(57)【要約】【課題】下水、屎尿、食品工場、化学工場などの製造プロセスから排出される有機性廃水を生物消化により処理する方法及び装置に関し、処理系外に排出される余剰汚泥量を大幅に低減することができるとともに、処理系外に放出される処理水中の含窒有機分または含窒無機分が少なくなるような有機性廃水の処理方法及びその装置を提供することを課題とする。【解決手段】有機性廃水を生物学的に処理する方法であって、有機性廃水を硝化及び脱窒処理した後、硝化及び脱窒処理により発生した汚泥を可溶化することを特徴とする。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を生物学的に処理する方法であって、有機性廃水を硝化及び脱窒処理した後、硝化及び脱窒処理により発生した汚泥を可溶化することを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【請求項２】
有機性廃水の硝化及び脱窒処理が、反応槽１内で回分式に行われる請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項３】
硝化処理が、曝気によってなされ、曝気の停止によって脱窒処理がなされる請求項２記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項４】
曝気を停止する３時間〜３０分前に、可溶化処理液が反応槽１へ返送される請求項２又は３記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項５】
曝気を停止する１時間〜３０分前に、可溶化処理液が反応槽１へ返送される請求項２又は３記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項６】
有機性廃水の硝化及び脱窒処理が、嫌気処理工程、一次曝気工程、無酸素槽での脱窒工程、二次曝気工程によってなされる請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項７】
有機性廃水の硝化及び脱窒処理が、無酸素槽での脱窒工程、嫌気処理工程、互換槽での処理工程、無酸素槽での脱窒工程、曝気工程によってなされる請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項８】
可溶化処理後に硝化がなされる請求項６又は７記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項９】
有機性廃水の硝化及び脱窒処理が、嫌気処理工程、無酸素槽での脱窒工程、曝気工程によってなされるとともに、可溶化処理後の処理液の溶存酸素を低減する請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項１０】
有機性廃水の硝化及び脱窒処理が、嫌気処理工程、無酸素槽での脱窒工程、曝気工程によってなされる請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項１１】
可溶化処理前に汚泥が濃縮される請求項１乃至１０のいずれかに記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項１２】
汚泥の可溶化が好気性好熱菌によってなされる請求項１乃至１１のいずれかに記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項１３】
好気性好熱菌がバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属微生物である請求項１２記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項１４】
硝化及び脱窒処理により発生した汚泥中のリンを除去する工程を具備する請求項１乃至１３のいずれかに記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項１５】
有機性廃水を生物学的に処理する装置であって、有機性廃水を硝化及び脱窒する手段と、硝化、脱窒により発生した汚泥を可溶化する可溶化槽を具備することを特徴とする有機性廃水の処理装置。
【請求項１６】
有機性廃水を硝化及び脱窒する手段が、回分式の反応槽１で硝化、脱窒する手段である請求項１５記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項１７】
有機性廃水を硝化及び脱窒する手段が、嫌気槽４、一次曝気槽５、無酸素槽６、二次曝気槽７によって硝化、脱窒する手段である請求項１５記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項１８】
有機性廃水を硝化及び脱窒する手段が、前無酸素槽１１、嫌気槽４、互換槽１２、無酸素槽６、曝気槽１３によって硝化、脱窒する手段である請求項１５記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項１９】
有機性廃水を硝化及び脱窒する手段が、嫌気槽４、無酸素槽６、曝気槽１３によって硝化、脱窒する手段であり、可溶化処理後の処理液の溶存酸素を低減する溶存酸素低減槽１６が設けられている請求項１５記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項２０】
有機性廃水を硝化及び脱窒する手段が、嫌気槽４、無酸素槽６、曝気槽１３によって硝化、脱窒する手段である請求項１５記載の有機性廃水の処理装置。
【請求項２１】
硝化及び脱窒処理により発生した汚泥中のリンを除去する手段が具備されている請求項１５乃至２０のいずれかに記載の有機性廃水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性物質を含む廃液、たとえば下水、屎尿、食品工場、化学工場などの製造プロセスから排出される有機性廃水を生物消化により処理する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、この種の有機性廃水を処理する方法としては、活性汚泥法と呼ばれる好気性消化法、嫌気性メタン消化法等の好気性又は嫌気性の微生物分解により、有機性汚泥の有機成分を生物消化する方法が採用されている。この方法では有機物を炭酸ガス、メタンガス等のガス成分とするとともに、生物消化により生じた微生物バイオマス並びに未処理の残存汚泥からなる余剰汚泥を含んだ処理汚泥を、沈殿槽等で固液分離することにより処理液を適宜処理する一方、余剰汚泥は、通常、海洋投機又は陸地埋め立てによって処理されている。
【０００３】
