(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酪酸菌粉末、酪酸菌培養液、酪酸菌培養濾液および酪酸菌ペーストから選ばれた少なくとも一種の酪酸菌からなり、浄化槽の嫌気濾床槽に添加することを特徴とする浄化槽用浄化剤。
【請求項２】
酪酸菌を付着させた酪酸菌菌床を嫌気濾床槽に設け、
前記酪酸菌が、酪酸菌粉末、酪酸菌培養液、酪酸菌培養濾液および酪酸菌ペーストから選ばれた少なくとも一種であり、
前記酪酸菌菌床は、中央に設けられた柔軟な帯状体と、水中でゆったりと漂わせ水流に委せるように前記帯状体の側面に沿って設けられた多数の繊維を設けてなる帯状担体とを備え、
前記帯状担体に酪酸菌を含浸又は保有させたことを特徴とする浄化槽。
【請求項３】
酪酸菌粉末、酪酸菌培養液、酪酸菌培養濾液および酪酸菌ペーストから選ばれた少なくとも一種の酪酸菌を、浄化槽の嫌気濾床槽に供給することを特徴とする浄化槽の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酪酸菌を用いた浄化槽用浄化剤、その浄化剤を用いた浄化槽および浄化槽の浄化方法に関し、特に浄化槽の臭気の抑制およびＢＯＤを低下させて浄化する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家庭、施設や工場などで排出される生活排水、および生活排水と糞尿などからなる汚水は、浄化槽により処理されている。このような浄化槽は、通常、第１槽の嫌気濾床槽、第２槽の接触ばっ気槽および第３槽の沈澱槽を有する。汚水は、流入管から第１槽の嫌気濾床槽に流入し、第２槽の接触ばっ気槽および第３槽の沈澱槽を通過して浄化され、流出管から放流される。
【０００３】
第１槽の嫌気濾床槽は静止状態で嫌気性菌が発育する状態に保持され、第２槽の接触ばっ気槽はばっ気状態で好気性菌の発育環境となっており、第３槽の沈澱槽は汚泥を沈澱させるために、再び嫌気性菌の発育状態となっており、汚水はそれらの各槽の微生物により浄化されて河川等に放流する過程が取られている。
【０００４】
浄化槽では微生物の力を利用して汚水を浄化するが、微生物は各槽内でそれぞれの特徴をもった自然発生的に生成した微生物を利用するか、その他の様々な工夫、例えば、外部から微生物を投入したり、多孔質セラミックの固形物を槽内に置き、槽内微生物の発生環境を整える方法等が取られている。
【０００５】
また、浄化槽から発生する臭気を除くために、例えば、発生した悪臭成分を含有する空気を活性炭により吸着する方法やアルカリ洗浄する方法、またはバチルス属細菌を担持させた生物脱臭材を充填した装置を浄化槽の空間に設置して悪臭空気を除去する方法（特開２００１−７０４２４号公報）、さらに汚水の流入管に連通して設けられたオゾン供給管からオゾンを供給して浄化槽中の悪臭を除去する方法（特開２００１−７９５７７号公報）等が開示されている。
これらにより、浄化槽の臭気の抑制、油分解菌及び有機物分解菌によるＢＯＤの低減化が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、浄化槽は、微生物の作用により有機物を分解して汚水を浄化しているが、浄化槽からの臭気の発生を十分に抑制することはできず、また有機物の分解が十分に行なわれないために、ＢＯＤの低下が満足できないのが現状である。
【０００７】
例えば、浄化槽へ流入する生活排水や糞尿などの変化により汚水条件が変化したり、また装置の管理が不適切のために浄化槽内の微生物からなる浄化菌群の繁殖が不充分なことと、また浄化槽の管理をするために浄化槽内に沈殿した汚泥の抜き取りが定期的に行われる為に、浄化槽内に常住する微生物が定着できないことから、浄化槽から発生する臭気を十分に抑制することができず、またＢＯＤの低減が不十分であり、ＢＯＤを低減化させるのに大規模な浄化槽にしないと低減化できないとか、浄化槽から流出する流出水の濁度が落ちない等の問題があるのが実態である。これは環境対策にとっても重要な問題である。
【０００８】
