特許 7449578 水処理装置及び回転式ミネラル溶出機の使用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-06

(45)【発行日】2024-03-14

(54)【発明の名称】水処理装置及び回転式ミネラル溶出機の使用

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/12 20230101AFI20240307BHJP

   C02F 1/44 20230101ALI20240307BHJP

【ＦＩ】

C02F3/12 A

C02F3/12 S

C02F1/44 F

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021084956

(22)【出願日】2021-05-19

(65)【公開番号】P2022178271

(43)【公開日】2022-12-02

【審査請求日】2022-12-27

(73)【特許権者】

【識別番号】522396229

【氏名又は名称】Ｏｆｆｉｃｅ Ｓｕｓｕｍｕｎａｒｉ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101340

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 英一

(74)【代理人】

【識別番号】100205730

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 重輝

(74)【代理人】

【識別番号】100213551

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 智貴

(72)【発明者】

【氏名】樋口 進也

【審査官】山崎 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２８６８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６１２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８７４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０２４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６２１６８５５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１４－０７６４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１４１００２２（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０２２－１６７２２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ ３／１２

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｂ０１Ｄ ５３／２２

６１／００－７１／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機物を含む原水を受け入れ、内部に生息する微生物により、前記有機物を分解処理する曝気槽（２）と、
前記曝気槽（２）内の微生物と懸濁液を含む活性汚泥を導入して固液分離する固液分離手段（３）と、
前記固液分離手段（３）で固液分離された活性汚泥の一部を前記曝気槽（２）に返送可能な返送汚泥管（３０）と、を備え、
前記返送汚泥管（３０）から分岐管（３１）を介して導入される活性汚泥中に溶出するミネラル成分を含有させる回転式ミネラル溶出機（４）が、前記分岐管（３１）に接続されており、
前記回転式ミネラル溶出機（４）は、溶出槽（４０）の内部に対向する円盤（４０２）と（４０３）がモータ（４４）により回動するように軸支されており、該円盤（４０２）と（４０３）の間に、ミネラル溶出部材を充填してなる複数本の多孔性充填筒（４１）が着脱可能に設置されており、
前記溶出槽（４０）内の返送汚泥の溶存酸素濃度及び酸化還元電位を計測し、前記溶出槽（４０）内の返送汚泥の溶存酸素濃度と酸化還元電位の計測により、前記汚泥の酸化還元反応が活発化し、前記汚泥は凝集性を向上するように改質されたことを確認することを特徴とする水処理装置。

【請求項2】

複数本の多孔性充填筒（４１）は、腐植物を含むペレットを充填した多孔性充填筒（４１０）と、溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒（４１１）からなり、
外周仮想円（４２）に沿って、前記多孔性充填筒（４１０）が複数本設置されており、且つ前記外周仮想円（４２）よりも小径の内周仮想円（４３）に沿って、前記多孔性充填筒（４１１）が複数本設置されていることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。

【請求項3】

複数本の多孔性充填筒（４１）は、腐植物を含むペレットを充填した多孔性充填筒（４１０）と、溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒（４１１）からなり、
外周仮想円（４２）に沿って、前記多孔性充填筒（４１０）および多孔性充填筒（４１１）を混在させて複数本設置されており、且つ前記外周仮想円（４２）よりも小径の内周仮想円（４３）に沿って、前記多孔性充填筒（４１０）および多孔性充填筒（４１１）を混在させて複数本設置されていることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。

【請求項4】

複数の多孔性充填筒（４１）は、湾曲面を有する充填筒押え樋（４１２）に装着し、バンド（４１３）で止めるようにして装着していることを特徴とする請求項１、２又は３記載の水処理装置。

【請求項5】

前記固液分離手段は、重力式の沈殿槽又は膜分離装置であることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の水処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水処理装置及び回転式ミネラル溶出機の使用に関し、詳しくは、曝気槽内の活性汚泥の凝集性を向上させた水処理装置及び回転式ミネラル溶出機の使用に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１、２には、曝気槽と沈殿槽を用いた生物処理システムが開示されており、また近年、曝気槽と膜処理装置を用いた生物処理システムも研究が進んでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2008-142632号公報

