(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥法に基づいて処理対象水を処理する水処理装置であって、
処理対象水と活性汚泥との混合水を収容する反応槽と、
混合水中に設けた多孔質体に圧縮気体を作用させることによりマイクロバブルを混合水に供給するマイクロバブル供給装置と、
上昇流と下降流とを含むように、かつ、マイクロバブルが水面に到達する前に消滅するように混合水を循環させる循環装置と、
上昇流の発生領域に処理水をろ過して外部に排出するろ過装置と
を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記マイクロバブル供給装置は、少なくとも一部が多孔質体によって構成された密閉室と、密閉室に圧縮気体を供給する気体供給手段とからなることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項３】
前記密閉室は、各々の間に処理対象水が存在するように間隔を空けて複数配置されることを特徴とする請求項２記載の水処理装置。
【請求項４】
多孔質体は板状であり、片面あるいは両面に気体通過性の補強部材が設けられることを特徴とする請求項２または３記載の水処理装置。
【請求項５】
前記循環装置は、混合水中に気泡を噴射することにより混合水を循環させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記マイクロバブル供給装置は、多孔質体に圧縮酸素を作用させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記マイクロバブル供給装置は、殺菌作用を呈する圧縮気体を多孔質体に作用させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水等の水処理に適用されている活性汚泥法に基づく反応プロセスは、一般に曝気槽（反応槽）と沈殿槽とから構成される。下記特許文献１には、上記曝気槽におけるエアレーション処理をマイクロバブルを用いて行う反応プロセス（排水処理プロセス）が開示されている。また、この反応プロセスにおけるマイクロバブルの生成手法は、マイクロバブルの粒径よりも小さな孔径のろ過膜を用いることにより曝気槽からマイクロバブル及び微生物フロック（好気性微生物の凝集体）を含まないろ過水を回収し、このろ過水の旋回流によって比較的大きな気泡にせん断力を作用させることにより当該気泡をマイクロバブル化（微細化）するものである。なお、マイクロバブルは、粒径がマイクロメートルオーダーの気泡であり、一般的な曝気槽で用いられている気泡よりも粒径が大幅に小さい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７５６０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の排水処理プロセスには、以下のような２つの問題点がある。第１の問題点は、マイクロバブルの生成手法が実用的ではないという点である。すなわち、上記マイクロバブルの生成手法は、微生物フロック（好気性微生物の凝集体）へのせん断力の作用を回避するために、マイクロバブルの粒径よりも小さな孔径のろ過膜を用いるが、当該ろ過膜の孔径はサブミクロンサイズであり、排水の透過速度が極めて遅い。したがって、実用的な排水処理量を考慮すると膨大なろ過膜の面積を必要とし、よって上記マイクロバブルの生成手法は実機プラントとしての実用性に欠ける。
【０００５】
また、第２の問題点は、曝気槽に吹き込まれたマイクロバブルが微生物フロックに付着し、これによって微生物フロックに浮力が付与されるので、曝気槽において排水と微生物フロック（活性汚泥）とが層分離してしまう点である。すなわち、マイクロバブルによって排水と微生物フロック（活性汚泥）との混合状態が阻害されるので、曝気槽（反応槽）における有機成分の分解能力が低下する。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）マイクロバブルの生成に起因する微生物フロック（好気性微生物の凝集体）の解体を実用的な手段として解決する。
