(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物の処理のためのプロセスにおいて、
（ａ）生物学的反応器に有機性廃棄物を供給し、前記有機性廃棄物を生物学的な消化に晒すことによって、前記有機性廃棄物の少なくとも一部を、澄んだデカントと、バイオソリッドと無変換有機物との混合物に変換するステップと、
（ｂ）化学処理ユニット内で、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部を、少なくとも１つの酸化剤と接触させて、このバイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部の酸化還元電位を、＋０ｍＶまたはそれ以上に高め、その後、このバイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部を、少なくとも１つの第２の酸化剤と接触させて、酸化還元電位を＋２００ｍＶまたはそれ以上まで高めるステップと、
（ｃ）前記化学処理ユニット内の前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部について、その酸化還元電位を監視するとともに、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部と接触する前記少なくとも１つの酸化剤の濃度を調整することによって、このバイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部の酸化還元電位を０ｍＶよりも大きく維持して、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部を、調整された廃液に変換するステップと、
（ｄ）前記調整された廃液を前記生物学的反応器に戻すステップと、
を備えるプロセス。
【請求項２】
前記第２の酸化剤として、複数の酸化剤を用いる請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記少なくとも１つの酸化剤は、電気分解によって形成される酸化剤から成る請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
有機性廃棄物の処理のためのプロセスにおいて、
（ａ）生物学的反応器に有機性廃棄物を供給し、前記有機性廃棄物を生物学的な消化に晒すことによって、前記有機性廃棄物のうちの少なくとも一部を、澄んだデカントと、バイオソリッドと無変換有機物との混合物に変換するステップと、
（ｂ）化学処理ユニット内で、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物のうちの少なくとも一部を、少なくとも１つの酸化剤と接触させて、このバイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部の酸化還元電位を、＋０ｍＶまたはそれ以上に高め、その後、このバイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部を、少なくとも１つの第２の酸化剤と接触させて、酸化還元電位を＋２００ｍＶまたはそれ以上まで高めるステップと、
（ｃ）１２０℃乃至３００℃の温度で且つ２ａｔｍ乃至１０ａｔｍの圧力で、前記化学処理ユニット内の前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部について、その酸化還元電位を監視するとともに、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部と接触する前記少なくとも１つの酸化剤の濃度を調整することによって、このバイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部の酸化還元電位を０ｍＶよりも大きく維持して、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部を、調整された廃液に変換するステップと、
（ｄ）前記調整された廃液を前記生物学的反応器に戻すステップと、
を備えるプロセス。
【請求項５】
前記（ｃ）のステップは、前記酸化還元電位を＋５００ｍＶまたはそれ以上に維持することから成る請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記（ｃ）のステップは、１ａｔｍの圧力で且つ前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の大気圧下での沸点の温度以下で行われる請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
システム実質成長率を０．０５ｄａｙ-1またはそれ以下の所定の値の範囲内に制御できる量だけ、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも第２の部分を前記生物学的反応器に戻すことを更に備える請求項１又は４に記載のプロセス。
【請求項８】
前記所定の値の範囲は、０．０１ｄａｙ-1乃至０．００６ｄａｙ-1である請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記（ｂ）のステップを行う前に、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の前記少なくとも第１の部分中のバイオソリッドの粒子サイズを減少させることを更に備える請求項１又は４に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記（ｂ）のステップは、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の前記少なくとも一部のキャビテーションによって行われる請求項１又は４に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記（ａ）のステップ中に前記有機性廃棄物に酵素を添加して、細胞呼吸を促進させるとともに、細胞生成を抑制することを備える請求項１又は４に記載のプロセス。
【請求項１２】
有機性廃棄物の処理のためのプロセスにおいて、
（ａ）生物学的反応器に有機性廃棄物を供給し、前記有機性廃棄物を生物学的な消化に晒すことによって、前記有機性廃棄物のうちの少なくとも一部を、澄んだデカントと、バイオソリッドと無変換有機物との混合物に変換するステップと、
（ｂ）化学処理ユニット内で、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物のうちの少なくとも一部を、少なくとも１つの酸化剤と接触させるステップと、
