(57)【要約】【課題】  従来の回転円板法の目詰まりおよびトルクオーバーの問題を抜本的に解決するとともに、既設の活性汚泥反応槽をそのまま有効に利用することが出来、かつ、標準法から高度処理法に機能アップする際に、特殊な撹拌機やスクリーンを設置しなくとも安定した処理が行える方法および装置を提供する。【解決手段】  生物処理用接触材を用いて汚水を生物処理する方法において、前記生物処理用接触材が、３次元に編まれたネット状であり、前記生物処理用接触材を被処理水中で移動させることを特徴とする、生物処理方法を用いる。【選択図】  図１
2006055800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物処理用接触材を用いて汚水を生物処理する方法において、
前記生物処理用接触材が、３次元に編まれたネット状であり、
前記生物処理用接触材を被処理水中で移動させることを特徴とする、生物処理方法。
【請求項２】
前記３次元に編まれたネット状の生物処理用接触材が、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
生物処理用接触材を用いて汚水を生物処理する方法において、
前記生物処理用接触材が、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含み、
前記生物処理用接触材を被処理水中で移動させることを特徴とする、生物処理方法。
【請求項４】
前記生物処理用接触材を無端のシート状とし、ローラにより回転させることにより、前記生物処理用接触材を被処理水中で移動させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記生物処理用接触材を間欠的に空気に暴露することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記生物処理用接触材に付着した付着物を除去する工程を含み、前記付着物を除去する工程が、前記生物処理用接触材を圧迫すること、前記生物処理用接触材を振動させること、前記生物処理用接触材を水流で洗浄すること、および前記生物処理用接触材表面の付着物をスクレーパで剥離させること、から成る群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記ローラに付着した付着物を除去する工程を含み、前記付着物を除去する工程が、ローラを水流で洗浄すること、および／または、ローラ表面の付着物をスクレーパで剥離させることである、請求項４〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
生物処理した処理液から汚泥を分離し、前記分離した汚泥を被処理水に返送する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
汚水を処理する生物反応槽と、前記生物反応槽中で生物処理用接触材を移動させる機構とを備えた生物処理装置であって、
前記生物処理用接触材が、３次元に編まれたネット状であることを特徴とする、装置。
【請求項１０】
前記３次元に編まれたネット状の生物処理用接触材が、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含むことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
汚水を処理する生物反応槽と、前記生物反応槽中で生物処理用接触材を移動させる機構とを備えた生物処理装置であって、
前記生物処理用接触材が、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含むことを特徴とする、装置。
【請求項１２】
前記生物反応槽中で前記生物処理用接触材を移動させる機構が、前記生物処理用接触材を無端のシート状とし、ローラにより回転させるものであることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記生物処理用接触材に付着した付着物を除去する機構を含み、前記付着物を除去する機構が、前記生物処理用接触材を圧迫する構造体、前記生物処理用接触材を振動させる振動体、前記生物処理用接触材を水流で洗浄する洗浄装置、および前記生物処理用接触材表面の付着物を剥離させるスクレーパ、から成る群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記ローラに付着した付着物を除去する機構を含み、前記付着物を除去する機構が、ローラを水流で洗浄する洗浄装置、および／または、ローラ表面の付着物を剥離させるスクレーパであることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記生物反応槽において処理した