(57)【要約】【課題】【解決手段】一種類以上の揮発性脂肪酸（VFAs：volatile fatty acids）を含む易生分解性炭素化合物（RBCs：readily biodegradable carbon compounds）を用いて、微生物を含む混合物を処理する方法を提供する。微生物を含む混合物の濃縮過程で、リンとマグネシウムとを放出させて、これらを取り出すことにより、リンとマグネシウムの含有量が多い液体とリンとマグネシウムの含有量が少ない処理混合物とを生成する。この処理混合物を嫌気性消化槽に投入すると、アンモニアが形成されるが、形成されたアンモニアはリンやマグネシウムとほとんど結合しない。次に、アンモニア濃度の高い混合物を脱水処理して、アンモニアの含有量が多い液体を生成する。生成したアンモニアの含有量が多い液体を、リンとマグネシウムの含有量が多い液体と化合・反応させることにより、スツルバイトが形成される。好適な実施例において、VFAsが、上流側の統合型発酵−濃縮（UFAT）プロセスを介してin−situ（その場）で形成され、廃棄物サイドストリームに添加される。これにより、廃棄物サイドストリームに含有されるリンとマグネシウムとがストリッピングされる。別の好適な実施例において、利用可能なスツルバイト生成物が回収される。【選択図】図２Ａ
2011510809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物処理プロセスであって、
（ａ）廃水から固体、微生物および液体を含む第１の混合物を生成する工程であって、前記微生物にはリンとマグネシウムとが含有される、工程と、
（ｂ）前記微生物からリンとマグネシウムとを取り出し、取り出したリンとマグネシウムとを前記第１の混合物の液体部分に溶解させる工程であって、前記取り出し工程は、前記第１の混合物に易生分解性炭素化合物（ＲＢＣｓ：ｒｅａｄｉｌｙ  ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  ｃａｒｂｏｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）を加えることにより、溶解マグネシウムとリンとを含む処理混合物を生成する工程を含む、工程と、
（ｃ）前記処理混合物を発酵させて濃縮することにより、リンとマグネシウムの含有量が多い液体を、残りのリンとマグネシウムの含有量が少ない混合物から分離して、生成する工程と、
（ｄ）前記リンとマグネシウムの含有量が少ない混合物を嫌気処理することにより、アンモニアの含有量が多くリンとマグネシウムの含有量が少ない混合物を生成する工程と、
（ｅ）前記アンモニアの含有量が多い混合物を脱水処理することにより、アンモニアの含有量が多い液体を生成する工程と、
（ｆ）前記アンモニアの含有量が多い液体を、前記リンとマグネシウムの含有量が多い液体と混合して、スツルバイトを生成する工程と、
を備える、プロセス。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスであって、
前記工程（ｂ）は、所定期間、嫌気性反応槽内に前記処理混合物を保持することにより実行される、プロセス。
【請求項３】
請求項１に記載のプロセスであって、
ＲＢＣｓには、揮発性脂肪酸（ＶＦＡｓ：ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｆａｔｔｙ  ａｃｉｄｓ）が含まれる、プロセス。
【請求項４】
請求項１に記載のプロセスであって、
ＲＢＣｓには、前記微生物により揮発性脂肪酸（ＶＦＡｓ：ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｆａｔｔｙ  ａｃｉｄｓ）に変換される化合物が含まれる、プロセス。
【請求項５】
請求項１に記載のプロセスであって、
前記第１の混合物が、余剰活性汚泥である、プロセス。
【請求項６】
請求項１に記載のプロセスであって、
前記第１の混合物が、活性汚泥浮遊物である、プロセス。
【請求項７】
請求項１に記載のプロセスであって、
前記工程（ｂ）は、前記第１の混合物を嫌気性域に通すことにより実行され、前記嫌気性域には、前記微生物からリンとマグネシウムとを放出させる揮発性脂肪酸が存在する、プロセス。
【請求項８】
請求項１に記載のプロセスであって、
