JP2984579B2 - 生物反応槽 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微生物を用いて下水、
排水等の汚水を浄化処理する生物反応槽の改善に係り、
特に長期にわたり安定的に汚水を浄化処理することがで
き、しかもイニシャルコスト、メインテナンスコストの
低減を可能ならしめるようにした生物反応槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水、排水等の汚水中の燐除去に用いら
れる嫌気−好気活性汚泥法は、標準活性汚泥法の一変形
で、これはＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、燐の同時
除去、およびバルキング（糸状性細菌の増殖で活性汚泥
が膨脹して沈降しにくくなる現象）の防止に有効とされ
ているプロセスである。以下、この嫌気−好気活性汚泥
法で汚水処理を行う生物反応槽の模式的構成説明図の図
８（ａ），（ｂ）を参照しながら説明すると、図示しな
い最初沈澱池で一次処理されて流出する汚水９は、先ず
第１槽である嫌気槽２と、第２槽である好気槽４とを備
えた生物反応槽１の前記嫌気槽２に流入する。この嫌気
槽２では槽内の汚水中への酸素溶解を極力抑制し、酸素
が殆ど溶解していない嫌気状態に汚水を保持しながら汚
水中の活性汚泥から燐を放出させる。嫌気槽２で処理さ
れた活性汚泥を含む処理水は好気槽４に流入する。ここ
において処理水中への酸素溶解が促進され、好気状態を
維持させながら嫌気槽２で放出した量以上の燐を活性汚
泥に吸収させると共に、最終沈澱池８に流入させる。最
終沈澱池８において、水と燐を含む活性汚泥とに分離さ
れ、処理水１０として排出されると共に、活性汚泥の一
部は嫌気槽２に送られる一方、残りの活性汚泥は余剰汚
泥として後工程に送られて処理される。

【０００３】ところで、燐を効果的に除去するには、嫌
気槽２を嫌気状態で維持し、活性汚泥から燐を十分に放
出させることが重要であるが、それには嫌気槽２内の汚
水を攪拌するのが有効である。嫌気状態を保持しながら
の汚水の攪拌には、機械式攪拌装置５により攪拌し、あ
るいは微細気泡散気装置６から汚水中に気泡を放出して
攪拌している。この場合、汚水中への酸素の溶解を抑制
するために、空気送気量を活性汚泥が沈降しない最低量
に絞るようにしている。

【０００４】汚水中の窒素の除去に用いられる循環式硝
化脱窒法は、上記と同様に、標準活性汚泥法の一変形
で、ＢＯＤ、窒素の同時除去に有効とされるプロセスで
ある。以下、この循環式硝化脱窒法で汚水処理を行う生
物反応槽の模式的構成説明図の図９（ａ），（ｂ）を参
照しながら説明すると、図示しない最初沈澱池で一次処
理されて流出する下水や排水等の汚水９は、先ず第１槽
である無酸素槽３と、第２槽である好気槽４とからなる
生物反応槽１の前記無酸素槽３に流入する。汚水中のア
ンモニア性窒素である窒素分は酸素溶解が促進され、好
気状態が維持されている好気槽４で酸化により硝化、つ
まり硝酸性窒素にされる。好気槽４からの流出水の６０
〜８０％が無酸素槽３に返送される。そして、この無酸
素槽３では、処理水中への酸素溶解を極力抑制して、硝
酸性窒素が溶解しているものの分子状酸素がほとんど溶
解していない無酸素状態で保持しながら硝酸性窒素を還
元して脱窒、つまり窒素ガスにして大気中に放出させ
る。

【０００５】窒素を効果的に除去するには、無酸素槽３
を無酸素状態で維持し、硝酸性窒素を十分に放出させる
ことが重要であり、それには無酸素槽３内の汚水を攪拌
するのが有効である。そこで、上記嫌気−好気活性汚泥
法による汚水処理の場合と同様に、無酸素状態を保持し
ながら機械式攪拌装置５で、あるいは微細気泡散気装置
６で汚水を攪拌し、汚水中への酸素の溶解を抑制するた
めに、空気送気量を活性汚泥が沈降しない最低量に絞る
ようにしている。

