(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定床式排水処理装置を用いた界面活性剤含有排水の処理方法において、循環ポンプによりばっ気区画内の処理水の一部を取水して、生物反応区画内に返送することを特徴とする界面活性剤含有排水の処理方法。
【請求項２】
界面活性剤に由来する発泡を指標として排水流入量を制御することを特徴とする請求項１記載の界面活性剤含有排水の処理方法。
【請求項３】
上記界面活性剤は、非イオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項１または２記載の界面活性剤含有排水の処理方法。
【請求項４】
上記非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも一つの非イオン性界面活性剤またはこれらのもののうち二以上の組み合わせであることを特徴とする請求項３記載の界面活性剤含有排水の処理方法。
【請求項５】
上記固定床に、非イオン性界面活性剤に対して分解する能力を有する微生物を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の界面活性剤含有排水の処理方法。
【請求項６】
上記微生物が、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１として寄託されている微生物シュードモナス・プチダＳＤ−２１株であることを特徴とする請求項５記載の界面活性剤含有排水の処理方法。
【請求項７】
固定床式排水処理装置において、生物反応区画とばっ気区画を有する反応槽と、該ばっ気区画に設けられた循環パイプと、該生物反応区画に設けられた返送パイプと、該循環パイプと該返送パイプを連結するように設けられた循環ポンプとを含むことを特徴とする界面活性剤含有排水の処理装置。
【請求項８】
界面活性剤に由来する発泡を検知する手段と、発泡の程度に応じて排水の供給量を増減する手段とをさらに含むことを特徴とする請求項７記載の界面活性剤含有排水の処理装置。
【請求項９】
上記界面活性剤は、非イオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項７または８記載の界面活性剤含有排水の処理装置。
【請求項１０】
上記非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも一つの非イオン性界面活性剤またはこれらのもののうち二以上の組み合わせであることを特徴とする請求項９記載の界面活性剤含有排水の処理装置。
【請求項１１】
上記固定床に、非イオン性界面活性剤に対して分解する能力を有する微生物を用いることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の界面活性剤含有排水の処理装置。
【請求項１２】
上記微生物が、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１として寄託されている微生物シュードモナス・プチダＳＤ−２１株であることを特徴とする請求項１１記載の界面活性剤含有排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、界面活性剤、特に、生物分解性の低いポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル及びポリオキシエチレンアルキルエ−テル等の非イオン性界面活性剤を含む排水を、発泡等の問題を生じることなく高い効率で処理する方法および装置に関する。また、上記非イオン性界面活性剤に対して分解する能力を有する微生物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排水に含まれる界面活性剤を除去する方法としては、▲１▼界面活性剤含有排水を吸着剤である活性炭に吸着させて除去する吸着法、▲２▼界面活性剤と結合する凝集剤を界面活性剤含有排水に添加し、界面活性剤を凝集・不溶化して除去する凝集分離法、▲３▼界面活性剤含有排水に空気等を吹き込むことにより気泡を形成し、この気泡と共に界面活性剤を除く泡沫分離法、▲４▼微生物を用いて分解除去する生物処理法などがある。
これらの方法のうち、上記▲１▼の吸着法は、吸着量飽和により活性炭を交換する必要がある。また、上記▲２▼の凝集分離法は、多量のスラッジが発生するなどの問題がある。さらに、上記▲１▼〜▲３▼の物理化学的処理法は、界面活性剤を単に分離するのみで、本質的に界面活性剤を分解処理することはできない。よって、本質的な分解処理方法としては、上記▲４▼の微生物を用いた処理法が有望である。
【０００３】
微生物を用いて界面活性剤を含む排水を処理する場合、活性汚泥法、または固定床式の生物処理法を用いることが一般的である。活性汚泥法は、分解微生物群である活性汚泥を沈殿させるための沈殿槽が必要である。一方、固定床式の生物処理法は、微生物が固定化されているため、活性汚泥法のように沈殿槽を必要とせず、排水処理設備は活性汚泥法と比較して小規模になる。しかし、固定床法は活性汚泥法と比較すると、排水中の汚濁物質と分解微生物群の接触頻度が低く、処理効率は一般に低い。また、一般的な固定床処理法では、エアリフト（通気）によってもたらされた循環流によって排水の処理を行っていた。しかし、十分な接触頻度を得るにはエアリフトのみの循環流速では不足がちであった。
