(57)【要約】【課題】難分解性の有機フッ素化合物を効果的に微生物によって分解することができる排水処理装置を提供する。【解決手段】有機フッ素化合物および有機物を含有する排水を、第１マイクロナノバブル発生槽３、第１微生物処理部１０１、第２マイクロナノバブル発生槽１７、第２微生物処理部１０２、第３マイクロナノバブル発生槽３２および第３微生物処理部１０３に、順に流しながら、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７および上記第３マイクロナノバブル発生槽３２に、微生物、栄養剤およびマイクロナノバブル発生助剤を添加すると共に、上記第１マイクロナノバブル発生槽３、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７および上記第３マイクロナノバブル発生槽３２で、上記排水に、マイクロナノバブルを含有させて、上記第１微生物処理部１０１、上記第２微生物処理部１０２および上記第３微生物処理部１０３で、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を、上記微生物によって分解する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機フッ素化合物および有機物を含有する排水を、第１マイクロナノバブル発生槽、第１微生物処理部、第２マイクロナノバブル発生槽、第２微生物処理部、第３マイクロナノバブル発生槽および第３微生物処理部に、順に導入しながら、
上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽に、微生物、栄養剤およびマイクロナノバブル発生助剤を添加すると共に、
上記第１マイクロナノバブル発生槽、上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽で、上記排水に、マイクロナノバブルを含有させて、
上記第１微生物処理部、上記第２微生物処理部および上記第３微生物処理部で、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を、上記微生物によって分解することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
直列に接続されて有機フッ素化合物および有機物を含有する排水を順に導入されると共に上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を分解する微生物を収容する第１微生物処理部、第２微生物処理部および第３微生物処理部と、
上記第１微生物処理部の上流に接続されると共にマイクロナノバブル発生機を収容する第１マイクロナノバブル発生槽と、
上記第１微生物処理部と上記第２微生物処理部との間に接続されると共にマイクロナノバブル発生機を収容する第２マイクロナノバブル発生槽と、
上記第２微生物処理部と上記第３微生物処理部との間に接続されると共にマイクロナノバブル発生機を収容する第３マイクロナノバブル発生槽と
を備え、
上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽は、上記微生物、上記微生物のための栄養剤、および、マイクロナノバブル発生助剤を添加されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸またはパーフルオロオクタン酸であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記第１微生物処理部は、エアーリフトポンプを収容する第１微生物槽を有し、
上記第２微生物処理部は、エアーリフトポンプを収容する第２微生物槽を有し、
上記第３微生物処理部は、活性炭を収容する活性炭塔を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記第１微生物槽は、上記排水から上記微生物を分離して上記第１微生物槽よりも下流側に上記排水を導くフィルター膜を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項６】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記第２微生物槽は、上から下に順に、散水槽部、被散水部および浸漬部を有し、
上記被散水部および上記浸漬部は、活性炭を有し、
上記浸漬部内の上記排水は、上記エアーリフトポンプによって、上記散水槽部に導入されて、重力で、上記散水槽部から上記被散水部および上記浸漬部に散水されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の排水処理装置において、
上記活性炭は、網袋に収容されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項８】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記活性炭塔の上流側に接続された濾過塔を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の排水処理装置において、
上記濾過塔と上記活性炭塔との間に、上記第３マイクロナノバブル発生槽が配置されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記第１微生物槽から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽に返送されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１１】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記第２微生物槽から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽に返送されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１２】
請求項５に記載の排水処理装置において、
上記第１微生物槽は、直列に連通する複数の領域を有し、
上記フィルター膜は、上記複数の領域のうちの最も下流の領域に配置され、
上記複数の領域のうちの最も下流の領域に存在する上記微生物は、上記複数の領域のうちの最も上流の領域に返送されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１３】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記活性炭塔は、上流側にポリ塩化ビニリデン充填材と、下流側に上記活性炭が充填された活性炭層とを有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の排水処理装置において、
上記ポリ塩化ビニリデン充填材は、ひも状であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の排水処理装置において、
上記ポリ塩化ビニリデン充填材は、リング状であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１６】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１７】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記活性炭塔の上記活性炭には、上記マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、繁殖され、
上記活性炭は、上記排水が接触されて、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着すると共に、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１８】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記活性炭塔の上記活性炭には、上記マイクロナノバブル発生助剤で発生させた上記マイクロナノバブルによって活性化した上記微生物が、繁殖され、
上記活性炭は、上記排水が接触されて、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着すると共に、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１９】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記活性炭塔の上記活性炭には、上記マイクロナノバブルおよび上記栄養剤で活性化した上記微生物が、繁殖され、
