汚水処理装置
【課題】微生物を利用した汚水処理では、流入する汚水の水質や水量が変動すると、有機物（ＢＯＤ）、とくに窒素やリンの除去が不安定になり、処理性能（窒素やリンの除去性能）が低下してしまう。
【解決手段】流入する汚水を分離水と分離汚泥に固液分離し、分離水は生物処理槽に導入して処理し、分離汚泥は濃縮機で濃縮して、有機物を含む濃縮分離液を生物反応槽へ移送する。
【解決手段】流入する汚水を分離水と分離汚泥に固液分離し、分離水は生物処理槽に導入して処理し、分離汚泥は濃縮機で濃縮して、有機物を含む濃縮分離液を生物反応槽へ移送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水中の有機物等を生物学的に処理する汚水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚水中の有機物（ＢＯＤ）、窒素、リンの除去を行う方法として、嫌気・無酸素・好気法がある。このうち窒素の除去は比較的安定しており且つ高効率に達成できる。しかし、リンの除去に関しては、嫌気槽におけるリン蓄積菌のリン放出が不安定で好気槽での十分なリン除去（リン蓄積菌のリン過剰摂取）が得られないという課題があった。その原因としては、流入する汚水の有機物（ＢＯＤ）濃度がリン除去に必要とされるだけ高くない、汚水の水質変動が大きい、好気槽での酸化が進み返送汚泥を介して酸化態窒素が嫌気槽に持ち込まれる、などが考えられる。
【０００３】
また、嫌気・無酸素・好気法を利用した場合、反応槽の容積が従来の標準活性汚泥法の約２〜３倍必要となり、処理施設の建設費が大きくかさみ、より広いスペースが必要になる。
【０００４】
このような従来技術に対して、既存の標準活性汚泥処理施設において増設を行うことなく、容易な改造を行うことにより、有機物（ＢＯＤ）のみならず、窒素・リンをもあわせて効率よく同時除去が行える汚水処理装置として、嫌気処理槽に汚泥調質槽で得られる揮発性有機酸（ＶＦＡ）を含んだ分離水を導入し、無酸素処理槽に汚水（最初沈殿池の流出水）を導入することにより、嫌気槽での汚泥の滞留時間を長く、また、汚泥濃度を高く維持することで、確実なリン放出を促進させ、無酸素処理槽および好気槽でのリン除去を効率化、安定化した廃水処理装置が発明されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
特許文献１には、流入する汚水を予め固液分離する第１固液分離槽と、攪拌手段を備え、第１固液分離槽処理水を受け入れる無酸素処理槽と、無酸素処理槽処理水を受け入れ、微生物を担持する担体を用いて活性汚泥処理を行う好気槽と、好気槽処理水を固液分離する第２固液分離槽と、攪拌手段を備え、第２固液分離槽の分離汚泥を受け入れ無酸素処理槽へ流出させる嫌気槽と、第１固液分離槽の分離汚泥および／または第２固液分離槽の分離汚泥を調質する汚泥調質槽と、汚泥調質槽の分離液を嫌気槽に導入する導入管路とを備えていることが開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示されている廃水処理装置では、その実施の形態において、汚泥調質槽として既存施設の汚泥濃縮槽または汚泥酸発酵槽を転用しており、該汚泥濃縮槽または汚泥酸発酵槽における発酵は、分離汚泥中の有機物（ＢＯＤ）を著しく減少させてしまうことがあり、結果として、リン除去に必要な有機物（ＢＯＤ）を十分に安定して供給することが困難となることが懸念される。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１５６３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者等は、本発明に想到するに際して、少なくとも以下に記載する課題を認識していた。
【０００９】
（１）流入汚水中の有機物（ＢＯＤ）の量に変動があると、微生物を利用した汚水処理装置の有機物（ＢＯＤ）、窒素、リンの処理安定性が低下する。
【００１０】
（２）分離汚泥を発酵させて溶解性の有機物（ＢＯＤ）を得るためには専門的で煩雑な管理が必要である。
【００１１】
（３）汚泥調質槽により分離汚泥を発酵させて溶解性の有機物（ＢＯＤ）を安定して得るためには、十分な滞留時間が得られる槽容積を必要とし、かつ、ｐＨ調整や温度制御を行う設備を設けて高度な維持管理を行う必要がある。
【００１２】
（４）既存の汚泥濃縮槽または汚泥酸発酵槽を汚泥調質槽として利用する場合には、生物処理後の窒素やリンを多く含む汚泥（余剰汚泥）も投入されるため、窒素やリンが汚水処理装置内へ還流し、生物反応槽で再溶出したり蓄積したりして負荷が増大し、その結果処理水の水質を悪化させてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明に係る汚水処理装置は、汚水を分離水と分離汚泥に固液分離する分離槽と、該分離槽の分離水を導入して好気的に生物処理する生物反応槽と、前記分離槽の分離汚泥を導入して濃縮する濃縮機と、該濃縮機から排出される濃縮分離液を前記生物反応槽へ移送する移送設備とからなることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の本発明に係る汚水処理装置は、生物反応槽が、微生物を担持する担体が投入された担体投入型活性汚泥処理槽であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の本発明に係る汚水処理装置は、生物反応槽が、嫌気処理槽および／または無酸素処理槽を備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の本発明に係る汚水処理装置は、濃縮機から排出される濃縮汚泥を前記分離槽へ返送する返送設備を備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の本発明に係る汚水処理装置は、分離槽に複数の間隙が設けられ、汚水が流入する回転円筒を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る汚水処理装置は、以下の作用・効果を奏する。
【００１９】
濃縮機を用いて分離汚泥から濃縮分離液を短時間で分離するため、濃縮機内で分離汚泥の発酵が起こらない。これにより、分離汚泥に含まれる有機物を高収率で速やかに濃縮分離液に回収することが可能となり、微生物による窒素除去やリン除去で利用される有機物（ＢＯＤ）を安定して確保できる。
【００２０】
流入する汚水の水質変動による有機物（ＢＯＤ）の過不足に応じて、また微生物量（ＭＬＳＳ濃度）に応じて、適宜濃縮機を運転（間欠、連続、少量、多量など）して適切に濃縮分離液を生物反応槽へ移送することができるので、生物反応槽で安定して処理（有機物、窒素、リンの除去）を行うことができる。
【００２１】
分離槽の分離汚泥（初沈汚泥）から分離した濃縮分離液を生物反応槽へ移送するため、生物処理後のとくにリンを多く含む汚泥（余剰汚泥）の混入により生物反応槽へリンが還流（蓄積）したり、生物反応槽でリンが再溶出したりすることを防止できる。
【００２２】
濃縮機から排出される（分離汚泥に由来する）濃縮汚泥を分離槽へ返送することにより、分離汚泥の分離槽における滞留時間が長くなり、分離汚泥に含まれる固形有機物を可溶化することができるので、生物反応槽へ導入される分離水の「分解され易く、窒素除去やリン除去に利用し易い有機物（ＢＯＤ）」の濃度を高めることができる。これにより、生物反応槽では効率よく窒素除去やリン除去を行うことができ、良好な水質の処理水を安定して得ることができる。
【００２３】
分離槽（最初沈殿池）や濃縮機は、汚泥調質槽に比べて維持管理や運転調整が容易であり、設備規模が小さく済むため汚泥調質槽のような広い設置スペースを要しない。また汚泥を長期間滞留させないので硫化水素の発生を低減できる。さらに、多くの装置（ｐＨ調整装置、温度調節装置など）や大規模な設備を要しないため、建設コストや運転コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る汚水処理装置の最も基本となる実施の形態を示す図であって、本発明の実施の形態１の全体を示す概略構成図である。
図１において、分離槽２は、例えば重力式の分離槽（最初沈殿池）や簡易な濾過槽であり、処理対象の汚水１を分離水３と分離汚泥４に固液分離する。なお、分離槽２は、汚水１を分離水３と分離汚泥４に固液分離することができればよく、重力式や濾過式に限られない。
分離水管５は、分離槽２と生物反応槽６を接続している配管であり、分離槽２の分離水３を生物反応槽６に導入する。必要に応じて分離水管５に導入ポンプ（図示せず）を設けてもよい。なお、生物反応槽６の上方に分離槽２を設けた場合には、分離水３を生物反応槽６へ自然落下（水路を設けて流出）させてもよく、また生物反応槽６と分離槽２とを隣接して設けた場合には、分離水３を生物反応槽６へオーバーフロー（堰を設けて越流）させてもよい。
【００２５】
生物反応槽６は、微生物による生物反応処理を行う好気処理槽であり、分離槽２の分離水３を導入して原則として好気的に生物処理を行う。生物反応槽６（活性汚泥処理槽）では、硝化脱窒やリンの放出・過剰摂取を促進させて窒素除去やリン除去をするため、通常間欠曝気を行って槽内を好気状態と無酸素（嫌気）状態にする。
分離汚泥管７は、分離槽２と濃縮機８を接続している配管であり、分離槽２の分離汚泥４を濃縮機８に導入する。必要に応じて分離汚泥管７に導入ポンプ（図示せず）を設けてもよく、上記同様自然落下やオーバーフローでもよい。
【００２６】
濃縮機８は、分離汚泥４から効率よく濃縮分離液１０を分離して確実に濃縮汚泥９が得られるものであればよく、例えば回転するデカンタを用いた横型または竪型の遠心濃縮機、無端ベルトを用いたベルト濃縮機、回転ドラムを用いたドラムスクリーン濃縮機、バスケット型スクリーンを用いた回転スクリーン濃縮機、濾布が張られた回転バスケットを用いた遠心濾過濃縮機などが好適である。
要するに、濃縮機８は、分離槽２の分離汚泥４から、生物反応槽６で窒素除去やリン除去で利用できる有機物（水素供与体）を含む濃縮分離液１０を確保できるものであればよい。なお、濃縮機８から排出される濃縮汚泥９は、適宜汚泥処理施設（図示せず）へ移送され処理・処分される。
【００２７】
移送設備は、例えば濃縮分離液管１１や移送ポンプ、バルブ、流量計（図示せず）などから構成してもよく、また生物反応槽６の上方に濃縮機８を設けた場合には、濃縮分離液１０を生物反応槽６へ自然落下（水路を設けて流出）させてもよく、さらに生物反応槽６と濃縮機８とを隣接して設けた場合には、濃縮分離液１０を生物反応槽６へオーバーフロー（濃縮機８から溢流）させてもよく、要は濃縮機８から排出される濃縮分離液１０を確実に生物反応槽６へ移送できるものであればよい。
流出管１２は、生物反応槽６と沈殿槽１３を接続している配管であり、生物反応槽６から流出する（活性汚泥）混合液を、沈殿槽１３など処理水を分離する設備に導入する。
【００２８】
沈殿槽１３は、生物反応槽６から流出する（活性汚泥）混合液を沈殿汚泥と処理水とに分離する槽であり、沈殿汚泥の一部は汚泥引抜管１４を介して引き抜かれて、汚泥処理施設等（図示せず）で処理・処分される。また、沈殿汚泥の一部は、生物反応槽６の活性汚泥が適正に維持されるように、沈殿槽１３と生物反応槽６とを接続している返送汚泥管１６を介して生物反応槽６へ返送される。
【００２９】
次に、図１に示す本実施の形態１の汚水処理装置の作用について簡潔に説明する。
汚水１は、重力式の分離槽２によって分離水３と分離汚泥４に分離される。
分離水３は、生物反応槽６（活性汚泥処理槽）に導入され活性汚泥によって好気的（間欠曝気により無酸素状態にもなる）に生物処理され、生物反応槽６から流出した（活性汚泥処理槽）混合液は、流出管１２を介して沈殿槽１３に導入されて固液分離され、処理水管１５を介して処理水が排出される。分離槽２からの分離汚泥４は、分離汚泥管７を介して機械式の濃縮機８に導入され、濃縮分離液１０と濃縮汚泥９に濃縮され、濃縮分離液１０は、移送設備（濃縮分離液移送管１１等）によって生物反応槽６に移送され、窒素除去やリン除去に利用されると共に活性汚泥によって処理される。
【００３０】
生物反応槽６の後段には沈殿槽１３が設けられ、上記した通り生物反応槽６から流出した（活性汚泥処理槽）混合液は沈殿汚泥と処理水とに分離され、沈殿汚泥の一部は、生物反応槽６の活性汚泥濃度を適正に維持するため、返送汚泥管１６を介して生物反応槽６へ返送される。
【００３１】
生物反応槽６に導入される分離水３の有機物（ＢＯＤ）の濃度が低い場合、生物反応槽（活性汚泥処理槽）６ではＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷（微生物量に対する有機物負荷）が低い状態となり、酸化（好気状態）が促進され、活性汚泥フロックの解体、処理水質の悪化が懸念される。しかしながら、有機物（ＢＯＤ）を多く含む濃縮分離液１０を生物反応槽６に移送することで、ＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷を適切な範囲に維持できるという効果が得られる。
【００３２】
分離水３の有機物（ＢＯＤ）の濃度でＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷が適正な範囲にある場合、濃縮機８を停止して生物反応槽６へ過剰に有機物（ＢＯＤ）が供給されないようにする。なお、濃縮機８を停止した場合には、分離汚泥４は濃縮されることなく適宜汚泥処理施設へ移送され処理・処分される。
例えば、降雨時に汚水１に雨水が混入して、分離水３の有機物（ＢＯＤ）の濃度が通常よりもかなり低くなる場合がある。このような場合には、濃縮機８を適宜運転させて、分離汚泥４に由来する有機物（ＢＯＤ）を含む濃縮分離液１０を生物反応槽６に投入することができる。
分離汚泥４の中には砂や夾雑物等の生物反応槽６では分解できず、生物反応槽６に堆積する可能性のある物質も含まれている。濃縮機８から移送される濃縮分離液１０には、砂や夾雑物等は取り除かれ、生物分解し易い有機物（ＢＯＤ）が高濃度に含まれているため、好気処理槽である生物反応槽６へのＢＯＤ源としては最適である。
【００３３】
ここで、濃縮分離液を生物反応槽へ移送するメリットをまとめると、次のようになる。
（１）濃縮分離液には分離水以上に（汚水に由来する生物分解し易い）有機物が多く含まれる。
（２）濃縮分離液を生物反応槽に入れることで生物処理が安定する。
