特許 7581676 生物処理システムの運転方法

(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】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】生物処理システムの運転方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/34 20230101AFI20241106BHJP

   C02F 1/42 20230101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

C02F3/34 101C

C02F1/42 B

C02F1/42 D

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020118380

(22)【出願日】2020-07-09

(65)【公開番号】P2022015501

(43)【公開日】2022-01-21

【審査請求日】2023-04-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】壷内 里枝

(72)【発明者】

【氏名】宇和川 智

(72)【発明者】

【氏名】松友 伸司

【審査官】石岡 隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０５９７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３３５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３７８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０１８３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２４７４６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ３／００－３／３４

Ｃ０２Ｆ１／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンモニア態窒素を含む被処理水を、有用生物を用いて生物処理して処理水を生成する生物処理システムの運転方法であって、
前記生物処理システムは、生物処理ユニットと、水源から供給される被処理水を前記生物処理ユニットに通水する給水ポンプと、を備え、
前記給水ポンプの常時駆動を停止した前記生物処理ユニットの運転休止中において、前記有用生物の生育環境を保持するための生育環境保持手段によって、生物環境を制御するステップを含み、
前記生育環境保持手段は、
前記有用生物の栄養源を保持する栄養基質保持手段である陽イオン交換体と、
前記有用生物に対して酸素を供給する酸素供給手段と、を備え、
それにより、前記給水ポンプを常時駆動する前記生物処理ユニットの運転再開後の生物活性を速めることを可能とし、処理性能の低下を抑制する、
運転方法。

【請求項2】

前記陽イオン交換体は、ゼオライトである、請求項１に記載の運転方法。

【請求項3】

前記生物処理システムは、処理水を貯蔵する処理水槽を更に備え、
前記酸素供給手段は、前記給水ポンプの駆動停止により常時駆動をしていない前記生物処理ユニットの運転休止期間中において、前記生物処理ユニットに酸素を含む前記処理水槽に貯蔵された処理水を通水することにより、前記有用生物に対して酸素を供給する、請求項１又は請求項２に記載の運転方法。

【請求項4】

前記酸素供給手段は、加圧空気を前記処理水に混合することにより、前記有用生物に対して酸素を供給する、請求項３に記載の運転方法。

【請求項5】

前記処理水による通水は間欠的に実行される、請求項３又は請求項４に記載の運転方法。

【請求項6】

前記酸素供給手段は、前記給水ポンプの常時駆動を停止した前記生物処理ユニットの運転休止期間中において、前記給水ポンプを間欠的に駆動することで、水源から供給される被処理水を前記生物処理ユニットに間欠的に通水することにより、前記有用生物に対して酸素を供給する、請求項１又は請求項２に記載の運転方法。

【請求項7】

前記酸素供給手段は、加圧空気を前記被処理水に混合することにより、前記有用生物に対して酸素を供給する、請求項６に記載の運転方法。

【請求項8】

前記栄養基質保持手段に対して、供給水及び／又は薬注により栄養基質を供給するステップを更に有する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の運転方法。

【請求項9】

前記生物処理システムは、処理水中の溶存酸素量を測定する溶存酸素量測定手段を更に備え、
前記酸素供給手段は、測定された前記溶存酸素量に基づいて、前記有用生物に対して酸素を供給する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の運転方法。

【請求項10】

前記生物処理システムは、処理水の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定手段を更に備え、
前記酸素供給手段は、測定された前記酸化還元電位に基づいて、前記有用生物に対して酸素を供給する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生物処理システムの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、井戸水や河川の水を浄化する方法として、アンモニア（アンモニア態窒素）を栄養源とする硝化菌等の微生物を用いる生物ろ過法が存在する。より詳細には、生物ろ過法においては、被処理水中のアンモニア（アンモニア態窒素）、亜硝酸（亜硝酸態窒素）、鉄、マンガンを、硝化細菌、鉄酸化細菌、マンガン酸化細菌等の働きにより酸化除去する。このことにより、例えばアンモニアを、不連続点処理する為の塩素を薬注する必要が生じないため、環境に対する負荷を低減することができる。

【0003】

例えば特許文献１には、生物ろ過法を用いた水処理装置として、ポンプによって汲み上げられた原水が、生物担体が充填された酸化槽を経て、生物処理槽に送られて生物処理をされた後、処理槽に貯蔵されると共に、生物処理槽は、密閉容器と、コンプレッサと、陽イオン吸着能を有する担体とを備え、密閉容器内に供給された水が担体を通過する際に、硝化菌が担体に付着、増殖し、アンモニア態窒素（アンモニア性窒素）を処理する技術を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－２００５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に係る技術においては、生物処理槽における生物処理により、アンモニア態窒素を含む原水を酸化処理しているが、生物処理は生物活性に依存することから、休日等の運転休止時に生物が死滅、休眠した場合、運転再開後に、運転休止前と同じような性能で生物処理を行うことは困難であった。

【0006】

本発明は、運転再開後における生物活性の復帰を早くし、処理性能の低下を抑制することが可能な生物処理システムの運転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、アンモニア態窒素を含む被処理水を、有用生物を用いて生物処理して処理水を生成する生物処理システムの運転方法であって、前記生物処理システムの運転休止中において、前記有用生物の生育環境を保持するための生育環境保持手段によって、生物環境を制御するステップを含み、前記生育環境保持手段は、前記有用生物の栄養源を保持する栄養基質保持手段と、前記有用生物に対して酸素を供給する酸素供給手段と、を備える、運転方法に関する。

【0008】

また、上記の運転方法において、前記栄養基質保持手段は、陽イオン交換体であることが好ましい。

【0009】

また、上記の運転方法において、前記陽イオン交換体は、ゼオライトであることが好ましい。

【0010】

また、上記の運転方法において、前記酸素供給手段は、前記生物処理システムに酸素を含む供給水を通水することにより、前記有用生物に対して酸素を供給することが好ましい。

【0011】

また、上記の運転方法において、前記酸素供給手段は、加圧空気を供給水に混合することにより、前記有用生物に対して酸素を供給することが好ましい。

【0012】

また、上記の運転方法において、前記生物処理システムは、処理水を貯蔵する処理水槽を更に備え、前記酸素供給手段は、前記処理水槽に貯蔵された処理水を、前記生物処理システムに対して通水することにより、前記有用生物に対して酸素を供給することが好ましい。

