JPS5921680B2 - 廃水からのビ−オ−デイ（ｂｏｄ）窒素含有汚染物の除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は活性汚泥法による下水汚物の処理方法、特に家
庭及び工業廃水から窒素含有汚染物並びに炭素含有のＢ
ＯＤの除去に関するものである。 この発明の概略の容易なる把握に便なるために、以下に
先ず、この発明を概要で記述する：廃水からの炭素含有
ＢＯＤ と窒素汚染物の除去のため多段式処理であり、
流入する廃水は他給栄養と自主栄養からなる混合の培養
されたビオマスを循環される活性汚泥の存在下に連続し
て窒素化合−説窒素を受ける。 廃水と循環する汚泥との最初の混合は酸素性条件が維持
されるように充分な酸素の存在下で行なわれる。 第一の酸化処理からの混合液は、途中で固形分の分離を
なすことなしに、無酸素性段に送られて、そこでアンモ
ニア性化合物の酸化によって形成された亜硝酸塩及び硝
酸塩（ＮＯｘ１Ｘ＝２．３）は窒素ガスに還元される。 所望数の酸素性処理段が使用出来、各段の次には無酸素
性段が出来るようにする。 混合液から固形分を分離する直前の最終処理段は酸素性
でも無酸素性のいずれであってもよい。 分離された固形分は少くとも第一の混合段に循環される
活性汚泥の役割をなす。 高い栄養対ビオマス比をもたらす短い処理時間は第一の
酸素性段或はその第一の副分割段において維持されて、
汚泥がへどろ状になるのを阻止し反対に活性な密度の高
いビオマスの形成を促進するものである。 周知の活性汚泥法においては、家庭下水、工場からの廃
水、或はそれらの混合物は再循環される活性化した汚泥
により供給される微生物の存在下に空気或はその他の酸
素含有ガスによって処理されて、ＢＯＤ と呼ばれる有
機の生物学的に退化或は変衰しうる物質の変衰をもたら
すものである。 −或は数段階でのか又る酸化処理に続いて混合液は沈殿
槽或は浄化槽に導かれ、この槽から沈殿した固形物の一
部は循環されて廃水中の有機物（（ＢＯＤ） の消費
と消化に有効な微生物を含有する活性化した汚泥を提供
することになる。 沈殿槽或は浄化槽からの表面液は通常更に浄化或は滅菌
処理の後に水を受けるために返される。 初期のころの商業的な活性汚泥方式プラントは空気を使
って微生物の新陳代謝機能を維持するのに必要な酸素を
供給してきたが最近の商業的な設備は、その酸化段階の
−或は数段階で、大気に含まれる２１％よりも高い酸素
の含有量を有する通気ガスが用いられている。 最近になって更に面倒になって来た問題は、主に窒素や
燐含有の生物学的に刺激物となる高い栄養分を有する浄
化された廃水を受ける河川、湖及び貯水池の良好な栄養
性についてである。 このため有効な手段として、生化学的酸素要求量の高い
有機炭素含有物質（ＢＯＤ ） の処理或は除去に先立
って或はそれに引続いて、或はその間に燐化合物を化学
的に沈殿して除去することが考えられて来た。 然し乍ら、効果的な沈殿に要する化学的手法は難かしく
且つ費用がかさむものである。 廃水から窒素栄養物を除去するのは過去数年に互って広
範な研究の対象であり、多数の異なる方法がこの目的を
達するために提案されてきた。 これ等の廃水からの窒素除去の方法の中で特に有望視さ
れるものは、所謂窒素化合−説窒素技法をとり入れたも
のである。 窒素化合は適当な微生物によって廃水中のアンモニア分
を酸化して亜硝酸塩及び／或は硝酸塩（ＮＯｘ と呼ぶ
）にするものである。 ニトロバクタ、；＜ （Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ）
バクテリアはアンモニアを亜硝酸塩に変えるのに有効で
あり、且つこの亜硝酸塩はニトロバクタ（Ｎ１ｔｒｏｂ
ａｃｔｅｒ ）によって更に酸化されて硝酸塩になる。 これ等の自主栄養の硝化菌は細胞の合成に無機炭素を利
用し且つ無機の窒素含有基質の酸化から自己のエネルギ
ーを得るものである。 これ等の硝化菌は、例えば活性汚泥法等の生物学的廃水
処理方式における炭素含有物質の酸化の役割を果たす他
給栄養のバクテリアよりも遅い速度で生長するので、こ
れ迄は廃水からのＢＯＤ除去とアンモニア分の窒素化合
を別個の処理段階で行なうことが提案されていた。 即ち、ＢＯＤ除去段階からの混合液は沈殿にさらされ且
つかかる沈殿により生じて有機炭素含有物質の消費に有
効なバクテリアに富む汚泥はＢＯＤ除去のための第一段
階に返される。 固形物沈殿上からの表面流水は酸素含有ガスによる通気
の第２段階に廻されて、それから出る処理された混合液
は前記の第２段処理に返される汚泥固体の沈殿物にさら
されるものであり、この沈殿した汚泥には硝化微生物が
含まれているものである。 流出アンモニア分を例え酸化しても、生成されたＮＯｘ
は水に流すにはなお有害である。 溶解したガス状の酸素の不存在下では、例えばシュード
モナス デニトリフィカンス （Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎ
ｓ ）等の多数の生物が酸化剤、即ち形態上フォルマル
な電子受容体として窒化酸素を求める。 活性汚泥には環境に応じて異種の生活が出来る他給栄養
の生物が豊富であり、汚泥を硝酸塩−還元有機物と接触
せしめて硝酸塩を無害の窒素ガスに還元する方法が考え
られてきた。 窒素化合に必要な酸素と、脱窒素に必要な酸素必要量の
化学量論上の方程式は簡単に云えば次の様になる。 ニトロソモナス ＮＨ３＋ ３ ［０’）→Ｈ２ｏ＋Ｈ
Ｎ０２・・・・・・・・・曲・曲・・・（方程式１）ニ
トロバクタ ＨＮＯ２＋

〔０〕→ＨＮＯ３・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（方程式２）従って、総合としては、 ＮＨ３＋２０２→ＨＮＯ３＋Ｈ２０・・・・・・・・・
（方程式３）式中、Ｏ／Ｈの化学量論上の率は４．５７
Ｐ／Ｓ’で戚る。 脱窒素のバクテリアは次の化学量論を呈する。 ２ＨＮ０３→Ｎ２＋Ｈ２０＋５

〔０〕・・・・・・（方
程式４）式中、Ｏ／Ｎの比は２．８６１／ｆ？である。 Ｎ中の原子価段階変化のためにアンモニア性のＮに寄与
する酸素の僅かに６２．５％が脱窒素における電子受容
体であると考えられる。 窒化酸素を利用して生物学的に酸化される酸素要求物質
は、総称として、１９７１年、Ａ、 Ｐ、 Ｈ，Ａ、、
Ａ、Ｗ、Ｗ、Ａ、及びＷ、Ｐ、Ｃ１Ｆ、出版になる第１
３版の’ Ｓ ｔａｎｄａｒｄｓ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆ
ｏｒ ｔｈｅＥｘａｍ １ｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔ
ｅｒ ａｎｄＷａｓｔｅ −ｗａｔｅｒ”中に要訳され
る方法によって決められた生化学的酸素要求量（ＢＯＤ
）によって表わされ、溶解したガス状の酸素或はニトレ
ートオキシジンの初期細胞利用の如くに酸素利用につい
ては同様な新陳代謝経路が見うけられるからである。 上述したところにより代表される連続した技術の組合せ
なる方法、即ち炭素含有ＢＯＤの除去、窒素化合、脱窒
素の異なる段階を採用し、各段階は汚泥固形物をその対
応する処理段階に再循環する沈殿段階を有する方法は°
“三汚泥方式″と通常呼ばれるところである。 活性汚泥処理場の操業に伴なう問題の一つは、汚泥がか
さばることより生じる問題である。 空気で活性される処理場は汚泥の特性が悪い状態で層厚
操業される。 ＢＯＤの除去、或はＢＯＤの除去に加えて知素化合を行
