JP5098183B2 - 廃水処理方法及び装置 - Google Patents

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JP5098183B2
JP5098183B2 JP2006037164A JP2006037164A JP5098183B2 JP 5098183 B2 JP5098183 B2 JP 5098183B2 JP 2006037164 A JP2006037164 A JP 2006037164A JP 2006037164 A JP2006037164 A JP 2006037164A JP 5098183 B2 JP5098183 B2 JP 5098183B2
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Description

本発明は廃水処理方法及び装置に係り、特に少なくともアンモニアを含有する窒素含有廃水の窒素除去に使用され、アンモニアと亜硝酸とを基質とする嫌気性アンモニア酸化細菌を用いた廃水処理方法及び装置に関する。
食品工場や化学工場などでは、低濃度から高濃度までの各種濃度のアンモニアが廃水として排出される。これらのアンモニア廃液は、水域の富栄養化や溶存酸素低下の原因となり、処理の必要性が強く望まれている。
一般に、低濃度から中濃度までのアンモニア廃液の処理では微生物を使用した生物学的な生物処理が多く行われている。この生物処理では、好気硝化と嫌気脱窒とによる硝化・脱窒処理が行なわれる。好気硝化では、硝化槽においてアンモニア酸化細菌（Nitrosomonas属、Nitrosococcus 属、Nitrosospira属、Nitrosolobus属等）と、亜硝酸酸化細菌（Nitrobactor 属、Nitrospira属、Nitrococcus 属、Nitospina 属等）とによって、処理される窒素含有廃水中のアンモニア性窒素及び亜硝酸性窒素の好気的な酸化が行われる。一方、嫌気脱窒では、脱窒槽においてPseudomonas denitrificans 等の従属栄養細菌による嫌気的な脱窒が行われる。
また、好気硝化では、硝化槽の負荷が０．２〜０．３ｋｇ−Ｎ／ｍ3 ／日の範囲で運転される。一方、嫌気脱窒では、脱窒槽の負荷が０．２〜０．４ｋｇ−Ｎ／ｍ3 ／日の範囲で運転される。したがって、処理する窒素含有廃水中の総窒素濃度が３０〜４０ｍｇ／Ｌの範囲である場合に、硝化槽では６〜８時間、脱窒槽では５〜８時間の滞留時間が必要とされるため、大規模な廃水処理装置を設けなければならないという問題があった。
その上、産業廃水等の無機質のみ含有される窒素含有廃水では、硝化槽及び脱窒槽の負荷は上述した負荷と同様に設定されるが、脱窒を行なう際に有機物が必要とされる。したがって、処理する窒素含有廃水中の窒素濃度に対して３〜４倍濃度のメタノールを添加しなければならず、イニシャルコストばかりでなく多大なランニングコストを要するという新たな問題があった。
これに対し、最近、特許文献１に開示されているように、下記の反応を行う嫌気性アンモニア酸化法による窒素除去が注目されている。この方法は、アンモニアの一部を亜硝酸型の硝化細菌により亜硝酸に変換し、この亜硝酸と残りのアンモニアを嫌気性アンモニア酸化細菌で同時脱窒する方法である。この方法は、アンモニアの一部を亜硝酸にするので、必要酸素量が少なく、また脱窒を少ない有機物で処理できるので、処理コストが安価になるというメリットがある。
［化１］
ＮＨ4 + ＋１．３２ＮＯ2 ＋０．０６６ＨＣＯ3 ＋０．１３Ｈ+
→１．０２Ｎ2 ＋０．２６ＮＯ3 ＋０．０６６ＣＨ2 Ｏ0.5 Ｎ0.15＋２．０３Ｈ2 Ｏ
特開２００１−０３７４６７号公報
しかしながら、嫌気性アンモニア酸化細菌は、１菌体が２菌体に増殖する時間（倍加時間）として１１日を要することが報告されており、増殖速度が遅い上に菌体収率が低いために、嫌気性アンモニア酸化法による廃水処理装置の立ち上げに時間がかかると共に、処理槽内に高濃度の嫌気性アンモニア酸化細菌を保持することが難しく、安定した廃水処理ができないという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置の立ち上げ期間を短縮でき、且つ立ち上げ後の定常運転時には従来の嫌気性アンモニア酸化細菌では得られない高速脱窒を安定して行うことができると共に、従来の硝化・脱窒法よりも装置を大幅にコンパクト化することができる廃水処理方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、亜硝酸とアンモニアを基質として脱窒を行なう嫌気性アンモニア酸化細菌を用いて少なくともアンモニアを含む窒素含有廃水を処理槽内で処理する廃水処理方法において、前記処理槽内では、種汚泥から比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養した集積汚泥であって、前記比増殖速度０．３９日 -1 以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を１０ 5 cells/mL以上含有してなる集積汚泥を前記窒素含有廃水に接触させると共に、前記種汚泥には、１６ＳｒＲＮＡ遺伝子に基づいたＤＮＡ塩基配列の特定領域が、下記に示す配列表の配列番号１〜９に示すもののうちの少なくとも１種類以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を含んでいることを特徴とする廃水処理方法。
［配列表］
Sequence listing
<110> Hitachi plant engineering & construction co., Ltd
isaka kazuichi
sumino tatsuo
tsuneda satoshi
<120> Waste water Treatment Method and apparatus
<130> HP2006-007
<160> 9
<170> PatentIn version
<210> 1
<211> 468
<212> DNA
<213> unknown
<220>
<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
<400> 1
tcgagaatct ttcgcaatgc ccgaaagggt gacgaagcga cgccgcgtgc gggaagaagg 60
ccttcgggtt gtaaaccgct gtcgggagtt aggaaatgca aggatgttaa tagcattctt 120
gcttgactaa ggctccggag gaagccacgg ctaactctgt gccagcagcc gcggtaatac 180
agaggcggca agcgttgttc ggaattattg ggcgtaaaga gcacgtaggc ggctgtgtaa 240
gtcggttgtg aaagccttcc gcttaacgga agaacggcat ccgatactgc atagcttgag 300
tgcgggaggg gagagtggaa cttctggtgg agcggtgaaa tgcgtagata tcagaaggaa 360
caccggcggc gaaggcgact ctctggtccg taactgacgc tgagtgtgcg aaagctaggg 420
gagcaaacgg gattagatac cccggtagtc ctagccgtaa acgatggg 468
<210> 2
<211> 468
