(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最初処理工程側の破砕処理部、最初沈澱池、篩渣脱水部、反応槽、最終沈澱池、消毒槽、最終処理工程側の汚泥消化槽を備えた下水処理システムにおいて、下水処理システムの最終処理工程の汚泥消化槽と下水処理システムの最初処理工程の破砕処理部又はその上流側とを結ぶ微生物循環路を設け、下水処理システムの最終処理工程の汚泥消化槽と下水処理システムの最初処理工程の上流側とを結ぶ未処理下水導入路を設け、汚泥消化槽の直前に土壌微生物投入部を設け、該土壌微生物投入部から投入された土壌微生物を、下水処理システムの最終処理工程の汚泥消化槽で培養増殖し及び未処理下水導入路を通じて汚泥消化槽内に一部導入される土壌微生物の栄養源を豊富に含む未処理下水を利用して培養増殖し、培養増殖した土壌微生物を微生物循環路を通じて下水処理システムの最初処理工程側の破砕処理部又はその上流側に戻して下水処理システム内を循環させて、土壌微生物の働きによって、下水処理場の各所で発生する悪臭を除去すると共に下水処理能力を高めるようにしたことを特徴とする土壌微生物を利用した下水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、下水処理場における下水処理システムに係り、特に、土壌微生物を下水処理システムの一部及び土壌微生物の栄養源を豊富に含む未処理下水の一部を利用して培養増殖し、培養増殖した土壌微生物を下水処理システム内を循環させて、土壌微生物の働きによって、下水処理場の各所で発生する悪臭を除去すると共に下水中に含まれる汚泥や固形物の処理能力を高めて、下水処理の初期に生じる篩渣及び下水処理の最終時の汚泥の各量を減らすようにする土壌微生物を利用した下水処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理場における下水処理システムは、一般に図３に示すようなシステムで下水の処理が行われている。
下水流入管１０１を通じて下水処理場に送られてくる処理用下水は、破砕機１０２によって処理用下水中に含まれる固形物が粉砕されて最初沈澱池１０３に送られる。最初沈澱池１０３では固形物は沈澱し、沈澱した固形物の篩渣は定期的に排出され、排出された篩渣は篩渣脱水機１０４によって脱水されて場外に搬出される。
最初沈澱池１０３で固形物が沈澱除去された処理用下水は、例えば接触酸化方式の反応槽１０５に送られて処理される。反応槽１０５では曝気処理が行われる。反応槽１０５で処理された処理用下水は、最終沈澱池１０６に送られる。
最終沈澱池１０６では汚泥が沈澱する。沈澱した汚泥は汚泥消化槽１０７に送られるが、反応槽１０５の一部の汚泥は再び反応槽１０５に送られる。また、最終沈澱池１０６で分離した上澄水は、消毒槽１０８で消毒された後、場外に放流水として排出される。
汚泥消化槽１０７では好気槽のみで処理され、処理後の汚泥は汚泥濃縮槽１０９に送られて脱水濃縮され、一部は再び汚泥消化槽１０７に戻される。汚泥濃縮槽１０９で濃縮された汚泥は濃縮汚泥貯留槽１１０に一時的に貯留された後、定期的に場外に搬出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、下水処理場では、上記の処理過程で各所から悪臭が発生し、下水処理場の全体で悪臭が生じている。また、脱水した篩渣や濃縮汚泥からは悪臭が発生し、又脱水した篩渣にはウジが発生し易く、このため、これらの場外への搬出も面倒であった。
しかも、既存の下水処理システムでは下水の分解処理能力が十分でないために、多量の篩渣や濃縮汚泥が処理後に生じている。
さらに、下水処理場では発生する悪臭のために、各所に脱臭装置を設けているが、脱臭装置の設置費用及び維持費用にコストがかかり、また、処理用下水に含まれる物質によって機械類の腐食などの問題もあった。
