(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
泡沫成分を含有する処理水の泡沫を移送する移送管と、前記処理水の生物処理を行う生物処理領域とを備える排水処理装置であって、
前記生物処理領域と前記移送管とは同一の処理槽内に設けられ、
前記処理槽の槽底部には、前記処理槽内にエアーを供給する散気管が設けられ、
前記生物処理領域は、前記散気管よりも上方に形成され、前記散気管から前記処理槽内へ供給されるエアーのエアー流れによって前記生物処理領域の微生物の働きを促進するための酸素が供給される構成とされ、
前記移送管は、その吸入部が前記処理水に浸漬されているとともに、
前記移送管には、ガス供給手段が接続されており、該ガス供給手段から前記移送管の管内へ供給されるガスのガス流れと、前記散気管から前記処理槽内へ供給されるエアーのエアー流れとによって前記吸入部から移送管内に処理水を吸入し、吸入したこの処理水を泡沫領域と非泡沫領域とに気液分離し、且つ前記泡沫領域の泡沫を移送するように構成されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排水処理装置であって、
前記移送管は、気液分離された泡沫を前記排水処理装置外へ排出する第１の排出部と、前記第１の排出部よりも低所に設けられる第２の排出部とを備えることを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泡沫成分を含有する処理水から泡沫を生成させて分離する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排水処理設備等において処理される処理水には、例えば、一般家庭等から排出される洗剤水等の泡沫成分が含まれている。このような泡沫成分を含有する処理水はその処理過程において泡沫を生成し、これにより生成された泡沫が処理槽のマンホール等から不用意に流出するという問題がある。また、排水処理設備内において微生物を用いた生物処理を行う場合、処理水中の泡沫成分濃度が高いと微生物に対し悪影響を及ぼすという問題がある。以上のことから、このような排水処理設備等において、泡沫成分を含有する処理水からこの泡沫成分を積極的に分離・除去する技術の要請がある。
そこで、従来、例えば特開２００１−１７０６１７号公報には、この種の泡沫分離技術が開示されている。この公報に記載の泡沫分離技術では、泡沫成分を含有する処理槽内の処理水に対し所定量のエアーが供給され、そのエアーの曝気作用によって処理水を気液分離し、気液分離したこの泡沫を予め所定位置に設置された堰部材および排出路を介して処理槽外へ排出されるようになっている。すなわち、この泡沫分離技術は、気液分離界面が形成される位置を想定したうえで特定の位置に設定された堰部材および排出路を介して気液分離後の泡沫を排出する構成を特徴とするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の泡沫分離技術では、堰部材および排出路が槽本体の特定の位置に設置されるゆえ、処理水の水位が変動し気液分離界面の位置が変動する場合に、気液分離された泡沫の排出を維持するのがむずかしい。例えば処理槽内の処理水の滞留量の変動によって水位が低下したとき、気液分離界面が堰部材および排出路の設置位置よりも低くなる場合があり、このような場合には気液分離された泡沫を処理槽外へ排出することができないという問題がある。
そこで、本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、泡沫成分を含有する処理水から泡沫を生成させて分離する泡沫分離処理を円滑に行うのに有効な技術を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の排水処理装置は請求項１又は２に記載の通りに構成される。なお、これら請求項に係る発明は、泡沫成分を含有する処理水を泡沫領域と非泡沫領域とに気液分離し、この泡沫領域と非泡沫領域との気液分離界面の位置に対応して泡沫領域の泡沫の移送を維持することで、泡沫分離処理の円滑化を図ることができるようにした技術である。
【０００５】
請求項１に記載の排水処理装置は、移送管と、生物処理領域を有している。また、処理槽底部には散気管が設けられている。この散気管はブロワに接続されており、このブロワを起動させることによって、散気孔から処理槽内へ所定量のエアー（酸素を含むガス）を供給する構成となっている。
