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(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】2024-12-03
(45)【発行日】2024-12-11
(54)【発明の名称】水処理装置及び水処理方法
(51)【国際特許分類】
C02F 3/34 20230101AFI20241204BHJP
C02F 3/06 20230101ALI20241204BHJP
C02F 3/08 20230101ALI20241204BHJP
B01D 61/00 20060101ALI20241204BHJP
C02F 1/20 20230101ALI20241204BHJP
【ＦＩ】
C02F3/34 101B
C02F3/06
C02F3/08
B01D61/00
C02F1/20 A
C02F3/34 101A
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2021035014
(22)【出願日】2021-03-05
(65)【公開番号】P2022007997
(43)【公開日】2022-01-13
【審査請求日】2023-11-28
(31)【優先権主張番号】P 2020040014
(32)【優先日】2020-03-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020200276
(32)【優先日】2020-12-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】山東 丈夫
(72)【発明者】
【氏名】中原 禎仁
(72)【発明者】
【氏名】小寺 博也
(72)【発明者】
【氏名】近藤 和史
【審査官】相田 元
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－２３１６０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０２８８１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１２８９２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０４７６９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０２Ｆ ３／０２－ ３／１０
Ｂ０１Ｄ ５３／２２
Ｂ０１Ｄ ６１／００－７１／８２
Ｃ０２Ｆ １／４４
Ｃ０２Ｆ １／２０－ １／２６
Ｃ０２Ｆ １／３０－ １／３８
Ｃ０２Ｆ １／５８－ １／６４
Ｃ０２Ｆ ３／２８－ ３／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アンモニア態窒素及びメタンを含み、メタン濃度が１２ｍｇ／Ｌ以上である被処理水を処理する装置であって、前記被処理水中のメタン濃度を１１ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減手段と、
前記第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理手段とを備え、
前記低減手段は、前記被処理水を脱気処理して前記第１の処理水を得るための脱気槽を備え、
前記生物処理手段は、前記脱気槽から引き抜かれた前記第１の処理水を生物硝化処理するための硝化槽を備える、水処理装置。
【請求項2】
前記被処理水が地下水である、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項3】
前記低減手段は、スプレー機構、エアレーション機構、曝気塔機構及び脱気膜からなる群より選ばれる１つ以上を備える、請求項１又は２に記載の水処理装置。
【請求項4】
前記低減手段は前記スプレー機構を備え、
前記スプレー機構は、前記被処理水を前記脱気槽に噴出する手段である、請求項３に記載の水処理装置。
【請求項5】
前記水処理装置は、前記被処理水を前記低減手段に供給する原水供給流路をさらに備え、
前記スプレー機構は、管状のスプレーノズルからなり、前記原水供給流路の他端に接続され、
前記スプレーノズルには、前記被処理水を噴出するノズル口が前記スプレーノズルの長手方向に沿って下向きに形成されている、請求項４に記載の水処理装置。
【請求項6】
前記脱気槽の開口部から前記ノズル口までの距離が、前記脱気槽の深さの２０％以下となる位置に前記スプレー機構が設置されている、請求項５に記載の水処理装置。
【請求項7】
前記生物処理手段が流動床式又は固定床式である、請求項１～６のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項8】
アンモニア態窒素及びメタンを含み、メタン濃度が１２ｍｇ／Ｌ以上である被処理水を処理する方法であって、前記被処理水を脱気槽内で脱気処理し、前記被処理水中のメタン濃度を１１ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減工程と、
前記脱気槽から引き抜かれた前記第１の処理水を硝化槽内で生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理工程とを有する、水処理方法。
【請求項9】
前記被処理水が地下水である、請求項８に記載の水処理方法。
【請求項10】
前記低減工程は、スプレー機構、エアレーション機構、曝気塔機構及び脱気膜からなる群より選ばれる１つ以上を用いて行われる、請求項８又は９に記載の水処理方法。
【請求項11】
前記低減工程では、前記スプレー機構に供給された前記被処理水を前記脱気槽に噴出する、請求項１０に記載の水処理方法。
【請求項12】
前記スプレー機構は、管状のスプレーノズルからなり、
前記スプレーノズルの長手方向に沿って下向きに形成されたノズル口から前記被処理水を前記脱気槽に噴出する、請求項１１に記載の水処理方法。
【請求項13】
前記脱気槽の開口部から前記ノズル口までの距離が、前記脱気槽の深さの２０％以下となる位置に設置された前記スプレー機構を用いて前記被処理水を前記脱気槽に噴出する、請求項１２に記載の水処理方法。
【請求項14】
前記生物処理工程は、流動床法又は固定床法により行われる、請求項８～１３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、水処理装置及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
地下水や表流水等の原水（被処理水）は、アンモニア態窒素を含むことが多い。窒素を含む原水を飲用化する場合、水道法に基づく水質基準に適合させる必要がある。
アンモニア態窒素を含む被処理水を処理する方法として、例えば硝化菌を用いて被処理水のアンモニア（ＮＨ３）を亜硝酸イオン（ＮＯ２ －）を経由して硝酸イオン（ＮＯ３ －）まで酸化する生物硝化処理が知られている（例えば特許文献１）。
アンモニア態窒素を含む被処理水を処理する方法として、例えば硝化菌を用いて被処理水のアンモニア（ＮＨ３）を亜硝酸イオン（ＮＯ２ －）を経由して硝酸イオン（ＮＯ３ －）まで酸化する生物硝化処理が知られている（例えば特許文献１）。
【0003】
しかし、生物硝化処理は被処理水のｐＨ、溶存酸素量（ＤＯ）等の水質や水温、処理装置内の硝化菌の菌体量や硝化菌の必須元素量などの因子に影響を受けやすい。そのため、安定して生物硝化処理を行うためには、充分な制御管理が必要となる。
例えば、処理装置へ流入する被処理水の窒素負荷が変動する場合の硝化性能が検討されている（例えば非特許文献１）。
例えば、処理装置へ流入する被処理水の窒素負荷が変動する場合の硝化性能が検討されている（例えば非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－２０２４７３号公報
【非特許文献】
【0005】
【文献】Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｖｏｌｕｍｅ６４，１，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０１４，ｐ２２６－２３６．
【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、処理装置へ流入する被処理水の窒素負荷を徐々に上げていくと、硝化速度が急速に低下し、目標の硝化速度に達しない場合がある。
本発明は、硝化速度の低下を防止できる水処理装置及び水処理方法を提供することを目的とする。
本発明は、硝化速度の低下を防止できる水処理装置及び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】
本発明者らは鋭意検討した結果、硝化反応の阻害要因が被処理水に含まれるメタンであることを突き止めた。特に深井戸から汲み上げられた地下水の場合、メタンが飽和溶解度の数倍量、地下水に溶解していることがあり、硝化反応が阻害され硝化速度が低下しやすい傾向にある。そこで、被処理水中のメタン濃度を低減した後に生物硝化処理すればよいとの着想に基づき、本発明を完成するに至った。
