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(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】P2024169063
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】廃水処理方法および廃水処理装置
(51)【国際特許分類】
C02F 11/04 20060101AFI20241128BHJP
C02F 3/34 20230101ALI20241128BHJP
C02F 11/123 20190101ALI20241128BHJP
C02F 11/127 20190101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
C02F11/04 A ZAB
C02F3/34 101A
C02F3/34 101B
C02F11/123
C02F11/127
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023086247
(22)【出願日】2023-05-25
(71)【出願人】
【識別番号】501061319
【氏名又は名称】学校法人 東洋大学
(71)【出願人】
【識別番号】591267855
【氏名又は名称】埼玉県
(74)【代理人】
【識別番号】100083116
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 憲三
(72)【発明者】
【氏名】井坂 和一
(72)【発明者】
【氏名】見島 伊織
(72)【発明者】
【氏名】澤井 綾香
【テーマコード（参考）】
4D040
4D059
【Ｆターム（参考）】
4D040BB02
4D040BB42
4D040BB52
4D040BB82
4D059AA04
4D059AA05
4D059AA23
4D059BA12
4D059BA21
4D059BB01
4D059BD00
4D059BE08
4D059BE37
4D059BE49
4D059CA22
4D059CA28
(57)【要約】
【課題】メタン発酵槽の状態、及び汚泥の発生状況に影響を受けることなく安定した汚泥処理、及びアナモックス反応を行うことができる廃水処理方法及び廃水処理装置を提供する。
【解決手段】廃水処理方法は、有機系廃棄物をメタン発酵槽でメタン発酵処理する発酵処理工程と、発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離手段で固液分離する第１固液分離工程と、分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス槽でアナモックス反応により処理するアナモックス処理工程と、有機系廃棄物の一部を、バイパスラインで、メタン発酵槽を経由しないでバイパスする工程と、バイパスされた有機系廃棄物の一部を固液分離手段で固液分離する第２固液分離工程と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】廃水処理方法は、有機系廃棄物をメタン発酵槽でメタン発酵処理する発酵処理工程と、発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離手段で固液分離する第１固液分離工程と、分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス槽でアナモックス反応により処理するアナモックス処理工程と、有機系廃棄物の一部を、バイパスラインで、メタン発酵槽を経由しないでバイパスする工程と、バイパスされた有機系廃棄物の一部を固液分離手段で固液分離する第２固液分離工程と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機系廃棄物をメタン発酵槽でメタン発酵処理する発酵処理工程と、
発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離手段で固液分離する第１固液分離工程と、
分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス槽でアナモックス反応により処理するアナモックス処理工程と、
前記有機系廃棄物の一部を、バイパスラインで、前記メタン発酵槽を経由しないでバイパスする工程と、
バイパスされた前記有機系廃棄物の一部を前記固液分離手段で固液分離する第２固液分離工程と、
を備える廃水処理方法。
発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離手段で固液分離する第１固液分離工程と、
分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス槽でアナモックス反応により処理するアナモックス処理工程と、
前記有機系廃棄物の一部を、バイパスラインで、前記メタン発酵槽を経由しないでバイパスする工程と、
バイパスされた前記有機系廃棄物の一部を前記固液分離手段で固液分離する第２固液分離工程と、
を備える廃水処理方法。
【請求項2】
前記第１固液分離工程の前に、前記発酵処理廃棄物を第１調整槽で貯留する第１貯留工程を備える、請求項１に記載の廃水処理方法。
【請求項3】
前記第２固液分離工程の前に、前記有機系廃棄物を第２調整槽で貯留する工程を備える、請求項１又は２に記載の廃水処理方法。
【請求項4】
前記アナモックス処理工程の前に、前記発酵廃液を第３調整槽で貯留する工程を備える、請求項１又は２に記載の廃水処理方法。
【請求項5】
前記有機系廃棄物が下水汚泥であり、処理水の返送先が下水処理システムであること特徴とする、請求項１又は２に記載の廃水処理方法。
【請求項6】
前記固液分離手段が、遠心脱水機又はベルト型脱水機である、請求項１又は２に記載の廃水処理方法。
【請求項7】
前記アナモックス処理工程の後、且つ前記第２固液分離工程の後に、前記第２固液分離工程で分離された前記有機系廃棄物を利用して、アナモックス処理された発酵廃液を脱窒する脱窒工程を備える、請求項１又は２に記載の廃水処理方法。
【請求項8】
有機系廃棄物をメタン発酵槽でメタン発酵処理する発酵処理工程と、
