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特開2024-23215廃水を処理する、及びクラスＡ汚泥を生産するためのシステム及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024023215
(43)【公開日】2024-02-21
(54)【発明の名称】廃水を処理する、及びクラスＡ汚泥を生産するためのシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
C02F 3/12 20230101AFI20240214BHJP
【ＦＩ】
C02F3/12 B
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023187853
(22)【出願日】2023-11-01
(62)【分割の表示】P 2021506386の分割
【原出願日】2019-04-20
(31)【優先権主張番号】62/660,907
(32)【優先日】2018-04-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】520407138
【氏名又は名称】アドバンスト・イノベーターズ・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＩＮＮＯＶＡＴＯＲＳ ＩＮＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100156122
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 剛
(72)【発明者】
【氏名】ロバート・ホワイトマン
(57)【要約】 （修正有）
【課題】危険性のある望ましくない成分の生成を最小化するように廃水を処理するための方法を提供する。
【解決手段】ａ．活性汚泥式廃水処理プラントから汚泥を得ることと；ｂ．汚泥を沈降タンクに流し込むことと；ｃ．微生物を沈降タンクに供給し、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解するために選択され、微生物が、凍結又は凍結乾燥されておらず、これにより、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解することと；ｄ．保持期間にわたって沈降タンク内に汚泥を保持し、保持期間が、少なくとも６０日であることと；ｅ．保持期間の後に保持タンクから汚泥を抜き出し、抜き出された汚泥が、クラスＡ汚泥であり、これにより、保持期間の間、汚泥が、消毒剤プロセスを施されないこととを含む、消毒剤処理を必要とすることなくクラスＡ汚泥を生成する方法である。
【選択図】図１
【解決手段】ａ．活性汚泥式廃水処理プラントから汚泥を得ることと；ｂ．汚泥を沈降タンクに流し込むことと；ｃ．微生物を沈降タンクに供給し、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解するために選択され、微生物が、凍結又は凍結乾燥されておらず、これにより、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解することと；ｄ．保持期間にわたって沈降タンク内に汚泥を保持し、保持期間が、少なくとも６０日であることと；ｅ．保持期間の後に保持タンクから汚泥を抜き出し、抜き出された汚泥が、クラスＡ汚泥であり、これにより、保持期間の間、汚泥が、消毒剤プロセスを施されないこととを含む、消毒剤処理を必要とすることなくクラスＡ汚泥を生成する方法である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ａ．汚染物質を含有する廃水の流入物を有する廃水処理システムにおいて、廃水処理システムが、第１の処理デバイス、第２の処理デバイス及び第３の処理デバイスを備え、廃水が、第１の処理デバイスから第２の処理デバイスを経由して第３の処理デバイスに流れることと；
ｂ．制御された所定の投入速度において複数の微生物を廃水処理システムに供給し、微生物が、廃水から汚染物質を除去するために選択され、複数の微生物が、約１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０１３ｃｆｕ／ｍｌを含有し、微生物が、決して凍結又は凍結乾燥されず、１４日未満のＤ５０日齢を有することと；
ｃ．投入速度が、廃水処理システム内の廃水中の微生物のＤ５０日齢を、日齢２０日未満に維持することと；
ｄ．廃水中の汚染物質が低減されて、ＤＯＤ及びＴＳＳによって測定して少なくとも約９０％低減された汚染物質を有する流出物を生産することと
を含む、流入廃水流の処理において微生物の日齢を制御する方法。
ｂ．制御された所定の投入速度において複数の微生物を廃水処理システムに供給し、微生物が、廃水から汚染物質を除去するために選択され、複数の微生物が、約１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０１３ｃｆｕ／ｍｌを含有し、微生物が、決して凍結又は凍結乾燥されず、１４日未満のＤ５０日齢を有することと；
ｃ．投入速度が、廃水処理システム内の廃水中の微生物のＤ５０日齢を、日齢２０日未満に維持することと；
ｄ．廃水中の汚染物質が低減されて、ＤＯＤ及びＴＳＳによって測定して少なくとも約９０％低減された汚染物質を有する流出物を生産することと
を含む、流入廃水流の処理において微生物の日齢を制御する方法。
【請求項2】
廃水処理プラントが、約５ＭＧＤ～約４０ＭＧＤの処理能力を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
廃水処理プラントが、約２０ＭＧＤ～約１００ＭＧＤの処理能力を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
廃水処理プラントが、１０ＭＧＤ超の処理能力を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
廃水処理プラントが、１００ＭＧＤ超の処理能力を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
微生物が、第２の処理デバイスに供給される、請求項１、２、３、４又は５に記載の方法。
【請求項7】
微生物が、第３の処理デバイスに供給される、請求項１、２、３、４又は５に記載の方法。
【請求項8】
微生物が、第２及び第３の処理デバイスに供給され、投入速度が、各処理デバイスにおける投入速度の累積である、請求項１、２、３、４又は５に記載の方法。
【請求項9】
廃水処理プラントが、約２００ＭＧＤ～約３００ＭＧＤの処理能力を有し、第４の処理デバイスを備え；
ａ．第１の処理デバイスが、スクリーン及び沈砂池を備え、これにより、粒子、プラスチック及び砂利が、廃水から除去され；
ｂ．第２の処理デバイスが、溜池を備え；
ｃ．第３の処理デバイスが、沈降タンクを備え；活性汚泥を含む返送流が、第２の処理デバイスに流され、流出物が、第３の処理デバイスから流され；
ｄ．第４の処理デバイスが、保持タンクを備え、第３の処理デバイスからの汚泥が、第４の処理デバイスに流され、汚泥が、濃縮される、
請求項１に記載の方法。
ａ．第１の処理デバイスが、スクリーン及び沈砂池を備え、これにより、粒子、プラスチック及び砂利が、廃水から除去され；
ｂ．第２の処理デバイスが、溜池を備え；
ｃ．第３の処理デバイスが、沈降タンクを備え；活性汚泥を含む返送流が、第２の処理デバイスに流され、流出物が、第３の処理デバイスから流され；
ｄ．第４の処理デバイスが、保持タンクを備え、第３の処理デバイスからの汚泥が、第４の処理デバイスに流され、汚泥が、濃縮される、
請求項１に記載の方法。
【請求項10】
微生物が、第２の処理デバイスに供給される、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
微生物が、第３の処理デバイスに供給される、請求項９に記載の方法。
【請求項12】
微生物が、第２及び第３の処理デバイスに供給され、これにより、投入速度が、各処理デバイスにおける投入速度の累積である、請求項９に記載の方法。
【請求項13】
汚泥が、全蒸発残留物（乾燥重量）１グラム当たり１，０００未満の最確数（ＭＰＮ）の糞便性大腸菌レベル、及び、全蒸発残留物（乾燥重量）４グラム当たり３ＭＰＮ未満のサルモネラ属菌を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項14】
第２の用量の微生物が、第４の処理デバイスに供給される、請求項９に記載の方法。
【請求項15】
第２のデバイスが、供給された酸素を有さない、請求項９に記載の方法。
【請求項16】
ａ．活性汚泥式廃水処理プラントから汚泥を得ることと；
ｂ．汚泥を沈降タンクに流し込むことと；
ｃ．微生物を沈降タンクに供給し、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解するために選択され、微生物が、凍結又は凍結乾燥されておらず、これにより、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解することと；
ｄ．保持期間にわたって沈降タンク内に汚泥を保持し、保持期間が、少なくとも６０日であることと；
ｅ．保持期間の後に保持タンクから汚泥を抜き出し、抜き出された汚泥が、クラスＡ汚泥であり、これにより、保持期間の間、汚泥が、消毒剤プロセスを施されないことと
を含む、消毒剤処理を必要とすることなくクラスＡ汚泥を生成する方法。
ｂ．汚泥を沈降タンクに流し込むことと；
ｃ．微生物を沈降タンクに供給し、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解するために選択され、微生物が、凍結又は凍結乾燥されておらず、これにより、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解することと；
ｄ．保持期間にわたって沈降タンク内に汚泥を保持し、保持期間が、少なくとも６０日であることと；
ｅ．保持期間の後に保持タンクから汚泥を抜き出し、抜き出された汚泥が、クラスＡ汚泥であり、これにより、保持期間の間、汚泥が、消毒剤プロセスを施されないことと
を含む、消毒剤処理を必要とすることなくクラスＡ汚泥を生成する方法。
【請求項17】
ａ．汚染物質を含有する廃水の流入物を有する廃水処理システムにおいて、廃水処理システムが、第１の処理デバイス、第２の処理デバイス及び第３の処理デバイスを備え、廃水が、第１の処理デバイスから第２の処理デバイスを経由して第３の処理デバイスに流れることと；
ｂ．制御された所定の投入速度において複数の微生物を廃水処理システムに供給し、微生物が、廃水から汚染物質を除去するために選択され、複数の微生物が、約１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０１３ｃｆｕ／ｍｌを含有し、微生物が、決して凍結又は凍結乾燥されず、２日未満のＤ５０日齢を有することと；
ｃ．投入速度が、廃水処理システム内の廃水中の微生物のＤ５０日齢を、日齢４日未満に維持することと；
ｄ．廃水中の汚染物質が低減されて、ＤＯＤ及びＴＳＳによって測定して少なくとも約９０％低減された汚染物質を有する流出物を生産することと
を含む、流入廃水流の処理において微生物の日齢を制御する方法。
ｂ．制御された所定の投入速度において複数の微生物を廃水処理システムに供給し、微生物が、廃水から汚染物質を除去するために選択され、複数の微生物が、約１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０１３ｃｆｕ／ｍｌを含有し、微生物が、決して凍結又は凍結乾燥されず、２日未満のＤ５０日齢を有することと；
ｃ．投入速度が、廃水処理システム内の廃水中の微生物のＤ５０日齢を、日齢４日未満に維持することと；
ｄ．廃水中の汚染物質が低減されて、ＤＯＤ及びＴＳＳによって測定して少なくとも約９０％低減された汚染物質を有する流出物を生産することと
を含む、流入廃水流の処理において微生物の日齢を制御する方法。
【請求項18】
ａ．汚染物質を含有する廃水の流入物を有する廃水処理システムにおいて、廃水処理システムが、第１の処理デバイス、第２の処理デバイス及び第３の処理デバイスを備え、廃水が、第１の処理デバイスから第２の処理デバイスを経由して第３の処理デバイスに流れることと；
ｂ．制御された所定の投入速度において複数の微生物を廃水処理システムに供給し、微生物が、廃水から汚染物質を除去するために選択され、複数の微生物が、約１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０４０ｃｆｕ／ｍｌを含有し、微生物が、決して凍結又は凍結乾燥されず、１０日未満の平均日齢を有することと；
ｃ．投入速度が、廃水処理システムにおける廃水中の微生物の平均日齢を日齢２０日未満に維持することと；
ｄ．これにより、廃水中の汚染物質が低減されて、ＤＯＤ及びＴＳＳによって測定して少なくとも約９０％低減された汚染物質を有する流出物を生産することと
を含む、流入廃水流の処理において微生物の日齢を制御する方法。
ｂ．制御された所定の投入速度において複数の微生物を廃水処理システムに供給し、微生物が、廃水から汚染物質を除去するために選択され、複数の微生物が、約１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０４０ｃｆｕ／ｍｌを含有し、微生物が、決して凍結又は凍結乾燥されず、１０日未満の平均日齢を有することと；
ｃ．投入速度が、廃水処理システムにおける廃水中の微生物の平均日齢を日齢２０日未満に維持することと；
ｄ．これにより、廃水中の汚染物質が低減されて、ＤＯＤ及びＴＳＳによって測定して少なくとも約９０％低減された汚染物質を有する流出物を生産することと
を含む、流入廃水流の処理において微生物の日齢を制御する方法。
【請求項19】
ａ．若々しい微生物を活性汚泥に取り込ませることと；
ｂ．活性汚泥中の取り込まれた微生物の日齢を所定の日齢未満に維持することと；
ｃ．活性汚泥から固形物を除去し、除去された固形物が、取り込まれた微生物の少なくとも一部を含むことと；
ｄ．さらなる若々しい微生物を、除去された固形物に供給し、３０～１６０日の期間にわたって除去された固形物を保持し、これにより、０．１ＮＰＭ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られることと
を含む、消毒剤による後処理なしで廃水から直接病原体不含汚泥を生成する方法。
ｂ．活性汚泥中の取り込まれた微生物の日齢を所定の日齢未満に維持することと；
ｃ．活性汚泥から固形物を除去し、除去された固形物が、取り込まれた微生物の少なくとも一部を含むことと；
ｄ．さらなる若々しい微生物を、除去された固形物に供給し、３０～１６０日の期間にわたって除去された固形物を保持し、これにより、０．１ＮＰＭ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られることと
を含む、消毒剤による後処理なしで廃水から直接病原体不含汚泥を生成する方法。
【請求項20】
クリーンな汚泥が、２ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
クリーンな汚泥が、２ＭＰＮ未満／感染単位４乾燥重量グラムの培養可能で細胞変性作用のある腸ウイルスを有する、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項22】
クリーンな汚泥が、重金属不含である、請求項１９又は２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）（１）により、その開示全体を参照により本明細書に組み込む２０１８年４月２０日に出願された米国仮特許出願６２／６６０，９０７号の利益を主張するものである。
【0002】
本発明は、生体物質による廃水の処理と、このような処理を実施するためのシステム及び方法を用いる廃水の処理と、廃水からの有用で、安全で、環境の観点から許容される、液体を含む物質の生成とに関する。
【背景技術】
【0003】
一般に、廃水処理システムは、地方自治体、工業用地、工場、雨水排水システム及び望ましくない物質によって汚染された水が存在する他の場所からの流出物を取り扱う。本明細書において使用されているとき、そうではないとの記載がない限り、「廃水処理システム」という用語は、可能な限りで最も広範な意味を与えられるべきであり、一次処理、二次処理又は三次処理並びにこれらの組合せ及び変更形態を有する産業システム及び都市システム；好気性、通性又は嫌気性生物学的廃水システム性、通性又は嫌気性生物学的廃水システム；好気性プロセスが、例えば、活性汚泥システム、好気性安定化池（ＡＳＢ）、曝気ラグーン、一過式ラグーンシステム、安定化池、回転生物接触反応器及び散水ろ床を含み；通性プロセスが、例えば、通性ラグーンを含み；嫌気性プロセスが、例えば、嫌気性池、嫌気性消化槽、嫌気性ろ床又は嫌気性接触装置及び嫌気性処理システムを含み；クラリファイヤ、沈降タンク、消化槽、活性汚泥システム、ラグーン、一過式ラグーン並びにこれらの組合せ及び変更形態を有するシステム；活性汚泥システム、回転円板システム、浸漬型曝気ろ床、懸濁メディアろ床、逐次回分式反応槽、非電気式ろ床及び散水ろ床等のシステム；並びにこれらの組合せ及び変更形態、並びに廃水を浄化するための他のデバイスを含む。
【0004】
