JP2003225689A - 微生物担体チップを用いた汚水浄化処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】環境に無害で簡便且つ低コストに、大量の汚水
の浄化処理を行うことを可能とした微生物担体チップを
用いた汚水浄化処理システムを提供する。 【解決手段】（ａ）汚水と希釈液と凝集剤とを攪拌して
混合液を生成する攪拌手段と、（ｂ）該混合液中から凝
集剤により凝集した固体分と、その上澄の液体分とに分
離する固液分離手段と、（ｃ）該分離された固体分につ
き、バクテリアが棲息する微生物担体チップを用いて、
浄化処理を行う固体浄化処理手段と、（ｄ）該分離され
た液体分につき、バクテリアが棲息する微生物担体チッ
プを用いて、浄化処理を行う液体浄化処理手段とを有す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微生物担体チップ
によって、各種の廃水、下水、屎尿、生活排水、産業排
水等の有機物質を含む汚水の浄化処理を行うシステムに
関する。

【０００２】

【関連技術】本願発明者らは、バクテリアを中心とする
微生物による有機廃棄物の処理用チップとして、亜硝酸
リチウム又はケイ酸リチウム溶液に浸漬処理された杉細
片及び／又はセプター細片及び／又は竹細片を主成分と
する有機廃棄物処理用チップ（以下、微生物担体チップ
という）を開発し、既に提案している（特開平９−１５
０１７８号公報参照）。

【０００３】また、上記微生物担体チップを用いた廃棄
装置として、有機廃棄物をバクテリアで分解し消失する
廃棄装置と、液体に含まれる有機物をバクテリアで消失
させる廃棄装置とを開発し、既に提案している（特許第
２９７８１２８号公報及び特許第２９７２１５９号公報
参照）。

【０００４】上記微生物担体チップ及び上記廃棄装置に
よれば、低コスト且つ環境に無害な有機廃棄物の廃棄処
理が行えることから、例えば、環境保全が重要視される
建築土木の工事現場や下水道設備の無い山岳や辺境にお
ける簡易トイレ等として、大変な好評を得ている。

【０００５】しかし、上記廃棄装置は、家庭や工事現場
の屎尿処理のような比較的小規模な有機廃棄物の量であ
れば、十分な処理能力を有するものの、例えば、大規模
な畜産場から生じる家畜の屎尿、或いは下水や工場廃水
等のように大量の汚水を処理する場合には、微生物担体
チップによる有機物質の分解能力では、瞬く間に浄化処
理能力の限界に達してしまい、実用的ではない。

【０００６】これを単純に、上記廃棄装置を多数台設置
することで対応しようとしても、設置台数とその設置面
積が膨大なものとなってしまい、到底、現実的なもので
はなかった。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、環境に無害で簡便且つ低
コストに、大量の汚水の浄化処理を行うことを可能とし
た微生物担体チップを用いた汚水浄化処理システムを提
供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の微生物担体チップを用いた汚水浄化処理シ
ステムは、（ａ）汚水と希釈液と凝集剤とを攪拌して混
合液を生成する攪拌手段と、（ｂ）該混合液中から凝集
剤により凝集した固体分と、その上澄の液体分とに分離
する固液分離手段と、（ｃ）該分離された固体分につ
き、バクテリアが棲息する微生物担体チップを用いて、
浄化処理を行う固体浄化処理手段と、（ｄ）該分離され
た液体分につき、バクテリアが棲息する微生物担体チッ
プを用いて、浄化処理を行う液体浄化処理手段とを有す
ることを特徴とする。

【０００８】即ち、大量の汚水であっても、その汚水中
に含まれる固体分が有機廃棄物を多く含み且つ浄化処理
に時間のかかるものであることから、この固体分を凝集
剤により充分に凝集してしまい、固液分離手段により固
体分と液体分とに分離抽出し、夫々別々の浄化処理手段
で浄化処理を行うようにすれば、大量の汚水と言えど
も、その殆どは有機物質の比較的少ない液体分であるこ
ととなり、充分に微生物担体チップを用いた汚水浄化処
理システムで浄化処理を行うことが可能となる。

【０００９】前記液体浄化処理手段は、２台以上連設し
た液体浄化処理装置を直列に連通してなることが好まし
い。これにより、液体分は２台以上の液体浄化処理装置
に連続して流通せられて、繰り返し浄化処理が行われる
こととなるので、大量の汚水であっても充分に浄化処理
できるようになる。

【００１０】前記２台以上連設した液体浄化処理装置
は、前段に好気性処理を行う液体浄化処理装置を配置
し、後段に嫌気性処理を行う液体浄化処理装置を配置す
ることが好ましい。即ち、前段の好気性処理では好気性
菌の作用により、汚水中の有機物質を分解又は無機化
し、後段の嫌気性処理では嫌気性菌の代謝活性を利用し
て、窒素や燐酸等を除去するものである。

【００１１】前記液体浄化処理手段により浄化処理され
た液体分を前記攪拌混合手段における希釈液として再利
用することが好ましい。河川等への排水の放流を極力減
少させることができるからである。

【００１２】前記固液分離手段が、架枠と、上方に開口
し底部に排水口が形成された受水桶と、該架枠に該受水
桶を回動自在に支持する支持手段と、該受水桶を回動せ
しめる駆動手段と、該受水桶内において、固体分を通過
させずに液体分のみを通過させるフィルタと、該フィル
タを通過しなかった固体分を吸引し排出する吸引排出手
段と、を備えることが好適である。

【００１３】前記微生物担体チップが、亜硝酸リチウム
又はケイ酸リチウム溶液に浸漬処理された杉細片及び／
又はセプター細片及び／又は竹細片を主成分とすること
が好ましい。

【００１４】前記微生物担体チップが、バソルト片をさ
らに含有することが好適である。竹細片を用いる場合に
は油分を除去することが好ましい。

【００１５】前記杉細片、セプター細片又は竹細片が
０．３〜３０ｍｍ、好ましくは１〜２０ｍｍ、さらに好
ましくは３〜１０ｍｍのサイズである。前記バソルト片
の長さが１〜３０ｍｍ、好ましくは１〜２０ｍｍ、さら
に好ましくは３〜１０ｍｍである。