上記活性炭は、上記排水が接触されて、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着すると共に、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２０】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生助剤は、上記微生物によって分解される界面活性剤であることを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、半導体工場や液晶工場のみならず、有機フッ素化合物を製造または使用する工場における排水処理方法および排水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機フッ素化合物は化学的に安定な物質である。特に、上記有機フッ素化合物は、耐熱性および耐薬品性の観点から優れた性質を有することから、界面活性剤等の用途に用いられている。
【０００３】
しかしながら、上記有機フッ素化合物は、化学的に安定な物質であるが故に、微生物によって分解され難い。例えば、上記有機フッ素化合物としてのパーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）は、生態系での分解が進まないことから、生態系への影響が懸念されている。すなわち、上記パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）や上記パーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）は、化学的に安定なため、熱分解させるためには、約１０００℃以上の高温を必要としていた（特開２００１−３０２５５１号公報：特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０２５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、この発明の課題は、難分解性の有機フッ素化合物を効果的に微生物によって分解することができる排水処理方法および排水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、この発明の排水処理方法は、
有機フッ素化合物および有機物を含有する排水を、第１マイクロナノバブル発生槽、第１微生物処理部、第２マイクロナノバブル発生槽、第２微生物処理部、第３マイクロナノバブル発生槽および第３微生物処理部に、順に導入しながら、
上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽に、微生物、栄養剤およびマイクロナノバブル発生助剤を添加すると共に、
上記第１マイクロナノバブル発生槽、上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽で、上記排水に、マイクロナノバブルを含有させて、
上記第１微生物処理部、上記第２微生物処理部および上記第３微生物処理部で、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を、上記微生物によって分解することを特徴としている。
【０００６】
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。上記マイクロナノバブル発生助剤とは、マイクロナノバブルの発生状態を安定して維持できるものをいう。上記栄養剤とは、微生物が活性化する際に必要な栄養素をいう。上記有機フッ素化合物とは、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）をいう。
【０００７】
この発明の排水処理方法によれば、上記第１微生物処理部、上記第２微生物処理部および上記第３微生物処理部で、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を、上記微生物によって分解するので、上記微生物による上記排水の処理を３段階で行え、上記排水の処理の効率を向上できる。
【０００８】
また、上記第１マイクロナノバブル発生槽、上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽で、上記排水に、マイクロナノバブルを含有させるので、上記マイクロナノバブルが好気性微生物によって消費されても、その都度補給されるので、上記マイクロナノバブルを有効に利用できて、上記第１微生物処理部、上記第２微生物処理部および上記第３微生物処理部で繁殖している上記微生物を活性化できる。
【０００９】
また、上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽に、微生物、栄養剤およびマイクロナノバブル発生助剤を添加するので、上記第１微生物処理部、上記第２微生物処理部および上記第３微生物処理部内の上記微生物を一層活性化できて、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物の分解効率を向上できる。
【００１０】
したがって、上記排水に含まれる難分解性の有機フッ素化合物（例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ））を効果的に微生物によって分解することができる。
【００１１】
また、この発明の排水処理装置は、
直列に接続されて有機フッ素化合物および有機物を含有する排水を順に導入されると共に上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を分解する微生物を収容する第１微生物処理部、第２微生物処理部および第３微生物処理部と、
上記第１微生物処理部の上流に接続されると共にマイクロナノバブル発生機を収容する第１マイクロナノバブル発生槽と、
上記第１微生物処理部と上記第２微生物処理部との間に接続されると共にマイクロナノバブル発生機を収容する第２マイクロナノバブル発生槽と、
上記第２微生物処理部と上記第３微生物処理部との間に接続されると共にマイクロナノバブル発生機を収容する第３マイクロナノバブル発生槽と
を備え、
上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽は、上記微生物、上記微生物のための栄養剤、および、マイクロナノバブル発生助剤を添加されることを特徴としている。
【００１２】
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。上記マイクロナノバブル発生助剤とは、マイクロナノバブルの発生状態を安定して維持できるものをいう。上記栄養剤とは、微生物が活性化する際に必要な栄養素をいう。上記有機フッ素化合物とは、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）をいう。
【００１３】
この発明の排水処理装置によれば、上記第１微生物処理部、上記第２微生物処理部および上記第３微生物処理部を有するので、上記微生物による上記排水の処理を３段階で行え、上記排水の処理の効率を向上できる。
【００１４】
また、上記第１マイクロナノバブル発生槽、上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽を有するので、上記マイクロナノバブルが好気性微生物によって消費されても、その都度補給されるので、上記マイクロナノバブルを有効に利用できて、上記第１微生物処理部、上記第２微生物処理部および上記第３微生物処理部で繁殖している上記微生物を活性化できる。
【００１５】
また、上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽は、上記微生物、上記微生物のための栄養剤、および、マイクロナノバブル発生助剤を添加されるので、上記第１微生物処理部、上記第２微生物処理部および上記第３微生物処理部内の上記微生物を一層活性化できて、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物の分解効率を向上できる。
【００１６】
したがって、上記排水に含まれる難分解性の有機フッ素化合物（例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ））を効果的に微生物によって分解することができる。
【００１７】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）またはパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）である。
【００１８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸またはパーフルオロオクタン酸であるので、環境汚染の観点から問題となっている有機フッ素化合物を分解できる。