しかしながら、海洋に投棄することは、環境破壊にもつながることになるため、地球環境保護が叫ばれてる昨今においては、ほとんど禁止される方向にある。また陸地埋立においても、埋立処分地の確保が年々困難になってきている。
【０００４】
そこで、本件特許出願人は、有機性廃水の生物学的処理により発生する余剰汚泥の量を低減できる方法として、特開平９−１０７９１号公報記載の発明をして特許出願している。
この発明は、有機性廃液貯留装置から送られる有機性廃液を、曝気装置にて好気性生物処理をした後、この処理液を固液分離装置で処理水と汚泥に固液分離し、固液分離装置で分離された汚泥の一部を曝気装置に返送し、固液分離装置で分離された汚泥のうち、余剰汚泥を熱交換機で熱交換した後、可溶化装置にて高温で可溶化し、可溶化された処理液を曝気装置に返送する方法である。
【０００５】
しかし、生物学的処理により生じた汚泥には一般にタンパク質が含まれているので、可溶化装置から曝気装置に返送される液のアンモニア等の窒素化合物が固液分離装置から排出される処理水とともに外部に放出されていまうという問題がある。また、生物学的処理により生じた汚泥には一般にリン成分が含まれているので、可溶化装置から曝気装置に返送される液のリン化合物が固液分離装置から排出される処理水とともに外部に放出されてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、処理系外に排出される余剰汚泥量を大幅に低減することができるとともに、処理系外に放出される処理水中の含窒有機分または含窒無機分が少なくなるような有機性廃水の処理方法及びその装置を提供することを課題とする。
また他の課題は、処理系外に放出される処理水中のリン成分が少なくなるような有機性廃水の処理方法及びその装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために、有機性廃水の処理方法とその装置としてなされたもので、有機性廃水の処理方法としての特徴は、有機性廃水を生物学的に処理する方法であって、有機性廃水を硝化及び脱窒処理した後、硝化及び脱窒処理によって発生した汚泥を可溶化することである。
【０００８】
また有機性廃水の処理装置としての特徴は、有機性廃水を生物学的に処理する装置であって、有機性廃水を硝化及び脱窒する手段と、硝化、脱窒によって発生する汚泥を可溶化する可溶化槽を具備することである。
従って、上記のような汚泥の可溶化によって汚泥の減量化効果を奏するとともに、上記のような硝化及び脱窒処理により、処理系外に放出される処理水中の含窒分を少なくすることが可能となる。
【０００９】
有機性廃水の硝化及び脱窒処理は、たとえば反応槽で回分式に行われる。
この場合の硝化処理は、たとえば曝気によってなされ、曝気の停止によって脱窒処理がなされる。可溶化処理液を反応槽へ返送するのは、曝気を停止する３時間〜３０分前に行うのが好ましく、１時間〜３０分前に行うのがより好ましい。
【００１０】
また、有機性廃水の硝化及び脱窒処理の他の態様は、嫌気処理工程、一次曝気工程、無酸素槽での脱窒工程、二次曝気工程によってなされる。この場合、二次曝気工程後に固液分離された汚泥が可溶化処理される。
【００１１】
さらに、有機性廃水の硝化及び脱窒処理の他の態様は、無酸素槽での脱窒工程、嫌気処理工程、互換槽での処理工程、無酸素槽での脱窒工程、曝気工程によってなされる。この場合は、曝気工程後に固液分離された汚泥が可溶化処理される。また硝化は曝気工程で行われ、硝化後の硝化液は脱窒工程へ返送されることとなる。
【００１２】
さらに、有機性廃水の硝化及び脱窒処理の他の態様は、嫌気処理工程、無酸素槽での脱窒工程、曝気工程によってなされるとともに、可溶化処理後の処理液の溶存酸素を低減することによってなされる。この場合も硝化は曝気工程で行われる。硝化後の硝化液は脱窒工程へ返送されることとなる。
【００１３】
さらに、有機性廃水の硝化及び脱窒処理の他の態様は、嫌気処理工程、無酸素槽での脱窒工程、曝気工程によってなされる。
尚、硝化及び脱窒処理によって発生した汚泥中のリンを除去する手段を具備させることも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に従って説明する。
（実施形態１）
本実施形態の有機性廃水の処理装置は、図１に示すように、反応槽１と、可溶化槽２とで構成されている。反応槽１では回分式に有機性廃水の処理がなされる。原水である有機性廃水として、本実施形態では下水を用いた。
【００１５】
本実施形態においては、原水の流入、反応、沈殿、排水、排泥等を１サイクルとして処理がなされる。より具体的には、図２に示すように、原水の流入受け入れ中に曝気、攪拌、曝気、攪拌、曝気、曝気停止による沈殿、固液分離、可溶化処理の工程が循環してなされることになる。この場合、曝気は好気的処理であり、攪拌は嫌気的処理である。曝気と攪拌の繰り返し工程、沈殿、固液分離の工程は反応槽１でなされ、可溶化処理の工程は可溶化槽２でなされる。原水の流入受け入れから処理水の排出の一連の廃水処理の回分処理は、１日複数回（たとえば２〜４回）行なうように各工程の処理時間を調整することが可能であるが、廃水の性状や量等によっては１日に１回程度、或いは３日に２回程度の回分処理を行なうように各工程の処理時間が調整されていてもよい。
【００１６】
本実施形態では、曝気の工程で硝化菌による硝化処理がなされ、曝気を停止した攪拌の工程で脱窒菌による脱窒処理がなされる。その後、曝気の停止によって、汚泥が沈降し、分離される。上澄みは放流等され、沈降した汚泥の一部は、次の回分処理のために反応槽１に保持され、汚泥の残りの一部は可溶化槽２へ供給されて可溶化処理される。可溶化槽２で可溶化処理された液は、図２に示すように、第一段階の攪拌の工程へ返送されるのが好ましい。尚、硝化工程では、硝化菌による硝化反応を維持するために、ｐＨを７以上にするのが好ましく、特にｐＨ７．０  〜８．０  とするのが好ましい。また、温度は１５℃〜３５℃とするのが好ましく、２５℃〜３５℃とするのがより好ましい。
【００１７】
可溶化処理液は、第一段階の曝気を停止する前の３時間から３０分前、好ましくは、１時間から３０分前に反応槽１に返送される。サイクル数は、反応槽のＢＯＤ−ＳＳ負荷により決定される。一般に、高負荷運転（ＢＯＤ−ＳＳ負荷：０．２  〜０．４ｋｇ  ＢＯＤ／ｋｇＳＳ・日）の場合は、曝気及び攪拌の硝化脱窒処理サイクルが３〜４サイクルで運転されるのが好ましい。また、低負荷運転（ＢＯＤ−ＳＳ負荷：０．０３〜０．０５ｋｇＢＯＤ／ｋｇＳＳ・日）の場合は、硝化脱窒処理サイクルが、２〜３サイクルで運転するのが好ましい。
【００１８】
