有機物質、窒素、およびリンを、エネルギーの回収を伴って同時に除去するために廃水を処理するための方法であって:アンモニアを含有する流れを、少なくとも、過剰なスラッジ、バイオガス、および予備処理された流れを生成する予備処理タンクの中に供給すること、このとき、その予備処理された流れは、アンモニアを含有する流れよりも少なくとも45少ない炭素を有し、そしてバイオガスは少なくともメタンと二酸化炭素を含む;予備処理された流れと戻りの活性スラッジを、低酸素の条件下で作用する低酸素タンクに流すこと;予備処理された流れと戻りの活性スラッジを低酸素タンクの中で混合することによって混合液を形成し、それによってリンの放出および粒状有機物質と溶存態有機物質の発酵を開始させること;その混合液を、微好気性の条件下で作用する通気タンクへ移すこと、このとき、通気タンク中の溶存酸素の濃度は混合液の1.0mg/l未満であり、これは、同時の硝化、脱窒素、リンの放出、およびリンの取り込みを促進するのに有効な量である;および混合液をメンブランタンクへ移し、そこで、微生物を含む活性スラッジから処理済み流出液を分離すること、このとき、活性スラッジの第一の部分は、戻りの活性スラッジとして低酸素タンクへ戻される;を含む方法。アンモニアを含有する流れは、アンモニアを窒素ガスと水に転化することによって処理されるべきプラントの流入廃水である、請求項1に記載の方法。バイオガスはメタンを約60含む、請求項1に記載の方法。予備処理タンクは逆流嫌気性スラッジブランケットUASB反応器である、請求項1に記載の方法。バイオガスは、廃水処理プラントのエネルギー要件を埋め合わせることによって、プラントの流入廃水を処理する廃水処理プラントに動力を供給するために用いることができるように処理される、請求項2に記載の方法。通気タンクの中の微好気性の条件によって、混合液中の粒状有機物質の発酵が促進され、そしてリンの除去のために用いられる微生物の個体群の発育が可能になる、請求項1に記載の方法。アンモニアを含有する流れの一部が予備処理タンクを迂回し、そして低酸素タンクに導入される、請求項1に記載の方法。予備処理タンクにおいて化学的促進一次処理CEPTが利用される、請求項1に記載の方法。予備処理タンクにおいて一段法活性スラッジ装置が利用される、請求項1に記載の方法。エネルギーを回収しながら、流れの中のアンモニアを低減させるための方法であって:アンモニアを含有する流れを予備処理タンクの中に供給すること、このとき、その予備処理タンクは嫌気性の微生物を含んでいて、それがアンモニアを含有する流れと反応して、バイオガスおよび予備処理された流れを生成する;その予備処理された流れを、酸素を含有する流れと有効な処理条件下で接触させ、それによって第一の生成物流れを形成すること、このとき、酸素を含有する流れの中の酸素に対する予備処理された流れの中のアンモニアの比率は、約2.28gO2/gN-NH3アンモニア中の窒素1グラム当り2.28グラムの酸素以下である;およびその第一の生成物流れを、約0.57gCOD/gN-NH3アンモニア中の窒素1グラム当り0.57グラムの化学的酸素要求量COD以下の比率での有効な処理条件下で、有機物質に曝露すること;を含む方法。バイオガスは、アンモニアを含有する流れの中に存在する炭素の少なくとも45を含む、請求項10に記載の方法。低酸素タンクの中でリンの放出が起こる、請求項10に記載の方法。通気タンクの中で硝化、脱窒素、リンの放出、およびリンの取り込みが同時に起こる、請求項10に記載の方法。通気タンクの中の溶存酸素の濃度は、流体の1.0mg/l未満である、請求項10に記載の方法。有機物質、窒素、およびリンを、エネルギーの回収を伴って同時に除去するために廃水を処理するための装置であって:プラントの流入廃水を受け入れるとともに、嫌気性の微生物を含んでいる予備処理タンクであって、ここで、嫌気性の微生物がプラントの流入廃水と反応することによって、少なくとも、メタン、過剰なスラッジ、および予備処理された流れを含むバイオガスが生成され、その予備処理された流れは、プラントの流入廃水よりも少なくとも45少ない炭素を有する;予備処理された流れと戻りの活性スラッジを受け入れる低酸素タンクであって、ここで、低酸素タンクは低酸素の条件下で作用して、それにより脱窒素、リンの放出、および粒状有機物質と溶存態有機物質の発酵が促進される;低酸素タンクから混合液を受け入れる通気タンクであって、ここで、通気タンク中の溶存酸素の濃度は1.0mg/l未満であり、それにより低酸素タンクの中へ受け入れた戻りの活性スラッジ中に存在するリン放出性バクテリアの発育が効果的に促進され、そして、戻りの活性スラッジ中のリン放出性バクテリアは、低酸素タンクの中でのリンの放出と粒状有機物質の発酵を可能にする;および活性スラッジからプラントの流出廃水を分離するメンブランタンクであって、ここで、活性スラッジの一部は戻りの活性スラッジとして低酸素タンクへ再循環される;以上の構成要素を有する装置。通気タンクは一つ以上の通気タンクを有する、請求項15に記載の装置。通気タンクは微好気性の条件下で作用する、請求項15に記載の装置。通気タンクの中で硝化、脱窒素、リンの放出、およびリンの取り込みが同時に起こる、請求項17に記載の装置。プラントの流入廃水、請求項15に記載の装置。第二のタンクの中の溶存酸素の濃度は、混合液の0.3mg/l未満である、請求項15に記載の装置。本発明の態様の主題を、法定の要件を満たすための特殊性とともにここで説明する。しかし、その説明自体は、特許請求の範囲を限定することを必ずしも意図していない。むしろ、権利請求される主題は、他の現在ある技術または将来の技術とともに、本明細書の中で説明されるものと類似する別の工程または工程の組み合わせを含めるように、別のやり方で具現化されるだろう。