(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を利用した液体の処理方法において、前記微生物を含む処理槽内の液体の一部を断続的に取出して貯留槽内で一時保存する工程を有し、該断続的に保存する工程において前記微生物を培養することなく前記微生物を含む液体を保存し、前記処理槽内条件異常による菌体の死滅ないしは損傷が生じた時、処理槽内の微生物を含む液体を貯留槽へ送る操作を停止し、処理槽内条件を正常に戻した後、貯留槽内に保存していた微生物を含む液体を処理槽内に投入して微生物利用液体処理を再開することを特徴とする微生物利用液体処理方法。
【請求項２】
一時保存する容量が処理槽の０．１〜１０％であることを特徴とする請求項１記載の微生物利用液体処理方法。
【請求項３】
前記断続的に取出して保存する工程の間隔が５時間〜３日であることを特徴とする請求項１または２に記載の微生物利用液体処理方法。
【請求項４】
処理液体がポリエステル織物の水酸化ナトリウムによる減量処理排水を主成分とする排水であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の微生物利用液体処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排水処理や微生物培養など微生物を利用し、水などの液体の連続処理を行う微生物利用液体処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
活性汚泥法などの排水処理や、発酵などの微生物培養では、微生物を利用して運転を行っているが、いままでその主処理方法上で菌体保存を考慮したものは見られなかった。
【０００３】
微生物利用装置では菌が死滅するのを防ぐため、温度やｐＨ、ＤＯなどの管理項目をおき、生育条件にコントロールする方法がとられていることがほとんどで、通常は菌が死滅するような事態がおきることはまれである。
【０００４】
しかし、実際には装置トラブルや予期せぬ状況にみまわれ、処理槽の菌が死滅または死滅に近い状態に陥ることもまれにおきている。この場合、例えば活性汚泥処理では別なところで行っている活性汚泥槽から種汚泥をもらい再スタートする方法がとられ、また発酵分野では、植え継いで保存してある寒天培地、あるいは、凍結保存菌体、（凍結）乾燥保存菌体から小規模に培養をはじめ、次第にスケールアップして本装置の種菌として再スタートする方法がとられている。また、多段で微生物処理を行っている場合や後段に沈殿槽がある場合などはトラブル発見までの時間が短かった時に限り、トラブルの影響の及んでいない後段の処理槽や沈殿槽から菌体を取得し、前段の処理槽を正常化してから投入する方法をとることができるが、トラブル発見が遅れた場合や徐々に菌生育状態が悪化していった場合にはやはり、前述の方法を取らざるをえなかった。
【０００５】
微生物利用装置の再スタートには、種菌の確保、立上げ時の培養などで時間を要することが多く、数日かかることもまれではない。工業的に微生物利用装置を運転している場合、数日の損失は大きく、排水処理の場合ではその間未処理の排水が流出することもおき、何らかの対策が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来では微生物を利用した液体の処理装置において、装置で利用している微生物菌体がトラブルなどによりダメージを受けたりあるいは死滅した場合に、速やかに正常処理の状態に戻すことができなかったり、正常処理に復帰するまでの時間が長いといった問題があった。本発明はかかる問題を解決し、トラブル後の正常処理状態への復帰を速やかに行うことを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはかかる課題を解決するために鋭意検討した結果、上記の課題は、微生物を利用した液体の連続処理方法において、微生物を含む処理槽内溶液または処理水の一部を断続的に一時保存する工程をもつことを特徴とする微生物利用処理方法により基本的に達成できることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、
（１）微生物を利用した液体の処理方法において、前記微生物を含む処理槽内の液体の一部を断続的に取出して貯留槽内で一時保存する工程を有し、該断続的に保存する工程において前記微生物を培養することなく前記微生物を含む液体を保存し、前記処理槽内条件異常による菌体の死滅ないしは損傷が生じた時、処理槽内の微生物を含む液体を貯留槽へ送る操作を停止し、処理槽内条件を正常に戻した後、貯留槽内に保存していた微生物を含む液体を処理槽内に投入して微生物利用液体処理を再開することを特徴とする微生物利用液体処理方法。
【０００９】
（２）前記一時保存する容量が前記処理槽の０．１から１０％であることを特徴とする前記（１）記載の微生物利用液体処理方法。
【００１０】
