(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水容器（１）に相当個数の、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2が全体の約５０％を占める粉体を粒状に加圧固形したペレットであり、これを粉末にして５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ４2−イオンを含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有固形小体（２）を収納して成る微生物活性化物質持続融出具（３）の複数個を曝気槽（４）内の汚水中に宙吊り状態に投入し、稼動立上げ時において、前記微生物活性化物質持続融出具（３）を有する曝気槽（４）内に、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2が全体の約５０％を占める粉体であり、これを５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ４2−イオンを含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有粉体（５）を相当量投入して微生物を大量増殖させて短時間に微生物学的に汚水を処理し、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2が全体の約５０％を占める粉体と水との混合液であり、その粉体を５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ４2−イオンを含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有液（８）を先頭曝気槽（４ａ）へ所定量を毎日夜半に定期的に投入し、最終汚泥分離槽（６）内に沈殿した余剰汚泥を余剰汚泥濃縮貯水曝気槽（７）を経由して先頭曝気槽（４ａ）へ還流させて汚泥処理槽群と送水路群とポンプ群の全体を循環系として常態化させ、最終汚泥分離槽（６）内に分離された上澄液のみを排出させることを特徴とする完全汚水処理法。
【請求項２】
稼動立上げ時において、曝気槽（４）内に有用微生物群を含む培土を直接又は微生物活性化物質含有粉体（５）に混合して投入することを特徴とする請求項１の完全汚水処理法。
【請求項３】
最終汚泥分離槽（６）内に分離された上澄液が、土壌に散布する液体肥料兼土壌改良液、植物を育成する水耕栽培用の液体肥料、動物飼育施設の消臭床散布液又は漁業養殖施設や観賞用魚水槽に用いる魚活性液である請求項１又は２に記載の完全汚水処理法で得られる有用液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホテル、レストランの排水、農村集落排水、畜産排水、乳製品加工排水、水産加工排水、でんぷん排水、下水、屎尿、埋立地排水、給食排水等の各種有機性排出汚水の効率的な処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホテル、レストランの排水、農村集落排水、畜産排水、下水、屎尿、給食排水等においては、大量の有機性汚水が発生し、排出している。その汚水をそのまま河川に流すと水性生物の死滅、それによる生態系の悪化による動物への悪影、人間生活環境の悪化など及ぼす影響には大きいものがある。
そこで汚水の排出基準を設けられ、発生源においてはその排出基準値以下に汚水処理をして排出することがなされている。
【０００３】
しかし、その汚水処理は大変困難なことであり、現状では処理設備の効率が悪く、それらの設備では処理しきれない大量の余剰汚泥の発生し、その余剰汚泥の抜取り廃棄処理のための労働力や廃棄場所の確保の困難化など多くの問題が解決されずに残されている。
また、特に処理槽全体での悪臭の発生が避けられず、その悪臭の除去についてはオゾンを用いたり脱臭剤を大量に使用しているが実態としてはその多くは除去することができていない。
【０００４】
従来、それら各種排出汚水の処理に関し、一般的なものとしては曝気槽による設備が使用されている。
その装置の構成は、図３に示すように、何槽かの曝気槽Ａを使用して最終汚泥分離槽Ｂに残留する分離余剰汚泥を抜き取って廃棄処理し、上澄液を排水しているのが実情である。
【０００５】
中には、図３の破線Ｅに示すように、分離余剰汚泥を嫌気槽Ｃ或いはそれ以前の貯留槽Ｄに戻す方法もあるが、これは分離余剰汚泥が多過ぎて抜取り処理が間に合わない場合の調整目的とするものであった。
最終汚泥分離槽Ｂ自体は嫌気的雰囲気を有する槽なので好気槽である曝気槽Ａへ分離余剰汚泥を戻すことは、その好気槽の好気的環境を破壊してその処理能力を落とすことになるので絶対行なわないのが常識であった。
そして仮に分離余剰汚泥を好気槽Ａへ戻した場合には、汚泥分が分解処理されずに好気槽から溢れ出してしまうことになる。
【０００６】
また処理効率を上げるために、微生物を保持増殖させるための微生物担体を曝気槽の汚水中に沈める方法が提案され、その微生物担体も各種形態が提案されている。それらは処理効率を高めるに役立つものもあるが、それらのいずれのものも汚水の含有成分を完全に処理することはできず、最終的に最終汚泥分離槽には分離余剰汚泥が残されこの余剰汚泥を排出せさざるを得ないものであった。