（３）生物処理安定のために、別途薬剤（有機物、凝集剤など）を添加する必要がない。
（４）特に、窒素やリンの除去において不足がちである有機物の安定供給ができる。
【００３４】
また、濃縮機で濃縮するメリットをまとめると、次のようになる。
（１）短時間に濃縮できるため、専用の調質槽が不要となる。
（２）短時間に濃縮できるため、濃縮中に分離汚泥が腐敗するのを防止でき、窒素やリンの除去において利用できる生物分解され易い有機物の損失（変質）を抑えられる。
（３）運転・停止が容易であるため、生物反応槽の状況に応じて的確に対応できる。
（４）分離汚泥に含まれ、生物反応槽６では分解できず生物反応槽に堆積してしまう砂や夾雑物等を、濃縮汚泥と共に排除することができる。
【００３５】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２の全体を示す概略構成図である。なお、図１に示す装置と同一の部品・部分については、同一の参照符号を付すと共に、重複する説明を適宜省略して、特徴的な部分について詳説する。本実施の形態以降の他の実施の形態・変更例に関する説明においても同様とする。
図２では、沈殿槽１３や配管等を省略しており、図３〜図３１においても同様に図示を省略する。ただし、図２〜図６については、返送汚泥管１６を明示する。
【００３６】
図２に示す本実施の形態２の生物反応槽６は、図１の生物反応槽６と同様に、微生物による生物反応処理を行う好気処理槽（活性汚泥処理槽）であるが、微生物を担持する担体１７が投入されている点で相違している。
生物反応槽６における下流側（流出管１２開口近傍）には、担体１７が生物反応槽６の混合液と共に後段の沈殿槽１３へ流出するのを防止する担体流出防止板１８が設けられる。担体流出防止板１８は、通常金属製やプラスチック製の網を用いたスクリーンタイプのもの、複数の通水孔が設けられた金属板やプラスチック板などのパンチングタイプのものなどが用いられるが、要は、担体１７の流出を防ぎ、閉塞せずに生物反応槽６の混合液を確実に流出させることができるものであればよい。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が生物反応槽６へ返送される。
【００３７】
生物反応槽６には、流動する担体１７が生物反応槽６全体に行き渡るようにするために、生物反応槽６の下流側（流出管１２開口近傍）に流下してきた担体１７を、生物反応槽６の上流側へ返送する担体返送設備が設けられる。担体返送設備は、通常担体返送管１９、ポンプ類（エアリフトポンプ、機械式ポンプなど）、バルブ、流量計などから構成される。
担体１７は、汚水の生物処理を行う微生物（細菌や原生動物等）を保持するもので、例えば一辺もしくは直径が５〜５０ｍｍの立体形状のポリウレタン製のもの（立方体や球体など）を用いるが、ポリエステルやポリプロピレンなどの生分解性がきわめて低く、耐食性、耐久性に優れ、例えばキューブ状、球状、ペレット状、ハニカム状のものであってもよい。また、活性炭、アルミナ、シリカなどの天然素材を用いてもよい。要は生物処理槽６（好気処理槽や無酸素処理槽等）において曝気や撹拌により槽内を流動し、微生物を保持できる機能を有するものであれば、材質のみならず形状や大きさも任意である。また、微生物の保持形態も、微生物を担体１７の表面や内部に付着固定させてもよく、または担体材料で微生物を包括固定してもよい。
【００３８】
図２に示す本実施の形態２の汚水処理装置では、生物反応槽６に微生物を担持する担体１７を投入し、窒素除去やリン除去のために濃縮分離液１０を生物反応槽６に移送して、担体投入型活性汚泥（通常間欠曝気）によって処理される。
担体１７を投入すると、生物反応槽（担体投入型活性汚泥処理槽）６内の微生物濃度を高く維持できるため、汚水量増加や有機物濃度が高くなっても（処理負荷が増大しても）、安定して生物処理を行うことができ、また沈殿槽１３での汚泥負荷を軽減できるので、処理水の良好な水質を維持することが可能となる。一方、分離水３の有機物濃度が極端に低濃度となった場合には、通常の活性汚泥処理と同様に、活性汚泥フロックの解体や処理水質悪化が懸念されるが、有機物濃度の高い濃縮分離液１０を移送することで、適正なＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷を維持することが可能となり、活性汚泥フロックの解体や処理水質悪化を防止できる。
【００３９】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３の全体を示す概略構成図である。
本実施の形態３の生物反応槽６は、図２の生物反応槽６と同様に、微生物を担持する担体１７が投入されている担体投入型活性汚泥処理槽（好気処理槽）６ｃであり、さらに嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂを備えている。なお、後述する図７や図８の生物反応槽６のように、嫌気処理槽６ａと無酸素処理槽６ｂのどちらか一方を備えていてもよい。
【００４０】
図３に示す本実施の形態３の汚水処理装置では、生物反応槽６が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂを備え、また無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃには微生物を担持する担体１７が投入されており、さらに好気処理槽６ｃから無酸素処理槽６ｂへは担体１７の返送も兼ねて循環液管１９を介して好気処理槽混合液が循環し、また嫌気処理槽６ａへは濃縮分離液１０が移送される構成となっている。
嫌気処理槽６ａに濃縮分離液１０を移送することにより、嫌気処理槽６ａでは沈殿槽からの返送汚泥に含まれるリン蓄積菌の嫌気下におけるリン放出等に利用される有機物を十分に確保でき、これにより好気処理槽６ｃにおけるリン蓄積菌の好気下におけるリン過剰摂取（＝リン除去）を行うことが可能となる。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が嫌気処理槽６ａへ返送されるが、処理状況等に応じて無酸素処理槽６ｂや好気処理槽６ｃへ適宜返送(分注)してもよい。
【００４１】
図３の嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃからなる処理プロセスはＡ２＆Ｏ法と呼ばれ、生物学的に有機物（ＢＯＤ）だけでなく、窒素とリンも同時に除去できる。
窒素除去の流れをみてみると、分離水２等に含まれるアンモニア態窒素や有機態窒素は、好気処理槽６ｃにおいて好気下で硝化細菌により酸化されてNO3-やNO2-となる。ただし、硝化細菌は増殖速度が遅いため、長い汚泥滞留時間を必要とする。そこで担体１７を投入することにより、担体１７が硝化細菌を担持して流出させずに増殖に寄与する（担体１７が硝化細菌の棲み家として役割を果たす）ため、好気処理槽６ｃでは硝化細菌を高濃度に保持することができ、硝化を安定して確実に行うことができる。NO3-やNO2-を含んだ好気処理槽混合液は無酸素処理槽６ｂへ担体１７と共に循環される。
【００４２】
無酸素処理槽６ｂでは、脱窒菌が無酸素状態で有機物（ＢＯＤ）を水素供与体として利用し、NO3-やNO2-を還元する。その際、窒素ガスN2が生成され、これが放散することで汚水（汚水処理系）から窒素が除去されることになる。
リン除去の流れをみてみると、嫌気処理槽６ａにおいてリン蓄積菌は、投入された有機物（ＢＯＤ）を蓄える際に、エネルギーであるPO4-Pを放出してリン欠乏の状態になる。その後、好気条件になると先に放出した量以上のPO4-Pを菌体内に過剰摂取する。そしてPO4-Pを過剰摂取したリン蓄積菌を含む汚泥（余剰汚泥）を処理・処分することで汚水（汚水処理系）からリンが除去されることになる。
【００４３】
脱窒菌やリン蓄積菌は、生物分解し易い有機物（ＢＯＤ源）を利用する。生物反応槽６に導入される分離水３の有機物濃度が低くなりＢＯＤ源が欠乏すると、窒素除去やリン除去の反応がスムーズに進まなくなる。濃縮機８から排出される濃縮分離液１０には、生物分解し易い有機物が高濃度に含まれているため、脱窒菌やリン蓄積菌のＢＯＤ源としては最適であり、生物反応槽６へ適切に濃縮分離液１０を移送すれば、安定して高い窒素およびリンの除去性能が得られる。
なお、生物反応槽６に嫌気処理槽６ａを備えることにより、活性汚泥処理で問題となる糸状性細菌によるバルキングを抑制するという副次的な効果も得られる。
【００４４】
図７は、本発明の実施の形態３（図３）の変形例を示す。図３の生物反応槽６は、嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃから構成されているが、図７の生物反応槽６は担体投入型活性汚泥処理槽（好気処理槽）６ｃであり、さらに無酸素処理槽６ｂを備えている。
この変形例（図７）においては、分離水３は無酸素処理槽６ｂへ導入され、濃縮分離液１０も無酸素処理槽６ｂに移送される。
好気処理槽６ｃから無酸素処理槽６ｂへは担体１７（図示せず）の返送も兼ねて循環液管（担体返送管）１９を介して好気処理槽混合液が循環する。
【００４５】
図８は、本発明の実施の形態３（図３）の別の変形例を示す。図３の生物反応槽６は、嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃから構成されているが、図８の生物反応槽６は好気処理槽６ｃであり、さらに嫌気処理槽６ａを備えている。この変形例（図８）においては、分離水３は嫌気処理槽６ａへ導入され、好気処理槽６ｃでは通常間欠曝気を行っている。
【００４６】
図９は、本発明の実施の形態３（図３）の更に別の変形例を示す。図３の汚水処理装置では、濃縮分離液移送管１１で濃縮分離液１０を嫌気処理槽６ａに移送しているが、図９の汚水処理装置では、濃縮分離液移送管２０を分岐させ、濃縮分離液１０を無酸素処理槽６ｂへも移送できる構造としている。
これにより、無酸素処理槽６ｂにおいて脱窒菌が利用するＢＯＤを確保することができ、安定して確実に窒素除去を行うことが可能となる。
【００４７】
図１０は、本発明の実施の形態３（図３）の他の変形例を示し、図９の汚水処理装置に関連する。図９の汚水処理装置では、処理対象である分離水３が分離水管５を介して嫌気処理槽６ａに導入されているが、図１０の汚水処理装置では、分離水管２１を分岐させ、分離水３を無酸素処理槽６ｂへも導入できる構造としている。なお、図１０の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃが担体投入型活性汚泥処理槽であり、担体流出防止板１８が設けられており（担体１７は図示せず）、またNO3-やNO2-を含む好気処理槽混合液は担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂへ循環される。
これにより、例えば雨水の混入等により希薄になった分離水３が多量に嫌気処理槽６ａに流入してしまい嫌気処理（リン蓄積菌のリン放出など）に支障を来たすことを防止することができ、また無酸素処理槽６ｂにおいて脱窒菌が利用するＢＯＤを確保することができ、安定して確実に窒素除去やリン除去を行うことが可能となる。
【００４８】
図１１は、本発明の実施の形態３（図３）の変形例を示し、図９の汚水処理装置に関連する。図９の汚水処理装置では、処理対象である分離水３が分離水管５を介して嫌気処理槽６ａに導入されているが、図１１の汚水処理装置では、分離水管５を無酸素処理槽６ｂに延伸させ、分離水３を無酸素処理槽６ｂへ導入する構造としている。なお、図１１の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃが担体投入型活性汚泥処理槽であり、担体流出防止板１８が設けられており（担体１７は図示せず）、またNO3-やNO2-を含む好気処理槽混合液は担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂへ循環される。
これにより、嫌気処理槽６ａでは十分に嫌気性が保たれて良好に嫌気処理（リン蓄積菌のリン放出など）が行われ、また無酸素処理槽６ｂにおいて脱窒菌が利用するＢＯＤを確保することができ、安定して確実に窒素除去やリン除去を行うことが可能となる。
また、図１１の汚水処理装置では、濃縮機８として、内周面に濾布８１ｂが張設された逆円錐状の回転バスケット８１ａ内へ分離汚泥４を供給し、回転バスケット８１ａを高速で回転させることにより遠心効果と濾過作用で分離汚泥４を濃縮汚泥９と濃縮分離液（濾液）１０とに分離する遠心濾過濃縮機８１を用いた。これにより、分離汚泥４の性状にかかわらず、生物分解され易い有機物（ＢＯＤ）を含む濃縮分離液（濾液）１０を安定して確実に得ることができる。
【００４９】
図１２は、本発明の実施の形態３（図３）の別の変形例を示し、図１０の汚水処理装置に関連する。図１３は、実施の形態３（図３）の更に別の変形例を示し、図１１の汚水処理装置に関連する。図１０および図１１の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃが担体投入型活性汚泥処理槽であるが、図１２および図１３の汚水処理装置は、好気処理槽６ｃが通常の活性汚泥処理槽であり、NO3-やNO2-を含む好気処理槽混合液は循環液管１９を介して無酸素処理槽６ｂへ循環される。
なお、図１２の汚水処理装置では、濃縮機８として、内部に掻寄用のスクリュウが設けられたデカンタ８２ａ内へ分離汚泥４を供給し、デカンタ８２ａを高速で回転させることにより大きい遠心効果で分離汚泥４を濃縮汚泥９と濃縮分離液１０とに分離する横型遠心濃縮機８２を用いた。これにより、分離汚泥４の性状にかかわらず、生物反応槽６において有機物負荷を増大させてしまう固形物（ＳＳ成分）をほとんど含まない濃縮分離液１０を効率よく速やかに得ることができる。
また、図１３の汚水処理装置では、濃縮機８として、分離汚泥に高分子凝集剤を注入して無端ベルト８３ａ上に供給して分離汚泥４を濃縮汚泥９と濃縮分離液１０とに分離するベルト濃縮機８３を用いた。これにより、分離汚泥４の性状にかかわらず、濃縮分離液１０を効率よく安定して得ることができる。
【００５０】