（２）マイクロバブルが微生物フロックに付着することに起因する水と微生物フロック（活性汚泥）との混合状態の悪化を低減あるいは回避する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、水処理装置に係る第１の解決手段として、活性汚泥法に基づいて処理対象水を処理する水処理装置であって、処理対象水と活性汚泥との混合水を収容する反応槽と、混合水中に設けた多孔質体に圧縮気体を作用させることによりマイクロバブルを混合水に供給するマイクロバブル供給装置とを備える、という手段を採用する。
【０００８】
水処理装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、マイクロバブル供給装置は、少なくとも一部が多孔質体によって構成された密閉室と、密閉室に圧縮気体を供給する気体供給手段とからなる、という手段を採用する。
【０００９】
水処理装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、密閉室は、各々の間に処理対象水が存在するように間隔を空けて複数配置される、という手段を採用する。
【００１０】
水処理装置に係る第４の解決手段として、上記第２または第３の解決手段において、多孔質体は板状であり、片面あるいは両面に気体通過性の補強部材が設けられる、という手段を採用する。
【００１１】
水処理装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、混合水を循環させる循環装置をさらに備える、という手段を採用する。
【００１２】
水処理装置に係る第６の解決手段として、上記第５の解決手段において、前記循環装置は、上昇流と下降流とを含むように、かつ、マイクロバブルが水面に到達する前に消滅するように混合水を循環させる、という手段を採用する。
【００１３】
水処理装置に係る第７の解決手段として、上記第５または第６の解決手段において、循環装置は、混合水中に気泡を噴射することにより混合水を循環させる、という手段を採用する。
【００１４】
水処理装置に係る第８の解決手段として、上記第１〜第７のいずれかの解決手段において、前記マイクロバブル供給装置は、多孔質体に圧縮酸素を作用させる、という手段を採用する。
【００１５】
水処理装置に係る第９の解決手段として、上記第１〜第８のいずれかの解決手段において、前記マイクロバブル供給装置は、殺菌作用を呈する圧縮気体を多孔質体に作用させる、という手段を採用する。
【００１６】
水処理装置に係る第１０の解決手段として、上記第６〜第９のいずれかの解決手段において、上昇流の発生領域に処理水をろ過して外部に排出するろ過装置を備える、という手段を採用する。
【００１７】
また、本発明では、水処理方法に係る解決手段として、活性汚泥法に基づいて処理対象水を処理する水処理方法であって、処理対象水と活性汚泥との混合水中に設けた多孔質体に圧縮気体を作用させることによりマイクロバブルを混合水に供給する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、多孔質体に圧縮気体を作用させることにより混合水にマイクロバブルを供給するので、つまり多孔質体に形成されたミクロンサイズの細孔を介して圧縮気体を混合水中に噴射することにより混合水中にマイクロバブルを発生させるので、実用的な手段としてせん断力の作用による微生物フロックの解体を解消あるいは大幅に抑制することを実現しつつマイクロバブルを混合水に供給することが可能である。
