废水处理方法和废水处理系统

摘要

本发明提供一种提高微生物的有机物分解速度，防止有机物残留于处理水的废水处理方法和废水处理系统。该废水处理系统包括：曝气槽（1）；散气装置（1a）；臭氧吸附槽（16）；喷射器（10），混合从曝气槽（1）抽出的含有污泥的处理水（3）与由臭氧吸附槽（16）生成了的高浓度臭氧气体；臭氧反应槽（19），使污泥与高浓度臭氧气体接触而进行改质；污泥返送泵（7），向曝气槽（1）返送改质污泥；测量器（21），测量曝气槽（1）中的微生物活性度；以及控制装置（23），基于微生物活性度的测量结果，控制散气装置（1a）的曝气量、喷射器（10）中的臭氧气体量、和污泥抽出量。

权利要求

1.一种废水处理方法，其特征在于，

该废水处理方法包括：

生物处理步骤，利用微生物分解废水中的有机物；

曝气步骤，向上述废水中吹入空气；

臭氧气体产生步骤，产生臭氧气体；

臭氧浓缩步骤，使上述臭氧气体吸附于吸附剂，生成高浓度臭氧气体；

气液混合步骤，混合在上述生物处理步骤中生成了的含有污泥的处理水与在上述臭氧浓缩步骤中生成了的高浓度臭氧气体；

臭氧处理步骤，使上述含有污泥的处理水内的污泥与上述高浓度臭氧气体接触而进行改质；

返送步骤，将在上述臭氧处理步骤中改质了的改质污泥返送到上述废水内；

微生物活性度测量步骤，测量上述废水内的微生物活性度；以及控制步骤，基于上述微生物活性度的测量结果，控制上述曝气步骤中的曝气量、上述气液混合步骤中的臭氧气体量、和上述含有污泥的处理水的抽出量。

2.一种废水处理方法，其特征在于，

该废水处理方法包括：

生物处理步骤，利用微生物分解废水中的有机物；

曝气步骤，向上述废水中吹入空气；

臭氧气体产生步骤，产生臭氧气体；

臭氧浓缩步骤，使上述臭氧气体吸附于吸附剂，生成高浓度臭氧气体；

吸引步骤，吸引在上述臭氧浓缩步骤中生成了的上述高浓度臭氧气体；

臭氧处理步骤，使在上述生物处理步骤中生成了的含有污泥的处理水与所吸引的上述高浓度臭氧气体接触而对污泥进行改质；

减压步骤，对使上述含有污泥的处理水与上述高浓度臭氧气体接触的气氛进行减压；

返送步骤，将在上述臭氧处理步骤中改质了的改质污泥返送到上述废水内；

微生物活性度测量步骤，测量上述废水内的微生物活性度；以及控制步骤，基于上述微生物活性度的测量结果，控制上述曝气步骤中的曝气量、和上述含有污泥的处理水的抽出量。

3.根据权利要求2所述的废水处理方法，其特征在于，上述减压步骤将使上述含有污泥的处理水与上述高浓度臭氧气体接触的气氛设定成绝对压力为10kPa～90kPa的范围内。

4.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，该废水处理方法包括：

厌气步骤，在生物处理步骤之前，自上述废水内的微生物排出磷；

碱处理步骤，向在上述臭氧处理步骤中改质了的改质污泥添加碱性药液；

磷凝集步骤，向在上述碱处理步骤中添加了碱的改质污泥添加磷凝集剂；以及磷回收步骤，回收在上述磷凝集步骤中凝集了的磷凝集物，上述厌气步骤和上述曝气步骤构成厌气性的生物处理步骤，在上述返送步骤中，将在上述磷凝集步骤中去除了磷的磷去除污泥返送到上述废水内。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的废水处理方法，其特征在于，该废水处理方法包括：

起泡步骤，通过向在上述臭氧处理步骤中改质了的改质污泥吹入气体而使其起泡，将上述改质污泥分离为泡沫污泥和含有溶存臭氧气体的分离液；

气体分离步骤，通过对上述分离液喷雾，将上述分离液分离为废臭氧气体和水；以及气体循环步骤，将在上述气体分离步骤中分离了的废臭氧气体，作为向上述臭氧处理部件内的改质污泥吹入的气体而利用，在上述返送步骤中，将在上述气体分离步骤中分离了的水与上述泡沫污泥一起返送到上述废水内。

6.一种废水处理系统，其特征在于，

该废水处理系统包括：

生物处理部件，利用微生物分解废水中的有机物；

曝气部件，向上述生物处理部件吹入空气；

臭氧气体产生器，产生臭氧气体；

臭氧浓缩部件，使由上述臭氧气体产生器产生的臭氧气体吸附于吸附剂，生成高浓度臭氧气体；

气液混合部件，混合从上述生物处理部件抽出了的含有污泥的处理水与由上述臭氧浓缩部件生成了的高浓度臭氧气体；

臭氧处理部件，使上述含有污泥的处理水内的污泥与上述高浓度臭氧气体接触而进行改质；

返送部件，将利用上述臭氧处理部件改质了的改质污泥返送到上述生物处理部件；

微生物活性度测量部件，测量上述生物处理部件中的微生物活性度；以及控制部件，基于上述微生物活性度的测量结果，控制上述曝气部件的曝气量、上述气液混合部件中的臭氧气体量、和上述含有污泥的处理水的抽出量。

7.一种废水处理系统，其特征在于，

该废水处理系统包括：

生物处理部件，利用微生物分解废水中的有机物；

曝气部件，向上述生物处理部件吹入空气；

臭氧气体产生器，产生臭氧气体；

臭氧浓缩部件，使由上述臭氧气体产生器产生的臭氧气体吸附于吸附剂，生成高浓度臭氧气体；

吸引部件，吸引由上述臭氧浓缩部件生成了的上述高浓度臭氧气体；

臭氧处理部件，使从上述生物处理部件抽出了的含有污泥的处理水内的污泥与所吸引的上述高浓度臭氧气体接触而对污泥进行改质；

减压部件，对上述含有污泥的处理水内的污泥与上述所吸引的高浓度臭氧气体接触的气氛进行减压；

返送部件，将利用上述臭氧处理部件改质了的改质污泥返送到上述生物处理部件；

微生物活性度测量部件，测量上述生物处理部件中的微生物活性度；以及控制部件，基于上述微生物活性度的测量结果，控制上述曝气部件的曝气量、和上述含有污泥的处理水的抽出量。

8.根据权利要求7所述的废水处理系统，其特征在于，上述减压部件将使上述含有污泥的处理水与上述高浓度臭氧气体接触的气氛设定成绝对压力为10kPa～90kPa的范围内。

