解明されてないが、アミド化合物を含有することによって、活性汚泥中の微生物が増殖、成長し、フロックを形成しやすくなり、一方で活性汚泥に混在する糸状菌の絡み合いを抑制する作用があると推定されている。

また、アミド化合物の分解に適した微生物が一般の汚泥中に微量でありがながら存在するため、一般汚泥を曝気条件下でアミド化合物含有の有機排水を用いて馴養することにより、アミド化合物の分解に適した微生物が選択的に増殖され、馴養汚泥中に高濃度で存在することとなり、高濃度のアミド化合物含有の有機排水やOECD 301試験で難分解性に分類されたアミド化合物を含有する有機排水が容易に処理することできる。本発明の方法により、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド、３－ブトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド等のアミドエーテル系溶剤、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミド等のＮ，Ｎ－二置換アクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－オクチルアクリルアミド、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－エチルヘキシルアクリルアミド、Ｎ－オレイルアクリルアミド、Ｎ－ステアリルアクリルアミド等のＮ－単置換アクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミドを含む、アミド化合物を含有する有機排水を好気性活性汚泥法により容易に処理することができる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明の範囲はここで説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができる。また、特定のパラメータについて、複数の上限値及び下限値が記載されている場合、これらの上限値及び下限値の内、任意の上限値と下限値とを組合せて好適な数値範囲とすることができる。

本開示の一態様は、アミド化合物を含有する有機排水を曝気槽内で活性汚泥により処理する有機排水処理方法である。本発明において、アミド化合物とは分子内にアミド基を一つ以上有する化合物である。具体的には、炭素数１～３６の直鎖状、分岐鎖状または環状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、水酸基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アミノ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アルコキシ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素を導入した、脂肪酸アミド類、Ｎ－置換脂肪酸アミド類、Ｎ，Ｎ－ジ置換脂肪酸アミド類；芳香族炭化水素を導入した、芳香族カルボン酸アミド類、Ｎ－置換芳香族カルボン酸アミド類、Ｎ，Ｎ－ジ置換芳香族カルボン酸アミド類；炭素数１～３６の直鎖状、分岐鎖状または環状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、水酸基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アミノ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アルコキシ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素を導入した、β－アルコキシ－Ｎ－置換プロピオンアミド類、β－アルコキシ－Ｎ，Ｎ－二置換プロピオンアミド類；炭素数１～３６の直鎖状、分岐鎖状または環状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、水酸基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アミノ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アルコキシ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素を導入した、β－アミノ－Ｎ－置換プロピオンアミド類、β－アミノ－Ｎ，Ｎ－二置換プロピオンアミド類；炭素数１～３６の直鎖状、分岐鎖状または環状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、水酸基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アミノ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、アルコキシ基含有飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素を導入した、Ｎ－置換（メタ）アクリルアミド類、Ｎ，Ｎ－二置換（メタ）アクリルアミド類；Ｎ－置換アルキル（Ｃ１～３６）（メタ）アクリルアミド類、Ｎ，Ｎ－二置換アルキル（Ｃ１～３６）（メタ）アクリルアミド類、（メタ）アクリロイルモルフォリン、ダイアセトン（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。これらのアミド化合物は、１種を単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。

本開示の別の一態様において、有機排水のアミド化合物の濃度が１ｐｐｍ～１０質量％である有機排水処理方法である。アミド化合物は炭素原子と窒素原子を有するため、それ自身が微生物の栄養源として活性汚泥により分解することができ、同時に排水中の多種多様の有機物の分解を促進する作用がある。有機物としてアミド化合物のみを含有する有機排水を処理する場合、アミド化合物の濃度が１ｐｐｍ未満であれば、活性汚泥の増殖に必要な栄養源が不足となり、微生物の死滅率が高くなることや、活性汚泥のフロックの性状が悪化し、沈降性が悪くなり、放流水中のＣＯＤや不溶解性物質（ＳＳ）の濃度が増加する恐れがある。一方、アミド化合物と他の有機物を含有する排水を処理する場合アミド化合物の濃度が１０質量％を超えると、他の有機物の濃度、構造にもよるが、活性汚泥中の微生物の過負荷による死滅が多く発生し、有機物の分解性も活性汚泥の沈降性も同様に悪くなり、好ましくない。これらの観点化から、有機排水のアミド化合物の濃度が２ｐｐｍ～５質量％であることが好ましく、５ｐｐｍ～２質量％であることがより好ましく、１０ｐｐｍ～１質量％であることが特に好ましい。

本開示の別の一態様において、アミド化合物の分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が２～５０である有機排水処理方法である。窒素（Ｎ）は生体を構成する元素であり、活性汚泥を構成する微生物にとって必須元素である。有機排水から持ち込まれる炭素原子と窒素原子の比（モル）は５０を超えると、微生物が十分な窒素原子を体内に取り組むことができず、増殖障害が発生する。また、有機排水から持ち込まれる炭素原子と窒素原子の比（モル）は２未満であれば、有機排水中に微生物の増殖に必要とする以上の窒素原子を有し、余剰の窒素原子が曝気槽で硝化細菌によりに酸化され、アンモニア等として排出されるため、悪臭を生じる問題がある。これらの観点から、アミド化合物は分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が３～４０であることが好ましく、４～３０であることがより好ましい。更に、アミド化合物分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が５以上である場合、分子が大きくなりに連れ、毒性が低くなる傾向があり、微生物に対しする生殖障害等を生じる可能性が極めて低く、炭素原子と窒素原子のモル比が５～３０であることが特に好ましい。

