(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピートモスに腐朽菌を作用させ、フミン酸を生成させ、被処理水と前記ピートモスとを接触させ前記フミン酸により被処理水のｐＨを調整することを特徴とする水のｐＨ調整方法。
【請求項２】
前記腐朽菌は、ピートモスの主成分であるリグニン、セルロースを分解しフミン酸を生成させることを特徴とする請求項１に記載の水のｐＨ調整方法。
【請求項３】
前記腐朽菌が白色腐朽菌であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水のｐＨ調整方法。
【請求項４】
被処理水を前記ピートモスに供給し、かつ前記ピートモスと空気との接触を良好にすることで、前記ピートモスが湿潤かつ好気状態とされ、前記腐朽菌は、良好に生育する高湿度でかつ好気状態の環境下に置かれていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水のｐＨ調整方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の水のｐＨ調整方法を実施するためのｐＨ調整装置であって、
前記腐朽菌を保有するピートモスと、
前記ピートモスを湿潤かつ好気状態で収容可能な容器と、
前記容器に収容された前記ピートモスを湿潤かつ好気状態にする環境形成手段と、
を有することを特徴とする水のｐＨ調整装置。
【請求項６】
前記環境形成手段は、被処理水と前記ピートモスとを接触させると共に、前記ピートモスと空気との接触を良好にし、前記腐朽菌が良好に生育する高湿度でかつ好気状態の環境を作り出すことを特徴とする請求項５に記載の水のｐＨ調整装置。
【請求項７】
前記環境形成手段が、前記容器に設置され、前記容器に被処理水が供給され前記容器内が満水となるまでは該水を排出せず、前記容器内が満水となると該水を短時間内に排出し、前記ピートモスを大気中に露出させる水排出手段であり、
前記容器への水の充填と前記容器からの水の排出とにより干満を繰り返し、これにより前記ピートモスを湿潤かつ好気状態にすることを特徴とする請求項６に記載の水のｐＨ調整装置。
【請求項８】
前記水排出手段が、サイホンであることを特徴とする請求項７に記載の水のｐＨ調整装置。
【請求項９】
前記サイホンは、頂部の高さが、前記腐朽菌により分解され充填高さが漸次減少する前記ピートモスの高さに追従するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の水のｐＨ調整装置。
【請求項１０】
前記環境形成手段が、前記容器内に収容されるピートモスに対して上方から前記被処理水を噴霧する噴霧手段であることを特徴とする請求項６に記載の水のｐＨ調整装置。
【請求項１１】
前記環境形成手段が、前記ピートモスの上部及び下部に配置される通水性及び通気性を有する保水体であり、前記被処理水を、前記上部保水体の上方から供給し前記ピートモスの層内を流下させることを特徴とする請求項６に記載の水のｐＨ調整装置。
【請求項１２】
前記環境形成手段は、さらに前記容器内を換気し好気状態にする換気手段及び／又は前記容器内に空気を送り前記容器内を好気状態にする送気手段を備え、前記容器内を換気し及び／又は前記容器内に空気を送り、前記ピートモスを湿潤かつ好気状態にすることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の水のｐＨ調整装置。
【請求項１３】
前記ピートモスは、通気性及び通水性を有する複数の袋に小分けして充填され、前記容器内に収納されていることを特徴とする請求項５から１２のいずれか１項に記載の水のｐＨ調整装置。
【請求項１４】
前記ピートモスは、前記容器内に多段に充填され、各段の間に空間部が設けられていることを特徴とする請求項５から１３のいずれか１項に記載の水のｐＨ調整装置。
【請求項１５】
請求項５から１４のいずれか１項に記載の水のｐＨ調整装置と、
前記ｐＨ調整装置から排出される処理水のｐＨを測定するｐＨ計と、
前記ｐＨ調整装置から排出される処理水を前記ｐＨ調整装置に返送する返送ラインと、
前記ｐＨ調整装置から排出される処理水を放流する放流ラインと、
前記ｐＨ調整装置から排出される処理水のｐＨに基づき、該処理水を前記返送ライン及び／又は前記放流ラインに送水する制御手段と、
を備える水のｐＨ調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水のｐＨ調整方法、ｐＨ調整装置及びｐＨ調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地下水は、周辺の環境によってｐＨ値が大きく変化する。このため大量の降雨時に地下水が工場などの各施設に入り込み、これにより各施設から排出される排水のｐＨ値が基準値外となる場合がある。このような問題を解決するために、本発明者は、ピートモスを使用した新たな排水処理システムを開発し、特許出願を行っている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
