JP2011067730A - 水処理方法および水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微生物の活性度を高めて、有機物の酸化分解、排水中の難分解性化合物の酸化分解、アンモニア性窒素の酸化等を可能にできる水処理方法および水処理装置を提供する。
【解決手段】この排水処理装置によれば、原水槽２から被処理水がミネラル溶出槽９に導入され、微生物供給ユニット６０から第１微生物培養槽１４に有用菌を含むふすまが投入される。ミネラル溶出槽９内の鉱物１０から溶出したミネラルと第１,第２マイクロナノバブル発生機８４,８５からのマイクロナノバブルとが第１,第２微生物培養槽１４,２７に導入され、微生物はミネラルを栄養源として培養され、マイクロナノバブルで活性化される。この活性化微生物とマイクロナノバブルを含有した被処理水が曝気槽４５へ導入され、曝気槽４５ではミネラルとマイクロナノバブルの両方で活性化された微生物によって水処理性能を向上できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、水処理方法および水処理装置に関する。

従来、曝気槽と沈澱槽から構成される排水処理装置は、最も実施例の多い排水処理装置と言われ、過去より各分野において活性汚泥法の典型として利用されてきた。また、曝気槽の前段に加圧浮上槽を設置して、被処理水の有機物負荷を低減した後、被処理水を曝気槽、続いて沈澱槽に導入する排水処理装置も多く存在していた。

一方、ホテルの厨房排水や食品工場からの排水のように油脂(ノルマルヘキサン抽出物質として測定される)を比較的多量に含有している排水に対する排水処理装置において、有用菌が利用されてきた。すなわち、それらの排水処理装置においては、油脂を分解する微生物を調整槽や曝気槽もしくは接触酸化槽に投入して、効率的に油脂や有機物等を総合的に微生物分解していた。

ところで、従来技術としてのマイクロナノバブルを利用した水処理方法および水処理装置が、特許文献１(特開２００８−３６５１８号公報)に開示されている。この従来技術は、マイクロナノバブルを油脂を含む被処理水と混合して加圧浮上槽に導入して、被処理水中の懸濁物質と超微細な懸濁物質の両方を加圧浮上槽で浮上分離させる内容である。したがって、この従来技術では、加圧浮上槽の前段で被処理水とマイクロナノバブルを混合しているので、一般的な加圧浮上槽と比較して、油脂を含む超微細な懸濁物質をも加圧浮上槽で浮上分離できる利点を開示している。

また、特許文献２(特開２００４−１２１９６２号公報)には、従来技術としてのナノバブルの利用方法および装置が開示されている。この技術は、ナノバブルが有する浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、静電分極の実現による界面活性作用と殺菌作用などの特性を活用したものである。より具体的には、それらが相互に関連することによって、汚れ成分の吸着機能、物体表面の高速洗浄機能、殺菌機能によって各種物体を高機能、低環境負荷で洗浄することができ、汚濁水の浄化を行うことができることを開示している。

また、特許文献３(特開２００３−３３４５４８号公報)には、従来技術としてのナノ気泡の生成方法が開示されている。この技術は、液体中において、(1)液体の一部を分解ガス化する工程、(2)液体中で超音波を印加する工程または、(3)液体の一部を分解ガス化する工程および超音波を印加する工程から構成されていることを開示している。

また、特許文献４(特開２００４−３２１９５９号公報)では、従来技術としてのオゾンマイクロバブルを利用する廃液の処理装置が開示されている。この技術では、マイクロバブル発生装置にオゾン発生装置より生成されたオゾンガスと処理槽の下部から抜き出された廃液を加圧ポンプを介して供給している。また、生成されたオゾンマイクロバブルをガス吹き出しパイプの開口部より処理槽内の廃液中に通気することを開示している。

ところで、上記従来の排水処理装置では、有用菌を利用しているが、有用菌の活性度が比較的低いばかりか、処理水の水質を格段に向上させることはできていなかった。すなわち、従来技術では、一般的な微生物の集合体である活性汚泥と有用菌の作用のみの微生物による処理であった。より詳しく言えば、有用菌を活性化できていないので、有用菌の作用が弱い課題があった。

また、上記従来技術としての有用菌を利用する排水処理装置では、有機物の酸化分解ができない課題もある。当然であるが、有用菌のみでは、排水中の難分解性化合物をも酸化分解できない課題もある。また、一般的な有用菌では、油脂の分解はある程度期待できるが、排水中のアンモニア性窒素の酸化すなわち、硝酸性窒素までの硝化はできない課題もある。

また、有用菌を利用した排水処理装置では、アンモニア性窒素の硝化と硝酸性窒素の窒素ガスとしての処理すなわち、脱窒の両方を期待できない課題がある。また、有用菌は、一般的な実施例から判断して、ホテルの厨房排水や食品工場からの排水の様に油脂(ノルマルヘキサン抽出物質として測定される)を比較的多量に含有している排水に対して、利用されてきたのであるが、一般の各種産業排水の処理には、利用されていなかった。

特開２００８−０３６５１８号公報 特開２００４−１２１９６２号公報 特開２００３−３３４５４８号公報 特開２００４−３２１９５９号公報

そこで、この発明の課題は、微生物の活性度を高めて、有機物の酸化分解、排水中の難分解性化合物の酸化分解、アンモニア性窒素の酸化等を可能にできる水処理方法および水処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の水処理方法は、鉱物からミネラルを溶出させ、微生物を培養する培養槽内に上記ミネラルを供給し、上記培養槽内にマイクロナノバブルを吐出させ、かつ、上記培養槽内に微生物を添加して培養し、この培養による培養液を水処理部に導入して、この水処理部に導入される流入水を処理することを特徴としている。

この発明の水処理方法によれば、上記培養槽内において、微生物を鉱物から溶出するミネラルとマイクロナノバブルで活性化する。つまり、天然鉱物から溶出するミネラルを微生物が活性化する栄養源として利用し、かつ微細な微生物をマイクロナノバブルで効率的に活性化することができる。この活性度を高めた微生物によって、水処理性能を高めることができる。また、マイクロナノバブルやナノバブルが有するフリーラジカルによる酸化作用による難分解性化学物質等の有機物の分解も図れる。

また、一実施形態の水処理方法では、上記微生物が枯草菌を含んでいる。

この実施形態によれば、枯草菌の活性度を多量のマイクロナノバブルで高めて、活性度を高めた枯草菌で水処理の性能を高めることができる。

また、一実施形態の水処理方法では、上記微生物がバチルスサブティリス・サポロフィテックを主とした微生物群を含んでいる。

この実施形態によれば、バチルスサブティリス・サポロフィテックを主とした微生物群の活性度を多量のマイクロナノバブルで高め、この活性度を高めた枯草菌の一種であるバチルスサブティリス・サポロフィテックを主とした微生物群で水処理の性能を高めることができる。

また、一実施形態の水処理方法では、上記微生物がセレウス種を主とした微生物群を含んでいる。

この実施形態によれば、セレウス種を主とした微生物群の活性度を多量のマイクロナノバブルで高め、活性度を高めたセレウス種を主とした微生物群で水処理の性能を高めることができる。

また、一実施形態の水処理方法では、上記鉱物から溶出させるミネラルがケイ素およびリンを含んでいる。

この実施形態によれば、上記鉱物から溶出するケイ素およびリンでマイクロナノバブルを多量に発生させることが可能になると同時に有用菌や一般の微生物の活性度を増加させることができる。

また、一実施形態の水処理方法では、上記鉱物から溶出させるミネラルがケイ素、アルミおよびリンを含んでいる。

この実施形態によれば、鉱物から溶出するケイ素、アルミおよびリンでマイクロナノバブルを多量に発生させることが可能となると同時に有用菌や一般の微生物の活性度を増加させることができる。

また、一実施形態の水処理方法では、上記鉱物から溶出するミネラルがケイ素、アルミ、鉄、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウムおよびリンを含んでいる。

この実施形態によれば、鉱物から溶出するケイ素、アルミ、鉄、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウムおよびリンでマイクロナノバブルを多量に発生させることができると同時に有用菌や一般の微生物の活性度を増加させることができる。

また、一実施形態の水処理方法では、上記培養槽内にポリ塩化ビニリデン充填物を充填して、上記微生物を培養する。

この実施形態によれば、微生物を培養する培養槽内にポリ塩化ビニリデン充填物を充填するので、微生物をポリ塩化ビニリデン充填物に固定化して安定的に繁殖させることができる。このポリ塩化ビニリデン充填物は、放射状輪状体とも呼ばれ、格段に表面積が多く、しかも微生物を付着できるマイナスの電荷を有している。

また、一実施形態の水処理方法では、上記培養槽は、前段の培養槽と上記前段の培養槽からの培養液が導入される後段の培養槽とを含み、
上記後段の培養槽内にスクリーン網を設置して、このスクリーン網で上記微生物に付帯しているふすまを上記培養液から分離する。

この実施形態によれば、前段の培養水槽で有用菌をマイクロナノバブルで活性化し、後段の培養水槽でも有用菌を活性化できる。そして、この活性化した有用菌を両培養水槽内のポリ塩化ビニリデン充填物に固定化,培養,繁殖させることができる。また、有用菌に付帯していた浮遊物質としての「ふすま」をスクリーン網で徐去した後の浮遊物質を含まない水をマイクロナノバブル発生機の吸い込み水として、後段の培養水槽で利用することができる。すなわち、マイクロナノバブル発生機における気体せん断ノズルで浮遊物質が閉塞しないようにできる。

また、一実施形態の水処理装置では、被処理水が導入される原水槽と、
上記原水槽から被処理水が導入されると共に鉱物が配置されたミネラル溶出槽と、
微生物を供給可能な微生物供給ユニットが設置されたと共に上記ミネラル溶出槽で上記鉱物から溶出させたミネラルを含有した被処理水が導入される第１微生物培養槽と、
上記第１微生物培養槽から微生物とミネラルを含有した被処理水が導入されると共に上記被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機が設置された第２微生物培養槽と、
上記第２微生物培養槽から上記微生物,ミネラル,マイクロナノバブルを含有する被処理水が導入される曝気槽と、
上記曝気槽からの被処理水が導入される沈殿槽とを備える。

この実施形態の排水処理装置によれば、ミネラル溶出槽から溶出したミネラルとマイクロナノバブルの両方で曝気槽の微生物を活性化して水処理性能を向上できる。すなわち、ミネラルは、微生物の栄養源となるばかりでなく、マイクロナノバブルを発生させる場合の発生助剤となる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記原水槽は、導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機を有する。

