JP7604694B2

JP7604694B2 - 有機性廃水の処理方法

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Publication number: JP7604694B2
Application number: JP2024022406A
Authority: JP
Inventors: 豊米山; 惇太高橋; 隆続八木橋; 祐輝亀ヶ澤
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Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2024-02-16
Publication date: 2024-12-23
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Description

本発明は無曝気方式の生物処理装置を利用した有機性廃水の処理方法におけるハエ発生対策に関する。

散水ろ床法等の無曝気方式の生物処理法は、標準活性汚泥法に比べ、曝気が不要であることから、消費電力が少ない、汚泥発生量が少なく余剰汚泥の処分コストを削減できるといった特徴をもつ。そのため、近年、電気などのインフラが整備されていない東南アジア等の発展途上国における下水処理などへの適用が検討されている。

一方、無曝気方式の生物処理法においては、散水ろ床のろ材上に汚泥が付着するため、付着した汚泥が腐敗することにより悪臭が発生し、この汚泥に起因して、ろ床ハエとよばれるチョウバエの一種が発生することが知られている。特に、地域にもよるが気温が２０℃～２５℃となる５月～６月、９月～１０月の期間、散水ろ床処理装置に代表される無曝気方式の生物処理装置ではろ床ハエの発生が多く見られる。ろ床ハエの発生により、装置の維持管理を行う際の作業環境が悪化するという問題がある。上記問題に対する対策としては、以下の技術が知られている。

特許文献１（国際公開第２０１５／００１７０８号）には、洗浄手段を用いて散水ろ床を洗浄することにより、ろ床ハエの卵および幼虫、ろ材の表面に過度に付着した生物膜、並びに、ろ材間に補捉された固形物を散水ろ床から除去する方法が開示されている。洗浄手段としては、散水ろ床内に洗浄水を貯留してろ材層を冠水させる洗浄水貯留機構と、冠水したろ材層の硝化細菌が付着したろ材を撹拌して洗浄する撹拌洗浄機構と、撹拌洗浄後の洗浄水を排出する排水機構とを有する洗浄手段が記載されている。当該文献には、当該洗浄手段によって、ろ床ハエや悪臭の発生を抑制しつつ、被処理水を効率的に処理することができることが記載されている。

特許文献２（特開２０２０－１５７２３７号公報）には、水槽に水を張ってろ材層全体を水に浸漬させ、その状態を一定時間維持して、ろ材層に付着した有害生物の幼虫や卵等を窒息死させる場合に、水槽内に生息する有害生物は、水槽の壁を伝わって上方に退避するため、洗浄操作が終わった後も有害生物が残存して、再び有害生物によって汚染された状態になることが多かったことが記載されている。そのため、当該文献においては、水を張る際に、ろ材層が充填されている水槽内に生息する有害生物が忌避する波長の光を前記水槽の内壁に照射する方法が提案されている。当該方法により、ハエの幼虫などの有害生物が水槽の内壁を伝わって上方に退避することができなくなり、水面下に沈んで窒息死する、または排水時に排水と一緒に排出されるので、有害生物をより効果的に死滅または除去させることが可能となるとされている。

特許文献３（特開平７－１４７８７５号公報）には、無曝気方式の生物処理法に関する技術ではないが、殺虫成分、油性溶剤および可燃性噴射剤からなるエアゾールを、火気のない害虫発生場所で１秒あたり５ｇ以上噴射する害虫の防除方法が開示されている。当該文献によれば、エアゾール内容物を短時間に必要量噴射することで、無作為的に噴射したにもかかわらず、きわめて効率よく害虫を防除でき、かつ作業時間を大幅に短縮することができることが記載されている。

特許文献４（特開２００３－９５８１１号公報）には、無曝気方式の生物処理法に関する技術ではないが、殺虫剤を泡沫状に噴射することができることを特徴とするマンホールに生息する害虫の防除剤が開示されている。当該文献によれば、マンホールに生息する害虫の防除剤を使用することにより、マンホールで発生するチョウバエ、チカイエカ、ノミバエを効率良く防除するとともに、再発生も長期にわたり抑制することが可能であることが記載されている。

国際公開第２０１５／００１７０８号特開２０２０－１５７２３７号公報特開平７－１４７８７５号公報特開２００３－９５８１１号公報

特許文献１では、ろ床ハエの発生を抑制するために、ろ床内に洗浄水を貯留してろ材層を冠水させる洗浄水貯留機構と、冠水したろ材層の硝化細菌が付着したろ材を撹拌して洗浄する撹拌洗浄機構と、撹拌洗浄後の洗浄水を排出する排水機構とを有する洗浄手段を必要とする。このため、洗浄手段を既存設備へ設置する場合には設備の改修が必要となり、また、ろ材を冠水させたり撹拌したりする洗浄操作が必要となるので簡便性に欠ける。更には、洗浄によって発生する排水の処理が必要となる。

特許文献２は、忌避する波長の光を前記水槽の内壁に照射する発光装置が必要となる。また、特許文献２の発明は、水槽に水を張ってろ材層全体を水に浸漬させ、その状態を一定時間維持して、ろ材層に付着した有害生物の幼虫や卵等を窒息死させる方法を採用することを前提とする。このため、特許文献１と同様に、設備改修の必要性があり、また、所定時間の水張り操作及び光照射が必要となるので簡便性にも欠け、更には、排水処理も必要となる。

特許文献３は、エアゾールを害虫発生場所に噴霧することを要求する。散水ろ床処理装置のように、害虫発生場所が外気と連通しており閉鎖されていない場合には、エアゾールが大気中に拡散してしまうため、効果的な害虫防除方法とは言えない。また、大気中に生息するハエの成虫に対する抑制効果は期待できても水中や水槽の内壁、生物膜中等に生息するハエの幼虫の抑制効果は不明である。ハエの発生を効果的に抑制するためにはハエの幼虫の成長を抑制できることが望ましい。