<212> DNA
<213> unknown
<220>
<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
<400>2
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<211> 468
<212> DNA
<213> unknown
<220>
<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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<212> DNA
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<220>
<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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<211> 468
<212> DNA
<213> unknown
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<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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<210> 9
<211> 468
<212> DNA
<213> unknown
<220>
<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction
<400>9
tcgagaatct ttcgcaatgc ccgaaagggt gacgaagcga cgccgcgtgc gggaagaagg 60
ccttcgggtt gtaaaccgct gtcgggagtt aggaaatgca aggatgttaa tagcattctt 120
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caccggcggc gaaagcgact ctctagaccg taactgacgc tgagtgtgcg aaagctaggg 420
gagcaaacgg gattagatac cccggtagtc ctagccgtaa acgatggg 468」
ここで窒素含有廃水とは、少なくともアンモニアを含む窒素含有廃水であって、嫌気性アンモニア酸化細菌のもう一方の基質である亜硝酸は各種の方法によって得ることができる。例えば、窒素含有廃水に含まれていても、窒素含有廃水に含まれるアンモニアの一部を硝化細菌で硝化して亜硝酸を生成するようにもよく、或いはタンク等から処理槽に添加するようにしてもよい。更には、アンモニアを硝化細菌で硝化して硝酸とし、この硝酸を生物還元して亜硝酸を生成してもよい。また、種汚泥としては、例えば活性汚泥や消化汚泥を好適に使用することができる。
本発明者は、嫌気性アンモニア酸化細菌の種類の中には、比増殖速度が０．３９日-1以上の極めて増殖速度の速い嫌気性アンモニア酸化細菌が存在することを見いだし、この比増殖速度の速い嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養するための技術を確立した。そして、この集積培養した嫌気性アンモニア酸化細菌を集積汚泥を処理槽内に保持することで、安定した廃水処理を行えることを見いだした。
請求項１によれば、嫌気性アンモニア酸化細菌を用いて窒素含有処理水を処理する際に、嫌気性アンモニア酸化細菌として、種汚泥から比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養したものを使用し、この嫌気性アンモニア酸化細菌と窒素含有廃水とを接触させるようにしたので、装置の立ち上げ期間を短縮でき、且つ立ち上げ後の定常運転時には従来の嫌気性アンモニア酸化細菌では得られない高速脱窒を安定して行うことができる。
請求項２は請求項１において、前記集積汚泥は、前記種汚泥を培養槽内に保持し、前記基質を少なくとも含有する培養液を希釈率０．３９〜２４日-1で通液することによって集積培養されることを特徴とする。
請求項２は比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を含有する集積汚泥を集積培養するための方法であり、種汚泥を培養槽内に保持し、希釈率０．３９〜２４日-1で培養液を通液するようにした。これにより、比増殖速度０．３９日-1以上の本発明における嫌気性アンモニア酸化細菌以外の他の細菌はウオッシュアウトされ（培養槽から洗い出されること）、集積培養によって得られる集積汚泥中には比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌が高濃度に集積される。この集積汚泥を廃水処理で使用することにより、安定した高速脱窒処理を行うことができる。希釈率（日-1）のより好ましい条件は１〜８日-1である。
請求項１によれば、処理槽内において高い脱窒速度を得るために、集積汚泥中に１０5 cells/mL以上の濃度で嫌気性アンモニア酸化細菌が含有されている。集積汚泥中に１０6cells/mL以上含有されていることが一層好ましく、１０7 cells/mL以上含有されていることが特に好ましい。
請求項３は請求項１又は２において、前記集積汚泥は、付着固定化担体、包括固定化担体、自己造粒物の何れかの形態で保持されていることを特徴とする。
このように、集積汚泥を、付着固定化担体、包括固定化担体、自己造粒物の何れかの形態で保持すれば、処理槽から嫌気性アンモニア酸化細菌が流出しにくくなるので、処理槽内の嫌気性アンモニア酸化細菌濃度を高濃度に維持することができる。
請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記窒素含有処理水中の有機炭素量Ｃと総窒素量Ｎとの比であるＣ／Ｎ比が０．１以上３以下であることを特徴とする。
これは、Ｃ／Ｎ比が０．１以上３以下において高い窒素除去率を得ることができるためであり、より好ましい範囲は０．２〜１の範囲である。
請求項５は請求項１〜４の何れか１において、前記処理槽では嫌気性条件下で処理が行われることを特徴とする。
嫌気性アンモニア酸化細菌は嫌気性の細菌であり、それに合わせて処理槽内の雰囲気を形成したものである。
請求項６は請求項１〜４の何れか１において、前記処理槽内に前記嫌気性アンモニア酸化細菌の包括固定化担体と硝化細菌を含有する硝化汚泥とが投入されると共に、該処理槽では好気性条件下で処理が行われることを特徴とする。
嫌気性アンモニア酸化細菌は嫌気性の細菌であるが、請求項７のように、処理槽内に嫌気性アンモニア酸化細菌の包括固定化担体と硝化汚泥とを投入すると、包括固定化担体の外側に硝化汚泥の生物膜が形成されるので、外側に好気性細菌である硝化細菌が存在し、内部に嫌気性細菌である嫌気性アンモニア酸化細菌が存在する付着・包括担体が形成される。そして、処理槽内を好気性条件にして付着・包括担体を用いて処理すれば、１つの処理槽で硝化反応と嫌気性アンモニア酸化反応を行うことができる。