【０００６】汚水処理については上記以外に、例えば特
開平５−３１７８８０号公報に示されているものがあ
る。この汚水処理は、生物反応槽を好気槽だけとし、こ
の好気槽内の汚水中の溶存酸素濃度が０．５ｍｇ／リッ
トル以下の好気状態に維持されるように散気管から酸素
を供給して、硝化と脱窒を同時に行わせることにより汚
水を浄化処理するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】嫌気−好気活性汚泥
法、循環式硝化脱窒法に用いる生物反応槽の嫌気槽や無
酸素槽に用いられている機械式攪拌装置や微細気泡散気
装置ではそれぞれ下記に説明するような解決すべき課題
がある。即ち、前者の機械式攪拌装置では、イニシャル
コストが高くつき、またメインテナンスが困難であるの
に加えて、オーバーホール頻度も多いためランニングコ
ストが嵩む。また、後者の微細気泡散気装置では、汚水
への酸素の溶解性が良好となり、嫌気状態や無酸素状態
の安定維持が困難になる。勿論、微細気泡散気装置によ
り酸素の溶解量を抑制するために間欠曝気法を採用して
いる場合もある。

【０００８】微細気泡散気装置の気孔が目詰まりする恐
れがあり、維持管理が困難である。無酸素槽に機械式攪
拌装置を用いれば、好気槽に微生物を固定化した担体を
投入できても、無酸素槽には担体（攪拌羽根により破壊
される）を投入することができず、ランニングコストや
取扱いの困難さの割りに汚水処理効率の向上が期待でき
ない。一方、無酸素槽に微細気泡散気装置を用いれば、
嫌気槽や無酸素槽並びに好気槽に担体を投入することが
できるが、無酸素槽の無酸素状態あるいは嫌気状態の安
定維持が困難なために、安定的な汚水処理の継続が困難
である。つまり、無酸素槽の嫌気状態あるいは無酸素状
態の安定維持が容易で、しかも安価で、取扱いが容易で
あることが好ましい。

【０００９】また、特開平５−３１７８８０号公報に示
されている生物反応槽では、有機酸発酵槽を設けなけれ
ばならず、また硝化に適した生物反応槽末端の溶存酸素
濃度は、高度処理施設設計マニュアル（案）〔（財）日
本下水道協会〕によれば、約１．５ｍｇ／リットルとな
っており、溶存酸素濃度が０．５ｍｇ／リットル以下で
は硝化効率が低下する恐れがある。

【００１０】従って、本発明は上記実情に鑑み、安定稼
働の継続を可能ならしめ、しかも安価で、取扱いが容易
な生物反応槽を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る生物反応槽が採用した主た
る手段は、下水、排水等の汚水を、嫌気状態または無酸
素状態で攪拌しながら処理する第１槽と、該第１槽から
流入した処理水を微細気泡散気装置からの微細気泡の放
出により攪拌しながら所定量の酸素を溶存させた状態で
処理する第２槽とからなる生物反応槽において、前記第
１槽中の汚水を攪拌する攪拌装置が、第１槽の底部に設
けられ、１００〜１０００ｍｍピッチで２〜８ｍｍの径
の複数の気孔を有する粗大気泡散気装置であることを特
徴とする。