特許文献４は、マンホールのような閉鎖された空間に殺虫剤を泡沫状に噴射することを特徴とする発明である。そのため、仮に、殺虫剤を泡沫状に噴射しても、散水ろ床処理装置のように、害虫発生場所が外気と連通しており閉鎖されていない場合には、殺虫剤が大気中に拡散してしまうため、特許文献３と同様の問題がある。

上記事情に鑑み、本発明は一実施形態において、無曝気方式の生物処理装置を利用した有機性廃水の処理方法において、簡便で効果的にハエの発生を抑制可能な方法を提供することを課題とする。また、本発明は別の一実施形態において、簡便で効果的にハエの発生を抑制可能な無曝気方式の生物処理装置を提供することを課題とする。

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加することがハエの発生を抑制するのに顕著な効果を示すことを見出し、以下に例示される本発明を創作した。

［１］
有機性廃水を無曝気方式の生物処理装置に供給する工程と、
供給された有機性廃水を前記生物処理装置で生物処理する工程と、
有機性廃水が前記生物処理装置に供給される前、供給された後、又は両者において、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する工程と、
を含む有機性廃水の処理方法。
［２］
有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する時期と、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加しない時期があり、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する時期は、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加しない時期に比べて、前記生物処理装置に供給される有機性廃水の単位時間当たりの供給量が低い［１］に記載の有機性廃水の処理方法。
［３］
前記生物処理装置への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している間に、昆虫成長制御剤を前記生物処理装置内の有機性廃水に添加する［１］に記載の有機性廃水の処理方法。
［４］
前記生物処理装置への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している時間が、１２時間以上である［３］に記載の有機性廃水の処理方法。
［５］
前記生物処理装置への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している間、前記生物処理装置は有機性廃水を前記生物処理装置内で循環させながら生物処理する［３］又は［４］に記載の有機性廃水の処理方法。
［６］
前記生物処理装置への有機性廃水の供給が行われている間は、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加しない［３］～［５］の何れか一項に記載の有機性廃水の処理方法。
［７］
有機性廃水を貯留する受水槽と、
有機性廃水を生物処理するための生物膜と、
受水槽内の有機性廃水へ昆虫成長制御剤を供給する手段と、
を備える無曝気方式の生物処理装置。
［８］
前記生物膜を担持する担体を収容し、大気と連通する少なくとも１つのろ床槽と、
受水槽内の有機性廃水をろ床槽に散布するための散水機と、
を備える［７］に記載の無曝気方式の生物処理装置。
［９］
昆虫成長制御剤を供給する前記手段が、錠剤の形態にある昆虫成長制御剤を収容し、受水槽内の有機性廃水中に浸漬するための通水性の容器である［７］又は［８］に記載の無曝気方式の生物処理装置。
［１０］
前記容器は、前記受水槽の入口側の壁に吊るされる［９］に記載の無曝気方式の生物処理装置。

本発明の一実施形態に係る有機性廃水の処理方法及び生物処理装置によれば、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加するという簡便な操作でハエの発生を抑制することが可能である。また、昆虫成長制御剤は空気中ではなく有機性廃水に添加されるため、昆虫成長制御剤が生物処理装置内の廃水全体に所望の濃度で広がり、ハエの幼虫が生息する生物膜にも昆虫成長制御剤を届かせることができる。このため、ハエの幼虫に対する成長抑制効果が高いので、結果としてハエの成虫の発生を抑制する効果も高くなる。

本発明の第一実施形態に係る生物処理装置の構成例を示す模式図である。本発明の第二実施形態に係る生物処理装置の構成例を示す模式図である。昆虫成長制御剤を入れるための通水性の容器の例を示す模式図である。本発明の第一実施形態及び第二実施形態に係る生物処理装置に利用可能な膜状担体の構成例を説明する概略図である。図３に示す膜状担体の一つの模式的な平面図である。本発明の一実施形態に係る無曝気方式の生物処理装置を使用したし尿処理システムのフロー図である。実施例１～３、比較例におけるハエの幼虫の発生状況の推移を表すグラフである。実施例１～３、比較例におけるハエの成虫の発生状況の推移を表すグラフである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

［１．有機性廃水の処理方法及び生物処理装置の概要］
本発明の一実施形態に係る有機性廃水の処理方法は、
有機性廃水を無曝気方式の生物処理装置に供給する工程と、
供給された有機性廃水を生物処理装置で生物処理する工程と、
有機性廃水が生物処理装置に供給される前、供給された後、又は両者において、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する工程と、
を含む。

本実施形態に係る処理方法が対象とする有機性廃水には特に制限はないが、例えば、下水、し尿、工場排水が挙げられる。工場排水としては食品工場排水、化学工場排水、製紙工場排水などが挙げられる。本発明の一実施形態によれば、有機性廃水は、無曝気方式の生物処理装置に供給され、生物処理を受ける。本明細書において、無曝気方式の生物処理装置とは、被処理水である有機性廃水中に圧搾空気を散気管やエアレータ等により微細な気泡として吹き込む操作を行わなくても、空気と接触可能な生物膜を有する方式の生物処理装置を指す。

無曝気方式の生物処理装置に発生するハエはチョウバエが大半を占めている。チョウバエは腐敗した水分を栄養素として発生・生息する一方で、チョウバエは呼吸により酸素を体内に供給するため水中では生息ができない。このため、浸漬型の好気性生物処理法（活性汚泥法、接触酸化法等）を採用する生物処理装置には発生することが少ない。散水ろ床装置のように水以外に空気と接触する空間が確保できる無曝気方式の生物処理装置においては多く発生し、卵→幼虫→蛹→成虫→卵のサイクルで成長する。特に幼虫は生物膜の汚泥を餌として食べるため、生物膜中に多く見られる。そのため、本実施形態に係る処理方法は、無曝気方式の生物処理装置を対象とする。