本開示の別の一態様において、アミド化合物は水溶性または水分散性であることを特徴とする有機排水処理方法である。有機排水の活性汚泥法は生物的な処理方法であり、微生物の栄養素である有機物が水溶性または水分散性であることが必要である。同様の理由で有機排水に含有するアミド化合物が水溶性または水分散性であることが好ましい。アミド化合物が水溶性または水分散性であれば、他の水溶性有機物との混合比を適宜に調整することにより、排水中の全ての有機物が水に溶解した状態または分散した状態となり、微生物がこのような有機物を容易に体内に取り組むことができる。なお、本発明において、水溶性とは、大気圧下２５℃において水１００ｇにアミド化合物１ｇ以上を溶解できることを意味する。水分散性とは、大気圧下２５℃において水１００ｇにアミド化合物１ｇ以上を微粒子として安定に存在できることを意味する。

アミド化合物は、分子中の炭素原子と窒素原子のモル比及び水溶性や水分散性である観点から、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド、３－ブトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－オクチルアクリルアミド、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－エチルヘキシルアクリルアミド、Ｎ－オレイルアクリルアミド、Ｎ－ステアリルアクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミであることが特に好ましい。

本開示の別の一態様において、活性汚泥はMycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC－I－84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30－KF－CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科、mle127科の微生物から選ばれる１種以上の微生物を含有する有機排水処理方法である。これらの微生物は、アミド化合物含有の有機排水で馴養される際に、汚泥中に存在する他の微生物群に比べて、選択的に増殖しやすく、また、スポンジ担体対する付着能力が高く、連続曝気条件下で馴養することにより、汚泥中に高濃度に存在することとなる。これらの微生物は、１種を単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。生物多様性の観点から、２種以上を組み合わせて用いることが好ましく、３種以上を組み合わせて用いることが好ましい。

３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド、３－ブトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド等のβ－アルコキシ－Ｎ，Ｎ－ジアルキルプロパンアミドを含有する有機排水の処理は、Mycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC－I－84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30－KF－CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科の微生物がより好適に用いられる。これらの微生物はβ－アルコキシ－Ｎ，Ｎ－ジアルキルプロパンアミドに対して耐性が強く、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド、３－ブトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミドの高濃度水溶液中でも生存可能であり、馴養により確実に増殖し、活性汚泥中の菌体濃度が高くなり、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミドと３－ブトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミドが確実に生分解される。

Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－オクチルアクリルアミド、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－エチルヘキシルアクリルアミド、Ｎ－オレイルアクリルアミド、Ｎ－ステアリルアクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミを含有する有機排水の処理は、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Saprospiraceae科、Rhodocyclaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科とmle127科科の微生物がより好適に用いられる。これらの微生物はＮ－置換（メタ）アクリルアミドとＮ，Ｎ－二置換（メタ）アクリルアミドに対して耐性が強く、Ｎ－置換（メタ）アクリルアミドやＮ，Ｎ－二置換（メタ）アクリルアミドの高濃度水溶液中でも生存可能であり、馴養により確実に増殖し、活性汚泥中の菌体濃度が高くなり、Ｎ－置換（メタ）アクリルアミドとＮ，Ｎ－二置換（メタ）アクリルアミドが確実に生分解される。なお、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミドはOECD 301試験で易分解性に分類されたアミド化合物であり、一般の活性汚泥でも容易に生分解され、これらの微生物を有する活性汚泥を用いることによりより短時間で高効率に分解することができる。

本開示の別の一態様において、活性汚泥はMycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC－I－84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30－KF－CM45属、BD7－11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、mle1－27属に属する微生物から選ばれる１種以上の微生物を含有する有機排水処理方法である。これらの属の微生物は、前記の微生物の科に属しており、前記の各科の微生物の特徴を有しながら、特に有機窒素を分解する能力が高い。これらの微生物は、１種を単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。生物多様性の観点から、２種以上を組み合わせて用いることが好ましく、３種以上を組み合わせて用いることが好ましい。

３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド、３－ブトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド等のβ－アルコキシ－Ｎ，Ｎ－ジアルキルプロパンアミドを含有する有機排水の処理は、Mycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC－I－84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30－KF－CM45属、BD7－11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属に属する微生物がより好適に用いられる。これらの属の微生物は、前記のβ－アルコキシ－Ｎ，Ｎ－ジアルキルプロパンアミド含有有機排水の処理に好適に用いられる微生物の科に属しており、前記の科の微生物の特徴を有しながら、特に有機窒素を分解する能力が高く、アミド基の生分解に対して促進効果がある。

Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－オクチルアクリルアミド、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ－エチルヘキシルアクリルアミド、Ｎ－オレイルアクリルアミド、Ｎ－ステアリルアクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミを含有する有機排水の処理は、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、env.OPS17属、mle1－27属に属する微生物がより好適に用いられる。これらの属の微生物は、前記のＮ－置換（メタ）アクリルアミドとＮ，Ｎ－二置換（メタ）アクリルアミド含有有機排水の処理に好適に用いられる微生物の科に属しており、前記の科の微生物の特徴を有しながら、特に有機窒素を分解する能力が高く、アミド基の生分解に対して促進効果がある。