（ｃ）１２０℃乃至３００℃の温度で且つ２ａｔｍ乃至１０ａｔｍの圧力で、前記化学処理ユニット内の前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部について、その酸化還元電位を監視するとともに、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部と接触する前記少なくとも１つの酸化剤の濃度を調整することによって、このバイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部の酸化還元電位を０ｍＶよりも大きく維持して、前記バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部を、調整された廃液に変換するステップと、
（ｄ）前記調整された廃液を前記生物学的反応器に戻すステップと、
を備えるプロセス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、有機性廃棄物の処理のためのプロセスおよびシステムの改良に関し、特に、生物学的処理プロセスを使用するシステムにおいて正味のバイオソリッド(biosolids)生成を減少させるプロセスおよびシステムの改良に関する。
【０００２】
（発明の背景）
有機性廃棄物の生物学的処理によって環境的に受け入れ可能な排液(effluents)を生成するために、多くのプロセスが開発されてきた。生物学的な廃棄物処理プロセスにおいては、廃棄物の有機性成分を、水性の排液(aqueous effluent)から分離可能な形態に変換するために、廃水が活性バイオソリッド（すなわち、生きた微生物を含むバイオソリッド）と接触される。しかしながら、これらのプロセスは、通常、主に微生物や他の水中バイオソリッドから成る大量のスラッジを生成する。これらは、その後、焼却、陸上または海中への廃棄等の方法あるいは他の化学的、生物学的または機械的なプロセスによって、更なる処理に晒され処分されなければならない。
【０００３】
バイオソリッドの更なる生物学的処理から成るスラッジ消化は、処分前のスラッジの容積を減少するために広く使用されている。この方法の主な欠点は、長い留置時間を必要とし、その結果、大きな処理システムが必要になるという点である。スラッジ消化の効率を向上させるために、多くのプロセスが提案されてきた。例えば、米国特許第３，５４７，８１４号および米国特許第３，６７０，８８７号では、スクリーニングによって汚水から嫌気性の固体が最初に除去され、残存する廃棄物が酸素を含むガスおよび活性スラッジと接触される。
【０００４】
スラッジを処理する他の技術は、バイオソリッド生成の実質的な減少を伴って固体の自動酸化の度合いを増大させる広域エアレーションを含む。残念ながら、酸化率は、一般に非常に低いため、実質スラッジ生成において十分な効果を得ることができない。更に、これらのシステムに関しては、大きなサイズの工場および動作コストがかかり、広域エアレーションは非現実的且つ非経済的になる。
【０００５】
米国特許第４，２４６，０９９号は、活性スラッジ処理によって生成されるバイオソリッドを減少して安定させるために、好気／嫌気プロセスの組み合わせを開示している。１つのプロセスにおいて、都市の処理工場からのスラッジは、生物分解可能な揮発性浮遊固体を部分的に減少するために、最初に、好気処理状態下で、酸素を含むガスと接触され、その後、スラッジを部分的に安定させるために嫌気的に消化される。自熱好気性消化（ＡＴＡＤ）と称される熱好気性消化が使用される。この場合、消化薬は、例えば約４５℃乃至７５℃の高温または好熱性の範囲で作用された。有機化合物を生物学的に可溶化し且つスラッジ固体を安定させるために、好気性ステップが使用される。プロセスの組み合わせは、スラッジ中のバイオソリッドを、消化領域に導入される生物分解可能な揮発性浮遊固体の４０％未満まで減少させるといわれる。
【０００６】
米国特許第４，０２６，７９３号は、３８℃乃至４６℃の範囲内の温度に維持される容器内で消化を行うことによって生物分解可能な有機スラッジ中の固体内容物を減少させる好気性消化プロセスを開示している。
【０００７】
欧州特許出願ＥＰ０９３６１９０号は、生物学的処理ステップから分離された固体を湿式空気酸化に晒して、バイオソリッドまたは固体廃棄物の生物分解性を向上させ、これを生物学的反応器に戻すプロセスを開示している。化学処理ステップは、空気や純酸素等の酸化ガスの使用、８０℃乃至２００℃の範囲の温度および１乃至４０気圧での処理を伴う。反応のｐＨは１乃至１１の範囲にあり、反応時間は１０乃至１８０分の範囲にある。酸化体は、廃棄物の見積もられたＣＯＤに基づく化学量論比で、廃棄物混合物に添加される。その結果、一般に、実際に必要以上の量の試薬を使用することになる。また、湿式空気酸化（ＷＡＯ）スキームは、高価であり、制御および操作が困難である。例えば、廃棄物の組成が変化するにつれて、手に負えない(recalcitrant)廃棄物をうまく処理するために、反応温度および圧力を高めることが必要になる。したがって、工場設備は、予期される最も高い圧力および温度条件に適するように構成されなければならない。また、ＷＡＯプロセス構成は、固体生成の制御において生物学的反応器に再循環される全てのスラッジを意識しない。
【０００８】
米国特許第５，９４８，２７５号は、ＷＡＯプロセスへのバイオソリッドの再循環でバイオソリッドを処理するためにＷＡＯを使用することを開示している。そのような処理の主な目的は、ＷＡＯプロセスによってバイオソリッドをガスに変換することである。また、生物学的な処理のために、部分的に酸化された廃液を抽出する可能性も開示されている。
【０００９】
米国特許第５，９６５，０９６号および米国特許第５，９７２，２２６号は、複数の酸化体を使用して、ＷＡＯプロセスにおいてバイオソリッドおよび有機物の混合物を破壊することを開示している。酸化体は、混合物のＣＯＤに対する化学量論比で添加される。
【００１０】
米国特許第６，１２６，８３８号は、酸化ステップの外側における触媒の連続的な再形成を用いて高強度有機性廃棄物流れの酸化に触媒作用を及ぼすために、フェントン試薬を使用することを開示している。
【００１１】
先の特許において、本件出願人は、化学的な加水分解または化学的な酸化ステップを使用して細胞材料および無変化有機化合物の生物分解性を向上させる改良されたスラッジ消化プロセスを開示した。米国特許第４，９１５，８４０号は、都市のゴミのための好気性処理におけるスラッジ低減の向上を開示している。スラッジの低減は、バイオソリッドの一部および無変化有機物を酸または塩基と接触させて、高分子有機物質を加水分解し、廃棄物流れ中の無機物質を溶解することによって制御される。この加水分解の助けによって、細胞構造の高分子成分が変更されて、基本的にこれらが可溶性になり、これにより、生物学的反応器内で好熱性腐敗を行う生物学的に活性な有機物の能力が高まる。
