(57)【要約】【課題】本発明の課題は、汚水または汚泥に悪影響を与えることなく臭気成分を抑制する、汚水または汚泥の改質剤及び改質方法を提供することにある。【解決手段】汚水または汚泥中に銅イオンを存在させることにより、汚水または汚泥中に生息する放線菌の二次合成代謝が活発に働き、抗生物質産出やメラニン合成等が促進され、この合成された抗生物質やメラニンに硫黄が取り込まれて安定した有機物として固定されると考えられる。これにより、硫黄は硫化水素やメチルメルカプタンなどの臭気成分に取り込まれることがなくなるため、臭気成分の生成を抑制することが可能であると推測される。すなわち、汚水または汚泥中に銅イオンが存在することによって、臭気成分を生成しない汚水または汚泥に改質することができる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水または汚泥の臭気成分を抑制する汚水または汚泥の改質剤であって、
汚水または汚泥中で銅イオンを生成する銅イオン生成物質を含有することを特徴とする、改質剤。
【請求項２】
汚水または汚泥の臭気成分を抑制する汚水または汚泥の改質方法であって、
汚水または汚泥中に銅イオンを存在させることを特徴とする、汚水または汚泥の改質方法。
【請求項３】
請求項２において、前記銅イオンの濃度が０．１〜１０ｐｐｍであることを特徴とする、汚水または汚泥の改質方法。
【請求項４】
汚水または汚泥の臭気成分を抑制する汚水または汚泥の改質方法であって、
汚水または汚泥を銅含有物質に接触させることを特徴とする、汚水または汚泥の改質方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水，し尿，廃水などの有機性の汚水およびこれらから生じる汚泥を改質することにより臭気成分を抑制する、汚水または汚泥の改質剤及び改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水，し尿，排水などの有機性の汚水およびこれらから生じる汚泥は、硫化水素やメチルメルカプタンなどの臭気成分を発生させる。この臭気成分は、不快感を与えるとともに作業者の労働環境を悪化させる。汚水や汚泥などの処理施設や下水管路の周辺においては、これらの臭気成分が発生し、ひどい場合には作業者が中毒になることもある。
【０００３】
これらの臭気成分は嫌気条件で発生することが知られており、従って汚水等を好気条件で維持することによってその発生を抑制することが可能である。しかし、汚水等の処理では、窒素除去や固液分離などの過程で嫌気条件は避けて通れない条件であり、また下水管路を積極的に好気条件に維持することは困難である。
そのため以下に示すような、臭気成分の発生を防止する消臭剤や除去方法などが報告されている。
【０００４】
（１）塩化第二鉄や塩化亜鉛の溶液を水で希釈して汚水や汚泥に添加する、金属塩法といわれる方法がある（例えば、特許文献１参照）。これは臭気成分の１つである硫化水素を鉄イオンや亜鉛イオンと反応させることにより難溶性の塩として分離除去する方法である。
【０００５】
しかし、鉄や亜鉛を含有する消臭剤は既に生成された硫化水素の除去に対応するものであり、メチルメルカプタンなどの他の臭気成分の除去にはほとんど効果がない。なお、多量に投与することによりメチルメルカプタンを除去することは可能であるが、汚水のｐＨを低下させたり、汚泥の性質を変化させ脱水性を低下させたりするなどの好ましくない作用を及ぼす。また、分離した難溶性の塩には鉄や亜鉛などの金属が多く含まれており、再利用が困難である。
【０００６】
（２）腐植土を充填したり、腐植土から抽出される成分を汚水等に添加したりすることにより臭気成分を抑制させる手段がある（例えば、特許文献１参照）。これらはいずれも腐植土に含まれる微生物由来成分の働きで消臭効果を得るものである。
【０００７】
しかし、この手段は産出地により腐植土の成分が異なるなど腐植土の品質が一定ではなく、さらに組成の違いが処理施設の運転条件を困難にすることがあり、充分ではない。また、腐植土に多く含まれるフミン質は上水道においてトリハロメタン生成の原因物質として指摘されており、むやみにフミン質を環境に放出することは好ましくない。
【０００８】
（３）亜硝酸イオンの持つ酸化力を利用することにより、汚水等に存在する硫化水素やメチルメルカプタンなどの臭気成分を酸化分解させる手段がある（例えば、特許文献２）。
【０００９】
しかし、この手段は亜硝酸塩の添加を繰り返すほどその効果が弱まってしまうため添加に工夫が必要であるとともに、富栄養化の原因物質である窒素化合物（すなわち、亜硝酸塩）を使用するため、他の方法との併用使用では差し支えなくとも常時実施する場合には窒素の環境への放出原因となり、好ましくない。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−５７７３０号公報
【特許文献２】