さらにまた、下水処理システムの最初処理工程側から土壌微生物を投入する考え方があるが、この場合、投入された土壌微生物は最終処理工程側から外部に排出されるため、常時、土壌微生物を投入する必要があり、しかも、最初処理工程側の処理用下水には多量の水が含まれ、これらの水は途中で処理排出されるが、最初処理工程側で土壌微生物を投入した場合には、投入された土壌微生物の大半が水と共に排出されて、下水の処理に利用されない無駄もある。
【０００４】
この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、土壌微生物を下水処理システムの一部及び土壌微生物の栄養源を豊富に含む未処理下水の一部を利用して培養増殖し、培養増殖した土壌微生物を下水処理システム内を循環させて、土壌微生物の働きによって、下水処理場の各所で発生する悪臭を除去することができると共に下水処理で生じる篩渣及び汚泥の各量を減らし、さらに大規模処理を可能にすることのできる土壌微生物を利用した下水処理システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、最初処理工程側の破砕処理部、最初沈澱池、篩渣脱水部、反応槽、最終沈澱池、消毒槽、最終処理工程側の汚泥消化槽を備えた下水処理システムにおいて、下水処理システムの最終処理工程の汚泥消化槽と下水処理システムの最初処理工程の破砕処理部又はその上流側とを結ぶ微生物循環路を設け、下水処理システムの最終処理工程の汚泥消化槽と下水処理システムの最初処理工程の上流側とを結ぶ未処理下水導入路を設け、汚泥消化槽の直前に土壌微生物投入部を設け、該土壌微生物投入部から投入された土壌微生物を、下水処理システムの最終処理工程の汚泥消化槽で培養増殖し及び未処理下水導入路を通じて汚泥消化槽内に一部導入される土壌微生物の栄養源を豊富に含む未処理下水を利用して培養増殖し、培養増殖した土壌微生物を微生物循環路を通じて下水処理システムの最初処理工程側の破砕処理部又はその上流側に戻して下水処理システム内を循環させて、土壌微生物の働きによって、下水処理場の各所で発生する悪臭を除去すると共に下水処理能力を高める手段よりなるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に記載の発明の実施の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
ここで、図１は下水処理システムの全体構成図、図２は汚泥消化槽の構成図である。
【０００９】
図において、この発明に係る土壌微生物を利用した下水処理システム１は、下水処理場における下水を処理するシステムであり、下水処理システムの一部及び土壌微生物の栄養源を豊富に含む未処理下水の一部を利用して投入された土壌微生物を培養増殖し、この培養増殖した土壌微生物を下水処理システム内を循環させて、土壌微生物の働きによって、下水処理場の各所で発生する悪臭を除去すると共に下水処理能力を高めるようにしたものである。
【００１０】
土壌微生物を利用した下水処理システム１は、例えば、最初処理工程側の破砕処理部２、最初沈澱池３、篩渣脱水部４、反応槽５、最終沈澱池６、消毒槽７、最終処理工程側の汚泥消化槽８、及び各工程で処理された下水が各工程の上流側から下流側に向けて流れる配送通路９、最終処理工程側の汚泥消化槽８の直前に設けられた土壌微生物投入部１０、最終処理工程側の汚泥消化槽８と最初処理工程側の破砕処理部２とを結ぶ土壌微生物循環路１１、及び最終処理工程側の汚泥消化槽８と最初処理工程側の破砕処理部２の上流側の下水流入管１ａとを結ぶ未処理下水導入路１２から主に構成されている。
【００１１】
このうち、最初処理工程側の破砕処理部２、最初沈澱池３、篩渣脱水部４、反応槽５、最終沈澱池６、消毒槽７、最終処理工程側の汚泥消化槽８、及び配送通路９の各構成は既存の下水処理システムであり、この既存の下水処理システムに新たに土壌微生物投入部１０、土壌微生物循環路１１及び未処理下水導入路１２を設けた構成からなるものである。