【００１２】本発明の請求項２に係る生物反応槽が採用
した主たる手段は、下水、排水等の汚水を、嫌気状態で
攪拌しながら処理する第１槽および無酸素状態で攪拌し
ながら処理する第２槽と、該第２槽から流入した処理水
を微細気泡散気装置からの微細気泡の放出により攪拌し
ながら所定量の酸素を残存させた状態で処理する第３槽
とからなる生物反応槽において、前記第１槽および第２
槽中の汚水を攪拌する攪拌装置が、第１槽と第２槽のう
ちの少なくとも１つの槽の底部に設けられ、１００〜１
０００ｍｍピッチで２〜８ｍｍの径の複数の気孔を有す
る粗大気泡散気装置であることを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項３に係る生物反応槽が採用
した主たる手段は、特許請求項１に記載の生物反応槽に
おいて、微生物を付着させて固定化した結合型担体また
は高分子物質に微生物を包括して固定化した包括型担体
を、第１槽と第２槽のうちの少なくとも１つの槽に投入
したことを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項４に係る生物反応槽が採用
した主たる手段は、特許請求項２に記載の生物反応槽に
おいて、微生物を付着させて固定化した結合型担体また
は高分子物質に微生物を包括して固定化した包括型担体
を、第２槽と第３槽のうちの少なくとも一つの槽に投入
したことを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明の請求項１に係る生物反応槽によれば、
粗大気泡散気装置の２〜８ｍｍの径の複数の気孔から放
出される粗大気泡の上昇によって第１槽中の汚水が攪拌
されるが、粗大気泡であるため気泡中の酸素が汚水に溶
解しにくいので、汚水中の溶存酸素量を少なくすること
ができる。そして、従来の微細気泡散気装置のように間
欠曝気方式にする必要がないので、粗大気泡散気装置の
気孔が目詰まりを起こすようなことがなく、また従来の
機械式攪拌装置のように、可動部がないので頻繁にメイ
ンテナンスを行う必要がない。

【００１６】本発明の請求項２に係る生物反応槽によれ
ば、粗大気泡散気装置の２〜８ｍｍの径の複数の気孔か
ら放出される粗大気泡の上昇によって第１槽と第２槽中
の汚水のそれぞれが攪拌されるが、粗大気泡であるため
気泡中の酸素が汚水に溶解しにくいので、汚水中の溶存
酸素量を少なくすることができる。そして、従来の微細
気泡散気装置のように間欠曝気方式にする必要がないの
で、粗大気泡散気装置の気孔が目詰まりを起こすことが
なく、また従来の機械式攪拌装置のように、可動部がな
いので頻繁にメインテナンスを行う必要がない。

【００１７】本発明の請求項３に係る生物反応槽によれ
ば、粗大気泡散気装置が設けられている第１槽と第２槽
のうちの少なくとも１つの槽に、微生物を付着させて固
定化した結合型担体または高分子物質に微生物を包括し
て固定した包括型担体を投入しても、２〜８ｍｍの径の
複数の気孔から放出される粗大気泡の上昇で汚水が攪拌
され、これら担体が破損されることがないので、これら
結合型担体に付着し固定化されている微生物または包括
型担体に包括されて固定化されている微生物の働きで、
槽中の汚水を高能率で浄化処理することができる。

【００１８】本発明の請求項４に係る生物反応槽によれ
ば、粗大気泡散気装置が設けられている第２槽と第３槽
のうちの少なくとも１つの槽に、粗大気泡散気装置の２
〜８ｍｍの径の複数の気孔から放出される粗大気泡の上
昇による汚水の攪拌であるため、第２槽と第３槽のうち
の少なくとも１つの槽に、微生物を付着させて固定化し
た結合型担体または高分子物質に微生物を包括して固定
した包括型担体を投入しても、２〜８ｍｍの径の複数の
気孔から放出される粗大気泡の上昇で汚水が攪拌され、
これら担体が破損されることがないので、これら結合型
担体に付着し固定化されている微生物または包括型担体
に包括されて固定化されている微生物の働きで、槽中の
汚水を高能率で浄化処理することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の請求項１に対応する実施例１
に係る生物反応槽を、その模式的構成説明図の図１
（ａ）と、図１（ａ）のＡ矢視図の図１（ｂ）と、嫌気
槽中の汚水を粗大気泡で攪拌したときのＤＯ濃度（溶存
酸素濃度）、ＯＲＰ値（酸化還元電位）分布説明図の図
２（ａ）と、嫌気槽中の汚水を微細気泡で攪拌したとき
のＤＯ濃度分布、ＯＲＰ値分布説明図の図２（ｂ）と、
粗大気泡を放出する気孔（ピッチ４００ｍｍ）の径に対
するＯＲＰ値の関係説明図の図３とを参照しながら、上
記従来例と同一のもの並びに同一機能を有するものを同
一符号を以て説明する。