この排水処理システムは、ピートモスに含まれるフミン酸を利用して排水を中和させる。フミン酸は、アルカリには溶解するが、水には溶解し難い性質を有しているため、排水中に含まれるカルシウムの量に応じてフミン酸が解け出し排水を中和させることができる。これにより複雑な調整手段を用いることなく排水を中和させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１９９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来から一般的に使用されている排水のｐＨ調整装置は、排水のｐＨをｐＨ計で測定し、所定のｐＨとなるように薬品を排水に添加する。このようなｐＨ調整装置は、確実な方法ではあるが、薬品の他、計器、薬品添加装置などが必要となる。さらに計器、薬品添加装置を動作させるための電源も必要となる。【０００６】
これに対して特許文献１に記載の排水処理システムは、簡単な構成でｐＨ値を一定に保持することができる優れた排水処理システムである。ピートモスに含まれるフミン酸を利用して排水を中和する排水処理システムの場合、電源供給を行うことなく稼動させることも可能であるなど優れた点も多いが、ピートモスに含まれるフミン酸は、通常２０％程度であるためフミン酸が全て溶出すると中和効果がなくなり、多量の廃棄物が発生してしまう。【０００７】
本発明の目的は、ピートモスを使用し簡単な構成で、また特別な操作も必要とせず効率的に水のｐＨを調整することができる水のｐＨ調整方法、ｐＨ調整装置及びｐＨ調整システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ピートモスに腐朽菌を作用させ、フミン酸を生成させ、被処理水と前記ピートモスとを接触させ前記フミン酸により被処理水のｐＨを調整することを特徴とする水のｐＨ調整方法である。【０００９】
本発明の水のｐＨ調整方法において、前記腐朽菌は、ピートモスの主成分であるリグニン、セルロースを分解しフミン酸を生成させることを特徴とする。【００１０】
また本発明の水のｐＨ調整方法において、前記腐朽菌が白色腐朽菌であることを特徴とする。【００１１】
本発明の水のｐＨ調整方法は、ピートモスに腐朽菌を作用させフミン酸を生成させ、このフミン酸を使用して被処理水のｐＨを調整するので、簡単に被処理水のｐＨを調整することができる。本方法では、幅広い水を対象とすることが可能であり、被処理水として排水、排液が挙げられる。【００１２】
本方法は、フミン酸がアルカリには溶解するが、水には溶解し難い性質を利用したものであり、ピートモスを中和剤とする本方法は、ピートモスが存在する限り被処理水のｐＨを調整可能であり、特別の操作を必要とすることなくメンテナンスフリーでｐＨの調整を行うことができる。またピートモス自体が分解されるのでピートモスを１００％利用可能であり非常に効率的である。ピートモス自体が分解されるため廃棄物が発生しないか、発生したとしても少量であり、廃棄物の発生の点においても、従来のピートモス層に含まれるフミン酸を利用する方法に比較して効率的である。【００１３】
また本発明の水のｐＨ調整方法は、被処理水を前記ピートモスに供給し、かつ前記ピートモスと空気との接触を良好にすることで、前記ピートモスが湿潤かつ好気状態とされ、前記腐朽菌は、良好に生育する高湿度でかつ好気状態の環境下に置かれていることを特徴とする。【００１４】
本発明によれば、腐朽菌が良好に生育することができる高湿度でかつ好気状態の環境を、被処理水を利用して作り出すので非常に効率的であり、かつ環境の維持も容易である。【００１５】
また本発明は、前記水のｐＨ調整方法を実施するためのｐＨ調整装置であって、前記腐朽菌を保有するピートモスと、前記ピートモスを湿潤かつ好気状態で収容可能な容器と、前記容器に収容された前記ピートモスを湿潤かつ好気状態にする環境形成手段と、を有することを特徴とする水のｐＨ調整装置である。【００１６】
本発明の水のｐＨ調整装置を使用することで、本発明の水のｐＨ調整方法を容易にかつ確実に実施することができる。また特別の操作を必要とすることなくメンテナンスフリーでｐＨの調整を行うことができる。また本発明の水のｐＨ調整装置は、装置構成が簡単で安価に製作することができる。また本発明の水のｐＨ調整装置は、基本的に可動部がないため故障も少なく、高低差を利用して水を供給すれば動力も不要である。【００１７】
また本発明の水のｐＨ調整装置において、前記環境形成手段は、被処理水と前記ピートモスとを接触させると共に、前記ピートモスと空気との接触を良好にし、前記腐朽菌が良好に生育する高湿度でかつ好気状態の環境を作り出すことを特徴とする。【００１８】
本発明によれば、被処理水を利用し腐朽菌が良好に生育することができる高湿度でかつ好気状態の環境を作り出すので非常に効率的である。【００１９】
また本発明の水のｐＨ調整装置において、前記環境形成手段が、前記容器に設置され、前記容器に被処理水が供給され前記容器内が満水となるまでは該水を排出せず、前記容器内が満水となると該水を短時間内に排出し、前記ピートモスを大気中に露出させる水排出手段であり、前記容器への水の充填と前記容器からの水の排出とにより干満を繰り返し、これにより前記ピートモスを湿潤かつ好気状態にすることを特徴とする。【００２０】
本発明によれば、容器への水の充填と容器からの水の排出とによる干満を利用し、腐朽菌が良好に生育することができる高湿度でかつ好気状態の環境を作り出すので非常に効率的である。【００２１】
また本発明の水のｐＨ調整装置において、前記水排出手段が、サイホンであることを特徴とする。【００２２】
水排出手段にサイホンを使用することで、簡単にかつ確実に容器内の干満を実現し、腐朽菌が良好に生育することができる環境を作り出すことができる。またサイホンを使用することで外部から動力を供給することなく水のｐＨを調整することができる。【００２３】
