JP2003136087A - 排水処理方法および排水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費エネルギーを節約でき、かつ、有害化学
物質のジメチルホルムアミド等の有害化学物質を、限定
しない微生物により完全に分解する管理の容易な排水処
理方法および排水処理装置を提供する。 【解決手段】 この排水処理装置によれば、曝気槽をな
す生物処理槽１単独で処理する方法に較べて、泡沫槽７
による新たな作用で排水を処理できる。すなわち、
生物処理槽１単独の作用と、泡沫槽７の作用とを合わ
せた作用で排水を処理できる。この泡沫槽７での具体的
作用とは、水深の浅い好条件下での排水への溶存酸素補
給と泡沫空気(微細空気)による酸化作用がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、排水処理方法お
よび排水処理装置に関し、たとえば、有害化学物質であ
るジメチルホルムアミドを含む排水を省エネルギーで完
全微生物分解できる排水処理方法および排水処理装置に
関する。さらには、液中膜を有する生物処理槽と泡沫槽
とを組み合わせた排水処理方法および排水処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】２００１年４月からＰＲＴＲ(Ｐollutan
t Ｒelease and Ｔransfer Ｒegister)法(特定化学物質
の環境への排出量の把握等および管理の改善の促進に関
する法律)が施行されたことによって、有害化学物質の
環境への排出量が注目されている。

【０００３】また、地球環境への取り組みが最重要項目
となった今日、排水処理設備の省エネルギー化も重要な
テーマとなっている。

【０００４】そのような背景の中で、半導体工場で使用
されているジメチルホルムアミドがＰＲＴＲ法により、
有害化学物質(第１種指定化学物質)に指定されたことに
より、ジメチルホルムアミドの管理の徹底と環境への排
出量削減が求められている。ジメチルホルムアミドを含
有する排水は、その生物毒性から、従来焼却処理されて
きた。しかし、焼却処理の場合、焼却燃料としての重油
等を使用することと、排水を焼却場まで輸送する必要が
あることから、環境負荷の低いシステムにならない。

【０００５】また、従来技術として、特開平８−９９０
９２号公報に記載のものが提案されている。この従来技
術は、高濃度有機物含有排水を微生物濃度を高めて排水
処理する排水処理装置に関する。すなわち、バイオリア
クターとしての接触酸化槽に塩化ビニリデン充填物と液
中膜(膜フィルターと表現)を設置し、微生物濃度を高め
て排水処理している。しかし、この技術では、省エネル
ギー対策は実施されていない。具体的には、設備的に電
力使用量が多いブロワーに対する省エネルギー対策がな
されていない。また、この技術では、有害物質としての
ジメチルホルムアミドを、高濃度微生物を維持した接触
酸化槽で完全分解できることを開示していない。

【０００６】また、もう１つの従来技術として、特開平
９−７０５９９号公報に記載のものが提案されている。
この従来技術も、前述の特開平８−９９０９２号公報に
記載のものと同様、高濃度有機物含有排水を微生物濃度
を高めて排水処理する排水処理装置に関する。この従来
技術では、バイオリアクターとしての接触酸化槽に、塩
化ビニリデン充填物と液中膜(膜フィルターと表現)を設
置し、微生物濃度を高めて排水処理している。しかし、
この技術でも、省エネルギー対策は実施されていない。
具体的には、設備的に電力使用量が多いブロワーに対す
る省エネルギー対策がなされていない。また、有害物質
としてのジメチルホルムアミドを高濃度微生物を維持し
た接触酸化槽で完全分解できることは開示していない。

【０００７】また、もう１つの従来技術として、図１６
に示す排水処理装置がある。この図１６において、符号
１０１は、微生物が繁殖した曝気槽であり、排水が導入
される。この曝気槽１０１には、ブロワー１０２から供
給される空気が、散気管１０３から吐出して、曝気槽１
０１内の曝気撹拌を行い、曝気槽１０１内に空気中から
の酸素を供給する。これにより、曝気槽１０１内に好気
性微生物を繁殖させて有機物を処理している。

【０００８】この曝気槽１０１内で生物学的に処理され
た排水は、次に、沈澱槽１０４に導入されて固体と液体
とが沈澱分離される。沈澱槽１０４には、かき寄せ機１
０５と、沈澱槽１０４に沈澱した汚泥を曝気槽１０１に
返送する汚泥返送ポンプ１０６が設置されている。この
汚泥返送ポンプ１０６からの汚泥は、その一部が汚泥処
理工程で脱水処理される。この排水処理装置において、
ブロワー１０２を運転するための電気エネルギーが必要
であるが、この消費エネルギーに関して合理的な省エネ
ルギー方法がなかった。

【０００９】また、もう１つの従来技術として、図１７
に示す排水処理装置がある。図１７において、符号１１
０は、微生物が繁殖し、かつ充填材１０９が充填された
接触酸化槽であり、排水が導入される。この接触酸化槽
１１０に、ブロワー１０２から供給される空気を、散気
管１０３から吐出して、接触酸化槽１１０内の接触曝気
撹拌を行い、接触酸化槽１１０内に空気中からの酸素を
供給する。これにより、接触酸化槽１１０内に好気性微
生物を繁殖させて有機物を処理している。

【００１０】この接触酸化槽１１０内で生物学的に処理
された排水は、次に、沈澱槽１０４に導入されて固体と
液体とが沈澱分離される。この沈澱槽１０４には、かき
寄せ機１０５と、沈澱槽１０４に沈澱した汚泥を接触酸
化槽１１０に返送する汚泥返送ポンプ１０６が設置され
ている。この汚泥返送ポンプ１０６からの汚泥は、その
一部が汚泥処理工程で脱水処理される。この排水処理装
置でも、ブロワー１０２を運転するための電気エネルギ
ーが必要であるが、このブロワー１０２の消費エネルギ
ーに対する合理的な省エネルギー方法がなかった。

【００１１】また、さらにもう１つの従来技術として、
図１８に示す排水処理装置が考えられている。図１８に
おいて、符号１１５は、微生物が繁殖した回転円盤槽で
あり、排水が導入される。この回転円盤槽１１５では、
回転円盤１１７がモータ１１６で駆動されて水中と空気
中を回転移動することにより、酸素が供給されて、円盤
１１７の表面に好気性微生物が繁殖して有機物を処理す
る。

【００１２】この回転円盤槽１１５内で生物学的に処理
された排水は、次に、沈澱槽１０４に導入されて固体と
液体とが沈澱分離される。この沈澱槽１０４には、かき
寄せ機１０５と、沈澱槽１０４で沈澱した汚泥を回転円
盤槽１１５に返送する汚泥返送ポンプ１０６が設置され
ている。この汚泥返送ポンプ１０６からの汚泥は、その
一部が汚泥処理工程で脱水処理される。この排水処理装
置においても、回転円盤１１７を駆動するための電気エ
ネルギーが必要であるが、イニシャルコストを低減でき
て、かつ省エネルギーも可能な排水処理装置がなかっ
た。

【００１３】また、その他の従来技術として、特開平１
−６０３７１号公報、特開平１−６３３７２号公報、特
開平１−１３５５９５号公報、特開平１−１４８３９８
号公報、特開平２−７２８６４号公報、特開平２−７２
８６５号公報、特開平３−２１７２９８号公報、特開平
５−６４７９６号公報、特開平５−６４７９７号公報、
特開平５−２６９４８８号公報に記載のものがある。