【００１２】
最初処理工程側の破砕処理部２は、下水処理場に送られてくる処理用下水中に含まれる固形物を粉砕する箇所で、この破砕処理部２には処理用下水中に含まれる固形物を粉砕する例えば破砕機が設置されている。破砕機が設置された破砕処理部２には処理用下水を下水処理場に送り込むための下水流入管１ａの下流端が接続されている。下水流入管１ａには未処理下水導入路１２の一端が接続されていて、未処理下水導入路１２を通じて導入される土壌微生物の栄養源を豊富に含む未処理下水の一部は汚泥消化槽８の培養増殖される土壌微生物の栄養源として使用される。
【００１３】
また、この破砕処理部２には土壌微生物循環路１１の一端が接続されており、汚泥消化槽８で培養増殖された土壌微生物が供給されており、供給された土壌微生物の働きによって破砕処理部２では処理用下水によって悪臭が発生するのが防止されている。
【００１４】
最初沈澱池３は破砕処理部２の次工程側となる箇所であり、破砕処理部２と最初沈澱池３との間には配送通路９が接続されており、最初沈澱池３は破砕処理部２と配送通路９を通じて連通接続されている。最初沈澱池３は処理用下水中に含まれ破砕処理部２で粉砕された固形物を沈澱させて分離させる箇所である。最初沈澱池３に沈澱した固形物の篩渣は定期的に排出され、排出された篩渣は篩渣脱水部４に送られる。また、固形物が沈澱除去された処理用下水の上澄みは配送通路９を通じて反応槽５に送られる。
【００１５】
この最初沈澱池３で処理される処理用下水中には土壌微生物が含まれており、この土壌微生物の働きによって最初沈澱池３での処理が促進されて、固形物の篩渣の一部は例えば炭酸ガスや水分などになったと考えられ、最初沈澱池３に沈澱する固形物の篩渣の量は従来に比べて３分の１程度に減っている。また、土壌微生物の働きによって最初沈澱池３での悪臭の発生が防止される。
【００１６】
篩渣脱水部４は、最初沈澱池３から排出されて送られてきた篩渣を脱水する箇所で、例えば篩渣脱水機が設置されている。篩渣脱水部４は脱水された篩渣は場外に搬出される。
【００１７】
この発明によれば、最初沈澱池３の処理用下水中に含まれる土壌微生物の働きによって、従来の平成９年度とこの発明の平成１２年度を比較すると、場外に搬出される篩渣の量が３分の１程度に減っている（表−１参照）。また、脱水された篩渣は土壌微生物の働きによってウジの発生や悪臭の発生が防がれている。
【００１８】
【表１】
0003851968.tif 000002
【００１９】
反応槽５は、最初沈澱池３で固形物が沈澱除去され配送通路９を通じて送られてきた処理用下水を、例えば接触酸化方式で処理する槽で、最初沈澱池３とは配送通路９を通じて連通接続されている。反応槽５では例えば嫌気槽から好気槽の順序で処理される標準活性汚泥処理が行われる。
【００２０】
反応槽５の処理される処理用下水中には土壌微生物が含まれており、この土壌微生物の働きによって、反応槽５での処理が促進されると共に悪臭の発生が防止される。反応槽５で処理された処理用下水は、配送通路９を通じて最終沈澱池６に送られる。
【００２１】
最終沈澱池６は、反応槽５で処理され配送通路９を通じて送られてきた処理用下水中に含まれる汚泥を沈澱させて分離する箇所である。反応槽５と最終沈澱池６との間には配送通路９が接続されており、最終沈澱池６は反応槽５とは配送通路９を通じて連通接続されている。最終沈澱池６の処理用下水中には土壌微生物が含まれており、この土壌微生物の働きによって、沈澱する汚泥と上澄みとの分離が促進されると共に悪臭の発生が防止される。
【００２２】