【文献】特許第6497763号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

曝気槽と沈殿槽を用いた生物処理システムにおいては、処理継続中に、曝気槽内の活性汚泥の凝集性が低下し、沈殿槽から活性汚泥が流出してしてしまうことがある。かかる汚泥の流出が起こると、曝気槽内の活性汚泥濃度が減少し、有機物の過負荷現象が起こり、汚泥の解体という問題が起こることがある。
また曝気槽と膜処理装置を用いた生物処理システムでは、本発明者の知見によると、曝気槽内の活性汚泥の凝集性が低下することにより、膜処理装置における膜の目詰まりが起こり、固液分離が困難になる問題があった。

【0005】

そこで、本発明は、安定した固液分離が可能な水処理装置及び回転式ミネラル溶出機の使用を提供することを課題とする。

【0006】

さらに本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題は以下の各発明によって解決される。

【0008】

（請求項１）
有機物を含む原水を受け入れ、内部に生息する微生物により、前記有機物を分解処理する曝気槽と、
前記曝気槽内の微生物と懸濁液を含む活性汚泥を導入して固液分離する固液分離手段と、
前記固液分離手段で固液分離された活性汚泥の一部を前記曝気槽に返送可能な返送汚泥管と、を備え、
前記返送汚泥管から分岐管を介して導入される活性汚泥中に溶出したミネラル成分を含有させる回転式ミネラル溶出機が、前記分岐管に接続されており、
前記回転式ミネラル溶出機は、溶出されたミネラル成分により、前記活性汚泥を凝集性が向上するように改質することを特徴とする水処理装置。
（請求項２）
前記固液分離手段は、重力式の沈殿槽又は膜分離装置であることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
（請求項３）
有機物を含む原水を受け入れ、内部に生息する微生物により、前記有機物を分解処理する曝気槽と、
前記曝気槽内の微生物と懸濁液を含む活性汚泥を導入して固液分離する固液分離手段と、
前記固液分離手段で固液分離された活性汚泥の一部を前記曝気槽に返送可能な返送汚泥管と、を備え、
前記返送汚泥管から分岐管を介して導入される活性汚泥中に溶出したミネラル成分を含有させる回転式ミネラル溶出機が、前記分岐管に接続されており、
前記回転式ミネラル溶出機から溶出されたミネラル成分により、前記活性汚泥を凝集性が向上するように改質することを特徴とする回転式ミネラル溶出機の使用。
（請求項４）
前記固液分離手段は、重力式の沈殿槽又は膜分離装置であることを特徴とする請求項３記載の回転式ミネラル溶出機の使用。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、安定した固液分離が可能な水処理装置及び回転式ミネラル溶出機の使用を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る高度処理装置の一例を示す処理フロー図

【図2】回転式ミネラル溶出機の概略断面図

【図3】回転式ミネラル溶出機の概略側面断面図

【図4】回転式ミネラル溶出機を構成する多孔性充填筒の取付構造の一例を示す要部斜視図

【図5】処理装置の一例を示す概略断面説明図

【図6】処理装置に用いられる１枚の撹拌羽根の断面図

【図7】処理装置の上面から下方を見た場合の傾斜羽根の一例を示す図

【図8】処理装置の処理の原理を説明する図

【図9】本発明の実験例を示す図

【図10】本発明の実験例を示す図

【図11】本発明の実験例を示す図

【図12】本発明の実験例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明について好ましい実施の形態について説明する。

【0012】

図1は、本発明に係る水処理装置の一例を示す説明図であり、図１において、１は有機物を含む原水を受け入れる原水調整槽である。工場などから排出される原水は、一定水量ずつ排出されることはまれであり、時間変動が大きかったりすることが多い。昼間は大量に排出されるが、夜はほとんど排出されなかったりするケースもある。原水には有機物を含むが、有機物濃度も一定でない場合が多い。これらの各種変動要因を含む原水の負荷変動を抑えるために原水調整槽１を設けている。

【0013】

２は曝気槽である。前記原水調整槽内の原水を原水ポンプ２０により、配管２１を介して、所定量ずつ曝気槽２に受け入れる。

【0014】

曝気槽２には、内部に汚泥濃度（ＭＬＳＳ）５０００～１００００ｍｇ／Ｌの範囲の活性汚泥が生息している。活性汚泥は、格別限定されるわけではないが、芽胞形成性の枯草菌が優占化された菌群が好ましい。この芽胞形成性の枯草菌は、糸状の菌で、内部に胞子を形成され、有機物のような栄養源があれば芽胞から糸状菌が伸びだし、胞子の数も増加し、枯草菌の濃度も上昇する。この枯草菌は、有機物分解能に優れる。本明細書では、このような有機物分解能にすぐれる枯草菌を有用微生物と称する。

