JP2002316188A

JP2002316188A - 生物学的固形物の制御を伴う廃棄物処理

Info

Publication number: JP2002316188A
Application number: JP2002056823A
Authority: JP
Inventors: Daniel R Miklos; ダニエル・アール・ミクロス
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2002-10-29
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: AU770666B2; CA2372374A1; EP1236686B1; US20050082223A1; US20040045898A1; EP1236686A1; MXPA02002330A; AU1803702A; CA2372374C; US6660163B2; US20030173292A1; JP4714399B2; US6833074B2; USRE45478E1; US7105091B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】汚染された液体や流出物の生物学的処理に関
し、とりわけ、廃水処理のような生物学的プロセスに対
して、特に適合された生物学的個体群を生成及び／又は
適用するための方法と装置を提供する。【解決手段】廃棄物処理プロセスは、特定の生物学的個
体群を発生させ、導入することで改善される。こうした
細菌は、活性スラッジと廃棄流入物の特別な混合物か
ら、これらの物質を制御された環境（例えば、オフライ
ンの処理区域）に曝露することによって、生育すること
が可能である。これらはその後、主たる処理プロセスに
戻されて、粒子状のｃＢＯＤを利便性のために可溶性の
ｃＢＯＤに変換し、固形物産生性の高い微生物の個体群
を産生性の低い微生物で補って固形物産生性の高い微生
物を低減させ、硝化／脱窒効率を向上させ、あるいはノ
カルディア属のような糸状生物を退けるといった、特定
の作業を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚染された液体や
流出物の生物学的処理に関し、とりわけ、廃水処理のよ
うな生物学的プロセスに対して、特に適合された生物学
的個体群を生成及び／又は適用するための方法と装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】都市、商業、工業といった出所からの汚
水は多くの場合、環境へと排出される前に、有害な影響
を防ぐために処理される必要がある。用いられる処理プ
ロセスは数多く、様々である。基本的な従来型の処理プ
ロセスが図１に示されている。こうした処理プロセスは
大抵、粗物除去ステップ１１０により開始され、これは
典型的には、スクリーニングとグリットの除去を伴う。
続いて、一次清澄器１１２においてスラッジと固形物の
除去が行われる。一次清澄器からのスラッジは多くの場
合、消化装置１１４において部分的に消費される。この
消化装置１１４は、浄化された流出物を処理プロセスの
始点に再循環させ、消費されなかったスラッジは処理プ
ロセスから外して処分する。

【０００３】一次清澄器からの浄化流出物は、二次処理
のために二次清澄器１２０に送られる前に、活性スラッ
ジと混合され、エアレーション装置１１８においてエア
レーションされる。二次清澄器１２０から溢れ出た浄化
流出物は消毒装置１２２（例えば、塩素や紫外光を適用
する）によって消毒され、流出物として地域の排水溝に
排出される。二次清澄器１２０からの固形物は通常、例
えばフィルタープレス１２４によって濃化され、その後
処分のために送り出される。

【０００４】このプロセスの二次処理部分において汚染
物質を排除するために、生物学的処理が一般的に使用さ
れているが、これは多くの形態をとりうる。これは通
常、様々な汚染物質を安定化又は消化する一種類以上の
形態の微生物に対し、液体廃棄物をさらすことを伴う。
実施される特定の処理プロセスに好都合な微生物は、含
有量、強度、処理のために使用される生物化学的及び化
学的環境、流出物に対する特定の条件といった点に関
し、液体廃棄物を補充するように選ばれる。例えば、活
性スラッジの処理は、可溶性の生物学的酸素要求物質
（ＢＯＤ）を廃棄物から除去する好気性細菌を利用す
る。この処理の実施は通常、消化性微生物の懸濁液を含
むエアレーション槽に廃水を導くことを伴い、これによ
って「混合液」が形成される。この混合液はエアレーシ
ョンされ、ＢＯＤを消費し、新しいバイオマスを形成
し、また維持されているバイオマスを呼吸させるために
酸素が供給される。バイオマスは廃棄物のＢＯＤを吸収
し、同化し、代謝する。適当な期間のエアレーションの
後、混合液は二次清澄器１２０に導かれ、ここでバイオ
マスが沈降する。これによって、処理された廃水が溢れ
て、流出物となることが可能となる。二次清澄器１２０
で流出物から分離されたバイオマスの全部又は一部はエ
アレーション装置１１８に戻され、さらなる流入物が処
理される。

【０００５】廃棄物によって与えられるＢＯＤは微生物
のための「食料」としての働きをする。ＢＯＤは、窒素
を含んだ生物学的酸素要求物質（ＮＢＯＤ）と炭素を含
んだ生物学的酸素要求物質（ｃＢＯＤ）の両方を含む合
計のＢＯＤとして、あるいは別々にＮＢＯＤ及びｃＢＯ
Ｄとして、測定され報告されうる。このＢＯＤは、とり
わけｃＢＯＤは、粒子状又は可溶性の形態で存在しう
る。特定の形態のＮＢＯＤ又はｃＢＯＤのを代謝させる
所定の微生物の性向、及びこの代謝が行われる速度は、
地域的な環境条件や類似する種の微生物の数によって決
定される。微生物は炭素を含んだ「食料」に加え、ナト
リウム、カルシウム、リン、及び／または窒素といった
ある種の多量栄養素、並びに痕跡量の鉄、硫黄、及び／
またはマンガンなどの微量栄養素を生存のために必要と
している。処理プロセスによる、これらの多量栄養素及
び微量栄養素の液体廃棄物からの制御された効率的な除
去は、地域の流出物の処分条件に合致することに関し
て、処理プロセスにおける操作上、重要な要素と成りう
る。これらの様々な物質は、それらが繁殖させる微生物
によって代謝され、また流入物の分解処理可能な部分は
気体や過剰の生物学的物質に変換される。こうした過剰
の生物学的物質は、生きている及び／又は死んだ微生
物、及びその他の有機物質から構成され、通常は処理プ
ロセスの最終部分において、スラッジとして処分され
る。後に残る浄化流出物は通常、地域の受流水域に排出
される。

【０００６】流入する液体廃棄物における汚染物質を排
除するために選ばれる微生物は、多くの出所から獲得さ
れる。殆どの廃棄物処理プロセスは流入する廃棄物を、
処理プロセスの下流部分から得られる再循環された生物
学的個体群によって処理する。これらの微生物の再循環
は便利かつ安価であるが、残念なことに、流入する液体
廃棄物のそれぞれについて変化する異なるニーズに対し
て、所与の生物学的個体群を特に適合して合わせたり、
あつらえるために即座に利用できるというわけではな
い。様々な再循環される微生物個体群の組成、有効性、
及び量もまた、それらの微生物が発生した時に存在して
いた原料の組成に影響される。そのためこうした微生物
は、特に流れの組成や流入物の濃度の変化によって、強
い影響を受ける。大部分の処理プラントは、所望とする
生物学的個体群のプロファイルに好都合なようにされて
いるファクターを操作するについて、限られた融通性し
か持たないため、これらの問題は悪化する。多くの場
合、選択可能な手段は、スラッジの一部又はそれに関連
する水性化学物質の浪費に限定される。これは、個体群
の平均「年齢」を制御し、ゆっくり生育する効率的な微
生物と急速に生育する高応答性の微生物との均衡を取る
ことによって、生物学的な選択プロセスを特定の個体群
バランスとする試みの下にで行われる。

【０００７】部分的には変化する個体群に関する上記の
ようなニーズに応じて、また部分的には地域の流出物の
要求基準に応じて、そして処理プロセスを早めるための
作業として、廃棄物処理施設は液体廃棄物を、通常は処
理プロセスの二次処理部分内において、生物学的環境の
組み合わせによって処理することが出来る。ほとんど全
ての処理方式は、偏性好気性生物、通性好気性生物、硝
化細菌、偏性嫌気性生物、及び通性嫌気性生物を含むい
くつかの主要な種の細菌を利用するが、特定の方式の枠
内において異なる環境を操作することは、処理プロセス
の行程において異なる種類の細菌が互いに競合すること
を好ましいものとする。この競合の結果が影響を与え、
処理プロセスの効率性と、最終的な流出物においてなさ
れる処理率を達成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの処理
プロセスに共通していることは、新しい生育が死や消滅
を超過するために生じる、過剰の生物学的物質を含む液
体廃棄物の発生である。大部分の例において、液体廃棄
物は過剰の生物学的物質に加えて、粒状物質や、分解不
可能な有機物及び無機物を含む。通常、こうした液体廃
棄物は固形物の再循環流の一部として除去され、最終固
形物処理プロセスに導かれ、かくして処分しなければな
らない過剰の廃棄固形物の分量が最小化される。最終処
理プロセスは主に、処分を行うためにこうした物質を濃
縮し安定化するように機能し、またさらなる生物学的処
理（「消化」）を含んで、バイオマスの通常の死と消滅
を促進させる。