本開示の別の一態様において、曝気槽内に有機排水を連続的または半連続的に供給し、アミド化合物及び有機排水の滞留時間は０．５～６０時間である有機排水処理方法である。曝気槽内に有機排水の供給は連続または半連続的に供給でき、また有機排水の曝気槽内における滞留時間を一定の範囲内に維持しやすいため、連続的に供給することが好ましい。アミド化合物及び有機排水の滞留時間は、有機排水中の有機物の組成、濃度、ＣＯＤ値等によって大きく変動するが、０．５～６０時間であることが好ましい。滞留時間はこの範囲内であれば、有機物の除去率が所定の目的値に到達でき、且つ有機排水の処理速度は工業的に応用可能である。また、有機排水の処理能力（有機物の除去率）と処理速度のバランス調整の観点から、滞留時間は１～５０時間であることがより好ましく、２～３０時間であることが特に好ましい。

本開示の別の一態様において、曝気槽内に空気を連続的または間欠的に導入し、曝気槽内の酸素濃度は０．５～３０ｍｇ／Ｌである有機排水処理方法である。本発明は、好気性微生物を利用した有機排水の生物的処理方法であって、有機物を分解させるため、十分な酸素や空気を曝気槽の底部から連絡または間欠に導入する必要があり、また、有機排水を連続的に供給される場合、空気等の導入も連続的な方式が好ましい。適切な空気等の導入量（流量）は有機排水中の有機物の組成、濃度、ＣＯＤ値、曝気槽密閉性、撹拌の有無、温度等多くの因子に影響されるが、通常、曝気槽内の酸素濃度は０．５～３０ｍｇ／Ｌであることが好ましい。酸素濃度がこの範囲内であれば、有機物所定の除去率で分解することができ、また、過剰導入による活性汚泥の大量流出を防止できる。これらの観点から、曝気槽内の酸素濃度は１～２０ｍｇ／Ｌであることがより好ましく、２～１０ｍｇ／Ｌであることが特に好ましい。

本開示の別の一態様において、化学的酸素要求量（ＣＯＤ値）が１００，０００ｍｇ／Ｌ以下の有機排水を曝気槽で活性汚泥の存在下で曝気処理した後、沈殿槽に導いて沈殿分離し、分離汚泥の一部を曝気槽に返送する排水処理方法である。高負荷（高ＣＯＤ値）の有機排水を曝気槽に導入すると、活性汚泥の処理能力を超える可能性があり、微生物の生育状態により死滅する可能性がある。そのため、曝気槽に導入する有機排水は、ＣＯＤ値１００００ｍｇ／Ｌ以下のものであることが好ましい。有機排水中のＣＯＤ値が１００００ｍｇ／Ｌを超える場合、沈殿、凝集、希釈等の方法でＣＯＤ値を１００，０００ｍｇ／Ｌ以下に低減してから曝気槽に導入することが好ましい。有機排水を効率的、且つ長期間に安定的、連続的に処理できる観点から、曝気槽に導入する有機排水中のＣＯＤ値が５０，０００ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、１０，０００ｍｇ／Ｌ以下であることが特に好ましい。

曝気槽で処理後の排水（処理水）は、固液分離装置としての沈殿槽に導入される。この際に少量であるが、一部の活性汚泥が処理水と共に沈殿槽に流れてしまうため、沈殿槽を設置し、活性汚泥を沈降させ、処理水と分離後、全部または一部を曝気槽に返送することが、有機排水の処理能力を長期間に維持できるため、好ましい。また、沈降分離した汚泥の半分以上を曝気槽に返送することがより好ましい。

本開示の別の一態様において、曝気槽におけるアミド化合物のＣＯＤ除去率は７０％～９９．５％である有機排水処理方法である。ＣＯＤ除去率は、曝気槽に流入する有機排水中のＣＯＤ値をＣＯＤ１とし、曝気槽から流出する排水中のＣＯＤ値をＣＯＤ２とした場合、（ＣＯＤ１－ＣＯＤ２）／ＣＯＤ１×１００％として表すことができる。有機排水中のアミド化合物の濃度にもよるが、曝気槽でアミド化合物のＣＯＤ除去率は７０％以上を到達できると、残存するアミド化合物が沈殿槽に流入し、活性汚泥の沈降中に継続して微生物の栄養源として微生物の生存を維持しながら、沈殿槽中の糸状菌の絡み合いを抑制し、沈殿槽で発生しやすいバルキング現象を防止し、沈殿槽から排出する流出水中のＣＯＤ除去率はほぼ１００％に達することができる。また、曝気槽におけるアミド化合物のＣＯＤ除去率は９９．５％を超えると、残存するアミド化合物が少なくなって、沈殿槽中における微生物の生存維持効果も糸状菌の絡み合い抑制効果も不十分となる可能性がある。これらの観点から、曝気槽におけるアミド化合物のＣＯＤ除去率は７５％～９８％であることがより好ましく、８０％～９７％であることが特に好ましい。