【００２０】この実施例は、図１（ａ）から良く理解さ
れるように、嫌気−好気活性汚泥法により汚水を浄化処
理するものである。即ち、生物反応槽１は、図示しない
最初沈澱池から一次処理された汚水９が流入する第１槽
である嫌気槽２と、この嫌気槽２から処理水が流入する
第２槽である好気槽４とから構成されている。嫌気槽２
の底部の一方の隅には、図１（ｂ）に示すように、塩化
ビニル管に複数の気孔５ａを設けた２本の多孔管が並設
されてなる粗大気泡散気装置５が設けられている。前記
粗大気泡散気装置５の気孔５ａの径は２〜８ｍｍであ
り、かつ１００〜１０００ｍｍの一定ピッチである。そ
して、空気供給管７からの粗大気泡散気装置５への空気
の送気により、複数の気孔５ａから汚水中に粗大気泡が
放出され、粗大気泡の上昇による対流で汚水を攪拌し、
汚水中への酸素の溶解を抑制するように構成されてい
る。なお、この粗大気泡散気装置５は嫌気槽２の底部の
中央に配設されていても良い。

【００２１】一方、好気槽４では、嫌気槽２から流入し
た処理水中への酸素の溶解を促進させる。この場合、水
１リットル当たりの溶存酸素を１．５ｍｇ以上にする必
要があるので、この好気槽４の底部に、径が１５０〜４
００μｍの多数の微細気孔を有する板状の複数の微細気
泡散気装置６を敷き詰め、空気供給管７から空気を送気
して微細気孔から微細気泡を処理水中に放出するとい
う、全面曝気方式で処理水を攪拌するように構成されて
いる。

【００２２】以下、上記構成になる生物反応槽１の作用
態様を説明すると、上記従来例に係る嫌気−好気活性汚
泥法と同様の作用により汚水中の燐が除去されるが、こ
の生物反応槽１による燐の除去による汚水の浄化処理で
は、粗大気泡散気装置５に送気する１槽当たりの空気量
を、汚水中の汚泥が沈降しない最低量とし、汚水を曝気
攪拌する。粗大気泡散気装置５への空気の送気量は、嫌
気槽２の深さや大きさで当然相違するが、例えば幅７．
５ｍ、長さ１１ｍ、深さ４．５ｍの嫌気槽２の場合に
は、約０．７ｍ³ ／ｍｉｎである。

【００２３】このように、汚水中への酸素の溶解を抑制
しながら粗大気泡の放出により汚水を攪拌した場合のＤ
Ｏ濃度分布とＯＲＰ値分布は図２（ａ）に示す通りであ
る。この場合の粗大気泡散気装置５の気孔５ａの径は８
ｍｍであり、また気孔５ａのピッチは４００ｍｍであ
る。この図２（ａ）によれば、ＤＯ濃度は各測定ポイン
トにおいてＤＯ濃度計検出限界以下の約０ｍｇ／リット
ルであり、またＯＲＰ値については嫌気槽２の適性ＯＲ
Ｐ値領域である−３００〜−２００ｍＶの範囲で維持さ
れている。

【００２４】本実施例に係る粗大気泡散気装置５の優位
性を検証するため、嫌気槽２の底部の半面に、径が２６
０μｍの複数の気孔を有する散気装置を敷き詰めて微細
気泡により汚水を曝気攪拌して、ＤＯ濃度分布とＯＲＰ
値分布とを調べ、本実施例が極めて優れていることを確
認した。その結果は、図２（ｂ）に示す通りである。即
ち、図２（ｂ）によれば、ＤＯ濃度は０ｍｇ／リットル
を維持できず、またＯＲＰ値も嫌気槽２にとって好まし
いＯＲＰ値領域から外れている。なお、散気板に送気し
た空気量は、上記実施例より少なく、約０．４ｍ³ ／ｍ
ｉｎである。

