排水処理方法および排水処理装置
【課題】有機物を効果的に微生物によって分解することができる排水処理装置を提供する。
【解決手段】被処理水を、充填材３７を有する充填材槽１から沈殿槽１１に導入して、被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する。マイクロナノバブル発生槽４３に、沈殿槽１１からの処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する。微生物活性化槽３３に、マイクロナノバブル発生槽４３からのマイクロナノバブル含有水と、沈殿槽１１からの汚泥とを、導入して、汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、微生物をマイクロナノバブルで活性化する。充填材槽１に、微生物活性化槽３３から、マイクロナノバブル含有水と汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した微生物を、充填材３７に付着して、被処理水中の有機物を分解する。
【解決手段】被処理水を、充填材３７を有する充填材槽１から沈殿槽１１に導入して、被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する。マイクロナノバブル発生槽４３に、沈殿槽１１からの処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する。微生物活性化槽３３に、マイクロナノバブル発生槽４３からのマイクロナノバブル含有水と、沈殿槽１１からの汚泥とを、導入して、汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、微生物をマイクロナノバブルで活性化する。充填材槽１に、微生物活性化槽３３から、マイクロナノバブル含有水と汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した微生物を、充填材３７に付着して、被処理水中の有機物を分解する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、半導体工場や液晶工場のみならず、有機物を製造または使用する工場における排水処理方法および排水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機フッ素化合物等の有機物は、化学的に安定な物質である。例えば、有機フッ素化合物は、耐熱性および耐薬品性の観点から優れた性質を有することから、界面活性剤等の用途に用いられている。
【０００３】
しかしながら、有機フッ素化合物は、化学的に安定な物質であるが故に、微生物によって分解され難い。例えば、有機フッ素化合物としてのパーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）は、生態系での分解が進まないことから、生態系への影響が懸念されている。すなわち、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）は、化学的に安定なため、熱分解させるためには、約１０００℃以上の高温を必要としていた（特開２００１−３０２５５１号公報：特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０２５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、この発明の課題は、難分解性の有機物を効果的に微生物によって分解することができる排水処理方法および排水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、この発明の排水処理方法は、
有機物を含む被処理水を、充填材を有する充填材槽に、導入する工程と、
上記充填材槽の下流側に接続される固液分離槽に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する工程と、
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する工程と、
上記充填材槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程と
を備えることを特徴としている。
【０００６】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【０００７】
この発明の排水処理方法によれば、上記充填材槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程を備えるので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。また、上記マイクロナノバブルで活性化した微生物が、上記充填材に付着されているので、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を安定化できる。
【０００８】
また、この発明の排水処理方法は、
有機物を含む被処理水を、充填材を有する充填材槽に、導入する工程と、
上記充填材槽の下流側に接続される固液分離槽に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する工程と、
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する工程と、
微生物活性化槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する工程と、
上記充填材槽に、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【００１０】
この発明の排水処理方法によれば、上記充填材槽に、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程を備えるので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【００１１】
また、上記充填材槽に、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入するので、上記微生物活性化槽にて上記微生物を一層確実に活性化させ、この活性化した微生物を上記充填材槽の上記充填材に一層確実に付着できて、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を一層確実に安定化できる。
【００１２】
また、一実施形態の排水処理方法では、上記充填材槽では、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路に、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、上記被処理水とともに、通過させる。
【００１３】
この実施形態の排水処理方法によれば、上記充填材槽では、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路に、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、上記被処理水とともに、通過させるので、バブルサイズが大きいマイクロバブルやマイクロナノバブルを、微生物に利用しやすい様なサイズまで水圧で収縮できる。したがって、微生物が利用しやすいサイズのマイクロナノバブルを作成できて、微生物を一層確実に活性化できる。
【００１４】
また、この発明の排水処理装置は、
有機物を含む被処理水が導入されると共に、充填材を有する充填材槽と、
上記充填材槽の下流側に接続されると共に、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する固液分離槽と、
マイクロナノバブルを発生すると共に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成するマイクロナノバブル発生槽と
を備え、
上記充填材槽には、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入されて、
マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解することを特徴としている。
【００１５】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【００１６】
この発明の排水処理装置によれば、上記充填材槽には、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解するので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。また、上記マイクロナノバブルで活性化した微生物が、上記充填材に付着されているので、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を安定化できる。
【００１７】
また、この発明の排水処理装置は、
有機物を含む被処理水が導入されると共に、充填材を有する充填材槽と、
上記充填材槽の下流側に接続されると共に、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する固液分離槽と、
マイクロナノバブルを発生すると共に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成するマイクロナノバブル発生槽と、
上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入され、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する微生物活性化槽と
を備え、
上記充填材槽には、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、
マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解することを特徴としている。
【００１８】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【００１９】
この発明の排水処理装置によれば、上記充填材槽には、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解するので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【００２０】
また、上記充填材槽には、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されるので、上記微生物活性化槽にて上記微生物を一層確実に活性化させ、この活性化した微生物を上記充填材槽の上記充填材に一層確実に付着できて、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を一層確実に安定化できる。
【００２１】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記充填材槽は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過する。
【００２２】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記充填材槽は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過するので、バブルサイズが大きいマイクロバブルやマイクロナノバブルを、微生物に利用しやすい様なサイズまで水圧で収縮できる。したがって、微生物が利用しやすいサイズのマイクロナノバブルを作成できて、微生物を一層確実に活性化できる。
【００２３】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記マイクロナノバブル発生槽には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機が設けられている。
【００２４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記マイクロナノバブル発生槽には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機が設けられているので、二種類のマイクロナノバブル発生機で、幅広いサイズのマイクロナノバブルを発生でき、マイクロナノバブルの発生量も多くできて、マイクロナノバブルの作用を効果的に高めることができる。
【００２５】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記二種類のマイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機と非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機とである。
【００２６】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記二種類のマイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機と非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機とであるので、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機は、比較的サイズの大きいマイクロナノバブルを発生させることができ、非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機は、細かいマイクロナノバブルを、発生させることができる。
【００２７】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記マイクロナノバブル発生槽に、マイクロナノバブル発生助剤が添加される。
【００２８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記マイクロナノバブル発生槽に、マイクロナノバブル発生助剤が添加されるので、効果的に多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【００２９】
また、一実施形態の排水処理装置では、
マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンクと、
上記マイクロナノバブル発生助剤タンクから上記マイクロナノバブル発生槽にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプと
を有する。
【００３０】
この実施形態の排水処理装置によれば、マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンクと、上記マイクロナノバブル発生助剤タンクから上記マイクロナノバブル発生槽にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプとを有するので、上記マイクロナノバブル発生助剤タンクにマイクロナノバブル発生助剤を貯留しておいて、必要時に上記定量ポンプで、上記マイクロナノバブル発生槽に添加することができて、効果的に多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【００３１】