本開示の別の一態様において、曝気槽におけるアミド化合物以外の有機物合計のＣＯＤ除去率は８０～１００％である有機排水処理方法である。アミド化合物以外の有機物の濃度にもよるが、曝気槽でアミド化合物以外の有機物のＣＯＤ除去率は８０％以上を到達できると、残存する有機物が沈殿槽に流入し、活性汚泥の沈降中に継続して微生物の栄養源として微生物の生存を維持しながら、分解により除去され、沈殿槽から排出する処理水中のＣＯＤ除去率はほぼ１００％に達することができる。また、曝気槽におけるアミド化合物以外の有機物のＣＯＤ除去率は８０％未満であれば、沈殿槽における活性汚泥の過負荷により死滅する恐れがある。これらの観点から、曝気槽におけるアミド化合物以外の有機物のＣＯＤ除去率は８５％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。

本開示の別の一態様において、曝気槽及び／又は沈澱槽は２個以上を有する有機排水処理方法である。２個以上の曝気槽が第１曝気槽や第２曝気槽、第ｎ曝気槽とし、並列に設置されても、直列に設置されてもよい。２個以上の曝気槽が並列に設置された場合、アミド化合物含有の有機排水は各曝気槽に同時に導入することができ、排水処理量が大きい。各曝気槽に１個の沈澱槽を設置してもよく、２個以上の曝気槽に１個の沈澱槽を設置してもよく、有機排水は第１曝気槽から第１沈殿槽に移送され、第１曝気槽と第２曝気槽から第１沈殿槽に移送され、または第１曝気槽から第１沈殿槽に、第２曝気槽から第２沈殿槽に移送されて処理される。２個以上の曝気槽が直列に設置された場合、アミド化合物含有の有機排水は各曝気槽に順番に導入、処理することができ、高付加排水（高濃度のアミド化合物含有排水）が処理できる利点がある。直列に設置された各曝気槽に１個の沈澱槽を設置してもよく、２個以上の曝気槽に１個の沈澱槽を設置してもよい。曝気槽における曝気方式としては、完全混合方式、プラグフロー方式、ステップフィード方式など、公知の曝気方式を特に制限なく適用する。また、曝気槽内に精密濾過膜分離装置（ＭＦ膜分離装置）を設置することができ、活性汚泥と処理後の排水がＭＦ膜分離装置で分離することができ、沈殿槽が不要となり、活性汚泥浮遊物質（ＳＳ）濃度の高濃度化運転が可能になり、また、処理設備の小型化が可能になる等の利点がある。

本開示の別の一態様において、好気性活性汚泥処理が二段階以上で行われる有機排水処理方法である。各段階で用いられる活性汚泥の微生物が同一であってもよく、異なってもよい。高濃度のアミド化合物を含有する有機排水やOECD評価方法で難分解性と分類されたアミド化合物を含有する有機排水の処理において、前記の各科、各属の微生物を有する活性汚泥を用いることが好ましい。また、アミド化合物と他の有機物をともに含有する有機排水の処理において、一般の活性汚泥で処理した後、前記の各科、各属の微生物を有する活性汚泥で処理する多段式処理法が好ましい。多段式の有機排水処理方法は、１段目処理（例えば、１個目の曝気槽）のＣＯＤ除去率はアミド化合物が２０％～７０％、アミド化合物以外の有機物合計が５０～１００％、２段目以降の処理（例えば、２個目以降の曝気槽）のＣＯＤ除去率はアミド化合物の５０％～９０％、アミド化合物以外の有機物が７０～１００％であることが好ましい。

本開示の別の一態様において、有機排水は更に活性汚泥の栄養剤を含有し、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）と全有機体炭素（ＴＯＣ）の比（ＣＯＤ／ＴＯＣ）が２～５であることを特徴とする排水処理方法である。曝気槽と沈殿素における有機排水の処理は、トータルＣＯＤ除去率は９５％以上であることが好ましい。トータルＣＯＤ除去率は、曝気槽に流入する有機排水中のＣＯＤ値をＣＯＤ１とし、沈殿槽から流出する流出水中のＣＯＤ値をＣＯＤ３とした場合、（ＣＯＤ１－ＣＯＤ３）／ＣＯＤ１×１００％として表すことができる。トータルＣＯＤ除去率を高めるために、有機排水中の有機物の組成調整や微生物の生殖、成長に必要な栄養剤添加等が必要となる場合がある。微生物の増殖に有利、且つ糸状菌の絡み合いに不利な有機排水の組成として、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）と全有機体炭素（ＴＯＣ）の比（ＣＯＤ／ＴＯＣ）が２～５であることが好ましい。栄養剤として、炭素原子の供給源としてメタノール、アセトン、酢酸エチル等の窒素原子を有する化合物が挙げられ、窒素原子の供給源として尿素、アミン、アンモニウムの無機塩等の窒素原子の含有率が高い化合物が挙げられる。更に、必要に応じて、リン酸やリン酸の有機塩、無機塩等含リン化合物、カルシウム等のミネラル成分を添加することができる。

本開示の別の一態様において、有機排水は好気性活性汚泥で処理した後、更に嫌気性活性汚泥で処理する方法である。好気性処理と嫌気性処理を組み合わせて行う形態によれば、脱窒素、脱リン効率を向上させることが可能である。

