(57)【要約】【課題】処理原水中に含まれるＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの同時浄化が可能であり水質浄化に伴って生成する土壌や有用資源であるリンを回収することができる資源回収型水浄化方法及びそれに用いる装置を提供すること。【解決手段】ＢＯＤやＣＯＤで表される有機性汚濁成分と窒素及びリンの栄養塩類を含む処理原水を連続的に浄化することにより、浄化に伴って生成する土壌及び前記栄養塩類に由来する有用資源を回収するとともに浄化により生成した処理水を回収する資源回収型水浄化方法である。遮水性の底面及び開放された上面を有し水質浄化能を有する担体が充填され注水された前記処理水が一定方向に流れるように傾斜された槽を前記処理原水が流れる上流側に向かって移動させ、上流側から処理原水を注水するとともに注水され傾斜方向に流れて浄化された処理水を注水地点より下流側から回収する一方、上流側から前記有用資源及び前記担体を回収するとともに下流側から不足となった担体を供給することを特徴とする資源回収型汚水浄化方法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＯＤやＣＯＤで表される有機性汚濁成分と窒素及びリンの栄養塩類を含む処理原水を連続的に浄化することにより、浄化に伴って生成する土壌及び前記栄養塩類に由来する有用資源を回収するとともに浄化により生成した処理水を回収する資源回収型水浄化方法であって、
遮水性の底面及び開放された上面を有し水質浄化能を有する担体が充填され注水された前記処理水が一定方向に流れるように傾斜された槽を前記処理原水が流れる上流側に向かって移動させ、
上流側から処理原水を注水するとともに注水され傾斜方向に流れて浄化された処理水を注水地点より下流側から回収する一方、
上流側から前記有用資源及び前記担体を回収するとともに不足となった前記担体を下流側から供給することを特徴とする資源回収型汚水浄化方法。
【請求項２】
前記担体は、繰り返し使用可能な腐食や摩耗しにくい材質で浄化により生成した有用資源と分離しやすい固体形状であり、前記有用資源とともに回収された前記担体は、前記有用資源と前記担体とに分離されて前記担体は再利用されることを特徴とする請求項１記載の資源回収型汚水浄化方法。
【請求項３】
前記担体は、還元先の農地や緑地を考慮した土壌改良材となる材質であり、前記有用資源とともに回収された前記担体は、前記有用資源と共に農地や緑地に還元利用されることを特徴とする請求項１記載の資源回収型汚水浄化方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの方法に利用するための装置であって、
傾斜された遮水性の傾斜底面と開放された上面とで構成される遮水槽内に水質浄化能を有する担体が充填された傾斜槽と、該傾斜槽へ処理すべき処理原水を注水する注水部と、浄化された処理水を排出する排水部と、前記注水部と前記排水部との間に配置された処理水を嫌気状態に滞留する滞留部と、前記処理原水が流れる上流側に向かって前記傾斜槽を移動する移動手段を備えたことを特徴とする資源回収型汚水浄化装置。
【請求項５】
前記遮水槽は、処理原水の流れ方向に複数に分割されていることを特徴とする請求項４記載の資源回収型汚水浄化装置。
【請求項６】
前記移動手段は、昇降機を含むことを特徴とする請求項５記載の汚水浄化装置。
【請求項７】
前記移動手段は、傾斜を付して配置された二個以上のベルト車にベルトをかけて循環させ、該ベルト上に前記遮水槽を載置して運ぶ装置（ベルトコンベヤ）であることを特徴とする請求項５記載の汚水浄化装置。
【請求項８】
傾斜をつけたベルトコンベヤの底面と側面を遮水性とし、このベルトコンベヤ上に水質浄化を行う担体を設置し、ベルトコンベヤ自体を前記傾斜槽としたことを特徴とする請求項４記載の資源回収型汚水浄化装置。
【請求項９】
前記傾斜槽は、目的とする水質浄化項目別に群（グル−プ）分けして各群は連続的に配置され、各群毎に各群へ処理すべき処理原水を注水する注水部と、浄化された処理水を排出する排水部とを備え、
上流側に位置する群の前記排出部は、下流側に位置する前記注水部に接続されていることを特徴とする請求項４記載の資源回収型汚水浄化装置。
【請求項１０】