【0008】
本発明は、下記の態様を有する。
［１］ アンモニア態窒素及びメタンを含む被処理水を処理する装置であって、
前記被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減手段と、
前記第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理手段とを備える、水処理装置。
［２］ 前記被処理水が地下水である、前記［１］の水処理装置。
［３］ 前記低減手段は、スプレー機構、エアレーション機構、曝気塔機構及び脱気膜からなる群より選ばれる１つ以上を備える、前記［１］又は［２］の水処理装置。
［４］ 前記生物処理手段が流動床式又は固定床式である、前記［１］～［３］のいずれか１つの水処理装置。
［５］ アンモニア態窒素及びメタンを含む被処理水を処理する方法であって、
前記被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減工程と、
前記第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理工程とを有する、水処理方法。
［６］ 前記被処理水が地下水である、前記［５］の水処理方法。
［７］ 前記低減工程は、スプレー機構、エアレーション機構、曝気塔機構及び脱気膜からなる群より選ばれる１つ以上を用いて行われる、前記［５］又は［６］の水処理方法。
［８］ 前記生物処理工程は、流動床法又は固定床法により行われる、前記［５］～［７］のいずれか１つの水処理方法。
［１］ アンモニア態窒素及びメタンを含む被処理水を処理する装置であって、
前記被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減手段と、
前記第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理手段とを備える、水処理装置。
［２］ 前記被処理水が地下水である、前記［１］の水処理装置。
［３］ 前記低減手段は、スプレー機構、エアレーション機構、曝気塔機構及び脱気膜からなる群より選ばれる１つ以上を備える、前記［１］又は［２］の水処理装置。
［４］ 前記生物処理手段が流動床式又は固定床式である、前記［１］～［３］のいずれか１つの水処理装置。
［５］ アンモニア態窒素及びメタンを含む被処理水を処理する方法であって、
前記被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減工程と、
前記第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理工程とを有する、水処理方法。
［６］ 前記被処理水が地下水である、前記［５］の水処理方法。
［７］ 前記低減工程は、スプレー機構、エアレーション機構、曝気塔機構及び脱気膜からなる群より選ばれる１つ以上を用いて行われる、前記［５］又は［６］の水処理方法。
［８］ 前記生物処理工程は、流動床法又は固定床法により行われる、前記［５］～［７］のいずれか１つの水処理方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、硝化速度の低下を防止できる水処理装置及び水処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の水処理装置の一例を模式的に示す概略図である。
【図2】低減手段の他の例を示す概略図である。
【図3】低減手段の他の例を示す概略図である。
【図4】本発明の水処理装置の他の例を模式的に示す概略図である。
【図5】実施例１～３及び比較例１、２におけるメタン濃度と最大硝化速度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明に係る水処理方法及び水処理装置の一実施形態を挙げ、図１～４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、図２～４において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
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、図２～４において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【0012】
＜水処理装置＞
図１に本発明の水処理装置の一例を模式的に示す。
図１に示す水処理装置１は、アンモニア態窒素及びメタンを含む被処理水を処理する装置であり、井戸等の水源１００と、水源１００から汲み上げられた被処理水（原水）である地下水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減手段１０と、第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理手段２０とを備える。
図１に本発明の水処理装置の一例を模式的に示す。
図１に示す水処理装置１は、アンモニア態窒素及びメタンを含む被処理水を処理する装置であり、井戸等の水源１００と、水源１００から汲み上げられた被処理水（原水）である地下水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減手段１０と、第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理手段２０とを備える。
【0013】
水処理装置１は、さらに、水源１００から汲み上げられた被処理水を低減手段１０に供給する原水供給流路３１と、原水供給流路３１の始端（一端）に設けられた水中ポンプ３１ａと、低減手段１０で得られた第１の処理水を生物処理手段２０に送液する処理水供給流路３２と、処理水供給流路３２の途中に設けられたポンプ３２ａと、生物処理手段２０で得られた第２の処理水を排出する処理水排出流路３３とを備える。
なお、ポンプは、そ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。
なお、ポンプは、そ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。
【0014】
低減手段１０は、被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする手段である。
この例の低減手段１０は、脱気槽１１と、スプレー機構１２と、エアレーション機構１３とを備える。
脱気槽１１は、被処理水を脱気処理して第１の処理水を得るための水槽である。
この例の低減手段１０は、脱気槽１１と、スプレー機構１２と、エアレーション機構１３とを備える。
脱気槽１１は、被処理水を脱気処理して第１の処理水を得るための水槽である。
【0015】
スプレー機構１２は、被処理水を脱気槽１１に噴出する手段である。
この例のスプレー機構１２は、スプレーノズル１２ａからなり、原水供給流路３１の他端に接続されている。
この例のスプレーノズル１２ａは、長手方向に垂直な断面が円形の円管からなり、その周壁の下部には被処理水を噴出するためのノズル口１２ｂが複数、スプレーノズル１２ａの長手方向に沿って下向きに一列に形成されている。
ここで、「周壁の下部」とは、スプレーノズル１２ａをその長手方向が略水平となるように配置した際に、スプレーノズル１２ａの軸線よりも下側に位置する部分の周壁である。
この例のスプレー機構１２は、スプレーノズル１２ａからなり、原水供給流路３１の他端に接続されている。
この例のスプレーノズル１２ａは、長手方向に垂直な断面が円形の円管からなり、その周壁の下部には被処理水を噴出するためのノズル口１２ｂが複数、スプレーノズル１２ａの長手方向に沿って下向きに一列に形成されている。
ここで、「周壁の下部」とは、スプレーノズル１２ａをその長手方向が略水平となるように配置した際に、スプレーノズル１２ａの軸線よりも下側に位置する部分の周壁である。
【0016】
スプレー機構１２は、脱気槽１１内の上部に設置されている。具体的には、脱気槽１１の開口部１１ａからスプレーノズル１２ａのノズル口１２ｂまでの距離が、脱気槽１１の深さの２０％以下となる位置にスプレー機構１２が設置されていることが好ましく、より好ましくは１５％以下となる位置である。
【0017】
エアレーション機構１３は、脱気槽１１に噴出された被処理水に気体を送り、被処理水を脱気槽１１内で曝気する手段である。
この例のエアレーション機構１３は、脱気槽１１内の底部近傍に略水平に配置され散気管１３ａと、散気管１３ａに気体を送気するブロワ１３ｂと、ブロワ１３ｂから送気された気体を散気管１３ａへ供給する気体供給管１３ｃとを備える。
気体供給管１３ｃの一端はブロワ１３ｂに接続され、他端は散気管１３ａに接続されている。
この例の散気管１３ａは、長手方向に垂直な断面が円形の円管からなり、その周壁の上部には気体を噴出するための円形の散気孔１３ｄが複数、散気管１３ａの長手方向に沿って一列に形成されている。
ここで「周壁の上部」とは、散気管１３ａをその長手方向が略水平となるように配置した際に、散気管１３ａの軸線よりも上側に位置する部分の周壁である。
