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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】P2024072359
(43)【公開日】2024-05-28
(54)【発明の名称】有機性排水の処理方法及び有機性排水の処理装置
(51)【国際特許分類】
C02F 3/28 20230101AFI20240521BHJP
C02F 3/34 20230101ALI20240521BHJP
C02F 3/04 20230101ALI20240521BHJP
C02F 1/44 20230101ALI20240521BHJP
【ＦＩ】
C02F3/28 A
C02F3/34 101A
C02F3/34 101B
C02F3/04
C02F1/44 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022183094
(22)【出願日】2022-11-16
(71)【出願人】
【識別番号】000004123
【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100116713
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 正己
(74)【代理人】
【識別番号】100179844
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 芳國
(72)【発明者】
【氏名】牧田 晟洋
(72)【発明者】
【氏名】渕上 浩司
【テーマコード（参考）】
4D003
4D006
4D040
【Ｆターム（参考）】
4D003AA02
4D003CA02
4D003CA08
4D003DA03
4D003EA23
4D006GA02
4D006HA93
4D006KA31
4D006KA72
4D006KB23
4D006KB24
4D006PA01
4D006PB08
4D006PC67
4D040AA13
4D040AA31
4D040BB02
4D040BB22
(57)【要約】
【課題】、下水や排水等の排水処理に要する動力を低減すると共に、メタン発酵の発酵効率を高めることができる有機性排水の処理方法を提供すること。
【解決手段】以下の工程Ａ～Ｃを含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備１で、固形分Ｗ１と、上澄液Ｗ２、とに分離する工程、
工程Ｂ：前記固形分Ｗ１を、嫌気性膜分離装置２において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を膜分離装置３を用いて膜分離して膜透過流を得る工程、及び、
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液Ｗ２を散水ろ床設備４によって好気性処理する工程。
【選択図】図１
【解決手段】以下の工程Ａ～Ｃを含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備１で、固形分Ｗ１と、上澄液Ｗ２、とに分離する工程、
工程Ｂ：前記固形分Ｗ１を、嫌気性膜分離装置２において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を膜分離装置３を用いて膜分離して膜透過流を得る工程、及び、
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液Ｗ２を散水ろ床設備４によって好気性処理する工程。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の工程Ａ～Ｃを含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備で、固形分と、上澄液と、に分離する工程、
