WO2017221619A1 - 排水処理方法および排水処理装置 - Google Patents

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WO2017221619A1
WO2017221619A1 PCT/JP2017/019293 JP2017019293W WO2017221619A1 WO 2017221619 A1 WO2017221619 A1 WO 2017221619A1 JP 2017019293 W JP2017019293 W JP 2017019293W WO 2017221619 A1 WO2017221619 A1 WO 2017221619A1
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WO
WIPO (PCT)
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aqueous solution
reducing agent
supplying
nitrate
tank
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/019293
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English (en)
French (fr)
Inventor
勝己 吉永
鈴木　一徳
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction

Definitions

  • This disclosure relates to a wastewater treatment method and wastewater treatment equipment for nitrogen-containing wastewater containing nitrate nitrogen.
  • ammonia nitrogen (ammonium ion: NH 4 + ), nitrate nitrogen (nitrate ion: NO 3 ⁇ ), and nitrite nitrogen (nitrite ion: NO 2 ⁇ ) contained in nitrogen-containing wastewater are treated by the Water Pollution Control Law. Emission standards are established. From the viewpoint of environmental protection, these nitrogen compounds have a possibility of stricter regulations, and a technique for reducing the concentration of nitrogen compounds is required.
  • physicochemical methods for example, ion exchange, reverse osmosis, electrochemical dialysis, electroreduction, etc.
  • biological methods for example, ion exchange, reverse osmosis, electrochemical dialysis, electroreduction, etc.
  • catalysts Alternatively, a method using a photocatalyst and a method using a photochemical reaction are known.
  • Patent Document 1 describes a method for reducing nitrate ion concentration in wastewater by irradiating ultraviolet light in the presence of methanol or ethanol in an aqueous potassium nitrate solution as a wastewater treatment method using a photochemical reaction.
  • Patent Document 1 the wastewater treatment method using the photochemical reaction described in Patent Document 1 is not optimized in terms of operating conditions, and is impractical in terms of wastewater treatment effort, cost, maintenance, and the like.
  • This disclosure is intended to provide a wastewater treatment method and wastewater treatment apparatus using a photochemical reaction in which operating conditions are optimized.
  • the waste water treatment method includes supplying an aqueous solution containing at least nitrate ions to the reaction tank, and supplying the aqueous solution to the reaction tank, or after supplying the aqueous solution to the reaction tank.
  • the reducing agent used for the nitrate ion reduction reaction is supplied to the aqueous solution in one or a plurality of times, and after the supply of the aqueous solution to the reaction vessel is completed or before the supply is completed, the reaction vessel After the nitrate ion concentration is reduced by reducing the nitrate ion by reducing the nitrate ion by irradiating the aqueous solution of UV light with ultraviolet rays in the presence of a reducing agent, the reaction from the reaction vessel Draining the aqueous solution. Supplying the aqueous solution, supplying the reducing agent, reducing nitrate ions, and discharging the aqueous solution can be repeated.
  • the operation condition is optimized, and the automatic operation continuously supplies the aqueous solution, supplies the reducing agent, reduces nitrate ions, and discharges the aqueous solution. Can be executed automatically.
  • the waste water treatment apparatus includes a buffer tank, a reducing agent tank, a reaction tank, a sensor, an error notification unit, and a control unit.
  • the buffer tank stores an aqueous solution containing at least nitrate ions.
  • the reducing agent tank stores a reducing agent used for a reduction reaction of nitrate ions.
  • the reaction tank is supplied with the aqueous solution from the buffer tank and is supplied with the reducing agent from the reducing agent tank, and has an ultraviolet irradiation section for irradiating the aqueous solution with ultraviolet light in the presence of the reducing agent, and proceeds with the reduction reaction of nitrate ions.
  • the sensor measures at least one of the amount of the aqueous solution, the temperature of the aqueous solution, and the nitrate ion concentration of the aqueous solution.
  • the error notification unit notifies the user that an abnormal state has occurred.
  • reports an abnormal condition in an error alerting
  • the second aspect of the present disclosure it is possible to optimize the operating conditions and continuously supply the aqueous solution, supply the reducing agent, reduce nitrate ions, and discharge the aqueous solution by automatic operation. Can be executed automatically.
  • the waste water treatment apparatus of the present embodiment includes a first buffer tank 100, a reaction tank 200, a reducing agent tank 300, and a second buffer tank 400. Moreover, the waste water treatment apparatus includes pipes 10, 20, 30, 40, and 50 through which waste water and a reducing agent flow.
  • the pipes 10, 20, 30, 40, and 50 are preferably made of a material that is not corroded by the liquid flowing therethrough, such as a resin such as stainless steel or Teflon (registered trademark).
  • the first buffer tank 100 is a container for storing waste water before performing a purification process for reducing nitrate ions (that is, a nitrate ion reduction process). Waste water is supplied to the first buffer tank 100 from the outside through the first pipe 10.
  • the first pipe 10 is provided with a first pump 11 for sending waste water to the first pipe 10.
  • the waste water of the first embodiment is a nitrogen compound-containing waste water and may be an aqueous solution containing at least nitrate ions (NO 3 ⁇ ) as the nitrogen compound.
  • the wastewater is selected from ammonium ions, alkali metal ions, alkaline earth metal ions, transition metal ions, borate ions, fluoride ions, silicate ions, phosphate ions, sulfate ions, chloride ions as coexisting components.
  • One or more kinds of ions may be contained.
  • the capacity of the first buffer tank 100 is not particularly limited, but it may be overflowed depending on the amount of drainage flowing into the buffer tank 100. Therefore, the capacity is preferably about several tens of L to several hundred L to several thousand L. Moreover, although the material of the 1st buffer tank 100 is not specifically limited, Since it is necessary to endure a large capacity
  • the first buffer 100 includes a liquid level sensor 101 that detects the level of the waste water, a temperature sensor 102 that detects the temperature of the waste water, a pH sensor 103 that detects the pH of the waste water, and the electrical conductivity of the waste water (EC: Electric Conductivity). ) And a nitrate ion concentration sensor 105 for detecting nitrate ion concentration in the waste water.
  • the EC sensor 104 can detect the electrolyte concentration in the waste water based on the electrical conductivity, and can indirectly detect the nitrate ion concentration. Sensor signals output from these sensors 101, 102, 103, 104, and 105 are input to a control device 500 described later.
  • Waste water is supplied from the first buffer tank 100 to the reaction tank 200 via the second pipe 20.
  • the second pipe 20 is provided with a second pump 21 for sending waste water to the second pipe 20.
  • the second pipe 20 is provided with a filter 22 for filtering out fine solids contained in the drainage.
  • the filter 22 may be provided before the wastewater flows into the first buffer tank 100 or before the wastewater that flows out of the first buffer tank 100 flows into the reaction tank 200.
  • the filter 22 can be replaced.
  • a filter 22 that can filter out viruses and microorganisms.
  • an ion exchange membrane may be provided on the filter 22 in order to reduce the concentration of potassium (K) and phosphorus (PO 4 3 ⁇ ), which are essential elements as fertilizer components.
  • the reaction tank 200 is a container for storing waste water.
  • purification treatment for reducing the nitrate ion concentration in the waste water is performed.
  • the purification treatment of nitrate ions is performed by irradiating the waste water with ultraviolet rays in the presence of a reducing agent to advance the reduction reaction of nitrate ions.
  • reaction vessels 200 can be provided.
  • reaction tanks 200 having the same structure or a structure equivalent thereto may be provided in series, and the same purification process may be repeatedly performed in order from the reaction tank 200 on the upstream side.
  • a plurality of reaction vessels 200 may be provided in parallel, and the same purification process may be performed simultaneously.
  • the size of the reaction vessel 200 is not particularly limited, but is preferably several to several tens of liters or several hundreds of liters in consideration of practicality.
  • the material of the reaction vessel 200 is not particularly limited as long as it is a material that does not transmit light, but it is desirable to use metal or glass in order to prevent deterioration due to ultraviolet rays at least at a portion irradiated with ultraviolet rays.
  • a resin having excellent ultraviolet resistance such as PTFE may be used for the reaction vessel 200.
  • a material that reflects ultraviolet rays may be disposed on the inner wall of the reaction vessel 200, or the inner wall of the reaction vessel 200 may have a structure that reflects ultraviolet rays.
  • a material that reflects ultraviolet rays for example, aluminum or the like can be used.
  • a structure that reflects ultraviolet rays a structure subjected to geometric processing can be used.
  • the reaction tank 200 includes a liquid level sensor 201 for detecting the liquid level of the waste water, a temperature sensor 202 for detecting the temperature of the waste water, a pH sensor 203 for detecting the pH of the waste water, and an EC sensor 204 for detecting the electrical conductivity of the waste water.
  • a nitrate ion concentration sensor 205 for detecting the nitrate ion concentration in the waste water and a reducing agent concentration sensor 206 for detecting the reducing agent concentration are provided. Sensor signals output from these sensors 201, 202, 203, 204, 205, 206 are input to the control device 500 described later.
  • the reaction tank 200 is provided with an ultraviolet irradiation device 207 for irradiating the waste water with ultraviolet rays.
  • a high pressure mercury lamp is used as the ultraviolet irradiation device 207.
