(57)【要約】【課題】本発明の目的は、低コストかつ維持管理性に優れた水処理装置、およびそれを備える汚水浄化槽を提供することにある。【解決手段】本発明は、沈殿分離部と汚泥貯留部と流量調整部から構成される水処理装置であり沈殿分離部は、流入した被処理水に含まれる固形物又は汚泥を分離する固液分離領域と、固液分離領域で沈降分離した固形物又は汚泥を汚泥貯留部に導くための汚泥堆積領域と、固液分離領域で固形物又は汚泥を分離した後の処理水を装置外に排出するポンプを備えた流出領域を有し、汚泥貯留部は、前記沈殿分離部の汚泥堆積領域と底部の連通開口部で連通し、前記連通開口部の上端より高い位置に散気装置を備え、流量調整部を沈殿分離部の上方と、汚泥貯留部の上方にそれぞれ配置し、汚泥貯留部に設けられている貯留部側流量調整部の容量が沈殿分離部に設けられている汚泥堆積領域の容量に対して６０％から１６７％の範囲である。【選択図】図１
2018126675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈殿分離部と汚泥貯留部と流量調整部から構成される水処理装置であって、
前記沈殿分離部は、流入した被処理水に含まれる固形物又は汚泥を分離する固液分離領域と、前記固液分離領域で沈降分離した固形物又は汚泥を汚泥貯留部に導くための汚泥堆積領域と、前記固液分離領域で固形物又は汚泥を分離した後の処理水を装置外に排出するポンプを備えた流出領域を有し、
前記汚泥貯留部は、前記沈殿分離部の汚泥堆積領域と底部の連通開口部で連通し、前記連通開口部の上端より高い位置に散気装置を備え、前記流量調整部を前記沈殿分離部の上方と、前記汚泥貯留部の上方にそれぞれ配置し、前記汚泥貯留部に設けられている貯留部側流量調整部の容量が前記沈殿分離部に設けられている汚泥堆積領域の容量に対して６０％から１６７％の範囲であることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
沈殿分離部と汚泥貯留部と流量調整部から構成される固液分離槽と、前記固液分離槽の下流側に配置される流量調整部を有する嫌気処理槽とを組み合わせた水処理装置であって、
前記沈殿分離部は、流入した被処理水に含まれる固形物又は汚泥を分離する固液分離領域と、前記固液分離領域で沈降分離した固形物又は汚泥を汚泥貯留部に導くための汚泥堆積領域と、前記固液分離領域で固形物又は汚泥を分離した後の処理水を下流の嫌気処理槽に移流させる流出領域を有し、前記汚泥貯留部は、前記沈殿分離部の汚泥堆積領域と底部の連通開口部で連通し、前記連通開口部の上端より高い位置に散気装置を備え、
前記嫌気処理槽は、当該嫌気処理槽で処理した後の水を装置外に排出するポンプを備えた流出領域を有し、前記流量調整部は、前記沈殿分離部の上方と、前記汚泥貯留部の上方と、前記嫌気処理槽の上方にそれぞれ配置してあり、前記汚泥貯留部に設けられている貯留部側流量調整部の容量が前記沈殿分離部に設けられている汚泥堆積領域の容量に対して６０％から１６７％の範囲であることを特徴とする水処理装置。
【請求項３】
請求項１乃至２の何れか一項に記載の水処理装置であって、前記沈殿分離部は、前記固液分離領域で浮上分離した固形物又は汚泥を貯留するスカム貯留領域を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
請求項1乃至３の何れか一項に記載の水処理装置を備える汚水浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭等から排出される生活排水を処理する水処理装置に関し、より詳しくは、固液分離した汚泥を貯留する水処理装置、およびそれを備えた汚水浄化槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭等から排出される生活排水を処理する汚水浄化槽には、これまでに様々な水処理装置が提案されている。汚水浄化槽は、大きく分けて、し尿のみを処理する単独処理浄化槽と、し尿と生活雑排水（台所排水、浴槽排水、洗面排水、および洗濯排水等）を併せて処理する合併処理浄化槽に分けられる。単独処理浄化槽を設置した場合には、生活雑排水が未処理のままで放流されることになるため、水環境を悪化させている大きな要因のひとつとして社会的な問題となっていた。
このような背景から、平成１２年に浄化槽法が改正され、単独処理浄化槽を新たに設置することが禁止された。しかしながら、法改正前に既に設置された単独処理浄化槽が多く残され、平成２６年度末で日本全国に約４２３万基もあると言われており、この対策が課題となっている。
【０００３】
対策としては、既設の単独処理浄化槽を合併処理浄化槽に入れ替えることが挙げられるが、単独処理浄化槽と同程度の設置面積の合併処理浄化槽が必要であることから、合併処理浄化槽のさらなる小型化が望まれていた。合併処理浄化槽を小型化するには、特に汚泥貯留部分を小型化しなければならないという技術的な課題があり、この課題を解決するための方策として、特許文献１に示される水処理装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７０２７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載される水処理装置は、汚泥分離部で分離された汚泥を汚泥消化部に移送するために汚泥移送手段(ポンプ)を用いており、コストが高くなるという課題があった。
また、汚水中に含まれる固形物のうち、大きな固形物、特にトイレットペーパーが一度に多量に流入した場合には、直接、汚泥移送ポンプの吸込口、あるいは、ポンプ内部の水路を塞いでしまうため、保守点検の都度、汚泥移送ポンプを確認し、閉塞している場合には、これを解除しなければならず維持管理に手間が掛かるという課題があった。
【０００６】
また、特許文献１には、汚泥移送ポンプを用いなくても、好気消化槽に設置した散気装置から発生する気泡により生じる水流によって、固液分離槽で分離した汚泥を固液分離槽と好気消化槽との連通部を通じて好気消化槽に移送できることが記載されている。しかしながら、この水流を利用して移送する方法は、槽容量が大きくなった場合に連通部から離れた場所の堆積汚泥が好気消化槽に移送されにくく、効果的に好気消化できないという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、移送ポンプを用いなくとも、固液分離槽で分離した汚泥を安定して汚泥消化槽に移送することができるため、低コストで、かつ、維持管理に手間を掛けることなく、汚泥の減量化を安定して行える水処理装置、およびそれを備えた汚水浄化槽を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決する手段として、以下の構成を有する。
（１）本発明の水処理装置は、沈殿分離部と汚泥貯留部と流量調整部から構成される水処理装置であって、前記沈殿分離部は、流入した被処理水に含まれる固形物又は汚泥を分離する固液分離領域と、前記固液分離領域で沈降分離した固形物又は汚泥を汚泥貯留部に導くための汚泥堆積領域と、前記固液分離領域で固形物又は汚泥を分離した後の処理水を装置外に排出するポンプを備えた流出領域を有し、前記汚泥貯留部は、前記沈殿分離部の汚泥堆積領域と底部の連通開口部で連通し、前記連通開口部の上端より高い位置に散気装置を備え、前記流量調整部を前記沈殿分離部の上方と、前記汚泥貯留部の上方にそれぞれ配置し、前記汚泥貯留部に設けられている貯留部側流量調整部の容量が前記沈殿分離部に設けられている汚泥堆積領域の容量に対して６０％から１６７％の範囲であることを特徴とする。