【００１９】
また、一実施形態の排水処理装置では、
上記第１微生物処理部は、エアーリフトポンプを収容する第１微生物槽を有し、
上記第２微生物処理部は、エアーリフトポンプを収容する第２微生物槽を有し、
上記第３微生物処理部は、活性炭を収容する活性炭塔を有している。
【００２０】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記第１微生物処理部は、エアーリフトポンプを収容する第１微生物槽を有し、上記第２微生物処理部は、エアーリフトポンプを収容する第２微生物槽を有するので、上記第１微生物処理部および上記第２微生物処理部の攪拌循環を上記エアーリフトポンプででき、通常の曝気方式の攪拌と比較して省エネを図ることができる。また、上記活性炭塔が最終段階であるため、上記排水を確実に処理できる。
【００２１】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記第１微生物槽は、上記排水から上記微生物を分離して上記第１微生物槽よりも下流側に上記排水を導くフィルター膜を有する。
【００２２】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記第１微生物槽は、上記排水から上記微生物を分離して上記第１微生物槽よりも下流側に上記排水を導くフィルター膜を有するので、上記第１微生物槽内の上記微生物の濃度を高めることができて、上記排水の処理の安定化を図ることができる。
【００２３】
また、一実施形態の排水処理装置では、
上記第２微生物槽は、上から下に順に、散水槽部、被散水部および浸漬部を有し、
上記被散水部および上記浸漬部は、活性炭を有し、
上記浸漬部内の上記排水は、上記エアーリフトポンプによって、上記散水槽部に導入されて、重力で、上記散水槽部から上記被散水部および上記浸漬部に散水される。
【００２４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記被散水部および上記浸漬部は、活性炭を有し、上記浸漬部内の上記排水は、上記エアーリフトポンプによって、上記散水槽部に導入されて、重力で、上記散水槽部から上記被散水部および上記浸漬部に散水されるので、上記被散水部および上記浸漬部に収容された上記活性炭が、上記排水中の上記有機フッ素化合物を合理的に吸着して、上記活性炭に繁殖した活性化微生物が、上記有機フッ素化合物を効率よく分解できる。
【００２５】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記活性炭は、網袋に収容されている。
【００２６】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記活性炭は、網袋に収容されているので、上記活性炭を、上記網袋ごと、上記第２微生物槽に、簡単に収容することができる。
【００２７】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記活性炭塔の上流側に接続された濾過塔を有する。
【００２８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記活性炭塔の上流側に接続された濾過塔を有するので、上記活性炭塔の上記活性炭の表面に付着する浮遊物質を、上記濾過塔で除去できて、上記活性炭の吸着性能を向上できる。
【００２９】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記濾過塔と上記活性炭塔との間に、上記第３マイクロナノバブル発生槽が配置されている。
【００３０】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記濾過塔と上記活性炭塔との間に、上記第３マイクロナノバブル発生槽が配置されているので、上記濾過塔で上記排水中の浮遊物質を除去した後に、上記第３マイクロナノバブル発生槽で上記マイクロナノバブルを効率良く発生させることができて、上記活性炭が吸着した有機物の大部分を上記マイクロナノバブルで活性化した上記微生物で分解処理できる。
【００３１】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記第１微生物槽から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽に返送される。
【００３２】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記第１微生物槽から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽に返送されるので、上記第１微生物槽でのマイクロナノバブルが上記微生物で消費されて、上記第１微生物槽での性能が劣化した場合、上記排水に上記マイクロナノバブルを追加できると同時に、上記排水を再度処理できる。
【００３３】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記第２微生物槽から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽に返送される。
【００３４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記第２微生物槽から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽に返送されるので、上記第１微生物槽および上記第２微生物槽でのマイクロナノバブルが上記微生物で消費されて、上記第１微生物槽および上記第２微生物槽での性能が劣化した場合、上記排水に上記マイクロナノバブルを追加できると同時に、上記排水を再度処理できる。
【００３５】
また、一実施形態の排水処理装置では、
上記第１微生物槽は、直列に連通する複数の領域を有し、
上記フィルター膜は、上記複数の領域のうちの最も下流の領域に配置され、
上記複数の領域のうちの最も下流の領域に存在する上記微生物は、上記複数の領域のうちの最も上流の領域に返送される。
【００３６】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記フィルター膜は、上記複数の領域のうちの最も下流の領域に配置され、上記複数の領域のうちの最も下流の領域に存在する上記微生物は、上記複数の領域のうちの最も上流の領域に返送されるので、上記フィルター膜で上記微生物の濃度を高めて、上記微生物を上記複数の領域を循環攪拌して、上記排水中の上記有機フッ素化合物を効率よく分解できる。
【００３７】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記活性炭塔は、上流側にポリ塩化ビニリデン充填材と、下流側に上記活性炭が充填された活性炭層とを有する。
【００３８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記活性炭塔は、上流側にポリ塩化ビニリデン充填材と、下流側に上記活性炭が充填された活性炭層とを有するので、上記ポリ塩化ビニリデン充填材に上記微生物を多量に繁殖できる。そして、上記ポリ塩化ビニリデン充填材から上記微生物を剥離させて、上記活性炭層の上記活性炭に上記微生物を多量に繁殖させて、上記有機フッ素化合物を確実に処理できる。
【００３９】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記ポリ塩化ビニリデン充填材は、ひも状である。
【００４０】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記ポリ塩化ビニリデン充填材は、ひも状であるので、多くの上記ポリ塩化ビニリデン充填材を、上記活性炭塔の上流部に、収容することができる。
【００４１】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記ポリ塩化ビニリデン充填材は、リング状である。
【００４２】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記ポリ塩化ビニリデン充填材は、リング状であるので、上記ポリ塩化ビニリデン充填材を、上記活性炭塔の上流部に、簡単に収容することができる。
【００４３】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機である。
【００４４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機であるので、簡単な構成で多量のマイクロナノバブルを発生できる。
【００４５】
また、一実施形態の排水処理装置では、
上記活性炭塔の上記活性炭には、上記マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、繁殖され、
