JPS6012920B2 - 廃水からの燐の除去 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、廃水を酸化及び化学的沈殿によって処理して
それから炭素質栄養物及び燐質汚染物の両方を除去し、
これによって廃水の酸素要求量を最少にし且つ受け取り
側の水の富栄養化を回避することからなる廃水の処理法
に関する。

水中の評価できる濃度で存在する燐及び窒素化合物は重
大な栄養物である。

これらの栄養物を自然の水に多量排出すると、そう類の
生長が促進されそして湖水の富栄養化及び受け取り側の
水の同様の品質低下がもたらされる。窒素及び鱗化合物
の両方ともそう顔の生長には必須であるけれども、燐の
方がより重要な栄養物であると一般に見なされる。何故
ならば、それは、窒素とは違って、受け取り側の水に入
る燐含有化合物の流入によってのみ供給され得るからで
ある。これとは対照をなして、ある種の藻類、特に藍藻
類はその窒素要求量を空中窒素の直接的利用によって満
足させることができる。かくして、富栄養化の制御は燐
の制御によって最も良く達成できる。通常、燐は、有機
燐、無機縮合ホスフェート及びオルトホスフェートの形
態で廃水中に存在する。

廃水中にある有機的に結合した燐化合物の大部分は、粒
子状有機物としてまた菌体として存在する。菌体代謝及
び細胞熔解の副生物である溶存有機燐化合物については
ほとんど知られていない。トリポリホスフェート及びピ
ロホスフェートの如き無機縮合ホスフェートは主として
家庭用洗剤から生じる。オルトホスフェートは燐含有有
機化合物の微生物学的分解の最終生成物である。また、
オルトホスフェートは小便中に９Ｅ池され、そしてそれ
は縮合ホスフェートの酵素加水分解の生成物である。オ
ルトホスフェート形態の燐は、生物学的用途に対して最
も容易に利用可能である。家庭廃水における種々の形態
の燐の濃度は、時間的にまた日毎に広く変動しがちであ
る。また、種々のプラントで受け取られ又はそれから排
出される廃水には、それが受けもっている地域社会及び
用いる生物学的処理法の形式によって様々な濃度のホス
フェートが含有されている。最も広く行われている廃水
処理法は、生化学的酸化特に二次活性スラツジ方式であ
る。

最近になって、この方式は、一連の密閉タンクで好まし
くは米国特許第３５４７５１５号に記載の態様でガス及
び液体をタンクからタンクへと段階的に送って酸化剤の
如き高純度酸素ガスを用いることによって署しく改善さ
れた。廃水から炭素質、窒素質及び燐質物質を含めてす
べての汚染物を除去するのが目的であることを考えて、
１種の汚染物の除去に最もよく適合するプロセス工程及
び条件は他の汚染物の効果的除去に対して有害であって
最適な全体にわたる仕事を単一処理工程で達成できない
ことは不幸なことである。

例えば、本件出願人の同時出願の特許願には、炭素栄養
物消費微生物（以後“炭素消費微生物”と称する）の生
長速度は窒素栄養物消費微生物（以後、“炭素消費微生
物”又は“ニトリフアィャ”と称する）よりはるかに遠
いことが示されている。その結果として、炭素消費バイ
オマスによって要求される高いスラッジ廃棄速度は、同
じスラッジ内における有効な硝化用バイオマスの堆積を
妨害する。もし鱗除去も実施するならば、系における固
形物生成は更に増加され、そしてこれは窒素消費微生物
の減少を加重するのみならず炭素消費微生物に対する同
様の維持問題を起す。燐を活性スラツジ法で除去する必
要条件は、生物学的方法及びその精製効率の両方に対し
て特別の問題を課する。燐は活性スラッジ法が依存する
ところの微生物の生長に対して必須の栄養物であり、そ
して廃水中の燐の一部分は、廃水中に存在するバイオマ
スによって除去される。しかしながら、かくして除去さ
れる部分は少量であって、純度基準に合うためには他の
工程が通常必要とされる。燐含量を減少させるための最
も実用的な方法は、硫酸アルミニウム又は塩化第二鉄の
如き金属化合物による化学的沈殿である。隣沈殿では、
処理プ。

セスには化学添加剤の一部分を消費する他の競争する化
学反応が存在し、そして所望の除去を達成するためには
燐に関して化学量論的比率より実質上過剰の投与量を適
用しなければならない。関連する化学反応に関係なく実
質上全部の化学添加剤が不溶性生成物に転化されるので
、かなりの量の化学固形物が生成される。これまで、活
性スラッジ処理と粗合せて燐を沈殿させるための３つの
基本的方法が提供された。

これらの方法は、【ａｌ活性スラッジ処理に先立っての
沈殿及び除去による予備処理、‘ｂ｝活性スラッジ処理
に続く沈殿及び除去による後処理及び‘ｅー活性スラッ
ジ処理のその場所における沈殿及び除去による組合せ処
理である。組合せ処理は、活性スラッジ処理工程におい
て廃水に隣沈殿用化合物を直接加えこれによって炭素質
物質及び隣質物質の両方を同時に且つ同じ装置で除去す
ることによって実施される。

不幸にして、化学固形物（主として隣塩）及び生物学的
スラツジの同時生成があまりにも多すぎて系が過剰負荷
になる。予備処理又は後処理では、化学固形物は、沈殿
の地点から取出されそして直後廃棄される。しかしなが
ら、組合せ処理では、系内に生物学的スラッジを保持し
循環させなければならない。組合せ燐除去の場合には、
重い不活性の化学スラッジも生物学的固形物と混合状態
で堆積し、そしてこれは全固形物の５０％を占める場合
がある。組合せ処理系で廃棄する固形物の増加は、系に
おける炭素消費微生物の減少、結果としてＢＯＤ５除去
能の低下をもたらす。また、固形物のより遠い堆積によ
って必要とされる高い固形物廃棄速度は、活性スラッジ
法の硝化能も重大に低下又は破壊させる。後者の影響は
硝化細菌が遅い生長速度を示すために起り、従ってスラ
ッジを評価し得る量で廃棄すると、系からかかる遅生長
細菌種のすべてを実質上枯渇させる。最後に、系におい
て化学固形物が高いレベルまで不可避的に堆積すること
は凝集及び清澄を阻害し（助成よりもむしろ）、そして
流出物は混濁且つミルク状になる。流出する懸濁固形物
は恐らく３０〜５の血（これは現存の活性スラッジ系か
らの流出液に見られるレベルよりもかなり高い）まで増
加し、この場合に燐は一緒に除去されない。投与量割合
及びＰＨの制御は、後処理の燐除去における混濁を防止
するのに効果的であるが、それ自体では組合せ処理にお
ける混濁を回避しない。本発明の目的は、組合せ活性ス
ラッジ方式で廃水から炭素栄養物及び燐の両方を除去す
るための改良法を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、炭素質、窒素質及び隣質の
汚染物を除去するために廃水の組合せ処理が可能な活性
スラッジ方式を提供することである。

本発明の他の目的及び利益は、以下の記載から明らかに
なるであろう。本発明は、生物分解性の炭素質汚染物及
び燃費汚染物を含有する廃水を処理するに当り、前記廃
水を第一曝気帯城に導入してそこでそれを酸化用供給ガ
スと緊密に接触させながら炭素栄養物消費スラッジ及び
燐沈殿用化合物と混合させ、流出液から沈殿したスラツ
ジを前記第一曝気帯城に再循環させ、固形物が減少した
流出液を第二曝気帯城に通してそこでそれを第二酸化用
ガスと緊密に接触させながら該第二曝気帯城の流出液か
ら沈殿した再循環スラッジから主としてなる炭素栄養物
消費スラッジと混合させ、そして前記第二曝気帯城から
固形物が減少した流出液を流出水生成物として排出させ
ることを包含する廃水処理法に関するものである。

本発明に従えば、 ｛ａ｝両方の曝気とも曝気帯城において少なくとも５舷
容量％の酸素を含有する供給ガスを用いて実施され、｛
ｂ’第一帯城において酸化用ガス及び液体を混合して互
いに流動循環させ、そして塩化第二鉄又は硫酸アルミニ
ウムよりなる燐沈殿用化合物を該帯城に加えて燐塩を沈
殿させ、この場合に、【１｝燐沈殿用陽イオン／燐含有
汚染物モル比が１．２〜１．８対１に維持され、｛２）
１日当りの栄養物／バイオマス比が０．８〜２．５ｋ９
ＢＯＤ５／日×ｋ９揮発性懸濁固形物（ＭＬＶＳＳ）に
維持され、‘３｝揮発性懸濁固形物（Ｍ山ＶＳＳ）が少
なくとも２００岬皿であり、‘４｝少なくとも１０分の
液体接触時間を有する前記の第一曝気帯城の液体流出部
及び燐沈殿用化合物が導入されるところの液体流動部に
おいて消費される全混合兼流動循環エネルギーが０．３
０馬力／１０００米国ガロン液体容量（７虻花／１００
０で）を越えず、高せん断部でも０．２５馬力／ｌｏｏ
ｏガロン（６組Ｐ／１０００で）を越えないようにし、
‘５ｉ前記液体流出部における溶存酸素濃度が少なくと
も２脚であり、‘６｝前記第一曝気帯城における液体の
ｐＨが５．５〜７．０でありそして‘７｝前記第一曝気
帯城における全液体接触時間が１８技がこ越えないよう
にし、‘ｃ｝ 前記第一濠気帯城から排出された液体か
ら沈殿した固形物は少なくとも０．２５〜１の化学固形
物／全固形物重量比を有し、‘ｄ｝ 前記第一爆気帯域
から流出しそして第二曝気帯城に供聯合される固形物が
減少した液体は、少なくとも２５脚のＢＯＤ５及び該第
二爆気帯城において少なくとも０．０５：１の化学固形
物／全固形物重量比を提供する量の未消費燐耽殿用腸イ
オンを含有し、｛ｅ）前記第二濠気帯城において酸化用
ガス及び液体を混合して互いに流動循環させて前記隣沈
殿用化合物による追加的な不溶性化学固形物を形成させ
、この場合に、脚１日当りの栄養物／バイオマス比が０
．１５〜０．８ｋ９Ｂ０Ｄ５／日×【９揮発性懸濁固形
物（ＭＬＶＳＳ）に維持されそして第一対第二曝気帯城
の栄養物／バイオマス比の比率が少なくとも２：１であ
り、【９１少なくとも１び分の液体接触時間を有する前
記第二爆気帯城の液体流入部における全混合兼流動循環
エネルギーが０．３０馬力／１０００ＵＳガロン液体流
入部容量（７虫花／１０００〆）を越えず、高せん断部
でも０．２５馬力／１０００ＵＳガロン（６冊Ｐ／１０
００従）を越えないようにし、ＯＱ少なくとも１０分の
液体接触時間を有する前記第二蟻気帯城の液体流出部で
消費される全混合兼流動循環エネルギーが０．２５馬力
／１０００ＵＳガロン液体流出部容量（６８花／１００
０〆）を越えず、高せん断部でも０．２０馬力／１００
０ＵＳガロン（５３ＨＰ／１０００で）を越えないよう
にし、（１１）前記第二濠気帯城における液体のｐＨが
５．５〜７．０であり、（１２）前記液体流出部におけ
る溶存酸素濃度が少なくとも２脚であり、そして（１３
）前記第二曝気帯域における全液体接触時間が２４０分
を越えないようにし、｛ｆ｝ 両方の爆気帯域から少な
くとも２解き量％の酸素含量を持つ酸素が減少したガス
が排出され、そしてｒｇ） 前記第二曝気帯城から排出
された液体から次殿した固形物が０．２５：１以下の化
学固形物／全固形物重量比を有する。

