JP6654863B2 - 廃水処理装置および廃水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、廃水処理装置および廃水処理方法に関する。より具体的には、本発明は、微生物を利用した廃水処理装置および廃水処理方法に関する。さらに具体的には、本発明は、廃水処理効率と省エネルギーとを両立した廃水処理装置および廃水処理方法に関する。

日本では、廃水処理方法として、好気性微生物の働きを利用して、有機汚泥物質を分解する活性汚泥法が多く利用されている。

活性汚泥法による廃水処理方法の例として、有機汚泥物質の分解に必要な酸素を供給するためにばっ気装置を用い、廃水中に直接空気が接触するように廃水中に空気を供給する方法が挙げられる。ばっ気装置としては、一般的に、送風機と散気装置とを組み合わせた複合装置および機械式ばっ気装置が挙げられる。ばっ気装置に用いられうる散気装置としては、一般的に、多孔質樹脂製散気管を有するものおよびゴム製メンブレンディフューザーが挙げられる。

たとえば、湖沼および河川の富栄養化に対しては窒素の除去が行われており、窒素を含む有機性廃水の処理も微生物の働きを利用して行われている。具体的には、社団法人日本下水道協会発行、下水道施設計画・設計指針と解説−２００９年度版−Ｐ８１（非特許文献１）に記載されているように、過去に多く実用化されている。当該文献に記載された方法では、好気性状態でアンモニア性窒素を亜硝酸塩・硝酸塩に硝化することが可能な亜硝酸菌・硝化菌の働き、及び通性・嫌気性状態で亜硝酸塩・硝酸塩を窒素ガスに脱窒素する脱窒素菌の働きを利用している。このような方法においても、硝化に必要となる酸素を供給するために、ばっ気装置が用いられる。

活性汚泥法による廃水処理方法の他の例として、国際公開第２０１１／０７３９７７号パンフレット（特許文献１）に記載されるように、酸素透過性かつ水不透過性を有するシートで形成された空間の中に廃水を供給して、廃水処理を行う方法が挙げられる。

活性汚泥法による廃水処理方法のさらなる他の例として、特開２０１５−３３６８１号公報（特許文献２）に記載されるように、空気を内部に取り入れるための空気取り入れ部を有し、かつ内部に取り入れられた空気を廃水に供給するための空気供給部と、廃水と空気供給部との間に位置するように空気供給部の表面に貼られており、かつ透気性および防水性を有する少なくとも１つのフィルムとを具え、空気供給部がフィルムが貼られた状態のものを廃水中に浸漬して廃水処理する方法が挙げられる。

国際公開第２０１１／０７３９７７号パンフレット 特開２０１５−３３６８１号公報

下水道施設計画・設計指針と解説−２００９年度版−Ｐ８１（社団法人 日本下水道協会発行）

現在、日本における水質汚濁問題は、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を指標とする有機汚濁物質除去に関する限り、ほぼ問題が無いレベルに達している。
しかしながら、ばっ気装置を用いる廃水処理方法の場合、廃水に直接空気が接触するように水圧に抗って廃水中に空気を送り込む必要性により、エネルギー消費量が大きくなる傾向にある。特に、窒素の除去のための消化には多くの酸素が必要であるため、エネルギー消費量が大きい。

また、国際公開第２０１１／０７３９７７号パンフレット（特許文献１）に記載された方法では、巻回された長尺シートにより形成された経路空間の中で廃水を処理するため、大量の廃水を処理効率を下げずに処理するにはシートサイズを大きく形成する必要があり、シート強度およびコストの面で問題となる。

特開２０１５−３３６８１号公報（特許文献２）に記載された方法では、上記の国際公開第２０１１／０７３９７７号パンフレット（特許文献１）に記載された問題の方法を解決している。その一方で、特開２０１５−３３６８１号公報（特許文献２）にはフィルム上部の開口部からの空気の取り入れに送風機を組み合わせることが記載されているが、たとえば廃水処理効率を向上させる目的で送風機をむやみに連続運転すれば省エネルギー効率が乏しくなり、省エネルギー効率を低下させ過ぎない目的でタイマーによる間欠運転を行えば廃水処理効率が低下する可能性がある。

以上の問題に鑑み、本発明の目的は、良好な廃水処理効率を維持しながらも省エネルギー効率が良好な廃水処理装置および廃水処理方法を提供することにある。

本発明者は、上下方向（廃水の深さ方向）および横方向に展開し上部が開放された空気室と当該空気室の上部以外を取り囲む透気防水フィルムとを含む浄化部を廃水中に浸漬して放置した場合に、空気室の下部で、開放上部からの対流による酸素供給量が微生物の酸素消費量を補填できないために酸素濃度が低下し、上下方向で空気室の酸素濃度に顕著な勾配が生じることを発見した。

具体的には、厚さ１０ｍｍ×幅６００ｍｍ×高さ９００ｍｍの空気室の上部以外を透気性及び防水性を有するフィルムで取り囲んだ構造体を、上部付近を除いて水深１．０ｍの廃水に浸漬したところ、空気室の酸素濃度は水面下２００ｍｍで２０％、水面下５００ｍｍで１２％、水面下８００ｍｍで８％であり、底部になるほど顕著に酸素濃度が低くなる傾向を発見した。

そこで本発明者は、空気室の所定深さにおける酸素濃度に基づいて空気室の換気を制御することで上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の発明を含む。

（１）
本発明の廃水処理装置は、廃水処理槽と、浄化ユニットと、通気管と、酸素濃度計と、換気調節部と、を含む。
浄化ユニットは浄化部を含む。浄化部は、上下方向および横方向に展開する空気室と、空気室を取り囲む透気防水フィルムと、を含み、廃水処理槽の廃水に浸漬させられるべきものである。
通気管は、空気室と連通する空気経路を構成する。
酸素濃度計は、空気室の中の、上下方向の長さを基準として空気室の下端から所定量の位置における気体の酸素濃度を測定する。
換気調節部は、測定された酸素濃度に応じ、空気経路を介して空気室への空気送入および空気室からの気体吸出の少なくともいずれかによる換気を行う。

このように、本発明の廃水処理装置は、浄化処理によって勾配が生じる空気室の所定深さにおける酸素濃度を測定する構成であるため、浄化処理による酸素の消費状況から、酸素濃度測定時における浄化部の廃水処理能を把握しやすい。したがって、空気室の所定深さにおける酸素濃度に基づいて換気を制御することにより、廃水処理効率を維持するとともに、無駄な換気にかかるエネルギーを削減することができる。

なお、本発明において廃水処理効率を維持するとは、同じ廃水処理量で浄化程度の顕著な低下を防止することである。浄化程度の顕著な低下を防止するとは、たとえば同じ廃水処理装置で廃水を処理した場合に、処理水の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を、最も浄化効率が良好な場合のたとえば６０％以上、好ましくは８０％以上に維持することであってよい。

（２）
上記（１）の廃水処理装置では、酸素濃度計が、空気室の中の、上下方向の長さを基準として空気室の下端から５０％以内の位置に設けられた酸素検知部を有してよい。

この場合、換気調節の基準となる酸素濃度が、空気室の下端から５０％以内という、勾配が生じる空気室の比較的深い位置における濃度であるため、浄化処理による酸素の消費状況から酸素濃度測定時における浄化部の廃水処理能をよりはっきりと把握することができる。