本発明によれば、マイクロバブルが水面に到達する前に消滅するように混合水を循環させるので、マイクロバブルが微生物フロックに付着することに起因する水と微生物フロック（活性汚泥）との混合状態の悪化を低減あるいは回避することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る下水処理プラントＡの概要を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるマイクロバブル噴射部６の詳細構成を示す水平断面図及び当該水平断面図におけるＹ-Ｙ線矢視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る下水処理プラントＢの概要を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態に係る下水処理プラントＡは、図１に示すように、最初沈殿槽１、反応槽２、最終沈殿槽３、酸素製造装置４、圧縮機５、オゾン発生装置６、マイクロバブル噴射部７及び循環装置８によって構成されている。これら各構成要素のうち、酸素製造装置４及び圧縮機５は気体供給手段を構成し、また当該気体供給手段、オゾン発生装置６及びマイクロバブル噴射部７は、マイクロバブル供給装置を構成している。
【００２１】
下水処理プラントＡは、外部から供給される下水Ｘ1を活性汚泥法に基づいて処理する一種の水処理装置である。周知のように、活性汚泥法は、好気性微生物を主成分とする活性汚泥を用いることにより有機性排水（有機性廃水）中の有機成分を分解する浄化手法である。上記好気性微生物は複数の凝集体として活性汚泥を構成しており、このような好気性微生物の凝集体を一般に微生物フロック（微生物凝集体）あるいは単にフロック（凝集体）と言う。このような活性汚泥法は、主に下水処理の分野で広く利用されている。
【００２２】
最初沈殿槽１は、本下水処理プラントＡの最も上流側に位置し、有機成分を含んだ下水Ｘ1を上流から連続的に受け入れて収容する所定容量の処理槽である。この最初沈殿槽１は、下水Ｘ1を一定速度で緩やかに下流側に流すことにより下水Ｘ1中の固形成分を沈降させ、上澄み水Ｘ2を反応槽２に連続的に排出する。なお、必要に応じて、最初沈殿槽１の上流側に最初沈殿槽１で沈降分離さる固形成分よりも大きな固形物を除去する固形物除去装置を設けても良い。
【００２３】
反応槽２は、上述した活性汚泥Ｘ3が予め所定量収容されると共に上記最初沈殿槽１から上澄み水Ｘ2を処理対象水として連続的に受け入れることにより、当該上澄み水Ｘ2（処理対象水）と活性汚泥Ｘ3とからなる混合水Ｘ4を収容する所定容量の処理槽である。この反応槽２は、上記混合水Ｘ4を一定速度で緩やかに下流側に流して最終沈殿槽３に連続的に排出する。
【００２４】
なお、詳細については後述するが、このような反応槽２内の混合水Ｘ4は、マイクロバブル噴射部７から混合水Ｘ4中に噴射されたマイクロバブル（酸素の微小気泡）Ｘ5によってエアレーションされると共に活性汚泥Ｘ3中の好気性微生物が作用することにより、上澄み水Ｘ2（処理対象水）中の有機成分が酸化分解される。したがって、この反応槽２から最終沈殿槽３に排出される処理混合水Ｘ6は、上記上澄み水Ｘ2に含まれていた有機成分が分解された処理水Ｘ7に活性汚泥Ｘ3が混合したものである。
【００２５】
最終沈殿槽３は、上記処理混合水Ｘ6を連続的に受け入れて収容する所定容量の処理槽である。この最終沈殿槽３は、処理混合水Ｘ6を一定速度で緩やかに下流側に流すことにより処理混合水Ｘ6中の活性汚泥Ｘ3（固形成分）を沈降させ、上澄み水としての処理水Ｘ7を外部に連続的に排出する。
【００２６】
酸素製造装置４は、一定量の酸素Ｘ9を連続的に発生させる装置、例えばＰＶＳＡ（圧力真空スイング吸着法）に基づいて酸素Ｘ9を連続的に生成する装置であり、当該酸素Ｘ9を圧縮機５に供給する。圧縮機５は、上記酸素製造装置４から供給された酸素Ｘ9を所定圧（例えば０．５ＭＰａ程度）まで圧縮し、圧縮酸素Ｘ10としてオゾン発生装置６に連続供給する。