廃水処理プラントは、１日当たりの小さな体積、１日当たりの流量における測定単位、すなわち、ガロン・パー・デイ（ＧＰＤ）から、百万（１，０００，０００）ガロン・パー・デイ（ＭＧＤ）の流量で測定される大きな体積に至るまでの範囲であり得る。流量は、数十、数百、数千、数万及び数十万のＧＰＤであってもよい。典型的に、都市の敷地及び工業用地に関しては、廃水の流量は、百万ガロン・パー・デイ（「ＭＧＤ」）を単位とするものであり、１ＭＧＤ～１００ＭＧＤの範囲、５ＭＧＤ～５０ＭＧＤの範囲、約１ＭＧＤ～約１５ＭＧＤの範囲、約５ＭＧＤ～約２５ＭＧＤの範囲、約１０ＭＧＤ～約４０ＭＧＤの範囲、約２０ＭＧＤ～約５０ＭＧＤの範囲、約２５ＭＧＤ～約６０ＭＧＤの範囲、約２００ＭＧＤ～約３００ＭＧＤの範囲、より高い流量の範囲及びより低い流量の範囲、並びにこれらの範囲に含まれるすべての流量であり得る。
【0005】
廃水処理プラントの容量又はサイズは、人口当量（「ＰＥ」）において測定することもできる。ＰＥは、流量を測定し、異なる処理プラント間の流量を比較するために使用される、標準化である。ＰＥは、工業的な施設及びサービスによって２４時間の間に生み出された汚染負荷の和の、同じ時間で１人の人物によって生み出された家庭下水中の個別の集団に対する比を表す数である。
【化1】
【0006】
一般的に、１単位のＰＥは、２４時間当たりＢＯＤ５４グラムに等しい。流量に関しては、１単位のＰＥは、一般的に、１人当たり１日につき５０ガロン又は１人当たり１日につき２００リットルに等しい。廃水処理プラントは、１０，０００～２００，０００ＰＥの容量、５０，０００～１００，０００ＰＥの容量、５０，０００～５００，０００ＰＥの容量、１００，０００ＰＥ～２，０００，０００（２ｍｍ）ＰＥの容量、１ｍｍ ＰＥ～４ｍｍ ＰＥの容量、並びにこの範囲に含まれるすべての容量、並びにより高い容量及びより小さな容量を有し得る。
【0007】
一般に、汚泥安定化設備等、高価で時に信頼性が低い場合もある処理設備又は処理プロセスが存在しないため、廃水処理システムによって製造されており、そうではないと明示的に記載されていない限り本明細書において同義語として使用されている用語である、汚泥又は余剰スラッジ又はバイオソリッドは一般的には、コストがさらに高く環境的な観点において望ましくない処分法を必要とする、望ましくない物質を含有する。これらのプロセスは、大きな資本的支出を必要とし、高いカーボンフットプリントを伴う高い操業コストを有し、苛性化学物質及び酸性化学物質等の刺激が強くて危険な物質を使用し、さらには、他の不利な要件も加わる。特に、後に挙げた従前のｐＨに基づいたシステム、及び他の従前の消毒システムは、信頼性が低く、望ましくないものであることが判明しており、安全で、使用可能で、経済的及び環境的な観点において許容される汚泥、並びに他のこのようなプロセス目的物質の生成のための需要を満たしていなかった。しかしながら、堆肥化等、資本集約度が高くない他の変更形態は、樹皮等の充填剤を使用するという欠点を有し、このような充填剤は、法規制された糞便によって汚染され、糞便に関する基準を満たすことがより困難になる可能性がある。
【0008】
本明細書において使用されているとき、そうではないと明示的に記載されていない限り、「流入物」という用語は、可能な限りで最も広範な意味を与えられるべきであり、デバイス、システム、装置、貯蔵器、溜池、処理プロセス用処理システム、処理デバイス、タンク又は処理プラント若しくは処理施設に流れ込む、（生の（無処理の）又は部分的に処理された）廃水又は他の液体を意味する。
【0009】
本明細書において使用されているとき、そうではないと明示的に記載されていない限り、「汚泥」という用語は、可能な限りで最も広範な意味を与えられるべきであり、廃水処理プラントによって廃水から除去された物質を含む。典型的に、汚泥は、約０．２％～約８０％の固形物、約１％～約６０％の固形物、約０．２５％～０．５％の固形物、約２％～約４％の固形物、約５０％～約９９％の固形物、約５％～約２５％の固形物、約５％の固形物、約１０％の固形物、約１％の固形物、約１０％の固形物、約１５％の固形物、約０．５％超の固形物、約２％超の固形物、約５％超の固形物、並びにこれらの組合せ及び変更形態、並びにこれらの範囲に含まれるすべての値を有し得る。
【0010】
本明細書において使用されているとき、そうではないと明示的に記載されていない限り、「フロック形成微生物」という用語、「フロック形成者」という用語、フロック形成という用語並びにこのような用語の類似用語は、可能な限りで最も広範な意味を与えられるべきであり、フロック形成を起こし、又は、フロキュレーションして、一緒になって機能する大きな細菌の集塊又はコミュニティを生じさせるある属性群の微生物を含み；次のフロック形成細菌（腐生菌）も含む：アクロモバクター（Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ）、フラボバクテリウム（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、アルカリゲネス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）、アルスロバクター（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ）、ズーグレア（Ｚｏｏｇｌｅａ）、アシネトバクター（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）、シトロモナス（Ｃｉｔｒｏｍｏｎａｓ）；捕食動物：原生動物、ワムシ、線形動物 ツリガネムシ、アスピシディカ（Ａｓｐｉｃｉｄｉｃａ）、パラメディウム（Ｐａｒａｍｅｄｉｕｍ）；リン酸塩蓄積有機体（ＰＡＯ）、藻（ラグーン）。
【0011】
本明細書において使用されているとき、そうではないとの記載がない限り、室温は、２５℃である。加えて、標準温度及び標準圧力は、２５℃及び１気圧である。
【0012】
一般に、そうではないと指定されていない限り、本明細書において使用されている「約」という用語は、得られた指定された値に関連付けられた±１０％の分散又は範囲、実験誤差若しくは機器誤差、好ましくは、これらのうちで大きな方の値を包含することを意味する。
【0013】
本明細書において使用されているとき、そうではないと指定されていない限り、本明細書における値の範囲に関する言及は単に、範囲に含まれるそれぞれの別個の値を個別に言及する簡略的な方法として役立つように意図されている。そうではないと本明細書において示されていない限り、ある範囲に含まれるそれぞれの個別の値は、あたかも本明細書において個別に言及されたかのように、本明細書に組み込まれる。
【0014】
この背景技術の部は、本発明の実施形態と関連付けられ得る、当技術の様々な態様を導入するように意図されている。したがって、この部における上記の論述は、本発明をより深く理解するための枠組みを提供しており、従来技術を認定するものとして解すべきではない。
【発明の概要】
【0015】
危険性のある望ましくない成分の生成を最小化するように廃水を処理するための方法及び装置が、長年にわたって開発を必要とされてきた。本発明は特に、本明細書において教示、開示及び主張された組成、材料、生成物、デバイス及びプロセスを提供することによって、上記の必要性を解決する。
【0016】
汚染物質を含有する廃水の流入物を有する廃水処理システムにおいて、廃水処理システムが、第１の処理デバイス、第２の処理デバイス及び第３の処理デバイスを備え、廃水が、第１の処理デバイスから第２の処理デバイスを経由して第３の処理デバイスに流れることと；制御された所定の投入速度において複数の微生物を廃水処理システムに供給し、微生物が、廃水から汚染物質を除去するために選択され、複数の微生物が、約１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０４０ｃｆｕ／ｍｌを含有し、微生物が、決して凍結又は凍結乾燥されず、１４日未満のＤ５０日齢を有することと；投入速度が、廃水処理システムにおける廃水中の微生物のＤ５０日齢を日齢２０日未満に維持することと；これにより、廃水中の汚染物質が低減されて、ＤＯＤ及びＴＳＳによって測定して少なくとも約９０％低減された汚染物質を有する流出物を生産することとを含む、流入廃水流の処理において微生物の日齢を制御する方法が、提供される。
【0017】
さらに、次の特徴のうちの１つ以上を有するこれらの方法、システム及び処理が、提供される：廃水処理プラントが、約５ＭＧＤ～約４０ＭＧＤの処理能力を有すること；廃水処理プラントが、約２０ＭＧＤ～約１００ＭＧＤの処理能力を有すること；廃水処理プラントが、１０ＭＧＤ超の処理能力を有すること；廃水処理プラントが、１００ＭＧＤ超の処理能力を有すること；微生物が、第２の処理デバイスに供給されること；微生物が、第３の処理デバイスに供給されること；微生物が、第２及び第３の処理デバイスに供給されること；これにより、投入速度が、各処理デバイスにおける投入速度の累積であること。
【0018】
らに、次の特徴のうちの１つ以上を有するこれらの方法、システム及び処理が、提供される：廃水処理プラントが、約２００ＭＧＤ～約３００ＭＧＤの処理能力を有し；第４の処理デバイスを備え；第１の処理デバイスが、スクリーン及び沈砂池を備え、これにより、大きな粒子、プラスチック及び砂利が、廃水から除去されること；第２の処理デバイスが、溜池を備えること；第３の処理デバイスが、沈降タンクを備え、活性汚泥を含む返送流が、第２の処理デバイスに流され、流出物が、第３の処理デバイスから流されること；第４の処理デバイスが、保持タンクを備え、第３の処理デバイスからの汚泥が、第４の処理デバイスに流され、汚泥が、濃縮されること。
【0019】
さらに、次の特徴のうちの１つ以上を有するこれらの方法、システム及び処理が、提供される：微生物が、第２の処理デバイスに供給されること；微生物が、第３の処理デバイスに供給されること；微生物が、第２及び第３の処理デバイスに供給されること；これにより、投入速度が、各処理デバイスにおける投入速度の累積であること；汚泥が、全蒸発残留物（乾燥重量）１グラム当たり１，０００未満の最確数（ＭＰＮ）の糞便性大腸菌レベル、及び、全蒸発残留物（乾燥重量）４グラム当たり３ＭＰＮ未満のサルモネラ属（ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｓｐ．）菌を有すること；第２の用量の微生物が、第４の処理デバイスに供給されること；第２のデバイスが、供給された酸素を有さないこと。
【0020】
さらに、活性汚泥式廃水処理プラントから汚泥を得ることと；汚泥を沈降タンクに流し込むことと；微生物を沈降タンクに供給し、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解するために選択され、微生物が、凍結又は凍結乾燥されておらず、これにより、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解することと；保持期間にわたって沈降タンク内に汚泥を保持し、保持期間が、少なくとも６０日であることと；保持期間の後に保持タンクから汚泥を抜き出し、抜き出された汚泥が、クラスＡ汚泥であり、これにより、保持期間の間、汚泥が、消毒剤プロセスを施されないこととを含む、消毒剤処理を必要とすることなくクラスＡ汚泥を生成する方法が、提供される。
【0021】
さらに、汚染物質を含有する廃水の流入物を有する廃水処理システムにおいて、廃水処理システムが、第１の処理デバイス、第２の処理デバイス及び第３の処理デバイスを備え、廃水が、第１の処理デバイスから第２の処理デバイスを経由して第３の処理デバイスに流れることと；制御された所定の投入速度において複数の微生物を廃水処理システムに供給し、微生物が、廃水から汚染物質を除去するために選択され、複数の微生物が、約１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０１３ｃｆｕ／ｍｌを含有し、微生物が、決して凍結又は凍結乾燥されず、２日未満のＤ５０日齢を有することと；投入速度が、廃水処理システムにおける廃水中の微生物のＤ５０日齢を日齢４日未満に維持することと；これにより、廃水中の汚染物質が低減されて、ＤＯＤ及びＴＳＳによって測定して少なくとも約９０％低減された汚染物質を有する流出物を生産することとを含む、流入廃水流の処理において微生物の日齢を制御する方法が、提供される。
【0022】
さらに、汚染物質を含有する廃水の流入物を有する廃水処理システムにおいて、廃水処理システムが、第１の処理デバイス、第２の処理デバイス及び第３の処理デバイスを備え、廃水が、第１の処理デバイスから第２の処理デバイスを経由して第３の処理デバイスに流れることと；制御された所定の投入速度において複数の微生物を廃水処理システムに供給し、微生物が、廃水から汚染物質を除去するために選択され、複数の微生物が、約１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０１３ｃｆｕ／ｍｌを含有し、微生物が、決して凍結又は凍結乾燥されず、１０日未満の平均日齢を有することと；投入速度が、廃水処理システムにおける排水中の微生物の平均日齢を日齢２０日未満に維持することと；これにより、廃水中の汚染物質が低減されて、ＤＯＤ及びＴＳＳによって測定して少なくとも約９０％低減された汚染物質を有する流出物を生産することとを含む、流入廃水流の処理において微生物の日齢を制御する方法が、提供される。
【0023】
さらに、若々しい微生物を活性汚泥に取り込ませることと；活性汚泥中の取り込まれた微生物の日齢を所定の日齢未満に維持することと；活性汚泥から固形物を除去し、除去された固形物が、取り込まれた微生物の少なくとも一部を含むことと；さらなる若々しい微生物を、除去された固形物に供給し、３０～１６０日の期間にわたって除去された固形物を保持し、これにより、０．１ＮＰＭ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られることとを含む、消毒剤後処理なしで廃水から直接病原体不含汚泥を生成する方法が、提供される。
【0024】
さらに、次の特徴のうちの１つ以上を有するこれらの方法、システム及び処理が、提供される：クリーンな汚泥が、１０ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、５ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、２ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、１．５ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、１ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、０．５ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；これにより、５ＮＰＭ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られ；これにより、１ＮＰＭ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られ；これにより、０．０１ＮＰＭ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られ；クリーンな汚泥が、２ＭＰＮ未満／感染単位４乾燥重量グラムの培養可能で細胞変性作用のある腸ウイルスを有すること；クリーンな汚泥が、重金属不含であること；クリーンな汚泥が、本質的に重金属不含であること。
【0025】
さらに、次の特徴のうちの１つ以上を有する廃水処理のためのこれらのシステム及び方法が、提供される：生成された廃棄物の体積低減；生成された廃棄物の質量低減；生成された廃棄物からの病原体の除去のための廃棄物のコンディショニング；生成物廃棄物からの病原体の除去のための廃棄物の安定化；サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）及びＥ．コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）等の病原体の除去のためのコンディショニング、安定化及びこれらの両方；廃棄物の処分に関する向上した自由度；並びに、廃棄物の処分に関する低減されたコスト。
【0026】
さらに、次の特徴のうちの１つ以上を有する廃水処理のためのこれらのシステム及び方法が、提供される：微生物が液体の一部として供給される場合、液体状微生物を含有する液体は、約１０２ｃｆｕ／ｍｌ～１０１３ｃｆｕ／ｍｌ、１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０８ｃｆｕ／ｍｌ、１０６ｃｆｕ／ｍｌ～１０８ｃｆｕ／ｍｌ、１０７ｃｆｕ／ｍｌ～１０１１ｃｆｕ／ｍｌ、１０３ｃｆｕ／ｍｌ超、１０８ｃｆｕ／ｍｌ超、１０９ｃｆｕ／ｍｌ超及び約１０５ｃｆｕ／ｍｌ～約１０１３ｃｆｕ／ｍｌ、約１０６ｃｆｕ／ｍｌ～約１０１２ｃｆｕ／ｍｌ、約１０８ｃｆｕ／ｍｌ～１０１２を有し得る。約１０－１１ｇ／ｍｌの微生物～約１０－１ｇ／ｍｌの微生物、約１０－８ｇ／ｍｌの微生物～約１０－２ｇ／ｍｌの微生物及び約１０－４ｇ／ｍｌの微生物～約１０－１ｇ／ｍｌの微生物を有する、微生物を含有する液体。これらの計算は、１グラム乾燥重量の微生物が、１０－１３ｃｆｕ／ｍＬに等価であることに基づいており、より大きな微生物に関しては、これらの重量は、１０倍超から、１００倍超、１０００倍超までの範囲を有し得、より小さな微生物は、１０－１～１０－２、１０－１～１０－３の範囲の範囲を有し得る。