本発明の請求項７は前記目的を達成するために、亜硝酸とアンモニアを基質として脱窒を行なう嫌気性アンモニア酸化細菌を用いて少なくともアンモニアを含む窒素含有廃水を処理槽内で処理する廃水処理装置において、前記処理槽内には、種汚泥から比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養した集積汚泥であって、前記比増殖速度０．３９日 -1 以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を１０ 5 cells/mL以上含有してなる集積汚泥が投入されていると共に、前記種汚泥には、１６ＳｒＲＮＡ遺伝子に基づいたＤＮＡ塩基配列の特定領域が、下記に示す配列表の配列番号１〜９に示すもののうちの少なくとも１種類以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を含んでいることを特徴とする廃水処理装置。
［配列表］
Sequence listing
<110> Hitachi plant engineering & construction co., Ltd
isaka kazuichi
sumino tatsuo
tsuneda satoshi
<120> Waste water Treatment Method and apparatus
<130> HP2006-007
<160> 9
<170> PatentIn version
<210> 1
<211> 468
<212> DNA
<213> unknown
<220>
<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
<400> 1
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<211> 468
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<220>
<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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gagcaaacgg gattagatac cccggtagtc ctagccgtaa acgatggg 468
<210> 5
<211> 468
<212> DNA
<213> unknown
<220>
<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
<400>5
tcgagaatct ttcgcaatgc ccgcaagggt gacgaagcga cgccgcgtgc gggaagaagg 60
ccttcgggtt gtaaaccgct gtcgggagtt aggaagtgca aggatgttaa tagcgttctt 120
gcttgactaa ggctccggag gaagccacgg ctaactctgt gccagcagcc gcggtaatac 180
agaggcggca agcgttgttc ggaattattg ggcgtaaaga gcacgtaggc ggccgtgtaa 240
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<210> 6
<211> 468
<212> DNA
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<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
<400>6
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<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction
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gagcaaacgg gattagatac cccggtagtc ctagccgtaa acgatggg 468」
請求項７は、本発明を装置として構成したものであり、装置の立ち上げ期間を短縮でき、且つ立ち上げ後の定常運転時には従来の嫌気性アンモニア酸化細菌では得られない高速脱窒を安定して行うことができる。また、従来の硝化・脱窒法の装置に比べて大幅にコンパクト化することができる。
請求項８は請求項７において、前記廃水処理装置には、前記窒素含有廃水中のアンモニアの一部を亜硝酸及び／又は硝酸に変換する硝化槽が設けられることを特徴とする。
請求項８は、嫌気性アンモニア酸化細菌の基質であるアンモニアと亜硝酸のうちの亜硝酸を得るための１態様であり、硝化槽において窒素含有廃水中のアンモニアの一部を亜硝酸及び／又は硝酸に変換するようにしたものである。
この場合、アンモニアから亜硝酸への変換は、アンモニア酸化細菌を主体とした亜硝酸型の硝化槽により達成できる。また、アンモニアから硝酸を経由して亜硝酸を得るには、アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌を含有する通常の硝化槽に加えて、従属栄養性脱窒細菌と有機物とを含有する脱窒槽により達成できる。即ち、アンモニアをアンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌により硝酸まで硝化し、得られた硝酸を有機物を水素供与体として従属栄養性脱窒細菌により亜硝酸に生物還元する。
請求項９は請求項７又は８において、前記廃水処理装置には、硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養型の脱窒槽が設けられることを特徴とする。
請求項９は、硝酸から亜硝酸を得るための脱窒槽を設けたものであり、従属栄養型の脱窒槽により硝酸を亜硝酸に還元するようにしたものである。この硝酸から亜硝酸への還元には、有機物を水素供与体として必要とするので、窒素含有廃水中に含有される有機物が多すぎる場合に好適である。
請求項１０は、前記廃水処理装置には、前記処理槽内に有機物を添加する有機物添加手段が設けられることを特徴とする請求項７〜９の何れか１の廃水処理装置。
請求項１０は、窒素含有廃水中に含有される有機物が少なすぎる場合に好適である。
請求項１１は請求項７〜１０の何れか１において、前記処理槽では嫌気性条件下で処理が行われることを特徴とする。
嫌気性アンモニア酸化細菌は嫌気性の細菌であり、それに合わせて処理槽内の雰囲気を形成したものである。
請求項１２は請求項７〜１０の何れか１において、 前記処理槽内に前記嫌気性アンモニア酸化細菌の包括固定化担体と硝化汚泥とが投入されると共に、該処理槽内にエアーを曝気するエアー曝気手段が設けられることを特徴とする。
請求項１２は請求項６を装置として構成したものである。
以上説明したように、本発明に係る廃水処理方法及び装置によれば、装置の立ち上げ期間を短縮でき、且つ立ち上げ後の定常運転時には従来の嫌気性アンモニア酸化細菌では得られない高速脱窒を安定して行うことができる。また、従来の硝化・脱窒法よりも装置を大幅にコンパクト化することができる。
以下、添付図面に従って本発明に係る嫌気性アンモニア酸化細菌の培養方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
本発明者は、嫌気性アンモニア酸化細菌の中には、比増殖速度が０．３９日-1以上の極めて増殖速度の速い菌体が存在することを見いだし、この比増殖速度の速い菌体を集積培養するための技術を確立した。そして、集積培養した集積汚泥を用いる際の集積汚泥中の好ましい菌数濃度、集積汚泥の好ましい保持方法を確立することで、実装置として廃水処理装置を具体的に構成し、それにより嫌気性アンモニア酸化法による立ち上げ期間を短縮し、且つ定常運転時における安定した高速脱窒を達成するようにしたものである。
