JP2005526595A - 菌糸体手段による浄化施設の汚泥の処理方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、微小菌類によって汚泥を処理する工程を含むことを特徴とする、主に都市の下水処理施設の汚泥を処理するための方法に関する。

Description

本発明は、浄化施設の汚泥を減少させるための生物学的処理方法およびこのような方法を実施する装置に関する。より詳細には、主に都市の汚水処理分野が考慮される。

本方法は、特に、このような主に「都市の」廃液処理由来の汚泥であって、その土壌への拡大の制御には生態系の尊重という状況において汚染問題に移行させない溶液の処理を必要とする汚泥の処理を意図する。

種々の汚水浄化処理が既知である。典型的には、汚水が（おそらく、いくつかの段階の）物理的および/または化学的処理を受け、汚泥が生産される。次いで、この汚泥を化学的および/または酵素的手段、または任意の類似の機構によって活性化し、おそらく脱水し、遠心分離し、乾燥（または類似の手段）させ、その後浄化施設から除去する。

特に、「活性汚泥」またはその類似型の汚水処理法で得られた汚泥の体積を減少させるために、内因性微生物の異化の促進が模索されている。汚泥の加齢によって、または細胞溶解と好気的（CO₂）もしくは嫌気的な（CH₄）生物学的処理とを組み合わせる方法によって、これを行うことができる。

種々の嫌気的または好気的（好熱性またはそうでない）消化法が公知である。これらの方法は、その生活環で汚泥中の有機炭素画分をガス（CO₂またはメタン）に変換するシュードモナス属などの細菌が大部分であるバイオマスを変換することを使用する。このプロセスは、最小であるが十分に長い汚泥滞留時間によって制御される。

他の方法は、汚泥中で見出される非常に多様なバイオマス（特に、細菌および藻類）を制限することを目的とする。

種々の公知の方法にもかかわらず、汚泥量が大きすぎることが多く、汚泥量をさらに大幅に減少させる必要がある。公知の好熱性嫌気的処理により、好気的処理よりも良好な結果が得られているが、複雑な装置が必要である。

本発明の目的は、先行技術の欠点を克服することである。

本発明の目的は、汚泥の体積を減少させるために、特に汚泥中の乾燥物量（有機物および無機物）に対し平均して20％から40％にわたる範囲の汚泥中の有機物のより大きな画分を分解することである。

本発明はまた、さらに、装置の上流および下流の制約に従い廃液の処理速度を至適にするためにこの分解速度を制御することを目的としうる。

本発明はまた、残存汚泥の除去費用が増大していることから、処理施設および浄化施設の稼働費用を全体として節約することを目的とする。

そのため、第1の局面による本発明の目的は、微小菌類を用いて汚泥を処理する工程を含む、主に都市の浄化施設の汚泥を処理する方法である。

用語「微小菌類」は、高等菌類と対比させた微生物をいう。これは、栄養器官である菌糸体と胞子の両方の概念を意味する。さらに、汚泥分解に十分に寄与する質で使用される任意の下等菌類を意味し、この分解は当業者の能力の範囲内の適切な技術によって評価される。したがって、以後に引用される種は非限定的な例と見なすべきであり、本発明は、その汚泥分解活性が証明された種の使用を包含する。以下の説明では、用語「微小菌類」または「菌糸体」を、簡潔にする目的で区別せずに使用する。

好ましい様式では、より詳細には、以後に記載の適切な選択プロトコールによって選択することができる種が含まれる。その後に培養される株の選択により、汚泥に対して活性な大量の菌糸体調製物の産生が促進される。一旦株の選択が行われると、少なくとも1つのこれらの株の調製物が処理すべき汚泥に投入される。

汚泥分解に有効な微小菌類のうち、一定の種を浄化施設の汚泥中に見出すことができる。内因性微小菌類は言及されている。しかし、これらの微小菌類は、この汚泥中に汚泥を十分に分解するには不十分な量で存在する。これらは、物質の至適な分解に要求される代謝様式を促進する条件下で確立されていない。

一定の種は、他の生物供給源から得ることもできる。

1つの実施形態によると、本方法は、微小菌類を用いた汚泥の処理と並行して微小菌類を連続培養する工程を含む。

微小菌類を用いた汚泥の処理時間は、1日から10日の間、典型的には、2日から5日の間である。したがって、菌糸体および処理すべき汚泥の流速は、装置内で制御される。

典型的には、5.5から9程度のpH、10℃から30℃の間の温度で実施する。1から4mg/lの範囲の溶存酸素量での酸素化を用いた低速での撹拌が好ましい。

1つの実施形態によると、微小菌類の単一の株を使用する。別の実施形態によると、いくつかの異なる株を組み合わせて（これは相乗効果を有しうる）菌糸体混合物を形成させる。

好ましい実施形態によると、微小菌類は、ペニシリウム属（PENICILLIUM）、トリコデルマ属（TRICHODERMA）、フォーマ属（PHOMA）、ムコール属（MUCOR）、フザリウム属（FUSARIUM）、ガラクトマイセス属（GALACTOMYCES）、アスペルギルス属（ASPERGILLUS）、ボトリティス属（BOTRYTIS）、ゲオマイセス属（GEOMYCES）、およびそれらの混合物の中から選択される。

特に、以下のカビ：ペニシリウム・ロクフォルティ（PENICILLIUM roqueforti）、ペニシリウム・カマンベルティ（PENICILLIUM camembertii）、ペニシリウム・クリソゲナム（PENICILLIUM chrysogenum）（ノタータム（notatum）、メレアグリナム（meleagrinum）、フラビドマルギナタム（flavidomarginatum）、ルーベンス（rubens）、クロロフェウム（chlorophaeum）、カメルネンス（camerunense）、アロマティカム（aromaticum）、ハルモネンス（harmonense））、ペニシリウム・アトラメントサム（PENICILLIUM atramentosum）、トリコデルマ・ビリデ（TRICHODERMA viride）、トリコデルマ・コニンギイ（TRICHODERMA Koningii）、トリコデルマ・リーセイ（TRICHODERMA reesei）、ムコール・ヒエマリス（MUCOR hiemalis）、ムコール・ムセド（MUCOR mucedo）、ムコール・ラセモサス（MUCOR racemosus）、ムコール・シルシネロイデス（MUCOR circinelloides）、ムコール・フスクス（MUCOR fuscus）、ムコール・シルシネロイデス（MUCOR circinelloides）、ムコール・ラセモサス（MUCOR racemosus）、ムコール・プランベウス（MUCOR plumbeus）、ガラクトマイセス・ゲオトリカム（GALACTOMYCES geotricum）、アスペルギルス・フォエニシス（ASPERGILLUS phoenicis）、アスペルギルス・ニガー（ASPERGILLUS niger）、アスペルギルス・フィクウム（ASPERGILLUS ficuum）、フザリウム・エクイセティ（FUSARIUM equisetii）、ゲオトリカム・カンジダム（GEOTRICUM candidum）、フォーマ・グロメラータ（PHOMA glomerata）、ボトリティス・シネレア（BOTRYTIS Cinerea）、ゲオマイセス・パンノラム（GEOMYCES pannorum）、およびそれらの混合物を使用することができる。