【0015】

曝気槽２では、この有用微生物の存在により、ＢＯＤ源となる有機物を分解する。また油分や窒素、リンも分解する。窒素は、通常の処理では、嫌気と好気の組み合わせにより硝化・脱窒の反応により除去しているが、この有用微生物による場合には、好気反応下でも脱窒を行うことができる。
ＢＯＤ、窒素、リンの除去に関しては、実施例において、例証されている。

【0016】

曝気槽２で、有機物が処理された懸濁液は、曝気槽内の有用微生物と共に、沈殿槽３に移送される。この移送は、図示しない移送ポンプによって行ってもよいが、曝気槽２の液面を、沈殿槽３の液面よりも高くすれば、移送ポンプを用いずにヘッド圧によって行うこともできる。

【0017】

沈殿槽３では、重力式で固液分離し、沈降汚泥と分離液に分離する。沈降汚泥の一部は、返送汚泥管３０を介して曝気槽２に返送される。返送汚泥の量は、原水量と同等程度が好ましい。返送汚泥濃度は、沈殿槽３での沈降汚泥濃度と同じである。沈降汚泥濃度は、格別限定されるわけではないが、通常は曝気槽汚泥濃度の２倍程度に濃縮される。従って、返送汚泥濃度は、約１００００～２００００ｍｇ／Ｌの範囲である。

【0018】

本発明では、返送汚泥管３０に分岐管３１が設けられている。分岐管３１は、回転式ミネラル溶出機４に接続されている。回転式ミネラル溶出機４に送られた汚泥には、回転式ミネラル溶出機４から溶出したミネラル成分を含有させることができる。

【0019】

返送汚泥管３０から曝気槽２に直接送液される汚泥量Ｑ１と、分岐管３１を介して曝気槽２に送られる汚泥量Ｑ２の比は、約１：１程度でよい。
回転式ミネラル溶出機４の構造と作用については、後段で詳述する。

【0020】

更に図１において、沈殿槽３で固液分離されて得られた分離液（上澄液）は、分離液タンク５に送られ、分離液タンク５より図示しない分離液ポンプにより、処理装置６に送られ、少なくともＳＳ分を除去する処理がなされる。
この処理装置６の種々の態様及び作用については、後述する。

【0021】

次に、回転式ミネラル溶出機４について説明する。
図２は、回転式ミネラル溶出機の一例を示す概略断面説明図、図３は、図２示す回転式ミネラル溶出機の側面説明図である。

【0022】

同図において、４０は溶出槽であり、ミネラル溶出部材を充填してなる多孔性充填筒４１を複数本着脱可能に設置されている。

【0023】

ミネラル溶出部材を充填してなる多孔性充填筒４１は、筒状のネット部材又は筒状のパンチングメタルによって形成されていることが好ましい。
ネットの網目の大きさ、あるいはパンチングメタルの径は、ミネラル溶出部材が外部に落ちない程度の大きさであればよい。

【0024】

ミネラル溶出部材は、腐植物を含むペレット（以下、必要により「腐植ペレット」と略す）及び溶出性ミネラル成分を含む鉱物（以下、必要により、「ミネラル鉱物」と略す）が好ましく用いられる。

【0025】

多孔性充填筒４１は、腐植物を含むペレットを充填した多孔性充填筒４１０及び溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒４１１の２種類を準備し、図３に示すように、外周仮想円４２に沿って多孔性充填筒４１０を１２本設置し、かつ内周仮想円４３に沿って多孔性充填筒４１１を１２本設置することも好ましい。設置本数は、図示の例に限定されない。

【0026】

外周仮想円４２に沿って腐植ペレットを充填した複数の多孔性充填筒４１０と溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒４１１と混在させることもできる。また内周仮想円４３に沿って腐植ペレットを充填した複数の多孔性充填筒４１０と溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒４１１と混在させることもできる。

