(57)【要約】【課題】脱窒処理によって窒素除去を十分に行うことができ、生物処理槽内での微生物活性を常時保持することができる汚水浄化装置を提供する。【解決手段】汚水浄化装置を備えた循環式水洗トイレシステム１では、嫌気槽６ａに設けられた生分解性プラスチック板３０が嫌気槽６ａ内の微生物によって分解されるので、汚水中の有機物と相まって脱窒処理のための有機物として利用することができる。また、この生分解性プラスチック板３０により、生物処理槽６への汚水の非流入時も微生物の活性が保持できる。また、生分解性プラスチック板３０は、固定部材を介して嫌気槽６ａの内壁面に設けられているので、活性汚泥の流動によって浮いたり移動したりすることがなく、かつ活性汚泥の水流が当たって分解しやすく、活性汚泥中での有機物の生物分解時に撹拌の邪魔になることがない。【選択図】　図２
2004105802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を用いて汚水を浄化する汚水浄化装置において、
前記汚水を受け入れ、当該汚水中の有機物を分解すると共に硝化及び脱窒処理する生物処理槽と、
当該生物処理槽内で、前記微生物により分解される生分解性プラスチック板と、
当該生分解性プラスチック板を前記生物処理槽の内壁面に固定する固定部材と
を備えたことを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項２】
前記固定部材は、前記生物処理槽の内壁面に固設され、前記生分解性プラスチック板を格納可能なケースであり、当該ケースは複数の開口部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の汚水浄化装置。
【請求項３】
前記固定部材は、前記生分解性プラスチック板をその板厚方向両側から挟み込んで保持する少なくとも一対の保持板であることを特徴とする請求項１に記載の汚水浄化装置。
【請求項４】
前記汚水浄化装置は、汚水を外部へ排出せずに内部の各処理槽内で浄化して循環させる循環式水洗トイレに用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の汚水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水浄化装置に関し、詳細には、微生物を用いて汚水を浄化する汚水浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微生物を用いて汚水を浄化する汚水浄化装置として、図８に示すように、循環式水洗トイレシステム１００に組み込まれたものが知られている。従来の循環式水洗トイレシステム１００では、水洗トイレ１０５からの汚水は、まず生物処理槽１１０で微生物によって有機物分解、硝化及び脱窒処理をされた後、ろ過装置１２０で固液分離されて、固液分離されたろ過水はろ過水タンク（図示外）に一旦蓄えられる。ろ過水タンクに蓄えられたろ過水は、その色度成分が酸化処理槽であるオゾン脱色装置１３０で分解されることによって脱色され、処理水タンクに１４０に一旦貯えられるか、または直接図示外のポンプに送られるかして水洗トイレ１０５の洗浄水として再利用されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術では、し尿の有機物分解は解決できるが、窒素除去は流入汚水の性状によっては不十分な場合があり、特に窒素分が有機物に比べて過剰である場合は、窒素除去が不十分となりやすく、生物処理槽内での処理に悪影響を及ぼす可能性があるという問題があった。また、トイレの使用頻度が低くなると、生物処理槽内での微生物活性を保持するために必要な有機物が不足するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、脱窒処理によって窒素除去を十分に行うことができ、生物処理槽内での微生物活性を常時保持することができる汚水浄化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の汚水浄化装置は、微生物を用いて汚水を浄化する汚水浄化装置において、前記汚水を受け入れ、当該汚水中の有機物を分解すると共に硝化及び脱窒処理する生物処理槽と、当該生物処理槽内で、前記微生物により分解される生分解性プラスチック板と、当該生分解性プラスチック板を前記生物処理槽の内壁面に固定する固定部材とを備えている。
