(57)【要約】【課題】一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水をイオン化させて水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分する余剰汚泥イオン化処理のための方法ならびにシステムを提供する。【解決手段】攪拌・爆気処理手段による攪拌・爆気処理工程と、汚泥分離処理手段による汚泥分離処理工程と、脱水処理手段による脱水処理工程と、低温乾燥処理手段による低温乾燥処理工程と、黒ぼく土脱臭処理手段による黒ぼく土脱臭処理工程と、から成る余剰汚泥イオン化処理システム及び方法であって、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させたイオン化構造体を送風管に被覆することで送風される外気をイオン化させ、該イオン化された外気により余剰汚水を爆気処理することで、最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善が為される。【選択図】図２
2020044507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水をイオン化させて水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善を図る余剰汚泥イオン化処理方法であって、
前記余剰汚泥イオン化処理方法は、攪拌・爆気処理工程と、汚泥分離処理工程と、脱水処理工程と、低温乾燥処理工程と、黒ぼく土脱臭処理工程と、で構成され、
前記攪拌・爆気処理工程は、余剰汚水を攪拌機能と爆気機能を備える活性爆気槽に投入して攪拌・爆気させると共に、該爆気機能を構成する送風管に遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させたイオン化構造体を被覆し且つその外周をアルミ板で被覆して送風される外気をイオン化し、
前記汚泥分離処理工程は、前記攪拌・爆気処理工程でイオン化された余剰汚水を汚泥分離槽に投入し、該余剰汚水を一定時間放置して澄水と汚泥に自然分離し、該分離された澄水は塩素減菌装置によって塩素・減菌処理して外部に排出すると共に、残された汚泥は一部を前記活性爆気槽に返送すると共にその残余を余剰汚泥貯留槽に排出し、
前記脱水処理工程は、前記汚泥分離処理工程により余剰汚泥貯留槽へ排出された汚泥を遠心分離機等の脱水機によって脱離液と汚泥ケーキに分離し、該分離された脱離液は前記攪拌・爆気処理工程に戻され余剰汚水と合流して活性爆気槽に投入されると共に、汚泥ケーキは運搬手段により搬出され、
前記低温乾燥処理工程は、投入口と搬送コンベアと回転レーキを有する吐出口とを備え且つ外気を送風するイオン化構造体を被覆した送風管ならびに臭気を排気する送風管を備えたコンベア装置が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置において、最上段のコンベア装置の投入口に前記脱水処理工程で搬出された汚泥ケーキを投入し、該汚泥ケーキが汚泥乾燥装置内を移動して最下段のコンベア装置の吐出口から排出されるまでの間、イオン化された外気を送風して該汚泥ケーキを乾燥・固形化すると共に臭気を排気し、
前記黒ぼく土脱臭処理工程は、前記低温乾燥処理工程から排気された臭気を団粒構造の黒ぼく土とパーライトと杉の皮片とを混合若しくは積層し且つ化学消臭剤が添加された黒ぼく土脱臭装置において排気濾過して粉塵除去及び脱臭処理することを特徴とする余剰汚泥イオン化処理方法。
【請求項２】
前記イオン化構造体が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた粘着テープ、合成樹脂パイプ、塗料、成形パット、シートカバーの何れかで形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の余剰汚泥イオン化処理方法。
【請求項３】
前記鉱石粉末が、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の余剰汚泥イオン化処理方法。
【請求項４】
一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水をイオン化させて水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善を図る余剰汚泥イオン化処理システムであって、
前記余剰汚泥イオン化処理システムは、攪拌・爆気処理手段と、汚泥分離処理手段と、脱水処理手段と、低温乾燥処理手段と、黒ぼく土脱臭処理手段と、で構成され、
前記攪拌・爆気処理手段は、攪拌機能と爆気機能を備えて投入された余剰汚水を攪拌・爆気させる活性爆気槽から成り、該爆気機能は、送風管に遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させたイオン化構造体が被覆され且つその外周をアルミ板で被覆して成り、
前記汚泥分離処理手段は、イオン化された余剰汚水を一定時間放置して澄水と汚泥に自然分離する複数の汚泥分離槽と、分離された汚泥を貯留する余剰汚泥貯留槽と、から成り、
前記脱水処理手段は、汚泥を脱離液と汚泥ケーキに分離する脱水機から成り、
前記低温乾燥処理手段は、投入口と搬送コンベアと回転レーキを有する吐出口とを備え且つ外気を送風するイオン化構造体を被覆した送風管ならびに臭気を排気する送風管を備えたコンベア装置が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置から成り、
前記黒ぼく土脱臭処理手段は、臭気を排気濾過して脱臭処分する団粒構造の黒ぼく土とパーライトと杉の皮片とを混合若しくは積層し且つ化学消臭剤が添加されて成る黒ぼく土脱臭装置から成ることを特徴とする余剰汚泥イオン化処理システム。
【請求項５】
前記イオン化構造体が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた粘着テープ、合成樹脂パイプ、塗料、成形パット、シートカバーの何れかで形成されて成ることを特徴とする請求項３に記載の余剰汚泥イオン化処理システム。
【請求項６】
前記鉱石粉末が、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の余剰汚泥イオン化処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの一次的に処理された余剰汚水をイオン化させて水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分する余剰汚泥イオン化処理のための方法ならびにシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における生活汚水・雑排水の汚水処理技術において、現在の処理技術ではいかなる処理技術を使用しようとしても余剰汚泥が必ず発生する。その一次的な処理で発生する余剰汚泥は、通常、水に高分子化合物を含む有機化合物が約１〜３％の混濁状態で処理場から放出されている。その放出された余剰汚泥は、さらに処理されて廃棄物として乾燥焼却されたり、埋立処理場に廃棄によって最終的な処理がなされている。それらの乾燥焼却や埋立廃棄のいずれの方法においても、処理コストは相当高騰になるもので、その上、処理した結果物は埋立廃棄すると土壌汚染につながり、乾燥廃棄すると大気汚染を引き起こす虞があるものであった。
【０００３】
従来より、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの一次的に処理された余剰汚水を、水分と固形分とに分離して最終処分する余剰汚泥処理方法に関する提案が数多くなされている。
【０００４】
上記における余剰汚泥処理方法に関する具体的な提案としては、例えば、「余剰汚泥の最終処理方法及びその処理装置」（特許文献１）や、「余剰汚泥の最終処理方法」（特許文献２）が提案され、公知技術となっている。
【０００５】
しかしながら、上記における余剰汚泥処理方法に関する提案は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの一次的に処理された余剰汚水を単に水分と固形分とに分離して最終処分する余剰汚泥処理方法に関する提案であって、本発明のように一次的に処理された余剰汚水をイオン化させて水分と有機物を含んだ固形分と臭気に其々分離して最終処分するものではないため、固形分中の有機質の減量化がなされていないと共に臭気も伴って、環境問題を解決することができないといった問題点があるものだった。
【０００６】
本出願人は、以上のような従来から提案されている余剰汚泥の処理方法において解決することができなかった固形分の減量化ならびに臭気の処理方法に着目し、簡易的且つ廉価な手段によって余剰汚泥を水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分することができないものかという着想の下、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの一次的に処理された余剰汚水をイオン化させて水分と有機物を含んだ固形分と臭気に其々分離して最終処分することができる余剰汚泥イオン化処理のための方法ならびにシステムを開発し、本発明における「余剰汚泥イオン化処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥イオン化処理システム」の提案に至るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９５８５５２号公報
【特許文献２】特許第３４８７３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題点に鑑み、本発明は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水をイオン化させて水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分する余剰汚泥イオン化処理のための方法ならびにシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水をイオン化させて水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善を図る余剰汚泥イオン化処理方法であって、攪拌・爆気処理工程と、汚泥分離処理工程と、脱水処理工程と、低温乾燥処理工程と、黒ぼく土脱臭処理工程と、で構成され、攪拌・爆気処理工程は、余剰汚水を攪拌機能と爆気機能を備える活性爆気槽に投入して攪拌・爆気させると共に、該爆気機能を構成する送風管に遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させたイオン化構造体を被覆し且つその外周をアルミ板で被覆して送風される外気をイオン化し、汚泥分離処理工程は、前記攪拌・爆気処理工程でイオン化された余剰汚水を汚泥分離槽に投入し、該余剰汚水を一定時間放置して澄水と汚泥に自然分離し、該分離された澄水は塩素減菌装置によって塩素・減菌処理して外部に排出すると共に、残された汚泥は一部を前記活性爆気槽に返送すると共にその残余を余剰汚泥貯留槽に排出し、脱水処理工程は、前記汚泥分離処理工程により余剰汚泥貯留槽へ排出された汚泥を遠心分離機等の脱水機によって脱離液と汚泥ケーキに分離し、該分離された脱離液は前記攪拌・爆気処理工程に戻され余剰汚水と合流して活性爆気槽に投入されると共に、汚泥ケーキは運搬手段により搬出され、低温乾燥処理工程は、投入口と搬送コンベアと回転レーキを有する吐出口とを備え且つ外気を送風するイオン化構造体を被覆した送風管ならびに臭気を排気する送風管を備えたコンベア装置が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置において、最上段のコンベア装置の投入口に前記脱水処理工程で搬出された汚泥ケーキを投入し、該汚泥ケーキが汚泥乾燥装置内を移動して最下段のコンベア装置の吐出口から排出されるまでの間、イオン化された外気を送風して該汚泥ケーキを乾燥・固形化すると共に臭気を排気し、黒ぼく土脱臭処理工程は、前記低温乾燥処理工程から排気された臭気を団粒構造の黒ぼく土とパーライトと杉の皮片とを混合若しくは積層し且つ化学消臭剤が添加された黒ぼく土脱臭装置において排気濾過して粉塵除去及び脱臭処理する構成を採る。
【００１０】
また、本発明は、前記余剰汚泥イオン化処理方法において、前記イオン化構造体が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた粘着テープ、合成樹脂パイプ、塗料、成形パット、シートカバーの何れかで形成されて成る構成を採る。
【００１１】