【００２７】
オゾン発生装置６は、上記圧縮機５から供給された圧縮酸素Ｘ10に例えば放電処理を施すことにより一部をオゾン化するものであり、主成分である圧縮酸素Ｘ10にオゾンが一定の割合で混合した混合気体Ｘ11をマイクロバブル噴射部７に供給する。このようなオゾン発生装置６が発生させるオゾンは、殺菌作用を呈する気体であり、マイクロバブル噴射部７の要部（後述する多孔質膜７ｃ）を殺菌あるいは滅菌するためのものである。なお、このオゾン発生装置６については、必ずしも必要なものではないので削除しても良い。
【００２８】
ここで、このような酸素製造装置４及び圧縮機５は気体供給手段を構成するものであるが、当該気体供給手段の構成は他の構成でも良い。例えば、酸素製造装置４に代えて高圧酸素を収納する圧力容器を採用することにより圧縮機５を省略することができる。すなわち、このような圧力容器を採用することにより、気体供給手段を上記圧力容器単独で構成することができる。また、このような圧力容器を複数備え、当該複数の圧力容器を順次切り替えることにより圧縮酸素Ｘ10をオゾン発生装置６に供給してもよい。
【００２９】
また、上記オゾン発生装置６が発生させるオゾンは、マイクロバブル噴射部７の殺菌を目的とするものであり、必ずしも必要なものではない。したがって、オゾン発生装置６は、連続的に機能する必要はなく、特定の時間だけ作動して圧縮酸素Ｘ10の一部をオゾン化すれば良い。例えば、一定のタイムインターバルで間欠的に作動して圧縮酸素Ｘ10の一部を間欠的にオゾン化すればよい。
【００３０】
マイクロバブル噴射部７は、図１に示すように、上部及び下部に隙間を設けた状態かつ混合水Ｘ4に浸漬される状態で反応槽２の側壁２ａに固定された構造体である。このようなマイクロバブル噴射部７は、オゾン発生装置６から供給された混合気体Ｘ11に基づいてマイクロバブルＸ5を生成し、当該マイクロバブルＸ5を混合水Ｘ4中に噴射する。
【００３１】
図２は、マイクロバブル噴射部７の詳細構成を示す水平断面（ａ）及び当該水平断面図（ａ）におけるＹ-Ｙ線矢視図（ｂ）である。この図２に示すように、幅Ｄ1、長さＤ2及び上下寸法Ｄ3を有する直方体形状の密閉室７ａが間隔ｄを隔てて複数配列する構造を備える。各密閉室７ａは、両側壁（２面）が多孔質膜７ｃ（多孔質体）によって構成されており、両側壁以外の面（４面）は金属板によって構成されている。上記多孔質膜７ｃは、数〜数百μサイズの均一な細孔が緻密に形成された薄板である。このような多孔質膜７ｃは、多孔質無機膜であり、例えばシラス多孔質ガラス（ＳＰＧ）膜である。
【００３２】
このシラス多孔質ガラス膜は、シラス（白砂あるいは白州）と石灰とホウ酸とを原料として製造される多孔質無機膜の一種であり、細孔の孔径を比較的自由に設定することが可能な材料である。オゾン発生装置６を介して圧縮機５から供給される混合気体Ｘ11はマイクロバブル噴射部７の密閉室７ａに導入され、混合気体Ｘ11は、多孔質膜７ｃに圧力として作用し、当該多孔質膜７ｃの細孔を通過することによりマイクロバブルＸ5として混合水Ｘ4中に噴出する。
【００３３】
各密閉室７ａの間は上下が解放された開口７ｂであり、混合水Ｘ4が存在すると共に上下方向に通過自在となっている。すなわち、マイクロバブル噴射部７の上部及び下部には隙間が設けられており、この隙間を介して開口７ｂに混合水Ｘ4が流れ込むことが可能である。また、各多孔質膜７ｃにおいて開口７ｂ側（混合水Ｘ4側）には、多孔質膜７ｃを機械的に補強するための補強板７ｄ（補強部材）が設けられている。この補強板７ｄは、多孔質膜７ｃの細孔における圧縮酸素Ｘ10の通過を阻害しないように、気体通過性の部材、例えば金網やパンチングメタルによって形成されている。
【００３４】
