废水处理装置、废水处理方法、废水处理系统、控制装置、控制方法和程序

摘要

本发明对在构成反应槽(2)的多个需氧槽(2a-2d)内流动的待处理水进行生物处理。将空气从分别为各个需氧槽(2a-2d)设置的空气扩散器(6a-6d)供给至反应槽(2)，以使待处理水曝气。将硝酸盐测量计(7)设置在需氧槽(2c)的流入侧，其为沿着反应槽(2)中待处理水的流动的所需位置，并且测量硝酸盐浓度。硝酸盐测量计(7)将硝酸盐浓度的测量值提供给控制单元(9)。基于硝酸盐浓度的值，以使得硝酸盐浓度落在受控的硝酸盐浓度的预定范围内的方式，控制单元(9)将控制信号提供给每个气体供给量控制单元(10a-10d)，以针对每个空气扩散器(6a-6d)或以空气扩散器(6a-6d)的批量方式控制从空气扩散器(6a-6d)到待处理水的气体供给量。

说明书

技术领域

本发明涉及控制需氧槽中曝气量的废水处理装置、废水处理方法、和 废水处理系统，以及控制装置、控制方法、和程序。

背景技术

通常，作为处理污水如生活废水或工业废水的污水处理系统，使用标 准活性污泥法或使用滴滤法的各种污水处理系统已经投入实际使用。

在使用标准活性污泥法的污水处理系统中，进行曝气处理以向反应槽 中存在的各种类型需氧微生物供给氧，同时使待处理的污水流入反应槽 中。因此，通过需氧微生物的作用将在反应槽中的污水中包含的有机物分 解，从而能够获得稳定品质的已处理水。

在反应槽中的曝气处理中，就进行曝气的空气扩散器而言，执行流入 物比例控制、DO(溶解氧)控制、或氨控制(参见专利文献1)。流入物比例 控制使用了安装在反应槽的流入侧上的流量计，而以与流入反应槽的流入 物的量成比例的量将空气供给至空气扩散器。DO控制使用安装在反应槽 的流出侧的末端的溶解氧分析仪(DO分析仪)以测量溶解氧浓度，并且将 空气供给至空气扩散器从而将溶解氧浓度维持在预定浓度。氨控制使用了 安装在反应槽流出侧的末端的氨测量计以将空气供给至空气扩散器，从而 将在反应槽的末端的氨氮(NH₄-N)维持在预定浓度。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2005-199116

发明概述

技术问题

然而，在上述各种类型的控制中，存在下列问题。即，在流入物比例 控制中，因为含氮流入物的有机负荷量和氨负荷量变化使水质波动，如果 控制空气的量与流入物的量成比例，则将会不可避免地出现空气的量过量 或不足。此外，在DO控制中，含氮流入物的有机负荷量或氨负荷量变化， 并且当它们的负荷量降低时，空气的量可能会变得过量。另一方面，当该 负荷量增加时，空气的量可能会变得不足。此外，在氨控制中，尽管可以 根据含氮流入物的氨负荷量将适量的空气供给至空气扩散器，但是难以控 制氨控制的前一阶段中的脱氮处理。

本发明是在考虑以上情况下实现的，并且本发明的目的是提供废水处 理装置、废水处理方法、和废水处理系统，它们通过根据流入到进行曝气 的反应槽的含氮水的载量适当地控制气体供给量(曝气量)，可以将适量的 氧供给至反应槽，可以适当地控制脱氮处理，并且可以提高氮移除率，从 而提高已处理水的品质；以及提供控制装置、控制方法、和程序。

解决问题的方案

为了解决上述问题并且实现所述目标，根据本发明的废水处理装置包 括：空气扩散单元，所述空气扩散单元将气体供给至含氮水，以基本上遍 及在所述含氮水的流动方向上的整个区域，从而根据反应槽中的所述含氮 水的流动将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例 的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮；脱氮确认单元，所述脱氮 确认单元设置在所述含氮水的所述流动方向上的预定位置以确认在所述 预定位置生成的所需比例的硝酸盐是否已经脱氮；以及气体供给量控制单 元，所述气体供给量控制单元控制来自至少在所述脱氮确认单元的沿着所 述含氮水的所述流动方向的上游侧的所述空气扩散单元的气体供给量，从 而根据通过在所述预定位置硝化生成的并通过所述脱氮确认单元确认的 硝酸盐的比例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。

根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述空气扩 散单元被配置成能够供给气体，从而随时间推移或根据所述含氮水的所述 流动方向依次、交替、或反复形成在其中进行硝化反应的区域和在其中进 行脱氮反应的区域。

根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，当不能通过 所述脱氮确认单元确认通过借助硝化反应的硝化生成的所述所需比例硝 酸盐的脱氮时，所述气体供给量控制单元执行控制以增加或降低至少在所 述脱氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的来自所述 空气扩散单元的所述气体供给量。

根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述脱氮确 认单元是被配置成能够测量硝酸盐浓度的硝酸盐浓度测量单元，并且通过 测量所述硝酸盐浓度对是否已经将所述所需比例的硝酸盐脱氮进行确认， 并且所述气体供给量控制单元控制至少在所述硝酸盐浓度测量单元的沿 着所述含氮水的所述流动方向的所述上游侧的来自所述空气扩散单元的 所述气体供给量，从而使通过所述硝酸盐浓度测量单元测量的所述硝酸盐 浓度落在预定范围内。

根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述脱氮确 认单元是被配置成能够测量氨氮的氨氮测量单元，并且通过测量所述氨氮 浓度对是否已经将所述所需比例的氨氮脱氮进行确认，并且所述气体供给 量控制单元控制至少在所述氨氮测量单元的至少沿着所述含氮水的流动 方向的上游侧的来自所述空气扩散单元的所述气体供给量，从而使通过所 述氨氮测量单元测量的所述硝酸盐浓度落在预定范围内。

根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述气体供 给量控制单元控制所述空气扩散单元以使来自所述空气扩散单元的气体 供给量至少在所述脱氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的所 述上游侧变得基本均匀。

根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述气体供 给量控制单元控制所述空气扩散单元以使来自所述空气扩散单元的所述 气体供给量变得基本均匀地遍及所述含氮水的所述流动方向上的整个区 域。

根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，在所述反应 槽的前段中设置厌氧槽。

根据本发明的废水处理方法，包括：生物处理步骤，其通过硝化反应 和脱氮反应对在反应槽中流动的含氮水进行生物处理；空气扩散步骤，其 将气体供给至所述含氮水，以基本上遍及在所述含氮水的流动方向上的整 个区域，从而根据所述含氮水的流动将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝 酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱 氮；脱氮确认步骤，其确认在所述含氮水的所述流动方向上预定位置生成 的所需比例的硝酸盐是否已经脱氮；以及气体供给量控制步骤，其控制至 少在所述预定位置的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的气体供 给量，从而根据通过在所述预定位置硝化生成的并在所述脱氮确认步骤确 认的硝酸盐的比例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。

根据本发明的废水处理方法的特征在于，在上述发明中，将气体供给 至所述含氮水，从而随时间推移或根据所述含氮水的所述流动方向依次、 交替、或反复形成在其中进行硝化反应的区域和在其中进行脱氮反应的区 域。

根据本发明的废水处理方法的特征在于，在上述发明中，在所述脱氮 确认步骤确认的硝酸盐的比例是在所述预定位置的硝酸盐浓度，并且在所 述气体供给量控制步骤，在其中在所述脱氮确认步骤测量的所述硝酸盐浓 度落在预定范围内的方向上控制至少在所述预定位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的所述气体供给量。

根据本发明的废水处理系统包括：脱氮确认单元，所述脱氮确认单元 设置在含氮水的流动方向上的预定位置，以针对下面所述含氮水确认在所 述预定位置生成的所需比例的硝酸盐是否已经脱氮，所针对的含氮水供给 有气体，以基本上遍及在所述流动方向上的整个区域，从而根据所述流动 方向将氨硝化为硝酸盐并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方 向的各个位置脱氮；以及气体供给量控制单元，所述气体供给量控制单元 控制至少在所述脱氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游 侧的将要供给至所述含氮水的气体供给量，从而根据通过在所述预定位置 硝化生成的并在所述脱氮确认步骤确认的硝酸盐的比例将所述所需比例 的硝酸盐脱氮。

其特征在于，在控制装置中，所述控制装置控制至少在沿着所述含氮 水的流动方向在脱氮确认单元的上游侧的空气扩散单元的气体供给量，所 述空气扩散单元将气体供给至含氮水，以基本上遍及在所述含氮水的所述 流动方向上的整个区域，从而根据所述含氮水的流动将包含在所述含氮水 中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向 的各个位置脱氮，所述脱氮确认单元确认在所述含氮水的所述流动方向上 预定位置生成的所述所需比例的硝酸盐是否已经脱氮，从而根据通过在所 述预定位置硝化生成的并通过所述脱氮确认单元确认的硝酸盐的比例将 所需比例的硝酸盐脱氮。

其特征在于，在由控制含氮水的气体供给量的控制装置进行的控制方 法中，根据本发明的控制方法包括：脱氮确认步骤，在该步骤，针对含氮 水，通过脱氮确认单元确认在预定位置生成的所需比例的硝酸盐是否已经 脱氮，所针对的含氮水供给有气体，以基本上遍及在所述流动方向上的整 个区域，从而根据所述流动方向将氨在所述预定位置硝化为硝酸盐，并且 将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮；以及气体 供给量控制步骤，在该步骤，控制至少在所述预定位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述含氮水气体供给量，从而根据 通过在所述脱氮确认步骤确认的在所述预定位置硝化生成的硝酸盐的比 例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。

