(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水流入口から流入した流入汚水と汚泥混合口から入った汚泥との混合液に対し微生物を接触させるとともに、この混合液に対し微生物を働かせることにより、代謝生産物を経て、この混合液を分解処理した処理汚水を処理汚水出口から排出する嫌気処理路として、この汚水流入口と処理汚水出口との間には断面筒状をなす外壁を延設して接続した嫌気処理管を採用するとともに、この嫌気処理管にはその延設方向に沿って前記汚泥混合口を複数設け、
前記嫌気処理管で処理された処理汚水を処理汚泥と処理水とに分離してその処理汚泥を前記嫌気処理管で流入汚水と混合する汚泥として前記嫌気処理管の各汚泥混合口に返送する固液分離処理管を前記嫌気処理管の処理汚水出口に接続した
ことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
汚水流入口から流入した流入汚水と汚泥混合口から入った汚泥との混合液に対し微生物を接触させるとともに、この混合液に対し微生物を働かせることにより、代謝生産物を経て、この混合液を分解処理した処理汚水を処理汚水出口から排出する嫌気処理路として、この汚水流入口と処理汚水出口との間には断面筒状をなす外壁を延設して接続した嫌気処理管を採用するとともに、この嫌気処理管にはその延設方向に沿って前記汚泥混合口を複数設け、
前記嫌気処理管で処理された処理汚水に対し酸素供給条件下で微生物を働かせることにより、その処理汚水を分解処理する好気処理管を前記嫌気処理管の処理汚水出口に接続し、
前記好気処理管で処理された処理汚水を処理汚泥と処理水とに分離してその処理汚泥を前記嫌気処理管で流入汚水と混合する汚泥として前記嫌気処理管の各汚泥混合口に返送する固液分離処理管を前記好気処理管に接続した
ことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項３】
前記嫌気処理管は、汚水流入口と処理汚水出口との間で延設した主管の途中で、この主管よりも広がった滞留管を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の汚水処理装置。
【請求項４】
前記嫌気処理管は、汚水流入口と処理汚水出口との間で延設した主管の途中で、この主管に対し互いに並列接続された複数の分岐管からなる滞留管を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の汚水処理装置。
【請求項５】
前記嫌気処理管の一部または全部は撓み管であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項に記載の汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物を利用した汚水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、汚水処理装置の汚水流入設備においては、タンクを主体として利用し、管を各タンクの接続手段として利用していたので、タンクの設置スペースを必要とし、大型化するとともに複雑な構造になるおそれがあった。また、従来の汚水処理装置において汚水流入設備は、活性汚泥を利用した爆気タンクに汚水を集めて単に入れる本来の機能しか有していなかった。
【０００３】
この発明は、汚水処理装置を簡略化することを目的としている。また、この発明は、悪臭源やスカムなどの発生を抑制して軽減する機能も汚水流入設備に持たせることも目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
後記実施形態の図面（図１に示す第一実施形態、図２に示す第二実施形態、図３に示す第三実施形態、図４に示すそれらの実施形態の別例、図５に示す第四実施形態）の符号を援用して本発明を説明する。
【００１０】
＊  請求項１の発明（図２参照）