【００１４】これらの従来技術は、全て、特定の微生物
によるジメチルホルムアミドの分解方法に関する技術で
あるが、排水処理設備において雑菌が混入する生物処理
槽で、特定の微生物を培養することは設備の管理が困難
であること、しかも連続的に長時間特定の微生物を維持
することは、運転管理が困難であった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、有害
化学物質のジメチルホルムアミドを含む排水は、焼却処
分が一般的であるが、焼却費用が高いという具体的課題
があった。また、地球環境時代に至って重油を用いて排
水を焼却する方法は、省エネルギー的な処分方法ではな
い。また、特定の微生物による分解する方法もあるが、
特定の微生物のみを培養するには、雑菌の影響もあるこ
とにより運転管理等に高度の技術が必要となる課題があ
った。すなわち、微生物を特定して排水処理するのでは
なく、活性汚泥のように、各種微生物の集合体で処理す
る方法が求められていた。

【００１６】しかし、活性汚泥法は、各種微生物の集合
体で処理する方法であるが、微生物濃度がＭＬＳＳで３
０００ｐｐｍ〜４０００ｐｐｍと低いので、有害化学物
質であるジメチルホルムアミドを完全に分解できない。
上記活性汚泥法での微生物濃度は、ＭＬＳＳで３０００
ｐｐｍ〜４０００ｐｐｍが一般的である。

【００１７】従来、有害化学物質のジメチルホルムアミ
ドを含む排水を処分する場合、焼却処分が薬品製造メー
カーの 「化学物質等安全データシート」 に記載されてい
るので、焼却処分していたし、一般の微生物処理システ
ムでは、ジメチルホルムアミドの完全分解は不可能であ
った。

【００１８】そこで、この発明の目的は、消費エネルギ
ーを節約でき、かつ、有害化学物質のジメチルホルムア
ミド等の有害化学物質を、限定しない微生物により完全
に分解する管理の容易な排水処理方法および排水処理装
置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の排水処理方法は、排水を生物処理槽に導
入して処理し、上記生物処理槽からの処理水を沈澱槽に
導入し、この沈澱槽で発生した汚泥を沈澱分離し、この
沈殿した汚泥を、気泡を発生させる機能を有する泡沫槽
に導入して処理し、上記泡沫槽で処理した汚泥を上記生
物処理槽に返送することを特徴としている。

【００２０】また、一実施形態の排水処理装置は、排水
を生物によって処理する生物処理槽と、この生物処理槽
からの処理水が導入され、発生した汚泥を沈澱分離する
沈殿槽と、この沈殿槽で沈澱した汚泥が導入され、気泡
を発生させる機能を有し、上記汚泥を処理して上記生物
処理槽に返送する泡沫槽を備えた。

【００２１】上記発明の排水処理方法、および一実施形
態の排水処理装置によれば、生物処理槽単独で処理する
方法に較べて、泡沫槽による新たな作用で排水を処理で
きる。すなわち、 生物処理槽単独の作用と、 泡沫
槽の作用とを合わせた作用で排水を処理できる。この泡
沫槽での具体的作用とは、水深の浅い好条件下での排水
への溶存酸素補給と泡沫空気(微細空気)による酸化作用
がある。

【００２２】たとえば、泡沫槽は水深が１ｍ程度である
のに対し、曝気槽は４〜５ｍ程度であり、水槽の水深が
深いとブロワーの圧力損失が大きくなり、電気使用量が
大となる。

【００２３】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
生物処理槽が、曝気槽または接触酸化槽または回転円盤
槽のいずれか１つか、または、それらの組み合わせであ
る。

【００２４】また、一実施形態の排水処理方法は、上記
生物処理槽が曝気槽、または接触酸化槽、または回転円
盤槽のいずれか１つか、または、それらの組み合わせで
ある。

【００２５】上記実施形態の排水処理装置および排水処
理方法では、上記生物処理槽が、曝気槽または接触酸化
槽または回転円盤槽のいずれか１つか、または、それら
の組み合わせである。したがって、この排水処理装置お
よび排水処理方法によれば、上記泡沫槽による新たな効
果を、従来の曝気槽,または接触酸化槽,または回転円盤
槽単独の効果に加え合わせることができる。

【００２６】尚、ここでは、曝気槽と接触酸化槽の相違
点は、槽の中に排水を接触させるべき充填材があるもの
を接触酸化槽とし、この充填材がないものを曝気槽と表
現している。

【００２７】また、一実施形態の排水処理方法は、排水
が有機物を含有する排水である。

【００２８】この実施形態の排水処理方法では、上記排
水が有機物を含有する排水であるので、この有機物を、
生物処理槽単独の作用と、 泡沫槽の作用とを合わ
せた作用で処理できる。具体的には、 生物処理槽の
好気性微生物により微生物酸化を行い、 泡沫槽の微
細空気による少ない電気エネルギーで微生物に充分な酸
素を供給できるシステムで排水を処理できる。すなわ
ち、省エネルギーを図ることができる。

【００２９】また、一実施形態の排水処理方法は、排水
を、液中膜が設置されている生物処理槽に導入して処理
し、上記生物処理槽で発生した汚泥を、気泡を発生させ
る機能を有する泡沫槽に導入して処理し、上記泡沫槽で
処理した汚泥を上記生物処理槽に返送する。

【００３０】また、一実施形態の排水処理装置は、液中
膜を備え、排水を生物によって処理する生物処理槽と、
この生物処理槽で沈澱した汚泥が導入され、気泡を発生
させる機能を有し、上記汚泥を処理して上記上記生物処
理槽に返送する泡沫槽を備えた。

【００３１】上記実施形態の排水処理方法および排水処
理装置では、生物処理槽(例えば曝気槽または接触酸化
槽)に液中膜が設置されているので、この生物処理槽内
に繁殖した微生物を槽内に維持でき、液中膜で微生物を
高濃度に濃縮できる。

【００３２】このように、液中膜で微生物を高濃度に濃
縮することができると、従来では微生物処理が困難であ
った有機物を主体とする有害化学物質を微生物で処理で
きる。その理由は、微生物が高濃度の場合では、有害化
学物質の影響が少なくなり、微生物が有害化学物質を分
解する力が強くなるからである。

【００３３】また、一実施形態の排水処理方法は、上記
排水がジメチルホルムアミドを含む有機物排水である。

【００３４】この実施形態の排水処理方法では、上記排
水がジメチルホルムアミドを含む有機物排水である。し
たがって、生物分解が比較的困難な有害化学物質として
のジメチルホルムアミドを、液中膜を有する生物処理槽
(例えば、曝気槽,接触酸化槽等)と泡沫槽とでもって、
省エネルギー的に処理できる。

【００３５】すなわち、液中膜を使用して、微生物を高
濃度に維持する運転をすれば、ジメチルホルムアミドを
含む有機物排水を処理できる。具体的には、ＭＬＳＳが
１００００ｐｐｍ以上となるような運転をすれば、ジメ
チルホルムアミドを含む有機物排水を処理できる。

【００３６】その際、多量の空気が必要であるが、泡沫
槽を使用すれば、微細空気を利用できて、汚泥に微細空
気が付着することと、微細空気により酸素の溶解効率が
向上して、少ない電気エネルギーでジメチルホルムアミ
ドを含む有機物排水を処理できる。なお、生物処理槽に
放射状輪状糸体が充填されていれば、ジメチルホルムア
ミドの処理がより安定化し、さらに処理が確実になる。

【００３７】また、一実施形態の排水処理方法は、上記
排水が、ジメチルホルムアミド、およびフッ化アンモニ
ウム、およびテトラメチルアンモニウムホルメイドを含
む有機物排水である。

【００３８】この実施形態の排水処理方法では、この混
合排水は、有機物を主体としている。したがって、半導
体工場で実際に排出される排水に含まれ、生物分解が比
較的困難な有害化学物質としてのジメチルホルムアミ
ド、フッ化アンモニウム、テトラメチルアンモニウ
ムホルメイドを、液中膜を有する曝気槽または接触酸化
槽と泡沫槽との組み合わせにより、省エネルギー的に処
理できる。

【００３９】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
泡沫槽は、上記生物処理槽の上方に設置され、インペラ
が泡沫を発生するように高速回転する泡沫機を有してい
る。