この実施形態の排水処理装置によれば、原水槽においても、マイクロナノバブルを発生させて、原水槽に自然発生する各種微生物を活性化して、被処理水を多少なりとも微生物分解することができる。また、原水槽において、被処理水中にマイクロナノバブルを含有させると、マイクロナノバブルは、持続するので、次の水槽であるミネラル溶出槽に導入されると、マイクロナノバブルが有する洗浄力で、鉱物からミネラルを容易に溶出させることができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記原水槽は、導入された被処理水にナノバブルを吐出するナノバブル発生機を有する。

この実施形態の排水処理装置によれば、原水槽においても、ナノバブルを発生させて、原水槽に自然発生する各種微生物を活性化して、被処理水を多少なりとも微生物分解することができる。また、原水槽において、被処理水中にナノバブルを含有させると、ナノバブルは、マイクロナノバブルよりもはるかに長く持続するので、次の水槽であるミネラル溶出槽に導入されると、ナノバブルが有する洗浄力で、鉱物から多量のミネラルを容易に溶出させることができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記ミネラル溶出槽にマイクロナノバブルを含む水を導入するマイクロナノバブル発生機を有する。

この実施形態の排水処理装置によれば、ミネラル溶出槽にマイクロナノバブルを含む水を導入するので、マイクロナノバブルが有する洗浄力でミネラル溶出槽に充填されている鉱物からミネラルを容易に溶出させることができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記ミネラル溶出槽にナノバブルを含む水を導入するナノバブル発生機を有する。

この実施形態によれば、ミネラル溶出槽にナノバブルを含む水を導入するので、ナノバブルが有する効力の大きい洗浄力でミネラル溶出槽に充填されている鉱物からミネラルを容易に多量に溶出させることができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記第１微生物培養槽にポリ塩化ビニリデン充填物が充填されている。

この実施形態によれば、第１微生物培養槽にポリ塩化ビニリデン充填物が充填されているので、添加した有用菌をポリ塩化ビニリデンに固定化,繁殖できる。すなわち、有用菌の培養効率を高めることができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記第１微生物培養槽内の被処理水にマイクロナノバブルを吐出させるマイクロナノバブル発生機を有する。

この実施形態によれば、第１微生物培養槽にマイクロナノバブルを吐出させるので、第１微生物培養槽に添加された有用菌を撹拌しながら、溶存酸素を高めて微生物の細胞レベルまで活性化できる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記第１微生物培養槽内の被処理水にナノバブルを吐出させるナノバブル発生機を有する。

この実施形態によれば、第１微生物培養槽にナノバブルを吐出させるので、第１微生物培養槽に添加された有用菌をナノバブル流で撹拌しながら、溶存酸素を格段に高めて微生物の細胞レベルまで、より活性化することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記第２微生物培養槽にポリ塩化ビニリデン充填物が充填されている。

この実施形態によれば、第２微生物培養槽にポリ塩化ビニリデン充填物を充填しているので、添加した有用菌をポリ塩化ビニリデンに固定化繁殖できる。すなわち、有用菌の培養効率を高めることができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記第２微生物培養槽内の被処理水にマイクロナノバブルを吐出させるマイクロナノバブル発生機を有する。

この実施形態によれば、第２微生物培養槽にマイクロナノバブルを吐出させるので、第２微生物培養槽に添加された有用菌を撹拌しながら、溶存酸素を高めて微生物の細胞レベルまで活性化することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記第２微生物培養槽内の被処理水にナノバブルを吐出させるナノバブル発生機を有する。

この実施形態によれば、第２微生物培養槽にナノバブルを吐出させるので、第２微生物培養槽に添加された有用菌をナノバブル流で撹拌しながら、溶存酸素を格段に高めて微生物の細胞レベルまで、より活性化することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＴＯＣ値を検出するＴＯＣ検出部と、
上記ＴＯＣ検出部によって検出されたＴＯＣ値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有する。

この実施形態によれば、沈澱槽での処理水の水質が悪化して沈澱槽でのＴＯＣ(全有機炭素)値が上昇した場合に、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を増加させて、沈澱槽のＴＯＣ値で代表させる水質を改善することができる。一方、沈澱槽の水質が良好となった場合、すなわち、沈澱槽でのＴＯＣ値が低下した場合は、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を減少させて、有用菌添加に関するランニングコストを低減することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＣＯＤ値を検出するＣＯＤ検出部と、
上記ＣＯＤ検出部によって検出されたＣＯＤ値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有する。

この実施形態によれば、沈澱槽の水質が悪化して沈澱槽でのＣＯＤ(化学的酸素要求量)値が上昇した場合に、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を増加させて、沈澱槽のＣＯＤ値で代表させる水質を改善することができる。一方、沈澱槽の水質が良好となった場合、すなわち、沈澱槽でのＣＯＤ値が低下した場合は、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を減少させて、有用菌添加に関するランニングコストを低減することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水の全窒素値を検出する全窒素検出部と、
上記全窒素検出部によって検出された全窒素値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有する。

この実施形態によれば、沈澱槽の水質が悪化し、沈澱槽での全窒素値が上昇した場合に、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を増加させて、沈澱槽の全窒素値に代表させる水質を改善することができる。一方、沈澱槽の水質が良好となった場合、すなわち、沈澱槽での全窒素値が低下した場合は、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を減少させて、有用菌添加に関するランニングコストを低減することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＢＯＤ値を検出するＢＯＤ検出部と、
上記ＢＯＤ検出部によって検出されたＢＯＤ値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有する。

この実施形態によれば、沈澱槽の水質が悪化し、沈澱槽でのＢＯＤ(生物学的酸素要求量)値が上昇した場合に、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を増加させて、沈澱槽のＢＯＤ値に代表させる水質を改善することができる。一方、沈澱槽の水質が良好となった場合、すなわち、沈澱槽でのＢＯＤ値が低下した場合は、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を減少させて、有用菌添加に関するランニングコストを低減することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＳＳ値を検出するＳＳ検出部と、
上記ＳＳ検出部によって検出されたＳＳ値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有する。

この実施形態によれば、沈澱槽の水質が悪化し、沈澱槽でのＳＳ(浮遊物質)値が上昇した場合に、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を増加させて、沈澱槽のＳＳ値に代表させる水質を改善することができる。一方、沈澱槽の水質が良好となった場合、すなわち、沈澱槽でのＳＳ値が低下した場合、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を減少させて、有用菌添加に関するランニングコストを低減できる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水の濁度値を検出する濁度検出部と、
上記濁度検出部によって検出された濁度値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有する。

この実施形態によれば、沈澱槽の水質が悪化し、沈澱槽での濁度値が上昇した場合に、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を増加させて、沈澱槽の濁度値に代表させる水質を改善することができる。一方、沈澱槽の水質が良好となった場合、すなわち、沈澱槽での濁度値が低下した場合は、微生物供給ユニットから第１微生物培養槽への微生物供給量を減少させて、有用菌添加に関するランニングコストを低減することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＴＯＣ値を検出するＴＯＣ検出部と、
上記ＴＯＣ検出部によって検出されたＴＯＣ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をＴＯＣ値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(ＴＯＣ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽での水質(ＴＯＣ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御して、マイクロナノバブルの発生量を減少させるように制御できる。よって、水処理装置全体の省エネ運転を推進できる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＣＯＤ値を検出するＣＯＤ検出部と、
上記ＣＯＤ検出部によって検出されたＣＯＤ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をＣＯＤ値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(ＣＯＤ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽での水質(ＣＯＤ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水の全窒素値を検出する全窒素検出部と、
上記全窒素検出部によって検出された全窒素値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機を全窒素値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(全窒素値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽での水質(全窒素値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＢＯＤ値を検出するＢＯＤ検出部と、
上記ＢＯＤ検出部によって検出されたＢＯＤ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をＢＯＤ値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(ＢＯＤ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽での水質(ＢＯＤ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＳＳ値を検出するＳＳ検出部と、
上記ＳＳ検出部によって検出されたＳＳ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をＳＳ値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(ＳＳ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽での水質(ＳＳ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水の濁度値を検出する濁度検出部と、
上記濁度検出部によって検出された濁度値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機を濁度値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(濁度値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽での水質(濁度値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＴＯＣ値を検出するＴＯＣ検出部と、
上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
上記ＴＯＣ検出部によって検出されたＴＯＣ値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をＴＯＣ値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(ＴＯＣ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させることでマイクロナノバブルが多く発生して、ミネラル溶出槽の鉱物から多くのミネラルが発生して微生物が活性化する。一方、沈澱槽での水質(ＴＯＣ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＣＯＤ値を検出するＣＯＤ検出部と、
上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
上記ＣＯＤ検出部によって検出されたＣＯＤ値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をＣＯＤ値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(ＣＯＤ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させることでマイクロナノバブルが多く発生して、ミネラル溶出槽の鉱物から多くのミネラルが発生して微生物が活性化する。一方、沈澱槽での水質(ＣＯＤ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水の全窒素値を検出する全窒素検出部と、
上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
上記全窒素検出部によって検出された全窒素値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機を全窒素値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(全窒素値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させることでマイクロナノバブルが多く発生して、ミネラル溶出槽の鉱物から多くのミネラルが発生して微生物が活性化する。一方、沈澱槽での水質(全窒素値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＢＯＤ値を検出するＢＯＤ検出部と、
上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
上記ＢＯＤ検出部によって検出されたＢＯＤ値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をＢＯＤ値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(ＢＯＤ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させることでマイクロナノバブルが多く発生して、ミネラル溶出槽の鉱物から多くのミネラルが発生して微生物が活性化する。一方、沈澱槽での水質(ＢＯＤ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水のＳＳ値を検出するＳＳ検出部と、
上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
上記ＳＳ検出部によって検出されたＳＳ値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をＳＳ値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(ＳＳ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させることでマイクロナノバブルが多く発生して、ミネラル溶出槽の鉱物から多くのミネラルが発生して微生物が活性化する。一方、沈澱槽での水質(ＳＳ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記沈澱槽内の処理水の濁度値を検出する濁度検出部と、
上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
上記濁度検出部によって検出された濁度値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有する。

この実施形態によれば、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機を濁度値の高低に応じてインバータ制御する。つまり、沈澱槽での水質(濁度値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は電動機の回転数を増加させることでマイクロナノバブルが多く発生して、ミネラル溶出槽の鉱物から多くのミネラルが発生して微生物が活性化する。一方、沈澱槽での水質(ＳＳ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記第２微生物培養槽からの微生物を含む被処理水を上記原水槽と曝気槽の両方に導入する被処理水導入部を有する。

