(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022040510
(43)【公開日】2022-03-11
(54)【発明の名称】水処理方法
(51)【国際特許分類】
C02F 3/08 20060101AFI20220304BHJP
C02F 3/10 20060101ALI20220304BHJP
C02F 3/34 20060101ALI20220304BHJP
【ＦＩ】
C02F3/08 B
C02F3/10 Z
C02F3/34 101A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020145266
(22)【出願日】2020-08-31
(71)【出願人】
【識別番号】596136316
【氏名又は名称】三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100152146
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 俊介
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】澤田 繁樹
(72)【発明者】
【氏名】江田 庸宏
(72)【発明者】
【氏名】小寺 博也
【テーマコード（参考）】
4D003
4D040
【Ｆターム（参考）】
4D003AB02
4D003BA03
4D003EA19
4D003FA02
4D040DD03
4D040DD14
4D040DD31
(57)【要約】
【課題】低コストで簡便に硝化効率の低下を充分に抑えつつ、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出すことができる水処理方法の提供。
【解決手段】硝化菌を担持する担体が充填された硝化槽にて被処理水を生物硝化処理する水処理方法であって、下記工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を有する、水処理方法。
工程（ｉ）：前記硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となるように前記硝化槽に充填された前記担体を前記硝化槽内で馴養し、硝化菌担持担体とする工程。
工程（ｉｉ）：前記硝化菌担持担体を、前記硝化槽の有効容積に対する前記硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、前記硝化槽から抜き出す工程。
工程（ｉｉｉ）：前記工程（ｉｉ）で抜き出した硝化菌担持担体を、別の生物硝化処理に用いる工程。
【選択図】なし
【解決手段】硝化菌を担持する担体が充填された硝化槽にて被処理水を生物硝化処理する水処理方法であって、下記工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を有する、水処理方法。
工程（ｉ）：前記硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となるように前記硝化槽に充填された前記担体を前記硝化槽内で馴養し、硝化菌担持担体とする工程。
工程（ｉｉ）：前記硝化菌担持担体を、前記硝化槽の有効容積に対する前記硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、前記硝化槽から抜き出す工程。
工程（ｉｉｉ）：前記工程（ｉｉ）で抜き出した硝化菌担持担体を、別の生物硝化処理に用いる工程。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
硝化菌を担持する担体が充填された硝化槽にて被処理水を生物硝化処理する水処理方法であって、
下記工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を有する、水処理方法。
工程（ｉ）：前記硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となるように前記硝化槽に充填された前記担体を前記硝化槽内で馴養し、硝化菌担持担体とする工程。
工程（ｉｉ）：前記硝化菌担持担体を、前記硝化槽の有効容積に対する前記硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、前記硝化槽から抜き出す工程。
工程（ｉｉｉ）：前記工程（ｉｉ）で抜き出した硝化菌担持担体を、別の生物硝化処理に用いる工程。
下記工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を有する、水処理方法。
工程（ｉ）：前記硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となるように前記硝化槽に充填された前記担体を前記硝化槽内で馴養し、硝化菌担持担体とする工程。
工程（ｉｉ）：前記硝化菌担持担体を、前記硝化槽の有効容積に対する前記硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、前記硝化槽から抜き出す工程。
工程（ｉｉｉ）：前記工程（ｉｉ）で抜き出した硝化菌担持担体を、別の生物硝化処理に用いる工程。
【請求項2】
前記工程（ｉｉ）において、エアリフトポンプを用いて前記硝化菌担持担体、及び前記硝化槽にて処理された処理水を前記硝化槽から抜き出す、請求項１に記載の水処理方法。
【請求項3】
前記担体がスポンジ担体である、請求項１又は２に記載の水処理方法。
【請求項4】
前記担体の形状が、短辺が３～１０ｍｍの角型である、請求項１～３のいずれか一項に記載の水処理方法。
【請求項5】
前記工程（ｉ）において、前記担体を前記硝化槽内で４日間以上馴養する、請求項１～４のいずれか一項に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
地下水等の被処理水は、アンモニア性窒素を含むことが多い。アンモニア性窒素を含む被処理水を飲用化するときには、アンモニア性窒素を低減することが行われる。
アンモニア性窒素を含む被処理水を処理する方法として、例えば、アンモニア性窒素を含む被処理水に対し、担体に硝化菌が担持された硝化菌担持担体を利用する接触酸化法による硝化処理を行う水処理方法が提案されている。
アンモニア性窒素を含む被処理水を処理する方法として、例えば、アンモニア性窒素を含む被処理水に対し、担体に硝化菌が担持された硝化菌担持担体を利用する接触酸化法による硝化処理を行う水処理方法が提案されている。
【0003】
硝化菌担持担体を用いて被処理水を処理する場合、硝化菌担持担体を既存の水処理システムの硝化槽から抜き出し、新しい水処理システムの硝化槽に投入する、すなわち硝化菌を殖種することが行われる。そのため、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出すことがよく行われる。