1つの態様によると、相乗効果を得て同一の機能を発達させるために、他の選択した非菌糸体微生物を、おそらく菌糸体成分と組み合わせることができる。これらの微生物は、特に、細菌、酵母、原生動物、およびアメーバである。

酵母のうち、酵母菌属（Saccharomyces）の酵母を使用することができる。

細菌のうち、バチルス属（Bacillus）の細菌、特に、アリシクロバチルス属（alicyclobacilli）、ペニバチルス属（paenibacilli）、ブレビバチルス属（brevibacilli）、アノイリニバチルス属（aneurinibacilli）、およびビルギバチルス属（virgibacilli）を使用することができる。特に、以下のバチルス属を使用することができる。枯草菌（subtilis）、炭疽菌（anthracis）、セレウス菌（cereus）、リケニホルミス（licheniformis）、巨大菌（megaterium）、プミラス（pumilus）、スファエリカス（sphaericus）、およびスリンギエンシス（thuringiensis）。好熱性細菌の種のうち、特に以下を使用することができる。バチルス・ステアロサーモフィラス（Bacillus stearothermophilus）、バチルス・サーモグルコシダシウス（Bacillus thermoglucosidasius）、およびバチルス・サーモデニトリフィカンス（Bacillus thermodenitrificans）。

スポロサルシナ・ハロフィラ（sporosarcina halophila）などのハロバチルス属（Halobacillus）細菌も使用することができる。

別の態様によると、逆に、微小菌類を、抗生物質を産生する少なくとも1つの他の微生物と組み合わせる。これは、出願人が、驚いたことに、抗生物質と微小菌類との組み合わせの使用によって汚泥分解に対する相乗効果が得られることに気付いたためである。抗生物質をインサイチューで産生するか、微小菌類の添加前または同時に添加することができる。このような抗生物質を、ペニシリウム属（特に、クリソゲナム）およびアスペルギルス属またはペシロマイセス属（Paecilomyces）などの一定の種によって供給することができる。菌糸体集団機能の利点に対する抗生物質による細菌活性阻害効果により、物質の分解を促進することが可能になると解釈されている。したがって、菌糸体代謝は、菌糸体消化タンク（以後に記載の接触チャンバー）内において、細菌代謝と比較して強化される。

ストレプトマイセス属（Streptomyces）などの他の抗生物質産生種も使用することができる。抗生物質分子は、典型的には、酵素および/またはタンパク質分子、環式化合物、またはフシジン酸である。

実施形態によると、初期段階のみまたは選択的に使用年のみにおいて、内因性バイオマスの損失に対して外因性バイオマスの確立の促進を可能にする抗生物質分子を生成することができるような種を使用する。これは、これらの種は菌糸体種の十分な確立を補助し、有機物の分解プロセスの至適化が可能になるためである。

1つの実施形態によると、バイオリアクターの汚染を回避するために、抗生物質産生種を使用してバイオリアクター中の菌糸体種の確立を促進する。

別の非常に有利な態様によると、酸化剤を微小菌類と組み合わせる。これは、出願人が、驚いたことに、酸化剤と微小菌類との組み合わせ使用による汚泥分解に対する相乗効果に気付いたためである。

その場合、本方法は、オンラインで（on-line）または前処理タンク中に注入した少なくとも1つの酸化剤で汚泥を処理する工程を含む。この酸化処理は微小菌類での生物学的処理の前に行い、その継続時間は典型的には3時間未満、好ましくは30分である。

好ましくは、酸化剤はH₂O₂および第一鉄塩または第二鉄塩を含む。フェントン試薬またはその類似物が好ましい。しかし、TOCOMPLETEなどの他の酸化剤を使用することができる。

前述の抗生物質の使用と同時に、このような酸化剤の使用により、汚泥および菌糸体消化タンク中に存在する集団を菌糸体種側へを不均衡にすることが可能であり、これによりその物質分解作用を増大させることが可能である。

出願人は、所与の用量（g/l懸濁物質で示される汚泥濃度の関数として計算）のフェントン試薬で、物質の分解前反応によって当該カクテル中に存在する菌糸体種の基質により接触しやすくなることを実証した。

フェントン試薬の使用により、微小菌類のみの使用と比較して、有機物の分解効率が平均して5％〜30％増加する（初期汚泥の質により大きく依存する場合がある）。

第一鉄塩または第二鉄塩を使用することができる。典型的には、試薬を約10〜40℃程度の温度で使用する。酸化処理中の温度が高くなり過ぎるのを回避するために、試薬の量を制御する。

フェントン試薬で処理する汚泥のpHは、典型的には5〜8程度、好ましくは5.5〜6.5程度である。典型的には、0.001〜0.1g H₂O₂/g懸濁物質（微小菌類消化タンクのフィード（feed）中に最初に存在する懸濁物質）および0.0001〜0.01g FeSO₄/g懸濁物質（初期懸濁物質）、好ましくは0.001g FeSO₄/g懸濁物質と組み合わせた0.01g H₂O₂/g懸濁物質を使用する。実験H₂O₂溶液は50％で滴定し、産業用水（トンあたり）は30％で滴定し、硫酸鉄（FeSO₄）に関してはほとんどの場合、固体形態で市販されている結晶形態で供給される。

出願人は、酸化処理後に添加される微小菌類カクテルを使用せずに、汚泥に対してフェントン試薬のみを使用しても、天然のpHおよび処理条件では効果がないことを証明した。微生物学的観点から、注目される驚くべき相乗効果は、さらにより容易且つ自由に基質に接触できる菌糸体種によって使用される差異を生む使用した酸化剤による、細菌代謝の（場合によって部分的または全体的な）阻害であると解釈される。

1つの実施形態によると、微小菌類の培養は好気的であり、バイオリアクターで連続的に行われる。

1つの実施形態によると、汚泥は連続的に処理される。処理速度は、汚泥の乾燥物濃度を一方とし、汚泥負荷量を他方とする関数である。1000住民当量区画（inhabitant-equivalent block）あたりについて評価し（0.8〜1程度の乾燥物/BOD5比を考慮する（このパラメータは処理すべき汚水の型によって変化する））、これは2〜10m³/日/1000 IEの範囲で比率が変化する。

連続使用様式によると、微小菌類は1日あたり処理すべき汚泥体積の0.01％〜10％程度、典型的には2〜5％程度の速度で注入される。認められるように、微小菌類は液体培地中の培養物の形態で投入される。

汚泥を不連続に処理する使用様式によると、微小菌類は1日あたり処理すべき汚泥体積の0.01％〜15％程度、典型的には2〜10％程度の速度で注入される。

本発明により、微小菌類で処理した汚泥の乾燥物の量は、未処理汚泥と比較して約10％〜50％、典型的には約20％〜30％減少する。制御パラメーターに依存して、この分解をより大きくすることができる。

