(57)【要約】【課題】ブロワーによる撹拌が無くても微生物処理が可能となって省エネを図ることができ、冬場の水温を上昇させ、各種のバブルを多量に製造し利用して、生物反応効率を向上できる生物反応装置を提供する。【解決手段】バブル混合微生物付着槽４０にて、マイクロナノバブル発生機６から発生されたマイクロナノバブルおよびナノバブル発生機３６から発生されたナノバブルと、微生物と、排水原水１とを、混合して、混合水を作成する。生物反応槽１０にて、上記バブル混合微生物付着槽４０から供給された上記混合水を流路に通し、上記混合水を生物反応させて処理水を作成する。測定槽１９にて、上記生物反応槽１０から供給された上記処理水の水温および水質を測定する。水質調節計２８および水温調節計２９にて、上記測定槽１９にて測定された上記処理水の水温および水質に基づいて上記マイクロナノバブル発生機６および上記ナノバブル発生機３６の運転を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロナノバブル発生機から発生されたマイクロナノバブルおよびナノバブル発生機から発生されたナノバブルの一方または両方と、微生物と、被処理水とを、バブル混合微生物付着槽にて混合して、混合水を作成する工程と、
上記バブル混合微生物付着槽から生物反応槽に供給された上記混合水を上記生物反応槽の流路に通し、上記混合水を生物反応させて処理水を作成する工程と、
上記生物反応槽から測定槽に供給された上記処理水の水温および水質を測定する工程と、
上記測定槽にて測定された上記処理水の水温および水質に基づいて制御部によって上記マイクロナノバブル発生機および上記ナノバブル発生機の運転を制御する工程と
を備えることを特徴とする生物反応方法。
【請求項２】
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生機と、
ナノバブルを発生するナノバブル発生機と、
上記マイクロナノバブル発生機から発生されたマイクロナノバブルおよび上記ナノバブル発生機から発生されたナノバブルの一方または両方と、微生物と、被処理水とを、混合して、混合水を作成するバブル混合微生物付着槽と、
上記バブル混合微生物付着槽から供給された上記混合水を流路に通し、上記混合水を生物反応させて処理水を作成する生物反応槽と、
上記生物反応槽から供給された上記処理水の水温および水質を測定する測定槽と、
上記測定槽にて測定された上記処理水の水温および水質に基づいて上記マイクロナノバブル発生機および上記ナノバブル発生機の運転を制御する制御部と
を備えることを特徴とする生物反応装置。
【請求項３】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記ナノバブル発生機は、揚程４０ｍ以上のポンプを有することを特徴とする生物反応装置。
【請求項４】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記マイクロナノバブル発生機は、揚程１５ｍ以上のポンプを有することを特徴とする生物反応装置。
【請求項５】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記被処理水が供給される原水槽と、
上記マイクロナノバブル発生機が収容されると共に、上記原水槽から供給された上記被処理水にマイクロナノバブルを含有して上記バブル混合微生物付着槽に供給するマイクロナノバブル発生槽と、
上記ナノバブル発生機が収容されると共に、上記生物反応槽から供給された上記処理水にナノバブルを含有して上記バブル混合微生物付着槽に供給するナノバブル発生槽と
を有することを特徴とする生物反応装置。
【請求項６】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記生物反応槽の流路の最下流部の汚泥を、上記バブル混合微生物付着槽に、返送する汚泥返送ポンプを有することを特徴とする生物反応装置。
【請求項７】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記ナノバブル発生機は、
マイクロバブル発生部を有する気液混合循環ポンプと、
上記マイクロバブル発生部に接続されて上記マイクロバブル発生部への空気の流量を調整するバルブと、
上記気液混合循環ポンプの下流側に接続されると共に上記気液混合循環ポンプから発生したマイクロバブルをナノバブルにせん断する気体せん断部と
を有することを特徴とする生物反応装置。
【請求項８】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記生物反応槽の流路は、水深の浅い部分と水深の深い部分とを少なくとも一回ずつ交互に通るように形成された蛇行状流路であることを特徴とする生物反応装置。
【請求項９】
請求項８に記載の生物反応装置において、
上記生物反応槽の流路の水深の深い部分は、１０ｍ以上の深さを有することを特徴とする生物反応装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記測定槽における上記処理水の水質の測定には、全有機炭素計および化学的酸素要求量計の少なくとも一方を用いていることを特徴とする生物反応装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記ナノバブル発生機は、気液混合気体せん断方式のナノバブル発生機であることを特徴とする生物反応装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機または旋回流型マイクロナノバブル発生機であることを特徴とする生物反応装置。
【請求項１３】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記被処理水は、排水原水、排水処理水、用水、界面活性剤含有排水および培地含有水のうちの何れか一つであることを特徴とする生物反応装置。
【請求項１４】
請求項２に記載の生物反応装置において、
上記被処理水は、循環使用を目的とした植物の水耕栽培後の水耕液、水産養殖後の養殖水、魚類蓄養施設からの蓄養水、および、水族館施設からの展示循環水のうちの何れか一つであることを特徴とする生物反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生物反応方法および生物反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排水処理における曝気槽や、排水の再利用設備における接触酸化槽の様に、生物反応装置は数多く存在していたが、槽内撹拌の為の撹拌動力が大きく、生物反応装置に対する省エネ対策が実施できない状況であった。
【０００３】
また、生物反応装置での水温は、冬場に水温が低下した時点で、生物反応効率の低下は避けられない状況であった。
【０００４】
また、微生物が活性化していないことによる、生物反応特有の生物反応速度が遅いという欠点や、生物反応の効果が明確でないという欠点が、存在していた。
【０００５】
また、マイクロナノバブルを利用した生物反応装置は存在していた。しかし、生物反応における微生物の中で、特にサイズの小さい細菌（別名バクテリア）に対する著しい生理活性効果を発揮する生物反応装置は、存在していなかった。
【０００６】
