JP3302227B2 - 排水処理装置および排水処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理装置およ
び排水処理方法に関する。より詳しくは、例えば、現像
液含有排水のように窒素や着色成分や界面活性剤等を高
濃度に含有していてＰＨが１１以上の有機アルカリであ
る排水を、有機アルカリに対する中和剤を使用すること
なく、無希釈で、しかも、余剰汚泥を発生させることな
く生物学的に処理できる排水処理装置および排水処理方
法に関する。さらには、上記排水と同時に有機物含有排
ガスをも処理できる排水処理装置および排水処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】既存の半導体工場や液晶工場で生成して
いる高濃度排水(例えば現像液含有排水）は、生物毒性
を示すＴＭＡＨを２,０００〜１０,０００ppm程度含有
している。また、上記高濃度排水は、ＴＭＡＨの他にレ
ジストに由来する着色成分および各種の界面活性剤等を
含んでいる。ＴＭＡＨは分子式が示すとおり、炭素と水
素と窒素と酸素の化合物である。

【０００３】従来、一般に上記工場内での排水処理にお
いては、排水の水質に応じて、化学処理法(中和,反応,
凝集等)や、生物処理法(生物膜処理,接触酸化処理,活性
汚泥処理,特殊微生物処理,嫌気処理等)や、物理処理法
(沈殿,濾過,吸着,浮上,膜処理等)等の従来技術を用い
る。そして、これらの従来技術を単独で用いる場合と、
これらの従来技術を幾つか組み合わせて高濃度排水を処
理する場合とがある。この高濃度排水を処理する排水処
理方法としては、特開平１−９５００号公報および特開
昭６４−４３３０６号公報に記載されているものがあ
り、これらはＴＭＡＨの処理を目的としている。

【０００４】上記従来の方法は、単にＴＭＡＨを処理す
ることが目的の処理方法であって、窒素や着色成分や界
面活性剤を処理することが目的ではない。ましてや、上
記従来例は、有機物含有排ガスが処理できる経済的かつ
合理的な排水処理方法ではない。

【０００５】ところで、上記半導体工場や液晶工場にお
いては、たとえ処理水からの界面活性剤による発泡や排
ガスからの僅かな悪臭であっても、付近の住民からすれ
ば地域の環境を維持するという観点からすれば問題であ
る。

【０００６】一般的には、排水処理における最終的仕上
げでの処理水中の微量の界面活性剤や着色成分について
は、活性炭による処理が一般的である。しかし、活性炭
処理は一定期間の後に吸着量が減少するから、活性炭の
寿命が短く、その活性炭を外部に搬出して再生する必要
があるから手間がかかる。また、最近各種の生物活性炭
処理装置(特開平２−２２９５９５号公報および特開平
４−２６０４９７号公報参照)が開発されている。しか
し、それらは、処理の対象があくまでも比較的水質の良
い浄水用であって、特に処理時間が必要な難分解性の界
面活性剤や着色成分を含む排水処理を目的とするもので
はない。さらには、上記生物活性炭処理装置は、イニシ
ャルコストの高い粒状活性炭を採用した装置であり、悪
臭ガスや排ガスの処理機能は備えていない。一方、従来
方式である粒状活性炭を採用した装置では、活性炭が粒
状であるので、逆洗時に逆洗流量を調整し損ねると、上
記粒状活性炭が装置外に流失するという問題がある。

【０００７】更に、排ガス処理装置（実開平２−６１４
２４号公報参照)が開発されているが、この装置の目的
はあくまでも排ガス処理であり、排水処理と排ガス処理
とを同時に行うものではない。また、処理対象ガスが窒
素酸化物であり、有機物含有排ガスではない。この排ガ
ス処理装置は、主として活性汚泥を利用して排ガスを処
理するものである。図６に、排ガス処理装置の一例を示
す。この排ガス処理装置は、６つの活性炭吸着塔１５１
を有する。最初の２塔の活性炭吸着塔１５１と、次の３
基目と４基目の活性炭吸着塔１５１と、次の５基目と６
基目の活性炭吸着塔１５１とが、それぞれ、独立して排
ガスを処理できるようになっている。この排ガス処理装
置は、まず奇数番目の活性炭吸着塔１５１で有機物を吸
着し、この活性炭吸着塔が飽和した後にこの活性炭吸着
塔に替えて予備用の偶数番目の活性炭吸着塔で排ガスを
処理する。この排ガス処理装置は、このような予備用の
活性炭吸着塔が必要であるから、設備規模が大きくな
る。また、いま１つの排ガス処理装置を、図７に示す。
この装置は、３基の排ガス処理用のスクラバー１５２を
備えている。しかし、この排ガス装置は、有機物含有排
ガスに対しては効果がない。

【０００８】また、別の従来の「水処理設備」として、特
開平４−３０５２８７号公報に記載されているものがあ
る。この設備は、第１バイオリアクター部内に膜フィル
ターが設けられている。しかし、この設備は、膜フィル
ターの前処理として立体的な嫌気処理工程はない。特
に、この設備では、嫌気菌を中心としたグラニュール汚
泥を利用しておらず、被処理水を高効率嫌気処理する工
程はなく、逆浸透膜処理工程の一部である。

【０００９】また、廃水処理用の脱窒槽(実開平２−２
１０００号公報参照)や窒素化合物を含有する水の処理
方法(特開昭５３−３５２５１号公報参照)があるが、排
ガスを処理できるものではない。

【００１０】どちらにしても、上記いくつかの従来例で
は、特に半導体工場や液晶工場で生成する高濃度現像液
含有排水を中和剤を使用せず、かつ、余剰汚泥を発生さ
せずに無希釈で合理的かつ経済的にコンパクトな装置で
処理することはできない。上記高濃度現像液含有排水と
は、即ち微生物分解し難くて長い処理時間が必要な難分
解性の界面活性剤や着色成分を多量に含んでいる有機ア
ルカリ排水である。

【００１１】また、上記いくつかの従来例では、難分解
性の界面活性剤による発泡が多い水質のレベルでの処理
水しか得られないから、自然環境のよい地域の河川に生
息する小魚類や、蛍の餌となる巻き貝の一種であるカワ
ニナなどの生物生態系に対して影響を与える可能性があ
る。

【００１２】一方、無希釈ではなく、従来の高濃度排水
を例えば１０倍程度に希釈して処理する方法もあるが、
排水処理設備が格段に大きくなって経済的ではない。

【００１３】また最近、各種の濾過膜を利用して微生物
濃度を高めて排水を処理する装置が普及しつつあるが、
膜の目詰まりの問題と、定期的な膜自体の洗浄が必要で
あるという問題が残されている。

【００１４】つぎに、従来の現像液含有排水の処理装置
の一例を図５に示す。この排水処理装置は、流入水であ
る現像液含有排水を、まず、嫌気槽１０１で嫌気処理し
てから、次に、好気槽１０２に導入して好気処理する。
次に、好気槽１０２からの処理水を、第１沈澱槽１０３
に導入して、沈殿物を沈殿させて固液分離する。この沈
殿物は、好気槽１０２に返送される。次に、第１沈澱槽
１０３からの上澄み液を接触酸化槽としての好気槽１０
４に導入されて、ばっ気されながら好気処理される。次
に、処理水は好気槽１０４から脱窒槽１０５に導入され
て脱窒される。つぎに、処理水は脱窒槽１０５から再ば
っ気槽１０６に導入されて再ばっ気される。次に、処理
水は第２沈澱槽１０７に導入されて固液分離され、沈殿
物は再ばっ気槽１０６に返送される。次に、処理水は第
２沈澱槽１０７からピット１０８に導入され、このピッ
ト１０８から急速濾過塔１０９に導入される。処理水
は、この急速濾過塔１０９で濾過されてから、活性炭吸
着塔１１０に導入されて、活性炭処理されて、処理水と
して放出される。

【００１５】このように、この図５に示した排水処理装
置は、嫌気処理と好気処理等の組み合わせによって、現
像液含有排水を処理している。

【００１６】この従来の現像液含有排水の処理装置にお
ける脱窒槽１０５は、図５に示すように、略密閉状態の
脱窒槽１０５内で処理水を単に嫌気性に維持するもの
か、もしくは、木炭等の充填物が充填されていてこの充
填物に脱窒菌を固定化さたものである。この従来例に示
したように、、排水中の着色成分の処理(色度を低下さ
せる処理)としては、活性炭吸着法が一般的である。こ
の活性炭吸着法では、活性炭に着色成分を吸着させた後
で、この活性炭を別の場所で再生する必要がある。した
がって、活性炭を活性炭塔からの抜き出す作業と、活性
炭の再生作業とが必要であり、ランニングコストが格段
にかかることが問題である。

【００１７】また、従来、各種の産業施設や研究所にお
いては、現像液含有排水の様な窒素を含む難分解性化学
物質の排水処理設備と有機物含有排ガスの処理設備と
は、それぞれ別個に計画されている。

【００１８】すなわち、排水は排水処理設備にて処理さ
れる一方、イソプロピールアルコール(以下ＩＰＡと略
す)等の有機溶剤に代表される有機物を含む有機物含有
排ガスは、排水とは別に活性炭吸着方式および燃焼方式
等を採用した排ガス処理設備によって処理されている。

【００１９】また、今一つの排水処理に関する従来技術
として、微生物をグラニュール化して、微生物を高濃度
に保持する方法が、「限外濾過のＵＡＳＢプロセスへの
応用」(１９９３年発行「環境微生物工学研究法」技報堂出
版)の中の研究論文に記載されている。ＵＡＳＢとは、
上向流嫌気性スラッジブランケット(Ｕp‐flow Ａnaero
bic Ｓludge Ｂlanket)の略である。

【００２０】ところが、この従来の方法は、処理の対象
が食品加工関連の溶解性で糖質系の排水に限定されてい
る。すなわち、この従来技術では、一般に、基質が糖質
系のものである排水がグラニュール化されて利用されて
いる。

【００２１】実際、現像液含有排水単独を処理対象にし
た場合には、限外濾過膜を用いても、嫌気菌を中心とし
たグラニュール汚泥は簡単には形成されない。そして、
グラニュール汚泥が形成できなければ、ＵＡＳＢプロセ
スの様なＭＬＳＳ(ミックス・リカー・サスペンディッ
ド・ソリッド)が４０,０００ppm程度の高濃度嫌気処理
を行うことができない。

【００２２】ところで、排水処理に関しては、１つのバ
イオリアクター(単槽方式)で好気状態と嫌気状態とを構
築して排水処理する方法(特開昭５６−７８６９１号公
報および特開平４−１９７４９７号公報参照)は知られ
ている。また、１つのバイオリアクターに充填物を設置
して排水処理する方法(特開昭５９−１９９０９８号公
報参照)は存在している。

【００２３】しかし、現像液含有排水にグラニュール汚
泥を形成させて、ＭＬＳＳを４０,０００ppm程度まで上
昇させて排水を高度嫌気処理する技術は知られていな
い。

【００２４】この様な背景により、従来の排水処理設備
にしろ、排ガス処理設備にしろ、それぞれに高額な処理
設備を計画することが生産施設や研究所における投資効
率低下の原因となっていた。

【００２５】また、従来、窒素を含有した難分解性化学
物質含有排水(具体例としては現像液含有排水)が高濃度
であり、この高濃度排水を微生物によって処理する場合
には、排水の希釈が必要であった。ところが、排水を希
釈するためには、排水処理装置を構成する曝気槽や沈澱
槽等を大きくする必要があるから、イニシャルコストお
よびランニングコストが増大するという問題がある。

【００２６】また、排ガスや悪臭ガス(生産設備に由来
する有機物含有排ガスおよび排水処理設備自身から発生
する悪臭ガス)の処理方法に関しても、活性炭による吸
着方式や燃焼方式等いくつかの方式があるが、イニシャ
ルコストやランニングコストが大きく、管理コストと設
置スペースが大きいことが大きな問題であった。

【００２７】一方、水質汚濁防止法による窒素と燐の規
制は今後さらに厳しく規制されていくことが予想でき
る。したがって、特に半導体工場や液晶工場で多く使用
されている現像液含有排水の様に窒素を多く含む廃液に
ついては、この窒素まで高度に処理可能なより効率的で
経済的な現像液含有排水の処理装置が求められている。
より具体的には、現像液中のＴＭＡＨ(テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド，以下、ＴＭＡＨと略
す。)と、着色成分と、界面活性剤と、ＣＯＤ等の項目の
みならず、窒素の処理まで確実にできるより効率的な処
理装置が求められているのである。

【００２８】また、上記半導体工場や液晶工場から、僅
かであるが発生する各種の悪臭ガスや排ガスがある。具
体的には、生産工程で使用する有機溶剤に由来する排ガ
スおよび現像液含有排水の排水処理装置自体から発生す
る僅かな悪臭ガス等がある。当然のことながら、現像液
含有排水についても、脱窒のための嫌気工程を処理工程
の中に組み入れれば臭気の発生がある。

【００２９】そして、それらわずかなガスであっても、
環境が特に良い地域においては環境に影響を与えること
がある。かといって、僅かな悪臭ガスだけのために、一
般的な悪臭処理装置を構築することは過剰なことであ
り、建設費や維持管理費の不経済な増大を招いていた。

【００３０】このような上記半導体工場や液晶工場を取
り巻く状況の中で、高濃度現像液含有排水と有機物含有
排ガスとを処理することができ、しかもイニシャルコス
トやランニングコストが低くてコンパクトな排水処理装
置が求められている。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の排水処理方法では、現像液含有排水中のＴＭＡＨと界
面活性剤とＣＯＤと全窒素と着色成分（色度)と排水処
理装置自体からの悪臭と工場内生産設備に由来する排ガ
スとを処理するには、多数の装置が必要であるから、別
個にそれぞれを計画すれば建設費が高いという問題があ
る。この多数の装置とは、ＴＭＡＨと窒素化合物の処
理装置(嫌気槽とばっ気槽)と、界面活性剤の処理装置
(接触酸化槽)と、脱窒槽と再ばっ気槽と、ＳＳ(サ
スペンディッドソリッド)の処理装置(濾過槽)と、着
色成分(色度)の処理装置(活性炭吸着塔やオゾン酸化槽)
と、悪臭と排ガスの処理装置(排ガス処理装置)であ
る。

【００３２】そこで、本発明の目的は、上の従来の排水
処理方法および排ガス処理装置のそれぞれの問題点を一
挙に解決することにある。

【００３３】すなわち、本発明の目的は、窒素を含む難
分解性の化学物質(たとえばＴＭＡＨ)と界面活性剤と着
色成分とを含む有機アルカリである高濃度排水を環境の
良い地域に棲息する生物生態系にとって無害な処理水に
することができるだけでなく、高機能でシンプルかつコ
ンパクトな経済的に優れた排水処理装置および排水処置
方法を提供することにある。また、この発明のさらなる
目的は、上記高濃度排水に加えて僅かな排ガス(悪臭ガ
スと排ガス)をも確実に処理できるような合理的な排水
処理装置と排水処理方法を提供することにある。

