(57)【要約】【課題】排水の流入／処理水の排出後において、槽内に残存する処理対象物質の濃度を効率的に高い状態にすることができる水処理方法を提供する。【解決手段】本実施形態の水処理方法は、流入口２６から反応槽１０内に排水を流入しながら、排出口２８から反応槽１０内の生物処理水を排出する流入／排出工程と、反応槽１０内の前記排水を生物汚泥により生物処理する生物処理工程と、反応槽１０内の前記生物汚泥を沈降させる沈降工程と、を繰り返す運転サイクル工程を備え、排出口２８は、反応槽１０内の水面位に配置され、流入口２６は、前記沈降工程において反応槽１０の底部に形成された生物汚泥層の界面位置より低い位置に配置され、前記排水を前記生物汚泥層中に水平方向に供給する水処理方法である。【選択図】図１
2020022957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と排出口が設けられた槽内に、生物汚泥を収容した反応槽を用いて、排水を生物処理する水処理方法であって、
前記流入口から前記反応槽内に前記排水を流入しながら、前記排出口から前記反応槽内の生物処理水を排出する流入／排出工程と、前記反応槽内の前記排水を生物汚泥により生物処理する生物処理工程と、前記反応槽内の前記生物汚泥を沈降させる沈降工程と、を繰り返す運転サイクル工程を備え、
前記排出口は、前記反応槽内の水面位に配置され、
前記流入口は、前記排水の少なくとも一部を前記沈降工程において前記反応槽底部に形成された生物汚泥層中に水平方向に供給することを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記流入口は、前記沈降工程において前記反応槽底部に形成された生物汚泥層の界面位置より低い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
前記流入口には垂直方向に延びた配管が接続されており、
前記流入口への前記排水の供給を前記配管から重力により行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の水処理方法。
【請求項４】
前記反応槽内は、隔壁により、前記排水が導入される第１室と前記運転サイクル工程を行う第２室とに区画され、
前記排出口は、前記第２室側に設けられ、且つ前記第２室内の水面位に配置され、
前記流入口は、前記第１室と前記第２室とが連通するように、前記隔壁に設けられ、且つ前記沈降工程において前記第２室底部に形成された生物汚泥層の界面位より低い位置に配置され、前記排水を前記第２室底部に形成された生物汚泥層中に水平方向に供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の水処理方法。
【請求項５】
前記反応槽が角型水槽であり、前記流入口及び前記排出口が前記角型水槽の同じ面に備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項６】
前記流入口における排水の流速ｖ（ｃｍ／ｓｅｃ）と、前記流入口から前記流入口と対向する反応槽の側面までの水平方向の距離Ｎ（ｍ）が、下式を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理方法。
２０≦ｖ／Ｎ１／２≦８０
【請求項７】
流入口と排出口が設けられた槽内に、生物汚泥を収容する反応槽を備え、
前記流入口から前記反応槽内に排水を流入しながら、前記排出口から前記反応槽内の生物処理水を排出する流入／排出工程と、前記反応槽内の前記排水を生物汚泥により生物処理する生物処理工程と、前記反応槽内の前記生物汚泥を沈降させる沈降工程と、を繰り返す運転サイクル工程を行う水処理装置であって、
前記排出口は、前記反応槽内の水面位に設置され、
前記流入口は、前記排水の少なくとも一部を前記沈降工程において前記反応槽底部に形成された生物汚泥層中に水平方向に供給することを特徴とする水処理装置。
【請求項８】
前記流入口は、前記沈降工程において前記反応槽底部に形成された生物汚泥層の界面位置より低い位置に設置されていることを特徴とする請求項７に記載の水処理装置。
【請求項９】
垂直方向に延びた配管を備え、
前記配管は前記流入口に接続され、前記流入口への前記排水の供給が前記配管から重力により行われることを特徴とする請求項７又は８に記載の水処理装置。
【請求項１０】
前記反応槽は、槽内を、前記排水が導入される第１室と前記運転サイクル工程を行う第２室とに区画する隔壁を備え、
前記排出口は、前記第２室側に設けられ、且つ前記第２室内の水面位に配置され、
前記流入口は、前記第１室と前記第２室とが連通するように、前記隔壁に設けられ、且つ前記沈降工程において前記第２室底部に形成された生物汚泥層の界面位より低い位置に配置され、前記排水を前記第２室底部に形成された生物汚泥層中に水平方向に供給することを特徴とする請求項７又は８に記載の水処理装置。
【請求項１１】
前記反応槽が角型水槽であり、前記流入口及び前記排出口が前記角型水槽の同じ面に備えられていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項１２】
前記流入口における排水の流速ｖ（ｃｍ／ｓｅｃ）と、前記流入口から前記流入口と対向する反応槽の側面までの水平方向の距離Ｎ（ｍ）が、下式を満たすことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の水処理装置。
２０≦ｖ／Ｎ１／２≦８０
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理方法及び水処理装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生物学的排水処理には、フロックと呼ばれる微生物の集合体（好気性生物汚泥）を活用した活性汚泥法が用いられている。しかし、活性汚泥法では、沈殿池でフロック（好気性生物汚泥）と処理水を分離する際、フロックの沈降速度が遅いために沈殿池の表面積を非常に大きくしなければならない場合がある。また、活性汚泥法の処理速度は、生物処理槽内の汚泥濃度に依存しており、汚泥濃度を高めることで処理速度を増加させることができるが、バルキングなどの固液分離障害が発生するなどにより、処理を維持することができなくなる場合がある。
【０００３】
一方、嫌気性生物処理では、グラニュールと呼ばれる微生物が緻密に集合し粒状となった集合体を活用することが一般的である。グラニュールは非常に沈降速度が速く、微生物が緻密に集合しているため、生物処理槽内の汚泥濃度を高くすることができ、排水の高速処理を実現することが可能である。しかし、嫌気性生物処理は、好気性処理（活性汚泥法等）に比べて処理対象の排水種が限られていることや、処理水温を３０〜３５℃に維持する必要がある等の問題点を有する場合がある。また、嫌気性生物処理単独では、処理水の水質が悪く、河川等へ放流する場合には、別途活性汚泥法等の好気性処理を実施することが必要となる場合もある。
