(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含む汚水を浄化する処理方法であって、
前記汚水を固形残渣除去装置（２）により前記汚水中の固形残渣物を除去する前処理工程と、
前記固形残渣物が除去された前記汚水の送水流量を調整し所定濃度の汚水とするとともに、酸素及び／又はオゾンを加えて汚泥攪拌し前記汚水の水質を定状態に維持し、かつ噴流によりキャビテーションを発生させる処理を加えるようにした定状態維持処理工程と、
前記調整された汚水に空気を供給して曝気し汚泥を活性化処理するとともに、前記調整された汚水を内部に気孔を有する多孔質セラミックス（１４）に接触させて生物分解を促進させる活性促進処理工程と、
前記汚泥を活性化し生物分解が促進された汚水を固液分離させる分離処理工程と、
前記固液分離された前記汚水の浄化水を放流させる放流工程とからなり、
前記多孔質セラミックスは、シランカップリング剤で処理されたシランカップリングセラミックスで、内部に酵素製剤を含むポーラスセラミックス複合体であり、
前記活性促進処理工程の汚水は、油成分を含んだ汚水であり、
前記活性促進処理工程の汚水に、噴流によりキャビテーションを発生させる処理を加えるようにし、
前記分離処理工程において、分離された前記汚水の一部を前記定状態維持工程及び／又は前記活性促進処理工程に導き、前記前工程の汚水と混合して再度浄化処理を行うようにしたことを特徴とする有機性汚水の浄化方法。
【請求項２】
請求項１に記載された有機性汚水の浄化方法において、
前記活性促進処理工程は、高濃度原水を受け入れて一次的な生物処理を行う第１活性促進処理工程と、さらに生物処理を完結し、固液分離を促進する第２活性促進処理工程とからなることを特徴とする有機性汚水の浄化方法。
【請求項３】
有機物を含む汚水を浄化する処理装置であって、
前記汚水から前記固形残渣物を除去するための固形残渣除去装置（２）を付随する原水槽（１）と、
前記固形残渣物の除去された前記汚水の送水流量を調整して高濃度の前記汚水とするとともに、酸素及び／又はオゾンを加えて汚泥攪拌し前記汚水の水質を定状態に維持処理する汚水調整還元槽（３）と、
前記汚水調整還元槽（３）及び活性促進処理槽（４）に付随して設けられ、前記汚水を噴流によりキャビテーションを発生させて処理させるための噴流生成装置（９）と、
前記汚水調整還元槽（３）からの汚水に空気を供給して曝気し汚泥を活性化処理するとともに、前記汚水を内部に気孔を有する多孔質セラミックス（１４）に接触させて生物分解を促進させる活性促進処理槽（４）と、
前記活性促進処理槽（４）からの汚水を固液分離する沈殿槽（８）と、
前記沈殿槽（８）において固液分離された汚水の一部を、前記汚水調整還元槽（３）及び／又は活性促進処理槽（４）へ返送するための配管（７）と、
固液分離した分離液を放流可能な浄化水にして貯留させる放流槽（１６）とからなり、
前記汚水調整還元槽（３）に、生物分解を促進させるための前記多孔質セラミックス（１４）が投入されており、
前記多孔質セラミックス（１４）は、シランカップリング剤で処理されたシランカップリングセラミックスで、内部に酵素製剤を含むポーラスセラミックス複合体である
ことを特徴とする有機性汚水の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業廃水等の有機性廃水を汚泥処理する汚水浄化方法とその装置に関する。更に詳しくは、有機性廃水等の汚水を油性分も含めて微生物処理により活性汚泥化し、汚泥を改質して汚水を浄化する処理方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境汚染、特に河川や湖沼、池等の水域に水環境汚濁物質の蓄積が多くなっていることが懸念されている。このため自然環境への汚染を防止する対策が種々なされているが、まだ充分とはいえずその処置は急務となっている。例えば、前述の河川等は生活廃水で代表される食品廃水等の流入で、有機汚濁され水質が悪化するからである。これらの水域の汚濁は、その水域が水源となっている場合は、水質悪化や美観の観点から、悪臭、その他の理由でその周辺環境に深刻な悪影響を及ぼすことになる。又、各種の規制がされている産業廃水規制は、年々その厳しさを増しており、従来の廃水処理方法を見直す必要に迫られ、その対策もなされている。
