(57)【要約】【課題】有機物質と栄養塩類を含有した下水中の有機物や窒素、リンを高度に処理可能な下水の高度処理装置を提供すること。【解決手段】微生物フィルムが付着された網状回転式バチルス接触体３３を装着した網状形回転式バチルス接触槽１３に下水を導入して生物処理の前処理を行い、前処理された下水を生物反応槽１８に導入して生物処理を行い、該生物反応槽１８から導入される汚泥を沈殿槽に導入して固液分離して下水の高度処理を行う際に、前記下水を前記網状形回転式バチルス接触槽１３に導入する前から生物反応槽１８に至る何れか１箇所又は２箇所以上に微生物活性剤を投入してする下水の高度処理装置において、前記生物反応槽１８を複数に分割し、最後の生物反応槽１８ｄを除く前段の生物反応槽には送風機によって空気供給管１９を設けると共に、最後の生物反応槽１８ｄ内には空気供給管１９を設けることなく水中攪拌機１９ｄを設けることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バチルス種混合菌を優占種にした微生物フィルムが付着された網状回転式バチルス接触体を装着した網状形回転式バチルス接触槽に有機物質と栄養塩類を含有した下水を導入して生物処理の前処理を行い、該接触槽から脱落した微生物と前処理された下水を生物反応槽に導入して生物処理を行い、該生物反応槽から導入される微生物を含む汚泥を沈殿槽に導入して固液分離して下水の高度処理を行う際に、
前記下水を前記網状形回転式バチルス接触槽に導入する前から生物反応槽に至る何れか１箇所又は２箇所以上に硫酸マグネシウム、マンガン及び珪酸のいずれか１種又は２種以上を含む微生物活性剤を投入して下水を高度処理する下水の高度処理装置において、
前記生物反応槽を複数に分割し、最後の生物反応槽を除く前段の生物反応槽には送風機によって空気供給管を設けると共に、最後の生物反応槽内には空気供給管を設けることなく水中攪拌機を設けることを特徴とする下水の高度処理装置。
【請求項２】
前記生物反応槽の最後の槽で水中攪拌機による曝気を行い、バチルス胞子形成初期の曝気液を前記網状形回転式バチルス接触槽と生物反応槽の第１室に循環させるようにし、且つ前記沈殿槽で沈降したバチルス種混合菌のスラッジを前記網状形回転式バチルス接触槽と前記生物反応槽の第１室に循環及び搬送することを特徴とする請求項１記載の下水の高度処理装置。
【請求項３】
複数個の網状形回転式バチルス接触槽を設け、該複数の接触槽内の前記網状回転式バチルス接触体を回転させながら、バチルス種混合菌と微生物活性剤を流入した下水とを並列に流入させて、該接触体の回転によって空気中の酸素を下水に供給しながら、下水を空気中に分散展開して処理することを特徴とする請求項１又は２記載の下水の高度処理装置。
【請求項４】
複数個の網状形回転式バチルス接触槽がカバーにより被覆された状態にあり、隣接する網状形回転式バチルス回転体内の上部空間が連結されていることを特徴とする請求項１又は２記載の下水の高度処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は網状形回転式バチルス接触槽を利用した下水の高度処理装置に関し、詳しくは、施設の維持費が少なく、工程も単純で運転が容易であり、また、既存の標準活性スラッジ施設をコンクリート構造物の変更無しに少しの補完で適用できる下水の高度処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、下水浄化処理技術は、１９１３年の英国マンチェスター市でＡｒｄｅｎとＲｏｃｋｅｔによって考案されたマンチェスター市の下水処理場に始まる。それから現在に至るまで、全世界に建設された下水処理場の殆どが標準活性スラッジ法及びその応用技術である。
【０００３】
これらの方法は、下水の中に含まれている有機物と浮遊物質だけを除去した後、放流させることで、富栄養化及び赤潮現象の原因になる栄養塩類の除去はなされていなかった。
【０００４】
このため各国では、１９９６年から法定水質放流基準に栄養塩類である窒素とリンを除去できる適合な施設を揃えるようにしたが、韓国での技術では解決することができなくて、海外技術であるＡ／０、Ａ２／０、ＶＩＰ、Ｂａｒｄｅｎｐｈｏ、ＵＣＴ、ＳＢＲ（以上は工法名称）などの技術を導入して建設し、これを少しずつ変形させて韓国での新技術として認められて建設がされている。
【０００５】
これらの技術の原理は、全て窒素を酸化させた後、嫌気無酸素状態を造成して脱気する方法で窒素を除去しており、リンは嫌気性状態を作ってリンの放出を誘導した後、好気性状態に転換させながら微生物がリンを過剰に摂取するようにした後、そのスラッジをリンと共に脱水処理して廃棄するものであった。
【０００６】
しかし、これらの技術は、窒素とリンの除去効率が６０〜７０％程度であり、水温低下、水質及び水量の変動に敏感なので、持続的に安定した水質を得ることができなかった。また、窒素を窒酸化させるのに多くの動力が所要されるだけでなく、工程が複雑で施設の運転に高度の技術を要する。そして、各工程で発生される悪臭を除去するための施設を別途に設置する必要があり、施設の腐食が強く寿命が短くて、これに対する施設の維持費も多くかかる等の色々な問題点が内在している。
【０００７】
従来、上記の諸問題を解決するために、特許文献１には、網状形回転式バチルス接触槽による前処理と、生物反応槽による後処理を組み合わせる手法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−４２４９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の手法では未だ解決すべき課題が残されていた。例えば、生物反応槽を多段にして最終段の槽内の汚泥を網状形回転式バチルス接触槽や生物反応槽の第１槽に返送しても、下水の高度処理として十分と言えないのが実情であった。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、有機物質と栄養塩類を含有した下水中の有機物や窒素、リンを高度に処理可能な下水の高度処理装置を提供することにある。
