(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二個以上のクラリファイヤ（１ａ、１ｂ）において少なくとも二個の交替式の同一の処理サイクルを行い、各処理サイクルは、同時進行の供給と排出を伴う供給期間と、余剰スラッジがシックナ（２ａ、２ｂ）へ除去され、残りのスラッジブランケットが均質化して予備沈降するリセット期間とによって構成される廃水の清澄化方法であって、少なくとも一個のクラリファイヤ（１ａ、１ｂ）における各時点で、前記供給期間が行われる方法。
【請求項２】
前記供給期間の持続時間は、クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）の数によって分割される合計サイクル時間に等しく、前記リセット期間は、第一の沈降、廃棄、エアレーション、及び第二の沈降によって構成される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
廃棄は、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）から前記シックナ（２ａ、２ｂ）へスラッジを気送することによって行われる請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記スラッジは、各クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）から、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）に割り当てられた別体のシックナ（２ａ、２ｂ）へ移送され、前記スラッジが、前記シックナ（２ａ、２ｂ）から、当該シックナ（２ａ、２ｂ）に割り当てられた前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）における前記供給期間中に除去される請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記シックナ（２ａ、２ｂ）では、前記余剰スラッジの接線方向の導入によって旋回流が誘発される請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）及び前記シックナ（２ａ、２ｂ）の水位は、前記クラリファイヤの廃棄期間中に前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）へ戻る前記シックナ（２ａ、２ｂ）のオーバーフローの重力流を可能にするように水理学的に設定され、廃棄物の抽出は、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）における水位が、後続のエアレーションが前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）から流出への固体のオーバーフローに繋がらないように流出水位未満に降下することを可能にする請求項３〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記供給期間中は、廃水が、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）の底領域に導かれ、スラッジブランケットに導かれる請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記供給期間中は、供給流は、略一定の水位を維持しながら残りの上清排出流を押し出す請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記供給期間及び前記リセット期間は等しい長さである請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
別の処理からの活性スラッジが、有機物質の除去を改善するために前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）に添加される請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）に進入する前の供給に凝集剤が添加される請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
エアレーション期間は、沈降したスラッジを掻き混ぜ、浮遊スラッジを取り込み、従属栄養生物による細胞外高分子物質の生成、及びコロイド状及び可溶性の有機物の後続の吸着を可能にする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