上記活性炭は、上記排水が接触されて、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着すると共に、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解される。
【００４６】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記活性炭塔の上記活性炭には、上記マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、繁殖され、上記活性炭は、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着し、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解されるので、上記活性炭を自動的に再生できる。つまり、上記活性炭の再生の必要性がなくなって、メンテナンスコストおよびランニングコストを低減できる。
【００４７】
また、一実施形態の排水処理装置では、
上記活性炭塔の上記活性炭には、上記マイクロナノバブル発生助剤で発生させた上記マイクロナノバブルによって活性化した上記微生物が、繁殖され、
上記活性炭は、上記排水が接触されて、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着すると共に、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解される。
【００４８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記活性炭塔の上記活性炭には、上記マイクロナノバブル発生助剤で発生させた上記マイクロナノバブルによって活性化した上記微生物が、繁殖され、上記活性炭は、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着し、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解されるので、上記活性炭を自動的に再生できる。つまり、上記活性炭の再生の必要性がなくなって、メンテナンスコストおよびランニングコストを低減できる。
【００４９】
また、一実施形態の排水処理装置では、
上記活性炭塔の上記活性炭には、上記マイクロナノバブルおよび上記栄養剤で活性化した上記微生物が、繁殖され、
上記活性炭は、上記排水が接触されて、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着すると共に、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解される。
【００５０】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記活性炭塔の上記活性炭には、上記マイクロナノバブルおよび上記栄養剤で活性化した上記微生物が、繁殖され、上記活性炭は、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着し、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解されるので、上記活性炭を自動的に再生できる。つまり、上記活性炭の再生の必要性がなくなって、メンテナンスコストおよびランニングコストを低減できる。
【００５１】
また、一実施形態の微生物活性化装置では、上記マイクロナノバブル発生助剤は、上記微生物によって分解される界面活性剤である。
【００５２】
この実施形態の微生物活性化装置によれば、上記マイクロナノバブル発生助剤は、界面活性剤であるので、この界面活性剤を、容易にかつ安価に調達することができる。また、上記界面活性剤は、上記微生物により分解されるので、上記マイクロナノバブルの発生後に、上記界面活性剤が不必要になった時点で、上記界面活性剤は上記微生物によって分解され、環境に対する負荷をなくすことができる。
【発明の効果】
【００５３】
この発明の排水処理方法によれば、上記排水を、第１マイクロナノバブル発生槽、第１微生物処理部、第２マイクロナノバブル発生槽、第２微生物処理部、第３マイクロナノバブル発生槽および第３微生物処理部に、順に流しながら、上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽に、微生物、栄養剤およびマイクロナノバブル発生助剤を添加すると共に、上記第１マイクロナノバブル発生槽、上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽で、上記排水に、マイクロナノバブルを含有させて、上記第１微生物処理部、上記第２微生物処理部および上記第３微生物処理部で、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を、上記微生物によって分解するので、難分解性の有機フッ素化合物を効果的に微生物によって分解することができる。
【００５４】
また、この発明の排水処理装置によれば、上記排水を順に流されると共に上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を分解する微生物を収容する第１微生物処理部、第２微生物処理部および第３微生物処理部と、上記第１微生物処理部の上流に接続されると共にマイクロナノバブル発生機を収容する第１マイクロナノバブル発生槽と、上記第１微生物処理部と上記第２微生物処理部との間に接続されると共にマイクロナノバブル発生機を収容する第２マイクロナノバブル発生槽と、上記第２微生物処理部と上記第３微生物処理部との間に接続されると共にマイクロナノバブル発生機を収容する第３マイクロナノバブル発生槽とを有し、上記第２マイクロナノバブル発生槽および上記第３マイクロナノバブル発生槽は、上記微生物、上記微生物のための栄養剤、および、マイクロナノバブル発生助剤を添加されるので、難分解性の有機フッ素化合物を効果的に微生物によって分解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
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。
【００５６】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の排水処理装置の第１の実施形態である模式図を示している。この排水処理装置は、直列に接続されて有機フッ素化合物および有機物を含有する排水を順に流される（導入される）第１微生物処理部１０１、第２微生物処理部１０２および第３微生物処理部１０３と、上記第１微生物処理部１０１の上流に接続される第１マイクロナノバブル発生槽３と、上記第１微生物処理部１０１と上記第２微生物処理部１０２との間に接続される第２マイクロナノバブル発生槽１７と、上記第２微生物処理部１０２と上記第３微生物処理部１０３との間に接続される第３マイクロナノバブル発生槽３２とを有する。
【００５７】
上記第１微生物処理部１０１、上記第２微生物処理部１０２および上記第３微生物処理部１０３は、それぞれ、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を分解する微生物を収容する。
【００５８】
上記第１マイクロナノバブル発生槽３、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７および上記第３マイクロナノバブル発生槽３２は、それぞれ、マイクロナノバブル発生機４，１８，３３を収容する。
【００５９】
上記第２マイクロナノバブル発生槽１７および上記第３マイクロナノバブル発生槽３２は、上記微生物、上記微生物のための栄養剤、および、マイクロナノバブル発生助剤を添加される。
【００６０】
上記第１微生物処理部１０１は、エアーリフトポンプ１２を収容する第１微生物槽９を有する。上記第２微生物処理部１０２は、エアーリフトポンプ２４を収容する第２微生物槽２３を有する。上記第３微生物処理部１０３は、活性炭を収容する活性炭塔３８を有する。
【００６１】
ここで、上記マイクロナノバブル発生助剤とは、マイクロナノバブルの発生状態を安定して維持できるものをいう。上記マイクロナノバブル発生助剤は、例えば、上記微生物によって分解される界面活性剤である。上記栄養剤とは、微生物が活性化する際に必要な栄養素をいう。上記有機フッ素化合物とは、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）をいう。
【００６２】
上記第１マイクロナノバブル発生槽３の上流に、原水槽１が接続されている。上記原水槽１には、上記排水が導入される。上記原水槽１には、原水槽ポンプ２が設置されており、上記排水は、バルブ６によって流量が調整された後、上記第１マイクロナノバブル発生槽３に導入される。
【００６３】