【００１６】前記杉細片及び／又はセプター細片及び／
又は竹細片とバソルト片との配合割合が７：３〜９：１
であることが好ましい。

【００１７】前記バソルト片に対して、高電圧電流を用
いて負極を間欠的にチャージすることにより、バソルト
片に負帯電を生起せしめ、有用バクテリアの活性を促進
せしめる性質を付与したことが好ましい。

【００１８】なお、このような微生物担体チップとして
は、特開平９−１５０１７８号公報に開示される有機廃
棄物処理用チップを好適に利用可能である。

【００１９】前記攪拌手段が、上部開口の容器本体と、
該容器本体内の内周側面に形成された凸部と、該容器本
体内に挿設された回転羽根と、容器本体の上方に設けら
れた架台と、該架台上に載置され、上記回転羽根を回動
せしめるモータと、を備えることが好適である。

【００２０】前記液体浄化処理装置が、汚水の液体分が
収容される容器本体と、該容器本体の液中に入れられ
て、液中を浮上する空気で液体と一緒に攪拌される比重
の微生物担体チップと、該容器本体内に空気を供給して
微生物担体チップに棲息するバクテリアに酸素を補給す
る空気供給具とを備え、該空気供給具で空気を供給し
て、微生物担体チップに棲息するバクテリアで汚水の液
体分中の有機物質を消失させるようにしてなることが好
ましい。なお、このような液体浄化処理装置としては、
特許第２９７２１５９号公報に開示される廃棄装置を利
用可能である。

【００２１】前記固体浄化処理手段が、微生物担体チッ
プを収容する容器本体と、該容器本体に供給される汚水
の固体分と微生物担体チップとを攪拌する攪拌機と、微
生物担体チップと汚水の固体分との混合物に空気を供給
して、微生物担体チップに棲息するバクテリアに酸素を
補給する空気供給具とを備え、空気供給具で空気を供給
しながら攪拌機で攪拌して、微生物担体チップに棲息す
るバクテリアで汚水の固体分中の有機物質を分解して消
失させるようにしてなることが好ましい。なお、このよ
うな固体浄化処理手段としては、特許第２９７８１２８
号公報に開示される廃棄装置を利用可能である。

【００２２】前記凝集剤が、無機系凝集剤であることが
好ましい。

【００２３】また、本発明の汚水浄化処理システム用固
液分離装置は、架枠と、排水口が形成された容器と、該
架枠に該容器を回動自在に支持する支持手段と、該容器
を回動せしめる駆動手段と、該容器内において、固体分
を通過させずに液体分のみを通過させるフィルタと、該
フィルタを通過しなかった固体分を吸引し排出する吸引
排出手段と、を備えることを特徴とする。本発明装置に
よれば、簡便且つ低コストに汚水浄化処理システム用の
固液分離手段を実現できるようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明するが、本発明の技術思想から逸脱
しない限り、この実施の形態について種々の変形が可能
であることはいうまでもない。なお、図面において、同
一の符号は同一の手段乃至部材を示している。

【００２５】図１は本発明の微生物担体チップを用いた
汚水浄化処理システムの構成の一例を示す概念説明図で
ある。

【００２６】図１において、２は本発明の微生物担体チ
ップを用いた汚水浄化処理システムである。３は凝集
剤、４は汚水、５は希釈液である。原水である汚水４が
供給されると、併せて所定量の希釈液５が供給される。
希釈液５の量は、汚水４の有機廃棄物の濃度によって適
宜定めればよく、特に限定されないが、汚水４と希釈液
５との割合を１：０〜１：２０程度とすればよい。下水
のように有機廃棄物の濃度の低い（液体分が多い）もの
であれば、希釈液５は少量でよいし、家畜の屎尿のよう
に有機廃棄物の濃度の高いものであれば、希釈液５によ
って十分に薄めることが必要であるので、希釈液５を多
く用いるようにする。

【００２７】また、汚水４及び希釈液５と共に、定量フ
ィーダ３ａにより、所定量の凝集剤３が供給される。凝
集剤３の量も、汚水４の有機廃棄物の濃度によって適宜
定めればよく、特に限定されるものではなく、要は凝集
剤３による凝集効果が発揮されるようにすればよい。ま
た、凝集剤３の種類としても、特に限定されないが、有
機物質の濃度が高めることは好ましくないので、有機
（高分子）系凝集剤よりも、無機系凝集剤を用いること
が好ましい。

【００２８】そして、汚水４、希釈液５及び凝集剤３を
攪拌手段１０により攪拌し、混合液６とする。混合液６
は、凝集剤３の凝集効果により、汚水４中の固体分が顕
在化した状態となる。

【００２９】混合液６を固液分離手段２０に供給する。
固液分離手段２０では、混合液６を固体分７と液体分８
とに分離する。分離された固体分７については、固体浄
化処理手段４０により浄化処理を行う。固体浄化処理手
段４０では、固体分７中の有機廃棄物が、微生物担体チ
ップＢに棲息する微生物（主にバクテリア）により分解
され消失することとなる。

【００３０】分離された液体分８については、液体浄化
処理手段８０により浄化処理を行う。図１に示したよう
に、液体浄化処理手段８０は、２台以上（図示例では５
台）連設した液体浄化処理装置８０ａ〜８０ｅを直列に
連通してなっている。即ち、まず、液体分８を第１の液
体浄化処理装置８０ａに供給して浄化処理を行った後、
更に第２の液体浄化処理装置８０ｂに供給して浄化処理
を行い、続けて、第３の液体浄化処理装置８０ｃ、第４
の液体浄化処理装置８０ｄ、液体浄化処理装置８０ｅで
行うようにする。このようにして、液体分は２台以上
（図示例では５台）の液体浄化処理装置８０ａ〜８０ｅ
に連続して流通せられて、繰り返し浄化処理が行われる
こととなるので、大量の汚水であっても充分に浄化処理
できるようになる。