この例のエアレーション機構１３は、脱気槽１１内の底部近傍に略水平に配置され散気管１３ａと、散気管１３ａに気体を送気するブロワ１３ｂと、ブロワ１３ｂから送気された気体を散気管１３ａへ供給する気体供給管１３ｃとを備える。
気体供給管１３ｃの一端はブロワ１３ｂに接続され、他端は散気管１３ａに接続されている。
この例の散気管１３ａは、長手方向に垂直な断面が円形の円管からなり、その周壁の上部には気体を噴出するための円形の散気孔１３ｄが複数、散気管１３ａの長手方向に沿って一列に形成されている。
ここで「周壁の上部」とは、散気管１３ａをその長手方向が略水平となるように配置した際に、散気管１３ａの軸線よりも上側に位置する部分の周壁である。
【0018】
散気管１３ａに供給される気体としては空気が一般的であるが、空気以外の気体（例えば酸素、窒素、アルゴンなど）を用いてもよい。ブロワ１３ｂが後述の酸素供給機構２３に備わるブロワを兼ねる場合、散気管１３ａに供給される気体としては空気又は酸素が好ましく、空気がより好ましい。
【0019】
生物処理手段２０は、低減手段１０で得られた第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする手段である。
生物処理手段２０は、生物保持担体２２が充填された硝化槽２１と、酸素供給機構２３とを備える。
生物処理手段２０は、生物保持担体２２が充填された硝化槽２１と、酸素供給機構２３とを備える。
【0020】
この例の硝化槽２１は、その底部近傍に設けられた酸素供給機構２３から酸素含有ガスを供給することによって、硝化槽２１に供給された第１の処理水を曝気すること、及び旋回流を生じさせることのできる流動床型の水槽である。すなわち、本実施形態の生物処理手段は流動床式である。
硝化槽２１の底部の酸素供給機構２３から供給された酸素含有ガスが第１の処理水中を上昇することによって上昇流が生じ、液面に近づいた上昇流が下降流に転じて旋回流が形成される。
硝化槽２１の底部の酸素供給機構２３から供給された酸素含有ガスが第１の処理水中を上昇することによって上昇流が生じ、液面に近づいた上昇流が下降流に転じて旋回流が形成される。
【0021】
硝化槽２１に充填された生物保持担体２２は、前記旋回流により硝化槽２１内を自由に流動できるようになっている。
生物保持担体２２は、第１の処理水に含まれるアンモニア態窒素を生物硝化処理するための微生物、つまり硝化菌を保持するためのものである。硝化槽２１に生物保持担体２２が充填されていることで、硝化槽２１内の硝化菌濃度を高めることができる。
生物保持担体２２としては特に限定されず、流動床型の硝化槽２１に用いられる担体として公知のものを用いることができる。
生物保持担体２２を構成する材料としては、例えばポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリウレタン等が挙げられる。
生物保持担体２２の形状としては、例えば直方体、球体、筒体、糸状体等が挙げられる。
生物保持担体２２は、多孔状でも非多孔状でもよく、硝化菌をより多く保持できる点で、多孔状であることが好ましい。
生物保持担体２２は、第１の処理水に含まれるアンモニア態窒素を生物硝化処理するための微生物、つまり硝化菌を保持するためのものである。硝化槽２１に生物保持担体２２が充填されていることで、硝化槽２１内の硝化菌濃度を高めることができる。
生物保持担体２２としては特に限定されず、流動床型の硝化槽２１に用いられる担体として公知のものを用いることができる。
生物保持担体２２を構成する材料としては、例えばポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリウレタン等が挙げられる。
生物保持担体２２の形状としては、例えば直方体、球体、筒体、糸状体等が挙げられる。
生物保持担体２２は、多孔状でも非多孔状でもよく、硝化菌をより多く保持できる点で、多孔状であることが好ましい。
【0022】
硝化槽２１への生物保持担体２２の充填率は、硝化槽２１中の第１の処理水の水量に対して１０～９０体積％が好ましく、２５～５０体積％がより好ましい。生物保持担体２２の充填率が、上記下限値以上であれば処理能力がより優れ、上記上限値以下であれば生物保持担体２２の流動状態がより優れる。
【0023】
酸素供給機構２３は、硝化槽２１に供給された第１の処理水に酸素含有ガスを送り、第１の処理水を硝化槽２１内で曝気する手段である。
この例の酸素供給機構２３は、硝化槽２１内の底部近傍に略水平に配置され散気管２３ａと、散気管２３ａに気体を送気するブロワ１３ｂと、ブロワ１３ｂから送気された気体を散気管２３ａへ供給する酸素供給管２３ｃとを備える。
酸素供給管２３ｃの一端はブロワ１３ｂに接続され、他端は散気管２３ａに接続されている。
この例の散気管２３ａは、長手方向に垂直な断面が円形の円管からなり、その周壁の上部には気体を噴出するための円形の散気孔２３ｄが複数、散気管２３ａの長手方向に沿って一列に形成されている。
ここで「周壁の上部」とは、散気管２３ａをその長手方向が略水平となるように配置した際に、散気管２３ａの軸線よりも上側に位置する部分の周壁である。
なお、本実施形態では、エアレーション機構１３のブロワ１３ｂが、酸素供給機構２３のブロワを兼ねているが、ブロワ１３ｂとは別のブロワから散気管２３ａに酸素含有ガスを送気してもよい。
この例の酸素供給機構２３は、硝化槽２１内の底部近傍に略水平に配置され散気管２３ａと、散気管２３ａに気体を送気するブロワ１３ｂと、ブロワ１３ｂから送気された気体を散気管２３ａへ供給する酸素供給管２３ｃとを備える。
酸素供給管２３ｃの一端はブロワ１３ｂに接続され、他端は散気管２３ａに接続されている。
この例の散気管２３ａは、長手方向に垂直な断面が円形の円管からなり、その周壁の上部には気体を噴出するための円形の散気孔２３ｄが複数、散気管２３ａの長手方向に沿って一列に形成されている。
ここで「周壁の上部」とは、散気管２３ａをその長手方向が略水平となるように配置した際に、散気管２３ａの軸線よりも上側に位置する部分の周壁である。
なお、本実施形態では、エアレーション機構１３のブロワ１３ｂが、酸素供給機構２３のブロワを兼ねているが、ブロワ１３ｂとは別のブロワから散気管２３ａに酸素含有ガスを送気してもよい。
【0024】
散気管２３ａに供給される酸素含有ガスとしては空気が一般的であるが、酸素ガスを含むガスであれば特に限定されない。酸素含有ガスが酸素ガスと酸素ガス以外のガスとの混合ガスである場合は、酸素ガス以外のガスは不活性ガスが主成分であることが好ましい。空気以外の酸素含有ガスとしては、工業用の高純度酸素ガス（純度９９．５体積％以上）、医療用の酸素ガス（酸素濃度約２５体積％以上）、水の電気分解により発生させた酸素ガス及び光合成により発生させた酸素ガスが例示されるが、これらに限定されることなく、使用できる。
【0025】
硝化槽２１内には、さらに、生物保持担体２２と第２の処理水とを分離するための固液分離機構（図示略）を設置してもよい。固液分離機構を設置することにより、硝化槽２１から生物保持担体２２が排出されることを抑制しつつ、第２の処理水を排出することが容易になる。
固液分離機構としては、例えばスクリーンが挙げられる。
固液分離機構としては、例えばスクリーンが挙げられる。
【0026】
＜水処理方法＞
水処理装置１を用いた水処理方法の一例について説明する。
本実施形態の水処理方法は、被処理水を汲み上げる汲み上げ工程と、被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減工程と、第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理工程とを有する。
水処理装置１を用いた水処理方法の一例について説明する。
本実施形態の水処理方法は、被処理水を汲み上げる汲み上げ工程と、被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする低減工程と、第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする生物処理工程とを有する。
【0027】
汲み上げ工程では、水中ポンプ３１ａを駆動させて水源１００から被処理水を汲み上げる。
汲み上げられた被処理水は、原水供給流路３１を通って低減手段１０のスプレー機構１２に供給される。
汲み上げられた被処理水は、原水供給流路３１を通って低減手段１０のスプレー機構１２に供給される。
【0028】
水源１００から汲み上げられた被処理水は、アンモニア態窒素及びメタンを含む。
被処理水のアンモニア態窒素濃度は特に限定されないが、例えば１～１００ｍｇ／Ｌ程度である。アンモニア態窒素濃度は、連続的にはイオン電極、回分式には比色計等により測定される。
被処理水のメタン濃度は特に限定されないが、例えば１２ｍｇ／Ｌ以上である。メタン濃度は、接触燃焼式ガス検知器、ガスクロマトグラフィー、ガス検知管等により測定される。
被処理水の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は、５ｍｇ／Ｌ以下が好ましい。ＢＯＤは、溶存酸素の減少速度から測定される。
被処理水の水温は、１０～５０℃が好ましく、１５～４０℃がより好ましい。
