(57)【要約】【課題】有機物濃度の低いＫＪ株培養水を高速かつ低コストで処理することができるＫＪ株培養水の生物処理方法を提供する。【解決手段】微生物を保持した多孔性担体５を収容した好気性反応槽４内に低ＢＯＤ濃度のＫＪ株培養水を導入し、撹拌翼７で該担体５を撹拌して流動化させ、ＫＪ株培養水を回分式に処理するＫＪ株培養水の生物処理方法であって、該反応槽４内の溶存酸素が所定範囲となるように散気管９によって酸素を供給することを特徴とするＫＪ株培養水の生物処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を保持した多孔性担体を収容した好気性反応槽内にＫＪ株培養水を導入し、撹拌翼で該担体を撹拌して流動化させ、ＫＪ株培養水を回分式に処理するＫＪ株培養水の生物処理方法であって、
該反応槽内の溶存酸素濃度が所定範囲となるように酸素供給手段によって酸素を供給することを特徴とするＫＪ株培養水の生物処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記ＫＪ株培養水はＢＯＤ濃度が５〜１５ｍｇ／Ｌであることを特徴とするＫＪ株培養水の生物処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、所定時間ＫＪ株培養水を処理した後、前記撹拌翼による撹拌を停止し、担体を沈降させた後、上澄水を処理水として取り出すことを特徴とするＫＪ株培養水の生物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＫＪ株培養水の生物処理方法に係り、特に有機物濃度が低い（例えば、ＢＯＤ５〜１５ｍｇ／Ｌ程度）ＫＪ株培養水の生物処理方法に関する。なお、本発明のＫＪ株は、シュードココミクサ（Pseudococcomyxa）ｓｐ．ＫＪ株（受託番号ＦＥＲＭ  ＡＰ−２２２５４）である（特許文献１）。このＫＪ株は、炭化水素生産能が高い。また、このＫＪ株は、窒素欠乏状態（例えば、ＫＪ株の乾燥重量に占める窒素重量が２ｗｔ％未満の状態）において、炭化水素生産能を有する。
【背景技術】
【０００２】
ＫＪ株の培養方法として、特許文献２に、培地にＫＪ株を植株し、光を照射して培養する方法が記載されている。特許文献２には、培地として、ＡＦ６培地などが用いられると記載されている。ＫＪ株の培養プロセスからは尿素、リン酸アンモニウム等を含むＢＯＤ濃度の低い排水が排出される。
【０００３】
有機物濃度の低いＫＪ株培養水等の有機物含有排水の生物処理方法として、物理化学的方法、例えばＵＶ、オゾンや過酸化水素を用いて有機化合物を分解除去する方法があるが、エネルギーコストや薬品コストが高い。
【０００４】
低濃度有機物含有排水の生物処理方法として、特許文献３には、好気性または嫌気性生物処理によって得られたＣＯＤ１０〜４０ｍｇ／リットルの比較的低濃度の有機物処理排水を、粒径２〜９ｍｍの球形多孔質セラミックス充填物を詰めた好気性生物処理装置で処理する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１５９１８号公報
【特許文献２】特開２０１６−２００４号公報
【特許文献３】特開平６−８６９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
生物処理方法によれば、物理化学的方法と比較してエネルギーコストおよび薬品コストを低減できる。しかし、有機物濃度が低い場合、微生物による分解が一次反応的に進行するため、有機物濃度が低くなればなるほど、処理速度が遅くなる。これを解決するために、微生物をフロック化して、反応槽内の菌体濃度を高める方法があるが、排水中の有機物濃度が低い場合、槽内の微生物はフロックを作らず分散傾向を示す。従って、菌体を高濃度で維持することができない。
【０００７】