別の態様によると、微小菌類での処理方法は、微小菌類で処理した汚泥（廃液）の同時膜濾過工程を含む。

別の局面によると、本発明は、主に浄化施設において都市の水を処理する方法であって、以下の連続的工程：
汚水を物理的および/または生物学的に処理し、得られた汚泥を少なくとも1つの初期処理タンクに運搬する工程；
必要に応じて、前記タンク中の汚泥を活性化する工程；
必要に応じて、活性汚泥を清澄化する工程；
前記方法を使用して、初期処理タンクの下流に位置付けられた少なくとも1つの生物学的接触チャンバー中で、必要に応じて活性化された少なくともいくつかの汚泥を微小菌類で生物学的に処理する工程；
必要に応じて、生物学的接触チャンバー中で処理した汚泥を除去する工程
を含む方法に関する。

別の局面によると、本発明は、主に浄化施設において都市の水を処理する方法であって、以下の連続的工程：
汚水を物理的および/または生物学的に処理し、得られた汚泥（廃液）を少なくとも1つの混合処理タンクに運搬する工程；
必要に応じて、前記タンク中の汚泥を活性化する工程；
前記膜方法を使用して、混合処理タンク中で必要に応じて活性化された少なくとも一部の廃液を膜濾過システムを利用して微小菌類で生物学的に処理する工程
を含む方法に関する。

別の局面によると、本発明は、このような方法を実施することを意図する、主に都市の浄化施設廃液を処理するための装置であって、
浄化汚泥を含む初期処理タンク；
初期処理タンクの下流に、微小菌類による少なくとも一部の汚泥の分解を意図した少なくとも1つの生物学的接触チャンバー；
生物学的接触チャンバーと並行した連続的微小菌類培養のためのバイオリアクター
を含む装置に関する。

別の局面によると、本発明は、微小菌類での処理と膜処理との組み合わせ方法を実施することを意図する、主に都市の浄化施設廃液を処理するための装置であって、
微小菌類による少なくとも一部の汚泥（廃液）の分解を意図した処理すべき浄化廃液を含み、膜濾過手段を含む混合処理タンク；
混合処理タンクと並行した、連続微小菌類培養のためのバイオリアクター
を含む装置に関する。

典型的には、バイオリアクターは、
栄養素および培養すべき接種材料を投入する手段；
バイオリアクター中で微小菌類を均一に分散させる手段；
培養した微小菌類を接触チャンバーに移す手段を含む。

微小菌類消化接触チャンバーを使用した実施形態では、後者は微小菌類の投入手段、汚泥の投入手段、攪拌手段、曝気手段、処理した汚泥の除去手段、ならびに好ましくは汚泥および微小菌類の投入流速および排出流速、pH、および温度の制御手段を含む。

接触チャンバーは、装置に適合させた容量を有する。容量は、特に、処理すべき汚泥の滞留時間の関数である。例として、処理汚泥の滞留時間が5日間、および6〜20g/lの乾燥物濃度の場合、接触チャンバーの体積は、1000 IE（住民当量）区画あたり10〜40m³で変化する。

処理は、生物学的または組み合わせ（化学剤および生物剤）であり得る。

典型的には、抗生物質を使用する実施形態では、細菌集団を阻害するために接触チャンバー自体の中で使用される抗生物質を分泌することが公知の種を組み合わせる。これには、バイオリアクター内だけでなく、ある場合において、バイオリアクターと並行したこれらの種の成長および生産が必要でありうる。したがって、細菌阻害体として作用する種と組み合わせた分解微小菌類カクテルからなる試料が調製される。

酸化剤を使用する実施形態では、微小菌類をこの酸化の下流に注入した場合に顕著により良好な結果が得られる。以下のように解釈される。浄化施設の汚泥は、主にバイオマスからなる。この天然のバイオマスは、そのままの状態で到達することは困難であり、酸化剤の効果により、汚泥のこれらの構成細菌を部分的に分解可能になる。これらの細菌分子（破壊された天然細菌）は、微小菌類種のより利用しやすい基質を構成する。酸化によって前処理した汚泥を接触チャンバー中の汚泥と接触させることにより、微小菌類に有利なようにタンク内の集団が不均衡になる。

好ましくは、微小菌類種が攻撃されないように接触チャンバーの上流で30分程度の短時間で酸化する。上流滞留時間に従うオンラインでの注入、または撹拌しながらの30分の平均滞留時間を使用したタンクのいずれかを使用する。

変形形態によると、例えば、H₂O₂貯蔵タンク、硫酸鉄用の貯蔵タンク、および酸化混合物の調製のためのタンクが使用される。別の変形形態によると、適切なポンプおよび制御機構を用いて直接注入した酸化試薬を使用する。

処理すべき汚泥の所望の性能および型に従い、微小菌類のみでの処理、または酸化処理および/または抗生物質処理と組み合わせた微小菌類での処理を選択することができる。

図1に示される以下の詳細な説明の読み込みから、本発明の他の目的および利点が明らかとなる。

先行技術の公知の装置1は、上流から下流に以下を含む：
- 機械的および/または化学的前処理を行うことができる、処理すべき水の貯蔵および/または処理のためのチャンバー2；
- このチャンバー2の下流に、汚泥がまだ微小菌類に曝露されておらず、おそらく活性化される、少なくとも1つの汚泥チャンバーまたは初期処理タンク3；
- この活性汚泥チャンバー3の下流に、このチャンバー4から排出された清澄化画分が浄化施設の排出口5で除去される、清澄化または類似のチャンバー4。

チャンバー4の排出口の汚泥画分は、移行手段6によって活性汚泥チャンバー3に戻される。

本発明によると、装置1はまた以下を含む。
- ダクト手段7によって再循環された汚泥の抽出に由来するか、おそらくダクト手段7aによってチャンバー3から直接得られる汚泥と菌糸体を接触させる、接触チャンバー8；
- パイプ10によって接触チャンバー8に移行された菌糸体培養用のバイオリアクター9。

したがって、菌糸体で処理した汚泥を、チャンバー8から除去し、汚泥の処理および貯蔵領域11に移す。必要に応じて、汚泥は、下流領域15中で、汚泥の最終処理または処理の組み合わせ（脱水、遠心分離、乾燥、加熱分解、焼却）に供する。接触チャンバー8は、空気取り入れ口12を含む。

典型的には前記の少なくとも1つの酸化剤によって汚泥を前処理する場合、装置は、接触チャンバー（または菌糸体消化タンク）8の上流（したがって、汚泥供給ライン7上または抽出ライン7aのいずれかに位置する）に前処理タンク16を含む。

明確にするために、各段階につき装置の要素1つを示した。各要素数は装置の寸法（dimensioning）および型にしたがって適合させることができると理解すべきである。

