(57)【要約】【課題】  微生物的安全性の高い小型で省スペースの水処理システムを提供する。【解決手段】  有機物を含む原水を生活用水および／または飲料用水レベルまで浄水する水処理システムは、原水を生物処理するための微生物担体を含む１以上の生物処理槽１０Ａ〜１０Ｄとから構成された生物処理ユニット１０と、生物処理ユニット１０により浄水された原水中に含まれる微生物を殺菌するための殺菌装置２０と、を備え、生物処理ユニット１０の微生物担体１１は予め既知の微生物食物連鎖系を有する生物群を生息させている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含む原水を生活用水および／または飲料用水レベルまで浄水する水処理システムであって、
前記原水を生物処理するための微生物担体を含む１以上の生物処理槽とから構成された生物処理ユニットと、
前記微生物処理ユニットにより浄水された原水中に含まれる微生物を殺菌するための殺菌装置と、
を備え、
前記生物処理ユニットの微生物担体は予め既知の微生物食物連鎖系を有する生物群を生息させていることを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
前記生物処理ユニットは、後段に従って高いＢＯＤ低減能力を有するような微生物コロニが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記殺菌装置が、
水源からの原水を循環槽に導入し、循環槽から光照射区画および磁気化区画を循環させて処理する殺菌装置であって、  （ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画と、  （ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画と、  （ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画と、  （ｄ）前記循環槽で処理した水からラジカルを消去して放流するための化学種・ラジカル種消去手段と、を有し、
前記各区画は、第１光照射区画、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路とを切り替え可能に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記生物処理槽の前段、後段または両者に水のサンプリング口を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項５】
前記生物処理槽の前段、後段または両者に、前処理装置および／または後処理装置を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記前処理装置および／または後処理装置は、固液分離装置、浮選装置、沈降分離装置、濾過膜またはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項７】
前記殺菌装置は、ろ過膜、オゾン処理装置、ＵＶ装置、殺菌剤転化装置またはこれらの組合せであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項８】
前記水処理システムは、１以上のコンテナに収納されて構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項９】
前記水処理システムは、車載または船舶に搭載可能であることを特徴とする請求項８に記載の水処理システム。
【請求項１０】
前記水処理システムは、再生可能エネルギにより駆動することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水処理システムに関する。より詳しく述べると有機性成分を含有する水を生物処理し生活用水等に使用できるレベルに浄化する省スペースかつ省エネルギの水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、活性汚泥法の処理、河川や湖沼の浄化など微生物を利用した処理を行う際に、微生物を使用している。【０００３】  これらの微生物処理の代表例として、好気性生物学的排水処理が挙げられる。好気性生物学的排水処理には、これまで活性汚泥法が広く用いられてきたが、近年、浸漬濾床法又は固定床法（以下、単に浸漬濾床法という）と呼ばれる排水処理方法が提案され、実用化されている。好気性浸漬濾床法では、処理槽内に微生物を付着させるための充填材を浸漬濾床として充填し、この処理槽内に排水を導入するとともに、曝気を行う。これにより、充填材上で微生物が増殖し、この微生物が曝気によって排水中に溶け込んだ溶存酸素を利用して、排水中の汚濁物質の除去を行うものである。【０００４】  このようなシステムは、非常に大型であり、大規模システムが必要であった。