9.根据权利要求6所述的废水处理系统，其特征在于，该废水处理系统包括：

厌气槽，设于上述曝气槽的上游侧；

碱处理部件，在由上述臭氧处理部件改质了的改质污泥添加碱性药液；

磷凝集部件，向由上述碱处理部件添加了碱的改质污泥添加磷凝集剂；以及磷回收部件，回收由上述磷凝集部件凝集了的磷凝集物，上述厌气槽和上述曝气槽构成厌气性的生物处理部件；

上述返送部件将由上述磷凝集部件去除了磷的磷去除污泥返送到上述厌气槽。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的废水处理系统，其特征在于，该废水处理系统包括：起泡部件，通过向上述臭氧处理部件内的改质污泥吹入气体而使其起泡，将上述改质污泥分离为泡沫污泥和含有臭氧气体的分离液；

气体分离部件，通过对上述分离液喷雾，将上述分离液分离为废臭氧气体和水；以及气体循环部件，将由上述气体分离部件分离了的废臭氧气体，作为向上述臭氧处理部件内的改质污泥吹入的气体而利用，上述返送部件将由上述气体分离部件分离了的水与上述泡沫污泥一起返送到上述曝气槽。

说明书

废水处理方法和废水处理系统

技术领域

[0001] 本发明涉及处理含有有机性物质的废水的废水处理方法和废水处理系统。

背景技术

[0002] 一般而言，作为含有有机性物质的废水处理方法，广泛地利用使用了微生物的活性污泥法。可是，在活性污泥法中，由于废水处理而产生大量的污泥（包含微生物），所以在使增加了的污泥沉淀和脱水之后，进行掩埋或焚烧处理。此时，为了削减废水处理成本，正在研究在废水处理工序的中途导入物理性的或化学性的污泥减容处理。

[0003] 因此，以往以来，作为物理性的污泥减容方法之一，提出有利用臭氧气体对污泥进行改质（分解微生物）之后，返送到生物处理工序使其再次分解的方法（例如，参照专利文献1）。

[0004] 另外，对于上述物理性的污泥减容方法，周知臭氧气体浓度越高，污泥的改质越有效，生物处理工序中的分解效率越高。

[0005] 例如，根据本发明人的实验结果，在改变臭氧气体浓度而对污泥进行改质，并在曝气槽中使其溶解的情况下，如图7所示，臭氧气体浓度越高，改质了的污泥在曝气槽中的生物降解性越高。此外可知，生物降解性高的改质污泥在曝气槽中被微生物的增殖利用的比率变少，能够降低污泥产生量。

[0006] 在图7中，横轴是臭氧消耗量（mg－O3/g－MLSS：Mixed Liquor Suspended Solids（活性污泥法的曝气槽内混合液中的浮游物质）），纵轴是氧利用速度相对值（生物降解性的指标）。在这里，分别表示臭氧气体浓度为134mg/L（白色四边形实线）的情况下，为60mg/L（黑色圆形点线）的情况下，为26mg/L（白色圆形实线）的情况下的、生物降解性相对于臭氧消耗量的特性。

[0007] 图8是表示上述专利文献1所记载的废水处理系统的构成图。

[0008] 在图8中，以往的废水处理系统包括：曝气槽1，供废水2流入；散气装置1a，为了利用微生物处理废水2，向曝气槽1内吹入空气；沉淀槽6，储存从曝气槽1流出的含有污泥的处理水3，并将其分离为剩余污泥4和处理水5；污泥返送泵7，向曝气槽1内返送沉淀槽6内的剩余污泥4；臭氧处理部8，处理从曝气槽1抽出的含有污泥的处理水3的一部分；污泥循环泵9，使臭氧处理部8内的含有污泥的处理水3循环；喷射器10，向在臭氧处理部8内循环的含有污泥的处理水3吹入臭氧气体；臭氧气体产生器11，产生吹入喷射器10的臭氧气体；以及返送泵12，将由臭氧处理部8臭氧处理了的含有污泥的处理水3返送到曝气槽1。

[0009] 另外，在专利文献1中，作为臭氧气体产生器11，由于使用放电式的结构，使用浓度范围为120mg/L～400mg/L的臭氧气体。

[0010] 专利文献1：日本特开2001－191097号公报

发明内容

[0011] 以往的废水处理方法和废水处理系统如专利文献1所记载那样，因为直接注入来自臭氧产生器的臭氧气体，所以难以将臭氧气体浓度提高到400mg/L以上，存在在臭氧处理部中的污泥的改质（污泥减容处理）不充分，无法减轻曝气槽中的微生物的有机物负荷这样的课题。

[0012] 此外，由于将利用臭氧气体改质了的污泥投入到曝气槽中，相对于废水中的有机物浓度增加，曝气槽中的空气的散气量是恒定的，所以存在曝气槽中的微生物的分解无法对应，在处理水中残留有机物这样的课题。

[0013] 此外，为了促进污泥的改质而注入了的臭氧气体在含有污泥的处理水内成为气泡，通过气液界面溶解于处理水，溶解到处理水中的臭氧与污泥表面接触，使污泥改质（污泥减容处理），但是溶解于处理水的臭氧浓度是臭氧气体浓度的30%左右，超过30%溶解了的臭氧，作为废臭氧气体而从含有污泥的处理水被排出，或因自身分解作用而被分解为氧，所以存在即使注入高浓度的臭氧气体，大部分的臭氧气体也会被消耗在向含有污泥的处理水的溶解中的、臭氧在污泥改质中的利用效率降低这样的课题。

[0014] 本发明是为了解决如上述那样的课题而提出的，其目的在于，获得一种废水处理方法和废水处理系统，通过在来自臭氧产生器的臭氧供给侧夹设臭氧浓缩部件，能够利用1000mg/L以上的高浓度臭氧气体进行污泥处理，降低曝气槽中的微生物的有机物负荷，并且在将因高浓度臭氧气体而改质了的改质污泥返送到曝气槽时，测量曝气槽中的微生物的活性度，根据活性度使吹入曝气槽的空气量变化，从而提高由微生物带来的有机物分解速度，防止有机物残留于处理水中。

[0015] 此外，本发明的目的在于，获得一种废水处理方法和废水处理系统，即使在产生1000mg/L以上的高浓度臭氧气体的情况下，也不会因臭氧溶解于处理水而造成臭氧的利用效率降低，在曝气槽中能够获得分解效率非常高的改质污泥，由此降低污泥产生量。