［Ａ］先ず、本発明において見いだした比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌について説明する。
比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌は、１６ＳｒＲＮＡ遺伝子に基づいたＤＮＡ塩基配列の特定領域が、明細書の末尾に示す配列表の配列番号１〜９に示すもののうちの少なくとも１種類以上のものを含んでいる。
上記遺伝子配列を有する嫌気性アンモニア酸化細菌の比増殖速度は、ＦＩＳＨ法で計測することにより求めた。ＦＩＳＨ法は、嫌気性アンモニア酸化細菌の遺伝子にのみ発色するプローブを用いて選択的に発色させるもので、サンプルを超音波で分散処理した後、ＡＭＸ８２０プローブにより染色し、傾向顕微鏡下でダイレクトにカウントすることで菌数を求めた。
本発明における上記９種の遺伝子配列は、ＤＤＢＪ（ＤＮＡ Data Bank of Japan ）に登録した。配列番号１の登録番号はＡＢ１６４４６７、配列番号２の登録番号はＡＢ１６４４６８、配列番号３の登録番号はＡＢ１６４４６９、配列番号４の登録番号はＡＢ１６４４７０、配列番号５の登録番号はＡＢ１６４４７１、配列番号６の登録番号はＡＢ１６４４７２、配列番号７の登録番号はＡＢ１６４４７３、配列番号８の登録番号はＡＢ１６４４７４、配列番号９の登録番号はＡＢ１６４４７５である。
［Ｂ］次に、比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養する培養方法について説明する。
培養試験は、比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を含有する種汚泥を培養槽内に保持し、嫌気性アンモニア酸化細菌の基質であるアンモニアと亜硝酸とを少なくとも含有する培養液（例えば表１）を通液して連続培養した。連続培養における希釈率（日-1）は、０．１〜１００の間で実施した。希釈率とは、連続培養で用いられる次式、ｄＸ／ｄｔ＝μ・Ｘ−Ｄ・Ｘで定義される。
ここで、μ：比増殖速度、Ｘ：菌体濃度（cells/mL）、ｔ：培養時間（日）、Ｄ：希釈率（日-1）である。
Figure 0005098183
 図１は、培養試験の結果であり、比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数（cells/mL）と希釈率（日-1）との関係、及び共存する細菌と希釈率（日-1）との関係を示したものである。
図１において「本発明の嫌気性アンモニア酸化細菌」とは比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌であり、「共存する細菌」とは、「本発明の嫌気性アンモニア酸化細菌」以外の細菌を言う。
図１に示すように、希釈率を大きくしていくに従って、比増殖速度が０．３９日-1以上の増殖速度の速い嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数が急激に増加し、希釈率０．１（日-1）のときに菌数が１０3 （cells/mL）であったものが、希釈率０．３９（日-1）で菌数が２倍の１０6 （cells/mL）になる。更に希釈率を増加すると、希釈率１（日-1）で菌数が１０8 （cells/mL）になり、希釈率３（日-1）で菌数は１０9 （cells/mL）でピークに達する。希釈率８（日-1）までは菌数が１０9 （cells/mL）で推移し、その後、菌数は次第に低下し、希釈率２４（日-1）で１０6 （cells/mL）近くまで低下する。
これに対し、共存する菌は、希釈率１（日-1）で菌数が１０8 （cells/mL）と１０9 （cells/mL）との間で高濃度であったものが、希釈率を大きくしていくと、菌数が急激に減少し、希釈率２４（日-1）で１０3 （cells/mL）近くまで低下する。
このように、通常の集積培養で設定される希釈率０．１よりも、大きな希釈率で集積培養を行うと、比増殖速度が０．３９日-1以上の増殖速度の速い嫌気性アンモニア酸化細菌が集積され、それ以外の共存する細菌は希釈率が大きすぎるために培養槽からウオッシュウアウトされることが分かる。これにより、集積汚泥中に比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌が高濃度に集積される。
廃水処理装置において実際に安定した高速脱窒を行うには、後記する［Ｃ］からも分かるように、集積汚泥中の菌数は少なくとも１０5 （cells/mL）以上必要であることが好ましい。また、嫌気性アンモニア酸化細菌は共存する細菌の略半数以上であることが好ましい。この結果から、比増殖速度が０．３９日-1以上の増殖速度の速い嫌気性アンモニア酸化細菌の集積培養方法としては、希釈率０．３９〜２４日-1で培養液を通液することが好ましく、希釈率１〜１０日-1がより好ましく、希釈率３〜８日-1が特に好ましい。
実際に、種汚泥として比増殖速度が０．３９日 -1 以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を含有する下水処理場の活性汚泥、又は嫌気消化汚泥を用い、アンモニア性窒素濃度、亜硝酸性窒素濃度、硝酸性窒素濃度が１：１：３で、総窒素濃度が８０ｍｇ／Ｌの培養液を、希釈率０．３９〜２４日-1で連続培養した結果、約５カ月で比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を１０6 （cells/mL）の菌数濃度になるように集積培養することができた。また、希釈率３〜８（日-1）で実施した場合には、比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を１０8 （cells/mL）まで高濃度培養することができた。
この結果から分かるように、窒素の基質が十分にある条件では希釈率（日-1）が重要であり、希釈率（日-1）を適切に設定することで基質濃度に影響されないように集積培養することができる。培養液の総窒素濃度としては、３０〜４００ｍｇ／Ｌの範囲を好ましく使用できるが、３０〜１００ｍｇ／Ｌの範囲がより好ましい。
［Ｃ］次に、上記の如く集積培養した集積汚泥中の嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数と脱窒速度との関係について説明する。
図２は、比増殖速度が０．３９日-1以上の本発明の嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数と脱窒速度との関係を示したものであり、廃水中のアンモニア濃度が２０ｍｇ／Ｌ（低濃度）、７０ｍｇ／Ｌ（中濃度）、２００ｍｇ／Ｌ（高濃度）の３試験区について試験した。尚、嫌気性アンモニア酸化細菌のもう一つの基質である亜硝酸は、廃水中のアンモニアの窒素濃度１に対して１．３２倍の窒素濃度になるようにタンクから添加した。
図２のグラフから分かるように、３つの試験区により多少違いはあるものの、集積汚泥中に嫌気性アンモニア酸化細菌を１０5 （cells/mL）以上保持することにより、脱窒速度０．３（ｋｇ−Ｎ／ｍ3 ／日）を得ることができ、高速脱窒が可能となる。特に、菌数が１０7 （cells/mL）以上では、高濃度のアンモニア廃水であっても脱窒速度０．８（ｋｇ−Ｎ／ｍ3 ／日）以上となり、従来の嫌気性アンモニア酸化細菌では得られなかった高速脱窒が可能となる。
