JP3470392B2 - 有機性廃水の処理方法および処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水、団地排水、農業
集落排水、その他生活排水、ごみ浸出水、工場排水等の
有機性廃水を処理する方法および装置に係わり、さらに
詳しくは高分子で包括固定した微生物により有機性廃水
中に含まれる窒素成分を生物学的に効率よく除去する方
法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機性廃水中の有機性窒素およびアンモ
ニア性窒素を除去する経済的で実用的な方法として浮遊
する活性汚泥による生物学的窒素処理法が知られてい
る。この処理方法は、嫌気性に保たれた脱窒槽を好気性
に保たれた硝化槽の前段に設け、硝化槽と脱窒槽の間
を、浮遊する活性汚泥と共に処理対象水を循環通水さ
せ、硝化槽においては、有機性廃水中の有機性窒素およ
びアンモニア性窒素を好気条件の下で活性汚泥中の硝化
菌の働きにより亜硝酸性窒素または硝酸性窒素に酸化
し、脱窒槽においては、処理すべき有機性廃水が流入さ
れると共に、流入してきた有機性廃水の有機物を脱窒反
応に必要な有機炭素源（水素供与体）として利用して、
前記硝化槽で生成された亜硝酸性窒素または硝酸性窒素
を嫌気条件の下で活性汚泥中の脱窒菌の働きにより窒素
ガスに還元し、該窒素ガスが気体として水系外に出るこ
とによって窒素除去を行うものである。

【０００３】そして、この浮遊活性汚泥による生物学的
窒素処理法の具体的装置としては、例えば、特公昭５７
−６０９１８号公報や特公昭６３−６５３９７号公報に
記載されている敷地面積の省スペース化を図った一槽式
の装置が知られている。すなわち、これら装置は、脱窒
部（脱窒槽）を下方に位置させ、硝化部（硝化槽）を上
方に位置させて、一体に形成した単一槽からなり、槽内
を下向流としたものである。特に特公昭５７−６０９１
８号公報の装置においては、硝化部と脱窒部との間に硝
化液が脱窒部に大量に流下するのを防止するための溶存
酸素消費部を有している。また、特公昭６３−６５３９
７号の装置においては、硝化部と脱窒部とを区画する区
画壁を槽内に設け、該区画壁に硝化部から脱窒部へと連
通する狭い連通路を形成すると共に、さらに該区画壁に
硝化部と脱窒部との両部内に挿通されていて脱窒部から
硝化部へと連通する酸素含有ガス送入管を付設したエア
リフト管を配備している。

【０００４】しかし、これら浮遊活性汚泥による処理装
置は、高負荷運転に限界が有り、敷地面積の省スペース
化が図られたといっても、槽自体が大きな容量のものを
必要とし、処理装置が大きくなるという欠点があると共
に、処理水の窒素除去率を高く維持するためには、脱窒
反応に必要な有機炭素源（水素供与体）として原水のほ
かメタノール等の新たな炭素源が必要であった。

【０００５】この問題を多少解決するものとして、特公
昭６３−１９２３９号公報記載の水より比重の小なる充
填物の表面に多量に付着した活性汚泥を利用して槽内活
性汚泥濃度を高く維持し高負荷運転を行う生物学的窒素
処理装置がある。すなわちこの処理装置は、図１３に示
す如く、処理槽５１の上部に設けられた多孔板、網など
の浮上阻止部材５２の下部に、水より比重の小なる充填
物で形成される充填層５３を形成し、該充填層５３内の
中間部には空気の気泡を噴出する散気管などの散気手段
５４が配備され、この散気手段５４より上方の充填層を
硝化部Ａとし、散気手段５４より下方の充填層を脱窒部
Ｂとすると共に、該脱窒部Ｂの上部に原水流入管５５を
挿入し、かつ該脱窒部Ｂの下部から前記硝化部Ａに送水
して脱窒部Ｂを通る流通水を下向流とする脱窒液送水手
段５６を設けたものである。なお図中の番号５７は処理
水流出管である。

【０００６】この特公昭６３−１９２３９号公報記載の
装置は、充填層Ａ，Ｂに補捉されたＳＳ（浮遊物質）が
層内から下方に向けて流動し、逆洗操作を行わないでも
ＳＳが充填層Ａ，Ｂにたまらないという長所がある。し
かしながら、充填物の表面に多量に付着した活性汚泥
は、剥離しやすく処理系外に排出されてしまい、槽内活
性汚泥濃度を従来の浮遊活性汚泥によるものより高く維
持できるものの安定的に槽内活性汚泥濃度を維持して高
負荷運転を行うことができず、窒素除去率等の処理水質
が安定せず、結果的に処理槽が大きな容量のものを必要
とする欠点があると共に、処理水の窒素除去率を高く維
持するためには、脱窒反応に必要な有機炭素源（水素供
与体）として原水のほかメタノール等の新たな炭素源が
必要であるという問題が未解決であった。

【０００７】上記の装置よりさらに安定して高負荷運転
可能なものとして、特公平１−３７９８８号公報記載の
装置が知られている。この装置は、単一槽の下部を、培
養した脱窒菌のみを高分子内部に固定した（いわゆる包
括した）脱窒菌固定化担体を充填した嫌気性の脱窒部と
し、上部を培養した硝化菌のみを高分子内部に固定した
（包括した）硝化菌固定化担体を充填した好気性の硝化
部とすると共に、これら脱窒菌固定化担体と硝化菌固定
化担体とが混ざるのを防止するために、脱窒部と硝化部
とを仕切る網目スクリーンを槽体の中ほどに設け、か
つ、硝化部上部から硝化液を抜出して脱窒部下部に送水
するポンプ配管からなる硝化液送水手段を設け、硝化液
が該硝化液送水手段を移動する間に酸素が消費されて脱
窒部に致り、脱窒部においては、その流通水を上向流と
し、つまり、槽内の流通水が前記脱窒部から硝化部へと
上向流で循環するようにして、脱窒部の嫌気性を維持し
やすくすると共に、固定化担体の充填層の圧力損失をで
きるだけ小さくした生物学的窒素処理装置である。

【０００８】この特公平１−３７９８８号公報記載の装
置は、前述した特公昭６３−１９２３９号公報に記載の
ような充填物の表面に付着した剥離しやすい微生物を利
用するもとの異なり、高分子固定化担体の内部に固定し
た微生物をも利用するので、より安定して槽内活性汚泥
濃度を高く維持でき、さらに高負荷運転を行うことがで
きる利点がある。しかしながら、この装置も従来の装置
と同様に、処理水の窒素除去率を高く維持するために
は、脱窒反応に必要な有機炭素源として原水のほかメタ
ノール等の新たな炭素源が必要であった。

【０００９】特定の微生物を包括固定し高負荷運転を行
うことができる装置で、メタノール等の新たな炭素源が
必要となる問題を解決したものに、特公平２−７７１６
号公報記載の装置がある。この装置は、培養した酸生成
菌のみを高分子内部に固定化した酸生成菌固定化担体を
必要により槽下部に充填し、かつ、その槽上部に培養し
た脱窒菌のみを高分子内部に固定した脱窒菌固定化担体
を充填した脱窒槽と、培養した硝化菌のみを高分子内部
に固定した硝化菌固定化担体を流動させた硝化槽とを順
次配設して、脱窒槽の下部から廃水を供給すると共に、
この硝化槽上部から脱窒槽の下部に送水する硝化液送水
手段を設け、脱窒槽を通る流通水を上向流となるように
し固定化担体の充填層の圧力損失をできるだけ小さくし
たものである。この特公平２−７７１６号公報記載の装
置においては、脱窒槽で増殖する酸生成菌および酸生成
菌固定化担体により、廃水中の浮遊性有機物を可溶化し
有機酸に分解させ、脱窒反応に必要な水素供与体として
の有機炭素源の不足分を補うようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特公平２−７７１６号公報記載の装置におけるように脱
窒槽に脱窒菌固定化担体のみを充填した場合は、当然の
ことながら特公平１−３７９８８号公報記載の装置と同
じで、処理水の窒素除去率が低く、また酸生成菌固定化
担体を脱窒槽下部に追加充填したものは、それなりの窒
素除去率が得られるが、脱窒槽自体が大きな容量のもの
を必要とし、さらに硝化菌および脱窒菌以外に酸生成菌
を固定化するため固定化担体の製造コストがかさむなど
の問題があった。

【００１１】これを子細に検討したところ、脱窒部の嫌
気性を維持しやすくし、かつ固定化担体の充填層の圧力
損失をできるだけ小さくする目的で、脱窒部の流通水を
上向流とすると、脱窒槽の包括固定化担体の間に捕捉さ
れる浮遊性有機物の量が少なく、酸生成菌による効率良
い可溶化ができないものと判明した。さらに、微生物の
固定化担体としてゲル性状の高分子ゲル担体を使用した
場合には、単に活性汚泥を包括固定し馴養（馴致）する
とそれぞれの好気性や嫌気性の環境に応じ、硝化菌や脱
窒菌が優先種となり特定の微生物をあらかじめ培養して
担体に包括固定する必要がないことを知見した。

【００１２】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
微生物を内部に包括固定した高分子ゲル担体を使用し、
メタノール等の新たな炭素源を添加せずとも高い窒素除
去率が得られ、さらには高負荷運転ができ槽自体が大き
な容量のものを必要としない有機性廃水の処理方法およ
び処理装置を提供するとを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の請求項１の有機性廃水の処理方法は、硝化部と脱窒
部との間を循環通水させて生物学的に有機性廃水中の窒
素を除去する有機性廃水の処理方法において、活性汚泥
を内部に固定した水より比重の大なる高分子ゲル担体を
それぞれ好気性の硝化部と嫌気性の脱窒部とに保持させ
ると共に、有機性廃水を該脱窒部の上部に供給し、かつ
脱窒部を通る流通水を下向流とすることを特徴とする。