前記工程（ｂ）は、３６時間以上、嫌気性反応槽に前記第１の混合物を保持することにより実行される、プロセス。
【請求項９】
請求項１に記載のプロセスであって、
前記リンとマグネシウムの含有量が多い液体を前記アンモニアの含有量が多い液体と混合する前記工程をスツルバイト反応槽内で実行し、前記スツルバイト反応槽にまたは前記スツルバイト反応槽への投入物にマグネシウムを加えることにより、スツルバイトの生成を増大させる、プロセス。
【請求項１０】
請求項１に記載のプロセスであって、
利用可能なスツルバイト生成物が産出されるように、前記アンモニアの含有量が多い液体と前記リンとマグネシウムの含有量が多い液体とを混合する、プロセス。
【請求項１１】
請求項１に記載のプロセスであって、
前記工程（ｃ）で生成される前記リンとマグネシウムの含有量が少ない混合物は汚泥であり、
前記工程（ｄ）は、前記工程（ｃ）で生成される前記汚泥を、前記廃棄物処理プロセスにより得られる少なくとも一種類の他の汚泥に混合することにより、実行される、プロセス。
【請求項１２】
請求項１に記載のプロセスであって、
前記工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）は、ｉｎ−ｓｉｔｕ（その場）で実行される、プロセス。
【請求項１３】
スツルバイト回収システムであって、
下水から一次処理汚泥と有機廃棄物ストリームとを生成する一次浄化槽と、
廃水ストリーム中の有機廃棄物を発酵させて、発酵汚泥を生成する発酵槽と、
前記発酵汚泥を濃縮する第１の濃縮槽と、を備え、
前記発酵槽と前記第１の濃縮槽とが協働して、前記廃水ストリーム中の前記有機廃棄物から易生分解性炭素化合物（ＲＢＣｓ：ｒｅａｄｉｌｙ  ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  ｃａｒｂｏｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）を生成し、
前記スツルバイト回収システムは、さらに、
前記第１の濃縮槽の生成物である前記ＲＢＣｓを活性汚泥浮遊物（ＭＬＳＳ：ｍｉｘｅｄ  ｌｉｑｕｏｒ  ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｓｏｌｉｄｓ）と反応させる曝気槽であって、余剰活性汚泥（ＷＡＳ：ｗａｓｔｅ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｓｌｕｄｇｅ）を生成する二次浄化槽に、前記曝気槽の出力が接続されている、曝気槽と、
前記第１の濃縮槽および前記二次浄化槽に接続して動作可能な分離槽であって、リンとマグネシウムの含有量が多いストリームと、これとは別のリンとマグネシウムの含有量が少ないストリームと、を生成する分離槽と、
前記分離槽に動作可能に接続される消化槽であって、前記発酵汚泥を用いて、前記リンとマグネシウムの含有量が少ないストリームを消化する消化槽と、
前記消化槽に接続して動作可能な脱水槽であって、リンとマグネシウムの含有量が少なくアンモニアの含有量が多い汚泥を生成する脱水槽と、
前記アンモニアの含有量が多い汚泥と前記リンとマグネシウムの含有量が多いストリームとを反応させて、アンモニア、リンおよびマグネシウムの含有量が多いスツルバイトを生成するスツルバイト反応槽、とを備える、システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記スツルバイト反応槽は、ｅｘ−ｓｉｔｕ（外部）由来のリンとマグネシウムとを反応させることによって、前記反応槽からのアンモニア放出をさらに抑制するように構成される、システム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムであって、さらに、
前記スツルバイト反応槽の上流側に配置されるｐＨ調整部であって、前記リンとマグネシウムの含有量が多いストリームのｐＨを調整するｐＨ調整部を備える、システム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のシステムであって、さらに、
前記スツルバイト反応槽内に配置されるｐＨ調整部であって、前記スツルバイト反応槽の内容物のｐＨを調整するｐＨ調整部を備える、システム。
【請求項１７】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記発酵槽と前記第１の濃縮槽とが統合型発酵−濃縮槽（ＵＦＡＴ）ユニットに一体化される、システム。