[0016] 本发明的废水处理方法包括：生物处理步骤，利用微生物分解废水中的有机物；曝气步骤，向废水中吹入空气；臭氧气体产生步骤，产生臭氧气体；臭氧浓缩步骤，使臭氧气体吸附于吸附剂，生成高浓度臭氧气体；气液混合步骤，混合在生物处理步骤中生成了的含有污泥的处理水与在臭氧浓缩步骤中生成了的高浓度臭氧气体；臭氧处理步骤，使含有污泥的处理水内的污泥与高浓度臭氧气体接触而进行改质；返送步骤，将在臭氧处理步骤中改质了的改质污泥返送到曝气槽内；微生物活性度测量步骤，测量曝气槽内的微生物活性度；以及控制步骤，基于微生物活性度的测量结果，控制曝气步骤中的曝气量、气液混合步骤中的臭氧气体量、和含有污泥的处理水的抽出量。

[0017] 此外，本发明的废水处理方法包括：吸引步骤，吸引在臭氧浓缩步骤中生成了的高浓度臭氧气体；以及臭氧处理步骤，使含有污泥的处理水与所吸引的高浓度臭氧气体在减压气氛下接触而对污泥进行改质。

[0018] 根据本发明，通过由臭氧浓缩部件间歇性地产生1000mg/L以上的高浓度臭氧气体，并将其注入到含有污泥的处理水中，能够有效地分解形成污泥的有机物，并且能够有效地破坏污泥中的微生物的细胞壁，此外，通过在该状态之前对改质了的改质污泥进行生物处理，能够提高由微生物带来的分解效率，提高将改质污泥分解为水和二氧化碳的比率。

[0019] 此外，通过测量微生物的活性度（由微生物产生的有机物分解量或废水中的有机物浓度）而把握由生物处理带来的有机物分解的状况，根据有机物分解状况，能够控制曝气步骤中的空气曝气量和用于臭氧处理的污泥抽出量，能够促进由微生物带来的有机物的分解，防止处理水的水质变差。

[0020] 另外，根据本发明，即使在将由臭氧浓缩部件产生的1000mg/L以上的高浓度臭氧气体注入到含有污泥的处理水的情况下，由于减压气氛，抑制高浓度臭氧气体溶解于处理水，所以能够降低由处理水造成的高浓度臭氧气体的消耗量，提高由臭氧气体带来的污泥改质的效率。

附图说明

[0021] 图1是表示本发明的实施方式1的废水处理系统的构成图。

[0022] 图2是表示本发明的实施方式2的废水处理系统的构成图。

[0023] 图3是表示本发明的实施方式3的废水处理系统的构成图。

[0024] 图4是表示本发明的实施方式4的废水处理系统的构成图。

[0025] 图5是示意性表示在本发明的实施方式4的减压气氛中，利用高浓度臭氧气体，污泥溶解的过程的说明图。

[0026] 图6是具体地表示向本发明的实施方式4的臭氧反应槽注入高浓度臭氧气体的部件的构成图。

[0027] 图7是表示表示由不同的臭氧气体浓度改质了的污泥在生物处理工序中的生物降解性的实验结果的说明图。

[0028] 图8是表示以往的废水处理系统的构成图。

[0029] 附图标记的说明

[0030] 1、曝气槽；1a、散气装置；2、废水；3、含有污泥的处理水；4、剩余污泥；5、处理水；6、沉淀槽；7、污泥返送泵；8、臭氧处理部；9、污泥循环泵；10、喷射器；11、臭氧气体产生器；
12、返送泵；13、污泥抽出配管；14、污泥抽出泵；15、高浓度臭氧配管；16、臭氧吸附槽；17、臭氧供给配管；18、气液混合配管；19、19A、臭氧反应槽；20、污泥返送配管；21、测量器；22、信号线；23、控制装置；24、曝气泵；25、25A、改质污泥；26、废臭氧气体；27、改质污泥搬送泵；28、改质污泥搬送配管；29、碱处理槽；30、碱性药液；31、碱性污泥搬送泵；32、碱性污泥配管；33、磷分离槽；34、磷去除污泥泵；35、磷去除污泥配管；36、厌气槽；37、磷凝集剂；
38、磷凝集物；39、磷去除污泥；40、分离液搬送泵；41、分离液搬送配管；42、改质污泥储存槽；43、喷雾器喷嘴；44、泡沫污泥配管；45、废臭氧配管；46、废臭氧循环配管；47、废臭氧循环泵；48、臭氧散气管；49、泡沫污泥；50、分离液；70、气体吸引机；71、减压泵；72、臭氧气体气泡；73、臭氧水；74、污泥；75、散气片材；76、压力测量配管；77、压力计。

具体实施方式

[0031] 实施方式1

[0032] 图1是表示本发明的实施方式1的废水处理系统的构成图。

[0033] 在图1中，废水处理系统包括：曝气槽1和散气装置1a，将废水2形成为含有污泥的处理水3；污泥返送泵7，向曝气槽1返送改质污泥25；喷射器10；放电式的臭氧气体产生器11；污泥抽出配管13和污泥抽出泵14，从曝气槽1抽出含有污泥的处理水3；臭氧吸附槽16，设有高浓度臭氧配管15和臭氧供给配管17；气液混合配管18，经由喷射器10，连接于污泥抽出配管13和高浓度臭氧配管15；臭氧反应槽19，设有气液混合配管18和污泥返送配管20；测量器21，设于曝气槽1中；控制装置23，具有用于根据测量器21的测量结果而控制各部的信号线22；以及曝气泵24，向散气装置1a输送空气。

[0034] 另外，在图1中，为了避免复杂化而省略图示，但是本发明的实施方式1的废水处理系统与上述（参照图8）相同，设有沉淀槽和污泥返送泵，该沉淀槽储存从曝气槽1流出的含有污泥的处理水3，并将其分离为剩余污泥和处理水；该污泥返送泵向曝气槽1内返送沉淀槽内的剩余污泥。

[0035] 在进行生物处理的曝气槽1中设置有散气装置1a，流入废水2，流出含有污泥的处理水3。此外，在曝气槽1中设置有抽出含有污泥的处理水3的污泥抽出配管13，该污泥抽出配管13经由污泥抽出泵14与喷射器10相连。

[0036] 喷射器10经由高浓度臭氧配管15与臭氧吸附槽16相连，臭氧吸附槽16经由臭氧供给配管17与臭氧气体产生器11相连。此外，喷射器10经由气液混合配管18与臭氧反应槽19相连，臭氧反应槽19经由污泥返送配管20和污泥返送泵7与曝气槽1相连。