個々の工程の順序が明確に記述される場合を除いて、本明細書で開示される様々な工程の中またはそれらの間の任意の特定の順序を含むものとして、用語が解釈されるべきではない。図1は、廃水処理プロセス10の概略図を示す。特に、この廃水処理プロセスは、プラントの流入廃水から窒素、リン、および有機物質を同時に除去するための、エネルギー効率と費用効率のよい方法を提供する。多くの装置においては、外部の炭素源と高レベルの溶存酸素を必要とするが、本発明の態様においてはそのいずれも必要とせず、実際には、廃水処理装置において典型的に用いられる量と比較して非常に少ない量の溶存酸素と炭素しか必要としない。例えば、多くの装置においてはリンの除去と窒素の除去のための外部の炭素源を必要とするが、しかし本発明の態様においては、窒素の除去には大部分がアンモニアを用いるので、最少量の炭素だけを必要とする。さらに、リンの除去には、溶存炭素または外部の炭素源だけを用いるのではなく、廃水中に存在する溶存炭素と粒状炭素例えば粒状有機物質を用いる。図1の態様において、プラントの流入廃水12から窒素、リン、および有機物質を同時に除去するために、三つの個別のタンクが用いられる。ここで言うプラントの流入廃水12は、処理されていない元のままの廃水であり、従って、廃水処理装置例えば、本明細書で説明される廃水処理装置には未だ導入されていないものを指す。図1に示される第一のタンクは、プラントの流入廃水12と戻りの活性スラッジ14を含めた少なくとも二つの流れを受け入れる低酸素タンク16である。本明細書中でさらに説明されるであろうが、戻りの活性スラッジ14は、第三のタンクすなわちメンブランタンク膜タンク20から一つ以上の他のタンク例えば低酸素タンク16の中へ再循環される活性スラッジの一部である。ここで言う活性スラッジは、プラントの流出液から分離された流れである。この活性スラッジの流れは、硝酸塩ニトレートと溶存酸素に加えて、微生物群を含んでいる。微生物群には、バクテリア、真菌類、原生動物、ワムシなどを含めた様々な生物学的成分が含まれる。従属栄養微生物と独立栄養微生物の両者が活性スラッジの中に存在するかもしれないが、典型的には従属栄養微生物が優勢である。従属栄養微生物は、新たな細胞の合成のために、プラントの流入廃水の中の炭素質有機物質からエネルギーを得る。次いで、これらの微生物は、有機物質を二酸化炭素や水のような化合物に転化させることによってエネルギーを放出する。活性スラッジの中の独立栄養微生物は一般に、細胞の成長のための酸化した炭素化合物例えば二酸化炭素を減少させる。これらの微生物は、アンモニアをニトレート硝酸塩へと酸化することこれは硝化として知られるによってエネルギーを得るが、これについてはさらに後述する。上述したように、戻りの活性スラッジ14は、処理プロセスの最後における分離工程例えば、メンブランタンクまたはメンブランバイオリアクターによって生成される活性スラッジの一部である。戻りの活性スラッジ14は低酸素タンク16の中へ再循環され、そしてそのタンクに微生物群、残留酸素、ニトレート硝酸塩およびニトリット亜硝酸塩を供給する。リンの放出は、典型的には、硝酸塩と溶存酸素を有する戻りの活性スラッジを用いて低酸素タンクの中では起きないが、しかし、本発明の態様においては、低酸素タンク16の中でリンの放出が起こる、ということに注目されたい。戻りの活性スラッジ14の中にリンを消費するために用いられるバクテリアも存在するために、リンの放出が起こる。さらに、流入廃水の中に存在する粒状有機物質の活性のある加水分解と発酵の条件のために、リンの放出が起こる。ここで言う加水分解とは、微生物作用によるポリマー有機物質のモノマーへの分解である。一つの態様において、加水分解とは、化学機構の過程において、反応の間に水の分子が水素陽イオンと水酸化物陰イオンに分裂する化学反応を指す。このタイプの反応は、特定のポリマーを分解するために用いられる。従って、リンの除去のための炭素源として溶存態有機物質を用いるだけではなく、本発明の態様によれば、リンの除去のための炭素源として溶存態有機物質と粒状有機物質の両者を用いることが可能になる。通常は粒状有機物質を用いることはできないが、しかし、ここではそれは発酵されるので、それを炭素源として用いることができて、従って、外部の炭素源を用いる必要がなくなる。廃水中では、有機物質は粒状有機物質と溶存態有機物質として存在する。廃水中の有機物質を決定するために、三つの主要な試験が用いられる。これらには、生物学的酸素要求量BOD、全有機炭素TOC、および化学的酸素要求量CODが含まれる。溶存態有機物質と異なって、粒状有機物質は廃水中で見いだされる浮遊した固体の形態をとる。本明細書中でさらに説明するように、本発明の態様が利用されるとき、粒状有機物質は加水分解のプロセスを受け、それによって粒子は可溶性の固体へ転化され、従って、より高速度のリンの除去が可能になる。リンの放出とリンの取り込みは、細胞内の小粒中のエネルギー保留体としてポリリン酸塩を貯蔵するリン蓄積性有機体PAOsのプロセスと関連する。嫌気性の条件下で、PAOsはオルトリン酸塩を放出し、これは単純な有機体を蓄積してそれらをポリヒドロキシアルカノエートPHAsとして貯蔵するために、エネルギーを利用する。好気性の条件下で、あるいは少なくとも幾分かの酸素、亜硝酸塩、または硝酸塩が存在する条件下では、PAOsは貯蔵された有機物質の上で成長し、このとき、オルトリン酸塩を取り込んでそれをポリリン酸塩として貯蔵するために、エネルギーの幾分かを利用する。従って、PAOsが将来の成長のために炭素を貯蔵するとき、PAOsはリンの放出も行い、しばしばこれらを同時に行う。