上記第１マイクロナノバブル発生槽３内の上記マイクロナノバブル発生機４は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機である。
【００６４】
上記マイクロナノバブル発生機４から吐出される微細な泡（マイクロナノバブル）によって、水流５を発生している。この水流５は、上記第１マイクロナノバブル発生槽３内の循環水流となって、上記第１マイクロナノバブル発生槽３内を攪拌している。
【００６５】
上記第１マイクロナノバブル発生槽３では、上記排水中の界面活性剤でもある有機フッ素化合物が、全く分解されていないので、上記マイクロナノバブルは、すこぶる理想的に発生する。これに対して、上記排水中に界面活性剤としての有機フッ素化合物が存在すると、上記マイクロナノバブルが効率よく発生することは実験により判明している。
【００６６】
したがって、上記第１マイクロナノバブル発生槽３には、マイクロナノバブル発生助剤含有水を添加していない。また、有機物が微生物によって分解されていないので（つまり、微生物の栄養は存在しているので）、栄養剤含有水や微生物含有水は添加しない。
【００６７】
上記マイクロナノバブル発生機４には、空気吸い込み管７が接続され、上記マイクロナノバブル発生機４は、上記空気吸い込み管７から空気を吸い込んで、水と空気が超高速で旋回流を起こして、マイクロナノバブルを発生する。上記マイクロナノバブル流によって、上記排水と上記マイクロナノバブルとを混合する。上記マイクロナノバブル発生機４への必要空気は、バルブ６によって、調整されて、最適なマイクロナノバブルが発生する。上記空気吸い込み管７には、ブロワー５９が接続されて、このブロワー５９によって上記マイクロナノバブル発生機４への空気量が調整される。
【００６８】
上記マイクロナノバブル発生機４としては、市販されているものならば、メーカーを限定するものではなく、具体的には、野村電子工業株式会社や株式会社オーラテックの商品がある。
【００６９】
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。なお、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。また、マイクロバブルとは、１０μｍ〜数十μｍの気泡径を有する気泡をいい、水中で縮小していき、ついには消滅（完全溶解）してしまう。また、ナノバブルとは、数百ｎｍ以下の直径を有する気泡をいい、いつまでも水の中に存在できる。そして、マイクロナノバブルは、マイクロバブルとナノバブルとが混合したバブルであるといえる。
【００７０】
上記第１微生物槽９は、直列に連通する複数の領域を有する。つまり、上記第１微生物槽９は、上流から下流に順に、第１微生物部５３、第２微生物部５４、第３微生物部５５および第４微生物部５６を有する。
【００７１】
上記第１微生物部５３、上記第２微生物部５４、上記第３微生物部５５および上記第４微生物部５６は、それぞれ、仕切り壁１０で分割されている。上記第４微生物部５６には、エアーリフトポンプ１２と、フィルター膜（例えば、商品名「液中膜」）１４と、このフィルター膜１４に接続されたフィルター膜ポンプ１５とが、設置されている。
【００７２】
上記エアーリフトポンプ１２は、ブロワー１６からの空気をパイプ途中から吐出させて、上記第４微生物部５６の多量の微生物汚泥を、少ないエネルギーで上記第１微生物部５３の下部に移動させている。
【００７３】
したがって、上記第１微生物部５３、上記第２微生物部５４、上記第３微生物部５５および上記第４微生物部５６内に、（矢印で示す）汚泥流５７が発生して、上記第１微生物槽９内の攪拌が可能となる。また、上記第１マイクロナノバブル発生槽３で、上記排水にマイクロナノバブルが混合されているので、好気状態が、上記第４微生物部５６まで持続する。つまり、通常のブロワーと散気管との組み合わせによる曝気が不必要となり、大幅な省エネが達成可能となる。
【００７４】
上記フィルター膜１４は、上記排水から上記微生物を分離し、分離された上記排水は、上記ポンプ１５によって、上記第１微生物槽９よりも下流側に導かれる。上記ブロワー１６から配管で接続している散気管１３は、上記フィルター膜１４を空気洗浄する。
【００７５】
そして、上記第１微生物槽９では、上記排水中に含まれる上記有機物の大部分と、上記有機フッ素化合物の一部とが、分解処理される。
【００７６】
上記第２マイクロナノバブル発生槽１７には、微生物含有水、マイクロナノバブル発生助剤含有水および栄養剤含有水が、バルブ６によってそれぞれの流量を調整されつつ添加されて、マイクロナノバブルが発生し、上記マイクロナノバブル発生機１８からの水流１９で、微生物含有水、マイクロナノバブル発生助剤含有水および栄養剤含有水と上記排水とが、攪拌混合されている。
【００７７】
微生物含有水、マイクロナノバブル発生助剤含有水および栄養剤含有水を添加する理由は、上記第１微生物槽９で、上記排水中の有機フッ素化合物や有機物が、微生物分解されて、マイクロナノバブルが発生しにくく、また微生物も少なく、栄養も少なくなっているからである。
【００７８】
なお、上記マイクロナノバブル発生機１８への必要空気は、空気吸い込み管２１、バルブ６およびブロワー５９によって、調整されて、最適なマイクロナノバブルが発生する。上記マイクロナノバブル発生機１８は、上記マイクロナノバブル発生機４と同様の構成であるので、その説明を省略する。
【００７９】
上記第２微生物槽２３は、上から下に順に、散水槽部２９、被散水部４８および浸漬部４９を有する。上記被散水部４８および上記浸漬部４９は、活性炭を２８有する。上記浸漬部４９内の上記排水は、上記エアーリフトポンプ２４によって、上記散水槽部２９に導入されて、重力で、上記散水槽部２９から上記被散水部４８および上記浸漬部４９に散水される。上記活性炭２８は、網袋２７に収容されている。
【００８０】
上記浸漬部４９内の上記活性炭２８は、常に上記排水に浸漬されている。上記被散水部４８内の上記活性炭２８は、常に浸漬されておらず、散水状態で上記排水に接触する。
【００８１】
上記活性炭２８を収容している上記網袋２７は、上記被散水部４８および上記浸漬部４９において、鉛直方向の仕切り板２５および水平方向の多孔板２６で形成される空間に、充填されている。
【００８２】
上記第２微生物槽２３の下部の上記排水は、上記エアーリフトポンプ２４によって、上記散水槽部２９に移送されて、次に、自然流下で上記被散水部４８に散水され、さらに、上記浸漬部４９に移動されて、上記排水中の有機フッ素化合物および有機物が、上記活性炭２８に吸着された後、上記活性炭２８に繁殖すると共にマイクロナノバブルにより活性化した微生物によって、分解処理される。
【００８３】
上記活性炭塔３８の上流側に濾過塔３１が接続されている。つまり、上記濾過塔３１と上記活性炭塔３８との間に、上記第３マイクロナノバブル発生槽３２が配置されている。
【００８４】
残存している有機フッ素化合物を含む上記排水は、第２微生物ポンプ３０によって、上記濾過塔３１、上記第３マイクロナノバブル発生槽３２および上記活性炭塔３８に、導入される。上記濾過塔３１は、例えば、急速濾過器であり、上記濾過塔３１には、石炭系のアンスラサイトが充填されており、主として上記排水中の浮遊物質を物理的にろ過する。
【００８５】
上記第３マイクロナノバブル発生槽３２は、コンパクトに設計され、上記活性炭塔３８の上流で上部に、位置する。上記第３マイクロナノバブル槽３２には、微生物含有水、マイクロナノバブル発生助剤含有水および栄養剤含有水が、バルブ６によってそれぞれの流量を調整されつつ添加されて、上記マイクロナノバブル発生機３３からの水流３４で攪拌されている。
【００８６】
微生物含有水、マイクロナノバブル発生助剤含有水および栄養剤含有水を添加する理由としては、上記第２微生物槽２３で、上記排水中の有機フッ素化合物や有機物が、微生物分解されて、マイクロナノバブルが発生しにくく、また微生物も少なく、栄養も少なくなっているからである。
【００８７】
なお、上記マイクロナノバブル発生機３３への必要空気は、空気吸い込み管３６、バルブ６およびブロワー５９によって、調整されて、最適なマイクロナノバブルが発生する。上記マイクロナノバブル発生機３３は、上記マイクロナノバブル発生機４と同様の構成であるので、その説明を省略する。
【００８８】
上記第３マイクロナノバブル発生槽３２で、マイクロナノバブルを含有した上記排水は、上記活性炭塔３８に移送され、上記活性炭塔３８内の活性炭に、有機フッ素化合物の大部分が吸着される。そして、活性炭に繁殖し活性化した微生物によって、吸着された有機フッ素化合物の大部分を分解することとなる。
【００８９】
上記活性炭塔３８の下流側に分岐配管が設けられ、上記分岐配管の一方側は、第２微生物槽行きバルブ３９を介して、上記第２微生物槽２３の上記散水槽部２９に接続され、上記分岐配管の他方側は、処理水槽行きバルブ４０を介して、処理水槽４１に接続される。
【００９０】