【０００４】
近年、排水を間欠的に反応槽に流入させる半回分式処理装置を用いることで、嫌気性生物汚泥に限られず、好気性生物汚泥でも沈降性の高いグラニュール化した生物汚泥を形成できることが明らかとなってきた（例えば、特許文献１〜４参照）。グラニュール化した生物汚泥は、例えば、平均粒径が０．２ｍｍ以上となり、沈降速度が５ｍ／ｈ以上となる。なお、半回分式の生物処理では、１つの反応槽で（１）排水の流入、（２）処理対象物質の生物処理、（３）生物汚泥の沈降、（４）処理水の排出といった４つの工程を繰り返し行うものが一般的である。
【０００５】
また、特許文献５には、（１）排水の流入及び処理水の排出、（２）処理対象物質の生物処理、（３）生物汚泥の沈降といった３つの工程を繰り返し行う、半回分式の生物処理方法が開示されている。これにより、グラニュール化した生物汚泥のように沈降性の高い生物汚泥を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００４／０２４６３８号
【特許文献２】特開２００８−２１２８７８号公報
【特許文献３】特許第４９７５５４１号公報
【特許文献４】特許第４８０４８８８号公報
【特許文献５】特開２０１６−７７９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、半回分式の生物処理においては、槽内で生物処理される処理対象物質（例えば有機物）の濃度勾配を形成すること、具体的には、飽食状態（槽内の処理対象物質濃度が高い状態）と飢餓状態（槽内の処理対象物質濃度が低い状態）のサイクルを形成することが、沈降性の高い生物汚泥を得る上で重要な要因であると考えられている。しかし、排水の流入と共に処理水の排出を行う半回分式の生物処理においては、槽内に流入した処理対象物質を含む排水が、生物汚泥と十分に接触せずに処理水と共に槽外へ排出されてしまう場合がある。そのため、排水の流入／処理水の排出後において、槽内に残存する処理対象物質の濃度を高い状態にすることが困難となる。その結果、沈降性の高い生物汚泥を形成することが困難となる場合がある。
【０００８】
また、排水の流入と共に処理水の排出を行う半回分式の生物処理において、反応槽内への排水の流入口を反応槽底部に設置したディストリビューターとし、上向流にて排水を供給する方式では、ディストリビューターの設置が高価であるだけでなく、ディストリビューターを設置すると、流入口に生物汚泥が閉塞して短絡流が生じる懸念があり、定期的なメンテナンスが必要になるといった問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、排水の流入／処理水の排出後において、槽内に残存する処理対象物質の濃度を効率的に高い状態にすることができる水処理方法及び水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、流入口と排出口が設けられた槽内に、生物汚泥を収容した反応槽を用いて、排水を生物処理する水処理方法であって、前記流入口から前記反応槽内に前記排水を流入しながら、前記排出口から前記反応槽内の生物処理水を排出する流入／排出工程と、前記反応槽内の前記排水を生物汚泥により生物処理する生物処理工程と、前記反応槽内の前記生物汚泥を沈降させる沈降工程と、を繰り返す運転サイクル工程を備え、前記排出口は、前記反応槽内の水面位に配置され、前記流入口は、前記排水の少なくとも一部を前記沈降工程において前記反応槽底部に形成された生物汚泥層中に水平方向に供給する水処理方法である。
【００１１】
また、前記水処理方法においては、前記流入口は、前記沈降工程において前記反応槽底部に形成された生物汚泥層の界面位置より低い位置に配置されていることが好ましい。
【００１２】
また、前記水処理方法においては、前記流入口には垂直方向に延びた配管が接続されており、前記流入口への前記排水の供給を前記配管から重力により行うことが好ましい。
【００１３】
また、前記水処理方法においては、前記反応槽内は、隔壁により、前記排水が導入される第１室と前記運転サイクル工程を行う第２室とに区画され、前記排出口は、前記第２室側に設けられ、且つ前記第２室内の水面位に配置され、前記流入口は、前記第１室と前記第２室とが連通するように、前記隔壁に設けられ、且つ前記沈降工程において前記第２室底部に形成された生物汚泥層の界面位より低い位置に配置され、前記排水を前記第２室底部に形成された生物汚泥層中に水平方向に供給することが好ましい。
【００１４】
また、前記水処理方法においては、前記反応槽が角型水槽であり、前記流入口及び前記排出口が前記角型水槽の同じ面に備えられていることが好ましい。
【００１５】
また、前記水処理方法においては、前記流入口における排水の流速ｖ（ｃｍ／ｓｅｃ）と、前記流入口から前記流入口と対向する反応槽の側面までの水平方向の距離Ｎ（ｍ）が、下式を満たすことが好ましい。
２０≦ｖ／Ｎ１／２≦８０
【００１６】
また、本発明は、流入口と排出口が設けられた槽内に、生物汚泥を収容する反応槽を備え、前記流入口から前記反応槽内に排水を流入しながら、前記排出口から前記反応槽内の生物処理水を排出する流入／排出工程と、前記反応槽内の前記排水を生物汚泥により生物処理する生物処理工程と、前記反応槽内の前記生物汚泥を沈降させる沈降工程と、を繰り返す運転サイクル工程を行う水処理装置であって、前記排出口は、前記反応槽内の水面位に設置され、前記流入口は、前記排水の少なくとも一部を前記沈降工程において前記反応槽底部に形成された生物汚泥層中に水平方向に供給する水処理装置である。
【００１７】
また、前記水処理装置においては、前記流入口は、前記沈降工程において前記反応槽底部に形成された生物汚泥層の界面位置より低い位置に設置されていることが好ましい。
【００１８】
また、前記水処理装置においては、垂直方向に延びた配管を備え、前記配管は前記流入口に接続され、前記流入口への前記排水の供給が前記配管から重力により行われることが好ましい。
【００１９】
また、前記水処理装置においては、前記反応槽は、槽内を、前記排水が導入される第１室と前記運転サイクル工程を行う第２室とに区画する隔壁を備え、前記排出口は、前記第２室側に設けられ、且つ前記第２室内の水面位に配置され、前記流入口は、前記第１室と前記第２室とが連通するように、前記隔壁に設けられ、且つ前記沈降工程において前記第２室底部に形成された生物汚泥層の界面位より低い位置に配置され、前記排水を前記第２室底部に形成された生物汚泥層中に水平方向に供給することが好ましい。
【００２０】
また、前記水処理装置においては、前記反応槽が角型水槽であり、前記流入口及び前記排出口が前記角型水槽の同じ面に備えられていることが好ましい。
【００２１】
