(57)【要約】  微生物を補給する必要がなく、籾殻を使用した菌床のように定期的に籾殻を補充しなくとも、微生物による生ごみを分解処理する機能を長期間に渡り維持できる汚水処理装置を提供することを目的とする。  本発明の汚水処理装置は、生ごみを粉砕した固形物と、菌床とを収容する分解処理槽と、前記分解処理内に水分を供給できる給水手段と、前記固形物と前記菌床とを前記分解処理槽の中で撹拌する撹拌手段とを備え、菌床内の好気性微生物を用いて前記固形物を分解処理する汚水処理装置であって、前記菌床は、複数の空孔を有する鉱物質を原料とする合成樹脂からなる担体と、前記複数の空孔内に担持された微生物とからなる。
2014207814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみを粉砕した固形物と菌床とを収容する分解処理槽と、前記分解処理内に水分を供給できる給水手段と、前記固形物と前記菌床とを前記分解処理槽の中で撹拌する撹拌手段とを備え、菌床内の好気性微生物を用いて前記固形物を分解処理する汚水処理装置であって、前記菌床は、複数の空孔を有する鉱物質を原料とする合成樹脂からなる担体と、前記複数の空孔内に担持された微生物とからなることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
前記担体は、複数の空孔内に所定量の酵素を担持してなることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項３】
前記担体は、少なくともその表皮部分が形状復元力に富んだ弾性体より構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の汚水処理装置。
【請求項４】
前記担体は、ウレタンスポンジにより構成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項５】
前記汚水処理装置は、汚水を固体分と液体に分離する固液分離処理槽をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項６】
前記汚水処理装置は、マイクロバブル発生部または微細気泡散気装置をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項７】
多孔質の鉱物質を原料とする合成樹脂内に形成された空孔内に微生物の活動を活性化させる酵素を少なくとも一部担持させてなる担体を分解処理槽内に投入する工程と、生ごみを粉砕した固形物を分解処理する分解処理槽内に微生物を投入する工程と、前記微生物の餌となる栄養分を投入する工程と、前記分解処理槽内のＰＨを調整する工程と、適度な水分の補給と、適度な温度を保ちながら、前記分解処理槽内の投入物を撹拌する工程と、を備えたことを特徴とする汚水処理方法。
【請求項８】
生ごみまたは汚水等を分解処理するために使用される菌床であって、前記菌床は、少なくとも表皮部分が複数の空孔を備え形状復元力に富んだ鉱物質を原料とする合成樹脂からなる担体と、前記複数の空孔内に微生物と前記微生物の活動を活発化させる所定量の酵素とを担持してなることを特徴とする菌床。
【請求項９】
前記担体は、少なくともその表皮部分が形状復元力に富んだ弾性体よりなることを特徴とする請求項８に記載の菌床。
【請求項１０】
前記担体は、ウレタンスポンジにより構成したことを特徴とする請求項８または９に記載の菌床。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンション等の集合住宅、ホテル、レストラン、病院、複合建物、食品工場などから排出される生ごみ、生活排水、特に、ディスポーザーにより粉砕されて排出される生ゴミ等の固形物を含む汚水を効果的に処理する汚水処理装置、汚水処理用菌床及び汚水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マンション等の集合住宅、ホテル、レストラン、病院、複合建物、食品工場などから排出される生ごみ、生活排水、特に、ディスポーザーにより粉砕されて排出される生ゴミ等の固形物を含む汚水を、ポンプ６により直接固液分離槽１４の汚水槽３２に送り込み、その中に設けられた固液分離装置３３により汚水中の固形分を捕集し、捕集された固形分３８に好気性微生物、中和剤、臭気抑制剤等を添加し、分解処理槽１１の中で攪拌装置１７により攪拌混合しながら、好気性微生物により二酸化炭素，水，硝酸イオン，硫酸イオンなどの無機物に変化させる好気性分解処理が提案されている。また、このような汚水処理装置にあっては、ブロワーを用いて処理槽(曝気槽)内に曝気用の気泡を送り込むことで処理槽内の好気性微生物の分解処理を活発にさせるようになっている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３４３６２６６号公報（段落［００３８］−［００５０］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に示される汚水処理装置においては、通常、微生物を含む籾殻よりなる菌床を固形物とともに撹拌しながら、固形分を水とＣＯ２に分解している。しかし、籾殻を菌床として使用した場合、籾殻自体が植物であるため、微生物によって分解され易く、菌床となる籾殻を定期的に補充しなければならないという問題がある。【０００５】
また、前記菌床となる籾殻は、菌の巣となるだけでなく、籾殻同志の間の隙間が通気を促し、好気性微生物に空気を供給する役割を果たしている。しかし、籾殻自体が好気性微生物によって分解などが進むと、籾殻同志の間の隙間が小さくなり、汚水処理槽内の通気性が悪くなる。そのため、好気性微生物に十分な空気を供給できず、好気性微生物の繁殖が弱まり、悪臭を発するという問題が発生する。【０００６】