最終沈澱池６と汚泥消化槽８との間には配送通路９が接続されており、最終沈澱池６は配送通路９を通じて汚泥消化槽８と連通接続されている。また、最終沈澱池６と反応槽５との間には循環配送通路９１が接続されており、最終沈澱池６は配送通路９から分岐した循環配送通路９１を通じて反応槽５に連通接続されている。最終沈澱池６で沈澱した汚泥は汚泥消化槽８に送られるが、一部の汚泥は再び反応槽５に送られる。
【００２３】
最終沈澱池６と消毒槽７との間には副配送通路９２が接続されており、最終沈澱池６は消毒槽７と副配送通路９２を通じて連通接続されている。最終沈澱池６で分離した上澄みは、副配送通路９２を通じて消毒槽７に送られ、消毒槽７で消毒された後、場外に放流水として排出される。
【００２４】
最終沈澱池６で分離する上澄水は、土壌微生物の働きによって良く澄み、その結果、最終沈澱池６で沈澱する汚泥も濃縮されると共に汚泥の量が減るために、最終沈澱池６から排出される汚泥の量が減って、最終沈澱池６での処理能力が高まる。
【００２５】
また、この放流水には土壌微生物が含まれており、土壌微生物の働きによって放流水からの悪臭の発生が防止される。また、放流水に含まれる土壌微生物の中には肥料として有効な成分も含まれており、土壌微生物が含まれる放流水を畑や田圃などに流すと肥料として植物の生育も良好となる。
【００２６】
最終処理工程側には汚泥消化槽８が設置されている。汚泥消化槽８は、最終沈澱池６から配送通路９を通じて送られてくる汚泥を処理すると共に、直前に設けられた土壌微生物投入部１０から投入された土壌微生物を汚泥を利用して培養増殖する槽である。
【００２７】
汚泥消化槽８では時間をかけて汚泥の処理が行われるが、この一定の長い時間を利用して土壌微生物の培養増殖が図られる。土壌微生物の培養増殖が行われる汚泥消化槽８では、この土壌微生物の働きによって、汚泥の処理が促進されると共に、悪臭の発生が防止される。
【００２８】
汚泥消化槽８で汚泥を利用して土壌微生物の培養増殖が行われると、汚泥の濃縮化が促進される。この土壌微生物を多量に含む液状は土壌微生物循環路１１を通じて最初処理工程側の破砕処理部２に送られる。
【００２９】
汚泥処理と土壌微生物の培養増殖を行う汚泥消化槽８では、嫌気槽から好気槽の順序で処理し、培養槽で嫌気槽から好気槽まで接触時間を長くして土壌微生物の培養を図る。一方、汚泥処理は、嫌気槽８１から好気槽８２まで接触時間を長くすると粘性が高まり、その後の工程つまり汚泥濃縮槽８３で脱水処理で脱水性が悪くなるため、嫌気槽での処理に止めて好気槽では処理せずに次の工程つまり汚泥濃縮槽８３に送られる。この汚泥消化槽８は、例えば、３つに仕切られた攪拌槽からなる嫌気槽８１と、３つに仕切られた曝気槽からなる好気槽８２とに区分されている。
【００３０】
また、この汚泥消化槽８には、汚泥消化槽８で処理された汚泥を脱水処理して濃縮する汚泥濃縮槽８３が隣接して設けられており、汚泥濃縮槽８３は汚泥消化槽８から送られてきた処理後の汚泥を濃縮する槽であり、一部の上澄水は再び汚泥消化槽８に戻される。
【００３１】
濃縮汚泥貯留槽８４は、汚泥濃縮槽８３で濃縮された汚泥を一時的に貯留する槽で、汚泥濃縮槽８３に隣接して設けられている。濃縮汚泥貯留槽８４で一時的に貯留された濃縮汚泥は定期的に場外に搬出される。
【００３２】
この濃縮汚泥中には土壌微生物が含まれており、この土壌微生物の働きによって、好気槽から発生する悪臭が防止される。また、土壌微生物の中には肥料として有効な成分も含まれており、土壌微生物が含まれる濃縮汚泥を畑や田圃などに混ぜると、肥料として働き植物の生育も良好となる。
【００３３】
汚泥消化槽８の直前の配送通路９の途中には土壌微生物投入部１０が設けられている。汚泥消化槽８で培養増殖される土壌微生物はこの土壌微生物投入部１０に入れられており、土壌微生物が篩渣、放流水及び汚泥と共に排出されて減少するため、タイマーなどによって、定期的に土壌微生物が補充追加投入される。
【００３４】
