JP4848138B2 - 有機汚泥水の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般家庭や産業排水等の下水道汚泥及びオカラや焼酎カス或いは糞尿，食品加工時の油分を含むグリストラップ水等を処理することができる有機汚泥水の処理方法に関する。

従来、生活排水や食品加工排水，産業排水等の有機汚泥からなる被処理原水（以下単に原水と言う）を曝気槽で曝気処理し、この際に生ずる浮遊物を分離装置によって分離したのち、処理浄水（中間処理水）を木質細片（以下木材チップと言う）が充填された充填槽を通して、生物学的処理を行うことにより浄水処理をする方法は既に公知である（例えば特許文献１。）。

また曝気槽内に処理媒質となる木材チップを混入し原水と共に攪拌し、有機汚泥を細菌の消化分解活性によってＢＯＤ値等を低減させるように処理する排水処理装置は既に公知である（例えば特許文献２。）。
特開平５−２６９４９１号公報 特公平４−１０３９８号公報

上記特許文献１で示される原水の処理方法は、曝気槽内で原水を曝気処理する際に生ずる浮遊物を、予め遠心分離機等の分離装置を用いて除去した後の中間処理水を充填槽に供給するので、充填槽内を通すとき木材チップ層の目詰まりを防止しながら浄水処理をすることができる等の利点がある。然しながら、浮遊物を予め除去する分離装置を特別に必要とするので処理施設をコスト高にする欠点がある。

また分離装置によって除去した浮遊物や浮遊物が沈下した汚泥を排泥路から廃棄する方式としているので、この廃棄汚泥を処理するための特別な施設や最終処理手段が必要になる。さらに充填槽から処理浄水を受けて貯留する受槽はそのまま排水すると共に、浮遊物等は装置外に廃棄するので、処理施設の循環系が構成されずに別の処理技術や処理コストを必要とする等の問題がある。

また特許文献２で示される排水処理装置の曝気槽は、媒質中の微細な流路に目詰まりを生じ難い木材チップを攪拌し、有機汚泥を細菌の分解作用によってＢＯＤ値等を低減することができる特徴がある。然し、この曝気槽は曝気処理を行う消化室の上方にタンク中央部を逆扇状の仕切板で区画した沈降室を設けて原水を処理するので、曝気タンクが特殊な形状となって上下方向に長大になると共に、曝気槽を多段に接続して構成する処理施設がコスト高になる等の欠点がある。

また沈降室内の消化室内でエアを散気管から吹き出させて行う曝気時に、中間処理水の泡立ち振動が底部の連通口から伝わり、沈降室を静置型にすることができず、液面（水面）の波立ちを伴い沈降作用を速やかに行い難い等の構造上の問題がある。

上記課題を解決するための有機汚泥水の処理方法は、第１に、原水を曝気処理をする第１曝気槽１０と、第１曝気槽１０から流入する中間処理水を曝気処理及び沈降処理をする第２曝気槽１１とに、処理原水中の有機物を分解する菌体を付着させた木材チップＢを混入して曝気作用により攪拌させ、菌体による分解処理をした処理浄水を、菌床材となる木材チップＡを充填した反応槽４に供給し、木材チップＡを通す間に好気性処理並びに嫌気性処理を行い浄水処理をする有機汚泥水の処理方法であって、第１曝気槽１０と第２曝気槽１１を一体的に形成した複数の曝気タンク２を、互いに逆向き平行状に並べると共に、隣接する上流側の曝気タンク２の第２曝気槽１１と下流側の曝気タンク２の第１曝気槽１０を接続し、複数の曝気タンク２によって多段階的に処理した処理浄水を反応槽４に供給して浄水処理することを特徴としている。

第２に、第１曝気槽１０の上流側に原水を貯留して供給する投入槽５と、希釈水を貯留する貯水槽６を設け、該貯水槽６の希釈水を投入槽５に供給し原水を希釈させて第１曝気槽１０に供給することを特徴としている。

第３に、希釈水が反応槽４より排出される浄水であることを特徴としている。

第４に、第２曝気槽１１のタンク底壁側から返送装置２６の返送管２７によって、中間処理水の一部を木材チップＢと共に第１曝気槽１０に返送して再処理することを特徴としている。

第５に、針葉樹が粉砕された細片を水中で攪拌洗浄処理し２〜５ｍｍ程度の植菌しない木質細片となした木材チップＡを、反応槽４に処理媒質として充填させ、且つ木材チップＡによもぎ菌，クロレラ菌，土壌菌の有機物を分解する菌体を植菌した木質細片となした木材チップＢを、第１曝気槽１０或いは投入槽５に混入させることを特徴としている。