図１４は、本発明の実施の形態３（図３）の他の変形例を示し、図７の汚水処理装置に関連する。図７の汚水処理装置では、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃから構成されている生物反応槽６を設けているが、図１４の汚水処理装置は、生物反応槽６が無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃを２つずつ備える構造としている。すなわち、生物反応槽６は、上流側から順に無酸素処理槽６ｂ（１）、好気処理槽６ｃ（１）、無酸素処理槽６ｂ（２）、好気処理槽６ｃ（２）が設けられている。分離水３は、分岐する分離水管２１によって、無酸素処理槽６ｂ（１）や６ｂ（２）に導入できる構造となっており、また好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）は担体投入型活性汚泥処理槽であり、好気処理槽６ｃ（２）には担体流出防止板１８が設けられており（担体１７は図示せず）、さらにNO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。なお、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃの設置数は、２つに限るものではなく、また相互に同数でなくてもよい。
これにより、生物反応槽６では繰り返し硝化脱窒反応が行われ、十分に窒素除去を行うことができる。
【００５１】
図１５は、本発明の実施の形態３（図３）の更に他の変形例を示し、図１４の汚水処理装置に関連する。図１４の汚水処理装置では、濃縮分離液１０を濃縮分離液移送管１１を介して無酸素処理槽６ｂ（１）に移送しているが、図１５の汚水処理装置は、濃縮分離液移送管２０を分岐させ、濃縮分離液１０を無酸素処理槽６ｂ（１）および無酸素処理槽６ｂ（２）へ移送する構造としている。
これにより、無酸素処理槽６ｂ（１）および無酸素処理槽６ｂ（２）では脱窒に利用される生物分解され易い有機物を安定して確保することができる。
【００５２】
図１６は、本発明の実施の形態３（図３）の別の変形例を示し、図１５の汚水処理装置に関連する。図１５の汚水処理装置では、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環されるが、図１６の汚水処理装置は、好気処理槽６ｃ（１）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９ａを介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環され、好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９ｂを介して無酸素処理槽６ｂ（２）へ循環される構造としている。
これにより、生物反応槽６における処理段階に応じて好気処理槽混合液を無酸素処理槽６ｂへ循環させることができるため、微生物の適用性を高め効率的な汚水処理（窒素除去やリン除去を含む）を安定して行うことができる。
【００５３】
図１７は、本発明の実施の形態３（図３）の変形例を示し、図１６の汚水処理装置に関連する。図１６の汚水処理装置では、微生物を担持する担体１７が生物反応槽６に投入されるが、図１７の汚水処理装置では、とくに担体１７を投入することなく、そのため好気処理槽６ｃ（２）には担体流出防止板１８が設けられていない。
【００５４】
実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４の全体を示す概略構成図であり、本発明の実施の形態３（図３）に関連する。
図４に示す本実施の形態４の汚水処理装置は、実施の形態３の汚水処理装置に対して、濃縮汚泥９を分離槽２へ返送する濃縮汚泥返送設備が設けられており、この濃縮汚泥返送設備は、例えば濃縮汚泥返送管２２や移送ポンプ、バルブ、流量計（図示せず）などから構成してもよく、また分離槽２の上方に濃縮機８を設けた場合には、濃縮汚泥９を分離槽２へ自然落下（水路を設けて流出）させてもよく、さらに分離槽２と濃縮機８とを隣接して設けた場合には、濃縮汚泥９を分離槽２へオーバーフロー（濃縮機８から溢流）させてもよく、要は濃縮機８から排出される濃縮汚泥９を確実に分離槽２へ返送できるものであればよい。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が生物反応槽６へ返送されるが、処理状況等に応じて無酸素処理槽６ｂや好気処理槽６ｃへ適宜返送(分注)してもよい。
【００５５】
濃縮汚泥９を分離槽２へ返送することにより分離槽２に長く滞留するため、濃縮汚泥９に含まれる固形有機物の可溶化が促進され、分離水３や濃縮分離液１０中の生物分解され易い有機物（ＢＯＤ）の濃度が高まると共に、分離槽２から発生する汚泥の総量を減少させること（汚泥減量化）ができ、生物反応槽６では効率よく窒素除去やリン除去を行うことができ、良好な水質の処理水を安定して得ることができる。
つまり、濃縮汚泥９を分離槽２に返送すると、濃縮汚泥９の分離槽２における滞留時間が延びるため、固形有機物の分解が進み、分離液３および分離汚泥４中の有機酸の含有量が増加する。そして、リン蓄積菌は嫌気処理槽６ａで酢酸やプロピオン酸等の有機酸を積極的に利用してPO4-Pを放出し、好気処理槽６ｃでPO4-Pを効率よく過剰摂取するため、リン除去が促進される。
【００５６】
実施の形態５．
図５は、本発明の実施の形態５の全体を示す概略構成図であり、本発明の実施の形態４（図４）に関連する。
本実施の形態５の汚水処理装置は、汚水１を分離水３と分離汚泥４に固液分離する分離槽２３が、回転円筒２４を備えられている。
回転円筒２４は、周囲に複数の間隙（図５では縦長のスリットであるが、複数の通水孔でも格子状の間隙でもかまわない）が設けられており、図示しない駆動機等によって、回転軸２４ａを中心にして回転するものであり、内部に導入した汚水１を効率よく分離水３と分離汚泥４に分離させることができる。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が生物反応槽６へ返送されるが、処理状況等に応じて無酸素処理槽６ｂや好気処理槽６ｃへ適宜返送(分注)してもよい。
【００５７】
図５の汚水処理装置では、分離槽２３に回転円筒２４を設けることにより、汚水１を分離水３と分離汚泥４に分離する能力が増しているために、分離槽２３の小型化が図れると共に、流入する汚水の水質変動に対処でき、生物反応槽６の汚濁負荷となる有機系の固形物や生物分解できない砂や夾雑物等を確実にかつ速やかに除去できる。
分離槽２３の小型化は装置全体の省スペース化に寄与するのみならず、汚水１の分離槽２３での滞留時間の短縮につながる。これにより、分離槽２３における分離汚泥４の滞留時間は実施の形態１乃至４等と変わらない条件において、分離水３の滞留時間のみ短縮されることとなり、分離水３を腐敗させることなく速やかに生物反応槽６へ導入することができ、良好な生物処理を行うことができる。
【００５８】
実施の形態６．
図６は、本発明の実施の形態６の全体を示す概略構成図であり、本発明の実施の形態４（図４）に関連する。
図４に示す実施の形態４の汚水処理装置では、生物反応槽６は微生物を担持する担体１７が投入されている担体投入型活性汚泥処理槽（好気処理槽）６ｃであり、さらに嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂを備えているが、図６に示す本実施の形態６の汚水処理装置においては、生物反応槽６は、上流側から順に、嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）、好気処理槽６ｃ（１）、無酸素処理槽６ｂ（２）および好気処理槽６ｃ（２）から構成されている。
本実施の形態６の汚水処理装置（図６）では、分岐する分離水管２１によって、分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっており、また好気処理槽６ｃ（１）および（２）は担体投入型活性汚泥処理槽であり、好気処理槽６ｃ（２）には担体流出防止板１８が設けられており（担体１７は図示せず）、さらにNO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が生物反応槽６へ返送されるが、処理状況等に応じて無酸素処理槽６ｂ（１）や６ｂ（２）、好気処理槽６ｃ（１）や６ｃ（２）へ適宜返送(分注)してもよい。また、分離汚泥管７は分岐して分離汚泥４が濃縮機８と汚泥処理施設等（図示せず）に移送できる構造となっている。さらに、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃの設置数は、２つに限るものではなく、また相互に同数でなくてもよい。
【００５９】
本実施の形態６の汚水処理装置は、５つの処理槽を備え、嫌気、無酸素および好気の各槽においてリン、窒素、有機物の除去が安定して行われる。とくに二つ目の無酸素処理槽６ｂ（２）では十分に脱窒（NO3-やNO2-が還元されN2が生成）を行い、そして二つ目の好気処理槽６ｃ（２）では曝気により混合液中に溶存する窒素ガス（N2）を十分に大気へ放散させると共に沈殿槽６でリンが再溶出しないように混合液を好気状態にすることができる。また、担体１７を用いることで、負荷変動への対応が可能となりばかりか、増殖速度の遅い硝化細菌を高濃度に維持することができる。
窒素除去やリン除去には生物分解し易い有機物（ＢＯＤ）が必要であり、有機物（ＢＯＤ）の濃度の高い濃縮分離液１０を嫌気処理槽６ａへ移送し、また有機物（ＢＯＤ）を含有する分離水３を嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）へ導入することで、有機物（ＢＯＤ）の不足を確実に解消でき、効率的に安定して生物処理（窒素除去やリン除去を含む）の促進を図ることができる。
【００６０】
図１８は、本発明の実施の形態６の（図６）の変形例を示す。実施の形態６の汚水処理装置では、濃縮分離液１０を濃縮分離液移送管１１を介して嫌気処理槽６ａに移送しているが、図１８の汚水処理装置では、濃縮分離液移送管２５を分岐させ、濃縮分離液１０を無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）へ移送できる構造としている。
これにより、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）では、生物分解しやすい有機物（ＢＯＤ）を十分に確保でき、安定して効率的に窒素除去を行うことができる。
【００６１】
図１９は、本発明の実施の形態６の（図６）の別の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図１９の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（１）に導入できる構造としている。
これにより、導入された分離水３は、水量が多くても生物反応槽６で十分に処理（窒素除去やリン除去を含む）することができる。
【００６２】
図２０は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に別の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（１）に導入できる構造となっているが、図２０の汚水処理装置では、分岐する分離水管２６によって、分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造としている。
これにより、分離水３は、水量、水質、有機物（ＢＯＤ）の状況等に応じて、適宜生物反応槽６内へ導入することができる。
【００６３】
図２１は、本発明の実施の形態６の（図６）の他の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２１の汚水処理装置では、分離水３を分離水管５を介して嫌気処理槽６ａに導入する構造としている。
これにより、導入された分離水３は、水量が多くても生物反応槽６で十分に処理（窒素除去やリン除去を含む）することができる。
【００６４】
図２２は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に他の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が担体投入型活性汚泥処理槽であるが、図２２の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が通常の活性汚泥処理槽であり、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は循環液管１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。
【００６５】
図２３は、本発明の実施の形態６の（図６）の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環されるが、図２３の汚水処理装置は、好気処理槽６ｃ（１）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９ａを介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環され、好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９ｂを介して無酸素処理槽６ｂ（２）へ循環される構造としている。
これにより、生物反応槽６における処理段階に応じて好気処理槽混合液を無酸素処理槽６ｂへ循環させることができるため、微生物の適用性を高め効率的な汚水処理（窒素除去やリン除去を含む）を安定して行うことができる。
【００６６】
図２４は、本発明の実施の形態６の（図６）の別の変形例を示し、図１９の汚水処理装置に関連する。図１９の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が担体投入型活性汚泥処理槽であるが、図２４の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が通常の活性汚泥処理槽であり、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は循環液管１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。
【００６７】
