(57)【要約】【課題】本発明の課題は、排水処理設備における硫酸還元菌による臭気の発生を効率よく抑制することである。【解決手段】マイクロナノバブルを含む水を排水に添加することによって、排水処理設備における硫酸還元菌による硫化水素の発生を効率的に抑制する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロナノバブルを含む水を排水に添加して硫酸還元菌の増殖を抑制することを含む、排水処理設備における排水の臭気抑制方法。
【請求項２】
マイクロナノバブルを含む水が、排水から製造される、請求項１に記載の臭気抑制方法。
【請求項３】
マイクロナノバブルが、酸素ガスまたはオゾンガスのマイクロナノバブルである、請求項１または２に記載の臭気抑制方法。
【請求項４】
排水処理設備が単純沈降槽である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の臭気抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水の臭気抑制方法に関する。特に本発明は、マイクロナノバブルを含んでなるマイクロナノバブル水を用いて排水処理設備における硫酸還元菌の増殖を抑制することによる臭気抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境規制は厳しくなる方向にあり、それに伴って排水処理の技術や設備に対する要求も高まっている。
排水中の不溶性固体（Suspended Solid：ＳＳ）を沈降分離により除去する方法としては、凝集剤を利用した凝集沈殿処理や、自然沈降を利用した単純沈殿処理などが知られている。現在では、クラリファイヤなどによる凝集沈殿処理が一般的であるが、コスト的な問題等から単純沈殿槽を使用している場合も見られる。
【０００３】
一般に単純沈殿槽では、槽の底部から汚泥を引き抜く装置が設置されていないことから、ポンプ等によって汚泥を引き上げる必要がある。しかし、汚泥の引き上げ頻度が限られるため、槽の底部には汚泥が堆積して嫌気状態（酸素が無い状態）が起こり易い。そのため、排水中に硫酸イオンや亜硫酸イオンが存在する場合には、硫酸還元菌が増殖して硫化水素が生成し、臭気が発生する。汚泥の滞留などによって嫌気状態が生じやすい排水処理設備における硫化水素ガスの対策としては、定期的な槽内の洗浄・攪拌やエアー送入による嫌気状態の回避等が考えられるが、いずれの場合も費用対効果が低く、硫酸還元菌による硫化水素の発生を効果的に抑制する方法の開発が望まれている。
【０００４】
ところで、近年、マイクロバブルやナノバブルといった非常に微細な気泡（超微細気泡）を利用した技術が注目されている。マイクロバブルやナノバブルには、ミリバブル（直径が１ｍｍ以上の気泡）にはない固有の物理化学的な特性があるとされ、土壌改善や食品加工などへの応用が検討されている。ナノバブルとは、ナノレベル（１〜１０００ｎｍ）の直径を有する気泡であり、基本的にマイナスの電荷を持つためプラスの電荷を持つものに吸着する。マイクロバブルとは、マイクロレベル（１〜１０００μｍ）の直径を有する気泡である。
【０００５】
特許文献１（特開２００７−３１９８３０号公報）には、マイクロナノバブルを用いて洗浄水中の好気性微生物を活性化させることによって、排ガス中の臭気成分（揮発性有機化合物）を分解除去することが記載されている。しかし、この方法は、好気性微生物に関する技術にすぎない。
【特許文献１】特開２００７−３１９８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、排水処理設備における硫酸還元菌による臭気の発生を効率よく抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、マイクロナノバブルを含む水を排水に添加することによって、排水処理設備における硫酸還元菌による硫化水素の発生を効率的に抑制できることを見い出し、本発明を完成させた。
【０００８】
本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。
（１）  マイクロナノバブルを含む水を排水に添加して硫酸還元菌の増殖を抑制することを含む、排水処理設備における排水の臭気抑制方法。
（２）  マイクロナノバブルを含む水が、排水から製造される、（１）に記載の臭気抑制方法。
（３）  マイクロナノバブルが、酸素ガスまたはオゾンガスのマイクロナノバブルである、（１）または（２）に記載の臭気抑制方法。