処理水の流れが、目的とする水質浄化項目別に請求項１から３の水質浄化装置の必要数を群（グル−プ）として配置し、システム的に汚水の処理を行う水質浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する産業分野】
本発明は、閉鎖性水域を含む公共用水域の水質汚濁を改善するのに有効に利用できる資源回収型水浄化方法及びそれに用いる装置に関し、さらに詳しくは、処理原水中に含まれるＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの同時浄化が可能であり水質浄化に伴って生成する土壌や有用資源であるリンを回収することができる資源回収型水浄化方法及びそれに用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、ＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの同時浄化が可能な装置を既に提案している（例えば、特許文献１，非特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１によれば、土壌生態系が有する物理的、化学的または生物的な水質浄化能力を利用した水質浄化装置であって、傾斜された遮水性の傾斜底面と遮水性の側面と開放された上面とで構成される遮水槽内に水質浄化能を有する土壌が充填された傾斜土槽と、該傾斜土槽へ処理すべき処理原水を注水する注水部と、前記傾斜底面上に立設されて前記処理原水が前記傾斜土槽中を流下することにより生じるみず道を遮水して前記傾斜底面上に処理水を滞留させる滞留部を形成する遮水壁とを備える水質浄化装置が提案されている。
【０００４】
この水質浄化装置によれば、水質浄化能を有する土壌が傾斜された底面を有する遮水槽内に充填され、注水部から供給された処理原水は、土壌間隙中を自然流下されながら土壌生態系の作用により省エネルギー的に連続的に浄化される。一部分で土壌の目詰まりが発生しても槽が傾斜されているので、新しい水道（みずみち）が形成されて、目詰まりが起こりにくい。
【０００５】
また、傾斜底面からみず道を遮水する遮水壁が立設されているので、処理原水は、みず道に沿って流下されるが、この遮水壁によりみず道が遮水されて滞留部が形成される。この滞留部では処理水が滞留しているので嫌気条件が保たれ、嫌気性浄化が行われる。これにより、傾斜土槽上部の好気性浄化と組み合わせることにより、通常の土壌処理では困難であった窒素成分の除去まで行うことができ、省エネルギー的な浄化により三次処理された処理水が得られる。滞留部をオーバーフローした処理原水は、再びみず道を流下するが、この段階では、好気条件下での水質浄化が行える。
【０００６】
また、非特許文献１によれば人工下水を用いた浄化実験の結果により、上述の傾斜土槽を用いた汚水浄化では、汚水に含まれるＳＳ、ＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ（総窒素、以下単にＴ−Ｎと記す）、Ｔ−Ｐ（総リン、以下単にＴ−Ｐと記す）が同時に浄化されることが実証されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３０７６０２４号公報明細書
【非特許文献１】
生地正人（２０００），傾斜をつけた多段式の薄層土壌を用いた水質浄化，第３回日本水環境学会シンポジウム講演集
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
汚水の水質浄化技術としては、下水処理場における活性汚泥法や合併処理浄化槽における生物膜法などがある。これらの水質浄化技術はＢＯＤやＣＯＤで表される有機性汚濁の浄化方法として発達してきたものであり、通常、酸素を供給するための曝気操作を必要としており、また、基本的にはＴ−Ｎ、Ｔ−Ｐの浄化はできない。
【０００９】
一方、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐを浄化するための高度浄化型の汚水処理システムも開発されつつあるが、一般的に高コストであり、これが高度浄化型の普及を妨げる要因となっている。
【００１０】