  • the output of the high-pressure mercury lamp is not particularly limited, but the output of the high-pressure mercury lamp can be determined based on the number of required photons determined by the number of moles of nitrate ion nitrate (nitrate ion concentration ⁇ drainage amount) that can be stored in the reaction vessel 200.
  • the ultraviolet irradiation device 207 corresponds to an ultraviolet irradiation unit.
  • the ultraviolet irradiation device 207 By using a high-pressure mercury lamp as the ultraviolet irradiation device 207, it is possible to increase the rate of reduction of nitrate ions in the wastewater as compared with the case of using a low-pressure mercury lamp. Further, by using a high-pressure mercury lamp as the ultraviolet irradiation device 207, it is possible to suppress nitrite ions from remaining in the waste water.
  • the wavelength of the ultraviolet ray irradiated from the ultraviolet irradiation device 207 is 300 nm or less, the ultraviolet ray is absorbed by the coexisting component of the waste water described above, and the nitrate ion reduction reaction is not sufficiently performed. For this reason, in this embodiment, ultraviolet rays with a wavelength longer than 300 nm are emitted from the ultraviolet irradiation device 207. Note that the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet irradiation device 207 include a trace amount of ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less.
  • the number of high-pressure mercury lamps constituting the ultraviolet irradiation device 207 may be one or more. From the viewpoint of maintenance, it is desirable to use a plurality of medium-pressure high-pressure mercury lamps rather than a single high-power high-pressure mercury lamp.
  • the ultraviolet irradiation device 207 is desirably arranged as follows in the reaction vessel 200 in order to uniformly irradiate the entire reaction vessel 200 with ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation device 207.
  • the ultraviolet irradiation device 207 is composed of a single lamp, it is desirable to arrange the lamp near the geometric gravity center position of the cross section of either the vertical direction or the horizontal direction of the reaction vessel 200.
  • the ultraviolet irradiation device 207 is composed of a plurality of lamps, it is desirable that a value obtained by dividing the distance between the lamp centers by the distance between the lamp center and the inner wall of the reaction vessel 200 is about 1 to 2.
  • the distance between the lamp and the inner wall surface of the reaction vessel 200 depends on the size of the reaction vessel 200, it is desirable that the distance is about 100 to 300 mm in consideration of practicality.
  • the mercury lamp used in the ultraviolet irradiation device 207 needs to be replaced every predetermined usage time. For this reason, it is desirable to manage the lamp usage time with a timer and to notify the user of lamp replacement when the lamp replacement time has come.
  • the mercury lamp constituting the ultraviolet irradiation device 207 needs to be cooled.
  • the mercury lamp can be cooled by a water cooling method or an air cooling method.
  • the mercury lamp is a water cooling method.
  • the ultraviolet irradiation device 207 includes a lamp unit 207a formed of a mercury lamp and a case unit 207b that houses the lamp unit 207a.
  • the case portion 207b is made of quartz glass.
  • the case portion 207b has a hollow structure. Cooling water circulates inside the case 207b so that the heat of the lamp portion 207a does not affect the drainage. In the example shown in FIG. 2, the cooling water flows in from the upper part of the case part 207 and flows out from the upper part of the case part 207b.
  • the medium used for cooling the lamp unit 207a is not limited to water as long as the medium does not absorb ultraviolet rays that contribute to the reaction.
  • the case 207b is provided with a lid portion 207c at a portion where the lamp portion 207a is inserted.
  • the lid 207c may be made of a material and a structure that prevents ultraviolet rays from leaking outside.
  • the reaction vessel 200 is provided with a stirring device 208 for stirring the internal waste water.
  • the agitation device 208 can agitate the waste water by rotating the agitation element 209 provided in the reaction vessel 200 by a magnetic force.
  • the stirrer 209 is preferably made of a material excellent in chemical resistance and ultraviolet resistance, and for example, stainless steel, Teflon (registered trademark), glass, or the like can be used.
  • the stirring speed by the stirring device 208 is not particularly limited, but is preferably several tens of rpm or more.
  • the reaction tank 200 is provided with a vent hole 210 which is a vent for communicating the inside and outside of the reaction tank 200.
  • a vent hole 210 which is a vent for communicating the inside and outside of the reaction tank 200.
  • the reducing agent used for the reduction reaction of nitrate ions is added to the waste water of the reaction tank 200.
  • the reducing agent is preferably an organic substance having 6 or less carbon atoms in the molecule. Examples of the organic substance having 1 to 6 carbon atoms include formic acid, ethanol, glycolic acid, tartaric acid, citric acid and the like.
  • the reducing agent having 1 or 2 carbon atoms ie, formic acid or ethanol
  • the reducing agent is more preferably an organic substance having 2 or less carbon atoms. These organic substances may be dissolved in water or diluted with water.
  • the reducing agent tank 300 is a container that stores the reducing agent.
  • the reducing agent is supplied from the reducing agent tank 300 to the reaction tank 200 via the third pipe 30.
  • the third pipe 30 is provided with a third pump 31 for sending the reducing agent to the third pipe 30.
  • the reducing agent in the reducing agent tank 300 decreases, the reducing agent may be replenished from the outside as necessary.
  • the reducing agent tank 300 is provided with a liquid level sensor 301 for detecting the liquid level of the reducing agent and a temperature sensor 302 for detecting the temperature of the reducing agent. Further, depending on the type of the reducing agent, it may be sensitive to the influence of the environmental temperature, so it is desirable to control the temperature of the reducing agent by the temperature sensor 302. Sensor signals output from these sensors 301 and 302 are input to a control device 500 described later.
  • the size of the reducing agent tank 300 is not particularly limited, but it is desirable to be several hundred mL to several tens of L so that the reducing agent is not replenished frequently from the outside.
  • the material of the reducing agent tank 300 is not particularly limited as long as it is not attacked by the reducing agent.
  • a resin such as glass, stainless steel, or polypropylene can be used.
  • the reducing agent tank 300 is provided with a vent hole 303 which is a vent for communicating the inside and outside of the reducing agent tank 300.
  • the reducing agent is often an organic substance, and when the organic substance is gasified inside the reducing agent tank 300, the generated gas is discharged to the outside from the vent hole 303. Furthermore, it is desirable to provide a canister in the vent hole 303 for collecting the gasified organic matter and returning it to the reducing agent tank 300.
  • the molar ratio of the reducing agent to the nitrate ions before the purification treatment with ultraviolet irradiation is set to 1 or more per one carbon number in the reducing agent molecule. It is desirable to make it.
  • the reducing agent gradually decreases as the nitrate ion reduction reaction proceeds. At this time, if the reducing agent is consumed before the nitrate ions, the nitrate ions in the waste water cannot be sufficiently reduced. For this reason, it is desirable to maintain the molar ratio of the reducing agent with respect to nitrate ions to 1 or more per one carbon number in the reducing agent molecule even during the purification treatment with ultraviolet irradiation.
  • the molar ratio of the reducing agent to nitrate ions before performing the purification treatment with ultraviolet irradiation is set to about 5 per carbon number in the reducing agent molecule.
  • the amount of the reducing agent increases, nitrate ions in the wastewater can be reliably reduced, but more reducing agent than necessary remains in the wastewater after the purification treatment.
  • the amount of the reducing agent with respect to the nitrate ions before the purification treatment is 6 or less in terms of the molar ratio per carbon number in the reducing agent molecule.
  • the molar ratio of the reducing agent to nitrate ions is within the range of 3 to 5 per carbon number in the reducing agent molecule.
  • the reducing agent is replenished to the waste water during the purification treatment. Also good.
  • the concentration of the reducing agent in the wastewater is measured during the purification treatment by the nitrate ion concentration sensor 205 of the reaction tank 200. What is necessary is just to replenish the reaction tank 200 with the reducing agent from the reducing agent tank 300. Or you may make it replenish a reducing agent to the waste_water
  • Waste water that has been purified in the reaction tank 200 is transferred to the second buffer tank 400 via the fourth pipe 40.
  • the fourth pipe 40 is provided with a fourth pump 41 for sending waste water to the fourth pipe 40.
  • the second buffer tank 400 is a container for temporarily storing wastewater that has been subjected to purification treatment before being discharged to the outside.
  • the capacity of the second buffer tank 400 is not particularly limited, but it may be overflowed depending on the amount of drainage flowing into the second buffer tank 400. Therefore, the capacity is preferably about several tens of L to several hundred L to several thousand L.
  • the material of the second buffer tank 400 is not particularly limited. However, since it is necessary to withstand a large capacity, it is preferable to use a material that is difficult to break, such as stainless steel or resin.
  • the drainage of the second buffer tank 400 is discharged to the outside through the fifth pipe 50.
  • the fifth pipe 50 is provided with a fifth pump 51 for sending waste water to the fifth pipe 40.
  • the second buffer layer 400 includes a liquid level sensor 401 that detects the level of the waste water, a temperature sensor 402 that detects the temperature of the waste water, a pH sensor 403 that detects the pH of the waste water, and an EC that detects the electrical conductivity of the waste water.
  • a sensor 404 and a nitrate ion concentration sensor 405 for detecting the nitrate ion concentration in the waste water are provided. Sensor signals output from these sensors 401, 402, 403, 404, and 405 are input to the control device 500 described later.
  • the waste water treatment apparatus is provided with a control device 500.
  • the control device 500 includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof.
  • the control device 500 performs various arithmetic processes based on a control program stored in the ROM, controls operations of various devices connected to the output side, and enables automatic operation of the wastewater treatment apparatus.