【００１２】
米国特許第５，１４１，６４６号は、迅速な消化のためにスラッジをＡＴＡＤに直接充填するプロセスを開示する。休止時間中に沈殿した一部は、その後、ＡＴＡＤ反応容器から除去され、強い酸または塩基溶液を用いた処理のために化学加水分解ユニットに充填される。加水分解された流れは、流入するスラッジと混合された後、ＡＴＡＤに直接に供給される。
【００１３】
また、米国特許第５，４９２，６２４号は、有機性廃棄物の処理のためのプロセスを開示している。このプロセスにおいては、’８４０特許または’６４６特許で使用された化学加水分解ステップの代わりに化学酸化ステップが使用される。化学酸化は、有機材料の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を実質的に減少させ、効率を向上させて、ＡＴＡＤ反応容器における全酸化要求を低下させる。プロセスは、化学的な加水分解を促進するために必要な酸や塩基の添加によって生じる大量の溶解固体を形成しない。溶解された固体は、バイオソリッド処理ステップおよび存在するかもしれない他の下流側の処理プロセスに悪影響を及ぼす可能性がある。このプロセスの他の利点は、ＡＴＡＤにおける温度上昇によってもたらされる可溶化が化学酸化ステップの前に行われ、したがって、従来技術に存在する冗長性や効率の悪さが回避される。化学的な酸化ステップは、手に負えない(recalcitrant)成分を酸化するために、しばしば、大気圧下での廃棄物の沸点を超える温度で行われる。必要な温度は、流込体の組成が変化するにつれて、広い範囲にわたって変動する。そのような場合、化学酸化装置は、処理中に生じると予想される最高の温度および圧力に適するように構成される。
【００１４】
生物学的処理処理プロセスに関する技術を再検討すれば分かるように、スラッジ生成を減少させ或いは最小限に抑えて好気性処理によって生じる過度のスラッジを安定させるために、多くの方法が提案されてきた。これらのプロセスの大部分は、かなり複雑になり、その結果、動作コストおよび資本コストがかなり高くなる。更に、スラッジ生成を排除すること、すなわち、「ゼロスラッジシステム」を達成することは勿論のこと、初期の有機物の投入に基づいて、殆どの生物学的処理プロセスを変更して実質的なスラッジ減少を経済的に行うことは極めて難しい。確かに、後者の目標は、しばしば求められるが、脱水およびその後の焼却といった高価な物理的分離プロセスの介在がなければ、殆ど達成されない。
【００１５】
（発明の概要）
生物学的処理プロセス中に生成されるスラッジを減少するためのプロセスおよびシステムが開示されている。本発明の一形態は、有機性酸化物の生物学的処理のための方法に関する。この方法においては、有機性廃棄物を生物学的な消化に晒した後、バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部が化学処理ユニットに送られる。この場合、混合物は、化学処理ユニット内において、高い酸化／還元電位（ＯＲＰ）で、少なくとも１つの酸化剤と接触される。酸化／還元電位は、バイオソリッド／有機体混合物のＯＲＰを監視し且つＯＲＰを所定の高いレベルに維持するために必要に応じて混合物に酸化剤を添加することにより制御される。化学処理ユニット内のバイオソリッド／有機体混合物のＯＲＰを十分高いレベルすなわち０ｍＶまたはそれ以上に維持することによって、高度に調整された廃液を生成することができ、これによって、調整された廃液をその後に更なる生物学的な消化に晒す際の生物分解性が実質的に向上する。
【００１６】
任意の１つの理論に限定されないが、ＯＲＰは、混合物中の酸化剤の活性に直接に関連するものであるため、酸化プロセスを誘導するためにＯＲＰを使用すると、使用される特定の酸化剤とは無関係に廃液の質をより効果的に制御できると考えられている。また、ＯＲＰに基づいて化学酸化剤を調整すると、化学量論評価にしたがって酸化剤が添加される際に生じる多くの問題、例えば、反応温度および圧力を連続的に調整して流込体の成分変化に適応させる必要があるという問題、廃棄物の酸化度合いを過小評価する危険性、化学廃物を減少させるということを排除できると考えられている。
【００１７】
本発明のこの形態によれば、有機性廃棄物の生物学的処理のためのプロセスであって、
（ａ）生物学的反応器に有機性廃棄物を供給し、有機性廃棄物を生物学的な消化に晒すことによって、有機性廃棄物の少なくとも一部を、澄んだデカントと、バイオソリッドと無変換有機物との混合物に変換するステップと、
（ｂ）化学処理ユニット内で、バイオソリッドと無変換有機物との混合物の少なくとも一部を、少なくとも１つの酸化剤と接触させるステップと、
（ｃ）化学処理ユニット内のバイオソリッドと無変換有機物との混合物の酸化還元電位（ＯＲＰ）を監視するとともに、酸化剤の濃度を調整することによって、混合物のＯＲＰを０ｍＶよりも大きく維持して、バイオソリッドおよび無変換有機物を調整された廃液に変換するステップと、
（ｄ）前記調整された廃液を前記生物学的反応器に戻すステップと、
を備えたプロセスが提供される。
【００１８】
本発明のこの形態の一実施例においては、バイオソリッド／有機体混合物のＯＲＰレベルが監視されるとともに、酸素ガス等の１つの化学酸化体が廃棄混合物に添加されて、ＯＲＰが所望のレベルに維持される。
【００１９】
他の実施例においては、バイオソリッド／有機体混合物のＯＲＰが監視され、酸素、過マンガン酸塩、過酸化物等の化学酸化体と、硫酸鉄、過酸化物、酸または塩基等の化学触媒との組み合わせが添加されて、ＯＲＰが所望のレベルに維持される。
【００２０】
本発明の他の実施例においては、バイオソリッド／有機体混合物のＯＲＰが監視され、ヒドロキシラジカルを生成するために水溶性混合物の電気分解（電解）が使用され、ＯＲＰが所望のレベルに維持される。
【００２１】
本発明の他の実施例においては、より効果的なスラッジの低減を促進するために、バイオソリッド／有機体混合物のＯＲＰが連続的なステップで調整される。バイオソリッド／有機体混合物は、混合物のＯＲＰを約０ｍＶまたはそれ以上に調整するために、第１の酸化剤と接触される。その後、バイオソリッド／有機体混合物のＯＲＰは、混合物が反応している間に混合物のＯＲＰを約＋２００ｍＶまたはそれ以上に調整するために、第２の酸化剤と接触される。
【００２２】
更なる他の実施例において、バイオソリッド／有機体混合物のＯＲＰは、ここで開示された任意のプロセスにしたがって酸化剤を添加することによって約＋５００ｍＶまたはそれ以上に調整され、ほぼ１気圧の圧力で還流される。