さらに、従来の曝気用の気泡を送り込みながら好気性分解を行う場合には、処理槽内の汚水に含まれる汚泥によって、気泡の進行が阻まれてしまい、結果的に処理槽内の好気性微生物に万遍なく空気を供給できないため、効果的な好気性分解処理を行うことができず、汚泥などの固形物の分解に時間を要してしまうという問題がある。【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、汚水処理槽内の通気性を十分に確保するとともに、好気性微生物を長期間にわたり十分繁殖させ、悪臭の発生を抑えることができる汚水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の汚水処理装置は、生ごみを粉砕した固形物と菌床とを収容する分解処理槽と、前記分解処理内に水分を供給できる給水手段と、前記固形物と前記菌床とを前記分解処理槽の中で撹拌する撹拌手段とを備え、菌床内の好気性微生物を用いて前記固形物を分解処理する汚水処理装置であって、前記菌床は、複数の空孔を有する鉱物質を原料とする合成樹脂からなる菌床と、前記複数の空孔内に担持された微生物とからなることを特徴としている。
この特徴によれば、菌床は、鉱物質を原料とする合成樹脂により構成されているため微生物による分解がなく、菌床、延いては微生物が担持されている複数の空孔を安定して確保できることになる。そのため、好気性微生物が空孔内で長期間にわたり生息するばかりか、内部で十分繁殖し、悪臭もなくなる。また、好気性微生物が空孔内に担持されるため、撹拌による衝撃または散水によっても流れ出ることもない。【０００９】
本発明の汚水処理装置は、複数の空孔内に所定量の酵素を担持してなることを特徴としている。
この特徴によれば、菌床の空孔内に担持した酵素の働きによって、好気性微生物の繁殖速度を高めることができるばかりか、好気性微生物を十分繁殖させることができる。【００１０】
本発明の汚水処理装置は、菌床の少なくとも表皮部分を形状復元力に富んだ弾性体より構成したことを特徴としている。
この特徴によれば、菌床の少なくとも外皮部分を形状復元力に富んだ弾性体より構成することにより、固形物と菌床とが処理槽内における撹拌過程で、少なくとも菌床の表皮部分が菌床相互の衝突、接触により圧縮と復元とを繰り返し、菌床の空孔から水分や空気の吸排が促進され、好気性微生物の繁殖に必要な空気や水分とを菌床の空孔内に十分に供給できることになる。【００１１】
本発明の汚水処理装置は、菌床をウレタンスポンジにより構成したことを特徴としている。
この特徴によれば、ウレタンスポンジが、汚水を含んだ状態で生ごみを粉砕した固形物とほぼ比重が等しくなり、撹拌中に菌床と固形分の遊離がなく固形分の分解が促進されることになる。また、ウレタンスポンジは、吸水性、排水性及び耐水性に優れ、酸性環境、アルカリ性環境、高温環境でも劣化することがないため、定期的に菌床を補充する必要がなくなる。【００１２】
本発明の汚水処理装置は、汚水を固体分と液体に分離する固液分離処理槽をさらに含むことを特徴としている。
この特徴によれば、汚水中に含まれる塩分等の好気性微生物の活動を阻害する物質を分離して、分解処理槽へ送られることを防いでいる。【００１３】
本発明の汚水処理装置は、マイクロバブル発生部または微細気泡散気装置をさらに含むことを特徴としている。
この特徴によれば、通常の粗気泡バブリングに比べて、液体中に溶解する酸素量を多くすることができる。その結果、酸素濃度の高い液体が担体に吸排される過程で、担体に担持された好気性微生物により多くの酸素を供給でき、好気性微生物の活動をさらに活性化できる。【００１４】
本発明の汚水処理装置は、汚泥を含む汚水を固体分と液体分に分離する固液分離装置と、前記分離された固体分を撹拌手段にて撹拌するようになっている固体処理部と、前記固体処理部にて分解処理されて生じた液体を導きこの液体にマイクロバブル発生手段によりマイクロバブルを含ませる処理を行うマイクロバブル発生部と、を有し、
前記マイクロバブル発生部にて前記マイクロバブルが含まれた前記液体分を、前記固体処理部内に投入して撹拌処理できるようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、汚泥を含む汚水のうち固液分離装置により分離された固体分は、固体処理部における好気性の微生物により好気性分解され、更に固体処理部にて分解処理されて生じた液体は、マイクロバブル発生部にてマイクロバブル発生手段により長時間水中に滞留可能なマイクロバブルが含ませられた状態で固体処理部に投入され、撹拌手段により固体分と撹拌されるようになっている。そのため、微細な気泡が滞留された状態の液体が固体分内に浸透するため、固体分の塊の内部に存在する好気性微生物に対して効果的に空気を供給することができ、好気性微生物を活性化して高い好気性分解能力を発揮させることができ、固形物の分解時間を短縮できる。【００１５】
前記固体処理部は、前記分離された固体分を貯留する容器体を備え、該容器体は、中心軸が水平軸に対し下流側に向けて下向きとなる傾斜を有して設置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、固体分，担体及び前記マイクロバブルを十分に含ませた液体を固体処理部の容器体の下流側に滞留させることにより、容器体の下流側で集中的に好気性分解させ、処理能力を高めることができる。【００１６】
前記固体処理部は、前記分離された固体分を貯留する容器体を備え、該容器体内の上方寄りに複数の吐出口より水をシャワー状に散水できる散水管を備え、
前記マイクロバブル発生部にてマイクロバブルを含ませた液体が、前記散水管を介して前記固体処理部の容器体内に供給されることを特徴としている。
この特徴によれば、マイクロバブルは、気泡径が小さいことから気泡の上昇が緩やかであるため、固体分及び担体の塊の中に液体と同様に浸透させることができ、固体分及び担体の塊の内部の好気性微生物に対して十分に空気を供給し、効果的な好気性分解を行わせることができる。【００１７】
本発明の汚水処理方法は、多孔質の鉱物質を原料とする合成樹脂内に形成された空孔内に微生物の活動を活性化させる酵素を少なくとも一部担持させてなる担体を分解処理槽内に投入する工程と、生ごみを粉砕した固形物を分解処理する分解処理槽内に微生物を投入する工程と、前記微生物の餌となる栄養分を投入する工程と、前記分解処理槽内のＰＨを調整する工程と、適度な水分の補給と、適度な温度を保ちながら、前記分解処理槽内の投入物を撹拌する工程と、を備えたことを特徴としている。
この特徴によれば、担体は、鉱物質を原料とする合成樹脂により構成されているため微生物による分解がなく、菌床、延いては微生物が担持されている複数の空孔を安定して確保できることになる。そのため、好気性微生物が空孔内で長期間にわたり生息するばかりか、内部で十分繁殖し、悪臭もなくなる。また、好気性微生物が空孔内に担持されるため、撹拌による衝撃または散水によっても流れ出ることもない。【００１８】
