(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原廃水を貯留し一定の流量で下流側に送る原水調整槽と、
上記原水調整槽の下流側に直列に設けた複数槽で構成し、その内部に活性微生物を生息させる接触材を配置し、かつ底部にエアレータを設けたばっき槽と、
上記ばっき槽を経て原廃水中の汚濁物質を汚泥として沈殿させ、その上澄液を処理水として放流する沈殿槽と、
底部にエアレータを備え、上記沈殿槽に沈殿する汚泥を取り込んで好気性状態で消化処理し、その処理済液を上記原水調整槽又は上記ばっき槽へ返送する汚泥消化槽と、を設けた排水処理装置に於いて、
上記汚泥消化槽に、その槽内にＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で汚泥消化処理を行い得るように、高単位に活性微生物を固着固定させ得る接触材を配置し、かつその底部に上記汚泥消化槽内の溶存酸素量を２〜７ppmに維持し得るようにエアレータを設け、
前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽に配する接触材を、セラミックスによって口径を２０mm程度、長さを５００mm程度、口径の中心に８mm程度の孔を開けて構成した中空星型柱状体に構成し、またはセラミックス片の粉末、河川の底質泥又は湖沼の底質泥の単独又はこれらの混合物にガラスカレットの粉末を加え、更にバインダを加えて５〜２５mmの小球状体に成形し、かつ８００〜１０００°Ｃの温度で焼成した焼成小球状体に構成し、
前記接触材として中空星型柱状体を採用する場合は、その複数個を束ねて前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽の上部から吊下するものとし、
前記接触材として焼成小球状体を採用する場合は、これを、口径が４０〜６０mm程度、長さが８００〜１０００mm程度の小孔を多数空けた中空筒状体又は細長のメッシュ袋の中に入れて、前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽の上部から吊下するものとした排水処理装置。
【請求項２】
原廃水を貯留し一定の流量で下流側に送る原水調整槽と、
上記原水調整槽の下流側に直列に設けた複数槽で構成し、その内部に活性微生物を生息させる接触材を配置し、かつ底部にエアレータを設けたばっき槽と、
上記ばっき槽を経て原廃水中の汚濁物質を汚泥として沈殿させ、その上澄液を処理水として放流する沈殿槽と、
底部にエアレータを備え、上記沈殿槽に沈殿する汚泥を取り込んで好気性状態で消化処理し、その処理済液を上記原水調整槽又は上記ばっき槽へ返送する汚泥消化槽と、を設けた排水処理装置に於いて、
上記汚泥消化槽に、その槽内にＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で汚泥消化処理を行い得るように、高単位に活性微生物を固着固定させ得る接触材を配置し、かつその底部に上記汚泥消化槽内の溶存酸素量を２〜７ppmに維持し得るようにエアレータを設け、
前記ばっき槽に、その槽内にＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で排水処理を行い得るように、高単位に活性微生物を固着固定させ得る接触材を配置し、かつその底部に上記汚泥消化槽内の溶存酸素量を２〜７ppmに維持し得るようにエアレータを設け、
前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽に配する接触材を、セラミックスによって口径を２０mm程度、長さを５００mm程度、口径の中心に８mm程度の孔を開けて構成した中空星型柱状体に構成し、またはセラミックス片の粉末、河川の底質泥又は湖沼の底質泥の単独又はこれらの混合物にガラスカレットの粉末を加え、更にバインダを加えて５〜２５mmの小球状体に成形し、かつ８００〜１０００°Ｃの温度で焼成した焼成小球状体に構成し、
前記接触材として中空星型柱状体を採用する場合は、その複数個を束ねて前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽の上部から吊下するものとし、
前記接触材として焼成小球状体を採用する場合は、これを、口径が４０〜６０mm程度、長さが８００〜１０００mm程度の小孔を多数空けた中空筒状体又は細長のメッシュ袋の中に入れて、前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽の上部から吊下するものとした排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機汚濁物質（ＢＯＤ成分）を高濃度に含む廃水を浄化する排水処理装置であって、排水処理によって発生する汚泥を活性微生物によって消化させる排水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、有機汚濁物質（ＢＯＤ成分）を含んだ各種汚水を浄化する処理方法としては、活性微生物を利用した汚水処理方法が広く採用されている。例えば、高濃度のＢＯＤ汚濁成分を含む人口透析からの廃水、納豆工場からの廃水、ハム工場からの廃水などに対しても、上記活性微生物の作用を利用して処理がなされ、必要に応じて、凝集剤による凝集沈殿法と組み合わせて処理がなされている。