また、微生物を用いて界面活性剤を含む排水を処理する場合、好気条件下での処理が一般的である。しかし、界面活性剤の性質から、酸素供給時のばっ気操作による排水処理系の発泡現象、これに伴う活性汚泥の流出、破壊などの恐れがある。そのため、従来の排水処理装置は、発泡現象を回避するため、装置の最大処理能力に対して排水供給量をより低い設定にして運転せざるをえなかった。よって、装置の最大処理能力を十分活用できるような装置の改良が望まれている。
【０００４】
一方、界面活性剤は、用途によって、様々な種類の界面活性剤を組み合わせて使用されている。実際、産業用及び家庭用に用いられている洗剤には、その洗剤の用途により、様々な種類の界面活性剤が混合されている。このうち産業用の洗剤には、主に非イオン性界面活性剤が含有されていることが知られている。したがって、産業洗浄排水の中には、多種の非イオン性界面活性剤が含まれており、洗浄排水の浄化を行う場合、各種非イオン性界面活性剤の分解処理が必要となる。また、排水中にはタンパク質や脂質等も含有しているため、タンパク質や脂質等の成分が共存する条件で、非イオン性界面活性剤を分解処理する必要がある。
【０００５】
界面活性剤を含有する排水の処理は、前記したように、活性汚泥を用いて処理するのが一般的である。しかしながら、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル［ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（以下、ＮＰＥという）と、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（以下、ＯＰＥという）とを主成分とする混合物であり、以下、ＡＰＥという］、及びポリオキシエチレンアルキルエーテル（以下、ＡＥという）は、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸（ＬＡＳ）に代表される陰イオン性界面活性剤と比較すると、生分解性は極めて低いことが知られている。よって、ＡＰＥ及びＡＥは十分に分解されず、処理水中に残存した状態で環境中に放出される。また、これら非イオン性の界面活性剤を用いて活性汚泥を馴養培養しても、分解能を呈するようになるには長期間を必要とし、十分な分解能を得られないことから、この馴養培養法による生分解作用の向上は期待できない。
これまでにＮＰＥを分解する微生物は自然界から単離されているが、この微生物によるＮＰＥの分解率は５４％程度と低い（例えば、特開平７−１５５１７３号公報四国化成工業株式会社を参照）。また、これまでにＮＰＥを分解する微生物として単離された微生物が、ＯＰＥ、ＡＥ等の他の非イオン性界面活性剤の分解能を有するという報告はない。したがって、多種の非イオン性界面活性剤に対して分解能を有する微生物を単離することが望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情に鑑み、本発明者らは、排水処理系の発泡を防止することができ、かつ、界面活性剤の処理効率を高くすることができる界面活性剤含有排水の処理方法およびその装置を開発すべく、鋭意研究を行った。併せて、本発明者らは、ＡＰＥ及びＡＥに対して単独で優れた生分解性を有する微生物を開発すべく、鋭意研究を行った。
その結果、本発明者らは、排水の供給量、または反応槽内の循環流の流速を制御することによって、かかる問題点が解決されることを見出した。そして、ＮＰＥ、ＯＰＥ、ＡＥに対して高い分解性能を有するシュードモナス・プチダ（Pseudomonas putida）に分類される細菌を単離したことによって、かかる問題点が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の一課題を達成するため、本発明の界面活性剤含有排水の処理方法は、固定床式排水処理装置を用いた界面活性剤含有排水の処理方法において、界面活性剤に由来する発泡を指標として排水流入量を制御することにより、排水中の界面活性剤の処理効率を最適に保つことを特徴とする。
また、本発明の界面活性剤含有排水の処理方法は、別の形態として、固定床式排水処理装置を用いた界面活性剤含有排水の処理方法において、反応槽内の循環流の流速を制御することにより、排水中の界面活性剤の処理効率を最適に保つことを特徴とする。
【０００８】
上記界面活性剤として、非イオン性界面活性剤を対象とすることができる。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも一つの非イオン性界面活性剤またはこれらのもののうち二以上の組み合わせとすることができる。
また、上記固定床に、非イオン性界面活性剤に対して分解する能力を有する微生物を用いることができる。微生物として、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１として寄託されている微生物シュードモナス・プチダＳＤ−２１株を用いることができる。
【０００９】
別の側面として、本発明は、界面活性剤含有排水の処理装置であり、固定床式排水処理装置において、排水流入量制御装置を設け、該排水流入量制御装置が界面活性剤に由来する発泡を検知する手段と、上記発泡の程度に応じて上記排水の供給量を増減する手段とを含むようにしたことを特徴とする。