上記のように構成される本発明によれば、有機物を分解する菌体を付着させた木材チップＢを第１曝気槽と第２曝気槽に混入して曝気作用により攪拌させるので、菌体による分解処理を促進し浮遊物等を無くした処理浄水を、菌床材として好適な木材チップを充填した反応槽に直接的に供給することができる。また反応槽によって木材チップを通す間に好気性処理並びに嫌気性処理を目詰まり等を生ずることなく浄水処理を促進し、きれいな浄水を取り出すことができる。
また第１曝気槽及び第２曝気槽からなる曝気タンクに、浮遊物や堆積物等を曝気タンク外に廃棄する特別な分離装置等を設置することなく反応槽側への直接的な送水を可能とし、浄水を循環利用することができる処理施設を簡潔で廉価な構成にすることができる。

第１曝気槽の上流側に設置される原水を貯留して供給する投入槽に、貯水槽から希釈水を供給するので、希釈水によって原水を簡単に希釈することができると共に、ＢＯＤ値等を低くした希釈原水を第１曝気槽に供給して浄水処理を速やかに行うことができる。

反応槽から取り出される浄水を貯水槽に貯留し、該浄水を希釈水として投入槽に供給するので、原水を簡単に希釈することができる。

第２曝気槽のタンク底壁側から中間処理水の一部を返送管の吸込口から導き、タンク底壁側にある夾雑物等を木材チップと共に第１曝気槽に返送し再処理を行うので、夾雑物等の分解処理を促進することができる。また第２曝気槽内の夾雑物や浮遊物を第１曝気槽に返送し、第２曝気槽内での中間処理水の沈降処理や浄水処理を確実に行うことができる。

複数の曝気タンクを直列的に接続し処理浄水を反応槽に供給するとき、第１曝気槽と第２曝気槽を有する曝気タンクを互いに逆向き平行状に並べることにより、上流側の排出室を下流側の第１曝気槽に対面させることができ、両者を短い管路で簡潔な構成によって接続することができる。また複数の曝気タンクをスペースの有効利用を図りながら設置でき、且つメンテナンス作業の行い易い処理施設を廉価に構成することができる。

粉砕加工された杉等の針葉樹の細片を水中で攪拌洗浄処理して得られる２〜５ｍｍ程度の植菌しない木質細片からなる木材チップを反応槽に処理媒質として充填するので、第２曝気槽から供給される処理浄水を木材チップ層に通すとき、該木材チップ層内で処理浄水を分解する菌体を発生させ浄水処理を好適に行う。また上記木材チップによもぎ菌，クロレラ菌，土壌菌等の有機物を分解する菌体を植菌した木質細片を、第１曝気槽或いは投入槽に混入させて原水の一次浄水処理を確実に行い、反応槽での浄水処理を促進させることができる。さらに反応槽と曝気槽に使用する各木材チップは上記木質細片を共に使用するので、取り扱い及び処理コストを廉価にすることができる。

以下図示する本発明の実施形態について説明する。図１は豆腐製造時に排出されるおからを含む有機汚泥等（以下単に原水と言う）を本発明の処理手段によって浄水処理する処理施設（処理装置）１の構成を模式的に示す平面図である。この処理施設１は投入される原水を曝気処理する複数の曝気タンク２を直列的に多段に接続してなる１次処理装置３と、該１次処理装置３の最終段の曝気タンク２から送り出される処理浄水を、後述する微生物媒体剤（処理媒質）として充填された木材チップ（木質細片）Ａを通して、炭酸ガスと水に分解処理する反応槽４等から構成している。

上記処理施設１は、１次処理装置３の第１段目の曝気タンク２に供給する原水を貯留する投入槽５と、前記反応槽４から送り出される処理水（浄水）並びに外部から必要により供給される水道水を貯留する貯水槽６を備えている。この貯水槽６は貯留した水を外部に取り出し可能にすると共に、所定量の水を投入槽５に原水用の希釈水として供給することができる。尚、曝気タンク２の長さを例えば８１０ｃｍ程度にする場合、投入槽５は４５０ｃｍ程度とし、貯水槽６は３７０ｃｍ程度として、両者を合わせた長さを曝気タンク２の長さと略等しくすることが処理施設を構成する上で望ましい。