なう酸素活性汚泥処理場はか〜る問題を免かれない。 更にＢＯＤの除去、窒素化合、及び脱窒素を目的とした
活性汚泥処理場はかさばる汚泥になやまされている。 かかる種類の汚泥は沈殿性が悪いので、活性汚泥方法の
効果的な操業に必要とされる循環された汚泥のビオマス
濃度の極端な低下をもたらすことがあるばかりでなく、
活性汚泥の量が沈殿池のせきに失しなわれることにもな
る。 汚泥のかさばりについては多くの研究家が異なる面から
研究し、汚泥の積層性傾向に対処或はこれを防止するた
めの異なる技法が示唆されてきた。 汚泥のへどろ化を起し或はその要因となるところとみら
れる重量な要素の一つは、汚泥中に繊条質の微生物が存
在することにある。 活性汚泥廃水処理方式における特定の繊条バクテリアの
繁殖に伴なう問題の一解決手段は、流入廃水を酸化ガス
と循環される汚泥に混合する第一接触帯を活性で、容易
に沈殿し且つ非繊条質のビオマスの選択的な増殖に適し
た条件下で行なって、好ましくない繊条質微生物の発達
を阻止することによって達しえられる。 へどろ状でない汚泥を生成するのに良い条件は初期混合
段階でビオマス率に対して充分に高い栄養を与え且つ同
段階で充分なる溶解した酸素を存在させることを要する
。 都市或はその他の廃水を単一活性汚泥方式によって効率
的に且つ経済的に処理する改良方法が本発明によって考
えられ、この方法によればＢＯＤ除去、窒素化合及び脱
窒素が中間の固形物の分離作業なしに連続的に酸素と無
酸素処理帯を設けた本質的に生物学的処理によって達せ
られる。 本発明の構成によれば、酸素存在帯でアンモニア性物質
の酸化によって形成された亜硝酸塩及び／或は硝酸塩は
次の無酸素帯で排出可能な窒素ガスに転換される。 有酸素帯中で充分な程度に酸化処理が行なわれて廃水中
のＢＯＤの容量を所望の低い値に低減し且つまた廃水中
のアンモニア性物質の酸化（窒素化合）に有効な活性な
混合ビオマスを生成する。 更にまた、本発明の構成によれば、脱窒素過程のエネル
ギーと細胞の新陳代謝の源として必須な有機炭素含有物
質の全て或はそのほとんどがこの過程において存在する
非酸化で末だ消費されていないＢＯＤ によって供給さ
れ、他方窒素化合の間に形成された亜硝酸塩と硝酸塩は
任意供給栄養の微生物によるＢＯＤの酸化のための酸素
要求分を供給するのに寄与し、且つそこで窒素元素に還
元しく脱窒素）、且つ更に処理系にさも無くばもたらさ
れる酸素総量を低下させる。 本発明の実施に当って、流入廃水が循環された汚泥と混
合される初期処理段階が酸化条件と溶解酸素が充分に供
給される条件で操作されなければならないことが必須で
ある。 この初期接触の間にあって、良好な沈殿性を有する高密
度の汚泥の生成を導く種類の微生物が高生長率で選択的
に生産されうるように前記の条件を維持することがまた
重要である。 第２段階は脱窒素を促進するために無酸素でなければな
らない。 本発明の最も簡単な実施態様としては、僅かに三つの処
理段階或は区帯が必要とされるにすぎない。 即ち、初期酸化区帯、それに続く中間無酸化７帯及び最
終酸化区帯である。 以下に詳述する如くに、これ等の区帯の容量は可変であ
り、且つこれ等区帯のいずれかの一つ或は−以上をいく
つかの室或は副区帯に細分してもよい。 然し乍ら、本発明の好適な実施の態様としては酸化区帯
と無酸化７帯を順次交互にして少くとも四つの連続する
処理区帯を設けるのがよい。 好気性の第５区帯を設けて、浄化槽に入る処理済の混合
排水に高水準の溶解酸素を提供して、排出水に溶解酸素
を加えてもよい。 本発明によれば、高度の窒素化合が達成されるが、しか
もなお以下に詳述する如くに、活性汚−泥が廃水と接触
する初期酸素７帯或はそれに対応する水性側区分帯には
充分に高い栄養／ビオマス比が維持されて、高活性で非
繊状質のビオマスの選択的な育成と高密度で容易に沈殿
する汚泥が最終的には生成が保証されるものである。 本発明の改変例の一つとして提案される如くに、初期成
は第−酸化処理帯中での流入水の滞留時間を比較的に短
かくすることによって、ＢＯＤが完全に酸化されるのを
阻止してこの処理帯を出る混合溶液が比較的に高い酸素
吸上げ比速度を有するようにする。 この発明の方法は、単一の処理池を交互に酸素化と無酸
素区分帯に分けて、奇数番の処理帯を酸化用とし且つ偶
数番の処理帯を無酸化しても実施出来るものである。 最終処理帯から混合溶液は沈殿槽或は浄化槽に流れ入り
、そこから沈殿した汚泥の少くとも一部分が第一酸素処
理帯に戻される。 生物学的膜窒素に必要な共同するＮＯｘ と微生物は
酸化処理帯の少くとも下流からの混合液の一部を少くと
も第一無酸化処理帯、必要によっては、その後に続く他
く無酸化帯に循環することによって得られる。 また脱窒素のために必須なりＯＤ と微生物の両方を、
浄化槽から循環される汚泥の一部分を分けて処理系中の
少くとも一つのＮＯｘ −含有無酸化帯に送ることによ
って補給してもよい。 更に別の改変例としては、浄化槽からの沈殿汚泥の分岐
循環に加えて−或は−以上の酸素処理帯から無酸化帯へ
混合液を内部的に循環してもよく、この場合その一部は
第一酸化帯へ行き且つ一部は−或は−以上の無酸化帯へ
行き、ＢＯＤの存在下にＮＯｘ と脱窒素微生物の接触
が強化されることになる。 本明細書の記述に肖って、通常この種の記述に当って用
いられている好気性及び嫌気性の術語の代りに酸素（性
）及び無酸素（性）帯或は段階の用語を使った。 この用語、酸素（性）及び無酸素（性）は、自由酸素が
大気或は２１％以上の酸素含有量を有するガスの存在の
いずれによるにせよ各処理段階中に溶解された自由酸素
の含有量の点から見て各段階を区別して呼ぶには最も適
切なものと思われる。 従って、本明細書中での無酸素（性）の語は低酸素圧、
通常は０．３雫／ Ｉ Ｄ、０゜（溶解酸素）以下で亜
硝酸塩及び硝酸塩が任意性嫌気細菌によって窒素ガスに
還元される条件を呼ぷ。 同様に酸素（性）の語は充分に高い酸素圧、通常は１ｍ
ｇ／ＩＤ、Ｏ，以上の条件を呼び、活性汚泥中に存在す
る窒素化合バクテリアは窒素含有化合物を亜硝酸塩及び
／或は硝酸塩に変換する。 ■１ｒ１９／ＩＤ、Ｏ０以上でも窒素化合率に限度はな
く、作業は通常少くとも２η／ＩＤ、０．の溶解酸素を
維持して行なわれる。 以下、図面を参照して本発明を詳述するが添付図面中、
バルブ、ポンプ、攪拌器、分離器、通気器等の通常の付
属品や設備はそのほとんどを省いた。 これ等は種々の形式と態様が肖業者に知られるところで
あり、本発明の一部をなすものではない。 先ず、第１図を参照して、３個の分別の処理区分帯或は
室１１，１２及び１３に分げられた単一の処理水槽が図
示されている。 区分帯１１及び１３はカバーでおおわれて、室１１から
出る、また室１２から１３への溶液の流れが制限される
ようにされている。 室１２は好適には大気に対して封じられて、大気から液
面へ酸素が移るのを阻止するようにする。 処理される廃水は管１５によって区分帯１１に導入され
る。 このようにして、区分帯１１中に導入された廃水は好適
には通常用いられている（図示されていないが）第−次
沈殿池或は浄水器からの流出液であり炭素含有有機物（
ＢＯＤ） と窒素含有物質を含む。 しかし乍ら、本発明の方法は、第−次子備処理によって
除去しうるような不活性固形物等を含む溶液の処理に必
然的に伴なう邪魔物をとるための濾過、砂利とり或は油
とり等をしているといないとに拘わらず、第一次浄化を
していない全く生の廃水処理に直接用いることも出来る
。 容量比で好適には５％或はそれ以上の酸素を含有する酸