一方、下水道設備の普及していない地域の住居、公園、河川敷、山小屋等にトイレを設置した場合、通常その排泄物は固形分と液体分とが一緒にし尿収容槽に溜めて、し尿がある程度の量になるとバキュームカー等で回収して浄化設備を有している場所に移送し当該浄化設備を有している場所で処理していた。【０００５】  特許文献１は、このようなし尿の処理方法として、生物処理を行って、排泄物の固形分と液体とに分離し、分離した固形分はコンポスト化し、一方分離した水分は浄化処理を行ってリサイクルする方法が提案されている。【０００６】  し尿収容槽を利用する方法は、悪臭が発生し、これを使用する者に不快感を与える。また、し尿収容槽に溜められたし尿は液体と固体の両者であり、これを運搬する場合の運送費も高価である。また、微生物による浄化設備は、微生物は温度が低くなると働きが鈍くなり、浄化効率が悪くなるという欠点がある。微生物の管理は非常に微妙であり、予期せぬ出来事により微生物が浄化しないことも生じるおそれがある。【０００７】  また、特許文献２では不安定な生物処理でなく安定した凝結剤による排泄物の固液分離を行い、分離した水をリサイクルするシステムが提案されている。特許文献２に記載のリサイクルシステムは、し尿を細かく砕く粉砕機と、細かく砕いたし尿と凝結剤とを攪拌する攪拌装置と、固液を分離する沈殿槽と、分離した液体を洗浄水として回収するポンプとで構成された水循環式のし尿処理装置から構成されている。【０００８】  特許文献２には、水洗とすることで悪臭が発生せず、し尿に含まれている水をリサイクルして洗浄水とすることで、水洗トイレで使用する水の量を少なくすることができる。またトイレを使用する者に不快感を与えないなどの効果が記載されている（特許文献２、段落０００７）。【０００９】  また、
本発明者等が先に提案した特許文献３には、少ないスペースで配置できなおかつ少ないエネルギ量で有機性成分と水とを分離し効率よく処理できる水処理システムを提供することである。
本発明の他の課題は、少ないスペースで配置できなおかつ少ないエネルギ量で有機性成分と水とを分離し効率よく処理できる水処理システムとして、主として有機成分を含む固体と水とが混合された流体中から水性成分を分離し、分離した水性成分を所定基準に浄化する水処理システムであって、前記流体を固体成分と水性成分に分離する少なくとも１つの固液分離装置と前記固液分離装置で分離された水性成分中の有機成分を生物学的処理する生物学的処理装置と、  前記微生物処理した水性成分を浄化する水処理装置と、から構成される水処理システムが開示されている。【００１０】  特許文献３によると、記生物学的処理装置が（１）支持体の表面に繊維糸の織物または編物から構成され、前記繊維間に微生物の生息空間が形成される微生物担体であって、前記微生物担体を構成する繊維が、Ａ支持用の繊維と、Ｂ微生物が着床するのに十分な表面を有する微生物着床繊維との少なくとも２種類の繊維とから構成され、前記繊維間で微生物を生息空間を形成した微生物担体又は（２）支持体の表面にループ状、ループの先端部分をカットした形状、パイルカットした繊維を有する微生物担体を有する少なくとも１つの生物学的処理装置であり、  前記水処理装置が、酸素、オゾン、エアよりなる群から選択された酸素系気体の微細気泡を発生する微細気泡発生装置を有する微細気泡処理槽であることを特徴としている。【００１１】  また、非特許文献１によると、汚泥の主体である細菌をアメーバやゾウリ虫、ツリガネ虫などの原生動物が捕食し、それらをワムシ類やミミズなどの後生動物が食べるという一連の食物連鎖が生じており、この捕食作用によって、原生動物や後生動物の影響が大きいほど余剰汚泥の量は減容されることが記載されている。【００１２】  食物連鎖を利用した減容化を進めるには原生動物が補食しやすい菌体を多く含む汚泥を形成する必要があり、また原生動物は、活性汚泥の粘性物質までは補食しないため、菌体が固まらずに分散した状態の活性汚泥を形成させることが重要となる。その手段としては曝気槽を分割し、前段の曝気槽内にスポンジなどの流動充填材を投入し、高負荷運転を行うことで分散菌体（分散汚泥）を増殖させることが開示されている。【００１３】  そして、分散菌体をツリガネ虫やゾウリ虫などの繊毛虫類が生育している第一微小動物槽で補食させながら分散汚泥をフロック化させて、沈降性のいい汚泥を形成さ、これをワムシ類や環形動物などがいる第二微小動物槽に入れ、原生動物やフロック内の菌体を補食させることで汚泥の減容化を行うことが開示されている。非特許文献１によるとこれら一連の工程で余剰汚泥の発生量は一般の活性汚泥法に比べて５０〜８０％が低減されるとある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】  特開平１１−１３１５５２号公報
【特許文献２】  特開２００８−２８４５０２号公報
【特許文献３】  特開２０１２−２２３７４７号公報
