(57)【要約】      （修正有）【課題】中継ポンプ場下流の下水道管渠を流下する下水の溶解酸素濃度をポジティブに保つとともに、下水道管渠の内壁の微生物状態を変え管渠の腐食を防止する下水処理システムの提供。【解決手段】最初沈殿池からの余剰汚泥および／または最終沈殿池からの返送汚泥を脱水し、汚泥を６０℃〜１１０℃に保った状態で酸素を供給し、脱水汚泥中のグラム陽性の好気性微生物で好気性発酵させ微生物資材を製造し、水給送、酸素供給手段を備えた微生物活性化装置で資材を発芽、活性化させ、中継ポンプ場から下水処理設備に送る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭や工場・企業などから排出される下水のための中継ポンプ場と、最初沈殿池、生物処理槽および最終沈殿池を備え、下水道管渠を介して、前記中継ポンプ場からの下水を受け、これを処理する下水処理設備とを備えた下水処理システムにおいて、
前記最初沈殿池および／または最終沈殿池に接続され、最初沈殿池からの余剰汚泥および／または最終沈殿池からの返送汚泥を受け、これを脱水するための脱水手段、
この脱水手段からの脱水汚泥を、温度を６０℃〜１１０℃に保った状態で、酸素を供給して、前記脱水汚泥中のグラム陽性の好気性微生物を好気性発酵させ、これによりグラム陰性の嫌気性および通性嫌気性微生物を分解死滅させるとともに、この好気性発酵以降に生成された好気性微生物の芽胞（胞子）を含有する微生物資材を製造する微生物資材製造装置、
後述する微生物活性化装置に、該下水処理システムの系のいずれかからの水を給送するための水給送手段、
前記微生物資材製造装置からの微生物資材を受け、該微生物資材に、前記水給送手段からの水を供給すると共に、この水の温度を１０℃〜４０℃の範囲、酸素濃度を１〜１０ｍｇ／Ｌに維持して、前記微生物資材の前記胞子を発芽させて、活性化させる微生物活性化装置、および
前記中継ポンプ場のポンプ中の下水に、またはポンプから排出された直後の下水に酸素を供給する酸素供給手段を備え、
前記中継ポンプ場から、前記活性化された微生物資材および前記酸素供給手段から供給された酸素を含む下水を前記下水処理設備に送ることを特徴とする下水処理システム。
【請求項２】
前記水給送手段からの水の温度を１５℃〜４０℃の範囲に維持する請求項１の下水処理システム。
【請求項３】
前記水が、前記下水処理設備により処理済みの水である請求項１の下水処理システム。
【請求項４】
前記下水処理設備が、前記最終沈殿池からの水を消毒するための消毒槽を備え、前記水が、この消毒槽における消毒前の水である請求項３の下水処理システム。
【請求項５】
前記水が、前記中継ポンプ場のポンプより上流の下水である請求項１の下水処理システム。
【請求項６】
前記水給送手段からの水が、前記芽胞の発芽に必要な栄養素を備えている請求項１〜５のいずれかの下水処理システム。
【請求項７】
前記好気性微生物が、フィルミクテス門のグラム陽性のバシラス綱に属するもの、および／または放線菌門のグラム陽性のアクチノバクテリア綱に属するものを含み、そして酵母菌も含むことのある請求項１〜６のいずれかの下水処理システム。
【請求項８】
前記嫌気性および通性嫌気性微生物が、腸内に存在するプロテオバクテリア門のグラム陰性の硫酸塩還元菌を含むもの、および／またはバクテロイデス門のグラム陰性のものである請求項１〜７のいずれかの下水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理システムに関し、更に詳細には、中継ポンプ場下流の下水道管渠の劣化防止を可能とした下水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水道管渠には、時々刻々、家庭や工場・企業所等から、下水が流れ込む。この中には、人の腸内細菌や工場から微生物（主として細菌）が一緒に流れ込む。