(57)【要約】      （修正有）【課題】  薬剤等を供給せずにバチルス属細菌を優勢種とする廃水処理装置。【解決手段】  被処理水をバチルス属細菌等を含む活性汚泥で処理する浄化処理手段３、浄化処理された処理水から活性汚泥を分離する分離手段５、収容鉱物などに流体が接触する接触手段１７、及び酸化剤供給部１９を備え、接触手段は、浄化処理手段に流入する前の被処理水の流路、分離手段を経た処理水が浄化処理手段に流入する前の被処理水中及び浄化処理手段の少なくとも一方に返送する流路、または、分離手段で分離された活性汚泥が浄化処理手段に流入する前の被処理水中及び浄化処理手段の少なくとも一方に返送する流路に設けられ、酸化剤供給部は、接触手段または接触手段が設けられた流路の接触手段よりも上流側に酸化剤を供給し、接触手段に収容された鉱物などは流体にＭｇイオン及びケイ酸イオンを供給すると共に、酸化剤からヒドロキシラジカルを生じる反応を触媒する構成とする。【選択図】        図１
2005329301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水をグラム陰性菌及びバチルス属細菌を含む活性汚泥で浄化処理する浄化処理手段と、該浄化処理手段で処理した処理水から活性汚泥を分離する分離手段と、鉱物または該鉱物を加工した加工物を収容して該鉱物または該加工物に流体が接触する接触手段と、酸化剤を供給する酸化剤供給部とを備え、
前記接触手段は、前記浄化処理手段に流入する前の被処理水が通流する流路、前記分離手段で分離された処理水を前記浄化処理手段に流入する前の被処理水中及び前記浄化処理手段の少なくとも一方に返送する流路、または、前記分離手段で分離された活性汚泥を前記浄化処理手段に流入する前の被処理水中及び前記浄化処理手段の少なくとも一方に返送する流路に設けられ、
前記酸化剤供給部は、前記接触手段または前記接触手段が設けられた流路の該接触手段よりも上流側に酸化剤を供給し、
前記接触手段に収容された前記鉱物または前記加工物は、該鉱物または該加工物に接触した流体にマグネシウムイオン及びケイ酸イオンを供給すると共に、前記酸化剤供給部から供給された酸化剤からヒドロキシラジカルを生じる反応を触媒してなる水処理装置。
【請求項２】
前記鉱物は、医王石、トルマリン石及び黒曜石の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の廃水処理装置。
【請求項３】
前記浄化処理手段に供給する前の被処理水中及び前記浄化処理手段の少なくとも一方に返送される活性汚泥の量は、浄化処理手段で処理する被処理水の量の１００容積％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の廃水処理装置。
【請求項４】
前記分離手段で分離した活性汚泥の一部を貯留する活性汚泥貯留手段を有し、該活性汚泥貯留手段に空気を間欠的に供給することで該活性汚泥貯留手段内を嫌気状態と好気状態とに交互に切り換えてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水やし尿その他の有機性廃水を浄化処理する廃水処理装置に係り、特に、活性汚泥を用いて浄化処理を行なう廃水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水やし尿、その他の有機性廃水などを浄化処理する廃水処理装置として、グラム陰性菌やバチルス属細菌を含む活性汚泥によって浄化処理を行なう廃水処理装置が用いられている。このような廃水処理装置において、シュードモナス（Pseudomonas）属やズーグレア（Zoogloea）属などのグラム陰性菌を主たる細菌つまり優勢種とする活性汚泥を用いた廃水処理装置では、グラム陰性菌の腐敗し易さに起因する悪臭の発生や増殖収率が比較的大きいことに起因する余剰汚泥発生量の増大などの問題が生じている。このため、グラム陰性菌に比べて蛋白質、澱粉、油脂、アンモニア、硫化水素、アミンなどの分解性に優れたバチルス属細菌を優勢種とすることにより、悪臭の抑制や、余剰汚泥発生量を低減することが考えられている（例えば、特許文献１−５参照）。
【０００３】
さらに、ケイ酸マグネシウムを添加することで活性汚泥に含まれるバチルス属細菌の増殖を促進し、余剰汚泥発生量を低減すると共に、発生した余剰汚泥の凝集化させて余剰汚泥の分離を促進することが提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１６２２９７号公報（第４−５頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−２８６８８４号公報（第４頁、第１図）