また、これまでの汚水処理法では、通常最終的に排出される排出液は生物環境にとつては有害なものを含むものとして利用価値がなく、河川や海に排出放棄処分されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、汚水処理施設における悪臭を除去し、最終的には余剰汚泥を外部に抜取り廃棄することのない、謂わば余剰汚泥の完全処理を行なう汚水処理法と、その処理法で得られる上澄液を廃棄せずに有用液として活用することによって排水放出さえも不要とする汚水の完全処理システムを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、通水容器１に相当個数の、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2が全体の約５０％を占める粉体を粒状に加圧固形したペレットであり、これを粉末にして５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ４2−イオンを含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有固形小体２を収納して成る微生物活性化物質持続融出具３の複数個を曝気槽４内の汚水中に宙吊り状態に投入する。
【０００９】
そして、稼動立上げ時において、前記微生物活性化物質持続融出具３を有する曝気槽４内に、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2が全体の約５０％を占める粉体であり、これを５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ４2−イオンを含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有粉体５を相当量投入して微生物を大量増殖させて短時間に微生物学的に汚水を処理し、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2が全体の約５０％を占める粉体と水との混合液であり、その粉体を５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ４2−イオンを含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有液８を先頭曝気槽４ａへ所定量を毎日夜半に定期的に投入し、最終汚泥分離槽６内に沈殿した余剰汚泥を余剰汚泥濃縮貯水曝気槽７を経由して先頭曝気槽４ａへ還流させて汚泥処理槽群と送水路群とポンプ群の全体を循環系として常態化させ、最終汚泥分離槽６内に分離された上澄液のみを排出させることを特徴とする完全汚水処理方法である。
【００１０】
また、上記構成において、稼動立上げ時において、曝気槽４内に有用微生物群を含む培土を直接又は微生物活性化物質含有粉体５に混合して投入することを特徴とするものである。
【００１２】
またさらに、前記最終汚泥分離槽６内に分離された上澄液を、土壌に散布する液体肥料兼土壌改良液、植物を育成する水耕栽培用の液体肥料、動物飼育施設の臭消床散布液又は漁業養殖施設や観賞用魚水槽に用いる魚活性液として使用する上記完全汚水処理法で得られる有用液である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下図面で説明する。
本発明は、図２の示すように、直径が約１２ｃｍのボール状の通水容器１に、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2が全体の約５０％を占める粉体を径が５ｍｍ程度に粒状に加圧固形したペレットであり、これを粉末にして５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ４2−イオンを含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有固形小体２（ペレット）を６００ｇ相当の個数（約６００個）を収納した前記微生物活性化物質持続融出具３を、図１に示すように、１曝気槽４当たり５〜１０数個を曝気槽４内の汚水中に宙吊り状態に投入する。
【００１４】
そして、稼動立上げ時において、図１に示すように、前記微生物活性化物質持続融出具３を有する曝気槽４内に、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2が全体の約５０％を占める粉体であり、これを５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ４2−イオンを含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有粉体５を相当量投入して微生物を大量増殖させて短時間に微生物学的に汚水を処理し、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2が全体の約５０％を占める粉体と水との混合液であり、その粉体を５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ４2−イオンを含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有液８を先頭曝気槽４ａへ所定量を毎日夜半に定期的に投入し、最終汚泥分離槽６内に沈殿した余剰汚泥を余剰汚泥濃縮貯水曝気槽７を経由して先頭曝気槽４ａへ還流させて汚泥処理槽群と送水路Ｒ群とポンプＰ群の全体を循環系として常態化（本発明では、稼動立上げが終了し、微生物の食物連鎖ができ上がり、汚水処理のサイクルができ上がることをいう）させる。