この発明にかかる汚水処理装置（Ｓ１）においては、汚水流入口（５）から流入した上流側汚水である流入汚水（１７）と汚泥混合口（１４，１５）から入った汚泥（処理汚泥１８）との混合液（１９）である下流側汚水に対し微生物を接触させるとともに、この上流側汚水である混合液（１９）に対し微生物を働かせることにより、代謝生産物を経て、この混合液（１９）を分解処理した下流側汚水としての処理汚水（２０）を処理汚水出口（６）から排出する嫌気処理路として、この汚水流入口（５）と処理汚水出口（６）との間には断面筒状をなす外壁を延設して接続した嫌気処理管（４）を採用するとともに、この嫌気処理管（４）にはその延設方向に沿って前記汚泥混合口（１４，１５）を複数設け、この嫌気処理管（４）で処理された処理汚水（２０）を処理汚泥（１８）と処理水（２２）とに分離してその処理汚泥（１８）を前記嫌気処理管（４）で流入汚水（１７）と混合する汚泥として前記嫌気処理管（４）の各汚泥混合口（１４，１５）に返送する固液分離処理管（１０）を備えている。この場合、嫌気処理管（４）とは、前述したように断面筒状をなす外壁が所定長さだけ任意形態で延設された管であって、一本の管ばかりではなく、複数本の管を互いに連結したものも含み、管の内径及び外径や管の材質などが同一であっても異なっていてもよく、例えば、柔軟性を有するゴムホース等の可撓ホ−ス（撓み管）や、柔軟性のない鋼管や樹脂管等を採用することができる。前記各汚泥混合口（１４，１５）については、嫌気処理管（４）において汚水流入口（５）と処理物出口（６）との間で一または二以上設けることができる。
【００１１】
この発明では、タンクを利用せず既存の管（４）を有効利用した簡単な設備により、汚水処理装置（Ｓ１）を簡略化することができる。また、嫌気処理管（４）で微生物接触域を広げて微生物反応時間を長くすることができる。従って、汚泥（１８）を利用した嫌気処理により、悪臭源やスカムなどの発生を抑制して軽減することができる。さらに、嫌気処理管（４）で処理された処理汚水（２０）から分離した処理汚泥（１８）を嫌気処理管（４）への流入汚水（１７）に返送しているので、処理汚泥（１８）を循環させた嫌気処理により、悪臭源やスカムなどの発生をより一層抑制して軽減するとともに、汚泥の発生も抑制することができる。
【００１２】
＊  請求項２の発明（図１参照）
この発明にかかる汚水処理装置（Ｓ１）においては、汚水流入口（５）から流入した上流側汚水である流入汚水（１７）と汚泥混合口（１４，１５）から入った汚泥（処理汚泥１８）との混合液（１９）である下流側汚水に対し微生物を接触させるとともに、この上流側汚水である混合液（１９）に対し微生物を働かせることにより、代謝生産物を経て、この混合液（１９）を分解処理した下流側汚水としての処理汚水（２０）を処理汚水出口（６）から排出する嫌気処理路として、この汚水流入口（５）と処理汚水出口（６）との間には断面筒状をなす外壁を延設して接続した嫌気処理管（４）を採用するとともに、この嫌気処理管（４）にはその延設方向に沿って前記汚泥混合口（１４，１５）を複数設け、この嫌気処理管（４）で処理された処理汚水（２０）に対し酸素供給条件下で微生物を働かせることにより、その処理汚水（２０）を分解処理する好気処理管（９）を備え、この好気処理管（９）で処理された処理汚水（２１）を処理汚泥（１８）と処理水（２２）とに分離してその処理汚泥（１８）を前記嫌気処理管（４）で流入汚水（１７）と混合する汚泥として返送する前記嫌気処理管（４）の各汚泥混合口（１４，１５）に返送する固液分離処理管（１０）を備えている。
【００１３】
この発明では、請求項１の発明の効果に加え、汚泥（１８）を利用した好気処理により、嫌気処理管（４）で処理された処理汚水（２０）を浄化することができるばかりではなく、好気処理管（９）で浄化された処理汚水（２１）から分離して活性化された処理汚泥（１８）を嫌気処理管（４）への流入汚水（１７）に返送しているので、悪臭源やスカムなどの発生をより一層抑制して軽減するとともに、汚泥の発生も抑制することができる。
【００１４】
＊  請求項３の発明
この発明において、請求項１または請求項２の発明に記載の嫌気処理管（４）は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、汚水流入口（５）と処理汚水出口（６）との間で延設した主管（７ａ，８ａ）の途中で、この主管（７ａ，８ａ）よりも広がった滞留管（７ｂ，８ｂ）を有している。この発明では、嫌気処理管（４）の滞留管（７ｂ，８ｂ）で微生物反応時間を長くすることができる。従って、悪臭源やスカムなどの発生をより一層抑制して軽減することができる。
【００１５】
＊  請求項４の発明