【００１０】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１２】
（請求項１）  
バチルス種混合菌を優占種にした微生物フィルムが付着された網状回転式バチルス接触体を装着した網状形回転式バチルス接触槽に有機物質と栄養塩類を含有した下水を導入して生物処理の前処理を行い、該接触槽から脱落した微生物と前処理された下水を生物反応槽に導入して生物処理を行い、該生物反応槽から導入される微生物を含む汚泥を沈殿槽に導入して固液分離して下水の高度処理を行う際に、
前記下水を前記網状形回転式バチルス接触槽に導入する前から生物反応槽に至る何れか１箇所又は２箇所以上に硫酸マグネシウム、マンガン及び珪酸のいずれか１種又は２種以上を含む微生物活性剤を投入して下水を高度処理する下水の高度処理装置において、
前記生物反応槽を複数に分割し、最後の生物反応槽を除く前段の生物反応槽には送風機によって空気供給管を設けると共に、最後の生物反応槽内には空気供給管を設けることなく水中攪拌機を設けることを特徴とする下水の高度処理装置。
【００１３】
（請求項２）  
前記生物反応槽の最後の槽で水中攪拌機による曝気を行い、バチルス胞子形成初期の曝気液を前記網状形回転式バチルス接触槽と生物反応槽の第１室に循環させるようにし、且つ前記沈殿槽で沈降したバチルス種混合菌のスラッジを前記網状形回転式バチルス接触槽と前記生物反応槽の第１室に循環及び搬送することを特徴とする請求項１記載の下水の高度処理装置。
【００１４】
（請求項３）  
複数個の網状形回転式バチルス接触槽を設け、該複数の接触槽内の前記網状回転式バチルス接触体を回転させながら、バチルス種混合菌と微生物活性剤を流入した下水とを並列に流入させて、該接触体の回転によって空気中の酸素を下水に供給しながら、下水を空気中に分散展開して処理することを特徴とする請求項１又は２記載の下水の高度処理装置。
【００１５】
（請求項４）
複数個の網状形回転式バチルス接触槽がカバーにより被覆された状態にあり、隣接する網状形回転式バチルス回転体内の上部空間が連結されていることを特徴とする請求項１又は２記載の下水の高度処理装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、有機物質と栄養塩類を含有した下水中の有機物や窒素、リンを高度に処理可能な下水の高度処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
本発明者は、下水浄化処理の目的としてバチルス種混合菌を優占化することから良好な処理結果を得ることができたことを確認し、このような優占化技術を確保することで、下水浄化処理を円滑で容易に実現することに成功した。
【００１９】
すなわち、バチルス種混合菌は、グラム陽性真性細菌の桿菌であり、単細胞性として分離した環境条件の下では内生胞子を形成して休眠に入っていく。好気性または通性嫌気性菌として、これを利用する下水浄化処理方法で、上記のバチルス種混合菌は、標準活性スラッジ法で生育される微生物群の中にも含まれていており、これを優占培養することから以下のような独特な特性を持っている。
【００２０】
（１）グラム陽性真性細菌として、内生胞子という特異な形態の休眠細胞を生成する。菌の大きさは０．５〜２．５×１．２〜１０μｍの桿菌である。
【００２１】
（２）活発に分裂・増殖する間には内生胞子が形成されないが、有機栄養物質が枯渇すると、栄養細胞群は、対数成長期から停止期に接近する時、胞子への分化が始まる。
【００２２】
（３）一般的に、一つの栄養細胞から一つの内生胞子だけが形成される。
【００２３】
（４）内生胞子は、熱、紫外線、電離放射線、多くの毒性化学物質に対して抵抗性が強い。
【００２４】
（５）単細胞性内生胞子形成菌は、全て二分法で増殖し、殆ど桿菌である。
【００２５】
（６）バチルス種混合菌は、グラム陽性好気性、または、通性嫌気性胞子形成桿菌で、殆どは周毛性鞭毛を持ち、長い連鎖相をなし、集落はＲ型を表す。殆どの菌種はカタラーゼ（ｃａｔａｌａｓｅ）陽性である。
【００２６】
（７）化学従属栄養生成物の桿菌として、好気性、窒酸（嫌気性）呼吸または発酵により有機化合物を異化する。
【００２７】
（８）典型的な棲息地は土壌で、殆どが非病原性である。
【００２８】
（９）バチルス種混合菌等の炭素源は、糖、有機酸、アルコールなどで、窒素原は、アンモニウムであり、これらが含まれている下水で微好気の状態（ＤＯ  ０．５〜１．０ｍｇ／ｌ）で良く生長する。
【００２９】
（１０）殆どのバチルス種混合菌は、多糖類、蛋白質、核酸、油脂粉、難分解性有機物などを分解する強力な加水分解酵素であるカタラーゼ（Ｃａｔａｌａｓｅ）と、スーパーオキサイドムスターゼ（Ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｍｕｓｔａｓｅ）を生産するが、このような物質は、炭素源と電子供与体で利用できるように分解する。
【００３０】
（１１）バチルス種の中にはバクトラシン（Ｂａｃｔｒａｃｉｎ）、ポリミキシン（Ｐｏｌｙｍｉｘｉｎ）、チロキシン（Ｔｈｙｒｏｃｉｎ）、グラミシジン（Ｇｒａｍｉｃｉｄｉｎ）、サークリン（Ｃｉｒｃｕｌｉｎ）、  コリスチン（Ｃｏｌｉｓｔｉｎ）等の抗生物質を分泌するが、これらの生産は、胞子形成と関連があり、抗生物質の分泌は、培養体が停止期に入っていく時で、その以後に胞子形成が始まる。沈降されたスラッジ状態で他の微生物は、これらの抗生物質によって溶菌または死滅され、純粋バチルス種混合菌の胞子だけが生存するようになって搬送と内部曝気液の循環時に優占化を促進するようになる。これらの抗生物質は、多量に生産されて商品化されている。
【００３１】