【０００９】
（２）本発明の水処理装置は、沈殿分離部と汚泥貯留部と流量調整部から構成される固液分離槽と、前記固液分離槽の下流側に配置される流量調整部を有する嫌気処理槽とを組み合わせた水処理装置であって、前記沈殿分離部は、流入した被処理水に含まれる固形物又は汚泥を分離する固液分離領域と、前記固液分離領域で沈降分離した固形物又は汚泥を汚泥貯留部に導くための汚泥堆積領域と、前記固液分離領域で固形物又は汚泥を分離した後の処理水を下流の嫌気処理槽に移流させる流出領域を有し、前記汚泥貯留部は、前記沈殿分離部の汚泥堆積領域と底部の連通開口部で連通し、前記連通開口部の上端より高い位置に散気装置を備え、前記嫌気処理槽は、当該嫌気処理槽で処理した後の水を装置外に排出するポンプを備えた流出領域を有し、前記流量調整部は、前記沈殿分離部の上方と、前記汚泥貯留部の上方と、前記嫌気処理槽の上方にそれぞれ配置してあり、前記汚泥貯留部に設けられている貯留部側流量調整部の容量が前記沈殿分離部に設けられている汚泥堆積領域の容量に対して６０％から１６７％の範囲であることを特徴とする。
【００１０】
（３）本発明の項（１）乃至（２）の水処理装置であって、前記沈殿分離部は、前記固液分離領域で浮上分離した固形物又は汚泥を貯留するスカム貯留領域を有することが好ましい。
（４）本発明の汚水浄化槽は、項（１）乃至（３）の水処理装置を備える構成を採用できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、移送ポンプを使用しなくとも、被処理水から分離した固形物又は汚泥を汚泥貯留部に安定して移送することができるため、低コストで、かつ、維持管理性に優れた水処理装置、およびそれを備える汚水浄化槽を提供することができる。
本発明によれば、標準的な使用状態において被処理水が多量に流入した場合であっても、流量調整部に一端被処理水を留めてから固液分離を進行させることができる。また、貯留部側流量調整部の容量を汚泥堆積領域の容量に対して６０％から１６７％の範囲としたので、汚泥堆積領域に堆積していた汚泥を装置外に流出させずに汚泥貯留部に移送して貯留し、汚泥を好気的に消化して減量化を図りながら被処理水の固液分離と排水を行うことができる。
本発明において、固液分離領域の下流側に嫌気処理槽を設け、沈殿分離部の上方と汚泥貯留部の上方と嫌気処理槽の上方にそれぞれ流量調整部を配置した構成においては、沈殿分離部の上方と汚泥貯留部の上方の流量調整部に加え、嫌気処理槽上方の流量調整部も利用して被処理水を一端流量調整部に留め、その間に被処理水の固液分離を進行できる。また、貯留部側流量調整部の容量を汚泥堆積領域の容量に対して６０％から１６７％の範囲としたので、堆積汚泥を装置外に流出させずに汚泥貯留部に移送して貯留し、汚泥を好気的に消化して減量化を図りながら被処理水の固液分離と排水を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態に基づく水処理装置の断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に基づく水処理装置の別の例を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に基づく水処理装置の作用原理を示す概念図であり、（ａ）は被処理水が流入する前の状態を示す断面図、（ｂ）は被処理水が流入している時の状態を示す断面図、（ｃ）は被処理水の流入が終了した直後の状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に基づく水処理装置であり、汚泥貯留部に設けられている流量調整部の容量が沈殿分離部に設けられている汚泥堆積領域の容量に対して６０％の場合の作用原理を示す概念図であって、（ａ）は被処理水が流入する前の状態を示す断面図、（ｂ）は被処理水の流入から８時間経過した後の状態を示す断面図、（ｃ）は被処理水が流入している時の状態を示す断面図、（ｄ）は被処理水の流入が終了した直後の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に基づく水処理装置であり、汚泥貯留部に設けられている流量調整部の容量が沈殿分離部に設けられている汚泥堆積領域の容量に対して１６７％の場合の作用原理を示す概念図であって、（ａ）は被処理水が流入する前の状態を示す断面図、（ｂ）は被処理水が流入している時の状態を示す断面図、（ｃ）は被処理水の流入が終了した直後の状態を示す断面図、（ｄ）は（ｃ）に示す状態の後、水位が低水位（Ｌ.Ｗ.Ｌ）に戻った直後の状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態に基づく水処理装置の断面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に基づく水処理装置の別の例を示す断面図である。
【図８】本発明の第二実施形態に基づく水処理装置の更に別の例を示す断面図である。
【図９】本発明の第三実施形態に基づく水処理装置の断面図である。
【図１０】本発明の第三実施形態に基づく水処理装置の別の例を示す断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態に基づく水処理装置を組み込んだ汚水浄化槽の一例を示す断面図である。
【図１２】特許文献1に相当する水処理装置の好気消化槽から採取した汚泥の汚泥沈殿率の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第一実施形態に基づく水処理装置を図１乃至図３を用いて説明する。
本実施形態において述べる第一の水処理装置１は、図１に示す断面構造に示すように側壁１Ａ、１Ａと底壁１Ｂを備えた処理槽１Ｃを仕切壁１３で仕切って構成されている。図１は断面図であるため、左右の側壁１Ａのみを描いているが図１の断面の手前側と奥側にも図示略の側壁が設けられていてこれら４つの側壁により処理槽１Ｃの周壁が構成され、周壁の底部側開口を閉じるように底壁１Ｂが設けられている。
この実施形態の水処理装置１は、被処理水に含まれる固形物又は汚泥を分離する沈殿分離部１０と、前記沈殿分離部１０で分離された固形物又は汚泥を貯留する汚泥貯留部２０を有している。
【００１４】
この実施形態において、沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０は、左右に隣接して配置され、それらが仕切壁１３により区画され、仕切壁１３の下方に設けた連通開口部２２を介して連通されている。図１に示す断面において仕切壁１３はその上部側で沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０を略同等幅に分離しているが、仕切壁１３はその底部側の傾斜部１３ａによって沈殿分離部１０の幅を狭めるように延在され、底部側において汚泥貯留部２０の幅が沈殿分離部１０の幅よりも幅広に形成されている。仕切壁１３の底部側に傾斜部１３ａが形成され、その底部に連通開口部２２が形成されているため、連通開口部２２は下窄まり状に形成された沈殿分離部１０の底部側に開口されている。連通開口部２２は仕切壁１３の下端部を底壁１Ｂの若干上方に配置させることで底壁１Ｂの上方に離間した位置に形成されている。
