WO2023048066A1 - 有機性排水処理システム - Google Patents

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WO2023048066A1
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treatment
treatment tank
tank
treatment system
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健史 矢嶌
隆司 山口
将史 幡本
高大 渡利
アブバカル ヌルアデリンビンティ
徹 三輪
Original Assignee
東京電力ホールディングス株式会社
国立大学法人長岡技術科学大学
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/04—Aerobic processes using trickle filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2326—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles adding the flowing main component by suction means, e.g. using an ejector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a wastewater treatment system that treats organic wastewater.
  • Aerobic microorganisms have traditionally been used to treat organic wastewater (biological treatment). Oxygen must be supplied to activate such aerobic microorganisms.
  • One method for supplying oxygen to aerobic microorganisms is the trickling filter method.
  • the trickling filter method the water to be treated is sprinkled in the treatment tank, and the biofilm formed on the surface of the filler (crushed stone, etc.) filled in the treatment tank reacts with the water to be treated. We are decomposing the target substances inside.
  • the DHS method Downflow Hanging Sponge
  • water to be treated is sprinkled from the top of a reaction tank filled with sponge carriers, and the water to be treated flows down while coming into contact with microorganisms growing on the sponge carriers to decompose the target.
  • the contact reaction between the sponge carrier, which is the filler, and the water to be treated there is Sufficient time can be obtained for the contact reaction between the sponge carrier, which is the filler, and the water to be treated.
  • a thin biofilm is formed only on the surface of the filler used in the trickling filter method, microorganisms live inside the sponge carrier used in the DHS method.
  • the DHS method can improve the treatment efficiency of the water to be treated.
  • Patent Literature 1 discloses a water spray purification device using the DHS method.
  • a processing space formed in a hollow tank is filled with a water retaining body as a filler.
  • a water-retaining body has a cylindrical core material having a shape-retaining property capable of forming an air passage inside while being filled and arranged in the treatment space, and microorganisms can adhere and grow on the inner and outer surfaces of the cylindrical core material.
  • a coated carrier layer of fibrous or porous material is formed. The air passage of the cylindrical core member is opened so that the air can freely pass through the coated carrier layer in a state where the microorganisms are adhered and grown.
  • an air supply pipe is provided in the treatment space to supply the oxygen-containing gas in parallel with the treated water.
  • the aerobic decomposition of treated water by microorganisms is promoted by supplying an oxygen-containing gas to the water-retaining body.
  • the space formed by the air passage is formed in the water holding body, the oxygen-containing gas circulating in the space is efficiently supplied to the microorganisms, and high decomposition treatment efficiency of the treated water is realized.
  • Patent Document 1 In the configuration in which the oxygen-containing gas is simply supplied into the hollow tank as in Patent Document 1, the oxygen-containing gas efficiently reaches the microorganisms in the coated carrier layer near the connecting portion of the air supply pipe in the hollow tank. However, it is difficult to distribute the oxygen-containing gas throughout the processing space within the hollow tank. Therefore, the technique of Patent Document 1 has room for further improvement.
  • the present invention is an organic wastewater treatment capable of efficiently supplying oxygen to the entire treatment tank serving as a treatment space and further improving the treatment efficiency of organic wastewater.
  • the purpose is to provide a system
  • a representative configuration of the organic wastewater treatment system comprises a treatment tank for storing the fluid, which is organic wastewater, and a carrier accommodated in the treatment tank and carrying aerobic microorganisms. , a water purification pump that pumps up the treated water stored in the lower part of the treatment tank, circulates it to the treatment tank and sends it to the outside, an ejector that is arranged in the path of the water purification pump and generates fine bubbles, and the downstream side of the ejector. and a nozzle that is in communication with and sprays treated water into the treatment tank.
  • the treated water in the treatment tank circulates while passing through the ejector.
  • fine air bubbles microbubbles
  • microbubbles have a large surface area
  • oxygen easily dissolves in water, and the oxygen concentration in water can be increased, and the amount of dissolved oxygen in water supplied with microbubbles increases. Therefore, by sprinkling treated water containing a large amount of dissolved oxygen into the treatment tank from the nozzle, oxygen can be efficiently supplied to the entire treatment tank serving as a treatment space.
