(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原廃水を貯蔵する原廃水貯蔵槽と，
前記原廃水貯蔵槽から流れ込んだ廃水を連続的に嫌気的消化と脱窒反応が行われるようにする１次嫌気／無酸素反応槽と，
前記１次嫌気／無酸素反応槽内に上下移動可能に設けられ，仕切られた部分が互いに連絡できるように前記１次嫌気／無酸素反応槽の内部を仕切る隔膜と，
前記１次嫌気／無酸素反応槽内の活性スラッジが除去できるようにするスラッジ排出口と，
前記１次嫌気／無酸素反応槽から流れ込んだ廃水の各種有機物を培養基として溶存酸素の存在下で微生物の混合集団を連続培養する１次好気反応槽と２次好気反応槽と，
前記１次好気反応槽と２次好気反応槽それぞれに空気を吹き入れる手段と，
前記２次好気反応槽から流れ込んだ廃水の各種有機物を培養基として無酸素条件下で微生物の混合集団を連続培養する２次無酸素反応槽と，
前記２次無酸素反応槽から流れ込んだ活性スラッジを沈ませる沈殿槽と，
前記沈殿槽に沈んでいる活性スラッジを前記１次嫌気／無酸素反応槽と１次好気反応槽へ返送する手段と，
および前記沈殿槽の上澄液一部を前記１次嫌気／無酸素反応槽へ返送し，流れ込む原廃水と混合する手段を含んでなることを特徴とする皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置。
【請求項２】
前記沈殿槽から流れ込んだ廃水を放流する放流槽をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置。
【請求項３】
前記原廃水貯蔵槽と１次嫌気／無酸素反応槽および２次無酸素反応槽それぞれには，流れ込んだ廃水を攪拌する手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置。
【請求項４】
前記１次嫌気／無酸素反応槽には，流れ込んだ廃水を，微生物を培養するための適正温度で保持する手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置。
【請求項５】
前記１次嫌気／無酸素反応槽の温度保持手段は，
前記１次嫌気／無酸素反応槽の内部に設けられた温度調節用回路と，
および前記１次嫌気／無酸素反応槽の適所に設けられ，前記温度調節用回路によって制御されるヒータからなることを特徴とする請求項４に記載の皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置。
【請求項６】
前記１次好気反応槽と２次無酸素反応槽それぞれには，流れ込む廃水のｐＨを調節する手段をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置。
【請求項７】
前記ｐＨ調節手段は，
ｐＨ調節回路と，
ｐＨ調節用溶液が貯蔵されているアルカリ溶液槽と，
および前記ｐＨ調節用回路によって制御され，前記アルカリ溶液槽から前記１次好気反応槽と２次無酸素反応槽それぞれへアルカリ溶液を送る駆動ポンプからなることを特徴とする請求項６に記載の皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置。
【請求項８】
前記沈殿槽には，回転可能に設けられ，前記沈殿槽の底部に沈んでいる活性スラッジを掻き出すスクレーパをさらに設けることを特徴とする請求項７に記載の皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置。
【請求項９】
前記１次嫌気／無酸素反応槽から１次好気反応槽へ，１次好気反応槽から２次好気反応槽へ，２次好気反応槽から２次無酸素反応槽へ，２次無酸素反応槽から沈殿槽へ流れ込む廃水は，水位差によって流れ込まれることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は，Ａ／Ｏ（Ａｎｏｘｉｃ／Ｏｘｉｃ）工法とＭＬＥ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｌｕｄｚａｃｋ−Ｅｔｔｉｎｇｅｒ）工法を併用した廃水処理装置に関し，特に，沈澱槽のスラッジや溶液のリサイクルが適宜変更され，クロム，硫黄などを多量含有する有機性高濃度皮革廃水を物理・化学的に前処理を経ず，生物学的に処理し，発生スラッジを低減できるようにする皮革廃水とそのスラッジ低減のための生物学的処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に，皮革製造業は，多量の有機窒素と共に高濃度の硫黄を含有した有害廃水を排出し，未処理水を河川，湖，湿地，海岸，湾などへ放流することによって水質汚染の深刻な原因の一つになりつつある。さらに，皮革製造業では，廃水処理の際，大量のスラッジ（Ｓｌｕｄｇｅ，水や油などに混じっている不純物が底部に沈澱したもの。）が生じ，環境処理費用が生産原価の約１０％を占めている。