（３）
上記（１）または（２）の廃水処理装置では、換気調節部が排気送風機を含んでよい。

この場合、空気室へ空気を送入し、酸素濃度が低くなった気体と置換することで換気することができる。

（４）
上記（１）の廃水処理装置では、換気調節部が吸気送風機を含んでよい。

この場合、空気室中の酸素濃度が低くなった気体を吸出することで外界の空気を空気室へ流入させることで換気することができる。

（５）
上記（４）の廃水処置装置では、通気管が、空気室の中の、上下方向の長さを基準として空気室の下端から５０％以内の位置まで挿入されていてよい。

この場合、空気室の換気効率がより好ましい。

（６）
上記（５）の廃水処理装置では、酸素濃度計が、通気管の内部に設けられた酸素検知部を有してよい。

この場合、通気管に吸入された空気室の気体が、空気室の下端から５０％以内という、勾配が生じる空気室の比較的深い位置における濃度であるため、浄化処理による酸素の消費状況から酸素濃度測定時における浄化部の廃水処理能をよりはっきりと把握することができる。

（７）
上記（１）から（６）のいずれかの廃水処理装置では、廃水処理槽が複数含まれ、浄化ユニットが複数含まれ、酸素濃度計が複数含まれ、複数の浄化ユニットのそれぞれおよび複数の酸素濃度計のそれぞれが、複数の廃水処理槽のそれぞれに対応してよい。

この場合、複数の廃水処理槽を用いた大スケールの廃水処理が可能となるとともに、各廃水処理槽に対して酸素濃度計が設けられるため各廃水処理槽の浄化程度に差がある場合にも対応することができる。

（８）
本発明の廃水処理方法は、浄化工程と、第１酸素濃度測定工程と、換気促進工程と、換気抑制工程と、を含む。
浄化工程では、上下方向および横方向に展開する空気室と空気室を取り囲む透気防水フィルムとを含む浄化部を含む浄化ユニットを廃水中に浸漬された状態で静置する。
第１酸素濃度測定工程では、空気室の中の気体の第１酸素濃度を測定する。第１酸素濃度は、上下方向の長さを基準として空気室の下端から所定量の位置における気体の酸素濃度である。
換気促進工程では、第１酸素濃度が下限規定値以下である場合に空気室の換気運転を促進する。
換気抑制工程では、空気室の換気運転を抑制する。

なお、換気の促進とは、換気していない状態から換気運転を開始する態様と、換気運転している状態からさらに換気量を増やす態様との両方を含む。
また、換気の抑制とは、換気運転している状態から換気を停止する態様と、換気運転している状態からさらに換気量を減らす態様との両方を含む。

このように、本発明の廃水処理方法では、浄化処理によって勾配が生じる空気室の所定深さにおける酸素濃度を測定するため、浄化処理による酸素の消費状況から、酸素濃度測定時における浄化部の廃水処理能を把握しやすい。したがって、空気室の所定深さにおける酸素濃度に基づいて換気を制御することにより、廃水処理効率を維持するとともに、無駄な換気にかかるエネルギーを削減することができる。より具体的には、空気室の酸素濃度が落ち過ぎる前に浄化に必要な酸素を空気室に補うことができるため廃水処理効率を維持することができ、その後、酸素量が回復すれば換気運転を停止または換気量を減少させるため無駄な換気にかかるエネルギーを削減することができる。

（９）
上記（８）の廃水処理方法では、第１酸素濃度測定工程の後、かつ換気抑制工程の前に、第２酸素濃度測定工程を含んでよい。
この場合、第２酸素濃度測定工程では、換気運転が行われている空気室の中の気体の第２酸素濃度を測定する。第２酸素濃度は、上下方向の長さを基準として空気室の下端から所定量の位置における気体の酸素濃度である。
さらにこの場合、換気抑制工程において、第２酸素濃度が上限規定値以上である場合に換気運転を抑制する。

これによって、空気室の酸素濃度が規定量に到達したことを契機として換気運転を停止または換気量を減少させるため、無駄な換気にかかるエネルギーを容易に削減することができる。

（１０）
上記（８）の廃水処理方法においては、第１酸素濃度測定工程の後、かつ換気抑制工程の前に、換気量決定工程を含んでよい。
この場合、換気量決定工程において、第１酸素濃度に基づいて換気量を決定する。
さらにこの場合、浄化工程においては換気運転が行われず、換気促進工程において、第１酸素濃度が下限規定値以下である場合に空気室の換気運転を開始し、換気抑制工程において、決定された換気量の換気が完了した時に換気運転を停止する。

これによって、空気室の酸素濃度を十分量に到達せしめるとして決定された所定量の空気送入または気体吸出が完了したことを契機として換気が止まるため、無駄な換気にかかるエネルギーを容易に削減することができる。

（１１）
上記（８）または（９）の廃水処理方法では、第１酸素濃度測定工程における第１酸素濃度、および第２酸素濃度測定工程における第２酸素濃度が、空気室の中の、上下方向の長さを基準として空気室の下端から５０％以内の位置における酸素濃度であってよい。

この場合、換気調節の基準となる酸素濃度が、空気室の下端から５０％以内という、勾配が生じる空気室の比較的深い位置における濃度であるため、浄化処理による酸素の消費状況から酸素濃度測定時における浄化部の廃水処理能をより感度良くと把握することができる。

（１２）
上記（８）から（１０）のいずれかの廃水処理方法では、第１酸素濃度測定工程における下限規定値が、外界の空気中の酸素濃度の０．７倍未満で設定されてよい。

このように、第１酸素濃度が外界の空気中の０．７倍未満になるまで換気を行わないため、省エネルギーの点でより好ましい。

（１３）
上記（９）、（１１）および（１２）のいずれかの廃水処理方法では、第２酸素濃度測定工程における上限規定値が、外界の空気中の酸素濃度の０．７倍以上であってよい。

このように、第２酸素濃度が外界の空気中の酸素濃度の０．７倍以上になるまで換気するため、廃水処理効率の点でより好ましい。

（１４）
上記（８）から（１３）のいずれかの廃水処理法では、換気の速度が、１個の空気室につき、１時間に空気室の体積の５０％以上５００％以下の体積の空気が入れ替わる速さであってよい。

この場合、酸素濃度の回復効率がより良好であるため廃水処理効率の点でより好ましく、無駄な換気をより好ましく防ぐため省エネルギーの点でより好ましい。

第１実施形態の廃水処理装置の模式的断面図である。 図１の浄化部３１０の模式的拡大図である。 第２実施形態の廃水処理装置の模式的断面図である。 第３実施形態の廃水処理装置の模式的断面図である。 第４実施形態の廃水処理装置の模式的断面図である。 第５実施形態の廃水処理方法のフローチャートである。 第６実施形態の廃水処理方法のフローチャートである。 第７実施形態の廃水処理方法のフローチャートである。

［１．第１実施形態−廃水処理装置］
図１は、第１実施形態の廃水処理装置の模式的断面図である。図１に示す廃水処理装置１００は、廃水処理槽２００と、浄化ユニット３００と、酸素濃度計４００と、通気管５００と、換気調節部６００とを含む。