[0037] 设置于曝气槽1中的测量器21测量污泥活性度，通过信号线22，向控制装置23输入测量信号。此外，臭氧吸附槽16向控制装置23输入所吸附的臭氧的重量。

[0038] 控制装置23通过信号线22，输送对臭氧气体产生器11、污泥抽出泵14、臭氧吸附槽16和曝气泵24的控制信号。

[0039] 接着，说明图1所示的本发明的实施方式1的处理顺序。

[0040] 首先，由臭氧气体产生器11生成的臭氧气体通过臭氧供给配管17，被填充于臭氧吸附槽16的硅胶等吸附剂（未图示）吸附。

[0041] 接着，在吸附于吸附剂的臭氧的重量成为一定以上的时刻，控制装置23停止从臭氧气体产生器11向臭氧吸附槽16供给臭氧，通过加热和吸引，使吸附于臭氧吸附槽16的内部的臭氧脱离。由此，虽是间歇性的，但是1000mg/L以上的高浓度臭氧气体从臭氧吸附槽16向高浓度臭氧配管15排出。

[0042] 此时，与向高浓度臭氧配管15排出高浓度臭氧气体的排出时刻对应，驱动污泥抽出泵14，从曝气槽1抽出含有污泥的处理水3。被从曝气槽1抽出的含有污泥的处理水3与高浓度臭氧气体一起向喷射器10流入。

[0043] 接着，高浓度臭氧气体和含有污泥的处理水3在喷射器10中被混合后，通过气液混合配管18，流入臭氧反应槽19。

[0044] 其结果，在臭氧反应槽19中储存被高浓度臭氧气体改质了的改质污泥25。此外，被从臭氧反应槽19排出的废臭氧气体26被臭氧分解装置（未图示）分解为氧气。

[0045] 之后，吸附于臭氧吸附槽16的臭氧脱离，在从臭氧吸附槽16排出的臭氧气体浓度减少到100mg/L以下的时刻，控制装置23停止从臭氧吸附槽16排出臭氧气体和驱动污泥抽出泵14，停止臭氧气体和含有污泥的处理水的混合。

[0046] 另一方面，积存于臭氧反应槽19的改质污泥25利用污泥返送泵7，通过污泥返送配管20而被返送到曝气槽1。以下，因为改质污泥25被高浓度臭氧气体高效率地处理，所以在曝气槽1（也作为微生物的培养槽发挥作用）中，被微生物效率高地分解为二氧化碳和水。

[0047] 此时，因为改质污泥25被返送到曝气槽1时，曝气槽1内的有机物浓度增加，由微生物产生的有机物分解量增加，所以测量器21检测曝气槽1中的有机物量的增加和由微生物产生的有机物分解量的增加，通过信号线22向控制装置23输送测量信号。另外，作为测量器21，能够使用TOC（Total Organic C arbon）计、COD（Chemical Oxygen Demand）计、溶解氧浓度计、氧化还原电位计等，或设置有多个上述测量计的部件。

[0048] 控制装置23接收来自测量器21的测量信号，根据曝气槽1内的有机物量和由微生物产生的有机物分解量，使曝气泵24动作，使来自散气装置1a的曝气量变化。即，根据有机物量（由微生物产生的有机物分解量）的增大，使来自散气装置1a的曝气量增大。

[0049] 这样，通过进行曝气槽1中的与微生物的有机物负荷相应的臭氧处理，即使曝气槽1的有机物浓度变动，也能够完全地进行由微生物产生的有机物的分解，能够防止因有机物残留而造成的处理水质的变差。

[0050] 此外，因为沉淀到沉淀槽6（参照图8）内的剩余污泥4的量也显著地减少，所以容易进行废弃或焚烧等，而且即使在被返送到曝气槽1的情况下，也能够容易再处理。

[0051] 更具体而言，在用测量器21测量曝气槽1的有机物浓度，例如，利用TOC计或COD计判断为流入水中的有机物负荷少的情况下，或利用溶解氧浓度计、氧化还原电位计判断为流入水中的溶解氧高的情况下，使污泥抽出泵14和臭氧吸附槽16动作，使含有污泥的处理水3和高浓度臭氧气体接触，对含有污泥的处理水3内的污泥进行改质而生成改质污泥25，并将该改质污泥25返送到曝气槽1，从而将曝气槽1中的有机物负荷相对于微生物维持在适当值，能够防止处理水中的有机物残留。

[0052] 如上所述，本发明的实施方式1（图1）的废水处理方法包括：生物处理步骤，利用微生物分解废水2中的有机物；曝气步骤，向包含废水2的含有污泥的处理水3中吹入空气；臭氧气体产生步骤，产生臭氧气体；臭氧浓缩步骤，使臭氧气体吸附于吸附剂，生成高浓度臭氧气体；气液混合步骤，混合在生物处理步骤中生成了的含有污泥的处理水3和在臭氧浓缩步骤中生成了的高浓度臭氧气体；臭氧处理步骤，使含有污泥的处理水内的污泥与高浓度臭氧气体接触而进行改质；返送步骤，将在臭氧处理步骤中改质了的改质污泥25返送到曝气槽1内；微生物活性度测量步骤，测量曝气槽1内的微生物活性度；以及控制步骤，基于微生物活性度的测量结果，控制曝气步骤中的曝气量、气液混合步骤中的臭氧气体量、和含有污泥的处理水的抽出量。

[0053] 此外，本发明的实施方式1（图1）的废水处理系统包括：曝气槽1（生物处理部件），利用微生物分解废水2中的有机物；曝气泵24和散气装置1a（曝气部件），向曝气槽1吹入空气；臭氧气体产生器11，产生臭氧气体；臭氧吸附槽16（臭氧浓缩部件），使由臭氧气体产生器11产生的臭氧气体吸附于吸附剂，生成高浓度臭氧气体；喷射器10（气液混合部件），混合从曝气槽1抽出了的含有污泥的处理水3和在臭氧吸附槽16中生成了的高浓度臭氧气体；臭氧反应槽19（臭氧处理部件），使含有污泥的处理水3内的污泥与高浓度臭氧气体接触而进行改质；污泥返送泵7和污泥返送配管20（返送部件），向曝气槽1返送在臭氧反应槽19中改质了的改质污泥25；测量器21（微生物活性度测量部件），测量曝气槽
1中的微生物活性度；以及控制装置23（控制部件），基于微生物活性度的测量结果，控制散气装置1a（曝气部件）的曝气量、喷射器10（气液混合部件）中的臭氧气体量、和含有污泥的处理水3的抽出量。

[0054] 在上述构成中，通过使吸附于吸附剂的臭氧从臭氧吸附槽16脱离（臭氧气体浓缩步骤），能够间歇性地产生1000mg/L以上的高浓度臭氧气体，通过将1000mg/L以上的高浓度臭氧气体注入含有污泥的处理水3（臭氧处理步骤），形成污泥的有机物被高效率地分解，并且污泥中的微生物的细胞壁被破坏。

[0055] 通过在上述状态前向曝气槽1返送改质了的污泥并进行生物处理（生物处理步骤），由微生物产生的分解效率提高，能够提高将改质污泥25分解为水和二氧化碳的比率。