【０００９】上述したように、そしてまた一般的に実施
されているところでは、現在の廃棄物処理プロセスは重
大な限界を露呈している。従来の操作法は、時間の経過
と共に変化する特定の液体廃棄物の性質に合わせて、微
生物の個体群を調整することができない。更に、廃棄物
処理システムの動作にとっては、処分する固形物の量を
最小化することが重要であるが、固形物レベルを小さく
する可能性は、過剰の生物学的物質や限定的な消化とい
った問題によって阻害される。その結果、操作コスト、
処分コストは過剰なものとなり、また環境に対しても潜
在的に悪影響を及ぼす恐れがある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述の問題は、特定の生
物学的物質の個体群の発生と導入によって対処される。
これらの特定の生物学的物質は、主たる廃棄物処理プロ
セスの間、ないし後処理プロセスにおける固形物の最小
化という目的のため、特定の作業を行うか、それに有利
となるように特に適合されている。こうした細菌は、活
性スラッジと流入廃棄物を制御された育成環境（例え
ば、オフラインの処理領域）にさらすことによって、こ
れら両者の特別な混合物から生育される。その後、これ
らは主たる処理プロセスに戻して添加され、粒子状ｃＢ
ＯＤを利用のために可溶性のｃＢＯＤに変換させたり、
固形物産生量の多い生物を減少させたり、硝化／脱窒効
率を向上させたり、あるいはノカルディア属のような糸
状生物学的物質を競合的に抑制したりといった作業を行
う。代替的には、発生した生物学的個体群は、全体的な
処分分量とコストの減少のため、発生された固形物残滓
を消費するように特に適合される。

【００１１】一つの側面において本発明は、一つの育成
方法を利用して液体廃棄物の処理を行う。この育成方法
では、液体廃棄物の一部に活性スラッジを混ぜ合わせ、
その後混合、エアレーション、滞留時間、及び沈降順序
の制御を行って、特別の個体群プロファイルを生成す
る。こうした特別の生物学的個体群は、多くの場合は主
たる処理プロセスと協力して（あるいはその既存の構成
部分として）流入廃棄物を処理する時、特定の所望の結
果を得るために有用な特質を持つ。

【００１２】生育条件の適切な順序付けにより、例え
ば、固形物産生量の少ない生物学的個体群を発生させる
ことができる。すなわち、生物学的物質は廃棄物の多く
の割合を固形物でなくガスに変換し、これによって、処
分しなければならない固形物分量を減少させる。また流
入廃棄物の消費効率が向上する。条件操作によって、通
性好気性生物ないし通性嫌気性生物を高い割合で生育で
きる。また硝化細菌の含有量の高い個体群も生育でき
る。ノカルディア属のような糸状生物学的物質を阻害可
能な一方で、栄養素、ｃＢＯＤ、及び硝酸塩を増大した
レベルで発現させ、主たる処理プロセスに有利に導入で
きる。従って、生物学的物質の特別の適合（カスタマイ
ズ）は例えば、生物学的物質自体を犠牲にして処分可能
な固形物の濃度を増加させることや、処分可能な固形物
の栄養素含有量を減少させることを目標とすることがで
きる。

【００１３】好気性、無酸素、及び嫌気性条件を選択さ
れた順序で、可変的な長さの時間にわたって実行するこ
とによって、また酸化還元電位（ＯＲＰ）、特定酸素吸
収率（ＳＯＵＲ）及び／または特定窒素吸収率（ＳＮＵ
Ｒ）の測定と再現を通じてこれらの条件を繰り返し制御
することによって、所望の生育条件が達成されうる。こ
れらの測定は、それ自身が目的ではないことは強調して
おきたい。例えば目標レベルのＯＲＰレベルを得ること
は、一般に、本発明の目的の達成にとって十分なもので
はない。そのかわりその測定値は、繁殖のタイミングに
関して生物学的個体群の指標として使用され、変化する
処理プロセス条件に対する制御と認識を容易にし、それ
によって繁殖を有効に実行できる。

【００１４】ある実施形態においては、主たる処理プロ
セスの流れの中で利用するために、粒子状ｃＢＯＤを可
溶性ｃＢＯＤに変換する上で有利な生物学的個体群が、
流入液体廃棄物の一部を活性スラッジと組み合わせ、混
合し、嫌気性条件を達成し、得られた物質を沈降分離さ
せ、次いでその分量の一部（例えば４分の１）を高含有
率の（ｃＢＯＤ含量の高い）溶液として主たる処理プロ
セスにデカンテーションして戻し、流入廃棄物から発生
された硝酸塩を多く含む中間流を処理することによって
発生される。オフラインプロセスのデカンテーションさ
れた分量は、次いでより多くの液体廃棄物に置き換えら
れ、望ましくは懸濁した固形物含有量を特定の範囲内の
ものとする。その後、全体の処理プロセスが繰り返され
る。オフラインプロセスの混合物の懸濁された固形物含
有量が最終的に、局所的な条件及び混合の効果的な制御
を行うのには多すぎる場合には、混合物の一部（例えば
半分又は３分の１）が主たる処理プロセスの流れに移さ
れるか、あるいは処分され、その後、処理プロセスは最
初から繰り返される。増加した個体群のうち移されなか
った部分は、オフラインプロセスの条件と機能の両者に
順応しているため、処理速度が早まる。この生育選択シ
ーケンスは、際限なく継続させることが出来る。

【００１５】上に示された実施形態に従って生成された
高含有量のデカンテーション部分は、可溶性のｃＢＯＤ
とアンモニアの含有率が高く、ＯＲＰが低い。粒子状ｃ
ＢＯＤと粒子状ＮＢＯＤを可溶性のｃＢＯＤとアンモニ
アに分解することは、偏性好気性生物を犠牲にして、ま
た硝化細菌の含有量とは関係なしに、通性嫌気性生物の
存在により、またその存在の下に達成される。

【００１６】本発明の別の実施形態においては、流入液
体廃棄物の一部を活性スラッジと組み合わせ、混合して
嫌気性の条件を達成し、エアレーションと共に混合して
ＯＲＰが正となる状態を達成し、エアレーションせずに
混合して嫌気性条件を達成し、物質を沈降分離させ、次
いでその分量の一部（例えば、４分の１）を高含有率の
液体としてデカンテーションして主たる処理プロセスに
戻して流入廃棄物を処理することによって、固形物産生
量の少ない生物学的物質の増加に有利な生物学的個体群
を生成することができる。低含有率のデカンテーション
液が所望ならば、エアレーションしながら混合を行う追
加的なステップを、主たる処理プロセスにデカンテーシ
ョン液を戻す前に行う。いずれの場合においても、デカ
ンテーション分量はその後、更なる流入液体廃棄物で置
き換えられ、望ましくは懸濁固形物含有量を特定の範囲
内に保つ。このプロセス全体は、その後一度ないし二度
繰り返すことができる。この後、オフラインプロセスで
完全に混合した内容物の一部（例えば、３分の１）が主
たる処理プロセスの流れに移され、その後処理プロセス
を最初から繰り返すことも出来る。この選択された生育
シーケンスは、無制限に繰り返すこともできる。最初に
生物学的物質を嫌気性条件下で競合的に食料にさらすこ
とで、ｃＢＯＤを利用することのできる通性嫌気性生物
と通性好気性生物の数を競合的に増加させることがで
き、また連続的に繰り返すことによって、そのような通
性嫌気性生物及び通性好気性生物の数を維持（更には、
競合によって増加）させることもできる。この実施形態
において生成される混合デカンテーション物に戻され
る、個体群が数的に増加した通性生物は、所定の生物学
的個体群を選択的に生成し、増加させるのに役立つが、
この個体群は生物学的に効率的（ｃＢＯＤがガスに変換
され単位重量当たり固形物産生量が少ない）で、しかも
未処理の流入廃棄物を常にエアレーション及び／又は好
気性条件下に置くことなくガスに変換する能力を有す
る。

【００１７】本発明の更に別の実施形態においては、固
形物産生量の多い生物学的物質が低減され、硝化／脱窒
能力は向上する。このことは、流入廃棄物の一部と活性
スラッジを組み合わせ、最初にエアレーションしながら
混合して好気性条件及び低アンモニア含量を達成するこ
とによって成就できる。反復処理プロセスは、エアレー
ションせずに混合しながら追加的な流入液体廃棄物を追
加することによって開始される。次にエアレーションし
ながら混合して正のＯＲＰと相当量の溶存酸素含量を達
成し、混合とエアレーションを中止する。そして物質を
沈降分離させると共に溶存酸素を消散させる。更に液体
廃棄物を加え、エアレーションする手順を繰り返し、そ
の後分量の一部（例えば、４分の１）を主たる処理プロ
セスにデカンテーションして戻す。上記ステップは繰り
返すことができ、その後オフラインの残存混合物の一部
（例えば、３分の１）が、主たる処理プロセスの流れに
移される。