【０００３】
前述のような理由から，湖，湿地，内湾および内海などの共用水域と中小河川の汚染状態が極めて深刻になっている。したがって，湖，湿地，内湾および内海などに係わる総窒素（Ｎ），総リン（Ｐ），ＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ，化学的酸素要求量）およびＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ，生物学的酸素要求量）の環境基準の達成度は，現今極めて低い状態である。さらに，河川，湖，湿地およびダムは飲料水の水源である場合が多いため，カビの匂い，濾過障害および有毒性藻類の異常増殖などは極めて重大な環境問題として持ち上がってきている。
【０００４】
図１は，従来のＡ／Ｏ工法を用いた廃水処理装置を示す構成図である。
図１に示されているように，従来のＡ／Ｏ工法は，活性スラッジ（Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｓｌｕｄｇｅ，活性スラッジ法とは，下水や産業廃水中に含まれている各種有機物を，無酸素および溶存酸素の存在下で微生物の混合集団を連続培養し，有機物を凝集，吸着，酸化，分解，沈殿などの複合作用によって除去する方法をいう。）を用い，無酸素反応槽２０で脱窒および有機物除去をし，好気反応槽３０では硝化およびリンを除去した後，沈殿槽４０で硝化によって生成された硝酸塩および活性スラッジは無酸素反応槽２０で再利用され，上澄液は放流するものである。
【０００５】
前述のようなＡ／Ｏ工法を用いた廃水処理装置は，原廃水貯蔵槽１０，無酸素反応槽２０，好気反応槽３０，沈殿槽４０，放流槽５０と，原廃水貯蔵槽１０，無酸素反応槽２０，および沈殿槽４０へ流れ込む廃水を攪拌する手段，原廃水貯蔵槽１０へ流れ込む原廃水の流入量を調節する手段，無酸素反応槽２０へ流れ込む廃水の温度を調節する手段，好気反応槽３０へ流れ込む廃水のｐＨを調節する手段，好気反応槽３０へ酸素を供給する手段および沈殿槽４０から剰余スラッジを無酸素反応槽２０へリサイクルする手段からなる。
【０００６】
このように構成された廃水処理のためのＡ／Ｏ工法の動作過程は，次の通りである。まず，工場などから流出する原廃水を貯蔵する過程において，原廃水貯蔵槽１０内へ流れ込む原廃水は，廃水流入量調節回路１２によって一定量のみ流れ込むように制御される。流入する廃水は原廃水攪拌機１４によって攪拌される。
【０００７】
原廃水攪拌機１４によって攪拌された原廃水は，原廃水給水ポンプ１６の作動により，無酸素反応槽２０内へ連続的に一定量流れ込む。無酸素反応槽２０内へ流れ込んだ廃水は，もう一つの攪拌機２２によって一定時間攪拌されて無酸素条件が行われる。温度調節回路２４およびヒータ２６によって無酸素反応槽２０内の廃水は微生物の培養に適正な温度になるよう保持される。
【０００８】
一方，無酸素反応槽２０へ流れ込んだ廃水は，一定時間無酸素反応槽２０に滞留した後，水位差によって活性スラッジと共に好気反応槽３０へ流れ込む。好気反応槽３０へ流れ込んだ廃水は，送風機３２と幅気管（ｒｅｆｕｓｅｒ）３４によって空気を吹き込まれ，好気状態が行われる。この過程で廃水は硝化され，その硝化によってｐＨが低下する。このｐＨの低下によってｐＨ調節回路３６はｐＨ調節ポンプ３６ａを制御し，好気反応槽３０内廃水のｐＨが適正水準に至るまでＮａＯＨ（アルカリ溶液の一つ）をｐＨ調節用溶液槽３８から好気反応槽３０内へ供給する。
【０００９】
好気反応槽３０で一定時間滞留した廃水は，水位差によって活性スラッジと共に沈殿槽４０へ流れ込む。前述の活性スラッジは沈殿し，上澄液は放流槽５０を経て放流される。
【００１０】
一方，沈殿槽４０に沈澱した活性スラッジは，スラッジ返送ポンプ４２によって一定量無酸素反応槽２０へ戻される。この時，沈殿槽４０に設けられたスクレーパ４４は沈殿槽４０の底部に付着している活性スラッジをかき集め，活性スラッジの返送を円滑にする。残ったスラッジは，沈殿槽４０の下段に設けられた排出口４６を介し，排出される。
【００１１】
図２は，ＭＬＥ工法を用いた廃水処理装置を示す構成図である。
図２に示されているように，ＭＬＥ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｌｕｄｚａｃｋ−Ｅｔｔｉｎｇｅｒ）工法を用いる排水処理装置は，図１に示したＡ／Ｏ工法を用いる廃水処理装置とその構成および動作過程において，極めて類似している。唯一異なるのは，好気反応槽３０に残ったスラッジを無酸素反応槽２０へ内部搬送するという点である。特別に，好気反応槽３０と沈殿槽４０の間に別の配管と返送ポンプ６０を設け，好気反応槽３０内のスラッジを無酸素反応槽２０へ返送できるようにするものである。