[0056] 此外，通过测量由微生物产生的有机物分解量或废水中的有机物浓度，测量微生物的活性度（微生物活性度测量步骤），能够把握由生物处理产生的有机物分解的状况，通过根据有机物分解状况而控制散气装置1a中的空气曝气量和用于臭氧处理的污泥抽出量（控制步骤），能够促进由微生物产生的有机物的分解，并防止处理水的水质变差。

[0057] 实施方式2

[0058] 另外，在上述实施方式1（图1）中，考虑去除磷以外的有机物，将来自臭氧反应槽19的改质污泥25直接返送到曝气槽1内，但是为了自改质污泥25进一步去除磷，如图2那样，也可以在臭氧反应槽19的后段，夹设碱处理槽29和磷分离槽33，并且在曝气槽1的上游侧设置厌气槽36（无氧槽）。

[0059] 一般而言，虽然微生物摄入一定量的磷，但是因为无法分解，所以需要另外去除磷。此外，周知在厌气槽36中，微生物排出磷，并且通过排出磷，也提高了废水2的有机物分解能力。

[0060] 图2是表示本发明的实施方式2的废水处理系统的构成图，对于与上述（参照图1）相同的部件，标注与上述相同的附图标记。在该情况下，仅附加了自臭氧处理了的改质污泥25去除磷的构成这一点与上述不同。

[0061] 在图2中，废水处理系统包括：具有散气装置1a的曝气槽1；曝气泵24；臭氧反应槽19；改质污泥搬送泵27；改质污泥搬送配管28；碱处理槽29；碱性污泥搬送泵31；碱性污泥配管32；磷分离槽33；磷去除污泥泵34；磷去除污泥配管35；以及厌气槽36。

[0062] 另外，在图2中，为了避免复杂化而省略图示，但是本发明的实施方式2的废水处理系统与上述（图8）相同，设有沉淀槽和污泥返送泵，该沉淀槽储存从曝气槽1流出的含有污泥的处理水3，并将其分离为剩余污泥和处理水；该污泥返送泵向曝气槽1内返送沉淀槽内的剩余污泥。

[0063] 此外，与上述（图1）相同，包括控制装置23，并且在臭氧反应槽19的上游侧，设有喷射器10、臭氧气体产生器11、污泥抽出配管13、污泥抽出泵14、高浓度臭氧配管15、臭氧吸附槽16、臭氧供给配管17、和气液混合配管18。

[0064] 在该情况下，控制装置23也控制各泵27、31、34。

[0065] 臭氧反应槽19经由改质污泥搬送配管28和改质污泥搬送泵27，与碱处理槽29相连。

[0066] 碱性药液30与来自臭氧反应槽19的改质污泥25一起被注入到碱处理槽29。

[0067] 碱处理槽29经由碱性污泥配管32和碱性污泥搬送泵31，与磷分离槽33相连。

[0068] 磷分离槽33经由磷去除污泥配管35和磷去除污泥泵34，与厌气槽36相连。

[0069] 厌气槽36设于曝气槽1的上游侧，在厌气槽36与曝气槽1之间，以废水2（磷去除污泥39）等能够通过的方式被隔开。

[0070] 流入了厌气槽36的废水2在厌气槽36中，与来自磷分离槽33的磷去除污泥39混合，在进行了废水2内的微生物的磷排出处理之后，流入曝气槽1。

[0071] 接着，一边参照图1，一边说明图2所示的本发明的实施方式2的处理顺序。

[0072] 如上所述，首先，臭氧吸附槽16中的通过高浓度臭氧气体的臭氧处理而被改质了的改质污泥25积存在臭氧反应槽19中。

[0073] 接着，臭氧反应槽19内的改质污泥25被改质污泥搬送泵27抽出，被投入到碱处理槽29中。

[0074] 接着，在碱处理槽29中，通过注入碱性药液30，进行改质污泥25的可溶化，被摄入到微生物内部的磷溶析。

[0075] 接着，磷溶析了的碱性污泥经由碱性污泥搬送泵31，从碱处理槽29被投入到磷分离槽33中。

[0076] 接着，在将磷凝集剂37添加到磷分离槽33内时，与溶析了的磷反应而生成磷凝集物38。磷凝集物38从碱性污泥分离并被回收。

[0077] 另一方面，在磷分离槽33中，生成自碱性污泥去除了磷后的磷去除污泥39，磷去除污泥39经由磷去除污泥配管35和磷去除污泥泵34，从磷分离槽33被投入到厌气槽36中。

[0078] 由此，能够在自从曝气槽1抽出了的含有污泥的处理水3中去除了磷之后，进行生物处理。

[0079] 通过向设于曝气槽1的上游侧的厌气槽36投入磷去除污泥39，能够在厌气槽36中，使有机物分解，并且将微生物所含有的磷排出到处理水中。

[0080] 接着，通过使在厌气槽36中处理过的处理水流入曝气槽1，能够使处理水所含有的磷由磷排出后的微生物摄取，能够降低含有污泥的处理水3中的磷浓度。

[0081] 此外，通过与上述（图1）组合而成的构成，还能够进一步提高曝气槽1中的生物学上的磷去除性能。

[0082] 具体而言，在厌气槽36中的磷排出旺盛的时间带，通过提高曝气槽1的曝气量，增加微生物对磷的摄取量，能够提高再投入到厌气槽36中的磷去除污泥39（改质污泥25）的有机物分解效率，并且能够提高曝气槽1中的微生物的磷摄取量，并降低生物处理后的处理水所含有的磷浓度。

[0083] 如上所述，本发明的实施方式2（图2）的废水处理方法除了上述实施方式1的各步骤之外，还包括：厌气步骤，在生物处理步骤之前，自废水2内的微生物排出磷；碱处理步骤，向在臭氧处理步骤中改质了的改质污泥25添加碱性药液30；磷凝集步骤，向在碱处理步骤中添加了碱的改质污泥添加磷凝集剂37；以及磷回收步骤，回收在磷凝集步骤中凝集了的磷凝集物38。

[0084] 厌气步骤和曝气步骤构成厌气性的生物处理步骤，在返送步骤中，将在磷凝集步骤中去除了磷后的磷去除污泥39返送到废水2内。

[0085] 此外，本发明的实施方式2（图2）的废水处理系统除了上述（图1）的构成之外，还包括：厌气槽36，设于曝气槽1的上游侧；碱处理槽29（碱处理部件），向在臭氧反应槽19（臭氧处理部件）中改质了的改质污泥25添加碱性药液30；磷分离槽33（磷凝集部件），向在碱处理槽29中添加了碱的改质污泥添加磷凝集剂37；以及磷回收部件，回收在磷分离槽33中凝集了的磷凝集物38。