図２５は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に別の変形例を示し、図２０の汚水処理装置に関連する。図２０の汚水処理装置では、分岐する分離水管２６によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２５の汚水処理装置では、分岐する分離水管２７によって、処理対象である分離水３が無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造としている。
これにより、嫌気処理槽６ａでは分離水３が導入されないため十分に嫌気性が保たれて良好に嫌気処理（リン蓄積菌のリン放出など）を行うことができる。
【００６８】
図２６は、本発明の実施の形態６の（図６）の他の変形例を示し、図２１の汚水処理装置に関連する。図２１の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が担体投入型活性汚泥処理槽であるが、図２６の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が通常の活性汚泥処理槽であり、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は循環液管１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。
【００６９】
図２７は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に他の変形例を示し、図２２の汚水処理装置に関連する。図２２の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２７の汚水処理装置では、分岐する分離水管２６によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造としている。これにより、分離水３は、水量、水質、有機物（ＢＯＤ）の状況等に応じて、適宜生物反応槽６内へ導入することができる。
【００７０】
図２８は、本発明の実施の形態６の（図６）の変形例を示し、図２３の汚水処理装置に関連する。図２３の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２８の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（１）に導入できる構造としている。
【００７１】
図２９は、本発明の実施の形態６の（図６）の別の変形例を示し、図２３の汚水処理装置に関連する。図２３の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２９の汚水処理装置では、分離水管５によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａに導入できる構造としている。
これにより、導入された分離水３は、水量が多くても生物反応槽６で十分に処理（窒素除去やリン除去を含む）することができる。
【００７２】
図３０は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に別の変形例を示し、図２９の汚水処理装置に関連する。図２９の汚水処理装置では、分離水管５によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａに導入できる構造になっているが、図３０の汚水処理装置は、分岐する分離水管２６によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造としている。
これにより、分離水３は、水量、水質、有機物（ＢＯＤ）の状況等に応じて、適宜生物反応槽６内へ導入することができる。
【００７３】
図３１は、本発明の実施の形態６の（図６）の他の変形例を示し、図３０の汚水処理装置に関連する。図３０の汚水処理装置では、分岐する分離水管２６によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図３１の汚水処理装置は、分岐する分離水管２７によって、処理対象である分離水３が無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造としている。
これにより、嫌気処理槽６ａでは分離水３が導入されないため十分に嫌気性が保たれて良好に嫌気処理（リン蓄積菌のリン放出など）を行うことができる。
【実施例】
【００７４】
実施例１．
図６に示す実施の形態６については、実施例１として説明する。
【００７５】
図３２は、実施例１（図６）の汚水処理装置において、従来技術である分離槽２（最初沈殿池）へ凝集剤を添加して化学的に分離水３（汚水）に含まれるリンを除去した期間（以下、凝集剤添加実施期間）、一般的な（従来の）運転操作で生物処理を行った期間（以下、未実施期間）、および本発明にかかる濃縮機８を稼動させ濃縮分離液１０を嫌気処理槽６ａへ移送して生物処理を行った期間（以下、実施例１実施期間）における分離水３および処理水（沈殿槽１３流出水）のリン濃度の経日変動を示す。
実施例１において、分離水３のリン濃度は各期間において変動しているが、凝集剤添加実施期間と実施例１実施期間において、処理水のリン濃度は放流規制値（通常１．０ｍｇ／Ｌ）を十分に下回る結果であった。未実施期間における分離水３のリン濃度は、他の期間に比べて低濃度であったが、処理水のリン濃度は放流規制値以下ではあるものの、凝集剤添加実施期間や実施例１実施期間と比較して高く、また不安定であった。
【００７６】
以上の結果より、実施例１に示した本発明にかかる汚水処理装置は、濃縮機８により分離汚泥４に含まれる生物分解し易い有機物（ＢＯＤ）を適時に効率よく回収し、これを嫌気処理槽６ａに移送することにより、従来技術である分離水３（汚水）へ凝集剤を添加する化学的処理と同等の安定したリン除去が行えるという優れた効果が得られる。
【００７７】
実施例２乃至５．
以下、図４に示す実施の形態４については、実施例２として説明し、図７に示す実施の形態３の変形例については、実施例３として説明し、図８に示す実施の形態３の変形例については、実施例４として説明し、図１４に示す実施の形態３の変形例については、実施例５として説明する。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１は、実施例２乃至５の処理結果の一覧である。表中、全リン（Ｔ−Ｐ）ならびに全窒素（Ｔ−Ｎ)の単位はｍｇ／Ｌであり、数値はそれぞれ実施期間の平均値である。
【００８０】
実施例２．
実施例２は、いわゆる担体投入型のＡ２Ｏ法を用いた本発明にかかる汚水処理装置の処理結果である。従来の汚水処理装置（担体投入型のＡ２Ｏ法）の処理結果と比較して、処理水のリン、窒素は共に低い値となり、良好な結果が得られた。
【００８１】
実施例３．
実施例３は、いわゆる担体投入型の循環式硝化脱窒法を用いた本発明にかかる汚水処理装置の処理結果である。窒素除去に優れた処理方式であるため、従来の汚水処理装置（担体投入型の循環式硝化脱窒法）の処理結果と比較して、リン除去に明確な差異は見られないが、窒素除去については良好な結果が得られた。
【００８２】
実施例４．
実施例４は、リン除去を目的としたいわゆる嫌気好気処理法を用いた本発明にかかる汚水処理装置の処理結果である。従来の汚水処理装置（嫌気好気処理法）の処理結果と比較して、リン除去について明らかに優れており、良好な結果が得られた。さらに、窒素除去についても良好な結果が得られた。
【００８３】
実施例５．
実施例５は、いわゆる担体投入型のステップ流入式硝化脱窒法を用いた本発明にかかる汚水処理装置の処理結果である。従来の汚水処理装置（担体投入型のステップ流入式硝化脱窒法）の処理結果と比較して、リン除去に明確な差異は見られないが、窒素除去については明らかに優れており、良好な結果が得られた。
【００８４】
以上、実施例２〜５の結果からもわかるように、本発明にかかる汚水処理装置は、既存の様々なリン除去や窒素除去の処理技術に適用した場合においても、脱窒菌やリン蓄積菌が利用し易い有機物（ＢＯＤ）を確実に且つ的確に供給（移送）できるため、従来の汚水処理装置に比べ、窒素やリンを安定して効率的に除去できる処理性能の高いものである。
【００８５】
上述した実施の形態、変形例、図、実施例の相互の関係について、分かり易くするために、以下のように表にまとめた。
【００８６】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態１の全体を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２の全体を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３の全体を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態４の全体を示す概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態５の全体を示す概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態６の全体を示す概略構成図である。
【図７】本発明の実施の形態３の変形例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３の別の変形例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３のさらに別の変形例を示す図である。
【図１０】図９に示す本発明の実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１１】図９に示す本発明の実施の形態３別の変形例を示す図である。
【図１２】図１０における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１３】図１１における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１４】図７における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１５】図１４における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１６】図１５における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１７】図１６における実施の形態３の別の変形例を示す図である。
【図１８】図６における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図１９】図１８における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２０】図１８における実施の形態６の別の変形例を示す図である。
【図２１】図１８における実施の形態６のさらに別の変形例を示す図である。
【図２２】図１８における実施の形態６のさらに別の変形例を示す図である。
【図２３】図１８における実施の形態６のさらに別の変形例を示す図である。
【図２４】図１９における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２５】図２０における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２６】図２１における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２７】図２２における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２８】図２３における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２９】図２３における実施の形態６の別の変形例を示す図である。
【図３０】図２９における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図３１】図３０における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図３２】分離水および処理水のリン濃度の経日変動を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 汚水
２ 分離槽
３ 分離水
４ 分離汚泥
５、２１、２６、２７ 分離水管
６ 生物反応槽
６ａ 嫌気処理槽
６ｂ、６ｂ（１）、６ｂ（２） 無酸素処理槽
６ｃ、６ｃ（１）、６ｃ（２） 好気処理槽
７ 分離汚泥管
８ 濃縮機
９ 濃縮汚泥
１０ 濃縮分離液
１１、２０、２５ 濃縮分離液移送管
１２ 流出管
１３ 沈殿槽
１４ 汚泥引抜管
１５ 処理水管
１６ 返送汚泥管
１７ 担体
１８ 担体流出防止板
１９、１９ａ、１９ｂ 担体返送管（循環液管）
２２ 濃縮汚泥返送管
２３ 分離槽
２４ 回転円筒
２４ａ 回転軸
８１ 遠心濾過濃縮機
８１ａ 回転バスケット
８１ｂ 濾布
８２ 遠心濃縮機
８２ａ デカンタ
８３ ベルト濃縮機
８３ａ ベルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水中の有機物等を生物学的に処理する汚水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚水中の有機物（ＢＯＤ）、窒素、リンの除去を行う方法として、嫌気・無酸素・好気法がある。このうち窒素の除去は比較的安定しており且つ高効率に達成できる。しかし、リンの除去に関しては、嫌気槽におけるリン蓄積菌のリン放出が不安定で好気槽での十分なリン除去（リン蓄積菌のリン過剰摂取）が得られないという課題があった。その原因としては、流入する汚水の有機物（ＢＯＤ）濃度がリン除去に必要とされるだけ高くない、汚水の水質変動が大きい、好気槽での酸化が進み返送汚泥を介して酸化態窒素が嫌気槽に持ち込まれる、などが考えられる。
【０００３】
また、嫌気・無酸素・好気法を利用した場合、反応槽の容積が従来の標準活性汚泥法の約２〜３倍必要となり、処理施設の建設費が大きくかさみ、より広いスペースが必要になる。
【０００４】