PAOsが貯蔵された炭素を利用するとき、それらは電子受容体として亜硝酸塩を優先的に用いてリンを取り込む。本明細書中でさらに説明されるであろうが、通気タンクは低レベルの溶存酸素を有しているが、しかしそれでもPAOsはリンを取り込む。酸素、亜硝酸塩、または硝酸塩が存在するとき、PAOsは炭素からエネルギーを得ることができる。従って、炭素が豊富にあるとき、PAOsはそれを細胞の中に貯蔵し、そして、電子受容体が存在することによって成長のための炭素を利用してリンを取り込むことができるような条件になるまで待つ。次いで、リン酸塩は廃棄活性スラッジ26の中で除去されるが、そのスラッジは一般に、低酸素タンク16へ循環されない活性スラッジである。PAOの個体群の発育については後にさらに説明する。低酸素タンク16は、溶存酸素がほとんど存在しないか、あるいは全く存在しないが、しかし硝酸塩例えばNO2およびNO3が存在するかもしれないような低酸素の条件下で作用する。連続的な酸素の不足状態は、低酸素タンク中で維持される。一つの態様において、低酸素タンク16は、プラントの流入廃水12と戻りの活性スラッジ14を混合して混合液を形成するための混合器を有する。ここで言う混合液は単に、プラントの流入廃水12と戻りの活性スラッジ14の混合物を指す。低酸素タンク16におけるリンの放出を制御するために、戻りの活性スラッジ14の流量を調節することに加えて、混合の割合を調節してもよい。本発明の態様を実施するために追加の炭素源を必要としないので、本発明の態様においては外部の炭素源例えばメタノールの添加が避けられることに注目すべきである。低酸素タンク16においては、リンの放出に加えて脱窒素も起こる。脱窒素は亜硝酸塩または硝酸塩が分解して窒素ガスを放出することであり、また同時に、微生物が亜硝酸塩または硝酸塩から酸素を消費する。より具体的には、脱窒素は、硝酸塩の異化還元が微生物によって促進されるプロセスであり、最終的に分子状窒素N2が生成し、これが大気へ戻される。硝酸塩と亜硝酸塩は脱窒素プロセスによって窒素ガスへ転化される。脱窒素によって一般に、酸化された形の窒素が有機物質のような電子供与体の酸化に応じて還元され、この場合、その有機物質は戻りの活性スラッジ14の中に存在する。このプロセスは主として、低酸素タンク16や通気タンク18のような、酸素が消耗した環境または酸素の消費が酸素が供給される速度を上回る環境において従属栄養微生物によって行われる。本発明の態様を用いると、低酸素タンク16や通気タンク18の中の低溶存酸素の条件下で独立栄養硝化細菌によっても脱窒素プロセスが行われる。下記の反応は脱窒素プロセスを説明するものであり、これには酸化還元反応の説明が含まれる。プラントの流入廃水12からの粒状有機物質と溶存態有機物質は、低酸素タンク中で発酵される。本発明の態様における低酸素タンク中の条件は粒状有機物質の高速度の加水分解と発酵を誘発し、これにより脱窒素反応に必要な量よりも過剰な発酵有機物質が得られ、そのためリンの放出とPHAsの形成が同時に起こることが可能になる。粒状有機物質の発酵は、リンの除去のために追加の炭素が用いられることを可能にする。低酸素タンクでの流入廃水の流れの平均の滞留時間は、1時間から10時間までの間で変動するだろう。一つの態様において、低酸素タンク中の溶存酸素の濃度は0.3mg/L未満である。さらなる態様において、低酸素タンク中の溶存酸素の濃度は0.2mg/L未満である。さらなる態様において、低酸素タンク中の溶存酸素の濃度は0.1mg/L以下である。さらに、戻りの活性スラッジの再循環の割合は、流入廃水の流量の0.3~6倍の間で変動するだろう。低酸素混合液は通気タンク18へ移される。図1においては単一の通気タンク18が例示されているが、複数の通気タンクを用いてもよく、またそれらは平行または直列のいずれかに構成されていてもよい。あるいは、一つの通気タンクを用いてもよいが、しかし、その通気タンクは、混合液が通過する一つよりも多い区画を有しているかもしれない。一つよりも多い区画を設ける目的は、タンクの容積を最小にするような全体的なプロセスの動力学的条件を改善することである。場合により、粒状有機物質と溶存態有機物質を発酵させ、そしてリンの放出を促進させるのに必要な追加の微生物の個体群を供給するために、活性スラッジの一部が通気タンクの中へ移される。このことは、メンブランタンク中の硝酸塩の濃度が過度に高い場合に有利である。多くの通気タンクと違って、本発明の態様において設けられる通気タンク18は、微好気性の条件のような非常に低い溶存酸素濃度の下で操作され、そのような条件は、リンの放出と取り込みのために用いられる微生物の個体群例えば、リン酸塩蓄積性有機体PAOの発育を促進する。一般に、このバクテリアの個体群は、ポリリン酸塩などの形でリンを貯蔵することができ、そしてそれをエネルギーの生成と細胞の合成のために代謝し、その結果、活性スラッジを通る系からリンが除去される。この特定の微生物の個体群は、高濃度の溶存酸素が存在する場合には発育することができない。この特定の微生物の個体群は、通気タンク18の中では発育することができるので、それは、低酸素タンク16へ再循環される戻りの活性スラッジ14の中にも存在し、それによって、低酸素タンク16の中でのリンの放出が可能になる。通気タンク18の中では、リンの放出と同時にリンの取り込みが起こるだろう。リンの放出とリンの取り込みに加えて、通気タンク18の中では硝化と脱窒素も起こる。一つの態様において、通気タンク18の中で硝化、脱窒素、およびリンの放出が同時に起こる。前に述べたように、脱窒素は、硝酸塩の異化還元が微生物によって促進されるプロセスであり、最終的には、酸化された形の窒素が還元されることによって窒素ガスが生成する。