処理液から汚泥を分離する機構と、前記分離した汚泥を生物反応槽に返送する機構とを、さらに備えたことを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水の生物処理、特に、下水、有機性排水、窒素を含んだ排水、汚濁の進んだ河川水、湖沼水等の汚水を、生物膜を用いて処理する生物処理方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性汚水を生物学的に処理する方法の中で、最も広く普及している方法は活性汚泥法であり、その反応槽は曝気槽とも呼ばれ、一般的には空気を散気することにより被処理液の混合撹拌と酸素供給を行い、活性汚泥の代謝を促すことによって生物処理が行われている。従来の活性汚泥法は標準法と呼ばれる方式で、ＢＯＤ成分とＳＳ（懸濁固形物）除去が主体であった。
【０００３】
しかし、近年では栄養塩類をも除去する必要性が増し、高度処理法と呼ばれる方式で、ＢＯＤ成分、ＳＳに加えて窒素やリンを除去することが行われてきている。活性汚泥法では、標準法から高度処理法に機能アップする場合に問題が生じる。標準法における生物反応時間は６〜８時間が一般的であるが、高度処理法の場合には標準法の２倍程度長くなる。この場合、反応槽を増設することによって対処するのが一般的ではある。反応槽の増設には敷地面積のみならず膨大な建設コストを要するという欠点がある。
【０００４】
活性汚泥法の高度処理化において、敷地面積がない場合には、微生物付着担体を反応槽に投入して対処することもある。微生物付着担体を投入する方法では、担体を槽全体に流動させ、かつ、反応槽からの担体流出を防止しなければならない。そのために、水中攪拌機とスクリーンを適切に組み合わせるなど、設備的に細やかな配慮が不可欠となる。
【０００５】
ところで、有機性汚水を生物学的に処理する方法の中に、回転円板法と呼ばれるものがある。この方法は、被処理液の混合撹拌と生物膜処理とを同時に行うことができ、約３０年前から日本国内でも普及している技術である。
【０００６】
回転円板法では、円板上に生物膜が厚く付き過ぎて、トルクオーバーになる場合や、時には、円板と円板の間が微生物で埋まり、適切な混合撹拌が出来ない場合がある。さらに、既設の活性汚泥反応槽に回転円板を取り付けようとすると、反応槽の深さを十分に利用できず、合理的ではない。
【０００７】
さらに、同等の効果を得ながら上記問題点を改善する変法として、シート状の網状担体やスポンジなどの多孔質体を、ローラの回転により移動させる方法がある。多孔質体は、保持できる生物量が大きく、処理能力に大いに期待が持てるが、付着した生物の重みに加えて含水量が大きいため、含水時の重量が大きくなり、これを支える装置に負担をかけることになり、時には多孔質体そのものがこれらの重みに耐えきれず、破損に至ることもある。また、多孔質体は、布材に比べて摩耗したりちぎれたりしやすく、加工も難しい。
【０００８】
また、網状担体を使う場合は、含水量が少ないので重量が安定して軽い点は好ましく、概して耐久性にも優れている。ところが、網状担体は、付着させられる生物量が多孔質体ほど大きくないため、処理性能はあまりよくなく、普及に至っていない。
【０００９】
【特許文献１】特願２００３−３１７９４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願発明は、従来の回転円板法の目詰まりおよびトルクオーバーの問題を抜本的に解決するとともに、既設の活性汚泥反応槽をそのまま有効に利用することが出来、かつ、標準法から高度処理法に機能アップする際に、特殊な撹拌機やスクリーンを設置しなくとも安定した処理が行える方法および装置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】
【００１１】
骨格が三次元に編まれたネット状の生物処理接触材を用いれば、平面的な網に比べて１枚でも空間的な広がりを持たせ、投影面積当たり高い表面積を与えることができる。さらに、三次元網の構造を保ったまま、生物保持量の大きな素材を用いれば、生物保持量が大きく、含水量は少なく、自重が小さく、耐久性がよいという、本方式にとって非常に好ましい生物処理用接触材として用いることができることとなる。
【００１２】
本発明は、生物処理用接触材を用いて汚水を生物処理する方法において、前記生物処理用接触材が、３次元に編まれたネット状であり、前記生物処理用接触材を被処理水中で移動させることを特徴とする、生物処理方法である。
【００１３】
また、本発明は、前記３次元に編まれたネット状の生物処理用接触材が、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含むことを特徴とする、上記の方法である。
【００１４】