移送管は、処理水から生成し、気液分離された泡沫領域の泡沫を例えば処理槽外へ移送するものである。この移送管は、泡沫領域と非泡沫領域との気液分離界面の位置に対応して泡沫領域の泡沫の移送を維持するようになっている。ここでいう「泡沫の移送の維持」とは、例えば処理水の水位が変動し泡沫領域と非泡沫領域との気液分離界面の位置が変動する場合であっても、泡沫領域の泡沫を選択的に移送する主旨である。従って、移送管は、気液分離界面の位置の変動に関わらずこの変動とは独立して泡沫領域の泡沫の移送を維持することが可能な構成、気液分離界面の位置の変動に対応して泡沫領域の泡沫の移送を維持するように動作する構成等を採り得る。
移送管の吸入部が処理水に常に浸漬されるように配置したうえで移送管内へエアーを供給することで、移送管内に処理水とエアーとの混相流を形成させることができる。これによりエアーの曝気作用によって処理水から泡沫が生成し、移送管内において処理水を泡沫領域と非泡沫領域とに気液分離する。そして、処理水から泡沫が分離されることで、処理水中の泡沫成分濃度が低減されることとなる。
以上のように、泡沫領域の泡沫の移送を維持する構成の移送管を用いることによって泡沫分離処理の円滑化を図ることができる。
また、排水処理装置では、移送管および生物処理領域が同一領域に設けられている。すなわち、本発明の排水処理装置は、一つの処理槽内に移送管および生物処理領域を有する。このような構成によれば、生物処理領域と、泡沫処理領域を兼用することができ、排水処理装置自体をコンパクト化することができる。
生物処理領域では、例えば好気性微生物が着床された担体を処理槽内で流動化させることによって、処理水中の有機汚濁物質を好気処理（酸化）する。例えば、洗剤水等の泡沫成分を含有する処理水の処理を行う排水処理装置では、処理過程で生成する泡沫がマンホール等から不用意に流出したり、泡沫成分濃度の高い処理水が、生物処理に用いる微生物に悪影響を及ぼすことがある。従って、このような排水処置装置において移送管はとりわけ有効に作用する。ここでいう「処理水」は、所定の処理がなされる前のもの（実質的な被処理水）、或いは所定の処理がなされた後のもの（実質的な処理水）を広く含むものとする。
【０００６】
さらに請求項１に記載の排水処理装置において、移送管には、ガス供給手段が接続されている。すなわち、移送管は、吸入部が処理水に浸漬され、この移送管にガス供給手段が接続される。ガス供給手段によるガス流れによって吸入部から移送管内に吸入される処理水は、泡沫領域と非泡沫領域とに気液分離され、しかもそのガス流れによって泡沫領域の泡沫は移送管内を移送されることとなる。このガスは、好適には、ブロワ等によって供給されるエアーを用いる。このような構成の排水処理装置によれば、移送管にガス供給機能を付与した簡便な構成によって、安定的な泡沫分離処理を行うことが可能となる。
しかも、ガス供給手段によるガス供給量を好適に調整することで、移送管内のガス流れによって泡沫領域の泡沫を移送することができる。なお、一つのガス供給手段によって曝気機能と移送機能の両機能を兼用する構成を用いてもよいし、あるいは複数のガス供給手段によって曝気機能と移送機能を分担する構成を用いてもよい。これにより、処理水の水位の変動によらず処理水から泡沫を安定的に分離することができる。
ガス供給手段は、泡沫成分を含有する処理水に対し所定量のガスを供給するものであり、例えば処理水が滞留する処理槽内に設置されるガス供給配管、このガス供給配管に接続されるブロワ等を広く含む主旨である。ここでいう「ガス」とは、処理水に対し曝気作用を付与する各種のガスを広く含む主旨である。このガスとして好適にはエアーを用いる。このガス供給手段によるガスのガス流れによって処理水から泡沫が生成する。これにより、処理水は、比重差によって泡沫領域と非泡沫領域とに気液分離されることとなる。この「泡沫領域」とは、処理水から生成した泡沫を主体とする領域であり、処理水を主体とする「非泡沫領域」の上層部に形成される。これら泡沫領域と非泡沫領域との気液分離界面（境界）付近では、通常、泡沫と処理水が混在した状態となる。
【０００７】
請求項２に記載の排水処理装置では、移送管が、第１の排出部と第２の排出部を備えている。第１の排出部は、気液分離された泡沫を排出する機能を有する。また泡沫領域の泡沫は、エアー流れによって移送管内を第１の排出部へと移送され、系外（装置外）へ排出される。第２の排出部は、第１の排出部よりも低所に設けられている。すなわち、この第２の排出部は、第１の排出部から排出する泡沫よりも比重の大きい非泡沫領域の処理水を主に排出するのに好適に用いることができる。例えば、一つの排出口しか有していない移送管を用いる場合、移送管に供給されるガス供給量が多いと泡沫に処理水を同伴し易いためガス供給量のシビアな調整が必要となる。しかしながら、本発明のように第１の排出部とは別に第２の排出部を設けることで、ガス供給量のシビアな調整を行わなくても、移送管内へ吸入された処理水が第１の排出部から排出される泡沫に同伴されるのを極力阻止することができる。なお、第２の排出部の接続先は、その処理槽自体、処理槽の上流や下流等、必要に応じて適宜選択可能である。