  • the control device 500 corresponds to a control unit.
  • the various sensors provided in the first buffer tank 100, the reaction tank 200, the reducing agent tank 300, and the second buffer tank 400 are connected to the input side of the control device 500.
  • the control apparatus 500 can monitor the state of each tank 100, 200, 300, 400 based on the measured values of various sensors.
  • the above-described pumps 11, 21, 31, 41, 51, the ultraviolet irradiation device 207, the stirring device 208, and the like are connected to the output side of the control device 500.
  • a display device 501 is connected to the output side of the control device 500.
  • the display device 501 can display various information.
  • the display device 501 includes numerical values detected by various sensors provided in the first buffer tank 100, the reaction tank 200, the reducing agent tank 300, and the second buffer tank 400 (for example, the liquid level of the waste water, the waste water temperature, the waste water temperature). pH, drainage electrical conductivity, drainage nitrate ion concentration, etc.), a message to the user (for example, a message notifying the occurrence of an abnormality), and the like can be displayed.
  • a lamp 502 capable of outputting light and a speaker 503 capable of outputting sound are connected to the output side of the control device 500. By outputting light from the lamp 502 or outputting sound from the speaker 503, for example, a user can be notified that an abnormal state has occurred in the wastewater treatment apparatus.
  • the display device 501, the lamp 502, and the speaker 503 correspond to an error notification unit.
  • control device 500 controlling the operation of various devices.
  • a wastewater supply process for supplying wastewater from the first buffer tank 100 to the reaction tank 200 is performed.
  • the liquid level sensor 101 determines whether or not a predetermined amount of waste water is stored in the first buffer tank 100.
  • the predetermined amount can be set to be equal to or greater than the capacity of the drain tank 200, for example.
  • the second pump 21 When it is determined that the amount of drainage stored in the first buffer tank 100 is less than the predetermined amount, the second pump 21 is not operated. On the other hand, when it is determined that the amount of wastewater stored in the first buffer tank 100 is greater than or equal to a predetermined amount, the second pump 21 is operated to supply wastewater from the first buffer tank 100 to the reaction tank 200.
  • the display device 501, the lamp 502, and the speaker 503 is used to notify the user that there is a possibility that the drainage of the first buffer tank 100 may overflow.
  • the determination of the possibility of overflow of the first buffer tank 100 may take into account the purification rate of the wastewater in the reaction tank 200.
  • the supply amount of the reducing agent supplied from the reducing agent tank 300 to the reaction tank 200 is determined in advance. Can do.
  • the nitrate concentration may be indirectly detected by detecting the electrolyte concentration with the EC sensor 104.
  • the temperature sensor 102 when it is determined that the temperature of the drainage of the first buffer tank 100 measured by the temperature sensor 102 exceeds a predetermined temperature, it can be determined that the temperature of the drainage of the first buffer tank 100 is abnormal. Therefore, at least one of the display device 501, the lamp 502, and the speaker 503 is used to notify the user that the drain temperature of the first buffer tank 100 is abnormal.
  • the second pump 21 When it is determined that a predetermined amount of supply has been supplied from the first buffer tank 100 to the reaction tank 200, the second pump 21 is stopped and supply of waste water from the first buffer tank 100 to the reaction tank 200 is stopped. . Whether or not a predetermined amount of wastewater is supplied to the reaction tank 200 can be determined based on the liquid level of the wastewater in the reaction tank 201 measured by the liquid level sensor 201, or the liquid feeding speed and the feeding speed by the second pump 21. Judgment can be made based on the liquid time.
  • a reducing agent supply process for supplying a reducing agent from the reducing agent tank 300 to the reaction tank 200 is performed.
  • the reducing agent is supplied from the reducing agent tank 300 to the reaction tank 200 by operating the third pump 31.
  • the third pump 31 is stopped and the supply of the reducing agent from the reducing agent tank 300 to the reaction tank 200 is stopped. Whether or not a predetermined amount of the reducing agent has been supplied to the reaction tank 200 can be determined based on the liquid feeding speed and the liquid feeding time by the third pump 31. Supply of the reducing agent from the reducing agent tank 300 to the reaction tank 200 may be performed once or may be intermittently performed a plurality of times.
  • the reducing agent tank 300 when the liquid level of the reducing agent measured by the liquid level sensor 301 falls below a predetermined value, the reducing agent tank 300 is reduced using at least one of the display device 501, the lamp 502, and the speaker 503. The user is informed that the amount of the agent is low, and prompts the user to replenish the reducing agent.
  • the temperature of the reducing agent in the reducing agent tank 300 measured by the temperature sensor 302 exceeds a predetermined temperature, it can be determined that the reducing agent temperature in the reducing agent tank 300 is abnormal. For this reason, at least one of the display device 501, the lamp 502, and the speaker 503 is used to notify the user that the reducing agent temperature in the reducing agent tank 300 is abnormal.
  • a nitrate ion reduction process for reducing the nitrate ion concentration of the wastewater is performed in the reaction tank 200.
  • the wastewater is irradiated with ultraviolet rays by the ultraviolet irradiation device 207 in the presence of the reducing agent, and the wastewater is stirred by the stirring device 208.
  • the reduction process of a nitrate ion can be advanced and the purification process which reduces the nitrate ion in waste_water
  • the ultraviolet irradiation by the ultraviolet irradiation device 207 and the wastewater stirring by the stirring device 208 may be performed before the supply of the reducing agent to the reaction vessel 200 or after the supply of the reducing agent to the reaction vessel 200. However, in the ultraviolet irradiation device 207, the circulation of the cooling water is started before the lamp unit 207a is turned on.
  • the nitrate ion concentration sensor 205 measures the nitrate ion concentration in the waste water and further measures the elapsed time since the start of the nitrate ion reduction process in order to grasp the progress of the nitrate ion reduction reaction. .
  • the nitrate ion concentration in the wastewater measured by the nitrate ion concentration sensor 205 falls below a predetermined value, or when the elapsed time since the start of the nitrate ion reduction process exceeds a predetermined time, the nitric acid in the reaction tank 200 It can be determined that it is the end timing of the ion reduction process.
  • the ultraviolet irradiation by the ultraviolet irradiation device 207 and the stirring by the stirring device 208 may be continued as they are, or may be stopped.
  • a mercury lamp is used as the ultraviolet irradiation device 207, it is desirable to continue the lighting state because the life may be shortened as lighting and extinguishing are repeated.
  • the reducing agent concentration in the waste water of the reaction tank 200 is measured by the reducing agent concentration sensor 206, and when the reducing agent concentration falls below a predetermined value, the reducing agent may be replenished from the reducing agent tank 300 to the reaction tank 200.
  • the nitrate ion concentration does not fall below the reference concentration even after the predetermined upper limit time has elapsed in the reaction vessel 200, it can be determined that some abnormality has occurred in the nitrate ion reduction step. Therefore, at least one of the display device 501, the lamp 502, and the speaker 503 is used to notify the user that an abnormal state has occurred in the reaction tank 200.
  • the “upper limit time” for determining that an abnormal state has occurred in the nitrate ion reduction process can be arbitrarily set, and can be set to 8, 12, 24 hours, for example.
  • the nitrate ion concentration is measured at regular intervals (for example, every hour) and the nitrate ion concentration does not change continuously for a predetermined number of times (for example, 3 times or more), an abnormal state has occurred in the nitrate ion reduction process. You may judge.
  • the liquid level of the waste water in the reaction tank 200 measured by the liquid level sensor 201 has exceeded the upper limit value, it can be determined that there is a possibility that the waste water in the reaction tank 200 may overflow. Therefore, at least one of the display device 501, the lamp 502, and the speaker 503 is used to notify the user that there is a possibility that the waste water in the reaction tank 200 may overflow.
  • the temperature sensor 202 If it is determined that the temperature of the wastewater in the reaction tank 200 measured by the temperature sensor 202 exceeds a predetermined temperature, it can be determined that the temperature of the wastewater in the reaction tank 200 is abnormal. Therefore, at least one of the display device 501, the lamp 502, and the speaker 503 is used to notify the user that the waste water temperature in the reaction tank 200 is abnormal.
  • Drainage discharge process After completion of the nitrate ion reduction process, a drainage discharge process for discharging the wastewater that has been subjected to the purification treatment from the reaction tank 200 is performed. The drainage process is performed by operating the fourth pump 41.
  • the fourth pump 41 is stopped.
  • the liquid level of the waste water in the reaction tank 200 measured by the liquid level sensor 201 falls below a predetermined value, or when the elapsed time from the start of the waste water discharge process exceeds a predetermined time, the waste water discharge process It can be determined that the end timing has arrived.
  • the waste water that has been subjected to the purification treatment is temporarily stored in the second buffer tank 400.
  • the fifth pump 51 is operated to discharge the wastewater in the second buffer tank 400 to the outside. Good.
  • the drainage temperature is lowered and discharged to the outside in consideration of the environmental load. That's fine.
  • the purification process for reducing nitrate ions in the wastewater can be continuously performed by repeatedly performing the above-described wastewater supply process, reducing agent supply process, nitrate ion reduction process, and wastewater discharge process.
  • the capacity of the first buffer tank 100 was 30 L
  • the capacity of the reaction tank 200 was 10 L
  • the capacity of the reducing agent tank 300 was 1 L
  • the capacity of the second buffer tank 200 was 30 L.