【0027】
さらに、廃水処理プロセスによって生成された固形物を取り扱うための次の特徴のうちの１つ以上を有する廃水処理のためのこれらのシステム及び方法が、提供される：生成された廃棄物の体積低減；生成された廃棄物の質量低減；生成された廃棄物からの病原体の除去のための廃棄物のコンディショニング；生成物廃棄物からの病原体の除去のための廃棄物の安定化；サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）及びＥ．コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）等の病原体の除去のためのコンディショニング、安定化及びこれらの両方；廃棄物の処分に関する向上した自由度；並びに、廃棄物の処分に関する低減されたコスト。
【0028】
さらに、廃水処理プロセスによって生成された余剰な固形物を取り扱うための次の特徴のうちの１つ以上を有する廃水処理のためのこれらのシステム及び方法が、提供される：生成された廃棄物の体積低減；生成された廃棄物の質量低減；生成された廃棄物からの病原体の除去のための廃棄物のコンディショニング；生成物廃棄物からの病原体の除去のための廃棄物の安定化；サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）及びＥ．コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）等の病原体の除去のためのコンディショニング、安定化及びこれらの両方；廃棄物の処分に関する向上した自由度；並びに、廃棄物の処分に関する低減されたコスト。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明によるシステム及び方法の一実施形態において使用された微生物の日齢の判定を示している、グラフである。
【0030】
【図2】本発明によるシステム及び方法の実施形態によって得られた、汚泥の種類の実施形態を記載している、チャートである。
【0031】
【図3】システム及び方法の実施形態が本発明によって実施された、廃水処理プラントの概略図である。
【0032】
【図4】システム及び方法の実施形態が本発明によって実施された、廃水処理プラントの概略図である。
【0033】
【図5】システム及び方法の実施形態が本発明によって実施された、廃水処理プラントの概略図である。
【0034】
【図6】本発明による処理プラントによる固形物生成を示している、グラフである。
【0035】
【図7】本発明によるＦ：Ｍに相関付けされたバイオソリッド生成を示す、図である。
【0036】
【図8】本発明による毎日の汚泥生成を示している、図である。
【0037】
【図9】本発明によるＦ：Ｍに対比させた除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりの廃棄されたＶＳＳのｌｂを示す、図である。
【0038】
【図11】本発明によるＦ：Ｍに対比させた除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりの廃棄されたＶＳＳのｌｂを示す、図である。
【0039】
【図12】本発明によるＦ：Ｍに対比させた除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりの廃棄されたＶＳＳのｌｂを示す、図である。
【0040】
【図13】本発明によるＦ：Ｍに対比させた除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりの廃棄されたＶＳＳのｌｂを示す、図である。
【0041】
【図14】本発明による汚泥及び流出物の特性のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0042】
一般に、本発明は、廃水処理プラントによって生成及び排出される汚染物質の量を低減する、廃水を処理するためのシステム、装置及びプロセスに関する。したがって、本発明の実施形態は、生体物質による廃水の処理と、このような処理を実施するためのシステム及び方法と、廃水からの有用で、安全で、環境の観点から許容される、液体を含む物質の生成に関する。さらに、本発明の実施形態は、汚染物質が大幅に低減されており、大幅に低減された環境上の懸念対象の病原体を含み、この結果、農業目的で田畑に直接施用して使用することができる、汚泥を提供する。
【0043】
本明細書は、主に、都市廃水処理プラントに着目しているが、本発明は、都市廃水処理プラントに限定されるわけではない。本明細書に記載の本システム及び本方法の実施形態は、製紙産業、鉱業及び商業的な（工場）農場経営及び家畜用施設における廃水処理プラント等、工業的な廃水処理プラントに役立ち、適用可能であり、利益を提供する。
【0044】
廃水処理プラントにおける廃水の処理のための微生物の使用は、若い微生物を使用することと、処理されている廃水中に若々しい微生物集団を維持することとによって、大幅に増進されることが発見された。若い又は若々しいとは、廃水処理システムにおける供給された微生物の平均日齢が、日齢３週間未満、日齢２週間未満、日齢５日未満、日齢２日未満、日齢１日未満、日齢１２時間未満並びにこれらの組合せ及び変更形態、並びにこれらの範囲に含まれるすべての日齢であることを意味する。集団をこの日齢レベルに維持するためには、微生物は、供給されるときの若いものにすべきであり、定期的及び周期的な方式により、廃水処理プラントにおいて処理されている廃水に供給されるべきである。
【0045】
活性汚泥システムに関しては、平均細胞滞留時間（「ＭＣＲＴ」）は、余剰汚泥質量／システムにおける汚泥質量に等しい。本システム及び本方法の実施形態において、微生物の平均日齢は、ＭＣＲＴより２５％少なくてもよく、ＭＣＲＴより３５％少なくてもよく、ＭＣＲＴに対して５０％未満であってもよい。複数の実施形態において、供給された微生物のＤ５０日齢は、ＭＣＲＴより少なくとも１日短く、ＭＣＲＴより少なくとも５日短く、ＭＣＲＴより少なくとも１５日短い。複数の実施形態において、供給された微生物の平均日齢、Ｄ５０日齢又はこれらの両方は、ＭＣＲＴより短く、ＭＣＲＴより少なくとも１日短く、ＭＣＲＴより少なくとも５日短く、ＭＣＲＴより少なくとも１５日短い。
【0046】
活性汚泥システムに関しては、固形物保持時間（「ＳＴＲ」）は、異なる２つの意味を有し得る。ＳＴＲは、ＭＣＲＴの同義語として使用することができ、したがって、同じ意味を有する。ＳＴＲは、曝気されている状況下の質量で割られた、曝気池への固形物の負荷を指すために使用される場合もあるが、このような固形物の負荷は、本明細書においては、分かりやすくするために、ＳＴＲ－ａと呼ばれる。本システム及び本方法の実施形態において、微生物の平均日齢は、ＳＴＲ－ａより２５％短くてもよく、ＳＴＲ－ａより３５％短くてもよく、ＳＴＲ－ａの５０％未満であってもよい。複数の実施形態において、供給された微生物のＤ５０日齢は、ＳＴＲ－ａより少なくとも１日短く、ＳＴＲ－ａより少なくとも５日短く、ＳＴＲ－ａより少なくとも１５日短い。複数の実施形態において、供給された微生物の平均日齢、Ｄ５０日齢又はこれらの両方は、ＳＴＲ－ａより短く、ＳＴＲ－ａより少なくとも１日短く、ＳＴＲ－ａより少なくとも５日短く、ＳＴＲ－ａより少なくとも１５日短い。
【0047】
一過式ラグーンに関しては、ＭＣＲＴは、リサイクルが存在しないため、水圧滞留時間（「ＨＲＴ」）に等しい。これらのシステムの実施形態において、若い微生物は、周期的に、所定の方式により、継続的に、並びにこれらの組合せ及び変更形態によって供給される。複数の実施形態における微生物の日齢（平均日齢又はＤ５０日齢）は、ＭＣＲＴ未満である。一実施形態において、微生物のＤ５０日齢は、ＭＣＲＴ未満である。
【0048】
上記微生物の日齢は、廃水処理システムに供給された総数の微生物の日齢を指すが、好ましい方法は、これらのシステムをモニタリングして、フロック形成者、又はフロック形成微生物の日齢を測定し、又はこれらに着目することである。廃水システムに関係する微生物の日齢の上記実施形態（例えば、ＭＣＲＴより短い平均日齢）は、複数の実施形態においては、フロック形成者にも全く同じように当てはまる（例えば、フロック形成者の平均日齢がＭＣＲＴより短い等）。
【0049】
若いフロック形成者集団を維持する場合の一利点は、天然のフロキュレーションにより、清澄化された流出物の排出前に、クラリファイヤにおけるバイオマスの分離が可能になることである。このプロセスの信頼性は、汚泥の日齢又は平均細胞滞留時間、プロセスの種類、廃水、曝気及びいくつかの他の環境要因に応じて変化する。しかしながら、フロック形成者の量、特に若々しいフロック形成者の量の増大による本実施形態は、ほぼすべての廃水システムに関して、前述の利益を認める。
【0050】
これらのフィラメントによる粒子間の橋掛けのため、フロックが沈降しない又はズーグレアバルキングの場合においては、この「非繊維状」バルキング剤の単なる浮力の性質は圧倒的であり、又は集団の不均衡を発生させ、低いレベルにおいてさえも、プロセスへの有害事項を伴うことなく無害に生きる、バルキング又は繊維状バルキングとして公知の事象を生じさせ得る、ノカルジア（Ｎｏｃａｒｄｉａ）、ミクロスリックス（Ｍｉｃｒｏｔｈｒｉｘ）、並びに００４１及び０６７５等の未同定の繊維状微生物を含む繊維状細菌等、望ましくないことが多い集団の低減又は軽減を可能にする
【0051】
本発明の実施形態は、バイオマスの良好なフロキュレーション及び沈降に基づく必要性をなくすための処理技術として、微生物より小さい又は０．２ミクロン未満の細孔径を有するメンブレン、たいていの場合は、０．０２ミクロンの小ささのメンブレンを使用した膜分離システムを置き換え、数若しくはコストを低減し、必要性をなくすことができる。これらのシステムの多くは、運転が高価であり、あまり実施されない。
【0052】
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂｉｏｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｉｎｃ．、Ｆｌｅｍｉｎｇ Ｉｓｌａｎｄ．Ｆｌｏｒｉｄａ、３２００３ ＵＳＡから得ることができる特殊な媒体を使用するものである、フロック形成者を計数するための方法の一実施形態。これは、特定のグラム陰性細菌における包括的なフロック形成集団のトラッキングを可能にするが、これらのグラム陰性細菌は、バイオマスの柔毛的健全性、したがって、充分に沈降する能力の良好な指標であることが示されている。 この媒体でのカウントが２０，０００～１００，０００ｃｆｕ／ｍｌのｃｆｕ／ｇを超える場合、フロック形成は、一般に良好であり、沈降容積指数（ＳＶＩ）は、６０～１００ｍＬ／ｇ未満である。 一般に、１００ｍＬ／ｇのＳＶＩは、良好な沈降汚泥又は沈降バイオマスであると考えられる。 この集団が２０，０００ｃｆｕ／ｍＬ未満又は２０，０００ｃｆｕ／ｇ未満である場合、バイオマス集団は不均衡であり、健全性が不十分であり、一般には、繊維状微生物が支配する不十分な沈降特性を有する。 本出願において記述された量における液体状微生物の供給により、健全な、例えば、若々しいフロック形成者集団が維持され、これにより、良好なバイオマスの健全性、フロック構造、１００ｍＬ／ｇ未満のＳＶＩをもたらすフロキュレーションが修復される。
【0053】
複数の実施形態において、３０～６０分ごとに倍加する高い増殖率を受ける微生物が供給され、したがって、実際には、これらの微生物は、供給された時点では、数時間の日齢、日齢１時間未満、又は日齢８時間未満であり、その後には、日齢は、ＭＣＲＴに依存する。例えば８～１０日ごとにのみ繁殖することができる硝化細菌及び４５～９０分ごとにのみ繁殖することができる他の微生物等の微生物がより緩やかな増殖率を示す実施形態において、微生物は好ましくは、最も若い日齢（Ｄ５０日齢又は平均日齢）において供給され、その後には、日齢は、ＭＣＲＴに依存する。
【0054】
したがって、例えば、Ｘである廃水の平均滞留時間（ＭＣＲＴ）と、Ｙ ＭＧＤである通過流量（ｆｌｏｗ ｔｈｒｏｕｇｈ）とを有する、一過式連続ラグーンの中にある処理池に微生物が供給されている場合、微生物は、活性汚泥のリサイクル、廃水及びこれらの両方によって微生物が溜池から外に連行されるため、溜池における微生物集団の平均日齢を若々しいレベルに維持するのに充分な速度で供給されなければならない。活性汚泥プラントにおいて、バイオマスは、リサイクルされ、したがって、平均ＭＣＲＴは、余剰活性汚泥（ＷＡＳ）として意図的に廃棄された質量、又は、全浮遊物質又は全揮発性浮遊物質として最終流出物中に意図せず廃棄された質量で割られた、生物学的システムにおける浮遊物質又はより一般的には揮発性浮遊物質として測定された質量に基づいた計算を要求する。
【0055】
微生物の平均日齢に加えて、微生物の日齢も、Ｄ５０評価に基づくことができる。図１に示されているように、廃水に供給された微生物の日齢のＤ１０値、Ｄ５０値及びＤ９０値が、示されている。Ｄ５０は、ある集団の一般的な日齢分布において、累積的な集団の５０％を構成する微生物の日齢を表す値である。
【0056】
したがって、本発明の複数の実施形態において、特定の処理デバイスに供給された微生物の集団のＤ１０日齢は、この特定のデバイス内では、２週間未満、１週間未満、１２時間未満、日齢１時間未満、並びにこれらの日齢の組合せ及び変更形態、並びにこの範囲に含まれるすべての日齢、並びにより大きい値及びより小さい値であり得る。
【0057】
他の実施形態において、若々しい微生物がシステムに依然として供給されているが、バイオマスの平均日齢は、より古いバイオマスを有するように、ＭＣＲＴの日齢又は日齢付近に維持される。これらの実施形態において、フロキュレーションは、フロキュレーション（すなわち、フロック構造が失われ、繊維状になる）の問題を起こすシステム内の他の微生物に対して優位に競合する供給された微生物（特に、若々しい微生物の供給において理論化されている）によって、好適に制御される。
【0058】
したがって、複数の実施形態において、バイオマスは、可能な限り古くてもよい。例えば、活性汚泥中においては、一般的に概算でｙ＞５日（ただし、一部の純酸素注入は～２日作用する。）であり、一般には、集団日齢として＜２５～３０日であり、フロック構造が失われ、繊維状になる。システムに供給される若い微生物、例えば、日齢４８時間未満、日齢２４時間未満、日齢１２時間未満の微生物は、生存集団の平均日齢、Ｄ１０日齢、Ｄ５０日齢又はこれらのすべてを、５日以下に変更し、したがって、プロセスをより活発にし、例えば、類推によれば、より若い微生物は、古い微生物よりより多くの食物を消費する。
【0059】
一実施形態において、より若い微生物は、オンサイト型発酵システムにおいて、成長曲線のピークで供給される。このようなより若い微生物の供給は、当該システムにおけるこれらの微生物の成長曲線が平坦化し始めたときの時点である。
【0060】
複数の実施形態において、病原体、サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、Ｅ．コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）、エンテロコッカス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）、蠕虫の卵及び腸ウイルス等の病原体は、若々しい微生物の存在によって、廃水、汚泥及びこれらの両方の中で低減される。
【0061】
したがって、本発明の実施形態において、特定の処理デバイスに供給された微生物集団のＤ９０日齢は、５週間未満、４週間未満、日齢３週間未満、約１週間、日齢２日未満、日齢約５週間～１日、並びにより大きい値及びより小さい値、並びにこれらの範囲に含まれるすべての値であってもよい。
【0062】
したがって、本発明の実施形態において、特定の処理デバイスに供給された微生物の集団のＤ５０日齢、平均日齢又はこれらの両方は、日齢約３週間、日齢約２週間、日齢約１週間、日齢約５日、日齢約２日、日齢約１日、日齢約１２時間、日齢約５週間～約１２時間、日齢約２週間～約日、日齢約１週間～約１２時間、日齢約２日～約１２時間、並びにより大きい値及びより小さい値、並びにこれらの範囲に含まれるすべての値であってもよい。
【0063】
好ましくは、廃水処理システムにおける特定の処理デバイス内の供給された微生物の集団は、上記Ｄ１０値、Ｄ５０値及びＤ９０値の１つ以上を有する。
【0064】
微生物が供給される処理デバイス又は処理システムは、活性汚泥システム、返送活性汚泥（ＲＡＳ）管路、無酸素又は嫌気性区域、一過式ラグーン、保持タンク、一次又は二次クラリファイヤ、クラリファイヤ、固定膜システム、フィルムに基づくシステム、好気性又は嫌気性消化槽、嫌気性システム、並びにこれらの組合せ及び変更形態、並びに本明細書の教示に基づいて開発され得る他のシステムであってよい。
【0065】
一実施形態において、微生物は、廃水収集システム、ウェットウェル、中継ステーション、収集装置又は収集用の溜池等の収集システム又は収集ネットワークに供給することができる。このようにして、汚染物質の負荷は、廃水が処理デバイス又は処理ネットワークに進む前に、複数の施用地点を用いて低減される。
【0066】
一実施形態において、微生物は、処理デバイスと、収集装置、収集ネットワーク又はネットワークとの両方に供給される。
【0067】