【００１４】また、本発明の請求項２の有機性廃水の処
理方法は、硝化部と脱窒部との間を循環通水させて生物
学的に有機性廃水中の窒素を除去する有機性廃水の処理
方法において、硝化菌を内部に固定した水より比重の大
なる高分子ゲル担体を好気性の硝化部に保持させ、また
脱窒菌を内部に固定した水より比重の大なる高分子ゲル
担体を嫌気性の脱窒部に保持させると共に、有機性廃水
を該脱窒部の上部に供給し、かつ脱窒部を通る流通水を
下向流とすることを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項３の有機性廃水の処理方法
は、前記請求項１または前記請求項２記載の有機性廃水
の処理方法において、前記脱窒部下部の酸化還元電位を
−２００ｍＶから−４００ｍＶの範囲に維持することを
特徴とする。

【００１６】本発明の請求項４の有機性廃水の処理装置
は、活性汚泥を内部に固定した水より比重の大なる高分
子ゲル担体を保持した嫌気性の脱窒部と、前記高分子ゲ
ル担体を保持した好気性の硝化部とを備え、前記脱窒部
の上部に設けられ有機性廃水を供給する廃水供給口と、
前記硝化部から脱窒部の上部に送水する硝化液送水手段
と、前記脱窒部の下部から硝化部に送水する脱窒液送水
手段とを設けて脱窒部を通る流通水を下向流となるよう
にしたことを特徴とする。

【００１７】また、本発明の請求項５の有機性廃水の処
理装置は、脱窒菌を内部に固定した水より比重の大なる
高分子ゲル担体を保持した嫌気性の脱窒部と、硝化菌を
内部に固定した水より比重の大なる高分子ゲル担体前記
高分子ゲル担体を保持した好気性の硝化部とを備え、前
記脱窒部の上部に設けられ有機性廃水を供給する廃水供
給口と、前記硝化部から脱窒部の上部に送水する硝化液
送水手段と、前記脱窒部の下部から硝化部に送水する脱
窒液送水手段とを設けて脱窒部を通る流通水を下向流と
なるようにしたことを特徴とする。

【００１８】さらに、本発明の請求項６の有機性廃水の
処理装置は、処理槽内に散気手段を設け、その処理槽内
に活性汚泥を内部に固定した水より比重の大なる高分子
ゲル担体を投入して、前記散気手段より下方を前記高分
子ゲル担体を充填した脱窒部とし、前記散気手段より上
方を前記高分子ゲル担体を流動する硝化部とすると共
に、前記脱窒部の上部に有機性廃水を供給する廃水供給
口を設け、かつ前記脱窒部の下部から前記硝化部に送水
して脱窒部を通る流通水を下向流とする脱窒液送水手段
を設けたことを特徴とする。

【００１９】また、本発明の請求項７の有機性廃水の処
理装置は、処理槽内に散気手段を設け、前記散気手段よ
り下方を脱窒菌を内部に固定した水より比重の大なる高
分子ゲル担体を充填した脱窒部とし、前記散気手段より
上方を硝化菌を内部に固定した水より比重の大なる高分
子ゲル担体を流動する硝化部とすると共に、前記脱窒部
の上部に有機性廃水を供給する廃水供給口を設け、かつ
前記脱窒部の下部から前記硝化部に送水して脱窒部を通
る流通水を下向流とする脱窒液送水手段を設けたことを
特徴とする。

【００２０】また、本発明の請求項８の有機性廃水の処
理装置は、前記請求項４〜７項のいづれか一つの項に記
載の有機性廃水の処理装置において、前記脱窒部の下部
に該脱窒部の高分子ゲル担体充填層を逆洗する散気管を
設けたことを特徴とする。

【００２１】さらに、本発明の請求項９の有機性廃水の
処理装置は、前記請求項４〜８項のいづれか一つの項に
記載の有機性廃水の処理装置において、前記脱窒部の高
分子ゲル担体径より大なる間隙を設けて形成された高分
子ゲル担体支持体を、該脱窒部に一段または複数段設け
たことを特徴とする。

【００２２】前記硝化部および前記脱窒部とは、本明細
書においては、単一槽内の一部分を意味するだけでな
く、硝化部や脱窒部自身がそれぞれ別の槽で構成される
場合をも含むもので、広義に解するものとする。

【００２３】前記活性汚泥とは、廃水中の有機物や無機
物を栄養源として摂取する代謝機能を有する細菌を主と
して菌類、原生動物、微小後生動物など数十種以上の微
生物によって構成され、ニトロソモナス、ニトロバクタ
等の硝化菌やシュードモナス、アルカリゲネス等の通性
嫌気性菌である脱窒菌が必ず存在するものである。

【００２４】活性汚泥や硝化菌あるいは脱窒菌を固定す
る前記高分子ゲル担体とは、ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）を会合させたものや、ポリエチレングリコール
（ＰＥＧ）、アクリルアミドモノマー（ＡＣＡＭ）等を
それぞれ重合させたもので、ゲル状の高分子体で含水率
が高く、１０μｍ〜０．１μｍ程度の微細孔を保有して
おり、ＢＯＤ物質、有機性窒素、アンモニア性窒素等の
溶解有機物および酸素の透過性がよく、廃水処理に利用
可能なある程度の物理強度（圧縮強度１〜４ｋｇ／ｃｍ
² 程度）を有する合成高分子体を言い、結果的に微生物
の生育環境に適したものとなっているものである。

【００２５】活性汚泥や硝化菌あるいは脱窒菌を固定す
る方法は、ＡＣＡＭ、ＰＥＧにおいては、固定する微生
物をＡＣＡＭやＰＥＧの高分子溶液に混合し架橋剤（N,
N'-メチレンビスアクリルアミド）、重合剤（過硫酸カ
リウム）を添加し常温で重合させる方法など種々の方法
が知られている。また、ＰＶＡを使用する場合は、ＰＶ
Ａと固定する微生物との混合液を−５℃以下で冷凍後、
解凍や乾燥等を行ってゲル化するＰＶＡ−冷凍法などの
方法により包括固定化させる。これらの方法により活性
汚泥、硝化菌あるいは脱窒菌を固定した固定化担体は、
比重が１．０３から１．０７程度と水より多少重く、微
生物を内部に固定化していない高分子ゲル担体とほぼ同
じ比重である。

【００２６】前記高分子ゲル担体をそれぞれ好気性の硝
化部と嫌気性の脱窒部とに保持させる場合、硝化部の高
分子ゲル担体と脱窒部の高分子ゲル担体とを厳格に仕切
る必要はなく、硝化部と脱窒部との境界近傍の高分子ゲ
ル担体は、１〜４時間当たり約５〜１０％程度混合して
も差支えない。したがって、本明細書における「保持」
の意義は、厳格にその環境に保ち続けることだけではな
く、全体としておおむねその目的が達成できる程度の環
境に保ち続けられる意味をも含み、最も広義に解するも
のとする。

【００２７】本発明では、脱窒部を通る流通水を下向流
とするのであるが、この脱窒部の流速は、処理水流出口
の位置により影響を受ける。すなわち、処理水流出口を
脱窒部に設ければ該脱窒部の下向流の流速は速くなり、
また硝化部に処理水流出口を設ければ該脱窒部の下向流
の流速は遅くなる。しかしながら、生物学的脱窒処理法
においては硝化部と脱窒部とを循環する水量が供給され
る廃水量より数倍あるので下向流の流速はさほど影響な
く、本発明においては、脱窒部を通る流通水が下向流と
なればよいので、この処理水流出口の位置は、硝化部で
も脱窒部でもよく特に限定されない。

【００２８】本発明の請求項４と請求項５の装置におけ
る硝化部から脱窒部の上部に送水する硝化液送水手段と
しては、ポンプを介装した配管、エアリフトやグラビテ
ィーによる（重力で移動させる）単なる配管等が挙げら
れる。また、硝化部と脱窒部とを上下に一体に形成した
槽においては、硝化部と脱窒部との境近傍の槽壁自身が
硝化液送水手段として機能する。硝化部における硝化液
取出位置は、該硝化部が例え高分子ゲル担体群が上下に
設けられた網等により固定され充填層が形成されていよ
うとも、好気性に維持するための散気手段等により少な
くとも硝化液自身が硝化部内で流動しているので、硝化
部内のどこの位置でもよい。例えば、硝化部に処理水流
出口が設けられていれば、該処理水流出口からの処理水
流路から処理水の一部を取出し、これを硝化液として脱
窒部の上部に送水するポンプを介装した配管を硝化液送
水手段としてもよいわけである。

【００２９】本発明の請求項４、５、６、７の装置にお
ける脱窒部の下部から硝化部に送水する脱窒液送水手段
としては、処理槽外壁に設けたポンプを介装した配管や
エアリフトを形成するドラフトチューブ、さらには処理
槽内に設けたエアリフトを形成するドラフトチューブ等
が挙げられる。硝化部における脱窒液取入位置は、前述
したように硝化部が例え高分子ゲル担体群が上下に設け
られた網等により固定され充填層が形成されていようと
も、好気性に維持するための散気手段等により少なくと
も硝化液自身が硝化部内で流動しているので、硝化部内
のどこの位置でもよい。例えば、硝化部上方で脱窒液送
水手段としての配管やドラフトチューブを開口させて脱
窒液を硝化部上部に落下させるようにしてもよい。

【００３０】

【作用】本発明の請求項１，４，６におけるように活性
汚泥を内部に固定した高分子ゲル担体を使用する場合、
まず馴養（馴致とも言う）運転を行う。この馴養運転
は、一般的な活性汚泥処理の馴養方法と同じでよく、例
えば、有機性廃水を計画水量の３０％程度にして流入さ
せる運転を実運転条件同様に行い段階的に廃水量を計画
水量に近づける方法や、初めから廃水量を計画水量と同
じにし全く実運転と同じ状態で行う方法などがある。