  • a 450 W high-pressure mercury lamp was used as the ultraviolet irradiation device 207.
  • the waste water has a nitrate ion concentration of 120 mg / L.
  • the waste water contains the substances shown in FIG. 4 as coexisting components.
  • formic acid having a concentration of 90% was used as a reducing agent.
  • the amount of formic acid added is such that the molar ratio to nitrate ions in the wastewater is 5 per carbon number in the formic acid molecule.
  • the rate of decrease in the nitrate ion concentration with the lapse of the reaction time is fast, and the nitrate ions disappear after 4 hours. Yes.
  • the purification process of nitrate ions in the wastewater can be continuously performed by repeating the above-described liquid supply process, reducing agent supply process, purification process, and discharge process.
  • the various sensors which monitor the state of each tank 100, 200, 300, 400 are provided, and various apparatuses are controlled by the control apparatus 500 based on the measured value of various sensors.
  • the operation conditions can be optimized, and each process of the wastewater supply process, the reducing agent supply process, the nitrate ion reduction process, and the drainage discharge process can be executed continuously by automatic operation.
  • At least one of the display device 501, the lamp 502, and the speaker 503 is used. Is used to notify the user that an abnormal condition has occurred in the wastewater treatment apparatus. Thereby, the user can recognize the occurrence of abnormality in the wastewater treatment apparatus, and can return the wastewater treatment apparatus to an appropriate state at an early stage.
  • a high-pressure mercury lamp is used as the ultraviolet irradiation device 207.
  • the rate of decrease of nitrate ions in the wastewater can be increased, and nitrite ions can be prevented from remaining in the wastewater.
  • ultraviolet rays with a wavelength longer than 300 nm are emitted from the ultraviolet irradiation device 207. Thereby, it can suppress that an ultraviolet-ray is absorbed by the coexistence component shown in FIG. 4, and can reduce the density
  • liquid feeding in the first buffer tank 100, the reaction tank 200, the reducing agent tank 300, and the second buffer tank 400 is performed using the pumps 11, 21, 31, 41, and 51.
  • liquid feeding may be performed using a height difference or the like without using power such as a pump.
  • a valve may be provided for each of the pipes 10, 20, 30, 40, 50, and the flow of fluid in the pipes 10, 20, 30, 40, 50 may be controlled by opening and closing the valves.
  • the second buffer tank 400 for temporarily storing the waste water after the purification treatment of nitrate ions in the reaction tank 200 is provided, but the reaction is performed without providing the second buffer tank 400. You may make it discharge the waste_water
  • the reducing agent is supplied from the reducing agent tank 300 to the reaction tank 200, and the reducing agent is added to the waste water inside the reaction tank 200.
  • the third pipe 30 may be joined in the middle of the pipe 20, and the reducing agent may be supplied to the waste water flowing through the second pipe 20 via the third pipe 30.
  • the reaction vessel 200 is configured to stir the wastewater by the stirring device 208 and the stirrer 209.
  • the present invention is not limited thereto, Stirring may be performed by taking other means capable of stirring, or the nitrate ions may be reduced without stirring the waste water.
  • the waste water that has been subjected to the purification treatment of nitrate ions in the reaction tank 200 is stored in the second buffer tank 400, and then the waste water is discharged to the outside.
  • the nitrate ion concentration of the waste water in the second buffer tank 400 is measured, and when the nitrate ion concentration exceeds a predetermined value, the waste water may be returned from the second buffer tank 400 to the reaction tank 200.
  • the purification treatment of nitrate ions may be performed again.
  • the ultraviolet irradiation device 207 is configured as shown in FIG. 2, but the configuration is not limited to this and may be different.
  • the ultraviolet irradiation device 207 can be configured as shown in FIG. 6 or FIG.
  • the example shown in FIG. 6 is a water-cooled mercury lamp, a case 207b is provided from the upper side to the lower side of the reaction tank 200, and a lid part 207d is also provided below the case part 207b.
  • the flow direction of the cooling water in the case portion 207b may be from the top to the bottom or from the bottom to the top, but is preferably a flow from the top to the bottom.
  • the example shown in FIG. 7 is an air-cooled mercury lamp, a case 207b is provided from the upper side to the lower side of the reaction vessel 200, and a lid part 207d is also provided below the case part 207b.