素に富んだガスが管１６によって区分帯１１中の溶液が
、以下に更に詳述するように、ガスと完全に混和するよ
うにする手段が設けられている。 区分帯１１及び１２を区分する壁或は隔壁１７には１８
にて図示される如くに開口或はその他の導管手段が設け
られて区分帯１１から区分帯１２への溶液の流れを制限
する。 区分帯１１の水面上には、ガス回収空間が設けられ、こ
こから酸素に富んだガスが管１９によって引出され密閉
区分帯１３に移送される。 区分帯１２において、区分帯１１からの溶液中の溶解し
た酸素は微生物消費によって還元されて、無酸素性条件
が該区分帯中に維持される。 所望の際には或は商業的に可能ならば窒素或はその他の
不活性ガスを区分帯１２の溶液中に導入して脱離によっ
て溶解した酸素水準値の低下を促進することも出来る。 脱着ガ哀の導入を採用すると否とに拘わらず、区分帯１
２は好適には大気に対して封じて且つこの区分からガス
を排気する手段を設ける。 無酸素性条件に必要な相半に低い溶解酸素値がこの区分
帯中には維持されるにすぎない。 区分帯１２からの処理済の溶液は排出されて適宜の管手
段或はこの区分帯を分ける壁或は隔壁２２に設けられた
開口２１によって次の酸素性区分帯１３に入れられる。 区分帯１３において、溶液は区分帯１１からの流出ガス
を搬送する管１９によって導入される酸素に富んだガス
とよく混和される。 また、前記の管１９に、必要によっては、追加の酸素ガ
スを加えてもよい。 消費されたガスは区分帯１３の水面上の空間で回収され
て排気管２３によって排出される。 区分帯１３からの酸素含有の混合液の一部分は管２４に
よって無酸素性区分帯１２に循環され、他方その残分は
管２５によって通常の沈殿池或は第２次浄化器２６中に
排出される。 浄化器２６にて、処理された液は沈殿した固形体含有の
汚泥の水底分と表面の清浄水に分離される。 後者は管２７によって排出され、他方水底分は管２８に
よって引かれて、その少くとも一部分は管２９によって
区分帯１１に循環されて、区分帯１１，１２及び１３に
て利用される所望の微生物を含む活性汚泥が供給されて
、前記の区分帯中で生物学的方法が始まり且つ促進され
ることになる。 第２図、及びその後の添付図面中にても、同様な部分は
第１図と同一の符号によって示されている。 第２図にて図示される特定の実施態様においては、区分
帯１１＆η啼３０によって別個の個室１１ａ及びｌ’ｌ
ｂに分けられている。 １１ａから１１ｂへの液の移送は水面下の壁３０に設け
られた開口３１或は他の適肖なる導管或は制御されたバ
ックミキシング手段によってなされる。 液面上には制御された開口３２が設けられて室１１ａか
ら１１ｂへのガスの通路がつくられる。 前記の開口３２０代りに、壁３０の液面上に穴をあげず
に両方の室を結ぶガス流用のガス管を設けてもよい。 室１１ｂからの消費されたガスはこの液と共に大気に開
口する室３５に排気される。 室３５にて、溶解した酸素を含む溶解ガスは液から取除
かれて、液は溶解酸素含有量の少ないものになり、そこ
で液は密閉された無酸素性の処理室３６に流れる。 好適には室３６は複数の隔壁された副室或は個室に分け
られている。 第２図に示されるように、三つのこの様な副室或は個室
が３６ａ、３６ｂで示されるように設けられて、循環さ
れる制御された液流がつくられる。 室３６の各個室の液中を上方に窒素或はその他の不活性
ガスが導入されて固形分の混和を促進して無酸素性状態
を保持し、混和されたガスは管３８から排気される。 マニホールド３７からの新しいガスが支管３４によって
室３５中へ導入されて液からの酸素の脱離を助けて開放
された大気中に逃がして、固形分と液との混合を促進し
且つ液が室３６に出される前に無酸素性状態になるのを
促進する。 廃水が室１１にて最後にうける酸素性状態から、次に廃
水がされる無酸素性状態への転換が急速に行なわれて室
３５で相当時間溶解された酸素の中間的状態が起り続く
のを避けて繊状或はその他の容量に比して高い表面積を
有する微生物の増殖を避けなげればならない。 室３６の最終の個室から液は、前述した如き液移送器等
の適宜の手段によって開放した酸素性処理帯４０に移さ
れて、そこで、本技術分野でよく知られる方法によって
、導入された空気或はその他の酸素に富んだガスで通気
される。 このようにして、処理された液は管４１によって室４０
から排出されて浄化器２６に廻わされる。 第２図で図示される実施例においては、しかし乍ら、管
２９中の循環活性汚泥は分けられて循環汚泥の一部分の
みが初期の好気性処理帯１１に返り、その他の部分は支
管４２を経て室３５に循環される。 第２図にて代表されるような実施態様にあっては、隔室
１１ａと１１ｂにおける反応は第一の酸素性処理区分帯
をなし、室３５と３６のそれは中間無酸素性処理段を且
つ室４０におげろ通気は最終の酸素性段を構成する。 第１及び２図に図示される各実施例において、脱窒素は
硝酸塩と亜硝酸塩が無害の窒素ガスに転換するのに好適
な無酸素性区分帯でなされる。 このような好適なる状態とは、（ａ）細胞合成とエネル
ギー要求に見合う同化可能な炭素を充分に供給すること
、（ｂ）亜硝酸塩と硝酸塩があること、及び（ｃ）脱窒
素ビオマスがあることの全てが満足されることである。 第一の無酸素性区分帯に先立って比較的に短い酸素性段
があるにすぎないような実施態様にあっては、ＮＯｘの
必要量は（第１図で図示されるように）ＮＯｘを含有す
る酸素性区分帯から混合液を循環することによって補充
され、このような液はＮＯｘのみならず活性なビオマス
を含むものである。 他方、第２図の如くに、充分に長い酸素性段で、このよ
うな酸素性段からの混合液の流れによってＮＯｘが充分
に供給される時には、酸素性段の下流から無酸素性段へ
混合液を内部循環することは必要でなく、無酸素性帯に
ＢＯＤ と活性ビオマスを供給することが重要で、これ
は浄化器から沈殿した活性汚泥を該無酸素性帯に返還す
ることでも達成される。 図示の実施例においては、室４０は大気に開放されたも
のとして示されているが、所望の際は、酸素含有ガスを
導入する手段が設けられたカバー付の室とすることも出
来る。 第３図に図示される実施例は、同様に、室５０よりなる
第一酸素性処理帯、閉鎖されて通気された室５１と５２
よりなる次の無酸素性処理帯、及び閉鎖された室５３よ
りなる次の酸素性処理帯より構成されており、これ等の
室の全ては上述した順序で順次に液を流している。 室５２は段階的な液流通をなすように複数の隔室或は副
室に分けてもよい。 図示の実施例においては、このような隔室或は副室は５
２ ａ 、５２ ｂ ｔ ５２ ｃとして示される。 同様に、室５３も複数の隔室或は副室に分けてよい。 図示の実施例において、隔室は４つであり、５３ａ、５
３ｂ、５３ｃ、５３ｄとして示される。 酸素に富んだガスは管１６によって室５０中に導入され
、室５０内の液面上にある空間で集められたガスは管１
９によって室５３に送られる。 第１図の実施例の如くに、酸素性処理帯、即ち室５３、
好適にはその最終隔室からの混合液はその前段の無酸素
性処理帯、即ち室５１と５２に循環される。 第３図に図示される如くに、最終の隔室５３ｄからの液
は管２４によって室５１に循環される。 隔室からの残余め液は開放された無酸素性室５４に廻さ
れて、そこで液はほとんど溶解した酸素から脱着されて
その次の開放室５５に流れ込み、そこで液は更に空気或
はその他の酸素含有ガスで処理されて残存するかも知れ
ないアンモニアを酸化し且つ流出液中に溶解酸素をもた