【００３１】下水処理のように液体分が大量にある場
合、大量の液体分を次々と連続して浄化処理していく必
要があるが、その場合に、液体浄化処理装置８０ａ〜８
０ｅが１台のみであると、液体分が液体浄化処理手段８
０を通過する時間が非常に短くなってしまい、十分な浄
化処理を行うことが困難となってしまう。そこで、図１
に示したように、液体浄化処理手段８０として液体浄化
処理装置８０ａ〜８０ｅを多数台設置することで、液体
分が大量にあるような場合でも、液体浄化処理手段８０
での浄化処理を行う時間を十分に確保することができる
ようになり、十分な浄化処理を行えるようになるのであ
る。

【００３２】なお、図１の例では、液体浄化処理手段８
０を構成する液体浄化処理装置８０ａ〜８０ｅを５台設
けた例で説明したが、液体分８の量や液体浄化処理装置
８０ａ〜８０ｅの処理能力に応じて、適宜台数を設けれ
ばよいことは言うまでもない。

【００３３】また、図１の例では、前段の液体浄化処理
装置８０ａ，８０ｂ，８０ｃについては好気性処理を行
う液体浄化処理装置とし、後段の液体浄化処理装置８０
ｄ，８０ｅについては嫌気性処理を行う液体浄化処理装
置としている。

【００３４】前段の液体浄化処理装置８０ａ，８０ｂ，
８０ｃによる好気性処理では好気性菌の作用により、汚
水中の有機物質が分解又は無機化され、後段の液体浄化
処理装置８０ｄ，８０ｅによる嫌気性処理では嫌気性菌
の代謝活性を利用して、窒素や燐酸等が除去されること
となる。なお、後述するように、好気性処理を行う液体
浄化処理装置では、空気の供給により酸素を補給して好
気性菌を繁殖させ、逆に、嫌気性処理を行う液体浄化処
理装置では空気を供給せずに、好気性菌を減少させ、嫌
気性菌を繁殖させるようにしている〔図７（Ａ）及び
（Ｂ）参照〕。

【００３５】このようにして、液体分８は液体浄化処理
手段８０で浄化処理される。即ち、液体分８中の有機廃
棄物は、液体浄化処理手段８０の微生物担体チップＢに
棲息する微生物（主にバクテリア）により分解され消失
する。そして、浄水９として、貯水槽１００に貯留され
る。浄水９には、有機廃棄物が含まれていないことか
ら、河川等へ放流しても無害であるし、また、この浄水
９を希釈液５として、本発明システム２内で循環させて
再利用するようにすれば、排水の河川等への放流を極力
減少させることもできる。

【００３６】また、汚水４が家畜の屎尿である場合、浄
水９は、希釈液５としての再利用以外にも、栄養分の豊
富な液肥としても再利用可能であり、本発明システム２
からの排水を無放流とすることもできる。

【００３７】図２（ａ）は本発明システムで用いる攪拌
手段の構成の一例を示す側面説明図であり、（ｂ）はそ
の平面説明図である。

【００３８】図２（ａ）及び（ｂ）において、１０は攪
拌手段である。攪拌手段１０は、上部が開口した円筒形
の容器本体１２を有し、その上方に架台１４が設けられ
ている。架台１４からは回転軸１５が吊設され、その下
端部に回転羽根１６ａ，１６ｂが取り付けられている。
また、架台１４には、回転軸１５と直結するモータ１８
が載置されており、回転軸１５を介して、回転羽根１６
ａ，１６ｂを回転駆動せしめるようになっている。つま
り、容器本体１２の内部を攪拌できるように回転羽根１
６ａ，１６ｂが挿設されているものである。

【００３９】また、容器本体１２の内周側面には、凸部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが形成されている。こ
の凸部１３ａ〜１３ｄにより、回転羽根１６ａ，１６ｂ
が回転して攪拌する際に、容器本体１２の内部に乱流状
態が形成されて、攪拌効果を高めることができ、前述し
た凝集剤３が汚水４及び希釈液５に効率良く混合される
こととなる。

【００４０】次に、本発明システムで用いる固液分離手
段について説明する。なお、以下の説明では、固液分離
手段として、本発明に係る汚水浄化処理システム用固液
分離装置を用いた場合を説明する。

【００４１】図３は、本発明システムで用いる固液分離
手段の一例を示す斜視説明図である。図４は、図３の右
側面一部拡大図であり、図５は、図３の正面一部拡大図
である。

【００４２】図３、図４及び図５において、２０は本発
明システムで用いる固液分離手段である。架枠２２は、
中部甲板２３ａ及び上部甲板２３ｂを支持する脚２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、中部甲板２３ａと上部
甲板２３ｂの間で、受水桶２４を保持するための支柱２
２ｅ，２２ｆ，２２ｇとから構成されている。

【００４３】上部甲板２３ｂには開口部２３ｂ１が形成
され、攪拌手段１０からの混合液６が供給され得るよう
になっている。また、中部甲板２３ａにも開口部２３ａ
１が形成されており、液体分８が流下され得るようにな
っている。

【００４４】支柱２２ｅ，２２ｆ，２２ｇには、夫々、
上部ローラ２５ｂと下部ローラ２５ａが取り付けられて
おり、受水桶２４を回動自在に支持している。

【００４５】受水桶２４は、上方に開口し、上方から混
合液６を受け入れるものであり、また、底部には排水口
２４ａが形成され、適宜、配水管２４ｂを設けるように
すればよい。

【００４６】受水桶２４の上縁部の外周側には、歯車２
４ｃが形成されており、この歯車２４ｃと回転歯車２７
とが噛み合うことにより、受水桶２４が回動するように
なっている。

【００４７】即ち、図４によく示されるように、上部甲
板２３ｂには駆動モータ２８が載置されており、この駆
動モータ２８は、上部甲板２３ｂと中部甲板２３ａの間
に軸支されている回転軸２７ａと直結している。そし
て、回転軸２７ａには、受水桶２４の歯車２４ｃと噛み
合うように回転歯車２７が設けられており、駆動モータ
が駆動することにより、回転歯車２７が回転駆動して歯
車２４ｃに伝達され、受水桶２４が回動するものであ
る。