さらに、本発明は、前記余剰汚泥イオン化処理方法において、前記鉱石粉末が、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末である構成を採用し得る。
【００１２】
またさらに、本発明は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水をイオン化させて水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善を図る余剰汚泥イオン化処理システムであって、攪拌・爆気処理手段と、汚泥分離処理手段と、脱水処理手段と、低温乾燥処理手段と、黒ぼく土脱臭処理手段と、で構成され、攪拌・爆気処理手段は、攪拌機能と爆気機能を備えて投入された余剰汚水を攪拌・爆気させる活性爆気槽から成り、該爆気機能は、送風管に遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させたイオン化構造体が被覆され且つその外周をアルミ板で被覆して成り、汚泥分離処理手段は、イオン化された余剰汚水を一定時間放置して澄水と汚泥に自然分離する複数の汚泥分離槽と、分離された汚泥を貯留する余剰汚泥貯留槽と、から成り、脱水処理手段は、汚泥を脱離液と汚泥ケーキに分離する脱水機から成り、低温乾燥処理手段は、投入口と搬送コンベアと回転レーキを有する吐出口とを備え且つ外気を送風するイオン化構造体を被覆した送風管ならびに臭気を排気する送風管を備えたコンベア装置が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置から成り、黒ぼく土脱臭処理手段は、臭気を排気濾過して脱臭処分する団粒構造の黒ぼく土とパーライトと杉の皮片とを混合若しくは積層し且つ化学消臭剤が添加されて成る黒ぼく土脱臭装置から成る構成を採る。
【００１３】
さらにまた、本発明は、前記余剰汚泥イオン化処理システムにおいて、前記イオン化構造体が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた粘着テープ、合成樹脂パイプ、塗料、成形パット、シートカバーの何れかで形成されて成る構成を採る。
【００１４】
そしてまた、本発明は、前記余剰汚泥イオン化処理システムにおいて、前記鉱石粉末が、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末である構成を採用し得る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る余剰汚泥イオン化処理方法及びシステムによれば、活性爆気槽において一定時間爆気・攪拌するに際し、イオン化構造体が被覆された送風管を介してイオン化された外気を送風することで、余剰汚水のイオン化作用を促進させて微生物の活性化が図られ、最終的な汚泥排出量を約２０％程度ほど減容することができる、といった優れた効果を奏する。
【００１６】
また、本発明に係る余剰汚泥イオン化処理方法及びシステムによれば、汚泥分離槽にて汚泥と澄水との分離促進化が図られ、それに伴い分離される澄水の透明度について約５４％程度の水質改善が可能である、といった優れた効果を奏する。
【００１７】
さらに、本発明に係る余剰汚泥イオン化処理方法及びシステムによれば、上記した汚泥排出量の減量に伴い、脱水機における汚泥ケーキも約２５％程度ほど減量することができる、といった優れた効果を奏する。
【００１８】
またさらに、本発明に係る余剰汚泥イオン化処理方法及びシステムによれば、汚泥乾燥装置において汚泥ケーキを乾燥・固形化するに際し、イオン化構造体が被覆された送風管を介してイオン化された外気を送風することで、乾燥された汚泥ケーキを乾燥特殊肥料の認定を受け得る有機物として有効利用することが可能である、といった優れた効果を奏する。
【００１９】
さらにまた、本発明に係る余剰汚泥イオン化処理方法及びシステムによれば、イオン化構造体が被覆された送風管を介して送られてくる臭気について、団粒構造の黒ぼく土と、パーライトと、杉の皮片と、化学消臭剤と、から成る黒ぼく土脱臭装置において排気濾過させることによって、臭気中の粉塵除去と排出される臭気の無臭化を実現することができる、といった優れた効果を奏する。
【００２０】
総じて、本発明に係る余剰汚泥イオン化処理方法及びシステムによれば、各工程・手段にて各所に送気をイオン化する手段を採用することによって、汚泥排出量の減容・減量及び汚泥・澄水の分離促進が為されて、処理時間及び処分費用の削減に資すると共に、送風管にイオン化構造体を被覆するという簡易な手段で足りるため、システム設置に伴うコストの削減にも資し、さらには、管理コスト及び人件費の削減にも資するといった、多くのコスト削減が実現可能である、といった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る余剰汚泥イオン化処理方法の工程手順を示すフロー図である。
【図２】本発明に係る余剰汚泥イオン化処理システムの模式的説明図である。
【図３】本発明に係るイオン化構造体の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明に係るイオン化構造体の作用を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明にかかる余剰汚泥イオン化処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥イオン化処理システム１０は、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させたイオン化構造体７０を送風管Ｐに被覆することで送風される外気Ｇをイオン化させ、該イオン化された外気Ｇにより余剰汚水Ｗを爆気処理する手段を採ったことを最大の特徴とする。
以下、本発明にかかる余剰汚泥イオン化処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥イオン化処理システム１０の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２３】
尚、本発明にかかる余剰汚泥イオン化処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥イオン化処理システム１０は、以下に述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、すなわち同一の作用効果を発揮できる形状や寸法、材質等の範囲内で、適宜変更することができる。
【００２４】
図1は、本発明にかかる余剰汚泥イオン化処理方法の工程手順を示すフロー図である。
本発明の余剰汚泥イオン化処理方法は、攪拌・爆気処理工程と、汚泥分離処理工程と、脱水処理工程と、低温乾燥処理工程と、黒ぼく土脱臭処理工程と、で構成されている。
【００２５】
攪拌・爆気処理工程は、一次的に処理された余剰汚水Ｗを攪拌機能２２と爆気機能２３を備える活性爆気槽２１に投入して攪拌・爆気させると共に、該爆気機能２３を構成する送風管Ｐに遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させたイオン化構造体７０を被覆し且つその外周をアルミ板７１で被覆して送風される外気Ｇをイオン化する工程である。尚、活性爆気槽２１内には、余剰汚水Ｗを分解処理するための微生物が投与されている。
本工程では、活性爆気槽２１にイオン化構造体７０を通過した外気Ｇを送気して一定時間爆気・攪拌することで、イオン化作用を促進させて活性爆気槽２１内の微生物の活性化が図られる。
【００２６】
汚泥分離処理工程は、前記攪拌・爆気処理工程でイオン化された余剰汚水Ｗを汚泥分離槽３１に投入し、該余剰汚水Ｗを一定時間放置して澄水Ｓと汚泥Ｄに自然分離し、該分離された澄水Ｓは塩素減菌装置３２によって塩素・減菌処理して外部に排出すると共に、残された汚泥Ｄは一部を前記活性爆気槽２１に返送すると共に、その残余を余剰汚泥貯留槽３３に排出する工程である。
本工程では、前工程である攪拌・爆気処理工程にて余剰汚水Ｗがイオン化されていることから、澄水Ｓと汚泥Ｄの分離速度の向上すなわち汚泥Ｄの沈降速度の向上が見られ、その結果、分離される澄水Ｓ中に残存する汚泥Ｄ濃度の低下が図られると共に、排出される汚泥Ｄの減量と含水率低下が図られる。
【００２７】
ところで、前記汚泥分離処理工程において、汚泥分離槽３１で分離された汚泥Ｄについて、その全てを余剰汚泥貯留槽３３に排出するのではなく、一部を前記攪拌・爆気処理工程における前記活性爆気槽２１に返送するのは、該活性爆気槽２１におけるＭＬＳＳ値（活性汚泥浮遊物質量）を調整するためである。
【００２８】
脱水処理工程は、前記汚泥分離処理工程において余剰汚泥貯留槽３３へ排出された汚泥Ｄを例えば遠心分離機等の脱水機４１によって脱離液４２と汚泥ケーキ４３に分離する工程である。尚、本工程において、必要に応じて脱水機４１内に凝集剤が添加される。分離された脱離液４２は前記攪拌・爆気処理工程に戻され余剰汚水Ｗと合流して活性爆気槽２１に投入されると共に、汚泥ケーキ４３は運搬手段４４によって次工程へ搬出されることとなる。
本工程では、前工程である汚泥分離処理工程において既に排出される汚泥Ｄの減量と含水率低下が為されているため、攪拌・爆気処理工程に戻される脱離液４２の減量が図られると共に、汚泥ケーキ４３の減量も図られる。
【００２９】
低温乾燥処理工程は、投入口５３と搬送コンベア５４と回転レーキ５６を有する吐出口５５とを備え且つ外気Ｇを送風するイオン化構造体７０を被覆した送風管Ｐならびに臭気Ｅを排気する送風管Ｐを備えたコンベア装置５２が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置５１において、最上段のコンベア装置５２の投入口５３に前記脱水処理工程で搬出された汚泥ケーキ４３を投入し、該汚泥ケーキ４３が汚泥乾燥装置５１内を移動して最下段のコンベア装置５２の吐出口５５から排出されるまでの間、イオン化された外気Ｇを送風して該汚泥ケーキ４３を乾燥・固形化すると共に、臭気Ｅを排気する工程である。
本工程では、前工程である脱水処理工程から搬出された汚泥ケーキ４３が乾燥されることで更なる減量が図られると共に、その乾燥された汚泥ケーキ４３を乾燥特殊肥料（有機肥料）として有効利用化することが可能となる。
【００３０】
黒ぼく土脱臭処理工程は、前記乾燥処理工程で排気された臭気Ｅを、団粒構造の黒ぼく土６２と、パーライト６３と、杉の皮片６４とを混合若しくは積層し、且つ、化学消臭剤６５が添加された黒ぼく土脱臭装置６１において排気濾過して粉塵除去及び脱臭処理する最終工程である。
本工程では、黒ぼく土６２やパーライト６３、杉の皮片６４や化学消臭剤６５の作用により、臭気Ｅ中の粉塵除去と無臭化が図られる。
【００３１】
以上で構成される本発明にかかる余剰汚泥イオン化処理方法は、次に説明する余剰汚泥イオン化処理システムによって実現される。
図２は、本発明にかかる余剰汚泥イオン化処理システムの模式的説明図である。
本発明の余剰汚泥イオン化処理システム１０は、攪拌・爆気処理手段２０と、汚泥分離処理手段３０と、脱水処理手段４０と、低温乾燥処理手段５０と、黒ぼく土脱臭処理手段６０と、で構成されている。
【００３２】
攪拌・爆気処理手段２０は、攪拌機能２２と爆気機能２３を備えて投入された余剰汚水Ｗを攪拌・爆気させる活性爆気槽２１から成る。該爆気機能２３では、送風管Ｐに遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させたイオン化構造体７０が被覆され且つその外周にはアルミ板７１が被覆されており、爆気のために活性爆気槽２１内へ送風する外気Ｇをイオン化する構造となっている。爆気が完了した余剰汚水Ｗは、汚泥分離槽３１へ送られる。
【００３３】
イオン化構造体７０は、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた構造体であって、送風管Ｐを被覆するように装着される形態を採り、例えば、粘着テープ７０ａや合成樹脂パイプ７０ｂ、塗料７０ｃ、成形パット７０ｄ、シートカバー７０ｅ等で形成される。イオン化構造体７０が発するγ線は、鉱石由来のγ線であることから、自ずと低線量域のγ線となる。尚、低線量域とは、確定された定義は無いが、概ね１００〜２００ｍＳｖ以下の放射線量とされている。
【００３４】
ここで、イオン化による作用効果について説明する。既述のとおり、イオン化構造体７０は、遠赤外線ならびにγ線を発する。かかるイオン化構造体７０を送風管Ｐに被覆すると、該送風管Ｐを通気する空気をイオン化することとなるが、その際に特にγ線が作用して、第一に送風管Ｐを通気する外気Ｇ（空気）中の水分子が希ガスに近づき安定化すると共に、第二に送風管Ｐを通気する外気Ｇ（空気）中のホルムアルデヒド濃度を低下させる。この作用は、水分子の安定により外気Ｇ中の有害物質が水分子に結合され易くなることから生じる効果と考えられる。このイオン化された外気Ｇにより余剰汚水Ｗを爆気処理することで、余剰汚水Ｗ内に投入された微生物へγ線による低線量照射が為され、それにより該微生物の体内活性酸素が減少して抗酸化機能の亢進が為されることで、微生物の活性化が為されることとなる。