また、沈殿分離部１０の上部と汚泥貯留部２０の上部には、被処理水を一時的に貯留する流量調整部１２が設けられ、流量調整部１２には低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）から高水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）までの範囲に被処理水を貯留できるようになっている。なお、以下の説明において沈殿分離部１０の上部側の流量調整部を分離部側流量調整部１２ｂと記載し、汚泥貯留部２０の上部側の流量調整部を貯留部側流量調整部１２ａと記載する。
【００１５】
沈殿分離部１０は、流入した被処理水に含まれる固形物又は汚泥を分離する固液分離領域１８と、固液分離領域１８で沈降分離した固形物又は汚泥を汚泥貯留部２０に導くための汚泥堆積領域１５と、固液分離領域１８で固形物又は汚泥を分離した後の処理水を水処理装置１の外に排出するための排出ポンプ１１を備えた流出領域１４Ａを有している。
図１に示す実施形態では、沈殿分離部１０の高さ方向中央部側から上部側にかけて固液分離領域１８が形成され、その上部側に流出領域１４Ａが形成され、固液分離領域１８の下方側に汚泥堆積領域１５が形成されている。図１では理解し易いように汚泥堆積領域１５と固液分離領域１８をそれぞれ鎖線で囲んで示している。
【００１６】
より詳しく説明すると、沈殿分離部１０に設けられている側壁１Ａの上部側に側壁１Ａと若干離間して側壁１Ａと平行に流出バッフル１４が鉛直向きに設置されている。この流出バッフル１４は側壁１Ａの上端位置から沈殿分離部１０の低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）位置の下方側にまで延在されている。流出バッフル１４と側壁１Ａとに挟まれた領域が流出領域１４Ａとされ、この流出領域１４Ａにポンプ１１が設けられ、ポンプ１１の排出管１１ａが水処理装置１の外部に延出されている。
【００１７】
沈殿分離部１０の形状は、特に制限されるものではないが、上述した仕切壁１３と傾斜壁１３ａを設けて底部をホッパー構造にすることが好ましい。ホッパー構造とすることにより、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に堆積した汚泥が集積しやすくなり、さらに、集積された汚泥が被処理水の流入によって汚泥貯留部２０に押し出される際に、短絡が生じにくくなるので、効率的に汚泥を移送することができる。この汚泥の流れについては、後で詳細に説明する。
【００１８】
図１に示す水処理装置１において、流入管２Ａの先端は沈殿分離部１０の高水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）位置より若干上方に配置され、流入管２Ａの先端の流入口２から被処理水を沈殿分離部１０に投入できるように構成されている。
固液分離領域１８は、流入口２の下流側で、流出領域１４Ａにおける流出バッフル１４の開口部より上流側に、かつ、汚泥堆積領域１５の上方に配置される。
固液分離領域１８には、流入口２の下方に疎流板１９を設けることが好ましい。この実施形態において疎流板１９は固液分離領域１８に設けられている仕切壁１３の途中部分に水平の段部１９ａを設けるように逆Ｌ字型に形成されている。
疎流板１９を設けることにより、流入口２から固液分離領域１８内に流入する被処理水の流れの向きを下向きから水平方向に変えて、汚泥堆積領域１５に堆積している汚泥界面を乱すことを防止し、汚泥界面の乱れにより汚泥が流出することを防ぐことができる。
【００１９】
疎流板１９の形状は、汚泥堆積領域１５に堆積している汚泥界面を乱さないようにする形状を有するものであれば、特に限定されることなく、図１に示すように仕切壁１３の一部に略水平部分を形成させてもよいし、図２に示すような板状の部材１９ｂを仕切壁１３に設置してもよく、様々な形態を取ることができる。
【００２０】
固液分離領域１８は、被処理水に含まれる固形物又は汚泥を重力分離するために必要な面積（水面積）を持たせてあるため、被処理水に含まれる固形物又は汚泥は、ここで分離されて汚泥堆積領域１５に移行し、分離後の処理水は流出領域１４Ａに移行する。なお、水面積とは、固形物又は汚泥を重力分離する領域の水平方向の断面積を示すものであり、固形物又は汚泥の分離能力に関わる重要な因子である。本発明の固液分離領域１８の水面積は、処理対象となる排水の種類や規模、および処理水質の設定値により任意に設定することができる。
【００２１】
汚泥堆積領域１５は、固液分離領域１８の下方に配置され、底部で汚泥貯留部２０と連通開口部２２を介し連通している。汚泥堆積領域１５は、固液分離領域１８で沈降分離された固形物又は汚泥を汚泥貯留部２０まで導くために設置しているものであり、固液分離領域１８から移行した固形物又は汚泥を下方に集積する。なお、汚泥堆積領域１５の上端の位置は、被処理水の流入時に堆積汚泥が乱れて流出せずに保持できる高さに設定されるものであり、装置形状や処理対象となる排水の種類や規模に応じて任意に設定される。
【００２２】
汚泥堆積領域１５の形状は、特に限定されるものではないが、汚泥の集積効率を考えると、下窄まり状などのホッパー構造にすることが好ましい。また、流入口２の下方であって、汚泥堆積領域１５より若干上方に疎流板１９を設けることにより、汚泥堆積領域１５の集積汚泥に被処理水の流入による水流が直接掛からないようにすれば、被処理水の流入時に、汚泥堆積領域１５に集積している汚泥界面全体に対して緩やかな水流が掛かるようになるので、汚泥界面の乱れを抑制することができ、汚泥貯留部２０への汚泥移送を効率的に行うことができる。
【００２３】
沈殿分離部１０の流出側には、流出領域１４Ａが形成されており、流出領域１４Ａには、固形物又は汚泥を分離した後の処理水を装置外に排出する排出ポンプ１１が備けられている。
流出領域１４Ａには、流出バッフル１４を設けることが好ましく、固液分離領域１８の水面付近にスカムが形成された場合に、排出ポンプ１１がスカムを吸い込んで汚泥を流出させたり、排出ポンプ１１自体が閉塞してしまうことを防止することができる。流出バッフル１４の形状は、特に限定されるものではなく、様々な形状のものを用いることができる。
固液分離領域１８で固形物または汚泥が分離された後の被処理水が流出領域１４Ａに導かれ、かつ、汚泥堆積領域１５に堆積している汚泥を巻き上げないような位置に流出バッフル１４の開口部（流出バッフル１４と側壁１Ａとで囲まれる開口部）を設置することが好ましい。
【００２４】
流出領域１４Ａに設置する排出ポンプ１１は、特に限定されるものではなく、エアリフトポンプ、間欠定量ポンプ、電動式の水中ポンプ等を用いることができるが、好ましくは、安価で維持管理が容易なエアリフトポンプを用いることができる。排出ポンプ１１は、移送水量を調整できるものが好ましく、設置後でも運転状況に応じて任意の移送水量に変更することができる。
【００２５】
汚泥貯留部２０は、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５と底部の連通開口部２２で連通しており、沈殿分離部１０との連通開口部２２の上端よりも上方に散気装置２１を備えている。
散気装置２１を連通開口部２２の上端より高い位置に設置する理由は、以下の通りである。水処理装置の保守点検作業では空気配管を外すことがあるが、この時に散気装置２１に供給されている空気が大気に開放されるので、散気装置２１内の空気圧が抜けることにより、散気装置２１の周辺にある汚泥貯留部２０の汚泥が散気装置２１に入り込むことになる。散気装置２１が連通開口部２２の上端より低い位置にあると、散気装置２１の周辺の汚泥に含まれる固形物や夾雑物が多くなるので、散気装置２１にこの固形物や夾雑物が入り込むことにより詰まりやすくなるという問題がある。そこで、本発明では、汚泥に含まれる固形物や夾雑物による閉塞を極力抑制するために、散気装置２１を連通開口部２２の上端より高い位置に設置している。