【０００３】
上記一例の人工透析からの廃水には、蛋白質代謝物である尿素、尿酸、クレアチニン、グアニン誘導体、カリウム、燐等と共に、人口透析液に含まれている酢酸、ブドウ糖等の有機汚濁物質が高濃度に含まれている。そのためこのような廃水の排水処理にあっては、従来の活性微生物を利用した活性汚泥による汚水浄化装置では、ＢＯＤ汚濁成分の除去が不安定になったり、浄化による汚泥の発生量が極めて多く、この汚泥処理に新たな問題を提起することとなっている。
【０００４】
これに関して本発明者は、特公平６−３６９１５号公報（特許第１９１４１６９号）、名称「汚水浄化装置」に開示しているように、従来の活性汚泥法による汚水浄化装置を見直して改良を行っている。
【０００５】
即ち、この見直しでは、原廃水を貯留し一定の流量で下流側に送る原水調整槽と、その内部に活性微生物を生息させた接触材を配置し、底面にエアレータを設けたばっき槽と、ばっきした原廃水中の汚濁物質を汚泥として沈殿させ、その上澄液を処理水として放流する沈殿槽とからなる汚水浄化装置に於いて、ばっき槽の底面に改良したエアレータを設置することと、沈殿槽の底部に沈殿する汚泥を取り込み、該汚泥を活性微生物によって消化処理させる汚泥消化槽を設置することとその底面に改良したエアレータを設置することとを提案している。
【０００６】
上記改良した前記エアレータは、円筒形の筒体の底部から同筒体の上端開口部に向けて圧搾空気を噴射するノズルを備えると共に、該筒体の下部外周に液体を筒体内に導入する開口部を開設し、これより上の筒体の内周側に気泡を回転させるガイドベーンを設け、更にこのガイドベーンの上の内周に複数の突起部を設けたものである。
【０００７】
これによって、ノズルから噴射された圧搾空気は、開口部から導入される水と共に、ガイドベーンで回転されて攪拌され、更にその上部の球面状の突起部に衝突しながら拡散されて上昇する。このため空気が汚水の中に高い濃度で拡散し、溶存することとなってばっき槽内を循環するようになる。したがってばっき槽内の微生物は活性化し、有機物に対するより高い処理能力が発揮されるようになるものである。
【０００８】
また、前記汚泥消化槽は、その底面に同構造のエアレータを設置し、かつ沈殿槽の底部に沈殿する汚泥を取り込んで汚泥の処理を行わせる槽であって、その中で、好気的環境下で汚泥を活性微生物によって二酸化炭素と水とに消化させるものである。また前記汚泥消化槽での処理水は、ばっき槽に返送して排水処理の系内を循環させるようにしてあるものである。
【０００９】
それ故、以上の本発明者の開示した技術によれば、従来の方法に比べて安定した処理が行え、発生する汚泥は良好に消化処理されるようになるが、ＢＯＤ汚濁濃度が一層高く、かつ廃水量が多い場合には、排水処理が不安定となったり、前記ばっき槽の接触材に目詰まりを起こしたり、また、汚水の浄化が進むと汚泥の発生量も比例して多くなるので、この汚泥を消化させるには前記汚泥消化槽も大がかりなものが必要となるなど、更なる改良が望まれている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＢＯＤ汚濁濃度が高く、かつ廃水量が多い原廃水を処理する場合でも、活性微生物処理によって安定した排水処理ができ、発生する汚泥の大部分をコンパクトな汚泥消化槽によって効率的かつ安価に消化させることができる排水処理装置を提供することを解決の課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の１は、原廃水を貯留し一定の流量で下流側に送る原水調整槽と、
上記原水調整槽の下流側に直列に設けた複数槽で構成し、その内部に活性微生物を生息させる接触材を配置し、かつ底部にエアレータを設けたばっき槽と、
上記ばっき槽を経て原廃水中の汚濁物質を汚泥として沈殿させ、その上澄液を処理水として放流する沈殿槽と、
底部にエアレータを備え、上記沈殿槽に沈殿する汚泥を取り込んで好気性状態で消化処理し、その処理済液を上記原水調整槽又は上記ばっき槽へ返送する汚泥消化槽と、を設けた排水処理装置に於いて、
上記汚泥消化槽に、その槽内にＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で汚泥消化処理を行い得るように、高単位に活性微生物を固着固定させ得る接触材を配置し、かつその底部に上記汚泥消化槽内の溶存酸素量を２〜７ppmに維持し得るようにエアレータを設け、
前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽に配する接触材を、セラミックスによって口径を２０mm程度、長さを５００mm程度、口径の中心に８mm程度の孔を開けて構成した中空星型柱状体に構成し、またはセラミックス片の粉末、河川の底質泥又は湖沼の底質泥の単独又はこれらの混合物にガラスカレットの粉末を加え、更にバインダを加えて５〜２５mmの小球状体に成形し、かつ８００〜１０００°Ｃの温度で焼成した焼成小球状体に構成し、
前記接触材として中空星型柱状体を採用する場合は、その複数個を束ねて前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽の上部から吊下するものとし、