要するに、ブロワーによる撹拌が無くても微生物処理が可能となって省エネを図ることができ、冬場の水温を上昇させ、各種のバブルを多量に製造し利用して、生物反応効率を向上できる生物反応装置は、存在していなかった。
【０００７】
ここで、従来、ナノバブルを利用した方法及び装置としては、特開２００４−１２１９６２号公報（特許文献１）に記載されているものがある。
【０００８】
この装置および方法は、ナノバブルが有する浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、および、静電分極の実現による界面活性作用と殺菌作用などの特性を活用している。より具体的には、それらを相互に関連させることによって、汚れ成分の吸着機能、物体表面の高速洗浄機能、および、殺菌機能による各種物体の高機能かつ低環境負荷での洗浄を実現でき、汚濁水の浄化を行うことができることを開示している。
【０００９】
また、従来、ナノ気泡を生成する方法としては、特開２００３−３３４５４８号公報（特許文献２）に記載されているものがある。この方法は、液体中において、液体の一部を分解ガス化する工程、液体中で超音波を印加する工程、または、液体の一部を分解ガス化する工程及び超音波を印加する工程から構成されている。
【００１０】
また、従来、オゾンマイクロバブルを利用する廃液の処理装置としては、特開２００４−３２１９５９号公報（特許文献３）に記載されているものがある。
【００１１】
この処理装置は、マイクロバブル発生装置に、オゾン発生装置より生成されたオゾンガスと処理槽の下部から抜き出された廃液を加圧ポンプを介して供給している。また、生成されたオゾンマイクロバブルをガス吹き出しパイプの開口部より処理槽内の廃液中に通気している。
【００１２】
しかしながら、上記３つの既存の技術を参照しても、省エネを図ることができ、かつ、生物反応効率を向上できる生物反応装置を実現することは困難になっている。
【特許文献１】特開２００４−１２１９６２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４５４８号公報
【特許文献３】特開２００４−３２１９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、この発明の課題は、ブロワーによる撹拌が無くても微生物処理が可能となって省エネを図ることができ、冬場の水温を上昇させ、各種のバブルを多量に製造し利用して、生物反応効率を向上できる生物反応装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、この発明の生物反応方法は、
マイクロナノバブル発生機から発生されたマイクロナノバブルおよびナノバブル発生機から発生されたナノバブルの一方または両方と、微生物と、被処理水とを、バブル混合微生物付着槽にて混合して、混合水を作成する工程と、
上記バブル混合微生物付着槽から生物反応槽に供給された上記混合水を上記生物反応槽の流路に通し、上記混合水を生物反応させて処理水を作成する工程と、
上記生物反応槽から測定槽に供給された上記処理水の水温および水質を測定する工程と、
上記測定槽にて測定された上記処理水の水温および水質に基づいて制御部によって上記マイクロナノバブル発生機および上記ナノバブル発生機の運転を制御する工程と
を備えることを特徴としている。
【００１５】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記ナノバブルとは、数百ｎｍ以下の直径を有する気泡をいう。上記ナノバブルは、ナノバブル形成時に高温高圧状態となり、熱を発生する。上記ナノバブルは、マイクロナノバブルと比較して、微生物の活性化に一層優れている。
【００１６】
この発明の生物反応方法によれば、上記混合水を作成する工程と、上記処理水を作成する工程と、上記処理水の水温および水質を測定する工程と、上記マイクロナノバブル発生機および上記ナノバブル発生機の運転を制御する工程とを有するので、以下の特徴点(i)〜(iv)の効果を有する。
【００１７】
特徴点(i)では、従来、生物反応槽における撹拌目的の曝気に電気エネルギーを多量に消費していたが、上記ナノバブルや上記マイクロナノバブルと上記被処理水と上記微生物とを混合し、上記生物反応槽の流路に通すことにより、上記ナノバブルや上記マイクロナノバブルが上記微生物に付着して、上記微生物が活性化し、ブロワーによる撹拌が無くても、微生物処理が可能である。
【００１８】
特徴点(ii)では、上記ナノバブルが形成される時に発生する熱を活用して、冬場の上記生物反応槽の水温を上昇させて、処理水質を安定化する。
【００１９】
特徴点(iii)では、上記処理水の水温や水質により、上記マイクロナノバブル発生機と上記ナノバブル発生機の運転を制御し、水温や水質に合わせた合理的な運転条件とすることができる。
【００２０】
特徴点(iv)では、上記マイクロナノバブル発生機と上記ナノバブル発生機との２種類の発生機を用い、必要に応じて各種のバブルを多量に製造し利用することで、各種微生物（大きな原生動物と小さな細菌）の活性化に有効となる。
【００２１】
したがって、ブロワーによる撹拌が無くても微生物処理が可能となって省エネを図ることができ、冬場の水温を上昇させ、各種のバブルを多量に製造し利用して、生物反応効率を向上できる。
【００２２】
また、この発明の生物反応装置は、
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生機と、
ナノバブルを発生するナノバブル発生機と、
上記マイクロナノバブル発生機から発生されたマイクロナノバブルおよび上記ナノバブル発生機から発生されたナノバブルの一方または両方と、微生物と、被処理水とを、混合して、混合水を作成するバブル混合微生物付着槽と、
上記バブル混合微生物付着槽から供給された上記混合水を流路に通し、上記混合水を生物反応させて処理水を作成する生物反応槽と、
上記生物反応槽から供給された上記処理水の水温および水質を測定する測定槽と、
上記測定槽にて測定された上記処理水の水温および水質に基づいて上記マイクロナノバブル発生機および上記ナノバブル発生機の運転を制御する制御部と
を備えることを特徴としている。
【００２３】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記ナノバブルとは、数百ｎｍ以下の直径を有する気泡をいう。上記ナノバブルは、ナノバブル形成時に高温高圧状態となり、熱を発生する。上記ナノバブルは、マイクロナノバブルと比較して、微生物の活性化に一層優れている。
【００２４】
この発明の生物反応装置によれば、上記マイクロナノバブル発生機と、上記ナノバブル発生機と、上記バブル混合微生物付着槽と、上記生物反応槽と、上記測定槽と、上記制御部とを有するので、以下の特徴点(i)〜(iv)の効果を有する。
【００２５】
特徴点(i)では、従来、生物反応槽における撹拌目的の曝気に電気エネルギーを多量に消費していたが、上記ナノバブルや上記マイクロナノバブルと上記被処理水と上記微生物とを混合し、上記生物反応槽の流路に通すことにより、上記ナノバブルや上記マイクロナノバブルが上記微生物に付着して、上記微生物が活性化し、ブロワーによる撹拌が無くても、微生物処理が可能である。
【００２６】
特徴点(ii)では、上記ナノバブルが形成される時に発生する熱を活用して、冬場の上記生物反応槽の水温を上昇させて、処理水質を安定化する。
【００２７】