【非特許文献】
【非特許文献】  食物連鎖を利用した汚泥減容化技術  （ｈｔｔｐ：／／ｋｃｒ．ｋｕｒｉｔａ．ｃｏ．ｊｐ／ｗｔｓｃｈｏｏｌ／０４５．ｈｔｍｌ）（平成２６年８月２７日検索）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】  しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の技術では、リサイクルする水の用途が制限されてしまう。また、特許文献３に記載のシステムは、コンパクトで、例えば河川放流基準に合致した条件で水処理を行ったり、農業用水用途へのリサイクルは可能であるが、生活用水等に使用したりするためには微生物的安全性を確保する必要がある。【００１６】  また、非特許文献１の方法を採用すると、各生物処理槽の間に沈殿槽を設ける必要があり、システムが巨大化するという欠点を有している。【００１７】  したがって、本発明の課題は、微生物的安全性の高い小型で省スペースの水処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】  本発明者等はこのような実情に鑑み鋭意検討した結果、微生物担体を用いた生物処理槽を用いた水処理システムにおいて、あらかじめ既知の微生物群で微生物担体上に微生物を培養して、微生物の食物連鎖系を形成すると、有機性処理水をこの生物処理槽に通流させて処理すると、有機性処理水に含まれる微生物に対して予め形成された微生物の食物連鎖系により抑制されるので、想定外の微生物が処理後の水へと流出する蓋然性が少なくなることを見出した。【００１９】  そして、このようにして生物処理槽で処理された有機性処理水は、微生物により有効に処理され、これに既知の微生物群に対して有効な殺菌手段を用いることにより安全性の高い生活用水を供給可能であることを見出し本発明を創作するに至った。【００２０】  すなわち、本発明は、下記項目に関する。
１  有機物を含む原水を生活用水および／または飲料用水レベルまで浄水する水処理システムであって、
前記原水を生物処理するための微生物担体を含む１以上の生物処理槽とから構成された生物処理ユニットと、
前記生物処理ユニットにより浄水された原水中に含まれる微生物を殺菌するための殺菌装置と、
を備え、
前記生物処理ユニットの微生物担体は予め既知の食物連鎖系を有する生物群を生息させていることを特徴とする水処理システム。【００２１】（２）  前記生物処理ユニットは、後段に従って高いＢＯＤ低減能力を有するような微生物コロニが形成されていることを特徴とする１に記載の水処理システム。【００２２】３  前記殺菌装置が、水源からの原水を循環槽に導入し、循環槽から光照射区画および磁気化区画を循環させて処理する殺菌装置であって、  （ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画と、  （ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画と、（ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画と、  （ｄ）前記循環槽で処理した水からラジカルを消去して放流するための化学種・ラジカル種消去手段と、を有し、
前記各区画は、第１光照射区画、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路とを切り替え可能に接続されていることを特徴とする１または２に記載の水処理システム。【００２３】４  前記生物処理槽の前段、後段または両者に水のサンプリング口を備えたことを特徴とする１から３のいずれか１項に記載の水処理システム。【００２４】５  前記生物処理槽の前段、後段または両者に、前処理装置および／または後処理装置を備えたことを特徴とする１から４のいずれか１項に記載の水処理システム。【００２５】６  前記前処理装置および／または後処理装置は、固液分離装置、浮選装置、沈降分離装置、濾過膜またはこれらの組み合わせであることを特徴とする１から５のいずれか１項に記載の水処理システム。【００２６】７  前記殺菌装置は、ろ過膜、オゾン処理装置、ＵＶ装置、殺菌剤転化装置またはこれらの組合せであることを特徴とする１から６のいずれか１項に記載の水処理システム。【００２７】８  前記水処理システムは、１以上のコンテナに収納されて構成されていることを特徴とする１から７のいずれか１項に記載の水処理システム。【００２８】９  前記水処理システムは、車載または船舶に搭載可能であることを特徴とする８に記載の水処理システム。【００２９】１０  前記水処理システムは、再生可能エネルギにより駆動することを特徴とする１から９のいずれか１項に記載の水処理システム。
【発明の効果】