【００２５】次に、粗大気泡散気装置５の気孔５ａ（ピ
ッチは４００ｍｍ）の好ましい径について、図３を参照
しながら説明する。この図３は、気孔５ａの径の相違に
より嫌気槽２中の汚水のＯＲＰ値がどのように変化する
かを調べることにより、気孔５ａの好ましい径の範囲を
見出すことを狙いとして行ったものである。即ち、本図
によれば、嫌気槽２の適性ＯＲＰ値領域である−２００
ｍＶ以下を確保するためには２ｍｍ以上であることが好
ましい。一方、気孔５ａの径がかなり大径であっても−
３００ｍＶ以上を確保し得るという結果が示されている
が、気孔５ａの径が大き過ぎると消費空気量が多くなり
過ぎるので、実用的には８ｍｍ以下が好ましい。また、
気孔５ａのピッチについては、図示省略しているが、ピ
ッチが小さすぎると嫌気槽２中の汚水の嫌気状態の維持
が困難になり、逆にピッチが大き過ぎると攪拌能力が低
下して汚水の処理能力が低下するので、実用的には１０
０〜１０００ｍｍの範囲にすると好ましい結果が得られ
る。

【００２６】そして、水質調査を行い、本実施例に係る
生物反応槽の汚水処理の有効性を検証した。その結果は
表１に示すとおりである。なお、水質の測定は、図示し
ない最初沈澱池からの流出水、嫌気槽２からの流出水、
最終沈澱池８からの流出水であり、また本表１には嫌気
槽２中の汚水を微細気泡散気装置からの微細気泡の放出
により攪拌した場合の水質データを併せて示している。
なお、本表１中のＳＳは浮遊物質を、Ｓ−ＢＯＤは溶解
性ＢＯＤを、Ｓ−Ｔ−Ｐは溶解性全燐をそれぞれ示して
いる。

【００２７】

【表１】

【００２８】上記表１によれば、ＳＳ濃度、ＢＯＤ濃
度、Ｓ−Ｔ−Ｐ濃度は粗大気泡による攪拌の方が微細気
泡による攪拌の場合よりも良好に除去されており、特に
Ｓ−Ｔ−Ｐ濃度からすると、嫌気槽２で活性汚泥がより
多くの燐を排出し、そして好気槽４でより多くの燐を摂
取していると判断される。

【００２９】このように、嫌気−好気活性汚泥法により
汚水を浄化処理する本実施例に係る生物反応槽１によれ
ば、粗大気泡散気装置５は塩化ビニル管に、径が２〜８
ｍｍの気孔５ａを１００〜１０００ｍｍのピッチで設け
られているだけの構成であるから、従来の機械式攪拌装
置に比較してイニシャルコストが安価で、しかもオーバ
ーホールをする必要がないのでランニングコストも安価
になり、また従来の微細気泡散気装置のように、間欠曝
気方式にする必要がなく、粗大気泡散気装置５の気孔５
ａが目詰まりを起こすようなことがないので、安定的な
汚水処理の継続が可能になる。

【００３０】さらに、好気槽４では、微細気泡散気装置
からの微細気泡の放出により汚水を攪拌するので、汚水
に１．５ｍｇ／リットル以上の溶存酸素濃度を保有させ
ることができ、しかも特開平５−３１７８８０号公報に
示されている生物反応槽のように、有機酸発酵槽を設け
る必要がない。

【００３１】次に、本発明の請求項１に対応する実施例
２に係る生物反応槽を、その模式的構成説明図の図４
（ａ）と、図４（ａ）のＢ矢視図の図４（ｂ）と、無酸
素槽中の汚水を粗大気泡で攪拌したときのＤＯ濃度、Ｏ
ＲＰ値分布説明図の図５（ａ）と、無酸素槽中の汚水を
微細気泡で攪拌したときのＤＯ濃度分布、ＯＲＰ値分布
説明図の図５（ｂ）と、粗大気泡を放出する気孔（ピッ
チ４００ｍｍ）の径に対するＯＲＰ値の関係説明図の図
６とを参照しながら説明する。

【００３２】本実施例は、循環式硝化脱窒法を行う生物
反応槽の例であって、図４（ａ）と図４（ｂ）とから良
く理解されるように、その主要構成は上記実施例１にお
ける嫌気槽２を第１槽である無酸素槽３に置換したもの
で、上記実施例１と相違するところは、好気槽４から無
酸素槽３に硝化液を循環させる硝化液循環路が付加され
ただけの構成になるものである。