特徴点(iii)では、上記処理水の水温や水質により、上記マイクロナノバブル発生機と上記ナノバブル発生機の運転を制御し、水温や水質に合わせた合理的な運転条件とすることができる。
【００２８】
特徴点(iv)では、上記マイクロナノバブル発生機と上記ナノバブル発生機との２種類の発生機を用い、必要に応じて各種のバブルを多量に製造し利用することで、各種微生物（大きな原生動物と小さな細菌）の活性化に有効となる。
【００２９】
したがって、ブロワーによる撹拌が無くても微生物処理が可能となって省エネを図ることができ、冬場の水温を上昇させ、各種のバブルを多量に製造し利用して、生物反応効率を向上できる。
【００３０】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記ナノバブル発生機は、揚程４０ｍ以上のポンプを有する。
【００３１】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記ナノバブル発生機は、揚程４０ｍ以上のポンプを有するので、ナノバブルを効率よく発生できる。
【００３２】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記マイクロナノバブル発生機は、揚程１５ｍ以上のポンプを有する。
【００３３】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記マイクロナノバブル発生機は、揚程１５ｍ以上のポンプを有するので、マイクロナノバブルを効率よく発生できる。
【００３４】
また、一実施形態の生物反応装置では、
上記被処理水が供給される原水槽と、
上記マイクロナノバブル発生機が収容されると共に、上記原水槽から供給された上記被処理水にマイクロナノバブルを含有して上記バブル混合微生物付着槽に供給するマイクロナノバブル発生槽と、
上記ナノバブル発生機が収容されると共に、上記生物反応槽から供給された上記処理水にナノバブルを含有して上記バブル混合微生物付着槽に供給するナノバブル発生槽と
を有する。
【００３５】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記原水槽と、上記マイクロナノバブル発生槽と、上記ナノバブル発生槽とを有するので、上記マイクロナノバブルや上記ナノバブルを確実に発生できる。
【００３６】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記生物反応槽の流路の最下流部の汚泥を、上記バブル混合微生物付着槽に、返送する汚泥返送ポンプを有する。
【００３７】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記生物反応槽の流路の最下流部の汚泥を、上記バブル混合微生物付着槽に、返送する汚泥返送ポンプを有するので、上記汚泥に含まれる上記微生物を、上記バブル混合微生物付着槽に、戻すことができて、上記微生物を活性化でき、生物反応効率を向上できる。
【００３８】
また、一実施形態の生物反応装置では、
上記ナノバブル発生機は、
マイクロバブル発生部を有する気液混合循環ポンプと、
上記マイクロバブル発生部に接続されて上記マイクロバブル発生部への空気の流量を調整するバルブと、
上記気液混合循環ポンプの下流側に接続されると共に上記気液混合循環ポンプから発生したマイクロバブルをナノバブルにせん断する気体せん断部と
を有する。
【００３９】
ここで、上記マイクロバブルとは、１０μｍ〜数十μｍの直径を有する気泡をいう。
【００４０】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記ナノバブル発生機は、マイクロバブル発生部を有する気液混合循環ポンプと、上記マイクロバブル発生部に接続されて上記マイクロバブル発生部への空気の流量を調整するバルブと、上記気液混合循環ポンプの下流側に接続されると共に上記気液混合循環ポンプから発生したマイクロバブルをナノバブルにせん断する気体せん断部とを有するので、上記気液混合循環ポンプで、マイクロバブルを製造し、続いて、マイクロバブルを上記気体せん断部に導入して、上記気体せん断部でナノバブルを製造する２段方式であり、かつ、上記バルブで、上記マイクロバブル発生部への空気量まで正確に制御可能なので、ナノバブルを正確にしかも安定的に製造することができる。
【００４１】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記生物反応槽の流路は、水深の浅い部分と水深の深い部分とを少なくとも一回ずつ交互に通るように形成された蛇行状流路である。
【００４２】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記生物反応槽の流路は、水深の浅い部分と水深の深い部分とを少なくとも一回ずつ交互に通るように形成された蛇行状流路であるので、上記混合水の移動距離が長くなると同時に、微生物汚泥と上記被処理水との接触が多くなって、十分な撹拌を行える。
【００４３】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記生物反応槽の流路の水深の深い部分は、１０ｍ以上の深さを有する。
【００４４】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記生物反応槽の流路の水深の深い部分は、１０ｍ以上の深さを有するので、上記水深の深い部分では、水圧によりバブルサイズが、さらに縮小して、微生物汚泥に付着しやすくなる。その結果、生物反応処理を効率的に実施できる。
【００４５】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記測定槽における上記処理水の水質の測定には、全有機炭素計および化学的酸素要求量計の少なくとも一方を用いている。
【００４６】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記測定槽における上記処理水の水質の測定には、全有機炭素計および化学的酸素要求量計の少なくとも一方を用いているので、上記処理水中の有機物濃度を正確に測定できて、上記処理水を確実に処理できているか否かを判断できる。
【００４７】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記ナノバブル発生機は、気液混合気体せん断方式のナノバブル発生機である。
【００４８】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記ナノバブル発生機は、気液混合気体せん断方式のナノバブル発生機であるので、気体と液体とを混合した後、気体をせん断しているので、ナノバブルを多量に発生することが可能である。
【００４９】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機または旋回流型マイクロナノバブル発生機である。
【００５０】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機または旋回流型マイクロナノバブル発生機であるので、既存の発生機を容易に確保できる。また、二種類の発生機を選択的に使用できて、目的により自由に選定することができて、目的に合った最適なシステムを構成できる。