【0013】

また、上記の運転方法において、前記通水は間欠的に実行されることが好ましい。

【0014】

また、上記の運転方法は、前記栄養基質保持手段に対して、供給水及び／又は薬注により栄養基質を供給するステップを更に有することが好ましい。

【0015】

また、上記の運転方法において、前記生物処理システムは、処理水中の溶存酸素量を測定する溶存酸素量測定手段を更に備え、前記酸素供給手段は、測定された前記溶存酸素量に基づいて、前記有用生物に対して酸素を供給することが好ましい。

【0016】

また、上記の運転方法において、前記生物処理システムは、処理水の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定手段を更に備え、前記酸素供給手段は、測定された前記酸化還元電位に基づいて、前記有用生物に対して酸素を供給することが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、運転再開後における生物活性の復帰を早くし、処理性能の低下を抑制することが可能な生物処理システムの運転方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る生物処理システムの全体構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る生物処理システムに備わる制御部の機能ブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係る生物処理システムの全体構成を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係る生物処理システムの全体構成を示す図である。

【図5A】本発明の実施形態に係る生物処理システムに好適なろ材を判定する試験におけるろ材の材料を示す表である。

【図5B】本発明の実施形態に係る生物処理システムに好適なろ材を判定する試験におけるろ材の構成を示す表である。

【図6】本発明の実施形態に係る生物処理システムに好適なろ材を判定する試験における各ろ材構成での休止試験の結果を示すグラフである。

【図7】本発明の実施形態に係る生物処理システムに好適なろ材を判定する試験における各ろ材構成での休止試験の結果を示すグラフである。

【図8】本発明の実施形態に係る生物処理システムに好適なろ材を判定する試験における各ろ材構成での休止試験の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

〔１ 第１実施形態〕
図１及び図２を参照することにより、本発明の第１実施形態に係る生物処理システム１の構成と動作について説明する。図１は、生物処理システム１の全体構成図である。図２は、生物処理システム１が備える制御部５０の機能ブロック図である。

【0020】

〔１．１ 第１実施形態の構成〕
図１に示すように、生物処理システム１は、第１給水ラインＬ１と、空気供給ラインＬ２と、第２給水ラインＬ３と、処理水供給ラインＬ４と、空気排出ラインＬ５と、循環ラインＬ６と、処理水逆流ラインＬ７と、排水ラインＬ８とを備える。また、生物処理システム１は、主として、水源１１と、給水ポンプ１３と、第１逆止弁１５と、第２逆止弁１７と、鉛直配管１９と、ろ過装置２０と、処理水タンク２３と、溶存酸素量センサ２５と、ＯＲＰセンサ２７と、空気抜き弁２９と、循環・逆洗ポンプ３１と、第３逆止弁３３と、第４逆止弁３５と、制御部５０とを備える。

【0021】

第１給水ラインＬ１は、水源１１から供給される給水Ｗ１が流通するラインである。第１給水ラインＬ１の上流側の端部は水源１１に接続される。第１給水ラインＬ１は、上流から下流に向けて、給水ポンプ１３、第１逆止弁１５、接続部Ｊ１、接続部Ｊ２を備える。

【0022】

水源１１は、例えば井戸であり、この場合、井戸に貯留される井水をポンプ（不図示）で汲み上げることにより、水源１１から給水Ｗ１としての井水が第１給水ラインＬ１に供給される。しかし、給水Ｗ１は井水に限定されず、例えば河川水であってもよい。

【0023】

給水Ｗ１として用いられる井水、河川水には、アンモニア（アンモニア態窒素）、亜硝酸（亜硝酸態窒素）、鉄、マンガンが含まれる。また、給水Ｗ１として用いられる井水、河川水に含まれるアンモニア（アンモニア態窒素）、鉄、マンガンは、後述のろ過装置２０で生物処理としての生物ろ過をする際に用いられる有用生物の栄養源となる。

【0024】

給水ポンプ１３は、給水Ｗ１を吸入し、後述の鉛直配管１９に向けて圧送（吐出）する装置である。

【0025】

給水ポンプ１３には、制御部５０から指令信号が入力される。給水ポンプ１３は、入力された指令信号に基づいて、駆動する。

【0026】

第１逆止弁１５は、第１給水ラインＬ１へ空気供給ラインＬ２からの空気の混入や循環ラインＬ６からの水の逆流を防ぐ弁である。

【0027】

接続部Ｊ１において、第１給水ラインＬ１に対し、空気供給ラインＬ２が接続される。空気供給ラインＬ２は、接続点Ｊ１において、給水Ｗ１に対し加圧空気Ａ１を供給するラインである。空気供給ラインＬ２は、第２逆止弁１７を備える。

【0028】

第２逆止弁１７は、空気供給ラインＬ２に水が逆流することを防ぐ弁である。

【0029】

空気供給ラインＬ２により、後述の鉛直配管１９の下方から、給水Ｗ１に対して加圧空気Ａ１が供給されることにより、鉛直配管１９において、給水Ｗ１中と加圧空気Ａ１とが攪拌される度合いが高まり、延いては、給水Ｗ１中の溶存酸素濃度が高まる。

【0030】

なお、加圧状態での空気の注入／混合方法としては、例えばコンプレッサでのインライン注入が挙げられる。この他にも、ブロワ、エゼクタ、マイクロバブルやファインバブル発生装置等を用いてもよい。即ち、エゼクタを用いる場合は空気供給ラインＬ２は大気圧で空気を供給してもよく、また、マイクロバブルやファインバブル発生装置を用いる場合は、これらを含む液体を供給してもよい。このような手段によって、第二給水ラインＬ３が加圧状態でありさえすればよく、その加圧空気の注入／混合方法を限定するものでは無い。

【0031】

接続部Ｊ２において、第１給水ラインＬ１に対し、鉛直配管１９が接続される。
鉛直配管１９は、第１給水ラインＬ１から供給される給水Ｗ１が流通する配管であり、略鉛直に設置される。しかし、これには限定されず、給水Ｗ１が鉛直配管１９の下方から上方に向かって流通する配管であればよい。

【0032】

なお、空気の混合を促進する目的で、鉛直配管１９は所定の長さを有するが、例えば１ｍ以上として、給水Ｗ１と空気との接触時間を１秒以上確保するとより好適である。また、この他の空気の混合方法として、例えばインラインミキサやバッフル板等を用いる方法でもよい。

