(57)【要約】【課題】省エネルギーで、低コストで維持できる浄化処理方法、及びその浄化方法を備えた浄化槽を提供する。【解決手段】便所排水や生活雑排水からなる被処理汚水を流入させて処理する浄化処理方法であって、合併処理浄化槽を構成する嫌気ろ床槽及び接触曝気槽に代えて設けた、酸素透過膜からなる筒状体を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理工程と、前記筒状体に空気を送入する送風工程と、を備える浄化処理方法によって課題解決できた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理汚水を流入させて処理する浄化処理方法であって、
合併処理浄化槽を構成する嫌気ろ床槽及び接触曝気槽の工程に代えて設けた、
酸素透過膜からなる筒状体を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理工程と、
前記筒状体に空気を送入する送風工程と、を備えることを特徴とする浄化処理方法。
【請求項２】
被処理汚水を流入させて処理する浄化処理方法であって、
酸素透過膜からなる筒状体を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理工程と、
酸素透過膜からなる筒状体を浸漬し、又は曝気することによって有機物を分解、あるいは被処理汚水を好気化する後処理工程と、
前記筒状体に空気を送入する送風工程と、を備えることを特徴とする浄化処理方法。
【請求項３】
前記送風工程が、太陽電池により発電された電力を利用して送風することを特徴とする請求項１又は２に記載の浄化処理方法。
【請求項４】
前記生物処理槽に浸漬する酸素透過膜の膜面積を８ｍ２以上／人とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の浄化処理方法。
【請求項５】
被処理汚水を流入させて処理する浄化槽であって、
合併処理浄化槽を構成する嫌気ろ床槽及び接触曝気槽に代えて設けた、
酸素透過膜からなる筒状体を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理槽と、
前記筒状体に空気を送入する送風手段と、を備えることを特徴とする浄化槽。
【請求項６】
被処理汚水を流入させて処理する浄化槽であって、
酸素透過膜からなる筒状体を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理槽と、
酸素透過膜からなる筒状体を浸漬し、又は曝気することによって有機物を分解、あるいは被処理汚水を好気化する後処理槽と、
前記筒状体に空気を送入する送風手段と、を備えることを特徴とする浄化槽。
【請求項７】
前記送風手段が、太陽電池により発電された電力を利用して送風することを特徴とする請求項４又は５に記載の浄化槽。
【請求項８】
前記生物処理槽に浸漬する酸素透過膜の膜面積を８ｍ２以上／人とすることを特徴とする請求項５又は６に記載の浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、し尿を含む便所排水と、台所排水・風呂排水・洗濯排水などの生活雑排水との処理を、微生物の働きを利用して処理する省エネ型の浄化処理方法及び浄化槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
浄化槽は、一般的には合併処理浄化槽が普及しており、その合併処理浄化槽は、便所排水や生活雑排水からなる被処理汚水を流入させて夾雑物や大きい固形物を沈殿させて分離する原水槽、浮遊する固形物を沈殿・ろ過させて分離し嫌気性微生物で有機物を分解する嫌気ろ床槽、及び、空気を被処理汚水中に曝気させて好気性微生物で有機物を分解する接触曝気槽を備えている。
【０００３】
特許文献１には、下水その他の排水に対する無動力排水処理方法において、排水と大気との間に酸素透過膜を介して気液分離界面を形成し、自然通気により排水中の有機物および／または窒素を除去するための無動力排水処理方法であって、少なくとも以下の処理工程を包含することを特徴とする無動力排水処理方法であって、（１）酸素透過膜を介して排水中に大気酸素を取り込み、膜表面に発生する生物膜により有機物の好気性処理をおこなう。（２）排水中のアンモニア性窒素を酸化して硝酸性窒素を生成する。（３）硝酸性窒素を生物膜から遠ざかる嫌気環境下の排水中に拡散させて脱窒反応をおこなわせる無動力排水処理方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、脱窒性リン蓄積細菌を含む排水が供給される排水領域と、この排水領域に対して隔壁で区分された酸素領域と、この酸素領域に酸素を供給する酸素供給手段とを備えた排水処理装置において、前記隔壁は、前記酸素領域から前記排水領域に向かって酸素を透過可能に設けられるとともに、前記排水領域側の面に硝化細菌が担持され、前記酸素供給手段は、水中に溶存可能な状態で酸素を供給する排水処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１１１８５号公報