一方、硝化は、硝酸塩と水へのアンモニアの分解である。特に、硝化は、酸素によるアンモニアの亜硝酸塩への生物的酸化であり、それに続いて亜硝酸塩の硝酸塩への酸化が起こる。一般に、二つのグループの有機体が、アンモニアの亜硝酸塩への酸化の原因となる。それら二つのグループは、アンモニア酸化性バクテリアAOBとアンモニア酸化性古細菌AOAである。第二のグループは、亜硝酸塩酸化性バクテリアNOBであり、これは亜硝酸塩の硝酸塩への酸化の原因となる。次の式が硝化のプロセスを表す。しかし、本発明の態様においては、式4および6によって表される反応は最少限に起こり、従って、酸素の必要性は減少して、エネルギーの利用はかなり省かれる。幾つかの態様において、反応4および6はプロセスの全体で非常に小さな割合となるので、混合液中に硝酸塩はほとんど見出されないか、あるいは全く見出されず、従って、前の式1において窒素ガスに転化されるのは硝酸塩ではなく、主として亜硝酸塩である。従って、式2において、亜硝酸塩を窒素ガスへ転化するのに必要な電子は10未満である。本発明の態様において、これらの電子は、メタノールまたはその他の外部の炭素源から来るのではなく、アンモニアから来る。本発明の態様においては、PAOバクテリアは、脱窒素のための電子受容体として亜硝酸塩も用いることができる。これについては、後にさらに詳細に説明するだろう。上の反応3および5によって示されるように、亜硝酸塩を窒素ガスへ転化するためにアンモニアが用いられる。外部の炭素源を必要としないので、アンモニアの幾分かは反応3および5のために用いられるが、しかしアンモニアの幾分かは、脱窒素のために電子を還元するための供給源としても用いられる。このようにして、低酸素濃度で外部の炭素源を用いない系において硝化と脱窒素が起こりうる。さらに、微好気性の条件は通気タンク18の中の粒状有機物質と溶存態有機物質の発酵を可能にし、これは典型的に、高濃度の溶存酸素を伴った場合には生じないであろう。上述したように、本発明の態様によれば、硝化と脱窒素は低酸素タンクと通気タンクの両者において起こる。従来の硝化-脱窒素は、下の反応7、8および9によって表される。反応9は反応7および8の最終結果である。多くの場合、この反応の連鎖は高濃度の溶存酸素と外部の炭素源を必要とする。ここで、反応7については1グラムのNNH3につき約4.57グラムのO2が必要であり、反応8については1グラムのNNO3につき約2.86グラムのCODO2が必要である。これらの式は次の通りである。下の反応9と10は硝化の近道と呼ばれるプロセスを示していて、この場合、最初の反応すなわち、反応10は亜硝酸塩についてだけ進み、その結果、酸素と有機物質の両者の必要量が節約される。反応9については1グラムのNNH3につき約3.43グラムのO2が必要であり、反応10については1グラムのNNH3につき約1.71グラムのCODO2が必要である。一つの例として、上の第一の反応の組反応7および8と下の第二の反応の組反応9および10を比較すると、酸素要求量は約25減少し4.57gO2/gNNH3-3.43gO2/gNNH3=1.15gO2/gNNH3、そして有機物質の必要量は約40減少する2.86gO2/gNNO3-1.71gO2/gNNH3=1.15gCOD/gNNH3。この反応の組は、PAOバクテリアを伴う低酸素タンクと通気タンクにおいて起こり、これは下の反応10を優先的に触媒する。下の11および12と表示した反応の組は、低酸素タンクと通気タンクにおいて起こる。幾つかの場合、この反応の組は硝化細菌-脱窒素プロセスと呼ばれる。式11で示されるように、アンモニアと酸素は窒素ガス、亜硝酸および水へ転化される。次いで、有機物質が用いられて、亜硝酸が窒素ガス、水および二酸化炭素へ転化される。反応11については1グラムのNNH3につき約2.28グラムのO2が必要であり、反応12については1グラムのNNH3につき約0.57グラムのCODが必要である。三つの反応の組を比較すると、この第三の反応の組反応11および12が最も少ない量の酸素を必要とする。下記の第三の反応の組について必要な有機物質の量を第一の反応の組反応7および8と比較すると、有機物質の節約は約80である2.86gO2/gNNO3-0.57gCOD/gNNH3=2.29gO2/gN。さらに、化学式の第一の組と第三の組との間で必要な酸素の節約は約50である4.57gO2/gNNH3-2.28gO2/gNNH3=2.28gO2/gN。図1に戻ると、次に混合液は、微生物が処理水から分離される固-液分離工程のために、通気タンク18から第三のタンクここではメンブランタンク膜タンク20として示されているへ移される。ここで説明されているような活性スラッジのプロセスにおいて、溶存有機汚染物質は水、二酸化炭素およびバイオマスに変換され、その結果、スラッジが過剰に生成する。メンブランタンク20は、このスラッジを、処理済みのプラント流出液22から分離する。一つの態様において、メンブランタンクはメンブランバイオリアクターであり、これは浮遊成長バイオリアクターを用いる膜プロセス例えば、精密ろ過、限外ろ過、中空繊維、フラットシート、チューブ式の組み合わせである。バイオリアクターは、生物学的に活性な環境で使用される装置である。バイオリアクターは、バイオマスと精製された液体を回収するために分離装置と結合させなければならず、個別の装置を用いる非効率さと不便さがある故に、単一の装置において同等か、またはもっと良好な結果を得るためにメンブランバイオリアクターが用いられる。従って、メンブランバイオリアクターは生物学的反応器とクロスフロー式ろ過を結合させたものである。