【００１２】
かかる構成からなるＡ／Ｏ工法およびＭＬＥ工法を用いる排水処理装置は，段階的な反応によって廃水を処理するのではなく，連続的な反応によって廃水を処理するものである。
【００１３】
図１に示したＡ／Ｏ工法を用いる排水処理装置は，最も簡単な生物学的窒素除去工法であるが，窒素除去率は６０％未満である。高濃度の産業廃水のように窒素・リンの含有量が高い場合は処理効率が低いため，この装置は中・小規模の産業廃水や小規模の生活下水処理などに局限される。
【００１４】
さらに，ＭＬＥ工法の窒素除去効率は，スラッジの返送率によって変化する。除去効率を高めるには，反応槽のサイズを大きくし，それぞれの反応槽内で廃水の滞留する時間を増やさなければならないなどの問題がある。したがって，図１および図２に示した工法の廃水処理装置では，皮革廃水のように高濃度で，クロム，硫黄化合物などを多量含有している廃水を，生物学的廃水処理を行う前に必ず生物学的処理に影響を及ぼし得る物質を除去した後，生物学的処理を行わなければならないという問題点がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は，このような問題点に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，窒素含量が高く，負荷変動が激しく，重金属など有害物質を多量含有した皮革廃水を，物理・化学的処理を経ず，廃水処理を可能にした皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は，短時間内に多量の廃水を処理することによって，大規模の産業廃水が処理できる皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置を提供することである。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は，一つの反応槽で無酸素的消化と脱窒を同時に行うことによって，有機性高濃度有害廃水の処理効率が向上できる皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置を提供することである。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は，活性スラッジの除去を沈殿槽で行わず，活性スラッジを１次嫌気／無酸素反応槽へ返送し，無酸素的消化によって分解し，脱窒の際に不足になりやすい炭素源として用いることによって，外部炭素源の供給を必要としない皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置を提供することである。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は，沈殿槽の上澄液を１次嫌気／無酸素反応槽へ返送し，流れ込む原廃水と混合し，２次無酸素反応槽で完全に除去されていない硝酸塩を，脱窒過程を介し，除去できる皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置を提供することである。
【００２０】
さらに本発明の他の目的は，一つの槽で無酸素的消化と脱窒を行うことによって，敷地面積を減らしながらも高濃度有害廃水の処理効率が向上できる皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置を提供することである。
【００２１】
【発明を解決するための手段】
前述した課題を達成するために本発明は，原廃水を貯蔵する原廃水貯蔵槽と，原廃水貯蔵槽から流れ込んだ廃水を連続的に無酸素的消化と脱窒反応が行われるようにする１次嫌気／無酸素反応槽と，１次嫌気／無酸素反応槽内に上下移動可能に設けられ，仕切られた部分が互いに連絡できるようにする隔膜と，１次嫌気／無酸素反応槽内の活性スラッジが除去できるようにするスラッジ排出口と，１次嫌気／無酸素反応槽から流れ込んだ廃水の各種有機物を培養基とし，酸素の存在下で微生物の混合集団を連続培養する１次および２次好気反応槽と，１次および２次好気反応槽に空気を吹き入れる手段と，２次好気反応槽から流れ込んだ廃水の各種有機物を培養基として無酸素条件下で微生物の混合集団を連続培養する２次無酸素反応槽と，２次無酸素反応槽から流れ込んだ活性スラッジを沈ませる沈殿槽と，沈殿槽に沈んだ活性スラッジを１次嫌気／無酸素反応槽と１次好気反応槽へ返送する手段，および沈殿槽の上澄液の一部を１次嫌気／無酸素反応槽へ返送し，流れ込む原廃水と混合する手段を含むことを特徴とする皮革廃水およびスラッジ低減のための廃水処理装置である。
【００２２】
前述の廃水処理装置には，沈殿槽から流れ込んだ廃水を放流する放流槽をさらに備えることができる。