曝気槽中の活性汚泥浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ＭＬＳＳ）は通常３００～２０，０００ｍｇ／Ｌである。ＭＬＳＳが高い程、有機排水中のアミド化合物及び他の有機物の生分解率が高く、排水の処理効率がよいが、ＭＬＳＳが高すぎと、沈殿槽での沈降性が悪化し、活性汚泥と処理後排水の固液分離が不十分となり、処理後排水に多量の懸濁物質が混入する、バルキング現象が発生する恐れがある。これらの観点から、ＭＬＳＳが１，０００～１５，０００ｍｇ／Ｌであることが好ましく、２，０００～１２，０００ｍｇ／Ｌであることがより好ましく、３，０００～８，０００ｍｇ／Ｌであることが特に好ましい。

曝気槽及び沈殿槽の温度は１０～６５℃であることが好ましく、１５～５０℃であることがより好ましく、２０～４５℃であることが特に好ましい。曝気槽及び沈殿槽のｐＨは通常５．０～９．０であることが好ましく、５．５～８．５であることがより好ましく、６．０～８．０であることが特に好ましい。

本発明における微生物は好気性で、人類、動物、魚類、植物等に甚大な害を有しないであれば、活性汚泥の構成細菌として用いることができる。活性汚泥中の微生物は、ズーグレア、シュードモナス、バチルス等多種類の細菌の集合体であることが好ましく、また細菌の主体として５０％以上は好気性ズーグレア状細菌であることがより好ましい。ズーグレア状細菌がフロックと呼ばれる固まりを作り、微生物が分解できない粒子も取り込んで、排水から除去できるため、活性汚泥の構成細菌として好気性ズーグレア状細菌が７０％以上はであることが特に好ましい。

微生物をスポンジ担体に保持または高分子担体に固定化してから、曝気槽内に配置することが、活性汚泥の流出防止ができ、微生物の活性確保や増殖の効果があり、好ましい。

沈殿槽中に活性汚泥の沈降を促進させるために、高分子凝集剤を添加することができる。高分子凝集剤としては、カチオン性、アニオン性、ノニオン性、両性等いずれのものを使用できる。カチオン性高分子凝集剤としては、（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ ニウムクロリドの（共）重合体、（メタ）アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモ ニウムクロライドの（ 共)重合体、（メタ）アクリルアミドアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライドの（共）重合体等の（メタ）アクリロイル系カチオン性高分子凝集剤、ポリアミジン等のアミジン系カチオン性高分子凝集剤、ポリビニルアミン等が挙げられる。

アニオン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドとアクリル酸 （塩）の共重合体、アクリルアミドとアクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸との共重合体、アクリルアミ ドとアクリル酸塩とアクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸の共重合体等が挙げられる。 ノニオン性高分子凝集剤としては、アクリルアミドの重合体等が挙げられる。

高分子凝集剤の分子量は特に制限されない。分子量が１，０００万以上の高分子量型のものも、分子量が数百万の比較的低分子量型のものも効果があるが、高分子凝集剤は分子量が高い程、溶解に所要時間が長くなるため、分子量が５００万～１，０００万であることが好ましい。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、「部」及び「％」は特記しない限りすべて質量基準である。

実施例及び比較例に用いた化合物は以下のとおりである。
（Ａ）アミド系化合物
Ａ－１：３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｖｅｎｔ」と「ＫＪＣＭＰＡ」）
Ａ－２：３－ブトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｖｅｎｔ」と「ＫＪＣＢＰＡ」）
Ａ－３：３－ラウロキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｖｅｎｔ」）
Ａ－４： アクリロイルモルフォリン（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」と「ＡＣＭＯ」）
Ａ－５：Ｎ－ヒドロキシエチルアクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」と「ＨＥＡＡ」）
Ａ－６：Ｎ－ヒドロキシエチルメタクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」）
Ａ－７：Ｎ－メチル－Ｎ－ヒドロキシエチルアクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」）
Ａ－８：ジメチルアクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」と「ＤＭＡＡ」）
Ａ－９：ジエチルアクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」と「ＤＥＡＡ」）
Ａ－１０：イソプロピルアクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」と「ＮＩＰＡＭ」）
Ａ－１１：ダイアセトンアクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」）
Ａ－１２：Ｎ，Ｎ－ジメチルアミドプロピルアクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」と「ＤＭＡＰＡＡ」）
Ａ－１３：Ｎ－オクチルアクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」）
Ａ－１４：Ｎ－オレイルアクリルアミド（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」）
Ａ－１５：ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化メチル４級塩（ＫＪケミカルズ社製、登録商標「Ｋｏｈｓｈｙｌｍｅｒ」）
Ａ－１６：アクリルアミド
（Ｂ）その他の化合物
Ｂ－１：尿素
Ｂ－２：硫酸アンモニウム
Ｂ－３：メタノール
Ｂ－４：アセトン
Ｂ－５：酢酸エチル
Ｂ－６：酢酸
Ｂ－７：アセトンニトリル
Ｂ－８：ブチルアルコール
Ｂ－９：ポリエチレングリコール（平均分子量約２００）
Ｂ－１０：リン酸
Ｂ－１１：リン酸水素二ナトリウム
（Ｃ）活性汚泥
Ｃ－１：ＫＪケミカルズ株式会社八代工場の排水処理設備から採集した活性汚泥であり、微生物顕微鏡により観察し、ズーグレア状細菌類が非常に多く見られ（約９０％）、一部に糸状菌が見られ、原生動物類と線虫類が見られなかった。
Ｃ－２：Ｃ－１の活性汚泥を微生物植種源として用いて、スポンジ状流動担体に微生物を定着するまでに馴養を行い、好気性生物膜担体を得た。
Ｃ－３：熊本県八代市の排水処理設備から採集した活性汚泥であり、微生物顕微鏡により観察し、ズーグレア状細菌類が非常に多く見られ（約７０％）、一部に糸状菌が見られ、原生動物類と線虫類が見られた。
Ｃ－４：福岡県北九州市の排水処理設備から採集した活性汚泥であり、微生物顕微鏡により観察し、ズーグレア状細菌類が非常に多く見られ（約８０％）、一部に糸状菌が見られ、原生動物類と線虫類が見られた。