  • the case 207b does not have a hollow structure, and through holes are formed in the lid portions 207c and 207d. Air can flow through the case 207b through the through holes of the lid portions 207c and 207d, and the lamp portion 207a is air-cooled.
  • the direction of air flow in the case portion 207b may be from the top to the bottom or from the bottom to the top.
  • the through holes of the lid portions 207c and 207d are preferably formed to be inclined with respect to the plate surfaces of the lid portions 207c and 207d so that the ultraviolet rays emitted from the lamp portion 207a do not leak outside.
  • the amount of liquid is When the amount exceeds the appropriate amount, or when the temperature of the liquid exceeds the appropriate temperature, etc., the occurrence of an abnormality is notified using the display device 501 or the like.
  • the step of stopping may be a step in which an abnormal state has occurred, a step in which no abnormal state has occurred, or all steps. Specifically, the discharge of waste water by the pumps 11, 21, 41, the supply of reducing agent by the pump 31, the irradiation of ultraviolet rays by the ultraviolet irradiation device 207, the agitation of waste water by the stirring device 208 may be stopped.
  • the abnormal state that caused the process to stop is resolved (for example, when the amount of liquid has decreased to an appropriate amount, or when the temperature of the liquid has decreased to an appropriate temperature, etc., a recovery process for restarting the stopped process may be performed.

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Abstract

排水処理方法は、少なくとも硝酸イオンを含有する水溶液を反応槽（２００）に供給することと、反応槽への水溶液の供給時、あるいは反応槽への水溶液の供給後の少なくとも何れかに、硝酸イオンの還元反応に用いられる還元剤を水溶液に１回あるいは複数回に分けて供給することと、反応槽への水溶液の供給完了後、あるいは供給完了前に、反応槽の水溶液に還元剤の存在下で紫外線を照射して硝酸イオンの還元反応を進行させ、硝酸イオンを低減することと、硝酸イオンの還元反応によって水溶液の硝酸イオン濃度が低減した後、反応槽から水溶液を排出することと、を備える。水溶液を供給すること、還元剤を供給すること、硝酸イオンを低減すること、および水溶液を排出することは繰り返し行うことが可能である。

Description

排水処理方法および排水処理装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１６年６月２２日に出願された日本出願番号２０１６－１２３１７６号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、硝酸性窒素を含む窒素含有排水の排水処理方法および排水処理装置に関するものである。
　近年、環境中への窒素の流出と蓄積が世界的に問題となっており、動植物への悪影響が懸念されている。窒素含有排水に含まれるアンモニア性窒素（アンモニムイオン：ＮＨ4 +）、硝酸性窒素（硝酸イオン：ＮＯ3 -）、亜硝酸性窒素（亜硝酸イオン：ＮＯ2 -）は、水質汚濁防止法で排出基準が定められている。これらの窒素化合物は、環境保全の観点から今後、規制強化の可能性があり、窒素化合物を低濃度化する技術が求められている。硝酸性窒素と亜硝酸性窒素からなる硝酸態窒素を除去する手段としては、物理化学的な方法（例えばイオン交換、逆浸透、電気化学的透析、電気還元など）、生物学的な方法、触媒または光触媒を用いた方法、光化学反応を用いた方法が知られている。
　例えば特許文献１には、光化学反応を用いた排水処理方法として、硝酸カリウム水溶液にメタノールまたはエタノールを共存させて紫外線を照射することで、排水中の硝酸イオン濃度を低下させる方法について記載されている。
特開２０１４－３０８０３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の光化学反応を用いた排水処理方法は、運転条件が最適化されておらず、排水処理の手間、コスト、メンテナンス等の観点から実用性に乏しい。
　本開示は、運転条件が最適化された、光化学反応を用いた排水処理方法および排水処理装置を提供することを目的とする。
　本開示の第１の態様によれば、排水処理方法は、少なくとも硝酸イオンを含有する水溶液を反応槽に供給することと、反応槽への水溶液の供給時、あるいは反応槽への水溶液の供給後の少なくとも何れかに、硝酸イオンの還元反応に用いられる還元剤を水溶液に１回あるいは複数回に分けて供給することと、反応槽への水溶液の供給完了後、あるいは供給完了前に、反応槽の水溶液に還元剤の存在下で紫外線を照射して硝酸イオンの還元反応を進行させ、硝酸イオンを低減することと、硝酸イオンの還元反応によって水溶液の硝酸イオン濃度が低減した後、反応槽から水溶液を排出することと、を備える。水溶液を供給すること、還元剤を供給すること、硝酸イオンを低減すること、および水溶液を排出することは繰り返し行うことが可能である。
　本開示の第１の態様によれば、運転条件の最適化を図り、水溶液を供給すること、還元剤を供給すること、硝酸イオンを低減すること、および水溶液を排出することを自動運転によって連続的に実行することができる。
　本開示の第２の態様によれば、排水処理装置は、バッファ槽と、還元剤槽と、反応槽と、センサと、エラー報知部と、制御部と、を備える。バッファ槽は、少なくとも硝酸イオンを含有する水溶液を貯留する。還元剤槽は、硝酸イオンの還元反応に用いられる還元剤を貯留する。反応槽は、バッファ槽から水溶液が供給されるとともに、還元剤槽から還元剤が供給され、還元剤の存在下で水溶液に紫外線を照射する紫外線照射部を有し、硝酸イオンの還元反応を進行させる。センサは、水溶液の量、水溶液の温度および水溶液の硝酸イオン濃度の少なくともいずれかを計測する。エラー報知部は、ユーザに異常状態が発生した旨を報知する。制御部は、センサによる計測値に基づいて異常状態が発生していると判定された場合に、エラー報知部で異常状態の報知を行う。
　本開示の第２の態様によれば、運転条件の最適化を図り、水溶液を供給すること、還元剤を供給すること、硝酸イオンを低減すること、および水溶液を排出することを自動運転によって連続的に実行することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。図面において、
本開示の第１実施形態の排水処理装置の構成を示す説明図であり、 紫外線照射装置の構成を示す図であり、 制御装置の構成を示す図であり、 排水に含まれる共存成分を示す図である。 反応槽における硝酸イオンの経時的変化を示すグラフであり、 紫外線照射装置の変形例を示す図であり、 紫外線照射装置の変形例を示す図である。
　以下、本開示の第１実施形態について図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の排水処理装置は、第１バッファ槽１００、反応槽２００、還元剤槽３００、第２バッファ槽４００を備えている。また、排水処理装置は、排水や還元剤が流れる配管１０、２０、３０、４０、５０を備えている。配管１０、２０、３０、４０、５０は、それぞれを流れる液体によって腐食を受けない材質、例えばステンレスやテフロン（登録商標）等の樹脂を用いることが好ましい。
　第１バッファ槽１００は、硝酸イオンを低減する浄化処理（すなわち、硝酸イオンの減少処理）を行う前の排水を貯留する容器である。第１バッファ槽１００には、第１配管１０を介して外部から排水が供給される。第１配管１０には、第１配管１０に排水を送出するための第１ポンプ１１が設けられている。
　本第１実施形態の排水は、窒素化合物含有排水であり、窒素化合物として少なくとも硝酸イオン（ＮＯ3 -）が含まれた水溶液であればよい。さらに排水には、共存成分としてアンモニウムイオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、遷移金属イオン、ほう酸イオン、フッ化物イオン、ケイ酸イオン、りん酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオンから選択される１種類以上のイオンを含有していてもよい。
　第１バッファ槽１００の容量は特に限定されないが、バッファ槽１００に流入する排水量によっては溢れるおそれがあるため、数十Ｌ～数百Ｌないし数千Ｌ程度の容量とすることが好ましい。また、第１バッファ槽１００の材質は特に限定されないが、大容量に耐える必要があるため、ステンレスや樹脂等、割れにくい材質とすることが好ましい。