この実施形態によれば、上記第２微生物培養槽からの微生物を含む被処理水を原水槽と曝気槽の両方に導入するので、被処理水の流入負荷が増加した場合は、マイクロナノバブルで活性化した有用菌を原水槽と曝気槽の両方で微生物処理し、処理水の水質を目的水質とすることができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記第１微生物培養槽内の下部にマイクロナノバブル水を吐出させるマイクロナノバブル発生機を有する。

この実施形態によれば、第１微生物培養槽に添加された有用菌をマイクロナノバブルで活性化することができる。また、第１微生物培養槽に充填してあるポリ塩化ビニリデン充填物に固定化されている有用菌をマイクロナノバブルで活性化することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記第１微生物培養槽内の下部にナノバブル水を吐出させるナノバブル発生機を有する。

この実施形態によれば、第１微生物培養槽に添加された有用菌をナノバブルでより活性化することができる。また、第１微生物培養槽に充填してあるポリ塩化ビニリデン充填物に固定化されている有用菌をナノバブルでより活性化することができる。また、ナノバブルは、酸化作用も有するので、曝気槽において、被処理水中の化学成分に対して、酸化分解することができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記ミネラル溶出槽内の下部に設置されていると共にオゾン供給可能な水中ポンプ型マイクロバブル発生機を有し、この水中ポンプ型マイクロバブル発生機から上記ミネラル溶出槽にオゾンマイクロバブルを吐出させる。

この実施形態によれば、ミネラル溶出槽にオゾンマイクロバブルを吐出させるので、オゾンマイクロバブルが有する酸化洗浄力で、ミネラル溶出槽に充填されている鉱物からミネラルを多量に溶出させることができる。ただし、オゾンマイクロバブルは、微生物に対する殺菌力もあるので、水中のオゾン量については、低濃度にして微生物の殺菌力を抑制する必要がある。

また、一実施形態の水処理装置では、上記マイクロナノバブルが導入される曝気槽に亜硝酸菌と硝酸菌を自然発生的に培養し、上記曝気槽を硝化槽としても利用する。

この実施形態によれば、曝気槽にマイクロナノバブルを導入して亜硝酸菌と硝酸菌を自然発生的に培養し、硝化槽としても利用するので、曝気槽が有機物の分解ばかりでなく、有機窒素化合物等の硝化反応を推進することができる。すなわち、曝気槽と硝化槽の機能を有して、生物学的処理の効率を高めることができる。

また、一実施形態の水処理装置では、上記マイクロナノバブルが導入される曝気槽に亜硝酸菌と硝酸菌を自然発生的に培養し、上記曝気槽を硝化槽としても利用し、かつ上記沈澱槽に自然発生的に脱窒菌を培養して脱窒する。

この実施形態によれば、曝気槽にマイクロナノバブルを導入して亜硝酸菌と硝酸菌を自然発生的に培養し、硝化槽としても利用するので、曝気槽が有機物の分解ばかりでなく、有機窒素化合物等の硝化反応を推進することができる。すなわち、曝気槽が硝化槽の機能をも有して、生物学的処理の効率を高めることができる。また、沈澱槽にも、自然発生的に脱窒菌を培養して脱窒するので、沈澱槽が沈殿槽と脱窒槽の両方の機能を有して、脱窒まで含めた生物学的処理の効率を高めることができる。

この発明の水処理方法によれば、培養槽内において、微生物を鉱物から溶出するミネラルとマイクロナノバブルで活性化する。つまり、天然鉱物から溶出するミネラルを微生物が活性化する栄養塩として利用し、かつ微細な微生物をマイクロナノバブルで効率的に活性化することができる。この活性度を高めた微生物によって、水処理性能を高めることができる。また、マイクロナノバブルやナノバブルが有するフリーラジカルによる酸化作用による難分解性化学物質等の有機物の分解も図れる。

本発明の排水処理装置の第１実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第２実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第３実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第４実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第５実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第６実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第７実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第８実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第９実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第１０実施形態を模式的に示す図である。 本発明の排水処理装置の第１１実施形態を模式的に示す図である。

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。

(第１の実施の形態)
図１は、この発明の水処理装置の第１実施形態を模式的に示す図である。この実施形態の排水処理装置は、大きくは排水処理部７９と微生物活性化部８０から構成されている。さらに詳細には、排水処理部７９は、原水槽２と曝気槽４５と沈澱槽５７から構成されている。一方、微生物活性化部８０は、ミネラル溶出槽９と第１微生物培養槽１４と第２微生物培養槽２７から構成されている。

次に、図１を参照しながら、この第１実施形態をさらに詳細に説明する。原水としての流入水は、流入配管１を経由して原水槽２に流入する。この原水槽２は、散気管７７から吐出する気泡７８による空気撹拌によって、水質や水量を調整するための水槽である。なお、この散気管７７から吐出する気泡７８は、ブロワー４６から供給され、空気配管４７を経由して散気管７７から吐出している。そして、原水槽２において、空気撹拌により水質,水量を調整された被処理水は、原水槽ポンプ５により、水配管６を経由して、バルブ７が開の場合、次の槽であるミネラル溶出槽９に導入される。なお、バルブ７の開閉を調節して、ミネラル溶出槽９への被処理水の導入量を調整できる。

単位時間当たりの被処理水の水量から判断して、ミネラル溶出槽９へ導入したくない分の被処理水については、バルブ８を開とすることで、曝気槽４５に直接導入することもできる。この第１実施形態では、一例として、被処理水の全体量の約２割をミネラル溶出槽９に導入し、残りの８割を曝気槽４５に導入した。

ミネラル溶出槽９には、鉱物１０が充填されている。この鉱物１０として、具体的一例としては、各種のイオンを溶出する鉱物が選定されるが、この第１実施形態では、麦飯石を選定した。なお、鉱物１０の一例として、麦飯石を選定したが、各種のミネラルを溶出するならば、特に麦飯石を限定するものではない。麦飯石は、ミネラルとして、ケイ素、アルミニウム、鉄、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、リン、マンガン等を溶出することが知られている。

上記鉱物１０は、ミネラル溶出槽９の内部において、下部が網状パネル１１、側面が仕切板１２によって区切られた空間に充填され、被処理水と接触する。これにより、被処理水に鉱物１０から各種ミネラルが溶出して、被処理水中に各種ミネラルが溶解している状態となる。そして、各種ミネラルを含有した被処理水は、次に、第１微生物培養槽１４に導入されることになる。この第１微生物培養槽１４には、上部に微生物供給ユニット６０が設置されている。この微生物供給ユニット６０は、上部からホッパー部１８とホッパー傾斜部１９とスクリューフィーダー２０とから構成されている。

枯草菌等の有用菌を『ふすま』に仮死状態で保存した商品が、いくつか販売されているが、それらの１つをホッパー部１８に投入する。そして、定期的にスクリューフィーダー２０を作動させて、粉体としての有用菌を含む『ふすま』が、第１微生物培養槽１４に投入される。すなわち、この第１実施形態では、有用菌として枯草菌を採用した。

この第１微生物培養槽１４には、有用菌を固定化して培養するために、微生物固定化担体としてのポリ塩化ビニリデン充填物１５が、上下の固定金具１６に固定されている。このポリ塩化ビニリデン充填物１５は、材質がポリ塩化ビニリデンで無数の繊維状の放射輪状体であり、表面積が格段に多い。よって、このポリ塩化ビニリデン充填物１５に有用菌を効率的に培養できる。また、この第１微生物培養槽１４の下部には、固定化した有用菌を活性化するために、マイクロナノバブルを吐出する気体せん断ノズル２２が設置され、マイクロナノバブルの吐出流２１を形成している。

上記気体せん断ノズル２２と、第２高揚程ポンプ３９と吸込配管３８と吐出水配管２３と空気配管２４とニードルバルブ２５とが第１マイクロナノバブル発生機８４を構成している。この第１マイクロナノバブル発生機８４は、第２高揚程ポンプ３９で吐出する水と、空気配管２４から吸い込まれる空気を気体せん断ノズル２２で気液混合せん断してマイクロナノバブルを製造するものである。そして、被処理水に各種ミネラルが含有していると、気体せん断ノズル２２での気液混合せん断をさらに効率的に実施できて、マイクロナノバブルを多量に製造することができる。

ここで、上記第１マイクロナノバブル発生機８４を構成する高揚程ポンプ３９と気体せん断ノズル２２におけるマイクロナノバブル発生のメカニズムを説明する。第１マイクロナノバブル発生機８４の第２高揚程ポンプ３９と気体せん断ノズル２３によってマイクロナノバブルを発生させるために、液体および気体の混相旋回流を発生させ、回転中心部に高速旋回させる気体空洞部を形成させる。次に、この空洞部を圧力で竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。この空洞部に気体としての空気を、マイナス圧(負圧)を利用して自動的に供給させる。さらに、切断,粉砕しながら混相流を回転させる。この切断,粉砕は、装置出口付近における内外の気液二相流体の旋回速度差により起きる。その時の回転速度は、５００〜６００回転/秒である。すなわち、第１マイクロナノバブル発生機８４の高揚程ポンプ３９において、流体力学的に圧力を制御することで、負圧形成部分から気体を吸入し、高速流体運動させて、高揚程ポンプ３９で負圧部を形成し、ミネラルの存在下、マイクロナノバブルやナノバブルを発生させる。より解り易く簡単に説明すると、被処理中にミネラルを含有させて、高揚程ポンプ３９で水と空気を効果的に自給,混合,溶解し、圧送し高速せん断することにより、マイクロナノバブルやナノバブルを効率的に製造することができるのである。

以上が、第１マイクロナノバブル発生機８４の気体せん断ノズル２２が付加された高揚程ポンプ３９によるマイクロナノバブル発生のメカニズムである。上述の如く、被処理水へのミネラルの溶出は、マイクロナノバブルの発生量を飛躍的に増大させる効果がある。尚、上記第１マイクロナノバブル発生機８４に替えて、吸込配管３８から吸い込んだ被処理水にナノバブルを発生させて第１微生物培養槽１３内に吐出するナノバブル発生機(図示せず)を備えてもよい。

