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JP6436450B2 - Wastewater treatment method - Google Patents
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Description

本発明は、排水中における有機物を含む被酸化物を微生物群に浄化させることで排水を処理する排水処理方法に関する。   The present invention relates to a wastewater treatment method for treating wastewater by purifying an oxide containing organic matter in wastewater to a microorganism group.

この種の技術としては、例えば下記の特許文献1に開示されている技術が知られている。この技術では、酸素が存在する環境下において微生物群が担持された担体の表面および内部に排水を伝わせて流下させることでこの排水を処理し、その後に排水の供給を停止させることで微生物群が内生呼吸を始める飢餓状態にすることを繰り返す。上記技術によれば、微生物群を飢餓状態にする再生処理により、効率的な排水処理を行うことが可能となる。   As this type of technology, for example, a technology disclosed in Patent Document 1 below is known. In this technology, in the environment where oxygen is present, the wastewater is treated by flowing down the surface of the carrier on which the microorganisms are supported and flowing down, and then the supply of wastewater is stopped. Repeated starvation to begin endogenous breathing. According to the above technique, it is possible to perform an efficient wastewater treatment by the regeneration treatment that makes the microorganism group starvate.

特開2011−212566号公報JP 2011-212566 A

ところで、水中において酸素を使用しながら被酸化物を酸化あるいは分解あるいは取り込みの少なくとも1つを含む浄化(以下、単に「浄化」とも称する。)を行う微生物は、気体の酸素を直接使用することができない。このため、上記微生物は、水中に溶け込んでいる酸素ガス(本明細書においては「溶存酸素」とも称する。)のみを取り込んで使用する。また、水中において被酸化物を浄化する微生物の中には、この微生物の周囲の水において溶存酸素が欠乏しているときに、好ましくないガスを発生させるものが存在する。ここで、上記特許文献1に開示されている技術では、微生物群を飢餓状態にするために排水の供給を停止させると、微生物群が周囲の水から溶存酸素を取り込むことでこの溶存酸素が欠乏し、好ましくないガスが発生するおそれがあるという問題が発生していた。   By the way, a microorganism that performs purification (hereinafter also simply referred to as “purification”) including at least one of oxidation, decomposition, or uptake of an oxide while using oxygen in water may directly use gaseous oxygen. Can not. For this reason, the microorganisms take in and use only oxygen gas (also referred to as “dissolved oxygen” in the present specification) dissolved in water. In addition, among microorganisms that purify oxides in water, there are those that generate undesirable gases when dissolved oxygen is deficient in the water around the microorganisms. Here, in the technique disclosed in Patent Document 1, when the supply of waste water is stopped in order to make the microorganism group starvate, the microorganism group takes in dissolved oxygen from the surrounding water, so that the dissolved oxygen is deficient. However, there has been a problem that undesirable gas may be generated.

本発明は、上記した問題を解決するものとして創案されたものである。すなわち、本発明は、担体に担持された微生物群を飢餓状態にする際にこの微生物群の周囲の水において溶存酸素が欠乏されることを回避することで、好ましくないガスが発生するおそれをより少なくする排水処理方法を提供するものである。   The present invention has been devised to solve the above problems. That is, the present invention avoids the depletion of dissolved oxygen in the water around the microbial group when the microbial group supported on the carrier is starved. It provides a wastewater treatment method that reduces the amount of wastewater.

上記課題を解決するために、本発明の排水処理方法は以下の手段をとる。   In order to solve the above problems, the wastewater treatment method of the present invention takes the following means.

まず、第1の発明は、水中において溶存酸素を使用しながら被酸化物を酸化あるいは分解あるいは取り込みの少なくとも1つを含む浄化を行う微生物を含む微生物群が担持された担体の表面あるいは内部の少なくとも一方に被酸化物が含有された排水を伝わせて流下させることで、この排水中の被酸化物を微生物群の浄化により減少させて排水を処理する排水処理方法である。この排水処理方法は、後述する高濃度酸素供給ステップと、後述する処理水生成ステップと、を有している。ここで、上記高濃度酸素供給ステップは、内部に担体が配設された処理タンク内に、空気中の酸素の濃度よりも高い濃度の酸素を含んだ気体である高濃度酸素を供給し、処理タンク内を高濃度酸素が充填された酸素雰囲気とするステップである。また、上記処理水生成ステップにおいては、担体の上部に排水を供給してこの排水を担体の表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させる。そして、上記担体に担持された微生物群に排水中の被酸化物の少なくとも一部に対して上記浄化を行わせ、被酸化物の含有濃度が低くされて担体から流れ落ちた処理水を処理タンクの外部に排出する。ここで、上記処理水生成ステップは、上記酸素雰囲気を維持しながら行う。また、上記処理水生成ステップにおいては、後述する浄化期間と後述する飢餓期間とを交互に繰り返すことで、担体の表面あるいは内部の少なくとも一方に水が伝わって流下されている状態を維持する。ここで、上記浄化期間は、排水を担体の上部に供給してこの担体の表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させる期間である。また、上記飢餓期間は、排水の代わりにこの排水よりも被酸化物の含有濃度が低い低被酸化物濃度水を担体の表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させることで上記浄化期間よりも被酸化物の供給量が減らされた期間である。   First, the first invention provides at least the surface or the inside of a carrier on which a microorganism group containing microorganisms that perform purification including at least one of oxidation, decomposition, or uptake of an oxide while using dissolved oxygen in water. This is a wastewater treatment method in which wastewater containing oxides is caused to flow down and the wastewater is treated by reducing the oxides in the wastewater by purifying microorganisms. This waste water treatment method includes a high-concentration oxygen supply step described later and a treated water generation step described later. Here, the high-concentration oxygen supply step supplies high-concentration oxygen, which is a gas containing oxygen having a concentration higher than the concentration of oxygen in the air, into a processing tank in which a carrier is disposed. In this step, the tank is filled with an oxygen atmosphere filled with high-concentration oxygen. Further, in the treated water generating step, waste water is supplied to the upper part of the carrier, and this waste water is transmitted to at least one of the surface or the inside of the carrier to flow down. Then, the microbial group supported on the carrier performs the purification on at least a part of the oxide in the waste water, and the treated water that has flowed down from the carrier due to the reduced concentration of the oxide is discharged into the treatment tank. Discharge outside. Here, the treated water generation step is performed while maintaining the oxygen atmosphere. In the treated water generating step, a purification period described later and a starvation period described later are alternately repeated to maintain a state in which water is transmitted and flowed down to at least one of the surface or the inside of the carrier. Here, the purification period is a period in which the waste water is supplied to the upper part of the carrier and transmitted to at least one of the surface or the inside of the carrier to flow down. In addition, the starvation period is less than the purification period by allowing low-oxide concentration water having a lower concentration of oxide than the wastewater to flow down to at least one of the surface or the inside of the carrier instead of drainage. Is a period in which the supply amount of the oxide is reduced.

なお、本明細書において、「浄化」とは、微生物群の存在により生物化学的に引き起こされ、水中に含有された対象物質の含有濃度を減少させる全ての作用のことをいう。すなわち、本明細書において、対象物質の「浄化」は、上記対象物質を微生物群が代謝して別の物質にする作用と、微生物群が排出する物質が上記対象物質と反応して別の物質になる作用と、微生物群が上記対象物質をそのまま吸着する作用と、を含むものである。また、本明細書において、「被酸化物」とは、微生物群が浄化により減少させることができる全ての物質のことをいう。すなわち、例えばアンモニア態窒素を亜硝酸態窒素または硝酸態窒素に酸化することができる微生物が微生物群に含まれている場合には、上記アンモニア態窒素も本明細書における「被酸化物」に含まれる。   In the present specification, “purification” refers to all actions that are caused biochemically by the presence of a microorganism group and reduce the concentration of a target substance contained in water. That is, in this specification, “purification” of a target substance means that the target substance is metabolized by the microorganism group into another substance, and that the substance discharged from the microorganism group reacts with the target substance to be another substance. And the action of the microorganism group adsorbing the target substance as it is. Further, in the present specification, “oxide” means all substances that can be reduced by purification by a microorganism group. That is, for example, when a microorganism group that can oxidize ammonia nitrogen to nitrite nitrogen or nitrate nitrogen is included in the microorganism group, the ammonia nitrogen is also included in the “oxide” in the present specification. It is.

本発明者は、酸素雰囲気の下で流下される水中の被酸化物に対して浄化を行う微生物群に対し、酸素雰囲気と水が流下される状態とを共に維持して被酸化物の供給量を減らすと、微生物群が飢餓状態となって被酸化物の浄化能力が再生されることを見出し、本発明に至ったものである。すなわち、上記第1の発明によれば、飢餓期間において酸素雰囲気を維持したまま低被酸化物濃度水を担体の表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させることで、高濃度酸素により溶存酸素が増加された水を微生物群の周囲に供給し続けながらこの微生物群を飢餓状態にすることができる。これにより、担体に担持された微生物群を飢餓状態にする際にこの微生物群の周囲の水において溶存酸素が欠乏されることを回避することで、好ましくないガスが発生するおそれをより少なくする排水処理方法を提供することができる。   The present inventor maintains the oxygen atmosphere and the state in which water flows down for the microorganism group that purifies the water in the oxygen oxide that flows down under an oxygen atmosphere, and supplies the amount of the oxide. As a result, it was found that the ability of microorganisms to be starved to regenerate the purification ability of oxides was reduced, and the present invention was achieved. That is, according to the first aspect of the present invention, dissolved oxygen is dissolved by high-concentration oxygen by causing low-oxide concentration water to flow down to at least one of the surface or the inside of the support while maintaining the oxygen atmosphere during the starvation period. This microbial population can be starved while continuing to supply increased water around the microbial population. This makes it possible to reduce the risk of undesirable gas generation by avoiding the lack of dissolved oxygen in the water surrounding the microorganism group when the microorganism group supported on the carrier is starved. A processing method can be provided.

ついで、第2の発明は、上述した第1の発明において、処理水の一部を担体の上部に戻して循環させることで、処理水を低被酸化物濃度水として使用するものである。   Next, according to the second invention, in the first invention described above, a part of the treated water is returned to the upper part of the carrier and circulated to use the treated water as the low oxide concentration water.

微生物の中には、被酸化物Aを浄化する能力Aと、被酸化物Aとは別の被酸化物Bを浄化する能力Bの両方を持っているが、能力Aと能力Bとを一緒に使用することができないものが存在する。つまり、微生物の中には、能力Aにより被酸化物Aを浄化している間は能力Bによる被酸化物Bの浄化を休止させ、能力Aによる被酸化物Aの浄化が終わると能力Bによる被酸化物Bの浄化を始めるものが存在する。このような微生物に被酸化物Aおよび被酸化物Bの両方を与えると、微生物は被酸化物Aが存在する限り被酸化物Aを浄化し、被酸化物Aがなくなった状態となってから被酸化物Bを浄化する。ここで、上記第2の発明によれば、微生物群を飢餓状態にする飢餓期間に、浄化期間において浄化されなかった被酸化物Bを含む可能性がある処理水の一部を戻して担体の表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させることで、上記被酸化物Bを微生物群に浄化させることができる。これにより、最終的に外部に排出される処理水に含まれる被酸化物の量を減らすことができる。   Some microorganisms have both the ability A to purify the oxide A and the ability B to purify the oxide B different from the oxide A. There are things that cannot be used. That is, some microorganisms stop the purification of the oxide B by the ability B while the ability A is purifying the oxide A, and after the purification of the oxide A by the ability A is finished, the ability B There is something that starts purification of the oxide B. When both the oxide A and the oxide B are given to such a microorganism, the microorganism purifies the oxide A as long as the oxide A is present, and after the oxide A disappears. The oxide B is purified. Here, according to the second aspect of the present invention, a part of the treated water that may contain the oxide B that has not been purified in the purification period is returned to the starvation period in which the microorganism group is starved. By flowing down to at least one of the surface or the inside, the oxide B can be purified by the microorganism group. Thereby, the quantity of the oxide contained in the treated water finally discharged | emitted outside can be reduced.

