(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-16
(45)【発行日】2022-08-24
(54)【発明の名称】アンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムの始動方法
(51)【国際特許分類】
C02F 3/34 20060101AFI20220817BHJP
C02F 3/00 20060101ALI20220817BHJP
【ＦＩ】
C02F3/34 101A
C02F3/00 G
C02F3/34 101D
C02F3/34 Z
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020568516
(86)(22)【出願日】2019-09-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-06
(86)【国際出願番号】 CN2019105257
(87)【国際公開番号】W WO2021035806
(87)【国際公開日】2021-03-04
【審査請求日】2020-12-09
(31)【優先権主張番号】201910811134.4
(32)【優先日】2019-08-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】515190906
【氏名又は名称】南京大学
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100132883
【弁理士】
【氏名又は名称】森川 泰司
(74)【代理人】
【識別番号】100148633
【弁理士】
【氏名又は名称】桜田 圭
(74)【代理人】
【識別番号】100147924
【弁理士】
【氏名又は名称】美恵 英樹
(72)【発明者】
【氏名】張 徐祥
(72)【発明者】
【氏名】王 徳朋
(72)【発明者】
【氏名】何 陽
(72)【発明者】
【氏名】黄 開龍
(72)【発明者】
【氏名】叶 林
(72)【発明者】
【氏名】呉 兵
(72)【発明者】
【氏名】任 洪強
【審査官】松井 一泰
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１７６１３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１６１６０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０５５２３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０３６９５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１２６１４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２１１８３２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０２Ｆ ３／２８－ ３／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジを接種し、スラッジ接種量は、４～６ｋｇ ＶＳＳ／Ｌであり、反応器の初期流入液の窒素源は、アンモニア窒素と亜硝酸窒素であり、同時に、有機炭素源を流入液に添加し、このとき、流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比は０．２～０．２５：１であり、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、流入液中の有機炭素源の濃度を徐々に上げ、流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．４～０．６：１までに達成させ、ここで、流入液中の有機炭素源はグルコースまたは酢酸ナトリウムである、工程（１）と、反応器流入液中のアンモニア窒素と総窒素濃度を維持し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入水中の亜硝酸塩と硝酸塩の比を１：１に調整し、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．８～１：１に調整し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入液中の亜硝酸塩と硝酸塩の比をさらに０：１に調整し、最終的に流入液の窒素源はアンモニア窒素および硝酸窒素であり、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比は１．２～１．４：１であり、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、アンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムが始動される、工程（２）とを含むことを特徴とするアンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムの始動方法。
【請求項2】
工程（１）では、反応器の初期流入液において、アンモニア窒素と亜硝酸窒素の濃度比は１：１．１であり、初期流入液のｐＨは７．０～７．５である、ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムの始動方法。
【請求項3】
工程（１）の嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジの平均粒子サイズは０．５～１．５ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムの始動方法。
【請求項4】