以上のようにＢＯＤやＣＯＤの浄化に加えてＴ−ＮとＴ−Ｐの同時浄化が可能な安価な水質浄化技術が未開発であることが、閉鎖性水域の富栄養化による水質汚濁を抑制できない大きな要因であると考えられている。
【００１１】
また活性汚泥法を採用している下水処理場で代表される従来の汚水処理技術では、汚水処理に伴って発生する大量の余剰汚泥の処理と処分が大きな問題となっている。汚泥の発生量の少ない汚水処理技術や発生した汚泥の有効利用がし易い汚水処理技術が求められている。また、地球環境の保全というマクロ的な視点から循環型社会の構築が求められている。
【００１２】
そこで、本発明は、特許文献１又は非特許文献２で開示されている傾斜土槽を用いた水質浄化装置を応用し、処理して捨てるだけという従来の汚水処理技術に対して、汚水処理と同時に汚水に含まれる有用資源を回収することにより、土壌といった有用資材の製造という循環型の汚水処理技術の確立を課題とするものである。
【００１３】
即ち、本発明の目的は、処理原水中に含まれるＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの同時浄化が可能であり水質浄化に伴って生成する土壌や有用資源であるリンを回収することができる資源回収型水浄化方法及びそれに用いる装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、特許文献１又は非特許文献１などに開示される傾斜土槽を一つの単位として、これを複数個システム的に運用することで、新しいタイプの資源回収型の連続的汚水処理システムの構築ができるのではないかと考えた。
【００１５】
すなわち、傾斜土槽による浄化実験の結果から、ＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの同時浄化が可能であり、処理水中のＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの各濃度が高い上段（例えば、最上段）ほど浄化成績が高くなる傾向があることが確認されている。
【００１６】
例えば、特許３０７６０２４号公報に記載の傾斜土槽による水質浄化装置に準じて、幅４５０ｍｍ、長さ９５０ｍｍ、深さ１００〜１５０ｍｍの傾斜底面を有する容器（遮水槽）の底板面に高さ６０ｍｍの遮水板を立設し、１槽につき市販の大粒の鹿沼土を４８Ｌ充填した槽を四段積み重ねた傾斜土槽を用い、家庭の台所排水で年間を通して行った浄化実験において、各段から排出される排水（処理水）中のＳＳ，ＢＯＤ，ＳＯＤ，総窒素（Ｔ−Ｎ）、総リン（Ｔ−Ｎ）を測定した結果、図６に示すように、浄化率（浄化速度）は、第１段（最上段）が極端に早かった。なお、この図６において、１５°Ｃ以下は冬季を中心とした低温期間を示し、１５°Ｃ以上は夏期を中心とした高温期間を示しており、ＳＳの大半は第１段で除去されている。
【００１７】
そこで、この発明では、ＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの同時浄化を行って処理原水を連続的に浄化するとともに浄化により生成した処理原水中に含まれるＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐ及びＳＳに由来する有用資源を回収する場合、浄化成績のよい上段から有用資源を回収するのが効率的であるので、処理水が流れる上流側より有用資源を担体と共に回収し、不足となった担体を下流側から供給するとともに傾斜土槽の全体を下流側から上流側に向かって移動させれば、処理原水を連続的に浄化すると共に有用資源を回収することができると考えた。
【００１８】
すなわち本発明は、ＢＯＤやＣＯＤで表される有機性汚濁成分と窒素及びリンの栄養塩類を含む処理原水を連続的に浄化することにより、浄化に伴って生成する土壌及び前記栄養塩類に由来する有用資源を回収するとともに浄化により生成した処理水を回収する資源回収型水浄化方法であって、
遮水性の底面及び開放された上面を有し水質浄化能を有する担体が充填され注水された前記処理水が一定方向に流れるように傾斜された槽（以下、傾斜槽という。）を前記処理原水が流れる上流側に向かって移動させ、