本発明の菌床は、生ごみまたは汚水等を分解処理するために使用される菌床であって、前記菌床は、少なくとも表皮部分が複数の空孔を備え形状復元力に富んだ鉱物質を原料とする合成樹脂からなる担体と、前記複数の空孔内に微生物と前記微生物の活動を活発化させる所定量の酵素とを担持してなることを特徴としている。
この特徴によれば、菌床の空孔内に担持した酵素の働きによって、好気性微生物の繁殖速度を高めることができるばかりか、好気性微生物を十分繁殖させることができる。また、該菌床に撹拌を与える場合にあっては、菌床の表皮部分が菌床相互の衝突、接触により圧縮と復元とを繰り返し、菌床の空孔から水分や空気の吸排が促進され、好気性微生物の繁殖に必要な空気や水分とを菌床の空孔内に十分に供給できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１における汚水処理装置の設置例を示す縦断側面図である。
【図２】実施例１における汚水処理装置を示す縦断側面図である。
【図３】実施例１における固液分離処理槽を示す縦断側面図である。
【図４】実施例１における固体処理部を示す縦断側面図である。
【図５】実施例１における気泡発生部を示す縦断側面図である。
【図６】実施例１におけるマイクロバブル発生ノズルを示す縦断側面図である。
【図７】菌床及び担体の構造を説明する図である。
【図８】担体の他の実施例を示す図である。
【図９】実施例２における汚水処理装置を示す縦断側面図である。
【図１０】実施例２における汚水処理装置を示す横断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る汚水処理装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００２１】
実施例１に係る汚水処理装置につき、図１から図７を参照して説明する。以下、図１及び図２の紙面左側を汚水処理装置の正面側（前方側）として説明する。図１の符号１は、実施例における汚水処理装置である。この汚水処理装置は、主にマンションに代表される集合住宅等２に設置され、各家庭から廃棄される生ゴミ等を含む汚水を下水道管に流す前に、浄化処理する装置である。【００２２】
図１に示されるように、汚水処理装置１は、各家庭のキッチンなどに設置されるディスポーザー３，３，…と集合配管４を介して接続されている。各ディスポーザー３は、ここでは詳述しないが、各家庭におけるキッチンシンクの排水口下方に主に設置されており、調理時や廃棄時に生じる生ゴミを回収し、これらの生ゴミを内部に備えたハンマー及び刃によって粉砕し、調理時の排水とともに汚水処理装置１へと流すようになっている。【００２３】
汚水処理装置１は、上流側に各ディスポーザー３，３，…から導入される生ゴミ等の汚泥を含んだ汚水を一纏めにして一時的に貯留する貯留槽５と導入管７を介し接続されており、貯留槽５からポンプ６により汚水が流入するようになっている。また、汚水処理装置１は、下流側に処理後の汚水を排出する排水管８が接続されており、浄化された排水は排水管８を介して公共の下水処理施設側９に送られ河川１０等に放流される。【００２４】
図２に示されるように、汚水処理装置１は、固液分離処理槽１１と、該分離された固体分を貯留して浄化処理を行う固体処理部１２と、後述するマイクロバブル発生装置または微細気泡散気装置５６とを備えており、図３から図５は、それぞれ固液分離処理槽１１と、固体処理部１２と、マイクロバブル発生部１３、微細気泡散気装置５６とを示す図である。【００２５】
図２及び図３に示されるように、固液分離処理槽１１は、前記導入管７を通して貯水槽５から導入される汚水を固体分と液体に分離する部分であり、固液分離処理槽１１内には、無端回走式の固液分離装置１４が傾斜状に設けられている。【００２６】
図３に示されるように、固液分離装置１４は、コンベアフレーム１５の上下部に回転可能に支持された１対のローラ１６，１６に掛け回したコンベアベルト１７と、このコンベアベルト１７の上面を覆うようにしてコンベアフレーム１５に固着された、幅方向に微少間隔おきに縦列に配置された多数の丸棒又は角棒よりなる櫛形篩板１８とからなり、コンベアベルト１７の表面には、櫛形篩板１８の各棒間に摺動可能に嵌合し、かつ上方に突出する多数の搬送突起１９，１９，…が、一定の間隔おきに多数突設されている。【００２７】
櫛形篩板１８により固液分離処理槽１１から捕集された固体分は、順次上向きに回走してくる搬送突起１９，１９，…によりすくいあげられ、櫛形篩板１８の上端より落下して後述する収集口２０を介して固体処理部１２内に流入されるようになっている。一方、図３に示されるように、櫛形篩板１８を通過して、固液分離された汚水の液体は固液分離処理槽１１内から排水管８を介して公共の下水処理施設側９に送られるようになっている。固液分離処理槽１１にて分離された液体は塩分等の好気性微生物の活動を阻害する物質を多く含むので、排水管８を介して公共の下水処理施設側９に送られる。このようにして、好気性微生物の活動を阻害する物質が固体処理部１２へ送られることを防いでいる。【００２８】
図４に示されるように、固体処理部１２は分解処理槽（以下、容器体２５と称する。）を有し、この容器体２５は、上流側には櫛形篩板１８の上端より落下する固体分を収集する前記収集口２０を備え、下流側には排出部２６を備えている。また、容器体２５は、その中心軸が水平面に対し傾斜されて後方側（上流側）が前方側（下流側）に比べ高くなるように設置されており、内容物が下流側に自然流下するようになっている。【００２９】
容器体２５の中央部の外周面には、外周ギア３１が設けられている。そして、この外周ギア３１に噛合される駆動ギア３０ａを有し、撹拌手段（以下、回転駆動装置３０と称する。）が容器体２５の近傍に設けられている。この回転駆動装置３０が図示しないギヤードモータによって駆動されることにより、容器体２５は、その中心軸を中心として回転駆動される。尚、容器体２５は、上流側から見て反時計回りに回転駆動される。【００３０】