本発明の一実施形態に係る無曝気方式の生物処理装置は、有機性廃水を貯留する受水槽と、有機性廃水を生物処理するための生物膜と、受水槽内の有機性廃水へ昆虫成長制御剤を供給する手段とを備える。無曝気方式の生物処理装置の例としては、限定的ではないが、散水ろ床装置及び回転円板装置が挙げられる。
本発明の一実施形態に係る散水ろ床装置は、生物膜を担持する担体を収容し、大気と連通する少なくとも１つのろ床槽と、受水槽内の有機性廃水をろ床槽に散布するための散水機とを備える。
本発明の一実施形態に係る回転円板装置は、生物膜を担持する少なくとも一枚、好ましくは複数枚の円板であって、水平方向に延びる回転軸を中心に回転することにより、担持された生物膜が受水槽内の有機性廃水への接触と大気への接触を交互に行うことのできる円板を備える。

生物処理は好気的生物処理及び嫌気的生物処理の何れでもよいが、上述したように、ハエの発生は、空気と接触する空間が確保できる無曝気方式の生物処理装置で問題となりやすい。このため、本実施形態に係る処理方法は、有機性廃水を少なくとも部分的に好気的に生物処理する際に特に好適に使用できる。無曝気方式の生物処理装置においては、担体の外側で好気性菌が繁殖し、担体の中の方で嫌気性菌が繁殖できる。このため、生物処理装置中には好気性菌及び嫌気性菌が増殖し、好気的生物処理及び嫌気的生物処理の両方を行うことも可能である。

ハエ発生を抑制するための薬剤としては、（１）成虫に効くもの、（２）幼虫に効くもの、（３）両者の効くものに分類される。（１）成虫に効くものは市販されている殺虫剤が多い。（２）幼虫に効くものとして昆虫成長制御剤（ＩｎｓｅｃｔＧｒｏｗｔｈＲｅｇｕｌａｔｏｒ：ＩＧＲ）がある。昆虫成長制御剤（ＩＧＲ）は、昆虫の変態や脱皮をコントロールしているホルモンのバランスを狂わせることによって、昆虫の脱皮や羽化を阻害し、その結果として死に至らせる効果を示す殺虫剤である。

ハエの幼虫は生物膜の汚泥を餌として繁殖する。このため、幼虫の成長を抑制することができれば、成虫の発生も抑制できる。幼虫の成長を抑制するには昆虫成長制御剤が効果的であり、被処理水である有機性廃水中に添加して生物膜に届ける方法が簡便である。

従って、本実施形態に係る処理方法では、有機性廃水が生物処理装置に供給される前、供給された後、又は両者において、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する工程を実施する。昆虫成長制御剤を添加するという簡便な操作を実施するだけで、昆虫成長制御剤を生物処理装置内の有機性廃水及び生物膜に所望の有効濃度で行き渡らせることが可能であり、ハエの発生を効果的に抑制可能である。有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加するという操作は簡便であり、大掛かりな装置の改修も不要である。廃水中に添加された昆虫成長制御剤の有効成分の濃度は、昆虫成長制御剤中の有効成分の種類に応じて有効濃度となるように適宜設定すればよく、特段の制約はない。

有機性廃水が生物処理装置に供給される前というのは、典型的には生物処理装置の受水槽に有機性廃水が流入する前を意味する。有機性廃水が生物処理装置に供給された後というのは、典型的には生物処理装置の受水槽に有機性廃水が流入した後を意味する。有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する工程は、有機性廃水が生物処理装置に供給される前及び供給された後のどちらか何れかにおいて行ってもよく、両者において行ってもよい。生物処理装置への有機性廃水の供給が停止したときにも実施できるので、有機性廃水が生物処理装置に供給された後、典型的には受水槽中の有機性廃水に対して昆虫成長制御剤の添加工程を実施することが好ましい。

昆虫成長制御剤に使用される有効成分としては、限定的ではないが、例えば、ピリプロキシフェン及びジフルベンズロンが挙げられる。ピリプロキシフェンの場合は、有機性廃水中で２～２０μｇ／Ｌ、好ましくは５～１０μｇ／Ｌのピリプロキシフェン濃度になるように昆虫成長制御剤を添加することで良好な効果が得られる。ジフルベンズロンの場合は、有機性廃水中で０．２～２．０ｍｇ／Ｌ、好ましくは０．７５ｍｇ／Ｌ～１．５ｍｇ／Ｌのジフルベンズロン濃度になるように昆虫成長制御剤を添加することで良好な効果が得られる。

気温１５℃～３０℃、特に気温２０℃～２５℃の期間にハエの発育は良く、冬期低温（１５℃未満）や夏期高温（３０℃超）では発育は悪くなる。このため、地域にもよるが５月～６月、９月～１１月の時期に、ハエが多く発生する傾向になる。従って、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する時の有機性廃水の温度が１５℃～３０℃であるとき、好ましくは２０℃～２５℃であるときに、昆虫成長制御剤を有機性廃水に添加することが効果的である。

昆虫成長制御剤の剤型には特段の制限はなく、液体状でも固体状でもよいが、ハンドリングの観点から、粒剤、水和剤、錠剤（発泡錠剤を含む）等の固体状のものが好ましく、錠剤がより好ましい。固体状の昆虫成長制御剤が有機性廃水中に添加されると、溶解して有効成分を生物処理装置内の廃水中に行き渡らせることができる。表１に市販されている代表的な昆虫成長制御剤の例（薬品－Ａ、薬品－Ｂ、薬品－Ｃ）を示す。昆虫成長制御剤は、水に溶解させて液状にした後、昆虫成長制御剤の貯留槽及び注入ポンプ等を有する薬液添加装置により生物処理装置に供給してもよい。

昆虫成長制御剤は、手動で有機性廃水に必要量添加してもよいし、自動投入機を設置し、自動で所定のタイミングに必要量添加してもよい。手動で固体状の昆虫成長制御剤を有機性廃水に添加する方法としては、固体状の昆虫成長制御剤を容器に入れ、当該容器内の昆虫成長制御剤を有機性廃水と接触させる方法が挙げられる。昆虫成長制御剤を入れた容器は、受水槽内の有機性廃水へ昆虫成長制御剤を供給する手段として好適である。容器としては、通水性の容器が好ましく、例えば、メッシュ状などの複数の通水穴を有する容器が挙げられる。通水性の容器の材質には特に制限はないが、金属製、プラスチック製、セラミックス製等を使用可能である。金属製の容器の場合、容器の収容部に金網（メッシュメタル）、パンチングメタル又はエキスパンドメタルを好適に使用可能である。図３には、昆虫成長制御剤を収容するための通水性の容器の例が模式的に示されている。