【００１８】後者のデカンテーションされた分量は、よ
り強い活性スラッジに取って代わられ、望ましくは、必
要に応じて流入液体廃棄物を十分に追加することによっ
て、７５００ｍｇ／ｌ以下の懸濁固形物含有量を確立す
る。このプロセスは好ましくは、最初のエアレーション
手順から、増大された個体群の戻しまでが繰り返され、
全体の処理プロセスは際限なく継続させることができ
る。この実施形態において発生する中間のデカンテーシ
ョン物は栄養素含有量が少なく、高強度の流入廃棄物の
希釈に有益である。各処理シーケンスの最後で戻され
る、結果として生じる生物学的個体群は、固形物産生量
の低い生物学的物質（硝酸塩や酸素をエネルギー源とし
て利用することのできる通性好気性生物）が増大され、
また個体群中の硝化細菌も増大されている。こうした増
大を伴う個体群が規則的に主たる処理プロセスの流れに
戻されるにつれて、硝化細菌や通性好気性生物の数が増
加することになり、主たる処理プロセスは硝化率及び脱
窒率の両面において改善される。

【００１９】更に別の実施形態においては、糸状生物学
的物質に不都合な、ないし糸状微生物の数が極度に減少
した生物学的個体群が、廃棄流入物流の一部を活性スラ
ッジと組み合わせ、混合して一定時間の間嫌気性条件を
達成及び維持し、混合を中止し、混合を再開し、その後
混合し積極的にエアレーションすることによって高い正
のＯＲＰを達成し、その物質を沈降分離させ、その後糸
状生物が減少した生物学的個体群が含まれる分量をデカ
ンテーションして主たる処理プロセスに戻し、流入廃棄
物を処理することによって発生される。この実施形態
は、バイオマスに対して常に食料が少ないという、糸状
生物が繁殖する（体積当たり表面積が高いため）条件を
排除し、通性好気性生物及び硝化細菌の個体群の増大に
有利であることによって、糸状生物に不利となるように
選ばれている。

【００２０】本発明の第二の側面は、処分しなければな
らない固形物量を最小限にすることによって、廃棄物処
理プロセス全体によって生成された廃棄固形物の最終処
理を改善する。主たる処理プロセスの流れにおいて低産
生量の生物の生成と維持を向上させる実施形態を一つ以
上適用することによって、主たる処理プロセス流中の全
懸濁固形物含有物を、生物学的含有量が少なく、非分解
有機物（綿繊維、髪の毛など）及び無機物の含有量が高
いようにして与えることが可能になる。廃棄流入物をよ
り大量にガスに変換することで、処分しなければならな
い固形物量（及び容積）を減少させることに加えて、よ
り多くの無機含有物及び非分解含有物を、固形物処理技
術に通じている者によって普通に採用される様々な重力
的及び機械的手段によって、より容易に濃縮させること
ができる。このようにして、処分しなければならない廃
棄物の量は、更に減少される。

【００２１】本発明の第三の側面は、前述の方法を実施
するための装置に関係する。例えば一つの実施形態にお
いては、廃棄流入物と活性スラッジ材料は処理容器内で
組み合わせられ、所望とする生物学的個体群の増加が制
御され、また発生された個体群の一部を取り出し、それ
を別の処理容器で使用するための手段が与えられる。制
御可能なエアレーション装置を、第一の処理容器内に備
えることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の上述の記載は、添付図面
とともに参照することにより、以下の本発明の詳細な説
明からより容易に理解されるであろう。

【００２３】廃水及びその残滓の処理に使用される細菌
個体群は、生育環境をオフライン操作によって調節し、
制御することができる。そのような生育環境は、既存の
廃棄物処理プロセス内では通常使用されていない設備内
で、好都合に確立することができる。例えば、従前には
最終固形物処理装置として使用されている好気性消化装
置は、本発明の一つ以上の実施形態において、湿潤流処
理プロセスの延長部として使用することができる。

【００２４】これらの手段によって、固形物産生量の少
ない微生物、高除去効率の微生物にとって有利な条件を
生成することができ、主たる処理プロセスに対する戻し
物質を多く又は少なくすることができ、糸状生物の生成
が低減され、及び／又は残留スラッジが消費される（そ
の分量を最小限にするために）。これらの、また他の生
物学的な種は、以下に述べる方法と装置によって生成さ
れうる。

【００２５】水または廃水処理設備の操作特性を定量化
する一つの方法はＯＲＰを用いることであり、これは当
業者にとってはなじみ深い技術である。表１に示される
ように、糸状ノカルディア属の生育には、とりわけ約−
５０から＋５０ｍＶの範囲のＯＲＰが好ましいが、この
範囲はまた、低い溶存酸素含量（微好気性）と共に、可
溶性ｃＢＯＤの量が少ないことに関しても典型的なもの
である。ノカルディア属の育成と増殖にとって好ましい
これらの条件は、その個体群の増大という結果をもたら
し、それによって、主たる処理プロセスの全体的な生物
学的個体群や懸濁固形物の好ましくない沈降、詰まり、
及び高い産生特性がもたらされる。従って、廃棄物処理
プラントの操業は、プラントの処理速度を高くするため
に必要とされる、この微好気性の条件範囲を維持するこ
とによって、阻害されることになる。

【００２６】

【表１】

【００２７】本発明では、これらの（更にそれ以上の）
要件を緩和することができる。例えば、ある量の流入廃
棄物と活性スラッジを含む混合物は、固形物含有量、滞
留時間、空気との混合、空気なしでの混合、流入物ない
し活性スラッジの後からの追加、及び／又は混合物の小
部分の選択的な除去のような要因を制御することによっ
て特に適合（カスタマイズ）させることができ、それに
より、ある生物学的個体群の消滅及び他の、好ましい生
物学的個体群の増加といった、一定の生物学的結果が達
成される。

【００２８】本発明はいくつかのモードで使用されう
る。「選択」モードにおいてはオフライン混合物が、主
たる処理プロセスに戻すための、特定の生物学的プロフ
ァイルを与えるように特に適合されている。これは一種
類以上の微生物の存在にとっては有利であるが、処理目
的にマイナスな微生物の存在にとって不利となるような
ものである。生育にとって好ましい条件と好ましくない
条件の望ましい組み合わせが、ここで記述する選択装置
において得られる。所望とする生物学的物質を主たる処
理プロセスに戻す場合、たとえ個体数において僅かに優
勢なだけであっても、所望の生物学的個体群が与えられ
ることによって、個体群間の競合的なバランスが変化す
ることになるため、かなりの操作上の向上が得られる。

【００２９】本発明はまた「収集」モードで動作させる
ことも可能である。このモードでは、オフラインプロセ
スは、固形物産生量を最小限とし、またこれらを集めて
処分するために、消化装置として操作される。従って収
集モードでは、オフラインの混合物は追加処理を伴っ
て、或いは追加処理なしに、濃縮される。これら二つの
動作モードを組み合わせた場合の効果は、システムが従
来の仕方で動作された場合に通常可能となる以上に、最
終的に処分される残留固形物の量を最小限のものとする
ことができ、その一方で主たる処理プロセスの能力を向
上させることができることにある。

【００３０】生の流入廃棄物でのエルトリエーション
は、特別の生物学的個体群を発生させるのに使用できる
一つの技術である。従来から、廃棄物処理プロセスにお
いて使用されるエルトリエーションは、無機物含量（溶
解した又は未溶解の）のより少ない水で希釈することに
よって、特定の容量の廃棄固形物の無機物含量を減少さ
せることを目的としていた。本発明においてエルトリエ
ーションは、選択プロセスに際して希釈用の遊離水で交
換して無機物含量の低減を達成し、その一方で生の流入
廃棄物からのｃＢＯＤの吸着と吸収によって、容積中の
有機物含量を増大させることを含んでいる。ｃＢＯＤの
増大と同時の、この減少した無機物含量の交換は、生育
と増殖にとって競合的な利点を持つことになる、「食
料」の獲得と保存の能力を持つものとして望ましい生物
種の生成にとって、戦略的に好都合となる。これに直接
関係のあるものは、所与の生物学的固形物群に対し、酸
素（空気）供給のない状態で、高強度の流入廃棄物の流
れを戦略的に導入する技術である。混合／非エアレーシ
ョンサイクルの間にこの流入液体廃棄物を導入すること
の結果として、後に続く生育と増殖のためにｃＢＯＤ及
び／又はＮＢＯＤを固定及び保持する能力のある種に対
して、競合的な利点を得ることができる。本発明はこれ
らの技術をオフラインプロセスにおいて、生物学的個体
群の特定の増加のために使用し、また時間及び量が制御
された条件下で主たる処理プロセスに送出される高強度
の（ｃＢＯＤの高い）流れを生成することによって、主
たる処理プロセスにおいて使用する。選択プロセスから
の出力は、主たる処理プロセスに戻されるので、どこま
で処理プロセスを進めるかを制限する、流出廃棄物の適
合性に関する問題は存在しない。そのため処理プロセス
は、達成される生物学的結果を完全に最大化するように
操作することができる。