規則正しく並べられたパッキング支持体（packing support）を使用した「滴下ベッド（trickle bed）」に類似の原理にしたがってバイオリアクター9を操作する。接触チャンバー8の1/100から1/50の範囲の比率の小体積の「菌糸体ベッド」と呼ぶことができるバイオリアクター9を使用して、各汚泥型の選択後、曝気した支持体上の微小菌類カクテルを培養する。バイオリアクター9のサイズは、処理される流速に依存するが、処理すべき廃液の質および/または組成にも依存する。適量の菌糸体調製物を、ダクト10の手段によって接触タンク8に移す。バイオリアクター9で産生された菌糸体調製物は、胞子および菌糸体を含む。

接触チャンバー8での汚泥の処理体積は、数日の滞留時間に対応し、これを曝気し、インサイチューで産生された胞子および菌糸体を播種し、撹拌器14を使用して連続的に撹拌する。

上流のシステムで生物学的（または混合）手段による脱リン酸化を適用した場合に、リンが塩析するいかなる危険性も回避するために、処理した汚泥は、ダクト17によって接触チャンバー9の排出口Sから曝気領域11に誘導されうる。他の場合では、必要な体積（dimensioning volume）が下流に位置付けた脱水システム（または任意の他のシステム）へ直接排出されること考慮したので、中間貯蔵を用いずに直接廃液のポンピングが行われる。下流汚泥システムの必要な寸法は汚泥体積の減少のために減少するが、汚泥のより良好な流出能力およびより良好な脱水適性によって至適化されることに注目しなければならない。

システムの操作は2つの形態（連続またはバッチ）をとることができる。工場用地では、物質の分解値を平滑にするため、かつ菌糸体集団の成長条件を助長するために連続操作が好ましい。バッチ操作を、季節的操作中に適用することもできる。

連続操作では、本方法は、活性汚泥システムから抽出された汚泥をチャンバー3または再循環チャンバー6へポンピングする段階を含み、接触チャンバー8での好気性処理段階に供給することが可能となる。このチャンバー8は、曝気拡散器13および設計によっては撹拌システム14を具備した構造形態である。一方では汚泥チャンバー3由来の分解すべき汚泥、および他方ではバイオリアクター9で独立に成長する菌糸体混合物を連続的に好気性生分解に供給する。

推奨pHが5.5から9の間で変化する汚泥（処理すべき廃液とも呼ばれる）を、主ポンプおよび増圧ポンプを併用して、曝気チャンバー由来の汚泥の中程度の流速での再循環へのポンピングによって、この接触チャンバー8に供給する。したがって、接触チャンバー8の充填は漸進的、連続的であり、且つ処理すべき廃液のこのチャンバー8中の滞留時間（最長10日間および最短24時間）に従って制御されている。

処理すべき流動物に応じて、貯蔵体積の管理を考慮すると、この持続時間を増加させることができ、それにより方法の効率の増大はごく僅かであり、追加時間は経済的な最適度に対応しない。

汚泥の滞留時間および乾燥物で示した濃度（g/l）を考慮することによって、接触チャンバー8の寸法を決定する。これにより、その正確な操作に必要な装置の通常提供される全体積が確定する。チャンバーの底でこの構造に曝気する。中程度の気泡曝気拡散器または任意の類似のシステムを選択することができる。

処理すべき廃液の期間および型にしたがって、短縮した（syncopated）均一化が必要とされうる。

バイオリアクター9の接続システムの型によって制限された成長速度で連続的に集団を生成することが可能となるので、接触チャンバー8は実質的に一定の菌糸体集団を含む。

当業者に公知の簡単な自動化制御機構により曝気および撹拌の両方を行うことが可能となる。

温度、酸素化、およびpHの制御および/または表示のための探査子は、これらのパラメータ（おそらく5.5から9まで変化するpH、10℃から30℃までの温度、低速での撹拌、溶存酸素が1〜5mg/lの酸素化（ある場合において、このパラメータを増加させることができる）、約5日間の滞留時間）の正確な安定性をチェックするのに望ましい。

連続的菌糸体生産用のバイオリアクター9を以下により正確に記載する。このバイオリアクターは、バイオリアクター中に存在し、且つその中で成長する微生物バイオマスに必要量の酸素を供給することができなければならない。以下の3つの相を混合することが問題となる。水相（培養培地）、気相（菌糸体酸素化ガス、典型的には空気）、および主に菌糸体微生物バイオマスによって構成される生物相。

方法の正確な進行は、細胞（菌糸体および胞子）と培養培地との間の移行現象と連関する。第1に、これは、細胞成長に必要な培養培地の基質および化合物に関して外部培地から細胞へ、ならびに培養物中の細胞の代謝産物の反対方向への物質の移行に関する。したがって、正確に移行が起こり、培養培地中の細胞の分布は可能な限り最良でなければならない。菌糸体の好気性培養では、乱流を引き起こして細胞を均一な懸濁液に保持することが可能なものは酸素ガスである。酸素の移行がおそらく最良に有効となるようにバイオリアクターの構成を設計する。

栄養の供給によって微小菌類微生物の成長を促進し、それにより存在する微生物集団の速度的挙動（kinetic behaviour）に影響を与えることが可能となる。

微生物が均一に分布し、必要な酸素が供給され、温度が維持されるように、適切な移行手段が使用される。微生物成長が継続されるにつれて、細胞濃度が増加し、同時に微生物によって合成された生成物の濃度が増加し、培地中の基質が減少する。バイオリアクター9は、典型的には、望ましくない微生物（特に、酵母）による汚染を回避することを意図する空気濾過システムを空気取り入れ口に含む。

接触チャンバー8中での汚泥処理時に、培地の流体学的および化学的特徴を変化させて、もはや同一の方法で移行されないように機能を変化させる。したがって、微生物集団が常に最良の条件下におかれ、接触チャンバー8内でのその速度的挙動（撹拌力ならびに/または通気速度ならびに/または基質の添加、おそらく試薬の均等な添加、ならびに/または温度およびpHの制御（これら全ての操作は容易に自動化されうる））が最適であるようにするために、操作方法における処置が推奨される。

接触チャンバー8を、その中で起こるプロセスの型にしたがって設計する。微生物に関係なく、システムの2つの相（生物相および非生物相）ができるだけ良好に接触するようにバイオリアクター9を設計する。バイオリアクターにより、記載の方法の定常状態が確立される。

定常状態（最大汚泥減少性能レベル）に到達した場合、十分量の汚泥（フローラの基質）の定期的供給により、一定の性能レベルに微生物集団を維持することが可能となる。産業用発酵槽（バイオマス産生）（すなわち、ほとんどの場合恒成分培養槽モード（補充培地中の培養）で）として操作する処理施設を得ることにより、システムの耐久性、簡潔性、および自律性が保証される。

チャンバー8中のバイオリアクター9中においてインサイチューで産生された微小菌類の供給、および/または接触チャンバー8中に既に存在していた汚泥の再循環を使用して、接触チャンバー8中の汚泥を有効に処理する。選択は、特に、処理すべき廃液の型に依存する。1つの実施形態によると、微小菌類を使用した処理を、水系への再循環を使用して行う。微小菌類で処理した汚泥を排出口Sから除去し、ダクト17を通過し、その後ダクト17aを通過してダクト6に戻る。