【０００３】
従来の浄化方法については、例えば接触酸化法、即ち、プラスチック材やハニカムチューブ材等の接触材に汚水を通水することで、有機物をこの接触材の表面に生息する微生物の分解作用によって分解浄化する方法が知られている。又、環境保全浄化の１つとして、生物化学的処理（活性汚泥法）が知られ実施されている。生物化学的処理は、例えば、汚水に酸素を与えて、汚水中の有機物を微生物等により処理する好気性処理法と、酸素を与えない嫌気性処理法が知られている。
【０００４】
これらの処理方法は一般的によく利用されている方法であって、生物化学的酸素要求量で表示されるＢＯＤ、化学酸素要求量で表示されるＣＯＤ等を基準に、また排水中の有機性炭素、窒素化合物等の数値で処理状態が測定できかつ把握できる。これは曝気（エアレーション）として、空気と廃水を接触させ酸素を廃水に溶解させて好気性微生物に与え分解処理する方法がその例である。
【０００５】
更に、これらの処理方法にオゾンを加えて強い酸化力で殺菌、脱色、脱臭等を施したり、好気性生物処理でオゾン処理することも知られている。このような従来知られている技術を発展させ、汚水の一層の浄化効率を向上させる浄化技術を本出願人の一人は提案した（特許文献１参照）。これは、水質状態を安定させその状態を維持して生物処理を活性化させるものである。即ち、噴流によりキャビテーションを発生させるとともに、酸素、オゾンの供給で酸素濃度を高め、高効率な溶解技術によって濃縮酸素を無駄なく処理水に溶解させるものである。
【０００６】
一方、処理材として、本出願人の一人が提案したもので、油脂吸着能力に優れた処理材の技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。この技術は油脂分解能に優れており、この技術に使われている吸着材は多孔質セラミックスであり、粘土及び珪石を主成分とした無機質連続多孔質セラミックスに、パイナップル酵素等の酵素含有製剤を混合し固定化した特殊セラミックスである。これは酵素のもつ油脂分解能により、セラミックスに吸着された油脂分の処理を可能とするものである。更に、無機質連続多孔質セラミックスの気孔径、表面積、及び保水性、通気性等の物理的特性により、バクテリアの担持体としての能力に優れており、市販もなされているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１３６８２３号公報
【特許文献２】特開平１０−１３９５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上説明したように、従来から廃水の浄化処理は種々行われている。又、廃水を処理し浄化水として河川等に放流されていることも確立され実施されている。しかしながら、これらの従来の浄化方法は、必ずしも効率的でなく、有機物の一部は分解不十分なものがあって、現状はまだ満足すべき処理に達していない。前述のように噴流によりキャビテーションを発生させて、廃水の水質を安定化させ活性化させる浄化処理も行われているが、油性分の分解を同時に行う点についてはまだ不十分であった。取り分け、汚水中に油性分を多く含むものは、微生物による有機物処理が不十分なため物理的に予め取り除き、焼却等の別の処理方法で処理しており、実際の有機物処理は、処理工程の中で油成分の取り除かれたものを対象に処理しているのが大半である。
【０００９】
このことは有機廃棄物を油性分の処理と、油成分の除去された有機物の処理とを別々に行って浄化を行うことになり非効率的であった。また、微生物処理による汚水の浄化処理時に発生する余剰汚泥は、産業廃棄物として処分されており、近年、処分費用の高騰や埋立て処分場の逼迫が懸念されている。更に、油脂分解能に優れた前述した多孔質セラミックスは、油脂分解能力は優れたものであるが、単に従来の廃水処理システムに組み込んで用いてもその油脂分解能力に限界があり、大量で高濃度の油脂の場合は使えなかった。
【００１０】