また、一実施形態の排水処理装置では、
上記マイクロナノバブル発生槽に設置された濁度計と、
この濁度計の信号に基づいて、上記定量ポンプを制御して、上記マイクロナノバブル発生槽への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計と
を有する。
【００３２】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記マイクロナノバブル発生槽に設置された濁度計と、この濁度計の信号に基づいて、上記定量ポンプを制御して、上記マイクロナノバブル発生槽への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計とを有するので、マイクロナノバブルの発生状態を上記濁度計で測定して、上記濁度計の信号で、上記定量ポンプを制御して、上記マイクロナノバブル発生槽に添加されるマイクロナノバブル発生助剤の添加量をコントロールすることができる。すなわち、上記濁度計の信号で、最適なマイクロナノバブルを、マイクロナノバブル発生助剤を最適量添加して作成することができる。
【００３３】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記充填材槽と上記固液分離槽との間に、曝気槽が接続されている。
【００３４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記充填材槽と上記固液分離槽との間に、上記曝気槽が接続されているので、上記曝気槽に上記被処理水を導入して、上記被処理水をより効果的に処理することができる。
【００３５】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、接触酸化槽である。
【００３６】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記曝気槽は、接触酸化槽であるので、排水処理装置の微生物処理が、上記接触酸化槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【００３７】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、回転円盤槽である。
【００３８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記曝気槽は、回転円盤槽であるので、排水処理装置の微生物処理が、上記回転円盤槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【００３９】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、光触媒槽である。
【００４０】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記曝気槽は、光触媒槽であるので、排水処理装置の微生物処理が、上記光触媒槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【００４１】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽である。
【００４２】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記曝気槽は、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽であるので、排水処理装置の微生物処理が、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【００４３】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記被処理水は、界面活性剤を含んでいる。
【００４４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記被処理水は、界面活性剤を含んでいるので、マイクロナノバブルが発生しやすい効果がある。
【００４５】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記被処理水は、生活排水である。
【００４６】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記被処理水は、生活排水であるので、生活排水を合理的にまた、処理水質を向上させて処理できる。
【００４７】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記被処理水は、下水である。
【００４８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記被処理水は、下水であるので、下水を合理的にまた、処理水質を向上させて処理できる。
【発明の効果】
【００４９】
この発明の排水処理方法によれば、上記充填材槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程を備えるので、上記被処理水中の難分解性の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【００５０】
この発明の排水処理装置によれば、上記充填材槽には、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解するので、上記被処理水中の難分解性の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５２】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の排水処理装置の第１の実施形態である模式図を示している。この排水処理装置は、上流から下流に順に接続される、充填材３７を有する充填材槽１、曝気槽６、および、固液分離槽としての沈澱槽１１を有する。上記充填材槽１は、有機物を含む被処理水が導入され、上記沈殿槽１１は、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する。
【００５３】
上記沈殿槽１１には、マイクロナノバブル発生槽４３が接続されている。このマイクロナノバブル発生槽４３では、マイクロナノバブルを発生すると共に、上記沈殿槽１１からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する。
【００５４】
上記沈殿槽１１および上記マイクロナノバブル発生槽４３には、微生物活性化槽３３が接続されている。上記微生物活性化槽３３では、上記マイクロナノバブル発生槽４３からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記沈殿槽１１からの上記汚泥とが、導入され、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する。
【００５５】
上記充填材槽１には、上記微生物活性化槽３３から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材３７に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解する。
【００５６】
ここで、上記被処理水とは、生活排水、工場排水や下水等であり、この排水処理装置によって、確実に処理できる。なお、上記被処理水は、界面活性剤を含んでいてもよく、マイクロナノバブルが発生しやすい効果がある。
【００５７】
また、上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【００５８】
また、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。なお、通常のバブル（気泡）は、水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅する。また、マイクロバブルとは、１０μｍ〜数十μｍの気泡径を有する気泡をいい、水中で縮小していき、ついには消滅（完全溶解）してしまう。また、ナノバブルとは、数百ｎｍ以下の直径を有する気泡をいい、いつまでも水の中に存在できる。そして、マイクロナノバブルは、マイクロバブルとナノバブルとが混合したバブルであるといえる。
【００５９】
上記充填材槽１は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過する。
【００６０】
上記流水路は、上記充填材槽１を５枚の仕切り壁２で区分して形成される６つの小水槽から構成される。そして、上記被処理水は、６つの小水槽について、順次、上部（水深の浅い部分）から下部（水深の深い部分）に自然と流れ、上記充填材槽１全体を通過して、最も下流の小水槽に到達するように、構成されている。
【００６１】
より具体的には、最上流の小水槽の隣の小水槽への開口部が、下に開いており、次の小水槽では、開口部が上部、その次の小水槽では、開口部が下部、その次の小水槽では、開口部が上部となるように、工夫され、上記被処理水は、自然と上部から下部、また下部から上部へと、繰り返して移動している。
【００６２】
また、上記被処理水は、上記充填材槽１に導入されるが、仕切り壁２で小分割した小水槽で、被処理水が下部から上部に上昇する小水槽のみに、散気管４２が設置され、被処理水への酸素供給と空気撹拌を行っている。
【００６３】
また、散気管４２から吐出する空気は、上昇水流を発生させている。散気管４２は、空気配管４によって、ブロワー５と接続しており、ブロワー５から吐出される空気を、上記充填材槽１に供給している。そのため、散気管４２が設置されている小水槽では、好気性微生物が繁殖している。上記充填材槽１では、２つの散気管４２が設置されている。
【００６４】
上記充填材槽１には、上記微生物活性化槽３３から汚泥中の微生物にマイクロナノバブルが付着した状態で、この汚泥と被処理水が、導入される。
【００６５】
上記充填材槽１の水深は、７ｍ以上あるので、微生物に付着したマイクロナノバブルと微生物に付着していない大きめのマイクロバブルは、水圧によって収縮して、微生物に付着しやすいマイクロナノバブルに変化する。
【００６６】
水圧によって変化した微生物に付着しやすいより多くのマイクロナノバブルは、微生物のみならず、ポリ塩化ビニリデン充填材などの充填材３７にも、付着しやすい状態に変化して、充填材３７に多量に付着して、マイクロナノバブルによって活性化した微生物の有機物処理の安定化に有効となる。
【００６７】
そして、被処理水中の有機物に対して、有効的に前処理された被処理水は、上記充填材槽１からポンプ３によって曝気槽６に導入される。
【００６８】
曝気槽６には、ラインミキサー型散気装置７が、設置され、ラインミキサー型散気装置７の下部には、空気供給部３５が、設置されて、空気を吐出している。
【００６９】
ラインミキサー型散気装置７は、内部に旋回流を起こす部位と、気液混相流を微細に破壊する数多くの突起（キノコ状カッターと称している。）のある部位とを有する。
【００７０】
ラインミキサー型散気装置７に空気供給部３５から空気を供給すると、ラインミキサー型散気装置７の上部からは、比較的バブルサイズが大きいすなわち荒い超微細空気が発生する。微細空気であるが故、酸素の溶解効率は、通常の散気管と比較して、格段に良い。
【００７１】
なお、曝気槽６の容量は、上記充填材槽１での被処理水中の有機物に対する前処理での状況で決定するが、従来の排水処理装置では、単に、水量や水質を時間的に調整する調整槽であり、本発明の様に、上記充填材槽１で、活性化した微生物を安定的に付着繁殖させているので、前処理を確実にできて、曝気槽６の容量を小さくできる効果がある。すなわち、イニシャルコストの低減効果である。また、曝気槽６の容量を小さくできるので、ブロワー５の規模も小さくでき省エネ運転を達成できる。
【００７２】
曝気槽６を出た被処理水は、沈澱槽１１に導入されて、微生物を含む汚泥と上澄液としての処理水とに、固液分離される。沈澱槽１１には、レーキ１３を駆動させる為のレーキ駆動部１２が設置されて、汚泥を沈澱槽１１の中心部に掻き寄せるため、ゆっくり回転している。
【００７３】
マイクロナノバブルによる微生物を活性化しての微生物処理は、通常の微生物処理の状況と異なる現象が出てくる。すなわち、沈澱槽１１に導入した被処理水は、汚泥と上澄液との分離がよく、すなわち、汚泥の沈降性が良い。また上澄液としての処理水の化学的酸素要求量や生物学的酸素要求量や浮遊物質などの項目において、水質もよい。また、曝気槽６での発泡も少なく、また臭気の発生もなく、生物処理としては、理想的な内容となる。
【００７４】
また、沈澱槽１１には、汚泥ポンプ１０と処理水ポンプ１４が設置されている。汚泥ポンプ１０は、沈澱槽１１で沈澱した微生物汚泥を汚泥配管９を通じて、微生物活性化槽３３に汚泥を導入している。
【００７５】
排水処理装置の系内で発生した余剰汚泥は、バルブ４４を操作することによって、余剰汚泥槽４５に引き抜かれる。
【００７６】
一方、処理水ポンプ１４は、沈澱槽１１での一部の処理水としての上澄液を、マイクロナノバブル発生槽４３に移送している。残りの処理水は、排水処理装置の系外に排出される。
【００７７】
マイクロナノバブル発生槽４３は、各種材質から成る水槽であり、水槽の材質は、プラスチック、ステンレスや塩化ビニル等で、被処理水の性質によって、選定すれば良い。
【００７８】
マイクロナノバブル発生槽４３には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機が設けられている。二種類のマイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４と非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８とであり、それぞれ水流２３と水流２７を発生している。
【００７９】
上記マイクロナノバブル発生槽４３に、マイクロナノバブル発生助剤が添加される。つまり、マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンク１６と、上記マイクロナノバブル発生助剤タンク１６から上記マイクロナノバブル発生槽４３にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプ１７とが、設置されている。
【００８０】
上記マイクロナノバブル発生槽４３に設置された濁度計２５と、この濁度計２５の信号に基づいて、上記定量ポンプ１７を制御して、上記マイクロナノバブル発生槽４３への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計１９とが、設置されている。
【００８１】
上記濁度計２５は、マイクロナノバブルの発生状況を測定する。すなわち、マイクロナノバブルが多く発生すると、白く濁り濁度が上昇する傾向がある。よって、濁度計２５が高い値を示す。一方、マイクロナノバブルが充分発生していないと、濁度が低下する傾向がある。よって濁度計は低い値を示すことになる。
【００８２】
そして、沈澱槽１１からの処理水は、処理水配管１５および流入管２１より、マイクロナノバブル発生槽４３に流入する。