（１２）また、胞子形成の時に胞子壁の周囲にＥＰＳ（Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）を形成してお互いに絡まり、周囲の浮遊物質と原生動物類などを吸着させることで、群れ（Ｆｌｏｃｋ）を大きくし、比重を高めて沈澱池で固液分離が良く起こるようになり、剰余スラッジを脱水器で脱水する時、脱水効率を高め、凝集薬品の投入量を顕著に減らしてくれる役割をする。
【００３２】
（１３）桿菌のバチルス種混合菌は、分裂を続けながら糸状体で成長をするが、成長促進剤として微量の珪素を含む物質を投与する。胞子化の促進及び生長増殖のために微量のマグネシウムを含む物質を投与する。マグネシウムは、リボソーム、細胞膜及び核酸などを安定化させて、多くの酵素の内、リン酸転移酵素の酵素として作用するが、一般的に、グラム陽性菌は、グラム陰性菌より１０倍程度以上要求する。また、微量のマンガンを含む物質を一緒に投与すると、マンガンは、リン酸塩を含有する物質に作用する色々な酵素の活性剤で作用し、微生物に有毒な酸素誘導体を害毒し、難分解性有機物を分解するのに重要な役割を持っている不均等化酵素（スーパーオキサイドムスターゼ、Ｓｕｐｅｒｏｘｉｏｄｅｍｕｓｔａｓｅ）の分泌に関与する。
【００３３】
（１４）バチルス種混合菌は、アンモニア、硫化水素、アミン類、メルカプタンなどが酸化される前に直接摂取して代謝するので、処理過程で悪臭が発生せず、別途の悪臭処理設備が要らない。
【００３４】
上記のような特徴を持っているバチルス種混合菌が主流をなして成長する過程中に食物連鎖が起きるが、細菌類であるバチルス種混合菌を餌にする原生動物の内、繊毛虫類であるバーチセーラ（Ｖｅｒｔｉｃｅｌｌａ）、エピチリシ（Ｅｐｉｔｉｌｉｓｉ）、オペルクラリア（Ｏｐｅｒｃｕｌａｒｉａ）、カールセシウム（Ｃａｒｃｈｅｓｉｕｍ）、ポドピリヤ（Ｐｏｄｏｐｈｒｙａ）、トコピリヤ（Ｔｏｋｏｐｈｒｙａ）、アシネタ（Ａｃｉｎｅｔａ）などが指標生物として発見され、生物反応槽の最後の段では、水質が浄化されると共に  現れるが、後生動物であるロタリア（Ｒｏｔａｒｉａ）、レパデラ（Ｌｅｐａｄｅｌｌａ）、フィロディナ（Ｐｈｉｌｏｄｉｎａ）、コルレーラ（Ｃｏｌｕｒｅｌｌａ）、エロゾマ（Ａｅｏｌｏｓｏｍａ）、ディプロガスター（Ｄｙｐｌｏｇａｓｔｅｒ）等が発見される。
【００３５】
バチルス種混合菌は、下水の性状によって異なって構成されるが、次のような種が似た種同士でグループを形成しているのが観察された。
【００３６】
すなわち、グループＩに属するバチルス・アルベア、バチルス・ポリミキサー、バチルスアミロアティガス、バチルス・クルーランス、バチルルス・ラベ、バチルス・マセランス、バチルス・パブリ、バチルス・フォービリエ等は、全て通性嫌気性であり、酸素が欠乏した状態でも良く成長し、各種の糖を分解して酸を生成し、胞子は楕円型で、母細胞を膨らます。
【００３７】
グループＩＩに属するバチルス・アンスラシス、バチルス・リチェニフォーミス、バチルス・メガチリオン、バチルス・プミレス、バチルス・サブチリス、バチルス・ツリンジエシス、バチルス・シンプレクス等は、ブドウ糖を含む各種糖から酸を生成し、殆どが酸素がなくても弱く成長し、胞子は楕円型で、母細胞を膨らまさない。
【００３８】
グループＩＩＩに属するバチルス・ブレビス、バチルス・アルジノリティカス、バチルス・ボディーウス、バチルス・プレデンレイチ、バチルス・ゴルドンネ等は、絶対好気性菌で、糖から酸を生成しない。母細胞を膨らます楕円型の胞子を生成する。
【００３９】
グループＩＶに属するバチルルス・アミノボランス、バチルス・プシモミス、バチルス・マリナス、バチルス・パシチェリ、バチルス・スペリカス等は、全て母細胞を膨らます球形の胞子を生産し、細胞壁にリジン（Ｌｙｓｉｎｅ）やオルニチン（Ｏｒｎｉｔｈｉｎｅ）を含む。全て絶対嫌気性だが、一部は糖から酸を生産したりする。
【００４０】
グループＶに属するバチルス・コアグランス、バチルス・プラボザムス、バチルス・ペリダス、バチルス・スミチ、バチルス・ステアロダモピラス、バチルス・サモグロアゲア、バチルス・サモカタヌラトス、バチルス・サモデニトリピカンス、バチルス・ソモラオボランス、バチルス・サモロルーバーなどは、高温性菌種として、５０℃以上で良く成長する。生理学的や形態学的に異形態的だが、殆ど母細胞を膨らます卵円形の胞子を生産する。
【００４１】
グループＶＩに属するバチルス・アシトカルダリウス、バチルス・アクドテレストレス、バチルス・サイコロテプタニカス等は高温性、好酸性で、膜が形成されたＷ−ａｌｉｃｙｃｉｄ  脂肪酸を持っている。
【００４２】
また、未確認グループとして、バチルス・ベンゾエボランス、バチルス・パスティーイオサス、バチルス・ナガノアンドシーソン等がある。
【００４３】
バチルス種混合菌を培養して高濃度で維持するために、本発明ではポリビニリデン・クロライド合成繊維として、特殊網状構造を作った回転微生物接触体にバチルス種混合菌を付着させて、これを回転させながら下水に浸漬した後、空気中に露出させて酸素の供給を受ける運転条件を利用することから、バチルス種混合菌の培養として優占化させて、下水を高度処理できるようになる。
【００４４】
したがって、上記のような目的を達成するために、本発明では、網状形回転式バチルス接触槽に下水とバチルス種混合菌と微生物活性剤を入れて、合成繊維によって加工された多孔組織の回転体を下水に部分浸漬の状態で回転作動させる。
【００４５】
また、本発明では、下水を複数個の網状形回転式バチルス接触槽に並列に流入させるようにして、網状形回転式バチルス回転体を回転させながら、バチルス種混合菌と微生物活性剤を投入する。下水を流入分配槽を通して並列に流入させて、網状形回転式バチルス回転体の回転によって空気中の酸素を下水に供給しながら、下水を空気中に分散展開して処理することが好ましい。
【００４６】
また、本発明では、複数個の網状形回転式バチルス接触槽がカバーにより被覆された状態にあり、隣接する網状形回転式バチルス回転体内の上部空間が連結されていることを特徴としているので、前記網状形回転式バチルス回転体の回転により複数個の網状形回転式バチルス接触体に対し、部分的にバチルス菌が過剰に付着したりして全体としては常に不均一な場合でも、空気中からの一定の酸素供給量に対しバランスよく対応し、酸欠状態（嫌気状態）によるバチルス菌の一斉剥離を起こす事無く安定して処理することができる。