【0033】

給水Ｗ１と、空気供給ラインＬ２によって供給される加圧空気Ａ１とが、接続点Ｊ１において混合された後、給水Ｗ１と加圧空気Ａ１との混合物が、鉛直配管１９の下方から上方に流通することにより、給水Ｗ１と加圧空気Ａ１とが攪拌され、給水Ｗ１中の溶存酸素濃度が高まる。給水Ｗ１中の溶存酸素は、後述のろ過装置２０で生物処理を行う有用生物の生命維持のために用いられる。とりわけ、ろ過装置２０の運転休止中に、給水Ｗ１によって給水Ｗ１中の溶存酸素がろ過装置２０にもたらされることにより、運転再開後の生物活性の復帰を早めることが可能となる。

【0034】

接続部Ｊ３において、鉛直配管１９に対し第２給水ラインＬ３が接続される。第２給水ラインＬ３は、鉛直配管１９を経由した給水Ｗ１と加圧空気Ａ１との混合物を、ろ過装置２０に対して、当該ろ過装置２０の上方から供給するラインである。

【0035】

ろ過装置２０は、給水Ｗ１をろ過するための装置である。とりわけ本実施形態において、ろ過装置２０は、硝化細菌、鉄酸化細菌、マンガン酸化細菌等の有用生物を用いた生物ろ過により、給水Ｗ１中のアンモニア（アンモニア態窒素）、亜硝酸（亜硝酸態窒素）、鉄、マンガンを酸化除去する。

【0036】

ろ過装置２０は、ろ材２１を格納する。ろ材２１は陽イオン交換体である。ろ材２１として、陽イオン交換体を用いることにより、陽イオン交換体自体に、有用生物を付着させることが可能になると共に、給水Ｗ１中にアンモニア（アンモニア態窒素）、鉄、マンガン等が含まれる場合、これらを陽イオン交換体に吸着させることが可能となる。陽イオン交換体としては、例えばゼオライトを用いることが好適であるが、これには限定されない。
また、ろ材は酸化鉄や酸化マンガン等の濁質を捕捉するため、５ｍｍ以下のろ材径であることが望ましい。

【0037】

ろ材２１が、ろ過装置２０内の有用生物としての微生物の栄養源となる、アンモニア（アンモニア態窒素）、鉄、マンガン等を保持することにより、運転再開後の生物活性の復帰を早めることが可能となり、処理性能の低下を抑制することが可能となる。

【0038】

なお、以降では、ろ過装置２０を「生物処理ユニット」と呼称し、ろ材２１を、「栄養基質保持手段」と呼称することがある。

【0039】

ろ過装置２０における生物ろ過の仕組みは以下の通りである。すなわち、ろ過装置２０に給水Ｗ１をしばらく通水すると、給水Ｗ１中に含まれるアンモニア（アンモニア態窒素）、亜硝酸（亜硝酸態窒素）、鉄、マンガンを栄養源とする微生物である有用生物がろ材２１上に繁殖する。有用生物が繁殖することにより、例えば鉄は、ろ材２１の上層で酸化鉄コロイドとなってろ材２１上に析出する。一方でマンガンは、ろ材２１の上～中間層で酸化マンガンコロイドとなって析出する。アンモニア（アンモニア態窒素）については、ろ材２１の上層から、亜硝酸を経由して硝酸へと酸化され、処理水Ｗ２として、処理水供給ラインＬ４によりろ過装置２０から供給される。

【0040】

処理水供給ラインＬ４は、処理水Ｗ２が流通するラインである。処理水供給ラインＬ４は上流側でろ過装置２０に接続され、下流側で処理水タンク２３に接続される。処理水Ｗ２は、ろ過装置２０から処理水タンク２３に向けて、処理水供給ラインＬ４を流通する。また、処理水供給ラインＬ４は、溶存酸素量センサ２５と、ＯＲＰセンサ２７とを備える。

【0041】

溶存酸素量センサ２５は、処理水供給ラインＬ４を流通する処理水Ｗ２中の溶存酸素量を検出する機器である。溶存酸素量センサ２５は、処理水供給ラインＬ４に接続されている。また、溶存酸素量センサ２５は、制御部５０と電気的に配置されている。溶存酸素量センサ２５で検出された処理水Ｗ２の溶存酸素量の値（以下、「検出溶存酸素量」とも呼称する）は、制御部５０へ検出信号として送信される。本実施形態においては、溶存酸素量センサ２５は、溶存酸素量を検出し、制御部５０へ溶存酸素量の値を送信する。

【0042】

ＯＲＰセンサ２７は、処理水供給ラインＬ４を流通する処理水Ｗ２の酸化還元電位を検出する機器である。ＯＲＰセンサ２７は、処理水供給ラインＬ４に配置されている。また、ＯＲＰセンサ２７は、制御部５０と電気的に接続されている。ＯＲＰセンサ２７で検出された処理水Ｗ２の酸化還元電位値ＯＲＰ（以下、「検出ＯＲＰ値」ともいう）は、制御部５０へ検出信号として送信される。本実施形態において、ＯＲＰセンサ２７は、リアルタイムで酸化還元電位値ＯＲＰを検出し、制御部５０へ酸化還元電位値ＯＲＰを送信する。なお、「酸化還元電位」は、処理水Ｗ２の酸化力（溶存酸素濃度）が高くなる程、正の値で大きい値を示す。

【0043】

処理水タンク２３は、処理水供給ラインＬ４から供給される処理水Ｗ２を貯蔵するタンクである。また、後述のように、ろ過装置２０の運転休止時に、処理水タンク２３から、循環ラインＬ６に対して循環水としての処理水Ｗ３が供給される。更に、後述のように、ろ過装置２０の逆洗時に、処理水タンク２３から、処理水逆流ラインＬ７に対して、逆洗のために用いられる処理水Ｗ４が供給される。循環ラインＬ６及び処理水逆流ラインＬ７の機能については、後述する。

【0044】

ろ過装置２０には、その上方において、空気排出ラインＬ５が接続される。空気排出ラインＬ５は、ろ過装置２０内で余剰となった空気Ａ２を、ろ過装置２０の外部に排出するラインである。空気排出ラインＬ５は、空気抜き弁２９を備える。

【0045】

空気抜き弁２９は、ろ過装置２０内に貯留する給水Ｗ１に対して空気を溶かし込むために、ろ過装置２０内で余剰となった空気Ａ２をろ過装置２０から抜くための弁である。空気抜き弁２９は、開度調整弁であり、その開度を調整することにより、余剰となった空気Ａ２を、所定量の給水Ｗ１と共に排出する。余剰となった空気Ａ２は、給水Ｗ１と共にろ過装置２０から抜かれることにより、ろ過装置２０内に空気溜まりが発生することを防ぐことが可能となる。これにより、ろ過装置２０内は満水となり、給水Ｗ１の水面が揺れることもなくなり、ろ材２１が安定的に格納されることが可能となる。また、ろ材２１に接触する給水Ｗ１が枯れることを抑制できる。