【００３３】従って、従来と同様に、図示しない最初沈
澱池からこの無酸素槽３に流入する汚水９中のアンモニ
ア性窒素は、好気槽４における酸素溶解の促進により、
好気状態を維持しながらアンモニア性窒素を酸化して硝
酸性窒素にする。そして、好気槽４からの流出水の６０
〜８０％は無酸素槽３に返送され、無酸素槽３では、汚
水中への酸素溶解を極力抑制して、硝酸性窒素が溶解し
ているものの分子状酸素がほとんど溶解していない無酸
素状態で保持して硝酸性窒素を還元して窒素ガスにして
大気中に放出させることにより脱窒する。

【００３４】このような脱窒による汚水処理において、
無酸素槽３では粗大気泡散気装置５の気孔５ａから放出
される気泡で汚水が攪拌される一方、無酸素槽３から流
入した好気槽４中の処理水は、径が２６０μｍの多数の
微細気孔を有する微細気孔散気装置６から放出される微
細気泡により攪拌され、好気槽４中の処理水の残存酸素
量は１．５ｍｇ／リットル以上に維持され続ける。な
お、空気供給管７，７から粗大気泡散気装置５と微細気
孔散気装置６との夫々に送気される空気量は、それぞれ
１槽当たり０．７ｍ³ ／ｍｉｎ，０．４ｍ³ ／ｍｉｎで
ある。

【００３５】無酸素槽３中の汚水への酸素の溶解を粗大
気泡で抑制しながら、汚水を攪拌する場合のＤＯ濃度、
ＯＲＰ値分布は図５（ａ）に示す通りである。本図によ
れば、ＤＯ濃度は、各測定ポイントにおいて、ＤＯ濃度
計検出限界以下の約０ｍｇ／リットルであり、またＯＲ
Ｐ値については無酸素槽３の適性ＯＲＰ値領域である−
３００〜−２００ｍＶの範囲で維持されている。

【００３６】そして、本実施例に係る粗大気泡散気装置
５の優位性を検証するため、無酸素槽３の底部に、径が
２６０μｍの散気板を敷き詰めて微細気泡の放出により
曝気攪拌し、ＤＯ濃度分布とＯＲＰ値分布とを調べ、本
実施例が極めて優れていることを確認した。即ち、その
結果は図５（ｂ）に示す通りであり、ＤＯ濃度は０ｍｇ
／リットルを維持することができず、またＯＲＰ値も嫌
気槽２にとって好ましいＯＲＰ値領域から外れている。
粗大気泡散気装置５の気孔５ａの好ましい径は、上記実
施例１と同様に、図６に示す通り２〜８ｍｍで、またピ
ッチは１００〜１０００ｍｍである。これにより、−３
００〜−２００ｍＶの適性ＯＲＰ値領域を維持すること
ができる。

【００３７】次いで、水質調査を行い、本実施例の汚水
処理の有効性を検証した。その結果は表２に示すとおり
である。なお、測定は、図示しない最初沈澱池からの流
出水、最終沈澱池からの流出水であり、また本表２に
は、無酸素槽３中の汚水を微細気泡散気装置からの微細
気泡の放出により攪拌した場合の水質データを併せて示
している。

【００３８】

【表２】

【００３９】上記表２によれば、ＳＳ濃度、ＢＯＤ濃
度、Ｓ−Ｔ−Ｎ（溶解性全窒素）濃度は粗大気泡による
攪拌の方が微細気泡による攪拌の場合よりも優れてお
り、特にＳ−Ｔ−Ｎ濃度からすると、より多くの窒素を
除去していると判断される。そして、この循環式硝化脱
窒法に用いた生物反応槽１の無酸素槽３に設けられてい
る粗大気泡散気装置５は、上記実施例１における粗大気
泡散気装置５と同構成であるから、全く同じ効果があ
る。

【００４０】本発明の請求項２に対応する実施例３に係
る生物反応槽を、その模式的構成説明図の図７を参照し
ながら以下に説明する。即ち、この生物反応槽１は、嫌
気−好気活性汚泥法と循環式硝化脱窒法との組合せによ
り、燐と窒素とを同時除去して汚水を浄化処理するもの
（嫌気−無酸素−好気法）である。より詳しくは、この
生物反応槽１は、図示しない最初沈澱池から一次処理さ
れた汚水が流入する第１槽である嫌気槽２と、この嫌気
槽２から処理水が流入する第２槽である無酸素槽３と、
この無酸素槽３から処理水が流入する第３槽である好気
槽４とから構成されている。そして、好気槽４から無酸
素槽３には硝化液循環路が連通し、また最終沈澱池８か
ら嫌気槽２に汚泥の一部を返送する汚泥返送路が連通し
ている。