土壌微生物循環路１１は、汚泥消化槽８で培養増殖された土壌微生物を最初処理工程側の破砕処理部２に戻すための通路で、その一端は汚泥消化槽８に接続され、他端は破砕処理部２又はその上流側の下水流入管１ａの下流端側に接続されている。土壌微生物循環路１１には図示しないポンプが設けられている。汚泥消化槽８で培養増殖された土壌微生物を含んだ液状は、図示しないポンプによって土壌微生物循環路１１を循環して最初処理工程側の破砕処理部２側に送り出される。
【００３５】
土壌微生物循環路１１を通じて最初処理工程側の破砕処理部２側に送り出された土壌微生物は、配送通路９を通じて処理用下水と共にその下流側に送られ、最終処理工程側の汚泥消化槽８に戻り、再び、土壌微生物循環路１１を通じて最初処理工程側の破砕処理部２側に戻り、以下、下水処理システム１を循環することになり、この循環を通じて土壌微生物は下水処理システム１の各所に存在して、下水処理システム１の各所に存在する土壌微生物の働きによって、下水処理システム１の各所で発生する悪臭を防止することになる。
【００３６】
未処理下水導入路１２は、汚泥消化槽８で培養増殖される土壌微生物の栄養源となる未処理下水を汚泥消化槽８に送り込むための通路で、一端は破砕処理部２の上流側の下水流入管１ａに接続され、他端は汚泥消化槽８に接続されている。未処理下水導入路１２には図示しないポンプが設けられていて、下水流入管１ａ内の一部の未処理下水は、図示しないポンプによって未処理下水導入路１２を通じて汚泥消化槽８に送り込まれて、汚泥消化槽８で培養増殖される土壌微生物の栄養源として使用される。
【００３７】
ところで、土壌微生物投入部１０を通じて投入される土壌微生物には、例えば、特許第１９９２９７１号（発明の名称：「土壌微生物の増殖方法」）の製法で得られた土壌微生物（商品名「ハイデム菌」：発売元「（株）マサキ・エンヴェック（長崎市光町９−６）」）が使用される。
【００３８】
この特許第１９９２９７１号の製法で得られた土壌微生物は、下水処理を促進させる働きと共に下水処理場の各所で発生していた悪臭を除去させる非常に高い脱臭効果も発揮する。また、この土壌微生物は肥料としても優れた効能を発揮することが知られており、この土壌微生物を含んだ汚泥や放流水は肥料として、使用可能である。
【００３９】
さらに、上記特許第１９９２９７１号の製法で得られた土壌微生物に、中華人民共和国の或る地方で得られる腐植土（発売元「（株）マサキ・エンヴェック（長崎市光町９−６）」）を原料とする土壌微生物を５％前後、加えたものを使用すると、前記最終沈澱池６における上澄水の量及びその清澄度が更に高まり、最終沈澱池６における汚泥の濃縮度も更に高まって、その処理能力が更に高まる効果がある。
【００４０】
なお、この発明は上記発明の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。この実施の形態では、土壌微生物投入部１０は汚泥消化槽８の直前の配送通路９の途中に設けられている場合で説明したが、これに限定されるものではなく、汚泥消化槽８に直接設けてもよく、又、土壌微生物の投入量は増加するが、下水処理システム１の最初処理工程側又はその途中に土壌微生物投入部１０を設けることも可能である。さらに、土壌微生物は前記の土壌微生物に限定されるものではなく、脱臭機能と下水処理能力を有する土壌微生物であれば、他の土壌微生物も使用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の記載より明らかなように、この発明に係る土壌微生物を利用した下水処理システムによれば、次のような極めて新規的有益なる効果を奏することができる。
【００４２】
最終処理工程側で土壌微生物を投入するため、最初処理工程側で投入する場合に比べて、処理途中で処理除去水と共に排出される無駄がなく、また、土壌微生物は最終工程側の汚泥で時間をかけて培養されて増殖されてから最初処理工程側に戻され、下水処理システム内を循環するため、土壌微生物の投入量を少なくできる。又大規模処理が可能になると共に流入下水量の変動に対応できる。