また、本発明は、生物処理用接触材を用いて汚水を生物処理する方法において、前記生物処理用接触材が、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含み、前記生物処理用接触材を被処理水中で移動させることを特徴とする、生物処理方法である。
【００１５】
また、本発明は、前記生物処理用接触材を無端のシート状とし、回転させることにより、前記生物処理用接触材を被処理水中で移動させることを特徴とする、上記の方法である。
【００１６】
これらの発明により、生物処理用接触材に生物膜を効果的に付着させることが出来るとともに、反応槽を撹拌できる。さらに、生物膜床の一部を気相に導くことによって、酸素の反応槽内への供給も可能になる。
【００１７】
また、本発明は、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含む生物処理用接触材を無端のシート状とし、ローラにより回転させる場合において、生物膜形成繊維を被処理水接触面に、形状維持繊維をローラとの接触面に配することを特徴とする、上記の方法である。
【００１８】
また、本発明は、前記生物処理用接触材の少なくとも一部を被処理水中に浸漬することを特徴とする、上記の方法である。
【００１９】
また、本発明は、前記生物処理用接触材を間欠的に空気に暴露することを特徴とする、上記の方法である。
【００２０】
この発明により、過剰に付着した生物膜を剥離させる効果がある。接触材自体の重さが軽くさらに素材自体に多量の水を含まないため、間欠的に移動させる初期稼動力が小さく、連続的に移動させる場合と比べて動力を小さくすることが可能である。
【００２１】
また、本発明は、前記生物処理用接触材に付着した付着物を除去する工程を含むことを特徴とする、上記の方法である。
【００２２】
また、本発明は、前記付着物を除去する工程が、前記生物処理用接触材を圧迫すること、前記生物処理用接触材を振動させること、前記生物処理用接触材を水流で洗浄すること、および前記生物処理用接触材表面の付着物をスクレーパで剥離させること、から成る群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする、上記の方法である。
【００２３】
また、本発明は、前記ローラに付着した付着物を除去する工程を含むことを特徴とする、上記の方法である。
【００２４】
また、本発明は、前記付着物を除去する工程が、ローラを水流で洗浄すること、および／または、ローラ表面の付着物をスクレーパで剥離させることである、上記の方法である。
【００２５】
また、本発明は、付着物が、生物膜および／または汚泥であることを特徴とする、上記の方法である。
【００２６】
また、本発明は、生物処理した処理液から汚泥を分離し、前記分離した汚泥を被処理水に返送する工程を含むことを特徴とする、上記の方法である。
【００２７】
これらの発明により、生物膜床に過剰の生物がつきにくく、いつも新鮮な微生物が生物膜床に形成され、代謝活性が常に高い生物処理装置を提供できる。また、動力を過剰に見積もる必要がなく、エネルギーを省力化することができる。さらに、生物処理用接触材の汚水中への酸素供給を促進し、ブロワによる散気量を減らして動力コストを節約することが出来る。また、接触材の裏側面および／或いは稼動部分に付着した汚泥による接触材の滑りや蛇行を防止することができる。
【００２８】
また、本発明は、汚水を処理する生物反応槽と、前記生物反応槽中で生物処理用接触材を移動させる機構とを備えた生物処理装置であって、前記生物処理用接触材が、３次元に編まれたネット状であることを特徴とする、装置である。
【００２９】
また、本発明は、前記３次元に編まれたネット状の生物処理用接触材が、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含むことを特徴とする、上記の装置である。
【００３０】
また、本発明は、汚水を処理する生物反応槽と、前記生物反応槽中で生物処理用接触材を移動させる機構とを備えた生物処理装置であって、前記生物処理用接触材が、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含むことを特徴とする、装置である。
【００３１】
また、本発明は、前記生物反応槽中で前記生物処理用接触材を移動させる機構が、前記生物処理用接触材を無端のシート状とし、ローラにより回転させるものであることを特徴とする、上記の装置である。
【００３２】
また、本発明は、前記生物処理用接触材の少なくとも一部を被処理水中に浸漬することを特徴とする、上記の装置である。
【００３３】
また、本発明は、前記生物処理用接触材に付着した付着物を除去する機構を含むことを特徴とする、上記の装置である。
【００３４】