  • aerobic microorganisms can be activated in the entire treatment tank, making it possible to further improve the treatment efficiency of organic wastewater.
  • a water level sensor that detects the water level of the treated water stored in the lower part of the treatment tank, and a control unit that controls the operation of the water purification pump. It is preferable to operate the water purification pump and stop the water purification pump when the water level becomes less than a predetermined value.
  • the water purification pump when the water level reaches or exceeds a predetermined value, that is, when a certain amount of treated water accumulates in the lower portion of the treatment tank, the water purification pump is operated to send out part of the treated water to the outside. As a result, it is possible to suitably prevent the treated water from overflowing from the treatment tank when the treatment tank is full.
  • the water purification pump is stopped to store the treated water. This makes it possible to suppress drying of the carrier and prevent death of the aerobic microorganisms carried on the carrier.
  • a lid serving as the top surface of the processing tank should be provided, and the nozzle should spray the treated water toward the bottom surface of the lid.
  • the treated water can be efficiently sprayed over a wider area than when the treated water is simply sprayed by the nozzle.
  • a plurality of protrusions projecting downward are formed on the rear surface of the lid. This makes it possible to increase the diffusion efficiency during watering.
  • the water purification pump can be driven even in places where commercial power is not supplied.
  • an organic wastewater treatment system capable of efficiently supplying oxygen to the entire treatment tank serving as a treatment space and further improving the treatment efficiency of organic wastewater. can be done.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an organic wastewater treatment system according to this embodiment
  • FIG. Figure 3 illustrates the carrier of Figure 2
  • Fig. 3 is a perspective view of a lid
  • 1 is a schematic diagram of an organic wastewater treatment system according to another embodiment
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a wastewater treatment facility 200 equipped with an organic wastewater treatment system (hereinafter referred to as treatment system 100) according to this embodiment.
  • the wastewater treatment facility 200 illustrated in FIG. 1 includes a sedimentation tank 210, the treatment tank 110 of the treatment system 100 of the present embodiment, a sand filter tank 220 and a storage tank 230.
  • water organic wastewater from a river or the like is sent to a sedimentation tank 210 by a pump 202 .
  • sedimentation tank 210 sediment removal processing for solids such as sand is performed.
  • the treated water that has undergone the sediment removal treatment is sent to the treatment tank 110 of this embodiment by the pump 212 .
  • organic substances in the treated water are decomposed by biological treatment using aerobic microorganisms and ammonia is oxidized, which will be described later.
  • the treated water that has undergone decomposition of organic matter and the like is sent to the sand filter tank 220 by the water purification pump 140 of the treatment system 100 .
  • the sand filter tank 220 fine solids are removed.
  • the treated water from which solids have been removed is sent to the storage tank 230 .
  • the storage tank 230 stores the treated water sent from the sand filter tank 220, and performs finishing treatment such as adsorption treatment of harmful substances using microbial activated carbon and disinfection treatment.
  • the treated water that has undergone finishing treatment is supplied to external water use equipment by a pump 232 .
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an organic wastewater treatment system (treatment system 100) according to this embodiment.
  • the treatment system 100 of this embodiment includes a treatment tank 110 that stores a fluid that is organic waste water.
  • a pump 212 of the sedimentation tank 210 is connected to the processing tank 110 through the supply pipe 102 , and the fluid after the sedimentation removal treatment in the sedimentation tank 210 is supplied through the supply pipe 102 .
  • the supply pipe 102 is connected to a nozzle 104 arranged above the processing tank 110 , and the fluid supplied to the processing tank 110 is sprayed into the processing tank 110 by the nozzle 104 .
  • a carrier 130 carrying aerobic microorganisms is accommodated inside the treatment tank 110 shown in FIG. As described above, the fluid sprayed from the nozzles 104 comes into contact with the carrier 130 as it flows down inside the processing tank 110 . As a result, a contact reaction with aerobic microorganisms (not shown) supported by the carrier 130 occurs, and the organic matter contained in the fluid is decomposed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the carrier 130 of FIG.
  • the carrier 130 includes a porous body 132 that supports aerobic microorganisms and absorbs water, and a frame 134 that retains the shape of the porous body 132 .