【００３４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明の排水処理装置は、撹拌手段を有
し、被処理水として現像液含有排水が導入される貯留槽
と、膜フィルターを含んでいる好気性の上部とグラニュ
ール汚泥を含む嫌気性の下部とを有し、この上部と下部
とが第１接触循環部を構成していて、上記貯留槽からの
被処理水が導入されるようになっている第１バイオリア
クターと、アルコールが導入されるようになっており、
かつ、上記第１バイオリアクターの上部の膜フィルター
によって作られた膜濃縮液が上記上部から導入されるよ
うになっており、このアルコールと膜濃縮液および微粉
末を混合して上記貯留槽に導入する混合槽と、上記バイ
オリアクターの上部の膜フィルターによって濾過された
被処理水が導入されるようになっており、木炭と炭酸カ
ルシウム鉱物とを有し、この木炭と炭酸カルシウム鉱物
とが第２接触循環部を構成している第２バイオリアクタ
ーとを備えていることを特徴としている。

【００３５】請求項１の発明の処理装置において、現像
液含有排水は貯留槽に導入される。貯留槽には、現像液
含有排水以外に、あらかじめアルコール・膜濃縮液混合
槽において混合されたアルコールと膜濃縮液と微粉末が
導入される。上記膜濃縮液には分子量３００００以上の
溶解性及びコロイド性有機物と好気性の微生物が含まれ
ている。このアルコール・膜濃縮液混合槽において、好
気性の微生物はアルコールの殺菌作用によって死滅す
る。現像液含有排水だけでは下部の嫌気部において汚泥
のグラニュール化は進行しないが、上記排水に膜濃縮液
とアルコールと微粉末を添加すれば、現像液含有排水の
性状が物理化学成分的に変化し、嫌気菌を中心としたグ
ラニュール化が進行する。その理由としては、膜濃縮液
に含まれている分子量３００００以上の溶解性及びコロ
イド性有機物がグラニュール化を促進することと、アル
コールが嫌気菌を中心としたグラニュール化を促進して
いること及び微粉末がグラニュール汚泥の核となり、よ
りグラニュール化が進行するからである。また、アルコ
ールは水素供与体であるが、アルコール以外の水素供与
体である有機酸や糖類よりも、グラニュール化の進展に
対してはアルコールの方が効果があることが実験により
判明した。

【００３６】よって、第１バイオリアクター下部の嫌気
部において、微生物を高濃度に保持したグラニュール汚
泥によって、高濃度の現像液含有排水を、無希釈で中和
剤を使用することなく嫌気的に処理することができる。
このような高濃度嫌気処理によれば、汚泥の嫌気菌によ
る自己消化も進み、余剰汚泥を発生することもない。炭
素を中心とした有機物は嫌気菌によってメタンガス等ま
で分解される。

【００３７】言うまでもなく、現像液含有排水には、Ｔ
ＭＡＨ,ＣＯＤ,界面活性剤,窒素,着色成分等が高濃度に
含まれている。それらのうちＴＭＡＨや界面活性剤及び
着色成分は微生物処理の観点から言えば難分解性の成分
である。そして、それらは、第１バイオリアクターの下
部から導入される。第１バイオリアクターの下部は自己
造粒したグラニュール汚泥からなる嫌気状態であり、か
つ微生物濃度がＭＬＳＳで４０,０００ppm以上であるの
で、難分解性の成分も処理可能である。そして、被処理
水を連続的に導入した後に時間の経過と共に、上記現像
液含有排水はグラニュール汚泥が含有する嫌気性の微生
物の作用を強力に受ける。このように、第１バイオリア
クターの下部は常に嫌気状態であり、嫌気性の微生物が
高濃度に繁殖して、有機物を嫌気的に処理することがで
きる。

【００３８】その後、嫌気菌によって強力に嫌気処理さ
れて粘着性がなくなった上記排水(被処理水)は第１バイ
オリアクター部内を上昇して第１バイオリアクターの上
部の好気部に導入される。第１バイオリアクターの上部
の好気部は、好気性の微生物が繁殖している。この上部
は好気状態で好気性の微生物が、嫌気処理後の有機物を
好気的に処理する。また、この上部は限外濾過膜や精密
濾過膜等の膜フィルターが設置されているから、この膜
フィルターによって、排水が膜濃縮液と濾過液とに分離
される。上記嫌気処理後に好気処理するという基本的考
え方は、一般の高濃度な屎尿が嫌気処理されてその後好
気処理されるのと同じである。すなわち、現像液含有排
水に含まれるすべての有機物は、まず最初に、嫌気性の
微生物によって嫌気菌中心のグラニュール汚泥の嫌気部
において効果的に強力に分解消化処理される。次に、上
記有機物は好気部において好気的に処理される。この好
気処理は独特の好気処理である。つまり、この好気処理
は、微生物の濃度変化による処理と、好気微生物と嫌気
微生物の混合体による処理とを有している。この独特の
好気処理によって、有機物を効率よく分解処理できる。
また、この独特の好気処理時に、上記排水は嫌気微生物
によって脱窒素され易い。

【００３９】要約すれば、第１バイオリアクター内での
微生物の主な作用は、次の,,である。まず、上
記排水が含んでいる有機物は第１バイオリアクターの下
部で嫌気性の微生物によって消化される。次に、上記
排水が含んでいる窒素化合物は第１バイオリアクターの
上部の好気性の微生物によって酸化(硝化)される。次
に、上記排水は、上記第１バイオリアクターの上部に
有る嫌気性の微生物によって脱窒される。そして、上記
,,の作用を受けた被処理水は、膜フィルターにお
ける目詰まりが発生し難い性状に変化している。また、
膜フィルターの下部に膜表面を空気洗浄するための膜フ
ィルター用散気管が配置されている場合には、この散気
管からの曝気空気で膜フィルターを洗浄して膜フィルタ
ーの目詰まりを回避することができる。上記膜フィルタ
ーは、被処理水を濾過する連続式排水処理装置に使用さ
れ、タンパク質のような高分子である有機物はもとより
ウイルスなど比較的小さな微生物までろ別することがで
きる。

【００４０】次に、被処理水は第１バイオリアクターの
第１接触循環部から第２バイオリアクターの第２接触循
環部に導入される。そして、この被処理水は、第２接触
循環部に充填されている木炭と炭酸カルシウム鉱物の表
面及び内部の生物膜に繁殖した微生物によって好気的に
処理される。第２接触循環部の木炭に固定化された微生
物は、排水中の有機物を栄養源として繁殖する。木炭は
多数の細孔を含んでいる多孔体であり、この多孔体は径
が数ミクロンから数百ミクロンに至る各種の孔の集合体
である。したがって、この木炭には各種の微生物が繁殖
し易い。また、この木炭は各種の孔を有しているから、
その孔の大きさに合った微生物が着生し易く、木炭内部
および外部に生物膜層を形成する。この生物膜層は難分
解性の界面活性剤や着色成分などの一般的には微生物分
解し難い化学物質まで吸着して微生物分解することがで
きる。木炭によく繁殖する微生物としては細菌,菌類,放
射菌,藻類,光合成細菌などがある。木炭１グラム当たり
の表面積は２００Ｍ²(平方メートル)以上と発表されている
(全国木炭協会による)ので、上記木炭内の生物膜層は格
段に広く有機物の処理能力を格段に有することとなる。

【００４１】上記第２接触循環部では、第１に木炭が被
処理物質を吸着した後、第２にこの木炭に繁殖した広範
囲の微生物によって難分解性の界面活性剤や着色成分な
どの被処理物質を生物学的に処理している。一方、炭酸
カルシウム鉱物にも被処理水中の有機物を栄養源として
各種の微生物が繁殖して、この各種の微生物によって被
処理水を微生物処理することができる。また、被処理水
中の窒素化合物が処理されて亜硝酸性窒素や硝酸性窒素
が増加すると被処理水のＰＨが酸性側に移行する。する
と、炭酸カルシウム鉱物は酸性側に移行した被処理水の
ＰＨを、自動的に中和する作用を有する。

【００４２】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第１バイオリアクターに
は、第２バイオリアクターからの生物膜汚泥と微粉末が
混合された被処理水が導入されるようになっていること
を特徴としている。

【００４３】したがって、この請求項２の発明によれ
ば、上記第１バイオリアクターの下部でのグラニュール
汚泥の形成を促進することができる。また、被処理水が
第２バイオリアクターの木炭に形成された微生物膜に何
度となく循環して接触することになるから、上記難分解
性の界面活性剤や着色成分などの有機物を高次元で接触
分解処理することができる。

【００４４】また、請求項３の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第１バイオリアクターの
上部は、上記膜フィルターよりも下に塩化ビニリデン充
填物を備えていることを特徴としている。

【００４５】したがって、この請求項３の発明によれ
ば、上記塩化ビニリデンに好気性の微生物を主とする各
種の微生物が繁殖し易い。したがって、上記上部におい
て、好気性微生物を主とするが嫌気性微生物をも利用し
た独特の好気処理を特に効率良く実行することができ
る。また、上記塩化ビニリデン充填物の下に循環用の散
気管を設置すれば、上記上部の好気状態を確実に維持す
ることができる。また、上記膜フィルターの下に膜フィ
ルター用散気管を設置すれば、この散気管からの曝気空
気によって膜フィルターの目詰まりを防止できるだけで
なく、上記上部の好気状態を確実に維持することができ
る。

【００４６】また、請求項４の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第１バイオリアクター
は、上記上部よりも上に配置されている第１反応散水部
を有し、この第１反応散水部は、木炭とプラスチック製
充填物とを含み、上記第２バイオリアクターが出力した
被処理水が上記木炭とプラスチック製充填物に散布され
るようになっていて、この散布された被処理水が上記木
炭とプラスチック製充填物に接触しながら上から下に通
り抜けて上記上部に落ちるようになっており、かつ、排
ガス導入手段によって導入された排ガスが上記木炭とプ
ラスチック製充填物とを通り抜けながら下から上に通過
するようになっていることを特徴としている。

【００４７】この請求項４の発明によれば、排ガス導入
手段が導入した排ガスを上記第１反応散水部で処理する
ことができる。つまり、上記第１反応散水部が有してい
る木炭とプラスチック製充填物とに第２バイオリアクタ
ーからの被処理水が散布されることによって、上記木炭
とプラスチック充填物とに微生物膜が生成し、この微生
物膜で上記排ガスが含有している有機成分を微生物処理
できる。さらには、上記微生物膜は、上記被処理水が含
有している難分解性の界面活性剤や着色成分を処理する
ことができる。上記排ガス中の主として有機成分は微生
物に対する栄養源ともなるのである。したがって、請求
項４の発明によれば、有機物含有排水だけでなく排ガス
をも処理することができ、さらには、排水処理能力の一
層の向上を図ることができる。

【００４８】また、請求項５の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第２バイオリアクター
は、上記第２接触循環部よりも上に配置されている第２
反応散水部を有し、この第２反応散水部は、木炭とプラ
スチック製充填物とを含み、上記接触循環部から被処理
水が上記木炭とプラスチック製充填物に散布されて、こ
の散布された被処理水が上記木炭とプラスチック製充填
物とに接触しながら上から下に通過して上記接触循環部
に落ちるようになっており、かつ、排ガス導入手段によ
って導入された排ガスが上記木炭とプラスチック製充填
物とを通り抜けながら下から上に通過するようになって
いることを特徴としている。

【００４９】したがって、この請求項５の発明によれ
ば、第１バイオリアクターの第１反応散水部だけでな
く、第２バイオリアクターの第２反応散水部においても
排ガスを微生物処理できる。したがって、請求項４の発
明に比べて、排ガス処理能力が倍増する。

【００５０】また、請求項６の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第２バイオリアクターか
らの被処理水が導入される脱窒槽を備え、この脱窒槽
は、脱窒菌と、微粉末と、塩化ビニリデン充填物と、槽
内の被処理水を上記塩化ビニリデン充填物を通過するよ
うに循環させる循環手段とを有することを特徴としてい
る。

【００５１】この請求項６の発明の脱窒槽では、上記微
粉末に固定化された脱窒菌によって、被処理水を脱窒す
ることができる。この脱窒効果を高めるためには、上記
脱窒菌を単位容量当たり高濃度に培養することが重要で
ある。したがって、表面積が多くて多孔質の微粉末に脱
窒菌を固定化し、さらに、塩化ビニリデン充填物に微粉
末が付着しやすいことに着目して、塩化ビニリデン充填
物を槽全体に充填して槽全体に均等に微粉末を配置する
ようにしている。したがって、この請求項６の発明によ
れば、高濃度な脱窒菌を安定的に維持でき、効果的な脱
窒作用を発揮できる。

【００５２】また、請求項７の発明は、請求項６に記載
の排水処理装置において、上記脱窒槽からの被処理水が
導入される第３バイオリアクターを備え、この第３バイ
オリアクターは、下段の第３接触循環部と上段の第３反
応散水部と上記第３反応散水部に隣接した水耕栽培部と
エアーリフト手段とを有し、上記下段の第３接触循環部
は、木炭とプラスチック製充填物とを含み、上記上段の
第３反応散水部は、木炭とプラスチック製充填物とを含
み、上記水耕栽培部は、上記第３接触循環部からの被処
理水が上記ポンプ手段によって導入されるようになって
おり、この被処理水で栽培される植物を有し、かつ、こ
の処理水を上記第３反応散水部に出力するようになって
おり、かつ、上記第３反応散水部の下から導入されて第
３反応散水部を通過した排ガスが上記植物の葉に触れる
ようになっていることを特徴としている。

【００５３】従って、この請求項７の発明によれば、上
記第３バイオリアクターの下段の第３接触循環部によっ
て被処理水をさらに嫌気処理できる上に、上段の第３反
応散水部によって被処理水をさらに好気処理できる。し
かも、上記ポンプ手段は、上記接触循環部からの被処理
水を上記水耕栽培部を経由して上記第３反応散水部に導
入する。従って、この水耕栽培部で栽培されている植物
の根によって被処理水中の窒素化合物を吸収することが
でき、窒素化合物の高度処理を実現できる。また、第
１,第２,第３反応散水部と第２,第３接触循環部に充填
された天然材料の木炭から被処理水にカリウム,マグネ
シウム等の微量ミネラルが溶出するから、排水で植物を
生育できるようになる。一方、第２接触循環部と第３接
触循環部とが木炭と一緒に有しているカルシウム鉱物か
らはカルシウムが溶出する。このカルシウムは上記植物
の成長を助ける作用をする。また、上記植物は水耕栽培
が可能で年間を通じて枯れることのないすなわち常緑植
物がよい。また、上記水耕栽培部の温度を一定に維持す
れば、成長の早い常緑植物としてのベコニアを栽培でき
る。このベコニアの根の窒素化合物に対する吸収能力を
利用して、上記排水に硝酸性窒素の形で存在している微
量の窒素化合物を高度に処理することができる。また、
葉の部分は処理ガスにさらされるから、処理ガス処理状
況のモニタリングが可能となる。