また、本発明の界面活性剤含有排水の処理装置は、別の形態として、固定床式排水処理装置において、循環流補助装置を設け、該循環流補助装置が反応槽内の循環流の流速を加速させる手段を含むようにしたことを特徴とする。
【００１０】
上記界面活性剤として、非イオン性界面活性剤を対象とすることができる。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも一つの非イオン性界面活性剤またはこれらのもののうち二以上の組み合わせとすることができる。
また、上記固定床に、非イオン性界面活性剤に対して分解する能力を有する微生物を用いることができる。微生物として、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１として寄託されている微生物シュードモナス・プチダＳＤ−２１株を用いることができる。
【００１１】
さらに、上記もう一つの課題を達成するため、本発明の微生物は、非イオン性界面活性剤に対して分解する能力を有するＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１として寄託されているシュードモナス・プチダＳＤ−２１株である。
上記非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも一つの非イオン性界面活性剤またはこれらのもののうち二以上の組み合わせとすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
１．制御による処理方法
図１は、本発明の界面活性剤含有排水の処理方法および装置を実施するためのシステムについて、その一実施の形態を示す概要図である。
反応槽１は、スリット４により二区画に区切られており、一方は固定床型の生物反応区画２で、もう一方はばっ気区画３である。この生物反応区画２の上部には供給管１１が設置されており、界面活性剤を含んだ排水が供給される。生物反応区画２には固定床５が設けられており、固定床５には分解微生物群が付着している。分解性微生物群は、界面活性剤に対して生分解性を有する微生物であれば、特に限定されるものではない。分解性微生物群の例としては、活性汚泥を挙げることができる。また、ばっ気区画３の下部には空気供給器１４が設置されており、ばっ気区画３に空気が送り込まれる。
【００１３】
上記構成に加えて、本実施の形態では、ポンプ９、発泡センサー１０、流量コントローラ１３からなる排水流入量制御装置を設置する。ポンプ９は、界面活性剤含有排水を供給する供給管１１の途中に設置されており、排水の供給量を増減することができる。発泡センサー１０は、反応槽１の上部に設置されており、反応槽１内の発泡を検知することができる。発泡センサー１０は、発泡の有無を探知することができるものであれば、特に限定されるものではない。発泡センサー１０としては、例えば、赤外線センサー、電極を用いた水位センサー
などを用いることができる。流量コントローラ１３は、ポンプ９と発泡センサー１０の間に設けられており、発泡センサー１０の検知の信号に応じてポンプ９の流量を調整することができる。
なお、本発明の排水流入量制御装置は、上記構成に限定されるものではなく、界面活性剤に由来する発泡を指標として排水の供給量を制御することができるものであれば良い。
【００１４】
また、上記構成に加えて、本実施の形態では、循環パイプ６、循環ポンプ７、返送パイプ８からなる循環流補助装置を設置する。循環パイプ６は、ばっ気区画３の下部に設けられ、循環ポンプ７に連結している。循環ポンプ７にはさらに返送パイプ８が設けられており、返送パイプ８を通じて生物反応区画２の上部へと連結している。なお、本発明の循環流補助装置は、上記構成に限定されるものではなく、反応槽１内の循環流の流速を制御することができるものであれば良い。
【００１５】
上記の構成によれば、まず、界面活性剤を含んだ排水を供給管１１から供給すると、反応槽１内の生物反応区画２に排水が導入される。生物反応区画２では、固定床５の分解微生物群によって排水の中の界面活性剤を分解処理する。界面活性剤が分解された処理水は、スリット４の下方を通ってばっ気区画３へと流れる。次に、空気供給器１４によって、ばっ気区画３内の処理水に空気を吹き込み、好気性分解をするのに必要な酸素を十分に補給する。また、空気供給器１４によって空気を吹き込むことで、ばっ気区画３内の処理水に上昇流が発生し、処理水はスリット４の上方を通って生物反応区画２へと戻る。その結果、生物反応区画２では下降流が生じ、固定床５の分解微生物群によって、再び排水の中の界面活性剤を分解処理する。空気供給器１４は、このような反応槽１内での一様な循環流を作り出す作用がある。固定床５の分解微生物群は、この循環流によって、反応槽１内の処理水中の界面活性剤を繰り返し分解処理する。
【００１６】