下水は、下水道管渠を流下する過程で、空気中から酸素を取り込むが、これにも増して、前記微生物が酸素を摂取することにより、一般に無酸素状況になりやすい。その結果、嫌気性細菌である硫酸塩還元菌の活動が活発になり、硫酸塩を使って有機物を分解し、硫化水素ガスを発生する。発生した硫化水素ガスは、下水の悪臭の原因であり、マンホールから作業員が入る時に危険な毒ガスとなっている。それだけではなく、この硫化水素ガスが下水道管渠の空間上部の壁に存在する水膜に溶解すると、その水膜中のバイオフィルムに硫酸生成菌が増殖して、硫酸を生成し、下水道管渠のセメント壁を腐食させて、コンクリート管が劣化・崩壊させることになる。下水道の基本であるコンクリート管の長寿命化は、都市インフラの維持管理上極めて重要な問題である。
【０００３】
このような問題を解決するため、特公平３−５５１９９号公報では、下水道管渠の途中に、酸素化（酸素付加）器を設け、下水道管渠を流下する下水中の汚泥をこの酸素化器に取り込み、これに酸素を付加し、再び下水管渠を流下する下水にこれを戻すことにより、下水の溶解酸素濃度をポジティブに保つようにした装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平３−５５１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許公報に記載の装置によれば、確かに、下水道管渠中の下水の溶解酸素濃℃をポジティブに保つことができるが、それに留まるものである。
【０００６】
そこで本発明は、一歩進んで、中継ポンプ場下流の下水道管渠を流下する下水の溶解酸素濃℃をポジティブに保つとともに、前記下水道管渠の内壁の微生物状態を変えて、該下水道管渠の腐食を防止することのできる下水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、下記（１）〜（８）の構成の本発明の下水処理システムによって達成される。
（１）
家庭や工場・企業などから排出される下水のための中継ポンプ場と、最初沈殿池、生物処理槽および最終沈殿池を備え、下水道管渠を介して、前記中継ポンプ場からの下水を受け、これを処理する下水処理設備とを備えた下水処理システムにおいて、
前記最初沈殿池および／または最終沈殿池に接続され、最初沈殿池からの余剰汚泥および／または最終沈殿池からの返送汚泥を受け、これを脱水するための脱水手段、
この脱水手段からの脱水汚泥を、温度を６０℃〜１１０℃に保った状態で、酸素を供給して、前記脱水汚泥中のグラム陽性の好気性微生物を好気性発酵させ、これによりグラム陰性の嫌気性および通性嫌気性微生物を分解死滅させるとともに、この好気性発酵以降に生成された好気性微生物の芽胞（胞子）を含有する微生物資材を製造する微生物資材製造装置、
後述する微生物活性化装置に、該下水処理システムの系のいずれかからの水を給送するための水給送手段、
前記微生物資材製造装置からの微生物資材を受け、該微生物資材に、前記水給送手段からの水を供給すると共に、この水の温度を１０℃〜４０℃の範囲、酸素濃度を１〜１０ｍｇ／Ｌに維持して、前記微生物資材の前記胞子を発芽させて、活性化させる微生物活性化装置、および
前記中継ポンプ場のポンプ中の下水に、またはポンプから排出された直後の下水に酸素を供給する酸素供給手段を備え、
前記中継ポンプ場から、前記活性化された微生物資材および前記酸素供給手段から供給された酸素を含む下水を前記下水処理設備に送ることを特徴とする下水処理システム。
（２）
前記水給送手段からの水の温度を１５℃〜４０℃の範囲に維持する前記（１）の下水処理システム。
（３）
前記水が、前記下水処理設備により処理済みの水である前記（１）の下水処理システム。
（４）
前記下水処理設備が、前記最終沈殿池からの水を消毒するための消毒槽を備え、前記水が、この消毒槽における消毒前の水である前記（３）の下水処理システム。