【００５４】また、請求項８の発明は、請求項７に記載
の排水処理装置において、上記第３バイオリアクターの
第３接触循環部からの被処理水が導入され、この被処理
水を固液分離する沈澱槽と、この沈澱槽で沈殿した生物
膜汚泥と微粉末が混合された汚泥を上記第１反応散水部
と上記第２反応散水部と上記脱窒槽と上記第３反応散水
部のうちのすくなくとも１つに返送する汚泥返送手段を
備えていることを特徴としている。

【００５５】この請求項８の発明によれば、上記第１,
第２,第３反応散水部で、上記生物膜汚泥を利用して導
入された排ガスを高度処理できる上に、上記生物膜汚泥
と微粉末を第１,第２,第３接触循環部に導入して、被処
理水の高度処理に役立てられることとなる。

【００５６】このように、本発明は、水質汚濁防止法の
改正による窒素規制が進む中で、処理水中の窒素化合物
を対象とした合理的かつ経済的なコンパクトな窒素等を
含む排水の処理装置を提供できる。この発明は、コンパ
クトな排水処理装置を実現するために、微生物濃度をＭ
ＬＳＳ４０,０００ppm程度の極限まで上昇させている。
この発明は、グラニュール汚泥を出現させることによっ
てＭＬＳＳが４０,０００ppmの濃度の汚泥を作り出すの
である。

【００５７】また、請求項９の発明の排水処理方法は、
被処理水にアルコールを混ぜて第１バイオリアクターの
嫌気性下部に導入するステップと、上記嫌気性下部から
上昇して上記第１バイオリアクターの好気性上部に至っ
た被処理水を好気処理するステップと、この好気処理さ
れた被処理水を膜フィルターで濾過して、濾過液と膜濃
縮液とを得るステップと、上記濾過液を木炭と炭酸カル
シウム鉱物とを有する第２バイオリアクターの接触循環
部に導入して、この濾過液を上記木炭と炭酸カルシウム
鉱物とに繁殖した好気性微生物によって好気処理するス
テップと、上記膜濃縮液をアルコールに混ぜてから、こ
のアルコールと膜濃縮液との混合物を被処理水に混ぜて
上記嫌気性下部に導入して、グラニュール汚泥を生成さ
せるステップとを備えていることを特徴としている。

【００５８】また、請求項１０の発明の排水処理方法
は、請求項９に記載の排水処理方法において、上記下部
に微粉末を流入させるステップを備えていることを特徴
としている。この微粉末の存在によって、上記グラニュ
ール汚泥の生成を一層促進することができる。

【００５９】また、請求項１１の発明の排水処理方法
は、請求項９に記載の排水処理方法において、上記第１
接触循環部の上に木炭とプラスチック製充填物を含む第
１反応散水部を設けて、この第１反応散水部に上記第２
接触循環部からの被処理水を散布して、上記第１接触循
環部に滴下させると共に、上記第１反応散水部の下から
排ガスを導入して上記第１反応散水部で上記排ガス処理
を実行することを特徴としている。

【００６０】また、請求項１２の発明の排水処理装置
は、請求項１に記載の排水処理装置において、液中膜と
しての膜フィルターが限外濾過膜または精密濾過膜のう
ちのどちらかで構成されていることを特徴としている。
限外濾過膜は被処理水中の微粒子、バクテリア、ウイルス
のすべてとコロイド領域の溶存有機物の一部まで除去で
きる。また、精密濾過膜は、被処理水中の微粒子、バクテ
リアのすべてとウイルスの一部とコロイド領域の溶存有
機物の一部まで除去できる。

【００６１】このように、本発明によれば、確実に処理
された処理水と処理ガスを確実に得ることができる経済
的な排水処理装置および排水処理方法を提供できる。す
なわち、本発明は、シンプルでコンパクトな構造でもっ
て排水と排ガスの両方を立体的に処理できる画期的な排
水処理装置を提供できる。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の形態に基づ
いて詳細に説明する。

【００６３】〔第１例〕図１に本発明の排水処理装置の
実施の形態の第１例を模式的に示す。この第１例は、貯
留槽１とアルコール膜濃縮液混合槽１４と第１バイオリ
アクターＢ１と第２バイオリアクターＢ２と脱窒槽２４
と第３バイオリアクターＢ３と沈澱槽２９とを備えてい
る。この第１例は、窒素と界面活性剤と着色成分を含む
高濃度現像液含有排水と有機物含有排ガスとを処理でき
る装置である。この第１例は、第１バイオリアクターＢ
１の下部に嫌気菌中心のグラニュール汚泥が形成されて
いる点と、独特の脱窒槽２４と、第３バイオリアクター
Ｂ３が水耕栽培部を有する点とに特徴がある。

【００６４】貯留槽１は撹拌機３６を備えている。この
貯留槽１からの排水は、貯留槽ポンプ２によって第１バ
イオリアクターＢ１に導入される。また、上記貯留槽１
には、半導体工場や液晶工場から排水される高濃度の現
像液含有排水が導入さる。また、上記貯留槽１には、ア
ルコール膜濃縮液混合槽１４から、アルコールと膜濃縮
液と微粉末との混合物が導入される。そして、この貯留
槽１に導入された液は、撹拌機３６で撹拌されて混合さ
れる。上記アルコールとしてはメタノールやエタノール
やイソプロパノールの他各種のアルコールを利用するこ
とが可能であるが、後述するグラニュール汚泥形成の効
率から判断してメタノールが最も望ましい。また、上記
微粉末としては微粉炭を使用したが、微粉炭の他に粉末
ゼオライトやケイソウ土等を使用してもよい。ただし、
色度および、微生物の固定化の観点から判断して微粉炭
が最も望ましい。

【００６５】上記アルコール・膜濃縮液混合槽１４は撹
拌機３６を有している。この混合槽１４には、上記第１
バイオリアクターＢ１の上部５９の上澄み液としての膜
濃縮液とメタノールとが導入される。

【００６６】また、上記第１バイオリアクターＢ１は、
上段の第１反応散水部３と下段の浸漬部Ｗ１を備えてい
る。また、上記第１バイオリアクターＢ１は、上記第１
反応散水部３と上記浸漬部(第１接触循環部)Ｗ１との間
の空間に有機物含有排ガスを導入する排気ファン６Ａを
有している。また、上記第１反応散水部３は、最も上に
配置されている排気筒２６Ａを有している。上段の第１
反応散水部３は、木炭４Ａとプラスチック製充填物５Ａ
とを有している。この木炭４Ａとプラスチック製充填物
とは、格子板７Ａ上に交互に積み重ねられている。ま
た、上記下段の浸漬部Ｗ１は、上部５９と下部６０とを
有している。格子板７Ａは具体的には、市販の重耐用の
グレーチング等を選定すればよい。

【００６７】上部５９は、上から順に、膜フィルター９
と溶存酸素計１６と膜フィルター用散気管１０と塩化ビ
ニリデン充填物部５７Ａと循環用散気管６４Ａと汚泥剥
離用散気管６８とを有している。上記膜フィルター９
は、左右方向に所定の間隔を隔てて配列されている複数
の膜フィルターで構成されている。そして、この膜フィ
ルター９には、この膜フィルター９からの濾過液を抽出
するための揚水ポンプ８が接続されている。また、上記
溶存酸素計１６は、膜フィルター９の傍らに配置されて
おり、膜フィルター９の傍らにおける処理水の溶存酸素
の量を測定する。また、上記膜フィルター用散気管１０
は、膜洗浄用ブロワー２３に接続されており、このブロ
ワー２３から供給された空気を吐出することによって、
膜フィルター９の表面に付着したものを除去するように
なっている。なお、膜フィルター９としては、液中タイ
プの精密濾過膜や液中タイプの限外濾過膜を選定すれば
良い。液中タイプの精密濾過膜の代表としては三菱レイ
ヨン株式会社製の中空糸膜があり、また、液中タイプの
限外濾過膜の代表としては、株式会社クボタ製の平膜が
ある。限外濾過膜は被処理水中の微粒子，バクテリア，
ウイルスのすべてとコロイド領域の溶存有機物の一部ま
で除去できる。また、精密濾過膜は被処理水中の微粒
子，バクテリアのすべてとウイルスの一部とコロイド領
域の溶存有機物の一部まで除去できる。

【００６８】また、上記塩化ビニリデン充填物部５７Ａ
は、左右方向に配置された複数の塩化ビニリデン充填物
を有し、この複数の塩化ビニリデン充填物は、上下方向
に所定の間隔を隔てて配置されている２つの板の間に配
置されている。そして、この塩化ビニリデン充填物部５
７Ａの下には、上記汚泥剥離用の散気管６８が配置され
ており、この散気管６８は、ブロワー６９からの空気を
吐出して上記塩化ビニリデン充填物に付着した汚泥を剥
離する役割を有している。また、上記塩化ビニリデン充
填物部５７Ａの傍らに循環用の散気管６４Ａが配置され
ており、この散気管６４Ａは上記ブロワー２３からの空
気を吐出して、この上部５９にある処理水を対流させる
役割を有している。なお、この上部５９には、栄養剤タ
ンク３４から栄養剤ポンプ３５を経由して、栄養剤が導
入されるようになっている。

【００６９】また、上記上部５９と下部６０との間には
分離壁１１が配置されている。この分離壁１１は、略水
平方向に所定寸法だけ突き出したテーパ形状になってい
る。この分離壁１１の役割は、上部５９と下部６０との
間の処理水の対流を制限して、上部５９の好気性状態と
下部６０の嫌気性状態との分離を明確にすることにあ
る。

【００７０】上記下部６０は、グラニュール汚泥１２と
排水導入管１３とを有している。この排水導入管１３
は、上記貯留槽ポンプ２に接続されており、このポンプ
２からの排水を吐出して上記下部６０に導入する役割を
有している。

【００７１】上記第２バイオリアクターＢ２は、上段の
第２反応散水部１７と下段の第２浸漬部(接触循環部)２
１とエアーリフトポンプ２０とを備えている。また、第
１バイオリアクターＢ１と同様に、散水部１７と浸漬部
２１との間の空間に有機物含有排ガスを導入するための
排気ファン６Ｂを備えている。また、上記第２反応散水
部１７は、最も上に配置されている排気筒２６Ｂを有し
ている。

【００７２】上記第２反応散水部１７は、プラスチック
製充填物５Ｂだけが散水管１８Ａ上に積み重ねられてい
る上部と、プラスチック製充填物５Ｂと木炭４Ｂ₁とが
格子板７Ｂ上に交互に積み重ねられている下部とを有し
ている。

【００７３】また、上記第２浸漬部２１は、網状ネット
６３Ａに包まれている木炭４Ｂ₂と炭酸カルシウム鉱物
１９Ａとを有している。この木炭４Ｂ₂と炭酸カルシウ
ム鉱物１９Ａは交互に積み重ねられている。この第２浸
漬部２１は、傾斜した底面２１Ａを含んでいる。そし
て、この傾斜した底面２１Ａの最下端の上方に循環用散
気管６４Ｂが配置されている。この循環用散気管６４Ｂ
は、循環用ブロワー２２に接続されており、このブロワ
ー２２からの空気を吐出してこの第２浸漬部２１にある
処理水を対流させる役目を有している。また、上記傾斜
した底面２１Ａの最低端から略水平に延在している面の
上方には、垂直方向に延びているエアーリフトポンプ２
０Ａが配置されている。このエアーリフトポンプ２０Ａ
は、垂直上方に延びて、第２浸漬部２１の天井を突き抜
けて上段の第２反応散水部１７の上下方向の略中央より
もやや上の位置で水平に折れ曲がって散水部１７の側壁
を貫通して横断し対向壁まで達している。

【００７４】第２接触循環部２１の充填材としての木炭
４Ｂ₂は比重が１より大きい備長炭を選定した。木炭の
中でも備長炭は水中に投入しても沈み、強い空気によ
る、ばっ気によっても本体そのものが破砕されない。一
般の木炭は強いばっ気によって木炭本体の一部がばっ気
によって破砕されて、木炭自体が処理水の中に含まれて
放流水質の項目の一つであるＳＳの値を上昇させて問題
となる。備長炭は容積密度が大きく硬質で、破砕されが
たく５年以上長期間使用しても何ら問題はない。第２接
触循環部２１に対する流入負荷量は、被処理水の難分解
性の界面活性剤、着色成分及び窒素化合物の種類や濃
度、目的とする処理水質によって異なるが、接触反応時
間を充分とればより効果的に被処理水中の微量の界面活
性剤、着色成分及び窒素化合物を処理できる。

【００７５】木炭４Ｂ₂と炭酸カルシウム鉱物１９Ａは
網状ネット６３に収納されている。網状ネット６３は木
炭４Ｂ₂と炭酸カルシウム鉱物１９Ａが充填できれば、
材質は特に指定するものではないが、酸やアルカリなど
による薬品に対して化学的に安定している強いポリエチ
レンなどの樹脂製であればよい。当然のことながらステ
ンレス製の収容籠でもよい。

【００７６】木炭４Ｂ₂として具体的に選定した備長炭
は日本古来の木炭で、広葉樹であるウバメガシの白炭を
意味する。白炭であるが故に、約１０００℃前後で炭化
させた木炭であり、高温炭化木炭として位置付けられて
いる。また、この形態例で使用する備長炭は、第２接触
循環部２１内の接触撹拌効率を考慮すると、直径４セン
チメートル〜６センチメートル、長さ５センチメートル
以上の備長炭を選定することが望ましい。この備長炭が
ある程度の大きさであれば、ばっ気時に槽から流失する
ことがないから、管理上は便利である。上記したように
備長炭は比重が１以上であるから、水中では沈降し、か
つ強力な曝気によってもほとんど破砕されることがな
い。したがって、備長炭は、排水の高度処理用充填材と
して他の木炭に比べて適している。

【００７７】上記第２接触循環部２１の最上部には、略
水平に延在している導管Ｄ１が取り付けられている。こ
の導管Ｄ１は次の脱窒槽２４に接続されている。

【００７８】脱窒槽２４は外気に対して略密閉されてい
る。脱窒槽２４は、塩化ビニリデン充填物部５７Ｂを有
している。この塩化ビニリデン充填物部５７Ｂは、左右
方向に配列されている複数の塩化ビニリデン充填物を有
している。この塩化ビニリデン充填物部は、上下に所定
の間隔を隔てて配置されている２つの板に接続されてい
る。また、この脱窒槽２４には、あらかじめ脱窒菌が導
入されている。また、この脱窒槽２４には、始めに述べ
た微粉末が所定の分量だけ充填されている。また、この
脱窒槽２４は、上記塩化ビニリデン充填物部５７Ｂより
も下の底付近に循環用ポンプ２５が配置されており、こ
のポンプ２５は、上記底付近から上記充填物部５７Ｂの
上に処理水を導入する。また、この脱窒槽２４は、処理
水を底から上に導くための遮蔽板(導壁)５３を有してい
る。この遮蔽板（導壁）５３は内壁側面に沿って上下に
延びている。そして、この遮蔽板５３からの処理水は、
略水平に延びている導管Ｄ２に導入されるようになって
いる。この導管Ｄ２は次の第３バイオリアクターＢ３に
接続されている。