上流側から処理原水を注水するとともに注水され傾斜方向に流れて浄化された処理水を注水地点より下流側から回収する一方、上流側から前記有用資源及び前記担体を回収するとともに下流側から不足となった担体を供給することを特徴とする資源回収型汚水浄化方法である。
【００１９】
この担体としては、水質浄化能があるものであれば、何でも使用できる。例えば、これらの担体には、水質浄化のための微生物を積極的に担持させる能力を備えたものの他に、土壌中の特定の汚染物質を吸着する能力を備えたものも使用することもできる。
【００２０】
例えば、鹿沼土、ボラ土などの天然の土は、汚水を浄化できる微生物が沢山生息できる多孔質であるという特徴を備えている。この種の担体としては、水質浄化のための微生物が保持できるものであれば、土壌に限らず、天然物又は合成物の如何を問わずに何でも使用することもできる。また、リンなどは脱リンのための吸着剤を用いてもよいし、石灰などを使用すれば、リン酸カルシウムとしてリンを除去することができる。
【００２１】
また、これらの担体を、繰り返し使用可能な腐食や摩耗しにくい材質で浄化により生成した有用資源と分離しやすい固体形状とすることにより、有用資源とともに回収された前記担体は、前記有用資源と前記担体とに分離されて再び資源回収型汚水浄化に再利用することができる。担体は生成土壌と分離しやすい固体形状やマット状，繊維状の担体とするのがよく、また担体は繰り返し使用するために腐植や摩耗しにくい材質によるものがよい。
【００２２】
また、この担体を、還元先の農地や緑地を考慮した土壌改良材となる材質とすることにより、前記有用資源とともに回収された前記担体は、そのまま、有用資源と共に農地や緑地に還元利用することができる。生成する土壌と担体を分離せずに回収する場合、担体は還元先となる緑地や農地の適性を考慮した土壌改良材となる材質とするものを選択するのがよい。
【００２３】
これにより、処理原水中に含まれるＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの同時浄化が可能であり水質浄化に伴って生成する土壌や有用資源であるリンを回収することができる資源回収型水浄化方法を提供することができる。
【００２４】
このような方法に利用するための装置は、例えば、傾斜された遮水性の傾斜底面と開放された上面とで構成される遮水槽内に水質浄化能を有する担体が充填された傾斜槽と、該傾斜槽へ処理すべき処理原水を注水する注水部と、浄化された処理水を排出する排水部と、前記注水部と前記排水部との間に配置された処理水を嫌気状態に滞留する滞留部と、前記処理原水が流れる上流側に向かって前記遮水槽を移動する移動手段を備えた資源回収型汚水浄化装置を用いることにより実施することができる。
【００２５】
また、このような滞留部は、例えば、傾斜底面からみず道を遮水する遮水壁を立設させることにより形成することができる。
【００２６】
この汚水浄化装置によれば、水質浄化能を有する担体が傾斜された底面を有する遮水槽内に充填され、注水部から供給された処理原水は、担体間隙中を自然流下されながら担体の作用により省エネルギー的に連続的に浄化される。一部分で担体間の目詰まりが発生しても槽が傾斜されているので、新しい水道（みずみち）が形成されて、目詰まりが起こりにくい。
【００２７】
また、滞留部では処理水が滞留して嫌気性浄化が行われるので、傾斜槽上部の好気性浄化と組み合わせることにより、通常の土壌処理では困難であった窒素成分の除去まで行うことができ、省エネルギー的な浄化により三次処理された処理水が得られる。滞留部をオーバーフローした処理原水は、再びみず道を流下するが、この段階では、好気条件下での水質浄化が行える。
【００２８】
また、このような汚水浄化装置によれば、移動手段により、遮水性の底面及び開放された上面を有し水質浄化能を有する担体が充填され注水された前記処理水が一定方向に流れるように傾斜された遮水槽を処理原水が流れる上流側に向かって移動させ、
上流側に配置された注水部から処理原水を注水するとともに注水され傾斜方向に流れて浄化された処理水を注水地点より下流側に配置される排水部から回収する。上流側から水質浄化により生成した有用資源を担体とともに回収するとともに下流側から不足となった担体を供給すれば、ＢＯＤやＣＯＤで表される有機性汚濁成分と窒素及びリンの栄養塩類を含む処理原水を連続的に浄化することにより、浄化に伴って生成する土壌（有機性汚濁成分に由来する有用資源）及び前記栄養塩類に由来する有用資源を回収するとともに浄化により生成した処理水を回収することができる。