本館細書において用語「ＢＯＤ５」を用いるときには、
こそれは、“水及び廃水の標準試験法”〔アメリカン・
パブリック・ヘルス・アソシエーション・インコーポレ
ーテツド、ニューヨーク、１９７１（第４８９〜４９５
頁）〕に記載される標準操作に従って所定の試料につい
て５日の加熱期間後に測定した生化学的酸素要求量を意
味する。

特に記載してなければ、以下で示されるすべての他の測
定はこの文献に記載された標準法に従って行われた。８
０Ｄ５頚。

定は、炭素栄養物（可溶性物質として現われる）、非生
育性物質及び炭素消費微生物（両方とも揮発性懸濁固形
物として現われる）を包含するが、しかし窒素栄養物又
は窒素消費微生物を包含しない。本明細書で用語「栄養
物／バイオマス比」を用いるときは、それは、曝気帯城
における炭素栄養物と非生育性物質と炭素消費微生物と
の１日の合計（栄養物）対陣発性懸濁固形物（バイオマ
ス）の比率則ちｋ９ＢＯＤ５／日×ｋ９揮発性懸濁固形
物（Ｍ山ＶＳＳ）を意味する。

また、用語「化学固形物」を本明細書で用いるときは、
それは、隣沈殿用化合物を第一及び第二爆気帯城に加え
る結果として形成される無機固形物を意味する。これら
の無機固形物は加えられた化合物からの第二鉄又はアル
ミニウム腸イオンを含み、そして陰イオンは例えば燐質
汚染物を含むことができ、又は化学固形物は陽イオンの
酸化物又は水酸化物であり得る。更に、用語「全固形物
」は、活性スラッジ法において通常存在しそして化学固
形物（上に定義した如き）と廃水供給物中にある生物学
的炭素質源＋不活性固形物である懸濁固形物との混合物
を意味する。本明細書における用語「非生育性物質」は
、活性（生育性）炭素消費微生物と対照をなした死（非
生育性）微生物を含む、上記の“水及び廃水の標準試験
法”によって測定したときのＢＯＤ５の成分を意味する
。

用語「不活性固形物」は、生物学的炭素質源のものでな
い固形物例えば砂又は沈殿物を意味し、かくして上記の
“非生育性物質”とは別個の物質を意味する。更に、用
語「非生物分解性固形物」は、上記の非生育性及び不活
性固形物を包含する。本明細書において第一曝気帯域に
関して用いる表現「隣沈殿用化合物が導入されるところ
の液体流動部」は、隣沈殿用化合物が導入されるところ
の第−濠気帯城の液体流出部のその場所を意味する。

本発明は上記の目的を達成し、そして従来の活性スラッ
ジ系と比較して、本法は、全容積がせいぜい燐を除去し
ない単段式高純度酸素系での均等処理に必要とされる容
量であるところのタンク容量で上記の廃水汚染物の実質
上全部を除去できることが試験によって例示された。

液体は第一蟻気帯城にある一連の再分帯城を経て段階的
に送られるのが好ましいけれども、か）る曝気帯城は例
えば米国特許第３５４７８１２号に記載されるように液
体が完全に混合されるところの仕切られていない室であ
ってよいので、必要ならば該特許を参照されたい。

この具体例では、第一曝気帯城の液体流出部において１
０００ＵＳガロン液体容量（１０００肘）当り消費され
る上記の全エネルギーが帯城全体に適用される。米国特
許第３５４７８１２号１こは、少なくとも６破き量％の
酸素を含有するガスと共に炭素栄養物消費バイオマス（
活性スラツジ）と接触させて液体を生成することによっ
てＢＯＤ５含有水を生化学的に処理するための改良法が
記載されている。

混合は、【ａー酸素供給ガス対混合エネルギー＋気液接
触エネルギーの比率を０．０３〜０．４０１ｂモル酸素
／供給エネルギーの馬力時（１３．６〜１８．２タモル
／馬力時）に維持すること、｛ｂ’液体より上方の曝気
ガスを少なくとも３０仇肋Ｈｇの酸素分圧にしかし酸素
８筋容量％以下に維持すると同時に、液体中の供給ガス
酸素の少なくとも５蟹容量％を消費させること、【ｃ｝
液体の溶存酸素濃度を蟻気ガス中の酸素に関して飽和の
７０％以下にしかし約２脚以上に維持すること及び‘ｄ
｝曝気ガス及び液体流体の片方を曝気帯域において前記
流体の他方と緊密な接触状態で連続的に循環させること
を同時に行いながら続けられる。しかる後、酸化した液
体は曝気帯城から取出され、そして好ましくはそれは清
澄した流出体及び活性スラッジに分離されるが、後者の
一部分は曝気帯城に再循環される。米国特許第３５４７
８１５号には、少なくとも５蟹容量％の酸素を含有する
ガスと共に活性バイオマスと接触させることによってＢ
ＯＤ含有水を生化学的に処理するための他の改良方式が
記載されている。

かかるガス段階供給方式では、供給酸素及び他の流体が
混合され、そして一方の流体が同時に第一ガス状酸素段
階に連続的に循環されて第一酸化液及び第一未消費酸素
含有ガスを形成する。後者は第一段階から排出されて第
二段階において水性液体一固体と混合され、そして流体
のうちの一方はまた第二段階において他の流体に向けて
連続的に循環される。２つのガス段階だけが必要である
けれども、追加的なガス段階を備えそしてそれを初めの
２つの段階と同じ態様で操作することも望ましい。

もし系が密閉室内にあるならば、酸化した液体を段階的
に並流させる（ガス段階と同じ方向で）ことも亦好まし
い。これらの酸素生化学的処理系のどちらも、炭素栄養
物を除去するための従来の廃水曝気と比較して重要な利
益を提供する。

その利益としては、例えば、より４・型の濠気装置、低
い動力費用、低いスラッジ取扱い費用及び小さい土地空
間が挙げられる。しかしながら、これらの系は、炭素栄
養物及び燐質汚染物の組合せ除去に用いる場合には曝気
系と同じ上記の不利益を有する。高いスラッジ廃棄速度
はＢＯＤ５除去能を低下させ、そして廃水からか）る汚
染物をすべて除去しようとするならば硝化能も低下させ
る。こ）において、これらの問題は、上記の米国特許に
よって教示される如き酸素ガスを用いて廃水を第一曝気
帯域で先ず処理して炭素栄養物による廃水酸素要求量（
在来の８０Ｄ５測定法によって測定する如き）の少なく
とも大部分（典型的には、高い栄養物／バイオマス比の
具体例では都市下水で８０％）を除去するような二段階
法によって打破できることが分った。

また、塩化第二鉄及び硫酸アルミニウムより成る群から
選定される燐沈殿用化合物が導入されて第一曝気帯城の
液体と混合される。こらの化合物は廃水中に可溶性であ
ってニ価陽イオンを溶液状態で生じ、そして腸イオン部
分は燐質汚染物と不溶一性燐塩を形成するように該汚染
物と親和力を有する。また、加えられた水溶性化合物は
加水分解によって酸溶液を形成する。硫酸アルミニウム
Ｎ２（Ｓ０４）３・り日２０は以後“ミョゥバゾ’と称
するが、少量の不純物を含有する市販等級ミョゥバンは
本発明の実施で全く満足であることが分った。通常、ミ
ョウバンは、結晶形態で結合した１｛又は１８モルの水
を含む。ァルミン酸ナトリウムＮａＡ１（ＯＨ）ｘは、
好適な燐沈殿用化合物ではない。何故ならば、密閉オー
バーヘッドガス空間及び高純度酸素ガスを用いる曝気帯
城に一般に用いられる条件下ではアルミン酸ナトリウム
は塩基性溶液を形成しそして化学固形物の凝集に悪影響
を及ぼすからである。燐質汚染物の完全な沈殿を得るた
めには、比較的大きい化学量論的過剰の燐沈殿用陽イオ
ンを導入することが必要であり、即ち、Ｎ＋３又はＦｅ
＋３腸イオン／燐質汚染物モル比は１．２〜１．８：１
である。この関係のために、“燐質汚染物”は廃水中に
含有されそして上記の文献“水及び廃水の標準試験法”
に指定された方法によって分析的に検出可能なすべての
燐を含む。特に、燐貿汚染物の非オルトホスフェート型
は上論文敵第１３版第５２６頁に記載された過硫酸塩消
化法によって先ずオルト型に転化され、そしてそのオル
トホスフェート測定は第１２版第２３１頁に記載のアミ
ノナフサースルホン酸法を用いて行われる。燐沈殿用化
合物は液体流動部（第一曝気帯域か又はこの帯城とその
清澄器との間のどちらか）に導入されるが、こ）では全
混合兼流動循環エネルギーは燐沈殿用フロック粒子に対
する機械的損害を回避するように比較的低く、即ち、消
費される全エネルギーは０．３０馬力／１０００ＵＳガ
ロン液体容量（７９馬力／１０００で）を越えず、高せ
ん断部でも０．２５馬力／１０００ＵＳガロン（６６馬
力／１０００で）を越えない。