［Ｄ］次に、上記の如く集積培養した嫌気性アンモニア酸化細菌の保持方法について説明する。
嫌気性アンモニア酸化細菌の保持方法としては、一般的に細菌の固定化として知られている付着固定化、及び包括固定化の２つの方法を好適に使用することができるが、浮遊菌や自己造粒物（グラニュール）でもよい。
付着固定化方法は、付着固定化材料の表面に嫌気性アンモニア酸化細菌を付着保持する方法であり、球状担体、筒状担体、紐状担体、ゲル状担体、不織布材料等のように表面積が大きく表面に凹凸の多い付着固定化材料を使用すると嫌気性アンモニア酸化細菌を多く保持することができ、処理性能が向上する。
包括固定化方法は、嫌気性アンモニア酸化細菌（集積汚泥）と包括固定化材料（モノマー、プレポリマー）を混合し、この混合物を重合することでゲル担体の内部に嫌気性アンモニア酸化細菌を保持する方法である。モノマー材料としては、アクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、トリアクリルフォルマール等を好適に使用できる。プレポリマーとしては、ポリエチレングリコールジアクリレートやポリエチレングリコールメタクリレートを好適に使用することができる。包括固定化担体の形状は、球状や筒状等の包括固定化担体、紐状の包括固定化担体、不織布状の包括固定化担体等のように表面積が大きく表面に凹凸の多い形状のものが処理性能が向上する。
表２は包括固定化担体の代表的な組成例である。
Figure 0005098183
 表２の組成の懸濁液に過硫酸カリウムを０．２５部添加すると重合が始まり、ゲル化する。このゲルを切断し、任意の大きさにすることにより、比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を高濃度に含有する包括固定化担体を製造することができる。
［Ｅ］次に、比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌の活性を効果的に発現させる有機物の必要性について説明する。
試験は、上記の如く集積培養した集積汚泥を用い、窒素含有廃水を処理する処理槽内のＣ／Ｎ比を変えたときに総窒素除去率がどのように変わるかを試験した。窒素含有廃水としては、アンモニア性窒素濃度、亜硝酸性窒素濃度、硝酸性窒素濃度の比が１：０．５：０．５で、総窒素濃度（ＴＮ濃度）が８０ｍｇ／Ｌになるようにした無機合成廃水を使用した。また、有機炭素源として酢酸ナトリウムを使用すると共に、酢酸ナトリウムの添加量を変えることでＣ／Ｎ比を変えた回分試験を行い、運転開始から４時間後の安定期における総窒素除去率を調べた。
図３は、処理槽内における有機炭素量Ｃと総窒素量Ｎとの比であるＣ／Ｎ比と、窒素含有廃水の総窒素除去率（ＴＮ除去率）との関係を示した試験結果である。図３から分かるように、Ｃ／Ｎ比を大きくしていくと、総窒素除去率は急激に大きくなり、Ｃ／Ｎ比が０．１で総窒素除去率が４０％になり、Ｃ／Ｎ比が０．２で総窒素除去率が８０％になる。Ｃ／Ｎ比が０．５で総窒素除去率が約９０％でピークに達し、ピーク状態がＣ／Ｎ比０．８程度まで維持された後、総窒素除去率は緩やかに下降し、Ｃ／Ｎ比が３で総窒素除去率は約６０％になる。
この結果から、高い総窒素除去率を得るには、Ｃ／Ｎ比を０．１以上３以下にすることが好ましく、より好ましいＣ／Ｎ比は０．２〜１の範囲である。
［Ｆ］次に、比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を使用した本発明の廃水処理装置の具体的な構成を以下に説明する。
（Ｆ−１）図４は、本発明の第１の実施の形態の廃水処理装置１０であり、アンモニアを少なくとも含有する窒素含有廃水の一部が、原水配管１２から分岐した分岐配管１４の流入路１４Ａから硝化槽１６に流入すると共に、残りの窒素含有廃水は原水配管１２を流れて嫌気性アンモニア酸化槽（処理槽に相当）１８に流入する。硝化槽１６内に棲息する硝化細菌としては、アンモニアを亜硝酸に変換するアンモニア酸化細菌と、亜硝酸を硝酸に変換する亜硝酸酸化細菌がある。これにより、窒素含有廃水中のアンモニアを亜硝酸及び／又は硝酸に変換する。硝化細菌の硝化槽１６における保持形態はどのようなものでもよいが、例えば、付着固定或いは包括固定が好適に使用される。一方、嫌気性アンモニア酸化槽１８内には、比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養した集積汚泥が棲息している。嫌気性アンモニア酸化細菌は、浮遊汚泥として棲息していてもよいが、付着固定、包括固定、自己造粒等により嫌気性アンモニア酸化槽１８内に保持されることが好ましい。尚、図４では、包括固定化担体２０の例で示してある。嫌気性アンモニア酸化槽１８の処理水流出部には包括固定化担体２０の流出を防止するスクリーン２２が設けられる。
そして、硝化槽１６で生成された亜硝酸及び／又は硝酸を含む硝化液は分岐配管１４の流出路１４Ｂから嫌気性アンモニア酸化槽１８に供給される。これにより、嫌気性アンモニア酸化槽１８内では、原水配管１２から流入したアンモニアと硝化槽１６から流入した亜硝酸を基質として嫌気性アンモニア酸化反応が行われ、アンモニアと亜硝酸とを同時脱窒する。ここで、硝化槽１６から嫌気性アンモニア酸化槽１８に供給される硝酸は、嫌気性アンモニア酸化槽１８内の有機物を水素供与体として従属栄養性脱窒細菌により脱窒（生物還元）され、亜硝酸に変換されてから基質として利用される。
嫌気性アンモニア酸化槽１８で処理された処理水は処理水配管２４から系外に排出される。これにより、窒素含有廃水中の窒素を除去する。尚、嫌気性アンモニア酸化槽１８内におけるアンモニアと亜硝酸の比率は、１：１．３２の近傍が好ましい。以下同様である。
この廃水処理装置１０において、嫌気性アンモニア酸化槽１８内に、比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養した集積汚泥を棲息させることにより、装置の立ち上げ期間を短縮でき、且つ装置の定常運転時には高速脱窒を安定して行うことができる。
尚、以下説明する廃水処理装置の別の実施態様では、硝化槽１４、嫌気性アンモニア酸化槽１８に棲息するアンモニア酸化細菌及び嫌気性アンモニア酸化細菌の保持形態については、同様なので省略する。また、スクリーン及び処理水配管の説明も省略する。
（Ｆ−２）図５は本発明の第２の実施の形態の廃水処理装置３０であり、硝化反応と嫌気性アンモニア酸化反応とを嫌気性アンモニア酸化槽１８の１槽で行うものである。
アンモニアを少なくとも含有する窒素含有廃水は、原水配管１２からエアー曝気管２６を備えた嫌気性アンモニア酸化槽１８に流入する。嫌気性アンモニア酸化槽１８内には、嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養した集積汚泥を包括固定化した包括固定化担体と、硝化細菌を含む硝化汚泥が投入されている。これにより、包括固定化担体の表面に硝化汚泥が付着するので、好気性状態の外側に好気性細菌である硝化細菌の生物膜層が形成され、嫌気性状態の内部に嫌気性アンモニア酸化細菌が包括固定化された付着・包括担体２８が形成される。そして、嫌気性アンモニア酸化槽１８に流入した窒素含有廃水中のアンモニアは、付着・包括担体２８の硝化細菌と好気性状態で接触してアンモニアの一部が硝化され亜硝酸が生成される。この生成された亜硝酸と残りのアンモニアとが付着・包括担体２８の嫌気性アンモニア酸化細菌と嫌気性状態で反応し、アンモニアと亜硝酸とが同時脱窒される。この場合、嫌気性アンモニア酸化槽１８内には有機物が若干存在することが好ましい。このように、硝化細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌とが保持された付着・包括担体２８を使用することで、窒素含有廃水を嫌気性アンモニア酸化槽１８の１槽で効率的に処理することができる。