【００２３】
原廃水貯蔵槽と１次嫌気／無酸素反応槽および２次無酸素反応槽それぞれには，流れ込んだ廃水を攪拌する手段をさらに備えることができる。
【００２４】
１次嫌気／無酸素反応槽には，流れ込んだ廃水を，微生物の培養のための適正温度で保持する温度調節手段をさらに備えることができる。
【００２５】
この温度保持手段は，１次嫌気／無酸素反応槽の内部に設けられた温度調節用回路および１次無酸素反応槽に設けられ，温度調節用回路によって制御されるヒータからなる。
【００２６】
前述の装置には，１次好気反応槽と２次無酸素反応槽それぞれに流れ込む廃水のｐＨを調節する手段をさらに備えることができる。
【００２７】
このｐＨ調節手段は，ｐＨ調節回路と，ｐＨ調節用溶液が貯蔵されたアルカリ性溶液槽，およびｐＨ調節回路によって制御され，アルカリ性溶液槽から１次好気反応槽と２次無酸素反応槽それぞれへアルカリ溶液を送る駆動ポンプで構成することができる。
【００２８】
沈殿槽には，回転可能に設けられ，沈殿槽の底部に付着している活性スラッジを掻き出すスクレーパをさらに設けることができる。
【００２９】
水位差によって廃水は１次無酸素反応槽から１次好気反応槽へ，１次好気反応槽から２次好気反応槽へ，２次好気反応槽から２次無酸素反応槽へ，２次無酸素反応槽から沈殿槽へ流れ込む。
【００３０】
本発明による皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置は，高濃度の皮革廃水を物理・化学的前処理を経ず，直接１次嫌気／無酸素反応槽へ流れ込み，隔膜の前段で嫌気的消化が，後段では脱窒を行う。一方，１次嫌気／無酸素反応槽の上澄液のみが，次の槽の１次好気反応槽へ水位差により流れ込むようにし，蓄積されるスラッジは１次嫌気／無酸素反応槽内で一定量を定期的に除去できるようにした技術である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下，添付の図面を参照し，本発明の好ましい実施例について詳しく説明する。
図３，図４および図５に示したように，本発明による廃水処理装置は，大きく原廃水貯蔵手段，１次嫌気／無酸素反応手段，１次および２次好気反応手段，２次無酸素反応手段，反応・処理された廃水収集手段および処理水放流手段からなる。
【００３２】
詳細には，前述のような構成に１次無酸素反応手段内に設けられた隔膜２１０，１次無酸素反応手段の下部に設けられたスラッジ排出口２２０，沈殿手段内に回転可能に設けられ，沈殿手段に付着している活性スラッジを掻き出すスクレーパ２３０，沈殿手段の内部に沈んであるスラッジを１次嫌気／無酸素反応手段と１次好気反応手段へ返送する手段，沈殿手段の上澄液を１次無酸素反応手段へ返送し，流れ込む原廃水と混合するようにする手段，１次好気反応手段と２次好気反応手段それぞれに空気を吹き入れる手段，廃水攪拌手段，１次嫌気／無酸素反応手段に流れ込んだ廃水を微生物が増殖するための適正温度で保持する手段および１次好気反応手段と２次無酸素反応手段それぞれに流れ込んだ廃水のｐＨを調節する手段を含んでなる。
【００３３】
前述の原廃水貯蔵手段は，工場などで発生する産業用原廃水（皮革廃水）を貯蔵するためのものであり，この原廃水貯蔵手段には原廃水を貯蔵する原廃水貯蔵槽１１０と原廃水貯蔵槽１１０へ流れ込む廃水の流入量を調節する廃水流入量調節回路１１２および原廃水貯蔵槽１１０内に貯蔵されている原廃水を攪拌する原廃水攪拌機１１４からなる。かかる攪拌機１１４は駆動モータ１１４ａ，回転軸１１４ｂおよび回転翼１１４ｃからなる。
【００３４】
廃水流入量調節回路１１２は，原廃水貯蔵槽１１０内へ流れ込む原廃水の流入量変化を感知する流入量感知センサを含み，原廃水貯蔵槽１１０へ一定量のみ流れ込まれるように制御する。
【００３５】
１次嫌気／無酸素反応手段は，流れ込んだ廃水を連続的に無酸素的消化と脱窒反応を行って浄化するものである。この手段は，原廃水貯蔵槽１１０から流れ込む廃水を貯蔵して反応させる１次嫌気／無酸素反応槽１２０，流れ込んだ廃水を攪拌する攪拌機１２２，流れ込んだ廃水を適正温度で保持する手段，１次嫌気／無酸素反応槽１２０内に設けられた隔膜２１０および１次嫌気／無酸素反応槽１２０の下部に設けられ，スラッジを排出するスラッジ排出口２２０を備える。
【００３６】
前述の１次嫌気／無酸素反応槽１２０は，原廃水貯蔵槽１１０と原廃水給水配管１１６によって連結される。原廃水給水配管１１６の一側には原廃水給水ポンプ１１８が設けられる。このように設けられた原廃水給水ポンプ１１８によって原廃水貯蔵槽１１０に貯蔵されている原廃水は１次嫌気／無酸素反応槽１２０へ送られる。この際，原廃水給水ポンプ１１８は廃水処理装置の処理能力によって複数個設けることができる。
【００３７】