（５）
前記水が、前記中継ポンプ場のポンプより上流の下水である前記（１）の下水処理システム。
（６）
前記水給送手段からの水が、前記芽胞の発芽に必要な栄養素を備えている前記（１）〜（５）のいずれかの下水処理システム。
（７）
前記好気性微生物が、フィルミクテス門のグラム陽性のバシラス綱に属するもの、および／または放線菌門のグラム陽性のアクチノバクテリア綱に属するものを含み、そして酵母菌も含むことのある前記（１）〜（６）のいずれかの下水処理システム。
（８）
前記嫌気性および通性嫌気性微生物が、腸内に存在するプロテオバクテリア門のグラム陰性の硫酸塩還元菌を含むもの、および／またはバクテロイデス門のグラム陰性のものである前記（１）〜（７）のいずれかの下水処理システム。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の下水処理システムにおいては、微生物資材製造装置を設けて、この微生物資材製造装置によって、最初沈殿池からの余剰汚泥および／または最終沈殿池からの返送汚泥を含む脱水汚泥を処理することにより、好気性微生物の芽胞を含有する微生物資材を製造し、これを活性化した状態で、中継ポンプ場の下水に供給するとともに、中継ポンプ場のポンプ中の下水に、またはポンプから排出された直後の下水に酸素を供給するようにしたので、中継ポンプ場直下からの下水管渠の壁面の細菌条件を良好な状態に改善させることができ、これによって下水管渠の腐食を防止し、長寿命化した。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による下水処理システムの構成を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態による下水処理システム１０について説明する。
下水処理システム１０は、家庭や工場・企業などから排出される下水のための中継ポンプ場２０、および下水道管渠１００を介して、前記中継ポンプ場２０からの下水を受け、これを処理する下水処理設備５０を備えている。この下水処理設備５０は、通常の活性汚泥法によるものと同様、最初沈殿池５２、生物処理槽（曝気槽）５４、最終沈殿池５６および消毒槽５８を備えており、下水は、以上を経て、浄化され、消毒され、下水管渠を介して放流される。下水処理設備５０の上記した構成については、この種下水処理システム１０においては、通常のものであるので、これ以上の詳細は省略する。また、中継ポンプ場２０は、各家庭や工場等から延びる下水管渠に接続されたポンプＰを備えている。
【００１１】
前記下水処理システム１０は、さらに前記最初沈殿池５２および最終沈殿池５６に接続され、最初沈殿池からの余剰汚泥および最終沈殿池からの返送汚泥を受け、これを脱水するための脱水装置６０を備えている。この脱水装置６０には、前記余剰汚泥および返送汚泥の一方のみを受け、これを脱水するようにしてもよい。この脱水装置６０としては、遠心分離型、フィルタープレス型や機械濃縮型等のいずれの形式の脱水方法を行うものであってもよく、この脱水装置６０によって、前記余剰汚泥および／または返送汚泥を含水率６５〜８５％の脱水汚泥とする。
【００１２】
この脱水装置６０には、微生物資材製造装置６２が接続されている。この微生物資材製造装置６２は、前記脱水装置６０からの脱水汚泥を、温度を６０℃〜１１０℃に保った状態で、酸素を供給して、前記脱水汚泥中のグラム陽性の好気性微生物を好気性発酵させる。この好気性発酵により、グラム陰性の嫌気性微生物を分解死滅させるとともに、この好気性発酵で費やした脱水汚泥中の水分および栄養分の枯渇により、好気性微生物が芽胞となることを利用して、有害なグラム陰性の嫌気性および通性嫌気性微生物を極力含まず、有益な好気性微生物の芽胞を含有する微生物資材を製造する。この微生物資材製造装置６２は、上記の温度管理のため、ヒータを備えており、また必要により酸素（空気）供給装置を備える。