そして最終汚泥分離槽６内に分離された上澄液のみを排出させる。
【００１５】
有用微生物は、もともと大気中や土壌中に多くの種が無数に存在し、また槽内にも存在しているので、その微生物に最適な環境が整えば特定の有用微生物が大量に増殖される。
この点で本発明は、人為的に有用微生物を投入しなくても良いが、効率を上げるためには、前記稼動立上げ時において、曝気槽４内に有用微生物群を含む培土を直接又は前記微生物活性化物質含有粉体５に混合して投入する方法が初期繁殖を一気に速める意味で大変有効に利用できる。
【００１６】
前記微生物活性化物質含有固形小体２は微生物活性化物質の融け出す期間を長くする意味で効果的で長期間持続性はあるが、微生物活性化物質の濃度をより大きくするために、多量のＳＯ42- イオンを含有し且つＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有液８を先頭曝気槽４ａへ所定量を毎日夜半に定期的に投入しなければならない。
【００１７】
前記微生物活性化物質含有固形小体２は、有機物約３０乃至５０％、無機物約７０乃至５０％の成分構成の重量比を有してその無機物中のＳｉＯ2イオンが全体の約５０％を占める粉体０．５〜１ｇを径が５ｍｍ程度の粒状に加圧固形化したペレットである。
そして、このペレットは、粉末にして５倍重量の水に混合すると抽出液が得られ、その抽出液には多量のＳＯ４2−イオンが含有され、またその抽出液のＰＨ値が約３である。
【００１８】
この成分の一例については次の表１の通りである。
【００１９】
【表１】
0003845489.tif 000002
【００２０】
この微生物活性化物質含有固形小体２（ペレット）を一度汚水に入れて使用後取り出して分析したら次の表２の通りであった。
【００２１】
【表２】
0003845489.tif 000003
【００２２】
有機物が３４．５から３６．３と僅か増えたものの余り変化は見られなかったがＰＨ値が２．８９の強酸性から６．０の中性近くに変った。
上記ペレットを粉末にして５倍重量の水に混合して得た抽出液に多量のＳＯ42- を含有し、またその抽出液のＰＨ値が約３である。その抽出液をイオンクロマトグラフで分析したら次の表３であった。
【００２３】
【表３】
陰イオン
ＳＯ42-     ６３１０ｍｇｌ-1（35000ｋｇ-1：３．４％／ペレットに該当）
陽イオン
Ｎａ+           ９８ｍｇｌ-1
ＮＨ4         １５０ｍｇｌ-1
Ｍｇ          １７０ｍｇｌ-1
Ｃａ2+        ４３０ｍｇｌ-1
（ＰＨ              ３ ）
【００２４】
この表３のように、ＳＯ42- イオンが６３１０ｍｇｌ-1と圧倒的に多く、この量は上記１ペレット中に含まれる量に換算すると３５０００Ｋｇ-1となり全体構成比の３．４％となる。
また、その微生物活性化物質含有固形小体２（ペレット）を汚水に入れて使用した汚泥を取り出してそれを乾燥させてその成分の比較分析したら次の表４の通りであった。
【００２５】
【表４】
0003845489.tif 000004
【００２６】
有機物がペレット未使用汚泥の８７．７％に対してペレット使用汚泥が７８．３％と減少している。
また、逆に無機物がペレット未使用汚泥の１０．３％に対してペレット使用汚泥が２１．７％と増加している。
【００２７】
【実験例】
各種の既存の設備を改造して実験を行なった。臭いの強さについては、フェヒナ−の法則による６段階臭気強度表示基準（表５に示す）を用いた。そしてその結果は下記表６とその表に場所の番号が対応する表７のようであった。
【００２８】
【表５】
0003845489.tif 000005
【００２９】
【表６】
0003845489.tif 000006
【００３０】
【表７】
0003845489.tif 000007
【００３１】
いずれも臭気強度表示が強い臭いである４．０から何のにおいであるか分かる弱い臭いの２．０以下になっていて本発明の効果が明白である。
こ本発明の方法で流入水と処理水の比較試験を行なって分析したら次の表８の通りであった。
その表８中の（）の上が処理前の（）内が汚水処理した結果のデ−タである。
【００３２】
【表８】
0003845489.tif 000008
【００３３】
上記表８の汚水の処理実験の結果（（）内の数値）に明らかなように、本発明においては、１２時間乃至２４時間という短時間で急激に汚水処理能力を発揮する。そしてこれまでは汚水に悪臭は付き物であるとされていが、
