"有機物を含む排水を生物処理槽にて微生物により有機物分解することにより発生した汚泥に水撃圧を加えて前記生物処理槽へ返送する返送手段を有する汚泥処理装置。前記返送手段の途中に、弁室と、前記弁室に前記汚泥を含む水を導入する導水管と、前記弁室の下側に回動可能に支持され、前記導水管から導入される前記汚泥を含む水の運動エネルギーにより閉じ、前記弁室内の汚泥に水撃圧を加えるとともに、前記水撃圧が前記弁室から前記導水管内へ伝播すると再び開くことを繰り返す排水弁とを有する水撃装置を有する請求項1記載の汚泥処理装置。前記水撃圧は0.5MPa以上、かつ昇圧速度5~20MPa/秒である請求項1または2に記載の汚泥処理装置。前記水撃圧を加えた汚泥を脱水する脱水装置を有する請求項1から3のいずれかに記載の汚泥処理装置。前記水撃圧を加えて脱水した後の汚泥を乾燥する乾燥装置を有する請求項1から4のいずれかに記載の汚泥処理装置。有機物を含む排水を微生物により有機物分解する生物処理槽と、請求項1から5のいずれかに記載の汚泥処理装置とを有する排水処理装置。有機物を含む排水を生物処理槽にて微生物により有機物分解することにより発生した汚泥に水撃圧を加えて前記生物処理槽へ返送することを含む汚泥処理方法。前記水撃圧を加えた汚泥を乾燥することを含む請求項7記載の汚泥処理方法。前記汚泥に乾燥汚泥を混合し、水分率を25~45に調整して前記乾燥を行うことを特徴とする請求項8記載の汚泥処理方法。有機物を含む排水を生物処理槽にて微生物により有機物分解することと、請求項7から9のいずれかに記載の汚泥処理方法とを含む排水処理方法。ところが、特許文献1の超音波処理装置により細胞を破砕化処理する方法は実現されておらず、十分に破砕化処理が行われていないと思われる。また、特許文献2に記載の方法では、汚泥含有処理水を30MPa以上の圧力に上げるための動力が大きく、大掛かりな設備が必要になる。そこで、本発明においては、大きな動力を必要とせず、物理的に汚泥を削減することが可能な汚泥処理装置およびこれを用いた排水処理装置、並びに、汚泥処理方法および排水処理方法を提供することを目的とする。本発明の汚泥処理装置は、有機物を含む排水を生物処理槽にて微生物により有機物分解することにより発生した汚泥に水撃圧を加えて生物処理槽へ返送する返送手段を有するものである。また、本発明の汚泥処理方法は、有機物を含む排水を生物処理槽にて微生物により有機物分解することにより発生した汚泥に水撃圧を加えて生物処理槽へ返送することを特徴とする。これらの発明によれば、汚泥に水撃圧を加えることで、水撃作用により汚泥中の難分解性の微生物細胞膜が破壊され、生物処理槽へ返送されると、易分解性の細胞内物質が再び微生物の餌として容易に有機物分解される。なお、水撃水鎚、水槌、ウォーターハンマー作用とは、導管内の水流を急に締め切ったときに、水流の慣性によって導管内に衝撃水圧が発生する現象である。本発明の排水処理装置は、有機物を含む排水を微生物により有機物分解する生物処理槽と、生物処理槽にて発生した汚泥に水撃圧を加えて生物処理槽へ返送する返送手段とを有するものである。また、本発明の排水処理方法は、有機物を含む排水を生物処理槽にて微生物により有機物分解すること、有機物分解により発生した汚泥に水撃圧を加えて生物処理槽へ返送することを特徴とする。これらの発明によれば、生物処理槽にて発生した汚泥に水撃圧を加えることで、水撃作用により汚泥中の難分解性の微生物細胞膜が破壊され、生物処理槽へ返送されると、易分解性の細胞内物質が再び微生物の餌として容易に有機物分解される。本発明によれば、生物処理槽にて発生した汚泥に水撃圧を加え、生物処理槽へ返送することにより、易分解性の細胞内物質が微生物の餌として容易に有機物分解されるので、最終的な余剰汚泥が減量されるため、余剰汚泥の処理コストを削減することが可能となる。図1は本発明の実施の形態における排水処理装置のブロック図、図2は図1の切換バルブの作動位置を示す説明図、図3は図1の水撃装置の概略構成図、図4は図3の弁室の拡大断面図である。