【００２６】
一方、散気装置２１の位置を槽底面より上方に離す程、槽底部付近への空気の供給が少なくなるので、本発明では、連通開口部２２より上方に散気装置２１を配置するが、散気装置２１の水平的な配置方法や、ばっ気強度を適切に設定することにより、汚泥貯留部２０の底部まで空気を供給できるように配慮することが望ましい。
また、散気装置２１をできる限り槽底面に近づける配慮も重要であり、連通開口部２２の上端は、できる限り低くなるように設置することが望ましい。しかしながら、連通開口部２２を低い位置に設置して、連通開口部２２の開口面積が小さくなると、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５にある汚泥に含まれる固形物や夾雑物が連通開口部２２を通過しにくくなり、連通開口部２２が固形物や夾雑物で閉塞する確率も高まるため、連通開口部２２の大きさにも配慮する必要がある。ただし、汚泥に含まれる固形物や夾雑物は、排水の性状によっても異なるため、連通開口部２２の大きさは、適宜選定することが好ましい。
いずれにしても、本発明の構成によれば、後述するように被処理水の流入時に沈殿分離部１０から汚泥貯留部２０への流れが生じることにより、散気装置２１の下方の汚泥が、汚泥貯留部２０内の上方に向かって巻き上げられ、更に散気装置２１のばっ気水流に乗じて撹拌されて、好気処理を受けることになる。このため、本発明の水処理装置において、散気装置２１を槽底面より高い位置に設置しても、散気装置２１の下方の汚泥が嫌気状態のままで貯留されることはなく、その結果、効率的に汚泥の減量化を図りながら貯留することができる。
【００２７】
図１に示すように汚泥貯留部２０には、濾床２３を設けることもできる。 濾床２３を設けると、ここに好気性微生物が付着して保持されるので、更に効果的に汚泥の消化を行うことができる。濾床２３を設ける場合には、板状、網様板状、網様円筒状、骨格様球状等の濾材を用いることができ、濾床２３の内部を好気状態に保てるように、散気装置２１よりも上方に設けることが好ましい。
【００２８】
沈殿分離部１０の上部側と汚泥貯留部２０の上部側には、それぞれ流量調整部１２が低水位（Ｌ.Ｗ.Ｌ）と高水位（Ｈ.Ｗ.Ｌ）の範囲で設けられている。流入した被処理水は、沈殿分離部１０の固液分離領域１８で固形物又は汚泥が重力分離された後、流出領域１４Ａに設けられた排出ポンプ１１により装置外に排出され、排出しきれない被処理水はこの流量調整部１２に一時的に貯留される。
汚泥貯留部２０に形成されている貯留部側流量調整部１２ａの容量は、沈殿分離部１０に形成されている汚泥堆積領域１５の容量に対して６０％から１６７％の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは同等である。この理由については後で詳細に説明する。
【００２９】
本発明の第一実施形態の水処理装置について被処理水の流れを図３に基づき以下に説明する。
先ず、被処理水が流入する前は、水処理装置１の水位は、低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）になっており、沈殿分離部１０の底部の汚泥堆積領域１５には、沈降分離された汚泥により汚泥界面が形成されている（図３（ａ））。ここに固形物又は汚泥を含む被処理水が流入すると、被処理水は、流入口２から固液分離領域１８に移流する（図３（ｂ））。
固液分離領域１８では、水よりも比重の大きい固形物又は汚泥は、沈降分離して汚泥堆積領域１５に堆積し、固形物又は汚泥が除去された後の処理水は、流出領域１４Ａに移行し、排出ポンプ１１で装置外に排出される。
【００３０】
排水（被処理水）には、時間帯による排出量のパターンがあり、例えば、生活排水系の排水量は、人の活動が活発になる朝晩の時間帯が多くなり、逆にその他の時間帯が少なくなる傾向を示す。特に朝晩の時間帯でも、浴槽排水のように短時間で多量の排水が排出され、時間当たりの排水量が最も大きくなる排水量をピーク水量と言い、非特許文献によれば、一日分の２５％に相当する水量がおよそ４．２分間で排出されることになる。具体的には、使用人員５人の場合、２５０Ｌの排水量が４．２分間、すなわち、一分間当たり５９Ｌで排出される。このピーク水量が水処理装置に流入すると、装置内に貯留している汚泥が流出したり、水処理時間が短くなって、被処理水の処理が不十分になる恐れが生じる。
そこで、本発明の水処理装置では、流入する被処理水の流れ３（図３（ｂ））によって装置内の汚泥が流出しないようにするために、流量調整部１２を設けて、排出ポンプ１１の移送水量を所定の水量（以下、流量調整移送水量という）に減じて調整している。
ここで示す流量調整移送水量は、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に貯留している汚泥が装置外に流出しなければ、数値を限定するものではないが、当該水処理装置１が戸建住宅に設置される浄化槽に組み込まれて使用される場合には、一日当たりの汚水量の２．５倍に相当する水量以下に調整することが好ましく、例えば、一日当たりの汚水量が１０００Ｌであれば、一分間当たりの汚水量が０．７Ｌとなるため、流量調整移送水量は、一分間当たりで１．７Ｌに相当する。また、下流側に別の水処理装置を設ける場合には、その水処理装置が受け入れられる浮遊物質（以下、ＳＳという）量を考慮すれば、上記数値に限らずに、流量調整移送水量を任意に設定することが可能である。
【００３１】
いずれにせよ、流入する水量よりも、排出する水量を少なく減じるため、排出しきれない水量を一時的に貯留することになる。具体的には、排出しきれない水量の分だけ、沈殿分離部１０の固液分離領域１８の水を上方と下方に押し出し、上方に押し出された水は、沈殿分離部１０の水位を押し上げ、一方、下方に押し出された水は、汚泥堆積領域１５の水を押し出して、さらに連通している汚泥貯留部２０の水位を沈殿分離部１０と同じ水位になるまで押し上げることになる（流量調整機能による押し出し作用）。
【００３２】
ここで、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５には、固液分離領域１８で沈殿分離した汚泥が堆積しているので、被処理水の流入で押し出される際に、この汚泥も一緒に汚泥貯留部２０に移送されることになる（図３（ｂ））。このとき、汚泥貯留部２０に設けられている貯留部側流量調整部１２ａの容量は、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に対して６０％から１６７％の範囲に設定されているので、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に堆積している汚泥のほぼ全量を汚泥貯留部２０に移送することが可能になる。汚泥貯留部２０に移送された汚泥は、ばっ気撹拌されている消化汚泥と混合され、好気的消化作用を受けることになる。
【００３３】
なお、この流量調整機能による被処理水の押し出し作用により、汚泥堆積領域１５の汚泥界面は、下方に押し下げられていくため、流入した被処理水の水流３が継続しても、汚泥が巻き上げられにくくなり、水処理装置１の外に流出しにくい構造となっている。
やがて、被処理水の流入が停止すると、排出ポンプ１１によって、徐々に処理水が装置外に排出されるので、沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０にある流量調整部１２の水位が下降して低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）に戻る（流量調整機能による押し戻し作用）。