【００７９】第３バイオリアクターＢ３は上段の第３反
応散水部２７および水耕栽培部５４と下段の第３浸漬部
(接触循環部)２８とを有している。また、第３バイオリ
アクターＢ３は、下段の第３浸漬部２８から上記水耕栽
培部５４を経由して第３反応散水部２７に達しているエ
アリフトポンプ２０Ｂを有している。また、第３反応散
水部２７と第３浸漬部２８との間の空間に有機物含有排
ガスを導入する排気ファン６Ｃを備えている。また、第
３反応散水部２７に隣接している水耕栽培部５４は散水
部２７から水平方向に最も離れていて、かつ、最も上の
位置に排気筒２６Ｃを備えている。

【００８０】上記上段の第３反応散水部２７は、プラス
チック製充填物５Ｃが積み重ねられている上部と、プラ
スチック製充填物５Ｃと木炭４Ｃとが交互に積み重ねら
れている下部とを有している。上記プラスチック製充填
物５Ｃと木炭４Ｃは格子板７Ｃの上に置かれている。こ
の第３反応散水部２７の上記上部と下部との間には水平
方向に横切っている散水管１８Ｂが配置されている。こ
の散水管１８Ｂには上記水耕栽培部５４がつながってい
る。この水耕栽培部５４は、上方に少し突き出している
出窓状の透明屋根６６と、この透明屋根６６に隣接した
排気筒２６Ｃと、水耕装置Ｐとを有している。この水耕
装置Ｐは、上下方向の略中央レベルまで処理水で満たさ
れるようになっており、この処理水で植物５５が栽培さ
れている。また、この水耕装置Ｐの上部は上記第３反応
散水部２７の最上部に連通しており、この散水部２７の
最上部から排ガスが導入されるようになっている。

【００８１】上記第３バイオリアクターＢ３の下段の第
３浸漬部２８は、網状ネット６３に囲まれた木炭４Ｃと
炭酸カルシウム鉱物１９Ｂとを有している。この木炭４
Ｃと炭酸カルシウム鉱物１９Ｂとは交互に積み重ねられ
ている。また、この第３浸漬部２８は傾斜した底面２８
Ａを有している。そして、この傾斜した底面２８Ａの下
端の上に循環用散気管６４Ｃが配置されている。この散
気管６４Ｃは循環用ブロワー２２に接続されており、ブ
ロワー２２からの空気を吐出して浸漬部２８内の処理水
を対流させる役割を有している。また、上記底面２８Ａ
に連なっている最低面の上には、略垂直に延在している
エアーリフトポンプ２０Ｂが配置されている。このエア
ーリフトポンプ２０Ｂは、この第３浸漬部２８の天井を
突き抜けてから斜めに延びて上記水耕栽培部５４の迷路
部５４ａに達している。この迷路部５４ａは、水耕装置
Ｐに隣接してつながっている。

【００８２】上記第３バイオリアクターＢ３に隣接して
沈澱槽２９が配置されている。この沈澱槽２９には、上
記第３バイオリアクターＢ３の第３浸漬部（接触循環
部）２８からの処理水が導入される。この沈澱槽２９
は、この沈澱槽２９の上澄み液が導入される小ピットと
この小ピットから上澄み液をくみ出す上澄み液ポンプ６
５を備えている。この上澄み液ポンプ６５がくみ出した
上澄み液は上記第１バイオリアクターＢ１の上段の第１
反応散水部３に返送されるようになっている。

【００８３】この沈澱槽２９は、かき寄せ機３０を備え
ている。そして、先細の底部に溜まった汚泥は、汚泥返
送ポンプ３１で抽出されてバルブ６２Ａを有する第１返
送管Ｔ１とバルブ６２Ｂを有する第２返送管Ｔ２とに導
入される。この第１返送管Ｔ１は、上記第３反応散水部
２７の天井につながっており、この天井から第３反応散
水部２７に処理水と一緒に汚泥をふりかける。また、こ
の第１返送管Ｔ１は枝分かれ管３２Ａを有し、この管３
２Ａはバルブ６２Ｃを経由して第１バイオリアクターＢ
１の上段の第１反応散水部３の天井につながっている。
そして、この管３２Ａは上記天井から第１反応散水部３
に処理水と一緒に汚泥をふりかける。一方、上記第２返
送管Ｔ２は、上記第２バイオリアクターＢ２と上記脱窒
槽２４とをつないでいる導管Ｄ１に接続されている。

【００８４】上記構成の第１例は、処理対象としての現
像液含有排水は、まず、貯留槽１に導入される。この貯
留槽１には、上記アルコール・膜濃縮液混合槽１４から
の混合液が導入される。そして、この貯留槽１に導入さ
れた排水および混合液は撹拌機３６で撹拌されて、貯留
槽ポンプ２に抽出されて第１バイオリアクターＢ１の第
１浸漬部Ｗ１の底部の排水導入管１３に導入される。

【００８５】排水導入管１３は、上部に均等に小穴を有
しており、この小穴から排水を吐出することによって、
第１浸漬部Ｗ１の底部から上方に向かって排水を均等に
吐出する。この第１浸漬部Ｗ１の上部５９の微生物濃度
はＭＬＳＳで約１５,０００ppm以上に管理することが望
ましい。一方、第１バイオリアクターＢ１の第１浸漬部
Ｗ１の下部６０の微生物濃度はＭＬＳＳで４０,０００p
pm以上が望ましい。このように、下部６０での微生物濃
度を格段に高くすることによって、下部６０において嫌
気菌を中心に自己造粒したグラニュール汚泥１２を形成
させる。このグラニュール汚泥１２によれば、有機物を
高濃度に含有している現像液含有排水を希釈することな
く効果的に処理することができる。

【００８６】上記したように、第１バイオリアクターＢ
１の浸漬部Ｗ１の下部６０の微生物濃度がＭＬＳＳで４
０,０００ppm以上になってはじめてグラニュール汚泥１
２の形成を実現できる。通常この自己造粒した嫌気菌中
心のグラニュール汚泥１２の形成には相当の時間が必要
である。しかし、下部６０には、上記貯留槽１から現像
液含有排水だけでなくアルコールと後述する膜濃縮液と
後述する生物膜汚泥と微粉末５８が導入されるから、よ
り短い時間でグラニュール汚泥１２を形成することがで
きる。

【００８７】上記微粉末５８は最初、脱窒槽２４に過剰
な量まで添加されている。そして次に、上記微粉末５８
は第３接触循環部２８を経由して、さらに沈殿槽２９で
沈殿し返送汚泥ポンプ３１に吸い込まれて、反応散水部
３の上部に散水されると共に第１バイオリアクターＢ１
の上段の第１反応散水部３と第１浸漬部Ｗ１の上部５９
に流入し、その後、オーバーフローによりアルコール・
膜濃縮液混合槽１４に流入し、貯留槽１に返送されて存
在することとなる。貯留槽１に流入した微粉末５８は、
攪拌機３６によってグラニュール汚泥の核となる少量の
生物膜汚泥と現像液含有排水とアルコールと膜濃縮液と
一緒に充分に混合されて攪拌される。そして、この混合
物は、上記したように貯留槽ポンプ２によって排水導入
管１３から第１浸漬部Ｗ１の下部６０に導入される。す
ると、上記したように、時間の経過にしたがって、アル
コール由来の嫌気菌を中心とした自己造粒したグラニュ
ール汚泥１２が形成される。グラニュール汚泥１２が充
分に形成された後は、グラニュール汚泥１２の核となる
生物膜汚泥と微粉末５８は必要なくなるので、返送汚泥
ポンプ３１から第１バイオリアクターＢ１への汚泥返送
は停止される。ただし、第１反応散水部３のために排ガ
ス用の洗浄水が必要であるから、上澄水ポンプ６５を稼
動させて、この上澄み液で木炭４Ａやプラスチック製充
填物５Ａを洗浄するようにしている。

【００８８】第１バイオリアクター部Ｂ１の第１浸漬部
Ｗ１の上部５９からの処理水は揚水ポンプ８のサクショ
ンサイドに設置してある膜フィルター９で濾過されて、
第２バイオリアクターＢ２の第２接触循環部２１に導入
される。

【００８９】また、分離壁１１は、第１浸漬部Ｗ１の上
部５９(好気性部分)と第１浸漬部Ｗ１の下部６０(嫌気
性部分）とを分割するものである。この分離壁１１の存
在により、上部５９の循環水流が下部６０に影響を与え
ないようにすることができる。すなわち、上部５９の循
環水流は微生物濃度が高い濁流であるから、この第１例
のような突起形状の分離壁１１であれば必要な機能を果
たすことができる。より具体的には、第１浸漬部Ｗ１の
寸法が幅１Ｍ(メートル)で奥行きが２Ｍでかつ高さが２
Ｍ程度である場合に、上記分離壁１１の槽内への突起寸
法を１０センチメートル程度にすれば必要な分離機能を
果たすことができる。すなわち、上記分離壁１１の突起
寸法は、第１浸漬部Ｗ１の大きさによって多少異なる
が、第１浸漬部Ｗ１の槽幅や奥行き寸法の５〜１０％程
度でよい。

【００９０】第１浸漬部Ｗ１の上部５９に配されている
溶存酸素計１６は、高濃度の微生物を有している上部５
９の溶存酸素を計測して、上部５９内が常に好気性を維
持できるように、膜フィルター洗浄用ブロワー２３の運
転内容を制御している。

【００９１】この第１浸漬部Ｗ１の上部５９には、栄養
剤タンク３４に貯留されたリン酸などのリンを含む栄養
剤が栄養剤ポンプ３５を経由して供給される。上記リン
酸などの栄養剤は第１浸漬部Ｗ１内の好気性微生物およ
び嫌気性微生物の正常なる繁殖と微生物の沈降性の維持
などに役立つ。全リンの添加量は流入全窒素量に対して
２０％程度が目安となる。この数値は微生物処理におけ
る経験的な数値である。

【００９２】また、第１浸漬部Ｗ１の上部５９の膜フィ
ルター９の下に配置された塩化ビニリデン充填物５７に
は、運転時間の経過にともなって各種の微生物を成分と
する各種の汚泥が付着して繁殖した状態になる。上記塩
化ビニリデン充填物５７は、材質が塩化ビニリデンであ
る。この塩化ビニリデン充填物５７の一部６１の構造を
図４に示す。図４(Ａ)と図４(Ｂ)に示すように、上記塩
化ビニリデン充填物５７は放射状輪状糸体である。つま
り、図４(Ａ)と(Ｂ)に示すように、塩化ビニリデン充填
物５７の中心部のひも状の糸体６１bは、太い糸で編み
上げたものである。そして、この糸体６１bから複数の
輪状の部分６１bが放射状に延びている。上記太い糸に
は複数の小さな穴が空いており、微生物が繁殖し易い構
造になっている。また、上記塩化ビニリデン充填物５７
は細い繊維で構成されているので表面積が大きく、微生
物が付着繁殖しやすい。また、一般の活性汚泥も上記塩
化ビニリデン充填物５７に相当に付着しやすい。そし
て、上記放射状輪状糸体である塩化ビニリデン充填物５
７に汚泥が付着すればするほど、上記ひも状の糸体６１
bには溶存酸素が行き渡らなくなって嫌気状態になる。
したがって、上記塩化ビニリデン充填物５７には有機物
および硝酸性窒素を処理する嫌気性の微生物が繁殖す
る。すなわち、上記放射状輪状糸体で構成されている塩
化ビニリデン充填物５７に汚泥が付着すればするほど、
塩化ビニリデン充填物５７において嫌気性微生物の濃度
が高まり嫌気処理を行うのに適した状態になる。

【００９３】上記汚泥剥離用散気管６８に接続されてい
る汚泥剥離用ブロワー６９の一日当たりの運転時間は２
０分とした。その内訳は、１回当たりの運転時間が１０
分で運転回数を２回とした。この汚泥剥離用散気管６８
から吐出される空気によって、塩化ビニリデン充填物５
７に付着して繁殖した微生物を含んだ微生物汚泥が周期
的に剥離される。つまり、一日に２回、汚泥剥離用散気
管６８で塩化ビニリデン充填物５７Ａを曝気することに
よって、塩化ビニリデン充填物５７Ａの表面に高濃度に
付着した好気性微生物と塩化ビニリデン充填物５７Ａの
内部に繁殖した嫌気性微生物の塊を塩化ビニリデン充填
物５７Ａから剥離させる。また、上記曝気によって、塩
化ビニリデン充填物５７Ａの内部の嫌気性微生物の塊を
剥離して粉砕し、微細な嫌気性微生物を塩化ビニリデン
充填物５７Ａの内部から引き出して、この引き出した微
細な嫌気性微生物をより有効に脱窒処理に役立たせるよ
うにしている。

【００９４】上記塩化ビニリデン充填物５７Ａに付着し
た微生物の塊を曝気によって剥離して粉砕したときに、
第１浸漬部Ｗ１の上部５９の微生物濃度は急激に高ま
る。同時に、上記濃度的に高まった微生物は好気性の微
生物のみならず嫌気性の微生物も存在している。したが
って、上部５９の流動部分が含んでいる好気性微生物と
嫌気性微生物が構成するあらゆる種類の微生物の混合体
によって有機物の処理のみならず硝酸性窒素の処理(脱
窒)も行うことができる。

【００９５】この第１浸漬部Ｗ１において、被処理水
は、上部５９からアルコール・膜濃縮液混合槽１４に導
入され、続いて混合槽１４から貯留槽１に導入され、続
いて第１浸漬部の下部６０へ導入されて繰り返し循環さ
れる。したがって、被処理水中の硝酸性窒素が１回の循
環で完全に脱窒できなかった場合でも、繰り返しの循環
によって硝酸性窒素は循環されながら脱窒される。

【００９６】循環用散気管６４は、第１浸漬部Ｗ１の好
気性上部５９に対する循環用散気管である。この循環用
散気管６４は膜洗浄用ブロワー２３から供給される空気
を吐出する。上記したように膜洗浄用ブロワー２３は、
上記好気性上部５９に配置された溶存酸素計１６が出力
する信号によって制御されている。

【００９７】一方、上記排気ファン６４Ａからは有機物
含有排ガスが導入され、この排ガスは第１反応散水部３
に下から侵入する。また、上記第１浸漬部Ｗ１自体から
発生する悪臭ガスも第１反応散水部３に下から侵入す
る。