［１−１．廃水処理槽］
廃水処理槽２００は有底の容器であり、内部に廃水Ｗを保持する。廃水処理槽２００には流入口２１１と流出口２１９とが設けられている。本実施形態では、流入口２１１と流出口２１９とが常時開放されることで、廃水Ｗを流入口２１１から流出口２１９に向かって連続的に流すことができる。この場合、廃水Ｗの流速は、１個の廃水処理槽２００中の廃水Ｗが全て入れ替わるのにかかる時間がたとえば６時間以上２４時間以下となるように設定することができる。なお、本発明はこのように常時流れている廃水に対する連続処理方式（押出し流れ方式）に限定されるものではなく、たとえば流入口２１１と流出口２１９とが定期的に開閉を繰り返すことで都度貯留させた廃水に対して処理を行う都度処理方式であってもよい。

［１−２．浄化ユニット］
浄化ユニット３００は廃水処理槽２００の内部に設けられており、使用時には、上端（後述の開口部３１５）の部分を除いて廃水Ｗ中に浸漬される。浄化ユニット３００は浄化部３１０を含む。浄化部３１０は、上下方向Ｒ（つまり深さ方向）と横方向（つまり水平方向）とに展開していることで、廃水Ｗとの接触面積を効率よく得るように構成されている。本実施形態では、浄化ユニット３００は、並列させられた複数の浄化部３１０で構成される。

浄化部３１０の模式的拡大図を図２に示す。浄化部３１０は、空気室Ｓ、透気防水フィルム３１１、桟３１２およびスペーサ３１３を含み、上端で開口部３１５を構成している。

透気防水フィルム３１１は所定の幅で離間して対向しており、開口部３１５を除く端部で封止構造を採っている。これによって、透気防水フィルム３１１は、空気室Ｓを、当該所定の幅に相当する厚みＴｓを有し上部が開放された板状空間として画成する。透気防水フィルム３１１はその防水能によって、空気室Ｓへの廃水Ｗの浸入を防止することができる。

廃水処理装置１００の使用時には、透気防水フィルム３１１の廃水Ｗと接触する面に、廃水Ｗ中の微生物によるバイオフィルムＷｍが形成される。透気防水フィルム３１１はその透気能によって、空気室Ｓの酸素を外部へ透過させ、廃水Ｗを浄化するバイオフィルムＷｍ中の好気性細菌に酸素を供給することができる。

空気室Ｓの板状形状は、透気防水フィルム３１１の内側に設けられた剛性体によって、廃水Ｗの水圧に抗って維持される。本実施形態では、この剛性体は籠状体であり、桟３１２およびスペーサ３１３で構成される。桟３１２は、たとえば横桟および縦桟などの交差方向に組み合わされた桟部材で構成された平面枠体であり、透気防水フィルム３１１が空気室Ｓに露出する面を十分に確保するとともに浄化部３１０全体の強度を強化する。スペーサ３１３は、一対の対向する桟３１２の間に介在して桟３１２を固定し、空気室Ｓの厚みＴｓを維持する。

透気防水フィルム３１１は、透気性と防水性とを両備するフィルムであれば特に限定されない。たとえば、ポリオレフィン（たとえばポリエチレンおよびポリプロピレンなど）の耐水性樹脂で構成されるフィルムであって、かつ微細孔を有しているもの（つまり多孔質耐水性フィルム）が好ましい。多孔化技術は当業者に良く知られた方法であり、透気防水フィルム３１１はどのような方法で作製されたものであってもよい。たとえば、炭酸カルシウムなどの無機フィラーを含む耐水性樹脂シートを延伸加工することで得られる多孔質フィルムが挙げられる。

透気防水フィルム３１１は、上記の多孔質耐水性フィルムの片面または両面に、不織布およびクロスヤーンなどの繊維シートならびに他のフィルムが積層されていてもよい。

透気防水フィルム３１１として好適な市販品としては、積水フィルム社製「セルポア」、三菱樹脂社製「ＫＴＦ」および「エクセポール」、ならびにトクヤマ社製「ポーラム」および「ＮＦシート」などが挙げられる。

桟３１２およびスペーサ３１３の材質は、空気室Ｓの板状形状を維持可能な剛性を有する樹脂であってよく、好ましくは、透気防水フィルム３１１と溶着可能な熱可塑性樹脂であってよい。桟３１２およびスペーサ３１３は、少なくともいずれかが透気防水フィルム３１１と溶着（熱溶着または超音波溶着）固定させられることにより安定的に空気室Ｓを維持する。

なお、浄化部は本実施形態で示されるものに限定されず、たとえば空気室Ｓの厚みＴｓを確保するスペーサ３１３があれば、桟３１２を有しなくてもよい。この場合、スペーサ３１３がその両端で透気防水フィルム３１１に溶着固定される。またこの場合、スペーサ３１３は、上下方向Ｒおよび横方向に複数設けられることによって、空気室Ｓの容積を容易に確保することができる。さらにこの場合、スペーサは樹脂製の剛性ロッドであってもよいが、透気防水フィルム３１１により安定的に固定するため、より軽量の部材、たとえば樹脂製ネットをロッド状に巻回したもの、樹脂製のへちま状中空体などであってもよい。

空気室の上下方向Ｒの長さＬｓは、たとえば０．２ｍ以上、好ましくは０．８ｍ以上であってよいし、３．７ｍ以上であってもよい。また、当該長さＬｓは、たとえば６ｍ以下、好ましくは４ｍ以下であってよい。空気室の上下方向Ｒに直交する横方向の長さは、たとえば０．２ｍ以上、好ましくは０．６ｍ以上であってよく、たとえば３．６ｍ以下、好ましくは１．８ｍ以下であってよい。空気室Ｓの上下方向Ｒの長さＬｓが上記下限以上であることは、空気室Ｓの維持を容易かつ空気室Ｓの換気を容易にして廃水処理能を向上させる点で好ましく、上記上限以下であることは、本発明の空気室Ｓの換気による廃水処理能向上効果をより良好に得る点、および設置容易性の点などで好ましい。空気室Ｓの横方向の長さが上記下限以上であることは、廃水Ｗとの接触面積を効率的に確保して廃水処理効率を向上させる点で好ましく、上記上限以下であることは、浄化部３１０全体の強度維持容易性および浄化ユニット３００の設置容易性の点などで好ましい。

空気室Ｓの長さＬｓに対する廃水Ｗへの接水長さＬｗは、たとえば８０％以上、９５％以下であってよい。接水長さＬｗが上記下限以上であることは、空気室Ｓから供給される酸素量を良好に確保し廃水処理効率を向上させる点で好ましく、接水長さＬｗが上記上限以下であることは、空気室Ｓへの廃水Ｗの侵入を防ぐ点で好ましい。あるいは、空気室Ｓへの廃水Ｗの侵入を防ぐ点では、廃水Ｗの水面が浄化部３１０の開口部３１５から２ｃｍ以上離間するように接水長さＬｗが設定されてもよい。

空気室Ｓの厚みＴｓは、たとえば０．５ｃｍ以上、好ましくは１ｃｍ以上であってよく、たとえば１０ｃｍ以下、好ましくは４ｃｍ以下であってよい。空気室Ｓの厚みＴｓが上記下限以上であることは、空気室Ｓの換気が容易となり廃水処理効率を向上させる点で好ましく、上記上限以下であることは、本発明の空気室Ｓの換気による廃水処理能向上効果をより良好に得る点、および廃水Ｗとの接触面積を効率的に確保し廃水処理効率を向上させる点などで好ましい。

透気防水フィルム３１１の厚みは、たとえば１５μｍ以上、１ｍｍ以下であってよい。当該厚みが上記下限以上であることは、破損を防止し空気室Ｓを安定的に確保する点で好ましく、上記上限以下であることは、酸素透過性を良好に確保し廃水処理効率を向上させる点で好ましい。