循環装置８は、図１に示すように、散気管８ａとブロワ８ｂとから構成されている。散気管８ａは、数ミリサイズの孔が無数に形成された管状部材であり、反応槽２内において、上記マイクロバブル噴射部７が固定された側壁２ａと対向する側壁２ｂ近傍の底部に設けられている。ブロワ８ｂは、上記散気管８ａに空気Ｘ12を供給する送風機である。このように構成された循環装置８は、散気管８ａによって側壁２ｂ近傍の底部から上方に向けて空気Ｘ12の気泡Ｘ13を混合水Ｘ4中に噴射するので、図１に示すような循環流を混合水Ｘ4に発生させる。すなわち、この循環流は、散気管８ａの近傍では上昇流となり、マイクロバブル噴射部７の近傍では下降流となる流れである。
【００３５】
ここで、上述した気体供給手段は、気体成分としての酸素Ｘ9を圧縮酸素Ｘ10としてマイクロバブル噴射部７に供給するが、酸素Ｘ9は、エアレーション用の気体として一般的に使用される空気との比較において、混合水Ｘ4への溶解性に優れているという性質を有する。すなわち、酸素Ｘ9は、空気よりも混合水Ｘ4（水）に溶解し易いので、酸素Ｘ9からなるマイクロバブルＸ5は、空気からなるマイクロバブルよりも混合水Ｘ4中における消滅が早い。
【００３６】
詳細は後述するが、上記循環装置８は、このような酸素Ｘ9からなるマイクロバブルＸ5が混合水Ｘ4中に噴出（生成）されて当該混合水Ｘ4の水面に到達する前に消滅するような循環速度Ｖで混合水Ｘ4を循環させる。なお、循環装置８は、このような混合水Ｘ4を循環させる機能に加えて、混合水Ｘ4中における微生物フロック（活性汚泥Ｘ3）と上澄み水Ｘ2（処理対象水）との攪拌混合機能をも有している。
【００３７】
次に、このように構成された下水処理プラントＡの動作について詳しく説明する。
本下水処理プラントＡでは、最初沈殿槽１が下水Ｘ1を外部から連続的に受け入れ、当該下水Ｘ1を一定速度で緩やかに、かつ下流側に連続的に流すことにより下水Ｘ1中の固形成分を順次沈降させる。そして、この固形成分の沈降によって得られる上澄み水Ｘ2は、処理対象水として最初沈殿槽１から反応槽２に連続的に排出される。すなわち、最初沈殿槽１は、下水Ｘ1から固形成分を分離する沈降分離装置として機能する。
【００３８】
そして、反応槽２は、上記最初沈殿槽１から上澄み水Ｘ2を連続的に受け入れることにより、予め収容している活性汚泥Ｘ3と上澄み水Ｘ2との混合水Ｘ4を一定速度で緩やかに、かつ下流側に連続的に流すことにより、混合水Ｘ4中の有機成分を分解し、当該分解によって得られた処理混合水Ｘ6を最終沈殿槽３に排出する。すなわち、反応槽２は、混合水Ｘ4中に含まれる有機成分の分解処理装置として機能する。
【００３９】
そして、最終沈殿槽３は、このような処理混合水Ｘ6を反応槽２から連続的に受け入れ、一定速度で緩やかに、かつ下流側に連続的に流すことにより処理混合水Ｘ6中の活性汚泥Ｘ3（固形成分）を沈降させ、当該活性汚泥Ｘ3の沈降によって得られた処理水Ｘ7を外部に連続的に排出する。すなわち、最終沈殿槽３は、活性汚泥Ｘ3と処理水Ｘ7とを分離する沈降分離装置として機能する。
【００４０】
このような最初沈殿槽１、反応槽２及び最終沈殿槽３による一連の処理が本下水処理プラントＡの全体的なプロセスであるが、本下水処理プラントＡにおける処理の特徴点は反応槽２における有機成分の分解処理にある。以下では、この反応槽２における分解処理の詳細について説明する。
【００４１】
反応槽２では、混合水Ｘ4を一定の循環速度Ｖで循環させるように循環装置８が常時作動している。すなわち、ブロワ８ｂから散気管８ａに一定量の空気Ｘ12を供給することにより、所定量の気泡Ｘ13（空気）が反応槽２内に放出され、浮力によって混合水Ｘ4中を上昇するので、散気管８ａ近傍の混合水Ｘ4は、気泡Ｘ13（空気）の移動によって上昇動力を与えられて上昇流となる。そして、この結果として、混合水Ｘ4は、全体として散気管８ａの上方では上昇流となり、散気管８ａから離間したマイクロバブル噴射部７では下降流となる循環流となる。
【００４２】