　第１バッファ１００には、排水の液面レベルを検出する液面センサ１０１、排水の温度を検出する温度センサ１０２、排水のｐＨを検出するｐＨセンサ１０３、排水の電気伝導度（ＥＣ：Electric Conductivity）を検出するＥＣセンサ１０４、排水中の硝酸イオン濃度を検出する硝酸イオン濃度センサ１０５が設けられている。ＥＣセンサ１０４では、電気伝導度に基づいて排水中の電解質濃度を検出することができ、間接的に硝酸イオン濃度を検出することができる。これらのセンサ１０１、１０２、１０３、１０４、１０５から出力されるセンサ信号は、後述する制御装置５００に入力される。
　第１バッファ槽１００から反応槽２００には、第２配管２０を介して排水が供給される。第２配管２０には、第２配管２０に排水を送出するための第２ポンプ２１が設けられている。
　第２配管２０には、排水に含まれる微細な固形物等をろ別するためのフィルタ２２が設けられている。フィルタ２２は、第１バッファ槽１００に排水が流入する前、または、第１バッファ槽１００から流出した排水が反応槽２００に流入するまでの間に設けられていればよい。なお、フィルタ２２は交換可能となっている。
　また、排水中にウイルスや微生物が含まれている可能性がある場合には、ウイルスや微生物をろ別できるフィルタ２２を用いることが望ましい。さらに、排水が農業廃液である場合には、肥料成分として必須要素のカリウム（Ｋ）とリン（ＰＯ4 3-）の濃度を低減するために、フィルタ２２にイオン交換膜を設けてもよい。
　反応槽２００は、排水を収容する容器である。反応槽２００では、排水中の硝酸イオン濃度を低減する浄化処理が行われる。硝酸イオンの浄化処理は、還元剤の存在下で排水に紫外線を照射して硝酸イオンの還元反応を進行させることで行われる。
　反応槽２００は、１個あるいは複数個設けることができる。反応槽２００を複数個設ける場合には、同一構造あるいはそれに準ずる構造の反応槽２００を直列的に設け、上流側の反応槽２００から順に同一の浄化処理を繰り返し行うようにすればよい。もしくは、複数の反応槽２００を並列的に設け、同一の浄化処理を同時進行的に行ってもよい。
　反応槽２００の大きさは特に限定されないが、実用性を考慮して数～数十Ｌ、あるいは数百Ｌとすることが望ましい。
　反応槽２００の材質は、光を透過しない材質であれば特に限定されないが、少なくとも紫外線が照射される部分は紫外線による劣化を防ぐために金属やガラスを用いることが望ましい。あるいは反応槽２００にＰＴＦＥ等の耐紫外線性に優れた樹脂を用いてもよい。
　紫外線照射装置２０７から照射される紫外線を外部に漏らさないために、反応槽２００の内壁に紫外線を反射する材料を配置するか、あるいは反応槽２００の内壁を、紫外線を反射する構造とすることが望ましい。紫外線を反射する材料としては、例えばアルミニウム等を用いることができる。また、紫外線を反射する構造としては、幾何学的な加工が施された構造を用いることができる。
　反応槽２００には、排水の液面レベルを検出する液面センサ２０１、排水の温度を検出する温度センサ２０２、排水のｐＨを検出するｐＨセンサ２０３、排水の電気伝導度を検出するＥＣセンサ２０４、排水中の硝酸イオン濃度を検出する硝酸イオン濃度センサ２０５、還元剤濃度を検出する還元剤濃度センサ２０６が設けられている。これらのセンサ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６から出力されるセンサ信号は、後述する制御装置５００に入力される。
　反応槽２００には、排水に紫外線を照射するための紫外線照射装置２０７が設けられている。本実施形態では、紫外線照射装置２０７として高圧水銀ランプを用いている。高圧水銀ランプの出力は特に限定されないが、反応槽２００に収容可能な排水の硝酸イオンモル数（硝酸イオン濃度×排水量）によって定まる必要光子数に基づいて高圧水銀ランプの出力を決定することができる。紫外線照射装置２０７は、紫外線照射部に相当する。
　紫外線照射装置２０７として高圧水銀ランプを用いることで、低圧水銀ランプを用いる場合よりも、排水中の硝酸イオンの減少速度を速くすることができる。また、紫外線照射装置２０７として高圧水銀ランプを用いることで、排水中に亜硝酸イオンが残存することを抑制できる。
　紫外線照射装置２０７から照射される紫外線の波長が３００ｎｍ以下だと、上述した排水の共存成分に紫外線が吸収され、硝酸イオンの還元反応が充分に行われない。このため、本実施形態では、紫外線照射装置２０７から３００ｎｍより長い波長の紫外線を照射するようにしている。なお、紫外線照射装置２０７から照射される紫外線には、３００ｎｍ以下の波長の紫外線も微量含まれている。
　紫外線照射装置２０７を構成する高圧水銀ランプは、１本でも複数本でもよい。保守の観点からは、１本の高出力の高圧水銀ランプを用いるよりも、複数本の中出力の高圧水銀ランプを用いることが望ましい。
　紫外線照射装置２０７は、紫外線照射装置２０７から反応槽２００の全体に紫外線を均一に照射するために、反応槽２００において以下のように配置することが望ましい。紫外線照射装置２０７を１本のランプから構成する場合には、ランプを反応槽２００の垂直方向あるいは水平方向いずれかの断面の幾何学的な重心位置付近に配置することが望ましい。紫外線照射装置２０７を複数本のランプから構成する場合には、各ランプ中心間の距離をランプ中心と反応槽２００の内壁との距離で除した数値を１～２程度とすることが望ましい。また、ランプと反応槽２００の内壁面との距離は、反応槽２００の大きさにもよるが、実用性を考慮すると１００～３００ｍｍ程度とすることが望ましい。
　紫外線照射装置２０７に用いる水銀ランプは、所定の使用時間毎に交換が必要である。このため、ランプの使用時間をタイマで管理し、ランプ交換時期が到来した場合にユーザにランプ交換を促す報知を行うことが望ましい。
　紫外線照射装置２０７を構成する水銀ランプは、冷却が必要である。水銀ランプの冷却は、水冷式あるいは空冷式とすることができ、本実施形態では水冷式としている。
　図２に示すように、紫外線照射装置２０７は、水銀ランプから構成されるランプ部２０７ａと、ランプ部２０７ａを収容するケース部２０７ｂを備えている。ケース部２０７ｂは、石英ガラスによって構成されている。ケース部２０７ｂは中空構造となっている。ケース２０７ｂの内部には冷却水が循環して、ランプ部２０７ａの熱が排水に影響しないようになっている。図２に示す例では、冷却水は、ケース部２０７の上部から流入し、ケース部２０７ｂの上部から流出する。なお、ランプ部２０７ａの冷却に利用する媒体は、反応に寄与する紫外線を吸収しない媒体であれば水に限定されない。
　ケース２０７ｂには、ランプ部２０７ａを挿入する部位に蓋部２０７ｃが設けられている。蓋部２０７ｃは、紫外線が外部に漏れ出さない材質かつ構造であればよい。
　反応槽２００には、内部の排水を撹拌するための撹拌装置２０８が設けられている。撹拌装置２０８は、反応槽２００の内部に設けられた撹拌子２０９を磁力によって回転させることで、排水を撹拌することができる。撹拌子２０９は、耐薬品性や耐紫外線性に優れた材質とすることが望ましく、例えばステンレス、テフロン（登録商標）、ガラス等を用いることができる。撹拌装置２０８による撹拌速度は特に限定されないが、数十ｒｐｍ以上とすることが望ましい。
　反応槽２００には、反応槽２００の内部と外部を連通させる通気口であるベント穴２１０が設けられている。反応槽２００の内部で排水の浄化処理に伴って窒素ガス等が生成した場合には、生成ガスがベント穴２１０から外部に排出される。
　反応槽２００の排水には、硝酸イオンの還元反応に用いられる還元剤が添加される。還元剤は、分子中の炭素数が６以下の有機物であることが望ましい。炭素数１～６の有機物としては、ギ酸、エタノール、グリコール酸、酒石酸、クエン酸等を例示できる。また、炭素数１または２の還元剤（すなわちギ酸、エタノール）は、硝酸イオン減少率が高いことから、還元剤は炭素数が２以下の有機物であることがより望ましい。これらの有機物は、水に溶解させてもよく、あるいは水で希釈してもよい。
　還元剤槽３００は、還元剤を収容する容器である。還元剤は、還元剤槽３００から第３配管３０を介して反応槽２００に供給される。第３配管３０には、還元剤を第３配管３０に送出するための第３ポンプ３１が設けられている。還元剤槽３００の還元剤が減少した場合には、必要に応じて還元剤が外部から補充すればよい。
　還元剤槽３００には、還元剤の液面レベルを検出する液面センサ３０１、還元剤の温度を検出する温度センサ３０２が設けられている。また、還元剤の種類によっては、環境温度の影響を敏感に受ける場合があるため、温度センサ３０２によって還元剤の温度管理をすることが望ましい。これらのセンサ３０１、３０２から出力されるセンサ信号は、後述する制御装置５００に入力される。
　還元剤槽３００の大きさは特に限定されないが、外部から還元剤の補充頻度が多くなりすぎないように、数百ｍＬ～数十Ｌとすることが望ましい。還元剤槽３００の材質は、還元剤によって侵されないものであれば特に限定されず、例えばガラス、ステンレスやポリプロピレン等の樹脂を用いることができる。
　還元剤槽３００には、還元剤槽３００の内部と外部を連通させる通気口であるベント穴３０３が設けられている。還元剤は有機物であることが多く、還元剤槽３００の内部で有機物がガス化した場合には、生成ガスがベント穴３０３から外部に排出される。さらに、ガス化した有機物を回収し、還元剤槽３００に戻すためのキャニスタをベント穴３０３に設けることが望ましい。
　反応槽２００において、排水中の硝酸イオンを確実に還元するために、紫外線を照射する浄化処理を行う前の硝酸イオンに対する還元剤のモル比を、還元剤分子中の炭素数１つ当たり１以上にすることが望ましい。
　また、反応槽２００では、硝酸イオンの還元反応が進行するのに伴って、還元剤が徐々に減少する。このとき、硝酸イオンより先に還元剤が消費されてしまうと、排水中の硝酸イオンを充分に還元させることができない。このため、紫外線を照射する浄化処理の途中においても、硝酸イオンに対する還元剤のモル比を、還元剤分子中の炭素数１つ当たり１以上に維持することが望ましい。
　このためには、排水中の硝酸イオンに対して充分な量の還元剤を予め排水に添加しておくことがより望ましい。本第１実施形態では、紫外線を照射する浄化処理を行う前の硝酸イオンに対する還元剤のモル比を、還元剤分子中の炭素数１つ当たり５程度にしている。還元剤の量が多いほど排水中の硝酸イオンを確実に還元することができるが、必要以上の還元剤は浄化処理後に排水中に残存する。このため、浄化処理前の硝酸イオンに対する還元剤の量は、還元剤分子中の炭素数１つ当たりに対するモル比を６以下とすることが望ましい。さらに、硝酸イオンに対する還元剤のモル比を還元剤分子中の炭素数１つ当たり３～５の範囲内とすることがより望ましい。
　また、浄化処理の途中に硝酸イオンに対する還元剤のモル比を、還元剤分子中の炭素数１つ当たり１以上に維持するために、浄化処理の途中で還元剤を排水に補充するようにしてもよい。浄化処理の途中で還元剤を排水に補充する場合には、反応槽２００の硝酸イオン濃度センサ２０５によって浄化処理の進行中に排水中の還元剤濃度を測定し、還元剤濃度が低下してきたら、還元剤槽３００から還元剤を反応槽２００に補充すればよい。あるいは、所定時間経過毎に還元剤槽３００から反応槽２００の排水に還元剤を補充するようにしてもよい。
