(57)【要約】【課題】より処理能力が高い排水処理装置及び排水処理方法を提供する。【解決手段】処理タンク１０と、処理タンク１０内に配置されて微生物を担持する物体である担体１５と、酸素供給装置４１と、を備え、処理タンク１０の上部には排水流入口１１が設けられ、処理タンク１０の下部には処理水吐出口１２が設けられ、処理タンク１０の任意の位置には酸素流入口１３が設けられている。排水流入口１１には処理対象の排水が担体１５の上部に流下されるように排水が供給され、供給された排水は担体１５を通過しながら担体１５に付着している微生物によって分解処理され、分解処理された処理水が処理水吐出口１２から吐出される。そして、酸素流入口１３には酸素供給装置４１から、空気中の酸素の濃度よりも高い濃度の酸素を含んだ気体である高濃度酸素が供給されており、処理空間１７内に高濃度酸素が充填されている状態が維持されている。【選択図】図１
2014018747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理空間を形成する処理タンクと、
前記処理タンク内に配置されて微生物を担持する物体である担体と、
酸素供給装置と、を備えた排水処理装置であって、
前記処理タンクの上部には、排水流入口が設けられており、
前記処理タンクの下部には、処理された処理水を吐出する処理水吐出口が設けられており、
前記処理タンクの任意の位置には、酸素流入口が設けられており、
前記排水流入口には処理対象の排水が前記担体の上部に流下されるように前記排水が供給され、
供給された前記排水は前記担体を通過しながら前記担体に付着している微生物によって分解処理され、
分解処理された前記処理水が前記処理水吐出口から吐出され、
前記酸素流入口には、前記酸素供給装置から、空気中の酸素の濃度よりも高い濃度の酸素を含んだ気体である高濃度酸素が供給されており、前記処理空間内に前記高濃度酸素が充填されている状態が維持されている、
排水処理装置。
【請求項２】
処理空間を形成する処理タンク内に、微生物を担持する物体である担体を配置し、
前記処理タンクの上部から、処理対象の排水を、前記担体の上部に流下されるように供給し、
前記処理タンクの下部から、前記担体に付着している微生物によって分解処理された処理水を吐出させ、
前記処理タンクの任意の位置から、空気中の酸素の濃度よりも高い濃度の酸素を含んだ気体である高濃度酸素を供給し、前記処理空間内に前記高濃度酸素が充填されている状態を維持する、
排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物を用いて排水を分解処理する排水処理装置及び排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排水を処理する種々の排水処理装置や排水処理方法が提案されている。
例えば特許文献１に記載された従来技術には、濾材が圧縮されることなく濾材の全体が空気に充分接触できるように、濾材をタンク内に吊り下げた構造を有する散水濾床装置が開示されている。
また特許文献２に記載された従来技術には、流下された排水が空気とより効果的に接触できるように、上下の多孔柱体（濾材に相当）の間に、多孔柱体が存在しない括り部を設けた浄化帯が開示されている。
また特許文献３に記載された従来技術には、所定の混合液の液相部と、酸素濃度を所定濃度範囲に維持した気相部と、を有する排水処理装置及び排水処理方法が開示されている。そして液相部には、微生物が付着している担体（微生物を担持する物体）が保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５８６７４５号公報
【特許文献２】特許第４４４５３５２号公報
【特許文献３】特開２０１１−２１２６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載された従来技術では、担体内への溶存酸素（排水中の汚濁物質を分解するために必要である、排水中に溶解した酸素）と汚濁物質の供給は移流（排水が重力によって移動する流れ）によって行われている。このため、排水は担体の内部まで（奥まで）浸透するが、特に酸素濃度を高くしていないので、排水中の溶存酸素が担体の表面近傍で微生物にほとんど使い切られてしまい、担体の内部（奥）まで酸素が行き渡らず、担体内に活性が低い（処理効率が低い）領域ができてしまい、処理能力が低い。