しかし、硝化菌の担持量が不充分な状態で硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出したり、一度に多量の硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出したりした場合、硝化槽に残る硝化菌の絶対量が大幅に不足する。硝化菌は増殖速度が低いため、担体の表層及び内部で硝化菌が充分に増殖するまでの間、硝化槽における硝化効率が大きく低下してしまう。
しかし、硝化菌の担持量が不充分な状態で硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出したり、一度に多量の硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出したりした場合、硝化槽に残る硝化菌の絶対量が大幅に不足する。硝化菌は増殖速度が低いため、担体の表層及び内部で硝化菌が充分に増殖するまでの間、硝化槽における硝化効率が大きく低下してしまう。
【0004】
そこで、硝化効率の低下を充分に抑えつつ、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出すことができる水処理方法として、被処理水を生物硝化処理した後にイオン交換樹脂にてイオン交換処理する方法が提案されている（特許文献１）。
特許文献１に記載の水処理方法では、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出した後の硝化槽における硝化効率の低下を、イオン交換処理により補うことができる。
特許文献１に記載の水処理方法では、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出した後の硝化槽における硝化効率の低下を、イオン交換処理により補うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－２０２４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載の水処理方法では、生物硝化処理の後にイオン交換処理を行うため、手間や運転コストがかかりやすい。
本発明は、低コストで簡便に硝化効率の低下を充分に抑えつつ、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出すことができる水処理方法を提供することを目的とする。
本発明は、低コストで簡便に硝化効率の低下を充分に抑えつつ、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出すことができる水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、下記の態様を有する。
［１］ 硝化菌を担持する担体が充填された硝化槽にて被処理水を生物硝化処理する水処理方法であって、下記工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を有する、水処理方法。
工程（ｉ）：前記硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となるように前記硝化槽に充填された前記担体を前記硝化槽内で馴養し、硝化菌担持担体とする工程。
工程（ｉｉ）：前記硝化菌担持担体を、前記硝化槽の有効容積に対する前記硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、前記硝化槽から抜き出す工程。
工程（ｉｉｉ）：前記工程（ｉｉ）で抜き出した硝化菌担持担体を、別の生物硝化処理に用いる工程。
［２］ 前記工程（ｉｉ）において、エアリフトポンプを用いて前記硝化菌担持担体、及び前記硝化槽にて処理された処理水を前記硝化槽から抜き出す、前記［１］の水処理方法。
［３］ 前記担体がスポンジ担体である、前記［１］又は［２］の水処理方法。
［４］ 前記担体の形状が、短辺が３～１０ｍｍの角型である、前記［１］～［３］のいずれか１つの水処理方法。
［５］ 前記工程（ｉ）において、前記担体を前記硝化槽内で４日間以上馴養する、前記［１］～［４］のいずれか１つの水処理方法。
［１］ 硝化菌を担持する担体が充填された硝化槽にて被処理水を生物硝化処理する水処理方法であって、下記工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を有する、水処理方法。
工程（ｉ）：前記硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となるように前記硝化槽に充填された前記担体を前記硝化槽内で馴養し、硝化菌担持担体とする工程。
工程（ｉｉ）：前記硝化菌担持担体を、前記硝化槽の有効容積に対する前記硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、前記硝化槽から抜き出す工程。
工程（ｉｉｉ）：前記工程（ｉｉ）で抜き出した硝化菌担持担体を、別の生物硝化処理に用いる工程。
［２］ 前記工程（ｉｉ）において、エアリフトポンプを用いて前記硝化菌担持担体、及び前記硝化槽にて処理された処理水を前記硝化槽から抜き出す、前記［１］の水処理方法。
［３］ 前記担体がスポンジ担体である、前記［１］又は［２］の水処理方法。
［４］ 前記担体の形状が、短辺が３～１０ｍｍの角型である、前記［１］～［３］のいずれか１つの水処理方法。
［５］ 前記工程（ｉ）において、前記担体を前記硝化槽内で４日間以上馴養する、前記［１］～［４］のいずれか１つの水処理方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、低コストで簡便に硝化効率の低下を充分に抑えつつ、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出すことができる水処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の水処理方法に用いる水処理システムの一例を模式的に示す概略構成図である。
【図2】実施例１において硝化菌担持担体を第１の硝化槽から抜き出した後の被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度の時間変化を示すグラフである。
【図3】比較例１において硝化菌担持担体を第１の硝化槽から抜き出した後の被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明に係る水処理方法の一実施形態を挙げ、図１を適宜参照しながら詳述する。
なお、以下の説明で用いる各図面は、その特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
また、本明細書において、「アンモニア性窒素」とは、水中にアンモニウム塩として含まれている窒素のことであり、アンモニア態窒素ともいう。
また、本明細書において、担体に硝化菌が担持されたものを「硝化菌担持担体」ともいう。
なお、以下の説明で用いる各図面は、その特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
また、本明細書において、「アンモニア性窒素」とは、水中にアンモニウム塩として含まれている窒素のことであり、アンモニア態窒素ともいう。