【００４７】
また、本発明では、上記の網状形回転式バチルス接触槽と生物反応槽でなされる下水浄化処理において、生物反応槽の一番最後の槽で網状形回転式バチルス接触体の付着バチルス種混合菌の濃度を調節し、生産された抗生物質によって他の菌が殺菌された状態の曝気液は、流量分配槽と生物反応槽の第１室に循環させることによって、バチルス種混合菌の優占化が促進されるので好ましく、また沈殿槽で沈降した汚泥を網状形回転式バチルス接触槽と生物反応槽の第１室に返送すると、バチルス種混合菌の濃度を調節することができる。
【００４８】
また、本発明では、上記の網状形回転式バチルス接触槽に浮遊物質の沈積と嫌気化を防ぎ、網状形回転式バチルス接触体に過剰付着されたバイオフィルム（Ｂｉｏｆｉｌｍ）を剥離させるために、若干の空気を供給し、例えば４つの室に構成された生物反応槽に対する空気の供給は第１室に全体の供給空気量の７０％を供給し、第２室に２０％、第３室に１０％を供給し、第４室には水中攪拌機でスラッジの沈降を防止しながら溶存酸素量を減らしてバチルス種混合菌の胞子化を促進させることもできる。
【００４９】
また、本発明では、複数個の網状形回転式バチルス接触槽による処理後に生物反応槽で、微好気性として連続的に運転することもできる。
【００５０】
そして本発明の装置は、網状形回転式バチルス接触槽に合成繊維で加工された多孔組織回転体を下水に３０％〜４０％程度浸漬させて回転させることによって、大気中から必要な酸素の供給を受け、尚且つ回転体に付着したバチルス種混合菌の成長と胞子化を促進するために、微生物活性剤を分配槽に毎日一定量を投与するようにすることにより効果的に処理効率を高めることができる。
【００５１】
また、本発明では悪臭除去のために、前処理施設で発生する悪臭を捕集して生物反応槽用送風機に吸入させて、生物反応槽でバチルス種混合菌によって摂取させ、分解することで悪臭を除去することもできる。
【００５２】
また、本発明の装置は、複数個の網状形回転式バチルス接触体と生物反応槽で構成され、網状形回転式バチルス接触槽には、合成繊維で加工された多孔組織回転体を設置し、その多孔組織回転体を駆動するための駆動手段を揃え、回転速度を制御するために回転速度変換装置（Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）を設置して、網状形バチルス接触槽及び生物反応槽に各々密閉ふたを設置し、両方とも空気供給装置を備えて、各槽に空気の給気量を変化させるようにすることもできる。
【００５３】
また、本発明の装置は、上記の網状形回転式バチルス接触槽と生物反応槽でなされる下水浄化処理処置において、生物反応槽を沈殿槽と連係させて生物反応槽の第４室で網状形回転式バチルス接触槽の付着バチルス種混合菌の濃度調節のために、曝気液を分配槽と計量槽の流量を可変的に循環させる装置と、沈殿槽でスラッジを分配槽と計量槽に流量を可変的に搬送させる装置を備えるようにすることもできる。
【００５４】
また、本発明の装置は、上記の網状形回転式バチルス接触槽の流入の前に流量分配槽をおいて、生物反応槽への流入の前は計量槽をおいて運転することもできる。
【００５５】
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施態様を説明する。
【００５６】
図１は、本発明の網状形回転式バチルス接触槽を利用した下水高度処理装置の全般的な構成関係を表した工程図、図２は、本発明の網状形回転式バチルス接触槽、生物反応槽及び流量調整槽部分の空気の供給状態を表した工程図、図３は、本発明の網状形回転式バチルス接触槽の実施例に対する部分側面図、図４は、本発明の網状形回転式バチルス接触槽の内部状態を部分的に表した断面図である。
【００５７】
本発明の装置は、バチルス種混合菌を優占培養して下水を浄化処理するに適合な棲息地としての代表的な設備であり、図３と図４に示したようなものが例示的に挙げられる。
【００５８】
適当に前処理した下水は原水移送ポンプ（７）を利用して流量分配槽（１１）に送られて、網状形回転式バチルス接触槽（１３）の下水流入部（３５）を通して流入される。該網状回転式バチルス接触槽（１３）では、軸方向の両側に設置した軸受部（３８）に沿って軸を連結する駆動機構（３７）と、回転軸（３６）に設置された網状形回転式バチルス接触体（３３）を回転速度変換装置（４０）の制御によって回転させる。すなわち、網状形回転式バチルス接触体（３３）は、１０〜３０枚程度をスペーサ（３９）で所定間隔をあけて連結して回転軸（３６）に設置される。
【００５９】
各網状形回転式バチルス接触体（３３）の周囲には別途に図４に示したように、刃の部分（３９ａ）と軸の部分（３９ｂ）で構成されたスペーサ（３９）を設置して、その軸の部分（３９ｂ）は、中が空いているので、連結軸を入れてねじを締めて固定し、網状形回転式バチルス回転体（３３）１０〜３０枚くらいを所定の間隔を維持した状態で、網状形回転式バチルス接触体（３３）を立体化して回転可能に構成されている。
【００６０】
上記のような網状形回転式バチルス接触体（３３）の一部は、下水に３０％〜４０％程度、好ましくは４０％程度浸漬するようにし、残りは大気中に露出させる。回転軸は回転速度変換装置（４０）の制御によって適当な速度で回転する。したがって、網状形繊維組織に付着させたバチルス種混合菌のバイオフィルムと下水浄化処理に必要とする酸素を空気中から供給される。網状形回転式バチルス接触槽の蓋（３４）には、観察が適当な所に点検ウィンドウ（４１）があって、内部の作動状態を確認することができる。
【００６１】