【００３１】特に適合された生物学的個体群は、特定の
目的を達成するように発生させることができる。後述の
例１は、粒子状のｃＢＯＤを利用できるように可溶性の
ｃＢＯＤに変換する生物学的個体群を、いかに発生させ
るかを示している。選択的に増大される微生物個体群
は、制御された条件下で戻されるｃＢＯＤを多く含む流
れの発生に備えたものであり、また粒子状ｃＢＯＤから
可溶性ｃＢＯＤへの還元能力の大きい生物学的個体群の
発生に備えたものである。このことは、固形物含有物を
減少させるのに有用であり、あるいは流入するＢＯＤの
含有量が少ない期間の間に食料を与えて、現存する生物
学的個体数を維持するのを助けるのに有用である。後述
の例２は、産生量の低いバクテリアをいかに発生させる
かを示している。こうした微生物を使用することによっ
て、残留固形物の形成が少なくなり、処分量とコストが
軽減される。加えて、固形物含有量が少なくなると、主
たる処理プロセスを介して処理され変換される固形物が
より少なくなり、結果としてエネルギーが節約される。

【００３２】例３の実施形態は、硝化作用／脱窒作用の
能力と容量を向上させながら、同時にいかに全体の産生
特性を向上させるかを示している。本発明はとりわけ、
窒素含有物についての流出廃棄物に関する環境基準に合
致することに困難さを有している設備にとって有益であ
る。例４は、糸状生物の形成を減少させる方法を示して
いる。これらの微生物は、十分に沈降分離されず、十分
に濾過されず、また大抵はグラム陽性（高固形物産生種
の一般的特性）である点で、プラントの操業上及び能率
上特に問題となる。

【００３３】最後に例５は、処分に先立っての、オフラ
インでの残留固形物含有量を最小化させる方法を示して
いる。選択モードでの操作に続いて収集装置として操作
することによって、残留固形物が本発明で具現化された
特定の選択技術によって最小化され、それ以上の消費と
脱窒が達成できなくなるまで、この例の方法は繰り返し
て行うことが可能である。

【００３４】図２と表１に示されているように、様々な
種類の微生物が、異なるＯＲＰ範囲の環境で生育する。
溶存酸素含有量は、常にＯＲＰを示すわけではない。ど
の微生物が有利であるかを測定するために、特定酸素吸
収率（ＳＯＵＲ）及び特定窒素吸収率（ＳＮＵＲ）とい
った他の方法を使用することができる。ＯＲＰ、ＳＯＵ
Ｒ、ＳＮＵＲによる条件の順序の操作制御、あるいは生
物学的条件についての他の記載は、種々の実施形態の具
現化について包括的、制限的、或いは何らかの他の意味
で必要であることを意図したものではない。

【００３５】生物学的選択性に更に影響を与えるのは、
生物学的固形物の存在量である。廃棄物処理施設の処理
量が増加するにつれて、一般には生成される残存スラッ
ジの量も増加し、より多くの量の固形物を送り出して処
理することが必要になる。そのため、施設における処理
量の増加は通常、必要処理量の増大と結び付いている。
流入物を処理するのに利用できる量は固定されており、
従って発生した固形分を含む処理された物質が処理プロ
セスの領域内で、できるだけ短い滞留時間を有すること
が要求される。しかしながら、幾つかのプラントは追加
的な固形物保持能力を有し、それによって流出物中の固
形物の比率を変化させ、固有の生物学的選択性に強い影
響を与える。廃棄物処理プラントを操作する人たちに
は、固形物含有量のこのばらつきが、実用上有用である
ことは知られていない。生物学的固形物の小部分の制
御、そして特にその全体量を総合的に減少させること
が、本発明の生物学的選択プロセスに好都合に用いられ
る。

【００３６】前述したように、幾つかの廃棄物処理プラ
ントは、流入廃棄物に栄養素を補って、生物学的分解プ
ロセスを支援する。例えば以下に詳述するように、本発
明は高含有ないし低含有の物質を発生させ、処理プラン
トに対して戻すために使用されうる。低含有物質は典型
的にはＯＲＰが高く、また硝酸塩含有量も多くなりう
る。一方、高含有物質は通常ＯＲＰが低く、可溶性のｃ
ＢＯＤ、アンモニア及び／又は有機窒素のうち一つ以上
が多くなりうる。この選択は、実質的に選択プロセスと
は独立して、セレクター操作の間行われうる。これによ
って、これらの戻された物質が、日々のサイクル中の適
切な部分で戦略的に選択され、主たる処理プロセスに供
給されることが可能となる。このことは例えば、次に述
べる状況において有利となる。

【００３７】処理プラントの処理物質が少ない場合、低
いＯＲＰと、有機物を含む高含有物質の戻しと、窒素酸
素要求がもたらされて、エアレーションプロセスにおい
て微生物を生育するのを助ける。逆に、プラントが酸化
の補助を必要とする場合には、高いＯＲＰと、少ない物
質含有量を戻すことも好まれる。この場合、通性生物の
維持を援助するために、高い硝酸塩含有量も使用されう
る。このようにして、糸状微好気性生物が抑制され、有
機物要求を減少させるのに役立ち、また主たる処理プロ
セスにおいて高いＯＲＰ条件を得るために通常は物質含
有量が多い時期にエアレーションプロセスが十分なエア
レーション容量を有することを可能にし、これが更に糸
状生物を阻害する。

【００３８】この技術は、流入物中の水が過剰であり、
糸状菌の好ましい生成範囲を越えるようにエアレーショ
ンすることができず、その代わり空気の導入を利用して
ＢＯＤ／ｃＢＯＤの除去を即座に開始させるプラントに
とって特に有用である。（糸状菌の生成を防ぐために
は、吸着、吸収、ないしガスへの変換によってＢＯＤが
除去されるまで残留酸素なしで操作し、その後、糸状菌
生成に好ましい範囲より高いＯＲＰレベルまでエアレー
ションすることが必要である。）本発明を使用しなけれ
ば、糸状微生物にとって好ましい条件を避けるのに必要
なステップが、処理プラントの処理能力を制限すること
になる。こうした状況は、食料対微生物（Ｆ／Ｍ）比が
高いときに悪化する。この場合は、糸状生物の生成を防
ぐために、溶存酸素量を増加し続けることが必要にな
る。

【００３９】しかしながら、主たる処理プロセスの流れ
の中にあるエアレーションシステムが、過剰の糸状生物
の生育を避けるのに適当な酸化レベルを供給することが
できないような状況の下では、本発明によって生成され
る高硝酸塩源を使用して、酸素の供給を補うことができ
る。このようにして、硝酸塩源は、エアレーションプロ
セスを補うために、流入物の流れのピーク時に使用する
ことができ、これによって、微好気性菌（糸状生物）が
低溶存酸素状態から利益を得るのを防ぐことができる。
セレクターの動作を適切に順序付けることによって、主
たる処理プロセスのピーク時の要求に対して、セレクタ
ーからの戻しを合わせることができる。更なる恩恵は、
糸状生物についてのオフラインプロセスでの選択、及び
／又は、生物学的個体群の選択（これらは両方とも酸素
（通性好気性生物）の使用が効率的である）によって、
及び／又はｃＢＯＤをガスに変換するのに酸素源を必要
としない個体群の選択と優先培養によって、同時に得る
ことができる。

【００４０】やはりセレクターモードで動作する本発明
の別の実施形態は、廃棄物処理プラントが処分するため
に排出しなければならない固形分の量を最小化する上で
役に立つ。オフラインプロセスでの操作条件の選択は、
産生量の少ない微生物の個体群を均衡点まで増大させ
て、低い産生量が微生物の死や消滅と相殺されるように
し（すなわち、生物学的固形物の増加が、全体的な固形
物産生量の減少によってバランスされる）、あるいは同
じ均衡点を得るために消滅を十分に加速するようにプロ
セスを操作することによって行われる。このことは、Ｏ
ＲＰを＜−１５０ｍＶまで、好ましくは＜−２００ｍＶ
まで減少させ、その後ＯＲＰを＞１００ｍＶまで、好ま
しくは＞１５０ｍＶまで増加させることによって達成さ
れる。結果として得られる生物学的個体群は、その後主
たる処理プロセスの流れにおける固形物を増加させるの
に使用することができ、その結果、最初に生成される固
形分が最小限となり、同時に流出物を排出水質基準に適
合させるのに役立つ。