【００３１】このように馴養運転を２週間〜１ヵ月程行
うと、処理水質が安定し実運転を行えるようになる。す
なわち、馴養期間中の硝化部においては、好気性の環境
に応じて、高分子ゲル担体の内部では硝化菌が優先種と
なり、有機物酸化菌が混在する活性汚泥に変化すると共
に、高分子ゲル担体外表面にも硝化菌と有機物酸化菌と
が付着する。一方、脱窒部においては、嫌気性の環境に
応じて、高分子ゲル担体の内部では脱窒菌が優先種とな
り、脱窒菌を主体とする活性汚泥に変化し、高分子ゲル
担体外表面にも脱窒菌が付着する。さらに、脱窒部にお
いては、有機性廃水が脱窒部の上部に供給されると共に
脱窒部を通る流通水が下向流となっているので、脱窒部
内で層を形成している比重の大なる高分子ゲル担体間に
有機性廃水中の浮遊物質が大量に捕捉され、その浮遊物
質中の有機物（以下、浮遊性有機物という）と嫌気性環
境とにより高分子ゲル担体内外で通性嫌気性菌を主とし
た酸生成菌や絶対嫌気性菌も脱窒部に多量に存在する状
態となる。

【００３２】かかる状況において、有機性廃水は、脱窒
部の上部に供給されて、廃水中の浮遊性有機物が比重の
大なる高分子ゲル担体の層中に大量に捕捉され続ける
が、脱窒部に多量に生息する酸生成菌が、その浮遊性有
機物を可溶化して有機酸を生成する。したがって、捕捉
された浮遊性有機物は酸生成菌により可溶化されるた
め、その捕捉されている浮遊性有機物の量は、低いレベ
ルの一定量に維持され、脱窒部を閉塞することがなく、
圧力損失が低い値に維持される。そして、該脱窒部の高
分子ゲル担体の内外で優先種となった脱窒菌が、流入し
てきた廃水の溶解性有機物と共に、前記酸生成菌により
生成された有機酸を、脱窒反応に必要な有機炭素源（水
素供与体）として利用し、硝化部で生成され循環してき
た亜硝酸性窒素または硝酸性窒素を窒素ガスに還元す
る。また、脱窒部に存在する絶対嫌気性菌が、廃水中の
有機性窒素の一部をアンモニア性窒素に変換する。

【００３３】このアンモニア性窒素および残存する有機
性窒素は、脱窒部を流下する流通水に伴われて、脱窒部
の下部から硝化部に循環送水される。硝化部において
は、有機性窒素が有機物酸化菌によってアンモニア性窒
素に変換され、脱窒部からのアンモニア性窒素と共に、
高分子ゲル担体の内外で優先種となった硝化菌よって、
好気条件の下で亜硝酸性窒素または硝酸性窒素に酸化さ
れる。脱窒部で生じた前記の窒素ガスは、処理水が脱窒
部と硝化部とを循環している間に気体として水系外に出
る。このようにして、窒素除去処理が行われるわけであ
る。

【００３４】本発明の請求項２，５，７におけるように
脱窒菌を内部に固定した高分子ゲル担体と硝化菌を内部
に固定した高分子ゲル担体とを使用する場合、馴養期間
が多少短くなるだけで、その他は、上記活性汚泥を内部
に固定した高分子ゲル担体を使用する場合と変りがな
い。

【００３５】すなわち、例え、純粋培養した硝化菌や脱
窒菌を内部に包括固定した高分子ゲル担体を使用して
も、その純粋培養した硝化菌や脱窒菌のみが常に代謝増
殖して固定されているわけではない。流入する廃水中に
は種々の基質成分があり、その基質成分に応じてそれを
資する種々の微生物が該廃水や大気等の系外から必ず入
り込む。その結果、処理運転中に、硝化部や脱窒部の環
境に応じて処理対象廃水の基質成分を資する各種微生物
が外部から徐々に混入し高分子ゲル担体の表面や内部で
硝化菌や脱窒菌と共存する状態となる。したがって、運
転を開始してしばらくたつと、活性汚泥を内部に固定し
た高分子ゲル担体を使用する場合と実質的に変らない状
態となる。

【００３６】しかも、一槽式における硝化部と脱窒部と
の境界近傍の高分子ゲル担体は、硝化部の高分子ゲル担
体には硝化菌にとどまらず脱窒菌が、脱窒部の高分子ゲ
ル担体には脱窒菌にとどまらず硝化菌が、環境に応じて
混在するようになり、硝化部の高分子ゲル担体には硝化
にとどまらず脱窒作用が、脱窒部の高分子ゲル担体には
脱窒にとどまらず硝化作用が認められる。したがって、
硝化部と脱窒部との境界近傍の高分子ゲル担体が、１〜
４時間当たり約５〜１０％程度混合しても処理効率上問
題はない。よって、本発明においては、硝化部と脱窒部
とを仕切る網目スクリーン等は特に必要がない。

【００３７】上記のような観点から考えれば、請求項
２、５、７で用いる硝化菌および脱窒菌としては、必ず
しも純粋培養したものを用いる必要はなく、硝化菌を含
む培養物や脱窒菌を含む培養物であれば広く使用でき
る。したがって、硝化菌を含む活性汚泥および脱窒菌を
含む活性汚泥をそれぞれ硝化菌および脱窒菌として請求
項２、５、７で使用できることになり、この場合には請
求項１、４、６と実質的に同一となる。

【００３８】上述したように、環境に応じてそれに適し
た微生物が馴養、実運転等により高分子担体内部に混入
保持される作用は、ゲル状の高分子担体を使用すること
によって生じるものである。

【００３９】本発明の請求項３におけるように、脱窒部
下部の酸化還元電位を−２００ｍＶから−４００ｍＶの
範囲、好ましくは−２００ｍＶから−３００ｍＶの範
囲、さらに好ましくは−２５０ｍＶから−３００ｍＶの
範囲に維持すると、該脱窒部で下向流によって高分子ゲ
ル担体の層中に大量に捕捉された浮遊性有機物の酸生成
菌による可溶化作用が活発となり、従来の浮遊活性汚泥
の脱窒部で維持管理の目標値としている−１００ｍＶか
ら−１５０ｍＶの範囲にした場合に比べて、その捕捉さ
れている浮遊性有機物の量は格段に低いレベルになっ
て、より低い圧力損失に維持され、該脱窒部の閉塞が防
止されると共に、可溶化された有機酸が脱窒反応に利用
され、処理水の窒素除去率が向上する。

【００４０】上記脱窒部下部の酸化還元電位を上記所定
の範囲に維持する手段としては、本発明の請求項８にお
けるように、脱窒部の下部に該脱窒部の高分子ゲル担体
充填層を逆洗する散気管を設け、逆洗サイクルまたは逆
洗時間を調整することにより酸化還元電位を所定の範囲
に維持する方法を採用するのが好ましい。例えば、脱窒
部下部の酸化還元電位が高い（＋側に近づいている）場
合には、逆洗サイクルを長くしたり、逆洗時間を短くす
る。また、酸化還元電位が低い場合には、逆洗サイクル
を短くしたり、逆洗時間を長くすればよい。この逆洗サ
イクルまたは逆洗時間を調整する方法は、短時間で脱窒
部の酸化還元電位を調整できるので、他の運転条件に影
響を与えることが少なく簡単に実施できて管理が極めて
容易である。また、逆洗散気管を設けることで浮遊性有
機物が過多にある有機性廃水をも処理することができ好
都合である。

【００４１】上記逆洗散気管から噴出させる気体は、空
気や純酸素等の酸素富気体でも窒素ガス等の不活性ガス
のいずれでもよいが、不活性ガスの場合は単に乱流によ
り硝化液の流入を促進し酸化還元電位を上げるようにす
るだけなので、多槽式の場合は効果が出ず、また不活性
ガスの貯留設備等が必要となる。そのような場合は、嫌
気性の脱窒部に直接酸素を供給する方法とし酸素富気体
を使用するのが好ましい。また、脱窒部下部の酸化還元
電位の測定は、白金−銀／塩化銀内極式の複合電極を使
用し、その検出端を前記脱窒部の下部または脱窒部から
の流出液が通る流路に設ければよい。また、脱窒部から
の流出液が通る流路や直接脱窒部から脱窒液をサンプリ
ングをして酸化還元電位の測定を行っても差支えない。

【００４２】脱窒部下部の酸化還元電位を調整する方法
は、上記逆洗時間によるもののほか各種方法を採用する
ことができる。例えば、脱窒部下部の酸化還元電位が高
い場合には、硝化部から脱窒部への通水量を減少させた
り、硝化部での酸素供給量（酸素含有ガスの曝気量）を
減少させたりすることにより酸化還元電位を低くするこ
とができる。一方、脱窒部下部の酸化還元電位が低い場
合には、硝化部から脱窒部への通水量を増加させたり、
硝化部での酸素供給量（酸素含有ガスの曝気量）を増加
させたりすることにより酸化還元電位を高くすることが
できる。

【００４３】なお、有機性廃水を大規模に処理する場合
や脱窒部の高さを高くして敷地面積を極力節約する場合
には、脱窒部の高分子ゲル担体充填層の層高が高くな
り、高分子ゲル担体の自重で下部の高分子ゲル担体が押
され圧密化が生ずる虞がある。その場合には、本発明の
請求項９におけるように、高分子ゲル担体径より大なる
間隙を設けて形成された高分子ゲル担体支持体を、脱窒
部に一段または複数段設けることが好ましい。複数段設
ける場合、該支持体と支持体の間隔は、１ｍ以下、好ま
しくは８０ｃｍ以下、さらに好ましくは５０ｃｍ以下と
することにより高分子ゲル担体の圧密化を防止して圧力
損失を有効に低減できる。この高分子ゲル担体支持体
は、高分子ゲル担体を槽に充填する場合などの静置状態
ではその間隙から高分子ゲル担体が通過して該支持体下
方の空間にも高分子ゲル担体が充填でき、運転時等の下
向流が生じているときには、その間隙上でブリッジを形
成できるような大きさの間隙ができるだけ多く形成され
たものが好ましい。この様な間隙の寸法は一概には言え
ないが、例えば高分子ゲル担体の最大寸法の５〜１０倍
の幅を有するスリット状の長ほそい間隙とするのがよ
い。この高分子ゲル担体支持体は、平板鋼板に複数のス
リットを切抜いて設けたものやバー状の帯板を間隙を設
けて並設することにより形成してもよい。かような高分
子ゲル担体支持体により、脱窒部に充填した高分子ゲル
担体の圧密化や担体間に捕捉された浮遊物質等に起因す
る閉塞を確実に防止して圧力損失を低く維持できる。