曝気タンク２と反応槽４内には、それぞれの処理に適応する機能を備えた木質細片即ち木材チップ（微生物生息有機質濾過材）が投入され、原水を１次処理装置３によって後述する湿式の１次処理をし、且つこの１次処理水（処理浄水）を反応槽４に供給し乾式の２次処理を行い、２次処理水としてきれいな浄水を得る処理方法としている。この処理施設１で処理した浄水は、下水への放流基準値及び河川放流基準値を後述するようにクリヤーすることができ、また放流廃棄することなく貯水槽６に回収し原水用の希釈水として循環利用することを可能にしている。

そして、処理施設１に使用する木材チップＡと木材チップＢは、いずれも杉や檜等の針葉樹の間伐材をチップ状に粉砕した木質細片を用いることにより、木質細片の製造及び処理コストを低減し、また取り扱いを行い易くしている。
この木材チップＡ及び木材チップＢは通常のオガ屑や木質細片をそのまま使用しないで、例えば特許文献２で示されるような攪拌洗浄処理を木質細片に施すことによって製造されたものを使用することが望ましい。

即ち、実施形態で使用する木質細片は、杉等の針葉樹が粉砕された細片を水中で攪拌し微粒径の粒子（微粉末）並びに雑菌類を洗浄除去して得られる、２〜５ｍｍ程度の攪拌洗浄処理されたものとしている。これにより木質細片は細片構造を複雑化させて表面積を極めて大きくするように製造され、炭素質有機材としてセルロース６５％，リグニン２５％，ペントサン１０％程度になっている。

また木質細片の雑菌処理や多孔質化を図ることが簡単で、広い表面積を有して汚泥水と接触し、内部に多数の菌体（桿菌や球菌等）のコロニーを発生させることができる。
そして、攪拌洗浄処理された木質細片の特性により微生物類（細菌）が好適に増殖する環境を提供し、長期間の浄水処理に際し微粉末による目詰まり等を抑制し木質本来の有機的な生体組織を維持するので、浄水処理を安定的に廉価に行うことができる等の特徴がある。

従って、この実施形態では反応槽４に大量に充填使用される木材チップＡは、上記攪拌洗浄処理され微粉末や雑菌が除去された状態の木質細片を、植菌加工等を行うことなくそのまま用い、保水性，吸着性，水切り性等にも優れ、水分調整の急速化と空隙率の維持並びに酸素の発生等を好適に行う。また汚泥水と接触するとき土壌菌を含む分解菌の棲家となり、そこに発生する好気性と嫌気性との両性菌を同体で保持し汚泥消滅を促進させる。
そして、有機汚泥水に含まれる固形物質や浮遊物（ＳＳ）及び動植物のタンパク質，脂肪質，炭水化物等を含む汚泥水を作る物質を、微生物媒体材の発酵分解による消化作用によって水と炭酸ガスにすることができる。

木材チップＢは上記木材チップＡと同じ木質細片に、例えばクロレラ菌，よもぎ菌，土壌菌等の菌体を予め公知の植菌手段によって植菌したものを用いる。これにより木材チップＢは原水中で攪拌され様々に変形しながら汚泥と接触するとき、各菌体の特有な働きも加えながら浄水処理を促進する。

尚、木材チップＢと共に原水の分解を助成するバーク材や、攪拌時に原水中の大きな固形物や夾雑物に接触して、物理的に細粒化させるプラスチック材等からなるチップ又はボール状の処理補助材を、必要により所定の割合で混入することもできる。また木材チップＢ等を曝気タンク２に混入する割合は、各曝気室に貯留される原水の容量及び浄水処理の程度や処理の方式等を勘案して定められる。

次に処理施設１の各部の構成について説明する。先ず図２〜図３を参照し曝気タンク２について説明する。この曝気タンク２は密閉可能な方形状のタンク内で、第１曝気槽（調整曝気槽）１０と第２曝気槽（曝気槽）１１とを左右に区画して形成する仕切壁１２を設けている。また実施形態において曝気タンク２は全長を８１０ｃｍ程度にするとき、仕切壁１２の位置は第１曝気槽１０の長さを５４０ｃｍ程度とし、且つ第２曝気槽１１の長さを２７０ｃｍ程度となる位置に設けることにより、横長の第１曝気槽１０によって原水を十分な時間をかけて木材チップＢ等と攪拌し１次処理を行う。