【0046】

処理水タンク２３には、上記のように、循環ラインＬ６が接続される。
循環ラインＬ６は、ろ過装置２０の運転休止時に、ろ過装置２０に対して間欠的に通水する際、処理水タンク２３に貯留された処理水を、第１給水ラインＬ１に循環するためのラインである。処理水タンク２３に貯留された処理水は酸素を含む。循環ラインＬ６は、酸素を含んだ処理水Ｗ３を第１給水ラインＬ１まで循環させ、処理水Ｗ３、又は酸素の追加供給が必要な場合には、処理水Ｗ３と加圧空気Ａ１との混合物を、鉛直配管１９、及び第２給水ラインＬ３を経由して、ろ過装置２０に供給する。これにより、ろ過装置２０内の有用生物に酸素が供給される。なお、以降では、空気供給ラインＬ２と循環ラインＬ６とを、まとめて「酸素供給手段」と呼称することがある。

【0047】

循環ラインＬ６は、上流側で処理水タンク２３に接続され、下流側で接続部Ｊ１に接続される。循環ラインＬ６は、接続部Ｊ１において、第１給水ラインＬ１と、空気供給ラインＬ２とに接続される。また、循環ラインＬ６は、循環・逆洗ポンプ３１、第３逆止弁３３を備える。

【0048】

循環・逆洗ポンプ３１は、処理水タンクに貯留された処理水を吸入し、接続部Ｊ１において、吸入した処理水を第１給水ラインＬ１に向けて圧送（吐出）する装置である。

【0049】

循環・逆洗ポンプ３１は、制御部５０と電気的に接続されている。循環・逆洗ポンプ３１には、制御部５０から指令信号が入力される。循環・逆洗ポンプ３１は、制御部５０により入力された指令信号に基づいて、駆動する。

【0050】

第３逆止弁３３は、第１給水ラインＬ１や空気供給ラインＬ２からの逆流を防ぐ弁である。

【0051】

また、循環ラインＬ６には、接続部Ｊ３において処理水逆流ラインＬ７が接続される。処理水逆流ラインＬ７は、ろ過装置２０内のろ材２１を逆洗するための処理水Ｗ４を、ろ過装置２０に供給するラインである。上記のように、ろ過装置２０内のろ材２１には、酸化鉄コロイドや酸化マンガンコロイドが析出するが、これらはろ材２１上にとどまるため、ろ材２１を逆洗することにより、定期的に洗い出す必要がある。処理水逆流ラインＬ７は、この逆洗に用いる処理水Ｗ４を、ろ過装置２０に供給するラインである。

【0052】

処理水逆流ラインＬ７は、上流側で循環ラインＬ６に接続され、下流側でろ過装置２０に接続される。また、処理水逆流ラインＬ７には、第４逆止弁３５が設置される。

【0053】

第４逆止弁３５は、ろ過装置２０からの処理水Ｗ４の逆流を防ぐ弁である。

【0054】

処理水逆流ラインＬ７と循環ラインＬ６との接続部Ｊ３には、処理水タンク２３から供給される処理水の流路を切り替える切替弁（図示せず）が配置されている。切替弁により流路を処理水逆流ラインＬ７側に切り替えることで、循環・逆洗ポンプ３１は、処理水タンク２３に貯留された処理水を吸入し、ろ過装置２０に向けて、吸入した処理水Ｗ４を圧送（吐出）する。

【0055】

逆洗は、タイマーを用いて計測する時間が所定の周期に達した場合、もしくはろ過装置２０前後での流出水と流入水とのの圧力差が規定値となった場合に実施する。タイマーを用いる場合には、５～１６８時間毎に逆洗を実施することが望ましい。圧力差に基づいて逆洗を実施する場合には、差圧が３００ｋＰａ以下の場合に逆洗を実施することが望ましい。
逆洗の際の流速は、ろ過に用いる生物が洗浄により流出しないよう、逆洗時のろ層の膨張率が１．４倍以下となる流速に設定することが望ましい。また、その際の線速度は４０ｍ／ｈ以下が望ましい。

【0056】

また、ろ過装置２０には、その上方において、排水ラインＬ８が接続される。排水ラインＬ８は、処理水逆流ラインＬ７によって供給される処理水Ｗ４により、ろ過装置２０内のろ材２１が逆洗される際、ろ材２１を逆洗した後の排水Ｗ５を、ろ過装置２０の上方から排出するラインである。

【0057】

制御部５０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（図示せず）により構成される。制御部５０において、マイクロプロセッサのＣＰＵは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って、生物処理システム１に係る各種の制御を実行する。以下、制御部５０の機能の一部について説明する。

【0058】

図２は、制御部５０の機能ブロックである。制御部５０は、運転モード切替部５０１と、酸素供給制御部５０２とを備える。

【0059】

運転モード切替部５０１は、生物処理システム１の運転モードを切り替える。具体的には、運転モード切替部５０１は、生物処理システム１の運転モードを、通常運転モードと、運転休止モードと、逆洗モードとの間で切り替える。

【0060】

より詳細には、運転モード切替部５０１は、生物処理システム１の運転モードを、通常運転モードとする際、給水ポンプ１３を駆動し、空気供給ラインＬ２から加圧空気を供給させると共に、循環・逆洗ポンプ３１の駆動を停止させる。これにより、給水Ｗ１と加圧空気Ａ１との混合物がろ過装置２０に供給されることで、ろ過装置２０内の有用生物の活性が維持される。一方で、処理水タンク２３からは、処理水Ｗ３が第１給水ラインＬ１に供給されることも、処理水Ｗ４がろ過装置２０に供給されることもない。

【0061】

また、運転モード切替部５０１は、生物処理システム１の運転モードを、運転休止モードとする際、給水ポンプ１３の駆動を停止し、空気供給ラインＬ２から酸素の追加供給が必要な場合には加圧空気を供給させた上で、循環・逆洗ポンプ３１を間欠的に駆動する。これにより、処理水タンク２３に貯留される、酸素を含んだ処理水Ｗ３、又は、必要に応じて、処理水Ｗ３と酸素を供給させる加圧空気Ａ１との混合物が、間欠的にろ過装置２０に対して通水される。これにより、ろ過装置２０内の有用生物の活性が維持される。

【0062】

また、運転モード切替部５０１は、生物処理システム１の運転モードを、逆洗モードとする際、給水ポンプ１３の駆動を停止し、空気供給ラインＬ２から加圧空気を供給させず、循環・逆洗ポンプ３１の駆動を駆動する。これにより、処理水タンク２３に貯留される処理水Ｗ４が、ろ過装置２０に格納されるろ材２１の逆洗に用いられる。