また、上記第１微生物培養槽１４の内部に充填されているポリ塩化ビニリデン充填物１５はマイナスの電荷を有しているので、有用菌や『ふすま』を効率的に付着,固定化し、その結果、有用菌を培養することができる。この第１微生物培養槽１４内の有用菌を含む被処理水は、オーバーフロー配管２６を経て、第２微生物培養槽２７に流入する。この第２微生物培養槽２７には、有用菌を固定化して培養するために、微生物固定化担体としてのポリ塩化ビニリデン充填物２９が、上下の固定金具３０に固定されている。このポリ塩化ビニリデン充填物２９は、材質がポリ塩化ビニリデンで無数の繊維状の放射輪状体であり、表面積が格段に多いので、ポリ塩化ビニリデン充填物２９に有用菌を効率的に培養できる。

このポリ塩化ビニリデン充填物２９に固定化され培養された有用菌は、時間の経過とともに、ポリ塩化ビニリデン充填物２９から剥がれて、オーバーフロー配管８１を経由して、原水槽２または曝気槽４５に流入することになる。すなわち、このオーバーフロー配管８１は、バルブ４０を経由して水配管４に接続されていると共にバルブ４１を経由して水配管４３に接続されている。そして、バルブ４０が開の条件でオーバーフロー配管８１からの被処理水が原水槽２に導入される一方、バルブ４１が開の条件でオーバーフロー配管８１からの被処理水が曝気槽４５に導入される。

また、第２微生物培養槽２７の下部には、固定化した有用菌を活性化するために、マイクロナノバブルを吐出する気体せん断ノズル３３が設置され、マイクロナノバブルの吐出流３２を形成している。

上記気体せん断ノズル３３と、第１高揚程ポンプ３６と、吸込配管３７と、吐出水配管３１と、空気配管３５と、ニードルバルブ３４とが第２マイクロナノバブル発生機８５を構成している。この第２マイクロナノバブル発生機８５は、第１高揚程ポンプ３６で吐出する水と、空気配管３５から吸い込まれる空気を気体せん断ノズル３３で気液混合,せん断して、マイクロナノバブルを製造するものである。被処理水が各種ミネラルを含有していると、上記第１マイクロナノバブル発生機８４および第２マイクロナノバブル発生機８５においては、気液混合,せん断をさらに効率的に実施でき、マイクロナノバブルを多量に製造できる。

この第２マイクロナノバブル発生機８５を構成する高揚程ポンプ３６と気体せん断ノズル３３におけるマイクロナノバブル発生のメカニズムは、上述した第１マイクロナノバブル発生機８４を構成する高揚程ポンプ３９と気体せん断ノズル２３におけるマイクロナノバブル発生のメカニズムと同様である。尚、上記第２マイクロナノバブル発生機８５に替えて、吸込配管３７から吸い込んだ被処理水にナノバブルを発生させて第２微生物培養槽２７内に吐出するナノバブル発生機(図示せず)を備えてもよい。

なお、上記第２微生物培養槽２７の下部には、下部方向に向かって全面に細目のスクリーン網５９が設置されている。このスクリーン網５９は、被処理水中の浮遊物質すなわちＳＳ(サスペンディッド・ソリッド)が２台のマイクロナノバブル発生機８４,８５に混入しない様にして、２台のマイクロナノバブル発生機８４,８５が閉塞しない様にしている。特に、気体せん断ノズル２２と気体せん断ノズル３３のノズルは、浮遊物質(ＳＳ)によって閉塞するので、上記全面に設置された細目のスクリーン網５９によって、浮遊物質が気体せん断ノズル２２,２３を閉塞させないようにしている。尚、上記細目のスクリーン網５９としては、例えば、０.５ｍｍ角のステンレス製の市販の商品を採用した。

また、微生物培養槽を第１微生物培養槽１４と第２微生物培養槽２７の２段で構成したことによって、微生物を培養するための水槽内での被処理水の滞留時間を長くすることができると共に、２台(複数台)のマイクロナノバブル発生機８４,８５を設置してマイクロナノバブルの発生効率が高めることができる。

すなわち、第１のマイクロナノバブル発生機８４で製造したマイクロナノバブルを、さらに第２マイクロナノバブル発生機８５で吸い込みさらに、微細なマイクロナノバブルを製造すると、微生物に対する活性化効果を増加できることを実験で確認している。

また、第１,第２の２槽の微生物培養槽１４,２７の２段の槽を備える構成としている最も大きな理由は、被処理水中の浮遊物質(ＳＳ)そのものである『ふすま』がマイクロナノバブル発生機８４,８５に混入するのを防ぐためである。この『ふすま』は、マイクロナノバブル発生機８４,８５の気体せん断ノズル２２,３３を閉塞させる。ここで、２段の槽のうちの前段の位置付けである第１微生物培養槽１４に上記『ふすま』を添加し、距離をおいて、次の分離された後段の位置付けである第２微生物培養槽２７において、全面に取り付けられた細目のスクリーン網５９で『ふすま』をろ過した被処理水を第１,第２のマイクロナノバブル発生機８４,８５の吸い込み水としている。したがって、吸込配管３７と吸込配管３８は、浮遊物質が混入しないように、第２微生物培養槽２７の下部に設置されている。

被処理水中の有用菌を含む『ふすま』は、上記第１微生物培養槽１４に添加されて、充填材としてのポリ塩化ビニリデン充填物１５に固定化されるが、浮遊物質としての『ふすま』には、マイクロナノバブルが付着して、水面１７付近に浮上し、オーバーフロー配管２６を経由して、第２微生物培養槽２７に導入され、この水槽においても、同様にマイクロナノバブルが『ふすま』に付着して、オーバーフロー配管８１を経由して原水槽２または曝気槽４５に導入されるか、もしくは、原水槽２と曝気槽４５の両方に導入される。

原水槽２に導入された有用菌を含む『ふすま』は、散気管７７から吐出する気泡７８によって空気撹拌され、有用菌は、『ふすま』を栄養剤として増殖し、被処理水中の有機物を前処理の位置づけで分解する。

一方、曝気槽４５に導入された有用菌を含む『ふすま』も、散気管４８、散気管４９、および散気管５０から吐出する気泡５１によって空気撹拌され、有用菌は、『ふすま』を栄養剤として増殖し、被処理水中の有機物を本格的に分解する。この曝気槽４５の容量は、原水槽２よりも大きいので、本格的な有用菌による微生物処理となる。この曝気槽４５には、微生物供給ユニット６０で添加した有用菌としての枯草菌の他、排水処理における一般的な微生物も繁殖可能なので、有用菌と一般的な微生物との両方で被処理水中の有機物を処理でき、一般的な微生物による微生物処理よりも格段に処理効率が向上する。上述したように、曝気槽４５には、バルブ８が開により、原水槽２からの被処理水の８割が水配管４２を経由して導入される。

一般の排水処理では、被処理水中の有機物を分解し、排水を処理することによって、微生物の塊としての余剰汚泥が発生するが、この実施形態の曝気槽４５のように、有用菌と一般的な微生物の両方の存在下では、有機物処理の進行が速く、微生物の塊としての余剰汚泥を極端に少なくできるか、または余剰汚泥を全く発生させないこともできる。そして、余剰汚泥を全く発生させたくない場合は、被処理水の曝気槽４５での滞留時間を調整することによって、殆どの場合について対応可能である。すなわち、曝気槽４５での被処理水の滞留時間を長くすれば、余剰汚泥を全く発生させないことができる。具体的な曝気槽４５での滞留時間の決定は、パイロットプラントによる実排水を使用しての実験で決定すればよい。排水の種類によって、それぞれ求める滞留時間が異なるので、実験によって算出する。なお、余剰汚泥が発生しない理由は、有用菌と一般の微生物がマイクロナノバブルにより、より活性化して、余剰に発生した汚泥をも、活性化した有用菌と一般の微生物が分解処理するからである。

また、この曝気槽４５の中では、『微生物の増殖と消化』が同時に起きていることが実験で確認された。よって、余剰汚泥の大部分を焼却処理することが多かった産業排水の場合に対しても、この第１実施形態によれは、焼却作業を不要とすることができる。そして、焼却作業が不要となることで、焼却のための燃料が不要となり、地球温暖化防止に有効な排水処理システムとすることができる。

また、曝気槽４５には、マイクロナノバブルを含有する被処理水が導入されるので、曝気槽４５内に被処理水中の窒素化合物を処理することができる亜硝酸菌や硝酸菌が自然発生する。そして、有機物中の窒素を亜硝酸性窒素や硝酸性窒素まで酸化分解することができる。このことは、従来の排水処理では考えられない現象で、脱窒を行う場合、従来では曝気槽４５の後段に、新たに硝化槽や脱窒槽を設置する必要があったがその必要性が無くなった。具体的には、曝気槽４５は、硝化槽をも兼ねる結果となり、要するに処理効率が格段に向上したことになる。

次に、上記曝気槽４５を出た被処理水は、オーバーフロー配管８２を経て、沈澱槽５７に導入される。この沈澱槽５７には、沈澱した微生物汚泥を沈殿槽５７の中心部に掻き寄せるための掻き寄せ機５３が設置してある。また、沈澱槽５７下部の外部には、沈澱槽汚泥返送ポンプ５２が設置され、沈澱槽５７で沈澱した微生物汚泥を沈澱槽汚泥返送ポンプ５２と汚泥返送配管４４を通じて、曝気槽４５に返送している。

また、沈澱槽５７には、上澄液としての処理水の水質を測定するためのＴＯＣ検出計５４、およびＴＯＣ検出計５４と連携しているＴＯＣ調節計５５が設置されている。このＴＯＣ検出計５４で検出された沈澱槽５７の処理水のＴＯＣ値がＴＯＣ調節計５５に入力される。このＴＯＣ調節計５５は、微生物供給量制御部をなし、ＴＯＣ検出計５４で検出されたＴＯＣ値が、予め設定した設定値よりも悪化した場合は、信号線５６を介して、スクリューフィーダー２０の運転を制御して、より多くの有用菌としての枯草菌を第１微生物培養槽１４へ投入できるようにする。すなわち、スクリューフィーダー２０を、ＴＯＣ検出計５４とＴＯＣ調節計５５および信号線５６でもって連携制御することによって、流入水の有機物濃度が急激に上昇した時のように、沈澱槽５７での処理水のＴＯＣが設定値よりも上昇した場合に、より多くの枯草菌をマイクロナノバブルで活性化させて曝気槽４５に添加,導入できる。これにより、沈澱槽５７の処理水のＴＯＣ値を目的のＴＯＣ値に下げて、処理水配管５８から処理水として排出できる。