【００３５】
かかるイオン化構造体７０の具体的な実施形態について、図３に示す。
図３（ａ）は、イオン化構造体７０が粘着テープ７０ａで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた合成樹脂製または布製または金属製の帯状体と粘着層とを備えた粘着テープ７０ａで形成されている。かかる形態を採ることで、紆余曲折する送風管Ｐの外筒部を外側から容易に捲着することができるため、施工工事が容易にできる。
【００３６】
図３（ｂ）は、イオン化構造体７０が合成樹脂パイプ７０ｂで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた合成樹脂パイプ７０ｂで形成されている。かかる形態を採ることで、専用の送風管Ｐとして予め規格製造しておくことができるため、施工時の設置容易性や故障・破損等による交換容易性に優れると共に、清掃・メンテナンス等における取り外しも容易となり、施工コストや維持管理コストが削減される。
【００３７】
図３（ｃ）は、イオン化構造体７０が塗料７０ｃで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた塗料７０ｃで形成されている。かかる形態を採ることで、紆余曲折する送風管Ｐの外筒部を外側から容易に塗装することができるため、施工性に優れている。
【００３８】
図３（ｄ）は、イオン化構造体７０が成形パット７０ｄで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた成形パット７０ｄで形成されている。かかる形態を採ることで、成形加工された規格品で製造できるため、安価なイオン化構造体７０の提供が可能になる。
【００３９】
図３（ｅ）は、イオン化構造体７０がシートカバー７０ｅで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させたシートカバー７０ｅで形成されている。かかる形態を採ることで、シート加工された自由度の高い規格品で製造できるため、安価且つ施工性に優れたイオン化構造体７０の提供が可能になる。
【００４０】
イオン化構造体７０に含有される鉱石粉末の原料については、遠赤外線ならびにγ線を発するものであれば特に限定はないが、例えば、黒曜石、雲母、石英、セラミックなどを粉末状としたものが考え得る。但し、放射線を顕著に発する鉱石は除外する。その中でも、遠赤外線ならびにγ線を発する最良のものとして、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末を採用することが望ましい。
【００４１】
尚、送風管Ｐに被覆されるイオン化構造体７０の外周を更にアルミ板７１で被覆するのは、該イオン化構造体７０から発せられる遠赤外線ならびにγ線を外部へ逃がさず、送風管Ｐの側へ効率良く仕向ける為であり、且つ、イオン化構造体７０の被覆箇所における外観を考慮してのことである。
【００４２】
汚泥分離処理手段３０は、前記攪拌・爆気処理手段２０にてイオン化された余剰汚水Ｗが投入される汚泥分離槽３１と、該汚泥分離槽３１で分離された汚泥Ｄを貯留する余剰汚泥貯留槽３３と、から成る。該汚泥分離槽３１では、投入されたた余剰汚水Ｗを一定時間放置して、澄水Ｓと汚泥Ｄに自然分離する構造となっている。該汚泥分離槽３１は、前記攪拌・爆気処理手段２０から送られてくる余剰汚水Ｗを絶えず受け入れ可能とすべく、複数（二以上、好ましくは三以上）設置される。汚泥分離槽３１にて分離された澄水Ｓは、塩素減菌装置３２によって塩素・減菌処理して外部に排出される。また、分離した汚泥Ｄは、その一部が前記活性爆気槽２１に返送されると共に、その残余は余剰汚泥貯留槽３３に排出される。
【００４３】
脱水処理手段４０は、前記汚泥分離処理手段３０において余剰汚泥貯留槽３３に排出され貯留されている汚泥Ｄを脱離液４２と汚泥ケーキ４３に分離する脱水機４１から成る。該脱水機４１の具体的構造については、特に限定するものではないが、例えば遠心分離機等が考え得る。ここで分離された脱離液４２は、前記攪拌・爆気処理手段２０に戻され、余剰汚水Ｗと合流して活性爆気槽２１に投入される。また、脱水された汚泥ケーキ４３は、運搬手段４４を介して汚泥乾燥装置５１に搬出される。
【００４４】
低温乾燥処理手段５０は、投入口５３と搬送コンベア５４と回転レーキ５６を有する吐出口５５とを備え且つ外気Ｇを送風するイオン化構造体７０を被覆した送風管Ｐならびに臭気Ｅを排気する送風管Ｐを備えたコンベア装置５２が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置５１から成る。この多段式のコンベア装置５２とは、最上段のコンベア装置５２の投入口５３及び最下段のコンベア装置５２の吐出口５５を除き、前段の吐出口５５と次段の投入口５３とが接続若しくは近接した状態で連なった構造であり、これにより最上段のコンベア装置５２の投入口５３に前記脱水処理工程で搬出された汚泥ケーキ４３が投入されると、搬送コンベア５４を移動して吐出口５５から次段の投入口５３に落下投入され、これを繰り返した後、最終的に最下段のコンベア装置５２の吐出口５５から乾燥し固形化した汚泥ケーキ４３が排出されることとなる。尚、吐出口５５に備えられる回転レーキ５６は、排出される汚泥ケーキ４３を裁断する為のものである。かかるコンベア装置５２の段数については特に限定はなく、搬送コンベア５４の長さ距離と乾燥時間などを総合的に考慮して適宜決定される。また、送風管Ｐに被覆されるイオン化構造体７０の外周には、攪拌・爆気処理手段２０と同様、更にアルミ板で被覆する態様を採ることも可能であり、その際の作用効果は既述のとおりである。ここで乾燥・固形化された汚泥ケーキ４３は、乾燥特殊肥料（コンポスト）として有効利用される。また、乾燥に伴い排気される臭気Ｅは、黒ぼく土脱臭装置６１へと送られる。
【００４５】
ところで、臭気Ｅを黒ぼく土脱臭装置６１へ送る際、図面に示すように、送風管Ｐの所定中間箇所にブロアＢを介して外気Ｇを送風する態様が考え得る。かかる態様を採用することで、黒ぼく土脱臭装置６１までスムーズに臭気Ｅを送ることが可能となる。またこのとき、外気Ｇを送風する送風管Ｐにイオン化構造体７０を被覆することが望ましく、これにより臭気Ｅがイオン化されつつ排出されることとなって、臭気Ｅ中の悪臭成分Ｆが分散されより小さくなる。
【００４６】
黒ぼく土脱臭処理手段６０は、前記低温乾燥処理手段５０から排出された臭気Ｅを排気濾過して脱臭処分するもので、団粒構造の黒ぼく土６２と、パーライト６３と、杉の皮片６４とを混合若しくは積層し、化学消臭剤６５が添加されて成る黒ぼく土脱臭装置６１から成る。なお、黒ぼく土６２とパーライト６３と杉の皮片６４との混合・積層比率については、特に限定するものではないが、概ね容積比で３：２：１の混合・積層比率とする。また、添加される化学消臭剤６５として、例えばフラボノール系消臭剤などが考えられ、必要に応じて適宜補充される。ここで粉塵除去と無臭化が図られた臭気Ｅは、大気中に放出される。
【００４７】
ここで、イオン化構造体７０を送風管Ｐに被覆することによって外気Ｇがイオン化される態様及びイオン化による作用を説明する。図４は、本発明に係るイオン化構造体７０の作用を示す説明図であり、（ａ）はイオン化構造体７０を被覆した送風管Ｐの断面説明図である。
送風管Ｐの外筒部を遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末（黒曜石、雲母、石英、セラミックなど）を含有させたイオン化構造体７０で被覆することで、該イオン化構造体７０からマイナスイオンＮが放出される。放出されたマイナスイオンＮは、送風管Ｐ内の外気Ｇの流れに誘引されて、送風管Ｐを通過して内部に取り込まれる。このとき、プラスイオンＭを帯びた外気ＧがマイナスイオンＮを浴びて負電荷に電位して、イオン化されることとなる。
【００４８】
図４（ｂ）は、イオン化による臭気Ｅの消臭作用を示す模式的説明図である。
臭気Ｅの中に含まれる悪臭成分Ｆは、主に硫化水素やアンモニア、メルカプタン等が挙げられるが、これらは汚染物質（二酸化硫黄、窒素酸化物等）と同様に水蒸気と結合して浮遊する。通常の水蒸気粒子の大きさは１０〜１００μｍ程度とされるが、臭気Ｅをイオン化することで、該臭気Ｅ中の水蒸気粒子の結合力が約１／１０〜１／１００ほど低下され、微小粒子に分散される。これにより、水蒸気と結合した悪臭成分Ｆも分散され小型化し、その結果、悪臭成分Ｆが減退すると共に脱臭容易となる。
【００４９】
次に、本発明における一連の実施態様及び作用効果について説明する。
一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水Ｗは、微生物が投与された活性爆気槽２１に投入され、約１８時間程度かけて撹拌及び爆気が行われる。このとき、爆気のための送風管Ｐにはイオン化構造体７０が被覆されており、該送風管Ｐを介してイオン化された外気Ｇが
送風されることで、イオン化された外気Ｇによる爆気が為され、活性爆気槽２１内の微生物が活性化される。尚、活性爆気槽２１内の余剰汚水Ｗの水温は、微生物の活性に有用な２２〜２８℃程度とすることが望ましい。
【００５０】
活性爆気槽２１で撹拌及び爆気が行われた余剰汚水Ｗは、約２．２５立方メートル／分のスピードで汚泥分離槽３１へ送られ、約６時間かけて澄水Ｓと汚泥Ｄに自然分離される。自然分離とは、槽内にて汚泥Ｄを経時的に自然沈降させ上澄み水（澄水Ｓ）と分離するものである。このとき、余剰汚水Ｗは、先の活性爆気槽２１における爆気によりイオン化されていることから、分離速度すなわち汚泥Ｄの沈降速度が向上する。したがって、余剰汚水Ｗがイオン化されていない場合（以下、単に「従来」という。）に比し、澄水Ｓ中に残存する汚泥Ｄ濃度の低下と汚泥Ｄの含水率低下が図られ、その結果、分離後の汚泥Ｄ量について約２０％程度の減量が達成される。尚、汚泥分離槽３１は複数設置されており、一の汚泥分離槽３１が満水となった状態にて自然分離が行われ、その間、余剰汚水Ｗは他の汚泥分離槽３１へ送られる。このように、複数の汚泥分離槽３１が交替で余剰汚水Ｗを受け入れることで、余剰汚水Ｗの常時受け入れが可能となる。
【００５１】
汚泥分離槽３１にて分離された澄水Ｓは、塩素減菌装置３２によって塩素・減菌処理し、ＳＳ値（浮遊物質量）１０ｐｐｍ以下の状態で外部に排出される。
また、汚泥分離槽３１にて分離された汚泥Ｄは、その一部が活性爆気槽２１に返送されると共に、その残余は余剰汚泥貯留槽３３に排出される。
【００５２】
汚泥分離槽３１にて分離された汚泥Ｄの一部を活性爆気槽２１に返送するのは、該活性爆気槽２１におけるＭＬＳＳ値（活性汚泥浮遊物質量）を調整するためである。活性爆気槽２１におけるＭＬＳＳ値は、概ね４，０００〜５，０００ｐｐｍの範囲内で保たれる必要があり、このＭＬＳＳ値が低すぎると不活性による機能障害を生じ、反対に高すぎると負荷が掛かって槽内の余剰汚水Ｗの表層部に泡が発生し、この泡の被覆によって微生物による空中酸素の吸収を阻害してしまうこととなる。活性爆気槽２１に最初に投入される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水ＷのＳＳ値は概ね３００〜９００ｐｐｍ程度であるため、この余剰汚水Ｗが投入され続けることで活性爆気槽２１のＭＬＳＳ値は薄まり低下していく。したがって、汚泥分離槽３１にて分離された汚泥Ｄの一部を必要に応じて活性爆気槽２１に返送し、活性爆気槽２１におけるＭＬＳＳ値の調整が図られる。尚、返送される汚泥ＤのＭＬＳＳ値は、概ね１２，０００〜１５，０００ｐｐｍである。
【００５３】
余剰汚泥貯留槽３３に排出された汚泥Ｄは、槽内で一時的に貯留された後、脱水機４１に送られる。汚泥Ｄの一時的な貯留に際しては、腐敗防止のために弱爆気・撹拌を行うことが望ましい。脱水機４１の具体的構造については、特に限定はなく、例えば遠心分離機等から成る。脱水機４１に送られた汚泥Ｄは、約９０〜９４ｗｔ％の脱離液４２と約６〜１０ｗｔ％の汚泥ケーキ４３に分離される。このとき、従来に比し、汚泥Ｄの含水率低下が図られていることから、脱水機４１の稼働時間を約２５％程度減らすことが可能になると共に、脱水された汚泥ケーキ４３の減量も図られる。尚、必要に応じて脱水機４１内に凝集剤が添加され、分離促進が図られる。
【００５４】
脱水機４１にて分離された脱離液４２は、活性爆気槽２１に戻され、余剰汚水Ｗと合流して槽内に投入される。
また、脱水機４１にて分離された汚泥ケーキ４３は、運搬手段４４を介して汚泥乾燥装置５１に搬出される。
【００５５】