特開２００１−３４０８９５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであって、その課題は、汚水または汚泥に悪影響を与えることなく臭気成分を抑制する、汚水または汚泥の改質剤及び改質方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、汚水または汚泥の臭気成分を抑制する汚水または汚泥の改質剤であって、汚水または汚泥中で銅イオンを生成する銅イオン生成物質を含有することを特徴とする。
【００１３】
この特徴によれば、銅イオン生成物質を含有する改質剤を汚水または汚泥に投与することにより、汚水または汚泥中に生息する放線菌の二次合成代謝が活発に働き、抗生物質産出やメラニン合成等が促進され、この合成された抗生物質やメラニンに硫黄が取り込まれて安定した有機物として固定されると考えられる。これにより、硫黄は硫化水素やメチルメルカプタンなどの臭気成分に取り込まれることがなくなるため、臭気成分の生成を抑制することが可能であると推測される。すなわち、汚水または汚泥中に銅イオンが存在することによって、臭気成分を生成しない汚水または汚泥に改質することができる。
【００１４】
また、本発明の第２の態様は、汚水または汚泥の臭気成分を抑制する汚水または汚泥の改質方法であって、汚水または汚泥中に銅イオンを存在させることを特徴とする。
【００１５】
この特徴によれば、銅イオンが存在することにより、汚水または汚泥中に生息する放線菌の二次合成代謝が活発に働き、抗生物質産出やメラニン合成等が促進され、この合成された抗生物質やメラニンに硫黄が取り込まれて安定した有機物として固定されると考えられる。これにより、硫黄は硫化水素やメチルメルカプタンなどの臭気成分に取り込まれることがなくなるため、臭気成分の生成を抑制することが可能であると推測される。すなわち、汚水または汚泥中に銅イオンが存在することによって、臭気成分を生成しない汚水または汚泥に改質することができる。
【００１６】
また、本発明の第３の態様は、前記第２の態様において、前記銅イオンの濃度が０．１〜１０ｐｐｍであることを特徴とする。
【００１７】
この特徴によれば、銅イオンによる汚水または汚泥の改質効果が殺菌効果より優位に作用し、請求項２と同様の作用効果が得られる。なお、殺菌効果が発現する銅イオン濃度としては、菌種によって異なるため一概に示すことができないが、例えば、３０〜６０ｐｐｍ程度であることが知られている。
【００１８】
また、本発明の第４の態様は、汚水または汚泥の臭気成分を抑制する汚水または汚泥の改質方法であって、汚水または汚泥を銅含有物質に接触させることを特徴とする。
【００１９】
この特徴によれば、銅含有物質から溶出する銅イオンによって、汚水または汚泥中に生息する放線菌の二次合成代謝が活発に働き、抗生物質産出やメラニン合成等が促進され、この合成された抗生物質やメラニンに硫黄が取り込まれて安定した有機物として固定されると考えられる。これにより、硫黄は硫化水素やメチルメルカプタンなどの臭気成分に取り込まれることがなくなるため、臭気成分の生成を抑制することが可能であると推測される。すなわち、汚水または汚泥中に銅含有物質から溶出した銅イオンが存在することによって、臭気成分を生成しない汚水または汚泥に改質することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の処理対象は、下水，し尿，排水などの有機性の汚水およびこれらから生じる汚泥である。
本発明の汚水または汚泥の改質方法は、汚水または汚泥中に銅イオンを存在させることを特徴とする。
【００２１】
改質剤としては、汚水または汚泥中で銅イオンを生成する銅イオン生成物質を含有するものであれば特に制限なく使用することができる。銅イオン生成物質としては、例えば、酢酸銅，硫酸銅，銅板を挙げることができる。
【００２２】
また、汚水または汚泥を銅含有物質に接触させることにより、銅イオンを汚水または汚泥に溶出させることもできる。さらに、汚水または汚泥の処理装置において、汚水または汚泥と接触する部材を銅含有物質から構成することにより、汚水または汚泥に銅イオンを溶出させることもできる。
【００２３】
汚水または汚泥中における銅イオン濃度としては、臭気成分の生成を抑制できる範囲で設定することができ、例えば、０．１〜３０ｐｐｍ程度が好ましく、１〜２０ｐｐｍ程度であればより好ましく、５〜１０ｐｐｍ程度であれば最も好ましい。
【００２４】
ここで臭気成分とは、硫化水素，メチルメルカプタン，エチルメルカプタン，プロピルメルカプタン，ブチルメルカプタンなどの微生物代謝によって生成し、硫黄を含有して人に不快感を与える成分である。
【００２５】
【作用】
銅イオンは殺菌効果のある金属イオンとして知られているが、低濃度である場合にはストレプトミセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）などに代表される放線菌の二次合成代謝に関与する酵素活性に関連する物質として知られている。特に、銅イオンを添加した放線菌は、抗生物質産出の促進，メラニン合成の促進，気菌糸形成の促進，黄色色素の合成などの効果があることが知られている。