また特許文献３に記載された従来技術では、酸素濃度を高くしているが、液相部に保持された微生物が付着している担体の場合、担体（生物膜）内への酸素と汚濁物質の供給は拡散（液相と生物膜内の濃度差による移動）によって行われるため、移流よりも不利になってしまい、処理能力が低い。また、排水の処理後は処理水と微生物とを分離しなければならないが、分離が困難となる場合があり、分離の手間や時間を考慮しても、やはり処理能力が低い。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、より処理能力が高い排水処理装置及び排水処理方法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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る排水処理装置及び排水処理方法は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、処理空間を形成する処理タンクと、前記処理タンク内に配置されて微生物を担持する物体である担体と、酸素供給装置と、を備えた排水処理装置である。
前記処理タンクの上部には、排水流入口が設けられており、前記処理タンクの下部には、処理された処理水を吐出する処理水吐出口が設けられており、前記処理タンクの任意の位置には、酸素流入口が設けられている。
前記排水流入口には処理対象の排水が前記担体の上部に流下されるように前記排水が供給され、供給された前記排水は前記担体を通過しながら前記担体に付着している微生物によって分解処理され、分解処理された前記処理水が前記処理水吐出口から吐出される。
そして、前記酸素流入口には、前記酸素供給装置から、空気中の酸素の濃度よりも高い濃度の酸素を含んだ気体である高濃度酸素が供給されており、前記処理空間内に前記高濃度酸素が充填されている状態が維持されている。
【０００６】
この第１の発明によれば、処理タンクの処理空間内に高濃度酸素を供給し、液相内に担体を漬けることなく処理空間内に担体を配置して排水を流下させることで、担体全体への溶存酸素と汚濁物質の供給性能を向上させている。
このため、微生物が付着している担体の表面近傍だけでなく、担体の内部（奥）まで適切に酸素を行き渡らせることが可能であり、担体の内部まで、より活性を高めることができるので、排水処理装置全体の処理能力をより向上させることができる。
これによって、より処理能力が高い排水処理装置を実現することができる。
【０００７】
次に、本発明の第２の発明は、処理空間を形成する処理タンク内に、微生物を担持する物体である担体を配置し、前記処理タンクの上部から、処理対象の排水を、前記担体の上部に流下されるように供給し、前記処理タンクの下部から、前記担体に付着している微生物によって分解処理された処理水を吐出させ、前記処理タンクの任意の位置から、空気中の酸素の濃度よりも高い濃度の酸素を含んだ気体である高濃度酸素を供給し、前記処理空間内に前記高濃度酸素が充填されている状態を維持する、排水処理方法である。
【０００８】
この第２の発明では、第１の発明と同様に、処理タンクの処理空間内に高濃度酸素を供給し、液相内に担体を漬けることなく処理空間内に担体を配置して排水を流下させることで、担体全体への溶存酸素と汚濁物質の供給性能を向上させている。
この排水処理方法によれば、微生物が付着している担体の表面近傍だけでなく、担体の内部（奥）まで適切に酸素を行き渡らせることが可能であり、担体の内部まで、より活性を高めることができる。
これによって、より処理能力が高い排水処理方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】排水処理装置１の全体構成の例を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
●［排水処理装置１の全体構成（図１）］