各網状形回転式バチルス接触体（３３）は、ポリビニリデン・クロライドのような剛性を持った合成繊維材を適当に屈曲加工したものを不規則に網状形になるようにして、ポリビニリデン・クロライド系の接着剤をスプレー方式で散布して付着させ、各繊維の交点部分において、上述した接着剤の接着凝結によって一体化させている。該合成繊維材は見かけ比重が０．０４〜０．０８ｇ／ｃｍ３、孔隙率が９７％以上なので、回転の際、下水と空気の網状組織に対する出入が易しく、バチルス種混合菌を主体にしたバチルス種混合菌の生育を旺盛にして良好な処理効果を得るようになる。
【００６２】
上記の網状形回転式バチルス接触体（３３）は、ポリビニリデン・クロライド系の合成繊維として、特殊網状構造で作った回転バチルス接触体は、以下のような特性を持っている。
【００６３】
（１）接触面積が非常に大きい特殊網状構造であるため、下水及び空気との接触面積が広く、バイオフィルムを多く付着させるので、とても良好な処理効率を得る。
【００６４】
（２）運転重量が軽く、接触体の函数率がないため（見かけ比重０．０４〜０．０８ｇ／ｃｍ３）、駆動モーターの電力費と維持費が低廉で、故障があまり起こらない。
【００６５】
（３）接触体の孔隙率が９７％以上であるため、接触体の中の下水と空気の出入が容易になり、付着されたバチルス種混合菌に均一に酸素を供給するので、好気性を維持するため、処理効率が非常に良好で、悪臭が発生しない。
【００６６】
（４）吸水性及び吸湿性が殆どないため、下水と接触の際、重量の変化が起きないし、かびの繁殖や腐食の問題がない。
【００６７】
（５）耐候性、耐薬品性及び耐溶剤性が良好で、機械的強度が大きいため、装置の寿命が長い。
【００６８】
（６）上記（３）のように孔隙率が大きい立体網状構造の接触体に多くのバチルス種混合菌が付着して、高濃度の維持が可能であるため、流量変動や有機物の負荷変動に強く、安定した高度の処理効率を維持でき、低温でも高い処理効率を維持することができる。
【００６９】
（７）また、立体網状構造の接触体に多くのバチルス種混合菌が棲息するため、空気中にある酸素の吸収率を高めるために、接触体の回転速度を上げて運転するようになる。
【００７０】
（８）このように、立体網状構造の接触体に多くのバチルス種混合菌が付着されているため、ＢＯＤが１０，０００〜３０，０００ｍｇ／リットルまでの高濃度の廃水までも無希釈で処理が可能である。
【００７１】
（９）上記のようなバチルス種混合菌を主体にすることで、バチルス種混合菌の特性上、発生される剰余スラッジの脱水効率が良好なため、廃棄されるスラッジ・ケーキの体積が小さく、脱窒及び脱リンに大きな効果を得ることができる。
【００７２】
（１０）また、網状構造にバチルス種混合菌の付着量が増加するようになれば、回転体に付着されたバチルス種混合菌のバイオフィルムに空気中の酸素伝達が足りなくなって嫌気性になる場合があり、網状形回転式バチルス接触槽の底に浮遊物質が沈積されて嫌気化が起こり、処理効率に悪影響を及ぼす恐れがあるが、槽の底に酸気管を設置して空気を間歇的に呼び込めば、必要以上に付着されたバイオフィルムは剥離され、沈積された浮遊物質は、攪拌されて次の工程である生物反応槽に流入させることによって、処理効率を高め、悪臭も防止することができる。
【００７３】
上記のような網状形回転式バチルス接触体は、見かけ比重が０．０４〜０．０８ｇ／ｃｍ３程度で、孔隙率の高い合成繊維材によって形成されるので、例えば、直径が２ｍになっても回転駆動のための動力が少ない。また下水との接触面積も非常に大きいため、同じ組織中の空気及び下水の出入が円滑である。バチルス種混合菌が組織内で安全な棲息地として良好な増殖を進めることができ、バチルス種混合菌の個体数が非常に多いバイオフィルムを形成できる。
【００７４】
接触槽を多段に設けて多段処理する場合において、空気の供給量を回転速度変換装置（４０）で適当に制御することで、微好気性の条件下で有機物除去はもちろん、脱窒及び脱リン作用を発揮し、既存の下水高度処理技術においては追求出来ない大きな処理効果を得るようになる。
【００７５】
上記のような作用を適切に調節して得た結果として、流入水のＢＯＤが２０，０００ｍｇ／リットル程度でも無希釈で処理することが可能で、分解して代謝することによって、悪臭が除去される。またスラッジの群れを圧密化して沈殿槽でのスラッジの沈降性を向上させ、スラッジの脱水器による高効率脱水が実現でき、剰余スラッジの脱水スラッジケーキの体積を顕著に減らすことができる。
【００７６】
分厚いバイオフィルムの影響で、温度変化に対する適応性が良好で、流入水量の変動及び、流入水質の変化に対する適応力も強い反面、バチルス種混合菌の活性化、大腸菌及び一般細菌などに対する殺菌作用をする等、多くの優秀な作用効果が確認された。
【００７７】
上述した図３と図４の機構を複合させて採用したまま、有機物質を含有した下水に適用するにおいて、本発明の全般的な構成の実施例は、図１と図２に示したとおりである。
【００７８】
すなわち、スクリーン槽（２）、流量調整槽（５）、流量分配槽（１１）、網状形回転式バチルス接触槽（１３）、生物反応槽（１８）、沈殿槽（２３）、スラッジ濃縮槽（２８）、放流槽（３０）などで構成されている。
【００７９】
流入管（１）を通してスクリーン槽（２）に有機物質と栄養塩類を含有した下水が流入し、スクリーン槽（２）の中に設置された粗目スクリーン（３）で下水に含まれている比較的大きい浮遊物質を除去する。
【００８０】
次いで、流量調整槽（５）で流量調整後、下水移送管（８）を通して流入されて細目スクリーン（９）で微細浮遊物質を除去させる。
【００８１】
その後、下水は、流量分配槽流入管（１０）を通して流量分配槽（１１）に流入された後、網状回転式バチルス接触槽流入管（１２）に均一に分配されて、網状形回転式バチルス接触槽（１３）に流入される。
【００８２】
網状形回転式バチルス接触装置の網状形回転式バチルス接触槽（１３）で前処理された下水（流出水）は、軽量槽流入管（１５）を通して計量槽（１６）を経て生物反応槽流入管（１７）を通して生物反応槽（１８）に流入される。
【００８３】