本発明は、従来の問題点を解決するために、前述の技術背景のもとに創案されたものであり、次の目的を達成する。本発明の目的は、汚水の水質状態を安定させるとともに、油性分も含む汚水を活性化させて生物処理を行う浄化技術とその装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明１の有機性汚水の浄化方法は、
有機物を含む汚水を浄化する処理方法であって、
前記汚水を固形残渣除去装置（２）により前記汚水中の固形残渣物を除去する前処理工程と、
前記固形残渣物が除去された前記汚水の送水流量を調整し所定濃度の汚水とするとともに、酸素及び／又はオゾンを加えて汚泥攪拌し前記汚水の水質を定状態に維持し、かつ噴流によりキャビテーションを発生させる処理を加えるようにした定状態維持処理工程と、
前記調整された汚水に空気を供給して曝気し汚泥を活性化処理するとともに、前記調整された汚水を内部に気孔を有する多孔質セラミックス（１４）に接触させて生物分解を促進させる活性促進処理工程と、
前記汚泥を活性化し生物分解が促進された汚水を固液分離させる分離処理工程と、
前記固液分離された前記汚水の浄化水を放流させる放流工程とからなり、
前記多孔質セラミックスは、シランカップリング剤で処理されたシランカップリングセラミックスで、内部に酵素製剤を含むポーラスセラミックス複合体であり、
前記活性促進処理工程の汚水は、油成分を含んだ汚水であり、
前記活性促進処理工程の汚水に、噴流によりキャビテーションを発生させる処理を加えるようにし、
前記分離処理工程において、分離された前記汚水の一部を前記定状態維持工程及び／又は前記活性促進処理工程に導き、前記前工程の汚水と混合して再度浄化処理を行うようにしたことを特徴とする
【００１２】
本発明２の有機性汚水の浄化方法は、本発明１において、
前記活性促進処理工程は、高濃度原水を受け入れて一次的な生物処理を行う第１活性促進処理工程と、さらに生物処理を完結し、固液分離を促進する第２活性促進処理工程とからなることを特徴とする。
【００１５】
本発明３の有機性汚水の浄化装置は、
有機物を含む汚水を浄化する処理装置であって、
前記汚水から前記固形残渣物を除去するための固形残渣除去装置（２）を付随する原水槽（１）と、
前記固形残渣物の除去された前記汚水の送水流量を調整して高濃度の前記汚水とするとともに、酸素及び／又はオゾンを加えて汚泥攪拌し前記汚水の水質を定状態に維持処理する汚水調整還元槽（３）と、
前記汚水調整還元槽（３）及び活性促進処理槽（４）に付随して設けられ、前記汚水を噴流によりキャビテーションを発生させて処理させるための噴流生成装置（９）と、
前記汚水調整還元槽（３）からの汚水に空気を供給して曝気し汚泥を活性化処理するとともに、前記汚水を内部に気孔を有する多孔質セラミックス（１４）に接触させて生物分解を促進させる活性促進処理槽（４）と、
前記活性促進処理槽（４）からの汚水を固液分離する沈殿槽（８）と、
前記沈殿槽（８）において固液分離された汚水の一部を、前記汚水調整還元槽（３）及び／又は活性促進処理槽（４）へ返送するための配管（７）と、
固液分離した分離液を放流可能な浄化水にして貯留させる放流槽（１６）とからなり、
前記汚水調整還元槽（３）に、生物分解を促進させるための前記多孔質セラミックス（１４）が投入されており、
前記多孔質セラミックス（１４）は、シランカップリング剤で処理されたシランカップリングセラミックスで、内部に酵素製剤を含むポーラスセラミックス複合体である
ことを特徴とする
【発明の効果】
【００１８】
本発明の有機性汚水の浄化方法とその装置は、汚水調整還元槽で油脂分を含む汚水を酸素とオゾンを加えて、さらに噴流によるキャビテーション効果を利用して汚泥攪拌し定状態に安定化、維持させるとともに、更に、この汚水を多孔質セラミックスを有する活性促進処理槽で空気の供給とともに曝気し、この汚泥を多孔質セラミックスの油脂吸着能力を生かし、活性化促進させる浄化処理をした。このことにより、汚水の処理過程で別途に油性分を取り除く、又は処理することなく、連続工程の中で同時に油脂分も分解する生物処理で浄化するようにした。この結果、効率よく汚泥の除去率ができ、能率的な浄化が達成できた。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の浄化装置を示すブロック図である。