汚泥乾燥装置５１は、投入口５３と搬送コンベア５４と吐出口５５とを備えたコンベア装置５２が多段式に連なって成り、搬入されてきた汚泥ケーキ４３を最上段のコンベア装置５２の投入口５３から投入すると、搬送コンベア５４を移動して吐出口５５から次段の投入口５３に落下投入され、これをコンベア装置５２の段数だけ繰り返し、約２４時間ほど経過した後、最終的に最下段のコンベア装置５２の吐出口５５から排出される。このとき、各コンベア装置５２には、外気Ｇを送風する送風管Ｐと臭気Ｅを排出する送風管Ｐが備えられており、外気Ｇを送風する送風管Ｐにはイオン化構造体７０が被覆されて成る。コンベア装置５２内へイオン化された外気Ｇを送風することで、汚泥ケーキ４３は、搬送コンベア５４を移動しながら乾燥しつつ固形化され、その結果、搬入時の２５〜３０ｗｔ％程度にまで減量される。かかる乾燥され減量された汚泥ケーキ４３は、有価物の乾燥特殊肥料（有機肥料）として販売もしくは有効に利用することが可能となる。
【００５６】
一方、汚泥乾燥装置５１において、汚泥ケーキ４３の乾燥に伴い発生した臭気Ｅは、汚泥乾燥装置５１内へ送風されるイオン化された外気Ｇによってイオン化されることで、臭気Ｅ中の悪臭成分Ｆが分散されて小さくなり、送風管Ｐを介して黒ぼく土脱臭装置６１へ排出される。このとき、送風管Ｐの所定中間箇所にブロアＢを介して外気Ｇを送風する態様を採用することで、黒ぼく土脱臭装置６１までスムーズに臭気Ｅを送ることが可能となる。そして、外気Ｇを送風する送風管Ｐにもイオン化構造体７０を被覆することで、臭気Ｅはより一層イオン化が促進されつつ排出されると共に、装置内の粉塵除去にも資することとなる。かかる臭気Ｅの中には、主に硫化水素やアンモニア、メルカプタン等といった悪臭成分Ｆが含まれており、これらは汚泥ケーキ４３の乾燥によって発生した水蒸気と結合して浮遊している。通常の水蒸気粒子の大きさは１０〜１００μｍ程度とされるが、臭気Ｅを二重にイオン化することで、該臭気Ｅ中の水蒸気粒子の結合力が約１／１０〜１／１００ほど低下され、微小粒子に分散される。これにより、水蒸気と結合した悪臭成分Ｆも分散され小型化し、その結果、悪臭成分Ｆが減退すると共に脱臭容易な状態に変化する。
【００５７】
汚泥乾燥装置５１から排出された臭気Ｅは、黒ぼく土脱臭装置６１へ送られる。該黒ぼく土脱臭装置６１は、団粒構造の黒ぼく土６２と、パーライト６３と、杉の皮片６４とが順に３：２：１の割合で混合若しくは積層され、そこへ適量の化学消臭剤６５が添加されて成る。該黒ぼく土脱臭装置６１に送られた臭気Ｅは、各種成分を通過して粉塵除去と無臭化が為され、最終的に大気中へ放出される。
【００５８】
黒ぼく土６２は、火山灰を母材とし腐食（有機物）が集積したことによる黒い表層をもつ土壌であって、団粒構造を為し、好気性微生物を多量に保有して活発に活動できる環境を永続的に維持できる土壌として、設置・運転・維持管理におけるコストパフォーマンスに優れている。かかる黒ぼく土６２に臭気Ｅを送ることで、悪臭成分Ｆが微生物によって分解処理される。
【００５９】
パーライト６３は、パーライト原石や珪藻土等を高温で熱処理してできる人工発泡体であって、粒状を為し、耐火性、耐薬品性、断熱性に優れ、且つ、イオン交換性能（腐食防止効果）も認められている。かかるパーライト６３は、多孔質構造であるため吸湿性能が備わっており、これに伴い水蒸気と結合した悪臭成分Ｆの吸着機能が備わっている。また、多孔質であることから、各種成分を混合・積層したことによる空隙率の減少を補い、臭気Ｅの安定的な通過も担保する。さらに、多孔質の吸着性能を利用して、臭気Ｅ中の粉塵除去を行う。
【００６０】
杉の皮片６４は、文字通り、杉の皮を繊維片状に加工したもので、綿状の繊維質であるため脱臭機能を有している。また、繊維片状を為すことから、上記パーライト６３と同様に各種成分を混合・積層したことによる空隙率の減少を補い、臭気Ｅの安定的な通過も担保する。さらに、繊維質であることを利用して、臭気Ｅ中の粉塵除去も可能にする。
【００６１】
化学消臭剤６５は、悪臭成分Ｆを消臭剤の成分と化学反応させて、無臭の成分にしてしまうものであって、例えばフラボノール系消臭剤などが考えられる。かかる化学消臭剤６５によって、残存する悪臭成分Ｆを漏れなく無臭化することが可能となる。
【００６２】
次に、実際に行った本発明の実験例について説明する。
実験サンプルとして、食品工場（豆腐工場）から排出される余剰汚水Ｗを用いた。実験は２０１５年１１月に開始し、３ヶ月経過後の２０１６年１月末時点での結果について検証する。当該余剰汚水Ｗの処理前の各データは、水素イオン濃度が６．４ｐＨ、ＢＯＤ値（生物化学的酸素要求量）が９１０ｐｐｍ、ＣＯＤ値（化学的酸素要求量）が５１０ｐｐｍ、ＳＳ値（浮遊物質量）が４２０ｐｐｍ、水温が２５℃である。
【００６３】
容量２，４００立方メートルの活性爆気槽２１を用い、そこへ余剰汚水Ｗを投入する。投入量は、３，０００立方メートル／日である。投入された余剰汚水Ｗは、活性爆気槽２１内に既存の余剰汚水Ｗと混合される。活性爆気槽２１内の余剰汚水Ｗの各データは、ＢＯＤ値が２，１００ｐｐｍ、ＣＯＤ値が２，９００ｐｐｍ、ＭＬＳＳ値（活性汚泥浮遊物質量）が５，０００ｐｐｍ、水温が２４℃である。この余剰汚水Ｗは、約１８時間かけてイオン化された外気Ｇによる爆気と撹拌が行われ、約２．２５立方メートル／分のスピードで汚泥分離槽３１へ送られる。
【００６４】
汚泥分離槽３１の容量は８３０立方メートルであり、そこで約６時間かけて送られてきた余剰汚水Ｗを澄水Ｓと汚泥Ｄに自然分離される。尚、余剰汚水Ｗの投入量は３，０００立方メートル／日であることから、汚泥分離槽３１で１日に４杯分の分離処理が行われることとなる。分離後（投入から６時間後）の汚泥Ｄの量を１日分で計測したところ、１０２ｔ／日の汚泥Ｄが確認された。従来であれば、１２３ｔ／日の汚泥Ｄが排出されていたため、本実験で約２０％の減量が為されたこととなる。
【００６５】
汚泥分離槽３１における分離後の澄水Ｓの各データは、水素イオン濃度が７．９ｐＨ、ＢＯＤ値が９.１ｐｐｍ、ＣＯＤ値が２３ｐｐｍ、ＳＳ値が１１ｐｐｍ、水温が２４℃であり、これを塩素減菌装置３２によって塩素・減菌処理し、ＳＳ値１０ｐｐｍ以下の状態として、外部に放流する。
【００６６】
汚泥分離槽３１における分離後の汚泥Ｄの各データは、ＢＯＤ値が３，４００ｐｐｍ、ＣＯＤ値が５，０００ｐｐｍ、ＭＬＳＳ値が１２，０００ｐｐｍ、水温が２３．５℃であった。この汚泥Ｄの一部は、活性爆気槽２１に返送し、その残余は余剰汚泥貯留槽３３に排出する。活性爆気槽２１への返送量は、１３０立方メートル／日である。この汚泥Ｄ返送により、活性爆気槽２１におけるＭＬＳＳ値が適性範囲内に調整される。
【００６７】
余剰汚泥貯留槽３３に排出された汚泥Ｄは、槽内で一時的に貯留された後、脱水機４１に送られる。本実験では、脱水機４１として遠心分離機を用いた。脱水機４１に送られる汚泥Ｄの量は、汚泥分離槽３１で分離・排出される汚泥Ｄの量と同じ、１０２ｔ／日の汚泥Ｄである。この１０２ｔの汚泥Ｄを脱水処理するのに、約１５時間／日の脱水機４１の稼働を必要とする。尚、従来であれば、１２３ｔ／日の汚泥Ｄを脱水処理するのに、約２０時間／日ほど脱水機４１の稼働が必要であった。
【００６８】
脱水機４１で脱水処理された汚泥Ｄは、脱離液４２と汚泥ケーキ４３とに分離される。このとき、１０２ｔ／日の汚泥Ｄは、脱水機４１を経て、９４ｔ／日の脱離液４２と８ｔ／日の汚泥ケーキ４３とに分離される。分離された脱離液４２は、その全てが活性爆気槽２１に戻され、余剰汚水Ｗと合流して槽内に投入される。分離された汚泥ケーキ４３は、運搬手段４４を介して汚泥乾燥装置５１に搬出される。
【００６９】
汚泥乾燥装置５１に搬入されてきた汚泥ケーキ４３は、最上段のコンベア装置５２の投入口５３へ投入され、搬送コンベア５４を移動して吐出口５５から次段の投入口５３に落下投入され、これがコンベア装置５２の段数だけ繰り返される。本実験では、コンベア装置５２の段数を四段とし、一段の移動時間が６時間となるよう搬送コンベア５４の速度を設定した。汚泥乾燥装置５１に搬入される汚泥ケーキ４３の量は、脱水機４１から搬出される汚泥ケーキ４３の量と同じ、８ｔ／日の汚泥ケーキ４３である。該汚泥ケーキ４３は、四段のコンベア装置５２を移動しながら、汚泥乾燥装置５１内において約２４時間ほど保管され、イオン化された外気Ｇによって乾燥しつつ固形化が行われる。この乾燥・固形化により、汚泥ケーキ４３は、８ｔから２ｔへと搬入時の２５ｗｔ％程度に減量された。かかる乾燥され減量された汚泥ケーキ４３は、有価物の乾燥特殊肥料（有機肥料）として有効利用される。
【００７０】
汚泥ケーキ４３の乾燥に伴い発生した臭気Ｅは、送風管Ｐを介して黒ぼく土脱臭装置６１へ排出される。該送風管Ｐの所定中間箇所には、ブロアＢを介して外気Ｇを送風可能な送風管Ｐが接続されており、この外気Ｇを送風する送風管Ｐには、イオン化構造体７０が被覆されている。黒ぼく土脱臭装置６１へ送られた臭気Ｅは、粉塵除去と無臭化が為され、順次大気中へ放出される。
【００７１】
以下に示すのは、上記実験において経時的な汚泥Ｄ排出量の推移・変動を示す表であり、表１は各項目（使用大豆量，汚泥排出量，大豆１俵あたりの汚泥排出量）ごとの数値を示し、表２乃至４は表１における数値をグラフ化したものである。尚、これら表に示す数値は、実験開始前２ヶ月（２０１５年９月）から実験開始後３カ月（２０１６年１月）迄の５ヶ月間の月別データをまとめたものである。
【００７２】
【表１】
2020044507.tif 000003
【００７３】
【表２】
2020044507.tif 000004
【００７４】
【表３】
2020044507.tif 000005
【００７５】
【表４】
2020044507.tif 000006
【００７６】
以上の表から判るように、実験を開始した２０１５年１１月以降、従前に比して汚泥Ｄの排出量が劇的に減少している事実が一目瞭然であり、本発明の作用効果が非常に優れていることを示す証左である。
【００７７】
以上、実際の実験で明らかなように、余剰汚水Ｗの処理に関して、イオン化を行うことによる優れた作用効果は明白である。
具体的には、余剰汚水Ｗを活性爆気槽２１における爆気によりイオン化することで、汚泥分離槽３１での分離速度すなわち汚泥Ｄの沈降速度が向上し、澄水Ｓ中に残存する汚泥Ｄ濃度の低下と汚泥Ｄの含水率低下が図られ、その結果、分離後の汚泥Ｄ量について約２０％程度の減量が達成されることとなる。
また、かかる汚泥Ｄの含水率低下から、脱水機４１の稼働時間を約２５％程度減らすことが可能になると共に、汚泥Ｄ量の減量から汚泥ケーキ４３の減量も達成されることとなる。
さらに、汚泥ケーキ４３を乾燥する外気Ｇ及び排出される臭気Ｅを共にイオン化することで、臭気Ｅ中の悪臭成分Ｆが減退すると共に脱臭容易な状態に変化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、一般家庭や食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などあらゆる分野の余剰汚水の処理に利用することができ、従来稼動されてきた余剰汚泥処理方法・システムと比較して、一次的に処理された余剰汚水をイオン化させて水分と固形分と臭気に夫々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善が図られると共に、既存のゴミ焼却や産業廃棄物の公害処理施設における脱臭処理手段としても応用でき、且つ、本方法及びシステムで使用されるイオン化構造体は、該方法・システムだけでなく、上水や地下水の配管に用いることで、該配管を通過した水が腐り難く日持ちすることとなるため、その水を農業用水等として使用することも考えられ、あるいは、空調配管にイオン化構造体を用いることで、ホルムアルデヒド対策に資することとなることから、本発明にかかる「余剰汚泥イオン化処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥イオン化処理システム」の産業上の利用可能性は極めて大であるものと思料する。
【符号の説明】
【００７９】
１０    余剰汚泥イオン化処理システム
２０    攪拌・爆気処理手段
２１    活性爆気槽
２２    攪拌機能
２３    爆気機能
３０    汚泥分離処理手段
３１    汚泥分離槽
３２    塩素減菌装置
３３    余剰汚泥貯留槽
４０    脱水処理手段
４１    脱水機
４２    脱離液
４３    汚泥ケーキ
４４    運搬手段
５０    低温乾燥処理手段
５１    汚泥乾燥装置
５２    コンベア装置
５３    投入口
５４    搬送コンベア
５５    吐出口
５６    回転レーキ
６０    黒ぼく土脱臭処理手段
６１    黒ぼく土脱臭装置
６２    黒ぼく土
６３    パーライト
６４    杉の皮片
６５    化学消臭剤
７０    イオン化構造体
７０ａ  粘着テープ
７０ｂ  合成樹脂パイプ
７０ｃ  塗料