生物学的リン摂取が、前記クラリファイヤにおいて、下流の生物学的処理ユニットからのバイオマスを添加することによって、又は前記割り当てられたシックナ（２ａ、２ｂ）からのバイオマスを再循環することによって強化される請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
堆積した生物からの貯蔵ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）が、前記シックナ（２ａ、２ｂ）のアンダーフローから抽出される請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）の流出の少なくとも一部が、トリックリングフィルタ（１２）にて処理され、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）に戻される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記シックナ（２ａ、２ｂ）からの有機物質によって供給され、脱水ユニット（５）を介して前記トリックリングフィルタ（１２）へ排出するダイジェスタ（４）が設けられる請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記クラリファイヤへの流入流の一部は、並行な一次セトラに対して、又は下流の生物学的処理に対して直接的に、バイパスされることが出来る請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
交替方式で稼働される少なくとも二個のクラリファイヤ（１ａ、１ｂ）であって、夫々が、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）の底部付近の流入管と、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）の底部付近のスラッジ抜き取り部と、加圧空気を用いる混合システムと、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）の表面に近接する流出管とを備えるクラリファイア（１ａ、１ｂ）を含み、少なくとも１つのシックナ（２ａ、２ｂ）をさらに含む廃水の清澄化装置。
【請求項１９】
前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）は、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）の底部付近に流入管を備える請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
各クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）は、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）からの廃棄固体が、前記シックナ（２ａ、２ｂ）へ送られ、前記シックナ（２ａ、２ｂ）からのオーバーフローが、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）に接続されるように前記シックナ（２ａ、２ｂ）に流体接続される請求項１８又は１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記シックナ（２ａ、２ｂ）の底部からのスラッジの抜き取りを制御するための流出弁又は流出ポンプが設けられる請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）からの排出管が、沈降濃縮性能を改善するために穏やかな旋回流を誘発するために前記シックナ（２ａ、２ｂ）への廃棄物流の接線方向の導入を可能にするように配置される請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
スラッジ抜き取りユニットが、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）の底部付近に設けられる請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