【００４０】この実施形態の排水処理装置では、上記泡
沫槽は、上記生物処理槽の上方に設置されている。した
がって、２つの水槽(泡沫槽と生物処理槽)を立体的に配
置でき、設置面積を節約できスペースを有効に利用でき
る。さらに、泡沫槽に導入した排水を処理した後、重力
で生物処理槽(曝気槽または接触酸化槽)に戻すことがで
き、好気性維持に役立つこととなる。すなわち、微細空
気は汚泥から剥がれない状態で元の水槽に戻ることにな
る。

【００４１】また、泡沫機のインペラが高速回転するこ
とにより、空気が微細にせん断されて水中に噴出され、
酸素の溶解効率が良くなり、水中の溶存酸素濃度を高め
ることができる。同時に、排水に含まれる有機物に対し
て、微細空気による空気酸化を促進する。

【００４２】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
泡沫槽に導入する返送汚泥のＭＬＳＳ(Ｍixed Ｌiquor
Ｓuspended Ｓolid)濃度を１００００ｐｐｍ以上とす
る。

【００４３】この実施形態の排水処理装置では、上記泡
沫槽に導入する返送汚泥のＭＬＳＳ(Ｍixed Ｌiquor Ｓ
uspended Ｓolid)濃度を１００００ｐｐｍ以上とする。
したがって、上記生物処理槽(例えば、曝気槽または接
触酸化槽)でのＭＬＳＳ濃度が、１００００ｐｐｍ以上
として、高濃度好気性微生物による微生物の酸化力で有
害化学物質を微生物分解できる。また、ＭＬＳＳ濃度を
１００００ｐｐｍ以上とすることで、泡沫槽における空
気がより微細になることを実験で見い出した。

【００４４】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
生物処理槽が、曝気槽または接触酸化槽、または、それ
らの組み合わせからなり、上記曝気槽または接触酸化槽
は、上部が好気部で構成され、下部が嫌気部で構成さ
れ、排水は、上記生物処理槽に上記下部から導入され、
かつ、上記生物処理槽内で排水を循環させている。

【００４５】この実施形態の排水処理装置では、生物処
理槽を構成する曝気槽または接触酸化槽が、好気部から
なる上部と、嫌気部からなる下部で構成されている。し
たがって、好気部である上部で発生した汚泥を嫌気部で
ある下部で消化させながら、有機物を分解できるので、
発生汚泥量を、好気部のみの好気処理と比較して少なく
することができる。また、好気工程と嫌気工程が存在
し、排水を生物処理槽の下部から導入し、排水が生物処
理槽内を循環しているので、脱窒(脱窒素)を期待でき
る。

【００４６】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
曝気槽または接触酸化槽の上部に液中膜が設置されてお
り、上記曝気槽または接触酸化槽の下部の嫌気部の汚泥
を、上記泡沫槽に導入する汚泥移送手段を有し、上記泡
沫槽から上記曝気槽または接触酸化槽の上部の好気部に
汚泥を導入する。

【００４７】この実施形態の排水処理装置では、曝気槽
または接触酸化槽の下部の嫌気部において、大きな粘着
性のある汚泥を、汚泥移送手段により、短時間で好気性
の泡沫槽に導入する。したがって、汚泥内部の嫌気性を
維持しながら、汚泥表面には微細空気を付着させること
ができ、汚泥表面を好気性に維持して、元の曝気槽や接
触酸化槽の好気部、続いて下部の嫌気部に戻すことがで
きる。

【００４８】すなわち、少ない電気エネルギーで、嫌気
性微生物の処理能力と好気性微生物の処理能力を維持し
て、元の曝気槽や接触酸化槽の下部(嫌気部)に戻すこと
ができる。この排水処理装置によれば、大きな電気エネ
ルギーでもって曝気(大きな空気による破壊)する必要が
ないので、汚泥の塊が壊れ難い。

【００４９】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
泡沫槽に導入する汚泥が、上記生物処理槽を構成する曝
気槽または接触酸化槽における処理工程の最終部分で生
じた汚泥であり、上記泡沫槽からの汚泥を上記曝気槽ま
たは接触酸化槽の処理工程の最初の部分に導入する。

【００５０】この実施形態の排水処理装置では、曝気槽
または接触酸化槽全体の循環を確実にでき、槽内の微生
物濃度を平均化できる。

【００５１】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
生物処理槽が少なくとも接触酸化槽を有し、この接触酸
化槽に、放射状輪状体からなる充填材が充填され、か
つ、上記生物処理槽を構成する曝気槽または接触酸化槽
の液中膜が限外濾過膜である。

【００５２】この実施形態の排水処理装置では、充填材
が放射状輪状体(繊維状の輪の集合体)であるので、多量
の微生物を繁殖させて固定化でき、その結果、処理水質
を安定化できる。また、液中膜が限外濾過膜であるの
で、限外濾過膜の性能により、繁殖した微生物を曝気槽
または接触酸化槽内に高濃度に維持でき、微生物による
有害化学物質の処理が可能となる。

【００５３】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
放射状輪状糸体の材質が、ポリ塩化ビニリデン,ポリプ
ロピレン,ビニロンのうちの少なくとも１つである。

【００５４】この実施形態の排水処理装置では、放射状
輪状体の実用上の強度があると同時に摩耗することもな
く、また耐薬品性があり、長時間使用しても取り替える
必要がない。すなわち、充填材の寿命が長いこととな
る。

【００５５】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
排水が有害化学物質を含む排水である。

【００５６】この実施形態の排水処理装置では、排水が
有害化学物質を含む排水であっても、液中膜により微生
物濃度を高めた排水処理システムでもって、有害化学物
質を処理できる。また、泡沫槽で汚泥に微細空気を付着
させることで、空気を効率的に利用できるので、少ない
電気エネルギーで排水を処理でき、省エネシステムとな
る。

【００５７】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
排水がジメチルホルムアミドと現像液含有排水とを混合
した排水である。

【００５８】この実施形態の排水処理装置では、排水処
理システムが、液中膜により微生物濃度を高めたシステ
ムであるので、各種の有害化学物質を処理できる。した
がって、半導体工場から発生するジメチルホルムアミド
を含有する排水と現像液含有排水とを、１つの水槽で処
理でき、別々に排水処理装置を建設する場合と比較し
て、イニシャルコストを低減できる。

【００５９】また、一実施形態の排水処理装置は、現像
排水がテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
(ＴＭＡＨ)を含む有機物排水である。

【００６０】この実施形態の排水処理装置では、半導体
工場から発生するジメチルホルムアミドを含有する排水
とテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(ＴＭ
ＡＨ)を主成分とする現像液含有排水とを、１つの水槽
で処理できイニシャルコストを低減できる。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施形態
に基づいて詳細に説明する。

【００６２】(第１実施形態)図１に、この発明の排水処
理装置の第１実施形態の構成を示す。この第１実施形態
は、生物処理槽としての曝気槽１と、その後段の沈澱槽
４と、泡沫槽７を備える。この泡沫槽７は、曝気槽１の
上方に配置され、沈澱槽４で沈澱した汚泥が返送配管Ｐ
１で返送される。

【００６３】上記生物処理槽としての曝気槽１は、図１
６に示す従来の排水処理装置におけるブロワー１０２に
較べて小型のブロワー２に接続された散気管３から曝気
空気が吐出する。また、上記沈澱槽４はかき寄せ機５を
有している。また、上記返送配管Ｐ１は、返送ポンプ６
の運転により、沈澱槽４から沈澱汚泥を上記泡沫槽７に
返送するように配管されている。

【００６４】上記泡沫槽７は、上記曝気槽１の上方に配
置されており、モータでインペラ(羽根車)ＩＰを回転駆
動する泡沫機８を備えている。図１６に示す従来の排水
処理装置では、ブロワー１０２のみで曝気槽１０１に酸
素を供給していたのに対し、この第１実施形態では、従
来のブロワーと比較して、小さなブロワー２と泡沫槽７
との組み合わせでもって、曝気槽１に酸素を供給する。