図1において、本発明の実施の形態における排水処理装置1は、下水や工場排水等の有機物を含む排水原水を微生物により有機物分解する生物処理槽としての曝気槽2と、曝気槽2で処理された水と汚泥との混合物を汚泥と処理水とに分離するための沈殿槽3と、沈殿槽3により分離した汚泥を曝気槽2へ返送する返送手段としての汚泥返送路4とを有する。なお、曝気槽2および沈殿槽3については周知であるため、詳細な説明を省略するが、曝気槽2は、好気性微生物が棲息する活性汚泥が供給され、かつ十分な空気が送り込まれており、排水中に含まれる有機物が活性汚泥中に棲息する好気性微生物により捕食されることで、有機物を含む排水を有機物分解するものである。汚泥返送路4の途中には、ポンプ5、アキュムレータ6、切換バルブ7および水撃装置8が設けられている。ポンプ5は、沈殿槽3から汚泥を引き抜いて水撃装置8へ送り込むためのものである。アキュムレータ6は、水撃装置8により発生する水撃圧を吸収することにより、ポンプ5に水撃圧の影響を受けないようにするためのものである。なお、ポンプ5は、より確実に水撃圧の影響を受けないようにするため、非定容積型ポンプを使用することが望ましい。切換バルブ7は、図2のa、b、cに示す3つの位置に切換可能な三方切換弁である。同図aは、水撃装置8を作動させる際に選択する位置であり、アキュムレータ6側Aと水撃装置8側Bとが連通する位置である。同図bは、後述する水撃装置8の排水弁83のロックを解除静圧力を開放する際に選択する位置であり、水撃装置8の導水側Bと排水側Cとが連通する位置である。同図cは、水撃装置8を作動させない際に選択する位置であり、アキュムレータ6側Aと水撃装置8の排水側Cとが連通する位置である。水撃装置8は、図3に示すように導水管80、弁室81、排水管82、排水弁83、排水弁調整ねじ84およびストッパ85を有する。排水弁83は、下方に設けられた回転軸83aによって弁室81内の下流側に回動可能に支持されている。水撃装置8は、初期状態では排水弁83が開いており、導水管80から汚泥を含む水が入ってくると、その運動エネルギーにより排水弁83を閉じさせる。この排水弁83が閉じたときにストッパ85に密着するように、排水弁83には、図4に示すように複数枚の調整板83bを設けて、その重量が調整されている。また、排水弁調整ねじ84は、排水弁83が開いたときの傾斜角度θを調整するためのものであり、排水弁83が当接する先端部分には緩衝用のクッション84aが設けられている。排水弁83が閉じると、導水管80内の流水の運動量によって水撃作用が起き、弁室81内の汚泥に水撃圧が加えられ、汚泥中の難分解性の微生物細胞膜が破壊される。そして、水撃圧が弁室81内から導水管80内へ抜けると、排水弁83は再び開き、上記過程が繰り返される。処理後の汚泥は、排水管82から曝気槽2へ返送される。なお、通常、水撃装置8が作動するときの切換バルブ7は、図2のaに示す位置にあるが、水撃圧の反動反作用のタイミングによっては排水弁83が閉じたままになることがある。その場合、排水弁83に静圧がかかり、排水弁83は動かなくなるので、図2のbに示す静圧を解放する位置に切換バルブ7を操作する。また、水撃装置8のメンテナンスなどで停止する場合は、切換バルブ7を図2のcに示す位置にし、返送汚泥をバイパスさせることが可能である。本実施形態における排水処理装置1では、原水が曝気槽2により生物処理された後、沈殿槽3により分離された汚泥を、汚泥返送路4により水撃装置8を通じて曝気槽2へ返送する。このとき、汚泥を含む水がポンプ5により曝気槽2から引き抜かれ、水撃装置8の導水管80へ導かれる。ここで、水撃装置8の動作について詳細に説明する。排水弁83が開いている状態で、水の速度がVa臨界速度に達したとき、排水弁83は閉じる方向に動き始める。すると、さらに水流の動圧を受けて排水弁83は加速的に閉じる動きをする。そして弁が閉じた瞬間、水流は完全に停止する。このとき、大きな水撃圧Paが発生する。以下に理論的に説明する。質量mの物質が加速度aで動いているときの力Fは、F=m×aニュートンの運動方程式で表わされる。ここで、微小時間Δtの間に、微小速度変化Δvしたときの加速度は、a=Δv÷Δtで表わされるので、F=m×a=m×Δv÷Δtとなる。