【００２３】
また、本発明は、様々な化学的および物理的処理プロセスを生物学的処理システムに統合して、正味ゼロのスラッジ生成に近づくように正味スラッジ生成を実質的に減少させることに関する。本発明のこの形態の実施例において、システム実質成長率を約０．０５ｄａｙ−１よりも小さく維持し、あるいは、活性有機物の呼吸率を増加させる様々な方法は、ＯＲＰを基本とする化学酸化制御と統合される。システム実質成長率を約０．０５ｄａｙ−１よりも小さく維持することによって、生物学的システムにおけるバイオソリッドの生成が最小になり、これによって、システムを通じた炭素の再循環が最小になる。
【００２４】
生物学的反応器内で生成されるバイオソリッド／有機体混合物の一部を分離するとともに、それを生物学的反応器へと再循環させることによってシステム実質成長率を制御することを含む、システム実質成長率を維持する様々な方法が開示されている。また、成熟した細胞を生物学的反応器に添加するとともに、生物学的反応器の流込体に酵素を添加することにより、バイオソリッドの呼吸率を高めて細胞生成を操作することを含む、システム実質成長率を制御する他の方法が使用されても良い。
【００２５】
本発明の前述した形態が達成されるような態様が詳細に理解されるよう、本発明のいくつかの実施例に基づいて、本発明について詳細に説明する。添付図面には例が図示されている。本発明は好ましい実施例に関して説明されているが、好ましい実施例は、本発明をその実施例に限定することを意図するものではなく、本発明の思想および範囲から逸脱することなく開示された本発明に様々な置換および変更を成すことができることは言うまでもない。
【００２６】
（詳細な説明）
この開示内容で使用されているように、「生物学的処理プロセス」または「生物学的処理」は、例えば好気性処理、嫌気性処理、通性処理を含むこの技術分野で知られた任意の生物学的処理プロセスを意味する。
【００２７】
好気性プロセスは、酸素の存在下で生じる生物学的処理プロセスであり、例えば米国特許第５，４９２，６２４号および米国特許第４，９１５，８４０号に記載されているような自熱好気性消化（ＡＴＡＤ）プロセスを含んでいる。
【００２８】
嫌気性プロセスは、酸素ガスの不存在下における有機物や無機物の生物学的な分解を含んでおり、バイオソリッドを消化するために最も一般的に使用されているが、高強度可溶性廃棄物を安定させる懸濁浮遊固体接触法においても使用される。
【００２９】
通性プロセスは、微生物が酸素の存在または不存在に対して不活性である有機物や無機物の生物学的分解を含む。従来、通性プロセスにおいて、そのような組織内の反応物は加熱も混合もされなかったが、バイオソリッドを消化するために必要な時間を減らすために、加熱懸濁浮遊成長法(heated, suspended-growth process)が使用されても良い。
【００３０】
この開示内容で使用されるように、「呼吸」はバイオソリッドにおける細胞の代謝活動の尺度であり、具体的には、バイオソリッドがプロセスの流れの中にある有機物質をガス状に変換する割合の尺度である。好気性組織において、呼吸は、バイオソリッドによって摂取される酸素の割合によって、あるいは、二酸化炭素および他のガスが形成される割合によって測定されても良い。呼吸を測定する他の手段が好気性プロセスおよび通性プロセスにおいて利用できる。
【００３１】
この開示内容で使用されるように、「化学的酸素要求量」（ＣＯＤ）は、組み合わされたバイオソリッドと有機性廃棄物の流れを二酸化炭素に変換するために理論的に必要な酸素の量の表示である。
【００３２】
この開示内容で使用されるように、バイオソリッド／有機体混合物等の混合物の「酸化還元電位」（ＯＲＰ）は、酸化反応または還元反応を引き起こすための混合物電位の尺度である。ＯＲＰは、起電力の単位、一般にはミリボルト（ｍＶ）で表わされる。この場合、プラスの量は、酸化反応を引き起こす傾向を示しており、マイナスの量は、還元反応を引き起こす傾向を示している。
【００３３】
この開示内容で使用されているように、「電解」とは、水溶性の流れの一部にわたって起電電位を与えることによってヒドロキシラジカルを形成するための水の分離のことである。本発明において、電解水は、廃棄物の流れに加えられても良く、あるいは、廃棄物の流れの一部が直接に電解されても良い。
【００３４】
本発明は、基本的に、スラッジが実質的にゼロの生産(zero net sludge production)を用いて有機性廃棄物の流れを二酸化炭素および他のガスに変換するために、一体化されたシステムで生物学的な処理および化学的な処理を使用する。一般に、本発明に係る廃棄物の生物学的な処理のためのプロセスは、有機性廃棄物を所定時間だけ生物学的な消化に晒し、また、バイオソリッドとカバーされていない有機物質との混合物の少なくとも一部を化学処理ユニットへ搬送し、搬送された混合物は、化学処理ユニット内で少なくとも１つの酸化剤に接触される。その後、調整された廃液は、生物学的処理プロセスに戻される。プロセスは、化学処理プロセスを最適化して制御するために、特定のパラメータを監視し、これによって、高度に調整された廃液を生成する。この高度に調整された廃液は、その後、生物学的な反応容器に戻されて更に処理される。
【００３５】
図１乃至図１１は、本発明の選ばれた実施例を示している。しかしながら、特に示さない限り、記載された特定の内容は、単なる一例であって制限的であることを意味しないのは言うまでもない。また、監視点、酸化体格納容器、流量制御および均等化のための装置の位置やタイプといった一定の特徴については、明瞭のため、省略する。本発明のシステムおよびプロセスにおける構成および組み合せは、当業者に知られている。また、選ばれた実施例は連続するプロセスとして示されているが、本発明は、関連技術において良く知られた技術によって、バッチプロセス及び半連続プロセス、並びに様々な反応容器構造に簡単に適用することができる。
【００３６】