第１曝気槽１０はタンク左壁の上部側に投入槽５から原水を供給する供給口となる接続管１３を備え、図示しない管理施設側に設置されるエア圧送装置と接続されるエア管１５を、接続管１３とタンク底部に近接した位置からエアを吹き出し供給するように設けている。これにより処理方向上手側（上流側）からエアを噴出し、原水を木材チップＢを攪拌させながら処理方向下手側（下流側）に向けて対流を生じさせ曝気処理を行う。

また仕切壁１２には接続管１３よりやや下方となる位置に送出口となる送出管１６を設け、第１曝気槽１０と下流側の第２曝気槽１１とを連通させている。
第２曝気槽１１は内部に曝気室１７と排出室１９を左右に区画して形成する隔壁２０を設けている。この隔壁２０は曝気室１７の容量を排出室１９の容量より大きくする位置に設けられ、その下辺に原水の対流方向を案内すると共に第２曝気槽１１側への流入移動を規制して導く誘導壁２１を形成している。

誘導壁２１は曝気室１７側に向けて緩やかに湾曲させ、その先端部と曝気タンク２の底壁とで形成する流入口（以下流入間隔と言う）２２の高さを３０ミリ〜５０ミリ程度に設定している。これにより第１曝気槽１０内の大きな夾雑物や底壁側に堆積する未処理の固形物は、排出室１９側への直接的な流入が流入間隔２２によって規制され、第１曝気槽１０内で十分に処理される。

上記第２曝気槽１１の曝気室１７は、仕切壁１２に設けた送出管１６の近傍下方位置にエアを噴出する、前記エア管１５と同様のエア管２３を設けている。これにより第１曝気槽１０から送出管１６を介して供給される中間処理水は、第２曝気槽１１内の上流側から噴出されるエアによって木材チップＢと攪拌混合されながら曝気処理される。

排出室１９はタンク右壁の上部に、第２曝気槽１１で処理された処理水（処理浄水）を排出する送出管２５を前記送出管１６と略同じ高さ位置に設けている。曝気タンク２内の第１曝気槽１０と第２曝気槽１１の液面高さは、接続管１３より所定距離だけ下位において略一定高さ位置に維持される。

この排出室１９は送出管２５と隔壁２０の間に、排出室１９内の底部側にある中間処理水の一部を第１曝気槽１０に返送する返送装置２６を設置している。図示例の返送装置２６は逆Ｌ字状の返送管２７とエア管２９とからなる。
上記返送管２７は横管部を液面より上方に位置させて隔壁２０と仕切壁１２の中央部に嵌挿して支持すると共に、縦管部を隔壁２０に近接して垂設し拡開状に形成した下端開口部を吸込口３０とし、流入間隔２２の近傍に臨ませている。

エア管２９はその開口端を返送管２７の吸込口３０内に臨ませて支持しており、前記エア圧送装置からエアを開口部３０内に勢いよく送り込むことができる。この構成により返送管２７内に強い上昇流を発生させることができ、前記流入間隔２２を介して排出室１９側に流入した直後の中間処理水（第２処理水）の一部を導いて吸い上げ、第１曝気槽１０に返送すると共に管路内で中間処理水を激しく攪拌し曝気処理を効果的に行う。

この実施形態においては、仕切壁１２と曝気タンク２の右壁に略同じ高さ位置に取付支持される、横向きパイプからなる送出管１６と送出管２５は、それぞれの送り込み側に縦向きパイプの中途部を接続しＴ型管を構成している。この構成により送出管１６と送出管２５が有する縦管は、下部縦管部３１の開口部を液面（水面）から６０ｃｍ程度の深さ位置から、浮遊物の混入を防止して汲み出すように送水することができる。

また上部縦管部３２の開口部は水面から略２５ｃｍ程度の高さに設定することにより、水面の変動や波立ちに対しても浮遊物の侵入を規制することができる。
さらに下部縦管部３１と上部縦管部３２は上下にストレートに開口させるので、上方から管内及び送出管１６，送出管２５の清掃等を簡単に行うことができる。

尚、送出管１６と送出管２５の設置数と位置は、曝気タンク２の大きさ及び形状並びに処理量に応じて適宜に設定することができる。また各管路の直径は１０ｃｍ程度以上であることが望ましい。また返送装置２６は返送管２７内にエアを圧送し上昇流を発生させる方式としたが、第２曝気槽１１内の中間処理水を別方式のポンプ装置によって第１曝気槽１０に返送することもできる。

