【事件の表示】
　特許第５８６２５９７号発明「有機性排水の生物処理方法および装置」の特許異議申立事件について、次のとおり決定する。
【結　論】
　特許第５８６２５９７号の明細書、及び特許請求の範囲を訂正請求書に添付された訂正明細書、及び特許請求の範囲のとおり、訂正後の〔１〜７〕、８について訂正することを認める。　
　特許第５８６２５９７号の請求項１ないし５、８に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯  
　本件特許第５８６２５９７号は、平成２５年４月８日を出願日とする出願であって、特許請求の範囲に記載された請求項１〜８に係る発明について、平成２８年１月　８日に設定登録がされたものであり、その後、その請求項１ないし５，８に係る特許について、特許異議申立人 松本紀子 により特許異議の申立てがされたものであり、その手続の経緯は以下のとおりである。 
 　　 
 平成２８年　７月　７日　　　特許異議の申立て 
 　　　同年１０月３１日付け　取消理由通知 
 　　　同年１２月２１日　　　訂正の請求、意見書の提出 
 平成２９年　２月１５日　　　特許異議申立人による意見書の提出 
第２　訂正請求について  
 １　訂正の内容  
 　本件訂正請求による訂正の内容は、以下の訂正事項（１）〜（５）からなるものである（下線部は訂正箇所）。  
 
（１）訂正事項１ 
　請求項１に「第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理する」と記載されているのを、「
該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
（２）訂正事項２ 
　請求項２に「第１好気槽の担体充填率が１０％以下であり、第２好気槽の担体充填率が１０％以上である」と記載されているのを、「第１好気槽の担体充填率が１０％以
下で
（３）訂正事項３ 　
  請求項８に「第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理する」と記載されているのを、「
該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
（４）訂正事項４
　明細書【０００８】に「第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理する」と記載されているのを、「
該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
（５）訂正事項５　　 
　明細書【０００９】に 「第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への
負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理する」と記載されているのを、「
該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
２　訂正の目的の適否、一群の請求項、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否  
（１）訂正事項１，３
　訂正事項１，３は、請求項１，８において、第２好気槽の担体充填率について何ら特定されていなかったところ、それぞれ「該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり」と特定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当する。
　また、訂正事項１，３は、本件明細書【００２６】の「第２好気槽３では、添加する担体の充填率を１０％以上、特に２０％以上とりわけ２０〜４０％とすることが望ましい。」と記載されていることを根拠とするものであるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内においてしたものであり、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。  
 
（２）訂正事項２ 
　訂正事項２は、訂正事項１により、請求項１に「該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり」と特定されたことにより、訂正前の請求項２の「第２好気槽の担体充填率が１０％以上である」という重複する記載を削除するための訂正であるから、明瞭でない記載の釈明を目的とするものに該当する。
　そして、訂正事項２は、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内においてしたものであり、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。 
（３）訂正事項４，５
　訂正事項４，５は、それぞれ訂正事項１，３に係る訂正に伴って特許請求の範囲の記載と明細書の記載とを整合させるための訂正であるから、明瞭でない記載の釈明を目的とするものに該当する。
　そして、訂正事項４，５は、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内においてしたものであり、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。  
 
（４）一群の請求項について  
 　訂正前の請求項１〜７は一群の請求項であるから、上記訂正事項１，２，４は、一群の請求項ごとに請求されたものである。  
 ３　むすび  
 　以上のとおりであるから、本件訂正請求による訂正は、特許法第１２０条の５第２項ただし書第１号及び第３号に掲げる事項を目的とするものであり、かつ、同条第４項、及び同条第９項において準用する同法第１２６条第４項から第６項までの規定に適合するので、訂正後の請求項〔１〜７〕、８について訂正を認める  
  
  