この発明において、請求項１または請求項２の発明に記載の嫌気処理管（４）は、図４（ｃ）に示すように、汚水流入口（５）と処理汚水出口（６）との間で延設した主管（７ａ，８ａ）の途中で、この主管（７ａ，８ａ）に対し互いに並列接続された複数の分岐管（７ｃ，８ｃ）からなる滞留管（７ｂ，８ｂ）を有している。この発明では、嫌気処理管（４）の滞留管（７ｂ，８ｂ）で微生物反応時間を長くすることができる。従って、悪臭源やスカムなどの発生をより一層抑制して軽減することができる。
【００１６】
＊  請求項５の発明（図１〜２参照）
この発明においては、請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項の発明に記載の嫌気処理管（４）の一部または全部を撓み管にしたので、汚水処理装置（Ｓ１）の配管が行い易くなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第一実施形態にかかる汚水処理装置について図１（ａ）（ｂ）及び図３（ｃ）（ｄ）を参照して説明する。
【００２２】
この汚水処理装置Ｓ１は嫌気処理部１と好気処理部２と固液分離部３とからなる。
この嫌気処理部１は、嫌気処理手段としての耐気性部（一次処理部）及び絶対嫌気性部（二次処理部）を有する断面円筒状の嫌気処理管４を備え、汚水流入口５と処理汚水出口６（処理物出口）とを有している。この嫌気処理管４は、汚水流入口５から所定長さだけ所定形態で延設された断面円筒状の主管である耐気性管７（前記耐気性部）と、この耐気性管７から処理汚水出口６まで所定長さだけ所定形態で延設された断面円筒状の主管である絶対嫌気性管８（前記絶対嫌気性部）とを備えている。この耐気性管７や絶対嫌気性管８として、柔軟性を有するゴムホース等の可撓ホ−ス（撓み管）や、柔軟性のない鋼管や樹脂管等を利用している。この嫌気処理管４（耐気性管７や絶対嫌気性管８）の形態については、設置場所に応じて適宜決定され、例えば、渦巻き状に延設したりコイルばね状に延設したり蛇行状に延設したりして設置スペースを節約する。この嫌気処理管４（耐気性管７や絶対嫌気性管８）の長さや内外径は、一般家庭の住宅やマンション等の集合住宅や工場などの設置場所により異なり、必要な処理能力に応じて決定される。また、既存の汚水配管内に可撓ホ−スを通してもよい。
【００２３】
前記好気処理部２（好気処理手段）は前記嫌気処理管４（耐気性管７や絶対嫌気性管８）よりも大径の好気処理管９（微好気性部）を備え、この好気処理管９が前記絶対嫌気性管８の処理汚水出口６に連結されている。また、前記固液分離部３（固液分離手段）は、前記嫌気処理管４（耐気性管７や絶対嫌気性管８）よりも大径の固液分離処理管１０を備え、前記好気処理管９に対し接続管１１により連結されている。この固液分離処理管１０には処理汚泥排出口１２と処理水排出口１３とが設けられている。この固液分離処理管１０の処理汚泥排出口１２は、前記嫌気処理管４（耐気性管７や絶対嫌気性管８）にその延設方向に沿って設けられた複数の汚泥混合口１４，１５に対し汚泥返送路としての汚泥返送管１６により接続されている。
【００２４】
流入汚水１７は、まず、前記耐気性管７の汚水流入口５に至る。この耐気性管７では、後述するように前記固液分離処理管１０から汚泥返送管１６により返送された処理汚泥１８（活性汚泥）が、複数の汚泥混合口１４から取り込まれ、酸素が少ない状態にある流入汚水１７に混合されるとともに、この処理汚泥１８からのみ酸素が流入汚水１７に補充される。この耐気性管７内では、前記処理汚泥１８内の微生物が、流入汚水１７への処理汚泥１８の取り込み位置Ｐで、混合液１９（各汚泥混合口１４において取り込み位置Ｐよりも上流側の汚水に対し処理汚泥１８が混合された下流側の汚水）に接触する。ちなみに、流入汚水１７（上流側汚水）は、汚水流入口５に最も近い汚泥混合口１４から、前記絶対嫌気性管８に最も近い汚泥混合口１４に至るほど、処理汚泥１８との混合に伴い微生物との接触が促進されて順次改善処理された混合液１９（下流側汚水）となる。
【００２５】