また、本発明は、前記付着物を除去する機構が、前記生物処理用接触材を圧迫する構造体、前記生物処理用接触材を振動させる振動体、前記生物処理用接触材を水流で洗浄する洗浄装置、および前記生物処理用接触材表面の付着物を剥離させるスクレーパ、から成る群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする、上記の装置である。
【００３５】
また、本発明は、前記ローラに付着した付着物を除去する機構を含むことを特徴とする、上記の装置である。
【００３６】
また、本発明は、前記付着物を除去する機構が、ローラを水流で洗浄する洗浄装置、および／または、ローラ表面の付着物を剥離させるスクレーパであることを特徴とする、上記の装置である。
【００３７】
また、本発明は、付着物が、生物膜および／または汚泥であることを特徴とする、上記の装置である。
【００３８】
また、本発明は、前記生物反応槽において処理した処理液から汚泥を分離する機構と、前記分離した汚泥を生物反応槽に返送する機構とを、さらに備えたことを特徴とする上記の装置である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、従来の回転円板法の目詰まりおよびトルクオーバーの問題を抜本的に解決するとともに、既設の活性汚泥反応槽をそのまま有効に利用することが出来、かつ、標準法から高度処理法に機能アップする際に、特殊な撹拌機やスクリーンを設置しなくとも安定した処理が行える方法および装置を提供することができる。
【００４０】
また、水槽の縦横比に制限されないので、全ての既設生物反応槽に適用できる。さらに、生物膜床での生物量が増加するので、生物反応槽を増やさずに標準活性汚泥法から高度処理法への機能アップすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
次に、図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらの図面に限定されるものではない。
【００４２】
図１は、本発明の処理装置の一例を示す概略構成図である。図１において、被処理水１は、生物反応槽２に導入される。生物反応槽２には、曝気装置８が設置されているとともに、活性汚泥６が存在している。生物反応槽２に浸漬された生物処理用接触材７が上下方向に移動すると、生物処理用接触材７の表面に生物膜が形成される。また、生物処理用接触材７が上下方向に移動することにより、気中から液中に没するときに、大気中の酸素を生物反応槽２の液中に取り込むことが出来ることとなる。液中において液自体を撹拌することによっても、活性汚泥６や生物処理用接触材７から剥離した微生物を十分に混合できるので、活性汚泥６や微生物を生物反応槽２内に沈殿させることなく沈殿槽３に導くことが出来る。沈殿槽３では、処理済みの水と、汚泥４とが分離され、沈殿した汚泥４が返送汚泥５として生物反応槽２に戻る。生物膜による処理のみを行い、活性汚泥６が不要な場合には、返送汚泥５は省略してよい。また、生物処理用接触材の上下移動によって生物処理に必要な酸素が供給される場合等には、曝気装置８を省略することができる。さらに、剥離した生物膜の除去が不要である場合は、沈殿槽３を省略することができる。
【００４３】
図２は、本発明に用いる３次元に編まれた立体的なネット状の生物処理用接触材の一例を、概念的に表したものである。立体的なネット状の生物処理用接触材は、生物膜が形成された状態で立体的構造が保たれるだけの強度があれば、特に制限はないが、空気や水の通過を阻止しない構造であることが重要である。生物処理用接触材を構成する繊維の径は細すぎると物理的強度が不足し、太すぎると有効表面積が少なくなるため、０．１５〜１０ｍｍ、望ましくは０．３〜５ｍｍが適している。また、ネットの目開きは大きすぎると物理的強度が不足するとともに有効表面積が少なくなり、小さすぎると空気や水の通過を阻止してしまうため、２〜２０ｍｍ、望ましくは３〜１０ｍｍが適している。生物処理用接触材の素材は、強度、耐磨耗性が十分にあればよく、望ましくは親水性、生物親和性に優れた生物膜が形成されやすいものがよい。ポリプロピレン、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル、ポリウレタン、ポリエチレングリコール、セルロース、ポリスチレン、ビニロン、ナイロンなどが一般的な素材であるが、強度や親水性などを向上させるための添加剤を付加してもよい。
【００４４】
本発明に用いる生物処理用接触材は、スポンジ等の多孔質素材と同様に微生物保持量が大きく、酸素溶解量を多くすることができるだけでなく、多孔質素材では問題となっていた強度が改良され寿命が長く、素材自体の重さが軽いだけでなく含水率が少ないため、これらを稼働させるための動力を削減することが可能である。
【００４５】