【００２９】
また、本発明の傾斜槽を用いた水質浄化方法では、通常の汚水処理で必要となる水中に酸素を供給するためのばっ気装置は不要である。
【００３０】
ここで、この傾斜槽は、処理原水の流れ方向に複数に分割されていてもよい。
【００３１】
複数の傾斜槽を多段式に用いた水質浄化を行う場合、汚水は重力方向に流れて水質浄化が進むため、汚水が最初に入る傾斜槽は最上段となり、最終処理水の出口は最下段の傾斜槽となる。
【００３２】
また、移動手段としてはリフトなどの昇降機、ベルトコンベヤが例示される。
【００３３】
リフトなどの昇降機を用いれば、複数の傾斜槽を順次上方に移動させて水質浄化を行うことができる。リフトにより、各傾斜槽を最下段から最上段まで順次移動させ、最下段では新しい傾斜槽を搬入し、最上段では最も古い傾斜槽の搬出を行う水質浄化方法である。これらの搬入、搬出などは傾斜槽を移載する移載装置を用いれば、自動的に行っても手動で行ってもよい。
【００３４】
ここで、ベルトコンベヤとしては、傾斜を付して配置された二個以上のベルト車にベルトをかけて循環させ、該ベルト上に前記遮水槽を載置して運ぶ装置構成でもよく、また、傾斜をつけたベルトコンベヤの底面と側面を遮水性とし、このベルトコンベヤ上に水質浄化を行う担体を設置し、ベルトコンベヤ自体を前記傾斜槽とした構成でもよい。
【００３５】
前者の複数の傾斜槽をベルトコン上を運搬する方式を採用する場合は、各傾斜槽の移動、傾斜槽の入れ替えは移載装置を用いることにより、同様に自動的に行っても手動で行ってもよい。
【００３６】
また、後者のベルトコンベヤ自体を連続した傾斜槽とするものでは、ベルトコンベヤの底板と両側側面を遮水性として、このベルトコンベヤ上に水質浄化を行う担体を層状に充填したものを用いて汚水処理を自動的に行う水質浄化方法であるので、
ここで、傾斜槽は、目的とする水質浄化項目別に群（グル−プ）分けしてもよい。各群は連続的に配置され、各群毎に各群へ処理すべき処理原水を注水する注水部と、浄化された処理水を排出する排水部とを備え、上流側に位置する群の前記排出部は下流側に位置する前記注水部に接続されている。
【００３７】
これにより、各群の上流側に位置する担体を生成した有用資源とともに回収しつつ下流側から不足の担体を供給すれば、各群単位でのそれぞれの目的に適合した水質浄化と資源の回収とが効果的かつシステム的に行える資源回収型汚水浄化装置を提供することができる。
【００３８】
即ち、浄化対象とする水質項目別に、水質浄化装置を複数個群別（グループ別）にとりまとめ、処理水の流れが、例えば▲１▼ＳＳ処理群、▲２▼ＢＯＤ・Ｔ−Ｎ処理群、▲３▼Ｔ−Ｐ処理群となるように配置して水質浄化を行う。ここで各群の名称は主目的の水質浄化項目を示しており、ＳＳ処理群でもＢＯＤ，Ｔ−Ｎ，Ｔ−Ｐは一定除去される。またＣＯＤは主にＢＯＤ・Ｔ−Ｎ処理群で除去される。群別に傾斜槽の構造や充填材料、滞留時間などの処理条件は変えてもよい。
【００３９】
【発明の実施の形態１】
以下、図面に基づき詳細に説明する。
【００４０】
図１は、この発明に係る資源回収型汚水浄化装置１００を側面から説明する図である。
【００４１】
この発明の汚水浄化装置１００では、上面２が開放された容器（遮水槽）３が多数（図面では８個）積み重ねられている。各容器３の底面４は傾斜しており、底面４の最下端付近には排水部５が設けられている。各容器３が積み重なれた状態で上段の排水部５ａは下段の容器３の底面４の最上端付近に配置され下段の容器３への注水部６ａとされている。
【００４２】
これらの容器３…内には水質浄化能のある担体７が充填されて傾斜槽１が形成されている。また、この実施の形態の容器３の底面４には、遮水壁８が設けられていて、この遮水壁８は、容器３に担体７が充填された状態で、処理原水が担体７間を浸透して傾斜槽１中を流下することにより生じるみず道を遮水して傾斜した底面４に処理水を滞留させる滞留部を形成させる。
【００４３】
これによりこの傾斜槽１では、各容器３に分割された複数個の傾斜槽１Ａ〜１Ｈが多段式に積み重ねられて形成されている。