【特許文献３】特開２００２−３１６１８４号公報（第３−５頁、第１図）
【特許文献４】特開２００２−１２６７８９号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献５】特開２００２−２６３６８４号公報（第６頁、第１図）
【特許文献６】特開平６−１７０３８７号公報（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１乃至５に提案されているような従来の廃水処理装置では、被処理水を活性汚泥で浄化処理する曝気槽などの浄化処理手段よりも被処理水の流れに対して上流側に、胞子発芽槽や微生物培養槽などを設けている。そして、バチルス属細菌を優勢種とするため、胞子発芽槽や微生物培養槽などにバチルス属細菌の芽胞の発芽促進剤となるアミノ酸や糖質などの栄養素を含む薬剤や、バチルス属細菌の増殖促進用の栄養素を含む大豆などを与えている。一方、特許文献６に提案されているような従来の廃水処理方法は、被処理水にケイ酸マグネシウムを添加した後、活性汚泥による浄化処理を行なっている。
【０００６】
このように、従来の廃水処理装置や廃水処理方法では、アミノ酸や糖質、また、ケイ酸マグネシウムといった比較的高価な成分を含む薬剤を、薬剤注入手段などを設けて被処理水中や浄化処理手段の上流側に設けた胞子発芽槽や微生物培養槽などに注入したり、胞子発芽槽や微生物培養槽などに大豆を与えたりすることで薬剤や栄養素を供給する必要がある。このため、廃水処理装置の運転や運転の管理の煩雑化、浄化処理に要するコストの増大などの問題を招く可能性がある。このため、薬剤や栄養素を供給することなくバチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成した活性汚泥により被処理水の浄化処理ができる廃水処理装置が望まれている。
【０００７】
本発明の課題は、薬剤や栄養素を供給することなくバチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の廃水処理装置は、被処理水をグラム陰性菌及びバチルス属細菌を含む活性汚泥で浄化処理する浄化処理手段と、この浄化処理手段で処理した処理水から活性汚泥を分離する分離手段と、鉱物またはこの鉱物を加工した加工物を収容してこの鉱物またはこの加工物に流体が接触する接触手段と、酸化剤を供給する酸化剤供給部とを備え、接触手段は、浄化処理手段に流入する前の被処理水が通流する流路、分離手段で分離された処理水を浄化処理手段に流入する前の被処理水中及び浄化処理手段の少なくとも一方に返送する流路、または、分離手段で分離された活性汚泥を浄化処理手段に流入する前の被処理水中及び浄化処理手段の少なくとも一方に返送する流路に設けられ、酸化剤供給部は、接触手段または接触手段が設けられた流路のこの接触手段よりも上流側に酸化剤を供給し、接触手段に収容された前記鉱物または前記加工物は、該鉱物または該加工物に接触した流体にマグネシウムイオン及びケイ酸イオンを供給すると共に、酸化剤供給部から供給された酸化剤からヒドロキシラジカルを生じる反応を触媒する構成とすることにより上記課題を解決する。
【０００９】
このような構成とすることにより、接触手段で、被処理水や浄化処理手段で浄化処理した処理水、活性汚泥が、接触手段に収容した鉱物または加工物に接触することにより、被処理水や処理水、活性汚泥中にバチルス属細菌の増殖に必要なマグネシウムイオン及びケイ酸イオンが供給される。さらに、接触手段に収容した鉱物または加工物は、酸化剤供給部から供給された酸化剤を分解してヒドロキシラジカルを生じる反応を触媒する。接触手段に収容した鉱物または加工物の触媒作用によって生じたヒドロキシラジカルは、被処理水や分離手段から浄化処理手段に返送される処理水や活性汚泥に含まれる有機態窒素を酸化分解して、バチルス属細菌の芽胞の発芽促進剤となるアミノ酸を生成する。一方、酸化剤供給部から供給された酸化剤は、芽胞を形成しないグラム陰性菌を殺滅する。このとき、バチルス属細菌は芽胞を形成していれば酸化剤によって殺滅されることはない。
【００１０】