【００３０】  本発明によると、有機物を含む原水を生活用水および／または飲料用水レベルまで浄水する水処理システムは、前記原水を生物処理するための微生物担体を含む１以上の生物処理槽とから構成された生物処理ユニットと、前記生物処理ユニットにより浄水された原水中に含まれる微生物を殺菌するための殺菌装置と、を備え、前記生物処理ユニットの微生物担体は予め既知の微生物食物連鎖系を有する生物群を生息させていることを特徴としている。【００３１】  そのため、予め既知の微生物食物連鎖系を構築しているので、安定した能力で有機性処理水の生物処理を行うことができる。しかも予め既知の微生物食物連鎖系を構築しているために、処理水中に不明の微生物が混在していてもかかる微生物を抑制することが可能である。したがって、従来の生物処理システムと比較して微生物的安全性が極めて高い。【００３２】  本発明の特定の実施形態として、水源からの原水を循環槽に導入し、循環槽から光照射区画および磁気化区画を循環させて処理する殺菌装置であって、  （ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画と、  （ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画と、  （ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画と、  （ｄ）前記循環槽で処理した水からラジカルを消去して放流するための化学種・ラジカル種消去手段と、を有し、  前記各区画は、第１光照射区画、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路とを切り替え可能に接続されている殺菌装置を使用する。【００３３】  このような殺菌装置を使用することにより、生物処理槽で処理した処理水中の微生物を有意に殺滅することが可能であり、より安全性の高い水処理システムとすることができる。【００３４】  このようにして構成された本発明の水処理システムは、コンパクトでなおかつ微生物的安全性の高いシステムとすることができ、被災地や水事情のよくない地域等における生活用水として有効に利用することができる。【００３５】  しかも、本発明の水処理システムは、例えばコンテナ等に搭載して設置することができるので、設備の建築費等のコストも削減でき、このようなコンテナを車両や船舶等により移動して設置することにより移動可能な水処理システムとすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る水処理システムの全体構成の一例を示す図面である。
【図２】  図１に示す生物処理槽を示す図面である。
【図３】  本発明で使用する微生物担体の一例を示す図面である。
【図４】  （ａ）、（ｂ）は本発明で使用する微生物担体を示す図面である。
【図５】  （ａ）、（ｂ）は本発明で使用する微生物担体を示す図面である。
【図６】  本発明で使用する微生物担体を示す図面である。
【図７】  （ａ）、（ｂ）は本発明で使用する微生物担体を示す図面である。
【図８】  本発明で使用する微生物担体を示す図面である。
【図９】  本発明の水処理システムで使用する殺菌装置の一例を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】  以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１および図２に示す通り本発明の水処理システムは、有機物を含む原水を生活用水および／または飲料用水レベルまで浄水する水処理システムである。そして、本発明の水処理システムは、生物処理ユニット１０と、生物処理ユニット１０からの処理水を殺菌する殺菌装置２０とから主として構成されている。
【００３８】  なお、本実施形態では、生物処理ユニット１０の前後に前処理装置および後処理装置として沈降タンク１（前処理）、沈降タンク２（後処理）、沈降タンクからの処理水を一次貯留するバッファタンク３を設けており、殺菌装置２０で殺菌した処理水を貯留するためのタンク３０を設けた構成としているが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、処理すべき有機性処理水の性質に応じて幅広く適用できるものである。
【００３９】  このような前処理装置および／または後処理装置の例として、限定されるものではないが、例えば固液分離装置、微細気泡による浮上処理装置、ろ過装置等が挙げられる。
【００４０】  本発明の生物処理ユニット１０は、図２に示す通り、処理水導入口である処理水ＩＮと処理水排出口である処理水Ｏｕｔを有する区画で区切られた多槽式の生物処理槽である（本例の場合１０Ａ〜１０Ｄの４槽）。
【００４１】  各生物処理ユニット１０Ａ〜１０Ｄは、予め既知の微生物食物連鎖系が構築された微生物担体１１を備えている。