[0086] 厌气槽36和曝气槽1构成厌气性的生物处理部件，磷去除污泥泵34和磷去除污泥配管35（返送部件）将在磷分离槽33中去除了磷后的磷去除污泥39返送到厌气槽36中。

[0087] 这样，通过自臭氧处理后的改质污泥25回收磷，除了上述实施方式1的效果之外，还能够将蓄积在曝气槽1中的磷浓度保持为恒定，防止磷向处理水溶析。

[0088] 实施方式3

[0089] 另外，在上述实施方式1、2（图1、图2）中，将从臭氧反应槽19生成的废臭氧气体26全部排出，利用外部的臭氧分解装置（未图示）分解为氧，但是为了提高臭氧处理用的臭氧气体的利用效率，也可以如图3那样，通过使一部分废臭氧气体26在臭氧反应槽19A内循环而有助于有机物的分解。

[0090] 图3是表示本发明的实施方式3的废水处理系统的构成图，表示在上述（图1）的构成中追加了废臭氧循环部件的情况。

[0091] 在图3中，对于与上述（参照图1）相同的部件，标注与上述相同的附图标记（或在附图标记后加上“A”）。

[0092] 在图3中，废水处理系统包括：曝气槽1；散气装置1a；污泥返送泵7；喷射器10；臭氧气体产生器11；污泥抽出配管13；污泥抽出泵14；高浓度臭氧配管15；臭氧吸附槽16；
臭氧供给配管17；气液混合配管18；臭氧反应槽19A；污泥返送配管20；以及测量器21。

[0093] 此外，图3的废水处理系统的作为废臭氧气体26的循环部件，包括：分离液搬送泵40；分离液搬送配管41，经由分离液搬送泵40，连接于臭氧反应槽19A；改质污泥储存槽42，供分离液搬送配管41的前端导入；喷雾器喷嘴43，设于分离液搬送配管41的前端开口部；泡沫污泥配管44，连通臭氧反应槽19A和改质污泥储存槽42；废臭氧配管45；废臭氧循环配管46；废臭氧循环泵47；以及臭氧散气管48。

[0094] 另外，在图3中，为了避免复杂化而省略图示，但是本发明的实施方式3的废水处理系统与上述相同，包括沉淀槽、污泥返送泵、控制装置23和曝气泵24，该沉淀槽储存从曝气槽1流出的含有污泥的处理水3，并将其分离为剩余污泥和处理水；该污泥返送泵向曝气槽1内返送沉淀槽内的剩余污泥。

[0095] 在该情况下，控制装置23也控制各泵40、47。

[0096] 臭氧反应槽19A经由分离液搬送泵40和分离液搬送配管41，与改质污泥储存槽42相连，在从臭氧反应槽19A连接于改质污泥储存槽42的分离液搬送配管41的前端开口部，设置有喷雾器喷嘴43。

[0097] 此外，臭氧反应槽19A的上部经由泡沫污泥配管44，与改质污泥储存槽42的上部相连。在改质污泥储存槽42的上部，连接有排出废臭氧气体26的废臭氧配管45和废臭氧循环配管46。废臭氧循环配管46经由废臭氧循环泵47，与设置于臭氧反应槽19A的内部的臭氧散气管48相连。

[0098] 此外，改质污泥储存槽42经由污泥返送泵7和污泥返送配管20，与曝气槽1相连。

[0099] 接着，说明图3所示的本发明的实施方式3的处理顺序。

[0100] 如图3那样，在对由臭氧处理生成了的臭氧反应槽19A内的改质污泥从臭氧散气管48吹入废臭氧气体26时，改质污泥起泡，产生泡沫污泥49。

[0101] 此时，因为在泡沫污泥49的表面改质污泥成为薄膜状，所以泡沫所含有的废臭氧气体与薄膜的改质污泥的接触面积大。因此，促进改质污泥所含有的有机物与废臭氧气体的反应，有机物被高效率地臭氧分解，并且废臭氧气体被高效率地分解为氧。

[0102] 被高效率地臭氧分解了的泡沫污泥49利用从臭氧散气管48注入了的废臭氧气体26的压力而被搬送到臭氧反应槽19A的上部，通过泡沫污泥配管44而被输送到改质污泥储存槽42内。

[0103] 这样，自含有污泥的处理水3利用高浓度臭氧气体处理了的改质污泥，自臭氧反应槽19A成为泡沫污泥49，被并搬送到改质污泥储存槽42。

[0104] 其结果，在臭氧反应槽19A的底部，污泥被去除，残留下含有高浓度的溶存臭氧气体的分离液50。

[0105] 接着，分离液搬送泵40抽出臭氧反应槽19A内的分离液50，从分离液搬送配管41的前端开口部的喷雾器喷嘴43向改质污泥储存槽42内喷雾，从而将分离液50分离为溶存臭氧气体和水。

[0106] 在改质污泥储存槽42内被分离了的废臭氧气体26经由废臭氧配管45被排出到外部，并且一部分经由废臭氧循环配管46和废臭氧循环泵47被抽出，并从臭氧散气管48被吹入到臭氧反应槽19A内的改质污泥。

[0107] 由此，从臭氧吸附槽16产生的高浓度臭氧气体能够包含废臭氧气体26地高效率地利用于污泥分解。

[0108] 另一方面，经由喷雾器喷嘴43在改质污泥储存槽42内被分离了的水，与通过泡沫污泥配管44被导入的泡沫污泥49混合，在改质污泥储存槽42的底部作为改质污泥25A而蓄积。

[0109] 以下，改质污泥25A经由污泥返送配管20和污泥返送泵7，被返送到曝气槽1。

[0110] 如上所述，本发明的实施方式3（图3）的废水处理方法除了上述实施方式1的各步骤之外，还包括：起泡步骤，通过向在臭氧处理步骤中改质了的改质污泥吹入气体而使其起泡，将改质污泥分离为泡沫污泥49和含有溶存臭氧气体的分离液50；气体分离步骤，通过对分离液50喷雾，将分离液50分离为废臭氧气体26和水；以及气体循环步骤，将在气体分离步骤中分离了的废臭氧气体26作为向臭氧反应槽19A内的改质污泥吹入的气体而利用。

[0111] 在返送步骤中，将在气体分离步骤中分离了的水与泡沫污泥49一起作为改质污泥25A，返送到曝气槽1。

[0112] 此外，本发明的实施方式3（图3）的废水处理系统除了上述（图1）的构成之外，还包括：臭氧散气管48（起泡部件），通过向在臭氧反应槽19A内的改质污泥（泡沫污泥49、分离液50）吹入气体而使其起泡，将改质污泥分离为泡沫污泥49和含有臭氧气体的分离液50；喷雾器喷嘴43（气体分离部件），通过对分离液50喷雾，将分离液50分离为废臭氧气体
26和水；以及废臭氧循环配管46和废臭氧循环泵47（废臭氧循环部件），将由喷雾器喷嘴
43分离了的废臭氧气体26作为向臭氧反应槽19A内的改质污泥吹入的气体而利用。