また、本明細書において、担体に硝化菌が担持されたものを「硝化菌担持担体」ともいう。
【0011】
＜水処理システム＞
図１は、本発明に係る水処理方法に用いる水処理システムの一例を模式的に示す概略構成図である。
この例の水処理システム１は、被処理水供給流路１００を通って原水槽（図示略）から供給された被処理水を生物硝化処理して第１の処理水とする第１の硝化槽１０と；第１の処理水移送流路１０１を通って第１の硝化槽１０から移送された第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする第２の硝化槽２０と；被処理水供給流路１００の途中に設けられた移送ポンプ（図示略）と；第１の硝化槽１０内に浸漬され、第１の硝化槽１０からを抜き出すエアリフトポンプ３０とを備える。
なお、後述する散気装置のブロア及び空気量調整手段、移送ポンプ、エアリフトポンプ３０等は、これらの動作を制御する制御部（図示略）に電気的に接続されている。
図１は、本発明に係る水処理方法に用いる水処理システムの一例を模式的に示す概略構成図である。
この例の水処理システム１は、被処理水供給流路１００を通って原水槽（図示略）から供給された被処理水を生物硝化処理して第１の処理水とする第１の硝化槽１０と；第１の処理水移送流路１０１を通って第１の硝化槽１０から移送された第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする第２の硝化槽２０と；被処理水供給流路１００の途中に設けられた移送ポンプ（図示略）と；第１の硝化槽１０内に浸漬され、第１の硝化槽１０からを抜き出すエアリフトポンプ３０とを備える。
なお、後述する散気装置のブロア及び空気量調整手段、移送ポンプ、エアリフトポンプ３０等は、これらの動作を制御する制御部（図示略）に電気的に接続されている。
【0012】
（第１の硝化槽）
第１の硝化槽１０は、担体２００が充填された容器状の槽本体１１と；槽本体１１に第１の処理水移送流路１０１が接続する箇所に設けられた、担体２００や硝化菌担持担体と第１の処理水とを分離するための固液分離装置１２と；槽本体１１の底部に挿入された散気装置１３とを備える、いわゆる流動床型好気生物反応槽である。
第１の硝化槽１０は、担体２００が充填された容器状の槽本体１１と；槽本体１１に第１の処理水移送流路１０１が接続する箇所に設けられた、担体２００や硝化菌担持担体と第１の処理水とを分離するための固液分離装置１２と；槽本体１１の底部に挿入された散気装置１３とを備える、いわゆる流動床型好気生物反応槽である。
【0013】
固液分離装置１２としては、例えばスクリーン等が挙げられる。
散気装置１３は、槽本体１１の底部に位置する散気部１４と；散気部１４に空気を供給する空気供給管１５と；空気供給管１５の途中に設けられたブロア１６と；散気部１４とブロア１６との間の空気供給管１５の途中に設けられた空気量調整手段１７とを備える。
散気部１４としては、例えば散気孔（図示略）が形成された、散気管、散気球等が挙げられる。
空気量調整手段１７としては、例えばゲート弁、バタフライ弁等が挙げられる。
散気装置１３は、槽本体１１の底部に位置する散気部１４と；散気部１４に空気を供給する空気供給管１５と；空気供給管１５の途中に設けられたブロア１６と；散気部１４とブロア１６との間の空気供給管１５の途中に設けられた空気量調整手段１７とを備える。
散気部１４としては、例えば散気孔（図示略）が形成された、散気管、散気球等が挙げられる。
空気量調整手段１７としては、例えばゲート弁、バタフライ弁等が挙げられる。
【0014】
（第２の硝化槽）
第２の硝化槽２０は、担体２００が充填された容器状の槽本体２１と；槽本体２１に第２の処理水移送流路１０２が接続する箇所に設けられた、担体２００や硝化菌担持担体と第２の処理水とを分離するための固液分離装置２２と；槽本体２１の底部に挿入された散気装置２３とを備える、いわゆる流動床型好気生物反応槽である。
第２の硝化槽２０は、担体２００が充填された容器状の槽本体２１と；槽本体２１に第２の処理水移送流路１０２が接続する箇所に設けられた、担体２００や硝化菌担持担体と第２の処理水とを分離するための固液分離装置２２と；槽本体２１の底部に挿入された散気装置２３とを備える、いわゆる流動床型好気生物反応槽である。
【0015】
固液分離装置２２としては、例えばスクリーン等が挙げられる。
散気装置２３は、槽本体２１の底部に位置する散気部２４と；散気部２４に空気を供給する空気供給管２５と；空気供給管２５の途中に設けられたブロア２６と；散気部２４とブロア２６との間の空気供給管２５の途中に設けられた空気量調整手段２７とを備える。
散気部２４としては、例えば散気孔（図示略）が形成された、散気管、散気球等が挙げられる。
空気量調整手段２７としては、例えばゲート弁、バタフライ弁等が挙げられる。
散気装置２３は、槽本体２１の底部に位置する散気部２４と；散気部２４に空気を供給する空気供給管２５と；空気供給管２５の途中に設けられたブロア２６と；散気部２４とブロア２６との間の空気供給管２５の途中に設けられた空気量調整手段２７とを備える。
散気部２４としては、例えば散気孔（図示略）が形成された、散気管、散気球等が挙げられる。
空気量調整手段２７としては、例えばゲート弁、バタフライ弁等が挙げられる。
【0016】
（エアリフトポンプ）
エアリフトポンプ３０は、送気手段（図示略）と；下端が下方に開放した吸引口とされた揚水管３１と；上端が送気手段に接続し、下端が揚水管３１の下端近傍に接続する送気管３２と；揚水管３１の上端近傍から側方に延びる吐出管３３とを備える。
エアリフトポンプ３０は、送気手段（図示略）と；下端が下方に開放した吸引口とされた揚水管３１と；上端が送気手段に接続し、下端が揚水管３１の下端近傍に接続する送気管３２と；揚水管３１の上端近傍から側方に延びる吐出管３３とを備える。
【0017】
（担体）
担体２００は、被処理水に含まれるアンモニア性窒素を生物硝化するための微生物、つまり硝化菌を担持するためのものである。第１の硝化槽１０及び第２の硝化槽２０に担体２００が充填されていることで、第１の硝化槽１０及び第２の硝化槽２０内の硝化菌が担体２００に担持されて増殖し、硝化菌濃度を高めることができる。
担体２００は、被処理水に含まれるアンモニア性窒素を生物硝化するための微生物、つまり硝化菌を担持するためのものである。第１の硝化槽１０及び第２の硝化槽２０に担体２００が充填されていることで、第１の硝化槽１０及び第２の硝化槽２０内の硝化菌が担体２００に担持されて増殖し、硝化菌濃度を高めることができる。
【0018】
担体としては、担体の表面及び内部に硝化菌を担持できる、すなわち多くの硝化菌を担持でき、硝化効率が向上する点から、多孔質のものが好ましい。その中でも特に、硝化菌の担持を良好に維持でき、硝化効率を高めることができ、かつポンプや配管の損傷を最小限に抑制できる点から、スポンジ担体がより好ましい。
スポンジ担体の材料としては、例えばポリビニールアルコール、ポリスチレンゴム、ポリウレタン等が挙げられる。
スポンジ担体の材料としては、例えばポリビニールアルコール、ポリスチレンゴム、ポリウレタン等が挙げられる。
【0019】