過剰の摩擦は、フロック粒子の分散を引き起こし、そし
てホスフェートを除去しない活性スラツジ系の通常の実
施においてさえも貧弱な清澄をもたらす。混合液蝿気帯
域内で燐沈殿用化合物を用いるときには、生化学的フロ
ック粒子は機械的損傷及び分散に対してずっと敏感であ
る。上記の米国特許に記載される高純度酸素曝気ガス系
では、密閉曝気帯域内で液体を混合させて固形物を懸濁
状態に保ち且つ流体を互いに循環させかくしてガスと液
体との間の物質移動を促進させるためのエネルギーが必
要とされる。特定の系に対して必要とされるエネルギー
は、廃水のＢＯＤ５含量、用いる混合兼流動循環装置の
種類、廃水の微生物分解性及び栄養物／バイオマス比の
如き因子に左右される。例えば、もし混合作用及び流動
循環作用の両方を遂行するのに表面型羽根車を用いるな
らば、満足な固形物懸濁及び酸素溶解を達成するのに必
要とされる動力は比較的高い。その上、表面型羽根車は
高せん断型装置であって、それは他の装置よりも大きい
損傷をフロック粒子に果する。もう１つの他の適当な混
合−流動循環組立体は、羽根車より下方に好ましくは同
じ軸上に且つ液体表面下に位置された混合プロペラと酸
素ガスを導入するための表面下型回転拡散器との組合せ
である。この組立体では、ガスはポンプによってオーバ
ーヘッド空間から取出され、そして拡散器に戻される。
拡散器のアームだけが固形物に高せん断をもたらし、そ
して回転する組立体によって消費されるエネルギーの大
部分は、極めて僅かしかフロツク損傷を生じない低せん
断装置であるプロペラを作動させることができる。更に
他の効率的な流動循環−混合系は表面型羽根車と浸水型
プロペラとの組合せであり、この場合には表面型羽根車
は液体対ガス循環作用だけを遂行するように寸法定めさ
れ且つ作動され、これに対して浸水型プロペラは液体−
固体混合を遂行する。回転する拡散器の場合におけるよ
うに、表面型羽根車は高せん断装置であるが、底部プロ
ペラは低せん断である。燐除去で生成する化学固形物は
、比較的重いので懸濁状態に保つのが困難である。液体
一団体温合に必要とされる動力は、燐除去が行われない
ときよりも燐塩が本発明の態様で沈殿されるときの方が
目立って大きい。廃水の微生物学的分解は、動力必要量
に影響を及ぼす。

廃水が易分解性であるならば、第一帯城の供給端部に近
くの酸素要求量は比較的高く、そして動力必要量の比較
的急勾配の低下が第一曝気帯城の廃水供給端と流出端と
の間で予期される。もし廃水が易微生物分解性でないな
らば、反応速度は遅くなり、そして動力（及び酸素）必
要量は第一曝気帯城の一端から一端まで均一にされる煩
向がある。化学固形物及び生物固形物の大部分は第一爆
気帯城で生成されるので、第二曝気帯城におけるエネル
ギー必要量は低くそして生物学的反応速度も低い。

先に記載したように、第一及び第二曝気帯城は単一の曝
気室から成ることができ、そしてその基本的形状は廃水
の流入部から流出部に連続的に移動する液体（液体−固
体）でもつてプラグフロー（ＰＩ増ｆｌｏｗ）を模擬す
るように有利に選定することができる。

この関係によって、室の長さに沿ってプラグフローが模
擬され且つ逆混合が抑制される。この場合には、液体−
固体流路に沿って一連の液体−固体混合手段が隔鷹され
るのが好ましい。しかしながら、本発明の好ましい実施
では、各帯域は複数の別個の再分帯域に分割され、そし
てすべての供給液体は第一曝気帯城の第一再分帯城に導
入されそこで混合され同時に流動循環され、しかして第
一の部分的に酸化した液体及び第一の酸素が減少した曝
気ガスを形成する。これらの流体は別個に取出され、そ
して各々は第二再分帯城に導入されて更に混合され同時
に流動循環され、しかして第二の部分的に酸化した液体
及び第二の更に酸素が減少した曝気ガスを形成する。ま
た、流体は別個に第二再分帯城から取出され、そして各
々は、第一及び第二再分帯域と同じ並流方向で第一濠気
帯域の残りの再分帯城に導入されて更に混合且つ流動循
環される。この具体例では、燐沈殿用化合物は第一蟻気
帯城の最終再分帯城に導入されるのが好ましい。第二爆
気帯域は、流入部から流出部まで同じ態様で並流を提供
するように配置且つ構成されるのが好ましい。この段階
式流動の具体例では、各再分帯城に混合兼流動循環手段
が必要とされる。本明細書において、第一曝気帯城に関
する用語「液体流入部」を用いるときには、それは、廃
水、第一固形物再循環物及び少なくとも酸素５０％を含
有する供給ガスを導入するところの端部を意味する。

これとは逆に、第一曝気帯城の「液体流出部」は、部分
的に酸化された液体及び酸素が減少した曝気ガスを、段
階的に供給される液体及び半“プラグフロー”の具体例
のために排出するところの反対側の端部を意味する。完
全混合液の具体例では、再分帯城は存在しない。第二曝
気帯城の「液体流入部」は、部分的に処理された流出液
、少なくとも酸素５咳容量％を含有する供給ガス及び第
二固形物再循環物が導入されるところの端部を意味する
。第二曝気帯城の「液体流出部」は、更に酸化された液
体及び酸素が減少した爆気ガスを排出させるところの該
帯城の反対側の端部を意味する。問題とする曝気帯城を
再分帯城に分割すると、液体流入部は廃水又は一部分処
理された流出水を導入させるところの第一再分帯城であ
り、そして液体流出部は一部分酸化した液体又は更に酸
化した液体を排出させるところの最後の再分帯城である
。本発明の１つの要件は、少なくとも１０分の液体接触
時間を有する液体流出部で消費される全混合兼流動循環
エネルギーが０．３馬力／１０００ＵＳガロン液体容量
（７９馬力／１０００で）を越えないことである。

その上、このエネルギーにおいて、高せん断部でも０．
２５馬力／１０００ＵＳガロン（６６馬力／１０００で
）を越えない。更に、このエネルギーは、表面型羽根車
、表面下型プロペラ、回転型拡散器及びガス循環ポンプ
を作動するモー夕を駆動させるのに必要なエネルギーを
包含する。また、それは、空気を分離し（酸素曝気ガス
を形成するために）、そして第一曝気帯城の流入部から
流出部にガス及び液体を推進させるのに必要なエネルギ
ーを含まない。用語「高せん断部」は、曝気帯域内の液
体に対して、高せん断作用を及ぼすことができる高せん
断型装置を意味する。用語「液体接触時間」は、特定量
の液体（液体−固体）を酸素ガスと混合させる全期間を
意味する。これは特定の液体流動部を通る廃水＋固形物
再循環物を基にしており、そしてこれは流動部容積をそ
こを通る液体流量で割ることによって計算される。例え
ば、もし流出部を通る液体流量が１０万ガロン／日（３
７８５０〆／日）であり、流出部の容積が０．１４万Ｕ
Ｓガロン（５３０で）であり、そして入力エネルギーが
高せん断力を生じる表面型羽根車の３５馬力及び低せん
断力を生じる表面下型プロペラの７馬力を含むならば、
全混合兼流動循環エネルギーは０．３０馬力／１０００
ＵＳガロン液体容量（７９馬力／１０００松）でありそ
して流出部における液体懐触時間は２び分である。上記
の数値範囲は、清澄器における実際の沈殿を防止するた
めに過剰分散を維持せずに化学固形物一生物固形物の全
量によって許容され得る最大エネルギーレベルを表わす
。エネルギーレベルは、通常、固形物を均一懸濁状態に
維持するためには少なくとも０．０８馬力／１０００Ｕ
Ｓガロン（２１ＨＰ／１０００〆）でなければならない
。酸素に富む曝気ガス（空気とは区別される如き）の使
用は、この動力範囲内での操作を可能にする。好ましく
は、第一暖気帯城の液体流入部で消費される全混合兼流
動循環エネルギーは、０．５０馬力／１０００ＵＳガロ
ン（１３７ＨＰ／１０００の）を越えない。その上、第
一蟻気帯城の流出部における酸素要求量は流入部におけ
るよりも実質上低く、そしてより低いエネルギーが流出
帯城において流動循環（物質移動のために必要とされる
）のために消費されなけ机まならない。第一曝気帯域の
低エネルギー流出部は、酸素要求量が高いところの帯城
の上流部で損傷を受けたかもしれないフロックの再構成
のための機会を提供する。好ましい具体例では、第一爆
気帯城の液体流出部で消費される全混合兼流動循環エネ
ルギーは０．２５馬力／１０００ＵＳガロン（６６馬力
／１０００の）を越えず、高せん断部でも０．２０馬力
／１０００ＵＳガｏン（５班Ｐ／１０００の）を越えな
い。先に記載したように、燐沈殿用化合物は、全混合兼
流動循環エネルギーが比較的低い即ち液体流出部で許容
可能な最大値を越えないところの液体流動部で導入され
る。

それは、必要なことではないけれども、液体流出部に導
入されるのが好ましい。沈殿反応は極めて急速であるの
で、隣沈殿用化合物は、一部分酸化された液体を流出部
から清澄器に移送する流出路に加えることも可能である
。通常、この路は機械的な混合をもたらさない開放トラ
フであるので「重力流れによるエネルギーレベルは上記
の最大エネルギーレベルよりかなり低い。第一顔気帯城
における１日当りの栄養物／バイオマス比は０．８〜２
．５ｋ９ＢＯＯ５／日×ｋ９ＫＬＶＳＳの比較的高いレ
ベルに維持され、そして揮発性懸濁固形物濃度は少なく
とも２００腿肌こ維持される。

