JPH0722757B2 - 窒素と燐の生物学的除去方法及びその処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は都市下水の処理において微生物の新陳代謝と活
性を活用して有機物を除去するのと同時に燐，窒素等の
栄養塩類を除去するように既存の活性汚泥法を改良した
方法であり、ともに従来の活性汚泥法の運転上最大の問
題点であるバルキング現象を解決するようにして比較的
簡単な方法によって三つの機能が修行できるように総合
した廃下水処理法に関するものとして、都市下水だけで
はなく燐と窒素の濃度が10mg/Lと50mg/L以下の有機性産
業廃水にも適用できる方法である。

［発明の背景］ 一般的に、都市下水のような有機性廃水は二次処理工程
で主に標準活性汚泥法によって有機物の除去が行われて
いるが、窒素と燐などの栄養物質は標準活性汚泥法によ
ってはうまく処理されないので、処理水に窒素、燐など
の栄養物質が大部分そのまま放流されて湖沼または内水
湾のような閉鎖性水域での富栄養化問題の深刻性はまだ
解決されていない。したがって、有機物以外の窒素と燐
の効率的な除去のためにいろいろの方法が三次処理工程
で適用されて来た。最近は生物学的処理方法を改良して
二次処理工程でこれら栄養物を除去する方法の適用が増
加している。

三次処理方法による窒素の除去方法としては、アンモニ
アイオンを選択的に置換するイオン交換カラムを通過さ
せる方法とpHを高めてアンモニアを自由アンモニア状態
に変化させた後、エアーストリッピング搭で空気と接触
させて空気状態で吹き飛ばさせる方法等がある。そし
て、二次処理段階で窒素を除去する方法としては生物学
的な窒素酸化／脱窒法が基本工程であり、これは標準活
性汚泥法の変形として微生物によってアンモニア性窒素
を硝酸性窒素に変化させる硝化過程を経た後、生成され
た硝酸性窒素を更に嫌気性状態で活動する微生物による
脱窒反応を通して窒素ガスに変化させて窒素を完全に除
去する方法で定着されて来た。

一方、燐の除去方法としては、生物学的な処理工程を経
てよく沈殿される形態であるオルソー燐酸塩（Orotho-P
hosphate）状態に変化させた後、三次処理段階でアルミ
ニウム化合物、鉄化合物または石灰などの化学剤を使用
した化学的な処理方法によって沈殿除去させる方法を多
く使用しているが、この方法は大量の化学薬品を必要と
するので、非経済的だけではなく、発生する汚泥の脱水
性が悪くなってその処理に問題が多い。また、これらの
化学剤などが二次処理以前の一次処理段階で投与される
場合は固型物質の除去効率は高くなるが、一般的な燐自
体の除去効率は低下する。従って、これらの化学沈殿に
よる除去方法に代える経済的で高い燐除去効率が得られ
る方法の一つとして微生物の活性を用いた生物学的燐除
去方法を考慮するようになった。この方法の基本原理は
活性汚泥を構成する微生物が嫌気性状態で燐を放出し、
これによって燐が不足になった微生物などがまた好気性
状態において有機物を分解する過程で燐を過剰に摂取す
る現象を用いて有機物と共に燐を同時に除去することで
ある。従来、生物学的に燐を除去する工程として開発さ
れている方法はフォストリプ（Phostrip）、嫌気／好気
（A/O）及びバルデンホプロセス（Bardenpho Process）
など三つがある。この中で嫌気／好気とバルデンホプロ
セスは嫌気槽と好気槽を連続に接続させた嫌気−好気式
活性汚泥法で、通常の活性汚泥において、嫌気性状態の
微生物より燐が不足な状態になってこれを次の段階の好
気性反応槽で燐を補充することで微生物の構成に必要な
量より多い量の燐を吸収するようになる。この時、燐を
過剰に吸収した汚泥内の燐の含量は乾量で4-6％程度に
なり、これを余剰汚泥形態で除去する時に燐がシステム
より除去される。