【０００８】
本発明の排水処理装置は、処理水中の泡沫成分を分離することで泡沫成分濃度を低下させることができ、しかもこの処理水を生物処理することで泡沫成分のみならず、汚水成分の残存濃度をも低下させることができるため、処理水を汚水残存濃度の希薄な中水として使用することができる。しかも、中水の使用先での泡沫の生成を極力抑えることができる。
【０００９】
本発明は、上述の構成のほかに他の構成も取り得る。
つまり移送管は、エアリフトポンプを用いて構成されてもよい。すなわち、エアリフトポンプが移送管を構成してもよいし、あるいはエアリフトポンプ自体が移送管であってもよい。このエアリフトポンプは、泡沫生成部および泡沫排出部を連通する移送管、この移送管の管内に所定量のガスを供給するガス供給手段を備えている。ガス供給手段から移送管内へガスが供給されると、エアリフトポンプのポンプ機構によって処理水が移送管内へ吸入される。泡沫生成部では、ガス供給手段から供給されるガスのガス流れによって処理水から泡沫が生成し、処理水は泡沫領域と非泡沫領域とに気液分離される。泡沫排出部では、泡沫生成部で生成し気液分離された泡沫をガス供給手段から供給されるガスのガス流れによって排出する。ガス供給手段は、ガス供給配管、このガス供給配管に接続されるブロワ等を広く含むものとする。これにより、エアリフトポンプの移送管を処理水に常に浸漬させておくことで、処理水からの泡沫の生成、気液分離、泡沫の排出を維持することができる。とりわけ、エアリフトポンプの機構を用いた簡便な泡沫分離装置を実現することができる。
【００１０】
また中水製造装置としての排水処理装置は、排水処理装置で処理された処理水を中水として使用する構成を有する。なお、ここでいう「中水」とは、汚水残存濃度の希薄な水であって、上水（飲用水）と汚水残存濃度の高い下水との中間質の水であって、例えば、トイレの洗浄水、雑用水、工業用水等に用いられるものをいう。
【００１１】
なお、移送管に代わる他の具体的な構成がある。つまり、槽本体に泡沫領域を排出する排出径路を設け、この排出径路の位置が、処理水の水位ないし泡沫領域と非泡沫領域との気液分離界面の位置に応じて可変となる場合であってもよい。この場合、ガスの曝気作用によって生成した泡沫が排出径路から排出されるが、排出径路が泡沫領域と常に連通する構成を用いることで、水位の変動に関わらず泡沫の排出を維持することが可能となる。
【００１２】
また、下記の泡沫分離方法を用いることもできる。
泡沫成分を含有する処理水に対し所定量のガスを供給し、このガスのガス流れによって処理水から泡沫を生成させこの処理水を泡沫領域と非泡沫領域とに気液分離し、気液分離されたこの泡沫領域の泡沫を泡沫移送手段を介して移送する泡沫分離方法であって、泡沫領域と非泡沫領域との気液分離界面の位置に対応して泡沫領域の泡沫の移送を維持することを特徴とする。
上述の泡沫分離方法によれば、泡沫領域の泡沫の移送を維持することによって泡沫分離処理の円滑化を図ることができる。
【００１３】
更に、吸入部が処理水に浸漬される移送管の管内へガスを供給し、このガスのガス流れによって、吸入部から移送管内に処理水を吸入し、吸入したこの処理水を泡沫領域と非泡沫領域とに気液分離し、しかもそのガス流れを用いて泡沫領域の泡沫を移送することを特徴とする。
上述の泡沫分離方法によれば、移送管にガス供給機能を付与した簡便な構成によって、安定的な泡沫分離処理を行うことが可能となる。
【００１４】
更に、移送管に、第１の排出部と、この第１の排出部よりも低所に設けられる第２の排出部とを設け、泡沫領域の泡沫を第１の排出部から排出し、非泡沫領域の処理水を第２の排出部から排出することを特徴とする。
上述の泡沫分離方法によれば、ガス供給量のシビアな調整を行わなくても、移送管内へ吸入された処理水が第１の排出部から排出される泡沫に同伴されるのを極力阻止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の排水処理装置の第１および第２実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、これら本実施の形態は、一般家庭等から排出される原水を排水処理装置へ受入れ、この排水処理装置において泡沫分離処理および生物処理を行ったうえで、処理後の水を再利用水（いわゆる中水）として再利用する排水処理技術について説明するものである。
【００１６】
〔第１実施の形態〕