さらに、第3の発明は、上述した第1または第2の発明において、上記浄化期間における排水の供給を、この排水と上記低被酸化物濃度水とが混合された混合水を担体に伝わせて流下させることで行うものである。
Furthermore, the third invention, heat in the first or second invention described above, the supply of waste water in the purification period, the mixed water this the waste water and the low oxidized concentration water was engaged mixed on a carrier It is done by letting them flow down.

微生物群が水中の被酸化物を浄化する際に、微生物群の量に対する被酸化物の量(すなわち負荷)が比較的多い場合には、この被酸化物の浄化が滞る過負荷現象が発生することがある。ここで、上記第3の発明によれば、上記浄化期間において担体の表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わって流下される水を排水と低被酸化物濃度水とが混合された混合水とすることで、上記浄化期間において微生物群の周囲に存在する水における被酸化物の量を比較的少なくすることができる。これにより、被酸化物の浄化が滞る部分的な過負荷現象の発生を抑えて上記負荷を担体の全体に分散することで、効率的な排水処理を行うことが可能な排水処理方法を提供することができる。   When the microorganism group purifies the oxide in the water, if the amount of oxide (ie, load) relative to the amount of the microorganism group is relatively large, an overload phenomenon in which purification of the oxide is delayed occurs. Sometimes. Here, according to the third aspect of the present invention, the water that flows down and flows to at least one of the surface or the inside of the carrier in the purification period is a mixed water in which waste water and low-oxidized water are mixed. Thus, it is possible to relatively reduce the amount of oxide in water existing around the microorganism group during the purification period. Accordingly, there is provided a wastewater treatment method capable of performing efficient wastewater treatment by suppressing the occurrence of a partial overload phenomenon in which purification of oxides is delayed and dispersing the load over the entire support. be able to.

さらに、第4の発明は、上述した第1から第3のいずれか1つの発明であって、上記飢餓期間から上記浄化期間への移行に際して、被酸化物の浄化速度が一時的に速くなる高活性状態を経由したあと、この高活性状態における浄化速度よりも遅い定常的な浄化速度になるという性質を微生物群が有していることを前提とした発明である。ここで、上記高活性状態の持続時間およびこの高活性状態が持続している間における被酸化物の浄化速度は、上記飢餓期間の長さに応じて変化することがある。上記第4の発明においては、上記浄化期間と上記飢餓期間とを交互に繰り返した総処理時間に対して、上記浄化期間および上記飢餓期間の長さを調整して設定する。この設定は、上記総処理時間に対する被酸化物の浄化量が、上記総処理時間に等しい時間だけ排水を供給した場合における被酸化物の浄化量よりも多くなるように行う。   Further, the fourth invention is any one of the first to third inventions described above, wherein the purification rate of the oxide is temporarily increased during the transition from the starvation period to the purification period. This invention is based on the premise that the microorganism group has a property that, after passing through the active state, a steady purification rate is lower than the purification rate in the highly active state. Here, the duration of the highly active state and the purification rate of the oxide while the highly active state continues may vary depending on the length of the starvation period. In the fourth aspect of the invention, the lengths of the purification period and the starvation period are adjusted and set with respect to the total processing time in which the purification period and the starvation period are alternately repeated. This setting is performed so that the amount of oxide purification with respect to the total treatment time is greater than the amount of oxide purification when waste water is supplied for a time equal to the total treatment time.

微生物が内生呼吸を始める飢餓状態において、上記微生物に被酸化物が供給されると、上記微生物は上記内生呼吸において分解された物質のストックを回復させるために一時的に被酸化物の浄化速度を上昇させるという事例がある。また、微生物の中には、飢餓状態において被酸化物が供給されることをトリガーとして、その生息密度が所定の密度に達するまで指数関数的に個体数を増やす対数増殖を始めるものも存在する。このような微生物は、一度飢餓状態においてから被酸化物を供給すると、上記対数増殖に必要な活動エネルギーおよび生体を構成する物質を確保するために、一時的に被酸化物の浄化速度を上昇させることが考えられる。ここで、上記第4の発明によれば、処理水生成ステップにおいて浄化期間と飢餓期間とを交互に繰り返すことで、総処理時間に対する被酸化物の浄化量を、上記飢餓期間を設定しない場合における被酸化物の浄化量よりも多くすることができる。これにより、総処理時間に対する被酸化物の浄化量を多くして効率的な排水処理を行うことができる。   In the starvation state where microorganisms start endogenous respiration, when oxides are supplied to the microorganisms, the microorganisms temporarily purify the oxides in order to recover the stock of substances decomposed in the endogenous respiration. There is an example of increasing the speed. In addition, some microorganisms start logarithmic growth that exponentially increases the number of individuals until the inhabitant density reaches a predetermined density, triggered by the supply of oxide in a starved state. Once such a microorganism is supplied with an oxide in a starved state, it temporarily increases the purification rate of the oxide in order to secure the activity energy necessary for the logarithmic growth and substances constituting the living body. It is possible. Here, according to the fourth aspect of the present invention, the purification period and the starvation period are alternately repeated in the treated water generation step, whereby the purification amount of the oxide with respect to the total treatment time is set when the starvation period is not set. The amount of oxide to be purified can be increased. As a result, the amount of oxide to be purified with respect to the total treatment time can be increased to perform efficient wastewater treatment.

本発明の一実施形態にかかる排水処理方法が適用される排水処理装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the waste water treatment apparatus with which the waste water treatment method concerning one Embodiment of this invention is applied. 本発明の一実施形態にかかる排水処理方法を示す説明図であり、本発明の高濃度酸素供給ステップにおける排水処理装置の状態を示す。It is explanatory drawing which shows the waste water treatment method concerning one Embodiment of this invention, and shows the state of the waste water treatment apparatus in the high concentration oxygen supply step of this invention. 本発明の一実施形態にかかる排水処理方法を示す説明図であり、本発明の処理水生成ステップのうち浄化期間での排水処理装置の状態を示す。It is explanatory drawing which shows the waste water treatment method concerning one Embodiment of this invention, and shows the state of the waste water treatment apparatus in a purification period among the treated water production | generation steps of this invention. 本発明の一実施形態にかかる排水処理方法を示す説明図であり、本発明の処理水生成ステップのうち飢餓期間での排水処理装置の状態を示す。It is explanatory drawing which shows the waste water treatment method concerning one Embodiment of this invention, and shows the state of the waste water treatment apparatus in the starvation period among the treated water production | generation steps of this invention. 図4に示す飢餓期間での排水処理装置の状態の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of the state of the waste water treatment apparatus in the starvation period shown in FIG. 浄化期間および飢餓期間における、微生物群の被酸化物の高活性状態を含む浄化速度の変化を説明するための定性的なグラフである。It is a qualitative graph for demonstrating the change of the purification | cleaning speed | rate including the highly active state of the microorganisms group oxide in a purification | cleaning period and a starvation period. 模擬排水を吸い上げて処理水にした第1の実験において、模擬排水および処理水のそれぞれにおける被酸化物の濃度を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the density | concentration of the oxide in each of simulated waste_water | drain and treated water in the 1st experiment which sucked up simulated waste_water | drain and used as treated water. 模擬排水を吸い上げて処理水にした第2の実験において、模擬排水における被酸化物の濃度を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the density | concentration of the oxide in simulated waste_water | drain in the 2nd experiment which sucked up simulated waste_water | drain and used as treated water. 上記第2の実験において、処理水における被酸化物の濃度を説明するためのグラフである。In the said 2nd experiment, it is a graph for demonstrating the density | concentration of the oxide in a treated water.

以下に、本発明の一実施形態にかかる排水処理方法について説明する。この排水処理方法は、図1に示すように、後述する制御プログラムがインストールされたコンピュータ10Aを制御手段として機能させることで、有機物を含む被酸化物が含有された排水12Aの処理を排水処理装置10に実現させる排水処理方法である。すなわち、コンピュータ10Aには、その記憶装置(図示省略)に、上記排水処理方法を実現させるための制御プログラムが、コンピュータ読み取り可能に記録されている。この制御プログラムは、コンピュータ10Aを排水処理装置10の制御手段として機能させることで、排水処理装置10による排水12Aの処理を、作業員の操作がなくても自動的に行うことを実現させる。   Below, the waste water treatment method concerning one Embodiment of this invention is demonstrated. As shown in FIG. 1, this waste water treatment method functions as a control means by using a computer 10A in which a control program, which will be described later, is installed, thereby treating waste water 12A containing an oxide containing organic matter. 10 is a wastewater treatment method to be realized. That is, in the computer 10A, a control program for realizing the wastewater treatment method is recorded in a storage device (not shown) so as to be readable by a computer. The control program causes the computer 10A to function as a control unit of the wastewater treatment apparatus 10, thereby realizing that the wastewater treatment apparatus 10 automatically processes the wastewater 12A without any operator operation.

なお、本明細書においては、排水12Aを排水タンク12B(図1参照)に貯留させるステップなどの付随的なステップについては、その詳細な説明を省略する。また、排水処理装置10の構成のうち、担体11Aを処理タンク11の内部に懸垂させる(図1参照)ための支持部材などの付随的な構成については、その図示および詳細な説明を省略する。   In addition, in this specification, the detailed description is abbreviate | omitted about incidental steps, such as the step which stores the waste_water | drain 12A in the waste_water | drain tank 12B (refer FIG. 1). In addition, in the configuration of the waste water treatment apparatus 10, the illustration and detailed description of an incidental configuration such as a support member for suspending the carrier 11 </ b> A inside the processing tank 11 (see FIG. 1) are omitted.

〈●排水処理装置の構成(主に図1)〉
排水処理装置10は、図1に示すように、コンピュータ10Aと、内部に担体11Aを配設した密閉式の処理タンク11と、排水12Aを担体11Aに供給する排水供給手段12と、処理タンク11に高濃度酸素13A(図2参照)を供給する酸素供給装置13とを備えている。ここで、「高濃度酸素」とは、空気中の酸素の濃度(21[%]程度)よりも高い濃度(例えば90[%]程度)の酸素を含む気体のことをいう。また、排水処理装置10は、生成した処理水14Aを一時的に貯留する処理水タンク14と、排水12Aとは異なる低被酸化物濃度水を担体11Aに供給する水供給手段15とを備えている。
<● Configuration of wastewater treatment equipment (mainly Figure 1)>
As shown in FIG. 1, the waste water treatment apparatus 10 includes a computer 10A, a sealed processing tank 11 having a carrier 11A disposed therein, waste water supply means 12 for supplying waste water 12A to the carrier 11A, and a treatment tank 11 And an oxygen supply device 13 for supplying high-concentration oxygen 13A (see FIG. 2). Here, “high concentration oxygen” refers to a gas containing oxygen having a concentration (for example, about 90 [%]) higher than the concentration of oxygen in the air (about 21 [%]). Further, the waste water treatment apparatus 10 includes a treated water tank 14 that temporarily stores the generated treated water 14A, and a water supply means 15 that supplies low oxide concentration water different from the waste water 12A to the carrier 11A. Yes.