【0027】

これまでの実験によれば、外周仮想円４２に沿って腐植ペレットを充填した複数の多孔性充填筒４１０を配置すると、回転する際に、遠心力が大きく働くので、腐植ペレットの溶出を促進できる。

【0028】

本実施形態では、溶出槽４０に返送汚泥が導入される。その返送汚泥に、溶出したミネラル成分が含有され、ミネラル成分と有用微生物が接触し、その有用微生物を増殖させるエネルギー源ないし栄養源となる。

【0029】

ミネラルとしては、水に溶解性のある成分であり、溶解性イオンとしては、珪酸マグネシウムイオン、シリカ（珪酸）イオン、マグネシウムイオン、カルシウム等、鉄イオン、アルミニウムイオンなどが挙げられる。

【0030】

溶出槽４０は、本体４００と蓋体４０１からなり、内部に、モータ４４に回動する、対向する円盤４０２と４０３が軸支されている。

【0031】

複数の多孔性充填筒４１０と４１１は、円盤４０２と４０３に着脱可能に固定されている。固定の仕方は、円盤にフックを設けて置き、そのフックに多孔性充填筒４１０と４１１の留め具を着脱可能に引っ掛けるようにすることができる。

【0032】

複数の多孔性充填筒４１０と４１１は、図４に示すように、充填筒押え樋４１２に装着し、バンド４１３で止めるようにすることが好ましい。充填筒押え樋４１２は、多孔性充填筒４１０と４１１を装着できるような湾曲面を有していることが好ましい。円盤４０２と４０３が回転しても、複数の多孔性充填筒４１０と４１１が脱落するのを防止できるからである。

【0033】

充填筒押え樋４１２の長さは、２枚の円盤４０２と４０３の間隔と同じでもよいが、充填筒押え樋４１２を長手方向に３枚程度に分割してもよい。

【0034】

多孔性充填筒４１０と４１１の径は、特に限定されないが、円盤の径が１ｍの場合には、５～２０ｃｍ程度が好ましい。

【0035】

溶出槽４０は、図３に示すように、下方に傾斜（テーパー）領域４５を有しており、最下部に散気管４６が設けられる。テーパーには、曲面状にＲをつけることが好ましい。汚泥をテーパーに沿って落下させることができるからである。

【0036】

４７は、蓋４０１に設けられる汚泥投入口であり、４８は本体４００に設けられるミネラル溶出液含有汚泥抜取り口である。

【0037】

本発明に用いられる腐植物を含むペレットとは、溶出性シリカ成分を含有している腐植物やバインダ等を混練し、成形して得られたペレットであり、該ペレットには、他の無機材（例えばマグネシウム、カルシウム等のミネラル）、溶出制限剤等を含有することができる。

【0038】

また溶出性ミネラル成分を含むとしては、粘土鉱物や火山性の岩石で水に溶け出すことができるシリカ成分を含有し、溶出を阻害しないためには微細多孔構造であるものが好ましく用いられる。

【0039】

前記腐植物や鉱物に含まれる溶出性シリカ成分は、理由は定かではないが、有用微生物を増殖させる作用がある。

【0040】

本発明では、溶出槽４０には、腐植ペレットや溶出性ミネラル成分を含む鉱物以外に、上記の溶出性シリカ成分を含有している腐植物や鉱物の粉末を添加する手法を併用してもよい。

【0041】

以上の説明では、固液分離手段として、沈殿槽を用いたが、本発明では、これに限定されず、膜分離装置を用いてもよい。
膜分離装置に用いる膜は、格別限定されず、例えば、精密ろ過膜、中空糸膜、限外ろ過膜などを使用できる。

【0042】

本発明において、回転式ミネラル溶出機４から溶出されたミネラル成分により、活性汚泥（有用微生物）は凝集性が向上するように改質される。かかる改質の現象は実施例において例証されている。

【0043】

すなわち、回転式ミネラル溶出機の使用によって、曝気槽から沈澱槽に送られる活性汚泥は、凝集性が向上する結果、汚泥の沈降速度が上昇する。沈降速度が上昇すれば、沈殿槽の水面積負荷を向上できるので、沈殿槽の表面積を小さくでき、沈殿槽の容量も小さくできる効果がある。この結果、設備コストを低減できる。