可溶化槽２は、上述のように反応槽１から供給される汚泥を可溶化させるためのものであり、この可溶化はプロテアーゼ等の可溶化酵素によってなされる。この可溶化酵素は、好熱菌、たとえばバチルス属細菌等の好気性好熱菌によって産生されるものである。このような好熱菌は、可溶化槽２に予め保持されるか、可溶化槽２に供給される汚泥に予め含有されており、若しくは可溶化槽２で新たに添加されてもよい。
【００１９】
バチルス属細菌としては、たとえばバチルス・ステアロサーモフィラス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）、バチルス・サーモレオボランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｔｈｅｒｍｏｌｅｏｖｏｒａｎｓ）等を使用することができ、とりわけバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）ＳＰＴ２−１〔ＦＥＲＭ  Ｐ−１５３９５〕、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）ＳＰＴ３〔ＦＥＲＭ  Ｐ−１９２２６〕、ジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）ＳＰＴ４  〔ＦＥＲＭ  ＢＰ−０８４５２  〕、ジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）ＳＰＴ５  〔ＦＥＲＭ  ＢＰ−０８４５３  〕、ジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）ＳＰＴ６  〔ＦＥＲＭ  ＢＰ−０８４５４  〕、ジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）ＳＰＴ７  〔ＦＥＲＭ  ＢＰ−０８４５５  〕等を使用するのが好ましい。
可溶化槽２では、このように好熱菌によって汚泥の分解が行われるが、オゾン分解、電気分解、熱アルカリ分解、酵素分解（例えば、プロテアーゼ、リパーゼ、グリコシダーゼなどを単独または組み合わせて添加）など、従来より知られた種々の方法と組み合わせて実施してもよい。
【００２０】
可溶化槽２では、生物学的に高温条件で嫌気的もしくは好気的に有機性汚泥の可溶化が行われる。この場合、高温条件において用いられる嫌気性もしくは好気性微生物の接種菌体（好熱菌）は、例えば、従来の嫌気性もしくは好気性消化槽から微生物を培養することによって得られるものである。また、可溶化槽２の最適温度は、好ましくは、５０〜９０℃の温度範囲となるような条件で操作するが、その高温処理対象である汚泥に含まれる有機性固形物を分解する好熱菌の種類によって異なるものであり、例えば下水余剰汚泥から分離した好熱菌の場合には、微生物（好熱菌）による可溶化反応と熱による物理化学的な熱分解の両作用が同時に効率よく十分に生じうるように、高温条件における温度を５５〜７５℃の範囲、好ましくは６０〜７０℃で操作するようにする。
【００２１】
いずれにしても、微生物（好熱菌）による可溶化反応と熱による物理化学的な熱分解の両作用が同時に効率よく十分に生じうるように、微生物の種類に応じて、５０〜９０℃の温度範囲になるように設定するのが望ましい。特に、好気性好熱菌のバチルス属細菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。また、好気性好熱菌のジオバチルス属細菌を用いる場合には、５５〜６５℃の温度範囲に設定するのが好ましい。
【００２２】
また、ｐＨは微生物の種類に応じて、ｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。これは可溶化処理液が、硝化或いは脱窒処理に悪影響を及ぼさないようにするためである。さらに、可溶化処理は、汚泥の分解により生じるアンモニアをある程度分解（硝化）させておくために、好気性処理が好ましい。
【００２３】
本実施形態においては、曝気処理を停止する前の３時間〜３０分前、好ましくは１時間〜３０分前に可溶化処理汚泥が第一の（最初の）曝気処理工程における反応槽に返送される。これによって、可溶化処理汚泥に含まれる有機物を、脱窒処理の際のプロトン源（ＢＯＤ源）として有効利用し、脱窒を促進させることができる。従って、プロトン源として一般に使用されるメタノール等の薬品量を低減できるので、その薬品量に伴うコストを低減できることとなる。
この場合の可溶化処理時間は１２〜７２時間が好ましく、１８〜４８時間がより好ましく、２０〜３６時間が最も好ましい。尚、可溶化処理時間は、廃水の硝化及び脱窒処理を行う廃水処理系と汚泥可溶化との組み合わせ方法によって設定されるため、以後も各実施形態毎に説明する。
【００２４】
また、好熱菌による汚泥の可溶化によりアンモニアが生じることになるが、可溶化処理汚泥に含まれるアンモニアは、曝気工程において脱窒可能な亜硝酸態窒素や硝酸態窒素まで酸化されることとなる。この結果、脱窒処理が好適になされることになり、系外に有害な窒素成分が放出されることがない。
本実施形態では、曝気工程において、有機物は残存させつつ、アンモニアを亜硝酸や硝酸まで酸化することが重要となるので、可溶化処理汚泥が第一の曝気処理工程における反応槽に返送されるタイミング及び可溶化処理時間の設定が重要である。
【００２５】
（実施形態２）
本実施形態は、上記実施形態１と同様に回分式の処理方法であり、処理装置が反応槽１と可溶化槽２とで構成されている点、及び原水の流入受け入れ中に曝気、攪拌、曝気、攪拌、曝気、曝気停止による沈殿、固液分離、可溶化処理の工程が循環してなされる点で実施形態１と共通する。従って、本実施形態においても曝気の工程で硝化菌による硝化処理がなされ、曝気を停止した攪拌の工程で脱窒菌による脱窒処理がなされる。
【００２６】
ただし本実施形態では、図３に示すように、可溶化処理後の処理液が第一の（最初の）攪拌工程へ返送され、この点で曝気の工程へ返送される実施形態１の場合と相違する。
【００２７】
本実施形態においても、可溶化処理液が脱窒工程における反応槽１に返送されるので、可溶化処理液に含まれる有機物は脱窒処理の際のプロトン源として有効利用され、脱窒が促進される。この場合、可溶化処理汚泥に含まれるアンモニアを低減するために、可溶化処理において脱窒可能な亜硝酸態窒素や硝酸態窒素まで酸化させるのが好ましく、具体的には可溶化処理時間を実施形態１よりも長くすることが考えられ、２４〜７２時間が好ましく、３６〜７２時間がより好ましい。
【００２８】