しかし、この方法で活性汚泥微生物はかなり活発に燐の
放出と吸収を行っているが、実質的な燐の除去は曝気槽
内で過剰に増殖された汚泥の廃棄によって起き、嫌気性
槽の流出混合液はすべてがそのまま曝気槽に導入される
ので、嫌気性状態で燐を放出して燐の含量が少なくなっ
た活性汚泥が曝気槽で再活性化して放出された燐を吸収
する時に放出された量より少量の燐をもっと吸収できる
ことだけで、燐の吸収能力には制約があり、また、若干
の水量変動あるいは水温及び水質変動によって燐の除去
が不安定になる。生物学的燐除去のためのもう一つの方
法はフォストリプ法で、これは活性汚泥法の最終沈殿池
に搬送させる汚泥の一部を重力式汚泥濃縮槽のような形
態の脱燐槽へ分離流入させて嫌気性状態で燐を放出させ
た後、燐が濃縮された状態の上澄液を化学凝集剤によっ
て凝集沈殿させて燐を除去し、燐が放出されて燐の含量
が不足な汚泥は曝気槽へ搬送させて燐を過量に吸収する
ようにして燐を除去する。

しかし、このフォストリプ法は曝気槽で硝化が進行され
るように運転する場合、脱燐槽へ流入される汚泥の窒素
酸化物の含量が高くなって微生物の燐放出を阻害するの
で、このような窒素酸化物の影響を最少化するために接
触時間を増加させる必要がある。

それで、反応槽の大きさを大きくする必要があるが、こ
れによって嫌気性脱燐槽での搬送汚泥が長い時間滞留す
るので、活性汚泥微生物が死滅する問題点がある。以上
の開発された方法らは松尾、吉高などが韓国特許出願第
82-1616号（公告番号87-107）によって前述した嫌気／
好気法による燐除去法に対する特許を得ており、ギルバ
ト ビイ レビン（Gilbert V.Levin）らがアメリカ特
許第4,141,822号にポストリプ法に対する基本概念を説
明している。

一方、フォストリプ法は汚泥廃棄よりは脱燐槽上澄液の
排出によって燐を除去するので、流入水の有機物質／燐
（BOD/P）比、曝気槽内微生物滞留時間、あるいは燐／
揮発性浮遊物質（P/VSS）比による影響が少なく、燐の
除去効率が安定されて運転が容易であり、燐の除去にお
いて相当な柔軟性を持っている。

本発明者はこのようなフォストリプ法の特性を生かしな
がら有機物質と燐以外に窒素の除去効率を増進させるた
めに脱燐槽前に嫌気性脱窒槽を設置し、脱窒槽で窒素酸
化物（NOx）を窒素ガス（N₂）に変化させて窒素を同時
に処理する技術によって改良できることを見出し、本発
明を完成させた。本発明の目的は燐の除去を主とするフ
ォストリプ法の脱燐槽前に脱窒槽を置いて窒素の除去と
共に脱燐槽に対する硝化の影響を排除させることによっ
て、経済的ながら効率的に燐を除去する方法を提供しよ
うとしたものである。

また、窒素と燐を同時に除去するために硝化−脱窒反応
を進行させる場合、処理工程に掛かる有機物負荷（F/
M）比を低く設計して運転すべきであるが、このような
運転条件では糸状形微生物の成長を促進させて活性汚泥
法の運転上発生するもっとも大きな問題点の一つである
バルキング現象を招来する場合が多い。従って、本発明
者はこの問題を解決するために微生物選択槽概念を導入
させて曝気槽の前に微生物選択槽を設置して直接及び低
燐含有混合搬送汚泥と最初沈殿池流出水を一段混合さ
せ、基質の吸収能力が高いフロック形成微生物がバルキ
ング現象を起こす糸状形微生物に比べて優占種に選択成
長させるようにすることによって、バルキング現象を防
止できるようにした。

［発明の要約］ 本発明は有機性廃下水処理において最初沈殿池流出水と
直接及び低燐含有混合搬送汚泥を曝気槽前に設置された
微生物選択槽へ流入させて混合し、微生物の成長条件を
調節して基質の吸収能力が高いフロック形成微生物がバ
ルキング現象を起こす糸状形微生物より優占種に選択成
長させるようにすることによってバルキング現象を押さ
える。曝気槽は硝化微生物の成長に有限条件を提供する
ために有機物質負荷を0.5Kg BOD/Kg MLVSS/d以下に良好
するように0.3Kg BOD/Kg MLVSS/d以下に運転してアンモ
ニア性窒素を硝酸性窒素に変化させる。また搬送汚泥の
一部を脱燐槽前に設置した脱窒槽へ流入させて嫌気性状
態で窒素酸化物を窒素ガスに変化させて除去することに
よって、系全体で窒素の除去と共に窒素酸化物が脱燐槽
で燐の放出を妨害しないようにして燐の除去を効率的に
できるようにする。そして脱窒槽流出混合液を脱燐槽へ
流入させて嫌気性状態を提供し、微生物が細胞内の燐を
放出させることができるようにする。