また、３次元に編まれたネット状の生物処理用接触材が、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維と、を含む構成とすることもできる。この場合の形状維持繊維および生物膜形成繊維となる部分の例を、図２にあわせて示す。
【００４６】
本発明に用いられる３次元に編まれたネット状の生物処理用接触材は、適宜３次元に編むことによって製造してもよく、または、市販品（例えば、「バイオフィル」、エヌ・イー・ティ株式会社製）を用いることもできる。
【００４７】
図３は、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含む生物処理用接触材の他の一例を概念的に示したものである。
【００４８】
なお、シートの形状を維持する形状維持繊維と生物膜形成を促進する生物膜形成繊維との組合せ方、配し方はこれに限定されるものではない。
【００４９】
図３において、本発明に用いる生物処理用接触材は、絨毯や人工芝のように、形状維持繊維が形成する面に対して、生物膜形成繊維を垂直に配した構成となっている。
【００５０】
形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含む生物処理用接触材において、形状維持繊維、生物膜形成繊維は、それぞれ、単一の繊維で構成されても、２種類以上の繊維で構成されていても差し支えない。形状維持繊維は、生物膜が形成されてある程度の重みを持っても生物処理用接触材が一定形状を維持して、生物反応槽中で移動させることができるだけの強度、耐磨耗性がある素材であれば何でも良く、その主成分としてはポリエステル、ポリプロピレン、などが特に適している。生物膜形成繊維は、強度、耐磨耗性が十分にあり、親水性、生物親和性に優れた生物膜が形成されやすいものであればどのような素材でもよく、その主成分としてはアクリル、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエチレングリコール、ポリスチレン、ビニロン、ナイロンなどが特に適しているが、親水性や強度などを向上させるための添加剤を付加してもよい。
【００５１】
生物処理用接触材とローラとの接触面は、微生物が付着すると接触材が滑り、生物反応槽中で移動させることが難しくなるため、形状維持繊維をローラとの接触面に配する構成とすることが好ましい。この場合、特に、形状維持繊維を、抗菌素材、疎水性素材、光触媒等の生物付着がしにくくなるような素材としたり、それらの機能を付加したりすることが望ましい。
【００５２】
形状維持繊維の繊維径は、細すぎると物理的強度が不足し一定形状を維持できず、太すぎると生物膜を形成させる有効表面積が減少してしまうため、０．１〜５ｍｍ、望ましくは０．２〜２ｍｍが適している。生物膜形成繊維は繊維を複数重ねてまとめたものが特に望ましく、繊維表面が起毛していることがさらに望ましい。繊維を重ねてまとめた場合の直径は、細すぎると物理的強度が不足し、太すぎると有効表面積が減少してしまうため、０．２〜１０ｍｍ、望ましくは０．５〜５ｍｍが適している。
【００５３】
なお、形状維持繊維と生物膜形成繊維との割合としては、本発明の効果を発揮するのであれば特に制限はないが、生物膜形成繊維の割合が少なすぎると生物膜が形成される面積が小さくなってしまい、多すぎると生物膜が形成された時に適度な隙間を保てず空気および水の流れを阻んだり、生物膜が形成された時に起毛状態が保てない場合がある。生物膜形成繊維の割合としては、形状維持繊維の形成する面に対して垂直に配した場合は、形状維持繊維に対して垂直方向に、３〜３０ｍｍ、望ましくは１２〜３０ｍｍの長さとすることが好ましい。
【００５４】
また、本発明に用いる生物処理用接触材は、複数のものを重ねて巻いて使用することもできる。
【００５５】
シート状の生物処理用接触材は、主に補強や操作性、機能性向上の目的で物理的な加工を施し、加工品として使用することができる。シート状の生物処理用接触材の加工形態としては、生物処理用接触材がよじれたり引っ張られて損傷したり引っかかったり、極端な摩擦を受けたりしないものであれば、いずれの形態であっても差し支えない。例えば、図４（９ａ）に示すように、生物処理用接触材７に、ろ布、不織布、網などの布状材１０を、熱溶着する、接着する、圧着する、縫い付ける、等の加工を施す方法がある。また、図４（９ｂ）に示すように、生物処理用接触材７に、ネット状、ひも状または布状の保持材１１を、熱溶着する、接着する、圧着する、はさみこむ、包むなどといった加工を施してもよい。もしくは図４（９ｃ）に示すように、ネット状、ひも状または布状の保持材１１、または、ろ布、不織布、網などの布状材１０を、２枚以上の生物処理用接触材７で接着する、熱溶着する、圧着する、縫い付けるなどしてはさみこんでもよい。これらは、一例であってこれらに限定されるものではない。当然のことながら、必ずしも生物処理用接触材７の一面全体に加工が施される必要はなく、一部分であっても差し支えない。