【００６５】この第１実施形態では、排水が曝気槽１に
導入される。この曝気槽１には、ブロワー２から供給さ
れる空気が散気管３から吐出し、この吐出した空気が曝
気槽１内を曝気撹拌し、曝気槽１内に空気中からの酸素
を供給する。

【００６６】この曝気槽１内で生物学的に処理された排
水は、次に、沈澱槽４に導入されて、固体と液体とが沈
澱分離される。固液分離された汚泥は、汚泥返送ポンプ
６でもって、返送配管Ｐ１に送出されるとともに、上記
汚泥の一部は、汚泥処理工程に導入されて、脱水処理さ
れる。

【００６７】一方、上記汚泥は、上記返送配管Ｐ１から
泡沫槽７に導入される。この泡沫槽７では、その泡沫機
８が、先端部のインペラＩＰを高速回転させることで、
機械的撹拌がなされ、空気が微細にせん断されて、微細
空気が槽内排水中に発生される。この泡沫機８は、散気
管に較べて少ない電気エネルギーで溶解効率の良い微細
空気を発生することができる。

【００６８】また、泡沫槽７の水深と曝気槽１の水深を
比較した場合、泡沫槽７の水深が格段に浅いので、空気
を吐出する際の水圧(圧力損失)の影響も少なく、単位空
気量あたりの電気エネルギーが少なくなるメリットがあ
る。たとえば、泡沫槽７の水深は、曝気槽１の水深の約
５分の１程度である。

【００６９】したがって、泡沫槽７において、少ない電
気エネルギーで微細空気を作り出すことができ、しか
も、上記微細空気は気泡が微細なので、酸素の溶解効率
を高めることができる。この実施形態では、曝気槽１と
泡沫槽７との間を汚泥を含む排水が循環することによ
り、省エネルギーな排水処理システムを構築できる。な
お、上記泡沫機８は、具体的には例えば、旭有機材工業
株式会社の製品を採用できる。

【００７０】(第２実施形態)次に、図２に、この発明の
排水処理装置の第２実施形態の構成を示す。この第２実
施形態は、曝気槽１の上方に３槽の泡沫槽７を備えた点
と、ブロワー２,散気管３が無い点のみが、前述の第１
実施形態と異なる。したがって、この第２実施形態で
は、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を
付して詳細な説明を省略する。

【００７１】この第２実施形態では、ブロワー２を全く
使用せずに、３槽の泡沫槽７で曝気槽１の溶存酸素を維
持している。

【００７２】この泡沫槽７の水深は、具体的には１ｍ程
度であるので、水深が４ｍ〜５ｍである曝気槽１と比較
して、泡沫槽７では圧力損失が４分の１〜５分の１程度
である。このため、この第２実施形態では、従来例と比
べて、電気エネルギーが少なくて済む。すなわち、省エ
ネ排水処理装置となる。

【００７３】また、この第２実施形態では、第１実施形
態におけるようなブロワー２から散気管３を経て吐出す
る空気と比較して、泡沫機８から吐出する空気の方が、
格段に微細であるから、酸素の水への溶解効率が高い。
よって、少ない空気量で溶存酸素濃度を上昇させること
ができる。

【００７４】また、泡沫機８から吐出する空気が微細と
なる理由は、泡沫機８の先端のインペラーＩＰが高速回
転することによって、空気が微細にせん断され、水中に
噴出されるからである。

【００７５】(第３実施形態)次に、図３に、この発明の
排水処理装置の第３実施形態の構成を示す。この第３実
施形態は、曝気槽１内に充填材９が設置されて接触酸化
槽１０となっている点のみが、第１実施形態と異なる。
したがって、この第３実施形態では、前述の第１実施形
態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省
略する。

【００７６】この第３実施形態では、接触酸化槽１０内
に充填材９が設置されている構成により、充填材９に微
生物が繁殖して固定化される。これにより、沈澱槽４か
ら得られる処理水の水質を安定化できる。

【００７７】なお、充填材９を、放射状輪状体(繊維状
の輪の集合体)とすれば、多量の微生物を繁殖させて固
定化でき、その結果、処理水質を安定化できる。また、
充填材９は、輪状の糸体が放射状に延びた放射状輪状糸
体で構成されたものを採用でき、その材質としては、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ビニロンの他塩化
ビニル、プラスチック等各種の材質が考えられるが、特
に限定しない。これらは、排水の種類によって選定すれ
ばよい。

【００７８】(第４実施形態)次に、図４に、この発明の
排水処理装置の第４実施形態の構成を示す。この第４実
施形態は、曝気槽１内に充填材９が設置されて接触酸化
槽１０となっている点のみが、第２実施形態と異なる。
したがって、この第４実施形態では、前述の第２実施形
態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省
略する。

【００７９】この第４実施形態では、接触酸化槽１０内
に充填材９が設置されているので、充填材９に微生物が
繁殖し固定化されて、沈澱槽４からの処理水の水質を安
定化できる。この充填材９としては、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリプロピレン、ビニロンの他塩ビ、プラスチック
等各種の材質が考えられるが、特に限定しない。これら
は、排水の種類によって選定すればよい。

【００８０】(第５実施形態)次に、図５に、この発明の
排水処理装置の第５実施形態の構成を示す。この第５実
施形態は、曝気槽１内に回転円盤１７が設置されて回転
円盤槽１５となっている点と、ブロワー２,ブロワー２
からの配管,および散気管３が削除されている点のみ
が、第１実施形態と異なる。したがって、この第５実施
形態では、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ
符号を付して詳細な説明を省略する。

【００８１】この第５実施形態では、回転円盤１７が回
転駆動部１６で回転駆動され、回転する回転円盤１７の
回転中心軸Ｊは、回転円盤槽１５の水面の最上レベル付
近に設定されている。この回転円盤１７が回転中心軸Ｊ
を中心軸として回転する。

【００８２】この第５実施形態では、回転円盤槽１５内
に、回転円盤１７が設置されていることで、回転円盤１
７に微生物が繁殖固定化される。この微生物が繁殖固定
化された回転円盤１７が回転円盤槽１５に有ることによ
って、この回転円盤槽１５から沈澱槽４に導入される処
理水の水質を安定化させ、沈澱槽４から得られる処理水
の水質を安定化できる。

【００８３】なお、上記回転円盤１７の材質としては、
塩化ビニル、プラスチック、木製等各種の材質が考えら
れるが、特に限定しない。これらの材質は、排水の種類
によって選定すればよい。

【００８４】(第６実施形態)次に、図６に、この発明の
排水処理装置の第６実施形態の構成を示す。この第６実
施形態は、以下の点が前述の第１実施形態と異なる。

【００８５】 曝気槽１内に液中膜１１が設置されて
いる点。

【００８６】 ブロワー２からの空気が散気管３から
吐出する際、散気管３の上方の液中膜１１の表面を空気
洗浄する点。

【００８７】 処理水は、限外濾過膜である液中膜１
１で濾過して、処理水ポンプ１２で吸引して確保できる
点。

【００８８】 沈澱槽４が削除されている点。

【００８９】したがって、この第６実施形態では、前述
の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳
細な説明を省略する。

【００９０】この第６実施形態では、曝気槽１内に限外
濾過膜である液中膜１１を設置して、濾過する。つま
り、排水を、液中膜１１と処理水ポンプ１２で吸引濾過
して処理水を確保している。この液中膜１１としては、
株式会社クボタ、三菱レーヨン株式会社、株式会社ユア
サコーポレーション等のメーカーの商品を採用できる。