これらのパラメー外ま、第一清澄器から第一固形物を帯
城の供給端部に再循環させるポンプの速度を変えること
によって最も容易に制御される。これは、処理プラント
における廃水供給量が通常制御不可能であるためである
。しかしながら、それは２独時間の間通常かなり変動す
る。もちろん、栄養物／バイオマス比は、鰻気帯域の容
積及び廃水強度の両方に関連する。所定の廃水流量及び
ＢＯＤ５強度、並びに爆気下の揮発性懸濁固形物の所定
濃度に関して言えば、栄養物／バイオマス比は曝気帯城
における液体接触時間に逆関係する。第一曝気帯城にお
けるこの高い栄養物／バイオマス比は、第二暖気帯域に
入る一部分酸化した流出水が第一曝気帯城においてその
炭素栄養物を一部分だけ減少されたこと艮０ちそれが少
なくとも２弦風のＢＲＤ５及び未消費の燐沈殿用化合物
をなお含有することを確実にするのに必要とされる。０
．８〜２．５ｋ９ＢＯＤ５／日×ｋ９ＭＬＶＳＳ程度の
高い１日当りの栄養物／バイオマス比の使用は空気暖気
系では貧弱な沈殿性及び低密度の返送スラッジをもたら
すように報告されているのに対して、か）る高いＦ／Ｍ
値下においてのこの系の第一曝気帯城での少なくとも５
０％の酸素を含有するガスの使用は良好な沈殿性及び高
密度の第一固形物再循環物をもたらす。

従って、高いＦ／Ｍ値においてさえも、高い全混合液体
固形物濃度（Ｍ比ＳＳ）が、第一帯城で低い第一固形物
再循環物／廃水容量比で達成され得る。これは、液体接
触時間及び反応器容積の意義ある滅緒を可能にする。第
一塚気帯城に維持される比較的高い栄養物／バイオマス
比は、比較的低い全液体接触時間則ち廃水及び第一固形
物再循環物の合計を基にして１８び分を越えない接触時
間を必要要件とすることに注目すべきである。

硝化（窒素消費菌による窒素栄養物の同化）は、通常、
第一曝気帯域では目立つ程まで起らない。

高い栄養物／バイオマス比及び化学固形物の沈殿は、第
一曝気から過剰の全固形物を比較的高い収量でもたらす
。その結果として、硝化菌は、あまりにも遠い速度で廃
棄されてバイオマス中にこれらのものを意義ある濃度で
維持することができない。液体流出部における溶存酸素
濃度は、生化学的酸化のための十分な推進力を確保する
ために少なくとも２脚に維持される。第二曝気帯城（こ
れについては以下で詳細に説明する）において一部分処
理された流出水から固形物を高い割合で除去するために
は、液体軸は第一及び第二帯城の両方において５．５〜
７．０の範囲内に好ましくは５．５〜６．５の範囲内に
維持されなければならない。

空気爆気の場合には、処理を受ける液体の通常のｐＨは
比較的高く例えば７．０〜８．０であり、そしてｐＨを
上記の最適範囲内に低下させるには硫酸の如き酸を用い
なければならない。餌を変性するための化学剤の費用は
かなりのものであり、そして流入する廃水の変動する風
値及び緩衝館に従って酸の流量を監視し且つ調節するた
めには費用のか）る制御が必要とされる。しかしながら
、密閉したオーバーヘッドガス空間を持つ複数の再分帯
城を用いる酸素嬢気活性スラツジ系では、混合液のｐＨ
はホスフェート沈殿に望まれる範囲内に固有的に維持さ
れ、そしてｐＨ調節用化学剤は通常必要とされない。酸
素嬢気した混合液の低いｐＨ特性は、循環される流体中
に維持される二酸化炭素の高い含量によるものである。
Ｃ０２含量それ故にｐＨは、Ｃ０２含有曝気ガスを排出
しそしてそれを新しい酸素で補充するときの速度を調整
することによって制御可能である。空気系では、Ｃ０２
は、極めて多量の空気の１回通過によって液体から連続
的に除去される。第一曝気帯城の好ましい特性は、炭素
栄養物含有廃水並びに第一固形物再循環物を含有する炭
素消費菌及び曝気ガスからの酸素を混合させることによ
る高速度の細胞合成及びＢＯＤ５除去のために液体流入
部が少なくとも１び分の液体接触時間を持つことである
。

また、第一曝気帯城における全液体接触時間（廃水＋第
一固形物再循環物に関して）は１８０分を越えない。後
者の要件のための１つの理由は、一部分酸化された流出
水が不完全に処理されそして事実それが少なくとも２５
肌のＢＯＤ５及び未消費燐沈殿用化合物を含有するよう
な態様で第一曝気帯域を操作しなけれ‘まならないこと
である。一部分酸化した液体は第一曝気帯域の液体流出
部から排出され、そしてそれは、上記の一部分処理した
流出水と、少なくとも０．２５：１好ましくは０．５０
：１以下の化学固形物／全固形物重量比を有する沈殿固
形物とに分離される。

この比率は、上記プロセス変動に沿って廃水中のＢＯＤ
５、燐質汚染物及び非生育性固形物濃度に左右される。
例えば、２０５脚のＢＯＤ５、１０脚の可溶性燐質汚染
物、７２風の非生物分解性固形物、１．３のアルミニウ
ム陽イオン／燐モル比、１．２５：１の栄養物対バイオ
マス比、一部分処理した流出水中における２郭岬の残留
８０Ｄ５、０．６（ｋ９生成した生物固形物／ｋｇ除去
した８０Ｄ５）の細胞収率及び０．５７ｋ９の生成した
化学固形物／ｋｇ力ロえた乾燥ミョゥバンを含有する廃
水供給流れの場合には、第一曝気帯城からの沈殿固形物
の化学固形物／全固形物重量比は段階式酸素曝気系では
約０．３５：１であることが測定された。しかしながら
、もし廃水供給物中の燐質汚染物濃度が僅か６脚であり
そして他の先に列挙したフアクタが不変であるならば、
化学固形物／全固形物重量比は僅か約０．２５：１であ
る。燐質汚染物濃度がＩＱ畑より高くそして他のフアク
タが不変であるような場所では、沈殿した固形物の化学
固形物／全固形物重量比は、特にもし陽イオン／隣質汚
染物モル比が１．８：１に近ずくのに十分な燐耽殿用陽
イオンを加えるならば０．５０：１に近ずく場合がある
。第一曝気帯城からの沈殿固形物の化学固形物舎量は、
全固形物（Ｍ山ＳＳ）及び揮発性固形物（Ｍ山ＶＳＳ）
を測定するための上記の文献“水及び廃水の標準試験法
”に記載される方法によって容易には測定することがで
きない。

これは、試料の１０５００（ＭＢＳ試験温度）から５５
０ｏＣ（ＭＬＶＳＳ試験温度）への加熱が有機固形物を
揮発させるのみならず化学固形物の結合水の少なくとも
実質的部分を駆逐するためである。５５０ｏｏで焼成後
の残査は、供給水の非生物分解性固形物のみならず脱水
した化学固形物を含有する。

沈殿した固形物の化学固形物含量を測定するためには少
なくとも２つの変形した操作が好適である。

か）る操作は、ェム・ジェイ・フメニック氏及びダブリ
ュー・ジェイ・コーフマン氏が“都市廃水処理のための
一体化した生物学的−化学的方法”〔第５回国際水汚染
研究会議、１９７０年７月〜８月、パーガモン・プレス
・リミテツド（１９７１）〕に記載した技術に基いてい
る。

この技術に従えば、水及び固形物の混合試料を通常の炉
過及び乾燥の前に２のｐＨ値に１粉ン間酸性化する。酸
性化は有機固形物を目立つ程還元させないで化学固形物
を溶解させ、かくして実際の操作で通常用いられるもの
に匹敵するＭＬＶＳＳの測定を提供する。この酸−ＭＬ
ＶＳＳは、化学固形物分を分離するのに特殊の試験操作
で用いることができる。変形操作の第一のものに従えば
、活性スラツジ処理工程は燐を除去しないで操作されて
安定化され、そしてそれは別個のしかし他の点では同一
の試験において燐の除去と共に操作されて安定化される
。両操作形式のためにＭＬＳＳ及びＭＬＶＳＳ測定が得
られるが、ＭＬＳＳ測定は通常のＰＨで行われそしてＭ
山ＶＳＳ測定は酸−ＶＳＳ操作を用いて行われる。得ら
れたデータを式‘１｝で用いて沈殿固形物の化学固形物
／全固形物重量比を次の如くして決定することができる
。Ａ＝燐を除去しない場合の標準固形物の Ｍ山ＶＳＳ／ＭＬＳＳ比 Ｂ＝燐を除去する場合の混合固形物の Ｍ山ＶＳＳ／ＭＬＳＳ比 Ｃ＝Ｂにおける全固形物の一部分として表わした化学固
形物Ｃ＝１一Ｂ／Ａ‘１１ 上記の変形操作は、困難であり且つ緩慢である。

何故ならば、単一の系では、それは２つの期間にわたっ
て活性スラッジプロセスの操作及び安定化を必要とする
からである。たとえその期間が連続的であるとしても、
廃水含量及び操作条件における通常の変動は不可避的な
誤差をもたらす。全固形物中の化学固形物を測定するた
めのより簡単で、速く且つ信頼性のある好ましい変形操
作は、２つのＭＬＳＳ測定を１０５℃で行うこと則ち１
つを通常のｐＨ（ＭＬＳＳＮ）でもう１つを２のｐＨ（
Ｍ山ＳＳ２）で行うことを単に包含する。２つの試験間
の差異は、酸条件下に再可溶化される化学固形物によっ
て引き起こされる。

化学固形物分Ｃは、次の如く計算される。Ｃ＝ＭＬＳＳ
Ｎ−ＭＬＳＳ２ ■ＭＬＳＳ
Ｎ現時点において、後者の方法は化学固形物分を測定す
るために利用可能な最良のものである。