【００４４】

【実施例】以下、有機性廃水としての下水の処理に本発
明を適用した場合の一実施例を説明する。図１に示した
円筒状の処理槽１には、その上部中央にドラフトチュー
ブ２とその下部近傍に散気管３（散気手段）が設けられ
た硝化部４が形成され、散気管３より下方に、活性汚泥
を内部に固定した水より比重の大なる高分子ゲル担体が
散気管３から所定の距離を隔てた位置まで充填されて脱
窒部５が形成されている。

【００４５】硝化部４の散気管３には、ブロワー２０か
ら空気を供給する空気供給管３０が処理槽１側壁を貫通
して接続されている。硝化部４にも後述するように活性
汚泥を内部に固定した水より比重の大なる高分子ゲル担
体が充填されるが、散気管３から曝気される空気により
高分子ゲル担体が流動する状態となる。そのため、硝化
部４上部の一部側面には、この流動している高分子ゲル
担体を分離して処理槽１外に流出するのを防止し、処理
水のみを取出すための高分子ゲル担体分離部６が設けら
れている。本実施例における高分子ゲル担体分離部６
は、図２に図示するように、その内部に脱気ゾーン７を
設け、処理水と高分子ゲル担体との分離効果をさらに大
きくして、高分子ゲル担体が系外に流出することを確実
に防止し、処理水のみを処理水取出口２７から取出すよ
うにしている。

【００４６】硝化部４と脱窒部５との境界部には、上下
端に行くほど狭まり中央部が処理槽１側壁から内側に飛
出した縦断面が三角形状のバッフル２６が設けられてお
り、その位置の処理槽１の直径をドラフトチューブ２の
直径より狭めている。このバッフル２６は、図３に示す
ように水平断面中央開口部が円形状のもの（図３ａ）や
多面形状のもの（図３ｂ）でもよく、バッフル上端と処
理槽１内壁との角度αを、３０〜６０度、好ましくは３
０〜４５度、バッフル下端と処理槽１内壁との角度βを
３０〜６０度、好ましくは４５〜６０度とするのがよ
い。これにより、硝化部４における高分子ゲル担体の流
動性を良好にすると共に、後述する脱窒部５の空気逆洗
の際、硝化部４上部側面に設けられた高分子ゲル担体分
離部６に大量に気泡が流れ込むことがなく、高分子ゲル
担体が系外に流出することを防止できる。

【００４７】散気管３の下方にある脱窒部５の高分子ゲ
ル担体充填層内の上部位置には、廃水供給口を下向きに
複数設けた環状の廃水分散管２８が取付けられている。
この廃水分散管２８には、廃水供給ポンプ１８が介装さ
れた廃水ピット１７からの廃水供給管１９が接続されて
いる。

【００４８】脱窒部５内の中ほどには、脱窒部の高分子
ゲル担体群を分散支持する支持板１３（高分子ゲル担体
支持体）が処理槽１の側壁に支持されて設けられてい
る。この支持板１３は、高分子ゲル担体の自重で下部の
高分子ゲル担体が押され圧密化が生ずるのを防止すると
共に、槽内の浮遊物質や余剰汚泥が高分子ゲル担体群間
にたまり圧力損失が大きくなるのを防止するためのもの
である。支持板１３には図４に示すようにスリット（隙
間）が切られている。スリットは同心状（図４ａ）に設
けてもよく、直線状（図４ｂ）に設けてもよい。スリッ
ト幅は、槽に高分子ゲル担体を充填する場合などの静置
状態ではそのスリットから高分子ゲル担体が通過して支
持板１３下方の空間にも高分子ゲル担体が充填でき、運
転状態では、支持板１３のスリット上で高分子ゲル担体
群がブリッジを形成できる大きさのものが好ましい。こ
の様なスリットの寸法は高分子ゲル担体のサイズによっ
ても変化するため一概には言えないが、例えば高分子ゲ
ル担体の最大寸法の５〜１０倍の幅を有するスリットと
し、スリットのピッチはスリット幅と同サイズとするの
が望ましい。

【００４９】また、脱窒部５の下部には、脱窒部の高分
子ゲル担体群間にたまった浮遊物質や余剰汚泥を空気で
逆洗して追出す逆洗用散気管８が設けられている。逆洗
用散気管８には、コンプレッサー９からの逆洗ライン１
１が、空気タンク１０とタイマーにより開閉する逆洗用
空気電磁弁１２とを介して設けられ、処理槽１の側壁を
貫通して接続されている。

【００５０】さらに、脱窒部５の下方の処理槽１の底部
には、スクリーン１４が設けられており、スクリーン１
４には脱窒部５を通った流通水を硝化部４の上部に循環
送水する循環ライン１５（脱窒液送水手段）が接続され
ている。スクリーン１４は、処理槽１の底部に敷き詰め
られたスクリーン１４の網目より大きい粒径８ｍｍから
２０ｍｍ程度の砂利層に埋設されており、スクリーン１
４の目詰まり防止が図られている。

【００５１】循環ライン１５には、酸化還元電位測定装
置の検出端２２と循環水電磁弁１６とが介装されてい
る。この循環水電磁弁１６は、逆洗用空気電磁弁１２の
タイマーにより、逆洗用空気電磁弁１２が開のとき閉と
なり、また閉のとき開となって、開閉が逆洗用空気電磁
弁１２と逆となるようにされている。また、この循環ラ
イン１５の硝化部４の散気管３と同じレベルの位置に
は、ブロワー２０から散気管３に空気を供給する空気供
給管３０から分岐した空気供給管３１が接続されてお
り、エアリフト効果により脱窒部５を通った流通水が硝
化部４の上部に循環するようになっている。循環ライン
１５の先端は、硝化部４上方で開口しており、脱窒液を
硝化部上部に落下させ空気を巻き込むようにしている。

【００５２】酸化還元電位測定装置の検出端２２は、白
金−銀／塩化銀内極式の複合電極を使用し、電極のよご
れを考慮し洗浄機構付きとすることが望ましい。

【００５３】次に、上記実施例の装置の作用を述べる。
まず、運転に先立ち、活性汚泥を内部に固定した高分子
ゲル担体を処理槽１に充填するのであるが、この高分子
ゲル担体に包括される活性汚泥は、一般の下水処理場や
し尿処理場などの浮遊活性汚泥法で行っている施設から
採取したものでよく、好ましくは生物学的に窒素除去を
行っている施設からの硝化菌と脱窒菌とが豊富に存在す
る活性汚泥を使用するとよい。高分子ゲル担体として
は、採取した活性汚泥を２％から８重量％に濃縮した上
で、ポリビニルアルコール（ケン化度９９．８５％以
上）の１５〜２５重量％水溶液と等量混合し、これを−
５℃以下好ましくは−２０〜−３０℃に冷却した後、解
凍や真空凍結乾燥等を行って所要の性状にしたものが好
ましく使用できる。

【００５４】高分子ゲル担体の形状としては、直方体、
立方体、円柱体、球形等の各種形状のものが使用でき、
その一辺または直径が３〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１
０ｍｍ程度のものがよい。例えば０．５ｍｍ程度のあま
り細かいものは、槽内の空間率が下がり、本実施例にお
いては、後述する脱窒部の下向流による圧力損失が大き
くなるためあまり好ましくない。

【００５５】高分子ゲル担体としては、上記濃縮汚泥を
ＡＣＡＭやＰＥＧの高分子水溶液１０〜１５重量％に等
量混合し、架橋剤（N,N'- メチレンビスアクリルアミ
ド）、重合開始剤（過硫酸カリウム）、重合促進剤（ジ
メチルアミノプロピオニトリル）をそれぞれ０．５〜１
重量％程度添加し、常温で重合させる方法など種々の方
法で造られた高分子ゲル担体も使用することができる。

【００５６】活性汚泥を包括固定した高分子ゲル担体を
処理槽１に充填するには、まず処理槽１に下水を半分程
度満たした後、硝化部４上方より、例えばスクリューポ
ンプに代表される高分子ゲル担体を磨耗、破壊せず輸送
が可能なポンプやクレーン等を用いて高分子ゲル担体を
投入して、脱窒部５においては高分子ゲル担体が脱窒部
全体に充填され満たされた状態となり、硝化部４におい
ては硝化部の高さの１５〜４０％になるように充填す
る。脱窒部５では、支持板１３のスリットを通過して高
分子ゲル担体が底部から順次充填され、所要の高さまで
高分子ゲル担体の充填層が形成される。前述した「脱窒
部全体に充填され満たされた状態」とは、脱窒部５にお
ける充填率（充填高分子ゲル担体の容積／処理槽の容
積）が６０〜７０％であり、脱窒部５の充填層の空間率
が３０〜４０％であることを意味する。なお、この充填
率に幅があるのは、高分子ゲル担体の形状や大きさによ
って充填率が変るためである。同様に、硝化部４におけ
る「硝化部の高さの１５〜４０％になる状態」とは、硝
化部４における充填率が１０〜２５％になる状態で、硝
化部４では空間率が７５〜９０％であることを意味す
る。

【００５７】高分子ゲル担体が処理槽１に充填される
と、まず馴養（馴致とも言う）運転を行う。この馴養運
転は、一般的な活性汚泥処理の馴養方法と同じでよく、
例えば、下水を計画水量の３０％程度にして流入させる
運転を実運転条件同様に行い段階的に下水量を計画水量
に近づける方法や、初めから下水量を計画水量と同じに
し全く実運転と同じ状態で行う方法などがある。この馴
養運転をすることにより、運転開始後２週間から１カ月
の馴養期間を経て、硝化、脱窒作用が促進され良好な処
理水を得ることが出来る。