７０ｄ  成形パット
７０ｅ  シートカバー
７１    アルミ板
Ｇ    外気
Ｗ    余剰汚水
Ｄ    汚泥
Ｓ    澄水
Ｅ    臭気
Ｂ    ブロワ
Ｐ    送風管
Ｆ    悪臭成分
Ｍ    プラスイオン
Ｎ    マイナスイオン
【図１】
2020044507.tif 000007
【図２】
2020044507.tif 000008
【図３】
2020044507.tif 000009
【図４】
2020044507.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月30日(2019.9.30)
【手続補正１】
【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】
一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水を水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善を図る余剰汚泥処理方法であって、
前記余剰汚泥処理方法は、攪拌・曝気処理工程と、汚泥分離処理工程と、脱水処理工程と、低温乾燥処理工程と、黒ぼく土脱臭処理工程と、で構成され、
前記攪拌・曝気処理工程は、余剰汚水を攪拌機能と曝気機能を備える活性曝気槽に投入して攪拌・曝気させると共に、該曝気機能を構成する送風管に遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体を被覆し且つその外周をアルミ板で被覆して送風される外気をイオン化し、
前記汚泥分離処理工程は、前記攪拌・曝気処理工程でイオン化された外気により攪拌・曝気させた余剰汚水を汚泥分離槽に投入し、該余剰汚水を一定時間放置して澄水と汚泥に自然分離し、該分離された澄水は塩素減菌装置によって塩素・減菌処理して外部に排出すると共に、残された汚泥は一部を前記活性曝気槽に返送すると共にその残余を余剰汚泥貯留槽に排出し、
前記脱水処理工程は、前記汚泥分離処理工程により余剰汚泥貯留槽へ排出された汚泥を遠心分離機等の脱水機によって脱離液と汚泥ケーキに分離し、該分離された脱離液は前記攪拌・曝気処理工程に戻され余剰汚水と合流して活性曝気槽に投入されると共に、汚泥ケーキは運搬手段により搬出され、
前記低温乾燥処理工程は、投入口と搬送コンベアと回転レーキを有する吐出口とを備え且つ遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体を被覆した外気を送風する送風管ならびに臭気を排気する送風管を備えたコンベア装置が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置において、最上段のコンベア装置の投入口に前記脱水処理工程で搬出された汚泥ケーキを投入し、該汚泥ケーキが汚泥乾燥装置内を移動して最下段のコンベア装置の吐出口から排出されるまでの間、イオン化された外気を送風して該汚泥ケーキを乾燥・固形化すると共に臭気を排気し、
前記黒ぼく土脱臭処理工程は、前記低温乾燥処理工程から排気された臭気を団粒構造の黒ぼく土とパーライトと杉の皮片とを混合若しくは積層し且つ化学消臭剤が添加された黒ぼく土脱臭装置において排気濾過して粉塵除去及び脱臭処理することを特徴とする余剰汚泥処理方法。
【請求項２】
前記イオン化構造体が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた粘着テープ、合成樹脂パイプ、塗料、成形パット、シートカバーの何れかで形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の余剰汚泥処理方法。
【請求項３】
前記鉱石粉末が、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の余剰汚泥処理方法。
【請求項４】
一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水を水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善を図る余剰汚泥処理システムであって、
前記余剰汚泥処理システムは、攪拌・曝気処理手段と、汚泥分離処理手段と、脱水処理手段と、低温乾燥処理手段と、黒ぼく土脱臭処理手段と、で構成され、
前記攪拌・曝気処理手段は、攪拌機能と曝気機能を備えて投入された余剰汚水を攪拌・曝気させる活性曝気槽から成り、該曝気機能は、送風管に遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体が被覆され且つその外周をアルミ板で被覆して成り、
前記汚泥分離処理手段は、イオン化された外気により攪拌・曝気させた余剰汚水を一定時間放置して澄水と汚泥に自然分離する複数の汚泥分離槽と、分離された汚泥を貯留する余剰汚泥貯留槽と、から成り、
前記脱水処理手段は、汚泥を脱離液と汚泥ケーキに分離する脱水機から成り、
前記低温乾燥処理手段は、投入口と搬送コンベアと回転レーキを有する吐出口とを備え且つ遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体を被覆した外気を送風する送風管ならびに臭気を排気する送風管を備えたコンベア装置が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置から成り、
前記黒ぼく土脱臭処理手段は、臭気を排気濾過して脱臭処分する団粒構造の黒ぼく土とパーライトと杉の皮片とを混合若しくは積層し且つ化学消臭剤が添加されて成る黒ぼく土脱臭装置から成ることを特徴とする余剰汚泥処理システム。
【請求項５】
前記イオン化構造体が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた粘着テープ、合成樹脂パイプ、塗料、成形パット、シートカバーの何れかで形成されて成ることを特徴とする請求項４に記載の余剰汚泥処理システム。
【請求項６】
前記鉱石粉末が、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の余剰汚泥処理システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの一次的に処理された余剰汚水を水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分する余剰汚泥処理のための方法ならびにシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における生活汚水・雑排水の汚水処理技術において、現在の処理技術ではいかなる処理技術を使用しようとしても余剰汚泥が必ず発生する。その一次的な処理で発生する余剰汚泥は、通常、水に高分子化合物を含む有機化合物が約１〜３％の混濁状態で処理場から放出されている。その放出された余剰汚泥は、さらに処理されて廃棄物として乾燥焼却されたり、埋立処理場に廃棄によって最終的な処理がなされている。それらの乾燥焼却や埋立廃棄のいずれの方法においても、処理コストは相当高騰になるもので、その上、処理した結果物は埋立廃棄すると土壌汚染につながり、乾燥廃棄すると大気汚染を引き起こす虞があるものであった。
【０００３】
従来より、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの一次的に処理された余剰汚水を、水分と固形分とに分離して最終処分する余剰汚泥処理方法に関する提案が数多くなされている。
【０００４】
上記における余剰汚泥処理方法に関する具体的な提案としては、例えば、「余剰汚泥の最終処理方法及びその処理装置」（特許文献１）や、「余剰汚泥の最終処理方法」（特許文献２）が提案され、公知技術となっている。
【０００５】
しかしながら、上記における余剰汚泥処理方法に関する提案は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの一次的に処理された余剰汚水を単に水分と固形分とに分離して最終処分する余剰汚泥処理方法に関する提案であって、本発明のように一次的に処理された余剰汚水をイオン化された外気により攪拌・曝気させて水分と有機物を含んだ固形分と臭気に其々分離して最終処分するものではないため、固形分中の有機質の減量化がなされていないと共に臭気も伴って、環境問題を解決することができないといった問題点があるものだった。
【０００６】
本出願人は、以上のような従来から提案されている余剰汚泥の処理方法において解決することができなかった固形分の減量化ならびに臭気の処理方法に着目し、簡易的且つ廉価な手段によって余剰汚泥を水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分することができないものかという着想の下、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの一次的に処理された余剰汚水をイオン化された外気により攪拌・曝気させて水分と有機物を含んだ固形分と臭気に其々分離して最終処分することができる余剰汚泥処理のための方法ならびにシステムを開発し、本発明における「余剰汚泥処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥処理システム」の提案に至るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９５８５５２号公報
【特許文献２】特許第３４８７３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題点に鑑み、本発明は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水を水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分する余剰汚泥処理のための方法ならびにシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水を水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善を図る余剰汚泥処理方法であって、攪拌・曝気処理工程と、汚泥分離処理工程と、脱水処理工程と、低温乾燥処理工程と、黒ぼく土脱臭処理工程と、で構成され、攪拌・曝気処理工程は、余剰汚水を攪拌機能と曝気機能を備える活性曝気槽に投入して攪拌・曝気させると共に、該曝気機能を構成する送風管に遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体を被覆し且つその外周をアルミ板で被覆して送風される外気をイオン化し、汚泥分離処理工程は、前記攪拌・曝気処理工程でイオン化された外気により攪拌・曝気させた余剰汚水を汚泥分離槽に投入し、該余剰汚水を一定時間放置して澄水と汚泥に自然分離し、該分離された澄水は塩素減菌装置によって塩素・減菌処理して外部に排出すると共に、残された汚泥は一部を前記活性曝気槽に返送すると共にその残余を余剰汚泥貯留槽に排出し、脱水処理工程は、前記汚泥分離処理工程により余剰汚泥貯留槽へ排出された汚泥を遠心分離機等の脱水機によって脱離液と汚泥ケーキに分離し、該分離された脱離液は前記攪拌・曝気処理工程に戻され余剰汚水と合流して活性曝気槽に投入されると共に、汚泥ケーキは運搬手段により搬出され、低温乾燥処理工程は、投入口と搬送コンベアと回転レーキを有する吐出口とを備え且つ遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体を被覆した外気を送風する送風管ならびに臭気を排気する送風管を備えたコンベア装置が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置において、最上段のコンベア装置の投入口に前記脱水処理工程で搬出された汚泥ケーキを投入し、該汚泥ケーキが汚泥乾燥装置内を移動して最下段のコンベア装置の吐出口から排出されるまでの間、イオン化された外気を送風して該汚泥ケーキを乾燥・固形化すると共に臭気を排気し、黒ぼく土脱臭処理工程は、前記低温乾燥処理工程から排気された臭気を団粒構造の黒ぼく土とパーライトと杉の皮片とを混合若しくは積層し且つ化学消臭剤が添加された黒ぼく土脱臭装置において排気濾過して粉塵除去及び脱臭処理する構成を採る。
【００１０】
また、本発明は、前記余剰汚泥処理方法において、前記イオン化構造体が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた粘着テープ、合成樹脂パイプ、塗料、成形パット、シートカバーの何れかで形成されて成る構成を採る。
【００１１】
さらに、本発明は、前記余剰汚泥処理方法において、前記鉱石粉末が、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末である構成を採用し得る。