特に本実施形態では、プロトン源としての有機物が直接脱窒処理工程に返送されることになるので、一般に使用されるメタノール等の薬品量を低減することができ、その薬品量に伴うコストを低減することができるという効果がある。上述のように、廃水の硝化及び脱窒処理に汚泥可溶化処理を組み合わせること、また、組み合わせたときの各処理工程の条件を最適に設定することにより、余剰汚泥の発生量を大幅に低減できるとともに、処理水質を良好に維持することができるという効果がある。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。また、可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
その他、硝化工程の温度、ｐＨ等も実施形態１と同様である。
【００２９】
（実施形態３）
本実施形態の有機性廃水の処理装置は、図４に示すように、発酵液貯留槽３、嫌気槽４、一次曝気槽５、無酸素槽６、二次曝気槽７、沈殿槽８、及び可溶化槽２を具備している。発酵液貯留槽３に貯留される被処理液としては、本実施形態では、食品工場等から排出される残飯をガス分解（メタン発酵）し、発酵させた酸発酵液が用いられる。また前記被処理液とは別に、下水等が嫌気槽に供給されるようになっている。
【００３０】
嫌気槽４は、下水及び前記発酵液貯留槽１から供給される酸発酵液を嫌気的に消化するとともに、返送汚泥や、酸発酵液中の汚泥にリンが含有されている場合、汚泥中のリンを液中に放出する機能を有するものである。
【００３１】
一次曝気槽５は、前記嫌気槽４で嫌気処理された処理液を、曝気攪拌によって好気的に生物処理し、嫌気処理された処理水中の有機物を酸化分解し、或いは流入アンモニアを硝化するためのものである。この一次曝気槽５は、要は曝気手段を具備するものであればよく、その曝気手段は問うものではないが、たとえば散気管等を用いることができる。曝気処理は、好気性消化分解が許容されるよう、好ましくは、０．１〜０．５ｖｖｍの通気量で室温下にて実施されるが、負荷によっては、これを上回る通気量で、より高温で処理してもよい。被処理液は、好ましくはｐＨ５．０〜８．０に調整され、より好ましくはｐＨ７．０〜８．０に調整される。
【００３２】
無酸素槽６は、前記一次曝気槽５で好気処理された処理液を、脱窒処理するためのものである。
二次曝気槽７は、前記無酸素槽６で脱窒処理された処理液を、好気的に生物処理するためのものである。この二次曝気槽７では、前記一次曝気槽３と同様に構成され、同様に曝気攪拌によって生物処理が行われる。この場合の二次曝気槽７は、硝化とＢＯＤ除去との両方の機能を有する。そして、二次曝気槽７での処理液である硝化液の一部は、図示しないが、無酸素槽６へ返送され、硝化液中の硝酸或いは亜硝酸が脱窒されることとなる。
【００３３】
沈殿槽８は、前記二次曝気槽７で生物処理された処理液を固液分離するためのものであり、分離された液分は処理液として再利用若しくは放流され、分離、沈殿した固形分である汚泥の一部は、次の可溶化槽２へ供給されるとともに、残りの一部は嫌気槽４へ返送される。
【００３４】
次に、上記のような構成からなる処理装置によって、下水と食品工場等から排出される残飯の両方を処理する処理方法の実施形態について説明する。
【００３５】
先ず、食品工場等から排出される残飯は、ガス分解される。このガス分解は、たとえば酸発酵とメタン発酵によってなされる。このようなガス分解によって、酸発酵液が得られ、その酸発酵液が発酵液貯留槽３で貯留される。この発酵液貯留槽３から、酸発酵液が嫌気槽４へ供給される。また嫌気槽４へは下水も供給される。
【００３６】
そして嫌気処理後の処理水は、次工程の一次曝気槽５に供給されて曝気攪拌されつつ好気的に処理されることとなる。この曝気攪拌による好気的な処理によって硝化処理がなされることとなる。
次に、一次曝気槽５で曝気処理された処理液は、無酸素槽６へ供給される。この無酸素槽６では脱窒処理がなされる。
また、発酵液貯留槽３から、酸発酵液が無酸素槽６へ供給される。これは、酸発酵液が脱窒の際のプロトン源（ＢＯＤ源）として有効利用され、脱窒を促進させるためである。
【００３７】
無酸素槽６で脱窒処理された処理液は二次曝気槽７へ供給され、曝気攪拌されつつ好気的に処理される。この二次曝気槽７での曝気処理によって硝化がなされ、ＢＯＤ除去がなされる。
次に、二次曝気槽７で曝気処理された処理液は、沈殿槽８へ供給される。この沈殿槽８では固液分離がされ、分離された液分は処理液として再利用若しくは放流され、また分離、沈殿した固形分である汚泥の一部は、可溶化槽２へ供給され、好熱菌により好気的に汚泥が可溶化される。
また、沈殿した汚泥の残りの一部は、嫌気槽４へ返送汚泥として返送される。
【００３８】
可溶化槽２で可溶化処理された汚泥は、前記無酸素槽６へ返送され、再度処理される。そして、無酸素槽６での脱窒処理、二次曝気槽７での曝気処理、沈殿槽８での固液分離、可溶化槽２で可溶化処理が循環して繰り返されることとなる。
【００３９】
本実施形態では、上記実施形態１のような回分式ではなく、連続式で汚泥の可溶化が行われるが、このように連続式で汚泥の可溶化を行う場合、流入液量と反応槽の有効容量に基づいてＨＲＴが求められる。すなわち、ＨＲＴ（水力学的滞留時間）＝Ｖ／Ｑ（Ｖ：反応槽容量、Ｑ：流入液量）の式に基づいて、ＨＲＴを算出することができる。
可溶化が所望の程度達成される限りにおいて、ＨＲＴが短縮されるほど反応槽の容積を縮小することが可能となることは言うまでもない。従って、ＨＲＴに基づいて可溶化時間を決定することで、冗長な可溶化処理が回避される。
【００４０】
ＨＲＴは、好熱菌の生成および分泌量が最大となるＨＲＴに基づいて選択することが好ましい。このようにＨＲＴを設定すれば、生成及び分泌された汚泥可溶化酵素による反応を効率的に利用できる。通常、ＨＲＴは１２〜７２時間に設定するのが好ましく、可溶化液中のアンモニアを酸化する観点からは２４〜７２時間に設定するのがより好ましく、可溶化装置のコンパクト化及び処理水質の向上の両方を維持する観点からは、３６〜４８時間に設定するのが最も好ましい。
【００４１】
また、可溶化槽２以外の槽のＨＲＴは、嫌気槽４で０．５  〜１．５  時間、一次曝気槽５で２〜６時間、無酸素槽６で０．５  〜３時間、二次曝気槽７で０．５  〜２時間、好ましくは嫌気槽４で０．５  〜１時間、一次１曝気槽５で３〜５時間、無酸素槽６で１〜２時間、二次曝気槽７で０．５  〜１．５  時間が好ましい。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。また、可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
その他、硝化工程の温度、ｐＨ等も実施形態１と同様である。
【００４２】
（実施形態４）
本実施形態では、図５に示すように、沈殿槽８と可溶化槽２間、すなわち沈殿槽８から可溶化槽２へ至る流路中に、濃縮機９が設けられている。