また本発明の水のｐＨ調整装置において、前記サイホンは、頂部の高さが、前記腐朽菌により分解され充填高さが漸次減少する前記ピートモスの高さに追従するように構成されていることを特徴とする。【００２４】
本発明で使用するサイホンは、ピートモスが腐朽菌により分解され充填高さが漸次減少するとそれに追従して頂部の高さを減少させるので、容器内に水が不必要に充填されることがなく、ピートモスを湿潤状態でかつ好気状態とし、腐朽菌を良好に生育させることができる。【００２５】
また本発明の水のｐＨ調整装置において、前記環境形成手段が、前記容器内に収容されるピートモスに対して上方から前記被処理水を噴霧する噴霧手段であることを特徴とする。【００２６】
本発明によれば、被処理水を噴霧し、腐朽菌が良好に生育することができる高湿度でかつ好気状態の環境を作り出すので非常に効率的である。また安価にかつ容易に実現することができる。【００２７】
また本発明の水のｐＨ調整装置において、前記環境形成手段が、前記ピートモスの上部及び下部に配置される通水性及び通気性を有する保水体であり、前記被処理水を、前記上部保水体の上方から供給し前記ピートモスの層内を流下させることを特徴とする。【００２８】
本発明によれば、通水性及び通気性を有する保水体を利用し、これに被処理水を供給することで腐朽菌が良好に生育することができる高湿度でかつ好気状態の環境を作り出すので非常に効率的である。また安価にかつ容易に実現することができる。【００２９】
また本発明の水のｐＨ調整装置において、前記環境形成手段は、さらに前記容器内を換気し好気状態にする換気手段及び／又は前記容器内に空気を送り前記容器内を好気状態にする送気手段を備え、前記容器内を換気し及び／又は前記容器内に空気を送り、前記ピートモスを湿潤かつ好気状態にすることを特徴とする。【００３０】
本発明によれば、換気手段により容器内を換気し及び／又は送気手段により容器内に空気を送ることができるので、確実にピートモスを湿潤状態でかつ好気状態にすることができ、これにより腐朽菌が良好に生育できる。【００３１】
また本発明の水のｐＨ調整装置において、前記ピートモスは、通気性及び通水性を有する複数の袋に小分けして充填され、前記容器内に収納されていることを特徴とする。【００３２】
本発明によれば、ピートモスは、袋に小分けした状態で容器内に収容されるので、隣り合う袋同士の間に隙間が形成される。これによりピートモスが空気と接触し易くなり、腐朽菌が良好に生育することができる高湿度でかつ好気状態の環境を作り出し易い。また取扱いも簡単となる。【００３３】
また本発明の水のｐＨ調整装置において、前記ピートモスは、前記容器内に多段に充填され、各段の間に空間部が設けられていることを特徴とする。【００３４】
本発明によれば、ピートモスは、容器内に多段に充填され、各段の間に空間部が設けられているので、腐朽菌が良好に生育することができる高湿度でかつ好気状態の環境を作り出し易い。【００３５】
また本発明は、前記水のｐＨ調整装置と、前記ｐＨ調整装置から排出される処理水のｐＨを測定するｐＨ計と、前記ｐＨ調整装置から排出される処理水を前記ｐＨ調整装置に返送する返送ラインと、前記ｐＨ調整装置から排出される処理水を放流する放流ラインと、前記ｐＨ調整装置から排出される処理水のｐＨに基づき、該処理水を前記返送ライン及び／又は前記放流ラインに送水する制御手段と、を備える水のｐＨ調整システムである。【００３６】
本発明に係る水のｐＨ調整システムを使用することで水のｐＨを確実に調整することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の水のｐＨ調整方法、ｐＨ調整装置及びｐＨ調整システムは、簡単な構成ながら効率的に水のｐＨを調整することができる。本発明の水のｐＨ調整方法は、フミン酸を使用した水のｐＨ調整方法であり、特別の操作を必要とすることなくメンテナンスフリーでｐＨの調整を行うことができる。またピートモス自体が分解されるので廃棄物が発生しないか、発生したとしても少量であり、従来のピートモス層に含まれるフミン酸を利用する方法に比較して効率的である。また本発明の水のｐＨ調整装置及びｐＨ調整システムは、外部からの動力を使用することなく水のｐＨを調整することも可能であり、さらに装置構成が簡単で安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態の水のｐＨ調整装置１の概略構成図である。
【図２】本発明の水のｐＨ調整方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第１実施形態の水のｐＨ調整装置１の変形例である。
【図４】本発明の第２実施形態の水のｐＨ調整装置２の概略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態の水のｐＨ調整装置３の概略構成図である。
【図６】本発明の第４実施形態の水のｐＨ調整装置４の概略構成図である。
【図７】本発明の第１実施形態の水のｐＨ調整装置１を用いたｐＨ調整システム１０の概略構成図である。
【図８】本発明の第５実施形態の水のｐＨ調整装置５の概略構成図である。
【図９】本発明の第６実施形態の水のｐＨ調整装置６の概略構成図である。
【図１０】ピートモスを培地とした腐朽菌の増殖によるフミン酸生成試験の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、発明の第１実施形態の水のｐＨ調整装置１の概略構成図である。以下、被処理水が排水である場合を例として説明する。他の実施形態も同様である。ｐＨ調整装置１は、図２に示すように原理的には、ピートモス１５に腐朽菌（図示省略）を作用させ、ピートモス１５の主成分であるリグニン、セルロースを分解させフミン酸を生成させ、該フミン酸により排水のｐＨを調整する。ここではピートモスが中和剤として機能する。
