(57)【要約】【課題】排水処理の操業性、排水浄化性、余剰汚泥の抑制性および消臭効果に優れた活性汚泥処理方法を提供する。【解決手段】活性汚泥による処理において、食物製造用微生物群を水スプレー手段を備えた曝気槽内および／または水スプレー手段を備えた沈殿槽内に導入することを特徴とする活性汚泥処理方法。前記活性汚泥処理方法を用いて有機排水を処理することを特徴とする排水処理方法。活性汚泥を用いた処理装置において、液面上部に水スプレー手段が配置された曝気槽内および／または液面上部に水スプレー手段が配置された沈殿槽内に食物製造用微生物群を導入してなることを特徴とする活性汚泥処理装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥による処理において、食物製造用微生物群を水スプレー手段を備えた曝気槽内および／または水スプレー手段を備えた沈殿槽内に導入することを特徴とする活性汚泥処理方法。
【請求項２】
前記食物製造用微生物群が下記［Ａ］〜［Ｃ］を含む微生物群であることを特徴とする請求項１に記載の活性汚泥処理方法。
［Ａ］：納豆菌
［Ｂ］：酵母
［Ｃ］：乳酸菌
【請求項３】
前記食物製造用微生物群の比率が［Ａ］：［Ｂ］：［Ｃ］＝１：１０1〜１０5：１０2〜１０6であることを特徴とする請求項２に記載の活性汚泥処理方法。
【請求項４】
前記水スプレー手段が曝気槽および／または沈殿槽の液面上部にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の活性汚泥処理方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の活性汚泥処理方法を用いて有機排水を処理することを特徴とする排水処理方法。
【請求項６】
活性汚泥を用いた処理装置において、液面上部に水スプレー手段が配置された曝気槽内および／または液面上部に水スプレー手段が配置された沈殿槽内に食物製造用微生物群を導入してなることを特徴とする活性汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性汚泥による生物学的処理に関する活性汚泥処理方法および活性汚泥処理装置、さらには、活性汚泥を用いて有機排水を処理する排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性汚泥は、多数の好気性の微生物・細菌や有機・無機性の浮遊物質などからなるゼラチン状のフロックで、排水中に含まれる有機物を吸着して、酸化し凝集して沈降分離する能力に優れている。そのため、排水中の有機物を活性汚泥に分解させ、排水を浄化するという方法は従来から知られている。
【０００３】
このような活性汚泥による処理は、土砂、粗大な浮遊物質などを除去し、水量・水質の平均化、また必要に応じて希釈、ｐＨ調整、栄養塩類の添加を行った後、排水を曝気槽に導入し、通気撹拌下で活性汚泥と接触させて、排水中の有機物を活性汚泥により吸着・酸化するものである。活性汚泥混合液は、次の沈殿槽で重力沈降により活性汚泥と処理水に分離され、処理水は塩素滅菌後に放流され、活性汚泥の一部は返送汚泥として曝気槽に戻され、一部は余剰汚泥として系外に排出され、産業廃棄物として処分される。
【０００４】
この活性汚泥法においては、排水浄化性を向上させるために通気撹拌を強く行うと、発泡が激しくなり、曝気槽外へ溢れてしまい環境上問題になる。
【０００５】
そのため従来より、この発泡を抑えて活性汚泥法の排水浄化性を向上させる提案がなされている。例えば固液分離槽の微生物泡沫を曝気槽に返送する活性汚泥法（特許文献１参照）、撹拌翼による液面上の撹拌と４０〜６０℃に加温を行う活性汚泥法（特許文献２参照）などが提案されている。
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術によりある程度の排水浄化性や曝気槽での発泡抑制性は得られるものの、逆に沈殿槽での汚泥凝集性が悪化して排水処理の操業性が悪くなったり、悪臭が漂い排水処理の作業環境が著しく悪いものであった。また、余剰汚泥も増えて排水処理コストが高くなった。
【特許文献１】特公昭６４−５９５５号公報
【特許文献２】特開平６−２７７６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記従来の問題点を解決し、曝気槽での発泡抑制性や沈殿槽での汚泥凝集性などの排水処理の操業性、排水浄化性、余剰汚泥の抑制性、消臭効果に優れた活性汚泥処理方法および処理装置並びに排水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は次の構成を有する。
【０００９】
すなわち、本発明の活性汚泥処理方法は、活性汚泥による処理において、食物製造用微生物群を水スプレー手段を備えた曝気槽内および／または水スプレー手段を備えた沈殿槽内に導入することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の排水処理方法は、前記の活性汚泥処理方法を用いて有機排水を処理することを特徴とするものである。