【００５８】馴養運転を行うに際しては、通常運転と同
様に、図示しない沈砂池で土砂とあらい浮遊物が除去さ
れ、さらに最初沈殿池である程度の浮遊物が除去された
アンモニア性窒素や有機性窒素を含む下水が、廃水ピッ
ト１７から廃水供給ポンプ１８により廃水供給管１９を
介して廃水分散管２８に供給され、廃水分散管２８の下
向きの複数の廃水供給口から脱窒部５内に分散供給され
る。脱窒部５を通る流通水は、脱窒部５下方の砂利を介
してスクリーン１４に吸引されるので常に下向流となっ
ている。つまり、循環ライン１５にある循環水電磁弁１
６は脱窒部の空気逆洗以外は常に開となっており、ま
た、この循環ライン１５の硝化部４の散気管３と同じレ
ベルの位置にブロワー２０から空気供給管３１を介して
空気が供給されているため、エアリフト効果により脱窒
部５を通った流通水が循環ライン１５を通って硝化部４
の上方で落下し、空気を巻き込んで硝化部４に流入す
る。この脱窒部５から硝化部４に循環する水量は、供給
される下水量に比して２〜５倍ある。

【００５９】硝化部４では、ブロワー２０から空気供給
管３０および散気管３を介して空気がドラフトチューブ
２の下部内のみに供給されており、供給された空気はド
ラフトチューブ２内側を上昇し、硝化部４上部から大気
に放出されている。この空気の流れに伴って、硝化部４
内の処理水と活性汚泥を内部に固定した高分子ゲル担体
とが、ドラフトチューブ２内側を上昇し外側を下降して
流動している。硝化部４と脱窒部５との境界部に設けら
れたバッフル２６の上部形状によって、図５に示した如
く硝化部４における高分子ゲル担体Ｐの流動が円滑に行
われる。なお、図５における斜線ハッチング部分は、高
分子ゲル担体Ｐが充填されている状態を省略して示して
いる。硝化部４の処理水は下方の脱窒部５に下向流で流
下し、一部が硝化部４側面の高分子ゲル担体分離部６へ
送られる。高分子ゲル担体分離部６では、流速が極めて
遅い状態であり、高分子ゲル担体は沈降分離されて硝化
部４に戻され、処理水は処理水流出口２７（図２）から
処理水路２１に排出される。

【００６０】以上の運転を続けて馴養を行うと、硝化部
４においては、高分子ゲル担体の内部では硝化菌が優先
種となり、硝化菌と有機物酸化菌が混在する活性汚泥に
変化すると共に、高分子ゲル担体外表面にも硝化菌と有
機物酸化菌とが付着する。一方、脱窒部５においては、
嫌気性の環境に応じて、高分子ゲル担体の内部では脱窒
菌が優先種となり、脱窒菌を主体とする活性汚泥に変化
し、高分子ゲル担体外表面にも脱窒菌が付着する。さら
に、脱窒部５においては、廃水分散管２８から下水が脱
窒部の上部に供給されると共に脱窒部５を通る流通水が
下向流となっているので、層を形成している比重の大な
る高分子ゲル担体間に下水中の浮遊物質が大量に捕捉さ
れ、その浮遊性有機物と嫌気性環境とにより高分子ゲル
担体内外で通性嫌気性菌を主とした酸生成菌や絶対嫌気
性菌も脱窒部５に多量に存在する状態となる。

【００６１】かかる状況において、下水は脱窒部５の上
部に供給されて、下水中の浮遊性有機物が高分子ゲル担
体の層中に大量に捕捉され続けるが、脱窒部５に多量に
生息する酸生成菌が、その浮遊性有機物を可溶化して有
機酸を生成する。したがって、下水中の浮遊物質が高分
子ゲル担体層に捕捉されても酸生成菌により可溶化され
るため、捕捉されている浮遊性有機物の量は低いレベル
の一定量に維持され、脱窒部５を閉塞することがなく、
圧力損失が低い値に維持される。

【００６２】また、脱窒部５では、絶対嫌気性菌が、主
要な有機化合物の一つである蛋白質をアミノ酸に加水分
解し、さらに脱アミノ化反応を起こさせて下水中の有機
性窒素をアンモニア性窒素に変換する共に、通性嫌気性
微生物である脱窒菌が、流入してきた下水の溶解性有機
物と酸生成菌により生成された有機酸とを脱窒反応に必
要な有機炭素源（水素供与体）として利用し、後述する
硝化部４で生成され循環してきた亜硝酸性窒素または硝
酸性窒素を窒素ガスに還元する。この脱窒部４で生じた
窒素ガスは、処理水が脱窒部５と硝化部４とを循環して
いる間に気体として水系外に出る。

【００６３】脱窒部５におけるアンモニア性窒素および
残存する有機性窒素は、脱窒部５を下流する流通水に伴
われて、脱窒部５の下部から循環ライン１５を介して硝
化部４に循環送水される。

【００６４】硝化部４においては、有機性窒素が有機物
酸化菌によってアンモニア性窒素に変換される。この有
機物酸化菌による炭酸ガスの生成および脱窒部５からの
アンモニア性窒素の流入により硝化菌の生育できる環境
が整って高分子ゲル担体の内外で優先種となった硝化菌
が、脱窒部５からのアンモニア性窒素と共に、有機物酸
化菌が生成したアンモニア性窒素を好気条件の下で亜硝
酸性窒素または硝酸性窒素に酸化する。なお、硝化部４
に隣接する高分子ゲル担体分離部６から処理水路２１に
排出された処理水は、図示しない沈殿槽に導かれ、処理
水に同伴された余剰汚泥が分離され、必要により高度処
理が施され放流される。

【００６５】脱窒部５においては、脱窒部における酸化
還元電位と窒素除去率および脱窒部５内の圧力損失の関
係を示した図６のグラフから明らかなように、脱窒部５
下部の酸化還元電位を−２００ｍＶから−４００ｍＶ、
好ましくは−２００ｍＶから−３００ｍＶの範囲、さら
に好ましくは−２５０ｍＶから−３００ｍＶに維持する
と、脱窒部５で下向流によって高分子ゲル担体の層中に
大量に捕捉された浮遊性有機物を可溶化する酸生成菌が
活発に増殖する生育環境となり、捕捉されている浮遊性
有機物の量は格段に低いレベルになって、より低い圧力
損失に維持され、脱窒部５の閉塞が防止されると共に、
可溶化された有機酸が脱窒反応に利用されるため処理水
の窒素除去率が向上する。この現象から、本実施例の装
置においては、従来技術の装置、例えば前述した特公平
１−３７９８８号公報に記載のような、単一槽の下部を
脱窒菌固定化担体を充填した嫌気性の脱窒部とし、上部
を硝化菌固定化担体を充填した好気性の硝化部とし、脱
窒部においては流通水が脱窒部から硝化部へと上向流で
循環するようにして、脱窒部の嫌気性を維持しやすくす
ると共に固定化担体の充填層の圧力損失をできるだけ小
さくしようとした従来装置と比較して、被処理水の循環
に係わる消費電力が極めて少なくてすむことを見出し
た。

【００６６】脱窒部５下部の酸化還元電位を−４００ｍ
Ｖに満たない低い値で運転すると、硫化物の発生が過剰
となり、この硫化物を硝化部４において酸化するために
必要以上の空気を硝化部４に供給せねばならない。ま
た、処理水中にイオウのコロイドとして残留し、白濁す
るため処理水の外観は悪化する。

【００６７】本実施例においては、脱窒部５下部の酸化
還元電位の測定を、脱窒部５からの流出液が通る流路で
ある循環ライン１５に設けた酸化還元電位測定装置の検
出端２２で行う。

【００６８】脱窒部５下部の酸化還元電位を上記所定の
範囲に維持するには、逆洗用散気管８から空気タンク１
０からの空気を噴出させて、脱窒部５の高分子ゲル担体
群間にたまった浮遊物質や余剰汚泥を逆洗する頻度（サ
イクル）または逆洗時間を調整することにより行う。例
えば、脱窒部５下部からの流通水の酸化還元電位が高い
（＋側に近づいている）場合には、逆洗サイクルを長く
したり、逆洗時間を短くする。また、酸化還元電位が低
い場合には、逆洗サイクルを短くしたり、逆洗時間を長
くすればよい。具体的には、逆洗用空気をコンプレッサ
ー９によって空気タンク１０に貯めておき、逆洗ライン
１１に設置された逆洗用空気電磁弁１２をタイマーによ
り開とすると共に、循環ライン１５の循環水電磁弁１６
を上記タイマーにより閉とする。これにより、空気タン
ク１０の空気が、逆洗ライン１１および逆洗用空気電磁
弁１２を介して逆洗用散気管８から脱窒部５内に噴出す
ると共に、循環水電磁弁１６が閉となっているので、脱
窒部内に噴出した逆洗用空気が、逆洗用散気管８下部近
傍のスクリーン１４を介して循環ライン１５に逃げるこ
とが防止される。

【００６９】脱窒部５内に噴出した逆洗用空気は、脱窒
部５内の高分子ゲル担体層を流動状態にしつつ上昇し、
バッフル２６に導かれて硝化部４の下部中央に集り、硝
化部４の散気管３からの曝気空気と共にドラフトチュー
ブ２内側を通って硝化部４上部から大気に放出される。
逆洗空気が脱窒部５内の高分子ゲル担体層内を移動する
に伴って、高分子ゲル担体間に捕捉されていた浮遊物質
や余剰汚泥が同伴され硝化部４まで上昇し、その一部
は、硝化部４に隣接する高分子ゲル担体分離部６から処
理水路２１に排出され、図示しない沈殿槽に導かれて処
理水と分離される。またその他の浮遊物質や余剰汚泥
は、硝化部４から脱窒部５への下向流にのって脱窒部５
の高分子ゲル担体に再び捕捉される。

【００７０】なお、脱窒部５の空気逆洗により５％から
１０％程度の高分子ゲル担体が硝化部４と脱窒部５の間
を移動するが、高分子ゲル担体内には硝化菌および脱窒
菌が共生しているため、硝化部４の高分子ゲル担体には
硝化にとどまらず脱窒作用が、脱窒部５の高分子ゲル担
体には脱窒にとどまらず硝化作用が認められ、処理効率
上問題はない。