【図２】図２は、噴流生成装置の説明図である。
【図３】図３は、他の実施の形態で、汚水調整還元槽に多孔質セラミックスを投入した例を示す部分図である。
【図４】図４は、他の実施の形態で、噴流生成装置を活性処理促進槽にも付随して設ける構成を示した部分図である。
【図５】図５は、本発明の効果の結果を示した実施例の数値表で、ＢＯＤ除去率（％）のデータ図である。
【図６】図６は、本発明の効果の結果を示した実施例の数値表で、汚水濃度のデータ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に関わる有機性汚水の浄化方法とその装置についての実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態においては、食品工場等から排出される廃水から浄化水までの一連の水液を「汚水」として以下説明する。原水槽１は、工場廃水、食品廃水等の汚水を一時的に貯留し、汚水の前処理を行うための一種のタンクである。この原水槽１内の汚水は、多くのＳＳ（浮遊物質や縣濁物質の不溶性物質等）と、夾雑物、油脂分等の種々雑多のものを含んでいる。このために、汚水を次工程で処理する前の前処理として、特に固形物については、汚水から固形残渣除去装置２であるスクリーン、フイルター等で夾雑物等の固形残渣を取り除き、残りの汚水は固形残渣がない有機物を含んだ高濃度汚水となる。
【００２１】
固形残渣除去装置２により、夾雑物等の固形残渣を取り除くことで、以後の処理で配管の目詰まりを防止し、後工程の処理を容易にすることができる。油分を含む汚水の一連の浄化処理は、この原水槽１から排出されて連続処理で行われる。この原水槽１に付随して設けられている固形残渣除去装置２は、流体状態で流動する流れの中で固形残渣を取り除き、直接分別処理する公知のスクリーン、或いはフイルター等の手段である。原水槽１に付随する固形残渣除去装置２で、固形物が除去された油分を含む高濃度の汚水は、汚水調整還元槽３に導かれる。
【００２２】
この汚水調整還元槽３は、流量を調整し夾雑物等の固形残渣が除かれた原水槽１の高濃度汚水を一定量貯留するとともに、この汚水と後述する沈殿槽８から返送される余剰汚泥とを混合し、一定で安定化した状態に汚水を維持するための還元処理を行うものである。この流量調整は、好気性微生物により処理するところの活性汚泥処理を最適にするためであり、単位時間当たりの流量、汚泥の密度等を決定している。
【００２３】
単位時間当たりの流量が定量になるように流量が調整された汚水は、後述する沈殿槽８からの返送汚水の一部とを混合し、一定で安定化した定状態に維持できる水質への処理がなされる。この処理により、次工程になる送水先の活性促進処理槽４での流入負荷変動を抑えることができ、その後の生物処理が安定して行える。このために、この汚水調整還元槽３には、酸素又は、酸素とオゾンが供給されている。
【００２４】
主に、酸素は汚水を高濃度酸素状態にするためのものであり、オゾンは酸化作用を促すためのものであり、オゾンは殺菌作用もある。オゾンは、汚泥含有液中の汚泥に接触してその酸化反応を行う。オゾン処理については、ｐｈ５以下の酸性領域で行うと、酸化分解効率が高くなることが知られている。なお、これらの処理のために、この汚水調整還元槽３には、本例では酸素発生器５とオゾン発生器６の両方が付随して配置されているが、汚水の種類、特性によって、酸素発生器５、又はオゾン発生器６のみを設置してもよい。
【００２５】
又、この汚水調整還元槽３には、前述したように、固液分離処理された汚水の一部が配管７を介して沈殿槽８から還元返送汚泥として戻される。このようにして汚泥の割合が均一で、かつ時間当たりの流量が一定量になるように処理された汚水は、そのまま油性分を取り除くことなく、次工程の処理手段である活性促進処理槽４に送られる。汚水調整還元槽３内の汚水は、原水槽１の汚水と還元返送された汚泥とが混合攪拌された汚水である。返送汚泥とは、活性汚泥法において、曝気槽内のＭＬＳＳ（活性汚泥浮遊物質）を一定濃度に維持するために、後述する沈殿槽８から一部の汚水を返送し、循環利用する活性汚泥をいう。