「偶然の事故」（汚泥における制御不可能または予期せぬ変化）を克服するために、微生物導入法（bioaugmentation）の概念を方法に組み込む。好ましくは、高負荷の微生物を連続的に供給するために培養および/または注入システムを使用する。選択された微生物産物（株接種材料および麦芽、デンプンなどに基づいたその培養培地）および接種材料を増殖させるための特定の栄養素（炭素、窒素の供給源）を使用して、バイオリアクター9にてこの培養を行う。

1つの実施形態によると、プロセス中反復して生体触媒を自動的に供給することができる。この場合、微小菌類を負荷した汚泥（第1日目に接種）自体が接種材料として作用する。しかし、ある場合において、微生物に関する汚泥の豊富さおよび天然の複雑さを考慮して、微小菌類培養物は十分に特異的でなくてよい（非特異的および非反復的フローラの栄養素の存在下での無秩序な成長）。次いで、好ましくは、選択された「外因性」菌類のフローラと栄養素によって増殖および制御された別の「内因性」フローラとの混合物を使用する。次いで、この方法により、汚泥の流れまたは組成が変化するにもかかわらず「活性物質」を継続的に過剰投入し、技術的性能を維持することが可能になる。現場での産生、および/または接触チャンバー8への微生物の連続注入を可能にするバイオリアクター9により、汚泥が不変且つ至適にコロニー形成する。第1日目の1回の接種およびその後の自給自足を伴う恒成分培養槽モードの定義と比較して、さらに安全である。

装置の始動時に、分解すべき廃液の型に対して選択および適合させたカクテルをシステムに播種する。全てが自動で操作されるので、この工程により装置が始動する。

バイオリアクター9は、流れ（空気（接触パッキング（contact packing）の表面））の寸法にしたがって高さを変化させることができる円筒形カラムなどの非常に多様な形態で提供することができる。これは、例えば、以下の3つの部分を含む。菌糸体を負荷した液体を回収し、ポンピングして噴霧システム（菌糸体が破壊されないような方法で設計されたスプリンクラーバー）を形成するカラムの先端部分に注ぎ戻す底部分。中心部分は、培養集団の確立、その固定および好ましい条件下での成長を最適にすることが可能な構造化されたパッキングまたはいくつかの他の型のパッキングを含む。このパッキングは、異なる型および異なる材料であってよく、菌糸体を固定可能なことが肝心である。

（ポンプを介した）液体の再循環によって生成されたこの散水物（sprinkling）がタワーのパッキング上に滴下され、それにより液体成分を吸着する菌糸体を湿らせる。

装置のサイズによって数リットルから数十リットルの範囲の容量を有するバイオリアクター9は、気流は自由に通過できるが雨を防御する屋根型のカバーで覆われる。

空気とパッキングに染み込んだ濃縮液との間の対向流によって交換が促進される。好ましくは重力によって物質分解チャンバーを介して流動物（flow）を注入し、そうでなければポンピング技術によって注入した微生物を好ましい代謝に保持することが可能になる。バイオリアクター9が霜から保護されない場合、温度調節が必要であり得る。

菌糸体集団とその成長を促進する構成要素とが最適に接触するような、連続的再循環を使用して操作するシステムの自律性のため、確立すべき接種材料の消費が非常に制限されるようにバイオリアクター9が設計される。バイオリアクター中の温度は、典型的には、10℃〜30℃の範囲である。

選択的な生物学的分析モニタリングにより、選択したカクテルを構成する異なる種の菌糸体の成長をチェックすることが可能となる。

処理施設に存在する化学的分析モニタリングにより、システムの性能に関する状況を評価することが可能となる。初期の特徴にしたがって分解時間が予め定義されているが、上流で処理される流動物の変化に応じて変化しうる。これはこの種の変動に完全に適合するシステムである。分析モニタリングにより分解効率を確実に良好にすることが可能である。

変形形態によると、活性汚泥の再循環と共に菌糸体手段による処理方法を水処理システムに導入することができる。この方法は、設計および寸法の両方に関して記載した方法と類似する。それにもかかわらず、流速、滞留時間、および接触チャンバーの体積の変化範囲は異なり、異なる構造物の選択基準によって至適化する。菌糸体選択は同一であり、細菌と菌糸体フローラとの間の相乗効果から恩恵を受けることもできる。

フェントン試薬などの酸化剤を使用した実施形態では、この酸化剤を、典型的には、リンク7または7aに適した実施形態および滞留時間にしたがって、前処理タンク16中またはオンラインで注入する。

微小菌類で処理した汚泥の膜濾過方法を含む本発明の別の態様を以下に記載する。

図2に示したこの膜方法では、装置1は接触チャンバーまたは菌糸体消化タンク8を含まない。濾過手段19を浸漬する前処理チャンバー18中で、微小菌類によって汚泥が直接消化される。このチャンバー18は、前記チャンバー3に類似するが、さらに濾過手段19を含む。

混合処理チャンバーと命名したこのチャンバー18では、微小菌類での処理と膜濾過とを組み合わせ、必要に応じて汚泥を活性化する；チャンバー18は好気的である。

濾過手段19由来の処理水を、ダクト20によって排水口21に除去し、下流の吸引ポンプによって維持されたモジュールの浸漬水圧（submersion water pressure）により、処理水が膜を通過する。直接水を排出するか、または潜在的に再利用にも有用である。これは、膜壁により清澄化工程を省くことが可能となり、水質が至適化されるからである。逆流システム21aもされうる。

タンク18由来の汚泥を、ダクト22によって汚泥システム23（例えば、脱水システム）に移す。

装置は、システム23の排出口に抽出汚泥の分離手段24を含むことができる。汚泥は排水口25によって除去されるか、混合処理タンク18の流入口27への濾過物を循環する手段26によって再循環することができる。

前記態様と同様に、装置は、前記バイオリアクター9に類似のバイオリアクター28を含む。

バイオリアクター28で産生された微小菌類は、ダクト29によって混合処理タンク18に取り込まれる。

必要に応じて、ダクト26由来のいくつかの濾過物を、ダクト30によってバイオリアクター28の流入口に運搬することができる。

膜ベースの濾過手段19は、典型的には、混合処理タンク18に浸漬した1つまたは複数のモジュール31の形態である。

本方法は、高懸濁物濃度の活性汚泥による汚水の生物学的処理を、膜による処理水からのバイオマスの分離と組み合わせる。膜モジュール31は、一方でバイオマスの正確な成長に必要な酸素供給を意図したそれらの基部での曝気（汚泥の曝気に必要な空気、細菌および菌糸体の混合培養物の酸素化のために必要な酸素接触時間）、ならびに他方では、膜構造を介した混合液の通路を含み得る。この巨大気泡曝気システムを、時には要件を満たすためにさらなる微気泡システムと組み合わせることもできる。