本発明は、この様な従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、酪酸菌を浄化剤として用いることにより、浄化槽の臭気の抑制およびＢＯＤを低下させて浄化することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の第一の発明は、酪酸菌からなり、浄化槽の嫌気濾床槽に添加することを特徴とする浄化槽用浄化剤である。前記酪酸菌が、酪酸菌粉末、酪酸菌培養液、酪酸菌培養濾液および酪酸菌ペーストから選ばれた少なくとも一種であるのが好ましい。
【００１０】
本発明の第二の発明は、酪酸菌を付着させた酪酸菌菌床を嫌気濾床槽に設けたことを特徴とする浄化槽である。
【００１１】
前記酪酸菌菌床は、中央に設けられた柔軟な帯状体と、水中でゆったりと漂わせ水流に委せるように前記帯状体の側面に沿って設けられた多数の繊維を設けてなる帯状担体とを備え、前記帯状担体に酪酸菌を含浸又は保有してなるものが好ましい。
【００１２】
本発明の第三の発明は、浄化槽の嫌気濾床槽に酪酸菌を供給することを特徴とする浄化槽の浄化方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の浄化槽用浄化剤は、酪酸菌を含有することを特徴とする。
本発明の浄化槽用浄化剤に用いられる酪酸菌は、酪酸菌粉末、酪酸菌培養液、酪酸菌培養濾液および酪酸菌ペーストから選ばれた少なくとも一種が好適である。
【００１４】
酪酸菌は、偏性嫌気性菌で芽胞を形成するグラム陽性の桿菌であり、０．５％ブドウ糖加普通寒天培地で３７℃、４８時間培養し、その培養液を顕微鏡で観察すると、ほとんど直線状か、まれにやや弯曲した桿菌であり、卵形の芽胞を形成している。この芽胞の形成により、耐熱性、耐酸性を有し、生菌は安定である。なお、自然界においては１０℃前後でも発育する。
【００１５】
酪酸菌には、クロストリヂウムブチリカム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｂｕｔｙｒｉｃｕｍ）が用いられる。
【００１６】
酪酸菌の培養液には、特に制限はなく、通常の酪酸菌を培養した培養液を用いることができるが、例えば糖類、アミノ酸、水等を主成分として含む液体培地で、酪酸菌を３５〜４０℃で、２４〜７２時間培養したものが適している。
【００１７】
酪酸菌の培養液中には、酪酸菌の生菌の他に、代謝産物である酪酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、および自己融解した菌体成分、アミラーゼ、各種アミノ酸、各種ビタミン等が含有されている。
【００１８】
酪酸菌の培養液は、水分の含有量が９５〜９８重量％と多いために、各種の分離機、例えば遠心分離機、濃縮装置等により、固液分離を行ない過剰の水分を除去する。具体的には、培養液を遠心分離機にかけて、酪酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、各種ビタミン、各種アミノ酸、アミラーゼおよび菌体の一部を含む液体部と、菌体及び培地の一部を含む固体部とに分離する。以下、液体部を酪酸菌培養濾液と称し、固体部を酪酸菌ペーストと称する。酪酸菌ペーストの水分の含有量は６０〜９０重量％の範囲である。
【００１９】
また、本発明においては、上記の酪酸菌培養液または酪酸菌ペーストを乾燥した酪酸菌粉末を用いることもできる。その乾燥方法の種類により、乾燥に適応する様に水分の含有量を調製してもよい。水分含有量を調製する方法は、例えば、上記の酪酸菌ペーストを濃縮したり、コーンスターチなどの粉状物を添加することにより行なうことができる。これにより、水分含有量を２０〜８５重量％の範囲に調整する。なお、この水分含有量の調整を行なわないで、乾燥に用いてもよい。
【００２０】
酪酸菌は、整腸剤、動物薬、飼料添加物、飼料添加剤として利用されている。酪酸菌は、有機物等の分解能力があり、また発育増殖の過程でヒト、動植物、微生物にとって有用物を放出することに特徴がある。
【００２１】
本発明者らは、酪酸菌は、人体に対して整腸作用が認められていること、またウシ、トリ、ブタ等の家畜の飼料に混和して投与すると、排便中のアミン、アンモニアの異臭気を抑制することができることから、浄化槽中に流入する有機物や糞便などに対しても、上記と同様に浄化槽内を動物の腸管と同様の仕組みによる浄化が行なわれ、浄化槽の安定的な浄化処理が可能となるものと推察し、研究を行なった結果、本発明に達したものである。
【００２２】