【００４０】
ｐＨ調整装置１は、腐朽菌を保有するピートモス１５と、ピートモス１５を湿潤かつ好気状態で収容可能な容器２１と、容器２１に収容されたピートモス１５を湿潤かつ好気状態にするためのサイホン３９とを備える。サイホン３９は、ピートモス１５を湿潤かつ好気状態にする環境形成手段である。ｐＨ調整装置１の下方には、ｐＨ調整装置１より排出される中和された排水（処理水）を貯留する処理水槽４９が設けられている。
【００４１】
ピートモス１５は、ミズゴケ、アシ、ヨシ、スゲ、ヤナギなどの植物が堆積し、腐植化した泥炭を脱水、粉砕、選別したものである。ここで使用するピートモス１５は、腐朽菌を保有している。ここで使用する腐朽菌は、ピートモス１５の主成分であるリグニン、セルロースを分解しフミン酸を生成させるのであれば特定のものに限定されない。リグニン、セルロースを分解しフミン酸を生成させる腐朽菌としては白色腐朽菌が挙げられる。通常、ピートモス１５は、腐朽菌を保有しているが、腐朽菌を保有していない場合は、別途、ピートモス１５に腐朽菌の種菌を添加し培養すればよい。
【００４２】
ピートモス１５に腐朽菌（図示省略）を作用させ、ピートモス１５の主成分であるリグニン、セルロースを分解させフミン酸を生成させるには、腐朽菌が良好に生育できる環境とすることが重要である。白色腐朽菌であれば、ピートモス１５を高湿度の気中に置くことで白色腐朽菌は良好に生育することができる。具体的には、温度が２０〜４０℃、相対湿度が５０〜８０％の好気状態が好ましい。
【００４３】
容器２１は、ピートモス１５を収容し、被処理水である排水を受け入れ、排水とピートモス１５とを接触させ、排水を中和させる。容器２１は、上面が完全に開口し、蓋３３で覆われている。蓋３３には、容器２１内を好気状態に維持すべく空気孔３５が設けられている。また容器２１の上部には、排水を受けるための排水流入口３７が設けられ、底部にはサイホン３９が設置されている。
【００４４】
空気孔３５の大きさは、容器２１内が、腐朽菌が生育し易い環境となるように設定される。例えば、湿度が高過ぎる場合には、大きくすることで空気の入れ替わりを促し湿度を下げ、湿度が低過ぎる場合には、小さくすることで空気の入れ替わりを抑制し湿度を上昇させるようにする。また必要に応じて蓋３３を取外して使用してもよい。
【００４５】
容器２１は、高さが低く、平面視における面積が広い形状のものが好ましい。容器２１をこのような形状とすることで、充填するピートモス１５の厚さも必然的に薄くなり、空気との接触面積も大きくなり、ピートモス１５の内部まで好気状態を維持することができる。
【００４６】
容器２１内には、ピートモス１５を充填するための充填部２７が設けられている。充填部２７は、容器２１の底部との間に空間が形成されるように容器底面２３から少し高い位置に設けられている。また排水流入口３７から供給される排水が直接ピートモス１５にかからないように排水流入口３７側の充填部側面３１は、容器側面２５と少し離れている。
【００４７】
充填部２７は、ピートモス１５を保持可能で、かつ水及び空気が自在に通過できる網で形成されている。なお、充填部２７を形成する部材は、ピートモス１５を保持可能で、かつ水及び空気が自在に通過できる部材であればよく、網以外に布、多孔質板などを使用することができる。
【００４８】
サイホン３９は、容器２１内の水を間欠的に排出する水排出手段であり、ピートモス１５を湿潤かつ好気状態にするための手段でもある。サイホン３９がピートモス１５を湿潤かつ好気状態とするメカニズムについては後述する。サイホン３９は、容器２１内が満水となったとき、溜まっている水を一気に排出する。本実施形態において、満水とは、ピートモス１５の上面１６よりも僅かに高い水位である。このため容器２１内が満水となるとピートモス１５は完全に水中に没する。満水の水位Ｈ１は、満水状態において、ピートモス１５が水中に完全に埋没する水位ならば、可能な限り低いことが好ましい。
【００４９】
サイホン３９は、排水流入口３７と相対する容器２１の端部に取り付けられている。サイホン３９の入口４１は、容器２１の底面２３近傍に位置し、この位置は充填部底面２９と容器底面２３との間であり、サイホン３９の排出口４３は容器底面２３よりも低位置に設けられている。サイホン３９自体は、従来から一般的に使用されているサイホンと変わりない。
【００５０】
サイホン３９と同等の機能を備える装置として、弁を備える排水管と、水位検知器と、水位に応じて排水管に設置された弁を開閉させる制御装置とを備える排水装置が挙げられる。但し、水位検知器等を用いる排水装置は、構成部品が多く、電源も必要であるからサイホン３９の方が使用し易い。
【００５１】
ｐＨ調整装置１の使用方法及び動作について説明する。なお、ここで供給される排水はアルカリ性排水である。
【００５２】
腐朽菌を保有するピートモス１５を容器２１内の充填部２７に充填する。容器２１内は、サイホン３９の作用によりピートモス１５が湿潤かつ好気状態に維持され、腐朽菌が良好に生育する高湿度でかつ好気状態の環境であるため、腐朽菌は、ピートモス１５の主成分であるリグニン、セルロースを分解させフミン酸を生成させる。
【００５３】