嫌気性アンモニア酸化接種スラッジでは、優勢な嫌気性アンモニア酸化細菌は、カンディダトゥス・ブロカディア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｂｒｏｃａｄｉａ）とカンディダトゥス・ジェテニア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｊｅｔｔｅｎｉａ）であり、優勢な嫌気性アンモニア酸化細菌の存在量の合計は１０％を超えている、ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムの始動方法。
【請求項5】
工程（１）は、高さ対直径比が１０：１、反応器還流比が４、反応器の水圧保持時間が４～６時間の上昇流反応器で行い、動作温度が３０～３３℃であり、前記反応器内の溶存酸素濃度は０．２～０．６ｍｇ／Ｌである、ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムの始動方法。
【請求項6】
反応プロセス全体を通して、反応器流入液中の総窒素濃度は２００ｍｇ／Ｌ以下で、反応器流入液には、４～６ｍｇ／Ｌ ＮａＨ２ＰＯ４、４０～５０ｍｇ／Ｌ ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、２００～３００ｍｇ／Ｌ ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、０．８～１．２ｇ／Ｌ ＫＨＣＯ３および２０～４０ｍｇ／Ｌ ＦｅＳＯ４が含まれる、ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムの始動方法。
【請求項7】
工程（２）では、アンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムが始動された後、流入液中の有機炭素源と流入液中硝酸窒素の濃度比は２．５～２．６：１である、ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア窒素と硝酸塩の除去の一体式システムの始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生物学的脱窒の技術分野に属する、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒の一体式の始動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
社会と経済の発展に伴い、廃水中の窒素の排出量は年々増加しており、生態系のバランスと人間の健康を脅かしがちである。現在、生物学的脱窒技術は水域の窒素汚染制御の主流の方法であり、新しい嫌気性アンモニア酸化技術は、曝気消費を節約し、追加の有機炭素源がなく、スラッジ収量が少ないという利点により、研究者から徐々に注目を集めている。
【0003】
嫌気性アンモニア酸化技術とは、嫌気性アンモニア酸化細菌がアンモニア窒素を電子供与体として使用して、嫌気性または無酸素性条件下で亜硝酸塩を窒素に変換するプロセスを指す。この技術はアンモニア窒素と亜硝酸塩の両方を必要とするため、この技術の適用中に他のプロセスを直列に接続して亜硝酸塩基質を提供する必要がある。現在、主流のタンデムプロセスには、ニトロソ化プロセスとショートカット脱窒プロセスが含まれる。近年、廃水中の硝酸塩の除去を強化するために、研究者らはショートカット脱窒プロセスと嫌気性アンモニア酸化タンデムプロセスを提案した。従来の技術では、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化タンデムプロセスは通常、２つの独立した反応器で実現され、資本コストを増加させるだけでなく、独立したタンデムプロセスの操作プロセスを効果的に制御することも困難である。これは、脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌が共存しにくく、２つの機能菌が基質競合しているためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
［本発明の目的］
本発明によって解決されるべき技術的問題は、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒の一体式システムの始動方法を提供することである。この方法は、嫌気性アンモニア酸化細菌を抑制せずに脱窒細菌を濃縮することにより、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在量を減少させず、脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌の共存を実現した後、流入液基質を徐々に変化させてショートカット脱窒プロセスを開始し、２つの機能性細菌を実現一体式カップリング反応器における共生・共存により、本発明の一体式システムは、１つの反応器において効率的かつ安定したアンモニア窒素および硝酸塩の除去を実現でき、始動時間が短い。
本発明によって解決されるべき技術的問題は、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒の一体式システムの始動方法を提供することである。この方法は、嫌気性アンモニア酸化細菌を抑制せずに脱窒細菌を濃縮することにより、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在量を減少させず、脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌の共存を実現した後、流入液基質を徐々に変化させてショートカット脱窒プロセスを開始し、２つの機能性細菌を実現一体式カップリング反応器における共生・共存により、本発明の一体式システムは、１つの反応器において効率的かつ安定したアンモニア窒素および硝酸塩の除去を実現でき、始動時間が短い。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の技術的問題を解決するために、本発明によって採用される技術的手段は以下のとおりである。
【0006】
ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法は、
嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジを一体式膨張粒状汚泥床反応器に接種し、スラッジ接種量は、４～６ ｋｇ ＶＳＳ／Ｌであり、反応器の初期流入液の窒素源は、アンモニア窒素と亜硝酸窒素であり、同時に、有機炭素源を流入液に添加し、このとき、流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比は０．２～０．２５：１であり、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジ中の脱窒細菌の濃縮を促進し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、流入液中の有機炭素源の濃度を徐々に上げ、最終的に流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．４～０．６：１にし、脱窒細菌をさらに濃縮し、嫌気性アンモニア酸化細菌の有機物への適応性を増強し、ここで、流入液中の有機炭素源はグルコースまたは酢酸ナトリウムである、工程（１）と、
反応器流入液中のアンモニア窒素と総窒素濃度を維持し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入水中の亜硝酸塩と硝酸塩の比を１：１に調整し、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．８～１：１に調整し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入液中の亜硝酸塩と硝酸塩の比をさらに０：１に調整し、最終的に流入液の窒素源はアンモニア窒素および硝酸窒素であり、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比は１．２～１．４：１であり、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムが確立される工程（２）と、
を含む。
嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジを一体式膨張粒状汚泥床反応器に接種し、スラッジ接種量は、４～６ ｋｇ ＶＳＳ／Ｌであり、反応器の初期流入液の窒素源は、アンモニア窒素と亜硝酸窒素であり、同時に、有機炭素源を流入液に添加し、このとき、流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比は０．２～０．２５：１であり、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジ中の脱窒細菌の濃縮を促進し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、流入液中の有機炭素源の濃度を徐々に上げ、最終的に流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．４～０．６：１にし、脱窒細菌をさらに濃縮し、嫌気性アンモニア酸化細菌の有機物への適応性を増強し、ここで、流入液中の有機炭素源はグルコースまたは酢酸ナトリウムである、工程（１）と、
反応器流入液中のアンモニア窒素と総窒素濃度を維持し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入水中の亜硝酸塩と硝酸塩の比を１：１に調整し、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．８～１：１に調整し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入液中の亜硝酸塩と硝酸塩の比をさらに０：１に調整し、最終的に流入液の窒素源はアンモニア窒素および硝酸窒素であり、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比は１．２～１．４：１であり、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムが確立される工程（２）と、
を含む。
【0007】
ここで、工程（１）では、反応器の初期流入液において、アンモニア窒素および亜硝酸窒素それぞれの濃度は、１：１．１であり、初期流入液ｐＨは７．０～７．５である。
【0008】
ここで、工程（１）では、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジは従来の嫌気性アンモニア酸化反応器から採取され、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジの平均粒子サイズは０．５～１．５ｍｍである。
【0009】
ここで、嫌気性アンモニア酸化接種スラッジでは、優勢な嫌気性アンモニア酸化細菌は、カンディダトゥス・ブロカディア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｂｒｏｃａｄｉａ）とカンディダトゥス・ジェテニア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｊｅｔｔｅｎｉａ）であり、優勢な嫌気性アンモニア酸化細菌の存在量の合計は１０％を超えている。
【0010】
ここで、工程（１）では、一体式膨張粒状汚泥床反応器は、高さ対直径比が１０：１、反応器還流比が４、反応器の水圧保持時間が４～６時間の上昇流反応器であり、反応器内の溶存酸素濃度は０．２～０．６ｍｇ／Ｌである。
【0011】
ここで、反応プロセス全体を通して、反応器流入液中の総窒素濃度は、２００ｍｇ／Ｌを超えず、反応器流入液には、４～６ｍｇ／Ｌ ＮａＨ２ＰＯ４、４０～５０ｍｇ／Ｌ ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、２００～３００ｍｇ／Ｌ ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、０．８～１．２ｇ／Ｌ ＫＨＣＯ３および２０～４０ｍｇ／Ｌ ＦｅＳＯ４などの他の必須元素も含まれる。
【0012】