【００５６】
生物処理用接触材７を上下に移動させる方法としては、図５に示すように一枚のシート状生物処理用接触材の両端をつなげてエンドレス（無端）にし、ローラ１２ａ、１２ｂで回転させてもよい。ローラを回転させる動力としてはモーターを利用してもよいし、水流のある場所において、水車の原理を利用するなど水流を利用した方法で回転させてもよい。なお、これら回転方法は一例であり、これらに限定されるものではない。
【００５７】
ローラで回転させる場合、図６に示すようにシート状の生物処理用接触材７に直接ベルト１３を取り付け、ローラ１２にガイド１４を付けて保持するなど、補助具を使用した方法も実施可能である。ローラの数を増やせば一枚のシートで多段の構造にすることができ、ユニット当たりの効率がよくなる。多段にした生物処理装置を水槽中に設置した例を図７に示す。嫌気槽や無酸素槽の場合のように液中に酸素を溶解させたくない場合は、ローラ１２を全て水没させるとよい。
【００５８】
生物処理用接触材７は、連続的に移動させることのほか、間欠的に移動させてもよい。特に、間欠的に空気中に導くことにより、過剰に付着した生物膜を剥離させる効果がある。また、本発明に用いる生物処理用接触材は素材自体の重さが軽いため、間欠的に移動させる初期稼動力が小さく、連続的に移動させる場合と比べて動力を小さくすることも可能である。
【００５９】
また、ローラによるたわみ作用により、生物処理用接触材に過剰に付着した生物膜が剥離し、これにより生物膜および水中への酸素供給を促進することができる。
【００６０】
本発明において、図８に示すように付着物を除去する機構１５ａ〜１５ｅを設けることにより、生物処理用接触材７が取り込んだ水や空気を吐き出すとともに過剰に付着した生物膜をより効果的に剥離し、これにより生物膜および水中への酸素供給を促進することができることとなる。
【００６１】
また、図８に示すように、付着物を除去する機構１５ｅを生物処理用接触材７の裏側面に接するように設置した場合には、裏面に付着した汚泥による滑りや蛇行を防止することができることとなる。
【００６２】
これらの付着物を除去する機構（１５ａ〜１５ｅ）としては、生物処理用接触材７を圧迫する構造体、生物処理用接触材７を振動させる振動体、生物処理用接触材７を水流で洗浄する洗浄装置、または生物処理用接触材７の表面の付着物を剥離させるスクレーパ等を挙げることができる。
【００６３】
また、図８に示すように、付着物を除去する機構１５ｆを、ローラ１２ａに接するように設置した場合には、ローラ部分に付着した汚泥による接触材の滑りや蛇行を防止することができることとなる。
【００６４】
この場合の付着物を除去する機構（１５ｆ）としては、ローラを水流で洗浄する洗浄装置、または、ローラ表面の付着物を剥離させるスクレーパ等を挙げることができる。
【００６５】
これらの付着物を除去する機構（１５ａ〜１５ｆ）の設置数は１若しくは２つ以上でもよく、気中、液中のいずれにも、生物処理用接触材の表側面、裏側面にいずれにも、ローラ表面においても、任意に設置することができる。
【００６６】
例えば、生物処理用接触材７の表側面の水上に、付着物を除去する機構を設けた場合（１５ａ）、生物処理用接触材７が、圧迫される、こすられる、かきとられる、振動される、または水流により洗浄される、こととなる。これにより、生物処理用接触材７に含まれる被処理液が吐き出されて流れ落ちるとともに、過剰に付着した生物膜が剥離することとなる。この時、生物膜への空気供給が促進されるとともに、生物反応槽２内の被処理液に対する曝気と撹拌の効果が得られる。さらに、これらの付着物を除去された生物処理用接触材７は空気を含むので、液中での酸素供給効果がより大きくなる。また、生物処理用接触材から水および生物膜の重みが取れ、動力コストを低減することができる。
【００６７】
また、生物処理用接触材７の表側面の液中に、付着物を除去する機構を設けた場合（１５ｂ）、空気を取り込んだ生物処理用接触材７から空気が散気されることにより生物反応槽２内に酸素が供給されるとともに、過剰に付着した生物膜が剥離することとなる。さらに、生物処理用接触材７は、生物反応槽２内の被処理液を新たに含んで再び気中へ移動する。これにより、酸素供給と被処理液の撹拌が促進される。生物処理用接触材７の表側面の液中に付着物を除去する機構を設ける場合、生物処理用接触材７最下部のローラ１２ｂの下に設置すれば（１５ｃ）、最も深いところで空気を出し切ることになり、酸素供給の観点から好ましいものとなる。
【００６８】
圧迫構造体およびスクレーパとしては、生物処理用接触材への圧迫、こすり、かきとりにより接触材を傷つけず、引っかからず、効果的に過剰な生物膜を剥離させるものであれば特に制限はなく、例えば、ゴム板、プラスチック板、スポンジ、ブラシ、ロール等が望ましい。