その正確さは、２つの仮定即ち０１酸化性は化学固形物
のすべてを再熔解させること及び‘２｝酸化性は廃水中
にありがちな不活性固形物を溶解させないことに存在す
る。たいていは、どちらの仮定も１００％正確でないが
、しかしその偏差は恐らく小さくてそれは化学固形物分
の測定によって影響される如き本発明の操作可能範囲に
悪影響を及ぼさない。第一曝気帯域で形成される全固形
物の量、それ故に再循環のために必要とされないとして
も捨てられるべき部分は、燐沈殿用化合物が加えられな
いとろの系と比較して比較的多い。

この現象に対しては少なくとも２つの理由がある。第一
曝気帯城で維持される高い栄養物／バイオマス比は高い
バクテリア生長速度を助成し、そして加えてそれは、こ
の帯域において内生呼吸によって酸化される全バクテリ
ア分を減少させる頭向がある。第二に、隣沈殿物は、全
固形物中で徐々に増加して全固形物の５０重量％ほどを
構成する。一例として、段階式酸素曝気活性スラツジ系
の通常の実施では、系から処分のために生じる過剰固形
物は、０．３〜０．６ｋ９固形物／ｋ９除去されたＢＯ
Ｄ５を占める場合がある。比較として、燐を本発明の態
様で沈殿させると、系（第一及び第二曝気帯城の両方）
から除去される過剰の全固形物は０．８〜１．６ｋ９／
ｋ９除去された８０Ｄ５を占める場合がある。第二曝気
帯城に入る一部分処理された流出水は、少なくとも２弦
血のＢＯＤ５（第一曝気帯城において除去されない残留
する炭素栄養物）、残留する燐質汚染物及び未消費燐沈
殿用陽イオンを含有すべきであることは先に既に記載し
た。

硝化が目的であるときには、この一部分処理された流出
水は、同時出願の特許願に教示される如く第二曝気帯城
において窒素消費微生物の生長を許容するように１００
肌以下のＢＯＤ５を含有するのが好ましい。硝化が目的
でないならば、第二曝気帯城を８０Ｄ５除去のために大
いに使用することができる。

この操作形式では、一部分処理された流出水における１
２５個の如き比較的高い８０Ｄ５含量は、第一曝気帯域
の栄養物／バイオマス比を２．５ｋ９８０Ｄ５／日×ｋ
９ＭＬＶＳＳの上限近くに維持することによって達成さ
れる。第二曝気帯域かち得られる未再循環第二固形物の
高い割合は、第二鰻気帯域における全固形物中の化学固
形物分を抑制するのに有益である。これは、高い化学固
形物含量が第二曝気帯域（以下に詳細に説明される）を
出る流出水生成物中に高い懸濁固形物濃度をもたらす傾
向があるために望ましい。可溶性の残留炭素質汚染物及
び可能性のある鱗質汚染物の他に、第二曝気帯城に入る
一部分処理された流出水は、かなりの懸濁固形物をも含
有する。

事実、懸濁固形物含量は、隣沈殿用化合物を導入しない
ときに栄養物／バイオマス比が匹敵する即ち０．８〜２
．５：１であるとるの酸素ガス段階式活性スラッジ系で
通常生じるよりも意義ある程大きい。この濁度上昇は、
従来技術から予測できないことである。何故ならば、多
くの研究者は、隣沈殿用化合物が凝集を促進させること
及び大量の使用量が濁度を低下させることを確認してい
るからである。一部分処理された流出水中の高い懸濁固
形物濃度は、第一爆気帯城から分離される全固形物中の
化学固形物の大量の堆積（これは、連続せる操作後に生
じる）によるものと信じられる。実際に、系は、有効な
凝集を抑制し且つ第一曝気帯城流出物中に化学固形物及
び有機固形物の両方を懸濁状態で残存させる小さい正電
荷粒子で過剰負荷になる。また、加えられた化合物の未
沈殿腸イオンも第二曝気帯域に選ばれる。しかしながら
、燐質汚染物の大部分は過剰な腸イオンの存在下に第一
曝気帯城において化学的に反応し、そしてその得られる
不落・性塩は第一工程の清澄一炊殿において大部分除去
される。隣沈殿用化合物の持続的添加を実施するときに
生じる一部分処理した水中では懸濁固形物の増加が大さ
し、にもか）わらず、この方法の操作条件を第一及び第
二濠気帯城に維持するときに第二爆気帯城には最上の流
出液が生じることが予想外に見出された。

以下の実施例によって例示されるように、流出水生成物
は、僅か約１Ｑ剛の懸濁固形物並びにすべての汚染物の
極めて低い残留レベル則ち燐（１脚）、窒素（１脚）及
び８０Ｄ５（１■例）を含有する。第二曝気帯城におけ
る化学固形物の堆積は、第一曝気帯城に維持される栄養
物／バイオマス比並びに燐沈殿用陽イオン／燐質汚染物
モル比に少なくとも一部分左右される。

もし後者の比率が比較的高い例えば１．６：１であると
、第二塚気帯域へ比較的多くの陽イオンが持越され、そ
して化学固形物は他の固形物（生物）に比較して増加す
る頭向がある。もし第一爆気帯域における陽イオン／燐
質汚染物が比較的低い例えば１．２：１であること、第
二曝気帯域における化学固形物濃度は、更に追加の隣沈
殿用化合物が第二曝気帯城に直接導入されないと仮定す
ると低くなる傾向がある。もし第一帯城の栄養物／バイ
オマス比が比較的高い例えば２．４：１であると、より
多くのＢＯＤ５が第二曝気帯域に持越されそして生物固
形物（炭素質及び窒素質）は化学固形物に比較して増加
する額向がある。第一曝気帯域における低い栄養物／バ
イオマス比は、第二曝気帯域では反対の効果を生じる。
必要ならば、化学固形物／全固形物重量比が少なくとも
０．０５：１そして０．２５：１以下であるように燐沈
殿用腸イオン濃度を維持するために、追加の隣沈殿用化
合物を第二爆気帯城に直接導入することができる。

第一曝気帯城から持越されても又は第二曝気帯城に直接
加えられても、鱗沈殿用化合物の機能は、通常生じる負
帯電した生物固形物の存在下に大きい沈殿性フロツク粒
子内に微細固形物の実質上全部の効果的な“捕捉”をも
たらす適当な正電荷を液体中に形成すること、即ち、凝
集を補助することである。第二曝気帯城における化学固
形物の堆積は、燐沈殿用腸イオン濃度を表示するもので
ある。第二暖気帯城における１日当りの栄養物／バイオ
マス比は、絶対基準を基にして（０．１５ｋ９８０Ｄ５
／日×ｋ９ＭＬＶＳＳに低下）また第一曝気帯城に比較
して（せいぜい半分）低い。

流出水生成物に例外的な透明さを求めるのに必要とされ
る燐沈殿用陽イオンノバィオマス関係を得るには低いＦ
／Ｍが必要とされる。また、もし硝化が目的であるなら
ば、炭素質固形物の生成を抑制し且つ硝化バイオマスを
維持するには低い栄養物／バイオマス比が必要である。
もし硝化を最適にしようとするならば、第二曝気帯域に
おける栄養物／バイオマス比は０．５（ｋ９８０Ｄ５／
日）／（ｋ９ＭＬＶＳＳ）以下であるべきであり、第一
曝気帯域における栄養物／バイオマス比は１．５（ｋ９
ＢＯＤ５／日）／（ｋ９Ｍ比ＶＳＳ）以下であるべき、
そして第二濠気帯域における（更に酸化された）混合液
中の揮発性懸濁固形物群は実質的な硝化が第二曝気帯域
で起るように２〜４０％の窒素消費微生物及び９８〜６
０％の炭素消費微生物＋非生育性物質の両方を含む。混
合兼流動循環に必要とされる最少エネルギーだけが第二
曝気帯城で消費されるべきである。この帯城においての
過剰エネルギーによるフロック損傷は、全プロセス遂行
に対して更に有害である。何故ならば、流出水生成物は
、更に再凝集する機械をもたずに第二曝気帯城の清澄器
から通常排出されるからである。特に、少なくとも１０
分の液体接触時間を有する液体流入部で消費される全エ
ネルギーは０．３馬力／１０００ＵＳガロン第二曝気帯
域液体容量（７班Ｐ／ｌｏｏｏで）を越えず、高せん断
部でも０．２５馬力／１０００ＵＳガロン（６６馬力／
ｌｏｏ０淋）（第一曝気帯城液体流入部の上限）を越え
ない。液体流出部におけるエネルギー消費は、必要な液
体−固形物腰合兼流動循環を達成するようにできるだけ
低く（上記の理由のために）維持されなければならない
。

特に、少なくとも１０分の液体嬢触時間を有する第二曝
気帯域の液体流出部で消費される全エネルギーは０．２
５馬力／１０００ＵＳガロン第二曝気帯城液体容量（６
６馬力／１０００の）を越えず、高せん断部でも０．２
０馬力／１０００ＵＳガロン（５３馬力／１０００の）
を越えない。これらの低い動力レベルは、動力必要量が
液体−固形物の浪合によってほとんど完全に確定される
ように液体流出部において酸素要求量が極めて低い限り
実行可能である。また、第二曝気帯城の全固形物濃度は
第一帯城におけるよりも低く、そして全固形物は重い化
学固形物を低い割合で含有し、これによって液体−固形
物混合のためのより低い動力消費が助長される。第二爆
気帯城の液体流入部の全エネルギー必要量は液体流出部
よりも通常大きく、従って、後者における混合兼流動循
環手段は全系の最低レベルでいよいよ操作できそして上
流側の手段は漸次的に高い動力レベルで操作できる。

また、第二曝気帯城における液体のｐＨは、密閉した酸
素曝気系の液体中の溶存Ｃ０２によって５．５〜７．政
守まし〈は５．５〜６．５の範囲内に維持され、そして
必要ならばそれはこの濠気帯域からのＣ０２含有し且つ
酸素減少した曝気ガスの排出を調整することによって一
部分制御することもできる。