（Ｆ−３）図６は本発明の第３の実施の形態の廃水処理装置４０であり、図４の変形例である。
アンモニアを少なくとも含有する窒素含有廃水は、嫌気性アンモニア酸化槽１８を経由して後段の硝化槽１６に流入する。そして、硝化槽１６での硝化反応により生成された亜硝酸及び／又は硝酸は戻り配管３２を介して嫌気性アンモニア酸化槽１８に戻される。これにより、嫌気性アンモニア酸化槽１８では、原水配管１２を介して流入するアンモニアと、硝化槽１６から戻り配管３２を介して戻された亜硝酸及び／又は硝酸とを同時脱窒する。この場合も、硝酸は上記説明した生物還元により亜硝酸に変換されてから基質として利用される。
（Ｆ−４）図７は本発明の第４の実施の形態の廃水処理装置５０であり、窒素含有廃水中の有機物が多すぎる場合の装置構成である。
図７に示すように、アンモニアの他に有機物を多く含有する窒素含有廃水の一部は、原水配管１２から分岐した分岐配管１４の流入路１４Ａを介して硝化槽１６に流入すると共に、残りの窒素含有廃水は脱窒槽３４を経由して嫌気性アンモニア酸化槽１８に流入する。脱窒槽３４内には、従属栄養性脱窒細菌の固定床３６が設けられ、有機物を水素供与体として硝酸を亜硝酸に還元し、この還元による有機物の消費によりＣ／Ｎ比を下げる。分岐流路１４の流出路１４Ｂは２つの枝管に分かれ、第１の枝管１４Ｃは脱窒槽３４に接続される共に、第２の枝管１４Ｄは嫌気性アンモニア酸化槽１８に接続される。これにより、硝化槽１４での硝化反応により亜硝酸と硝酸とが生成されると共に、生成された亜硝酸及び硝酸を含む硝化液の一部は第１の枝管１４Ｃを介して脱窒槽３４に流入し、脱窒槽３４を介して嫌気性アンモニア酸化槽１８に流入すると共に、残りの硝化液は嫌気性アンモニア酸化槽に直接流入する。脱窒槽３４では、有機物を水素供与体として硝酸を亜硝酸に還元するので、脱窒槽３４で窒素含有廃水中の有機物が低減される。嫌気性アンモニア酸化槽１８では、残存する有機物を水素供与体として従属栄養性脱窒細菌により硝酸が還元され、嫌気性アンモニア酸化細菌の基質である亜硝酸が生成される。これにより、窒素含有廃水中の有機物が多すぎる場合であっても嫌気性アンモニア酸化槽１８での嫌気性アンモニア酸化反応を適切に行うことができる。尚、従属栄養性脱窒細菌の脱窒槽３４内での保持は固定床に限定されない。また、以下説明する廃水処理装置における脱窒槽３４では従属栄養性脱窒細菌の保持形態については省略する。
（Ｆ−５）図８は本発明の第５の実施の形態の廃水処理装置６０であり、窒素含有廃水中の有機物が多すぎる場合の装置構成の別態様である。
図８に示すように、アンモニアの他に有機物を多く含有する窒素含有廃水は、脱窒槽３４を経由して嫌気性アンモニア酸化槽１８に流入する。また、嫌気性アンモニア酸化槽１８の後段には硝化槽１６が設けられ、硝化槽１６からの硝化液の一部が戻り配管３２を介して脱窒槽３４と嫌気性アンモニア酸化槽１８にそれぞれ戻される。
この装置構成によれば、脱窒槽３４では、窒素含有廃水中の有機物を水素供与体として硝化槽１６から戻された硝化液中の硝酸を亜硝酸に還元し、窒素含有廃水中の有機物を低減する。残存する有機物と生成した亜硝酸とは窒素含有廃水中のアンモニアと一緒に嫌気性アンモニア酸化槽１８に流入し、硝化液中の硝酸を残存する有機物を水素供与体として還元して亜硝酸を生成し、アンモニアと亜硝酸とが嫌気性アンモニア酸化細菌により同時脱窒される。そして、嫌気性アンモニア酸化槽１８で残留したアンモニアは硝化槽１６で硝化処理され、前述したように硝化液の一部は脱窒槽３４と嫌気性アンモニア酸化槽１８に戻される。従って、処理水中に残留するアンモニア濃度を低減できる。
（Ｆ−６）図９は本発明の第６の実施の形態の廃水処理装置７０で、窒素含有廃水中の有機物が少なすぎる場合の装置構成である。即ち、図４で説明した廃水処理装置１０の装置構成に有機物を嫌気性アンモニア酸化槽１８に供給する有機物供給タンク３８を設けた場合である。これにより、窒素含有廃水中の有機物濃度が低い場合でも、嫌気性アンモニア酸化槽１８内における有機炭素量Ｃと総窒素量Ｎとの比であるＣ／Ｎ比を０．１以上３以下、より好ましくは０．２〜１の範囲に設定することができるので、図３で説明したように脱窒処理性能を向上させることができる。
（Ｆ−７）図１０は本発明の第７の実施の形態の廃水処理装置８０であり、窒素含有廃水中の有機物が少なすぎる場合の装置構成の別態様である。
図１０に示すように、アンモニアを含有する窒素含有廃水の一部は、原水配管１２を介して多段式（図１０は３段）の亜硝酸型の硝化槽１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを経由して嫌気性アンモニア酸化槽１８に流入すると共に、窒素含有廃水の残りは分岐配管１４を介して嫌気性アンモニア酸化槽１８に直接流入する。各硝化槽１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃには亜硝酸型の硝化細菌が包括固定化担体４０として投入される。また、有機物を嫌気性アンモニア酸化槽１８に供給する有機物供給タンク３８が設けられる。これにより、窒素含有廃水中のアンモニアは多段式の亜硝酸型の硝化槽１６によって全てのアンモニアが亜硝酸に変換され、嫌気性アンモニア酸化槽１８に流入する。そして、嫌気性アンモニア酸化槽１８では、３段目の硝化槽１６Ｃから流入した亜硝酸と分岐配管１４から流入したアンモニアとが同時脱窒される。この脱窒反応において、有機物供給タンクから供給される有機物によって、嫌気性アンモニア酸化槽内のＣ／Ｎ比が０．１以上３以下、より好ましくは０．２〜１の範囲に設定される。
（Ｆ−８）図１1 は本発明の第８の実施の形態の廃水処理装置９０で、嫌気性アンモニア酸化槽１８の後段に硝化槽１６を設けた図６の変形例である。即ち、硝化槽１６からの硝化液を沈殿池４２に一旦送液し、沈殿池４２から返送汚泥と一緒に嫌気性アンモニア酸化槽１８に戻すようにしたものである。
（Ｆ−９）図１２は本発明の第９の実施の形態の廃水処理装置１００で、脱窒槽３４、嫌気性アンモニア酸化槽１８、硝化槽１６を設けた図８の変形例であり、硝化槽１６からの硝化液を沈殿池４２に一旦送液し、沈殿池４２から返送汚泥と一緒に嫌気性アンモニア酸化槽１８に戻すようにしたものである。
（実施例１）
実施例１は、図４で説明した本発明の廃水処理装置１０を用いて窒素含有廃水の処理を行った。
表３は嫌気性アンモニア酸化槽に保持した包括固定化担体の製造に使用した集積汚泥等の組成と混合比である。この集積汚泥は前記した集積方法で集積した比増殖速度が０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌の９種を４０％以上含有する汚泥であることをＦＩＳＨ法により確認済みである。
Figure 0005098183
 過硫酸カリウムを添加することにより、上記組成はゲル化し、このゲルを３ｍｍ角の大きさに成形し、包括固定化担体として嫌気性アンモニア酸化槽に投入した。
試験条件は以下の通りである。
・使用廃水はアンモニア性窒素濃度９０〜１２０ｍｇ／Ｌ含有すると共に、有機物をＢＯＤとして１０〜３０ｍｇ／Ｌ含有するものを使用した。
・窒素含有廃水の硝化槽と嫌気性アンモニア酸化槽への流量分配比を１．４：１とした。
・硝化槽には接触ろ材を充填して亜硝酸型の硝化細菌を保持すると共に、滞留時間を８時間とした。