発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離手段で固液分離する第１固液分離工程と、
分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス槽でアナモックス反応により処理するアナモックス処理工程と、
分離された前記発酵廃液の一部を、バイパスラインで、前記アナモックス槽を経由しないでバイパスするバイバス工程を備える、廃水処理方法。
発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離手段で固液分離する第１固液分離工程と、
分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス槽でアナモックス反応により処理するアナモックス処理工程と、
分離された前記発酵廃液の一部を、バイパスラインで、前記アナモックス槽を経由しないでバイパスするバイバス工程を備える、廃水処理方法。
【請求項9】
前記メタン発酵槽の揮発性有機酸の値が１５０ｍｇ／Ｌ以下であるか否かを判断する判断工程を有する請求項１又は８に記載の廃水処理方法。
【請求項10】
有機系廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵槽と、
発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離する第１固液分離手段と、
分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス反応により処理するアナモックス槽と、
前記有機系廃棄物の一部を、前記メタン発酵槽を経由しないでバイパスするバイパスラインと、
バイパスされた前記有機系廃棄物の一部を固液分離する第２固液分離手段と、
を備える廃水処理装置。
発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離する第１固液分離手段と、
分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス反応により処理するアナモックス槽と、
前記有機系廃棄物の一部を、前記メタン発酵槽を経由しないでバイパスするバイパスラインと、
バイパスされた前記有機系廃棄物の一部を固液分離する第２固液分離手段と、
を備える廃水処理装置。
【請求項11】
前記第１固液分離手段の前段に、前記発酵処理廃棄物を貯留する第１調整槽を備える、請求項１０に記載の廃水処理装置。
【請求項12】
前記第２固液分離手段の前段に、前記有機系廃棄物を貯留する第２調整槽を備える、請求項１０又は１１に記載の廃水処理装置。
【請求項13】
有機系廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵槽と、
発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離する第１固液分離手段と、
分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス反応により処理するアナモックス槽と、
前記分離された前記発酵廃液の一部を、前記アナモックス槽を経由しないでバイパスするバイパスラインと、
を備える廃水処理装置。
発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離する第１固液分離手段と、
分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス反応により処理するアナモックス槽と、
前記分離された前記発酵廃液の一部を、前記アナモックス槽を経由しないでバイパスするバイパスラインと、
を備える廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は廃水処理方法および廃水処理装置に係り、アナモックス反応を用いて処理する廃水処理方法および廃水処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
廃水中に含まれるアンモニア性窒素（ＮＨ４－Ｎ）は、環境保全の観点からその除去が課題となっている。窒素排水の処理法には、生物処理法が多く用いられている。この窒素排水の生物処理に関わる重要な細菌として、アンモニアと亜硝酸を利用して窒素ガスへ変換するアナモックス（ＡＮＡＭＭＯＸ：Anaerobic Ammonium Oxidation）細菌等が存在する。
【0003】
なお、アナモックス細菌は、下水処理場等の排水を処理する施設から簡単に入手することができる一般的な細菌である。アナモックス細菌は、環境中に広く生息しており、下水汚泥などから簡単に集積培養することが知られている（非特許文献１）。
【0004】
このアナモックス細菌を含むアナモックス槽を廃水処理装置に配置し、アナモックス反応により脱窒させる処理方法が提案されている（特許文献１）。生汚泥及び余剰活性汚泥（合わせて単に汚泥とも称する）を消化設備(メタン発酵槽)でメタン発酵し、脱水設備（固液分離手段）で分離した後に発生する脱水ろ液中には、高濃度の窒素が含まれるため、アナモックス槽で処理することが有効である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Yasuhiro Date et al., “D Microbial diversity of anammox bacteria enriched from different types of seed sludge in an anaerobic continuous-feeding cultivation reactor” Journal of Bioscience and Bioengineering Volume 107, (March 2009)
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１９－０２５４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、汚泥がメタン発酵槽で消化処理（メタン発酵）されない場合、又は十分に消化処理されないで、固液分離を行い、その脱水ろ液をアナモックス槽に流入させると、高濃度の有機物によりアナモックス槽での窒素処理ができなくなるおそれがある。
【0008】