【００２６】
また、ストレプトミセスなどに代表される放線菌の産出する抗生物質やメラニン（フェオメラニンやトリコクロムなど）には硫黄が取り込まれることが知られている。抗生物質の場合には、硫黄を取り込むことによって抗生物質の効果を調整できることが知られている。また、放線菌におけるメラニン合成経路の中間物質であるドーパキノンは、フェオメラニンやトリコクロムなどの含硫黄メラニンの前駆物質である。
【００２７】
すなわち、低濃度の銅イオンが存在することによって放線菌の二次合成代謝が活発に働き、抗生物質産出やメラニン合成等が促進され、この合成された抗生物質やメラニンに硫黄が取り込まれて安定した有機物として固定されると考えられる。これにより、硫黄は硫化水素やメチルメルカプタンなどの臭気成分に取り込まれることがなくなるため、臭気成分の生成が抑制されるものと推測される。
【００２８】
なお、二次合成代謝の活発化により過剰に産出したメラニンは、汚泥ブロックの成分となる。メラニンは、チロシンから生合成されるフェノール類の酵素的酸化，非酵素的酸化，脱炭酸，カップリング反応などによって生合成される褐色ないし黒色の色素である。また、含硫メラニンは、最終的にジヒドロベンゾシアジンの重合物であり、極性の低い高分子有機化合物であるため、汚泥の脱水性向上に関与することが知られている。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例等を挙げて本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
容量１５ｍＬのポリプロピレン製チューブに一般下水処理場より採取した汚泥を１０ｍＬ入れ、これに酢酸銅水溶液を銅イオンとしての最終濃度が３ｐｐｍとなるように調整して添加した。その後、２５℃で一晩緩やかに振とうさせた。
振とう後、目視による色の変化、チューブ目盛りを読みとることによる沈降性、及び官能試験による臭気、によって評価した。それらの結果を表１に示す。なお、表１において臭気に係る「ＩＭＢ臭」とはイソメチルボルネオール臭のことであり、つんとした透明感のある臭いであって、一般的にはカビ臭と言われるもので、不快感はない。
【００３１】
実施例２
一般下水処理場より採取した汚泥に換えて、食品工場廃水処理場より採取した汚泥を使用したこと以外は、実施例１と同様に行った。
【００３２】
実施例３
一般下水処理場より採取した汚泥に換えて、農業集落廃水より採取した汚泥を使用したこと以外は、実施例１と同様に行った。
【００３３】
比較例１
酢酸銅水溶液を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。
【００３４】
比較例２
酢酸銅水溶液を添加しなかったこと以外は、実施例２と同様に行った。
【００３５】
比較例３
酢酸銅水溶液を添加しなかったこと以外は、実施例３と同様に行った。
【００３６】
【表１】
2004223392.tif 000002
【００３７】
実施例４
容量３Ｌのコルベンに１．５Ｌの汚泥（ＭＬＳＳ約３０００ｍｇ／Ｌ）を入れて、これに酢酸銅を銅イオンとしての最終濃度が３ｐｐｍとなるように調整して添加した。その後、密栓して室温で一晩静置した。
静置後、ガス検知管を使用したコルベン中の硫化水素濃度の測定、及びＳＶ３０（汚泥の沈降性を示す指標）を測定し、それらの結果を表２に示した。
【００３８】
実施例５
酢酸銅を銅イオンとしての最終濃度が２０ｐｐｍとなるように調整して添加したこと以外は、実施例４と同様に行った。
【００３９】
比較例４
酢酸銅を添加しなかったこと以外は、実施例４と同様に行った。
【００４０】
【表２】
2004223392.tif 000003
【００４１】
実施例６
容量１Ｌの臭気ビンに２５０ｍＬの活性汚泥を入れ、これに酢酸銅を銅イオンとしての最終濃度が１８ｐｐｍとなるように調整して添加した。その後、シリコン栓で密栓して室温で一晩静置した。なお、前記シリコン栓にはあらかじめ２本のガラス管を挿入し、一方のガラス管にはゴム風船を付けておき、他方のガラス管にはセプタムで栓をしておいた。
静置後、臭気ビン中のガスを１ｍＬ採取し、ガスクロマトグラフィーを使用して臭気成分を分析し、硫化水素、ＭＭ（メチルメルカプタン）、及びＤＭＳ（二硫化メチル）についての濃度を測定した。それらの結果を表３に示した。
【００４２】
比較例５
酢酸銅を添加しなかったこと以外は、実施例６と同様に行った。
【００４３】
【表３】
2004223392.tif 000004
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、汚水または汚泥に銅イオンを存在させることによって、硫化水素やメチルメルカプタンなどの臭気成分の生成を抑制可能な汚水または汚泥に改質することが可能である。