【００８３】
水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４は、空気配管２２により連結しているブロワー２０より空気を供給されている。ブロワー２０より供給された空気を、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４は、高速回転することよって、空気を切断してマイクロバブルを発生し、その後、一部のマイクロバブルは、時間の経過と共に収縮してナノバブルとなる。そして、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４からマイクロナノバブルを吐出することによって、水流２３を発生している。
【００８４】
また、濁度計２５からの信号を、信号線２６で濁度調節計１９に伝送し、濁度調節計１９の信号により、信号線１８を介して、定量ポンプ１７のインバータ制御により、マイクロナノバブル発生助剤のマイクロナノバブル発生槽４３への添加量を制御し、最適な添加量としている。最適なマイクロナノバブル発生助剤の添加量で、最適なマイクロナノバブルが発生する。
【００８５】
より具体的には、濁度計２５の値が低い場合、マイクロナノバブルの発生量が少ないので、定量ポンプ１７のインバータ制御により、電動機回転数を多くして、マイクロナノバブル発生助剤を多く添加して、マイクロナノバブルを多く発生させて、濁度計２５の数値が高くなる様制御している。
【００８６】
一方、マイクロナノバブル発生槽４３での濁度計２５の数値が高い場合、マイクロナノバブルは、充分発生しているので、定量ポンプ１７のインバータ制御により、電動機回転数を少なくして、マイクロナノバブル発生助剤の添加量を少なくし、かつマイクロナノバブルも充分発生した状態で稼動していることになる。このことは、ランニングコストの低減に役立つ。なお、マイクロナノバブル発生助剤としては、各種微生物分解性の良い界面活性剤や各種アルコール類などがあるが、目的によって、選定すれば良い。
【００８７】
一方、非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８は、配管によって、循環ポンプ３１と連携しており、マイクロナノバブル発生機２８への高圧の循環水の供給は、循環ポンプ３１で実施される。
【００８８】
また、マイクロナノバブル発生機２８には、空気を引き込む為の空気引き込み管３０と、空気量を調整する為のニードルバルブ２９とが設置されている。
【００８９】
そして、マイクロナノバブル発生槽４３で、処理水に充分マイクロナノバブルが含有されて、その後、流出管３２により、マイクロナノバブル含有水は、次工程である微生物活性化槽３３に導入される。
【００９０】
微生物活性化槽３３においては、求めるサイズであり、かつ、多量に含有しているマイクロナノバブル含有水と、沈澱槽１１からの沈澱汚泥とが、空気供給部３５を有するラインミキサー型散気装置３４によって、マイクロバブルが多量吐出することによって、強力に混合撹拌される。すなわち、沈殿槽１１からの汚泥中の微生物に、マイクロナノバブル発生槽４３からのマイクロナノバブルが付着して、微生物を活性化する。また、マイクロナノバブルは、活性化した微生物に付着するものの、微生物に付着しないサイズの大きいマイクロバブルも存在する。
【００９１】
そして、ラインミキサー型散気装置３４によっても、多量のサイズの比較的大きいマイクロバブルも発生して、マイクロナノバブルが付着した微生物、微生物に付着していないマイクロナノバブル、および、ラインミキサー型散気装置３４によって発生したサイズの大きいマイクロバブルは、排水配管３６を介して、微生物活性化槽３３から充填材槽１に導入され、充填材槽１の水深は、７ｍ以上であるから、底部では水圧によって、マイクロナノバブルやラインミキサー型散気装置３４由来のマイクロバブルが収縮して、充填材３７に付着しやすいサイズになり、微生物にも付着することのみならず、充填材３７にも多く付着して、微生物の活性化や安定化に有効となる。
【００９２】
なお、非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８から発生するマイクロナノバブルが、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４から発生するマイクロナノバブルよりも、小さいことが、知られている。
【００９３】
よって、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４で、まず少し大きめのマイクロナノバブルを作製して、その後、その少し大きめのマイクロナノバブルを含有している液体を非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８に導入することにより、マイクロナノバブルのうちナノバブルを多く発生させている。バブルは、より超微細な方が、液体中に長く持続するし、微生物に対する作用も効果的である。
【００９４】
なお、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４は、市販されているものならば、メーカーを限定するものではなく、具体的には、野村電子工業株式会社のものを採用した。非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８は、ナノプラネット研究所の製品を採用した。他の商品としては、他メーカーの商品も数多く販売されているが、目的に従って選定すれば良い。
【００９５】
次に、上記構成の排水処理装置を用いて、排水を処理する方法を説明する。
【００９６】
有機物を含む被処理水を、充填材３７を有する充填材槽１に、導入する。上記充填材槽１の下流側に接続される沈殿槽１１に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する。
【００９７】
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽４３に、上記沈殿槽１１からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する。
【００９８】
微生物活性化槽３３に、上記マイクロナノバブル発生槽４３からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記沈殿槽１１からの上記汚泥とを、導入して、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する。
【００９９】
上記充填材槽１に、上記微生物活性化槽３３から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物を、上記充填材３７に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する。
【０１００】
上記充填材槽１では、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路に、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、上記被処理水とともに、通過させる。
【０１０１】
上記構成の排水処理装置によれば、上記充填材槽１には、上記微生物活性化槽３３から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材３７に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解するので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【０１０２】
また、上記充填材槽１には、上記微生物活性化槽３３から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されるので、上記微生物活性化槽３３にて上記微生物を一層確実に活性化させ、この活性化した微生物を上記充填材槽１の上記充填材３７に一層確実に付着できて、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を一層確実に安定化できる。
【０１０３】
また、上記充填材槽１は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過するので、バブルサイズが大きいマイクロバブルやマイクロナノバブルを、微生物に利用しやすい様なサイズまで水圧で収縮できる。したがって、微生物が利用しやすいサイズのマイクロナノバブルを作成できて、微生物を一層確実に活性化できる。
【０１０４】
また、上記マイクロナノバブル発生槽４３には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機２４，２８が設けられているので、二種類のマイクロナノバブル発生機２４，２８で、幅広いサイズのマイクロナノバブルを発生でき、マイクロナノバブルの発生量も多くできて、マイクロナノバブルの作用を効果的に高めることができる。
【０１０５】
また、上記二種類のマイクロナノバブル発生機２４，２８は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４と非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２８とであるので、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４は、比較的サイズの大きいマイクロナノバブルを発生させることができ、非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２８は、細かいマイクロナノバブルを、発生させることができる。
【０１０６】
また、上記マイクロナノバブル発生槽４３に、マイクロナノバブル発生助剤が添加されるので、効果的に多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【０１０７】
また、マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンク１６と、上記マイクロナノバブル発生助剤タンク１６から上記マイクロナノバブル発生槽４３にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプ１７とを有するので、上記マイクロナノバブル発生助剤タンク１６にマイクロナノバブル発生助剤を貯留しておいて、必要時に上記定量ポンプ１７で、上記マイクロナノバブル発生槽４３に添加することができて、効果的に多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【０１０８】
また、上記マイクロナノバブル発生槽４３に設置された濁度計２５と、この濁度計２５の信号に基づいて、上記定量ポンプ１７を制御して、上記マイクロナノバブル発生槽４３への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計１９とを有するので、マイクロナノバブルの発生状態を上記濁度計２５で測定して、上記濁度計２５の信号で、上記定量ポンプ１７を制御して、上記マイクロナノバブル発生槽４３に添加されるマイクロナノバブル発生助剤の添加量をコントロールすることができる。すなわち、上記濁度計２５の信号で、最適なマイクロナノバブルを、マイクロナノバブル発生助剤を最適量添加して作成することができる。
【０１０９】
また、上記充填材槽１と上記沈殿槽１１との間に、上記曝気槽６が接続されているので、上記曝気槽６に上記被処理水を導入して、上記被処理水をより効果的に処理することができる。
【０１１０】
（第２の実施形態）
図２は、この発明の排水処理装置の第２の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、微生物活性化槽３３では、ラインミキサー型散気装置３４の代わりに、散気管４２が、設置されている。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１１１】
したがって、この第２の実施形態では、ラインミキサー型散気装置３４から吐出する超微細なマイクロバブルではなく、従来から存在する散気管４２から吐出する空気によって、微生物を含む汚泥とマイクロナノバブル含有水が、混合撹拌される。
【０１１２】
散気管４２から吐出する空気は、水圧がかかっても、マイクロナノバブルとはならないので、第１実施形態ほど微生物の活性化はできないので、充填材槽１での被処理水の有機物に対する前処理が、さほど期待できない。但し、ラインミキサー型散気装置３４を使用しないので、第１の実施形態と比較して、イニシャルコストの低減に有効である。
【０１１３】
（第３の実施形態）
図３は、この発明の排水処理装置の第３の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、曝気槽６内に、充填材３７が、設置されている。なお、この第３の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１１４】
したがって、曝気槽６内に、設置されている充填材３７に、活性化した微生物が付着して繁殖し、第１の実施形態と比較して、より安定的に被処理水を処理することとなる。
【０１１５】
特に、マイクロナノバブル含有被処理水は、長時間マイクロナノバブルが持続するので、微生物活性化槽３３で、マイクロナノバブルが付着した微生物は、当然大部分が、充填材槽１の充填材３７に付着するものの、一部のマイクロナノバブルが付着した微生物は、曝気槽６にも流入して、曝気槽６の充填材３７に付着して、微生物処理の安定化と処理能力の向上に有効となる。
【０１１６】
（第４の実施形態）
図４は、この発明の排水処理装置の第４の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、微生物活性化槽３３が省略されている。なお、この第４の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１１７】
つまり、上記マイクロナノバブル発生槽４３からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記沈殿槽１１からの上記汚泥とが、上記被処理水とともに、上記充填材槽１に、直接に導入されている。
【０１１８】
したがって、微生物活性化槽３３を設置していないので、イニシャルコストの削減には、有効であるが、第１の実施形態と比較して、汚泥中の微生物にマイクロナノバブルが付着する確立が低い。その分性能は期待できないが、イニシャルコストの低減には有効なシステムである。
【０１１９】
マイクロナノバブル含有水は、被処理水や、沈殿槽１１からの微生物を含有する汚泥と共に、充填材槽１に導入され、そこで弱い混合があり、汚泥中の微生物にもマイクロナノバブルが付着して、微生物を活性化する。活性化した微生物は、第１の実施形態と同様、充填材３７に付着して安定的に繁殖し、微生物処理が有効となる。
【０１２０】
（第５の実施形態）
図５は、この発明の排水処理装置の第５の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第５の実施形態では、充填材槽１に設置されていた仕切り壁２が、５枚とも全て撤去されている。なお、この第５の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１２１】