容器体２５の内部には、多数の菌床５０，５０，…が複数投入されており、これら菌床５０，５０，…は、好気性微生物の菌床として使用されるようになっている。菌床５０，５０，…は、略立方体を成して容器体２５の内部を自由に移動できる。菌床５０は複数の空孔を有する鉱物質を原料とする合成樹脂から形成されている。尚、この菌床５０，５０，…には、好気性微生物のみならず、中和剤、臭気抑制剤等を添加させることもできる。【００３１】
また、ここでは細かく図示しないが、容器体２５の内周面には、菌床５０，５０，…を攪拌するための複数の攪拌板２８，２８，…が螺旋状に固着されており、容器体２５が回転駆動されると、菌床５０，５０，…が攪拌板２８，２８，…によって上方に移動され、再び下方に投下されるようになる。【００３２】
図４に示されるように、容器体２５は、前述したように下流側が低くなるように傾斜しており、撹拌板２８，２８，…が螺旋状に複数設けられているため、下流側の前記固体分は撹拌板２８，２８，…に持ち上げられて、上流側に落とされるようになる。これによれば、容器体２５内における固体分の分離処理時間を長く採ることができる。【００３３】
容器体２５の下流側には、容器体２５の外部に好気性分解後の液体を排出するための排出部２６が設けられている。この排出部２６は、後方にゆくに従って窄まるような略円筒形状を成している。また、排出部２６は容器体２５と一体的に設けられており、容器体２５の回転と連動して回転駆動される。【００３４】
排出部２６の外周面は、図示しない多数の小孔が形成されたパンチングメタル部となっており、容器体２５の内部の好気性分解後の液体がパンチングメタル部の小孔から流出される。このパンチングメタル部の内周面には、分離フィルタ２７が敷設されている。この分離フィルタ２７によりパンチングメタル部の小孔が閉塞されており、分解前の固体分の流出を防ぎ、排出部２６から処理された液体のみが接続管２１に流入されるようになっている。【００３５】
尚、排出部２６の最大直径は、容器体２５の直径よりも小さく形成されており、容器体２５の下流側端面２５ａの下部が堰となるため、汚泥を含む汚水における液体を蓄える仕切板となっている。この下流側端面２５ａから溢れ出した汚水における液体が排出部２６に流れるようになっていることから、容器体２５内部の液体の水位は、常に、分離フィルタ２７の一部を浸水させる水位となっている。【００３６】
更に尚、汚水における液体は、容器体２５の内周面の下方側に僅かな水位で貯留されている。そのため殆どの菌床５０，５０，…は、汚水の水面よりも上に配置されて空気に触れ易くなっている。【００３７】
排出部２６の上方位置には、分離フィルタ２７に対して下流側から洗浄水を供給するシャワーノズル２９が設けられている。このシャワーノズル２９は、排出部２６のパンチングメタル部に向かって高圧で洗浄水を噴射できるようになっている。尚、シャワーノズル２９は、常に作動させてもよいし、一定時間毎に作動させるようにしてもよい。【００３８】
シャワーノズル２９から噴射された洗浄水は、排出部２６のパンチングメタル部の小孔を通過し、分離フィルタ２７の表面に付着した油分や微細な固体分を、容器２５内部に向かって流し去ることができる。【００３９】
図５に示されるように、マイクロバブル発生部１３または微細気泡散気装置５６は一定量の液体を貯留可能な処理槽３５を有しており、所定量以上の液体は下流側の排出口３６より排出され、排水管８を介して公共の下水処理施設側９に送られるようになっている。以下、図２（ａ）、図５（ａ）のマイクロバブル発生部１３を使用した実施例を中心に説明するが、マイクロバブルのような超微細な気泡を必要としない場合には、図２（ｂ）、図５（ｂ）の微細気泡散気装置５６を使用することもできる。【００４０】
処理槽３５の上流側には、予め一定量の上水などの液体が貯留されており、上流側にマイクロバブル発生装置３８が設置されている。マイクロバブル発生装置３８は、処理槽３５の底面３５ａに配置され、液体を吸水する吸水ポンプ３９（吸水手段）と、マイクロバブル発生ノズル４０とにより主に構成されている。この吸水ポンプ３９は、その下部の吸水部３９ａから内部の液体を吸水するようになっている。【００４１】
マイクロバブル発生ノズル４０は、吸水ポンプ３９から延びる接続パイプ４５の先端に取付けられており、吸水ポンプ３９にて吸水された液体は、マイクロバブル発生ノズル４０に供給されて吹き出されるようになっている。【００４２】
マイクロバブル発生ノズル４０は、空気を自吸するせん断式に属するものとする。その機種は何であっても良いが、固形物の流入があっても目詰まりを起こさないものであることが必要である。その一例として、図６に示すように、マイクロバブル発生ノズル４０は、吸水ポンプ３９の接続パイプ４５に接続されて液体が供給される供給部４１と、この供給部４１から供給される液体を圧縮しながら通過させる圧縮部４２（通過部）と、この圧縮部４２を通過した液体が吹き出される吹出部４３と、を有する略円筒形状（ストレートパイプ形状）をなすノズル部材となっている。【００４３】
液体の入口である供給部４１の内径は、圧縮部４２に向かって窄まるようになっており、吹出部４３の内径は、圧縮部４２から拡径されるようになっている。即ち圧縮部４２の内径が最小となっており、供給部４１から供給された液体は、圧縮部４２を通過する際に圧縮されることで、ベンチュリー効果により汚水の流速が高速になって吹出部４３から吹き出される。【００４４】
吸気管４６から吸気された空気は、複数分岐した枝管４４を通って圧縮部４２内に噴出されるようになっている。枝管４４から圧縮部４２内に噴出された気泡は、超微細な気泡（マイクロバブル）となって圧縮部４２内の液体と混合される。そして、この超微細な気泡が吹出部４３から処理槽３５内部に噴出される。【００４５】
なお、マイクロバブル発生ノズル４０は、処理槽３５内の液体の水面下に水没され、水中にマイクロバブルを含む液体を吹き出すようになっている。【００４６】
次に、上記実施形態の処理装置１による汚水の処理手順を図２から図５を用いて説明する。まず、貯留槽５からポンプ６により導入管７を通して固液分離処理槽１１に流入された汚水は、固液分離処理槽１１における固液分離装置１４により固液分離され、分離された固体分は収集口２０を介して固体処理部１２における容器体２５に流入される。【００４７】