  • a porous body 132 a polymeric material having countless fine pores, such as sponge, can be suitably used.
  • the frame 134 a highly rigid synthetic resin material can be suitably used.
  • the material of the carrier 130 may be composed of biodegradable fibers.
  • biodegradable fibers As a specific example, coconut husk can be preferably used.
  • the carrier 130 itself is also slowly biodegraded, so that the amount of industrial waste can be reduced and the environmental load can be reduced.
  • the decomposition speed for example, organic substances contained in the treated water are decomposed in a cycle of several days, while the carrier 130 is decomposed in about one year.
  • the carrier 130 may be additionally replenished.
  • the carrier 130 may be formed by punching a block of biodegradable fiber into a cylindrical shape.
  • the cylindrical carrier 130 may be formed by punching a mat made of biodegradable fibers into disk shapes and connecting a plurality of disks with biodegradable fasteners.
  • the fluid that has passed through the carrier 130 is stored as treated water in the lower part of the treatment tank 110, and is pumped up through the purified water path 142 by the purified water pump 140 at a predetermined timing.
  • a predetermined amount of the pumped-up treated water is delivered to an external facility (not shown) through delivery path 144 , and the rest is circulated to treatment tank 110 through circulation path 146 .
  • an ejector 150 that generates fine bubbles is arranged in the path of the water purification pump 140, that is, the water purification path 142. As the treated water passes through the ejector 150, the outside air is taken in from the suction port 152, and microbubbles are generated in the treated water. The treated water that has passed through the ejector 150 is sprayed into the treatment tank 110 by the nozzle 120 communicating with the downstream side of the ejector 150 .
  • Microbubbles have a larger surface area, so oxygen is easier to dissolve in water, and the oxygen concentration in water can be increased, and the amount of dissolved oxygen in water supplied with microbubbles increases. Therefore, by sprinkling treated water containing a large amount of dissolved oxygen into the treatment tank 110, oxygen can be supplied to the entire treatment tank 110 efficiently. As a result, the aerobic microorganisms carried on the carrier 130 can be activated throughout the treatment tank 110, and the efficiency of treating organic waste water can be further improved.
  • air and thus oxygen can be supplied to the treated water without forced ventilation, that is, while minimizing the amount of air supplied to the treatment tank 110. . Therefore, it is possible to avoid diffusion of odor to the surroundings that occurs when forced ventilation is performed.
  • connection path 148 connecting the treatment tank 110 and the water purification pump 140 includes a water level sensor 160 for detecting the water level of treated water stored in the lower part of the treatment tank 110. , and a control unit 190 that controls the operation of the water purification pump 140 .
  • the control unit 190 operates the water purification pump 140 when the water level of the treated water detected by the water purification pump 140 reaches or exceeds a predetermined value. According to this configuration, when the treated water is accumulated to some extent in the lower portion of the treatment tank 110, part of the treated water pumped up by the water purification pump 140 is delivered to the outside. Therefore, it is possible to suitably prevent the treated water from overflowing from the treatment tank 110 when the treatment tank 110 is full.
  • the water level sensor 160 operates the water purification pump 140 according to the water level, so that the number of times the water purification pump 140 is started increases, and the amount of oxygen supplied to the carrier 130 can be increased. It is possible to increase the efficiency of the contact reaction of
  • the water level sensor 160 stops the water purification pump 140 when the water level of the treated water falls below a predetermined value. According to such a configuration, when the amount of treated water inside the treatment tank 110 becomes extremely small, the supply of treated water to an external facility (not shown) is stopped and the treated water is stored in the treatment tank 110 . This makes it possible to suppress drying of the carrier 130 and prevent death of the aerobic microorganisms carried on the carrier 130 .
  • the processing system 100 of this embodiment also includes a lid 170 that serves as the top surface of the processing tank 110 , and the nozzles 104 and 120 spray treated water toward the bottom surface of the lid 170 .
  • the treated water can be evenly and efficiently sprayed over a wider area than when the nozzles 104 and 120 simply spray the treated water (downward). Therefore, it is possible to promote the activation of aerobic microorganisms and improve the treatment efficiency of organic wastewater.