【００２６】
この活性汚泥には微生物や原生動物が含まれている。これを戻すことで、即ち、これを汚泥還元させることで、原水槽１からの汚水と返送汚泥を攪拌し、更に、酸素及び／又はオゾンを供給することにより、生物分解しやすく、安定し定状態を維持する水質の汚水とすることができる。汚水調整還元槽３に、噴流生成装置９のキャビテーション作用により、余剰な活性汚泥の有機物の細胞膜を破壊する等の処理が行われるとともに、酸素、又は酸素とオゾンを供給することで、活性汚泥は分解され曝気処理に対応して、汚水は酸素の豊富な定状態の水質とすることができる。
【００２７】
この汚水調整還元槽３において、酸素を供給することは、活性促進処理槽４に送る前の汚水に、前もって酸素濃度を高めることに寄与する。このような効果を高めるために、この汚水調整還元槽３には、噴流生成装置９が設けられていて、汚水をキャビテーション流、即ち渦流にし、ナノレベの大きさの投入ガス（酸素、オゾン）の反応を高めることで、水中有機物の微細化、殺菌、殺虫、脱臭等を含めた浄化を可能とする。
【００２８】
この噴流生成装置９は、図２に示すように、噴流を内部に生成するための扁平の箱形形状の噴流ボックス１０、ノズル１１等から構成されているものである。更に詳述すると、図２は部分的に噴流生成装置９の全体構成のみを示しているが、ノズル１１を含む噴流ボックス１０は、内部が空洞で扁平形状の箱状の形をしたものであり、特開平１１−３１９８１９号公報、特開２０００−５６３号公報等で公知の技術である。汚水をこの噴流ボックス１０に強制的に流すためのポンプ１２が取り付けられている。
【００２９】
この噴流生成装置９は、汚水調整還元槽３に一体的に取り付けられている。不用の場合には取り外しも可能である。吸い込み口１３からポンプ１２により吸い込まれた汚水は、配管を介して噴流ボックス１０内に導かれ噴流化する。この噴流ボックス１０は、前述した公報に記載のように、内部が空洞で扁平状にしたのが特徴で、汚水がノズル１１から噴射されると、汚水調整還元槽３内でキャビテーションを発生させ汚水を噴流化する。同時に、ナノレベルに微粒子化された酸素、オゾンと汚水とを均一に混合する。
【００３０】
この噴流生成装置９については、先行技術１，及び上述した公報に記載されているので詳細な説明は省略する。この噴流生成装置９を適用することで、汚水中の原生動物、細菌等の細胞破壊、細胞活性の無効化、溶存気体の分離、有害物質の無効化、乳化等を効率的に行う。この噴流による汚水処理は、酸素、オゾンとのバランスもあるが、最適条件を適用すると、窒素を除去し酸素濃度を高め、濃縮された酸素、及びオゾンが水中に溶解、噴射されナノバブルとなって溶け込み、汚水浄化に尚一層の効果を高める。
【００３１】
この噴流生成装置９は、加圧された汚水を供給し噴流状態にしている。改めて汚水調整還元槽３の処理機能を説明すると、その特徴は第１に汚水、返送汚泥との混合処理による一括処理がなされていること。即ち、ＢＯＤ（生物的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）の一次処理（物理処理）を可能にし、又キャビテーションにより難分解性有機物の破砕、分解処理等で生物処理の困難な汚泥の細胞破壊を可能としたことである。
【００３２】
第２に、沈降性の要となるフロック形成を阻害しないことである。第３に、ｐＨの安定化をもたらすことができることである。後工程である活性促進処理槽４内の汚水の変動を少なくすることで、例えば、活性促進処理槽４に流入する汚水のｐＨは４．０〜５．０と低いので、返送汚泥との混合でｐＨを６．０〜７．０に調整することができることである。第４に、ＤＯ値（溶存酸素濃度）の安定化が図れることである。ＤＯ（溶存酸素量）値が低い場合には、例えば平均２．０〜３．０ｍｇ／Ｌ程度であった汚水を、平均１０．０ｍｇ／Ｌ以上に改善することができることである。このように最適な状態にした汚水を次の工程に送ることになる。
【００３３】