また、汚泥が多量に発生し、メタン発酵槽への投入量を越えた場合、その一部は脱水設備で脱水処理して系外に排出する必要がある。また、メタン発酵槽が何らかの原因で不調となり、計画量の全ての汚泥を受け入れられない場合がある。特に、下水処理場における汚泥処理の場合、汚泥の発生は止まることなく、常に発生しており、発生した汚泥は脱水処理など、何らかの処理をしなくてはいけない。
【0009】
すなわち、１）メタン発酵槽でトラブルが生じ、高濃度の有機物によりアナモックス槽での窒素処理ができない場合の処理方法と、２）発生し続ける汚泥の処理方法とを同時に両立させる必要がある。
【0010】
さらに、汚泥の一部をメタン発酵槽に通さずに脱水処理する必要が生じた場合、この脱水ろ液はアナモックス槽には流せない課題がある。これは、既述したように、アナモックス槽に流入させると、高濃度の有機物によりアナモックス槽での窒素処理ができなくなるおそれがあるためである。
【0011】
本発明では、メタン発酵槽の状態、及び汚泥の発生状況に影響を受けることなく、安定した汚泥処理、及びアナモックス反応を行うことができる、廃水処理方法及び廃水処理装置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】
【0012】
第１態様に係る発明は、廃水処理方法であって、有機系廃棄物をメタン発酵槽でメタン発酵処理する発酵処理工程と、発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離手段で固液分離する第１固液分離工程と、分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス槽でアナモックス反応により処理するアナモックス処理工程と、有機系廃棄物の一部を、バイパスラインで、メタン発酵槽を経由しないでバイパスする工程と、バイパスされた有機系廃棄物の一部を固液分離手段で固液分離する第２固液分離工程と、を備える。
【0013】
第２態様に係る廃水処理方法において、第１固液分離工程の前に、発酵処理廃棄物を第１調整槽で貯留する第１貯留工程を備える。
【0014】
第３態様に係る廃水処理方法において、第２固液分離工程の前に、有機系廃棄物を第２調整槽で貯留する工程を備える。
【0015】
第４態様に係る廃水処理方法において、アナモックス処理工程の前に、発酵廃液を第３調整槽で貯留する工程を備える。
【0016】
第５態様に係る廃水処理方法において、有機系廃棄物が下水汚泥であり、処理水の返送先が下水処理システムであること特徴とする。
【0017】
第６態様に係る廃水処理方法において、固液分離手段が、遠心脱水機又はベルト型脱水機である。
【0018】
第７態様に係る廃水処理方法において、アナモックス処理工程の後、且つ第２固液分離工程の後に、第２固液分離工程で分離された有機系廃棄物を利用して、アナモックス処理された発酵廃液を脱窒する脱窒工程を備える。
【0019】
第８態様に係る廃水処理方法において、有機系廃棄物をメタン発酵槽でメタン発酵処理する発酵処理工程と、発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離手段で固液分離する第１固液分離工程と、分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス槽でアナモックス反応により処理するアナモックス処理工程と、分離された発酵廃液の一部を、バイパスラインで、アナモックス槽を経由しないでバイパスするバイバス工程を備える。
【0020】
第９態様に係る廃水処理方法において、メタン発酵槽の揮発性有機酸の値が１５０ｍｇ／Ｌ以下であるか否かを判断する判断工程を有する。
【0021】
第１０態様に係る廃水処理装置は、有機系廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵槽と、発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離する第１固液分離手段と、分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス反応により処理するアナモックス槽と、有機系廃棄物の一部を、メタン発酵槽を経由しないでバイパスするバイパスラインと、バイパスされた有機系廃棄物の一部を固液分離する第２固液分離手段と、を備える。
【0022】
第１１態様に係る廃水処理装置において、第１固液分離手段の前段に、発酵処理廃棄物を貯留する第１調整槽を備える。
【0023】
第１２態様に係る廃水処理装置において、第２固液分離手段の前段に、有機系廃棄物を貯留する第２調整槽を備える。
【0024】
第１３態様に係る廃水処理装置は、有機系廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵槽と、発酵処理された発酵処理廃棄物を固液分離する第１固液分離手段と、分離された発酵廃液に含まれる窒素成分を、アナモックス反応により処理するアナモックス槽と、分離された発酵廃液の一部を、アナモックス槽を経由しないでバイパスするバイパスラインと、を備える。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、安定した汚泥処理、及びアナモックス反応を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】第１実施形態に係る廃水処理装置の概略構成を示す説明図である。
【図2】第１実施形態の変形例に係る廃水処理装置の概略構成を示す説明図である。
【図3】第２実施形態に係る廃水処理装置の概略構成を示す説明図である。
【図4】第２実施形態の変形例に係る廃水処理装置の概略構成を示す説明図である。
【図5】第３実施形態に係る廃水処理装置の概略構成を示す説明図である。
【図6】第４実施形態に係る廃水処理装置の概略構成を示す説明図である。
【図7】実施例で使用した試験装置を示す図である。
【図8】メタン発酵槽の運転データを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付図面に従って、本発明に係る廃水処理方法、及び廃水処理装置について説明する。なお、本明細書において、「～」とは、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