そして、上記活性炭塔３８から排出された上記排水は、上記処理水槽行きバルブ４０を開とし、上記第２微生物槽行きバルブ３９を閉として、上記処理水槽４１に移送されて、上記処理水槽４１から処理水として排出される。
【００９１】
なお、上記排水の処理が不完全な場合は、上記処理水槽行きバルブ４０を閉とし、上記第２微生物槽行きバルブ３９を開として、上記排水は、再度処理される。また、上記第２微生物槽行きバルブ３９を半分開とし、上記処理水槽行きバルブ４０をも半分開とした状態で、上記第２微生物槽２３と上記活性炭塔３８との間を循環させながら処理することもできる。
【００９２】
次に、上記構成の排水処理装置を用いて、排水を処理する方法を説明する。
【００９３】
有機フッ素化合物および有機物を含有する排水を、第１マイクロナノバブル発生槽３、第１微生物処理部１０１、第２マイクロナノバブル発生槽１７、第２微生物処理部１０２、第３マイクロナノバブル発生槽３２および第３微生物処理部１０３に、順に流しながら、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７および上記第３マイクロナノバブル発生槽３２に、微生物、栄養剤およびマイクロナノバブル発生助剤を添加すると共に、上記第１マイクロナノバブル発生槽３、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７および上記第３マイクロナノバブル発生槽３２で、上記排水に、マイクロナノバブルを含有させて、上記第１微生物処理部１０１、上記第２微生物処理部１０２および上記第３微生物処理部１０３で、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を、上記微生物によって分解する。
【００９４】
上記構成の排水処理装置によれば、上記第１微生物処理部１０１、上記第２微生物処理部１０２および上記第３微生物処理部１０３を有するので、上記微生物による上記排水の処理を３段階で行え、上記排水の処理の効率を向上できる。
【００９５】
また、上記第１マイクロナノバブル発生槽３、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７および上記第３マイクロナノバブル発生槽３２を有するので、上記マイクロナノバブルが好気性微生物によって消費されても、その都度補給されるので、上記マイクロナノバブルを有効に利用できて、上記第１微生物処理部１０１、上記第２微生物処理部１０２および上記第３微生物処理部１０３で繁殖している上記微生物を活性化できる。
【００９６】
また、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７および上記第３マイクロナノバブル発生槽３２は、上記微生物、上記微生物のための栄養剤、および、マイクロナノバブル発生助剤を添加されるので、上記第１微生物処理部１０１、上記第２微生物処理部１０２および上記第３微生物処理部１０３内の上記微生物を一層活性化できて、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物の分解効率を向上できる。
【００９７】
したがって、上記排水に含まれる難分解性の有機フッ素化合物（例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ））を効果的に微生物によって分解することができる。
【００９８】
また、上記有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸またはパーフルオロオクタン酸であるので、環境汚染の観点から問題となっている有機フッ素化合物を分解できる。
【００９９】
また、上記第１微生物処理部１０１は、エアーリフトポンプ１２を収容する第１微生物槽９を有し、上記第２微生物処理部１０２は、エアーリフトポンプ２４を収容する第２微生物槽２３を有するので、上記第１微生物処理部１０１および上記第２微生物処理部１０２の攪拌循環を上記エアーリフトポンプ１２，２４ででき、通常の曝気方式の攪拌と比較して省エネを図ることができる。また、上記活性炭塔が最終段階であるため、上記排水を確実に処理できる。
【０１００】
また、上記第１微生物槽９は、上記排水から上記微生物を分離して上記第１微生物槽９よりも下流側に上記排水を導くフィルター膜１４を有するので、上記第１微生物槽９内の上記微生物の濃度を高めることができて、上記排水の処理の安定化を図ることができる。
【０１０１】
また、上記被散水部４８および上記浸漬部４９は、活性炭２８を有し、上記浸漬部４９内の上記排水は、上記エアーリフトポンプ２４によって、上記散水槽部２９に導入されて、重力で、上記散水槽部２９から上記被散水部４８および上記浸漬部４９に散水されるので、上記被散水部４８および上記浸漬部４９に収容された上記活性炭２８が、上記排水中の上記有機フッ素化合物を合理的に吸着して、上記活性炭２８に繁殖した活性化微生物が、上記有機フッ素化合物を効率よく分解できる。
【０１０２】
また、上記活性炭２８は、網袋２７に収容されているので、上記活性炭２８を、上記網袋２７ごと、上記第２微生物槽２３に、簡単に収容することができる。
【０１０３】
また、上記活性炭塔３８の上流側に接続された濾過塔３１を有するので、上記活性炭塔３８の上記活性炭の表面に付着する浮遊物質を、上記濾過塔３１で除去できて、上記活性炭の吸着性能を向上できる。
【０１０４】
また、上記濾過塔３１と上記活性炭塔３８との間に、上記第３マイクロナノバブル発生槽３２が配置されているので、上記濾過塔３１で上記排水中の浮遊物質を除去した後に、上記第３マイクロナノバブル発生槽３２で上記マイクロナノバブルを効率良く発生させることができて、上記活性炭が吸着した有機物の大部分を上記マイクロナノバブルで活性化した上記微生物で分解処理できる。
【０１０５】
また、上記マイクロナノバブル発生機４，１８，３３は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機であるので、簡単な構成で多量のマイクロナノバブルを発生できる。
【０１０６】
また、上記マイクロナノバブル発生助剤は、界面活性剤であるので、この界面活性剤を、容易にかつ安価に調達することができる。また、上記界面活性剤は、上記微生物により分解されるので、上記マイクロナノバブルの発生後に、上記界面活性剤が不必要になった時点で、上記界面活性剤は上記微生物によって分解され、環境に対する負荷をなくすことができる。
【０１０７】
また、上記活性炭塔３８の上記活性炭には、上記マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、繁殖され、上記活性炭は、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着し、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解されるので、上記活性炭を自動的に再生できる。つまり、上記活性炭の再生の必要性がなくなって、メンテナンスコストおよびランニングコストを低減できる。
【０１０８】
また、上記活性炭塔３８の上記活性炭には、上記マイクロナノバブル発生助剤で発生させた上記マイクロナノバブルによって活性化した上記微生物が、繁殖され、上記活性炭は、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着し、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解されるので、上記活性炭を自動的に再生できる。
【０１０９】
また、上記活性炭塔３８の上記活性炭には、上記マイクロナノバブルおよび上記栄養剤で活性化した上記微生物が、繁殖され、上記活性炭は、上記排水中の上記有機フッ素化合物および上記有機物を吸着し、この吸着した上記有機フッ素化合物および上記有機物を上記微生物によって分解されるので、上記活性炭を自動的に再生できる。
【０１１０】
（第２の実施形態）
図２は、この発明の排水処理装置の第２の実施形態を示している。図１に示す上記第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、上記第１生物槽９は、充填材としてのひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２を収容している。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。
【０１１１】
つまり、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２は、上記第１微生物部５３、上記第２微生物部５４および上記第３微生物部５５に、充填されている。
【０１１２】