好ましい本発明の実施形態において、微生物は、決して凍結又は凍結乾燥されない。この好ましい本発明の実施形態において、微生物は、決して凍結又は凍結乾燥されないものであり、液体状態である。好ましい一実施形態において、微生物は、液体状であってよく、成長曲線のピークに対して４８時間以内に、例えば、増殖率が徐々に減り始める直前又は徐々に減り始めたときに、処理デバイスに供給することができる。一般に、本明細書に記載の微生物によって廃水、汚泥及びこれらの両方を処理する実施形態及び方法は、微生物が凍結及び凍結乾燥されず、決して凍結及び凍結乾燥されず、又は保存料を含有し、若しくは保存料によって処理されていることが好ましい。
【0068】
したがって、微生物は、廃水処理プラントにおいて現場で処理用量に増殖され、又は、地域にある付近の施設で増殖され、次いで、生きた状態で現場に輸送される。複数の実施形態において、微生物は、貯蔵することが可能であり、４８時間から７日までの期間、１０日までの期間、１４日までの期間、この範囲に含まれる想定されているすべての時間、並びにより早い時間及びより長い時間で出荷することができる。液体状態の微生物は、輸送のために濃縮することが可能であり、必要に応じて、後で、現場への施用のために希釈することができる。米国特許第９，４０９，８０３号及び第７，８７９，５９３号において教示及び開示された微生物、方法及びシステムを使用すれば、微生物は、増殖することが可能であり、処理用量は、得ることができ、これらのそれぞれの開示全体は、参照により本明細書に組み込む。微生物は、処理デバイスに直接供給することもできるし、又は、処理デバイス内への供給を行っている流れの流通用の管路（ｆｌｏｗ ｌｉｎｅ）、デバイス、リサイクル管路又は他の流入物用の管路に直接供給することもできる。
【0069】
本発明の複数の実施形態において、廃水の処理から生成された、本方法の若々しい微生物集団を有する汚泥は、ある保持期間にわたって保持デバイス内に保持されることが可能であり、保持デバイスは、タンク、溜池、クラリファイヤ、池又は他のデバイスであってもよい。保持期間の間、本発明の日齢要件を満たす、例えば、日齢２週間未満、日齢１週間未満、日齢５日未満、日齢２日未満、日齢１日未満等、若々しいものであるという本発明の日齢要件を満たす、供給された微生物の集団が、病原体を含む汚染物質を消化し続けると理論化されている。したがって、少なくとも約３０日の期間、少なくとも約６０日の期間、少なくとも約９０日の期間、少なくとも約１２０日の期間、約３０日の期間、約６０日の期間、約９０日の期間、約３０～約１２０日の期間、約４５日～約１００日の期間、約６０日～約１００日の期間、約６０日～約１５０日の期間、約３０日～約１２０日の期間、並びにより大きい値及びより小さい値、並びにこれらの範囲に含まれるすべての値にわたって汚泥を保持することによって、デバイスから抜き出された汚泥は、本質的に病原体不含であることが発見され得た。したがって、汚泥は、その開示全体を参照により本明細書に組み込むＵＳ ＥＰＡ規則（連邦規則集第４０編第５０３条（２０１７）により、クラスＡ汚泥であると考えられる。汚泥は、合法的及び効果的な様式により、田畑及び作物の表面に直接施用されることが可能であり、これらの作物は、このように処理された作物の消費による人間又は動物へのリスク又は危険を伴うことなく、人間及び動物の消費のために使用され得、又は、公衆に直接販売され得る。若々しい微生物を使用する本方法の実施形態は、図２の表において規定された本質的に病原体不含のクラスＡ汚泥を提供する。好ましくない実施形態において、本方法によって生成された汚泥は、図２の表において規定されたクラスＢ汚泥である。
【0070】
これらの保持時間又は保持期間の間、
供給された微生物は、食物に関して、病原体と競合し、病原体の増殖と生存を停止させ、したがって、汚泥中における病原体の死滅及び低減をもたらすと理論化されている。病原体の低減は、大腸菌の測定等によって、直接測定することもできるし、又は、可能性としてあり得る病原体汚染を識別するために使用することができるエンテロコッカス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）等の指標有機体によって測定することもできる。低減又は排除される病原体は、図２の病原体であってよく、これらの病原体は、クラスＡ汚泥に到達する必要があり、有害な、好ましくない又は危険なものであるとして規制機関によって現在認定されている又は将来認定されるいずれかの病原体であり、このような病原体の有機体レベルは、汚泥中において、モニタリングされるべきであり、又はそうではない場合は、規制されるべきである。
供給された微生物は、食物に関して、病原体と競合し、病原体の増殖と生存を停止させ、したがって、汚泥中における病原体の死滅及び低減をもたらすと理論化されている。病原体の低減は、大腸菌の測定等によって、直接測定することもできるし、又は、可能性としてあり得る病原体汚染を識別するために使用することができるエンテロコッカス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）等の指標有機体によって測定することもできる。低減又は排除される病原体は、図２の病原体であってよく、これらの病原体は、クラスＡ汚泥に到達する必要があり、有害な、好ましくない又は危険なものであるとして規制機関によって現在認定されている又は将来認定されるいずれかの病原体であり、このような病原体の有機体レベルは、汚泥中において、モニタリングされるべきであり、又はそうではない場合は、規制されるべきである。
【0071】
本発明の実施形態によって提供されるクラスＡ汚泥及びクラスＢ汚泥は、重金属濃度が低くてもよく、好ましくは、重金属濃度が低く、比酸素吸収速度（ＳＯＵＲ：Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｏｘｙｇｅｎ Ｕｐｔａｋｅ Ｒａｔｅ）又はＶＳＳ低減を証明しなければならない、媒介生物誘引等の他の規制又は基準を満たす。
【0072】
若々しい微生物を使用する本方法の実施形態は、その開示全体を参照により本明細書に組み込む優先権書類米国特許出願第６２／６６０，９０７号のＡｐｐｅｎｄｉｘ Ｅの第６条に記載されているような、土地、草地及び作物への使用のための本質的に潜在的有害元素（「ＰＴＥ：Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙ ＴｏｘｉｃＥｌｅｍｅｎｔｓ」）を不含の汚泥を提供する。本質的にＰＴＥ不含（「本質的に」不含は、ＰＴＥのレベルが、土地、草地又は作物への使用のための規制機関要求とされるレベル未満であることを意味するが、最小限度の量のＰＴＥが存在してもよい）。Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｅの第６条におけるＰＴＥのレベルは、Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｅの第４条に記載の汚泥処理プロセスの一部若しくはすべて、又は、さらなる下流側処理、石灰による安定化、堆肥化、好熱消化、熱乾燥、例えば苛性処理及び酸性処理を用いて殺生物剤としての次亜塩素酸塩を調合するＢＣＲプロセス等の消毒プロセス、消毒手順又は消毒装置等の他のさらなる処理若しくはプロセスを必要とせず用いることもなく、本発明の実施形態によって得られる。汚泥は、田畑及び作物の表面に、合法的及び効果的に直接施用されることが可能であるが、これらの作物は、このようにして処理された作物の消費による人間又は動物へのリスク又は危険を伴うことなく、人間及び動物の消費のために使用され得る。このようにして処理された土壌も、Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｅの第７条、第７．１条、第７．２条及び第７．３条に記載の限界に収まる。
【0073】
一実施形態において、本発明の若々しい微生物プロセスを使用して処理された汚泥は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する、優先権書類米国特許出願第６２／６６０，９０７号のＡｐｐｅｎｄｉｘ Ｆに記載された汚泥の安全な使用に関する要件のすべてを満たす。好ましくは、本システムの実施形態は、例えば、石灰による安定化、堆肥化、好熱消化、熱乾燥、例えば苛性処理及び酸性処理を用いて殺生物剤としての次亜塩素酸塩を調合するＢＣＲプロセス等の消毒プロセス、消毒手順又は消毒装置、又は、低温殺菌、嫌気性中温消化、好気性好熱消化、好熱性（Ｃａｍｂｉ）又は機械的な（Ｋａｄｙ Ｍｉｌｌ）加水分解プロセス、オゾン処理及びｐＨによる（酸性又は苛性）処理において記載されたプロセスを含む、さらなる下流側処理等、後処理だと考えることができるさらなる処理又は加工の必要性も使用も伴うことなく、この安全な又はクリーンな汚泥を提供する。複数の実施形態において、本システムは、数が低減されており、より素早く、高価でなく、及びこれらの１つ以上である、後処理処理ステップを用いて、この安全又はクリーンな汚泥を提供する。したがって、本システムは、これらの後処理又はさらなるステップの１つ以上の必要性を低減し、最小化し、排除することができる。
【0074】
本質的にＰＴＥ不含の汚泥、クラスＡ汚泥、又は安全で有効なレベルのバイオソリッドを有する他の汚泥を得るために汚泥を処理する場合において、微生物の投入速度は、約５０ガロン～５００ガロン、約１００ガロン、約２００ガロン、約３００ガロン、約５０ガロン～約６００ガロン・パー・ウイーク、並びにより多い量及びより少ない量（特に、システムのサイズ及びシステムへの負荷に依存する）、並びにこれらの範囲に含まれるすべての値であり得る。さらに、好ましくは、若々しい微生物等の微生物は、汚泥が消化槽等の保持容器に抜き出される前に、活性汚泥システムに供給され、次いで、消化槽内の汚泥は、約５０ガロン～５００ガロン、約１００ガロン、約２００ガロン、約３００ガロン、約５０ガロン～約６００ガロン・パー・ウイーク、並びにより多い量及びより少ない量（特に、システムのサイズ及びシステムへの負荷に依存する）、並びにこれらの範囲に含まれるすべての値であり得る微生物の投入速度を使用して、好ましくは若々しい微生物によって処理される。活性汚泥及び消化槽に関する投入速度は、同じであっても異なっていてもよく、これらは、同時に供給することもできるし、又は異なる時間において供給することもできるし、周期的に又は継続的に供給することができる。供給の速度は、プロセスの途中に変更することができる。
【0075】
一般に、本明細書において開示された方法及び処理の様々な実施形態に関しては、投入液体中における微生物の濃度又は量は、システムの要件を満たすために必要とされる範囲にわたって変化し得る。したがって、例えば、微生物を含有する液体は、約１０２ｃｆｕ／ｍｌ～１０１３ｃｆｕ／ｍｌ、１０３ｃｆｕ／ｍｌ～１０８ｃｆｕ／ｍｌ、１０６ｃｆｕ／ｍｌ～１０８ｃｆｕ／ｍｌ、１０７ｃｆｕ／ｍｌ～１０１１ｃｆｕ／ｍｌ、１０３ｃｆｕ／ｍｌ超、１０８ｃｆｕ／ｍｌ超、１０９ｃｆｕ／ｍｌ超及び約１０５ｃｆｕ／ｍｌ～約１０１３ｃｆｕ／ｍｌ、約１０６ｃｆｕ／ｍｌ～約１０１２ｃｆｕ／ｍｌ、１０８ｃｆｕ／ｍｌ～１０１２を有しい得る。微生物を含有する液体は、約１０－１１ｇ／ｍｌの微生物～約１０－１ｇ／ｍｌの微生物、約１０－８ｇ／ｍｌの微生物～約１０－２ｇ／ｍｌの微生物及び約１０－４ｇ／ｍｌの微生物～約１０－１ｇ／ｍｌの微生物を有する。これらの計算は、１乾燥重量グラムの微生物が１０－１３ｃｆｕ／ｍＬに等価であることに基づいており、より大きな微生物に関しては、これらの重量は、１０倍超から、１００倍超、１０００倍超に至るまでの範囲であり得、又は、より小さな微生物は、１０－１～１０－２ １０－３の範囲を有する。
【0076】
一実施形態において、消化槽への微生物、好ましくは若々しい微生物の使用は、嫌気性汚泥の沈降性を改善し、これにより、より多くの水をデカントされるようにできる。微生物は、デカント性を目的として沈降性を改善し、コストを低減するためのより長い保持及び脱水を目的として、好気性、通性又は嫌気性であってよい。保持時間は、本若々しい微生物処理の使用の前に、消化槽用の保持時間に比較して、５％、１０％又は２０％以上長くすることができる。本システムのさらなる利益は、より長い保持時間を有することによって、資本的支出を大幅に低減できることであり、これにより、さらなるタンクを構築する必要性を軽減することができる。したがって、保持時間は、例えば、３０日の保持時間（本方法による処理の前）から、９０～１２０日の保持時間（本方法を用いる場合）に長くすることができる。このようにして、一般には、保持時間は、２倍、３倍及び４倍以上延長することができる。
【0077】
本発明の一実施形態において、好ましくは凍結又は凍結乾燥されなかった若々しい微生物は、汚泥を保持している、保持デバイス又は移送タンク又は消化槽に供給される。この第２の用量の若々しい微生物は、本方法を使用して生成された汚泥、又は従来の方法を使用して生成された汚泥に供給され得る。クラスＡ汚泥は、保持時間の後に生成される。
【0078】
好ましくは、汚泥処理プロセスの一実施形態においては、微生物は、液体状であり、増殖率が成長曲線のピークから次第に減り始めてから４８時間以内に供給される。
【0079】
次の例は、本発明の本システム及び本方法の様々な実施形態を説明するために提供されている。これらの例は、説明目的のものであるが、予測を述べるものでもあり得、限定を加えるものとして解すべきではなく、そうではない場合においても、本発明の範囲を限定しない。
【0080】
実施例１
【0081】
ある処理用量の若々しい微生物を活性汚泥システムに与える廃水処理プラントにおいては、バイオソリッド又は余剰活性汚泥が、活性汚泥システムから抜き出され、この活性汚泥システムが、曝気された保持タンクないでの３０～９０日の保持時間を有し、続いて、６０～９０日の期間にわたるタンクへの移送を有し、このタンクが、毎週１回又は２回８～４８時間混合及び曝気されて、硝化を促進し、続いて、硝酸塩が使い果たされたときには、無曝気の通性消化段階の最中に脱窒素が行われるのだが、微生物は、活性汚泥システム内に存在する間、液体であり、凍結乾燥又は凍結されておらず、６０日未満の平均日齢を有していた。余剰活性汚泥は、約９０日の保持期間後に撹拌されたが、表１に記載の特性を有していた。
【0082】
【表1】
【0083】
すべての法定限界以下の量で標準試験の検出方法以下に収まる程度に感染性病原体を含有した汚泥が、石灰による安定化、堆肥化、好熱消化、熱乾燥、例えば苛性処理及び酸性処理を用いて殺生物剤としての次亜塩素酸塩を調合するＢＣＲプロセス等の消毒プロセス、消毒手順又は消毒装置等、いかなるさらなる下流側処理の必要性も使用も伴わない天然の手段によって得られた。この例の実施形態において、バイオソリッドのさらなる処理と、設備の運転及びメンテナンスとをなくすことによる節約は、約０．６～１ＭＧＤのプラント廃水流量の処理に関して、１年当たり１００～２００，０００＋ドルを超える。さらに、いずれかのバイオソリッドの処分は、６か月以上にわたって延期される。プロセスは、クラスＡバイオソリッドのいずれかを処分することなく、１２か月の持続的な運転まで継続することもできるし、又は１２か月を超えて継続することもできると理論化されている。バイオソリッドは、すべての用途において、処分コストを低減するために、望ましい限りの間にわたって維持することができる。
【0084】
実施例１Ａ
【0085】
一実施形態において、実施例１の処理プロセスは、処理バッチ微生物の競合により、環境上の懸念対象である病原体の増殖を防止するため、さらなる処理なしでも、ＥＰＡ基準のクラスＢバイオソリッドを、曝気池から直接得る。多くの場合において、本質的に病原体を不含のクラスＢ、病原体含量汚泥のためのクリーンクラスＢ、並びにこれらの組合せ及び変更形態を曝気池から直接生成することは、好気性消化又は嫌気性消化、ポリマー等の化学物質を使用する脱水プロセス等、バイオソリッドのすべての下流側処理を排除することによって、著しい経済的利益を有する。後に挙げたプロセスのコストは、廃水処理システムの操業コストの２０～４０％を占める。
【0086】
実施例１Ｂ
【0087】
活性汚泥システムが、約１０～３０日のＭＣＲＴを有し、移送タンク（１週間に１回又は２回の混合及び曝気がある）内での保持時間が、約３０～１２０日である、実施例１の実施形態。
【0088】
実施例１Ｃ
【0089】
活性汚泥システムが、約１０～２０日のＭＣＲＴを有し、移送タンク（１週間に１回又は２回の混合及び曝気がある）内での保持時間が、約６０～１２０日である、実施例１の実施形態。
【0090】
実施例１Ｄ
【0091】
活性汚泥システムが、約３０～４５日のＭＣＲＴを有し、移送タンク（１週間に１回又は２回の混合及び曝気がある）内での保持時間が、約３０～１２０日、好ましくは９０日未満である、実施例１実施形態。
【0092】
実施例２
【0093】
本方法によって生成された汚泥の実施形態は、本質的に病原体を不含であり、その開示全体を参照により本明細書に組み込む優先権書類米国特許出願第６２／６６０，９０７号のＡｐｐｅｎｄｉｘ Ｃに記載された詳細な特徴を有する。これらのデータは、本方法を使用した、廃水処理中の様々な地点における、汚泥中の病原体又は感染因子の低減を示している。下記の表２において以下に示されているこのデータは、分割仕切りから、本方法及び本システムによって得られた消化槽汚泥に至るまででの、病原体の劇的な低減を示している。
【0094】
【表2】
【0095】