担体の形状としては、例えば角型（例えば直方体、立方体等）、球体、筒体、糸状体等が挙げられる。これらの中でも成形しやすい点から角型が好ましく、立方体が特に好ましい。
角型の担体の短辺は３～１０ｍｍが好ましく、３～７ｍｍがより好ましく、３～６ｍｍがさらに好ましく、３～５ｍｍが特に好ましい。短辺が上記下限値以上であれば、硝化菌を充分に担持できる。短辺が上記上限値以下であれば、第１の硝化槽１０や第２の硝化槽２０内で流動しやすい。また、固液分離装置１２や固液分離装置２２にて分離しやすくなる。
角型の担体の長辺については特に制限されないが、３～１０ｍｍが好ましく、３～７ｍｍがより好ましく、３～６ｍｍがさらに好ましく、３～５ｍｍが特に好ましい。
角型の担体の短辺は３～１０ｍｍが好ましく、３～７ｍｍがより好ましく、３～６ｍｍがさらに好ましく、３～５ｍｍが特に好ましい。短辺が上記下限値以上であれば、硝化菌を充分に担持できる。短辺が上記上限値以下であれば、第１の硝化槽１０や第２の硝化槽２０内で流動しやすい。また、固液分離装置１２や固液分離装置２２にて分離しやすくなる。
角型の担体の長辺については特に制限されないが、３～１０ｍｍが好ましく、３～７ｍｍがより好ましく、３～６ｍｍがさらに好ましく、３～５ｍｍが特に好ましい。
【0020】
硝化菌としては、アンモニア性窒素の生物硝化に用いられる公知の硝化菌が挙げられる。Ｎｉｔｒｏｓｏｂａｃｔｏｒを代表とする硝化菌は、独立栄養であり、基本的には炭酸ガスを唯一の炭素源としており、有機物基質を必要とせずアンモニアの存在下で生育できるが、その増殖速度は極めて小さい。したがって、生物硝化反応を高く保持するためには、硝化菌を硝化槽内に大量に保持する操作が必要となる。よって、硝化菌を、浮遊菌体ではなく担体に担持した状態で保持することが好ましい。
硝化菌の担体への担持方法としては、例えば、既存の水処理システムの硝化槽に担体を投入して担体の表面等に硝化菌を増殖させる方法等が挙げられる。
硝化菌の担体への担持方法としては、例えば、既存の水処理システムの硝化槽に担体を投入して担体の表面等に硝化菌を増殖させる方法等が挙げられる。
【0021】
＜水処理方法＞
本発明の水処理方法は、担体が充填された硝化槽にて被処理水を生物硝化処理する方法である。
被処理水は、アンモニア性窒素を含むことが多く、本実施形態に係る水処理方法はアンモニア性窒素を含む被処理水を生物硝化処理する場合に特に好適である。
被処理水としては特に限定されず、例えば地下水、河川水、湖沼水等が挙げられ、地下水が好ましい。地下水としては、例えば井戸水、温泉水、湧き水、鉱水、鉱泉水等が挙げられる。
本発明の水処理方法は、担体が充填された硝化槽にて被処理水を生物硝化処理する方法である。
被処理水は、アンモニア性窒素を含むことが多く、本実施形態に係る水処理方法はアンモニア性窒素を含む被処理水を生物硝化処理する場合に特に好適である。
被処理水としては特に限定されず、例えば地下水、河川水、湖沼水等が挙げられ、地下水が好ましい。地下水としては、例えば井戸水、温泉水、湧き水、鉱水、鉱泉水等が挙げられる。
【0022】
また、硝化槽から硝化菌が担持された担体（硝化菌担持担体）を抜き出すときには、下記工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を行う。すなわち、本発明の水処理方法は、下記工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を有する。
工程（ｉ）：前記硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となるように前記硝化槽に充填された前記担体を前記硝化槽内で馴養し、硝化菌担持担体とする工程。
工程（ｉｉ）：前記硝化菌担持担体を、前記硝化槽の有効容積に対する前記硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、前記硝化槽から抜き出す工程。
工程（ｉｉｉ）：前記工程（ｉｉ）で抜き出した硝化菌担持担体を、別の生物硝化処理に用いる工程。
工程（ｉ）：前記硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となるように前記硝化槽に充填された前記担体を前記硝化槽内で馴養し、硝化菌担持担体とする工程。
工程（ｉｉ）：前記硝化菌担持担体を、前記硝化槽の有効容積に対する前記硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、前記硝化槽から抜き出す工程。
工程（ｉｉｉ）：前記工程（ｉｉ）で抜き出した硝化菌担持担体を、別の生物硝化処理に用いる工程。
【0023】
以下、水処理システム１を用いた水処理方法の一例について説明する。なお、本実施形態の水処理方法では、第１の硝化槽１０から硝化菌担持担体を抜き出す。
被処理水供給流路１００の途中に設けられた移送ポンプを駆動させて、被処理水を、原水槽（図示略）から被処理水供給流路１００を通って第１の硝化槽１０に供給し、被処理水を第１の硝化槽１０に貯める。さらに、第１の硝化槽１０から排出された第１の処理水を、第１の処理水移送流路１０１を通って第２の硝化槽２０に移送し、第１の処理水を第２の硝化槽２０に貯める。
被処理水供給流路１００の途中に設けられた移送ポンプを駆動させて、被処理水を、原水槽（図示略）から被処理水供給流路１００を通って第１の硝化槽１０に供給し、被処理水を第１の硝化槽１０に貯める。さらに、第１の硝化槽１０から排出された第１の処理水を、第１の処理水移送流路１０１を通って第２の硝化槽２０に移送し、第１の処理水を第２の硝化槽２０に貯める。
【0024】
担体２００を、水処理システム１の第１の硝化槽１０及び第２の硝化槽２０に充填する。
第１の硝化槽１０における担体２００の充填率は、第１の硝化槽１０の有効容積に対して、担体２００の嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となる量であり、好ましくは３５～６０体積％であり、より好ましくは４０～６０体積％である。
第１の硝化槽１０において、担体２００の嵩体積が上記下限値以上であれば、第１の硝化槽１０から硝化菌担持担体を抜き出した後も硝化効率を良好に維持できる。また、第１の硝化槽１０内での担体２００の流動性にも優れる。第１の硝化槽１０において、担体２００の嵩体積が上記上限値以下であれば、担体２００が第１の硝化槽１０内において旋回しやすく、硝化菌と被処理水とが充分に接触し、硝化反応速度の低下を抑制できる。また、担体２００を第１の硝化槽１０内で流動させる際の消費エネルギーの上昇を抑制できる。
第１の硝化槽１０における担体２００の充填率は、第１の硝化槽１０の有効容積に対して、担体２００の嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となる量であり、好ましくは３５～６０体積％であり、より好ましくは４０～６０体積％である。
第１の硝化槽１０において、担体２００の嵩体積が上記下限値以上であれば、第１の硝化槽１０から硝化菌担持担体を抜き出した後も硝化効率を良好に維持できる。また、第１の硝化槽１０内での担体２００の流動性にも優れる。第１の硝化槽１０において、担体２００の嵩体積が上記上限値以下であれば、担体２００が第１の硝化槽１０内において旋回しやすく、硝化菌と被処理水とが充分に接触し、硝化反応速度の低下を抑制できる。また、担体２００を第１の硝化槽１０内で流動させる際の消費エネルギーの上昇を抑制できる。