したがって、マイクロナノバブルによって、活性化した微生物が、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２に多量に繁殖する。また、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２に高濃度に繁殖した微生物は、比較的分解しやすい有機物を最初に分解できる。
【０１１３】
（第３の実施形態）
図３は、この発明の排水処理装置の第３の実施形態を示している。図１に示す上記第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、上記第３マイクロナノバブル発生槽３２は、充填材としてのひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２を収容している。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。
【０１１４】
したがって、マイクロナノバブルによって、活性化した微生物が、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２に多量に繁殖する。また、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２に高濃度に繁殖した微生物は、その一部が、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２から剥離して上記活性炭塔３８に移行して、上記活性炭塔３２内の活性炭にも多量に繁殖することになる。
【０１１５】
要するに、有機フッ素化合物を、上記活性炭塔３２内の活性炭に吸着させて、その後活性化した微生物によって、分解できることを見出したので、上記第３マイクロナノバブル発生槽３２内の上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２の微生物を多量繁殖させた後、自然剥離させて、多量の活性化微生物を上記活性炭塔３８内に移動させて、活性炭が吸着した有機フッ素化合物を確実に分解処理することになる。
【０１１６】
（第４の実施形態）
図４は、この発明の排水処理装置の第４の実施形態を示している。図１に示す上記第１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、上記第１微生物槽９から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽３に返送される。なお、この第４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。
【０１１７】
つまり、上記フィルター膜ポンプ１５出口の排水を、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７および上記第１マイクロナノバブル発生槽３の両方に移送している。そして、上記第１微生物槽９から排出された排水の流量は、第２マイクロナノバブル発生槽行きバルブ４４および第１マイクロナノバブル発生槽行きバルブ４５の開度によって、調節される。
【０１１８】
したがって、上記第１微生物槽９から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽３に返送されるので、上記第１微生物槽９でのマイクロナノバブルが上記微生物で消費されて、上記第１微生物槽９での性能が劣化した場合、上記排水に上記マイクロナノバブルを追加できると同時に、上記排水を再度処理できる。
【０１１９】
（第５の実施形態）
図５は、この発明の排水処理装置の第５の実施形態を示している。図１に示す上記第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、上記第２微生物槽２３から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽３に返送される。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。
【０１２０】
つまり、上記第２微生物槽ポンプ３０出口の排水を、上記濾過塔３１および上記第１マイクロナノバブル発生槽３の両方に移送している。そして、上記第２微生物槽２３から排出された排水の流量は、濾過塔行きバルブ４６および第１マイクロナノバブル発生槽行きバルブ４７の開度によって、調節される。
【０１２１】
したがって、上記第２微生物槽２３から排出された上記排水の一部は、上記第１マイクロナノバブル発生槽３に返送されるので、上記第１微生物槽９および上記第２微生物槽２３でのマイクロナノバブルが上記微生物で消費されて、上記第１微生物槽９および上記第２微生物槽２３での性能が劣化した場合、上記排水に上記マイクロナノバブルを追加できると同時に、上記排水を再度処理できる。
【０１２２】
（第６の実施形態）
図６は、この発明の排水処理装置の第６の実施形態を示している。図１に示す上記第１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、最も下流の領域である上記第４微生物部５６に存在する上記微生物は、最も上流の領域である上記第１微生物部５３に返送される。上記第４微生物部５６には、上記フィルター膜１４が配置されている。なお、この第６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。
【０１２３】
つまり、上記第４微生物部５６の下部の微生物汚泥を、汚泥返送ポンプ５８によって、上記第１微生物部５３に返送している。このように、上記エアーリフトポンプ１２の循環と合わせて、上記第１微生物槽９内の循環回数が増加する。上記エアーリフトポンプ１２の循環では、空気による好気性が維持されるので、好気性微生物には、好都合となるが、嫌気性微生物には適合しない。上記第１微生物槽９を深槽の微生物槽とした場合、特に嫌気性微生物も多く発生するが、上記汚泥返送ポンプ５８による、上記第１微生物部５３への嫌気性微生物の返送が適している。そして、嫌気性微生物による汚泥の消化と窒素の脱窒が期待できる。
【０１２４】
したがって、上記フィルター膜１４は、最も下流の領域である上記第４微生物部５６に配置され、最も下流の領域である上記第４微生物部５６に存在する上記微生物は、最も上流の領域である上記第１微生物部５３に返送されるので、上記フィルター膜１４で上記微生物の濃度を高めて、上記微生物を、上記第１微生物部５３、上記第２微生物部５４、上記第３微生物部５５および上記第４微生物部５６を循環攪拌して、上記排水中の上記有機フッ素化合物を効率よく分解できる。
【０１２５】
（第７の実施形態）
図７は、この発明の排水処理装置の第７の実施形態を示している。図１に示す上記第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、上記活性炭塔３８は、上流側にひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２と、下流側に上記活性炭が充填された活性炭層５０とを有する。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。
【０１２６】
そして、マイクロナノバブルによって、活性化した微生物が、充填材としての上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２に多量に繁殖する。また、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２に高濃度に繁殖した微生物は、その一部が上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２から剥離して上記活性炭層５０に移行して、上記活性炭塔３８内の上記活性炭層５０にも多量に繁殖することになる。
【０１２７】
要するに、有機フッ素化合物を、上記活性炭層５０の上記活性炭に吸着させ、その後活性化した微生物によって、分解できることを見出したので、上記活性炭塔３８内の上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２に微生物を多量繁殖させた後、自然剥離させて、上記多量の活性化微生物を、上記活性炭層５０に移動させて、上記活性炭層５０の上記活性炭が吸着した有機フッ素化合物を確実に分解処理することになる。
【０１２８】
したがって、上記活性炭塔３８は、上流側にひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２と、下流側に上記活性炭層５０とを有するので、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２に上記微生物を多量に繁殖できる。そして、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２から上記微生物を剥離させて、上記活性炭層５０の上記活性炭に上記微生物を多量に繁殖させて、上記有機フッ素化合物を確実に処理できる。また、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２は、ひも状であるので、多くの上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２を、上記活性炭塔３８の上流部に、収容することができる。