  • FIG. 4 is a perspective view of the lid 170, and is a perspective view of the lid 170 observed from below.
  • a plurality of projections 172 projecting downward are formed on the rear surface 170a of the lid 170.
  • the plurality of protrusions 172 are arranged radially at equal intervals on the rear surface 170a of the lid 170. As shown in FIG. With such an arrangement, it is possible to obtain a high diffusion effect as compared with the case of locally dense arrangement or the overall sparse arrangement.
  • the treatment system 100 of this embodiment includes a solar panel 180 that generates power to power the water purification pump 140 , and the power generated by the solar panel 180 is supplied to the solar panel 180 through a power line 182 .
  • the water purification pump 140 can be driven even in places where commercial power is not supplied. Therefore, it can be used by temporarily installing it in a disaster area where there is a power outage, or by installing it in a mountainous area where electricity is not available.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an organic wastewater treatment system according to another embodiment.
  • the same reference numerals are assigned to the portions whose description overlaps with that of the processing system 100 shown in FIG. 2, and the description thereof is omitted.
  • a clean water channel 142 , an ejector 150 and a nozzle 120 are also central to the processing tank 110 , as is the clean water pump 140 .
  • the rear surface of the lid 270 is formed in a dome shape.
  • a dome shape is a hemispherical surface that is concave upward.
  • the treated water that has passed through the ejector 150 is sprayed from the nozzle 120 onto the center of the dome.
  • the treated water supplied from the pump 212 through the supply pipe 102 is also sprayed from the nozzle 104 to the center of the dome.
  • the treated water sprayed from the nozzles 104 and 120 spreads along the wall surface of the dome of the lid 270 and spreads widely over the upper surface of the carrier 130 .