いずれも臭気強度表示が強い臭いである５．０ないし４．０から何のにおいであるか分かる弱い臭い２．０ないし１．０になっていて、本発明で処理槽全体の悪臭が殆ど消え去り、脱臭、消臭のための装置が不要となった。
【００３４】
これは、前記曝気槽４内において、前記微生物活性化物質持続融出具３の前記微生物活性化物質含有固形小体２（ペレット）と稼動立上げ時の投入した前記微生物活性化物質含有粉体５との相乗効果によって好気性微生物が短期間に大量増殖して一気に微生物学的な汚水処理が成されたことを示すものである。
そして、曝気槽４内には細菌類を食べるバクテリアやそれを食べるワムシや植物性の藻類などが繁殖し、曝気槽４内に食物連鎖ができ上がるようになり、そうすると処理能力が飛躍的に大きく向上する。
【００３５】
また、多量のＳＯ42- イオンを含有し且つＰＨ値が約３である微生物活性化物質含有液８を先頭曝気槽４ａへ所定量を定期的に投入すると、汚水のｐＨ値が約６〜７となり、微生物の増殖がより促進され、その投入のタイミングを毎日夜半に設定し定期的に投入すると、１日のサイクルの中で新たな汚水の流れ込みが停止した中において曝気槽４に残る汚泥分が効率良く分解処理が進む。
例えば、５０ｔ／日の処理能力の装置においては２３時ごろに、３０分間かけて５．５ｃｃ／分のスピ−ドで１６５ｃｃを投入する。と効果できである。
【００３６】
また、最終汚泥分離槽６内に沈殿した余剰汚泥１１は、単なる余剰汚泥ではなく、曝気しないので槽内は嫌気性雰囲気になってはいるが曝気槽４での処理工程で発生した有用微生物群及びミネラル等の有用成分を多量に含んでいる沈殿物である。
したがって、最終汚泥分離槽６内に沈殿する有用余剰汚泥１１は放出廃棄させないで、最終汚泥分離槽６内から余剰汚泥濃縮貯水曝気槽７を経由して先頭曝気槽４ａへ還流させて、嫌気性雰囲気で不活発化された有用微生物を曝気によって好気性雰囲気となっている先頭曝気槽４ａ内で復活再生させる。
このように、余剰汚泥１１を再利用して汚泥処理槽群の全体を循環系として常態化させることによって、最終汚泥分離槽６内に分離される上澄液のみが排出の対象となる。
【００３７】
また最終汚泥分離槽６内に分離された前記上澄液１０には、有用微生物及び各種ミネラルをバランスよく大量に含み、そのままで、液体肥料兼土壌改良液、液体肥料、臭消床散布液等の多用途に活用できる。
さらに、曝気槽４において、好気有用微生物の増加は結果として偏性嫌気性細菌、大腸菌、サルモネラ菌、ビ−ルス、ブド−状球菌等に対する拮抗作用（病原菌の抑制、消滅作用）が強化されることになる。そしてその処理汚水が最終汚泥分離槽６内においても維持され腐敗が起こらなくなる。このために槽内汚水全体での生物学的安全性が一層高まることになる。
【００３８】
土壌に散布する液体肥料兼土壌改良液として、キャベツなどの野菜畑に散布使用したら、青々とした元気な野菜が得られ、また、植物を育成する水耕栽培用の液体肥料として、植物を育成する水耕栽培に用いてたら元気よく成長した。
さらに、動物飼育施設の臭消床散布液として牛豚等の動物飼育施設の汚れた床一面に床散したら悪臭が消えた。
このように、本発明では処理槽の悪臭を消し去ることと併せて、脱臭、消臭装置を使用せずに牛豚等の動物飼育施設全体の悪臭を消すことが可能となった。
また、漁業養殖施設や観賞用魚水槽に用いる魚活性液として使用したら魚が元気に大きく成育した。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は以上のようで、最終汚泥分離槽６内の余剰汚泥１１は先頭曝気槽４ａに戻され余剰汚泥１１を含めて発生する全ての汚泥物質が処理されて、最終的には最終汚泥分離槽６内の上澄液のみとなる。またその上澄液も有用液として液体肥料兼土壌改良液、液体肥料、臭消床散布液等の多用途に活用ができる。
【００４０】
このように、これまでは有害扱いされていた排水さえもが、各種用途に使用することが可能となり、前記余剰汚泥の循環再利用と併せて、その全てを処理し、利用することが可能となり、ここに完全な汚水処理方法が実現した。
これまでは、最終的に発生する余剰汚泥の廃棄処理や廃液排出のための処理費用や維持管理費用だけでも大変なコストとなっていたが、全体を循環化させることでそうした問題が一挙に解決できた。
さらに、その処理過程で従来には極めて厄介だった悪臭の除去を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の汚水処理システムを示す模式図。
【図２】  微生物活性化物質持続融出具を示す斜視図。
【図３】  従来の汚水処理システムを示す模式図。
【符号の説明】
１    通水容器
２    微生物活性化物質含有固形小体
３    微生物活性化物質持続融出具
４    曝気槽
４ａ  先頭曝気槽
５    微生物活性化物質含有粉体
６    最終汚泥分離槽
７    余剰汚泥濃縮貯水曝気槽
８    微生物活性化物質含有液
９    送気管
１０    上澄液
１１    沈殿汚泥
１２    嫌気槽
１３    汚水貯留槽
Ｐ    ポンプ
Ｒ    パイプ
【図１】
0003845489.tif 000009
【図２】
0003845489.tif 000010
【図３】
0003845489.tif 000011