ここで、混合水Ｘ4は、マイクロバブル噴射部７において、密閉室７ａを挟んで複数設けられた開口７ｂを上方から下方に向けて通過する。混合水Ｘ4には、各開口７ｂを通過する間に、開口７ｂの両面あるいは片面に位置する密閉室７ａの多孔質膜７ｃから無数のマイクロバブルＸ5が吹き込まれる。すなわち、混合気体Ｘ11が各多孔質膜７ｃに形成された無数の細孔（ミクロンサイズの細孔）を通過することにより、無数のマイクロバブルＸ5が混合水Ｘ4中に生成される。
【００４３】
このような本下水処理プラントＡによれば、混合水Ｘ4中の微生物フロックに対して大きなせん断力を与えるものではなく、また十分な量のマイクロバブルＸ5を混合水Ｘ4中に供給することが可能である。したがって、本下水処理プラントＡによれば、せん断力の作用による微生物フロックの解体を解消あるいは大幅に抑制することを実用的な手段として実現することが可能である。
【００４４】
なお、微生物フロックが多孔質膜７ｃに付着して目詰まりを発生させることが懸念されるが、このような懸念を解消するために、本下水処理プラントＡでは、混合気体Ｘ11がオゾンを含んである。すなわち、本下水処理プラントＡによれば、混合気体Ｘ11が多孔質膜７ｃの細孔を通過する際に、多孔質膜７ｃがオゾンによる酸化殺菌作用を受けるので、仮に微生物フロックが付着したとしても、オゾンによる酸化殺菌作用によって速やかに除去される。したがって、本下水処理プラントＡによれば、多孔質膜７ｃが目詰まりすることがなく、必要量のマイクロバブルＸ5を混合水Ｘ4中に安定して供給することができる。
【００４５】
一方、混合水Ｘ4中に噴出された無数のマイクロバブルＸ5は、混合水Ｘ4の循環流に沿って、マイクロバブル噴射部７の下方の隙間から散気管８ａに向かって流れ、さらに散気管８ａの近傍から上昇して混合水Ｘ4の水面に到達する。また、このような無数のマイクロバブルＸ5は、酸素製造装置４で発生させた酸素Ｘ9を成分とする微小気泡である。このようなマイクロバブルＸ5は、初期的には気泡として混合水Ｘ4中に存在するが、混合水Ｘ4中に徐々に溶解して最終的には消滅する。マイクロバブルＸ5が混合水Ｘ4中に噴射（生成）されてから消滅するまでの時間（寿命）は、例えばマイクロバブルＸ5の粒径や混合水Ｘ4における酸素溶存率等によって決まるものであり、十分に推定可能なものである。また、マイクロバブルＸ5は、水に対する溶解性が窒素よりも優れた酸素によって形成されているので、窒素を相当量含んでいる空気よりも上記寿命が短い。
【００４６】
また、このようなマイクロバブルＸ5は、循環装置８によって設定される混合水Ｘ4の循環速度Ｖに従って、マイクロバブル噴射部７から散気管８ａの近傍を経由して混合水Ｘ4の水面に至るが、上記循環速度Ｖ（つまり、マイクロバブルＸ5の移動速度）は、当該水面に至る前のタイミングで消滅するように設定されている。本下水処理プラントＡによれば、このように循環速度Ｖが設定されているので、微生物フロック（活性汚泥Ｘ3）と上澄み水Ｘ2（処理対象水）との混合状態の悪化、つまりマイクロバブルＸ5が付着することにより微生物フロックが浮力を得て水面近傍に集中することを効果的に抑制することが可能である。
【００４７】
なお、散気管８ａから合水Ｘ4中に放出される空気の気泡Ｘ13は、粒径がマイクロバブルＸ5に比較して大幅に大きいので、微生物フロックに殆ど付着することなく、微生物フロックの間をすり抜けて水面まで上昇する。したがって、空気の気泡Ｘ13は、微生物フロック（活性汚泥Ｘ3）と上澄み水Ｘ2（処理対象水）との混合状態の悪化に殆ど寄与しない。
【００４８】