したがって、酸化剤によってグラム陰性菌を殺滅された上、マグネシウムイオン及びケイ酸、さらにアミノ酸を含む被処理水や処理水、活性汚泥が浄化処理手段などに流入することになるため、バチルス属細菌の発芽及び増殖が可能な環境が形成される。さらに、増殖したバチルス属細菌が分泌する酵素により、酸化剤によって殺滅されていないグラム陰性菌の細胞が分解され、これをバチルス属細菌が捕食することにより、グラム陰性菌の数が低減し、バチルス属細菌の数が増大する。したがって、浄化処理手段内の活性汚泥では、バチルス属細菌を優勢種とする生物相が形成される。すなわち、薬剤や栄養素を供給することなくバチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成できる。
【００１１】
また、鉱物は、医王石、トルマリン石及び黒曜石の少なくとも一つである構成とする。これらの鉱物は、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを溶出するため、これらの鉱物を用いることによって、被処理水または活性汚泥にマグネシウムイオン及びケイ酸イオンを添加できる。さらに、酸化剤からヒドロキシラジカルを生じる反応を触媒する。
【００１２】
また、浄化処理手段に供給する前の被処理水中及び浄化処理手段の少なくとも一方に返送される活性汚泥の量は、浄化処理手段で処理する被処理水の量の１００容積％以上である構成とする。これにより、余剰汚泥をより低減することができる。
【００１３】
さらに、分離手段で分離した活性汚泥の一部を貯留する活性汚泥貯留手段を有し、この活性汚泥貯留手段に空気を間欠的に供給することでこの活性汚泥貯留手段内を嫌気状態と好気状態とに交互に切り換えてなる構成とする。これにより、嫌気状態では、バチルス属細菌が分泌する酵素によりグラム陰性菌の可溶化が進み、好気伏態では、バチルス属細菌が発芽し、可溶化したグラム陰性菌を捕食分解することにより活性汚泥の自己消化が促進される。これにより、余剰汚泥を一層低減できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、栄養素を供給することなくバチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用してなる廃水処理装置の一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２は、本発明を適用してなる廃水処理装置の概略構成及び動作を示すブロック図である。
【００１６】
本実施形態の廃水処理装置は、図１に示すように、被処理水つまり原水の流量や水質変動を均一化する原水槽１、活性汚泥によって被処理水を浄化処理する浄化処理手段となる曝気槽３、曝気槽３からの活性汚泥を含む処理水から活性汚泥を分離する分離手段となる沈殿槽５を備えている。原水槽１から曝気槽３に被処理水を導く被処理水流路７には、被処理水を送液するためのポンプ９が設けられている。曝気槽３と沈殿槽５との間は、曝気槽３で浄化処理された処理水を沈殿槽５に導く処理水流路１１が設けられている。
【００１７】
沈殿槽５には、沈殿槽５で活性汚泥と分離された処理水を放流するための放流流路１３が連結されている。放流流路１３の途中で、沈殿槽５からの処理水を原水槽１及び曝気槽３へ返送するための処理水返送流路１５が分岐している。処理水返送流路１５には、鉱物またはこの鉱物を加工した加工物を収容してこの鉱物または加工物に処理水返送流路１５を通流する処理水つまり返送水を接触させる接触手段となる接触槽１７が設けられている。処理水返送流路１５の接触槽１７よりも処理水の通流方向に対して上流側には、酸化剤を供給するための酸化剤供給部１９が連結されている。
【００１８】
また、沈殿槽５には、沈殿槽５で処理水と分離した活性汚泥を曝気槽３へ返送するための活性汚泥返送流路２１が連結されている。活性汚泥返送流路２１には、活性汚泥返送流路２１を通流する活性汚泥つまり返送汚泥を曝気槽３へ送るためのポンプ２３が設けられている。活性汚泥返送流路２１は、活性汚泥返送流路２１のポンプ２３よりも活性汚泥の通流方向に対して下流側で分岐しており、活性汚泥返送流路２１から分岐した分岐流路２１ａは、活性汚泥を貯留しておく活性汚泥貯留槽２５に連結されている。活性汚泥貯留槽２５には、活性汚泥貯留槽２５内にポンプなどにより、数時間おきといった間隔で間欠的に空気を吹き込むことで攪拌を行なう空気吹き込み部２７が連結されている。
【００１９】
曝気槽３は、図示していないポンプなどにより空気を吹き込んで曝気することで、内部に収容したグラム陰性菌とバチルス属細菌を含む活性汚泥によって有機物などを分解し、被処理水の浄化処理を行なうものである。沈殿槽５は、活性汚泥を沈殿させることで処理水と活性汚泥を分離するものである。これらの原水槽１、曝気槽３、沈殿槽５などの構造自体は、従来の活性汚泥による廃水の浄化処理に用いる廃水処理装置などに用いられるものと同様のものである。