空気混合システムと同一の加圧空気源を使用するエアリフトポンプが設けられる請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
ディフューザが、前記クラリファイヤ（１ａ、１ｂ）の内容物をエアレーションするため及び混合するために設けられる請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
少なくとも二個のブロワの構成が用いられ、一方のブロワは、余剰スラッジを上昇するために空気を提供し、次に、両方のブロワが、前記エアレーション及び空気混合システムへ空気を提供し、切替弁が、同一組のブロワの加圧空気を他方のクラリファイヤに導く請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
流入管（２４）が、前記クラリファイヤ（２ａ、２ｂ）の側壁に沿ってその底部に配置される請求項１８〜２６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二個以上のクラリファイヤ（沈降装置）において少なくとも二個の交替式の同一の処理サイクルを行う廃水の清澄化方法に関し、各処理サイクルは、同時進行の供給と排出を伴う供給期間と、余剰スラッジがシックナ（沈降濃縮装置）へと除去され、残りのスラッジブランケットが均質化して予備沈降するリセット期とによって構成される。
【背景技術】
【０００２】
廃水は、コロイド状の固体と沈降性固体の希釈した有機懸濁液を含む有機物質によって構成される。これらの固体の効率的且つ早期の分離は重要である、というのは、効率的な分離により、前記固体からのエネルギー及び資源の回収を最大化することが出来、早期の分離により、好気性酸化処理による回収がなくても、加水分解処理による有機物質の分解及び変性および後続の無駄なエネルギー放出が最小限になるからである。従って、このエネルギーは保存され、更に沈降濃縮又は濃縮されることが出来、その他の生物学的処理又は熱的処理を用いてより効率的に回収されることが出来る。懸濁液の早期かつ効率的な分離及び／又はこれら懸濁液の後の沈降濃縮／濃縮の方法及び装置が、本発明の主題である。
【０００３】
廃水の有機物の効率的な分離を達成するために幾つかの方法が使用されている。最も古い方法は、最初沈殿池即ち沈殿槽を用いて沈降性物質のみを物理的に除去することである。水理学的滞留時間が約一時間から二時間であるこれらのクラリファイヤは、矩形又は円形で、固体を効率的に除去するために使用される。固体の除去は、クラリファイヤの底部にあるコレクタを用いて行われ、コレクタは、下流での処理に向けてポンプを備える小さなサンプへスラッジを移送する。場合によっては、これらの固体は、圧縮ゾーンにて１〜２％の固体分へと濃縮される。にもかかわらず、これらの固体は、別の下流での処理において更なる沈降濃縮を要することが多い。一部の例では、最初沈殿池へ圧送された下流の活性スラッジシステムからの余剰スラッジの重力に基づく補助的な沈降濃縮（ｃｏ−ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ）が報告されている（例えば、Ｒｏｓｓ及びＣｒａｗｆｏｒｄ、１９８５年）。この方法は、余剰活性スラッジの沈降濃縮性能を改善する一方で、一次処理において有機物の除去を改善することが期待されている。
【０００４】
この物理的な分離方法の改良形が、化学物質を添加することであり、最も初期の例は、凝集処理及び後続のフロキュレーション処理を通してより微小なコロイド状の沈降不能な懸濁物をより効率的に除去するために化学凝集剤及び有機凝集剤の使用に関連する。効率的な凝集により、後続のフロキュレーションに適した物質への有機コロイドの「化学吸着」が生じる。改善したフロキュレーションにより、より大きな粒子の集合体となり、次に沈降処理によって素早く除去される。これは、多くの場合、化学的促進一次処理（ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｐｒｉｍａｒｙ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ：ＣＥＰＴ）と呼ばれ、分離を達成するための既知の、長く受け入れられてきた技術である。ＣＥＰＴの典型的な効率は、７０％の固体除去率にも達し、十分な凝集剤を用いれば、これらの値を超過することも出来る。しかし、大量の化学物質を添加するのは、継続的に添加する場合は不経済であり、下流での処理に大量の化学スラッジを生み出す。従って、最適な用量の金属及び高分子の添加により、改善した固体除去への補完的な効果を得ることが出来る（例えば、Ｎｅｕｐａｎｅ氏等、２００８年、Ｃａｓｓｅｌら、２００９年）。