【0028】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る廃水処理装置２０を含む下水処理システム１の概略構成を示す説明図である。図１に示す下水処理システム１は、最初沈殿池２と、反応タンク４と、最終沈殿池６と、を備える。最初沈殿池２と、反応タンク４と、最終沈殿池６とは、下水処理システム１において、水処理系を構成する。
図１は第１実施形態に係る廃水処理装置２０を含む下水処理システム１の概略構成を示す説明図である。図１に示す下水処理システム１は、最初沈殿池２と、反応タンク４と、最終沈殿池６と、を備える。最初沈殿池２と、反応タンク４と、最終沈殿池６とは、下水処理システム１において、水処理系を構成する。
【0029】
最初沈殿池２は、配管８を介して流入される流入水（例えば、下水）を貯える。最初沈殿池２は、下水を受け入れた際に存在す固形物を沈降分離する。分離された固形物が最初沈殿池２から生汚泥として配管１６を介して排出される。一方、固形物が除去された上澄み部分の処理水は、最初沈殿池２から配管１０を介して反応タンク４に送られる。流入水は、下水に限定されず、工場廃水などでもよい。
【0030】
反応タンク４は、最初沈殿池２からの処理水を生物処理するための処理槽である。反応タンク４で実行される生物処理は、微生物の作用で、処理水に含まれる有機物等を分解除去する。反応タンク４では、微生物が増殖し汚泥が発生する。反応タンク４の処理水は、生物処理により浄化される。生物処理は、活性汚泥法等、公知の技術を好適に適用できる。反応タンク４で生物処理された処理水は、配管１２を介して最終沈殿池６に送られる。
【0031】
最終沈殿池６は、反応タンク４から処理水に含まれる汚泥を沈降分離する。最終沈殿池６に沈降された汚泥の一部は反応タンク４に返送される。汚泥の残りは、余剰汚泥として最終沈殿池６から配管１８を介して排出される。最終沈殿池６の上澄み部分の処理水は、配管１４を介して川又は海に排出される。
【0032】
図１に示すように廃水処理装置２０は、メタン発酵槽２２と、複数の脱水機２４、２６、２８と、アナモックス槽３０と、を備える。
【0033】
図１に示すように、最初沈殿池２から排出された生汚泥と最終沈殿池６から排出され余剰汚泥とが混合された混合汚泥が、配管３２を介してメタン発酵槽２２に送られる。混合汚泥が、本発明の有機系廃棄物の一例である。混合汚泥において、生汚泥と余剰汚泥との比率は特に限定されない。混合汚泥は生汚泥のみ、又は余剰汚泥のみで構成される場合を含む（混合汚泥は汚泥ともいう）。
【0034】
メタン発酵槽２２は、混合汚泥を、例えば、嫌気性微生物により消化処理し、メタン等のバイオガスを生成する。メタン発酵槽２２は、公知のメタン発酵法を適用できる。消化処理（発酵処理）された混合汚泥の一部が、メタン発酵槽２２に消化汚泥として残る。消化汚泥がメタン発酵槽２２から配管３４を介して排出される。メタン発酵槽２２では、生成されたバイオガスを回収することで、エネルギー回収が行われる。消化汚泥は、消化処理（発酵処理）により有機物濃度が低減されている。消化汚泥は、本発明の発酵処理された発酵処理廃棄物の一例である。メタン発酵槽２２は、本発明のメタン発酵槽の一例である。なお、メタン発酵槽２２の前段に、濃縮装置を配置してもよい。
【0035】
メタン発酵槽２２から排出された消化汚泥が、配管３４を介して脱水機２４、２６に送られる。脱水機２４、２６は、脱水処理により、消化汚泥を固液分離する。脱水機２４、２６は、遠心脱水機、ベルト型脱水機等の公知の脱水機を、単独で、又は組み合わせて適用できる。脱水機２４、２６により固液分離された脱水消化処理水が配管３６から排出される。一方、脱水された脱水消化汚泥は、脱水機２４、２６から系外に排出され、乾燥、焼却等されて廃棄される。脱水機２４、２６は、本発明の第１固液分離手段の一例である。なお、第１固液分離手段の脱水機は少なくとの１台あればよい。脱水消化処理水は、本発明の発酵廃液の一例である。
【0036】
脱水消化処理水は、配管３６を介して、アナモックス槽３０に送られる。アナモックス槽３０は、脱水消化処理水に含まれる窒素成分を、アナモックス細菌によるアナモックス反応により処理する。アナモックス反応は、アンモニアと亜硝酸を、窒素ガスへと変換する反応である。脱水消化処理水中のアンモニアの約半量を亜硝酸に酸化し、アンモニアと生成した亜硝酸をアナモックス反応で脱窒する。具体的には、アナモックス反応は、アンモニアを水素供与体とし、亜硝酸を水素受容体として嫌気的条件の下で一時に脱窒させる反応である。アナモックス槽３０は、本発明のアナモックス槽の一例である。
【0037】
アンモニアから亜硝酸への酸化は好気性細菌であるアンモニア酸化細菌で行われ、アナモックス反応は嫌気性細菌であるアナモックス細菌で行われる。
【0038】
脱水消化処理水は、アンモニア性窒素濃度が高く、且つ水温も３０℃以上と高いので、アナモックス反応に用いるのに好適な処理水となる。さらに、脱水消化処理水は、メタン発酵槽２２によりアナモックス細菌の活性を阻害する有機物濃度が下げられているので、アナモックス反応に用いるのに、さらに好適な処理水となる。
【0039】
アナモックス槽３０として、アンモニアから亜硝酸への酸化とアナモックス反応とは、それぞれ別の反応槽で行う２槽型のアナモックス槽を適用できる。また、アナモックス槽３０として、アンモニア酸化細菌とアナモックス細菌を、１槽（好気層）で利用できる１槽型のアナモックス槽を適用できる。１槽型のアナモックス槽によれば、２つの反応を１槽で行うので、維持管理を容易に行うことができる。
【0040】
アナモックス細菌は、担体に固定化された状態で生物処理が行われ場所に提供されることが好ましい。アナモックス細菌を固定化する方法としては、担体表面に付着固定化させ固定化担体とする方法、及び、担体内に細菌を包摂させて固定化し包括固定化担体とする方法がある。包括固定化担体とすることで、担体の内部にアナモックス細菌を維持することができるので、長期の生物処理を行っても細菌が流出することを防止することができる。
【0041】