らす。 最終処理室５５で酸素を導入することによって、液中の
溶解酸素量は浄化器２６に排水され前に所望の高い水準
にもたらされる。 室５５中での最終酸素処理後に、液は第２浄化器２６に
流れ込んで、汚泥の固形分が沈殿する。 沈殿した活性汚泥の一部は管２９によって室５０に循環
され、その他の部分はそれぞれ支管５９と６０を通って
室５１と５４により構成される無酸素性区分帯に循環さ
れる。 窒素或はその他の不活性ガスが管６１によって５１と５
２中に導入され且つ消費されたガスは管６２と６２ｃに
よってそこから排気される。 室５２が複数の隔室に分離される時には、各隔室には共
通のマニホールドから不活性ガスを導入するための手段
と各隔室づつの各別の排ガス手段が設けられるか、また
は各隔室間の隔壁に制限された開口をあ゛げるか或はガ
ス流用の導管手段をその間 。 に設けるかして、不活性ガスが連続する最初か最終の隔
室に導入され且つこのように連続する反対の端の隔室か
ら排気するようにする。 室５２と５３の場合、室５４を更に分けて液が流通する
複数の連続する隔室としてもよい。 上述した実施態様においては、酸素区分帯の下流からの
混合液はその前の無酸素性区分帯に返されるか（第１図
参照）、第２浄化器からの循環された汚泥の一部が無酸
素性区分帯に返されるか（第２図参照）、或は循環され
る汚泥と混合液の 。 双方が用いられているが（第３図の実施態様参照）、循
環される汚泥が廃水流入液と先ず混合される第一の酸素
区分帯或は副区分帯における溶解酸素の水準は少くとも
２ｐｐｍであることが重要である。 その後の酸素区分帯ではより低い溶解酸素水準を 。 用いることが出来るが、酸素化条件は充分に維持されな
ければならない。 この様な酸素段或は側段における溶解酸素水準を第一接
触の水性部分よりも高く保つためには、該水準は約１
ｐｐｍよりも低くならないようにし、且つ好適には窒素
化合が充 。 分に行なわれなげればならない酸素性区分帯では少くと
も１ ｐｐｍ以上に保っておかなければならない。 第１図の混合液循環の態様、特に比較的に弱い廃水の場
合には、無酸素段における処理中の混合液のＢＯＤ量は
該膜中でＮＯｘを所望の程度に還元するための生物学的
な反応を支持するのに必要な同化性炭素を充分に供給子
るのには足りない。 無酸素性段ゼ使われる炭素を補充するための一方法とし
ては、ＢＯＤ含有の循環活佐汚泥の一部分を前記の段に
循環することである。 またこのような方法の代わりに、同化性炭素分を第一次
汚泥を加えることによって補充してもよい。 更に他の代案として、メタノール、容易に生物学的に劣
化しうるアセテート、或はその他の同化しうる可溶性炭
素基等の有機化合物を無酸素性段に加えることによって
還元剤を補充してもよい。 一連の実験操業が第４図に図示される形状の実験的ユニ
ットを用いてなされたが、このユニットは全量が４６．
５ ’Ｊットルで、１．５リツトルの第一次酸素区分帯
（Ａ）と、その後の夫々３．６．６．６及び９リツトル
容量の連続する５つの室（２乃至６と符］が打たれてい
る）を有する無酸素性処理区分帯（Ｂ）、及びそれに続
く“３．３．４．５及び４．５リツトル容量の順の４つ
の室（７乃至１０と符号が打たれている）を有する第り
次酸素区分帯（Ｑから構成されている。 浄化器の容量は１７．５１７ツトルであった。 このユニットに入れられた廃水は都市浄水場の第一次浄
化器から流出されたものである。 以下の表１中のテＬター中でＡからＦと命名されたこの
一連の操業において、最後の酸素室１０からの混合液の
一部は無酸素段の第−室２へ循環された。 これ等の実験的操業においては廃水からの窒素分除去が
最大になるようには特に試みなかった。 操業Ａ及びＢにおいては、廃水の処理に外部から炭素を
供給して加えることをしなかった。 操業Ｅ及びＦにおいては、炭素含有物質（ソジウムアセ
テート）を無酸素段に（室２）直接加え、操業Ｃ及びＤ
においては炭素含有物質が第−接触段（室１）に加えら
れた。 表１中にてわかるように、全ての操業において約９９％
或はそれよりも高い率で硝酸アンモニウムが除去されて
、効果的な窒素化合が行なわれたことが示される。 また、全ての操業において全ＢＯＤ除去は（濾過基準で
）９５％或はそれ以上で、且つ汚泥は良好な沈殿特性を
示した。 操業ＡとＢの全窒素除去を他の操業のそれと比較すると
、流入廃水のＢＯＤ濃度が比較的に低いと、第一次酸素
添加処理（Ａ）後の炭素が不充分になって次の無酸素段
（ａにおける脱窒素のために必要とされる炭素要求量が
充分に供給されないことがわかる。 表１中のデーターを検討すると、次のような観察がなさ
れうる。 操業ＡとＢを比べると、流入液中の硝酸アンモニア分は
１７％以上高いのにも拘わらず、２倍の内部循環によっ
て無酸素処理（室６）からの流出液中の硝酸アンモニア
は操業Ｂにおいて相当に低くなっていることが分る。 これは、この様な３段階骨格系に対しては高い内部循環
率の方が優れた窒素除去力を有することを示すものであ
る。 操業Ｃ及びＤで得られた結果をＡ及びＢのそれと比べる
と、流入液中における高い水溶性ＢＯＤの影響が高い内
部循環率の好結果（ＤとＣを対比）と共に認められる。 操業ＥとＦにおいて、流入液中の水溶性ＢＯＤ分を増加
しなかったが、酢酸ソーダを水溶性ＢＯＤ として無酸
素段に加えて、全体の脱窒素を改善しえた。 ここでもまた、高い内部循環率の効果が、無酸素処理（
室６）からの混合流出液中に極端に低い窒化アンモニア
分しか含まれていない（３，８対６．３〜／１）ことと
してみられる。 表１の操業で処理された廃水流入液の水溶性ＢＯＤ量は
低く且つか〜る低いＢＯＤ含有の流入液に対しては窒化
アンモニア分は比較的高い。 このような性質の廃水については通常は、最大の窒素除
去をなすために無酸素処理区分帯に直接に外部源から補
充用炭素を加えることの方がよい。 他方、操業りに示される如くに、外部よりの炭素の添加
は、廃水流入液中に充分に水溶性ＢＯＤ が供給されて
いるときには、全窒素の高い水準の除去を達成するため
に必ずしも必要でない。 第２図に図示される他の態様に従って他の一連の操業が
行なわれたが、脱窒素区分帯への追加ビオマスの供給は
浄化器から無酸化区分帯へ循環される汚泥の一部を導入
することによってなされた。 この実験的ユニットの形状は第５図に図示される通りで
ある。 この実験ユニットは、第−酸素処理設置、第二無酸素［
８１及び最終酸素段（Ｑから構成される。 段（Ａ）及び（Ｂ）の夫々は室に再区分され、（Ａ）段
は（１から５と符号が打たれた）５つの室を有し且づ８
段は（６から１０と符号が打たれた）５つの室を有する
。 これ等の段と対比容量は以下の表３に示される通りであ
る。 このユニットへの被処理液は、市浄化場からの第一次浄
化器よりの流出液である。 記述された操業条件下でなされた多数の操業からの夫々
のデーターは以下の表２中に示される。 これ等の操業は、第二次浄化器から循環される汚泥を使
って無酸素処理段のビオマスを供給する全体の処理方法
の可能性とこの方法中の要素を変えるといかなる効果が
あるかを確かめるための情報を得ることを第一の目的と
してなされたものである。 この表中に示される如くに、窒化アンモニアの優れた除
去が全ての操業で得られ、酸素処理段（Ａ）でほとんど
完全な窒素化合が行なわれたことが示される。 ＢＯＤの良好な除去もなされその率は操業りを除く全て
の操業において９０％或はそれ以上であった。 この特定の操業においては、相当に大きな量の第一次廃
水汚泥が無酸素段に加えられ、且つ非常に小さな酸素浄