適合された背圧システムを使用して、膜を選択的に洗浄することができる。逆流システムによってもこの洗浄を行うことができる。膜の透過性により、懸濁物ならびに大部分の細菌および病原菌が保持される。例えば、0.1〜0.4μm程度の透過性を有する親水性中空糸膜を使用することができる。本方法の総エネルギー必要量は、2〜3kWh/m³透過物程度である。比処理量（specific throughput）は、0.4〜0.5m³/m²/日程度である。

菌糸体種が水系においてインサイチューで作用することができるような装置により、微小菌類での処理方法と膜方法との組み合わせは処理条件を最適にする。

いくつかの利点を以下に示す。
- 膜方法の利点（至適化された水質；清澄化（巨大構造）の不要）；
- この方法では、汚泥濃度（懸濁物、乾燥揮発性物質などに関して）は活性汚泥システムのみで従来生じる濃度より高い。この濃度は菌糸体法に好ましい；
- 方法の組み合わせによって、活性汚泥中で菌糸体消化を直接行うので、もはや「菌糸体タンク」は存在しない。

汚泥体積の減少方法は小型であり、且つ至適化されている。

膜方法自体は、例えば、Membrane bioreactors for municipal wastewater treatment、Husainら、WQI 3月/4月号 1999などの文書に記載されている。

しかし、微小菌類での処理と膜方法との組み合わせにより、処理がさらにより至適化および改善される。さらに、膜が空気清浄時の微生物の支持体を構成するので、形成されたフィルムは膜構造から完全に分離されず、これは利点である。実際、選択された菌糸体カクテルが成長し、汚泥と汚泥の菌糸体株自体の構成要素との間に膜によって形成されたこの「密な接触」から独立して有機物を分解する。

それにもかかわらず、この接触フィルムは、分解反応を加速させる。さらに、特定の性質を有するある種の糸状菌により任意の寄生体の浄化が可能となる。この方法はまた、適用にしたがってチャンバー18またはバイオリアクター28のいずれかに濾過物を有利に再循環させる。この濾過物中において、種はまた保存され、再利用される。

さらに、膜のテクスチャーにしたがって菌糸体カクテルを選択することができる。実際、第1の特許で引用された種のうち、膜構造を損傷しない異化様式に常に従って種の成長を促進する、適切なカクテルを選択する。膜に対する仕事基準は同一のままである；仕事率は装置によって非常に異なり、例えば、シート形態で製造される膜については平均20〜30 l/m²/hである。

前記の方法（微小菌類での処理、微小菌類での処理/膜方法の組み合わせまたは菌糸体処理の上流での酸化剤前処理の組み合わせ）で使用することができる微小菌類株を以下により正確に記載する。勿論、非病原性株を考慮する。

本発明者らは、適切な技術を使用していくつかの浄化施設から汚泥中の微小菌類の種々の株を単離した。これらの浄化施設由来の汚泥試料中に存在する微生物集団の単離、定性、定量のために、実験室での滴定に従来から使用されている以下の培養培地（GSCおよびPDA）を使用した。

使用前に120℃で15分間の加熱によってこれらの培地を滅菌する。これらは周囲温度で固体である。

浄化施設の汚泥中に存在する菌糸体集団を、ペトリ皿での培養による計数技術（コロニー形成単位（CFU）と呼ばれる方法または枯渇による選択）によって単離および定量した。活性汚泥チャンバーの再循環サーキットで試料を得る。

この技術は、分析すべき試料から産生された懸濁液/希釈物のアリコート部分を、評価すべき微生物に適切な滅菌培養培地中または培地表面上へ播種することからなる。

3つの段階で株を単離する。各段階で5〜7日間のインキュベーション期間が必要である。

第1の単離段階
研究すべき集団を、10倍希釈（10^-1〜10^-17）した。

各希釈で、0.1mlの溶液を取り出し、ペトリ皿中の固体寒天培地の表面上に広げた（使い捨て滅菌ループを使用して確実に広げた）。各希釈物を、2つの個別の固体培地（GSC（クロラムフェニコールを含むサブロー寒天培地）およびPDA（ジャガイモデキストロース寒天培地））に播種する。後者の培地は、選択性が低く、細菌成長により好ましい。GSC培地は菌糸体成長に特異的である。

25℃で5日間のインキュベーション後に結果を得た。枯渇による選択の原理にしたがって、高い希釈率になるほど成長する微生物のより小さな比率および多様性が得られた。

第2の単離段階（または第1の精製）
選択された葉状体の胞子を懸濁液に戻し、10倍毎の希釈（decimal dilution）に供する（10^-6まで）。事前に破壊し（スクレーパーとして使用するため）、炎で滅菌したパスツールピペットによって胞子を取り出す。カビの中心を回収し（胞子＋菌糸体）、滅菌水中に戻して懸濁する。研究した10試料のうち、この方法で11のカビを単離した。

第3の単離（株の精製）
選択された株の胞子の抽出後、ペトリ皿あたり1つのコロニーを得ることを目的として（純粋培養）、壊したパスツールピペットを使用した中心への注入によって播種した。単離カビあたり3つの皿（異なる培養培地（GSC、PDA、およびYCG培地、クロラムフェニコールを含む別のデキストロース寒天培地）を含む各皿）に播種する。

得られた培養物は純粋であるので、菌糸体成長に対する培地の影響は明白である。25℃で5〜7日間インキュベートする。

第3の単離後、単離した株の予備同定のために液浸顕微鏡を使用して観察する。生殖器官が認められることが、分類における種の第一の識別基準である。

次いで、最終単離段階（スラント（slant）への播種）を行った。

培養培地を試験管（9ml培地/チューブ）に分注する。酸素の流れを全く損なうことなく任意の外部微生物汚染から内部環境を保護するために、綿栓を使用してチューブを遮断する。オートクレーブで全体を120℃で15分間滅菌する。この温度では、培養培地は液体である。オートクレーブから取り出す際に、寒天が2/3に達するようにチューブを傾ける。1時間未満で培地が固化する。1つのカビにつき6つのスラントを作製した：
・1つのスラントは予備にとっておき、低温に維持する；
・1つは単離した種を正確に確認するための、実験室外部の専門家による同定用である。
・他の4つは、懸濁液に戻し、低温チューブに注ぐ（株をライブラリーに組み込む形態）。

11種の株を精製した。壊したパスツールピペットを使用して播種する。第3の単離段階でペトリ皿から掻き取りによって取り出した胞子を、試験管の底に存在する少量の水（培地の冷却による凝縮）に入れて懸濁する。これにより、塗り広げるのは容易であり、下向きの画線（downward streak）で行われる。

次に、保存および株ライブラリーに加える工程を行う。

一旦インキュベーション週間が過ぎたら、胞子および菌糸体を回収する。最後に、夾雑物が存在しないことを確認するための純度および清浄度（cleanliness）チェックを行う。商業的範囲への株の最終参入（entry）前に産生試験を開始する。試験が決定的である場合、株を最終的にライブラリーに組み込む。約50本の低温チューブを調製し、保存する；これらを将来の工業生産の開始のための予備として使用する。