工程Ｂ：前記固形分を、嫌気性膜分離装置において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置を用いて膜分離して膜透過流を得る工程、
及び、
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液を散水ろ床設備によって好気性処理する工程。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備で、固形分と、上澄液と、に分離する工程、
工程Ｂ：前記固形分を、嫌気性膜分離装置において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置を用いて膜分離して膜透過流を得る工程、
及び、
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液を散水ろ床設備によって好気性処理する工程。
【請求項2】
さらに以下の工程Ｄを含む、請求項１に記載の有機性排水の処理方法。
工程Ｄ：前記工程Ｂで得られた前記膜透過流中の窒素成分を嫌気性アンモニア酸化反応によって脱窒処理する工程。
工程Ｄ：前記工程Ｂで得られた前記膜透過流中の窒素成分を嫌気性アンモニア酸化反応によって脱窒処理する工程。
【請求項3】
前記工程Ｄがアナモックス槽で行われる、請求項２に記載の有機性排水の処理方法。
【請求項4】
原水を粗ろ過処理して、固形分と、上澄液と、に分離する粗ろ過設備と、
前記粗ろ過設備で得られた固形分を嫌気性消化汚泥によって嫌気性処理すると共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置によって、膜透過流と、濃縮流と、に分離する嫌気性膜分離装置と、
前記粗ろ過設備で得られた前記上澄液を好気性処理する散水ろ床設備と、
を有することを特徴とする有機性排水の処理装置。
前記粗ろ過設備で得られた固形分を嫌気性消化汚泥によって嫌気性処理すると共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置によって、膜透過流と、濃縮流と、に分離する嫌気性膜分離装置と、
前記粗ろ過設備で得られた前記上澄液を好気性処理する散水ろ床設備と、
を有することを特徴とする有機性排水の処理装置。
【請求項5】
前記嫌気性膜分離装置が、嫌気性処理する生物反応槽内に膜分離装置が設けられている、請求項４に記載の有機性排水の処理装置。
【請求項6】
前記嫌気性膜分離装置は、汚泥を嫌気性処理する生物反応槽と、生物反応槽の嫌気性消化汚泥を膜分離して膜透過流と濃縮流とに分離する膜分離槽とが、分離して設けられている、請求項４に記載の有機性排水の処理装置。
【請求項7】
さらに、前記嫌気性膜分離装置で得られた前記膜透過流中の窒素成分を嫌気性アンモニア酸化反応によって脱窒する脱窒装置を備えた、請求項４に記載の有機性排水の処理装置。
【請求項8】
前記脱窒装置がアナモックス反応処理装置である、請求項７に記載の有機性排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機性排水の処理方法及び有機性排水の処理装置に関する。
に関する。
に関する。
【背景技術】
【0002】
下水、排水等の有機物を含有する被処理水を処理する水処理方法として、活性汚泥法などの好気性処理法が広く用いられている。このような好気的な活性汚泥法では、曝気を行う際にブロア等の設備が必要となるため、それを稼動させるための動力が必要となり、エネルギーの消費が比較的大きい。
【0003】
これに対し、嫌気性処理法は、有機物を分解する際の曝気を必要としない嫌気性消化汚泥が用いられ、処理に必要なエネルギー需要を大幅に削減することができ、また、バイオガスの形でエネルギー源を生成することができる。この生成されたバイオガスは、水の搬送やその他のプロセスのエネルギー源として使用できる。
このため、エネルギーの消費を抑える等の観点から、嫌気性処理法と膜分離法とを組み合わせた嫌気性膜分離法（以下、嫌気性ＭＢＲ法とも記す）が注目されている。