また、本下水処理プラントＡによれば、マイクロバブルＸ5が混合水Ｘ4中における寿命が空気よりも短い酸素Ｘ9によって形成されているので、空気からなるマイクロバブルよりも早く消滅する。したがって、本下水処理プラントＡによれば、空気からなるマイクロバブルを用いた場合よりも、微生物フロック（活性汚泥Ｘ3）と上澄み水Ｘ2（処理対象水）との混合状態の悪化を抑制することができると共に、より多くの酸素Ｘ9を混合水Ｘ4中に溶解させることができるので、臭気ガスの発生を大幅に抑制することができる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る下水処理プラントＢは、図３に示すように、最初沈殿槽１、反応槽２Ａ、酸素製造装置４、圧縮機（コンプレッサ）５、オゾン発生装置６、マイクロバブル噴射部７、循環装置８及びろ過装置９によって構成されている。
【００５０】
すなわち、この下水処理プラントＢは、膜分離活性汚泥法に基づくものであり、上述した最終沈殿槽３に代えてろ過装置９を追加した構成を有する。以下の説明では、新たに追加されたろ過装置９についてのみ説明し、既に説明した構成要件については重複するので説明を省略する。
【００５１】
ろ過装置９は、散気管８ａの上方に処理混合水Ｘ6に浸漬された状態で設けられており、所定のろ過膜を用いて処理混合水Ｘ6中の処理済水Ｘ8を選択的に分離して排出する。このろ過膜としては、例えば（株）クボタ製の液中膜（平膜）が適用される。このような本下水処理プラントＢによれば、ろ過装置９を最終沈殿槽３に代えて採用するので、最終沈殿槽３を用いた沈降分離方式に比較して処理済水Ｘ8の分離処理時間を大幅に短縮することが可能である。また、本下水処理プラントＢによれば、最終沈殿槽３を設備するスペースが不要なので、第1実施形態に係る下水処理プラントＡよりも設備スペースを大幅に小さくすることが可能である。
【００５２】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では、散気管８ａとブロワ８ｂとからなる循環装置８を採用したが、本発明はこれに限定されない。循環装置８に代えて、例えば上記散気管８ａの位置に設けられたプロペラをモータ等の駆動装置で回転させることにより混合水Ｘ4を循環させても良い。また、循環流の向きは上記各実施形態に限定されず、上記各実施形態の反対向きであっても良い。
【００５３】
（２）また、マイクロバブル噴射部７の構成及び反応槽２，２Ａ内における位置も上記各実施形態に限定されない。図２に示したマイクロバブル噴射部７の構成はあくまでも一例であり、例えば筒状部材内に混合水Ｘ4を取り込み、当該筒状部材内に同軸状に設けられた管状の多孔質膜（多孔質体）あるいは筒状部材の内壁を構成する筒状の多孔質膜（多孔質体）からマイクロバブルＸ5を噴出するようにしても良い。また、マイクロバブル噴射部７の取り付け位置についても、反応槽２，２Ａの側壁２ａではなく、例えば底に設けるようにしても良い。
【００５４】
（３）上記各実施形態では下水Ｘ1を処理対象水としたが、本発明はこれに限定されない。本発明は、有機物を含む各種の水に適用可能である。
（４）上記各実施形態では、好気性微生物を用いた活性汚泥法に基づく下水処理プラントＡ，Ｂ（水処理装置）について説明したが、本発明は、このような水処理装置に限定されることなく、溶液中の溶存ガスを利用して活動する各種の微生物を用いた各種の処理装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ，Ｂ…下水処理プラント、１…最初沈殿槽、２，２Ａ…反応槽、２ａ，２ｂ…側壁、３…最終沈殿槽、４…酸素製造装置、５…圧縮機（コンプレッサ）、６…オゾン発生装置、７…マイクロバブル噴射部、７ａ…密閉室、７ｂ…開口、７ｃ…多孔質膜（多孔質体）、７ｄ…補強板（補強部材）８…循環装置、８ａ…散気管、８ｂ…ブロワ、９…ろ過装置、Ｘ1…下水、Ｘ2…上澄み水（処理対象水）、Ｘ3…活性汚泥、Ｘ4…混合水、Ｘ5…マイクロバブル、Ｘ6…処理混合水、Ｘ7…処理水、Ｘ9…酸素、Ｘ10…圧縮酸素、Ｘ11…混合気体、Ｘ12…空気、Ｘ13…気泡
【図１】
0005768370.tif 000002
【図２】
0005768370.tif 000003
【図３】
0005768370.tif 000004