【００４８】また、受水桶２４の内部には、フィルタ２
６が設けられている。このフィルタ２６は、供給される
混合液６の固体分を通過させずに液体分のみを通過させ
るものである。フィルタ２６としては、固体分の濾過作
用を有するものであれば、特に限定されないが、例え
ば、合成繊維布を円形シート状に加工したものや、いわ
ゆる人工芝として販売されている塩化ビニリデン繊維製
の芝状シートを円形に加工したものを利用すればよい。

【００４９】フィルタ２６を通過した液体分８は、排水
口２４ａ及び配水管２４ｂから排出される一方、固体分
７はフィルタ２６の表面上に蓄積されていくこととなる
が、前述したように、受水桶２４を回動せしめているの
で、一箇所に偏らずに、フィルタの円周方向の表面上に
万遍なく少量ずつ蓄積されていくこととなる。

【００５０】そして、フィルタ２６の上面円周上の所定
位置には、吸引排出手段２９が設けられている。吸引排
出手段２９は、フィルタ２６の表面から固体分７を吸引
し排出するものである。

【００５１】即ち、図５によく示されるように、吸引排
出手段２９は、いわゆる掃除機の原理を応用したもので
あり、吸引ヘッド２９ａと、その内部の吸引口２９ｂ及
び吸引管２９ｃを有し、吸引管２９ｃの他端には真空ポ
ンプ等の吸引装置（不図示）が設けられており、フィル
タ２６の表面上に蓄積された固体分７を吸い上げて、排
出するようになっている。

【００５２】また、吸引排出手段２９の吸引ヘッド２９
ａは、吸引作用が効率良く発揮されるように、フィルタ
２６の表面に適度に当接するように吊設せられる。

【００５３】即ち、上部甲板２３ｂに一体的に固定形成
されている吊板３２ａ，３２ｂに対して、取付金具３０
を固定し、取付金具３０に対して、吊持棒３４ａ，３４
ｂが遊挿されている。吊持棒３４ａ、３４ｂは、係止板
３１で左右方向への遊動が抑止されると共に、係止板３
１の上部側と下部側に、係止具３１ａ，３１ｂ，３１
ｃ，３１ｄが夫々取り付けられている。また、係止板３
１は、上部甲板２３ｂに固定されている吊持部３２ｃか
らスプリング３６で弾性的に吊持されている。

【００５４】吸引排出手段２９の吸引ヘッド２９ａを吊
設することで、フィルタ２６の表面の固体分が不規則に
蓄積されている場合でも、その凹凸に対応して、吸引ヘ
ッド２９ａがフィルタ２６の表面に適度に当接した状態
で摺動することができ、吸引排出手段２９の吸引作用が
最大限に引き出せることとなる。

【００５５】このように構成された固液分離手段２０に
よれば、簡便な機構で、混合液６を固体分７と液体分８
とに分離することができる。

【００５６】図６は、本発明システムで用いる固体浄化
処理手段を示す概念説明図である。固体浄化処理手段と
しては、公知の手段を利用することができ、特許第２９
７８１２８号公報に開示される有機廃棄物をバクテリア
で分解して消失する廃棄装置が好適に利用可能である。

【００５７】図６において、４０は固体浄化処理手段で
ある。固体浄化処理手段４０は、バクテリアを棲息させ
る微生物担体を収納するケーシング４１と、このケーシ
ング４１に供給される微生物担体チップＢと有機廃棄物
（固体分７）とを撹拌する撹拌機５０と、微生物担体チ
ップＢと固体分７との混合物に空気を供給して、微生物
担体に棲息するバクテリアに酸素を補給する空気供給具
５１とを備える。この固体浄化処理手段４０は、空気供
給具５１で空気を供給しながら撹拌機５０で撹拌して、
微生物担体チップＢに棲息するバクテリアで有機廃棄物
を分解して消失させるものである。以下、具体的に説明
する。

【００５８】ケーシング４１は、全体の形状を、円筒を
垂直に立てた形状として、下部をテーパ状にしている。
ケーシング４１の上端には、固体分７の供給パイプ６２
を介して供給口４１Ａを開口し、下部には、排出口４１
Ｂを開口している。供給口４１Ａと排出口１Ｂは、バク
テリアで有機廃棄物を消失する工程で閉塞される。

【００５９】固体分７は、バクテリアの作用で消失させ
ると、ほとんど残存しなくなる。このため、供給口４１
Ａから次々と投入して浄化処理できる。したがって、排
出口４１Ｂは、微生物担体チップＢを交換するときに開
いて、微生物担体チップＢを排出するのに使用される。

【００６０】しかしながら、固体分７にも少量の液体は
残存しており、液体に含まれる有機物をバクテリアの作
用で消失させると少量の水が残る。したがって、排出口
４１Ｂから処理済みの水を排出させる必要があり、その
際、微生物担体チップＢが一緒に排出されないように、
排出口４１Ｂに金網等の多孔質材を設けてもよい。

【００６１】排出口４１Ｂの構造は、ケーシング４１に
窓を開口し、窓の周縁には枠５２を固定し、枠５２に蝶
番を介して扉５４を連結している。扉５４の内側には、
金属網である多孔板５５を配設している。さらに、扉５
４には、扉５４を閉めた状態で処理済みの水を排水する
ための排水パイプ５６を固定している。扉５４は、閉め
た状態で枠５２との間から水漏れしないように、パッキ
ンを介して枠５２に密着される。扉５４は、蝶番と反対
側を枠５２にネジ止して窓を水密に閉塞する。

【００６２】撹拌機５０は、スクリュウフィン５９を固
定しているスクリュウ軸４３と、このスクリュウ軸４３
の外周に配設されている垂直筒６０とを備え、スクリュ
ウ軸４３はケーシング４１の外部で減速モータ４４に連
結されている。撹拌機５０は、垂直筒６０の内部で回転
するスクリュウ軸４３で、微生物担体チップおよび固体
分７を、垂直筒６０に沿って上昇させる。垂直筒６０
は、アームを介して、ケーシング４１の中心に垂直に固
定され、その上端は、ケーシング４１の上部に開口さ
れ、下端はケーシング４１の底部に開口されている。

