(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機排水中の有機物を沈降させる沈殿池と、
前記沈殿池から流出された有機排水を流す導入流路と、
前記導入流路の下流側に接続され、嫌気処理領域、嫌気雰囲気、微好気雰囲気または好気雰囲気のいずれかの雰囲気に切り替え可能であり、かつ、各々の雰囲気が占める領域の範囲を調整可能な調整領域および好気処理領域を有し、前記調整領域は、前記嫌気処理領域と前記好気処理領域との間にある生物反応槽と、
前記好気処理領域におけるアンモニア濃度と、前記生物反応槽から流出した処理水の全窒素濃度及び全リン濃度と、各々の濃度の目標値との比較に基づいて、前記調整領域の各々の雰囲気が占める領域の範囲を調整する第１制御部と、
前記沈殿池から流出される前記有機排水の有機物濃度よりも高い有機物濃度を有する有機排水を、前記導入流路に流入させることが可能な高濃度処理水供給機構と、を備え、
前記高濃度処理水供給機構は、前記第１制御部により前記調整領域の雰囲気の範囲を調整した結果であっても、前記生物反応槽から流出する前記処理水の全窒素濃度または全リン濃度が所定の目標値を超える場合に、前記生物反応槽に流入前の前記有機排水の有機物濃度、全窒素濃度および全リン濃度を測定して、前記生物反応槽へ流入前の前記有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度と全リン濃度に対する有機物濃度とを算出し、前記全窒素濃度に対する有機物濃度が、予め設定した全窒素濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合、または前記全リン濃度に対する有機物濃度が、予め設定した全リン濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合に、前記沈殿池から流出される前記有機排水の有機物濃度よりも高い有機物濃度を有する有機排水を前記導入流路に流入させることを特徴とする有機排水処理システム。
【請求項２】
前記高濃度処理水供給機構は、
前記沈殿池に流入前の有機排水を、前記沈殿池を通さずに前記導入流路に流入させるためのバイパス流路と、
前記導入流路を流れる前記有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び前記リン濃度をそれぞれ測定する濃度測定器と、
前記濃度測定器の測定値に基づき、前記生物反応槽へ流入前の前記有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度と全リン濃度に対する有機物濃度とを算出し、これらが前記全窒素濃度に対する有機物濃度の基準値または全リン濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合に、前記沈殿池に流入前の有機排水を前記沈殿池を通さずに前記導入流路に流入させる第２制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機排水処理システム。
【請求項３】
前記高濃度処理水供給機構は、
前記導入流路を流れる前記有機排水に有機物を添加可能な有機物添加装置と、
前記導入流路を流れる前記有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び前記リン濃度をそれぞれ測定する濃度測定器と、
前記濃度測定器の測定値に基づき、前記生物反応槽へ流入前の前記有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度と全リン濃度に対する有機物濃度とを算出し、これらが前記全窒素濃度に対する有機物濃度の基準値または全リン濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合に、前記有機物添加装置によって前記導入流路を流れる前記有機排水に前記有機物を添加させる第３制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機排水処理システム。
【請求項４】
前記高濃度処理水供給機構は、
前記沈殿池に流入前の有機排水を、前記沈殿池を通さずに前記導入流路に流入させるためのバイパス流路と、
前記導入流路を流れる前記有機排水に有機物を添加可能な有機物添加装置と、
前記導入流路を流れる前記有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び前記リン濃度をそれぞれ測定する濃度測定器と、
第４制御部とを備え、
前記第４制御部は、前記濃度測定器の測定値に基づき、前記生物反応槽へ流入前の前記有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度と全リン濃度に対する有機物濃度とを算出し、これらが前記全窒素濃度に対する有機物濃度の基準値または全リン濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合に、前記沈殿池に流入前の有機排水を前記沈殿池を通さずに前記導入流路に流入させるバイパス判断部と、
前記バイパス判断部によって前記沈殿池に流入前の有機排水を前記導入流路に流入させても、前記有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度と全リン濃度に対する有機物濃度とが前記全窒素濃度に対する有機物濃度の基準値または全リン濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合に、前記有機物添加装置によって前記導入流路を流れる前記有機排水に前記有機物を添加させる有機物添加判断部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の有機排水処理システム。
【請求項５】
有機排水中の有機物を沈降させる沈殿池と、
前記沈殿池から流出された有機排水を流す導入流路と、
前記導入流路の下流側に接続され、嫌気処理領域、嫌気雰囲気、微好気雰囲気または好気雰囲気のいずれかの雰囲気に切り替え可能であり、かつ、各々の雰囲気が占める領域の範囲を調整可能な調整領域および好気処理領域を有し、前記調整領域は、前記嫌気処理領域と前記好気処理領域との間にある生物反応槽と、
前記好気処理領域におけるアンモニア濃度と、前記生物反応槽から流出した処理水の全窒素濃度及び全リン濃度と、各々の濃度の目標値との比較に基づいて、前記調整領域の各々の雰囲気が占める領域の範囲を調整する第１制御部と、によって前記有機排水を浄化する際に、
前記第１制御部によって前記調整領域の雰囲気の範囲を調整した結果であっても、前記生物反応槽から流出する前記処理水の全窒素濃度または全リン濃度が所定の目標値を超える場合に、
前記生物反応槽に流入前の前記有機排水の有機物濃度、全窒素濃度および全リン濃度を測定し、
前記生物反応槽へ流入前の前記有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度と全リン濃度に対する有機物濃度とを算出し、
前記全窒素濃度に対する有機物濃度が、予め設定した全窒素濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合、または前記全リン濃度に対する有機物濃度が、予め設定した全リン濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合に、前記沈殿池から流出される前記有機排水の有機物濃度よりも高い有機物濃度を有する有機排水を、前記導入流路に流入することを特徴とする有機排水の処理方法。
【請求項６】
有機排水中の有機物を沈降させる沈殿池と、
前記沈殿池から流出された有機排水を流す導入流路と、
前記導入流路の下流側に接続され、嫌気処理領域、嫌気雰囲気、微好気雰囲気または好気雰囲気のいずれかの雰囲気に切り替え可能であり、かつ、各々の雰囲気が占める領域の範囲を調整可能な調整領域および好気処理領域を有し、前記調整領域は、前記嫌気処理領域と前記好気処理領域との間にある生物反応槽と、
前記好気処理領域におけるアンモニア濃度と、前記生物反応槽から流出した処理水の全窒素濃度及び全リン濃度と、各々の濃度の目標値との比較に基づいて、前記調整領域の各々の雰囲気が占める領域の範囲を調整する第１制御部と、
前記沈殿池から流出される前記有機排水の有機物濃度よりも高い有機物濃度を有する有機排水を、前記導入流路に流入させることが可能な高濃度処理水供給機構と、を備えた有機排水装置の制御プログラムであり、
前記第１制御部によって前記調整領域の雰囲気の範囲を調整した結果であっても、前記生物反応槽から流出する前記処理水の全窒素濃度または全リン濃度が所定の目標値を超えた場合に、
前記生物反応槽に流入前の前記有機排水の有機物濃度、全窒素濃度および全リン濃度を測定するステップと、
前記生物反応槽へ流入前の前記有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度と全リン濃度に対する有機物濃度とを算出するステップと、
前記全窒素濃度に対する有機物濃度が、予め設定した全窒素濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合、または前記全リン濃度に対する有機物濃度が、予め設定した全リン濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合に、前記沈殿池から流出される前記有機排水の有機物濃度よりも高い有機物濃度を有する有機排水を、前記導入流路に流入するステップと、
を前記高濃度処理水供給機構に実行させる有機排水処理システムの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、有機排水処理システム、有機排水の処理方法及び有機排水処理システムの制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生活排水を浄化処理する下水処理場では、もっとも代表的なプロセスとして、標準活性汚泥法が採用されてきた。標準活性汚泥法は、送風機により水中に空気を供給する曝気槽において、好気微生物により水中の有機汚濁物質を酸化分解するものである。この標準活性汚泥法では、有機物は分解除去できる。しかし、放流先の富栄養化問題の原因物質となる窒素やリンは、標準活性汚泥法では除去できない。そこで、有機物を分解するとともに、窒素及びリンを除去する方法として、標準活性汚泥法の変法である窒素除去型の循環式硝化脱窒法、リン除去型の嫌気−好気活性汚泥法（ＡＯ法）、窒素・リン同時除去型の嫌気−無酸素−好気活性汚泥法（Ａ２Ｏ）法などの高度処理プロセスの導入が進められている。
【０００３】