【0063】

酸素供給制御部５０２は、生物処理システム１の運転モードが運転休止モードにある間、溶存酸素量センサ２５によって検出される検出溶存酸素量、及び／又は、ＯＲＰセンサ２７によって検出される検出ＯＲＰ値に基づいて、酸素供給手段による酸素の供給を制御する。

【0064】

より詳細には、検出溶存酸素量が第１の閾値を下回った場合には、空気供給ラインＬ２によって供給される加圧空気Ａ１の量を増加させると共に、処理水タンク２３から循環される処理水Ｗ３の量を増加させる。検出溶存酸素量が、第１の閾値よりも高い第２の閾値を上回った場合には、空気供給ラインＬ２によって供給される加圧空気Ａ１、及び処理水タンク２３から循環される処理水Ｗ３の供給を停止する。なお、加圧空気Ａ１の供給の増加・停止と、処理水Ｗ３の供給の増加・停止については、いずれか一方のみを制御してもよい。

【0065】

また、検出ＯＲＰ値が第３の閾値を下回った場合には、空気供給ラインＬ２によって供給される加圧空気Ａ１の量を増加させると共に、処理水タンク２３から循環される処理水Ｗ３の量を増加させる。検出ＯＲＰ値が、第３の閾値よりも高い第４の閾値を上回った場合には、空気供給ラインＬ２によって供給される加圧空気Ａ１、及び処理水タンク２３から循環される処理水Ｗ３の供給を停止する。なお、加圧空気Ａ１の供給の増加・停止と、処理水Ｗ３の量の供給の増加・停止については、いずれか一方のみを制御してもよい。

【0066】

〔１．２ 第１実施形態の動作〕
〔１．２．１ 通常運転モード〕
上記のように、通常運転モードにおいて、運転モード切替部５０１の制御により、給水ポンプ１３は駆動され、空気供給ラインＬ２から加圧空気が供給されると共に、循環・逆洗ポンプ３１の駆動は停止する。

【0067】

これにより、給水Ｗ１と加圧空気Ａ１との混合物が、鉛直配管１９と第２供給ラインＬ３を経由して、ろ過装置２０に供給される。ろ過装置２０に供給された給水Ｗ１中の、アンモニア（アンモニア態窒素）、亜硝酸（亜硝酸態窒素）、鉄、マンガンは、ろ過装置２０内の有用生物としての微生物により生物処理され、その結果、アンモニア（アンモニア態窒素）と亜硝酸（亜硝酸態窒素）は硝酸へと酸化される。一方で、鉄は酸化鉄コロイドとなり、マンガンは酸化マンガンコロイドとなって、ろ材２１に捕捉される。その後、硝酸を含む処理水Ｗ２は、処理水供給ラインＬ４を経由して、処理水タンク２３に貯留される。

【0068】

〔１．２．２ 運転休止モード〕
上記のように、運転休止モードにおいて、運転モード切替部５０１の制御により、給水ポンプ１３の駆動は停止し、空気供給ラインＬ２から加圧空気が供給され、循環・逆洗ポンプ３１は間欠的に駆動する。

【0069】

これにより、処理水Ｗ３と加圧空気Ａ１との混合物が、鉛直配管１９と第２供給ラインＬ３を経由して、ろ過装置２０に供給される。すなわち、ろ過装置２０において、処理水Ｗ３に含まれる酸素と加圧空気Ａ１に含まれる酸素とが、ろ過装置２０内の有用生物としての微生物に供給されることにより、運転再開後の生物活性の復帰を早めることが可能となり、処理性能の低下が抑制される。

【0070】

〔１．２．３ 逆洗モード〕
上記のように、逆洗モードにおいて、運転モード切替部５０１の制御により、給水ポンプ１３の駆動は停止し、空気供給ラインＬ２から加圧空気は供給されず、循環・逆洗ポンプ３１は駆動される。

【0071】

これにより、処理水Ｗ４によって、ろ過装置２０内のろ材２１に析出した酸化鉄コロイドや酸化マンガンコロイドは逆洗され、その排水Ｗ５は、排水ラインＬ８を経由して系外に排出される。

【0072】

〔１．３ 第１実施形態が奏する効果〕
上述した第１実施形態に係る生物処理システム１の運転方法によれば、例えば、以下の効果が奏される。

【0073】

生物処理システム１の運転方法は、アンモニア態窒素を含む被処理水を、有用生物を用いて生物処理して処理水Ｗ２を生成する生物処理システム１の運転方法であって、生物処理システム１の運転休止中において、有用生物の生育環境を保持するための生育環境保持手段によって、生物環境を制御するステップを含み、生育環境保持手段は、有用生物の栄養源を保持する栄養基質保持手段と、有用生物に対して酸素を供給する酸素供給手段と、を備える、運転方法である。

【0074】

生物処理ユニットの運転休止中に、生物処理ユニットで用いられる有用生物に対して、栄養源と酸素を供給することにより、運転再開後の生物活性の復帰を早めることが可能となり、処理性能の低下を抑制することが可能となる。

【0075】

また、栄養基質保持手段は、陽イオン交換体であることが好ましい。

【0076】

栄養基質保持手段として陽イオン交換体を用いることにより、栄養基質保持手段自体に、有用生物（微生物）を付着させることが可能となると共に、被処理水中にアンモニア、鉄・マンガンが含まれる場合、これらアンモニア、鉄・マンガンを、栄養基質保持手段に吸着させることが可能となる。

【0077】

また、陽イオン交換体は、ゼオライトであることが好ましい。

【0078】

ゼオライトの表面にはアンモニアが吸着するため、微生物がアンモニアを栄養源として延命することが可能となる。そのため、ろ材としてゼオライトを使用することにより、生物処理ユニットの休止中に、微生物がアンモニアを栄養源として使用し、高い生物活性を保つことができることで、運転再開時の処理能力回復が早くなる。更に、ろ材にゼオライトが含まれることで、ろ材を、例えば、単なる砂、アンスラサイト、特殊セラミックスとした場合に比較して、通常運転を再開した際のアンモニア、亜硝酸イオン等の漏洩がより抑えられる。

【0079】

また、生物処理システム１は、処理水を貯蔵する処理水タンク２３を更に備え、酸素供給手段は、処理水タンク２３に貯蔵された処理水Ｗ２を、生物処理システム１に対して通水することにより、有用生物に対して酸素を供給することが好ましい。