なお、被処理水のアンモニア態窒素濃度、メタン濃度、ＢＯＤ及び水温は、低減手段１０に供給される直前の被処理水を採取して測定される値である。
被処理水のアンモニア態窒素濃度は特に限定されないが、例えば１～１００ｍｇ／Ｌ程度である。アンモニア態窒素濃度は、連続的にはイオン電極、回分式には比色計等により測定される。
被処理水のメタン濃度は特に限定されないが、例えば１２ｍｇ／Ｌ以上である。メタン濃度は、接触燃焼式ガス検知器、ガスクロマトグラフィー、ガス検知管等により測定される。
被処理水の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は、５ｍｇ／Ｌ以下が好ましい。ＢＯＤは、溶存酸素の減少速度から測定される。
被処理水の水温は、１０～５０℃が好ましく、１５～４０℃がより好ましい。
なお、被処理水のアンモニア態窒素濃度、メタン濃度、ＢＯＤ及び水温は、低減手段１０に供給される直前の被処理水を採取して測定される値である。
【0029】
低減工程は、被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減して第１の処理水とする工程である。
低減工程では、まず、スプレー機構１２に供給された被処理水をスプレーノズル１２ａのノズル口１２ｂから脱気槽１１へ噴出する。被処理水が噴出される勢いで、大気と接触した被処理水からメタンを大気へ移し、被処理水中のメタンが除去される。
スプレー機構１２から噴出された被処理水は脱気槽１１内に貯留される。
次いで、ブロワ１３ｂを駆動させることで空気等の気体を、気体供給管１３ｃを経て脱気槽１１内の散気管１３ａに供給する。これにより、脱気槽１１内に貯留された被処理水中に散気管１３ａから気体が供給され、曝気が行われる。被処理水を曝気することで被処理水中のメタンが大気へ移動し、被処理水中のメタンが除去される。
低減工程では、まず、スプレー機構１２に供給された被処理水をスプレーノズル１２ａのノズル口１２ｂから脱気槽１１へ噴出する。被処理水が噴出される勢いで、大気と接触した被処理水からメタンを大気へ移し、被処理水中のメタンが除去される。
スプレー機構１２から噴出された被処理水は脱気槽１１内に貯留される。
次いで、ブロワ１３ｂを駆動させることで空気等の気体を、気体供給管１３ｃを経て脱気槽１１内の散気管１３ａに供給する。これにより、脱気槽１１内に貯留された被処理水中に散気管１３ａから気体が供給され、曝気が行われる。被処理水を曝気することで被処理水中のメタンが大気へ移動し、被処理水中のメタンが除去される。
【0030】
こうして、メタン濃度が１２ｍｇ／Ｌ以下に低減された第１の処理水が得られる。
低減工程では、第１の処理水のメタン濃度が１２ｍｇ／Ｌ以下となるように、スプレー機構１２から被処理水を噴出する際の水量や圧力、散気管１３ａへの気体の供給量を調節すればよい。
第１の処理水は、ポンプ３２ａを駆動させることで脱気槽１１から引き抜かれ、処理水供給流路３２を通って生物処理手段２０の硝化槽２１に供給される。
低減工程では、第１の処理水のメタン濃度が１２ｍｇ／Ｌ以下となるように、スプレー機構１２から被処理水を噴出する際の水量や圧力、散気管１３ａへの気体の供給量を調節すればよい。
第１の処理水は、ポンプ３２ａを駆動させることで脱気槽１１から引き抜かれ、処理水供給流路３２を通って生物処理手段２０の硝化槽２１に供給される。
【0031】
生物処理工程は、第１の処理水を生物硝化処理して第２の処理水とする工程である。
生物処理工程では、ブロワ１３ｂを駆動させることで空気等の酸素含有ガスを、酸素供給管２３ｃを経て硝化槽２１内の散気管２３ａに供給する。これにより、散気管２３ａから第１の処理水中に酸素含有ガスが供給され、曝気が行われる。
曝気により、生物保持担体２２が充填された硝化槽２１内に酸素が供給されると、第１の処理水中のアンモニア態窒素は、硝化菌の作用により硝化槽２１内で次の２段階の化学反応により、亜硝酸イオンを経て硝酸イオンに酸化される。
２ＮＨ３＋３Ｏ２ → ２Ｈ＋＋２ＮＯ２ －＋２Ｈ２Ｏ （１）
２ＮＯ２ －＋Ｏ２ → ２ＮＯ３ － （２）
生物処理工程では、ブロワ１３ｂを駆動させることで空気等の酸素含有ガスを、酸素供給管２３ｃを経て硝化槽２１内の散気管２３ａに供給する。これにより、散気管２３ａから第１の処理水中に酸素含有ガスが供給され、曝気が行われる。
曝気により、生物保持担体２２が充填された硝化槽２１内に酸素が供給されると、第１の処理水中のアンモニア態窒素は、硝化菌の作用により硝化槽２１内で次の２段階の化学反応により、亜硝酸イオンを経て硝酸イオンに酸化される。
２ＮＨ３＋３Ｏ２ → ２Ｈ＋＋２ＮＯ２ －＋２Ｈ２Ｏ （１）
２ＮＯ２ －＋Ｏ２ → ２ＮＯ３ － （２）
【0032】
上述したように、硝化槽２１の底部の酸素供給機構２３から供給された酸素含有ガスが第１の処理水中を上昇することによって上昇流が生じ、液面に近づいた上昇流が下降流に転じて旋回流が形成される。
硝化槽２１に充填された生物保持担体２２は、前記旋回流により硝化槽２１内を自由に流動できるようになっている。すなわち、本実施形態における生物処理工程は、流動床法により行われる。
硝化槽２１に充填された生物保持担体２２は、前記旋回流により硝化槽２１内を自由に流動できるようになっている。すなわち、本実施形態における生物処理工程は、流動床法により行われる。
【0033】
硝化菌としては、アンモニア態窒素の生物硝化に用いられる公知の硝化菌を利用でき、通常、アンモニア酸化細菌及び亜硝酸酸化細菌の２群に大別される。
アンモニア酸化細菌は、酸素を用いてアンモニア（アンモニウムイオンを含む。）を亜硝酸イオンまで酸化する能力を有する細菌群である。アンモニア酸化細菌を含む属としては、例えばＮｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ属、Ｎｉｔｏｒｏｓｏｃｏｃｃｕｓ属及びＮｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａ属、Ｎｉｔｒｏｓｏｖｉｂｒｉｏ属、Ｎｉｔｒｏｓｏｌｏｂｕｓ属が挙げられる。
亜硝酸酸化細菌は、酸素を用いて亜硝酸イオン（ＮＯ２ －）を硝酸イオン（ＮＯ３ －）まで酸化する能力を有する細菌群である。亜硝酸酸化細菌を含む属としては、例えばＮｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ属及びＮｉｔｒｏｓｐｉｒａ属、Ｎｉｔｒｏｃｏｃｃｕｓ属が挙げられる。
硝化菌の生物保持担体２２への付着は、例えば、種菌が付着した生物保持担体を一定量添加する方法により行うことができる。
アンモニア酸化細菌は、酸素を用いてアンモニア（アンモニウムイオンを含む。）を亜硝酸イオンまで酸化する能力を有する細菌群である。アンモニア酸化細菌を含む属としては、例えばＮｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ属、Ｎｉｔｏｒｏｓｏｃｏｃｃｕｓ属及びＮｉｔｒｏｓｏｓｐｉｒａ属、Ｎｉｔｒｏｓｏｖｉｂｒｉｏ属、Ｎｉｔｒｏｓｏｌｏｂｕｓ属が挙げられる。
亜硝酸酸化細菌は、酸素を用いて亜硝酸イオン（ＮＯ２ －）を硝酸イオン（ＮＯ３ －）まで酸化する能力を有する細菌群である。亜硝酸酸化細菌を含む属としては、例えばＮｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ属及びＮｉｔｒｏｓｐｉｒａ属、Ｎｉｔｒｏｃｏｃｃｕｓ属が挙げられる。
硝化菌の生物保持担体２２への付着は、例えば、種菌が付着した生物保持担体を一定量添加する方法により行うことができる。
【0034】
生物処理手段２０に供給される第１の処理水のアンモニア態窒素濃度は特に限定されないが、１～１００ｍｇ／Ｌが好ましい。
第１の処理水のメタン濃度は１２ｍｇ／Ｌ以下であり、１１ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、６ｍｇ／Ｌ以下がさらに好ましく、３ｍｇ／Ｌ以下が特に好ましく、１ｍｇ／Ｌ以下が最も好ましい。メタン濃度は低いほど好ましく、メタン濃度の下限値は０ｍｇ／Ｌである。
第１の処理水の溶存酸素量（ＤＯ）は、０．２ｍｇ／Ｌ以上が好ましい。ＤＯは溶存酸素計により測定される。
第１の処理水の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は、５ｍｇ／Ｌ以下が好ましい。
第１の処理水の水温は、生物硝化反応を高く保持する観点から、１０～５０℃が好ましく、１５～４０℃がより好ましい。
なお、第１の処理水のアンモニア態窒素濃度、メタン濃度、ＤＯ、ＢＯＤ及び水温は、生物処理手段２０に供給された直後の第１の処理水を採取して測定される値である。
第１の処理水のメタン濃度は１２ｍｇ／Ｌ以下であり、１１ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、６ｍｇ／Ｌ以下がさらに好ましく、３ｍｇ／Ｌ以下が特に好ましく、１ｍｇ／Ｌ以下が最も好ましい。メタン濃度は低いほど好ましく、メタン濃度の下限値は０ｍｇ／Ｌである。
第１の処理水の溶存酸素量（ＤＯ）は、０．２ｍｇ／Ｌ以上が好ましい。ＤＯは溶存酸素計により測定される。
第１の処理水の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は、５ｍｇ／Ｌ以下が好ましい。