【００６３】垂直筒６０は、上端縁の周縁にテーパ板６
１を固定している。テーパ板６１は、垂直筒６０から排
出される微生物担体チップおよび固体分７を、ケーシン
グ４１の外周に落下させる。テーパ板６１は、金属板を
傘状にしたもので、この上に供給される微生物担体チッ
プＢおよび固体分７を、自然に落下させて、ケーシング
４１内に均一に分散させる。

【００６４】スクリュウ軸４３は、垂直筒６０の中心に
垂直に配設されている。スクリュウ軸４３は回転できる
水密構造として、ケーシング４１の底を貫通している。
スクリュウ軸４３は上下を、ベアリングを介してケーシ
ング４１に回転できるように連結している。

【００６５】スクリュウ軸４３は、回転して、微生物担
体チップおよび固体分７を垂直筒６０に沿って上昇でき
るスクリュウフィン５９を外周に固定している。さら
に、スクリュウ軸４３の下端には、ケーシング４１の底
に沿って回転する掻取羽根６３を固定している。掻取羽
根６３は、微生物担体チップおよび固体分７が、ケーシ
ング４１底面のテーパ部に付着するのを防止する。

【００６６】スクリュウ軸４３の下端は、ケーシング４
１の外部で、スプロケット６４とチェーン６５を介して
減速モータ４４に連結されている。減速モータ４４は、
一定時間運転した後、一定時間は休止する断続運転をし
て、スクリュウ軸４３を回転させる。

【００６７】空気供給具５１は、垂直筒６０の外周に上
下の方向に延長して、垂直に配設している２本の空気噴
射管６６を備える。空気噴射管６６は、一定の間隔でケ
ーシング４１の外側に向かって空気を噴射する噴射口６
６Ａを複数有している。空気噴射管６６の噴射口６６Ａ
が詰まった場合に、噴射口６６Ａを簡単に清掃するため
に、空気噴射管６６は、引き抜きできるように垂直筒６
０に連結される。垂直筒６０は、空気噴射管６６を挿入
するリング６７を下部外周に固定しており、このリング
６７に、空気噴射管６６を上から下に挿入している。な
お、空気噴射管６６は、下端を先細りテーパ状にして、
リング６７に簡単に挿入できる形状としている。

【００６８】空気噴射管６６から噴射される空気は、温
度制御して、微生物担体の温度をバクテリアの活発に働
く温度に調整することもできる。バクテリアが快適に繁
殖して、活発に有機廃棄物を分解する最適温度は、３８
〜５０℃である。温度が３８℃以下に低下すると、バク
テリアが活発に活動しなくなる。５０℃以上になると、
好気性菌が活発に働かなくなって、嫌気性菌が繁殖す
る。嫌気性菌が繁殖すると、排出されるガスの臭いが悪
くなる。微生物担体の温度が５０℃よりも高くなると、
ケーシング４１に外気を多く噴射して、快適温度にでき
る。外気の気温が寒い場合には、ケーシング４１にヒー
タを内蔵したり、垂直筒６０をヒータで加熱してもよ
い。

【００６９】空気噴射管６６から噴射される空気を加温
して、微生物担体チップを温度制御することもできる。
温度制御される空気を噴射する空気噴射管６６は、温度
制御された空気を蓄える加圧タンク４５に連結されてい
る。加圧タンク４５は、送風機やコンプレッサー等の加
圧空気源４８に連結されて、設定温度に加温された加圧
空気を蓄える。加圧タンク４５には、たとえば、０．１
〜１０ｋｇ／ｃｍ２に加圧された空気を蓄える。加圧タ
ンク４５と空気噴射管６６との間には、流量調整弁６８
が連結される。流量調整弁６８は開度を調整して、空気
噴射管６６から噴射する空気量と噴射圧を調整する。

【００７０】加圧タンク４５は、内部に蓄える空気を設
定温度に加温するためのヒータ４６を外側に固定してい
る。ヒータ４６の外側は、放熱を防止するために断熱し
ている。加圧タンク４５を加熱するヒータ４６はスイッ
チ６９と電源７０に直列に接続されている。スイッチ６
９がオンのとき、ヒータ４６は通電されて加圧タンク４
５を加熱する。ヒータ４６の通電を制御するスイッチ６
９は、微生物担体チップＢ及び流量調整弁６８の排出側
の空気の温度を検出する温度センサ７１からの信号に応
じて、温度制御回路４７によりオンオフされ、微生物担
体チップＢ及び流量調整弁６８の排出側の空気の温度
が、適正な温度となるように制御される。微生物担体チ
ップの温度を３８〜５０℃、好ましくは３８〜４５℃と
なるように制御すればよい。

【００７１】このように構成された固体浄化処理手段４
０によれば、固体分７は、微生物担体チップＢに棲息す
るバクテリアにより、炭酸ガス、水分、アンモニア等の
ガスに分解されて消失することとなる。

【００７２】図７は本発明システムで用いる液体浄化処
理手段を構成する液体浄化処理装置を示す概念説明図で
あり、図７（Ａ）は好気性処理を行う場合の液体浄化処
理装置を示し、図７（Ｂ）は嫌気性処理を行う場合の液
体浄化処理装置を示している。液体浄化処理手段を構成
する液体浄化処理装置としては、公知の手段を利用する
ことができ、特許第２９７２１５９号公報に開示される
液体に含まれる有機物をバクテリアで消失させる廃棄装
置が好適に利用可能である。

【００７３】前述した図１においては、液体浄化処理手
段８０として液体浄化処理装置８０ａ〜８０ｅを５台設
け、前段の液体浄化処理装置８０ａ，８０ｂ，８０ｃに
おいて好気性処理を行い、後段の液体浄化処理装置８０
ｄ，８０ｅにおいて嫌気性処理を行う例を示したが、い
ずれの液体浄化処理装置８０ａ〜８０ｅも同様の構造を
有しているので、まず、図７（Ａ）において、好気性処
理を行う場合の液体浄化処理装置８０ａを例にとって説
明し、次に、図７（Ｂ）において、嫌気性処理を行う場
合の液体浄化処理装置８０ｄを例にとって説明する。