前記接触材として焼成小球状体を採用する場合は、これを、口径が４０〜６０mm程度、長さが８００〜１０００mm程度の小孔を多数空けた中空筒状体又は細長のメッシュ袋の中に入れて、前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽の上部から吊下するものとした排水処理装置である。
【００１２】
したがって、本発明の１の排水処理装置によれば、排水処理によって発生する有機性汚泥を、汚泥消化槽の接触材に高単位に固着固定させた活性微生物によって、該接触材に目詰まりを起こすことなく、臭気や泡を発生させることもなく、短時間に効率よく二酸化炭素と水とに消化することができる。
こうして排水処理によって系内に残る汚泥は、無機成分を主体とした少量の汚泥となり、従来の排水処理装置から発生する汚泥量に比べて、およそ１／５〜１／１０程度となり、汚泥処理に要するコストが大幅に低減されるものとなる。
【００１６】
加えて、本発明の１の排水処理装置によれば、前記中空星型柱状体及び前記小球状体は、いずれも焼成して形成したのでその焼成過程で有機質は焼却され、多孔性で表面積が大きな無機質の部材となる。また、小球状体は、リン、カルシウム及びマグネシウムなどのミネラル分が適量に含むものとなり、更に、遠赤外線を発生するものとなっている。
【００１７】
前記中空星型柱状体及び前記小球状体は、上記のように、多孔性で表面積が大きいことが活性微生物の生息に良好な住処となるばかりか、ミネラル分が活性微生物の健全な生育に役立ち、活性微生物がこれらから遠赤外線の照射を受けることによってその活動が一層活発化するものとなる。
【００１８】
また、それらに形成されている多孔性の小孔は、被処理物のＢＯＤ汚濁負荷の高低に応じて、活性微生物がその小孔から処理に必要な分だけ自由に出入りできるようになったり、処理に係わった活性微生物が、再び小孔に入り込んで槽内に留まり休息することができるようになったりなどと、活性微生物にとってコロニーを作るのに非常に好都合なものとなる。
【００１９】
また、前記接触材は、前記ばっき槽又は前記汚泥消化槽の上部から吊下したので、各槽の中では、底面に配置したエアレータからの圧縮空気の流れと各液の流れとに乗って自然とゆらゆら動くような状態となる。
これによって、前記接触材に生息する活性微生物とＢＯＤ汚濁成分又は汚泥との接触が、好気的環境下のもとで、活性微生物にとって極めて好ましい状態で行われることとなり処理が効果的に進むこととなる。
【００２０】
また、このような接触材に、活性微生物を高単位に固着固定させて前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽内に配置して処理を行うと、好気的環境下の効果と相まって、高負荷の下で処理を行っても前記接触材に目詰まりを起こすことはなく、逆洗などを行う必要もなく、また、汚泥の沈降することもないので作業性が極めて良いものとなる。
【００２１】
更に、前記中空星型柱状体の中空部分、前記中空筒状体の中空部分及び前記小球状体相互がが接触した部分は、好気性がやや損なわれて疑似嫌気性状態となり、この部分には通性嫌気性菌や嫌気性菌が生息するようになる。これらの菌は、槽内に多数生息している好気性菌が作用する前に、有機物にアタックして分解を開始させる働きを保持していると考えられているので、有機物の分解を段階的に促進することとなり好ましい状態を形成するものとなる。
【００２２】
本発明の２は、原廃水を貯留し一定の流量で下流側に送る原水調整槽と、
上記原水調整槽の下流側に直列に設けた複数槽で構成し、その内部に活性微生物を生息させる接触材を配置し、かつ底部にエアレータを設けたばっき槽と、
上記ばっき槽を経て原廃水中の汚濁物質を汚泥として沈殿させ、その上澄液を処理水として放流する沈殿槽と、
底部にエアレータを備え、上記沈殿槽に沈殿する汚泥を取り込んで好気性状態で消化処理し、その処理済液を上記原水調整槽又は上記ばっき槽へ返送する汚泥消化槽と、を設けた排水処理装置に於いて、
上記汚泥消化槽に、その槽内にＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で汚泥消化処理を行い得るように、高単位に活性微生物を固着固定させ得る接触材を配置し、かつその底部に上記汚泥消化槽内の溶存酸素量を２〜７ppmに維持し得るようにエアレータを設け、
前記ばっき槽に、その槽内にＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で排水処理を行い得るように、高単位に活性微生物を固着固定させ得る接触材を配置し、かつその底部に上記汚泥消化槽内の溶存酸素量を２〜７ppmに維持し得るようにエアレータを設け、
前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽に配する接触材を、セラミックスによって口径を２０mm程度、長さを５００mm程度、口径の中心に８mm程度の孔を開けて構成した中空星型柱状体に構成し、またはセラミックス片の粉末、河川の底質泥又は湖沼の底質泥の単独又はこれらの混合物にガラスカレットの粉末を加え、更にバインダを加えて５〜２５mmの小球状体に成形し、かつ８００〜１０００°Ｃの温度で焼成した焼成小球状体に構成し、
前記接触材として中空星型柱状体を採用する場合は、その複数個を束ねて前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽の上部から吊下するものとし、