【特許文献２】特開２００６−８７９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に普及している合併処理浄化槽における有機物の分解は、生物学的処理によって行われており、特に好気性微生物による好気性処理が主体となっている。好気性処理には酸素は不可欠であり、一般的にはブロアを使った曝気によりなされている。排水処理エネルギーのほとんどはこのブロアに要するエネルギーであり、ランニングコストが高いという問題があった。
【０００７】
また、接触曝気槽では、常時曝気を行い好気性微生物の活動を維持する必要があり、安定的な電力供給が見込めない山岳地帯や途上国では普及が困難であるという問題があった。
【０００８】
特許文献１に記載の発明は、浄化処理能力の向上には、酸素透過膜の膜面積を増加させるために酸素透過膜からなるチューブを長くする必要があるが、無動力ではチューブ内の空気が流動しにくく酸素透過膜を介しての空気の交換が不十分であるという問題があった。
【０００９】
また、酸素透過膜からなるチューブを介した酸素透過量を増加させたり、酸素透過膜のコストを下げるには、酸素透過膜の膜厚を薄くする必要があるが、前記膜厚を薄くすると浄化槽内の非処理汚水の水圧によりチューブの中空の形状を維持できないという問題があった。
【００１０】
特許文献２に記載の発明は、酸素を透過可能な隔壁に、段落［００１７］に記載されているように硝化細菌が付いたスラグウールを巻き付けるなどの硝化細菌を担持しなければならないため、硝化細菌を担持させるためのコストがかかるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、省エネルギーで、低コストで維持できる浄化処理方法、及びその浄化方法を備えた浄化槽を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の浄化処理方法７０は、被処理汚水８０を流入させて処理する浄化処理方法７０であって、合併処理浄化槽５０を構成する嫌気ろ床槽５３及び接触曝気槽５４の工程に代えて設けた、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理工程７１と、前記筒状体４に空気を送入する送風工程７３と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の浄化処理方法７０は、被処理汚水８０を流入させて処理する浄化槽１において、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理工程７１と、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬し、又は曝気することによって有機物を分解、あるいは被処理汚水８０を好気化する後処理工程７２と、前記筒状体に空気を送入する送風工程７３と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の浄化処理方法７０は、請求項１又は２において、前記送風工程７３が、太陽電池３０により発電された電力を利用して送風することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の浄化処理方法７０は、請求項１又は２において、前記生物処理槽に浸漬する酸素透過膜の膜面積を８ｍ２以上／人とすることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の浄化槽１は、被処理汚水８０を流入させて処理する浄化槽１であって、合併処理浄化槽を構成する嫌気ろ床槽５３及び接触曝気槽５４に代えて設けた、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理槽６と、前記筒状体４に空気を送入する送風手段３と