【0025】
第２の硝化槽２０における担体２００の充填率は特に制限されないが、第２の硝化槽２０の有効容積に対して、担体２００の嵩体積が２０体積％以上、６５体積％未満となる量が好ましく、より好ましくは３０体積％超、６５体積％未満となる量であり、さらに好ましくは３５～６０体積％であり、特に好ましくは４０～６０体積％である。
第２の硝化槽２０において、担体２００の嵩体積が上記下限値以上であれば、第１の処理水を充分に生物硝化処理できる。第２の硝化槽２０において、担体２００の嵩体積が上記上限値以下であれば、担体２００が第２の硝化槽２０内において旋回しやすく、硝化菌と第１の処理水とが充分に接触し、硝化反応速度の低下を抑制できる。また、担体２００を第２の硝化槽２０内で流動させる際の消費エネルギーの上昇を抑制できる。
なお、本発明において「硝化槽の有効容積」とは、硝化槽に収容されている液（被処理水又は第１の処理水）の容積である。
また、本発明において「嵩体積」とは、空隙部を含む見かけの体積である。
第２の硝化槽２０において、担体２００の嵩体積が上記下限値以上であれば、第１の処理水を充分に生物硝化処理できる。第２の硝化槽２０において、担体２００の嵩体積が上記上限値以下であれば、担体２００が第２の硝化槽２０内において旋回しやすく、硝化菌と第１の処理水とが充分に接触し、硝化反応速度の低下を抑制できる。また、担体２００を第２の硝化槽２０内で流動させる際の消費エネルギーの上昇を抑制できる。
なお、本発明において「硝化槽の有効容積」とは、硝化槽に収容されている液（被処理水又は第１の処理水）の容積である。
また、本発明において「嵩体積」とは、空隙部を含む見かけの体積である。
【0026】
第１の硝化槽１０に被処理水を予め設定された水量で供給しつつ、散気装置１３を駆動させて、散気部１４から第１の硝化槽１０内に空気を予め設定された空気量で散気する。
第１の硝化槽１０の底部から空気を散気すると、第１の硝化槽１０内に上昇流及び下降流からなる旋回流が生じ、第１の硝化槽１０の被処理水内で担体２００が自由に流動する。
旋回流における上昇流の流速は、０．１～０．５ｍ／ｓが好ましい。
散気装置１３の散気部１４から散気される空気量は、空気量調整手段１７によって任意の空気量に調整できる。
第１の硝化槽１０の底部から空気を散気すると、第１の硝化槽１０内に上昇流及び下降流からなる旋回流が生じ、第１の硝化槽１０の被処理水内で担体２００が自由に流動する。
旋回流における上昇流の流速は、０．１～０．５ｍ／ｓが好ましい。
散気装置１３の散気部１４から散気される空気量は、空気量調整手段１７によって任意の空気量に調整できる。
【0027】
第１の硝化槽１０から固液分離装置１２を通って排出された第１の処理水を、第１の処理水移送流路１０１を通って第２の硝化槽２０に移送しつつ、散気装置２３を駆動させて、散気部２４から第２の硝化槽２０内に空気を予め設定された空気量で散気する。
第２の硝化槽２０の底部から空気を散気すると、第２の硝化槽２０内に上昇流及び下降流からなる旋回流が生じ、第２の硝化槽２０の第１の処理水内で担体２００が自由に流動する。
旋回流における上昇流の流速は、０．１～０．５ｍ／ｓが好ましい。
散気装置２３の散気部２４から散気される空気量は、空気量調整手段２７によって任意の空気量に調整できる。
第２の硝化槽２０の底部から空気を散気すると、第２の硝化槽２０内に上昇流及び下降流からなる旋回流が生じ、第２の硝化槽２０の第１の処理水内で担体２００が自由に流動する。
旋回流における上昇流の流速は、０．１～０．５ｍ／ｓが好ましい。
散気装置２３の散気部２４から散気される空気量は、空気量調整手段２７によって任意の空気量に調整できる。
【0028】
第１の硝化槽１０においては、酸素を含む空気が散気装置１３の散気部１４から供給される。第１の硝化槽１０内に酸素が供給されると、被処理水中のアンモニア性窒素は、第１の硝化槽１０内で硝化菌によってアンモニア酸化（硝化）されて硝酸になる。このようにして、アンモニア性窒素を含む被処理水を第１の硝化槽１０で処理して第１の処理水とする。
第２の硝化槽２０においては、酸素を含む空気が散気装置２３の散気部２４から供給される。第２の硝化槽２０内に酸素が供給されると、第１の処理水中に残存するアンモニア性窒素は、第２の硝化槽２０内で硝化菌によってアンモニア酸化（硝化）されて硝酸になる。このようにして、アンモニア性窒素を含む第１の処理水を第２の硝化槽２０で処理して第２の処理水とする。
アンモニア酸化は、下記式で表される。
ＮＨ４ ＋ ＋ ２Ｏ２ ＋ ＨＣＯ３ － → ＨＮＯ３ ＋ Ｈ２ＣＯ３ ＋ Ｈ２Ｏ
第２の硝化槽２０においては、酸素を含む空気が散気装置２３の散気部２４から供給される。第２の硝化槽２０内に酸素が供給されると、第１の処理水中に残存するアンモニア性窒素は、第２の硝化槽２０内で硝化菌によってアンモニア酸化（硝化）されて硝酸になる。このようにして、アンモニア性窒素を含む第１の処理水を第２の硝化槽２０で処理して第２の処理水とする。
アンモニア酸化は、下記式で表される。
ＮＨ４ ＋ ＋ ２Ｏ２ ＋ ＨＣＯ３ － → ＨＮＯ３ ＋ Ｈ２ＣＯ３ ＋ Ｈ２Ｏ
【0029】
また、第１の硝化槽１０に被処理水を連続的に供給することで、担体に硝化菌が担持され、増殖する。すなわち、第１の硝化槽１０内で担体２００は馴養され、硝化菌担持担体となる（工程（ｉ））。また、第２の硝化槽２０内でも担体２００は馴養され、硝化菌担持担体となる。
工程（ｉ）において、担体を第１の硝化槽１０内で４日間以上馴養することが好ましい。馴養期間が４日以上であれば、硝化菌が充分に増殖する。
硝化菌は、担体２００の少なくとも表面に担持される。担体２００が多孔質の場合は、担体２００の内部にも硝化菌が担持されていてもよい。
工程（ｉ）において、担体を第１の硝化槽１０内で４日間以上馴養することが好ましい。馴養期間が４日以上であれば、硝化菌が充分に増殖する。
硝化菌は、担体２００の少なくとも表面に担持される。担体２００が多孔質の場合は、担体２００の内部にも硝化菌が担持されていてもよい。
【0030】
第１の硝化槽１０内で担体２００を馴養した後、馴養した担体２００、すなわち硝化菌担持担体を抜き出す必要が生じたときには、第１の硝化槽１０から硝化菌担持担体を抜き出す。具体的には作業者が手動にて、又は制御装置（図示略）によって自動にて、エアリフトポンプ３０を駆動させ、第１の硝化槽１０内の硝化菌担持担体を、第１の硝化槽１０の有効容積に対する硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、第１の硝化槽１０から抜き出す（工程（ｉｉ））。第１の硝化槽１０から硝化菌担持担体を抜き出す際は、被処理水の第１の硝化槽１０への供給を続けてもよいし、供給を停止してもよい。
硝化菌担持担体を第１の硝化槽１０から抜き出す際に、第１の硝化槽１０の有効容積に対する硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残すことで、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化効率の低下を抑制できる。