図１に示されるように、本発明のこの形態の好ましい実施例において、有機物質を含む水溶性の廃棄物流れ１１は、化学処理ユニット４０から戻された廃液４３と混合する。これらの２つの流れ１１、４３は、混合装置２８内で混合されて、流込体（支流、影響種（ｉｎｆｌｕｅｎｔ））２１を形成することが好ましい。混合装置２８は、インライン静的ミキサ、または、この技術分野で知られた任意の適当な混合装置であっても良い。その後、流込体２１は、生物学的処理のため、生物学的反応器２０に排出される。生物学的反応器２０には、圧縮空気２２として酸素を供給することが好ましい。圧縮空気は、酸素によって最大で約５０％まで濃縮されることが最も好ましい。有機物質の微生物分解によって生じるガスは、過剰空気とともに、更なる処理（図示せず）または大気への通気（図示せず）のため、生物学的反応器２０から収集されても良い。バイオソリッドおよび未反応有機物質を含む反応物質２３は、好ましくは重力沈殿タンク３０に排出される。この重力沈殿タンク３０において、バイオソリッドおよび処理された廃液は、その異なる比重により、２つまたはそれ以上の層に分離される。この技術分野で知られた他の固体分離プロセス、例えば薄膜分離、加圧濾過(dissolved air filtration（ＤＡＦ））、キャビテーションエアー濾過（ＣＡＦ）、バラスト凝集反応(ballasted flocculation reactor（ＢＦＲ））を使用しても良い。生物容器内で生じる過剰な泡は、更なる処理（図示せず）のため、化学処理ユニット４０に直接に送られる。沈殿タンク３０内の澄んだ上側層は、廃液３１として引き出される。廃液３１は、排出されても良く、あるいは、更なる処理（図示せず）に晒されても良い。バイオソリッドおよび未反応有機物を含む下側層は、バイオソリッド／有機物流れ３４として引き出される。幾つかの用途において、生物学的反応器２０および沈殿タンク３０の機能は、１つのユニットによって達成されても良い。
【００３７】
バイオソリッド／有機物流れ３４は、既知のサイズのバイオソリッド粒子分布をバイオソリッド／有機物流れ３６内に形成してその後の処理の効率を向上させるために、粒子サイズ縮小ユニット３５に通される。粒子サイズの縮小については更に後述する。
【００３８】
バイオソリッド／有機物流れ３６は化学処理ユニット４０に排出され、この化学処理ユニット４０において、バイオソリッドおよび未反応有機物質が部分的に酸化される。化学処理プロセスは、廃棄物の分解可能性を高め、有機物質が二酸化炭素へと無機物化される割合を高める。本発明において、廃液４３の量および生物学的プロセスの最適化は、必要に応じて廃液４３のＯＲＰを監視し且つ酸化体４２を添加して選択されたＯＲＰを維持することによって制御される。ＯＲＰモニタ４５および流量コントローラ４６は、これらの目的に適した任意の装置を備えている。そのような様々な装置がこの技術分野において知られている。ＯＲＰは制御パラメータとして使用されるため、ＯＲＰモニタ４５および流量コントローラ４６は、添加される特定の酸化体とは無関係に自動的に動作されても良い。このようなやり方にしたがって、混合物の見積もられたＣＯＤに対して所定の割合で化学酸化体を添加するのではなく、化学的な活性についてのリアルタイムな測定に応じて化学酸化体を添加することができる。比較的高い温度で酸化剤を使用すると、バイオソリッド中の細胞材料および有機物は、更に可溶性の形態へと変化し、その結果、更に容易に生物分解可能となる。選択されたＯＲＰレベルに制御することによって、化学薬品の添加割合を変化させることができ、これによって、有機物を最適な度合いに可溶化して、排液の質を制御するとともに、酸化剤対ＣＯＤの化学量論比を制御することによって許容されるよりも有効に化学薬品の使用割合を減らすことができる。
【００３９】
ＯＲＰは、０ｍＶまたはそれ以上に維持されることが好ましい。ＯＲＰは、＋２００ｍＶまたはそれ以上に維持されることが特に好ましい。好ましいＯＲＰ範囲における酸化の好ましい反応状態は、ほぼ中性のｐＨと、約１２０℃乃至約３００℃の比較的高い温度と、約２ＡＴＭ乃至約１０ＡＴＭの比較的高い圧力とを含んでいる。最適な処理効率を達成するために、廃棄物の流れのＯＲＰが増大するにつれて、低い温度および圧力を使用しても良い。例えば、約＋５００ｍＶおよびそれ以上のＯＲＰ値で、混合物を大気圧で還流させることにより、バイオソリッド／有機体混合物の生物分解性が効果的に高められても良い。当業者であれば分かるように、留置時間等の他のパラメータは、反応状態、所望の排液質、処理を受ける廃棄物流れの性質に応じて変化する。
【００４０】
例えば圧縮空気、酸素濃縮空気、酸素ガス、過マンガン酸塩、過酸化物、あるいは、幾つかの他のヒドロキシラジカル生産体を含む廃棄物処理に適した任意の化学酸化体を使用しても良い。酸化体４２は、圧縮空気、酸素濃縮空気、あるいは、酸素ガスであることが好ましい。酸化体４２は、約５０％まで酸素で濃縮された圧縮空気であることが更に好ましい。
【００４１】
しかしながら、酸化体４２は、化学酸化体の組み合わせによって構成されていても良い。複数の酸化体を使用すると、大きな自由度をもって廃棄物を処理することができる。酸化体は、存在するかもしれない廃棄物の特定の範囲に対して最も経済的な処理方式を与えるように選択される。更に、ＯＲＰは、使用される特定の酸化体とは無関係に制御されても良いため、化学酸化体の異なる組み合わせ或は酸化体と触媒との異なる組み合わせ（例えば、硫酸鉄、過酸化物、ｐＨ調整等）は、流れ込む廃棄物流れ１１の変化や廃液３１の要件に適応するように置き換えられても良い。
【００４２】
また、酸化体４２は、水を電気分解してヒドロキシラジカルを生成することによって現場で形成されても良い。電気分解は、単独で使用されても良く、あるいは、廃棄物流れのＯＲＰを所望のレベルまで高めるために他の化学酸化体と組み合わせて使用されても良い。水は、接触チャンバ内の電極の列にわたって直流電流を供給することにより、電気分解されることが好ましい。
【００４３】
化学処理ユニット４０での処理後、結果として調整された廃液４３は、好ましくは、プロセスの先頭に戻されて、ここで水溶性の廃棄物流れ１１と混合され、更なる処理のために生物学的反応器２０に排出される。随意的に、廃液４３が生物学的反応器２０に戻される前に、砂や他の重い無生物粒子が廃液４３から取り除かれても良い。あるいは、砂や他の重い無生物粒子を生物学的反応器２０内に蓄積することもできる。濃縮された砂や他の重い無生物粒子は、砂除去法（ｄｅｇｒｉｔｔｉｎｇ）または無機砂除去技術（図示せず）を使用する化学的な処理ステップの後に取り除かれる。
【００４４】
図２は、連続的ステップで２つの酸化体を使用する化学処理プロセスを示している。バイオソリッド／有機物流れ３６は、第１の化学反応容器５０に排出される。ＯＲＰモニタ５５および流量コントローラ５６を使用して反応容器５０への酸化体５２の添加を制御することにより、反応物５３のＯＲＰは、約０ｍＶまたはそれ以上に制御される。酸化体５２は、圧縮空気、酸素濃縮空気、または、酸素ガスであることが好ましい。酸化体５２は、約５０％まで酸素で濃縮された圧縮空気であることが最も好ましい。他の反応条件は、図１の化学処理ステップで述べたと同様である。
【００４５】