排水は、サイホン３９とは反対側の容器２１の上部に設けられた排水流入口３７から容器２１内に供給される。このとき排水は、水面４５上に落下し、空気を巻き込む。水位が上昇し、排水がピートモス１５に接触すると、フミン酸は、アルカリには溶解し易い特性を有するので、フミン酸が排水に溶解し、排水は中和される。容器２１内の水位がさらに上昇し、満水Ｈ１となるとサイホン３９が動作し、容器２１内の水が一気に排出される。容器２１内の水が排出されると、再度、満水となるまで容器２１内に水が貯留される。
【００５４】
以上のようにｐＨ調整装置１は、容器２１内で水が干満を繰り返しながら、排水を中和する。容器２１内の水が全て排出されるとピートモス１５は、大気中（気中）に完全に露出する。水位がピートモス１５の底面１７の高さに達するまでピートモス１５は、大気中に露出したままであり、十分に空気と接触する。さらに水位が上昇すると、ピートモス１５の下部から徐々に排水に浸かるが、排水は、空気を巻き込みながら供給されるため、排水に浸かっている部分も完全な嫌気状態とはならない。
【００５５】
容器２１内で水が干満を繰り返すため、ピートモス１５は、湿潤状態を維持し、新たな空気と接触することができる。特に容器２１の高さを低くすることで、ピートモス１５が空気と接触し易くなる。これらにより腐朽菌が良好に生育できる環境である高湿度の好気状態を簡単に作り出すことができる。
【００５６】
上記のようにｐＨ調整装置１は、複雑な調整手段を使用することなく、また特別の操作を必要とすることなくメンテナンスフリーで排水を中和することができる。フミン酸は、アルカリ性の排水に溶解し易いため効率的に排水のｐＨを調整することができる。これらの点については、後述のｐＨ調整装置でも同じである。また図１に示すｐＨ調整装置１は、構造が簡単であり可動部がなく、さらに外部から電源等を供給する必要がないため安価に製作することができる。
【００５７】
上記実施形態では、排水が被処理水であったが、排水以外に排液、廃水、廃液のｐＨを調整することができることは改めて言うまでもない。この点については、以下の他の実施形態でも同じである。
【００５８】
第１実施形態の排水のｐＨ調整装置１は、種々変形して使用することができる。図１のｐＨ調整装置１では、容器２１に供給される排水が直接ピートモス１５にかからないように充填部２７を設ける例を示したが、ピートモス１５の上に直接、排水を供給するようにしてもよい。この場合には、一か所に供給するのではなく、ピートモス１５全体に排水が行きわたるように、例えばピートモス１５の上面に多孔板を置き、その上に排水を供給することが好ましい。
【００５９】
また第１実施形態の排水のｐＨ調整装置１の変形例として、図３に示すようにピートモス１５を小分けし、各々袋詰めにした後に容器２１内に充填してもよい。袋５１は、通気性のよい布、不織布、あるいはメッシュ状の袋などを使用することができる。袋詰めの数は、容器２１の大きさ、ピートモス１５の充填量に応じて適宜決定すればよく、２個以上あればよい。この方法は、充填効率が多少低下するが、逆に隣り合う袋５１と袋５１との間に隙間ができるので、ピートモス１５がより空気と接触し易くなる。図３では排水を分散して供給する例を示すが、図１のｐＨ調整装置１のようにピートモス１５にかからないように排水を供給してもよい。
【００６０】
図４は、本発明の第２実施形態の排水のｐＨ調整装置２の概略構成図である。図１から図３に示すｐＨ調整装置１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略し、以下、ｐＨ調整装置１と相違する点を中心に説明する。
【００６１】
ｐＨ調整装置２は、ｐＨ調整装置１と基本的構成を同じくするが、ピートモス１５が多段に充填される。充填部２７の各段の底面２９ａ、２９ｂ、２９ｃには第１実施形態の排水のｐＨ調整装置１と同様に、網を設置し、その上にピートモス１５を充填する。ピートモス１５を多段に充填することで、各段のピートモス１５の高さが低く、かつ上下の段の間に空間部５３が形成され各段のピートモス１５をより好気状態とすることができる。
【００６２】
図４に示すｐＨ調整装置２では、ピートモス１５を３段に充填する例を示すが、充填段数は特定の段数に限定されるものではなく、容器２１の大きさ、深さ、ピートモス１５の充填量に応じて適宜決定することができる。ピートモス１５の充填量が多い場合には、段数を多くし、一段当たりのピートモス１５の充填高さを低くすることが好ましい。上下の段の間に形成される空間部５３の大きさは、空気の入れ替わりが可能な大きさであればよく、不必要に大きくしても容積効率が低下するだけである。
【００６３】
図４に示すｐＨ調整装置２において、図３に示すようにピートモス１５を小分けし、各々袋詰めにした後に容器２１内の各段に充填してもよい。
【００６４】
図５は、本発明の第３実施形態の排水のｐＨ調整装置３の概略構成図である。図１から図４に示すｐＨ調整装置１、２と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略し、以下、ｐＨ調整装置１、２と相違する点を説明する。
【００６５】
ｐＨ調整装置３は、ｐＨ調整装置１と基本的構成を同じくするが、ピートモス１５の底部において空気との接触をより確実にすべく、ピートモス１５の上方と下方とを導通させる導通管（通気管）５５を有する。必要に応じて導通管５５の途中、あるいは容器２１内の気相部５７にファンを設け、容器２１内を強制的に換気し、あるいは空気を送り込むようにしてもよい。これによりピートモス１５を高湿度でかつ好気状態に維持することがより容易となる。このような導通管（通気管）５５の設置、気相部５７へのファンの設置は、図３に示すｐＨ調整装置１及び図４に示すｐＨ調整装置２においても効果的である。