放出されて汚泥混合液に含有された燐は洗浄水を使用し
て洗浄し、燐が不足な状態の微生物が微生物選択槽を経
て曝気槽へ搬送された時、燐を効率的に吸収するように
して流入水中の燐除去効率を向上させる窒素及び燐の生
物学的除去方法とその処理装置を提供する。

すなわち、本発明は、 （ａ）窒素および燐を含む廃水の最初沈殿池流出水
（１）と後記する最終沈殿池（７）からの返送汚泥の一
部（18）と脱燐槽（13）からの返送汚泥の一部（17）と
を微生物選択槽（３）に流入させて混合し、滞留時間を
30分以内にしながら空気を十分に供給し好気性状態を維
持するようにして微生物の成長条件を調節してバルキン
グ現象を抑制させ； （ｂ）微生物選択槽（３）の流出水を曝気槽（５）に送
り、ここでアンモニア性窒素を硝酸性窒素に変化させ； （ｃ）曝気槽流出水を最終沈殿池（７）に流入させて固
液分離を行い、沈殿汚泥の一部を返送汚泥として微生物
選択槽（３）に返送し； （ｄ）上記沈殿汚泥の残りの少なくとも一部（９）を脱
窒槽（11）に流入させ、ここで嫌気性状態で窒素酸化物
（NOx）を窒素ガス（N₂）に変化させ； （ｅ）嫌気性状態に維持されている脱燐槽（13）へ脱窒
槽流出混合液（12）を流入させて、微生物の細胞内に取
り込まれていた燐を放出させ； （ｆ）放出された燐を洗浄水（14）で洗浄除去し；そし
て （ｇ）燐が不足の状態に変わった微生物を含む返送汚泥
の一部（17）を微生物選択槽（３）に戻す； の各工程からなる窒素および燐の生物学的除去方法を提
供する。

また、本発明は、窒素および燐を含む廃水の最初沈殿池
流出水（１）を受け取る微生物選択槽（３）と、微生物
選択槽（３）の出側に設けられた曝気槽（５）と、曝気
槽（５）の出側に設けられた最終沈殿池（７）と、最終
沈殿池（７）の出側に設けられた脱窒槽（11）と、脱窒
槽（11）の出側に設けられた脱燐槽（13）とからなる有
機性廃下水処理装置において、該装置にさらに、最終沈
殿池（７）からの返送汚泥の一部（18）を微生物選択槽
（３）に流入させる供給通路および脱燐槽（13）からの
返送汚泥の一部（17）を微生物選択槽（３）に流入させ
る供給通路が設けられており、かつ、該微生物選択槽
（３）に最初沈殿池流出水（１）と該返送汚泥とを30分
以内の時間曝気混合することにより微生物の成長条件を
調節してバルキング現象を抑制させるための曝気装置が
設けられていることを特徴とする有機性廃下水処理装置
を提供する。

［好適な実施例及びその実際面の詳細な説明］ 本発明の内容を第１図の工程図で詳細に説明すると次の
ようである。

最終沈殿池（図示せず）で一次処理された都市下水
（１）は最初沈殿池（７）から直接搬送される汚泥（1
8）と脱燐槽（13）を経て搬送される低燐含有搬送汚泥
（17）と共に一段微生物選択槽（３）で混合接触した
後、曝気槽（５）に流入（４）する。