また、前記水処理装置においては、前記流入口における排水の流速ｖ（ｃｍ／ｓｅｃ）と、前記流入口から前記流入口と対向する反応槽の側面までの水平方向の距離Ｎ（ｍ）が、下式を満たすことが好ましい。
２０≦ｖ／Ｎ１／２≦８０
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、排水の流入／処理水の排出後において、槽内に残存する処理対象物質の濃度を効率的に高い状態にすることができる水処理方法及び水処理装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）は、本実施形態に係る水処理装置の一例を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、本実施形態に係る水処理装置の一例を示す模式上面図である。
【図２】生物処理工程時の水処理装置の状態の一例を示す模式断面図である。
【図３】沈降工程時の水処理装置の状態の一例を示す模式断面図である。
【図４】流入／排出工程時の水処理装置の状態の一例を示す模式断面図である。
【図５】大規模処理場で採用される角型状の反応槽の一例を示す模式上面図である。
【図６】大規模処理場で採用される角型状の反応槽の他の一例を示す模式上面図である。
【図７】（Ａ）は、大規模処理場で採用される角型状の反応槽の他の一例を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、大規模処理場で採用される角型状の反応槽の他の一例を示す模式上面図である。
【図８】（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。
【図９】（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。
【図１０】（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す断面図であり、（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。
【図１１】（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。
【図１２】（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。
【図１３】実施例２及び３における流入口の流速に対する臭素イオン残存率の結果を示す図である。
【図１４】反応槽内汚泥の沈降性指標であるＳＶＩ５およびＳＶＩ３０の推移を示す図である。
【図１５】投入汚泥と立上げ５０日後の汚泥観察写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
図１（Ａ）は、本実施形態に係る水処理装置の一例を示す模式断面図であり、図１（Ｂ）は、本実施形態に係る水処理装置の一例を示す模式上面図である。図１（Ａ）に示すように、水処理装置１は、反応槽１０と、原水導入管１２、原水ポンプ１４及び電磁バルブ１６を備える原水導入装置と、ブロワ１８及び散気管２０を備える散気装置、処理水集水路２２、制御装置２４を備えている。なお、図１（Ｂ）では、ブロワ１８及び散気管２０を備える散気装置、制御装置２４を省略している。
【００２６】
本実施形態の反応槽１０は、槽内に排水を流入させる流入口２６を備える。図１に示す反応槽１０では、反応槽１０の１側面に複数の流入口２６が設置されている。流入口２６は、後述する沈降工程において、反応槽１０の底部上に形成された生物汚泥層の界面位置より低い位置に配置され、水平方向に向かって開口しており、排水が、流入口２６から生物汚泥層中に水平方向に供給される。ここで、本願明細書で規定する水平方向には、略水平方向も含まれる。略水平方向は、水平方向（通常は、反応槽底部の平坦な表面が延在する方向と平行な方向）に対して１０°以内の傾斜角度を有する方向を含む。
【００２７】
流入口２６の数は、特に制限されるものではないが、排水の拡散性を高める点で、複数個とすることが望ましい。複数の流入口２６を設置する場合には、排水の拡散性を向上させる点で、例えば、０．５ｍ〜５ｍ間隔で配置することが好ましい。流入口２６は、排水を生物汚泥層中に水平方向に供給するように開口してれば、沈降工程において、反応槽１０の底部上に形成された生物汚泥層の界面位置より高い位置であってもよい。
【００２８】
また、本実施形態の反応槽１０は、反応槽１０内で生物処理された処理水を排出する排出口２８を備える。図１に示す反応槽１０では、流入口２６が設けられている反応槽１０の１側面とは反対側の側面に排出口２８が設けられている。そして、排出口２８は、反応槽１０の水面位に配置されている（実質的には、排出口２８の下端が、反応槽１０の水面位に位置している）。なお、本実施形態では、後述するように、排水の流入と共に処理水の排出を行うため、反応槽１０の水面位は実質的に変動しない。
【００２９】
原水導入装置を構成する原水導入管１２は、反応槽１０の外側から流入口２６に接続されている。原水導入管１２には、原水導入装置を構成する原水ポンプ１４及び電磁バルブ１６が設置されている。原水ポンプ１４及び電磁バルブ１６は、制御装置２４と電気的に接続されている。原水導入装置は、反応槽１０に設けられた流入口２６に排水を供給する機能を有するものであれば、上記装置構成に限定されない。
【００３０】
図１に示す処理水集水路２２は、反応槽１０の外側に設置されており、反応槽１０に設けられた排出口２８を介して反応槽１０の内部と連通している。
【００３１】
散気装置を構成するブロワ１８は、散気管２０に接続されており、ブロワ１８により酸素や空気等の曝気ガスが散気管２０に送られ、散気管２０により曝気ガスが反応槽１０内に供給される。これにより、反応槽１０内の水が流動し撹拌される。なお、図での説明は省略するが、例えば、モータの回転に伴って撹拌翼が回転するような撹拌装置を反応槽１０に設置して、反応槽１０内の水を撹拌してもよい。図１に示す水処理装置１は、好気条件での生物処理を想定したものであるが、嫌気条件での生物処理にも適用可能である。そして、嫌気条件で処理する場合には、散気装置を設置せずに、撹拌装置を設置すればよい。
【００３２】
制御装置２４は、例えば、プログラムを演算するＣＰＵ、プログラムや演算結果を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭから構成されるマイクロコンピュータと電子回路等で構成され、散気装置や原水導入装置の稼働を制御する機能を有するものである。
【００３３】
以下に、本実施形態の水処理装置１の動作の一例を説明する。
【００３４】
制御装置２４により、電磁バルブ１６が開放されると共に、原水ポンプ１４が稼働されて、排水が原水導入管１２を通り、流入口２６から反応槽１０内に流入される。なお、反応槽１０内には予め生物汚泥が投入されることが望ましい。
【００３５】