其特征在于，在程序中，使计算机执行：脱氮确认步骤，即，针对所 述的含氮水，由脱氮确认单元确认在所述含氮水的流动方向上预定位置生 成的所需比例的硝酸盐是否已经被脱氮，所针对的含氮水供给有气体，以 基本上遍及在所述流动方向上的全部区域，从而根据所述流动方向将氨在 所述预定位置硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流 动方向的各个位置脱氮；以及气体供给量控制步骤，即，控制至少在所述 预定位置的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述 含氮水气体供给量，从而根据通过在所述预定位置硝化生成的并在所述脱 氮确认步骤确认的硝酸盐的比例将所需比例的硝酸盐脱氮。

本发明的有益效果

根据本发明的废水处理装置、废水处理方法、废水处理系统、控制装 置、控制方法、和程序，可以根据流入进行曝气的反应槽的含氮水的负荷 量适当地控制气体供给量，并且可以将适量的氧供给至反应槽。此外，可 以适当地控制脱氮处理，并且可以通过提高氮移除率来提高已处理水的品 质。

附图简述

[图1]图1是根据本发明的第一实施方案的废水处理装置的构造图。

[图2A]图2A是显示根据本发明的第一实施方案的废水处理装置中 的反应槽的平面图。

[图2B]图2B是显示根据本发明的第一实施方案的废水处理装置中 的反应槽的另一种变形的平面图。

[图3]图3是显示沿着反应槽中待处理水的流动测量的NH₄-N、 NO₂-N、和NO₃-N中的氮浓度及其总氮浓度的图。

[图4]图4是显示根据本发明的第一实施方案的废水处理方法的流程 图。

[图5]图5是显示根据本发明的第二实施方案的废水处理装置的构造 图。

[图6]图6是显示根据本发明的第三实施方案的反应槽的透明透视 图。

[图7A]图7A是沿着图6中所示A-A线的反应槽的截面图。

[图7B]图7B是沿着图6中所示B-B线的反应槽的截面图。

[图8A]图8A是显示根据本发明的实施方案的另一种变形的反应槽 的构造图。

[图8B]图8B是显示根据本发明的实施方案的另一种变形的反应槽 的构造图。

[图8C]图8C是显示根据本发明的实施方案的另一种变形的反应槽 的构造图。

[图8D]图8D是显示图8C中所示的反应槽中空气扩散器单元随时间 推移的曝气计时的时间图。

[图8E]图8E是显示根据本发明的实施方案的另一种变形的反应槽的 构造图。

[图8F]图8F是显示携带图8E中所示的反应槽中漂浮的微生物的载 体的截面示意图。

[图9A]图9A是在图6中所示的反应槽中安装一对DO分析仪的情况 中的安装位置的截面图。

[图9B]图9B是表示脱氮速率和硝化速率对溶解氧浓度的依赖性的 图。

[图10A]图10A是在图6中所示的反应槽中安装一对ORP测量计的 情况中的安装位置的截面图。

[图10B]图10B是表示脱氮速率和硝化速率对溶解氧浓度的依赖性 的图。

[图11A]图11A是显示在图5中所示的废水处理装置中安装氨测量计 的情况的构造图。

[图11B]图11B是显示沿着反应槽中待处理水的流动测量的NH₄-N、 NO₂-N、和NO₃-N中的氮浓度及其总氮浓度的图，用于说明目标硝化速率 和测量的硝化速率。

具体实施方式

以下将参照附图解释本发明的实施方案。在下列实施方案的所有附图 中，相同或相应的元件具有相同的附图标记。此外，本发明不限于以下所 解释的实施方案。

(第一实施方案)

(废水处理装置的构造)

首先，解释根据本发明的第一实施方案的包括控制装置的废水处理装 置的构造。图1是显示根据本发明的第一实施方案的废水处理装置的构造 的示意图。如在图1中所示，根据本发明的第一实施方案的废水处理装置 包括初级沉降槽1，包括彼此依次连接的多级需氧槽2a、2b、2c、和2d(第 一至第四槽)的反应槽2，固液分离槽3，污泥返回路径5，和控制单元9。

含氮原水(下文中，称为“原水”)流入初级沉降槽1中。在初级沉降槽1 中，使原水缓缓地流动以使较小粒径的污垢沉淀。

待处理水，即从初级沉降槽1流出的含氮水，其流入反应槽2中。构 成反应槽2的多级需氧槽2a至2d沿着待处理水的流动方向布置。在一些 情况下，可以在反应槽2中待处理水的流入侧生成BOD氧化区域。此外， 需氧槽2a至2d分别包括空气扩散器单元6a、6b、6c、和6d作为空气扩 散单元。通过使用气体如由鼓风机8供给的空气，空气扩散器单元6a至 6d进行向各个需氧槽2a至2d中的空气扩散，以使贮留在其中的活性污泥 曝气。在各个需氧槽2a至2d中，将在需氧条件下的待处理水中包含的氨 氮主要硝化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。分别设置有空气扩散器单元6a至 6d的需氧槽2a至2d可以线性布置，或者如在作为反应槽2的一个实例的 平面图的图2A中所示，可以布置为在半路折回的旁路通道。

此外，如在图1中所示，空气扩散器单元6a至6d分别设置有作为构 成控制装置的气体供给量控制单元的一部分的气体供给量控制单元10a、 10b、10c、和10d。各个气体供给量控制单元10a至10d中的每一个均包 括气流控制阀等，并且根据来自作为构成控制装置的气体供给量控制单元 的一部分的控制单元9的控制信号统一地或独立地控制来自各个需氧槽2a 至2d中空气扩散器单元6a至6d的气体供给量。

作为控制装置的控制单元9包括计算机(PC)，计算机包括，例如，CPU、 存储介质如ROM或RAM等、和记录介质如硬盘等。在控制单元9中， 在记录介质中存储能够执行稍后描述的废水处理方法和控制方法的预定 程序。如稍后描述的，控制单元9对确认信号如输入的硝酸盐浓度的测量 值数据等作出反应，以根据存储在其中的程序输出控制信号，从而控制气 体供给量控制单元10a至10d以控制来自空气扩散器单元6a至6d的气体 供给量。

硝酸盐测量计7设置在沿着反应槽2中待处理水的流动的所需位置。 作为脱氮确认单元的硝酸盐测量计7是在控制脱氮的所需位置测量待处理 水的硝酸盐浓度的硝酸盐浓度测量单元。在第一实施方案中，硝酸盐测量 计7安装在，例如，需氧槽2c的流入位置，即基本上在反应槽2的中间 位置。在本文中，作为硝酸盐测量计7的安装位置，硝酸盐测量计7可以 安装在所需位置，并且因为硝酸盐测量计7用于控制如稍后描述的脱氮反 应，所以需要将硝酸盐测量计7安装在能够保证需要通过脱氮反应移除的 氮的移除量的位置的下游侧以及安装在可以在反应槽2中充分进行硝化反 应的位置的上游侧。此外，可以基于对总氮浓度的依赖性确定硝酸盐测量 计7的安装位置，并且在反应槽2的位置上事先测量硝酸盐-氮、亚硝酸盐 -氮、和氨氮的浓度。由此，废水处理系统由控制单元9、气体供给量控制 单元10、和硝酸盐测量计7构成。

应该指出的是，本说明书中的硝酸盐是包括硝酸盐(HNO₃)、亚硝酸盐 (HNO₂)、硝酸盐-氮(NO₃-N)、亚硝酸盐-氮(NO₂-N)、硝酸盐-氮和亚硝酸- 盐氮的总和、以及表示硝酸盐和亚硝酸盐这二者的NO_x的概念。此外，本 说明书中的氨是包括氨和氨氮的概念。也就是说，本说明书中的硝酸盐浓 度可以是硝酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐-氮、亚硝酸盐-氮、硝酸盐-氮和亚硝 酸盐-氮的总和、以及表示硝酸盐和亚硝酸盐这二者的NO_x的任何一种浓 度。氨浓度可以是氨(NH₃)和氨氮(NH₄-N)的任何一种浓度。

即使在构成反应槽2的多级需氧槽2a至2d通过如在图2A中所示的 折回布置的情况下，也将硝酸盐测量计7设置在沿着反应槽2中待处理水 的流动的所需位置，例如，在需氧槽2c的流入位置。应该指出的是，稍 后将描述硝酸盐测量计7的安装位置的细节。

此外，如在图1中所示，硝酸盐测量计7将测量的硝酸盐浓度值提供 给控制单元9。被提供了测量的硝酸盐浓度值的控制单元9将控制信号提 供给气体供给量控制单元10a至10d，以基于硝酸盐浓度值控制从空气扩 散器单元6a至6d供给的气体的量。也就是说，控制单元9和气体供给量 控制单元10a至10d构成气体供给量控制单元，即控制装置。应该指出的 是，稍后将描述硝酸盐测量计7的安装位置和借助控制单元9的控制的细 节。

从在最下游侧的需氧槽2d流出的待处理水流入固液分离槽3。在固液 分离槽3中，将待处理水分离为分离液体4a和活性污泥4b。将管(未示出) 与固液分离槽3的侧壁连接，并且将其配置成使得分离液体4a经由所述 管进料到灭菌处理工序。此外，将污泥返回路径5与固液分离槽3的底部 连接，并且将其配置成使得在固液分离槽3的底部积累的活性污泥4b能 够返回需氧槽2a。因此，能够将需氧槽2a中以及在其下游侧的需氧槽2b、 2c、和2d中的生物质维持在预定量。