（３）前記断続的に取出して保存する工程の間隔が５時間〜３日であることを特徴とする前記（１）または（２）記載の微生物利用液体処理方法。
【００１１】
（４）前記処理液が、ポリエステル織物の水酸化ナトリウムによる減量処理排水を主成分とする排水であるすることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の微生物利用液体処理方法。
【００１５】
を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の詳細について具体的に説明していく。本発明の微生物利用液体処理方法は菌体を含む処理槽内の液体の一部を断続的に取出して一時保存する工程を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の微生物利用液体処理方法は、活性汚泥法をはじめとする排水処理やアミノ酸生産をはじめとする発酵など、微生物を利用した液体の処理方法全般に適用される。またバッチ式ではなく、連続処理に適用されるが、この中には略連続とみなすことができる短い間隔での間欠断続処理も含む。
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の微生物利用液体処理方法を説明する。
【００１９】
図１は本発明の微生物利用液体処理装置の一例を示したフロー図であり、図２は本発明の微生物利用液体処理装置の他の例を示したフロー図である。
【００２０】
本発明は、処理槽１の外部または内部に、処理槽内溶液または処理水の一部を断続的に一時保存する貯留槽３を備えるものである。図１において、処理槽１には原料または被処理水流入ライン４および処理水流出ライン５が接続されている。２は撹拌機である。図１の例では外部に貯留槽３を設け、タイマー６などを用いて一定時間に一度処理水を貯留槽３に送り込み、またそれまでの貯留槽３内溶液を処理槽１内または処理槽流出ライン５に放流する方法により達成することができる。
【００２１】
また、図２の例では処理槽１の内部の一部を仕切って貯留槽３とし、貯留槽３の中に一定時間に一度処理水を送り込み、それまで貯留槽３の中に入っていた液を処理槽１内または処理槽流出ライン５に放流する方法をとることもできる。この例では、タイマー６とエアーリフト８により設定した時間に設定した量を貯留槽３に送る構成となっている。
【００２２】
処理槽１には通常は温度、ｐＨ、溶存酸素濃度計、ＯＲＰなどの測定機器がついており、またそれらの計測値により運転条件をコントロールしているケースが多いが、まれに流入水の何らかの異常、また仕込み原料の異常などにより、処理が急激に、または徐々に異常になり、場合によっては処理槽内の菌体の死滅におよぶことがある。
【００２３】
従来は別のところで稼動している類似装置から菌体を移送し、再立上げを行ったり、冷凍保存などしてあった保存菌体を小規模から徐々に大規模に培養して種菌とし、装置を再立上げする方法をとっており、再立上げ用の菌の確保および再立上げに長期を要し、工業的に用いている場合にはその間の損害も無視できるものではなかった。
【００２４】
本発明では、処理槽の正常な状態の菌体を一定時間保持しているため、処理異常で菌体にダメージが及んでいることを処理槽の温度センサー、ｐＨセンサー等で検知した場合には、まず本発明の断続的に菌を一時保存するために処理液を貯留してある貯留槽への一時保存、排出の操作を停止し、貯留槽に保持してある正常に処理されていた時の菌体をストックしておき、その間に処理槽内を正常な状態に戻す操作を行う。その後、貯留槽に保持していた菌体を処理槽に投入し、再立上げを行うことにより、迅速に装置を正常状態に復帰させることが可能となる。
【００２５】
処理槽内の菌体のダメージ度合いによっては処理槽内を正常な状態に戻す操作を行った後、貯留槽に保持していた菌体を処理槽に投入し、そのまますぐに処理を続けることが可能な場合もある。
【００２６】
本装置の貯留槽の大きさは、使用している菌体の増殖速度および処理槽の大きさ、トラブル後復帰にかけることができる許容時間により決定されるが、通常は処理槽の０．１％から１０％程度の容量であることが好ましい。この貯留槽の大きさは菌体の増殖速度が低い場合やトラブル復帰にかけることができる許容時間が短い場合にはやや大きめに設定した方が好ましい。
【００２７】
貯留槽の形態については、一般的な槽の形状をとってもよいし、貯留槽の容量が小さくて済む場合には、太い配管を利用してもよく、特に限定しない。
【００２８】