担体11Aは、表面積が大きなスポンジ状の多孔体であり、その表面あるいは内部の少なくとも一方に微生物群を付着させることでこの微生物群を担持している。また、担体11Aは、周辺の気体(例えば図2に示す高濃度酸素13A)と接触し易くなるように、水平方向に延びる複数本の三角柱を鉛直方向に並べたすだれ様の形状に形成されている。そして、担体11Aは、図1に示すように、処理タンク11内に上下方向に延びる処理空間において懸垂されている。   The carrier 11A is a sponge-like porous body having a large surface area, and supports the microorganism group by attaching the microorganism group to at least one of the surface or the inside thereof. In addition, the carrier 11A is formed in a comb-like shape in which a plurality of triangular prisms extending in the horizontal direction are arranged in the vertical direction so that the carrier 11A can easily come into contact with surrounding gas (for example, high-concentration oxygen 13A shown in FIG. 2). Yes. As shown in FIG. 1, the carrier 11 </ b> A is suspended in the processing tank 11 in a processing space extending in the vertical direction.

排水供給手段12は、排水タンク12B、排水吸い上げポンプ12C、排水吸い上げパイプ12D、排水供給パイプ12E、および、ミキシングバルブ12Fを有している。排水吸い上げポンプ12Cは、コンピュータ10Aが出力する制御信号10Bにより制御され、排水タンク12Bに貯留された排水12Aを排水吸い上げパイプ12Dにより吸い上げて排水供給パイプ12Eに圧送するものである。排水タンク12Bは、排水12Aの排出源(例えば下水道。図示省略)から不定期に排出される排水12Aを貯留して、排水吸い上げポンプ12Cがいつでも排水12Aを吸い上げられるようにするものである。ミキシングバルブ12Fは、排水供給パイプ12Eにおいて圧送される排水12Aを、処理タンク11において担体11Aの真上となる位置からこの担体11Aに注ぐことができるバルブである。また、ミキシングバルブ12Fは、上述した低被酸化物濃度水を供給するパイプである水供給パイプ15Fが接続され、排水12Aと上記低被酸化物濃度水とをコンピュータ10Aの制御信号10Cにより設定される比率で混合して混合水11C(図3参照)とし、この混合水11Cを担体11Aに注ぐことができるものである。なお、ミキシングバルブ12Fは、上記低被酸化物濃度水のみを担体11Aに注ぐこともできる。   The drainage supply means 12 includes a drainage tank 12B, a drainage suction pump 12C, a drainage suction pipe 12D, a drainage supply pipe 12E, and a mixing valve 12F. The drainage suction pump 12C is controlled by a control signal 10B output from the computer 10A, sucks the drainage 12A stored in the drainage tank 12B by the drainage suction pipe 12D, and pumps it to the drainage supply pipe 12E. The drainage tank 12B stores the drainage 12A discharged irregularly from a drainage source of the drainage 12A (for example, a sewer, not shown) so that the drainage suction pump 12C can suck up the drainage 12A at any time. The mixing valve 12F is a valve capable of pouring the waste water 12A pumped in the waste water supply pipe 12E into the carrier 11A from a position directly above the carrier 11A in the processing tank 11. The mixing valve 12F is connected to the water supply pipe 15F, which is a pipe for supplying the low oxide concentration water described above, and the drainage 12A and the low oxide concentration water are set by the control signal 10C of the computer 10A. The mixed water 11C (see FIG. 3) can be mixed at a certain ratio, and this mixed water 11C can be poured into the carrier 11A. The mixing valve 12F can also pour only the low oxide concentration water into the carrier 11A.

酸素供給装置13は、コンピュータ10Aが出力する制御信号10Dにより制御されて、外気の圧力よりも高い所定の圧力で高濃度酸素13Aを供給し、処理タンク11内に高濃度酸素13A(図2参照)を充填させることができるようになっている。この高濃度酸素13Aは、処理タンク11内の水に酸素ガスを溶け込ませて排気13B(図2参照)となり、トラップ11Bを介して外気に吐出される。このトラップ11Bは、処理タンク11から延びるパイプを所定の深さに張られた水に差し込み、このパイプから排気13Bを吐出させる構成となっている。これにより、トラップ11Bは、外部の虫など(図示省略)が処理タンク11の内部に侵入することを防ぐトラップとして機能する。ここで、排気13Bは、この排気13Bが、上記パイプに入り込んだトラップ11Bの水を上記パイプから吐出される吐出口の位置まで押し下げることで初めて吐出される。このため、トラップ11Bは、上記パイプの吐出口からトラップ11B内の水の水面までの水深差の設定により、処理タンク11の内部の圧力を外気の圧力よりも高くできるようになっている。   The oxygen supply device 13 is controlled by a control signal 10D output from the computer 10A, supplies high-concentration oxygen 13A at a predetermined pressure higher than the pressure of the outside air, and high-concentration oxygen 13A (see FIG. 2) in the processing tank 11. ) Can be filled. This high-concentration oxygen 13A dissolves oxygen gas in the water in the processing tank 11 to become exhaust 13B (see FIG. 2), and is discharged to the outside air via the trap 11B. The trap 11B has a configuration in which a pipe extending from the processing tank 11 is inserted into water stretched to a predetermined depth, and the exhaust 13B is discharged from the pipe. Thus, the trap 11B functions as a trap that prevents an external insect or the like (not shown) from entering the inside of the processing tank 11. Here, the exhaust 13B is discharged for the first time when the exhaust 13B pushes down the water of the trap 11B that has entered the pipe to the position of the discharge port from which the pipe is discharged. For this reason, the trap 11B can make the pressure inside the processing tank 11 higher than the pressure of the outside air by setting the water depth difference from the discharge port of the pipe to the water level in the trap 11B.

処理水タンク14は、上方に開口された2つの筒状容器の底を水(図1では処理水14A)が流通できるように連結させた連通管として形成されている。また、処理水タンク14は、上記水が前もって貯留されることで、この水により処理タンク11を外気から隔てるようになっている。また、処理水タンク14における一方側(図1で見て左側)の筒状容器は、処理水導入パイプ14Bを介して処理タンク11の下部と連結されることで、処理タンク11に溜まった処理水14Aを導入するようになっている。また、処理水タンク14における他方側(図1で見て右側)の筒状容器には、処理水タンク14の底よりも上側となる位置に、処理水14Aを外部に吐出させる処理水吐出パイプ14Cが設けられている。この構成によれば、処理水タンク14に導入される処理水14A(図3参照)にごみ(例えば剥落した担体11Aの破片または微生物群など)が混入していた場合に、このごみが水に浮く場合は上記一方側(図3で見て左側)の筒状容器の水面に集積され、上記ごみが水に沈む場合は処理水タンク14の底に集積される。これにより、排水処理装置10から外部に排出される処理水14Aに含まれるごみの量を減らすことができる。   The treated water tank 14 is formed as a communication pipe that connects the bottoms of two cylindrical containers opened upward so that water (treated water 14A in FIG. 1) can flow. The treated water tank 14 stores the water in advance so that the treated tank 11 is separated from the outside air by the water. Further, the cylindrical container on one side (left side in FIG. 1) in the treated water tank 14 is connected to the lower part of the treated tank 11 via the treated water introduction pipe 14B, so that the treatment accumulated in the treated tank 11 is stored. Water 14A is introduced. Further, in the cylindrical container on the other side (right side in FIG. 1) of the treated water tank 14, a treated water discharge pipe for discharging treated water 14 </ b> A to the outside at a position above the bottom of the treated water tank 14. 14C is provided. According to this configuration, when waste (for example, a fragment of the carrier 11A that has been peeled off or a group of microorganisms) is mixed in the treated water 14A introduced into the treated water tank 14 (see FIG. 3), the waste becomes water. When it floats, it accumulates on the water surface of the cylindrical container on the one side (left side in FIG. 3), and when the waste sinks in water, it accumulates on the bottom of the treated water tank 14. Thereby, the quantity of the waste contained in the treated water 14A discharged | emitted from the waste water treatment apparatus 10 outside can be reduced.

水供給手段15は、浄水タンク15B、水吸い上げポンプ15C、浄水吸い上げパイプ15D、処理水吸い上げパイプ15E、水供給パイプ15F、および、三方弁15Gを有してなるものである。浄水タンク15Bは、浄水15Aの供給源(例えば上水道。図示省略)から適宜供給される浄水15Aを汲み置いた状態に貯留するものである。この浄水15Aは、排水12Aと比して被酸化物の含有濃度が無視できるほど少ない水であり、上述した「低被酸化物濃度水」に相当する。浄水吸い上げパイプ15Dは、その一端が浄水タンク15Bに差し込まれ、その他端が三方弁15Gに接続されている。処理水吸い上げパイプ15Eは、その一端が上述した処理水タンク14の他方側(図5で見て右側)の筒状容器に差し込まれ、その他端が三方弁15Gに接続されている。三方弁15Gは、コンピュータ10Aが出力する制御信号10Fにより制御されて、水吸い上げポンプ15Cに対する浄水吸い上げパイプ15Dおよび処理水吸い上げパイプ15Eの接続状態を切り替えるものである。水吸い上げポンプ15Cは、コンピュータ10Aが出力する制御信号10Eにより制御されて、上記三方弁15Gの切り替えに応じて、浄水吸い上げパイプ15Dからの浄水15A(図4参照)または処理水吸い上げパイプ15Eからの処理水14A(図3参照)のいずれか一方を吸い上げて水供給パイプ15Fに圧送するものである。水供給パイプ15Fは、水吸い上げポンプ15Cから圧送された水をミキシングバルブ12Fに供給して担体11Aに注ぐことを実現させるパイプである。なお、浄水15Aが上水道の水である場合は、この水を一旦浄水タンク15Bに汲み置くことで、微生物群を弱らせる上水道の消毒剤の成分(例えば次亜塩素酸イオン)の濃度を低下させることができる。   The water supply means 15 has a purified water tank 15B, a water suction pump 15C, a purified water suction pipe 15D, a treated water suction pipe 15E, a water supply pipe 15F, and a three-way valve 15G. The purified water tank 15B stores the purified water 15A appropriately supplied from a supply source (for example, water supply, not shown) of the purified water 15A. This purified water 15 </ b> A is water that has a negligible concentration of oxide as compared with the wastewater 12 </ b> A, and corresponds to the “low oxide concentration water” described above. One end of the purified water suction pipe 15D is inserted into the purified water tank 15B, and the other end is connected to the three-way valve 15G. One end of the treated water suction pipe 15E is inserted into the cylindrical container on the other side (right side as viewed in FIG. 5) of the treated water tank 14, and the other end is connected to the three-way valve 15G. The three-way valve 15G is controlled by a control signal 10F output from the computer 10A and switches the connection state of the purified water suction pipe 15D and the treated water suction pipe 15E to the water suction pump 15C. The water suction pump 15C is controlled by a control signal 10E output from the computer 10A, and from the purified water suction pipe 15D (see FIG. 4) or the treated water suction pipe 15E according to the switching of the three-way valve 15G. One of the treated water 14A (see FIG. 3) is sucked up and pumped to the water supply pipe 15F. The water supply pipe 15F is a pipe that realizes supplying water pumped from the water suction pump 15C to the mixing valve 12F and pouring it onto the carrier 11A. If the purified water 15A is water supply water, the concentration of the components of the water supply disinfectant (eg, hypochlorite ions) that weaken the microbial community is reduced by temporarily drawing this water into the water purification tank 15B. Can be made.