このような従来技術に対して、既存の標準活性汚泥処理施設において増設を行うことなく、容易な改造を行うことにより、有機物（ＢＯＤ）のみならず、窒素・リンをもあわせて効率よく同時除去が行える汚水処理装置として、嫌気処理槽に汚泥調質槽で得られる揮発性有機酸（ＶＦＡ）を含んだ分離水を導入し、無酸素処理槽に汚水（最初沈殿池の流出水）を導入することにより、嫌気槽での汚泥の滞留時間を長く、また、汚泥濃度を高く維持することで、確実なリン放出を促進させ、無酸素処理槽および好気槽でのリン除去を効率化、安定化した廃水処理装置が発明されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
特許文献１には、流入する汚水を予め固液分離する第１固液分離槽と、攪拌手段を備え、第１固液分離槽処理水を受け入れる無酸素処理槽と、無酸素処理槽処理水を受け入れ、微生物を担持する担体を用いて活性汚泥処理を行う好気槽と、好気槽処理水を固液分離する第２固液分離槽と、攪拌手段を備え、第２固液分離槽の分離汚泥を受け入れ無酸素処理槽へ流出させる嫌気槽と、第１固液分離槽の分離汚泥および／または第２固液分離槽の分離汚泥を調質する汚泥調質槽と、汚泥調質槽の分離液を嫌気槽に導入する導入管路とを備えていることが開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示されている廃水処理装置では、その実施の形態において、汚泥調質槽として既存施設の汚泥濃縮槽または汚泥酸発酵槽を転用しており、該汚泥濃縮槽または汚泥酸発酵槽における発酵は、分離汚泥中の有機物（ＢＯＤ）を著しく減少させてしまうことがあり、結果として、リン除去に必要な有機物（ＢＯＤ）を十分に安定して供給することが困難となることが懸念される。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１５６３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者等は、本発明に想到するに際して、少なくとも以下に記載する課題を認識していた。
【０００９】
（１）流入汚水中の有機物（ＢＯＤ）の量に変動があると、微生物を利用した汚水処理装置の有機物（ＢＯＤ）、窒素、リンの処理安定性が低下する。
【００１０】
（２）分離汚泥を発酵させて溶解性の有機物（ＢＯＤ）を得るためには専門的で煩雑な管理が必要である。
【００１１】
（３）汚泥調質槽により分離汚泥を発酵させて溶解性の有機物（ＢＯＤ）を安定して得るためには、十分な滞留時間が得られる槽容積を必要とし、かつ、ｐＨ調整や温度制御を行う設備を設けて高度な維持管理を行う必要がある。
【００１２】
（４）既存の汚泥濃縮槽または汚泥酸発酵槽を汚泥調質槽として利用する場合には、生物処理後の窒素やリンを多く含む汚泥（余剰汚泥）も投入されるため、窒素やリンが汚水処理装置内へ還流し、生物反応槽で再溶出したり蓄積したりして負荷が増大し、その結果処理水の水質を悪化させてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明に係る汚水処理装置は、汚水を分離水と分離汚泥に固液分離する分離槽と、該分離槽の分離水を導入して好気的に生物処理する生物反応槽と、前記分離槽の分離汚泥を導入して濃縮する濃縮機と、該濃縮機から排出される濃縮分離液を前記生物反応槽へ移送する移送設備とからなることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の本発明に係る汚水処理装置は、生物反応槽が、微生物を担持する担体が投入された担体投入型活性汚泥処理槽であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の本発明に係る汚水処理装置は、生物反応槽が、嫌気処理槽および／または無酸素処理槽を備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の本発明に係る汚水処理装置は、濃縮機から排出される濃縮汚泥を前記分離槽へ返送する返送設備を備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の本発明に係る汚水処理装置は、分離槽に複数の間隙が設けられ、汚水が流入する回転円筒を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る汚水処理装置は、以下の作用・効果を奏する。
【００１９】
濃縮機を用いて分離汚泥から濃縮分離液を短時間で分離するため、濃縮機内で分離汚泥の発酵が起こらない。これにより、分離汚泥に含まれる有機物を高収率で速やかに濃縮分離液に回収することが可能となり、微生物による窒素除去やリン除去で利用される有機物（ＢＯＤ）を安定して確保できる。
【００２０】
流入する汚水の水質変動による有機物（ＢＯＤ）の過不足に応じて、また微生物量（ＭＬＳＳ濃度）に応じて、適宜濃縮機を運転（間欠、連続、少量、多量など）して適切に濃縮分離液を生物反応槽へ移送することができるので、生物反応槽で安定して処理（有機物、窒素、リンの除去）を行うことができる。
【００２１】
分離槽の分離汚泥（初沈汚泥）から分離した濃縮分離液を生物反応槽へ移送するため、生物処理後のとくにリンを多く含む汚泥（余剰汚泥）の混入により生物反応槽へリンが還流（蓄積）したり、生物反応槽でリンが再溶出したりすることを防止できる。
【００２２】
濃縮機から排出される（分離汚泥に由来する）濃縮汚泥を分離槽へ返送することにより、分離汚泥の分離槽における滞留時間が長くなり、分離汚泥に含まれる固形有機物を可溶化することができるので、生物反応槽へ導入される分離水の「分解され易く、窒素除去やリン除去に利用し易い有機物（ＢＯＤ）」の濃度を高めることができる。これにより、生物反応槽では効率よく窒素除去やリン除去を行うことができ、良好な水質の処理水を安定して得ることができる。
【００２３】
分離槽（最初沈殿池）や濃縮機は、汚泥調質槽に比べて維持管理や運転調整が容易であり、設備規模が小さく済むため汚泥調質槽のような広い設置スペースを要しない。また汚泥を長期間滞留させないので硫化水素の発生を低減できる。さらに、多くの装置（ｐＨ調整装置、温度調節装置など）や大規模な設備を要しないため、建設コストや運転コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る汚水処理装置の最も基本となる実施の形態を示す図であって、本発明の実施の形態１の全体を示す概略構成図である。
図１において、分離槽２は、例えば重力式の分離槽（最初沈殿池）や簡易な濾過槽であり、処理対象の汚水１を分離水３と分離汚泥４に固液分離する。なお、分離槽２は、汚水１を分離水３と分離汚泥４に固液分離することができればよく、重力式や濾過式に限られない。
分離水管５は、分離槽２と生物反応槽６を接続している配管であり、分離槽２の分離水３を生物反応槽６に導入する。必要に応じて分離水管５に導入ポンプ（図示せず）を設けてもよい。なお、生物反応槽６の上方に分離槽２を設けた場合には、分離水３を生物反応槽６へ自然落下（水路を設けて流出）させてもよく、また生物反応槽６と分離槽２とを隣接して設けた場合には、分離水３を生物反応槽６へオーバーフロー（堰を設けて越流）させてもよい。
【００２５】
生物反応槽６は、微生物による生物反応処理を行う好気処理槽であり、分離槽２の分離水３を導入して原則として好気的に生物処理を行う。生物反応槽６（活性汚泥処理槽）では、硝化脱窒やリンの放出・過剰摂取を促進させて窒素除去やリン除去をするため、通常間欠曝気を行って槽内を好気状態と無酸素（嫌気）状態にする。
分離汚泥管７は、分離槽２と濃縮機８を接続している配管であり、分離槽２の分離汚泥４を濃縮機８に導入する。必要に応じて分離汚泥管７に導入ポンプ（図示せず）を設けてもよく、上記同様自然落下やオーバーフローでもよい。
【００２６】
濃縮機８は、分離汚泥４から効率よく濃縮分離液１０を分離して確実に濃縮汚泥９が得られるものであればよく、例えば回転するデカンタを用いた横型または竪型の遠心濃縮機、無端ベルトを用いたベルト濃縮機、回転ドラムを用いたドラムスクリーン濃縮機、バスケット型スクリーンを用いた回転スクリーン濃縮機、濾布が張られた回転バスケットを用いた遠心濾過濃縮機などが好適である。
要するに、濃縮機８は、分離槽２の分離汚泥４から、生物反応槽６で窒素除去やリン除去で利用できる有機物（水素供与体）を含む濃縮分離液１０を確保できるものであればよい。なお、濃縮機８から排出される濃縮汚泥９は、適宜汚泥処理施設（図示せず）へ移送され処理・処分される。
【００２７】
移送設備は、例えば濃縮分離液管１１や移送ポンプ、バルブ、流量計（図示せず）などから構成してもよく、また生物反応槽６の上方に濃縮機８を設けた場合には、濃縮分離液１０を生物反応槽６へ自然落下（水路を設けて流出）させてもよく、さらに生物反応槽６と濃縮機８とを隣接して設けた場合には、濃縮分離液１０を生物反応槽６へオーバーフロー（濃縮機８から溢流）させてもよく、要は濃縮機８から排出される濃縮分離液１０を確実に生物反応槽６へ移送できるものであればよい。
流出管１２は、生物反応槽６と沈殿槽１３を接続している配管であり、生物反応槽６から流出する（活性汚泥）混合液を、沈殿槽１３など処理水を分離する設備に導入する。
【００２８】
沈殿槽１３は、生物反応槽６から流出する（活性汚泥）混合液を沈殿汚泥と処理水とに分離する槽であり、沈殿汚泥の一部は汚泥引抜管１４を介して引き抜かれて、汚泥処理施設等（図示せず）で処理・処分される。また、沈殿汚泥の一部は、生物反応槽６の活性汚泥が適正に維持されるように、沈殿槽１３と生物反応槽６とを接続している返送汚泥管１６を介して生物反応槽６へ返送される。
【００２９】
次に、図１に示す本実施の形態１の汚水処理装置の作用について簡潔に説明する。
汚水１は、重力式の分離槽２によって分離水３と分離汚泥４に分離される。
分離水３は、生物反応槽６（活性汚泥処理槽）に導入され活性汚泥によって好気的（間欠曝気により無酸素状態にもなる）に生物処理され、生物反応槽６から流出した（活性汚泥処理槽）混合液は、流出管１２を介して沈殿槽１３に導入されて固液分離され、処理水管１５を介して処理水が排出される。分離槽２からの分離汚泥４は、分離汚泥管７を介して機械式の濃縮機８に導入され、濃縮分離液１０と濃縮汚泥９に濃縮され、濃縮分離液１０は、移送設備（濃縮分離液移送管１１等）によって生物反応槽６に移送され、窒素除去やリン除去に利用されると共に活性汚泥によって処理される。
【００３０】
生物反応槽６の後段には沈殿槽１３が設けられ、上記した通り生物反応槽６から流出した（活性汚泥処理槽）混合液は沈殿汚泥と処理水とに分離され、沈殿汚泥の一部は、生物反応槽６の活性汚泥濃度を適正に維持するため、返送汚泥管１６を介して生物反応槽６へ返送される。
【００３１】
生物反応槽６に導入される分離水３の有機物（ＢＯＤ）の濃度が低い場合、生物反応槽（活性汚泥処理槽）６ではＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷（微生物量に対する有機物負荷）が低い状態となり、酸化（好気状態）が促進され、活性汚泥フロックの解体、処理水質の悪化が懸念される。しかしながら、有機物（ＢＯＤ）を多く含む濃縮分離液１０を生物反応槽６に移送することで、ＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷を適切な範囲に維持できるという効果が得られる。
【００３２】
分離水３の有機物（ＢＯＤ）の濃度でＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷が適正な範囲にある場合、濃縮機８を停止して生物反応槽６へ過剰に有機物（ＢＯＤ）が供給されないようにする。なお、濃縮機８を停止した場合には、分離汚泥４は濃縮されることなく適宜汚泥処理施設へ移送され処理・処分される。
例えば、降雨時に汚水１に雨水が混入して、分離水３の有機物（ＢＯＤ）の濃度が通常よりもかなり低くなる場合がある。このような場合には、濃縮機８を適宜運転させて、分離汚泥４に由来する有機物（ＢＯＤ）を含む濃縮分離液１０を生物反応槽６に投入することができる。
分離汚泥４の中には砂や夾雑物等の生物反応槽６では分解できず、生物反応槽６に堆積する可能性のある物質も含まれている。濃縮機８から移送される濃縮分離液１０には、砂や夾雑物等は取り除かれ、生物分解し易い有機物（ＢＯＤ）が高濃度に含まれているため、好気処理槽である生物反応槽６へのＢＯＤ源としては最適である。
【００３３】
ここで、濃縮分離液を生物反応槽へ移送するメリットをまとめると、次のようになる。
（１）濃縮分離液には分離水以上に（汚水に由来する生物分解し易い）有機物が多く含まれる。
（２）濃縮分離液を生物反応槽に入れることで生物処理が安定する。
（３）生物処理安定のために、別途薬剤（有機物、凝集剤など）を添加する必要がない。
（４）特に、窒素やリンの除去において不足がちである有機物の安定供給ができる。
【００３４】
また、濃縮機で濃縮するメリットをまとめると、次のようになる。
（１）短時間に濃縮できるため、専用の調質槽が不要となる。
（２）短時間に濃縮できるため、濃縮中に分離汚泥が腐敗するのを防止でき、窒素やリンの除去において利用できる生物分解され易い有機物の損失（変質）を抑えられる。
（３）運転・停止が容易であるため、生物反応槽の状況に応じて的確に対応できる。
（４）分離汚泥に含まれ、生物反応槽６では分解できず生物反応槽に堆積してしまう砂や夾雑物等を、濃縮汚泥と共に排除することができる。
【００３５】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２の全体を示す概略構成図である。なお、図１に示す装置と同一の部品・部分については、同一の参照符号を付すと共に、重複する説明を適宜省略して、特徴的な部分について詳説する。本実施の形態以降の他の実施の形態・変更例に関する説明においても同様とする。
図２では、沈殿槽１３や配管等を省略しており、図３〜図３１においても同様に図示を省略する。ただし、図２〜図６については、返送汚泥管１６を明示する。
【００３６】
図２に示す本実施の形態２の生物反応槽６は、図１の生物反応槽６と同様に、微生物による生物反応処理を行う好気処理槽（活性汚泥処理槽）であるが、微生物を担持する担体１７が投入されている点で相違している。