図３の（Ａ）に示す容器は、蓋無しタイプの容器３１０であり、金網（メッシュメタル）製の収容部３１１と、収容部３１１に連結された吊り下げ部３１２を備える。図３の（Ａ）の容器３１０において、収容部３１１は、昆虫成長制御剤を収容部３１１へ投入するための投入口３１３を有するが、投入口３１３を閉じる蓋はない。

図３の（Ｂ）に示す容器は、蓋付きタイプの容器３２０であり、金網（メッシュメタル）製の収容部３２１と、収容部３２１に連結された吊り下げ部３２２と、蓋３２４を備える。図３の（Ｂ）の容器３２０において、収容部３２１は、昆虫成長制御剤を収容部３２１へ投入するための投入口３２３を有し、投入口３２３を閉じる蓋３２４が付いている。投入した昆虫成長制御剤が不用意に容器から漏出しないようにするため、蓋付きタイプの容器３２０の方が好ましい。蓋３２４を収容部３２１に固定する方法には特に制限はないが、ネジ式、クランプ式等が挙げられる。

吊り下げ部３１２、３２２は、収容部３１１、３２１を吊り下げ保持する機能を有していれば特に制限はない。例えば、図３の（Ａ）のように棒状等のリジッドな吊り下げ部３１２としてもよいし、図３の（Ｂ）のようにチェーン状等のフレキシブルな吊り下げ部３２２としてもよい。吊り下げ部３１２、３２２は、所定の場所に係止するためのフック部３１５、３２５を有することが便利である。通水性の容器３１０、３２０の設置場所には特に制限はないが、生物処理装置の受水槽の入口側の壁に吊るすことが、昆虫成長制御剤の生物処理装置内での滞留時間を長くする観点で望ましい。そして、通水性の容器３１０、３２０を生物処理装置の受水槽の入口側の壁に吊るす場合は、流入する有機性廃水と共に昆虫成長制御剤が短時間で広がりやすいという観点から、受水槽内の水位の半分よりも高い位置に通水性の容器３１０、３２０を吊るすことが好ましい。

昆虫成長制御剤を添加するタイミングは、特段の制約はないが、薬品コストを抑制しつつ、効果的にハエの発生を抑制するという観点では、昆虫成長制御剤の生物処理装置内での滞留時間が長いときに有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加することが好ましい。従って、好ましい実施形態においては、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する時期と、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加しない時期があり、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する時期は、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加しない時期に比べて、前記生物処理装置に供給される有機性廃水の単位時間当たりの供給量が低い。例えば、生物処理装置に供給される有機性廃水を貯留する原水槽の水位が設定値に比べて低下（例：タンク有効水深の２０％以下）になった場合には、原水ポンプが停止し、原水供給が停止するような制御を行う場合、原水槽への原水の供給が少ないと、原水ポンプの運転も間欠的になりやすく、有機性廃水の単位時間当たりの供給量も低下する。

実際、生物処理装置に供給される有機性廃水の単位時間当たりの供給量は一定ではなく、変動し、更には供給が停止する場合もある。例えば、し尿処理では週末にし尿・浄化槽汚泥の受け入れがなく原水供給が停止する。ある地域では、し尿処理においては平日（月曜日から金曜日）にし尿、浄化槽汚泥の収集があり、除さ・脱水処理後の分離水を分離水槽に貯留する（１～２日）。このため、週末になると分離水が少なくなり、生物処理装置への原水供給は停止する。有機性廃水の単位時間当たりの供給量が低下している間であれば、添加した昆虫成長制御剤が生物処理後の有機性廃水と一緒に生物処理装置から排出される量も低下又は停止するので、生物処理装置内での昆虫成長制御剤の滞留時間が長くなり、廃水中で昆虫成長制御剤の有効成分の濃度を所定の値に維持するために必要な昆虫成長制御剤の添加量を少なくすることができ、昆虫成長制御剤の有効成分を十分な時間作用させることができる。

より好ましい実施形態では、生物処理装置への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している間に、昆虫成長制御剤を生物処理装置内の有機性廃水に添加する。通常運転時では、有機性廃水中に添加した昆虫成長制御剤は生物処理後の有機性廃水と一緒に生物処理装置から徐々に越流によって流出するが、生物処理装置への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している間であれば、有機性廃水中に添加した昆虫成長制御剤が生物処理装置から流出しないため、有機性廃水中で昆虫成長制御剤の有効成分の濃度を所定の値に維持するために必要な昆虫成長制御剤の添加量を少なくすることができると共に、添加した昆虫成長制御剤を無駄なく利用することができる。

生物処理装置への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している時間は、長い方が有機性廃水に添加した昆虫成長制御剤によるハエの発生を抑制する効果が高まるので、１２時間以上であることが好ましく、１６時間以上であることがより好ましく、２０時間以上であることが更により好ましい。但し、当該時間は、長すぎると廃水処理が滞るため、４８時間以下であることが好ましく、２４時間以下であることがより好ましい。

昆虫成長制御剤を生物処理装置内の有機性廃水に添加するタイミングは、生物処理装置に有機性廃水を供給する原水ポンプが停止する等によって生物処理装置への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止した状態の開始後、１２時間以内であることが好ましく、３時間以内であることがより好ましく、１時間以内であることが更により好ましい。当該停止状態の開始後に昆虫成長制御剤の一回目の添加を行った後、必要に応じ、当該停止状態が続いている間に一度又は複数回にわたって昆虫成長制御剤を追加で添加してもよい。また、当該停止状態の開始後に昆虫成長制御剤の一回目の添加を行った後、原水ポンプが再開すること等によって生物処理装置への有機性廃水の供給が再開するまでの時間は、６時間以上であることが好ましく、１２時間以上であることがより好ましく、２４時間以上であることが更により好ましい。液状の昆虫成長制御剤を使用する場合には、原水ポンプの停止信号を受信してから所定時間（例：６～２４時間）経過後に注入ポンプ等の薬液添加装置が稼働し、所定量の昆虫成長制御剤を自動で添加するように薬液添加装置の設定を行うことができる。