第３　特許異議の申立てについて　  
１　本件発明  
　本件訂正請求により訂正された請求項１〜８に係る発明（以下、項番に従って、「本件発明１」〜「本件発明８」とする。）は，次の事項により特定されるとおりのものである。  
  
【請求項１】
　有機性排水を嫌気槽で嫌気性生物処理する嫌気性生物処理工程と、その後少なくとも２段の好気槽で好気性生物処理する好気性生物処理工程とを有し、
　該好気性生物処理工程では、第１好気槽において好気性細菌により生物処理して分散性細菌を生成し、該第１好気槽からの分散性細菌を含む第１好気処理水を、担体を有した第２好気槽に導入し、該第２好気槽において、原生動物又は後生動物に該細菌を捕食させる有機性排水の生物処理方法において、
　前記嫌気性生物処理工程では、前記好気性生物処理工程全体のＣＯＤｃｒ容積負荷が１０ｋｇ／ｍ３／ｄ以下、かつ溶解性ＣＯＤｃｒ容積負荷が５ｋｇ／ｍ３／ｄ以下となるように嫌気処理し、
　該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
　第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　　【請求項２】
　請求項１において、第１好気槽の担体充填率が１０％以下であることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　　【請求項３】
　請求項１又は２において、第２好気槽の担体で優占化している微小動物がヒルガタワムシであることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　　【請求項４】
　請求項１ないし３のいずれか１項において、前記嫌気性生物処理工程が汚泥返送を行わない一過式処理であることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　　【請求項５】
　請求項１ないし４のいずれか１項において、前記第２好気槽からの第２好気処理水を凝集沈殿分離、凝集加圧浮上分離及び、膜分離の少なくとも１つによって固液分離処理することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　　【請求項６】
　請求項１ないし５のいずれか１項において、前記第１好気処理水中の溶存硫化水素濃度が５０ｍｇ−Ｓ／Ｌ以下となるように第１好気槽で好気性処理することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　　【請求項７】
　請求項１ないし６のいずれか１項において、前記第１好気槽の、担体を含む槽内液をポンプで循環することで、担体に付着した菌体の一部を剥離することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　　【請求項８】
　有機性排水を嫌気性生物処理する嫌気槽と、該嫌気槽処理水を好気性細菌により生物処理して分散性細菌を生成させる第１好気槽と、該第１好気槽からの第１好気処理水に含まれる分散性細菌を原生動物又は後生動物に捕食させる第２好気槽とを備えた有機性排水の生物処理装置において、
　好気性生物処理工程全体のＣＯＤｃｒ容積負荷が１０ｋｇ／ｍ３／ｄ以下、かつ溶解性ＣＯＤｃｒ容積負荷が５ｋｇ／ｍ３／ｄ以下となるように嫌気処理し、
　該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
　第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理することを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　　
２　取消理由の概要　  
　訂正前の請求項１〜５，８に係る特許に対して、平成２８年１０月３１日付けで特許権者に通知した取消理由は、要旨次のとおりである。  
●特許法第２９条第２項 
　請求項１〜５，８に係る発明は、刊行物１〜８に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであって、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないから、その発明に係る特許は取り消すべきものである（以下、「取消理由」という）。
  
　　　　　　　　　　　　　　　　記      　
刊行物１：「流動床式高負荷好気性生物膜処理プロセス　ＰＡＢＩＯ　ＭＯ
　　　　　ＶＥＲの実績紹介」，神鋼パンテック技報，１９９９年３月，
　　　　　Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．２，ｐ．１０１−１０７（甲第２号証） 
刊行物２：「流動床式高負荷好気性生物膜処理プロセス　ＰＡＢＩＯ　ＭＯ
　　　　　ＶＥＲの実証」，神鋼パンテック技報，１９９７年９月，
　　　　　Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１，ｐ．１８−２８（甲第３号証） 
刊行物３：特開２００５−２７９５５１号公報（甲第４号証） 
刊行物４：「初歩から学ぶ水処理技術」，株式会社工業調査会，１９９９年
　　　　　９月６日，ｐ．２４−２７ （甲第５号証）  
刊行物５：「水質環境工学−下水の処理・処分・再利用−」，技報堂出版株
　　　　　式会社，１９９３年３月３１日，ｐ．６４−６７（甲第６号証）
刊行物６：「嫌気性生物処理技術の特徴と発展の流れ」，エバラ時報，
　　　　　２０１０年１０月，Ｎｏ．２２９，ｐ．２７−３８（甲第７号証
　　　　　 ） 
刊行物７：特開２０１２−２０６０４２号公報（甲第８号証）