【００４３】
本実施形態では、沈殿槽８で分離された汚泥が濃縮機９に供給される。濃縮機９ではたとえば重力沈降により汚泥が濃縮される。濃縮法としては、重力沈降以外に浮上濃縮、蒸発濃縮、膜濃縮、凝集剤添加、ドラムスクリーン型濃縮、または遠心力を利用した濃縮法を採用することもできる。汚泥の濃縮率は、好熱菌による汚泥可溶化率を向上させ、可溶化槽をコンパクト化させる観点から、含水率９９重量％以下（汚泥濃度１重量％以上）まで濃縮するのが好ましい。濃縮後の濃縮液は、可溶化槽２に供給される。ただし、汚泥濃度は５重量％を超えないことが好ましい。５重量％を超えるとポンプでの送り出しが困難となるとともに、可溶化槽での好気処理による汚泥の発泡が著しくなるからである。
【００４４】
嫌気槽４での嫌気処理、一次曝気槽５での曝気処理、無酸素槽６での脱窒処理、二次曝気槽７での曝気処理、沈殿槽８での固液分離、可溶化槽２での可溶化処理は、実施形態３と同じであるため、その説明は省略する。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。また、可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００４５】
（実施形態５）
本実施形態では、図６に示すように、可溶化槽２と無酸素槽６間、すなわち可溶化槽２から無酸素槽６へ至る返送流路中に、硝化槽１０が設けられている。このような硝化槽１０を設けることで、汚泥可溶化液に含まれるアンモニアが亜硝酸や硝酸まで変化することになる。
また、本実施形態では、沈殿槽８から汚泥の一部が嫌気槽４へ返送される他、残りの汚泥は可溶化槽２を経て硝化槽１０へも供給されることになる。
【００４６】
本実施形態での可溶化槽のＨＲＴは、好熱菌が分泌する汚泥可溶化酵素の生成および分泌量が最大となるＨＲＴに基づいて選択することが好ましい。このようにＨＲＴを設定すれば、生成及び分泌された汚泥可溶化酵素による反応を効率的に利用できる。通常、ＨＲＴは１２〜７２時間に設定するが、本実施形態では可溶化槽の後段に硝化槽１０があるために可溶化処理液にアンモニアが残存する状態で可溶化処理液を硝化槽１０に投入することができ、このことを考慮するとＨＲＴは１８〜４８時間に設定するのがより好ましく、２０〜３６時間に設定するのが最も好ましい。
【００４７】
また硝化槽１０の運転条件は、２５〜３５℃で、ｐＨは７．０  〜８．０  の範囲が好ましい。硝化槽１０のＨＲＴは、汚泥可溶化液中に含まれるアンモニアを亜硝酸や硝酸に酸化させる点、及び次の工程である脱窒処理のプロトン源となる有機物を残存させておく必要がある点を考慮すると、３０分〜３時間とするのが好ましい。
嫌気槽４での嫌気処理、一次曝気槽５での曝気処理、無酸素槽６での脱窒処理、二次曝気槽７での曝気処理、沈殿槽８での固液分離、可溶化槽２での可溶化処理は、実施形態３と同じであるため、その説明は省略する。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。また、可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００４８】
（実施形態６）
本実施形態では、無酸素槽が２槽設けられているとともに、曝気槽は１槽のみ設けられ、この点で上記実施形態３乃至５と相違している。
すなわち、本実施形態の生物処理装置は、図７に示すように、前無酸素槽１１、嫌気槽４、互換槽１２、無酸素槽６、曝気槽１３、沈殿槽８、濃縮機９、及び可溶化槽２を具備している。
【００４９】
本実施形態では、嫌気槽４に流入された原水は互換槽１２に供給される。
この互換槽１２では、流入下水の脱窒程度によって曝気槽１３からの汚泥及び処理液（硝化液）の返送の経路を変更する機能が奏される。たとえば夏期等の脱窒の程度が高い時期では、嫌気槽として活用することにより嫌気状態での返送汚泥のリン放出反応が促進され、冬期等の脱窒の程度が低い時期では、無酸素槽として活用することにより原水及び曝気槽１３から前無酸素槽１１或いは互換槽１２に返送される硝化液の脱窒反応が促進されることとなる。
【００５０】
このように互換槽１２での処理が行われた後、原水は無酸素槽６に供給されて脱窒処理され、さらに曝気槽１３に供給されて曝気攪拌により好気的に生物処理される。次に曝気槽１３から沈殿槽８に供給され、この沈殿槽８では固液分離がされ、分離された液分は適宜放流される。また分離、沈殿した固形分である汚泥は、濃縮機９へ供給され、可溶化槽２へ供給される。この場合、曝気槽１３は、ＢＯＤの除去と硝化の機能を有するものである。曝気槽１３の処理液である硝化液一部は、前無酸素槽１１、好ましくは（図示しないが）無酸素槽６へ返送される。
【００５１】
さらに、可溶化槽２で可溶化処理された汚泥は、互換槽１２へ返送され、互換槽１２、無酸素槽６、曝気槽１３、沈殿槽８、濃縮機９、可溶化槽２を循環することとなる。尚、沈殿槽８で分離された汚泥は、濃縮機９へ供給される他、前無酸素槽１１へも返送される。また前無酸素槽１１へは、嫌気槽４や互換槽１２からも汚泥が返送される。
【００５２】
可溶化槽２のＨＲＴは実施形態３と同様に１２〜７２時間に設定するのが好ましく、２４〜７２時間に設定するのがより好ましく、３６〜４８時間に設定するのが最も好ましい。
可溶化槽２以外の槽のＨＲＴは、前無酸素槽１１で０．５  〜１．５  時間、嫌気槽４で０．５  〜２時間、互換槽１２で０．５  〜１時間、無酸素槽６で１〜３時間、曝気槽１３で３〜６時間とするのが好ましく、前無酸素槽１１で０．５  〜１時間、嫌気槽４で０．５  〜１時間、互換槽１２で０．５  〜１時間、無酸素槽６で１〜２時間、曝気槽１３で３．５  〜５時間とするのがより好ましい。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。また、可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
尚，本実施形態の処理装置には濃縮機９を具備させたが、濃縮機９を具備させることは本発明に必須の条件ではない。
【００５３】
（実施形態７）
本実施形態では、図８に示すように、可溶化槽２の後段側に硝化槽１０が設けられており、この点で上記実施形態６と相違している。
すなわち、本実施形態では、可溶化槽２で可溶化処理された汚泥が硝化槽１０へ供給され、硝化槽１０で汚泥中のアンモニアが亜硝酸や硝酸に変換された上で互換槽１２へ返送されることになる。尚、沈殿槽８で分離された汚泥は、実施形態６と同様に濃縮機９へ供給され、前無酸素槽１１へ返送される他、本実施形態では硝化槽１０へも直接供給される。
その他の構成及び処理手順については実施形態６と同様であるため、その説明は省略する。