このため、エネルギーの消費を抑える等の観点から、嫌気性処理法と膜分離法とを組み合わせた嫌気性膜分離法（以下、嫌気性ＭＢＲ法とも記す）が注目されている。
【0004】
特許文献１に記載の排水処理システムは嫌気性ＭＢＲ法の一例である。
図２に基づいて、特許文献１に記載の嫌気性ＭＢＲ法について説明する。
排水処理システム１０はステージＡ（前段膜ろ過システム）、ステージＢ（嫌気性ＭＢＲシステム）、及び、任意に設けられるステージＣ（膜ろ過水処理システム）からなる。
ステージＡの前段膜ろ過システムは、沈殿槽１２、濾過ユニット供給ポンプ１４、濾過ユニット１６、スラリーポンプ１８、および熱交換器２０を含む。原水は、沈殿槽１２に供給され、排水中の粒子状およびコロイド状物質の多くが沈殿槽１２の底に沈降する。沈殿槽１２の上澄水は、濾過ユニット供給ポンプ１４を使用して濾過ユニット１６に供給される。濾過ユニット１６内には、ＭＦ膜又はＵＦ膜が備えられており、膜透過流２４はステージＣに送られ、濃縮流２６は沈殿槽１２に返送される。
図２に基づいて、特許文献１に記載の嫌気性ＭＢＲ法について説明する。
排水処理システム１０はステージＡ（前段膜ろ過システム）、ステージＢ（嫌気性ＭＢＲシステム）、及び、任意に設けられるステージＣ（膜ろ過水処理システム）からなる。
ステージＡの前段膜ろ過システムは、沈殿槽１２、濾過ユニット供給ポンプ１４、濾過ユニット１６、スラリーポンプ１８、および熱交換器２０を含む。原水は、沈殿槽１２に供給され、排水中の粒子状およびコロイド状物質の多くが沈殿槽１２の底に沈降する。沈殿槽１２の上澄水は、濾過ユニット供給ポンプ１４を使用して濾過ユニット１６に供給される。濾過ユニット１６内には、ＭＦ膜又はＵＦ膜が備えられており、膜透過流２４はステージＣに送られ、濃縮流２６は沈殿槽１２に返送される。
【0005】
一方、沈殿槽１２内のスラリーは熱交換器２０に送られて、熱交換器２０内で加熱された後、ステージＢの嫌気性ＭＢＲシステムに送られる。嫌気性ＭＢＲシステムは、嫌気性バイオリアクター３０、膜濾過ユニットポンプ３２、および膜濾過ユニット３４を含んでおり、嫌気性膜分離（ＡｎＭＢＲ）のための装置として構成される。
嫌気性バイオリアクター３０は、微生物（嫌気性細菌）を使用してスラリー内の有機物質を分解してバイオガスを生成する。
嫌気性バイオリアクター３０は、微生物（嫌気性細菌）を使用してスラリー内の有機物質を分解してバイオガスを生成する。
【0006】
嫌気性バイオリアクター３０のスラリーは膜濾過ユニット供給ポンプ３２を使用して膜濾過ユニット３４に送られる。膜濾過ユニット３４は、フィルタ３６を備えており、スラリーを膜透過流３８と濃縮流４０とに分離し、濃縮流４０は嫌気性バイオリアクター３０に返送され、膜透過流３８は処理水として排出される。
ステージＡの分離サブシステムからの透過物は、必要に応じて、ステージＣの膜ろ過水処理システムに送られ、藻類フォトバイオリアクター４４および消毒システム４６をへて処理水として排出される。
ステージＡの分離サブシステムからの透過物は、必要に応じて、ステージＣの膜ろ過水処理システムに送られ、藻類フォトバイオリアクター４４および消毒システム４６をへて処理水として排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】国際公開第２０１６／１４１３６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１に記載の排水処理システムは、原水を沈殿槽において上澄水とスラリーとに分離し、上澄水についてはステージＡの前段膜ろ過システムにおいて膜分離処理し、スラリーについては嫌気ＭＢＲで処理している。この排水処理システムでは沈殿槽の上澄水についても膜分離処理をしているため、この膜分離処理に大きな動力を必要とするという課題があった。
【0009】
本発明は、下水や排水等の排水処理に要する動力を低減すると共に、メタン発酵の発酵効率を高めることができる有機性排水の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】