高度処理プロセスでは、流入下水から最初沈殿池で沈殿汚泥が除去された一次処理水が生物反応槽に送られる。次いで、生物反応槽内の嫌気槽、無酸素槽および好気槽において微生物の反応により、一次処理水から有機物、窒素、リンが除去される。同時に、生物反応槽において微生物の凝集体であるフロックが形成される。そして、フロックを含む二次処理水が最終沈殿池に送られる。最終沈殿池では二次処理水からフロックが沈殿、除去される。沈殿物の大部分は活性汚泥を含む返送汚泥として最終沈殿池から生物反応槽に戻される。沈殿物の一部は余剰汚泥として最終沈殿池から排出され、濃縮・脱水後に焼却処理される。
【０００４】
有機排水中の窒素分としてのアンモニアの除去プロセスは次の通りである。まず、好気槽においてアンモニアが硝酸イオンに酸化される。酸化された硝酸イオンは無酸素槽に返送される。無酸素槽において微生物の作用により硝酸イオンが窒素ガスに還元される。また、リンの除去プロセスでは、嫌気槽において微生物からリンを吐き出させる。次いで好気槽において、微生物にリンを吸収させ、リンを吸収した微生物をフロックとして沈澱除去させる。好気槽において微生物に吸収されるリン量は、嫌気槽において微生物が吐き出すリン量よりも大量である。この吐出量と吸収量の差に基づきリンの除去が行われる。
【０００５】
しかしながら、既存の排水処理装置に、上記の高度処理方法を導入するためには、生物反応槽内に新たに嫌気槽、無酸素槽および好気槽を設ける必要がある。具体的には、攪拌機、ポンプなどの新たな機器の導入ならびに新たなコンクリート躯体の新設が必要となる。このため、既存の設備の改造に手間がかかる場合があった。
【０００６】
また、窒素またはリンの除去プロセスでは、微生物の活性化を図るために、有機排水中に有機物が一定以上存在することが必要である。しかしながら、生物反応槽の前に設置された最初沈殿池において沈殿汚泥が過剰に除去されてしまうと、生物反応槽における微生物の活動が不活発になる。これにより、有機排水中から窒素やリンを充分に除去できない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２１２４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、有機排水中から窒素やリンを充分に除去できる有機排水処理システム、有機排水の処理方法及び有機排水処理システムの制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の有機排水処理システムは、沈殿池と、導入流路と、生物反応槽と、第１制御部と、高濃度処理水供給機構とを持つ。
沈殿池は、有機排水中の有機物を沈降させる。
導入流路は、沈殿池から流出された有機排水を流す。
生物反応槽は、導入流路の下流側に接続され、嫌気処理領域、嫌気雰囲気、微好気雰囲気または好気雰囲気のいずれかの雰囲気に切り替え可能であり、かつ、各々の雰囲気が占める領域の範囲を調整可能な調整領域および好気処理領域を有する。調整領域は、嫌気処理領域と好気処理領域との間にある。
第１制御部は、好気処理領域におけるアンモニア濃度と、生物反応槽から流出した処理水の全窒素濃度及び全リン濃度と、各々の濃度の目標値との比較に基づいて、調整領域の各々の雰囲気が占める領域の範囲を調整する。
高濃度処理水供給機構は、沈殿池から流出される有機排水の有機物濃度よりも高い有機物濃度を有する有機排水を、導入流路に流入させる。
高濃度処理水供給機構は、第１制御部により調整領域の雰囲気の範囲を調整した結果であっても、生物反応槽から流出する処理水の全窒素濃度または全リン濃度が所定の目標値を超える場合に、生物反応槽に流入前の有機排水の有機物濃度、全窒素濃度および全リン濃度を測定して、生物反応槽へ流入前の有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度と全リン濃度に対する有機物濃度とを算出し、全窒素濃度に対する有機物濃度が、予め設定した全窒素濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合、または全リン濃度に対する有機物濃度が、予め設定した全リン濃度に対する有機物濃度の基準値よりも小さい場合に、沈殿池から流出される有機排水の有機物濃度よりも高い有機物濃度を有する有機排水を導入流路に流入させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る有機排水処理システムを示す模式図。
【図２】第２実施形態に係る有機排水処理システムを示す模式図。
【図３】第３実施形態に係る有機排水処理システムを示す模式図。
【図４】第４実施形態に係る有機排水処理システムを示す模式図。
【図５】第５実施形態に係る有機排水処理システムを示す模式図。
【図６】第６実施形態に係る有機排水処理システムを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態の有機排水処理システム、有機排水の処理方法及び有機排水処理システムの制御プログラムを、図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１に示す本実施形態の有機排水処理システム１は、上流側から順に最初沈殿池２（沈殿池）、生物反応槽３および最終沈殿池４を備えている。また、最初沈殿池２と生物反応槽３は、導入流路５１によって接続されている。更に、有機排水処理システム１には、第１制御部９と、高濃度処理水供給機構５２が備えられている。
【００１３】
生物反応槽３は、微生物による分解作用を利用して汚水を浄化処理するための反応容器である。生物反応槽３には、嫌気処理領域１１、調整領域１２、好気処理領域１３が設置されている。調整領域１２は、嫌気処理領域１１と好気処理領域１３との間に配置されている。ここで、「間に配置」とは、空間的な概念ではなく、調整領域１２における処理の順番が、嫌気処理領域１１と好気処理領域１３との間であることを意味している。
【００１４】
生物反応槽３には、浄化処理前の有機排水が導入流路５１から流入する流入部と、浄化処理後の有機排水が流出する流出部がある。流入部は、嫌気処理領域１１の近くに設置されている。流出部は、好気処理領域１３の近くに設置されている。嫌気処理領域１１における有機排水の水面高さは、調整領域１２における有機排水の水面高さよりも高くなっている。調整領域１２における有機排水の水面高さは、好気処理領域１３における有機排水の水面高さよりも高くなっている。このように、嫌気処理領域１１、調整領域１２、好気処理領域１３における水面高さが、段階的に低くなるように構成されている。
【００１５】
嫌気処理領域１１は、生物反応槽３の内容積のうちの１５〜３０％を占める領域とされる。好気処理領域１３は、生物反応槽３の内容積のうちの４０〜６０％を占める領域とされる。生物反応槽３の内容積の残りが調整領域１２とされる。
【００１６】
最初沈殿池２は、有機排水を受け入れ、所定時間静置しておき、浮遊物質（SS）を沈殿させる一次処理設備である。最初沈殿池２には堰が設けられ、上澄み水が堰を乗り越えてオーバーフローラインに流れ込み、さらにオーバーフローラインから生物反応槽３に流入するようになっている。なお、最初沈殿池２の底部には図示しない汚泥排出ラインが連通し、汚泥が定期的に又は随時に排出されるようになっている。
【００１７】
導入流路５１には、高濃度処理水供給機構５２が接続されている。高濃度処理水供給機構５２は、バイパス流路５３と、導入流路５１に設けられた各種の濃度測定器５４〜５６と、第２制御部５７とから構成されている。
【００１８】
バイパス流路５３は、最初沈殿池２に流入する前の有機排水を、最初沈殿池２を通さずに導入流路５１に流入させるための流路である。
【００１９】
また、導入流路５１には、有機排水中の有機物濃度を測定する有機物濃度測定器５４と、全窒素濃度を測定する第１全窒素濃度測定器５５と、全リン濃度を測定する第１全リン濃度測定器５６とが設けられている。これらの各濃度測定器５４〜５６は、第２制御部５７に接続されており、測定結果を第２制御部５７に出力できるようになっている。
【００２０】
第２制御部５７は、高濃度処理水供給機構５２を制御するための制御プログラムが格納されたコンピュータである。第２制御部５７は、第２全窒素濃度測定器７、第２全リン濃度測定器８及び濃度測定器５４〜５６の測定結果に基づき、最初沈殿池２に流入前の有機排水を、最初沈殿池２を通さずに導入流路５１に流入させるかどうかを判断する。最初沈殿池２に流入前の有機排水を導入流路５１に直接流入させると判断した場合は、バイパス流路５３の途中に備えられたバイパスポンプ５８を作動させる。制御プログラムによる第２制御部５７の動作は後述する。
【００２１】
バイパスポンプ５８は、第２制御部５７の指令に基づき作動し、最初沈殿池２に流入前の有機排水を、バイパス流路５３を経由させて、直接導入流路５１に流し込む。
【００２２】
生物反応槽３には、曝気手段としてエアレーション装置２０が備えられている。エアレーション装置２０は、ブロア２１と、ブロア２１から延びる空気配管２２と、空気配管２２に設けられた流量調整弁２３と、空気配管２２から分岐した分岐管２４と、各分岐管２４に設けられた開閉弁２５ａ〜２５ｄと、各分岐管２４の先端に取り付けられた散気板２６ａ〜２６ｄとから構成されている。散気板２６ａ〜２６ｄは、生物反応槽３の内部に設置されている。
【００２３】
散気板２６ａは、生物反応槽３の嫌気処理領域１１に設置されている。また、散気板２６ｂ及び２６ｃは処理水が流れる方向に沿って調整領域１２内に設置されている。更に、散気板２６ｄは処理水が流れる方向に沿って好気処理領域１３に設置されている。
【００２４】
また、各分岐管２４に設けられた開閉弁２５ａ〜２５ｄのうち、嫌気処理領域１１に向かう分岐管２４に設置された開閉弁２５ａは、常に「閉」とされている。なお、分岐管２４、開閉弁２５ａ及び散気板２６ａの設置は省略してもよい。また、好気処理領域１３に向かう分岐管２４に設置された開閉弁２５ｄは、常に「開」とされている。更に、調整領域１２に向かう分岐管２４に設置された開閉弁２５ｂ及び２５ｃは、開度が自在に設定可能になっている。開閉弁２５ｂ及び２５ｃは、後述する第１制御部９に接続されている。
第１制御部９の指令に基づき、開閉弁２５ｂおよび２５ｃの開度が制御される。これら開閉弁２５ｂ及び２５ｃの開度を制御することで、調整領域１２における各々の雰囲気が占める領域を調整可能になっている。たとえば、調整領域１２の雰囲気を、嫌気雰囲気、微好気雰囲気または好気雰囲気のいずれかに設定できるようになっている。
【００２５】
更に、空気配管２２に設けられた流量調整弁２３は、風量コントローラ３０に接続されている。風量コントローラ３０の制御によって、空気配管２２における空気の流量が調整可能となっている。
【００２６】
また、生物反応槽３の好気処理領域１３には、凝集剤供給装置５０が備えられている。