刊行物８：特開２０１１−２２４５４４号公報（甲第９号証）
３　刊行物１〜８の記載事項、及び刊行物１に記載された発明
　刊行物１の「１．ＰＡＢＩＯ　ＭＯＶＥＲの概要」、及び「２．実績紹介」の欄をみると、刊行物１には、有機性廃水を嫌気性処理設備により嫌気性処理を行った後、微生物を付着させるための担体を備えた２槽のリアクターからなる好気性処理設備により好気性生物処理する、有機性処理廃水の処理に関して記載されていると認められる。
　また、当該有機性処理排水の処理において、好気性処理設備の１槽の水処理容量が２０００ｍｍ×３４００ｍｍ×４５００ｍｍであり（第３表）、設計値として、廃水の流量が６００ｍ３／ｄ（第１表）、流入原水のＳＳが１００ｍｇ／ｌ（第２表）、ＢＯＤが２６４ｍｇ／ｌ（第２表）、設備出口の処理水のＳＳが１６２ｍｇ／ｌ（第２表）、ＢＯＤが８０ｍｇ／ｌ（第２表）であって、ＢＯＤ負荷が２．６ｋｇ／ｍ３ｄ（ｐ．１０６，左欄５行)であることが記載されている。　
　
　これらのことから、以下の発明（以下、「引用発明」という。）が記載されていると認められる。
「有機性廃水を嫌気性処理設備で嫌気性処理する嫌気性処理工程と、その後２槽の好気性処理設備で好気性処理する好気性処理工程とを有し、
　該好気性処理工程では、第１好気槽において微生物により生物処理し、該第１好気槽からの処理水を、担体を有した第２好気槽に導入し、該第２好気槽において微生物により生物処理する有機性排水の生物処理方法において、
　前記嫌気性処理工程では、前記好気性処理工程全体のＢＯＤ負荷が２．６ｋｇ／ｍ３ｄとなるように嫌気処理する、有機性廃水の生物処理方法。」
（２）刊行物２
　刊行物２には、有機性廃水の好気性処理設備である「ＰＡＶＩＯ　ＭＯＶＥＲ」に関して記載され（ｐ．１９，左欄１３行〜３０行，第１図，ｐ．２４，右欄３行〜１３行）、実証試験において担体充填率を３３〜６７％としたことが記載されている（ｐ．２２，左欄３行〜１９行，第４図）。
（３）刊行物３
　刊行物３には、有機性排水を第一生物処理工程に導入して非凝集性細菌により生物処理し、該第一生物処理工程からの非凝集性細菌を含む処理水を第二生物処理工程に導入して活性汚泥処理する生物処理方法に関して記載されている（請求項１，【００１３】，【００１８】〜【００２０】）。
（４）刊行物４
　刊行物４には、ブドウ糖など有機物のＢＯＤ値、及びＣＯＤｃｒ値に関して記載されている（ｐ．２６，１３，１４行，ｐ．２７，図１．２）。
（５）刊行物５
　刊行物５には、典型的な未処理汚水のＢＯＤ／ＣＯＤ比は０．４から０．８にまで変動することが記載されている（ｐ．６７，４行）。　
（６）刊行物６
　刊行物６には、嫌気性生物処理であるＵＳＡＢ法において、グラニュール汚泥の処理性能を維持するために、前段で原水中のＳＳを除去する必要があることが記載されている（ｐ．３３，左欄２行〜ｐ．３４，左欄１行）。
（７）刊行物７
　刊行物７には、 好気処理槽は、ＣＯＤｃｒ負荷０．５〜２ｋｇ／ｍ３・ｄ、特に０．７〜１．５ｋｇ／ｍ３・ｄ（ＢＯＤ負荷０．３〜１．５ｋｇ／ｍ３・ｄ、特に０．５〜１ｋｇ／ｍ３・ｄ）となるようにするのが好ましいことが記載されている（請求項１，【００２０】）。
（８）刊行物８
　刊行物８には、二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽の第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理する有機性排水の生物処理方法が記載されている（請求項１）。
　そして、第一生物処理槽に添加する担体の充填率を１０％以下、望ましくは５％以下とすること（【００３０】）、第二生物処理槽では、微小動物を維持するための多量の足場が必要となることから、添加する担体の充填率は０．５〜４０％とすることが望ましいこと（【００３４】）、及び第二生物処理槽内の汚泥フロック、担体には固着性の濾過捕食型微小動物（ツリガネムシ、ヒルガタワムシ）が優先化すること（【００５３】）などが記載されている。
　
４　取消理由についての判断
（１）本件発明１について
　本件発明１と引用発明とを対比すると、以下の点で相違していると認められる。
相違点１：本件発明１は、第１好気槽において好気性細菌により生物処理して分散性細菌を生成し、該第１好気槽からの分散性細菌を含む第１好気処理水を第２好気槽に導入し、該第２好気槽において、原生動物又は後生動物に該細菌を捕食させることが特定されているのに対し、引用発明は、そのような処理が行われているのかどうかは明らかでない点。
　
相違点２：本件発明１は、嫌気性生物処理工程では、前記好気性生物処理工程全体のＣＯＤｃｒ容積負荷が１０ｋｇ／ｍ３／ｄ以下、かつ溶解性ＣＯＤｃｒ容積負荷が５ｋｇ／ｍ３／ｄ以下となるように嫌気処理することが特定されているのに対し、引用発明は、好気性処理工程全体のＢＯＤ負荷が２．６ｋｇ／ｍ３ｄとなるように嫌気処理するものである点。
相違点３：本件発明１は、第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理することが特定されているのに対し、引用発明は、第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷は明らかでない点。　　
　ここで、相違点３について検討する。
　刊行物１では、第２好気処理槽に流入する第１好気処理水のＳＳ濃度は記載されていないから、下記ア、イの仮定のもとに、第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷（以下、「担体負荷」ともいう。）を計算すると、以下のとおりである。
ア 第１好気槽において嫌気処理水ＳＳが分解せず、ＢＯＤが全て分解すると仮定した場合　　　　　　　　