（４）  排水処理設備が単純沈降槽である、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の臭気抑制方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、排水設備における硫酸還元菌の増殖を抑制し、硫化水素などの臭気成分の発生を防止することができる。硫酸還元菌による臭気の発生は、嫌気状態において硫酸イオンもしくは亜硫酸イオンが硫化水素に変換されることで起こるが、本発明によって、より効率的に好気状態（酸素が存在する状態）を保持し、嫌気状態を回避することができるため、硫酸還元菌に起因する臭気を抑制することができると考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
１つの態様において、本発明は、排水にマイクロナノバブルを含む水を添加することによって硫酸還元菌の増殖を抑制することを含む、排水処理設備における排水の臭気抑制方法である。本発明によれば、排水処理設備において、硫酸還元菌により嫌気性条件下で発生する硫化水素を含んでなる臭気を抑制することができる。
【００１１】
本発明においては、マイクロナノバブルを含む水（マイクロナノバブル水）を使用する。マイクロナノバブル水の原料となる水については、特に限定はなく、地下水や河川などからの工業用水や水道水などを用いることができ、実際の排水を使用してマイクロナノバブル水としてもよい。マイクロナノバブル水の原料として排水などの異物を含む水を使用する場合、マイクロナノバブル水の製造時におけるポンプ等への影響を考慮すると、水中の異物が少ないものが好ましく、例えば、スクリーン処理などをあらかじめ行ってもよい。不溶性固体（ＳＳ）を過度に含む排水はポンプ等において詰まりやすく、マイクロナノバブルの発生効率を著しく低下させるおそれがあるためである。
【００１２】
本発明のマイクロナノバブルとは、直径が１００μｍ以下の液体中の微細な気泡であり、マイクロレベル（1〜100μｍ）のマイクロバブルやナノレベル（1000ｎｍ未満）のナノバブルを含んでなる。マイクロナノバブルは、ミリオーダー以上の通常の気泡と比較して、界面活性作用、衝撃圧力作用、酸化作用などが強いとされ、種々の用途への応用が検討されている。
【００１３】
具体的には、マイクロナノバブルの界面活性作用とは、マイクロナノバブルの大きな表面積とマイナス電荷に起因する作用であり、マイクロナノバブルによってプラスの電荷を有する汚れ等を容易に吸着させることができ、繊維や精密機械部品等の洗浄用途などへの応用が期待されている。衝撃圧力作用とは、マイクロナノバブルがが破裂する際に大きな衝撃が発生することに基づく作用であり、マイクロナノバブル周辺の物質に作用する。また、マイクロナノバブルの酸化作用とは、マイクロナノバブルによって発生するフリーラジカルに基づく作用である。
【００１４】
本発明においてマイクロナノバブル水によって排水からの臭気を抑制できるメカニズムの詳細は明らかでないが、マイクロナノバブルによって溶存酸素量が向上し、排水設備中の嫌気性環境を回避できるため、嫌気性微生物の一種である硫酸還元菌の増殖による硫化水素の発生を抑制できることが一因にあると推測される。特にマイクロナノバブルは、ミリオーダーの気泡と比べて、微細な部分にも入り込むことができ、気泡が消失するまでの時間が長いため、硫酸還元菌などの嫌気性微生物の活動を効率的に回避することができる。
【００１５】
本発明のマイクロナノバブルを構成する気体は、特に制限されず、空気、酸素ガス、オゾンガスなどを利用することができる。マイクロナノバブルの生成時に吸引する気体を変えることによって、様々な気体のマイクロナノバブルを得ることができる。入手の容易性の点からは空気が好ましいが、後述するように酸素ガスやオゾンガスのマイクロナノバブルがより好ましい。
【００１６】
本発明においては、排水処理設備における嫌気性微生物を抑制して排水の臭気を抑制するため、酸素ガスやオゾンガスのマイクロナノバブルを使用すると、効率的に嫌気状態（酸素が無い状態）を回避し、好気状態（酸素が存在する状態）を維持することができるため好ましい。さらに好ましい態様において、オゾンガスのマイクロナノバブルを使用すると、排水中に酸素を効率的に溶存させられるだけでなく、オゾンにより硫酸還元菌を直接的に死滅させることができるため、大きな臭気抑制効果が期待できる。
【００１７】
本発明において、マイクロナノバブルの発生方法は、公知の方法を利用することができる。例えば、好ましい態様において、液体と気体をミキシングポンプにより吸引しマイクロバブルを生成させ、さらに、装置内部に組み込まれた高速旋回装置によってマイクロバブルをせん断処理してマイクロナノバブルを生成させることができる。この方法に基づく装置としては、協和機設のバヴィタス（BUVITAS）などが市販されており、比較的簡易な装置でマイクロナノバブルを製造することができる。その他にも、電解質イオンを含む水中でマイクロバブルを水の流動（圧縮、膨張、過流）により圧壊させて、ナノバブルを生成させることもできる。この生成方法については、産業技術総合研究所とREO研究所で共同研究が行われている。
【００１８】