まず、本発明の第１実施の形態を、図１〜図３を参照しながら説明する。ここで、図１は第１実施の形態の排水処理装置１００における処理行程を示す図である。また、図２は排水処理装置１００の構成を示す模式図である。また、図３は排水処理装置１００の担体流動槽１１０の構成を示す模式図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、中水製造装置としての排水処理装置１００は、排水処理行程の順に対応して上流側（図１の左側）から、担体流動槽１１０、固液分離槽１３０、消毒槽１４０、貯留槽１５０を備えている。この排水処理装置１００は、例えば一般家庭から排出される原水、すなわち洗剤等の泡沫成分を含有する処理水を担体流動槽１１０へ受入れ、下流へ移流させながら各槽で順次所定の処理を行い、処理後の水を貯留槽１５０から再利用水（中水）として系外（装置外）へ排出するように構成されている。このように、排水処理装置１００による排水処理は連続式で行われるようになっている。
【００１８】
担体流動槽１１０では、泡沫成分を含有する処理水から泡沫を生成させた上で、この泡沫を後述する泡沫分離装置１２０によって処理水から分離し、系外（下水道または浄化槽）へ排出する処理を行う。また、担体流動槽１１０では、処理水中の有機汚濁物質等を、酸素が存在する好気性条件下において、好気性微生物の働きによって好気処理（酸化）する。
固液分離槽１３０では、担体流動槽１１０で処理された処理水中に含まれる浮遊固形物、いわゆるＳＳ（Suspended Solid）等の固液分離を行う。消毒槽１４０では、固液分離槽１３０で処理された処理水の消毒を行う。貯留槽１５０では、消毒槽１４０から流入した処理水を再利用水（中水）として系外へ流出させる前の一時的な貯留を行う。
【００１９】
なお、担体流動槽１１０の水位上昇によるオーバーフロー水、泡沫分離装置１２０で分離された泡沫を含む汚泡水、また、固液分離槽１３０の逆洗処理時に発生する逆洗水は、系外に設けられた各種の下水道、浄化槽、貯留槽等に放流される。これらオーバーフロー水、汚泡水、逆洗水は、すべて同じ放流先へ放流される構成であってもよいし、各々が異なる放流先へ放流される構成であってもよい。
【００２０】
次に、排水処理装置１００を構成する各処理槽の構成を、図２を参照しながら更に詳細に説明する。
図２に示すように、排水処理装置１００は一つの槽状に形成され、その槽本体１０１には、原水を受入れるための流入管１０２、処理後の水を再利用水（中水）として系外へ流出させるための流出管１０３、オーバーフロー水を系外へ排出する排出管１０６、泡沫分離装置１２０によって分離された泡沫を含む汚泡水を系外へ排出する排出管１０８等が設けられている。この槽本体１０１の内部に、担体流動槽１１０、固液分離槽１３０、消毒槽１４０、貯留槽１５０が形成されている。槽本体１０１の内部には、担体流動槽１１０と固液分離槽１３０とを区画する区画部材１０４、固液分離槽１３０と貯留槽１５０とを区画する区画部材１０５が設けられている。また、貯留槽１５０には、消毒槽１４０を形成する区画部材１０７が設けられている。
【００２１】
担体流動槽１１０には、多孔部材１１４，１１６、散気管１１８、エアリフトポンプ１１２、泡沫分離装置１２０等が設置されている。
多孔部材１１４は担体流動槽１１０の槽上部に設けられ、多孔部材１１６は担体流動槽１１０の槽下部に設けられている。多孔部材１１４と多孔部材１１６とで囲まれる充填領域１１１には、粒状に形成された所定量の粒状担体Ｃ１がその領域内を流動可能に充填されている。この充填領域１１１が本発明における生物処理領域に対応している。この粒状担体Ｃ１は、例えば中空円筒状に形成されている。多孔部材１１４，１１６には、処理水の通過は許容するが粒状担体Ｃ１の通過は阻止する大きさの孔が多数形成されている。また、この粒状担体Ｃ１には、好気性微生物が着床されており、この好気性微生物によって好気処理が行われることとなる。本実施の形態では、泡沫分離装置１２０と充填領域１１１（生物処理領域）が同一の処理槽に設置されている。
【００２２】
散気管１１８は、担体流動槽１１０の槽底部（多孔部材１１６よりも下方）に設けられている。この散気管１１８はブロワ（図示省略）に接続されており、このブロワを起動させることによって、散気孔１１８ａから槽内へ所定量のエアー（酸素を含むガス）を供給する構成となっている。散気管１１８から担体流動槽１１０内へエアーが供給されると、槽内に水流とエアー流れとの気液混相流が形成される。このエアー流れによって粒状担体Ｃ１が流動化されるとともに、粒状担体Ｃ１に着床された好気性微生物にこの微生物の働きを促進するための酸素が均一に供給されることとなる。これにより、処理水中の有機汚濁物質は、好気性微生物によって好気処理されることとなる。
【００２３】