生物処理装置の有機性廃水の供給が停止し、且つ、生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している間、生物処理装置は有機性廃水を生物処理装置内で循環させながら生物処理することが好ましい。有機性廃水を生物処理装置内で循環させている間に昆虫成長制御剤を添加することで、添加した昆虫成長制御剤を生物処理装置内の有機性廃水や生物膜に容易に行き渡らせることが可能であり、生物膜の汚泥を餌として食べるハエの幼虫に対して昆虫成長制御剤を効果的に効かせることができる。“有機性廃水を生物処理装置内で循環させながら”とは、例えば、散水ろ床装置の場合は、有機性廃水が受水槽とろ床槽の間を循環している状態を指し、回転円板装置の場合は、円板を回転させることで受水槽内に循環流が発生している状態を指す。循環は連続的に行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。

薬品コストを抑制するという観点から、生物処理装置への有機性廃水の供給が行われている間は、有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加しないこととする運用が有利である。この場合でも、昆虫成長制御剤を装置内に行き渡らせるために、例えば、有機性廃水の供給が停止する手前で昆虫成長制御剤の添加を始めたり、一時的に有機性廃水を供給しつつ、昆虫成長制御剤を添加したりしても良い。

有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する頻度は、特段の制約はないが、少ない方が費用や管理の手間を節約できる一方で、多い方がハエ発生を抑制する効果は高くなる。有機性廃水に昆虫成長制御剤を添加する工程は、１～２回／週の頻度で行うのが費用対効果の観点から好ましい。ここで、原水量が少なくなり原水が停止した時期に、錠剤を添加する場合、昆虫成長制御剤を添加する工程は、原則として１日１回添加することを１回としてカウントする。
原水が原水槽に連続供給され、原水ポンプ稼働に応じて受水槽に原水が流入する場合は原水液量中の昆虫成長制御剤の有効成分濃度が所定濃度になるように原水ポンプ流量、薬液ポンプ流量、薬品タンク内の昆虫成長制御剤の有効成分濃度を調整する。したがって、この場合は投入回数の概念は適用しない。

ハエは短期間に大量発生して昼夜を問わず屋内を飛来し、人目に付きやすく不快感・不潔感を与えるので、ハエの成虫を生物処理装置から外に出ないようにすることが重要となる。上述した昆虫成長制御剤を添加することにより、ハエの発生に対して抑制効果が期待できるものの、添加量が不足していたり、添加頻度が少なかったりすると、ハエが発生する場合も考えられる。発生してしまったハエの成虫を外に出さないためには生物処理装置の密閉度を上げることが重要である。例えば、散水ろ床装置の場合、ハエが出入りしないように換気口１１６を金網１１８で覆う対策や、散水機１１０の上部に密閉性のある蓋１１４を設置する対策が考えられる。

［２．生物処理装置の構成例］
図１には、本発明の第一実施形態に係る生物処理装置１００の構成例を示す模式図が示されている。生物処理装置１００は、有機性廃水を貯留する受水槽１０２と、受水槽１０２の上方に配置され、大気と連通する少なくとも１つのろ床槽１０３と、ろ床槽１０３を支持する架台１０６と、ろ床槽１０３内に収容され、有機性廃水を生物処理するための生物膜を担持する担体１０４と、受水槽１０２内の有機性廃水をろ床槽１０３に散布するための散水機１１０と、受水槽１０２内の有機性廃水を散水機１１０に供給するための循環ライン１０８及び循環ライン１０８の途中に設置された循環ポンプ１０５と、昆虫成長制御剤を収容する容器１０９と、を備える散水ろ床装置である。

受水槽１０２の上流には、原水ライン２１６から流入する原水を貯留する原水槽２０６が設けられており原水槽２０６に貯留されている原水は、原水ポンプ２０２により、流入ライン２０４を通って受水槽１０２に供給される。原水としては、例えば、ＢＯＤ成分を多く含む有機性廃水（し尿、下水、食品工場排水等）が挙げられる。

受水槽１０２に流入した原水は、ろ床槽１０３からの処理水と混合される。受水槽１０２内の混合液は循環ポンプ１０５により循環ライン１０８を通ってろ床槽１０３の上部に移送される。その後、混合液は、散水機１１０より、生物膜を担持する担体１０４に散水される。担体表面で増殖した微生物により形成される生物膜によって、混合液中のＢＯＤ成分等の有機物は分解除去された後、再び受水槽１０２に戻る。

第一実施形態においては、昆虫成長制御剤を供給する手段として、昆虫成長制御剤を収容した容器１０９が使用される。容器１０９としては、例えば、金網籠のような通水性の容器が好ましい。容器１０９は、収容部１０９ａと、収容部１０９ａに連結された吊り下げ部１０９ｈを備える。受水槽１０２の入口側の壁１０２ｗには、フック１１２が設置されており、容器１０９は、吊り下げ部１０９ｈがフック１１２に係合することにより、受水槽１０２の入口側の壁１０２ｗに吊るされる。容器１０９は、錠剤等の固体状の昆虫成長制御剤を収容部１０９ａに所定量収容した状態で、受水槽１０２内の混合液（有機性廃水）中に浸漬させる。通水性の容器内の昆虫成長制御剤は、溶解して受水槽１０２内に広がると共に、循環ライン１０８を通って、担体１０４に担持されている生物膜にも到達する。この結果、昆虫成長制御剤は生物膜に生息するハエの幼虫に届くので、ハエの幼虫の成長が効果的に抑制され、ハエの成虫の発生が抑制される。