凝集剤供給装置５０から、好気処理領域１３を流れる処理水に凝集剤が投入できるようになっている。凝集剤供給装置５０は、後述する第１制御部９に接続されている。
【００２７】
嫌気処理領域１１は、バルブが全閉であるため、定常運転時において嫌気性微生物の活性が高まるように嫌気雰囲気（ＯＲＰ値がマイナス側）となる。より詳細には、ＯＲＰ値が−２００ｍＶ以下となる。ここでＯＲＰ値とは酸化還元電位のことをいう。処理水のＯＲＰ値がマイナスの場合はその処理水は還元状態にあるといえる。すなわち、曝気しないで嫌気的な状態におかれた汚水は電位が低くなる（マイナスのＯＲＰ値）。嫌気処理領域１１では、微生物からのリンの吐き出しが進むとともに、硝酸イオンから窒素への還元反応が進む。
【００２８】
一方、好気処理領域１３は、定常運転時において好気性微生物の活性が高まるように好気雰囲気（ＯＲＰ値がプラス側）に調整されている。より詳細には、ＯＲＰ値が５０ｍＶ以上の範囲になるように調整されている。ＯＲＰ値がプラスの場合はその処理水は酸化状態にあるといえる。すなわち、曝気が十分で好気的な状態におかれた処理水は電位が高くなる。好気処理領域１３では、微生物によるリンの吸収が進むとともにアンモニアから硝酸イオンへの酸化反応が進む。
【００２９】
調整領域１２は、雰囲気を嫌気雰囲気、微好気雰囲気または好気雰囲気のいずれかに切り替え可能である。また、調整領域１２は、嫌気雰囲気、微好気雰囲気および好気雰囲気の各雰囲気が占める範囲を調整可能とされている。図１に示す例では、調整領域１２は、第１領域１２ａと第２領域１２ｂの２つの領域に分けられる。第１領域１２ａは、散気板２６ｂの設置箇所に対応する領域であり、第２領域１２ｂは、散気板２６ｃの設置箇所に対応する領域である。第１、第２領域１２ａ、１２ｂのそれぞれにおいて、雰囲気を独立して切り替え可能とされている。
【００３０】
ここで、微好気雰囲気とは、ＯＲＰ値が−５０〜５０ｍＶの範囲になるように調整された雰囲気をいう。嫌気雰囲気が−２００ｍV以下の範囲の雰囲気であり、好気雰囲気が５０ｍＶ以上の範囲の雰囲気であるから、微好気雰囲気は、嫌気雰囲気と好気雰囲気の中間の状態にあるといえる。この微好気雰囲気では、硝酸イオンから窒素への還元反応と、アンモニアから硝酸イオンへの酸化反応とが同時に進む。
【００３１】
調整領域１２における雰囲気の切替は、エアレーション装置２０を操作することにより行う。エアレーション装置２０は、後述する第１制御部９の指令によって制御される。エアレーション装置２０の各散気板から空気を供給しない場合は嫌気雰囲気となる。エアレーション装置２０の各散気板から空気を多量に供給する場合は好気雰囲気となる。エアレーション装置２０の各散気板から空気を少量に供給する場合は微好気雰囲気となる。好気雰囲気と微好気雰囲気の切替は、分岐管２４に設けられた開閉弁２５ｂ、２５ｃの開度を調整することで行う。たとえば、好気雰囲気にする場合は開閉弁２５ｂ、２５ｃの開度を全開（１００％開）とする。微好気雰囲気にする場合は開閉弁２５ｂ、２５ｃの開度を、全開に対して５〜１５％の開度とする。
【００３２】
また、各雰囲気の占める範囲を調整するには、調整領域１２に備えられた２つの散気板２６ｂ、２６ｃからの空気供給量を独立に制御することで行う。たとえば、散気板２６ｂ、２６ｃの両方の空気供給を止めた場合は、調整領域１２の全部が嫌気雰囲気となる。また、散気板２６ｂの空気供給を止めるとともに散気板２６ｃから少量の空気を供給した場合は、第１領域１２ａが嫌気雰囲気となり、第２領域１２ｂが微好気雰囲気となる。また、散気板２６ｂから少量の空気を供給するとともに散気板２６ｃから大量の空気を供給した場合は、第１領域１２ａが微好気雰囲気となり、第２領域１２ｂが好気雰囲気となる。更に、散気板２６ｂ、２６ｃの両方から大量の空気を供給した場合は、調整領域１２の全部が好気雰囲気となる。図１に示す例では、調整領域１２に２つの散気板２６ｂ、２６ｃを設置することで調整領域１２を更に２つの領域（第１、第２領域）に分けているが、散気板を更に数多く設置して、調整領域１２をより多くの領域に分けることで、調整領域１２における雰囲気をより柔軟に調整することが可能となる。
【００３３】
最終沈殿池４の下流側には図示しない消毒設備が設けられ、消毒された処理水が放流用流路を通って河川や海洋に放流されるようになっている。
【００３４】
また、最終沈澱池４には、返送配管４０が備えられる。返送配管４０の途中にはポンプ４１が備えられている。返送配管４０によって、返送汚泥及び処理水の一部が最終沈澱池４から生物反応槽３の上流部に常時戻される。
【００３５】
また、有機排水処理システム１には、アンモニア濃度測定器５と、溶存酸素測定器６と、第２全窒素濃度測定器７と、第２全リン濃度測定器８とが備えられている。アンモニア濃度測定器５は、好気処理領域１３を流れる処理水のアンモニア濃度を測定する。溶存酸素測定器６は、好気処理領域１３を流れる処理水の溶存酸素量を測定する。第２全窒素濃度測定器７および第２全リン濃度測定器８は、生物反応槽３及び最終沈殿池４から流出された処理水の全窒素濃度及び全リン濃度をそれぞれ測定する。
【００３６】
アンモニア濃度測定器５及び溶存酸素測定器６は、風量コントローラ３０に接続されている。更にアンモニア濃度測定器５は、第１制御部９にも接続されている。更にまた、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８は、第１制御部９と第２制御部５７とに接続されている。
【００３７】
第１制御部９には、生物反応槽３を制御する制御プログラムが格納されている。この制御プログラムは、第１ステップと、第２ステップとからなる。第１ステップは、所定時間毎に、好気処理領域１３における処理水のアンモニア濃度、生物反応槽から流出された処理水の全窒素濃度及び全リン濃度をそれぞれ測定させる指令を発する。第２ステップは、これらアンモニア濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果と、各々の濃度の目標値との比較に基づき、調整領域１２における嫌気雰囲気、微好気雰囲気及び好気雰囲気の範囲を調整する指令を発する。制御プログラムの第１、第２ステップは、たとえば、第１制御部９を構成する中央演算装置に備えられた機能によって実現される。制御プログラムの動作は、後述する。
【００３８】
次に、図１に示す有機排水処理システム１を用いた有機排水の処理方法について説明する。
有機排水は，最初沈殿池２にて、固形分と液分に分離する。液分は導入流路５１を経由して生物反応槽３内に導入させる。この段階では、バイパスポンプ５８は作動させず、バイパス流路５３には有機排水を流さない。生物反応槽３内では微生物の凝集物である活性汚泥の働きにより、有機物質の分解除去と同時に、以下に示す原理で窒素、リンの除去が行われる。
【００３９】
まず、窒素除去の原理を説明する。
有機排水中の窒素成分の大半はアンモニアイオン（ＮＨ４＋）の形態で存在する。この窒素分は、酸素が存在する条件下で活性汚泥中に存在する硝化菌の働きにより、（１）式の反応により、硝酸性窒素（ＮＯ３−）まで酸化される。この反応は、主に、好気処理領域１３において進行する。
【００４０】
酸素が存在する条件（好気条件）
ＮＨ４＋＋２Ｏ２→ＮＯ３−＋Ｈ２Ｏ＋２Ｈ＋…（１）
【００４１】
この硝酸性窒素が、酸素なしの条件で脱窒菌の働きにより、（２）式の反応により窒素ガスに還元される。この反応は、主に、嫌気処理領域１１において進行する。（２）式の（Ｈ）は、下水中の有機物質（水素供与体）から与えられるため、この反応の促進のためには有機物が必要となる。有機物は、有機排水中の有機物でもよく、アルコール、カルボン酸等を嫌気処理領域１１に供給することでもよい。
【００４２】
酸素なしの条件（嫌気条件）
２ＮＯ３−＋１０Ｈ→Ｎ２＋２ＯＨ−＋４Ｈ２Ｏ  …  （２）
【００４３】
上述のように、好気雰囲気では、（１）式の反応が主に進行する。また、嫌気雰囲気では、（２）式の反応が主に進行する。更に、微好気雰囲気では、（１）式と（２）式の反応が同時に進む。
【００４４】
ここで、（１）式のアンモニアから硝酸イオンへの反応の進行が不十分の場合は、（２）式の反応が進まず、有機排水中の全窒素濃度が低減できない。従って、有機排水中のアンモニア濃度及び全窒素濃度が高い場合は、（１）式を促進する必要があり、好気雰囲気を増やす必要がある。
【００４５】
一方、（１）式の反応の進行が十分であっても、（２）式の反応が進まない場合は、有機排水中の全窒素濃度が低減できない。従って、有機排水中のアンモニア濃度が低いにも係わらず全窒素濃度が高い場合は、（２）式を促進する必要があるので、微好気雰囲気を増やす必要がある。
【００４６】
次に、リン除去の原理について示す。
リンは、活性汚泥中に存在するリン蓄積菌の働きにより除去される。リン蓄積菌は嫌気雰囲気において、菌体内に蓄積したリンを吐出する。一方、好気雰囲気においては、嫌気雰囲気において菌体から吐出した以上のリンを吸収する。吐出量と吸収量との差分に相当するリンが水中から除去される。リンを体内に蓄えたリン蓄積菌は最終沈殿池４で余剰汚泥として引き抜かれることにより、除去される。また、リン蓄積菌によるリンの除去は、嫌気雰囲気の容積が大きいほど、効果的に進む場合が多い。なお、硝化・脱窒反応が促進される微好気条件ではリン蓄積菌によるリンの吐出は起こらない。
【００４７】
以上の窒素、リンの除去の原理に基づき、本実施形態の有機排水の処理方法を、第１制御部９が実行する制御プログラムの動作と合わせて説明する。
【００４８】
まず、初期状態として、調整領域１２の第１領域１２ａ、第２領域１２ｂの両方が微好気雰囲気に設定されているとする。
【００４９】
有機排水は、最初沈澱池２おいて固形分が沈降分離された後に、上澄み分が生物反応槽３に流入する。流入した有機排水は、嫌気処理領域１１、調整領域１２及び好気処理領域１３を経て、生物反応槽３から処理水として流出する。また、好気処理領域１３において処理水のアンモニア濃度及び溶存酸素量がアンモニア濃度測定器５及び溶存酸素測定器６によって測定され、測定結果が第１制御部９及び風量コントローラ３０に出力される。風量コントローラ３０の指令に基づき、ブロワ２１の送風量を制御する。ブロワの送風量に関しては、特開２００５−１９９１１６号公報、特開２００７−２４９７６７号公報に開示されているような方法でアンモニア濃度と溶存酸素量より、風量調節弁２４を調節して曝気風量を制御する。
【００５０】
生物反応槽３から流出した処理水は、活性汚泥とともに最終沈澱池４に流入する。最終沈澱池４において活性汚泥を沈降分離させる。その後、処理水のみを環境中に放流する。
最終沈澱池４から放流される処理水の全窒素濃度及び全リン濃度は、それぞれ測定器７、８によって測定される。測定器７、８による測定結果が第１制御部９及び第２制御部５７に出力される。また、最終沈澱池４において沈降分離された活性汚泥は、一部が返送汚泥として返送配管４０を経由して嫌気処理領域１１に戻される。また、活性汚泥の残部は、脱水、焼却されて埋め立て処分される。
