(57)【要約】【課題】汚水溜槽に至る嫌気的状態におかれた汚水路から悪臭を簡便に消去でき、汚水路中に悪臭や廃油などの堆積物が生じることなく、充分に清潔な状態で汚水処理できる廃水の微生物分解処理方法とすることであり、またそのような方法に用いる比較的簡単な構造で小型化可能な装置とすることである。【解決手段】水道配管１を接続したステンレス鋼製の容器２内の基準水面下に水酸化アルミニウムを含有する直径１０ｍｍ程度の鉱物質粒子３の堆積層を設け、この堆積層の下方にパンチングメタルからなる透水性の仕切り台４を介して散気部材５を設け、これにエアポンプ１２から圧送される圧縮空気の供給管１４を接続し、管状の散気部材５から水中に放出される気泡流で鉱物質粒子３を振動させた際、鉱物質粒子３同士の摩擦で生じた粉状処理剤の分散した水を容器外の被処理水に供給する処理剤混入管路６を接続して設けた廃水処理剤の混入装置とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化アルミニウムを含有する鉱物質粒子を隣り合う粒子同士が接触するように容器内に多数収容し、これら鉱物質粒子を物理的に振動させて鉱物質粒子同士を摩擦させ、生じた摩耗粉を前記容器内から廃水中に排出し、この廃水中に供給した前記摩耗粉から水中にアルミニウムイオンを供給すると共に前記摩耗粉を担体として有機物資化性微生物を増殖させることからなる廃水の微生物分解処理方法。
【請求項２】
容器内に水を供給しながら鉱物質粒子を振動させ、生じた摩耗粉を水と共に容器外に取り出して被処理廃水中に混入する請求項１に記載の廃水の微生物分解処理方法。
【請求項３】
水の供給路が接続された容器内の水面下に水酸化アルミニウムを含有する鉱物質粒子の堆積層を設け、この堆積層の下方に散気部材を設けてこの散気部材に圧縮空気の供給路を接続し、前記散気部材から水中に放出される気泡流で鉱物質粒子を振動させた際、鉱物質粒子同士の摩擦で生じた粉状処理剤の分散した水を容器外の被処理水に供給する処理剤混入路を設けた廃水処理剤の混入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油脂などを含有する生活廃水や工業排水その他の廃水を微生物分解により浄化処理する廃水の微生物分解処理方法およびその方法に用いる廃水処理剤の混入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、生活廃水や工業排水などの廃水には、油脂、蛋白質、澱粉、界面活性剤など種々の有機物が混入し、これを浄化して自然界に戻すことが人間の生活環境を維持するためにも重要なことと考えられる。
【０００３】
通常、油脂などを含有する生活廃水や工業排水を処理するには、まず発生源施設の近くに汚水溜槽やグリーストラップを設け、さらに最終的に処理される下水処理場などにはろ過、沈殿、物理化学的浄化処理の施設を設け、さらには生物学的浄化処理施設を設けるようにしている。
【０００４】
廃水の発生源近くに設置される汚水溜槽やグリーストラップは、下水配管に固形物や油脂が流入するのを防止して、防臭機能もある程度は果たすものであるが、これらに油脂などが滞留すると、処理能力が低下し、さらには嫌気的な状態で放置されると滞留物が変質して、硫化水素、アミン、アンモニアなどが化学反応して悪臭のある硫黄性ガスなどを発生する。
【０００５】
このような事態を防止するために、通常は、滞留した油脂などを汚水溜槽やグリーストラップの上層または下層に浮上させ、または沈殿させて分離し、定期的に槽外へ取り出して処理するメンテナンスが採用されている。
【０００６】
また、廃水浄化のために好適な微生物を用いた処理方法としては、臭気や汚濁の原因となる有機物を分解する好気性微生物または嫌気性微生物を多孔質の培養基材に担持させ、これらの培養基材に有用な微生物群が繁殖した状態で廃水を接触ろ過させてこれを浄化処理するようにしている。
【０００７】
例えば、動物性油脂などの油脂を含む廃水を微生物分解によって処理するには、低濃度のアルミニウムイオンおよびゼオライトなどの鉱物片を添加し、腐敗臭の発生を防止して微生物分解処理する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３２６７４５９号公報（特許請求の範囲、段落００４９）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の廃水の微生物分解処理方法は、汚水処理槽の中で所定濃度のアルミニウムイオンを混ぜ、次の処理槽でゼオライトなどの鉱物片を混ぜ、さらにアルミニウムイオン濃度の検出を行なって処理能力の調整を行なう必要があり、汚水処理槽の稼動状態を詳細に管理するための手間がかかり、特に自動的にアルミニウムイオンを適量だけ連続的に供給したり、微生物を集中的に管理するために小規模な装置で稼動することは困難であった。