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の浄化槽１は、被処理汚水８０を流入させて処理する浄化槽１において、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理槽６と、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬し、又は曝気することによって有機物を分解、あるいは被処理汚水８０を好気化する後処理槽７と、前記筒状体に空気を送入する送風手段３と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の浄化槽１は、請求項５又は６において、前記送風手段３が、太陽電池３０により発電された電力を利用して送風することを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の浄化槽１は、請求項５又は６において、前記生物処理槽に浸漬する酸素透過膜の膜面積を８ｍ２以上／人とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
合併処理浄化槽５０において、嫌気性微生物が活動し有機物を分解する嫌気ろ床槽５３内では、好気性微生物を活動させるための空気を曝気させると嫌気性微生物が死活するうえ、曝気された気泡によって固形物が浮遊し沈殿しないため、嫌気ろ床槽５３としての機能が喪失する。したがって、一般的に、空気を供給する槽は接触曝気槽５４しか考えられておらず、嫌気ろ床槽５３に空気を供給させた浄化槽は存在していません。
【００２１】
特許文献１に記載の発明は、無動力排水処理方法でブロア等の動力源を無とする発明であって、特許文献１の段落［００３３］の表２の比較が、従来方法の合併処理浄化槽５０の接触曝気槽５４においてポンプなどの動力を使用する場合と無動力の場合とを比較した表であります。特許文献１の発明は接触曝気槽５４内で酸素透過膜の使用によって無動力化を意図した発明であり、酸素を曝気させない嫌気ろ床槽５３内における酸素透過膜の使用を意図していません。
【００２２】
一般的な合併処理浄化槽５０に対して、本発明は、嫌気ろ床槽５３に空気を供給し、従来の嫌気ろ床槽５３内で空気を必要とする好気性微生物による有機物の分解をさせる発明である。固形物を沈殿させながら、嫌気性微生物によって有機物を分解する嫌気ろ床槽５３内において、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬させることによって、好気性微生物による有機物の分解をさせることを初めて実現させた浄化槽１である。
【００２３】
このように、嫌気ろ床槽５３の機能である、浮遊する固形物を沈殿・ろ過させて分離し嫌気性微生物で有機物を分解する機能と、接触曝気槽５４の機能である、空気を被処理汚水中に曝気させて好気性微生物で有機物を分解する機能を同一の槽で可能にすることは、当業者において容易に想達できるものではなく、本発明の発明者によって初めて実現できた。
【００２４】
その実現により、従来の嫌気ろ床槽５３の固形物を沈殿させるという機能を活かした状態で好気処理を加えることができること、並びに、好気性処理は嫌気性処理と比較して有機物の分解処理が速いという長所があることから、従来の嫌気ろ床槽５３の機能を保持する生物処理槽６内で有機物の分解を飛躍的に促進するという効果を奏する。
【００２５】
また、酸素透過膜４１を用いた酸素供給は、曝気と異なり汚水を動かすことなく好気性微生物に酸素を供給できる。そして、生物処理工程７１において、酸素透過膜４１からなる筒状体４の外周面に好気性微生物の生物膜６０を形成し、さらに好気性微生物の生物膜６０の外周面に嫌気性微生物の生物膜６１を形成し、二重膜構造を形成させたことによって、酸素透過膜４１直近のみを好気環境にし、酸素透過膜４１から離れた範囲を嫌気環境にできるので、嫌気ろ床槽５３に求められる固形物の沈殿や嫌気性微生物による有機物分解を妨害することなく、好気性処理を同時実施できるという効果を奏する。また生物膜６０、６１が自然に形成されるので、酸素透過膜４１の外周面に生物膜６０、６１を人手で担持しなくてもよいので維持コストがかからないという効果を奏する。
【００２６】
被処理汚水８０中の予測される有機物の最大含有量を十分に分解可能となるように酸素透過膜の面積を確保することによって、生物処理槽６において有機物の分解がほとんど完了させることができるので、現状の普及している合併処理浄化槽５０を構成する嫌気ろ床槽５３と、接触曝気槽５４の２つの槽を、本発明の浄化槽１では生物処理槽６の１つの槽に減じられるので、浄化槽をコンパクト化できるという効果を奏する。