　刊行物１では、ＳＳが１００ｍｇ／ｌ、ＢＯＤが２６４ｍｇ／ｌの流量６００ｍ３／ｄの廃水を２槽で好気性処理し、処理水をＳＳを１６２ｍｇ／ｌ、ＢＯＤを８０ｍｇ／ｌとする設計値が記載されているから、
　当該好気性処理におけるＢＯＤ−ＳＳ転換率は、
　（１６２−１００）ｍｇ／ｌ ÷（２６４−８０）ｍｇ／ｌ＝０．３３７ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ
　となる。
　ここで、１槽の処理水容量は、２ｍ×３．４ｍ×４．５ｍ ＝３０．６ｍ３である。
　そして、第１好気槽で原水中のＢＯＤが全て分解するとして、以下の計算を行う。
・嫌気処理水のＳＳ濃度　
　１００ｍｇ／ｌ × ６００ｍ３／ｄ ÷ １０００ ＝ ６０ｋｇ−ＳＳ／ｄ
・嫌気処理水のＢＯＤに由来するＳＳ
　（２６４ｍｇ−０ｍｇ）／ｌ × ６００ｍ３／ｄ ÷ １０００ × ０．３７７ ＝　５３．４ｋｇ−ＳＳ／ｄ
 
　そして、第２好気槽の担体充填率は、刊行物２を参照すると、３３〜６７％の範囲であるといえるから、これを用いて第２好気槽の担体負荷を計算する。
・第２好気槽の担体負荷
○担体の充填率が６７％の場合
　（６０ ＋ ５３．４）ｋｇ−ＳＳ／ｄ ÷ （３０．６ｍ３ × ６７％）＝  ５．５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３ −担体／ｄ
○担体の充填率が３３％の場合
　（６０ ＋ ５３．４）ｋｇ−ＳＳ／ｄ ÷ （３０．６ｍ３ × ３３％）＝  １１ｋｇ−ＳＳ／ｍ３ −担体／ｄ　
　
　そうすると、アの条件のもとでは、引用発明における第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷は、相違点３に係る本件発明１の担体への負荷の値の範囲内、すなわち、１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下であるといえる。　　
　なお、刊行物１の表４に示された運転データでは、流量が記載されておらず、また、第２好気槽から流出するＳＳ濃度も記載されていないため、第２好気槽の担体負荷を導出できない。
　
イ　第１好気槽において嫌気処理水ＳＳが分解され、ＢＯＤが９０％除去されると仮定した場合
　本願実施例のように、嫌気処理水ＳＳ１６０ｍｇ／Ｌが、第１好気処理水ＳＳ２６４ｍｇ／Ｌに変換されるものであり、第１好気処理において、嫌気処理由来のＳＳがほとんど消費されず、 第２好気処理において、嫌気処理由来ＳＳも好気処理水由来ＳＳもいずれも同様に微小動物に捕食されると仮定すると、第２好気処理において、嫌気処理由来ＳＳは、１６０／２６４倍だけ減少することになる。
　そうすると、好気処理水における嫌気処理由来ＳＳは、
　１００ｍｇ／Ｌ × （１６０／２６４） ＝ ６１ｍｇ／Ｌ
となるから、ＢＯＤ−ＳＳ転換率を計算すると、
　（１６２−６１）ｍｇ／Ｌ ÷ （２６４−８０） ＝ ０．５５ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ
となる。
　次に、第１好気槽と第２好気槽の容積が同じである場合、第１好気槽のみでは２倍の高負荷処理となることから、第１好気槽の汚泥転換率が２倍になると仮定すると、好気性処理におけるＢＯＤ−ＳＳ転換率は、
　０．５５ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ × ２ ＝ １．１ ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＢＯＤ
　
　そして、第１好気槽でのＢＯＤ除去率を９０％とすると、
・嫌気処理水のＢＯＤに由来するＳＳ
　（２６４−２６４×１０％）ｍｇ × ６００ｍ３／ｄ ÷ １０００ × １．１ ＝ １５７ｋｇ−ＳＳ／ｄ
　第２好気槽の担体充填率３３〜６７％の範囲において、担体の充填率３３％、及び４０％の場合の担体負荷を計算すると、
・第２好気槽の担体負荷
○担体の充填率が４０％の場合
　　（６０ ＋ １５７）ｋｇ−ＳＳ／ｄ ÷ （３０．６ｍ３ × ４０％）＝ １７．７ｋｇ−ＳＳ／ｍ３ −担体／ｄ
○担体の充填率が３３％の場合
 　（６０ ＋ １５７）ｋｇ−ＳＳ／ｄ ÷ （３０．６ｍ３ × ３３％）＝ ２１．４ｋｇ−ＳＳ／ｍ３ −担体／ｄ　　
　そうすると、イの条件のもとでは、引用発明における第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷は、相違点３に係る本件発明１の担体への負荷の値と一致しない。
　以上のことから、上記ア、イのように、刊行物１において、担体負荷を計算するために仮定する条件によって算出される担体負荷は異なり、本件発明１の担体負荷を一義的に導出できない。そして、アの仮定が刊行物１において妥当することが明らかと認めるに足りる根拠があるともいえない。
　よって、刊行物１，２の記載に基いて、上記相違点３に係る担体負荷を導出することができるとはいえず、また、刊行物３〜８を参照したとしても、当該担体負荷を設定することを、当業者が容易に想到し得たものであるともいえない。 
　
 　したがって、その他の相違点について検討するまでもなく、本件発明１は，引用発明及び各刊行物に記載された事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえない。 
　なお、取消理由に採用しなかった特許異議申立の証拠である、甲第１号証 （「食品工場排水の最適処理ハンドブック」，２００２年４月３０日，ｐ．１２６，１２７)には、有機性排水を嫌気槽で嫌気性生物処理する嫌気性生物処理工程と、２段の好気槽で好気性生物処理工程とを有する有機性排水の生物処理方法について記載されているが、上記各刊行物と同様に、上記甲第１号証の記載を参照したとしても、上記相違点３に係る担体負荷について一義的に導出することはできない。
　　
（２）本件発明２〜５について 