【００６６】
図６は、本発明の第４実施形態の排水のｐＨ調整装置４の概略構成図である。図１から図５に示すｐＨ調整装置１、２、３と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略し、以下、ｐＨ調整装置１、２、３と相違する点を中心に説明する。
【００６７】
ｐＨ調整装置４は、ｐＨ調整装置１と基本的構成を同じくするが、サイホン５９の頂部６１の高さを可変可能とした点に特徴がある。ピートモス１５は、腐朽菌により分解されるので時間経過と共に減少する。これに伴いピートモス１５の高さも漸次減少する。サイホン５９の頂部６１の位置を固定すると、ピートモス１１の高さが低くなっても、水は当初に設定したレベルＨ１に達しないと排出されず、ピートモス１５が水中に没している時間が長くなる。
【００６８】
ｐＨ調整装置４では、ピートモス１５の高さによらず、ピートモス１５が完全に水に浸かると、直ちに水を排出することができるように、ピートモス１５の高さにサイホン５９の頂部６１の高さを追従させる。具体的には、柔軟性を有するパイプを逆Ｕ字状に設置しこれをサイホン５９とする。同時に、逆Ｕ字状のパイプの頂部６１を支持する多孔板６２を取り付け、この多孔板６２をピートモス１５の上面１６に載せる。多孔板６２には、通水性、通気性のあるものを使用し、水に浮かばない範囲で軽いものが好ましい。これにより使用に伴いピートモス１５の高さが低くなってもピートモス１５の高さにサイホン５９の頂部６１の高さを追従させることができる。このようなｐＨ調整装置４は、ピートモス１５を多高湿で好気状態に維持し易い。
【００６９】
図７は、本発明の第１実施形態の排水のｐＨ調整装置１を用いたｐＨ調整システム１０の概略構成図である。このｐＨ調整システム１０は、処理水槽４９内の排水（処理水）のｐＨを測定するｐＨ計６３、ｐＨ制御計６５、送水ポンプ６７、処理水槽４９内の処理水を容器２１に返送する返送ライン６９、処理水を放流すべく排出する放流ライン７１を備える。返送ライン６９と放流ライン７１とは、三方弁７３を介して連結し、三方弁７３は、ｐＨ制御計６５からの信号により動作する。
【００７０】
本ｐＨ調整システム１０において、処理水槽４９内の処理水をｐＨ計６３で測定し、この値が基準値を満足しない場合は、処理水を容器２１に返送すべく三方弁７３を返送ライン６９側に連通させる。一方、ｐＨ計６３で測定した値が基準値を満足している場合には、三方弁７３を放流ライン７１側に連通させ、放流を行う。
【００７１】
このようなｐＨ調整システム１０は、供給される排水のｐＨが高い場合、供給される排水の流量が多い場合など、フミン酸の生成速度に比較して供給される排水のアルカリ度が高い場合に好適に使用することができる。なお、図７に示すｐＨ調整システム１０では、ｐＨ調整装置１を使用しているが、ｐＨ調整装置１に代え、ｐＨ調整装置２、ｐＨ調整装置３、ｐＨ調整装置４を使用してもよいことは当然である。返送ライン６９と放流ライン７１の設置要領も、本実施形態の要領に限定されるものではない。
【００７２】
図８は、本発明の第５実施形態の排水のｐＨ調整装置５の概略構成図である。図１から図７に示すｐＨ調整装置１、２、３、４、ｐＨ調整システム１０と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
ｐＨ調整装置５は、ｐＨ調整装置１と同様の腐朽菌を保有するピートモス１５を収容する容器２１を有し、該容器２１内にピートモス１５を収容し、排水とピートモス１５とを接触させ、排水を中和させる。ｐＨ調整装置１では、サイホン３９を使用して容器２１内に排水の干満を形成し、これによりピートモス１５を高湿度でかつ好気状態とするが、ｐＨ調整装置５では、ピートモス１５の上方から排水を噴霧し、かつ容器２１内の換気をよくすることで高湿度好気状態を作り出す。本実施形態では、排水を噴霧するスプレーノズル７５及び容器２１内を換気する換気手段が環境形成手段である。
【００７４】
充填部２７は、容器２１の横断面全体に設けられ、底面２９にのみ網が取付けられている。また充填部２７は、ｐＨ調整装置１と同様に容器底面２３との間に空間が形成されるように容器底面２３から少し高い位置に設けられている。
【００７５】
排水は、ピートモス１５の上方に設置されるスプレーノズル７５を通じてピートモス１５に噴霧される。ｐＨ調整装置５では、容器２１内を高湿度好気状態とする必要があるから、スプレーノズル７５として排水を圧搾空気で微細化することができる２流体ノズルを好適に使用することができる。ただし、スプレーノズルとして液体のみを加圧しこれを噴霧する１流体ノズルを使用することもできる。
【００７６】
容器２１の底部には、排水管７７が設置されており、スプレーノズル７５を通じて供給される排水は、当該排水管７７を通じて処理水槽４９に送られる。なお、排水管７７は、容器２１の底部に少量の処理水が溜まるように、上端７９が容器底面２３から少し持ち上げられた位置となっている。
【００７７】
また容器２１の下部、具体的には、充填部底面２９と排水管の上端７９との間に空気を取り込むための通気口８１が設けられている。容器２１には、通気口８１と空気孔３５とが設けられているため、容器２１内を自然換気することができる。なお、送風装置（図示省略）を用い、通気口８１から空気を強制的に送り込むようにしてもよい。
【００７８】