【００６９】
図９は、嫌気・無酸素・好気法の反応槽に、本発明の生物処理装置１６を導入した例を示すが、本発明の実施形態の一例であってこれに限定するものではない。図９−１は平面図で、図９−２は立面図であり、図９−３はＡ−Ａ断面図である。本例では、生物処理装置１６を６組利用している。生物処理装置１６は、複数個の上部ローラ１２ａと下部ローラ１２ｂとを一枚の生物処理用接触材７で連結している。
【００７０】
生物処理装置１６の配置方法として、被処理水１の流れ方向と生物処理用接触材７が、図９−３に示すように平行になることが望ましい。両者が垂直の位置関係であると、生物反応槽２において短絡流が生じやすい。また、平行の位置関係にある場合でも、隔壁１７を設けることにより短絡流を防止することができる。
【００７１】
図９において、被処理水１は、嫌気槽２ａに至り、嫌気槽２ａには、生物処理装置１６ａが水没した状態で置かれている。また、返送汚泥５も流入し、リンの吐き出しが行われる。ここでは、場合により生物処理装置１６ａを設置せず、汚泥が沈降しないように撹拌機を設置してもよい。次に、被処理水は、無酸素槽２ｂに至り、ここでも生物処理装置１６ｂが水没した状態で置かれている。無酸素槽２ｂには、硝化液１８が循環される。嫌気槽２ａと同様に生物処理装置１６ｂを設置せず、汚泥が沈降しないように撹拌機を設置してもよい。
【００７２】
次の硝化槽２ｃでは、好気条件を得るために生物処理用接触材７の一部が外気と接触しなければならない。１６ｄのように１６ｃに比べて外気接触部分を増やすと、生物処理用接触材７に付着した硝化菌が好気条件を維持しやすく、硝化が効率的に起こる。さらに、生物膜床の最下部に付着物を除去する機構１５を設置して、生物処理用接触材を一時的に圧迫する、こする、かきとる、または振動させることにより、液中での曝気効果によりＢＯＤ酸化および硝化をさらに進行させることができる。
【００７３】
硝化槽２ｃの前段は、ＢＯＤ酸化菌の付着量が多く、後段にいくにしたがって硝化菌の比率が増してくるので、硝化槽２ｃの前半に比べ後段の回転数を早めることによって溶存酸素濃度をコントロールすることも出来る。さらに、必要に応じてブロワによる散気装置を設けて酸素量を補ってもよい。
【実施例】
【００７４】
図９に示す装置を利用して、都市下水の処理を行った。用いた各処理槽の大きさは、嫌気槽２ａが０．５８ｍ3、無酸素槽２ｂが１．８０ｍ3、硝化槽２ｃが０．９６ｍ3であり、各処理槽の高さは１．５ｍ、幅は１ｍであり、水深を１ｍとした。表１に示す条件に基づき、滞留時間８時間で処理したところ、表２に示すように全窒素７．８ｍｇ／Ｌ、全リン０．３ｍｇ／Ｌの処理水を得ることが可能であった。このときのブロワによる空気補充量は、処理水量あたり１．４倍で十分であった。つまり、標準法の８分の３、高度処理法の１６分の３程度の散気量であった。この結果を元にして、処理水量１万トンの都市下水に対する設計比較をしたところ、動力としては３０％〜５０％節約できることが明らかとなった。
【００７５】
【表１】
2006055800.tif 000003
【００７６】
【表２】
2006055800.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１は、本発明の処理装置の一例を示す図である。
【図２】図２は、本発明に用いる３次元に編まれた立体的なネット状の生物処理用接触材の一例を、概念的に表したものである。
【図３】図３は、形状を維持するための形状維持繊維と、生物膜形成を促進するための生物膜形成繊維とを含む生物処理用接触材の一例を概念的に示したものである。
【図４】図４は、本発明に用いる生物処理用接触材の加工品の例を示す図である。
【図５】図５は、生物処理用接触材の使用例を示す図である。
【図６】図６は、生物処理用接触材の使用例を示す図である。
【図７】図７は、多段にした生物処理装置を水槽中に設置した例を示す図である。
【図８】図８は、付着物を除去する機構を設けた例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の処理装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  被処理水
２  生物反応槽
３  沈殿槽
４  沈殿汚泥
５  返送汚泥
６  活性汚泥
７  生物処理用接触材
８  曝気装置
９  生物処理用接触材加工品
１０  布状材
１１  保持材
１２  ローラ
１３  ベルト
１４  ガイド
１５  付着物を除去する機構
１６  生物処理装置
１７  隔壁
１８  硝化液
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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