また図示例のように構成した曝気タンク２は、比較的小型の場合には一般的に市販されて家庭用或いは業務用等として使用される糞尿処理タンク（浄化槽）を利用することができる。この場合には、糞尿処理タンク内に仕切壁１２及び隔壁２０，返送装置２６等を追加加工をする等の簡単な改造手段によって、第１曝気槽１０及び第２曝気槽１１等を浄化槽内に纏めて廉価に製造でき、また部分改良型によって設置工事等も行い易くなる等の利点がある。

また曝気タンク２の第１曝気槽１０と第２曝気槽１１には、それぞれ開閉可能な蓋を有して内部の清掃や点検等のメンテナンス作業を行う作業口３３が設けられる。さらに上記大きさ程度以上の曝気タンク２或いは特殊な設置方式の曝気タンク２を構成したい場合には、防水構造のコンクリート製又はＦＲＰ製によって製造することができ、また第１曝気槽１０と第２曝気槽１１を分離した構造によって製造するときは、両者はパイプによって接続される。

以上のように構成される曝気タンク２には、第１曝気槽１０と第２曝気槽１１に木材チップＢが所定の割合で混入される。この実施形態では木材チップＢの混入割合は、水の容量に対し１０％程度にすることが望ましく、この場合に原水及び木質細片の攪拌対流を損なうことなく流動性を有し曝気処理を好適に行うことができる。

先ず投入槽５から接続管１３を介し原水が第１曝気槽１０内に供給され、エア管１５から圧送エアが噴出され浄水処理が開始される。これにより第１曝気槽１０内で送出管１６で設定される水面高さに貯留される原水は、一側（左側）の下部から吹き出して上昇するエアによって曝気作用が付与され、この上昇流によって矢印方向に対流を生じ、木材チップＢを攪拌しながら循環する。

このとき大容量の第１曝気槽１０では、多量の原水が木材チップＢと均質な攪拌が繰り返され且つ十分な処理時間をかけて処理され、第２曝気槽１１での処理負荷を軽減することができる。また逐次又は間欠的に供給される原水の供給により、第１曝気槽１０内の原水が一定の水位を越える量になると、下部縦管部３１を介して送出管１６から溢流し、第１曝気槽１０による１次処理が行われた中間処理水として、第２曝気槽１１の曝気室１７内に供給される。

そして、第２曝気槽１１に供給される中間処理水は送出管２５で設定される水位に達しながら、曝気室１７内でエア管２３から供給されるエアによる曝気作用を受ける。これにより中間処理水は木材チップＢと共に曝気室１７内で、前記第１曝気槽１０と同様に対流を生じ循環する。

上記中間処理水は矢印方向の対流によって隔壁２０に沿って下降し誘導壁２１に案内されて、曝気室１７の底壁より高い位置で上流側（前側）のエア管２３側に確実に方向変更するように案内し循環流を形成することができる。そして、上記形成される循環流は曝気室１７の底壁に堆積しようとする夾雑物等を前側に移動させて、エア管２３との間に山状をなすように一時的に堆積させることができる。

従って、流入間隔２２内及びその直前での夾雑物の堆積が防止され、流入間隔２２から入り込む中間処理水が底壁に堆積する未処理の夾雑物等の排出室１９内への排出移動を抑制し、且つ排出室１９内での処理負荷を軽減することができる。
また排出室１９内に流入した夾雑物は、流入間隔２２の下手側に吸込口３０を開口させた返送装置２６の吸い込み流に導かれ、返送管２７内に吸い上げられて管内の曝気処理を経ながら第１曝気槽１０に返送される。

そして、返送装置２６によって夾雑物が除去された状態の排出室１９内の中間処理水は、流入間隔２２から入り込む中間処理水によって水位を押し上げら送出管２５側に至る。
また中間処理水は返送管２７内の送り込みエアによる攪拌や上昇流等の影響を受けることのない静置状態にすることができる。従って、返送装置２６の設置に支障されず静的環境となる排出室１９内で、中間処理水の沈降作用が促進され上方の送出管２５から浮遊物の混入を規制したきれいな処理浄水を送り出すことができる。

即ち、排出室１９では返送装置２６の吸い込みによって、未処理の夾雑物及び固体（有機物）等が速やかに沈降して底壁に至り、第１曝気槽１０への夾雑物除去返送と返送管２７内での曝気処理が繰り返され、堆積物や浮遊物の残留を少なくした状態で分解処理を促進することができる。尚、吸込口３０は図３の点線で示すように流入間隔２２の下流側に沿って広幅に形成すると、１本の返送管２７によっても大型の第２曝気槽１１に対して廉価に対応させることができる。