〈●微生物群の性質の説明(図6)〉
上述した微生物群は、自然環境(例えば池の底に堆積した泥)から採取した種々の微生物を、特定の微生物のよりわけを行うことなく培養したものであり、微生物群の全体として以下の各性質を有することが想定されているものである。ここで、微生物群は、その中に以下の各性質の全てを有する微生物が含まれていることで、以下の各性質の全てを有することになるものであってもよい。また、微生物群は、以下の各性質の少なくとも1つを有する微生物が複数種類含まれることで、微生物群の全体として以下の各性質の全てを有することになるものであってもよい。また、微生物群は、この微生物群に含まれるいずれの微生物も単体では以下の各性質のうち1つ以上を有さないものであって、この性質が微生物群に含まれる複数種類の微生物の協働によって実現されることで、微生物群の全体として以下の各性質の全てを有することになるものであってもよい。
<Description of the nature of the microorganism group (FIG. 6)>
The above-mentioned microorganism group is obtained by culturing various microorganisms collected from the natural environment (for example, mud deposited on the bottom of a pond) without dividing the specific microorganisms. It is assumed to have properties. Here, the microorganism group may have all of the following properties by including microorganisms having all of the following properties. In addition, the microorganism group may have all of the following properties as a whole by including a plurality of types of microorganisms having at least one of the following properties. In addition, a microorganism group is one in which none of the microorganisms included in this microorganism group alone has one or more of the following properties, and this property is the cooperation of a plurality of types of microorganisms included in the microorganism group. By being realized by action, the microorganism group as a whole may have all of the following properties.

(い)微生物群が溶存酸素を使用しながら被酸化物を浄化できる性質。なお、微生物群は、酸素を使用することなく被酸化物を浄化できる性質を併せて有していてもよい。 (Ii) The ability of microorganisms to purify oxides using dissolved oxygen. Note that the microorganism group may also have a property of purifying the oxide without using oxygen.

(ろ)微生物群は、その全体として被酸化物Aを浄化する能力A(例えばアミロデキストリンをグルコースに分解する能力)と、被酸化物Aとは別の被酸化物Bを浄化する能力B(例えばグルコースを二酸化炭素と水とに分解する能力)の両方を持っているが、能力Aと能力Bとを一緒に使用することができないという性質。つまり、微生物群は、能力Aによりアミロデキストリンを浄化している間は能力Bによるグルコースの浄化を休止させ、能力Aによるアミロデキストリンの浄化が終わると能力Bによるグルコースの浄化を始める。 (B) The microorganism group as a whole has the ability A to purify the oxide A (for example, the ability to decompose amylodextrin into glucose) and the ability B to purify the oxide B different from the oxide A ( For example, it has the ability to break down glucose into carbon dioxide and water, but cannot use ability A and ability B together. That is, the microorganism group pauses the purification of glucose by ability B while purifying amylodextrin by ability A, and starts purification of glucose by ability B when purification of amylodextrin by ability A is completed.

(は)微生物群が水中の被酸化物を浄化するにあたって、微生物群の量に対する被酸化物の量(すなわち負荷)が比較的多い場合に、この被酸化物の浄化が滞る過負荷現象を発生させる性質。なお、上記過負荷現象は、微生物群の周囲の水に含有される被酸化物の濃度が比較的高い場合、および、微生物群に対して被酸化物を含む水が比較的多量に流下された場合、のいずれの場合においても発生されるものである。 (Ha) When the microorganism group purifies the oxide in the water, if the amount of oxide (that is, load) relative to the amount of the microorganism group is relatively large, an overload phenomenon in which the purification of the oxide is delayed occurs. Nature to make. The overload phenomenon was caused when the concentration of the oxide contained in the water around the microorganism group was relatively high, and a relatively large amount of water containing the oxide flowed into the microorganism group. In any case.

(に)被酸化物の供給量を減少させて飢餓状態とした微生物群に対して、被酸化物の供給量を元に戻すと、被酸化物の浄化速度が一時的に速くなる高活性状態を経由した後、この高活性状態における浄化速度よりも遅い定常的な浄化速度になるという性質。 (Ii) A highly active state in which the purification rate of the oxide is temporarily increased when the supply amount of the oxide is returned to the original state for the microorganism group that has been starved by reducing the supply amount of the oxide After going through, the property that it becomes a steady purification rate slower than the purification rate in this highly active state.

上記(に)の性質について、より具体的に説明する。微生物群が定常的に被酸化物の供給を受けている通常状態においては、図6に示すように、微生物群による被酸化物の浄化速度はほぼ一定の値で安定する。ここから微生物群に供給する被酸化物の量を減らすと、微生物群による被酸化物の浄化速度は被酸化物の供給量に応じて減少され、微生物群は内生呼吸を始める飢餓状態となる。ここで、本明細書において、「内生呼吸」とは、飢餓状態とされた微生物が前もって自らの内部に貯蓄した貯蓄物質を分解しながら餓死を回避することをいう。なお、微生物群中の微生物が餓死などの理由により死ぬと、この死んだ微生物は被酸化物として微生物群中の他の微生物により浄化される。このため、外部からの被酸化物を微生物群に全く与えない場合でも、この微生物群による被酸化物の浄化速度が0になるとは限らない。   The above property (ii) will be described more specifically. In a normal state in which the microorganism group is constantly supplied with the oxide, the purification rate of the oxide by the microorganism group is stabilized at a substantially constant value as shown in FIG. If the amount of oxide supplied to the microorganism group is reduced from here, the purification rate of the oxide by the microorganism group is reduced according to the supply amount of the oxide, and the microorganism group enters a starvation state in which endogenous respiration starts. . Here, in this specification, “endogenous respiration” means that a starved microorganism avoids starvation death while decomposing a stored substance previously stored in itself. When a microorganism in the microorganism group dies for reasons such as starvation, the dead microorganism is purified as another oxide by other microorganisms in the microorganism group. For this reason, even when no external oxide is given to the microorganism group, the purification rate of the oxide by the microorganism group is not always zero.

上記飢餓状態の微生物群に対する被酸化物の供給量を元に戻すと、微生物群は内生呼吸を始める前の通常状態よりも被酸化物の浄化速度が速い高活性状態に移行する。この高活性状態において余分に浄化される被酸化物(図6のイ)は、微生物群による上記貯蓄物質の再貯蓄に使われる場合もあれば、微生物群が生息密度を元に戻すまで指数関数的に個体数を増やす対数増殖に使われる場合もある。そして、上記貯蓄物質の再貯蓄および対数増殖を終えた微生物群は上記通常状態に戻る。なお、微生物群が上記貯蓄物質を分解して再貯蓄を行う過程ではロスが発生する。このため、微生物群に外部から供給された被酸化物を浄化させている期間(以下、「浄化期間」とも称する。)と微生物群を飢餓状態としている期間(以下、「飢餓期間」とも称する。)の設定によっては、上記高活性状態に移行してから上記通常状態に戻るまでに余分に浄化される被酸化物の総量(図6のイの面積)は、上記飢餓状態において減少された被酸化物の浄化量(図6のアの面積)よりも多くなることがある。   When the supply amount of the oxide to the starved microorganism group is restored, the microorganism group shifts to a highly active state in which the purification rate of the oxide is faster than the normal state before starting endogenous respiration. The oxide (a in Fig. 6) that is excessively purified in this highly active state may be used to re-save the above-mentioned storage material by the microorganism group, or it may be an exponential function until the microorganism group restores the population density. In some cases, it is used for logarithmic growth to increase the number of individuals. Then, the microorganism group that has completed the re-saving and logarithmic growth of the storage substance returns to the normal state. In addition, a loss occurs in the process in which the microbial group decomposes the storage material and performs re-storage. Therefore, a period during which the oxides supplied from the outside to the microorganism group are purified (hereinafter also referred to as “purification period”) and a period during which the microorganism group is in a starved state (hereinafter also referred to as “starvation period”). )), The total amount of oxide that is excessively purified from the transition to the high active state to the return to the normal state (the area of a in FIG. 6) is reduced in the starvation state. It may be greater than the amount of oxide purification (area a in FIG. 6).

〈●本発明の排水処理方法の説明(主に図2ないし図5)〉
さて、排水12Aの処理を本発明の排水処理方法により実行する場合、排水12Aの処理を行おうと思った作業員は、まず、上述した排水処理装置10を用意して、その処理タンク11内に微生物群が担持された担体11Aを配設する。ついで、上記作業員は、処理タンク11内および処理水タンク14内に所定量の水(図1では以前に行った排水12Aの処理で生じた処理水14A)を入れる。ここで、処理タンク11内および処理水タンク14内に入れられる水は、排水12Aよりも被酸化物の含有濃度が低い水であればよく、例えば浄水タンク15Bから汲み出した浄水15Aを処理水タンク14内に入れてもよい。なお、上記ステップは、以下においては「セッティングステップ」とも称する。
<Description of the wastewater treatment method of the present invention (mainly FIGS. 2 to 5)>
Now, when the treatment of the wastewater 12A is executed by the wastewater treatment method of the present invention, an operator who wants to treat the wastewater 12A first prepares the above-described wastewater treatment device 10 and puts it in the treatment tank 11. A carrier 11A carrying a microorganism group is disposed. Next, the worker puts a predetermined amount of water into the treatment tank 11 and the treatment water tank 14 (treated water 14A generated in the treatment of the drainage 12A previously performed in FIG. 1). Here, the water that is put into the treatment tank 11 and the treatment water tank 14 may be water having a lower concentration of oxide than the waste water 12A. For example, the treatment water tank may be the purified water 15A pumped from the purification water tank 15B. 14 may be included. The above steps are also referred to as “setting steps” below.

そして、上記作業員は、排水処理装置10のコンピュータ10Aを起動させて、このコンピュータ10Aに上述した制御プログラムを実行させる。この制御プログラムの実行を開始したコンピュータ10Aは、図2に示すように、制御信号10Dを酸素供給装置13に出力して、この酸素供給装置13から処理タンク11内に高濃度酸素13Aを供給させる。この際、コンピュータ10Aは、酸素供給装置13に外気の圧力よりも高い所定の圧力で高濃度酸素13Aを供給させることで、処理タンク11内を外気よりも高圧の高濃度酸素13Aが充填された酸素雰囲気とする。すなわち、上記ステップは、本発明における「高濃度酸素供給ステップ」に相当する。   Then, the worker activates the computer 10A of the wastewater treatment apparatus 10 and causes the computer 10A to execute the control program described above. As shown in FIG. 2, the computer 10 </ b> A that has started execution of the control program outputs a control signal 10 </ b> D to the oxygen supply device 13 to supply high concentration oxygen 13 </ b> A from the oxygen supply device 13 into the processing tank 11. . At this time, the computer 10A causes the oxygen supply device 13 to supply the high-concentration oxygen 13A at a predetermined pressure higher than the pressure of the outside air, so that the processing tank 11 is filled with the high-concentration oxygen 13A higher than the outside air. Use an oxygen atmosphere. That is, the above step corresponds to the “high concentration oxygen supply step” in the present invention.