第１の化学反応容器５０の内容物は、廃液５３として引き出され、その後、酸化体６１と混合される。この混合は、流込体６２を形成する混合装置６８で行われることが好ましい。流込体６２は、その後、第２の化学反応容器６０に排出される。反応混合物のＯＲＰは、＋２００ｍＶまたはそれ以上に制御されることが好ましい。酸化体６２（６１）は、廃水処理に適した任意の化学酸化体であっても良い。酸化体６２（６１）は、過マンガン酸塩、過酸化物、あるいは、酸化反応のための触媒／イニシエータとして役立つ幾つかの他のヒドロキシラジカル生産体の水溶液から成ることが好ましい。酸化体６２（６１）は、過酸化物溶液であることが最も好ましい。他の好ましい反応条件は、図１の化学処理プロセスで述べた条件と同じである。第２の化学反応容器６０の内容物は、廃液６３として引き出され、生物学的反応器２０での処理のために処理システムの先頭に戻される。
【００４６】
酸化剤を組み合わせて使用することにより、様々な組成の廃棄物における生物分解率を最適化することができ、これにより、生物分解性を低コストで最大限に高めることができる。酸化剤の大部分は、流込体のＯＲＰが約０ｍＶまたはそれ以上の値になった時、すなわち、第１の化学反応容器５０での処理後に添加される。これによって、対象材料の生物分解性を高めるという酸化剤の効果が促進される。
【００４７】
図３は、図２の実施例に関連する本発明の実施例を示している。廃液３６は第１の化学反応容器１５０に排出される。この第１の化学反応容器１５０において、廃液は、０ｍＶまたはそれ以上の制御されたＯＲＰで処理される。化学酸化体１６１ａ、１６１ｂは、廃液３６と混合されるとともに、ＯＲＰを好ましくは＋２００ｍＶまたはそれ以上に制御処理する第２の化学反応容器１６０へと排出される。複数の酸化体の添加によって、大きな自由度をもって廃棄物を処理することができる。酸化体１６１ａ、１６１ｂは、存在するかもしれない廃棄物の特定の範囲に対して最も経済的な処理方式を与えるように選択されることが好ましい。化学酸化体の異なる組み合わせ或いは酸化体と触媒との異なる組み合わせ（例えば、硫酸鉄、過酸化物、ｐＨ調整等）は、流れ込む廃棄物流れ１１の変化や廃液３１の要件に適応するように１６１ａ、１６１ｂで置き換えられても良い。
【００４８】
本発明の他の形態において、酸化剤は、水を電気分解してヒドロキシラジカルを生成することによって現場で形成される。電気分解は、単独で使用されても良く、あるいは、廃棄物流れのＯＲＰを所望のレベルまで高めるために他の化学酸化体と組み合わせて使用されても良い。水は、接触チャンバ内の電極の列にわたって直流電流を供給することにより、電気分解されることが好ましい。接触チャンバ８０の一例が図４に示されている。チャンバ８０は、シール可能な蓋体８３ｂを有する容器８３ａを備えている。陰極８４および陽極８６はチャンバ８０の内側に配置されており、各電極の一端は、シール可能な開口８５を介して蓋体８３ｂを貫通して突出している。陰極８４は、互いに電気的に接続された網筒体８４ａと陰極棒８４ｂとを備えている。また、陽極８６は、網籠８４ａ内に位置する円筒体である。有利な作用をもって他の形状の電極および構成を使用しても良い。陽極８６および陰極８４の両者は、スチール、カーボン、あるいは、他の非反応材料によって形成されることが好ましい。所望の電気分解率を十分に形成できる安定した直流電流が電源８８から陰極８４および陽極８６に供給される。一般的な電流密度は、約２０Ａ／ｍ２乃至約５００Ａ／ｍ２の範囲である。水溶液の流れ８１が接触チャンバ８０を通じて流れると、水の分子が解離され、水素および酸素のフリーラジカル（遊離基）が形成される。これらは、主に水素ラジカルを形成するように再結合する。電気分解された廃液８２は、接触セル８０から引き出される。
【００４９】
図５は、図３の２ステージ化学処理プロセスの実施例を示している。この実施例において、接触チャンバ８０は、浄水流込体８１からの水を電気分解するために使用される。電気分解された水は、酸化剤１６１ｂとして引き出され、廃液に計量して加えられる。この実施例の利点は、必要に応じて酸化剤１６１ｂが形成され、化学酸化体を保管または取り扱う際に生じる腐食、爆発、あるいは、可燃の問題が減少するという点である。
【００５０】
図６は、２ステージ化学処理プロセスの他の実施例を示している。この実施例において、第１の化学反応登記３５０からの廃液３５３の一部３８１は、電気分解のために接触チャンバ３８０に転送される。電気分解された流３８２は、廃液３５３に戻されて添加される。電気分解のために引き出される廃液３５３の量は、廃液３６３のＯＲＰを一定に維持するＯＲＰモニタ３６５および流量コントローラ３８６によって制御される。
【００５１】
バイオソリッド／有機体混合物は、約１気圧の圧力で混合物を還流することによって化学的に処理されることが好ましい。最適な処理効率を達成するために、廃棄物流れのＯＲＰが増大するにつれて、低い温度および圧力を使用しても良い。約＋５００ｍＶおよびそれ以上のＯＲＰ値で、混合物を大気圧で還流させることにより、バイオソリッド／有機体混合物の生物分解可能性が効果的に高められても良い。図７は、本発明のこの実施例に係るシステムを示している。化学酸化体４６１、好ましくは次亜塩素酸等の強力な酸化体、および、接触チャンバ４８０からの電気分解された水４８２は、バイオソリッド／有機物流れ４３６と好ましくは混合装置４４８内で混合されて、化学反応容器４４０へと排出される。予熱器４７０、好ましくは熱い流体として廃液４４３を使用する熱交換器を使用して、混合された流込体４４１の温度を上昇させつつ、反応廃液４４３を生物学的反応器２０（図１）への供給のために冷却しても良い。酸化反応は、一般に、反応容器内の還流状態を維持できる十分な熱を与えるものと考えられる。幾つかの状況においては、還流を維持するために加熱が必要な場合がある。したがって、化学反応容器４４０は、大気還流タワー４４０ｂを有するジャケット付き湯沸し器４４０ａを備えていても良い。加熱は、補助ヒータ４９０によってジャケット付き湯沸し器４４０ａに与えられる。ＯＲＰモニタ４４５および流量コントローラ４４６、４８６は、約＋５００ｍＶまたはそれ以上の目標レベルで反応容器内のＯＲＰを制御する。処理は、ほぼ中性のｐＨおよび反応内容物の大気圧下での沸点以下の温度で行われることが好ましい。当業者であれば分かるように、留置時間等の他のパラメータは、反応状態、所望の排液質、処理を受ける廃棄物流れの性質に応じて変化する。
【００５２】
この発明の全ての実施例においては、細胞材料および他の有機物を可溶化して、それらが生物学的反応器内でガス状および無機物状に分解される割合を高めるために、バイオソリッド／有機物流れが化学的な酸化に晒される。ｐＨ、温度、圧力、留置時間、化学酸化体の選択を含むがこれらに限定されない化学反応の最適な状態は、呼吸計測法（ｒｅｓｐｉｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｅｔｈｏｄ）を使用して評価される。一般に、これらの方法は、酸素の摂取割合や、バイオソリッドの既知の量における二酸化炭素の生成率を測定する。呼吸計測反応の増大は、処理される廃棄物の生物分解性が向上していることを示している。したがって、実際には、化学処理の状態は、バイオソリッドで最良の呼吸計測応答を生じるように調整される。