尚、可溶化槽２のＨＲＴは、実施形態５と同様に１２〜７２時間に設定するのが好ましく、１８〜４８時間に設定するのがより好ましく、２０〜３６時間に設定するのが最も好ましい。
また、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
さらに、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。また、可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００５４】
（実施形態８）
本実施形態の処理装置は、図９に示すように、溶存酸素低減槽１６、嫌気槽４、無酸素槽６、曝気槽１３、沈殿槽８、濃縮機９、及び可溶化槽２を具備している。本実施形態では、嫌気槽２で嫌気処理された処理水を無酸素槽４に供給する他、溶存酸素低減槽１６で、溶存酸素が低減するように処理された処理水をも無酸素槽６に供給する。
【００５５】
無酸素槽６に供給されて脱窒処理された処理水は、さらに曝気槽１３に供給されて曝気攪拌により好気的に処理され、さらに沈殿槽８に供給されて固液分離される。分離された液分は適宜放流等され、分離された固形分である汚泥は濃縮機９へ供給されるとともに、汚泥の一部は曝気槽１３へ返送される。
また、曝気槽１３の処理液、すなわち硝化液の一部を、溶存酸素低減槽１６を経て無酸素槽６に返送することにより、硝化液が脱窒処理される。硝化液を無酸素槽へ投入し、硝化液の溶存酸素を低減させることにより、脱窒効率を安定させることができる。
さらに、濃縮機９で濃縮された汚泥は可溶化槽２へ供給されて可溶化処理され、その後に溶存酸素低減槽１６に返送される。
尚、無酸素槽６へ供給された汚泥は嫌気槽４へも返送され、さらに嫌気槽４から溶存酸素低減槽１６に返送される。
【００５６】
可溶化槽２のＨＲＴは実施形態３と同様に１２〜７２時間に設定するのが好ましく、２４〜７２時間に設定するのがより好ましく、３６〜４８時間に設定するのが最も好ましい。
可溶化槽２以外の槽のＨＲＴは、溶存酸素低減槽１６で０．１５〜０．３  時間、嫌気槽４で０．５  〜２時間、無酸素槽６で１〜３時間、曝気槽１３で３〜６時間とするのが好ましく、溶存酸素低減槽１６で０．１７〜０．２５時間、嫌気槽４で１〜１．５  時間、無酸素槽６で１〜２時間、曝気槽１３で３．５  〜５時間とするのがより好ましい。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。さらに可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００５７】
（実施形態９）
本実施形態では、図１０に示すように、可溶化槽２の後段側に硝化槽１０が設けられており、この点で上記実施形態８と相違している。
すなわち、本実施形態では、可溶化槽２で可溶化処理された汚泥が硝化槽１０へ供給され、硝化槽１０で汚泥中のアンモニアが亜硝酸や硝酸に変換された上で溶存酸素低減槽１６へ返送されることになる。また、沈殿槽８の汚泥の一部を硝化槽１０に供給し、硝化処理が維持されるようになっている。
その他の構成及び処理手順については実施形態８と同様であるため、その説明は省略する。
尚、可溶化槽２のＨＲＴは、実施形態５と同様に１２〜７２時間に設定するのが好ましく、１８〜４８時間に設定するのがより好ましく、２０〜３６時間に設定するのが最も好ましい。
また、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
さらに、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。また、可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００５８】
（実施形態１０）
本実施形態の有機性廃水の処理装置は、図１１に示すように、嫌気槽４、無酸素槽６、曝気槽１３、沈殿槽８、及び可溶化槽２を具備している。
本実施形態では、嫌気槽４で原水の嫌気処理がなされ汚泥中のリン成分が放出された後、無酸素槽６へ供給され、無酸素槽６で脱窒処理がなされる。無酸素槽６で脱窒処理された処理液は曝気槽１３へ供給され、曝気槽１３で汚泥に含まれるアンモニアが亜硝酸や硝酸まで変化する。すなわち、曝気槽１３では硝化処理がなされているのである。
【００５９】
次に、曝気槽１３で硝化処理された処理液は、沈殿槽８へ供給される。この沈殿槽８では固液分離がされ、分離された液分は放流等され、また分離、沈殿した固形分である汚泥の一部は、可溶化槽２へ供給されるとともに、残りは返送汚泥として嫌気槽４に返送される。
可溶化処理後の汚泥は、無酸素槽６へ返送され、無酸素槽６での脱窒処理、曝気槽１３での処理、沈殿槽８での固液分離、可溶化槽２で可溶化処理が循環して繰り返されることとなる。また、曝気槽１３で処理された硝化液の一部は、無酸素槽６又は嫌気槽４に返送され、無酸素槽６で脱窒処理される。
可溶化槽２のＨＲＴは実施形態３と同様に１２〜７２時間に設定するのが好ましく、２４〜７２時間に設定するのがより好ましく、３６〜４８時間に設定するのが最も好ましい。
可溶化槽２以外の槽のＨＲＴは、溶存酸素低減槽１６で０．１５〜０．３  時間、嫌気槽４で０．５  〜２時間、無酸素槽６で１〜３時間、好気槽１７で３〜６時間とするのが好ましく、溶存酸素低減槽１６で０．１７〜０．２５時間、嫌気槽４で１〜１．５  時間、無酸素槽６で１〜２時間、好気槽１７で３．５  〜５時間とするのがより好ましい。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。さらに可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００６０】
（実施形態１１）
本実施形態では、図１２に示すように可溶化槽２で可溶化処理された汚泥が嫌気槽４へ返送され、この点で無酸素槽６へ返送していた実施形態１０の場合と相違する。
嫌気槽４での嫌気処理、無酸素槽６での脱窒処理、曝気槽１３での硝化処理、沈殿槽８での固液分離、可溶化槽２での可溶化処理の工程は、実施形態１０と同じであり、その説明は省略する。本実施形態でも、硝化液の一部は無酸素槽６又は嫌気槽４へ返送される。
可溶化槽２のＨＲＴは実施形態３と同様に１２〜７２時間に設定するのが好ましく、２４〜７２時間に設定するのがより好ましく、３６〜４８時間に設定するのが最も好ましい。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。さらに可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００６１】