前記接触材として焼成小球状体を採用する場合は、これを、口径が４０〜６０mm程度、長さが８００〜１０００mm程度の小孔を多数空けた中空筒状体又は細長のメッシュ袋の中に入れて、前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽の上部から吊下するものとした排水処理装置である。
【００２３】
従って、本発明の２の排水処理装置によれば、前記本発明の１の全ての効果を有することに加え、原廃水のＢＯＤ汚濁成分が、これを処理するばっき槽の容積が従来の１／３〜１／４の容積であっても、これに充填した接触材に高単位に固着固定させた活性微生物によって、該接触材に目詰まりを起こすことなく、臭気や泡を発生させることもなく、効率よく安定して処理することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の汚水浄化装置の一実施例の全体構造を示すブロック図、図２は、本発明の汚水浄化装置の一実施例の汚泥消化槽の構造を示す縦断側面図である。
【００２７】
本発明の排水処理装置は、有機汚濁物質を高濃度に含む廃水を浄化し、排水処理により発生する汚泥を活性微生物によって消化させる排水処理装置である。
その装置は、図１に示すように、原廃水１１を貯留し一定の流量で下流側に送る原水調整槽１と、上記原水調整槽１の下流側に複数槽を直列に設け、その内部に高単位に活性微生物を固着固定させ得る接触材２ａ、２ｂ、２ｃを配置してこれに活性微生物を固着固定させ、底部にエアレータ３ａ、３ｂ、３ｃを設け、槽内の溶存酸素量を２〜７ppmに維持して、ＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で排水処理するものとしたばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃと、該ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃを経て汚濁物質を汚泥１２として沈殿させ、その上澄液を放流水として排出する沈殿槽５と、その内部に高単位に活性微生物を固着固定させ得る接触材２ｄを配置してこれに活性微生物を固着固定させ、底部にエアレータ３ｄを設けて槽内の溶存酸素量を２〜７ppmに維持しつつ、上記沈殿槽５に沈殿する汚泥１２を取り込みＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で汚泥を消化処理する汚泥消化槽６とで構成したものである。
【００２８】
また、前記原水調整槽１から前記ばっき槽４ａへの送液配管ｐ１、前記ばっき槽４ｃから前記沈殿槽５への送液配管ｐ２、前記沈殿槽５から処理水１３を系外へ放流する送液配管ｐ３、前記沈殿槽５から汚泥消化槽６への送液配管ｐ４、及び前記汚泥消化槽６から前記原水調整槽１への送液配管ｐ５のそれぞれの途中に磁気処理機９ａ、９ｂ…９ｅを外装して、それらの管内を通過する液体に磁力を与えるようにしたものである。
【００２９】
前記ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃは、このように３槽に分けて直列に接続したもので、各槽の内部には活性微生物を高単位に固着固定させた接触材２ａ、２ｂ、２ｃを配置し、各槽の底部にはエアレータ３ａ、３ｂ、３ｃを設けて、前述の溶存酸素量及びＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で排水処理するように構成した。
【００３０】
前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃは、この実施例では、セラミックスによって口径を２０mm程度、長さを５００mm程度、口径の中心に８mm程度の孔を開けて中空星型柱状体に成形したものを採用し、これを複数個束ねた上で、それぞれ前記ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃの上部の固定バー８ａ、８ｂ、８ｃから吊り下げることとしたものである。
【００３１】
前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃは焼成したものであり、焼成の過程で有機質は焼却され、残存する無機質によって多孔性で表面積が大きなものになっている。これらには、リン、カルシウム及びマグネシウムなどのミネラル分が適量に含むものとなり、更に、遠赤外線を発生するものとなっている。
【００３２】
そのためにその多孔性で表面積が大きいことが、活性微生物の生息に良好な住処となるばかりか、前記ミネラル分が活性微生物の健全な生育に役立ち、活性微生物が遠赤外線の照射を受けることによってその活動が一層活発化するものとなる。
また、その多孔性の小孔は、被処理物のＢＯＤ汚濁負荷の高低に応じて、活性微生物がその小孔から処理に必要な分だけ自由に出入りできるようになったり、処理に係わった活性微生物が、再び小孔に入り込んで槽内に留まり休息することができるようになったりなどと、活性微生物にとって非常に好都合なものとなるものである。
このような前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃの特性は、従来から用いられている市販の接触材、例えば、波板やハニカム材等には保持されていないものであって、活性微生物にとっては極めて有用なものになるものである。