第１の処理水の水温は、生物硝化反応を高く保持する観点から、１０～５０℃が好ましく、１５～４０℃がより好ましい。
なお、第１の処理水のアンモニア態窒素濃度、メタン濃度、ＤＯ、ＢＯＤ及び水温は、生物処理手段２０に供給された直後の第１の処理水を採取して測定される値である。
【0035】
生物処理手段２０への第１の処理水の供給量は、第１の処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、硝化槽２１内での第１の処理水の滞留時間（ＨＲＴ）等を考慮して設定される。
第１の処理水のアンモニア態窒素負荷は特に限定されないが、５０～５００ｇＮ／ｍ３／ｄが好ましく、１５０～２５０ｇＮ／ｍ３／ｄがより好ましい。第１の処理水のアンモニア態窒素負荷がこの範囲内であると、水処理装置１の処理水量及び処理水質のバランスに優れる。
第１の処理水の滞留時間は、硝化槽２１から排出される第２の処理水の所望のアンモニア態窒素濃度に応じて設定され、特に限定されないが、通常、０．５～２．０時間程度である。
第１の処理水のアンモニア態窒素負荷は特に限定されないが、５０～５００ｇＮ／ｍ３／ｄが好ましく、１５０～２５０ｇＮ／ｍ３／ｄがより好ましい。第１の処理水のアンモニア態窒素負荷がこの範囲内であると、水処理装置１の処理水量及び処理水質のバランスに優れる。
第１の処理水の滞留時間は、硝化槽２１から排出される第２の処理水の所望のアンモニア態窒素濃度に応じて設定され、特に限定されないが、通常、０．５～２．０時間程度である。
【0036】
酸素供給機構２３から第１の処理水に供給される酸素含有ガスの供給量（曝気量）は特に限定されないが、供給された酸素含有ガスによって形成される旋回流の上昇流の流速が０．１～０．５ｍ／ｓの範囲内に保持される量とすることが好ましい。旋回流の上昇流の流速は、０．１～０．２ｍ／ｓの範囲内であることがより好ましい。また、第１の処理水の１ｍ３あたり、１分間に０．０１ｍ３以上の酸素含有ガスを供給することが好ましい。
旋回流の上昇流の流速は、電磁流速計等により測定できる。
旋回流の上昇流の流速は、電磁流速計等により測定できる。
【0037】
こうして、生物硝化処理された第２の処理水が得られる。
第２の処理水は、処理水排出流路３３を経て硝化槽２１から排出される。
第２の処理水のアンモニア態窒素濃度は、５ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、３ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、１．５ｍｇ／Ｌ以下がさらに好ましく、０．５ｍｇ／Ｌ以下が特に好ましい。
第２の処理水は、処理水排出流路３３を経て硝化槽２１から排出される。
第２の処理水のアンモニア態窒素濃度は、５ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、３ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、１．５ｍｇ／Ｌ以下がさらに好ましく、０．５ｍｇ／Ｌ以下が特に好ましい。
【0038】
なお、硝化菌の増殖を維持し活性を良好に維持する目的で、必要に応じて金属を硝化槽２１に添加してもよい。金属としては、銅、コバルト、クロム、モリブデン、ニッケル、タングステン、亜鉛等が挙げられる。
第１の処理水中の金属濃度は、通常、硝化菌の活性が高い状態を維持できる濃度範囲内となるようにすることが好ましい。例えば、銅の場合で、第１の処理水中の銅イオン濃度を０．５～１０．０μｇ／Ｌとすることが好ましい。
第１の処理水中の金属濃度は、通常、硝化菌の活性が高い状態を維持できる濃度範囲内となるようにすることが好ましい。例えば、銅の場合で、第１の処理水中の銅イオン濃度を０．５～１０．０μｇ／Ｌとすることが好ましい。
【0039】
また、本実施形態の水処理装置１を用いて被処理水を連続処理する場合であっても、低減手段１０に被処理水を供給しない期間や生物処理手段２０に第１の処理水を供給しない期間を設けてもよい。
例えば、被処理水の飲用化処理においては、飲用水需要が多い昼間に水処理装置１を稼働して水処理を行い、飲用水需要が少ない夜間に水処理装置１を停止して水処理を行わないようにすることがある。飲用水需要に応じて水処理装置１の稼働期間及び停止期間を設定することにより、水処理装置１の運転コストを低減でき、さらに、飲用化処理における第２の処理水の水質変動を抑制できる。
例えば、被処理水の飲用化処理においては、飲用水需要が多い昼間に水処理装置１を稼働して水処理を行い、飲用水需要が少ない夜間に水処理装置１を停止して水処理を行わないようにすることがある。飲用水需要に応じて水処理装置１の稼働期間及び停止期間を設定することにより、水処理装置１の運転コストを低減でき、さらに、飲用化処理における第２の処理水の水質変動を抑制できる。
【0040】
＜作用効果＞
本実施形態の水処理装置及びこれを用いた水処理方法にあっては、被処理水を生物硝化処理する前に被処理水中のメタン濃度を充分に低減しているので、具体的には被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減しているので、硝化速度の低下を防止しつつ、被処理水を生物硝化処理できる。被処理中のメタン濃度を充分に低減することで硝化速度の低下を防止できる理由は、以下のように考えられる。
被処理水中のメタン濃度を充分に低減せずに生物硝化処理を行う場合、硝化槽内で硝化菌の増殖と共にメタン酸化細菌も増殖する。メタン酸化細菌は硝化菌よりも増殖速度が速いため、生物保持担体で硝化菌よりも優先的に増殖する傾向にある。加えて、メタンとアンモニウムイオンは分子の形状が似通っているため、アンモニウムイオンの硝化については拮抗阻害を起こすことがある。さらに、銅などの金属を添加しても、メタン酸化細菌が金属を利用するため、硝化菌の増殖が抑制されてしまう。その結果、処理水中のメタン濃度を充分に低減せずに生物硝化処理を行う場合は、硝化速度が低下してしまうと考えられる。
しかし、本発明であれば、被処理水を生物硝化処理する前に被処理水中のメタン濃度を充分に低減しているので、硝化槽内でのメタン酸化細菌の増殖が抑制されるため、硝化菌の増殖が妨げられず、硝化速度の低下を防止できる。
本実施形態の水処理装置及びこれを用いた水処理方法にあっては、被処理水を生物硝化処理する前に被処理水中のメタン濃度を充分に低減しているので、具体的には被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減しているので、硝化速度の低下を防止しつつ、被処理水を生物硝化処理できる。被処理中のメタン濃度を充分に低減することで硝化速度の低下を防止できる理由は、以下のように考えられる。
被処理水中のメタン濃度を充分に低減せずに生物硝化処理を行う場合、硝化槽内で硝化菌の増殖と共にメタン酸化細菌も増殖する。メタン酸化細菌は硝化菌よりも増殖速度が速いため、生物保持担体で硝化菌よりも優先的に増殖する傾向にある。加えて、メタンとアンモニウムイオンは分子の形状が似通っているため、アンモニウムイオンの硝化については拮抗阻害を起こすことがある。さらに、銅などの金属を添加しても、メタン酸化細菌が金属を利用するため、硝化菌の増殖が抑制されてしまう。その結果、処理水中のメタン濃度を充分に低減せずに生物硝化処理を行う場合は、硝化速度が低下してしまうと考えられる。
しかし、本発明であれば、被処理水を生物硝化処理する前に被処理水中のメタン濃度を充分に低減しているので、硝化槽内でのメタン酸化細菌の増殖が抑制されるため、硝化菌の増殖が妨げられず、硝化速度の低下を防止できる。
【0041】
＜他の態様＞
本発明の水処理装置及び水処理方法は、上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では被処理水が地下水であるが、被処理水は地下水に限定されず、アンモニア態窒素及びメタンを含む水であればよい。地下水以外の被処理水としては、例えば河川水や沢水等の表流水などが挙げられる。特に、地下水は硝化反応の阻害要因であるメタンを多く含んでいることから、本発明は地下水を処理する場合に好適である。
また、上述した実施形態では水源から汲み上げた被処理水を直接、低減手段に供給しているが、水源から汲み上げた被処理水を原水槽等の水槽（図示略）に一旦貯留してもよい。
本発明の水処理装置及び水処理方法は、上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では被処理水が地下水であるが、被処理水は地下水に限定されず、アンモニア態窒素及びメタンを含む水であればよい。地下水以外の被処理水としては、例えば河川水や沢水等の表流水などが挙げられる。特に、地下水は硝化反応の阻害要因であるメタンを多く含んでいることから、本発明は地下水を処理する場合に好適である。
また、上述した実施形態では水源から汲み上げた被処理水を直接、低減手段に供給しているが、水源から汲み上げた被処理水を原水槽等の水槽（図示略）に一旦貯留してもよい。
【0042】
上述した実施形態では、低減手段はスプレー機構とエアレーション機構を備えているが、スプレー機構及びエアレーション機構のいずれか一方のみを備えていてもよい。すなわち、低減工程は、スプレー機構及びエアレーション機構のいずれか一方のみを用いて行われてもよい。