エアリフトポンプ１１２は、担体流動槽１１０で処理した後の処理水を下流側の固液分離槽１３０へ移送する構成を有する。すなわち、このエアリフトポンプ１１２は、移送管１１３と、この移送管１１３に接続されたエアー供給配管を備え、エアー供給配管から移送管１１３へ供給されるエアーのエアー流れによって処理水を吸入して吐出するようになっている。
【００２４】
次に、本実施の形態の特徴部分である泡沫分離装置１２０の構成について図３を参照しながら説明する。
図３に示すように、泡沫分離装置１２０は、配管形状を有する移送管１２１、この移送管１２１に接続されたエアー供給配管１２４、このエアー供給配管１２４へエアーを供給するブロワ（図示省略）等を備えている。すなわち、この泡沫分離装置１２０は、いわゆるエアリフトポンプと実質的に同様の構成を有する。泡沫移送手段としての移送管１２１は、その吸入部１２２が槽底部に配置され、泡沫排出部１２３が槽上部に配置されている。エアー供給配管１２４から移送管１２１へ所定量のエアーが供給されるとそのエアー流れによって、槽内の処理水が吸入部１２２から移送管１２１内へ吸入され、また移送管１２１内において、エアーと処理水との気液混相状態が形成される。このとき、エアーの曝気作用によって泡沫成分を含有する処理水から泡沫が生成し、この泡沫は移送管１２１内において気液分離される。すなわち、移送管１２１は泡沫生成部を有する。図３に示すように移送管１２１内の垂直箇所において、処理水は比重差によって気液分離界面Ｓを介して上層側の泡沫領域（泡沫）と、下層側の非泡沫領域（処理水）とに気液分離される。この気液分離界面Ｓが形成される位置は、エアー供給配管１２４から供給されるエアー供給量や気液混相状態等に応じて変化し、気液分離界面Ｓ付近では、通常、泡沫と処理水が混在した状態となる。そして、泡沫領域の泡沫は、エアー流れによって移送管１２１内を泡沫排出部１２３へと移送され、受け部材１２５を介して排出口１０８から汚泡水として系外（装置外）へ排出される。なお、本実施の形態では、泡沫分離装置１２０で処理される実質的な被処理水を単に「処理水」というものとする。
ここで、担体流動槽１１０の槽上部は密閉構造を有するのが好ましい。このように構成すれば、泡沫分離装置１２０によって分離された泡沫をエアー流によって、効率よく系外へ排出することができる。
【００２５】
なお、エアー供給配管１２４の上流側には、例えば流量制御弁（図示省略）が設けられており、移送管１２１へ供給するエアー供給量を制御可能な構成となっている。このエアー供給配管１２４等によって本発明のガス供給手段が構成されている。このエアー供給配管１２４によるエアー供給量は、処理水に対し確実に曝気作用を得ることができ、しかも気液分離後の泡沫に処理水が同伴されるのを極力阻止することができるような値に設定されるのが好ましい。すなわち、エアー供給量が多いと、曝気作用は得られ易いが泡沫に処理水が同伴され易くなる。一方、エアー供給量が少ないと、泡沫に処理水が同伴され難くなるが曝気作用は得られ難い。従って、これら曝気作用と同伴防止作用とが両立されるようにエアー供給量を調整するのが好ましい。
【００２６】
図２に戻って、固液分離槽１３０には濾床１３１、逆洗管１３８、エアリフトポンプ１３２等が設置されている。この濾床１３１には、例えば中空円筒状に形成された所定量の粒状担体Ｃ２が充填されている。固液分離槽１３０内の処理水は、濾床１３１中を上向き方向へ通過する際に、粒状担体Ｃ２によって濾過処理され、処理水中に含まれるＳＳ（Suspended Solid）等の浮遊固形物が粒状担体Ｃ２に捕捉されることとなる。このＳＳは、主に担体流動槽１１０において好気性微生物によって有機汚濁物質を好気分解（酸化）したときに発生する。濾床１３１中を通過した処理水は、区画部材１０５に形成された開口部１０５ａからいわゆる押し出し流れに原理によって消毒槽１４０へ移流する構成となっている。
【００２７】
逆洗管１３８は、固液分離槽１３０の槽底部に設けられている。この逆洗管１３８は、ブロワ（図示省略）に接続されこのブロワを起動させることによって逆洗孔１３８ａから槽内へ所定量のエアー（酸素を含むガス）を供給する構成となっている。通常運転とは別の逆洗運転時に、逆洗管１３８から固液分離槽１３０内へエアーが供給されると、粒状担体Ｃ２に捕捉されている被濾過物はこのエアー流によってこの粒状担体Ｃ２から剥離する。このとき、この被濾過物を含有する処理水は、エアリフトポンプ１１２と同様の構成を有するエアリフトポンプ１３２によって系外へ移送される構成となっている。
【００２８】
消毒槽１４０には槽内に消毒筒１４２が設置されている。この消毒筒１４２に所定の消毒剤が充填されており、固液分離槽１３０から流入した処理水が消毒槽１４０を通過する際に、処理水に対して消毒剤が注入される構成となっている。