【０００６】
この構成の汚水浄化装置は、汚水を受け入れて汚水中の有機物を分解すると共に硝化及び脱窒処理する生物処理槽内には、有機物として微生物の餌となり、微生物により分解される生分解性プラスチック板が設けられているので、汚水の非流入時に微生物の餌となる汚水中の有機物が入ってこなくても生分解性プラスチック板が微生物により分解され、有機物として微生物の餌となるため、生物処理槽内での微生物活性を常時保持できると共に、汚水の流入時には、生分解性プラスチック板が微生物の餌となる汚水中の有機物の不足分を補うことで十分に脱窒処理を行うことができる。また、生分解性プラスチック板は、固定部材によって生物処理槽の内壁面に固定されているので、水流が当たりやすく、即ち微生物との接触により分解が促進され、また、活性汚泥の撹拌の邪魔になることもない。
【０００７】
また、請求項２に記載の汚水浄化装置は、請求項１に記載の汚水浄化装置の構成に加え、前記固定部材は、前記生物処理槽の内壁面に固設され、前記生分解性プラスチック板を格納可能なケースであり、当該ケースは複数の開口部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この構成の汚水浄化装置では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、生分解性プラスチック板は、生物処理槽の内壁面に固設されたケース内に格納されるので、生物処理槽内で浮いたり水流によって流動したりしてしまうことがない。また、ケースは複数の開口部を備えているので、水流が生分解性プラスチックに当たりやすく、微生物が接触しやすい。微生物は汚水中の有機物の不足分を生分解性プラスチックで補うことにより、生物処理槽内での微生物活性を常時保持できる。
【０００９】
また、請求項３に記載の汚水浄化装置は、請求項１に記載の汚水浄化装置の構成に加え、前記固定部材は、前記生分解性プラスチック板をその板厚方向両側から挟み込んで保持する少なくとも一対の保持板であることを特徴とする。
【００１０】
この構成の汚水浄化装置では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、生分解性プラスチック板は、少なくとも一対の保持板によって自らの板厚方向両側から挟まれて保持されるので、生物処理槽内で浮いたり水流によって流動したりしてしまうことがない。また、生分解性プラスチック板は、全体的に活性汚泥に接触した状態であるので、活性汚泥中の微生物は汚水中の有機物の不足分を生分解性プラスチックで補い、生物処理槽内での微生物活性を常時保持できる。
【００１１】
また、請求項４に記載の汚水浄化装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の汚水浄化装置の構成に加え、前記汚水浄化装置は、汚水を外部へ排出せずに内部の各処理槽内で浄化して循環させる循環式水洗トイレに用いられることを特徴とする。
【００１２】
この構成の汚水浄化装置では、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加えて、汚水浄化装置は、汚水を外部へ排出せずに内部の各処理槽内で浄化して循環させる循環式水洗トイレに用いられるので、前記汚水浄化装置を備えた循環式水洗トイレにおいて、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用を奏することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した汚水浄化装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施の形態では、本発明の汚水浄化装置を備えた循環式水洗トイレシステムについて説明する。まず、図１を参照して、循環式水洗トイレシステム１の構成について説明する。図１に示すように、循環式水洗トイレシステム１は、水洗便器５と、水洗便器５からの汚水に含まれる有機物を分解すると共に硝化及び脱窒処理する生物処理槽６と、生物処理槽６で処理された一次処理水を固液分離するろ過装置７と、ろ過装置７での固液分離による残留高濃度汚泥を生物処理槽６に循環させる第１の循環ポンプ１１（図２参照）と、ろ過水をオゾンによって酸化・脱色処理するオゾン脱色装置８と、オゾンにより酸化処理された処理水を、洗浄水として前記水洗便器５に循環させる第２の循環ポンプ１２（図２参照）と、酸化処理された処理水の余剰分を余剰処理水として生物処理槽６に循環させる第３の循環ポンプ１３（図２参照）とから構成されている。なお、オゾン脱色装置８の後段にオゾン脱色装置８で酸化・脱色処理された処理水を一旦貯めておく処理水タンク１４０を設ける場合もある（図８参照）。