また、排水流入量制御装置を起動することによって、反応槽１内で生じた発泡を発泡センサー１０が検知し、その発泡の程度に応じて流量コントローラ１３がポンプ９の排水供給量を調節することができる。排水の供給量の制御としては、例えば、発泡を検知した場合、供給量を減少し、あるいは供給を停止する。また、発泡が無くなった場合、あるいは発泡がある一定まで減少した場合、供給量を増加する等が行われる。これらにより、発泡が生じない程度にまで排水流入量を増加させることができ、固定床５の処理性能を最大に発揮することができる。また、固定床５の処理性能の低下等の理由により、反応槽１内に発泡が生じた場合でも、発泡センサー１０で検知し、排水の供給量を自動的に減少させることで分解処理に悪影響を及ぼす発泡を最小限に抑えることができる。
したがって、排水流入量制御装置は、発泡センサー１０による発泡の程度に応じてポンプ９の供給量を適宜変化させることにより、発泡現象の発生を回避することができ、これに伴う微生物の流出、破壊を防止することができる。このため、装置の最大処理能力に対してより低い設定であった排水供給量を増加させることができ、排水中の界面活性剤の処理効率を安定して向上させることが可能である。
なお、ここで排水の供給量の制御として、完全なオン・オフの場合を例に取って解説する。この場合には、発泡が未検出である限り、これを発泡センサー１０で検知して最大供給量（流入量）とし、発泡を検出したときに、これを発泡センサーで検知して供給量（流入量）をゼロとする。このような操作を繰り返す。もっとも、このような完全なオン・オフ制御に限定されるものではない。
【００１７】
さらに、循環流補助装置を起動させることによって、循環ポンプ７は、循環パイプ６からばっ気区画３内の処理水の一部を取水し、返送パイプ８を通じて生物反応区画２に返送することができる。これによって、空気供給器１４による処理水の循環流を高速化することができる。また、循環ポンプ７によって処理水の循環量を調節することもできるので、反応槽１内の循環流の流速を自由に制御することができる。
したがって、循環流補助装置は、固定床５に付着させた分解微生物群の処理性能にあわせて循環流速を適宜変化させることにより、汚泥物質と微生物群との接触頻度を向上させることができる。これによって、排水中の界面活性剤の処理効率を向上させることが可能である。
【００１８】
図１では、反応槽１の下流側に沈殿槽１２が設置されている。しかし、沈殿槽１２は浮遊汚泥（ＳＳ）濃度などの処理水の性状により必要に応じて設置すれば良く、必ずしも設置する必要はない。
上記の循環流補助装置と排水流入量制御装置は、併せて使用しなくても、それぞれ上記の効果を得ることができる。その一方、これらを併せて使用することで、上記効果を相乗的に得ることができる。つまり、発泡現象を回避することで微生物の処理能力が高まり、十分な接触頻度を得るため循環流をさらに高速化することができ、処理効率が向上するため排水の供給量をさらに増加させることができる。よって、別々に使用した場合に比べ、高い処理性能を得ることができ、処理装置の分解性能を最大に発揮することができる。
【００１９】
２．新規の微生物による処理方法
本発明者らは、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（ＮＰＥ）、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（ＯＰＥ）、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ）等の多種の非イオン性界面活性剤に対して高い分解性能を有するシュードモナス・プチダ（Pseudomonas putida）に分類される細菌を単離した。
本発明で用いられる微生物は、シュードモナス・プチダ（Pseudomonas putida）ＳＤ−２１株として、工業技術院生命工学工業技術研究所に平成１１年１月２２日付けで寄託されているもので（工業技術院生命工学工業技術研究所寄託菌、受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１、以下ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株という）、その細菌学的性質は以下の通りである。
【００２０】
（Ａ）主な性状
１）形態：短桿菌
２）グラム染色性：陰性
３）胞子形成能：なし
４）運動性：あり
５）酸素に対する態度：好気性
６）オキシダーゼ：陽性
７）カターラーゼ：陽性
８）Ｏ−Ｆテスト：酸化
９）蛍光色素の生成：あり
【００２１】
（Ｂ）生理的性質
１０）硝酸の還元：陽性
１１）インドールの生成：陰性
１２）グルコースの発酵性：陰性
１３）アルギニンジヒドラーゼ：陽性
１４）ウレアーゼ：陰性
１５）ゼラチンの液化：陰性
１６）β−ガラクトシダーゼ：陰性
１７）オキシダーゼ：陽性
【００２２】
（Ｃ）資化性
１８）グルコース：陽性
１９）Ｌ−アラビノース：陰性
２０）Ｄ−マンノース：陽性
２１）Ｄ−マンニトール：陰性
２２）Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン：陰性
２３）マルトース：陰性
２４）グルコン酸カリウム：陽性
２５）ｎ−カプリン酸：陽性
２６）アジピン酸：陰性
２７）ｄｌ−リンゴ酸：陽性
２８）クエン酸ナトリウム：陽性
２９）酢酸フェニル：陽性
３０）ソルビトール：陽性
【００２３】
（Ｄ）培養的性質
３１）コロニーの色：乳白色
３２）コロニーの透明度：なし
３３）コロニーの光沢：あり
３４）表面の形態：なめらか
３５）隆起状態：隆起
【００２４】
