(57)【要約】【課題】生物を利用した排水処理装置において、有機炭素源、窒素、リンなどをより効果的に除去する方法及び装置を得る。【解決手段】生物を利用した排水処理装置に、外部からビタミンＢを添加することで、生物に必須なビタミンＢを供給し、生物の酵素作用及び代謝作用を十分に有効利用し、水質浄化能を飛躍的に高めた。装置内に含まれる生物処理槽２ないしその上流側の被処理水にビタミンＢに属する物質の少なくとも１種以上を添加するビタミン添加装置１０を設ける。また、家庭用の各種の洗剤に、ビタミンＢに属する物質の少なくとも１種以上を添加する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物処理を含む排水の処理方法において、ビタミンＢに属する物質の少なくとも１種以上を生物処理槽ないし生物処理前の被処理水に添加する、排水の処理方法。
【請求項２】
有機炭素源及び窒素又はリンを含む排水を処理する、請求項１記載の排水の処理方法。
【請求項３】
生物処理槽（２）を含む排水処理装置において、当該生物処理槽ないしその上流側の被処理水にビタミンＢに属する物質の少なくとも１種以上を添加するビタミン添加装置（１０）を備えている、排水処理装置。
【請求項４】
ビタミンＢに属する物質の少なくとも１種以上が添加されている、家庭用洗剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物反応を利用した汚水の処理方法及び排水処理装置に関するもので、特に有機炭素源、窒素、リンなどを含む汚水の水質浄化能を向上させることができる上記方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、我が国の河川、湖沼、あるいは海などで富栄養化が大きな社会問題となっている。富栄養化とは、有機炭素源、窒素、リンなどによって、河川、湖沼、あるいは海などが過度の栄養状態となり、植物性プランクトンが異常増殖し、そのため水中の酸素不足となり、魚介類などが死滅し、水底に有機汚泥が生成されることである。富栄養化を防止するためには、各家庭あるいは工場から排出される汚水を処理する排水処理装置において有機炭素源、窒素、リンを有効に除去することが必要である。
【０００３】
排水処理法の中で最も多く利用されている方法として、活性汚泥法、生物膜法に代表される生物を利用した排水処理法が存在する。これらの方法によって、有機炭素源、窒素、リンの効果的な除去方法も開発されている。
【０００４】
生物学的な有機炭素源の除去は、生物の所有している様々な酵素によって有機炭素源を分解して生物内に取り込ませ、生物内のＴＣＡ回路などを通って、最終的には炭酸ガスと水にまで分解するというものてある。
【０００５】
生物学的な窒素除去については、硝化、脱窒法と呼ばれる排水処理方法で、排水処理装置に流入してくるアンモニア性窒素を硝化菌とよばれる微生物によって、好気条件下で硝化させ、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素に変換させ、生成した亜硝酸性窒素、硝酸性窒素は脱窒菌と呼ばれる微生物によって、嫌気条件下で窒素ガスと水に変換するという方法が確立している。
【０００６】
また、生物学的なリン除去については、ＡＯ法あるいはＡ２Ｏ法に代表されるように、リンを含んだ汚水を嫌気条件下、好気条件下に順にさらすことによって、そこに存在するリン蓄積細菌によってリンを過剰摂取させ、リンを生物内に多く取り込ませ、水中のリンを除去する方法が確立されている。
【０００７】
このように生物による汚水の浄化では、各水質汚濁項目に関して、それぞれ生物の持っている酵素作用及び代謝作用を利用し、浄化を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、生物を利用した排水処理装置において、有機炭素源、窒素、リンなどをより効果的に除去する方法及び装置を得ることを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の採用した手段は、ビタミンＢが生物の代謝に必須であるという生物学上の知見に基づいて、生物を利用した排水処理装置に、外部からビタミンＢを添加することで、生物に必須なビタミンＢを必要量あるいは過剰量供給し、生物の酵素作用及び代謝作用を十分に有効利用し、水質浄化能を飛躍的に高めたものである。添加されるビタミンＢの添加量は、汚水１リットル当り０．１ｍｇ〜１００ｍｇであり、好ましくは１ｍｇ／リットル程度である。