 　本件発明１が、引用発明及び各引用文献に記載された事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものではないから、本件発明１を特定するための事項をすべて含む本件発明２〜５についても、同様に、引用発明及び各刊行物に記載された事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえない。 
（３）本件発明８について 
 　本件発明８は、本件発明１の「有機性排水の生物処理方法」に対応する「有機性排水の生物処理装置」であって、本件発明１と共通する「第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理する」ことを特定しているものである。 
　そうすると、本件発明８も、本件発明１と同様に、引用発明及び各刊行物に記載された事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたのであるとはいえない。 
第５　むすび　 
　以上のとおりであるから、取消理由及び特許異議申立ての理由によっては、本件請求項１〜５，８に係る特許を取り消すことはできない。 
　また、他に本件請求項１〜５，８に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。 
 　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成２９年５月３１日（２０１７．５．３１）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
有機性排水の生物処理方法および装置
　【技術分野】
　【０００１】
　本発明は、生活排水、下水、食品工場やパルプ工場をはじめとした広い濃度範囲の有機性排水処理に利用することができる有機性排水の生物処理方法および装置に関するものであり、詳しくは、処理水質を悪化させることなく、処理効率を向上させ、かつ、余剰汚泥発生量の低減が可能な有機性排水の生物処理方法及び装置に関するものである。
　【背景技術】
　【０００２】
　有機性排水を生物処理する場合に用いられる活性汚泥法は、処理水質が良好で、メンテナンスが容易であるなどの利点から、下水処理や産業廃水処理等に広く用いられている。しかしながら、運転に用いられるＢＯＤ容積負荷は０．５〜０．８ｋｇ／ｍ３／ｄ程度であるため、広い敷地面積が必要となる。また、分解したＢＯＤの２０〜４０％が菌体すなわち汚泥へと変換されるため、大量の余剰汚泥処理も問題となる。
　【０００３】
　嫌気処理は、酸素が不要で、エネルギーをメタンとして回収できる生物処理で、発生汚泥量が少ないのが特徴である。また、ＣＯＤｃｒ容積負荷５ｋｇ／ｍ３／ｄ以上の高負荷処理も可能で、排水処理設備をコンパクト化することができる。しかしながら、嫌気処理では、到達水質が好気処理より悪く、放流水質によっては、好気生物処理による後処理が必要になる。また、嫌気処理で発生する嫌気性細菌由来のＳＳは微細のため、凝集加圧浮上や凝集沈殿でＳＳを除く場合は薬注量が膨大になる。
　【０００４】
　生物処理のＳＳには非凝集性の細菌が多く含まれているが、これらは、原生動物や後生動物が捕食することで除去、フロック化することが可能である。特許文献１には、有機性排水を嫌気処理した後、第１好気槽で好気処理し、さらに第２好気槽で好気処理する方法であって、第１好気槽で非凝集性の細菌により有機物を処理し、第２好気槽で固着性原生動物に補食除去させることで余剰汚泥の減量化を図るようにした有機性排水の生物処理方法が記載されている。
　【先行技術文献】
　【特許文献】
　【０００５】
　【特許文献１】特開２００９−２０２１１５
　【発明の概要】
　【発明が解決しようとする課題】
　【０００６】
　上記特許文献１の有機性排水の生物処理方法では、第２好気槽内の原生動物や後生動物は嫌気性細菌を捕食することは可能であるが、嫌気処理後の好気処理で原生動物や後生動物を優占化させ、嫌気処理由来の難凝集性ＳＳを削減する方法については開示されていない。これは、嫌気処理後の好気処理における、微小動物の安定した維持方法が確立していないことと、エサとなる細菌（嫌気性細菌及び好気性細菌）と微小動物の比率が適切に維持されていないためである。
　【０００７】
　本発明は、有機性排水を嫌気処理した後、第１好気槽で好気処理し、次いで第２好気槽において原生動物や後生動物に細菌を捕食させる有機性排水の生物処理方法及び装置において、第２好気槽において原生動物や後生動物を優占化させ、嫌気処理由来の難凝集性ＳＳを削減することを目的とする。
　【課題を解決するための手段】
　【０００８】
　本発明の有機性排水の生物処理方法は、有機性排水を嫌気槽で嫌気性生物処理する嫌気性生物処理工程と、その後少なくとも２段の好気槽で好気性生物処理する好気性生物処理工程とを有し、該好気性生物処理工程では、第１好気槽において好気性細菌により生物処理して分散性細菌を生成し、該第１好気槽からの分散性細菌を含む第１好気処理水を、担体を有した第２好気槽に導入し、該第２好気槽において、原生動物又は後生動物に該細菌を捕食させる有機性排水の生物処理方法において、前記嫌気性生物処理工程では、前記好気性生物処理工程全体のＣＯＤｃｒ容積負荷が１０ｋｇ／ｍ３／ｄ以下、かつ溶解性ＣＯＤｃｒ容積負荷が５ｋｇ／ｍ３／ｄ以下となるように嫌気処理し、
該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
　【０００９】
　本発明の有機性排水の生物処理装置は、有機性排水を嫌気性生物処理する嫌気槽と、該嫌気槽処理水を好気性細菌により生物処理して分散性細菌を生成させる第１好気槽と、該第１好気槽からの第１好気処理水に含まれる分散性細菌を原生動物又は後生動物に捕食させる第２好気槽とを備えた有機性排水の生物処理装置において、好気性生物処理工程全体のＣＯＤｃｒ容積負荷が１０ｋｇ／ｍ３／ｄ以下、かつ溶解性ＣＯＤｃｒ容積負荷が５ｋｇ／ｍ３／ｄ以下となるように嫌気処理し、