【００４２】  微生物担体１１は、図３に示す通り、断面が繊維をループ状に編まれたモール状の紐状体となっているものが好ましく、ラセン状にするために芯材が入ったものがより好ましい。また、この場合、生物接触担体の表面積は、芯材１ｍあたり１．５ｍ２以上であることが望ましい。
【００４３】  また、本発明の目的・効果を奏するために本発明では、図４から図８に示すような微生物担体を固定した生物学的処理ユニット１０を採用することもできる。
【００４４】  図４および図５に示す通り、本発明の微生物担体は、支持用繊維１１Ａと微生物着床用繊維１１Ｂの二種類の繊維から構成された織物から微生物生息空間１１Ｃが露出するように形成されている。
【００４５】  支持用繊維１１Ａとは、微生物担体２の形状を保持するのに十分な強度を有する繊維から形成されるものであり、このような強度を有する繊維であれば特に限定されるものではない。
【００４６】  本実施形態では、支持用繊維１１Ａを高収縮糸から形成された織物を使用している。なお、高収縮糸とは、熱付与により収縮する糸を言い、従来公知の収縮糸から強度、比重、所望とする微生物生息空間のサイズを考慮して適宜選択され、例えばポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル系樹脂が挙げられる。
【００４７】  また、本実施形態では微生物着床用繊維１１Ｂとして図６に示すように微生物着床部分を構成する繊維表面に多数の微細空間を有しているマイクロファイバが好適に使用できる。
【００４８】  本発明の好ましい実施形態おいて、微生物着床用繊維１１Ｂに使用するマイクロファイバとして、ＰＥＴ等のリサイクル品を原料として製造されたマイクロファイバがリサイクルの観点から特に好ましい。このようなマイクロファイバとして、株式会社菊池エコアースからＥＥ−ＲＭＦの商品名で販売されているリサイクルマイクロファイバが特に好ましい。
【００４９】  このような本発明の微生物担体１１は、図５（ａ）に示す通り、高収縮糸からなる支持用繊維１１Ａとマイクロファイバ（普通糸）からなる着床用繊維１１Ｂとを所定間隔で交差して一体化した前駆体から容易に製造できる。
【００５０】  このように構成した前駆体に熱を所定条件で付与すると支持用繊維１１Ａが収縮し、収縮しない普通糸からなる着床用繊維１１Ｂとの間で図５（ｂ）に示す通り所定の空隙が構成される。本発明においては、このような開口部を微生物生息空間１０Ｃとして使用する。
【００５１】  同様にして、図５に示す通り、高収縮糸からなる支持用繊維１１Ａとマイクロファイバ（普通糸）からなる着床用繊維１１Ｂとを積層し、例えば繊維の長手軸に対して垂直方向に所定間隔で固着する（固着部分Ｘ１、Ｘ２・・Ｘｎ）。このようにして一体化した積層体からなる前駆体に熱を所定条件で付与すると支持用繊維１１Ｄが収縮し、収縮しない普通糸からなる着床用繊維１１Ｂとの間で図５に示す通り所定の空隙が構成される。なお、この際の固着方法は、本発明の目的・効果を奏するものであれば特に限定されるものではなく、接着剤（例えばホットメルト接着剤）による接着、熱付与による融着、縫合など適宜選択できる。
【００５２】この際の、熱付与は、使用する高収縮糸の種類、太さなどに依存して例えば熱湯中に数分、例えば２〜３分浸漬するという簡単な方法で実施できる。
【００５３】  このようにして形成された微生物担体１１は、微生物着床用繊維１１Ｂを有しているので、微生物着床用繊維１１Ｂの微生物着床用表面に微生物が着床しやすく、着床した微生物が微生物生息空間である空隙に広がって繁殖する。そのため、従来技術の微生物担体に比較して容易に微生物コロニを形成できるというメリットがある。
【００５４】  本発明においては、図８に示す通り、微生物担体１１を固定床として生物処理ユニット１０に適用する。すなわち、図８（ａ）に示す通り、本発明の微生物担体１１を微生物生息空間が表面に露出するように構成した板状物である。このような板状の微生物担体を、処理槽の全空間あるいは所定間隔で配置することによって、固定床の微生物処理にも適用可能である。
【００５５】  あるいは図８（ｂ）に示す本発明の微生物担体１１の使用例は、紐状に本発明の微生物担体を構成し、これをフックなどの固定手段で固定床に固定して適用する。
【００５６】  このように生物学処理ユニット１０を構成することによって、安価で軽量な材料から構成され、単位体積当たり大容量の微生物を生息させる空間構成できるので、省スペースで効率的に生物学的処理が可能となる。
【００５７】  図４から図７に示す微生物担体に加えて、あるいはこれに代えて、図８に示すような支持体の表面にループ状、ループの先端部分をカットした形状、パイルカットした繊維を有する微生物担体を使用することも可能である。
【００５８】  本発明においては、このようにして構成された微生物担体１１に本発明においては、予め既知の微生物食物連鎖系を構築する。