【００１２】
またさらに、本発明は、一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水を水分と固形分と臭気に其々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善を図る余剰汚泥処理システムであって、攪拌・曝気処理手段と、汚泥分離処理手段と、脱水処理手段と、低温乾燥処理手段と、黒ぼく土脱臭処理手段と、で構成され、攪拌・曝気処理手段は、攪拌機能と曝気機能を備えて投入された余剰汚水を攪拌・曝気させる活性曝気槽から成り、該曝気機能は、送風管に遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体が被覆され且つその外周をアルミ板で被覆して成り、汚泥分離処理手段は、イオン化された余剰汚水を一定時間放置して澄水と汚泥に自然分離する複数の汚泥分離槽と、分離された汚泥を貯留する余剰汚泥貯留槽と、から成り、脱水処理手段は、汚泥を脱離液と汚泥ケーキに分離する脱水機から成り、低温乾燥処理手段は、投入口と搬送コンベアと回転レーキを有する吐出口とを備え且つ遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体を被覆した外気を送風する送風管ならびに臭気を排気する送風管を備えたコンベア装置が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置から成り、黒ぼく土脱臭処理手段は、臭気を排気濾過して脱臭処分する団粒構造の黒ぼく土とパーライトと杉の皮片とを混合若しくは積層し且つ化学消臭剤が添加されて成る黒ぼく土脱臭装置から成る構成を採る。
【００１３】
さらにまた、本発明は、前記余剰汚泥処理システムにおいて、前記イオン化構造体が、遠赤外線ならびにγ線を発する鉱石粉末を含有させた粘着テープ、合成樹脂パイプ、塗料、成形パット、シートカバーの何れかで形成されて成る構成を採る。
【００１４】
そしてまた、本発明は、前記余剰汚泥処理システムにおいて、前記鉱石粉末が、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末である構成を採用し得る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る余剰汚泥処理方法及びシステムによれば、活性曝気槽において一定時間曝気・攪拌するに際し、イオン化構造体が被覆された送風管を介してイオン化された外気を送風することで、余剰汚水のイオン化作用を促進させて微生物の活性化が図られ、最終的な汚泥排出量を約２０％程度ほど減容することができる、といった優れた効果を奏する。
【００１６】
また、本発明に係る余剰汚泥処理方法及びシステムによれば、汚泥分離槽にて汚泥と澄水との分離促進化が図られ、それに伴い分離される澄水の透明度について約５４％程度の水質改善が可能である、といった優れた効果を奏する。
【００１７】
さらに、本発明に係る余剰汚泥処理方法及びシステムによれば、上記した汚泥排出量の減量に伴い、脱水機における汚泥ケーキも約２５％程度ほど減量することができる、といった優れた効果を奏する。
【００１８】
またさらに、本発明に係る余剰汚泥処理方法及びシステムによれば、汚泥乾燥装置において汚泥ケーキを乾燥・固形化するに際し、イオン化構造体が被覆された送風管を介してイオン化された外気を送風することで、乾燥された汚泥ケーキを乾燥特殊肥料の認定を受け得る有機物として有効利用することが可能である、といった優れた効果を奏する。
【００１９】
さらにまた、本発明に係る余剰汚泥処理方法及びシステムによれば、イオン化構造体が被覆された送風管を介して送られてくる臭気について、団粒構造の黒ぼく土と、パーライトと、杉の皮片と、化学消臭剤と、から成る黒ぼく土脱臭装置において排気濾過させることによって、臭気中の粉塵除去と排出される臭気の無臭化を実現することができる、といった優れた効果を奏する。
【００２０】
総じて、本発明に係る余剰汚泥処理方法及びシステムによれば、各工程・手段にて各所に送気をイオン化する手段を採用することによって、汚泥排出量の減容・減量及び汚泥・澄水の分離促進が為されて、処理時間及び処分費用の削減に資すると共に、送風管にイオン化構造体を被覆するという簡易な手段で足りるため、システム設置に伴うコストの削減にも資し、さらには、管理コスト及び人件費の削減にも資するといった、多くのコスト削減が実現可能である、といった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る余剰汚泥処理方法の工程手順を示すフロー図である。
【図２】本発明に係る余剰汚泥処理システムの模式的説明図である。
【図３】本発明に係るイオン化構造体の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明に係るイオン化構造体の作用を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明にかかる余剰汚泥処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥処理システム１０は、遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体７０を送風管Ｐに被覆することで送風される外気Ｇをイオン化させ、該イオン化された外気Ｇにより余剰汚水Ｗを曝気処理する手段を採ったことを最大の特徴とする。
以下、本発明にかかる余剰汚泥処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥処理システム１０の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２３】
尚、本発明にかかる余剰汚泥処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥処理システム１０は、以下に述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、すなわち同一の作用効果を発揮できる形状や寸法、材質等の範囲内で、適宜変更することができる。
【００２４】
図1は、本発明にかかる余剰汚泥処理方法の工程手順を示すフロー図である。
本発明の余剰汚泥処理方法は、攪拌・曝気処理工程と、汚泥分離処理工程と、脱水処理工程と、低温乾燥処理工程と、黒ぼく土脱臭処理工程と、で構成されている。
【００２５】
攪拌・曝気処理工程は、一次的に処理された余剰汚水Ｗを攪拌機能２２と曝気機能２３を備える活性曝気槽２１に投入して攪拌・曝気させると共に、該曝気機能２３を構成する送風管Ｐに遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体７０を被覆し且つその外周をアルミ板７１で被覆して送風される外気Ｇをイオン化する工程である。尚、活性曝気槽２１内には、余剰汚水Ｗを分解処理するための微生物が投与されている。
本工程では、活性曝気槽２１にイオン化構造体７０を通過した外気Ｇを送気して一定時間曝気・攪拌することで、イオン化作用を促進させて活性曝気槽２１内の微生物の活性化が図られる。
【００２６】
汚泥分離処理工程は、前記攪拌・曝気処理工程でイオン化された外気Ｇにより攪拌・曝気させた余剰汚水Ｗを汚泥分離槽３１に投入し、該余剰汚水Ｗを一定時間放置して澄水Ｓと汚泥Ｄに自然分離し、該分離された澄水Ｓは塩素減菌装置３２によって塩素・減菌処理して外部に排出すると共に、残された汚泥Ｄは一部を前記活性曝気槽２１に返送すると共に、その残余を余剰汚泥貯留槽３３に排出する工程である。
本工程では、前工程である攪拌・曝気処理工程にて余剰汚水Ｗがイオン化された外気Ｇにより攪拌・曝気させていることから、澄水Ｓと汚泥Ｄの分離速度の向上すなわち汚泥Ｄの沈降速度の向上が見られ、その結果、分離される澄水Ｓ中に残存する汚泥Ｄ濃度の低下が図られると共に、排出される汚泥Ｄの減量と含水率低下が図られる。
【００２７】
ところで、前記汚泥分離処理工程において、汚泥分離槽３１で分離された汚泥Ｄについて、その全てを余剰汚泥貯留槽３３に排出するのではなく、一部を前記攪拌・曝気処理工程における前記活性曝気槽２１に返送するのは、該活性曝気槽２１におけるＭＬＳＳ値（活性汚泥浮遊物質量）を調整するためである。
【００２８】
脱水処理工程は、前記汚泥分離処理工程において余剰汚泥貯留槽３３へ排出された汚泥Ｄを例えば遠心分離機等の脱水機４１によって脱離液４２と汚泥ケーキ４３に分離する工程である。尚、本工程において、必要に応じて脱水機４１内に凝集剤が添加される。分離された脱離液４２は前記攪拌・曝気処理工程に戻され余剰汚水Ｗと合流して活性曝気槽２１に投入されると共に、汚泥ケーキ４３は運搬手段４４によって次工程へ搬出されることとなる。
本工程では、前工程である汚泥分離処理工程において既に排出される汚泥Ｄの減量と含水率低下が為されているため、攪拌・曝気処理工程に戻される脱離液４２の減量が図られると共に、汚泥ケーキ４３の減量も図られる。
【００２９】
低温乾燥処理工程は、投入口５３と搬送コンベア５４と回転レーキ５６を有する吐出口５５とを備え且つ遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体７０を被覆した外気Ｇを送風する送風管Ｐならびに臭気Ｅを排気する送風管Ｐを備えたコンベア装置５２が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置５１において、最上段のコンベア装置５２の投入口５３に前記脱水処理工程で搬出された汚泥ケーキ４３を投入し、該汚泥ケーキ４３が汚泥乾燥装置５１内を移動して最下段のコンベア装置５２の吐出口５５から排出されるまでの間、イオン化された外気Ｇを送風して該汚泥ケーキ４３を乾燥・固形化すると共に、臭気Ｅを排気する工程である。
本工程では、前工程である脱水処理工程から搬出された汚泥ケーキ４３が乾燥されることで更なる減量が図られると共に、その乾燥された汚泥ケーキ４３を乾燥特殊肥料（有機肥料）として有効利用化することが可能となる。
【００３０】
黒ぼく土脱臭処理工程は、前記乾燥処理工程で排気された臭気Ｅを、団粒構造の黒ぼく土６２と、パーライト６３と、杉の皮片６４とを混合若しくは積層し、且つ、化学消臭剤６５が添加された黒ぼく土脱臭装置６１において排気濾過して粉塵除去及び脱臭処理する最終工程である。
本工程では、黒ぼく土６２やパーライト６３、杉の皮片６４や化学消臭剤６５の作用により、臭気Ｅ中の粉塵除去と無臭化が図られる。
【００３１】
以上で構成される本発明にかかる余剰汚泥処理方法は、次に説明する余剰汚泥処理システムによって実現される。
図２は、本発明にかかる余剰汚泥処理システムの模式的説明図である。
本発明の余剰汚泥処理システム１０は、攪拌・曝気処理手段２０と、汚泥分離処理手段３０と、脱水処理手段４０と、低温乾燥処理手段５０と、黒ぼく土脱臭処理手段６０と、で構成されている。
【００３２】
攪拌・曝気処理手段２０は、攪拌機能２２と曝気機能２３を備えて投入された余剰汚水Ｗを攪拌・曝気させる活性曝気槽２１から成る。該曝気機能２３では、送風管Ｐに遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体７０が被覆され且つその外周にはアルミ板７１が被覆されており、曝気のために活性曝気槽２１内へ送風する外気Ｇをイオン化する構造となっている。曝気が完了した余剰汚水Ｗは、汚泥分離槽３１へ送られる。
【００３３】
イオン化構造体７０は、遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させた構造体であって、送風管Ｐを被覆するように装着される形態を採り、例えば、粘着テープ７０ａや合成樹脂パイプ７０ｂ、塗料７０ｃ、成形パット７０ｄ、シートカバー７０ｅ等で形成される。イオン化構造体７０が発するγ線は、鉱石由来のγ線であることから、自ずと低線量域のγ線となる。尚、低線量域とは、確定された定義は無いが、概ね１００〜２００ｍＳｖ以下の放射線量とされている。
【００３４】
ここで、イオン化による作用効果について説明する。既述のとおり、イオン化構造体７０は、遠赤外線ならびにγ線を発する。かかるイオン化構造体７０を送風管Ｐに被覆すると、該送風管Ｐを通気する空気をイオン化することとなるが、その際に特にγ線が作用して、第一に送風管Ｐを通気する外気Ｇ（空気）中の水分子が希ガスに近づき安定化すると共に、第二に送風管Ｐを通気する外気Ｇ（空気）中のホルムアルデヒド濃度を低下させる。この作用は、水分子の安定により外気Ｇ中の有害物質が水分子に結合され易くなることから生じる効果と考えられる。このイオン化された外気Ｇにより余剰汚水Ｗを曝気処理することで、余剰汚水Ｗ内に投入された微生物へγ線による低線量照射が為され、それにより該微生物の体内活性酸素が減少して抗酸化機能の亢進が為されることで、微生物の活性化が為されることとなる。