該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
　【発明の効果】
　【００１０】
　本発明では、嫌気性細菌を含む分散菌を捕食、フロック化する第２好気槽において、固着性濾過捕食型微小動物の足場として担体を加え、この微小動物を安定して槽内に維持し、かつ良好な処理水質を得ることを可能とするための第１好気槽における分散菌の負荷や条件を規定したものであり、第２好気槽において原生動物や後生動物を優占化させ、嫌気処理由来の難凝集性ＳＳを削減することができる。これにより、有機性排水の効率的な生物処理が可能になり、排水処理時に発生する汚泥の大幅な減量化、高負荷運転による処理効率の向上、及び安定した処理水質の維持を実現することが可能となる。
　【図面の簡単な説明】
　【００１１】
　【図１】実施の形態に係る有機性排水の生物処理方法及び装置のフローである。
　【図２】実施の形態に係る有機性排水の生物処理方法及び装置のフローである。
　【図３】実施の形態に係る有機性排水の生物処理方法及び装置のフローである。
　【発明を実施するための形態】
　【００１２】
　以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
　【００１３】
　図１〜３はそれぞれ本発明の実施の形態に係る有機性排水の生物処理方法及び装置のフローを示しており、有機性排水（原水）を嫌気槽１で嫌気処理し、この嫌気処理水を第１好気槽２で好気性細菌によって好気処理し、分散性細菌を生成させ、この第１好気処理水を担体３ａを有した第２好気槽３に導入し、微生物に分散性細菌を捕食させる。第１及び第２好気槽２，３には散気管が設けられている。
　【００１４】
　以下、各槽での処理についてさらに詳細に説明する。
　【００１５】
　有機性排水は嫌気槽１に導入され、嫌気性細菌により、有機成分（溶解性ＢＯＤ）の７０％以上、望ましくは８０％以上さらに望ましくは９０％以上が分解され、メタンと菌体へと変換される。
　【００１６】
　嫌気処理は高負荷処理を行うため、菌体を高濃度の保持する必要がある。本発明では一過式の生物処理とし、槽内に流動担体、固定担体、揺動担体、グラニュールのいずれかまたは組み合わせて設置し、菌体を保持することが望ましい。通水方式は任意であるが、上向流が望ましい。この場合、槽内に原水が均一にいきわたるよう処理水を循環して、ＬＶ（上向流の場合）を高めても良い。従来、この方式では、菌体が一部担体から剥離し分散状態で処理水中に残存し、後段の処理へ流出することが問題となっていた。しかしながら、本発明では、この嫌気性菌体を含むＳＳを第２好気槽３で微小動物に捕食させることができるので、この問題を回避することができる。また、原水が炭水化物やタンパク等の高分子の場合は、嫌気処理槽の前に酸生成槽を設けても良い。また、方式としては一過式が望ましいが、沈殿池を設け、流出した担体、汚泥を回収し返送しても良い。
　【００１７】
　嫌気処理水は第１好気槽２で残存する溶解性ＢＯＤの７０％以上、望ましくは８０％以上さらに望ましくは９０％以上が分解され、好気性の分散菌体へと変換される。第１好気槽２のｐＨは６以上、望ましくは９以下とする。第１好気槽２へのＢＯＤ容積負荷は１ｋｇ／ｍ３／ｄ以上、ＨＲＴ２４ｈ以下、例えば０．５ｈ〜２４ｈとすることで、分散性細菌が優占化した処理水を得ることが出来る。また、ＨＲＴを短くすることでＢＯＤ濃度の薄い排水を高負荷で処理することが出来る。さらに、第２好気槽３からの汚泥の一部を返送したり、二槽以上の多段化にしても良い。
　【００１８】
　また、第１好気槽２の滞留時間（ＨＲＴ）が最適値よりも過度に長くなると、糸状性細菌の優占化やフロックの形成につながり、第２好気槽３で捕食しされにくい細菌が生成されてしまう。そこで、第１好気槽２のＨＲＴを一定に制御するのが好ましい。最適ＨＲＴは排水により異なるため、机上試験などから、有機成分の７０〜９０％を除去できるＨＲＴを求めるのが好ましい。ＨＲＴを最適値に維持する方法としては、排水量減少時に、第１好気槽２の処理水の一部を返送し、第１好気槽２に流入する水量を一定にし、第１好気槽２のＨＲＴを安定させる方法や、原水量の変動に合わせ第１好気槽２の水位を変動させる方法がある。安定させる幅は、机上試験で求めた最適ＨＲＴの０．７５〜１．５倍以内に納めることが望ましい。
　【００１９】
　分散菌を生成するためには第１好気槽２の溶存酸素濃度を０．５ｍｇ／Ｌ以上とするのが好ましいが、好気処理単独とは違い前段で嫌気処理を行う場合は溶存酸素濃度の影響をあまり受けないため、溶存酸素濃度を高くしても安定して処理可能である。また、第２好気槽３に微小動物を維持するには、嫌気処理で発生する硫化水素を第１好気槽２で酸化し５０ｍｇ−Ｓ／Ｌ以下とするのが好ましい。
　【００２０】
　ただし、第１好気槽２に流入する硫化水素濃度が高い場合は、第１好気槽担体に硫黄酸化細菌が過剰に付着し、担体が沈降してしまう恐れがある。この場合は、第１好気槽２に水中ポンプを設置し、担体を含む槽内液をポンプで循環することで、担体に付着した過剰な菌体を剥離することが望ましい。
　【００２１】
　次に第１好気槽２の処理水を第２好気槽３に導入し、ここで、残存している有機成分の酸化分解、分散性細菌の自己分解および微小動物による補食による余剰汚泥の減量化を行う。第２好気槽３では細菌に比べ増殖速度の遅い微小動物の働きと細菌の自己分解を利用するため、微小動物と細菌が系内に留まるような運転条件および処理装置を用いなければならない。そこで第２好気槽３に担体３ａを添加することにより、微小動物の槽内保持量を高めることが出来る流動床を形成することが望ましい。添加する担体は球状、ペレット状、中空筒状、糸状の任意であり、大きさも０．１〜１０ｍｍ程度の径である。材料は天然素材、無機素材、高分子素材等任意で、ゲル状物質を用いても良い。望ましくは発泡プラスチック製の角型担体であることが望ましい。また、充填率を下げるため、担体の一部または全部を揺動担体としても良い。