【００７１】上記空気逆洗によって生ずる乱流により脱
窒部５への硝化液の流入が促進されると共に、脱窒部５
に空気が放出されるので、該脱窒部５の酸化還元電位は
上昇することになる。したがって、脱窒部５下部の酸化
還元電位が上記所定の範囲に入るように空気逆洗の逆洗
サイクル（逆洗頻度）と逆洗時間を適宜選択すればよい
訳である。目安としては、逆洗サイクルを１時間から４
時間程度、逆洗時間を３０秒から２分程度の範囲から選
択するとよい。

【００７２】脱窒部５下部の酸化還元電位を調整する方
法は、上記逆洗時間によるもののほか各種方法を採用す
ることができる。例えば、脱窒部５下部の酸化還元電位
が高い場合には、硝化部４から脱窒部５への通水量を減
少させたり、硝化部４での酸素供給量（酸素含有ガスの
曝気量）を減少させたりすることにより酸化還元電位を
低くすることができる。一方、脱窒部５下部の酸化還元
電位が低い場合には、硝化部４から脱窒部５への通水量
を増加させたり、硝化部４での酸素供給量（酸素含有ガ
スの曝気量）を増加させたりすることにより酸化還元電
位を高くすることができる。

【００７３】次に上記実施例の効果を述べる。本実施例
は、有機性廃水を脱窒部５の上部に供給し、かつ脱窒部
５の下部から排出液を循環ライン１５でエアリフトによ
り硝化部４に循環し脱窒部５を通る流通水を下向流とし
たので、脱窒部５の下向流によって高分子ゲル担体の層
中に浮遊性有機物が大量に捕捉された状態となる。これ
によって、浮遊性有機物を可溶化する酸生成菌が活発に
増殖する生育環境となり、その捕捉されている浮遊性有
機物の量は、増加することなく一定の低いレベルになっ
て、低い圧力損失に維持され、脱窒部５の閉塞が防止さ
れると共に、可溶化された有機酸が脱窒反応に利用さ
れ、処理水の窒素除去率が向上する。

【００７４】特に、脱窒部５下部の酸化還元電位を−２
００ｍＶから−４００ｍＶ、好ましくは−２００ｍＶか
ら−３００ｍＶの範囲、さらに好ましくは−２５０ｍＶ
から−３００ｍＶの範囲で運転することにより、酸生成
菌により浮遊性有機物が効率よく可溶化でき、窒素濃度
に対する溶解性ＢＯＤ濃度の比が小さい廃水の処理にお
いても脱窒反応に必要な水素供与体としての有機炭素源
が不足することなく高負荷運転が可能となり、高い窒素
除去率が得られ、下水の処理に好適である。

【００７５】したがって、本実施例では、脱窒部５にお
ける下向流に対しての圧力損失を極めて小さくすること
ができ、エアリフト循環に係わる消費電力が少なく、運
転コストを削減できる。さらに本実施例では、上部を硝
化部４、下部を脱窒部５とした単一の処理槽１を使用す
ることから処理設備の敷地面積を大幅に縮小できる。

【００７６】しかも、本実施例の一槽式における硝化部
４と脱窒部５との境界近傍の高分子ゲル担体は、硝化部
４の高分子ゲル担体には硝化菌にとどまらず脱窒菌が、
脱窒部５の高分子ゲル担体には脱窒菌にとどまらず硝化
菌が、環境に応じて混在するようになり、硝化部４の高
分子ゲル担体には硝化にとどまらず脱窒作用が、脱窒部
５の高分子ゲル担体には脱窒にとどまらず硝化作用が認
められる。したがって、硝化部４と脱窒部５との境界近
傍の高分子ゲル担体が、１〜４時間当たり約５〜１０％
程度混合しても処理効率上問題はない。よって、本実施
例においては、硝化部と脱窒部とを仕切る網目スクリー
ン等は特に必要がない。そのため、運転初期および運転
途中で補充する高分子ゲル担体の充填が容易で、下水中
の夾雑物の詰まりによる運転上のトラブルもなく運転管
理が容易となっている。

【００７７】また、本実施例では、嫌気性の脱窒部５の
高分子ゲル担体の層中に捕捉された浮遊性有機物の保持
量を調整し脱窒部５の高分子ゲル担体層の圧力損失を一
定に維持するために、嫌気性の脱窒部５であるにもかか
わらず、空気による逆洗を行うようにし、その逆洗サイ
クルまたは逆洗時間を調整して、短時間で脱窒部の酸化
還元電位を調整するようにしたので、他の運転条件に影
響与えることが少なく簡単に実施できて管理が極めて容
易である。また、逆洗散気管８を設けることで浮遊性有
機物が過多にある有機性廃水をも処理することができ好
都合である。

【００７８】なお、図１に図示した実施例の装置におい
ては、硝化部４への空気の供給および脱窒部５での逆洗
用空気の供給に際して使用する散気手段として散気管
３，２８を用いているが、例えばスパージャ、ディフュ
ーザ、散気板等の他の散気手段を用いてもよい。また、
脱窒部５下部からの排出液の硝化部４への循環を、循環
ライン１５でのエアリフト効果により行う例を図示して
いるが、循環ライン１５にポンプを設置して循環させる
こともできる。

【００７９】また、図１に図示した実施例の装置では、
脱窒部５の高分子ゲル担体群を分散支持するための支持
板１３は１段のみ設けているが、脱窒部の高さの高い処
理装置においては支持板を複数段設置することにより高
分子ゲル担体の圧密化を防止して脱窒部での圧力損失を
効果的に低減できる。この場合の支持板と支持板の間隔
は１ｍ以下、好ましくは８０ｃｍ以下、さらに好ましく
は５０ｃｍ以下とする。

【００８０】図１の実施例の装置では、脱窒部５下部の
酸化還元電位の測定を、脱窒部からの流出液が通る流路
である循環ライン１５に測定装置の検出端２２を設けて
行っているが、脱窒部からの流出液が通る流路からサン
プリングしたり、脱窒部から脱窒液を直接サンプリング
して、酸化還元電位を測定しても差支えない。

【００８１】脱窒部５での逆洗には、必要に応じて空気
の代わりに純酸素等の酸素富気体や窒素ガス等の不活性
ガスを使用してもよいが、維持管理の容易な空気を用い
ることが望ましい。不活性ガスを逆洗に用いる場合は、
単に乱流により硝化液の流入を促進し酸化還元電位を上
げるようにするだけなので、多槽式の場合は効果が出
ず、また不活性ガスの貯留設備等が必要となる。そのよ
うな場合は、嫌気性の脱窒部に直接酸素を供給する方法
とし酸素富気体を使用するのが好ましい。

【００８２】なお、処理槽１内の硝化部４と脱窒部５の
境界に設けるバッフル２６は、必ずしも図３に示したよ
うな形状に限定されない。例えば図７に示したように、
中央に円形開口３２ａを有する円環状の平板バッフル３
２を処理槽１内壁に設けてもよい。平板バッフル３２の
中央円形開口３２ａは、バッフル３２の上方に位置する
ドラフトチューブ２の内径より小さな内径としてある。
かような円環状の平板バッフル３２によっても、硝化部
４における高分子ゲル担体Ｐの流動が円滑に行われる。

【００８３】さらに図８に示したように、処理槽１内に
高分子ゲル担体Ｐを多少多めに充填することによって、
バッフルの設置を省略してもよい。すなわち、脱窒部５
の高分子ゲル担体充填層の上部が硝化部４内の流れによ
って凹状となり、図１におけるバッフル２６の上面形状
と同様な形状となる結果、バッフル２６を設置した場合
と同様に硝化部４における高分子ゲル担体の流動が円滑
に行われることになる。

【００８４】図１の実施例の装置におけるバッフル２６
とドラフトチューブ２と高分子ゲル担体分離部６とを省
略して、図９に示したような高分子ゲル担体分離槽３３
を独立に設けることによって、処理槽１の構造を簡素化
することもできる。すなわち図９の装置においては、硝
化部４の上部に設けた取出口４０から高分子ゲル担体が
混入した処理水が排出され、配管４１を介して分離槽３
３へ導入される。ここで処理水と高分子ゲル担体とが分
離され、処理水は処理水路２１から排出されて、図示し
ない沈殿槽に導かれ、処理水に同伴された余剰汚泥が分
離され、必要により高度処理が施されたのち放流され
る。高分子ゲル担体は配管４２を介して処理槽１の硝化
部４へ戻される。なお取出口４０に、処理水と余剰汚泥
は通すが高分子ゲル担体は通さない網目スクリーン等
（図示せず）を取付けて、取出口４０から排出された処
理水と余剰汚泥を直接処理水路２１へ導くようにすれ
ば、高分子ゲル担体分離槽３３を省略することができ
る。

【００８５】また、図１の実施例では、活性汚泥を包括
固定した高分子担体を脱窒部５と硝化部４とにそれぞれ
保持するようにしたが、これに代えて、硝化菌を包括固
定した高分子ゲル担体および脱窒菌を包括固定した高分
子ゲル担体を使用することもできる。これらの高分子ゲ
ル担体を使用する場合には、これらの高分子ゲル担体を
処理槽１に充填するに際して、まず脱窒菌を包括固定し
た高分子ゲル担体を処理槽に投入して、脱窒部５への充
填が済んだ後、硝化菌を包括固定した高分子ゲル担体を
投入して、所要の充填率となるまで硝化部４に充填す
る。しかしながら、前述したように、硝化部では硝化菌
のみが、脱窒部では脱窒菌のみが常に代謝増殖するわけ
ではない。流入する廃水中には種々の基質成分が含ま
れ、その基質成分に応じてそれを資する種々に微生物が
廃水や大気等の系外から必ず入り込む。その結果、処理
運転中に、硝化部や脱窒部の環境に応じて各種の微生物
が高分子ゲル担体の表面や内部で硝化菌や脱窒菌と共存
する状態となる。さらにまた、処理運転中の脱窒部５で
の逆洗操作によって、硝化部４に充填されている硝化菌
を包括固定した高分子ゲル担体の一部が脱窒部５へ移動
し、脱窒部５に充填されている脱窒菌を包括固定した高
分子ゲル担体の一部が硝化部４へ移動することになる
が、この場合も硝化部および脱窒部それぞれの環境に適
した優先菌が高分子ゲル担体内で増殖することになる。
したがって、運転開始からしばらくたてば、硝化菌や脱
窒菌のみを包括固定した高分子ゲル担体を使用した場合
でも、活性汚泥を包括固定した高分子ゲル担体を使用し
た場合と実質的に変わらない状態となる。しかしなが
ら、硝化菌や脱窒菌のみを包括固定した高分子ゲル担体
を使用することにより、馴養期間が多少短縮できる利点
がある。