【００４１】この方法の構成要素は、限られた量の分解
不可能な含有物が存在している場合に、操作時の収集モ
ードにおいて役立つように使用することができる。この
方法は後述の例５に詳述されている。最終処理／安定化
プロセスの操作は、廃棄物処理プラントによって処理さ
れねばならない全体的な物質量を最小化させる上で役立
つ。この方法によって、残留固形物は溶解されたバイオ
マスに変換され、その後主たる処理プロセスに戻されて
消費される。収集モードにおいては、後続する処理のた
めに最小限の固形物分量を達成するために、残存する非
溶解物質は固形物含有量を最大化した後で処分される。
最終の「収集」モードに対する「選択」モードでの操作
の比例的な頻度は、処理すべき流入物質中の分解不能な
含有物の量によって決定される。所与の物質量を濃縮し
最大化するように、収集装置によって行われるサイクル
の数は、主として、分解不可能な物質に対する生物学的
固形分の割合によって、また当初から存在していた分解
不可能な含有物の相対的な量によって制限される。

【００４２】上記において概観された方法は、図３に例
示された装置によって好都合に具体化することが可能で
ある。こうした装置は、旧式の消化装置のような、古
い、恐らくは未使用の廃棄物処理プラントの設備にわず
かな変更を加えることによって、簡便かつ安価に得るこ
とができる。この装置は、タンク１３０のような容器、
供給される廃棄固形物１３２、供給される生の流入物１
３４、供給される流出物１３５、ミキサー１３６、供給
される空気ないし酸素１３８（これらの内のいずれかな
いし両方が効果的に使用されうる）、デカンテーション
部分の分量を、可変的な高さにおいて、処理中の液体の
表面１４２に近い箇所から取り除く上部除去装置１４
０、そしてタンク１３０の底に近い部分の分量を取り除
く下部除去装置１４４からなる。上部除去装置１４０は
例えば、タンク１３０の周囲に配置された高さ可変の溢
れ堰であることができ、或いは高さ可変に調節可能な内
部溢れ堰から成っている。高さの調節は、堰の流入口端
部を上昇又は下降させることによっても、あるいは高さ
が異なる複数の流入点を設け、デカンテーション流を望
まない流入点を閉塞し、それによって制御可能なデカン
テーション量を与えることによっても、達成することが
できる。閉塞は、自動的に又はそうでなしに、様々な手
段によって行うことができる。

【００４３】本発明の具体的な実施形態においては、上
に列挙した条件の一つ以上に対する必要性が否定され、
或いはそれらは異なる方法により実施されうる。例えば
ミキサーは垂直にも、あるいは水平にも配置することが
でき、また容器の上部、底部、或いは側部から支持し、
及び／又は駆動することができ、また内部を攪拌し、大
量の液体の流れをタンク内である位置から別の位置に移
すためにポンプを使用することができる。供給される空
気ないし酸素１３８は、液面の上方ないし下方から異な
る手段によって導入することができ、また異なる供給速
度を使用することができる。本明細書に記載の装置は、
以下に詳述される方法のステップを行う際に、有効であ
る。

【００４４】操作時には、図示の装置は、特に適合され
た生物学的個体群の成長を促すオフラインの処理環境と
して役に立つ。主たる処理プロセスからライン１３４を
介して受容される新しい流入物は、適当な過剰の又は廃
棄固形物と適切に混じり合い、必要な生育条件を達成す
る。上部除去装置１４０から得られたデカンテーション
液は、主たる処理プロセスに適宜戻される。誘導された
有益な生物学的個体群を含む物質は、選択モードで操作
している場合は下部除去装置１４４を介して除去され、
主たる処理プロセスに戻される。あるいはこれは、収集
モードで操作している場合には処分される。以下の例
は、以上に述べた装置を使用して実行することができ
る。またこれは例示の目的のために提示されたものであ
って、本発明の用途を制限することを意図したものでは
ない。例例１以下の手順は、硝化細菌とは無関係に、偏性好気性生物
の犠牲の下に通性嫌気性生物を選択し、それによって特
に、粒子状のｃＢＯＤを利用のため可溶性のｃＢＯＤへ
と迅速に分解する生物学的物質を増加させる。１．タンク１３０を過剰の活性スラッジと生の流入物の
組み合わせにより満たし、名目上３０００から５０００
ｍｇ／リットルの範囲内の懸濁固形物濃度を与える。２．ＯＲＰが嫌気性になるまで、エアレーションせず
に、タンク１３０の内容物をミキサー１３６を使用して
混合する。しかし生の廃棄流入物又は廃棄物スラッジ中
に硝酸塩が存在する場合には、ＯＲＰが低くなりすぎ
て、硫酸塩還元細菌により硫化物の発生が喚起されない
ようにする。この混合は約４時間から８時間続くように
する。３．混合を中止し、混合物を沈降分離させ、タンク１３
０の容量の少なくとも２５％のデカンテーション可能な
分量を供給する。これは約２時間から４時間を要する。４．所望に応じて、高ｃＢＯＤ、高アンモニア、低ＯＲ
Ｐ（「高含有」）のデカンテーション物質を上部除去装
置１４０を介して除去し、プラントの処理プロセスに移
動させる。５．除去された分量を生の流入物で置き換えて、残留懸
濁固形物含有物が７５００から１００００ｍｇ／リット
ルとなるまで、ステップ２から４までを繰り返す。これ
には通常、これらのステップの４回から１０回の繰り返
しを必要とする。６．ミキサー１３６で混合している間、タンク１３０の
約半分の分量をプラントの処理プロセスに戻す。７．必要に応じて、ステップ１からステップ６までを繰
り返す。例２以下の手順は通性嫌気性及び好気性生物を選択し、偏性
好気性生物の犠牲の下に硝化細菌を維持し、それによっ
て特に産生量の低い生物学的物質を増加させる。このこ
とは特に、残留固形物の最小化に有益である。１．タンク１３０を過剰の活性スラッジと生の流入物の
組み合わせにより満たし、名目上５０００から７０００
ｍｇ／リットルの範囲内の懸濁固形物濃度を与える。２．ＯＲＰが嫌気性になるまで、エアレーションせず
に、タンク１３０の内容物をミキサー１３６を使用して
混合する。しかし生の廃棄流入物又は廃棄物スラッジ中
に硝酸塩が存在する場合には、ＯＲＰが低くなりすぎ
て、硫酸塩還元細菌により硫化物の発生が喚起されない
ようにする。この混合は８時間から３日間続くようにす
る。３．ミキサー１３６によって混合を続け、またＯＲＰが
２４時間の間＞１００ｍＶ、１２時間の間＞１５０ｍ
Ｖ、ないし４時間の間＞２００ｍＶとなるように、タン
ク１３０を「積極的に」エアレーションする。４．エアレーションを中止する一方で、ＯＲＰが少なく
とも４８時間の間嫌気性となるように混合を続ける。も
しＯＲＰが少なくとも毎時１０ｍＶの割合で降下し続け
ない場合には、３％から１０％の容積の生の流入物を加
える。５．ミキサー１３６を止めて、タンク１３０の内容物を
沈降分離させ、タンク１３０の容量の少なくとも２５％
のデカンテーション可能な分量を供給する。これには約
２時間から４時間を要する。