【００５１】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記被処理水は、排水原水、排水処理水、用水、界面活性剤含有排水および培地含有水のうちの何れか一つである。
【００５２】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記被処理水は、排水原水、排水処理水、用水、界面活性剤含有排水および培地含有水のうちの何れか一つであるので、用途が広く、各方面での処理効果が期待できる。
【００５３】
また、一実施形態の生物反応装置では、上記被処理水は、循環使用を目的とした植物の水耕栽培後の水耕液、水産養殖後の養殖水、魚類蓄養施設からの蓄養水、および、水族館施設からの展示循環水のうちの何れか一つである。
【００５４】
この実施形態の生物反応装置によれば、上記被処理水は、循環使用を目的とした植物の水耕栽培後の水耕液、水産養殖後の養殖水、魚類蓄養施設からの蓄養水、および、水族館施設からの展示循環水のうちの何れか一つであるので、上記被処理水を循環水として処理して、水質を向上させると同時に循環使用による節水効果がある。
【発明の効果】
【００５５】
この発明の生物反応方法によれば、上記混合水を作成する工程と、上記処理水を作成する工程と、上記処理水の水温および水質を測定する工程と、上記マイクロナノバブル発生機および上記ナノバブル発生機の運転を制御する工程とを有するので、ブロワーによる撹拌が無くても微生物処理が可能となって省エネを図ることができ、冬場の水温を上昇させ、各種のバブルを多量に製造し利用して、生物反応効率を向上できる。
【００５６】
この発明の生物反応装置によれば、上記マイクロナノバブル発生機と、上記ナノバブル発生機と、上記バブル混合微生物付着槽と、上記生物反応槽と、上記測定槽と、上記制御部とを有するので、ブロワーによる撹拌が無くても微生物処理が可能となって省エネを図ることができ、冬場の水温を上昇させ、各種のバブルを多量に製造し利用して、生物反応効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５８】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の生物反応装置の第１実施形態を模式的に示す図である。本発明の生物反応装置は、被処理水としての排水原水１が順に送られる、原水槽２と、マイクロナノバブル発生槽４と、バブル混合微生物付着槽４０と、生物反応槽１０と、測定槽１９とを有する。
【００５９】
上記生物反応槽１０の下流側には、ナノバブル発生槽２２が接続され、このナノバブル発生槽２２の下流側に、上記バブル混合微生物付着槽４０が接続されている。上記測定槽１９の下流側には、次工程処理装置２１が接続されている。
【００６０】
上記原水槽２には、上記排水原水１が供給される。上記マイクロナノバブル発生槽４には、マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生機６が収容される。上記マイクロナノバブル発生槽４では、上記原水槽２から原水槽ポンプ３によって供給された上記排水原水１に、マイクロナノバブルを含有して、上記バブル混合微生物付着槽４０に供給する。
【００６１】
上記ナノバブル発生槽２２には、ナノバブルを発生するナノバブル発生機３６が収容される。上記ナノバブル発生槽２２では、上記生物反応槽１０から供給された処理水に、ナノバブルを含有して、上記バブル混合微生物付着槽４０に供給する。
【００６２】
上記バブル混合微生物付着槽４０では、上記マイクロナノバブル発生機６から発生されたマイクロナノバブルおよび上記ナノバブル発生機３６から発生されたナノバブルの一方または両方と、微生物と、上記排水原水１とを、混合して、混合水を作成する。
【００６３】
上記生物反応槽１０では、上記バブル混合微生物付着槽４０から供給された上記混合水を流路に通し、上記混合水を生物反応させて処理水を作成する。
【００６４】
上記測定槽１９では、上記生物反応槽１０から供給された上記処理水の水温および水質を測定する。上記測定槽１９にて測定された上記処理水の水温および水質に基づいて、上記マイクロナノバブル発生機６および上記ナノバブル発生機３６の運転を制御する制御部が設けられている。
【００６５】
つまり、上記測定槽１９には、上記処理水の水質を検出する水質計検出部２０と、上記処理水の水温を検出する水温計検出部３０とが、設置されている。上記制御部は、上記水質計検出部２０に信号線９を介して接続される水質調節計２８と、上記水質計検出部２０に信号線９を介して接続される水温調節計２９とを有する。上記水質調節計２８としては、全有機炭素計および化学的酸素要求量計の少なくとも一方を用いている。
【００６６】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記ナノバブルとは、数百ｎｍ以下の直径を有する気泡をいう。上記ナノバブルは、ナノバブル形成時に高温高圧状態となり、熱を発生する。上記ナノバブルは、マイクロナノバブルと比較して、微生物の活性化に一層優れている。また、マイクロバブルとは、１０μｍ〜数十μｍの直径を有する気泡をいう。通常のバブル（気泡）は、水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅する。
【００６７】
上記ナノバブル発生機３６は、気液混合気体せん断方式のナノバブル発生機である。ナノバブル発生機としては、例えば、株式会社協和機設の商品がある。
【００６８】
上記ナノバブル発生機３６は、マイクロバブル発生部２５を有する気液混合循環ポンプ２４と、上記マイクロバブル発生部２５に空気配管２６を介して接続されて上記マイクロバブル発生部２５への空気の流量を調整するバルブ３２と、上記気液混合循環ポンプ２４の下流側に接続されると共に上記気液混合循環ポンプ２４から発生したマイクロバブルをナノバブルにせん断する気体せん断部２７とを有する。
【００６９】
上記気液混合循環ポンプ２４は、上記水質調節計２８および上記水温調節計２９に、信号線９を介して、接続される。上記気液混合循環ポンプ２４としては、例えば、揚程４０ｍ以上（好ましくは、揚程６０ｍ以上）のポンプを用いる。
【００７０】
上記マイクロナノバブル発生機６としては、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機を用いている。水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機としては、例えば、野村電子工業株式会社の商品がある。
【００７１】
上記マイクロナノバブル発生機６は、上記水質調節計２８および上記水温調節計２９に、信号線９を介して、接続される。上記マイクロナノバブル発生機６は、揚程１５ｍ以上のポンプを有する。なお、上記マイクロナノバブル発生機６としては、旋回流型マイクロナノバブル発生機を用いてもよい。
【００７２】
上記マイクロナノバブル発生機６には、ブロワー８が空気配管７によって、接続されている。このブロワー８は、上記水質調節計２８および上記水温調節計２９に、信号線９を介して、接続される。
【００７３】
上記生物反応槽１０の流路は、水深の浅い部分と水深の深い部分とを少なくとも一回ずつ交互に通るように形成された蛇行状流路である。上記生物反応槽１０は、いわゆる縦型流路槽である。上記生物反応槽１０の流路の水深の深い部分は、１０ｍ以上の深さを有する。
【００７４】