図１に示す排水処理装置１は、処理タンク１０と、処理タンク１０内に配置されて微生物を担持する物体である担体１５と、処理タンク１０内に流下させる排水の流量を調整可能な流量調整手段２４を備えた排水供給手段２０と、処理水取り出し手段３０と、酸素供給手段４０と、排気手段５０と、を備えているが、少なくとも処理タンク１０と、担体１５と、高濃度酸素発生装置４１（酸素供給装置に相当）と、を備えていればよい。
処理タンク１０は、処理空間１７を形成し、内部の処理空間１７には担体１５が配置されている。
【００１１】
担体１５は、表面積が大きな物体であって、例えばスポンジ状の多孔体であり、担体１５には種々の微生物が付着している。また担体１５は、流下された排水が担体１５を通過しながら空気とより接触し易くなるような形状に形成されており、図１の例では横向きにした三角柱部材が縦方向に並べられた形状を有している。そして上下に隣り合う三角柱部材の間には担体がほぼ存在しないように配置されており、この部分で排水は必ず空気と接触する。そして空気と接触した排水は、後述する高濃度酸素と接触することになり、高濃度酸素が排水中に溶け込む。このように、排水中の溶存酸素をより増加させることができる。
また担体１５は、処理タンク１０内に吊り下げてもよいし、担体１５を保持可能な剛性を有する支持体１６を貼り付けて処理タンク１０内に載置してもよい。また複数の担体を処理タンク１０内に充填（堆積）してもよい。
なお、担体１５の形状、構造、サイズ、材質や、処理タンク１０内への配置方法は、特に限定しない。
そして担体１５には、種々の微生物が付着している。この微生物によって排水を分解処理する。
【００１２】
処理タンク１０の上部には、排水流入口１１が設けられ、排水流入口１１の下方には担体１５にまんべんなく排水を流下させる送液設備（図示省略）が設けられている。また処理タンク１０の下部には、処理水吐出口１２と排気口１４とが設けられている。また処理タンク１０の任意の位置には酸素流入口１３が設けられている。
排水流入口１１には、排水供給手段２０が接続され、処理対象の排水が担体１５の上部に流下するように排水が供給される。
例えば排水供給手段２０は、排水タンク２１と撹拌手段（図示省略）とポンプ２３とを有しており、撹拌手段は排水タンク２１内の排水を撹拌し、ポンプ２３は排水タンク２１内の排水を排水流入口１１へと圧送する。
また、流量調整手段２４は、ポンプ２３を制御して処理タンク１０に流下させる排水の流量を調整する。
なお、排水供給手段２０は、図１に示す形状や構造に限定されず、例えば排水が流れてくる配管のみであってもよく、排水流入口１１に排水を供給（流下）できるものであればよい。
【００１３】
酸素流入口１３には、酸素供給手段４０が接続され、処理空間１７内に高濃度酸素を供給する。
なお、排水中の分解されるべき有機物・アンモニアなどの被酸化物の濃度が最も高い場所（最も微生物に働いてもらいたい場所）は担体１５の上部であることと、高濃度酸素は通常の空気よりも比重が重いことにより、処理タンク１０の上部から高濃度酸素を流入させることが好ましい。
例えば酸素供給手段４０は、高濃度酸素発生装置４１（酸素供給装置に相当）と酸素濃度計４２とを有している。高濃度酸素発生装置４１は、処理タンク１０に供給する高濃度酸素を発生する装置であり、酸素濃度計４２は、供給する高濃度酸素の濃度を検出する。なお、酸素濃度計４２は省略してもよい。
また、高濃度酸素は、通常の空気中の酸素の濃度（約２１［％］の濃度）よりも高濃度の酸素を含んだ気体（空気）であり、特に、酸素濃度を９０［％］以上にすると、より高い処理能力が得られることを発明者は実験にて確認した。
なお、担体に付着している微生物は空気中の酸素を取り込めず、排水中に溶け込んでいる酸素を取り込む。従って、上述した担体１５を用いて、排水を高濃度酸素に接触させる頻度を増加させ、より多くの高濃度酸素を排水に溶け込ませて微生物に酸素を供給させている。
これにより、微生物が付着している担体の表面近傍だけでなく、担体の内部（奥）まで適切に酸素を行き渡らせることが可能であり、担体の内部まで、より活性を高めることができるので、排水処理装置全体の処理能力をより向上させることができる。
なお、高濃度酸素の供給方法としては、酸素流入口１３から一定量の高濃度酸素を常時供給するようにしてもよいし、処理空間１７内の酸素濃度を定期的に測定し、酸素濃度が閾値を下回った場合に所定量の高濃度酸素を供給するようにしてもよい。