担体としては、例えば、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ポリエチレングリコール、アクリルアミド等のゲル担体や、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリウレタン等のプラスチック担体や、活性炭、珪藻土、ゼオライト等の無機担体等が挙げられる。担体の形態は、例えば、球、円筒、円柱、立方体、直方体等の適宜の形状に成形した浮遊担体を用いる流動床、スポンジ状、不織布状、中空糸状等とした担体濾材をハニカム状、波形状、格子状、繊維状、菊花状等に配列した固定床のいずれでもよい。流動床については、浮遊担体の大きさは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲が好ましく、その充填率は、培養槽容量に対して１０体積％以上４０体積％以下の範囲が好ましい。一方、固定床については、その充填率は、培養槽容量に対して見かけ上の占有容積で１０体積％以上５０体積％以下の範囲が好ましく、その空隙率は、８０％以上であることが好ましい。
【0042】
なお、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製のゲル担体にアナモックス細菌をあらかじめ付着させる方法については、文献（染谷果穂、井坂和一他（2022）『PVA担体を用いたアナモックス細菌の付着固定化方法の開発』日本水処理生物学会誌 別巻Vol 42, P48１）に記載した方法を利用することができる。
【0043】
アナモックス槽３０で処理されたアナモックス処理水が、配管３８から排出される。配管３８はアナモックス槽３０と既設４０とを接続する。アナモックス処理水は、配管３８を介して既設４０に返送される。既設４０は、例えば、下水処理システム１の水処理系である。
【0044】
また、廃水処理装置２０は、バイパスライン４２と、脱水機２８とを備える。バイパスライン４２は、配管３２から分岐し、メタン発酵槽２２を経由せずに、既設４０に接続される。脱水機２８はバイパスライン４２上に配置される。配管３２にはバルブＶ１が設けられ、バイパスライン４２にはバルブＶ２が設けられている。
【0045】
メタン発酵槽２２の消化処理が十分でない場合、有機物濃度の高い脱水消化処理水がアナモックス槽３０に流入し、アナモックス槽３０でのアナモックス反応が阻害され、窒素処理ができなくなる。そこで、メタン発酵槽２２が消化処理を十分に実行できない場合、混合汚泥を、バイパスライン４２を介してメタン発酵槽２２を経由せずに脱水機２８に送る。脱水機２８で固液分離された脱水混合汚泥処理水は、アナモックス槽３０に流入させることなく、バイパスライン４２を介して排出される。脱水混合汚泥処理水はバイパスライン４２を介して既設４０に返送される。バイパスライン４２は、本発明のバイパスラインの一例である。脱水機２８は、本発明の第２固液分離手段の一例である。なお、第２固液分離手段の脱水機は、少なくとも１台あればよい。
【0046】
以上のようにバイパスライン４２及び脱水機２８を設けることにより、有機物濃度が高い脱水消化処理水がアナモックス槽３０に流入することを抑制できる。
【0047】
次に、廃水処理装置２０による廃水処理について説明する。
【0048】
まず、廃水処理装置２０では、配管３２のバルブＶ１を開け、バイパスライン４２のバルブＶ２を閉じる。水処理系で発生する混合汚泥を、配管３２を介してメタン発酵槽２２に流入する。メタン発酵槽２２で混合汚泥を消化処理し、配管３４を介して消化汚泥を、脱水機２４、２６に流入する。消化汚泥を脱水機２４、２６で固液分離し、配管３６を介して脱水消化処理水をアナモックス槽３０に流入する。脱水消化処理水をアナモックス槽３０で窒素成分を窒素ガスに変換する。配管３８を介して、アナモックス処理水を既設４０に流入する。
【0049】
一方で、メタン発酵槽２２をメンテナンスする場合、又は何らかの理由でメタン発酵槽２２が故障して機能しない場合、メタン発酵槽２２は混合汚泥の有機物濃度を十分に低減できない。また、メタン発酵槽２２での消化処理中に異常が生じた場合、有機物濃度を十分に低減できない。
【0050】
また、下水処理場の運営では生じる生汚泥又は余剰汚泥は一定ではない。そのため多量に生汚泥又は余剰汚泥が生じると、混合汚泥をメタン発酵槽２２に流入させることができない場合がある。
【0051】
有機物濃度が十分低減されていない消化汚泥、有機物濃度が高い混合汚泥を、アナモックス槽３０を流入させると、アナモックス反応が阻害される。なお、これらの状態をメタン発酵不十分状態とも称する。
【0052】
そこで、配管３２のバルブＶ１を閉じ、バイパスライン４２のバルブＶ２を開ける。混合汚泥を配管３２からバイパスライン４２に流すことで、混合汚泥は、メタン発酵槽２２を経由せずにバイパスライン４２を介して脱水機２８に送られる。脱水機２８で固液分離された脱水混合汚泥処理水を、アナモックス槽３０に流入させることなくバイパスさせて、バイパスライン４２を介して既設４０に流入する。このように運用することで。安定した汚泥処理およびアナモックス槽３０の運転を行うことができる。
【0053】
メタン発酵槽２２をメンテナンスの場合、メンテナンス情報に基づいて、バルブＶ１及びバルブＶ２の開閉の切り替えを行うことができる。
【0054】
メタン発酵槽２２に、異常又は故障の際に警報を発する検知手段を設けることで、検知手段から発せられた情報に基づいて、バルブＶ１及びバルブＶ２の開閉の切り替えを行うことができる。検知手段は、例えば、メタン発酵槽２２の維持管理に使用される揮発性有機酸（ＶＦＡ）を計測する計測器であってもよい。ＶＦＡの上昇から、メタン発酵槽２２の異常を検知することができる。ＶＦＡの値を閾値として設定し、閾値を超えた場合に異常と判断してもよい。すなわち、ＶＦＡの値は、閾値以下であることが好ましい。なお、検知手段は判断工程の一例である。ＶＦＡの閾値は、１５０ｍｇ／Ｌとすることができ、より好ましくは１００ｍｇ／Ｌとすることができる。ＶＦＡが閾値を超えたか否かを判断し、その情報に基づいて。バルブＶ１を閉じ、バルブＶ２を開ける。混合汚泥を、バイパスライン４２を介して脱水機２８に流入し、アナモックス槽３０に流入させない。
【0055】
配管１６、１８、３２に流量測定手段を設けることで、生汚泥、余剰汚泥、混合汚泥の流量を測定する。予め、各流量に対する閾値を設定する。閾値を超えた場合、その情報に基づいて。バルブＶ１を閉じ、バルブＶ２を開ける。混合汚泥を、バイパスライン４２を介して脱水機２８に流入し、アナモックス槽３０に流入させない。
【0056】
【0057】