１次嫌気／無酸素反応槽１２０の内部に設けられた攪拌機１２２は，原廃水貯蔵槽１１０から１次嫌気／無酸素反応槽１２０へ流れ込んだ廃水を攪拌する。ここで，攪拌機１２２は駆動モータ１２２ａ，回転軸１２２ｂおよび回転翼１２２ｃからなる。
【００３８】
１次無酸素反応手段に設けられた廃水の温度保持手段は，１次嫌気／無酸素反応槽１２０内の廃水の温度を感知するセンサを含む温度調節回路１２４と温度調節回路１２４によって制御され，１次嫌気／無酸素反応槽１２０内の廃水を加熱するヒータ１２４ａからなる。かかる温度保持手段で温度調節回路１２４はヒーター１２４ａを制御し，１次嫌気／無酸素反応槽１２０内の廃水の温度を微生物の適正培養温度になるよう保持する。一方，１次嫌気／無酸素反応槽１２０内の適正温度は２０〜３０℃であり，好ましくは２５℃である。
【００３９】
１次嫌気／無酸素反応槽１２０内部に設けられた隔膜２１０は，上下移動可能に設けられる。この隔膜２１０は１次嫌気／無酸素反応槽１２０を第一部と第二部に仕切られており，隔膜２１０の下を通じて互いに連絡できる。１次嫌気／無酸素反応槽１２０の第一部で嫌気的消化が，第二部では脱窒が行なわれる。
【００４０】
さらに，１次嫌気／無酸素反応槽１２０の下部側に設けられたスラッジ排出口２２０は，１次嫌気／無酸素反応槽１２０の下部に蓄積されるスラッジを定期的に排出するためのものである。
【００４１】
１次および２次好気反応手段は，１次嫌気／無酸素反応過程を経た廃水に十分な酸素を供給し，廃水中に存在する窒素を，硝化を介して除去するものである。この手段は，１次嫌気／無酸素反応槽１２０から流れ込む廃水を酸素条件下で反応させる１次好気反応槽１３０，１次好気反応槽１３０から流れ込む廃水を酸素条件下で反応させる２次好気反応槽１４０，１次好気反応槽１３０および２次好気反応槽１４０に空気を吹き入れる手段ならびに１次好気反応槽１３０内部へ流れ込む廃水のｐＨを調節する手段，１次好気反応槽１３０および２次好気反応槽１４０内の溶存酸素量を測定する手段を含む。
【００４２】
前述の１次好気反応槽１３０は，１次嫌気／無酸素反応槽１２０より低い位置に，２次好気反応槽１４０は１次好気反応槽１３０より低い位置に設けられ，１次嫌気／無酸素反応槽１２０から１次好気反応槽１３０へ，または１次好気反応槽１３０から２次好気反応槽１４０へ流れ込む廃水は，１次嫌気／無酸素反応槽１２０と１次好気反応槽１３０および１次好気反応槽１３０と２次好気反応槽１４０の水位差によって流れ込む。
【００４３】
１次および２次好気反応槽１３０，１４０内に設けられた空気吹き入れ手段は，１次好気反応槽１３０および２次好気反応槽１４０内の廃水に酸素を供給し，好気反応条件状態下の反応過程を行うためのものであり，この手段は，送風機１３２，および送風機１３２と連結され，１次好気反応槽１３０と２次好気反応槽１４０内で気泡を形成する幅気管１３２ａ，１４２からなる。ここで，送風機１３２は廃水処理装置の規模に関係し，複数個設けることができる。
【００４４】
ｐＨ調節手段は，１次好気反応槽１３０内へ一定量の廃水が流れ込んだ状態で微生物の培養に良好な条件下で硝化を行うため，廃水のｐＨを調節するものである。この手段は，１次好気反応槽１３０に貯蔵されている廃水のｐＨを測定するためのセンサを含むｐＨ調節回路１３４，ｐＨ調節用溶液であるＮａＯＨ（アルカリ溶液中の一つ）が貯蔵されたｐＨ調節用溶液槽１３４ａおよびｐＨ調節用溶液槽１３４ａに貯蔵されているＮａＯＨ溶液を１次好気反応槽１３０へ急送するためのｐＨ調節ポンプ１３４ｂからなる。ここで，ｐＨ調節回路１３４はｐＨ調節ポンプ１３４ｂと電気的に連結され，１次好気反応槽１３０内の廃水が適正のｐＨに至るまでｐＨ調節ポンプ１３４ｂを制御する。廃水の適正ｐＨは７〜９程度であり，好ましくは８．５程度である。１次および２次好気反応槽１３０，１４０内の廃水の溶存酸素量は，１次および２次好気反応槽１３０，１４０内に設けられたＤＯ（溶存酸素量）センサ１３６，１４４によって，確認することができる。
【００４５】
２次無酸素反応手段は，前述の１次好気反応槽１３０および２次好気反応槽１４０で生成された硝酸塩を除去するためのものであり，この手段には，２次好気反応槽１４０から流れ込む廃水を貯蔵する２次無酸素反応槽１５０，２次無酸素反応槽１５０内部へ流れ込む廃水を攪拌する攪拌機１５２，２次無酸素反応槽１５０内部へ流れ込む廃水のｐＨを調節するためのｐＨ調節手段が備えられる。ここで，２次無酸素反応槽１５０は２次好気反応槽１４０より低い位置に設けられ，２次好気反応槽１４０から２次無酸素反応槽１５０へ流れ込む廃水は，２次好気反応槽１４０と２次無酸素反応槽１５０の水位差によって流れ込む。
【００４６】
前述の攪拌機１５２は２次無酸素反応槽１５０の活性スラッジを攪拌し，原廃水と活性スラッジをよく混合して脱窒を行い，さらに活性スラッジが沈殿槽１６０へ円滑に流れ込むようにする。かかる攪拌機１５２は，駆動モータ１５２ａ，回転軸１５２ｂおよび回転翼１５２ｃからなる。