なお、ＴＯＣとは、全有機炭素の意味で、被処理水中の全ての有機炭素を意味する内容であり、各種排水処理装置の管理指標として採用されている測定項目の１つである。ＴＯＣ検出計５４やＴＯＣ調節計５５は、連続監視や連続制御が可能で、多くの排水処理装置に採用されている。この第１実施形態では、ＴＯＣ検出計５４およびＴＯＣ調節計５５は、具体的一例として、株式会社 島津製作所のオンラインＴＯＣ計−ＴＯＣ−４１１０のシステムを採用した。

上記沈澱槽５７は、単なる沈澱槽であるが、曝気されていないので、活性化した有用菌と一般の微生物が処理水中の酸素を消費して嫌気性状態となる。そこで、沈澱槽５７が嫌気状態となるため、嫌気菌が発生する。嫌気菌としては、曝気槽４５で硝酸性窒素まで分解された窒素化合物を脱窒素する脱窒菌や、発生した微生物汚泥を消化し、微生物汚泥を減量する消化菌も含まれる。よって、曝気槽(硝化槽)４５、沈澱槽(脱窒槽)５７の構成により、被処理水中の有機物処理、被処理水中の窒素化合物に対する脱窒、発生した微生物汚泥の嫌気菌による消化と汚泥の減量化(発生汚泥のゼロ化を含む)を実施することができる。

また、上記ＴＯＣ検出計５４によって検出されたＴＯＣ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽２７に設置されている第１,第２マイクロナノバブル発生機８４,８５を構成する高揚程ポンプ３９,３６の電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)を備えてもよい。このインバータ制御部は、沈澱槽５７での水質(ＴＯＣ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は上記電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽５７での水質(ＴＯＣ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には上記電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

ここで、各種バブルについて説明する。

(i) 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。

(ii) マイクロバブルは、その発生時において、直径が１０〜数１０μｍの気泡径を有する気泡で、発生後に収縮運動により、マイクロナノバブルに変化する。

(iii) ナノバブルは、数１００ｎｍ以下の直径を有する気泡である。

(iｖ) マイクロナノバブルは、１０μｍから数１００ｎｍ前後の直径を有する気泡で、マイクロバブルとナノバブルの混合物と説明できる。

これらのマイクロバブル,マイクロナノバブル,ナノバブルは、水の中にミネラルが溶解していると、多量に発生する。分り易く説明すると淡水よりも各種イオンが含有されている海水の方が、各種バブルは、発生し易い。

尚、上記第１,第２マイクロナノバブル発生機８４,８５に替えて第１,第２ナノバブル発生機を備え、この第１,第２ナノバブル発生機で第２微生物培養槽２７内の被処理水を吸い込んで第１,第２微生物培養槽１４,２７内の下部にナノバブル水を吐出させてもよい。また、上記ミネラル溶出槽９内の下部に設置されていると共にオゾン供給可能な水中ポンプ型マイクロバブル発生機(図示せず)を有してもよい。この水中ポンプ型マイクロバブル発生機から上記ミネラル溶出槽９内の被処理水にオゾンマイクロバブルを吐出させる。この場合、オゾンマイクロバブルが有する酸化洗浄力で、ミネラル溶出槽９内に充填されている鉱物１０からミネラルを多量に溶出させることができる。

また、上記マイクロナノバブルが導入される曝気槽に亜硝酸菌と硝酸菌を自然発生的に培養し、上記曝気槽４５を硝化槽としても利用することで、曝気槽４５が有機物の分解ばかりでなく、有機窒素化合物等の硝化反応を推進することができる。すなわち、曝気槽４５が硝化槽の機能も有して、生物学的処理の効率を高めることができる。また、沈澱槽５７にも、自然発生的に脱窒菌を培養して脱窒するので、沈澱槽５７が沈殿槽と脱窒槽の両方の機能を有して、脱窒まで含めた生物学的処理の効率を高めることができる。

(第２の実施の形態)
次に、図２に、この発明の水処理装置の第２実施形態を示す。この第２実施形態の排水処理装置は、ＴＯＣ検出計５４とＴＯＣ調節計５５に替えて、処理水の水質を測定する測定器としてのＣＯＤ検出計６１と微生物供給量制御部としてのＣＯＤ調節計６２を排水処理部７９の沈澱槽５７に設置した点だけが、前述の第１実施形態と異なっている。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第２実施形態では、排水処理部７９の沈澱槽５７にＣＯＤ検出計６１とＣＯＤ調節計６２が設置されている。ＴＯＣ検出計５４と同様、ＣＯＤ検出計６１も、被処理水中の有機物の分解レベルを知る測定器としては、一般的測定器である。特に、ＣＯＤは、化学的酸素要求量と定義づけられており、化学工場排水や食品工場排水の他、多くの各種産業での排水処理設備の管理指標として採用されている。

そして、沈澱槽５７に設置されているＣＯＤ検出計６１は、上澄液としての処理水の水質を測定する。このＣＯＤ検出計６１が測定した処理水のＣＯＤ値は、ＣＯＤ調節計６２に入力され、このＣＯＤ調節計６２は、微生物供給量制御部をなし、上記処理水のＣＯＤ値が予め設定した設定値よりも悪化した場合は、信号線５６を介して、スクリューフィーダー２０の運転を制御して、より多くの有用菌としての枯草菌を第１微生物培養槽１４へ投入できるようにする。

すなわち、スクリューフィーダー２０を、ＣＯＤ検出計６１とＣＯＤ調節計６２および信号線５６でもって連携制御することによって、流入水の有機物濃度が急激に上昇した時のように、沈澱槽５７での処理水のＣＯＤが設定値よりも上昇した場合に、より多くの枯草菌をマイクロナノバブルで活性化させて曝気槽４５に添加,導入できる。これにより、沈澱槽５７の処理水のＣＯＤ値を目的のＣＯＤ値に下げることができ、処理水配管５８から処理水として排出できる。

なお、この第２実施形態では、ＣＯＤ検出計６１およびＣＯＤ調節計６２は、具体的一例として、東亜ディーケーケー株式会社のＣＯＤ−２０３Ａのシステムを採用した。尚、この実施形態において、上記ＣＯＤ検出計６１によって検出されたＣＯＤ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽２７に設置されている第１,第２マイクロナノバブル発生機８４,８５を構成する高揚程ポンプ３９,３６の電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)を備えてもよい。このインバータ制御部は、沈澱槽５７での水質(ＣＯＤ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は上記電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽５７での水質(ＣＯＤ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には上記電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

(第３の実施の形態)
次に、図３に、この発明の水処理装置の第３実施形態を示す。この第３実施形態の排水処理装置は、ＴＯＣ検出計５４とＴＯＣ調節計５５に替えて、処理水の水質を測定する測定器としての全窒素検出計６３と微生物供給量制御部としての全窒素調節計６４を排水処理部７９の沈澱槽５７に設置した点だけが、前述の第１実施形態と異なっている。よって、この第３実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第３実施形態では、排水処理部７９の沈澱槽５７に全窒素検出計６３と全窒素調節計６４が設置されている。ＴＯＣ検出計５４と同様、全窒素検出計６３も、被処理水中の窒素化合物の分解レベルを知る測定器としては、一般的測定器である。この実施形態は、特に、窒素規制の厳しい地域や窒素化合物含有排水を多量に排出する排水処理設備では、有効な実施形態である。また、窒素規制が全国で一般化されてきていることより、各種化学工場排水や食品工場排水他多くの各種産業での排水処理設備の管理指標として採用されている。

そして、沈澱槽５７に設置されている全窒素検出計６３は、上澄液としての処理水の水質を測定する。この全窒素検出計６３が測定した処理水の全窒素値は、全窒素調節計６４に入力され、この全窒素調節計６４は、上記処理水の全窒素値が予め設定した設定値よりも悪化した場合は、信号線５６を介して、スクリューフィーダー２０の運転を制御して、より多くの有用菌としての枯草菌を第１微生物培養槽１４へ投入できるようにする。

すなわち、スクリューフィーダー２０を、全窒素検出計６３と全窒素調節計６４および信号線５６でもって連携制御することによって、流入水の有機物濃度が急激に上昇した時のように、沈澱槽５７での処理水の全窒素値が設定値よりも上昇した場合に、より多くの枯草菌をマイクロナノバブルで活性化させて曝気槽４５に添加,導入できる。これにより、沈澱槽５７の処理水の全窒素値を目的の全窒素値に下げることができ、処理水配管５８から処理水として排出できる。

なお、この第３実施形態では、全窒素検出計６３および全窒素調節計６４は、具体的一例として、株式会社 島津製作所のオンライン全窒素計‐全窒素計‐４１１０のシステムを採用した。

尚、この実施形態において、上記全窒素検出計６３によって検出された全窒素値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽２７に設置されている第１,第２マイクロナノバブル発生機８４,８５を構成する高揚程ポンプ３９,３６の電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)を備えてもよい。このインバータ制御部は、沈澱槽５７での水質(全窒素値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は上記電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽５７での水質(全窒素値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には上記電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

(第４の実施の形態)
次に、図４に、この発明の水処理装置の第４実施形態を示す。この第４実施形態の排水処理装置は、ＴＯＣ検出計５４とＴＯＣ調節計５５に替えて、ＢＯＤ検出計６５とＢＯＤ調節計６６を排水処理部７９の沈澱槽５７に設置した点だけが、前述の第１実施形態と異なっている。よって、この第４実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第４実施形態では、排水処理部７９の沈澱槽５７にＢＯＤ検出計６５とＢＯＤ調節計６６が設置されている。ＴＯＣ検出計５４と同様、ＢＯＤ検出計６５も、被処理水中の有機物の分解レベルを知る測定器としては、一般的測定器である。特に、ＢＯＤは、生物学的酸素要求量と定義づけられており、化学工場排水や食品工場排水他多くの各種産業での排水処理設備の管理指標として採用されている。

そして、沈澱槽５７に設置されているＢＯＤ検出計６５は、上澄液としての処理水の水質を測定する。このＢＯＤ検出計６５が測定した処理水のＢＯＤ値は、ＢＯＤ調節計６６に入力され、このＢＯＤ調節計６６は、上記処理水のＢＯＤ値が予め設定した設定値よりも悪化した場合は、信号線５６を介して、スクリューフィーダー２０の運転を制御して、より多くの有用菌としての枯草菌を第１微生物培養槽１４へ投入できるようにする。