【００２９】
貯留槽１５０には、エアリフトポンプ１１２と同様の構成を有するエアリフトポンプ１５２が設置されている。このエアリフトポンプ１５２は、消毒槽１４０から貯留槽１５０に流入した処理水を吸入し、吸入した処理水を流出管１０３から系外へ移送するように構成されている。
なお、エアリフトポンプ１１２，１３２，１５２にかえて、いわゆる水中ポンプを用いることもできる。また、図２では、便宜上、各エアリフトポンプに個別にエアーが供給される記載となっているが、一つのブロワのエアー供給配管を複数に分岐させて各エアリフトポンプに供給する構成となっている。
【００３０】
次に、上記第１実施の形態の排水処理装置１００を用いた処理水の処理方法について説明する。ここでは、排水処理装置１００の最上流の担体流動槽１１０において、処理水中の泡沫成分濃度を低減させる泡沫分離処理、および好気性微生物による有機汚濁物質の生物処理を行う場合について説明する。
【００３１】
排水処理装置１００で原水を処理する場合は、流入管１０２から担体流動槽１１０へ原水を受入れ、この原水を排水処理装置１００を構成する各槽において順次処理していく。
流入管１０２から担体流動槽１１０へ原水を受入れた後、泡沫分離装置１２０の運転を開始する。エアー供給配管１２４から移送管１２１へのエアーの供給を開始する。これにより、エアリフトポンプのポンプ機構によって移送管１２１内へ処理水が吸入されるとともに、エアーの曝気作用によって処理水から泡沫が生成しこの泡沫は移送管１２１内において気液分離される。エアー供給配管１２４からのエアー供給量は、移送管１２１内における処理水の気液分離状態を勘案して調整する。そして気液分離された泡沫（汚泡水）は、エアー流れによって泡沫排出部１２３、受け部材１２５、排出管１０８を通じて系外へ排出され、処理水中の泡沫成分濃度が低減されることとなる。本実施の形態では、移送管１２１の吸入部１２２が槽底部に設置され、この吸入部１２２が処理水に常に浸漬される構成を用いているため、槽内の水位に関わらず泡沫の生成、気液分離、泡沫の排出を維持することができる。この態様が、本発明でいう「泡沫の移送の維持」に対応している。
【００３２】
また、通常運転時において、散気管１１８の散気孔１１８ａからエアーの供給を開始する。これにより、担体流動槽１１０内に水流とエアー流（気泡）との気液混相流が形成され、処理水および粒状担体Ｃ１が均一にバブリング（攪拌）される。このとき、粒状担体Ｃ１に着床されている好気性微生物に酸素が付与されることとなり、この好気性微生物の働きによって処理水中の有機汚濁物質が好気処理（酸化）される。これにより、処理水中の有機汚濁物質の濃度が低下する。
【００３３】
通常運転時において担体流動槽１１０で処理された処理水は、エアリフトポンプ１１２を介して固液分離槽１３０へ移送される。この担体流動槽１１０では、固液分離槽１３０へ流入した処理水を濾床１３１の粒状担体Ｃ２に通過させることで処理水を濾過処理し、処理水中のＳＳを粒状担体Ｃ２によって捕捉する。
なお、逆洗運転において固液分離槽１３０の逆洗処理を行う。この逆洗運転では、粒状担体Ｃ２に捕捉されたＳＳをこの粒状担体Ｃ２から剥離させ、系外へ排出する処理を行う。この逆洗運転時には、逆洗管１３８の逆洗孔１３８ａからエアーの供給を開始する。これにより、固液分離槽１３０内に水流とエアー流（気泡）との気液混相流が形成され、処理水が均一にバブリング（攪拌）される。このとき、粒状担体Ｃ２に捕捉されたＳＳが剥離する。このＳＳを含む逆洗水はエアリフトポンプ１３２を介して系外へ排出する。
【００３４】
通常運転時において固液分離槽１３０で処理された処理水は、開口部１０５ａを介して消毒槽１４０へ移流する。この消毒槽１４０では、消毒筒１４２に充填された消毒剤によって処理水の消毒を行う。そして、消毒槽１４０において消毒した処理水を一旦貯留槽１５０に貯留し、この貯留水をエアリフトポンプ１５２を介して系外へ移送する。なお、この貯留水は泡沫成分および有機汚濁物質の濃度が低減されており、本実施の形態ではこの貯留水を再利用水（中水）、例えば、トイレの洗浄水として用いる。
【００３５】
以上のように第１実施の形態によれば、泡沫分離装置１２０を用いることで、担体流動槽１１０の水位の変動に関わらず泡沫の生成、気液分離、泡沫の排出を維持することができる。これにより、簡便かつ確実に、処理水中の泡沫成分濃度を所望のレベルまで低下させることができ、担体流動槽１１０の下流における泡沫の生成を極力抑えることができる。また、担体流動槽１１０において、処理水を好気性微生物を用いて生物処理することにより、泡沫成分濃度のみならず、有機汚濁物質濃度をも低下させることができるため、処理水を有機汚濁物質濃度の希薄な中水として使用することができる。