【００１０】
一般的な活性汚泥法などの廃水の微生物分解処理方法では、定期的に所定量の微生物基材を供給したり、水の濃度調整などの管理に煩雑な手間がかかるという問題点がある。
【００１１】
また、従来のアルミニウムイオンを供給する微生物分解処理方法では、汚水溜槽に至る嫌気的状態の水路から悪臭が発生したり、水路中に悪臭や廃油などの堆積物が生じやすいため、充分に清潔な状態で汚水処理できないという問題もある。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、汚水溜槽に至る嫌気的状態におかれた汚水路から悪臭を簡便に消去でき、汚水路中に悪臭や廃油などの堆積物が生じることなく、充分に清潔な状態で汚水処理できる廃水の微生物分解処理方法とすることであり、またそのような方法に用いる比較的簡単な構造で小型化可能な装置とすることである。
【００１３】
また、この発明の他の課題としては、廃水の微生物分解処理方法において、廃水中に所定量の微生物基材を供給して濃度調整する工程が簡単であり、微生物処理の管理に手間がかからず、低コストで稼動できる廃水の微生物分解処理方法とし、またその方法に用いる装置とすることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、水酸化アルミニウムを含有する鉱物質粒子を隣り合う粒子同士が接触するように容器内に多数収容し、これら鉱物質粒子を物理的に振動させて鉱物質粒子同士を摩擦させ、生じた摩耗粉を前記容器内から廃水中に排出し、この廃水中に供給した前記摩耗粉から水中にアルミニウムイオンを供給すると共に前記摩耗粉を担体として有機物資化性微生物を高密度に増殖させることからなる廃水の微生物分解処理方法としたのである。
【００１５】
上記したように構成されるこの発明の廃水の微生物分解処理方法は、多数の鉱物質粒子を隣り合う粒子同士が接触するように容器内に収容し、そしてこれらのの鉱物質粒子を周知の手法で物理的に振動させれば、粒子表面同士が擦れあって表面が摩耗し、その摩耗粉が生成する。
【００１６】
生成した摩耗粉は、水酸化アルミニウムを含有する鉱物質であり、容器内に供給される水にアルミナ水和物またはその塩（アルミン酸塩など）として分散し、または一部が溶解して、水中にアルミニウムイオンを供給する。
【００１７】
アルミニウムイオンは、有機成分を含有する水の分解過程で悪臭を発する微生物群などの増殖を抑制し、かつ悪臭を吸着するフェノール類を形成して悪臭成分を分解する微生物群を選択的に増殖することが判明しており、このように有用なアルミニウムイオンを水中に供給する非水溶性の鉱物質は、油脂その他の有機物資化性の多数の微生物が着生可能な担体となり、これを核として微生物のコロニーが形成され、巨大なバイオフィルムが作られる。
【００１８】
水酸化アルミニウムを含有する鉱物質の摩耗粉を担体として増殖する微生物群としては、油脂その他の有機物資化性の微生物が周知であり、特に油脂資化性微生物としては、例えばアクロモバクター  キシロゾキシダン（Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ  ｘｙｌｏｓｏｘｉｄａｎｓ）などが優占しやすい菌種の代表例として挙げられる。
【００１９】
このようにして容器内の水に鉱物質粒子を物理的に振動させて鉱物質粒子同士の摩耗によって微生物担体を供給するとき、物理的振動の強度と水の供給量を調節するだけで一定の供給速度になり、単位時間当たり所要量の微生物担体を簡便に廃水中に供給できる。
【００２０】
鉱物質の摩耗粉が供給された廃水は、油脂を含む有機物分解能の高い微生物が多数増殖しやすい環境となり、例えば廃水の配管内やグリーストラップなどの滞留しやすい箇所において油脂の微生物分解が活発に行なわれるようになる。
【００２１】
そのため、汚水路中に悪臭や廃油などの堆積物が生じることなく、充分に清潔な衛生環境を保ちながら汚水処理できる廃水の微生物分解処理方法となる。
【００２２】
また、この発明では、上記した廃水の微生物分解処理方法において、容器内に水を供給しながら鉱物質粒子を物理的に振動させ、生じた摩耗粉を水と共に容器外に取り出して被処理廃水中に混入する処理方法を採用することが好ましい。
【００２３】