【００５９】  なお、本発明においては、例えば、生物処理ユニット１０に図３から図８に示すような微生物担体１１をまず設置して、次いで曝気下で既知の微生物溶液（培養液）、例えば同定された微生物を含む水溶液（具体的には汚泥）を微生物の餌となる有機物質とともに生物処理ユニット１０に通流する。
【００６０】  図３から図８に示す微生物担体１１は、接触面積が大きく空隙が大きい微生物担体を使用している。そのため、微生物着床用表面に微生物が着床しやすく、着床した微生物が微生物生息空間である空隙に広がって繁殖する。
【００６１】  また、いわゆる支持部分である表面に嫌気性微生物が着床し、次いで通性嫌気性菌、好気性菌の順で微生物が着床していくこととなる。
【００６２】  本発明においては、このようなこのような微生物群のコロニを形成して、微生物食物連鎖を構築するように微生物担体１１に着床させていく。その際に、安全性が確認された既知の微細物群より構成された微生物溶液により培養することによりこれらの菌群により構成された微生物食物連鎖が構築される。
【００６３】  また、一度微生物食物連鎖を構築した微生物担体を培養できると、例えば、処理すべき生物処理装置１０に複数の食物連鎖系を構築した微生物担体を設置して本発明の生物処理ユニット１０を構成することができる。
【００６４】  このように微生物担体１１上に生態系に合う状態でコロニを形成した微生物は剥離することなく、バクテリアから原生動物まで多様な微生物を含んでいる。微生物担体１１上の微生物群の食物連鎖は長く長期間安定した性能を発揮できる。
【００６５】  すなわち、最も高いＢＯＤを有する水を処理する上流側のタンクには多種多様の微生物が数多く存在し、微生物の種類及び数は水質（高いＢＯＤから低いＢＯＤ）の変化に応じて変化する。
【００６６】  このようにして構成した本発明の水処理システムにおける生物処理槽は、微生物的安全性が高いことに加えて、１）浄化能力が高く負荷変動に強く、２）余剰汚泥の発生量が極めて少なく、３）脱窒素能力があり、４）維持管理が容易であり、５）設置面積が小さくコンテナ等の容器内に収納可能であるという特徴を有している。
【００６７】  本発明の水処理システムはこのようにして構成された本発明の生物処理ユニット１０の後段に殺菌装置２０を設けて構成されるが、本発明の好ましい実施形態において、生物処理ユニット１０の前段および後段に取水口を設けて定期的に生物処理ユニット１０での処理前後に処理水のサンプリングを行う。
【００６８】  このようにサンプリングを行うことによって、生物処理ユニット１０の食物連鎖状態を把握できるとともに、微生物的安全性が確保される。
【００６９】  なお、本発明の水処理システムにおいて、使用できる殺菌装置２０とは、処理後の水に微生物の混入を防ぐものであれば特に限定されない。例えば、ＭＦ膜、ＵＦ膜等の膜、オゾン、オゾンを含む微細気泡、ＵＶ装置、殺菌剤転化装置などから適宜選択される。
【００７０】  本発明の好ましい実施形態において、殺菌装置２０として、本件出願人によりＰＲＩＭＡＲＹ  Ｗａｔｅｒシステムの名称で販売される殺菌装置が好ましい。
【００７１】  この殺菌装置２０は、図９に示す通り生物処理ユニット１０からの水を貯留するための貯留槽３１に設けられた水の循環流路に、１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画から構成された領域１と、（ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画から構成された領域２と、２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画から構成された領域３とが設けられている。そして、水槽５に貯留した原水を循環流路で循環させた後に、処理水を排出するための流路の途中に化学種や残存するラジカル種を消去するための消去・清掃手段を有する領域４が設けられている。
【００７２】（領域１）
領域１は、１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画から構成された領域であり、１８５ｎｍ近傍の光を透過する材質（例えば、ガラスまたは石英管）で構成された配管と、前記配管から所定距離（例えば数ｍｍ〜数十ｍｍ）離れて配置された１８５ｎｍ近傍に波長ピークを有する光源とから構成された領域である。
【００７３】この領域に管径、光強度に依存して定められた所定の流量（例えば管径が４〜１００ｍｍの場合には１〜７００Ｌ／分）で循環処理する水を通過させる。例えば管径６ｍｍの場合約には毎分１０Ｌ、２０ｍｍの場合約５０Ｌ、５０ｍｍの場合には約３００Ｌの流速で通過させる。