【0010】
上記課題を解決するための本発明は、以下に記載する通りものである。
以下の工程Ａ～Ｃを含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備で、固形分と、上澄液と、に分離する工程、
工程Ｂ：前記固形分を、嫌気性膜分離装置において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置を用いて膜分離して膜透過流を得る工程、
及び、
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液を散水ろ床設備によって好気性処理する工程。
以下の工程Ａ～Ｃを含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備で、固形分と、上澄液と、に分離する工程、
工程Ｂ：前記固形分を、嫌気性膜分離装置において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置を用いて膜分離して膜透過流を得る工程、
及び、
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液を散水ろ床設備によって好気性処理する工程。
【発明の効果】
【0011】
本発明の有機性排水の処理方法を用いることにより、下水や排水等の原水を低動力で処理し、かつ、メタン発酵の発酵効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の有機性排水の処理方法は以下の工程を備えている。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備で固形分と、上澄液と、に分離する工程
工程Ｂ：前記固形分を、嫌気性膜分離装置において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置を用いて膜分離して膜透過流を得る工程
及び
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液を散水ろ床設備によって好気性処理する工程。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備で固形分と、上澄液と、に分離する工程
工程Ｂ：前記固形分を、嫌気性膜分離装置において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置を用いて膜分離して膜透過流を得る工程
及び
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液を散水ろ床設備によって好気性処理する工程。
【0014】
以下では、前記工程Ａ～Ｃの各工程について図１に基づいて説明する。
［工程Ａ］
工程Ａは、下水や排水などの原水を粗ろ過設備１において、固形分Ｗ１と、上澄液Ｗ２と、に固液分離する工程である。
（粗ろ過設備）
粗ろ過設備は、水処理設備への流芥や異物の混入防止を主目的に設置される前処理設備である。
本設備は、懸濁性有機物をできるだけ回収して工程Ｂへの有機物流入量を高めると共に、工程Ｃの有機物負荷を低減させる機能を有する。
粗ろ過設備としては粒状ろ過槽、ストレーナ、スクリーンろ過装置などを使用することができる。
［工程Ａ］
工程Ａは、下水や排水などの原水を粗ろ過設備１において、固形分Ｗ１と、上澄液Ｗ２と、に固液分離する工程である。
（粗ろ過設備）
粗ろ過設備は、水処理設備への流芥や異物の混入防止を主目的に設置される前処理設備である。
本設備は、懸濁性有機物をできるだけ回収して工程Ｂへの有機物流入量を高めると共に、工程Ｃの有機物負荷を低減させる機能を有する。
粗ろ過設備としては粒状ろ過槽、ストレーナ、スクリーンろ過装置などを使用することができる。
【0015】
＜粒状ろ過槽＞