容器内に水を供給しながら振動させると、生じた摩耗粉が生成直後に水に混ざるから、均一に分散または溶解し、一定の濃度で容器外に取り出し易い状態になる。
【００２４】
また、上記の課題を解決するために、採用できる廃水処理剤の混入装置としては、水の供給路が接続された容器内の水面下に水酸化アルミニウムを含有する鉱物質粒子の堆積層を設け、この堆積層の下方に散気部材を設けてこの散気部材に圧縮空気の供給路を接続し、前記散気部材から水中に放出される気泡流で鉱物質粒子を振動させた際、鉱物質粒子同士の摩擦で生じた粉状処理剤の分散した水を容器外の被処理水に供給する処理剤混入路を設けた廃水処理剤の混入装置とする構成を採用することができる。
【００２５】
上記した構成の混入装置は、散気部材に圧縮空気を供給すると、水酸化アルミニウムを含有する鉱物質粒子の堆積層を下方から上方に通り抜けて気泡流が生じ、これにより鉱物質粒子が容器内の水中で振動する。
【００２６】
これにより、鉱物質粒子同士の摩擦で生じた粉状処理剤の均質に分散した水が生成され、この水を処理剤混入路から容器外の被処理水に供給することにより、被処理水を、油脂その他の有機物資化性の微生物が選択増殖しやすい環境にすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態である廃水の微生物分解処理方法は、水酸化アルミニウムを含有する粘土を焼成した所定粒径の鉱物質粒子を用意し、隣り合う粒子同士が接触するように容器内に多数収容し、これら鉱物質粒子を曝気に伴って発生する気泡流などで物理的に振動させて鉱物質粒子同士を摩擦させ、生じた摩耗粉を前記容器内から廃水中に排出し、この廃水中には前記摩耗粉からアルミニウムイオンを供給すると共に、前記摩耗粉を担体として油脂その他の有機物資化性の微生物を増殖させる廃水の微生物分解処理方法としたものである。
【００２８】
この発明に用いる鉱物質粒子は、たとえば水酸化アルミニウムを含有する粘土を焼成した所定粒径のものを採用できるが、例えば泥岩、沸石、軽石などの粘土鉱物が挙げられる。特に、ケイ酸（例えば４５％程度）と腐植酸を主要成分としてアルミニウム化合物を微量に含有する粘土系鉱物（ｐＨ２〜３程度）からなる粒子が挙げられる。粒子の大きさとしては、例えば最大直径が１０〜１３ｍｍのものを採用すると、水中でよく振動するなどの点で好ましい。
【００２９】
このような鉱物質粒子は、天然に産出される粘土鉱物のほか、粉状または砂状の粘土系鉱物を圧縮成型し、これを３４０〜３８０℃、好ましくは３４０〜３５０℃程度で焼成または焼結したセラミック質であってもよい。特に、軽石などのような多孔質の鉱物質粒子とすることが摩耗粉を効率よく生成するので、好ましいものである。
【００３０】
水中に供給するアルミニウムイオン濃度は、０．１〜０．５ｍＭとなるように鉱物質粒子の組成を調整することが好ましく、より好ましくは０．１〜０．２ｍＭである。なぜなら、０．１ｍＭ未満のアルミニウムイオン濃度では、腐敗臭を抑制する微生物の増殖を選択的に高めることが困難であり、顕微鏡下では水酸化アルミニウムに微生物が包まれた微小粒子が見られるが、水中に沈降するまでには凝集せず、物理的に微生物を分離困難である。また、０．５ｍＭを越えて高濃度のアルミニウムイオンを供給しても、腐敗臭を抑制する微生物の増殖の速度は変わらず、かえって鉱物質粒子の無用な摩耗量を増大させる結果となり、好ましくない。
【００３１】
すなわち、水中に鉱物質粒子の摩耗粉と所定濃度のアルミニウムイオンが同時に供給されると、摩耗粉を油脂資化性微生物が取り囲むように増殖し、その外側を水酸化アルミニウムの膜が覆う粒子が形成され、このような粒子は、廃水中に沈降して分離して処理しやすいものになる。
【００３２】
鉱物質粒子を物理的に振動させるには、気泡を接触通過させて振動させる手段のほか、鉱物質粒子を収容した籠状容器などをモータや電磁石を用いて電気的、磁気的に振動させたり、音波や超音波などを利用して振動させることもできる。
【００３３】
この発明の実施形態の廃水処理剤の混入装置の実施形態を、以下に添付図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１および図２に示すように、実施形態は、水道配管１を接続したステンレス鋼製の容器２内の基準水面下に水酸化アルミニウムを含有する直径１０ｍｍ程度の鉱物質粒子（腐植酸とケイ酸を主成分とし、水酸化アルミニウムを２％含有する泥岩）３の堆積層を設け、この堆積層の下方にパンチングメタルからなる透水性の仕切り台４を介して散気部材５を設け、これにエアポンプ１２から圧送される圧縮空気の供給管１４を接続し、管状の散気部材５から水中に放出される気泡流で鉱物質粒子３を振動させた際、鉱物質粒子３同士の摩擦で生じた粉状処理剤の分散した水を容器外の被処理水に供給する処理剤混入管路６を接続して設けた廃水処理剤の混入装置である。