また曝気タンク２は従来のもののように、浮遊物や堆積物等を曝気タンク２の外に廃棄する分離装置等の設置を必要とすることなく、簡潔な構成によって送出管２５から次工程の反応槽４等への直接的な送水を可能にすることができる。従って、処理施設の簡単な循環系を構成することができる等の利点がある。

上記のように構成され汚泥水を処理することができる曝気タンク２は、図１で示すように複数台のものを直列的に接続することにより、処理上手側から供給される処理水を処理下手側に接続される各曝気タンク２によって、順次処理を重ね最終段の曝気タンク２から綺麗な処理浄水を取り出すことができる。尚、後述する実験例で示すように、送水パイプ３７を介して取り出した処理浄水は、１次処理レベルとして十分に処理されており、且つ異臭もなく無臭レベルであった。

さらに図示例のように、例えば４台の曝気タンク２を直列的に接続し処理浄水を反応槽４に供給する場合、第１曝気槽１０と第２曝気槽１１は曝気タンク２内に一体的に構成することが望ましく、且つ曝気タンク２は互いに逆向き平行状に並べると、上流側の排出室１９を下流側の第１曝気槽１０に対面させることができ、該排出室１９の送出管２５を接続管として両者を短い管路で接続することができる。そして、最終段の曝気タンク２の排出室１９には送水ポンプ３５を設置し、処理浄水を切換バルブ３６及び送水パイプ３７，３７を介して反応槽４に供給するように配管することができる。

また４台分の曝気タンク２からなる１次処理装置３は、全体として平面視で方形状に纏めて設置することができ、且つ最上手側の曝気タンク２の長手方向（左右長さ）内に貯水槽６及び投入槽５を収めると、処理施設１の設置スペースの効率を高めることができる。
さらに１次処理装置３の両側にユンボ等の作業車両を走行させる通路３８を、広巾で作業性のよい直線状に形成することができ、また通路３８に沿って反応槽４を平行状に設置することができる。

そして、投入槽５等を含む１次処理装置３と反応槽４は前後長さを等しくすることが容易で、処理施設１の全体を平面視で方形状にすることができる。この際反応槽４の前後長さは該反応槽４の左右巾を調整することにより、処理能力を確保しながら前記１次処理装置３と一致させることができ、土地の有効利用及び配管構造並びに施工作業等を簡単にすることができる。

次に図４を参照し曝気タンク２の別実施形態について説明する。尚、上記実施形態のものと同様な構成及び作用については説明を省略する。この曝気タンク２は１次処理装置３と第２曝気槽１１を区画する仕切壁１２は、水位レベルとなる上方を開放することにより、送出口１６をタンク幅に形成し前記パイプからなる送出管を省略している。この仕切壁１２は上辺の高さを前記曝気タンク２の送出口１６と略同じ位置にすると共に、上辺を１次処理装置３の上流側に向けて湾曲状に屈曲させた送出辺１４を形成している。

これにより仕切壁１２を備える第１曝気槽１０は、接続管１３から供給され貯留する原水の上限水位を送出辺１４の上端高さに規制し、送出辺１４を越える曝気処理された処理原水を第２曝気槽１１に送水することができる。また第２曝気槽１１内に供給された中間処理水の水位は、仕切壁１２の送出辺１４よりやや低い位置に設置されている送出管２５の位置で規制され、送出管２５から送水することができる。

このとき送出辺１４は上流側に向けて屈曲された先端部によって、第１曝気槽１０側の原水をより上流側において浮遊物の流入を規制し送水させることができる。このときエア管１５の曝気作用によって矢印方向に対流している原水は、送出辺１４の形状に沿って下向きに案内されて浮遊物を下方に導き循環処理される。

尚、返送管２７は送出辺１４の上方を通し、その開口部を１次処理装置３の中途部上方に臨ませ第２曝気槽１１の中間処理水を返送する構成としている。
また処理施設１の原水供給及び水位のコントロール等は、管理施設側から各種ポンプや切換バルブ等を自動及び手動操作によって任意に制御することができる。

次に図１，図５を参照し反応槽４について説明する。この反応槽４は縦横の長さを前記程度に設定し、且つ高さ（深さ）を３００ｃｍ程度にしており、この場合高さの２分の１程度を地盤を掘削して埋設施工し、地表に突出する周壁４０の外側に盛土部４１を施工して囲うことが望ましい。