【００９８】このように、排ガス処理の観点から考察す
ると、処理すべきガスとして上記有機物含有排ガスと第
１浸漬部Ｗ１自身から発生する悪臭ガスとの２種類があ
る。この第１例では、第１浸漬部Ｗ１の上部５９での微
生物濃度をＭＬＳＳで約１５,０００ppm以上にする高濃
度条件で運転するから、この上部５９からは、ある程度
の悪臭ガスが発生する。しかし、この悪臭ガスの発生量
は従来の嫌気槽からの悪臭ガス発生量に比べて少なく、
かつ、第１浸漬部Ｗ１の上部５９が常に好気状態である
から、従来の嫌気槽からの悪臭ほど高濃度ではない。こ
の第１浸漬部Ｗ１は嫌気性の微生物を利用しているが、
上部５９を常にばっ気状態にしているから、従来に比較
して悪臭の問題はかなり少ない。

【００９９】上記２種類の被処理ガスすなわち生産装置
に由来する有機物含有排ガスと第１浸漬部Ｗ１の上部５
９からの悪臭ガスとが第１反応散水部３に導入されるの
である。上記生産装置に由来する有機物含有排ガスは生
産処理に由来するＩＰＡ等の有機溶剤を含んでいる。

【０１００】この第１例では、３台の排気ファン６Ａ,
６Ｂ,６Ｃを有し、第１バイオリアクターＢ１の第１反
応散水部３と第２バイオリアクターＢ２の第２反応散水
部１７と第３バイオリアクターＢ３の第３反応散水部２
７の３箇所において、排ガスの並列処理を行っている。
これにより、有機物含有排ガスの処理能力を向上させて
いる。

【０１０１】上記第１反応散水部３と第２反応散水部１
７と第３反応散水部２７のそれぞれの最上部からは、返
送汚泥ポンプ３１から生物膜汚泥と微粉末５８を含んだ
返送汚泥が散布される。上記生物膜汚泥は第３バイオリ
アクターＢ３の第３接触循環部２８から剥離した生物膜
汚泥である。この返送汚泥ポンプ３１からの生物膜を含
む返送汚泥は、第１反応散水部３と第２反応散水部１７
と第３反応散水部２７とがそれぞれ有している木炭４と
プラスチック製充填物５に散布される。したがって、こ
れらの充填物(木炭４とプラスチック製充填物５)には、
より確実に生物膜が形成され、これら生物膜によっても
上記排ガスが生物学的に処理される。従って、上記排ガ
スは上記返送汚泥によって合理的に処理されることとな
る。

【０１０２】また、第１反応散水部３に充填されている
木炭４Ａは活性炭ほどではないが、吸着能力があり、上
記有機物含有排ガス中の有機物を吸着する。そして吸着
後は木炭４Ａ内部に繁殖した微生物によって、有機物が
生物学的に処理される。選定すべき木炭としては吸着能
力のある黒炭がよいが絶対的条件ではない。

【０１０３】前記したように一般に従来例の有機物含有
排ガス処理装置としては図６に示した活性炭吸着塔１５
１を多数(６個)備えている。この従来例は有機物を活性
炭吸着塔１５１で吸着した後に、吸着した有機物をスチ
ームで活性炭から離脱させて処理する必要がある。この
吸着と離脱の繰り返しが必要であるから、排ガスを連続
処理するために、活性炭吸着塔１５１を１ユニット当た
り２塔設置することが必要条件であった。これに対し
て、本発明の第１例の第１反応散水部３における排ガス
処理は、有機物を吸着した後に、木炭４Ａとプラスチッ
ク製充填物５Ａとに繁殖した微生物によって有機物を微
生物学的に処理することができる。したがって、この第
１例によれば、従来例に比べて、高効率な排ガス処理を
実行することができる。

【０１０４】上記第１バイオリアクターＢ１で処理され
た被処理水は、次に、揚水ポンプ８を経由して、第２バ
イオリアクターＢ２の第２接触循環部２１に導入され
る。この第２接触循環部２１では、充填物である木炭４
Ｂ₂と炭酸カルシウム鉱物１９Ａが交互に積み重ねられ
ている。この充填物から剥離して沈降した生物膜汚泥
は、傾斜した底面２１Ａに沿って下降して、エアーリフ
トポンプ２０Ａの吸入口の直下に至る。この接触循環部
２１には循環水流が存在しているから、上記底面２１Ａ
の傾斜角度は１０°程度であればよい。第３接触循環部
２８の底面２８Ａの傾斜角度も、この底面２１Ａの傾斜
角度１０°と同程度でよい。なお、エアーリフトポンプ
２０Ａへの空気はブロワー３３から供給されている。

【０１０５】木炭４Ｂ₂の代表例としての備長炭も炭酸
カルシウム鉱物１９Ａの代表例としてのカキ殻や寒水石
も天然のものであるから、塩ビ製やプラスチック製など
の人工品の充填物に比べて微生物の付着繁殖状態は良
い。第２接触循環部２１に充填する木炭４Ｂ₂の代表例
として備長炭を選定した理由は、備長炭の比重が１以上
であって水中で埋没するからである。

【０１０６】この第２接触循環部２１内の循環用散気管
６４Ｂと第３接触循環部２８内の循環用散気管６４Ｃと
から吐出させる空気量は、６０〜８０Ｍ³(立方メートル)‐
空気／槽１Ｍ³(立方メートル)／日に設定すればよい。する
と、第２接触循環部２１の充填物である木炭４Ｂ₂や炭
酸カルシウム鉱物１９Ａの表面に形成された生物膜汚泥
は、循環用散気管６４から吐出する空気によって剥離し
て生物膜汚泥となる。また、ブロワー２２が吐出する空
気量を通常運転時より増加させるように循環用ブロワー
２２をインバーター制御すれば、より効果的に上記充填
物から生物膜を剥離させることができる。

【０１０７】つぎに、第２接触循環部２１の底部にある
生物膜汚泥を含む循環水はエアーリフトポンプ２０によ
って汲み上げられて散水管１８Ａから上段の第２反応散
水部１７に散水される。すると、上記剥離した生物膜由
来の生物膜汚泥が散水管１８Ａから散布されて、一部の
生物膜汚泥は第２反応散水部１７に充填されている木炭
４Ｂ₁やプラスチック製充填物５Ｂに付着し、かつ繁殖
する。そして、この繁殖した生物膜汚泥が、排気ファン
６Ｂから導入された有機物含有排ガスを微生物処理す
る。排ガスが充填物４Ｂ₁,５Ｂの表面に繁殖形成された
生物膜と接触して生物学的に処理され、同時に充填物で
ある木炭４Ｂ₁に吸着されて処理される。また、この散
水によって、生物膜汚泥の一部は充分酸素を供給されな
がら下降して第２接触循環部２１に戻り、被処理水の処
理に役立てられることとなる。この第２接触循環部２１
内では、循環用散気管６４Ｂから吐出する空気によって
上昇水流が生じており、この上昇水流によって槽内が常
時適度に撹拌されている。現像液含有排水はレジストを
含有しているので、色度が４,０００度前後ある。この
第２接触循環部２１において、第１ステップとして排水
中の着色成分は木炭４Ｂ₂に吸着される。この木炭４Ｂ₂
には各種の微生物が繁殖している。この木炭４Ｂ₂は上
記着色成分を吸着してから、この着色成分を生物学的に
処理する。この木炭４Ｂ₂は第１に物理的な吸着処理を
実行し第２に微生物処理を行うから、生物活性木炭と呼
ぶこともできる。一方、炭酸カルシウム鉱物１９Ａは、
被処理水の窒素化合物を生物学的に酸化して亜硝酸性窒
素や硝酸性窒素を生成させる。その結果、炭酸カルシウ
ム鉱物１９Ａは被処理水の液性が酸性サイドに傾くこと
を防ぐ中和の機能を果たす。

【０１０８】次に、被処理水は、この第２接触循環部２
１から導管Ｄ１に流入する。そして、この導管Ｄ１から
脱窒槽２４に自然流下方式で導入される。この脱窒槽２
４では、被処理水は主として硝酸性窒素が還元されて窒
素ガスとなり脱窒される。

【０１０９】脱窒槽２４は塩化ビニリデン充填物５７Ｂ
を内蔵している。この塩化ビニリデン充填物５７Ｂは、
脱窒槽２４の槽内全体にできるだけ均等に配置されてい
る。その結果、脱窒菌を脱窒槽２４内に高濃度に維持す
ることができる。また、この塩化ビニリデン充填物５７
Ｂの充填の後に、脱窒槽２４に槽容量の５％程度の微粉
末５８を投入して、この微粉末５８がすべての塩化ビニ
リデン充填物５７Ｂに付着するようにする。微粉末５８
は表面積が大きいから、脱窒菌は微粉末５８に安定的に
固定される。また、微粉末５８は塩化ビニリデン充填物
５７Ｂに付着しやすいから、結果的に脱窒菌は脱窒槽２
４内の全体に高濃度の状態で維持される。なお、脱窒槽
２４が塩化ビニリデン充填物５７Ｂだけを備えていて、
微粉末５８を備えていない場合も、塩化ビニリデン充填
物５７Ｂに脱窒菌をある程度固定化できる。

【０１１０】塩化ビニリデン充填物５７Ｂそのものは、
上記したように材質が塩化ビニリデン製で形状としては
放射状輪状糸体である。また、塩化ビニリデン充填物５
７Ｂは細い繊維で構成されているので、表面積が大きく
通常の活性汚泥の様な微生物汚泥は付着し易くて繁殖し
やすい。ところが、脱窒菌は微細で、微生物層が薄い状
態であるから、通常の活性汚泥の様などろどろした汚泥
としては存在し難い。従って、脱窒菌を微粉末５８と一
緒に塩化ビニリデン充填物５７Ｂに導入して、脱窒菌を
塩化ビニリデン充填物５７に安定的に固定化できるよう
にしている。つまり、微粉末５８は脱窒菌の固定化担体
としての役目がある。また、塩化ビニリデン充填物５７
Ｂに微粉末５８が付着すればするほど、上記ひも状の糸
体の内部へは溶存酸素が行き渡らなくなり、全くの嫌気
状態になる。すると、この糸体の内部には硝酸性窒素を
処理する脱窒菌がより効果的に繁殖する。したがって、
放射状輪状糸体に微粉末５８が付着すればするほど、脱
窒菌の微生物濃度が高まることとなる。

【０１１１】この脱窒槽２４に設置されている循環用ポ
ンプ２５は、槽内の被処理水を循環させる。なお、循環
用ポンプ２５に替えて、通常の撹拌機や水中撹拌機を採
用しても良い。要は、槽内の被処理水を微粉末５８に固
定化されている脱窒菌に充分に接触させることができれ
ば良い。脱窒槽２４は、流入配管と流出配管(導管Ｄ１)
の部分を除いて、構造的には密閉槽である。その理由
は、脱窒槽２４がオープン槽だと空気中の酸素が槽内に
溶け込んで、本来無酸素状態で進行すべき還元作用が進
行しないからである。また、脱窒槽２４には水素供与体
としてのアルコールが添加される(図示せず)。このアル
コールとしてはメタノールが一般的であるが、半導体工
場や液晶工場から発生する廃棄物としてのＩＰＡを使用
しても何ら問題はない。本例においては、廃棄物として
の廃ＩＰＡを使用した。添加量の目安は脱窒槽２４に流
入する被処理水中の全窒素量の約３倍を基準とすればよ
いが絶対条件ではない。したがって、廃ＩＰＡの品質も
含めて実験によって最適添加量を決定すればよい。脱窒
槽２４で脱窒された被処理水は、脱窒槽２４で水素供与
体としてのアルコールを添加されてＣＯＤ値が上昇して
いる。

【０１１２】次に、この脱窒槽２４から導管Ｄ２を経由
して第３バイオリアクターＢ３の第３接触循環部２８に
処理水を導入する。この第３バイオリアクターＢ３で
は、上記脱窒槽２４でのアルコールの添加によって上昇
したＣＯＤを効果的に減じ、かつ、着色成分をさらによ
り確実に処理することが目標である。つまり、第３接触
循環部２８と第３反応散水部２７とで、脱窒槽２４で添
加した余剰のアルコールの処理(すなわちＣＯＤの処理)
を実行し、着色成分の吸着と吸着後の着色成分の微生物
による処理を実行するのである。

【０１１３】第３接触循環部２８の上の第３反応散水部
２７には、第３接触循環部２８からの循環水がエアーリ
フトポンプ２０Ｂによって散水管１８Ｂを介して散水さ
れる。第３反応散水部２８には木炭４Ｃとプラスチック
製充填物５Ｃとが充填されている。木炭４Ｃとプラスチ
ック製充填物５Ｃには時間の経過とともに被処理水が循
環して生物膜が形成される。そして、この生物膜が、排
水および排ガスの処理に効果を発揮する。

【０１１４】第２,第３接触循環部２１,２８の各槽にお
ける炭酸カルシウム充填物１９Ａ,１９Ｂとしてはカキ
殻を選定したが、サンゴや寒水石や大理石でもよい。も
っとも、カキ殻が最も経済的である。カキ殻は約１年程
度陸上で放置されて臭気の全くないものを選定するべき
である。カキ殻の表面は微生物が繁殖して生物膜を形成
しやすいから、循環用散気管６４Ｃによって被処理水が
接触循環部２８を循環しているときに、このカキ殻表面
の生物膜によって被処理水が生物学的に濾過される。し
たがって、この形態例によれば、従来必要であった図５
の急速濾過塔１０９が不必要になる。したがって、槽数
を削減できる。

【０１１５】また、排気ファン６Ｃによって第３反応散
水部２７の下から排ガスを導入して、この排ガスを、第
３反応散水部２７が含んでいる生物膜によって生物学的
に処理し、かつ、木炭４Ｃによって吸着して物理学的に
処理する。

【０１１６】加えて、第３接触循環部２８からの被処理
水は、エアーリフトポンプ２０Ｂで汲み上げられて、上
記第３反応散水部２７に導入される前に、この散水部２
７に隣接した水耕栽培部５４に導入されている。水耕栽
培部５４においては、水耕栽培が可能で年間を通じて枯
れることのない常緑植物等の植物５５が栽培されてい
る。鑑賞的価値のあるベコニアはその代表である。ベコ
ニアの根５５Ｂは、木炭と炭酸カルシウム鉱物から溶出
する微量のミネラルと硝酸性の窒素等の窒素化合物を利
用して成長する。従って、この水耕栽培部５４に導入さ
れた被処理水は、含有する窒素化合物が植物５５によっ
て高度に処理されることとなる。一方、上記第３反応散
水部２７からの排ガス処理された処理ガスが水耕栽培部
５４の上の温室部５６に導入される。この処理ガスは熱
を保有しているから、温室部５６内を保温して、ベコニ
ア等の植物が成長しやすい温度１７℃から２７℃を維持
することになる。よって、植物５５は年間を通じて成長
することができる。したがって、仮に反応散水部２７か
らの処理ガス濃度に異変が発生し続けた場合、その緑色
の葉５５Ａが変色する。したがって、この植物５５によ
って、処理ガスのモニタリングが可能となる。なお、選
定すべき植物５５としてはベコニア以外の野菜や樹木で
もよい。要は、水耕栽培が可能で葉が処理ガスのモニタ
リングが可能ならば、どんな種類の植物でも利用可能で
ある。