【００４４】
このような多段式の傾斜槽１Ａ〜１Ｈはその全体が不図示のリフト方式により上方の向けて昇降可能とされている。
【００４５】
汚水は注水部６から最上段の傾斜槽１Ａに流入して、各段の傾斜槽１Ａ〜１Ｈ中を浸透流下する間に水質は浄化され、最終の処理水は最下段の傾斜槽１Ｈの排水部５から流出管（パイプ）等を介して流出して回収される。
【００４６】
水質浄化を行っている傾斜槽１Ａ〜１Ｈはリフト方式で持ち上げられ、最も処理時間が長い最上段の傾斜槽１Ａが更新時期に来たと判断されると、最上段の傾斜槽１Ａは移載装置（不図示）などにより機械的に搬出される。
【００４７】
同時に最下段には新しい充填材料（担体）が補給された新たな傾斜槽１が搬入されて設置される。搬出された傾斜槽１Ｘは生成土壌が回収され容器３は担体を充填して傾斜槽１として再び再利用できる。
【００４８】
搬出された傾斜槽１Ｘの内部には古くなった充填材料（担体７）と生成した土壌が存在する。充填材料７を繰り返し使用する場合には生成土壌と分離して別々に回収し、繰り返し使用しない場合は、生成土壌と同時に回収して有効利用する。
【００４９】
図２は、図１の改良に係り、水質浄化段９と土壌の熟成及び乾燥段１０とから構成されている。水質浄化段９の各構成及び作用は図１と同一乃至は均等であり、熟成及び乾燥段１０は、不図示のリフト方式により順次降下されている。
【００５０】
水質浄化段９の最上段の傾斜槽１Ａは浄化が完了すると、土壌の熟成及び乾燥段１０に移載又は移動される。土壌の熟成及び乾燥段１０では、水質浄化段９から搬出された傾斜槽１Ｘが積み重ねられて放置され、この間に連続的に乾燥及び熟成される。十分に乾燥及び熟成された最下段の傾斜槽１Ｘから生成土壌が回収されて容器３は新しい充填材量（担体７）を充填することにより再利用に供されている。
【００５１】
このようにこの発明の装置は、乾燥及び熟成まで含むトータルのシステム（資源回収型汚水浄化装置）としても利用することもできる。
【００５２】
【発明の実施の形態２】
次に、図３を用いて本発明の変形例を説明する。この変形例では、複数の容器（遮水槽）３…を、傾斜をつけたベルトコンベヤ１１に固定して連続的に使用している。
【００５３】
このようにベルトコンベヤ１１上に容器３…を直接取り付ける手法は限定されないが、例えば、図３に示すように、各容器３の側壁１２を展張性のある遮水性シ−トを用い、ゴム素材などの遮水性材料を底面とすることにより構成することができる。この場合、側壁１２が展張性の有る材料であるので、ベルトコンベヤ１１の両端部において上下が反転する状態では容器３の形状は一時的に変化するが、反転した状態では各容器３の形状は展張性により復元して容器３形状となる。ここで、ベルトコンベヤ１１の上面が下方を向いている状態では容器３の上面は下方を向くことになる。
【００５４】
ベルトコンベヤ１１上に天地が正常に取り付けられた各容器３…に担体７を充填すれば、傾斜槽１が得られる。
【００５５】
図３に示すように、注水部６を中間に設ければ、注水部６より上方を土壌の熟成・乾燥部１０として利用し、注水部６より下流を水質浄化部９として利用することができる。
【００５６】
このように構成すれば、汚水は傾斜をつけたベルトコンベヤの上方に位置する注水部６から傾斜槽１Ａに流入し、各傾斜槽１Ａ〜１Ｃを処理水が流下する。各傾斜槽１Ａ〜１Ｃでオーバーフローした処理水は順次下段の傾斜槽１Ｂ〜１Ｃへ流下し、最終的に傾斜槽１Ｃの排出部５から処理水がオーバーフローなどにより流出している。処理水の浄化は、各傾斜槽１Ａ〜１Ｃを流下する間と、各オーバーフロー前に滞留した滞留部で行われ、これにより、好気条件と嫌気条件との浄化が同時に行える。
【００５７】
また、注水部６より上流側（土壌の熟成・乾燥部１０）では、土壌の熟成及び乾燥が行われる。
【００５８】
また、水質浄化を行う最上段の傾斜槽１Ａが更新時期に来たと判断されると、ベルトコンベヤ１０を起動させて、最上段に位置する傾斜槽１Ｘを反転させて熟成及び乾燥された生成土壌・充填材料の回収を行う。ついで、ベルトコンベヤ１１の最下段に容器３が反転されて形成されるので、この容器３に新たな充填材料（担体７）を補給して傾斜槽１Ｃとする。これにより、連続的に汚水処理と資源の回収を行うことができる。
【００５９】