生物反応槽（１８）で生物処理された下水と汚泥からなる流出水は、沈殿槽流入管（２２）を通して沈殿槽（２３）に流入される。沈殿槽（２３）で固液分離して、分離された処理水は放流槽流入管（２９）を経て放流槽（３０）に流入された後、放流管（３１）を通して自然界に放流される。
【００８４】
沈殿槽（２３）で沈降されたスラッジを搬送して残った剰余スラッジは、剰余スラッジポンプ（２６）によって剰余スラッジ管（２７）を通してスラッジ濃縮槽（２８）に流入され、濃縮されたスラッジは、スラッジ脱水施設に送られて脱水され、ケーキ状態で廃棄される。
【００８５】
本発明で生物反応槽（１８）は複数の槽によって構成され、好ましくは４つの槽によって構成される。
【００８６】
生物反応槽（１８）に対しては、生物反応槽の第１、２、３室（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）に空気供給管（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）として給気量を分割供給できるように設置し、第４室（１８ｄ）には、空気供給管を設けることなく水中攪拌機（１９ｄ）を設置している。
【００８７】
第４室（１８ｄ）にはバチルス種混合菌の個体数の濃度によって可変的に循環させる曝気液循環ポンプ（２０）と曝気液循環管（２１）が連結されている。曝気液循環管（２１）を通して流量分配槽（１１）と計量槽（１６）に第４室の汚泥を分配返送するようにしている。
【００８８】
沈殿槽（２３）で沈降されたスラッジの多くは、搬送スラッジポンプ（２４）により搬送スラッジ管（２５）を通して流量分配槽（１１）と計量槽（１６）に分配返送するように構成されている。バチルス種混合菌の個体数の濃度によって可変的に返送させるためである。
【００８９】
網状形回転式バチルス接触槽（１３）及び生物反応槽（１８）に対しては、生物反応槽用送風機（３２ａ）と網状形回転式バチルス接触槽用送風機（３２ｃ）に連結した網状形回転式バチルス接触槽の空気供給管（１４）及び生物反応槽用空気供給管（１９）によって空気が送られるように構成されている（第４室には空気は送らない）。
【００９０】
網状形回転式バチルス接触槽（１３）では空気供給管（１４ａ、１４ｂ）に分けて空気を供給するようになっている。
【００９１】
実質的に、上記で言及したバチルス種混合菌を主体として、本発明による装置を運転操業した結果によれば、上記のように生物反応槽（１８）と網状形回転式バチルス接触槽（１３）に対しては、給気量の分配において、より良好な状態では図示したように、生物反応槽の第１室（１８ａ）では、全体の空気供給量の７０％を供給し、第２室（１８ｂ）には２０％、第３室（１８ｃ）には１０％を供給する。第４室（１８ｄ）では曝気液が沈積されないように、水中攪拌機（１９ｄ）を設置している。
【００９２】
４室で構成された生物反応槽における空気からの酸素供給は、生物反応槽の第１室に集中曝気し、バチルス種混合菌の糸状化を促進するために、微生物活性剤を投与すると同時に溶存酸素（ＤＯ）を１ｍｇ／リットル程度となるように調節する。バチルス種混合菌の個体数を一定に維持するために、沈殿槽と第４室からスラッジ搬送と曝気液を可変的に循環させながら、バチルス種混合菌の最適成長条件を作り、生物反応槽の第２室からは乏しい栄養状態にしながら、徐々に溶存酸素を０．１ｍｇ／リットル以下となるようにし、第４室は曝気せずに水中攪拌をすることでバチルス種混合菌の栄養細胞が生きられない最悪の条件を造成して、全てが内生胞子を形成するように誘導すると共に、空気曝気攪拌に比べて抗生物質の分泌が増し、大腸菌群の殺菌効果がより向上する。
【００９３】
網状形回転式バチルス接触槽（１３）には、浮遊物質が沈積されず、過剰に付着されたバイオフィルムを剥離させる程にして間歇的に空気の供給をする。
【００９４】
また、流量調整槽（５）には別途の流量調整槽用送風機（３２ｂ）を置いて流量調整槽（５）の容積当たり０．０１５Ｎｍ３／ｍｉｎ程度の空気を流量調整槽空気供給管（６）によって供給するが、これは浮遊物質の沈積防止と流入下水の水質均等化及び流入下水の腐敗防止のためである。
【００９５】
流入下水の移送ポンプ（７）によって細目スクリーン（９）で５〜１０ｍｍ程度までの浮遊物質を除去した後、流量分配槽（１１）を経て、脱臭用配管（４３）を経て、生物反応槽用送風機（３２ａ）に吸入させて生物反応槽（１９）に吹き込んで曝気液の悪臭物質を除去するようにしている。
【実施例】
【００９６】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００９７】
実施例１
図３と図４に示した装置で、Ｂ市Ｓ村の下水、４８０ｍ３／日規模を浄化目的で実施した例について説明する。
【００９８】
すなわち、図３と図４に示した装置は、網状形回転式バチルス接触体（３３）３０枚を図３のように配列したことで適用され、このような網状形回転式バチルス接触体（３３）の下部に接触槽をおいて、約３０％を下水中に沈積させた状態で、４〜１２ｒｐｍで可変的に回転させる。
【００９９】
その結果ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、Ｔ−Ｎ及びＴ−Ｐが同時に一工程で除去されて、高度処理効果を得ることが確認された。この処理施設を建設して試運転を経て正常運転が始まった３ヶ月以後、１０日間採水して分析した結果を、表１に示す。
【表１】
2008253948.tif 000003
【０１００】
運転条件は、４８０ｍ３／日を均一に網状形回転式微生物接触槽に流入させ、微生物接触体のバイオフィルムの厚さは１〜２ｃｍであり、回転速度は４〜５ｒｐｍを維持し、溶存酸素（ＤＯ）は１．０ｍｇ／リットルを維持するようにし、微生物活性剤は３ｋｇ／日を投入し、生物反応槽の第１室はＭＬＳＳを２，５００〜３，０００ｍｇ／リットル、溶存酸素は０．５〜１．０ｍｇ／リットルで維持し、生物反応槽の第４室は溶存酸素を０．１ｍｇ／リットル以下で維持しながら運転した。
【０１０１】