（実施形態１２）
本実施形態では、図１３に示すように可溶化槽２の後段に硝化槽１０が設けられている。本実施形態では、可溶化槽２で処理された汚泥が硝化槽１０へ供給され、硝化槽１０で汚泥中のアンモニアが亜硝酸や硝酸に変換された上で無酸素槽６へ返送されることになる。また、硝化槽１０へは、沈殿槽８から汚泥が供給される。
嫌気槽４での嫌気処理、無酸素槽６での脱窒処理、曝気槽１３での硝化処理、沈殿槽８での固液分離、可溶化槽２での可溶化処理の工程は、実施形態１１と同じであり、その説明は省略する。
ただし、可溶化槽２のＨＲＴは、実施形態５と同様に１２〜７２時間に設定するのが好ましく、１８〜４８時間に設定するのがより好ましく、２０〜３６時間に設定するのが最も好ましい。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。さらに可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００６２】
（実施形態１３）
本実施形態においても、実施形態１２と同様に可溶化槽２の後段に硝化槽１０が設けられているが、その硝化槽１０での処理後の汚泥が図１４に示すように嫌気槽４へ返送され、この点で無酸素槽６へ返送していた実施形態１２の場合と相違する。
嫌気槽２での嫌気処理、無酸素槽６での脱窒処理、曝気槽１３での硝化処理、沈殿槽８での固液分離、可溶化槽２での可溶化処理の工程は、実施形態１０と同じであり、その説明は省略する。
可溶化槽２のＨＲＴは、実施形態５と同様に１２〜７２時間に設定するのが好ましく、１８〜４８時間に設定するのがより好ましく、２０〜３６時間に設定するのが最も好ましい。
【００６３】
本実施形態においても、実施形態１２と同様に、硝化槽１０へは、沈殿槽８から汚泥の供給が必要となる。
尚、汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。さらに可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００６４】
（実施形態１４）
本実施形態の有機性廃水の処理装置は、図１５に示すように、反応槽１と、可溶化槽２と、貯留槽３とで構成されている。反応槽１では実施形態１と同様に回分式に有機性廃水の処理がなされる。
【００６５】
本実施形態においては、図１６に示すように、攪拌による嫌気処理と曝気による好気処理の工程が３回ずつ繰り返され、その後に、曝気の停止による沈殿、固液分離、可溶化処理の工程が循環してなされることになる。嫌気処理と好気処理の繰り返し工程、沈殿、固液分離の工程は反応槽１でなされ、可溶化処理の工程は可溶化槽２でなされる。
原水の流入受け入れから処理水の排出の一連の廃水処理の回分処理は、１日複数回（たとえば２〜４回）行なうように各工程の処理時間を調整することが可能であるが、廃水の性状や量等によっては１日に１回程度、或いは３日に２回程度の回分処理を行なうように各工程の処理時間が調整されていてもよい。
廃水処理の工程の時間は、たとえば流入６０分、嫌気６０分、好気７０分、嫌気３０分、好気８０分、嫌気２０分、好気１０分、沈殿４０分、排出４０分とされている。
【００６６】
本実施形態においては、好気処理工程で硝化が行われ、嫌気処理工程で脱窒処理が行われる。
可溶化処理後の可溶化液は、第一の（最初の）好気処理工程で反応槽２に返送される。その返送のタイミングは第一の好気処理工程の処理時間との関係で定められるが、曝気停止の３時間から３０分前、好ましくは１時間前から３０分前とする。
【００６７】
本実施形態では、可溶化槽２の後段に貯留槽３が設けられているので、可溶化槽２で処理された可溶化液を貯留槽３で一旦貯留することで、第一の好気処理工程で反応槽２へ可溶化液を返送するタイミングや量等を容易に調整することができるので好ましい。
可溶化槽２のＨＲＴは、実施形態１と同様に１２〜７２時間が好ましく、１８〜４８時間がより好ましく、２０〜３６時間が最も好ましい。
汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。さらに可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００６８】
（実施形態１５）
本実施形態の有機性廃水の処理装置は、図１７に示すように、反応槽１の後段に貯留槽３が設けられ、さらにその後段に可溶化槽２が設けられている。本実施形態では、硝化，脱窒処理後の汚泥が一旦貯留槽３に貯留され、可溶化処理すべき必要量の汚泥が可溶化槽２へ供給される。
【００６９】
このように可溶化処理すべき必要量の汚泥のみを可溶化槽２へ供給しておくことで、好気処理工程へ返送する可溶化液の量も事前に調整しておくことが可能となる。
嫌気処理と好気処理の工程が繰り返され、その後に、沈殿、固液分離がなされる点は実施形態１４と同様である。
可溶化槽２のＨＲＴは、実施形態１と同様に１２〜７２時間が好ましく、１８〜４８時間がより好ましく、２０〜３６時間が最も好ましい。
汚泥を可溶化するための可溶化酵素を産生させる微生物としては、好熱菌、特に実施形態１に開示した各種のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌やジオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）  属細菌を使用するのが好ましい。
また、可溶化処理の際の温度は実施形態１と同様に５０〜９０℃の温度範囲が望ましく、バチルス属細菌のような好気性好熱菌を用いる場合には、５５〜７０℃の温度範囲に設定するのが好ましく、特に６０〜６５℃の範囲がより好ましい。さらに可溶化処理の際のｐＨも実施形態１と同様にｐＨ６〜９の範囲、好ましくは７〜８の範囲になるように設定する。
【００７０】
（実施形態１６）
本実施形態は、上記硝化，脱窒等の生物処理によって発生する汚泥にリンが含まれている場合に、そのリンを除去する手段を備えた実施形態である。
本実施形態では、上記各実施形態のような沈殿槽８の後段側で、ポリ塩化アルミニウム等の凝集剤が添加されて凝集沈殿によって処理水中のリンが除去され、或いは濾過材を設けて凝集濾過によりリンが除去される。
【００７１】
上記各実施形態のうち、嫌気処理工程と好気処理工程（曝気処理工程）を備えた実施形態では、処理水や汚泥にリンが含まれていると、そのリンは嫌気処理工程で汚泥中の微生物から放出され、好気処理工程で微生物に取り込まれる。ところが、このようにリンの放出と取り込みがなされていても、汚泥の可溶化処理を組み込むとリンを含む処理液が系外に排出されるおそれもあり、嫌気処理工程と好気処理工程との双方によりリンの放出と取り込みをなす機能の実効が図れない。