【００７４】図７（Ａ）において、８０ａは、好気性処
理を行う場合の液体浄化処理装置である。液体浄化処理
装置８０ａは、液体分８が供給されるケーシング８１
と、このケーシング８１の液中に入れられて、液中を浮
上する空気で液体と一緒に撹拌される比重の微生物担体
チップＢと、ケーシング８１に空気を供給して、微生物
担体チップＢに棲息するバクテリアに酸素を補給する空
気供給具８４とを備える。この液体浄化処理装置８０ａ
は、空気供給具８４で空気を供給して、微生物担体チッ
プＢに棲息するバクテリア（好気性菌）の作用で、液体
分８に含まれる有機物質を分解し消失させるものであ
る。以下、具体的に説明する。

【００７５】ケーシング８１は、全体の形状を箱形又は
円筒形である。ケーシング８１の下部は、下方に向かっ
て幅が次第に狭くなるように湾曲させるようにすると、
液体と一緒に、微生物担体チップＢを淀みなく対流して
均一に撹拌できる利点がある。また、ケーシング８１
は、有機物を含む液体分８を供給する供給パイプ８５が
連結されている。

【００７６】ケーシング８１から浄化処理した液体を排
出するために、ケーシング８１の底部には、流出口８７
を開口しており、この流出口８７は、微生物担体チップ
Ｂの通過できない多孔質材８８で閉塞されている。ケー
シング８１の底面に流出口８７を開口するために、ケー
シング８１の底面には、縦割りパイプ８９を底面から離
して固定している。

【００７７】縦割りパイプ８９は、その長手方向の中央
部に排水パイプ９０を連結しており、排水パイプ９０
は、ケーシング８１の液面近傍でチーズ（Ｔ字形管継
手）９１を連結している。チーズ９１で分岐された一方
には排水口９２が形成されており、浄化処理済みの液体
をケーシング８１の外部に排出する。他方の分岐路９３
は、上方に垂直に延長されて、液面よりも上方に伸びて
いる。

【００７８】このような構造の流出口８７、排水パイプ
９０及び排水口９２によれば、供給パイプ８５から液体
分８が供給されて、ケーシング８１内の液面レベルが高
くなると、オーバーフローして、縦割りパイプ８９とケ
ーシング８１の底面との間に形成された流出口８７から
浄化処理された液体が流出し、排水口９２から排出され
る。

【００７９】流出口８７を閉塞する多孔質材８８は、縦
割りパイプ８９よりも大きな山型に成形されて、縦割り
パイプ８９を覆うようにケーシング８１の底面に固定さ
れている。多孔質材８８には、微生物担体チップＢを通
過させない編目の金網が使用される。多孔質材８８とし
ては、金網に代わって、プラスチックの発泡体や不織布
等であってもよい。

【００８０】ケーシング８１に空気を噴射する空気供給
具８４は、ケーシング８１の底部に配設された空気噴射
管９４と、この空気噴射管９４に加圧空気を供給する加
圧空気源４８とを備える。

【００８１】空気噴射管９４は、多孔質材８８と縦割り
パイプ８９との隙間で、多孔質材８８の内面に固定され
る。空気噴射管９４は、多数の空気孔９４Ａが開口され
ており、供給される加圧空気を空気孔９４Ａから液中に
噴射する。液中に噴射される空気は、微細な気泡となっ
て液中を浮上する。多孔質材８８の内面に固定された空
気噴射管９４は、噴射する空気、すなわち、無数の気泡
を、多孔質材８８の内側から外側に通過させる。

【００８２】多孔質材８８を内側から外側に通過する気
泡は、多孔質材８８の表面に付着する異物を除去して、
多孔質材８８の目詰まりを防止すると共に、多孔質材８
８は、処理済みの液体を通過させて流出口８７から流出
する役目をしている。

【００８３】また、空気噴射管９４から噴射される空気
は、ケーシング８１内の微生物担体チップＢと液体を対
流させて撹拌する。即ち、ケーシング８１は、空気噴射
管９４から噴射される気泡で液体を上昇させる上昇ダク
ト９５を、空気噴射管９４の上方に配設している。上昇
ダクト９５は、上下両端をケーシング８１内に開口して
おり、ケーシング８１内の液体を下端から吸入して上端
から排出する。上昇ダクト９５内で上昇される液体は、
ケーシング８１内で対流するように撹拌される。すなわ
ち、上昇ダクト９５の内部で上昇し、上昇ダクト９５の
外部で降下して、対流状態に撹拌されるのである。

【００８４】上昇ダクト９５は、２枚の板材９６を垂直
に対向して配設して、その間に設けられる。２枚の板材
９６は、下端の幅を次第に広くするように、湾曲されて
いる。下端を湾曲して次第に幅を広くした上昇ダクト９
５は、微生物担体チップＢと液体を下端からスムーズに
吸入して、上昇させる。

【００８５】上昇ダクト９５の上端は、ケーシング８１
内の液面レベルよりも下方に位置するようにすると、上
昇ダクト９５は、上端を液中に開口させて、液体と微生
物担体チップＢとを効率よく上昇できる。上昇ダクト９
５の上端を、液面レベルよりも上方に位置させると、上
昇ダクト９５から排出される液体は、液面よりも上方に
上昇する必要があり、そのため、液体の循環量が少なく
なってしまう場合がある。

【００８６】また、空気噴射管９４からケーシング８１
内に噴射される空気は、液体を撹拌すると共に、温度制
御して、バクテリアの棲息する微生物担体チップＢの温
度を、バクテリアが活発に働く温度に調整することもで
きる。温度調整の原理は、前述した固体浄化処理手段４
０の場合と同様であるので、再度の説明は省略するが、
要は、温度センサ７１からの信号に応じて、温度制御回
路４７がヒータ４６の通電を制御するスイッチ６９のオ
ンオフを制御し、温度の調整をするようにすればよい。