表１の結果から明らかなように、ＢＯＤの処理効率は９７．７％、ＣＯＤが９４．３％、ＳＳが９６．５％、Ｔ−Ｎが８３．９％、Ｔ−Ｐが９０．６％で良好な結果を得た。  
【０１０２】
実施例２
都市下水に対して適用した例である。Ｋ道のＴ下水処理場４５，０００ｍ３／日の規模の処理施設を、本工法で建設して試運転を経て正常運転が始まった３ヶ月以後の１０日間、採水して分析した結果、表２のような結果が得られた。
【０１０３】
【表２】
2008253948.tif 000004
【０１０４】
Ｔ下水処理場は、高度処理ができるように本発明を採用して建設したプラントで、流入水のＢＯＤ１４６ｍｇ／リットル、ＣＯＤ１０２．８ｍｇ／リットル、ＳＳ１５９ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｎ４０ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｐ７ｍｇ／リットルだが、処理水ＢＯＤ６．０ｍｇ／リットル、ＣＯＤ１０．５ｍｇ／リットル、ＳＳ７．０ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｎ８．７ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｐ０．７ｍｇ／リットルであった。
【０１０５】
処理効率は、ＢＯＤ９５．９％、ＣＯＤ９８．９％、ＳＳ９５．６％、Ｔ−Ｎ７８．３％、Ｔ−Ｐ９０．０％で、非常に良好であった。
【０１０６】
流入大腸菌群数も流入水１４７，９００個／ｍｌが５９０個／ｍｌで、消毒を別途しなくても良い水準だった。
【０１０７】
参考で、その地域の環境部の汚染物質の排出許容基準はＢＯＤ３０ｍｇ／リットル、ＣＯＤ４０ｍｇ／リットル、ＳＳ３０ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｎ３０ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｐ４ｍｇ／リットル、大腸菌郡数３，０００個／ｍｌである。
【０１０８】
ここで消毒をしなくても大腸菌群が少なくなるのは、バチルス種混合菌が胞子化する時に生理合成物質を分泌することで可能になったものと思われる。
【０１０９】
運転条件は、微生物接触体（ＲＡＢＣ）回転速度は３〜４ｒｐｍで、ＤＯは１ｍｇ／リットル以下、バイオフィルムの厚さは１〜２ｃｍであり、生物反応槽の第１室は、ＤＯが１ｍｇ／リットル以下、ＭＬＳＳは３，０００〜４，０００ｍｇ／リットルであり、ＳＶ３０は９０％程度で、生物反応槽の第２室は、ＤＯは０．５ｍｇ／リットル程度、ＳＶ３０は８０％程度で、生物反応槽の第３、４室は、ＤＯが０．２ｍｇ／リットル以下で、ＳＶ３０は６０％程度だった。微生物活性剤は、ＲＡＢＣ分配槽にＢＯＤ負荷１ｋｇ当り０．０２ｋｇを投与した。
【０１１０】
実施例３
Ｋ道のＪ下水処理場は、２５，０００ｍ３／日規模の処理施設を本法で建設して試運転を経て正常運転が始まった３ヶ月以後の１０日間、採水して分析した結果を表３に示す。
【０１１１】
【表３】
2008253948.tif 000005
【０１１２】
Ｊ下水処理場の場合も高度処理ができるように本法を採用して建設して成功したプラントとして、流入水ＢＯＤ１２８．６ｍｇ／リットル、ＣＯＤ８９．１ｍｇ／リットル、ＳＳ１４２．９ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｎ３２．４ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｐ２．９ｍｇ／リットルだが、処理水ＢＯＤ５．２ｍｇ／リットル、ＣＯＤ７．４ｍｇ／リットル、ＳＳ３．７ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｎ７．４ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｐ０．５ｍｇ／リットルであった。
【０１１３】
処理効率はＢＯＤ９６％、ＣＯＤ９１．７％、ＳＳ９７．４％、Ｔ−Ｎ７７．２％、Ｔ−Ｐ８２．８％で、非常に良好だった。
【０１１４】
流入大腸菌群数も流入水１３２，４００個／ｍｌが３３２個／ｍｌまで減少し、消毒を別途にしなくても良い水準だった。
【０１１５】
参考で、その地域の環境部の汚染物質の排出許容基準はＢＯＤ３０ｍｇ／リットル、  ＣＯＤＭｎ４０ｍｇ／リットル、ＳＳ３０ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｎ３０ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｐ４ｍｇ／リットル、大腸菌群数３，０００個／ｍｌである。
【０１１６】
このように大型下水処理施設の場合にも高度処理施設として定着している。
【０１１７】
実施例４
第４室の攪拌方法によって大腸菌群の処理効率を比較した。
【０１１８】
第４室の攪拌方法を水中攪拌機によって行っているＴ処理場（４５０００ｍ３／日）と、空気曝気によって行っているＫ処理場（２５０００ｍ３／日）の流入水中および処理水の大腸菌群数を調査し、処理効率を求めた。調査は５回行い、その平均を表４に示す。
【０１１９】
【表４】
2008253948.tif 000006
【０１２０】
上記のように、本発明は網状形回転式バチルス接触槽に下水とバチルス種混合菌を主体にした微生物及び微生物活性剤を投与し、合成樹脂繊維材により加工された特殊網状形構造体を、上記の下水に部分沈積した状態で回転させたことからＢＯＤ、ＣＯＤ及びＳＳのような成分を従来の活性スラッジ法に比べて優秀な処理効率を示しただけでなく、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐまでも同一工程内で処理する優秀さを立証し、コンパクトな設備で、施設運営費がはるかに少なくなることが認められた。
【０１２１】