【００８６】さらに本発明においては、図１に図示した
ような単一の処理槽１に代えて、硝化部４と脱窒部５と
をそれぞれ独立した硝化槽４４と脱窒槽４５として構成
した図１０のような装置とすることもできる。この場合
には、脱窒槽４５底部からの流出液（脱窒液）は循環ポ
ンプ２４を備えた循環ライン１５を介して硝化槽４４へ
循環させ、硝化槽４４における硝化液は硝化槽上部から
配管４６を介してグラビティにより脱窒槽４５の上部に
循環させるようにする。なお、硝化槽４４における脱窒
液取入位置は、好気性に維持するための散気手段等によ
り硝化液自身が硝化槽４４内で流動しているので、硝化
槽４４内のどの位置でもよい。

【００８７】本発明の特徴をさらにわかりやすく説明す
るために、本発明に係わる実験例を以下に示す。

【００８８】実験例１ 本発明に係わる実験例１として、処理槽の容積が１ｍ³
の図１に示したと同様の装置を用いて、下水の処理実験
を行った。処理槽１の脱窒部５の支持板１３は、図４
(b) に示した直線状のスリットを有するものを使用し、
スリツト幅は５ｃｍ、板幅（ピツチ）は５ｃｍである。
高分子ゲル担体に包括固定させる活性汚泥は、生物学的
窒素処理法が実施されているし尿処理場から採取した返
送汚泥を使用した。すなわちこのし尿処理場は、脱窒槽
と硝化槽と沈殿槽とが順次設けられ、硝化槽と脱窒槽の
間で浮遊活性汚泥と被処理水とが循環されて生物学的窒
素処理が施されるようにされており、有機物酸化菌と硝
化菌と脱窒菌とが豊富に存在する返送汚泥を採取して、
この採取した返送汚泥を６重量％程度に濃縮した濃縮汚
泥を用いた。高分子ゲル担体は、上記で得られた濃縮汚
泥と（株）クラレ製ＰＶＡ−ＨＣ（ケン化度９９．８５
％以上）の２０％溶液とを等量混合し、トレイに厚さ７
ｍｍで流し込み、このトレイを−２０℃に冷却し、その
後解凍して切断機により７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍの直方
体に切断して製造した。このようにして製造した高分子
ゲル担体を、脱窒部には充填率６０％（満杯となる充填
率）、硝化部には充填率２０％になるように充填した。

【００８９】この装置に、沈砂池で０．２ｍｍ以上の土
砂とあらい浮遊物が除去され、最初沈殿池で３０μｍか
ら５０μｍ以上の浮遊物が除去された下水を通液し、硝
化部の溶存酸素濃度が２〜４ｍｇ／Ｌになるように、供
給空気量を下水処理量（供給量）の１０倍とし、表１に
示した運転条件で運転した。なお、脱窒部の逆洗は、逆
洗時間を３０秒間とし、逆洗操作と逆洗操作との間隔時
間（サイクル）を２時間に固定して行った。

【００９０】比較例１では、図１に示した実験例１の装
置を図１１の如く改造した装置を用いて下水の処理実験
を行った。図１１の装置においては、図１の装置におけ
るドラフトチューブ２、バッフル２６、支持板１３、逆
洗用散気管８をなくし、処理槽１の硝化部４と脱窒部５
とを区画する金網スクリーン２９を設けている。さら
に、廃水供給管１９の位置を脱窒部５の上部から下部に
変え、循環ライン１５に循環ポンプ２４を設け、図１の
装置の「脱窒部５下部から硝化部４上部に送水する脱窒
液送水手段」を「硝化部４上部から脱窒部５下部に送水
する硝化液送水手段」に変えることによって、処理槽１
内の流れを下向流から上向流に変更するように改造して
ある。この比較例１では、脱窒部５の流通水を上向流に
変えたので、脱窒部５の空気逆洗は行わなかった。その
他の高分子ゲル担体、脱窒部５や硝化部４の高分子ゲル
担体の充填率、運転条件は、実験例１と変りがない（表
１参照）。

【００９１】比較例２では、図１１に示した比較例１の
装置を図１２の如く改造した装置を用いて下水の処理実
験を行った。図１２の装置においては、比較例１の装置
における硝化部４の処理水流出口２７の位置を上方に上
げ、処理槽１の容積を０．２ｍ³ 増加させ、その容積増
加分だけ脱窒部５を広くし、実験例１や比較例１と同じ
活性汚泥を包括固定した高分子ゲル担体の充填層５ａの
下方（前段）に、酸生成菌を包括固定した高分子ゲル担
体の充填層５ｂを新たに設けたものである。すなわち、
嫌気性消化を行っている下水汚泥処理場の酸生成菌を豊
富に含む酸性発酵期の汚泥を６重量％程度の濃度に濃縮
した濃縮汚泥を用いて実験例１と同じ方法により製造し
た酸生成菌を包括固定した高分子ゲル担体を、上記容積
増加分だけ充填してまず充填層５ｂを形成し、次いでそ
の上方に、実験例１や比較例１と同じ活性汚泥を包括固
定した高分子ゲル担体を充填して充填層５ａを形成した
ものである。その他の高分子ゲル担体、脱窒部５や硝化
部４の高分子ゲル担体の充填率、運転条件は、脱窒部滞
留時間を除き比較例２と変りがない（表１参照）。

【００９２】これらの装置で、馴養期間を含めて約２ヵ
月間運転を順次行い、正常運転時の原水と処理水の水質
分析を行った。表２にその結果を示す。

【００９３】

【００９４】第２表から明らかなように、比較例１では
硝化までは進むものの脱窒が促進されず、処理水中に硝
酸性窒素が多量に残留し窒素除去率が悪くなっている。
これに対して比較例２および実験例１は、脱窒反応も促
進され良好な処理水質が得られている。しかし、比較例
２では処理効率面において実験例１と同等なものの、酸
生成菌を包括固定した高分子ゲル担体の充填層５ｂ配設
しているため槽容積が１．２倍増加し、さらに硝化部の
充填率２０％は変らないが脱窒部の充填率６０％の容積
が増加するので、充填する高分子ゲル担体も全体で約４
０％弱増加し、建設費用、高分子ゲル担体製造費用など
のイニシャルコストが嵩んでいる。

【００９５】また、比較例１と比較例２における硝化部
と脱窒部を区画する金網スクリーンは、約２ヵ月の運転
でかなり目詰りを起こしており、もっと長期に運転する
と閉塞を起こすと観察された。

【００９６】なお、この実験例１の後で、上記濃縮活性
汚泥を内部に固定した高分子ゲル担体をサイズが７ｍｍ
×７ｍｍ×４ｍｍの直方体のものから１０ｍｍ×１０ｍ
ｍ×７ｍｍの直方体のものに代え、その他の装置条件お
よび運転条件は実験例１と全く同じにして実験を行った
が、高分子ゲル担体のサイズが７ｍｍ×７ｍｍ×４ｍｍ
である実験例１と同等の処理水質が得られ、窒素除去率
等に変わりがなかった。

【００９７】実験例２ 本発明に係わる実験例２として、処理槽の容積が１ｍ³
の実験例１と同じ装置（図１参照）を用いて実験例１と
同じ性状の下水を処理し、脱窒部の逆洗時間を１分間に
固定し、逆洗操作と逆洗操作との間隔時間（サイクル）
を３０分から６時間の範囲で段階的に変えることによっ
て脱窒部下部の酸化還元電位を段階的に変化させて、上
記酸化還元電位と処理水の窒素除去率と脱窒部内の圧力
損失との関係を調べた。なお、使用した高分子ゲル担
体、脱窒部および硝化部の高分子ゲル担体の充填率、運
転条件は、実験例１と同じである。

【００９８】脱窒部下部の酸化還元電位の測定は、電気
化学計器（株）製のノンリーク白金−銀／塩化銀内極式
の複合電極（6397型）を使用し、循環ライン１５に設け
た検出端２２において脱窒部下部からの流通水の酸化還
元電位を測定することにより行なった。

【００９９】脱窒部内の圧力損失は、脱窒部近傍の循環
ラインに設けた圧力計により、高分子ゲル担体を充填す
る前に運転条件と同じ循環水量を循環したときの水頭圧
力を基準とし、その水頭圧力と高分子ゲル担体を充填し
下水処理中の酸化還元電位を測定した際の測定水頭圧力
との差で表示した。

【０１００】その結果を図６のグラフに示す。このグラ
フから明らかなように、脱窒部下部の酸化還元電位が−
２００ｍＶから−４００ｍＶ、特に−２００ｍＶから−
３００ｍＶの範囲、さらには−２５０ｍＶから−３００
ｍＶの値のとき、従来の浮遊活性汚泥の脱窒部で維持管
理の目標値としている−１００ｍＶから−１５０ｍＶの
範囲の値に比べて、圧力損失が低くなると共に、窒素除
去率は高くなっている。したがって、酸化還元電位を上
記範囲に維持すれば、脱窒部の高分子ゲル担体群間で捕
捉されている浮遊性有機物の量が格段に低いレベルにな
って、より低い圧力損失に維持されると共に、可溶化さ
れた有機酸が脱窒反応に利用され、処理水の窒素除去率
が向上することがわかる。