【請求項１８】
請求項１３に記載のシステムであって、さらに、
前記スツルバイト反応槽の下流側に配置される造粒槽であって、利用可能なスツルバイト生成物を形成する造粒槽を備える、システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムであって、
前記造粒槽が、前記スツルバイトをほぼ均一な形状と大きさのスツルバイトペレットに加工するように構成される、システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、
前記システムは、実質的な運用上、自給式であり、ｉｎ−ｓｉｔｕで維持され、前記システムへの投入物は下水のみであり、前記システムからの産出物は処理後の放流水とスツルバイトペレットのみである、システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシステムであって、さらに、
前記曝気槽および前記二次浄化槽の下流側に配置されて、前記曝気槽および前記二次浄化槽からの産出物を処理する処理ステーションであって、前記産出物を自然環境に放出する前に、無機汚染物質の除去、ろ過、および前記産出物の殺菌のうち一つ以上の工程を実施する処理ステーションを備える、システム。
【請求項２２】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記有機廃棄物ストリームからリンとマグネシウムとをストリッピングするために、いかなる工業用化学薬品も加えない、システム。
【請求項２３】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記有機廃棄物ストリームからリンとマグネシウムとをストリッピングするために、一種類以上の工業用化学薬品を加える、システム。
【請求項２４】
請求項１３記載のシステムであって、
前記消化槽が、前記リンとマグネシウムの含有量が少ないストリームを前記消化槽内に投入するための入口を備え、
前記スツルバイト反応槽が、前記リンとマグネシウムの含有量が多いストリームを前記スツルバイト反応槽に投入するための入口を備える、システム。
【請求項２５】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記リンとマグネシウムの含有量が多いストリームを、前記リンとマグネシウムの含有量が少ないストリームから分離する、遠心分離機またはそれに類するものを、前記分離槽が備え、システム。
【請求項２６】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記分離槽が、第２の濃縮槽の上流側に前記第２の濃縮槽と接続して動作可能な嫌気性放出槽を備え、前記第２の濃縮槽は前記リンとマグネシウムの含有量が多いストリームを生成するように構成される、システム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のシステムであって、
前記第２の濃縮槽は、沈降槽、遠心分離機、濃縮ベルト、および一つ以上の回転スクリーンからなる群から選択される構成部を備える、システム。
【請求項２８】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記脱水槽は、沈降槽、遠心分離機、濃縮ベルト、および一つ以上の回転スクリーンからなる群から選択される構成部を備える、システム。
【請求項２９】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記第１の濃縮槽は、沈降槽、遠心分離機、濃縮ベルト、および一つ以上の回転スクリーンからなる群から選択される構成部を備える、システム。
【請求項３０】
リンを除去する廃水処理プロセスにおける改良であって、
一種類以上の揮発性脂肪酸（ＶＦＡｓ：ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｆａｔｔｙ  ａｃｉｄｓ）に変換可能な化合物を含む一種類以上の易生分解性炭素化合物（ＲＢＣｓ：ｒｅａｄｉｌｙ  ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  ｃａｒｂｏｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）を廃棄物サイドストリームに添加する工程であって、その結果、前記廃棄物サイドストリームからその内部に含有されるリンとマグネシウムとをストリッピングおよび除去する工程と、