下水を次々に流入させるようにした複数の網状形回転式バチルス接触体を回転させながら、バチルス種混合菌を主体にする微生物と微生物活性剤を投与した上記の下水を次々に流入させて、多孔組織である回転体の可変的な回転によって、空気中の酸素を下水に供給すれば、お互いに下水を空気中で分散展開して処理することによって、高能率的な浄化処理を非常に多くの下水発生設備に対しても、有効に適用させることができる。
【０１２２】
複数個の網状形回転式バチルス接触体の回転速度を可変的に調節することによって、空気中の酸素供給量を調節してＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの除去効率を一層高めることができる。
【０１２３】
複数個の網状形回転式バチルス接触槽による処理後に生物反応槽をおいて、曝気処理を実施することによって、高度の処理効率を安定的に確保することができる。
【０１２４】
下水とバチルス種混合菌を主体にした微生物及び微生物活性剤を投入するようにした網状形回転式バチルス接触槽に、合成繊維で加工された特殊網状多孔組織回転体を下水に部分沈積させて回転させれば、下水と空気の接触によってバチルス種混合菌を主体にした微生物が対数成長しながら下水の中に含まれていた汚染成分を摂取し、代謝することによって浄化する作用を円滑に行なう。
【０１２５】
前述のように、４室で構成された生物反応槽における空気中の酸素供給は、生物反応槽の第１室に集中曝気させることで、バチルス種混合菌を糸状型成長を誘導するために、微生物活性剤を投与すると同時に溶存酸素（ＤＯ）を１ｍｇ／リットル程度がなるように調節し、バチルス種混合菌の個体数を一定に維持するために、沈殿槽と第４室からスラッジ搬送と曝気液を可変的に循環させながら、バチルス種混合菌の最適成長条件を作り、生物反応槽の第２室からは空の栄養状態になりながら、徐々に溶存酸素を０．１ｍｇ／リットル以下になるようにし、第４室は水中攪拌をさせることでバチルス種混合菌の栄養細胞が生きられない最悪の条件を造成して、全てが胞子を形成するように誘導する。
【０１２６】
上記で言及したように、網状形回転式バチルス接触槽と生物反応槽でなされる下水の浄化処理処置において、生物反応槽の第４室で胞子形成初期の曝気液を分配槽と計量槽を通して網状形回転式バチルス接触槽と生物反応槽の第１室に循環させるようにし、沈殿槽で沈降したバチルス種混合菌のスラッジを流量分配槽と計量槽を通して網状形回転式バチルス接触槽と生物反応槽の第１室に循環及び搬送をするようにした。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の網状形回転式バチルス接触槽を利用した下水高度処理装置の全般的な構成関係を表した工程図
【図２】本発明の網状形回転式バチルス接触槽、生物反応槽及び流量調整槽部分の空気の供給状態を表した工程図
【図３】本発明の網状形回転式バチルス接触槽の実施例に対する部分側面図
【図４】本発明の網状形回転式バチルス接触槽の内部状態を部分的に表した断面図
【符号の説明】
【０１２８】
１．  流入管
２．  スクリーン槽
３．  粗目スクリーン
４．  流量調整槽下水流入管
５．  流量調整槽
６．  流量調整槽空気供給管
７．  流入下水移送ポンプ                
８．  下水移送管
９．  細目スクリーン                    
１０．  流量分配槽流入管
１１．  流量分配槽                        
１２．  網状形回転式バチルス接触槽流入管
１３．  網状形回転式バチルス接触槽      
１４．  空気供給管
１５．  計量槽流入管                      
１６．  計量槽
１７．  生物反応槽流入管                  
１８．  生物反応槽
１８ａ．第１室                
１８ｂ．第２室
１８ｃ．第３室                
１８ｄ．第４室
１９．  生物反応槽空気供給管            
１９ａ．第１室空気供給管
１９ｂ．第２室空気供給管      
１９ｃ．第３室空気供給管
１９ｄ．第４室水中攪拌機      
２０．  曝気液循環ポンプ
２１．  曝気液循環管                    
２２．  沈殿槽流入管
２３．  沈殿槽                          
２４．  搬送スラッジポンプ
２５．  搬送スラッジ管                  
２６．  剰余スラッジポンプ
２７．  剰余スラッジ管                  
２８．  スラッジ濃縮槽
２９．  放流槽流入管                    
３０．  放流槽
３１．  放流管                              
３２ａ．生物反応槽用送風機
３２ｂ．流量調整槽用送風機              
３２ｃ．網状形回転式バチルス接触槽用送風機
３３．  網状形回転式バチルス接触体      
３４．  網状形回転式バチルス接触槽の蓋
３５．  下水流入部                      
３６．  回転軸（Ｓｈａｆｔ）
３７．  駆動機構                        
３８．  軸受部
３９．  スペーサ                        
３９ａ．刃の部分
３９ｂ．軸の部分                        
４０．  回転速度変換装置（Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）
４１．  点検ウィンドウ                  
４２．  吸・排気口
４３．  脱臭用配管
【図１】
2008253948.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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