分析方法
溶存酸素（ＤＯ）測定：ＤＯ５５０９（株式会社ＦＵＳＯ製）により測定した。
ｐＨ測定：ｐＨ２００Ｓ（横河電機株式会社製）により測定した。
化学的酸素要求量（ＣＯＤ）測定：ＪＩＳ Ｋ０１０２の規定に準じ、二クロム酸カリウムを酸化剤として使用し、ＣＯＤ－Ｃｒ分析装置（ハック社製、ＤＲＢ２００）によりＣＯＤ－Ｃｒ値（ｍｇ／Ｌ）を測定した。
全有機体炭素（ＴＯＣ）測定：ＴＯＣ－４１１０（株式会社島津製作所製）により測定した。

ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析：ＧＣ－２０２５（島津製作所株式会社製）とカラム（ＣＰ－Ｖｏｌａｍｉｎｅ、アジレント・テクノロジー株式会社株式会社製）により測定を行い、検量線により定量分析を行った。

実施例１（標準活性汚泥法）
有効容積２．７Ｌのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製の完全混合型曝気槽に、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）３，５００ｍｇ／Ｌの活性汚泥Ｃ－１を投入した。アミド化合物含有の模擬有機排水として、アミド化合物Ａ－１ １，０００ｐｐｍ、その他の化合物としてＢ－３ ２，０００ｐｐｍを含有する水道水で調製した。得られた模擬有機排水を流入水として、ＣＯＤとＴＣＯを測定し、ＣＯＤ－Ｃｒ値は４，８２６ｍｇ／Ｌ（ＣＯＤ１）、ＴＯＣ値は１，２９９ｍｇ／Ｌであった。曝気槽の温度を３０℃に維持しながら、３０分曝気（空気を吹き込む）を行い、飽和溶存酸素は８ｍｇ／Ｌであって、ｐＨは７．５であった。模擬有機排水（流入水）を供給速度３．５ｍＬ／ｍｉｎで曝気槽に連続供給しながら、曝気槽に曝気量４ｍｇ／Ｌで空気を１０時間吹き込んだ。曝気槽出口付近の処理水をサンプリングしてＣＯＤを測定し、ＣＯＤ－Ｃｒ値は２２ｍｇ／Ｌ（ＣＯＤ２）であった。同じ供給速度で曝気槽から有効容積２．０ＬのＰＶＣ製の沈澱槽に送液し、沈殿槽で汚泥を自然沈降させ、この間はバルキング現象を生じなかった。沈殿槽で上澄液と活性汚泥の濃縮液相が分離し、上澄液は流出水として収集し、ＣＯＤ測定を行い、流出水のＣＯＤ－Ｃｒ値は１０ｍｇ／Ｌ（ＣＯＤ３）であった。ＣＯＤ除去率とトータルＣＯＤ除去率を算出し、それぞれは９９．５％と９９．８％であった。流出水のＧＣ分析を行い、Ａ－１の残存は確認されなかった。なお、曝気処理の間に沈澱槽で沈降した活性汚泥の濃縮液は、返送汚泥として１０ｍＬ／ｍｉｎの供給速度により沈澱槽から連続的に曝気槽に返送した。

実施例２（生体膜担体法）
有効容積２．７ＬのＰＶＣ製の完全混合型曝気槽に、活性汚泥のスポンジ担体Ｃ－２二つを投入した。アミド化合物含有の模擬有機排水として、アミド化合物Ａ－２ ５００ｐｐｍ、その他の化合物としてＢ－１０ １０ｐｐｍを含有する水道水で調製した。得られた模擬有機排水を流入水として、ＣＯＤとＴＣＯを測定し、ＣＯＤ－Ｃｒ値は１，１０８ｍｇ／Ｌ（ＣＯＤ１）、ＴＯＣ値は３１２ｍｇ／Ｌであった。曝気槽の温度を２５℃に維持しながら、３０分曝気を行い、飽和溶存酸素は８ｍｇ／Ｌであって、ｐＨは７．２であった。模擬有機排水（流入水）を供給速度３．５ｍＬ／ｍｉｎで曝気槽に連続供給しながら、曝気槽に曝気量５ｍｇ／Ｌで空気を６時間吹き込んだ。曝気槽出口付近の処理水をサンプリングしてＣＯＤを測定し、ＣＯＤ－Ｃｒ値は１０ｍｇ／Ｌ（ＣＯＤ２）であった。同じ供給速度で曝気槽から有効容積２．０ＬのＰＶＣ製の沈降槽に送液し、沈殿槽に極微量の浮遊状態の活性汚泥を自然沈降させ、この間はバルキング現象を生じなかった。沈殿槽の上澄液は流出水として収集し、ＣＯＤ測定を行い、流出水のＣＯＤは０ｍｇ／Ｌ（ＣＤＯ３）であった。ＣＯＤ除去率とトータルＣＯＤ除去率を算出し、それぞれは９９．１％と１００％であった。流出水のＧＣ分析を行い、Ａ－２の残存は確認されなかった。なお、この間は活性汚泥の返送汚泥は実施しなかった。