すべての法定限界以下の量で標準試験の検出方法以下に収まった感染性病原体を有した汚泥が、石灰による安定化、堆肥化、好熱消化、低温加熱殺菌又は機械的加水分解、熱乾燥、例えば苛性処理及び酸性処理を用いて殺生物剤としての次亜塩素酸塩を調合するＢＣＲプロセス等の消毒プロセス、消毒手順又は消毒装置等、いかなる下流側処理の必要性も使用も伴うことなく得られた。
【0096】
実施例３
【0097】
本システム及び本方法の一実施形態は、その開示全体を参照により本明細書に組み込む、優先権書類米国特許出願第６２／６６０，９０７号のＡｐｐｅｎｄｉｘ Ｄに記載されている。
【0098】
返送活性汚泥（ＲＡＳ）濃度が上昇し、結果として、返送され、廃棄され、又はこれらの両方を行われる体積が少なくなる。加えて、活性汚泥浮遊物質（「ＭＬＳＳ」）を増加させる能力ももたらす。さらに、二次的な廃棄物も低減する（一次クラリファイヤが存在しない場合、Ｆ：Ｍ（食物：質量は、Ｍ／Ｆともされるが、基本的には、バイオマスに対するシステムに進入する有機物負荷を意味する。）としての関係の変化が少なくなり、又はＭＣＲＴが長くなるが、このとき、除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりのバイオソリッドがより多く生成される）。フロック形成者は、繊維状細菌に対して優位に競合する。細菌は、フロックの表面に付着して、生存能力を改善し、したがって、処理を改善する。生菌の数の増加は、処理能力／流出物品質を改善する
【0099】
表３は、３か月の初期評価期間（微生物処理）、７か月中間処理期間（処理はないが、微生物は残留している。）及び３か月の評価期間（微生物処理）において、いずれかの微生物処理の前での、概略的な運転条件及び結果を記載している。
【0100】
【表3】
【0101】
期間４は、期間１又は期間３に比較して処理能力、沈降性及び流出物品質を高めながら、バイオソリッド生成の低減の強い示唆を示している（期間３において、バイオマスは、依然として、大量の処理微生物を含有していた。
【0102】
図６は、データを正規化するために、除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりの運搬されたガロンを示している。データは、期間４（第２の評価）に関しては、期間１に対比させた場合、除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たり運搬されたガロンの３５％の低減を示しており、期間３「中間」に比較した場合、４４％の低減を示している。これは、２．３８～２．７５より少ない運搬されるＭＧに相当し、これは、タンカー一隻当たり６０００ガロンの平均においては、８２日間で３９６～４５８隻少ないタンカーという低減に相当する（１日当たり４．８隻のタンカーがより少ない）。タンカー一隻当たり２００ドルというわずかな費用では、これは、１日当たり９６５＋ドル又は１年当たり３５２，０００＋ドルという運搬コストの節約に相当する。
【0103】
図７は、Ｆ：Ｍに相関付けられたバイオソリッド生成を示している。
【0104】
図８は、毎日の汚泥生成を示している。
【0105】
図９は、期間１にわたるＦ：Ｍに対比させた除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりの廃棄されたＶＳＳのｌｂを示している。
【0106】
図１１は、期間１を期間４に比較して、Ｆ：Ｍに対比させた除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりの廃棄されたＶＳＳのｌｂを示している。
【0107】
図１２は、期間１を期間３に比較して、Ｆ：Ｍに対比させた除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりの廃棄されたＶＳＳのｌｂを示している。
【0108】
図１３は、４つすべての期間を比較して、Ｆ：Ｍに対比させた除去されたＢＯＤ１ｌｂ当たりの廃棄されたＶＳＳのｌｂを示している。
【0109】
期間１又は期間３に対してなされた期間４の比較で、残留処理用微生物がすでに存在しており、微生物学の主要部分だった場合、データは、期間４においては、３５～５０％のバイオソリッド生成の低減；改善された処理能力；１４～３３％の高められた沈降性が存在することを結論として示している。数多くの利益のうちの１つは、１年当たり５００，０００ドル以上という、汚泥の運搬コストの著しい低減である。
【0110】
実施例４
【0111】
図３を参照すると、廃水処理プラントの概略図３００が示されている。処理プラント３００は、供給源３０１（家庭、事業、表面流出）から廃水を受け入れ、ポンプステーション３０２によって流入物スクリーン３０３に圧送される。流入物スクリーン３０３は、プラスチック、木及び布等の大きな固形物を除去する。次いで、廃水は、曝気された沈砂池３０４に流れ、（矢印３０５によって示されているように）砂及び砂岩等のより小さな粒子が除去される。次いで、廃水は、Ｕｎｏｘシステム３０６等の酸素化池に流れ込み、酸素が廃水に供給され、廃水が混合又は撹拌される。Ｕｎｏｘシステム３０６からは、廃水が沈降タンク３０８に流れ込む。沈降タンクにおいて、細菌によって活性化された汚泥が、タンクの底部に沈降する。活性汚泥の一部は、管路３５１によってＵｎｏｘシステム３０６に返送される。残りの活性汚泥は、管路３５２によって汚泥処理ステップに移送される。処理された廃水、ここでは処理水は、管路３０９によって、砂ろ過器３１０及び塩素接触池３１１等の三次処理システムに移送され、その後、地下への圧送３１２等で処分される。
【0112】
汚泥処理段階は、タンク３５３における汚泥濃縮及び消化槽３５４における汚泥消化（バイオガス、メタンが、消化槽から放出される）を含む。脱水された汚泥は、消化槽３５４から抜き出され、例えば田畑３５５への散布によって、処分される。
【0113】
液体状微生物は現場で増殖され、いかなる形態であってもよいが、好ましくは、施用前のあらゆる時点においていかなる様式においても凍結乾燥又は凍結されない。これらの微生物は、システム全体にわたって容量を分配し、若しくは出入りのしやすさによっては返送活性汚泥（ＲＡＳ）リサイクル管路３５１に用量を注入し、又はこれらの両方を行うように、Ｕｎｏｘ池３０６への流入流に供給される。さらに、さらなるバッチは、このような条件下で増殖するＥ．コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）及びサルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）等の病原体に対して優位に競合するバイオマスの沈降性を向上し、又は、このようなバイオマスのデカント性並びにさらなる消化及びコンディショニング又は安定化を改善するために、消化槽３５４に供給されてもよい。
【0114】
Ｕｎｏｘシステム３０６は、約５，０００ガロン・パー・デイ（ｇｐｄ）～約１７５，０００ｇｐｄの速度、約１０，０００ｇｐｄ～約５０，０００ｇｐｄの速度、約２０，０００ｇｐｄ～約７５，０００ｇｐｄの速度、約５，０００ｇｐｄ～約１００，０００ｇｐｄの速度、約１０，０００ｇｐｄ未満の速度、約２０，０００ｇｐｄ未満の速度、約５０，０００ｇｐｄ未満の速度、約１００，０００ｇｐｄ未満の速度、並びにより高い速度及びより低い速度、並びにこれらの範囲に含まれるすべての速度において、約１０６ｃｆｕ／ｍＬ～約１０１１ｃｆｕ／ｍＬの濃度の微生物を供給する。好ましくは、供給は、毎日実施されるが、バッチは、２日ごとに１回、３日ごとに１回又は毎週１回又は毎月１回等、毎日より頻度を減らして供給することも可能である。嫌気性システム３５４は、バイオソリッドをより長く保持するという目的で、並びに／又は、微生物活性及び固形物の消化の鈍化を示唆するメタン生成の減少があった場合においては、水をデカントして固形物を取り除く能力に基づいて投入を受ける。揮発性浮遊物質の破壊又はバイオソリッドの破壊を増進する目的の１つは、エネルギー回収及びコスト低減のために、メタン生成を向上することである。嫌気性消化槽３５４は、Ｕｎｏｘシステム３０６と同様の量の投入を受けるが、１日以内又は１週間以内又は１か月以内に１回、２回又は３回投入を受ける。これらのバッチを投入する目的の１つは、活性汚泥システムと嫌気性消化槽との両方において、病原菌の増殖に対して優位に競合し、これにより、死滅を引き起こすことであり、したがって、活性汚泥システムから、クラスＢ汚泥若しくはクリーンクラスＢ汚泥若しくはクラスＡ汚泥の等価物を生成できるようにすること、好ましくは、クラスＡ汚泥若しくはクラスＢ汚泥若しくはクリーンクラスＢ汚泥を得ることを可能にすること、又は、消化槽若しくは補助タンクの中にクラスＢ汚泥若しくはクリーンクラスＢ汚泥を十分に長く保持して、処分用のクラスＡを得ることを可能にすることである。活性汚泥システムと嫌気性消化槽との間に必要な保持時間は、３０日未満、６０日未満、９０日未満、１２０日未満又は１５０日未満である。バイオソリッドは、より長く保持されてもよく、この場合、さらなる下流側処理を低減するという利益がある。
【0115】
若々しい微生物は、Ｕｎｏｘシステム３０６及び消化槽３５４の少なくとも１つに供給することができ、両方に供給することが好ましい。しかしながら、若々しい微生物は、前述の場所に加えて、さらには、前述の場所の代わりに、他の地点に供給することも可能であると認識されており、これらの地点は、タンク３５３における汚泥濃縮、管路３５１、管路３５２、タンク３５３、及びデバイス３０４又は３０３における流入物を含む。
【0116】
実施例５
【0117】
図４を参照すると、廃水処理プラントの概略図４００が示されている。プラント４００は、スクリーニング用グリットチャネル型デバイス４１０に流れ込む、家庭下水４２９、前処理された通商廃棄物（工業的）４２６を有する。システムもまた雨水越流経路４２８を有する。廃水は、スクリーン４１０から一次沈降ユニット４１１に流れ込む。沈降ユニット４１１から、廃水は、散水ろ床４１２又は活性汚泥システム４１３に流れ込む。散水ろ床４１２からの水は、Ｈｕｍｕｓタンク４１４に流れ、汚泥が抜き出され、二次汚泥処理４２７に送達され、水は沈降タンク４１５に送達される。活性汚泥システム４１１からの水もまた、沈降タンク４１５に送達される。汚泥は、沈降タンク４１５から抜き出され、活性汚泥システム４１３に返送され、又は嫌気性消化槽４１６に送達される。嫌気性消化槽４１６における嫌気性消化の生成物は、メタン４２２、地上処分用の汚泥土地４２５、乾燥及び埋立て処分された汚泥４２４、及び堆肥化された汚泥４２３である。管路４２１は、流出物の三次処理又は研磨処理のためのものであり、管路４２０は、流出物の排出のためのものである。
【0118】
このプロセスの処理は、特にアクセス及び散水ろ床に応じて、処理バッチを、一次クラリファイヤ流出物４１１に供給すること；活性汚泥プラント４１３に直接供給すること；返送活性汚泥用管路（４１５を４１３に接続している管路）に供給すること；並びに、これらの組合せ及び変更形態を含む。さらなるバッチは、３０日未満、６０日未満、９０日未満又は１２０日未満であり得る、クラスＢ汚泥又はクラスＡ汚泥を得るのに充分なほど長くなるまで保持時間を延長するための、汚泥のデカント性及びさらなる消化を確保するという目的で、嫌気性消化槽に供給することができ、又は、この物質は、処分コストを低減するために、望ましい限りの間にわたって維持することができる。複数の実施形態において通常、充填剤として使用される木との混合を伴うが、廃棄物が、環境上の懸念対象の病原体をかなり担持する、堆肥化のために利用される後続の物質に関しては、本方法によるさらなるバッチは、これらの病原体を除去するために、乾燥物質１０米トン当たり１０００ガロン未満の速度において、供給され得る。
【0119】
若々しい微生物は、クラリファイヤ４１１、活性汚泥システム４１３及び消化槽４１６、並びにこれらの供給地点の１つ以上又はすべての組合せの少なくとも１つに供給することができる。しかしながら、若々しい微生物は、前述の場所に加えて、さらには、前述の場所の代わりに、他の地点に供給することも可能であると認識されており、これらの地点は、沈降タンク４１５、スクリーン４１０、ユニット４１１と４１３、４１５と４１３、４１５と４１６、４１１と４１６、４１３及び４１５との間の管路を含む。
【0120】
実施例６
【0121】
図５を参照すると、廃水処理プラント５００の概略図が示されている。
【0122】
プラント５００は、予備処理ユニット５０１に進入し、次いで、一次クラリファイヤ５０２に流れ込む、廃水流入物５２３を有する。一次クラリファイヤ５０２からの汚泥は、管路５２２によってクラリファイヤを退出し、汚泥の処理及び処分５２５に進む。クラリファイヤ５０２を退出した廃水は、曝気タンク５０３に進入し、空気が供給される。廃棄物は、曝気タンク５０３を退出し、二次クラリファイヤ５０４に進入する。処理された水は、二次クラリファイヤ５０４を退出し、消毒ユニット５０５を通過し、流出物５２４として排出される。二次クラリファイヤからの活性汚泥は、管路５２１を介して曝気タンク５０３に返送され、又は管路５２０を介して汚泥の処理及び処分５２５に送達される。
【0123】
このシステムにおいて、処理バッチ、好ましくは若々しい微生物は、一次クラリファイヤ５０２の流出物に供給され、活性汚泥プラント５０３に直接供給され、又は出入りのしやすさによっては返送活性汚泥用管路５２１に供給される。この目的は、活性汚泥システム５０３において十分な処理を実施して、廃棄前のクラスＢ汚泥を得ることである。これは、塊状物質の平均日齢ではなく平均生存日齢を低下させる若々しい微生物の供給によって、沈降性を喪失することなく、平均ＭＣＲＴを２０日超、２５日超又は３０日超に押し上げることを要求する。下流側消化プロセスはまた、汚泥／バイオソリッドのデカント性及び継続的な消化を確保するために、好気性プロセス、嫌気性プロセス、中温性プロセス又は好熱性プロセスのいずれかによっても処理される。
【0124】
若々しい微生物は、一次クラリファイヤ５０２、二次クラリファイヤ５０４及び曝気タンク（活性汚泥プラント）５０３の少なくとも１つ、並びにこれらの供給地点の１つ以上又はすべての組合せに供給することができる。しかしながら、若々しい微生物は、前述の場所に加えて、さらには、前述の場所の代わりに、他の地点に供給することも可能であると認識されている。
【0125】
実施例７
【0126】
１，０００ｃｆｕ／ｇ未満のクラスＡ、又は１，０００，０００ｃｆｕ／ｇ未満の汚泥クラスＢ、又は１００，０００ｃｆｕ／ｇ未満のクリーンクラスＢを提供する、本プロセスの微生物競合による大腸菌の低減。
【0127】
実施例７Ａ
【0128】
好ましく若々しい微生物を用いる本微生物処理の一実施形態においては、クラスＢ汚泥は、曝気池において得られる。
【0129】
実施例７Ｂ
【0130】
好ましくは若々しい微生物を用いる本微生物処理の一実施形態においては、約２，５００ｃｆｕ／ｇ未満を有する汚泥は、通性条件、好気性条件又は嫌気性条件を生成するようにサイクル運転されている消化槽の中に汚泥を保持することによって、１０，０００，０００ｃｆｕ／ｍＬ超を有する出発用の汚泥から得られる。この純度レベルは、バイオソリッドを取り扱うための下流側処理設備を必要とせず用いることなく得られ、これらの下流側ステップ及び設備は、ここで、置き換えられてもよいし、又は数若しくはコストを低減されてもよいし、又はなくされてもよい。
【0131】
実施例７Ｃ
【0132】
好ましくは若々しい微生物を用いる本微生物処理の一実施形態において、通性条件を生成するために好気性又は嫌気性をサイクル運転される消化槽の中のクラスＡ汚泥は、１０，０００，０００ｃｆｕ／ｍＬ超を有する出発用の汚泥から得られる。この純度レベルは、バイオソリッドを取り扱うための下流側処理設備を必要とせず用いることなく得られ、これらの下流側ステップ及び設備は、ここで、なくされてもよい。
【0133】
実施例７Ｄ
【0134】
好ましくは若々しい微生物を用いる本微生物処理の一実施形態においては、約１，０００ｃｆｕ／ｇ未満を有する汚泥は、通性条件、好気性条件又は嫌気性条件を生成するようにサイクル運転されている消化槽の中に汚泥を保持することによって、１０，０００，０００ｃｆｕ／ｍＬ超を有する出発用の汚泥から得られる。この純度レベルは、バイオソリッドを取り扱うための下流側処理設備を必要とせず用いることなく得られ、これらの下流側ステップ及び設備は、ここで、なくされてもよい。
【0135】
実施例８
【0136】
窒素除去：廃水処理システムにおける廃水の同時的な硝化及び脱窒素。本プロセスを使用する。ＳＲＴ／ＭＣＲＴが低すぎて、従来の硝化を維持することができない曝気タンク／容器の中における硝化／脱窒素。このようにして、ＳＮＤ集団が増大される。
【0137】
実施例９Ａ
【0138】
タイプ１ 従来の活性汚泥：窒素除去は従来は、活性汚泥プラントの前に無酸素区域を設置することによって達成され、又は、ニトロソモナス（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ）等、亜硝酸塩へのアンモニアの変換を可能にする細菌種と、好気性条件下において硝酸塩への亜硝酸塩の変換するためのニトロバクター（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）とを使用して、プラントの中で空気のオン／オフをサイクル運転し、続いて、揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）等の容易に生分解できる炭素化合物の存在を必要とする、無酸素区域における嫌気性条件下でのシュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）種等の従属栄養性細菌による窒素ガスへの硝酸塩の変換による、脱窒素を行うことによって、達成される。