したがって、上記充填材槽１には、仕切り壁２がないので、槽内の有効な撹拌状態を維持するには、２つの散気管４２から吐出する空気によって、撹拌する必要がある。但し、通常の排水処理装置では、仕切り壁２を設置している場合の方が稀であるので、仕切り壁２が無くても、ある程度の微生物処理は可能である。すなわち、被処理水中の有機物処理に代表される微生物処理は可能となる。
【０１２２】
（第６の実施形態）
図６は、この発明の排水処理装置の第６の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第６の実施形態では、マイクロナノバブル発生槽４３には、微生物活性化槽３３に加えて、曝気槽６が接続されている。マイクロナノバブル発生槽４３と微生物活性化槽３３との間、および、マイクロナノバブル発生槽４３と曝気槽６との間には、それぞれ、バルブ３８が設けられている。なお、この第６の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１２３】
そして、マイクロナノバブル発生槽４３の出口配管３２からのマイクロナノバブル含有水を、２つのバルブ３８によって、微生物活性化槽３３または曝気槽６の少なくとも一方に、選択的に必要量導入することができる。
【０１２４】
したがって、曝気槽６にマイクロナノバブル含有水を導入した場合、マイクロナノバブル量が、全体的に増加するので、曝気槽６に繁殖していた微生物をマイクロナノバブルで活性化でき、曝気槽６での有機物処理能力が向上する。また、沈澱槽１１での微生物汚泥の沈降性が改善でき、汚泥の沈降性がより向上し、安定的に処理水を確保できる。
【０１２５】
（第７の実施形態）
図７は、この発明の排水処理装置の第７の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第７の実施形態では、曝気槽６および沈澱槽１１に代えて、液中膜４０を内蔵した液中膜槽４６を設けている。ここで、液中膜とは、液体の中に存在する膜をいい、フィルターとして機能する。なお、この第７の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１２６】
そして、固液分離を、沈澱槽１１ではなく、液中膜４０で、安定的にまた、確実に実施できる。よって、生物処理につきものの微生物のバルキングトラブルが皆無となる。
【０１２７】
また、液中膜槽４６には、槽内を撹拌するための空気供給部３５を下部に有するラインミキサー型散気装置７と、液中膜４０の下部に液中膜４０を微細空気で空気洗浄するための空気供給部３５を下部に有するラインミキサー型散気装置７とが、設置されている。
【０１２８】
液中膜槽４６は、槽内の両端のそれぞれに設置された、２つの空気供給部３５を下部に有するラインミキサー型散気装置７で、効率的に撹拌と溶存酸素が供給され、微生物処理することができる。
【０１２９】
なお、２つの空気供給部３５への空気の供給は、ブロワー５から吐出供給される。また、微生物活性化槽３３への微生物汚泥の供給は、汚泥ポンプ４１によって、おこなわれる。また、液中膜４０からの処理水は、液中膜ポンプ３９で引き抜かれ、処理水となるが、一部の処理水は、２つのバルブ３８でマイクロナノバブル発生槽４３の流入管２１より、マイクロナノバブル発生槽４３に導入されて、再利用される。
【０１３０】
（第８の実施形態）
図８は、この発明の排水処理装置の第８の実施形態を示している。図７に示す上記第７の実施形態と相違する点を説明すると、この第８の実施形態では、液中膜槽４６に、充填材３７が設置されている。なお、この第８の実施形態において、上記第７の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１３１】
したがって、液中膜槽４６内部に設置されている（ポリ塩化ビニリデン充填材等の）充填材３７に、活性化した微生物が付着して繁殖し、第７の実施形態と比較して、より安定的に被処理水を処理することとなる。
【０１３２】
特に、マイクロナノバブル含有水は、長時間マイクロナノバブルが持続するので、微生物活性化槽３３で、マイクロナノバブルが付着した微生物は、当然大部分が、充填材槽１の充填材３７に付着するものの、一部のマイクロナノバブルが付着した微生物は、液中膜槽４６にも流入して、液中膜槽４６の充填材３７に付着して、微生物処理の安定化と処理能力の向上に有効となる。
【０１３３】
（実験例）
図１の第１の実施形態に対応する実験装置を製作した。この実験装置において、マイクロナノバブル発生槽４３の容量を０．２ｍ３とし、微生物活性化槽３３の容量を０．１ｍ３とし、充填材槽１の容量を４ｍ３とし、曝気槽６の容量を４ｍ３とし、沈澱槽１１の容量を２ｍ３として、充填材槽１に、被処理水としての生活排水を導入して、約３ヶ月間試運転をしたところ、沈澱槽１１から安定した水質の処理水を確保することができた。
【０１３４】
具体的に述べると、被処理水と処理水とを各項目で分析して、除去率を求めたところ、ＢＯＤ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ 生物学的酸素要求量）およびＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ 化学的酸素要求量）とも、除去率は８５％以上で、かつ曝気槽６からの発泡もなく、汚泥の沈降性もよく、処理水の透視度も５０ｃｍ以上であった。
【０１３５】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記曝気槽６は、接触酸化槽や、回転円盤槽や、光触媒槽や、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽であってもよく、排水処理装置の微生物処理が、上記各種曝気槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の排水処理装置の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の排水処理装置の第２実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の排水処理装置の第３実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明の排水処理装置の第４実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明の排水処理装置の第５実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明の排水処理装置の第６実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明の排水処理装置の第７実施形態を示す模式図である。
【図８】本発明の排水処理装置の第８実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１ 充填材槽
２ 仕切り壁
３ ポンプ
４ 空気配管
５ ブロワー
６ 曝気槽
７ ラインミキサー型散気装置
９ 汚泥配管
１０ 汚泥ポンプ
１１ 沈澱槽（固液分離槽）
１２ レーキ駆動部
１３ レーキ
１４ 処理水ポンプ
１５ 処理水配管
１６ マイクロナノバブル発生助剤タンク
１７ 定量ポンプ
１８ 信号線
１９ 濁度調節計
２０ ブロワー
２１ 流入管
２２ 空気配管
２３ 水流
２４ 水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機
２５ 濁度計
２６ 信号線
２７ 水流
２８ 非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機
２９ ニードルバルブ
３０ 空気吸込み管
３１ 循環ポンプ
３２ 出口配管
３３ 微生物活性化槽
３４ ラインミキサー型散気装置
３５ 空気供給部
３６ 排水配管
３７ 充填材
３８ バルブ
３９ 液中膜ポンプ
４０ 液中膜
４１ 汚泥ポンプ
４２ 散気管
４３ マイクロナノバブル発生槽
４４ バルブ
４５ 余剰汚泥槽
４６ 液中膜槽（固液分離槽）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、半導体工場や液晶工場のみならず、有機物を製造または使用する工場における排水処理方法および排水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機フッ素化合物等の有機物は、化学的に安定な物質である。例えば、有機フッ素化合物は、耐熱性および耐薬品性の観点から優れた性質を有することから、界面活性剤等の用途に用いられている。
【０００３】
しかしながら、有機フッ素化合物は、化学的に安定な物質であるが故に、微生物によって分解され難い。例えば、有機フッ素化合物としてのパーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）は、生態系での分解が進まないことから、生態系への影響が懸念されている。すなわち、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）は、化学的に安定なため、熱分解させるためには、約１０００℃以上の高温を必要としていた（特開２００１−３０２５５１号公報：特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０２５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、この発明の課題は、難分解性の有機物を効果的に微生物によって分解することができる排水処理方法および排水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、この発明の排水処理方法は、
有機物を含む被処理水を、充填材を有する充填材槽に、導入する工程と、
上記充填材槽の下流側に接続される固液分離槽に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する工程と、
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する工程と、
上記充填材槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程と
を備えることを特徴としている。
【０００６】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【０００７】
この発明の排水処理方法によれば、上記充填材槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程を備えるので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。また、上記マイクロナノバブルで活性化した微生物が、上記充填材に付着されているので、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を安定化できる。
【０００８】
また、この発明の排水処理方法は、
有機物を含む被処理水を、充填材を有する充填材槽に、導入する工程と、
上記充填材槽の下流側に接続される固液分離槽に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する工程と、
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する工程と、
微生物活性化槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する工程と、
上記充填材槽に、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【００１０】
この発明の排水処理方法によれば、上記充填材槽に、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程を備えるので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【００１１】
また、上記充填材槽に、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入するので、上記微生物活性化槽にて上記微生物を一層確実に活性化させ、この活性化した微生物を上記充填材槽の上記充填材に一層確実に付着できて、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を一層確実に安定化できる。
【００１２】
また、一実施形態の排水処理方法では、上記充填材槽では、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路に、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、上記被処理水とともに、通過させる。
【００１３】
この実施形態の排水処理方法によれば、上記充填材槽では、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路に、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、上記被処理水とともに、通過させるので、バブルサイズが大きいマイクロバブルやマイクロナノバブルを、微生物に利用しやすい様なサイズまで水圧で収縮できる。したがって、微生物が利用しやすいサイズのマイクロナノバブルを作成できて、微生物を一層確実に活性化できる。
【００１４】
また、この発明の排水処理装置は、
有機物を含む被処理水が導入されると共に、充填材を有する充填材槽と、
上記充填材槽の下流側に接続されると共に、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する固液分離槽と、
マイクロナノバブルを発生すると共に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成するマイクロナノバブル発生槽と
を備え、
上記充填材槽には、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入されて、
マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解することを特徴としている。
【００１５】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【００１６】
この発明の排水処理装置によれば、上記充填材槽には、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解するので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。また、上記マイクロナノバブルで活性化した微生物が、上記充填材に付着されているので、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を安定化できる。
【００１７】
また、この発明の排水処理装置は、
有機物を含む被処理水が導入されると共に、充填材を有する充填材槽と、