すなわち、スクリューフィーダー２０を、ＢＯＤ検出計６５とＢＯＤ調節計６６および信号線５６でもって連携制御することによって、流入水の有機物濃度が急激に上昇した時のように、沈澱槽５７での処理水のＢＯＤ値が設定値よりも上昇した場合に、より多くの枯草菌をマイクロナノバブルで活性化させて曝気槽４５に添加,導入できる。これにより、沈澱槽５７の処理水のＢＯＤ値を目的のＢＯＤ値に下げることができ、処理水配管５８から処理水として排出できる。

なお、この第４実施形態では、ＢＯＤ検出計６５およびＢＯＤ調節計６６は、具体的一例として、東亜ディーケーケー株式会社のＢＯＤ−ＭＳのシステムを採用した。

尚、この実施形態において、上記ＢＯＤ検出計６５によって検出されたＢＯＤ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽２７に設置されている第１,第２マイクロナノバブル発生機８４,８５を構成する高揚程ポンプ３９,３６の電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)を備えてもよい。このインバータ制御部は、沈澱槽５７での水質(ＢＯＤ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は上記電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽５７での水質(ＢＯＤ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には上記電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、この実施形態において、上記ＢＯＤ検出計６５に替えて、沈殿槽５７内の処理水のＳＳ(浮遊物質)値を検出するＳＳ検出部(図示せず)と、このＳＳ検出部によって検出されたＳＳ値の高低に応じて、上記スクリューフィーダー２０を制御して上記微生物供給ユニット６０から第１微生物培養槽１４へ供給する微生物の量を増減させるように制御するＳＳ調節計(微生物供給量制御部)を備えてもよい。また、上記ＳＳ検出部によって検出されたＳＳ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽２７に設置されている第１,第２マイクロナノバブル発生機８４,８５を構成する高揚程ポンプ３９,３６の電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)を備えてもよい。

また、この実施形態において、上記ＢＯＤ検出計６５に替えて、沈殿槽５７内の処理水の濁度値を検出する濁度検出部(図示せず)と、この濁度検出部によって検出された濁度値の高低に応じて、上記スクリューフィーダー２０を制御して上記微生物供給ユニット６０から第１微生物培養槽１４へ供給する微生物の量を増減させるように制御する濁度調節計(微生物供給量制御部)を備えてもよい。また、上記濁度検出部によって検出された濁度値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽２７に設置されている第１,第２マイクロナノバブル発生機８４,８５を構成する高揚程ポンプ３９,３６の電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)を備えてもよい。

(第５の実施の形態)
次に、図５に、この発明の水処理装置の第５実施形態を示す。この第５実施形態の排水処理装置は、原水槽２に、散気管７７に替えて、第３のマイクロナノバブル発生機８３を設置した点だけが、前述の第１実施形態と異なっている。よって、この第５実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第５実施形態では、原水槽２の下部に、第３高揚程ポンプ６８と気体せん断ノズル７０と吐出水配管６９と吸込配管６７等から構成される第３マイクロナノバブル発生機８３が設置されている。

この第５実施形態では、原水槽２の下部に設置された第３マイクロナノバブル発生機８３によって、原水槽２において、被処理水にマイクロナノバブルを吐出させる。したがって、原水槽２で被処理水にマイクロナノバブルを含有させることができるので、被処理水が原水槽ポンプ５でミネラル溶出槽９に導入された場合、マイクロナノバブルが有する洗浄力でもって、ミネラル溶出槽９に充填されている鉱物１０からミネラルを効率よく溶出させることができる。ミネラル溶出槽９においてミネラルを効率よく溶出できるので、第１微生物培養槽１４や第２微生物培養槽２７において、マイクロナノバブルを多量に発生させることができる。

言うまでもなく、被処理水中にミネラルが存在すると、マイクロナノバブルが多量に発生することが判明している。そして、マイクロナノバブルが多量に発生すれば、曝気槽４５に多量のマイクロナノバブルが導入されて、曝気槽４５における有用菌や一般の微生物を活性化することができる。

なお、この第５実施形態において、上記ＴＯＣ検出計５４によって検出されたＴＯＣ値の高低に応じて、上記原水槽２に設置されている第３マイクロナノバブル発生機８３を構成する高揚程ポンプ６８の電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)をＴＯＣ調節計５５に付属させてもよい。このインバータ制御部は、沈澱槽５７での水質(ＴＯＣ値)が悪化し、マイクロナノバブルの増量が必要な時は上記電動機の回転数を増加させる。一方、沈澱槽５７での水質(ＴＯＣ値)が改善してマイクロナノバブルが余り必要でない時には上記電動機の回転数を減少させるようにインバータ制御する。これにより、マイクロナノバブルの発生量を適切に制御して、水処理装置全体の省エネ運転を推進することができる。

また、この第５実施形態において、上記ＴＯＣ検出計５４とＴＯＣ調節計５５に替えて、上記沈澱槽５７内の処理水のＳＳ値を検出するＳＳ検出部(図示せず)と上記ＳＳ検出部によって検出されたＳＳ値の高低に応じて、上記原水槽２に設置されているマイクロナノバブル発生機８３を構成する高揚程ポンプ６８の電動機をインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)を備えてもよい。また、この第５実施形態において、上記ＴＯＣ検出計５４とＴＯＣ調節計５５に替えて、上記沈澱槽５７内の処理水の濁度値を検出する濁度検出部(図示せず)と上記濁度検出部によって検出された濁度値の高低に応じて、上記原水槽２に設置されているマイクロナノバブル発生機８３を構成する高揚程ポンプ６８の電動機をインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)を備えてもよい。

また、前述の第２〜第４実施形態において、原水槽２の散気管７７に替えて、上記第３のマイクロナノバブル発生機８３を備え、さらに、ＣＯＤ検出計６１,全窒素検出計６３,ＢＯＤ検出計６５によって検出されたＣＯＤ値,全窒素値,ＢＯＤ値の高低に応じて、上記原水槽２に設置されている第３マイクロナノバブル発生機８３を構成する高揚程ポンプ６８の電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部(図示せず)をＣＯＤ調節計６２,全窒素調節計６４,ＢＯＤ調節計６６に付属させてもよい。

尚、上記第３のマイクロナノバブル発生機８３に替えて、上記原水槽２内の被処理水にナノバブルを吐出するナノバブル発生機を備えてもよい。

(第６の実施の形態)
次に、図６に、この発明の水処理装置の第６実施形態を示す。この第６実施形態の排水処理装置は、第１マイクロナノバブル発生機８４に替えて、第１マイクロナノバブル発生機８４の構造を一部変更した第１マイクロナノバブル発生機８４Ｑを備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なっている。よって、この第６実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第６実施形態では、第１マイクロナノバブル発生機８４Ｑは、第２微生物培養槽２７の下部に配置された吸込配管３８とこの吸込配管３８に接続された第２高揚程ポンプ３９を有する点は、前述の第１マイクロナノバブル発生機８４である。一方、この第１マイクロナノバブル発生機８４Ｑは、第２高揚程ポンプ３９に接続されている吐出水配管２３に接続された気体せん断ノズル７４がミネラル溶出槽９にマイクロナノバブル含有処理水を吐出するようになっている点が、前述の第１マイクロナノバブル発生機８４と異なる。なお、気体せん断ノズル７４には、空気配管７５が連結され、この空気配管７５にはニードルバルブ７６が設置されている。

この第６実施形態では、気体せん断ノズル７４から吐出するマイクロナノバブルを含有する水がミネラル溶出槽９に導入される。したがって、ミネラル溶出槽９に充填されている鉱物１０としての麦飯石をマイクロナノバブルが有する洗浄力で、洗浄して、鉱物１０としての麦飯石からミネラルを効率的に溶出させることができる。その結果、被処理水中に鉱物１０としての麦飯石からケイ素、アルミニウム、鉄、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、リン、マンガン等を効率的に溶出でき、それらのミネラルが第１マイクロナノバブル発生機８４Ｑや第２マイクロナノバブル発生機８５でのマイクロナノバブルの発生効率を高めることができる。また、各種ミネラルは、枯草菌を代表とする有用菌の栄養源にもなり、有用菌の培養繁殖効率を高め、結果として、曝気槽４５の処理能力を高めることになる。

尚、上記第１マイクロナノバブル発生機８４Ｑに替えて、吸込配管３８から被処理水を吸い込んで上記ミネラル溶出槽９にナノバブルを含む水を導入するナノバブル発生機を有してもよい。また、上記ＴＯＣ検出計５４によって検出した処理水のＴＯＣ値の高低に応じて、第１,第２マイクロナノバブル発生機８４Ｑ,８５の第２,第１高揚程ポンプ３９,３６の出力を高低に制御してもよい。

(第７の実施の形態)
次に、図７に、この発明の水処理装置の第７実施形態を示す。この第７実施形態の排水処理装置は、ＴＯＣ検出計５４とＴＯＣ調節計５５に替えて、処理水の水質を測定する測定器として、ＣＯＤ検出計６１とＣＯＤ調節計６２を排水処理部７９の沈澱槽５７に設置した点だけが、前述の第６実施形態と異なっている。よって、この第７実施形態では、前述の第６実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第６実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第７実施形態では、排水処理部７９の沈澱槽５７にＣＯＤ検出計６１とＣＯＤ調節計６２が設置されている。ＴＯＣ検出計５４と同様、ＣＯＤ検出計６１も、被処理水中の有機物の分解レベルを知る測定器としては、一般的測定器である。特に、ＣＯＤは、化学的酸素要求量と定義づけられており、化学工場排水や食品工場排水の他、多くの各種産業での排水処理設備の管理指標として採用されている。

そして、沈澱槽５７に設置されているＣＯＤ検出計６１は、上澄液としての処理水の水質を測定する。このＣＯＤ検出計６１が測定した処理水のＣＯＤ値は、ＣＯＤ調節計６２に入力され、このＣＯＤ調節計６２は、上記処理水のＣＯＤ値が予め設定した設定値よりも悪化した場合は、信号線５６を介して、スクリューフィーダー２０の運転を制御して、より多くの有用菌としての枯草菌を第１微生物培養槽１４へ投入できるようにする。

すなわち、スクリューフィーダー２０を、ＣＯＤ検出計６１とＣＯＤ調節計６２および信号線５６でもって連携制御することによって、流入水の有機物濃度が急激に上昇した時のように、沈澱槽５７での処理水のＣＯＤが設定値よりも上昇した場合に、より多くの枯草菌をマイクロナノバブルで活性化させて曝気槽４５に添加,導入できる。これにより、沈澱槽５７の処理水のＣＯＤ値を目的のＣＯＤ値に下げることができ、処理水配管５８から処理水として排出できる。