【0139】
実施例９Ｂ
【0140】
タイプ２－非従来型のプロセス－同時的な単一ステップ型プロセスとして、同時的なＢＯＤの安定化と、アンモニアを亜硝酸塩に変換し、次いで、脱窒素ステップ及びリン酸塩安定化として窒素ガスに直行させることとを同時に行うことができる微生物共同体を含有する粒状汚泥粒子をもたらす、新たなプロセスが開発されてきた。この利点は、硝酸塩への亜硝酸塩の変換が起きないことによる、より小さなフットプリント、良好な沈降性及び２５％少ない硝化エネルギーである。これらのプロセスは、２５％少ない汚泥／バイオソリッドを生成することも報告されている。
【0141】
好気性条件下においてアンモニアを亜硝酸塩に変換し、次いで、窒素ガスに直接変換することができる、チオスフェラ・パントトロファ（Ｔｈｉｏｓｐｈｅｒａ ｐａｎｔｏｔｒｏｐｈａ）（ＴＰ）等の微生物の単離によれば、一利点は、この細菌又は前述の能力を有する他の細菌を、好気性条件下におけるより高い信頼性を有する連続貫流式又は回分処理式の活性汚泥プロセスに導入することによって発生し得るが、これは、ＴＰが、この変換を、比較的高い溶存酸素濃度において実施することができるためである。別の利点は、これらの微生物が、ニトロソモナス（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ）及びニトロバクター（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）より速く増殖することであり、これにより、生物発酵を用いて２４時間以内に処理バッチを増殖させることが有利になることであるが、一方で、ニトロソモナス（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ）及びニトロバクター（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）を使用する従来の硝化プロセスは、増殖のためにほぼ１０日を必要とする。使用され得る別の細菌は、コンモノックス（Ｃｏｍｍｏｎｏｘ）と呼ばれており、これらの微生物共同体の微生物学的同定は、より洗練されたものになっているため、使用することが可能なより多くの細菌が単離される。したがって、本教示によれば、本システム及び本方法において使用され得る、生物学的栄養塩除去を担う機能性細菌を提供する、他の微生物が発見又は単離される。
【0142】
実施例９Ｃ
【0143】
タイプ３：コンモノックス（Ｃｏｍｍｏｎｏｘ）等の新規な微生物による従来との違いは、このような細菌の増殖を促進する新たなエンジニアリング構造体又はプロセスを必要とすることなく、既存の活性汚泥又は固定膜システムの中での変換を実現するために求められ得る。コンモノックス（Ｃｏｍｍｏｎｏｘ）は、外部で増殖させて、処理バッチによって導入して、生化学反応に基づく所望の結果をもたらすこともできる。したがって、本教示によれば、本システム及び本方法において使用され得る、生物学的栄養塩除去を担う機能性細菌を提供する、他の微生物が発見又は単離される。
【0144】
実施例１０
【0145】
リン酸塩除去－一実施形態において、一般的にバイオマス集団全体の１％未満であるリン酸塩蓄積有機体（ＰＡＯ）は、５％又は１０％以上増加させ、増殖後には、二次コンディショニングタンクの中で、揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）等の短鎖炭素物質を使用してコンディショニングして、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）生成を促進することが可能であるが、これは、ＰＡＯによるふんだんなリン酸塩吸収を目的とする好気性条件下において要求されることが知られている。このＰＡＯの増加は好ましくは、容易に生分解できる炭素要件を低減し又はなくすことと組み合わせて、実施され得る。一実施形態において、主要な処理システムにおいて容易に生分解できる炭素供給源を使用することなく、嫌気性区域の使用又は主要な処理システムへのさらなるタンクの追加もなしで、リン酸塩除去のために若々しい微生物を使用する方法が存在する
【0146】
実施例１０Ａ
【0147】
タイプ１型プロセス 化学物質：塩化鉄（ＩＩＩ）（ＦｅＣｌ３）又はミョウバン等の化学物質を使用して、リン（Ｐ）を沈殿させることも可能であるが、Ｐは通常、一次クラリファイヤにおいて施用され、又は、有機物質の分解から出たＰが非常に多い嫌気性消化残渣に施用され、又は研磨のために二次クラリファイヤに施用される。しかしながら、このプロセスは、処分すべき化学汚泥を生成する、非常に高価な三次処理プロセスである。したがって、生物学的栄養塩除去を担う機能性細菌を単離し、特に、処理バッチとしてこれらの機能性細菌を既存の処理システムに供給して、生物学的栄養塩除去を改善することが、提供される。
【0148】
実施例１０Ｂ
【0149】
タイプ２ａ型プロセス 生物学的栄養塩除去（ＢＮＲ）：生物学的プロセスは、嫌気性／無酸素／好気性チャンバを用いてバイオマス／ＭＬＳＳをサイクル運転して、リン酸塩蓄積有機体（ＰＡＯ）と一般に呼ばれるリン酸塩を蓄積する細菌を選択することによって、選択プロセスを用いるが、グルコース蓄積有機体（ＧＡＯ）は、ＰＡＯの集団を低減する容易に生分解できる炭素を対象にして競合する。最近までは、大半がＰＡＯを有し、ＧＡＯは同定されていなかった。カンジダス・アキュムレイター（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）、テトラスフェラ・クラデＩＩ（Ｔｅｔｒａｓｐｈｅｒａ Ｃｌａｄｅ ＩＩ）及びカンジダス・コンパクチバクテル（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ ｃｏｍｐａｃｔｉｂａｃｔｅｒ）が使用されてもよい。これらの細菌の単離によって、処理バッチを製造し、エンジニアリングの変更又はＰ除去の速度又は質量を高める必要なしで、活性汚泥プラントに導入することができる。したがって、生物学的栄養塩除去を担う機能性細菌を単離し、処理バッチとしてこれらの機能性細菌を既存の処理システムに供給して、生物学的栄養塩除去を改善する、一実施形態が、提供される。
【0150】
これらのすべてのＢＮＲプロセスは、容易に生分解できる有機体を必要とする。現在の技術は、容易に生分解できる炭素供給源を対象にして競合する、バイオマス中のすべての細菌をもたらす。Ｐ除去を担う個別の細菌の単離及び増殖によれば、個別の細菌を増殖させて、処理バッチを用意し、増殖後の第２のステップにおいて、容易に生分解できる炭素供給源によって、コンディショニングすることによって、生物学的処理システムにおける無酸素区域又は炭素供給源型補助物質の必要性は、なくすことができる。これらの細菌は、上記の他の事例において記述された同様の速度において、導入される。したがって、生物学的栄養塩除去を担う機能性細菌を単離し、処理バッチとしてこれらの機能性細菌を既存の処理システムに供給して、生物学的栄養塩除去を改善する、一実施形態が、提供される。
【0151】
実施例１０Ｃ
【0152】
タイプ２ｂ型：サイドストリーム型反応槽の中でバイオマス「全体」をコンディショニングする、サイドストリーム型反応槽による生物学的栄養塩除去（ＢＮＲ）；これは、ＢＮＲチャンバを有する既存の連続貫流式施設に施用されてもよい。このプロセスは高価であるが、固有の不安定性の大部分を克服している。したがって、生物学的栄養塩除去を担う機能性細菌を単離し、処理バッチとしてこれらの機能性細菌を既存の処理システムに供給して、生物学的栄養塩除去を改善する、一実施形態が、提供される。
【0153】
実施例１０Ｄ
【0154】
タイプ２ｃ型：商業的にはＮｅｒａｄａと呼ばれる逐次回分式反応槽において使用される、粒状活性汚泥バイオマス－欠点は、「未開発」の用地又は既存のＳＢＲの後付け装置に施用しなければならない、高価なプロセスであること。このプロセスは、フロースルー型システム又は廃水プラントの９０％においては、使用することができない。したがって、機能性細菌を単離し、これらの機能性細菌を処理バッチとして供給して、沈降性を改善するための、一実施形態が提供される。
【0155】
実施例１１
【0156】
粒状汚泥形成。本プロセスは、システムに播種して、バイオマスを素早く構築するために使用される。したがって、粒状汚泥生成を担う機能性細菌を単離し、処理バッチとしてこれらの機能性細菌を既存の処理システムに供給して、沈降性を改善する、一実施形態が提供される。
【0157】
実施例１２
【0158】
本発明の一態様は、１日に２４時間、１週間に７日曝気されなければならない好気性消化槽を利用し、この好気性消化槽を、空気を用いて、１週間当たり１～２日であってよいオンの状態にすることによって通性の状態にすることである。
【0159】
実施例１３
【0160】
一実施形態において、汚泥は、いくつかのタンク内に保持され、並行して移動され、順次移動され又はこれらの組合せによって移動される。汚泥はタンク間を移送されるため、これらのタンクのうちの１つ以上への微生物の供給、又はある期間の時間により、最終タンク又は排出タンクにおいて、クラスＡ汚泥が得られる。
【0161】
実施例１４
【0162】
供給された微生物、（一実施形態においては、好ましくは若々しい微生物であり、一実施形態においては、若々しいフロック形成者であり、一実施形態においては、これらの組合せ及び変更形態である）の集団は、病原体に対して優位に競合して、汚泥中の病原体の数を著しく減少させる。本明細書において記述された病原体は、人間、動物又は魚に疾患を引き起こす、微生物又は微小生物を指す。これらの微生物は一般的に、下水、医療系廃棄物、農場からの流出水、及び水泳用に使用される水に含まれる。したがって、環境保護担当機関は、下水処理及び工業的な処理の従事者に、見かけの病原体又はこのような病原体の「指標」をモニタリングすることを要求しているが、このような病原体又は指標は、特殊な設備又は専門知識なしで平均的な検査技師によってより容易に測定することが可能である。
【0163】
一般的に、都市廃水処理において、排出前の液体状の最終流出物は、都市プラントによって処理された糞便中に見受けられる過剰な量の大腸菌を排除するために、塩素化又はオゾン化若しくは紫外光によって処理され、若しくは過酢酸によって処理されなければならず、又は海水浴場基準が適用される場合においては、このような基準は慣例的に、落ち口を延長して、より多くの希釈を実現することによって満たされる。このプロセスは、コストが非常に高くなり得、適正に実施されないせいで、潜在的に危険な高レベルの病原体の放出につながる可能性がある。
【0164】
本処理システム及び本処理方法の実施形態は、存在する病原体、したがって、排出前に処理されなければならない病原体の量を大幅に減少させる。このようにして、本処理システム及び本処理方法は、慣例的な化学式又は光学式のシステムによる処理の必要性を最小化し、潜在的にはこのような処理の必要性をなくしながら、流出物中の病原体の量を低減することができる。さらに、これらの従来のシステムの安全性及び有効性は、本処理システム及び本処理方法によって大幅に向上される。
【0165】
二次処理プラント又は一次汚泥又は好気性若しくは嫌気性消化槽の種類及びサイズに応じて本明細書に記載の量、場所及び頻度で液体状微生物を用いる処理は、炭素供給源を対象にする競合によって病原体、特に大腸菌のさらなる増殖及び生存を著しく低減し、これにより、便汚染又は他の病原体汚染を、前述の処理が存在しない場合に比べて、バイオソリッドにおいては少なくとも１ｌｏｇ多く低減し、液体状流出物においては少なくとも０．２５ｌｏｇ多く低減する。糞便汚染に関しては、液体状微生物の供給は、１００ＭＬ当たり１５０，０００未満又は７５，０００未満又は５０，０００未満又は２５，０００未満又は１０，０００未満又は５，０００未満又は１，０００未満又は５００未満の液体状流出物濃度をもたらすが、好ましい実施形態においては、これらのレベルは、淡水への放出であるか海洋への放出であるかにかかわらず、関係する環境保護担当機関によって要求される希釈の時点において、受水基準又は海水浴場基準に関する基準を満たすレベルにまで低減され、スケール、サイズ及びコストの低減も可能である完全に慣例的なエンジニアリングソリューションは必要とされない。
【0166】
実施例１５
【0167】
上記と同じ目的のために，本システム及び本方法の複数の実施形態において、固形物又はバイオソリッドと呼ばれる一次処理又は二次処理からの廃棄固形物中の病原体は、大幅に低減される。一般的に、運転中においては、廃水処理プラントは、固形物又はバイオソリッドと呼ばれる一次処理又は二次処理からの廃棄固形物中の病原体含量をモニタリングする。
【0168】
本システム及び本方法の複数の実施形態において、二次処理プラント又は一次汚泥又は好気性若しくは嫌気性消化槽の種類及びサイズに応じて本明細書に記載の量、場所及び頻度で液体状微生物を用いる処理は、炭素供給源を対象にする競合によって病原体、特に大腸菌のさらなる増殖及び生存を著しく低減し、これにより、糞便汚染又は他の病原体汚染を、バイオソリッドにおいては少なくとも１ｌｏｇ低減する。糞便汚染に関しては、液体状微生物の供給は、１グラム当たり２，０００，０００未満又は１，０００，０００未満又は５００，０００未満又は２５０，０００未満又は１００，０００未満又は５０，０００未満又は１０，０００未満又は１０００未満のバイオソリッド濃度をもたらし、又は、さらなる下流側処理の有無にかかわらず処分に関する基準を満たすのに十分なほど良好なバイオソリッド濃度をもたらす。
【0169】
実施例１６
【0170】
一実施形態において、米国特許第９，４０９，８０３号及び第７，８７９，５９３号において開示及び記述された種類のオンサイト型発酵システムは、地域への配分用の用地に配置されている。処理バッチは、この場所で調製され、次いで調製後には、処理バッチ中に存在する水の量を約１０％、約２０％、約３０％、約５０％、約２０％～約８０％低減することによって濃縮される。濃縮された処理バッチは、濃縮された処理バッチが地域への配分用の用地の近くに配置された処理施設に廃水に供給される前において、２週間未満の日齢（平均日齢又はＤ５０日齢）を有する。次いで、濃縮された処理バッチは、これらのシステムにおける微生物の日齢をＭＣＲＴ以下又は他の望ましい日齢限界以下に維持し、又はシステムにおける病原体の量又はレベルを最小限度に保つ量及び供給速度において、供給される。
【0171】
実施例１７
【0172】
本実施形態のシステム及び方法は、実施例１７Ａ～１７に記載された次の特徴及び使用の１つ以上、好ましくはすべてを有する土壌を生産するための、汚泥及び土壌の処理を提供する。次いで、これらの汚泥は、農業を目的とする場合、土壌に直接施用され、例えば地表に施用され、又は地表に施用されるが、この土壌への施用によって、下記の特性を有する土壌をもたらす。これらの汚泥は、次のものの１つ以上、好ましくはすべての必要性も使用も伴うことなく得られる：低温殺菌、嫌気性中温消化、好気性好熱消化、堆肥化、石灰による安定化、オゾン処理及びｐＨによる（酸性又は苛性）処理；好熱消化、熱乾燥、例えば苛性処理及び酸性処理を用いて殺生物剤としての次亜塩素酸塩を調合するＢＣＲプロセス等の消毒プロセス、消毒手順又は消毒装置。
【0173】
実施例１７Ａ
【0174】
濃度限界を有する汚泥は、次のもの以下である：モリブデン３、セレニウム２、ヒ素２、フッ化物２００（乾燥固形分１ｋｇ当たりのｍｇ）。
【0175】
実施例１７Ｂ
【0176】
本システム及び本方法から得た本質的に病原体不含の汚泥によって処理されており、ＥＰＡ規則又は州規則の媒介生物誘引要件及び表４に記載のパラメータを有する、土壌。
【0177】
【表4】
【0178】
実施例１７Ｃ
【0179】
乾燥固形分１ｋｇ当たり１，２００ｍｇ未満の鉛と、乾燥固形分１ｋｇ当たり１，０００ｍｇ未満のフッ化物とを有する、好ましくは、これらの両方を有する、汚泥。
【0180】
実施例１８
【0181】
若々しい微生物を用いて処理するシステム及び方法は、住民１５０万人からなる人口にサービスを提供しており、アメリカ合衆国フロリダ州Ｍｉａｍｉ－Ｄａｄｅにて運転されている廃水処理プラントの１つ以上等の複数の廃水処理プラントを有する、米国南部の大型の大都市用廃水処理プラントにおいて、使用されている。現在、廃水処理プラントは、一次クラリファイヤ及び質量余剰なバイオソリッドを低減するための嫌気性消化と、後続する慣例的な機械的脱水施設及び処分とを用いることがない、Ｕｎｏｘと呼ばれる純酸素注入式活性汚泥プラントである。液体状微生物は現場で増殖され、施用前のあらゆる時点においていかなる様式においても凍結乾燥若しくは凍結されず、又は保管されない。これらの微生物は、システム全体にわたって用量を分配し、又は出入りのしやすさによっては返送活性返送活性汚泥（ＲＡＳ）リサイクル管路に用量を注入するように、Ｕｎｏｘ池への流入流に供給される。さらに、さらなるバッチが、Ｅ．コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）、大腸菌及びサルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）又はこのような条件下で増殖若しくは再増殖する他の懸念対象の病原体等の病原体に対して優位に競合するバイオマスの沈降性を向上し、又は、このようなバイオマスのデカント性並びにさらなる消化及びコンディショニング若しくは安定化を改善するために、消化槽に供給されてもよい。