【０００５】
１９７０年代及び１９８０年代に開発された別の方法がＡ−Ｂ法（１９７９年優先権。独国特許第２９０８１３４号、米国特許第４４８７６９７号）であり、この方法は、ツーステップの処理のうちの「Ａ」ステップにおいて有機物質の「生物吸着」を達成するために生物学的手段を使用する（Ｂｏｈｎｋｅ、１９７６年、Ｖｅｒｓｐｒｉｌｌｅら、１９８４年）。この生物吸着の「Ａ」ステップは、非常に短い固体滞留時間と水理学的滞留時間に維持される別々のリアクタ／クラリファイヤの組み合わせで達成され、固体滞留時間は、典型的には、０．２５〜０．５日間の範囲である。この生物吸着処理は、スラッジ内のバクテリアが、最大の成長速度よりも僅かに緩やかな速度で成長する時に生物学的状態を変化させて集合体を形成するため、バクテリアの細胞外高分子物質（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ：ＥＰＳ）を用いて発生するものと説明されるバイオフロキュレーション処理を通して行われる。この生物吸着／バイオフロキュレーションにより、初期のＣＥＰＴ処理のように無機化学物質を使用しなくても、コロイド状及び沈降性懸濁物が除去される。Ａステップは、別々のリアクタ及びクラリファイヤによって構成され、リアクタは、好気的及び／又は嫌気的な条件又はそれらの交互の条件下で稼働し、クラリファイヤは、下流での処理に対してこれらの固体の沈降及び濃縮を最大化するために稼働する。これらの固体の固体分は、典型的には１％であり、この活性スラッジ処理を維持するためには、ある程度の再循環（典型的には、流入流量の３０％）が必要である。リアクタのＳＲＴは、クラリファイヤの底部からの濃縮した固体の積極的な廃棄によって制御される。この処理の欠点は、その個体分離効率が典型的には５０〜６０％の範囲であり、固体濃度が約１％に過ぎない点である。更に、バイオフロキュレーション処理は、ＣＥＰＴと同程度の精度で制御することが出来ず、処理構成、廃水温度、エアレーション及び剪断速度等が影響し、生物吸着／バイオフロキュレーション処理の性能にばらつきを生じさせる。その固体は、下流での処理、即ち、典型的には一次清澄化の分離処理に一体化されていない処理において、更に沈降濃縮されることが多い。圧縮された粒子の分離及び貯蔵を一体化した処理が、沈砂除去のために一次処理の上流で連続的に希釈流に対して適用されている（１９７６年優先権、米国特許第３，９４１，６９８号）。
従って、要求事項の概要を提示する。１）一次槽に関連する物理的な除去又はＣＥＰＴ処理の物理的／化学的な除去に生物吸着／バイオフロキュレーションステップを一体化することが望ましい。この組み合わせにより、より効率的な一次槽が作られる。また、これにより、設置面積、インフラ、エネルギー及び設備に関する要求事項を最小限にする処理が可能になる。２）分離された固体が、最小限の更なる設置面積、インフラ、エネルギー及び設備によって効率的に濃縮されるように、沈降濃縮ステップにおいて略途切れなくこれらの固体を沈降濃縮する適切な手段を決定することも望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許第２９０８１３４号
【特許文献２】米国特許第４４８７６９７号
【特許文献３】米国特許第３９４１６９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、設置面積、インフラ、エネルギー及び設備の使用を最小限にすることであり、上記要求事項に対処することが、本発明の主題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、二個以上のクラリファイヤにおいて少なくとも二個の交替式の同一の処理サイクルを行う廃水の清澄化方法に関し、各処理サイクルは、供給期間及びリセット期間によって構成され、少なくとも一個のクラリファイヤにおける各時点で供給期が実行され、リセット期間は、第１のセッティング、廃棄、エアレーション、及び第２のセッティングによって構成される。
【０００９】
提案の方法は、設置面積、インフラ、エネルギー及び設備の使用を最小限にする適切な方法及び装置を開発することによって、最初沈殿池又はＣＥＰＴ処理に生物吸着又はバイオフロキュレーションステップを一体化し、これらの一次槽において組み合わされた物理的／生物学的な除去又は物理的／化学的／生物学的な除去を達成することである。更に、固体は、これらの一次槽に隣接して配置されたシックナにおいてさらに濃縮されることが出来、これらの一次槽は、従って、設備を共通に使用し、固体の早期且つ効率的な除去及びこれらの固体の後続の沈降濃縮を最適に管理するために利用可能な水力学を慎重に利用する。単一の槽に一体化されるこれらの異なる除去を達成するように改造可能な余分の容量を備える多くの既存の一次槽が存在するため、設置面積、インフラ、エネルギー及び設備が節約される。