その際に、汚泥貯留部２０内の汚泥の一部が沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に押し戻され（図３（ｃ））、汚泥堆積領域１５において、汚泥が重力沈降作用を受けて下方に集積される（図３（ａ））が、次回の被処理水の流入時には、再度、汚泥貯留部２０に押し出されるので、繰り返しの好気的消化作用を受けることになる。
【００３４】
このように、被処理水の流入が繰り返されれば、沈殿分離部１０に一部の消化汚泥が押し戻されても、繰り返し汚泥貯留部２０に移送されるので、汚泥消化が継続的に進行することになる。したがって、本発明によれば、汚泥移送ポンプを用いなくとも、沈殿分離部１０で分離した汚泥を滞りなく汚泥貯留部２０に移送することができ、汚泥の減量化を効率的に行うことが可能になる。
【００３５】
ここで、汚泥貯留部２０に設けられている貯留部側流量調整部１２ａの容量を汚泥堆積領域１５の容量に対して６０％から１６７％の範囲に設定する理由について、図４および図５を用いて以下に説明する。
汚泥貯留部２０に設けられている貯留部側流量調整部１２ａの容量を沈殿分離部１０に形成されている汚泥堆積領域１５の容量に対して同等とするならば、流量調整機能による押し出し作用と押し戻し作用があっても、汚泥貯留部２０の汚泥を流出領域１４Ａに流出させることなく、継続的に貯留することができるが、汚泥は、重力によって沈降させることができるので、貯留部側流量調整部１２ａの容量を汚泥堆積領域１５の容量に対して同等より小さくすることが可能になる。重力沈降の度合いは、沈降時間に依存することになり、本発明における沈降時間は、被処理水のピーク水量から次のピーク水量までの時間に相当する。
【００３６】
被処理水のピーク水量は、排水の種類や建築用途、例えば、戸建住宅、集合住宅、店舗、工場等で異なるが、戸建住宅や集合住宅等の住宅系建築用途では、朝晩の１日２回であり、その間隔は１２時間程度である。また、店舗や工場等の事業系建築用途のピーク水量の間隔は、営業時間や稼動時間を考えると、短くとも８時間程度と想定される。
ここで、特許文献１に記載の水処理装置を戸建住宅（５人槽、５人使用）に設置して一年経過後の好気消化槽の汚泥（ＭＬＳＳ濃度１２，０００ｍｇ／Ｌ）を静置すると、汚泥界面は、初期から８時間経過後、どの程度低下するか本発明者らの後述する実施例に示す試験結果により判明している。
その低下割合を本実施形態の水処理装置１に適用すると、初期（図４（ａ））から８時間後（図４（ｂ））に汚泥堆積領域１５に堆積している汚泥の界面位置は汚泥堆積領域１５の全体積に対し約６０％の位置に低下する。
そのため、本実施形態の水処理装置１における押し出し水量は、汚泥堆積領域１５の容量の６０％であれば、汚泥堆積領域１５に一次的に貯留されている汚泥のほぼ全量を汚泥貯留部２０に移行できることが分かる（図４（ｃ）〜（ｄ））。したがって、汚泥貯留部２０に設けられている貯留部側流量調整部１２ａの容量を汚泥堆積領域１５の６０％まで小さくすることができる。
【００３７】
次に、汚泥貯留部２０に設けられている貯留部側流量調整部１２ａの容量が汚泥堆積領域１５の容量に対して１６７％大きい場合の作用について説明する。
図５に示すように、被処理水が流入した際には、汚泥堆積領域１５の汚泥が汚泥貯留部２０に押し出される（図５（ｂ））が、流入終了後（図５（ｃ））には、押し戻し水量により、汚泥貯留部２０の消化汚泥の一部が汚泥堆積領域１５に移行される。このとき、汚泥界面は被処理水の流入前（図５（ａ））に比べて１６７％に膨らむ（図５（ｄ））が、８時間経過後には汚泥が沈降して汚泥界面が６０％まで低下する（図５（ａ））ので、１６７％×０．６≒１００％となり、汚泥堆積領域１５において汚泥を流出させることなく貯留することが可能となる。
したがって、汚泥貯留部２０に設けられている貯留部側流量調整部１２ａの容量は、汚泥堆積領域１５の容量に対して、１６７％まで大きくすることができる。
【００３８】
以上のことを鑑みると、汚泥貯留部２０に設けられている貯留部側流量調整部１２ａの容量は、汚泥堆積領域１５の容量に対して、６０％から１６７％の範囲であれば、効率的な汚泥消化を進行させることができることが明らかである。
なお、汚泥界面の低下の度合いは、沈降時間だけではなく、汚泥の性状によっても、異なることがあるので、汚泥貯留部２０に設けられている流量調整部１２ａの容量は、汚泥堆積領域１５の容量に対して、同等にすることが好ましい。
【００３９】
なお、図４に示す水処理装置１に描かれている仕切壁１３の位置と図５に示す水処理装置１に描かれている仕切壁１３の位置、および、それぞれの流量調整部１２の高さ（深さ）は、汚泥堆積領域１５の容量に対する流量調整部１２ａの容量の関係を理解し易いように適切な位置に描いている。
また、水処理装置１において、図４と図５に示す装置断面に対し直交する方向の寸法によって流量調整部１２の容量と汚泥堆積領域１５の容量は変わるので、図４、図５に示す仕切壁１３の位置関係、流量調整部１２の高さ（深さ）の関係は一例であり、この例に本発明が制限されるものではない。
【００４０】
例えば、図４と図５に描かれている装置断面に対し直交する方向の汚泥貯留部２０の奥行きと沈殿分離部１０の奥行きが同等と仮定して仕切壁１３の位置と流量調整部の高さ（深さ）が描かれているが、これらの奥行き方向の寸法を適宜調整して流量調整部１２の容量と汚泥堆積領域１５の容量を調整しても良い。図４と図５に示す断面に直交する方向の奥行きで容量を調節した場合は、図４と図５に描かれている装置断面に描かれる仕切壁１３の位置は変更しなくても流量調整部と汚泥堆積領域１５の容量比を調節できる。
【００４１】
次に、本発明の第二実施形態に基づく水処理装置について図６を基に以下に説明する。
本発明の第二実施形態の水処理装置１は、被処理水に含まれる固形物又は汚泥を分離する沈殿分離部１０と、分離された固形物又は汚泥を貯留する汚泥貯留部２０を備える固液分離槽８と、その下流側に配置される嫌気処理槽３０と、固液分離槽８と嫌気処理槽３０の上部に設けられる流量調整部１２を有している。
固液分離槽８については、第一の発明で述べた沈殿分離部１０の流出領域１４Ａに配置した排出ポンプ１１を下流側の嫌気処理槽３０の流出領域３５Ａに配置すること以外は、第一の実施形態の構造と同じなので詳細な説明を省略し、以下に嫌気処理槽３０について述べる。
【００４２】
嫌気処理槽３０は、固液分離槽８の下流側に設けられ、嫌気的に処理を行う沈殿分離槽（沈殿槽を含む）、嫌気濾床槽等を用いることが好ましい。また、嫌気処理槽３０は、単独でなく、複数組み合わせて用いることもできる。
【００４３】
図６に示す実施形態において嫌気処理槽３０は固液分離槽８に隣接一体化され、内部に濾材３１が収容され、濾材３１の側方に流出バッフル３５を設けて流出領域３５Ａが形成されている。固液分離槽８と嫌気処理槽３０の境界に位置する側壁には流出口５が設けられ、この流出口５の底部が低水位（Ｌ.Ｗ.Ｌ）位置に、流出口の頂部が高水位（Ｈ.Ｗ.Ｌ）位置の若干上方に位置されている。このため、固液分離槽８の流出領域１４Ａから流出口５を介し嫌気処理槽３０側に被処理水を移流できる。
【００４４】
嫌気処理槽３０の流出領域３５Ａに、嫌気処理槽３０の処理水を排出するための排出ポンプ１１を配置し、固液分離槽８（沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０）の上部と嫌気処理槽３０の上部に嫌気処理槽側流量調整部１２ｃを設ける。