具体的に述べると、この蛇行状流路は、上記生物反応槽１０を６枚の仕切板１２で区分して形成される７つの小水槽から構成される。そして、上記混合水は、７つの小水槽について、順次、上部（水深の浅い部分）から下部（水深の深い部分）に自然と流れ、上記生物反応槽１０全体を通過して、最も下流の小水槽に到達するように、構成されている。
【００７５】
上記生物反応槽１０の流路の最下流部には、汚泥返送ポンプ３７が設置され、この汚泥返送ポンプ３７によって、上記流路の最下流部の汚泥は、上記バブル混合微生物付着槽４０に、返送される。
【００７６】
上記生物反応槽１０の流路の最下流部には、液中膜１６が設置され、この液中膜１６には、第１液中膜ポンプ１７と第２液中膜ポンプ１８とが、それぞれ、接続されている。ここで、上記液中膜１６とは、液体の中に存在する膜である。
【００７７】
上記第１液中膜ポンプ１７は、上記処理水を固液分離して確保し、上記測定槽１９に導入する。
【００７８】
上記第２液中膜ポンプ１８の運転は、上記水質調節計２８および上記水温調節計２９によって、信号線９を介して、制御されている。一方、上記第２液中膜ポンプ１８は、上記処理水を固液分離して確保し、上記ナノバブル発生槽２２に導入する。上記ナノバブル発生槽２２に導入された上記処理水は、上記ナノバブル発生機３６によって、ナノバブルを含有して、再び、上記バブル混合微生物付着槽４０に導入される。
【００７９】
上記生物反応槽１０の流路の最下流部には、散気管１３が設置され、この散気管１３は、ブロワー１４と配管によって接続されている。この散気管１３から吐出される気泡１５は、上記液中膜１６を空気洗浄する。
【００８０】
次に、上記構成の生物反応装置の使用について説明する。
【００８１】
まず、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６およびナノバブル発生機３６のそれぞれの運転条件を説明する。
【００８２】
水質計検出部２０および水温計検出部３０の信号を水質調節計２８および水温調節計２９で受けて、変換し、さらに変換した信号を、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６およびナノバブル発生機３６に伝送して、それらの運転を制御している。
【００８３】
水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６およびナノバブル発生機３６の運転条件は、以下の内容となる。
【００８４】
水質との関係は、以下(a)〜(d)となる。
(a)水質が悪化した場合は、ナノバブル発生機３６と水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６両方の運転（特にナノバブルによる生物反応に影響する細菌の活性化を利用）
(b)水質が、目標水質よりも多少良い場合は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６の運転
(c)水質が、目標水質よりも多少悪い場合は、ナノバブル発生機３６の運転
(d)水質が、目標水質よりも相当良い場合は、ナノバブル発生機３６と水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６両方の停止
【００８５】
水温との関係は、以下(e)〜(g)となる。
(e)水温が目標水温より、低い場合は、ナノバブル発生機３６の運転（ナノバブル形成時の発熱を利用）
(f)水温が目標水温より、高い場合は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６の運転
(g)水温が目標水温より高く、水質も相当良い場合は、ナノバブル発生機３６と水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６両方の停止
【００８６】
そして、排水原水１は、原水槽２に導入され、原水槽ポンプ３によって、マイクロナノバブル発生槽４に導入される。
【００８７】
測定槽１９での上記条件で、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６が運転される条件は、(a)水質が悪化した場合、(b)水質が目標水質よりも多少良い場合、(f)水温が目標水質より高い場合である。
【００８８】
一方、ナノバブル発生機３６が運転される条件は、(a)水質が悪化した場合、(c)水質が目標水質よりも多少悪い場合、(e)水温が目標水温より低い場合である。
【００８９】
水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６では、マイクロナノバブル発生に必要な空気を、ブロワー８が発生する空気を空気配管７で取り入れて、利用している。マイクロナノバブルが発生すると、マイクロナノバブル水流５を起こす。
【００９０】
測定槽１９での処理水の条件次第では、すなわち、(g)水温が目標水温より高く、水質も相当良い場合は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６は、停止される。
【００９１】
次に、マイクロナノバブル発生槽４を出た被処理水は、オーバーフローで、バブル混合微生物付着槽４０に導入される。バブル混合微生物付着槽４０には、ナノバブル発生槽２２で、発生したナノバブル水も導入されることがある。
【００９２】
測定槽１９での、処理水の条件、すなわち、(a)水質が悪化した場合、(c)水質が、目標水質よりも多少悪い場合、(e)水温が目標水温より、低い場合に、ナノバブル水が導入される。
【００９３】
なお、ナノバブル水は、ナノバブル発生機３６より、ナノバブルが発生して、バブル混合微生物付着槽４０に導入される。
【００９４】
ナノバブルは、微生物の中でも特に、小さな細菌に対して、生物活性があることと、ナノバブルを形成する際に熱を発生するので、その条件が必要な場合に、バブル混合微生物付着槽４０に自動的に制御されて導入される。
【００９５】
よって、測定槽１９での(a)水質が悪化した場合、(c)水質が、目標水質よりも多少悪い場合、(e)水温が目標水温より、低い場合に、ナノバブル水が導入される。
【００９６】
ナノバブル発生機３６でのナノバブル発生のメカニズムは、以下の第１ステップと第２ステップで実施される。
【００９７】
第１ステップとしては、マイクロバブル発生部２５において、流体力学的に圧力を制御することで、負圧形成部分から気体を吸入し、高速流体運動させて、負圧部を形成し、マイクロバブルを発生させる。より解かりやすく簡単に説明すると、水と空気を効果的に自給混合溶解し、圧送することにより、マイクロバブル白濁水を製造する。
【００９８】
第２ステップとしては、気体せん断部２７において、高速流体運動させて、負圧部を形成し、マイクロバブルを発生させて、気体せん断部２７に、水配管を通じて導入し、流体運動としてせん断することによって、マイクロバブルからナノバブルを発生させる。
【００９９】
ここで、マイクロバブルからナノバブルを発生させる時、熱を発生するが、そのメカニズムを説明する。
【０１００】
マイクロバブル発生部２５を有する気液混合循環ポンプ２４で、発生させたマイクロバブル水を高圧下、気体せん断部２７に水配管にて、圧送する際、気体せん断部２７においては、高速流体運動としてせん断することによって、マイクロバブルからナノバブルが発生すると同時に、超高温の極限反応場が形成させる。すなわち、高揚程のポンプを使用してマイクロバブルからナノバブルを発生させる時、超高温の極限反応場からフリーラジカルを形成して、熱が発生する。この熱が、ナノバブル発生機で熱が発生するメカニズムである。