【０１１７】また、第３接触循環部２８の底部に設置さ
れている循環用散気管６４Ｃは、循環用散気管６４から
吐出する空気量を強弱に制御して前記充填物４Ｃと１９
Ｂから生物膜を剥離させる。上記空気量は具体的には、
循環用ブロワー２２をインバータ制御することによって
可能となる。そして、剥離した生物膜は、エアーリフト
ポンプ２０に向かって下り勾配の底面２８Ａに沿って下
降して、エアーリフトポンプ２０によって第３反応散水
部に容易に導入される。この底面２８Ａの傾斜角度は第
２接触循環部２１と同じ１０°でよい。

【０１１８】次に、この第３バイオリアクターＢ３の第
３接触循環部２８と第３反応散水部２７とによって立体
的に処理された被処理水は、沈澱槽２９に導入される。
この沈澱槽２９では、被処理水が含んでいる生物膜汚泥
や微粉末５８などの固形物が沈澱し、被処理水は固液分
離される。

【０１１９】この沈澱槽２９の内部に設けられたかき寄
せ機３０は、上記沈殿物をかき寄せて、最低部に導き、
上記沈殿物はこの最低部から返送汚泥ポンプ３１に吸い
込まれる。そして、この返送汚泥ポンプ３１に抽出され
た上記沈殿物(沈澱槽２９で沈降した微生物汚泥と微粉
末５８)は、導管Ｔ１を通して上記第３反応散水部２７
の天井から散水部２７の内部に散布される。また、上記
沈殿物は、この導管Ｔ１から枝分かれしている導管３２
Ａを通って上記第１,第２反応散水部３,１７の天井から
散水部３,１７の内部に散布される。また、上記沈殿物
は、導管Ｔ２を通して導管Ｄ１に導入されて脱窒槽２４
に導かれる。

【０１２０】こうして、返送汚泥ポンプ３１によって吸
い込まれた返送汚泥と微粉末５８は、第１反応散水部３
や第２反応散水部１７や第３反応散水部２７や脱窒槽２
４に返送されて、排ガス処理と脱窒処理に役立つ。さら
には、上記返送物は、各反応散水部３,１７,２７におい
て酸素が供給されてから、浸漬部１,各接触循環部２１,
２８に戻り排水処理に役立てられる。

【０１２１】こうして、当初の現像液含有排水は、貯留
槽１から沈澱槽２９まで到達する間に、大きく分けて４
段階の処理(第１バイオリアクターＢ１による処理と第
２バイオリアクターＢ２による処理と脱窒槽２４による
処理と第３バイオリアクターＢ３による処理)を経てい
る。したがって、最後の沈澱槽２９に沈澱する生物膜汚
泥は格段に少量となっている。したがって、脱窒槽２４
で投入した微粉末５８を有効的に活用する必要がある。

【０１２２】上記沈殿物は少量の生物膜汚泥と大部分の
微粉末５８を含んでいて、返送汚泥ポンプ３１によっ
て、第１反応散水部３と第２反応散水部１７と第３反応
散水部２７と脱窒槽２４とにそれぞれ導入される。上記
第１反応散水部３への沈殿物導入量，第２反応散水部１
７への沈殿物の導入量,第３反応散水部２７へ沈殿物の
導入量は、各散水部での有機物含有排ガス量と排ガスの
濃度によって決定すれば良い。

【０１２３】排水中で生物学的に処理された生物膜汚泥
と微粉末５８は排ガス中の有機物に対しては、生物反応
のみならず物理的な有機物の吸着作用も示す。その後、
上記生物膜汚泥と微粉末５８は、第２,第３接触循環部
に落下して、排水中の微生物により循環処理される。一
方、第１反応散水部３に導入された生物膜汚泥と微粉末
５８は、排ガス中の有機物を反応吸着処理して、散水に
より落下して第１浸漬部Ｗ１に至り、好気的微生物によ
り吸着した有機物は上部５９で処理される。そして、第
１浸漬部Ｗ１の上部５９内の膜フィルター９によって濾
過された生物膜汚泥と微粉末５８は、膜濃縮液側に濾別
されて、オーバーフローによってアルコール・膜濃縮液
混合槽１４に導入される。そして、上記生物膜汚泥と微
粉末５８繁殖付着していた好気性の微生物は、アルコー
ルの殺菌性により殺菌されて死滅する。したがって、後
の嫌気性の微生物の生成の立ち上がりを早めることがで
きる。アルコールの中で比較的殺菌性の強いものとして
はメタノールとエタノールがある。その後、上記生物膜
汚泥と微粉末５８は貯留槽１に導入され、さらに第１バ
イオリアクターＢ１の浸漬部Ｗ１の下部６０に流入し
て、嫌気菌中心のグラニュール汚泥１２の核としての機
能を果たすこととなる。

【０１２４】なお、上記微粉末５８の寸法としては１mm
以下であれば良い。微粉末５８が大きすぎると沈降し易
くなり、脱窒槽２４の塩化ビニリデン充填物５７Ｂへの
付着が困難になる。

【０１２５】一方、脱窒槽２４への生物膜汚泥と微粉炭
５８の導入量は少なく設定されており、常時必要なわけ
ではない。このため、脱窒槽２４への返送導入管３２Ｂ
を、各反応散水部への排ガス処理用返送導入管３２Ａと
別個に配設している。

【０１２６】したがって、脱窒槽２４の塩化ビニリデン
充填物５７Ｂに固定化されている微粉末５８量が減少し
た時にバルブ６２Ｂを開けて導管Ｔ２,３２Ｂから返送
すればよい。この時に、少量の生物膜汚泥も脱窒槽２４
に同時に返送されるが、結果的に脱窒菌は生物膜汚泥に
も固定化され、脱窒膜が固定化された生物膜汚泥は塩化
ビニリデン充填物５７Ｂに付着する。したがって、正確
には脱窒槽２４において脱窒菌は少量の生物膜汚泥と大
部分の微粉末５８に固定化されていることになる。

【０１２７】〔第２例〕次に、図２にこの発明の排水処
理装置の実施の形態の第２例を示す。この第２例は、図
１に示した第１例の第１バイオリアクターＢ１の浸漬部
Ｗ１に替えて図２に示す浸漬部Ｗ１Ｚを備えている点だ
けが第１例と異なっている。従って、この第２例は、第
１例と異なる点だけを重点的に説明する。

【０１２８】この第２例の浸漬部Ｗ１Ｚの上部５９Ｚ
は、第１例の浸漬部Ｗ１に比べて狭く、塩化ビニリデン
充填物５７Ａを有していない。その代わり、この第２例
の浸漬部Ｗ１Ｚは第１例の下部６０よりも広い下部６０
Ｇを備え、この下部６０Ｇは下部６０よりも多くのグラ
ニュール汚泥１２Ｚを有している。したがって、この第
２例によれば、上記多くのグラニュール汚泥１２Ｚを用
いて、第１例に比べて、排水中の有機物をより確実に嫌
気的に消化することができる。

【０１２９】この図２の第２例によれば、第１バイオリ
アクターＢ１に塩化ビニリデン充填物が充填されていな
い分だけ、大量のグラニュール汚泥を利用することがで
きるから、現像液含有排水の全窒素濃度が６００ppm以
上の場合でも、最終処理水での全窒素濃度を２０ppm以
下にできる。また、現像液含有排水の色度が４,０００
度以上ある場合においても最終処理水で５度以下にでき
る。しかしながら、第１バイオリアクター部Ｂ１内の上
部(好気部)５９Ｚの容積が図１の第１例と比較して少な
くて、この上部５９Ｚに塩化ビニリデン充填物が充填さ
れていない点で、第１例と異なる。つまり、第２例は、
第１例に比べて、第１バイオリアクターでの嫌気処理に
よる有機物の消化処理にウエイトが置かれており、一
方、第１例は第２例に比べて、第１バイオリアクターで
の好気処理によって窒素化合物を好気的に酸化して硝酸
性窒素にする処理にウエイトが置かれている。

【０１３０】〔第３例〕次に、図３にこの発明の排水処
理装置の第３例を示す。この第３例は、図２に示した第
２例から、脱窒槽２４と第３バイオリアクターＢ３と第
１バイオリアクターＢ１の第１反応散水部３と第２バイ
オリアクターＢ２の第２反応散水部１７とが取り去られ
たものである。従って、この第３例は、第２例と異な
り、排ガス処理機能を持っていない。また、この第３例
は、脱窒槽２４と第３バイオリアクターＢ３を有してい
ないから、窒素化合物の高度処理の点で上記第２例に比
べて劣る。しかし、この第３例においても、高濃度有機
排水である現像液含有排水が第１浸漬部Ｗ１Ｚの下部６
０Ｇに流入し、下部(嫌気部)６０Ｇにおいて嫌気菌中心
のグラニュール汚泥１２Ｚに繁殖している高濃度嫌気性
の微生物によって、主として有機物が嫌気性の状態で効
果的に消化処理される。つぎに被処理水は上昇して第１
浸漬部Ｗ１Ｚの上部５９Ｚに繁殖する好気性の微生物に
よって現像液含有排水中の有機物が生物学的に処理され
る。また、上記上部５９Ｚでは、好気性の微生物のみな
らず嫌気性の微生物によっても有機物を処理できる。特
に窒素化合物（ＴＭＡＨ，アンモニア性窒素，亜硝酸性
窒素等)を酸化処理できる。そして、それら窒素化合物
のうち酸化処理後に発生する硝酸性窒素が第１浸漬部Ｗ
１Ｚとメタノール・膜濃縮液混合槽１４と貯留槽１とが
構成する系内を循環するうちに、被処理水を目的の水質
まで完全に脱窒することができる。そして、第１浸漬部
Ｗ１Ｚによって有機物が処理された被処理水は第２接触
循環部２１において、まず木炭４Ｂ₂の有機物吸着能力
によって、有機物が吸着される。そして吸着された有機
物は木炭４Ｂ₂に繁殖した微生物によって生物学的に処
理される。具体的には木炭４Ｂ₂の表面、また木炭内部
には、多種の微生物が繁殖することによって、生物膜層
が形成されるので、微量のＴＭＡＨ、ＢＯＤ、ＳＳ、難
分解性の界面活性剤及び着色成分(測定項目としては色
度)が処理される。一方、生物毒性のある微量のアンモ
ニア性窒素、亜硝酸性窒素は、更に酸化処理されて無害
な硝酸性窒素まで処理が進むこととなる。また、第２接
触循環部２１が木炭４Ｂ₂を有しているから、木炭４Ｂ₂
の着色成分吸着能力を巧に活用して、現像液含有排水の
ように色度が原水で４５００度以下の着色成分を含む排
水の着色成分を経済的に処理できる。このように、この
第３例によれば、高濃度で有機アルカリである現像液含
有排水を、無希釈かつ無薬品かつ無余剰汚泥という経済
的に優れた条件で処理することができるコンパクトな排
水処理装置を提供できる。

【０１３１】また、この第３例は、第１浸漬部Ｗ１Ｚの
上部５９Ｚの膜濃縮液に含まれる好気性の微生物をアル
コール・膜濃縮液混合槽１４においてアルコールの殺菌
性で死滅させ、後の嫌気性の微生物の立ち上がりを早め
る効果を有している。また、水素供与体としてのアルコ
ールと分子量３００００以上の溶解性有機物とコロイド
性有機物と核になり得る生物膜汚泥と微粉末を混合して
貯留槽１に導入するので、この貯留槽１で混合撹拌後の
現像液含有排水は性状が以前とは化学的にも物理的にも
異なる排水に変化している。したがって、第１浸漬部Ｗ
１Ｚの下部６０Ｚにて、嫌気菌中心のグラニュール汚泥
が形成し易くなる効果がある。

【０１３２】また、この第３例は、第１浸漬部Ｗ１Ｚの
下部６０Ｇが嫌気菌中心のグラニュール汚泥１２Ｚを有
する嫌気部になるので、高濃度現像液含有排水を無希釈
かつ無薬品かつ無余剰汚泥にて脱窒まで処理を進めるこ
とができる。また、上部５９Ｚに膜フィルター９が設置
してあるから、水質を安定的に確保できると同時にコン
パクトな処理装置を提供できる。

【０１３３】〔実験例〕次に、図１に示した上記第１例
によって処理した処理水の水質及び処理ガスの濃度と、
図５に示した従来例によって処理した処理水の水質との
比較実験例を説明する。

【０１３４】この実験では、上記第１例の第１浸漬部Ｗ
１の容量を１．３m³とした。また、第２接触循環部２１
の容量を０．６m³とした。また、脱窒槽２４の容量を
０．４m³とした。また、第３接触循環部２８の容量を
０．３m³とした。また、沈澱槽２９の容量を０．１m³と
した。また、第１反応散水部３の容量を０．６m³とし
た。また、第２反応散水部１７の容量を０．３m³とし
た。また、第３反応散水部２７の容量を０．１５m³とし
た。また、水耕栽培部５４を０．５m³とした。また、水
耕栽培部５４の上部の透明屋根６６は太陽光を透過させ
るためにアクリル製の透明板で構成した。

【０１３５】一方、上記図５の従来例を小規模実験装置
で構築し、この実験装置によって排水処理フローにおけ
る処理水質を水質データで確認した。そして、上記本発
明の実施形態例の実験設備による処理水のデータと、上
記従来例による処理水のデータとを比較した。上記実施
形態例による実験は、約３ケ月間の試運転を行い、その
後にデータを収集した。前記したように、第１バイオリ
アクターＢ１の浸漬部Ｗ１に現像液含有排水を導入し
て、約３ケ月試運転を実施すると処理水の水質が安定し
た。尚、第２接触循環部２１と第３接触循環部２８とに
充填するべき備長炭としては１０００度Ｃ前後で炭化し
たものを用いた。また、炭酸カルシウム鉱物としてのカ
キ殻としては陸上で１年間放置され殆ど臭気のない三重
県の鳥羽産のカキ殻を採用した。試運転当初から生活系
の余剰汚泥を投入すると、しだいに第１バイオリアクタ
ーＢ１の浸漬部Ｗ１内にグラニュール汚泥が形成し始め
た。また、第２接触循環部２１の備長炭とカキ殻には初
めは何ら変化がなかったが、１ケ月以上経過すると、そ
の表面に生物膜らしきものがわずかに形成された。この
生物膜は、回転円板方式や浸漬ろ床方式の接触材などの
一般の排水処理に出現する生物膜ほど厚くないが、木炭
やカキ殻をベースとした独特の薄い生物膜である。