[0113] 污泥返送泵7和污泥返送配管20（返送部件）将由喷雾器喷嘴43分离了的水与泡沫污泥49一起返送到曝气槽1。

[0114] 这样，通过使用废臭氧气体26使臭氧反应槽19A内的改质污泥起泡，能够使薄膜状的改质污泥附着于泡沫而成为泡沫污泥49，成为薄膜状的改质污泥与泡沫所含有的废臭氧气体26的接触面积与存在于液中的情况相比大幅度地增加，所以能够通过废臭氧气体26与泡沫污泥49的高效率反应而能够使分解迅速地进行。

[0115] 此外，去除了泡沫以及污泥的分离液50（处理水）所含有的臭氧气体由于来自喷雾器喷嘴43的喷雾，被分离为水和废臭氧气体26，被分离了的废臭氧气体26经由废臭氧循环配管46和废臭氧循环泵47，被导入臭氧反应槽19A内的臭氧散气管48，通过被使用于泡沫污泥49的生成，除了上述实施方式1的效果之外，能够在臭氧处理用的过程中将被注入到含有污泥的处理水3的高浓度臭氧气体高效率地利用于污泥处理。

[0116] 另外，对于上述实施方式3（图3），表示了应用于上述实施方式1（图1）的构成的例子，但是也可以应用于上述实施方式2（图2）的构成。

[0117] 在该状态下，改质污泥储存槽42内的改质污泥25A被导入图2内的碱处理槽29，除了由高浓度臭氧气体（和废臭氧气体26）产生的高效率处理化之外，还能够去除磷。

[0118] 实施方式4

[0119] 另外，对于上述实施方式1～3（图1～图3），没有提到吸引高浓度臭氧气体的部件，但是也可以如图4那样，在臭氧吸附槽16与臭氧反应槽19之间夹设吸引高浓度臭氧气体的气体吸引机70。

[0120] 图4是表示本发明的实施方式4的废水处理系统的构成图，对于与上述（参照图1）相同的部件，标注与上述相同的附图标记而省略详述。

[0121] 图4所示的废水处理系统取代上述（图1）的喷射器10，而具备用于从臭氧吸附槽16吸引高浓度臭氧气体的气体吸引机70。

[0122] 在图4中，臭氧吸附槽16经由高浓度臭氧配管15和气体吸引机70，与臭氧反应槽19相连。

[0123] 此外，从曝气槽1抽出含有污泥的处理水3的污泥抽出配管13经由污泥抽出泵14，连接于臭氧反应槽19。

[0124] 另外，在臭氧反应槽19，通过废臭氧配管45，设置有用于对臭氧反应槽19进行减压的减压泵71。

[0125] 气体吸引机70和减压泵71通过信号线22与控制装置23连接，由控制装置23驱动。

[0126] 接着，说明图4所示的发明的实施方式4的处理顺序。

[0127] 首先，在控制装置23的控制下，利用气体吸引机70从臭氧吸附槽16被抽出的高浓度臭氧气体通过高浓度臭氧配管15，被注入到臭氧反应槽19。

[0128] 此时，控制装置23与高浓度臭氧气体注入臭氧反应槽19的注入时刻相应地，驱动污泥抽出泵14，从曝气槽1抽出含有污泥的处理水3。以下，从曝气槽1被抽出的含有污泥的处理水3与高浓度臭氧气体一起流入臭氧反应槽19。

[0129] 在臭氧反应槽19中，与高浓度臭氧气体的注入时刻相应地，减压泵71根据通过信号线22的来自控制装置23的控制信号而动作，臭氧反应槽19的内部被减压。

[0130] 此外，流入到臭氧反应槽19的含有污泥的处理水3和高浓度臭氧气体在减压气氛下接触，由此，含有污泥的处理水3所含有的污泥被高浓度臭氧气体改质，成为改质污泥25。

[0131] 另外，从臭氧反应槽19经由减压泵71排出废臭氧气体26。

[0132] 此外，与上述相同地，通过与臭氧气体的接触而积存于臭氧反应槽19的改质污泥25，利用污泥返送泵7通过污泥返送配管20而被返送到曝气槽1。因为改质污泥25被高浓度臭氧气体高效率地处理，所以在曝气槽1中，利用微生物效率高地被分解为二氧化碳和水。

[0133] 接着，一边参照图5一边将在臭氧反应槽19中，在减压气氛下含有污泥的处理水3被改质的过程与不减压的情况相比较来说明。

[0134] 图5是示意性表示污泥利用减压气氛下的高浓度臭氧气体而溶解的过程的说明图，图5（a）表示不减压的情况，图5（b）表示减压的情况。

[0135] 如图5所示，在注入有高浓度臭氧气体的臭氧反应槽19中，生成含有高浓度臭氧气体的臭氧气体气泡72。

[0136] 通常，臭氧反应槽19的内部因由废臭氧气体26的分解装置（未图示）产生的负压，压力高于大气压。

[0137] 在高于大气压的压力下，如图5（a）所示，因为臭氧气体气泡72所含有的高浓度臭氧气体容易溶解于含有污泥的处理水3，所以在臭氧气体气泡72的周围生成大量的臭氧水73。

[0138] 另一方面，在减压气氛下，如图5（b）所示，因为臭氧气体气泡72所含有的高浓度臭氧气体难以溶解于含有污泥的处理水3，所以在臭氧气体气泡72的周围仅生成少量的臭氧水73。

[0139] 此时，在含有污泥的处理水3内的污泥74与臭氧气体气泡72直接接触的情况下，因为被高浓度臭氧气体溶解，所以改质充分。

[0140] 另一方面，因为臭氧水73所含有的臭氧浓度是100mg/L以下，所以利用臭氧水73对污泥74的改质与利用臭氧气体气泡72所含有的高浓度臭氧气体对污泥74的改质相比，改质不充分。

[0141] 作为臭氧水73的臭氧浓度不高的主要原因之一，是溶解于臭氧水73的臭氧分子的自身分解速度与臭氧气体气泡72的臭氧分子相比大。因此，臭氧水73所含有的臭氧分子不与污泥74直接接触，分解为氧的比率大。

[0142] 即，如图5（a）那样，在污泥74与臭氧水73容易接触的状态下，改质不充分。

[0143] 此外，如图5（a）那样，因为在大量的高浓度臭氧气体溶解于含有污泥的处理水3时，臭氧气体气泡72的臭氧气体浓度也降低，所以臭氧气体气泡72对污泥74的改质效果也降低。