第一曝気帯域におけるように、少なくとも５破き量％の
酸素を含有する供給ガス及び密閉したオーバーヘッドガ
ス空間の使用は、通常、ｐＨ低下剤の添加ないこｐＨを
所望範囲内に維持するのを可能にする。第二曝気帯城に
おける全液体接触時間は２４０分を越えるべきでなく、
そしてそれはもし硝化が目的でないならばそれより以下
であってよい。この時間＋１８０分の第一曝気帯城液体
接触時間上限は、４２０分を越えない、即ち同量の８０
Ｄ５、窒素質及び燐質汚染物を除去する匹敵する従来技
術の活性スラッジ曝気系よりもかなり短かし、全接触時
間を提供する。液体流出部における溶存酸素濃度は、十
分な酸素質移動推進力を確保し、且つ受け取り側の水の
酸素供給量を減少させるよりもむしろ増大する流出水を
生成させるように少なくとも２脚に維持される。

先に記載したように、廃水中の燐質汚染物の大部分（し
かし全部ではない）は第一曝気帯城において化学固形物
として除去され、そしてその帯域からの沈殿固形物は少
なくとも０．２５：１の化学固形物／全固形物重量比を
有する。

第二爆気帯城における化学固形物の濃度は低く、即ち、
化学固形物／全固形物重量比は０．２５：１以下である
。こ）で添付図面の第１図を説明すると、炭素栄養物及
び可溶性燐質汚染物を含有する例えば都市下水の如き廃
水は、導管１１を経て第一爆気帯城を構成する室１０の
液体流入部に入る。少なくとも５０％の酸素を含む酸素
の源（図示せず）が設置され、そしてそこから酸素ガス
は制御弁１３を有する導管１２を経て室１川こ流入する
。室１０１こは、液体上に酸素に富んだ曝気ガス環境を
維持するためのガス密カバー１４が付設される。また、
室１川こは導管１５を経て再循環用第一固形物が導入さ
れるが、しかし廃水及び第一固形物は所望ならば室への
導入前に混合してもよい。室１０は、その長さが、幅及
び深さに比較して極めて長いように設計される。

所定の密閉容積では、か）る寸法形状は、液体流入部か
ら液体流出部への液体の流速を高め、且つ下流側から上
流側への液体の逆混合を抑制する。液体区画材を用いな
いで有意義なプラグフロー効果を得るためには、タンク
の長さはその幅及び液体深さの寸法よりも大きくあるべ
きである。通常、幅及び深さ寸法は同じであって２又は
２事倍より多くは違わない。タンクの長さは、好ましく
は、幅及び深さの寸法の大きい方の少なくとも１併音で
あるべきである。かくして、長さ：幅：液体深さの寸法
比によって表わされそして最小の好ましい長さを例示す
る適当な“プラグフロー”のタンク形状は、２０：２：
１である。上記の流れは、室１０の端部から端部へと長
手方向に離層され且つ連結軸手段を介してモータ１７ａ
〜ｃによって駆動される複数の浸水燈杵器１６ａ〜ｃに
よって室１川こおいて緊密に混合される。

酸素が減少した曝気ガスは圧縮のために別個の送風機２
０ａ〜ｃによって導管１９ａ〜ｃを経て離隔された位置
で取出され、そしてそれは導管２１ａ〜ｃを経て浸水拡
散器２２ａ〜ｃに（これらは相当する蝿梓器１６ａ〜ｃ
の下側に位置されるのが好ましい）に戻る。この態様で
、曝気ガスは、室１０の幾つかの長手方向に離隔した部
分において液体と緊密な接触状態で連続的に再循環され
る。送風機２０ａ〜ｃはモータ（図示せず）によって駆
動されかくして消費した流動循環エネルギーを表わし、
そしてそれには好ましくは回転速度の調整を可能にする
ための制御手段が備えられる。一連の混合−曝気装置が
例えば第１図の室１０及び１１０の如く液体仕切材なし
に細長いタンクに沿って離遣されている場合には、一連
の装置のうちの最後の装置が少なくとも最低１粉ごの液
体接触時間を有すると仮定すると、帯城（第一又は第二
のどちらも）の液体流出部は、その影響領域にある。

最後の装置の影響領域の大きさは、すぐ上流側の混合−
曝気装置の動力に相対してその動力に左右される。例え
ば、第１図に関して言えば、第一帯域の流出部にある濃
伴器１６ｃ及び拡散器２２ｃはタンク１０の端壁から距
離Ａを置いてそして櫨梓器１６ｂ及び拡散器２２ｂから
距離Ｂを置いて配置されると仮定する。また、１６ｃ＋
２２ｃ及び１６ｂ＋２２ｂへの入力値はそれぞれＸ及び
Ｙと仮定する。この本発明の具体例の実施では、１６ｃ
及び２２ｃの影響領域は１６ｂ及び２２ｂに対して上流
へ伸びてその寸法ＣはＢＸ／（Ｘ＋Ｙ）に等しく、そし
て長手方向の液体流れ方向における流出部の全寸法はＡ
＋Ｃ又はＡ＋ＢＸ／（×十Ｙ）である。タンクの全長手
方向寸法にその幅及び液体深さだけを掛けることによっ
て液体流出部の容積が得られ、そしてこの容積を液体通
過量（廃水供給＋固形物再循環）で割ることによって流
出部における液体接触時間が測定される。流出部入力値
×を流出部の容積によって割ることによって、動力“密
度”例えばＨＰ／１０００鱗１（ＨＰ／１０００の）が
得られる。燐沈殿用化合物である塩化第二鉄又はミョゥ
バンのどちらか又はその両方は、導管５０及び制御弁５
１を経て好ましくは水溶液の形態で室１０の液体流出部
に導入される。これによって生物固形物の他の化学固形
物が形成され、そして部分的に酸化された液体が流出部
から堰２５を越えて越流トラフ２６に次いで放出導管２
７を経て排出される。酸素が減少した曝気ガスは、液体
流出部のオーバーヘッド空間から制御弁２４を有する導
管２３を経て連続的に又は間欠的に排出し得る。導管２
７の部分的に酸化された液体は、第一清澄器２９の中央
の同０状バフル２８内に導入される。バフル２８は、液
体レベルより上方からこのレベル及び清澄器の円錐底に
対して中間の点まで延在するのが好ましい。モー夕３川
ま、稲密な沈殿固形物の“堆積”を防止するために清澄
器の底部を横切って緩回転レーキ３１を駆動させる。上
燈液又は部分的に処理した流出水（これは、少なくとも
２轍皿の８０Ｄ５及び禾消費の燐沈殿用陽イオンをなお
含む）は、堰３２を越してトラフ３３に流入しそして導
管３４を経て排出される。清澄器の底部から導管３５を
経て第一固形物（化学固形物及び生物固形物を含む）が
取出され、そしてその少なくとも一部分はポンプ３６に
よって導管１５を経て室１川こ再循環され、しかして流
入する廃水に注入される。再循環に必要とされない第一
固形物は、制御弁３８を有する底部導管３７を経て排出
される。清澄器２９からの部分的に処理された流出水は
「第二帯城に対する唯一の液体供給流れを構成する。

第一曝気帯城に関して先に記載した装置は、第二曝気帯
城と実質上同じであってよい。第１図において、先に記
載した部村に相当するものは１００を加えた同じ番号に
よって示されており、そして第二曝気帯域は以下で詳細
に説明するある種のパラメータを除いて第一爆気帯城と
同様の態様で作動する。要するに、弁３５ａを有する導
管３４にある部分的に処理された流出水は第二曝気帯城
を構成する室１１０の液体流入部に入り、そこでそれは
導管１１２を経て導入される少なくとも５０容量％の酸
素を含有する供給ガス及び導管１１５を経て導入される
第二固形物再循環物と混合される。必要ならば化学固形
物／全固形物重量比を第二曝気帯域において少なくとも
０．０５：１に維持するために、導管１５０及び制御弁
１５１を経て追加的な燐沈殿用化合物を導入することが
できる。室１１０は、端部から端部への液体のプラグフ
ローに近ず〈ように室１０と同様の態様で設計される。

即ち、長さはその幅及び深さもこ比較して極めて長い。
長方形室における液体のプラグフローに近づくための一
例として、長さ：幅：液体深さの比率は約２０：２：１
であってよい。また、長手方向に雛層され浸水燈梓器１
１６ａ〜ｃ並びに曝気ガス循環用組立体１１９，１２０
，１２１及び１２２ａ〜ｃは、それらの室１０の相対物
と同様の態様で作動する。酸素が減少したオーバーヘッ
ドガスは、室１１０の液体流出部にあるオーバーヘッド
空間から導管１２３及び制御弁１２４を経て釈放される
。更に、同じ液体流出部から導管１２７を経て酸化液体
が第一清澄器２９と極めて類似の態様で作動する第二清
澄器１２９に排出される。生成物である流出水は導管１
４０を経て系から排出され、そして第二固形物は導管１
３５を経て底部から取出される。後者の少なくとも一部
分は、部分的に処理された廃水と一緒にポンプ１３６に
よって導管１ １５を経て室１０の液体流入部に再循環
される。第二固形物の残部は、導管１３７及び制御弁１
３８を経て排出される。本発明の好ましい具体例では、
第一曝気帯城及び第二鰻気帯域はそれぞれ複数の別個の
再分帯域から成り、か）る帯城において酸素ガス、廃水
供給物及び第一固形物再循環物は、すべて第一曝気帯城
の液体流入部のように第一再分帯域に導入されてその中
で混合され且つ同時に流動循環されしかして第一の部分
的に酸化された液体及び第一の酸素減少した曝気ガスを
形成する。

これらは、昇り個に取出され、そして各々は第二再分帯
域に導入されて第二の部分的に酸化された液体及び第二
の更に酸素減少した曝気ガスを形成する。これらは第二
再分帯城から別個に取出され、そして各々は、第一及び
第二再分帯域と同じ並流方向で更に混合及び流動循環す
るために第一曝気帯城の残りの再分帯城に導入される。
燐沈殿用化合物は上記の液体流出部のように最終再分帯
域に導入され、そして最終再分帯城からの曝気ガスは酸
素が減少した曝気ガスとして釈放される。