次に、前述したように耐気性管７で処理汚泥１８との混合に伴い順次改善処理された混合液１９は、前記絶対嫌気性管８に至る。この混合液１９が耐気性管７の汚水流入口５から絶対嫌気性管８の処理汚水出口６に至るまでの間に、混合液１９に対し微生物が働くと、酸素の供給が極めて少ない状態で、混合液１９は、有機酸やアルコールなどの代謝生産物を経て、二酸化炭素や水や硫化水素やメタンや窒素ガスなどに分解処理される。その場合、悪臭発生源となる脂肪及び油を吸着及び酸化して悪臭を除去する。この絶対嫌気性管８においても、後述するように前記固液分離処理管１０から汚泥返送管１６により返送された処理汚泥１８（活性汚泥）が、複数の汚泥混合口１５から取り込まれて混合液１９（各汚泥混合口１５において取り込み位置Ｐよりも上流側の汚水）に混合される。この絶対嫌気性管８内では、前記処理汚泥１８内の微生物が、混合液１９への処理汚泥１８の取り込み位置Ｐで、混合液１９に補充されて処理汚水２０（各汚泥混合口１５において取り込み位置Ｐよりも下流側の汚水）となる。ちなみに、混合液１９（上流側汚水）は、耐気性管７に最も近い汚泥混合口１５から、絶対嫌気性管８の処理汚水出口６に最も近い汚泥混合口１５に至るほど、処理汚泥１８との混合に伴い微生物による分解処理が促進されて順次改善処理された処理汚水２０（下流側汚水）となる。
【００２６】
次に、前記絶対嫌気性管８で処理された処理汚水２０は前記好気処理管９（例えばエア供給攪拌機能を有する曝気管）に至る。この処理汚水２０に対し酸素供給条件下で微生物が働くと、この処理汚水２０において、窒素化合物がアンモニアや硝酸塩などに、一部の有機化合物が二酸化炭素や水になどに、それぞれ分解処理される。その場合、この微生物は曝気管でスカム発泡を抑制する。
【００２７】
次に、前記好気処理管９で処理された処理汚水２１は前記固液分離処理管１０（例えば沈殿管）に至る。この処理汚水２１は、前記処理汚泥排出口１２から排出される処理汚泥１８と、前記処理水排出口１３から排出される処理水２２とに分離される。この処理水２２は例えば河川などに放流される。この処理汚泥１８は、前記耐気性管７で流入汚水１７と混合される汚泥として前記汚泥返送管１６により強制的に返送されるとともに、前記絶対嫌気性管８で混合液１９と混合される汚泥として前記汚泥返送管１６により強制的に返送される。なお、固液分離処理管１０からの処理汚泥１８とは別に汚泥を供給管２３から補充的に投入してもよい。
【００２８】
次に、本発明の第二実施形態にかかる汚水処理装置について第一実施形態との相違点中心に図２（ａ）（ｂ）及び図３（ｃ）（ｄ）を参照して説明する。
この汚水処理装置Ｓ１においては、前記第一実施形態における嫌気処理管４（耐気性管７や絶対嫌気性管８）が十分に長い場合には分解処理が促進されるため、前記第一実施形態における好気処理部２が省略され、前記絶対嫌気性管８の処理汚水出口６が前記固液分離処理管１０に連結されている。そのため、絶対嫌気性管８で処理された処理汚水２０が固液分離処理管１０に至る。この処理汚水２０は、処理汚泥排出口１２から排出される処理汚泥１８と、処理水排出口１３から排出される処理水２２とに分離される。
【００２９】
次に、本発明の第三実施形態にかかる汚水処理装置について第一実施形態との相違点中心に図３（ａ）（ｂ）及び図３（ｃ）（ｄ）を参照して説明する。
この汚水処理装置Ｓ１においては、前記第一実施形態における嫌気処理管４（耐気性管７や絶対嫌気性管８）が十分に長い場合には分解処理が促進されるため、前記第一実施形態における好気処理部２と固液分離部３とが省略されている。そのため、絶対嫌気性管８で処理された処理汚水２０が処理汚水出口６（処理物出口）から処理水（処理物）として例えば河川などに放流される。前記第一実施形態における汚泥返送管１６は省略され、耐気性管７の各汚泥混合口１４や絶対嫌気性管８の各汚泥混合口１５には、前記固液分離処理管１０からの処理汚泥１８以外の汚泥が前記汚泥供給管２３から投入される。
【００３０】
図４（ａ）に示す前記各実施形態の別例１や、図４（ｂ）に示す前記各実施形態の別例２において、嫌気処理管４は、汚水流入口５と処理汚水出口６との間で延設された耐気性管７の主管７ａまたは絶対嫌気性管８の主管８ａの途中で、この主管７ａ，８ａよりも広がった滞留管７ｂ，８ｂを一または二以上有している。上記別例１では、断面円筒状の滞留管７ｂ，８ｂの偏心位置で、この滞留管７ｂ，８ｂよりも小径の主管７ａ，８ａが連結され、この滞留管７ｂ，８ｂが主管７ａ，８ａから下方へ膨出している。上記別例２では、断面円筒状の滞留管７ｂ，８ｂの中心位置で、この滞留管７ｂ，８ｂよりも小径の主管７ａ，８ａが連結され、この滞留管７ｂ，８ｂが主管７ａ，８ａの外周全体へ膨出している。図４（ｃ）に示す前記各実施形態の別例３において、嫌気処理管４は、汚水流入口５と処理汚水出口６との間で延設された耐気性管７の主管７ａまたは絶対嫌気性管８の主管８ａの途中で、この主管７ａ，８ａに対し互いに並列接続された複数の分岐管７ｃ，８ｃからなる滞留管７ｂ，８ｂを一または二以上有している。