生物反応槽６における下流側（流出管１２開口近傍）には、担体１７が生物反応槽６の混合液と共に後段の沈殿槽１３へ流出するのを防止する担体流出防止板１８が設けられる。担体流出防止板１８は、通常金属製やプラスチック製の網を用いたスクリーンタイプのもの、複数の通水孔が設けられた金属板やプラスチック板などのパンチングタイプのものなどが用いられるが、要は、担体１７の流出を防ぎ、閉塞せずに生物反応槽６の混合液を確実に流出させることができるものであればよい。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が生物反応槽６へ返送される。
【００３７】
生物反応槽６には、流動する担体１７が生物反応槽６全体に行き渡るようにするために、生物反応槽６の下流側（流出管１２開口近傍）に流下してきた担体１７を、生物反応槽６の上流側へ返送する担体返送設備が設けられる。担体返送設備は、通常担体返送管１９、ポンプ類（エアリフトポンプ、機械式ポンプなど）、バルブ、流量計などから構成される。
担体１７は、汚水の生物処理を行う微生物（細菌や原生動物等）を保持するもので、例えば一辺もしくは直径が５〜５０ｍｍの立体形状のポリウレタン製のもの（立方体や球体など）を用いるが、ポリエステルやポリプロピレンなどの生分解性がきわめて低く、耐食性、耐久性に優れ、例えばキューブ状、球状、ペレット状、ハニカム状のものであってもよい。また、活性炭、アルミナ、シリカなどの天然素材を用いてもよい。要は生物処理槽６（好気処理槽や無酸素処理槽等）において曝気や撹拌により槽内を流動し、微生物を保持できる機能を有するものであれば、材質のみならず形状や大きさも任意である。また、微生物の保持形態も、微生物を担体１７の表面や内部に付着固定させてもよく、または担体材料で微生物を包括固定してもよい。
【００３８】
図２に示す本実施の形態２の汚水処理装置では、生物反応槽６に微生物を担持する担体１７を投入し、窒素除去やリン除去のために濃縮分離液１０を生物反応槽６に移送して、担体投入型活性汚泥（通常間欠曝気）によって処理される。
担体１７を投入すると、生物反応槽（担体投入型活性汚泥処理槽）６内の微生物濃度を高く維持できるため、汚水量増加や有機物濃度が高くなっても（処理負荷が増大しても）、安定して生物処理を行うことができ、また沈殿槽１３での汚泥負荷を軽減できるので、処理水の良好な水質を維持することが可能となる。一方、分離水３の有機物濃度が極端に低濃度となった場合には、通常の活性汚泥処理と同様に、活性汚泥フロックの解体や処理水質悪化が懸念されるが、有機物濃度の高い濃縮分離液１０を移送することで、適正なＢＯＤ−ＭＬＳＳ負荷を維持することが可能となり、活性汚泥フロックの解体や処理水質悪化を防止できる。
【００３９】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３の全体を示す概略構成図である。
本実施の形態３の生物反応槽６は、図２の生物反応槽６と同様に、微生物を担持する担体１７が投入されている担体投入型活性汚泥処理槽（好気処理槽）６ｃであり、さらに嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂを備えている。なお、後述する図７や図８の生物反応槽６のように、嫌気処理槽６ａと無酸素処理槽６ｂのどちらか一方を備えていてもよい。
【００４０】
図３に示す本実施の形態３の汚水処理装置では、生物反応槽６が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂを備え、また無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃには微生物を担持する担体１７が投入されており、さらに好気処理槽６ｃから無酸素処理槽６ｂへは担体１７の返送も兼ねて循環液管１９を介して好気処理槽混合液が循環し、また嫌気処理槽６ａへは濃縮分離液１０が移送される構成となっている。
嫌気処理槽６ａに濃縮分離液１０を移送することにより、嫌気処理槽６ａでは沈殿槽からの返送汚泥に含まれるリン蓄積菌の嫌気下におけるリン放出等に利用される有機物を十分に確保でき、これにより好気処理槽６ｃにおけるリン蓄積菌の好気下におけるリン過剰摂取（＝リン除去）を行うことが可能となる。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が嫌気処理槽６ａへ返送されるが、処理状況等に応じて無酸素処理槽６ｂや好気処理槽６ｃへ適宜返送(分注)してもよい。
【００４１】
図３の嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃからなる処理プロセスはＡ２＆Ｏ法と呼ばれ、生物学的に有機物（ＢＯＤ）だけでなく、窒素とリンも同時に除去できる。
窒素除去の流れをみてみると、分離水２等に含まれるアンモニア態窒素や有機態窒素は、好気処理槽６ｃにおいて好気下で硝化細菌により酸化されてNO3-やNO2-となる。ただし、硝化細菌は増殖速度が遅いため、長い汚泥滞留時間を必要とする。そこで担体１７を投入することにより、担体１７が硝化細菌を担持して流出させずに増殖に寄与する（担体１７が硝化細菌の棲み家として役割を果たす）ため、好気処理槽６ｃでは硝化細菌を高濃度に保持することができ、硝化を安定して確実に行うことができる。NO3-やNO2-を含んだ好気処理槽混合液は無酸素処理槽６ｂへ担体１７と共に循環される。
【００４２】
無酸素処理槽６ｂでは、脱窒菌が無酸素状態で有機物（ＢＯＤ）を水素供与体として利用し、NO3-やNO2-を還元する。その際、窒素ガスN2が生成され、これが放散することで汚水（汚水処理系）から窒素が除去されることになる。
リン除去の流れをみてみると、嫌気処理槽６ａにおいてリン蓄積菌は、投入された有機物（ＢＯＤ）を蓄える際に、エネルギーであるPO4-Pを放出してリン欠乏の状態になる。その後、好気条件になると先に放出した量以上のPO4-Pを菌体内に過剰摂取する。そしてPO4-Pを過剰摂取したリン蓄積菌を含む汚泥（余剰汚泥）を処理・処分することで汚水（汚水処理系）からリンが除去されることになる。
【００４３】
脱窒菌やリン蓄積菌は、生物分解し易い有機物（ＢＯＤ源）を利用する。生物反応槽６に導入される分離水３の有機物濃度が低くなりＢＯＤ源が欠乏すると、窒素除去やリン除去の反応がスムーズに進まなくなる。濃縮機８から排出される濃縮分離液１０には、生物分解し易い有機物が高濃度に含まれているため、脱窒菌やリン蓄積菌のＢＯＤ源としては最適であり、生物反応槽６へ適切に濃縮分離液１０を移送すれば、安定して高い窒素およびリンの除去性能が得られる。
なお、生物反応槽６に嫌気処理槽６ａを備えることにより、活性汚泥処理で問題となる糸状性細菌によるバルキングを抑制するという副次的な効果も得られる。
【００４４】
図７は、本発明の実施の形態３（図３）の変形例を示す。図３の生物反応槽６は、嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃから構成されているが、図７の生物反応槽６は担体投入型活性汚泥処理槽（好気処理槽）６ｃであり、さらに無酸素処理槽６ｂを備えている。
この変形例（図７）においては、分離水３は無酸素処理槽６ｂへ導入され、濃縮分離液１０も無酸素処理槽６ｂに移送される。
好気処理槽６ｃから無酸素処理槽６ｂへは担体１７（図示せず）の返送も兼ねて循環液管（担体返送管）１９を介して好気処理槽混合液が循環する。
【００４５】
図８は、本発明の実施の形態３（図３）の別の変形例を示す。図３の生物反応槽６は、嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃから構成されているが、図８の生物反応槽６は好気処理槽６ｃであり、さらに嫌気処理槽６ａを備えている。この変形例（図８）においては、分離水３は嫌気処理槽６ａへ導入され、好気処理槽６ｃでは通常間欠曝気を行っている。
【００４６】
図９は、本発明の実施の形態３（図３）の更に別の変形例を示す。図３の汚水処理装置では、濃縮分離液移送管１１で濃縮分離液１０を嫌気処理槽６ａに移送しているが、図９の汚水処理装置では、濃縮分離液移送管２０を分岐させ、濃縮分離液１０を無酸素処理槽６ｂへも移送できる構造としている。
これにより、無酸素処理槽６ｂにおいて脱窒菌が利用するＢＯＤを確保することができ、安定して確実に窒素除去を行うことが可能となる。
【００４７】
図１０は、本発明の実施の形態３（図３）の他の変形例を示し、図９の汚水処理装置に関連する。図９の汚水処理装置では、処理対象である分離水３が分離水管５を介して嫌気処理槽６ａに導入されているが、図１０の汚水処理装置では、分離水管２１を分岐させ、分離水３を無酸素処理槽６ｂへも導入できる構造としている。なお、図１０の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃが担体投入型活性汚泥処理槽であり、担体流出防止板１８が設けられており（担体１７は図示せず）、またNO3-やNO2-を含む好気処理槽混合液は担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂへ循環される。
これにより、例えば雨水の混入等により希薄になった分離水３が多量に嫌気処理槽６ａに流入してしまい嫌気処理（リン蓄積菌のリン放出など）に支障を来たすことを防止することができ、また無酸素処理槽６ｂにおいて脱窒菌が利用するＢＯＤを確保することができ、安定して確実に窒素除去やリン除去を行うことが可能となる。
【００４８】
図１１は、本発明の実施の形態３（図３）の変形例を示し、図９の汚水処理装置に関連する。図９の汚水処理装置では、処理対象である分離水３が分離水管５を介して嫌気処理槽６ａに導入されているが、図１１の汚水処理装置では、分離水管５を無酸素処理槽６ｂに延伸させ、分離水３を無酸素処理槽６ｂへ導入する構造としている。なお、図１１の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃが担体投入型活性汚泥処理槽であり、担体流出防止板１８が設けられており（担体１７は図示せず）、またNO3-やNO2-を含む好気処理槽混合液は担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂへ循環される。
これにより、嫌気処理槽６ａでは十分に嫌気性が保たれて良好に嫌気処理（リン蓄積菌のリン放出など）が行われ、また無酸素処理槽６ｂにおいて脱窒菌が利用するＢＯＤを確保することができ、安定して確実に窒素除去やリン除去を行うことが可能となる。
また、図１１の汚水処理装置では、濃縮機８として、内周面に濾布８１ｂが張設された逆円錐状の回転バスケット８１ａ内へ分離汚泥４を供給し、回転バスケット８１ａを高速で回転させることにより遠心効果と濾過作用で分離汚泥４を濃縮汚泥９と濃縮分離液（濾液）１０とに分離する遠心濾過濃縮機８１を用いた。これにより、分離汚泥４の性状にかかわらず、生物分解され易い有機物（ＢＯＤ）を含む濃縮分離液（濾液）１０を安定して確実に得ることができる。
【００４９】
図１２は、本発明の実施の形態３（図３）の別の変形例を示し、図１０の汚水処理装置に関連する。図１３は、実施の形態３（図３）の更に別の変形例を示し、図１１の汚水処理装置に関連する。図１０および図１１の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃが担体投入型活性汚泥処理槽であるが、図１２および図１３の汚水処理装置は、好気処理槽６ｃが通常の活性汚泥処理槽であり、NO3-やNO2-を含む好気処理槽混合液は循環液管１９を介して無酸素処理槽６ｂへ循環される。
なお、図１２の汚水処理装置では、濃縮機８として、内部に掻寄用のスクリュウが設けられたデカンタ８２ａ内へ分離汚泥４を供給し、デカンタ８２ａを高速で回転させることにより大きい遠心効果で分離汚泥４を濃縮汚泥９と濃縮分離液１０とに分離する横型遠心濃縮機８２を用いた。これにより、分離汚泥４の性状にかかわらず、生物反応槽６において有機物負荷を増大させてしまう固形物（ＳＳ成分）をほとんど含まない濃縮分離液１０を効率よく速やかに得ることができる。
また、図１３の汚水処理装置では、濃縮機８として、分離汚泥に高分子凝集剤を注入して無端ベルト８３ａ上に供給して分離汚泥４を濃縮汚泥９と濃縮分離液１０とに分離するベルト濃縮機８３を用いた。これにより、分離汚泥４の性状にかかわらず、濃縮分離液１０を効率よく安定して得ることができる。
【００５０】
図１４は、本発明の実施の形態３（図３）の他の変形例を示し、図７の汚水処理装置に関連する。図７の汚水処理装置では、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃから構成されている生物反応槽６を設けているが、図１４の汚水処理装置は、生物反応槽６が無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃを２つずつ備える構造としている。すなわち、生物反応槽６は、上流側から順に無酸素処理槽６ｂ（１）、好気処理槽６ｃ（１）、無酸素処理槽６ｂ（２）、好気処理槽６ｃ（２）が設けられている。分離水３は、分岐する分離水管２１によって、無酸素処理槽６ｂ（１）や６ｂ（２）に導入できる構造となっており、また好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）は担体投入型活性汚泥処理槽であり、好気処理槽６ｃ（２）には担体流出防止板１８が設けられており（担体１７は図示せず）、さらにNO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。なお、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃの設置数は、２つに限るものではなく、また相互に同数でなくてもよい。
これにより、生物反応槽６では繰り返し硝化脱窒反応が行われ、十分に窒素除去を行うことができる。
【００５１】
図１５は、本発明の実施の形態３（図３）の更に他の変形例を示し、図１４の汚水処理装置に関連する。図１４の汚水処理装置では、濃縮分離液１０を濃縮分離液移送管１１を介して無酸素処理槽６ｂ（１）に移送しているが、図１５の汚水処理装置は、濃縮分離液移送管２０を分岐させ、濃縮分離液１０を無酸素処理槽６ｂ（１）および無酸素処理槽６ｂ（２）へ移送する構造としている。
これにより、無酸素処理槽６ｂ（１）および無酸素処理槽６ｂ（２）では脱窒に利用される生物分解され易い有機物を安定して確保することができる。
【００５２】