【００３３】
また、前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃは、前記ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃの上部から吊り下げたので、各槽の中では底部に配置したエアレータ３ａ、３ｂ、３ｃからの圧縮空気の流れと液の流れとに乗って自然とゆらゆら動くような状態となる。
これによって、好気的環境下のもとで、ＢＯＤ汚濁成分と前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃに生息する活性微生物との接触が、活性微生物にとって極めて好ましい状態で行われることとなり処理が効果的に進むものとなる。
【００３４】
更に、前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃである前記中空星型柱状体の中空部分等は、槽内では死角となり易いので好気性がやや損なわれて疑似嫌気性状態となって、この部分には通性嫌気性菌や嫌気性菌が生息するようになる。しかし、このような通性嫌気性菌や嫌気性菌は、槽内に多数生息している好気性菌が有機物に作用する前に、有機物にアタックして分解を開始させる働きを保持していると考えられているので、有機物の分解を段階的に促進することとなり好ましい状態を形成するものとなるのである。
【００３５】
また、前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃには、有機物の分解を司る活性微生物をＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で処理できるように高単位に固着固定させるものである。この活性微生物は、自然界に生息するものであって、細菌類あるいは菌類を主たる構成生物として、原生動物、後生動物を従属出現生物として構成される複合生物群である。
【００３６】
このような活性微生物による処理は、通常の活性汚泥法ではＢＯＤ−容積負荷０．４kg/m3程度で、生物膜法ではＢＯＤ−容積負荷０．８kg/m3程度で行われるものであるが、本発明ではＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3で処理を行うものである。
【００３７】
このような高いＢＯＤ−接触材容積負荷の下での処理を行うように設定したのは、処理の効率をより高めるためであって、この高いＢＯＤ−接触材容積負荷の下での処理が可能となったのは、前記接触材を適切な材料によって適切に成形しこれを適切に配して用いたこと、及び処理に於ける溶存酸素量を２〜７ppmと高めるようにしたこととが、その主たる理由である。
また、繰り返し行ったテスト結果から前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃには、通常の接触材に比べて１５倍〜最大１００倍の活性汚泥（活性微生物）を付着させることができる結果が得られている。
【００３８】
そしてこのような高い接触材容積負荷の下での処理を可能としたことによって、ばっき槽の容積は従来の１／３〜１／４程度に小さくすることができる上に、活性微生物相が壊れてバルキングを起こしたり、前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃに目詰まりを起こしたりなどのトラブルを発生することもなく、また、臭気や泡を発生させることもなく、効率よく安定して処理することができるものとなる。
【００３９】
この活性微生物の働きは、一般に知られているように、廃水中の溶解性有機物を吸収して、溶存酸素を消費しながら有機物を酸化分解して二酸化炭素と水とを生成させると共に、一方で炭素、水素、酸素とを作用させて蛋白質を合成し自己細胞に取り込んで増殖して行くものである。
これらの働きは全て活性微生物の酵素反応であって、細菌類、菌類あるいは死物栄養性原生動物が生活エネルギーを得るためのものである。このようにして活性微生物の活動機構ができあがると、排水処理の主役である細菌類、菌類あるいは死物栄養性原生動物の他に、これらを捕食する上位の生物である活動性原生動物や、更にこれを捕食する後生動物が共存する生物相を形成するに至り、一つの鎖の中で有機的なつながりとなる食物連鎖、即ち、生物ピラミッドができ上がって、安定した活性微生物処理が行われるようになるものである。
【００４０】
前記エアレータ３ａ、３ｂ、３ｃとして前記特公平６−３６９１５号公報に開示されているものと同じものを採用したが、その構造については、既にその説明中に記載したのでここでは省略する。
なお、前記エアレータ３ａ、３ｂ、３ｃによるエアレーションの程度については、原廃水１１のＢＯＤ汚濁負荷の高低に応じて調整できるようにしたものである。汚濁負荷が高いときにはエアレーションの空気量を多めに、汚濁負荷が低いときにはエアレーションの空気量を少なめに送るように調整することにより、槽内の溶存酸素量は２〜７ppmに維持されるので、前記接触材２ａ、２ｂ、２ｃに生息する活性微生物相に変化が生じることがなくなり、安定した処理が維持されるものとなる。
【００４１】