［１−３．酸素濃度計］
酸素濃度計４００は、本体４１０と酸素検知部４５０とを含む。本体４１０は、検知信号線、温度信号線および電力供給線などにより酸素検知部４５０と結線されており、酸素濃度出力信号線を介して後述の換気調節部６００（より具体的には制御部６２０）に接続されている。本体４１０は、酸素検知部４５０からの検知信号に基づいて酸素濃度を演算し、演算された酸素濃度を後述の換気調節部６００へ出力する。

本実施形態において、酸素検知部４５０は、空気室Ｓの中の所定深さの位置に設けられている。これによって、酸素濃度計４００は、上下方向Ｒの長さを基準として空気室Ｓの下端から所定量Ｌｄの位置における気体の酸素濃度を測定する。所定量Ｌｄは小さいほど好ましい傾向にあり、空気室Ｓの長さＬｓのたとえば５０％以下、好ましくは３０％以下、より好ましくは１０％以下であってよい。所定量Ｌｄが上記上限以下であることは、廃水処理により顕著に酸素濃度が低下する位置における酸素濃度をモニターすることができるため、廃水処理能の低下を感度良く把握することができる点で好ましい。

さらに、廃水処理装置において測定すべき箇所は、図１に示したように１箇所あればよいが、たとえば、廃水処理装置が複数の廃水処理槽を含み、それら複数の廃水処理槽で並列して廃水処理を行う場合、および、廃水処理装置が直列に連結された複数の廃水処理槽を含み、それぞれの廃水処理槽で順次廃水処理を行う場合（より具体的には後述の図４、図５）など、複数箇所であるほうがさらに効率よく処理することができる。

なお、酸素濃度計４００は任意の測定原理に基づくものを採用することができる。たとえば、ガルバニ電池式、ジルコニア固体電解質方式、磁気式、波長可変半導体レーザ分光式などが挙げられる。

［１−４．通気管］
通気管５００は空気室Ｓに連通する空気経路を構成する配管である。通気管５００は後述の換気調節部６００（より具体的には送風機６１０）に接続されている一方、管端５９０の側は浄化ユニット３００を構成する浄化部３１０それぞれに対して分岐されており、それぞれの管端５９０は空気室Ｓ内を向くように配設されている。本実施形態では、通気管５００の管端５９０は浄化部３１０の開口部３１５まで延設されている。なお、通気管５００は、より換気効率を上げるために、後述第２実施形態の通気管５００ａと同様に浄化部３１０の中に挿入されていてもよい。通気管５００には流量調節弁５１０および流量計５２０が設けられている。

［１−５．換気調節部］
換気調節部６００は、送風機６１０および制御部６２０を含む。
送風機６１０は前述のとおり通気管５００に接続されている。本実施例において、送風機６１０は排気送風機であり、通気管５００中、図中矢印の方向に空気を移動させる。したがって、送風機６１０の駆動によって通気管５００を通じて空気室Ｓに送入させた空気は、空気室Ｓに存在していた低酸素濃度の気体を追い出して置換することで、空気室Ｓを換気する。

制御部６２０は前述のとおり酸素濃度計４００の本体４１０に接続されるとともに、送風機６１０に接続されている。制御部６２０は、コンピュータ、例えばＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）などであり、酸素濃度計４００で測定される浄化部３１０の空気室Ｓ内の酸素濃度情報を受け取り、当該酸素濃度情報に応じた送風機６１０の運転制御などを行う。送風機６１０の排気量は、たとえば、１個の空気室Ｓにつき、１時間に空気室Ｓの体積の５０％以上５００％以下の体積の空気を入れ替える換気速度を達成する量に調節することができる。排気量を上記下限以上とすることは、空気室Ｓ中の酸素濃度の回復効率がより良好であるため廃水処理効率の点で好ましく、上記上限以下とすることは、無駄な換気を防ぐため省エネルギーの点で好ましい。

［２．第２実施形態−廃水処理装置］
図３は、第２実施形態の廃水処理装置の模式的断面図である。図２に示す廃水処理装置１００ａは、廃水処理槽２００および浄化ユニット３００は第１実施形態の廃水処理装置１００（図１参照）と共通するが、酸素濃度計４００、通気管５００、および換気調節部６００の代わりに酸素濃度計４００ａ、通気管５００ａ、および換気調節部６００ａが含まれる点で第１実施形態の廃水処理装置１００と異なる。

換気調節部６００ａは、送風機６１０ａおよび制御部６２０を含む。
送風機６１０ａは通気管５００ａに接続されている。本実施例において、送風機６１０ａは吸気送風機であり、通気管５００ａ中、図中矢印の方向に空気を移動させる。したがって、送風機６１０ａの駆動によって、空気室Ｓ内に存在していた低酸素濃度の気体を通気管５００ａ内に吸出させ、浄化部３１０の外部の空気が開口部３１５を通じ空気室Ｓに流入して置換することで、空気室Ｓを換気する。

制御部６２０は酸素濃度計４００ａに接続されるとともに、送風機６１０ａに接続されている。制御部６２０は、コンピュータ、例えばＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）などであり、酸素濃度計４００ａで測定される浄化部３１０の空気室Ｓ内の酸素濃度情報を受け取り、当該酸素濃度情報に応じた送風機６１０ａの運転制御などを行う。送風機６１０ａの吸気量は、たとえば、１個の空気室Ｓにつき、１時間に空気室Ｓの体積の５０％以上５００％以下の体積の空気を入れ替えることができる量に調節することができる。排気量を上記下限以上とすることは、空気室Ｓ中の酸素濃度の回復効率がより良好であるため廃水処理効率の点で好ましく、上記上限以下とすることは、無駄な換気を防ぐため省エネルギーの点で好ましい。

通気管５００ａは、浄化ユニット３００の空気室Ｓに連通する配管である。通気管５００ａは後述の換気調節部６００ａ（より具体的には送風機６１０ａ）に接続されている一方、管端５９０ａの側は浄化ユニット３００を構成する浄化部３１０それぞれに対して分岐されており、それぞれの管端５９０ａは空気室Ｓの中に挿入されて配設されている。本実施形態では、上述のように空気室Ｓ内に存在していた低酸素濃度の気体を通気管５００ａ内に吸い出す換気方式をとるため、本発明の廃水処理効率を達成する換気効率を得るために、通気管５００ａの管端５９０は、空気室Ｓの下端から所定量Ｌｄａの位置まで延設されている。通気管５００ａには流量調節弁５１０および流量計５２０が設けられている。

酸素濃度計４００ａは、本体４１０と酸素検知部とを含む。本体４１０は、検知信号線、温度信号線および電力供給線などにより酸素検知部と結線されており、酸素濃度出力信号線を介して前述の換気調節部６００ａ（より具体的には制御部６２０）に接続されている。本体４１０は、酸素検知部からの検知信号に基づいて酸素濃度を演算し、演算された酸素濃度を後述の換気調節部６００ａへ出力する。

本実施形態において、酸素検知部（図示せず）は、浄化部３１０の外部において通気管５００ａの中に設けられている。前述のように、通気管５００ａは空気室Ｓの中に所定の深さまで挿入されているため、送風機６１０ａで吸入することによって、空気室Ｓの下端から所定量Ｌｄａの位置における気体が採取され、通気管５００ａ内の酸素検知部によって酸素が検知される。