散水機１１０は、ろ床槽１０３内の担体１０４に均一に混合液を散水することが好ましい。散水機１１０としては、特に制限はないが、例えば、多孔板、スプリンクラー型、スパイラル型のノズル、自走式の回転散水機等の任意の散水機を用いることができる。

受水槽１０２の下流には、処理水を貯留する処理水槽２０８が設けられており、生物処理装置１００から越流する処理水は、流出ライン２０７を通って処理水槽２０８に供給される。処理水槽２０８内の処理水は、その後、放流される（主に下水道放流のケースが多い）。

図２には、本発明の第二実施形態に係る生物処理装置２００の構成例を示す模式図が示されている。生物処理装置２００は、有機性廃水を貯留する受水槽１０２と、受水槽１０２の上方に配置され、大気と連通する少なくとも１つのろ床槽１０３と、ろ床槽１０３を支持する架台１０６と、ろ床槽１０３内に収容され、有機性廃水を生物処理するための生物膜を担持する担体１０４と、受水槽１０２内の有機性廃水をろ床槽１０３に散布するための散水機１１０と、受水槽１０２内の有機性廃水を散水機１１０に供給するための循環ライン１０８及び循環ライン１０８の途中に設置された循環ポンプ１０５と、昆虫成長制御剤を収容する薬液貯留槽２１０と、薬液貯留槽２１０内の昆虫成長制御剤を原水ライン２１６に送るための薬液注入ポンプ２１４と、を備える散水ろ床装置である。

第二実施形態に係る生物処理装置２００が第一実施形態に係る生物処理装置１００と異なる点は、昆虫成長制御剤の添加手段のみである。第二実施形態に係る生物処理装置２００のその他の構成要素は第一実施形態に係る生物処理装置１００と同一である。そのため、第一実施形態に係る生物処理装置１００と同一の符号で示されている構成要素についての説明を省略する。

第二実施形態においては、昆虫成長制御剤を供給する手段として、薬液注入ポンプ２１４が使用される。薬液貯留槽２１０に収容された液体状の昆虫成長制御剤は、薬液注入ポンプ２１４が稼働することで薬液注入ライン２１２を通って、原水ライン２１６に供給される。薬液注入ポンプ２１４は、定量ポンプを利用する等により、所定量の昆虫成長制御剤を所定のタイミングで自動的に添加するように構成してもよい。昆虫成長制御剤の供給先は、原水ライン２１６に限られるものではなく、流入ライン２０４でもよいし、受水槽１０２内の混合液（有機性廃水）に直接供給してもよい。原水ポンプ２０２が停止している状態において昆虫成長制御剤を供給できるようにするという観点からは、受水槽１０２内の混合液（有機性廃水）に直接供給することが好ましい。

第一実施形態及び第二実施形態において使用する散水ろ床装置は、散水ろ床法を利用して有機性廃水を処理する装置である。散水ろ床法は、好気性生物処理法の一つであり、担体の表面に付着した微生物の作用によって、散布される被処理水中の有機物を分解することにより、生物処理水を得る方法である。散水ろ床法は、一般的に、生物膜の表面が好気的、生物膜の内部が嫌気的になることが知られている。このため、硝化が進行可能な低ＢＯＤ負荷で散水ろ床の運転を実施すると、生物膜の表面では硝化反応が進行し、生物膜の内部では脱窒反応が進行するという特徴があり、窒素除去効率の面で優れている。散水ろ床法は、ＢＯＤ容積負荷１ｋｇ－ＢＯＤ／ｍ³／ｄ以上でも安定して運転することが可能であり、敷地面積が限られる場合に特に有効である。

散水ろ床法に用いられる担体の具体的構成に特に制限はない。担体の素材は、微生物が付着すればどのような素材でも良く、代表的なものとしては、プラスチック、砕石等が用いられる。担体の形状は、膜状、プレート状、球状、円柱状、直方体、中空状など何れの形状でもよい。また、ろ床槽の容量に対する担体の充填率としては、４０～８０％、望ましくは５０～７０％が好ましい。膜状担体の場合は、ろ床槽の容量に対する膜の容量（膜の容量は膜の外形寸法に基づき計算される。）は、０．０５～０．１５ｍ³／ｍ³となるように充填することが好ましい。

より効率良く且つ安定的に生物処理を行うためには、ろ床槽に供給される被処理水（有機性廃水）とろ床槽内の酸素とが膜面を挟んで対向して浸透する構造を有する、例えば図４、図５に示すような、膜状担体２０がろ床槽内に配置されることが好ましい。

図４及び図５に示すように、膜状担体２０は、支持体２１と支持体２１に支持される膜２２を備え、膜２２が支持体２１を覆うループ形状を有しており、非処理水がループ形状の膜２２の外面から浸透し、酸素がループ形状の膜２２の内面に形成された空間２３から膜２２の外面へ浸透するように構成されている。膜２２は支持体２１の外側で湾曲する湾曲部２２ａと、湾曲部２２ａの両端から互いに略平行に延伸する延伸部２２ｂ、２２ｃとを備え、膜２２の下端側、即ち、膜２２を収容するろ床槽の底面と対向する側に、膜２２の内面に堆積してその後剥離する汚泥（不図示）を空間２３の外へ排出するための開口部２２ｄが形成されている。

膜状担体は、被処理水の供給側はＢＯＤが豊富で酸素が乏しいエリアとなる一方で、酸素供給側はＢＯＤが乏しく酸素が豊富なエリアとなる。そのため、被処理水の供給側に脱窒反応の進行に適した条件を作り出しながら、酸素供給側に硝化反応に適した条件を作り出すことができるため、種々の担体の中でも特に優れた窒素除去性能を発揮する点においてより好適である。

これに対して、通常の粒状担体の場合、ＢＯＤ、窒素、及び酸素が同じ方向から担体表面の生物膜に供給されるため、１．０～１．５ｋｇ－ＢＯＤ／ｍ³／ｄの負荷では酸素はＢＯＤの酸化で消費し切ってしまい、硝化－脱窒反応が進みにくくなる場合もある。加えて、膜状担体は、他の形状の担体を使用する処理方式と比較して、１．５ｋｇ－ＢＯＤ／ｍ³／ｄ以上の高負荷条件でも閉塞せず安定して運転できるという利点を有している。これは、膜状担体では各担体が鉛直方向に延伸しており、担体から剥離した生物膜は担体間で閉塞することなく槽外に排出されるためである。