・嫌気性アンモニア酸化槽に包括固定化担体を充填率２０％で充填し、滞留時間は２時間とした。
・嫌気性アンモニア酸化細菌内を機械攪拌により低速攪拌した。
上記試験条件で連続処理した結果、運転開始から１カ月の馴養後、安定した脱窒処理が行われ、処理水の総窒素濃度は４〜１０ｍｇ／Ｌの低レベルで推移した。
（実施例２）
実施例２は、図５で説明した本発明の廃水処理装置を用いて窒素含有廃水の処理を行った。エアー曝気管を備えた嫌気性アンモニア酸化槽に投入した嫌気性アンモニア酸化細菌の包括固定化担体は、表３と同じ組成のものを使用した。
試験条件は以下の通りである。
・使用廃水はアンモニア性窒素濃度９０〜１２０ｍｇ／Ｌ含有すると共に、有機物をＢＯＤとして１０〜３０ｍｇ／Ｌ含有したものを使用した。
・嫌気性アンモニア酸化槽の滞留時間を５時間とした。
・嫌気性アンモニア酸化槽に投入した包括固定化担体の充填率は２０％とした。
・運転開始前に嫌気性アンモニア酸化槽に亜硝酸型の硝化細菌を含む硝化汚泥を１０００ｍｇ／Ｌになるように投入した。
・嫌気性アンモニア酸化槽内を機械攪拌により低速攪拌しながらエアー曝気管からエアを曝気し、嫌気性アンモニア酸化槽内の溶存酸素濃度が０．１〜０．５ｍｇ／Ｌになるようにした。
上記試験条件で連続処理した結果、運転開始から１カ月の馴養後、安定した脱窒処理が行われ、処理水の総窒素濃度は４〜８ｍｇ／Ｌの低レベルで推移した。
（実施例３）
実施例３は、図４で説明した本発明の廃水処理装置を用い、包括固定化担体を使用せずにて窒素含有廃水の処理を行った。
試験は、図４の廃水処理装置を２つ用意し、第１の装置の嫌気性アンモニア酸化槽内には、嫌気性アンモニア酸化細菌の含有濃度が４×１０6 （cells/mL）なるように集積汚泥を自己造粒の形態で投入した。また、第２の装置には、第１の装置と同様に嫌気性アンモニア酸化槽内には、嫌気性アンモニア酸化細菌の含有濃度が４×１０6 （cells/mL）なるように集積汚泥を自己造粒の形態で投入する他に、投入と同時にスポンジ担体を投入して自己造粒物をスポンジ担体に付着固定化するようにした。その他の条件は実施例１と同様である。
上記条件で連続処理した結果、運転開始から１カ月の馴養後、安定した脱窒処理が行われ、第１の装置では処理水の総窒素濃度は１０〜１３ｍｇ／Ｌの低レベルで推移し、第２の装置では総窒素濃度は１０〜１５ｍｇ／Ｌの低レベルで推移した。
（実施例４）
実施例１の廃水処理装置、及び実施例３における第１の装置及び第２の装置のそれぞれについて、引き続き高負荷運転を行ったところ、表４の脱窒速度を得た。即ち、実施例１は嫌気性アンモニア酸化槽内に包括固定化担体を投入した場合、実施例３の第１の装置は自己造粒を投入した場合、実施例３の第２の装置は自己造粒をスポンジ担体に付着させた場合である。
Figure 0005098183
 表４から分かるように、包括固定化担体、自己造粒、付着担体の何れの脱窒速度も、これまで報告されている嫌気性アンモニア酸化細菌の脱窒速度よりも高い脱窒速度を示した。この結果は、比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養した集積汚泥を使用したことに起因するものであり、この集積汚泥を使用することで高速脱窒を行うことができることが実証された。
また、繰り返し実施した試験結果から、高い脱窒速度を得るには、前記した配列表の配列番号１〜９の全てを含む必要はなく、少なくとも１種類以上のものを含むことが必要であることが分かった。しかし、集積汚泥中の密度の４０％以上を９種の塩基配列を有する嫌気性アンモニア酸化細菌で占めることが一層好ましいことも分かった。
ちなみに、従来の硝化・脱窒法で、この種の窒素含有廃水を処理するには、硝化槽の滞留時間を４時間、脱窒槽の滞留時間を４時間必要であり、装置が大型化する。また、硝化槽でアンモニアを全量硝化するための大量のエアー量が必要であるばかりでなく、脱窒槽では大量のメタノールを必要とする。
これに対し、比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を使用した本発明の廃水処理方法では、アンモニアの全量を硝化する必要はなくエアー量を大幅に低減できると共に、メタノールの添加も必要ない。また、装置もコンパクト化することができる。
比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養する培養方法を説明する説明図 比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌の菌数と脱窒速度との関係図 Ｃ／Ｎ比と総窒素除去率との関係図 本発明の第１の実施の形態の廃水処理装置の構成図 本発明の第２の実施の形態の廃水処理装置の構成図 本発明の第３の実施の形態の廃水処理装置の構成図 本発明の第４の実施の形態の廃水処理装置の構成図 本発明の第５の実施の形態の廃水処理装置の構成図 本発明の第６の実施の形態の廃水処理装置の構成図 本発明の第７の実施の形態の廃水処理装置の構成図 本発明の第８の実施の形態の廃水処理装置の構成図 本発明の第９の実施の形態の廃水処理装置の構成図
符号の説明
１０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００…廃水処理装置、１２…原水配管、１４…分岐配管、１６…硝化槽、１８…嫌気性アンモニア酸化槽、２０…嫌気性アンモニア酸化細菌の包括固定化担体、２２…スクリーン、２４…処理水配管、２６…エアー曝気管、２８…付着・包括担体、３２…戻り配管、３４…脱窒槽、３６…従属栄養性脱窒細菌の固定床、３８…有機物供給タンク、４０…硝化細菌の包括固定化担体、４２…沈殿池
［配列表］
Sequence listing

<110> Hitachi plant engineering & construction co., Ltd
isaka kazuichi
sumino tatsuo
tsuneda satoshi
<120> Waste water Treatment Method and apparatus
<130> HP2006-007
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<212> DNA
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<223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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Claims (12)

  1. 亜硝酸とアンモニアを基質として脱窒を行なう嫌気性アンモニア酸化細菌を用いて少なくともアンモニアを含む窒素含有廃水を処理槽内で処理する廃水処理方法において、
    前記処理槽内では、種汚泥から比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養した集積汚泥であって、前記比増殖速度０．３９日 -1 以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を１０ 5 cells/mL以上含有してなる集積汚泥を前記窒素含有廃水に接触させると共に、
    前記種汚泥には、１６ＳｒＲＮＡ遺伝子に基づいたＤＮＡ塩基配列の特定領域が、下記に示す配列表の配列番号１〜９に示すもののうちの少なくとも１種類以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を含んでいることを特徴とする廃水処理方法。