また反応槽４は長手方向上手側（処理方向上手側）に前記送水パイプ３７が接続され、処理方向下手側の適所に取出槽４２が設置される。
取出槽４２は反応槽４より深くなるように井戸状に区画形成されており、下り傾斜状に形成された反応槽４の底部４３から管路４４を介して接続している。取出槽４２は内部に吸水ポンプ４５の吸水管４６を底部に近接させて設け、吸水ポンプ４５の送水管４７を貯水槽６に接続している。

以上のように構成される反応槽４は、例えば深さを３００ｃｍ程度にする場合、微生物の菌床材となる前記木材チップＡが、底部４３側から２５０ｃｍ程度の層厚をなすチップ処理層を形成するように供給され敷き詰めた状態で充填される。
反応槽４に対する木材チップＡの供給作業は、図示しないユンボを通路３８を走行移動させて簡単に投入作業することができ、投入される木材チップＡは逐次踏み固められながら全体が均質な密度となるように充填される。

木材チップＡが充填された反応槽４は、前記中間処理水を処理した処理浄水が送水パイプ３７から供給され、反応槽用の原水（被処理水）としてチップ処理層の表面に散水することができる。尚、送水パイプ３７には点線で示すように散水パイプ３９が設けられ、広い表面に対し均一な散水を行うことができる。

これによりチップ処理層は原水を表面側から均質に濾過させて通すことができ、原水が下方に至るに従い木材チップＡによる浄水処理を行う。このように浄水処理が行われるに伴い、チップ処理層は原水の分解並びに微生物作用によって、後述する好気性嫌気性処理層５０を底部４３側から１９０ｃｍ程度の層厚となして形成し、且つ好気性嫌気性処理層５０の上方に好気性処理層５１を６０ｃｍ程度の層厚で形成することができる。

また原水は好気性処理層５１から好気性嫌気性処理層５０を、浄水処理に必要とされる適正な処理時間を経て通る間に浄水処理された浄水となり底部４３に至る。そして、処理済の浄水は底部４３の下り傾斜に案内され停滞することなく、管路４４から取出槽４２に流入し貯留される。

次いで取出槽４２に溜まる浄水は、吸水管４６を介し吸水ポンプ４５によって適時に汲み上げられ貯水槽６に貯留される。この貯水槽６に溜められる浄水は外部に取り出して任意な用途に有効利用することができると共に、浄水の一部を曝気タンク２側の原水を希釈する希釈水として投入槽５内に供給して循環利用される。尚、上記浄水は反応槽４からそのまま放流することもできる。

この反応槽４に充填する木材チップＡは、前記特許文献２で示されるものと同様の木質細片をチップ処理層用の濾過材として利用したので、微生物並びに細菌類が各々その種類に応じそれぞれの生育や繁殖に適応する固有の条件を有し、原水の供給に伴う環境におけるｐｈ値や栄養分，温度等の変化に適応して増殖する。

また木材チップＡからなるチップ処理層は原水反応処理槽として大きな表面積を形成することができ、且つ保湿，保温性に優れ有機汚泥の生物学的処理を促進する。さらにチップ処理層は長期間の処理に際しても、木材チップＡが木質本来の有機的な生体組織を長期間に渡って維持するので、目詰まりを生じ難く濾過材の交換や清掃等のメンテナンス作業を省力できる、浄水処理を安定的に高性能に行うことができる。

そして、木材チップＡを充填した反応槽４は、浄水処理を行うに伴い上層のチップ処理層に好気性菌が主体として棲息する好気性処理層５１と、下層の深層に至るに従い木材チップＡに好気性菌と嫌気性が混在した状態で嫌気性菌が増大する好気性嫌気性処理層５０とを前記層厚の割合で形成することができる。

これによりチップ処理層の表面に散水供給される原水は、先ず好気性処理層５１に棲息する好気性菌によって好気性処理されたのち、好気性嫌気性処理層５０を通過する間に好気菌と嫌気性菌が混在し下層に至るに従い嫌気性菌が増大する、両性菌による浄水処理が好適に行なわれて浄水にすることができる。

次に図１で示す方式の処理施設１によって、豆腐製造時に生ずるオカラ汚泥水を浄水処理した実験例について説明する。この例では投入槽５に投入したオカラを反応槽４から回収した前記浄水で希釈させたオカラ廃棄汚泥水を原水とした。また使用する曝気タンク２は液体貯留容量が４トン程度の大きさであり、木材チップＢを前記割合で混入した。