【０１３６】そして、試運転終了後、貯留槽１に流入す
る現像液含有排水の水質と、処理後の水質(すなわち沈
澱槽２９出口の水質)とを３日間に渡って測定して、そ
の測定データをまとめた結果を下記に示す。また、有機
物含有排ガスについても実験結果を測定したところ、下
記の通りであった。尚、入口と出口での有機物含有排ガ
スの濃度を測定する時は、排水処理用の全てのブロワー
の空気による影響がない状態とした。 《図１の第１例へ導入された現像液含有排水の水質》 ＰＨ １２．３以下 ※１ ＢＯＤ ２５００ppm以下 ＣＯＤ ２６００ppm以下 ＴＯＣ ※２ ４０００ppm以下 ＴＭＡＨ ７８００ppm以下 ＳＳ ３５ppm以下 全窒素 ８００ppm以下 陽イオン界面活性剤 ３３ppm以下 陰イオン界面活性剤 ６ppm以下 色度 ４５００度 以下 ※１ (通常、水処理業界では最大値を表示して「以下」
を付することが一般的である。) ※２ ＴＯＣとは、トータル・オーガニック・カーボン
(Ｔotal Ｏrganic Ｃarbon)のことである。 《図１の第１例の沈澱槽２９の出口での水質》 ＰＨ ６．４〜８．６ ＢＯＤ ５ppm以下 ＣＯＤ ５ppm以下 ＴＯＣ ５ppm以下 ＴＭＡＨ １ppm以下 ＳＳ １０ppm以下 全窒素 ２０ppm以下 陽イオン界面活性剤 ０．４ppm以下 陰イオン界面活性剤 ０．２ppm以下 色度 ５度 以下 《図５の従来例の活性炭吸着塔１０９の出口での水質》 ＰＨ ７.２〜８.６ ＢＯＤ ５ppm以下 ＣＯＤ ５ppm以下 ＴＯＣ ５ppm以下 ＴＭＡＨ １ppm以下 ＳＳ ５ppm以下 全窒素 ２０ppm以下 陽イオン界面活性剤 ０．４ppm以下 陰イオン界面活性剤 ０．２ppm以下 色度 ５度 以下 上記実験結果から分かるように、本発明の第１例による
上記排水処理装置の沈澱槽２９出口での水質は、ＴＭＡ
Ｈが９９％以上除去された。また、ＢＯＤが９９％以上
低下した。また、全窒素が９５％以上除去された。ま
た、界面活性剤が９５％以上除去された。また、色度が
９９％以上低下した。つまり、図５における従来の処理
装置と同等の処理水質を確保できた。

【０１３７】また、排ガスについて測定したところ、下
記の通りであった。

【０１３８】《図１における第１,第２および第３反応
散水部の入口での排ガス濃度》 イソプロピルアルコールの濃度(排ガス) ３ppm以下 《図１における第１、第２及び第３反応散水部の出口で
の排ガス濃度》 イソプロピルアルコールの濃度(排ガス) １ppm以下 上記結果から分かるように、上記第１,第２および第３
反応散水部の出口での排ガス濃度は、入口での濃度に比
べて、６０％以上低下させられている。

【０１３９】上記の実験例から判明するように、上記形
態例の実験例によれば、窒素と着色成分と界面活性剤と
を含んだ現像液含有排水を確実に処理できている。ま
た、ＩＰＡ等の有機溶剤を含有する排ガスについても確
実に処理できている。したがって、本発明の上記形態例
によれば、従来の方法よりも設備的にシンプルかつ経済
的に排ガスと排水とを同時に処理することができる。

【０１４０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１の発明の排水処理装置は、撹拌手段を有し、被処理水
が導入される貯留槽と、膜フィルターを含んでいる好気
性の上部と嫌気性の下部とを有し、この上部と下部とが
第１接触循環部を構成していて、上記貯留槽からの被処
理水が導入されるようになっている第１バイオリアクタ
ーと、アルコールが導入されるようになっており、か
つ、上記バイオリアクターの上部の膜フィルターによっ
て作られた膜濃縮液が上記上部から導入されるようにな
っており、このアルコールと膜濃縮液を混合して上記貯
留槽に導入する混合槽と、上記バイオリアクターの上部
の膜フィルターによって濾過された被処理水が導入され
るようになっており、木炭と炭酸カルシウム鉱物とを有
し、この木炭と炭酸カルシウム鉱物とが第２接触循環部
を構成している第２バイオリアクターとを備えている。

【０１４１】したがって、請求項１の発明によれば、高
濃度有機排水である現像液含有排水が第１バイオリアク
ターの下部に流入し、下部(嫌気部)において嫌気菌中心
のグラニュール汚泥に繁殖している高濃度嫌気性の微生
物によって、主として有機物が嫌気性の状態で効果的に
消化処理される。つぎに被処理水は上昇して第１バイオ
リアクターの上部に繁殖する好気性の微生物によって現
像液含有排水中の有機物が生物学的に処理される。ま
た、上記上部では、好気性の微生物のみならず嫌気性の
微生物によっても有機物を処理できる。特に窒素化合物
(ＴＭＡＨ，アンモニア性窒素，亜硝酸性窒素等)を酸化
処理できる。そして、それら窒素化合物のうち酸化処理
後に発生する硝酸性窒素が第１バイオリアクターとメタ
ノール・膜濃縮液混合槽と貯留槽とが構成する系内を循
環するうちに、被処理水を目的の水質まで完全に脱窒す
ることができる。そして、第１バイオリアクター部によ
って有機物が処理された被処理水は第２接触循環部にお
いて、まず木炭の有機物吸着能力によって、有機物が吸
着される。そして吸着された有機物は木炭に繁殖した微
生物によって生物学的に処理される。具体的には木炭の
表面、また木炭内部には、多種の微生物が繁殖すること
によって、生物膜層が形成されるので、微量のＴＭＡ
Ｈ，ＢＯＤ，ＳＳ，難分解性の界面活性剤及び着色成分
(測定項目としては色度)が処理される。一方、生物毒性
のある微量のアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素は、更に
酸化処理されて無害な硝酸性窒素まで処理が進むことと
なる。また、第２接触循環部が木炭を有しているから、
木炭の着色成分吸着能力を巧に活用して、現像液含有排
水のように色度が原水で４５００度以下の着色成分を含
む排水の着色成分を経済的に処理できる。このように、
この発明によれば、高濃度で有機アルカリである現像液
含有排水を、無希釈かつ無薬品かつ無余剰汚泥という経
済的に優れた条件で処理することができるコンパクトな
排水処理装置を提供できる。

【０１４２】また、請求項１の発明は、第１バイオリア
クターの上部の膜濃縮液に含まれる好気性の微生物をア
ルコール・膜濃縮液混合槽においてアルコールの殺菌性
で死滅させ、後の嫌気性の微生物の立ち上がりを早める
効果を有している。また、嫌気菌のための水素供与体と
してのアルコールとグラニュール化を促進する分子量３
００００以上の溶解性有機物とコロイド性有機物とグラ
ニュール汚泥の核になり得る生物膜汚泥と微粉末を混合
して貯留槽に導入するので、この貯留槽で混合撹拌後の
現像液含有排水は性状が以前とは化学的にも物理的にも
異なる排水に変化している。したがって、第１バイオリ
アクター下部にて、嫌気菌中心のグラニュ−ル汚泥が形
成しやすくなる効果がある。

【０１４３】また、請求項１の発明は、第１バイオリア
クター部の下部が嫌気菌中心のグラニュール汚泥を有す
る嫌気部になるので、高濃度現像液含有排水を無希釈か
つ無薬品かつ無余剰汚泥にて脱窒まで処理を進めること
ができる。また、上部に膜フィルターが設置してあるか
ら、水質を安定的に確保できると同時にコンパクトな処
理装置を提供できる。

【０１４４】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第１バイオリアクターに
は、第２バイオリアクターからの生物膜汚泥と微粉末が
混合された被処理水が導入されるようになっていること
を特徴としている。

【０１４５】したがって、この請求項２の発明によれ
ば、上記第１バイオリアクターの下部でのグラニュール
汚泥の形成を促進することができる。また、被処理水が
第２バイオリアクターの木炭に形成された微生物膜に何
度となく循環して接触することになるから、微量のＴＭ
ＡＨや上記難分解性の界面活性剤や着色成分などの有機
物を高次元で接触分解処理することができる。

【０１４６】また、請求項３の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第１バイオリアクターの
上部は、上記膜フィルターよりも下に塩化ビニリデン充
填物を備えている。

【０１４７】従って、この請求項３の発明によれば、上
記塩化ビニリデンに好気性の微生物を主とする各種の微
生物(嫌気性微生物を含む)が繁殖し易い。したがって、
上記上部において、好気性微生物を主とするが嫌気性微
生物をも利用した独特の好気処理を特に効率良く実行す
ることができる。特に、窒素化合物(ＴＭＡＨ,アンモニ
ア性窒素,亜硝酸性窒素等)を酸化処理できる。また、上
記塩化ビニリデン充填物の下方の側壁近くに循環用の散
気管を設置すれば、上記上部の好気状態を確実に維持す
ることができる。また、上記膜フィルターの下に膜フィ
ルター用散気管を設置すれば、この散気管からの曝気空
気によって膜フィルターの目詰まりを防止できるだけで
なく、上記上部の好気状態を確実に維持することができ
る。

【０１４８】また、請求項４の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第１バイオリアクター
は、上記上部よりも上に配置されている第１反応散水部
を有し、この第１反応散水部は、木炭とプラスチック製
充填物とを含み、上記第２バイオリアクターが出力した
被処理水が上記木炭とプラスチック製充填物に散布され
るようになっていて、この散布された被処理水が上記木
炭とプラスチック製充填物に接触しながら上から下に通
り抜けて上記上部に落ちるようになっており、かつ、排
ガス導入手段によって導入された排ガスが上記木炭とプ
ラスチック製充填物とを通り抜けながら下から上に通過
するようになっている。

【０１４９】この請求項４の発明によれば、排ガス導入
手段が導入した排ガスを上記第１反応散水部で処理する
ことができる。つまり、上記第１反応散水部が有してい
る木炭とプラスチック製充填物とに第２バイオリアクタ
ーからの被処理水が散布されることによって、上記木炭
とプラスチック充填物とに微生物膜が生成し、この微生
物膜で上記排ガスが含有している有機成分を微生物処理
できる。さらには、上記微生物膜は、上記被処理水が含
有している難分解性の界面活性剤や着色成分を処理する
ことができる。上記排ガス中の主として有機成分は微生
物に対する栄養源ともなるのである。また、上記充填物
としての木炭とプラスチック充填物は、有機物含有排ガ
ス中の有機物を効果的に吸着することができる。また、
上記第２バイオリアクターから第１反応散水部に、生物
膜汚泥と微粉末が返送散布しているので、生物膜汚泥と
微粉末との混合物によって有機物を吸着処理できる。し
たがって、請求項４の発明によれば、有機物含有排水だ
けでなく排ガスをも処理することができ、さらには、排
水処理能力の一層の向上を図ることができる。

【０１５０】また、請求項５の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第２バイオリアクター
は、上記第２接触循環部よりも上に配置されている第２
反応散水部を有し、この第２反応散水部は、木炭とプラ
スチック製充填物とを含み、上記接触循環部から被処理
水が上記木炭とプラスチック製充填物に散布されて、こ
の散布された被処理水が上記木炭とプラスチック製充填
物とに接触しながら上から下に通過して上記接触循環部
に落ちるようになっており、かつ、排ガス導入手段によ
って導入された排ガスが上記木炭とプラスチック製充填
物とを通り抜けながら下から上に通過するようになって
いる。

【０１５１】したがって、この請求項５の発明によれ
ば、第１バイオリアクターの第１反応散水部だけでな
く、第２バイオリアクターの第２反応散水部においても
排ガスを微生物処理できる。したがって、請求項４の発
明に比べて、排ガス処理能力が倍増する。

【０１５２】また、請求項６の発明は、請求項１に記載
の排水処理装置において、上記第２バイオリアクターか
らの被処理水が導入される脱窒槽を備え、この脱窒槽
は、脱窒菌と、微粉末と、塩化ビニリデン充填物と、槽
内の被処理水を上記塩化ビニリデン充填物を通過するよ
うに循環させる循環手段とを有する。

【０１５３】したがって、この請求項６の発明の脱窒槽
では、上記微粉末に固定化された脱窒菌によって、被処
理水を脱窒することができる。この脱窒効果を高めるた
めには、上記脱窒菌を単位容量当たり高濃度に培養する
ことが重要である。したがって、表面積が多くて多孔質
の微粉末に脱窒菌を固定化し、さらに、塩化ビニリデン
充填物に微粉末が付着しやすいことに着目して、塩化ビ
ニリデン充填物を槽全体に充填して槽全体に均等に微粉
末を配置するようにしている。したがって、この請求項
６の発明によれば、高濃度な脱窒菌を安定的に維持で
き、効果的な脱窒作用を発揮できる。また、第１バイオ
リアクター部で窒素化合物の前処理をしているので、現
像液含有排水の様に排水中の窒素濃度(全窒素濃度)が高
くても、脱窒槽による硝酸性窒素の処理を効果的に実行
できる。より詳しくは、第１バイオリアクター下部のグ
ラニュール汚泥による窒素化合物の嫌気的処理(１次の
脱窒)と上部での硝化と第２接触循環部での窒素化合物
に対する完全なる硝化とを経て低濃度まで処理された窒
素化合物を、脱窒槽によって本来の窒素処理(２次の脱
窒)を行うことができる。

【０１５４】また、請求項７の発明は、請求項６に記載
の排水処理装置において、上記脱窒槽からの被処理水が
導入される第３バイオリアクターを備え、この第３バイ
オリアクターは、下段の第３接触循環部と上段の第３反
応散水部と上記第３反応散水部に隣接した水耕栽培部と
エアーリフト手段とを有し、上記下段の第３接触循環部
は、木炭とプラスチック製充填物とを含み、上記上段の
第３反応散水部は、木炭とプラスチック製充填物とを含
み、上記水耕栽培部は、上記第３接触循環部からの被処
理水が上記エアーリフト手段によって導入されるように
なっており、この被処理水で栽培される植物を有し、か
つ、この処理水を上記第３反応散水部に出力するように
なっており、かつ、上記第３反応散水部の下から導入さ
れて第３反応散水部を通過した排ガスが上記植物の葉に
触れるようになっている。