【0044】

また回転式ミネラル溶出機４の使用によって、有用微生物の活性も向上し、その結果として、膜処理装置においては、膜の目詰まりを少なくできる効果もある。

【0045】

次に、処理装置６について説明する。
図５は、処理装置６の第１態様を示す説明図である。図５において、６０は、横長円形形状の処理タンク本体である。処理タンク本体６０は、金属や硬質樹脂などの硬質材料によって形成される。

【0046】

図１に示す分離液タンク５から、図示しない分離液ポンプにより、処理対象となる分離液が、原液入口６１を介して、処理装置６の処理タンク本体６０内に供給される。

【0047】

処理タンク本体６０内には、撹拌手段を備える。
処理タンク本体６０内の分離液（原液）は、凝集沈殿処理によって、固液分離後に、上澄水である処理水を得る。

【0048】

処理タンク本体６０の中心の水平方向には、撹拌軸６２が設けられ、撹拌軸６２には、１又は２以上の撹拌羽根６３が着脱可能に固定されている。

【0049】

撹拌羽根６３の撹拌軸６２への固定手段は、格別限定されないが、例えば図６に示す撹拌羽根部材６３Ａを４枚用意し、撹拌軸６２に固定支持具を取り付け、図示しない固定支持具に撹拌羽根部材６３Ａを上下方向に各々２枚ずつ着脱可能に取り付け、軸方向に隣接する撹拌羽根部材６３Ａの一部を重ねるように取り付けることによって、図５に示すような構造にすることができる。隣接する撹拌羽根部材６３Ａの一部を重ねるように取り付けることによって、図示しない固定支持具を上下合わせて６か所固定することで、撹拌羽根６３を構成することができる。
図６に示す撹拌羽根部材６３Ａを用いて、撹拌羽根６３を構成することにより、撹拌時の抵抗を軽減できるので好ましい。

【0050】

撹拌羽根６３は、１枚でもよいが、複数枚でもよい。撹拌羽根６３は撹拌軸６２に平行な方向に延びる方形状の板状体によって構成されることも好ましい。

【0051】

６４は撹拌軸６２を回動させるモータであり、回転数を可変できるモータを使用することが好ましい。

【0052】

本実施の形態では、撹拌羽根６３の一側又は両側に、傾斜羽根６３０が、図示しない固定支持具を介して、撹拌軸６２に着脱可能に設けられていることも好ましい。

【0053】

傾斜羽根６３０は、図７に示すように、回転軸６２に対して傾斜して設けられていることが好ましい。傾斜羽根６３０の回転により、図５の処理タンク本体６０の凝集撹拌汚泥を図面上左側に移動できるので、内部撹拌効率が上昇するので好ましい。

【0054】

処理タンク本体６０に導入された分離液は、凝集剤の存在により、凝集沈殿処理が行われ、固液分離後に上澄水である処理水を得ることができる。この処理水は、少なくともＳＳ分が除去されている。

【0055】

処理タンク本体６０内における凝集沈殿処理により処理水を得る経時変化について、図８に基づいて説明する。

【0056】

図８（Ａ）は、処理タンク本体６０に活性汚泥処理水である分離液（原液）が投入された状態を示している。この原液に凝集剤などが添加される。

【0057】

図８（Ｂ）は、撹拌羽根６３の撹拌が開始し、処理タンク本体６０内で原液と凝集剤等の懸濁液が形成されている状態を示している。

【0058】

図８（Ｃ）は、撹拌羽根６３の撹拌を停止し、固液分離が開始し、処理タンク本体６０内の円形傾斜面６５に沿って凝集汚泥が沈降している状態が示されている。

【0059】

図８（Ｄ）は、固液分離が終了し、沈降した汚泥６６の上部の処理水は、ポンプなどにより外部に取り出される。

【0060】

処理水の排出の際には、図５に示す処理水出口６７を介して排出する。本発明では、排出管６７の吸い込み口は、汚泥界面６８の上部に設けられ、ポンプ６９により、処理水をくみ上げるように構成されている。

【0061】

排出管６７は、処理水管７０と汚泥管７１に分岐されている。このような汚泥管７１を設けるのは、汚泥量が予想よりも増加した場合を考慮したものである。

【0062】

処理水管７０には開閉制御弁７２が設けられ、汚泥管７１には開閉制御弁７３が設けられている。開閉制御弁７２と開閉制御弁７３は、排出管６７に設けられる濁度計７４の計測値に応じて開閉が制御される。