本発明は、浄化槽に酪酸菌を添加することにより、酪酸菌の有機物等の分解能力を利用すること、および酪酸菌の発育増殖の過程で放出する微生物にとっての有用物が、浄化槽に酪酸菌を添加することにより、浄化槽内の嫌気性菌や好気性菌の発育条件をより好適な条件とし、微生物の働きを増加させて浄化槽の浄化を増長することの相乗作用を利用することを特徴とする。
【００２３】
すなわち、酪酸菌の最大の特徴は芽胞から栄養体になり発育増殖する際に炭酸ガスと共に酪酸、酢酸、プロイオン酸等の有機酸、及び微量の各種ビタミン、アミノ酸、アミラーゼ等の微生物にとっても有用物質を放出することから、該有用物質が浄化槽内の微生物の働きを増加させるものと推察される。
【００２４】
浄化槽内には、例えばラッパ虫、ツリガネ虫、スグレア、その他の多数の微生物が成育しており、微生物の代表として、酵母、乳酸菌、枯草菌等が挙げられるが、これらの菌類を初めとするその他の菌類を含めて、酪酸菌を添加することにより、活性化されることを、後述の実施例に示す様に、本発明者は実験的に確認した。
また、酪酸菌は、有機物等の分解能力があることを、後述の試験例に示す様に本発明者は実験的に確認した。
【００２５】
本発明の浄化槽用浄化剤は、酪酸菌を含有することを特徴とするが、酪酸菌としては、例えば酪酸菌粉末、酪酸菌培養液、酪酸菌培養濾液および酪酸菌ペーストから選ばれた少なくとも一種が用いられる。
【００２６】
次に、本発明の浄化槽について説明する。
本発明の浄化槽は、上記の酪酸菌を含有する浄化槽用浄化剤を含む酪酸菌菌床を有することを特徴とする。
【００２７】
図１は本発明の浄化槽の一例を示す概略断面図である。同図１において、浄化槽１は、嫌気濾床槽２、接触ばっ気槽３、沈澱槽４および消毒槽５から構成されている。汚水６は、流入管７より嫌気濾床槽２に流入し、嫌気濾床槽２の嫌気性菌により有機物の分解処理が行われた後、処理された汚水６は隔壁８ａを通って接触ばっ気槽３へ移動する。接触ばっ気槽３では、空気が送風機９から散気管１０を通ってばっ気が行なわれ、空気の存在下で好気性菌により有機物の分解処理が行われた後、処理された汚水６は隔壁８ｂを通って沈澱槽４へ移動する。沈澱槽４において、処理された汚水６の固形物の汚泥の沈澱が行われた後、処理された汚水６の上澄液が隔壁８ｃの上端を通って消毒槽５へ移動する。消毒槽５では、上澄液の滅菌を行なって流出管１１を通って処理済の汚水を外部へ排出する。
【００２８】
上記の浄化槽において、沈澱槽４で沈澱した汚泥は１部は余剰汚泥として回収されるが、汚泥は返送汚泥１２として、嫌気濾床槽２へ返送され、各槽で汚泥に含有されている菌により再び有機物の分解処理が行われる。また、接触ばっ気槽３から嫌気濾床槽２へ循環水１３が返送される。
【００２９】
また、嫌気濾床槽２は、１槽または２槽から形成されているものでもよく、２槽から形成されていると、第１槽で汚水６に含まれている固形物の沈澱が行われ、第２槽で嫌気性菌により有機物の分解処理が行われるので好ましい。
【００３０】
２１は酪酸菌を含有する浄化槽用浄化剤を含む酪酸菌菌床である。図１では、酪酸菌菌床２１は嫌気濾床槽２に設けられているが、接触ばっ気槽３に設けられていてもよく、または嫌気濾床槽２および接触ばっ気槽３の両方に設けられていてもよい。
【００３１】
図２および図３は本発明に用いられる酪酸菌菌床の一例を示す概略図である。同図２に示す酪酸菌菌床２１は、柔軟な帯状体２２の側面に沿って設けた多数の繊維２３に酪酸菌を含浸又は保有してなる帯状担体２４からなるものである。繊維２３は軽く耐水性があるものであれよく、ポリエステル繊維などの耐腐蝕性、耐久性がある化学繊維、合成樹脂繊維等を用いることができる。中央の柔軟な帯状体２２には、例えば、布、網、ゴム状体などを用いることができる。多数の繊維２３は、柔軟な帯状体２２の側面に固定されている。図３は、図２よりも繊維２３が多い酪酸菌菌床２１を示す。酪酸菌菌床は、形状を螺旋状に加工して菌床量を増加して設置するのが好ましい。
【００３２】
上記の酪酸菌菌床２１は、酪酸菌を含有する溶液に浸漬して酪酸菌や、必要に応じてその他の有益物を付着した後、嫌気濾床槽２および接触ばっ気槽３（以下、処理槽と記す）の水中に浸漬して使用する。酪酸菌菌床２１は菌床として作用し、自然界で海草が海中で流動しながら有機物を効率よく補足するのと同様の原理により、処理槽内に浮遊している有機物を高効率で補足可能にするために、表面積を増加するために微細な繊維をツリー状に水中でゆったりと漂わせ水流に委せることにより、菌層の厚さを均一に保つなど浄化作用を長期間安定に保つものである。