【００３５】
かかるイオン化構造体７０の具体的な実施形態について、図３に示す。
図３（ａ）は、イオン化構造体７０が粘着テープ７０ａで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させた合成樹脂製または布製または金属製の帯状体と粘着層とを備えた粘着テープ７０ａで形成されている。かかる形態を採ることで、紆余曲折する送風管Ｐの外筒部を外側から容易に捲着することができるため、施工工事が容易にできる。
【００３６】
図３（ｂ）は、イオン化構造体７０が合成樹脂パイプ７０ｂで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させた合成樹脂パイプ７０ｂで形成されている。かかる形態を採ることで、専用の送風管Ｐとして予め規格製造しておくことができるため、施工時の設置容易性や故障・破損等による交換容易性に優れると共に、清掃・メンテナンス等における取り外しも容易となり、施工コストや維持管理コストが削減される。
【００３７】
図３（ｃ）は、イオン化構造体７０が塗料７０ｃで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させた塗料７０ｃで形成されている。かかる形態を採ることで、紆余曲折する送風管Ｐの外筒部を外側から容易に塗装することができるため、施工性に優れている。
【００３８】
図３（ｄ）は、イオン化構造体７０が成形パット７０ｄで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させた成形パット７０ｄで形成されている。かかる形態を採ることで、成形加工された規格品で製造できるため、安価なイオン化構造体７０の提供が可能になる。
【００３９】
図３（ｅ）は、イオン化構造体７０がシートカバー７０ｅで構成された場合の実施形態を示している。具体的には、イオン化構造体７０が、遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたシートカバー７０ｅで形成されている。かかる形態を採ることで、シート加工された自由度の高い規格品で製造できるため、安価且つ施工性に優れたイオン化構造体７０の提供が可能になる。
【００４０】
イオン化構造体７０に含有される鉱石粉末の原料については、遠赤外線ならびにγ線を発するものであって、黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石を粉末状としたものである。但し、放射線を顕著に発する鉱石は除外する。その中でも、遠赤外線ならびにγ線を発する最良のものとして、黒曜石を粉砕した黒曜石粉末を採用することが望ましい。
【００４１】
尚、送風管Ｐに被覆されるイオン化構造体７０の外周を更にアルミ板７１で被覆するのは、該イオン化構造体７０から発せられる遠赤外線ならびにγ線を外部へ逃がさず、送風管Ｐの側へ効率良く仕向ける為であり、且つ、イオン化構造体７０の被覆箇所における外観を考慮してのことである。
【００４２】
汚泥分離処理手段３０は、前記攪拌・曝気処理手段２０にてイオン化された外気Ｇにより攪拌・曝気させた余剰汚水Ｗが投入される汚泥分離槽３１と、該汚泥分離槽３１で分離された汚泥Ｄを貯留する余剰汚泥貯留槽３３と、から成る。該汚泥分離槽３１では、投入されたた余剰汚水Ｗを一定時間放置して、澄水Ｓと汚泥Ｄに自然分離する構造となっている。該汚泥分離槽３１は、前記攪拌・曝気処理手段２０から送られてくる余剰汚水Ｗを絶えず受け入れ可能とすべく、複数（二以上、好ましくは三以上）設置される。汚泥分離槽３１にて分離された澄水Ｓは、塩素減菌装置３２によって塩素・減菌処理して外部に排出される。また、分離した汚泥Ｄは、その一部が前記活性曝気槽２１に返送されると共に、その残余は余剰汚泥貯留槽３３に排出される。
【００４３】
脱水処理手段４０は、前記汚泥分離処理手段３０において余剰汚泥貯留槽３３に排出され貯留されている汚泥Ｄを脱離液４２と汚泥ケーキ４３に分離する脱水機４１から成る。該脱水機４１の具体的構造については、特に限定するものではないが、例えば遠心分離機等が考え得る。ここで分離された脱離液４２は、前記攪拌・曝気処理手段２０に戻され、余剰汚水Ｗと合流して活性曝気槽２１に投入される。また、脱水された汚泥ケーキ４３は、運搬手段４４を介して汚泥乾燥装置５１に搬出される。
【００４４】
低温乾燥処理手段５０は、投入口５３と搬送コンベア５４と回転レーキ５６を有する吐出口５５とを備え且つ遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体７０を被覆した外気Ｇを送風する送風管Ｐならびに臭気Ｅを排気する送風管Ｐを備えたコンベア装置５２が多段式に連なって成る汚泥乾燥装置５１から成る。この多段式のコンベア装置５２とは、最上段のコンベア装置５２の投入口５３及び最下段のコンベア装置５２の吐出口５５を除き、前段の吐出口５５と次段の投入口５３とが接続若しくは近接した状態で連なった構造であり、これにより最上段のコンベア装置５２の投入口５３に前記脱水処理工程で搬出された汚泥ケーキ４３が投入されると、搬送コンベア５４を移動して吐出口５５から次段の投入口５３に落下投入され、これを繰り返した後、最終的に最下段のコンベア装置５２の吐出口５５から乾燥し固形化した汚泥ケーキ４３が排出されることとなる。尚、吐出口５５に備えられる回転レーキ５６は、排出される汚泥ケーキ４３を裁断する為のものである。かかるコンベア装置５２の段数については特に限定はなく、搬送コンベア５４の長さ距離と乾燥時間などを総合的に考慮して適宜決定される。また、送風管Ｐに被覆されるイオン化構造体７０の外周には、攪拌・曝気処理手段２０と同様、更にアルミ板で被覆する態様を採ることも可能であり、その際の作用効果は既述のとおりである。ここで乾燥・固形化された汚泥ケーキ４３は、乾燥特殊肥料（コンポスト）として有効利用される。また、乾燥に伴い排気される臭気Ｅは、黒ぼく土脱臭装置６１へと送られる。
【００４５】
ところで、臭気Ｅを黒ぼく土脱臭装置６１へ送る際、図面に示すように、送風管Ｐの所定中間箇所にブロアＢを介して外気Ｇを送風する態様が考え得る。かかる態様を採用することで、黒ぼく土脱臭装置６１までスムーズに臭気Ｅを送ることが可能となる。またこのとき、外気Ｇを送風する送風管Ｐにイオン化構造体７０を被覆することが望ましく、これにより臭気Ｅがイオン化されつつ排出されることとなって、臭気Ｅ中の悪臭成分Ｆが分散されより小さくなる。
【００４６】
黒ぼく土脱臭処理手段６０は、前記低温乾燥処理手段５０から排出された臭気Ｅを排気濾過して脱臭処分するもので、団粒構造の黒ぼく土６２と、パーライト６３と、杉の皮片６４とを混合若しくは積層し、化学消臭剤６５が添加されて成る黒ぼく土脱臭装置６１から成る。なお、黒ぼく土６２とパーライト６３と杉の皮片６４との混合・積層比率については、特に限定するものではないが、概ね容積比で３：２：１の混合・積層比率とする。また、添加される化学消臭剤６５として、例えばフラボノール系消臭剤などが考えられ、必要に応じて適宜補充される。ここで粉塵除去と無臭化が図られた臭気Ｅは、大気中に放出される。
【００４７】
ここで、イオン化構造体７０を送風管Ｐに被覆することによって外気Ｇがイオン化される態様及びイオン化による作用を説明する。図４は、本発明に係るイオン化構造体７０の作用を示す説明図であり、（ａ）はイオン化構造体７０を被覆した送風管Ｐの断面説明図である。
送風管Ｐの外筒部を遠赤外線ならびにγ線を発する黒曜石、雲母、石英、セラミックのいずれかから選択される鉱石粉末を含有させたイオン化構造体７０で被覆することで、該イオン化構造体７０からマイナスイオンＮが放出される。放出されたマイナスイオンＮは、送風管Ｐ内の外気Ｇの流れに誘引されて、送風管Ｐを通過して内部に取り込まれる。このとき、プラスイオンＭを帯びた外気ＧがマイナスイオンＮを浴びて負電荷に電位して、イオン化されることとなる。
【００４８】
図４（ｂ）は、イオン化による臭気Ｅの消臭作用を示す模式的説明図である。
臭気Ｅの中に含まれる悪臭成分Ｆは、主に硫化水素やアンモニア、メルカプタン等が挙げられるが、これらは汚染物質（二酸化硫黄、窒素酸化物等）と同様に水蒸気と結合して浮遊する。通常の水蒸気粒子の大きさは１０〜１００μｍ程度とされるが、臭気Ｅをイオン化することで、該臭気Ｅ中の水蒸気粒子の結合力が約１／１０〜１／１００ほど低下され、微小粒子に分散される。これにより、水蒸気と結合した悪臭成分Ｆも分散され小型化し、その結果、悪臭成分Ｆが減退すると共に脱臭容易となる。
【００４９】
次に、本発明における一連の実施態様及び作用効果について説明する。
一般家庭ならびに食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水Ｗは、微生物が投与された活性曝気槽２１に投入され、約１８時間程度かけて撹拌及び曝気が行われる。このとき、曝気のための送風管Ｐにはイオン化構造体７０が被覆されており、該送風管Ｐを介してイオン化された外気Ｇが送風されることで、イオン化された外気Ｇによる曝気が為され、活性曝気槽２１内の微生物が活性化される。尚、活性曝気槽２１内の余剰汚水Ｗの水温は、微生物の活性に有用な２２〜２８℃程度とすることが望ましい。
【００５０】
活性曝気槽２１で撹拌及び曝気が行われた余剰汚水Ｗは、約２．２５立方メートル／分のスピードで汚泥分離槽３１へ送られ、約６時間かけて澄水Ｓと汚泥Ｄに自然分離される。自然分離とは、槽内にて汚泥Ｄを経時的に自然沈降させ上澄み水（澄水Ｓ）と分離するものである。このとき、余剰汚水Ｗは、先の活性曝気槽２１においてイオン化された外気Ｇにより攪拌・曝気されていることから、分離速度すなわち汚泥Ｄの沈降速度が向上する。したがって、余剰汚水Ｗがイオン化された外気Ｇにより攪拌・曝気されていない場合（以下、単に「従来」という。）に比し、澄水Ｓ中に残存する汚泥Ｄ濃度の低下と汚泥Ｄの含水率低下が図られ、その結果、分離後の汚泥Ｄ量について約２０％程度の減量が達成される。尚、汚泥分離槽３１は複数設置されており、一の汚泥分離槽３１が満水となった状態にて自然分離が行われ、その間、余剰汚水Ｗは他の汚泥分離槽３１へ送られる。このように、複数の汚泥分離槽３１が交替で余剰汚水Ｗを受け入れることで、余剰汚水Ｗの常時受け入れが可能となる。
【００５１】
汚泥分離槽３１にて分離された澄水Ｓは、塩素減菌装置３２によって塩素・減菌処理し、ＳＳ値（浮遊物質量）１０ｐｐｍ以下の状態で外部に排出される。
また、汚泥分離槽３１にて分離された汚泥Ｄは、その一部が活性曝気槽２１に返送されると共に、その残余は余剰汚泥貯留槽３３に排出される。
【００５２】
汚泥分離槽３１にて分離された汚泥Ｄの一部を活性曝気槽２１に返送するのは、該活性曝気槽２１におけるＭＬＳＳ値（活性汚泥浮遊物質量）を調整するためである。活性曝気槽２１におけるＭＬＳＳ値は、概ね４，０００〜５，０００ｐｐｍの範囲内で保たれる必要があり、このＭＬＳＳ値が低すぎると不活性による機能障害を生じ、反対に高すぎると負荷が掛かって槽内の余剰汚水Ｗの表層部に泡が発生し、この泡の被覆によって微生物による空中酸素の吸収を阻害してしまうこととなる。活性曝気槽２１に最初に投入される生活汚水・雑排水・工場排水などの余剰汚水ＷのＳＳ値は概ね３００〜９００ｐｐｍ程度であるため、この余剰汚水Ｗが投入され続けることで活性曝気槽２１のＭＬＳＳ値は薄まり低下していく。したがって、汚泥分離槽３１にて分離された汚泥Ｄの一部を必要に応じて活性曝気槽２１に返送し、活性曝気槽２１におけるＭＬＳＳ値の調整が図られる。尚、返送される汚泥ＤのＭＬＳＳ値は、概ね１２，０００〜１５，０００ｐｐｍである。
【００５３】
余剰汚泥貯留槽３３に排出された汚泥Ｄは、槽内で一時的に貯留された後、脱水機４１に送られる。汚泥Ｄの一時的な貯留に際しては、腐敗防止のために弱曝気・撹拌を行うことが望ましい。脱水機４１の具体的構造については、特に限定はなく、例えば遠心分離機等から成る。脱水機４１に送られた汚泥Ｄは、約９０〜９４ｗｔ％の脱離液４２と約６〜１０ｗｔ％の汚泥ケーキ４３に分離される。このとき、従来に比し、汚泥Ｄの含水率低下が図られていることから、脱水機４１の稼働時間を約２５％程度減らすことが可能になると共に、脱水された汚泥ケーキ４３の減量も図られる。尚、必要に応じて脱水機４１内に凝集剤が添加され、分離促進が図られる。
【００５４】
脱水機４１にて分離された脱離液４２は、活性曝気槽２１に戻され、余剰汚水Ｗと合流して槽内に投入される。
また、脱水機４１にて分離された汚泥ケーキ４３は、運搬手段４４を介して汚泥乾燥装置５１に搬出される。
【００５５】