なお、上記高濃度酸素供給ステップにおいては、処理タンク11内の圧力は外気の圧力よりも高くなるため、外気との圧力差によって処理水タンク14内の水面を押し上げる。このため、上述したセッティングステップにおいて処理タンク11内および処理水タンク14内に入れられた水は、その一部が処理水吐出パイプ14Cから外部に吐出される。そして、処理タンク11内において外気よりも高圧とされた高濃度酸素13Aは、処理水タンク14内の水面を処理水吐出パイプ14Cの下縁部と同じ高さに位置させる。   In the high concentration oxygen supply step, since the pressure in the processing tank 11 is higher than the pressure of the outside air, the water surface in the processing water tank 14 is pushed up by the pressure difference with the outside air. For this reason, a part of the water put in the treatment tank 11 and the treatment water tank 14 in the setting step described above is discharged to the outside from the treatment water discharge pipe 14C. Then, the high concentration oxygen 13A having a pressure higher than the outside air in the treatment tank 11 positions the water surface in the treatment water tank 14 at the same height as the lower edge of the treatment water discharge pipe 14C.

また、コンピュータ10Aは、その記憶装置(図示省略)に前もって記憶されたデータと、酸素供給装置13に高濃度酸素13Aの供給を開始させた時点から現時点までの経過時間とから、処理タンク11内が上述した酸素雰囲気となるタイミング(以下においては「充填タイミング」とも称する。)を判断する。そして、コンピュータ10Aは、図3に示すように、上記充填タイミングにあわせて制御信号10Bを排水吸い上げポンプ12Cに出力して、排水供給手段12による排水12Aの吸い上げを開始させる。また、コンピュータ10Aは、上記充填タイミングにあわせて制御信号10E、10Fをそれぞれ水吸い上げポンプ15Cおよび三方弁15Gに出力することで、水供給手段15による処理水14Aの吸い上げを開始させる。また、コンピュータ10Aは、上記充填タイミングにあわせて制御信号10Cをミキシングバルブ12Fに出力することで、吸い上げられた排水12Aおよび処理水14Aを混合水11Cとして担体11Aに注ぐことを開始させる。なお、コンピュータ10Aは、上記充填タイミングの後も制御信号10Dの酸素供給装置13への出力を維持して、この酸素供給装置13に高濃度酸素13Aの供給を続けさせる。   In addition, the computer 10A uses the data stored in advance in the storage device (not shown) and the elapsed time from the time when the oxygen supply device 13 starts the supply of the high concentration oxygen 13A to the present time in the processing tank 11. Determines the timing at which the above-described oxygen atmosphere is reached (hereinafter also referred to as “filling timing”). Then, as shown in FIG. 3, the computer 10 </ b> A outputs a control signal 10 </ b> B to the drainage suction pump 12 </ b> C in accordance with the filling timing, and starts the drainage of the drainage 12 </ b> A by the drainage supply means 12. Further, the computer 10A outputs control signals 10E and 10F to the water suction pump 15C and the three-way valve 15G, respectively, in accordance with the filling timing, thereby starting the suction of the treated water 14A by the water supply means 15. Further, the computer 10A outputs a control signal 10C to the mixing valve 12F in accordance with the filling timing, thereby starting to pour the sucked waste water 12A and the treated water 14A into the carrier 11A as the mixed water 11C. Note that the computer 10A maintains the output of the control signal 10D to the oxygen supply device 13 even after the filling timing, and causes the oxygen supply device 13 to continue supplying the high concentration oxygen 13A.

上記各制御信号10B、10C、10D、10E、10Fにより、排水処理装置10は、上述した酸素雰囲気を維持しながら、担体11Aの上部に排水12Aを含む混合水11Cを供給してこの混合水11Cを担体11Aの表面あるいは内部の少なくとも一方であって微生物群が担持されている部分に伝わせて流下させる。そして、排水処理装置10は、排水12Aに含有されていた被酸化物の少なくとも一部を担体11Aに担持された微生物群に浄化させて、被酸化物の含有濃度が低くされて担体11Aから流れ落ちた処理水14Aを処理タンク11の外部の処理水タンク14に排出する。すなわち、上記操作は、本発明の「処理水生成ステップ」のうち「浄化期間」における操作に相当し、以下においては「混合水供給操作」とも称する。この混合水供給操作によれば、処理タンク11内を上述した酸素雰囲気とすることで、水に溶け込む酸素ガスの量が上記水に接触する気体中の酸素濃度に応じて増加するという性質を利用して、混合水11C中の溶存酸素をより多くすることができる。そして、排水処理装置10は、微生物群が有する上述した(い)の性質を活かして、排水12Aを効率的に浄化することができる。なお、上記混合水供給操作においては、排水処理装置10は、排水供給手段12が排水タンク12Bから吸い上げた排水12Aの分だけ、処理水14Aを処理水吐出パイプ14Cから外部へと吐出させる。   By each of the control signals 10B, 10C, 10D, 10E, and 10F, the waste water treatment apparatus 10 supplies the mixed water 11C including the waste water 12A to the upper portion of the carrier 11A while maintaining the oxygen atmosphere described above, and this mixed water 11C. Is allowed to flow down to at least one of the surface or the inside of the carrier 11A and the portion on which the microorganism group is supported. Then, the waste water treatment apparatus 10 purifies at least a part of the oxide contained in the waste water 12A to the microorganism group supported on the carrier 11A so that the concentration of the oxide is lowered and flows down from the carrier 11A. The treated water 14 </ b> A is discharged to the treated water tank 14 outside the treatment tank 11. That is, the above operation corresponds to an operation in the “purification period” in the “treated water generation step” of the present invention, and is hereinafter also referred to as “mixed water supply operation”. According to this mixed water supply operation, the property that the amount of oxygen gas dissolved in water increases according to the oxygen concentration in the gas in contact with the water by making the inside of the processing tank 11 the above-described oxygen atmosphere is utilized. Thus, it is possible to increase the dissolved oxygen in the mixed water 11C. And the waste water treatment apparatus 10 can purify the waste water 12A efficiently, making use of the above-mentioned (ii) property of the microorganism group. In the mixed water supply operation, the waste water treatment apparatus 10 discharges the treated water 14A from the treated water discharge pipe 14C to the outside by the amount of the waste water 12A sucked up from the drain tank 12B by the waste water supply means 12.

なお、コンピュータ10Aは、排水処理装置10に、上述した浄化期間を実現させる上記混合水供給操作および上述した飢餓期間を実現させる浄水供給操作とを交互に繰り返し実行させる。言いかえると、コンピュータ10Aは、まず微生物群を通常状態(図6参照)とするように上記混合水供給操作を行い、その後で微生物群を飢餓状態(図6参照)とするように上記浄水供給操作を行うことを繰り返す。このステップは、本発明における「処理水生成ステップ」に相当する。この処理水生成ステップにより、排水処理装置10は、担体11Aに担持された微生物群を繰り返し上述した高活性状態(図6参照)として、排水処理装置10における排水12Aの処理を効率的に行う。   Note that the computer 10A causes the waste water treatment apparatus 10 to alternately and repeatedly execute the mixed water supply operation for realizing the above-described purification period and the purified water supply operation for realizing the above-mentioned starvation period. In other words, the computer 10A first performs the mixed water supply operation so that the microorganism group is in a normal state (see FIG. 6), and then supplies the purified water so that the microorganism group is in a starvation state (see FIG. 6). Repeat the operation. This step corresponds to the “treated water generation step” in the present invention. Through this treated water generation step, the wastewater treatment apparatus 10 efficiently treats the wastewater 12A in the wastewater treatment apparatus 10 by repeatedly setting the microorganism group supported on the carrier 11A to the above-described highly active state (see FIG. 6).

上記浄水供給操作においては、図4に示すように、コンピュータ10Aは、制御信号10Bの出力を停止して排水供給手段12による排水12Aの吸い上げを停止させる。また、コンピュータ10Aは、制御信号10E、10Fをそれぞれ水吸い上げポンプ15Cおよび三方弁15Gに出力することで、水供給手段15による浄水15Aの吸い上げを開始させる。また、コンピュータ10Aは、制御信号10Cをミキシングバルブ12Fに出力することで、吸い上げられた浄水15Aのみを担体11Aに注ぐことを開始させる。なお、コンピュータ10Aは、上記浄化終了タイミングの後も制御信号10Dの酸素供給装置13への出力を維持して、この酸素供給装置13に高濃度酸素13Aの供給を続けさせる。   In the purified water supply operation, as shown in FIG. 4, the computer 10 </ b> A stops the output of the control signal 10 </ b> B and stops the drainage of the drainage 12 </ b> A by the drainage supply unit 12. Further, the computer 10A outputs the control signals 10E and 10F to the water suction pump 15C and the three-way valve 15G, respectively, thereby starting the suction of the purified water 15A by the water supply means 15. Further, the computer 10A outputs a control signal 10C to the mixing valve 12F to start pouring only the sucked purified water 15A into the carrier 11A. The computer 10A maintains the output of the control signal 10D to the oxygen supply device 13 even after the purification end timing, and causes the oxygen supply device 13 to continue supplying the high concentration oxygen 13A.

上記各制御信号10C、10D、10E、10Fにより、排水処理装置10は、上述した酸素雰囲気を維持しながら、担体11Aの上部に浄水15Aを供給してこの浄水15Aを担体11Aの表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させる。そして、排水処理装置10は、排水12Aを含む混合水11Cの代わりに浄水15Aを担体11Aの表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させることで、微生物群への被酸化物の供給量を減少させてこの微生物群を飢餓状態とする。この際、処理水タンク14内の処理水14Aは水供給手段15が浄水タンク15Bから吸い上げた浄水15Aの分だけ外部へ吐出されるため、この浄水15Aによって徐々に希釈される。なお、上記浄水供給操作および上述した混合水供給操作は、担体11Aの表面あるいは内部の少なくとも一方であって、上記微生物群が担持されている部分に水が伝わって流下されている状態を常時維持するように繰り返す。   By each of the control signals 10C, 10D, 10E, and 10F, the waste water treatment apparatus 10 supplies the purified water 15A to the upper portion of the carrier 11A while maintaining the above-described oxygen atmosphere, and the purified water 15A is supplied to the surface or inside of the carrier 11A. Let it flow down to at least one side. Then, the waste water treatment apparatus 10 causes the purified water 15A to flow down to at least one of the surface or the inside of the carrier 11A instead of the mixed water 11C containing the waste water 12A, thereby reducing the supply amount of the oxide to the microorganism group. Reduce this microbial population to starvation. At this time, the treated water 14A in the treated water tank 14 is discharged to the outside by the amount of the purified water 15A sucked up by the water supply means 15 from the purified water tank 15B, and thus is gradually diluted by the purified water 15A. The purified water supply operation and the mixed water supply operation described above are always maintained at least one of the surface and the inside of the carrier 11A and the state where water is transmitted to the part where the microorganism group is carried and is flowing down. Repeat as you want.