化段を加えたにすぎないので更に完全にＢＯＤを除去す
るには不充分な構成であることが認められる。 これ等の操業からみると、高い水準の脱窒素を得るには
、無酸素処理段中に充分な量の還元剤の供給が必要であ
ることが分る。 このような還元剤は内生酸素呼吸要求の如き内部源或は
廃水流入液のＢＯＤ分或は第−次及び／或は第二次浄化
器からの汚泥から添加されるＢＯＤから得られるもので
ある。 廃水流入液の水溶性ＢＯＤ／ＮＨ３−Ｎ率が約２台或は
それ以下のように低い時には、メタノール、酢酸ソーダ
等の水溶性有機化合物の形で外部供給源から無酸素区分
帯に直接に炭素を供給する必要がある。 操業ＧとＨを比べると、高力価の流入液（全ＢＯＤと水
溶性ＢＯＤ）の場合は、全窒素の除去が改善され且つ循
環する汚泥のＮＯｘ窒素含有量は顕著に低減（２，０対
１０．４１ｒＩｉＩ／１）した。 操業■は、しかし乍ら、操業Ｈにて使われた流入液は弱
いものであるに拘わらず、該操業Ｈに比し得る結果を示
した。 従って低力の流入液の好ましくない影響は無酸素段に入
れられる流入液との関係で循環汚泥の量を増やすことに
よって補償しうろことが分る。 例えば、無酸素段に直接可溶アセテートを加えることに
よってＢＯＤ分を増加すると、無酸素段における流入液
滞留時間が、操業Ｊにて明らかな如くに、低減して、全
窒素の優秀なる全体的な除去が保たれる。 操業にの無酸素段における低い全体的滞留時間において
は、充分に炭素含有のＢＯ′Ｄが存在しない限り所望の
高い水準での脱窒素は出来ない。 無酸素段にアンモニア含有の第一次廃水汚泥が加えられ
る操業りにおいては、窒素全除去量は操業Ｋにて得られ
たそれ程に良好でない。 他方、操業Ｍの如くに無酸素区分帯に循環する活性汚泥
を加えないと、例え第一次廃水汚泥をこの区分帯に加え
ても窒素の除去は極端に低下する。 第一次廃水汚泥を、炭素供給源として使うのは、ＢＯＤ
／ＮＨａ率が廃水のそれと等しいか或はそれよりも高い
時にのみ有効とみられる。 順次に時をおいてなした操業Ｇ乃至Ｈの全てにおいて、
良い沈殿特性が得られ且つ汚泥量指数が低下するのに認
められる如くに改善さえされた。 第１図或は４図或は時として第３図の系統を利用した商
業的に採用しうるプラントは好適には酸素−無酸素−酸
素一無酸素の順で少くとも４つの連続する処理段の構成
からなるものとする。 比較的に小容量の時に必要とされる最終の酸素段はオプ
ションであり、浄化器に入る混合液中の溶解酸素の存在
を保証するために用いられる。 汚水処理場からの第一次浄化器流出液を用いたこのよう
な系統の実験的なデモンストレーションが表４に記述さ
れ且つ第６図に図示される。 強い混合都市及び工場廃水液は公称２０〜／１の可溶性
ＮＨ３−Ｎ と４０〜／１総量のＫ ｊｅｌ ｄｏｈｌ
窒素（ＴＫＮ） を含有する。 か又る排水の炭素含有酸素要求は、全ＢＯＤ、の時は２
５０７１１／１で濾過したＢＯＤ 、の時は２００７Ｖ
／１であって高いものであるが、窒素化合従って適半な
処理のために脱窒素を必要とする流入液のそれと類似す
る可溶ＮＨ３−Ｎ を単一のＢＯＤ５の除去が生ずる。 操業Ｎと０は、〉９９％ＮＨ３−Ｎ 除去としてみられ
る如くに、全窒素化の達成後に続く工程の出発条件を示
している。 流出液のＮＯｘ量はこの出発期間内に毎日減少し、且つ
以下を操業ＰとＱにみられる如くに、混合液の蒸発性浮
遊固形分の水準が３５００η／１に近づき且つ基質分の
流入液の力が増すとＮＯｘ還元はほとんど完了して濾過
流出液値に基く全Ｎ除去は〉９７％であった。 流入液のＴＫＮに対象してみると、流出液浮遊固形分が
適正に制御されれば除去効率は更に高められる。 操業ＰとＱの過程で流入液から流出液への水溶性燐酸塩
の除去は４０％を越えたが、浄化器の汚泥ブランケット
中には無酸素条件が延びても燐酸塩の黒にじみが生じな
かった。 このようにＢＯＤ除去と窒素化合及び脱窒素を加えた系
統中に可逆性の燐酸塩のとりこみかないことは燐酸塩除
去のための低置な化学方法を提供することになり、しか
も特定の流入液状態に見合った適宜の操業をすれば、国
或は各自治体の基準に沿った燐酸塩除去のための後処理
の必要がなくなることになる。 ５段階プラントのレイアウトとして好適なる形状の一形
態が第７図に図示される。 図示の如くに、このフロア−レイアウトは長軸方向にの
びる通路壁１０１，１０２，１０３，１０４によって５
個の通路１０５，１０６，１０７，１０８，１０９に分
けられたほぼ矩形のタンク１００よりなる。 通路１０９の終端部分を除いて、タンク１００は無孔の
屋根或は蓋で覆われている。 通路１０５には横方向の段壁１１０が設げられている。 この壁１１０は通路１０５をガス室１１１と１１２とか
らなる酸素段（Ｉ）と無酸素段（Ｉｔ）の第一部分に分
ける。 段（Ｉ＞のガス室１１１と１１２はガス防止壁１１３に
よって隔離されて、その間ではほとんど液流が邪魔され
ない。 室１１１と１１２のガス室の夫々には液表面に位置する
表面通風装置１１５が設けられて液面からの酸素含有ガ
スと液面下からの液体との緊密なる混和を助ける。 このユニットへ導入される液には処理される廃水と循環
される活性汚泥とが含まれており、この混合液はまず適
宜の手段１１６と１１７によってガス室１１１に導かれ
且つ酸素含有ガスもまた当該業者にとって良く知られる
方法によって適宜の手段１１８によってガス室に導入さ
れる。 段壁１１０は段（Ｉ）から段則への液の通路を制限する
ように−或は−以上のダクト或は開口が設けられる。 段（叩ま壁１１０を越えた通路１０５の部分とこの通路
の末端迄と、無酸素ＲＩＩＩと酸素−を分ける段壁１２
０迄め通路１０６を通る反対流の部分を含む。 壁１１０を越えて通路１０５内には横方向に延びるガス
防止壁１２１が設けられて、１２４で示される通路１０
５の残余の部分と分離された室或は副区分帯１２２が形
成される。 室１２２には窒素ガスの導入と混和のための手段が設け
られており、この手段は囲りにガス散布手段が設けられ
た水中タービン１２３の形をとる。 室１２２は、段（Ｉ）の酸素状態から段用の無酸素状態
への急激な変化を形成するための過渡手段の役割をなす
。 室１２２に導入された窒素は混合液からの溶解酸素の脱
離を生ぜしめて、窒素と脱離されたガスは適宜の排気手
段によって室１２２から放出される。 このように、ガス防止壁は室１２２から役旬への残余部
分への自由なる液の流れを許すが、この防止壁は液面上
では無孔であって、液面上から部分１２４へのガスの流
れを阻止する。 室１１２には排気手段１３９が設げられていて、液面上
からの溶解されなかったガスが放出される。 室１１１への入口から離れた方向にある終端部分の通路
壁１０１は切欠されて適宜の制限されない開口が設げら
れて、通路１０５から通路１０６への液の自由なる流れ
を許す。 防止壁１２１と段壁１２０の間の通路にあるＪＡＩＬ）
の全部には長軸方向に間隔をおいて混合用プロペラ１２
５が設けられて、図面中では８個であり、これは固形分
を懸濁状に保持するためのものである。 段壁１２０は次の酸素段用から無酸素段（Ｉ［）を分離
し且つ（ＩＩ）から叫への液の流れを制限するだめの適
宜のダクト或は開口が設けられており、その液面上の部
分は無孔である。 関用中の溶解していない窒素は、大気或は酸素Ｊ＋（Ｉ
）或は叫のガスからの酸素流がまざらないように別個に
排気される。 過渡室１２２中の液から溶解した酸素を脱して没旬内に
無酸素条件が確豆すると、自由酸素がこの段に入るのが
阻止されており且つ梗旬中で亜硝酸塩と硝酸塩の生物学