  • the present invention can be used as a wastewater treatment system for treating organic wastewater.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Treatment system, 102... Supply pipe, 110... Treatment tank, 104, 120... Nozzle, 130... Carrier, 132... Porous body, 134... Frame, 140... Water purification pump, 142... Water purification path, 144... Delivery path , 146... circulation path, 148... connection path, 150... ejector, 152... suction port, 160... water level sensor, 170... lid, 180... solar panel, 182... power line, 190... control section, 200... waste water treatment facility, 202 ... pump, 210 ... sedimentation tank, 212 ... pump, 220 ... sand filter tank, 230 ... storage tank, 232 ... pump

Abstract

【課題】処理空間となる処理タンク全体に効率的に酸素を供給することができ、有機性排水の処理効率の更なる向上を図ることが可能な有機性排水処理システムを提供することを目的とする。 【解決手段】本発明にかかる有機性排水処理システム（処理システム１００）の構成は、有機性排水である流体を貯留する処理タンク１１０と、処理タンク１１０内に収容され好気性微生物を担持する担体１３０と、処理タンク１１０の下部に貯留された処理水を汲み上げて処理タンク１１０への循環と外部への送出を行う浄水ポンプ１４０と、浄水ポンプ１４０の経路（浄水経路１４２）に配置され微細気泡を発生させるエジェクタ１５０と、エジェクタ１５０の下流側と連通していて処理水を処理タンク１１０内に散水するノズル１２０と、を備えたことを特徴とする。

Description

有機性排水処理システム
　本発明は、有機性排水を処理する排水処理システムに関する。
　従来から有機性排水の処理に好気性微生物が用いられている（生物学的処理）。かかる好気性微生物を活性化させるためには酸素を供給する必要がある。好気性微生物への酸素の供給方法の１つとして散水ろ床法がある。散水ろ床法では、処理槽内に被処理水を散水し、処理槽内に充填された充填材（砕石等）の表面に形成された生物膜と被処理水との接触反応によって被処理水内の対象物質を分解処理している。
　散水ろ床法では、被処理水が処理槽内を流下する際に空気に接触することで、被処理水に酸素が溶け込む。このため、曝気を不要とすることができ、曝気に要する装置コスト等の削減を図ることが可能であった。しかしながら散水ろ床法では、被処理水が処理槽内を流下する時間が短いため、充填材の生物膜と被処理水とが接触反応する時間を十分に取れず、処理効率の向上が課題となっていた。
　上記課題の解決方法として、ＤＨＳ法（Downflow Hanging Sponge）が近年開発された。ＤＨＳ法では、スポンジ担体を充填した反応槽の上部から被処理水を散水し、被処理水がスポンジ担体上に増殖している微生物と接触しながら流下することで対象物の分解処理を行っている。充填材であるスポンジ担体と被処理水とが接触反応する時間を十分に得ることができる。また散水ろ床法で用いられる充填材の表面のみに薄い生物膜が形成されているのに対して、ＤＨＳ法で用いられるスポンジ担体では内部にも微生物が生息している。これらにより、ＤＨＳ法は被処理水の処理効率の向上を図ることが可能となっている。
　例えば特許文献１には、ＤＨＳ法を用いた散水式浄化装置が開示されている。特許文献１では、中空のタンク内に形成された処理空間に充填材としての保水体を充填している。かかる保水体は、処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有し、筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層が形成されている。筒状芯材の通気路は、被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される。
特許第５７３９１９１号
　上記特許文献１の散水式浄化装置では、処理空間内に酸素含有ガスを処理水と並流で供給する給気管を設けている。特許文献１によれば、保水体に酸素含有ガスが供給されることで、微生物による処理水の好気分解処理が促進されるとしている。また保水体に通気路による空間が形成されていることで、空間に流通される酸素含有ガスが効率よく微生物に供給され、処理水の高い分解処理効率が実現されるとしている。
　しかしながら、特許文献１のように中空のタンク内に単に酸素含有ガスを供給する構成であると、中空のタンク内の給気管の接続部近傍の被覆担体層の微生物には酸素含有ガスが効率よく供給されると考えられるが、中空のタンク内の処理空間の全体に酸素含有ガスを行き渡らせることは難しい。このため、特許文献１の技術には更なる改善の余地がある。