【０１０１】
また、空気の観点からナノバブル形成を説明すると、気液混合循環ポンプ２４の吸い込み側から、ナノバブル発生槽２２内の処理水を自給すると共に、空気量調整用のバルブ３２を開けて空気配管２６を通じて空気を自給して、マイクロバブル発生部２５は、特殊なケーシング構造であり、液体である処理水と気体としての空気とを、『混合、撹拌、昇圧』させて、マイクロバブルを最初に形成する。
【０１０２】
そして、形成したマイクロバブルを、水配管を通じて、気体せん断部２７に導入し、流体運動としてせん断することによって、マイクロバブルからナノバブルを発生させ、ナノバブルを含有する処理水を、ナノバブル吐出口２３から、上記ナノバブル発生槽２２に流入する。
【０１０３】
なお、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機６の空気吸い込み量は、例えば、５リットル／分である。ナノバブル発生機３６の空気吸い込み量は、例えば、０．７リットル／分である。
【０１０４】
バブル混合微生物付着槽４０には、生物反応槽１０内の微生物汚泥が、返送汚泥ポンプ３７から返送され導入される。返送汚泥ポンプ３７から返送導入される汚泥に含まれる微生物に、ナノバブルやマイクロナノバブルが、付着して、微生物の好気性維持に有効となる。特に、バブルサイズが、ナノレベルで、超微細になるほど、水中に長く持続して、また、微生物のうち、処理に有効に作用する小さな細菌の活性化に有効となる。
【０１０５】
バブル混合微生物付着槽４０の意味は、ナノバブルや、マイクロナノバブルが混合されて、微生物にナノバブルや、マイクロナノバブルが付着する槽であることを意味している。
【０１０６】
バブル混合微生物付着槽４０を出た混合水は、生物反応槽１０に導入される。生物反応槽１０では、混合水は、水流１１に示すように、時間をかけて、蛇行状流路を経て、蛇行状流路の最下流部に、移動する。
【０１０７】
混合水中の各種細菌を含む微生物には、運転条件によって、異なるが、ナノバブルやマイクロナノバブルが付着して、微生物活性を維持する。
【０１０８】
よって、曝気による撹拌がなくても、蛇行状流路を通過することによるある程度の混合撹拌と、微生物の活性とを、維持できる。
【０１０９】
第１液中膜ポンプ１７は、処理水を生物反応槽１０から固液分離して確保し、測定槽１９に導入する。第２液中膜ポンプ１８は、処理水を生物反応槽１０から固液分離して確保し、ナノバブル発生槽２２に導入する。
【０１１０】
ナノバブル発生槽２２に導入された処理水は、ナノバブル発生機３６によって、ナノバブルを含有して、再び、バブル混合微生物付着槽４０に導入されることになる。
【０１１１】
そして、測定槽１９を出た処理水は、次工程処理装置２１に導入され、目的に応じてさらなる高度処理等が実施される。
【０１１２】
要するに、この発明の生物反応方法は、マイクロナノバブル発生機６から発生されたマイクロナノバブルおよびナノバブル発生機３６から発生されたナノバブルの一方または両方と、微生物と、被処理水とを、バブル混合微生物付着槽４０にて混合して、混合水を作成する工程と、上記バブル混合微生物付着槽４０から生物反応槽１０に供給された上記混合水を上記生物反応槽１０の流路に通し、上記混合水を生物反応させて処理水を作成する工程と、上記生物反応槽１０から測定槽１９に供給された上記処理水の水温および水質を測定する工程と、上記測定槽１９にて測定された上記処理水の水温および水質に基づいて制御部によって上記マイクロナノバブル発生機６および上記ナノバブル発生機３６の運転を制御する工程とを有する。
【０１１３】
上記構成の生物反応装置によれば、上記マイクロナノバブル発生機６と、上記ナノバブル発生機３６と、上記バブル混合微生物付着槽４０と、上記生物反応槽１０と、上記測定槽１９と、上記制御部とを有するので、以下の特徴点(i)〜(iv)の効果を有する。
【０１１４】
上記構成の生物反応方法によれば、上記混合水を作成する工程と、上記処理水を作成する工程と、上記処理水の水温および水質を測定する工程と、上記マイクロナノバブル発生機６および上記ナノバブル発生機３６の運転を制御する工程とを有するので、以下の特徴点(i)〜(iv)の効果を有する。
【０１１５】
特徴点(i)では、従来、生物反応槽１０における撹拌目的の曝気に電気エネルギーを多量に消費していたが、上記ナノバブルや上記マイクロナノバブルと上記被処理水と上記微生物とを混合し、上記生物反応槽１０の流路に通すことにより、上記ナノバブルや上記マイクロナノバブルが上記微生物に付着して、上記微生物が活性化し、ブロワーによる撹拌が無くても、微生物処理が可能である。
【０１１６】
具体的には、上記生物反応槽１０の蛇行状流路を、ナノバブルやマイクロナノバブルが、汚泥とともに流れ、かつ、微生物が活性化し、曝気による撹拌が無くても処理水質を維持でき、その結果、電気エネルギーを多量に消費する曝気による撹拌が不必要となり、小型の汚泥返送ポンプ３７による蛇行状流路を流れる撹拌で、微生物の活性を維持し、処理ができる。
【０１１７】
ここで、上記ナノバブルを用いることで、上記生物反応槽１０での攪拌が不要となる点を、詳しく説明する。ナノバブルが、水中に長く持続することと、ナノバブルがマイナスの電荷を有するため、被処理水中の物質や汚泥返送中の微生物に付着して、被処理水や微生物と共に移動し、撹拌が不要となる。また、ナノバブルは、移動中に微生物に付着して、微生物を活性化する効果や、ナノバブルが持つ高酸化力により、物理的に有機物を酸化して処理することができる。
【０１１８】
特徴点(ii)では、上記ナノバブルが形成される時に発生する熱を活用して、冬場の上記生物反応槽１０の水温を上昇させて、処理水質を安定化する。
【０１１９】
具体的には、マイクロバブル発生部２５で発生したマイクロバブルを気体せん断部２７でナノバブルを形成する際に熱が発生する。すなわち、マイクロバブル発生部２５で発生したマイクロバブル水に、気体せん断部２７で物理的刺激を加えて、水分子を分解して不安定なフリーラジカルであるナノバブルを形成する。このフリーラジカルを形成した際に熱を発生する。
【０１２０】
特徴点(iii)では、上記処理水の水温や水質により、上記マイクロナノバブル発生機６と上記ナノバブル発生機３６の運転を制御し、水温や水質に合わせた合理的な運転条件とすることができる。
【０１２１】
特徴点(iv)では、上記マイクロナノバブル発生機６と上記ナノバブル発生機３６との２種類の発生機を用い、必要に応じて各種のバブルを多量に製造し利用することで、各種微生物（大きな原生動物と小さな細菌）の活性化に有効となる。
【０１２２】
具体的には、ナノバブルは、サイズが小さい細菌（バクテリア）に対して有効であり、マイクロナノバブルは、大型の原生動物に対して有効である。すなわち、ナノバブルを使用することにより、特にサイズが小さい細菌（バクテリア）の活性化が、マイクロナノバブル使用時と比較して、顕著に増加し、性能が向上する。
【０１２３】
したがって、ブロワーによる撹拌が無くても微生物処理が可能となって省エネを図ることができ、冬場の水温を上昇させ、各種のバブルを多量に製造し利用して、生物反応効率を向上できる。
【０１２４】