【００５１】
生物反応槽３の嫌気処理領域１１では、嫌気処理領域内の微生物により有機排水中の汚濁物質を分解して嫌気処理水とする。次に、調整領域１２では、微好気雰囲気下で嫌気処理水中の汚濁物質を分解して中間処理水とする。次に、好気処理領域１３では、好気処理領域１３内の微生物により中間処理水中の汚濁物質を分解して処理水とする。また、好気処理領域１３に備えられた凝集剤供給装置５０から、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸鉄などの凝集剤を連続して添加し、処理水中に浮遊するフロックを凝集させる。なお、凝集剤の添加は、リンの化学的除去を促進する効果もあるので、後述するように、処理水中の全リン濃度によって、凝集剤の供給量を変動させる場合がある。
【００５２】
嫌気処理領域１１では、リン蓄積菌からのリンの吐出がなされる。また、嫌気処理領域１１では、硝酸イオンから窒素への還元反応も進む。硝酸イオンは、好気処理領域１３においてアンモニアの酸化反応により生成され、返送汚泥とともに最終沈澱池４から返送配管４０を経て嫌気処理領域１１に戻されたものである。また、微好気雰囲気に調整された調整領域１２では、処理水中のアンモニアの酸化反応と、硝酸イオンの還元反応とが同時に進む。更に、好気処理領域１３では、処理水中のアンモニアの酸化反応が進む。
【００５３】
ここで、制御プログラムのステップ１として、第１制御部９に内蔵された目標値設定器から所定の目標値を出力する。目標値には、好気処理領域１３における処理水中のアンモニア濃度の上限値（以下、目標値ＮＨ３という）、最終沈澱池４に流出した処理水の全窒素濃度の上限値（以下、目標値Ｔ−Ｎという）及び全リン濃度の上限値（以下、目標値Ｐという）が含まれる。
【００５４】
目標値ＮＨ３は、たとえば、処理水中のアンモニア濃度及び全窒素濃度が高い場合に、（１）式を促進するために好気雰囲気を増やす必要があると判断する場合における処理水中のアンモニア濃度の上限である。
また、目標値Ｔ−Ｎは、たとえば、自主的に設定した全窒素濃度の排出目標値である。更に、目標値Ｐは、たとえば、自主的に設定した全リン濃度の排出目標値である。
なお、目標値Ｔ−Ｎ及び目標値Ｐは、これら排出規制値よりも低い値に設定することが、公害防止、環境保全の観点から好ましい。全窒素、全リンの排出規制値は、たとえば公定の排水の排出基準に定められた値を用いる。
【００５５】
次に、制御プログラムのステップ２として、所定時間毎に、アンモニア濃度測定器５、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８から、第１制御部９に、処理水中のアンモニア濃度、全窒素濃度、全リン濃度が入力される。そして、第１制御部９において、処理水中のアンモニア濃度、全窒素濃度、全リン濃度に基づき、調整領域１２における雰囲気の種類及び範囲を決定する。決定内容に基づき、第１制御部９がエアレーション装置２０に指令を発し、エアレーション装置２０に調整領域１２の雰囲気を制御させる。また、第１制御部９は、凝集剤供給装置５０に指令を発してもよい。
ステップ２の実施頻度は、調整領域１２における雰囲気の切替が頻繁になりすぎないように１０分〜６０分に１回程度とする。計算頻度は監視端末等から設定できるようにする。
【００５６】
以下、第１制御部９の動作を場合分けして説明する。
（ケース１）
全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超え、かつアンモニア濃度が目標値ＮＨ３を超える場合は、調整領域１２における好気雰囲気の範囲を増やす。本ケースでは、アンモニア濃度が目標値ＮＨ３を超えているため、好気雰囲気の範囲を増やすことで、アンモニアから硝酸イオンへの酸化反応を促進させる。たとえば、初期状態において調整領域１２の全部が微好気雰囲気となっている場合は、第２領域１２ｂの雰囲気を微好気雰囲気から好気雰囲気にするために、開閉弁２５ｃの開度を全開にする。更に好気雰囲気を増やす場合は、第１領域１２ａの雰囲気を微好気雰囲気から好気雰囲気とするために、開閉弁２５ｂの開度を全開にする。好気雰囲気の範囲を増やす場合は、好気処理領域１３に近い側から順に切り替える。調整領域１２の全部がすでに好気雰囲気になっている場合は、そのままの状態を維持する。なお、全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超過していることに対しては、たとえば、生物反応槽３への有機排水の流入量を一時的に減少または停止させることで対処する。あるいは、硝酸イオンから窒素への還元反応を促進するために、上記式（２）における水素源としてアルコールやカルボン酸等を処理水に供給してもよい。
【００５７】
（ケース２）
全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超え、アンモニア濃度が目標値ＮＨ３と等しい場合は、調整領域１２における各雰囲気の範囲をそのままとする。その理由は、アンモニア濃度が目標値ＮＨ３と等しいので、アンモニアの酸化反応は十分であり、汚濁物質の分解処理を安定して行う観点から、雰囲気の範囲をあえて変更する必要がないためである。なお、全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超過していることに対しては、ケース１と同様に、たとえば、生物反応槽３への有機排水の流入量を一時的に減少または停止させることで対処する。あるいは、硝酸イオンから窒素への還元反応を促進するために、上記式（２）における水素源としてアルコールやカルボン酸等を処理水に供給してもよい。
【００５８】
（ケース３）
全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超え、アンモニア濃度が目標値ＮＨ３未満の場合には、調整領域１２における微好気雰囲気の範囲を増やす。ケース３では、アンモニア濃度が目標値ＮＨ３未満であるので、アンモニアの酸化反応が進む雰囲気が十分確保されている一方で、全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超えていることから、微好気雰囲気の範囲を増やすことで、硝酸イオンの還元反応を促進させる。
【００５９】
上記の初期状態では調整領域１２全体が微好気雰囲気なので、それ以上に微好気雰囲気を増やす余地はない。しかしながら、たとえば、調整領域１２の第１領域１２ａ及び第２領域１２ｂの両方が嫌気雰囲気の場合は、まず、好気処理領域１３に近い側の第２領域１２ｂを微好気雰囲気とするために、開閉弁２５ｃの開度を調整する。更に、微好気雰囲気を増やす必要があれば、第１領域１２ａを微好気雰囲気とするために、開閉弁２５ｂの開度を調整する。
【００６０】
また、第１領域１２ａ及び第２領域１２ｂの両方が好気雰囲気の場合は、まず、嫌気処理領域１１に近い側の第１領域１２ａを微好気雰囲気とするために、開閉弁２５ｂの開度を調整する。更に、微好気雰囲気を増やす必要があれば、第２領域１２ｂを微好気雰囲気とするために、開閉弁２５ｃの開度を調整する。
【００６１】
更に、第１領域１２ａが嫌気状態であり、第２領域１２ｂが好気雰囲気の場合は、嫌気処理領域１１に近い側の第１領域１２ａを微好気雰囲気とするために、開閉弁２５ｂの開度を調整する。更に、微好気雰囲気を増やす必要があれば、第２領域１２ｂを微好気雰囲気とするために、開閉弁２５ｃの開度を調整する。
【００６２】
調整領域１２の全部がすでに微好気雰囲気になっている場合は、そのままの状態を維持する。なお、全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超過していることに対しては、たとえば、生物反応槽３への有機排水の流入量を一時的に減少または停止させることで対処する。あるいは、硝酸イオンから窒素への還元反応を促進するために、上記式（２）における水素源としてアルコールやカルボン酸等を処理水に供給してもよい。
【００６３】
このように、微好気雰囲気の範囲を増やす場合は、好気処理領域１３に近い側から切り替える場合と、嫌気処理領域１１に近い側から切り替える場合とがある。
【００６４】
（ケース４）
全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超え、全リン濃度が目標値Ｐを超える場合には、凝集剤供給装置５０からの凝集剤の供給量を増やす。すなわち、全リン濃度を低減するために、凝集剤を通常よりもより多く添加してリンを汚泥とともに凝集させる化学的処理法を適用する。全窒素濃度の低減については、たとえば、生物反応槽３への有機排水の流入量を一時的に減少または停止させることで対処する。これは全リン濃度の低減にも有効である。また、全窒素濃度の低減のために、硝酸イオンから窒素への還元反応を促進するために上記式（２）における水素源としてアルコールやカルボン酸等を処理水に供給してもよい。
【００６５】
（ケース５）
全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超え、全リン濃度が目標値Ｐに等しい場合には、そのままの状態を維持する。なお、全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超過していることに対しては、たとえば、生物反応槽３への有機排水の流入量を一時的に減少または停止させることで対処する。若しくは、硝酸イオンから窒素への還元反応を促進するために、上記式（２）における水素源としてアルコールやカルボン酸等を処理水に供給する。
【００６６】
（ケース６）
全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎを超え、全リン濃度が目標値Ｐ未満の場合には、リンの除去が十分になされているから、凝集剤供給装置５０からの凝集剤の供給量を減らす。全窒素濃度の低減については、たとえば、生物反応槽３への有機排水の流入量を一時的に減少または停止させることで対処する。これは全リン濃度の低減にも有効である。また、全窒素濃度の低減のために、硝酸イオンから窒素への還元反応を促進するために上記式（２）における水素源としてアルコールやカルボン酸等を処理水に供給してもよい。
【００６７】
（ケース７）
全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎ以下であり、リン濃度が目標値Ｐを超える場合は、調整領域１２における嫌気雰囲気の範囲を増やす。全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎ未満なので、窒素の除去プロセスは順調であるのに対し、リン濃度が目標値Ｐを超えているので、リンの除去プロセスを改善する必要がある。そこで、嫌気雰囲気の範囲を増やすことで、菌体からのリンの吐出を盛んにして、好気雰囲気における菌体によりリンの吸収量を増大させリンの除去率を高める。