【００４３】
また、最終処理工程側の汚泥消化槽では時間をかけて処理されるために、土壌微生物を十分に培養する時間があり、土壌微生物をこの汚泥消化槽で多量に増殖することができ、増殖された土壌微生物によって、土壌微生物の投入量を少なくできると共に、下水の処理能力を高めることができる。
【００４４】
さらに、汚泥消化槽で土壌微生物を培養増殖するに当たり、下水処理システムで処理された汚泥中には土壌微生物の栄養源が減少しているのに対し、未処理下水には土壌微生物の栄養源が豊富に含まれているので、未処理下水導入路を通じて未処理下水の一部を導入してこれを栄養源として使用することによって、汚泥消化槽での土壌微生物の培養増殖を更に高めることができる。
【００４５】
そして、土壌微生物の働きによって、下水処理場の各所で発生した悪臭を除去でき、これにより、脱臭装置の軽減を図ることができる。また、土壌微生物の働きによって、下水の処理能力が高まるので、機械類の腐食の軽減が図られる。
【００４６】
土壌微生物の働きによって、篩渣及び汚泥の分解処理が高まり、篩渣及び汚泥の量が従来に比べて半減させることができる。
【００４７】
搬出される篩渣及び汚泥を好気性の状態で脱水すると悪臭がなくなるため、搬出作業における脱臭対策を不要にできる。
【００４８】
また、排出される篩渣及び汚泥には投入された土壌微生物が多量に付着しており、特定の土壌微生物の中には肥料として機能を有するものもあるため、この土壌微生物が肥料として有効の場合には、土壌微生物が付着したこれらの篩渣及び汚泥は、肥料として使用可能である。
【００４９】
土壌微生物で処理した汚泥は、脱水性がよく、放置しても腐敗することもない。しかも、汚泥は悪臭が発生しないため、場内で自然乾燥させることが可能となり、乾燥させることにより、場内から搬出される汚泥の量を格段に少なくすることができる。殊に、図２の脱水処理は脱水性が良く、瀘布脱水方式又は真空式脱水法等で汚泥を脱水すると、これまでのように石灰や塩化鉄の薬品の使用も不要で薬品費の節約ができ、更に脱水したケーキは水分蒸発させても悪臭が発生しない。その結果、搬出脱水ケーキの激減が可能で、燃焼させると悪臭とダイオキシン対策が必要だが、対策を講じれば、処理場内でも社会問題化している下水汚泥の処分への解決の道を広げることになる。
【００５０】
土壌微生物で処理した下水中に含まれる水を瀘過した後の瀘水は、大腸菌の検出が極めて少なく（１ml当たりＭＰＮ法で１０個以下）で、しかも腐敗することもなく、また、瀘水には多量の土壌微生物が含まれるために、この土壌微生物が肥料として有効の場合には肥料水としても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す下水処理システムの全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態を示す微生物増殖槽の構成図である。
【図３】従来の下水処理システムの全体構成図である。
【符号の説明】
１    下水処理システム
１ａ  下水流入管
２    破砕処理部
３    最初沈澱池
４    篩渣脱水部
５    反応槽
６    最終沈澱池
７    消毒槽
８    汚泥消化槽
８１    嫌気槽
８２    好気槽
８３    汚泥濃縮槽
８４    濃縮汚泥貯留槽
９    配送通路
９１    循環配送通路
９２    副配送通路
１０    土壌微生物投入部
１１    土壌微生物循環路
１２    未処理下水導入路
【図１】
0003851968.tif 000003
【図２】
0003851968.tif 000004
【図３】
0003851968.tif 000005