【００８７】このように構成された液体浄化処理装置８
０ａを適宜台数用いて、液体浄化処理手段８０を構成す
れば、液体分８中の有機廃棄物が、微生物担体チップＢ
に棲息するバクテリアにより、分解されて消失すること
となる。

【００８８】次に、図７（Ｂ）は、嫌気性処理を行う場
合の液体浄化処理装置であり、前述した図１において
は、液体浄化処理装置８０ｄ及び８０ｅがこれに相当す
るが、どちらも同じ構造を有するものであるので、液体
浄化処理装置８０ｄを例にとって説明する。

【００８９】図７（Ｂ）において、８０ｄは、嫌気性処
理を行う場合の液体浄化処理装置である。液体浄化処理
装置８０ｄは、前述した好気性処理を行う場合の液体浄
化処理装置８０ａと構造上の相違は無いもので、相違点
は、ケーシング８１内における空気供給具８４からの空
気の供給を止めている点、ケーシング８１内における微
生物担体チップＢの投入量を増やしている点である。こ
れにより、ケーシング８１内は、酸素の少ない環境とな
るので、好気性菌が減少し、嫌気性菌が繁殖しやすい環
境となり、嫌気性菌の代謝活性を利用して、窒素や燐酸
等を除去することができるようになる。

【００９０】なお、図示例の嫌気性処理を行う場合の液
体浄化処理装置８０ｄでは、必要に応じて、空気の供給
を再開して好気性処理を行うこともできるように空気供
給具８４を一応備える場合の例を示しているが、好気性
処理を行う可能性が全くないことが明らかなのであれ
ば、空気供給具８４を不具備としてもよい。

【００９１】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、環
境に無害で簡便且つ低コストに、大量の汚水の浄化処理
を行うことを可能とした微生物担体チップを用いた汚水
浄化処理システムを提供することができるという大きな
効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の微生物担体チップを用いた汚水浄化
処理システムの構成の一例を示す概念説明図である。

【図２】 （ａ）は本発明システムで用いる攪拌手段の
構成の一例を示す側面説明図であり、（ｂ）はその平面
説明図である。

【図３】 本発明システムで用いる固液分離手段の一例
を示す斜視説明図である。

【図４】 図３の右側面一部拡大図である。

【図５】 図３の正面一部拡大図である。

【図６】 本発明システムで用いる固体浄化処理手段を
示す概念説明図である。

【図７】 本発明システムで用いる液体浄化処理手段を
構成する液体浄化処理装置を示す概念説明図であり、
（Ａ）は好気性処理を行う場合の液体浄化処理装置を示
し、（Ｂ）は嫌気性処理を行う場合の液体浄化処理装置
を示している。

【符号の説明】

２：本発明システム、３：凝集剤、３ａ：定量フィー
ダ、４：汚水、５：希釈液、６：混合液、７：固体分、
８：液体分、９：浄水、１０：攪拌手段、１２：容器本
体、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ：凸部、１４：架
台、１５：回転軸、１６ａ，１６ｂ：回転羽根、１８：
モータ、２０：固液分離手段、２２ｅ，２２ｆ，２２
ｇ：支柱、２２：架枠、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２
ｄ：脚、２３ｂ：上部甲板、２３ａ：中部甲板、２３ａ
１，２３ｂ１：開口部、２４：受水桶、２４ａ：排水
口、２４ｂ：配水管、２４ｃ：歯車、２５ａ：下部ロー
ラ、２５ｂ：上部ローラ、２６：フィルタ、２７：回転
歯車、２７ａ：回転軸、２８：駆動モータ、２９：吸引
排出手段、２９ａ：吸引ヘッド、２９ｂ：吸引口、２９
ｃ：吸引管、３０：取付金具、３１ａ，３１ｂ，３１
ｃ，３１ｄ：係止具、３１：係止板、３２ｃ：吊持部、
３２ａ，３２ｂ：吊板、３４ａ，３４ｂ：吊持棒、３
６：スプリング、４０：固体浄化処理手段、４１：ケー
シング、４１Ａ：供給口、４１Ｂ：排出口、４３：スク
リュウ軸、４４：減速モータ、４５：加圧タンク、４
６：ヒータ、４７：温度制御回路、４８：加圧空気源、
５０：撹拌機、５１：空気供給具、５２：枠、５４：
扉、５５：多孔板、５６：排水パイプ、５９：スクリュ
ウフィン、６０：垂直筒、６１：テーパ板、６２：供給
パイプ、６３：掻取羽根、６４：スプロケット、６５：
チェーン、６６：空気噴射管、６６Ａ：噴射口、６７：
リング、６８：流量調整弁、６９：スイッチ、７０：電
源、７１：温度センサ、８０：液体浄化処理手段、８０
ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ，８０ｅ：液体浄化処理装
置、８１：ケーシング、８４：空気供給具、８５：供給
パイプ、８７：流出口、８８：多孔質材、８９：縦割り
パイプ、９０：排水パイプ、９１：チーズ、９２：排水
口、９３：分岐路、９４Ａ：空気孔、９４：空気噴射
管、９５：上昇ダクト、９６：板材、１００：貯水槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高山 宗弘 東京都千代田区神田小川町３丁目１番地 株式会社アセットエンタープライズ内 (72)発明者 竹内 清一 東京都千代田区丸の内１−１−３ ＡＩＧ ビル９Ｆ ジーシー環境コントロール株式 会社内 (72)発明者 小栗 光雄 東京都中央区日本橋浜町３−35−５ オフ ィス30 602号 株式会社パッサポルト内 Ｆターム(参考） 4D003 AA12 AB01 BA04 CA08 EA14 EA21 EA38 4D015 BA23 BA24 BB05 CA01 CA03 EA02 EA06 EA35 FA02 FA03 FA26 4D059 AA01 AA03 AA07 BA27 BA28 BA56 CA22