上記の実施形態においては、散水ろ床装置を使用したが、無曝気方式の生物処理装置としては回転円板装置も挙げられる。回転円板装置は、回転円板法を利用して有機性廃水を処理する装置である。回転円板法は、回転する円板の一部を被処理水と大気に交互に触れさせることによって、円板の表面に生物膜を形成させ、被処理水中の有機分を分解させて生物処理水を得る方法である。曝気、エアレーションを行なわないため、風量調整が必要なブロワの設置が不要で、活性汚泥法等のように返送汚泥を供給する必要も無いため、より簡易な設備を供給できる点で有利である。回転円板法のＢＯＤ負荷としては、０．１～１．５ｋｇ－ＢＯＤ／ｍ³／ｄが好ましく、過剰な負荷をかけると、円板に過剰に微生物が付着し、回転軸が破損するという問題が発生する場合がある。

円板の材質及び具体的形状に特に制限は無く、任意の装置を用いることができる。例えば、円板の材質としては発泡スチロール、プラスチック、塩化ビニル、耐水ベニヤ、アルミニウム等の金属板が利用でき、直径１～３ｍ、厚さ０．７～２０ｍｍの円板状にして使用することができる。

［３．し尿処理システム］
有機性廃水処理においては廃水の排出量や原水槽の大きさにより、原水が連続的に供給される場合（下水処理等）や間欠に供給される場合（し尿処理、工場排水処理等）がある。図６には、下水道放流を前提としたし尿処理の簡易処理を例に取り、本発明の一実施形態に係る無曝気方式の生物処理装置を使用したし尿処理システムのフロー図が記載されている。尿処理システム３０は、固液分離装置３１、無曝気方式の生物処理装置３２、及び希釈槽３３を備える。尿処理システム３０においては、被処理水を固液分離装置３１で固液分離して分離汚泥と分離液とに分離し、分離液の少なくとも一部を無曝気方式の生物処理装置３２に送って生物処理を行う。得られた生物処理水は、希釈槽３３に送られ、下水排除基準を満たすように希釈水によって希釈された後、放流される。

（被処理水）
処理対象となる被処理水としては、浄化槽汚泥及びし尿系汚泥の少なくとも何れかを含むものであれば特に限定されない。

（固液分離装置）
し尿系汚泥と浄化槽汚泥の混合液を被処理水として利用する場合の固液分離については、し尿系汚泥と浄化槽汚泥に対してそれぞれ別々に固液分離を行うことが好ましい。固液分離処理には、種々の固液分離装置を用いることができるが、例えば、脱水機を用いて分離汚泥と分離液とに固液分離することが設備及び運用コスト面から好ましい。更に、固液分離前の被処理水に対して濃縮処理を行うことがより好ましい。濃縮方式としては、重力濃縮、機械濃縮の何れも有効な濃縮方式である。

固液分離処理前に高分子凝集剤を添加した濃縮処理を行うことにより、濃縮汚泥の汚泥濃度（ＴＳ）を最大１０～１２質量％程度にまで濃縮することができる。高濃度に濃縮された濃縮汚泥に対して更に脱水機を用いて脱水処理を行えば、含水率７０％以下の低含水率の脱水汚泥（分離汚泥）が得られるため、より顕著な汚泥減容効果が得られる。この低含水率の脱水汚泥のカロリーは高いため、焼却処理において補助燃料無しでの自燃が可能であり、省エネ、低コストとなる。

（無曝気方式の生物処理装置）
生物膜法を用いた生物処理法は、大きく分けて担体の定期的な洗浄工程を必要とするものと、生物膜量が処理の中で自律的にコントロールされるものとに分けることができる。前者には、生物膜ろ過法等が該当する。後者には、散水ろ床法、流動担体法、回転円板法、固定床法（接触酸化法）が該当する。上述したように、ハエの発生は散水ろ床法及び回転円板法といった無曝気方式の生物処理法において顕著に見られる。従って、上述した実施形態に係る有機性廃水の処理方法におけるハエ発生対策は、無曝気方式の生物処理装置を使用する場合に特に効果を発揮する。

以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。

原水（有機性廃水）として、し尿処理施設の脱水分離液を使用した。表２に実験期間中の代表的な脱水分離液の性状を示す。ｐＨ、ＢＯＤ、ＳＳ、ＮＨ₄－Ｎ、及びＰＯ₄－ＰはすべてＪＩＳＫ０１０２：２０１９に準拠して測定した。

［実施例１（週末１回薬剤添加）及び実施例２（週末２回薬剤添加）］
上記の原水を図１に示す装置構成の散水ろ床装置にて生物処理した。散水機１１０としては自走式の回転散水機を使用した。ろ床槽１０３の１台の外径寸法は１．０ｍＷ×１．０ｍＤ×２．５ｍＨとし、有効容積２ｍ³のものを２台受水槽１０２の上に並列に設置した。受水槽１０２の有効容量は約２ｍ³であった。担体１０４としては図４及び図５に示す布製の膜状担体を設置した。ろ床槽１０３の容量に対する膜の容量は０．０６ｍ³／ｍ³であった。

昆虫成長制御剤としては、表１の薬品－Ｂ（ピリプロキシフェンの発泡錠剤）を使用した。実施例１では金曜日の夕方（原水の供給有り）又は土曜日の夕方（原水の供給有り）に薬品－Ｂを２錠（金曜日）又は１錠（土曜日）、受水槽１０２の入口側の壁１０２ｗに吊るされているステンレス製の金網籠に投入した。実施例２では、更に月曜日の朝（原水の供給が再開する１２～２４時間前）に薬品－Ｂを１錠、同じステンレス製の金網籠に投入した。受水槽１０２における有機性廃水の水量に基づいて計算した場合、１錠の錠剤が溶解すると、有機性廃水中のピリプロキシフェン濃度は約６μｇ／Ｌとなる。散水ろ床装置への原水の供給が停止中は、散水ろ床装置からの有機性廃水の排出も停止し、散水ろ床装置は１台当たりのろ床槽１０３に対し５～７ｍ³／ｈの平均流量で散水されるように循環運転を行った。実施例１及び２の試験条件を表３にまとめた。