前記ストリッピングおよび除去されたリンとマグネシウムをアンモニアと反応させる工程であって、その結果、スツルバイトを生成する工程と、を備える、改良。
【請求項３１】
請求項３０に記載の改良であって、さらに、
前記添加工程と前記反応工程と共に、ｉｎ−ｓｉｔｕで、前記一種類以上のＶＦＡｓを形成する工程を備える、改良。
【請求項３２】
請求項３１に記載の改良であって、
前記一種類以上のＶＦＡｓが、リンとマグネシウムとを含有する前記廃水中の微生物と反応して、前記廃水からリンとマグネシウムとを放出させる、改良。
【請求項３３】
請求項３２に記載の改良であって、
前記添加工程が、ストリッピングおよび除去するべきリンとマグネシウムの各グラム当たり３ないし８グラムの一種類以上のＶＦＡｓを添加する、改良。
【請求項３４】
請求項３２に記載の改良であって、さらに、
前記スツルバイトを造粒する工程であって、その結果、ペレット状のスツルバイト生成物を形成する工程を備える、改良。
【請求項３５】
請求項３４に記載の改良であって、
前記造粒工程は、前記添加工程、前記反応工程および前記形成工程と共に、ｉｎ−ｓｉｔｕで実行される、改良。
【請求項３６】
請求項３５に記載の改良であって、さらに、
リンとマグネシウムの含有量が多い第１の液体ストリームをアンモニアの含有量が多い液体と反応させる前に、前記ストリッピングおよび除去されたリンとマグネシウムを分離する工程であって、その結果、前記リンとマグネシウムの含有量が多い第１の液体ストリームと、リンとマグネシウムの含有量が少ない第２の汚泥ストリームと、を含む２種類の別々のストリームを形成する工程を備える、改良。
【請求項３７】
請求項３６に記載の改良であって、
前記分離工程は、前記添加工程、前記反応工程、前記形成工程および前記造粒工程と共に、ｉｎ−ｓｉｔｕで実行される、改良。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［クロスリファレンス］
本出願は、「含有リンを除去するための余剰活性汚泥ストリッピング（Ｗａｓｔｅ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｓｌｕｄｇｅ  Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ  ｔｏ  Ｒｅｍｏｖｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ）」の名称で２００８年２月１日に出願された米国特許出願番号第１２／０１２，３６２号の継続出願であり、これに基づく優先権を主張するものである。前記出願の内容は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般的に「余剰活性汚泥」（ＷＡＳ）ストリッピング技術に関する。より具体的には、本発明は、生物汚泥に易生分解性炭素化合物（ＲＢＣｓ：ｒｅａｄｉｌｙ  ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  ｃａｒｂｏｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）を加えることにより、浄化槽における下流側のスツルバイト堆積を抑制して、利用可能なスツルバイト生成物を産出する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
二次下水処理の一部として、一次処理した下水が空気または純酸素で処理される。いわゆる「活性汚泥」プロセスでは、微生物が、酸素を使って、投入される下水廃棄物を代謝させて、「混合液（ｍｉｘｅｄ  ｌｉｑｕｏｒ）」と称される微生物と下水との混合物を形成する。この混合物を沈降槽に移して濃縮し、濃縮活性汚泥を形成する。この汚泥の大部分は、活性汚泥プロセスに戻される。余剰活性汚泥（ＷＡＳ：ｗａｓｔｅ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｓｌｕｄｇｅ）と呼ばれるこの汚泥の別の部分は、活性汚泥プロセスから取り出されて、更なる処理と廃棄のための汚泥処理システムに送られる。安定したシステムでは、一日に生じるＷＡＳの量が、一日の下水から微生物への変換量と一致しており、混合液（ｍｉｘｅｄ  ｌｉｑｕｏｒ）バイオマスの純増加は生じない。活性汚泥プロセスを実行することにより、リンとマグネシウムとが液体ストリームから取り除かれ、混合液（ｍｉｘｅｄ  ｌｉｑｕｏｒ）中で濃縮される。このプロセスは、生物学的リン除去法（ＥＢＰＲ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  Ｒｅｍｏｖａｌ）として知られている。