　本発明は、このような課題に鑑み、処理空間となる処理タンク全体に効率的に酸素を供給することができ、有機性排水の処理効率の更なる向上を図ることが可能な有機性排水処理システムを提供することを目的としている。
　上記課題を解決するために、本発明にかかる有機性排水処理システムの代表的な構成は、有機性排水である流体を貯留する処理タンクと、処理タンク内に収容され好気性微生物を担持する担体と、処理タンクの下部に貯留された処理水を汲み上げて処理タンクへの循環と外部への送出を行う浄水ポンプと、浄水ポンプの経路に配置され微細気泡を発生させるエジェクタと、エジェクタの下流側と連通していて処理水を処理タンク内に散水するノズルと、を備えたことを特徴とする。
　上記構成によれば、処理タンクの処理水は、エジェクタを通過しながら循環する。エジェクタでは、空気の微細気泡（マイクロバブル）が処理水に供給される。微細気泡は表面積が大きくなるため酸素が水に溶けやすく、水の酸素濃度を高めることができ、微細気泡を供給された水は溶存酸素の量が増加する。したがって、溶存酸素を多く含んだ処理水をノズルによって処理タンク内に散水することで、処理空間となる処理タンク全体に効率的に酸素を供給することができる。これにより、処理タンク全体において好気性微生物を活性化することができ、有機性排水の処理効率の更なる向上を図ることが可能となる。
　上記処理タンクの下部に貯留された処理水の水位を検知する水位センサと、浄水ポンプの動作を制御する制御部とを備え、制御部は、水位センサが検知した水位が所定値以上になったら浄水ポンプを動作させ、水位が所定値未満となったら浄水ポンプを停止させるとよい。
　かかる構成によれば、水位が所定値以上となったら、すなわち処理タンク下部に処理水がある程度貯まったら、浄水ポンプを動作させることで、処理水の一部を外部に送出する。これにより、処理タンクが満量になって処理水が処理タンクから溢れ出てしまうことを好適に防ぐことができる。
　一方、水位が所定値未満となったら、すなわち処理タンク内部の処理水が極めて少なくなってしまったら、浄水ポンプを停止することで、処理水の貯留を行う。これにより、担体の乾燥を抑制し、担体に担持された好気性微生物の死滅を防ぐことが可能となる。
　上記処理タンクの天面となる蓋とを備え、ノズルは蓋の下面に向かって処理水を散水するとよい。これにより、ノズルによって処理水を単に散水する場合に比して、処理水をより広い範囲に効率的に散水することが可能となる。また蓋の裏面には、下方に向かって突出する複数の突起が形成されているとよい。これにより、散水時の拡散効率を高めることが可能となる。
　上記浄水ポンプの動力となる電力を発電するソーラーパネルを備えるとよい。かかる構成によれば、商用電源が供給されていない場所でも浄水ポンプを駆動することができる。
　本発明によれば、処理空間となる処理タンク全体に効率的に酸素を供給することができ、有機性排水の処理効率の更なる向上を図ることが可能な有機性排水処理システムを提供することができる。
本実施形態にかかる有機性排水処理システムを備える排水処理設備を例示する図である。 本実施形態にかかる有機性排水処理システムの概略図である。 図２の担体を例示する図である。 蓋の斜視図である。 他の実施形態にかかる有機性排水処理システムの概略図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
　図１は、本実施形態にかかる有機性排水処理システム（以下、処理システム１００と称する）を備える排水処理設備２００を例示する図である。図１に例示する排水処理設備２００は、沈殿タンク２１０、本実施形態の処理システム１００の処理タンク１１０、砂ろ過タンク２２０および貯留タンク２３０を含んで構成される。
　排水処理設備２００では、河川等からの水（有機性排水）がポンプ２０２によって沈殿タンク２１０に送られる。沈殿タンク２１０では、砂等の固形物の沈殿物除去処理が行われる。沈殿物除去処理が行われた処理水はポンプ２１２によって本実施形態の処理タンク１１０に送られる。処理タンク１１０では、後述する好気性微生物を用いた生物学的処理による処理水中の有機物の分解処理、およびアンモニアの酸化処理が行われる。
　有機物の分解処理等が行われた処理水は、処理システム１００の浄水ポンプ１４０によって砂ろ過タンク２２０に送られる。砂ろ過タンク２２０では、細かな固形物の除去処理が行われる。固形物の除去処理が行われた処理水は貯留タンク２３０に送られる。貯留タンク２３０は、砂ろ過タンク２２０から送られた処理水を貯留し、微生物活性炭を用いた有害物質の吸着処理や消毒処理等の仕上げ処理を行う。仕上げ処理を行われた処理水は、ポンプ２３２によって外部の水使用設備に供給される。