【0063】

濁度は、水の濁りの程度を表すものである。JIS K0101（「工業用水試験方法」）により測定可能である。

【0064】

基本的な制御構成は、処理水の汲みあげを開始する時点、つまり固液分離が終了した時点では、処理水の液面は、図５の原水液面と同じである。この段階でポンプ６９を作動させて処理水を排出していくと、濁度計７４では濁度の検出は基準値以下であるので、開閉制御弁７２が開、開閉制御弁７３が閉となり、処理水は処理水管７０から徐々に排出され、処理水の液面はどんどん下がる。
汚泥が図５に示す液面よりも高い場合には、処理水に汚泥が混入し始める可能性がある。

【0065】

濁度計７４が基準値以上のＳＳを検出したら、開閉制御弁７２を閉、開閉制御弁７３を開に切り替えて、汚泥の入った処理水を処理水管７０から排出しないように制御する。

【0066】

本発明では、凝集したフロックの沈降速度を増加させることができる。その結果、本発明の横長円筒形状の処理タンクの沈降分離の完了時間を短縮できる効果がある。

【実施例】

【0067】

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、かかる実施例によって限定されない。

【0068】

実施例１
図３に示す回転式ミネラル溶出機を用いたことにより、活性汚泥（有用微生物）の凝集性が向上するように改質されたことを確認する実験を行った。

【0069】

＜実験１＞
溶出機４の運転と、曝気槽２の曝気運転を３０分止めた後、溶出機４の運転を開始し、曝気槽２での曝気を行った。
溶出機４内のＤＯ（溶存酸素濃度）、ｐＨ、ＯＲＰ（酸化還元電位）を測定した。図３中、ＡはＤＯ計、ＢはｐＨ計、Ｃは、ＯＲＰ計である。
測定結果は、図９（ａ）～（ｃ）に示す。

【0070】

（評価）
溶出機４の溶出運転を稼働し、曝気槽の曝気を行った状況下において、溶存酸素量が増加するにつれてＯＲＰも増加し、酸化還元反応も活発化することが確認出来た。
時間経過と共に沈澱槽内の浮上汚泥は減少した。曝気槽内の汚泥の凝集性が向上したことを意味する。

【0071】

＜実験２＞
溶出機４の運転と、曝気槽２の曝気運転を３０分止めた後、溶出機４は運転しないで、曝気槽２の曝気だけ行った。
実験１と同様に測定し、測定結果は、図１０（ａ）～（ｃ）に示す。

【0072】

（評価）
溶出機４を止め、曝気槽２の曝気を行った状況下では、酸化還元反応そのものが鈍化したままで推移した。

【0073】

＜実験３＞
溶出機４の溶出運転と、曝気槽２の曝気運転を３０分止めた後、溶出機４は運転して、曝気槽２の曝気運転を行わなかった。
実験１と同様に測定し、測定結果は、図１１（ａ）～（ｃ）に示す。

【0074】

（評価）
溶出機４を動かし、曝気槽２の曝気運転を止めた状況下において、溶存酸素が存在している５分内は酸化還元反応が見られたが、その後、酸化還元反応は鈍化した。

【0075】

＜実験４＞
溶出機４の運転と、曝気槽２の曝気運転を３０分止めた後、溶出機４は運転しないで、曝気槽２の曝気も行わなかった。
実験１と同様に測定し、測定結果は、図１２（ａ）～（ｃ）に示す。

【0076】

（評価）
溶出機４の運転と、曝気槽２の曝気運転を止めた状況下では、溶存酸素の減少に伴い、酸化還元反応も鈍化し、１５分後には沈澱槽内で浮上汚泥が発生した。このことは曝気槽内の汚泥の凝集性が低下していることを示している。

【0077】

以上の実験から、溶出機４内での溶存酸素量の低下は、酸化還元反応の低下となり、酸化還元反応電位の数値から、有用微生物（Bazillus）の世代交代が行われていないことがから推察される。
また、溶出機４内において、溶出性成分（水溶性シリカ、マグネシウム）が有用微生物（Bazillus）に影響を及ばさない状況下では、世代交代そのものが進まないことがわかった。