上記充填材槽の下流側に接続されると共に、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する固液分離槽と、
マイクロナノバブルを発生すると共に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成するマイクロナノバブル発生槽と、
上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入され、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する微生物活性化槽と
を備え、
上記充填材槽には、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、
マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解することを特徴としている。
【００１８】
ここで、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【００１９】
この発明の排水処理装置によれば、上記充填材槽には、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解するので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【００２０】
また、上記充填材槽には、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されるので、上記微生物活性化槽にて上記微生物を一層確実に活性化させ、この活性化した微生物を上記充填材槽の上記充填材に一層確実に付着できて、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を一層確実に安定化できる。
【００２１】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記充填材槽は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過する。
【００２２】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記充填材槽は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過するので、バブルサイズが大きいマイクロバブルやマイクロナノバブルを、微生物に利用しやすい様なサイズまで水圧で収縮できる。したがって、微生物が利用しやすいサイズのマイクロナノバブルを作成できて、微生物を一層確実に活性化できる。
【００２３】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記マイクロナノバブル発生槽には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機が設けられている。
【００２４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記マイクロナノバブル発生槽には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機が設けられているので、二種類のマイクロナノバブル発生機で、幅広いサイズのマイクロナノバブルを発生でき、マイクロナノバブルの発生量も多くできて、マイクロナノバブルの作用を効果的に高めることができる。
【００２５】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記二種類のマイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機と非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機とである。
【００２６】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記二種類のマイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機と非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機とであるので、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機は、比較的サイズの大きいマイクロナノバブルを発生させることができ、非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機は、細かいマイクロナノバブルを、発生させることができる。
【００２７】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記マイクロナノバブル発生槽に、マイクロナノバブル発生助剤が添加される。
【００２８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記マイクロナノバブル発生槽に、マイクロナノバブル発生助剤が添加されるので、効果的に多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【００２９】
また、一実施形態の排水処理装置では、
マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンクと、
上記マイクロナノバブル発生助剤タンクから上記マイクロナノバブル発生槽にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプと
を有する。
【００３０】
この実施形態の排水処理装置によれば、マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンクと、上記マイクロナノバブル発生助剤タンクから上記マイクロナノバブル発生槽にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプとを有するので、上記マイクロナノバブル発生助剤タンクにマイクロナノバブル発生助剤を貯留しておいて、必要時に上記定量ポンプで、上記マイクロナノバブル発生槽に添加することができて、効果的に多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【００３１】
また、一実施形態の排水処理装置では、
上記マイクロナノバブル発生槽に設置された濁度計と、
この濁度計の信号に基づいて、上記定量ポンプを制御して、上記マイクロナノバブル発生槽への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計と
を有する。
【００３２】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記マイクロナノバブル発生槽に設置された濁度計と、この濁度計の信号に基づいて、上記定量ポンプを制御して、上記マイクロナノバブル発生槽への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計とを有するので、マイクロナノバブルの発生状態を上記濁度計で測定して、上記濁度計の信号で、上記定量ポンプを制御して、上記マイクロナノバブル発生槽に添加されるマイクロナノバブル発生助剤の添加量をコントロールすることができる。すなわち、上記濁度計の信号で、最適なマイクロナノバブルを、マイクロナノバブル発生助剤を最適量添加して作成することができる。
【００３３】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記充填材槽と上記固液分離槽との間に、曝気槽が接続されている。
【００３４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記充填材槽と上記固液分離槽との間に、上記曝気槽が接続されているので、上記曝気槽に上記被処理水を導入して、上記被処理水をより効果的に処理することができる。
【００３５】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、接触酸化槽である。
【００３６】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記曝気槽は、接触酸化槽であるので、排水処理装置の微生物処理が、上記接触酸化槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【００３７】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、回転円盤槽である。
【００３８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記曝気槽は、回転円盤槽であるので、排水処理装置の微生物処理が、上記回転円盤槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【００３９】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、光触媒槽である。
【００４０】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記曝気槽は、光触媒槽であるので、排水処理装置の微生物処理が、上記光触媒槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【００４１】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽である。
【００４２】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記曝気槽は、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽であるので、排水処理装置の微生物処理が、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【００４３】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記被処理水は、界面活性剤を含んでいる。
【００４４】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記被処理水は、界面活性剤を含んでいるので、マイクロナノバブルが発生しやすい効果がある。
【００４５】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記被処理水は、生活排水である。
【００４６】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記被処理水は、生活排水であるので、生活排水を合理的にまた、処理水質を向上させて処理できる。
【００４７】
また、一実施形態の排水処理装置では、上記被処理水は、下水である。
【００４８】
この実施形態の排水処理装置によれば、上記被処理水は、下水であるので、下水を合理的にまた、処理水質を向上させて処理できる。
【発明の効果】
【００４９】
この発明の排水処理方法によれば、上記充填材槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程を備えるので、上記被処理水中の難分解性の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【００５０】
この発明の排水処理装置によれば、上記充填材槽には、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解するので、上記被処理水中の難分解性の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５２】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の排水処理装置の第１の実施形態である模式図を示している。この排水処理装置は、上流から下流に順に接続される、充填材３７を有する充填材槽１、曝気槽６、および、固液分離槽としての沈澱槽１１を有する。上記充填材槽１は、有機物を含む被処理水が導入され、上記沈殿槽１１は、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する。
【００５３】
上記沈殿槽１１には、マイクロナノバブル発生槽４３が接続されている。このマイクロナノバブル発生槽４３では、マイクロナノバブルを発生すると共に、上記沈殿槽１１からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する。
【００５４】
上記沈殿槽１１および上記マイクロナノバブル発生槽４３には、微生物活性化槽３３が接続されている。上記微生物活性化槽３３では、上記マイクロナノバブル発生槽４３からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記沈殿槽１１からの上記汚泥とが、導入され、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する。
【００５５】
上記充填材槽１には、上記微生物活性化槽３３から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材３７に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解する。
【００５６】
ここで、上記被処理水とは、生活排水、工場排水や下水等であり、この排水処理装置によって、確実に処理できる。なお、上記被処理水は、界面活性剤を含んでいてもよく、マイクロナノバブルが発生しやすい効果がある。
【００５７】
また、上記被処理水中の有機物としては、例えば、有機フッ素化合物であり、この有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）やペルフルオロ化スルホン酸アルキル類（ＰＦＡＳ）である。
【００５８】
また、上記マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。なお、通常のバブル（気泡）は、水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅する。また、マイクロバブルとは、１０μｍ〜数十μｍの気泡径を有する気泡をいい、水中で縮小していき、ついには消滅（完全溶解）してしまう。また、ナノバブルとは、数百ｎｍ以下の直径を有する気泡をいい、いつまでも水の中に存在できる。そして、マイクロナノバブルは、マイクロバブルとナノバブルとが混合したバブルであるといえる。
【００５９】
上記充填材槽１は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過する。
【００６０】
上記流水路は、上記充填材槽１を５枚の仕切り壁２で区分して形成される６つの小水槽から構成される。そして、上記被処理水は、６つの小水槽について、順次、上部（水深の浅い部分）から下部（水深の深い部分）に自然と流れ、上記充填材槽１全体を通過して、最も下流の小水槽に到達するように、構成されている。
【００６１】