図２は、生物処理工程時の水処理装置の状態の一例を示す模式断面図である。反応槽１０内の排水の水位が所定の水位に達した段階で、制御装置２４により、電磁バルブ１６が閉じられると共に、原水ポンプ１４の稼働が停止され、ブロワ１８が稼働される。これにより、図２に示すように、曝気ガスが散気管２０から反応槽１０内に供給され、反応槽１０内の排水及び生物汚泥が撹拌される。そして、反応槽１０内の排水が、生物汚泥により生物処理されて（生物処理工程）、排水中の処理対象物質（例えば、有機物等）が分解される。
【００３６】
図３は、沈降工程時の水処理装置の状態の一例を示す模式断面図である。生物処理工程を所定時間実施した後、制御装置２４によりブロワ１８の稼働が停止されて、反応槽１０内の排水の撹拌及び曝気が停止される。これにより、図３に示すように、生物汚泥の沈降が行われ（沈降工程）、反応槽１０の底部上には生物汚泥層３０が形成される。
【００３７】
図４は、流入／排出工程時の水処理装置の状態の一例を示す模式断面図である。所定時間沈降工程が実施されて、反応槽１０の底部上に生物汚泥層３０が形成された後、制御装置２４により、原水ポンプ１４が稼働されると共に、電磁バルブ１６が開放されて、排水が原水導入管１２から流入口２６に供給される。これにより、図４に示すように、排水が、流入口２６から生物汚泥層３０中に水平方向に供給され、また、反応槽１０内において生物処理された生物処理水が排出口２８から処理水集水路２２に排出される（流入／排出工程）。処理水は、処理水集水路２２から水処理装置１の系外へ排出される。そして、所定時間流入／排出工程を実施した後、前述の生物処理工程に戻る。すなわち、流入／排出工程、生物処理工程、沈降工程を繰り返す運転サイクルを行う。
【００３８】
ここで、上記運転サイクルにおける沈降性の高い生物汚泥（例えば、グラニュール化した生物汚泥）の形成には、細菌が生産する細胞外基質（ＥＰＳ）が影響していると考えられている。そして、ＥＰＳを形成するには、反応槽１０内で生物処理される処理対象物質の濃度勾配を形成することが重要である。例えば、排水中の有機物を生物処理する場合には、有機物の濃度勾配を形成することが重要であり、アンモニア態窒素や硝酸態窒素等の窒素含有物質を生物処理する場合には、窒素含有物質の濃度勾配を形成することが重要である。そして、処理対象物質の濃度勾配は、流入／排出工程において、反応槽１０内の処理対象物質濃度を高くし（飽食状態）、生物処理工程において、反応槽１０内の処理対象物質を消費させて、反応槽１０内の処理対象物質濃度を低下させる（飢餓状態）ことによって形成される。そして、本実施形態のように、流入／排出工程において、排水を流入口２６から生物汚泥層３０中に水平方向に流入させることにより、排水が生物汚泥と接触する経路を十分に確保することが可能となるため、排水中の処理対象物質が槽内に残存し易くなる。これにより、流入／排出工程において、反応槽１０内に残存する処理対象物質濃度を効率的に高くすることができるため、反応槽１０内の処理対象物質の濃度勾配を大きくすることが可能となる。その結果、沈降性の高い生物汚泥の形成が可能となり、ひいては生物処理速度を向上させることが可能となる。なお、排水を生物汚泥層３０中に上向流で供給する（すなわち、廃水を生物汚泥層３０中に垂直方向に供給する）場合は、反応槽１０内に形成された生物汚泥層３０の厚みがある程度厚い状態でないと、排水が生物汚泥と接触する経路を十分に確保することができず、反応槽１０内に残存する処理対象物質の濃度を効率的に高くすることが困難となる。しかし、本実施形態の水平方向の流入の場合には、反応槽１０内に形成された生物汚泥層３０の厚みが薄い状態でも、上記の上向流の場合と比較して、排水が生物汚泥と接触する経路が十分に確保されるため、反応槽１０内に残存する処理対象物質の濃度を高くすることができる。また、本実施形態の水処理装置１によれば、従来の水処理装置のように、排水の流入にディストリビューターを設置しなくてもよいため、設備費用や運転管理費用等の増大も抑制される。特に大規模処理設備用の水処理装置として、本実施形態の水処理装置１を適用することで、設備費用や運転管理費用を効果的に削減できると考えられる。
【００３９】
本実施形態の水処理装置１により形成された沈降性の高い生物汚泥は、自身の生物処理に用いてもよいし、反応槽１０から取り出して、他の生物処理槽に供給してもよい。他の生物処理槽としては、本実施形態のような半回分式でもよいし、排水を連続的に導入しながら生物処理を行う連続式でもよい。これにより、例えば、他の生物処理槽における生物処理速度を向上させることが可能となる。また、本実施形態の水処理装置１により得られた生物処理水を、他の生物処理槽（連続式又は半回分式）に供給してもよい。これにより、例えば、生物処理水の水質をより良好にすることが可能となる。
【００４０】
本実施形態の水処理装置の運転条件や変形例等について、以下説明する。
【００４１】
本実施形態の水処理装置１に適用される排水は、例えば、食品加工工場排水、化学工場排水、半導体工場排水、機械工場排水、下水、し尿、河川水等の生物分解性を有する物質（処理対象物質）を含有する排水等である。生物分解性を有する物質は、例えば、有機物、アンモニア性窒素、硝酸態窒素等の窒素含有物質等である。例えば、有機物を含む排水を生物処理する場合、排水中の有機物は生物汚泥（微生物）との接触により、二酸化炭素まで分解される。また、例えば、窒素含有物質を含む排水を生物処理する場合、排水中の窒素含有物質は生物汚泥（微生物）との接触により、窒素ガスまで分解される。
【００４２】
本実施形態の水処理装置１に適用される排水に油脂分が多く含まれる場合には、生物処理に悪影響を及ぼす場合があるため、反応槽１０へ供給される前の排水に、浮上分離、凝集加圧浮上、吸着等の既存の手法にて、例えば１５０ｍｇ／Ｌ以下程度にまで油脂分を除去しておくことが好ましい。
【００４３】
本実施形態の水処理装置１に適用される排水中のＢＯＤ濃度は、特に制限されるものではない。一般的に、沈降性の高い生物汚泥の形成が困難とされる排水中のＢＯＤ濃度は、５０〜２００ｍｇ／Ｌの範囲とされているが、本実施形態に係る水処理装置１によれば、上記ＢＯＤ濃度の範囲でも、沈降性の高い生物汚泥を形成することが可能となる。なお、本実施形態に係る水処理装置１では、例えば、沈降性指標であるＳＶＩ３０が５０ｍＬ／ｇ以下、ＳＶＩ５が７０ｍＬ／ｇ以下の生物汚泥を形成することが可能である。
【００４４】
流入／排出工程において反応槽１０内の処理対象物質濃度を高くする（生物処理工程開始時点における反応槽１０内の処理対象物質をより高める）ことがグラニュール形成に効果的であることから、流入／排出工程における、反応槽１０内での処理対象物質の残存率は５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。ここで反応槽１０内の処理対象物質の残存率とは、排水中の処理対象物質の濃度に対する、流入／排出工程終了後の槽内の処理対象物質濃度の割合を示す。
