【手続補正書】
【提出日】平成30年10月24日(2018.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性の汚泥を分解する嫌気性微生物を保持し、汚泥含有液に含まれる有機性の汚泥を嫌気性処理する嫌気槽と、
前記嫌気性処理の過程で生じる低分子有機酸を分解して電子を放出する電気生産細菌を保持し、前記電気生産細菌に放出された電子を回収する負極が挿入された電極室と、前記負極に回収された電子が供給される正極とを有する微生物燃料電池と、
前記嫌気槽と前記電極室とを接続し、前記嫌気槽と前記電極室との間で前記汚泥含有液を循環させる循環手段と
を備えたことを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項２】
前記嫌気性微生物は、前記汚泥を分解して低分子有機酸を生成する酸生成細菌と、前記低分子有機酸を分解してメタンを生成するメタン生成菌を含むことを特徴とする請求項１に記載の汚泥処理装置。
【請求項３】
前記嫌気槽内の汚泥含有液の温度を調整する温度調整手段をさらに備え、
前記温度調整手段は、前記メタン生成菌の生育が抑制される温度に前記嫌気槽内の汚泥含有液の温度を調整することを特徴とする請求項２に記載の汚泥処理装置。
【請求項４】
前記嫌気槽内の汚泥含有液のｐＨを調整するｐＨ調整手段をさらに備え、
前記ｐＨ調整手段は、前記メタン生成菌の生育が抑制されるｐＨに前記嫌気槽内の汚泥含有液のｐＨを調整することを特徴とする請求項２または３に記載の汚泥処理装置。
【請求項５】
前記電極室は、前記負極が挿入されて前記嫌気槽との間で前記汚泥含有液が循環する負極室と、前記負極室と隔てられ、前記正極が挿入されるとともに電解液を保持する正極室とを備え、
前記汚泥処理装置は、
前記正極室に保持される電解液を貯留する電解液タンクと、
前記電解液タンクと前記正極室とを接続し、前記電解液タンクと前記正極室との間で前記電解液を循環させる電解液循環手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の汚泥処理装置。
【請求項６】
前記負極室から前記正極室への汚泥の漏出を検知する汚泥漏出検知部と、
前記汚泥漏出検知部の検知結果に基づいて前記循環手段における汚泥含有液の流れを遮断する汚泥含有液遮断手段と、
前記汚泥漏出検知部の検知結果に基づいて前記電解液循環手段における電解液の流れを遮断する電解液遮断手段と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の汚泥処理装置
【請求項７】
前記微生物燃料電池及びそれぞれの微生物燃料電池に対応する前記循環手段が複数系統設けられ、
前記汚泥含有液が循環している系統の微生物燃料電池において前記汚泥の漏出が検知された場合に、前記汚泥含有液を循環させる系統を他の系統に切り替えることを特徴とする請求項６に記載の汚泥処理装置。
【請求項８】
前記嫌気槽の後段に設けられ、前記嫌気性微生物を保持して前記嫌気槽により嫌気性処理された前記汚泥含有液をさらに嫌気性処理する、前記嫌気槽よりも容積が大きい大型嫌気槽をさらに備えたことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の汚泥処理装置。
【請求項９】
前記大型嫌気槽内の汚泥含有液の温度を調整する大型嫌気槽温度調整手段をさらに備え、
前記大型嫌気槽温度調整手段は、前記メタン生成菌を活性化させる温度に前記大型嫌気槽内の汚泥含有液の温度を調整することを特徴とする請求項８に記載の汚泥処理装置。
【請求項１０】
前記大型嫌気槽内の汚泥含有液のｐＨを調整する大型嫌気槽ｐＨ調整手段をさらに備え、
前記大型嫌気槽ｐＨ調整手段は、前記メタン生成菌を活性化させるｐＨに前記大型嫌気槽内の汚泥含有液のｐＨを調整することを特徴とする請求項８または９に記載の汚泥処理装置。
【請求項１１】
前記嫌気槽に流入させる前記汚泥含有液を濃縮する汚泥濃縮部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の汚泥処理装置。
【請求項１２】
活性汚泥を保持し、処理すべき被処理水を前記活性汚泥により好気性処理する曝気槽と、
前記好気性処理された前記被処理水から有機性の汚泥を含む汚泥含有液を分離する固液分離槽と、
前記汚泥含有液に含まれる汚泥を処理する請求項１から１１のいずれか１項に記載の汚泥処理装置と
を備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項１３】
有機性の汚泥を分解する嫌気性微生物を保持する嫌気槽において、汚泥含有液に含まれる有機性の汚泥を分解させる嫌気性処理工程と、
前記嫌気性処理工程の過程で生じる低分子有機酸を微生物燃料電池の電極室で電気生産細菌に分解させて発電する発電工程とを備え、
前記汚泥含有液を前記嫌気槽と前記電極室との間で循環させながら、前記嫌気性処理工程と前記発電工程を並行して実施することを特徴とする汚泥処理方法。
【請求項１４】
前記嫌気性処理工程は、酸生成細菌により前記有機性の汚泥を分解させて低分子有機酸を生成する工程と、メタン生成菌により前記低分子有機酸を分解させてメタンを生成する工程とを備えたことを特徴とする請求項１３に記載の汚泥処理方法。
【請求項１５】