より具体的には、最上流の小水槽の隣の小水槽への開口部が、下に開いており、次の小水槽では、開口部が上部、その次の小水槽では、開口部が下部、その次の小水槽では、開口部が上部となるように、工夫され、上記被処理水は、自然と上部から下部、また下部から上部へと、繰り返して移動している。
【００６２】
また、上記被処理水は、上記充填材槽１に導入されるが、仕切り壁２で小分割した小水槽で、被処理水が下部から上部に上昇する小水槽のみに、散気管４２が設置され、被処理水への酸素供給と空気撹拌を行っている。
【００６３】
また、散気管４２から吐出する空気は、上昇水流を発生させている。散気管４２は、空気配管４によって、ブロワー５と接続しており、ブロワー５から吐出される空気を、上記充填材槽１に供給している。そのため、散気管４２が設置されている小水槽では、好気性微生物が繁殖している。上記充填材槽１では、２つの散気管４２が設置されている。
【００６４】
上記充填材槽１には、上記微生物活性化槽３３から汚泥中の微生物にマイクロナノバブルが付着した状態で、この汚泥と被処理水が、導入される。
【００６５】
上記充填材槽１の水深は、７ｍ以上あるので、微生物に付着したマイクロナノバブルと微生物に付着していない大きめのマイクロバブルは、水圧によって収縮して、微生物に付着しやすいマイクロナノバブルに変化する。
【００６６】
水圧によって変化した微生物に付着しやすいより多くのマイクロナノバブルは、微生物のみならず、ポリ塩化ビニリデン充填材などの充填材３７にも、付着しやすい状態に変化して、充填材３７に多量に付着して、マイクロナノバブルによって活性化した微生物の有機物処理の安定化に有効となる。
【００６７】
そして、被処理水中の有機物に対して、有効的に前処理された被処理水は、上記充填材槽１からポンプ３によって曝気槽６に導入される。
【００６８】
曝気槽６には、ラインミキサー型散気装置７が、設置され、ラインミキサー型散気装置７の下部には、空気供給部３５が、設置されて、空気を吐出している。
【００６９】
ラインミキサー型散気装置７は、内部に旋回流を起こす部位と、気液混相流を微細に破壊する数多くの突起（キノコ状カッターと称している。）のある部位とを有する。
【００７０】
ラインミキサー型散気装置７に空気供給部３５から空気を供給すると、ラインミキサー型散気装置７の上部からは、比較的バブルサイズが大きいすなわち荒い超微細空気が発生する。微細空気であるが故、酸素の溶解効率は、通常の散気管と比較して、格段に良い。
【００７１】
なお、曝気槽６の容量は、上記充填材槽１での被処理水中の有機物に対する前処理での状況で決定するが、従来の排水処理装置では、単に、水量や水質を時間的に調整する調整槽であり、本発明の様に、上記充填材槽１で、活性化した微生物を安定的に付着繁殖させているので、前処理を確実にできて、曝気槽６の容量を小さくできる効果がある。すなわち、イニシャルコストの低減効果である。また、曝気槽６の容量を小さくできるので、ブロワー５の規模も小さくでき省エネ運転を達成できる。
【００７２】
曝気槽６を出た被処理水は、沈澱槽１１に導入されて、微生物を含む汚泥と上澄液としての処理水とに、固液分離される。沈澱槽１１には、レーキ１３を駆動させる為のレーキ駆動部１２が設置されて、汚泥を沈澱槽１１の中心部に掻き寄せるため、ゆっくり回転している。
【００７３】
マイクロナノバブルによる微生物を活性化しての微生物処理は、通常の微生物処理の状況と異なる現象が出てくる。すなわち、沈澱槽１１に導入した被処理水は、汚泥と上澄液との分離がよく、すなわち、汚泥の沈降性が良い。また上澄液としての処理水の化学的酸素要求量や生物学的酸素要求量や浮遊物質などの項目において、水質もよい。また、曝気槽６での発泡も少なく、また臭気の発生もなく、生物処理としては、理想的な内容となる。
【００７４】
また、沈澱槽１１には、汚泥ポンプ１０と処理水ポンプ１４が設置されている。汚泥ポンプ１０は、沈澱槽１１で沈澱した微生物汚泥を汚泥配管９を通じて、微生物活性化槽３３に汚泥を導入している。
【００７５】
排水処理装置の系内で発生した余剰汚泥は、バルブ４４を操作することによって、余剰汚泥槽４５に引き抜かれる。
【００７６】
一方、処理水ポンプ１４は、沈澱槽１１での一部の処理水としての上澄液を、マイクロナノバブル発生槽４３に移送している。残りの処理水は、排水処理装置の系外に排出される。
【００７７】
マイクロナノバブル発生槽４３は、各種材質から成る水槽であり、水槽の材質は、プラスチック、ステンレスや塩化ビニル等で、被処理水の性質によって、選定すれば良い。
【００７８】
マイクロナノバブル発生槽４３には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機が設けられている。二種類のマイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４と非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８とであり、それぞれ水流２３と水流２７を発生している。
【００７９】
上記マイクロナノバブル発生槽４３に、マイクロナノバブル発生助剤が添加される。つまり、マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンク１６と、上記マイクロナノバブル発生助剤タンク１６から上記マイクロナノバブル発生槽４３にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプ１７とが、設置されている。
【００８０】
上記マイクロナノバブル発生槽４３に設置された濁度計２５と、この濁度計２５の信号に基づいて、上記定量ポンプ１７を制御して、上記マイクロナノバブル発生槽４３への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計１９とが、設置されている。
【００８１】
上記濁度計２５は、マイクロナノバブルの発生状況を測定する。すなわち、マイクロナノバブルが多く発生すると、白く濁り濁度が上昇する傾向がある。よって、濁度計２５が高い値を示す。一方、マイクロナノバブルが充分発生していないと、濁度が低下する傾向がある。よって濁度計は低い値を示すことになる。
【００８２】
そして、沈澱槽１１からの処理水は、処理水配管１５および流入管２１より、マイクロナノバブル発生槽４３に流入する。
【００８３】
水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４は、空気配管２２により連結しているブロワー２０より空気を供給されている。ブロワー２０より供給された空気を、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４は、高速回転することよって、空気を切断してマイクロバブルを発生し、その後、一部のマイクロバブルは、時間の経過と共に収縮してナノバブルとなる。そして、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４からマイクロナノバブルを吐出することによって、水流２３を発生している。
【００８４】
また、濁度計２５からの信号を、信号線２６で濁度調節計１９に伝送し、濁度調節計１９の信号により、信号線１８を介して、定量ポンプ１７のインバータ制御により、マイクロナノバブル発生助剤のマイクロナノバブル発生槽４３への添加量を制御し、最適な添加量としている。最適なマイクロナノバブル発生助剤の添加量で、最適なマイクロナノバブルが発生する。
【００８５】
より具体的には、濁度計２５の値が低い場合、マイクロナノバブルの発生量が少ないので、定量ポンプ１７のインバータ制御により、電動機回転数を多くして、マイクロナノバブル発生助剤を多く添加して、マイクロナノバブルを多く発生させて、濁度計２５の数値が高くなる様制御している。
【００８６】
一方、マイクロナノバブル発生槽４３での濁度計２５の数値が高い場合、マイクロナノバブルは、充分発生しているので、定量ポンプ１７のインバータ制御により、電動機回転数を少なくして、マイクロナノバブル発生助剤の添加量を少なくし、かつマイクロナノバブルも充分発生した状態で稼動していることになる。このことは、ランニングコストの低減に役立つ。なお、マイクロナノバブル発生助剤としては、各種微生物分解性の良い界面活性剤や各種アルコール類などがあるが、目的によって、選定すれば良い。
【００８７】
一方、非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８は、配管によって、循環ポンプ３１と連携しており、マイクロナノバブル発生機２８への高圧の循環水の供給は、循環ポンプ３１で実施される。
【００８８】
また、マイクロナノバブル発生機２８には、空気を引き込む為の空気引き込み管３０と、空気量を調整する為のニードルバルブ２９とが設置されている。
【００８９】
そして、マイクロナノバブル発生槽４３で、処理水に充分マイクロナノバブルが含有されて、その後、流出管３２により、マイクロナノバブル含有水は、次工程である微生物活性化槽３３に導入される。
【００９０】
微生物活性化槽３３においては、求めるサイズであり、かつ、多量に含有しているマイクロナノバブル含有水と、沈澱槽１１からの沈澱汚泥とが、空気供給部３５を有するラインミキサー型散気装置３４によって、マイクロバブルが多量吐出することによって、強力に混合撹拌される。すなわち、沈殿槽１１からの汚泥中の微生物に、マイクロナノバブル発生槽４３からのマイクロナノバブルが付着して、微生物を活性化する。また、マイクロナノバブルは、活性化した微生物に付着するものの、微生物に付着しないサイズの大きいマイクロバブルも存在する。
【００９１】
そして、ラインミキサー型散気装置３４によっても、多量のサイズの比較的大きいマイクロバブルも発生して、マイクロナノバブルが付着した微生物、微生物に付着していないマイクロナノバブル、および、ラインミキサー型散気装置３４によって発生したサイズの大きいマイクロバブルは、排水配管３６を介して、微生物活性化槽３３から充填材槽１に導入され、充填材槽１の水深は、７ｍ以上であるから、底部では水圧によって、マイクロナノバブルやラインミキサー型散気装置３４由来のマイクロバブルが収縮して、充填材３７に付着しやすいサイズになり、微生物にも付着することのみならず、充填材３７にも多く付着して、微生物の活性化や安定化に有効となる。
【００９２】
なお、非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８から発生するマイクロナノバブルが、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４から発生するマイクロナノバブルよりも、小さいことが、知られている。
【００９３】
よって、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４で、まず少し大きめのマイクロナノバブルを作製して、その後、その少し大きめのマイクロナノバブルを含有している液体を非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８に導入することにより、マイクロナノバブルのうちナノバブルを多く発生させている。バブルは、より超微細な方が、液体中に長く持続するし、微生物に対する作用も効果的である。
【００９４】
なお、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４は、市販されているものならば、メーカーを限定するものではなく、具体的には、野村電子工業株式会社のものを採用した。非水中ポンプ型（旋回流型）マイクロナノバブル発生機２８は、ナノプラネット研究所の製品を採用した。他の商品としては、他メーカーの商品も数多く販売されているが、目的に従って選定すれば良い。
【００９５】
次に、上記構成の排水処理装置を用いて、排水を処理する方法を説明する。
【００９６】
有機物を含む被処理水を、充填材３７を有する充填材槽１に、導入する。上記充填材槽１の下流側に接続される沈殿槽１１に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する。
【００９７】
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽４３に、上記沈殿槽１１からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する。
【００９８】
微生物活性化槽３３に、上記マイクロナノバブル発生槽４３からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記沈殿槽１１からの上記汚泥とを、導入して、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する。
【００９９】
上記充填材槽１に、上記微生物活性化槽３３から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物を、上記充填材３７に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する。
【０１００】
上記充填材槽１では、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路に、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、上記被処理水とともに、通過させる。
【０１０１】
上記構成の排水処理装置によれば、上記充填材槽１には、上記微生物活性化槽３３から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材３７に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解するので、上記被処理水中の有機物を効果的に微生物によって分解することができる。
【０１０２】
また、上記充填材槽１には、上記微生物活性化槽３３から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されるので、上記微生物活性化槽３３にて上記微生物を一層確実に活性化させ、この活性化した微生物を上記充填材槽１の上記充填材３７に一層確実に付着できて、微生物による上記被処理水中の有機物の処理を一層確実に安定化できる。
【０１０３】
また、上記充填材槽１は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過するので、バブルサイズが大きいマイクロバブルやマイクロナノバブルを、微生物に利用しやすい様なサイズまで水圧で収縮できる。したがって、微生物が利用しやすいサイズのマイクロナノバブルを作成できて、微生物を一層確実に活性化できる。
【０１０４】
また、上記マイクロナノバブル発生槽４３には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機２４，２８が設けられているので、二種類のマイクロナノバブル発生機２４，２８で、幅広いサイズのマイクロナノバブルを発生でき、マイクロナノバブルの発生量も多くできて、マイクロナノバブルの作用を効果的に高めることができる。
【０１０５】