　反応槽２００で浄化処理が行われた排水は、第４配管４０を介して第２バッファ槽４００に移送される。第４配管４０には、第４配管４０に排水を送出するための第４ポンプ４１が設けられている。
　第２バッファ槽４００は、浄化処理が行われた排水を外部に排出する前に一時的に貯留しておくための容器である。第２バッファ槽４００の容量は特に限定されないが、第２バッファ槽４００に流入する排水量によっては溢れるおそれがあるため、数十Ｌ～数百Ｌないし数千Ｌ程度の容量とすることが好ましい。また、第２バッファ槽４００の材質は特に限定されないが、大容量に耐える必要があるため、ステンレスや樹脂等、割れにくい材質とすることが好ましい。
　第２バッファ槽４００の排水は、第５配管５０を介して外部に排出される。第５配管５０には、第５配管４０に排水を送出するための第５ポンプ５１が設けられている。
　第２バッファ層４００には、排水の液面レベルを検出する液面センサ４０１、排水の温度を検出する温度センサ４０２、排水のｐＨを検出するｐＨセンサ４０３、排水の電気伝導度を検出するＥＣセンサ４０４、排水中の硝酸イオン濃度を検出する硝酸イオン濃度センサ４０５が設けられている。これらのセンサ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５から出力されるセンサ信号は、後述する制御装置５００に入力される。
　図３に示すように、排水処理装置には制御装置５００が設けられている。制御装置５００は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。制御装置５００は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算処理を行って、出力側に接続された各種機器の作動を制御し、排水処理装置の自動運転を可能とする。制御装置５００は、制御部に相当する。
　制御装置５００の入力側には、上述した第１バッファ槽１００、反応槽２００、還元剤槽３００、第２バッファ槽４００に設けられた各種センサが接続されている。制御装置５００は、各種センサの計測値に基づいて、各槽１００、２００、３００、４００の状態を監視可能となっている。制御装置５００の出力側には、上述したポンプ１１、２１、３１、４１、５１、紫外線照射装置２０７、撹拌装置２０８等が接続されている。
　制御装置５００の出力側には、表示装置５０１が接続されている。表示装置５０１は、各種情報が表示可能となっている。表示装置５０１には、第１バッファ槽１００、反応槽２００、還元剤槽３００、第２バッファ槽４００に設けられた各種センサにより検出した数値（例えば、排水の液面レベル、排水温度、排水のｐＨ、排水の電気伝導度、排水の硝酸イオン濃度等）や、ユーザへのメッセージ（例えば、異常発生を報知するメッセージ）等を表示することができる。
　制御装置５００の出力側には、光を出力可能なランプ５０２および音声を出力可能なスピーカ５０３が接続されている。ランプ５０２から光を出力すること、あるいはスピーカ５０３から音声を出力することで、例えば排水処理装置に異常状態が発生した旨をユーザに対して報知することができる。表示装置５０１、ランプ５０２およびスピーカ５０３は、エラー報知部に相当する。
　次に、本実施形態の排水処理装置の作動について説明する。以下の各処理は、制御装置５００が各種機器の作動を制御することによって実行される。
　〔排水供給工程〕
　まず、第１バッファ槽１００から反応槽２００に排水を供給する排水供給工程を行う。排水供給工程では、液面センサ１０１で第１バッファ槽１００に所定量の排水が貯留されているか否かを判定する。所定量は、例えば排水槽２００の容量以上に設定することができる。
　第１バッファ槽１００に貯留されている排水が所定量未満であると判定された場合には、第２ポンプ２１を作動させない。一方、第１バッファ槽１００に貯留されている排水が所定量以上であると判定された場合には、第２ポンプ２１を作動させ、第１バッファ槽１００から反応槽２００に排水を供給する。
　また、液面センサ１０１によって計測した第１バッファ槽１００の排水の液面が上限値を超えていると判定された場合には、第１バッファ槽１００の排水が溢れる可能性があると判断できる。このため、表示装置５０１、ランプ５０２、スピーカ５０３の少なくともいずれかを用い、第１バッファ槽１００の排水が溢れる可能性があることをユーザに報知する。第１バッファ槽１００の排水が溢れる可能性の判断は、反応槽２００での排水の浄化処理速度を考慮してもよい。
　また、硝酸イオン濃度センサ１０５で第１バッファ槽１００の排水中における硝酸イオン濃度を計測しておくことで、還元剤槽３００から反応槽２００に供給される還元剤の供給量を予め決定することができる。なお、ＥＣセンサ１０４によって電解質濃度を検出することで、硝酸イオン濃度を間接的に検出してもよい。
　また、温度センサ１０２によって計測した第１バッファ槽１００の排水の温度が所定温度を超えていると判定された場合には、第１バッファ槽１００の排水温度が異常であると判断できる。このため、表示装置５０１、ランプ５０２、スピーカ５０３の少なくともいずれかを用い、第１バッファ槽１００の排水温度が異常であることをユーザに報知する。
　第１バッファ槽１００から反応槽２００に所定量の供給が供給されたと判定された場合には、第２ポンプ２１を停止し、第１バッファ槽１００から反応槽２００への排水の供給を停止する。反応槽２００に所定量の排水が供給されたか否かは、液面センサ２０１によって計測した反応槽２０１内の排水の液面レベルに基づいて判断でき、あるいは第２ポンプ２１による送液速度および送液時間に基づいて判断できる。
　〔還元剤供給工程〕
　排水供給工程の終了後、あるいは排水供給工程と同時に、還元剤槽３００から反応槽２００に還元剤を供給する還元剤供給工程を行う。還元剤供給処理では、第３ポンプ３１を作動させることで、還元剤槽３００から反応槽２００に還元剤を供給する。
　還元剤槽３００から反応槽２００に所定量の還元剤が供給された場合には、第３ポンプ３１を停止し、還元剤槽３００から反応槽２００への還元剤の供給を停止する。反応槽２００に所定量の還元剤が供給されたか否かは、第３ポンプ３１による送液速度および送液時間に基づいて判断できる。還元剤槽３００から反応槽２００への還元剤の供給は、一度で行ってもよく、間欠的に複数回で行ってもよい。
　還元剤槽３００において、液面センサ３０１で計測した還元剤の液面レベルが所定値を下回った場合に、表示装置５０１、ランプ５０２、スピーカ５０３の少なくともいずれかを用い、還元剤槽３００の還元剤が少なくなっている旨をユーザに報知し、ユーザに還元剤の補充を促す。
　また、温度センサ３０２によって計測した還元剤槽３００の還元剤の温度が所定温度を超えていると判定された場合には、還元剤槽３００の還元剤温度が異常であると判断できる。このため、表示装置５０１、ランプ５０２、スピーカ５０３の少なくともいずれかを用い、還元剤槽３００の還元剤温度が異常であることをユーザに報知する。
　〔硝酸イオン低減工程〕
　還元剤供給工程の終了後に、反応槽２００で排水の硝酸イオン濃度を低減する硝酸イオン低減工程を行う。硝酸イオン低減工程では、還元剤の存在下で紫外線照射装置２０７によって排水に紫外線を照射し、撹拌装置２０８によって排水を撹拌する。これにより、硝酸イオンの還元反応を進行させ、排水中の硝酸イオンを低減する浄化処理を行うことができる。
　紫外線照射装置２０７による紫外線の照射、撹拌装置２０８による排水の撹拌は、反応槽２００への還元剤の供給前に行ってもよく、反応槽２００への還元剤の供給後に行ってもよい。ただし、紫外線照射装置２０７では、ランプ部２０７ａの点灯前に冷却水の循環を開始する。
　反応槽２００では、硝酸イオンの還元反応の進行度を把握するため、硝酸イオン濃度センサ２０５で排水中の硝酸イオン濃度を計測し、さらに硝酸イオン低減工程を開始してからの経過時間を計測する。硝酸イオン濃度センサ２０５で計測した排水中の硝酸イオン濃度が所定値を下回った場合、あるいは硝酸イオン低減工程を開始してからの経過時間が所定時間を超えた場合に、反応槽２００での硝酸イオン低減工程の終了タイミングであると判断することができる。
　硝酸イオン低減工程の終了タイミングであると判断された場合に、紫外線照射装置２０７による紫外線照射や撹拌装置２０８による撹拌は、そのまま継続して行ってもよく、あるいは停止してもよい。ただし、紫外線照射装置２０７として水銀ランプを用いている場合には、点灯および消灯を繰り返すほど寿命を短くする恐れがあるため、点灯状態を継続することが望ましい。
　還元剤濃度センサ２０６によって反応槽２００の排水中の還元剤濃度を測定し、還元剤濃度が所定値を下回った場合には、還元剤槽３００から反応槽２００に還元剤を補充すればよい。
　また、反応槽２００で所定の上限時間が経過しても硝酸イオン濃度が基準濃度以下に低下しなかった場合には、硝酸イオン低減工程で何らかの異常が発生したと判断できる。このため、表示装置５０１、ランプ５０２、スピーカ５０３の少なくともいずれかを用い、反応槽２００で異常状態が発生している旨をユーザに報知する。
　硝酸イオン低減工程で異常状態が発生したと判断するための「上限時間」は任意に設定可能であり、例えば８、１２、２４時間等と設定することができる。あるいは一定間隔（例えば１時間毎）に硝酸イオン濃度を測定し、所定回数（例えば３回以上）連続して硝酸イオン濃度が変化しなかった場合に、硝酸イオン低減工程で異常状態が発生したと判断してもよい。
　また、液面センサ２０１によって計測した反応槽２００の排水の液面が上限値を超えたと判定された場合には、反応槽２００の排水が溢れる可能性があると判断できる。このため、表示装置５０１、ランプ５０２、スピーカ５０３の少なくともいずれかを用い、反応槽２００の排水が溢れる可能性があることをユーザに報知する。
　また、温度センサ２０２によって計測した反応槽２００の排水の温度が所定温度を超えていると判定された場合には、反応槽２００の排水温度が異常であると判断できる。このため、表示装置５０１、ランプ５０２、スピーカ５０３の少なくともいずれかを用い、反応槽２００の排水温度が異常であることをユーザに報知する。
　〔排水排出工程〕
　硝酸イオン低減工程の終了後に、反応槽２００から浄化処理が行われた排水を排出する排水排出工程を行う。排水排出工程は、第４ポンプ４１を作動させることで行われる。
　排水排出処理の終了タイミングが到来した場合は、第４ポンプ４１を停止する。液面センサ２０１で計測した反応槽２００内の排水の液面レベルが所定値を下回った場合、あるいは排水排出処理を開始してからの経過時間が所定時間を超えた場合に、排水排出処理の終了タイミングが到来したと判定することができる。
　浄化処理が行われた排水は第２バッファ槽４００に一時的に貯留される。第２バッファ槽４００では、液面センサ４０１によって計測した排水の液面レベルが所定値を上回った場合に、第５ポンプ５１を作動させて、第２バッファ槽４００の排水を外部に排出すればよい。
　また、温度センサ４０２で第２バッファ槽４００の排水温度を計測し、排水温度が所定温度以上である場合には、環境への負荷を考慮して、排水温度が低下してから外部に排出すればよい。