【００４７】
２次無酸素反応槽１５０に設けられたｐＨ調節手段は，１次好気反応槽１３０に設けられたｐＨ調節手段と同様に，２次無酸素反応槽１５０へ一定量の廃水を流れ込むようにした状態で微生物の培養に良好な条件下で硝化を行うため，廃水のｐＨを調節するものである。この手段は，２次無酸素反応槽１５０に貯蔵されている廃水のｐＨを測定するためのセンサを含むｐＨ調節回路１５４，ｐＨ調節用溶液であるＮａＯＨ（アルカリ溶液中の一つ）が貯蔵されたｐＨ調節用溶液槽１３４ａおよびｐＨ調節用溶液槽１３４ａに貯蔵されているＮａＯＨ溶液を２次無酸素反応槽１５０へ送るためのｐＨ調節ポンプ１３４ｂからなる。ここで，ｐＨ調節回路１５４はｐＨ調節ポンプ１３４ｂと電気的に連結され，２次無酸素反応槽１５０内の廃水が適正のｐＨに至るまでｐＨ調節ポンプ１３４ｂを制御する。
【００４８】
沈殿手段は，２次無酸素反応槽１５０から流れ込んだ活性スラッジを沈殿し，処理水と分離するためのものである。この沈殿手段には２次無酸素反応槽１５０から流れ込む処理水を貯蔵して沈殿させる沈殿槽１６０と，沈殿槽１６０の底部に付いている活性スラッジを掻き出すため，駆動モータ２３２によって回転可能に設けられたスクレーパ２３０を備える。
【００４９】
このように構成された沈殿槽１６０では，２次無酸素反応槽１５０から流れ込んだ処理水を沈殿し，上澄液のみ放流槽１７０へ流れ込むようにし，河川へ放流する。
【００５０】
一方，沈殿槽１６０には沈澱した活性スラッジを１次嫌気／無酸素反応槽１２０および１次好気反応槽１３０へ返送する手段が備えられるが，これは１次嫌気／無酸素反応槽１２０では残ったスラッジの廃棄を目的とし，１次好気反応槽１３０では微生物の量の保持を目的とする。
【００５１】
この活性スラッジ返送手段は，廃水処理装置の制御回路（図示せず）によって作動されるスラッジ返送ポンプ２４０，２４０ａおよび配管２４２，２４２ａを介し，活性スラッジを定期的に１次嫌気／無酸素反応槽１２０および１次好気反応槽１３０へ送り返す。
【００５２】
沈殿槽１６０には剰余硝酸塩と有機化合物を完全に除去するため，沈殿槽１６０の上澄液（処理水）の一部を１次嫌気／無酸素反応槽１２０へ返送する手段が備えられる。この上澄液反応手段は，上澄液返送ポンプ２５０と配管２５２からなる。
【００５３】
上澄液（処理水）の一部を１次嫌気／無酸素反応槽１２０へ返送することは，活性スラッジを沈殿槽１６０ではなく，１次嫌気／無酸素反応槽１２０の中で嫌気的消化によって分解し，この分解したスラッジを脱窒の際に不足になりやすい炭素源として用いることによって，外部炭素源の供給を必要としないようにするためのものである。
【００５４】
前述のような構成を有する本発明による廃水処理装置を要約整理すれば，次の通りである。すなわち，原廃水を貯蔵する原廃水貯蔵槽１１０，原廃水貯蔵槽１１０から流れ込む廃水を連続的に嫌気的消化と脱窒反応が行われるようにする１次嫌気／無酸素反応槽１２０，１次嫌気／無酸素反応槽１２０内に上下移動可能に設けられ，仕切られた部分が互いに連絡できるように１次嫌気／無酸素反応槽１２０の内部を仕切る隔膜２１０，１次嫌気／無酸素反応槽１２０内の活性スラッジが除去できるようにするスラッジ排出口２２０，１次嫌気／無酸素反応槽１２０から流れ込んだ廃水の各種有機物を培養基とし，溶存酸素の存在下で微生物の混合集団を連続培養する１次好気反応槽１３０と２次好気反応槽１４０，１次好気反応槽１３０と２次好気反応槽１４０それぞれに空気を吹き入れる手段，２次好気反応槽１４０から流れ込んだ廃水の各種有機物を培養基とし，無酸素条件下で微生物の混合集団を連続培養する２次無酸素反応槽１５０，２次無酸素反応槽１５０から流れ込んだ活性スラッジを沈ませる沈殿槽１６０，沈殿槽１６０に沈んだ活性スラッジを１次嫌気／無酸素反応槽１２０と１次好気反応槽１３０へ返送する手段，および沈殿槽１６０の上澄液一部を１次嫌気／無酸素反応槽１２０へ返送し，流れ込む原廃水と混合する手段を含んでなる。
【００５５】
一方，前述の廃水処理装置には，沈殿槽１６０から流れ込んだ廃水を放流する放流槽１７０，原廃水貯蔵槽１１０と１次嫌気／無酸素反応槽１２０および２次無酸素反応槽１５０それぞれに流れ込んだ廃水を攪拌する攪拌機１１４，１２２，１５２，１次嫌気／無酸素反応槽１２０に流れ込んだ廃水を微生物の培養のための適正温度を保持する温度調節手段，１次好気反応槽１３０と２次無酸素反応槽１５０それぞれに流れ込んだ廃水のｐＨを調節する手段，沈殿槽１６０内部に回転可能に設けられ，沈殿槽１６０の底部に付着している活性スラッジを掻き出すスクレーパ２３０をさらに備える。
【００５６】
図３，図４，図５および図６ａ〜図６ｅに示したように，本発明による皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置の作用・効果は，次の通りである。