ここで、土壌の熟成及び乾燥を別の場所で行う場合には、この土壌の熟成及び乾燥部１０は設けなくてもよい。
【００６０】
また、この図では、１個のベルトコンベヤ１１上に水質浄化部９と土壌の熟成・乾燥部１０の両方を設けているが、それらのベルトコンベア１１は二つに分割されていてもよい。
【００６１】
その他の構成及び効果は発明の実施の形態１と略同一乃至は均等であるので詳細な説明は省略する。
【００６２】
【発明の実施の形態３】
次に図４を用いて本発明の変形例を説明する。この変形例では、傾斜をつけたベルトコンベヤ１１自体を連続的な傾斜槽１としている（これを以後ベルトコンベヤ型傾斜槽という。）。
【００６３】
このベルトコンベヤ型傾斜槽では、ベルトコンベヤ１１の底板１１ａ遮水性として、適宜の間隔で遮水板８…を設置している。また、ベルトコンベヤ１１の側面１１ｂの材質を展張性のある遮水性シ−トとしている。これにより、底板１１ａと前後の遮水板８，８と両側面１１ｂ、１１ｂとで傾斜槽１のための容器３が形成される。このような容器３では、側面１１ｂが展張性の有る材料であるので、ベルトコンベヤ１１の両端部において上下が反転する状態では側面１１ｂが一時的に伸びて容器３の形状は一時的に変化するが、反転した状態では各容器３の形状は展張性により復元して容器３形状となる。
【００６４】
汚水はベルトコンベヤ型傾斜槽の上部に流入し、傾斜槽１内部を浸透流下しつつ、遮水板８の上流に形成された滞留部で浄化される。最下方の遮水板８をオーバーフローして傾斜槽１から最終処理水が流出する。
【００６５】
一定期間の水質浄化を行い、汚水流入部付近の充填材料が更新時期に来たと判断されると、ベルトコンベヤ１１を起動させて、生成土壌・充填材料の回収を行うと同時に反転して空の容器３内に新たな充填材料（担体７）を補給して傾斜槽１として連続的に汚水処理を行う。
【００６６】
その他の構成及び効果は発明の実施の形態２と略同一乃至は均等であるので詳細な説明は省略する。
【００６７】
【発明の実施の形態４】
次に図５を用いて本発明の別の変形例を説明する。この変形例では、図１及び図２で示した多段式の傾斜槽１を複数個システム的に運用している。浄化目的とする水質項目別に多段式の傾斜槽１を複数個使用するものを群とよび、処理水の流れは例えばＳＳ除去群１３、ＢＯＤ・Ｔ−Ｎ除去群１４、Ｔ−Ｐ除去群１５となるように配置する。
【００６８】
各群の傾斜槽１は、その目的に適して傾斜槽１の構造、充填材料、滞留時間などを変えることができるので、一層システム的でかつ効果的な水質浄化を行うことができる。
【００６９】
例えば、ＳＳ除去群１３は、システムの最上流側に配置されている。この例では、流入汚水は、沈殿池１６に滞留され、ポンプ１７で汲み上げられてＳＳ除去群１３に注水される。この例のＳＳ除去群１３では並列的に３列の傾斜槽１が積み重ねられている。各傾斜槽１は、不図示の昇降装置により連続的又は間欠的に上昇される。
【００７０】
これらのＳＳ除去群１３では、汚濁濃度の高い汚水が受け入れられ、ＢＯＤ等も一部除去されるものの、主に固体の汚濁成分が物理的なろ過作用によって除去される。それ故、充填材料にはＳＳの補足量が多くなるように空隙率の大きなものが用いられる。
【００７１】
排出部５から排出された処理水は、剥離生物膜の沈殿分離槽１８に滞留され、ＳＳ除去群１３で処理水に剥離した微生物の生物膜が分離される。この生物膜が分離された処理水はポンプ１９で再び汲み上げられ、ＢＯＤ・Ｔ−Ｎ除去群１４に注水される。
【００７２】
このＢＯＤ・Ｔ−Ｎ除去群１４は、生物学的な浄化作用によってＢＯＤやＣＯＤで表される有機性汚濁成分と窒素を主に除去する傾斜槽１であり、この例では、並列的に４列の傾斜槽１が積み重ねられている。各傾斜槽１には、微生物の保持量が多くなる多孔質の充填材料が充填されている。これにより、有機性汚濁成分は微生物の分解作用によって無機化されて浄化される。また、窒素は、汚水中には主に有機態窒素として含まれるが、傾斜槽１を通過することによって、有機態窒素→アンモニア態窒素→亜硝酸態窒素→硝酸態窒素→窒素ガス、となり最終的には脱窒現象によって気体となって水中から取り除かれ、処理水のＴ−Ｎは減少する。
【００７３】