また、第１実施の形態によれば、担体流動槽１１０が泡沫分離機能と生物処理機能の両機能を有する構成であるため処理槽自体をスケールダウンしたコンパクトな構成が可能となる。
【００３６】
〔第２実施の形態〕
次に、本発明の第２実施の形態を、図４および図５を参照しながら説明する。ここで、図４は第２実施の形態の排水処理装置２００における処理行程を示す図である。また、図５は排水処理装置２００の担体流動槽２１０の構成を示す模式図である。なお、これらの図において、図１〜図３に示す要素と同一の要素には同一の符号を付している。また、第２実施の形態では、第１実施の形態と異なる構成および処理手順等についてのみ説明する。すなわち、第１実施の形態における担体流動槽１１０の機能が、第２実施の形態の泡沫分離槽２２０と担体流動槽２１０とを合わせた機能に対応している。
【００３７】
図４に示すように、中水製造装置としての排水処理装置２００は、排水処理行程の順に対応して上流側から、泡沫分離槽２２０、担体流動槽２１０、固液分離槽１３０、消毒槽１４０、貯留槽１５０を備えている。
泡沫分離槽２２０は、泡沫分離処理専用の処理槽であり、泡沫成分を含有する処理水から泡沫を生成させた上で、この泡沫を泡沫分離装置１２０によって処理水から分離し、系外（下水道または浄化槽）へ排出する処理を行う。すなわち、この泡沫分離槽２２０は、図５に示すように、処理水を生物処理する構成以外は、第１実施の形態の担体流動槽１１０と同様の構成を有する。担体流動槽２１０は、図示しないものの担体流動槽１１０において生物処理を行う構成と同様の構成を有する。すなわち、担体流動槽２１０には、好気性微生物が着床された粒状担体Ｃ１が充填領域を流動可能に充填されている。通常運転時に泡沫分離装置１２０の運転を行うことで、担体流動槽２１０で生物処理される前の処理水の泡沫分離処理を行うことができる。
【００３８】
以上のように第２実施の形態によれば、第１実施の形態と同様に、泡沫分離槽２２０の水位の変動に関わらず泡沫の生成、気液分離、泡沫の排出を維持することができる。これにより、簡便かつ確実に、処理水中の泡沫成分濃度を所望のレベルまで低下させることができ、泡沫分離槽２２０の下流における泡沫の生成を極力抑えることができる。また、担体流動槽２１０において、処理水を好気性微生物を用いて生物処理することにより、有機汚濁物質濃度を低下させることができるため、処理水を有機汚濁物質濃度の希薄な中水として使用することができる。
【００３９】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００４０】
（Ａ）上記第１および第２実施の形態の泡沫分離装置１２０にかえて、別の構成の泡沫分離装置を用いることもできる。この別の泡沫分離装置を図６〜図８を参照しながら説明する。ここで、図６および図７は担体流動槽２１０の別の実施の形態の構成を示す模式図であり、図８は担体流動槽１１０の別の実施の形態の構成を示す模式図である。
【００４１】
図６に示す泡沫分離槽２２０には泡沫分離装置３２０が設けられている。この泡沫分離装置３２０は、移送管３２１に処理水排出部３２６を有する以外は、泡沫分離装置１２０と同様の構成を有する。泡沫移送手段としての移送管３２１は、その吸入部３２２が槽底部に配置され、泡沫排出部３２３が槽上部に配置されている。また、泡沫排出部３２３よりも低所に処理水排出部３２６が設けられている。この泡沫排出部３２３が本発明における第１の排出部に対応しており、処理水排出部３２６が本発明における第２の排出部に対応している。
本発明のガス供給手段を構成するエアー供給配管３２４から移送管３２１へ所定量のエアーが供給されるとそのエアー流れによって、槽内の処理水が吸入部３２２から移送管３２１内へ吸入され、また移送管３２１内において、エアーと処理水との気液混相状態が形成される。このとき、図６に示すように、移送管３２１内の垂直箇所において、処理水は比重差によって気液分離界面Ｓを介して上層側の泡沫領域（泡沫）と、下層側の非泡沫領域（処理水）とに気液分離される。そして、泡沫領域の泡沫は、エアー流れによって移送管３２１内を泡沫排出部３２３へと移送され、受け部材１２５を介して排出口１０８から汚泡水として系外（装置外）へ排出される。また、泡沫領域よりも比重の大きい非泡沫領域の処理水は、処理水排出部３２６を通じて槽内へ戻される。このような泡沫分離装置３２０の構成によれば、第１実施の形態の泡沫分離装置１２０に比して、エアー供給量のシビアな調整を行わなくても、移送管３２１内へ吸入された処理水が泡沫排出部３２３から排出される泡沫に同伴されるのを極力阻止することができる。
【００４２】