上述した各ステップによれば、微生物群への被酸化物の供給量を減少させてこの微生物群を飢餓状態とする飢餓期間において、酸素雰囲気を維持したまま浄水15Aを担体11Aの表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させる。このため、排水処理装置10は、高濃度酸素13Aにより溶存酸素が増加された浄水15Aを微生物群の周囲に供給し続けながらこの微生物群を飢餓状態にすることができる。これにより、微生物群を飢餓状態にする際にこの微生物群の周囲の水において溶存酸素が欠乏されることを回避し、好ましくないガスが発生するおそれをより少なくする排水処理方法を提供することができる。   According to each step described above, the purified water 15A is supplied to the surface of the carrier 11A or inside the carrier 11A while maintaining the oxygen atmosphere during the hunger period in which the supply amount of the oxide to the microbial group is decreased to make the microbial group starvation. Let it flow down to at least one side. For this reason, the waste water treatment apparatus 10 can make this microbial group starved while continuing to supply the purified water 15A in which dissolved oxygen is increased by the high-concentration oxygen 13A around the microbial group. This provides a wastewater treatment method that avoids deficiency of dissolved oxygen in the water around the microbial group when the microbial group is starved, and reduces the possibility of undesirable gas generation. it can.

また、上述した各ステップによれば、上述した浄化期間において、担体11Aの表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わって流下される水を排水12Aと処理水14Aとが混合された混合水11Cとする。これにより、微生物群の周囲における被酸化物の含有濃度を減らして微生物群の量に対する被酸化物の量(すなわち負荷)を少なくし、被酸化物の浄化が滞る部分的な過負荷現象の発生を抑えて上記負荷を担体の全体に分散することで、効率的な排水処理を行うことが可能となる。この場合において、処理水14Aは、本発明の第3の発明における「低被酸化物濃度水」として機能している。   Further, according to each step described above, the water that flows down and flows to at least one of the surface or the inside of the carrier 11A in the purification period described above is the mixed water 11C in which the drainage 12A and the treated water 14A are mixed. This reduces the concentration of oxides around the microbial community to reduce the amount of oxide (ie, load) relative to the amount of microbial communities, resulting in the occurrence of partial overloading phenomenon where purification of the oxide is delayed By suppressing the above and distributing the load over the entire carrier, it becomes possible to perform an efficient wastewater treatment. In this case, the treated water 14A functions as “low oxide concentration water” in the third aspect of the present invention.

さて、上述した処理水生成ステップにおいては、上述した飢餓期間を実現させるために上述した浄水供給操作(図4参照)を実行した。しかしながら、本発明の排水処理方法においては、上述した飢餓期間を実現させるために処理水14Aを低被酸化物濃度水として供給する処理水供給操作(図5参照)を実行してもよい。この処理水供給操作においては、コンピュータ10Aは、三方弁15Gを水吸い上げポンプ15Cと処理水吸い上げパイプ15Eとを繋ぐように切り替えることで、担体11Aの表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下される水を処理水14Aとする。言いかえると、処理水供給処理は、浄水15Aを供給する代わりに処理水14Aの一部を担体11Aの上部に戻して循環させることで、処理水14Aを低被酸化物濃度水として使用する処理である。この処理水供給操作によれば、微生物群を飢餓状態にする飢餓期間に、浄化期間において浄化されなかった被酸化物(例えばアミロデキストリンが分解されて生じたグルコース)を含む可能性がある処理水14Aを担体11Aの表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させることで、上記浄化されなかった被酸化物(例えばグルコース)を微生物群に浄化させることができる。これにより、最終的に外部に排出される処理水14Aに含まれる被酸化物の量を減らすことができる。なお、上記処理水供給操作において、処理水タンク14内の水面は処理水吐出パイプ14Cの下縁部と同じ高さに位置される。これにより、上記処理水供給操作において処理水14Aの外部への吐出を行わないようにしながら処理水14Aの循環を続けることで、外部に排出される処理水14Aに含まれる被酸化物の量をさらに減らすことができる。   Now, in the treated water production | generation step mentioned above, in order to implement | achieve the starvation period mentioned above, the purified water supply operation (refer FIG. 4) mentioned above was performed. However, in the wastewater treatment method of the present invention, a treated water supply operation (see FIG. 5) for supplying treated water 14A as low-oxidized concentration water may be executed in order to realize the above-described starvation period. In this treated water supply operation, the computer 10A is transferred to at least one of the surface or the inside of the carrier 11A by switching the three-way valve 15G to connect the water suction pump 15C and the treated water suction pipe 15E. This water is treated water 14A. In other words, in the treated water supply process, instead of supplying the purified water 15A, a part of the treated water 14A is returned to the upper part of the support 11A and circulated to use the treated water 14A as the low oxide concentration water. It is. According to this treated water supply operation, treated water that may contain an oxide that has not been purified during the purification period (for example, glucose produced by the decomposition of amylodextrin) during the starvation period when the microorganism group is starved. By transferring 14A to at least one of the surface or the inside of the carrier 11A and flowing down, the unoxidized oxide (for example, glucose) can be purified by the microorganism group. Thereby, the quantity of the oxide contained in the treated water 14A finally discharged | emitted outside can be reduced. In the treated water supply operation, the water surface in the treated water tank 14 is positioned at the same height as the lower edge of the treated water discharge pipe 14C. Thereby, the amount of the oxide contained in the treated water 14A discharged to the outside is reduced by continuing the circulation of the treated water 14A while not discharging the treated water 14A to the outside in the treated water supply operation. It can be further reduced.

ところで、上記処理水供給操作において担体11Aから流れ落ちた処理水14Aは、繰り返し循環されると、処理タンク11内に外気よりも高い圧力で充填された高濃度酸素13Aと接触する回数が増加される。このため、上記処理水供給操作において繰り返し循環される処理水14Aに溶け込む酸素ガスの総量は、上記循環を繰り返すことで増加される。これにより、上記処理水供給操作によって処理水14Aに含有される被酸化物の量を減らす場合に、微生物群が利用することができる溶存酸素の総量を増やすことができる。そして、微生物群が有する上述した(い)の性質を活かして、処理水14Aに含有される被酸化物の量をより少なくすることができる。   By the way, when the treated water 14A that has flowed down from the carrier 11A in the treated water supply operation is repeatedly circulated, the number of times of contact with the high-concentration oxygen 13A filled in the treatment tank 11 at a pressure higher than the outside air is increased. . For this reason, the total amount of oxygen gas dissolved in the treated water 14A repeatedly circulated in the treated water supply operation is increased by repeating the circulation. Thereby, when reducing the quantity of the oxide contained in the treated water 14A by the said treated water supply operation, the total amount of dissolved oxygen which a microorganism group can utilize can be increased. And the quantity of the oxide contained in 14A of treated water can be decreased more utilizing the above-mentioned (ii) property which microorganisms have.

〈●浄化期間および飢餓期間の設定の説明(主に図6)〉
続いて、上述した浄化期間および飢餓期間の長さをどのように設定するのかについて、主に図6を用いて説明する。上述した(に)の性質による高活性状態は、例えば微生物群が飢餓状態において分解した貯蓄物質の再貯蓄を行っている状態であるため、高活性状態が持続されうる時間の長さおよび高活性状態における被酸化物の浄化速度は微生物群の一部が餓死をしていた飢餓期間の長さに応じて変化する場合がある。この場合、上記高活性状態において余分に浄化される被酸化物の総量は、上記飢餓期間の長さと上記高活性状態の持続時間とによって決定される場合がある。また、微生物群を飢餓状態とする際に減少される被酸化物の浄化量(図6のアの面積)は、上述した低被酸化物濃度水(図4の浄水15Aあるいは図5の処理水14A)における被酸化物の濃度と上記飢餓期間の長さとによって決定される。
〈Explanation of setting of purification period and hunger period (mainly Fig. 6)〉
Next, how to set the length of the above-described purification period and hunger period will be described mainly with reference to FIG. The high activity state due to the nature of (ii) described above is a state in which, for example, the microorganism group is re-saving the storage material decomposed in the starved state, so the length of time that the high activity state can be sustained and the high activity state The purification rate of the oxide in the state may vary depending on the length of the starvation period during which a part of the microorganism group has starved to death. In this case, the total amount of oxide to be purified in the high activity state may be determined by the length of the starvation period and the duration of the high activity state. Further, the amount of oxide purification (area (a) in FIG. 6) reduced when the microorganism group is starved is the above-described low oxide concentration water (purified water 15A in FIG. 4 or treated water in FIG. 5). 14A) and the length of the starvation period.

そこで、本発明の排水処理方法においては、上記浄化期間と上記飢餓期間とを交互に繰り返した総処理時間(図6参照)に対して、上記浄化期間および上記飢餓期間の長さを調整して設定する。この設定は、上記総処理時間に対する被酸化物の浄化量が、上記総処理時間に等しい時間だけ排水を供給した場合における被酸化物の浄化量よりも多くなるように行う。これにより、上述した処理水生成ステップにおいて浄化期間(図3参照)と飢餓期間(図4または図5を参照)とを交互に繰り返すことで、上記総処理時間に対する被酸化物の浄化量を、上記飢餓期間を設定しない場合における被酸化物の浄化量よりも多くし、上記総処理時間に対する被酸化物の浄化量を多くすることができる。   Therefore, in the wastewater treatment method of the present invention, the length of the purification period and the starvation period is adjusted with respect to the total treatment time (see FIG. 6) in which the purification period and the starvation period are alternately repeated. Set. This setting is performed so that the amount of oxide purification with respect to the total treatment time is greater than the amount of oxide purification when waste water is supplied for a time equal to the total treatment time. Thereby, in the treated water generation step described above, the purification period (see FIG. 3) and the starvation period (see FIG. 4 or 5) are alternately repeated, whereby the purification amount of the oxide with respect to the total treatment time is It is possible to increase the purification amount of the oxide with respect to the total processing time by increasing the purification amount of the oxide when the starvation period is not set.

〈●本発明の効果が実証された実験の説明(主に図7から図9)〉
なお、本発明者は、上述した本発明の排水処理方法の有効性を実験によって確認している。以下、この実験について、主に図7から図9の各グラフを用いて説明する。
<Explanation of Experiments Proving the Effect of the Present Invention (Mainly FIGS. 7 to 9)>
In addition, this inventor has confirmed the effectiveness of the waste water treatment method of this invention mentioned above by experiment. Hereinafter, this experiment will be described mainly using the graphs of FIGS.