なお、硝化菌の大きさに対して担体２００ははるかに大きいので、担体２００に硝化菌が担持しても嵩体積はほとんど変わらない。すなわち、担体２００の嵩体積と硝化菌担持担体の嵩体積はほぼ同じである。
硝化菌担持担体を第１の硝化槽１０から抜き出す際に、第１の硝化槽１０の有効容積に対する硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残すことで、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化効率の低下を抑制できる。
なお、硝化菌の大きさに対して担体２００ははるかに大きいので、担体２００に硝化菌が担持しても嵩体積はほとんど変わらない。すなわち、担体２００の嵩体積と硝化菌担持担体の嵩体積はほぼ同じである。
【0031】
エアリフトポンプ３０においては、送気手段から供給された空気が、送気管３２を通って揚水管３１の下端近傍から揚水管３１に供給され、揚水管３１内を上昇する。この際、揚水管３１の下端の吸引口から、硝化菌担持担体を含む第１の処理水が吸い上げられ、揚水管３１内を上昇する空気と混合しながら上昇する。揚水管３１内を上昇した硝化菌担持担体を含む第１の処理水と空気との混合物は、揚水管３１の上端近傍から側方に延びる吐出管３３から吐出される。このようにして、第１の硝化槽１０から硝化菌担持担体が抜き出される。予め設定された量の硝化菌担持担体を抜き出したら、エアリフトポンプ３０を停止、すなわち送気手段からの空気の供給を停止することによって、第１の硝化槽１０からの硝化菌担持担体の抜き出しを停止する。
第１の硝化槽１０から硝化菌担持担体を抜き出す際に被処理水の第１の硝化槽１０への供給を停止した場合は、供給を再開する。
第１の硝化槽１０から硝化菌担持担体を抜き出す際に被処理水の第１の硝化槽１０への供給を停止した場合は、供給を再開する。
【0032】
抜き出した硝化菌担持担体は、別の生物硝化処理に用いられる（工程（ｉｉｉ））。
第２の硝化槽２０から固液分離装置２２を通って排出された第２の処理水は、第２の処理水移送流路１０２を通って水処理システム１の外部に排出される。
第２の硝化槽２０から固液分離装置２２を通って排出された第２の処理水は、第２の処理水移送流路１０２を通って水処理システム１の外部に排出される。
【0033】
＜作用効果＞
以上説明した本発明の水処理方法は、上述した工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を有するので、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽中には、この硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％以上の硝化菌担持担体が残っている。よって、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出した後の硝化槽における硝化効率の低下を抑制できる。
しかも、本発明の水処理方法では、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽中には嵩体積が３０体積％以上の硝化菌担持担体が残っているので、生物硝化処理の後にイオン交換処理を行う必要がない。また、硝化菌担持担体を抜き出した後、生物硝化処理を継続する上では、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽に、硝化菌が担持されていない担体を充填する必要もない。よって、本発明の水処理方法によれば、低コストで簡便に硝化効率の低下を充分に抑えつつ、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出すことができる。
ただし、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽から、再度、硝化菌担持担体を抜き出す場合には、硝化槽から抜き出した硝化菌担持担体とほぼ同量の、硝化菌が担持されていない担体を、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽に充填し、馴養した後に、硝化菌担持担体を抜き出すことが好ましい。硝化菌が担持されていない担体を硝化槽に充填する際には、担体と硝化菌担持担体の合計の嵩体積が、硝化槽の有効容積に対して３０体積％超、６５体積％未満となる量とする。
以上説明した本発明の水処理方法は、上述した工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を有するので、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽中には、この硝化槽の有効容積に対して、嵩体積が３０体積％以上の硝化菌担持担体が残っている。よって、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出した後の硝化槽における硝化効率の低下を抑制できる。
しかも、本発明の水処理方法では、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽中には嵩体積が３０体積％以上の硝化菌担持担体が残っているので、生物硝化処理の後にイオン交換処理を行う必要がない。また、硝化菌担持担体を抜き出した後、生物硝化処理を継続する上では、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽に、硝化菌が担持されていない担体を充填する必要もない。よって、本発明の水処理方法によれば、低コストで簡便に硝化効率の低下を充分に抑えつつ、硝化菌担持担体を硝化槽から抜き出すことができる。
ただし、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽から、再度、硝化菌担持担体を抜き出す場合には、硝化槽から抜き出した硝化菌担持担体とほぼ同量の、硝化菌が担持されていない担体を、硝化菌担持担体を抜き出した後の硝化槽に充填し、馴養した後に、硝化菌担持担体を抜き出すことが好ましい。硝化菌が担持されていない担体を硝化槽に充填する際には、担体と硝化菌担持担体の合計の嵩体積が、硝化槽の有効容積に対して３０体積％超、６５体積％未満となる量とする。
【0034】
＜他の実施形態＞
本発明の水処理方法は、上述した実施形態に限定されない。
図示例の水処理システム１は、２つの硝化槽を備えているが、硝化槽の数は、２つに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