【００２７】
また、曝気では酸素の供給効率は数％といわれており、大部分は大気中へと飛散する。一方、酸素透過膜４１で酸素を透過させる場合は、酸素透過膜４１を透過した酸素は１００％生物膜６０に供給される。このため、被処理汚水８０中への無駄に供給される酸素量がないため空気の送入量を少なくできることから、送風手段３の必要な出力を小さくすることができ、省エネルギー化を実現するという効果を奏する。
【００２８】
酸素透過膜４１からなる筒状体４の外周面に生成された生物膜６０への酸素供給は、生物膜６０が酸素を消費することにより酸素透過膜４１内に濃度勾配が生じ筒状体４内から生物膜６０への自然拡散が起こることによって行われる。このため、筒状体４内への空気の送入圧力は曝気の場合ほど高圧にする必要はなくなり、送入圧力を低くすることができ、省エネルギー化を実現するという効果を奏する。
【００２９】
生物膜６０が酸素を消費することにより、酸素透過膜４１からなる筒状体４内部の酸素濃度は減少する。酸素濃度が低下すると生物膜６０への酸素供給が減少し、排水処理能力が低下する。無動力の場合は、筒状体を長くした場合、嫌気ろ床槽５３内に浸漬した筒状体の先端部にいくほど酸素を含有する新鮮な空気との交換が困難となって浄化槽の排水処理能力が低下するが、本発明の送風手段３を備える場合は、常に嫌気ろ床槽５３内に浸漬した筒状体４の先端部まで新鮮な空気が送り込まれるので安定した排水処理能力を維持できるという効果を奏する。
【００３０】
筒状体４内にはブロア等の送風手段３で空気を送り込んでいるので、可撓性を有し薄肉の筒状体４であっても、送気される空気を加圧させることにより、筒状体４の内圧を浄化槽１内の被処理汚水８０の水圧より高くすることができ、これによって筒状体４の中空状態を維持でき、常時空気を十分に流動させることができるという効果を奏する。また、筒状体４を薄膜化でき購入コストを低減できる。
【００３１】
筒状体４を嫌気ろ床槽５３内に浸漬すると、嫌気ろ床槽５３の有効容積が筒状体４の体積にほぼ相当する分だけ小さくなる。無動力の場合は、筒状体内部の空気を自然拡散により交換しようとすると、筒状体の外径を太くし大気に対する開口部を多く設ける必要がある。この場合において有効容積を確保しようとすると嫌気ろ床槽５３の容積を一般的な大きさより大きくしなければならない。これに対して、本発明の浄化槽１のようにブロア等の送風手段３で筒状体４に空気を送り込む場合は、筒状体４の外径を小さくすることができることで占有率を小さくでき、また開口部は最低１つでよく筒状体４の設置形態の自由度が増す。このため浄化槽をコンパクト化できるという効果を奏する。
【００３２】
請求項２又は６に記載の発明は、請求項１又は５に記載の発明と同じ効果を奏するとともに、さらに、一般的な嫌気ろ床槽５３の機能を保持する生物処理槽６で有機物の分解を促進できることにより、後処理槽７における有機物負荷が低減されることから酸素を含有する空気の曝気量を低減でき、省エネルギー化を実現するという効果を奏する。
【００３３】
生物処理槽６において有機物の分解がほとんど完了する場合は、後処理槽７では主として有機物分解が完了した被処理汚水８０の好気化が行われ、さらに硫化水素除去などの水質改善がなされるという有利な効果を奏する。この場合は、曝気量はより少量で供給圧力を低くすることができ、送風手段３の必要な出力を小さくすることができ、省エネルギー化を実現するという効果を奏する。
【００３４】
後処理槽７に空気を曝気させる場合は好気性微生物による有機物の分解、並びに被処理汚水８０を好気化し水質の改善が一段とすすむという効果を奏し、空気を大気中に放出する場合は送風手段３である例えばブロアの出力を小さくできるという効果を奏する。
【００３５】
請求項３及び７に記載の発明は、請求項１、２、５及び６に記載の発明と同じ効果を奏するとともに、さらに太陽電池３０により発生する電力を使用するので、安定的な電力供給が見込めない山岳地帯や途上国において普及がすすむという効果を奏する。そして、既存電力を使用しないで再生可能エネルギーとして太陽電池３０を活用するので低炭素社会に貢献するという効果を奏する。
【００３６】
請求項４及び８に記載の発明は、請求項１、２、５又は６に記載の発明と同じ効果を奏するとともに、さらに、生物処理槽６において有機物の分解を９０％以上完了させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の請求項１に記載の浄化槽の概要図である。