【0078】

気温２５℃で行った実験から、曝気時最大で、８ｍｇ／ｌから９０％強の酸素が使われており、曝気停止によって、有用微生物（Bazillus）が０．１～０．２ｍｇ／Ｌの酸素を確保出来なくなることで、排水処理が著しく低下することがわかった。

【0079】

以上のことから、溶出機４の運転と曝気槽２の曝気を３０分止めた後、溶出機４の運転と、曝気槽２の曝気を稼働した状況下において、溶存酸素量が増加するにつれてＯＲＰも増加し、酸化還元反応も活発化することが確認できたが、時間経過と共に沈澱槽内の浮上汚泥は減少し、凝集性が向上した。
酸化還元反応も活発化していることから、凝集性の向上だけでなく、微生物の活性化も促進されている。

【0080】

好気性菌であるバチルス群が活発に動くためには酸素を取り込む必要があり、その際、酸化還元反応電位の数値に変化が見られるが、酸素供給（曝気）を停止後、溶存酸素濃度が低下すると共に酸化還元電位の数値が変化なく曝気停止後１５分で、沈殿槽に浮上汚泥が現れた。

【0081】

新たにＢＯＤを捕食するバチルス群が増加していないことから、バチルス群の種子（胞子）・発芽のサイクルが酸素不足と、溶出性成分（水溶性シリカ、マグネシウム）の供給停止により、種子（胞子）のままバチルス群が存在していることから、世代交代が行われていないと推察できる。

【0082】

実施例２
図１の水処理装置を用いて、以下の処理条件で処理を行った。

【0083】

（１）原水
・実施例２と比較例１は同じ水量と、同じ水質とした。

【0084】

（２）装置仕様
ア 曝気槽 ・ＭＬＳＳ：約５０００ｍｇ／Ｌ
イ 沈殿槽 ・返送汚泥濃度：約１５０００ｍｇ／Ｌ
ウ 分離液タンク：沈殿槽の上澄水
エ 回転式ミネラル溶出機
・腐植ペレットを充填した複数の多孔性充填筒の本数：１２本
・溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒の本数：１２本

【0085】

（３）処理方法
ア 回転式ミネラル溶出機に返送汚泥を供給し、腐植ペレットを充填した複数の多孔性充填筒及び溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒と、返送汚泥を接触させた。返送汚泥に、溶出したミネラル成分が含有され、曝気槽に戻された。
図１の分離液タンク５内の分離液水質を測定した。その結果を表１に示した。

【0086】

【表1】

【0087】

比較例１
実施例において、回転式ミネラル溶出機４を用いずに、返送汚泥を曝気槽に戻すこと以外は、実施例と同様に実施し、図１の分離液タンク５内の分離液水質を測定した。その結果を表２に示した。

【0088】

【表2】

【0089】

実施例２と比較例１から、回転式ミネラル溶出機を用いることにより、曝気槽内に戻されるまでに、回転式ミネラル溶出機内の汚泥が、溶出したミネラル成分と接触し、その有用微生物の改質が起こっていると予想され、その改質された有用微生物が曝気槽に戻されると、有機物等の分解能が各段に向上していることがわかった。

【符号の説明】

【0090】

１：原水調整槽
２：曝気槽
２０：原水ポンプ
２１：配管
３：沈殿槽（固液分離手段）
３０：返送汚泥管
３１：分岐管
４：回転式ミネラル溶出機
４０：溶出槽
４００：本体
４０１：蓋体
４０２、４０３：円盤
４１：多孔性充填筒
４１０：腐植ペレットを充填した多孔性充填筒
４１１：溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒
４１２：充填筒押え樋
４１３：バンド
４２：外周仮想円
４３：内周仮想円
４４：モータ
４５：傾斜（テーパー）領域
４６：散気管
４７：汚泥投入口
４８：ミネラル溶出液含有汚泥抜取り口
５：分離液タンク
６：処理装置
６０：処理タンク本体
６１：原液入口
６２：撹拌軸
６３：撹拌羽根
６３Ａ：撹拌羽根部材
６３０：傾斜羽根
６４：モータ
６５：円形傾斜面
６６：汚泥
６７：排出管
６８：汚泥界面
６９：ポンプ
７０：処理水管
７１：汚泥管
７２：開閉制御弁
７３：開閉制御弁
７４：濁度計

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】