一例として、メンブランタンク20は、水没させた膜フィルターを洗い流すための水の乱流を与えるために、通気される。一つの態様において、膜フィルターは精密ろ過を利用するが、しかし別の態様においては、限外ろ過が用いられる。メンブランタンク20において行われる膜ろ過の結果、処理済みのプラント流出液22と活性スラッジ24を含む少なくとも二つの出口流れが生じ、活性スラッジの一部は低酸素タンク16へ再循環され、そして幾つかの態様においては、通気タンク18へ再循環される。ここで言う処理済みのプラント流出液22とは、炭素、窒素、リン、およびその他の望ましくない成分を除去するために処理された、第三のタンクから出る流れである。超過の活性スラッジは、活性スラッジ26として示されている。低酸素タンク16へ再循環される活性スラッジ24の量は変化するが、しかし幾つかの態様においては、低酸素タンク16に入るプラントの流入廃水12の量のおよそ50~600の範囲である。従って、プラントの流入廃水12の1ガロンにつき、0.5~6ガロンの戻りの活性スラッジ14が低酸素タンク16に加えられるだろう。図1の態様における第三のタンクはメンブランタンク20として示されているが、別の態様においては、これは清澄器である。清澄器は、活性スラッジを分離し、濃縮し、そして再循環させるために用いられるタンクである。典型的に、清澄器はメンブランバイオリアクターよりもずっと大きな設置面積を有する。ここで図2を参照すると、代替の廃水処理プロセスの概略図が示されている。図2の態様においては、低酸素タンク16a、通気タンク18a、およびメンブランタンク20aが示されていて、これらは図1で説明したものと同様に作用する。ここでは、低酸素タンク16aの下流にすなわち、後ろに、そして通気タンク18aの上流にすなわち、前に、無気タンク嫌気タンク28が付加されている。一般に、無気タンク28は嫌気性の条件下ですなわち、酸素が存在しない下で作用する。無気タンク28は非通気タンクであり、従って、酸素は添加されず、硝酸塩も存在しない。無気タンク28の中で内容物は混合され、従って、ミキサーが存在する。図2の態様、すなわち、特に無気タンク28が装置に加えられる場合の態様は、流入廃水の流れの中に存在する有機物質の性質が粒状有機物質の加水分解と発酵の両方のために追加の滞留時間が必要であるような条件において用いられる。一つの態様において、追加のリンの放出が無気タンク28の中で起こる。図1で説明したものと同様に、プラントの流入廃水12aが、低酸素タンク16aの中で戻りの活性スラッジ14aと混合される。混合液は最初に無気タンク28へ移され、次いで通気タンク18aへ移され、そして最後にメンブランタンク20aに送られる。メンブランタンク20aから出てくるものは、処理済みのプラント流出液22と活性スラッジ24aである。活性スラッジ24aの一部は、戻りの活性スラッジ14aとして低酸素タンク16aへ再循環され、そして場合により、一部は通気タンク18aへも再循環される。一つの態様において、廃棄活性スラッジ26aは処分される。図3は、本発明の態様を実施した結果としての廃水処理プラントにおけるエネルギー使用量の減少を示す折れ線グラフ300である。すでに説明したように、通気タンクにおいて溶存酸素濃度が最少に保たれた場合、廃水処理プラントのための全エネルギーコストについて溶存酸素を添加するコストが占める割合は50以下であろうから、エネルギー使用のコストは著しく減少する。試験の開始と表示しているように、ここで説明されている技術が試験されて、そして少なくとも部分的には、通気タンクにおいて必要な溶存酸素の量が少ないことにより、エネルギーコストが著しく減少したことが見いだされた。そこで示されているように、試験の前の最も高いエネルギー使用量は約64000kWh/月であり、一方、試験後の最も高い使用量は約54000kWh/月であり、そのレベルは試験前の月よりもずっと低い量になった。ここで図4を参照すると、廃水処理プラントにおいて本発明の態様が実施されるときにアンモニアとリン酸塩の両者が減少することを示す棒グラフ400が示されている。そこで示されているように、アンモニアの流入濃度は約72mg/lであったが、ここで説明されている処理方法を用いてプラントの流入廃水が処理された後には約1mg/lに低下した。さらに、リン酸塩の流入濃度は、ここで説明されている処理方法を用いてプラントの流入廃水が処理された後には、約74mg/lから約4mg/lに低下した。以下の実施例は、第一のトレイントレインAと第二のトレイントレインBを含む、二つの並行するトレイン縦に並んだ系列を有するプラントについて例証するものである。それぞれのトレインにおけるタンクは同一であり、そして同じ位置にある。しかし、タンクにおける条件は異なる。トレインAは、本発明の態様を用いずに行われる典型的なプロセスを表し、一方、トレインBは、先に説明したように、通気タンク中の溶存酸素の濃度を低くした本発明の態様を用いるプロセスを表す。例えば、下の表1に示すように、トレインAの通気タンク中の溶存酸素の濃度は1.3mg/lであり、一方、トレインBの通気タンク中の溶存酸素の濃度は0.1mg/lである。リンおよび硝酸塩または亜硝酸塩が除去されるレベルによって示されるように、トレインBをトレインAと比較すると、通気タンク中のより低いレベルの溶存酸素によって、通気タンク中のリン除去性バクテリアの発育が可能になる。次に、これらのリン除去性バクテリアは、メンブランタンクから低酸素タンクへ戻される戻りの活性スラッジ図示せずの中に存在する。リンの放出はトレインBの低酸素タンク中で認められるが、トレインAの低酸素タンク中では認められない。