このような菌体を高濃度で保持する方法として、ＭＦ膜、固定床（特許文献３）や流動床を使う方法が知られている。しかし、ＭＦ膜を用いる場合、反応槽内の微生物およびその代謝物によって、膜ファウリングが生じるため、定期的に膜を洗浄する必要がある。固定床を用いる場合、微生物保持担体が微生物で閉塞するため、定期的な逆洗浄が必要である。流動床は、微生物保持担体表面に微生物が固着することを防ぐために、担体を流動化させる必要があり、多量の空気で曝気する必要がある。
【０００８】
本発明は、有機物濃度の低いＫＪ株培養水を高速かつ低コストで処理することができるＫＪ株培養水の生物処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＫＪ株培養水の生物処理方法は、微生物を保持した多孔性担体を収容した好気性反応槽内にＫＪ株培養水を導入し、撹拌翼で該担体を撹拌して流動化させ、ＫＪ株培養水を回分式に処理するＫＪ株培養水の生物処理方法であって、該反応槽内の溶存酸素濃度が所定範囲となるように酸素供給手段によって酸素を供給することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の一態様では、前記ＫＪ株培養水はＢＯＤ濃度が５〜１５ｍｇ／Ｌである。
【００１１】
本発明の一態様では、所定時間ＫＪ株培養水を処理した後、前記撹拌翼による撹拌を停止し、担体を沈降させた後、上澄水を処理水として取り出す。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、多孔性の担体を撹拌翼によって流動化させ、排水を連続回分処理することで、ＫＪ株培養水を高速かつ安価に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係るＫＪ株培養水の生物処理方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００１５】
図１の通り、原水槽１内の原水は原水ポンプ２及び配管３を介して反応槽４に導入される。
【００１６】
反応槽４内には多孔性の担体５が収容されている。反応槽４にはモータ６によって回転駆動される撹拌翼７が設置されており、この撹拌翼７で撹拌されることにより、担体５が流動化される。
【００１７】
反応槽４内の水の溶存酸素を測定するために溶存酸素計（ＤＯ計）８が設置されている。反応槽４内の底部には散気管９が設置され、ブロワ１０から空気が導入可能とされている。
【００１８】
反応槽４内から上澄水を処理水槽１３へ取り出すように、弁１１を有した配管１２が槽４、１３間に設けられている。
【００１９】
原水としては、ＢＯＤ濃度が５〜１５ｍｇ／Ｌ程度のＫＪ株培養水が好適であり、具体的には例えば特許文献２のように、リン酸化合物よりなるリン源と、尿素、硫酸アンモニウム、硝酸塩等よりなる窒素源とを含む培地（例えばＡＦ６培地）の排水などが例示される。通常、この排水のＮＨ４−Ｎ濃度は０．２５〜０．７５ｍｇ／Ｌ、ＰＯ４−Ｐ濃度は０．０５〜０．１５ｍｇ／Ｌ程度、ｐＨは２．５〜４．５程度である。
【００２０】
多孔性担体としては、球状、ペレット状、中空筒状、糸状など各種形状のものを用いることができる。担体の径（ＪＩＳメッシュによる）は０．１〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。担体の材料は天然素材、無機素材、高分子素材等任意であり、ゲル状物質用いてもよい。ただし、担体としては、発泡プラスチック製、例えば発泡ポリウレタン製のものが望ましい。
【００２１】
担体の充填率は２０〜５０％特に３０〜４０％程度が好ましい。
【００２２】
撹拌強度はＧ値１〜２０／Ｓ特に２〜５／Ｓ程度が好ましい。
【００２３】
反応槽４内の水が撹拌翼７によって撹拌されることによる気液接触によって空気中の酸素が反応槽４内の水に溶解するが、ＤＯが不足した場合、有機物の処理が停止する可能性があるため、水中のＤＯ濃度をＤＯ計８を用いて測定し、ＤＯ濃度が低濃度、例えば１ｍｇ／Ｌ未満となった場合、ＤＯ濃度を１ｍｇ／Ｌ以上となるまで、ブロワ１０によって散気管８へ空気を供給する。
【００２４】