【００７２】
そこで、上記のようなリン除去手段を設けることで、処理水や汚泥に含まれていたリンを、積極的に除去することができる。これは、連続処理及び回分処理の両方に適用できる。
【００７３】
（実施形態１７）
本実施形態は、リン除去手段として、上記凝集剤等を用いる手段に変えて、沈殿槽８の後段側に、リン分離手段を備えたリン放出槽を設け、沈殿槽８で分離された汚泥を、そのリン放出槽でたとえば嫌気状態、加熱状態等の汚泥からリンが放出する状態にさらしてリンを放出させ、放出されたリンをリン放出汚泥とリン溶出液に分離してリン放出液に凝集剤等を添加することにより除去しうるように構成されている。そして、リン放出汚泥は可溶化処理が施される。
【００７４】
従って、本実施形態においても、沈殿槽８の前段側には、上記各実施形態のような種々の槽を具備させることができる。これは連続処理及び回分処理の両方に適用できる。
【００７５】
（実施形態１８）
本実施形態においては、鉄板、鉄の粒子、スチールウール等を、上記各実施形態の反応槽１、曝気槽１３、硝化槽１０、可溶化槽２、無酸素槽６等に投入し、リン成分を鉄に付着させてリンを除去する実施形態である。
【００７６】
本実施形態では、上記実施形態１６のような凝集剤を使用することなく、また上記実施形態１７のようなリン放出のためのリン放出槽を別途設けることなく、処理装置に既設の反応槽１、曝気槽１３、可溶化槽２、無酸素槽６等に鉄素材を投入するだけで、その鉄素材にリン成分を付着させて容易にリンを除去することができる。
【００７７】
（その他の実施形態）
尚、上記実施形態３、４、５等においては、被処理液として、食品工場から排出される残飯をガス分解し、発酵させた酸発酵液を用いたが、被処理の種類はこれに限定されるものでななく、その種類は問わない。
【００７８】
また、該実施形態３、４、５のように、発酵液貯留槽３を設けることは本発明に必須の条件ではなく、たとえば図１８に示すように、発酵液貯留槽３がなく、嫌気槽４、一次曝気槽５、無酸素槽６、二次曝気槽７、沈殿槽８、及び可溶化槽２を具備する処理装置を用いることも可能である。たとえば下水処理場からの下水のみを処理する場合には、この図１８に示す処理装置を好適に使用することができる。
【００７９】
さらに、可溶化槽２から排ガスが排出されることがあるが、このような排ガスを上記実施形態の硝化槽や曝気槽に導入することで、排ガスの臭気を除去することができるとともに、高温の排ガスを硝化槽や曝気槽に導入することで、各槽の温度を通常の空気による曝気よりも高くでき、それによって微生物の活性を高め、その結果、処理効率を上げることができるので好ましい。
【００８０】
さらに、処理すべき有機性廃水の種類も問わない。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、有機性廃水を硝化及び脱窒処理を行った後、硝化及び脱窒処理によって発生した汚泥を可溶化するため、硝化及び脱窒処理によって発生する汚泥を減量化することができ、しかも処理系外に放出される処理水中の含窒有機分や含窒無機分を従来に比べて大幅に削減することができるという効果がある。
【００８２】
また、有機性廃水の硝化及び脱窒処理を、曝気による硝化工程を含む回分式で行い、その曝気を停止する３時間〜３０分前、好ましくは曝気を停止する１時間〜３０分前に、可溶化処理液を反応槽へ返送した場合には、可溶化処理汚泥に含まれる有機物を、脱窒処理の際のプロトン源（ＢＯＤ源）として有効利用し、脱窒を促進させることができる。従って、プロトン源として一般に使用されるメタノール等の薬品量を低減できるので、その薬品量に伴うコストを低減できるという効果がある。
【００８３】
さらに、有機性廃水の硝化及び脱窒処理として、嫌気処理工程や曝気処理等の好気的処理工程を含む場合には、硝化及び脱窒処理で発生する汚泥等にリン成分が含有されている場合にも、嫌気処理でリンの放出、好気処理でリンの取り込みがなされ、リン除去手段を設けることで、リン成分の系外への排出を好適に防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態としての有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図２】図１の処理装置で行う回分式処理工程のブロック図である。
【図３】図１の処理装置で行う他の例の回分式処理工程のブロック図である。
【図４】、他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図５】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図６】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図７】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図８】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図９】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図１０】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図１１】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図１２】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図１３】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図１４】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図１５】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図１６】図１５の処理装置で行う回分式処理工程のブロック図である。
【図１７】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【図１８】他実施形態の有機性廃水の処理装置を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１…反応槽
２…可溶化槽
４…嫌気槽
５…一次曝気槽
６…無酸素槽
７…二次曝気槽
１０…硝化槽
１３…曝気槽
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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