曝気槽（５）の構造及び運転操作は一般的な活性汚泥方
法で使用される技術が使用できるが、完全混合型反応槽
よりは４個以上の反応槽を直列に連結させた方式が望ま
しく、充分な有機物除去と硝化が起るように反応時間
（または滞留時間）を6-8時間に維持させるようにし、
硝化微生物の成長のため固形物滞留時間を５日以上に維
持する。また、曝気槽（５）内の溶存酸素濃度は曝気槽
（５）全体に掛けて2mg/L以上で維持するのが望ましい
が、搬送汚泥系にある脱窒槽（11）での嫌気性状態を維
持するのに支障を与えないように曝気槽（５）の最終反
応槽の溶存酸素濃度を調節する必要がある。

しかし、これには反応槽に空気供給をしないとかあるい
は混合状態を維持する程度だけ供給するのが有利であ
る。そして曝気槽（５）では活性汚泥を構成する微生物
の活発な呼吸と代謝によって混合液中の有機物と共に燐
を吸収して有機物を炭素とエネルギー源に使用し、燐を
酸化させて微生物細胞内にポリ燐酸顆粒形態で貯蔵し始
る。

最終沈殿池（７）で沈降分離されて曝気槽（５）に搬送
される搬送汚泥（８）中の一部は脱燐槽（13）を経て燐
を放出し燐含有量が不足な状態の微生物になって曝気槽
（５）で燐を活発に吸収することになると同時に、汚泥
中の硝化微生物によっては硝化反応が起きてアンモニア
性窒素が亜硝酸性窒素を経て硝酸性窒素に変化される。
このような燐の吸収と硝化及び有機物の酸化を通して成
長された微生物は活性汚泥を造り、曝気槽（５）から流
出（６）されて最終沈殿池（７）に導入される。ここで
汚泥は沈降分離され、最終沈殿池流出水（23）はそのま
ま放流される。

沈降濃縮された汚泥は更に微生物選択槽（３）へ搬送さ
れるが、一部は曝気槽（５）内の適正な微生物濃度を維
持するために廃棄する。廃棄される汚泥（10）の量は曝
気槽（５）での汚泥滞留時間を５日以上に維持できるよ
うに適切に決定し、曝気槽（５）より流出される曝気槽
流出水（６）などの一部を廃棄汚泥（10）に排出するこ
ともできる。この時、搬送汚泥（８）中の一部を脱窒槽
（11）へ流入させる。脱窒槽流入汚泥（９）は溶存酸素
がない嫌気性状態で、脱窒が進行し窒素酸化物が窒素ガ
スに変化すると同時に、汚泥内に含有された燐が放出し
始る。

全体搬送汚泥（８）中で微生物選択槽（３）へ直接搬送
されなく、脱窒と脱燐過程を経る脱窒槽流入汚泥（９）
量は窒素除去率を充分に高く維持するために全体搬送汚
泥（８）量の50％以上になるようにし、できる限り多い
部分の搬送汚泥が脱窒と脱燐過程を経るようにする。

脱窒槽（11）の構造は密閉形で、攪はん機による完全混
合が起こるようにし、発生する窒素ガスは脱窒槽（11）
上部分に位置するガス排出装置（19）を通じて排出させ
るようにする。従来のフォストリプ法では最終沈殿池で
汚泥の沈殿がされない場合、搬送される汚泥にある程度
の酸素が含有されて流入されることもできるので、脱燐
槽で滞留する間、嫌気性状態が維持しにくくなるとか燐
の放出が妨害を受ける事になって、長時間の滞留時間が
要求されることによって施設の規模が大きくなる問題が
あったが、本発明においては脱燐槽（13）前に脱窒槽
（11）を置いて脱窒槽（11）の滞留時間を８時間程度に
維持して脱窒反応を進行させる。それから窒素酸化物を
窒素ガスに変化させて除去することによって脱燐槽（1
3）で窒素酸化物が燐の放出を妨害する要因を取り除き
ながらある程度燐の放出も期待できる。この脱窒槽（1
1）の機能は本発明で必須であり、最も重要な工程であ
る。