ここで、工程（２）では、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムが始動された後、流入液中の有機炭素源の濃度と流入液中の硝酸塩の濃度の比は２．５～２．６：１であり、すなわち、Ｃ／Ｎ比は２．５～２．６：１である。
【発明の効果】
【0013】
有益な効果：本発明の方法は、一体式カップリング反応器における２つの機能性細菌の共存を実現することができる。本発明は、最初に、低濃度有機物を使用して、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジを順応させ、粒状スラッジ中の脱窒細菌を濃縮する。嫌気性アンモニア酸化細菌に対する高濃度の有機物の抑制効果を回避し、嫌気性アンモニア酸化細菌の存在量の減少の問題を回避し（嫌気性アンモニア酸化細菌の存在量の減少は反応器の始動時間を長くし）、それによって反応器の有機物に耐える能力を改善する。同時に、本発明は、脱窒細菌の群集構造を変えることなく、流入液中の亜硝酸塩および硝酸塩の比率を変えることによって、反応器内の脱窒細菌のショートカット脱窒能力を直接改善する。微生物群集構造の継承プロセスに必要な時間が短縮され、廃水中の硝酸塩とアンモニア窒素の同時かつ効率的な除去が最終的に実現され、従来の脱窒プロセスと比較して、有機炭素源が少ない。本発明の一体式カップリング反応器は良いアプリケーションの見通しが良い。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一体式ＥＧＳＢ（膨張粒状汚泥床）反応器の動作の概略図である。
【図2】本発明の一体式ＥＧＳＢ反応器の確立のプロセス図である。
【図3】本発明の一体式ＥＧＳＢ反応器の始動動作中のアンモニア窒素除去効率を示す図である。
【図4】本発明の一体式ＥＧＳＢ反応器の始動動作中の２つの窒素除去効率の図である。
【図5】本発明の一体式ＥＧＳＢ反応器の始動動作中の総窒素除去効率の図である。
【図6】本発明の一体式ＥＧＳＢ反応器始動動作中の嫌気性アンモニア酸化および脱窒細菌の存在量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の技術的解決策は、図面および特定の実施形態と併せて以下にさらに説明される。
【0016】
本発明のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムは、一体式ＥＧＳＢ反応器を反応器本体として採用し、その有効体積は１Ｌである。反応器本体４は、スラッジサンプリング口８、流入液口、流出液口、還流口および排気口を含む反応器本体４の流入液口は、流入液口の蠕動ポンプ２を介して外部流入液タンク１に接続され、反応器本体４の流出液口は外部流出液口に接続され、反応器本体４の排気口は排気パイプ７に接続される。反応器本体４の還流口は、循環蠕動ポンプ３により、一定の割合で反応液の還流を実現する。反応器の流入液口は、下部蠕動ポンプ２の流入液方式を採用しており、具体的な動作原理を図１に示す。ＥＧＳＢ反応器の還流比は４、水圧保持時間は６時間、反応器４の動作温度は恒温循環システム５により３０～３３℃に制御される。
【0017】
図２に示すように、本発明のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムは、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジ中の脱窒細菌を徐々に濃縮し、次いで当該機能性細菌（脱窒細菌）のショートカット脱窒プロセスを活性化することにより２つの脱窒プロセスのカップリングを実現する。具体的には、最初に嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジを一体式反応器に接種し、次に有機炭素源を徐々に追加して脱窒細菌を濃縮し、嫌気性アンモニア酸化細菌の有機物への適応性を改善する。そして流入液中の亜硝酸塩を徐々に硝酸塩に置き換えてショートカット脱窒プロセスを活性化することにより、最終的に反応器の総窒素除去率が８５％以上に維持されると、それは成功裏に実現されますショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒の一体式システムの始動を実現する。
【0018】
以下は、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒の一体式システムの始動を実現するための本発明の方法の特定の使用法である。
【0019】
０．６Ｌの嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジを一体式膨張粒状汚泥床（Ｅｘｐａｎｄｅｄ Ｇｒａｎｕｌａｒ Ｓｌｕｄｇｅ Ｂｌａｎｋｅｔ Ｒｅａｃｔｏｒ，ＥＧＳＢ）に接種する。初期接種スラッジ量は４ｋｇ ＶＳＳ／Ｌである。ここで、嫌気性アンモニア酸化接種スラッジは、実験室の安定的に動作する、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジ反応器から取り出される。接種スラッジ平均粒子サイズは１．０～１．５ ｍｍである。接種スラッジでは、優勢な嫌気性アンモニア酸化細菌は、カンディダトゥス・ブロカディア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｂｒｏｃａｄｉａ）とカンディダトゥス・ジェテニア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｊｅｔｔｅｎｉａ）であり、２つの存在量の合計は１０％を超えている。
【0020】
ＥＧＳＢ反応器流入液のｐＨは７．０～７．５に維持され、初期流入液アンモニア窒素濃度は８０ ｍｇ／Ｌ、亜硝酸窒素濃度は９０ｍｇ／Ｌ、硝酸窒素濃度は５ｍｇ／Ｌ、流入液アンモニア窒素と亜硝酸窒素の濃度比は１：１．１に調整され、初期流入液の有機炭素源は酢酸ナトリウムであり、ＣＯＤ濃度は４０ｍｇ／Ｌである。さらに、反応器流入液には、４ｍｇ／Ｌ ＮａＨ２ＰＯ４、４０ｍｇ／Ｌ ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、２００ｍｇ／Ｌ ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、１ｇ／Ｌ ＫＨＣＯ３および３０ ｍｇ／Ｌ ＦｅＳＯ４を含む他の微量元素も含まれている。