次工程の活性促進処理槽４の曝気処理においては、更に酸素濃度が高められ、高酸素濃度の汚水とすることが可能である。このように酸素濃度の高められた汚水調整還元槽３の汚水に曝気処理をし、活性処理を促進するための活性促進処理槽４へ導かれるのである。活性促進処理槽４では、汚水調整還元槽３で処理された有機性汚水を活性汚泥の存在下で、好気性生物処理し有機物を生物分解する。
【００３４】
この活性促進処理槽４には、多孔質セラミックス１４が投入されていて、汚水が均一に接触できるようになっている。本実施の形態においては、内部に連通する気孔を有する多孔質セラミックス１４であって、これにパイナップル酵素等の酵素製剤を含有するポーラスセラミックス複合体としている。この酵素製剤を有するポーラスセラミックス複合体は、フィルテック株式会社（本社：東京都港区）製のものが最適で、その構成は前述した特許文献２に記載された内容である。即ち、この多孔質セラミックスは、酵素を内部に固定した複合セラミックスで、粘土、及び珪石を主成分とした無機質連続多孔性セラミックスに、自然由来の酵素含有製剤を混合し固定化したセラミックスである。
【００３５】
その基本構成は、粘土及び珪石を主成分として８０〜４０重量％、これにパイナップル酵素等の酵素製剤２０〜６０重量％、気孔形成用材料、及び所定量の水を混合し、１０００〜１２００℃で焼成してなるポーラスセラミックス複合体であって、その焼成後の組成が、ＳｉＯ２：６８．０〜７１．０重量％、Ａｌ２Ｏ３：１６．０〜２１．０重量％、Ｆｅ２Ｏ３：０．８〜１．２重量％、Ｋ２Ｏ：１．１〜１，７重量％、ＣａＯ：０．６〜１．３重量％、ＭｇＯ：１．５〜２．６重量％、Ｎａ２Ｏ：０．６〜１．３重量％、ＴｉＯ３：０．３〜０．４重量％、酵素：０．００５〜０．０２重量％、としているものである。
【００３６】
この酵素製剤を有するポーラスセラミックス複合体は、生物処理担体として次の性質を備えている。１、微生物の固定化に適した細孔を多く保持している。２、機械的強度に優れている。３、熱的、化学的に安定している。４、微生物に有害な物質を溶出しない。５、親水性、吸着性を兼ね備えている。特に油脂分の吸着分解に優れた処理機能を有している。これらの機能により有機物を有効に生物分解するのである。ポーラスセラミックス複合体は、球状で隙間を有した合成樹脂製の籠状のケースに収納されて、活性促進処理槽４に配置されている。又、活性促進処理槽４には、下部に空気又は酸素の気泡をケースの下部から吐出し供給するブロワー装置１５が設けられている。
【００３７】
これにより汚水を空気及び酸素と混合攪拌させ、前述の酵素製剤を有するポーラスセラミックス複合体に効率よく接触させるようにして、酸素を汚水に十分供給するようにしている。又、この活性促進処理槽４は、最初に汚水が流入する第１活性促進処理槽４ａと、この第１活性促進処理槽４ａから汚水が流入する第２活性促進処理槽４ｂの２段階の槽を構成している。なお、活性促進処理槽４の各処理槽は、本例では２段階であるが、３段階以上であっても良い。酵素製剤を有するポーラスセラミックス複合体は、双方の槽に投入されている。第１活性促進処理槽４ａで生物分解できない汚水は、第２活性促進処理槽４ｂで生物分解する。
【００３８】
基本的には第１活性促進処理槽４ａと第２活性促進処理槽４ｂは、工場等からの汚水を受け入れて生物処理を行う槽であり、流入する汚水を段階的に処理し、清浄化する槽である。即ち、第１活性促進処理槽４ａは、高濃度原水を受け入れて一次的な生物処理を行うことになる。その後、第２活性促進処理槽４ｂでさらに生物処理を完結し、固液分離を促進することになる。即ち、汚水中に含まれる無機、有機成分を生物処理により分解し、固液分離をスムースに進めるために、先ず第１活性促進処理槽４ａで高濃度原水を受け入れ一次の生物処理を行うのである。なお、３段階以上の多段階にすると、エネルギー使用量は増大するが汚水の処理量が増大する。また、各段階での汚染濃度が異なるので、多段階にすると終末工程での汚染濃度が低くなる効果がある。
【００３９】
その後に、この汚水を第２活性促進処理槽４ｂに送り、さらに生物処理を完結させ、このように２段階の活性促進処理槽を通過させることで固液分離の促進を図るのである。この第１活性促進処理槽４ａと第２活性促進処理槽４ｂでは、前述の汚水調整還元槽３からの調整された汚水が導かれている。従って、この汚水は原水の汚水と返送される返送汚水とが混合され、有機汚染物が一定の割合に混合化された状態になっているので、流入負荷変動を抑えることが可能となり、生物処理の安定化が図れることになる。