これによって、酸素濃度計４００ａは、上下方向Ｒの長さを基準として空気室Ｓの下端から所定量Ｌｄａの位置における気体の酸素濃度を測定する。所定量Ｌｄａは小さいほど好ましい傾向にあり、空気室Ｓの長さＬｓのたとえば５０％以下、好ましくは３０％以下、より好ましくは１０％以下であってよい。所定量Ｌｄａが上記上限以下であることは、廃水処理により顕著に酸素濃度が低下する位置における酸素濃度をモニターすることができるため、廃水処理能の低下を感度良く把握することができる点で好ましい。

［３．第３実施形態−廃水処理装置］
図４は、第３実施形態の廃水処理装置の模式的断面図である。図４に示す廃水処理装置１００ｂは、第１実施形態の廃水処理装置１００を基礎としており、複数の廃水処理槽２００ｂ_１，２００ｂ_２，２００ｂ_３と、複数の浄化ユニット３００ｂ_１，３００ｂ_２，３００ｂ_３と、複数の酸素濃度計４００ｂ_１，４００ｂ_２，４００ｂ_３と、通気管５００ｂと、換気調節部６００ｂとを含む。

複数の廃水処理槽２００ｂ_１，２００ｂ_２，２００ｂ_３それぞれは第１実施形態の廃水処理装置１００における廃水処理槽２００と同じであり、流入口２１１と流出口２１９とで互いに連結されている。本実施形態では、複数の廃水処理槽２００ｂ_１，２００ｂ_２，２００ｂ_３すべての流入口と流出口とが常時開放されることで、廃水Ｗを、廃水処理槽２００ｂ_１の流入口２１１ｂ_１から廃水処理槽２００ｂ_３の流出口２１９ｂ_３に向かって連続的に流すことができる。この場合、廃水Ｗの流速は、１個の廃水処理槽中の廃水Ｗが全て入れ替わるのにかかる時間がたとえば６時間以上２４時間以下となるように設定することができる。

複数の廃水処理槽２００ｂ_１，２００ｂ_２，２００ｂ_３それぞれの内部には複数の浄化ユニット３００ｂ_１，３００ｂ_２，３００ｂ_３が対応するように設けられており、使用時には、上端の部分を除いて廃水Ｗ中に浸漬される。

複数の酸素濃度計４００ｂ_１，４００ｂ_２，４００ｂ_３の酸素検知部４５０ｂ_１，４５０ｂ_２，４５０ｂ_３は、それぞれ、浄化ユニット３００ｂ_１，３００ｂ_２，３００ｂ_３の空気室Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３の中に設けられている。複数の酸素濃度計４００ｂ_１，４００ｂ_２，４００ｂ_３の本体４１０ｂ_１，４１０ｂ_２，４１０ｂ_３は、それぞれ、酸素濃度出力信号線を介して共通の換気調節部６００ｂ（具体的には制御部６２０ｂ）に接続されている。

通気管５００ｂは、換気調節部６００ｂ（具体的には送風機６１０）に接続されている一方、管端の側は浄化ユニット３００ｂ_１，３００ｂ_２，３００ｂ_３それぞれに対して分岐し、さらに各浄化ユニットにおいて、浄化部それぞれに対して分岐され、それぞれの管端は空気室内を向くように配設されている。さらに、通気管５００ｂは、浄化ユニットごとに流量調節弁５１０ｂ_１，５１０ｂ_２，５１０ｂ_３および流量計５２０ｂ_１，５２０ｂ_２，５２０ｂ_３が設けられている。流量調節弁５１０ｂ_１，５１０ｂ_２，５１０ｂ_３はそれぞれ制御信号線（図示せず）を介して共通の換気調節部６００ｂ（具体的には制御部６２０ｂ）に接続されていてよい。

換気調節部６００ｂは、送風機６１０および制御部６２０ｂを含む。送風機６１０は前述のとおり通気管５００ｂに接続されている。本実施例において、送風機６１０は排気送風機であり、通気管５００ｂ中、図中矢印の方向に空気を移動させる。制御部６２０ｂは前述のとおり酸素濃度計に接続されるとともに送風機６１０に接続されており、さらに流量調節弁５１０ｂ_１，５１０ｂ_２，５１０ｂ_３に接続されていてよい。

上述のように、廃水が廃水処理槽２００ｂ_１の流入口２１１ｂ_１から廃水処理槽２００ｂ_３の流出口２１９ｂ_３に向かって流れているため、廃水処理槽２００ｂ_１，２００ｂ_２，２００ｂ_３それぞれの廃水Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３の処理程度は互いに異なり得り、廃水Ｗ_１、廃水Ｗ_２、廃水Ｗ_３の順に処理程度が向上し得る。したがって、浄化ユニット３００ｂ_１，３００ｂ_２，３００ｂ_３それぞれの空気室Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３の上下方向Ｒで同じ位置における酸素消費速度は互いに異なり得る。したがって、換気調節部６００ｂは、各酸素濃度計４００ｂ_１，４００ｂ_２，４００ｂ_３で測定される各浄化ユニットの空気室Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３内の酸素濃度情報を受け取り、当該酸素濃度情報に応じた換気を浄化ユニットごとに独立して行うことができる。換気の独立制御は、たとえば、浄化ユニットごとに流量調節弁５１０ｂ_１，５１０ｂ_２，５１０ｂ_３の開閉を行った後に送風機６１０を起動させることによって行うことができる。

［４．第４実施形態−廃水処理装置］
図５は、第４実施形態の廃水処理装置の模式的断面図である。図５に示す廃水処理装置１００ｃは、第２実施形態の廃水処理装置１００ａを基礎としており、第１実施形態の廃水処理装置１００に対する第３実施形態の廃水処理装置１００ｂの関係に準拠する。したがって、廃水処理装置１００ｃは、廃水処理槽２００ｂ_１，２００ｂ_２，２００ｂ_３および浄化ユニット３００ｂ_１，３００ｂ_２，３００ｂ_３は第３実施形態の廃水処理装置１００ｂ（図４参照）と共通するが、酸素濃度計４００ｂ_１，４００ｂ_２，４００ｂ_３、通気管５００ｂ、および換気調節部６００ｂの代わりに酸素濃度計４００ｃ_１，４００ｃ_２，４００ｃ_３、通気管５００ｃ、および換気調節部６００ｃが含まれる点で第３実施形態の廃水処理装置１００ｂと異なる。

換気調節部６００ｃは、送風機６１０ａおよび制御部６２０ｂを含む。
送風機６１０ａは通気管５００ｃに接続されている。本実施例において、送風機６１０ａは吸気送風機であり、通気管５００ｃ中、図中矢印の方向に空気を移動させる。
。制御部６２０ｂは酸素濃度計４００ｃ_１，４００ｃ_２，４００ｃ_３に接続されるとともに送風機６１０ａに接続されており、さらに後述の流量調節弁５１０ｃ_１，５１０ｃ_２，５１０ｃ_３に接続されていてよい。