　【００２２】
　本発明において、第２好気槽３へ導入する第１好気槽処理水中の分散性細菌が多すぎた場合、第２好気槽３において微小動物が捕食しきれず、発生汚泥量低減には繋がらない。また、分散性細菌は凝集性が悪く固液分離が困難なため、固液分離手段として沈殿、加圧浮上、膜分離のいずれかまたは併用して使用する場合においても分散性細菌が残存することを防止するように、設備に余裕を持たせる必要がある。
　【００２３】
　そこで、本発明では、好気処理部分すなわち第１好気槽２及び第２好気槽３の全体におけるＣＯＤｃｒ容積負荷を１０ｋｇ／ｍ３／ｄ以下（例えば１〜１０ｋｇ／ｍ３／ｄ）、溶解性ＣＯＤｃｒ容積負荷を５ｋｇ／ｍ３／ｄ以下（例えば０．５〜５ｋｇ／ｍ３／ｄ）とし、かつ、第１好気生物処理水ＳＳの第２生物処理槽担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下（例えば１〜１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ）とする。これにより、微小動物に分散性細菌を確実に捕食させることができる。
　【００２４】
　実際の処理においては、各処理槽の槽容積や担体充填率を相互に調整することにより上記条件になるように適宜設計する。
　【００２５】
　第１好気槽２では有機物の大部分を分解し、菌体へと安定して変換しておく必要がある。そのため、第１好気槽２は図２のように担体２ａを有した流動床とすることが望ましい。第１好気槽２に添加する担体の充填率が高すぎると、分散菌は生成せず、細菌は担体に付着するか、糸状性細菌が増殖するので、第１好気槽２の担体充填率を１０％以下として第１好気処理での好気性汚泥（含水率が高い）の発生量を抑えて嫌気性汚泥（含水率が低い）の比率を高めることで汚泥の減容を図るのが好ましい。
　【００２６】
　一方、第２好気槽３では、微小動物を槽内に維持するために多量の足場が必要となるので、添加する担体の充填率を１０％以上、特に２０％以上とりわけ２０〜４０％とすることが望ましい。ここで添加する担体は球状、ペレット状、中空筒状、糸状の任意であり、大きさは０．１〜１０ｍｍ程度の径であることが好ましい。材料は天然素材、無機素材、高分子素材等任意で、ゲル状物質を用いても良い。
　【００２７】
　図３のフローは、図２のフローにおいて、第２好気処理水を凝集槽４に導入し、凝集剤を添加して撹拌し、凝集処理し、この凝集処理水を沈殿槽５に導入し、汚泥を沈降分離するようにし、上澄水を処理水として取り出すようにしたものである。凝集剤としては、無機凝集剤とポリマー凝集剤とを併用するのが好ましい。無機凝集剤としてはＰＡＣ、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、硫酸バンド等が好適である。その添加量は原水濃度により変動する。ポリマー凝集剤としてはアニオン系のものが好ましい。
　【００２８】
　このような凝沈（凝集沈殿）処理の代わりに凝集加圧浮上、膜分離を行ってもよく、これらを組み合わせてもよい。
　【００２９】
　なお、嫌気性細菌を含むＳＳを捕食する微小動物として最も適しているのがヒルガタワムシであるため、図１〜３のいずれにおいても、立ち上げ時にはヒルガタワムシを含む種汚泥を第２好気槽３に添加するのが好ましい。
　【実施例】
　【００３０】
［実施例１］
　図２のフローに従って、ＢＯＤ濃度＝１６００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤｃｒ濃度＝２６００ｍｇ／Ｌの有機性原水（食品工場排水）２０Ｌ／ｄを、容量が３．３Ｌの嫌気槽（ＵＡＳＢ槽）１、容量が１Ｌの第１好気槽２（汚泥返送なし）、１Ｌの第２好気槽３（汚泥返送なし）を用いて処理した。また、第１好気槽２には充填率１０％で、第２生物処理槽には充填率４０％で担体を添加した。担体としては３ｍｍ角のポリウレタン担体を用いた。
　【００３１】
　嫌気槽へのＣＯＤｃｒ容積負荷１６ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄで運転したところ、嫌気槽出口では、溶解性ＣＯＤｃｒ濃度＝２６０ｍｇ／Ｌ、全ＣＯＤｃｒ濃度＝４８０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ濃度＝１６０ｍｇ／Ｌであった。好気処理部分のＣＯＤｃｒ容積負荷は４．８ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ、溶解性ＣＯＤｃｒ負荷２．６ｋｇ／ｍ３／ｄで運転した。第１好気槽処理水中のＳＳ濃度は２６４ｍｇ／Ｌで第２好気槽担体への負荷が１３．２ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄとなっていた。
　【００３２】
　その結果、第２好気槽ＳＳ濃度は１６２ｍｇ／Ｌとなり、汚泥転換率は０．０６２５ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＣＯＤｃｒとなった。
　【００３３】
［実施例２］
　図３のように凝集槽４及び沈殿槽５を設けたこと以外は実施例１と同じ条件で運転を行った。凝集剤としてＰＡＣを２００ｍｇ／Ｌ、アニオンポリマーを１ｍｇ／Ｌとなるよう添加した。その結果、処理水ＣＯＤｃｒ、ＳＳ濃度は２０ｍｇ／Ｌ以下となり良好な処理水質を達成した。
　【００３４】
［比較例１］