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）汚水と希釈液と凝集剤とを攪拌し
   て混合液を生成する攪拌手段と、（ｂ）該混合液中から
   凝集剤により凝集した固体分と、その上澄の液体分とに
   分離する固液分離手段と、（ｃ）該分離された固体分に
   つき、バクテリアが棲息する微生物担体チップを用い
   て、浄化処理を行う固体浄化処理手段と、（ｄ）該分離
   された液体分につき、バクテリアが棲息する微生物担体
   チップを用いて、浄化処理を行う液体浄化処理手段とを
   有することを特徴とする微生物担体チップを用いた廃水
   浄化処理システム。
2. 【請求項２】 前記液体浄化処理手段は、２台以上連設
   した液体浄化処理装置を直列に連通してなることを特徴
   とする請求項１記載の微生物担体チップを用いた廃水浄
   化処理システム。
3. 【請求項３】 前記２台以上連設した液体浄化処理装置
   は、前段に好気性処理を行う液体浄化処理装置を配置
   し、後段に嫌気性処理を行う液体浄化処理装置を配置す
   ることを特徴とする請求項２記載の微生物担体チップを
   用いた廃水浄化処理システム。
4. 【請求項４】 前記液体浄化処理手段により浄化処理さ
   れた液体分を前記攪拌混合手段における希釈液として再
   利用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
   記載の微生物担体チップを用いた廃水浄化処理システ
   ム。
5. 【請求項５】 前記固液分離手段が、架枠と、上方に開
   口し底部に排水口が形成された受水桶と、該架枠に該受
   水桶を回動自在に支持する支持手段と、該受水桶を回動
   せしめる駆動手段と、該受水桶内において、固体分を通
   過させずに液体分のみを通過させるフィルタと、該フィ
   ルタを通過しなかった固体分を吸引し排出する吸引排出
   手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜４のいず
   れか１項記載の微生物担体チップを用いた廃水浄化処理
   システム。
6. 【請求項６】 前記微生物担体チップが、亜硝酸リチウ
   ム又はケイ酸リチウム溶液に浸漬処理された杉細片及び
   ／又はセプター細片及び／又は竹細片を主成分とするこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の微生
   物担体チップを用いた廃水浄化処理システム。
7. 【請求項７】 前記微生物担体チップが、バソルト片を
   さらに含有することを特徴とする請求項６記載の微生物
   担体チップを用いた廃水浄化処理システム。
8. 【請求項８】 前記微生物担体チップが、油分を除去し
   た竹細片を用いることを特徴とする請求項６又は７記載
   の微生物担体チップを用いた廃水浄化処理システム。
9. 【請求項９】 前記杉細片、セプター細片又は竹細片が
   ０．３〜３０ｍｍ、好ましくは１〜２０ｍｍ、さらに好
   ましくは３〜１０ｍｍのサイズであることを特徴とする
   請求項６〜８のいずれか１項記載の微生物担体チップを
   用いた廃水浄化処理システム。
10. 【請求項１０】 前記バソルト片の長さが１〜３０ｍ
    ｍ、好ましくは１〜２０ｍｍ、さらに好ましくは３〜１
    ０ｍｍであることを特徴とする請求項７〜９のいずれか
    １項記載の微生物担体チップを用いた廃水浄化処理シス
    テム。
11. 【請求項１１】 前記杉細片及び／又はセプター細片及
    び／又は竹細片とバソルト片との配合割合が７：３〜
    ９：１であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれ
    か１項記載の微生物担体チップを用いた廃水浄化処理シ
    ステム。
12. 【請求項１２】 前記バソルト片に対して、高電圧電流
    を用いて負極を間欠的にチャージすることにより、バソ
    ルト片に負帯電を生起せしめ、有用バクテリアの活性を
    促進せしめる性質を付与したことを特徴とする請求項７
    〜１１のいずれか１項記載の微生物担体チップを用いた
    廃水浄化処理システム。
13. 【請求項１３】 前記攪拌手段が、上部開口の容器本体
    と、該容器本体内の内周側面に形成された凸部と、該容
    器本体内に挿設された回転羽根と、容器本体の上方に設
    けられた架台と、該架台上に載置され、上記回転羽根を
    回動せしめるモータと、を備えることを特徴とする請求
    項１〜１２のいずれか１項記載の微生物担体チップを用
    いた廃水浄化処理システム。
14. 【請求項１４】 前記液体浄化処理装置が、汚水の液体
    分が収容される容器本体と、該容器本体の液中に入れら
    れて、液中を浮上する空気で液体と一緒に攪拌される比
    重の微生物担体チップと、該容器本体内に空気を供給し
    て微生物担体チップに棲息するバクテリアに酸素を補給
    する空気供給具とを備え、該空気供給具で空気を供給し
    て、微生物担体チップに棲息するバクテリアで汚水の液
    体分中の有機物質を消失させるようにしてなることを特
    徴とする請求項２〜１３のいずれか１項記載の微生物担
    体チップを用いた廃水浄化処理システム。
15. 【請求項１５】 前記固体浄化処理手段が、微生物担体
    チップを収容する容器本体と、該容器本体に供給される
    汚水の固体分と微生物担体チップとを攪拌する攪拌機
    と、微生物担体チップと汚水の固体分との混合物に空気
    を供給して、微生物担体チップに棲息するバクテリアに
    酸素を補給する空気供給具とを備え、空気供給具で空気
    を供給しながら攪拌機で攪拌して、微生物担体チップに
    棲息するバクテリアで汚水の固体分中の有機物質を分解
    して消失させるようにしてなることを特徴とする請求項
    １〜１４のいずれか１項記載の微生物担体チップを用い
    た廃水浄化処理システム。
16. 【請求項１６】 前記凝集剤が、無機系凝集剤であるこ
    とを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項記載の微
    生物担体チップを用いた廃水浄化処理システム。
17. 【請求項１７】 架枠と、上方に開口し下部に排水口が
    形成された容器と、該架枠に該容器を回動自在に支持す
    る支持手段と、該容器を回動せしめる駆動手段と、該容
    器内において、固体分を通過させずに液体分のみを通過
    させるフィルタと、該フィルタを通過しなかった固体分
    を吸引し排出する吸引排出手段と、を備えることを特徴
    とする汚水浄化処理システム用固液分離装置。