【0182】
Ｕｎｏｘシステムは、約５，０００ガロン・パー・デイ（ｇｐｄ）～約１７５，０００ｇｐｄの速度、約１０，０００ｇｐｄ～約５０，０００ｇｐｄの速度、約２０，０００ｇｐｄ～約７５，０００ｇｐｄの速度、約５，０００ｇｐｄ～約１００，０００ｇｐｄの速度、約１０，０００ｇｐｄ未満の速度、約２０，０００ｇｐｄ未満の速度、約５０，０００ｇｐｄ未満の速度、約１００，０００ｇｐｄ未満の速度、並びにより高い速度及びより低い速度、並びにこれらの範囲に含まれるすべての速度において投入を受ける。好ましくは、供給は、毎日実施されるが、バッチは、２日ごとに１回、３日ごとに１回又は毎週１回又は毎月１回等、毎日より頻度を減らして供給することも可能である。嫌気性システムは、バイオソリッドをより長く保持するという目的で、並びに／又は、固形物の微生物活性及び消化の鈍化を示唆するメタン生成の減少があった場合においては、メタン生成を増進するという目的で、水をデカントして固形物を取り除く能力に基づいて、投入を受ける。嫌気性消化槽は、Ｕｎｏｘシステムへの同様の量の投入を受けるが、１日又は１週間又は１か月以内に１回、２回又は３回投入を受ける。これらのバッチを投入する目的は、活性汚泥システムと嫌気性消化槽との両方において、病原菌の増殖に対して優位に競合し、これにより、死滅を引き起こすことであり、したがって、活性汚泥システムから、より多くのメタンを生成しながら、クラスＢ若しくはクリーンクラスＢ若しくはクラスＡの等価物を生成できるようにすること、又は、消化槽若しくは補助タンクの中にクラスＢ汚泥を十分に長く保持して、処分用のクラスＡを得ることを可能にすることである。活性汚泥システムと嫌気性消化槽との間に必要な保持時間は、３０日未満、６０日未満、９０日未満、１２０日未満又は１５０日未満である。バイオソリッドは、より長く保持されてもよく、この場合、さらなる下流側処理を低減するという利益がある。堆肥化等、バイオソリッドのさらなる非機械的な処理方法が使用された場合、堆肥の山積みに含まれる残留バイオソリッドは、病原体のさらなる再増殖を防止するため、並びに／又は、中温菌及び／若しくは好熱菌によって堆肥化プロセスを加速させて、より速い堆肥化プロセスの作業終了と、この結果としての運転コストの低下とを可能にするために投入を受けるが；懸念対象の病原体を同伴し得る堆肥化プロセスにおいて使用されるいずれかのウッドチップ、ワラ又は他の充填剤のバッチを用いる前処理は、汚染及びさらなる再増殖の防止において必須のものであり得；堆肥の山積み、移送されてきたバイオソリッド及び／又はいずれかの充填剤は、約１ガロン毎トン（ｇａｌ／ｔｏｎ）～約１０００ｇａｌ／ｔｏｎの速度、約１０ｇａｌ／ｔｏｎ～約５００ｇａｌ／ｔｏｎの速度、約２０ｇａｌ／ｔｏｎ～約７５０ｇａｌ／ｔｏｎの速度、約５０ｇａｌ／ｔｏｎ～約１０００ｇａｌ／ｔｏｎの速度、約１ｇａｌ／ｔｏｎ未満、約２０ｇａｌ／ｔｏｎ未満、約５０ｇａｌ／ｔｏｎ未満、約１０００ｇａｌ／ｔｏｎ未満、並びにより高い速度及びより低い速度、並びにこれらの範囲に含まれるすべての速度において、投入を受ける。好ましくは、供給は、毎日実施されるが、バッチは、いつ物質が処理されているかに応じて、したがって、公衆又は地元の農家に対して直接販売又はコストなしで無料提供され得るクラスＡバイオソリッド物質の等価物を生成することがいつ可能になるかに応じて、２日ごとに１回、３日ごとに１回又は毎週１回又は毎月１回等、毎日より頻度を減らして供給することも可能である。
【0183】
実施例１９
【0184】
若々しい微生物を用いて処理するシステム及び方法は、アイルランド及び英国においては、大型、中型及び小型の大都市向け及び農村部用の廃水処理プラントで使用される。多くの場所では、廃水処理プラントは、人口増大、環境基準の変更及びこれらの両方に対して後れを取っている。このようなプラントの多くは、設計容量に至っているため、排出に関する許可要件を満たすことが困難であり、大量の再設計が予定されている。これらの再設計は、はなはだしく高価なこともあり、かなりの資本的支出を要求することもあり得る。これらの老朽化したプラントのうちの１つに施用された場合、本システム及び本方法は、加水分解に関するコンプライアンスを満たす能力というその有効性を大幅に高め、操業コストを低減し、コストがかかる資本的更新の必要性を低減及び排除し、及びこれらの両方を行うことができる。
【0185】
例えば、アイルランド北部には、公共水道に接続された約７９５，０００の家庭用、農業用、商業用及び事業用の物件と、公共下水道システムに接続された６６０，０００のこれらの物件とが存在する。 Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｉｒｅｌａｎｄ Ｗａｔｅｒ（ＮＩＷ）は、毎日６億１９００百万リットルの水を供給し、毎年１億３４００百万立方メートルの廃水を処理している。この会社は、４０の貯水池、４４の主要な水処理工場（総計では６５）、４９０の配水池、２８７の揚水場及び２６，５００キロメートルの給水本管を運用している。この会社はさらに、１，１９４の廃水ポンプステーション、１４，５００キロメートルの下水道及び１，１２４の廃水処理工場も所有及び運用している。ＤｕｎｃｒｕｅにあるＢｅｌｆａｓｔ主要プラントは現在、３００，０００の人口当量（ＰＥ）と、バイオソリッド／汚泥焼却炉から出る流出物の内部的な供給源とを処理しているが、この流出物の内部的な供給源は、おおよそ１０～２５％のさらなる負荷を廃水プラントに加えると見積もられている。人口当量（ＰＥ）１人当たり２００リットル／ｄ、又は、米国においては５０～７０ｇａｌ／ｄを使用することは、周知のエンジニアリング上の慣行であるが、これは、１５０～３００ｍｇ／Ｌ ＢＯＤ、又は６．２．５～１７５ｌｂ ＢＯＤ／ｄ／１０００ＰＥ、又は１０００ ＰＥ当たり２８．４～７９．５ｋｇに関連付けられており；これは、１０００で割ることによって、ＰＥ当たりで表され得る。汚泥焼却炉は、灰の処分前の最終処理ステップとして、アイルランド北部全域からの汚泥を処理する。本システム及び本処理は、これらの処理施設及び処理プラントの１つ以上又はすべてに使用することができる。
【0186】
実施例１９Ａ
【0187】
廃水処理プラントは、一次クラリファイヤと、拡散空気を用いる二次生物学的処理と、後続する二次クラリファイヤと、塩素化と、海洋への放出とを伴う機構である。この例においては、プラントは、設計に至っているため、放出に関する許可要件を満たすことが困難であり、大量の再設計が予定されていると仮定されている。本発明の一実施形態は、最小限のコストでこのような施設を更新するための新規な方法であり、これらの無酸素区域を作り出して生物学的処理プロセスに統合するために、流動様式及び一次クラリファイヤの機能を再設計している。更新された処理設計は、向上した処理を可能にするが、プラントは、バイオソリッド生成及び関連する病原体を低減しながら、沈降性を改善し、３２５，０００ＰＥ～５００，０００ＰＥ、若しくは３５０，０００ＰＥ～７５０，０００ＰＥ、若しくはこれらの範囲の間のＰＥにまで、又は、１０～２０％より高いＰＥ、若しくは２０～４０％より高いＰＥ、若しくは１０～２００％より高いＰＥ、若しくはこれらの範囲の間の％の増加に至るまで、水圧負荷及び／又は有機物負荷の速度の容量を増大させ、クラスＢバイオソリッド、クリーンクラスＢバイオソリッド若しくはクラスＡバイオソリッドの等価物を生成する。プラントは、入口設備若しくは無酸素区域、リサイクル活性汚泥（ＲＡＳ）管路、分割仕切りのところで投入を受けてもよいし、又は曝気池において直接投入されてもよい。プラントは、バイオソリッド生成をさらに低減し、クラスＡの等価物又はより良好なバイオソリッドを生成するという目的で、微生物のさらなる投入が上記の他の例と同様の速度において実施され得る、好気性又は嫌気性消化槽を含むようにさらに更新されてもよい。プラントは、約１，０００リットルパーデイ（ｌ／ｄ）～約５０，０００ｌ／ｄの速度、約１０，０００ｌ／ｄ～約５０，０００ｌ／ｄの速度、約２０，０００ｌ／ｄ～約７５，０００ｌ／ｄの速度、約１，０００ｌ／ｄ～約１００，０００ｌ／ｄの速度、約１０００ｌ／ｄ未満の速度、約２０，０００ｌ／ｄ未満の速度、約５０，０００ｌ／ｄ未満の速度、約１００，０００ｌ／ｄ未満の速度、並びにより高い速度及びより低い速度、並びにこれらの範囲に含まれるすべての速度において、投入を受ける。好ましくは、供給は、毎日実施されるが、バッチは、２日ごとに１回、３日ごとに１回又は毎週１回又は毎月１回等、毎日より頻度を減らして供給することも可能である。バッチは、バッチに供給される食物の量の増大及び／又はバッチに供給される食物の量の減少によって、複数の濃度から構成されることも可能であり、上記例は、１Ｘであり、ここで、１Ｘは、製造された微生物１，０００リットル当たり０．１ｋｇの食物、又は１，０００リットル当たり１ｋｇの食物、又は１，０００リットル当たり１０ｋｇの食物、又は１，０００リットルの１００ｋｇの食物を表す。微生物のための食物は、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂｉｏｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｉｎｃ、Ｆｌｅｍｉｎｇ Ｉｓｌａｎｄ、ＦＬ ３２００６ ＵＳＡから調達することができる。
【0188】
さらに、サイズが異なる多数のプラントを運転するという目的では、好ましい実践は、最大の又は中規模の廃水プラントにおいて、より小さなプラント用の用量を製造することである。これらの容量は、膜分離システムの当業者に周知の技術を使用して、２～１００倍の範囲又は５～２０倍の範囲又は２０～５０倍の範囲又はこれらの倍数の範囲の濃度を組み入れたバッチ濃度及び体積低減又はこれらの間の範囲を伴うように体積をさらに濃縮する、運搬又は濃縮される液体の体積を減少させるための異なる濃度において送達されてもよい。適切な膜分離システムは、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂｉｏｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ、Ｆｌｅｍｉｎｇ Ｉｓｌａｎｄ、アメリカ合衆国フロリダ州から得ることができる。小型のプラントに５０～２０００リットルではなく１～２０リットルを投入することの一利点は、小型のバン又は専用車を用いるルート担当者が、配達を実施することができ、したがって、２４時間以内、４８時間以内、１～７日以内又はこれらの間の範囲内での用量の供給を可能にしながら、輸送コストを著しく低減できることを意味する。距離又は交通が制約となった場合においては、地域施設は、配達及びロジスティクスに関する人物、交通、時間、コストに基づいて設立されるように、経済的な最適経路を満たすように設立される。
【0189】
実施例２０
【0190】
若々しい微生物を用いて処理するシステム及び方法は、人口が過度に高密度なこともあり得るアメリカ合衆国中部大西洋岸において、大型、中型及び小型の大都市向け及び農村部用の廃水処理プラントで使用される。例えば、コロンビア特別区のＣｏｌｕｍｂｉａ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｓｅｗｅｒ Ａｕｔｈｏｒｉｔｙは、その全体を参照により本明細書に組み込む２０１７年９月１日付けのＮＰＤＥＳ許可ＤＣ００２１１９９を有し、Ｂｌｕｅ Ｐｌａｉｎｓとして公知である、ワシントンＤＣエリアの廃水プラントを運転している。このプラントにおける本処理のための液体状微生物は現場で増殖され、施用前のあらゆる時点においていかなる様式においても凍結乾燥若しくは凍結されず、又は保管されない。これらの微生物は、システム全体にわたって用量を分配し、又は出入りのしやすさによっては返送活性汚泥（ＲＡＳ）リサイクル管路に用量を注入するように、入口設備の流入流、一次クラリファイヤの流入流、曝気池の流入流又は硝化／脱窒素プロセス（以下、廃水システム）に供給される。さらに、さらなるバッチが、このような条件下で増殖する又は熱加水分解プロセスを生存するＥ．コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）、大腸菌及びサルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）等の病原体対して優位に競合するバイオマスのデカント性並びにさらなる消化及びコンディショニング又は安定化を改善するために、好熱加水分解後に嫌気性消化槽に供給されてもよい。
【0191】
廃水システムは、約５，０００ガロン・パー・デイ（ｇｐｄ）～約１７５，０００ｇｐｄの速度、約１０，０００ｇｐｄ～約５０，０００ｇｐｄの速度、約２０，０００ｇｐｄ～約７５，０００ｇｐｄの速度、約５，０００ｇｐｄ～約１００，０００ｇｐｄの速度、約１０，０００ｇｐｄ未満の速度、約２０，０００ｇｐｄ未満の速度、約５０，０００ｇｐｄ未満の速度、約１００，０００ｇｐｄ未満の速度、並びにより高い速度及びより低い速度、並びにこれらの範囲に含まれるすべての速度において、投入を受ける。好ましくは、供給は、毎日実施されるが、バッチは、２日ごとに１回、３日ごとに１回又は毎週１回又は毎月１回等、毎日より頻度を減らして供給することも可能である。嫌気性システムは、バイオソリッドをより長く保持するという目的で、並びに／又は、固形物の微生物活性及び消化の鈍化を示唆するメタン生成の減少があった場合においては、メタン生成を増進するという目的で、水をデカントして固形物を取り除く能力に基づいて、投入を受ける。嫌気性消化槽は、Ｕｎｏｘシステムへの同様の量の投入を受けるが、１日又は１週間又は１か月以内に１回、２回又は３回投入を受ける。これらのバッチを投入する目的は、活性汚泥システムと嫌気性消化槽との両方において、病原菌の増殖に対して優位に競合し、これにより、死滅を引き起こすことであり、したがって、活性汚泥システムから、より多くのメタンを生成しながら、クラスＢ若しくはクラスＡの等価物を生成できるようにすること、又は、消化槽若しくは補助タンクの中にクラスＢ汚泥を十分に長く保持して、処分用のクラスＡを得ることを可能にすることである。活性汚泥システムと嫌気性消化槽との間に必要な保持時間は、３０日未満、６０日未満、９０日未満、１２０日未満又は１５０日未満である。バイオソリッドは、より長く保持されてもよく、この場合、さらなる下流側処理を低減するという利益がある。
【0192】
実施例２１
【0193】
若々しい微生物を用いて処理するシステム及び方法は、人口が過度に高密度なこともあり得るアメリカ合衆国中部大西洋岸において、大型、中型及び小型の大都市向け及び農村部用の廃水処理プラントで使用される。例えば、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｗａｔｅｒ Ａｕｔｈｏｒｉｔｙは、Ｂｏｓｔｏｎエリアでサービスを提供しているＤｅｅｒ Ｉｓｌａｎｄ廃水処理プラントを運用している。
【0194】
実施例２２
【0195】
汚泥、流出物状の廃水又はこれらの両方は、後加工又は後処理を必要とすることも用いることもなく、次のことを満たす、本若々しい微生物処理を使用する廃水処理プラントから生成される：連続３０日の期間に収集された流出物試料の値の幾何平均が、１００ｍｌ当たり２００を超えないようにすべきこと、及び、連続７日の期間に収集された流出物試料の値の幾何平均が、１ｍｌ当たり４００を超えないようにすべきこと。
【0196】
実施例２３
【0197】
後加工又は後処理を必要とすることも用いることもなく、表５の特性を有する汚泥、流出物又はこれらの両方が、本若々しい微生物処理を使用する廃水処理プラントから生成される。
【0198】
【表5】
【0199】
別の実施形態において、この廃棄物は、最小限の数又は低減された数の後処理ステップによって生成される。
【0200】
実施例２４
【0201】
複数の実施形態において、二次処理プラントの種類及びサイズに応じて本明細書に記載の量、場所及び頻度で液体状微生物を用いる処理は、病原体、媒介生物誘引及び金属に関する連邦規則集第４０編パート５０３に記載のＥＰＡ基準を満たす汚泥又はバイオソリッドを生成するが、肥料価値をさらに高める。 １００日を超える延長された保持時間にもかかわらず、懸念対象の金属が蓄積していないことを示している、金属含量に関するフロリダ州スターク市の例が、図１４に示されている。 実際、液体状微生物を用いる処理は、１．０から２．３８へのＮ：Ｐ比の向上及び０．２１から１０００へのＰ：Ｋ比の向上によって、バイオソリッドの肥料価値を向上するが、これらのＮ：Ｐ比及びＰ：Ｋ比は、肥料を目的とする場合、より高いカリウム比及びＮ：Ｐ比が非常に有益であるが、同時に、農産物中の全リンは、２．３～２．１ｍｇ／Ｋｇに１０％低下し、これにより、リン含量によって規制された土地に施用されるバイオソリッドを１０％多くすることが可能になる。
【0202】
実施例２５
【0203】