径０．５～５ｍｍ程度の粒状ろ材を用いるろ過であり，通常ろ層厚は０．３～１．５ｍ程度，ろ過速度は１００～１０００ｍ／ｄ程度で運転される。ろ材は砂、砂利、繊維製ろ材、プラスチック製ろ材等様々なものを用いることができる。
原水である下水処理水は、浮遊物質であるＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度及びＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）は、いずれも高いため、粒状ろ過槽の粒状ろ材層を通して粗ろ過させることにより、前記ＳＳの濃度、及びＢＯＤが下がることにより、原水である下水処理水が前処理される。
径０．５～５ｍｍ程度の粒状ろ材を用いるろ過であり，通常ろ層厚は０．３～１．５ｍ程度，ろ過速度は１００～１０００ｍ／ｄ程度で運転される。ろ材は砂、砂利、繊維製ろ材、プラスチック製ろ材等様々なものを用いることができる。
原水である下水処理水は、浮遊物質であるＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度及びＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）は、いずれも高いため、粒状ろ過槽の粒状ろ材層を通して粗ろ過させることにより、前記ＳＳの濃度、及びＢＯＤが下がることにより、原水である下水処理水が前処理される。
【0016】
＜ストレーナ＞
ストレーナは、金属製や合成樹脂製の網目状に形成されたろ過体（分離エレメント）を内包した装置であり、分離エレメントの網目によって被処理水中の夾雑物を分離除去する。
ストレーナは、例えば、その内部に有底円筒状の分離エレメント（網状に形成されたろ過体）が配置されており、この分離エレメントによって、外側の原水室と、内側のろ過水室とに区切られている。原水は、原水室に供給され、分離エレメントを通過したろ過水がろ過水室から排出される。分離エレメントは、パンチングメタルなどでもよく、また周面を山、谷を繰り返すように折り畳んだ形状などとしてもよい。
ストレーナの分離エレメントの材質は特に限定されるものではなく、金属、合成繊維、合成樹脂などが使用できる。
ストレーナの分離エレメント目開きについても特に限定されるものではないが、通常は数百μｍ～数ｍｍの範囲であり、好ましくは１００μｍ～１ｍｍの範囲が採用される。
ストレーナは、金属製や合成樹脂製の網目状に形成されたろ過体（分離エレメント）を内包した装置であり、分離エレメントの網目によって被処理水中の夾雑物を分離除去する。
ストレーナは、例えば、その内部に有底円筒状の分離エレメント（網状に形成されたろ過体）が配置されており、この分離エレメントによって、外側の原水室と、内側のろ過水室とに区切られている。原水は、原水室に供給され、分離エレメントを通過したろ過水がろ過水室から排出される。分離エレメントは、パンチングメタルなどでもよく、また周面を山、谷を繰り返すように折り畳んだ形状などとしてもよい。
ストレーナの分離エレメントの材質は特に限定されるものではなく、金属、合成繊維、合成樹脂などが使用できる。
ストレーナの分離エレメント目開きについても特に限定されるものではないが、通常は数百μｍ～数ｍｍの範囲であり、好ましくは１００μｍ～１ｍｍの範囲が採用される。
【0017】
<スクリーンろ過装置>
スクリーンろ過装置としては、例えば、原水を、傾斜して取り付けられたスクリーンの表面に流下させ、流下される水と細かい汚染物質とを通過させ、通過できない粗い固形物Ｓはスクリーンの表面をスクリーンの下端に向かって滑落させて固液を分離する、傾斜式スクリーンろ過装置を挙げることができる。
スクリーンろ過装置としては、例えば、原水を、傾斜して取り付けられたスクリーンの表面に流下させ、流下される水と細かい汚染物質とを通過させ、通過できない粗い固形物Ｓはスクリーンの表面をスクリーンの下端に向かって滑落させて固液を分離する、傾斜式スクリーンろ過装置を挙げることができる。
【0018】
［工程Ｂ］
工程Ｂは、工程Ａで得られた固形分を嫌気性膜分離法によって処理する工程である。