【０１２９】
（第８の実施形態）
図８は、この発明の排水処理装置の第８の実施形態を示している。図１に示す上記第１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、上記活性炭塔３８は、上流側にリング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２と、下流側に上記活性炭が充填された活性炭層５０とを有する。なお、この第８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。
【０１３０】
そして、マイクロナノバブルによって、活性化した微生物が、充填材としての上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２に多量に繁殖する。また、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２に高濃度に繁殖した微生物は、その一部が上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２から剥離して上記活性炭層５０に移行して、上記活性炭塔３８内の上記活性炭層５０にも多量に繁殖することになる。
【０１３１】
要するに、有機フッ素化合物を、上記活性炭層５０の上記活性炭に吸着させ、その後活性化した微生物によって、分解できることを見出したので、上記活性炭塔３８内の上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２に微生物を多量繁殖させた後、自然剥離させて、上記多量の活性化微生物を、上記活性炭層５０に移動させて、上記活性炭層５０の上記活性炭が吸着した有機フッ素化合物を確実に分解処理することになる。
【０１３２】
したがって、上記活性炭塔３８は、上流側にリング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２と、下流側に上記活性炭層５０とを有するので、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２に上記微生物を多量に繁殖できる。そして、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２から上記微生物を剥離させて、上記活性炭層５０の上記活性炭に上記微生物を多量に繁殖させて、上記有機フッ素化合物を確実に処理できる。また、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２は、リング状であるので、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２を、上記活性炭塔３８の上流部に、簡単に収容することができる。
【０１３３】
（実験例１）
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、上記原水槽１の容量を約５ｍ３とし、上記第１マイクロナノバブル発生槽３の容量を約１ｍ３とし、上記第１微生物槽９の容量を約２０ｍ３とし、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７の容量を約１ｍ３とし、上記第２微生物槽２３の容量を約１０ｍ３とし、上記濾過塔３１の容量を１ｍ３とし、上記第３マイクロナノバブル発生槽３２の容量を約１ｍ３とし、上記活性炭塔３８の容量を３ｍ３として、約２ケ月、上記有機フッ素化合物および上記有機物を含有する排水を上記原水槽１に導入して、試運転をおこなった。
【０１３４】
試運転後、上記原水槽１の入口におけるＰＦＯＳ（パーフルオロオクタンスルホン酸）の濃度と上記活性炭塔３８の出口におけるＰＦＯＳ（パーフルオロオクタンスルホン酸）の濃度とを測定し、ＰＦＯＳの除去率を測定したところ、９９％であった。つまり、難分解性のＰＦＯＳを微生物によって効果的に分解することができる。
【０１３５】
（実験例２）
さらに、他の実験例として、図１の第１の実施形態に対応する装置を用いた排水処理の効果を証明するデータを示す。
【０１３６】
「陰イオン界面活性剤濃度」を、各処理段階毎に測定したところ、以下の様であった。なお、この「陰イオン界面活性剤濃度」とは、有機フッ素化合物の濃度に比例するものである。
【０１３７】
上記原水槽１に投入された排水濃度は、１３ＰＰＭで、かなり高濃度であった。２段目である上記第２微生物槽２３の処理後の濃度は、４．１ＰＰＭで、中程度の濃度であった。３段目である上記活性炭塔３８の処理後の濃度は、０．０４ＰＰＭで、低濃度であった。
【０１３８】
「陰イオン界面活性剤濃度」は、１ＰＰＭ程度以下であれば、ほぼ実用的には問題のないレベルと考えられる。よって、３段目である上記活性炭塔３８の処理後の排水は、かなり良好な排水レベルになっていると考えられる。
【０１３９】
要するに、本発明の排水処理装置では、排水処理を、低レベル処理である上記第１微生物槽９、中レベル処理である上記第２微生物槽２３および高レベル処理である上記活性炭塔３８の３段構成とし、それぞれの排水処理毎に、マイクロナノバブル発生機を設置している。このように、マイクロナノバブルで微生物を活性化して、排水中の有機フッ素化合物を、実用上において問題のないレベルまで、分解処理している。
【０１４０】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記第１〜上記第８の実施形態において、上記第１マイクロナノバブル発生槽３、上記第２マイクロナノバブル発生槽１７、上記第３マイクロナノバブル発生槽３２、上記第１微生物槽９、上記第２微生物槽２３および上記活性炭塔３８の少なくとも一つに、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材４２や上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材５２を収容してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明の排水処理装置の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の排水処理装置の第２実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の排水処理装置の第３実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明の排水処理装置の第４実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明の排水処理装置の第５実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明の排水処理装置の第６実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明の排水処理装置の第７実施形態を示す模式図である。
【図８】本発明の排水処理装置の第８実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１  原水槽
３  第１マイクロナノバブル発生槽
４  マイクロナノバブル発生機
９  第１微生物槽
１２  エアーリフトポンプ
１４  フィルター膜（液中膜）
１７  第２マイクロナノバブル発生槽
１８  マイクロナノバブル発生機
２３  第２微生物槽
２４  エアーリフトポンプ
２７  網袋
２８  活性炭
２９  散水槽部
３０  第２微生物槽ポンプ
３１  濾過塔
３２  第３マイクロナノバブル発生槽
３３  マイクロナノバブル発生機
３８  活性炭塔
４１  処理水槽
４２  ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材
４８  被散水部
４９  浸漬部
５０  活性炭層
５２  リング状ポリ塩化ビニリデン充填材
５３  第１微生物部
５４  第２微生物部
５５  第３微生物部
５６  第４微生物部
１０１  第１微生物処理部
１０２  第２微生物処理部
１０３  第３微生物処理部
【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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【図８】
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