またｐＨ調整装置５には、ピートモス１５と接し中和された処理水を再度、ピートモス１５で中和するための返送ライン６９が設けられている。返送ライン６９には送水ポンプ６７が設けられ、送水ポンプ６７により処理水槽４９内の処理水が汲み上げられスプレーノズル７５に送られる。スプレーノズル７５は、排水供給装置から送られる排水を噴霧するスプレーノズル７５と共用であり、返送ライン６９は、排水供給管４７に接続する。
【００７９】
ｐＨ調整装置５の使用方法及び動作について説明する。なお、ここで排水供給装置から供給される排水はアルカリ性排水である。
【００８０】
腐朽菌を保有するピートモス１５を容器２１内の充填部２７に充填する。容器２１内は、スプレーノズル７５及び換気手段によりピートモス１５が湿潤かつ好気状態に維持され、腐朽菌が良好に生育する高湿度でかつ好気状態の環境状態であるため、腐朽菌は、ピートモス１５の主成分であるリグニン、セルロースを分解させフミン酸を生成させる。
【００８１】
スプレーノズル７５を介して、ピートモス１５の上方から噴霧された排水は、ピートモス１５層内を流下する過程でフミン酸により中和され、排水管７７を通じて処理水槽４９に排出される。なお、処理水槽４９内の処理水の一部は、返送ライン６９を通じてスプレーノズル７５に送られ、再度、ピートモス１５層内を流下する過程でフミン酸により中和される。
【００８２】
以上のようにｐＨ調整装置５は、容器２１の上方から排水及び処理水が噴霧されると共に容器２１内が換気されるため、ピートモス１５は、湿潤状態を維持し、新たな空気と接触することができる。これらにより腐朽菌が良好に生育できる環境である高湿度の好気状態を簡単に作り出すことができる。ｐＨ調整装置５は、ｐＨ調整装置１に比較して、排水を噴霧するためのスプレーノズル７５、排水を加圧する装置が必要となるが、ピートモス１５の高さが低くなっても高湿度好気状態を容易に作り出すことができる。
【００８３】
上記ｐＨ調整装置５において、スプレーノズル７５に圧搾空気による２流体タイプのスプレーノズルを使用すれば、噴霧される排水及び処理水に空気が混入し、ピートモス１５を好気状態に維持し易い。さらに通気口８１から空気を強制的に送り込めば、ピートモス１５を好気状態に維持し易い。
【００８４】
ｐＨ調整装置５もｐＨ調整装置１と同様に、種々変形して使用することができる。図８に示すｐＨ調整装置５では、返送ライン６９を備え、処理水槽４９内の処理水を再度、ピートモス１５に接触させる循環運転を行うが、供給される排水のアルカリ度が低く、ピートモス１５層を一度通過させることで排水を所定のｐＨとすることができる場合には、返送ライン６９を設けなくてもよい。また図７に示すｐＨ調整システム１０と同様に、処理水のｐＨを測定し、ｐＨが基準値に達していない場合のみ、容器２１に返送し、ｐＨが基準値に達している場合は、放流するようにしてもよい。
【００８５】
またｐＨ調整装置５においても図３に示すｐＨ調整装置１と同様に、ピートモス１５を袋詰めにして充填してもよい。さらに図４に示すｐＨ調整装置２と同様に、容器２１内にピートモス１５を多段充填してもよい。
【００８６】
図９は、本発明の第６実施形態の排水のｐＨ調整装置６の概略構成図である。図１から図８に示したｐＨ調整装置１、２、３、４、５及び排水処理システム１０と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８７】
ｐＨ調整装置６は、ｐＨ調整装置１と同様の腐朽菌を保有するピートモス１５を収容する容器２１を有し、該容器２１内にピートモス１５を収容し、排水とピートモス１５とを接触させ、排水を中和させる。ｐＨ調整装置１では、サイホン３９を使用して容器２１内に排水の干満を形成し、これによりピートモス１５を高湿度でかつ好気状態とするが、ｐＨ調整装置６では、ピートモス１５の上下を多孔質材８３、８５で挟み込み、かつ容器２１内の換気をよくすることで高湿度好気状態を作り出す。本実施形態では、ピートモス１５の上下に配置される多孔質材８３、８５及び容器２１内を換気する換気手段が環境形成手段である。
【００８８】
充填部２７は、ｐＨ調整装置５と同様に容器２１の横断面全体に設けられ、底面２９にのみ網が取付けられている。充填部２７は、ｐＨ調整装置１と同様に容器底面２３との間に空間が形成されるように容器底面２３から少し高い位置に設けられており、この空間部に、この空間部を埋めるように多孔質材８３が充填されている。
【００８９】
ピートモスの上面１６には、多孔質材８５が載置されている。ピートモスの上面１６に載置された多孔質材８５と充填部２７の下方に充填された多孔質材８３は、共に保水性、通水性、通気性に富む部材からなり、保水層（保水体）として機能する。このような多孔質材８３、８５としては、合成樹脂製のスポンジ、セラミック、ゼオライトなどからなる多孔体が挙げられる。多孔質材８３、８５は、水に浮かばない範囲内で軽い方が好ましい。
【００９０】
多孔質材８３、８５は、一枚の板状の部材であっても、粒状、塊状の部材を充填したものであってもよい。多孔質材８５は、ピートモス１５の上面１６に載っているだけであるから、ピートモス１５が腐朽菌により分解され高さが減少すると、それに追従して多孔質材８５も移動する。粒状の多孔質材８３を充填部２７の下方に充填する場合において、排水管７７を通じて流出する恐れがあるときには、排水管７７を網で覆うなどの対策が必要である。
【００９１】
多孔質材８５は、ピートモス１５が腐朽菌により分解され高さが減少しても移動しないように容器２１内に固定してもよい。この場合には、排水が多孔質材８５で分散されシャワー状となりピートモス１５に供給される。