工程Ｂでは、工程Ａで得られた固形分Ｗ１を嫌気性膜分離装置２に供給し、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、膜分離装置３を用いて嫌気性消化汚泥から膜透過流Ｗ３を得る。
嫌気性膜分離装置２ではメタンガスが生成し、このメタンガスは適宜のメタン利用設備に送られる。
また、嫌気性膜分離装置２からは嫌気性消化汚泥が抜き出されて、一部は返送汚泥Ｗ４として嫌気性膜分離装置２に戻され、残部は余剰汚泥Ｗ５として系外に排出される。
工程Ａでは、原水を粗ろ過設備１において上澄液Ｗ２を除去し、固形分Ｗ１のみを嫌気性膜分離装置２で処理するため、嫌気性膜分離装置２での処理水量を低減することができる。このため、膜分離装置３の必要膜面積を小さくすることができ、かつ、汚泥濃度を高く保つことで発酵効率を高めることができる。
工程Ｂは、工程Ａで得られた固形分を嫌気性膜分離法によって処理する工程である。
工程Ｂでは、工程Ａで得られた固形分Ｗ１を嫌気性膜分離装置２に供給し、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、膜分離装置３を用いて嫌気性消化汚泥から膜透過流Ｗ３を得る。
嫌気性膜分離装置２ではメタンガスが生成し、このメタンガスは適宜のメタン利用設備に送られる。
また、嫌気性膜分離装置２からは嫌気性消化汚泥が抜き出されて、一部は返送汚泥Ｗ４として嫌気性膜分離装置２に戻され、残部は余剰汚泥Ｗ５として系外に排出される。
工程Ａでは、原水を粗ろ過設備１において上澄液Ｗ２を除去し、固形分Ｗ１のみを嫌気性膜分離装置２で処理するため、嫌気性膜分離装置２での処理水量を低減することができる。このため、膜分離装置３の必要膜面積を小さくすることができ、かつ、汚泥濃度を高く保つことで発酵効率を高めることができる。
【0019】
図１に示した例では、分離膜を生物反応槽内に浸漬させた浸漬型嫌気性膜分離装置を示した。
しかしながら、生物反応槽と分離膜槽とを分離して設け、生物反応槽で生物処理した嫌気性消化汚泥を分離膜槽で膜分離処理してもよい。
しかしながら、生物反応槽と分離膜槽とを分離して設け、生物反応槽で生物処理した嫌気性消化汚泥を分離膜槽で膜分離処理してもよい。
【0020】
［工程Ｃ］
工程Ｃは、工程Ａで得られた上澄液Ｗ２を散水ろ床設備４によって好気性処理する工程である。
散水ろ床設備４を用いて好気性処理することにより、動力を低減することができる。
工程Ｃは、工程Ａで得られた上澄液Ｗ２を散水ろ床設備４によって好気性処理する工程である。
散水ろ床設備４を用いて好気性処理することにより、動力を低減することができる。
【0021】
（散水ろ床設備）
散水ろ床法は生物膜法の一種であり、円形池の中に砕石などのろ過材を高さ１．５～２ｍ程度に充填し、間欠的または連続的に被処理水をろ材表面に散布し、ろ過材表面に形成された生物膜と接触反応させる固定床による処理法である。
ろ過材としてはφ３５～１００ｍｍの砕石または砂利を用いる。散水方式には固定式と可動式の２形式がある。可動式にはガーダ走行式と回転式とがある。
散水ろ床法は生物膜法の一種であり、円形池の中に砕石などのろ過材を高さ１．５～２ｍ程度に充填し、間欠的または連続的に被処理水をろ材表面に散布し、ろ過材表面に形成された生物膜と接触反応させる固定床による処理法である。
ろ過材としてはφ３５～１００ｍｍの砕石または砂利を用いる。散水方式には固定式と可動式の２形式がある。可動式にはガーダ走行式と回転式とがある。
【0022】
回転式の散水方式は、固定した中心筒に取付けた回転式多岐管を取付け、この枝管に反動式の散水ノズルを取付けて、散水しながら回転させることによって、ろ過床全面に散布できるようにしたものである。
【0023】
ガーダ走行式散水機は、散水機用レール上を走行するガーダを設け、該ガーダに、複数の散水ノズルを備えた散水管を吊り下げて支持させたものであり、ガーダを走行させながら、散水ノズルから散水することによってろ過床全面に散布できるようにしたものである。
【0024】