【００２０】
酸化剤供給部１９は、処理水返送流路１５内を通流し、接触槽１７に流入する前の処理水に、ポンプなどによって酸化剤である次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素またはオゾンなどを注入するものである。
接触槽１７は、内部に、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを溶出すると共に、酸化剤供給部１９から供給された次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素またはオゾンなどの酸化剤を分解してヒドロキシラジカルを生じる反応を触媒する１種類の鉱物、または、２種類以上の鉱物を混合して収容している。また、接触槽１７では、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを溶出すると共に、触媒作用を有する鉱物をそのままの状態で用いるだけでなく、これらの鉱物の少なくとも一つを原料として加工した加工物の状態で用いることもできる。さらに、接触槽１７では、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを溶出する鉱物と、それ以外の触媒作用を有するセラミックスや鉱物などとを混合して用いることや、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを溶出する鉱物と、それ以外の触媒作用を有するセラミックスや鉱物などとを混合して加工した加工物などを用いることもできる。
【００２１】
なお、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを溶出すると共に、酸化剤からヒドロキシラジカルを生じる反応を触媒する触媒作用を有する鉱物であれば種々の鉱物を用いることができるが、医王石、トルマリン石、黒曜石であれば、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを確実に溶出すると共に、触媒作用を有している。したがって、接触槽１７は、鉱物の状態のまま収容するにしても、加工物の状態のものを収容するにしても、医王石、トルマリン石、黒曜石の少なくとも１つを用いるか、または、医王石、トルマリン石、黒曜石の少なくとも１つを含んでいることが望ましい。
【００２２】
なお、本実施形態では、ポンプ２３を制御することにより、活性汚泥返送流路２１により沈殿槽５から曝気槽３に返送する活性汚泥の量は、曝気槽３に流入する被処理水の量、つまり、曝気槽３で処理する被処理水の量の１００容積％以上にしている。
【００２３】
このような構成の本実施形態の廃水処理装置の動作や本発明の特徴部などについて説明する。原水槽１で前処理され曝気槽３へ移送された被処理水は、曝気槽３で、沈殿槽５から曝気槽３へ返送されてくる活性汚泥と混合される。曝気槽３では、被処理水が活性汚泥と混合され曝気されることによって、被処理水中の有機物などが活性汚泥細菌であるグラム陰性菌やバチルス属細菌などの餌となり分解される。このように曝気槽３で浄化処理された処理水は、活性汚泥と共に沈殿槽５に移送される。沈殿槽５では、活性汚泥の沈殿により処理水が上澄水として分離され、放流流路１３から、必要に応じて消毒などの処理を行なった後、放流される。
【００２４】
放流流路１３を通流する処理水の一部は、処理水返送流路１５に流入する。そして、処理水返送流路１５に流入した処理水は、酸化剤供給部１９によって次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素またはオゾンが注入された後、接触槽１７に流入する。接触槽１７では、接触槽１７に流入した処理水中に接触槽１７に収容された鉱物または鉱物を原料とした加工物が浸漬された状態、つまり、接触槽１７に流入した処理水中に接触槽１７に収容された鉱物または鉱物を原料とした加工物に接触した状態となる。これにより、接触槽１７に収容された鉱物または加工物から処理水中にマグネシウムイオンやケイ酸イオンなどが溶出する。さらに、接触槽１７に収容されたた鉱物または鉱物を原料とした加工物は、酸化剤供給部１９から供給された次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素またはオゾンを分解してヒドロキシ（ＯＨ）ラジカルを生じる反応を触媒する。接触槽１７で生じたヒドロキシラジカルは、処理水に含まれる有機態窒素を酸化分解してアミノ酸を生成する。これにより、マグネシウムイオンやケイ酸イオン、アミノ酸を含む処理水つまり返送水が、本実施形態の場合、原水槽１及び曝気槽３に返送される。