また、図示例の水処理システム１では、第１の硝化槽１０のみから硝化菌担持担体を抜き出しているが、第２の硝化槽２０のみから硝化菌担持担体を抜き出してもよいし、第１の硝化槽１０及び第２の硝化槽２０の両方から硝化菌担持担体を抜き出してもよい。第２の硝化槽２０から硝化菌担持担体を抜き出す場合、第２の硝化槽２０における担体２００の充填率は、第２の硝化槽２０の有効容積に対して、担体２００の嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となる量とする。また、硝化菌担持担体を、第２の硝化槽２０の有効容積に対する硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、第２の硝化槽２０から抜き出す。さらに、第２の硝化槽２０内にて担体２００を４日間以上馴養させた後に、第２の硝化槽２０から硝化菌担持担体を抜き出すことが好ましく、その際にはエアリフトポンプを用いることが好ましい。
水処理システムが硝化槽を３つ以上備える場合、いずれの硝化槽から硝化菌担持担体を抜き出してもよいが、硝化菌担持担体を抜き出す硝化槽において、上述した工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を行う。
本発明の水処理方法は、上述した実施形態に限定されない。
図示例の水処理システム１は、２つの硝化槽を備えているが、硝化槽の数は、２つに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
また、図示例の水処理システム１では、第１の硝化槽１０のみから硝化菌担持担体を抜き出しているが、第２の硝化槽２０のみから硝化菌担持担体を抜き出してもよいし、第１の硝化槽１０及び第２の硝化槽２０の両方から硝化菌担持担体を抜き出してもよい。第２の硝化槽２０から硝化菌担持担体を抜き出す場合、第２の硝化槽２０における担体２００の充填率は、第２の硝化槽２０の有効容積に対して、担体２００の嵩体積が３０体積％超、６５体積％未満となる量とする。また、硝化菌担持担体を、第２の硝化槽２０の有効容積に対する硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％以上を維持するように残しつつ、第２の硝化槽２０から抜き出す。さらに、第２の硝化槽２０内にて担体２００を４日間以上馴養させた後に、第２の硝化槽２０から硝化菌担持担体を抜き出すことが好ましく、その際にはエアリフトポンプを用いることが好ましい。
水処理システムが硝化槽を３つ以上備える場合、いずれの硝化槽から硝化菌担持担体を抜き出してもよいが、硝化菌担持担体を抜き出す硝化槽において、上述した工程（ｉ）～工程（ｉｉｉ）を行う。
【0035】
散気装置は、図示例のものに限定されず、公知のものを採用できる。
硝化槽から硝化菌担持担体を抜き出すポンプは、エアリフトポンプに限定されないが、ポンプとしては、エネルギー効率が高く、装置を簡素化できること、及び硝化菌担持担体を破砕しにくい点からは、エアリフトポンプが好ましい。
硝化槽から硝化菌担持担体を抜き出すポンプは、エアリフトポンプに限定されないが、ポンプとしては、エネルギー効率が高く、装置を簡素化できること、及び硝化菌担持担体を破砕しにくい点からは、エアリフトポンプが好ましい。
【0036】
図示例の水処理システム１において、被処理水供給流路１００の途中に、第１の硝化槽１０に供給される被処理水の水量を測定する水流量測定装置（図示略）を設けてもよい。水流量測定装置としては、例えばローターメータ、電磁流量計等が挙げられる。
また、第１の処理水移送流路１０１、第２の処理水移送流路１０２の途中に、処理水のアンモニア濃度又はアンモニア性窒素濃度を測定する濃度測定装置（図示略）を設けてもよい。濃度測定装置５０としては、例えばイオン選択性センサ等が挙げられる。濃度測定装置は、第１の硝化槽１０、第２の硝化槽２０に直接浸漬されていてもよい。
また、第１の処理水移送流路１０１、第２の処理水移送流路１０２の途中に、処理水のアンモニア濃度又はアンモニア性窒素濃度を測定する濃度測定装置（図示略）を設けてもよい。濃度測定装置５０としては、例えばイオン選択性センサ等が挙げられる。濃度測定装置は、第１の硝化槽１０、第２の硝化槽２０に直接浸漬されていてもよい。
【実施例0037】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0038】
［実施例１］
水処理システムとして、図１に示す水処理システム１と同様のものを用意した。
硝化槽の槽本体としては、完全混合槽型の透明アクリル製水槽を用いた。該水槽は、幅：１２０ｍｍ、奥行き：６０ｍｍ、高さ：２７０ｍｍ、有効容積：１．７５Ｌの片側旋回流角型水槽である。水槽の底部には、散気球を設けた。
水処理システムとして、図１に示す水処理システム１と同様のものを用意した。
硝化槽の槽本体としては、完全混合槽型の透明アクリル製水槽を用いた。該水槽は、幅：１２０ｍｍ、奥行き：６０ｍｍ、高さ：２７０ｍｍ、有効容積：１．７５Ｌの片側旋回流角型水槽である。水槽の底部には、散気球を設けた。
【0039】
地下水に塩化アンモニウム及び重炭酸水素ナトリウムを加え、アンモニア性窒素濃度：４．４ｍｇ／Ｌ、アルカリ度：７０ｍｇ／Ｌの被処理水を調製した。
水温１８℃の被処理水を第１の硝化槽に供給し、被処理水を第１の硝化槽に貯めた。
水温１８℃の被処理水を第１の硝化槽に供給し、被処理水を第１の硝化槽に貯めた。
【0040】
担体として、発泡ポリウレタン製スポンジ担体（テクノフォームジャパン社製、ウォターフレックス、５ｍｍ角型、品番：ＡＱ－１４）を第１の硝化槽及び第２の硝化槽に充填した。第１の硝化槽への担体の充填率は、第１の硝化槽の有効容積に対して担体の嵩体積が６０体積％となる量とした。第２の硝化槽への担体の充填率は、第２の硝化槽の有効容積に対して担体の嵩体積が３０体積％となる量とした。
【0041】
第１の硝化槽に被処理水を供給しつつ、散気球から第１の硝化槽内に空気を散気した。また、第１の硝化槽から排出された第１の処理水を第２の硝化槽に移送しつつ、散気球から第２の硝化槽内に空気を散気した。被処理水は、水滞留時間（ＨＲＴ）が０．４３時間となるように供給した。アンモニア性窒素負荷は、０．２５ｋｇ－Ｎ／ｍ３／ｄであった。各硝化槽の溶存酸素が飽和状態となるように過剰に空気を散気した。
連続して第１の硝化槽に被処理水を供給して被処理水を生物硝化処理しつつ、第１の硝化槽及び第２の硝化槽にて担体を馴養し、担体に硝化菌を担持させて硝化菌担持担体とした。
連続して第１の硝化槽に被処理水を供給して被処理水を生物硝化処理しつつ、第１の硝化槽及び第２の硝化槽にて担体を馴養し、担体に硝化菌を担持させて硝化菌担持担体とした。
【0042】
第１の硝化槽への被処理水の供給開始から４日間経過した後（すなわち、馴養期間が４日間）、第１の硝化槽への被処理水の供給を停止した後、エアリフトポンプを駆動させ、第１の硝化槽内の硝化菌担持担体を、第１の硝化槽１０の有効容積に対する硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％となるように残しつつ、第１の硝化槽１０から抜き出した。硝化菌担持担体の抜き出し量は、第１の硝化槽に充填した担体の充填量の約半量に相当する。
【0043】
次いで、エアリフトポンプを停止して、第１の硝化槽への被処理水の供給を再開した。
イオン選択性センサ（エンドレスハウザージャパン社製、ＩＳＥｍａｘ ＣＡＳ４０Ｄ）を原水槽（図示略）、第１の硝化槽及び第２の硝化槽にそれぞれ投入し、再開直後から７日目までの被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度を測定した。被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度の推移を図２に示す。