【００４５】
流入口２６の設置位置は、沈降工程において反応槽１０の底部上に形成された生物汚泥層３０の界面位置より低い位置であれば特に制限されるものではないが、通常、反応槽１０の高さが有効水深として２ｍ〜８ｍで設計され、生物汚泥層３０の界面高さが反応槽１０の高さの１０％〜５０％で運用されることを想定すると、流入口２６は反応槽１０の底部から４ｍ以内の高さの位置に設置されていることが好ましく、２ｍ以内の高さの位置に設置されていることがより好ましく、１ｍ以内の高さに設置されていることがさらに好ましい。
【００４６】
排水の流入率は、例えば、１０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。排水の流入率とは、反応槽１０内の有効容積に対する運転１サイクルにおける排水の流入量の比率である。ここで、反応槽１０内に残存する処理対象物質の濃度を高めるには、排水の流入率はできるだけ高くとった方が良いが、その一方で、排水の流入率を高くすればするほど、排水の短絡による処理水悪化の懸念がある。そのため、これらを鑑みると、排水の流入率は２０％以上８０％以下の範囲とすることがより好ましい。但し、反応槽１０の後段に活性汚泥槽などの処理装置が設置され、後段処理装置後の最終処理水の水質が悪化しない範囲においては、排水の流入率に特に制限はなく、例えば１００％超とすることも可能である。なお、排水の流入率を１００％超とする場合には、運転サイクル数の低下を抑えるために、排水の流入率の上限を２００％以下とすることが好ましい。
【００４７】
流入／排出工程時間は、例えば、排水の流入率、および反応槽１０への排水の流量に応じて決められる。ところで、反応槽１０への排水の流量を反応槽１０の水平断面積で除した値である反応槽１０の水面積負荷を高く設定すると、汚泥中の軽い汚泥画分を選択的に系外へ排出させ、沈降性の高い汚泥画分を槽内に残存させることが可能となるため、沈降性の高い生物汚泥の形成は促進されるが、汚泥の沈降性が高くない立上げ期間等においては、槽内の汚泥が流出し、生物処理機能の悪化が懸念される。一方、反応槽１０の水面積負荷を低く設定すると、汚泥の選択効果が低くなり、さらに排水の流入率を高くした場合には、流入／排出工程時間が長くなり、沈降性の高い汚泥の形成が困難になることが懸念される。上記事情を鑑みると、反応槽１０への水面積負荷は０．５ｍ／ｈ以上、２０ｍ／ｈ以下とすることが好ましく、１ｍ／ｈ以上１０ｍ／ｈ以下の範囲とすることが好ましい。また、槽内の生物汚泥の沈降性向上に伴い、反応槽１０の水面積負荷を高く設定することが可能になった場合には、生物汚泥の沈降性に応じて、反応槽１０の水面積負荷を上昇させ、水面積負荷と排水の流入率に応じて、流入／排出工程時間を短縮させることも可能である。
【００４８】
生物処理工程における反応槽１０内の汚泥濃度は、汚泥の健全性（沈降性、活性等） を維持する等の点で、例えば１，５００ 〜３０，０００ｍｇ／Ｌの範囲であることが好ましい。また、汚泥負荷は、汚泥の健全性の維持等の点で、０．０５〜０．６０ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲であることが好ましく、０．１〜０．５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｄａｙの範囲であることがより好ましい。生物処理工程時間は、例えば、汚泥負荷が上記の範囲になるように設定される。なお、汚泥負荷が上記範囲より高くなった場合や汚泥濃度が上記範囲より高くなった場合には、反応槽１０内から生物汚泥を引き抜くことが望ましい。
【００４９】
反応槽１０内のｐＨは、一般的な微生物に適する範囲に設定されることが望ましく、例えば６〜９であることが好ましく、６．５〜７．５であることがより好ましい。ｐＨ値が前記範囲外となる場合は、酸、アルカリを添加して、上記範囲となるようにｐＨ調整することが好ましい。反応槽１０内の溶存酸素（ＤＯ）は、好気条件では、０．５ｍｇ／Ｌ以上、特に１ｍｇ／Ｌ以上であることが望ましい。
【００５０】
沈降工程の時間は、生物処理工程が終了してから、反応槽１０の底部上に生物汚泥層３０が形成されるまでの時間であれば特に制限されるものではないが、生物汚泥層３０の汚泥界面高さが反応槽１０高さの１０％〜５０％になるまでの時間であることが好ましい。
【００５１】
反応槽１０の形状としては、図１に示すような角型状に限定されず、例えば、円筒状等でもよい。角型状の反応槽１０は、例えば、下水処理場等のような大規模処理場で採用される。以下に、大規模処理場で採用される角型状の反応槽の一例を説明する。
【００５２】
図５は、大規模処理場で採用される角型状の反応槽の一例を示す模式上面図である。図５に示す角型状の反応槽１０は、水平断面視において、対向する一対の長辺壁（１０ａ，１０ｂ）と、対向する一対の短辺壁（１０ｃ，１０ｄ）を有する長方形の反応槽である。反応槽１０の一方の長辺壁１０ａには、複数の流入口２６が設置され、反応槽１０の他方の長辺壁１０ｂには、排出口２８が設けられている。また、他方の長辺壁１０ｂの外側には処理水集水路２２が設けられ、処理水集水路２２は、排出口２８を介して反応槽１０の内部と連通している。図での説明は省略するが、排出口２８は、反応槽１０内の水面位に配置され、流入口２６は、沈降工程において反応槽１０の底部に形成された生物汚泥層の界面位置より低い位置に配置されている。そして、排水は流入口２６から生物汚泥層中に水平方向に供給される。
【００５３】
大規模処理場で採用される反応槽１０の場合、反応槽１０の有効水深に対する反応槽１０の水平断面積の比が大きくなる傾向にある。大規模処理場で採用される角型の反応槽としては、例えば、［（長辺壁の長さ＋短辺壁の長さ）／有効水深］が、１ｍ／ｍ 以上であることが好ましく、１．８ｍ／ｍ 以上であることがより好ましい。しかし、ディストリビューターによって排水を上向流で反応槽１０に流入させる従来の水処理装置に、［（長辺壁の長さ＋短辺壁の長さ）／有効水深］が１ｍ／ｍ以上の反応槽を採用すると、排水の拡散性、ディストリビューターの保守等の点で、設備費用や運転管理費用が著しく増加する虞がある。一方、本実施形態の水処理装置に、［（長辺壁の長さ＋短辺壁の長さ）／有効水深］が１ｍ／ｍ以上の反応槽を採用した場合、ディストリビューターを設置しなくてもよいため、上記従来の水処理装置の場合と比較して、設備費用や運転管理費用の増加が抑えられる。したがって、本実施形態の水処理装置は、特に大規模処理設備用の水処理装置として好適である。
【００５４】