　上述した排水供給工程、還元剤供給工程、硝酸イオン低減工程、排水排出工程を繰り返し行うことで、排水中の硝酸イオンを低減する浄化処理を連続的に行うことができる。
　次に、本第１実施形態の排水処理装置１を用いて排水の浄化処理を行った結果について説明する。第１バッファ槽１００の容量を３０Ｌとし、反応槽２００の容量を１０Ｌとし、還元剤槽３００の容量を１Ｌとし、第２バッファ槽２００の容量を３０Ｌとした。紫外線照射装置２０７として、４５０Ｗの高圧水銀ランプを用いた。
　排水処理では、合計３０Ｌの排水を用いた。排水は、硝酸イオン濃度が１２０ｍｇ／Ｌである。排水は共存成分として、図４に示す物質が含有されている。また、還元剤として濃度９０％のギ酸を用いた。ギ酸の添加量は、排水中の硝酸イオンに対するモル比がギ酸分子中の炭素数１つ当たり５となるようにしている。
　図５に示すように、高圧水銀ランプを用いた本実施形態の排水処理装置によれば、反応時間の経過に伴う硝酸イオン濃度の減少速度が速く、４時間経過後には硝酸イオンが消失している。その後、上述した給液処理、還元剤供給処理、浄化処理、排出処理を繰り返すことで、排水における硝酸イオンの浄化処理を連続的に行うことができる。
　以上説明した本第１実施形態によれば、各槽１００、２００、３００、４００の状態を監視する各種センサを設け、各種センサの計測値に基づいて制御装置５００によって各種機器を制御することで、運転条件の最適化を図ることができ、排水供給工程、還元剤供給工程、硝酸イオン低減工程、排水排出工程の各工程を自動運転によって連続的に実行することができる。
　また、本実施形態では、各種センサの計測値に基づいて各槽１００、２００、３００、４００のいずれかで何らかの異常状態が発生した場合に、表示装置５０１、ランプ５０２、スピーカ５０３の少なくともいずれかを用い、排水処理装置で異常状態が発生していることをユーザに報知する。これにより、ユーザは排水処理装置での異常発生を認識でき、排水処理装置を早期に適切な状態に復帰させることができる。
　また、本実施形態では、紫外線照射装置２０７として高圧水銀ランプを用いている。これにより、低圧水銀ランプを用いる場合よりも、排水中の硝酸イオンの減少速度を速くすることができ、かつ、排水中に亜硝酸イオンが残存することを抑制できる。さらに、本実施形態では、紫外線照射装置２０７から３００ｎｍより長い波長の紫外線を照射するようにしている。これにより、図４に示す共存成分に紫外線が吸収されることを抑制でき、硝酸イオンの濃度を効果的に減少させることができる。
　（他の実施形態）
　（１）上記実施形態では、第１バッファ槽１００、反応槽２００、還元剤槽３００、第２バッファ槽４００における送液は、ポンプ１１、２１、３１、４１、５１を用いて行うように構成したが、ポンプのような動力を用いることなく高低差等を利用して送液を行うようにしてもよい。この場合には、各配管１０、２０、３０、４０、５０のそれぞれにバルブを設け、バルブの開閉によって配管１０、２０、３０、４０、５０における流体の流れを制御すればよい。
　（２）上記実施形態では、反応槽２００で硝酸イオンの浄化処理を行った後の排水を一時的に貯留する第２バッファ槽４００を設けたが、第２バッファ槽４００を設けずに、反応槽２００で硝酸イオンの浄化処理を行った後の排水を反応槽２００から外部に排出するようにしてもよい。
　（３）上記実施形態では、還元剤槽３００から反応槽２００に還元剤を供給し、還元剤が反応槽２００の内部で排水に添加されるように構成したが、これに限らず、第２配管２０の途中に第３配管３０を合流させ、第２配管２０を流れる排水に第３配管３０を介して還元剤を供給するように構成してもよい。
　（４）上記実施形態では、反応槽２００において、攪拌装置２０８および撹拌子２０９によって排水を撹拌するように構成したが、これに限らず、撹拌装置２０８および撹拌子２０９の作用効果に準ずる排水の撹拌が可能である他の手段を講じて撹拌してもよく、また、排水を撹拌することなく硝酸イオンの減少処理を行うようにしてもよい。
　（５）上記実施形態では、反応槽２００で硝酸イオンの浄化処理を行った排水を第２バッファ槽４００に貯留した後、排水を外部に排出するように構成したが、硝酸イオン濃度センサ４０５で第２バッファ槽４００の排水の硝酸イオン濃度を計測し、硝酸イオン濃度が所定値を上回っている場合には、排水を第２バッファ槽４００から反応槽２００に戻すようにしてもよい。排水が戻された反応槽２００では、硝酸イオンの浄化処理を再度行えばよい。
　（６）上記実施形態では、紫外線照射装置２０７を図２に示す構成としたが、これに限らず、異なる構成としてもよい。例えば、紫外線照射装置２０７を図６あるいは図７に示す構成とすることができる。
　図６に示す例は、水冷式の水銀ランプであり、ケース２０７ｂが反応槽２００の上方から下方に亘って設けられており、ケース部２０７ｂの下部にも蓋部２０７ｄが設けられている。図６の構成において、ケース部２０７ｂ内における冷却水の流通方向は、上方から下方あるいは下方から上方のいずれでもよいが、上方から下方に向かう流れとすることが望ましい。
　図７に示す例は、空冷式の水銀ランプであり、ケース２０７ｂが反応槽２００の上方から下方に亘って設けられており、ケース部２０７ｂの下部にも蓋部２０７ｄが設けられている。図７に示す例では、ケース２０７ｂは中空構造となっておらず、蓋部２０７ｃ、２０７ｄに貫通孔が形成されている。蓋部２０７ｃ、２０７ｄの貫通孔を介してケース２０７ｂ内に空気が流通可能となっており、ランプ部２０７ａが空冷される。ケース部２０７ｂ内における空気の流通方向は、上方から下方あるいは下方から上方のいずれでもよい。また、蓋部２０７ｃ、２０７ｄの貫通孔は、ランプ部２０７ａから照射される紫外線が外部に漏れないように、蓋部２０７ｃ、２０７ｄの板面に対して傾斜させて形成することが望ましい。
　（７）上記実施形態では、排水供給工程、還元剤供給工程、硝酸イオン低減工程、排水排出工程の少なくともいずれかの工程で、何らかの異常状態が発生したと判断された場合（例えば液体の量が適正量を上回っている場合、液体の温度が適正温度を上回っている場合等）には、表示装置５０１等を用いて異常発生を報知するように構成した。
　このように排水処理装置で何らかの異常状態が発生した場合には、異常発生の報知に加えて、あるいは異常発生の報知に代えて、少なくともいずれかの工程を停止させることが望ましい。停止させる工程は、異常状態が発生した工程でもよく、異常状態が発生していない工程でもよく、あるいはすべての工程でもよい。具体的には、ポンプ１１、２１、４１による排水の送出、ポンプ３１による還元剤の送出、紫外線照射装置２０７による紫外線照射、撹拌装置２０８による排水の撹拌等を停止させればよい。
　また、上述した排水供給工程、還元剤供給工程、硝酸イオン低減工程、排水排出工程の少なくともいずれかの工程を停止させた後で、工程を停止させる原因となった異常状態が解消された場合（例えば液体の量が適正量まで減少した場合、液体の温度が適正温度まで低下した場合等）には、停止した工程を再開する復旧処理を行うようにすればよい。
　本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (8)

  1. 　少なくとも硝酸イオンを含有する水溶液を反応槽（２００）に供給することと、
    　前記反応槽への前記水溶液の供給時、あるいは前記反応槽への前記水溶液の供給後の少なくとも何れかに、硝酸イオンの還元反応に用いられる還元剤を前記水溶液に１回あるいは複数回に分けて供給することと、
    　前記反応槽への前記水溶液の供給完了後、あるいは供給完了前に、前記反応槽の前記水溶液に前記還元剤の存在下で紫外線を照射して硝酸イオンの還元反応を進行させ、硝酸イオンを低減することと、
    　前記硝酸イオンの還元反応によって前記水溶液の硝酸イオン濃度が低減した後、前記反応槽から前記水溶液を排出することと、を備え、
    　前記水溶液を供給すること、前記還元剤を供給すること、前記硝酸イオンを低減すること、および前記水溶液を排出することを繰り返し行うことが可能である排水処理方法。
  2. 　前記水溶液の量、前記水溶液の温度および前記水溶液の硝酸イオン濃度の少なくともいずれかを計測することと、当該計測値に基づいて異常状態が発生していると判定された場合に、異常状態が発生した旨をユーザに報知することと、をさらに備える請求項１に記載の排水処理方法。
  3. 　前記水溶液の量、前記水溶液の温度および前記水溶液の硝酸イオン濃度の少なくともいずれかを計測することと、当該計測値に基づいて異常状態が発生していると判定された場合に、前記水溶液を供給すること、前記還元剤を供給すること、前記硝酸イオンを低減すること、および前記水溶液を排出することの少なくともいずれかを停止することと、をさらに備える請求項１または２に記載の排水処理方法。
  4. 　前記水溶液を供給すること、前記還元剤を供給すること、前記硝酸イオンを低減すること、および前記水溶液を排出することの少なくともいずれかを停止した後に、前記計測値に基づいて前記異常状態が解消されたと判定された場合には、前記水溶液を供給すること、前記還元剤を供給すること、前記硝酸イオンを低減すること、および前記水溶液を排出することの少なくともいずれかを再開する請求項３の記載の排水処理方法。
  5. 　前記硝酸イオンを低減することにおいて、前記反応槽に供給された前記水溶液に紫外線を照射開始してから所定時間が経過した時点で、前記水溶液の硝酸イオン濃度が予め設定された所定濃度を下回っていない場合に、前記異常状態が発生していると判定することをさらに備える請求項２ないし４のいずれか１つに記載の排水処理方法。
  6. 　前記反応槽において、前記水溶液の量が予め設定された所定量を上回っている場合に、前記異常状態が発生していると判定することをさらに備える請求項２ないし４のいずれか１つに記載の排水処理方法。
  7. 　前記水溶液の温度が予め設定された所定温度を上回っている場合に、前記異常状態が発生していると判定することをさらに備える請求項２ないし４のいずれか１つに記載の排水処理方法。
  8. 　少なくとも硝酸イオンを含有する水溶液を貯留するバッファ槽（１００）と、
    　前記硝酸イオンの還元反応に用いられる還元剤を貯留する還元剤槽（３００）と、
    　前記バッファ槽から前記水溶液が供給されるとともに、前記還元剤槽から前記還元剤が供給され、前記還元剤の存在下で前記水溶液に紫外線を照射する紫外線照射部（２０７）を有し、前記硝酸イオンの還元反応を進行させる反応槽（２００）と、
    　前記水溶液の量、前記水溶液の温度および前記水溶液の硝酸イオン濃度の少なくともいずれかを計測するセンサ（１０１～１０５、２０１～２０５、３０１、３０２）と、
    　ユーザに異常状態が発生した旨を報知するエラー報知部（５０１、５０２、５０３）と、
    　前記センサによる計測値に基づいて前記異常状態が発生していると判定された場合に、前記エラー報知部で前記異常状態の報知を行う制御部（５００）と、を備える排水処理装置。
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