本発明においては、更に、脱窒処理工程を設けてもよい。
（脱窒処理）
脱窒処理は、工程Ｂで得られた膜透過流Ｗ３及び工程Ｃにおける散水ろ床設備４で得られたろ過水Ｗ６に含まれている窒素成分を窒素ガスに変換する処理である。
脱窒処理法としては例えば次の（１）、（２）の方法を挙げることができる。
（１）硝化工程と脱窒工程とを含み、硝化工程で排水中のアンモニア（ＮＨ４）を、硝化細菌によって亜硝酸（ＮＯ２）経由で硝酸（ＮＯ３）まで酸化し、脱窒工程で脱窒細菌により硝酸、亜硝酸を窒素ガスに還元する、生物学的硝化脱窒方法
（２）アナモックス（ＡＮＡＭＭＯＸ）細菌を用いて、アンモニア態窒素（ＮＨ４ ＋）と亜硝酸態窒素（ＮＯ２ －）を直接窒素ガス（Ｎ２）に変換するアナモックス反応法
アナモックス反応法を用いると、硝化工程でアンモニアを硝酸まで完全に分解する必要がなくなり、使用電力の大幅な低減が可能となる。またアナモックス細菌は余剰汚泥の発生量も少ないため、汚泥処理コストの大幅な低減も実現できる。
（脱窒処理）
脱窒処理は、工程Ｂで得られた膜透過流Ｗ３及び工程Ｃにおける散水ろ床設備４で得られたろ過水Ｗ６に含まれている窒素成分を窒素ガスに変換する処理である。
脱窒処理法としては例えば次の（１）、（２）の方法を挙げることができる。
（１）硝化工程と脱窒工程とを含み、硝化工程で排水中のアンモニア（ＮＨ４）を、硝化細菌によって亜硝酸（ＮＯ２）経由で硝酸（ＮＯ３）まで酸化し、脱窒工程で脱窒細菌により硝酸、亜硝酸を窒素ガスに還元する、生物学的硝化脱窒方法
（２）アナモックス（ＡＮＡＭＭＯＸ）細菌を用いて、アンモニア態窒素（ＮＨ４ ＋）と亜硝酸態窒素（ＮＯ２ －）を直接窒素ガス（Ｎ２）に変換するアナモックス反応法
アナモックス反応法を用いると、硝化工程でアンモニアを硝酸まで完全に分解する必要がなくなり、使用電力の大幅な低減が可能となる。またアナモックス細菌は余剰汚泥の発生量も少ないため、汚泥処理コストの大幅な低減も実現できる。
【0025】
アナモックス反応は、嫌気条件下でアナモックス細菌がＮＨ４－ＮとＮＯ２－Ｎとを基質としてＮ２を生成する反応であり、次のような反応式で表される。
（反応式）
１．０ＮＨ４ ＋＋１．３２ＮＯ２ －＋０．０６６ＨＣＯ３ －＋０．１３Ｈ＋ →
１．０２Ｎ２＋０．２６ＮＯ３ －＋０．０６６ＣＨ２Ｏ０．５Ｎ０．１５＋２．０３Ｈ２Ｏ
（反応式）
１．０ＮＨ４ ＋＋１．３２ＮＯ２ －＋０．０６６ＨＣＯ３ －＋０．１３Ｈ＋ →
１．０２Ｎ２＋０．２６ＮＯ３ －＋０．０６６ＣＨ２Ｏ０．５Ｎ０．１５＋２．０３Ｈ２Ｏ
【0026】
本発明は下記（１）の有機性排水の処理方法に関するものであるが、実施形態として下記（２）～（８）の実施形態を含む。
（１）以下の工程Ａ～Ｃを含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備で、固形分と、上澄液と、に分離する工程、
工程Ｂ：前記固形分を、嫌気性膜分離装置において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置を用いて膜分離して膜透過流を得る工程、
及び、
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液を散水ろ床設備によって好気性処理する工程。
（２）さらに以下の工程Ｄを含む、上記（１）に記載の有機性排水の処理方法。
工程Ｄ：前記工程Ｂで得られた前記膜透過流中の窒素成分を嫌気性アンモニア酸化反応によって脱窒処理する工程。
（３）前記工程Ｄがアナモックス槽で行われる、上記（２）に記載の有機性排水の処理方法。
（４）原水を粗ろ過処理して固形分と、上澄液と、に分離する粗ろ過設備と、
前記粗ろ過設備で得られた固形分を嫌気性消化汚泥によって嫌気性処理すると共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置によって、膜透過流と、濃縮流と、に分離する嫌気性膜分離装置と、
前記粗ろ過設備で得られた前記上澄液を好気性処理する散水ろ床設備と、
を有することを特徴とする有機性排水の処理装置。