上記細菌学的性質は、腸内細菌以外のグラム陰性桿菌同定キットＡＰＩ２０ＮＥ(bioMerieux sa)を用いて行った試験の結果である。以上の諸性質を 検索したところ、本発明の微生物はシュードモナス・プチダ（Pseudomonas putida）に属する細菌であることが明らかになった。しかし、本菌はシュードモナス・プチダに属する公知の菌株とは、ＡＰＥ６株（ＦＥＲＭ  Ｐ-１３８７０株）との細菌学的性質を比較したところ、ゼラチンの液化（ゼラチナーゼ活性）に関して、ＦＥＲＭ  Ｐ-１３８７０株は、陽性、本発明の微生物は、陰性であること、また、色素の生成に関して、ＦＥＲＭ  Ｐ-１３８７０株は、陰性で、本発明の微生物は、陽性であることから、新菌種と認めた。本発明においては、本菌の他、その自然もしくは人工的手段によって変異させて得られる変異株であっても、前記した能力を有するものはすべて本発明に包含される。
【００２５】
本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株は、非イオン性界面活性剤であるＮＰＥ（アルキル基の炭素数：９、付加エチレンオキシドの平均モル数：１０）を分解する微生物として単離したものである。ＮＰＥに対する分解率は約７０％であり、高い分解性能を有している。
そして、このＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株は、非イオン性界面活性剤であるＯＰＥ及びＡＥの分解能も有しており、非イオン性界面活性剤を含む排水の処理効率を上げることが可能である。
さらに、このＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株は、タンパク質や脂質等の成分が共存する排水中においても、ＮＰＥ、ＯＰＥ、ＡＥ等の各種非イオン性界面活性剤の分解性能を有しており、非イオン性界面活性剤を含有する排水の処理効率をさらに上げることができる。
【００２６】
本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株を処理系に適用する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、培養液をそのまま接種する方法、遠心分離等の方法により濃縮して接種する方法、菌体を担体に担持あるいは包括固定して用いる方法などが挙げられる。また、上記の図１の排水処理装置にも用いることができ、活性汚泥に柱菌することにより効果がある。
本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株が有する酵素群の作用機構については、現在のところ不明である。しかし、このＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株が非イオン性界面活性剤の分解能に優れていることは本発明者らによって明らかにされた。したがって、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株を非イオン性界面活性剤を含む排水処理系、あるいは河川水中に添加することによって、非イオン性界面活性剤を効率よく分解し除去することが可能である。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
実施例１
図１の排水流入量制御装置を稼働させることにより、安定した排水処理系が得られるかどうかを調べるため、模擬排水を用いてこの装置の連続処理試験を行った。実施例１における運転条件は、以下のとおりである。
反応槽容量：２（Ｌ）
処理装置稼働時間：８時間運転、１６時間休止の繰り返し
水滞留時間（ＨＲＴ）：０．４（１／ｈ）
ＣＯＤ−容積負荷：０．２５（ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ3／８ｈｒ）
温度：２５（℃）
通気量：１．５（Ｌ／ｍｉｎ）
循環流補助装置による送液量：１２（Ｌ／ｍｉｎ）
【００２８】
実施例１では、微生物として混合微生物群である活性汚泥を用いた。また、界面活性剤含有排水としては、表1に示す組成の模擬排水を用いた。界面活性剤としては、ＡＰＥ及びＡＥを含有する産業用洗剤を用いた。また、実施例１において、排水の浄化の程度を評価する指標には、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を用いた。尚、この模擬排水のＣＯＤは、１００ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌである。
【００２９】
【表１】
0003659840.tif 000002
【００３０】
まず、活性汚泥を固定床に付着させ、設定容積負荷：０．２５ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ3／８ｈｒの条件で、連続処理試験を行った。上記運転条件に記載した通り、排水供給は１日あたり８時間として、供給開始時および供給終了時に処理水の試料を採取し、ＣＯＤを測定した。その結果を図２に示す。１９０日間の連続処理試験を行ったところ、試験期間中の発泡は皆無で、供給開始時および供給終了時の処理水ＣＯＤは、どちらも１０ｍｇ／Ｌ程度を推移した。よって、排水流入量制御装置を用いることにより、安定した処理が可能なことを確認した。