本装置の貯留槽に処理槽内溶液または処理水を送り込む入れ替え時間の設定は、菌体を貯留槽に貯留させておいた場合の死滅率の経時変化を考慮して決めることが好ましく、貯留槽の条件において貯留保持しておいた菌体が全滅するまでの時間が最大の入れ替え間隔となる。また、入れ替え時間は処理槽が異常な条件になってから、装置の異常検出系が異常を検出できる時間より長くとっておく必要がある。これは、微生物処理は滞留時間が数時間から数日と長期であることが多く、流入水に対して槽の容量が大きいため、例えば菌にとって害となる物質が流入しても、最初のうちは濃度としては非常に低く検知が難しいケースが多い。そのため、実際に処理槽が異常な条件になった場合でも、センサーによる検知が時間的にかなり遅れることが考えられるため、この時間差の分以上に余裕をもって入れ替え間隔をとっておく必要がある。さもなければ、処理槽以上によって一時保存滞留部から菌体を導入し、立上げを行う際に、すでに一時保存滞留部の菌体もダメージの影響を受けているため一時保存滞留部の菌体では立上げ不能となる。入れ替え時間はこれらを総合的に判断して決定する。
【００２９】
入れ替え時間の間隔は通常は等間隔にタイマーなどで設定できるが、装置の運転状況によっては不等間隔でも構わない。例えば装置を夜間や休日に停止することが判っている場合はそれに対応して不等間隔に設定する方法もとることが出来る。この間隔は滞留時間や菌の特性に応じて決められるが、時間的には５時間から３日の間が特によい。
【００３０】
貯留時間の設定や貯留槽の容量の設定にあたり、ｐＨ、温度などのコントロールを行ったり、菌をより長く生育させておくために無機塩など有効な添加剤がある場合にはそれを添加する方法や、排水をはじめとする栄養源を添加する方法も効果的である。
【００３１】
貯留槽への送液方法については、ポンプを使う方法や、エアリフトを用いる方法、流出水ラインの途中に分岐間をつけて水頭差により送液する方法、また貯留槽を処理槽内部に設定した場合には処理槽との連通部分にバルブを設けてこれを開閉する方法でもよい。貯留槽からの排液方法についても送液により押し出す方法やオーバーフローさせる方法、水頭による自然流下による方法などがあるが、貯留槽への送液、排液方法とも特に限定はしない。
【００３２】
この方法は、各種用途に用いることができ、特に用途、処理液体を限定はしないが、特に効果が大きいのは処理液体がポリエステル織物の水酸化ナトリウムによる減量処理排水を主成分とする排水である場合である。これは処理液体のｐＨが高くかつ変動があり、また温度が高いため、ｐＨ制御や温度制御の一部に問題がおきた場合、例えば温度制御が行われなくなった場合には９０℃以上の処理液が処理槽に流入してしまうような事態が起きることがあり、処理槽の菌の全滅をまねく。しかし、本発明によればこういった全滅のケースでも貯留槽内に一時保存しておいた菌（微生物を含む液体）で速やかに立上げを行うことができる。
【００３３】
【実施例】
（実施例）
容量３００リットル（Ｌ）の処理槽１で、被処理液を滞留時間６ｈで微生物処理を行った。このとき、容量１０Ｌの貯留槽３を処理槽外部に設け、貯留槽３の入れ替え間隔をタイマー６で２４ｈに設定した。この微生物群はｐＨ８付近で活性が最も高く、ｐＨ２以下では溶菌することが判っているため、ｐＨを常に監視し、水酸化ナトリウムと硫酸でｐＨ８になるよう自動調整を行った。
【００３４】
模擬的にトラブル状況を起こすために硫酸を一度に大量に処理槽に投入し、ｐＨ２とし、処理槽１内部の微生物菌体を溶菌させた。
【００３５】
模擬トラブル設定後速やかに処理槽１内部の液をドレンし、水洗後、被処理液を満たして貯留槽３から正常な菌体を導入して培養を開始した。このとき処理槽１内の菌体濃度は、模擬トラブル発生から２４ｈで正常な状態と同じ濃度になった。
【００３６】
（比較例）
実施例と同じ容量３００Ｌの微生物処理槽１で被処理液を滞留時間６ｈで微生物処理を行った。この微生物群はｐＨ８付近で活性が最も高く、ｐＨ２以下では溶菌することが判っているため、ｐＨを常に監視し、水酸化ナトリウムと硫酸でｐＨ８になるよう自動調整を行った。
【００３７】
模擬的にトラブル状況を起こすために硫酸を一度に大量に処理槽１に投入し、ｐＨ２とし、処理槽１内部の微生物菌体を溶菌させた。
【００３８】
模擬トラブル設定後、冷凍保存菌株１５ｍＬを取り出し、０．３Ｌの培養槽で培養し、２４ｈで所定の菌濃度とした。０．３Ｌで培養した培養液を種菌としてさらに６Ｌの培養槽で培養を行い、２４ｈで所定の菌濃度とした。これを容量３００Ｌの微生物処理槽１に種菌として入れ、２４ｈで処理槽での正常な状態と同じ菌濃度となった。模擬トラブル設定から合計７２ｈが処理槽での正常処理復帰までにかかった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明により、微生物利用液体処理方法における菌死滅などのトラブルの後速やかに正常処理に復旧させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微生物利用液体処理装置の一例を示したフロー図である。
【図２】本発明の微生物利用液体処理装置の他の例を示したフロー図である。
【符号の説明】
１：処理槽
２：攪拌機
３：貯留槽
４：原料または被処理水流入ライン
５：処理水流出ライン
６：タイマー
７：散気管
８：エアーリフト
【図１】
0003893762.tif 000002
【図２】
0003893762.tif 000003