流入口２６及び排出口２８の設置個所は、流入口２６を一方の長辺壁１０ａに設置し、排出口２８を他方の長辺壁１０ｂに設置することが好ましい。流入口２６を一方の短辺壁１０ｃに設置し、排出口２８を他方の短辺壁１０ｄに設置すると、流入口２６及び排出口２８を長辺壁（１０ａ，１０ｂ）に設置した場合と比べて、流入口２６から排出口２８までの水平距離が長くなるため、排水と生物汚泥層との接触効率が低下し、反応槽１０内に残存する処理対象物質の濃度低下が引き起こされる場合がある。
【００５５】
流入口２６から排出口２８までの水平距離は、反応槽１０内に残存する処理対象物質の濃度低下を抑制する点で、例えば、１０ｍ以内が好ましく、６ｍ以内がより好ましい。流入口２６から排出口２８までの水平距離が１０ｍを超えると、排水と生物汚泥層とを効率的に接触させることが困難となり、反応槽１０内に残存する処理対象物質の濃度低下が引き起こされる場合がある。
【００５６】
図６は、大規模処理場で採用される角型状の反応槽の他の一例を示す模式上面図である。図６に示す反応槽１０は、反応槽１０の１側面に設けられた第１流入口２６ａと、第１流入口２６ａと排出口２８との間に設けられた第２流入口２６ｂとを有する。いずれの流入口（２６ａ，２６ｂ）も、沈降工程において反応槽１０の底部上に形成される生物汚泥層の界面位置より低い位置に配置されている。
【００５７】
図７（Ａ）は、大規模処理場で採用される角型状の反応槽の他の一例を示す模式断面図であり、図７（Ｂ）は、大規模処理場で採用される角型状の反応槽の他の一例を示す模式上面図である。図７に示す反応槽１０は、前述した第１流入口２６ａ及び第２流入口２６ｂを備えている。また、反応槽１０内には、第１処理水集水路２２ａ及び第２処理水集水路２２ｂが設置されている。第１処理水集水路２２ａは、第１流入口２６ａが設けられている反応槽１０の１側面と反対側の側面内側に設置され、第２処理水集水路２２ｂは、第１処理水集水路２２ａと第１流入口２６ａとの間に設けられている。図７に示す反応槽１０内の処理水は、第１処理水集水路２２ａ及び第２処理水集水路２２ｂの側壁を越流して、第１処理水集水路２２ａ及び第２処理水集水路２２ｂ内に流れ、反応槽１０外へ排出される。すなわち、図７に示す第１処理水集水路２２ａ及び第２処理水集水路２２ｂが、これまで説明してきた排出口２８として機能するものである。
【００５８】
反応槽の１側面側に設けられる流入口と、１側面と反対側の側面側に設けられる排出口との間の水平距離が長くなる場合には、図６や図７に示す反応槽１０のように、反応槽の１側面側に設けられる流入口と１側面と反対側の側面側に設けられる排出口との間に、１つ以上の流入口及び排出口を設けることが好ましい。これにより、排水と生物汚泥層との接触効率が高くなるため、反応槽内に残存する処理対象物質の濃度が高くなり易い。
【００５９】
図１０（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す断面図であり、図１０（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。なお、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）では、ブロワ１８及び散気管２０を備える散気装置、制御装置２４を省略している。図１０では、原水導入管１２が反応槽１０の中央部に導入され、反応槽１０内にて複数の排水流入口（２６ａ，２６ｂ）に分岐されている。処理水集水路（２２ａ，２２ｂ）は反応槽１０の対面する２側面に設置されている。そして、排水流入口（２６ａ，２６ｂ）の噴出口はそれぞれの処理水集水路（２２ａ，２２ｂ）に向かって設置されている。流入／排出工程時における処理対象物質の残存率を高めるためには、流入口と対面の反応槽側面までの距離から計算される流入口の流速を一定以上とすることが好ましい。一方、流入口と対面の反応槽側面までの距離が長く、流速を高く保持することが困難となる場合に、本実施形態を採用することで、流入口から流出口までの距離が短くなり、流入口の流速が低い場合においても、流入／排出工程時の処理対象物質の残存率を高めることが可能となる。
【００６０】
図８（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式断面図であり、図８（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。なお、図８（Ｂ）では、ブロワ１８及び散気管２０を備える散気装置、制御装置２４を省略している。図８に示す水処理装置２において、図１に示す水処理装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図８に示す水処理装置２は、分配路１３と、原水配管１５とを備える。原水導入管１２は、分配路１３を介して、原水配管１５の上端に接続されている。原水配管１５は、垂直方向に延びた配管であり、その上端が反応槽１０内の水面位上方に位置し、下端が流入口２６に接続されている。本明細書において、垂直方向に延びた配管には、略垂直方向に延びた配管も含まれる。略垂直方向は、垂直方向に対して３０°以内の傾斜角度を有する方向を含む。なお、原水配管１５は、反応槽１０の外側に設けられていてもよい。
【００６１】
図８に示す水処理装置２の流入／排出工程では、制御装置２４により電磁バルブ１６が開放されて、排水が原水導入管１２から分配路１３を介して、原水配管１５に供給される。そして、排水は、重力によって、原水配管１５内を流下して、流入口２６から反応槽１０内に形成された生物汚泥層中に水平方向に供給される。また、反応槽１０内に排水が流入することによって、反応槽１０内の生物処理水が排出口２８から処理水集水路２２に排出される。このように、図８に示す水処理装置２では、ポンプを使用せずに、重力によって排水を反応槽１０内へ流入させることができるため、運転に係るコストの削減を図ることが可能であり、例えば、処理水量が多い下水処理場等に好適である。
【００６２】
図９（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式断面図であり、図９（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。なお、図９（Ｂ）では、ブロワ１８及び散気管２０を備える散気装置、制御装置２４を省略している。図９に示す水処理装置３において、図１に示す水処理装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図９に示す水処理装置３は、分配路１３と、隔壁１７を有する。隔壁１７は、反応槽１０内に垂直方向に立設しており、反応槽１０内を第１室１０ｆ及び第２室１０ｇに区画している。隔壁１７の下方には、第１室１０ｆと第２室１０ｇを連通する開口部が設けられており、当該開口部が、これまで説明してきた流入口２６となる。排出口２８は、第２室１０ｇ側の側面に設けられ、第２室１０ｇの外側に設けられた処理水集水路２２に連通している。
【００６３】