一実施形態において、液体状微生物の供給、又は、二次処理プラントの種類及びサイズに応じて本明細書に記載の量、場所及び頻度で液体状微生物を用いる処理は、全糞便、Ｅ．コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）又はエンテロコッカス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）のいずれかに関して、以下においてジョージア州基準との関連で表６に示されている病原体含量を対象とする、淡水の受水河川への排出又は海洋への排出を目的とする特性を満たす、液体状流出物を生成する。 液体状微生物によって処理されている製紙産業の典型を示すクラフト工場から得た、約８か月の期間にわたる添付データは、幾何平均が、Ｅ．コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）を表す糞便性大腸菌に関しては、６２．０５未満であることを示しているが、これは、表７に示された基準未満である。 アメリカ合衆国のジョージア州は、２００ｃｆｕ／１００ｍＬの１か月当たり平均である、統計学的平均を採用することが、想定されており、一日最大限度は、４００ｃｆｕ／１００ｍＬである。 「液体状微生物の供給、又は、二次処理プラントの種類及びサイズに応じて本明細書に記載の量、場所及び頻度で液体状微生物を用いる処理は、アメリカ合衆国におけるいずれかの現在のＥＰＡ規則又は州規則に関して、淡水の受水河川への排出又は海洋への排出を目的とする特性を満たす、液体状流出物を生成する。
【0204】
【表6】
【0205】
【表7】
ｂ 分析方法１１０３．１、１６０３、１６０４又は生菌を測定する等価な方法を用いた、使用のための値
ｃ 単一の最大限度＝幾何平均＊１０＾（信頼水準因子＊ｌｏｇ標準偏差）を使用して計算されており、ここで、信頼水準因子は、７５％：０．６８；８２％：０．９４；９０％：１．２８；９５％：１．６５であり；ＥＰＡの疫学的研究から得たｌｏｇ標準偏差は、０．４である
ｄ 分析方法１１０６．１、１６００又は生菌を測定する等価な方法を用いた使用のための値
ｅ 単一の最大限度＝幾何平均＊１０＾（信頼水準因子＊ｌｏｇ標準偏差）を用いて計算されており、ここで、信頼水準因子は、７５％：０．６８；８２％：０．９４；９０％：１．２８；９５％：１．６５であり；ＥＰＡの疫学的研究から得たｌｏｇ標準偏差は、０．７である
ＣＬ＝信頼水準
【0206】
実施例２６
【0207】
多重タンクシステムの一実施形態が、提供される。
【0208】
本明細書においては同じものである二次処理プロセス用の余剰固形物又はバイオソリッドが、バイオソリッドの質量をさらに減少させるために使用される保持タンク、好気性、嫌気性又は通性消化槽の中へと、さらなる処理のために抜き出された後には次いで、残留物は、ベルトプレス又は遠心分離装置等の脱水設備を使用して濃縮されるが、好熱性プロセス、乾燥又は化学的プロセスによってバイオソリッドを処理して、最終埋め立て処分、若しくは農耕のための土地への施用、若しくは焼却の前に病原体を破壊するというオプションもあり、又はペレタイザー内での乾燥が用いられる場合においては、最終製品は、Ｍｉｌｏｒｇａｎｉｔｅ等の肥料として商業的に販売され得る。種類及びサイズに応じて本明細書に記載の量、場所及び頻度で液体状微生物を用いる好気性又は嫌気性又は通性の処理は、ＥＰＡ連邦ガイドライン又は州規則によるクラスＡ又はクラスＢ又はクラスクリーンＢであるバイオソリッドを生成するために、さらなる競合優位な懸念病原体に対して実施され、このような懸念病原体の再増殖を防止する。このような好気性、嫌気性又は通性消化槽又はタンクは、通性若しくは嫌気的に若しくはこれらの両方で動作する好気性消化槽等、他のモードで機能するように使用され、若しくは元々の設計から変更されることも可能であり、又は、嫌気性消化槽若しくは嫌気性タンクは、１週間当たり１日未満若しくは１週間当たり２日未満若しくは１週間当たり３日未満若しくは１週間当たり４日未満若しくは１週間当たり５日未満若しくは１日当たり３時間未満若しくは１日当たり６時間未満若しくは１日当たり１２時間未満若しくは１日当たり１８時間未満にわたって、空気を用いてシステムのオンオフを連続で切り替えることによって、好気的に若しくは通性若しくはこれらの両方で機能するように変更される。保持タンク又は好気性若しくは嫌気性若しくは通性消化槽が１つのみ存在する場合、さらなるタンクは、汚泥又はバイオソリッドが廃棄されるときに、タンクが病原体によってさらに汚染された状態にならないように、追加されてもよい。好ましい方法は、汚泥又はバイオソリッドが保持され、新たな汚泥又はバイオソリッドが二次処理システムから廃棄されるときに逐次移送され得る、本明細書において記述された保持時間をもたらすという目的で、クラスＡバイオソリッドを満たすための一連の２つのタンク又は３つのタンク又は４つのタンクを有することである。これらの消化槽のいずれかは、好気性から通性を経て嫌気性に至るまでのいずれかのモードで運転されることが可能であり、又は、特定のシステムの好ましい配向に応じて入れ替えられることが可能である。これらのタンクは、有機物の分解から放出されたアンモニア（ＴＫＮとして測定される）が、窒素ガスへの脱窒素を行い、これにより、通常であればより多くのアンモニアを処理しなければならない二次処理システムにおける酸素要求量を低減することによって、放出され得るような態様において、硝化及び脱窒素サイクルを通過するように配向されてもよい。これは、好気性条件下でのみ起きる硝化が存在しないため、嫌気性システムには特に当てはまる。複数のモードにおける複数のタンクの使用は、主要な二次処理システムに戻るアンモニア負荷を低減することを希求している。さらに、一旦消化されたアンモニア液が硝酸塩に変換されたら、これは、二次処理システムのためのさらなる酸素供給源として使用され得、このさらなる酸素供給源は、曝気前に、無酸素又は嫌気性区域において使用され、これにより、二次処理システムにおける曝気用の電気のためのエネルギーを低減する。バイオソリッドの分解から液相中に放出されたリンは、化学的に除去されることも可能であり、又は、第１、第２若しくは第３の好気性若しくは通性消化槽若しくは保持タンクから抜き取られ、本明細書において記述された脱水設備を使用して濃縮されることも可能であり、又は、無酸素若しくは嫌気性消化槽若しくは保持タンクにおける硝酸塩の除去後に、本明細書において記述された量及び頻度で液体状微生物を供給することによって播種されたＰＡＯ微生物を使用するリン除去専用の別個のサイドストリーム型生物反応槽において処理されることも可能である。ＰＡＯを保持するための膜分離技術と組み合わせられたこのようなサイドストリーム型反応槽の使用によって、この反応槽における汚泥又はバイオソリッド中でのリンの濃度は、Ｐとして１％超又は２％超又は５％超又は１０％超又は１５％超又は２０％超又は３０重量％超に高められ得る。このバイオソリッド又は汚泥は、後で回収しておき、高濃度型の徐放性リン酸塩肥料として使用されてもよい。
【0209】
実施例２７
【0210】
製紙工場からの液体状流出物のための処理システム及び処理方法の一実施形態が、提供される。
【0211】
製紙産業は、１～６０ＭＧＤに及ぶ水の最大の工業的使用者である。受水河川中に排出される流出物中への病原体の放出については、近年、懸念が高まってきている。産業界によって実施され、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｕｎｃｉｌ ｆｏｒ Ａｉｒ ａｎｄ Ｓｔｒｅａｍ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔによって提供された研究においては、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂｉｏｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｉｎｃ．、Ｆｌｅｍｉｎｇ Ｉｓｌａｎｄ、Ｆｌｏｒｉｄａ ３２００３ ＵＳＡ等のマテリアルから入手可能であり、参照により本明細書に組み込む、この研究のコピーは、大腸菌の数が、１００ｍＬ当たり１８０～１６０，０００の範囲であり得ることを示している。ＵＳＥＰＡによって設定された水評価基準は、本明細書中のＮＣＡＳＩ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ表７において提案されているが、個別の州によってより厳格になるように修正され得る。製紙産業によって一般的に使用される一過式ラグーン、曝気安定化システム又は活性汚泥プラント等の二次処理システムへの液体状微生物の供給によって、懸念対象の病原体の限界は、工場を節減するさらなる処理、多量の水の消費及び排出を理由にしてこれらの新たな基準を満たすという目的のための過剰な量の資本コスト及び高い操業コストなしでも、満たされ得る。二次処理プラントの種類及びサイズに応じて本明細書に記載の量、場所及び頻度で液体状微生物を用いる処理は、規制基準を満たすために実施され、この規制基準の例は、表７に提供されている。
【0212】
本発明の実施形態を対象とした又は本発明の実施形態に関連付けられた、新規で革新的なプロセス、材料、性能又は他の有益な特徴及び特性に基づく理論を提供し、又は取り扱う必要はない。しかしながら、本明細書では、当技術分野におけるさらなる先進技術に対して様々な理論が提供されている。そうではないと明示的に記載されていない限り、本明細書に記載の理論は、特許請求の範囲に記載の発明によって与えられる保護範囲を決して制限又は狭めることがない。これらの理論は、本発明を利用するために要求又は実践され得ない。本発明は、本発明の方法、物品、材料、デバイス及びシステムの実施形態に関する機能上の特徴を説明する、これまでに知られていなかった新たな理論につながり得るが、このような後で開発された理論は、本発明に与えられた保護範囲を限定すべきでないことが、さらに理解されている。
【0213】
本明細書において記載されたシステム、設備、技法、方法、活動及び操作の様々な実施形態は、本明細書において記載されたもの以外の、様々な他の活動のため、及び他の田畑においても、使用され得る。さらに、これらの実施形態は例えば、将来において開発され得る他の設備又は活動と一緒にして使用されてもよいし、本明細書の教示に基づいて部分的に修正され得る既存の設備又は活動と一緒にして使用されてもよい。さらに、投入量及び投入速度、微生物の日齢、微生物供給地点を含む、本明細書において記載された様々な実施形態は、これらの例のうちのいずれか１つ以上、これらの実施形態のいずれか１つ以上、並びに異なる及び様々な組合せにおいて、互いに一緒にして使用されてもよい。したがって、例えば、本明細書の様々な実施形態において提供された構成は、互いに一緒にして使用されてもよく、本発明によって与えられた保護範囲は、特定の実施形態、例又は特定の図面における一実施形態に記載された、特定の実施形態、構成又は配置に限定されるべきでない。
【0214】
本発明は、本発明の趣旨又は本質的な特徴から逸脱することなく、本明細書において明示的に開示された形態とは他の形態において、具体化されてもよい。記述された実施形態は、あらゆる観点において説明用のものであり、限定を加えるものではないと考えられるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【手続補正書】
【提出日】2023-11-30
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0023】
さらに、若々しい微生物を活性汚泥に取り込ませることと；活性汚泥中の取り込まれた微生物の日齢を所定の日齢未満に維持することと；活性汚泥から固形物を除去し、除去された固形物が、取り込まれた微生物の少なくとも一部を含むことと；さらなる若々しい微生物を、除去された固形物に供給し、３０～１６０日の期間にわたって除去された固形物を保持し、これにより、０．１ＭＰＮ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られることとを含む、消毒剤後処理なしで廃水から直接病原体不含汚泥を生成する方法が、提供される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0024】
さらに、次の特徴のうちの１つ以上を有するこれらの方法、システム及び処理が、提供される：クリーンな汚泥が、１０ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、５ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、２ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、１．５ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、１ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；クリーンな汚泥が、０．５ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有すること；これにより、５ＭＰＮ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られ；これにより、１ＭＰＮ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られ；これにより、０．０１ＭＰＮ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られ；クリーンな汚泥が、２ＭＰＮ未満／感染単位４乾燥重量グラムの培養可能で細胞変性作用のある腸ウイルスを有すること；クリーンな汚泥が、重金属不含であること；クリーンな汚泥が、本質的に重金属不含であること。
【手続補正3】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ａ．活性汚泥式廃水処理プラントから汚泥を得ることと；
ｂ．汚泥を沈降タンクに流し込むことと；
ｃ．微生物を沈降タンクに供給し、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解するために選択され、微生物が、凍結又は凍結乾燥されておらず、これにより、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解することと；
ｄ．保持期間にわたって沈降タンク内に汚泥を保持し、保持期間が、少なくとも６０日であることと；
ｅ．保持期間の後に保持タンクから汚泥を抜き出し、抜き出された汚泥が、クラスＡ汚泥であり、これにより、保持期間の間、汚泥が、消毒剤プロセスを施されないことと
を含む、消毒剤処理を必要とすることなくクラスＡ汚泥を生成する方法。
ｂ．汚泥を沈降タンクに流し込むことと；
ｃ．微生物を沈降タンクに供給し、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解するために選択され、微生物が、凍結又は凍結乾燥されておらず、これにより、微生物が、汚泥中の汚染物質を分解することと；
ｄ．保持期間にわたって沈降タンク内に汚泥を保持し、保持期間が、少なくとも６０日であることと；
ｅ．保持期間の後に保持タンクから汚泥を抜き出し、抜き出された汚泥が、クラスＡ汚泥であり、これにより、保持期間の間、汚泥が、消毒剤プロセスを施されないことと
を含む、消毒剤処理を必要とすることなくクラスＡ汚泥を生成する方法。
【請求項2】
前記廃水処理プラントが、５ＭＧＤ（１９ＭＬ／日）～４０ＭＧＤ（１５２ＭＬ／日）のスループットを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記廃水処理プラントが、２０ＭＧＤ（７６ＭＬ／日）～１００ＭＧＤ（３８０ＭＬ／日）のスループットを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記廃水処理プラントが、１０ＭＧＤ（３８ＭＬ／日）より高いスループットを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記廃水処理プラントが、１００ＭＧＤ（３８０ＭＬ／日）より高いスループットを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
ａ．若々しい微生物を活性汚泥に取り込ませることと；
ｂ．活性汚泥中の取り込まれた微生物の日齢を所定の日齢未満に維持することと；
ｃ．活性汚泥から固形物を除去し、除去された固形物が、取り込まれた微生物の少なくとも一部を含むことと；
ｄ．さらなる若々しい微生物を、除去された固形物に供給し、３０～１６０日の期間にわたって除去された固形物を保持し、これにより、０．１ＭＰＮ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られることと
を含む、消毒剤による後処理なしで廃水から直接病原体不含汚泥を生成する方法。
ｂ．活性汚泥中の取り込まれた微生物の日齢を所定の日齢未満に維持することと；
ｃ．活性汚泥から固形物を除去し、除去された固形物が、取り込まれた微生物の少なくとも一部を含むことと；
ｄ．さらなる若々しい微生物を、除去された固形物に供給し、３０～１６０日の期間にわたって除去された固形物を保持し、これにより、０．１ＭＰＮ／ｍｌ未満のサルモネラ（Ｓａｍｏｎｅｌｌａ）を有するクリーンな汚泥が得られることと
を含む、消毒剤による後処理なしで廃水から直接病原体不含汚泥を生成する方法。
【請求項7】
クリーンな汚泥が、２ＭＰＮ／ｍＬ未満の糞便性大腸菌を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
クリーンな汚泥が、２ＭＰＮ未満／感染単位４乾燥重量グラムの培養可能で細胞変性作用のある腸ウイルスを有する、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項9】
クリーンな汚泥が、重金属不含である、請求項６又は７に記載の方法。
【外国語明細書】