通気管５００ｃは、換気調節部６００ｃ（より具体的には送風機６１０ａ）に接続されている一方、管端の側は浄化ユニット３００ｂ_１，３００ｂ_２，３００ｂ_３それぞれに対して分岐し、さらに各浄化ユニットにおいて、浄化部それぞれに対して分岐され、それぞれの管端は空気室Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３の下端から所定量Ｌｄａの位置まで延設されている。さらに、通気管５００ｃは、浄化ユニットごとに流量調節弁５１０ｃ_１，５１０ｃ_２，５１０ｃ_３および流量計５２０ｃ_１，５２０ｃ_２，５２０ｃ_３が設けられている。流量調節弁５１０ｃ_１，５１０ｃ_２，５１０ｃ_３はそれぞれ制御信号線（図示せず）を介して共通の換気調節部６００ｃ（具体的には制御部６２０ｂ）に接続されていてよい。

酸素濃度計４００ｃ_１，４００ｃ_２，４００ｃ_３は第２実施形態（図３参照）の酸素濃度計４００ａと同様の酸素濃度計であり、酸素検知部（図示せず）が通気管５００ｃ中に設けられ、酸素検知部からの検知信号に基づいて演算された酸素濃度を換気調節部６００ｃへ出力する。

廃水処理槽２００ｂ_１，２００ｂ_２，２００ｂ_３の廃水Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３は、第３実施形態（図４参照）と同様に処理程度が互いに異なり得るため、換気調節部６００ｃは、各酸素濃度計４００ｃ_１，４００ｃ_２，４００ｃ_３で測定される各浄化ユニットの空気室Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３内の酸素濃度情報を受け取り、当該酸素濃度情報に応じた換気を浄化ユニットごとに独立して行うことができる。換気の独立制御は、たとえば、浄化ユニットごとに流量調節弁５１０ｃ_１，５１０ｃ_２，５１０ｃ_３の開閉を行った後に送風機６１０ａを起動させることによって行うことができる。

［５．第５実施形態−廃水処理方法］
図６は、第５実施形態の廃水処理方法を示すフローチャートである。
図６に示す廃水処理方法は、浄化工程（Ｓ１１）と、第１酸素濃度測定工程（Ｓ１２）と、換気開始工程（Ｓ１５）と、換気停止工程（Ｓ１９）と、を含む。本実施形態の廃水処理方法は、さらに第２酸素濃度測定工程（Ｓ１６）を含む。

本実施形態の廃水処理方法は、上記の廃水処理装置１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃによって実施することができるが、送風機６１０，６１０ａおよび制御部６２０，６２０ｂに関する記載を除き、廃水処理装置１００（図１参照）によって実施した場合を代表して説明する。

浄化工程（Ｓ１１）では、浄化ユニット３００を廃水中に浸漬した状態で静置する。この場合、送風機６１０，６１０ａは起動されていない。この工程の間に、透気防水フィルム３１１が空気室Ｓの酸素を外部へ透過させ、バイオフィルムＷｍ中の好気性細菌に酸素を供給するため、廃水Ｗの浄化処理が行われる。

浄化工程（Ｓ１１）が行われている間に、第１酸素濃度測定工程（Ｓ１２）が行われる。第１酸素濃度測定工程（Ｓ１２）では、空気室Ｓの中の気体の第１酸素濃度を測定する。第１酸素濃度は、浄化工程（Ｓ１１）が行われている時の、上下方向Ｒの長さを基準として空気室Ｓの下端から所定量Ｌｄの位置における気体の酸素濃度である。

第１酸素濃度測定工程（Ｓ１２）で得られた第１酸素濃度は制御部６２０，６２０ｂに出力される。制御部６２０，６２０ｂでは、第１酸素濃度が下限規定値以下であるかどうかを判定する（Ｓ１３）。制御部６２０，６２０ｂが、第１酸素濃度が下限規定値を超えていると判断した場合（Ｓ１３のNo）は浄化工程（Ｓ１１）を継続する。制御部６２０，６２０ｂが、第１酸素濃度が下限規定値以下であると判断した場合（Ｓ１３のYes）は、空気室Ｓの換気を開始させる（Ｓ１５）。なお、第１実施形態および第３実施形態の廃水処理装置１００，１００ｂの場合は、送風機６１０を排気起動させ、第２実施形態および第４実施形態の廃水処理装置１００ａ，１００ｃの場合は、送風機６１０ａを吸気起動させる。

第１酸素濃度の下限規定値は、外界の空気中の酸素濃度のたとえば０．７倍未満、好ましくは０．６倍未満で設定されてよい。あるいは、第１酸素濃度の下限規定値はたとえば１６％未満、好ましくは１２％未満であってよい。これらの場合、省エネルギーの点でより好ましい。
下限規定値は、外界の空気中の酸素濃度のたとえば０．３倍以上、好ましくは５０％以上で設定されてよい。あるいは、第１酸素濃度の下限規定値はたとえば６％以上、好ましくは１０％以上であってよい。これらの場合、廃水処理効率の点でより好ましい。

換気速度（つまり単位時間当たりの排気量または吸気量）は、１個の空気室Ｓにつき、１時間に空気室Ｓの体積の５０％以上５００％以下の体積の空気が入れ替わる速さであってよい。換気速度を上記下限以上とすることは、空気室Ｓ中の酸素濃度の回復効率がより良好であるため廃水処理効率の点で好ましく、上記上限以下とすることは、無駄な換気を防ぐため省エネルギーの点で好ましい。

空気室Ｓの換気が行われている間、第２酸素濃度測定工程（Ｓ１６）が行われる。第２酸素濃度測定工程（Ｓ１６）では、空気室Ｓの中の気体の第２酸素濃度を測定する。第２酸素濃度は、空気室Ｓの換気が行われている時の、上下方向Ｒの長さを基準として空気室Ｓの下端から所定量Ｌｄの位置における気体の酸素濃度である。第２酸素濃度は、第１酸素濃度と所定量Ｌｄが同じ位置で測定されてよい。

第２酸素濃度測定工程（Ｓ１６）で得られた第２酸素濃度は制御部６２０，６２０ｂに出力される。制御部６２０，６２０ｂでは、第２酸素濃度が上限規定値以上であるかどうかを判定する（Ｓ１７）。制御部６２０，６２０ｂが、第２酸素濃度が上限規定値を下回っていると判断した場合（Ｓ１７のNo）は換気を継続する。制御部６２０，６２０ｂが、第２酸素濃度が上限規定値以上であると判断した場合（Ｓ１７のYes）は、送風機６１０，６１０ａを停止させて空気室Ｓの換気を停止する（Ｓ１９）。なお、空気室Ｓの換気を停止した後、再び浄化工程（Ｓ１１）に戻る。

第２酸素濃度の上限規定値は、外界の空気中の酸素濃度のたとえば０．７倍以上で設定されてよい。さらに、第１酸素濃度の下限規定値のたとえば１．２５倍以上、好ましくは１．５倍であってよい。
あるいは、第２酸素濃度の上限規定値は、１２％以上、好ましくは１６％以上であってよい。これらの場合、廃水処理工程の点でより好ましい。第２酸素濃度の上限規定値は、第１酸素濃度の下限規定値のたとえば２倍以下、好ましくは１．６倍以下であってよい。あるいは、第２酸素濃度の上限規定値は、２０％以下、好ましくは１８％以下であってよい。これらの場合、省エネルギーの点でより好ましい。

なお、酸素濃度の測定は常時行われていてよいため、第１酸素濃度測定工程（Ｓ１２）は浄化工程（Ｓ１１）の間常に行われていてよいし、第２酸素濃度測定工程は換気の間常に行われていてよいし、第１酸素濃度測定工程（Ｓ１２）および第２酸素濃度測定工程（Ｓ１６）は換気開始（Ｓ１５）の前後で連続していてよい。