続いて前記固体分は、容器体２５内で撹拌板２８，２８，…により好気性微生物を担持する菌床５０，５０，…と撹拌されて混合される。このとき、マイクロバブル発生部１３における下流側に設けられた供給管４７およびポンプ４８からなる給水手段により、処理槽３５内にてマイクロバブルが含まれた液体が容器体２５内に所定量投入されるようになっている。【００４８】
これによれば、前記マイクロバブル発生装置３８が発生させた直径５０μｍ以下の気泡は最も長時間水中に滞留する気泡径となっているため、処理槽３５にて滞留していた液体は、マイクロバブルを含むと同時に、酸素が多く溶け込んでおり、容器体２５内の固体分及び菌床５０，５０，…に十分な酸素が供給され続けることになる。【００４９】
尚、固体処理部１２における容器体２５内に供給される液体は、十分にマイクロバブルが含まれている必要があるため、前述したように供給管４６は処理槽３５における下流側に配置されることが望ましい。【００５０】
また、容器体２５は、その中心軸が水平面に対し傾斜されて後方側が前方側に比べ高くなるように設置されているため、容器体２５内部に供給されたマイクロバブルが含まれた液体は、上流側から下流側に向かって自然流下で流れるようになっており、容器体２５内の上流側から下流側にかけて流入されている固体分及び菌床５０，５０，…にマイクロバブルが含まれた液体を万遍なく行き渡らせることができる。【００５１】
詳しくは、マイクロバブル発生装置３８は、直径５０μｍ以下の気泡を発生させる事が可能であることから、通常のバブリングに比べて液体に多くの酸素を溶解でき、容器体２５内の固体分及び菌床５０，５０，…に十分な酸素が供給され続けることになる。前記液体は気泡が滞留された状態で固体分及び菌床５０，５０，…に浸透するため、撹拌板２８，２８，…による撹拌により空気と接触させるのみでは届きづらい固体分及び菌床５０，５０，…の塊の内部に存在する好気性微生物に対して効果的に空気を供給することができ、好気性微生物を活性化して高い好気性分解能力を発揮させることができる。こうして好気性分解により固体分は最終的には実質的にほぼ完全に分解されて水となり、前記供給されたマイクロバブルが含まれた液体と混合され、下流側端面２５ａより高い水位となった上澄み部分が分離フィルタ２７を介して接続管２１に流入される。【００５２】
そして、接続管２１に流入される好気性分解処理後の液体は、接続管２１を介して前記マイクロバブル発生部１３内に投入される。好気性分解処理後の液体には、固体処理部１２の容器体２５内にて繁殖した好気性の微生物やバクテリア等が含まれているため、この好気性分解処理後の液体にマイクロバブル発生装置３８により再度マイクロバブルを含ませ、供給管４７を介して容器体２５内に戻すことで、固体処理部１２内の好気性分解能力を高い状態で維持させることができる。【００５３】
このように、本実施例における汚水処理装置１は、汚泥を含む汚水のうち固液分離装置１４より分離された固体分は、固体処理部１２における好気性の微生物を担持する菌床５０を有する容器体２５内で好気性分解される。このとき、前記マイクロバブル発生器１３内でマイクロバブルを十分に含ませた液体が固体処理部１２内に投入されるため、このマイクロバブルを十分に含ませた液体と固体分が撹拌手段により撹拌されることで、超微細な気泡であるマイクロバブルが固体分に邪魔されずに固体処理部１２における好気性微生物に対して十分に供給でき、効果的な分解処理を行わせることができる。【００５４】
また、容器体２５は、その中心軸が傾斜されて後方側が前方側に比べ高くなるように設置されていることから、容器体２５の下流側に固体分，菌床５０，５０，…及びマイクロバブルが含まれた液体が片寄せられて撹拌されるため、少ない水量で固体分の分解が可能である。【００５５】
更に、マイクロバブル発生装置３８が発生させる直径５０μｍ以下の気泡は一般的な気泡に比べて水面への上昇速度が遅く、水中に長時間滞留するため、容器体２５の下流側に片寄せられた固体分及び菌床５０，５０，…の内部及び下方側に対しても効果的に空気を供給可能である。【００５６】
また、外気がマイクロバブル発生装置３８により超微細な気泡として液体中に混合されるため、この空気を汚水中に長時間滞留させることができるようになり、マイクロバブル発生部１３にて混合された空気（溶存酸素）を汚水中に留まらせて、下水処理施設９に通じる排水管８内を好気性とすることができ、排水管８内の洗浄頻度を少なくする効果が期待できる。【００５７】
また、マイクロバブルは、その気泡の表面に汚れを吸着して取り去ることができるため、固体処理部１２における排出部２６に設けられた分離フィルタ２７の目詰りを解消することができ、実質的にメンテナンス頻度を少なくすることができる。そのため、前述したシャワーノズル２９は必ずしも設けられずともよい。なお、シャワーノズル２９を設ける場合には、マイクロバブル発生装置３８に代えて、微細気泡散気装置５６を使用することもできる。【００５８】
以下、菌床５０について、図７を参照して説明する。
ここで、菌床５０とは、担体５１に好気性微生物を植菌したものであり、担体５１とは、好気性微生物を植菌していない状態のものを意味する。
また、担体５１を構成する鉱物質を原料とする合成樹脂とは、植物樹脂等の天然樹脂を除くもので、好気性微生物によって分解されないものを意味する。【００５９】
以下、菌床５０及び担体５１について、図７を参照して説明する。
従来の菌床は籾殻等を使用してため、好気性微生物によって分解されて、籾殻を定期的に補充する必要がある。また、菌床となる籾殻は、菌の巣となるだけでなく、籾殻同志の間の隙間が通気を促し、好気性微生物に空気を供給する役割を果たしている。しかし、籾殻自体が好気性微生物によって分解などが進むと、籾殻同志の間の隙間が小さくなり、汚水処理槽内の通気性が悪くなる。そのため、好気性微生物に十分な空気を供給できず、好気性微生物の繁殖が弱まり、悪臭を発するという問題が発生する。【００６０】
そこで、菌床５０は複数の空孔５２を有する鉱物質を原料とする合成樹脂からなる担体５１と、担体５１内に形成された複数の空孔内の少なくとも一部に好気性微生物と好気性微生物の活動を活発化させる所定量の酵素とを担持して構成している。