的劣化によって窒素がその場で生成されるので、この段
に更に窒素を加えるのは通常は不必要である。 酸素含有ガスが一生に壁１２００近くで導入される。 もし余分な酸素が室１１１中に半切より導入されたとす
ると、室１１２から排気されたガスは２１％よりも高い
酸素を含むので初期の廃水・の特性によって大きく左右
されるのではあるが追加の酸素ガスを加えたり或は加え
なくて段則中で利用出来る。 との役回は壁１２０を越えて通路１０６の残余の部分と
、通路１０７の全部と通路１０８中の段壁１２７迄の通
路１０８の部分に及ぶ。 通路壁１０２と１０３はその対向する末端部で切欠され
るか自由な流れを作る開口を有して、通路１０６から通
路１０７へまた通路１０７から通路１０８−＼の夫々自
由なる液の流れを許す。 役回の通路全部に互って、長軸方向に間隔をおいて表面
曝気装置１２８が設げられて液と酸素ガスの密接な接触
を図る。 図示の実施例においては、９つの表面送風器が段（ＩＩ
ｌ）ニおいて使われている。 この段（６）め終端の段壁１２７に近接したところには
、この段からの集積された非溶解ガスを排気するための
手段が設けられる一方、液は壁１２７中の通路を経て制
限された流れとなって次の無酸素役回に送られる。 溶解されなかった酸素とその他の集積された不溶解ガス
はこの役回の終端、即ち壁１２７０近くに設けられた適
半な排気口１４０によって役回から排気される。 混合液の全部が役回から段（１）に流されるのではない
。 その一部は管１３２によって引かれる段（ＩＩ）の室１
２２へ循環されて、この段に導入された亜硝酸塩と硝酸
塩及び混合液中に・存在する種々の微生物が１から放出
されることになる。 段（ト）は壁１２７を越える通路１０８の残存部分と、
段壁１３０迄の通路１０９に及ぶ、壁１０４と終端部は
切欠されるか適半なる開口をそこに設けて通路１０８か
ら通路１０９への液の自由なる流れをつくる。 段叫）の壁１２７から間隔をおいて、ガス防止壁１３１
が通路１０５のガス防止壁１２１と同様に設けられて過
渡室１３３を形成して段（ホ）の酸素存在状態から段（
ト）の無酸素状態への急激な変化を保証することになる
。 この目的のために、窒素が水面下タービン１３７と共働
するガス散布手段によって室１３３中に加えられる。 このようにして溶解した酸素は急激に室１３３の液から
脱されて該室からガス防止壁１３１０近くの手段１４１
によって排気されて、酸素が防止壁１３１を越えて無酸
素段（ト）の混合液中にほとんど或は全く入らないよう
にされる。 防止壁１３１と壁１３００間の通路の全部に互って段（
２）には長軸方向に間隔をおいた混合プロペラが設けら
れるが、これは前述のプロペラ１２５と類似のものでよ
い。 段（ト）から混合液は壁１３０の適宜の開口を経て制限
された流れとして段間に入る。 この段■は大気に開かれており、且つ液面上の空気は表
面曝気装置１３５の操作によって液中にとり組まれる。 この段Ｍから混合液は（図示しない）浄化槽に排出され
、そこから沈殿した活性汚泥の一部分は管１１７によっ
て段（Ｉ）に循環される。 以下の例において、第７図に図示される如き形状と構成
のものは一日半り１０００万ガロンの平均流量の都市廃
水用に設計されたものである。 好適には、このような廃水は第７図の系統中に導入する
のに先立って典型的な予備浄化と言われる粗大固形物の
除去の処理を受ける。 上述した一日光りの量の廃水を扱うには、タンク１００
０５つの通路の夫々の全体の寸法は１８９Ｘ３１．５フ
イートで深さが１５フイートであり、３＋百万ガロンの
貯蔵に適するに充分な空間を有して、−日肖り３回の流
入量回転成は８時間の流入液滞留を許すのに肖る。 段（Ｉ）は通路１０５の長さの２５％とし且つ壁１１０
の下流の通路の残りをＲＩ］）と、例えば、する。 段（期ま壁１０１を廻って通路１０６中に続き、且つ壁
１２０迄の通路１０６０６６．７％をとる。 壁１２０を越えて通路１０６の残余の長さの３３．３％
は段■によって占められる。 役回は壁１０２を廻って延長して通路１０７の全長を占
め且つ壁１０３を廻って壁１２７迄の通路１０８を占め
て、該通路１０８の７゛５％を占めることになる。 壁１２７を越える通路１０８の残余の２５％は段（２）
によって占められ、この段は壁１０４を廻って通路１０
９中の壁１３０迄延びる。 通路１０９内で、無酸素段（イ）はこの通路の全長の８
３．３％迄延びて、壁１３０を越える残余の１６．７％
は最終の小さな曝気段（Ｖｌによって占められる。 従って、上述の比によると、酸素或は曝気と無酸素処理
段の全体は１：１の比となる。 室１１１から室１１２への酸素含有ガスの好適なる流れ
の操作を防止壁１１３の制限された開口或は導管によっ
て段階づげし、液面上は無孔にするものである。 既に述べた如くに、室１１２から排出されたガスは追加
の酸素含有ガスを添加し或は添加することなしに段用の
入口に送り得る。 同様に、段曲中の酸素含有ガスの共流を段階づげること
が好ましい。 順次の表面送風器の間に液面上にあって液中に僅かに没
する無孔の防止壁を設は且つ液面上でこれ等の防止壁に
ガス通路用の制限された開口を設けることによって、上
述の如きガス流の段階づげは容易に達成することが出来
る。 段（ト）は大気中に開口しているものと述べたが、本発
明はこのような実施の態様に限定されるものではなく、
所望の際は、段間もまた蓋をし且つこの段に空気を導入
或は他の酸素含有ガスを導入する手段を設けてもよい。 ＢＯＤの平均が約１６０ｐｐｍでその４０％が水溶性で
ある典型的な都市廃水の処理には、第二次浄化槽からそ
の２０〜５０％が新しい廃水流入分である活性汚泥を循
環して、約３０００−５０００〜／１台の混合液の蒸発
性浮遊固形分（ＭＬＶＳＳ）をつくる。 役回から段旬への（管１３２を経ての）内部混合液循環
は段用へ入る廃水流入分に対して１：１乃至５：１の比
率で、好適には１：１乃至３：１である。 図示の実施態様にあっては、段Ｉ）はほぼ同一の寸法の
２つの室に分けられている。 勿論、この第−酸素段の副区分を同一の或は不同−寸法
の三或はそれ以上の室としてもよい。 図示される、区分帯（Ｉ）の２つの等しい室よりなる実
施例にあっては、流入液の流入に基いたユニット１００
中での８時間の液滞留時間は、このユニットの全容量の
５％を占めるＭＩ）中での液の滞留時間は０．４時間で
あり、且つ防止壁１１３を越えた室１１１中でのプロペ
ラ１１５の影響を受ける区域の水力的限界を考慮すると
、この段での第−室１１１での滞留時間は０．２時間よ
り僅かに多くなる。 もし段（Ｉ）での混合液のＩＶＬＶＳＳ（混合液の蒸発
性浮遊固形分）が活動力α、例えば０．６を有するとす
ると、この段でのＦｓ対Ｍａの値は次のようになる：室
１１１と室１１２０部分を包含する初期接触区分滞のＦ
ｓ／Ｍａは計算値３．２０のほとんど２倍になり、従っ
て所望の沈殿特性を有する密度の高くて非繊性ビオーマ
スの生成が進んでいることが分る。 低温物理学的に精留される空気が高純度の低床な酸素と
酸素を含まない窒素を提供し得るような好適なプラント
の操業条件下にある時にはこれ等のガスの双方を有効に
使いうる。 酸素存在及び無酸素条件間の移りを促進するために窒素
ガスを液中に通して分解器或は水中タービン等の普通の
装置を用いて溶解酸素を還元し、且つ補足的に液とガス
の半接面を窒素で洗ってガス相の酸素分を還元して液中
への酸素の中間面よりの転移を阻止してもよい。 無酸素条件をこのように促進するのには、２つの面での
安定な操業が好ましい。 例えば１ｍ９／ＩＤ、０．以下の如き低い溶解酸素を長