図１６は、本発明の実施の形態３（図３）の別の変形例を示し、図１５の汚水処理装置に関連する。図１５の汚水処理装置では、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環されるが、図１６の汚水処理装置は、好気処理槽６ｃ（１）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９ａを介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環され、好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９ｂを介して無酸素処理槽６ｂ（２）へ循環される構造としている。
これにより、生物反応槽６における処理段階に応じて好気処理槽混合液を無酸素処理槽６ｂへ循環させることができるため、微生物の適用性を高め効率的な汚水処理（窒素除去やリン除去を含む）を安定して行うことができる。
【００５３】
図１７は、本発明の実施の形態３（図３）の変形例を示し、図１６の汚水処理装置に関連する。図１６の汚水処理装置では、微生物を担持する担体１７が生物反応槽６に投入されるが、図１７の汚水処理装置では、とくに担体１７を投入することなく、そのため好気処理槽６ｃ（２）には担体流出防止板１８が設けられていない。
【００５４】
実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４の全体を示す概略構成図であり、本発明の実施の形態３（図３）に関連する。
図４に示す本実施の形態４の汚水処理装置は、実施の形態３の汚水処理装置に対して、濃縮汚泥９を分離槽２へ返送する濃縮汚泥返送設備が設けられており、この濃縮汚泥返送設備は、例えば濃縮汚泥返送管２２や移送ポンプ、バルブ、流量計（図示せず）などから構成してもよく、また分離槽２の上方に濃縮機８を設けた場合には、濃縮汚泥９を分離槽２へ自然落下（水路を設けて流出）させてもよく、さらに分離槽２と濃縮機８とを隣接して設けた場合には、濃縮汚泥９を分離槽２へオーバーフロー（濃縮機８から溢流）させてもよく、要は濃縮機８から排出される濃縮汚泥９を確実に分離槽２へ返送できるものであればよい。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が生物反応槽６へ返送されるが、処理状況等に応じて無酸素処理槽６ｂや好気処理槽６ｃへ適宜返送(分注)してもよい。
【００５５】
濃縮汚泥９を分離槽２へ返送することにより分離槽２に長く滞留するため、濃縮汚泥９に含まれる固形有機物の可溶化が促進され、分離水３や濃縮分離液１０中の生物分解され易い有機物（ＢＯＤ）の濃度が高まると共に、分離槽２から発生する汚泥の総量を減少させること（汚泥減量化）ができ、生物反応槽６では効率よく窒素除去やリン除去を行うことができ、良好な水質の処理水を安定して得ることができる。
つまり、濃縮汚泥９を分離槽２に返送すると、濃縮汚泥９の分離槽２における滞留時間が延びるため、固形有機物の分解が進み、分離液３および分離汚泥４中の有機酸の含有量が増加する。そして、リン蓄積菌は嫌気処理槽６ａで酢酸やプロピオン酸等の有機酸を積極的に利用してPO4-Pを放出し、好気処理槽６ｃでPO4-Pを効率よく過剰摂取するため、リン除去が促進される。
【００５６】
実施の形態５．
図５は、本発明の実施の形態５の全体を示す概略構成図であり、本発明の実施の形態４（図４）に関連する。
本実施の形態５の汚水処理装置は、汚水１を分離水３と分離汚泥４に固液分離する分離槽２３が、回転円筒２４を備えられている。
回転円筒２４は、周囲に複数の間隙（図５では縦長のスリットであるが、複数の通水孔でも格子状の間隙でもかまわない）が設けられており、図示しない駆動機等によって、回転軸２４ａを中心にして回転するものであり、内部に導入した汚水１を効率よく分離水３と分離汚泥４に分離させることができる。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が生物反応槽６へ返送されるが、処理状況等に応じて無酸素処理槽６ｂや好気処理槽６ｃへ適宜返送(分注)してもよい。
【００５７】
図５の汚水処理装置では、分離槽２３に回転円筒２４を設けることにより、汚水１を分離水３と分離汚泥４に分離する能力が増しているために、分離槽２３の小型化が図れると共に、流入する汚水の水質変動に対処でき、生物反応槽６の汚濁負荷となる有機系の固形物や生物分解できない砂や夾雑物等を確実にかつ速やかに除去できる。
分離槽２３の小型化は装置全体の省スペース化に寄与するのみならず、汚水１の分離槽２３での滞留時間の短縮につながる。これにより、分離槽２３における分離汚泥４の滞留時間は実施の形態１乃至４等と変わらない条件において、分離水３の滞留時間のみ短縮されることとなり、分離水３を腐敗させることなく速やかに生物反応槽６へ導入することができ、良好な生物処理を行うことができる。
【００５８】
実施の形態６．
図６は、本発明の実施の形態６の全体を示す概略構成図であり、本発明の実施の形態４（図４）に関連する。
図４に示す実施の形態４の汚水処理装置では、生物反応槽６は微生物を担持する担体１７が投入されている担体投入型活性汚泥処理槽（好気処理槽）６ｃであり、さらに嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂを備えているが、図６に示す本実施の形態６の汚水処理装置においては、生物反応槽６は、上流側から順に、嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）、好気処理槽６ｃ（１）、無酸素処理槽６ｂ（２）および好気処理槽６ｃ（２）から構成されている。
本実施の形態６の汚水処理装置（図６）では、分岐する分離水管２１によって、分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっており、また好気処理槽６ｃ（１）および（２）は担体投入型活性汚泥処理槽であり、好気処理槽６ｃ（２）には担体流出防止板１８が設けられており（担体１７は図示せず）、さらにNO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。
なお、返送汚泥管１６を介して沈殿汚泥の一部が生物反応槽６へ返送されるが、処理状況等に応じて無酸素処理槽６ｂ（１）や６ｂ（２）、好気処理槽６ｃ（１）や６ｃ（２）へ適宜返送(分注)してもよい。また、分離汚泥管７は分岐して分離汚泥４が濃縮機８と汚泥処理施設等（図示せず）に移送できる構造となっている。さらに、無酸素処理槽６ｂおよび好気処理槽６ｃの設置数は、２つに限るものではなく、また相互に同数でなくてもよい。
【００５９】
本実施の形態６の汚水処理装置は、５つの処理槽を備え、嫌気、無酸素および好気の各槽においてリン、窒素、有機物の除去が安定して行われる。とくに二つ目の無酸素処理槽６ｂ（２）では十分に脱窒（NO3-やNO2-が還元されN2が生成）を行い、そして二つ目の好気処理槽６ｃ（２）では曝気により混合液中に溶存する窒素ガス（N2）を十分に大気へ放散させると共に沈殿槽６でリンが再溶出しないように混合液を好気状態にすることができる。また、担体１７を用いることで、負荷変動への対応が可能となりばかりか、増殖速度の遅い硝化細菌を高濃度に維持することができる。
窒素除去やリン除去には生物分解し易い有機物（ＢＯＤ）が必要であり、有機物（ＢＯＤ）の濃度の高い濃縮分離液１０を嫌気処理槽６ａへ移送し、また有機物（ＢＯＤ）を含有する分離水３を嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）へ導入することで、有機物（ＢＯＤ）の不足を確実に解消でき、効率的に安定して生物処理（窒素除去やリン除去を含む）の促進を図ることができる。
【００６０】
図１８は、本発明の実施の形態６の（図６）の変形例を示す。実施の形態６の汚水処理装置では、濃縮分離液１０を濃縮分離液移送管１１を介して嫌気処理槽６ａに移送しているが、図１８の汚水処理装置では、濃縮分離液移送管２５を分岐させ、濃縮分離液１０を無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）へ移送できる構造としている。
これにより、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）では、生物分解しやすい有機物（ＢＯＤ）を十分に確保でき、安定して効率的に窒素除去を行うことができる。
【００６１】
図１９は、本発明の実施の形態６の（図６）の別の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図１９の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（１）に導入できる構造としている。
これにより、導入された分離水３は、水量が多くても生物反応槽６で十分に処理（窒素除去やリン除去を含む）することができる。
【００６２】
図２０は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に別の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（１）に導入できる構造となっているが、図２０の汚水処理装置では、分岐する分離水管２６によって、分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造としている。
これにより、分離水３は、水量、水質、有機物（ＢＯＤ）の状況等に応じて、適宜生物反応槽６内へ導入することができる。
【００６３】
図２１は、本発明の実施の形態６の（図６）の他の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２１の汚水処理装置では、分離水３を分離水管５を介して嫌気処理槽６ａに導入する構造としている。
これにより、導入された分離水３は、水量が多くても生物反応槽６で十分に処理（窒素除去やリン除去を含む）することができる。
【００６４】
図２２は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に他の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が担体投入型活性汚泥処理槽であるが、図２２の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が通常の活性汚泥処理槽であり、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は循環液管１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。
【００６５】
図２３は、本発明の実施の形態６の（図６）の変形例を示し、図１８の汚水処理装置に関連する。図１８の汚水処理装置では、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環されるが、図２３の汚水処理装置は、好気処理槽６ｃ（１）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９ａを介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環され、好気処理槽６ｃ（２）の混合液は、担体１７と共に循環液管（担体返送管）１９ｂを介して無酸素処理槽６ｂ（２）へ循環される構造としている。
これにより、生物反応槽６における処理段階に応じて好気処理槽混合液を無酸素処理槽６ｂへ循環させることができるため、微生物の適用性を高め効率的な汚水処理（窒素除去やリン除去を含む）を安定して行うことができる。
【００６６】
図２４は、本発明の実施の形態６の（図６）の別の変形例を示し、図１９の汚水処理装置に関連する。図１９の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が担体投入型活性汚泥処理槽であるが、図２４の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が通常の活性汚泥処理槽であり、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は循環液管１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。
【００６７】
図２５は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に別の変形例を示し、図２０の汚水処理装置に関連する。図２０の汚水処理装置では、分岐する分離水管２６によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２５の汚水処理装置では、分岐する分離水管２７によって、処理対象である分離水３が無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造としている。
これにより、嫌気処理槽６ａでは分離水３が導入されないため十分に嫌気性が保たれて良好に嫌気処理（リン蓄積菌のリン放出など）を行うことができる。
【００６８】
図２６は、本発明の実施の形態６の（図６）の他の変形例を示し、図２１の汚水処理装置に関連する。図２１の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が担体投入型活性汚泥処理槽であるが、図２６の汚水処理装置では、好気処理槽６ｃ（１）および６ｃ（２）が通常の活性汚泥処理槽であり、NO3-やNO2-を含む好気処理槽６ｃ（２）の混合液は循環液管１９を介して無酸素処理槽６ｂ（１）へ循環される。
【００６９】
図２７は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に他の変形例を示し、図２２の汚水処理装置に関連する。図２２の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２７の汚水処理装置では、分岐する分離水管２６によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造としている。これにより、分離水３は、水量、水質、有機物（ＢＯＤ）の状況等に応じて、適宜生物反応槽６内へ導入することができる。
【００７０】