［６．第６実施形態−廃水処理方法］
図７は、第６実施形態の廃水処理方法を示すフローチャートである。
図７に示す廃水処理方法は、上記の廃水処理装置１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃによって実施することができ、浄化工程（Ｓ２１）と、第１酸素濃度測定工程（Ｓ２２）と、換気開始工程（Ｓ２５）と、換気停止工程（Ｓ２９）と、を含む。本実施形態の廃水処理方法は、さらに換気量決定工程（Ｓ２４）を含む。

本実施形態の廃水処理方法は、上記の廃水処理装置１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃによって実施することができるが、送風機６１０，６１０ａおよび制御部６２０，６２０ｂに関する記載を除き、廃水処理装置１００（図１参照）によって実施した場合を代表して説明する。

浄化工程（Ｓ２１）、第１酸素濃度測定工程（Ｓ２２）、および第１酸素濃度が下限規定値以下であるか否かの判定（Ｓ２３）は、それぞれ、第５実施形態の廃水処理方法における浄化工程（Ｓ１１）、第１酸素濃度測定工程（Ｓ１２）、および第１酸素濃度が下限規定値以下であるか否かの判定（Ｓ１３）と同様である。

制御部６２０，６２０ｂが、第１酸素濃度が下限規定値以下であるか否かの判定（Ｓ２３）において下限規定値以下と判定した場合（Ｓ２３のYes）、当該判定をもたらした具体的な第１酸素濃度に基づいて換気量を決定する（Ｓ２４）。この換気量は、換気量と廃水処理能との関係に関する経験則に基づいて求められたものであってよい。

換気量が決定された後、空気室Ｓの換気を開始させる（Ｓ２５）。なお、第１実施形態および第３実施形態の廃水処理装置１００，１００ｂの場合は、送風機６１０を排気起動させ、第２実施形態および第４実施形態の廃水処理装置１００ａ，１００ｃの場合は、送風機６１０ａを吸気起動させる。この場合、決定された換気量の分だけ排気または吸気するように、送風機６１０，６１０ａを制御する。

制御部６２０，６２０ｂによって行われる換気量に基づく送風機６１０，６１０ａの制御は、たとえば、決定された換気量と換気速度（つまり単位時間当たりの排気量または吸気量）とから割り出された時間だけタイマー運転させることによって行ってもよいし、送風機６１０，６１０ａの排気量または吸気量をモニターし、決定された換気量に達したタイミングで送風機６１０，６１０ａを停止することによって行ってもよい。

換気速度は、１個の空気室Ｓにつき、１時間に空気室Ｓの体積の５０％以上５００％以下の体積の空気が入れ替わる速さであってよい。換気速度を上記下限以上とすることは、空気室Ｓ中の酸素濃度の回復効率がより良好であるため廃水処理効率の点で好ましく、上記上限以下とすることは、無駄な換気を防ぐため省エネルギーの点で好ましい。

空気室Ｓの換気中、決定された所定量の換気が完了していない場合（Ｓ２８のNo）、つまり決定した排気量または吸気量に達していない場合は換気を続け、決定された所定量の換気が完了した場合（Ｓ２８のYes）、つまり決定した排気量または吸気量に達した場合は送風機６１０，６１０ａが停止し、空気室Ｓの換気が停止する（Ｓ２９）。なお、空気室Ｓの換気を停止した後、再び浄化工程（Ｓ２１）に戻る。

［７．第７実施形態−廃水処理方法］
図８は、第７実施形態の廃水処理方法を示すフローチャートである。
図８に示す廃水処理方法は、保留工程（Ｓ３４）を含むことを除いて、第５実施形態（図６参照）の廃水処理方法と同様である。したがって、本実施形態における浄化工程（Ｓ３１）、第１酸素濃度測定工程（Ｓ３２）、第１酸素濃度が下限規定値以下であるかの判定（Ｓ３３）、換気開始工程（Ｓ３５）、第２酸素濃度測定工程（Ｓ３６）、第２酸素濃度が上限規定値以上であるかの判定（Ｓ３７）および換気停止工程（Ｓ３９）は、それぞれ、第５実施形態における浄化工程（Ｓ１１）、第１酸素濃度測定工程（Ｓ１２）、第１酸素濃度が下限規定値以下であるかの判定（Ｓ１３）、換気開始工程（Ｓ１５）、第２酸素濃度測定工程（Ｓ１６）、第２酸素濃度が上限規定値以上であるかの判定（Ｓ１７）および換気停止工程（Ｓ１９）と同じであるため省略する。

本実施形態では、第１酸素濃度が下限規定値以下であると判定された場合（Ｓ３３のYes）、保留工程で、換気を行うことなく低酸素状態で所定時間保留する（Ｓ３４）。この時、廃水Ｗ中では、浄化工程（Ｓ３１）でバイオフィルムＷｍ（図２参照）中の好気性細菌（亜硝酸菌および硝化菌）によってアンモニア性窒素が亜硝酸塩および硝酸塩に硝化されているため、敢えて嫌気状態を維持することで、バイオフィルムＷｍ中の嫌気性細菌（脱窒素菌）に亜硝酸および硝酸を窒素ガスに脱窒素させる。このように本実施形態ではＢＯＤの除去だけでなく脱窒素も行うことができる。

保留工程（Ｓ３４）を行う所定時間は、脱窒素に必要な時間として当業者が公知技術および経験則などに基づいて決定することができる。制御部６２０，６２０ｂが所定時間経過したことを判定し、送風機６１０，６１０ａを起動させることで換気が開始される（Ｓ３５）。

［８．変形例−廃水処理方法］
上記の実施形態では、浄化工程において換気運転を行わず、その後、換気運転を開始および停止する態様について説明した。しかしながら、本発明の廃水処理方法は、浄化工程を含めて送風機を常時運転させる態様を除外するものではなく、常時運転であっても運転が制御（運転の促進および抑制）されることで、終始同じ動力で運転する場合に比べて総エネルギー量が削減される限り、本発明に包含される。

本発明で常時運転を行う場合においては、上記の実施形態の浄化工程Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１は、換気運転が行われる浄化工程に代替されてよい。この場合の浄化工程における運転は、アイドリング程度の回転数で運転させてもよいし、たとえば送風機として吸気式の送風機６１０ａが用いられる場合にあっては酸素濃度計で検知できる吸気を可能にする程度の回転数で運転させてもよい。

さらにこの場合、上記の実施形態の換気開始工程Ｓ１５，Ｓ２５，Ｓ３５は、換気量を増やす換気促進工程に代替されてよく、上記の実施形態の換気停止工程Ｓ１９，Ｓ２９，Ｓ３９は、換気量を減らす換気抑制工程に代替されてよい。換気量の増減においては、測定した酸素濃度が大きいほど送風機の回転数を下げ、測定した酸素濃度が小さいほど送風機の回転数を上げるというように、酸素濃度を送風機の回転数に逆比例させて制御することができる。

本発明の好ましい実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれらのみに限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。