　実施例２において、第２好気槽３の担体充填率を２５％とし、で第２好気槽担体への負荷が１９ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄとなったこと以外は同じ条件で運転を実施した。その結果、捕食しきれない分散性細菌の流出により、第２好気槽出口ＳＳ濃度は３９０ｍｇ／Ｌ、汚泥転換率は０．１５ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＣＯＤｃｒ（凝集剤分を除く）となった。また、処理水ＳＳ濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下にするのに必要な凝集剤添加量は、ＰＡＣは４００ｍｇ／Ｌ、アニオンポリマーは２ｍｇ／Ｌまで増加した。
　【００３５】
［比較例２］
　実施例２において、ＵＡＳＢ槽を２．６Ｌ、第２好気槽の担体充填率を５０％としたこと以外は同じ条件で運転を実施した。その結果、嫌気処理槽出口では、溶解性ＣＯＤｃｒ濃度＝５２０ｍｇ／Ｌ、全ＣＯＤｃｒ濃度＝７５０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ濃度＝１５０ｍｇ／Ｌであった。好気処理部分のＣＯＤｃｒ容積負荷は７．５ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｍ３／ｄ、溶解性ＣＯＤｃｒ負荷５．２ｋｇ／ｍ３／ｄで運転した。第１好気槽処理水中のＳＳ濃度は３７０ｍｇ／Ｌで第２好気槽担体への負荷が１４．８ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄとなっていた。
　【００３６】
　その結果、捕食しきれない分散性細菌の流出により、第２好気槽出口ＳＳ濃度は４７０ｍｇ／Ｌ、汚泥転換率は０．１８ｋｇ−ＳＳ／ｋｇ−ＣＯＤｃｒ（凝集剤分を除く）となった。また、処理水ＳＳ濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下にするのに必要な凝集剤添加量は、ＰＡＣは４００ｍｇ／Ｌ、アニオンポリマーは２ｍｇ／Ｌまで増加した。
　【００３７】
　なお、実施例１，２及び比較例１，２の条件及び結果を表１に示す。
　【００３８】
　【表１】
　【００３９】
　以上の実施例及び比較例からも明らかな通り、本発明によると、有機性排水の効率的な生物処理が可能になり、排水処理時に発生する汚泥の大幅な減量化、高負荷運転による処理効率の向上、及び安定した処理水質の維持を実現することができる。
　【符号の説明】
　【００４０】
　１　嫌気槽
　２　第１好気槽
　３　第２好気槽
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　有機性排水を嫌気槽で嫌気性生物処理する嫌気性生物処理工程と、その後少なくとも２段の好気槽で好気性生物処理する好気性生物処理工程とを有し、
　該好気性生物処理工程では、第１好気槽において好気性細菌により生物処理して分散性細菌を生成し、該第１好気槽からの分散性細菌を含む第１好気処理水を、担体を有した第２好気槽に導入し、該第２好気槽において、原生動物又は後生動物に該細菌を捕食させる有機性排水の生物処理方法において、
　前記嫌気性生物処理工程では、前記好気性生物処理工程全体のＣＯＤｃｒ容積負荷が１０ｋｇ／ｍ３／ｄ以下、かつ溶解性ＣＯＤｃｒ容積負荷が５ｋｇ／ｍ３／ｄ以下となるように嫌気処理し、
　
該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
　第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　【請求項２】
　請求項１において、第１好気槽の担体充填率が１０％以
下で
　【請求項３】
　請求項１又は２において、第２好気槽の担体で優占化している微小動物がヒルガタワムシであることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　【請求項４】
　請求項１ないし３のいずれか１項において、前記嫌気性生物処理工程が汚泥返送を行わない一過式処理であることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　【請求項５】
　請求項１ないし４のいずれか１項において、前記第２好気槽からの第２好気処理水を凝集沈殿分離、凝集加圧浮上分離及び、膜分離の少なくとも１つによって固液分離処理することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　【請求項６】
　請求項１ないし５のいずれか１項において、前記第１好気処理水中の溶存硫化水素濃度が５０ｍｇ−Ｓ／Ｌ以下となるように第１好気槽で好気性処理することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　【請求項７】
　請求項１ないし６のいずれか１項において、前記第１好気槽の、担体を含む槽内液をポンプで循環することで、担体に付着した菌体の一部を剥離することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
　【請求項８】
　有機性排水を嫌気性生物処理する嫌気槽と、該嫌気槽処理水を好気性細菌により生物処理して分散性細菌を生成させる第１好気槽と、該第１好気槽からの第１好気処理水に含まれる分散性細菌を原生動物又は後生動物に捕食させる第２好気槽とを備えた有機性排水の生物処理装置において、
　好気性生物処理工程全体のＣＯＤｃｒ容積負荷が１０ｋｇ／ｍ３／ｄ以下、かつ溶解性ＣＯＤｃｒ容積負荷が５ｋｇ／ｍ３／ｄ以下となるように嫌気処理し、
　
該第２好気槽の担体充填率が１０〜４０％であり、
　第１好気処理水ＳＳの第２好気槽の担体への負荷が１５ｋｇ−ＳＳ／ｍ３−担体／ｄ以下となるように第１好気槽で好気性処理することを特徴とする有機性排水の生物処理装置。