(废水处理方法中气体供给量的控制)

接下来解释在需氧槽2a至2d中进行的废水处理方法，以及与其相关 的控制方法和借助由控制单元9执行的程序的气体供给量的控制。图4是 显示根据第一实施方案的处理方法的流程图。

在需氧槽2a至2d中进行的废水处理方法中，首先，将来自图1中所 示的初级沉降槽1的待处理水依次进料至需氧槽2a至2d。在需氧槽2a至 2d中的每一个中，如由下列反应式(1)至(3)所示出的，通过作为活性污泥 中需氧微生物的硝化细菌，在需氧条件下将待处理水中的氨氮(NH₄-N)硝 化为亚硝酸盐-氮(NO₂-N)和硝酸盐-氮(NO₃-N)(图4中，步骤ST1和ST2)。

NH₃+O₂+2e^-+2H⁺→NH₂OH+H₂O…(1)

NH₂OH+H₂O→NO₂^-+5H⁺+4e^-…(2)

NO₂^-+0.5O₂→NO₃^-…(3)

同时，在具有少量氧的区域中，甚至在反应槽2中的待处理水中氧的 量小的区域中或根据情况在硝化槽中，发生通过脱氮细菌的脱氮反应(厌氧 反应)。因此，如果将足够的碳源供给至发生脱氮反应的区域(脱氮反应区 域)，可以充分地促进脱氮反应。因此，在反应槽2中产生部分进行脱氮反 应的区域。因此，如在下列反应式(4)至(10)中所示，将由于不充分硝化而 生成的一氧化二氮(N₂O)气体分解或者将亚硝酸盐还原而不生成任何一氧 化二氮，或者进行分解得到氮和二氧化碳，从而能够移除氮。

NO₂^-+3H⁺+2e^-→0.5N₂O+1.5H₂O…(4)

NO₂^-+H⁺+2(H)→0.5N₂O+1.5H₂O…(5)

NO₃^-+H⁺+5(H)→0.5N₂+3H₂O…(6)

NO₃^-+2H→NO₂^-+H₂O…(7)

NO₂^-+H⁺+(H)→NO+H₂O…(8)

NO+(H)→0.5N₂O+0.5H₂O…(9)

N₂O+2(H)→N₂+H₂O…(10)

在本文中，本发明的发明人已经在多个位置测量了氨氮(NH₄-N)、亚 硝酸盐-氮(NO₂-N)、和硝酸盐-氮(NO₃-N)中的每一个氮浓度及其总氮浓度， 这些浓度通过在反应槽2中沿着从需氧槽2a的流入侧到需氧槽2d的流出 侧的方向，即对于平行进行脱氮反应和硝化反应的情况来说沿着待处理水 的流动方向加入这些而获得。图3是表示在反应槽2的位置测量的NH₄-N、 NO₂-N、和NO₃-N中的氮浓度及其总氮浓度的测量结果的图。

如在图3中所示，NO₂-N和NO₃-N中的氮浓度没有增加很多，并且 总氮浓度根据从相对处在反应槽2的第一半侧上的需氧槽2a的流入侧的 位置到需氧槽2b的流出侧的位置的待处理水的流动而降低。据认为，这 是因为在反应槽2的上游侧的需氧槽2a和2b中存在硝化反应区域和脱氮 反应区域，并且在硝化反应区域中的硝化处理和在脱氮反应区域中的脱氮 处理同时进行以提高氮移除率。此外，NO₂-N和NO₃-N中的氮浓度在从 相对处在反应槽2的后半侧上的需氧槽2c的流入侧的位置到需氧槽2d的 流出侧的位置之间增加。也就是说，本发明的发明人已经考虑到，在反应 槽2的下游侧的需氧槽2c和2d中，脱氮反应连续进行并且硝化反应迅速 进行。因此，本发明的发明人想到，如果在反应槽2中氮浓度降低的情况 下首先将硝酸盐测量计7安装在的所需位置以基于在所述位置的硝酸盐浓 度基本上统一地或独立地控制至少在硝酸盐测量计7的上游侧的气体供给 量，则在硝酸盐测量计7的上游侧发生的脱氮反应和硝化反应都可以被控 制。

具体地，本发明的发明人已经发现，通过将气体供给至反应槽2中的 待处理水以基本上遍及在流动方向上的整个区域，可以将在反应槽2中的 待处理水的流动方向上的各个位置通过硝化生成的各个所需比例的硝酸 盐脱氮，从而随着待处理水在反应槽2中向下流动，待处理水中包含的氨 (NH₄)通过空气扩散器单元6a至6d被逐渐硝化为硝酸盐(亚硝酸盐-氮 (NO₂-N)和硝酸盐-氮(NO₃-N))。因此，本发明的发明人已经发现，通过将 硝酸盐测量计7安装在所需位置并且统一地或独立地控制至少在硝酸盐测 量计7的上游侧的来自空气扩散器单元6的气体供给量以使得通过硝酸盐 测量计7测量的测量值落在预定范围内，从而可以控制在硝酸盐测量计7 的上游侧的脱氮反应和硝化反应。

因此，在本发明中，控制单元9首先监测通过安装在需氧槽2c的流 入侧的硝酸盐测量计7的硝酸盐浓度的测量，并且控制至少在硝酸盐测量 计7的沿着待处理水的流动方向的上游侧的气体供给量控制单元10a和 10b。此外，在本发明中，气体供给量控制单元10a至10d调节反应槽2 中的气体供给量，即需氧槽2a至2d中的每一个中的气体供给量。在这种 情况下，当考虑控制反应槽2中的脱氮反应时，需要将硝酸盐测量计7安 装在脱氮反应和硝化反应这二者一起出现的区域中需要控制脱氮反应的 位置处，例如，反应槽2中区域的最下游侧附近，在那里需要促进脱氮反 应同时抑制归因于硝化反应的硝酸盐的生成。

因此，在第一实施方案中，需要将硝酸盐测量计7安装在需氧槽2c 的流入侧。控制单元9至少控制在硝酸盐测量计7的沿着待处理水的流动 方向的上游侧的气体供给量控制单元10a和10b，从而使通过硝酸盐测量 计7测量的NO₂-N和NO₃-N的总硝酸盐浓度落在预设目标范围内。控制 单元9将控制信号按需提供给气体供给量控制单元10c和10d。因此，控 制单元9独立地或基本上统一地控制需氧槽2a和2b中的气体供给量、以 及此外需氧槽2c和2d中的气体供给量。当不能通过硝酸盐测量计7确认 归因于借助硝化反应的硝化生成的所需比例硝酸盐的脱氮时，控制单元9 独立地或统一地执行控制以增加或降低至少在硝酸盐测量计7的沿着待处 理水的流动方向的上游侧的来自空气扩散器单元6a和6b的气体供给量。 此外，通过借助控制单元9控制气体供给量，在反应槽2中的硝酸盐测量 计7的上游侧的待处理水中，可以在抑制硝化反应的同时促进脱氮反应。 因为待处理水中溶解氧的量随着待处理水从上游侧向下游侧流动而增加， 在硝酸盐测量计7的下游侧进行脱氮反应的同时，待处理水处于更好的需 氧条件，从而迅速促进硝化反应以迅速降低氨(NH₄)并且迅速增加硝酸盐 (亚硝酸盐-氮(NO₂-N)和硝酸盐-氮(NO₃-N))的浓度。应该指出的是，如稍后 描述的，在气体供给量的控制中，可以连续地或间歇地进行曝气，包括曝 气的停止控制、将气体供给量制定为0。

具体地，硝酸盐测量计7测量在需氧槽2c的流入侧的NO₂-N和NO₃-N 的总硝酸盐浓度(图4中步骤ST3)。硝酸盐测量计7将硝酸盐浓度的测量 值提供给控制单元9。控制单元9确定所提供的硝酸盐浓度的值是否在预 定范围内，即在预设目标范围(设定的目标范围)内，例如，5.0mg/L以下 等(图4中步骤ST4)。

由此，根据本发明的发明人的发现，当反应槽2中硝酸盐浓度超过5.0 mg/L时，硝化迅速进行并且即使降低空气的量也几乎不能控制反应槽2 的内部状态。因此，需要的是，设定的目标范围等于或小于5.0mg/L。此 外，当所提供的硝酸盐浓度的测量值在设定的目标范围内时(图4中步骤 ST4“是”)，控制单元9继续通过硝酸盐测量计7监测硝酸盐浓度(图4中步 骤ST3)。应该指出的是，对于每个反应槽，适当的设定的目标范围是根据 反应槽2的设计如形状和尺寸设定的。

同时，当控制单元9确定由硝酸盐测量计7提供的硝酸盐浓度的测量 值低于设定的目标范围，即，低于设定的目标范围的下限时(图4中步骤 ST4“否”)，控制单元9执行增加至少来自空气扩散器单元6a和6b的气体 供给量的控制，从而通过将控制信号提供给气体供给量控制单元10a至10d 使至少在需氧槽2a和2b中的硝酸盐浓度增加(图4中步骤ST5)。此时， 控制单元9可以执行控制，以与空气扩散器单元6a和6b类似地通过空气 扩散器单元6c和6d使在需氧槽2c和2d中的气体供给量增加，或者使气 体供给量不变化。