【００９１】この第６実施形態では、曝気槽１内に限外
濾過膜である液中膜１１を設置しているので、曝気槽１
内の微生物濃度は１００００ｐｐｍ以上となる。

【００９２】これに対し、通常の液中膜１１が設置され
ていない曝気槽１の微生物濃度(ＭＬＳＳ濃度)は３００
０ｐｐｍ程度であるため、微生物にとって有害な有害化
学物質は処理できない。

【００９３】しかし、この第６実施形態のように、微生
物濃度(ＭＬＳＳ濃度)が１００００ｐｐｍ以上となる
と、単位容量当たりの微生物量が格段に増加するので、
相対的に微生物に対する有害化学物質の割合が低くなり
微生物処理できることとなる。

【００９４】特に、導入される排水の微生物濃度が１０
０００ｐｐｍ以上であると、気泡を発生する機械である
泡沫機８によって、気泡を発生させた水槽７における気
泡が、微細となって、水への空気中の酸素の溶解効率が
改善され、少ない電力で排水中の溶存酸素濃度を上昇
させることができる。 また、微細な気泡が排水中の
汚泥に付着して汚泥の塊表面を好気性に維持する。
また、微細空気が汚泥に付着し水槽内を移動するので、
気泡は直ちに空気中に飛散せず、そのため少ない空気量
で水槽内の溶存酸素を維持できる。その一例を、図１５
に示す。この図１５では、泡沫槽７に上記排水を導入し
た２分後の排水中の溶存酸素濃度を示す。微生物濃度が
１００００ｐｐｍを越えると、溶存酸素濃度が急激に上
昇している。

【００９５】この第６実施形態では、泡沫槽７における
泡沫機８から発生する微細空気と、液中膜１１の膜表面
を空気洗浄するための、散気管３から吐出する空気によ
って、曝気槽１の溶存酸素濃度が維持され、決定され
る。

【００９６】また、この第６実施形態では、泡沫槽７に
おける泡沫機８から発生する微細空気によって溶存酸素
濃度を維持するシステムが排水処理装置に組み入れられ
ているので、省エネシステムとなる。同時に、液中膜１
１をも設置していることで、曝気槽１内の微生物濃度が
１００００ｐｐｍ以上となり、有害化学物質を分解処理
できる。

【００９７】(第７実施形態)次に、図７に、この発明の
排水処理装置の第７実施形態の構成を示す。この第７実
施形態は、曝気槽１内に充填材９が設置されて接触酸化
槽１０となっている点のみが、第６実施形態と異なる。
したがって、この第７実施形態では、前述の第６実施形
態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省
略する。

【００９８】この第７実施形態では、接触酸化槽１０内
に充填材９が設置されている構成により、この充填材９
に微生物が繁殖して固定化されて、処理水ポンプ１２か
ら得られる処理水の水質を安定化できる。なお、この充
填材９としては、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレ
ン、ビニロンの他塩化ビニル、プラスチック等各種の材
質が考えられるが、特に限定しない。これらは、排水の
種類によって選定すればよい。

【００９９】(第８実施形態)次に、図８に、この発明の
排水処理装置の第８実施形態の構成を示す。この第８実
施形態は、曝気槽１Ｌの水深が、第１実施形態の曝気槽
１の水深よりも２倍以上深くなり、上部１８と下部１９
から構成されている。また、排水は、下部１９の底に設
置された導入管１４から曝気槽１Ｌ内に導入される点
が、第１実施形態と異なる。したがって、この第８実施
形態では、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ
符号を付して詳細な説明を省略する。

【０１００】この第８実施形態では、散気管３は、上部
１８において、側壁よりに設置され、この散気管３から
空気を吐出させることによって、曝気槽１Ｌ内の溶存酸
素濃度を上昇させ好気状態を維持している。

【０１０１】一方、下部１９には最下部に導入管１４が
配置され、この導入管１４から下部１９に排水が流入し
ている。この下部１９は、無曝気状態であるので、嫌気
性となっている。また、この下部１９の側壁外部に循環
ポンプ２１が配置されており、この循環ポンプ２１は、
下部１９から上部１８に排水を循環させる機能を有して
いる。これにより、下部１９の排水と上部１８の排水と
が混合されることとなる。

【０１０２】上記構成の第８実施形態によれば、排水中
に窒素があれば、嫌気工程が行われる下部１９と、好気
工程が行われる上部１８との間で、排水が循環ポンプ２
１で循環されるので、脱窒が可能となる。

【０１０３】この第８実施形態の構成によれば、泡沫機
８を有する泡沫槽７の出口から微細空気を含む排水が曝
気槽１Ｌの上部１８に導入され、この上部１８の溶存酸
素濃度を維持していることにより、省エネシステムとな
る上に、嫌気工程と好気工程の間において排水を循環し
ていることによって、脱窒を達成できる。

【０１０４】(第９実施形態)次に、図９に、この発明の
排水処理装置の第９実施形態の構成を示す。この第９実
施形態は、曝気槽１Ｌの上部１８と下部１９に接触材９
Ａと９Ｂを充填して点のみが第８実施形態と異なる。し
たがって、この第９実施形態では、前述の第８実施形態
と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略
する。

【０１０５】この第９実施形態では、充填材９Ａが上部
１８に設置され、微生物が繁殖固定化される。また、下
部１９にも充填材９Ｂが設置され、微生物が繁殖固定化
している。この第９実施形態では、曝気槽１Ｌの上部１
８と下部１９に充填材９Ａと９Ｂが設置されていること
で、前述の第８実施形態と比較して、処理が安定化する
こととなる。また、第９実施形態によれば、省エネルギ
ーとなり、脱窒でき、処理の安定化が達成できる。

【０１０６】(第１０実施形態)次に、図１０に、この発
明の排水処理装置の第１０実施形態の構成を示す。この
第１０実施形態は、曝気槽１Ｌの上部１８の散気管３の
上方に液中膜１１を配置して、固液分離を行う点と、沈
澱槽４を削除している点のみが第８実施形態と異なる。
したがって、この第１０実施形態では、前述の第８実施
形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を
省略する。

【０１０７】この第１０実施形態では、液中膜１１は、
上部１８の散気管３の上方に設置されている。これによ
り、限外濾過膜である液中膜１１でもって、微生物と処
理水との固液分離を物理的に確実に実施できる。この液
中膜１１のメーカー等は、第６実施形態と同様である。

【０１０８】また、水槽１Ｌの端に汚泥返送ポンプ１３
が設置されている。この汚泥返送ポンプ１３は、上部１
８の汚泥を含む排水を、泡沫槽７に導入し、この泡沫槽
７において、微細空気による酸素を排水に混入させてい
る。そして、泡沫槽７からの微細空気を含んだ排水は、
曝気槽１Ｌの上部１８に戻されることとなる。この第１
０実施形態によれば、省エネルギーと、脱窒と、有害化
学物質の処理とが可能となる。

【０１０９】(第１１実施形態)次に、図１１に、この発
明の排水処理装置の第１１実施形態の構成を示す。この
第１１実施形態は、汚泥返送ポンプ１３のサクション配
管ＳＰの長さが第１０実施形態と比較して長く、上部１
８を通過して、嫌気部となる下部１９の底付近まで伸び
ている点のみが、第１０実施形態と異なる。したがっ
て、この第１１実施形態では、前述の第１０実施形態と
同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【０１１０】この第１１実施形態では、汚泥返送ポンプ
１３のサクション配管ＳＰの長さが長く、嫌気部となる
下部１９まで伸びているので、嫌気部となる下部１９の
濃縮した汚泥の塊を泡沫槽７に導入できる。この汚泥の
塊とは、嫌気工程で発生する塊状のグラニュール化した
汚泥も含まれる。この汚泥の塊は、内部嫌気性で表面
は、微細空気が付着しやすい状態になっている。よっ
て、微細空気が上記汚泥の塊に付着することで、少ない
空気量でもって、上部１８の好気性を維持できる。すな
わち、省エネルギーを図ることが可能となる。