【００１０】
開示の実施形態は、物理的手段、生物学的手段、及び必要に応じて化学的手段を用いて、一次槽内でのコロイド状物質及び懸濁物質によって構成される有機懸濁物の分離及び／又は沈降濃縮を改善するための経済的な方法を開発する方法及び装置を含む。この分離は、設置面積、インフラ、エネルギー及び設備を含む資源の使用を最小限にしつつ有機懸濁物の除去を最大化するように、供給、抜き取り、廃棄、エアレーション、及び沈降を交互に行うことを容易にする交替式のクラリファイヤを用いて達成される。沈降濃縮処理には、この交替方式を用いて達成される水力学的変化を共通に用いて、一次槽に関連する設備及びインフラを共有する沈降槽が並置される。この方法により、大幅に処理が強化されると同時に、有機懸濁物の分離及び沈降濃縮に関連するエネルギー及び設備に関する要求事項が軽減される。この交替式の方法により、エアレーション、沈降、及び廃棄に関連する処理ステップから供給と抜き取りに関連する水力学的ステップを分離することによって処理を最大化することが出来る。セトラの雑排水ポンプは、並置されたシックナに直接接続され、廃棄物は接線方向に送られる。シックナからのオーバーフローは、クラリファイヤ及びシックナの水位の交互の変化を通してクラリファイヤへの重力戻りにタイミングを合わせる。ブロワ／エアコンプレッサは、上昇とエアレーションの両方に共通に使用される。
【００１１】
更に、本発明は、交替式に配置されて運転される少なくとも二個のクラリファイヤを含む廃水の清澄化装置に関し、各クラリファイヤは、そのクラリファイヤの底部付近の流入管と、クラリファイヤの底部付近のスラッジ抜き取り部と、加圧空気を用いる混合システムと、クラリファイヤの表面に近接した流出管とを備える。かかる装置は、上述の方法を行うのに適している。
【００１２】
スラッジの更なる濃縮のために、少なくとも一個のシックナが設けられる。好ましくは各クラリファイヤに一個のシックナが設けられる。
【００１３】
好ましくは、流入管は、クラリファイヤの側壁に沿ってその底部に配置される。このようにして、流入物は、非常に低速にて、底部に沈降したスラッジに直接導入されることが出来る。従って、スラッジブランケットは、流入物が導入された粒子を保持し、それらの粒子がきれいな水を汚染することを防止するのに貢献する。更に、導入された有機物質は全て、クラリファイヤの底部のスラッジによって吸着されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、交替式のクラリファイヤの概略的な平面図を示す。矢印は、クラリファイヤへの流れとクラリファイヤ内の流れの方向性を持つ移動を示す。この平面図は、平面図の底部にセトラ及び接線流シックナを示す。
【図２】図２ａ乃至図２ｅは、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅから順に時間を合わせられた、例示的な一実施形態に係る沈降濃縮装置の水位及び動作順序の側面の断面図を示す。
【図３】図３は、二個の交替式のクラリファイヤの三十分間毎のサイクルの例示的なアプローチを提供する。必要に応じて、複数のクラリファイヤ（三個以上）が順序付けられた配置で使用されることが出来る。
【図４】図４は、比較例としての一次槽と比較した例示的な試験的セトラの平均流出合計浮遊物質性能を示すグラフである。
【図５】図５は、比較例としての一次槽と比較した例示的な試験的セトラの平均化学的酸素要求性能を示すグラフである。
【図６】図６は、比較例としての一次槽と比較した例示的な試験的セトラへの流入及び流出化学的酸素要求の分画を示すグラフである。
【図７】図７は、回転毎分での接線流シックナの例示的な速度プロファイルを示すグラフである。
【図８】図８は、接線流シックナの例示的な沈降濃縮性能を示すグラフである。
【図９】図９は、全体的な清澄化処理への本発明の方法の考え得る一体化を示すフロースキームである。
【図１０】図１０は、本発明の方法の別の一体化を示す別のフロースキームである。
【図１１】図１１は、交替式のクラリファイヤの別の実施形態の概略的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