【００３５】
容器２には、過剰な水の供給でオーバーフローが起こらないように、フロート（浮子）７付きの水位調節装置を設け、水道配管１を電磁弁８で開栓するだけで、常時定量の水位に保てるようにしている。また、水道の水圧が高すぎて基準水位を超えた場合にもオーバーフローが起こらないように、基準水位の高さに排水口９を設けている。
【００３６】
また、仕切り台４に重ねて粉状処理剤の分散した水を漉しとって排出しやすくするようにパンチングメタル製の仕切り壁１０を設け、処理剤混入管路６からの排水が確実にできるようにしている。
【００３７】
また、図２に示すように、電磁弁８、１１およびエアポンプ１２を電気的に制御するためのタイマー１３を設け、この操作および設定によって自動的に給排水を行えるようにしている。
【００３８】
上記した廃水処理剤の混入装置は、容器内に水を供給しながらエアポンプ１２を駆動すると、曝気が起こると共に鉱物質粒子３は上昇する空気泡に接して振動し、このとき生じた摩耗粉が生成直後に一定の濃度で水に混ざり、仕切り壁４を通過して、処理剤混入管路６から排水できるものである。
【００３９】
【実施例】
図１および図２に示した５０リットル容器内の仕切り台上に５ｋｇの鉱物質粒子（腐植酸とケイ酸を主成分とし、水酸化アルミニウムを２％含有する直径１０ｍｍの泥岩粒子）５ｋｇをほぼ同じ厚みの層状に収容し、エアポンプから散気部材に水圧以上の圧縮空気を２リットル／分程度で供給し、かつ鉱物質粒子一日当たり６００リットルの水道水を供給して同量の粉状処理剤分散水を製造し、これを居酒屋厨房からの廃水に３７日間連続して混入し、さらにグリーストラップ（容量２００リットル）を通過させて排水するという微生物分解処理を試験的に行なった。３０日間の排水量を１８０００リットルとした場合の摩耗した鉱物質粒子の量は、計量の結果４１．５７ｇであった。このときのグリーストラップ内の排水の水質検査（ｐＨ、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、浮遊物質量（ＳＳ）、ノルマルヘキサンを抽出物質量）の結果を表１に示した。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１の結果からも明らかなように、処理後１２日および３７日後のＢＯＤ、ＳＳ量、ノルマルヘキサン抽出物質量は、顕著に減少しており、目視検査の結果も油脂分の堆積や滞留はなくなり、排水の透明度および臭気も顕著に改善されていた。
【００４２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、水酸化アルミニウムを含有する鉱物質粒子を容器内に多数収容し、これら鉱物質粒子を振動させて摩耗粉を廃水中に排出して、廃水中の油脂資化性微生物を増殖させたので、汚水溜槽に至る嫌気的状態におかれた汚水路から悪臭を簡便にかつ確実に消去でき、そのような汚水路中に悪臭や廃油などの堆積物が生じることなく、清潔な状態で汚水処理できる廃水の微生物分解処理方法となる利点がある。
【００４３】
また、この装置に係る発明は、容器内の水面下に水酸化アルミニウムを含有する鉱物質粒子の堆積層を設け、この堆積層の下方に配置した散気部材から水中に放出される気泡流で鉱物質粒子を振動させ、生じた粉状処理剤の分散した水を容器外の被処理水に供給する装置としたので、微生物を増殖するための処理槽を装置内に組み込む必要がなくなり、比較的簡単な装置を使用して確実に廃水中に所定量の微生物基材を供給でき、微生物処理の管理に手間が掛からず、低コストで稼動できる廃水の微生物分解処理装置となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】処理装置の実施形態を容器を取り除いて示す斜視図
【図２】処理装置の実施形態の管路の配置状態を示す平面図
【符号の説明】
１  水道配管
２  容器
３  鉱物質粒子
４  仕切り台
５  散気部材
６  処理剤混入管路
７  フロート
８、１１  電磁弁
９  排水口
１０  仕切り壁
１２  エアポンプ
１３  タイマー
１４  供給管
【図１】
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【図２】
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