そして、１次処理装置３は３台分の曝気タンク２を前記構成によって直列的に接続した構成とし、投入槽５内の原水を上流側の曝気タンク２に供給し最下流側の曝気タンク２から、処理済の処理浄水を送水パイプ３７によって反応槽４に供給した。反応槽４は前記実施形態のものと同様に高さが３００ｃｍ程度で、内部に充填する木材チップＡの量を６０ｍ³程度としてチップ処理層を形成した。

上記実験値を表１に示す。尚、表中において浄水処理前に計量した試料は投入槽５内の原水であり、処理後に計量した試料は貯水槽６に回収された浄水である。また曝気処理後に計量した試料は最下流側の曝気タンク２から送水パイプ３７を介して取り出した処理浄水である。

上記のように処理されて得られる浄水は、下水への放流基準値及び河川放流基準値を何れも大幅にクリヤーする好結果が確認された。また浮遊物等を予め除去する特別な分離装置を必要としない曝気タンク２を備えた簡単な１次処理装置３によって、計量対象値を廉価に低減することも確認できた。また従来浄水処理を行うことが困難とされているオカラ汚泥水の処理にも有効であることが明らかとなった。同様に牛乳加工廃液等に対しても応用可能であると考えられる。

また反応槽４は曝気タンク２によって前処理された処理水を木材チップＡからなるチップ処理層を通して浄水処理し貯水槽６に貯留するので、浄水の排水や液肥製造或いは作物栽培等への排水利用を行い易くすることができる。

本発明に係わる処理装置の構成を示す平面図である。 曝気タンクの構成を示す側断面図である。 図２の平断面図である。 曝気タンクの別実施形態の構成を示す側断面図である。 反応槽の構成を示す正断面図である。

１ 処理装置（処理施設）
２ 曝気タンク
３ １次処理装置
４ 反応槽
５ 投入槽
６ 貯水槽
１０ 第１曝気槽
１１ 第２曝気槽
１２ 仕切壁
１３ 供給口（接続管）
１５，２３，２９ エア管
１６，２５ 送出口（送出管）
２０ 隔壁
２１ 誘導壁
２２ 流入口（流入間隔）
２６ 返送装置
２７ 返送管
３０ 吸込口
３１ 下部縦管部
３２ 上部縦管部
３７ 送水パイプ
Ａ，Ｂ 木材チップ（木質細片）

Claims (5)

1. 原水を曝気処理をする第１曝気槽（１０）と、第１曝気槽（１０）から流入する中間処理水を曝気処理及び沈降処理をする第２曝気槽（１１）とに、処理原水中の有機物を分解する菌体を付着させた木材チップ（Ｂ）を混入して曝気作用により攪拌させ、菌体による分解処理をした処理浄水を、菌床材となる木材チップ（Ａ）を充填した反応槽（４）に供給し、木材チップ（Ａ）を通す間に好気性処理並びに嫌気性処理を行い浄水処理をする有機汚泥水の処理方法であって、第１曝気槽（１０）と第２曝気槽（１１）を一体的に形成した複数の曝気タンク（２）を、互いに逆向き平行状に並べると共に、隣接する上流側の曝気タンク（２）の第２曝気槽（１１）と下流側の曝気タンク（２）の第１曝気槽（１０）を接続し、複数の曝気タンク（２）によって多段階的に処理した処理浄水を反応槽（４）に供給して浄水処理する有機汚泥水の処理方法。
2. 第１曝気槽（１０）の上流側に原水を貯留して供給する投入槽（５）と、希釈水を貯留する貯水槽（６）を設け、該貯水槽（６）の希釈水を投入槽（５）に供給し原水を希釈させて第１曝気槽（１０）に供給する請求項１の有機汚泥水の処理方法。
3. 希釈水が反応槽（４）より排出される浄水である請求項１又は２の有機汚泥水の処理方法。
4. 第２曝気槽（１１）の底壁側から返送装置（２６）の返送管（２７）によって、中間処理水の一部を木材チップ（Ｂ）と共に第１曝気槽（１０）に返送して再処理する請求項１又は２又は３の有機汚泥水の処理方法。
5. 針葉樹が粉砕された細片を水中で攪拌洗浄処理し２〜５ｍｍ程度の植菌しない木質細片となした木材チップ（Ａ）を、反応槽（４）に処理媒質として充填させ、且つ木材チップ（Ａ）によもぎ菌，クロレラ菌，土壌菌の有機物を分解する菌体を植菌した木質細片となした木材チップ（Ｂ）を、第１曝気槽（１０）或いは投入槽（５）に混入させる請求項２の有機汚泥水の処理方法。

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