另一方面，当由硝酸盐测量计7提供的硝酸盐浓度的值超过设定的目 标范围时，即甚至当该值超过设定的目标范围的上限时，控制单元9确定 硝酸盐浓度的测量值在设定的目标范围之外(图4中步骤ST4“否”)，并且 执行降低至少来自空气扩散器单元6a和6b的气体供给量的控制，从而通 过将控制信号提供给气体供给量控制单元10a至10d使至少在需氧槽2a 和2b中的硝酸盐浓度降低(图4中步骤ST5)。此时，控制单元9可以执行 控制，以与空气扩散器单元6a和6b类似地通过空气扩散器单元6c和6d 使在需氧槽2c和2d中的气体供给量降低，或者使气体供给量不变化。

也就是说，在上述空气扩散器单元6a至6d的控制中，可以统一地增 加或降低来自空气扩散器单元6a至6d的气体供给量，或者可以在增加或 降低来自空气扩散器单元6a和6b的气体供给量的同时维持来自空气扩散 器单元6c和6d的气体供给量恒定。应该指出的是，根据硝酸盐测量计7 的安装位置选择需要对其执行增加/降低控制的空气扩散器单元6。具体 地，在将硝酸盐测量计7安装在需氧槽2a的下游侧或在需氧槽2b的上游 侧的情况下，控制单元9至少通过气体供给量控制单元10a控制来自空气 扩散器单元6a的气体供给量。相比之下，在将硝酸盐测量计7安装在需 氧槽2c的下游侧或在需氧槽2d的上游侧的情况下，控制单元9至少通过 气体供给量控制单元10a至10c控制来自空气扩散器单元6a至6c的相应 气体供给量。在气体供给量的控制中，控制单元9可以彼此独立地对气体 供给量控制单元10a至10d中的每一个执行空气扩散器单元6a至6d的控 制，可以对空气扩散器单元6a至6d执行相同的控制，或者可以在空气扩 散器单元6a、6b、6c、和6d中适当地选择待分组的多个空气扩散器单元 以对每组独立地执行控制。

以这种方式，因为控制单元9将控制信号提供给各个气体供给量控制 单元10a至10d以控制来自各个空气扩散器单元6a至6d的气体供给量， 在需氧槽2a和2b中可以适当地一起出现脱氮反应和硝化反应，并且可以 控制反应槽2中的脱氮反应的发生。此外，因为控制单元9最优地控制气 体供给量，所以可以将来自空气扩散器单元6a至6d的气体供给量控制为 必需且足够的量，并且可以降低鼓风机8的电力消耗以降低废水处理中的 电力消耗。

根据上述发明的第一实施方案，在构成反应槽2的需氧槽2a至2d中， 将硝酸盐测量计7安装在沿着反应槽2中待处理水的流动方向的所需位 置，例如，在需氧槽2c的流入侧，即在反应槽2的中间位置，并且基于 通过硝酸盐测量计7的硝酸盐浓度的测量，至少通过空气扩散器单元6a 和6b以及按需通过空气扩散器单元6a至6d来控制需氧槽2a至2d中的 气体供给量，从而使硝酸盐浓度落在预定范围内。因此，可以连同硝化反 应一起控制主要在相对来说在反应槽2的第一半侧上的需氧槽2a和2b中 进行的脱氮反应，并且可以提高氮移除率，从而能够根据待处理水中的有 机负荷量和氮负荷量将适量的氧供给反应槽2。此外，在存在具有与反应 槽2相同形状的另一个反应槽并且在相同条件下存在废水的流入或回流污 泥的回流的情况下，也可以与在反应槽2中相同的条件下控制另一个反应 槽中的气体供给量，从而能够供给适量的氧。

(第一实施方案的第一变形)

此外，在第一实施方案中，反应槽2由四个需氧槽2a至2d构成。然 而，反应槽2可以是在其中发生待处理水的流动的单一槽。图2B是在反 应槽2是作为第一实施方案的第一变形的单一槽的情况下的平面图。如在 图2B中所示，空气扩散单元可以由代替空气扩散器单元6a至6d的单一 主体的空气扩散器单元6构成。即使在这种情况下，硝酸盐测量计7也设 置在需要控制脱氮反应的区域的沿着待处理水的流动方向的最下游侧的 所需位置。然而，在本文中，硝酸盐测量计7大体安装在沿着反应槽2中 待处理水的流动方向的中间位置。应该指出的是，即使在空气扩散单元由 单一空气扩散器单元6形成的情况下，也可以控制在空气扩散器单元6中 对反应槽2中的每个气体供给部的气体供给量。此外，即使在反应槽2是 单一槽的情况下，空气扩散单元也可以与上述第一实施方案相似地由多个 空气扩散器单元形成。此外，即使在反应槽2是单一槽并且空气扩散单元 由多个空气扩散器单元形成的情况下，也可以彼此独立地或者可以统一地 控制空气扩散器单元。

(第二实施方案)

接下来解释根据本发明的第二实施方案的包括控制装置的废水处理 装置。图5是显示根据第二实施方案的废水处理装置的构造图。

如在图5中所示，在根据第二实施方案的废水处理装置中，反应槽2 由硝化-脱氮反应槽形成，与第一实施方案不同，其并非是多级的需氧槽， 而是单一需氧槽。此外，硝酸盐测量计7安装在反应槽2中待处理水的流 动方向上的所需位置，即在用于控制更上游侧的待处理水中脱氮反应的预 定位置。硝酸盐测量计7在预定位置测量硝酸盐浓度并且将测量结果提供 给控制单元9。控制单元9基于所提供的硝酸盐浓度控制至少在硝酸盐测 量计7的上游侧的来自空气扩散器单元6a和6b的气体供给量(曝气量)。 应该指出的是，控制单元9可以控制空气扩散器单元6a至6d，从而使它 们的气体供给量在整个反应槽2内变得均匀，或者可以独立地控制空气扩 散器单元6a和6b以及空气扩散器单元6c和6d。

此外，厌氧槽12设置在反应槽2的沿着待处理水的流动方向的前段 中。厌氧槽12是待处理水，即，含氮水，经由初级沉降槽1流入其中的 槽。可以通过外部电动机12a旋转的搅拌单元12b设置在厌氧槽12中， 并且通过搅拌单元12b搅拌厌氧槽12中的活性污泥。应该指出的是，在 一些情况下，根据污水处理厂的构造，可以不设置初级沉降槽1，并且在 这种情况下，原水首先流入厌氧槽12。厌氧槽12用于通过厌氧环境下聚 磷菌(phosphorus-accumulating bacteria)的作用对待处理水进行脱磷处理(厌 氧处理)。此外，在厌氧槽12中，在厌氧条件下使待处理水中包含的有机 物进入活性污泥中，并且将活性污泥中包含的磷排出至原水中。

此外，通过与固液分离槽3的底部连接的污泥返回路径5将在固液分 离槽3的底部沉积的活性污泥4b返回至厌氧槽12。因此，能够将厌氧槽 12中以及在其下游侧的反应槽2中的生物质维持在预定量。应该指出的 是，将固液分离槽3中生成的其余活性污泥4b作为多余的污泥排出至外 部。第二实施方案的其他构造与第一实施方案的那些相同，并且因此省略 了对其的解释。

在第二实施方案中，将测量的硝酸盐浓度提供给控制单元9的硝酸盐 测量计7安装在单一反应槽2中的所需位置，从而能够实现与第一实施方 案的那些相同的效果。

(第三实施方案)

接下来解释根据本发明的第三实施方案的包括控制装置的废水处理 装置。图6是显示根据第三实施方案的废水处理装置中的厌氧槽12和反 应槽2的透明透视图。在图6中，为了以下解释，未示出厌氧槽12和反 应槽2的在与图6中观察者较近一侧上的侧壁。图7A和7B分别为沿着 图6中所示A-A线的反应槽的截面图和沿着图6中所示B-B线的反应槽 的截面图。

如在图6中所示，反应槽2由单一槽形成，并且厌氧槽12设置在反 应槽2的沿着待处理水的流动方向的前段上。原水从厌氧槽12一侧流入 其中，并且将在厌氧槽12中厌氧处理过的待处理水从厌氧槽12的另一侧 供给至反应槽2。

此外，将板状空气扩散器单元6设置在反应槽2中，基本上在反应槽 2的沿着其高度方向的中点。空气扩散器单元6被配置成能够通过气体供 给量控制单元10调节每个预定区段的沿着待处理水的流动方向即反应槽 2的纵向方向的气体供给量。

此外，将能够测量硝酸盐浓度的硝酸盐测量计7安装在反应槽2中待 处理水的流动方向即沿着反应槽2的纵向方向的预定位置。硝酸盐测量计 7将测量的硝酸盐浓度提供给控制单元9。控制单元9根据预定程序基于 所提供的硝酸盐浓度的测量值将控制信号提供给气体供给量控制单元10。 气体供给量控制单元10控制气体供给量以便均匀地遍及全部空气扩散器 单元6或者基于所提供的控制信号控制空气扩散器单元6的每个预定区段 的气体供给量。

此外，将隔板13设置在反应槽2的沿着其纵向方向上的中心部。安 装隔板13以使得其厚度方向与反应槽2的底部表面基本平行。换句话说， 安装隔板13以使其表面与反应槽2的底部表面垂直。打开隔板13上方和 下方的部分以使反应槽2的内部处于被隔板13部分分离的状态。