【0058】
廃水処理装置２０Ａは、配管３２から分岐したバイパスライン４２Ａを備える。バイパスライン４２は、メタン発酵槽２２を経由せずに、配管３４に接続される。配管３２にはバルブＶ１が設けられ、バイパスライン４２ＡにはバルブＶ２が設けられる。廃水処理装置２０Ａは、配管３６から分岐したバイパスライン４２Ｂを備える。バイパスライン４２Ｂは、アナモックス槽３０を経由せずに、既設４０に接続される。配管３６にはバルブＶ３が設けられ、バイパスライン４２ＢにはバルブＶ４が設けられる。バイパスライン４２Ａは、本発明のバイパスラインの一例である。
【0059】
次に、廃水処理装置２０Ａによる廃水処理について説明する。
【0060】
まず、廃水処理装置２０Ａでは、配管３２のバルブＶ１を開け、バイパスライン４２ＡのバルブＶ２を閉じる。配管３６のバルブＶ３を開け、バイパスライン４２ＢのバルブＶ４を閉じる。水処理系で発生する混合汚泥を、配管３２を介してメタン発酵槽２２に流入する。メタン発酵槽２２で混合汚泥を消化処理し、配管３４を介して消化汚泥を、脱水機２４Ａに流入する。消化汚泥を脱水機２４Ａで固液分離する。配管３６を介して脱水消化処理水をアナモックス槽３０に流入する。脱水消化処理水をアナモックス槽３０で窒素成分を窒素ガスに変換する。配管３８を介して、アナモックス処理水を既設４０に流入する。脱水機２４Ａは、本発明の第１固液分離手段の一例である。
【0061】
メタン発酵不十分状態では、配管３２のバルブＶ１を閉じ、バイパスライン４２ＡのバルブＶ２を開ける。バルブＶ１及びバルブＶ２の開閉に同期させて、配管３６のバルブＶ３を閉じ、バイパスライン４２ＢのバルブＶ４を開ける。
【0062】
混合汚泥を脱水機２４Ａに流入し、混合汚泥を脱水機２４Ａで固液分離する。配管３６を介して脱水混合汚泥処理水を排出する。脱水混合汚泥処理水を配管３６からバイパスライン４２Ｂに流すことで、有機物濃度の高い脱水混合汚泥処理水は、アナモックス槽３０に流入されることなく、既設４０に流入される。脱水機２４Ａは、本発明の第２固液分離手段の一例である。したがって、変形例では、脱水機２４Ａは、本発明の第１固液分離手段と第２固液分離手段とを兼ねる。
【0063】
このように運用することで。安定した汚泥処理およびアナモックス槽３０の運転を行うことができる。
【0064】
【0065】
【0066】
調整槽５０は、脱水機２４、２６の前段で、配管３４上に配置される。調整槽５０は、メタン発酵槽２２から配管３４を介して排出される消化汚泥を貯留する。また、調整槽５２は、脱水機２８の前段で、バイパスライン４２上に配置される。調整槽５２は、バイパスライン４２を介して流入される混合汚泥を貯留する。調整槽５０は、本発明の第１調整槽の一例である。調整槽５２は、本発明の第２調整槽の一例である。なお、第１調整槽及び第２調整槽は、それぞれ少なくとも１槽あればよい。
【0067】
次に、廃水処理装置２０Ｂによる廃水処理について説明する。
【0068】
まず、廃水処理装置２０Ｂでは、配管３２のバルブＶ１を開け、バイパスライン４２のバルブＶ２を閉じる。混合汚泥を、配管３２を介してメタン発酵槽２２に流入する。メタン発酵槽２２で混合汚泥を消化処理し、配管３４を介して消化汚泥を、調整槽５０に流入する。調整槽５０に消化汚泥を貯留しながら、調整槽５０から排出される消化汚泥を、脱水機２４、２６に流入する。消化汚泥を脱水機２４、２６で固液分離する。脱水消化処理水をアナモックス槽３０で窒素成分を窒素ガスに変換し、アナモックス処理水を既設４０に流入する。
【0069】
メタン発酵不十分状態において、配管３２のバルブＶ１を閉じ、バイパスライン４２のバルブＶ２を開ける。バイパスライン４２を介して混合汚泥を調整槽５２に流入する。調整槽５２に混合汚泥を貯留しながら、調整槽５２から排出される消化汚泥を、脱水機２８で固液分離し、脱水混合汚泥処理水を既設４０に流入する。一方、配管３２のバルブＶ１を閉じた場合でも、調整槽５０に貯留された消化汚泥を脱水機２４、２６に連続的に流入し、脱水消化処理水をアナモックス槽３０で窒素成分を窒素ガスに変換する。
【0070】
また、メタン発酵が十分な状態に復帰した後において、バイパスライン４２のバルブＶ２が閉じられた場合でも、調整槽５２から排出される消化汚泥を、脱水機２８で固液分離し、脱水混合汚泥処理水を既設４０に流入できる。
【0071】
換言すると、脱水機２４、２６、２８及びアナモックス槽３０を連続して稼働でき、廃水処理装置２０Ｂを効率的に運転できる。
【0072】
【0073】
図４に示す変形例の廃水処理装置２０Ｃは、図２に示す廃水処理装置２０Ａとは異なり、調整槽５４、５６、５８を備えている。調整槽５４は、脱水機２４Ａの前段で、配管３４上に配置される。調整槽５４は、メタン発酵槽２２から配管３４を介して排出される消化汚泥を貯留する。調整槽５４の後段で配管３４上にバルブＶ５が配置される。調整槽５６は、バイパスライン４２Ａ上に配置される。調整槽５６は、バイパスライン４２Ａを介して流入される混合汚泥を貯留する。調整槽５６の後段でバイパスライン４２Ａ上にバルブＶ６が配置される。調整槽５８は、アナモックス槽３０の前段で、配管３６上に配置される。調整槽５８は、配管３６を介して流入される脱水消化処理水を貯留する。脱水機２４Ａは、本発明の第１固液分離手段及び第２固液分離手段の一例である。調整槽５４は、本発明の第１調整槽の一例である。調整槽５６は、本発明の第２調整槽の一例である。
【0074】
次に、廃水処理装置２０Ｃによる廃水処理について説明する。
【0075】
まず、廃水処理装置２０Ｃでは、配管３２のバルブＶ１を開け、配管３４のバルブＶ５を開ける。バイパスライン４２ＡのバルブＶ２及びバルブＶ６を閉じる。配管３６のバルブＶ３を開け、バイパスライン４２ＢのバルブＶ４を閉じる。
【0076】
混合汚泥を、配管３２を介してメタン発酵槽２２に流入する。メタン発酵槽２２で混合汚泥を消化処理し、配管３４を介して消化汚泥を、調整槽５４に流入する。調整槽５４に消化汚泥を貯留しながら、調整槽５４から排出される消化汚泥を、脱水機２４Ａに流入する。消化汚泥を脱水機２４Ａで固液分離する。配管３６を介して脱水消化処理水を調整槽５８に流入する。脱水消化処理水を調整槽５８に貯留しながら、調整槽５８から排出される脱水消化処理水を、アナモックス槽３０に流入する。アナモックス槽３０で窒素成分を窒素ガスに変換し、アナモックス処理水を既設４０に流入する。