[0144] 相对于此，如图5（b）那样，在利用减压泵71对臭氧反应槽19的内部进行排气的情况下，因为臭氧气体溶解度降低，所以臭氧气体向含有污泥的处理水3的溶解量被抑制。

[0145] 由此，臭氧气体气泡72的臭氧气体浓度被维持为高浓度，与臭氧气体气泡72接触的污泥74的由臭氧气体带来的改质被促进。

[0146] 此外，由于臭氧向含有污泥的处理水3的溶解减少，污泥74的改质中的臭氧气体的利用效率上升。

[0147] 另外，为了抑制臭氧从臭氧气体气泡72溶解于含有污泥的处理水3，需要利用减压泵71，使臭氧反应槽19的内部压力以绝对压力计，高于水的蒸气压（在20℃时为2.3kPa）且低于大气压（100kPa），最佳需要减压到绝对压力为“10kPa～90kPa的范围”。

[0148] 接着，参照图6说明向臭氧反应槽19注入高浓度臭氧气体的部件。

[0149] 图6是具体地表示向臭氧反应槽19注入高浓度臭氧气体的部件的构成图，用图6（a）和图6（b）表示各自不同的构成例。

[0150] 在图6（a）、图6（b）中，在臭氧反应槽19经由压力测量配管76，安装有压力计77，在压力计77上连接有控制装置23（参照图4）的信号线22。

[0151] 控制装置23经由信号线22读取压力计77的测量值，通过与压力测量值相应的反馈控制，经由信号线22，调节减压泵71的排气量，将臭氧反应槽19的内部压力控制在上述范围内。

[0152] 在图6（a）中，在臭氧反应槽19的底部设置有散气片材75，在散气片材75上连接有高浓度臭氧配管15。

[0153] 高浓度臭氧气体从气体吸引机70经由高浓度臭氧配管15和散气片材75，被注入臭氧反应槽19内，成为微小的臭氧气体气泡72后被喷射出。

[0154] 另外，在图6（a）中使用了散气片材75，但是未必限定于此，也可以使用开设有微小孔的任意的工具（散气管等）。

[0155] 此外，也可以在向臭氧反应槽19注入臭氧气体的臭氧气体注入口附近设置搅拌臭氧气体的搅拌机、超声波振子，由此，还能够产生更微小的臭氧气体气泡。

[0156] 另一方面，在图6（b）中，在臭氧反应槽19的底部，设置有作为使含有污泥的处理水3与高浓度臭氧气体汇合的部件的喷射器10。

[0157] 在喷射器10上，连接有污泥抽出配管13、和经由了气体吸引机70的高浓度臭氧配管15。

[0158] 在该情况下，通过高浓度臭氧配管15被注入喷射器10的高浓度臭氧气体，由于由含有污泥的处理水3产生的剪切应力，成为被微小化的臭氧气体气泡72后，被注入臭氧反应槽19。

[0159] 但是，因为臭氧反应槽19的内部压力被减压泵71设定为大气压以下，所以即使是细小气泡，臭氧气体向含有污泥的处理水3的溶解也被抑制，产生高浓度的臭氧气体气泡72。

[0160] 另外，在图6（b）中，使用喷射器10混合了臭氧气体和含有污泥的处理水3，但是不限于喷射器10，也可以使用三通配管等。

[0161] 如上所述，本发明的实施方式4（图4）的废水处理方法包括：生物处理步骤，利用微生物分解废水2中的有机物；曝气步骤，向废水2中吹入空气；臭氧气体产生步骤，产生臭氧气体；臭氧浓缩步骤，使臭氧气体吸附于吸附剂，生成高浓度臭氧气体；吸引步骤，吸引在臭氧浓缩步骤中生成了的高浓度臭氧气体；臭氧处理步骤，使含有污泥的处理水3与所吸引的高浓度臭氧气体接触而对污泥进行改质；减压步骤，对使含有污泥的处理水3与高浓度臭氧气体接触的气氛进行减压；返送步骤，将在臭氧处理步骤中改质了的改质污泥25返送到废水2内；微生物活性度测量步骤，测量废水2内的微生物活性度；以及控制步骤，基于微生物活性度的测量结果，控制曝气步骤中的曝气量、和含有污泥的处理水3的抽出量。

[0162] 此外，本发明的实施方式4的废水处理系统包括：曝气槽1（生物处理部件），利用微生物分解废水2中的有机物；曝气泵24和散气装置1a（曝气部件），向曝气槽1吹入空气；臭氧气体产生器11，产生臭氧气体；臭氧吸附槽16（臭氧浓缩部件），使从臭氧气体产生器11产生的臭氧气体吸附于吸附剂，生成高浓度臭氧气体；气体吸引机70（吸引部件），吸引在臭氧吸附槽16中生成了的高浓度臭氧气体；臭氧反应槽19（臭氧处理部件），使含有污泥的处理水3内的污泥74与所吸引的高浓度臭氧气体接触而对污泥进行改质；减压泵71（减压部件），对含有污泥的处理水3内的污泥74与所吸引的高浓度臭氧气体接触的气氛进行减压；污泥返送配管20（返送部件），将在臭氧反应因槽19中改质了的改质污泥25返送到曝气槽1；测量器21（微生物活性度测量部件），测量曝气槽1中的微生物活性度；以及控制装置23（控制部件），基于微生物活性度的测量结果，控制散气装置1a（曝气部件）的曝气量、和含有污泥的处理水3的抽出量。

[0163] 这样，通过在减压气氛下使高浓度臭氧气体与污泥74接触，能够提高生成改质污泥25时的臭氧利用效率，并且能够利用高浓度臭氧气体生成改质污泥25。

[0164] 即，即使在将从臭氧吸附槽16产生的1000mg/L以上的高浓度臭氧气体注入到含有污泥的处理水3的情况下，也因为由于减压气氛，抑制高浓度臭氧气体溶解于处理水，所以因处理水造成的高浓度臭氧气体的消耗量降低，能够提高臭氧气体对污泥改质的效率。

[0165] 此外，因为由高浓度臭氧气体处理了的改质污泥25的生物降解性高，所以在曝气槽1中，分解为二氧化碳和水的分解效率提高，能够抑制曝气槽1中的污泥74的增加，并且防止有机物残留造成的处理水质的变差。

[0166] 另外，如图6那样，在臭氧反应槽19经由压力测量配管76安装有压力计77，压力计77的测量值被输入到控制装置23，所以控制装置23根据压力测量值，对减压泵71的排气量进行反馈控制，从而能够将臭氧反应槽19的内部压力调节到最佳范围内。