【００１４】
生物処理槽６は、図２に示すように、汚水中のアンモニアを硝化処理して硝酸に変換する曝気槽６ｂと、当該曝気槽６ｂで硝化処理された硝酸を脱窒処理して窒素ガスに変換する嫌気槽６ａとから構成されており、各槽が仕切られた状態となっている。水洗便器５からの汚水は、嫌気槽６ａを通過し、汚水中のアンモニアが曝気槽６ｂで硝化処理されて硝酸に変換される。生物処理槽６で有機物分解された一次処理水は、その後ろ過装置７でろ過膜７ａによって固液分離される。そして、ろ過装置７で固液分離されたろ過水は、オゾン脱色装置８にてオゾン発生器１８で発生したオゾンによって酸化処理されることになる。尚、曝気槽６ｂとろ過装置７とは、共通のエアーブロワー１７ａに接続されており、エアーブロワー１７ａで発生した高圧の空気が散気管１７ｂ，１７ｃを通じて各槽に送り込まれるようになっている。
【００１５】
また、図３に示すように、嫌気槽６ａの内の４面の内壁面２５ａ〜２５ｄの内の内壁面２５ｂの略中央部には、生分解性プラスチック板３０を収納したケース３５が固設されている。このケース３５に収納されている生分解性プラスチック板３０は、図４に示すように、生分解性プラスチックの米粒状のペレットを加熱押圧して成形されており、所定厚を有し、空洞を多数有する略矩形の板状に成形されている。この生分解性プラスチック板３０は、嫌気槽６ａ（図２参照）内の微生物によって分解されるものであり、汚水中の有機物と相まって脱窒処理のための有機物として利用される。また、生分解性プラスチック板３０は、生物処理槽６への汚水の非流入時も微生物の餌となり、微生物の活性がある程度保持されることになる。さらに、嫌気槽６ａは、図２に示すように間欠式のエアーブロワー２７ａで発生した高圧の空気が散気管２７ｂを通じて槽内に送り込まれることによって、嫌気槽６ａ内で活性汚泥と汚水が撹拌され、活性汚泥中の微生物と有機物の接触が促進されるようになっている。
【００１６】
次に、図３を参照して、ケース３５の構造を説明する。ケース３５は、生分解性プラスチック板３０を挿入する挿入口３５ａと、複数の開口部である複数の貫通孔３５ｂと、挿入口３５ａを塞ぐ開閉可能な蓋部３５ｃとを有し、挿入口３５ａから挿入される生分解性プラスチック板３０を格納するようになっている。生分解性プラスチック板３０をケース３５に格納後に蓋部３５ｃが閉じられるようになっている。尚、蓋部３５ｃには、図示外の係止突起が設けられており、この係止突起が挿入口３５ａの外側に係止して、水流等により蓋部３５ｃが開放されることを防止している。従って、生分解性プラスチック板３０がケース３５内に格納されていることにより、活性汚泥の流動によって生分解性プラスチック板３０が浮いてしまったり流動してしまったりすることがない。また、生分解性プラスチック板３０は、固定部材であるケース３５を介して嫌気槽６ａの内壁面２５ｂの略中央部に設けられているので、活性汚泥の水流が当たって分解しやすく、活性汚泥中での有機物の生物分解時に撹拌の邪魔になることがない。尚、ケース３５の固設は、内壁面２５ｂの略中央部に接着、溶接、ボルト止め等で固定すれば良い。また、図５に示すように、内壁面２５ａ〜２５ｄの各面の略中央部に各々ケース３５を各々固設して、４面全てに設けても良い。さらに、２面、３面に設けても良い。また、ケース３５は、板状部材を曲折させて筐体形状とした後に、複数の貫通孔３５ｂを穿設したものでも良いし、網状の板部材を曲折させて筐体形状としたものでもよい。
【００１７】