【００７４】  この領域に循環処理水が通過すると、水およびその内容物に応じて所定の化学種およびラジカル種（過酸化水素およびオゾン由来の化学種、（水由来のラジカル種、例えば例えばＨ２Ｏ２、１Ｏ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ・・・・・・）が多量に発生するものと考えられる。このことは、数ｐｐｍ過酸化水素をラジカル源として芽胞菌を殺菌した対照と同等またはそれ以上の芽胞菌の殺菌から裏付けられる。さらに、この領域で照射される光の波長は非常に短いので例えば、微生物の細胞壁を透過して内側からアタックするものと考えられる。
【００７５】  すなわち、領域１は、後述する領域３との相乗効果によって化学種およびラジカル種による殺菌力を付与する領域である。
【００７６】（領域２）
領域２は、２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画から構成された領域であり、１８５ｎｍ近傍の光を透過する材質（例えば、ガラスまたは石英管）で構成された配管と、前記配管から所定距離（例えば数ｍｍ〜十数ｍｍ）離れて配置された２５４ｎｍ近傍に波長ピークを有する光源とから構成された領域である。
【００７７】  この領域に管径、光強度に依存して定められた所定の流量（例えば管径が４〜１００ｍｍの場合には１〜７００Ｌ／分）で循環処理する水を通過させる。例えば管径６ｍｍの場合約には毎分１０Ｌ、２０ｍｍの場合約５０Ｌ、５０ｍｍの場合には約３００Ｌの流速で通過させる。
【００７８】  この領域は、領域１の波長と比較して長い紫外線領域の波長であり、領域１と同様に化学種とラジカル種を発生するが、これらの割合、濃度は領域１と異なり、例えば微生物等の対象の表面に直接アタックしてネクローシス作用を水に付与する領域である。
【００７９】  領域３は、水にローレンツ力を付与するために磁力を与える磁気化領域である。そのため、領域３は、水を循環させるための管体と、管体に配置された２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁石から構成されている。領域１および／または領域２で発生した酸化力の強い化学種とラジカル種を含む水を領域３に通過させることでマイナスイオン化して還元型の水に変化させる。
【００８０】  （領域４）
領域４は、処理後の水に含まれる化学種やラジカルや有機物、無機物等の不純物を除去するための手段であって、本発明では化学種の除去能および残存するラジカル消去能を有する活性炭を用いている。このような活性炭としては、山本研究所からＲＡＣシリーズとして販売される活性炭が挙げられる。
【００８１】（その他の構成）
本実施形態では、水を領域１から領域２を経て領域３に通流して再び領域１に戻すルート（循環ルート１）、領域２から領域１を経て領域３に通流して再び領域２に戻すルート（循環ルート１）、領域１から領域２をバイパスして領域３に通流して再び領域１に戻すルート（循環ルート３）および領域１をバイパスして領域２から領域３に水を通流して再び領域２に戻すルート（循環ルート４）をバルブの切り替えによって行うことができる。この際に、バルブの切り替えを自動的に行うために、バルブをＥＣＵによって制御される電磁弁とすることができる。
【００８２】  循環ルート１（領域１→領域２→領域３）は、最も活性の高い水（例えば、殺菌力の強い水）が調整される。すなわち、領域１による化学種による殺菌能および対象の表面を透過した光による作用と、領域２による過酸化水素由来の化学種による殺菌能と領域３によるこれらの殺菌能の活性化により、強い活性を有している。そのため、短時間での芽胞菌の殺菌等の用途に適用可能である。例えば、循環ルート１で循環処理した純水（ｐＨ７．４が循環回数に応じてｐＨ４．０〜５．０（２５℃）となる。
【００８３】  循環ルート２（領域２→領域１→領域３）は、循環ルー１に次いでで活性の高い水（例えば、殺菌力の強い水）が調整される。どのような理由が不明であるが、循環ルート２で循環処理した純水（ｐＨ７．４が循環回数に応じてｐＨ５．０〜５．５（２５℃）となる。このことにより、活性水素の発生量が循環ルート１より低くなる（調整された活性水素量）。
【００８４】  循環ルート３（領域１→領域３）は、化学種・ラジカル水を比較的多量に含む水が調整される。この水は、通常の殺菌に使用できる。
【００８５】  循環ルート４（領域２→領域３）は、過酸化水素を含む水を調整する領域であり、殺菌用途や発芽初期のホルモンの活性化に用いることができる。
【００８６】  以上説明した通り、本発明の水の調整装置は、循環ルートを切り替えることによって種々の用途に用いることができる。