【０００４】
図１に示す典型的なスキーム１０では、ＷＡＳを遠心分離機（または他の濃縮装置）１４に投入して濃縮する。液体を取り出し、廃水プラントに戻して処理を行なう一方で、得られた濃縮汚泥を他の汚泥と共に、嫌気性消化槽１６に送る。濃縮汚泥は、１５日間以上、嫌気性消化槽１６内に保持した後、第２の遠心分離機（または他の脱水装置）１８に投入して脱水処理する。
【０００５】
消化槽１６およびそれよりも下流側の他の機器内では、内部に存在するアンモニア、マグネシウムおよびリンがスツルバイトを形成して沈殿する可能性が高い。このスツルバイトを回収することは事実上不可能であり、スツルバイトは、反応槽１６の内表面に堆積して、反応槽よりも下流側の配管や機器を閉塞させるという悪影響を及ぼす。
【０００６】
別の遠心分離機（または別の脱水装置）１８により、再利用または廃棄される脱水処理後の汚泥２０と、アンモニアとリンの含有量が多い液体２２とを生成する。スツルバイト反応槽２４で顆粒状にされたスツルバイトを液体２２から回収することができる。このような顆粒状スツルバイトは、持続放出型の肥料として利用できる市場価値のある製品であり、下水処理コストの一部を賄うことができる。ただし、残念ながら、スツルバイトを回収するためには、プロセスにマグネシウムを加える必要があり、これが処理コストの大きな割合を占め、収益性を低下させる要因となる。
【０００７】
「廃水処理プラントにおけるスツルバイトとしての結合リン酸回収の実現可能なアプローチ（Ａ  Ｆｅａｓｉｂｌｅ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ  Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ａｓ  Ｓｔｒｕｖｉｔｅ  ａｔ  Ｗａｓｔｅ  Ｗａｔｅｒ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  Ｐｌａｎｔｓ）」（Ｄ．Ｍｏｎｔａｇら：Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（環境工学研究所）論文集（２００７年）  ５５１−５５８ページ）には、揮発性脂肪酸（ＶＦＡｓ：ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｆａｔｔｙ  ａｃｉｄｓ）を加えることなくリン酸を除去するリン酸回収システムが記載されている。このシステムでは、有機酸または無機酸を外部から加える代わりに、保持時間を長くすることにより、リン酸の除去を行なっている。「改良型Ｒｅｎｐｈｏシステム：生物学的高栄養除去システム（Ｔｈｅ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｒｅｎｐｈｏｓｙｓｔｅｍ：  Ａ  Ｈｉｇｈ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｎｕｔｒｉｅｎｔ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）」（Ｊ．Ｈ．Ｒｅｎｓｉｎｋら：Ｗａｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｖｏｌ．３５  Ｎｏ．１０（１９９７年）１３７−１４６ページ）には、いわゆる改良型Ｒｅｎｐｈｏシステムが記載されている。しかし、ＶＦＡｓのＷＡＳへの添加、マグネシウムやリン酸の放出／除去、発酵、分離液と混合前のｐＨ調整、消化槽と組み合わせた脱水装置の使用に関する記載はない。
【０００８】