【０１１１】また、上記汚泥返送ポンプ１３のサクショ
ン配管ＳＰの長さが長く、下部１９の嫌気部まで伸びて
いるので、最下部の汚泥を、最上部の泡沫槽７まで移動
させることとなる。これにより、この第１１実施形態で
は、第１０実施形態に較べて、より確実に、曝気槽１Ｌ
内の撹拌を行うことができる。

【０１１２】この第１１実施形態によれば、泡沫槽７を
設置したことによる省エネルギーと、上部１８と下部１
９と汚泥返送ポンプ１３とによる脱窒と、液中膜１１に
よる有害化学物質の処理とが可能となる。

【０１１３】(第１２実施形態)次に、図１２に、この発
明の排水処理装置の第１２実施形態の構成を示す。この
第１２実施形態は、曝気槽１Ｌの上部１８と下部１９に
接触材９Ｃと９Ｄを充填して点のみが第１１実施形態と
異なる。したがって、この第１２実施形態では、前述の
第１１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳
細な説明を省略する。

【０１１４】この第１２実施形態では、充填材９Ｃが上
部１８に設置され、微生物が繁殖して固定化される。ま
た、下部１９にも充填材９Ｄが設置され、微生物が繁殖
して固定化している。この実施形態では、曝気槽１Ｌの
上部１８と下部１９に充填材９Ｃと９Ｄを設置している
ので、前述の第１１実施形態と比較して、排水処理を安
定化できる。この第１２実施形態では、泡沫槽７を設置
したことによる省エネルギーと、上部１８と下部１９と
汚泥返送ポンプ１３を備えることによる脱窒と、液中膜
１１による有害化学物質処理と、充填材９Ｃと９Ｄによ
る処理の安定化が達成できる。

【０１１５】(第１３実施形態)次に、図１３に、この発
明の排水処理装置の第１３実施形態の構成を示す。この
第１３実施形態は、曝気槽１Ｅ内に２つの仕切壁２０が
設置してある点が、第６実施形態と異なる。したがっ
て、この第１３実施形態では、前述の第６実施形態と同
じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【０１１６】この第１３実施形態では、仕切壁２０で横
長の曝気槽１Ｅを採用し、この横長の曝気槽１Ｅを仕切
壁２０,２０でもって、３つの槽１Ｅ−１,１Ｅ−２,１
Ｅ−３に区切って、この３つの槽１Ｅ−１,１Ｅ−２,１
Ｅ−３に、排水を、順に、導入して、排水を処理してい
る。とくに、有害化学物質の内、微生物分解性の悪い物
質は長時間の処理が必要になるため、この第１３の実施
形態の構成が必要にある。

【０１１７】この第１３実施形態では、泡沫槽７は、最
初の水槽１Ｅ−１の上部に配置されていて、かつ、最終
水槽１Ｅ−３に汚泥返送ポンプ１３が配置されている。
この汚泥返送ポンプ１３は、この最終水槽１Ｅ−３の散
気管３の上方に配置されている液中膜１１によって濃縮
した微生物汚泥を、泡沫槽７を介して、最初の槽１Ｅ−
３に返送する。この返送により、水槽１Ｅ全体の微生物
濃度を平均化することができる。

【０１１８】また、この第１３実施形態では、泡沫槽７
と、ブロワー２から発生した空気が散気管３から槽１Ｅ
−１〜１Ｅ−３に吐出する空気とによって、好気性が維
される。この第１３実施形態によれば、泡沫槽７の設置
による省エネルギーと、液中膜１１の設置による有害化
学物質の処理が可能となる。

【０１１９】(第１４実施形態)次に、図１４に、この発
明の排水処理装置の第１４実施形態の構成を示す。この
第１４実施形態は、曝気槽１０Ｆの３槽１０Ｆ−１,１
０Ｆ−２,１０Ｆ−３に、それぞれ、接触材９Ｅ,９Ｆ,
９Ｇを充填した点のみが第１３実施形態と異なる。した
がって、この第１４実施形態では、前述の第１３実施形
態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省
略する。

【０１２０】この第１４実施形態では、充填材９Ｅ,９
Ｆ,９Ｇは、仕切壁２０によって、３分割された接触酸
化槽１０Ｆ−１,１０Ｆ−２,１０Ｆ−３のそれぞれに設
置されている。この構成により、前述の第１３実施形態
と比較して、処理が安定化することとなる。したがっ
て、この第１４実施形態によれば、泡沫槽７の設置によ
る省エネルギーと、液中膜１１の設置による有害化学物
質処理と、充填材９Ｅ〜９Ｇの存在による処理の安定化
とを達成できる。

【０１２１】(第１実験例)次に、具体的な実験例とし
て、図１に示す第１実施形態と同じ構造の実験装置を用
いた排水処理装置の実験例を説明する。

【０１２２】この第１実験例では、曝気槽１の容量を１
立方メートル、沈澱槽４の容量を０.４立方メートル、
泡沫槽７の容量を０.０５立方メートル、泡沫機８のモ
ーター動力を１００Ｗ(ワット)、ブロワー２のモーター
動力を４００Ｗとして、有機物を含む排水を処理した。

【０１２３】これに対し、図１６に示すような従来構成
の実験装置では、この第１実験例と同等の処理能力を得
るためには、７５０Ｗのブロワー１０２を使用してい
た。したがって、この第１実験例によれば、従来に較べ
て、省エネルギーで排水処理することができた。つま
り、第１実験例による消費電力が(４００Ｗ＋１００Ｗ)
であるのに対して、上記従来の構成では消費電力が７５
０Ｗであるから、５００÷７５０＝０.６７となり、上
記従来構成と比較して、３３％だけ、省エネルギーでき
た。なお、この時の排水の流入水質のｐＨは、７.３で
あり、ＢＯＤ(Ｂiochemical Ｏxygen Ｄemand(生物学的
酸素要求量))は８２ｐｐｍであった。これに対し、処理
水のｐＨは、７.１でＢＯＤは１２ｐｐｍであり、処理
は充分できていた。

【０１２４】(第２実験例)次に、具体的な実験例とし
て、図７に示す第７実施形態と同じ構造の実験装置を用
いた排水処理装置の実験例を説明する。

【０１２５】この第２実験例では、接触酸化槽１０の容
量を１立方メートル、泡沫槽７の容量を０.０５立方メ
ートル、泡沫機８のモーター動力を１００Ｗ、ブロワー
２のモーター動力を４００Ｗとして、ジメチルホルムア
ミド等の有機物を含む排水を処理した。

【０１２６】これに対し、図１６に示すような従来構成
の曝気槽１０１の実験装置では、７５０Ｗのブロワーを
使用していた。したがって、この第２実験例では、次式
(１)から算出されるように、省エネルギーで排水処理す
ることができた。

【０１２７】 (４００Ｗ＋１００Ｗ)/７５０Ｗ＝０.６７ … (１)

【０１２８】すなわち、この第２実験例によれば、３３
％だけ省エネルギーできたこととなる。この第２実験例
による排水処理時の排水の流入水質のｐＨは７.５であ
り、ＢＯＤ(Ｂiochemical Ｏxygen Ｄemand(生物学的酸
素要求量))は９６ｐｐｍであり、ジメチルホルムアミド
は１８０ｐｐｍあり、また、処理水のｐＨは７.２で、
ＢＯＤは１２ｐｐｍで、ジメチルホルムアミドは１ｐｐ
ｍ以下であり、処理は充分できていた。