なお、担体を空気で流動化させる好気性反応槽の場合、担体を流動化させるために、多量の空気供給（例えば底面積１ｍ２あたり１０〜５０ｍ３／ｈ程度）が必要である。ＢＯＤが中高濃度、例えばＢＯＤ５０〜５００ｍｇ／Ｌ程度の有機性排水であれば、水中のＤＯ濃度を保つためにも、そのような空気供給が必要となるが、低ＢＯＤ濃度のＫＪ株培養水、例えばＢＯＤが５〜１５ｍｇ／ＬのＫＪ株培養水に対しては、そのような多量の空気供給は必ずしも必要ではない。
【００２５】
反応槽４による好気性生物処理は回分式（バッチ式）に行われる。即ち、原水槽１から所定量の原水を反応槽４に導入し、所定時間、例えば２〜１０時間、撹拌翼７で担体５を撹拌し、必要に応じブロワ１０を作動させてＤＯを好ましくは１〜８ｍｇ／Ｌ特に好ましくは１〜５ｍｇ／Ｌに維持して好気性生物処理を行う。
【００２６】
所定の反応時間が経過した後、撹拌翼７を停止し、所定時間、例えば２〜１０分間担体を沈降させた後、弁１１を開とし、反応槽４内の上澄水を処理水槽１３へ排出する。この操作を繰り返すことで、排水を処理する。この方法は回分培養式と呼ばれ、低濃度の有機物を分解する場合、反応槽に連続的に処理水を流入させる方法と比べて高い速度で排水を処理することが可能である。なお、取り出す上澄水量は、反応槽４内の水量の５０〜８０％特に６０〜７０％程度が好ましい。
【００２７】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。例えば、図１ではブロワ１０及び散気管９を用いて酸素を供給するものとしているが、反応槽４内の水をエゼクタに循環通水して酸素を溶解させるものなど、他の酸素溶解手段を採用してもよい。
【実施例】
【００２８】
［実施例１］
ＫＪ株の培養水を図１の処理装置で処理した。ＫＪ株を培養するための培地としては、純水にＮＨ４−ＮおよびＰＯ４−Ｐ濃度がそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、０．５ｍｇ／Ｌとなるように硫酸アンモニウムとリン酸二水素カリウムを添加し、硫酸でｐＨを３．０に調整したものを用いた。ＫＪ株を１白金耳分植株し、５日間、約２５℃で十分に増殖させた後、培地を０．４５μｍのフィルターで濾過することで、ＫＪ株培養水を得た。このＫＪ株培養水のＢＯＤ濃度は１０ｍｇ／Ｌ、ＮＨ４−Ｎ濃度は０．５ｍｇ／Ｌ、ＰＯ４−Ｐ濃度は０．０１ｍｇ／Ｌ、ｐＨは３．０であった。
【００２９】
反応槽容積：１０Ｌ（直径２００ｍｍ，高さ４００ｍｍ）
撹拌翼直径、高さ及び枚数：直径１００ｍｍ、高さ２０ｍｍ、２枚
撹拌翼回転数：３０ｒｐｍ（撹拌強度Ｇ＝５０ｍｍ／Ｓ）
担体：発泡ポリウレタンスポンジ担体（平均直径０．５ｍｍ、嵩比重０．８ｇ／ｃｍ３）
担体充填率：３０％
処理時間：２ｈｒ
１バッチの処理水量（取り出した上澄水量）：６Ｌ
温度：室温（約２５℃）
【００３０】
担体には、下水処理場の活性汚泥反応槽で採取した活性汚泥０．１ｇを担持させた。この処理により得られた処理水のＢＯＤ濃度を表１に示す。
【００３１】
［比較例１］
担体を充填せず、上記活性汚泥０．１ｇを添加した上記合成排水を、０．０２Ｌ／ｈｒで１０００時間連続的に反応槽４に供給し、処理水を連続的に取り出したこと以外は実施例１と同様にして前記合成排水を処理した。得られた処理水の平均ＢＯＤ濃度を表１に示す。
【００３２】
［比較例２］
実施例１において、原水を５Ｌ／ｈｒで１０時間連続的に反応槽４に供給し、処理水を連続的に取り出したこと以外は同様にして前記合成排水を連続式に処理した。なお、用いた担体及びその充填量は実施例１と同一である。得られた処理水の平均ＢＯＤ濃度を表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１の通り、本発明に係る実施例１によると、低ＢＯＤ濃度ＫＪ株培養水が高速で処理される。
【符号の説明】
【００３５】
４  反応槽
７  撹拌翼
８  溶存酸素計
９  散気管
１０  ブロワ
【図１】
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