前記汚泥消化槽６は、図２に示したように、その内部に接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で消化処理できる接触材２ｄを配置してこれに活性微生物を高単位に生息させ、底部にエアレータ３ｄを設け、槽内の溶存酸素量を２〜７ppmに維持するようにし、前記沈殿槽５に沈殿する汚泥１２を取り込む配管及び消化処理済液を前記原水調整槽１に返送する配管を付設し、更に、底部に消化処理によって処理系内に残る無機汚泥を引抜く時に用いる無機汚泥引抜き管１０及びバルブを付設して構成するものである。
【００４２】
また、前記汚泥消化槽６には、図２に一点鎖線で示すように、ポンプ１４及び配管１５を付設して、槽内底部の汚泥１２を上部まで汲み上げ、これを前記接触材２ｄに上から掛け、汚泥循環を行うように構成しても良い。このように構成することによって、汚泥消化の効率が一層高まると共に汚泥の沈降性が改善されるものとなるからである。
更に、前記汚泥消化槽６は、この実施例では単数槽であるが、原廃水１１のＢＯＤ汚濁負荷に応じて複数槽を直列に設けるものとしても良い。
【００４３】
前記接触材２ｄは、前記ばっき槽に用いるものと同様なものを用いることができるが、この実施例では、小球状体（口径が２０mm）を採用した。複数の細長のメッシュ袋７、７…の中に上記小球状体を多数個充填し、それらの各メッシュ袋７、７…を前記汚泥消化槽６の上部に配した固定バー８ｄから吊り下げたものである。これらの接触材２ｄには、前記ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃの接触材２ａ、２ｂ、２ｃと同様に、活性微生物を高単位に固着固定させるものである。
【００４４】
また、前記接触材２ｄの特性、前記汚泥消化槽６の上部に設けた固定バー８ｄに吊り下げた効果、前記接触材２ｄに生息する微生物相及び底部に配置したエアレータ３ｄについては、前記ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃに関する説明と同様であるのでここでは省略する。
【００４５】
更に、既に述べたように、前記原水調整槽１から前記ばっき槽４ａへの送液配管ｐ１、前記ばっき槽４ｃから前記沈殿槽５への送液配管ｐ２、前記沈殿槽５から処理水１３を系外へ放流する送液配管ｐ３、前記沈殿槽５から汚泥消化槽６への送液配管ｐ４及び前記汚泥消化槽６から前記原水調整槽１への送液配管ｐ５のそれぞれの途中には各々磁気処理機９ａ、９ｂ…９ｅを外装し、それらの管内を通過する液体に磁力を与えるものである。
【００４６】
このような磁気処理機９ａ、９ｂ…９ｅは、永久磁石から発生する磁気力によって、原廃水や浄化過程の廃水の水分子が集団（クラスター）化している状態を分離させ微粒子化させることによって、水が本来持っている活性力を向上させ、これによって廃水の浄化を促進させるものである。
また、特に浄化過程の廃水では、発生した汚泥の沈降が容易となり、汚泥と処理水との分離がし易いものとなる。
【００４７】
即ち、原廃水１１や浄化過程の廃水は、水分子の極性や不純物質などが仲介となり水分子相互が引き合うことで大きなクラスターを形成していて、水が本来持っている活性力が低減している状態にある。
このような状態にある原廃水１１や浄化過程の廃水を、前記磁気処理機９ａ、９ｂ…９ｅを外装した配管によって送液することとすれば、その際に、これらの原廃水１１や浄化過程の廃水が磁場を通過することとなって、瞬時に水分子の極性がプラスとマイナスに引き分けられ、クラスター化している水分子が激しくスピン現象を起こして、水分子相互の結合を解き、微粒子化することとなって、水分子の運動力が高まり、水が本来持っている活性力が向上するようになる。なお、当然ながら、配管には磁気遮蔽が作用しない非磁性体を採用する。
【００４８】
なお図中、ｐ６、ｐ７は、それぞればっき槽４ａ、４ｂ間、ばっき槽４ｂ、４ｃ間の送液配管、ｐ８は原水導入用の配管、１６、１７はそれぞれポンプ、１８はバルブ、１９はエア送給用の配管、２０は圧縮空気の発生機である。
【００４９】
次に本発明の排水処理装置による一連の排水処理過程を説明する。
図１に示すように、前記原水調整槽１に原廃水１１を導入し、該原水調整槽１から該原廃水１１を一定の流量で最前段のばっき槽４ａに送り込む。ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃでは、送り込まれた原水をその順序で後段に移動させながら、各槽の底部に配置したエアレータ３ａ、３ｂ、３ｃによってその中に空気を送り込み、溶存酸素量を２〜７ppmに維持しつつ、槽内の接触材２ａ、２ｂ、２ｃに高単位に固着固定されている活性微生物によって、ＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3の下で、原水中のＢＯＤ汚濁成分を所定の時間かけて処理する。
【００５０】
ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃで処理が済んだ処理液は次段の沈殿槽５へ送り込まれ、汚泥１２と処理水１３とに分離される。該沈殿槽５の底部に沈殿した汚泥１２は汚泥消化槽６へ送り込まれ、上澄みの処理水１３は放流水として系外へ排出される。なお前記処理条件の下で処理された上記処理液は、前記沈殿槽５中で、汚泥１２と処理水１３との分離が極めて良好なものとなっている。