正味のリンの取り込みがトレインBの通気タンク中では起こり、トレインAの通気タンク中では起こらない。従って、このプロセスにおいて高いレベルのリンの取り込みと除去が起こる。その結果、メンブランタンクすなわち、プラント流出液中のリンのレベルは、トレインBについて3.65mg/lであり、これはトレインAについてのメンブランタンク中のレベルである7.41mg/lよりもずっと低い。同様に、硝酸塩の濃度における著しく大きな差によって表されているように、トレインBの通気タンク中で同時の硝化-脱窒素が起きているのに対して、トレインAの通気タンク中では硝化だけが起きている。トレインBについてのメンブランタンク中の硝酸塩または亜硝酸塩のレベルは7.15mg/lであり、これはトレインAのメンブランタンク中の8.31mg/lというレベルよりも低い。上で説明した実施例について続け、そして下の表1において例証を行うと、図5は、それぞれのタンク中のリン、溶存酸素、および硝酸塩の濃度を示す棒グラフ500を例示している。例えば、リンのレベルを比較すると、そのレベルはトレインBについてのメンブランタンクにおいて、トレインAよりもずっと低いことがわかり、それは、ある程度は、通気タンク中の溶存酸素濃度が低いことによる。ここで図6を参照すると、本発明の態様に従う、エネルギーの回収を伴う廃水処理プロセスの概略図600が示されている。ここで説明している本発明の態様は、図6においてAnox-Pプロセス620として示されている。その態様として、Anox-Pプロセス620は、図1に表されたような、低酸素タンク、少なくとも一つの通気タンク、およびメンブランタンクを含む装置に当てはまる。しかし、図6の態様においては、Anox-Pプロセス620の前に、炭素除去予備処理プロセス612が全体のプロセスに付加されている。炭素除去予備処理プロセス612の機能は、入ってくるプラントの流入廃水610から相当な量の炭素を除去することである。一般に、可溶性の有機物質と粒状有機物質は不溶性のガスへ転化されるが、ここではそれはバイオガス614としている。ここで説明しているAnox-Pプロセス620は他の装置よりも少ない量の炭素を必要とするので、プラントの流入廃水610の中に存在する炭素の量は、実際に必要な量よりも多いかもしれない。他の廃水処理装置は、例えば窒素を除去するためにもっと多くの炭素を必要とするので、炭素除去予備処理プロセス612を使用することは考慮すらされないだろう。というのは、プラントの流入廃水610の中に存在するものを超過する炭素に加えて、プラントの流入廃水610の中の炭素が、廃水を処理するために必要だからである。予備処理プロセスにおいて流入水の流れからかなり多くの炭素を除去することによって、炭素を除去するために通気タンクにおいて用いられる酸素の量はより少なくなる。従って、図6に示される装置の主な利点は、Anox-Pプロセス620においてはメタンが生成して、そして空気または酸素の必要量が少ないということである。さらに、Anox-Pプロセス620のために必要なタンクのサイズは、予備処理プロセスによって炭素が除去されないAnox-Pプロセスに比べて小さくなるかもしれない。炭素除去予備処理プロセス612においては、流入水の流れから相当な量の炭素を除去することのできる様々な技術を利用してもよい。それらの幾つかの技術がここで挙げられて説明されるが、それは例示する目的だけのものであって、本発明の態様を限定する意図はない。例えば、これらの炭素除去技術の幾つかのものとしては、逆流嫌気性スラッジブランケットUASB反応器、化学的促進一次処理CEPT、および一段法活性スラッジ装置しばしば、A/BプロセスにおけるAと称されるのような嫌気性プロセスがあるだろう。重ねて言うが、これらの技術は例示する目的だけのために挙げているのであり、説明を簡潔にするためにここで挙げない他の利用可能な技術がある。これら例示する技術の各々についての詳細は、あとに続く図面と関連させて本明細書中で説明される。図6に示す態様において、プラントの流入廃水610から除去される炭素は、メタンCH4および/または二酸化炭素CO2の形をとる。一つの態様において、バイオガス614はメタンと二酸化炭素を含むこれらが形成された場合。バイオガス614は、これが形成されたならば、他のプロセスこれについてはここでは説明しないが、全体としてバイオガスの利用616と呼ぶへ送られる。このバイオガス614は、例えば、水処理プラントにおいて用いられる電力の派生部分または全体についての電力を発生させるための燃料電池、マイクロタービン、発電機などにおけるエネルギーのために用いてもよい。ここで、二酸化炭素は、これらの装置において用いられる前に除去されてもよい。あるいは、バイオガス614は、天然ガスを生成するために二酸化炭素の大部分を除去するなどすることによって処理されて、そして品質の向上がなされてもよい。そのような天然ガスは、圧縮天然ガスCNGを生成するために圧縮された形で用いることができ、あるいは、液化天然ガスLNGを生成するために液化することができる。一例として、プラントの流入廃水610の中に存在する炭素の約60が炭素除去予備処理プロセス612において生じるプロセスと反応によって除去され、従って、炭素の約40が予備処理された流れ618の中に残る。別の例として、プラントの流入廃水610の中に存在する炭素の約70が炭素除去予備処理プロセス612において生じるプロセスと反応によって除去され、従って、炭素の約30が予備処理された流れ618の中に残る。さらに別の例として、炭素の60未満、例えば炭素の45が炭素除去予備処理プロセス612によって流入水の流れから除去される。一つの態様において、バイオガス614自体は80以下のメタンからなる。