前記嫌気性処理工程において、前記メタン生成菌の生育が抑制される温度に前記嫌気槽内の汚泥含有液の温度を調整することを特徴とする請求項１４に記載の汚泥処理方法。
【請求項１６】
前記嫌気性処理工程において、前記メタン生成菌の生育が抑制されるｐＨに前記嫌気槽内の汚泥含有液のｐＨを調整することを特徴とする請求項１４または１５に記載の汚泥処理方法。
【請求項１７】
前記電極室は、前記電気生産細菌を保持し、前記電気生産細菌が放出する電子を回収する負極が挿入され、前記嫌気槽との間で前記汚泥含有液が循環する負極室と、前記負極室と隔てられ、前記負極に回収された電子が供給される正極が挿入されるとともに電解液を保持する正極室とを有し、
前記正極室に保持される電解液を貯留する電解液タンクと前記正極室との間で前記電解液を循環させることを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の汚泥処理方法。
【請求項１８】
前記正極室内の汚泥の有無から前記汚泥の漏出を検知し、前記汚泥の漏出の検知された場合に、前記嫌気槽と前記負極室との間の前記汚泥含有液の循環を遮断するとともに前記電解液タンクと前記正極室との間の前記電解液の循環を遮断することを特徴とする請求項１７に記載の汚泥処理方法。
【請求項１９】
前記微生物燃料電池が複数設けられ、
前記汚泥含有液が循環している微生物燃料電池において前記汚泥の漏出が検知された場合に、前記汚泥含有液を循環させる微生物燃料電池を他の微生物燃料電池に切り替えることを特徴とする請求項１８に記載の汚泥処理方法。
【請求項２０】
前記嫌気槽の後段に設けられ、前記嫌気槽よりも容積が大きい大型嫌気槽に前記嫌気性処理工程及び前記発電工程で処理された汚泥含有液を流入させ、さらに嫌気性処理することを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の汚泥処理方法。
【請求項２１】
前記メタン生成菌を活性化させる温度に前記大型嫌気槽内の汚泥含有液の温度を調整することを特徴とする請求項２０に記載の汚泥処理方法。
【請求項２２】
前記メタン生成菌を活性化させるｐＨに前記大型嫌気槽内の汚泥含有液のｐＨを調整することを特徴とする請求項２０または２１に記載の汚泥処理方法。
【請求項２３】
前記嫌気性処理工程の前に、前記汚泥含有液を濃縮する濃縮工程を備えたことを特徴とする請求項１３から２２のいずれか１項に記載の汚泥処理方法。
【請求項２４】
活性汚泥を保持する曝気槽において、処理すべき被処理水を前記活性汚泥により好気性処理する工程と、
前記好気性処理された前記被処理水から有機性の汚泥を含む汚泥含有液を分離する工程と、
請求項１３から２３のいずれか１項に記載の汚泥処理方法により前記有機性の汚泥を処理する工程と
を備えたことを特徴とする水処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
大型嫌気槽１０２内の汚泥含有処理水の温度は、メタン生成菌を十分に活性化させてメタン発酵の効率を高める観点から２５℃以上が好ましく、３５℃以上がより好ましい。一方、加温コスト抑制の観点からは６５℃以下が好ましく、５５℃以下がより好ましい。
大型嫌気槽１０２内の汚泥含有処理水のｐＨは、メタン生成菌を十分に活性化させてメタン発酵の効率を高める観点から６．５以上が好ましく、６．８以上がより好ましい。一方、ｐＨ調整コスト抑制の観点からは８．０以下が好ましく、７．４以下がより好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
１  曝気槽、４  固液分離槽、７  電解液タンク、４１  汚泥濃縮部、１０  嫌気槽、１１  第１の流入部、１２  第１の流出部、１３  第２の流入部、１４  第２の流出部、１５  温度・ｐＨ測定部、１６  温度・ｐＨ調整部、２０、２０Ａ、２０Ｂ  微生物燃料電池、２１、２１Ａ、２１Ｂ  負極室、２２、２２Ａ、２２Ｂ  正極室、２１１、２１１Ａ、２１１Ｂ  負極、２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ  正極、２３、２３Ａ、２３Ｂ  プロトン交換膜、２４、２４Ａ、２４Ｂ  汚泥漏出検知部、３０、３０Ａ、３０Ｂ  循環手段、３１、３１Ａ、３１Ｂ  往路配管、３２、３２Ａ、３２Ｂ  復路配管、３３、３３Ａ、３３Ｂ  循環ポンプ、３４、３４Ａ、３４Ｂ  負極室電磁弁、３５  往路分岐点、３６  復路合流点、４１  汚泥濃縮部、６０、６０Ａ、６０Ｂ  電解液循環手段、６１、６１Ａ、６１Ｂ  電解液往路配管、６２、６２Ａ、６２Ｂ  電解液復路配管、６３、６３Ａ、６３Ｂ  電解液循環ポンプ、６４、６４Ａ、６４Ｂ  正極室電磁弁、６５  電解液往路分岐点、６６  電解液復路合流点、１０１  小型嫌気槽、１０２  大型嫌気槽、１１１  第１の小型嫌気槽流入部、１１２  大型嫌気槽流入部、１２１  第１の小型嫌気槽流出部、１２２  大型嫌気槽流出部、１３１  第２の小型嫌気槽流入部、１４１  第２の小型嫌気槽流出部、１５１  小型嫌気槽温度・ｐＨ測定部、１５２  大型嫌気槽温度・ｐＨ測定部、１６１  小型嫌気槽温度・ｐＨ調整部、１６２  大型嫌気槽温度・ｐＨ調整部、１００、２００、３００、４００、５００  汚泥処理装置、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００  水処理システム、Ｆ１  廃水、Ｆ２  処理水