図９に示す反応槽１０では、隔壁１７により区画された第１室１０ｆが、排水を受け入れる部屋であり、隔壁１７により区画された第２室１０ｇが、上記運転サイクル（流入／排出工程、生物処理工程、沈降工程）を行う部屋である。
【００６４】
図９に示す水処理装置３の流入／排出工程では、制御装置２４により電磁バルブ１６が開放されて、排水が原水導入管１２から分配路１３を介して、第１室１０ｆに供給される。そして、排水は、第１室１０ｆを通り、流入口２６から第２室１０ｇの底部上に形成されている生物汚泥層中に水平方向に供給される。また、第２室１０ｇ内に排水が流入することによって、第２室１０ｇ内の生物処理水が排出口２８から処理水集水路２２に排出される。また、この流入／排出工程後、第２室１０ｇ内において、生物処理工程及び沈降工程が行われる。
【００６５】
隔壁１７に設けられる開口部（流入口２６）の形状としては、特に限定されるものではなく、矩型でもよいし、円又は楕円型等でもよい。また、開口部（流入口２６）は隔壁１７に１つ以上形成されていればよい。
【００６６】
隔壁１７の設置位置は、特に制限はないが、排水を第２室１０ｇ内の生物汚泥層に効率よく接触させることができる等の点では、反応槽１０の垂直断面視における第１室１０ｆの幅の割合は、第２室１０ｇの幅に対して１／２以下となるように隔壁１７を設置することが好ましく、１／５以下となるように隔壁１７を設置することがより好ましい。
【００６７】
図１１（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式断面図であり、図１１（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。なお、図１１（Ｂ）では、ブロワ１８及び散気管２０を備える散気装置、制御装置２４を省略している。図１１に示す水処理装置４において、図１に示す水処理装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図１１に示す反応槽１０は、水平断面視において、対向する一対の壁（１０ａ，１０ｂ）と、対向する一対の壁（１０ｃ，１０ｄ）を有する角形の反応槽である。反応槽１０の一方の長辺壁１０ａには複数の流入口２６が設置されると共に排出口２８も設けられている。排出口２８は反応槽１０内の水面位に配置され、流入口２６は、沈降工程において反応槽１０の底部に形成された生物汚泥層の界面位置より低い位置に配置されている。そして、排水は流入口２６から生物汚泥槽中に水平方向に供給される。流入口２６と排出口２８が同一の壁面に設置されていることで、流入口２６から一定以上の流速を持って堆積汚泥中に噴出され排水が、流入口と反対側の壁面に到達した際に、そのまま上昇流として流出口に向かって上昇することがなくなるため、処理対象物質のショートパスを防ぐことが可能となる。
【００６８】
図１２（Ａ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式断面図であり、図１２（Ｂ）は、本実施形態の水処理装置の他の一例を示す模式上面図である。なお、図１２（Ｂ）では、ブロワ１８及び散気管２０を備える散気装置、制御装置２４を省略している。図１２に示す水処理装置５において、図１に示す水処理装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図１２に示す水処理装置５は、分配路１３と、原水配管１５とを備える。原水導入管１２は、分配路１３を介して、原水配管１５の上端に接続されている。原水配管１５は、垂直方向に延びた配管であり、その上端が反応槽１０内の水面位上方に位置し、下端が流入口２６に接続されている。本明細書において、垂直方向に延びた配管には、略垂直方向に延びた配管も含まれる。略垂直方向は、垂直方向に対して３０°以内の傾斜角度を有する方向を含む。なお、原水配管１５は、反応槽１０の外側に設けられていてもよい。水処理装置５においても、前述の水処理装置４と同様に、流入口２６と排出口２８が同一の壁面に設置されている
【実施例】
【００６９】
以下、実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１）
図９に示す反応槽を用いて、下記の試験を行った。反応槽としては、縦１４６ｍｍ（Ｌ）、横２０８ｍｍ（Ｗ）、高さ３００ｍｍ（有効水深２００ｍｍ（Ｈ））で、有効容積６．１Ｌの反応槽を用いた。反応槽の１側面から２５ｍｍ離れた位置に隔壁を設置し、隔壁の下端に流入口（開口部）を設けた。排出口は、反応槽の１側面と反対側の側面に設けた。排出口の位置は、反応槽内の水面位に設定した。
【００７１】
試験に使用した排水として、臭化ナトリウム溶液（４０ｍｇＢｒ／Ｌ）を用いた。反応槽の第２室内に排水及び活性汚泥を投入して、所定時間、曝気撹拌した（生物処理工程）。生物処理工程後、所定時間、反応槽を静置した（沈降工程）。沈降工程後、第１室に排水を供給して、排水を流入口から第２室内の生物汚泥層中に水平方向に供給しながら、排出口から第２室内の生物処理水を排出した（流入／排出工程）。排水の流量は、水面積負荷として０．６ｍ／ｈとし、流入／排出工程時間を３２分間とした（排水流入量としては水槽有効容積に対して１５０％）。
【００７２】
流入／排出工程後における反応槽内の臭素イオン濃度を測定し、以下の式により、流入／排出工程終了時点における反応槽内の臭素イオン残存率を評価した。その結果を表１に示す。なお、臭素イオンは、生物汚泥への吸着や生物反応の影響を受け難い物質であるため、反応槽内の臭素イオン残存率が高い値を示せば、反応槽内において残存する処理対象物質の濃度も高いと言える。
臭素イオン残存率＝（反応槽内の臭素イオン濃度／排水中の水素イオン濃度）×１００
【００７３】
（比較例１）
反応槽の第２室に、整流板を設置したこと以外は、実施例１と同様の反応槽を用いた。整流板は、２５０ｃｍ２の長方形板（１２０ｍｍ×２０８ｍｍ）であり、当該板の全体に、直径４ｍｍの孔を複数形成したものである。整流板の設置位置は、第２室の底部から高さ６ｍｍの位置（隔壁の流入口より高い位置）に水平に設置した。すなわち、排水（臭化ナトリウム溶液）は流入口から第２室の整流板の下側に流入され、その後整流板の孔から上向きに供給される。さらに、整流板上には、沈降工程により形成された生物汚泥層が形成されているので、排水は孔から生物汚泥層中へ上向流で供給される。
【００７４】
比較例１においても同様に、流入／排出工程後における反応槽内の臭素イオン濃度を測定し、流入／排出工程終了時点における反応槽内の臭素イオン残存率を評価した。その結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
2020022957.tif 000003
【００７６】
比較例１では、臭素イオン残存率が７０％であったのに対し、実施例１では臭素イオン残存率が８２％まで向上した。以上から、排水を流入口から反応槽の底部上の生物処理槽中に水平方向に供給した実施例は、生物処理槽中に上向流で供給した比較例と比較して、流入／排出工程において反応槽内に残存する処理対象物質の濃度を同等以上に効率的に高くできると言える。