また、図６に示すように、嫌気槽６ａの内壁面２５ｂに、所定厚を有する略長方形の第１の保持板４１を固設し、当該第１の保持板４１に生分解性プラスチック板３０を当接させて、さらに生分解性プラスチック板３０を挟んで第１の保持板４１とは反対側に第２の保持板４２を設けて、生分解性プラスチック板３０をその板厚方向両側から挟み込んで嫌気槽６ａの内壁面２５ｂに固設してもよい。このとき、第１の保持板４１から内壁面２５ｂに対して垂直方向に突設され、その外周面に雄ねじ形状を有した上下左右各一対のボルト部材４６を、ボルト部材４６に対向して第２の保持板４２に穿設された貫通孔（図示外）に挿入し、その後、第１及び第２の保持板４１，４２で生分解性プラスチック板３０を挟み込んだ状態で第２の保持板４２の外側からナット部材４７をボルト部材４６に螺入すれば、生分解性プラスチック板３０を両保持板４１，４２で挟み込んで保持できる。このときも、生分解性プラスチック板３０をケース３５内に格納したときと同じように、活性汚泥の流動によって生分解性プラスチック板３０が浮いてしまったり流動してしまったりすることがない。尚、生分解性プラスチック板３０をその板厚方向から対向して挟み込む保持板は、一対の２枚でもよいし、それ以上でも構わない。また、保持板の固定構造は上述の方法に限られたものではなく、ちょうねじで固定しても良い。そうすれば、工具を用いずに保持板を外すことができる。さらに、図７に示すように、第１の保持板４１及び第２の保持板４２は、内壁面２５ａ〜２５ｄの各面の略中央部に各々固設して、４面全てに設けても良い。さらに、２面、３面に設けても良い。また、両保持板４１，４２は、板状部材に複数の貫通孔３５ｂを穿設したものでも良いし、網状の板部材を使用しても良いし、凹凸のある板部材を使用しても良い。
【００１８】
また、生分解性プラスチック板３０を嫌気槽６ａの内壁面２５ａ〜２５ｄに設けるための固定部材は、その形状及び固定の手段が特に限定されるものではなく、生分解性プラスチック板３０が活性汚泥の流動によって浮いたり流動したりすることがなく固定できるものであれば足り、且つ、活性汚泥の水流が生分解性プラスチック板３０に接触するための複数の開口部を備えていれば良い。
【００１９】
尚、図２に示すように、ろ過装置７での固液分離による残留高濃度汚泥は、第１の循環ポンプ１１によって循環されて、酸化処理槽６の嫌気槽６ａに流入する。嫌気槽６ａでは、流入した高濃度汚泥に含まれる硝酸が脱窒処理されて窒素ガスとして大気中に放出される。ろ過装置７で固液分離されたろ過水は、オゾン脱色装置８で、オゾン発生器１８で発生したオゾンによって酸化処理され、ろ過水中の色度成分が分解されることで脱色される。それと共に、オゾン脱色装置８では、ろ過水中の難生物分解性有機物が易分解性有機物に変換される。オゾン脱色装置８で酸化処理（脱色）された処理水は、第２の循環ポンプ１２によって水洗便器５に戻され、洗浄水として再利用される。
【００２０】
また、夜間等のトイレ使用頻度が低いときに、オゾン脱色装置８が満水となった場合には、オゾン脱色装置８で酸化処理された処理水の余剰分は、余剰処理水として第３の循環ポンプ１３によって生物処理槽６に戻されることになる。余剰処理水は、生物処理槽６の嫌気槽６ａに戻されて、その余剰処理水中の難生物分解性有機物から易分解性有機物に変換された有機物が、嫌気槽６ａ及び曝気槽６ｂにより生物処理されて分解される。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態の汚水浄化装置を備えた循環式水洗トイレシステム１では、嫌気槽６ａに設けられた生分解性プラスチック板３０が嫌気槽６ａ内の微生物によって分解されるので、汚水中の有機物と相まって脱窒処理のための有機物として利用することができる。また、この生分解性プラスチック板３０により、生物処理槽６への汚水の非流入時も微生物の活性が保持できる。また、生分解性プラスチック板３０は、ケース３５内に格納または２枚の保持板４１，４２によって挟み込まれて保持されていることにより、活性汚泥の流動によって浮いてしまったり流動してしまったりすることがない。また、生分解性プラスチック板３０は、固定部材を介して嫌気槽６ａの内壁面２５ｂの略中央に設けられているので、活性汚泥の水流が当たって分解しやすく、活性汚泥中での有機物の生物分解時に撹拌の邪魔になることがない。