【００８７】  本発明の特定の実施形態として、水源からの原水を循環槽に導入し、循環槽から光照射区画および磁気化区画を循環させて処理する殺菌装置であって、  （ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画と、  （ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画と、（ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画と、  （ｄ）前記循環槽で処理した水からラジカルを消去して放流するための化学種・ラジカル種消去手段と、を有し、  前記各区画は、第１光照射区画、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路とを切り替え可能に接続されている殺菌装置を使用することによって、生物処理ユニット１０で処理された水を多種多様の生活用水用途および所望に応じて飲料用途に使用することが可能となる。
【００８８】  このように構成された本発明の水処理システムは、非常に高い処理能力を有しているので例えばコンテナ等に搭載して設置することが可能となる。
【００８９】  そのため、高い設備費等を削減することができるとともに、必要に応じて車載または船舶に搭載して移動可能である。
【００９０】  また、本発明の水処理システムは、所望に応じて再生エネルギにより駆動することが好ましい。すなわち、本発明の水処理システムは、ポンプ、モータ、ブロワ等の小電力装置で構成されているので、比較的少ない電力量で運転することができる。
【００９１】  そのため、例えばコンテナ等に本発明の水処理システムを収納して構成する場合に、例えばコンテナ上にソーラパネル等を設置してそこから一部または全部の電力を賄うことができる。
【００９２】  また、水処理を行う水源の水力を利用した水力発電や風力発電を組み込むことにより同様にして、本発明の水処理システムの電力を賄うことも可能である。
【００９３】  以上本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく幅広く適用されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９４】  本発明によると、有機物を含む原水を生活用水および／または飲料用水レベルまで浄水する水処理システムは、前記原水を生物処理するための微生物担体を含む１以上の生物処理槽とから構成された生物処理ユニットと、前記微生物処理ユニットにより浄水された原水中に含まれる微生物を殺菌するための殺菌装置と、を備え、前記生物処理ユニットの微生物担体は予め既知の微生物食物連鎖系を有する生物群を生息させていることを特徴としている。【００９５】  そのため、予め既知の微生物食物連鎖系を構築しているので、安定した能力で有機性処理水の生物処理を行うことができる。しかも予め既知の微生物食物連鎖系を構築しているために、処理水中に不明の微生物が混在していてもかかる微生物を抑制することが可能である。したがって、従来の生物処理システムと比較して微生物的安全性が極めて高い。【００９６】  本発明の特定の実施形態として、水源からの原水を循環槽に導入し、循環槽から光照射区画および磁気化区画を循環させて処理する殺菌装置であって、  （ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画と、  （ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画と、  （ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画と、  （ｄ）前記循環槽で処理した水からラジカルを消去して放流するための化学種・ラジカル種消去手段と、を有し、  前記各区画は、第１光照射区画、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路とを切り替え可能に接続されている殺菌装置を使用する。【００９７】  このような殺菌装置を使用することにより、生物処理槽で処理した処理水中の微生物を有意に殺滅することが可能であり、より安全性の高い水処理システムとすることができる。【００９８】  このようにして構成された本発明の水処理システムは、コンパクトでなおかつ微生物的安全性の高いシステムとすることができ、被災地や水事情のよくない地域等における生活用水として有効に利用することができる。【００９９】  しかも、本発明の水処理システムは、例えばコンテナ等に搭載して設置することができるので、設備の建築費等のコストも削減でき、このようなコンテナを車両や船舶等により移動して設置することにより移動可能な水処理システムとすることが可能である。
【符号の説明】
【０１００】  １，２  沈降タンク（前処理装置）
３  バッファタンク
２０  殺菌装置
３０  貯留タンク
【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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【図９】
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