上述したいずれの文献にも、また、他の従来技術の文献にも、ＶＦＡを用いて、スツルバイト反応槽にリンとマグネシウムの含有量が多い液体ストリームを投入して、ペレット状のスツルバイトを生成する技術や、リンとマグネシウムの含有量が少ない汚泥ストリームを消化槽に投入して、不要なスツルバイト堆積を抑制する技術に関する記載はない。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の一態様は、リンとマグネシウムとを含有する微生物と固体廃棄物とを含む第１の混合物を処理する方法である。微生物を含む混合物の濃縮過程で、リンとマグネシウムとを放出させて、これらを取り出すことにより、リンとマグネシウムの含有量が多い液体とリンとマグネシウムの含有量が少ない処理混合物とを生成する。この処理混合物を嫌気性消化槽に投入すると、アンモニアが形成されるが、リンとマグネシウムの濃度が大幅に低下しているため、形成されたアンモニアとリンやマグネシウムとの結合はほとんど生じない。次に、アンモニア濃度の高い混合物を脱水処理して、アンモニアの含有量が多い液体を生成する。生成したアンモニアの含有量が多い液体を、リンとマグネシウムの含有量が多い液体に化合させる。好適な実施例において、この化合体から利用可能なスツルバイト生成物を回収する。
【００１０】
従来の廃棄物処理方法と比較して、嫌気性消化槽における不要なスツルバイト生成を大幅に減らすことができる。
【００１１】
本発明を実施するシステムおよび方法を、図２、図３および図２Ａに示し、図示した実施例に基づき本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来の廃棄物処理システムを示すブロック図。
【００１３】
【図２】本発明に従う廃棄物処理システムを示すブロック図。
【００１４】
【図３】本発明に従う廃棄物処理システムの別の実施例を示すブロック図。
【００１５】
【図２Ａ】本発明に従う廃棄物処理システムのさらに別の実施例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図２に示す好適な実施例の余剰活性汚泥（ＷＡＳ）処理法１１０は、嫌気性反応槽１１２における微生物活性を利用して、リンとマグネシウムとを放出させる。最低０．５時間、ＷＡＳを嫌気性反応槽１１２に保持する。このような放出を可能にする一つの方法は、一種類以上の易生分解性炭素化合物（ＲＢＣｓ：ｒｅａｄｉｌｙ  ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  ｃａｒｂｏｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）たとえば、一種類以上の揮発性脂肪酸（ＶＦＡｓ：ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｆａｔｔｙ  ａｃｉｄｓ）を嫌気性反応槽内の汚泥に添加する方法である。この場合、放出するべきリン１グラムに対して、３グラムから８グラムの割合で（より望ましくは４グラムから６グラムの割合で）一種類以上のＶＦＡｓを加える。別の方法は、ＶＦＡｓを添加する代わりに、３６時間から９６時間、活性汚泥を保持して、内生呼吸および発酵によりリンとマグネシウムとを放出させる方法である。
【００１７】
後述するように、処理後のＷＡＳを遠心分離器、濃縮ベルトまたは回転スクリーン等の濃縮槽１１４に送る一方、リンとマグネシウムの濃度が増大した処理後の液体１１５をスツルバイト反応槽１２４に送る。液体１１５のアンモニウム濃度は非常に低いため、ごくわずかな量のスツルバイトが生成されるにすぎない。米国特許６，３８７，２６４Ｂ１に開示される統合型発酵濃縮（ＵＦＡＴ）プロセスで行なわれるような発酵によって、ＶＦＡｓまたはその他の形態のＲＢＣｓが生成可能である。他にＶＦＡｓを得る方法としては、さまざまな廃棄物から回収する種々の発酵法や酢酸等の工業用化学薬品の購入が挙げられる。
【００１８】
リンとマグネシウムの濃度を低下させた濃縮ＷＡＳを他の汚泥と共に嫌気性消化槽１１６に送り、少なくとも１５日間保持することにより、高濃度のアンモニアを生成する嫌気性細菌によりさらに処理が進む。消化槽１１６において生成されるスツルバイトの量は、従来システムの消化槽１６（消化槽１６と消化槽１１６とが同じ場合でも）において生成されるスツルバイトの量と比較して、非常に少ない。これは、スツルバイトの形成に不可欠なリンとマグネシウムの濃縮ＷＡＳにおける含有量が少ないためである。スツルバイトの形成量が少ないことにより、嫌気性消化槽１１６およびその下流側に配置される配管や機器へのスツルバイト堆積量が非常に少なくなる。