汚泥乾燥装置５１は、投入口５３と搬送コンベア５４と吐出口５５とを備えたコンベア装置５２が多段式に連なって成り、搬入されてきた汚泥ケーキ４３を最上段のコンベア装置５２の投入口５３から投入すると、搬送コンベア５４を移動して吐出口５５から次段の投入口５３に落下投入され、これをコンベア装置５２の段数だけ繰り返し、約２４時間ほど経過した後、最終的に最下段のコンベア装置５２の吐出口５５から排出される。このとき、各コンベア装置５２には、外気Ｇを送風する送風管Ｐと臭気Ｅを排出する送風管Ｐが備えられており、外気Ｇを送風する送風管Ｐにはイオン化構造体７０が被覆されて成る。コンベア装置５２内へイオン化された外気Ｇを送風することで、汚泥ケーキ４３は、搬送コンベア５４を移動しながら乾燥しつつ固形化され、その結果、搬入時の２５〜３０ｗｔ％程度にまで減量される。かかる乾燥され減量された汚泥ケーキ４３は、有価物の乾燥特殊肥料（有機肥料）として販売もしくは有効に利用することが可能となる。
【００５６】
一方、汚泥乾燥装置５１において、汚泥ケーキ４３の乾燥に伴い発生した臭気Ｅは、汚泥乾燥装置５１内へ送風されるイオン化された外気Ｇによってイオン化されることで、臭気Ｅ中の悪臭成分Ｆが分散されて小さくなり、送風管Ｐを介して黒ぼく土脱臭装置６１へ排出される。このとき、送風管Ｐの所定中間箇所にブロアＢを介して外気Ｇを送風する態様を採用することで、黒ぼく土脱臭装置６１までスムーズに臭気Ｅを送ることが可能となる。そして、外気Ｇを送風する送風管Ｐにもイオン化構造体７０を被覆することで、臭気Ｅはより一層イオン化が促進されつつ排出されると共に、装置内の粉塵除去にも資することとなる。かかる臭気Ｅの中には、主に硫化水素やアンモニア、メルカプタン等といった悪臭成分Ｆが含まれており、これらは汚泥ケーキ４３の乾燥によって発生した水蒸気と結合して浮遊している。通常の水蒸気粒子の大きさは１０〜１００μｍ程度とされるが、臭気Ｅを二重にイオン化することで、該臭気Ｅ中の水蒸気粒子の結合力が約１／１０〜１／１００ほど低下され、微小粒子に分散される。これにより、水蒸気と結合した悪臭成分Ｆも分散され小型化し、その結果、悪臭成分Ｆが減退すると共に脱臭容易な状態に変化する。
【００５７】
汚泥乾燥装置５１から排出された臭気Ｅは、黒ぼく土脱臭装置６１へ送られる。該黒ぼく土脱臭装置６１は、団粒構造の黒ぼく土６２と、パーライト６３と、杉の皮片６４とが順に３：２：１の割合で混合若しくは積層され、そこへ適量の化学消臭剤６５が添加されて成る。該黒ぼく土脱臭装置６１に送られた臭気Ｅは、各種成分を通過して粉塵除去と無臭化が為され、最終的に大気中へ放出される。
【００５８】
黒ぼく土６２は、火山灰を母材とし腐食（有機物）が集積したことによる黒い表層をもつ土壌であって、団粒構造を為し、好気性微生物を多量に保有して活発に活動できる環境を永続的に維持できる土壌として、設置・運転・維持管理におけるコストパフォーマンスに優れている。かかる黒ぼく土６２に臭気Ｅを送ることで、悪臭成分Ｆが微生物によって分解処理される。
【００５９】
パーライト６３は、パーライト原石や珪藻土等を高温で熱処理してできる人工発泡体であって、粒状を為し、耐火性、耐薬品性、断熱性に優れ、且つ、イオン交換性能（腐食防止効果）も認められている。かかるパーライト６３は、多孔質構造であるため吸湿性能が備わっており、これに伴い水蒸気と結合した悪臭成分Ｆの吸着機能が備わっている。また、多孔質であることから、各種成分を混合・積層したことによる空隙率の減少を補い、臭気Ｅの安定的な通過も担保する。さらに、多孔質の吸着性能を利用して、臭気Ｅ中の粉塵除去を行う。
【００６０】
杉の皮片６４は、文字通り、杉の皮を繊維片状に加工したもので、綿状の繊維質であるため脱臭機能を有している。また、繊維片状を為すことから、上記パーライト６３と同様に各種成分を混合・積層したことによる空隙率の減少を補い、臭気Ｅの安定的な通過も担保する。さらに、繊維質であることを利用して、臭気Ｅ中の粉塵除去も可能にする。
【００６１】
化学消臭剤６５は、悪臭成分Ｆを消臭剤の成分と化学反応させて、無臭の成分にしてしまうものであって、例えばフラボノール系消臭剤などが考えられる。かかる化学消臭剤６５によって、残存する悪臭成分Ｆを漏れなく無臭化することが可能となる。
【００６２】
次に、実際に行った本発明の実験例について説明する。
実験サンプルとして、食品工場（豆腐工場）から排出される余剰汚水Ｗを用いた。実験は２０１５年１１月に開始し、３ヶ月経過後の２０１６年１月末時点での結果について検証する。当該余剰汚水Ｗの処理前の各データは、水素イオン濃度が６．４ｐＨ、ＢＯＤ値（生物化学的酸素要求量）が９１０ｐｐｍ、ＣＯＤ値（化学的酸素要求量）が５１０ｐｐｍ、ＳＳ値（浮遊物質量）が４２０ｐｐｍ、水温が２５℃である。
【００６３】
容量２，４００立方メートルの活性曝気槽２１を用い、そこへ余剰汚水Ｗを投入する。投入量は、３，０００立方メートル／日である。投入された余剰汚水Ｗは、活性曝気槽２１内に既存の余剰汚水Ｗと混合される。活性曝気槽２１内の余剰汚水Ｗの各データは、ＢＯＤ値が２，１００ｐｐｍ、ＣＯＤ値が２，９００ｐｐｍ、ＭＬＳＳ値（活性汚泥浮遊物質量）が５，０００ｐｐｍ、水温が２４℃である。この余剰汚水Ｗは、約１８時間かけてイオン化された外気Ｇによる曝気と撹拌が行われ、約２．２５立方メートル／分のスピードで汚泥分離槽３１へ送られる。
【００６４】
汚泥分離槽３１の容量は８３０立方メートルであり、そこで約６時間かけて送られてきた余剰汚水Ｗを澄水Ｓと汚泥Ｄに自然分離される。尚、余剰汚水Ｗの投入量は３，０００立方メートル／日であることから、汚泥分離槽３１で１日に４杯分の分離処理が行われることとなる。分離後（投入から６時間後）の汚泥Ｄの量を１日分で計測したところ、１０２ｔ／日の汚泥Ｄが確認された。従来であれば、１２３ｔ／日の汚泥Ｄが排出されていたため、本実験で約２０％の減量が為されたこととなる。
【００６５】
汚泥分離槽３１における分離後の澄水Ｓの各データは、水素イオン濃度が７．９ｐＨ、ＢＯＤ値が９.１ｐｐｍ、ＣＯＤ値が２３ｐｐｍ、ＳＳ値が１１ｐｐｍ、水温が２４℃であり、これを塩素減菌装置３２によって塩素・減菌処理し、ＳＳ値１０ｐｐｍ以下の状態として、外部に放流する。
【００６６】
汚泥分離槽３１における分離後の汚泥Ｄの各データは、ＢＯＤ値が３，４００ｐｐｍ、ＣＯＤ値が５，０００ｐｐｍ、ＭＬＳＳ値が１２，０００ｐｐｍ、水温が２３．５℃であった。この汚泥Ｄの一部は、活性曝気槽２１に返送し、その残余は余剰汚泥貯留槽３３に排出する。活性曝気槽２１への返送量は、１３０立方メートル／日である。この汚泥Ｄ返送により、活性曝気槽２１におけるＭＬＳＳ値が適性範囲内に調整される。
【００６７】
余剰汚泥貯留槽３３に排出された汚泥Ｄは、槽内で一時的に貯留された後、脱水機４１に送られる。本実験では、脱水機４１として遠心分離機を用いた。脱水機４１に送られる汚泥Ｄの量は、汚泥分離槽３１で分離・排出される汚泥Ｄの量と同じ、１０２ｔ／日の汚泥Ｄである。この１０２ｔの汚泥Ｄを脱水処理するのに、約１５時間／日の脱水機４１の稼働を必要とする。尚、従来であれば、１２３ｔ／日の汚泥Ｄを脱水処理するのに、約２０時間／日ほど脱水機４１の稼働が必要であった。
【００６８】
脱水機４１で脱水処理された汚泥Ｄは、脱離液４２と汚泥ケーキ４３とに分離される。このとき、１０２ｔ／日の汚泥Ｄは、脱水機４１を経て、９４ｔ／日の脱離液４２と８ｔ／日の汚泥ケーキ４３とに分離される。分離された脱離液４２は、その全てが活性曝気槽２１に戻され、余剰汚水Ｗと合流して槽内に投入される。分離された汚泥ケーキ４３は、運搬手段４４を介して汚泥乾燥装置５１に搬出される。
【００６９】
汚泥乾燥装置５１に搬入されてきた汚泥ケーキ４３は、最上段のコンベア装置５２の投入口５３へ投入され、搬送コンベア５４を移動して吐出口５５から次段の投入口５３に落下投入され、これがコンベア装置５２の段数だけ繰り返される。本実験では、コンベア装置５２の段数を四段とし、一段の移動時間が６時間となるよう搬送コンベア５４の速度を設定した。汚泥乾燥装置５１に搬入される汚泥ケーキ４３の量は、脱水機４１から搬出される汚泥ケーキ４３の量と同じ、８ｔ／日の汚泥ケーキ４３である。該汚泥ケーキ４３は、四段のコンベア装置５２を移動しながら、汚泥乾燥装置５１内において約２４時間ほど保管され、イオン化された外気Ｇによって乾燥しつつ固形化が行われる。この乾燥・固形化により、汚泥ケーキ４３は、８ｔから２ｔへと搬入時の２５ｗｔ％程度に減量された。かかる乾燥され減量された汚泥ケーキ４３は、有価物の乾燥特殊肥料（有機肥料）として有効利用される。
【００７０】
汚泥ケーキ４３の乾燥に伴い発生した臭気Ｅは、送風管Ｐを介して黒ぼく土脱臭装置６１へ排出される。該送風管Ｐの所定中間箇所には、ブロアＢを介して外気Ｇを送風可能な送風管Ｐが接続されており、この外気Ｇを送風する送風管Ｐには、イオン化構造体７０が被覆されている。黒ぼく土脱臭装置６１へ送られた臭気Ｅは、粉塵除去と無臭化が為され、順次大気中へ放出される。
【００７１】
以下に示すのは、上記実験において経時的な汚泥Ｄ排出量の推移・変動を示す表であり、表１は各項目（使用大豆量，汚泥排出量，大豆１俵あたりの汚泥排出量）ごとの数値を示し、表２乃至４は表１における数値をグラフ化したものである。尚、これら表に示す数値は、実験開始前２ヶ月（２０１５年９月）から実験開始後３カ月（２０１６年１月）迄の５ヶ月間の月別データをまとめたものである。
【００７２】
【表１】
2020044507.tif 000011
【００７３】
【表２】
2020044507.tif 000012
【００７４】
【表３】
2020044507.tif 000013
【００７５】
【表４】
2020044507.tif 000014
【００７６】
以上の表から判るように、実験を開始した２０１５年１１月以降、従前に比して汚泥Ｄの排出量が劇的に減少している事実が一目瞭然であり、本発明の作用効果が非常に優れていることを示す証左である。
【００７７】
以上、実際の実験で明らかなように、余剰汚水Ｗの処理に関して、イオン化された外気Ｇにより攪拌・曝気を行うことによる優れた作用効果は明白である。
具体的には、余剰汚水Ｗを活性曝気槽２１においてイオン化された外気Ｇにより攪拌・曝気することで、汚泥分離槽３１での分離速度すなわち汚泥Ｄの沈降速度が向上し、澄水Ｓ中に残存する汚泥Ｄ濃度の低下と汚泥Ｄの含水率低下が図られ、その結果、分離後の汚泥Ｄ量について約２０％程度の減量が達成されることとなる。
また、かかる汚泥Ｄの含水率低下から、脱水機４１の稼働時間を約２５％程度減らすことが可能になると共に、汚泥Ｄ量の減量から汚泥ケーキ４３の減量も達成されることとなる。
さらに、汚泥ケーキ４３を乾燥する外気Ｇ及び排出される臭気Ｅを共にイオン化することで、臭気Ｅ中の悪臭成分Ｆが減退すると共に脱臭容易な状態に変化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、一般家庭や食品製造工場から排出される生活汚水・雑排水・工場排水などあらゆる分野の余剰汚水の処理に利用することができ、従来稼動されてきた余剰汚泥処理方法・システムと比較して、一次的に処理された余剰汚水をイオン化された外気により攪拌・曝気させて水分と固形分と臭気に夫々分離して最終処分廃棄量の低減と悪臭による環境保全の改善が図られると共に、既存のゴミ焼却や産業廃棄物の公害処理施設における脱臭処理手段としても応用でき、且つ、本方法及びシステムで使用されるイオン化構造体は、該方法・システムだけでなく、上水や地下水の配管に用いることで、該配管を通過した水が腐り難く日持ちすることとなるため、その水を農業用水等として使用することも考えられ、あるいは、空調配管にイオン化構造体を用いることで、ホルムアルデヒド対策に資することとなることから、本発明にかかる「余剰汚泥処理方法ならびに該方法に用いられる余剰汚泥処理システム」の産業上の利用可能性は極めて大であるものと思料する。
【符号の説明】
【００７９】
１０    余剰汚泥処理システム
２０    攪拌・曝気処理手段
２１    活性曝気槽
２２    攪拌機能
２３    曝気機能
３０    汚泥分離処理手段
３１    汚泥分離槽
３２    塩素減菌装置
３３    余剰汚泥貯留槽
４０    脱水処理手段
４１    脱水機
４２    脱離液
４３    汚泥ケーキ
４４    運搬手段
５０    低温乾燥処理手段
５１    汚泥乾燥装置
５２    コンベア装置
５３    投入口
５４    搬送コンベア
５５    吐出口
５６    回転レーキ
６０    黒ぼく土脱臭処理手段
６１    黒ぼく土脱臭装置
６２    黒ぼく土
６３    パーライト
６４    杉の皮片
６５    化学消臭剤
７０    イオン化構造体
７０ａ  粘着テープ
７０ｂ  合成樹脂パイプ
７０ｃ  塗料
７０ｄ  成形パット
７０ｅ  シートカバー
７１    アルミ板
Ｇ    外気
Ｗ    余剰汚水
Ｄ    汚泥
Ｓ    澄水
Ｅ    臭気
Ｂ    ブロワ
Ｐ    送風管
Ｆ    悪臭成分
Ｍ    プラスイオン
Ｎ    マイナスイオン