開示の実施形態は、交互に活動させる吸着セトラを通して廃水処理プロセスにおいて有機懸濁物質を除去するためのセトラを提供する。このセトラによって除去された物質は、コロイド状固体及び粒子状固体を含む。これらの固体を除去するために使用される方法は、生体吸着処理及びバイオフロキュレーション処理を通して固体の集合とコロイド状固体の除去を促進するのに十分なエアレーション時間であって、可溶性の易分解性有機物質の実質的な酸化を引き起こすため又は実質的な加水分解及びコロイド状固体の分解のためには不十分な時間を提供することである。当装置は、関連する除去に対して小さな設置面積及びインフラ（約３０〜６０分間の水理学的滞留時間）及びこれらの固体の除去に必要なエネルギー及び設備を軽減したコンパクトな設計を生じるように設計されている。
【００１６】
図１は、廃水の清澄化装置の平面図を示す。この装置は、少なくとも二個の交替式のクラリファイヤ１ａ、１ｂを含む。図１は、二個のクラリファイヤ１ａ、１ｂを示しているが、多数のクラリファイヤがもちろん利用可能である。各クラリファイヤ１ａ、１ｂは、好ましくはクラリファイヤ１ａ、１ｂの底部付近に配置された流入管を備える。図１は、過剰な局所的乱流を防止するためにクラリファイヤ１ａと１ｂの底部に沿う供給の長手方向への分布を示す。図２ａ、２ｃは、夫々、クラリファイヤ１ａ、１ｂの底部付近の供給およびスラッジ引き抜きの箇所を示す。図１及び２ｄは、好ましくは加圧された粗大気泡を用いる攪拌のための混合システムと、クラリファイヤ１ａ、１ｂの底部に位置する微細気泡ディフューザを備えるエアレーショングリッドとを示す。図２ａは、クラリファイヤ１ａ、１ｂの表面に近接する流出管を示す。
【００１７】
図２ｃは、クラリファイヤ１ａ、１ｂからの廃棄固体が任意のシックナ２ａ、２ｂに供給されるように任意の沈降濃縮装置に水力学的に接続されていることを示す。最適な条件下での沈降濃縮装置からのオーバーフロー（例えば、図２ｃ）は、重力によってクラリファイヤ１ａ、１ｂへと流れる。シックナからのアンダーフローは、下流のスラッジ処理ユニットへ流れ、流出弁（図２ａ）によって制御される。
【００１８】
クラリファイヤ１ａ、１ｂ及びシックナの水位は、好ましくは、クラリファイヤの廃棄期間（図２ｃ）中にクラリファイヤ１ａ、１ｂへ戻るシックナ２ａ、２ｂのオーバーフローの重力流が可能になるように水理学的に設定される。図２ｃにも示すクラリファイヤ１ａ、１ｂからの廃棄物の抽出は、クラリファイヤ１ａ、１ｂにおける水位が、後続のエアレーションが好ましくはクラリファイヤ１ａ、１ｂからの固体の流出へのオーバーフローに繋がらないように流出水位未満に降下させることが出来る。
【００１９】
図１は、クラリファイヤ１ａ、１ｂからの廃棄物が、迂回及び乱流条件を最小化するために供給管から適切に分離された排出管を介して圧送され、好ましくは空気混合システムと同一の加圧空気源を使用するエアリフトポンプに交互に接続されることを示している。粗大気泡ディフューザ又は微細気泡ディフューザは、空気を移送するため、及びクラリファイヤ１ａ、１ｂの内容物を混合／攪拌するために使用される。ディフューザは、クラリファイヤ１ａ、１ｂの底部に配置され、図１の平面図に示されている。図１は、一例として、微細気泡ディフューザに当たる正方格子と、攪拌に使用される粗大気泡ディフューザの長手方向の分布とを開示している。
【００２０】
沈降装置は空気を使用し、好ましくは、少なくとも二個のブロワの構成が用いられ、一方のブロワが、廃棄スラッジを上昇させるための空気を提供し、次に、両方のブロワが、エアレーションシステム及び空気混合システムに空気を提供し、切替弁が、同一組のブロワの加圧空気を他方のクラリファイヤへと導く。
【００２１】
図２ａ、図２ｂ、図２ｃ、図２ｄ及び図２ｅは、処理サイクルの段階的移行を説明する。図３は、図２ａ、図２ｂ、図２ｃ、図２ｄ及び図２ｅにて説明される異なる処理ステップに関する二段階の三十分サイクルの分布を提供する。この廃水の清澄化及び沈降濃縮は、少なくとも二つの交替式の同一の処理サイクルを導入しており、各処理サイクルは、クラリファイヤの数で分割される合計サイクル時間の供給期間によって構成される。従って、図３の例示的実施形態では、二個の交替式のクラリファイヤ１ａ、１ｂに関して、供給期間は十五分間、即ち、合計サイクル時間の半分である。図２ａは、供給が未混合のセトラに追加される第一段階を示し、同期間中は、クラリファイヤの供給流が、上清の排出流を押し出している。好ましくは、この段階時に、シックナのアンダーフローが、下流のスラッジ処理ユニットに送られる。