上式を変形するとF×Δt=m×Δvとなる。すなわち、導水管80内ここでは、アキュムレータ6から水撃装置8までの水の質量をmとすると、水の速度が短時間Δtでゼロとなるときの運動量変化m×Δvは、水に加えられた力積F×Δtに等しいことを意味する。したがって、排水弁83に働く力Fは、F=m×Δv÷Δtとなり、速度変化Δv≒Vaより、F≒m×Va÷Δtとなる。これにより、Δv≒Vaが大きく、Δtが小さいほど、排水弁83に働く力Fは大きくなることが分かる。この水に加えられた力Fは、水撃圧Paという形で圧力波となって、水の中を音速で伝わって行く。このとき導水管80アキュムレータ6から水撃装置8までに入っている汚泥の細胞膜が破壊される。また、水撃圧発生直後、水に加えられた力Fの反動反作用により、瞬間的に排水弁83近傍の水は負圧状態となる。このとき、排水弁83は自重により開く動きをする。すると、再び水が流れ出し、徐々に速度を増して水の速度が臨界速度Vaに達したとき、再び排水弁83は閉じて水撃圧Paが発生する。水撃装置8は、このような状態を無限に繰り返す図5参照。。ここで、ポンプ圧力ΔPと流速Vの関係は、次式で表わされる配管が直管の場合。ΔP=λ×γ×V2×L÷2×g×D但し、λ:配管の摩擦抵抗、γ:水の密度、g:重力加速度、L:配管長さ、D:配管径である。実際の配管では、エルボやバルブなどの抵抗が付加されるが、ポンプ圧力と配管条件が決まれば、水の流速は一義的に決まる。このときの流速が、この配管条件での最大流速Vmaxとなる。水撃圧が発生する臨界速度Vaをできるだけ、この最大流速Vmaxに近づけるように水撃サイクルtaを長くすれば、水撃圧Paが大きくなり、また汚泥処理能力も大きくなる。このVa、Δtは、排水弁83の重量Wと弁室設置角度α、排水弁取付角度θを調整することによって変えることができる。排水弁調整ねじ84でθを大きくすればVaは大きく、すなわち水撃圧Paも大きくなるが、大きくし過ぎると排水弁83が動かなく閉じなくなる。また、αを大きくすれば、排水弁83の戻り開きが早くなる最大90°。排水弁83の重量は、調整板83bの枚数を増減することにより調整することができる。なお、本実施形態においては、水撃圧Pa=0.5~1MPa、排水弁作動時間Δt=0.05~0.1秒昇圧速度Pa/Δt=5~20MPa/秒、弁室設定角度α=20~40°、排水弁取付角度θ=60°~80°、水撃サイクルta=1~3秒としている。このように、本実施形態における排水処理装置1では、極めて単純な排水弁83の開閉による水撃圧で、汚泥中の難分解性の微生物細胞膜が破壊され、曝気槽2へ返送されると、易分解性の細胞内物質が好気性微生物の餌として容易に有機物分解されるため、最終的な余剰汚泥が減量され、余剰汚泥の処理コストを削減することが可能である。また、既設の排水処理装置に対しても、水撃装置8を通じて曝気槽2へ返送する返送手段を有する汚泥処理装置を増設することで、同様の効果を得ることが可能である。また、この排水処理装置1では、排水弁の作動時間Δtを小さくするほど大きな水撃圧が得られる。水撃装置8では、ポンプ5の圧力ΔPの10倍程度の水撃圧を得ることができるので、0.1MPa程度の低圧のポンプで汚泥の可溶化処理が可能である。また、この排水処理装置1では、汚泥の可溶化に薬剤を使用しないので、曝気槽の生物処理機能に悪影響を与えることがない。また、図1に示すように、この排水処理装置1による処理後の汚泥のうち、一部例えば90を曝気槽2へ返送し、残りの一部例えば、10をベルトプレス式、スクリュー式その他の脱水装置9により処理する構成とすることも可能である。本実施形態における排水処理装置1では、水撃装置8により汚泥中の難分解性の微生物細胞膜が破壊されているので、脱水装置9では細胞内の水分まで脱水することが可能であり、汚泥の水分を容易に80程度まで脱水することが可能である。そして、脱水装置9により分離された液分は、排水処理装置10により処理される。排水処理装置10としては、資源回収装置、曝気槽2への循環装置や、別の生物処理槽などを用いることができる。また、脱水装置9により脱水された固形分は、乾燥装置11により乾燥する構成とすることも可能である。