【００１１】
さらにまた、本発明の活性汚泥処理装置は、活性汚泥を用いた処理装置において、液面上部に水スプレー手段が配置された曝気槽内および／または液面上部に水スプレー手段が配置された沈殿槽内に食物製造用微生物群を導入してなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排水浄化性、余剰汚泥の抑制性および消臭効果に優れた活性汚泥処理方法および活性汚泥処理装置ならびに廃水処理方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の活性汚泥処理方法は、活性汚泥による処理において、食物製造用微生物群やその保持担体を曝気槽内および／または沈殿槽内に導入する。これによって、排水処理の操業性、排水浄化性、余剰汚泥の抑制性および消臭効果に優れたものとなる。
【００１４】
本発明において用いられる食物製造用微生物は、納豆、アルコール類、食酢、醤油、ヨーグルトなどの食物を製造する微生物であり、具体的には納豆菌、酵母、麹菌、乳酸菌、酢酸菌などが挙げられる。これらの中でも、以下の［Ａ］〜［Ｃ］を含む微生物群であることが好ましい。
【００１５】
［Ａ］：納豆菌
［Ｂ］：酵母
［Ｃ］：乳酸菌
ここで、納豆菌［Ａ］としては、バチルス  サブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、バチルス  セレウス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｃｅｒｅｕｓ）、バチルス  メガテリウム（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ）、バチルス  サーカランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｃｉｒｃｕｌａｎｓ）、バチルス  リケニフォルミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）などの強力糸引納豆菌が好ましく、プロテナーゼ（ｐｒｏｔｅｉｎａｓｅ）を生産するバチルス  サブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）がさらに好ましい。
【００１６】
酵母［Ｂ］とは、有胞子酵母科に分類される酵母であり、サッカロマイセス  セレビシアエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、サッカロマイセス  ウバルム（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｕｖａｒｕｍ）、サッカロマイセス  ジアスタティクス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｄｉａｓｔａｔｉｃｕｓ）、クルベロマイセス  フラギリス（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ  ｆｒａｇｉｌｉｓ）、ハンセニアスポラバルエニス（Ｈａｎｓｅｎｉａｓｐｏｒａ  ｖａｌｂｙｅｎｓｉｓ）、シゾサッカロマイセス  ポムベ（Ｓｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｐｏｍｂｅ）、ピチア  メンブラナエファシエンス（Ｐｉｃｈｉａ  ｍｅｍｂｒａｎａｅｆａｃｉｅｎｓ）、リポマイセス  スターキー（Ｌｉｐｏｍｙｃｅｓ  ｓｔａｒｋｅｙｉ）、ブレッタノマイセス  カンディダ  ウティリス（Ｂｒｅｔｔａｎｏｍｙｃｅｓ、Ｃａｎｄｉｄａ  ｕｔｉｌｉｓ）、トリコスポロン（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ）などが好ましく、上面発酵のサッカロマイセス  セレビシアエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）がさらに好ましい。
【００１７】
乳酸菌［Ｃ］としては、ラクトバチルス  デルブルキ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｄｅｌｂｒｕｋｉｉ）、ラクトバチルス  ブルガリクス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ）、ラクトバチルス  カセイ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｃａｓｅｉ）、ステレプトコックス  サーモフィラス（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）、ステレプトコクス  ラクチス（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｌａｃｔｉｓ）、レウコノストック  メセンテロイデス（Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ  ｍｅｓｅｎｔｅｒｏｉｄｅｓ）、ラクトバチルス  ペントセチウス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｐｅｎｔｏａｃｅｔｉｕｓ）などの活性乳酸菌が好ましく、ラクトバチルス  デルブルキ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｄｅｌｂｒｕｋｉｉ）、ラクトバチルス  ブルガリクス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ）、ステレプトコックス  サーモフィラス（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）がさらに好ましい。