【００１０】
本発明方法で使用されるビタミンＢは、チアミン、フラビン、Ｂ６、Ｂ１２、ナイアシン、ナイアシンアミド、パントテン酸、ビオチン、葉酸、ピロロキノリンキノン、リポ酸、イノシトール、オロット酸、パンガミン酸、カルニチン、コリン、ｐ−アミノ安息香酸などである。
【００１１】
本発明方法では、生物を利用した排水処理装置にビタミンＢが意図的に添加されていればよく、その方法として、
１）排水処理装置内ないし当該装置内に流入する被処理水に直接添加する方法
２）排水処理装置に流入する排水、例えば、トイレ排水、台所排水、洗濯排水などに添加する方法
等が考えられる。
【００１２】
上記１）の方法を実施するこの発明の排水処理装置は、装置内に含まれる生物処理槽２ないしその上流側の被処理水にビタミンＢに属する物質の少なくとも１種以上を添加するビタミン添加装置１０を備えている。
【００１３】
上記２）の方法を実施するのに用いるこの発明の洗剤は、家庭用のトイレ洗剤、台所洗剤、洗濯洗剤など、水に溶かして使用しかつ使用した水を排水処理装置に排水する各種の洗剤に、ビタミンＢに属する物質の少なくとも１種以上が添加されているものである。その添加量は、排水１リットル当り０．１ｍｇ〜１００ｍｇ（ｍｇはミリグラム）となる量であり、好ましくは１ｍｇ／リットル程度となる量である。例えばこの添加量は、洗浄に使用する水１リットル当たりの洗剤の平均的な使用量をＷｇとし、水の全排水量に対する洗剤を使用する水の平均的な割合をＹとすると、その洗剤に対するビタミンＢの添加量は、当該洗剤１ｇ当たり（０．１〜１００）Ｗ／Ｙｍｇ、好ましくはＷ／Ｙｍｇとして算出することができる。
【００１４】
【作用】
排水中の有機炭素源、窒素、リンなどの水質汚濁物質は各々独立では浄化することはできない。例えば、有機炭素源を浄化するためには、排水処理に利用されている生物の代謝に必要な栄養素である窒素、リンなどを伴って分解されることが知られている。同様に生物の代謝に必須となるビタミンＢも有機炭素源、窒素、リンなどの水質汚濁に属する物質を浄化するためには、必要不可欠である。生物を利用した排水処理に必須なビタミンＢは、排水処理装置中に、汚水として流入してくる排水に含まれている極微量成分、生物内に含まれている極微量成分、及びナイアシン、ビタミンＢ６などのように一部生合成される極微量成分のみが存在しているのみである。従来の生物を利用した排水処理法において必要なビタミンＢ量は、その汚水あるいは生物内に極微量含まれている分でよいとされてきた。
【００１５】
これに対して本発明は、ビタミンＢの少なくとも１種類以上を生物反応を利用した排水処理槽に意図的に添加することにより、槽内の生物の代謝に必須な補酵素ないし栄養素を十分に存在させ、その結果、生物の代謝を促進させ、生物代謝による汚水の処理を促進させるというものである。特に有機炭素源、窒素、リンなどの水質汚濁に属する項目に対して、その排水処理装置における水質浄化能を、従来より飛躍的に高めることができた。
【００１６】
通常、生物の代謝経路はＡＴＰ（アデノシン３リン酸）をエネルギー源にして、図５に示すＴＣＡ（トリカルボン酸）回路やカルビン−ベンソン回路を回転しながら基質を分解していく。ビタミンＢは、これらの回路を回転させるために必須な補酵素ないし栄養素であり、またこれらの回路を回転させるのに必要な物質を作り出す作用がある。ビタミンＢを意図的に添加することにより、これらの回路の回転効率が上がる。すなわち、ビタミンＢを添加することによって、生物の代謝を促進させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。　図１は、嫌気−好気方式の浄化槽にビタミン添加装置を付加してこの発明の方法による汚水処理を行う例を示した図である。図１中、１は嫌気濾床槽などの嫌気処理槽、２は接触ばっ気槽などの好気処理槽、３は当該室の底部に配置されたばっ気管、４は当該ばっ気管に空気を供給しているブロワ、５は返送管である。矢印６で示す被処理水は、嫌気処理槽１に流入して嫌気処理された後、好気処理槽２に流入する。好気処理槽２の後段には、必要に応じて沈殿槽や消毒槽が設置される。矢印７は、循環水の返送流を示す。これらは、一般的な嫌気−好気方式の浄化槽の構成要素である。