なお、この第７実施形態では、ＣＯＤ検出計６１およびＣＯＤ調節計６２は、具体的一例として、東亜ディーケーケー株式会社のＣＯＤ−２０３Ａのシステムを採用した。

(第８の実施の形態)
次に、図８に、この発明の水処理装置の第８実施形態を示す。この第８実施形態の排水処理装置は、ＴＯＣ検出計５４とＴＯＣ調節計５５に替えて、処理水の水質を測定する測定器として、全窒素検出計６３と全窒素調節計６４を排水処理部７９の沈澱槽５７に設置した点だけが、前述の第６実施形態と異なっている。よって、この第８実施形態では、前述の第６実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第６実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第８実施形態では、排水処理部７９の沈澱槽５７に全窒素検出計６３と全窒素調節計６４が設置されている。ＴＯＣ検出計５４と同様、全窒素検出計６３も、被処理水中の窒素化合物の分解レベルを知る測定器としては、一般的測定器である。この実施形態は、特に、窒素規制の厳しい地域や窒素化合物含有排水を多量に排出する排水処理設備では、有効な実施形態である。また、窒素規制が全国で一般化されてきていることより、各種化学工場排水や食品工場排水他多くの各種産業での排水処理設備の管理指標として採用されている。

そして、沈澱槽５７に設置されている全窒素検出計６３は、上澄液としての処理水の水質を測定する。この全窒素検出計６３が測定した処理水の全窒素値は、全窒素調節計６４に入力され、この全窒素調節計６４は、上記処理水の全窒素値が予め設定した設定値よりも悪化した場合は、信号線５６を介して、スクリューフィーダー２０の運転を制御して、より多くの有用菌としての枯草菌を第１微生物培養槽１４へ投入できるようにする。

すなわち、スクリューフィーダー２０を、全窒素検出計６３と全窒素調節計６４および信号線５６でもって連携制御することによって、流入水の有機物濃度が急激に上昇した時のように、沈澱槽５７での処理水の全窒素値が設定値よりも上昇した場合に、より多くの枯草菌をマイクロナノバブルで活性化させて曝気槽４５に添加,導入できる。これにより、沈澱槽５７の処理水の全窒素値を目的の全窒素値に下げることができ、処理水配管５８から処理水として排出できる。

なお、この第８実施形態では、全窒素検出計６３および全窒素調節計６４は、具体的一例として、株式会社 島津製作所のオンライン全窒素計‐全窒素計‐４１１０のシステムを採用した。

(第９の実施の形態)
次に、図９に、この発明の水処理装置の第９実施形態を示す。この第９実施形態の排水処理装置は、ＴＯＣ検出計５４とＴＯＣ調節計５５に替えて、処理水の水質を測定する測定器として、ＢＯＤ検出計６５とＢＯＤ調節計６６を排水処理部７９の沈澱槽５７に設置した点だけが、前述の第６実施形態と異なっている。よって、この第９実施形態では、前述の第６実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第６実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第９実施形態では、排水処理部７９の沈澱槽５７にＢＯＤ検出計６５とＢＯＤ調節計６６が設置されている。ＴＯＣ検出計５４と同様、ＢＯＤ検出計６５も、被処理水中の有機物の分解レベルを知る測定器としては、一般的測定器である。特に、ＢＯＤは、生物学的酸素要求量と定義づけられており、化学工場排水や食品工場排水の他、多くの各種産業での排水処理設備の管理指標として採用されている。

そして、沈澱槽５７に設置されているＢＯＤ検出計６５は、上澄液としての処理水の水質を測定する。このＢＯＤ検出計６５が測定した処理水のＢＯＤ値は、ＢＯＤ調節計６６に入力され、このＢＯＤ調節計６６は、上記処理水のＢＯＤ値が予め設定した設定値よりも悪化した場合は、信号線５６を介して、スクリューフィーダー２０の運転を制御して、より多くの有用菌としての枯草菌を第１微生物培養槽１４へ投入できるようにする。

すなわち、スクリューフィーダー２０を、ＢＯＤ検出計６５とＢＯＤ調節計６６および信号線５６でもって連携制御することによって、流入水の有機物濃度が急激に上昇した時のように、沈澱槽５７での処理水のＢＯＤ値が設定値よりも上昇した場合に、より多くの枯草菌をマイクロナノバブルで活性化させて曝気槽４５に添加,導入できる。これにより、沈澱槽５７の処理水のＢＯＤ値を目的のＢＯＤ値に下げることができ、処理水配管５８から処理水として排出できる。

なお、この第９実施形態では、ＢＯＤ検出計６５およびＢＯＤ調節計６６は、具体的一例として、東亜ディーケーケー株式会社のＢＯＤ−ＭＳのシステムを採用した。

(第１０の実施の形態)
次に、図１０に、この発明の水処理装置の第１０実施形態を示す。この第１０実施形態の排水処理装置は、水配管６がミネラル溶出槽９に達していなくて、原水槽２からの被処理水の全量を水配管６とバルブ８と水配管４２を経由して曝気槽４５へ導入する点と、沈澱槽５７における処理水を処理水供給ポンプ８６で水配管８７を通じてミネラル供給槽９に導入している点とだけが、前述の第６実施形態と異なっている。よって、この第１０実施形態では、前述の第６実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第６実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第１０実施形態では、ミネラル溶出槽９には、沈澱槽５７における処理水を処理水供給ポンプ８６で、水配管８７を通じて、ミネラル供給槽９に導入している。よって、曝気槽４５で有機物を微生物分解した後のミネラルが、鉱物１０としての麦飯石から溶出するミネラルと加え合わされて、第１微生物培養槽１４と第２微生物培養槽２７に導入される。したがって、この第１０実施形態によれば、前述の第６実施形態に比べて、第１,第２マイクロナノバブル発生機８４Ｑ,８５によるマイクロナノバブルの発生量が多くなるばかりでなく、曝気槽４５において、有用菌としての枯草菌の活性化も増大して、総合的に曝気槽４５での微生物処理能力が向上する。

(第１１の実施の形態)
次に、図１１に、この発明の水処理装置の第１１実施形態を示す。この第１１実施形態の排水処理装置は、次の(1)〜(4)の点だけが、前述の第１０実施形態と異なる。

(1) 返送汚泥混合槽８８を備える点。

(2) 汚泥返送配管４４に替えて沈殿槽５７からの汚泥を上記返送汚泥混合槽８８に返送する汚泥返送配管４４Ｚを備える点。

(3) 水配管４３,バルブ４１を取り去った点。

(4) 水配管４に替えて、オーバーフロー配管８１からの被処理水を返送汚泥混合槽８８を経由して原水槽４へ導入する水配管４Ａ,４Ｂを備える点。

よって、この第１１実施形態では、前述の第１０実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、前述の第１０実施形態と異なる部分を主に説明する。

この第１１実施形態では、沈殿槽５７からの返送汚泥が汚泥返送ポンプ５２によって汚泥返送配管４４Ｚを経由して返送汚泥混合槽８８に導入されると共に、マイクロナノバブルで活性化した有用菌を含有する水が第２微生物培養槽２７からオーバーフロー配管８１,水配管４Ａを経由して返送汚泥混合槽８８に導入される。そして、この返送汚泥混合槽８８では、上記返送汚泥と有用菌含有水とを返送汚泥混合槽撹拌機８９で撹拌し、その後、水配管４Ｂを経由して原水槽２に導入している。

そして、原水槽２では、散気管７７が吐出する気泡７８によって空気撹拌しており、マイクロナノバブルにより活性化した有用菌と返送汚泥導入による好気処理が実施される。このことにより、原水槽２と曝気槽４５の両方で、被処理水に対して微生物処理することになり、処理能力が飛躍的に向上する。すなわち、原水槽２では、水量の調整と水質の調整に加えて、導入された微生物による水質の改善処理をも実施できることになる。

(実験例)
図１に示した第１実施形態の排水処理装置に基づき、実験装置を製作した。この実験装置において、原水槽２の容量を約１ｍ^３とし、ミネラル溶出槽９の容量を０.１ｍ^３とし、第１微生物培養槽１４の容量を０.３ｍ^３とし、第２微生物培養槽２７の容量を０.４ｍ^３とした。また、曝気槽４５の容量３ｍ^３とし、沈澱槽５７の容量を１ｍ^３とした。そして、この実験装置をＡ系列の実験装置とした。

そして、上記Ａ系列の実験装置に対する比較のためにＢ系列の実験装置を作製した。このＢ系列の実験装置では、ミネラル溶出槽９,第１微生物培養槽１４,第２微生物培養槽２７を有さず、通常の原水槽２の容量を約１ｍ^３とし、曝気槽４５の容量３ｍ^３とし、沈澱槽５７の容量１ｍ^３とした。

そして、この発明の排水処理システムの優位性を確認するために、上記Ａ系列の実験装置と上記Ｂ系列の実験装置との比較実験をした。すなわち、上記Ａ系列の実験装置とＢ系列の実験装置の２系列の実験装置に、化学物質である界面活性剤を添加した人工排水を被処理水として導入して、試運転を行った。そして、試運転後、Ａ系列とＢ系列の実験装置における原水槽２への流入水の水質濃度と沈澱槽５７出口での処理水を比較したところ、下記に示す比較表のような内容であった。
(実験結果比較表)

上記の実験結果比較表の内容の通り、生物学的酸素要求量(ＢＯＤ)、化学的酸素要求量(ＣＯＤ)、浮遊物質(ＳＳ)、ノルマルヘキサン抽出物質の各項目において、ミネラル溶出槽９,第１微生物培養槽１４,第２微生物培養槽２７を備えたＡ系列は、ミネラル溶出槽９,第１微生物培養槽１４,第２微生物培養槽２７を備えないＢ系列に比べて、除去率において好成績であることが判明した。