図７に示す泡沫分離槽２２０には、図６と同様の泡沫分離装置３２０が設けられている。但し、この泡沫分離装置３２０の処理水排出部３２６は、泡沫分離槽２２０の下流の槽である固液分離槽１３０に接続されている。従って、泡沫分離装置３２０で気液分離された非泡沫領域の処理水は、引き続き固液分離槽１３０へ移送されることとなる。このような構成によれば、エアリフトポンプ１１２を省略することができ合理的である。
【００４３】
ここで、以下に示す図８の例は参考例である。つまり、移送管に接続されるエアー供給配管を省略する構成であるという点についてのみ本発明とは異なる。その他の構成については本発明に適用可能なものである。
図８に示す担体流動槽１１０には泡沫分離装置４２０が設けられている。この泡沫分離装置４２０は、吸入部４２２の構成以外は泡沫分離装置１２０と同様の構成を有する。すなわち、図８に示すように吸入部４２２が拡管形状に形成されている。この吸入部４２２は通常運転時に散気管１１８から供給された散気用エアーを極力補集するように構成されている。これにより、槽内の処理水が吸入部４２２から泡沫移送手段としての移送管４２１内へ吸入され、また移送管４２１内において、エアーと処理水との気液混相状態が形成される。このとき、図８に示すように、移送管４２１内の垂直箇所において、処理水は比重差によって気液分離界面Ｓを介して上層側の泡沫領域（泡沫）と、下層側の非泡沫領域（処理水）とに気液分離される。そして、泡沫領域の泡沫は、エアー流れによって移送管４２１内を泡沫排出部４２３へと移送され、受け部材１２５を介して排出口１０８から汚泡水として系外（装置外）へ排出される。散気用エアーの供給量を調整することで、移送管４２１へ吸入される処理水の量、移送管４２１内における気液分離状態を調節することができる。このような構成によれば、移送管に接続されるエアー供給配管を省略することができ合理的かつコスト面でのメリットが高い。
【００４４】
（Ｂ）また、上記実施の形態では、処理水を濾過する場合に粒状担体Ｃ２が充填された濾床１３１を用いる場合について記載したが、処理水を濾過する手段はこれに限定されず、必要に応じて種々変更可能である。例えば、濾過用フィルター等を用いることもできる。
【００４５】
（Ｃ）また、上記実施の形態では、処理水を移送する手段としてエアリフトポンプ１１２，１３２，１５２を用いる場合について記載したが、これらにかえて水中ポンプ等の各種移送手段を用いることもできる。
【００４６】
（Ｄ）また、上記第１実施の形態では、担体流動槽１１０、固液分離槽１３０、消毒槽１４０、貯留槽１５０を備えた排水処理装置１００について記載し、上記第２実施の形態では、泡沫分離槽２２０、担体流動槽２１０、固液分離槽１３０、消毒槽１４０、貯留槽１５０を備えた排水処理装置２００について記載したが、各排水処理装置にその他の種類の処理槽を組み込むこともできる。
【００４７】
（Ｅ）また、上記実施の形態では、排水処理を複数の処理槽を用いて連続式で行う場合について記載したが、例えば、排水処理をバッチ式（回分式）で行うこともできる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、泡沫成分を含有する処理水から泡沫を生成させて分離する処理を円滑に行うのに有効な技術を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施の形態の排水処理装置１００における処理行程を示す図である。
【図２】  排水処理装置１００の構成を示す模式図である。
【図３】  排水処理装置１００の担体流動槽１１０の構成を示す模式図である。
【図４】  第２実施の形態の排水処理装置２００における処理行程を示す図である。
【図５】  排水処理装置２００の担体流動槽２１０の構成を示す模式図である。
【図６】  担体流動槽２１０の別の実施の形態の構成を示す模式図である。
【図７】  担体流動槽２１０の別の実施の形態の構成を示す模式図である。
【図８】  参考例を示す模式図である。
【符号の説明】
１００，２００…排水処理装置
１１０，２１０…担体流動槽
１１８…散気管
１２０，３２０，４２０…泡沫分離装置
１２１，３２１，４２１…移送管（泡沫移送手段）
１２２，３２２，４２２…吸入部
１２３，４２３…泡沫排出部
１２４，３２４…エアー供給配管
１２５…受け部材
１３０…固液分離槽
１３８…逆洗管
１４０…消毒槽
１５０…貯留槽
２２０…泡沫分離槽
３２３…泡沫排出部（第１の排出部）
３２６…処理水排出部（第２の排出部）
Ｓ…気液分離界面
【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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