本発明のマイクロナノバブル水を、処理対象の排水に添加する方法は特に制限されず、１つの態様においては、通常のポンプなどを利用して排水ラインなどに合流させることができる。処理対象の排水としては、特に制限はないが、例えば、食品工場や製紙工場の排水などに対して本発明を好適に適用することができる。
【００１９】
本発明を適用する排水処理設備は、特に制限されないが、単純沈殿槽や生物安定池などの嫌気状態になりやすい部分がある排水処理設備に本発明を適用すると臭気抑制効果が大きく発揮され、特に好ましい。硫酸還元菌は嫌気性菌の一種であり、嫌気状態（酸素が無い状態）において排水中に存在する硫酸イオンや亜硫酸イオンを硫化水素へ変換する。したがって、硫酸還元菌に起因する臭気は、排水処理設備の汚泥などが滞留しやすい場所で発生することが多く、発生する硫化水素が臭気問題となる。したがって、本発明は、単純沈殿槽などの排水処理設備に適用すると、その効果が十分に発揮される。
【００２０】
また、本発明においては、本発明の特徴を損なわない限りにおいて、追加の工程を加えることが可能である。例えば、本発明の方法に、スクリーン処理などによる異物除去工程や、各種攪拌装置による攪拌工程を加えてもよい。本発明によって処理された排水は、海洋または河川などの環境中へ排出してもよく、また、工場用水として再利用してもよい。さらに、本発明による方法を最適な条件で行うために、本発明は、その他の工程とのバランスを調整する制御工程を含むことができる。
【００２１】
他の観点からは、本発明は、気体と水からマイクロナノバブル水を製造するマイクロナノバブル発生装置と、マイクロナノバブル水を排水処理設備に導入するための導入装置、マイクロナノバブル水と処理対象の排水とが接触する処理装置とを含んでなる、排水処理装置である。
【００２２】
このように本発明によれば、効率的に好気状態（酸素が存在する状態）を保持し、嫌気状態を作り出さないことが可能となることから、硫酸還元菌の作用および増殖を抑制し、臭気の発生を抑制することができる。
【実施例】
【００２３】
本発明の内容をより詳細に説明するため以下に実施例を示すが、以下の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。なお、特に断らない限り、本明細書において、部および％はそれぞれ重量部および重量％を示すものとして記載される。
【００２４】
［実施例１］
マイクロ・ナノバブル生成装置「ＢＵＶＩＴＡＳ」（バヴィタス、協和機設製）を用いて、以下の条件でマイクロナノバブル水を製造した。なお、上記装置によってマイクロナノバブルが生成することは、電気抵抗法を活用した精密粒度分布計測により確認されており、製造から３０時間後のマイクロナノバブル水について気泡の粒子径を測定した結果が協和機設のホームページに掲載されている（ｈｔｔｐ：//kyowakisetsu.dreamblog.jp/blog/13.html）。
＜マイクロナノバブル水の製造条件＞
・水道水を使用
・処理時間：  ２０分
・処理温度：  室温
・使用気体：  空気
・気体流量：  ０．６５Ｌ／分
アインホルン管に、沈殿池の底部から採取した汚泥（硫酸還元菌を含む、固形分濃度：５重量％）６ｍＬ、希硫酸水溶液（濃度：５％）２０ｍＬ、マイクロナノバブル水６ｍＬを入れ、３７℃で２週間放置した。
【００２５】
放置後、アインホルン管内のガス発生量を目盛にて測定した。測定したガス発生量に基づき、以下の式：
ガス発生率（％）＝ガス発生量（ｍＬ）／ガス発生理論量（ｍＬ）×１００
によりガス発生率を求めた。ここで、本実験におけるガス発生理論量は、使用した硫酸と汚泥から０．２６ｍＬと算出される。
【００２６】
［実施例２］
排水（製紙工場から採取）から製造したマイクロナノバブル水を使用した以外は、実施例１と同様な方法で汚泥からのガス発生量を評価した。
【００２７】
［実施例３］
マイクロナノバブルを生成させる際に水と一緒に酸素ガスを吸引した以外は、実施例１と同様な方法で汚泥からのガス発生量を評価した。
【００２８】
［実施例４］
マイクロナノバブルを生成させる際に水と一緒にオゾンガスを吸引した以外は、実施例１と同様な方法で汚泥からのガス発生量を評価した。
【００２９】
［比較例１］
マイクロナノバブル水の代わりに空気含有水を使用した以外は、実施例１と同様な方法で汚泥からのガス発生量を評価した。空気含有水は、空気送入装置（エアーポンプＡＰＮ・株式会社レイシー製）および散気管（エアーストンＮＢ・株式会社レイシー製）を用いて、以下の条件で製造した。この空気含有水における空気の大きさは、直径１５０μｍ程度である。
＜空気含有水の製造条件＞
・水道水を使用
・処理時間：  ２０分
・処理温度：  室温
・使用気体：  空気
・気体流量：  ０．６５Ｌ／分
【００３０】
【表１】
2010082541.tif 000002
【００３１】
表１に、実施例１〜４および比較例１におけるガス発生率（測定値／理論値）を示す。表１の結果から、マイクロナノバブルを含む水を添加することによって、排水中の硫酸還元菌による排水からの臭気の発生を抑制できることが明らかとなった。