【００４５】ａ．高含有の戻しを所望する場合には、デ
カンテーション物質を処理プロセスに注ぐ。

【００４６】ｂ．低含有の戻しを所望する場合には、混
合物をエアレーションし、ＯＲＰが１時間の間＞１００
ｍＶとなるまでミキサー１３６を使用して混合する。そ
の後、混合とエアレーションを中止し、沈降分離させ、
デカンテーション物質を処理プロセスに注ぐ。６．固形物含有量が＜７５００ｍｇ／リットルのままで
ある場合に限り、デカンテーションされた分量を、供給
される廃棄固形物１３２からの過剰の活性スラッジに置
き換える。固形物含有量がこの値より高ければ、生の流
入物を追加することにより希釈する。７．ステップ２から６までを２回繰り返す。８．ミキサー１３６で混合している間、タンク１３０の
３分の１の分量を処理プラントのプロセスに戻す。９．必要に応じてステップ１からステップ８までを繰り
返す。その際、懸濁固形物濃度を１００００ｍｇ／リッ
トルより低く、好ましくは８０００ｍｇ／リットルより
少なく維持することに留意する。例３以下の手順は通性好気性生物及び硝化細菌を選択し、産
生量の多い生物学的を減少させ、硝化／脱窒能力を向上
させる。もし利用できるならば、ｃＢＯＤ（ｍｇ／リッ
トル）対ＮＨ３−Ｎ（ｍｇ／リットル）比が３より大き
い場合に限り、アンモニア及びｃＢＯＤ含有量の多い循
環流を生の流入物の代わりに、あるいはこれと組み合わ
せて使用することができる。この比はアンモニアの窒素
に関連したもので、全ケルダール窒素（ＴＫＮ）とは関
連がないことに留意されたい。１．タンク１３０を、活性スラッジでおおよそ全容量の
７５％まで満たし、懸濁固形物濃度を２５００から７５
００ｍｇ／リットルの範囲内とする。２．ＯＲＰが好気性になり、アンモニア含有量が＜０．
１ｍｇ／リットルになるまで、エアレーションを行いな
がら、タンク１３０の内容物をミキサー１３６を使用し
て混合する。３．エアレーションを中止する。４．混合を続けながら、生の流入物を追加して、タンク
１３０の容量のさらに約５％から１０％を満たす。硝酸
塩濃度が＜０．１ｍｇ／リットルになるまで、ＯＲＰと
硝酸塩の濃度を監視する。これにはおおよそ２時間から
４時間を要する。５．タンク内容物の混合を続け、ＯＲＰが４時間の間＞
１００ｍＶ、２時間の間＞１５０ｍＶ、ないし１時間の
間＞２００ｍＶとなり、また溶存酸素濃度が約１時間の
間＞３．０ｍｇ／リットルとなるまで、タンク１３０の
エアレーションを開始する。６．少なくとも４時間、ないし観察される溶存酸素濃度
が＜２．０ｍｇ／リットルになるまでの時間の長い方だ
け、混合とエアレーションを中止する。７．ステップ４から６までを２回繰り返す。８．タンク１３０のうちの上部２５％の分量を、デカン
テーション物質として取り除く。この２５％の分量の中
に懸濁固形物がある場合には、それらも取り除く。９．ステップ４から８までを繰り返す。１０．混合を再開し、タンク分量の別の２５％をプラン
トの処理プロセスに移動させる。１１．ステップ１０で移動させた分量を過剰の活性スラ
ッジで置き換え、固形物濃度を＜７５００ｍｇ／リット
ルに維持する。必要なら、生の流入物を追加して、固形
物濃度をこのレベルより低く保つ。１２．ステップ２から１１までを必要に応じて繰り返
す。例４以下の手順は通性嫌気性生物及び好気性生物を選択し、
低産生の生物学的個体群を発生する。これは、ノカルデ
ィア属のような糸状生物の生成には不都合である。１．タンク１３０を少なくとも容量の９０％まで過剰の
活性スラッジで満たし、３０００から１００００ｍｇ／
リットルの範囲内の名目懸濁固形物濃度を与える。固形
物含有量を１００００ｍｇ／リットルより低く保つた
め、必要に応じてタンク内の混合物を生の流入物で希釈
する。必要となる希釈は、プラントからの流出物又は主
たる処理プロセスの流れからの混合液で行うことができ
るが、生の流入物の使用が好ましい。２．ＯＲＰが嫌気性になるまで、エアレーションせず
に、タンク１３０の内容物をミキサー１３６を使用して
混合する。しかし生の廃棄流入物又は廃棄物スラッジ中
に硝酸塩が存在する場合には、ＯＲＰが低くなりすぎ
て、硫酸塩還元細菌により硫化物の発生が喚起されない
ようにする。この混合は周囲温度及び混合物の温度に応
じて、８時間から３日間続くようにする。ＯＲＰが−２
００ｍＶを越える値で安定したならば、ミキサー１３６
での混合を行いながら、生の流入物を５％の分量だけ混
合物に加える。３．混合を中止し、４８時間待つ。しかし２４時間経過
後に、内容物を１時間にわたり混合する。これはエアレ
ーションさせずに行う必要がある。４．４８時間後、ミキサー１３６での混合を再開し、Ｏ
ＲＰが１６時間の間＞１００ｍＶ、８時間の間＞１５０
ｍＶ、ないし４時間の間＞２００ｍＶになるまで、タン
ク１３０の内容物を「積極的に」エアレーションする。５．ステップ２から４までを繰り返す。６．混合とエアレーションを中止し、２時間以下の間、
内容物を沈降分離させる。７．デカンテーション可能な分量の全て、又はタンク１
３０の容積の２０％のうちの少ない方を、処理プロセス
に移動させる。８．生の流入物を、容積の９０％が満たされるまで、タ
ンク１３０に加える。９．ステップ２から７までを繰り返す。１０．ミキサー１３６で混合しながら、タンク１３０の
容積の３分の１をプラントの処理プロセスに移動させ
る。１１．必要に応じてステップ１から１０までを繰り返
す。その際、懸濁固形物濃度を１００００ｍｇ／リット
ル未満に、好ましくは８０００ｍｇ／リットルより少な
く維持するように留意する。例５以下の手順は、本発明を収集装置としてどのように操作
するかを説明している。上述の例２の方法と対比する
と、この方法の第一の目的は、廃棄物処理プロセスに戻
すために低産生の生物学的固形物群を与えることではな
く、残留固形物の処分分量を最小限にすることである。１．タンク１３０を活性スラッジと生の流入物の組み合
わせにより満たし、５０００から７０００ｍｇ／リット
ルの範囲内の懸濁固形物濃度を与える。２．ＯＲＰが嫌気性になるまで、エアレーションせず
に、タンク１３０の内容物をミキサー１３６を使用して
混合する。しかし生の廃棄流入物又は廃棄物スラッジ中
に硝酸塩が存在する場合には、ＯＲＰが低くなりすぎ
て、硫酸塩還元細菌により硫化物の発生が喚起されない
ようにする。この混合は８時間から３日間続くようにす
る。３．ミキサー１３６によって混合を続け、またＯＲＰが
２４時間の間＞１００ｍＶ、１２時間の間＞１５０ｍ
Ｖ、ないし４時間の間＞２００ｍＶとなるように、タン
ク１３０を「積極的に」エアレーションする。４．エアレーションを中止する一方で、ＯＲＰが少なく
とも２４時間の間嫌気性となるように混合を続ける。Ｏ
ＲＰが少なくとも毎時１０ｍＶの割合で降下し続けなく
なった場合、次のステップに進む。５．混合を中止し、タンクの内容物を沈降分離させ、２
４時間以内に達成可能な最大のデカンテーション可能な
分量を供給する。

【００４７】ａ．高含有の戻しを所望する場合には、デ
カンテーション物質を取り除いて処理プロセスに注ぐ。

【００４８】ｂ．低含有の戻しを所望する場合には、混
合物をエアレーションし、ミキサー１３６を使用して混
合し、ＯＲＰが１時間の間＞１００ｍＶになるまでこの
混合物を維持する。その後、混合とエアレーションを中
止し、混合物を沈降分離させて、実験室の沈降酸素メー
タによって示されるような利用できる最大限のデカンテ
ーション量を得、その後低含有のデカンテーション物質
を処理プロセスにデカンテーションする。６．デカンテーションされた分量を、利用しうる最大限
の固形物含有量を有する活性スラッジで置き換える。７．ステップ２から６までを、沈降分離に際してもはや
デカンテーション物質が発生されなくなるまで繰り返
す。その際、タンク１３０内の上部５％から１０％の容
積を固形物で満たさないように留意する。８．実験室の沈降酸素メータにおいて、実質的なエアレ
ーションなしに、サンプルを１時間にわたって混合す
る。このサンプルは、タンク１３０内に含まれる物質の
典型的なサンプル９０％と、１０％の流出物とからな
る。この混合物を２４時間にわたって沈降分離させる。
沈殿した固形物の分量が９０％より少なければ、更なる
処理のためにステップ９に進む。そうでなければ、タン
ク１３０の内容物を適宜、固形物処理プロセスに移動さ
せる。９．流出物を加えて、タンク１３０を満たす。１時間か
ら４時間の範囲内で、ミキサー１３６で内容物を混合す
る。その際、混合物をエアレーションさせないように留
意する。１０．混合を中止し、タンクの内容物を沈殿させる。可
能な全ての液体をデカンテーションする。１１．固形物の濃度がこれ以上増えなくなるまで、ステ
ップ８から１０までを繰り返す。これにより、固形物の
混合物を処分する準備が整う。

【００４９】

【発明の効果】以上によって、廃棄物処理プラントの操
作の能率と効率を、その既存の処理プロセスを改善さ
せ、また管理可能な廃棄処分量を最小限にするという両
方の点において向上させる、非常に有用な装置と方法が
開発されたことが看取されよう。ここで用いられた用語
及び表現は、記述するための用語として使用されたもの
であって制限のためのものではなく、そうした用語及び
表現の使用に際しては、図示し記述した特徴又はその一
部と均等な何物をも排除する意図はない。しかし、特許
請求の範囲において示される本発明の範囲内において、
様々な修正が可能であることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】技術的に周知であると共に、本発明が適用され
うる、基本的な流れの順序を表す、廃棄物処理プロセス
を示す。