バイオガス614の他の部分は、様々な割合の二酸化炭素、窒素、および硫化水素の混合物であるかもしれない。他の部分に対するメタンの割合は廃水処理プラントの操作条件によってかなり変化してもよく、従って、ここで提示される実施例は例示する目的だけのものであって、本発明の態様を限定する意図はない。例えば、一つの態様におけるメタンの割合は50であるかもしれないが、しかし別の態様においては80であるかもしれない。上述したように、従来の廃水処理装置と比べて、ここで説明されている態様を用いれば、アンモニア中の窒素を窒素ガス、水、および二酸化炭素へ転化するのに必要な炭素はずっと少なくなる。従って、プラントの流入廃水から多くの割合の炭素を除去することができて、そのため、Anox-Pプロセスにおいて窒素を上で挙げた生成物へ転化するために、十分な炭素を利用することができる。類似したやり方で廃水を処理する他の装置を用いると、それらの装置においては典型的に、廃水中に存在する炭素以外に炭素を転化する必要があるので、これほどの量の炭素を除去することはできないであろうし、あるいは炭素を全く除去することができないであろう。炭素を除去する予備処理とAnox-Pプロセスを組み合わせることによって、外部の炭素供給源を必要とせずに、バイオガスの形でエネルギーを回収しながら、廃水から炭素、窒素、リンを除去し、そして粒状有機物質と溶存態有機物質の発酵を行うための高い効率のプロセスが可能になる。一つの態様において、炭素除去予備処理プロセス612における条件には、18°C以上の温度が含まれる。温度がこれよりも低い場合、同じ結果が得られるであろうが、しかし、70程度ではなく、およそ40~60の炭素の除去というような、少し低い効率でなされるであろう。ある場合において、プラントの流入廃水610の一部は、炭素除去予備処理プロセス612に入る前に迂回され、そして予備処理された流れ618と混合される。これは、食品産業の廃水成分を含む生汚水を用いる場合や、幾つかの水の再利用用途の場合のように、この流れにおけるアンモニア濃度が高いか、あるいは窒素の量が多い場合に行われるかもしれない。入ってくる流れの幾分かは迂回されてもよく、それにより、予備処理された流れ618の中の炭素の量は、それがAnox-Pプロセス620に入る前に多くなる。一般に、アンモニアまたは窒素のレベルが高い場合、Anox-Pプロセス620において窒素を除去するのには多くの炭素が必要である。図7は、本発明の態様に従う、逆流嫌気性スラッジブランケットUASB反応器を利用する廃水処理プロセスの概略図700を示す。一般に、UASB反応器は、少なくともメタンを生成するメタン産生高圧釜である。UASB反応器は、典型的に廃水の処理において用いられる嫌気性高圧釜の形態のものである。UASB反応器によって嫌気性のプロセスが用いられ、この場合、タンク中に浮遊した粒状のスラッジのブランケットが形成される。一般に、廃水はスラッジのブランケットを通して上へ向かって流れ、それにより、廃水は嫌気性微生物によって処理される。幾つかの場合において、スラッジのブランケットが浮遊するのを助けるために、凝集剤が用いられる。メタンこれは典型的には高濃度であるを含む副生物が生成する。前述したように、バイオガスが捕捉され、そしてこれは、例えば廃水処理プラントのエネルギー要件を埋め合わせるという目的のような、エネルギー供給源として用いられるだろう。UASB反応器の中の温度は典型的には、180°C以上である。UASB反応器のさらなる条件には、少なくとも3~24時間の水流滞留時間が含まれ、そしてスラッジ滞留時間は少なくとも15日間である。さらに、流出速度はおよそ3フィート/時以下である。典型的なUASB反応器における生化学的なプロセスとしては、典型的には、加水分解または可溶化、酸発酵または酢酸生成、およびメタン生成がある。第一段階の加水分解は典型的に、錯有機体を可溶性にすることによって、それらがバクテリアの細胞内に吸収され、そこで内酵素によって分解されるために10~15日間を要する。第二段階の酸発酵においては、別のグループの有機体を利用して、有機酸を形成する。第三段階のメタン生成においては、メタンを生成する嫌気性バクテリアを利用して、分解プロセスを完了させる。図7に示すように、プラントの流入廃水710はUASB反応器712に導入される。UASB反応器712の中で起こる反応の結果、バイオガス714が生成し、これは典型的にはメタン、窒素、および二酸化炭素を含んでいる。UASB反応器712からはスラッジの流れ718も生じ、これはスラッジ加工処理726に導入される。ある場合には、プラントの流入廃水710の一部716はUASB反応器712を迂回して、予備処理された流れ720に加えられる。これは典型的には、プラントの流入廃水710が高い含有量のアンモニアを含んでいるためにAnox-Pプロセス722において多くの炭素が必要とされる場合に行われる。次いで、予備処理された流れ720はAnox-Pプロセス722へ流れ、ここでプラント流出液724が生成される。ここで図8を参照すると、本発明の態様に従う、化学的促進一次処理CEPTを利用する廃水処理プロセスの概略図800が示されている。一般に、CEPTにおいては金属塩および/またはポリマーのような化学種が用いられて一次沈降容器に入れる前にそれらが加えられ、それら化学種によって浮遊粒子が凝結と凝集によって集合する。これによって、より完全で速い凝集時間が粒子にもたらされ、それにより処理効率が向上する。長期間にわたって、上澄み液の中には残留金属は存在しない。CEPTにおいて用いられるその他の化学種の幾つかのものとしては、塩化鉄と硫酸アルミニウムがある。沈降タンクのようなCEPTタンクを、CEPTプロセスにおいて用いてもよい。