　図２は、本実施形態にかかる有機性排水処理システム（処理システム１００）の概略図である。図２に例示するように本実施形態の処理システム１００は、有機性排水である流体を貯留する処理タンク１１０を備える。処理タンク１１０には、沈殿タンク２１０のポンプ２１２が供給管１０２を介して接続されていて、沈殿タンク２１０における沈殿物除去処理後の流体が供給管１０２を介して供給される。供給管１０２は処理タンク１１０の上部に配置されたノズル１０４と接続されていて、処理タンク１１０に供給された流体はノズル１０４によって処理タンク１１０内に散水される。
　図２に示す処理タンク１１０の内部には、好気性微生物を担持する担体１３０が収容されている。上述したようにノズル１０４から散水された流体は、処理タンク１１０内を流下する際に担体１３０と接触する。これにより、担体１３０が担持している好気性微生物（不図示）との接触反応が生じ、流体に含まれている有機物が分解処理される。
　図３は、図２の担体１３０を例示する図である。図３に示すように担体１３０は、好気性微生物を担持し且つ水を吸収する多孔質体１３２、および多孔質体１３２の形状を保持する枠体１３４を含んで構成される。多孔質体１３２としては、無数の微小な孔を有する高分子材料、例えばスポンジ等を好適に用いることができる。枠体１３４としては、剛性の高い合成樹脂材料を好適に用いることができる。
　なお担体１３０の材質は、生分解性繊維から構成してもよい。具体例としてはヤシガラを好適に用いることができる。これにより担体１３０そのものもゆっくりと生分解されるため、産業廃棄物の量を削減し、環境負荷を軽減することができる。分解速度は、一例として、処理水に含まれる有機物質が数日のサイクルで分解されるのに対し、担体１３０は一年程度で分解される。なお、担体１３０が処理タンク１１０内において生分解されて減量した際には担体１３０を追加で補充すればよい。
　ヤシガラのように繊維状の材料を用いる場合には、表面に繊維の毛先が向いたブラシとすることが好ましい。例えば生分解性繊維からなるブロックを円柱形に打ち抜いて担体１３０を形成してもよい。また、生分解性繊維からなるマットを円板型に打ち抜いて、生分解性の留め具で複数枚の円板を連結して円柱形の担体１３０を形成してもよい。
　担体１３０を通過した流体は、処理水として処理タンク１１０の下部に貯留され、所定のタイミングにおいて浄水ポンプ１４０によって浄水経路１４２を通じて汲み上げられる。汲み上げられた処理水は、所定量が送出経路１４４を通じて外部設備（不図示）に送出され、それ以外は循環経路１４６を通じて処理タンク１１０に循環する。
　本実施形態の処理システム１００の特徴として、浄水ポンプ１４０の経路すなわち浄水経路１４２には、微細気泡を発生させるエジェクタ１５０が配置されている。エジェクタ１５０は処理水が通過することによって外気を吸込口１５２から取り込み、処理水の中に微細気泡（マイクロバブル）を発生させる。そしてエジェクタ１５０を通過した処理水は、エジェクタ１５０の下流側と連通しているノズル１２０によって処理タンク１１０内に散水される。
　微細気泡は表面積が大きくなるため酸素が水に溶けやすく、水の酸素濃度を高めることができ、微細気泡を供給された水は溶存酸素の量が増加する。したがって、溶存酸素を多く含んだ処理水を処理タンク１１０内に散水することで、処理タンク１１０全体に効率的に酸素を供給することができる。その結果、処理タンク１１０全体において担体１３０に担持されている好気性微生物を活性化することができ、有機性排水の処理効率の更なる向上を図ることが可能となる。
　また本実施形態の処理システム１００のようにエジェクタ１５０を用いることにより、強制通風を行うことなく、すなわち処理タンク１１０への空気供給量を最小化しながら空気ひいては酸素を処理水に供給することができる。したがって、強制通風を行った際に生じる周囲への臭気の拡散を回避することが可能である。
　本実施形態の処理システム１００の更なる特徴として、処理タンク１１０と浄水ポンプ１４０とを連結する連結経路１４８には、処理タンク１１０の下部に貯留された処理水の水位を検知する水位センサ１６０と、浄水ポンプ１４０の動作を制御する制御部１９０とが設けられている。
　制御部１９０は、浄水ポンプ１４０が検知した処理水の水位が所定値以上になったら浄水ポンプ１４０を動作させる。かかる構成によれば、処理タンク１１０の下部に処理水がある程度貯まったら、浄水ポンプ１４０によって汲み上げられた処理水の一部が外部に送出される。したがって、処理タンク１１０が満量になって処理水が処理タンク１１０から溢れ出てしまうことを好適に防ぐことができる。
　またぬめり等によって担体１３０が目詰まりすると、ノズル１０４、１２０から散水された流体（処理水）は、担体１３０に捕捉されることなく処理タンク１１０の下部に流下する。このため、流体と担体１３０との接触反応の効率が低下するとともに、水位の上昇速度が上がる。このような場合に水位センサ１６０が水位に応じて浄水ポンプ１４０を動作させることで、浄水ポンプ１４０の起動回数が増え、担体１３０への酸素供給量を増加させるこができ、流体と担体１３０との接触反応の効率を上昇させることが可能となる。