【００４０】
又、有機物の形態やアンモニアの形態で汚水に含まれる窒素成分は、好気性処理で酸化され硝酸塩となる。このように汚水は活性促進処理槽４で微生物により生物分解される。又、この第１活性促進処理槽４ａには、沈殿槽８からの返送汚泥を導くようにもなっていて、この活性促進処理槽４においても汚水調整還元槽３と同様に、返送汚泥と混合して定状態化し活性化を図るようにしている。
【００４１】
生物分解の終わった汚水は、次に活性促進処理槽４から沈殿槽８に導かれる。このときの上澄み液は浄化された浄化水とみなされるので、この状態のまま放流槽１６へ導くことも可能である。沈殿槽８では、活性処理された汚泥を含む汚水を固液分離し、分離液と分離汚泥に分離される。本実施の形態においては、この分離は前述のように定状態を維持させた汚水調整還元槽３を介して導かれた汚水の分離であり、更に、この汚水が多孔質セラミックス１４の有する活性促進処理槽４で効率的に処理が行われることで、結果的に沈殿槽８からは分離液の方が多く排出される。
【００４２】
沈殿槽８からの返送汚泥の返送量は、返送汚泥量に対するオゾン処理汚泥の量の比が、所定の適正値になるように管理され決定される。即ち、噴流生成装置９によるキャビテーションによる返送汚泥中の細胞膜の破壊、酸化作用により、汚泥量、微生物の量が適度な濃度、量になるのが重要である。この返送汚泥とオゾン処理等による汚泥のバランスが保たれ、汚泥の活性が阻害されることなく、好気性処理がなされる。これにより、水質の低下は防止される。更に、沈殿槽８の上澄み液、即ち、処理液は浄化水として、好気性微生物による有機物の分解処理が所定値以上に完全になされたものとして、放流槽１６に導かれ、残りの汚泥は分離汚泥として沈殿物槽１７に導かれる。最終的に、汚水は浄化水として放流槽１６から河川等に放流される。この放流の前には、消毒処理がなされ、例えば、塩素消毒処理がなされる。
【００４３】
活性汚泥の沈降性と脱水性が悪いと、有機物が有効に分解されず汚泥中の無機質含有量が低くなる。前述の処理を施すことでそれを解消し、沈降性をよくするのである。又、以上説明したように、本実施の形態の浄化方法は、油性分を含む汚水を一連の汚水浄化処理の過程で分解処理するので、油性分を別途に分解する必要がなく、浄化処理を低コストで短時間で、しかも除去率を高めた高効率的の処理を行うことができる。以上説明した実施の形態で、本発明の目的は充分達成できるが、更に次に述べる他の実施の形態を実施することで、一層の浄化効率を高めることが可能である。
【００４４】
（他の実施の形態１）
図３は、汚水調整還元槽３に多孔質セラミックス１４を投入した例を示す部分図である。汚水を活性促進処理槽４へ送る前工程で生物処理を促進させるものである。一層の活性化で浄化の効率向上を図り、分解処理で最終的に汚水のＢＯＤ、ＳＳ、Ｎ-Hex等の除去率を高めることが可能である。この場合、空気を供給するブロワー装置を設置するのが好ましいが、電力を消費を節約する意味で必ずしもブロワー装置を設置する必要はない。
【００４５】
（他の実施の形態２）
図４は、噴流生成装置９を活性促進処理槽４にも付随して設ける構成を示した部分図である。噴流によりキャビテーションを発生させて、生物処理の一層の促進を図ることが目的であるが、次工程は沈殿槽８となるので沈降性の要となるフロック形成を阻害しないようにしなければならない。従って、どの程度の噴流を発生させるすべきかは、実情に合わせて適正な条件を定める必要がある。
【００４６】
（他の実施の形態３）
本例は、多孔質セラミックス１４として、シランカップリングセラミックスを使用した場合の例である。このシランカップリングセラミックスは、前述の酵素製剤を有するポーラスセラミックス複合体を、シランカップリング剤で処理したものである。シランカップリングセラミックスは、ポーラスセラミックス複合体の性質に加え、高濃度の油脂分のみならず、高ＢＯＤに対しても処理能力が向上するというものである。これは、微生物が担体に吸着固定化される際に働く力のうち、特に微生物及び担体表面電位に起因する静電引力にもとづいている。一般にシランカップリング剤は、無機物と有機物を化学的に接着させる機能を有してものである。