    ［配列表］
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    <211> 468
    <212> DNA
    <213> unknown
    <220>
    <223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
    <400>5
    tcgagaatct ttcgcaatgc ccgcaagggt gacgaagcga cgccgcgtgc gggaagaagg 60
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    agaggcggca agcgttgttc ggaattattg ggcgtaaaga gcacgtaggc ggccgtgtaa 240
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    <211> 468
    <212> DNA
    <213> unknown
    <220>
    <223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction、 DNA sequence of 16SrRNA gene
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    <211> 468
    <212> DNA
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    <220>
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    <213> unknown
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    <400>8
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    <212> DNA
    <213> unknown
    <220>
    <223> microorganism belonging to genus planctomycetes responsible for anaerobic ammonium-oxidizing reaction
    <400>9
    tcgagaatct ttcgcaatgc ccgaaagggt gacgaagcga cgccgcgtgc gggaagaagg 60
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    tgcgggaggg gagagtggaa cttctggtgg agcggtgaaa tgcgtagata tcagaaggaa 360
    caccggcggc gaaagcgact ctctagaccg taactgacgc tgagtgtgcg aaagctaggg 420
    gagcaaacgg gattagatac cccggtagtc ctagccgtaa acgatggg 468」
  2. 前記集積汚泥は、前記種汚泥を培養槽内に保持し、前記基質を少なくとも含有する培養液を希釈率０．３９〜２４日-1で通液することによって集積培養されることを特徴とする請求項１の廃水処理方法。
  3. 前記集積汚泥は、付着固定化担体、包括固定化担体、自己造粒物の何れかの形態で前記処理槽内に保持されることを特徴とする請求項１又は２の廃水処理方法。
  4. 前記処理槽内における有機炭素量Ｃと総窒素量Ｎとの比であるＣ／Ｎ比が０．１以上３以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１の廃水処理方法。
  5. 前記処理槽では嫌気性条件下で処理が行われることを特徴とする請求項１〜４の何れか１の廃水処理方法。
  6. 前記処理槽内に前記嫌気性アンモニア酸化細菌の包括固定化担体と硝化細菌を含有する硝化汚泥とが投入されると共に、該処理槽では好気性条件下で処理が行われることを特徴とする請求項１〜４の何れか１の廃水処理方法。
  7. 亜硝酸とアンモニアを基質として脱窒を行なう嫌気性アンモニア酸化細菌を用いて少なくともアンモニアを含む窒素含有廃水を処理槽内で処理する廃水処理装置において、
    前記処理槽内には、種汚泥から比増殖速度０．３９日-1以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を集積培養した集積汚泥であって、前記比増殖速度０．３９日 -1 以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を１０ 5 cells/mL以上含有してなる集積汚泥が投入されていると共に、
    前記種汚泥には、１６ＳｒＲＮＡ遺伝子に基づいたＤＮＡ塩基配列の特定領域が、下記に示す配列表の配列番号１〜９に示すもののうちの少なくとも１種類以上の嫌気性アンモニア酸化細菌を含んでいることを特徴とする廃水処理装置。
    ［配列表］
    Sequence listing
    <110> Hitachi plant engineering & construction co., Ltd
    isaka kazuichi
    sumino tatsuo
    tsuneda satoshi
    <120> Waste water Treatment Method and apparatus
    <130> HP2006-007
    <160> 9
    <170> PatentIn version
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    <220>
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    <213> unknown
    <220>
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    <400>2
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    gagcaaacgg gattagatac cccggtagtc ctagccgtaa acgatggg 468
  8. 前記廃水処理装置には、前記窒素含有廃水中のアンモニアの一部を亜硝酸及び／又は硝酸に変換する硝化槽が設けられることを特徴とする請求項７の廃水処理装置。
  9. 前記廃水処理装置には、硝酸を亜硝酸に還元する従属栄養型の脱窒槽が設けられることを特徴とする請求項７又は８の廃水処理装置。
  10. 前記廃水処理装置には、前記処理槽内に有機物を添加する有機物添加手段が設けられることを特徴とする請求項７〜９の何れか１の廃水処理装置。
  11. 前記処理槽では嫌気性条件下で処理が行われることを特徴とする請求項７〜１０の何れか１の廃水処理装置。
  12. 前記処理槽内に前記嫌気性アンモニア酸化細菌の包括固定化担体と硝化汚泥とが投入されると共に、該処理槽内にエアーを曝気するエアー曝気手段が設けられることを特徴とする請求項７〜１０の何れか１の廃水処理装置。
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