また、低減手段は、スプレー機構やエアレーション機構に代えて、曝気塔機構及び脱気膜の少なくとも一方を備えていてもよいし、スプレー機構、エアレーション機構、曝気塔機構及び脱気膜からなる群より選ばれる１つ以上を備えていてもよい。
また、低減手段は、スプレー機構やエアレーション機構に代えて、曝気塔機構及び脱気膜の少なくとも一方を備えていてもよいし、スプレー機構、エアレーション機構、曝気塔機構及び脱気膜からなる群より選ばれる１つ以上を備えていてもよい。
【0043】
曝気塔機構としては特に限定されず、市販品を用いることができる。曝気塔機構を備えた低減手段の一例を図２に示す。図２に示す低減手段１０は、中空状の充填材１４ａを曝気塔１４ｂ内に充填した曝気塔機構１４を備える。充填材１４ａが充填された曝気塔１４ｂ内に被処理水を通過させることで、被処理水中のメタンが除去される。
【0044】
脱気膜としては水中のメタンを除去できるものであれば特に限定されず、市販品を用いることができ、例えば中空糸膜等が挙げられる。脱気膜を備えた低減手段の一例を図３に示す。図３に示す低減手段１０は、脱気槽１１と、脱気槽１１内に設置された脱気膜１５と、脱気膜１５に接続されたガス排出流路１６と、ガス排出流路１６の途中に設けられたポンプ１６ａとを備える。ポンプ１６ａを駆動させて脱気膜１５の二次側（すなわちガスの透過側）を減圧させることで、脱気膜１５と接触した被処理液中のメタンが脱気膜１５の二次側から透過し、被処理液から除去される。
また、例えば図４に示すように、原水供給流路３１内に脱気膜１５を設けてもよい。この場合、水源１００から汲み上げられた被処理水は、原水供給流路３１を通り、脱気膜１５と接触する。このとき、ポンプ１６ａを駆動させて脱気膜１５の二次側を減圧させることで、被処理液中のメタンが脱気膜１５の二次側から透過し、被処理液から除去される。図４に示す水処理装置２では、原水供給流路３１が処理水供給流路を兼ねており、脱気膜１５を通過した被処理水は第１の処理水となって、原水供給流路３１から生物処理手段２０の硝化槽２１に供給される。
また、例えば図４に示すように、原水供給流路３１内に脱気膜１５を設けてもよい。この場合、水源１００から汲み上げられた被処理水は、原水供給流路３１を通り、脱気膜１５と接触する。このとき、ポンプ１６ａを駆動させて脱気膜１５の二次側を減圧させることで、被処理液中のメタンが脱気膜１５の二次側から透過し、被処理液から除去される。図４に示す水処理装置２では、原水供給流路３１が処理水供給流路を兼ねており、脱気膜１５を通過した被処理水は第１の処理水となって、原水供給流路３１から生物処理手段２０の硝化槽２１に供給される。
【0045】
上述した実施形態では、生物処理手段は流動床式であり、生物処理工程は流動床法により行われているが、生物処理手段は固定床式であってもよく、生物処理工程を固定床法により行ってもよい。また、流動床法や固定床法に代えて、活性汚泥法や膜ろ過法等を採用してもよい。ただし、高濃度に安定して硝化菌を硝化槽内にて保持できることから生物処理工程は流動床法又は固定床法により行われることが好ましく、担体充填部の閉塞のおそれがない点で流動床法がより好ましい。
【実施例】
【0046】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、以下の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
【0047】
［試験１］
本試験においては、図１に示す水処理装置１を用いて、以下の手順で被処理水の生物硝化処理を連続して行った。
被処理水として、アンモニア態窒素濃度が１０ｍｇ／Ｌ前後であり、メタン濃度が２０ｍｇ／Ｌ前後であり、溶存酸素量が６～７ｍｇ／Ｌであり、温度が２０℃である地下水を水源１００から汲み上げた。
脱気槽１１として、幅：１ｍ、奥行き：１ｍ、高さ：３ｍ（容量３ｍ３）の水槽を用いた。脱気槽１１の上部にはスプレー機構１２を設け、脱気槽１１の底部にはエアレーション機構１３を設けた。スプレー機構１２としては、長手方向に垂直な断面が円形の円管からなり、その周壁の下部に５つのノズル口１２ｂが長手方向に沿って下向きに一列に形成されているスプレーノズル１２ａを用いた。なお、脱気槽１１の開口部１１ａからスプレーノズル１２ａのノズル口１２ｂまでの距離は０．３ｍであった。
硝化槽２１として、幅：２ｍ、奥行き：３ｍ、高さ：２．２５ｍ（容量１３．５ｍ３）の流動床型の水槽を用いた。硝化槽２１の底部には酸素供給機構２３を設けた。硝化槽２１に生物保持担体２２を充填率が３０体積％となるように充填した。生物保持担体２２としては、発泡ポリウレタン製のスポンジ担体（株式会社イノアックコーポレーション製、商品名「ウォターフレックス」、５ｍｍ角型：品番「ＡＱ－１４」）を用いた。
スポンジ担体を硝化槽２１に充填する前に、すでに培養して硝化菌が付着しているスポンジ担体を一定量添加した。
本試験においては、図１に示す水処理装置１を用いて、以下の手順で被処理水の生物硝化処理を連続して行った。
被処理水として、アンモニア態窒素濃度が１０ｍｇ／Ｌ前後であり、メタン濃度が２０ｍｇ／Ｌ前後であり、溶存酸素量が６～７ｍｇ／Ｌであり、温度が２０℃である地下水を水源１００から汲み上げた。
脱気槽１１として、幅：１ｍ、奥行き：１ｍ、高さ：３ｍ（容量３ｍ３）の水槽を用いた。脱気槽１１の上部にはスプレー機構１２を設け、脱気槽１１の底部にはエアレーション機構１３を設けた。スプレー機構１２としては、長手方向に垂直な断面が円形の円管からなり、その周壁の下部に５つのノズル口１２ｂが長手方向に沿って下向きに一列に形成されているスプレーノズル１２ａを用いた。なお、脱気槽１１の開口部１１ａからスプレーノズル１２ａのノズル口１２ｂまでの距離は０．３ｍであった。
硝化槽２１として、幅：２ｍ、奥行き：３ｍ、高さ：２．２５ｍ（容量１３．５ｍ３）の流動床型の水槽を用いた。硝化槽２１の底部には酸素供給機構２３を設けた。硝化槽２１に生物保持担体２２を充填率が３０体積％となるように充填した。生物保持担体２２としては、発泡ポリウレタン製のスポンジ担体（株式会社イノアックコーポレーション製、商品名「ウォターフレックス」、５ｍｍ角型：品番「ＡＱ－１４」）を用いた。
スポンジ担体を硝化槽２１に充填する前に、すでに培養して硝化菌が付着しているスポンジ担体を一定量添加した。
【0048】
（比較例１）
まず、水中ポンプ３１ａを駆動させて水源１００から被処理水を汲み上げ、低減手段１０に供給せずに生物処理手段２０の硝化槽２１に被処理水を直接、供給した。ブロワ１３ｂを駆動させることで空気を、酸素供給管２３ｃを経て硝化槽２１内の散気管２３ａに供給し、被処理水を曝気することで、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される被処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して被処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から３０日目の時点での、硝化槽２１に供給される直前の被処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から３０日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始１日目から３０日までの間における最大硝化速度とした。これらの結果を表１に示す。また、被処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
まず、水中ポンプ３１ａを駆動させて水源１００から被処理水を汲み上げ、低減手段１０に供給せずに生物処理手段２０の硝化槽２１に被処理水を直接、供給した。ブロワ１３ｂを駆動させることで空気を、酸素供給管２３ｃを経て硝化槽２１内の散気管２３ａに供給し、被処理水を曝気することで、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される被処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して被処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から３０日目の時点での、硝化槽２１に供給される直前の被処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から３０日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始１日目から３０日までの間における最大硝化速度とした。これらの結果を表１に示す。また、被処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
【0049】
（比較例２）