純粋培養物の調製には、天然集団からの所与の微生物の単離だけでなく、単離環境におけるこの微生物の維持も必要である。

サイズの小さな体積および容器（試験管、エルレンマイヤーフラスコまたはペトリ皿）中で微生物を培養する。これらの容器は、接種前に滅菌し（UV照射、乾熱、または湿熱）、その後外部汚染から保護しなければならない。

PDA培地は、GSC培地よりも選択性が低く、且つカビの成長への適合性が低い；細菌および酵母のコロニーはこの培地中でより容易に増殖する。

単離された11種のカビのうち、10種のカビがGSC培地上での培養後に単離され、1種がPDA培地上での培養後に単離された。

定量的および定性的差異により、都市の廃液と産業廃液とを分類する。一般論として、都市廃液から単離された標本は他の浄化施設で認められないか、またはより少量で認められる。

5000 IEの浄化施設で得られた微小菌類による汚泥の生分解の主な結果を以下に示す。

適切な曝気、制御、および撹拌装置を備えた以下の2つの接触チャンバー8（または処理タンク）を使用して、微小菌類の活性を測定した。
- 規定された混合物（またはカクテル）が注入される処理タンク8；
- 菌糸体カクテルが注入されない基準処理タンク8。

2つのタンクを、同一のpH、温度、および曝気条件に供する。処理すべき流動物は正確に同一である；選択した菌糸体種を処理タンク中に入れるので、バイオマスのみが異なる。多数の種、種の組み合わせ、ならびに滞留時間および物理化学的パラメータなどの不可欠なパラメータもまた試験した。

外因性および内因性フローラの成長を評価し、経済的要因を考慮して（滞留時間の長短によって装置の費用が上下する）有機物の分解の最適さを選択するために、滞留時間も試験した。処理を迅速にし、それによって方法が正確に機能するのを促進することが可能な物理化学的パラメータのうち、本発明者らは、その分解能力を促進する様式での真菌カクテルの成長に対する有意な曝気効果を確認した。

各タンクに汚泥を負荷した廃液を含む処理タンクに対して、バッチ様式および連続様式の種々の試験を行った。

バッチ様式での操作に関して、汚泥の体積および量を評価するために時間0で試料を採取した。非網羅的な例として、懸濁物、乾燥揮発物、乾燥物、揮発物、無機物、ならびに窒素およびリンの濃度、COD、および処理流動物を経日的に定量する。細菌フローラの滴定のために生物学的分析を行った。処理タンクへのカクテルの注入後（基準タンクには注入しない）、細菌および真菌フローラの滴定のために生物学的分析を行った。滴定により、実際に存在する菌糸体集団についての正確な情報が得られる。

連続様式での操作に関しては、例えば、以下のプロトコールにしたがって試験を行う。
- 各タンクへのいわゆる「汚泥」物質を負荷した廃液の連続的流入、およびその後の必要な滞留時間（流入および流出を考慮する）を維持するための所与の体積の連続的流出（試験装置体積を考慮して、1時間あたり数分の毎日の抽出に続く1時間あたり数分の毎日の供給（時間帯にしたがって広げる）を使用して連続様式を設定する；
- 菌糸体消化タンクに実際に供給された汚泥の体積および量を評価するための、処理タンク上流からの試料の採取（非網羅的な例として、懸濁物、乾燥揮発物、乾燥物、揮発物、無機物、ならびに窒素およびリン、CODなど（細菌フローラの滴定のために生物学的分析を使用する））；
- 選択した種のインサイチューでの産生を使用したバイオリアクターの始動；
- 処理タンクへのカクテルの連続注入（体積に応じて、菌糸体混合物の注入は連続的であり得る）（基準タンクには注入しない）；
- バイオリアクターから得られた抽出物の細菌および真菌フローラの滴定のための生物学的分析；
- 化学的および微生物学的な全体的な分析に必要な処理汚泥排出タンクからの規則的な試料採取。

流入および排出の比較ならびに並行して基準との比較も行う。

本発明者は、システムへの流入量とシステムからの流出量の相違に対応する平均20％〜40％程度の有機物の分解に注目した。接触チャンバー中で微小菌類で処理した汚泥は、典型的には、以下の濃度である。

前記説明の全てを考慮すると、本発明は、いくつかの顕著な利点を有する。

これは、特に装置のパラメータ（汚水および汚水由来の残存汚泥の浄化のための環境条件、汚泥の組成、装置の処理量など）の関数としてできるだけ良好に処理を制御するために、汚泥に投入すべき微小菌類の型および量を選択することができるためである。

微小菌類（多細胞生物）の生活環により、細菌と比較して以下のいくつかの有意な違いが提供される：細菌と異なり成長が遅いこと、より複雑な有機物を分解するための非常に多様な基質への指向性をもつ酵素物質。

場合によってその分解能力が公知の他の種と組み合わせた内因性培地由来の菌糸体種の選択、および物理化学的条件の決定により、新たに組み込まれた生態系（複雑な真菌混合物）の安定性、適合性、および発現を確実にすることが可能となる。したがって、この方法により、外因性生態系（真菌カクテル）、場合によっては内因性生態系（汚泥中に既に存在するフローラ）の有利な酵素機能を利用することが可能となる。

汚泥の構成細菌および原生動物を使用した従来のプロセスに関して、一定の微小菌類「カクテル」による浄化施設汚泥のより完全な分解が認められる。この場合、完全に酸化された有機物画分が増加する。

この新規の方法のエネルギー消費は、先行技術と比較して非常に減少する。微小菌類に必要な酸素供給は、細菌集団が必要とする酸素の約1/3である。さらに、微小菌類は、有機物分解を最適にするために利用可能な全ての酸素供給形態を使用する。したがって、本方法は、低エネルギーであると記載される。

この方法により、菌糸体集団によって提供される「抗菌」性のために、病原体を減少させることによってその排出を制御することが可能となる。植物に対する有利な効果のために一定の菌糸体種を選択することもできる（土壌への拡大を意図する汚泥の有用な適用）：例えば、その植物保護特性が公知の株を使用する。より一般的には、前記方法は、選択した微小菌類に応じて大きなモジュール性および柔軟性を提供する。

この方法はまた、非限定的に汚泥の排出性、汚泥の予備消毒、ならびにC/N比およびC/P比の調整を改良可能である。

処理性能は、操作条件（最適な性能を発揮するパラメータの選択）だけでなく、分解すべき廃液（すなわち、基質）の型によっても変化することに留意すべきである。さらに、多数の可能な前処理（流動物に部分的または全体的に適用する）により、性能を有意に増大させることが可能である。酵素、好熱性触媒、酸性化、オゾン、浸透圧衝撃、他の酸化剤、および酸化試薬の使用によって、菌糸体処理前の汚泥のストレス負荷が可能である。したがって、所与の廃液に対して特定の条件下で明らかにより優れた性能を達成することができる。

本発明の一つの態様を示す図である。 本発明の別の態様を示す図である。

Claims (29)