【図２】本発明の筒状体をコイル状とした請求項２に記載の浄化槽の概要図である。
【図３】本発明の筒状体を棒状とした浄化槽の概要図である。
【図４】本発明の後処理槽の筒状体の端部を大気中とした浄化槽の概要図である。
【図５】一般的な合併処理浄化槽の概要図である。
【図６】酸素透過膜からなる筒状体で、（ａ）が表面がストレート状、（ｂ）がジャバラ状を示した説明図である。
【図７】生物処理工程において、酸素透過膜からなる筒状体の外周面に好気性微生物の生物膜を形成し、さらに好気性微生物の生物膜の外周面に嫌気性微生物の生物膜を形成した形態の説明図である。
【図８】本発明の浄化処理工程を示すフロー図である。
【図９】１日１人当たりのＢＯＤ負荷量を４０ｇとしたときの、筒状体の酸素透過膜の膜面積とＢＯＤ除去率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
一般的に普及している合併処理浄化槽５０は、図５に示すように、便所排水や生活雑排水からなる被処理汚水８０を流入させて夾雑物や大きい固形物を沈殿させて沈殿物２０として分離させる原水槽５、さらに浮遊する固形物を沈殿・ろ過させ分離して嫌気性微生物によって有機物を分解する嫌気ろ床槽５３、空気を被処理汚水８０中に曝気させて好気性微生物で有機物を分解する接触曝気槽５４を備えている。そして、接触曝気槽５４から下流に沈殿室８と消毒室９が備えられている。また、接触曝気槽５４に送風される空気は、商用電源５１で作動するブロア等の送風手段５２から送風される。
【００３９】
本発明に係る浄化槽１は、図１に示すように、便所排水や生活雑排水からなる被処理汚水８０を流入させて処理する浄化槽１であって、合併処理浄化槽５０を構成する嫌気ろ床槽５３及び接触曝気槽５４に代えて設けた、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬し、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理槽６と、前記筒状体４に空気を送入する送風手段３とを備える。
【００４０】
また他の形態として、本発明に係る浄化槽１は、図２乃至図４に示すように、請求項１に記載の浄化槽１に後処理槽７を追加した浄化槽１であって、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬した生物処理槽６と、酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬し、または散気部材２２で曝気することにより好気性微生物によって有機物を分解させる後処理槽７と、前記筒状体４に空気を送入する送風手段３とを備える。
【００４１】
本発明の浄化処理方法７０は、図８に示すフロー図に記載されており、夾雑物除去工程、生物処理工程７１、後処理工程７２、沈殿工程、消毒工程からなる浄化工程のうちの生物処理工程７１及び後処理工程７２を備え、太陽電池３０から電力の供給を受ける送風工程７３も備える。生物処理工程７１は生物処理槽６に相当し、後処理工程７２は後処理槽７に相当し、送風工程７３は送風手段３に相当する。
【００４２】
本発明に係る生物処理槽６は、一般的な合併処理浄化槽５０の嫌気ろ床槽５３からろ床５５を取り出して、従来の嫌気ろ床槽５３内に、空気を送風手段３で送入された、シリコン等の酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬した槽に相当する。
【００４３】
シリコン等の酸素透過膜４１からなる筒状体４の形態は、チューブ状の中空体であり、図６（ａ）に示すように筒状体４の表面形状が平滑な面からなるパイプ状や、図６（ｂ）に示すように筒状体４の表面形状が凹凸状となるジャバラ状がある。ジャバラ状の形状の場合は、筒状体４の表面積が大きくなるのでより多くの酸素を透過できる。
【００４４】
そして、チューブ状の筒状体４は、図２に示すようにコイル状に浸漬した形態、図３又は図４に示すように槽内に垂直方向あるいは水平方向に配列した形態がある。
【００４５】
シリコン等の酸素透過膜４１からなる筒状体４の内部には、送風手段３で空気が強制的に送入される。シリコン等の酸素透過膜４１からなる可撓性を有する筒状体４が、生物処理槽６や後処理槽７内に充満された被処理汚水８０の圧力によって押し潰されることが懸念される場合においても送風手段３で加圧することにより中空体の形状を維持できる。