（５）前記嫌気性膜分離装置が、嫌気性処理する生物反応槽内に膜分離装置が設けられている、上記（４）に記載の有機性排水の処理装置。
（６）前記嫌気性膜分離装置は、汚泥を嫌気性処理する生物反応槽と、生物反応槽の嫌気性消化汚泥を膜分離して膜透過流と濃縮流とに分離する膜分離槽とが、分離して設けられている、上記（４）に記載の有機性排水の処理装置。
（７）さらに、前記嫌気性膜分離装置で得られた前記膜透過流中の窒素成分を嫌気性アンモニア酸化反応によって脱窒する脱窒装置を備えた、上記（４）乃至（６）のいずれか１項に記載の有機性排水の処理装置。
（８）前記脱窒装置がアナモックス反応処理装置である、上記（７）に記載の有機性排水の処理装置。
（１）以下の工程Ａ～Ｃを含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。
工程Ａ：原水を、粗ろ過設備で、固形分と、上澄液と、に分離する工程、
工程Ｂ：前記固形分を、嫌気性膜分離装置において、嫌気性微生物を含む嫌気性消化汚泥によって生物処理を行うと共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置を用いて膜分離して膜透過流を得る工程、
及び、
工程Ｃ：前記工程Ａで得られた上澄液を散水ろ床設備によって好気性処理する工程。
（２）さらに以下の工程Ｄを含む、上記（１）に記載の有機性排水の処理方法。
工程Ｄ：前記工程Ｂで得られた前記膜透過流中の窒素成分を嫌気性アンモニア酸化反応によって脱窒処理する工程。
（３）前記工程Ｄがアナモックス槽で行われる、上記（２）に記載の有機性排水の処理方法。
（４）原水を粗ろ過処理して固形分と、上澄液と、に分離する粗ろ過設備と、
前記粗ろ過設備で得られた固形分を嫌気性消化汚泥によって嫌気性処理すると共に、前記嫌気性消化汚泥を、膜分離装置によって、膜透過流と、濃縮流と、に分離する嫌気性膜分離装置と、
前記粗ろ過設備で得られた前記上澄液を好気性処理する散水ろ床設備と、
を有することを特徴とする有機性排水の処理装置。
（５）前記嫌気性膜分離装置が、嫌気性処理する生物反応槽内に膜分離装置が設けられている、上記（４）に記載の有機性排水の処理装置。
（６）前記嫌気性膜分離装置は、汚泥を嫌気性処理する生物反応槽と、生物反応槽の嫌気性消化汚泥を膜分離して膜透過流と濃縮流とに分離する膜分離槽とが、分離して設けられている、上記（４）に記載の有機性排水の処理装置。
（７）さらに、前記嫌気性膜分離装置で得られた前記膜透過流中の窒素成分を嫌気性アンモニア酸化反応によって脱窒する脱窒装置を備えた、上記（４）乃至（６）のいずれか１項に記載の有機性排水の処理装置。
（８）前記脱窒装置がアナモックス反応処理装置である、上記（７）に記載の有機性排水の処理装置。
【符号の説明】
【0027】
（図１）
１ 粗ろ過設備
２ 嫌気性膜分離装置
３ 膜分離装置
４ 散水ろ床設備
５ 脱窒設備
Ｗ１ 固形分
Ｗ２ 上澄液
Ｗ３ 膜透過流
Ｗ４ 返送汚泥
Ｗ５ 余剰汚泥
Ｗ６ ろ過水
(図２)
１０ 排水処理システム
１２ 沈殿槽
１４ 濾過ユニット供給ポンプ
１６ 濾過ユニット
１８ スラリーポンプ
２０ 熱交換器
２４ 膜透過流
２６ 濃縮流
３０ 嫌気性バイオリアクター
３２ 膜濾過ユニットポンプ
３４ 膜濾過ユニット
３６ フィルタ
３８ 膜透過流
４０ 濃縮流
４４ 藻類フォトバイオリアクター
４６ 消毒システム
１ 粗ろ過設備
２ 嫌気性膜分離装置
３ 膜分離装置
４ 散水ろ床設備
５ 脱窒設備
Ｗ１ 固形分
Ｗ２ 上澄液
Ｗ３ 膜透過流
Ｗ４ 返送汚泥
Ｗ５ 余剰汚泥
Ｗ６ ろ過水
(図２)
１０ 排水処理システム
１２ 沈殿槽
１４ 濾過ユニット供給ポンプ
１６ 濾過ユニット
１８ スラリーポンプ
２０ 熱交換器
２４ 膜透過流
２６ 濃縮流
３０ 嫌気性バイオリアクター
３２ 膜濾過ユニットポンプ
３４ 膜濾過ユニット
３６ フィルタ
３８ 膜透過流
４０ 濃縮流
４４ 藻類フォトバイオリアクター
４６ 消毒システム
【図1】
【図2】