実施例３～２０と比較例１～２
実施例１または実施例２と同様に、表１に示す組成で調製した模擬有機排水を、表１に示す条件で処理し、流入水、曝気槽出口付近の処理水、沈澱槽の流出水のサンプリング及び分析を行い、結果を表２に示した。なお、比較例１と２はアミド化合物を含有しない有機排水を用いて、実施例１と同様に処理したが、いずれもバルキング現象が確認された。

実施例と比較例の試験後活性汚泥を１０ｍＬサンプリングし、微生物の菌叢解析（ＤＮＡ抽出）を行った。なお、生物膜担体（Ｃ－２）を用いた実施例において、沈澱槽で沈降した活性汚泥を採集した。菌叢解析の結果から、アミド化合物を含有する有機排水を処理することで馴養された活性汚泥中にMycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC－I－84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30－KF－CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科、mle127科の微生物が増殖してきたことが分かった。即ち、これらの科の微生成物がアミド化合物に対する耐性が高く、アミド化合物を高効率に生分解することができる。

菌叢解析の結果から、アミド化合物を含有する有機排水を処理することで馴養された活性汚泥中にMycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC－I－84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30－KF－CM45属、BD7－11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、mle1－27属に属する微生物が増殖してきたことが分かった。即ち、これらの属の微生成物がアミド化合物に対する耐性が高く、アミド化合物を高効率に生分解することができる。

前記の各科と各属の微生物は一般の活性汚泥中に存在し、アミド化合物を含有する有機排水を処理すること高濃度化に馴養することができ、馴養後の活性汚泥は種汚泥としてアミド化合物を含有する有機排水の処理に好適に用いることができる。

実施例と比較例の結果から、アミド化合物を含有する有機排水（実施例１～２０）では、有機排水中のアミド化合物と他の有機化合物は共に効率よく微生物に分解され、ＣＯＤの除去率は９５％以上と高かった。特に、分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が５以上であるアミド化合物を含有する実施例は、有機排水中のＣＯＤ／ＴＯＣの比が高く、活性汚泥の窒素系栄養剤を添加しなくても、高いＣＯＤ除去率を得た。また、アミド化合物を含有する有機排水において、沈殿槽でのバルキング現象は発生せず、活性汚泥が効率より沈降、曝気槽に返送することができた。一方で、比較例１と２のいずれもアミド化合物を含有せず、その結果はＣＯＤの除去率が低く、沈殿槽におけるバルキング現象を発生し、安定的な連絡排水処理は実現できなかった。

以上説明してきたように、本発明のアミド化合物含有有機排水の処理方法は、様々な有機化合物を有する工業排水や生活排水の処理に応用することができる。本発明の排水処理は、環境負荷が小さく、低コストで、かつ大規模な処理が可能な工業レベルの有機排水の処理方法として提供することができる。

Claims (25)