他のプロセスに対してのCEPTの利点は、従来のタイプの処理と比べて手ごろであって、効率的な選択肢だということである。典型的に、CEPTプロセスは棒状スクリーン棒篩、沈砂池、沈降タンクのような固-液分離工程からなり、一つの態様として沈降タンクは一次清澄器である。篩い分けや溶存空気浮選のような、他のタイプの固-液分離工程を用いてもよい。図8に示すように、プラントの流入廃水810はCEPT812に入り、CEPT812からのスラッジ814は最初に濃縮工程816に導入され、次いで、スラッジ818は嫌気性消化工程820に導入される。嫌気性消化工程820の結果、バイオガス822が形成されるが、これは少なくともメタンと二酸化炭素からなる。さらに、嫌気性消化工程820からのスラッジ824はスラッジ加工処理826へ送られる。予備処理された流出液828は、CEPT812からAnox-Pプロセス830へ送られ、ここで、窒素、リンなどの量がかなり低減されたプラント流出液832が生成される。Anox-Pプロセス830からの超過のスラッジ834は嫌気性消化工程820へ送られて、安定化と追加のメタン生成が行われる。図9を参照すると、本発明の態様に従う、一段法活性スラッジ装置を利用する廃水処理プロセスの概略図900が示されている。二段法活性スラッジ装置は典型的にはABプロセスと称され、このとき第一段階、すなわちA段階は沈砂タンク、バイオリアクター、および中間の清澄器を用いてCODを低減させるためのものであり、第二段階、すなわちB段階では硝化と脱窒素のためのものであって、典型的にはバイオリアクターと二次清澄器が用いられる。しかし、図9の態様においては、第一段階だけが用いられて、第二段階は、ここで説明されるようにAnox-Pプロセスに置き換えられている。流出液は、さらに処理するためにAnox-Pプロセスに導入される。幾つかの態様において、流入液の流れの中に存在する炭素の90以下が一段法活性スラッジ装置によって除去されるだろう。図9に示される一段法活性スラッジ装置は、0.5日のスラッジ滞留時間SRTを有していてもよい。それは典型的に高速度のシステムであるが、しかし1日未満の低速のSRTがあり、0.5日程度の遅いものがある。CODの除去炭素の除去はおよそ70~80である。図9に示すように、プラントの流入廃水910は一段法活性スラッジ装置912に入る。この装置からの超過のスラッジ914は濃縮工程916へ流れ、次いで、スラッジ918は嫌気性消化工程に流入する。嫌気性消化工程920の結果、バイオガス922が形成され、これはメタンと二酸化炭素を含むかもしれない。一段法活性スラッジ装置912からの予備処理された流出液924はAnox-Pプロセス926に入り、ここで窒素、リンなどが除去されることによってプラント流出液が形成される。図10は、本発明の態様に従う、一段法活性スラッジ装置を利用する廃水処理プロセスの概略図1000を示す。図10は、図9の一段法活性スラッジ装置912の詳細な図である。プラントの流入廃水1010は沈砂タンク1012に導入され、そこからの流出液1014はバイオリアクター1016へ送られる。バイオリアクター1016から、流出液1018は中間の清澄器1020へ送られる。中間の清澄器1020は一段法活性スラッジ装置の最後にあって、予備処理された流出液1028は、さらなる処理に供するためにAnox-Pプロセス1030へ送られる。中間の清澄器1020からのスラッジ1022の一部は、戻りの活性スラッジ1026として、沈砂タンク1012に入る流れに再循環されてもよく、そして一部は、超過のスラッジ1024としてさらに処理するために迂回される。ここで図11を参照すると、本発明の態様に従う様々な水処理装置を用いるときのエネルギー強度を比較した棒グラフが示されている。図11ではエネルギーの利用量が比較されて示されている。棒グラフによって、従来の硝化-脱窒素プロセス典型と表示と、エネルギー中立廃水処理プラントによる結果ストラス、そして最後に、ここで説明している嫌気性予備処理とAnox-P処理を組み合わせた結果嫌気性予備処理Anox-Pを比較している。そこで示されているように、嫌気性予備処理とAnox-P装置を組み合わせたものについて必要なエネルギーは、他の装置と比較して低減されている。これについての一つの理由は、通気のために必要なエネルギーの利用量は、外部の炭素供給源を用いなくても十分な硝化-脱窒素が達成されているにもかかわらず、他の装置の約50だということである。一つの態様において、予備処理プロセスからのスラッジとAnox-Pプロセスからの廃活性スラッジは嫌気性消化を受ける。消化プロセスからのバイオガスは、現場でのエネルギー生成のために用いられてもよい。図12を参照すると、本発明の態様に従う、バイオガスからのエネルギーの生成の比較が棒グラフによって示されている。一つの態様において、図12に示されたエネルギーの生成は、様々なプロセスから生成されたスラッジの嫌気性消化からのものである。図12は、電気エネルギーに変換された生成メタンのエネルギーによるエネルギー変換効率を示している。説明された様々な構成要素および示されていない構成要素の多くの異なる配置が、特許請求の範囲から逸脱することなく可能である。これらの技術の態様は、限定的なものではなく、例示する意図をもって説明されたものである。この開示を読む人にとっては、代替の態様が明らかであろう。さらに、上述したことを実施するための代替手段は、特許請求の範囲から逸脱することなく完成させることができる。特定の態様とサブコンビネーション下位の組み合わせが有用であり、それらは他の態様やサブコンビネーションと関係なく用いることができて、そして特許請求の範囲に含まれると考えられる。