【００２２】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、ペレット状の生分解性プラスチック板を使用しているが、この他にも、チップ状、粉末状のものを繊維の袋に収納してケース３５内に格納したり、食品容器、衛生材料などに使用された廃品をケース３５内にそのまま投入してもよい。また、生分解性プラスチック板の種類は特に限定されるものではない。さらに、生分解性プラスチック板は、嫌気槽の内壁面であればどこに設けてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の汚水浄化装置は、汚水を受け入れて汚水中の有機物を分解すると共に硝化及び脱窒処理する生物処理槽内には、有機物として微生物の餌となり、微生物により分解される生分解性プラスチック板が設けられているので、汚水の非流入時に微生物の餌となる汚水中の有機物が入ってこなくても生分解性プラスチック板が微生物により分解され有機物として微生物の餌となるため、生物処理槽内での微生物活性を常時保持できると共に、汚水の流入時には、生分解性プラスチック板が微生物の餌となる汚水中の有機物の不足分を補うことで十分に脱窒処理を行うことができる。また、生分解性プラスチック板は、固定部材によって生物処理槽の内壁面に固定されているので、水流が当たりやすく、即ち微生物との接触により分解が促進され、また、活性汚泥の撹拌の邪魔になることもない。
【００２４】
また、請求項２に記載の汚水浄化装置では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生分解性プラスチック板は、生物処理槽の内壁面に固設されたケース内に格納されるので、生物処理槽内で浮いたり水流によって流動したりしてしまうことがない。また、ケースは複数の開口部を備えているので、水流が生分解性プラスチックに当たりやすく、微生物が接触しやすい。微生物は汚水中の有機物の不足分を生分解性プラスチックで補うことにより、生物処理槽内での微生物活性を常時保持できる。
【００２５】
また、請求項３に記載の汚水浄化装置では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生分解性プラスチック板は、少なくとも一対の保持板によって自らの板厚方向両側から挟まれて保持されるので、生物処理槽内で浮いたり水流によって流動したりしてしまうことがない。また、生分解性プラスチック板は、全体的に活性汚泥に接触した状態であるので、活性汚泥中の微生物は汚水中の有機物の不足分を生分解性プラスチックで補い、生物処理槽内での微生物活性を常時保持できる。
【００２６】
また、請求項４に記載の汚水浄化装置では、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加えて、汚水浄化装置は、汚水を外部へ排出せずに内部の各処理槽内で浄化して循環させる循環式水洗トイレに用いられるので、前記汚水浄化装置を備えた循環式水洗トイレにおいて、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】循環式水洗トイレシステム１の概念図である。
【図２】循環式水洗トイレシステム１の構成図である。
【図３】生分解性プラスチック板３０がケース３５に格納されて嫌気槽６ａの内壁面２５ｂに配設された状態を示す斜視図である。
【図４】生分解性プラスチック板３０の斜視図である。
【図５】生分解性プラスチック板３０がケース３５に格納されて嫌気槽６ａの内壁面２５ａ〜２５ｄに各々配設された状態を示す斜視図である。
【図６】生分解性プラスチック板３０が保持板４１，４２に挟まれて、嫌気槽６ａの内壁面２５ｂに配設された状態を示す斜視図である。
【図７】生分解性プラスチック板３０が保持板４１，４２に挟まれて、嫌気槽６ａの内壁面２５ａ〜２５ｄに各々配設された状態を示す斜視図である。
【図８】従来の汚水浄化装置を備えた循環式水洗トイレシステム１００の概念図である。
【符号の説明】
１　　循環式水洗トイレシステム
５　　水洗便器
６　　生物処理槽
７　　ろ過装置
２５ａ〜２５ｄ　内壁面
３０　　生分解性プラスチック板
３５　　ケース
４１　　第１の保持板
４２　　第２の保持板
【図１】
2004105802.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004105802.tif 000006
【図５】
2004105802.tif 000007
【図６】
2004105802.tif 000008
【図７】
2004105802.tif 000009
【図８】
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