【0080】

処理水タンク２３内において処理水は空気と接しているため、処理水Ｗ３には酸素が溶け込んでいる。このため、処理水Ｗ３を生物処理ユニット内で循環させる場合、原水・排水を節水することが可能となる。

【0081】

また、通水は間欠的に実行されることが好ましい。

【0082】

間欠通水により、生物処理ユニットの通常運転休止時にも、良好なろ材の状態を保つことができ、通常運転を再開した際のアンモニア、亜硝酸イオン等の漏洩が抑えられる。

【0083】

また、生物処理システム１は、処理水Ｗ２中の溶存酸素量を測定する溶存酸素量センサ２５を更に備え、酸素供給手段は、測定された溶存酸素量に基づいて、有用生物に対して酸素を供給することが好ましい。

【0084】

処理水中の溶存酸素量が低い場合に、生物処理ユニットへの供給水（被処理水）に含まれる酸素量が不足していると判断し、生物処理ユニットに対して、より多くの酸素を供給することにより、生物処理における、例えばアンモニア除去性能の低下を抑制することが可能となる。

【0085】

また、生物処理システム１は、処理水Ｗ２の酸化還元電位を測定するＯＲＰセンサ２７を更に備え、酸素供給手段は、測定された酸化還元電位に基づいて、有用生物に対して酸素を供給することが好ましい。

【0086】

処理水Ｗ２中の酸化還元電位が低い場合に、生物処理ユニット２０への供給水（被処理水）に含まれる酸素量が不足していると判断し、生物処理ユニット２０に対して、より多くの酸素を供給することにより、生物処理における、例えばアンモニア除去性能の低下を抑制することが可能となる。

【0087】

〔２ 第２実施形態〕
図３を参照することにより、本発明の第２実施形態に係る生物処理システムの構成と動作について説明する。なお、説明の便宜上、以下では第２実施形態に係る生物処理システム１Ａが、第１実施形態に係る生物処理システム１と相違する点について述べ、その他の説明は省略する。

【0088】

〔２．１ 第２実施形態の構成〕
第１実施形態に係る生物処理システム１では、循環ラインＬ６は、上流側の端部を処理水タンク２３とし、下流側の端部を接続部Ｊ１としていた。一方で、図３に示すように、第２実施形態に係る生物処理システム１Ａでは、循環ラインＬ６は、上流側の端部を処理水タンク２３とすることでは生物処理システム１と同一であるものの、下流側の端部を接続部Ｊ２とする。

【0089】

また、第１実施形態に係る生物処理システム１では、運転モードが運転休止モードにある際、運転モード切替部５０１は、給水ポンプ１３の駆動を停止し、空気供給ラインＬ２から加圧空気を供給させ、循環・逆洗ポンプ３１を間欠的に駆動していた。一方で、第２実施形態に係る生物処理システム１Ａでは、運転モードが運転休止モードにある際、運転モード切替部５０１Ａは、給水ポンプ１３の駆動を停止し、循環・逆洗ポンプ３１を間欠的に駆動する点では、生物処理システム１と同一であるものの、空気供給ラインＬ２から加圧空気は供給させない。

【0090】

すなわち、第２実施形態に係る生物処理システム１Ａにおいては、運転休止中に、加圧空気Ａ１に含まれる酸素は用いず、処理水Ｗ３に含まれる酸素のみを、ろ過装置２０内の有用生物としての微生物に供給する。

【0091】

〔２．２ 第２実施形態の動作〕
通常運転モード、及び逆洗モードにおける生物処理システム１Ａの動作は、第１実施形態に係る生物処理システム１の動作と同一であるため、その説明を省略する。

【0092】

〔２．２．１ 運転休止モード〕
上記のように、運転休止モードにおいて、運転モード切替部５０１の制御により、給水ポンプ１３の駆動は停止し、空気供給ラインＬ２から加圧空気は供給されず、循環・逆洗ポンプ３１は間欠的に駆動する。

【0093】

これにより、処理水Ｗ３が、鉛直配管１９と第２供給ラインＬ３を経由して、ろ過装置２０に供給される。すなわち、ろ過装置２０において、処理水Ｗ３に含まれる酸素が、ろ過装置２０内の有用生物としての微生物に供給されることにより、運転再開後の生物活性の復帰を早めることが可能となり、処理性能の低下が抑制される。

【0094】

〔２．３ 第２実施形態が奏する効果〕
上述した第２実施形態に係る生物処理システム１Ａの運転方法によれば、例えば、以下の効果が奏される。

【0095】

生物処理システム１Ａは、処理水Ｗ２を貯蔵する処理水タンク２３を更に備え、酸素供給手段は、処理水タンク２３に貯蔵された処理水Ｗ３を、生物処理システム１に対して通水することにより、有用生物に対して酸素を供給する。

【0096】

処理水タンク２３内において処理水Ｗ２は空気と接しているため、処理水Ｗ２には酸素が溶け込んでいる。このため、処理水Ｗ２を生物処理ユニット２０内で循環させる場合、原水・排水を節水し、空気供給を節約することが可能となる。

【0097】

〔３ 第３実施形態〕
図４を参照することにより、本発明の第３実施形態に係る生物処理システムの構成と動作について説明する。なお、説明の便宜上、以下では第３実施形態に係る生物処理システム１Ｂが、第１実施形態に係る生物処理システム１と相違する点について述べ、その他の説明は省略する。

【0098】

〔３．１ 第３実施形態の構成〕
第１実施形態に係る生物処理システム１では、上流側の端部を処理水タンク２３とし、下流側の端部を接続部Ｊ１とする循環ラインＬ６が存在していた。一方で、図４に示すように、第３実施形態に係る生物処理システム１Ｂでは、循環ラインＬ６は存在しない。

【0099】

また、第１実施形態に係る生物処理システム１では、運転モードが運転休止モードにある際、運転モード切替部５０１は、給水ポンプ１３の駆動を停止し、空気供給ラインＬ２から加圧空気を供給させ、循環・逆洗ポンプ３１を間欠的に駆動させていた。一方で、第３実施形態に係る生物処理システム１Ｂでは、運転モードが運転休止モードにある際、運転モード切替部５０１Ｂは、給水ポンプ１３を間欠的に駆動し、空気供給ラインＬ２から加圧空気を供給させ、循環・逆洗ポンプ３１の駆動を停止させる。

【0100】

すなわち、第３実施形態に係る生物処理システム１Ｂにおいては、運転休止中に、給水Ｗ１に含まれる酸素及び栄養基質と加圧空気Ａ１に含まれる酸素とを、ろ過装置２０内の有用生物としての微生物に供給する。