【００１８】
本発明で用いる微生物群の比率は、排水浄化性、余剰汚泥の抑制性や消臭効果を大きくする観点から、納豆菌［Ａ］を１としたときに酵母［Ｂ］および乳酸菌［Ｃ］の割合が［Ａ］：［Ｂ］：［Ｃ］＝１：１０1〜１０5：１０2〜１０6の範囲であることが好ましく、１：１０2〜１０4：１０3〜１０5の範囲であることがより好ましい。
【００１９】
本発明で用いる微生物群の培養は、特に限定されず、常用の方法でよい。例えば３７℃の井戸水に糖蜜やシロップなどの糖類を溶かし、次いで酵母、乳酸菌、納豆菌の順で各々溶かして３日間３７℃を維持して温めて、培養液１ｍｌ当たりの微生物群の総数を１００万匹以上なるように培養するという方法などがある。
【００２０】
本発明で用いる微生物群の培養液は、排水浄化性、余剰汚泥の抑制性や消臭効果を大きくしながら排水処理コストを抑制する観点から、有機排水に対して０．００１〜１０％の割合で添加することが好ましく、０．０１〜１％であるとより好ましい。
【００２１】
本発明において曝気槽は、特に限定されずに用いることができる。例えば、生物化学的酸素要求量ＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）の酸化及び生物の呼吸に必要な酸素の供給や槽内の汚泥混合液の均一な混合などができる散気方式または機械方式の装置や構造を備えた円形型または長方形の槽を用いることができ、うね溝式、旋回流式、じゃま板付旋回流式、表面撹拌式、シンプレックス式、オーバーフロー式の装置や構造を備えた槽などが適用できる。特に好気生分解が盛んな曝気槽への微生物群を導入することが好ましい。
【００２２】
本発明における水スプレー手段としては、液圧だけで噴射する一流体型、液体と気体を混合させる二流体型のノズルが挙げられ、ノズル形態としてはフラット（扇形）、フルコーン（円形全面）、ホローコーン（円環型）、ソリッド（直進形）、微粒、エアアトマイジングなどのスプレーパターンを有するもの等が例示される。中でも噴霧面積の大きいフルコーンや水量を抑えられるホローコーンが好ましい。噴射角度は特に限定されないが、９０°〜１５０°が好ましい。また、スプレー水量は特に限定されないが、沈殿槽に流入する汚水に対して０．０１〜１０倍が好ましい。スプレー位置は曝気槽または沈殿槽の液面上または液面上部であり、その位置から液面に対して０°（水平）〜９０°（垂直）の角度から液面に向かって噴射される。
【００２３】
本発明のおいて沈殿槽は、特に限定されずに用いることができる。例えば、曝気槽からの流入水を活性汚泥と上澄水（処理水）に分離し、槽下部に沈降した汚泥や槽上部の上澄水をそれぞれ別々に槽外へ排出できる機械式の装置や構造を備えた円形型または長方形型の槽を用いることができ、水平流式（横流式）、垂直流式（縦流式）、周辺駆動式などが適用できる。曝気槽内の汚泥は、ｐＨが６〜８、容存酸素ＤＯ（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ）が１〜４に保たれていることが好ましい。
【００２４】
本発明においては、活性汚泥処理工程の曝気槽または沈殿槽、あるいは曝気槽および沈殿槽に、食物製造容細菌を保持できる担体を導入することもできる。この保持担体は、食物製造用細菌を保持できる担体であり、その形態は特に限定されず、スポンジ状、フェルト状、ゲル状、顆粒状などの何れの形態であっても良いが、スポンジ状であることが好ましい。スポンジ状担体としては、排水処理性を良くする観点から、平均細孔が１００〜１００００μｍ、真比重が１．０〜１．６ｇ／ｃｍ3、嵩密度が０．０１〜０．３０ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、平均細孔が１００〜５０００μｍ、真比重が１．２〜１．４ｇ／ｃｍ3、嵩密度が０．０４〜０．１２ｇ／ｃｍ3であることがより好ましい。ここでいう平均細孔、真比重および嵩密度は、以下の計算により求められるものである。
（平均細孔）
１０５℃×２時間で絶乾し、２５℃に温調したスポンジ状担体を鋭利な刃物で切断し、その切断面を現れた細孔断面を無作為に５０カ所抽出し、スケールにて細孔の直径を測定し、その平均値を平均細孔とする。
（真比重）