【００４１】前記嫌気槽２と無酸素槽３との底部の一方
の隅には、図示省略しているが、実施例１や実施例２に
おける嫌気槽や無酸素槽の場合と同様に、塩化ビニル管
に複数の気孔を設けた２本の多孔管が並設されてなる粗
大気泡散気装置５，５が設けられている。気孔の径は２
〜８ｍｍで、かつ１００〜１０００ｍｍの一定ピッチで
ある。そして、空気供給管７からのこの粗大気泡散気装
置５への空気の送気により、複数の気孔から汚水中に気
泡が放出され、気泡の上昇による対流で汚水を攪拌し、
汚水中への酸素の溶解を抑制するように構成されてい
る。

【００４２】この実施例に係る生物反応槽１の嫌気槽２
と無酸素槽３との底部に設けられている粗大気泡散気装
置５は、上記実施例１，２における粗大気泡散気装置５
と同構成であるから、本実施例は上記実施例１，２と同
効である。

【００４３】本発明の請求項３に対応する実施例４に係
る生物反応槽を説明すると、この実施例は、図１または
図４に基づく実施例１または実施例２において説明した
生物反応槽１の嫌気槽２と無酸素槽３とに、多孔質物質
に特定の微生物を付着させて固定化した結合型担体また
は高分子物質に特定の微生物を包括して固定した包括型
担体を投入したものである。

【００４４】従来であれば、微細気泡散気装置を有する
好気槽４だけに結合型担体または包括型担体を投入する
ことができたが、機械式攪拌装置による攪拌であるため
に無酸素槽３中の汚水に投入することができなかった。
しかしながら、本実施例によれば、結合型担体または包
括型担体を投入しても、無酸素槽３中の汚水が粗大気泡
散気装置の２〜８ｍｍの複数の気孔から放出される気泡
により攪拌され、結合型担体または包括型担体が破壊さ
れることがないので、これら結合型担体または包括型担
体に固定化されている微生物の働きにより、ＢＯＤや窒
素の除去効率が向上し、汚水処理能力の向上に寄与する
ことができると共に、汚水処理能力の向上により、同じ
汚水処理能力の場合に生物反応槽を小型化することがで
きるので、生物反応槽のコスト低減に寄与することがで
きる。

【００４５】本発明の請求項４に対応する実施例５に係
る生物反応槽を以下に説明すると、この実施例は、図７
に基づく実施例３において説明した生物反応槽１の嫌気
槽２と無酸素槽３とのそれぞれに、多孔質物質に特定の
微生物を付着させて固定化した結合型担体または高分子
物質に特定の微生物を包括して固定した包括型担体を投
入したものである。

【００４６】従って、結合型担体または包括型担体を投
入しても破壊されることがないから、これら結合型担体
または包括型担体に固定化されている微生物の働きによ
り、上記実施例４と同様に、ＢＯＤや窒素の除去効率が
向上し、汚水処理能力の向上に寄与することができると
共に、汚水処理能力の向上により、同じ汚水処理能力の
場合に生物反応槽を小型化することができるので、生物
反応槽のコスト低減に寄与することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
乃至４に係る生物反応槽によれば、粗大気泡散気装置５
は筒状部材に、１００〜１０００ｍｍのピッチで、径が
２〜８ｍｍの気孔を設けただけの構成であるから、従来
の機械式攪拌装置に比較してイニシャルコストが安価
で、可動部がなくオーバーホールをする必要がないので
ランニングコストも安価になる。また、従来の微細気泡
散気装置のように、間欠曝気方式にする必要がなく、粗
大気泡散気装置の気孔が目詰まりを起こすようなことが
ないので、安定的な汚水処理の継続が可能になり、生物
反応槽の経済性並びに信頼性の向上に大いに寄与するこ
とができる。さらに、本発明の請求項３または４に係る
生物反応槽によれば、従来汚水を無酸素状態で処理する
第１槽または第１槽と第２槽とには破壊される恐れがあ
るために投入することができなかった結合型担体または
包括型担体を投入することができるので、結合型担体ま
たは包括型担体に固定されている微生物の働きにより汚
水処理能力が一層向上するという多大な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の実施例１に係る生物反応
槽の模式的構成説明図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）
のＡ矢視図である。