【0021】
反応器の排水水質指標を１日おきに確認する。反応器の具体的な脱窒効率を図３～５に示す。反応器の総窒素除去率が８５％以上に安定すると、流入液中の有機炭素源の濃度が徐々に増加する。具体的に表１に示すように、段階ごとに２０日間続く（各段階の動作時間は、反応器の総窒素除去率が８５％を超えて安定しているかどうかに基づいて、次の動作段階に入るかどうかを決定する）。反応器が第３段階まで稼働すると、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比は０．５：１に達し、脱窒細菌がさらに濃縮される。
【0022】
【表1】
【0023】
反応器動作の第４段階では、流入液中のアンモニア窒素と総窒素濃度を変更せずに維持し、流入液中の亜硝酸窒素と硝酸窒素濃度をそれぞれ４５と５０ｍｇ／Ｌに調整し、それに応じて流入液中のＣＯＤ濃度を１５０ｍｇ／Ｌに調整する。流入液中の亜硝酸塩を硝酸塩に置き換えることにより、反応器内の脱窒細菌のショートカット脱窒活性が活性化される。つまり、脱窒細菌は硝酸塩を亜硝酸塩（亜硝酸塩）に変換するだけであり、嫌気性アンモニア酸化細菌によって使用される。反応器の脱窒効率が安定した後（つまり、ＥＧＳＢ反応器の総窒素除去率が８５％以上に維持された後）、第５段階で、流入液中のすべての亜硝酸塩が硝酸塩に置き換えられる。流入液中のＣＯＤ濃度を２３０ｍｇ／Ｌに調整して、ショートカット脱窒活性を完全に活性化し、ショートカット脱窒プロセスを促進して、嫌気性アンモニア酸化プロセスのために亜硝酸塩基質を提供する。ＥＧＳＢ反応器の総窒素除去率は８５％以上に維持される。ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化のカップリングシステムの確立に成功した。
【0024】
反応器内の嫌気性アンモニア酸化細菌と脱窒細菌の存在量の変化傾向を図６に示す。図６から、本発明の方法は、嫌気性アンモニア酸化細菌と脱窒細菌を安定した共生で共存させ、ショートカット脱窒細菌と嫌気性アンモニア酸化細菌が反応器内で共存しにくいという技術的ボトルネックを解決できることが明らかである。ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化プロセスのカップリングを実現し、廃水中のアンモニア窒素と硝酸塩の除去を実現し、廃水中の総窒素除去有効性を向上させる。
【0025】
（付記）
（付記１）
嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジを一体式膨張粒状汚泥床反応器に接種し、スラッジ接種量は、４～６ｋｇ ＶＳＳ／Ｌであり、反応器の初期流入液の窒素源は、アンモニア窒素と亜硝酸窒素であり、同時に、有機炭素源を流入液に添加し、このとき、流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比は０．２～０．２５：１であり、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、流入液中の有機炭素源の濃度を徐々に上げ、流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．４～０．６：１までに達成させ、ここで、流入液中の有機炭素源はグルコースまたは酢酸ナトリウムである、工程（１）と、
反応器流入液中のアンモニア窒素と総窒素濃度を維持し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入水中の亜硝酸塩と硝酸塩の比を１：１に調整し、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．８～１：１に調整し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入液中の亜硝酸塩と硝酸塩の比をさらに０：１に調整し、最終的に流入液の窒素源はアンモニア窒素および硝酸窒素であり、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比は１．２～１．４：１であり、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムが始動される、工程（２）とを含むことを特徴とするショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
（付記１）
嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジを一体式膨張粒状汚泥床反応器に接種し、スラッジ接種量は、４～６ｋｇ ＶＳＳ／Ｌであり、反応器の初期流入液の窒素源は、アンモニア窒素と亜硝酸窒素であり、同時に、有機炭素源を流入液に添加し、このとき、流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比は０．２～０．２５：１であり、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、流入液中の有機炭素源の濃度を徐々に上げ、流入液のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．４～０．６：１までに達成させ、ここで、流入液中の有機炭素源はグルコースまたは酢酸ナトリウムである、工程（１）と、
反応器流入液中のアンモニア窒素と総窒素濃度を維持し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入水中の亜硝酸塩と硝酸塩の比を１：１に調整し、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比を０．８～１：１に調整し、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上に安定したら、流入液中の亜硝酸塩と硝酸塩の比をさらに０：１に調整し、最終的に流入液の窒素源はアンモニア窒素および硝酸窒素であり、これに応じて、流入液中のＣＯＤと総窒素の濃度比は１．２～１．４：１であり、反応器内の総窒素の除去率が８５％以上で安定したら、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムが始動される、工程（２）とを含むことを特徴とするショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