【0077】
メタン発酵不十分状態では、配管３２のバルブＶ１を閉じ、バイパスライン４２ＡのバルブＶ２を開ける。バルブＶ１及びバルブＶ２の開閉に同期させて、配管３４のバルブＶ５を閉じ、バイパスライン４２ＡのバルブＶ６を開け、配管３６のバルブＶ３を閉じ、バイパスライン４２ＢのバルブＶ４を開ける。
【0078】
バイパスライン４２Ａを介して混合汚泥を調整槽５６に流入する。調整槽５６に混合汚泥を貯留しながら、調整槽５６から排出される消化汚泥を、混合汚泥を脱水機２４Ａに流入する。混合汚泥を脱水機２４Ａで固液分離し、配管３６を介して脱水混合汚泥処理水を排出する。脱水混合汚泥処理水を配管３６からバイパスライン４２Ｂに流すことで、有機物濃度の高い脱水混合汚泥処理水は、アナモックス槽３０に流入されることなく、既設４０に流入される。
【0079】
一方、配管３６のバルブＶ３を閉じた場合でも、調整槽５８に貯留された脱水消化処理水をアナモックス槽３０で窒素成分を窒素ガスに変換する。アナモックス槽３０からアナモックス処理水が既設４０に流入される。
【0080】
換言すると、脱水機２４Ａ及びアナモックス槽３０を連続して稼働でき、廃水処理装置２０Ｃを効率的に運転できる。
【0081】
【0082】
図５に示す廃水処理装置２０Ｄは、図１に示す廃水処理装置２０とは異なり、脱窒槽６０を備えている。脱窒槽６０は、アナモックス槽３０の後段で、配管３８上に配置される。脱窒槽６０には、脱水機２８からのバイパスライン４２が接続される。
【0083】
次に、廃水処理装置２０Ｄによる廃水処理について説明する。なお、第１実施形態の廃水処理装置２０とことなる処理について説明する。
【0084】
廃水処理装置２０Ｄでは、アナモックス槽３０から排出されるアナモックス処理水が、脱窒槽６０に流入される。また、脱水機２８から排出される脱水混合汚泥処理水が、脱窒槽６０に流入される。
【0085】
アナモックス反応では少量の硝酸が生成するため、アナモックス処理水は硝酸を含んでいる。また、脱水混合汚泥処理水はメタン発酵槽を経由していないので有機物を多く含んでいる。脱窒槽６０では、アナモックス処理水の含まれる硝酸と、従属栄養性の脱窒細菌とにより脱窒処理を行う。脱窒細菌は、脱水混合汚泥処理水に含まれる有機物を電子供与体として利用しながら窒素成分を窒素ガスに変換する。
【0086】
廃水処理装置２０Ｄでは、脱窒槽６０を配置し、脱水混合汚泥処理水を利用することにより、脱窒効率を高めることができる。
【0087】
【0088】
図６に示す廃水処理装置２０Ｅは、メタン発酵槽２２の後段に脱水機６２、６４及び６６を備えている。脱水機６２は、配管３４によりメタン発酵槽２２と接続される。配管３４から分岐するバイパスライン４２Ｃを有する。バイパスライン４２Ｃは分岐し、各バイパスライン４２Ｃ上には、脱水機６４、６６が配置される。各バイパスライン４２Ｃは、アナモックス槽３０を経由せずに、既設４０に接続される。配管３４にはバルブＶ７が配置される。分岐するバイパスライン４２Ｃには、バルブＶ８及びＶ９が配置される。
【0089】
配管３６から分岐するバイパスライン４２Ｄを有する。バイパスライン４２Ｄは、アナモックス槽３０を経由せずに、既設４０に接続される。配管３６にはバルブＶ１０が配置される。バイパスライン４２Ｄには、バルブＶ１１が配置される。
【0090】
次に、廃水処理装置２０Ｅによる廃水処理について説明する。
【0091】
廃水処理装置２０Ｅでは、バルブＶ７及びＶ１０が開けられ、バルブＶ８、Ｖ９及びＶ１１が閉じられる。メタン発酵槽２２から消化汚泥が脱水機６２に流入される。脱水機６２から脱水消化処理水がアナモックス槽３０に流入する。アナモックス槽３０で窒素成分が窒素ガスに変換され、アナモックス処理水が既設４０に流入する。
【0092】
メタン発酵槽２２の立上げ時、又はメタン発酵槽２２の重大なトラブル時など、メタン発酵槽２２を更新した場合や、メンテナンス等でメタン発酵槽２２の立上げを行う場合がある。メタン発酵槽２２が十分な消化処理ができず、高濃度の有機物を含む脱水消化処理水がアナモックス槽３０へ流入する可能性がある。
【0093】
そこで、廃水処理装置２０Ｅでは、例えば、バルブＶ７及びＶ１０が閉じられ、バルブＶ８及びＶ９が開けられる。バイパスライン４２Ｃを介して、高濃度の有機物を含む脱水消化処理水を脱水機６４及び６６に流入する。脱水機６４及び６６からバイパスライン４２Ｃを介して、高濃度の有機物を含む脱水消化処理水をアナモックス槽３０に流入することなく、既設４０に流入する。
【0094】
また、脱水機６２から排出される脱水消化処理水も高濃度の有機物を含む場合がある。そこで、廃水処理装置２０Ｅにおいて、バルブＶ１０と閉じ、バルブＶ１１を開くことで、高濃度の有機物を含む脱水消化処理水を、アナモックス槽３０に流入させることなく、既設４０に流入する。
【0095】
＜実施例＞
以下に実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。
以下に実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。
【0096】
（試験１）
アナモックス槽で、脱水消化処理水の窒素成分がどの程度除去されるかを検証した。メタン発酵槽で消化処理された消化汚泥のみを脱水機で処理した。脱水機で固液分離した後の脱水消化処理水のアンモニア性窒素の濃度は、６９６ｍｇ／Ｌ程度であり、全有機体炭素濃度は１１０ｍｇ／Ｌ程度であった。
アナモックス槽で、脱水消化処理水の窒素成分がどの程度除去されるかを検証した。メタン発酵槽で消化処理された消化汚泥のみを脱水機で処理した。脱水機で固液分離した後の脱水消化処理水のアンモニア性窒素の濃度は、６９６ｍｇ／Ｌ程度であり、全有機体炭素濃度は１１０ｍｇ／Ｌ程度であった。
【0097】
脱水消化処理水を用いて、アナモックス反応よる処理試験を実施した結果、８０％以上の窒素除去率を安定して維持できることを確認できた。
【0098】