【００１９】
消化槽１１６で処理後の汚泥を遠心分離、脱水ベルト、スクリーン、加圧板プレス等の手法で脱水処理１１８する。脱水処理により得られた固体は再利用または廃棄される。一方、アンモニアの含有量が多い液体１２２は、スツルバイト反応槽１２４に送られる。この液体１２２は、リンとマグネシウムの含有量が少ないため、配管や機器内でスツルバイトを形成する可能性が低い。スツルバイト反応槽１２４では、大量のアンモニアが液体１１５中のリンおよびマグネシウムと結合して、スツルバイトが形成される。
【００２０】
図３に第２の好適な実施例として示す生物学的リン除去（ＥＢＰＲ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  Ｒｅｍｏｖａｌ）システム２１０では、曝気槽の嫌気性域２１２から活性汚泥浮遊物（ＭＬＳＳ：ｍｉｘｅｄ  ｌｉｑｕｏｒ  ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｓｏｌｉｄｓ）が投入される。ＭＬＳＳの大部分は、次の曝気槽２１８に送られる。標準的なＥＢＰＲシステムではＭＬＳＳにＲＢＣｓが加えられ、微生物からリンとマグネシウムとが放出される。この相違を除いて、上記の実施例とほぼ同じ処理が行なわれる。ただし、ＭＬＳＳは通常ＷＡＳの３倍くらい希薄なため、濃縮槽２１６への流入量２１４を増大させるためにいくつかの変更が必要となる。希薄流を処理する場合、濃縮槽２１６は、重力濃縮を行なった後で、ベルト、遠心分離、または他の濃縮装置を用いるようにしてもよい。図２に示す嫌気性反応槽１１２および追加のＲＢＣｓ添加は省略してもよい。
【００２１】
図２Ａに、図２の実施例と同様のシステムの他の実施例を示す（同一の構成要素は同一の参照番号で示す）。システム２２０は、水平破線の上下に示すように、メインストリーム２２０ａとサイドストリーム２２０ｂとに分けられる。この実施例のシステム２２０は、製造プロセスに外部からの投入を必要とすることなく、ｉｎ−ｓｉｔｕ（その場）で、すなわち、閉鎖系、自給式で、ＷＡＳから利用可能なスツルバイト副生成物（たとえば、規則的または不規則な形状および大きさのペレットまたは粒子のような市場価値のある生成物、スツルバイト汚泥等の市場価値のない生成物等）を生産するものである。
【００２２】
一次浄化槽２２２内の一次処理汚泥は、米国特許第６，３８７，２６４号に従うＵＦＡＴ２２４により、または、発酵槽２２６と濃縮槽２２８または協働して一次処理汚泥を処理してＶＦＡｓと濃縮汚泥とを生成する複合発酵／濃縮槽を含む同等のプロセスにより、処理される。ＵＦＡＴ２２４により得られたＶＦＡｓは、ＥＢＰＲ曝気槽１１２ａと、たとえば嫌気性放出槽１１４ａと濃縮遠心分離機１１４ｂ等の第２の濃縮槽とを含む分離／濃縮槽１１４と、に投入される。（図２Ａに示す実施例のＥＢＰＲ曝気槽１１２ａおよび二次浄化槽１１２ｂとが図２に示す実施例の嫌気性反応槽１１２に対応する。）
【００２３】
図２Ａに示すように、濃縮汚泥は消化槽１１６に供給される。消化槽１１６の下流側のスツルバイト反応槽（図２を参照して上述した）で、または、消化槽１１６の上流側で、リンとマグネシウムの含有量が多い液体のｐＨをｐＨ調整部１１７（スツルバイト反応槽１２４内部に配置することも、この上流側の位置に配置することもできるため、図では破線で示す）により調整する。当業者には自明のことであるが、スツルバイト反応槽に到達する前にリンとマグネシウムの含有量が多い液体のｐＨを調整しても、アンモニアが存在しないため、上流側の配管内ではスツルバイトは形成されない。さらに、下流側のスツルバイト反応槽における流体のピーク濃度が低下する。このように、ｐＨ調整部１１７を上流側に配置する構成では、ｐＨ調整後のリンとマグネシウムの含有量が多い液体ストリーム１１５’がスツルバイト反応槽１２４に投入される。（すなわち、図２を参照して上述したスツルバイト反応槽内でｐＨ調整を行なうシステム１１０のトポロジーと比べて、上流側にｐＨ調整部１１７を配置したシステム２２０のトポロジーの方が、費用効率が高く、より直接的である。）
【００２４】