なお、処理空間１７内に供給されて充填された高濃度酸素を処理空間１７内で循環・撹拌させる循環・撹拌手段を備えるようにしてもよい。
【００１４】
処理水吐出口１２には、処理水取り出し手段３０が接続され、微生物にて分解処理された処理水が取り出される。
例えば処理水取り出し手段３０は、Ｕ字管３１と処理水タンク３２とを有しており、Ｕ字管３１は、処理空間１７を密閉する栓の役目をしている。また、処理水取り出し手段３０の形状や構造等は、図１に示すものに限定されるものではない。
【００１５】
排気口１４には、排気手段５０が接続されている。処理タンク１０内に高濃度酸素が圧送されると、自動的に押出された装置内の気体が排気手段５０を通過して排気される。高濃度酸素を処理タンク１０の上部から流入する場合は、排気口１４は処理タンク１０の下部に設けられていることが好ましい。
例えば排気手段５０は、排気タンク５１と酸素濃度計５２と流量メータ５３とを有しており、排気タンク５１は、処理空間１７を密閉する栓の役目をしている。また、酸素濃度計５２は排気中の酸素の濃度を検出し、流量メータ５３は排気の流量を検出する。なお、酸素濃度計５２及び流量メータ５３は省略してもよい。また、排気手段５０の形状や構造等は、図１に示すものに限定されるものではなく、例えば開閉バルブ等にて構成してもよい。
なお、処理タンク１０は、排気口等にて内部と外部とが連通している構造であってもよいし、排気口等を塞いで密閉された構造としてもよく、密閉されているか否かを限定するものではない。処理空間１７が高濃度酸素で充填された高濃度酸素状態を維持することができる構造であれば、処理タンク１０が密閉されていても密閉されていなくてもよい。
【００１６】
以上、本実施の形態にて説明した排水処理装置１は、処理タンクの処理空間内に高濃度酸素を供給し、液相内に担体を漬けることなく処理空間内に担体を配置して排水を流下させることで、排水と高濃度酸素とが触れる頻度を増加させ、排水中の溶存酸素をより増加させている。
このため、微生物が付着している担体の表面近傍だけでなく、担体の内部（奥）まで適切に酸素を行き渡らせることが可能であり、担体の内部まで、より活性を高めることができるので、排水処理装置全体の処理能力をより向上させることができる。これにより、より処理能力が高い排水処理装置を実現している。
また、本実施の形態にて説明した排水処理装置１は、水槽タイプの排水処理装置と比較して、微生物の量が多く、過剰に増殖した微生物も微生物が処理してしまうので、過剰に増殖した微生物による汚泥が発生しにくい。
また、処理空間１７を高濃度酸素で充填することで、ハエ等の害虫が発生しないことも確認され、非常に衛生的な排水処理装置を実現している。
また、この排水処理装置１の構成を利用して、処理空間を形成する処理タンク内に、微生物を担持する物体である担体を配置し、処理タンクの上部から、処理対象の排水を、担体の上部に流下されるように供給し、処理タンクの下部から、担体に付着している微生物によって分解処理された処理水を吐出させ、処理タンクの任意の位置から、空気中の酸素の濃度よりも高い濃度の酸素を含んだ気体である高濃度酸素を供給し、処理空間内に高濃度酸素が充填されている状態を維持することで、より処理能力が高い排水処理方法を実現することができる。
【００１７】
本発明の排水処理装置１及び排水処理方法は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、形状等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１        排水処理装置
１０      処理タンク
１１      排水流入口
１２      処理水吐出口
１３      酸素流入口
１４      排気口
１５      担体
１７      処理空間
２０      排水供給手段
２３      ポンプ
２４      流量調整手段
３０      処理水取り出し手段
４０      酸素供給手段
４１      高濃度酸素発生装置（酸素供給装置）
４２      酸素濃度計
５０      排気手段
５２      酸素濃度計
５３      流量メータ
【図１】
2014018747.tif 000003