【００６８】
具体的にはたとえば、初期状態において調整領域１２の全部が微好気雰囲気となっている場合は、第１領域１２ａの雰囲気を微好気雰囲気から嫌気雰囲気とするために、開閉弁２５ｂの開度を全閉にする。次いで、更に嫌気雰囲気を増やす場合は、第２領域１２ｂの雰囲気を微好気雰囲気から嫌気雰囲気とするために、開閉弁２５ｃの開度を全閉にする。このように、嫌気雰囲気の範囲を増やす場合は、嫌気処理領域１１に近い側から順に切り替える。調整領域１２の全部がすでに嫌気雰囲気になっている場合は、そのままの状態を維持する。
このように、嫌気雰囲気の範囲を増やす場合は、嫌気処理領域１１に近い側から順に切り替えるとよい。
【００６９】
（ケース８）
全窒素濃度が目標値Ｔ−Ｎ以下であり、リン濃度が目標値Ｐ以下の場合は、調整領域１２における各雰囲気の範囲をそのままとする。窒素及びリンの除去が順調に行われているので、あえて雰囲気の範囲を変更する必要はない。
【００７０】
上記の何れかのケースに従って有機排水処理システム１を運転し、その後、所定時間毎に、ステップ２を再度実施して、調整領域１２における雰囲気の範囲を変更する。
【００７１】
次に、高濃度処理水供給機構５２の動作について説明する。生物反応槽３の調整領域１２における雰囲気を切り替えてもなお、最終沈殿池４から流出された処理水の全窒素濃度及び全リン濃度が目標値Ｔ−ＮまたはＴ−Ｐを超えており、更に所定時間を経過してもなお、全窒素濃度及び全リン濃度が低下しない場合は、高濃度処理水供給機構５２により、生物反応槽３に有機物濃度が高い処理水を供給する。
【００７２】
第２制御部５７には、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８から、最終沈殿池４を通過した処理水の全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果が常時出力されている。上記ケース１〜ケース８の通りに生物反応槽３を制御して所定時間経過しても処理水の全窒素濃度及び全リン濃度が目標値を超えている場合は、第２制御部５７は、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６から、最初沈殿池２を通過して導入流路５１を流れる有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果を取得する。なお、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６は、常時、濃度測定を行っていてもよく、第２制御部５７の指令を受けてから濃度測定を行ってもよい。
【００７３】
第２制御部５７は、導入流路５１を流れる有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果に基づき、有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全窒素濃度）及び全リン濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全リン濃度）をそれぞれ算出する。
【００７４】
次いで、これらの算出値と、予め設定してあった（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値または（有機物濃度／全リン濃度）の基準値とを比較する。（有機物濃度／全窒素濃度）の算出値が（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値より低い場合、または、（有機物濃度／全リン濃度）の算出値が（有機物濃度／全リン濃度）の基準値より低い場合のいずれか一方または両方であるときは、第２制御部５７は、生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断する。
【００７５】
ここで、（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値または（有機物濃度／全リン濃度）の基準値について説明する。本実施形態においては、有機排水から窒素及びリンを除去する際に、硝化菌、脱窒菌、リン蓄積菌等の微生物を利用している。有機排水から窒素及びリンを除去するためには、これらの微生物が活発に活動する必要がある。微生物の働きを活性化させるためには、有機排水中に所定濃度以上の有機物が存在している必要がある。この有機物の濃度の目安として、本実施形態では、（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値または（有機物濃度／全リン濃度）の基準値を用いる。生物反応槽３に流入する有機排水中の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が、これらの基準値以上であれば、微生物の活動が活発化し、窒素除去またはリン除去を効率的に行うことが可能になる。これら基準値は、予め事前にテスト等を行って決めておけばよい。
【００７６】
生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断した場合、第２制御部５７は、バイパスポンプ５８を作動させる。これにより、最初沈殿池２に流入前の有機排水が、バイパス流路５３経由で導入流路５１に直接流入し、その後、生物反応槽３に流入する。生物反応槽３に流入する有機排水は、（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が、それぞれの基準値を超えたものとなる。これにより、生物反応槽３内の被処理水の有機物濃度が増大し、微生物の活動が活発になり、全窒素処理及び全リン処理の効率が高まる。バイパス流路５３を利用した高有機物濃度の有機排水の供給は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８の測定結果が全窒素濃度の目標値及び全リン濃度の目標値より低くなるまで継続する。測定結果が目標値を下回ったら、バイパス流路５３を経由した有機排水の供給を停止する。この間、生物反応槽３に流入する有機排水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）は、各濃度測定器５４〜５６によって連続して計測される。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態の有機排水の処理装置及び処理方法によれば、生物反応槽３から流出する処理水の全窒素濃度または全リン濃度が所定の目標値を超え、かつ、生物反応槽３に流入前の有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度または全リン濃度に対する有機物濃度が予め設定した基準値よりも小さい場合に、最初沈殿池に流入する前の有機排水を生物反応槽３に流入させるので、生物反応槽３における有機物濃度が上昇し、これにより微生物の活動が活発化されて窒素除去及びリン除去が効率的になされ、有機排水中の全窒素濃度及び全リン濃度を低減できる。
【００７８】
また、本実施形態の有機排水の処理装置及び処理方法によれば、有機排水を処理する生物反応槽３に、嫌気処理領域１１、調整領域１２及び好気処理領域１３を配置した上で、処理水の全窒素濃度及びアンモニア濃度に応じて、調整領域１２における雰囲気の種類及び範囲を調整することで、窒素とリンの除去を同時に進めることができる。
【００７９】
処理水の全窒素濃度が高く、かつ、アンモニア濃度が高い場合は、アンモニアの硝化反応を促進するべく、好気雰囲気を増やすことで、窒素の除去率を改善できる。
また、処理水の全窒素濃度が高く、かつ、アンモニア濃度が低い場合は、硝酸イオンの還元反応を促進するべく、微好気雰囲気を増やすことで、窒素の除去率を改善できる。
更に、処理水の全窒素濃度が低く、かつ、リン濃度が高い場合は、菌体からのリンの吐出を促してより多くのリンを菌体に吸収させるべく、嫌気雰囲気を増やすことで、リンの除去率を改善できる。
更にまた、アンモニア濃度測定器５を生物反応槽３に設置することにより、切替判定だけでなく、曝気風量のコントロールにもアンモニア濃度測定器５を利用することができ、曝気風量の削減効果により、省エネを図ることができる。
また、リンに関しては、凝集剤を添加することにより化学的にも除去できるため、リンの値に関わらず、全窒素濃度とアンモニア濃度に基づき調整領域１２の雰囲気を制御することで、窒素の除去率を高めることができる。
【００８０】
更に、既存の全面曝気方式の標準活性汚泥法の施設において、一部の開閉弁２５ｂ、２５ｃを開度可変式の開閉弁とし、各種センサを追加設置し、更に高濃度処理水供給機構を設置することで本実施形態の処理方法及び処理装置を構築できるため、既存設備の改造を最小限にして窒素・リンの同時除去が可能になる。
【００８１】
なお、本実施形態では、以下の変更を加えても良い。
調整領域１２の少なくとも一部を嫌気雰囲気とした場合や、嫌気処理領域１１においては、たとえば１時間おきに数分程度、開閉弁２５ａ〜２５ｃを「開」として撹拌を促進させてもよい。
アンモニア濃度測定器５、全窒素濃度測定器７及び全リン濃度測定器８の設置位置は生物処理槽３の後段部から後ろであれば、最終沈殿池４に設置するなど、どこであってもよい。
また、図１では調整領域１２を２つの領域に分けたが、１つの領域であってもよいし、３以上の領域であってもよい。
更に全リン濃度測定器８は、リン酸性のリン（PO4-P）を測定するリン酸計であってもよい。
【００８２】
また、曝気手段として、撹拌機能を有するドラフトチューブエアレーターを用いてもよい。ドラフトチューブエアレーターによって処理水を曝気しつつ撹拌することで、処理水の水質改善効果が得やすくなり、窒素、リンの除去をより促進できる。
更に、調整領域１２に酸化還元電位計を備えさせておき、第１制御部９によって、酸化還元電位計の測定結果に基づき、調整領域１２における各雰囲気の状態を維持するように曝気手段を制御させてもよい。また、第１制御部９によって、酸化還元電位計の測定結果に基づき、調整領域１２における嫌気雰囲気、微好気雰囲気または好気雰囲気の範囲を調整させてもよい。これにより、調整領域１２の雰囲気を確実に制御できるので、有機排水からの窒素及びリンの除去を改善できる。特に、嫌気雰囲気や好気雰囲気に比べて調整維持が難しい微好気雰囲気であっても、確実に微好気雰囲気を形成できるので、窒素の除去率を改善できる。
【００８３】
（第２の実施形態）