【0101】

〔３．２ 第３実施形態の動作〕
通常運転モード、及び逆洗モードにおける生物処理システム１Ｂの動作は、第１実施形態に係る生物処理システム１の動作と同一であるため、その説明を省略する。

【0102】

〔３．２．１ 運転休止モード〕
上記のように、運転休止モードにおいて、運転モード切替部５０１の制御により、給水ポンプ１３は間欠的に駆動し、空気供給ラインＬ２から加圧空気が供給され、循環・逆洗ポンプ３１の駆動は停止する。

【0103】

これにより、給水Ｗ１と加圧空気Ａ１との混合物が、鉛直配管１９と第２供給ラインＬ３を経由して、ろ過装置２０に供給される。すなわち、ろ過装置において、給水Ｗ１に含まれる酸素及び栄養基質と、加圧空気Ａ１に含まれる酸素とが、ろ過装置２０内の有用生物としての微生物に供給されることにより、運転再開後の生物活性の復帰を早めることが可能となり、処理性能の低下が抑制される。

【0104】

〔３．３ 第３実施形態が奏する効果〕
上述した第３実施形態に係る生物処理システム１Ｂの運転方法によれば、例えば、以下の効果が奏される。

【0105】

酸素供給手段は、加圧空気を注入した給水Ｗ１を通水することにより、有用生物に対して酸素を供給する。

【0106】

加圧状態で空気を注入することにより、給水Ｗ１中の溶存酸素濃度を高めることで、給水Ｗ１に含まれる、アンモニア、鉄、及びマンガン等の酸化反応度を高めることが可能となる。また、通常運転時に、給水Ｗ１に加圧空気を供給しておくことで、運転休止時に、ろ過装置２０内に余剰の溶存酸素が残る。この余剰の溶存酸素を使用することで、生物活性を保つ可能性につながる。更に、給水Ｗ１中の酸素濃度が高いことで間欠通水の頻度を減らせる可能性につながる。

【0107】

また、上記の運転方法は、栄養基質保持手段に対して、給水Ｗ１により栄養基質を供給するステップを更に有する。

【0108】

栄養基質保持手段において栄養基質が枯渇しそうな場合に、原水自体により、栄養基質保持手段に対して栄養基質を供給することにより、栄養基質保持手段に保持される栄養基質の消費量（減少量）が抑制される。

【0109】

〔４ 第４実施形態〕
本発明の第４実施形態に係る生物処理システムの構成と動作について説明する。なお、説明の便宜上、以下では第４実施形態に係る生物処理システム１Ｃが、第３実施形態に係る生物処理システム１Ｂと相違する点について述べ、その他の説明は省略する。

【0110】

〔４．１ 第４実施形態の構成〕
第４実施形態に係る生物処理システム１Ｃの全体構成は、図４に示す第３実施形態に係る生物処理システム１Ｂの全体構成と同一であるため、その図示を省略する。

【0111】

第３実施形態に係る生物処理システム１Ｂでは、運転モードが運転休止モードにある際、運転モード切替部５０１Ｂは、給水ポンプ１３を駆動し、空気供給ラインＬ２から加圧空気を供給させ、循環・逆洗ポンプ３１の駆動を停止させていた。一方で、第４実施形態に係る生物処理システム１Ｃでは、運転モードが運転休止モードにある際、運転モード切替部５０１Ｃは、給水ポンプ１３を間欠的に駆動し、循環・逆洗ポンプ３１の駆動を停止する点では、生物処理システム１Ｂと同一であるものの、空気供給ラインＬ２から加圧空気は供給させない。

【0112】

すなわち、第４実施形態に係る生物処理システム１Ｃにおいては、運転休止中に、加圧空気Ａ１に含まれる酸素は用いず、給水Ｗ１に含まれる酸素のみを、ろ過装置２０内の有用生物としての微生物に供給する。なお、給水Ｗ１自体に酸素を含める手段には、タンク曝気、エゼクタ、落水などによる空気混合が含まれる。

【0113】

〔４．２ 第４実施形態の動作〕
通常運転モード、及び逆洗モードにおける生物処理システム１Ｃの動作は、第３実施形態に係る生物処理システム１Ｂの動作と同一であるため、その説明を省略する。

【0114】

〔４．２．１ 運転休止モード〕
上記のように、運転休止モードにおいて、運転モード切替部５０１の制御により、給水ポンプ１３は間欠的に駆動し、空気供給ラインＬ２から加圧空気は供給されず、循環・逆洗ポンプ３１の駆動は停止する。

【0115】

これにより、給水Ｗ１が、鉛直配管１９と第２供給ラインＬ３を経由して、ろ過装置２０に供給される。すなわち、ろ過装置において、給水Ｗ１に含まれる酸素及び栄養基質が、ろ過装置２０内の有用生物としての微生物に供給されることにより、運転再開後の生物活性の復帰を早めることが可能となり、処理性能の低下が抑制される。

【0116】

〔４．３ 第４実施形態が奏する効果〕
上述した第４実施形態に係る生物処理システム１Ｃの運転方法によれば、例えば、以下の効果が奏される。

【0117】

酸素供給手段は、生物処理システム１Ｃに酸素を含む給水Ｗ１を通水することにより、有用生物に対して酸素を供給する。

【0118】

有用生物に対して供給すべき酸素として、給水Ｗ１自体に含まれる酸素を用いることにより、特段の装置を用いることなく、有用生物に対して酸素を供給することが可能となる。

【0119】

〔５ 実験データ〕
以下の試験方法により、ろ材２１として好適な材質について検討した。

【0120】

図５Ａは、本試験において用いたろ材２１の材料を示す。ろ材２１の材料としては、砂、ゼオライト、アンスラサイト、特殊セラミックスの４種類の材料を用いた。なお、図５Ａに示すように、砂は、直径が０．５ｍｍであり、一般的なろ過材として用いられることが多い。硬質ゼオライトは、直径が０．６ｍｍであり、アンモニア吸着能を有する。アンスラサイトは、直径が０．７ｍｍであり、一般的なろ過材として用いられることが多い。特殊セラミックスは、直径が０．５ｍｍであり、マンガン吸着能を有する。