１ 流入配管
２ 原水槽
３ 吸込配管
４ 水配管
５ 原水槽ポンプ
６ 水配管
７、８ バルブ
９ ミネラル溶出槽
１０ 鉱物
１１ 網状パネル
１２ 仕切板
１３ オーバーフロー管
１４ 第１微生物培養槽
１５ ポリ塩化ビニリデン充填物
１６ 固定金具
１７ 水面
１８ ホッパー部
１９ ホッパー傾斜部
２０ スクリューフィーダー
２１ 吐出流
２２ 気体せん断ノズル
２３ 吐出水配管
２４ 空気配管
２５ ニードルバルブ
２６ オーバーフロー配管
２７ 第２微生物培養槽
２８ 水面
２９ ポリ塩化ビニリデン充填物
３０ 固定金具
３１ 吐出水配管
３２ 吐出流
３３ 気体せん断ノズル
３４ ニードルバルブ
３５ 空気配管
３６ 第１高揚程ポンプ
３７、３８ 吸込配管
３９ 第２高揚程ポンプ
４０、４１ バルブ
４２、４３ 水配管
４４ 汚泥返送配管
４５ 曝気槽
４６ ブロワー
４７ 空気配管
４８〜５０ 散気管
５１ 気泡
５２ 沈澱槽汚泥返送ポンプ
５３ 掻き寄せ機
５４ ＴＯＣ検出計
５５ ＴＯＣ調節計
５６ 信号線
５７ 沈澱槽
５８ 処理水配管
５９ スクリーン網
６０ 微生物供給ユニット
６１ ＣＯＤ検出計
６２ ＣＯＤ調節計
６３ 全窒素検出計
６４ 全窒素調節計
６５ ＢＯＤ検出計
６６ ＢＯＤ調節計
６７ 吸込配管
６８ 第３高揚程ポンプ
６９ 吐出水配管
７０ 気体せん断ノズル
７１ 吐出流
７２ 空気配管
７３ ニードルバルブ
７４ 気体せん断ノズル
７５ 空気配管
７６ ニードルバルブ
７７ 散気管
７８ 気泡
７９ 排水処理部
８０ 微生物活性化部
８１ オーバーフロー配管
８２ オーバーフロー配管
８３ 第３マイクロナノバブル発生機
８４ 第１マイクロナノバブル発生機
８５ 第２マイクロナノバブル発生機
８６ 処理水供給ポンプ
８７ 水配管
８８ 返送汚泥混合槽
８９ 返送汚泥混合槽撹拌機

Claims (44)

1. 鉱物からミネラルを溶出させ、微生物を培養する培養槽内に上記ミネラルを供給し、上記培養槽内にマイクロナノバブルを吐出させ、かつ、上記培養槽内に微生物を添加して培養し、この培養による培養液を水処理部に導入して、上記水処理部に導入される流入水を処理することを特徴とする水処理方法。
2. 請求項１に記載の水処理方法において、
   上記微生物が枯草菌を含んでいることを特徴とする水処理方法。
3. 請求項１または２に記載の水処理方法において、
   上記微生物がバチルスサブティリス・サポロフィテックを主とした微生物群を含んでいることを特徴とする水処理方法。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の水処理方法において、
   上記微生物がセレウス種を主とした微生物群を含んでいることを特徴とする水処理方法。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の水処理方法において、
   上記鉱物から溶出させるミネラルがケイ素およびリンを含んでいることを特徴とする水処理方法。
6. 請求項１から４のいずれか１つに記載の水処理方法において、
   上記鉱物から溶出させるミネラルがケイ素、アルミおよびリンを含んでいることを特徴とする水処理方法。
7. 請求項１から４のいずれか１つに記載の水処理方法において、
   上記鉱物から溶出するミネラルがケイ素、アルミ、鉄、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウムおよびリンを含んでいることを特徴とする水処理方法。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の水処理方法において、
   上記培養槽内にポリ塩化ビニリデン充填物を充填して、上記微生物を培養することを特徴とする水処理方法。
9. 請求項１から８のいずれか１に記載の水処理方法において、
   上記培養槽は、前段の培養槽と上記前段の培養槽からの培養液が導入される後段の培養槽とを含み、
   上記後段の培養槽内にスクリーン網を設置して、このスクリーン網で上記微生物に付帯しているふすまを上記培養液から分離することを特徴とする水処理方法。
10. 被処理水が導入される原水槽と、
    上記原水槽から被処理水が導入されると共に鉱物が配置されたミネラル溶出槽と、
    微生物を供給可能な微生物供給ユニットが設置されたと共に上記ミネラル溶出槽で上記鉱物から溶出させたミネラルを含有した被処理水が導入される第１微生物培養槽と、
    上記第１微生物培養槽から微生物とミネラルを含有した被処理水が導入されると共に上記被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機が設置された第２微生物培養槽と、
    上記第２微生物培養槽から上記微生物,ミネラル,マイクロナノバブルを含有する被処理水が導入される曝気槽と、
    上記曝気槽からの被処理水が導入される沈殿槽とを備えることを特徴とする水処理装置。
11. 請求項１０に記載の水処理装置において、
    上記原水槽は、導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
12. 請求項１０に記載の水処理装置において、
    上記原水槽は、導入された被処理水にナノバブルを吐出するナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
13. 請求項１０から１２のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記ミネラル溶出槽にマイクロナノバブルを含む水を導入するマイクロナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
14. 請求項１０から１２のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記ミネラル溶出槽にナノバブルを含む水を導入するナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
15. 請求項１０から１４のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記第１微生物培養槽にポリ塩化ビニリデン充填物が充填されていることを特徴とする水処理装置。
16. 請求項１０から１５のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記第１微生物培養槽内の被処理水にマイクロナノバブルを吐出させるマイクロナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
17. 請求項１０から１５のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記第１微生物培養槽内の被処理水にナノバブルを吐出させるナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
18. 請求項１０から１７のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記第２微生物培養槽にポリ塩化ビニリデン充填物が充填されていることを特徴とする水処理装置。
19. 請求項１０から１８のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記第２微生物培養槽内の被処理水にマイクロナノバブルを吐出させるマイクロナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
20. 請求項１０から１８のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記第２微生物培養槽内の被処理水にナノバブルを吐出させるナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
21. 請求項１０から２０のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＴＯＣ値を検出するＴＯＣ検出部と、
    上記ＴＯＣ検出部によって検出されたＴＯＣ値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
22. 請求項１０から２０のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＣＯＤ値を検出するＣＯＤ検出部と、
    上記ＣＯＤ検出部によって検出されたＣＯＤ値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
23. 請求項１０から２０のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水の全窒素値を検出する全窒素検出部と、
    上記全窒素検出部によって検出された全窒素値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
24. 請求項１０から２０のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＢＯＤ値を検出するＢＯＤ検出部と、
    上記ＢＯＤ検出部によって検出されたＢＯＤ値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
25. 請求項１０から２０のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＳＳ値を検出するＳＳ検出部と、
    上記ＳＳ検出部によって検出されたＳＳ値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
26. 請求項１０から２０のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水の濁度値を検出する濁度検出部と、
    上記濁度検出部によって検出された濁度値の高低に応じて、上記微生物供給ユニットから上記第１微生物培養槽へ供給する微生物の量を増減させるように制御する微生物供給量制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
27. 請求項１０から２６のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＴＯＣ値を検出するＴＯＣ検出部と、
    上記ＴＯＣ検出部によって検出されたＴＯＣ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
28. 請求項１０から２６のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＣＯＤ値を検出するＣＯＤ検出部と、
    上記ＣＯＤ検出部によって検出されたＣＯＤ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
29. 請求項１０から２６のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水の全窒素値を検出する全窒素検出部と、
    上記全窒素検出部によって検出された全窒素値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
30. 請求項１０から２６のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＢＯＤ値を検出するＢＯＤ検出部と、
    上記ＢＯＤ検出部によって検出されたＢＯＤ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機をインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
31. 請求項１０から２６のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＳＳ値を検出するＳＳ検出部と、
    上記ＳＳ検出部によって検出されたＳＳ値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
32. 請求項１０から２６のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水の濁度値を検出する濁度検出部と、
    上記濁度検出部によって検出された濁度値の高低に応じて、上記第２微生物培養槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
33. 請求項１０から３２のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＴＯＣ値を検出するＴＯＣ検出部と、
    上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
    上記ＴＯＣ検出部によって検出されたＴＯＣ値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
34. 請求項１０から３２のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＣＯＤ値を検出するＣＯＤ検出部と、
    上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
    上記ＣＯＤ検出部によって検出されたＣＯＤ値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
35. 請求項１０から３２のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水の全窒素値を検出する全窒素検出部と、
    上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
    上記全窒素検出部によって検出された全窒素値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
36. 請求項１０から３２のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＢＯＤ値を検出するＢＯＤ検出部と、
    上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
    上記ＢＯＤ検出部によって検出されたＢＯＤ値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
37. 請求項１０から３２のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水のＳＳ値を検出するＳＳ検出部と、
    上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
    上記ＳＳ検出部によって検出されたＳＳ値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
38. 請求項１０から３２のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記沈澱槽内の処理水の濁度値を検出する濁度検出部と、
    上記原水槽に設置されていて上記原水槽に導入された被処理水にマイクロナノバブルを吐出するマイクロナノバブル発生機と、
    上記濁度検出部によって検出された濁度値の高低に応じて、上記原水槽に設置されているマイクロナノバブル発生機を構成する高揚程ポンプの電動機の回転数を増減させるようにインバータ制御するインバータ制御部とを有することを特徴とする水処理装置。
39. 請求項１０から３８のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記第２微生物培養槽からの微生物を含む被処理水を上記原水槽と曝気槽の両方に導入する被処理水導入部を有することを特徴とする水処理装置。
40. 請求項１０から３９のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記第１微生物培養槽内の下部にマイクロナノバブル水を吐出させるマイクロナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
41. 請求項１０から３９のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記第１微生物培養槽内の下部にナノバブル水を吐出させるナノバブル発生機を有することを特徴とする水処理装置。
42. 請求項１０から４１のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記ミネラル溶出槽内の下部に設置されていると共にオゾン供給可能な水中ポンプ型マイクロバブル発生機を有し、この水中ポンプ型マイクロバブル発生機から上記ミネラル溶出槽にオゾンマイクロバブルを吐出させることを特徴とする水処理装置。
43. 請求項１０から４２のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記マイクロナノバブルが導入される曝気槽に亜硝酸菌と硝酸菌を自然発生的に培養し、上記曝気槽を硝化槽としても利用することを特徴とする水処理装置。
44. 請求項１０から４３のいずれか１つに記載の水処理装置において、
    上記マイクロナノバブルが導入される曝気槽に亜硝酸菌と硝酸菌を自然発生的に培養し、上記曝気槽を硝化槽としても利用し、かつ上記沈澱槽に自然発生的に脱窒菌を培養して脱窒することを特徴とする水処理装置。

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