上記別例３では、上記別例１に各分岐管７ｃ，８ｃが追加されている。この滞留管７ｂ，８ｂの各分岐管７ｃ，８ｃのうち、一つの分岐管７ｃ，８ｃは主管７ａ，８ａを兼用し、他の分岐管７ｃ，８ｃはこの主管７ａ，８ａ（分岐管７ｃ，８ｃ）よりも小径であって上記別例１の滞留管７ｂ，８ｂに該当する滞留管７ｄ，８ｄから延設されている。いずれの別例でも、流入汚水１７や処理物（混合液１９や処理汚水２０）が滞留し易くなるため、嫌気処理管４の滞留管７ｂ，８ｂで微生物反応時間を長くすることができる。
【００３１】
次に、本発明の第四実施形態にかかる汚水処理装置について図５を参照して説明する。
この汚水処理装置Ｓ２においては、各種汚水発生源２４と河川２９等の汚水最終排出部との間の汚水処理経路Ｌで、汚水中間処理部として、汚水ます２５と第一中継マンホール２６または第一中継ポンプ場２６と第二中継マンホール２７または第二中継ポンプ場２７と汚水処理施設２８とを備えている。それらは汚水処理経路Ｌで汚水管３０により互いに接続されている。この各汚水管３０とは、下水管など、汚水を運ぶ通路を広く意味する。各種汚水発生源２４は、一般家庭やマンションや文化施設や公園などに設けられた台所や洗面所や風呂や便所等である。この各汚水管３０には前記各実施形態の汚水処理装置Ｓ１が組み込まれている。その場合、前記耐気性管７の汚水流入口５は汚水流入部として汚水管３０に接続され、第一実施形態及び第二実施形態における固液分離処理管１０の処理水排出口１３、または第三実施形態における絶対嫌気性管８の処理汚水出口６は、汚水流出部として汚水管３０に接続されている。
【００３２】
そのほか、図示しないが、前記汚水ます２５や中継マンホール２６，２７または中継ポンプ場２６，２７や汚水処理施設２８は適宜省略してもよい。その場合、例えば、汚水発生源２４と河川２９等との間や、汚水ます２５と汚水処理施設２８との間や、中継マンホール２６，２７または中継ポンプ場２６，２７と河川２９等との間で、汚水管３０に汚水処理装置Ｓ１を組み込む。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）（ｂ）はそれぞれ第一実施形態にかかる汚水処理装置を概略的に示すシステム図である。
【図２】  （ａ）（ｂ）はそれぞれ第二実施形態にかかる汚水処理装置を概略的に示すシステム図である。
【図３】  （ａ）（ｂ）はそれぞれ第三実施形態にかかる汚水処理装置を概略的に示すシステム図であり、（ｃ）は第一実施形態と第二実施形態と第三実施形態とにかかる耐気性管において流入汚水と汚泥との混合状態を概略的に示す部分拡大図であり、（ｄ）は第一実施形態と第二実施形態と第三実施形態とにかかる絶対嫌気性管において混合液と汚泥との混合状態を概略的に示す部分拡大図である。
【図４】  （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ第一実施形態、第二実施形態及び第三実施形態の別例を概略的に示す部分拡大図である。
【図５】  第四実施形態にかかる汚水処理装置を概略的に示すシステム図である。
【符号の説明】
１…嫌気処理部、２…好気処理部、３…固液分離部、４…嫌気処理管、５…汚水流入口、６…処理汚水出口（処理物出口）、７…耐気性管、８…絶対嫌気性管、７ａ，８ａ…主管、７ｂ，８ｂ，７ｄ，８ｄ…滞留管、７ｃ，８ｃ…分岐管、９…好気処理管、１０…固液分離処理管、１４…汚泥混合口、１５…汚泥混合口、１６…汚泥返送管、１７…流入汚水、１８…処理汚泥、１９…混合液、２０…絶対嫌気性管からの処理汚水、２１…好気処理管からの処理汚水、２２…処理水、２４…汚水発生源、２５…汚水中間処理部としての汚水ます、２６…汚水中間処理部としての第一中継マンホールまたは第一中継ポンプ場、２７…汚水中間処理部としての第二中継マンホールまたは第二中継ポンプ場、２８…汚水中間処理部としての汚水処理施設、２９…汚水最終排出部としての河川、３０…汚水管、Ｓ１…汚水処理装置、Ｓ２…汚水処理装置、Ｌ…汚水処理経路。
【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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