【００５３】
一般的なインライン呼吸計２８が図８に示される。タイマー２４は、所定のサイクルで弁２７を開き、これによって、バイオソリッド／有機物流れ２３の一部を装置２８内に流すことができる。装置２８内に存在する任意の材料は、流入する液体によって、流れ２３に向かって勢い良く戻され、タイマー２４が弁２７を閉じる。モニタ２５ａ、２５ｂは、所定の時間にわたって酸素および二酸化炭素の濃度変化をそれぞれ測定してサンプリングする。したがって、プロセス条件は、濃度変化の割合を所定の限界値内に維持するように制御される。また、システム性能を調整するために、モニタ２５ａ、２５ｂは、流量コントローラ（図示せず）または他のプロセス制御ユニットに接続されていても良い。所定時間後、タイマー２４が再び弁２７を開いて、新たなサンプリングサイクルが開始される。
【００５４】
本発明の他の形態は、有機性廃棄物の生物学的処理のためのプロセスに関するものである。この形態において、バイオソリッド生成率は、システム実質成長率を低く維持することによって低いレベルに制御される。システム実質成長率を約０．０５ｄａｙ−１よりも小さく、更に好ましくは約０．０１ｄａｙ−１乃至約０．００６ｄａｙ−１に維持することによって、生物分解は、細胞生成に対して実質的に増大し、これによって、システムを通じた有機体炭素の再循環が最小限に抑えられる。生物分解後、結果として生じたバイオソリッド／有機体混合物が固体分離ユニットへと送られ、このユニットでバイオソリッド／有機体廃棄物が処理廃液から分離されることが好ましい。
【００５５】
システム実質成長率レベルを低く維持するために、任意の適当な方法が使用されても良い。好ましくは、本発明において、分離されたバイオソリッド／有機物の一部は、システム実質成長率μｎを制御するために、生物学的反応器へと戻される。システム実質成長率μｎは、平均細胞保持時間すなわち「スラッジ年齢」θｃの逆数である。生物学的処理システムにおける完全なバイオソリッド保持は、システムにおけるμｎ値を低く維持する。これは、システムに生態学的慣性を与え、その結果、観測される細胞生成Ｙ０が低くなる。正味ゼロのバイオソリッドすなわち有機性廃棄物生成を目標とする生物学的システムにおいては、特に補助的な化学的処理または物理的な処理が使用される場合に、細胞生成を低く維持することは不可欠である。化学調整処理の目的は、対象とするバイオソリッドすなわち廃棄材料を生物分解可能にすることである。この生物分解可能材料が調整後に生物学的反応器に戻される場合、調整された廃液のＣＯＤの僅かな部分だけをバイオソリッドに変換することが最も重要である。反応容器のμｎ値が高い場合、Ｙ０が高くなり、化学的に調整された材料の比較的大きな部分がバイオソリッドに戻される。そのような状態下で、有機体炭素は、基本的に全システム内で「回転」する。
【００５６】
本発明のこの形態は、バイオソリッド生成にわたって強力な制御を与えて、μｎを低く維持し、その結果、Ｙ０値を低く維持する。低いＹ０は、生物学的反応器に戻される化学的に調整された材料中の有機体炭素の大部分がバイオソリッドに変換されず、むしろ、ガス状（例えば、二酸化炭素、メタン、水素等）に変換されてシステムから排出されることを意味している。これは、システム全体を経済的に妥当な状態に維持し、かつ、化学調整ステップの過度の使用すなわち無駄な使用を避けるために重要である。μｎの値は、０．０５ｄａｙ−１またはそれよりも小さいことが好ましい。これは、θｃにおける２０日以上の値に相当する。μｎの値は、０．０１ｄａｙ−１乃至０．００６ｄａｙ−１であることが好ましい。これは、θｃにおける１００日乃至約１５０日の値に相当する。ここで説明した呼吸計測技術によってＹ０値が間接的に監視され、所定の細胞生成を維持するようにシステム状態が調整されても良い。
【００５７】
図９は、本発明のこの形態の実施例を示している。廃棄物流れ５１１は、回収されたバイオソリッド５３３および下流側のプロセス（図示せず）から戻された廃液５６３と組み合わされる。流れ５１１、５３３、５６３は、生物学的反応器５２０へと排出される前に混合装置５２８内で混合されることが好ましい。酸素５２２、最も好ましくは酸素濃縮された圧縮空気が生物学的反応器５２０に供給される。反応容器の内容物は、流れ５２３として引き出され、ここでは沈殿タンク５３０として示される固体分離ユニットへと方向付けられる。沈殿タンク５３０において、バイオソリッド／有機物は、濃縮されるとともに、バイオソリッド／有機物流れ５３２として引き出される。澄んだ廃液は、廃液流れ５３１として引き出される。インライン呼吸計５２８は、反応器の内容物５２３中のバイオソリッドの呼吸活動を測定するとともに、流量コントローラ５３６を調整して、回収バイオソリッド５３３として生物学的反応器５２０へと戻されるバイオソリッド／有機物の量を制御し、その結果、所望のμｎを維持する。バイオソリッド／有機物５３２の残り５３４は、処分され、あるいは、更なる処理に晒されることが好ましく、ここで説明した化学処理によって処理されることが最も好ましい。
【００５８】
μｎおよびＹ０の値を低く維持する好ましい方法は、前述したように、システム内にバイオソリッドを保持することによってθ−１を増大することである。Ｙ０を制御するために使用できる他の方法は、呼吸を増やし或は細胞生成を抑えるために酵素製剤を加えること、成熟した細胞群をシステムに加えること、あるいは、この技術分野で知られた他の方法を含んでいる。この発明の関連する形態においては、生物学的反応器内でのバイオソリッドの生成を抑えるために酵素製剤が使用される。生物学的反応器の内容物に酵素製剤を添加することによって、細胞呼吸を促進させることができる。そのような促進の結果、生物分解の割合が高まる一方で、細胞生成が抑えられ、μｎが効果的に減少する。
【００５９】
本発明の他の形態と統合させると、酵素の添加によって、正味のバイオソリッド生成をほぼ０のレベルまで減少させることができる。本発明においてそのような促進を行うためには、酵素製剤ＷＴ−２０００（アメリカ合衆国、カリフォルニア州、ニューポート・ビーチ、フォン・カルマン・アヴェニュー・４４４０所在のアドバンスト・バイオカタリティクス・コーポレイション）が好ましいが、同様の効果を得るために他の製剤を使用しても良い。図１０は、酵素の添加およびバイオソリッドリサイクルを組み込んだ生物学的反応器システムを示している。酵素製剤６９１は、容器６９０から計量されて、好ましくは混合装置６２８内で混合される混合流れ６１１、６３３、６６３中に送られ、生物学的反応器６２０へと排出される。インライン呼吸計６２８は、反応器の廃液６２３の呼吸反応を監視するとともに、酵素製剤６９１およびバイオソリッド／有機物６３３が生物学的反応器６２０に戻される割合を調整して、μｎおよびＹ０をその目標レベルに維持する。