この供給段階に続いて、セトラは、スラッジの濃縮と、必要に応じて沈降を継続する（図２ｂ）。
図２ｃに示す後続のスラッジ抜き取り段階では、沈降したスラッジの流れが、セトラから抽出され、任意のシックナに導入され、シックナのオーバーフローは、クラリファイヤ１ａ、１ｂに戻る。
図２ｄは、十分な空気混合接触期間のサイクル時間を示し、図２ｅは、次の供給及び排出期間の前の沈降期間を示す。この実施形態では、空気混合期間及び沈降期間は、図３に示すように、夫々、六分間である。空気混合接触期間は、沈降したスラッジを掻き混ぜ、浮遊スラッジを取り入れ、従属栄養生物による細胞外高分子物質の生成（特に、成長速度が、その生物の最大成長速度をわずかに下回る場合）と、後続のコロイド状及び可溶性の有機物の吸着とを可能にするために使用される。
【００２２】
別の下流の処理又は並行の処理からの活性スラッジは、有機物質の除去を改善するためにクラリファイヤ１ａ、１ｂに添加されることが出来る。また、化学凝集剤（ｃｈｅｍ）が、クラリファイヤ１ａ、１ｂに進入する前の供給に添加されることが出来る。任意で、有機物質の除去を改善するために、好ましくは混合段階時に、クラリファイヤ１ａ、１ｂに高分子が添加される。図４は、空気のみが添加されるＡＡＡの生物吸着の場合（ＰＳのみ）、別の処理からの余剰活性スラッジが添加される場合（ＳＰ＋ＷＡＳ）、及びＷＡＳと化学凝集剤の添加を組み合わせた場合（ＰＳ＋ＷＡＳ＋ｃｈｅｍ）に関して、第一比較例と比較したＡＡＡセトラの性能を示す。図４は、これらの一連の修正オプションの夫々に関して合計浮遊固体の除去に対して大幅な改善を示している。図５は、上記の修正オプションの夫々に関する化学的酸素要求（ＣＯＤ）除去を示す。この場合も、第一比較例に対してＡＡＡ（ＰＳのみ、ＰＡ＋ＷＡＳ、及びＰＡ＋ＷＡＳ＋ｃｈｅｍ）の大幅な改善がある。
【００２３】
図６は、第一比較例に対するＡＡＡセトラの流入水及び流出水における粒子（沈降性固体）、コロイド、及び可溶性物質の画分を示す。
流出水内の粒子画分及びコロイド画分の濃度はより小さいことが望ましい。ＡＡＡセトラ（ＰＳのみ）、ＷＡＳ修正（ＰＡ＋ＷＡＳ）、及び化学的修正（ＰＡ＋ＷＡＳ＋ｃｈｅｍ）は、比較例と比べて一貫して低い粒子及びコロイドＣＯＤを有し、これらの有機懸濁物の効率的な除去にとって優れた処理性能を示唆している。図６では、可溶性ＣＯＤは、ＡＡＡセトラオプションによって幾分除去されているが、下流の処理に（例えば、脱窒又は生物学的脱リンに）未だ多くの可溶性ＣＯＤが利用可能である。従って、ＡＡＡセトラは、生物吸着（及び任意の化学吸着）及びバイオフロキュレーション（及び任意の化学的フロキュレーション）を使用する粒子及びコロイドの除去に対して著しい効率を示す一方で、可溶性画分が通過することを可能にしている。
【００２４】
クラリファイヤ１ａ、１ｂからの廃棄物は、沈降濃縮性能を改善するために穏やかな旋回流を誘発するためにシックナ２ａ、２ｂに対して接線方向に供給される。図７は、この供給の導入時の接線方向ｒｐｍと、供給の追加が停止した後（おおよそ１５分後）でも保持されている運動量とを示す。この運動量を維持するシックナの能力により、「ラットホール」、及び沈降濃縮したブランケットを通るシックナの上清の迂回が実質的に低減する。この緩やかな流れにより、改善した高速の沈降濃縮も可能になる。図８は、ＡＡＡのスラッジ（ＰＳのみ、ＰＡ＋ＷＡＳ、ＰＡ＋ＷＡＳ＋ｃｈｅｍ）に関する沈降濃縮性能を示す。シックナは、パイロット実証に許可された浅い設計のみを用いて３０，０００ｍｇ／Ｌ（３％）を超える固体濃度に沈降濃縮することが出来る。クラリファイヤ１ａ、１ｂが深く大きいほど、５％の固体を超過する高速の沈降濃縮が可能になる可能性がある。
【００２５】
沈降処理および生体吸着処理は、一般的に、有機物（主に炭素化合物）の除去に適用され、窒素の除去には適用されない。窒素除去を強化するために、図９に示す次の方法が開発されている。
【００２６】
上述の二個のクラリファイヤ１ａ、１ｂ及びシックナ２ａ、２ｂによって構成されるユニットを、全体としてＡＡＡセトラ１と呼ぶ。このＡＡＡセトラ１は、最大容量が、最大晴天下水量の二倍（２＊Ｑｄｗ）に等しくなるように設計されている。
【００２７】
参照番号１３では、ＡＡＡセトラ１の排出流が、第一の流出９と、トリックリングフィルタ１２への供給７に分割される。この供給７は、少なくとも最大晴天下水量Ｑｄｗに等しくあるべきである。トリックリングフィルタ１２では、略全てのアンモニアがＮＯｘに酸化され、窒素とトリックリングフィルタの余剰スラッジとを含む窒素含有再循環流８は、主にＡＡＡセトラ１の流入に送られる。