本発明者は、図1に示す排水処理装置10と同様の各構成を有する排水処理装置を使用して、模擬排水の浄化を行う第1および第2の実験を行った。この第1および第2の実験において、模擬排水は、前もって汲み置いておいた上水道の水に、被酸化物となる有機物であるアミロデキストリンと、被酸化物とならない栄養塩および炭酸水素ナトリウムとを溶かしたものを使用した。この際、模擬排水におけるアミロデキストリンの濃度は、その酸素消費量が1000[mg/l]となるように調整した。なお、本明細書において、「酸素消費量」とは、水中の被酸化物の全てを重クロム酸カリウムにより酸化した場合に必要となる酸素の量を、溶存酸素の濃度に換算して表したもののことをいう。   The present inventor conducted first and second experiments for purifying simulated waste water using a waste water treatment apparatus having the same configuration as the waste water treatment apparatus 10 shown in FIG. In the first and second experiments, the simulated waste water is obtained by adding amylodextrin, which is an organic substance to be oxidized, and nutrient salts and sodium hydrogen carbonate that are not to be oxidized, to the water of the water supply that has been drawn in advance. The melted one was used. At this time, the concentration of amylodextrin in the simulated waste water was adjusted so that the oxygen consumption was 1000 [mg / l]. In the present specification, the “oxygen consumption amount” is expressed by converting the amount of oxygen required when all the oxides in water are oxidized with potassium dichromate into the concentration of dissolved oxygen. It refers to things.

上記第1の実験において、本発明者は、本発明の第1の発明が有効であることを確認した。上記第1の実験では、まず、酸素雰囲気を維持しながら模擬排水のみを所定の流量で担体の表面あるいは内部の少なくとも一方であって微生物群が担持されている部分に伝わらせて流下させることで、上記模擬排水を浄化して処理水とした。そして、この処理において被酸化物がどの程度浄化されて減少したのかを、模擬排水および処理水のそれぞれに対して水に溶けた溶解成分の濃度を比較することで調べた。なお、上記第1の実験において、被酸化物の溶解成分の濃度を評価する際には、溶存酸素を使用する生物化学的な反応により被酸化物を分解する微生物によって被酸化物の溶解成分を分解させた場合に、上記微生物が必要とする溶存酸素の量(本明細書においては、「溶解成分の生物化学的酸素要求量」とも称する。)を使用した。言いかえると、被酸化物の溶解成分の生物化学的酸素要求量は、被酸化物の溶解成分の濃度に対応するものである。また、上記第1の実験は、適宜の間隔で模擬排水および処理水のサンプリングを繰り返し行いながら連続して行った。   In the first experiment, the present inventor confirmed that the first invention of the present invention is effective. In the first experiment, first, while maintaining the oxygen atmosphere, only the simulated waste water is caused to flow down at a predetermined flow rate to at least one of the surface and the inside of the carrier and carrying the microorganism group. The simulated waste water was purified to obtain treated water. And how much the oxide was purified and decreased in this treatment was examined by comparing the concentration of dissolved components dissolved in water with respect to each of the simulated waste water and treated water. In the first experiment, when the concentration of the dissolved component of the oxide is evaluated, the dissolved component of the oxidized product is decomposed by microorganisms that decompose the oxidized product through a biochemical reaction using dissolved oxygen. When decomposed, the amount of dissolved oxygen required by the microorganism (in this specification, also referred to as “biochemical oxygen demand of dissolved components”) was used. In other words, the biochemical oxygen demand of the dissolved oxide component corresponds to the concentration of the dissolved oxide component. Moreover, the said 1st experiment was continuously performed, repeating the sampling of simulated waste_water | drain and treated water at a suitable space | interval.

上記第1の実験では、図7に示すように、模擬排水を浄化して処理水とすることで、溶解成分の生物化学的酸素要求量はほぼ4分の1以下に低減された。また、上記第1の実験では、模擬排水の浄化を連続して行うと、処理水における溶解成分の生物化学的酸素要求量が増加された(図7の(t1)の時間範囲を参照)。これは、上記第1の実験の条件で上述した排水処理装置の運転を続けると、この排水処理装置が排水を浄化する能力が低下されることを意味する。   In the first experiment, as shown in FIG. 7, the biochemical oxygen demand of the dissolved component was reduced to almost one-fourth or less by purifying the simulated waste water to be treated water. Moreover, in the said 1st experiment, when purification | cleaning of the simulation waste_water | drain was continuously performed, the biochemical oxygen requirement amount of the melt | dissolution component in a treated water increased (refer the time range of (t1) of FIG. 7). This means that if the operation of the wastewater treatment apparatus described above is continued under the conditions of the first experiment, the ability of the wastewater treatment apparatus to purify wastewater is reduced.

ここで、本発明者は、処理水における溶解成分の生物化学的酸素要求量が増加されたことを確認した後で、上記排水処理装置に上述した浄水供給操作(図4参照)を行わせた。この浄水供給操作は、図7に示す各時間範囲T1、T2、T3、T4において行われた。この浄水供給操作の前後において、処理水における溶解成分の生物化学的酸素要求量を比較すると、処理水における溶解成分の生物化学的酸素要求量が増加されているときに浄水供給操作を行う(図7のT1、T3を参照)と、操作後に処理水における溶解成分の生物化学的酸素要求量が減少されることが分かる。また、処理水における溶解成分の生物化学的酸素要求量が増加されていないときに浄水供給操作を行った場合(図7のT2、T4を参照)、操作後に処理水における溶解成分の生物化学的酸素要求量は変化されないことが分かる。ここから、酸素雰囲気の下で流下される水中の被酸化物を浄化する微生物群に対し、酸素雰囲気と水が流下される状態とを共に維持して被酸化物の供給量を減らすと、微生物群が飢餓状態となって被酸化物の浄化能力が再生されるといえる。そして、担体に担持された微生物群を飢餓状態にする際に、微生物群の周囲の水において溶存酸素が欠乏されることを回避する本発明の第1の発明は有効なものであるということができる。   Here, after confirming that the biochemical oxygen demand of the dissolved component in the treated water was increased, the present inventor made the waste water treatment apparatus perform the above-described purified water supply operation (see FIG. 4). . This purified water supply operation was performed in each time range T1, T2, T3, and T4 shown in FIG. When the biochemical oxygen demand of dissolved components in the treated water is compared before and after the purified water supply operation, the purified water supply operation is performed when the biochemical oxygen demand of the dissolved components in the treated water is increased (Fig. 7 T1 and T3), it can be seen that the biochemical oxygen demand of dissolved components in the treated water is reduced after the operation. Further, when the purified water supply operation is performed when the biochemical oxygen demand of the dissolved component in the treated water is not increased (see T2 and T4 in FIG. 7), the biochemical of the dissolved component in the treated water after the operation is performed. It can be seen that the oxygen demand is not changed. From here, when the supply of oxides is reduced by maintaining both the oxygen atmosphere and the state in which water flows down against the group of microorganisms that purifies the water oxides flowing down under an oxygen atmosphere, It can be said that the group becomes starved and the purification ability of the oxide is regenerated. The first invention of the present invention that avoids the deficiency of dissolved oxygen in the water around the microorganism group when the microorganism group supported on the carrier is starved is effective. it can.

ついで、上述した第2の実験について説明する。この第2の実験において、本発明者は、本発明の第3の発明が有効であることを確認した。上記第2の実験では、まず、模擬排水の流量を上述した第1の実験における流量の1.6倍に増加させ、模擬排水の流量以外の各条件を上記第1の実験と同じにした状態で、上記模擬排水を浄化して処理水とした。そして、この処理において被酸化物がどの程度浄化されて減少したかを、模擬排水および処理水のそれぞれにおける溶解成分の生物化学的酸素要求量を比較することで調べた。また、上記第2の実験では、模擬排水および処理水のそれぞれにおいて、含有されている被酸化物の種類およびその比率も併せて調べた。   Next, the second experiment described above will be described. In this second experiment, the present inventor confirmed that the third invention of the present invention is effective. In the second experiment, first, the flow rate of the simulated waste water is increased to 1.6 times the flow rate in the first experiment described above, and the conditions other than the simulated waste water flow rate are the same as in the first experiment. Thus, the simulated waste water was purified to obtain treated water. The extent to which the oxides were purified and decreased in this treatment was examined by comparing the biochemical oxygen demand of dissolved components in each of the simulated waste water and treated water. In the second experiment, the types and ratios of the oxides contained in each of the simulated waste water and the treated water were also examined.

上記第2の実験では、図8および図9に示すように、模擬排水を浄化して処理水とすることで、溶解成分の生物化学的酸素要求量はほぼ4分の1以下に低減された。また、上記第2の実験では、模擬排水のみを流下させて生成した処理水に含まれる被酸化物のうち、36[%]程度がグルコースであると分かった。これは、上記第2の実験の条件で模擬排水のみを担体の表面あるいは内部の少なくとも一方であって微生物群が担持されている部分に流下させて浄化すると、微生物群は主にアミロデキストリンをグルコースに分解する形で被酸化物を浄化し、グルコースの浄化を滞らせることを意味する。   In the second experiment, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, the biochemical oxygen demand of the dissolved component was reduced to almost one-fourth or less by purifying the simulated waste water to be treated water. . Moreover, in the said 2nd experiment, it turned out that about 36 [%] is glucose among the oxides contained in the treated water produced | generated by flowing down only simulated waste water. This is because, under the conditions of the second experiment, when only the simulated waste water is purified by flowing down to at least one of the surface or inside of the carrier and supporting the microorganism group, the microorganism group mainly converts amylodextrin to glucose. This means that the oxides are purified in a form that decomposes into glucose, and the purification of glucose is delayed.

そこで、本発明者は、図8および図9に示す(a)のタイミングから、上述した排水処理装置に上述した浄水供給操作(図4参照)を所定の時間だけ行わせた。続いて、図8および図9に示す(b)のタイミングまでの間、上記浄水供給操作の実行前と同じ条件で上記模擬排水のみを流下させてこの模擬排水を浄化した(図示せず)。その結果、処理水における溶解成分の生物化学的酸素要求量は、図9に示すように低下されたが、処理水に含有される被酸化物においてグルコースが占める比率が大きく変化されることはなかった。   Then, this inventor made the wastewater treatment apparatus mentioned above perform the purified water supply operation (refer FIG. 4) only for predetermined time from the timing of (a) shown in FIG. 8 and FIG. Subsequently, until the timing of (b) shown in FIG. 8 and FIG. 9, only the simulated waste water was allowed to flow down under the same conditions as before execution of the purified water supply operation to purify the simulated waste water (not shown). As a result, the biochemical oxygen demand of dissolved components in the treated water was reduced as shown in FIG. 9, but the ratio of glucose in the oxide contained in the treated water was not significantly changed. It was.