被処理水が流入した場合には、排出ポンプ１１で移送しきれない水量を、これらの流量調整部１２（貯留部側流量調整部１２ａ、分離部側流量調整部１２ｂ、嫌気側流量調整部１２ｃ）の水位を上昇させて対応することができる。
【００４５】
嫌気処理槽３０で発生した余剰汚泥を移送するポンプを、排出ポンプ１１と別に設置して、槽内の余剰汚泥を上流側の固液分離槽８に移送することもできる(図示省略)。
その場合、余剰汚泥は、被処理水の固形物又は汚泥と一緒に沈殿分離部１０で沈殿分離され、連通開口部２２を介して汚泥貯留部２０へ移送され、好気的消化作用を受けながら貯留されることになる。
【００４６】
排出ポンプ１１、および余剰汚泥を移送するポンプは、第一実施形態の発明でも説明したが、特に限定されるものではなく、エアリフトポンプ、間欠定量ポンプ、電動式の水中ポンプ等を用いることができるが、好ましくは、安価で維持管理が容易なエアリフトポンプである。ポンプは、移送水量を調整できる仕様のものが好ましく、水処理装置１を設置した後でも、運転状況に応じて、任意の移送水量に変更することができる。
【００４７】
本発明の第二の水処理装置について図６に基づき被処理水の流れを説明する。
被処理水は、流入口２から沈殿分離部１０の固液分離領域１８に移流する。固液分離領域１８では、固形物又は汚泥を分離し、固形物が除去された後の水は、沈殿分離部１０の流出領域１４Ａに移り、流出口５を経て、嫌気処理槽３０に移流する。
嫌気処理槽３０で処理された水は、流出領域３５Ａに設けられた排出ポンプ１１により水処理装置１の外に排出される。
排出ポンプ１１は、被処理水の流れで槽内の汚泥が流出しないようにするために、所定の流量調整移送水量に減じて調整している。
ここで示す流量調整移送水量は、固液分離槽８および嫌気処理槽３０に貯留している汚泥が装置外に流出しなければ、数値に限定されるものではないが、当該水処理装置１が戸建住宅に設置される浄化槽に組み込まれて使用される場合には、一日当たりの汚水量の２．５倍に相当する水量以下に調整することが好ましく、例えば、一日当たりの汚水量が１０００Ｌであれば、一分間当たりの汚水量が０．７Ｌとなるため、流量調整移送水量は、一分間当たりで１．７Ｌに相当する。
【００４８】
また、本水処理装置１の下流側に別の水処理装置を設ける場合には、その別の水処理装置が受け入れられるＳＳ量を考慮すれば、上記数値に限らずに、流量調整移送水量を設定することも可能である。いずれにせよ、流入する水量よりも、排出する水量を少なく減じることになるので、排出しきれない水量が一時的に貯留されることになる。
具体的には、排出しきれない水量だけ、沈殿分離部１０の上方にある分離部側流量調整部１２ｂと、下方にある汚泥堆積領域１５と、さらに流出領域１４Ａの水を押し出しながら、沈殿分離部１０の水位と、沈殿分離部１０と底部で連通している汚泥貯留部２０の水位、さらに沈殿分離部１０の流出領域１４Ａと連通している嫌気処理槽３０の水位を押し上げる（流量調整機能による押し出し作用）。沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０と嫌気処理槽３０は、それぞれ連通しているので、同じ水位を取ることになる。
【００４９】
ここで、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５には、固液分離領域１８で沈殿分離した汚泥が堆積しているので、被処理水の流入で押し出される際に、この汚泥も一緒に汚泥貯留部２０に移送されることになる。このとき、汚泥貯留部２０に設けられている貯留部側流量調整部１２ａの容量は、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に対して６０％から１６７％の範囲に設定されているので、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に堆積している汚泥のほぼ全量を汚泥貯留部２０に移送することが可能になる。
汚泥貯留部２０に移送された汚泥は、ばっ気撹拌されている消化汚泥と混合され、好気的消化作用を受けることになる。
【００５０】
なお、この流量調整機能による被処理水の押し出し作用により、汚泥堆積領域１５の汚泥界面は、下方に押し下げられていくため、流入した被処理水の水流が継続しても、汚泥が巻き上げられにくくなり、水処理装置１の外に流出しにくい構造となっている。
やがて、被処理水の流入が停止すると、排出ポンプ１１によって、徐々に処理水が装置外に排出されるので、沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０に設けられている流量調整部１２ａ、１２ｂの水位が下降して低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）に戻る（流量調整機能による押し戻し作用）。その際に、汚泥貯留部２０内の汚泥の一部が沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に押し戻されるが、汚泥堆積領域１５では、汚泥が重力沈降作用を受けて下方に集積されることになり、次回の被処理水の流入時には、再度、汚泥貯留部２０に押し出されるので、繰り返しの好気的消化作用を受けることになる。
【００５１】
このように、被処理水の流入があれば、沈殿分離部１０に一部の消化汚泥が押し戻されても、繰り返し汚泥貯留部２０に移送されるので、汚泥消化が継続的に進行することになる。したがって、本発明によれば、汚泥移送ポンプを用いなくとも、沈殿分離部１０で分離した汚泥を滞りなく汚泥貯留部２０に移送することができ、汚泥の減量化を効率的に行うことが可能になる。
【００５２】
図６に示す本発明の第二実施形態に基づく水処理装置１では、沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０から構成される固液分離槽８の下流に、排出ポンプ１１を備える嫌気処理槽３０を一つ設けているが、このような構成に限らず、嫌気処理槽３０の後段に複数の槽を設けても良い。
例えば、図７に示すように、嫌気処理槽３０の後段に、好気処理槽４０、第二固液分離槽（沈殿槽等）５０の順に槽を配列しても良いし、これらに限定されることなく、様々な処理槽を組み合わせることができる。
【００５３】
この場合、排出ポンプ１１は、嫌気処理槽３０、好気処理槽４０、第二固液分離槽５０のうち、どの槽にでも配置することができるが、図７に示すように、最下流の第二固液分離槽５０に配置する場合には、固液分離槽８、嫌気処理槽３０、好気処理槽４０、第二固液分離槽５０の全ての槽にわたって、それらの上部に流量調整部１２（貯留部側流量調整部１２ａ、分離部側流量調整部１２ｂ、嫌気処理槽側流量調整部１２ｃ、好気処理層側流量調整部１２ｄ、分離槽側流量調整部１２ｅ）が形成されるので、流量調整部１２の容量を大きくできるという利点が得られるが、被処理水のピーク水量が流入した時には、各部の流量調整部１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ）に分散して貯留されるため、本発明の特徴である、汚泥堆積領域１５にある堆積汚泥を被処理水で押し出して汚泥貯留部２０へ移送するという効果が不十分になる可能性がある。
このように嫌気処理槽３０の後段に複数の槽を設ける場合には、流量調整部１２を形成する槽を選定して、排出ポンプ１１を配置することが重要である。
【００５４】