［実施形態における各部と請求項の各構成要素との対応関係］
本明細書における廃水処理装置１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃは請求項の「廃水処理装置」に相当し、廃水処理槽２００，２００ｂ_１，２００ｂ_２，２００ｂ_３は「廃水処理槽」に相当し、浄化ユニット３００，３００ｂ_１，３００ｂ_２，３００ｂ_３は「浄化ユニット」に相当し、浄化部３１０は「浄化部」に相当し、透気防水フィルム３１１は「透気防水フィルム」に相当し、酸素濃度計４００，４００ａ，４００ｂ_１，４００ｂ_２，４００ｂ_３，４００ｃ_１，４００ｃ_２，４００ｃ_３は「酸素濃度計」に相当し、酸素検知部４５０，４５０ｂ_１，４５０ｂ_２，４５０ｂ_３は「酸素検知部」に相当し、通気管５００，５００ａ，５００ｂ，５００ｃは「通気管」に相当し、換気調節部６００，６００ａ，６００ｂ，６００ｃは「換気調節部」に相当し、送風機６１０は「排気送風機」に相当し、送風機６１０ａは「吸気送風機」に相当し、上下方向Ｒは「上下方向」に相当し、空気室Ｓ，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３は「空気室」に相当し、廃水Ｗ，Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３は「廃水」に相当し、所定量Ｌｄ，Ｌｄａは「所定量」に相当し、浄化工程Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１が「浄化工程」に相当し、第１酸素濃度測定工程Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ３２が「第１酸素濃度測定工程」に相当し、第２酸素濃度測定工程Ｓ１６が「第２酸素濃度測定工程」に相当し、換気量決定工程Ｓ２４が「換気量決定工程」に相当し、換気開始工程Ｓ１５，Ｓ２５，Ｓ３５が「換気促進工程」に相当し、換気停止工程Ｓ１９，Ｓ２９，Ｓ３９が「換気抑制工程」に相当する。

１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…廃水処理装置
２００，２００ｂ_１，２００ｂ_２，２００ｂ_３…廃水処理槽
３００，３００ｂ_１，３００ｂ_２，３００ｂ_３…浄化ユニット
３１０…浄化部
３１１…透気防水フィルム
４００，４００ａ，４００ｂ_１，４００ｂ_２，４００ｂ_３，４００ｃ_１，４００ｃ_２，４００ｃ_３…酸素濃度計
４５０，４５０ｂ_１，４５０ｂ_２，４５０ｂ_３…酸素検知部
５００，５００ａ，５００ｂ，５００ｃ…通気管
６００，６００ａ，６００ｂ，６００ｃ…換気調節部
６１０…排気送風機（送風機）
６１０ａ…吸気送風機（送風機）
Ｒ…上下方向
Ｓ，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３…空気室
Ｗ，Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３…廃水
Ｌｄ，Ｌｄａ…（空気室の下端から）所定量
Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１…浄化工程
Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ３２…第１酸素濃度測定工程
Ｓ１６…第２酸素濃度測定工程
Ｓ２４…換気量決定工程
Ｓ１５，Ｓ２５，Ｓ３５…換気開始工程（換気促進工程）
Ｓ１９，Ｓ２９，Ｓ３９…換気停止工程（換気抑制工程）

Claims (14)

1. 廃水処理槽と、
   上下方向および横方向に展開する空気室と前記空気室を取り囲む透気防水フィルムとを含む浄化部であって前記廃水処理槽の廃水に浸漬させられるべき浄化部を含む浄化ユニットと、
   前記空気室と連通する空気経路を構成する通気管と、
   前記空気室の中の、前記上下方向の長さを基準として前記空気室の下端から所定量の位置における気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、
   前記酸素濃度に応じ、前記空気経路を介して前記空気室への空気送入および前記空気室からの気体吸出の少なくともいずれかによる換気を行う換気調節部と、
   を含む、廃水処理装置。
2. 前記酸素濃度計が、前記空気室の中の、前記上下方向の長さを基準として前記空気室の下端から５０％以内の位置に設けられた酸素検知部を含む、請求項１に記載の廃水処理装置。
3. 前記換気調節部が排気送風機を含む、請求項１または２に記載の廃水処理装置。
4. 前記換気調節部が吸気送風機を含む、請求項１に記載の廃水処理装置。
5. 前記通気管が、前記空気室の中の、前記上下方向の長さを基準として前記空気室の下端から５０％以内の位置まで挿入されている、請求項４に記載の廃水処理装置。
6. 前記廃水処理槽が複数含まれ、
   前記浄化ユニットが複数含まれ、
   前記酸素濃度計が複数含まれ、
   複数の前記浄化ユニットのそれぞれおよび複数の前記酸素濃度計のそれぞれが、複数の前記廃水処理槽のそれぞれに対応する、請求項１から５のいずれか１項に記載の廃水処理装置。
7. 廃水処理槽と、
   上下方向および横方向に展開する空気室と前記空気室を取り囲む透気防水フィルムとを含む浄化部であって前記廃水処理槽の廃水に浸漬させられるべき浄化部を含む浄化ユニットと、
   前記空気室と連通する空気経路を構成する通気管と、
   前記空気室の中の、前記上下方向の長さを基準として前記空気室の下端から所定量の位置における気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、
   前記酸素濃度に応じ、前記空気経路を介して前記空気室からの気体吸出による換気を行う換気調節部と、を含み、
   前記通気管が、前記空気室の中の、前記上下方向の長さを基準として前記空気室の下端から５０％以内の位置まで挿入され、
   前記酸素濃度計の酸素検知部が、前記通気管の内部に設けられた、廃水処理装置。
8. 上下方向および横方向に展開する空気室と前記空気室を取り囲む透気防水フィルムとを含む浄化部を含む浄化ユニットを廃水中に浸漬された状態で静置する浄化工程と、
   前記空気室の中の、前記上下方向の長さを基準として前記空気室の下端から所定量の位置における気体の第１酸素濃度を測定する第１酸素濃度測定工程と、
   前記第１酸素濃度が下限規定値以下である場合に前記空気室の換気運転を促進する換気促進工程と、
   前記換気運転を抑制する換気抑制工程と、
   を含む、廃水処理方法。
9. 前記第１酸素濃度測定工程の後、かつ前記換気抑制工程の前に、第２酸素濃度測定工程を含み、
   前記第２酸素濃度測定工程において、前記換気運転が行われている前記空気室の、前記位置における気体の第２酸素濃度を測定し、
   前記換気抑制工程において、前記第２酸素濃度が上限規定値以上である場合に前記換気運転を抑制する、請求項８に記載の廃水処理方法。
10. 前記浄化工程において、換気運転が行われず、
    前記換気促進工程において、前記第１酸素濃度が下限規定値以下である場合に前記空気室の換気運転を開始し、
    前記第１酸素濃度測定工程の後、かつ前記換気抑制工程の前に、換気量決定工程を含み、
    前記換気量決定工程において、前記第１酸素濃度に基づいて換気量を決定し、
    前記換気抑制工程において、決定された前記換気量の換気が完了した時に前記換気運転を停止する、請求項８に記載の廃水処理方法。
11. 前記所定量が５０％以内である、請求項８または９に記載の廃水処理方法。
12. 前記第１酸素濃度測定工程における前記下限規定値が、外界の空気中の酸素濃度の０．７倍未満で設定される、請求項８から１０のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
13. 前記第２酸素濃度測定工程における前記上限規定値が、外界の空気中の酸素濃度の０．７倍以上である、請求項９、１１および１２のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
14. 前記換気の速度が、１個の前記空気室につき、１時間に前記空気室の体積の５０％以上５００％以下の体積の空気が入れ替わる速さである、請求項８から１３のいずれか１項に記載の廃水処理方法。

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