【０１０１】実験例３ 本発明に係わる実験例３として、処理槽の容積が１ｍ³
の実験例１と同じ装置を用いて実験例１と同じ性状の下
水の処理実験を行った。高分子ゲル担体内部に包括固定
させるものとしては、実験例１で用いた濃縮汚泥をその
まま使用せず、次のような馴養操作を行った後に包括固
定した。すなわち、脱窒槽、脱窒沈殿槽、硝化槽、硝化
沈殿槽が順次設けられていて、脱窒沈殿槽で分離した汚
泥を脱窒槽に返送し、硝化沈殿槽で分離した汚泥を硝化
槽に返送し、硝化沈殿槽からの硝化液のみを脱窒槽へ循
環するようになっている馴養用の装置を使用して、この
装置の脱窒槽と硝化槽とに実験例１と同じし尿処理場で
採取した返送汚泥を投入し、下水を脱窒槽に原水として
導入して１カ月間の馴養操作を行った。馴養操作後、脱
窒沈殿槽および硝化沈殿槽のそれぞれの馴養活性汚泥を
６重量％程度に濃縮し、この濃縮汚泥を実験例１と同じ
ように高分子ゲル担体の内部に包括固定することによっ
て、脱窒沈殿槽の脱窒菌を主体とする活性汚泥を固定化
した高分子ゲル担体と、硝化沈殿槽の硝化菌と有機物酸
化菌とが混在する活性汚泥を固定化した高分子ゲル担体
とを製造した。このようにして製造した脱窒菌を主体と
する活性汚泥を固定化した高分子ゲル担体を、本実験で
用いる処理槽の脱窒部に充填率６０％（満杯となる充填
率）となるように充填し、また硝化菌と有機物酸化菌と
が混在する活性汚泥を固定化した高分子ゲル担体を、処
理槽の硝化部に充填率２０％となるように充填した。

【０１０２】この処理槽を用いて、実験例１と同じ運転
条件で約１カ月間運転を行い、正常運転時の原水と処理
水の水質分析を行った。結果を表２に併記する。表２か
ら明らかなように、実験例３におけるように、脱窒菌を
主体とした馴養活性汚泥を内部に固定した高分子ゲル担
体と、硝化菌を主体とした馴養活性汚泥を内部に固定し
た高分子ゲル担体とを使用した場合でも、実験例１のよ
うに活性汚泥を内部に固定した高分子ゲル担体を使用し
た場合と同等の水質が得られ、窒素除去率も変わりなか
った。したがって、このことからも、高分子ゲル担体内
部では硝化部や脱窒部の環境に応じてその環境に適した
微生物群が馴養、実運転等により混入、保持されること
がわかる。

【０１０３】

【発明の効果】本発明によれば、活性汚泥を包括固定し
た水より比重の大なる高分子ゲル担体を硝化部と脱窒部
に保持させて、あるいは硝化菌を包括固定した水より比
重の大なる高分子ゲル担体を硝化部に、脱窒菌を包括固
定した水より比重の大なる高分子ゲル担体を脱窒部にそ
れぞれ保持させて、有機性廃水を脱窒部の上部に供給
し、かつ脱窒部を通る流通水を下向流としたので、脱窒
部の下向流によって高分子ゲル担体の層中に浮遊性有機
物が大量に捕捉された状態となる。これによって、浮遊
性有機物を可溶化する酸生成菌が活発に増殖する生育環
境となり、捕捉されている浮遊性有機物が可溶化されて
その量は増加することなく一定の低いレベルになって、
低い圧力損失に維持され、脱窒部の閉塞が防止されると
共に、可溶化により生成された有機酸が脱窒反応に利用
される結果、処理水の窒素除去率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一槽式の処理装置の実施例を示す
縦断面図。

【図２】図１の装置の一部を拡大して示す縦断面図。

【図３】図１の装置に用いるバッフルの形状の実施例を
示す斜視図。

【図４】図１の装置に用いる高分子ゲル担体支持体の形
状の実施例を示す平面図。

【図５】図１の装置の硝化部と脱窒部との境界近傍を拡
大して示す縦断面図。

【図６】図１の装置における脱窒部下部の酸化還元電位
と処理水の窒素除去率と脱窒部内の圧力損失との関係を
示すグラフ。

【図７】図１の装置の硝化部と脱窒部との境界近傍の別
な実施例を拡大して示す縦断面図。

【図８】図１の装置の硝化部と脱窒部との境界近傍のさ
らに別な実施例を拡大して示す縦断面図。

【図９】本発明による一槽式の処理装置の別な実施例を
示す縦断面図。

【図１０】本発明による二槽式の処理装置の実施例を示
す縦断面図。

【図１１】比較例１に用いた従来の処理装置の例を示す
縦断面図。

【図１２】比較例２に用いた従来の処理装置の例を示す
縦断面図。

【図１３】従来の処理装置の一例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１：処理槽 ２：ドラフトチューブ ３：散気管
４：硝化部 ５：脱窒部 ６：高分子ゲル担体分離部 ８：逆洗
用散気管 13：支持板 15：循環ライン 19：廃水供給管
21：処理水路 22：酸化還元電位測定装置の検出端 26：バッフル
28. 廃水分散管 33：高分子ゲル担体分離槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大木 隆正 神奈川県横浜市磯子区新磯子町27番地 株式会社新潟鉄工所 横浜開発センター 内 (72)発明者 湯本 充典 神奈川県横浜市磯子区新磯子町27番地 株式会社新潟鉄工所 横浜開発センター 内 (72)発明者 小沢 三郎 東京都大田区蒲田本町１丁目９番３号 株式会社新潟鉄工所 エンジニアリング センター内 (56)参考文献 特開 平４−317796（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−19239（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平１−37988（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭64−9074（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−7716（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/00 - 3/10 C02F 3/28 - 3/34

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硝化部と脱窒部との間を循環通水させて
   生物学的に有機性廃水中の窒素を除去する有機性廃水の
   処理方法において、活性汚泥を内部に固定した水より比
   重の大なる高分子ゲル担体をそれぞれ好気性の硝化部と
   嫌気性の脱窒部とに保持させると共に、有機性廃水を該
   脱窒部の上部に供給し、かつ脱窒部を通る流通水を下向
   流とすることを特徴とする有機性廃水の処理方法。
2. 【請求項２】 硝化部と脱窒部との間を循環通水させて
   生物学的に有機性廃水中の窒素を除去する有機性廃水の
   処理方法において、硝化菌を内部に固定した水より比重
   の大なる高分子ゲル担体を好気性の硝化部に保持させ、
   また脱窒菌を内部に固定した水より比重の大なる高分子
   ゲル担体を嫌気性の脱窒部に保持させると共に、有機性
   廃水を該脱窒部の上部に供給し、かつ脱窒部を通る流通
   水を下向流とすることを特徴とする有機性廃水の処理方
   法。
3. 【請求項３】 前記脱窒部下部の酸化還元電位を−２０
   ０ｍＶから−４００ｍＶの範囲に維持することを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の有機性廃水の処理方
   法。
4. 【請求項４】 活性汚泥を内部に固定した水より比重の
   大なる高分子ゲル担体を保持した嫌気性の脱窒部と、前
   記高分子ゲル担体を保持した好気性の硝化部とを備え、
   前記脱窒部の上部に設けられ有機性廃水を供給する廃水
   供給口と、前記硝化部から脱窒部の上部に送水する硝化
   液送水手段と、前記脱窒部の下部から硝化部に送水する
   脱窒液送水手段とを設けて脱窒部を通る流通水を下向流
   となるようにしたことを特徴とする有機性廃水の処理装
   置。
5. 【請求項５】 脱窒菌を内部に固定した水より比重の大
   なる高分子ゲル担体を保持した嫌気性の脱窒部と、硝化
   菌を内部に固定した水より比重の大なる高分子ゲル担体
   前記高分子ゲル担体を保持した好気性の硝化部とを備
   え、前記脱窒部の上部に設けられ有機性廃水を供給する
   廃水供給口と、前記硝化部から脱窒部の上部に送水する
   硝化液送水手段と、前記脱窒部の下部から硝化部に送水
   する脱窒液送水手段とを設けて脱窒部を通る流通水を下
   向流となるようにしたことを特徴とする有機性廃水の処
   理装置。
6. 【請求項６】 処理槽内に散気手段を設け、その処理槽
   内に活性汚泥を内部に固定した水より比重の大なる高分
   子ゲル担体を投入して、前記散気手段より下方を前記高
   分子ゲル担体を充填した脱窒部とし、前記散気手段より
   上方を前記高分子ゲル担体を流動する硝化部とすると共
   に、前記脱窒部の上部に有機性廃水を供給する廃水供給
   口を設け、かつ前記脱窒部の下部から前記硝化部に送水
   して脱窒部を通る流通水を下向流とする脱窒液送水手段
   を設けたことを特徴とする有機性廃水の処理装置。
7. 【請求項７】 処理槽内に散気手段を設け、前記散気手
   段より下方を脱窒菌を内部に固定した水より比重の大な
   る高分子ゲル担体を充填した脱窒部とし、前記散気手段
   より上方を硝化菌を内部に固定した水より比重の大なる
   高分子ゲル担体を流動する硝化部とすると共に、前記脱
   窒部の上部に有機性廃水を供給する廃水供給口を設け、
   かつ前記脱窒部の下部から前記硝化部に送水して脱窒部
   を通る流通水を下向流とする脱窒液送水手段を設けたこ
   とを特徴とする有機性廃水の処理装置。
8. 【請求項８】 前記脱窒部の下部に該脱窒部の高分子ゲ
   ル担体充填層を逆洗する散気管を設けたことを特徴とす
   る請求項４〜７項のいづれか一つの項に記載の有機性廃
   水の処理装置。
9. 【請求項９】 前記脱窒部の高分子ゲル担体径より大な
   る間隙を設けて形成された高分子ゲル担体支持体を、該
   脱窒部に一段または複数段設けたことを特徴とする請求
   項４〜８項のいづれか一つの項に記載の有機性廃水の処
   理装置。