ＢＯＤ・Ｔ−Ｎ除去群１４では、処理水に剥離した微生物の生物膜が流出するので、排出部５に沈殿分離槽２０を設けて処理水と剥離生物膜の分離を行い、次の処理群には処理水のみが進むようにする。ここでは、ポンプ２１により汲み上げられた処理水はＴ−Ｐ除去群１５に注水される
Ｔ−Ｐ除去群１５では、化学的な吸着除去作用によってリンを除去する。リンは、汚水中には有機態リンとして多く含まれるが、前段のＢＯＤ・Ｔ−Ｎ除去群１４の傾斜槽１を通過することによって、ほとんどが無機態のオルトリン酸態リンとなる。この形態のリンは化学的に吸着除去し易く、Ｔ−Ｐ除去群１５を最後に配置する理由はここにある。
【００７４】
Ｔ−Ｐ除去群１５内の容器３に充填される充填材料（担体４）としては、リンの吸着能力が大きいことが第一条件であるが、本発明においては、資源の回収又は有効利用する観点から、さらに吸着能力が飽和状態となった場合に、充填材料の再生処理によってリンが回収されて充填材料が繰り返し使用できるものであるか、又は、リンが飽和した充填材料をそのまま植物栽培用資材として利用できることが必要である。
【００７５】
なお図５は、多段式のリフト方式の傾斜槽１を複数個システム的に運用した場合を図示しているが、ベルトコンベヤ方式の傾斜槽、ベルトコンベヤ型傾斜槽についても同様のシステム的運用が効果的と考えられる。
【００７６】
以上説明したように、本発明によれば、傾斜槽１を一つの単位として複数個をシステム的に用いることで、新しいタイプの連続的な大量汚水処理システムを構築することができる。
【００７７】
この新しい汚水処理システムの特徴をまとめて列記すると次の３点である。
【００７８】
▲１▼ＢＯＤやＣＯＤで表される有機性汚濁成分と窒素・リンの栄養塩類の同時浄化が可能であり、経済的な高度浄化技術である。
【００７９】
▲２▼水質浄化に伴って生成する土壌や有用資源であるリンを回収するために、資源回収型の水質浄化技術である。
【００８０】
▲３▼通常の好気性水質浄化で必要となるばっ気が不要であり、省エネルギ−型の水質浄化技術である。
【００８１】
このような汚水処理システムが普及することにより、人間活動によって発生する汚濁負荷量の陸圏での循環・再利用が進み、水圏へ流入する汚濁負荷量が低減されることによって閉鎖性水域を含む公共用水域の水質改善が図れるものと考えられる。従って、このような浄化装置は、閉鎖性水域を含む公共用水域の水質汚濁を解消するために用いることができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従えば、処理原水中に含まれるＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの同時浄化が可能であり水質浄化に伴って生成する土壌や有用資源であるリンを回収することができる資源回収型水浄化方法及びそれに用いる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る資源回収型汚水浄化装置を説明する側面模式図である。
【図２】本発明に係る資源回収型汚水浄化装置を説明する縦断面模式図である。
【図３】本発明に係る資源回収型汚水浄化装置を説明する側面模式図である。
【図４】本発明に係る資源回収型汚水浄化装置を説明する側面模式図である。
【図５】本発明に係る資源回収型汚水浄化装置を説明する側面模式図である。
【図６】家庭の台所排水で行った浄化実験の結果を説明する図である。
【図７】本発明に使用される容器３の一例を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１（１Ａ〜１Ｘ）：傾斜槽
２：上面
３：容器（遮水槽）
４：底面
５：排水部
６：注水部
７：担体（充填材料）
８：遮水壁
９：水質浄化段
１０：土壌の熟成及び乾燥段
１１：ベルトコンベヤ
１２：側壁
１３：ＳＳ除去群
１４：Ｔ−Ｎ除去群
１５：Ｔ−Ｐ除去群
１６：沈殿池
１７、１９、２１：ポンプ
１８，２０：沈殿分離槽
【図１】
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【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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