【００５７】
まず，皮革加工工場で発生する皮革廃水を２ｍｍのフィルタで浮遊物を濾過した後，原廃水貯蔵槽１１０へ流れ込むようにする。ここで，原廃水貯蔵槽１１０へ流れ込む原廃水（皮革廃水）は廃水流入量調節回路１１２によって一定量のみ流れ込む。
【００５８】
一方，皮革廃水を原廃水貯蔵槽１１０に貯蔵する過程で攪拌機１１４が作動し，流れ込む皮革廃水を攪拌する。攪拌機１１４により攪拌された皮革廃水は，原廃水給水ポンプ１１８の駆動によって原廃水給水配管１１６を介し，１次嫌気／無酸素反応槽１２０に流れ込む。
【００５９】
１次嫌気／無酸素反応槽１２０へ流れ込む皮革廃水は，１次嫌気／無酸素反応槽１２０の第一部へ流れ込み，一定時間嫌気的消化を経て有機物質を分解，消化する。それから，攪拌機１２２の物理的攪拌によって隔膜２１０の下部を介し，１次嫌気／無酸素反応槽１２０の第二部へ流動する。ここで，１次嫌気／無酸素反応槽１２０の第二部へ流動した皮革廃水は一定時間脱窒過程を経るようになる。こうした脱窒過程を経る間，皮革廃水中に存在する硝酸性窒素が除去される。
【００６０】
一方，１次嫌気／無酸素反応槽１２０内へ流れ込んだ皮革廃水の脱窒過程が行われる間にも温度調節回路１２４はヒータ１２４ａを制御し，１次嫌気／無酸素反応槽１２０内皮革廃水の温度を微生物の培養に適正な温度で保持する。
【００６１】
１次嫌気／無酸素反応槽１２０での脱窒過程により硝酸性窒素がある程度除去された皮革廃水は，水位差によって１次好気反応槽１３０へ流れ込む。ここで，送風機１３２の駆動と１次好気反応槽１３０の内側下部に設けられた幅気管１３２ａを介し，空気を皮革廃水に吹き入れる一方，連続的に硝酸微生物が増殖されるようにし，皮革廃水に含有されているアンモニア性窒素を除去する。
【００６２】
さらに，１次好気反応槽１３０内の廃水を微生物が良好に増殖できるような条件，すなわち硝化を円滑に行うため，ｐＨ調節回路１３４はｐＨ調節ポンプ１３４ｂを制御し，１次好気反応槽１３０内の皮革廃水のｐＨが適正水準に至るまでｐＨ調節用溶液であるＮａＯＨをｐＨ調節用溶液槽１３４ａから１次好気反応槽１３０へ供給されるようにする。
【００６３】
１次好気反応槽１３０に一定時間滞留した活性スラッジと皮革廃水は，水位差によって２次好気反応槽１４０へ流れ込む。２次好気反応槽１４０内の反応も１次好気反応槽１３０と同様に運転される。但し，ｐＨ調節は１次好気反応槽１３０でのみ行われる。
【００６４】
２次好気反応槽１４０に一定時間滞留した活性スラッジと皮革廃水は，水位差によって２次無酸素反応槽１５０へ流れ込む。２次無酸素反応槽１５０へ流れ込んだ活性スラッジと皮革廃水を攪拌機１５２により攪拌し，２次好気反応槽１４０で生成された硝酸性窒素と残留有機物を法的放流水準まで除去する。
【００６５】
２次無酸素反応槽１５０へ流れ込んだ活性スラッジと皮革廃水を攪拌する間にも，ｐＨ調節回路１５４はｐＨ調節ポンプ１３４ｂを制御し，ｐＨ調節用溶液槽１３４ａのアルカリ溶液を２次無酸素反応槽１５０へ供給し，２次無酸素反応槽１５０内の廃水を適正ｐＨで保持する。
【００６６】
２次無酸素反応槽１５０内で浄化・処理された処理水および活性スラッジは水位差によって沈殿槽１６０へ流れ込む。１次嫌気／無酸素反応槽１５０から流れ込んだ処理水と活性スラッジの混合物を物理的沈殿によって分離し，上澄液は放流槽１７０を介して河川に放流し，沈殿槽１６０の底部に沈んでいる活性スラッジは，スラッジ搬送ポンプ２４０，２４０ａと配管２４２，２４２ａを介し，１次嫌気／無酸素反応槽１２０と１次好気反応槽１３０へ返送される。
【００６７】
この状態で，沈殿槽１６０に設けられたスクレーパ２３０は駆動モータ２３２によって回転し，沈殿槽１６０の底部に沈んでいるスラッジを掻き出し，１次嫌気／無酸素反応槽１２０および１次好気反応槽１３０へ，剰余スラッジを円滑に返送する。
【００６８】
１次嫌気／無酸素反応槽１２０へ搬送されてきた活性スラッジは，嫌気的消化によって分解し，脱窒の際に有機源として用いられる。さらに，１次好気反応槽１３０へ搬送された剰余スラッジは１次好気反応槽１３０内の微生物を保持するのに用いられる。
【００６９】
１次嫌気／無酸素反応槽１２０では，嫌気的消化を経ても分解しない固形物とクロム，硫黄などの有害物質が蓄積されるため，定期的にスラッジ排出口２２０を介し，１次嫌気／無酸素反応槽１２０に蓄積されたスラッジを除去する。
【００７０】
一方，沈殿槽１６０で放流槽１７０へ流れ込む処理水の上澄液中の一部は，上澄液搬送ポンプ２５０と配管２５２によって１次嫌気／無酸素反応槽１２０へ返送される。このように１次嫌気／無酸素反応槽１２０内へ搬送された処理水の上澄液は原廃水貯蔵槽１１０から１次嫌気／無酸素反応槽１２０へ流れ込む原廃水と混合され，剰余の硝酸塩と有機化合物を除去するに用いられる。