次に、排水の供給を長期間（１０日間）停止し、微生物の分解性能を低下させた後、装置の運転を再開した。分解性能が低下しているため、排水供給終了時の処理水ＣＯＤが急激に悪化し、発泡が観察された。しかし、排水流入量制御装置の機能により、排水の供給が制限され、発泡状態の悪化は進まなかった。その後、制御装置の機能と分解性能の回復とにより、徐々に排水流入量も増加し、運転再開後1週間で排水供給終了時の処理水ＣＯＤが１０ｍｇ／Ｌ程度まで戻り、安定した排水処理を回復した。
【００３１】
実施例１の結果から、排水流入量制御装置を用いることにより、界面活性剤に由来する発泡が回避でき、安定した排水処理が可能であることがわかった。また、排水負荷量が排水処理装置性能に対して過剰であっても、上記制御下で排水処理装置を運転すれば、装置性能を最大に発揮させることができる。
【００３２】
実施例２、比較例１
図１の循環流補助装置を稼動させることにより、分解処理性能が向上するかどうかを調べるため、表１に示す模擬排水を用いてこの装置の連続処理試験を行った。尚、実施例２では、図１に示す排水流入量制御装置の機能は停止して、循環流補助装置のみを用いて行った。実施例２でも、微生物として混合微生物群である活性汚泥を用い、排水の浄化の程度を評価する指標に、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を用いた。実施例２の運転条件を以下に示す。
反応槽容量：２（Ｌ）
水滞留時間（ＨＲＴ）：０．１〜０．８（１／ｈ）
ＣＯＤ−容積負荷：０．１２５〜１（ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ3／ｄａｙ）
温度：２５（℃）
通気量：１．５（Ｌ／ｍｉｎ）
また、比較例１として、循環流補助装置を稼動させずに、実施例２と同条件で連続処理試験を行った。
【００３３】
まず、活性汚泥を固定床に付着させ、容積負荷：０．５ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ3／ｄａｙの条件で、１０ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌ程度の処理水水質が得られるまで馴致運転を行った。続いて、循環流補助装置が処理能力に与える影響を調べた。尚、通気（エアリフト）のみ時の生物反応区画の鉛直下方向水流速は、１５ｃｍ／ｓｅｃであるが、循環流補助装置を１２Ｌ／ｍｉｎの流量で稼働させた場合は、同２１ｃｍ／ｓｅｃであった。
循環流補助装置の稼働、非稼働の条件下で、ＣＯＤ−容積負荷を１日ごとに変化させ、その日毎の処理水ＣＯＤを測定して、処理性能の比較を行った。その結果を図３に示す。図３に示されるように、循環流補助装置を稼働させ、流速を高めた実施例２は、処理水ＣＯＤが１０ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌ程度まで低減した。一方、循環流補助装置非稼働の比較例１は、２０ｍｇ−ＣＯＤ／Ｌ程度までしか低減できなかった。実施例２の結果から、循環流速を向上させることにより効率的な分解が可能になることが明らかになった。
【００３４】
実施例３
実施例３として、本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株が、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（ＯＰＥ）の分解性能を有することを確認する試験を行った。
分解試験用培地の組成を表２に示す。表２に示す溶液Ａは高圧蒸気滅菌し、溶液Ｂと溶液Ｃはフィルター滅菌した。そして、溶液Ａ：溶液Ｂ：溶液Ｃ＝８：１：１の割合で混合したものを、分解試験用培地として実施例３に用いた。
【００３５】
【表２】
0003659840.tif 000003
【００３６】
微生物としては、本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株を使用し、微生物の培養は無菌的に操作した。また、分解対象の界面活性剤としては、家庭用洗剤あるいは工業用界面活性剤として使用されている非イオン性界面活性剤ＯＰＥ（アルキル基の炭素数：８、付加エチレンオキシドの平均モル数：１０）を用いた。
非イオン性界面活性剤を定量する方法としては、培養液を遠心分離（１２０００Ｇ、１５分）した後の上清の全有機性炭素濃度（ＴＯＣ）を測定する方法を用いて行った。また、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株の菌体量を定量する方法としては、菌体由来のタンパク質濃度を測定することで行った。
【００３７】
実施例３では、まず、新鮮な分解試験用培地（ＯＰＥ濃度：２００ｍｇ／Ｌ）に、別途培養したＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株の濃縮液を加え、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株のタンパク質濃度が１００μｇ／ｍｌ（マイクログラム／ミリリットル）となるように調製した。そのうち２００ｍｌを三角フラスコ（５００ｍｌ容積）に入れ、温度２７℃、振盪速度１００ｒｐｍで培養した。