【００１８】
１０は好気処理槽２の上部に配置されたビタミン添加装置、その下方の下向きの矢印１１は好気処理槽２へのビタミンＢの添加を示す。ビタミン添加装置１０は、常識的には好気処理槽２にビタミンを添加する位置に設けるが、好気処理槽の上流側で予め被処理水に添加する構造であってもよい。その態様としては、各種の洗剤中にビタミンＢを添加しておいて当該ビタミンＢが被処理水中に含まれるようにする態様、処理槽への被処理水の配管の途中にビタミン添加装置を設ける態様、嫌気処理槽１にビタミン添加装置を設ける態様などを挙げることができる。
【００１９】
一般的な嫌気−好気方式においては、嫌気処理槽１では汚水の浮遊物を取り除くと共に嫌気性微生物が被処理水中の有機物を分解する。また後述する好気処理槽２からの循環水に含まれる硝化した処理水を嫌気性微生物により脱窒する効果もある。好気処理槽２では、ブロワ４から送り込まれる空気が十分にある状態で好気性微生物が大いに働き、汚れを分解し、アンモニア性窒素を硝化する。また同時に微生物内にリンが取り込まれる。
【００２０】
排水処理装置内またはその近傍に設置したビタミン添加装置１０により、排水処理装置にビタミンＢを添加することにより、これらの各槽における生物の酵素作用、代謝作用を促進させ、水質汚濁項目である有機炭素源、窒素、リンの浄化能を高める。
【００２１】
上記例は、本発明を嫌気−好気方式に適用したものであるが、処理方式、ビタミンＢ添加場所、及びビタミンＢの形状・性状に制限はない。
【００２２】
図２〜４に実汚水、実汚泥を用いて、２５℃の恒温槽内で、１リットルの容量に１リットル／分の空気通気を行い、それぞれにビタミンＢを添加したときの水質汚濁項目ＴＯＣ（全有機炭素）、ＮＨ３−Ｎ（アンモニア性窒素）、Ｔ−Ｐ（全リン）の減少速度を示す。図の横軸のナイアシン、パントテン酸、チアミン、葉酸は添加したビタミンＢの具体例であり、それぞれ汚水１リットル中に１ｍｇ添加した。無添加はビタミンＢを添加していないものである。図の縦軸は各水質汚濁項目の減少速度を示す。
【００２３】
図２〜４から、有機炭素源の減少速度では各々ビタミンＢを添加したときに無添加時より有機炭素源の減少速度が増加することが確認できる。同様に窒素、リンの減少速度においても、ビタミンＢを添加することにより、無添加時よりも減少速度が増加することが確認できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、有機炭素源、窒素、リンを除去するための生物学的な排水処理方法は、すべて生物の酵素作用及び代謝作用を利用した浄化方法である。この発明では、これらの排水処理装置にビタミンＢを添加し、生物の酵素作用及び代謝作用を促進させることにより、有機炭素源、窒素、リンの除去能を飛躍的に高めることができる。
【００２５】
ビタミンＢの添加装置は、既存のＢＯＤのみを除去する効果を有する排水処理装置に付加することが可能で、その結果、放流のＢＯＤ濃度をさらに低くする効果の他、窒素、リンなども同時に除去する高度処理型の排水処理装置に変更することが可能となる。
【００２６】
本発明方法で排水処理装置に添加するビタミンＢは、通常、安価に市販されている物質が多く、排水処理装置を安価に高度化することが可能である。またビタミンＢは生物必須の栄養素であり、従って環境衛生上全く支障のないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の排水処理装置の１実施例を示す模式図な断面図
【図２】この発明の方法における排水中のＴＯＣの減少速度を示す図
【図３】この発明の方法における排水中のＮＨ３−Ｎの減少速度を示す図
【図４】この発明の方法における排水中のＴ−Ｐの減少速度を示す図
【図５】ＴＣＡ回路を示す図
【符号の説明】
２　好気処理槽
１０　ビタミン添加装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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