【００７１】
かかる反応過程を介し，皮革廃水を浄化・処理する廃水処理装置は，それぞれの反応過程が段階的に行われるのではなく，それぞれの反応過程が連続的に行われる。すなわち，原廃水貯蔵槽１１０へ皮革廃水の流入過程が行われる間にも１，２次無酸素反応過程と１，２次好気反応過程，沈殿過程，放流過程，残存スラッジ返送過程および上澄液搬送過程が連続的に行われる。
【００７２】
以上のように，本発明の皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置は，既存の物理・化学的前処理を経た後，生物学的処理を行う工法と比較し，ＣＯＤ，ＢＯＤ，ＴＳＳ（固形性浮遊物）およびＴＮ（総窒素）除去効率はほぼ同様であるが，除去時間は従来の工法より２倍程度速く，薬品費用は約５０％節減，スラッジ低減率は約４０％以上の期待効果を得ることができる。
【００７３】
本発明は前述の実施例に局限されず，本発明の技術思想が許容される範囲内で多様に変形し，実施することができる。さらに，本発明による廃水処理装置は皮革廃水のみならず，畜産業，畜産食品製造業，乳製品製造業，水産缶詰製造業，水産煙製品製造業，野菜漬物製造業，味噌製造業，醤油製造業，化学調味料製造業，砂糖製造業，機械染色業，印刷業，糞尿処理業，畜殺業などの廃水処理に適用することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように，本発明による皮革廃水およびスラッジ低減のための生物学的処理装置を用いることにより，高濃度で有害なことが知られている皮革廃水を純粋生物学的処理のみで既存の物理・化学的前処理を経た後に生物学的処理を行う工法と比較し，処理効率は類似しているが，処理時間が２倍以上短縮できる。
【００７５】
本発明の他の効果は，既存の物理・化学的前処理を経ず，純粋生物学的処理方法のみで皮革廃水を処理することにより，既存の薬品投入工程が省かれ，薬品費用を約５０％以上節減し，廃水処理装置の運転維持費用を節減することができる。
【００７６】
さらに本発明は，沈殿槽ではなく，嫌気的消化で分解することにより，残存スラッジを約４０％以上低減することができる。したがって，企業の環境負担金を低減し，皮革製品の生産原価が節減できる効果を発揮する。
【００７７】
また本発明は，狭い敷地面積で短時間に多量の廃水を処理することができるため，大規模の高濃度産業廃水の処理にも応用できる効果がある。
【００７８】
さらに，本発明は重金属など有害物質を多量含有する産業廃水を効率よく処理することができ，残存スラッジに重金属などが濃縮されるため，工程に必要な物質は回収し，再使用できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＡ／Ｏ工法を用いた廃水処理装置を示す構成図である。
【図２】従来のＭＬＥ工法を用いた他の廃水処理装置を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施例による廃水処理装置示す構成図である。
【図４】本発明による廃水処理装置の要部を拡大して示す構成図である。
【図５】本発明による内部返送位置を示す平面拡大図である。
【図６】（ａ）本発明による１次嫌気／無酸素反応槽の原廃水流入過程を示す状態図である。
（ｂ）本発明による１次好気反応槽の廃水流入過程を示す状態図である。
（ｃ）本発明による２次好気反応槽の廃水流入過程を示す状態図である。
（ｄ）本発明による２次無酸素反応槽の廃水流入過程を示す状態図である。
（ｅ）本発明による沈殿槽および放流槽の動作過程を示す状態図である。
【符号の説明】
１１０  原廃水貯蔵槽
１１２  廃水流入量調節回路
１１４，１２２，１５２  攪拌機
１１４ａ，１２２ａ，１５２ａ  駆動モータ
１１４ｂ，１２２ｂ，１５２ｂ  回転軸
１１４ｃ，１２２ｃ，１５２ｃ  回転翼
１１６  原廃水給水配管
１１８  原廃水給水ポンプ
１２０  １次嫌気／無酸素反応槽
１２４  温度調節回路
１２４ａ  ヒータ
１３０  １次好気反応槽
１３２  送風機
１３２ａ，１４２  幅気管
１３４  ｐＨ調節回路
１３４ａ  ｐＨ調節用溶液槽
１３４ｂ  ｐＨ調節ポンプ
１３６，１４４  溶存酸素量測定手段
１４０  ２次好気反応槽
１５０  ２次無酸素反応槽
１５４  ｐＨ調節回路
１６０  沈殿槽
１７０  放流槽
２１０  隔膜
２２０  スラッジ排出口
２３０  スクレーパ
２３２  駆動モータ
２４０，２４０ａ  スラッジ搬送ポンプ
２４２，２４２ａ，２５２  配管
２５０  上澄液搬送ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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