次に、これらの培養液を経時的に分取し、遠心分離後、上清のＴＯＣを測定した。なお、実施例３におけるＴＯＣは、使用した培地に含まれるＯＰＥ由来のものである。
２４時間の分解試験を行い、その測定結果を図４に示した。図４に示されように、培養液中のＴＯＣの低減が認められた。これは、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株が、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（ＯＰＥ）の分解能を有していることを示している。
【００３８】
実施例３の結果から、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（ＮＰＥ）のみならず、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（ＯＰＥ）の分解能を有していることが明らかになった。よって、本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株を、ＮＰＥ及びＯＰＥを含む生活排水、産業排水、あるいは河川水に接触させることより、それらに含まれるＮＰＥ、ＯＰＥを効率よく分解除去することができる。
【００３９】
実施例４
実施例４として、本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ）の分解性能を有することを確認する試験を行った。分解試験用培地は、実施例３と同様のものを用いた。また、微生物も実施例３と同様にＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株を使用し、無菌的に操作した。分解対象の界面活性剤としては家庭用洗剤あるいは工業用界面活性剤として使用されているＡＥ（ヘプタエチレングリコールドデシルエーテル含有）を用いた。また、各種の測定も、実施例３と同様の方法を用いた。
【００４０】
実施例４では、まず、新鮮な分解試験用培地（ＡＥ濃度：２００ｍｇ／Ｌ）に、別途培養したＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株の濃縮液を加え、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株のタンパク質濃度が１００μｇ／ｍｌとなるように調製した。そのうち２００ｍｌを三角フラスコ（５００ｍｌ容）に入れ、温度２７℃、振盪速度１００ｒｐｍで培養した。
次に、これらの培養液を経時的に分取し、遠心分離後、上清のＴＯＣを測定した。なお、実施例４におけるＴＯＣは、使用した培地に含まれるＡＥ由来のものである。
２４時間の分解試験を行ったところ、培養液中のＴＯＣの低減が認められた（図５参照）。これは、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１がポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ）の分解能を有していることを示している。
【００４１】
実施例４の結果から、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（ＮＰＥ）のみならず、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ）の分解能を有していることが明らかになった。よって、本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株を、ＮＰＥ及びＡＥを含む生活排水、産業排水、あるいは河川水に接触させることより、それらに含まれるＮＰＥ及びＡＥを効率よく分解除去することができる。
【００４２】
実施例５
実施例５として、本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株が、排水中のタンパク質、脂質等の有機物と共存している条件において、非イオン性界面活性剤の分解性能を有することを確認する試験を行った。
用いた模擬排水の組成は表１のとおりである。また、模擬排水には、様々な有機物が含まれており、非イオン性界面活性剤の減少を全有機炭素濃度（ＴＯＣ）で測定することはできない。そこで、非イオン性界面活性剤だけを区別して定量する方法として、ＪＩＳ  Ｋ３３６２「合成洗剤の生分解試験方法」に準拠したテトラチオシアノコバルト酸吸光光度法（ＣＴＡＳ法）を用いた。ＣＴＡＳ法は、非イオン性界面活性剤とテトラチオシアノコバルト酸との錯体をベンゼンで抽出して、紫外部の吸光度（３２２ｎｍ）を測定することにより、非イオン性界面活性剤を定量する。尚、ＣＴＡＳ法における標準非イオン性界面活性剤には、ＮＰＥ（アルキル基の炭素数：９、付加エチレンオキシドの平均モル数：１０）を用いた。この方法により、産業用洗剤０．４３ｍｇ中に含まれる非イオン性界面活性剤を定量したところ、ＮＰＥ重量に換算して０．０５ｍｇ当量の非イオン性界面活性剤が含まれていた。また、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株の菌体量を定量する方法としては、菌体由来のタンパク質濃度を測定することで行った。
【００４３】