【０１２９】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の排
水処理方法、および一実施形態の排水処理装置によれ
ば、生物処理槽単独で処理する方法に較べて、泡沫槽に
よる新たな作用で排水を処理できる。すなわち、 生
物処理槽単独の作用と、 泡沫槽の作用とを合わせた
作用で排水を処理できる。この泡沫槽での具体的作用と
は、水深の浅い好条件下での排水への溶存酸素補給と泡
沫空気(微細空気)による酸化作用がある。たとえば、泡
沫槽は水深が１ｍ程度であるのに対し、曝気槽は４〜５
ｍ程度であり、水槽の水深が深いとブロワーの圧力損失
が大きくなり、電気使用量が大となる。

【０１３０】また、一実施形態の排水処理装置および一
実施形態の排水処理方法では、上記生物処理槽が、曝気
槽または接触酸化槽または回転円盤槽のいずれか１つ
か、または、それらの組み合わせである。したがって、
この排水処理装置および排水処理方法によれば、上記泡
沫槽による新たな効果を、従来の曝気槽,または接触酸
化槽,または回転円盤槽単独の効果に加え合わせること
ができる。

【０１３１】また、一実施形態の排水処理方法では、上
記排水が有機物を含有する排水であるので、この有機物
を、 生物処理槽単独の作用と、 泡沫槽の作用とを
合わせた作用で処理できる。具体的には、 生物処理
槽の好気性微生物により微生物酸化を行い、 泡沫槽
の微細空気による少ない電気エネルギーで微生物に充分
な酸素を供給できるシステムで排水を処理できる。すな
わち、省エネルギーを図ることができる。

【０１３２】また、一実施形態の排水処理方法および一
実施形態の排水処理装置では、生物処理槽(例えば曝気
槽または接触酸化槽)に液中膜が設置されているので、
この生物処理槽内に繁殖した微生物を槽内に維持でき、
液中膜で微生物を高濃度に濃縮することができる。この
ように、液中膜で微生物を高濃度に濃縮することができ
ると、従来では微生物処理が困難であった有機物を主体
とする有害化学物質を微生物で処理できる。その理由
は、微生物が高濃度の場合では、相対的に微生物に対す
る有害化学物質の影響が少なくなり、微生物が有害化学
物質を分解する力が勝るからである。

【０１３３】また、一実施形態の排水処理方法では、上
記排水がジメチルホルムアミドを含む有機物排水であ
る。したがって、生物分解が比較的困難な有害化学物質
としてのジメチルホルムアミドを、液中膜を有する生物
処理槽(例えば、曝気槽,接触酸化槽等)と泡沫槽とでも
って、省エネルギー的に処理できる。

【０１３４】すなわち、液中膜を使用して、微生物を高
濃度に維持する運転をすれば、ジメチルホルムアミドを
含む有機物排水を処理できる。具体的には、ＭＬＳＳが
１００００ｐｐｍ以上となるような運転をすれば、ジメ
チルホルムアミドを含む有機物排水を処理できる。

【０１３５】その際、多量の空気が必要であるが、泡沫
槽を使用すれば、微細空気を利用できて、汚泥に微細空
気が付着することと、微細空気により酸素の溶解効率が
向上して、少ない電気エネルギーでジメチルホルムアミ
ドを含む有機物排水を処理できる。なお、生物処理槽に
放射状輪状糸体が充填されていれば、ジメチルホルムア
ミドの処理がより安定化し、さらに処理が確実になる。

【０１３６】また、一実施形態の排水処理方法では、こ
の混合排水は、有機物を主体としている。したがって、
半導体工場で実際に排出される排水に含まれ、生物分解
が比較的困難な有害化学物質としてのジメチルホルム
アミド、フッ化アンモニウム、テトラメチルアンモ
ニウムホルメイドを、液中膜を有する曝気槽または接触
酸化槽と泡沫槽との組み合わせにより、省エネルギー的
に処理できる。

【０１３７】また、一実施形態の排水処理装置では、上
記泡沫槽は、上記生物処理槽の上方に設置されている。
したがって、２つの水槽(泡沫槽と生物処理槽)を立体的
に配置でき、設置面積を節約できる。さらに、泡沫槽に
導入した排水を処理した後、重力で生物処理槽(曝気槽
または接触酸化槽)に戻すことができ、スペースを有効
に利用できる。

【０１３８】また、泡沫機のインペラが高速回転するこ
とにより、空気が微細にせん断されて水中に噴出され、
酸素の溶解効率が良くなり、水中の溶存酸素濃度を高め
ることができる。

【０１３９】また、一実施形態の排水処理装置では、上
記泡沫槽に導入する返送汚泥のＭＬＳＳ(Ｍixed Ｌiquo
r Ｓuspended Ｓolid)濃度を１００００ｐｐｍ以上とす
る。したがって、上記生物処理槽(例えば、曝気槽また
は接触酸化槽)でのＭＬＳＳ濃度が、１００００ｐｐｍ
以上として、高濃度好気性微生物による微生物の酸化力
で有害化学物質を微生物分解できる。

【０１４０】また、一実施形態の排水処理装置では、生
物処理槽を構成する曝気槽または接触酸化槽が、好気部
からなる上部と、嫌気部からなる下部で構成されてい
る。したがって、好気部である上部で発生した汚泥を嫌
気部である下部で消化させながら、有機物を分解できる
ので、発生汚泥量を、好気部のみの好気処理と比較して
少なくすることができる。また、好気工程と嫌気工程が
存在し、排水を生物処理槽の下部から導入し、排水が生
物処理槽内を循環しているので、脱窒(脱窒素)を期待で
きる。

【０１４１】また、一実施形態の排水処理装置では、曝
気槽または接触酸化槽の下部の嫌気部において、大きな
粘着性のある汚泥を、汚泥移送手段により、短時間で好
気性の泡沫槽に導入する。したがって、汚泥内部の嫌気
性を維持しながら、汚泥表面には微細空気を付着させる
ことができ、汚泥表面を好気性に維持して、元の曝気槽
や接触酸化槽の好気部、続いて下部の嫌気部に戻すこと
ができる。

【０１４２】すなわち、少ない電気エネルギーで、嫌気
性微生物の処理能力と好気性微生物の処理能力を維持し
て、元の曝気槽や接触酸化槽の下部(嫌気部)に戻すこと
ができる。この排水処理装置によれば、大きな電気エネ
ルギーでもって曝気(大きな空気による破壊)する必要が
ないので、汚泥の塊が壊れ難い。

【０１４３】また、一実施形態の排水処理装置では、曝
気槽または接触酸化槽全体の循環を確実にでき、槽内の
微生物濃度を平均化できる。

【０１４４】また、一実施形態の排水処理装置では、充
填材が放射状輪状体(繊維状の輪の集合体)であるので、
多量の微生物を繁殖させて固定化でき、その結果、処理
水質を安定化できる。また、液中膜が限外濾過膜である
ので、限外濾過膜の性能により、繁殖した微生物を曝気
槽または接触酸化槽内に高濃度に維持でき、微生物によ
る有害化学物質の処理が可能となる。

【０１４５】また、一実施形態の排水処理装置では、放
射状輪状体の実用上の強度があると同時に摩耗すること
もなく、また耐薬品性があり、長時間使用しても取り替
える必要がない。すなわち、充填材の寿命が長いことと
なる。

【０１４６】また、一実施形態の排水処理装置では、排
水が有害化学物質を含む排水であっても、液中膜により
微生物濃度を高めた排水処理システムでもって、有害化
学物質を処理できる。また、泡沫槽で汚泥に微細空気を
付着させることで、空気を効率的に利用できるので、少
ない電気エネルギーで排水を処理でき、省エネシステム
となる。

【０１４７】また、一実施形態の排水処理装置では、排
水システムが、液中膜により微生物濃度を高めたシステ
ムであるので、各種の有害化学物質を処理できる。した
がって、半導体工場から発生するジメチルホルムアミド
を含有する排水と現像液含有排水とを、１つの水槽で処
理でき、別々に排水処理装置を建設する場合と比較し
て、イニシャルコストを低減できる。