【図２】異なる種類の生物学的個体群が優勢になる傾向
を有する、幾つかのＯＲＰ範囲を例示している。

【図３】本発明を実施するのに使用できる装置の概略的
な図示である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ダニエル・アール・ミクロスアメリカ合衆国オハイオ州45069，ウエストチェスター，ドー・ビュー・ドライブ・ 7525 Ｆターム(参考） 4D040 BB02 BB13 BB25 BB52 BB92

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ．液体廃棄物の少なくとも一部を処理容
器に導入し、第一の生物学的個体群のプロファイルを有
する第一の生物学的個体群と接触させる処理を行うステ
ップと、ｂ．前記液体廃棄物の一部を取り出すステップと、ｃ．前記液体廃棄物の前記取り出した部分を制御して、
前記取り出した部分において、前記第一の生物学的個体
群のプロファイルとは異なる第二の生物学的個体群のプ
ロファイルを有する第二の生物学的個体群を維持するス
テップと、ｄ．前記第二の生物学的個体群と接触させた後に前記取
り出した部分の小部分を前記処理容器に戻し、この戻さ
れた小部分が第二の生物学的個体群の一部を含むステッ
プとからなる、液体廃棄物処理方法。
【請求項２】前記第二の生物学的個体群が、前記第一
の生物学的個体群と比較して、低い固形物産生と高い廃
棄物消化効率を示す、請求項１の方法。
【請求項３】前記第二の生物学的個体群が前記第一の
生物学的個体群よりも高比率の通性好気性細菌を含む、
請求項１の方法。
【請求項４】前記第二の生物学的個体群が前記第一の
生物学的個体群よりも高比率の通性嫌気性細菌を含む、
請求項１の方法。
【請求項５】前記第二の生物学的個体群が前記第一の
生物学的個体群よりも高比率の硝化細菌を含む、請求項
１の方法。
【請求項６】前記第二の生物学的個体群が前記第一の
生物学的個体群よりも低比率の繊維状生物を含む、請求
項１の方法。
【請求項７】前記第二の生物学的個体群が、前記第一
の生物学的個体群よりも糸状生物の生成を抑制する、請
求項１の方法。
【請求項８】前記戻された小部分が、液体廃棄物より
も高レベルの生物学的栄養素を含有する、請求項１の方
法。
【請求項９】前記戻された小部分が、液体廃棄物より
も高レベルのｃＢＯＤを含有する、請求項１の方法。
【請求項１０】前記戻された小部分が、液体廃棄物よ
りも高レベルの硝酸塩を含有する、請求項１の方法。
【請求項１１】前記取り出した部分の制御が、目標と
するＯＲＰ範囲の維持を通して達成される、請求項１の
方法。
【請求項１２】前記取り出した部分の制御が、目標と
する特定の酸素取り込み率範囲の維持を通して達成され
る、請求項１の方法。
【請求項１３】前記取り出した部分の制御が、目標と
する特定の硝酸塩取り込み率範囲の維持を通して達成さ
れる、請求項１の方法。
【請求項１４】前記制御するステップが、ａ．ある量の活性スラッジを前記取り出した部分に加え
て、目標とする懸濁固形物濃度を達成し、ｂ．前記取り出した部分をエアレーションせずに混合し
て、硫化物の実質的な生成なしに嫌気性条件を達成し、ｃ．沈降分離を行わせて、高いｃＢＯＤ及びアンモニア
含量並びに低いＯＲＰを有する、デカンテーション可能
な分量を生成し、前記処理容器へと導かれる前記取り出
した部分の前記小部分が、前記デカンテーション可能な
分量から取り出される、請求項１の方法。
【請求項１５】前記取り出した部分がオフラインの容
器内に収容され、デカンテーションされていない前記取
り出した部分が、ａ．前記液体廃棄物の一部を前記オフラインの容器に加
えて、第二の目標とする懸濁固形物濃度を有する混合物
を容器内部で生成するステップと、ｂ．前記混合物の約半分を取り除くステップによって、
再使用のために調整される、請求項１４の方法。
【請求項１６】前記第二の目標とする懸濁固形物濃度
が、７５００ｍｇ／ｌから１００００ｍｇ／ｌの範囲内
にある、請求項１５の方法。
【請求項１７】前記目標とする懸濁固形物濃度が、３
０００ｍｇ／ｌから５０００ｍｇ／ｌの範囲内にある、
請求項１４の方法。
【請求項１８】前記デカンテーション可能な分量が少
なくとも２５％である、請求項１４の方法。
【請求項１９】前記制御するステップが、ａ．ある量の活性スラッジを前記取り出した部分に加え
て、目標とする懸濁固形物濃度を達成し、ｂ．前記取り出した部分をエアレーションせずに混合し
て、硫化物の実質的な生成なしに嫌気性条件を達成し、ｃ．正のＯＲＰが得られるまで、混合とエアレーション
を行い、ｄ．エアレーションせずに混合して嫌気性条件を達成
し、ｅ．沈降分離を行わせて、高含有量のデカンテーション
可能な分量を生成することからなり、前記処理容器へと
導かれる前記取り出した部分の前記小部分が、前記デカ
ンテーション可能な分量から取り出される、請求項１の
方法。
【請求項２０】デカンテーションされていない前記取
り出した部分が、ｆ．前記取り出した小部分を活性スラッジで置き換え、
十分な液体廃棄物を加えて、第二の目標とする懸濁固形
物濃度を達成するステップと、ｇ．ステップ（ｂ）からステップ（ｅ）までを繰り返す
ステップによって再使用される、請求項１９の方法。
【請求項２１】前記第二の目標とする懸濁固形物濃度
が約７５００ｍｇ／ｌ以下である、請求項２０の方法。
【請求項２２】前記ステップ（ｆ）及び（ｇ）の約二
回の繰り返しの後、デカンテーションされていない前記
取り出した部分が、ｈ．デカンテーションされていない前記取り出した部分
の約３分の１を取り除くステップと、ｉ．ステップ（ａ）からステップ（ｈ）までを繰り返す
ステップによって処理される、請求項２０の方法。
【請求項２３】前記目標とする懸濁固形物濃度が、約
５０００ｍｇ／ｌから約７５００ｍｇ／ｌの範囲内にあ
る、請求項１９の方法。
【請求項２４】前記制御するステップが、ａ．ある量の活性スラッジを前記取り出した部分に加え
て、目標とする懸濁固形物濃度を達成し、ｂ．前記取り出した部分をエアレーションせずに混合し
て、硫化物の実質的な生成なしに嫌気性条件を達成し、ｃ．正のＯＲＰが得られるまで、混合とエアレーション
を行い、ｄ．エアレーションせずに混合して嫌気性条件を達成
し、ｅ．沈降分離を行わせてデカンテーション可能な分量を
生成し、ｆ．正のＯＲＰが達成されるまで、混合とエアレーショ
ンを行い、ｅ．沈降分離を行わせて、低含有量のデカンテーション
可能な分量を生成することからなり、前記処理容器へと
導かれる前記取り出した部分の前記小部分が、前記デカ
ンテーション可能な分量から取り出される、請求項１の
方法。
【請求項２５】デカンテーションされていない前記取
り出した部分が、ｈ．前記取り出した小部分を活性スラッジで置き換え、
十分な液体廃棄物を加えて、第二の目標とする懸濁固形
物濃度を達成するステップと、ｉ．ステップ（ｂ）からステップ（ｇ）までを繰り返す
ステップによって再使用される、請求項２４の方法。
【請求項２６】前記第二の目標とする懸濁固形物濃度
が約７５００ｍｇ／ｌ以下である、請求項２５の方法。
【請求項２７】前記ステップ（ｈ）及び（ｉ）の約二
回の繰り返しの後、デカンテーションされていない前記
取り出した部分が、ｊ．デカンテーションされていない前記取り出した部分
の約３分の１を取り除くステップと、ｋ．ステップ（ａ）からステップ（ｊ）までを繰り返す
ステップによって処理される、請求項２５の方法。
【請求項２８】前記目標とする懸濁固形物濃度が、約
５０００ｍｇ／ｌから約７５００ｍｇ／ｌの範囲内にあ
る、請求項２４の方法。
【請求項２９】前記制御するステップが、ａ．ある量の活性スラッジを前記取り出した部分に加え
て、目標とする懸濁固形物濃度を達成し、ｂ．前記取り出した部分をエアレーションしながら混合
し、好気性条件と低いアンモニア含有量を達成し、ｃ．エアレーションを中止し、ｄ．液体廃棄物を追加して加えて混合し、ｅ．ＯＲＰが正になり、溶存酸素含有量が存在するよう
になるまで、混合とエアレーションを行い、ｆ．混合とエアレーションを中止し、ｇ．沈降分離を行わせて、高含有量の通性好気性生物と