【００５１】
前記汚泥消化槽６に送り込まれた汚泥１２は、底部に配置したエアレータ３ｄによってその中に空気が送り込まれ、その溶存酸素量を２〜７ppmに維持しつつ、槽内の接触材２ｄに高単位に固着固定されている活性微生物によって、ＢＯＤ−接触材容積負荷３．５〜７kg/m3 の下で、所定の時間（２４〜４８時間程度）処理され、その中の有機汚泥が二酸化炭素と水とに消化される。
ここで通常、汚泥消化槽６へ送られる汚泥の濃度は１００００ppm前後であるが、汚泥消化槽６で消化処理されることによって６０００ppm前後に下がってくる。この程度にまで消化処理を行った処理済液が、原水調整槽１へ戻され、排水処理系内で再処理されることとなる。
【００５２】
以上のように、処理済液が、その汚泥濃度（ＳＳ）６０００ppm前後で原水調整槽１に返送されると、この処理済液中には活性化された微生物が多数生息しているので、これらが順次ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃの中に送られることになり、これによって、該ばっき槽４ａ、４ｂ、４ｃ中での原廃水の処理が極めて有効に行われることとなるものである。
更に、前記汚泥消化槽６には、先に述べ、かつ図２に一点鎖線で示したように、その下部から上部に繋がる配管１５を配し、その途中にポンプ１４を挿入して槽内に取り込んだ汚泥１２を、該ポンプ１４により該配管１５を通じて上部まで汲み上げ、これを前記接触材２ｄの上方から掛けるようにして汚泥循環を行うことにした場合は、汚泥消化の効率を高めると共に汚泥沈降性を改善することができるようになり一層好ましいものとなる。
【００５３】
なお汚泥消化槽６での汚泥消化処理は、連続処理として構成したが、バッチ処理としても良い。連続処理とした場合の返送水の配管ｐ５は、図１及び図２に示すように、その一端を汚泥消化槽６の上部に配設して図示しないポンプによって汲み上げ、他端を延長接続した原水調整槽１に返送すれば良い。これに対してバッチ処理とした場合の返送水の配管は、その一端を汚泥消化槽６の下部にまで延長して配設しておき、その途中に枝管とバルブとを設置して、所定の時間（例えば２４時間程度）静置して、層分離してくるモヤモヤとした付近までの上澄液をポンプによって汲み上げ、他端を延長接続した原水調整槽１に返送すれば良い。
【００５４】
消化処理の過程では、汚泥消化の進行具合を確認する機器により、例えば、ＭＬＳＳ計等によって槽内の汚泥濃度をチエックして、沈殿槽５からの汚泥１２の送り込み量、エアレータのエアレーション強度及び前記原水調整槽１への処理済液の返送量などを適度に調節する。
【００５５】
このような排水処理装置により排水処理することにより、排水処理系内から排出される汚泥量は、無機成分を主体としたものが少量に発生するだけとなって、従来の排水処理装置からの汚泥発生量に比べて、およそ、１／５〜１／１０程度となり、汚泥処理に要する費用が大幅に軽減されるものとなる。
また、このような一連の処理に於いては、臭気や泡の発生もなく作業性は極めて良いものである。
なお、消化処理によって無機汚泥は、処理系内に増加してくるが、これについては前記汚泥消化槽６の底部に付設した無機汚泥引抜き管１０によって定期的に抜き出して脱水施設及び焼却施設で別に処理を行うものとする。
【００５６】
＜テスト例＞
次にテスト例によって本発明を具体的に説明するが、これは本発明の効果を説明するためのものであって、これによって本発明が限定されるものではない。
【００５７】
＜テスト例１＞
某病院の人口透析部門から発生するＢＯＤ汚濁濃度１３００〜２０００ppm、廃水量４．５ｍ3／日の原廃水に対して、図１に示したブロック図による排水処理装置を用いてテスト処理を行った。
【００５８】
＜テスト例２＞
某納豆工場から発生するＢＯＤ汚濁濃度１５００〜２３００ppm、廃水量６０ｍ3／日の原廃水に対して、図１に示したブロック図による排水処理装置を用いてテスト処理を行った。
【００５９】
＜テスト処理における試験項目＞
テスト例１及びテスト例２のテスト処理に於いて、処理を開始して５日後、１０日後及び３０日後の原廃水１１及び処理水１３に対しては、ＢＯＤ及びＳＳを、沈殿槽５から汚泥消化槽６への取り込み汚泥１２（汚泥液）及び汚泥消化槽６から原水調整槽１への返送水に対しては、ＳＳ（ＭＬＳＳ）を、それぞれ次に示す測定方法により測定して、テスト例１の結果は下記の表１に、テスト例２の結果は下記の表２にまとめた。
【００６０】
＜試験項目の測定方法＞
ＢＯＤ及びＳＳの測定方法は次の方法により行った。
ＢＯＤ  ：  ＪＩＳ  Ｋ０１０２  ２１に基づき測定した。単位  ppm。
ＳＳ    ：  Ｓ４６環告５９付表８に基づき測定した。単位  ppm。
【００６１】
【表１】
0003694635.tif 000002
【００６２】
【表２】
0003694635.tif 000003
【００６３】
＜テスト結果の考察＞
テスト例１及びテスト例２の結果を見ると、処理水に対しては、いずれも５日後のＢＯＤ、ＳＳの値はＢＯＤで３０ppm台、ＳＳで２０ppm台となっていて良好な排水処理がなされてきていることが判る。また、１０日後のＢＯＤ、ＳＳの値はいずれも１０ppm台に、３０日後のＢＯＤ、ＳＳの値はいずれも一桁となっていて極めて良好に排水処理がなされていることが判る。
【００６４】