図２に、本実施形態の有機排水処理システム１０１を示す。図２に示す構成のうち、図１に示した有機排水処理システム１と同一の構成には、同一の符号を付してその説明を一部省略する。
図２に示す有機排水処理システム１０１は、上流側から順に最初沈殿池２（沈殿池）、生物反応槽３および最終沈殿池４を備えている。また、最初沈殿池２と生物反応槽３は、導入流路５１によって接続されている。更に、有機排水処理システム１０１には、第１制御部９と、高濃度処理水供給機構１５２が備えられている。
【００８４】
高濃度処理水供給機構１５２は、導入流路５１に接続されている。高濃度処理水供給機構１５２は、有機排水に有機物を添加可能な有機物添加装置１５３と、導入流路５１に設けられた各種の濃度測定器５４〜５６と、第３制御部１５７とから構成されている。
【００８５】
導入流路５１には、有機排水中の有機物濃度を測定する有機物濃度測定器５４と、全窒素濃度を測定する第１全窒素濃度測定器５５と、全リン濃度を測定する第１全リン濃度測定器５６とが設けられている。これらの各濃度測定器５４〜５６は、第３制御部１５７に接続されており、測定結果を第３制御部１５７に出力できるようになっている。
【００８６】
有機物添加装置１５３は、有機物貯留槽１５３ａと、有機物供給流路１５３ｂと、有機物供給流路１５３ｂの途中に設けられた注入ポンプ１５３ｃとから構成されている。有機物貯留槽１５３ａには、メタノール、エタノール等の有機物が貯留されている。有機物供給流路１５３ｂは、一端が有機物貯留槽１５３ａに接続され、他端が導入流路５１に接続されている。有機物供給流路１５３ｂは、各濃度測定器５４〜５６の設置箇所よりも上流側の導入流路５１に接続されている。注入ポンプ１５３ｃは、第３制御部１５７に接続されており、第３制御部１５７の指令で作動するようになっている。
【００８７】
第３制御部１５７は、高濃度処理水供給機構１５２を制御するための制御プログラムが格納されたコンピュータである。第３制御部１５７は、第２全窒素濃度測定器７、第２全リン濃度測定器８及び濃度測定器５４〜５６の測定結果に基づき、有機物添加装置１５３によって導入流路５１を流れる有機排水に有機物を添加させるかどうかを判断する。有機排水に有機物を添加させると判断した場合は、有機物添加装置１５３の注入ポンプ１５３ｃを作動させて、有機物貯留槽１５３ａに収容されている有機物を導入流路５１に流入させる。制御プログラムによる第３制御部１５７の動作は後述する。
【００８８】
また、第３制御部１５７には、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８が接続されている。第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８は、第１制御部９にも接続されている。
【００８９】
次に、本実施形態の高濃度処理水供給機構１５２の動作について説明する。第１の実施形態と同様に、生物反応槽３の調整領域１２における雰囲気を切り替えてもなお、最終沈殿池４から流出された処理水の全窒素濃度及び全リン濃度が目標値Ｔ−ＮまたはＴ−Ｐを超えており、更に所定時間を経過してもなお、全窒素濃度及び全リン濃度が低下しない場合は、高濃度処理水供給機構１５２により、生物反応槽３に有機物濃度が高い処理水を供給する。
【００９０】
第３制御部１５７には、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８から、最終沈殿池４を通過した処理水の全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果が常時出力されている。第１の実施形態の上記ケース１〜ケース８の通りに生物反応槽３を制御して所定時間経過しても全窒素濃度及び全リン濃度が目標値を超えている場合は、第３制御部１５７は、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６から、最初沈殿池２を通過して導入流路５１を流れる有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果を取得する。なお、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６は、常時、濃度測定を行っていてもよく、第２制御部５７の指令を受けてから濃度測定を行ってもよい。
【００９１】
第３制御部１５７は、導入流路５１を流れる有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果に基づき、有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全窒素濃度）及び全リン濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全リン濃度）をそれぞれ算出する。
【００９２】
次いで、これらの算出値と、予め設定してあった（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値または（有機物濃度／全リン濃度）の基準値とを比較する。（有機物濃度／全窒素濃度）の算出値が（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値より低い場合、または、（有機物濃度／全リン濃度）の算出値が（有機物濃度／全リン濃度）の基準値より低い場合のいずれか一方または両方であるときは、第３制御部１５７は、生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断する。
【００９３】
生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断した場合、第３制御部１５７は、注入ポンプ１５３ｃを作動させる。これにより、有機物貯留槽１５３ａに貯えられていた有機物が、最初沈殿池２から流出された有機排水に添加される。有機物の添加は、導入流路５１を流れる有機排水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が、それぞれの基準値を超えるまで添加する。これにより、生物反応槽３内の被処理水の有機物濃度が増大し、微生物の活動が活発になり、全窒素処理及び全リン処理の効率が高まる。有機物の添加は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８の測定結果が全窒素濃度の目標値及び全リン濃度の目標値より低くなるまで継続する。この間、第３制御部１５７及び濃度測定器５４〜５６による有機排水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）の監視を継続する。第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８による測定結果が目標値を下回ったら、有機物の添加を停止する。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態の有機排水の処理装置及び処理方法によれば、生物反応槽３から流出する処理水の全窒素濃度または全リン濃度が所定の目標値を超え、かつ、生物反応槽３に流入前の有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度または全リン濃度に対する有機物濃度が予め設定した基準値よりも小さい場合に、最初沈殿池２を通過後の有機排水に有機物を添加するので、有機物が高濃度で含まれる有機排水が生物反応槽３に供給され、生物反応槽３における有機物濃度が上昇し、これにより微生物の活動が活発化されて窒素除去及びリン除去が効率的になされ、処理水の全窒素濃度及び全リン濃度を低減できる。
【００９５】
（第３の実施形態）
図３に、本実施形態の有機排水処理システム２０１を示す。図１に示した有機排水処理システム１と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を一部省略する。
図３に示す有機排水処理システム２０１は、上流側から順に最初沈殿池２（沈殿池）、生物反応槽３および最終沈殿池４を備えている。また、最初沈殿池２と生物反応槽３は、導入流路５１によって接続されている。更に、有機排水処理システム２０１には、第１制御部９と、高濃度処理水供給機構２５２が備えられている。
【００９６】
高濃度処理水供給機構２５２は、導入流路５１に接続されている。高濃度処理水供給機構２５２は、バイパス流路５３と、導入流路５１に設けられた各種の濃度測定器５４〜５６と、処理水に有機物を添加可能な有機物添加装置１５３と、第４制御部２５７とから構成されている。
【００９７】
バイパス流路５３は、最初沈殿池２に流入する前の有機排水を、最初沈殿池２を通さずに導入流路５１に流入させるための流路である。バイパス流路５３には、バイパスポンプ５８が備えられている。は、第２制御部５７の指令に基づき作動し、最初沈殿池２に流入前の有機排水を、バイパス流路５３を経由させて、直接導入流路５１に流し込む。
【００９８】
また、導入流路５１には、導入流路５１を流れる有機排水中の有機物濃度を測定する有機物濃度測定器５４と、全窒素濃度を測定する第１全窒素濃度測定器５５と、全リン濃度を測定する第１全リン濃度測定器５６が設けられている。これらの各濃度測定器５４〜５６は、第４制御部２５７に接続されており、測定結果を第４制御部２５７に出力できるようになっている。
【００９９】
有機物添加装置１５３は、有機物貯留槽１５３ａと、有機物供給流路１５３ｂと、有機物供給流路１５３ｂの途中に設けられた注入ポンプ１５３ｃとから構成されている。有機物貯留槽１５３ａには、メタノール、エタノール等の有機物が貯留されている。有機物供給流路１５３ｂは、一端が有機物貯留槽１５３ａに接続され、他端が導入流路５１に接続されている。有機物供給流路１５３ｂは、各濃度測定器５４〜５６の設置箇所よりも上流側の導入流路５１に接続されている。また、有機物供給流路１５３ｂは、バイパス流路５１の接続箇所よりも下流側の導入流路５１に接続されている。注入ポンプ１５３ｃは、第４制御部２５７に接続されており、第４制御部２５７の指令で作動するようになっている。
【０１００】
第４制御部２５７は、高濃度処理水供給機構２５２を制御するための制御プログラムが格納されたコンピュータである。第４制御部２５７には、バイパス判断部２５７ａと有機物添加判断部２５７ｂとが備えられている。
【０１０１】
バイパス判断部２５７ａは、第２全窒素濃度測定器７、第２全リン濃度測定器８及び濃度測定器５４〜５６の測定結果に基づき、最初沈殿池２に流入前の有機排水を、最初沈殿池２を通さずに導入流路５１に流入させるかどうかを判断する。最初沈殿池２に流入前の有機排水を導入流路５１に直接流入させると判断した場合は、バイパス流路５３の途中に備えられたバイパスポンプ５８を作動させる。