期間採用するのを避けて、へどろ状汚泥の生成を招くス
フアエロティラス、ナタンス（５ｐｈａｅｒｏｔｉｌｕ
ｓ ｎａｔａｎｓ ）及びレプトトリックス、オクラセ
ア （Ｌｅｐｔｏｔｈｒｉｘ ｏｃｈｒａｃｅａ ）等の好
気性微小生物の増殖のための高表面域にとって特に好適
な条件が出来るのを防ぐ。 最大の脱窒素率を許容するばかりでなく、真の無酸素条
件の存在は、前記のスフアエロティラス、レプトリック
スやその他の好ましくない生物にとって不適半な環境を
与えることになる。 厳密な酸素存在と不存在条件が維持される上記の方法中
の多数の可変値を変えて操業することによって、汚泥の
沈殿特性の安定性が確認された。 例えばＳＶＩ値（汚泥量指数で、１グラムの汚泥とまぜ
た水ｉｎ）がＴＳＳ （全体の浮遊固形分）グラム半
り１００ＴＬｌ以下であり且つ３００１ｎ９／１以上の
ＭＬＶＳＳ（混合液の蒸発性浮遊固形分）に対し−（Ｚ
ＳＶ （区分帯沈殿速度）が２−５ ｆｔ ／ ｈｒ以
上であるような良好な汚泥特性は、初期の酸素区分帯の
有機分の組込みが高いＦｓ／Ｍａ値であれば、容易に繰
返して得られる。 このＦｓはろ過されたＢＯＤ、値の１．５倍を意味し、
該ＢＯＤ５値は、浮遊固形分゛を除去し検定するために
用いられるグラスファイバーろ過紙を通してろ過された
流入液サンプルについて基準方法（Ｓ ｔａｎｄａｒｄ
Ｍｅｔｈｏｄｓ ）によって決められるものである。 Ｍａは＋１活性な質量′１を言い、この量は最大酸素取
り入れ比速度（ｍａｘｉｍｕｍ ５ｐｅｃｉｆｉｃ Ｏ
ＸＶｇｅｎ ｕｐｔａｋｅ ｒａｔｅＭＳＯＵＲ）を標
準化して標準（ＩｎＭＳＯＵＲ＝基準方法によって決め
られた初期酸素帯のＭＬＶＳＳをα倍して得られるもの
である。 前記の最大酸素取り入れ比速度（ＭＳＯＵＲ＞は、制限
のない溶解酸素（ＤＯ）の存在下で過分な流入液基質と
接触する混合液の溶解酸素とり入れ率を検査し且つ毎時
リットル当りに消費される１１１９０２ で得られる酸
素とり入れ速度をリットル分のダラムとして表される］
ＶＬＶＳＳ （ｍ１ｘｅｄ １ｉｑｕｏｒ ｖｏｌａｔ
ｉｌｅｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｓｏｌ ｉ小−混合液の蒸
発性浮遊固形分〕で割って得られるものである。 従って、上記のＭＳＯＵＲの単位はｍ９／？ｍ／ｈｒで
ある。 高いＢＯＤ／ＮＨ３と低いＢＯＤ ／ ＮＨ３系統の双
方の場合を観察すると、しかし乍ら、窒素化合のための
酸素要求を省略せずに上記のＭＳＯＵＲの決定を簡略化
出来ることが分った。 巨視的基礎に従えば、この簡略化は水溶性ＢＯＤ５／Ｎ
ＨｓＮ の範囲が１．９から約３０の如き処理時間では
妥肖である。 この１．９はＢＯＤをＢＯＤ、にする大体の訂正値１．
５で１．９１を掛けると２．８６になり、これは脱窒素
のためにＢＯＤが化学量論的に必要とする最低値である
。 ＮＨ３−Ｎは総合的なりＯＤ除去中での生物増殖のため
の制限的基質にはなり得ないので、３０の値を上限とし
て選んだ。 高いＦｓ／Ｍａ条件下での高活性のビオマスを巨視的に
好ましい汚泥特性の発展の双方が本発明にとっての基本
であるので、全ての綿状生物からの呼吸を含めることが
自然であり且つ硝化バクテリアはビオマスの特性を左右
する綿状生物である。 今迄の技術では、密な活性ビオマスの選択的な増殖を促
進し且つへどろ状汚泥の生成を防ぐための最低のＦｓ／
Ｍａ値は４とされている。 本発明の系統においては、繊条の生物は厳密な無酸素条
件下で抑圧されるので、初期の酸素室でＦｓ／Ｍａ値は
より低くすることが出来る。 従って初期の酸素区分帯中でのＦｓ／Ｍａ値は支障なく
２でありえるし、流入液中の不活性浮遊固形分の量が（
約４０７Ｑ７１以上の如くに）高い場合にはＦ ｓ ／
Ｍａ値を１．５迄に下げることが出来、この場合も処理
系中に中間的支障は生じない。 またＦｓ／Ｍａ率を低く出来るので、初期接触帯のり、
Ｏ，（溶解酸素）を（窒素化合を成功させるための最低
値である）ｌｐｐｍに迄下げることが出来るが、好適に
はＦｓ／Ｍａ率の少くとも０．１倍或は２ｐｐｍ以上の
いずれか高い方に維持する。 さらに、本発明によって、かさばりの発生ということに
関して、予想外の好結果が得られたことを強調しなくて
はならない。 つまり、公知例には、かさばりの発生に関する記載は全
くされていない。 従来公知のハンドブックなどに記載されたものには、伝
統的なＦ ｓ／Ｍａ比率が漠然と示されているのみであ
る。 本発明の特殊なＦｓ／Ｍａ比率による効果は、かさばり
の発生を避けることにある。 本発明のＦｓ／Ｍａより高いＦｓ／Ｍａ比率とか、低い
Ｆ ｓ ／ Ｍａ比率にすると、かさばりを発生させて
しまうが、適正なＦｓ／Ｍａ比率（酸素吸収率に関して
）を維持すると、かさばりの発生は、避けられる。 以下に、本発明の好適なる実施の態様を列記する。 １、特許請求の範囲の１に述べる方法にして、（ｃ）段
からの混合液の一部分はそこに存在する微生物と共に、
亜硝酸塩と硝酸塩を含有し、この一部分を（６）段に返
してなる前記の方法。 ２、特許請求の範囲の１に述べる方法にして、（ｄ）段
からの沈殿固形分は（ｂ）段に返されることによりなる
前記の方法。 ３、前項に述べる方法にして、必要な炭素の補充源が第
一の無酸素性処理段に加えられてなる前記の方法。 ４、前項３゜に述べる方法にして、炭素の補充源は沈殿
した当初からの汚泥或は外部より供給された同化性の有
機炭素化合物である前記の方法。 ５、前記各項に述べる方法にして、窒素ガスを少くとも
第一の無酸素性段において溶解されて無酸素性条件の設
定を促進する前記の方法。 ６゜前記各項に述べる方法にして、追加の無酸化と酸素
性段がこの順序で加えられてなる前記の方法。 ７、前記各項に述べる方法にして、少くとも４つの処理
段が使われ且つ最終の処理段（ａ）は無酸素性段である
上記の方法。 ８、前記各項に述べる方法にして、第一の接触の水槽部
分におけるＦ ｓ ／ Ｍａ比は少（とも２．０であり
、且つ溶解酸素水準は少くとも２ｐｐｍである上記の方
法。 ９、特許請求の範囲２に述べる方法にして、第一の酸素
性部分におけるＦｓ／Ｍａ比は２以上に保たれ且つ溶解
酸素水準は２ｐｐｍ以上である上記の方法。 １０、特許請求の範囲２及び前項９．に述べる方法にし
て第一段へのガス流は少くとも容量で５０％０２を有す
る上記の方法。 １１、前項９．に述べる方法にして、最終処理段は無酸
素性段である上記の方法。 １２、前項９．に述べる方法にして、循環された混合液
は複数室よりなる無酸素性処理段の第一の室に加えられ
てなる上記の方法。 １３、前項９．に述べる方法にして、ＢＯＤの追加供給
源が第一の無酸素性段に加えられてなる上記の方法。 １４、前項１３．に述べる方法にして、ＢＯＤの追加の
供給源は沈殿した汚泥分の循環分である上記の方法。 １５、前項１３．に述べる方法にして、ＢＯＤの追加の
供給源は沈殿した当初よりの汚泥である上記の方法。 １６、前記１３９項に述べる方法にして、ＢＯＤの追加
の供給源は外部より供給される同化性の有機炭素化合物
である上記の方法。 １７、特許請求の範囲２に述べる方法にして、窒素ガス
が少くとも第一の無酸素性部分に入れられてその無酸素
性条件の設定を促進せしめてなる上記の方法。 １８、特許請求の範囲３に述べる方法にして、第一の酸
素性部分におけるＦｓ／Ｍａ比が２以上に保たれ且つそ
の溶解酸素水準が２ｐｐｍ以上に保たれてなる上記の方
法。 １９、特許請求の範囲３或は前項１８．に述べる方法に
して第一段へのガス流は少くとも容量で５０％０２を有