【００２５】
ところで、バチルス属細菌は、その増殖には所定濃度、例えば５ｐｐｍ以上のマグネシウムイオンや、例えばＳｉとして５ｐｐｍ以上となるケイ酸イオンを必要とすること、また、バチルス属細菌の芽胞の発芽促進にはアミノ酸が有効であることが知られている。したがって、曝気槽３などに返送される沈殿槽５で分離した処理水の一部、つまり返送水を接触槽１７に通流させることによって、処理水中に所定濃度以上のマグネシウムイオンやケイ酸イオン、そして、アミノ酸が含まれた状態とする。そして、所定濃度以上のマグネシウムイオンやケイ酸イオン、そして、アミノ酸を含む処理水を返送水として原水槽１や曝気槽３に返送することで、マグネシウムイオンやケイ酸イオン、アミノ酸によってバチルス属細菌が発芽及び増殖可能な環境が形成される。これにより、バチルス属細菌の発芽と増殖が促進され、バチルス属細菌を優勢種とする生物相が形成される。
【００２６】
さらに、バチルス属細菌は、環境が増殖に適さないときには、芽胞を形成して休眠するが、増殖環境が整うと発芽し、増殖する。そして、バチルス属細菌は芽胞の状態では酸化剤の影響を受け難く、死滅し難い。したがって、返送水となる処理水に、酸化剤である次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素またはオゾンなどを注入することで、アミノ酸を生じさせるだけでなく、グラム陰性菌のみを酸化剤の殺菌効果により死滅させることで、バチルス属細菌を優勢種とする生物相の形成を促進することができる。
【００２７】
このように、グラム陰性菌に比べて蛋白質、澱粉、油脂、アンモニア、硫化水素、アミンなどの分解性に優れたバチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成することにより、グラム陰性菌の腐敗しやすさに起因する悪臭を抑制でき、また、余剰汚泥発生量を低減できる。また、本実施形態のように、接触槽１７を通過させた処理水の一部を返送水として原水槽１へ返送することで、原水槽１で発生する悪臭を抑制できる。
【００２８】
一方、沈殿槽５で沈殿により分離された活性汚泥は、活性汚泥返送流路２１を介して曝気槽３へ返送される。このとき、従来の廃水処理装置では、活性汚泥返送流路２１により沈殿槽５から曝気槽３に返送する活性汚泥の量は、曝気槽３に流入する被処理水の量、つまり、曝気槽３で処理する被処理水の量の２０容積％〜４０容積％である。しかし、本実施形態では、活性汚泥返送流路２１により沈殿槽５から曝気槽３に返送する活性汚泥の量は、曝気槽３で処理する被処理水の量の１００容積％以上にしている。これにより、余剰汚泥をより低減できる。
【００２９】
また、活性汚泥返送流路２１を通流する活性汚泥の一部は、活性汚泥貯留槽２５に流入する。そして、活性汚泥貯留槽２５には、空気吹き込み部２７によって、数時間おき、例えば４〜５時間空気の吹き込みを停止した後、４〜５時間空気を吹き込むといった状態で間欠的に空気が吹き込まれる。したがって、活性汚泥貯留槽２５内は、酸素欠乏状態となる嫌気状態と、十分な酸素が存在する好気状態とを繰り返すことになる。嫌気状態では、バチルス属細菌が分泌する酵素によりグラム陰性菌の可溶化が進み、好気伏態では、バチルス属細菌が発芽し、可溶化したグラム陰性菌を捕食分解することにより活性汚泥の自己消化が促進される。これにより、余剰汚泥を一層低減できる。
【００３０】
ここで、本実施形態の廃水処理装置を用いて被処理水を浄化処理した場合の一例を示す。運転条件は、曝気槽３中の有機物などの濃度つまりＭＬＳＳ濃度が４６００ｍｇ／Ｌ、処理水返送流路１５による処理水返送比が被処理水量×０.１１、酸化剤供給部１９による次亜塩素酸注入率が接触槽１７の出口部分での残留遊離塩素濃度で１ｍｇ／Ｌとした。なお、接触槽１７には、医王石、トルマリン石、黒曜石を接触槽１７から流出しない程度の大きさに破砕した鉱物片の混合物を入れた。
【００３１】
このような運転条件で運転を行なったとき、本実施形態の廃水処理装置の曝気槽３における生物相は、総細菌数が６.４５×１０６ｃｆｕ／ｍＬ、この内、バチルス属細菌の濃度が４×１０６ｃｆｕ／ｍＬとなった。従来の廃水処理装置では、総細菌数が６.４５×１０６ｃｆｕ／ｍＬのとき、バチルス属細菌の濃度は１０４ｃｆｕ／ｍＬ程度であった。このように、本実施形態の廃水処理装置では、バチルス属細菌が優勢種となった。さらに、バチルス属細菌が優勢種となることによって、硫化水素やアンモニアなどの分解が促進され、活性汚泥の腐敗臭がしなくなった。