２５℃に温調した１００ｍｌのメスシリンダーに２５℃の水５０ｍｌを正確に入れる。１０５℃×２時間で絶乾し、２５℃に温調したスポンジ状担体４０ｍｌの重量（Ｇ）を計測する。スポンジ状担体をメスシリンダーに静かに入れ水中へ沈め、水位（Ｌｗ）を計測し、下式より真比重（Ｄｔ）を算出する。
【００２５】
Ｄｔ  ＝  Ｇ ／（ Ｌｗ − ５０ ）
ここで、Ｄｔ：真比重（ｇ／ｍｌ）
Ｇ  ：スポンジ状担体４０ｍｌの重量（ｇ）
Ｌｗ：水位（ｍｌ）
（嵩密度）
１０５℃×２時間で絶乾し、２５℃に温調したスポンジ状担体を鋭利な刃物で切断し、５０個の立方体または直方体を作製し、縦（Ｌ）、横（Ｗ）、高さ（Ｈ）および重さ（Ｇ）をスケールにて計測し、下式より個別の嵩密度（Ｄｂ）を算出し、その平均値を全体の嵩密度とする。
【００２６】
Ｄｂ  ＝  Ｇ ／ （ Ｌ × Ｗ × Ｈ ）
ここで、Ｄｂ：嵩密度（ｇ／ｃｍ3）
Ｇ  ：スポンジ状担体４０ｍｌの重量（ｇ）
Ｌ  ：スポンジ状担体の縦の長さ（ｃｍ）
Ｗ  ：スポンジ状担体の横の長さ（ｃｍ）
Ｈ  ：スポンジ状担体の高さ（ｃｍ）
なお、スポンジ状担体の形状は、特に限定されず、サイコロ状、球状、不定形のものなどが使用できる。大きさは長径が１〜５０ｍｍ程度のものが好ましい。
【００２７】
また、スポンジ状担体の素材は、特に限定されず、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン、ポリエチレン、セルロースなどが使用できるが、ポリウレタンやセルロースなどの生物適合性の良いものが好ましい。
【００２８】
保持担体の導入量は、微生物の定着を良く保ち、排水処理性を良くする観点から、曝気槽および沈殿槽の容積の０．０１〜３０％が好ましく、０．１〜１０％がより好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、微生物群比率、発泡抑制性、汚泥界面深度、処理水ＢＯＤ、余剰汚泥、消臭性は、次の方法により求めた。
（１）微生物群比率
マイクロピペットにより採取した微生物培養液１０μｌをスリット入スライド（１０ｍｍ枠の中に０．１ｍｍ間隔のスリット）上に垂らした後、カバーガラスを載せて４００倍の倍率で顕微鏡観察を行い、１スリット（１ｍｍ2）当たりに存在する乳酸菌、酵母、納豆菌の数をそれぞれ数える。
（２）発泡抑制性
曝気槽での発泡度合いを以下の３段階で判定し、○を望ましいとした。
【００３０】
○  ：  発泡したらすぐに消泡する。
【００３１】
△  ：  発泡してもなかなか消泡しない。
【００３２】
×  ：  消泡しないため泡が曝気槽外へ溢れ出る。
（３）汚泥界面深度
沈殿槽での汚泥界面深さ（Ｄｓ）をスケールにて計測し、下式のように沈殿槽高さ（Ｈｃ）に対する割合として汚泥界面深度（Ｄｈ）を算出し、４０％以上を良と評価した。
【００３３】
Ｄｈ  ＝  （ Ｄｓ ／ Ｈｃ ） × １００
ここで、Ｄｈ：汚泥界面深度（ｍ）
Ｄｓ：汚泥界面深さ（ｍ）
Ｈｃ：沈殿槽高さ（ｍ）
（４）処理水ＢＯＤ
沈殿槽出の処理水について、ＪＩＳ  Ｋ−０１０２に準じてＢＯＤを測定した。５０ｍｇ／ｌ以下を良、３０ｍｇ／ｌ以下を優秀と評価した。
（５）余剰汚泥
増殖した活性汚泥を沈殿槽から抜き出した量を計測した。抜き出し汚泥量の２ヶ月の累積量が１２ｇ以下であるものを良と評価した。
（６）消臭性
曝気槽内および沈殿槽での悪臭発生の度合いを以下の３段階で判定し、○を望ましいとした。
【００３４】
○  ：  悪臭がしない。
【００３５】
△  ：  悪臭が少しする。
【００３６】
×  ：  悪臭がする。
【００３７】
実施例１および比較例１
有機排水の活性汚泥処理を以下の条件にて行った。実施例１では表１に示す微生物群として環境浄化微生物“えひめＡＩ−１号”（愛媛県工業技術センター製）を有機排水の０．０５％を添加し、曝気槽および沈殿槽に同一の水スプレー設備を設置している。比較例１では微生物群を添加せず、水スプレー設備も設置しなかった。
【００３８】
有機排水ＢＯＤ  ＝  ４５００ｍｇ／ｌ
混合液懸濁物質ＭＬＳＳ（Ｍｉｘｅｄ  Ｌｉｑｕｏｒ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）              ＝  ６０００ｍｇ／ｌ
ＢＯＤ汚泥負荷  ＝  ０．３６ｇ／ｇ・日
ＤＯ（溶存酸素）＝  ２ｍｇ／ｌ
曝気槽  ：  散気式（旋回流式：円形型）
沈殿槽  ：  垂直流式（円形型）
水スプレー設備  ：  ホローコーン１流体型ノズル（噴射角度：１２０°、噴射位置：液面垂直）
前記条件にて有機排水の活性汚泥処理を２ヶ月行い、上述の（２）〜（６）の評価を行い、その結果を表２に示した。表２では、優秀を◎、良を○で表示してある。
【００３９】
本発明の活性汚泥処理方法は、優れた排水処理操業性、排水浄化性、余剰汚泥の抑制性および消臭効果を併せ持っていた。
【００４０】
【表１】
2005305285.tif 000002
【００４１】
【表２】
2005305285.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の活性汚泥処理方法は、排水処理の操業性や余剰汚泥の削減や消臭効果が求められる分野に広く適用することができる。