水処理装置１の運転開始から３１日目において、水源１００から汲み上げられた被処理水を、スプレー機構１２を介さずに脱気槽１１に供給した。具体的には、スプレーノズル１２ａを介さずに原水供給流路３１から被処理水を直接、脱気槽１１に供給した。エアレーション機構１３を稼働させることなく脱気槽１１内の被処理水を生物処理手段２０の硝化槽２１に供給した。具体的には、気体供給管１３ｃに設けられた弁（図示略）を閉じて空気が脱気槽１１内の散気管１３ａに供給されないようにした状態で、ポンプ３２ａを駆動させて脱気槽１１から被処理水を引き抜き、硝化槽２１に供給し、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される被処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して被処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から８５日目の時点で、硝化槽２１に供給される直前の被処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から８５日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始３１日目から８５日までの間における最大硝化速度とした。これらの結果を表１に示す。また、被処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
水処理装置１の運転開始から３１日目において、水源１００から汲み上げられた被処理水を、スプレー機構１２を介さずに脱気槽１１に供給した。具体的には、スプレーノズル１２ａを介さずに原水供給流路３１から被処理水を直接、脱気槽１１に供給した。エアレーション機構１３を稼働させることなく脱気槽１１内の被処理水を生物処理手段２０の硝化槽２１に供給した。具体的には、気体供給管１３ｃに設けられた弁（図示略）を閉じて空気が脱気槽１１内の散気管１３ａに供給されないようにした状態で、ポンプ３２ａを駆動させて脱気槽１１から被処理水を引き抜き、硝化槽２１に供給し、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される被処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して被処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から８５日目の時点で、硝化槽２１に供給される直前の被処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から８５日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始３１日目から８５日までの間における最大硝化速度とした。これらの結果を表１に示す。また、被処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
【0050】
（実施例１）
水処理装置１の運転開始から８６日目において、水源１００から汲み上げられた被処理水をスプレー機構１２に供給し、脱気槽１１に被処理水を噴出しながら貯留した。次いで、気体供給管１３ｃに設けられた弁（図示略）を開けて空気を、気体供給管１３ｃを経て脱気槽１１内の散気管１３ａに供給し、脱気槽１１に貯留された被処理水を曝気し、第１の処理水を得た。脱気槽１１への曝気量は０．３ｍ３／ｍｉｎとした。引き続き、脱気槽１１から第１の処理水を引き抜き、硝化槽２１に供給し、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される第１の処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して第１の処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から１８０日目の時点で、硝化槽２１に供給される直前の第１の処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された第２の処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から１８０日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始８６日目から１８０日までの間における最大硝化速度とした。これらの結果を表１に示す。また、第１の処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
水処理装置１の運転開始から８６日目において、水源１００から汲み上げられた被処理水をスプレー機構１２に供給し、脱気槽１１に被処理水を噴出しながら貯留した。次いで、気体供給管１３ｃに設けられた弁（図示略）を開けて空気を、気体供給管１３ｃを経て脱気槽１１内の散気管１３ａに供給し、脱気槽１１に貯留された被処理水を曝気し、第１の処理水を得た。脱気槽１１への曝気量は０．３ｍ３／ｍｉｎとした。引き続き、脱気槽１１から第１の処理水を引き抜き、硝化槽２１に供給し、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される第１の処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して第１の処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から１８０日目の時点で、硝化槽２１に供給される直前の第１の処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された第２の処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から１８０日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始８６日目から１８０日までの間における最大硝化速度とした。これらの結果を表１に示す。また、第１の処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
【0051】
（実施例２）
水処理装置１の運転開始から１８１日目において、水源１００から汲み上げられた被処理水をスプレー機構１２に供給し、脱気槽１１に被処理水を噴出しながら貯留し、第１の処理水を得た。次いで、エアレーション機構１３を稼働させることなく脱気槽１１内の第１の処理水を生物処理手段２０の硝化槽２１に供給した。具体的には、気体供給管１３ｃに設けられた弁（図示略）を閉じて空気が脱気槽１１内の散気管１３ａに供給されないようにした状態で、ポンプ３２ａを駆動させて脱気槽１１から被処理水を引き抜き、硝化槽２１に供給し、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される第１の処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して被処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から２００日目の時点で、硝化槽２１に供給される直前の第１の処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された第２の処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から２００日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始１８１日目から２００日までの間における最大硝化速度とした。これらの結果を表１に示す。また、第１の処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
水処理装置１の運転開始から１８１日目において、水源１００から汲み上げられた被処理水をスプレー機構１２に供給し、脱気槽１１に被処理水を噴出しながら貯留し、第１の処理水を得た。次いで、エアレーション機構１３を稼働させることなく脱気槽１１内の第１の処理水を生物処理手段２０の硝化槽２１に供給した。具体的には、気体供給管１３ｃに設けられた弁（図示略）を閉じて空気が脱気槽１１内の散気管１３ａに供給されないようにした状態で、ポンプ３２ａを駆動させて脱気槽１１から被処理水を引き抜き、硝化槽２１に供給し、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される第１の処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して被処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から２００日目の時点で、硝化槽２１に供給される直前の第１の処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された第２の処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から２００日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始１８１日目から２００日までの間における最大硝化速度とした。これらの結果を表１に示す。また、第１の処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