また、返送水に対しては、いずれも５日後のＳＳの値は８６００ppm前後となっていて汚泥の消化が進んできていることが判る。また、１０日後及び３０日後のＳＳの値は６０００ppm前後なっていて汚泥の消化が良好に行われていることが判る。
なお、通常は沈殿槽で沈殿する引き抜き汚泥液の濃度は１％（＝１００００ppm）程度であって、汚泥消化槽から原水調整槽へ返送される返送水のＳＳの値が前記結果のように６０００ppm前後になっていることは、槽内での汚泥消化が良好になされていると判断できるものである。
【００６５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の１の排水処理装置によれば、排水処理によって発生した汚泥は有機性汚泥であるので、前記汚泥消化槽の前記接触材に高単位に固着固定させた活性微生物によって、前記接触材に目詰まりを起こすことなく、臭気や泡を発生させることもなく、短時間に効率よく二酸化炭素と水とに分解消化することができる。
排水処理によって系内に残る汚泥は、無機成分を主体とした少量の汚泥となるので、従来の排水処理装置から発生する汚泥量に比べて、およそ、１／５〜１／１０程度となり、汚泥処理に要するコストが大幅に低減されるものとなる。
【００６７】
更に本発明の１の排水処理装置によれば、前記接触材の中空星型柱状体及び小球状体はいずれも焼成したもので、その焼成過程で有機質は焼却され、無機質によって多孔性で表面積が大きなものに構成されたものとなる。また、小球状体としたものには、リン、カルシウム及びマグネシウムなどのミネラル分が適量に含むものとなり、更に、遠赤外線を発生するものとなっている。
そのために多孔性で表面積が大きいことが活性微生物の生息に良好な住処となるばかりか、ミネラル分が活性微生物の健全な生育に役立ち、活性微生物が遠赤外線の照射を受けることによってその活動が一層活発化するものとなる。
また、その多孔性の小孔は、被処理物のＢＯＤ汚濁負荷の高低に応じて、活性微生物がその小孔から処理に必要な分だけ自由に出入りできるようになったり、処理に係わった活性微生物が、再び小孔に入り込んで槽内に留まり休息することができるようになったりなどと、活性微生物にとってコロニーを作るのに非常に好都合なものとなる。
【００６８】
また、前記接触材は、前記ばっき槽又は前記汚泥消化槽の上部から吊り下げたものであるので、各槽の中では、底面に配置したエアレータからの圧縮空気の流れと各液の流れとに乗って自然とゆらゆら動くような状態となる。
これによって、前記接触材に生息する活性微生物とＢＯＤ汚濁成分又は汚泥との接触が、好気的環境下のもとで、活性微生物にとって極めて好ましい状態で行われることとなり、効果的に処理が進むこととなる。
【００６９】
また、このような接触材に活性微生物を高単位に固着固定させ、前記ばっき槽及び前記汚泥消化槽内に配置して処理を行うと、好気的環境下の効果と相まって、高負荷の下で処理を行っても前記接触材に目詰まりを起こすことはなく、逆洗などを行う必要もなく、また、汚泥が沈降することもないので作業性が極めて良いものとなる。
【００７０】
更に、前記中空星型柱状体の中空部分、前記中空筒状体の中空部分及び前記小球状体相互が接触した部分は、好気性がやや損なわれて疑似嫌気性状態となり、この部分には通性嫌気性菌や嫌気性菌が生息するようになる。これらの菌は、槽内に多数生息している好気性菌が作用する前に、有機物にアタックして分解を開始させる働きを保持していると考えられているので、有機物の分解を段階的に促進させることとなり好ましい状態を形成するものとなる。
【００７１】
本発明の２の排水処理装置によれば、以上の本発明の１の効果に加えて、原廃水中のＢＯＤ汚濁成分が、前記ばっき槽の前記接触材に高単位に固着固定させた活性微生物によって、ばっき槽の容積を従来の１／３〜１／４の容積とした条件下で、前記接触材に目詰まりを起こすことなく、臭気や泡を発生させることもなく、効率よく安定して処理することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の排水処理装置の全体構造を示すブロック図。
【図２】一実施例の排水処理装置の汚泥消化槽の構造を示す縦断側面図。
【符号の説明】
１    原水調整槽
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  接触材
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  エアレータ
４ａ、４ｂ、４ｃ  ばっき槽
５    沈殿槽
６    汚泥消化槽
７    メッシュ袋
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  固定バー
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ  磁気処理機
１０  無機汚泥引抜き管
１１  原廃水
１２  汚泥
１３  処理水
１４、１６、１７  ポンプ
１５  配管
１８  バルブ
１９  エア送給用の配管
２０  圧縮空気の発生機
ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５、ｐ６、ｐ７  送液配管
ｐ８  原水導入用の配管
【図１】
0003694635.tif 000004
【図２】
0003694635.tif 000005