【００３２】
加えて、余剰汚泥の発生量は、従来の廃水処理装置の１／２に減少した。これは、ＭＬＳＳ濃度が高いため、曝気槽３内は貧栄養状態にあり、バチルス属細菌が分泌する酵素によりグラム陰性菌の細胞が分解され、バチルス属細菌により捕食された結果である。さらに、接触槽１７における有機態窒素の酸化分解試験では、有機態窒素５ｍｇ／Ｌが２ｍｇ／Ｌにまで低減された。これは、有機態窒素がアミノ酸に転換したことを示唆している。
【００３３】
また、水に医王石を４８時間浸漬することにより行なった４８時間浸漬試験による医王石からのミネラルの溶出特性の一例を示すと、カリウム（Ｋ+）３.４ｍｇ／Ｌ、マグネシウム（Ｍｇ２+）２３.６ｇ／Ｌ、メタケイ酸（Ｈ２ＳｉＯ３）７.８ｍｇ／Ｌ、第一鉄（Ｆｅ２+）０.４６ｇであった。このように、医王石は、マグネシウムイオン、ケイ酸イオンの溶出特性に優れている。さらに、トルマリン石、黒曜石も医王石と同様にマグネシウムイオン、ケイ酸イオンの溶出特性に優れている。
【００３４】
このように、本実施形態の廃水処理装置では、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを溶出する鉱物または鉱物を原料とする加工物を収容した接触槽１７に、沈殿槽５で分離した処理水の一部を通流させ、この接触槽１７を通流させた処理水を原水槽１や曝気槽３に処理水返送流路１５を介して戻している。このため、接触槽１７を通流させた処理水は、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを含んだ状態となる。さらに、接触槽１７に収容されたた鉱物または鉱物を原料とした加工物は、酸化剤供給部１９から供給された次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素またはオゾンを分解してヒドロキシ（ＯＨ）ラジカルを生じる反応を触媒する。そして、接触槽１７で生じたヒドロキシラジカルは、処理水に含まれる有機態窒素を酸化分解してアミノ酸を生成し、接触槽１７を通流させた処理水は、アミノ酸も含んだ状態となる。
【００３５】
これにより、原水槽１や曝気槽３内がマグネシウムイオンやケイ酸イオン、アミノ酸が存在する環境となり、バチルス属細菌が発芽及び増殖可能な環境となる。したがって、バチルス属細菌が発芽し、被処理水が含む有機物などを分解して増殖し、さらに、バチルス属細菌が分泌する酵素によりグラム陰性菌の細胞が分解され、これをバチルス属細菌が捕食することにより、グラム陰性菌の数が低減し、バチルス属細菌の数が増大する。さらに、グラム陰性菌は酸化剤によって殺滅されるが、バチルス属細菌は芽胞を形成することによって酸化剤によって殺滅されずに残る。したがって、酸化剤供給部１９から酸化剤を注入することにより、アミノ酸を生じるだけでなく、グラム陰性菌を酸化剤で殺滅することにより、バチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成できる。すなわち、薬剤や栄養素を供給することなくバチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成できる。
【００３６】
さらに、薬剤や栄養素を供給することなくバチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成できることにより、ケイ酸マグネシウム、アミノ酸や糖質といった比較的高価な成分を含む薬剤を注入手段などによって胞子発芽槽や微生物培養槽などに注入したり、胞子発芽槽や微生物培養槽などに大豆を与えたりする必要がなく、廃水処理装置の運転や運転の管理の煩雑化、浄化処理に要するコストの増大などを抑制することができる。
【００３７】
加えて、グラム陰性菌に比べて蛋白質、澱粉、油脂、アンモニア、硫化水素、アミンなどの分解性に優れたバチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成することにより、グラム陰性菌の腐敗しやすさに起因する悪臭を抑制でき、また、余剰汚泥発生量を低減できる。
【００３８】
さらに、本実施形態の廃水処理装置では、接触槽１７と酸化剤供給部１９とを備えていることで、マグネシウムイオンやケイ酸イオン、アミノ酸を供給できると共に、グラム陰性菌を殺滅できるため、バチルス属細菌を優勢種とする生物相を形成する能力を向上できる。
【００３９】