【0052】
（実施例３）
水処理装置１の運転開始から２０１日目において、水源１００から汲み上げられた被処理水を、スプレー機構１２を介さずに脱気槽１１に供給した。具体的には、スプレーノズル１２ａを介さずに原水供給流路３１から被処理水を直接、脱気槽１１に供給した。次いで、気体供給管１３ｃに設けられた弁（図示略）を開けて空気を、気体供給管１３ｃを経て脱気槽１１内の散気管１３ａに供給し、脱気槽１１に供給された被処理水を曝気し、第１の処理水を得た。脱気槽１１への曝気量は０．３ｍ３／ｍｉｎとした。引き続き、脱気槽１１から第１の処理水を引き抜き、硝化槽２１に供給し、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される第１の処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して第１の処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から２３５日目の時点で、硝化槽２１に供給される直前の第１の処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された第２の処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から２３５日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始２０１日目から２３５日までの間における最大硝化速度をとした。これらの結果を表１に示す。また、第１の処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
水処理装置１の運転開始から２０１日目において、水源１００から汲み上げられた被処理水を、スプレー機構１２を介さずに脱気槽１１に供給した。具体的には、スプレーノズル１２ａを介さずに原水供給流路３１から被処理水を直接、脱気槽１１に供給した。次いで、気体供給管１３ｃに設けられた弁（図示略）を開けて空気を、気体供給管１３ｃを経て脱気槽１１内の散気管１３ａに供給し、脱気槽１１に供給された被処理水を曝気し、第１の処理水を得た。脱気槽１１への曝気量は０．３ｍ３／ｍｉｎとした。引き続き、脱気槽１１から第１の処理水を引き抜き、硝化槽２１に供給し、生物硝化処理を行った。硝化槽２１へ供給される第１の処理水の流量は１６ｍ３／ｈとし、連続して第１の処理水を硝化槽２１に供給した。硝化槽２１への曝気量は２ｍ３／ｍｉｎとした。
水処理装置１の運転開始から２３５日目の時点で、硝化槽２１に供給される直前の第１の処理水のアンモニア態窒素濃度、アンモニア態窒素負荷、メタン濃度及びメタン負荷と、処理水排出流路３３から排出された第２の処理水のアンモニア態窒素濃度を測定した。また、水処理装置１の運転開始から２３５日目の時点での硝化速度を求め、これを水処理装置１の運転開始２０１日目から２３５日までの間における最大硝化速度をとした。これらの結果を表１に示す。また、第１の処理水のメタン濃度と最大硝化速度の結果を図５に示す。
【0053】
＜測定方法＞
（アンモニア態窒素濃度の測定方法）
アンモニア態窒素濃度は、比色計を用いて測定した。
（アンモニア態窒素濃度の測定方法）
アンモニア態窒素濃度は、比色計を用いて測定した。
【0054】
（アンモニア態窒素負荷の測定方法）
アンモニア態窒素負荷は、硝化槽２１の容量（１３．５ｍ３）、硝化槽２１に供給される直前の被処理水又は第１の処理水の流量（１６ｍ３／ｈ＝３８４ｍ３／ｄ）及びアンモニア態窒素濃度から求めた。具体的には、下記式（ｉ）より求めた。
アンモニア態窒素負荷（ｇＮ／ｍ３／ｄ）＝被処理水又は第１の処理水のアンモニア態窒素濃度（ｇ／ｍ３）÷（硝化槽の容量（ｍ３）÷被処理水又は第１の処理水の流量（ｍ３／ｄ）） ・・・（ｉ）
アンモニア態窒素負荷は、硝化槽２１の容量（１３．５ｍ３）、硝化槽２１に供給される直前の被処理水又は第１の処理水の流量（１６ｍ３／ｈ＝３８４ｍ３／ｄ）及びアンモニア態窒素濃度から求めた。具体的には、下記式（ｉ）より求めた。
アンモニア態窒素負荷（ｇＮ／ｍ３／ｄ）＝被処理水又は第１の処理水のアンモニア態窒素濃度（ｇ／ｍ３）÷（硝化槽の容量（ｍ３）÷被処理水又は第１の処理水の流量（ｍ３／ｄ）） ・・・（ｉ）
【0055】
（メタン濃度の測定方法）
メタン濃度は、サンプル水をヘッドスペース法によって処理した後、ガス気相部についてガスクロマトグラフィーを用いて測定した。
メタン濃度は、サンプル水をヘッドスペース法によって処理した後、ガス気相部についてガスクロマトグラフィーを用いて測定した。
【0056】
（メタン負荷の測定方法）
メタン負荷は、硝化槽２１の容量（１３．５ｍ３）、硝化槽２１に供給される直前の被処理水又は第１の処理水の流量（１６ｍ３／ｈ＝３８４ｍ３／ｄ）及びメタン濃度から求めた。具体的には、下記式（ii）より求めた。
メタン負荷（ｇＣＨ４／ｍ３／ｄ）＝被処理水又は第１の処理水のメタン濃度（ｇ／ｍ３）÷（硝化槽の容量（ｍ３）÷被処理水又は第１の処理水の流量（ｍ３／ｄ）） ・・・（ii）
メタン負荷は、硝化槽２１の容量（１３．５ｍ３）、硝化槽２１に供給される直前の被処理水又は第１の処理水の流量（１６ｍ３／ｈ＝３８４ｍ３／ｄ）及びメタン濃度から求めた。具体的には、下記式（ii）より求めた。
メタン負荷（ｇＣＨ４／ｍ３／ｄ）＝被処理水又は第１の処理水のメタン濃度（ｇ／ｍ３）÷（硝化槽の容量（ｍ３）÷被処理水又は第１の処理水の流量（ｍ３／ｄ）） ・・・（ii）
【0057】
（硝化速度の測定方法）
硝化速度は、硝化槽２１の容量（１３．５ｍ３）、硝化槽２１に供給される直前の被処理水又は第１の処理水の流量（１６ｍ３／ｈ＝３８４ｍ３／ｄ）及びアンモニア態窒素濃度、処理水排出流路３３から排出された処理水（第２の処理水）のアンモニア態窒素濃度から求めた。具体的には、下記式（iii）より求めた。
硝化速度（ｇＮ／ｍ３／ｄ）＝（被処理水又は第１の処理水のアンモニア態窒素濃度（ｇ／ｍ３）－処理水排出流路から排出された処理水（第２の処理水）のアンモニア態窒素濃度（ｇ／ｍ３））÷（硝化槽の容量（ｍ３）÷被処理水又は第１の処理水の流量（ｍ３／ｄ）） ・・・（iii）
硝化速度は、硝化槽２１の容量（１３．５ｍ３）、硝化槽２１に供給される直前の被処理水又は第１の処理水の流量（１６ｍ３／ｈ＝３８４ｍ３／ｄ）及びアンモニア態窒素濃度、処理水排出流路３３から排出された処理水（第２の処理水）のアンモニア態窒素濃度から求めた。具体的には、下記式（iii）より求めた。
硝化速度（ｇＮ／ｍ３／ｄ）＝（被処理水又は第１の処理水のアンモニア態窒素濃度（ｇ／ｍ３）－処理水排出流路から排出された処理水（第２の処理水）のアンモニア態窒素濃度（ｇ／ｍ３））÷（硝化槽の容量（ｍ３）÷被処理水又は第１の処理水の流量（ｍ３／ｄ）） ・・・（iii）
【0058】
【表1】
【0059】
表１中、「原水アンモニア濃度」は、被処理水又は第１の処理水のアンモニア態窒素濃度である。「原水アンモニア負荷」は、被処理水又は第１の処理水のアンモニア態窒素負荷である。「原水メタン濃度」は、被処理水又は第１の処理水のメタン濃度である。「原水メタン負荷」は、被処理水又は第１の処理水のメタン負荷である。「流量」は、硝化槽２１へ供給される被処理水又は第１の処理水の流量である。「処理水アンモニア濃度」は、処理水排出流路３３から排出された処理水（第２の処理水）のアンモニア態窒素濃度である。
【0060】
表１及び図５から明らかなように、被処理水中のメタン濃度を１２ｍｇ／Ｌ以下に低減した後に生物硝化処理した場合（実施例１～３）は、比較例１、２に比べて最大硝化速度が大きく、硝化速度の低下を防止できることが示された。また、実施例１～３の場合、比較例１、２に比べて処理水アンモニア濃度が低く、充分に被処理水を生物硝化処理できることが示された。
【符号の説明】
【0061】
１，２ 水処理装置
１０ 低減手段
１１ 脱気槽
１１ａ 開口部
１２ スプレー機構
１２ａ スプレーノズル
１２ｂ ノズル口
１３ エアレーション機構
１３ａ，２３ａ 散気管
１３ｂ ブロワ
１３ｃ 気体供給管
１３ｄ，２３ｄ 散気孔
１４ 曝気塔機構
１４ａ 充填材
１４ｂ 曝気塔
１５ 脱気膜
１６ ガス排出流路
１６ａ，３２ａ ポンプ
２０ 生物処理手段
２１ 硝化槽
２２ 生物保持担体
２３ 酸素供給機構
２３ｃ 酸素供給管
３１ 原水供給流路
３１ａ 水中ポンプ
３２ 処理水供給流路
３３ 処理水排出流路
１００ 水源
１０ 低減手段
１１ 脱気槽
１１ａ 開口部
１２ スプレー機構
１２ａ スプレーノズル
１２ｂ ノズル口
１３ エアレーション機構
１３ａ，２３ａ 散気管
１３ｂ ブロワ
１３ｃ 気体供給管
１３ｄ，２３ｄ 散気孔
１４ 曝気塔機構
１４ａ 充填材
１４ｂ 曝気塔
１５ 脱気膜
１６ ガス排出流路
１６ａ，３２ａ ポンプ
２０ 生物処理手段
２１ 硝化槽
２２ 生物保持担体
２３ 酸素供給機構
２３ｃ 酸素供給管
３１ 原水供給流路
３１ａ 水中ポンプ
３２ 処理水供給流路
３３ 処理水排出流路
１００ 水源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】