1. アミド化合物含有の有機排水を曝気槽内で活性汚泥により処理する有機排水処理方法。
2. 有機排水のアミド化合物の濃度が１ｐｐｍ～１０質量％である請求項１に記載の有機排水処理方法。
3. アミド化合物は分子中の炭素原子と窒素原子のモル比が２～５０である請求項１または２に記載の有機排水処理方法。
4. アミド化合物は水溶性または水分散性である請求項１～３の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
5. アミド化合物は（メタ）アクリルアミド、Ｎ－置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－二置換（メタ）アクリルアミド、Ｎ－置換アミド、Ｎ，Ｎ－二置換アミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミド、β－アルコキシ－Ｎ－置換プロピオンアミド、β－アルコキシ－Ｎ，Ｎ－二置換プロピオンアミド、β－アミノ－Ｎ－置換プロピオンアミド、β－アミノ－Ｎ，Ｎ－二置換プロピオンアミドから選ばれる１種以上の化合物である請求項１～４の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
6. 活性汚泥はMycobacteriaceae科、Nocardiaceae科、Hyphomicrobiaceae科、Comamonadaceae科、Rhodocyclaceae科、Sutterellaceae科、Xanthomonadaceae科、Beijerinckiaceae科、A0839科、Polyangiaceae科、Microscillaceae科、Rhodanobacteraceae科、SC－I－84科、Bdellovibrionaceae科、Saccharimonadaceae科、Flavobacteriaceae科、Chitinophagaceae科、Kapabacteriales科、env.OPS17科、Phaselicystidaceae科、Verrucomicrobiaceae科、OM190科、Blfdi19科、JG30－KF－CM45科、Legionellaceae科、Saprospiraceae科、Gemmataceae科、Blastocatellaceae科、Nitrosomonadaceae科、Burkholderiaceae科、A4b科、Alteromonadaceae科、Rhodobacteraceae科、Rhizobiaceae科、Nocardiaceae科、Spirosomaceae科、Pirellulaceae科、Saccharimonadales科、Methylophilaceae科、Devosiaceae科、Caldilineaceae科、Nomurabacteria科、Roseiflexaceae科、Nitrospiraceae科、Moranbacteria科、AKYH767科、Competibacteraceae科、Haliangiaceae科、Kaiserbacteria科、mle127科の微生物から選ばれる１種以上の微生物を含有する請求項１～５の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
7. 活性汚泥はMycobacterium属、Rhodococcus属、Hyphomicrobium属、Acidovorax属、Methyloversatilis属、AAP99属、Thermomonas属、Bosea属、A0839属、Pajaroellobacter属、Dokdonella属、SC－I－84属、Bdellovibrio属、Saccharimonadales属、Flavobacterium属、Taibaiella属、Kapabacteriales属、Mycobacterium属、env.OPS17属、Phaselicystis属、Verrucomicrobium属、OM190属、Piscinibacter属、Blfdi19属、Ideonella属、JG30－KF－CM45属、BD7－11属、Legionella属、AAP99属、Fimbriiglobus属、Ellin6067属、Limnobacter属、A4b属、Pseudorhodoferax属、Haliscomenobacter属、Rheinheimera属、Rhodobacter属、Leadbetterella属、Pir4lineage属、TM7a属、Methylobacillus属、Shinella属、Persicitalea属、Pseudoxanthomonas属、Devosia属、Accumulibacter属、Nomurabacteria属、Kouleothrix属、Nitrospira属、Moranbacteria属、AKYH767属、Sulfuritalea属、Competibacter属、Dechloromonas属、Haliangium属、Kaiserbacteria属、mle1－27属に属する微生物から選ばれる１種以上の微生物を含有する請求項１～６の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
8. 曝気槽内に有機排水を連続的または半連続的に供給し、アミド化合物の滞留時間は０．５～６０時間である請求項１～７の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
9. 曝気槽内に空気を連続的または間欠的に導入し、曝気槽内の酸素濃度は０．５～３０ｍｇ／Ｌである前記請求項１～８の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
10. 活性汚泥の温度は１０～５０℃である請求項１～９の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
11. 活性汚泥のｐＨは５～９である請求項１～１０の何れか一項に記載の排水処理方法。
12. 活性汚泥中の微生物の５０％以上は好気性ズーグレア状細菌である請求項１～１１の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
13. 化学的酸素要求量（ＣＯＤ値）が１００，０００ｍｇ／Ｌ以下の有機排水を曝気槽で活性汚泥の存在下で曝気処理した後、沈殿槽に導いて沈殿分離し、分離汚泥の一部を曝気槽に返送する請求項１～１２の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
14. 曝気槽におけるアミド化合物のＣＯＤ除去率は７０％～９９．５％、アミド化合物以外の有機物合計のＣＯＤ除去率は８０～１００％である請求項１～１３の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
15. 曝気槽及び／又は沈澱槽は２個以上を有する請求項１～１４の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
16. 曝気槽は２個以上を直列及び並列に設けられ、排水を同時に及び／または順番に曝気槽に導入して処理する請求項１～１５の何れか一項に記載の有機排水処理方法。
17. 請求項１～１６に記載の有機排水処理方法は多段式である有機排水処理方法。
18. １個目の曝気槽の１段目処理はアミド化合物のＣＯＤ除去率が２０％～７０％、アミド化合物以外の有機物合計のＣＯＤ除去率が５０～１００％、１個目以降の曝気槽の２段目以降の処理はアミド化合物のＣＯＤ除去率は５０％～９０％、アミド化合物以外の有機物合計のＣＯＤ除去率は７０～１００％である請求項１～１７の何れか一項に記載有機排水処理方法。
19. 有機排水は更に活性汚泥の栄養剤を含有し、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）と全有機体炭素（ＴＯＣ）の比（ＣＯＤ／ＴＯＣ）が２～５である請求項１～１８の何れか一項に記載の排水処理方法。
20. 曝気槽内の活性汚泥の濃度は３００～２０，０００ｍｇ／Ｌである請求項１～１９の何れか一項に記載の排水処理方法。
21. 曝気槽内の有機排水の滞留時間は０．５～６０時間である請求項１～２０の何れか一項に記載の排水処理方法。
22. 曝気槽内の活性汚泥の滞留時間は０．５～４０日である請求項１～２１の何れか一項に記載の排水処理方法。
23. 曝気槽内で活性汚泥により処理後、更に嫌気条件で活性汚泥により処理する請求項１～２２の何れか一項に記載の排水処理方法。
24. 活性汚泥は曝気槽から沈殿槽へ導入し、沈澱分離後曝気槽に返送する請求項１～２３の何れか一項に記載の排水処理方法。
25. 活性汚泥は浮遊状態及び／または生物膜に固定された状態、スポンジ担体に保持された状態である請求項１～２４の何れか一項に記載の排水処理方法。