【００９２】
排水管７７の取付け位置は、第５実施形態の排水のｐＨ調整装置５と同様に、容器２１の底部に少量の処理水が溜まるように、排水管の上端７９が容器底面２３から少し持ち上げられた位置となっている。また容器２１の下部には、第５実施形態の排水のｐＨ調整装置５と同様に、通気口８１が設けられ、容器内２１を自然換気及び強制換気することができる。
【００９３】
ｐＨ調整装置６の使用方法及び動作について説明する。なお、ここで排水供給装置から供給される排水はアルカリ性排水である。
【００９４】
腐朽菌を保有するピートモス１５を容器２１内の充填部２７に充填する。容器２１内は、ピートモス１５の上下に配置される多孔質材８３、８５及び容器２１内を換気する換気手段によりピートモス１５が湿潤かつ好気状態に維持され、腐朽菌が良好に生育する高湿度でかつ好気状態の環境であるため、腐朽菌は、ピートモス１５の主成分であるリグニン、セルロースを分解させフミン酸を生成させる。
【００９５】
ピートモス１５の上方から供給された排水は、多孔質材８５で分散され、多孔質板８５を通過し、ピートモス１５に供給される。ピートモス１５に達した排水は、ピートモス１５層内を流下する過程でフミン酸により中和され、多孔質材８３を通過し、排水管７７を通じて処理水槽４９に排出される。容器２１内は、通気口８１及び空気孔３５を通じて換気され、さらに多孔質材８３、８５が通気性を有するので、ピートモス１５は、湿潤状態を維持し、新たな空気と接触することができる。これらにより腐朽菌が良好に生育できる環境である高湿度の好気状態を簡単に作り出すことができる。
【００９６】
ｐＨ調整装置６は、装置構成が非常に簡単で可動部がないため信頼性が高い。また外部から電源等を供給する必要がないので、使用場所が限定されず幅広く使用することができる。
【００９７】
上記ｐＨ調整装置６において、通気口８１から空気を強制的に送り込めば、ピートモス１５を好気状態に維持し易い。またｐＨ調整装置１と同様に、種々変形して使用することができる。例えば図３に示すｐＨ調整装置１と同様に、ピートモス１５を袋詰めにして充填してもよい。さらに図４に示すｐＨ調整装置２と同様に、容器２１内にピートモス１５を多段充填してもよい。またｐＨ調整装置６を用いて、図７に示す排水処理システムと同様の排水処理システムを構築してもよい。またｐＨ調整装置５と同様に、処理水を循環運転可能としてもよい。
【００９８】
以上の通り、種々の形態のｐＨ調整装置及びｐＨ調整装置を組み込んだ排水処理システムを示したが、ｐＨ調整装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、ピートモスを湿潤かつ好気状態とし、腐朽菌が良好に生育する高湿度でかつ好気状態の環境を作り出し、腐朽菌によりピートモスを分解させ、フミン酸を生成させることができれば、他の形態であってもよい。
【００９９】
図面を参照しながら好適なｐＨ調整装置及び排水処理システム、さらには排水のｐＨ調整方法について説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
【実施例】
【０１００】
ピートモスを培地とした腐朽菌の増殖によるフミン酸生成試験を以下の要領で行った。
ピートモスには、カナダ産プロモス（フミン酸含有量１２〜１４％）を、腐朽菌（種菌）には、ヒマラヤヒラタケ１号（株式会社キノックス製）を使用した。【０１０１】
ピートモスの調整：フミン酸の生成を確認するためにピートモスに含まれているフミン酸を、次の要領で除去した。０．１％のＮａＯＨ溶液  １Ｌにピートモス２５ｇを２昼夜浸漬し、完全にフミン酸を溶出させた。その後、洗浄液のｐＨが９以下になるまで水で洗浄した。最終的に洗浄水のｐＨが８．６であることを確認した。【０１０２】
上記要領でフミン酸を除去したピートモスをフラスコ（ガラス製）に薄く敷き詰め、オートクレーブで滅菌した。その後、ピートモスに約０．５ｍＬの種菌を加え、滅菌水で含水量を調整し、２５℃の恒温槽で５日間培養を行った。【０１０３】
試験の結果、図１０に示すように５日目には腐朽菌が全体を白く覆い、急速に腐朽菌が繁殖していることを確認した。５日間培養の培地のｐＨを測定したところ、ｐＨは５．４であり、フミン酸の生成を確認した。
【符号の説明】
【０１０４】
１、２、３、４、５、６  ｐＨ調整装置
１０  ｐＨ調整システム
１５  ピートモス
２１  容器
２７  充填部
３５  空気孔
３９  サイホン
５１  袋
５３  空間部
５５  導通管
５７  気相部
５９  サイホン
６１  サイホンの頂部
６２  多孔板
６３  ｐＨ計
６５  ｐＨ制御計
６７  送水ポンプ
６９  返送ライン
７１  放流ライン
７３  三方弁
７５  スプレーノズル
８１  通気口
８３、８５  多孔質材
【図１】
0005755826.tif 000002
【図２】
0005755826.tif 000003
【図３】
0005755826.tif 000004
【図４】
0005755826.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005755826.tif 000007
【図７】
0005755826.tif 000008
【図８】
0005755826.tif 000009
【図９】
0005755826.tif 000010
【図１０】
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