図８は、前記注意点を勘案し、嫌気処理槽３０、好気処理槽４０、第二固液分離槽５０のうち、嫌気処理槽３０に排出ポンプ１１を配置した例を示したものである。
【００５５】
次に、本発明による第三の実施形態に基づく水処理装置について図９を用いて以下に説明する。
図９に示す水処理装置１は、本発明の第一の実施形態に基づく水処理装置（図１）において、沈殿分離部１０の流入部付近に流入バッフル１６を設け、流入バッフル１６の出口側の開口部の上端から水面までの間にスカム貯留領域１７を形成させたものである。
流入バッフル１６の形状は、特に限定されるものではなく、様々な形状のものを用いることができる。流入バッフル１６の開口部の位置は、流入口２から流入する被処理水が固液分離領域１８に導かれるように設けられ、スカム貯留領域１７に形成されるスカムを崩さず、かつ、汚泥堆積領域１５に堆積した汚泥を巻き上げないように設置することが好ましい。
【００５６】
スカム貯留領域１７は、流入バッフル１６の出口側の開口部の上端から水面までの間に形成される。このため、被処理水の水面位置が上下することによってスカム貯留領域１７の体積も変動する。
固液分離領域１８で浮上分離した固形物又は汚泥は、このスカム貯留領域１７でスカムとして貯留されるが、この領域では流入した被処理水の水流の影響を受けにくいので、スカムが破砕されにくく汚泥を濃縮化して安定して貯留することができる。
【００５７】
また、図１０には、本発明の第二実施形態に基づく水処理装置（図６）において、沈殿分離部１０に流入バッフル１６およびスカム貯留領域１７を設けた一例を示している。
本実施形態では、沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０から構成される固液分離槽８の下流に、排出ポンプ１１を備える嫌気処理槽３０を一つ設けているが、このような構成に限らず、図７および図８に示すように嫌気処理槽３０の後段に複数の槽を設けても良い。
【００５８】
なお、本発明による第三の実施形態に基づく水処理装置においても、流量調整機能による汚泥の押し出し作用、および押し戻し作用は、第一、第二の実施形態に基づく水処理装置と同じなので、汚泥移送ポンプを用いなくとも、沈殿分離部１０で分離した汚泥を滞りなく汚泥貯留部２０に移送することができ、汚泥の減量化を効率的に行うことができる。
【００５９】
次に、本発明による第三の実施形態に基づく水処理装置を汚水浄化槽に組み込んだ場合の汚水浄化槽の一例を図面に基づき説明する。
図１１は、本発明による第二の実施形態に基づいた水処理装置１を汚水浄化槽に組み込んだ場合の汚水浄化槽の一実施形態を示す断面図である。
本実施形態の汚水浄化槽Ａは、沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０からなる第一固液分離槽８、嫌気処理槽３０、好気処理槽４０、第二固液分離槽５０、消毒槽６０を有している。また、沈殿分離部１０、汚泥貯留部２０、嫌気処理槽３０の各単位装置の上方には、流量調整部１２が設けてある。
この実施形態の流量調整部１２は、貯留部側流量調整部１２ａと分離部側流量調整部１２ｂと嫌気処理槽側流量調整部１２ｃとから構成されている。
【００６０】
沈殿分離部１０には、流入バッフル１６と流出バッフル１４を設けている。沈殿分離部１０と汚泥貯留部２０の仕切壁１３の下部は、ホッパー構造となっており、分離された固形物又は汚泥が集まり易い構造となっている。
汚泥貯留部２０は、散気装置２１と濾材２３を備えており、被処理水の流入時に第一沈殿分離部１０の汚泥が連通開口部２２を通じて、汚泥貯留部２０内に移送され、ここで汚泥の好気性消化が行われる。
【００６１】
嫌気処理槽３０には、濾材３１を備えた下向流方式の嫌気濾床槽が用いられている。流出領域３５Ａには、ここで処理した水を好気処理槽４０に移送するための排出ポンプ１１が設けられている。沈殿分離部１０、汚泥貯留部２０、嫌気処理槽３０の各単位装置の上方には流量調整部１２が設けられており、排出ポンプ１１で排出しきれない流量の被処理水が流入した場合に、この流量調整部１２で貯留される。
なお、本実施形態では、排出ポンプ１１を嫌気処理槽３０の流出部３５Ａに設けているが、これに限定されることなく、好気処理槽４０や第二固液分離槽５０に設けて、さらに下流の単位装置にも流量調整部１２を分担させることも可能である。
また、嫌気処理槽３０の底部に汚泥移送ポンプを設けて、底部に堆積した汚泥を沈殿分離部１０に連続または間欠的に移送することもできる。このとき、移送された汚泥は、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に沈降した後、被処理水の流入により連通開口部２２を通って汚泥貯留部２０に移送され、好気的消化作用を受けながら貯留されることになる。
【００６２】
好気処理槽４０には、濾床４１に粒状の担体を充填した担体流動槽を採用している。担体は、濾床４１の底部に設置された散気装置４２から送られる空気により、流動しながら酸素の供給を受けて、担体に付着している微生物によって被処理水の好気処理が行われる。好気処理された水は、第二固液分離槽５０に移流する。
本実施例では、好気処理槽４０の濾床４１に、粒状の担体を充填した担体流動槽を採用しているが、波板状濾材、ヘチマ様板状濾材、骨格様球状濾材等を充填した接触ばっ気槽を採用することもできる。また、粒状担体を直接ばっ気せずに、ばっ気液を濾床４１に通過させる生物濾過槽を採用することもできる。
【００６３】
第二固液分離槽５０の底部には、循環ポンプ５１が設けられており、好気処理槽４０で処理された被処理水の一部は、循環ポンプ５１に接続された送液管５１ａを介し沈殿分離部１０へ移送されて再度処理を受ける。また、この移送水に含まれる汚泥は、沈殿分離部１０の底部に沈降した後、被処理水の固形物や汚泥と一緒になり、最終的には、被処理水の流入時に、連通開口部２２を通って汚泥貯留部２０に移送され、好気的消化作用を受けて減量化しながら貯留される。
【００６４】
なお、本実施例では、第二固液分離槽５０に沈殿槽を用いているが、槽内に粒状担体を充填した濾過槽を用いることもできる。この場合、濾過槽で捕捉したＳＳにより濾床が目詰まりすることを防ぐために、濾床を定期的に洗浄するための逆洗装置を設けることが好ましい。逆洗装置は、空気撹拌により濾床に捕捉されたＳＳを剥離する逆洗用散気管と洗浄排水を移送するための逆洗ポンプを有することが好ましく、剥離したＳＳを含む洗浄排水は、逆洗ポンプにより沈殿分離部１０に移送され、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に沈降した後、被処理水の固形物又は汚泥と一緒になり、連通開口部２２を通って汚泥貯留部２０に移送され、好気的消化作用を受けて減量化しながら貯留される。
第二固液分離槽５０から移流した処理水は、第二固液分離槽５０の上部に設けられた流出口５２から消毒槽６０に移流し、消毒された後に、流出口６１から汚水浄化槽の槽外に排出される。
【００６５】
次にこの汚水浄化槽Ａにおける処理の流れを説明する。
被処理水は、流入口２から沈殿分離部１０の流入バッフル１６に入り、沈殿分離部１０にある固液分離領域１８に移流する。沈殿分離部１０の固液分離領域１８では、水よりも比重の大きい固形物を沈降分離して底部の汚泥堆積領域１５に堆積し、水よりも比重の小さい固形物を浮上分離して上部のスカム貯留領域１７にスカムとして貯留する。固形物が除去された後の処理水は、流出領域１４Ａに移り、流出口５を経て、嫌気処理槽３０に移流する。
【００６６】