また、有機物添加判断部２５７ｂは、バイパス判断部２５７ａによって最初沈殿池２に流入前の有機排水を導入流路５１に流入させても、（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）がこれらの基準値よりも小さい場合に、有機物添加装置１５３を作動させて導入流路５１を流れる有機排水に有機物を添加させる。
【０１０２】
バイパス判断部２５７ａ及び有機物添加判断部２５７ｂは、制御プログラムに基づいて動作する。制御プログラムによるバイパス判断部２５７ａ及び有機物添加判断部２５７ｂの動作は後述する。
【０１０３】
また、第４制御部２５７には、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８が接続されている。第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８は、第１制御部９にも接続されている。
【０１０４】
次に、本実施形態の高濃度処理水供給機構２５２の動作について説明する。第１の実施形態と同様に、生物反応槽３の調整領域１２における雰囲気を切り替えてもなお、最終沈殿池４から流出された処理水の全窒素濃度及び全リン濃度が目標値Ｔ−ＮまたはＴ−Ｐを超えており、更に所定時間を経過してもなお、全窒素濃度及び全リン濃度が低下しない場合は、高濃度処理水供給機構２５２により、生物反応槽３に有機物濃度が高い有機排水を供給する。
【０１０５】
第４制御部２５７には、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８から、最終沈殿池４を通過した有機排水の全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果が常時出力されている。上記ケース１〜ケース８の通りに生物反応槽３を制御して所定時間経過しても全窒素濃度及び全リン濃度が目標値を超えている場合は、第４制御部２５７のバイパス判断部２５７ａが、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６から、最初沈殿池２を通過して導入流路５１を流れる処理水の有機物濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果を取得する。なお、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６は、常時、濃度測定を行っていてもよく、バイパス判断部２５７ａの指令を受けてから濃度測定を行ってもよい。
【０１０６】
バイパス判断部２５７ａは、導入流路５１を流れる有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果に基づき、有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全窒素濃度）及び全リン濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全リン濃度）をそれぞれ算出する。
【０１０７】
次いで、これらの算出値と、予め設定してあった（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値または（有機物濃度／全リン濃度）の基準値とを比較する。（有機物濃度／全窒素濃度）の算出値が（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値より低い場合、または、（有機物濃度／全リン濃度）の算出値が（有機物濃度／全リン濃度）の基準値より低い場合のいずれか一方または両方であるときは、バイパス判断部２５７ａは、生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断する。
【０１０８】
生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断した場合、バイパス判断部２５７ａは、バイパスポンプ５８を作動させる。これにより、最初沈殿池２に流入前の有機排水が、バイパス流路５３経由で導入流路５１に直接流入し、その後、生物反応槽３に流入する。ここで、生物反応槽３に流入する有機排水は、（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が、それぞれの基準値を超える場合と、超えない場合がある。以下、その後の動作を場合分けして説明する。
【０１０９】
まず、生物反応槽３に流入する有機排水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が基準値を超える場合について説明する。この場合は、生物反応槽３内の被処理水の有機物濃度が増大し、微生物の活動が活発になり、全窒素処理及び全リン処理の効率が高まる。バイパス流路５３を利用した高有機物濃度の有機排水の供給は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８の測定結果が全窒素濃度の目標値及び全リン濃度の目標値より低くなるまで継続する。測定結果が目標値を下回ったら、バイパス流路５３を経由した有機排水の供給を停止する。
【０１１０】
次に、バイパス流路５３を経由した有機排水の供給によってもなお、生物反応槽３に流入する有機排水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が基準値を超えない場合について説明する。
この場合は、バイパス判断部２５７ａから有機物添加判断部２５７ｂに対して動作指令が発せられる。動作指令を受けた有機物添加判断部２５７ｂは、注入ポンプ１５３ｃを作動させる。これにより、有機物貯留槽１５３ａに貯えられていた有機物が、バイパス流路５１から流出された有機排水に添加される。有機物の添加は、導入流路５１を流れる処理水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が、それぞれの基準値を超えるまで添加する。これにより、生物反応槽３内の被処理水の有機物濃度が増大し、微生物の活動が活発になり、全窒素処理及び全リン処理の効率が高まる。有機物の添加は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８の測定結果が全窒素濃度の目標値及び全リン濃度の目標値より低くなるまで継続する。測定結果が目標値を下回ったら、バイパス流路５３を経由した有機排水の供給を停止し、有機物の添加を停止する。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態の有機排水の処理装置及び処理方法によれば、生物反応槽３から流出する処理水の全窒素濃度または全リン濃度が所定の目標値を超え、かつ、生物反応槽３に流入前の有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度または全リン濃度に対する有機物濃度が予め設定した基準値よりも小さい場合に、最初沈殿池に流入する前の有機排水を生物反応槽３に流入させて生物反応槽３における有機物濃度を上昇させ、それでも有機物濃度が不足する場合に、バイパス流路５１を経由する有機排水に有機物を添加するので、有機物が高濃度で含まれる処理水が生物反応槽３に供給され、生物反応槽３における有機物濃度が上昇し、これにより微生物の活動が活発化されて窒素除去及びリン除去が効率的になされ、処理水の全窒素濃度及び全リン濃度を低減できる。
【０１１２】
（第４の実施形態）
図４に、本実施形態の有機排水処理システム３０１を示す。図１に示した有機排水処理システム１と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【０１１３】
図４に示す有機排水処理システム３０１は、図１に示した有機排水処理システム１とほぼ同じであり、異なる点は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８が第２制御部５７に接続されない点である。本実施形態では、第２制御部５７は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８による測定結果を参照せず、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６の測定結果に基づいて、バイパスポンプ５８を制御する。以下、本実施形態の有機排水処理システム３０１の動作を説明する。
【０１１４】
第２制御部５７には、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６から、導入流路５１を流れる有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果が常時出力されている。第２制御部５７は、これらの測定結果に基づき、有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全窒素濃度）及び全リン濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全リン濃度）をそれぞれ算出する。
【０１１５】
次いで、これらの算出値と、予め設定してあった（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値または（有機物濃度／全リン濃度）の基準値とを比較する。（有機物濃度／全窒素濃度）の算出値が（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値より低い場合、または、（有機物濃度／全リン濃度）の算出値が（有機物濃度／全リン濃度）の基準値より低い場合のいずれか一方または両方であるときは、第２制御部５７は、生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断する。
【０１１６】
生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断した場合、第２制御部５７は、バイパスポンプ５８を作動させる。これにより、最初沈殿池２に流入前の有機排水が、バイパス流路５３経由で導入流路５１に直接流入し、その後、生物反応槽３に流入する。生物反応槽３に流入する有機排水は、（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が、それぞれの基準値を超えたものとなる。これにより、生物反応槽３内の有機排水の有機物濃度が増大し、微生物の活動が活発になり、全窒素処理及び全リン処理の効率が高められる。
【０１１７】