【００４６】
また、送風手段３を備えることによって、送風手段を備えない無動力の場合に比較して筒状体の体積を小さくすることができる。無動力の場合は、筒状体内部の空気を自然拡散により交換しようとすると、筒状体の外径を太くし大気に対する開口部を多く設ける必要がある。そのため、無動力の場合の筒状体４の外径を１０ｃｍとし、送風手段３によって空気を供給する場合の筒状体４の外径を１ｃｍとすると、筒状体の表面積を同一にした場合でそれぞれの筒状体の体積は計算上で表１に示すように、無動力の場合に比較して送風手段を備えた場合の方が体積は１／１０でよいという大きな差があり、送風手段３によって空気を供給する場合の方が筒状体４をコンパクト化でき、これによって浄化槽１をコンパクト化できるという効果を奏する。なお、［実施例２］に示すように無動力の場合は、外径を１０ｃｍとしても筒状体内部の空気の交換は不十分である。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
まず、生物処理槽６について説明する。生物処理槽６内には酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬する。図７に示すように、生物処理槽６内に浸漬した酸素透過膜４１からなる筒状体４の外周面には、好気性微生物の生物膜６０が形成され、さらに好気性微生物の生物膜６０の外周面には嫌気性微生物の生物膜６１を形成され、筒状体４の外周面は好気性微生物の生物膜６０と嫌気性微生物の生物膜６１との二重膜構造が形成される。前記嫌気性微生物の生物膜６１が嫌気ろ床槽５３のろ床５５の代替的な存在となる。
【００４９】
生物処理槽６内では、空気を曝気しないので生物処理槽６内の被処理汚水８０が気泡でかき混ぜられることはなく静置状態となるので、被処理汚水８０に浮遊する固形物を沈降させて生物処理槽６内の底面上に沈殿させることができる。そして、酸素透過膜４１からなる筒状体４の外周面に形成された好気性微生物の生物膜６０によって被処理汚水８０中の有機物の分解が促進され、同時並行で嫌気性微生物の生物膜６１によって被処理汚水８０中の有機物の分解も行われる。
【００５０】
したがって、一般的な嫌気ろ床槽５３は固形物の分離と嫌気性微生物による有機物の分解しかできなかったが、本発明の生物処理槽６は固形物の分離と嫌気性微生物による有機物の分解に加えて好気性微生物による有機物の分解ができる。さらに、生物処理槽６は、被処理汚水８０中の予測される有機物の最大含有量を十分に分解可能となるように酸素透過膜の面積を確保することによって、被処理汚水８０中の有機物の分解をほとんど完了させることができる。
【００５１】
次に、後処理槽７について説明する。後処理槽７内には酸素透過膜４１からなる筒状体４を浸漬し、浸漬した筒状体４の先端部の開放口から、図４に示すように空気を大気中へ排出させる、又は図３に示すように空気を被処理汚水８０中で曝気させる。また、後処理槽７内には好気性微生物を担保する接触材２３を配設してもよい。
【００５２】
後処理槽７の上流に位置する生物処理槽６において、好気性微生物による分解が実施されることで後処理槽７での有機物負荷量を減じることができ、送風手段３の送風させる風量を少なくすることができる。これにより、送風手段３の消費電力を小さくさせることができるので、省エネルギー効果が生じ、浄化槽１に設けられた小型の太陽電池３０により発電された電力を蓄えた蓄電装置３１から電力を供給されることができる。また、直流交流変換などは制御装置３２で行われる。
【００５３】
生物処理槽６において被処理汚水８０中の有機物の分解がほとんど完了できる使用量の場合には、後処理槽７を省略できる。あるいは、後処理槽７では主として有機物分解が完了した被処理汚水８０の好気化が行われ、浄化槽１外に放流される放流水８１となる段階で放流水８１中の硫化水素除去などの水質改善がなされる。
【００５４】
そして、水質改善がなされた放流水８１は、後処理槽７に隣接した沈殿室８と消毒室９を通過して浄化槽１の外に放流される。
【実施例１】
【００５５】
外径１０ｍｍ、内径６ｍｍ、膜厚２ｍｍのシリコンチューブ約５００ｍを生物処理槽６に浸漬させ、エアポンプでチューブ内に空気を送入した。
【００５６】
表２に示す水質の汚水を水理学的滞留時間（ＨＲＴ）約２日で浄化槽１に流入させ、シリコンチューブ外周面に生物膜６０、６１が形成され処理が安定した後、放流水８１の水質を測定した。その結果を表２に示す。なお、実験時の水温は、１６〜２５℃であった。
【００５７】
【表２】