【００４７】
シランカップリング剤（例えば、LS1090（化学式：CF3CH2CH2Si(OCH3)3），信越化学工業製）は、加水分解によってシラノール（Si-OH）を生成した後、シラノール同士が徐々に縮合してシロキサン結合（Si-O-Si）となり、シランオリゴマーを形成する。この処理方法は、焼成されたポーラスセラミックス複合体をシランカップリング剤に浸漬した後、引き上げて乾燥の工程で縮合反応（脱水）によって強固にセラミックスと結合する。このときシラノール基数が減るために反応性が低下して水に溶けにくくなる。シランカップリングセラミックスは、表面の電荷が「＋」になり、一般的に菌体、汚染物質である有機物等は「−」の電荷を帯びているので両者引き合うことになる。このシランカップリングセラミックスを投入することで、前述の分解効果を増進させる。即ち、処理能力を高めるとともに窒素を除去し、相対的に酸素濃度を高め汚水中に溶解させ浄化効率を高めることが期待でき、この結果は、下記のように実施例１で実証された。
【実施例１】
【００４８】
図５は、本発明の効果の結果を示した数値表で、ＢＯＤ除去率（％）のデータ図である。図５のデータは、浄化装置の活性促進処理槽に異なる２種の多孔質セラミックスを投入し、それぞれの効果を比較したものである。多孔質セラミックスは、この内部に固定した酵素製剤を有するポーラスセラミックス複合体とシランカップリングセラミックスの２種とした。この処理時間は７時間である。
【００４９】
図５において、ＦＺは酵素製剤を有するポーラスセラミックス複合体を意味し、ＦＺＣは、シランカップリングセラミックスを意味する。各々について曝気処理に空気のみの場合（エアレーション）と、これに濃縮酸素を供給した場合での比較データとしている。実験結果は、ポーラスセラミックス複合体に比して、シランカップリングセラミックスが除去率を向上するものとなっていて、特に濃縮酸素を供給した場合の方が高い除去率となった。
【実施例２】
【００５０】
図６は、本実施の形態の効果の結果を示した数値表で、３種のサンプルについての汚水濃度のデータ図である。図５の例と同様に測定した結果を示し、酵素製剤を有するポーラスセラミックス複合体（ＦＺ）と、シランカップリングセラミックス（ＦＺＣ）の２種についての汚水の比較データである。前述と同様に各々について曝気処理に空気のみの場合と、これに濃縮酸素を供給した場合での比較データとしている。いずれの例も従来の汚水処理方法に比し、排水の汚水濃度は低くなったことを確認した。
【００５１】
また、ＢＯＤ、Ｎ−Ｈｅｘ、ＳＳの何れも、ポーラスセラミックス複合体に比して、シランカップリングセラミックスが除去率を向上するものとなっていて、特に濃縮酸素を供給した場合の方が高い除去率となった。サンプルによって違いはあるものの、７時間後の高い値では、濃縮酸素供給の場合であるが、除去率が９６％（ｎ−ＨａｘのＦＺＣ）という高い結果になっていて、その優れた効果を確認した。
【００５２】
尚、実施例のデータにおいて、ＢＯＤはbiochemical.oxygen.demandの略で、汚水中の生物を分解する生物的酸素要求量を示す値をいい、Ｎ−Ｈｅｘはノルマルヘキサン抽出物質で、汚水中の油脂等の汚れを示す値をいい、ＳＳはsuspended.solidの略で、汚水中の浮遊物質量等を示す値をいう。以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されることはなく、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１…原水槽
２…固形残渣除去装置
３…汚水調整還元槽
４…活性促進処理槽
５…酸素発生器
６…オゾン発生器
７…配管
８…沈殿槽
９…噴流生成装置
１４…多孔質セラミックス
１６…放流槽
【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６】
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