在以这种方式配置的反应槽2中，当在待处理水流入反应槽2的同时 将气体从空气扩散器单元6供给至待处理水以进行曝气时，曝气的气体沿 着隔板13上升，并且旋转至处于被隔板13分离的状态的相反表面侧。随 着这种旋转，因为待处理水沿着反应槽2的纵向方向流动，在形成由图6 中箭头C所示出的螺旋回旋流的同时曝气的气体溶解在待处理水中。类似 地，在大体上围绕反应槽2的纵轴螺旋旋转的同时，待处理水还沿着反应 槽2的纵向方向行进。应该指出的是，根据条件如待处理水的流入量、以 及反应槽2的尺寸和形状等适当地设定来自空气扩散器单元6的气体供给 量。

此外，如图7A(其是在设置硝酸盐测量计7的位置的沿着A-A线的截 面图)中箭头C示出，从空气扩散器单元6扩散的含氧气体如空气连同待 处理水一起通过隔板13上方的间隙并且旋转至相反的一侧。伴随空气的 旋转的待处理水通过隔板13下方的间隙并且到达空气扩散器单元6的下 部。在这种情况下，沿着待处理水的回旋流的流动方向(箭头C)同时存在 在上游侧的需氧区域31和在下游侧的无氧的厌氧区域32。在需氧区域31 构成在其中通过需氧硝化细菌促进硝化反应的硝化区域的同时，无氧的厌 氧区域32构成在其中通过厌氧脱氮细菌促进脱氮反应的脱氮区域。

此外，如在图7A中所示，基于在图7A中所示位置的上游侧的来自 空气扩散器单元6的气体供给量的氧溶解在沿着反应槽2的纵向方向的上 游侧的待处理水中。与此相反，在图7B中所示的位置，因为所述位置在 沿着反应槽2的纵向方向的较下游侧，所以溶解氧的量与图7A中所示的 位置相比增加。因此，与图7A中所示的无氧的厌氧区域32相比，图7B 中所示的无氧的厌氧区域32在尺寸方面降低。也就是说，因为待处理水 沿着反应槽2的纵向方向从上游侧向下游侧流动，所以与氧的接触量随着 向下游侧流动而增加，并且溶解氧增加以使需氧区域31扩大。因此，在 反应槽2中的待处理水中，随着从上游侧向下游侧移动，脱氮区域倾向于 减小。另一方面，随着从上游侧向下游侧移动，硝化区域倾向于增大。

如上所述，在反应槽2的上游侧上，在硝化反应共同存在的同时脱氮 反应得到促进，并且在下游侧出现脱氮反应的同时硝化反应得到促进。因 此，如在图3中所示，因为即使当在反应槽2的上游侧进行硝化反应时也 立刻进行脱氮反应，所以几乎不产生硝酸盐-氮(NO₃-N)或亚硝酸盐-氮 (NO₂-N)。此外，通过随着向反应槽2的下游侧前进而促进硝化反应，硝 酸盐浓度增加，尽管总硝酸盐浓度由于脱氮反应而降低。应该指出的是， 第三实施方案的其他构造与第一和第二实施方案的那些相同，并且因此省 略了对其的解释。

根据上述第三实施方案，因为设置隔板13以通过从反应槽2中的空 气扩散器单元6供给气体产生待处理水的回旋流，所以可以在良好的控制 下一起进行硝化反应和脱氮反应，可以在上游侧有效地控制借助硝化反应 的硝酸盐的收率，并且可以在下游侧促进硝化反应。因此，在通过硝酸盐 测量计7测量硝酸盐浓度的同时，通过控制空气扩散器单元6从而使硝酸 盐浓度落在设定的范围内，可以更准确地控制反应槽2中的脱氮反应和硝 化反应。

(反应槽和空气扩散器单元的变形)

接下来解释根据本发明的各个实施方案的反应槽2和在其中的空气扩 散器单元6的变形。

(第二变形)

图8A是显示根据第二变形的反应槽2的构造图。如在图8A中所示， 在根据第二变形的反应槽2中，与第二实施方案类似，在反应槽2中设置 多个空气扩散器单元16a、16b、和16c。这些空气扩散器单元16a至16c 分别由基于来自控制单元9(未在图8A中示出)的控制信号控制气体供给量 的气体供给量控制单元19a、19b、和19c控制。此外，与第二实施方案不 同，空气扩散器单元16a至16c在它们之间设置有预定的间隔。也就是说， 在将气体供给至作为整体的反应槽2的同时，局部沿着待处理水的流动方 向依次、交替、或反复形成供给有气体的区域和未供给气体的区域。因此， 在需氧硝化细菌和兼性厌氧脱氮细菌共同存在于反应槽2中的同时，可以 交替地活化这些细菌的活性。因此，与第三实施方案中解释的反应槽2类 似，可以在良好的控制下在反应槽2中形成发生硝化反应的区域和发生脱 氮反应的区域。

(第三变形)

图8B是根据第三变形的反应槽2的构造图。如在图8B中所示，在根 据第三变形的反应槽2中，与第二实施方案类似，在反应槽2中设置多个 空气扩散器单元26a、26b、26c、26d、和26e。此外，这些空气扩散器单 元26a至26e分别由基于来自控制单元9(未在图8B中示出)的控制信号控 制气体供给量的气体供给量控制单元29a、29b、29c、29d、和29e控制。 此外，与第二实施方案不同，就空气扩散器单元26a至26e而言，控制单 元9选择性地设置进行曝气的空气扩散器单元和不进行曝气的空气扩散器 单元。应该指出的是，在图8B中，进行控制以使空气扩散器单元26a、 26c、和26e进行曝气，而空气扩散器单元26b和26d不进行曝气。此外， 根据反应槽2中流动的待处理水的水质性质适当地选择在空气扩散器单元 26a至26e中的进行曝气的空气扩散器单元和不进行曝气的空气扩散器单 元。也就是说，在将气体供给至作为整体的反应槽2的同时，局部沿着待 处理水的流动方向依次、交替、或反复形成供给有气体的区域和未供给气 体的区域。因此，在需氧硝化细菌和兼性厌氧脱氮细菌共同存在于反应槽 2中的同时，可以依次、交替、或反复活化这些细菌的活性。因此，与第 三实施方案中解释的反应槽2类似，可以在良好的控制下在反应槽2中形 成发生硝化反应的区域和发生脱氮反应的区域。

(第四变形)

此外，图8C是显示根据第四变形的反应槽2的构造图。如在图8C 中所示，在根据第四变形的反应槽2中，与第一实施方案的第一变形类似， 在反应槽2中设置单一空气扩散器单元36。此外，空气扩散器单元36由 基于来自控制单元9(未在图8C中示出)的控制信号控制气体供给量的气体 供给量控制单元39控制。此外，与第三变形不同，控制单元9控制空气 扩散器单元36以随着时间推移依次、交替、或反复进行曝气或者不进行 曝气。

图8D是曝气存在的计时的时间图的一个实例。如在8D中所示，根 据各种条件如在反应槽2中流动的待处理水的水质性质适当地设定通过空 气扩散器单元36进行曝气的时间(图8D中“打开”)和不进行曝气的时间(图 8D中“关闭”)。也就是说，在将气体供给至作为整体的反应槽2的同时， 随着时间推移，依次、交替、或反复设定将气体供给至待处理水的持续时 间和不供给气体的持续时间。因此，在需氧硝化细菌和兼性厌氧脱氮细菌 共同存在于反应槽2中的同时，可以随着时间推移依次、交替、或反复活 化这些细菌的活性。因此，与第三实施方案中解释的反应槽2类似，可以 在良好的控制下在反应槽2中形成发生硝化反应的区域和发生脱氮反应的 区域。

(第五变形)

此外，图8E是显示根据第五变形的反应槽2的构造图。如在图8E中 所示，在根据第五变形的反应槽2中，与第四变形类似地在反应槽2中设 置单一空气扩散器单元46。此外，空气扩散器单元46由基于来自控制单 元9(未在图8E中示出)的控制信号控制气体供给量的气体供给量控制单元 49控制。此外，将携带需氧硝化细菌和兼性厌氧脱氮细菌这二者的多个载 体43加载至反应槽2中。此外，当将气体从空气扩散器单元46供给至反 应槽2中时，搅拌反应槽2的内部，并且载体43在待处理水中流动并且 基本均匀地分布在待处理水中。图8F是载体43的截面结构的截面图。

如在图8F中所示，载体43由颗粒状树脂载体形成，并且可以采用各 种尺寸和形状，只要即使在流动状态下载体43也能够将细菌保持在待处 理水中即可。例如，需要的是柱状或球体形状的外径为约若干毫米。此外， 在载体43的表面部分上，将需氧硝化细菌主要负载在硝化反应区，并且 将兼性厌氧脱氮细菌主要负载在脱氮反应区。具体地，载体43在其表面 部分上携带双层微生物生物膜，所述双层微生物生物膜作为被硝化细菌包 围的形式的优势物种使得有助于硝化反应的需氧硝化细菌存在于外部区 域43a并且使有助于厌氧脱氮反应的兼性厌氧脱氮细菌存在于内部区域 43b。因此，在待处理水中的作为优势物种的载体43中，以被硝化细菌包 围的形式保证位于外侧上的硝化细菌的需氧条件，并且保证位于内侧上的 脱氮细菌的厌氧条件。