【００２８】
トリックリングフィルタ１２は、ダイジェスタ４及び脱水ユニット５にも接続されている。捕捉した有機物は、一体的なシックナ２ａ、２ｂからダイジェスタ４へ送られ、脱水液が、脱水ユニット５から直接アンモニア除去のためにトリックリングフィルタ１２へ送られることが出来る。
【００２９】
再循環流８は、ＡＡＡセトラ１を通る流れを、最大晴天下水量の二倍（２＊Ｑｄｗ）の最大値付近に維持し、且つこの値を越えないようにするために制限される。分離ユニット３の余剰水量は、第二の流出１０として分離される。第一の流出９と共に、第二の流出１０は、流出１１を形成する。
【００３０】
ＡＡＡセトラのスラッジブランケットには、未処理の廃水の炭素と共に硝酸塩が導入される。この構成は、高い脱窒率を可能にし、また、エアレーション期間だけでなく非エアレーション期間でも電子受容体が利用可能であるため、有機物除去の性能に大きく貢献する。硝酸塩は、ＡＡＡリアクタにおける酸化還元電位を上昇させ、嫌気性分解処理を最小限にするため、臭気の軽減は、硝酸塩の再循環の更なる利益である。
【００３１】
流出１１の品質は、最小限の硝酸塩を有するＡＡＡの流出９の部分と、流出１１に送られる最小限のアンモニアを有するトリックリングフィルタの流出である第二の流出１０の部分に応じて最適化することが出来る。或いは、簡易化したフロースキームでは、分離ユニット３を設置せずに、トリックリングフィルタの流出は全てＡＡＡセトラ１に直接再循環されることが出来る。
【００３２】
有機物除去システムの体積及び設置面積を最適化するために異なる流入量を処理する別の方法を図１０に示す。この場合、ＡＡＡセトラ１は、晴天下水量のみに関して設計されるべきである。余剰流入水量は、次のフローシナリオを処理するためにＡＡＡセトラ１と並行して従来の一次セトラ２１に導くことが出来る。
【００３３】
−晴天下水量：一次処理システムを晴天下でも動作可能に維持するため、一次槽への最低流入量が提供されるべきであり、又は、ＡＡＡセトラ１への流入流１４は、晴天下水量のピークを削り落とした最大量に設定され、この差異１５を一次処理へ供給するべきである。
−雨天下水量：ＡＡＡセトラ１の計画下水量を超える流入流は全て、バイパス１６を通って一次処理へ送られる。フローの分配は、流入弁１８及び流量計によって制御される。
−冗長性及びメンテナンス：ＡＡＡセトラをオフラインにする必要がある場合は、流入流は全て一次セトラへ送られる。一次セトラをオフラインにする必要がある場合は、計画下水量はＡＡＡセトラへ送られ、余剰水量は、バイパス１６を通って下流の生物学的処理１７へ送られる。
【００３４】
ＡＡＡセトラは、典型的には、晴天下水量で約２時間の水理学的滞留時間に設計され、一次セトラは、雨天下水量で約０．５時間の水理学的滞留時間に設計されている。これは、約２．５のピーキング係数では、一次セトラに対する容積の要求事項が、ＡＡＡセトラ１のリアクタ容積の約半分であることを意味する。
【００３５】
図１１は、一次セトラと同様に、ＡＡＡセトラ１が、好ましくは、一体的なシックナ２ａ、２ｂの幅と同様なリアクタ１ａ、１ｂの幅を有する引き延ばした外形を示す。この実施形態は、右側のリアクタが充填及び引き抜きモードにある一方で左側のリアクタがスラッジ再循環段階にあるフロースキームを提供する。スラッジ再循環用の少なくとも１つの排水管２３が必要であり（例えば、長手側の壁に沿って底部に設置される）、流入管２４とは別に必要である（例えば、反対側の長手側の壁に沿って底部に設置される）。エアリフト２６（例えば、シックナの八角形と側壁の間の角空間に設置される）は、接続された排水管から沈降したスラッジ層を吸着し、余剰スラッジを水面に対して対角線的にシックナへ押し出す。シックナからの余剰液は、他方の角空間２７からリアクタへ戻されることが出来る。流入流は、流入管２４の側方開口からスラッジブランケットに導入される。水中の流出管２５（例えば、流入管とは反対の長手側の水面付近に設置される）への流路に沿って、固体は沈降し、有機物は、スラッジブランケット内のバイオマスによって吸着される。
【００３６】
本発明は、上記で説明し且つ図面で示した構造、方法、及び手段に限定されない。本発明は、以下に示す特許請求の範囲によって定められる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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