また、上記二種類のマイクロナノバブル発生機２４，２８は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４と非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２８とであるので、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２４は、比較的サイズの大きいマイクロナノバブルを発生させることができ、非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２８は、細かいマイクロナノバブルを、発生させることができる。
【０１０６】
また、上記マイクロナノバブル発生槽４３に、マイクロナノバブル発生助剤が添加されるので、効果的に多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【０１０７】
また、マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンク１６と、上記マイクロナノバブル発生助剤タンク１６から上記マイクロナノバブル発生槽４３にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプ１７とを有するので、上記マイクロナノバブル発生助剤タンク１６にマイクロナノバブル発生助剤を貯留しておいて、必要時に上記定量ポンプ１７で、上記マイクロナノバブル発生槽４３に添加することができて、効果的に多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【０１０８】
また、上記マイクロナノバブル発生槽４３に設置された濁度計２５と、この濁度計２５の信号に基づいて、上記定量ポンプ１７を制御して、上記マイクロナノバブル発生槽４３への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計１９とを有するので、マイクロナノバブルの発生状態を上記濁度計２５で測定して、上記濁度計２５の信号で、上記定量ポンプ１７を制御して、上記マイクロナノバブル発生槽４３に添加されるマイクロナノバブル発生助剤の添加量をコントロールすることができる。すなわち、上記濁度計２５の信号で、最適なマイクロナノバブルを、マイクロナノバブル発生助剤を最適量添加して作成することができる。
【０１０９】
また、上記充填材槽１と上記沈殿槽１１との間に、上記曝気槽６が接続されているので、上記曝気槽６に上記被処理水を導入して、上記被処理水をより効果的に処理することができる。
【０１１０】
（第２の実施形態）
図２は、この発明の排水処理装置の第２の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、微生物活性化槽３３では、ラインミキサー型散気装置３４の代わりに、散気管４２が、設置されている。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１１１】
したがって、この第２の実施形態では、ラインミキサー型散気装置３４から吐出する超微細なマイクロバブルではなく、従来から存在する散気管４２から吐出する空気によって、微生物を含む汚泥とマイクロナノバブル含有水が、混合撹拌される。
【０１１２】
散気管４２から吐出する空気は、水圧がかかっても、マイクロナノバブルとはならないので、第１実施形態ほど微生物の活性化はできないので、充填材槽１での被処理水の有機物に対する前処理が、さほど期待できない。但し、ラインミキサー型散気装置３４を使用しないので、第１の実施形態と比較して、イニシャルコストの低減に有効である。
【０１１３】
（第３の実施形態）
図３は、この発明の排水処理装置の第３の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、曝気槽６内に、充填材３７が、設置されている。なお、この第３の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１１４】
したがって、曝気槽６内に、設置されている充填材３７に、活性化した微生物が付着して繁殖し、第１の実施形態と比較して、より安定的に被処理水を処理することとなる。
【０１１５】
特に、マイクロナノバブル含有被処理水は、長時間マイクロナノバブルが持続するので、微生物活性化槽３３で、マイクロナノバブルが付着した微生物は、当然大部分が、充填材槽１の充填材３７に付着するものの、一部のマイクロナノバブルが付着した微生物は、曝気槽６にも流入して、曝気槽６の充填材３７に付着して、微生物処理の安定化と処理能力の向上に有効となる。
【０１１６】
（第４の実施形態）
図４は、この発明の排水処理装置の第４の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、微生物活性化槽３３が省略されている。なお、この第４の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１１７】
つまり、上記マイクロナノバブル発生槽４３からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記沈殿槽１１からの上記汚泥とが、上記被処理水とともに、上記充填材槽１に、直接に導入されている。
【０１１８】
したがって、微生物活性化槽３３を設置していないので、イニシャルコストの削減には、有効であるが、第１の実施形態と比較して、汚泥中の微生物にマイクロナノバブルが付着する確立が低い。その分性能は期待できないが、イニシャルコストの低減には有効なシステムである。
【０１１９】
マイクロナノバブル含有水は、被処理水や、沈殿槽１１からの微生物を含有する汚泥と共に、充填材槽１に導入され、そこで弱い混合があり、汚泥中の微生物にもマイクロナノバブルが付着して、微生物を活性化する。活性化した微生物は、第１の実施形態と同様、充填材３７に付着して安定的に繁殖し、微生物処理が有効となる。
【０１２０】
（第５の実施形態）
図５は、この発明の排水処理装置の第５の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第５の実施形態では、充填材槽１に設置されていた仕切り壁２が、５枚とも全て撤去されている。なお、この第５の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１２１】
したがって、上記充填材槽１には、仕切り壁２がないので、槽内の有効な撹拌状態を維持するには、２つの散気管４２から吐出する空気によって、撹拌する必要がある。但し、通常の排水処理装置では、仕切り壁２を設置している場合の方が稀であるので、仕切り壁２が無くても、ある程度の微生物処理は可能である。すなわち、被処理水中の有機物処理に代表される微生物処理は可能となる。
【０１２２】
（第６の実施形態）
図６は、この発明の排水処理装置の第６の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第６の実施形態では、マイクロナノバブル発生槽４３には、微生物活性化槽３３に加えて、曝気槽６が接続されている。マイクロナノバブル発生槽４３と微生物活性化槽３３との間、および、マイクロナノバブル発生槽４３と曝気槽６との間には、それぞれ、バルブ３８が設けられている。なお、この第６の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１２３】
そして、マイクロナノバブル発生槽４３の出口配管３２からのマイクロナノバブル含有水を、２つのバルブ３８によって、微生物活性化槽３３または曝気槽６の少なくとも一方に、選択的に必要量導入することができる。
【０１２４】
したがって、曝気槽６にマイクロナノバブル含有水を導入した場合、マイクロナノバブル量が、全体的に増加するので、曝気槽６に繁殖していた微生物をマイクロナノバブルで活性化でき、曝気槽６での有機物処理能力が向上する。また、沈澱槽１１での微生物汚泥の沈降性が改善でき、汚泥の沈降性がより向上し、安定的に処理水を確保できる。
【０１２５】
（第７の実施形態）
図７は、この発明の排水処理装置の第７の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第７の実施形態では、曝気槽６および沈澱槽１１に代えて、液中膜４０を内蔵した液中膜槽４６を設けている。ここで、液中膜とは、液体の中に存在する膜をいい、フィルターとして機能する。なお、この第７の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１２６】
そして、固液分離を、沈澱槽１１ではなく、液中膜４０で、安定的にまた、確実に実施できる。よって、生物処理につきものの微生物のバルキングトラブルが皆無となる。
【０１２７】
また、液中膜槽４６には、槽内を撹拌するための空気供給部３５を下部に有するラインミキサー型散気装置７と、液中膜４０の下部に液中膜４０を微細空気で空気洗浄するための空気供給部３５を下部に有するラインミキサー型散気装置７とが、設置されている。
【０１２８】
液中膜槽４６は、槽内の両端のそれぞれに設置された、２つの空気供給部３５を下部に有するラインミキサー型散気装置７で、効率的に撹拌と溶存酸素が供給され、微生物処理することができる。
【０１２９】
なお、２つの空気供給部３５への空気の供給は、ブロワー５から吐出供給される。また、微生物活性化槽３３への微生物汚泥の供給は、汚泥ポンプ４１によって、おこなわれる。また、液中膜４０からの処理水は、液中膜ポンプ３９で引き抜かれ、処理水となるが、一部の処理水は、２つのバルブ３８でマイクロナノバブル発生槽４３の流入管２１より、マイクロナノバブル発生槽４３に導入されて、再利用される。
【０１３０】
（第８の実施形態）
図８は、この発明の排水処理装置の第８の実施形態を示している。図７に示す上記第７の実施形態と相違する点を説明すると、この第８の実施形態では、液中膜槽４６に、充填材３７が設置されている。なお、この第８の実施形態において、上記第７の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１３１】
したがって、液中膜槽４６内部に設置されている（ポリ塩化ビニリデン充填材等の）充填材３７に、活性化した微生物が付着して繁殖し、第７の実施形態と比較して、より安定的に被処理水を処理することとなる。
【０１３２】
特に、マイクロナノバブル含有水は、長時間マイクロナノバブルが持続するので、微生物活性化槽３３で、マイクロナノバブルが付着した微生物は、当然大部分が、充填材槽１の充填材３７に付着するものの、一部のマイクロナノバブルが付着した微生物は、液中膜槽４６にも流入して、液中膜槽４６の充填材３７に付着して、微生物処理の安定化と処理能力の向上に有効となる。
【０１３３】
（実験例）
図１の第１の実施形態に対応する実験装置を製作した。この実験装置において、マイクロナノバブル発生槽４３の容量を０．２ｍ３とし、微生物活性化槽３３の容量を０．１ｍ３とし、充填材槽１の容量を４ｍ３とし、曝気槽６の容量を４ｍ３とし、沈澱槽１１の容量を２ｍ３として、充填材槽１に、被処理水としての生活排水を導入して、約３ヶ月間試運転をしたところ、沈澱槽１１から安定した水質の処理水を確保することができた。
【０１３４】
具体的に述べると、被処理水と処理水とを各項目で分析して、除去率を求めたところ、ＢＯＤ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ 生物学的酸素要求量）およびＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ 化学的酸素要求量）とも、除去率は８５％以上で、かつ曝気槽６からの発泡もなく、汚泥の沈降性もよく、処理水の透視度も５０ｃｍ以上であった。
【０１３５】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記曝気槽６は、接触酸化槽や、回転円盤槽や、光触媒槽や、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽であってもよく、排水処理装置の微生物処理が、上記各種曝気槽を中心とした排水処理装置の場合、前処理を確実に実施して、排水処理装置全体の処理効果を改善し、処理効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の排水処理装置の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の排水処理装置の第２実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の排水処理装置の第３実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明の排水処理装置の第４実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明の排水処理装置の第５実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明の排水処理装置の第６実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明の排水処理装置の第７実施形態を示す模式図である。
【図８】本発明の排水処理装置の第８実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１ 充填材槽
２ 仕切り壁
３ ポンプ
４ 空気配管
５ ブロワー
６ 曝気槽
７ ラインミキサー型散気装置
９ 汚泥配管
１０ 汚泥ポンプ
１１ 沈澱槽（固液分離槽）
１２ レーキ駆動部
１３ レーキ
１４ 処理水ポンプ
１５ 処理水配管
１６ マイクロナノバブル発生助剤タンク
１７ 定量ポンプ
１８ 信号線
１９ 濁度調節計
２０ ブロワー
２１ 流入管
２２ 空気配管
２３ 水流
２４ 水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機
２５ 濁度計
２６ 信号線
２７ 水流
２８ 非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機
２９ ニードルバルブ
３０ 空気吸込み管
３１ 循環ポンプ
３２ 出口配管
３３ 微生物活性化槽
３４ ラインミキサー型散気装置
３５ 空気供給部
３６ 排水配管
３７ 充填材
３８ バルブ
３９ 液中膜ポンプ
４０ 液中膜
４１ 汚泥ポンプ
４２ 散気管
４３ マイクロナノバブル発生槽
４４ バルブ
４５ 余剰汚泥槽
４６ 液中膜槽（固液分離槽）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含む被処理水を、充填材を有する充填材槽に、導入する工程と、
上記充填材槽の下流側に接続される固液分離槽に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する工程と、
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する工程と、
上記充填材槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程と
を備えることを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
有機物を含む被処理水を、充填材を有する充填材槽に、導入する工程と、
上記充填材槽の下流側に接続される固液分離槽に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する工程と、