【0121】

図５Ｂは、各試験体のカラムの構成を示す。図５Ｂに示すように、各試験体は、ろ材２１の上層３０ｃｍと下層７０ｃｍとで、同一の材料を用いる場合と、各々が異なる二種類の材料を用いる場合とがある。「カラム１」は、上層下層共にろ材として砂を用いる構成を有する。「カラム２」は、上層としてゼオライトを、下層として砂を用いる構成を有する。「カラム３」は、上層下層共にゼオライトを用いる構成を有する。「カラム４」は、上層にアンスラサイト、下層に特殊セラミックスを用いる構成を有する。

【0122】

図６は、第１の休止試験の結果を示すグラフである。より詳細には、生物処理システム１の運転を、外気温１３．８℃～２６．７℃、平均気温１９．１℃で１１．７日間停止し、その間、８時間に１回、１０分間、処理水Ｗ３を曝気なしでろ過装置２０に間欠的に通水した後の、通常運転時における通水再開後の経過時間と、処理水Ｗ２中の窒素量との関係を示すグラフである。

【0123】

図６の４つのグラフから分かるように、ろ材２１がゼオライトのみの「カラム３」を有する生物処理システム１においては、処理水Ｗ２中に、アンモニア（アンモニア態窒素）や、亜硝酸（亜硝酸態窒素）は漏洩していない。また、ろ材２１が砂とゼオライトの「カラム２」を有する生物処理システム１においては、「カラム３」を有する生物処理システム１ほどではないものの、「カラム１」を有する生物処理システム１と「カラム４」を有する生物処理システム１に比較して、アンモニア（アンモニア態窒素）や、亜硝酸（亜硝酸態窒素）の漏洩量は少ない。このことから、ろ材２１として、ゼオライトを用いることが有効であると言える。

【0124】

図７は、第２の休止試験の結果を示すグラフである。より詳細には、生物処理システム１の運転を、外気温１８．０℃～２８．８℃、平均気温２３．７℃で５．７日間停止し、その間、８時間に１回、１０分間、処理水Ｗ３を曝気なしでろ過装置２０に間欠的に通水した後の、通常運転時における通水再開後の経過時間と、処理水Ｗ２中の窒素量との関係を示すグラフである。

【0125】

図７の４つのグラフにおいて、ろ材２１が砂のみの「カラム１」を有する生物処理システム１においては、処理水Ｗ２中に亜硝酸（亜硝酸態窒素）がやや漏洩している。また、ろ材２１がアンスラサイトと特殊セラミックの「カラム４」を有する生物処理システム１においては、アンモニア（アンモニア態窒素）と亜硝酸（亜硝酸態窒素）がやや漏洩している。一方で、ろ材２１が砂とゼオライトの「カラム２」を有する生物処理システム１や、ろ材２１がゼオライトのみの「カラム３」を有する生物処理システム１においては、アンモニア（アンモニア態窒素）と亜硝酸（亜硝酸態窒素）の漏洩はほぼ見られなかった。このことから、ろ材２１として、ゼオライトを用いることが有効であると言える。

【0126】

図８は、第３の休止試験の結果を示すグラフである。より詳細には、生物処理システム１の運転を、外気温２２．１℃～３１．４℃、平均気温２５．８℃で４．７日間停止した。その間、「カラム１」、「カラム３」、「カラム４」を有する生物処理システム１については、運転を完全に停止した。一方で、「カラム２」を有する生物処理システム１については、８時間に１回、１０分間、処理水Ｗ３を曝気ありでろ過装置２０に間欠的に通水した。図８の４つのグラフは、これらの運転停止後の、通常運転時における通水を再開した後の経過時間と、処理水Ｗ２中の窒素量との関係を示すグラフである。

【0127】

図８の４つのグラフにおいて、ろ材２１が砂のみの「カラム１」を有する生物処理システム１においては、第２の休止試験の結果に比較して、アンモニア（アンモニア態窒素）や亜硝酸（亜硝酸態窒素）の漏洩量が大幅に増加した。ろ材２１が砂とゼオライトの「カラム２」を有する生物処理システム１においては、アンモニア（アンモニア態窒素）がやや漏洩した。ろ材がゼオライトのみの「カラム３」を有する生物処理システム１においては、アンモニア（アンモニア態窒素）や亜硝酸（亜硝酸態窒素）がやや漏洩した。ろ材がアンスラサイトと特殊セラミックの「カラム４」を有する生物処理システム１においては、第２の休止試験の結果に比較して、亜硝酸（亜硝酸態窒素）の漏洩量が大幅に増加した。
このことから、ろ材２１としてゼオライトを用いることが有効であると共に、運転休止時における間欠通水が有効であると言える。

【0128】

〔６ 変形例〕
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

【0129】

例えば、上記の実施形態においては、給水Ｗ１に含まれる栄養基質が、ろ過装置２０内の栄養基質保持手段に供給されるとしたが、これには限定されない。例えば、生物処理システム１～１Ｃ内のいずれかのラインに、栄養基質を薬注する栄養基質薬注装置を設置することにより、栄養基質保持手段に栄養基質を供給してもよい。あるいは、ろ過装置２０内の栄養気質保持手段に栄養基質を供給することに特化した供給水ラインを、別途設けてもよい。

【0130】

また、上記の実施形態において、酸素供給制御部５０２は、生物処理システム１の運転モードが運転休止モードにある間、溶存酸素量センサ２５によって検出される検出溶存酸素量、及び／又は、ＯＲＰセンサ２７によって検出される検出ＯＲＰ値に基づいて、酸素供給手段による酸素の供給を制御するとしたが、これには限定されない。例えば、酸素供給制御部５０２は、酸素供給手段を、タイマーを用いて制御することにより、一定間隔で酸素を供給してもよい。この場合、具体的には、１～４８時間ごとに、１～６０分間、処理水タンク２３から循環される処理水Ｗ３を、ろ過装置２０に通水してもよい。

【符号の説明】

【0131】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 生物処理システム
１１ 水源
１３ 給水ポンプ
２０ ろ過装置（生物処理ユニット）
２１ ろ材（栄養基質保持手段）
２３ 処理水タンク
２５ 溶存酸素量センサ
２７ ＯＲＰセンサ
２９ 空気抜き弁
３１ 循環・逆洗ポンプ
５０ 制御部
５０１ 運転モード切替部
５０２ 酸素供給制御部
Ｌ１ 第１給水ライン
Ｌ２ 空気供給ライン
Ｌ３ 第２給水ライン
Ｌ４ 処理水供給ライン
Ｌ５ 空気排出ライン
Ｌ６ 循環ライン
Ｌ７ 処理水逆流ライン
Ｌ８ 排水ライン
Ｗ１ 給水
Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４ 処理水
Ｗ５ 排水
Ａ１ 加圧空気
Ａ２ 余剰空気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】