実施例５では、まず、新鮮な模擬排水に、別途培養したＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株の濃縮液を加え、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株のタンパク質濃度が１００μｇ／ｍｌとなるように調製した。このうち２００ｍｌを三角フラスコ（５００ｍｌ容積）に入れ、温度２７℃、振盪速度１００ｒｐｍで培養した。
次に、これらの培養液を経時的に分取し、培養液のＣＴＡＳ濃度を測定した。なお、実施例５におけるＣＴＡＳ濃度は、使用した培地に含まれる各種非イオン性界面活性剤由来のものである。
２４時間の分解試験を行い、その測定結果を表３に示した。表３に示されるように培養液中のＣＴＡＳ濃度は試験開始後６時間でほぼ測定限界（０.５ｍｇ−ＮＰＥ／Ｌ）以下となった。これは、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１が、排水中のタンパク質、脂質等の成分と共存する条件でも、各種非イオン性界面活性剤の分解能を有していることを示している。
【００４４】
【表３】
0003659840.tif 000004
【００４５】
実施例５の結果から、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株は、排水中のタンパク質、脂質等の有機物が共存している条件において、ＡＰＥ、ＡＥなどの非イオン性界面活性剤の分解能を持つことが明らかになった。よって、本発明菌ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株を、様々な非イオン性界面活性剤を含む生活排水、産業排水、あるいは河川水に接触させることより、それらに含まれる各種非イオン性界面活性剤を効率よく分解除去することができる。
【００４６】
【発明の効果】
上記したところから明らかなように、本発明によれば、界面活性剤を含む排水の処理を行う場合、排水処理系の発泡を指標として排水供給量を制御することにより、発泡現象の発生を回避することができ、これに伴う微生物の流出、破壊を防止することができる。このため、装置の最大処理能力に対してより低い設定であった排水供給量を増加させることができ、安定して排水中の界面活性剤の分解処理を向上させることができる。さらに、排水負荷量が排水処理装置性能に対して過剰であっても、本発明の制御下で排水処理装置を運転すれば、装置性能を最大に発揮させることができる。
また、反応槽内の循環流速を適正に制御することにより、十分な接触頻度を得ることができる。これによって、排水中の界面活性剤の処理効率を向上することができる。このように、汚濁物質と分解微生物の接触頻度を向上させることによって、排水処理設備をより小規模で高性能なものにすることができる。
さらに、本発明のＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株は、排水中のタンパク質、脂質等の有機物が共存している条件においても、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（ＡＰＥ）、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ）などの非イオン性界面活性剤の分解能を有する。したがって、ＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株を、様々な非イオン性界面活性剤を含む生活排水、産業排水、あるいは河川水に接触させることより、それらに含まれる各種非イオン性界面活性剤を効率よく分解除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の界面活性剤含有排水の処理方法および装置を実施するためのシステムについて、その一実施の形態を示す概要図である。
【図２】図１の排水処理装置の連続処理試験において、処理水ＣＯＤの経日変化を示したグラフである。
【図３】図１の循環流補助装置の稼動、非稼動の比較試験において、循環流速による処理水ＣＯＤの変化を示したグラフである。
【図４】実施例３におけるＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株によるポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルの分解過程をＴＯＣの経時変化を示すグラフである。
【図５】実施例４におけるＦＥＲＭ  Ｐ−１７１６１株によるポリオキシエチレンアルキルエーテルの分解過程をＴＯＣの経時変化で示したグラフである。
【符号の説明】
１  反応槽
２  生物反応区画
３  ばっ気区画
４  スリット
５  固定床
６  循環パイプ
７  循環ポンプ
８  返送パイプ
９  ポンプ
１０  発泡センサー
１１  供給管
１２  沈殿槽
１３  流量コントローラ
１４  空気供給器
【図１】
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【図２】
0003659840.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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