また、上記ナノバブル発生機３６は、揚程４０ｍ以上のポンプを有するので、ナノバブルを効率よく発生できる。なお、好ましくは、揚程６０ｍ以上のポンプである。
【０１２５】
また、上記マイクロナノバブル発生機６は、揚程１５ｍ以上のポンプを有するので、マイクロナノバブルを効率よく発生できる。
【０１２６】
また、上記原水槽２と、上記マイクロナノバブル発生槽４と、上記ナノバブル発生槽２２とを有するので、上記マイクロナノバブルや上記ナノバブルを確実に発生できる。
【０１２７】
また、上記生物反応槽１０の流路の最下流部の汚泥を、上記バブル混合微生物付着槽４０に、返送する汚泥返送ポンプ３７を有するので、上記汚泥に含まれる上記微生物を、上記バブル混合微生物付着槽４０に、戻すことができて、上記微生物を活性化でき、生物反応効率を向上できる。
【０１２８】
また、上記ナノバブル発生機３６は、マイクロバブル発生部２５を有する気液混合循環ポンプ２４と、上記マイクロバブル発生部２５に接続されて上記マイクロバブル発生部２５への空気の流量を調整するバルブ３２と、上記気液混合循環ポンプ２４の下流側に接続されると共に上記気液混合循環ポンプ２４から発生したマイクロバブルをナノバブルにせん断する気体せん断部２７とを有するので、上記気液混合循環ポンプ２４で、マイクロバブルを製造し、続いて、マイクロバブルを上記気体せん断部２７に導入して、上記気体せん断部２７でナノバブルを製造する２段方式であり、かつ、上記バルブ３２で、上記マイクロバブル発生部２５への空気量まで正確に制御可能なので、ナノバブルを正確にしかも安定的に製造することができる。
【０１２９】
また、上記生物反応槽１０の流路は、水深の浅い部分と水深の深い部分とを少なくとも一回ずつ交互に通るように形成された蛇行状流路であるので、上記混合水の移動距離が長くなると同時に、微生物汚泥と上記被処理水との接触が多くなって、十分な撹拌を行える。
【０１３０】
また、上記生物反応槽１０の流路の水深の深い部分は、１０ｍ以上の深さを有するので、上記水深の深い部分では、水圧によりバブルサイズが、さらに縮小して、微生物汚泥に付着しやすくなる。その結果、生物反応処理を効率的に実施できる。
【０１３１】
また、上記測定槽１９における上記処理水の水質の測定には、全有機炭素計および化学的酸素要求量計の少なくとも一方を用いているので、上記処理水中の有機物濃度を正確に測定できて、上記処理水を確実に処理できているか否かを判断できる。
【０１３２】
また、上記ナノバブル発生機３６は、気液混合気体せん断方式のナノバブル発生機３６であるので、気体と液体とを混合した後、気体をせん断しているので、ナノバブルを多量に発生することが可能である。
【０１３３】
また、上記マイクロナノバブル発生機６は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機または旋回流型マイクロナノバブル発生機であるので、既存の発生機を容易に確保できる。また、二種類の発生機を選択的に使用できて、目的により自由に選定することができて、目的に合った最適なシステムを構成できる。
【０１３４】
また、上記被処理水は、排水原水であるので、用途が広く、各方面での処理効果が期待できる。
【０１３５】
（第２の実施形態）
図２は、この発明の生物反応装置の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、生物反応槽１０に、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１が充填されている。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１３６】
したがって、微生物の中でも、ナノバブルによって、活性化した小さな細菌が、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１に固定化され、細菌の働きがより活性化及び安定化して、生物反応槽１０の処理能力を向上させることになる。
【０１３７】
（第３の実施形態）
図３は、この発明の生物反応装置の第３の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、原水槽２に導入される被処理水が、排水処理水３３となっている。なお、この第３の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１３８】
このように、排水処理水３３を処理対象としているので、排水処理水３３を、さらにナノバブルやマイクロナノバブルで、細菌を含めた微生物を活性化して、合理的に処理できる。
【０１３９】
したがって、再利用することが容易であると同時にランニングコストを下げて、また再利用水の水質を向上させることができる。
【０１４０】
（第４の実施形態）
図４は、この発明の生物反応装置の第４の実施形態を示している。上記第３の実施形態と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、生物反応槽１０に、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１が充填されている。なお、この第４の実施形態において、上記第３の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１４１】
したがって、微生物の中でも、ナノバブルによって、活性化した小さな細菌が、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１に固定化され、細菌の働きがより活性化及び安定化して、生物反応槽１０の処理能力を向上させることになる。
【０１４２】
（第５の実施形態）
図５は、この発明の生物反応装置の第５の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第５の実施形態では、原水槽２に導入される被処理水が、用水３４となっている。なお、この第５の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１４３】
このように、用水３４を処理対象としているので、用水３４を、さらにナノバブルやマイクロナノバブルで、細菌を含めた微生物を活性化して、合理的に処理できる。
【０１４４】
したがって、用水処理が容易となるばかりでなく、ランニングコストを下げて、また処理後の用水の水質を向上させることができる。
【０１４５】
（第６の実施形態）
図６は、この発明の生物反応装置の第６の実施形態を示している。上記第５の実施形態と相違する点を説明すると、この第６の実施形態では、生物反応槽１０に、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１が充填されている。なお、この第６の実施形態において、上記第５の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１４６】
したがって、微生物の中でも、ナノバブルによって、活性化した小さな細菌が、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１に固定化され、細菌の働きがより活性化及び安定化して、生物反応槽１０の処理能力を向上させることになる。
【０１４７】
（第７の実施形態）