【０１５５】従って、この請求項７の発明によれば、上
記第３バイオリアクターの下段の第３接触循環部によっ
て被処理水をさらに嫌気処理できる上に、上段の第３反
応散水部によって被処理水をさらに好気処理できる。し
かも、上記エアーリフト手段は、上記接触循環部からの
被処理水を上記水耕栽培部を経由して上記第３反応散水
部に導入する。従って、この水耕栽培部で栽培されてい
る植物の根によって被処理水中の窒素化合物を吸収する
ことができ、窒素化合物の高度処理を実現できる。ま
た、第１,第２,第３反応散水部と第２,第３接触循環部
に充填された天然材料の木炭から被処理水にカリウム,
マグネシウム等の微量ミネラルが溶出するから、排水で
植物を生育できるようになる。一方、第２接触循環部と
第３接触循環部とが木炭と一緒に有しているカルシウム
鉱物からはカルシウムが溶出する。このカルシウムは上
記植物の成長を助ける作用をする。また、上記植物は水
耕栽培が可能で年間を通じて枯れることのないすなわち
常緑植物がよい。また、上記水耕栽培部の温度を一定に
維持すれば、成長の早い常緑植物としてのベコニアを栽
培できる。このベコニアの根の窒素化合物に対する吸収
能力を利用して、上記排水に硝酸性窒素の形で存在して
いる微量の窒素化合物を高度に処理することができる。
また、葉の部分は処理ガスにさらされるから、処理ガス
処理状況のモニタリングが可能となる。また、第２接触
循環部と脱窒槽と第３接触循環部と第１反応散水部と第
２反応散水部と第３反応散水部とが木炭を有しているか
ら、木炭の着色成分吸着能力を巧に活用して、現像液含
有排水のように原水で色度４５００度程度の着色成分を
含む排水を経済的に処理できる。また、木炭から溶出す
る微量のミネラルを水耕栽培部での植物栽培に利用でき
る。また、排ガスの廃熱を利用して植物を栽培できるの
で、植物の根による被処理水中の窒素化合物の高度処理
が期待できる。

【０１５６】また、請求項８の発明は、請求項７に記載
の排水処理装置において、上記第３バイオリアクターの
第３接触循環部からの被処理水が導入され、この被処理
水を固液分離する沈澱槽と、この沈澱槽で沈殿した生物
膜汚泥と微粉末が混合された汚泥を上記第１反応散水部
と上記第２反応散水部と上記脱窒槽と上記第３反応散水
部のうちのすくなくとも１つに返送する汚泥返送手段を
備えている。

【０１５７】従って、この請求項８の発明によれば、上
記第１,第２,第３反応散水部で、上記生物膜汚泥を利用
して導入された排ガスを高度処理できる上に、上記生物
膜汚泥と微粉末を第１,第２,第３接触循環部に導入し
て、被処理水の高度処理に役立てられることとなる。

【０１５８】また、請求項９の発明の排水処理方法は、
被処理水にアルコールを混ぜて第１バイオリアクターの
嫌気性下部に導入するステップと、上記嫌気性下部から
上昇して上記第１バイオリアクターの好気性上部に至っ
た被処理水を好気処理するステップと、この好気処理さ
れた被処理水を膜フィルターで濾過して、濾過液と膜濃
縮液とを得るステップと、上記濾過液を木炭と炭酸カル
シウム鉱物とを有する第２バイオリアクターの接触循環
部に導入して、この濾過液を上記木炭と炭酸カルシウム
鉱物とに繁殖した好気性微生物によって好気処理するス
テップと、上記膜濃縮液をアルコールに混ぜてから、こ
のアルコールと膜濃縮液との混合物を被処理水に混ぜて
上記嫌気性下部に導入して、グラニュール汚泥を形成さ
せるステップとを備えている。したがって、この請求項
９の排水処理方法によれば、上記被処理水が有機物を高
濃度に含有していても、この被処理水を上記グラニュー
ル汚泥を用いて無希釈かつ無薬品添加で効率よく処理す
ることができる。

【０１５９】また、請求項１０の発明の排水処理方法
は、請求項９に記載の排水処理方法において、上記下部
に微粉末を流入させるステップを備えていることを特徴
としている。この微粉末の存在によって、上記グラニュ
ール汚泥の形成を一層促進することができる。

【０１６０】また、請求項１１の発明の排水処理方法
は、請求項９に記載の排水処理方法において、上記第１
接触循環部の上に木炭とプラスチック製充填物を含む第
１反応散水部を設けて、この第１反応散水部に上記第２
接触循環部からの被処理水を散布して、上記第１接触循
環部に滴下させると共に、上記第１反応散水部の下から
排ガスを導入して上記第１反応散水部で上記排ガス処理
を実行することを特徴としている。したがって、請求項
１１の発明によれば、有機物を含有した被処理水の高度
処理のみならず、この被処理水を利用しながら排ガスを
も効率よく処理することができる。

【０１６１】また、請求項１２の発明の排水処理装置
は、請求項１に記載の排水処理装置において、液中膜と
しての膜フィルターが限外濾過膜または精密濾過膜の内
のどちらかで構成されている。限外濾過膜は被処理水中
の微粒子、バクテリア、ウイルスのすべてとコロイド領
域の溶存有機物の一部まで除去できる。また、精密濾過
膜は被処理水中の微粒子、バクテリアのすべてとウイル
スの一部とコロイド領域の溶存有機物の一部まで除去で
きる。

【０１６２】このように、本発明によれば、確実に処理
された処理水と処理ガスを確実に得ることができる経済
的な排水処理装置および排水処理方法を提供できる。す
なわち、本発明は、シンプルでコンパクトな構造でもっ
て排水と排ガスの両方を立体的に処理できる画期的な排
水処理装置を提供できる。

【０１６３】したがって、この発明は、従来の排水処理
装置および排ガス処理装置とは全く異なり、現像液含有
排水と有機物含有排ガスを高度に効率よく処理できると
ともに、省設備コストと省管理コストを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の排水処理装置の実施の形態の第１例
を模式的に示す図である。

【図２】 本発明の排水処理装置の実施の形態の第２例
を模式的に示す図である。

【図３】 本発明の排水処理装置の実施の形態の第３例
を模式的に示す図である。

【図４】 図４(Ａ)は上記第１例と第２例とで使用され
ている塩化ビニリデン充填物(放射状輪状糸体)の一部を
側方から見た様子を示す構造図であり、図４（Ｂ)は上
記塩化ビニリデン充填物の一部を上方から見た様子を示
す構造図である。

【図５】 上記第１例と略同程度の排水処理能を持つ従
来の排水処理装置を模式的に示す図である。

【図６】 上記第１例と略同程度の排ガス処理能力を持
つ従来の有機物含有排ガス処理装置としての活性炭吸着
塔を示した図である。

【図７】 上記第１例と略同程度の排ガス処理能力を持
つ従来の酸含有排ガス処理装置としての酸スクラバーを
示す図である。

【符号の説明】 １…貯留槽、２…貯留槽ポンプ、３…第１反応散水部、
４Ａ,４Ｂ₁,４Ｂ₂,４Ｃ…木炭、５Ａ,５Ｂ,５Ｃ…プラ
スチック製充填物、６Ａ,６Ｂ,６Ｃ…排気ファン、７
Ａ,７Ｂ,７Ｃ…格子板、８…揚水ポンプ、９…膜フィル
ター、１０…膜フィルター用散気管、１１…分離壁、１
２…グラニュール汚泥、１３…排水導入管、１４…アル
コール・膜濃縮液混合槽、１６…溶存酸素計、１７…第
２反応散水部、１８Ａ,１８Ｂ…散水管、１９Ａ,１９Ｂ
…炭酸カルシウム鉱物、２０Ａ,２０Ｂ…エアーリフト
ポンプ、２１…第２接触循環部、２２…循環用ブロワ
ー、２３…膜洗浄用ブロワー、２４…脱窒槽、２５…循
環用ポンプ、２６Ａ,２６Ｂ,２６Ｃ…排気ダクト、２７
…第３反応散水部、２８…第３接触循環部、２９…沈澱
槽、３０…かき寄せ機、３１…汚泥返送ポンプ、３２
Ａ,３２Ｂ…導管、３３…エアーリフト用ブロワー、３
４…栄養剤タンク、３５…栄養剤ポンプ、３６…撹拌
機、５３…遮蔽板、５４…水耕栽培部、５５…植物、５
６…温室部、５７Ａ,５７Ｂ…塩化ビニリデン充填物、
５８…微粉末、５９…上部(好気部)、６０…下部(嫌気
部)、６２Ａ,６２Ｂ…バルブ、６４Ａ,６４Ｂ,６４Ｃ…
循環用散気管、６５…上澄水ポンプ、６６…透明屋根、
６８…汚泥剥離用散気管、６９…汚泥剥離用ブロワー、
Ｂ１…第１バイオリアクター、Ｂ２…第２バイオリアク
ター、Ｂ３…第３バイオリアクター、Ｗ１…浸漬部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 3/32 Ｃ０２Ｆ 3/32 (56)参考文献 特開 平６−142692（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−71291（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−305287（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−354591（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−154597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−251989（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−83006（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−95632（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/28 - 3/30

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撹拌手段を有し、被処理水として現像液
   含有排水が導入される貯留槽と、 膜フィルターを含んでいる好気性の上部とグラニュール
   汚泥を含む嫌気性の下部とを有し、この上部と下部とが
   第１接触循環部を構成していて、上記貯留槽からの被処
   理水が導入されるようになっている第１バイオリアクタ
   ーと、 アルコールが導入されるようになっており、かつ、上記
   第１バイオリアクターの上部の膜フィルターによって作
   られた膜濃縮液が上記上部から導入されるようになって
   おり、このアルコールと膜濃縮液および微粉末を混合し
   て上記貯留槽に導入する混合槽と、 上記バイオリアクターの上部の膜フィルターによって濾
   過された被処理水が導入されるようになっており、木炭
   と炭酸カルシウム鉱物とを有し、この木炭と炭酸カルシ
   ウム鉱物とが第２接触循環部を構成している第２バイオ
   リアクターとを備えていることを特徴とする排水処理装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の排水処理装置におい
   て、 上記第１バイオリアクターには、第２バイオリアクター
   からの生物膜汚泥と微粉末が混合された被処理水が導入
   されるようになっていることを特徴とする排水処理装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の排水処理装置におい
   て、 上記第１バイオリアクターの上部は、上記膜フィルター
   よりも下に塩化ビニリデン充填物を備えていることを特
   徴とする排水処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の排水処理装置におい
   て、 上記第１バイオリアクターは、上記上部よりも上に配置
   されている第１反応散水部を有し、 この第１反応散水部は、木炭とプラスチック製充填物と
   を含み、上記第２バイオリアクターより流出した被処理
   水が上記木炭とプラスチック製充填物に散布されるよう
   になっていて、この散布された被処理水が上記木炭とプ
   ラスチック製充填物に接触しながら上から下に通り抜け
   て上記上部に落ちるようになっており、かつ、排ガス導
   入手段によって導入された排ガスが上記木炭とプラスチ
   ック製充填物とを通り抜けながら下から上に通過するよ
   うになっていることを特徴とする排水処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の排水処理装置におい
   て、 上記第２バイオリアクターは、上記第２接触循環部より
   も上に配置されている第２反応散水部を有し、 この第２反応散水部は、木炭とプラスチック製充填物と
   を含み、上記接触循環部から被処理水が上記木炭とプラ
   スチック製充填物に散布されて、この散布された被処理
   水が上記木炭とプラスチック製充填物とに接触しながら
   上から下に通過して上記接触循環部に落ちるようになっ
   ており、かつ、排ガス導入手段によって導入された排ガ
   スが上記木炭とプラスチック製充填物とを通り抜けなが
   ら下から上に通過するようになっていることを特徴とす
   る排水処理装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の排水処理装置におい
   て、 上記第２バイオリアクターからの被処理水が導入される
   脱窒槽を備え、 この脱窒槽は、脱窒菌と、微粉末と、塩化ビニリデン充
   填物と、槽内の被処理水を上記塩化ビニリデン充填物を
   通過するように循環させる循環手段とを有することを特
   徴とする排水処理装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の排水処理装置におい
   て、 上記脱窒槽からの被処理水が導入される第３バイオリア
   クターを備え、 この第３バイオリアクターは、下段の第３接触循環部と
   上段の第３反応散水部と上記第３反応散水部に隣接した
   水耕栽培部とエアーリフト手段とを有し、 上記下段の第３接触循環部は、木炭とプラスチック製充
   填物とを含み、 上記上段の第３反応散水部は、木炭とプラスチック製充
   填物とを含み、 上記水耕栽培部は、上記第３接触循環部からの被処理水
   が上記ポンプ手段によって導入されるようになってお
   り、この被処理水で栽培される植物を有し、かつ、この
   処理水を上記第３反応散水部に出力するようになってお
   り、かつ、上記第３反応散水部の下から導入されて第３
   反応散水部を通過した排ガスが上記植物の葉に触れるよ
   うになっていることを特徴とする排水処理装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の排水処理装置におい
   て、 上記第３バイオリアクターの第３接触循環部からの被処
   理水が導入され、この被処理水を固液分離する沈澱槽
   と、 この沈澱槽で沈殿した生物膜汚泥と微粉末が混合された
   汚泥を上記第１反応散水部と上記第２反応散水部と上記
   脱窒槽と上記第３反応散水部のうちのすくなくとも１つ
   に返送する汚泥返送手段を備えていることを特徴とする
   排水処理装置。
9. 【請求項９】 被処理水にアルコールを混ぜて第１バイ
   オリアクターの嫌気性下部に導入するステップと、 上記嫌気性下部から上昇して上記第１バイオリアクター
   の好気性上部に至った被処理水を好気処理するステップ
   と、 この好気処理された被処理水を膜フィルターで濾過し
   て、濾過液と膜濃縮液とを得るステップと、 上記濾過液を木炭と炭酸カルシウム鉱物とを有する第２
   バイオリアクターの接触循環部に導入して、この濾過液
   を上記木炭と炭酸カルシウム鉱物とに繁殖した好気性微
   生物によって好気処理するステップと、 上記膜濃縮液をアルコールに混ぜてから、このアルコー
   ルと膜濃縮液との混合物を被処理水に混ぜて上記嫌気性
   下部に導入して、グラニュール汚泥を生成させるステッ
   プとを備えていることを特徴とする排水処理方法。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の排水処理方法におい
    て、 上記下部に微粉末を流入させるステップを備えているこ
    とを特徴とする排水処理方法。
11. 【請求項１１】 請求項９に記載の排水処理方法におい
    て、 上記第１接触循環部の上に木炭とプラスチック製充填物
    を含む第１反応散水部を設けて、この第１反応散水部に
    上記第２接触循環部からの被処理水を散布して、上記第
    １接触循環部に滴下させると共に、上記第１反応散水部
    の下から排ガスを導入して上記第１反応散水部で上記排
    ガス処理を実行することを特徴とする排水処理方法。
12. 【請求項１２】 請求項１に記載の排水処理装置におい
    て、液中膜としての膜フィルターが限外濾過膜または精
    密濾過膜のうちのどちらかで構成されていることを特徴
    とする排水処理装置。