以上のように、脱窒槽（11）で窒素酸化物が除去され、
汚泥から燐が一部放出され始った脱窒槽流出混合液（1
2）は全量脱燐槽（13）に流入して固液分離される。こ
の時、固液分離は重力沈降によって起こる。脱燐槽（1
3）下部に形成された汚泥内では微生物から燐の放出が
継続進行され、放出された燐は汚泥層を通じて上向流式
に流入される洗浄水（14）によって洗浄される。これに
よって、脱燐槽（13）上部の上澄水に放出除去された燐
が濃縮することになり、燐の除去がより効率的にでき
る。この時、燐が濃縮された脱燐槽上澄流出液（15）は
薬品沈殿槽（20）へ送られて化学凝集剤（21）によって
燐を凝集沈殿させた後、薬品処理水（22）は放流させ
る。ここで洗浄水（14）には最初沈殿池流出水（１）、
最終沈殿池流出水（23）または薬品沈殿槽（20）の上澄
水である薬品処理水（22）などを循環させて用いられる
が、本発明の実施においては燐濃度が低い薬品沈殿槽
（20）の上澄水である薬品処理水（22）を使用するよう
にした。このように脱燐槽（13）で燐が放出されて洗浄
水（14）によって洗浄された低燐含有活性汚泥微生物は
微生物選択槽（３）を経て曝気槽（５）へ搬送されてか
ら最初沈殿池流出水（１）と接触し、これら微生物によ
って燐の吸収が活発に起きて最初沈殿池流出水（１）中
の燐を効率的に除去する。

嫌気−好気式活性汚泥法では嫌気槽から放出された燐が
全量曝気槽（５）へ流入されて再吸収されるので、活性
汚泥の燐吸収容量はほとんど飽和状態になり、流入水中
に包含されてあった燐は曝気槽で剰余汚泥による若干の
増加分だけが吸収されるだけであるので、全体的に見る
と、燐の吸収が遅くなって実質的な燐の除去が効率的に
起こらない場合がある。しかし、本発明では脱燐槽（1
3）から放出された燐を洗浄水を使用して洗浄させて、
燐の含量が不足な状態の微生物は微生物選択槽（３）を
経て曝気槽（５）へ搬送させることによって最初沈殿池
流出水（１）に包含された燐の吸収をもっと増加させる
ことができる。

一方、脱燐槽（13）で充分な燐の放出と洗浄が行なわれ
るように脱窒槽流出混合液（12）の２倍程度に脱燐槽汚
泥（16）を搬送させ、汚泥滞留時間は嫌気性条件下で最
少限10時間以上で維持することが良い。

また、脱燐槽（13）から放出された燐の洗浄のためには
洗浄水（14）の流入速度を0.1-0.3L/g.ssに維持するよ
うにする。

本発明のもう一つの目的であるバルキング現象を防止す
るために、曝気槽（５）前に設置した微生物選択槽
（３）で最初沈殿池流出水（１）と直接及び低燐含有の
混合搬送汚泥（２）が短い時間接触混合することによっ
て基質の吸収能力が小さく、そしてバルキング現象を誘
発する糸状形微生物より基質の吸収能力が大きいフロッ
ク形成微生物が優占種に選択されて曝気槽（５）全体で
繁殖することによって強いフロックを形成し、バルキン
グを防止することになる。

微生物選択槽（３）における滞留時間は１箇槽当たり30
分以内になるようにし、必要な微生物選択槽（３）の数
は２個以上を設置する。微生物選択槽（３）には完全混
合ができるように空気を充分に供給して好気性状態を維
持するようにする。

［発明の効果］ 従来のフォストリプ法に比べて安定な燐の処理のほか、
バルキング抑制及び窒素の除去まで経済的ながら比較的
高い効率で除去できる方法を提供している本発明の特徴
を総合すると、 ア）燐除去のみならず窒素の除去効果が期待でき、 イ）脱窒槽（11）で窒素酸化物の脱窒による窒素の除去
と ウ）窒素の除去によって窒素酸化物が脱燐槽（13）で燐
の放出に対して及ぼす影響を押さえることができ、 エ）脱燐槽（13）で洗浄水（14）を使用して脱燐の効率
をもっと高めることができ、 オ）微生物選択槽（３）の設置でバルキングを抑制する
ことができる点などである。

実施例１ 本実験で使用した流入下水は家庭下水であり、毎日任意
で採取して使用し、６箇月間、試料として使用した流入
下水の性状は表１のようである。

実験処理施設は第１図のように構成し、その機能は次の
ようである。

低い有機物負荷によってバルキング現象を防止するため
に使用した微生物選択槽の大きさは本曝気槽の1/74のサ
イズで２個設置し、曝気槽の体積は80Lとして硝化を進
行させるために低い有機物負荷で運転するようにした。
そして、散気機（Difusser）によって空気を供給し、流
れの様状はフルグ流れ（flug flow）である。