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する工程と、
微生物活性化槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する工程と、
上記充填材槽に、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程と
を備えることを特徴とする排水処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排水処理方法において、
上記充填材槽では、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路に、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、上記被処理水とともに、通過させることを特徴とする排水処理方法。
【請求項４】
有機物を含む被処理水が導入されると共に、充填材を有する充填材槽と、
上記充填材槽の下流側に接続されると共に、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する固液分離槽と、
マイクロナノバブルを発生すると共に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成するマイクロナノバブル発生槽と
を備え、
上記充填材槽には、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入されて、
マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解することを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】
有機物を含む被処理水が導入されると共に、充填材を有する充填材槽と、
上記充填材槽の下流側に接続されると共に、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する固液分離槽と、
マイクロナノバブルを発生すると共に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成するマイクロナノバブル発生槽と、
上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入され、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する微生物活性化槽と
を備え、
上記充填材槽には、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、
マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解することを特徴とする排水処理装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記充填材槽は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、
上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過することを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生槽には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機が設けられていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の排水処理装置において、
上記二種類のマイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機と非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機とであることを特徴とする排水処理装置。
【請求項９】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生槽に、マイクロナノバブル発生助剤が添加されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１０】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンクと、
上記マイクロナノバブル発生助剤タンクから上記マイクロナノバブル発生槽にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプと
を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生槽に設置された濁度計と、
この濁度計の信号に基づいて、上記定量ポンプを制御して、上記マイクロナノバブル発生槽への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計と
を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項１２】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記充填材槽と上記固液分離槽との間に、曝気槽が接続されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、接触酸化槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、回転円盤槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、光触媒槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１７】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記被処理水は、界面活性剤を含んでいることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１８】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記被処理水は、生活排水であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１９】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記被処理水は、下水であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１】
有機物を含む被処理水を、充填材を有する充填材槽に、導入する工程と、
上記充填材槽の下流側に接続される固液分離槽に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する工程と、
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する工程と、
上記充填材槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程と
を備えることを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
有機物を含む被処理水を、充填材を有する充填材槽に、導入する工程と、
上記充填材槽の下流側に接続される固液分離槽に、上記被処理水を導入して、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する工程と、
マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生槽に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部を導入して、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成する工程と、
微生物活性化槽に、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とを、導入して、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する工程と、
上記充填材槽に、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、導入して、マイクロナノバブルで活性化した上記微生物を、上記充填材に付着して、上記被処理水中の有機物を分解する工程と
を備えることを特徴とする排水処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排水処理方法において、
上記充填材槽では、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路に、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とを、上記被処理水とともに、通過させることを特徴とする排水処理方法。
【請求項４】
有機物を含む被処理水が導入されると共に、充填材を有する充填材槽と、
上記充填材槽の下流側に接続されると共に、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する固液分離槽と、
マイクロナノバブルを発生すると共に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成するマイクロナノバブル発生槽と
を備え、
上記充填材槽には、上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入されて、
マイクロナノバブルで活性化した上記汚泥中の微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解することを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】
有機物を含む被処理水が導入されると共に、充填材を有する充填材槽と、
上記充填材槽の下流側に接続されると共に、上記被処理水を、微生物を含む汚泥と処理水とに固液分離する固液分離槽と、
マイクロナノバブルを発生すると共に、上記固液分離槽からの上記処理水の一部が導入され、この処理水にマイクロナノバブルを含ませて、マイクロナノバブル含有水を作成するマイクロナノバブル発生槽と、
上記マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブル含有水と、上記固液分離槽からの上記汚泥とが、導入され、上記汚泥中の微生物に、マイクロナノバブルを付着させて、上記微生物をマイクロナノバブルで活性化する微生物活性化槽と
を備え、
上記充填材槽には、上記微生物活性化槽から、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、導入されて、
マイクロナノバブルで活性化した上記微生物が、上記充填材に付着されて、上記被処理水中の有機物を分解することを特徴とする排水処理装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記充填材槽は、水深の深い部分と水深の浅い部分とを交互に通る流水路を有し、
上記流水路には、上記マイクロナノバブル含有水と上記汚泥とが、上記被処理水とともに、通過することを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生槽には、互いに異なる大きさのマイクロナノバブルを発生する二種類のマイクロナノバブル発生機が設けられていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の排水処理装置において、
上記二種類のマイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機と非水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機とであることを特徴とする排水処理装置。
【請求項９】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生槽に、マイクロナノバブル発生助剤が添加されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１０】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
マイクロナノバブル発生助剤を有するマイクロナノバブル発生助剤タンクと、
上記マイクロナノバブル発生助剤タンクから上記マイクロナノバブル発生槽にマイクロナノバブル発生助剤を送る定量ポンプと
を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生槽に設置された濁度計と、
この濁度計の信号に基づいて、上記定量ポンプを制御して、上記マイクロナノバブル発生槽への上記マイクロナノバブル発生助剤の添加量を調節する濁度調節計と
を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項１２】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記充填材槽と上記固液分離槽との間に、曝気槽が接続されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、接触酸化槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、回転円盤槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、光触媒槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、窒素を処理するための、硝化槽、脱窒槽および再曝気槽であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１７】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記被処理水は、界面活性剤を含んでいることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１８】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記被処理水は、生活排水であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１９】
請求項４または５に記載の排水処理装置において、
上記被処理水は、下水であることを特徴とする排水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−８０２５８（Ｐ２００８−８０２５８Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６３８８８（Ｐ２００６−２６３８８８）
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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