【００６０】
ここで述べたように、バイオソリッドが化学反応容器内に導入される前にバイオソリッドの粒子サイズを減少することによって、化学処理率を更に向上することができる。また、粒子への酸素の搬送を増やして、粒子からの可溶性成分の溶解率を高めることによって生物学的反応器内での生物分解率を高めるために、粒子サイズの減少を使用することもできる。更に、バイオソリッド粒子が既知のサイズ分布を有している場合には、処理プロセスを更に有効に制御することができる。例えば、図１１は、化学反応容器８４０内で更に有効な処理を行うために、流れ８３４中のバイオソリッド粒子を既知のサイズ分布まで減少させる機械的装置８３５ａの使用を示している。生物学的反応器８２０に戻されるバイオソリッド／有機物流れ８３３中の粒子サイズ分布を制御するために、同様の装置８３５ｂが使用される。この技術分野では、微粒子バイオソリッドを制御されたサイズ分布まで減少させるための様々な機械的装置が知られている。当業者は、そのような装置および用途を簡単に認識できる。
【００６１】
粒子サイズを減少させるために、液圧、音響、あるいは、他の手段によるキャビテーションも使用される。キャビテーションは、ヒドロキシラジカルを形成するという点で、化学処理ステップの前に、他の利点を与える。あるいは、キャビテーションは、化学処理ユニットそれ自体に使用することができる。例えば、ここで示したような酸化体および化学触媒をバイオソリッド／有機物流れ及びキャビテーションに晒される混合物に添加しても良い。キャビテーションは、酸化反応を高める状態を混合物に形成し、その結果、バイオソリッド／有機体混合物の生物分解性を向上させる。
【００６２】
本発明の目的は、生物学的廃棄物処理システムからのバイオソリッド生成率を減少させてスラッジ生成を実質的にゼロにすることである。本発明は、生物学的および化学的な処理システム並びにここで述べた他のシステムの特徴を統合して、様々なパフォーマンス目標に適合するように調整可能な動作パラメータの組を提供する。この統合の目的は、ＣＯＤ除去またはバイオソリッド生成等の技術的な尺度、処理および処分の総費用といった経済的な尺度から見て、或いは、それら尺度の組み合わせから見て、処理システム全体にわたって最高の処理性能を生み出すことである。図１１は、高度に濃縮されて手に負えない廃棄物の処理のための好ましい実施例であって、本発明の複数の形態を統合システムの状態で実施することによりこの目的を実現する実施例を示している。ブロック８００Ａは、前述したシステムの生物学的な処理部を示し、その殆どが図９および図１０に示される。ブロック８００Ｂは、廃液を調整して廃棄物の生物分解性を高めるために使用される化学処理プロセスであって、図８に示される前述した化学処理プロセスを示している。工場のオペレータは、呼吸計８２５からの呼吸反応データを、この技術分野で広く知られた従来の水質解析と組み合わせて解析し、処理工場の性能およびコストを評価するとともに、動作パラメータを修正して、廃液の質および経済性能を目標に合わせる。オペレータは、ＯＲＰモニタ８６５の設定値を調整して、廃液８４３の質を最適レベルに制御し、生物学的反応器８２０内でのＣＯＤの二酸化炭素への変換を促進させる。バイオソリッド／有機物リサイクル流れ８３３の流量は、呼吸計８２５での呼吸反応に応じた流量コントローラ８３６の制御によって調整され、これによって、μｎが低く維持され、その結果、Ｙ０が低く維持され、正味のスラッジ生成率が減少する。流量コントローラ８９６は、生物学的反応器８２０へ向かう酵素製剤８９１を計量して、Ｙ０を更に抑制する。化学的な調整により、制御されたバイオソリッドのリサイクル、酵素の添加、生物分解性の向上、を組み合せて得られる効果によって、正味のバイオソリッド生成がほぼ０まで減少する。
【００６３】
以上、特定の実施例に関して本発明を説明してきたが、これらの実施例は、本発明の原理および用途の単なる一例であることは言うまでもない。したがって、示された実施例に対して様々な変更を加えることができるとともに、添付のクレームによって規定されるように、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、他の構成を考え出すことができる。
【００６４】
（産業上の利用可能性）
本発明は、有機物質を含む廃水の処理に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  生物学的処理、直接モニタリング、酸化還元電位制御を備える１ステージ化学酸化プロセスにおける統合された廃棄物処理システムのブロック図である。
【図２】  各ステージでモニタリングおよび酸化還元電位制御を備える２ステージ化学酸化のブロック図である。
【図３】  第２のステージで複数の酸化体の添加を成す２ステージ化学酸化プロセスのブロック図である。
【図４】  電解接触チャンバの概略図である。
【図５】  第２のステージに電解された水を供給する２ステージ化学酸化プロセスのブロック図である。
【図６】  第１のステージの廃液の一部を直接に電気分解する２ステージ化学酸化プロセスのブロック図である。
【図７】  プロセス流れが酸化体とともに還流される１ステージ化学酸化プロセスのブロック図である。
【図８】  インライン呼吸計の概略図である。
【図９】  平均細胞保持時間の制御を備える生物反応プロセスのブロック図である。
【図１０】  内生的な呼吸の直接的な促進および平均細胞保持時間の制御を含む生物反応プロセスのブロック図である。
【図１１】  平均細胞保持時間を制御するバイオソリッドリサイクルを伴う生物学的反応器と、直接的なモニタリングおよび酸化還元電位の制御を伴う２ステージ化学酸化とを備える統合された廃棄物処理システムのブロック図である。
【符号の説明】
１１  廃棄物流れ
２０  生物学的反応器
２１  流込体
２２  圧縮空気
２３  反応物質
２８  混合装置
３０  重力沈殿タンク
３１  廃液
３４  バイオソリッド／有機物流れ
３５  粒子サイズ縮小ユニット
３６  バイオソリッド／有機物流れ
４０  化学処理ユニット
４２  酸化剤
４３  廃液
４５  ＯＲＰモニタ
４６  流量コントローラ
【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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