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【００５８】
表２より、有機物の指標である生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）及び浮遊物質（ＳＳ）濃度が激減し、透視度が向上していることから汚水が浄化されたのがわかる。
【００５９】
また、７人槽の浄化槽１の場合、一般的な合併処理浄化槽５０では空気供給量は約８０Ｌ／分が必要であり、その消費電力は約５０Ｗ／ｈに対して、本発明の合併処理浄化槽２では空気供給量は１〜２Ｌ／分、消費電力は１Ｗ／ｈ以下でよい。したがって、ブロワー等の空気供給手段の電力量を大幅に削減できるという省エネ効果を有する。
【実施例２】
【００６０】
筒状体に空気を供給しない無動力の場合と、筒状体４に空気を供給する送風手段３を備えた場合との筒状体内部の酸素濃度及びＢＯＤ除去率を比較した。一本の筒状体を縦方向で深さ１．５ｍの処理槽内に浸漬し、無動力の場合は最深部の酸素濃度を、送気手段３を備えた場合は筒状体から排気される空気の酸素濃度を測定した。ＢＯＤ膜面積負荷及び水温を略同一条件で実施した。また、送気手段３を備えた場合の筒状体の外径1ｃｍに対して無動力の場合は外径を１０ｃｍとした。その結果を表３に示す。
【００６１】
【表３】
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【００６２】
表３から、無動力の場合は膜内部の酸素濃度が８．６％と空気の交換が不十分である。その結果、生物膜への酸素の供給が十分に行われていないでＢＯＤ除去率が７８％しかならないのに対して、本発明の送風手段３を備えた場合は酸素濃度が１９％を有しＢＯＤ除去率が９０％に達するという顕著な効果を奏する。
【実施例３】
【００６３】
酸素透過膜上に形成した生物膜上にＢＯＤ約２００ｍｇ／ｌの模擬排水を流し、膜面積１ｍ２当たりの処理能力を測定した。一方、浄化槽の人員算定には、ＢＯＤ負荷量を１日１人当たり４０ｇと設定することが一般的であることから、ＢＯＤ負荷量を１日４０ｇとし、筒状体４の酸素透過膜４１の膜面積とＢＯＤ除去率との関係を求めた。その結果を図９に示す。
【００６４】
図９より、酸素透過膜４１の膜面積が５ｍ２のときのＢＯＤ除去率が約６２％、酸素透過膜４１の膜面積が１０ｍ２のときのＢＯＤ除去率が約９３％、酸素透過膜４１の膜面積が２０ｍ２のときのＢＯＤ除去率が約９８％であることから、浄化槽１を１人が使用する使用方法の場合には、ＢＯＤ除去率を略９０％を確保する場合には酸素透過膜４１の膜面積が少なくとも８ｍ２以上備えることがわかる。人数が増加するごとに必要な酸素透過膜４１の膜面積は人数に比例して拡大させる必要がある。
【００６５】
したがって、請求項１に記載の浄化槽１の場合のように生物処理槽６のみの処理で放流させる場合には、生物処理槽６に浸漬する酸素透過膜４１の膜面積を８ｍ２以上／人とすることによって、ＢＯＤ除去率を９０％以上確保することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１          浄化槽
２          合併処理浄化槽
３          送風手段
４          筒状体
５          原水槽
６          生物処理槽
７          後処理槽
８          沈殿室
９          消毒室
２０          沈殿物
２２          散気部材
２３          接触材
３０          太陽電池
３１          蓄電装置
３２          制御装置
４１          酸素透過膜
６０          生物膜
６１          生物膜
５０          合併処理浄化槽
５１          商用電源
５２          送風手段
５３          嫌気ろ床槽
５４          接触曝気槽
５５          ろ床
７０          浄化処理方法
７１          生物処理工程
７２          後処理工程
７３          送風工程
８０          被処理汚水
８１          放流水
【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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