也就是说，在将气体供给至作为整体的反应槽2的同时，需氧硝化细 菌和厌氧脱氮细菌借助载体43本身共同存在于反应槽2中的待处理水中， 从而能够形成共同存在硝化反应和脱氮反应的状态。因此，在需氧硝化细 菌和兼性厌氧脱氮细菌共同存在于反应槽2中的同时，可以活化这些细菌 的活性。因此，可以在良好的控制下在反应槽2中共同存在硝化反应和脱 氮反应。

(脱氮确认单元的变形)

接下来解释在前面描述的本发明的各个实施方案中将要被用作脱氮 确认单元的仪器的变形。

(第六变形)

首先解释第六变形。图9A是根据与示出根据第三实施方案的反应槽 2的图7A相对应的第六变形的反应槽2的截面图。此外，图9B是表示脱 氮速率和硝化速率对溶解氧浓度的依赖性的图。在第六变形中，使用一对 溶解氧(DO)分析仪作为脱氮确认单元。

也就是说，如在图9A中所示，在沿着在其中生成回旋流的反应槽2 内部的待处理水的回旋流的上游侧和下游侧，分别依次形成需氧区域31 和无氧的厌氧区域32。此外，在第六实施方案中，与第三实施方案不同， 将测量溶解氧浓度(DO浓度)的第一DO分析仪51a和第二DO分析仪51b 作为一对分别安装在需氧区域31和无氧的厌氧区域32中，其形成是事先 确定的。应该指出的是，因为反应槽2中的回旋流通常是螺旋的，所以第 一DO分析仪51a和第二DO分析仪51b优选安装在沿着反应槽2的纵向 方向略微移动的位置。然而，在图9A中，为了方便起见，第一DO分析 仪51a和第二DO分析仪51b被描述在沿着反应槽2的纵向方向的相同位 置。此外，将通过第一DO分析仪51a和第二DO分析仪51b测量的DO 浓度的测量值分别提供给控制单元9。本变形的其他构造与第三实施方案 的那些相同，并且因此省略了对其的解释。

接下来解释当使用DO分析仪作为脱氮确认单元时由控制单元9进行 的控制方法。首先，第二DO分析仪51b测量无氧的厌氧区域32中的DO 浓度DO2。第二DO分析仪51b将DO浓度DO2提供给控制单元9。随后 或与此同时，第一DO分析仪51a测量需氧区域31中的DO浓度DO1。 第一DO分析仪51a将DO浓度DO1提供给控制单元9。

控制单元9确定无氧的厌氧区域32中的DO浓度DO2是否在具体根 据由本发明的发明人从实验中得到的发现的预定的DO浓度范围内，例如， 高于0mg/L且等于或低于0.5mg/L(0mg/L＜DO2＜0.5mg/L)。在本文中， 如在图9B中所示，在DO浓度等于或低于0.5mg/L的情况下，脱氮速率 对DO浓度的依赖性为向上凸的图，并且随着DO浓度降低，处理速率增 加。此外，当DO浓度等于或低于0.5mg/L时，硝化速率对DO浓度的依 赖性非常小。因此，如果通过第二DO分析仪51b测量的无氧的厌氧区域 32中待处理水的DO浓度DO2等于或低于0.5mg/L，则可以确认，在第 二DO分析仪51b的沿着反应槽2的纵向方向的上游侧，正在有效地进行 脱氮处理，同时正在抑制硝化处理。

此外，当图9A中所示的无氧的厌氧区域32中的DO浓度DO2在预 定的DO浓度范围外时，控制单元9控制来自空气扩散器单元6的气体供 给量，从而将无氧的厌氧区域32中的DO浓度控制在预定的DO浓度范 围内。具体地，在DO浓度DO2超过预定的DO浓度范围的上限(例如， 0.5mg/L)的情况下，控制单元9降低至少在第二DO分析仪51b的沿着待 处理水的流动方向的上游侧的气体供给量。另一方面，在DO浓度DO2 下降到预定的DO浓度范围的下限以下的情况下，控制单元9增加至少在 第二DO分析仪51b的沿着待处理水的流动方向的上游侧的气体供给量。

此外，控制单元9确定需氧区域31中的DO浓度DO1是否等于或高 于无氧的厌氧区域32中的DO浓度DO2加上预定的DO浓度，具体地例 如，加上0.5mg/L(DO2+0.5mg/L≤DO1)。如在本文图9B中所示，作为 DO2+0.5mg/L的可用范围，在DO浓度高于0.5mg/L的情况下，硝化速 率对DO浓度的依赖性单调增加，并且随着DO浓度增加，处理速率增加。 因此，如果通过第一DO分析仪51a测量的需氧区域31中的待处理水的 DO浓度DO1比无氧的厌氧区域32中的待处理水的DO浓度DO2高0.5 mg/L以上，则可以确认，在第一DO分析仪51a的沿着反应槽2的纵向方 向的下游侧，正在进行脱氮处理的同时促进了硝化处理。

此外，在图9A中所示的需氧区域31中的DO浓度DO1下降到通过 将预定的DO浓度(例如，0.5mg/L)与无氧的厌氧区域32中的DO浓度DO2 相加得到的DO浓度以下的情况下，控制单元9进行控制，从而通过控制 来自空气扩散器单元6的气体供给量，使需氧区域31中的DO浓度DO1 变为比DO浓度DO2高预定的DO浓度的DO浓度。具体地，当DO浓度 DO1下降到将预定的DO浓度(例如，0.5mg/L)与DO浓度DO2相加得到 的DO浓度以下时，控制单元9增加至少在第一DO分析仪51a的沿着待 处理水的流动方向的上游侧的气体供给量。

在上述第六变形中，通过使用一对DO分析仪，进行通过上述实施方 案中硝酸盐测量计执行的脱氮处理的控制。因此，在需氧硝化细菌和兼性 厌氧脱氮细菌共同存在于反应槽2中的同时，可以活化这些细菌的活性。 因此，可以在良好的控制下共同进行硝化反应和脱氮反应。

(第七变形)

接下来解释第七变形。图10A是根据与示出根据第三实施方案的反应 槽2的图7A相对应的第七变形的反应槽2的截面图。此外，图10B是表 示脱氮速率和硝化速率对氧化还原电势的依赖性的图。在第七变形中，使 用一对氧化还原电势测量计(ORP测量计)作为脱氮确认单元。

也就是说，如在图10A中所示，在第七变形中，与第三实施方案不同， 将可以测量氧化还原电势(ORP值)的第一ORP测量计55a和第二ORP测 量计55b作为一对分别安装在需氧区域31和无氧的厌氧区域32中，其形 成在形成回旋流的反应槽2内部是事先确定的。应该指出的是，因为反应 槽2中的回旋流通常是螺旋的，第一ORP测量计55a和第二ORP测量计 55b优选安装在沿着反应槽2的纵向方向略微移动的位置。然而，在图10A 中，为了方便起见，第一ORP测量计55a和第二ORP测量计55b被描述 在沿着反应槽2的纵向方向的相同位置。此外，将通过第一ORP测量计 55a和第二ORP测量计55b测量的ORP值的测量值分别提供给控制单元9。 本变形的其他构造与第三实施方案的那些相同，并且因此省略了对其的解 释。

接下来解释在使用一对ORP测量计作为脱氮确认单元的情况下的通 过控制单元9进行的控制方法。首先，第二ORP测量计55b测量无氧的 厌氧区域32中的ORP值ORP2。第二ORP测量计55b将ORP值ORP2 提供给控制单元9。随后或与此同时，第一ORP测量计55a测量需氧区域 31中的ORP值ORP1。第一ORP测量计55a将ORP值ORP1提供给控制 单元9。

控制单元9确定无氧的厌氧区域32中的ORP值ORP2是否在具体根 据由本发明的发明人从实验中得到的发现的预定的ORP值范围内，例如， 等于或低于-50mV(ORP2≤-50mV)。如在本文中图10B中所示，在ORP 值等于或低于-50mV的情况下，脱氮速率对ORP值的依赖性变为向上凸 的图，并且随着ORP值降低，处理速率增加。此外，在ORP值等于或低 于-50mV的情况下，硝化速率基本上接近0。因此，如果通过第二ORP 测量计55b测量的在无氧的厌氧区域32中待处理水的ORP值等于或低于 -50mV，则可以确认，在第二ORP测量计55b的沿着反应槽2的纵向方 向的上游侧，正在有效地进行脱氮处理，同时正在抑制硝化处理。

此外，在图10A中所示的无氧的厌氧区域32中的ORP值ORP2在预 定的ORP值范围外的情况下，控制单元9控制来自空气扩散器单元6的 气体供给量，从而将无氧的厌氧区域32中的ORP值控制在预定的ORP 值范围内。具体地，在ORP值ORP2超过预定的ORP值范围的上限(例如， -50 mV)的情况下，控制单元9降低至少在第二ORP测量计55b的沿着待 处理水的流动方向的上游侧的气体供给量。另一方面，在ORP值ORP2 下降到预定的ORP值范围的下限(例如，-100mV)以下的情况下，控制单 元9增加至少在第二ORP测量计51b的沿着待处理水的流动方向的上游 侧的气体供给量。