【００７７】
（実施例２及び実施例３）
図８に示す反応槽を用いて、下記の試験を行った。反応槽としては、縦４３８ｍｍ（Ｌ）、横１２５ｍｍ（Ｗ）、高さ７５０ｍｍ（有効水深６００ｍｍ）で、有効容積３３Ｌの反応槽を用いた。反応槽側面（１２５×７５０の面）の底部に流入口を設けた。但し、実施例２では、流入口を設置した側面の反対側の側面に排出口を設け、実施例３では、流入口を設置した側面と同じ側の側面に排出口を設けた。実施例２及び３の排出口の位置は反応槽内の水面位に設定した。
【００７８】
試験に使用した排水としては、臭化ナトリウム溶液（４０ｍｇＢｒ／Ｌ）を用いた。反応槽に排水及び活性汚泥を投入して、所定時間、曝気撹拌した（生物処理工程）。生物処理工程後、所定時間、反応槽を静置した（沈降工程）。沈降工程後、排水流入口を通して水平方向に沈降汚泥にあたるように排水を供給し、排出口から反応槽内の生物処理水を排出した（流入／排出工程）。その際、流入口の排水の流速を表２に示す条件の範囲で変化させて供給した。供給量は反応槽の有効容積に対して１００％量とした。表のＮは、流入口から流入口と対向する反応槽の側面までの水平方向の距離Ｎ（ｍ）である。
【００７９】
【表２】
2020022957.tif 000004
【００８０】
流入／排出工程後における反応槽内の臭素イオン濃度を測定し、上記の式により、流入／排出工程終了時点における反応槽内の臭素イオン残存率を評価した。その結果を図１３に示す。
【００８１】
図１３は、実施例２及び３における流入口の流速に対する臭素イオン残存率の結果を示す図である。図１３に示すように、いずれの条件においても、臭素イオンの残存率としては５０％以上であった。実施した条件の中では、流入口の流速３７．８ｃｍ／ｓｅｃの条件で最も高い残存率が得られた。以上から、流入口の流速ｖとして、［Ｎ１／２×２０］≦ｖ≦［Ｎ１／２×８０］の範囲において、流入／排出工程における排水中の処理対象物質の残存率が５０％以上となることが確認された。また、流入口と排出口を反応槽側面の同面および対面に設置した条件で比較したところ、いずれも同面に設置した条件の方が、臭素イオン残存率が高くなったため、排水の流入口および排出口が同じ側面に設置されていることが好ましいこと確認できた。
【００８２】
（実施例４）
次に、図１１に示す反応槽を用いて試験を行った。反応槽としては、縦３ｍ、横１ｍ、有効水深５ｍ、有効容積として１５ｍ３の反応槽を用いた。反応槽側面の下部に流入口を設置し、流入口を設置した側面と同じ側の側面に排出口を設置した。また、排出口の位置は反応槽内の水面位置に設置した。試験方法は、流入口の流速条件を表３に示す条件としたこと以外は、実施例３と同様とした。
【００８３】
【表３】
2020022957.tif 000005
【００８４】
臭素イオン残存率の結果は、条件７では９１％、条件８で７６％、条件９で８６％となり、いずれも残存率は７０％以上であった。
【００８５】
（実施例５）
図８に示す反応槽を用いて、下記のグラニュール形成試験を行った。反応槽としては、縦２２０ｍｍ（Ｌ）、横１２５ｍｍ（Ｗ）、高さ４００ｍｍ（有効水深３００ｍｍ）で、有効容積３３Ｌの反応槽を用いた。反応槽側面（１２５×２２０の面）の底部に流入口を設けた。流入口を設置した側面の反対側の側面に排出口を設けた。排出口の位置は反応槽内の水面位に設定した。この反応槽におけるＮは０．２２ｍであった。
【００８６】
運転工程は流入／排出工程、曝気工程、沈降工程を繰り返す運転とした。初期汚泥として下水処理場の活性汚泥を反応槽の投入し、反応槽内汚泥の性状の変遷を調査した。流入水としてはカツオエキスとペプトンを主成分とする模擬下水を用い、ＢＯＤとして１００ｍｇ／Ｌとした。流入／排出工程において、模擬下水は反応槽側面に設置された流入口から汚泥に接触するように流入され、流入口の流速を１１−２８ｃｍ／ｓｅｃの範囲とした（ｖ／Ｎ１／２の値としては２３．５〜６０の範囲）。１回の流入／排出工程における排水の流入量は反応槽の有効容積に対して１００％量とした。
【００８７】
図１４に、反応槽内汚泥の沈降性指標であるＳＶＩ５およびＳＶＩ３０の推移を示す。なお、ＳＶＩ５とは、生物汚泥の沈降性指標であり、下記により求められる。まず、１Ｌのメスシリンダーに１Ｌの汚泥を投入し、撹拌した後、５分間もしくは３０分間静置したときの汚泥界面を測定する。そして、メスシリンダーにおける汚泥の占める体積率（％）を計算する。次に、汚泥のＭＬＳＳ（ｍｇ／Ｌ）を測定する。これらを下記式に当てはめて、ＳＶＩ５もしくはＳＶＩ３０を算出する。ＳＶＩ５もしくはＳＶＩ３０の値が、小さいほど沈降性が高い汚泥であることを示している。
ＳＶＩ（ｍＬ／ｇ）＝汚泥の占める体積率×１０，０００／ＭＬＳＳ
【００８８】
図１４に示すように、立上げ初期の１５日間はＳＶＩに変化は見られず、ＳＶＩ５、ＳＶＩ３０ともに３００−３５０ｍＬ／ｇで推移した。その後、急激なＳＶＩの低下が確認され、立上げ３５日後にはＳＶＩ５およびＳＶＩ３０ともに２０ｍＬ／ｇという良好な沈降性を有する汚泥の形成が確認された。
【００８９】
図１５に、投入汚泥と立上げ５０日後の汚泥観察写真を示す。バーはいずれも５００μｍを示す。図１５に示すように、投入汚泥は分散状汚泥で構成されていたのに対し、５０日後の汚泥は、２００−３００μｍ程度の良好なグラニュール汚泥で構成されていた。
【符号の説明】
【００９０】
１〜５  水処理装置、１０  反応槽、１０ａ，１０ｂ  長辺壁、１０ｃ，１０ｄ  短辺壁、１０ｆ  第１室、１０ｇ  第２室、１２  原水導入管、１３  分配路、１４  原水ポンプ、１５  原水配管、１６  電磁バルブ、１７  隔壁、１８  ブロワ、２０  散気管、２２  処理水集水路、２４  制御装置、２６  流入口、２８  排出口、３０  生物汚泥層。
【図１】
2020022957.tif 000006
【図２】
2020022957.tif 000007
【図３】
2020022957.tif 000008
【図４】
2020022957.tif 000009
【図５】
2020022957.tif 000010
【図６】
2020022957.tif 000011
【図７】
2020022957.tif 000012
【図８】
2020022957.tif 000013
【図９】
2020022957.tif 000014
【図１０】
2020022957.tif 000015
【図１１】
2020022957.tif 000016
【図１２】
2020022957.tif 000017
【図１３】
2020022957.tif 000018
【図１４】
2020022957.tif 000019
【図１５】
2020022957.tif 000020