【００１３】
前記下水処理システム１０は、前記中継ポンプ場２０に設置され、あるいは接続された微生物活性化装置７０を備えている。この微生物活性化装置７０には、該下水処理システムの系のいずれかからの水を該微生物活性化装置７０に給送するための水給送手段７２、および酸素を該微生物活性化装置７０に給送するための酸素供給手段７４が接続されている。前記水給送手段７２が供給する水としては、処理を受ける前の下水（例えば、前記中継ポンプ場２０のポンプＰより上流の下水）や、消毒槽５８前の最終沈殿池５６から流れ出る水であることが好ましい。これらの水は、前記芽胞を発芽させるために必要な栄養素を含有しており、芽胞の発芽に必要な水分と栄養素を同時に提供できる。
また、酸素供給手段７４から供給される酸素は、空気の形で供給されても良い。この場合、酸素発生装置や酸素タンクを特別に設ける必要はない。また、下水中の酸素濃度が、発芽に十分と認められる場合には、空気を、前記ポンプＰ中の下水、ポンプＰから排出された直後の下水に導入してもよい。
【００１４】
前記微生物活性化装置７０は、前記微生物資材製造装置６２からの微生物資材を受け、該微生物資材に、前記水給送手段７２からの水を供給すると共に、この水の温度を１０℃〜４０℃の範囲、特に１５℃〜４０℃の範囲、酸素濃度を１〜１０ｍｇ／Ｌに維持して、前記微生物資材の前記芽胞を発芽させて、活性化させる。前記水温を前記の範囲に維持するため、冷暖設備を備えていても良い。また、酸素濃度を前記の範囲に維持するため、前記酸素供給手段７４からの酸素（空気）の供給を受けるようにする。前記酸素供給手段７４からの酸素（空気）は、また、前記中継ポンプ場２０のいずれかの箇所の下水に供給され、下水中の溶存酸素量を増大させる。なお、この微生物活性化装置７０において、芽胞が発芽するには、通常、発芽の環境が整ってから、５分以上掛かるため、微生物資材がこの微生物活性化装置７０に５分以上滞留した後、下水（例えば、前記ポンプ中の下水）に投入されることが好ましい。
【００１５】
以上の構成により、本下水処理システム１０においては、中継ポンプ場２０より下流の下水管渠に、発芽した好気性微生物およびもともと下水中に存在していた好気性微生物の酸素の消費にかかわらず、下水中には、十分な酸素が溶存した状態（酸素濃度が増大した状態）となる。
下水の酸素濃度が増大した結果、嫌気性細菌である硫酸塩還元菌を失活化させ硫化水素の生成を抑制する結果として、硫酸生成菌の抑制により硫酸の生成の防止を行うとともに、好気性微生物により、中継ポンプ場直下からの下水管渠の壁面のバイオフィルム内細菌条件を硫酸生成菌が存在しない、良好な状態に改善させることができ、これによって、硫酸の発生を防いで、下水管渠の腐食を防止し、長寿命化するとともに、前記好気性微生物の活動により下水自体の清浄化を図り、後の設備の負担を軽減することができる。
【００１６】
なお、本発明において、前記好気性微生物としては、例えば、フィルミクテス門のグラム陽性のバシラス綱に属するもの、および／または放線菌門のグラム陽性のアクチノバクテリア綱に属するものを含み、そして場合により酵母菌をも挙げることができる。
一方、前記嫌気性および通性嫌気性微生物としては、腸内に存在するプロテオバクテリア門のグラム陰性の硫酸塩還元菌を含むもの、および／またはバクテロイデス門のグラム陰性のものを挙げることができる。
【符号の説明】
【００１７】
１０  下水処理システム
２０  中継ポンプ場
５０  下水処理設備
５２  最初沈殿池
５４  生物処理槽
５６  最終沈殿池
５８  消毒槽
６０  脱水装置
６２  微生物資材製造装置
７０  微生物活性化装置
７２  水給送手段
７４  酸素供給手段
１００  下水管渠
Ｐ  ポンプ
【図１】
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