そこで、本発明者は、上記(b)のタイミングから、模擬排水の流量を変えることなくこの模擬排水への処理水の混合を開始させることで、上記排水処理装置による混合水供給操作(図3参照)を開始させた。ここで、模擬排水に混合される処理水の流量は、模擬排水の流量の5倍となるように設定した。その結果、処理水に含有されている被酸化物においてグルコースが占める比率は36[%]程度から11[%]程度にまで低下された。これは、上記混合水供給操作の前にグルコースの浄化が滞ったのは、微生物群に対して被酸化物を含む模擬排水が比較的多量に(例えば上述した第1の実験における流量の1.6倍の流量で)流下されたことで部分的な過負荷現象が発生したためであることを意味する。そして、上記部分的な過負荷現象は、模擬排水に処理水を混合させて被酸化物の含有濃度を低下させると微生物群の量に対する被酸化物の量(すなわち負荷)が担体の全体に分散されて解消されることを意味する。ここから、排水の供給を混合水の形で行うことで被酸化物の浄化が滞る部分的な過負荷現象の発生を抑え、上記負荷を担体の全体に分散することで効率的な排水処理を実現させる本発明の第3の発明は有効なものであるということができる。   Therefore, the present inventor starts mixing of the treated water into the simulated waste water without changing the flow rate of the simulated waste water from the timing of (b) above, so that the mixed water supply operation by the waste water treatment apparatus (FIG. 3) is performed. Reference) was started. Here, the flow rate of the treated water mixed with the simulated waste water was set to be 5 times the flow rate of the simulated waste water. As a result, the proportion of glucose in the oxide contained in the treated water was reduced from about 36 [%] to about 11 [%]. This is because the purification of glucose was delayed before the mixed water supply operation because a relatively large amount of simulated wastewater containing oxides was present in the microorganism group (for example, the flow rate of 1. in the first experiment described above). This means that a partial overload phenomenon occurred due to the flow down (at a flow rate of 6 times). The partial overload phenomenon is caused by mixing the treated water with the simulated waste water to lower the concentration of the oxide to reduce the amount of oxide (ie, the load) relative to the amount of the microorganism group. Means that it will be resolved. From here, supplying wastewater in the form of mixed water suppresses the occurrence of partial overload phenomenon where the purification of oxides is delayed, and efficient drainage treatment is achieved by dispersing the above load throughout the carrier. It can be said that the third invention of the present invention to be realized is effective.

なお、本発明者は、上記第2の実験の混合水供給操作において供給される模擬排水をストップさせ、処理水の流量を1.5倍に増加させることで、上記排水処理装置に上述した処理水供給操作(図5参照)を実行させた。この処理水供給操作は、図8および図9に示す(c)の時間範囲において断続的に4回行った。なお、本発明者は、上記(c)の時間範囲において上記処理水供給操作を実行させないときに、上記排水処理装置に上記混合水供給操作を実行させた。その結果、図9に示すように、上記処理水供給操作によっては、処理水における溶解成分の生物化学的酸素要求量は増えないという実験結果が得られた。   The present inventor stopped the simulated waste water supplied in the mixed water supply operation of the second experiment and increased the flow rate of the treated water by 1.5 times to thereby treat the above-described treatment in the waste water treatment apparatus. Water supply operation (refer FIG. 5) was performed. This treatment water supply operation was performed 4 times intermittently in the time range of (c) shown in FIGS. In addition, this inventor made the said waste water treatment apparatus perform the said mixed water supply operation, when not performing the said treated water supply operation in the time range of said (c). As a result, as shown in FIG. 9, the experimental result that the biochemical oxygen demand of the dissolved component in the treated water does not increase depending on the treated water supply operation was obtained.

本発明は、上述した一実施形態で説明したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。   The present invention is not limited to the one described in the above-described embodiment, and various changes, additions, and deletions can be made without changing the gist thereof.

例えば、処理水生成ステップの混合水供給操作において、排水タンクから吸い上げた排水と浄水タンクから吸い上げた浄水とを混合させて混合水とし、この混合水を担体の表面あるいは内部の少なくとも一方であって微生物群が担持されている部分に流下させる手法を採用することができる。   For example, in the mixed water supply operation in the treated water generation step, the waste water sucked up from the drain tank and the purified water sucked up from the purified water tank are mixed to form mixed water, and this mixed water is at least one of the surface or the inside of the carrier. A technique can be employed in which the microorganisms are allowed to flow down to the part where they are carried.

また、高濃度酸素供給ステップから処理水生成ステップに移行するタイミングは、コンピュータの記憶装置に前もって記憶されたデータから決定されるものである必要はない。すなわち、例えば処理水タンク内に周囲の酸素濃度を測定してコンピュータに出力するセンサを配設し、高濃度酸素供給ステップの開始後に上記センサが出力する酸素濃度が所定の濃度を上回ったときに処理水生成ステップに移行させる手法を採用することができる。   Further, the timing for shifting from the high-concentration oxygen supply step to the treated water generation step need not be determined from data stored in advance in the storage device of the computer. That is, for example, a sensor that measures the ambient oxygen concentration in the treated water tank and outputs it to a computer is disposed, and the oxygen concentration output from the sensor exceeds a predetermined concentration after the start of the high concentration oxygen supply step. A technique for shifting to the treated water generation step can be adopted.

10 排水処理装置
10A コンピュータ
10B 制御信号
10C 制御信号
10D 制御信号
10E 制御信号
10F 制御信号
11 処理タンク
11A 担体
11B トラップ
12 排水供給手段
12A 排水
12B 排水タンク
12C 排水吸い上げポンプ
12D 排水吸い上げパイプ
12E 排水供給パイプ
12F ミキシングバルブ
13 酸素供給装置
13A 高濃度酸素
13B 排気
14 処理水タンク
14A 処理水(低被酸化物濃度水)
14B 処理水導入パイプ
14C 処理水吐出パイプ
15 水供給手段
15A 浄水(低被酸化物濃度水)
15B 浄水タンク
15C 水吸い上げポンプ
15D 浄水吸い上げパイプ
15E 処理水吸い上げパイプ
15F 水供給パイプ
15G 三方弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Waste water treatment apparatus 10A Computer 10B Control signal 10C Control signal 10D Control signal 10E Control signal 10F Control signal 11 Processing tank 11A Carrier 11B Trap 12 Waste water supply means 12A Waste water 12B Waste water tank 12C Waste water suction pump 12D Waste water suction pipe 12E Waste water supply pipe 12F Mixing valve 13 Oxygen supply device 13A High concentration oxygen 13B Exhaust 14 Treated water tank 14A Treated water (low oxide concentration water)
14B Treated water introduction pipe 14C Treated water discharge pipe 15 Water supply means 15A Purified water (low oxide concentration water)
15B Water purification tank 15C Water suction pump 15D Water purification pipe 15E Treated water suction pipe 15F Water supply pipe 15G Three-way valve

Claims (4)

水中において溶存酸素を使用しながら有機物を含む被酸化物の酸化あるいは分解あるいは取り込みの少なくとも1つを含む浄化を行う微生物を含む微生物群が担持された担体の表面あるいは内部の少なくとも一方に前記被酸化物が含有された排水を伝わせて流下させることで、当該排水中の前記被酸化物を前記微生物群の前記浄化により減少させて前記排水を処理する排水処理方法において、
内部に前記担体が配設された処理タンク内に、空気中の酸素の濃度よりも高い濃度の酸素を含んだ気体である高濃度酸素を供給し、前記処理タンク内を前記高濃度酸素が充填された酸素雰囲気とする高濃度酸素供給ステップと、
前記酸素雰囲気を維持しながら、前記担体の上部に前記排水を供給して当該排水を前記担体の前記表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させることで前記担体に担持された前記微生物群に前記排水中の前記被酸化物の少なくとも一部に対して前記浄化を行わせ、前記被酸化物の含有濃度が低くされて前記担体から流れ落ちた処理水を前記処理タンクの外部に排出する処理水生成ステップと、
を有し、
前記処理水生成ステップにおいて、前記排水を前記担体の上部に供給して当該担体の前記表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させる浄化期間と、前記排水の代わりに当該排水よりも前記被酸化物の含有濃度が低い低被酸化物濃度水を前記担体の前記表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させることで前記浄化期間よりも前記被酸化物の供給量が減らされた飢餓期間と、を交互に繰り返すことで、前記担体の前記表面あるいは内部の少なくとも一方に水が伝わって流下されている状態を維持する、
排水処理方法。
At least one of the surface and the inside of the carrier on which a microorganism group including microorganisms that perform purification including at least one of oxidation, decomposition, and uptake of an oxide containing organic matter is used while using dissolved oxygen in water. In the wastewater treatment method for treating the wastewater by reducing the oxide in the wastewater by the purification of the microorganism group by flowing down the wastewater containing the matter,
High concentration oxygen, which is a gas containing oxygen at a concentration higher than the concentration of oxygen in the air, is supplied into the processing tank in which the carrier is disposed, and the processing tank is filled with the high concentration oxygen. A high-concentration oxygen supply step for creating an oxygen atmosphere,
While maintaining the oxygen atmosphere, the wastewater is supplied to the upper part of the carrier, and the wastewater is transferred to at least one of the surface or the inside of the carrier to flow down to the group of microorganisms supported on the carrier. Treated water that causes the purification to be performed on at least a part of the oxide in the waste water, and discharges treated water that has flowed down from the carrier due to a low concentration of the oxide to the outside of the treatment tank. Generation step;
Have
In the treated water generating step, a purification period in which the wastewater is supplied to the upper part of the carrier and is allowed to flow down to at least one of the surface or the inside of the carrier, and the oxidizer rather than the wastewater instead of the wastewater. A starvation period in which the supply amount of the oxide is reduced as compared with the purification period by flowing down the low oxide concentration water having a low content concentration to the surface or at least one of the inside of the carrier. By alternately repeating the above, water is transferred to at least one of the surface or the inside of the carrier and maintained in a flowing state.
Wastewater treatment method.
請求項1に記載した排水処理方法であって、
前記処理水の一部を前記担体の上部に戻して循環させることで、前記処理水を前記低被酸化物濃度水として使用する、
排水処理方法。
A wastewater treatment method according to claim 1,
By circulating a part of the treated water back to the upper part of the carrier, the treated water is used as the low oxide concentration water.
Wastewater treatment method.
請求項1または請求項2に記載した排水処理方法であって、
前記浄化期間における前記排水の供給を、当該排水と前記低被酸化物濃度水とが混合された混合水を前記担体の前記表面あるいは内部の少なくとも一方に伝わせて流下させることで行う、
排水処理方法。
A wastewater treatment method according to claim 1 or claim 2,
Supplying the waste water during the purification period is performed by flowing down the mixed water in which the waste water and the low oxidant concentration water are mixed to at least one of the surface or the inside of the carrier.
Wastewater treatment method.
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載した排水処理方法であって、
前記飢餓期間から前記浄化期間への移行に際して、前記被酸化物の浄化速度が一時的に速くなる高活性状態を経由した後、当該高活性状態における浄化速度よりも遅い定常的な浄化速度になるという性質を前記微生物群が有し、かつ、前記高活性状態の持続時間および当該高活性状態が持続している間における前記被酸化物の浄化速度が前記飢餓期間の長さに応じて変化する場合
前記浄化期間と前記飢餓期間とを交互に繰り返した総処理時間に対して、当該総処理時間に等しい時間だけ前記排水を供給した場合における前記被酸化物の浄化量よりも前記被酸化物の浄化量が多くなるように、前記浄化期間および前記飢餓期間の長さを調整して設定する、
排水処理方法。
A wastewater treatment method according to any one of claims 1 to 3,
Upon transition from the starvation period to the purification period, after passing through a highly active state where the purification rate of the oxide is temporarily increased, a steady purification rate lower than the purification rate in the highly active state is obtained. The microorganism group has the property that the duration of the highly active state and the purification rate of the oxide during the duration of the highly active state vary depending on the length of the starvation period. in the case,
With respect to the total treatment time in which the purification period and the starvation period are alternately repeated, the purification of the oxide is more than the purification amount of the oxide when the waste water is supplied for a time equal to the total treatment time. Adjusting and setting the length of the purification period and the hunger period so that the amount is increased,
Wastewater treatment method.
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