此外，控制单元9确定需氧区域31中的ORP值ORP1是否等于或高 于无氧的厌氧区域32中的ORP值ORP2加上预定的ORP值，具体地例如， 加上50mV(ORP2+50mV≤ORP1)。如在本文图10B中所示，作为ORP2+50 mV的可用范围，在ORP值高于-50mV的情况下，硝化速率对ORP值的 依赖性单调增加，并且随着ORP值增加，处理速率增加。因此，如果通 过第一ORP测量计55a测量的需氧区域31中的待处理水的ORP值ORP1 比无氧的厌氧区域32中的待处理水的ORP值ORP2高50mV以上，则可 以确认，在第一ORP测量计55a的沿着反应槽2的纵向方向的下游侧， 在进行脱氮处理的同时促进了硝化处理。

此外，在图10A中所示的需氧区域31中的ORP值ORP1下降到通过 将预定的ORP值(例如，50mV)与无氧的厌氧区域32中的ORP值ORP2 相加得到的ORP值以下的情况下，控制单元9控制来自空气扩散器单元6 的气体供给量，从而将需氧区域31中的ORP值ORP1控制为比ORP值 ORP2高预定的ORP值。具体地，当ORP值ORP1下降到将预定的ORP 值(例如，50mV)与ORP值ORP2相加得到的ORP值以下时，控制单元9 增加至少在第一ORP测量计55a的沿着待处理水的流动方向的上游侧的 气体供给量。

在上述第七变形中，通过使用一对ORP测量计，进行通过上述实施 方案中硝酸盐测量计执行的脱氮处理的控制。因此，在需氧硝化细菌和兼 性厌氧脱氮细菌共同存在于反应槽2中的同时，可以活化这些细菌的活性。 因此，可以在良好的控制下共同进行硝化反应和脱氮反应。

(第八变形)

接下来解释第八变形。图11A是根据与根据第二实施方案的图5相对 应的第八变形的废水处理装置的构造图。此外，图11B是显示沿着与图3 相对应的反应槽中待处理水的流动测量的NH₄-N、NO₂-N、和NO₃-N中的 氮浓度及其总氮浓度的图，用于说明目标硝化速率和测量的硝化速率。在 第八变形中，使用一对氨测量计作为脱氮确认单元。

也就是说，如在图11A中所示，在第八变形中，与第二实施方案不同， 在反应槽2中安装由一对氨测量计形成的硝化速率测量计58，即在沿着待 处理水的流动方向的上游侧的第一氨测量计58a和在下游侧的第二氨测量 计58b，而不是安装硝酸盐测量计7。将通过第一氨测量计58a和第二氨 测量计58b测量的氨浓度的测量值分别提供给控制单元9。本变形的其他 构造与第二实施方案的那些相同，并且因此省略了对其的解释。

接下来解释在使用由所述一对的第一氨测量计58a和第二氨测量计 58b形成的硝化速率测量计58作为脱氮确认单元的情况下的通过控制单 元9进行的控制方法。首先，第一氨测量计58a和第二氨测量计58b分别 测量第一氨浓度NH1和第二氨浓度NH2。将第一氨浓度NH1和第二氨浓 度NH2提供给控制单元9。控制单元9基于所提供的第一氨浓度NH1和 第二氨浓度NH2(NH1＞NH2)计算测量的硝化速率。具体地，基于下列方程 式(11)，由通过在上游侧的第一氨测量计58a测量的氨浓度NH1和在其下 游侧的氨浓度NH2计算测量的硝化速率。应该指出的是，测量的硝化速 率与图11B中所示的实线的斜率的绝对值对应，并且在一些情况下，根据 硝化速率测量计58的安装位置，如由两条实线所示出，测量的硝化速率 可能不同。

同时，将最终氨浓度(目标氨浓度)NH3预设为多个反应槽2中的每一 个的待处理水的目标值。控制单元9由目标氨浓度NH3和在第一氨测量 计58a的位置测量的氨浓度NH1计算作为参比的硝化速率(目标硝化速 率)，并且将参比硝化速率存储在控制单元9的记录区域(未示出)中。基于 以下表达式(12)计算目标硝化速率。目标硝化速率与图11B中所示的虚线 的斜率的绝对值对应。

如在图11A中所示，控制单元9控制至少在第二氨测量计58b的上游 侧的来自空气扩散器单元6的气体供给量，从而使在第一氨测量计58a和 第二氨测量计58b之间的测量的硝化速率，即通过硝化速率测量计58测 量的测量硝化速率，下降到目标硝化速率以下。因此，抑制在第二氨测量 计58b的上游侧的硝化反应的进行，从而促进在该区域中的脱氮反应。此 外，即使测量的硝化速率低于目标硝化速率，如果硝化反应发生得晚，也 可以不使在反应槽2的流出侧的氨浓度降低至所需的目标氨浓度NH3。因 此，根据通过由本发明的发明人进行的实验得到的发现，适宜的是，测量 的硝化速率大于目标硝化速率的一半。也就是说，控制单元9控制来自空 气扩散器单元6的气体供给量从而建立下列表达式(13)。

具体地，当相对于目标硝化速率的测量的硝化速率超过由表达式(13) 设定的范围时，即，当测量的硝化速率等于或高于目标硝化速率时，意指 硝化反应进行得过度。因此，控制单元9降低至少在第二氨测量计58b的 沿着反应槽2中待处理水的流动方向的上游侧的来自空气扩散器单元6a 和6b的空气供给量。因此，控制单元9进行控制从而使硝化反应在反应 槽2中不进行得过度。另一方面，当相对于目标硝化速率的测量的硝化速 率下降到由表达式(13)设定的范围以下时，即，当测量的硝化速率等于或 低于目标硝化速率的一半时，意指硝化反应被抑制得过度。因此，控制单 元9增加至少在第二氨测量计58b的沿着反应槽2中待处理水的流动方向 的上游侧的来自空气扩散器单元6a和6b的空气供给量。因此，控制单元 9进行控制从而在反应槽2中以所需的硝化速率进行硝化反应。

在上述第八变形中，通过使用一对氨测量计，进行通过上述实施方案 中硝酸盐测量计执行的脱氮处理的控制。因此，在需氧硝化细菌和兼性厌 氧脱氮细菌共同存在于反应槽2中的同时，可以活化这些细菌的活性。因 此，可以在良好的控制下共同进行硝化反应和脱氮反应。

(第九变形)

接下来解释第九变形。在第九变形中，与根据图5中所示的第二实施 方案的废水处理装置不同，使用流量计作为脱氮确认单元，而不是使用硝 酸盐测量计7。事先检测在流量计的沿着待处理水的流动方向的上游侧的 来自空气扩散器单元6a和6b的气体供给量以及在借助流量计的每个测量 值处的脱氮状态，并且将其相关性数据存储在控制单元9的储存区域(未示 出)中的数据表中。控制单元9基于由流量计提供的流量值和存储在控制单 元9中的数据表对测量的流量值进行算术运算，以预测脱氮反应的状态。 然后控制单元9基于所测量的流量值控制至少在流量计的上游侧的来自空 气扩散器单元6a和6b的气体供给量。作为脱氮反应的状态，可以采用硝 酸盐值、DO浓度、ORP值、或硝化速率。

根据第九变形，控制单元9基于流量计与脱氮反应的状态之间的相关 性预测至少在流量计的上游侧的脱氮反应的状态，并且控制在流量计的上 游侧的来自空气扩散器单元6a和6b的气体供给量。因此，在需氧硝化细 菌和兼性厌氧脱氮细菌共同存在于反应槽2中的同时，可以活化这些细菌 的活性。因此，可以在良好的控制下共同进行硝化反应和脱氮反应。

尽管以上已经具体地解释了本发明的实施方案，但本发明不限于以上 实施方案，并且可以做出基于本发明的技术概念的多种改变。例如，在以 上实施方案中的一个中提到的值仅是实例，并且可以在必要的情况下使用 与这些提到的值不同的值。

在上述实施方案中，已经解释了借助通常所说的标准活性污泥法的废 水生物处理。然而，本发明不限于该方法，并且适用于使用需氧槽的各种 处理方法。具体地，本发明适用于使用需氧槽的各种废水处理方法，如 AO(厌氧-需氧)法、A₂O(厌氧-无氧-需氧)法、硝化+内源脱氮法、多步流 入型硝化-脱氮法、和多步流入型A₂O法。

此外，作为反应槽2，可以采用深度为约10米的深回旋流反应槽或深 度为约5米的浅反应槽。

此外，在上述实施方案中，使用硝酸盐测量计、溶解氧(DO)分析仪、 氧化还原电势测量计(ORP测量计)、氨测量计、和流量计作为脱氮确认单 元。然而，脱氮确认单元不限于这些仪器，并且例如，可以采用BOD测 量计、COD测量计、TOC测量计、Rr测量计、ATU-Rr测量计、和UV测 量计。

在上述实施方案中，控制单元和气体供给量控制单元是分离的主体。 然而，控制单元和气体供给量控制单元可以由相同的控制单元形成，或者 可以由具有相同功能的三个以上分离主体形成。

在上述第六和第七变形中，将DO分析仪和ORP测量计安装在回旋 流反应槽中。然而，反应槽不限于回旋流反应槽。只要能够在反应槽2中 确认共同存在脱氮区域和硝化区域的状态，通过使用一对DO分析仪或一 对ORP测量计以通过测量计中的一个测量脱氮区域中的DO浓度或ORP 值并且通过另一个测量计测量硝化区域中的DO浓度或ORP浓度，就可 以以如上所述的相同方式控制脱氮区域和硝化区域的形成。此外，如在上 述第四变形中解释的反应槽2中，在脱氮区域和硝化区域根据时间交替产 生的反应槽中，可以通过一个DO分析仪或ORP测量计进行借助一对DO 分析仪或ORP测量计的测量。