酸素供給ガス、部分的に処理された流出水及び第二固形
物再循環物は第二曝気帯城の液体流入部のように第一再
分帯域にすべて導入されてそこで混合され且つ同時に流
動循環され、しかして第一の更に酸化された液体及び第
一の酸素減少した曝気ガスを生成する。

それらは別個に取出され、そしてそれぞれ更に混合させ
且つ同時に流動循環させるために第二再分帯城に導入さ
れて第二の更に酸化された液体及び第二の酸素減少した
曝気ガスを生成する。これらは次いで第二再分帯城から
取出されてその各々は第一及び第二再分帯域と同じ並流
方向で更に混合及び流動循環させるために蒙二曝気帯城
の残りの再分帯城に導入され、そして最終再分帯域から
の曝気ガスは酸素減少した曝気ガスとして釈放される。
こ）で、第一爆気帯城で３つの再分帯城及び第二曝気帯
城で２つの再分帯城を用いる第２図の具体例について特
に説明すると、第１図に相当する構成要素は同じ数字に
よって示されている。

第一曝気帯域１０は、上部から下部に鮭在する中間仕切
村４２及び４５によって３つの別個の区画室又は再分帯
城１０ａ，１０ｂ及び１０ｃに分割される。液体レベル
より下側の仕切材４２にある狭搾開□４３は第一の部分
的に酸化した液体を第一再分帯城１０ａから第二再分帯
域１０ｂへと流動させ、そして蟻気ガス空間にある狭搾
関口４４は前記液体と並流関係で第一の酸素減少した曝
気ガスを再分帯城１０ａから１０ｂへと流動させる。同
様に、液体レベルより下側の仕切材４５にある狭搾関口
４６は第二の部分的に酸化した液体を第二再分帯城１０
ｂから第三再分帯城１０ｃに流動させ、そして曝気ガス
空間にある狭搾開□４７は第二の酸素減少した曝気ガス
を前記液体と並流関係で再分帯域１０ｂから１０ｃへと
流動させる。第三再分帯城１０ｃは、１０ｃにおいて液
体接触時間が少なくとも１０分であると仮定すると、第
一帯域１０の液体流出部である。もし１０ｃの液体接触
時間が１０分以内であるならば、液体流出部は１ｏｂも
含んで、１０ｂ及び１０ｃの接触時間が合計して少なく
とも１０分になる。再分帯城１０ａ，１０ｂ及び１０ｃ
にはそれぞれ表面型羽根車２２ａ，２２ｂ及び２２ｃが
設置されて液体をガス空間に投げつけてガスに対して循
環させ且つ同時に液体−固体混合作用を遂行する。

即ち、第１図の具体例では、曝気ガスはポンプによって
液体に対して循環されそして表面下型拡散器によって再
導入されるが、これに対して液体−固体混合は表面下型
プロペラによって達成される。第２図の具体例では、流
体（液体）循環及び液体−固体混合の両方とも同じ機械
装置艮０ちモータ駆動表面型羽根車によって提供される
。第三の部分的に酸化された液体は第一清澄器２９に連
結する導管２７を経て液体流出部１０ｃから取出され、
そしてそれに燐沈殿用化合物が導入される。先に記載し
たように、可溶性第二鉄又はアルミニウム腸イオンによ
る沈殿反応は迅速であるので、第一清澄器２９より上流
では極めて少ない接触時間しか必要とされない。また、
導管２７（いまいま開放トラフの形の）では機械的混合
が全く必要とされないので、この具体例に関しては隣沈
殿用化合物の導入の液体流入部では外部エネルギーが全
く使用されない。液体流出再分帯城１０ｃからの第三の
酸素減少したガスは導管２３及び制御弁２４を経て排出
され、そしてそれは酸素濠気ガスの一部分として第二曝
気帯城の第一再分帯域１１０ａに導入される。

このガスは、第一曝気帯城への供給ガスが０２９０〜１
００％であると仮定すると比較的高い酸素濃度例えば６
０〜８０容量％の０２をなお含有する。第二帯城酸素必
要量の残りは、導管１１２及び制御弁１１３を経て第一
再分帯城１１０ａに導入される。第二爆気帯域１１０は
、第一再分帯域１１０ａ及び第二再分帯域１１０ｂを形
成するのに唯一の中間仕切材１４２が用いられているこ
とを除いて第一曝気帯域１０と同様の態様で作動する。

即ち、第一の更に酸化された液体は仕切材１４２にある
表面下型関口１４３を経て１１０ａから１１０ｂに流れ
、そして第一の酸素減少したガスはオーバーヘッド空間
にある関口１４４を経て１１０ａから１１０ｂに流れる
。両方の清澄器２９及び１２９とも、例１の具体例と同
じ態様で作動する。

しかしながら、第２図は、第二固形物の一部分を第一固
形物と一緒に第一帯城の液体流入部に再循環させる別法
を例示するものである。先に記載したように、導管１３
５にある第二固形物は、生物（有機）固形物を導管３５
の第一固形物よりも実質上高い割合で含有する。第一曝
気帯城から生じる高い固形物廃棄量及び高い重質化学固
形物の堆積は、第一帯城の液体中の微生物の濃度（それ
故に生物活性度）を低下させる煩向がある。後者の微生
物濃度（Ｍ山ＶＳＳ）は、第二固形物の一部分を導管１
５３を経てポンプ１５４によって導管１５に返送するた
めに且つ第一固形物再循環物と一緒に帯城１０ａに導入
するために分流させることによって補充し得る。

単一の帯城、酸素９受容量％の供給ガス曝気、燐沈殿用
化合物の添加なし（試験番号１及び４）及びミョウバン
の添加（試験番号２及び３）、並びに２つの帯城、０２
９９％の供給ガス曝気、隣沈殿用化合物の添加なし（試
験番号５及び６）、不満足な燐沈殿用化合物であるアル
ミン酸ナトリウムの添加（試験番号７）及び本発明の１
つの具体例としてのミョゥバンの添加（試験番号８）を
包含する一連のパイロットプラント試験で本発明の利益
を例示した。

各場合において、曝気帯城は第２図の態様でガス−液体
が並流するように配置された少なくとも３つの再分帯城
を有しており、そして清澄器が液体流出部と連結してい
た。各再分帯城には、電気モー外こよって駆動される酸
素ガス拡散器一羽板車のガス及び液体混合装置が備えら
れてし、た。拡散器は、羽根車１６及び拡散器２２が共
通回転軸に付設されていたことを除いて第１図と同様に
酸素ガスが循環されるところの小径オリフィスを備えた
回転アームより成っていた。ミョウバンは試験番号２及
び３において単−曝気帯域の最後の再分帯城だけに、そ
してアルミン酸ナトリウム及びミョウバンは試験番号７
及び８において第−濠気帯域の最後の再分帯域にだけそ
れぞれ添加された。試験番号１〜８で用いたパイロット
プラントは、表Ａに示される如き４つの異なる型であっ
た。

表 Ａ パイロットプラントの運転中、酸素供給ガスは各帯城の
第一再分帯域のオーバーヘッド空間‘こ導入されて大気
圧よりも僅かに高く維持され、そしてそれは連結管を経
て後続の再分帯城に通される。

ガズ純度は酸素分析器で測定され、そしてこれらの試験
戦こおける２つの帯城の各々からの廃ガスは酸素２路容
量％よりも大きかった。しかしながら「効率的な酸素利
用がこれらのパイロットプラント試験の目的で‘まない
ので「現寸プラントで許容されるよりも多くの酸素が浪
費された。その上「パイロットプラントはエネルギー消
費を最少にするように設計操作されなかったので、液体
容量１０００ガロン（１０００舵）当りの測定された馬
力値は現寸プラントで予期されるよりも実質上高かった
。混合液の温度は８〜２６こ０であり、そしてＰＨ‘ま
６．３〜７．１の範囲内であった。適当な計量及び記録
装置によるガス及び液体流れの監視の他に、幾つかの重
要なパラメータを測定して系の能力を決定した。供給水
、第一工程の清澄器流出物及び第二工程の清澄器流出物
について毎日複合試料を得た。各工程に関して混合液ス
ラッジからグラブ複合試料（ｇｒａｂｃｏｍｐｏｓｉｔ
ｅｓａｍｐｌｅ）を毎日採取し、そしてその試料のすべ
ての分析操作は先に記載した“水及び廃水の標準試験法
”に従った。各試験からデータを表Ｂに要約する。ｑ 船 蝦 〇 塵 馬 蛭Ｑ 勾留蜂 曲蛇鴬 笹導Ｓ ，トン で ぐへ舵 小心鯉 ＸＸ嬢 ・■・ 雪 班 部 雲 醇 岬溝 岬他織 ゆ船槍 鰹靴叢 すぐヤ 表Ｂは、これらの試験からのデータを要約したものであ
る。

試験番号１は、米国特許第３５４７８１５号に従って設
計した単一帯域高純度酸素曝気プラントでは、高度の炭
素物除去（９７％ＢＯＤ５）が流出水中の低い全懸濁固
形物（ＭＢＳ）と共に達成され得ることを示す。試験番
号２及び３は、かような燐除去用プラントにミョウバン
を加えると、流出水中の全懸濁固形物濃度が高く貝０ち
３３脚及び８或伽であることを示す。これは、単一帯域
一組合せ固形物方式においての貧弱な化学固形物凝集を
表わしている。試験番号４は、試験番号３と同じ廃水及
びパイロットプラントを包含するがしかしミョウバン添
加を行わない。即ち、ミョウバンは、試験番号３の連続
９日間に１．４：１のアルミニウム腸イオン／燐質汚染
物モル比で混合液に添加された。試験番号４は、連続９
日間の後にアルミニウム添加ないこ直ちに行われた。流
出水の全懸濁固形物は、ミョウバン添加を中止したとき
に大きく降下したこと（８５から５劫帆）が明らかであ
る。試験番号５〜８はすべて、２つの別個の曝気帯城を
有する同じパイロットプラントでそして同じ都市廃水を
処理して行われた。