加えて、本実施形態のように、接触槽１７を通過させた処理水の一部を原水槽１へ返送することで、原水槽で発生する悪臭を抑制できる。ただし、原水槽がない場合や、原水槽での悪臭の発生が問題にならない場合には、曝気槽のみに処理水を返送する構成にすることもできる。また、原水槽に処理水を戻せば、マグネシウムイオン及びケイ酸イオンを含んだ被処理水が曝気槽に流入することになるため、原水槽のみに処理水を返送する構成にすることもできる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、活性汚泥返送流路２１により返送する活性汚泥の量は、曝気槽３で処理する被処理水の量の１００容積％以上になっているため、余剰汚泥をより低減することができる。ただし、余剰汚泥の量が問題にならない場合などには、活性汚泥返送流路２１により返送する活性汚泥の量が曝気槽３で処理する被処理水の量の１００容積％より少ない構成にすることもできる。
【００４１】
加えて、本実施形態では、攪拌を空気により間欠的に行なうことでこの活性汚泥貯留手段内を嫌気状態と好気状態とにする空気吹き込み部２７を有する活性汚泥貯留槽２５を備えている。このため、活性汚泥貯留槽２５では、グラム陰性菌が可溶化し、可溶化したグラム陰性菌がバチルス属細菌に捕食分解されることにより活性汚泥の自己消化が促進されることにより、余剰汚泥を一層低減できる。ただし、余剰汚泥の量が問題にならない場合などには、活性汚泥貯留槽２５内を嫌気状態と好気状態とに間欠的に切り換える空気吹き込み部２７などを設けていない構成にすることもできる。
【００４２】
また、本実施形態の廃水処理装置では、沈殿槽５で分離した処理水を接触槽１７に通流させた後、原水槽１や曝気槽３に戻すことで、バチルス属細菌が増殖できる環境を形成している。しかし、処理水に代え、分離した活性汚泥の一部または全部を接触槽へ通流させ、原水槽や曝気槽などに戻す構成にすることもできる。例えば、図２に示すように、膜分離曝気槽２９で分離した活性汚泥を原水槽１及び膜分離曝気槽２９に返送する活性汚泥返送流路２１から、ポンプ２３よりも活性汚泥の通流方向に対して下流側で、活性汚泥返送流路２１の一部を活性汚泥返送流路２１とは別に膜分離曝気槽２９に返送する分岐流路３１を分岐させる。そして、この分岐流路３１に接触槽１７を設けた構成などにすることもできる。このような構成では酸化剤供給部１９は、分岐流路３１の接触槽１７よりも上流側の部分に酸化剤供給部１９を接続する。
【００４３】
また、本実施形態の廃水処理装置では、浄化処理手段となる曝気槽３と、分離手段となる沈殿槽５とを設けているが、図２に示すように、活性汚泥と処理水とを分離するろ過膜を有し、浄化処理手段と分離手段の機能を有する膜分離曝気槽２９などを設けた構成などにすることもできる。また、分離手段は、沈殿槽５のようなものに限らず、ろ過により処理水と活性汚泥を分離する構成などにすることもできる。
【００４４】
また、例えば、図３に示すように、原水槽１から曝気槽３に流れる被処理水の一部を分岐流路３３に分岐させ、接触槽１７に通流させた後、曝気槽３に戻す構成などにすることもできる。さらに、酸化剤供給部１９は、接触槽１７に酸化剤を供給する構成などにすることもできる。
【００４５】
このように、本発明を適用してなる廃水処理装置は、本実施形態の構成や形態に限らず、接触手段に被処理水を通流させることや、接触手段を介して被処理水、浄化処理後の処理水または活性汚泥を返送することで、鉱物などからマグネシウムイオン、ケイ酸イオン及びアミノ酸を添加できれば、様々な構成や形態で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を適用してなる廃水処理装置の一実施形態の概略構成及び動作を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用してなる廃水処理装置の変形例の概略構成及び動作を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用してなる廃水処理装置の別の変形例の概略構成及び動作を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  原水槽
３  曝気槽
５  沈殿槽
１５  処理水返送流路
１７  接触槽
１９  酸化剤供給部
２１  活性汚泥返送流路
【図１】
2005329301.tif 000003
【図２】
2005329301.tif 000004
【図３】
2005329301.tif 000005