［実施例３（平日連続薬剤添加）］
上記の原水を図２に示す装置構成の散水ろ床装置にて生物処理した。実施例３の散水ろ床装置の装置構成は、昆虫成長制御剤の添加手段以外は、実施例１及び実施例２と同じである。実施例３では、薬液貯留槽２１０に薬品－Ｂを水で溶解した薬液が収容されており、原水供給が停止する週末を除き、原水槽２０６における原水の水量に対してピリプロキシフェン濃度が６μｇ／Ｌになるように、薬液注入ポンプ２１４を用いて薬液を原水ライン２１６に連続的に供給した。散水ろ床装置への原水の供給が停止中は、薬液の供給の他、散水ろ床装置からの有機性廃水の排出も停止し、散水ろ床装置は１台当たりのろ床槽１０３に対し５～７ｍ³／ｈの平均流量で散水されるように循環運転を行った。実施例３の試験条件を表３にまとめた。

［比較例（薬剤添加なし）］
上記の原水を図１に示す装置構成の散水ろ床装置（但し、昆虫成長制御剤の添加はなし）にて生物処理した。比較例の散水ろ床装置の装置構成及び稼働条件は、昆虫成長制御剤の添加を行わないこと以外は、実施例１及び実施例２と同じである。比較例の試験条件を表３にまとめた。

［ハエ発生状況の評価］
上記の実施例１～３、比較例の実験中、受水槽１０２内の有機性廃水の温度は１５～２５℃程度であった。実験は９月から１１月まで継続的に行い、定期的にハエの幼虫及び成虫の発生数を目視で確認して記録した。図７にハエ幼虫の発生状況の変化を示す。また、図８にハエ成虫の発生状況の変化を示す。ハエの幼虫及び成虫の発生状況は確認された個体数に応じて表４に示す４段階の発生強度に分けた。表５に結果をまとめた。

比較例は薬剤（昆虫成長制御剤）を添加しなかったため、９月の中旬以降ハエの幼虫が受水槽壁面、ろ床上部に発生し、その後、急激に増加した。ハエの成虫も幼虫の増加に追従して増加した。
実施例３は薬剤を平日に連続注入したことで、全期間を通じてハエの幼虫、成虫の発生はなかった。
実施例１は薬剤を週末１回添加した。９月後半から１０月にかけてハエの幼虫が少し発生したが、ハエの成虫は見られなかった。これは薬剤の効果により幼虫から成虫への羽化が抑制されたためである。
実施例２は薬剤を週末２回添加したもので、全期間を通じてハエの幼虫、成虫の発生はなかった。

［薬剤消費量の評価］
表６に実験期間中（９月～１１月）の薬剤使用量を示す。薬剤は錠剤（６ｇ／１錠、有効成分０．５質量％含有）単位で算出した。週末に薬剤添加する実施例１、実施例２は、ハエ発生の抑制効果はほとんど変わらないが、平日に連続添加する実施例３に比べて、１／４～１／７の使用量であった。

２０：膜状担体
２１：支持体
２２：膜
２２ａ：湾曲部
２２ｂ：延伸部
２２ｃ：延伸部
２２ｄ：開口部
２３：空間
３０：し尿処理システム
３１：固液分離装置
３２：生物処理装置
３３：希釈槽
１００：生物処理装置
１０２：受水槽
１０２ｗ：壁
１０３：ろ床槽
１０４：担体
１０５：循環ポンプ
１０６：架台
１０８：循環ライン
１０９：容器
１０９ａ：収容部
１０９ｈ：吊り下げ部
１１０：散水機
１１２：フック
２００：生物処理装置
２０２：原水ポンプ
２０４：流入ライン
２０６：原水槽
２０７：流出ライン
２０８：処理水槽
２１０：薬液貯留槽
２１２：薬液注入ライン
２１４：薬液注入ポンプ
２１６：原水ライン
３１０：容器
３１１：収容部
３１２：吊り下げ部
３１３：投入口
３１５：フック部
３２０：容器
３２１：収容部
３２２：吊り下げ部
３２３：投入口
３２４：蓋
３２５：フック部

Claims

有機性廃水を、受水槽及びろ床槽を備える無曝気方式の生物処理装置の前記受水槽に供給する工程と、前記受水槽より有機性廃水を前記ろ床槽に散布して生物処理する工程と、前記生物処理装置内の有機性廃水にハエの幼虫の成長を抑制する昆虫成長制御剤を添加する工程とを含む有機性廃水の処理方法であって、
前記昆虫成長制御剤を添加する工程は、前記受水槽への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している間に実施し、
前記生物処理する工程は、前記受水槽への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している間、有機性廃水を前記受水槽と前記ろ床槽の間で循環させながら実施することを特徴とした有機性廃水の処理方法。
前記受水槽への有機性廃水の供給が停止し、且つ、前記生物処理装置からの有機性廃水の排出が停止している時間が、１２時間以上であることを特徴とした請求項１に記載の有機性廃水の処理方法。
前記昆虫成長制御剤を添加する工程が、錠剤の形態にある前記昆虫成長制御剤を、通水性の容器に収容して、前記受水槽内の有機性廃水中に浸漬することを特徴とした請求項１又は２記載の有機性廃水の処理方法。
前記容器は、前記受水槽の入口側の壁に吊るされることを特徴とした請求項３に記載の有機性廃水の処理方法。
前記受水槽への有機性廃水の供給が行われている間は、前記昆虫成長制御剤を添加する工程を実施しない請求項１～４の何れか一項に記載の有機性廃水の処理方法。
有機性廃水がし尿である請求項１～５の何れか一項に記載の有機性廃水の処理方法。