1. 並行して連続的に培養した微小菌類を用いて汚泥を処理する工程を含む、主に都市の浄化施設の汚泥の体積を減少させる方法。
2. 微小菌類を用いた汚泥の処理時間が1日から10日の間、典型的には、2日から5日の間であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
3. 微小菌類での処理を、5.5から9程度のpH、10℃から30℃の間の温度、低速での撹拌、および1から4mg/l程度の溶存酸素量での酸素化で行うことを特徴とする、請求項1または2記載の方法。
4. 微小菌類の単一の株またはいくつかの異なる株を汚泥に接触させることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項記載の方法。
5. 微小菌類が、ペニシリウム属、トリコデルマ属、フザリウム属、フォーマ属、ムコール属、ガラクトマイセス属、アスペルギルス属、ボトリティス属、ゲオマイセス属、およびその混合物の中から選択されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項記載の方法。
6. 微小菌類が、ペニシリウム・ロクフォルティ、ペニシリウム・カマンベルティ、ペニシリウム・クリソゲナム（ノタータム、メレアグリナム、フラビドマルギナタム、ルーベンス、クロロフェウム、カメルネンス、アロマティカム、ハルモネンス）、ペニシリウム・アトラメントサム、トリコデルマ・ビリデ、トリコデルマ・コニンギイ、トリコデルマ・リーセイ、ムコール・ヒエマリス、ムコール・ムセド、ムコール・ラセモサス、ムコール・シルシネロイデス、ムコール・フスクス、ムコール・シルシネロイデス、ムコール・ラセモサス、ムコール・プランベウス、ガラクトマイセス・ゲオトリカム、アスペルギルス・フォエニシス、アスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・フィクウム、フザリウム・エクイセティ、ゲオトリカム・カンジダム、フォーマ・グロメラータ、ボトリティス・シネレア、ゲオマイセス・パンノラム、およびそれらの混合物の中から選択されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項記載の方法。
7. 微小菌類の培養物が好気性であることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項記載の方法。
8. 汚泥を連続的に処理することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項記載の方法。
9. 微小菌類を、1日あたりに処理すべき汚泥体積の0.01％〜10％程度の範囲、典型的には2％〜5％程度の速度で注入することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項記載の方法。
10. 汚泥を不連続に処理することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項記載の方法。
11. 微小菌類を、1日あたりに処理すべき汚泥体積の0.01％〜15％程度、典型的には2〜10％程度の速度で注入することを特徴とする、請求項10記載の方法。
12. 微小菌類が少なくとも部分的に内因性であり、未だ微小菌類で処理されていない汚泥から抽出されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項記載の方法。
13. 微小菌類で処理した汚泥の乾燥物の量が、未処理汚泥と比較して約10％から50％、典型的には約20％減少することを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項記載の方法。
14. 微小菌類で処理した汚泥の膜濾過工程を含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項記載の方法。
15. 以下の連続的工程を含むことを特徴とする、浄化施設において主に都市の水を処理する方法：
    汚水を物理的および/または生物学的に処理し、得られた汚泥を少なくとも1つの初期処理タンク（3）に運搬する工程；
    必要に応じて、該タンク（3）中の汚泥を活性化する工程；
    必要に応じて、活性汚泥を清澄化する工程；
    請求項1から13のいずれか一項記載の方法を使用し、初期処理タンク（3）の下流に位置付けられた少なくとも1つの生物学的接触チャンバー（8）中で、必要に応じて活性化された少なくとも一部の汚泥を、微小菌類で生物学的に処理する工程。
16. 以下の連続的工程を含むことを特徴とする、浄化施設において主に都市の水を処理する方法：
    汚水を物理的および/または生物学的に処理し、得られた汚泥を少なくとも1つの混合処理タンク（18）に運搬する工程；
    必要に応じて、該タンク（18）中の汚泥を活性化する工程；
    請求項14記載の方法を使用し、混合処理タンク（18）中で、必要に応じて活性化された少なくとも一部の汚泥を、膜濾過システム（19）を利用して微小菌類で生物学的に処理する工程。
17. 汚泥を、オンラインでまたは前処理タンク中に注入される少なくとも1つの酸化剤で処理する工程を含むことを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項記載の方法。
18. 微小菌類で生物学的に処理する前に酸化処理することを特徴とする、請求項17記載の方法。
19. 酸化処理の継続時間が3時間未満、好ましくは約30分であることを特徴とする、請求項17または18のいずれか一項記載の方法。
20. 酸化剤がH₂O₂および第一鉄塩または第二鉄塩を含むことを特徴とする、請求項17〜19のいずれか一項記載の方法。
21. 酸化剤がフェントン試薬であることを特徴とする、請求項20記載の方法。
22. 酸化剤が、0.001〜0.1g H₂O₂/g懸濁物質（微小菌類での処理前の初期汚泥の懸濁物質）および0.0001〜0.01g FeSO₄/g懸濁物質（初期懸濁物質）、好ましくは0.001g FeSO₄/g懸濁物質と組み合わせた0.01g H₂O₂/g懸濁物質を含むことを特徴とする、請求項17から21のいずれか一項記載の方法。
23. 汚泥を少なくとも1つの抗生物質で処理する工程を含むことを特徴とする、請求項1から22のいずれか一項記載の方法。
24. 抗生物質を微小菌類の添加前または同時に汚泥に添加することを特徴とする、請求項23記載の方法。
25. 請求項1から13、15のいずれか一項記載の方法を実施することを意図する、主に都市の浄化施設廃液を処理するための装置であって、
    浄化汚泥を含む初期処理タンク（3）；
    初期処理タンクの下流における、微小菌類による少なくとも一部の汚泥の分解を意図した少なくとも1つの生物学的接触チャンバー（8）；
    生物学的接触チャンバーの下流における、連続的な微小菌類培養のためのバイオリアクター（9）
    を含むことを特徴とする装置。
26. 請求項14記載の方法を実施することを意図する、主に都市の浄化施設廃液を処理するための装置であって、
    微小菌類による少なくとも一部の汚泥の分解を意図した、処理すべき浄化汚泥を含み、膜濾過手段（19、31）を含む混合処理タンク（18）；
    混合処理タンクと並行して、連続的な微小菌類培養のためのバイオリアクター（28）
    を含むことを特徴とする装置。
27. バイオリアクターが、
    栄養素および培養すべき接種材料を投入する手段；
    バイオリアクター中で微小菌類を均一に分散させる手段；
    培養した微小菌類を接触チャンバー（8）または混合処理チャンバー（18）に移す手段（10）；
    リアクター中を循環する空気の濾過；
    を含むことを特徴とする、請求項25または26記載の装置。
28. 接触チャンバーが、微小菌類の投入手段（10）、汚泥の投入手段（7、7a）、攪拌手段（14）、曝気手段（13）、処理した汚泥の除去手段（17、17a）、ならびに汚泥および微小菌類の投入流速および排出流速、pH、および温度の制御手段を含むことを特徴とする、請求項25記載の装置。
29. 酸化剤タンク、または酸化剤を接触チャンバーの上流にオンラインで注入する手段を含むことを特徴とする、請求項25〜28記載のいずれか一項記載の装置。

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