嫌気処理槽３０で更に嫌気処理された水は、ポンプ１１で好気処理槽４０に排出される。ポンプ１１は、被処理水の流れで槽内の汚泥が流出しないようにするために、一日当たりの汚水量の２．５倍に相当する流量調整移送水量に減じて調整している。流入する水量よりも、排出する水量を少なく減じるため、排出しきれない水量が一時的に貯留される。
具体的には、排出しきれない水量の分だけ、沈殿分離部１０の上方と下方の水、さらに流出領域１４Ａ内の水を押し出しながら、沈殿分離部１０の水位と、沈殿分離部１０と底部で連通している汚泥貯留部２０の水位、さらに沈殿分離部１０の流出領域１４Ａと連通している嫌気処理槽３０の水位を押し上げる。
【００６７】
沈殿分離部１０、汚泥貯留部２０、嫌気処理槽３０は、連通しているので、同じ水位を取ることになる（流量調整機能による押し出し効果）。
なお、沈殿分離部１０の底部にある汚泥堆積領域１５には、沈殿分離した汚泥が集積しているので、被処理水に押し出される際に汚泥が汚泥貯留部２０に移送される。汚泥貯留部２０に移送された汚泥は、ばっ気撹拌されている消化汚泥と混合され、好気的消化作用を受けることになる。
このとき、沈殿分離部１０の汚泥界面は、下方に押し下げられて低い位置に保たれるため、流入した被処理水の流れ３によって汚泥が巻き上げられにくくなり、沈殿分離部１０内の汚泥が嫌気処理槽３０に流出しにくくなる。
【００６８】
やがて、被処理水の流入が停止すると、ポンプ１１によって、徐々に処理された水が嫌気処理槽３０から好気処理槽４０に排出されるので、沈殿分離部１０、汚泥貯留部２０、嫌気処理槽３０の水位が下降して低水位（Ｌ.Ｗ.Ｌ）に戻る。その際に、汚泥貯留部２０内の消化汚泥の一部が沈殿分離部１０の底部にある汚泥堆積領域１５に押し戻されるが（流量調整機能による押し返し効果）、次回の被処理水の流入時には、汚泥貯留部２０に押し出されて、再度、好気的消化作用を受けることになる。このように、被処理水の流入が繰り返されれば、沈殿分離部１０に一部の消化汚泥が押し戻されても、再度、汚泥貯留部２０に移送されるので、汚泥消化が継続的に進行することになる。
【００６９】
好気処理槽４０では、濾床４１の底部に設置された散気装置４２から送られる空気により、流動しながら酸素の供給を受けて、担体に付着している微生物によって被処理水の好気処理を行う。好気処理された水は、第二固液分離槽５０に移送され、好気処理槽４０で生成した汚泥を含む固形物が分離された後、流出口５２から消毒槽６０に移送され、消毒された後に、流出口６１から汚水浄化槽の槽外に排出される。
この実施形態の汚水浄化槽Ａによれば、汚水中の固形分や汚泥を汚泥貯留部２０に沈殿分離するとともに、好気処理と嫌気処理を行い、消毒した後の処理水を流出口６１から汚水浄化槽Ａの槽外に排出することができる。
「非特許文献」一般財団法人日本建築センター，浄化槽の性能評価方法細則（追記・解説版），２０１５年４月７日発行，ｐ２１〜２２
【００７０】
「試験例１」
本発明者らは、特許文献１に相当する水処理装置において、消化汚泥の８時間経過後の汚泥沈殿率（ＳＶ：沈殿前の汚泥体積（１００％）に対する沈殿後の汚泥体積の割合）を確認する試験を行った。
試験容器として、円錐型液量計（容量１Ｌ）を用い、特許文献１に記載の水処理装置に相当する汚水浄化槽（（株）ハウステック製ＫＴＧ型）の汚泥貯留部（特許文献１の好気消化槽に相当）から採取した消化汚泥を沈殿試験に用いた。この消化汚泥のＳＳ濃度について計測したところ、１１，５００〜１２，３００ｍｇ／Ｌであり、この濃度は1年経過後の濃度（１２，０００ｍｇ／Ｌ）に相当する。同等の条件で３例のサンプルについて消化汚泥の沈殿試験を行った。その結果を図１２に示す。
【００７１】
図１２に示す結果から明らかなように、特許文献１に記載されている構成であり、実稼働中の汚水浄化槽の好気消化槽から採取した汚泥において、８時間経過後の汚泥沈殿率は５５〜５８％の範囲であり、汚泥沈殿性の多少のバラツキを考慮しても、６０％に設定すれば良いことが分かった。
【００７２】
「試験例２」
図６に示す水処理装置１の各槽を透明槽として作成し汚泥保持性能試験を行った。試験槽の規模は、５人槽を想定し、沈殿分離部０．１８２ｍ３、汚泥貯留部０．３１４ｍ３、嫌気濾床槽０．４７０ｍ３、流量調整部０．２４８ｍ３に設定し、汚泥貯留部２０の貯留部側流量調整部１２ａの容量を、固液分離槽の汚泥堆積領域の容量と同じ０．０７０ｍ３に設定した。また、流量調整部の水深は、低水位（Ｌ.Ｗ.Ｌ）を１.０００ｍに、高水位（Ｈ.Ｗ.Ｌ）を１．２５０ｍに設定した。
試験は、使用開始から一年間経過した後を想定して、農業集落排水処理施設の濃縮汚泥を、汚泥貯留部のＭＬＳＳ濃度が１２０００ｍｇ／Ｌ、沈殿分離部の汚泥堆積領域の汚泥高さが底面から６０ｃｍになるように投入した。その後、前述した非特許文献に準じて、浴槽排水を模した水量負荷(５９Ｌ／分×４．２分＝２５０Ｌ)で流入させ、流入させてから２時間後に、投入した全ＳＳ量に対する固液分離槽（沈殿分離部と汚泥貯留部）に捕捉されているＳＳ量の割合をＳＳ保持率として求めた。
【００７３】
本試験の結果、汚泥堆積領域の汚泥界面が流入により低下し、汚泥貯留部に押し出されたことを確認した。また、流入が停止して流量調整部の水位が低水位（Ｌ.Ｗ.Ｌ）に戻った時、汚泥堆積領域の汚泥界面が６０ｃｍであり、ＳＳ保持率が９９％であったことから、沈殿分離部の汚泥堆積領域に堆積していたほぼ全ての汚泥を流出させずに汚泥貯留部に移送できることが分かった。
この結果から、汚泥貯留部２０にある貯留部側流量調整部１２ａの容量を、沈殿分離部にある汚泥堆積領域の容量に対してほぼ同等に設定することにより、沈殿分離部内の汚泥を流出させることなく、効果的に汚泥貯留部に移送させて、汚泥の減量化が図れることが示された。
【００７４】
なお、本試験例は、汚泥貯留部２０にある貯留部側流量調整部１２ａの容量を汚泥堆積領域１５の容量の１００％に設定した例であるが、上述したように、汚泥貯留部２０に設けられている貯留部側流量調整部１２ａの容量を沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に対して６０％〜１６７％の範囲に設定した場合においても、同様に、沈殿分離部１０の汚泥堆積領域１５に堆積している汚泥のほぼ全量を汚泥貯留部２０に移送でき、汚泥貯留部２０に移送された汚泥は、ばっ気撹拌されている消化汚泥と混合され、好気的消化作用を受けることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１…水処理装置、２…流入口、３…被処理水の流れ、５…流出口、
８…固液分離槽、第一固液分離槽、１０…沈殿分離部、１１…ポンプ（排出ポンプ）、
１２…流量調整部、１２ａ…貯留部側流量調整部（汚泥貯留部）、１２ｂ…分離部側流量調整部（沈殿分離部）、
１２ｃ…流量調整部（嫌気処理槽）、１２ｄ…流量調整部（好気処理槽）、
１２ｅ…流量調整部（第二固液分離槽）、１３…仕切壁、１４…流出バッフル、
１４Ａ…流出領域、１５…汚泥堆積領域、１６…流入バッフル、
１７…スカム貯留領域、１８…固液分離領域、１９…疎流板、
２０…汚泥貯留部、２１…散気装置、２２…連通開口部、２３…濾材、
３０…嫌気処理槽、３１…濾材、３５…流出バッフル、３５Ａ…流出領域、
３８…嫌気処理槽、４０…好気処理槽、４１…濾床、４２…散気装置、
５０…第二固液分離槽、５１…循環ポンプ、５２…流出口、６０…消毒槽、６１…流出口。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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