在上述第六和第七变形中，使用根据第三实施方案的反应槽2，并且 在第八和第九变形中，使用根据第二实施方案的反应槽2。然而，可以在 第六至第九变形中采用根据第二至第五变形的反应槽2。在这种情况下， 通过将待安装在脱氮区域中的仪器和待安装在硝化区域中的仪器分别安 装在硝化区域和脱氮区域(其形成在每个反应槽2中是确定的)中，可以实 现与第一至第三实施方案中的那些相同的效果。

在上述第八变形中，硝化速率测量计由多个氨测量计形成，具体地， 一对氨测量计，并且硝化速率测量计用于测量反应槽2中待处理水中的硝 化速率。然而，硝化速率测量计不必限于一对氨测量计，可以采用三个以 上氨测量计或者可以采用能够测量硝化速率的各种装置。

附图标记列表

1 初级沉降槽

2 反应槽

2a、2b、2c、2d 需氧槽

3 固液分离槽

4a 分离液体

4b 活性污泥

5 污泥返回路径

6、6a、6b、6c、6d、16a、16b、16c、26a、26b、26c、26d、26e、36、46 空气扩散器单元

7 硝酸盐测量计

8 鼓风机

9 控制单元

10、10a、10b、10c、10d、19a、19b、19c、29a、29b、29c、29d、29e、 39、49 气体供给量控制单元

12 厌氧槽

12a 电动机

12b 搅拌单元

13 隔板

31 需氧区域

32 无氧的厌氧区域

43 载体

43a 外部区域

43b 内部区域

51a 第一DO分析仪

51b 第二DO分析仪

55a 第一ORP测量计

55b 第二ORP测量计

58 硝化速率测量计

58a 第一氨测量计

58b 第二氨测量计

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种废水处理装置，所述废水处理装置包括：

空气扩散单元，所述空气扩散单元将气体供给至含氮水，以基本上遍 及在所述含氮水的流动方向上的整个区域，从而根据反应槽中的所述含氮 水的流动将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例 的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮；

脱氮确认单元，所述脱氮确认单元设置在用于获得必需的最小脱氮的 氮量的上游侧脱氮区与用于获得最大需要的硝化的水质的下游侧硝化区 之间的、沿着所述含氮水的所述流动方向的中途位置，所述中途位置跟随 上游侧脱氮区在其下游侧，以确认在所述中途位置生成的所需比例的硝酸 盐是否已经脱氮；以及

气体供给量控制单元，所述气体供给量控制单元控制至少在所述脱氮 确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的来自所述空气扩 散单元的气体供给量，从而基于通过所述脱氮确认单元确认的脱氮状态将 所需比例的硝酸盐在所述中途位置脱氮。

2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其中所述空气扩散单元被 配置成能够供给气体，从而随时间推移或根据所述含氮水的所述流动方向 依次、交替、或反复形成在其中进行硝化反应的区域和在其中进行脱氮反 应的区域。

3.根据权利要求1或2所述的废水处理装置，其中当不能通过所述 脱氮确认单元确认通过借助硝化反应的硝化生成的所述所需比例的硝酸 盐的脱氮时，所述气体供给量控制单元执行控制以增加或降低至少在所述 脱氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的来自所述空 气扩散单元的所述气体供给量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的废水处理装置，其中所述脱 氮确认单元是被配置成能够测量硝酸盐浓度的硝酸盐浓度测量单元，并且 通过测量所述硝酸盐浓度对是否已经将所述所需比例的硝酸盐脱氮进行 确认，并且所述气体供给量控制单元控制至少在所述硝酸盐浓度测量单元 的沿着所述含氮水的所述流动方向的所述上游侧的来自所述空气扩散单 元的所述气体供给量，从而使通过所述硝酸盐浓度测量单元测量的所述硝 酸盐浓度落在预定范围内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的废水处理装置，其中所述气 体供给量控制单元控制所述空气扩散单元，以使来自所述空气扩散单元的 所述气体供给量至少在所述脱氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动 方向的上游侧变得基本均匀。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的废水处理装置，其中所述气 体供给量控制单元控制所述空气扩散单元，以使来自所述空气扩散单元的 所述气体供给量在遍及所述含氮水的所述流动方向上的整个区域中变得 基本均匀。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的废水处理装置，其中在所述 反应槽的前段中设置厌氧槽。

8.一种废水处理方法，所述方法包括：

生物处理步骤，其通过硝化反应和脱氮反应对在反应槽中流动的含氮 水进行生物处理；

空气扩散步骤，其将气体供给至所述含氮水，以基本上遍及在所述含 氮水的流动方向上的整个区域，从而根据所述含氮水的流动将包含在所述 含氮水中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流 动方向的各个位置脱氮；

脱氮确认步骤，其确认所需比例的硝酸盐是否已经在用于获得必需的 最小脱氮的氮量的上游侧脱氮区与用于获得最大需要的硝化的水质的下 游侧硝化区之间的、沿着所述含氮水的所述流动方向的中途位置脱氮，所 述中途位置跟随上游侧脱氮区在其下游侧；以及

气体供给量控制步骤，其控制至少在所述中途位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的气体供给量，从而基于在所述脱氮确认步骤确 认的脱氮状态将所述所需比例的硝酸盐在所述中途位置脱氮。

9.根据权利要求8所述的废水处理方法，其中将气体供给至所述含 氮水，从而随时间推移或根据所述含氮水的所述流动方向依次、交替、或 反复形成在其中进行硝化反应的区域和在其中进行脱氮反应的区域。

10.根据权利要求8或9所述的废水处理方法，其中在所述脱氮确认 步骤确认的硝酸盐的比例是在所述中途位置的硝酸盐浓度，并且在所述气 体供给量控制步骤，在其中在所述脱氮确认步骤测量的所述硝酸盐浓度落 在预定范围内的方向上控制至少在所述中途位置的沿着所述含氮水的所 述流动方向的所述上游侧的所述气体供给量。

11.一种废水处理系统，所述废水处理系统包括：

脱氮确认单元，所述脱氮确认单元针对含氮水设置在用于获得必需的 最小脱氮的氮量的上游侧脱氮区与用于获得最大需要的硝化的水质的下 游侧硝化区之间的、沿着所述含氮水的所述流动方向的中途位置，所述中 途位置跟随上游侧脱氮区在其下游侧，以确认是否所需比例的硝酸盐已经 在所述中途位置脱氮的脱氮状态，所针对的含氮水供给有基本上遍及在所 述流动方向上的整个区域的气体，从而根据所述流动方向将氨硝化为硝酸 盐并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮；以 及

气体供给量控制单元，所述气体供给量控制单元控制至少在所述脱氮 确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述 含氮水的气体供给量，从而基于在所述脱氮确认步骤确认的所述脱氮状态 将所述所需比例的硝酸盐在所述中途位置脱氮。

12.一种控制装置，所述控制装置控制至少在沿着含氮水的流动方向 在脱氮确认单元的上游侧的对空气扩散单元的气体供给量，所述空气扩散 单元将气体供给至含氮水以基本上遍及在所述含氮水的流动方向上的整 个区域，从而根据所述含氮水的流动将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝 酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱 氮，所述脱氮确认单元设置在用于获得必需的最小脱氮的氮量的上游侧脱 氮区与用于获得最大需要的硝化的水质的下游侧硝化区之间的、沿着所述 含氮水的所述流动方向的中途位置，所述中途位置跟随上游侧脱氮区在其 下游侧，以确认所述所需比例的硝酸盐是否已经在所述中途位置脱氮的脱 氮状态，从而根据基于通过所述脱氮确认单元确认的所述脱氮状态将所述 所需比例的硝酸盐在所述中途位置脱氮。

13.一种控制方法，所述控制方法由控制针对含氮水的气体供给量的 控制装置进行，所述控制方法包括：

脱氮确认步骤，其针对含氮水，确认所需比例的硝酸盐是否已经在用 于获得必需的最小脱氮的氮量的上游侧脱氮区与用于获得最大需要的硝 化的水质的下游侧硝化区之间的、沿着所述含氮水的所述流动方向的中途 位置脱氮的脱氮状态，所述中途位置跟随上游侧脱氮区在其下游侧，所针 对的含氮水供给有基本上遍及在所述流动方向上的整个区域的气体，从而 根据所述流动方向将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个 所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮；以及

气体供给量控制步骤，其控制至少在所述中途位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述含氮水的气体供给量，从而基 于在所述脱氮确认步骤确认的脱氮状态将所述所需比例的硝酸盐在所述 中途位置脱氮。

14.一种程序，所述程序使计算机执行：

脱氮确认步骤，其针对含氮水，确认所需比例的硝酸盐是否已经沿着 所述含氮水的流动方向的在用于获得必需的最小脱氮的氮量的上游侧脱 氮区与用于获得最大需要的硝化的水质的下游侧硝化区之间的中途位置 被脱氮的脱氮状态，所述中途位置跟随上游侧脱氮区在其下游侧，所针对 的含氮水供给有基本上遍及在所述含氮水流动方向上的整个区域的气体， 从而根据流动方向将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个 所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮；以及

气体供给量控制步骤，其控制至少在所述中途位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述含氮水的气体供给量，从而基 于在所述脱氮确认步骤确认的所述脱氮状态将所述所需比例的硝酸盐在 中途位置脱氮。