【図２】図２（ａ）は嫌気槽中の汚水を粗大気泡で攪拌
したときのＤＯ濃度、ＯＲＰ値分布説明図であり、図２
（ｂ）は嫌気槽中の汚水を微細気泡で攪拌したときのＤ
Ｏ濃度分布、ＯＲＰ値分布説明図である。

【図３】粗大気泡を放出する気孔（ピッチ４００ｍｍ）
の径に対するＯＲＰ値の関係説明図である。

【図４】図４（ａ）は本発明の実施例２に係る生物反応
槽の模式的構成説明図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）
のＢ矢視図である。

【図５】図５（ａ）は無酸素槽中の汚水を粗大気泡で攪
拌したときのＤＯ濃度、ＯＲＰ値分布説明図であり、図
５（ｂ）は無酸素槽中の汚水を微細気泡で攪拌したとき
のＤＯ濃度分布、ＯＲＰ値分布説明図である。

【図６】粗大気泡を放出する気孔（ピッチ４００ｍｍ）
の径に対するＯＲＰ値の関係説明図である。

【図７】本発明の実施例３に係る生物反応槽の模式的構
成説明図である。

【図８】図８（ａ），（ｂ）は従来例に係り、嫌気−好
気活性汚泥法によって汚水処理を行う生物反応槽の模式
的構成説明図である。

【図９】図９（ａ），（ｂ）は従来例に係り、循環式硝
化脱窒法により汚水処理を行う生物反応槽の模式的構成
説明図である。

【符号の説明】

１…生物反応槽 ２…嫌気槽 ３…無酸素槽 ４…好気槽 ５…粗大気泡散気装置 ６…微細気泡散気板 ７…空気供給管 ８…最終沈澱池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−328688（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−197088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−222595（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−277486（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−124582（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 3/28 - 3/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下水、排水等の汚水を、嫌気状態または
   無酸素状態で攪拌しながら処理する第１槽と、該第１槽
   から流入した処理水を微細気泡散気装置からの微細気泡
   の放出により攪拌しながら所定量の酸素を溶存させた状
   態で処理する第２槽とからなる生物反応槽において、前
   記第１槽中の汚水を攪拌する攪拌装置が、第１槽の底部
   に設けられ、１００〜１０００ｍｍピッチで２〜８ｍｍ
   の径の複数の気孔を有する粗大気泡散気装置であること
   を特徴とする生物反応槽。
2. 【請求項２】 下水、排水等の汚水を、嫌気状態で攪拌
   しながら処理する第１槽および無酸素状態で攪拌しなが
   ら処理する第２槽と、該第２槽から流入した処理水を微
   細気泡散気装置からの微細気泡の放出により攪拌しなが
   ら所定量の酸素を残存させた状態で処理する第３槽とか
   らなる生物反応槽において、前記第１槽および第２槽中
   の汚水を攪拌する攪拌装置が、第１槽と第２槽のうちの
   少なくとも１つの槽の底部に設けられ、１００〜１００
   ０ｍｍピッチで２〜８ｍｍの径の複数の気孔を有する粗
   大気泡散気装置であることを特徴とする生物反応槽。
3. 【請求項３】 微生物を付着させて固定化した結合型担
   体または高分子物質に微生物を包括して固定化した包括
   型担体を、第１槽と第２槽のうちの少なくとも１つの槽
   に投入したことを特徴とする特許請求項１に記載の生物
   反応槽。
4. 【請求項４】 微生物を付着させて固定化した結合型担
   体または高分子物質に微生物を包括して固定化した包括
   型担体を、第２槽と第３槽のうちの少なくとも一つの槽
   に投入したことを特徴とする特許請求項２に記載の生物
   反応槽。