【０１４８】また、一実施形態の排水処理装置では、半
導体工場から発生するジメチルホルムアミドを含有する
排水とテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
(ＴＭＡＨ)を主成分とする現像液含有排水とを、１つの
水槽で処理できイニシャルコストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の排水処理装置の第１実施形態を示
す構成図である。

【図２】 この発明の排水処理装置の第２実施形態を示
す構成図である。

【図３】 この発明の排水処理装置の第３実施形態を示
す構成図である。

【図４】 この発明の排水処理装置の第４実施形態を示
す構成図である。

【図５】 この発明の排水処理装置の第５実施形態を示
す構成図である。

【図６】 この発明の排水処理装置の第６実施形態を示
す構成図である。

【図７】 この発明の排水処理装置の第７実施形態を示
す構成図である。

【図８】 この発明の排水処理装置の第８実施形態を示
す構成図である。

【図９】 この発明の排水処理装置の第９実施形態を示
す構成図である。

【図１０】 この発明の排水処理装置の第１０実施形態
を示す構成図である。

【図１１】 この発明の排水処理装置の第１１実施形態
を示す構成図である。

【図１２】 この発明の排水処理装置の第１２実施形態
を示す構成図である。

【図１３】 この発明の排水処理装置の第１３実施形態
を示す構成図である。

【図１４】 この発明の排水処理装置の第１４実施形態
を示す構成図である。

【図１５】 微生物濃度と溶存酸素との関係を示すグラ
フである。

【図１６】 従来の排水処理装置の第１例を示す構成図
である。

【図１７】 従来の排水処理装置の第２例を示す構成図
である。

【図１８】 従来の排水処理装置の第３例を示す構成図
である。

【符号の説明】

１…曝気槽、２…ブロワー、３…散気管、４…沈澱槽、
５…かき寄せ機、６…汚泥返送ポンプ、７…泡沫槽、８
… 泡沫機、９…充填材、１０…接触酸化槽、１１…液
中膜、１２…処理水ポンプ、１３…汚泥返送ポンプ、１
４…導入管、１５…回転円盤槽、１６…回転駆動部、１
７…回転円盤、１８…上部、１９…下部、２０…仕切
壁、２１…循環ポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 3/30 Ｃ０２Ｆ 3/30 Ｂ 3/34 １０１ 3/34 １０１Ｄ 11/08 11/08 Ｆターム(参考） 4D003 AA01 AA09 AB02 BA02 CA02 CA08 EA14 EA30 FA06 FA07 FA10 4D006 GA06 KA01 KB22 KB23 PB08 PC63 4D028 AB00 BC18 BD13 BE00 4D040 BB02 BB24 BB42 BB52 BB54 BB82 DD03 DD12 DD14 DD31 4D059 AA05 BC01 BC10 BJ01 BJ20 CA28

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排水を生物処理槽に導入して処理し、 上記生物処理槽からの処理水を沈澱槽に導入し、この沈
   澱槽で発生した汚泥を沈澱分離し、この沈殿した汚泥
   を、気泡を発生させる機能を有する泡沫槽に導入して処
   理し、 上記泡沫槽で処理した汚泥を上記生物処理槽に返送する
   ことを特徴とする排水処理方法。
2. 【請求項２】 排水を生物によって処理する生物処理槽
   と、 この生物処理槽からの処理水が導入され、発生した汚泥
   を沈澱分離する沈殿槽と、 この沈殿槽で沈澱した汚泥が導入され、気泡を発生させ
   る機能を有し、上記汚泥を処理して上記生物処理槽に返
   送する泡沫槽を備えたことを特徴とする排水処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の排水処理装置におい
   て、 上記生物処理槽が、曝気槽または接触酸化槽または回転
   円盤槽のいずれか１つか、または、それらの組み合わせ
   であることを特徴とする排水処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の排水処理方法におい
   て、 上記生物処理槽が曝気槽、または接触酸化槽、または回
   転円盤槽のいずれか１つか、または、それらの組み合わ
   せであることを特徴とする排水処理方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の排水処理方法におい
   て、 排水が有機物を含有する排水であることを特徴とする排
   水処理方法。
6. 【請求項６】 排水を、液中膜が設置されている生物処
   理槽に導入して処理し、 上記生物処理槽で発生した汚泥を、気泡を発生させる機
   能を有する泡沫槽に導入して処理し、 上記泡沫槽で処理した汚泥を上記生物処理槽に返送する
   ことを特徴とする排水処理方法。
7. 【請求項７】 液中膜を備え、排水を生物によって処理
   する生物処理槽と、 この生物処理槽で沈澱した汚泥が導入され、気泡を発生
   させる機能を有し、上記汚泥を処理して上記生物処理槽
   に返送する泡沫槽を備えたことを特徴とする排水処理装
   置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の排水処理方法におい
   て、 上記排水がジメチルホルムアミドを含む有機物排水であ
   ることを特徴とする排水処理方法。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の排水処理方法におい
   て、 上記排水が、ジメチルホルムアミド、およびフッ化アン
   モニウム、およびテトラメチルアンモニウムホルメイド
   を含む有機物排水であることを特徴とする排水処理方
   法。
10. 【請求項１０】 請求項２または７に記載の排水処理装
    置において、 上記泡沫槽は、上記生物処理槽の上方に設置され、イン
    ペラが泡沫を発生するように高速回転する泡沫機を有し
    ていることを特徴とする排水処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項７に記載の排水処理装置におい
    て、 上記泡沫槽に導入する返送汚泥のＭＬＳＳ濃度を１００
    ００ｐｐｍ以上とすることを特徴とする排水処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項２または７に記載の排水処理装
    置において、 上記生物処理槽が、曝気槽または接触酸化槽、または、
    それらの組み合わせからなり、上記曝気槽または接触酸
    化槽は、上部が好気部で構成され、下部が嫌気部で構成
    され、 排水は、上記生物処理槽に上記下部から導入され、か
    つ、上記生物処理槽内で排水を循環させていることを特
    徴とする排水処理装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の排水処理装置にお
    いて、 上記曝気槽または接触酸化槽の上部に液中膜が設置され
    ており、 上記曝気槽または接触酸化槽の下部の嫌気部の汚泥を、
    上記泡沫槽に導入する汚泥移送手段を有し、 上記泡沫槽から上記曝気槽または接触酸化槽の上部の好
    気部に汚泥を導入することを特徴とする排水処理装置。
14. 【請求項１４】 請求項７に記載の排水処理装置におい
    て、 上記泡沫槽に導入する汚泥が、 上記生物処理槽を構成する曝気槽または接触酸化槽にお
    ける処理工程の最終部分で生じた汚泥であり、 上記泡沫槽からの汚泥を上記曝気槽または接触酸化槽の
    処理工程の最初の部分に導入することを特徴とする排水
    処理装置。
15. 【請求項１５】 請求項２または７に記載の排水処理装
    置において、 上記生物処理槽が少なくとも接触酸化槽を有し、この接
    触酸化槽に、放射状輪状体からなる充填材が充填され、 かつ、上記生物処理槽を構成する曝気槽または接触酸化
    槽の液中膜が限外濾過膜であることを特徴とする排水処
    理装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の排水処理装置にお
    いて、 上記放射状輪状糸体の材質が、ポリ塩化ビニリデン,ポ
    リプロピレン,ビニロンのうちの少なくとも１つである
    ことを特徴とする排水処理装置。
17. 【請求項１７】 請求項７に記載の排水処理装置におい
    て、 上記排水が有害化学物質を含む排水であることを特徴と
    する排水処理装置。
18. 【請求項１８】 請求項７に記載の排水処理装置におい
    て、 上記排水がジメチルホルムアミドと現像液含有排水とを
    混合した排水であることを特徴とする排水処理装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の排水処理装置にお
    いて、 現像排水がテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
    ドを含む有機物排水であることを特徴とする排水処理装
    置。