アナモックス槽としては、アナモックス反応と、亜硝酸型硝化反応を同一槽で実施する１槽型のアナモックス槽を用いた。試験においては、図７に示す試験装置２００を使用した。反応槽２０２と、反応槽２０２を囲うウォータージャケット２０６と、反応槽２０２が載置される撹拌器２１６と、を備える。ウォータージャケット２０６は、恒温水を供給する恒温水供給管２０６Ａと、恒温水を排出する恒温水排出管２０６Ｂとを備える。反応槽２０２は、原水（脱水消化処理水）を供給する原水供給管２０８、処理された処理水（アナモックス処理水）を排出する排出管２１０、０．２Ｎ塩酸溶液（ＨＣＬ）を供給する酸性溶液供給管２１２、Ｎ２ガスを供給するガス供給管２１４、ｐＨセンサー２１８、Ａｉｒを供給するエア供給管２２０、及びを０．５Ｎ水酸化ナトリウム溶液（ＮａＯＨ）を供給するアルカリ性溶液供給管２２２を備える。
【0099】
供試担体として、アナモックス細菌をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製のビーズ担体に付着させたアナモックス担体２０４と、活性汚泥をＰＶＡ系のビーズ担体に付着させた硝化担体２０５を用いた。
【0100】
１．４４Ｌの円筒型の反応槽２０２にアナモックス担体２０４と硝化担体２０５とを、担体充填率がそれぞれ１０％となるように充填した。水温は３０℃に設定した。ｐＨコントローラー（不図示）によりポンプ（不図示）を制御し、０．２Ｎ塩酸溶液及び０．５Ｎ水酸化ナトリウム溶液を用いて、槽内ｐＨをｐＨ７．６に調整した。
【0101】
なお、アナモックス担体の作成方法としては、非特許文献の「PVA担体を用いたアナモックス細菌の付着固定化方法の開発」日本水処理生物学会第58回 熊本大会講演要旨（2022）に記載して方法を用いた。流入水の速度としては、アンモニア性窒素の反応槽容積負荷として１．０ｋｇ－Ｎ（ｍ３ｄ）－１とした。
【0102】
（試験２）
次に、メタン発酵槽での消化処理が十分でない場合を検証した。図８は横軸が日付、縦軸がＶＦＡ（ｍｇ／Ｌ）とするグラフであり、ある処理場におけるメタン発酵槽の運転データを示している。図８のグラフによれば、ＶＦＡの値が上昇し、３／２９にはＶＦＡの値が１６０ｍｇ／Ｌにまで急激に上昇していることが確認された。メタン発酵槽での消化処理が十分でない場合、メタン発酵槽へ流入させる混合汚泥の量を調整する必要があり、混合汚泥の一部を消化処理せず、脱水機で固液分離する必要性が生じる。この時、消化処理していない脱水混合汚泥処理水が脱水消化処理水に混入するため、脱水消化処理水の水質が変動する。脱水混合汚泥処理水が混入した脱水消化処理水の水質に関して、アンモニア性窒素の濃度が４０９ｍｇ／Ｌ程まで低下し、全有機体炭素濃度は５３６ｍｇ／Ｌまで急増した。
次に、メタン発酵槽での消化処理が十分でない場合を検証した。図８は横軸が日付、縦軸がＶＦＡ（ｍｇ／Ｌ）とするグラフであり、ある処理場におけるメタン発酵槽の運転データを示している。図８のグラフによれば、ＶＦＡの値が上昇し、３／２９にはＶＦＡの値が１６０ｍｇ／Ｌにまで急激に上昇していることが確認された。メタン発酵槽での消化処理が十分でない場合、メタン発酵槽へ流入させる混合汚泥の量を調整する必要があり、混合汚泥の一部を消化処理せず、脱水機で固液分離する必要性が生じる。この時、消化処理していない脱水混合汚泥処理水が脱水消化処理水に混入するため、脱水消化処理水の水質が変動する。脱水混合汚泥処理水が混入した脱水消化処理水の水質に関して、アンモニア性窒素の濃度が４０９ｍｇ／Ｌ程まで低下し、全有機体炭素濃度は５３６ｍｇ／Ｌまで急増した。
【0103】
脱水混合汚泥処理水が混入した脱水消化処理水、試験１と同様の試験を実施した。その結果、アナモックス槽でのアンモニア性窒素除去率は１５％以下まで低下し、ほとんど処理ができなかった。これは、有機物濃度の上昇により、供給した酸素が、有機物処理に利用され、窒素処理に利用できなくなったことが原因であると考えられる。
【0104】
（試験３）
試験３では、図５に示す、脱窒槽を備える第３実施形態の廃水処理装置の効果を実験的に検証した。
試験３では、図５に示す、脱窒槽を備える第３実施形態の廃水処理装置の効果を実験的に検証した。
【0105】
脱水混合汚泥処理水をアナモックス槽の後段の脱窒槽に添加することを想定し、混合汚泥を固液分離した当量の脱水混合汚泥処理水をアナモックス処理水に添加した。具体的には、２Lの三角フラスコに、５００ｍＬのアナモックス処理水と、５００ｍＬの脱水混合汚泥処理水と、硝酸性窒素排水処理に用いていた５０ｍＬの脱窒担体を添加した。なお、水温は３０℃に維持した。アナモックス処理水中には、硝酸性窒素が５２ｍｇ／Ｌ含まれていたが、８時間後には、５ｍｇ／Ｌ以下に処理されていた。脱水混合汚泥処理水に含まれる有機物と、アナモックス処理水中の硝酸性窒素が混合され、脱窒細菌により処理されたことが確認できた。
【0106】
なお、脱窒担体として（包括固定化担体を用いた脱窒システムの開発、井坂和一, 安部直樹, 木村裕哉, 渡部雅智, 大坂利文, 常田聡、日本水処理生物学会誌 42(2) 67-74 2011年6月）に記載された脱窒担体を用いた。
【0107】
以上、本発明に係る廃水処理方法および廃水処理装置について詳細に説明したが、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、いくつかの改良又は変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【0108】
１・・・下水処理システム、２・・・最初沈殿池、４・・・反応タンク、６・・・最終沈殿池、８、１０、１４、１６、１８、３２、３４、３６、３８・・・配管、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ・・・廃水処理装置、２２・・・メタン発酵槽、２４、２４Ａ、２６、２８、６２、６４、６６・・・脱水機、３０・・・アナモックス槽、４０・・・既設、４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ・・・バイパスライン、５０、５２、５４、５６、５８・・・調整槽、６０・・・脱窒槽、２００・・・試験装置、２０２・・・反応槽、２０４・・・アナモックス担体、２０５・・・硝化担体、２０６・・・ウォータージャケット、２０６Ａ・・・恒温水供給管、２０６Ｂ・・・恒温水排出管、２０８・・・原水供給管、２１０・・・排出管、２１２・・・酸性溶液供給管、２１４・・・ガス供給管、２１６・・・撹拌器、２１８・・・ｐＨセンサー、２２０・・・エア供給管、２２２・・・アルカリ性溶液供給管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】