なお、脱水直後の汚泥脱水汚泥に対しては、ミキサ12により乾燥汚泥乾粉を均一に混合してから乾燥装置11による乾燥を行うことが望ましい。ミキサとしては、例えば特許第3650380号公報に記載されている大量混合処理が可能な管路ミキサなどを使用することが望ましい。このようなミキサ12により乾燥汚泥が均一に混合された汚泥は粘性が下がるので、乾燥装置11として通常のキルン式熱風乾燥機を使用することが可能である。ミキサ12により混合する乾燥汚泥は、乾燥装置11により乾燥された汚泥の返送乾粉を用いることができる。なお、脱水汚泥の水分が80、乾燥汚泥の水分が10の場合の混合割合と混合後の水分を表1に示す。混合後の水分は低いほど粘性が低くなるが、乾燥汚泥の混合量が増加し、乾燥装置11が大型となる。逆に、混合後の水分が高いと粘性は高くなってしまうので、脱水汚泥と乾燥汚泥の混合割合は1:2~1:3、混合後の水分は25~45、より好ましくは30~40とすることが望ましい。なお、脱水汚泥と乾燥汚泥の混合後の水分30~40の汚泥は、乾燥装置11の入口側では、玉ダマになりやすく,乾燥装置11の内面にリフタを設置しても、汚泥が付着してリフト効果が少ない。そこで、入口側にリフタを設置せず、乾燥が進んで、水分が少なくなる領域、すなわち粘性が下がった領域水分20程度の領域からリフタを設置する構造とすることが望ましい。図6は乾燥装置11としてのキルン式熱風乾燥機の一例を示す概略構成図であって、aは縦断面図、bはaのA-A断面図である。図6に示すキルン式熱風乾燥機20では、攪拌軸21に設けられている乾燥機入口側の攪拌羽根22の直径を大きくし、キルン23の内面との隙間を小さくすることにより、キルン23の内面に汚泥が付着するのを防止している。一方、乾燥機出口側では、攪拌羽根の直径を小さくし、キルン23内面との隙間にリフタ24を設置している。また、乾燥機入口側から出口側に向かうにつれて攪拌羽根22の本数を増やし、乾燥機内の汚泥の拡散を促進して乾燥しやすくしている。前述のように、本実施形態における排水処理装置1の水撃装置8により細胞膜が破壊された汚泥は可溶化され、曝気槽2へ戻すと、易分解性の細胞内物質は再び微生物により分解可能となるが、難分解性の微生物細胞膜を含む一部の汚泥については余剰汚泥として引き抜いて脱水装置9により脱水し、乾燥装置11により乾燥して、バイオ燃料として再利用することが好ましい。汚泥細胞膜の主要物質であるペプチドグリカンが細胞の強度を保持し、浸透圧による細胞破壊を防いでいる。そのため、細胞膜を破壊された汚泥を脱水した後の固形分は、細胞膜を多く含む汚泥が多く、乾燥して燃料とするのが良い。脱水した後の液分は生物処理槽に戻しても良いが、有用資源リンなどが多く含まれているので、資源回収するのが望ましい。また、図1の例では、水撃装置8を1つ設けた構成であるが、図7に示すように複数の水撃装置8を並列に設ける構成とすることも可能である。図7に示すように水撃装置8を複数図示例では、1m3/minを5ライン設置することにより、衝撃圧を分散している。アキュムレータ6は鉄製の円筒タンクとし、タンク容量は返送汚泥量が1分間滞留する大きさ5m3としている。水撃装置8の下流側は、5ラインの排水管を合流し、流量調整弁13で脱水装置9に0.5m3/min、残り4.5m3/minを曝気槽に返送するようにしている。このような構成では、水撃装置8と各配管は密閉されているので、水撃音を緩和するために装置全体を水中に設置することもできる。このように、水撃装置8を複数並列に設けることで、汚泥の処理量を容易に増やすことが可能である。また、複数の水撃装置8を設けることで、一つの水撃装置8の排水弁83が動作不良となった場合であっても他の水撃装置8の排水弁83が動作するため、排水処理が停止することはない。また、アキュムレータ6の代りに、図8に示すようにポンプ5の圧力に相当する必要な水頭差が得られる高さの供給タンク14を設置しても良い。これにより、前述と同様に水撃装置8を作動させることができるとともに、ポンプ5が水撃圧の影響を受けないため、安価な排水処理装置を提供することができる。"