分離／濃縮槽１１４は、ＥＢＰＲ曝気槽１１２ａの下流側の二次浄化槽１１２ｂから投入されるＷＡＳとＵＦＡＴ２２４から投入されるＶＦＡを分離して２つの異なる産出物ストリームを形成する役割を果たす。第１の比較的リンおよびマグネシウムの含有量が多い（ＰとＭｇに富む）液体ストリーム１１５（望ましくは、ｐＨ調整済み液体ストリーム１１５’）は、上述したように、スツルバイト反応槽１２４に供給される。一方、第２の比較的リンおよびマグネシウムの含有量が少ない（ＰとＭｇに乏しい）混合物２３０は、消化槽１１６に供給され、その後、脱水または脱水遠心分離１１８を経て、アンモニアの含有量が多い液体ストリーム１２２が生成される。この液体ストリーム１２２も、スツルバイト反応槽１２４に供給される。脱水工程の副生成物として、リンの含有量が少ない（Ｐの含有量が少ない）バイオソリッドが生成される。ＷＡＳをリンとマグネシウムの含有濃度が異なる２つの別個のストリームに分離することによって、消化槽１１６内の不要な下流側スツルバイト生成を最小限に抑えることができると同時に、スツルバイト反応槽１２４におけるスツルバイトの生成を最大にすることができる。
【００２５】
当業者には自明のことであるが、メインストリームプロセス２２０ａにおけるダウンストリーム処理２３２で、二次浄化槽１１２ｂの産出物（図示するように、このうちの一部はＥＢＰＲ曝気槽１１２ａへの投入物に再循環され、別の一部はサイドストリームプロセス２２０ｂに送られる）を沈殿、ろ過および殺菌（たとえば、塩素処理とそれに続く脱塩素処理）するようにしてもよい。したがって、川や他の水域に戻すのに適したダウンストリーム処理２３２後の排水が、本発明のプロセスおよびシステムのメインストリーム側の産出物となり、一方、売れる可能性のある利用可能なスツルバイト生成物、たとえば、肥料ペレットが、本発明のプロセスおよびシステムのサイドストリーム側の産出物になる。当業者には自明のことであるが、スツルバイト反応槽１２４の産出物の一部は、プラント流入ストリームとして再循環されるため、実質的に「閉ループの」システム２２０が構成される。
【００２６】
スツルバイト反応槽は、リンとマグネシウムをアンモニアと結合させてスツルバイトを形成するものであればいかなる形態のものでもよい。たとえば、スツルバイト反応槽が単純な沈降槽であり、再利用可能な原料として、肥料等の利用可能な生成物として、または廃棄物として、自然沈殿型のスツルバイトを形成して沈降させるものでもよい。好適な実施例として、国際公開番号ＷＯ２００５／０７７８３４Ａ１に開示される方法で、顆粒状スツルバイトを形成する構成でもよい。
【００２７】
ＭＬＳＳを用いる実施例またはＷＡＳを用いる実施例の第１の好適な変形例として、嫌気性消化槽からマグネシウムを放出させて、結果として不要なスツルバイト形成を抑制することにより、プロセス機器を保護し、運用コストを削減するようにしてもよい。第２の好適な変形例として、マグネシウムを加えて、より多くのリンを捕捉することにより、より多くのスツルバイトをシステムに生成させると共に、リンとアンモニウムの含有量が少ない廃棄物ストリームを再循環させて、廃水プラントに戻し再処理するようにしてもよい。さらに、リンとマグネシウムとを加えて、スツルバイトの生成量を増大させると共に、再処理に戻されるアンモニア量を減少させるような構成も可能である。
【００２８】
以上、本発明の範囲内の方法やシステムの例を説明してきた。当業者には自明のことであるが、本発明の範囲内で他の方法やシステムとして実施することも可能である。
【００２９】
本明細書に記載および図示した方法や構成、組立、材料、適用または使用の詳細に何ら本発明を限定するものではない。組立、使用または適用のいかなる適当な変形も本発明の実施例として構成可能であり、本発明の要旨の範囲内に含まれる。
【００３０】
使用または操作の適用または方法、構成、製造方法、形状、大きさまたは材料のいずれかを変更した本発明の他の実施例は、本明細書では特に詳述や図示はしていないが、当業者には自明のように、本発明の範囲内に含まれる。
【００３１】
以上、本発明を実施例のプロセスおよびシステムを参照して詳述したが、当業者には自明のように、特許請求の範囲に記載される本発明の要旨を逸脱しない範囲において、さまざまに変更および変形が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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