　一方、水位センサ１６０は、処理水の水位が所定値未満となったら浄水ポンプ１４０を停止させる。かかる構成によれば、処理タンク１１０の内部の処理水が極めて少なくなったら、外部設備（不図示）への処理水の送出が停止され、処理水が処理タンク１１０に貯留される。これにより、担体１３０の乾燥を抑制し、担体１３０に担持された好気性微生物の死滅を防ぐことが可能となる。
　また本実施形態の処理システム１００は、処理タンク１１０の天面となる蓋１７０を備え、ノズル１０４、１２０は蓋１７０の下面に向かって処理水を散水する。これにより、ノズル１０４、１２０によって処理水を単に（下方に向かって）散水する場合に比して、処理水をより広い範囲に均等且つ効率的に散水することができる。したがって、好気性微生物の活性化を促進し、有機性排水の処理効率をより高めることが可能となる。
　図４は蓋１７０の斜視図であり、蓋１７０を下方から観察した斜視図である。図４に示すように蓋１７０の裏面１７０ａには、下方に向かって突出する複数の突起１７２が形成されている。これにより、散水時の拡散効率ひいては上述した効果を高めることが可能となる。また複数の突起１７２は、蓋１７０の裏面１７０ａにおいて放射状に等間隔に配置されている。このような配置により、局所的に密に配置されている場合や、全体的に疎に配置されている場合に比して、高い拡散効果を得ることが可能となる。
　更に本実施形態の処理システム１００は浄水ポンプ１４０の動力となる電力を発電するソーラーパネル１８０を備え、ソーラーパネル１８０によって発電された電力は電力線１８２を通じてソーラーパネル１８０に供給される。これにより、商用電源が供給されていない場所でも浄水ポンプ１４０を駆動することができる。したがって停電した被災地に臨時で設置したり、電気が引かれていない山間部に設置したりして利用することができる。
　図５は他の実施形態にかかる有機性排水処理システムの概略図である。図２に示した処理システム１００と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
　図５に示す処理システム１００Ａにおいては、浄水ポンプ１４０が処理タンク１１０の中心かつ下方に配置されている。浄水ポンプ１４０と同様に、浄水経路１４２、エジェクタ１５０およびノズル１２０も処理タンク１１０の中心部にある。
　さらに処理システム１００Ａにおいては、蓋２７０の裏面がドーム型に形成されている。ドーム型とは、すなわち、上方に向かってくぼんだ半球面である。そしてエジェクタ１５０を通過した処理水はノズル１２０からドームの中心部に散水される。同様に、ポンプ２１２から供給管１０２を通じて供給される処理水も、ノズル１０４からドームの中心部に散水される。ノズル１０４、１２０から散水された処理水は、蓋２７０のドームの壁面を伝って拡散し、担体１３０の上面に広範囲に散布される。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　本発明は、有機性排水を処理する排水処理システムとして利用することができる。
１００…処理システム、１０２…供給管、１１０…処理タンク、１０４、１２０…ノズル、１３０…担体、１３２…多孔質体、１３４…枠体、１４０…浄水ポンプ、１４２…浄水経路、１４４…送出経路、１４６…循環経路、１４８…連結経路、１５０…エジェクタ、１５２…吸込口、１６０…水位センサ、１７０…蓋、１８０…ソーラーパネル、１８２…電力線、１９０…制御部、２００…排水処理設備、２０２…ポンプ、２１０…沈殿タンク、２１２…ポンプ、２２０…砂ろ過タンク、２３０…貯留タンク、２３２…ポンプ

Claims (5)

  1. 　有機性排水である流体を貯留する処理タンクと、
    　前記処理タンク内に収容され好気性微生物を担持する担体と、
    　前記処理タンクの下部に貯留された処理水を汲み上げて該処理タンクへの循環と外部への送出を行う浄水ポンプと、
    　前記浄水ポンプの経路に配置され微細気泡を発生させるエジェクタと、
    　前記エジェクタの下流側と連通していて前記処理水を前記処理タンク内に散水するノズルと、
    を備えたことを特徴とする有機性排水処理システム。
  2. 　前記処理タンクの下部に貯留された処理水の水位を検知する水位センサと、
    　前記浄水ポンプの動作を制御する制御部とを備え、
    　前記制御部は、
    　前記水位センサが検知した水位が所定値以上になったら前記浄水ポンプを動作させ、
    　前記水位が所定値未満となったら前記浄水ポンプを停止させることを特徴とする請求項１に記載の有機性排水処理システム。
  3. 　前記処理タンクの天面となる蓋とを備え、
    　前記ノズルは前記蓋の下面に向かって前記処理水を散水することを特徴とする請求項１または２に記載の有機性排水処理システム。
  4. 　前記蓋の裏面はドーム型であることを特徴とする請求項３に記載の有機性排水処理システム。
  5. 　前記浄水ポンプの動力となる電力を発電するソーラーパネルを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機性排水処理システム。
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