【0026】
（付記２）
工程（１）では、反応器の初期流入液において、アンモニア窒素と亜硝酸窒素の濃度比は１：１．１であり、初期流入液のｐＨは７．０～７．５である、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
工程（１）では、反応器の初期流入液において、アンモニア窒素と亜硝酸窒素の濃度比は１：１．１であり、初期流入液のｐＨは７．０～７．５である、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
【0027】
（付記３）
工程（１）では、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジは従来の嫌気性アンモニア酸化反応器から採取され、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジの平均粒子サイズは０．５～１．５ｍｍである、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
工程（１）では、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジは従来の嫌気性アンモニア酸化反応器から採取され、嫌気性アンモニア酸化粒状スラッジの平均粒子サイズは０．５～１．５ｍｍである、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
【0028】
（付記４）
嫌気性アンモニア酸化接種スラッジでは、優勢な嫌気性アンモニア酸化細菌は、カンディダトゥス・ブロカディア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｂｒｏｃａｄｉａ）とカンディダトゥス・ジェテニア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｊｅｔｔｅｎｉａ）であり、優勢な嫌気性アンモニア酸化細菌の存在量の合計は１０％を超えている、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
嫌気性アンモニア酸化接種スラッジでは、優勢な嫌気性アンモニア酸化細菌は、カンディダトゥス・ブロカディア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｂｒｏｃａｄｉａ）とカンディダトゥス・ジェテニア（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｊｅｔｔｅｎｉａ）であり、優勢な嫌気性アンモニア酸化細菌の存在量の合計は１０％を超えている、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
【0029】
（付記５）
工程（１）では、一体式膨張粒状汚泥床反応器は、高さ対直径比が１０：１、反応器還流比が４、反応器の水圧保持時間が４～６時間の上昇流反応器であり、動作温度が３０～３３℃であり、反応器内の溶存酸素濃度は０．２～０．６ｍｇ／Ｌである、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
工程（１）では、一体式膨張粒状汚泥床反応器は、高さ対直径比が１０：１、反応器還流比が４、反応器の水圧保持時間が４～６時間の上昇流反応器であり、動作温度が３０～３３℃であり、反応器内の溶存酸素濃度は０．２～０．６ｍｇ／Ｌである、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
【0030】
（付記６）
反応プロセス全体を通して、反応器流入液中の総窒素濃度は２００ｍｇ／Ｌ以下で、反応器流入液には、４～６ｍｇ／Ｌ ＮａＨ２ＰＯ４、４０～５０ｍｇ／Ｌ ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、２００～３００ｍｇ／Ｌ ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、０．８～１．２ｇ／Ｌ ＫＨＣＯ３および２０～４０ｍｇ／Ｌ ＦｅＳＯ４が含まれる、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
反応プロセス全体を通して、反応器流入液中の総窒素濃度は２００ｍｇ／Ｌ以下で、反応器流入液には、４～６ｍｇ／Ｌ ＮａＨ２ＰＯ４、４０～５０ｍｇ／Ｌ ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、２００～３００ｍｇ／Ｌ ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、０．８～１．２ｇ／Ｌ ＫＨＣＯ３および２０～４０ｍｇ／Ｌ ＦｅＳＯ４が含まれる、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
【0031】
（付記７）
工程（２）では、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムが始動された後、流入液中の有機炭素源と流入液中硝酸窒素の濃度比は２．５～２．６：１である、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
工程（２）では、ショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムが始動された後、流入液中の有機炭素源と流入液中硝酸窒素の濃度比は２．５～２．６：１である、ことを特徴とする付記１に記載のショートカット脱窒と嫌気性アンモニア酸化カップリング脱窒一体式システムの始動方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