硝化細菌を有するデカンテーション可能な分量を生成す
ることからなり、前記処理容器へと導かれる前記取り出
した部分の前記小部分が、前記デカンテーション可能な
分量から取り出される、請求項１の方法。
【請求項３０】前記沈降分離を行わせるステップに先
立って、ステップ（ｄ）から（ｆ）までを少なくとも二
回繰り返すステップを更に含む、請求項２９の方法。
【請求項３１】デカンテーションされていない前記取
り出した部分が、ａ．デカンテーションされていない前記取り出した部分
の約３分の１を取り除くステップと、ｂ．活性スラッジを追加して加え、取り除かれたデカン
テーションされていない取り出した部分を置き換えるス
テップと、ｃ．液体廃棄物を追加して加え、第二の目標とする懸濁
固形物濃度を達成するステップによって再使用のために
調整される、請求項２９の方法。
【請求項３２】前記第二の目標とする懸濁固形物濃度
が約７５００ｍｇ／ｌ以下である、請求項３１の方法。
【請求項３３】前記目標とする懸濁固形物濃度が、約
２５００ｍｇ／ｌから約７５００ｍｇ／ｌの範囲内にあ
る、請求項２９の方法。
【請求項３４】前記制御するステップが、ａ．ある量の活性スラッジを前記取り出した部分に加え
て、目標とする懸濁固形物濃度を達成し、ｂ．前記取り出した部分をエアレーションせずに混合し
て、硫化物の実質的な生成なしに嫌気性条件を達成し、ｃ．一定時間にわたって混合を中止し、ｄ．混合を行い、ｅ．ＯＲＰが正になるまで、混合とエアレーションを行
い、ｆ．沈降分離を行わせて、通性嫌気性生物と通性好気性
生物を多く含有するデカンテーション可能な分量を生成
することからなり、前記処理容器へと導かれる前記取り
出した部分の前記小部分が、前記デカンテーション可能
な分量から取り出される、請求項１の方法。
【請求項３５】デカンテーションされていない前記取
り出した部分が、ｇ．液体廃棄物を追加して加え、第二の目標とする懸濁
固形物濃度を達成するステップによって再使用のために
調整される、請求項３４の方法。
【請求項３６】ステップ（ｂ）から（ｇ）までを繰り
返すステップをさらに含む、請求項３５の方法。
【請求項３７】デカンテーションされていない前記取
り出した部分の約３分の１を取り除くことによって、前
記デカンテーションされていない取り出した部分が再使
用に向けて準備される、請求項３５の方法。
【請求項３８】前記第二の目標とする懸濁固形物濃度
が約１００００ｍｇ／ｌ以下である、請求項３５の方
法。
【請求項３９】前記目標とする懸濁固形物濃度が、約
３０００ｍｇ／ｌから約１００００ｍｇ／ｌの範囲内に
ある、請求項３４の方法。
【請求項４０】前記制御するステップが、ａ．ある量の活性スラッジを前記取り出した部分に加え
て、目標とする懸濁固形物濃度を達成し、ｂ．前記取り出した部分をエアレーションせずに混合し
て、硫化物の実質的な生成なしに嫌気性条件を達成し、ｃ．ＯＲＰが正になるまで、混合とエアレーションを行
い、ｄ．エアレーションを中止するが混合は継続し、ｅ．沈降分離を行わせて、高含有量のデカンテーション
可能な分量と、沈降した固形物を含有する分量を生成す
ることからなり、前記処理容器へと導かれる前記取り出
した部分の前記小部分が、前記デカンテーション可能な
分量から取り出される、請求項１の方法。
【請求項４１】さらに、ｆ．活性スラッジを追加して加え、濃縮混合物を生成す
るステップと、ｇ．沈殿固形物を含む分量が目標とする分量と一致する
まで、ステップ（ｂ）から（ｆ）までを繰り返すステッ
プによって追加的な処理が行われる、請求項４０の方
法。
【請求項４２】前記目標とする分量が取り出した部分
の約９０から９５％である、請求項４１の方法。
【請求項４３】さらに、ａ．前記濃縮混合物の固形物含有量を判定するステップ
と、ｂ．前記固形物含有量が所定の閾値を越える場合、前記
濃縮混合物を廃棄物として処分するステップと、ｃ．前記固形物含有量が前記所定の閾値を越えない場
合、（ｉ）前記液体廃棄物の追加分を前記濃縮混合物に
加え、（ｉｉ）混合し、（ｉｉｉ）沈降分離を行わせて
デカンテーション可能な分量を生成し、（ｉｖ）デカン
テーション可能な分量を取り出し、（ｖ）固形物含有量
のそれ以上の増加が達成できなくなるまでステップ
（ｉ）から（ｉｖ）を繰り返すステップとからなる、請
求項４１の方法。
【請求項４４】前記所定の閾値の高い固形物含有量
が、前記取り出した部分の約９０％である、請求項４３
の方法。
【請求項４５】前記目標とする懸濁固形物濃度が、約
５０００ｍｇ／ｌから約７５００ｍｇ／ｌの範囲内にあ
る、請求項４０の方法。
【請求項４６】前記制御するステップが、ａ．ある量の活性スラッジを前記取り出した部分に加え
て、目標とする懸濁固形物濃度を達成し、ｂ．前記取り出した部分をエアレーションせずに混合し
て、硫化物の実質的な生成なしに嫌気性条件を達成し、ｃ．ＯＲＰが正になるまで、混合とエアレーションを行
い、ｄ．エアレーションを中止するが混合は継続し、ｅ．沈降分離を行わせ、ｈ．正のＯＲＰが達成されるまで、エアレーションと混
合を行い、ｉ．沈降分離を行わせて、低含有量のデカンテーション
可能な分量と、沈降した固形物を含有する分量を生成す
ることからなり、前記処理容器へと導かれる前記取り出
した部分の前記小部分が、前記デカンテーション可能な
分量から取り出される、請求項１の方法。
【請求項４７】さらに、ｊ．活性スラッジを追加して加え、濃縮混合物を生成す
るステップと、ｋ．沈殿固形物を含む分量が目標とする分量と一致する
まで、ステップ（ｂ）から（ｊ）までを繰り返すステッ
プによって追加的な処理が行われる、請求項４６の方
法。
【請求項４８】前記目標とする分量が取り出した部分
の約９０から９５％である、請求項４７の方法。
【請求項４９】さらにａ．前記濃縮混合物の固形物含有量を判定するステップ
と、ｂ．前記固形物含有量が所定の閾値を越える場合、前記
濃縮混合物を廃棄物として処分するステップと、ｃ．前記固形物含有量が前記所定の閾値を越えない場
合、（ｉ）前記液体廃棄物の追加分を前記濃縮混合物に
加え、（ｉｉ）混合し、（ｉｉｉ）沈降分離を行わせて
デカンテーション可能な分量を生成し、（ｉｖ）デカン
テーション可能な分量を取り出し、（ｖ）固形物含有量
のそれ以上の増加が達成できなくなるまでステップ
（ｉ）から（ｉｖ）を繰り返すステップとからなる、請
求項４７の方法。
【請求項５０】前記所定の閾値の高い固形物含有量
が、前記取り出した部分の約９０％である、請求項４９
の方法。
【請求項５１】前記目標とする懸濁固形物濃度が、約
５０００ｍｇ／ｌから約７５００ｍｇ／ｌの範囲内にあ
る、請求項４６の方法。
【請求項５２】前記処理容器が処分可能な固形物を含
有しており、前記戻された小部分を前記処理容器に導入
して、生物学的犠牲の下に処分可能な固形物の濃度を増
加させる、請求項１の方法。
【請求項５３】前記処理容器が処分可能な固形物を含
有しており、前記戻された小部分を前記処理容器に導入
して、処分可能な固形物の栄養素含有量を減少させる、
請求項１の方法。
【請求項５４】ａ．第一の処理容器と、ｂ．前記液体廃棄物の少なくとも一部を前記第一の処理
容器に導入し、第一の生物学的個体群のプロファイルを
有する第一の生物学的個体群と接触させることからなる
処理を行うための手段と、ｃ．前記第一の処理容器への導入に先立って、前記液体
廃棄物の一部を取り出す手段と、ｄ．前記液体廃棄物の前記取り出した部分を受容するた
めの第二の処理容器と、ｅ．前記液体廃棄物の前記取り出した部分を制御して、
前記第二の処理容器中で、前記第一の生物学的個体群の
プロファイルとは異なる第二の生物学的個体群のプロフ
ァイルを有する第二の生物学的個体群を維持するための
手段と、ｆ．前記第二の生物学的個体群と接触させた後に、前記
取り出した部分の小部分を前記第二の処理容器から前記
第一の処理容器に導入し、この戻された小部分が第二の
生物学的個体群の一部を含むようにする手段とからな
る、液体廃棄物処理装置。
【請求項５５】高さが可変の溢れ堰を更に含む、請求
項５４の装置。