沈殿槽は円錐形で沈殿した汚泥の一部は搬送汚泥であ
り、微生物選択槽を経て曝気槽に搬送された一部は脱窒
槽及び脱燐槽に循環させた。

脱窒槽は４個のポート（Port）を作って6-40Lまで体積
変化ができるようにし、脱窒槽の上部は空気が浸透でき
ないように密閉した。そして脱窒槽内の汚泥の完全混合
のために攪はん機も設置した。

脱燐槽では脱窒槽を経た汚泥が流入して嫌気性状態で細
胞から燐が放出し、放出された燐は上向流式にて供給さ
れる洗浄水によって汚泥から遊離され、燐が濃縮した上
澄水が流出されるが、燐が不足な汚泥は濃縮される。

曝気槽の運転条件は硝化の進行が充分であるように、次
のようにした。

実験は表2,表３のように２段階で修行して窒素と燐の除
去のための最適条件を求めた。

＊有機物負荷:0.3Kg BOD/KgMLVSS/d ＊汚泥搬送比：流入水の80％ ＊水理学的滞留時間:8時間 先に、１段階では、表２のように窒素除去率が最も高い
脱窒槽滞留時間を決定するために搬送汚泥分配比に対す
る脱窒槽滞留時間を変化させて窒素除去のための最適脱
窒槽滞留時間を決定した。

２段階では１段階で決定された最適脱窒槽滞留時間をそ
のまま維持し、脱燐のための最少洗浄水量を決定するた
めに表３のように洗浄速度を0.7L/g.ssより漸次的に0.1
L/g.ssまで変化させた。

１段階実験結果は表４のようで、この結果で窒素除去の
ための適合条件は脱窒槽滞留時間を８時間、そして搬送
汚泥中の3/8を直接搬送し、5/8を脱窒及び脱燐過程を経
るように決定した。このような条件で高い燐除去効率を
得ることができる洗浄速度を調査した結果が表５に示さ
れている。この結果、洗浄速度が0.1-0.3L/g.ssで91％
の燐除去効率が得られるのが分り、洗浄速度0.1L/g.ss
は脱燐槽流入水量の50％に当たる流量を使用したもので
ある。

微生物選択槽によるバルキング現象の制御を調査するた
めに微生物選択槽を設置しない状態で前述の条件によっ
て運転し、バルキングが発生し始った以後曝気槽体積の
1/74に当たる微生物選択槽を２箇槽設置した結果、バル
キング現象が調節されるのを第２図に示した。バルキン
グ現象は汚泥容積指標（Sludge Volume Index）を測定
することによって判定でき、汚泥容積指標が150mg/L以
上の場合は一般的に膨化された状態で、それ以下の場合
は汚泥が定常的な状態と見ることができる。

以上の実験結果の中、有機物質と窒素及び燐の除去効率
を要約すると次の表ａのようである。

比較例１ 実施例１と同じ大きさの曝気槽を作り、運転条件を等し
くして従来の標準活性汚泥法で運転した結果を表ｂに示
した。

実施例１の表ａと比較例１の表ｂを比較して見ると、有
機物除去及び窒酸化は90％以上で互いに類似な除去率を
示してあり、総窒素（T-N）及び総燐（T-P）の除去率は
表ａが各々約90％であることに比べて表ｂは総窒素除去
率が約36％、総燐除去率が約31％として、本発明の方法
が数段に優れていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程図である。 第２図は本発明実施例の実験期間による容積指標の変化
グラフである。 1:最初沈殿池流出水 2:直接及び低燐含有混合搬送汚泥 3:微生物選択槽、4:曝気槽流入水 5:曝気槽、6:曝気槽流出水 7:最終沈殿池、8:搬送汚泥 9:脱窒槽流入汚泥、10:廃棄汚泥 11:脱窒槽、12:脱窒槽流出混合液 13:脱燐槽、14:洗浄水 15:脱燐槽上澄流出液、16:脱燐槽搬送汚泥 17:低燐含有搬送汚泥、18:直接搬送汚泥 19:ガス排出装置、20:薬品沈殿槽 21:化学凝集剤、22:薬品処理水 23:最終沈殿池流出水