その結果、再開直後から第１の処理水のアンモニア性窒素濃度は０．８ｍｇ／Ｌ程度を示した。また、再開直後から第２の処理水のアンモニア性窒素濃度は０ｍｇ／Ｌであり、硝化効率の低下を充分に抑えることができた。
イオン選択性センサ（エンドレスハウザージャパン社製、ＩＳＥｍａｘ ＣＡＳ４０Ｄ）を原水槽（図示略）、第１の硝化槽及び第２の硝化槽にそれぞれ投入し、再開直後から７日目までの被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度を測定した。被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度の推移を図２に示す。
その結果、再開直後から第１の処理水のアンモニア性窒素濃度は０．８ｍｇ／Ｌ程度を示した。また、再開直後から第２の処理水のアンモニア性窒素濃度は０ｍｇ／Ｌであり、硝化効率の低下を充分に抑えることができた。
【0044】
［比較例１］
実施例１と同様の水処理システムを用いた。
実施例１と同様にして調製した、水温１８℃の被処理水を第１の硝化槽に供給し、被処理水を第１の硝化槽に貯めた。
既存の水処理システムの硝化槽から抜き出された硝化菌担持担体を、第１の硝化槽及び第２の硝化槽に充填した。硝化菌担持担体の充填率は、各硝化槽の有効容積に対して、硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％となる量とした。
実施例１と同様の水処理システムを用いた。
実施例１と同様にして調製した、水温１８℃の被処理水を第１の硝化槽に供給し、被処理水を第１の硝化槽に貯めた。
既存の水処理システムの硝化槽から抜き出された硝化菌担持担体を、第１の硝化槽及び第２の硝化槽に充填した。硝化菌担持担体の充填率は、各硝化槽の有効容積に対して、硝化菌担持担体の嵩体積が３０体積％となる量とした。
【0045】
第１の硝化槽に被処理水を供給しつつ、散気球から第１の硝化槽内に空気を散気した。また、第１の硝化槽から排出された第１の処理水を第２の硝化槽に移送しつつ、散気球から第２の硝化槽内に空気を散気した。被処理水は、水滞留時間（ＨＲＴ）が０．４３時間となるように供給した。アンモニア性窒素負荷は、０．２５ｋｇ－Ｎ／ｍ３／ｄであった。各硝化槽の溶存酸素が飽和状態となるように過剰に空気を散気した。
【0046】
イオン選択性センサ（エンドレスハウザージャパン社製、ＩＳＥｍａｘ ＣＡＳ４０Ｄ）を第２の硝化槽に投入し、第２の処理水のアンモニア性窒素濃度を測定した。約１か月経過後に安定状態、すなわち第２の硝化槽の第２の処理水のアンモニア性窒素濃度が０．１ｍｇ／Ｌ以下を７日連続で示すようになった。
【0047】
第１の硝化槽への被処理水の供給を停止した後、エアリフトポンプを駆動させ、第１の硝化槽内の硝化菌担持担体を、第１の硝化槽１０の有効容積に対する硝化菌担持担体の嵩体積が１５体積％となるように残しつつ、第１の硝化槽１０から抜き出した。硝化菌担持担体の抜き出し量は、第１の硝化槽に充填した硝化菌担持担体の充填量の約半量に相当する。
【0048】
次いで、エアリフトポンプを停止して、硝化菌担持担体の抜き出し量と同量の新品の発泡ポリウレタン製スポンジ担体（テクノフォームジャパン社製、ウォターフレックス、５ｍｍ角型、品番：ＡＱ－１４）を第１の硝化槽１０に投入し、被処理水の供給を再開した。
イオン選択性センサ（エンドレスハウザージャパン社製、ＩＳＥｍａｘ ＣＡＳ４０Ｄ）を原水槽（図示略）、第１の硝化槽及び第２の硝化槽にそれぞれ投入し、再開直後から７日目までの被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度を測定した。被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度の推移を図３に示す。
その結果、再開後、６日目でようやく第１の処理水のアンモニア性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌ程度を示した。特に再開後から１日目までは、第１の処理水のアンモニア性窒素濃度が高かった。また、再開直後の第２の処理水のアンモニア性窒素濃度は１．８ｍｇ／Ｌ程度を示し、２日目になってようやく第２の処理水のアンモニア性窒素濃度が０．１ｍｇ／Ｌ程度を示した。第２の処理水のアンモニア性窒素濃度は０ｍｇ／Ｌとなるには、再開から６日間を要した。このように、硝化菌担持担体の抜き出した後の硝化効率の低下を充分に抑えることができなかった。
イオン選択性センサ（エンドレスハウザージャパン社製、ＩＳＥｍａｘ ＣＡＳ４０Ｄ）を原水槽（図示略）、第１の硝化槽及び第２の硝化槽にそれぞれ投入し、再開直後から７日目までの被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度を測定した。被処理水、第１の処理水及び第２の処理水のアンモニア性窒素濃度の推移を図３に示す。
その結果、再開後、６日目でようやく第１の処理水のアンモニア性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌ程度を示した。特に再開後から１日目までは、第１の処理水のアンモニア性窒素濃度が高かった。また、再開直後の第２の処理水のアンモニア性窒素濃度は１．８ｍｇ／Ｌ程度を示し、２日目になってようやく第２の処理水のアンモニア性窒素濃度が０．１ｍｇ／Ｌ程度を示した。第２の処理水のアンモニア性窒素濃度は０ｍｇ／Ｌとなるには、再開から６日間を要した。このように、硝化菌担持担体の抜き出した後の硝化効率の低下を充分に抑えることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明の水処理方法は、アンモニア性窒素を多く含む被処理水、特に地下水を生物硝化反応によって処理してアンモニア性窒素を低減する水処理方法として有用である。
【符号の説明】
【0050】
１ 水処理システム
１０ 第１の硝化槽
１１ 槽本体
１２ 固液分離装置
１３ 散気装置
１４ 散気部
１５ 空気供給管
１６ ブロア
１７ 空気量調整手段
２０ 第２の硝化槽
２１ 槽本体
２２ 固液分離装置
２３ 散気装置
２４ 散気部
２５ 空気供給管
２６ ブロア
２７ 空気量調整手段
３０ エアリフトポンプ
３１ 揚水管
３２ 送気管
３３ 吐出管
１００ 被処理水供給流路
１０１ 第１の処理水移送流路
１０２ 第２の処理水移送流路
２００ 担体
１０ 第１の硝化槽
１１ 槽本体
１２ 固液分離装置
１３ 散気装置
１４ 散気部
１５ 空気供給管
１６ ブロア
１７ 空気量調整手段
２０ 第２の硝化槽
２１ 槽本体
２２ 固液分離装置
２３ 散気装置
２４ 散気部
２５ 空気供給管
２６ ブロア
２７ 空気量調整手段
３０ エアリフトポンプ
３１ 揚水管
３２ 送気管
３３ 吐出管
１００ 被処理水供給流路
１０１ 第１の処理水移送流路
１０２ 第２の処理水移送流路
２００ 担体
【図1】
【図2】
【図3】