図７は、菌床５０及び担体５１の構造を示す図である。鉱物質を原料とする合成樹脂からなる担体５１には空孔５２が形成されている。空孔５２は、その少なくとも一部が他の空孔と連通したものと、他の空孔と連通していないものを含んでいる。空孔５２の大きさは約５０μｍから約８００μｍ程度の大きさを有し、いろいろな大きさの空孔５２が担体５１の中にほぼ均一に分散にしている。また、空孔５２には酵素５３が担持され、空孔５２は好気性微生物（図示せず。）の巣となる。大きな空孔５２は酵素で満たされることはなく、後述のように撹拌作用により空孔５２には汚水と空気が出入りして、好気性微生物が繁殖するのに適した環境となる。また、小さな空孔５３はその空孔が酵素で満たされた状態となるため、汚水と空気が出入りはほとんどないが、少しずつ酵素が滲み出し、長期間にわたり酵素の供給源として機能する。  【００６１】
空孔５２には、好気性微生物の活動を活発化させる酵素が担持されているので、酵素の働きにより好気性微生物の繁殖が促進される。
担体に担持させる酵素は、汚水処理装置の設置環境、運転状況が変化しても、好気性微生物の繁殖が影響を受けないようにするために、複数の酵素を使用して、好気性微生物が繁殖できるようにしている。【００６２】
以上のように、菌床５０は、鉱物質を原料とする合成樹脂により構成されているため微生物による分解がなく、担体５１、延いては微生物が担持されている複数の空孔を安定して確保できることになる。また、担体の空孔内に担持した酵素の働きによって、好気性微生物の繁殖速度を高めることができるばかりか、好気性微生物を十分繁殖させることができ、悪臭を抑えることもできる。また、好気性微生物が空孔内に担持されるため、撹拌による衝撃または散水によっても流れ出ることもない。【００６３】
以下、担体５１を構成する鉱物質を原料とする合成樹脂について説明する。
担体５１は、少なくとも表皮部分を形状復元力に富んだ弾性体より構成している。担体の少なくとも外皮部分を形状復元力に富んだ弾性体より構成することにより、固形物と菌床とが処理槽内における撹拌過程で、少なくとも菌床の表皮部分が菌床相互の衝突、接触により圧縮と復元とを繰り返し、菌床の空孔から水分や空気の吸排が促進され、好気性微生物の繁殖に必要な空気や水分とを菌床の空孔内に十分に供給できる。【００６４】
また、汚水処理機内では、菌床５０は水にさらされると同時に、好気性微生物の活動によって６０℃近い温度となることがある。さらに、好気性微生物は、通常、中性ないし弱酸性、またはアルカリ性の環境で活発に活動するようになる。しかし、条件によって、生ゴミを分解する過程でＰＨが低下し、好気性微生物の活動が阻害されてしまうことがある。このような状態を防ぐために、有機石灰、消石灰、炭酸カルシウム等を適量、容器体２５の中に投入して、ＰＨ調整を行うことがあり、汚水処理機内はＰＨが大きく変化することがある。【００６５】
そこで、担体５１を構成する材料としてウレタンスポンジを使用している。ウレタンスポンジは、吸水性、排水性及び耐水性に優れ、酸性環境、アルカリ性環境、高温環境でも劣化することがないため、定期的に担体を補充する必要がなくなる。【００６６】
また、担体を構成するウレタンスポンジは、その密度をある程度自由に製作することができるという特徴がある。したがって、ウレタンスポンジが、汚水を含んだ状態で生ごみを粉砕した固形物とほぼ比重が等しくなるように製作すれば、撹拌中に菌床が固形分とが遊離した状態にならずに、十分接触し、固形分の分解が促進されることになる。なお、ウレタンスポンジは、一例であり、ウレタンスポンジと同等の特性を有する材料であれば、使用することができる。【００６７】
以下、図３の容器体２５内での撹拌作用について説明する。【００６８】
容器体２５が１分から数分の間に１回撹拌されると回転駆動されると、菌床５０，５０，…が攪拌板２８，２８，…によって上方に移動され、それまで汚水に没していた菌床５０は、汚水中に没していない他の菌床に上に投下され、菌床相互の衝突、接触により圧縮と復元とを受けるようになる。このような撹拌作用を繰り返し受けることで、菌床の空孔から水分や空気の吸排が促進され、好気性微生物の繁殖に必要な空気や水分とを菌床の空孔内に十分に供給できるようになる。【００６９】
このように、撹拌作用と気孔に担持した酵素の働きとが相まって、菌床５０に担持された好気性微生物が活性化し、分解処理槽１１の内部の汚水中に含まれる固形分が分解され、汚水が浄化されるようになっている。【００７０】
担体５１の構成につき、図８を参照して説明する。
担体の形状は、図８（ａ）の略立方体だけでなく、図８（ｂ）から図８（ｅ）のように略球体、略円柱、管状体、略正８面体にすることもできる。また、形状の異なる担体５１を混合して使用することにより、担体同志の隙間を大きく保つことができ、汚水処理槽内の通気性をさらに改善することもできる。担体５１の１辺の長さは約１ｃｍから約１０ｃｍとして構成しているが、生ごみ処理機の容量、処理する生ごみの量を考慮して、その大きさを決定できる。【００７１】
また、図８（ａ）から図８（ｅ）においては、担体を単一、同一の鉱物質を原料とする合成樹脂から構成しているが、担体の少なくとも表皮部分を形状復元力に富んだ弾性体とし、他の部分を異なる材料から構成することもできる。図８（ｆ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面、図８（ｇ）は図８（ｂ）のＣ−Ｃ断面を示す。たとえば、図８（ｆ）のように立方体の表皮部分５４を形状復元力に富んだ弾性体とし、コア部分５５を表皮部分５４と比重の異なる鉱物質を原料とする合成樹脂によって構成し、担体の平均比重を汚水または固形分の比重に合うように調整することもできる。また、コア部分５５を酵素の豊富に含んだ担体で構成し、表皮部分５４を形状復元力に富んだ弾性体によって被覆することで、長期にわたって好気性微生物に酵素を供給することもできる。さらに、図８（ｈ）のように、コア部分５５の一部が露出させるように構成することもできる。【００７２】
実施例１（図２）の汚水処理装置１において、容器体２５から流れ出る液体は、マイクロバブル発生装置３８または微細気泡散気装置５６により、酸素を十分溶解した状態で、あるいは長時間水中に滞留可能なマイクロバブルを含んだ状態で、再度、容器体２５へ戻され、微細な気泡が滞留された状態の液体が固体分内に浸透するため、固体分の塊の内部に存在する好気性微生物に対して効果的に空気を供給することができ、好気性微生物を活性化して高い好気性分解能力を発揮させることができ、固形物の分解時間を短縮できる。しかし、籾殻よりなる菌床を処理部１２に投入し、溶存酸素が高く、マイクロバブルを十分に含んだ液体を使用して好気性分解を行うと、籾殻よりなる菌床は短時間で分解してしまう。これに対し、担体５１は、溶存酸素が高く、マイクロバブルを十分に含んだ液体中においてもほとんど分解することなく、空孔２５は失われることがないので、空孔５２に担持された好気性微生物が流れ出ることを抑制できる。【００７３】