する上記の方法。 ２、特許請求の範囲３及び前記１８．〜１９１項に述べ
る方法にして、最終処理段は無酸素性段である上記の方
法。 ２、特許請求の範囲３及び前記１８．〜２０１項に述べ
る方法にして酸素性段の下流より返される混合液は少く
とも一条数分割室の無酸素性処理段の最初の室に加えら
れてなる上記の方法。 ２、特許請求の範囲３及び前記１８〜２１項に述べる方
法にして、ＢＯＤの追加供給源が第一の無酸素性段に加
えられてなる上記の方法。 ２３゜前記２２．に述べる方法にして、ＢＯＤの追加供
給源は沈殿した当初よりの汚泥である上記の方法。 ２４、前記２２１項に述べる方法にして、ＢＯＤの追加
供給源は外部より供給される同化性の有機炭素化合物で
ある上記の方法。 ２、特許請求の範囲３及び前項１８．〜２４．に述べる
方法にして、窒素ガスは少くとも第一の無酸素性部分に
入れられてその無酸素性条件の設定を促進してなる上記
の方法。 表２で報告される操業中の各段及び各側段における能力
を比較するとそれは以下の表３の通りである。 表 ４ 操 業 Ｎ
ＯＰ Ｑ操業日数
５ ５ ７
７流入液滞留時間（ｈｒ ）
６．７８ ６．９０ ６．８４
６．９６浄化器汚泥循環／流入液
０．２６ ０．２５ ０．２６
０．２５内部混合液循環／流入液
１．９８ １．９７ ２．０１
２．０４流入液ＴＳＳ（〜／１）
１３７ １２１ １６４
、 １５７流入液ＶＳＳ（１ｖ／１）
１２０ １０６ １３６
１２８流入液ＢＯＤ計（Ｉｎ９／１）
１４７ １２７ ２４４ ２
２８可溶性流入液ＢＯＤ（■／１）
７８ ８７ １８７ １７７Ｍ
ＬＶＳＳ（ダ／１） ３ｏ７
０ ２６７７ ３６５４ ３２０６ＳＶＩ
（ｍｌ／ｆＴｓｓ） ９８
９２ ９８ ８３ＺＳＶ
（ｆｔ、／ｈｒ ）
２．６ ５．４ ２．９ ５
．１ＮＨ３−Ｎ流入液（Ｉｎ９／１）
２０．６ ２１．２ １８．２
１９．９ＮＯｘ−Ｎ流入液（ｒｖ／１）
０．１ ０．２ ０
゜１０．１ＮＨ，Ｎ汚泥循環（η／１）
０．ｓ Ｏ，４１，６１，５ＮＯｘ
−Ｎ汚泥循環（１１１９／１ ）
０．２ ０．２ ０．１
０．１ＮＨ３−Ｎ流入液Ａ段（〜／１）
１６．５ １７．０ １４．８
１６．２ＮＯｘ−Ｎ流入液Ａ段（〜／１）
０．１ ０．２ ０．
１ ０．１ＮＨ３−Ｎ流出液Ａ段（１１１９
／１） １２．８ １０．０
８．３ １０．５ＮＯｘ−Ｎ流出液Ａ段（
〜／１ ） ２．３ ２．
１ １．７ １．４ＮＨ３−Ｎ流入液
３段（即／１ ） ５．４
４．０ ３．５ ４．３ＮＯｘ−Ｎ
流入液３段（Ｉｎ９／ｉ） ５．４
６．２ ２．６ 、 ２．５
操 業 Ｎ
ＯＰ ＱＮＨ３−Ｎ流出液８段（即／ｉ
） ４．３ ３．８ −
４．８ ４．３ＮＯｘ−Ｎ流出液８段（〜
／１） ３．８ ’ ５
．０ 、 ０．２ ０．５ＮＨ３−Ｎ流
出液Ｃ段（〜／１ ） ０．７
０．３ ０．６ ０．５ＮＯｘ
−Ｎ流出液Ｃ段（ダ／１ ） ７．４
８．８ ３．１ ３．２Ｎ
Ｈ３−Ｎ流出液り段（〜／１ ）
０．３ ０．５ ０．７ ０
．７ＮＯｘ−Ｎ流出液り段（ｍ９／１ ）
４．２ ５．６ ０．１
０．３ＮＨ３−Ｎ流出液（Ｉｎ９／１）０．１
０．１ ０．３ ０．２ＮＯｘ
〜Ｎ流出液（〜／１ ） ４．１
５．８ ０．１ ０．４流
出液ＢＯＤ計（ｒｖ／１） ’
１７．５ １４．３ １１．２ １
０．０流出液可溶性ＢＯＤ（ｍ９／１） ’
５．７ ８．５ ３．６
３．８ＢＯＤ除去Ｔ−Ｔ（％）
８８．１ ８８．７ ９
５．４ ９５．６ＢＯＤ除去Ｔ−８（％）
９６．１ ・９６．２
９８．５ ９８．４ＮＨ３−Ｎ除去（％）
９９．４ ９９．
５ −９８．４ ９９．０ΣＮ除去（％）
７９．４
７２．４ ９７．７ ９７．０温度一番室
（’Ｃ） ２１．２
２０．４ ２１．９ ２１
．５Ｆ／Ｍ ０ｘ４ｃ １７’ＢＯＤ５ｕ／ＰＶＳＳ
／ ｄａｙ Ｏ，３５０，３４０，４９０，５
１α
０．５０ ０．６４
０．７７ ０．８８第一番室Ｆｓ／Ｍａ
８．５９ ８
．４１ １１．１１ １０．２９段の形状 酸
素段 １．６．１．６１； 無酸素段 ２．４．２
．４．２．４．４．８１ ；酸素段 ２．６．６．６１
；無酸素段 １．８．３，６．３，６．５．４１；酸素
段 １．２１゜

【図面の簡単な説明】 第１図は２つの酸素区分帯の間に単一の無酸素帯を用い
た最も簡単な実施例の図解的な工程図であり、第２図は
２つの酸素区分帯の間に単一の無酸素帯を利用した改変
実施例の図解的な処理工程図であり、第３図は第１図及
び第２図の特徴を採用した更に別の改変例の図解的な工
程図であ一す、第４図は実験的操業で用いられた実験ユ
ニットの図解的な工程図であり、第５図は他の実験的操
業に用いられた実験ユニットの図解的な工程図であり、
第６図は大型の実験操業に用いられた実験的ユニットの
図解的な工程図であり、且つ第７図は好適なる実施例の
一つに基いたプラントの図解的なフロア平面図である。 ｌＬ１２，１３・・・・・・処理区分帯、１５，１６゜
１９．２４，２５，２７，２８，２９，４１゜４２．６
１，６２・・・・・・導管、１７，２２，３０・・・・
・・壁、１８，２１，３１，３２・・・・・・開口、２
３゜３８・・・・・・排気管、２６・・・・・・浄化器
、３５ 、３６ 。 ４０．５０，５３，５４，５５・・・・・・室、３７・
・・・・・マニホルド、５１，５２・・・・・・通気さ
れた室、５９゜６０・・・・・・支管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 廃水が連続的処理区分帯を通って連続的に流れる間
   に、有機炭素含有物質（ＢＯＤ＞ の量を減退させる
   と共に、窒素含有汚染物を除去するように廃水に連続処
   理が行なわれるような、活性汚泥法による廃水の浄化に
   於いて、 ａ、最初にＢＯＤや窒素含有物を含む流入廃水を、ＢＯ
   Ｄの除去ができ、窒素と化合させたり、脱窒することも
   できる活性汚泥と、酸素状態のもとでの遊離処理（自由
   酸素）含有ガスとに混合させて混合液を作り、 ｂ、その混合液から固形中間生成物を分離することなく
   、その混合液を段階ａから次の処理へ送り、そこで亜硝
   酸塩及び／又は硝酸塩の存在のもとで、又、亜硝酸塩及
   び硝酸塩の分解に有効な微生物が存在するような無酸素
   状態で混合液を無毒性窒素ガスにする処理が行なわれ、
   Ｃ１段階すから°排出された混合液を、酸素含有ガスに
   よる酸素状態のもとにある次の酸化区分帯で処理させ、 ｄ、上澄液から沈殿した固形物を分離させるために、最
   後の処理区分帯から沈殿区分帯へ混合液を直接送り、 ｅ、活性汚泥として沈殿固形物の一部分を段階ａへ戻し
   、 ｆ、酸素状態のもとで酸化処理を経た微生物の一部を段
   階すへ戻し、 ｇ、前記混合液の少なくとも第一酸素処理段階に於て、
   溶解酸素水準を少なくともｌｐｐｍに保持し、Ｆｓ／Ｍ
   ａ比を少なくとも１．５に保持し、Ｆｓは一日当り段階
   ａへ送られる流入廃水の溶解可能なりＯＤ ５含有料
   の重量の１．５倍であり、 Ｍａは段階ａの混合液のＭＬＶＳＳの重量に活性係数α
   を乗じたものであり、その活性係数αは、同一温度で最
   大酸素吸収比速度ＭＳＯＵＲに対する酸化状態での揮発
   性の懸濁固形物の酸素吸収率の割合を表わし、 ＭＳＯＵＲは次の等式によて決定され、 前記Ｆｓ／Ｍａ比は第一段階での流入液の残存時間と、
   活性汚泥のリサイクル比と、第一段階のＭＬＶＳＳとで
   成るグループから選択した少なくとも１つの変数をコン
   トロールすることによって保持されることで成る方法。