故意に変動された唯一のプロセスパラメータは、栄養物
／バイオマス比（Ｆ／Ｍ）であった。すべての場合にお
いて、その比率は第一帯城において比較的高く（０．９
０〜１．３４：１）そして第二帯城において比較的低く
（０．１２〜０．２３：１）、その結果として化学固形
物が生成されないところの試験番号５及び６において有
効な硝化が達成された。しかしながら、試験番号５及び
６における第一帯城流出水は比較的高い全固形物濃度（
５４及び４甥風）を含有し、そしてミョウバン添加ない
こごく僅かな改善が第二曝気帯城で得られた。試験番号
５では第二帯城流出物は４鋤皿の全懸濁固形物（この帯
域内において１６．６％の減少）をなお含有しており、
そして試験番号６では第二帯城は３功血の全懸濁固形物
（３３．３％の減少）をなお含有していた。試験番号７
は、このプロセスの条件下にアルミン酸ナトリウムＮａ
Ｎ（ＯＨ）４はたとえそれがこの目的のための他の廃水
処理系に工業的に用いられているとしても満足な燐沈殿
用化合物でないことを示す。特に、燐の完全反応を得る
ためにはかなりの投与量が必要とされるが（幻／Ｐモル
比＝２．３５：１）、しかし第一帯域における化学固形
物は極めて貧弱に凝集し沈殿するように思われ（流出す
る全懸濁固形物母６５．８肋）、そして第二帯城流出物
の改善は制限された（４２．■伽又は３５％）。本発明
に従って行った試験番号８では、１．７５：１のアルミ
ニウム陽イオン／隣質汚染物モル比（Ｎ／Ｐ）を維持す
るように第一帯域の液体流出部にミョウバンが加えられ
た。第−帯城流出物の全懸濁固形物濃度の鷲跡（試験番
号５）から７０．３脚への急激な上昇は顕著であって、
これはこの帯城における化学固形物の大量堆積による凝
集の減損を例示するものである。その上、第一帯城から
第二帯城への４５．３岬のＢＯＯ５持越いま、第一帯城
における高い栄養物／バイオマス比（１．３０ｋ９８０
は／ｋ９ＭＬＶＳＳ）を反映していた。第−帯域におけ
る凝集の紙質にもか）わらず、第二帯城では凝集が著し
く向上した。懸濁固形物は僅か１０．７脚に８５％降下
したが、これは、流出水中の全懸濁固形物濃度の面から
みて、二帯城の試験番号５〜７の能力に優る３〜４倍の
向上及び単一帯城の試験番号１〜４に優る５０〜８０％
の向上を表わしている。かような高い全流出水品質は、
化学薬品−有機スラッジの組合せを用いる廃水処理系で
は明らかに達成されていなかった。他の試験によると、
隣沈殿用化合物としてミョウバンの代わりに塩化第二鉄
を用いたとき‘こ試験番号８と同様の結果を得ることが
できることが認められた。また、試験番号８と単一蟻気
の試験番号１〜４との間の比較から、本発明に従って二
帯城曝気がすべての汚染物を除去するのに必要とされる
全曝気室容積は、単一鰻気帯域で炭素質汚染物だけを除
去するのに必要とされるものとほゞ同じであることも明
らかである。

即ち、曝気タンクの容積は他のパラメータは等しいが液
体接触時間（ＲＴ）に直接反映され、そして試験番号８
の全液体接触時間（２４十５７＝８１分）は試験番号１
〜４（磯〜１０３分）よりも短かかつた。本発明のある
種の具体例を詳細に説明したけれども、開示した特徴の
変更修正によって他の具体例が意図されてもそれは本発
明の特許請求の範囲内であるを確認されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１つの具体例を実施することのできる
装置の横断面から見た概略図であり、第−鰻昇帯域及び
第二蟻菊帯域が“プラグフロー”条件則ち液入口から液
出口までの連続液体流れにほゞ等しし、単一の気体−液
体接触帯域を使用する場合である。 第２図はもう１つの具体例を実施することのできる菱鷹
の横断面から見た概略図であり、第一曝気帯域及び第二
曝気帯城の各々が段階式ガス−液体接触を提供する複数
の別個の再分帯域から成る場合である。以上の図面にお
いて、主要部を示す参照数字は次の通りである。１０：
第一曝熱帯域、２９：第一清澄器、１１０：第二螺熱帯
城、１２９：第二清澄器。 ‘／ 夕， ／ 〆 ／ ６， そ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生物分解性の炭素質汚染物及び燐質汚染物を含有す
   る廃水を処理するに当り、前記廃水を曝気帯域に導入し
   てそこでそれを炭素栄養物消費スラツジと混合すると同
   時に、少なくとも５０容量％の酸素を含有する酸化用供
   給ガスと緊密に接触させ、且つ前記曝気帯域から流出液
   及び少なくとも２０容量％の酸素を含有するガスを排出
   させ、そして前記流出液から沈殿したスラツジを前記第
   一曝気帯域に再循環させることを包含する廃水処理法に
   おいて、（ａ）前記第一曝気帯域からの固形物が減少し
   た流出液を第二の曝気帯域へ送りそこでそれを該第二曝
   気帯域の流出液から沈殿した再循環スラツジから主とし
   てなる炭素栄養物消費スラツジと混合すると同時に、少
   なくとも５０容量％の酸素を含有する第二の酸化用ガス
   と緊密に接触させ、且つ第二曝気帯域から第二の流出液
   及び少なくとも２０容量％の酸素を含有する第二のガス
   を排出させ、そして前記第二流出液から分離した固形物
   の減少した流出液を流出水生成物として排出させること
   、（ｂ）第一曝気帯域において酸化用ガス及び液体を混
   合して互いに流動循環させ、そして塩化第二鉄又は硫酸
   アルミニウムよりなる燐沈殿用化合物を該帯域に加えて
   燐塩を沈殿させ、この場合に、（i）燐沈殿用陽イオン
   ／燐質汚染物モル比が１．２〜１．８対１に維持され、
   （ii）１日当りの栄養物／バイオマス比が０．８〜２．
   ５ｋｇＢＯＤ＿５／日×ｋｇ揮発性懸濁固形物（ＭＬＶ
   ＳＳ）に維持され、（iii）揮発性懸濁固形物（ＭＬＶ
   ＳＳ）が少なくとも２０００ｐｐｍであり、（iv）少な
   くとも１０分の液体接触時間を有する前記第一曝気帯域
   の液体流出部及び燐沈殿用化合物が導入されるところの
   液体流動部において消費される全混合兼流動循環エネル
   ギーが０．３馬力／１０００米国ガロン液体容量（７９
   ＨＰ／１０００ｍ＾３）を越えず、高せん断部でも０．
   ２５馬力／１０００ガロン（６６ＨＰ／１０００ｍ＾３
   ）を越えないようにし、（v）前記液体流出部における
   溶存酸素濃度が少なくとも２ｐｐｍであり、（vi）前記
   第一曝気帯域における液体のｐＨが５．５〜７．０であ
   りそして（vii）前記第一曝気帯域における全液体接触
   時間が１８０分を越えないようにすること、（ｃ）前記
   第一曝気帯域から排出された液体から沈殿した固形物は
   少なくとも０．２５：１の化学固形物／全固形物重量比
   を有すること、（ｄ）前記第一曝気帯域から流出しそし
   て第二曝気帯域に供給される固形物が減少した液体は、
   少なくとも２５ｐｐｍのＢＯＤ＿５及び該第二曝気帯域
   において少なくとも０．０５：１の化学固形物／全固形
   物重量比を提供する量の未消費燐沈殿用陽イオンを含有
   すること、（ｅ）前記第二曝気帯域において酸化用ガス
   及び液体を混合して互いに流動循環させて前記燐沈殿用
   化合物による追加的な不溶性化学固形物を形成させ、こ
   の場合に、（viii）１日当りの栄養物／バイオマス比が
   ０．１５〜０．８ｋｇＢＯＤ＿５／日×ｋｇ揮発性懸濁
   固形物（ＭＬＶＳＳ）に維持されそして第一対第二曝気
   帯域の栄養物／バイオマス比の比率が少なくとも２：１
   であり、（ix）少なくとも１０分の液体接触時間を有す
   る前記第二曝気帯域の液体流入部における全混合兼流動
   循環エネルギーが０．３０馬力／１０００ＵＳガロン液
   体流入部容量（７９ＨＰ／１０００ｍ＾３）を越えず、
   高せん断部でも０．２５馬力／１０００ＵＳガロン（６
   ６ＨＰ／１０００ｍ＾３）を越えないようにし、（x）
   少なくとも１０分の液体接触時間を有する前記第二曝気
   帯域の液体流出部で消費される全混合兼流動循環エネル
   ギーが０．２５馬力／１０００ＵＳガロン液体流出部容
   量（６６ＨＰ／１０００ｍ＾３）を越えず、高せん断部
   でも０．２０馬力／１０００ＵＳガロン（５３ＨＰ／１
   ０００ｍ＾３）を越えないようにし、（xi）前記第二曝
   気帯域における液体のｐＨが５．５〜７．０であり、（
   xii）前記液体流出部における溶存酸素濃度が少なくと
   も２ｐｐｍであり、そして（ｘiii）前記第二曝気帯域
   における全液体接触時間が２４０分を越えないようにす
   ること、及び（ｆ）前記第二曝気帯域から排出された液
   体から沈殿した固形物が０．２５：１以下の化学固形物
   ／全固形物重量比を有すること、を特徴とする廃水処理
   法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、廃水が
   更に窒素質汚染物を含有し、しかも、第一曝気帯域にお
   ける１日当りの栄養物／バイオマス比を１．５ｋｇＢＯ
   Ｄ＿５／日×ｋｇ揮発性懸濁固形物（ＭＬＶＳＳ）以下
   に維持し、前記第一曝気帯域から流出する固形物が減少
   した液体のＢＯＤ＿５含量を１００ｐｐｍ以下に維持し
   、第二曝気帯域における１日当りの栄養物／バイオマス
   比を０．５ｋｇＢＯＤ＿５／日×ｋｇ揮発性懸濁固形物
   （ＭＬＶＳＳ）以下に維持し、そして前記第二曝気帯域
   における液体の揮発性懸濁固形物が２〜４０％の窒素消
   費微生物及び９８〜６０％の炭素消費微生物＋非生育性
   物質を含むことを特徴とする廃水処理法。