また、マイクロバブル発生装置３８または微細気泡散気装置５６から発生する泡の直径は小さいため、通常の粗気泡バブリングに比べて、液体中に溶解する酸素量を多くすることができる。その結果、前述の撹拌作用により酸素濃度の高い液体がウレタンスポンジに吸排され、空孔５２の好気性微生物に酸素を供給できるばかりでなく、空孔５２に担持した酵素の働きと相まって、空孔５２に担持された好気性微生物が活性化し、汚水中に含まれる固体分の分解効果をさらに高めることができる。【００７４】
さらに、マイクロバブル発生装置３８または微細気泡散気装置５６を使用することで、従来の曝気用の粗気泡を送り込みながら好気性分解を行う汚水処理装置のように、処理槽内に存在する汚泥によって、気泡の進行が汚泥により阻まれることがなくなり、処理槽内の好気性微生物に万遍なく空気を供給でき、効率的な好気性分解処理を行うことができる。【００７５】
本願において、菌床５０とは、担体５１に好気性微生物を植菌したものであり、担体５１自体は植菌するまでは、好気性微生物を含んでいない。したがって、最初に担体に好気性微生物を植菌する作業が必要である。以下、その作業方法、汚水処理方法について説明する。【００７６】
固液分離処理槽１１の内に生ごみ、残飯またはドッグフード等の好気性微生物の栄養分を投入すると、固液分離され、固体分は容器体２５に送られる。さらに籾殻、腐葉土、石灰及び担体５１を容器体２５に投入し、適度な水分を補給し、適度な温度を保ちながら、容器体２５内の前記投入物をゆっくり回転させる。ここで、籾殻、腐葉土に付着した好気性微生物が、担体５１の気孔内に担持した酵素の働きより活発化し、好気性微生物が爆発的に増殖し、生ごみ、残飯等、籾殻、腐葉土の分解が進む。これと同時に、担体５１の気孔内に好気性微生物が繁殖し、担体５１に植菌が完了し、菌床５０となる。【００７７】
上記籾殻、腐葉土を容器体２５に投入する工程は、生ごみを分解するための好気性微生物を投入するために行うものである。汚水処理装置１が設置される地域によって、好気性微生物の種類が異なるため、汚水処理装置１が設置される地域で採取した地場の籾殻、腐葉土を使用するのがよい。もちろん、好気性微生物を直接投入してもよい。また、冬季など低温時には、好気性微生物の活動が低下することもある。このような場合には、汚水処理装置の運転状況を観ながら籾殻、腐葉土を容器体２５に適量投入しても良い。【００７８】
上記消石灰、炭酸カルシウム等は、ＰＨ調整のために使用するものである。好気性微生物は、通常、中性ないし弱酸性、またはアルカリ性の環境で活発に活動する。しかし、条件によって、生ゴミを分解する過程でＰＨが低下し、好気性微生物の活動が阻害されてしまうことがある。このような状態を防ぐために、消石灰、炭酸カルシウム等を適量、分解処理槽１１内に投入して、ＰＨ調整を行うものである。【００７９】
以上のように、担体５１は、鉱物質を原料とする合成樹脂により構成されているため微生物による分解がなく、菌床５０、延いては微生物が担持されている複数の空孔５２を安定して確保でき、好気性微生物が空孔５２内で長期間にわたり生息するばかりか、内部で十分繁殖し、悪臭もなくなる。また、好気性微生物が空孔内に担持されるため、撹拌による衝撃または散水によっても流れ出ることもない。【００８０】
なお、担体５１は、酵素を担持したものであるが、酵素を担持した担体と酵素を担持しない担体を混合して使用しても、十分その効果を発揮できる。
【実施例２】
【００８１】
実施例２に係る汚水処理装置につき、図９及び図１０を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成の説明を省略する。【００８２】
汚水処理装置１００は、汚水を固体分と液体に分離する固液分離処理槽１１と、その下方の固体処理部１１２と、マイクロバブル発生部１３とを有している。以下、実施例１と同様に、マイクロバブル発生部１３を使用した実施例を中心に説明するが、マイクロバブルのような超微細な気泡を必要としない場合には、微細気泡散気装置５６を使用することもできる。【００８３】
固体処理部１１２は、上部の分解処理槽１１２ａと下部の曝気槽１１２ｂとが底板１１５により区切られており、底板１１５は、多数の小径の通気孔１６を有するパンチングプレート等の多孔板よりなり、正面視Ｕ字状に形成されている。また、底板１１５上には、固体分（図示せず）とともに実施例１の菌床５０が投入されている。【００８４】
固体処理部１１２内のほぼ中央部には、攪拌装置１１７が設けられている。この攪拌装置１１７は、左右両端部を固体処理部１１２の筐体により支持された長手方向を向く回転軸１１８と、この回転軸１１８に軸線と直交する方向を向いて固着された複数の攪拌棒１１９，１１９，…とからなり、各攪拌棒１１９，１１９，…には攪拌翼１２０，１２０，…が取付けられている。【００８５】
回転軸１１８は、その端部に取付けたプーリ１２１に掛け回したベルト１２２を、固体処理部１１２の上部に載置されたギヤードモータ１２３の駆動プーリ１２４を回転させることにより、固体分と菌床５０とをゆっくり撹拌する。【００８６】
曝気槽１１２ｂ内の下方には、複数の給気管１２７が左右方向を向いて設けられ、その上面に穿孔された噴気口１２８より圧縮空気が噴出されるようになっており、噴気口１２８より気泡を上記底板１１５の通気孔１１６を通して固体処理部１１２内に流入させ、その中に空気を供給できるようになっている。【００８７】
また、分解処理槽１１２ａ内の上方寄りには、給水手段（以下、散水管１２５と称する。）が長手方向に亘り設けられ、その下端に穿孔された複数の吐出口１２６より水がシャワー状に噴射されるようになっている。【００８８】
マイクロバブル発生部１３は、一定量の液体を貯留可能な処理槽３５を有しており、所定量以上の液体は、排水管８を介して公共の下水処理施設９側に送られるようになっている。【００８９】