図７は、この発明の生物反応装置の第７の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第７の実施形態では、原水槽２に導入される被処理水が、界面活性剤含有排水３５となっている。なお、この第７の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１４８】
このように、界面活性剤含有排水３５を処理対象としているので、界面活性剤含有排水３５を、さらにナノバブルやマイクロナノバブルで、細菌を含めた微生物を活性化して、合理的に処理できる。
【０１４９】
したがって、界面活性剤含有排水３５の処理が容易となるばかりでなく、ランニングコストを下げて、また処理後の界面活性剤含有排水３５の水質を向上させることができる。
【０１５０】
（第８の実施形態）
図８は、この発明の生物反応装置の第８の実施形態を示している。上記第７の実施形態と相違する点を説明すると、この第８の実施形態では、生物反応槽１０に、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１が充填されている。なお、この第８の実施形態において、上記第７の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１５１】
したがって、微生物の中でも、ナノバブルによって、活性化した小さな細菌が、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１に固定化され、細菌の働きがより活性化及び安定化して、生物反応槽１０の処理能力を向上させることになる。
【０１５２】
（第９の実施形態）
図９は、この発明の生物反応装置の第９の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第９の実施形態では、原水槽２に導入される被処理水が、発酵や醸造で使用される培地含有水３８となっている。また、生物反応槽として、培養槽３９が用いられている。なお、この第９の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１５３】
このように、培地含有水３８を処理対象としているので、培地含有水３８を、さらにナノバブルやマイクロナノバブルで、細菌を含めた微生物を活性化して、合理的に発酵や醸造ができる。
【０１５４】
したがって、発酵や醸造が容易となるばかりでなく、ランニングコストを下げて、また発酵や醸造における生産性の向上と、発酵や醸造製品の品質を向上させることができる。
【０１５５】
（第１０の実施形態）
図１０は、この発明の生物反応装置の第１０の実施形態を示している。上記第９の実施形態と相違する点を説明すると、この第１０の実施形態では、生物反応槽としての培養槽３９に、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１が充填されている。なお、この第１０の実施形態において、上記第９の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１５６】
したがって、微生物の中でも、ナノバブルによって、活性化した小さな細菌が、充填材としてのひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物３１に固定化され、細菌の働きがより活性化及び安定化して、培養槽３９の処理能力を向上させることになる。
【０１５７】
（実験例）
図１の第１の実施形態に対応する実験装置を製作した。この実験装置において、流入水を排水原水１とし、原水槽２の容量を２ｍ３とし、マイクロナノバブル発生槽４の容量を１ｍ３とし、バブル混合微生物付着槽４０の容量を０．５ｍ３とし、生物反応槽１０の容量を１０ｍ３とし、測定槽１９の容量を１ｍ３とし、ナノバブル発生槽２２の容量を１ｍ３として、実験を行った。
【０１５８】
つまり、実験装置の試運転を１ヶ月間行って、その後、原水槽２に流入する排水原水１の全有機炭素濃度を測定したところ、９４０ｐｐｍであった。最終処理水を測定するべく測定槽１９から得られる処理水の水質を測定したところ、全有機炭素濃度は８６ｐｐｍであった。したがって、排水原水１の有機物を確実に処理できている。
【０１５９】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記被処理水を、循環使用を目的とした植物の水耕栽培後の水耕液、水産養殖後の養殖水、魚類蓄養施設からの蓄養水、および、水族館施設からの展示循環水のうちの何れか一つとしてもよく、上記被処理水を循環水として処理して、水質を向上させると同時に循環使用による節水効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の生物反応装置の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の生物反応装置の第２実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の生物反応装置の第３実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明の生物反応装置の第４実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明の生物反応装置の第５実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明の生物反応装置の第６実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明の生物反応装置の第７実施形態を示す模式図である。
【図８】本発明の生物反応装置の第８実施形態を示す模式図である。
【図９】本発明の生物反応装置の第９実施形態を示す模式図である。
【図１０】本発明の生物反応装置の第１０実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１  排水原水（被処理水）
２  原水槽
３  原水槽ポンプ
４  マイクロナノバブル発生槽
５  マイクロナノバブル水流
６  （水中ポンプ型の）マイクロナノバブル発生機
７  空気配管
８  ブロワー
９  信号線
１０  生物反応槽
１１  水流
１２  仕切板
１３  散気管
１４  ブロワー
１５  気泡
１６  液中膜
１７  第１液中膜ポンプ
１８  第２液中膜ポンプ
１９  測定槽
２０  水質計検出部
２１  次工程処理装置
２２  ナノバブル発生槽
２３  ナノバブル吐出口
２４  気液混合循環ポンプ
２５  マイクロバブル発生部
２６  空気配管
２７  気体せん断部
２８  水質調節計
２９  水温調節計
３０  水温計検出部
３１  ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物
３２  （空気量調整用の）バルブ
３３  排水処理水（被処理水）
３４  用水（被処理水）
３５  界面活性剤含有排水（被処理水）
３６  ナノバブル発生機
３７  汚泥返送ポンプ
３８  培地含有水（被処理水）
３９  培養槽（生物反応槽）
４０  バブル混合微生物付着槽
【図１】
2008178792.tif 000003
【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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