図２８は、本発明の実施の形態６の（図６）の変形例を示し、図２３の汚水処理装置に関連する。図２３の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２８の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（１）に導入できる構造としている。
【００７１】
図２９は、本発明の実施の形態６の（図６）の別の変形例を示し、図２３の汚水処理装置に関連する。図２３の汚水処理装置では、分岐する分離水管２１によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａおよび無酸素処理槽６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図２９の汚水処理装置では、分離水管５によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａに導入できる構造としている。
これにより、導入された分離水３は、水量が多くても生物反応槽６で十分に処理（窒素除去やリン除去を含む）することができる。
【００７２】
図３０は、本発明の実施の形態６の（図６）の更に別の変形例を示し、図２９の汚水処理装置に関連する。図２９の汚水処理装置では、分離水管５によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａに導入できる構造になっているが、図３０の汚水処理装置は、分岐する分離水管２６によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造としている。
これにより、分離水３は、水量、水質、有機物（ＢＯＤ）の状況等に応じて、適宜生物反応槽６内へ導入することができる。
【００７３】
図３１は、本発明の実施の形態６の（図６）の他の変形例を示し、図３０の汚水処理装置に関連する。図３０の汚水処理装置では、分岐する分離水管２６によって、処理対象である分離水３が嫌気処理槽６ａ、無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造となっているが、図３１の汚水処理装置は、分岐する分離水管２７によって、処理対象である分離水３が無酸素処理槽６ｂ（１）および６ｂ（２）に導入できる構造としている。
これにより、嫌気処理槽６ａでは分離水３が導入されないため十分に嫌気性が保たれて良好に嫌気処理（リン蓄積菌のリン放出など）を行うことができる。
【実施例】
【００７４】
実施例１．
図６に示す実施の形態６については、実施例１として説明する。
【００７５】
図３２は、実施例１（図６）の汚水処理装置において、従来技術である分離槽２（最初沈殿池）へ凝集剤を添加して化学的に分離水３（汚水）に含まれるリンを除去した期間（以下、凝集剤添加実施期間）、一般的な（従来の）運転操作で生物処理を行った期間（以下、未実施期間）、および本発明にかかる濃縮機８を稼動させ濃縮分離液１０を嫌気処理槽６ａへ移送して生物処理を行った期間（以下、実施例１実施期間）における分離水３および処理水（沈殿槽１３流出水）のリン濃度の経日変動を示す。
実施例１において、分離水３のリン濃度は各期間において変動しているが、凝集剤添加実施期間と実施例１実施期間において、処理水のリン濃度は放流規制値（通常１．０ｍｇ／Ｌ）を十分に下回る結果であった。未実施期間における分離水３のリン濃度は、他の期間に比べて低濃度であったが、処理水のリン濃度は放流規制値以下ではあるものの、凝集剤添加実施期間や実施例１実施期間と比較して高く、また不安定であった。
【００７６】
以上の結果より、実施例１に示した本発明にかかる汚水処理装置は、濃縮機８により分離汚泥４に含まれる生物分解し易い有機物（ＢＯＤ）を適時に効率よく回収し、これを嫌気処理槽６ａに移送することにより、従来技術である分離水３（汚水）へ凝集剤を添加する化学的処理と同等の安定したリン除去が行えるという優れた効果が得られる。
【００７７】
実施例２乃至５．
以下、図４に示す実施の形態４については、実施例２として説明し、図７に示す実施の形態３の変形例については、実施例３として説明し、図８に示す実施の形態３の変形例については、実施例４として説明し、図１４に示す実施の形態３の変形例については、実施例５として説明する。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１は、実施例２乃至５の処理結果の一覧である。表中、全リン（Ｔ−Ｐ）ならびに全窒素（Ｔ−Ｎ)の単位はｍｇ／Ｌであり、数値はそれぞれ実施期間の平均値である。
【００８０】
実施例２．
実施例２は、いわゆる担体投入型のＡ２Ｏ法を用いた本発明にかかる汚水処理装置の処理結果である。従来の汚水処理装置（担体投入型のＡ２Ｏ法）の処理結果と比較して、処理水のリン、窒素は共に低い値となり、良好な結果が得られた。
【００８１】
実施例３．
実施例３は、いわゆる担体投入型の循環式硝化脱窒法を用いた本発明にかかる汚水処理装置の処理結果である。窒素除去に優れた処理方式であるため、従来の汚水処理装置（担体投入型の循環式硝化脱窒法）の処理結果と比較して、リン除去に明確な差異は見られないが、窒素除去については良好な結果が得られた。
【００８２】
実施例４．
実施例４は、リン除去を目的としたいわゆる嫌気好気処理法を用いた本発明にかかる汚水処理装置の処理結果である。従来の汚水処理装置（嫌気好気処理法）の処理結果と比較して、リン除去について明らかに優れており、良好な結果が得られた。さらに、窒素除去についても良好な結果が得られた。
【００８３】
実施例５．
実施例５は、いわゆる担体投入型のステップ流入式硝化脱窒法を用いた本発明にかかる汚水処理装置の処理結果である。従来の汚水処理装置（担体投入型のステップ流入式硝化脱窒法）の処理結果と比較して、リン除去に明確な差異は見られないが、窒素除去については明らかに優れており、良好な結果が得られた。
【００８４】
以上、実施例２〜５の結果からもわかるように、本発明にかかる汚水処理装置は、既存の様々なリン除去や窒素除去の処理技術に適用した場合においても、脱窒菌やリン蓄積菌が利用し易い有機物（ＢＯＤ）を確実に且つ的確に供給（移送）できるため、従来の汚水処理装置に比べ、窒素やリンを安定して効率的に除去できる処理性能の高いものである。
【００８５】
上述した実施の形態、変形例、図、実施例の相互の関係について、分かり易くするために、以下のように表にまとめた。
【００８６】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態１の全体を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２の全体を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３の全体を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態４の全体を示す概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態５の全体を示す概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態６の全体を示す概略構成図である。
【図７】本発明の実施の形態３の変形例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３の別の変形例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３のさらに別の変形例を示す図である。
【図１０】図９に示す本発明の実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１１】図９に示す本発明の実施の形態３別の変形例を示す図である。
【図１２】図１０における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１３】図１１における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１４】図７における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１５】図１４における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１６】図１５における実施の形態３の変形例を示す図である。
【図１７】図１６における実施の形態３の別の変形例を示す図である。
【図１８】図６における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図１９】図１８における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２０】図１８における実施の形態６の別の変形例を示す図である。
【図２１】図１８における実施の形態６のさらに別の変形例を示す図である。
【図２２】図１８における実施の形態６のさらに別の変形例を示す図である。
【図２３】図１８における実施の形態６のさらに別の変形例を示す図である。
【図２４】図１９における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２５】図２０における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２６】図２１における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２７】図２２における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２８】図２３における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図２９】図２３における実施の形態６の別の変形例を示す図である。
【図３０】図２９における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図３１】図３０における実施の形態６の変形例を示す図である。
【図３２】分離水および処理水のリン濃度の経日変動を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 汚水
２ 分離槽
３ 分離水
４ 分離汚泥
５、２１、２６、２７ 分離水管
６ 生物反応槽
６ａ 嫌気処理槽
６ｂ、６ｂ（１）、６ｂ（２） 無酸素処理槽
６ｃ、６ｃ（１）、６ｃ（２） 好気処理槽
７ 分離汚泥管
８ 濃縮機
９ 濃縮汚泥
１０ 濃縮分離液
１１、２０、２５ 濃縮分離液移送管
１２ 流出管
１３ 沈殿槽
１４ 汚泥引抜管
１５ 処理水管
１６ 返送汚泥管
１７ 担体
１８ 担体流出防止板
１９、１９ａ、１９ｂ 担体返送管（循環液管）
２２ 濃縮汚泥返送管
２３ 分離槽
２４ 回転円筒
２４ａ 回転軸
８１ 遠心濾過濃縮機
８１ａ 回転バスケット
８１ｂ 濾布
８２ 遠心濃縮機
８２ａ デカンタ
８３ ベルト濃縮機
８３ａ ベルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を分離水と分離汚泥に固液分離する分離槽と、
該分離槽の分離水を導入して好気的に生物処理する生物反応槽と、
前記分離槽の分離汚泥を導入して濃縮する濃縮機と、
該濃縮機から排出される濃縮分離液を前記生物反応槽へ移送する移送設備と
からなることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
前記生物反応槽は、
微生物を担持する担体が投入された担体投入型活性汚泥処理槽
であることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項３】
前記生物反応槽は、
嫌気処理槽および／または無酸素処理槽を備えている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の汚水処理装置。
【請求項４】
前記濃縮機から排出される濃縮汚泥を前記分離槽へ返送する返送設備を
備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項５】
前記分離槽は、複数の間隙が設けられ、汚水が流入する回転円筒を備えて
いることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項１】
汚水を分離水と分離汚泥に固液分離する分離槽と、
該分離槽の分離水を導入して好気的に生物処理する生物反応槽と、
前記分離槽の分離汚泥を導入して濃縮する濃縮機と、
該濃縮機から排出される濃縮分離液を前記生物反応槽へ移送する移送設備と
からなることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
前記生物反応槽は、
微生物を担持する担体が投入された担体投入型活性汚泥処理槽
であることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項３】
前記生物反応槽は、
嫌気処理槽および／または無酸素処理槽を備えている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の汚水処理装置。
【請求項４】
前記濃縮機から排出される濃縮汚泥を前記分離槽へ返送する返送設備を
備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項５】
前記分離槽は、複数の間隙が設けられ、汚水が流入する回転円筒を備えて
いることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の汚水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１２−２４７２５（Ｐ２０１２−２４７２５Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６７４５２（Ｐ２０１０−１６７４５２）
【出願日】平成２２年７月２６日（２０１０．７．２６）
【出願人】（３９１０２２４１８）株式会社西原環境 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２６日（２０１０．７．２６）
【出願人】（３９１０２２４１８）株式会社西原環境 (21)
【Ｆターム（参考）】
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