また、処理槽３５の上流側には、マイクロバブル発生装置３８または微細気泡散気装置５６が設置されている。さらに、マイクロバブル発生部１３における下流側に設けられた管は固体処理部１１２における散水管１２５であり、処理槽３５内にてマイクロバブルが含まれた液体がポンプ４８及び散水管１２５により、分解処理槽１１２ａ内の固体分及び菌床５０に噴霧されるようになっている。【００９０】
これによれば、マイクロバブル発生装置３８にて発生させられたマイクロバブルは、分解処理槽１１２ａ内の固体分及び菌床５０に上方から液体とともに噴霧される。このとき、マイクロバブルの泡の直径が小さいため、通常のバブリングに比べて、液体中に溶解する酸素量を高くすることができる。そして、前述の撹拌作用により酸素濃度の高い液体が担体５１に吸排され、空孔５２の好気性微生物に酸素を供給できるばかりでなく、空孔５２に担持した酵素の働きと相まって、空孔５２に担持された好気性微生物が活性化し、汚水中に含まれる固形分の分解効果をさらに高めることができる。【００９１】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。【００９２】
例えば、実施例において処理槽３５内には、上水などの液体が貯留されている態様で説明されているが、これに限らず、固液分離装置１４で分離された液体分を処理槽３５内に貯留させ、この分離された液体分にマイクロバブルを含ませて固体処理部に投入するようにしてもよい。これによれば、処理槽３５内に存在する好気性微生物にマイクロバブル化された外気が十分に供給されるため、固液分離処理槽１１で固液分離された汚水の液体分は、活性化された好気性微生物により浄化処理槽３５内で効果的に好気性分解されて浄化処理できることになる。【００９３】
また、マイクロバブル発生装置３８は、マイクロバブル発生部１３の処理槽３５内に配置され、処理槽３５内の上水などの液体を吸水し、処理槽３５内にマイクロバブルを含んだ液体を吹き出す態様で説明されているが、マイクロバブル発生部１３は浄化処理槽３５を備えない構成であってもよく、例えば、固体処理部１２から排出される処理後の液体を、配管を通じて直接的に固体処理部１２に循環されるようにし、この配管にマイクロバブル発生措置３８を取付けた構成としてもよい。また、マイクロバブル発生措置３８は、固液分離処理槽１１内に配置されて、固液分離装置１４にて固液分離された直後の液体分に対してマイクロバブルを含ませるような構成としてもよい。【００９４】
また、固液分離装置，固体処理部，マイクロバブル発生部は、実施例１に示されるような筐体で囲われ１体にユニット化された態様に限らず、それぞれ着脱可能な別体の装置として構成されていてもよく、また、固液分離装置，固体処理部，マイクロバブル発生部の一部が既設の貯留槽等の装置を利用して構成されたものでもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１                汚水処理装置
２                集合住宅
３，３，…        ディスポーザー
４                集合配管
５                貯留槽
６                ポンプ
７                導入管
８                排水管
９                下水処理施設
１０              河川
１１              固液分離処理槽
１２              固体処理部
１３              マイクロバブル発生部
１４              固液分離装置
１５              コンベアフレーム
１６，１６        ローラ
１７              コンベアベルト
１８              櫛形篩板
１９，１９，…    搬送突起
２０              収集口
２１              接続管
２５              容器体
２５ａ            容器体下流側端面
２６              排出部
２７              分離フィルタ
２８，２８…      撹拌板
２９              シャワーノズル
３０              回転駆動装置
３０ａ            駆動ギア
３１              外周ギア
３５              処理槽
３５ａ            処理槽底面
３６              排出口
３８              マイクロバブル発生装置
３９              吸水ポンプ
３９ａ            吸水部
４０              マイクロバブル発生ノズル
４１              供給部
４２              圧縮部
４３              吹出部
４４              枝管
４５              接続パイプ
４６              吸気管
４７              供給管
４８              ポンプ
５０，５０，…    菌床
５１              担体
５２              空孔
５３              酵素
５４              表皮部分
５５              コア部分
５６              微細気泡散気装置
【図１】
2014207814.tif 000003
【図２】
2014207814.tif 000004
【図３】
2014207814.tif 000005
【図４】
2014207814.tif 000006
【図５】
2014207814.tif 000007
【図６】
2014207814.tif 000008
【図７】
2014207814.tif 000009
【図８】
2014207814.tif 000010
【図９】
2014207814.tif 000011
【図１０】
2014207814.tif 000012
【国際調査報告】
2014207814.tif 000013
2014207814.tif 000014
2014207814.tif 000015
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