以上説明したように、本実施形態の有機排水の処理装置及び処理方法によれば、生物反応槽３に流入前の有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度または全リン濃度に対する有機物濃度が予め設定した基準値よりも小さい場合に、最初沈殿池に流入する前の有機排水を生物反応槽３に流入させるので、生物反応槽３における有機物濃度が上昇し、これにより微生物の活動が活発化されて窒素除去及びリン除去が効率的になされ、処理水の全窒素濃度及び全リン濃度を低減できる。
【０１１８】
（第５の実施形態）
図５に、本実施形態の有機排水処理システム４０１を示す。図２に示した有機排水処理システム１０１と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【０１１９】
図５に示す有機排水処理システム４０１は、図２に示した有機排水処理システム２０１とほぼ同じであり、異なる点は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８が第３制御部１５７に接続されない点である。本実施形態では、第３制御部１５７は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８による測定結果を参照せず、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６の測定結果に基づいて、有機物添加装置１５３の注入ポンプ１５３ｃを制御する。以下、本実施形態の有機排水処理システム４０１の動作を説明する。
【０１２０】
第３制御部１５７には、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６より、導入流路５１を流れる有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果が常時出力されている。第３制御部１５７は、これらの測定結果に基づき、有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全窒素濃度）及び全リン濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全リン濃度）をそれぞれ算出する。
【０１２１】
次いで、これらの算出値と、予め設定してあった（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値または（有機物濃度／全リン濃度）の基準値とを比較する。（有機物濃度／全窒素濃度）の算出値が（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値より低い場合、または、（有機物濃度／全リン濃度）の算出値が（有機物濃度／全リン濃度）の基準値より低い場合のいずれか一方または両方であるときは、第３制御部１５７は、生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断する。
【０１２２】
生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断した場合、第３制御部１５７は、注入ポンプ１５３ｃを作動させる。これにより、有機物貯留槽１５３ａに貯えられていた有機物が、最初沈殿池２から流出された有機排水に添加される。有機物の添加は、導入流路５１を流れる有機排水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が、それぞれの基準値を超えるまで添加する。これにより、生物反応槽３内の被処理水の有機物濃度が増大し、微生物の活動が活発になり、全窒素処理及び全リン処理の効率が高められる。
【０１２３】
以上説明したように、本実施形態の有機排水の処理装置及び処理方法によれば、生物反応槽３に流入前の有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度または全リン濃度に対する有機物濃度が予め設定した基準値よりも小さい場合に、最初沈殿池２を通過後の有機排水に有機物を添加するので、有機物が高濃度で含まれる有機排水が生物反応槽３に供給され、生物反応槽３における有機物濃度が上昇し、これにより微生物の活動が活発化されて窒素除去及びリン除去が効率的になされ、処理水の全窒素濃度及び全リン濃度を低減できる。
【０１２４】
（第６の実施形態）
図６に、本実施形態の有機排水処理システム５０１を示す。図３に示した有機排水処理システム２０１と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【０１２５】
図６に示す有機排水処理システム５０１は、図３に示した有機排水処理システム２０１とほぼ同じであり、異なる点は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８が第４制御部２５７に接続されない点である。本実施形態では、第４制御部２５７は、第２全窒素濃度測定器７及び第２全リン濃度測定器８による測定結果を参照せず、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６の測定結果に基づいて、バイパスポンプ５８または有機物添加装置１５３の注入ポンプ１５３ｃを制御する。以下、本実施形態の有機排水処理装置５０１の動作を説明する。
【０１２６】
第４制御部２５７のバイパス判断部２５７ａには、有機物濃度測定器５４、第１全窒素濃度測定器５５及び第１全リン濃度測定器５６から、導入流路５１を流れる有機排水の有機物濃度、全窒素濃度及び全リン濃度の測定結果が常時出力されている。バイパス判断部２５７ａは、これらの測定結果に基づき、有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全窒素濃度）及び全リン濃度に対する有機物濃度比（有機物濃度／全リン濃度）をそれぞれ算出する。
【０１２７】
次いで、これらの算出値と、予め設定してあった（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値または（有機物濃度／全リン濃度）の基準値とを比較する。（有機物濃度／全窒素濃度）の算出値が（有機物濃度／全窒素濃度）の基準値より低い場合、または、（有機物濃度／全リン濃度）の算出値が（有機物濃度／全リン濃度）の基準値より低い場合のいずれか一方または両方であるときは、バイパス判断部２５７ａは、生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断する。
【０１２８】
生物反応槽３に流入する有機排水の有機物濃度が不足していると判断した場合、バイパス判断部２５７ａは、バイパスポンプ５８を作動させる。これにより、最初沈殿池２に流入前の有機排水が、バイパス流路５３経由で導入流路５１に直接流入し、その後、生物反応槽３に流入する。ここで、生物反応槽３に流入する有機排水は、（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が、それぞれの基準値を超える場合と、超えない場合がある。以下、その後の動作を場合分けして説明する。
【０１２９】
まず、生物反応槽３に流入する有機排水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が基準値を超える場合について説明する。この場合は、生物反応槽３内の被処理水の有機物濃度が増大し、微生物の活動が活発になり、全窒素処理及び全リン処理の効率が高められる。
【０１３０】
次に、バイパス流路５３を経由した有機排水の供給によってもなお、生物反応槽３に流入する有機排水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が基準値を超えない場合について説明する。
この場合は、バイパス判断部２５７ａから有機物添加判断部２５７ｂに対して動作指令が発せられる。動作指令を受けた有機物添加判断部２５７ｂは、注入ポンプ１５３ｃを作動させる。これにより、有機物貯留槽１５３ａに貯えられていた有機物が、バイパス流路５１から流出された有機排水に添加される。有機物の添加は、導入流路５１を流れる有機排水の（有機物濃度／全窒素濃度）または（有機物濃度／全リン濃度）が、それぞれの基準値を超えるまで添加する。これにより、生物反応槽３内の被処理水の有機物濃度が増大し、微生物の活動が活発になり、全窒素処理及び全リン処理の効率が高められる。
【０１３１】
以上説明したように、本実施形態の有機排水の処理装置及び処理方法によれば、生物反応槽３に流入前の有機排水の全窒素濃度に対する有機物濃度または全リン濃度に対する有機物濃度が予め設定した基準値よりも小さい場合に、最初沈殿池に流入する前の有機排水を生物反応槽３に流入させて生物反応槽３における有機物濃度を上昇させ、それでも有機物濃度が不足する場合に、バイパス流路５１を経由する有機排水に有機物を添加するので、有機物が高濃度で含まれる有機排水が生物反応槽３に供給され、生物反応槽３における有機物濃度が上昇し、これにより微生物の活動が活発化されて窒素除去及びリン除去が効率的になされ、処理水の全窒素濃度及び全リン濃度を低減できる。
【０１３２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、特定の条件下において、沈殿池から流出される有機排水の有機物濃度よりも高い有機物濃度を有する処理水を導入流路に流入させる高濃度処理水供給機構を持つことにより、処理水の窒素・リン濃度を低減することができる。
【０１３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３４】
１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１…有機排水処理システム、２…最初沈殿池（沈殿池）、３…生物反応槽、５…アンモニア濃度測定器、７…第２全窒素濃度測定器、８…第２全リン濃度測定器、９…第１制御部、１１…嫌気処理領域、１２…調整領域、１３…好気処理領域、２１…エアレーション装置（曝気手段）、５１…導入流路、５２、１５２、２５２…高濃度処理水供給機構、５３…バイパス流路、５４…有機物濃度測定器（濃度測定器）、５５…第１全窒素濃度測定器（濃度測定器）、５６…第１リン濃度測定器（濃度測定器）、５７…第２制御部、１５３…有機物添加装置、１５７…第３制御部、２５７…第４制御部、２５７ａ…バイパス判断部、２５７ｂ…有機物添加判断部。
【図１】
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【図２】
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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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