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）窒素および燐を含む廃水の最初沈殿
   池流出水（１）と後記する最終沈殿池（７）からの返送
   汚泥の一部（18）と脱燐槽（13）からの返送汚泥の一部
   （17）とを微生物選択槽（３）に流入させて混合し、滞
   留時間を30分以内にしながら空気を十分に供給し好気性
   状態を維持するようにして微生物の成長条件を調節して
   バルキング現象を抑制させ； （ｂ）微生物選択槽（３）の流出水を曝気槽（５）に送
   り、ここでアンモニア性窒素を硝酸性窒素に変化させ； （ｃ）曝気槽流出水を最終沈殿池（７）に流入させて固
   液分離を行い、沈殿汚泥の一部を返送汚泥として微生物
   選択槽（３）に返送し； （ｄ）上記沈殿汚泥の残りの少なくとも一部（９）を脱
   窒槽（11）に流入させ、ここで嫌気性状態で窒素酸化物
   （NOx）を窒素ガス（N₂）に変化させ； （ｅ）嫌気性状態に維持されている脱燐槽（13）へ脱窒
   槽流出混合液（12）を流入させて、微生物の細胞内に取
   り込まれていた燐を放出させ； （ｆ）放出された燐を洗浄水（14）で洗浄除去し；そし
   て （ｇ）燐が不足の状態に変わった微生物を含む返送汚泥
   の一部（17）を微生物選択槽（３）に戻す； 上記各工程からなる窒素および燐の生物学的除去方法。
2. 【請求項２】前記微生物選択槽（３）は２個以上にし、
   微生物選択槽（３）で基質の吸収が活発にできる条件を
   造成して低い有機物負荷でバルキング現象を誘発させな
   がら基質の吸収能力が低い糸状形微生物の成長を抑制
   し、吸収能力が大きいフロック形成微生物が優占種に選
   択され、曝気槽（５）全体で繁殖させることによって強
   いフロックを形成してバルキングを防止するようにし、
   前記曝気槽（５）は硝化を進行させるのに適当な有機物
   負荷0.5KgBOD/Kg MLVSS/d以下と固形物滞留時間（STR）
   ５日以上、混合液の溶存酸素濃度2mg/L以上に維持して
   アンモニア性窒素を硝酸性窒素に変わるようにする条件
   でバルキングを防止できるようにした、請求項１記載の
   窒素および燐の生物学的除去方法。
3. 【請求項３】前記曝気槽（５）の滞留時間は6-8時間に
   し、脱窒槽（11）は密閉して滞留時間を８時間程度に維
   持し、脱燐槽（13）の滞留時間は10時間以上であり、洗
   浄水（14）は最初沈殿池流出水、最終沈殿池流出水また
   は薬品沈殿槽（20）の上澄水である薬品処理水（22）な
   どを使用し洗浄速度0.1-0.3L/g・ssにする生物学的な有
   機物除去とバルキング防止を特徴とする請求項１記載の
   窒素および燐の生物学的除去方法。
4. 【請求項４】窒素および燐を含む廃水の最初沈殿池流出
   水（１）を受け取る微生物選択槽（３）と、微生物選択
   槽（３）の出側に設けられた曝気槽（５）と、曝気槽
   （５）の出側に設けられた最終沈殿池（７）と、最終沈
   殿池（７）の出側に設けられた脱窒槽（11）と、脱窒槽
   （11）の出側に設けられた脱燐槽（13）とからなる有機
   性廃下水処理装置において、該装置にさらに、最終沈殿
   池（７）からの返送汚泥の一部（18）を微生物選択槽
   （３）に流入させる供給通路および脱燐槽（13）からの
   返送汚泥の一部（17）を微生物選択槽（３）に流入させ
   る供給通路が設けられており、かつ、該微生物選択槽
   （３）に最初沈殿池流出水（１）と該返送汚泥とを30分
   以内の時間曝気混合することにより微生物の成長条件を
   調節してバルキング現象を抑制させるための曝気装置が
   設けられていることを特徴とする有機性廃下水処理装
   置。