【００３３】
また、本発明に用いられる酪酸菌菌床には、従来の菌床として用いられているもの、例えば波板、網筒、縄、セラミック石等を用いるこがもきるが、上記の図２および図３に示す酪酸菌菌床はそれらに比較し機能は大幅に優れている。
【００３４】
本発明において、浄化槽内に添加する浄化槽用浄化剤の添加量は、処理される汚水の種類により異なるが、例えば処理槽中の汚水量３０ｍ3に対して、芽胞となった菌１ｍｌ中に１０4 〜１０7 個を含む酪酸菌培養液として好ましくは５０Ｌ（リットル）〜１５０Ｌ、さらに好ましくは１００Ｌ〜１５０Ｌの範囲である。また、酪酸菌粉末、酪酸菌培養濾液および酪酸菌ペーストの場合も、上記の添加量に換算して同様の量を添加すればよい。
【００３５】
処理槽中に上記の酪酸菌培養液を添加すると、酪酸菌は他の菌と同様に汚水中の有機物を栄養として繁殖し、沈澱槽で沈澱した汚泥に含有されるが、沈澱槽で沈澱した汚泥は返送汚泥として、嫌気濾床槽２および接触ばっ気槽３へ返送され、各槽で汚泥に含有されている酪酸菌は再び有機物の分解処理に利用される。したがって、最初に浄化槽に酪酸菌を含有する浄化槽用浄化剤を添加した後は、酪酸菌の効果が低下した時に補充すればよい。
【００３６】
また、浄化槽に流入する汚水の糞尿の中にも酪酸菌が含まれているが、浄化槽における、その酪酸菌の量はほとんど無いに等しい僅かな量である。
【００３７】
本発明において、酪酸菌は、用途別に処理水質に最適な純正化菌を培養槽で培養し、酪酸菌菌床の菌床に保持させて処理槽に設置するか、または培養槽での培養時条件として培養槽内にあらかじめ菌床を設置しておいて、汚水に最適な酪酸菌の培養を行ってもよい。
【００３８】
本発明は、上記の酪酸菌を含有する浄化槽用浄化剤を、浄化槽の処理槽に供給することにより汚水の浄化を行うことができる。
【００３９】
嫌気濾床槽の汚水に酪酸菌菌床により、または酪酸菌をそのまま添加すると、次第に嫌気濾床槽からＣＯ2 ガス等の気泡が発生し、酪酸菌による作用が認められる。これは酪酸菌による有機物の分解および在来微生物との相乗作用による有機物の分解により発生するものと推察される。特に、汚水から発生するアンモニア、硫化水素などの分解に有効であり、異臭気の発生を防止することができる。
【００４０】
また、本発明における浄化槽用浄化剤の酪酸菌は、既に稼動中の浄化槽の場合には、浄化槽の処理槽内の常在菌の繁殖を促進し、更に酪酸菌自らもアンモニア臭抑制菌でもあるために、二重の効果を発揮することができる。
【００４１】
浄化槽の処理槽内で、常在菌と酪酸菌の機能を最大限発揮出来る条件環境としては、温度が２０〜４０℃、ｐＨが４．５〜８．０の範囲が好ましい。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
試験例１
酪酸菌の培養液を用いて、酪酸菌が有機物を分解する無機化能力の試験を行った。
使用菌株として、クロストリヂウムブチリカム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｂｕｔｙｒｉｃｕｍ）を使用して培養した酪酸菌の培養液を用いて、下記の表１に示す条件で試験を行った。
【００４４】
【表１】
0004038808.tif 000002
【００４５】
（注）標準汚泥処理装置は、一般に使用されている標準活性汚泥処理方式のものを示した。
【００４６】
上記の結果より、酪酸菌の培養液は、標準汚泥処理装置の４．３倍の有機物の無機化能力があることが認められた。実際の汚泥処理装置とは条件が異なるが、酪酸菌には大きな有機物の分解能力があり、浄化槽への適用が可能である。
【００４７】
試験例２
ビーカー試験により、浄化槽常在菌と酪酸菌の培養液を用いて、酪酸菌が有機物を分解する無機化能力の試験を行った。
使用菌株として、クロストリヂウムブチリカム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｂｕｔｙｒｉｃｕｍ）を使用して培養した酪酸菌の培養液を用いて、下記の表２に示す条件で試験を行った。
【００４８】
【表２】
0004038808.tif 000003
【００４９】
上記の結果より、酪酸菌が有機物の無機化作用を活発に行うことが認められた。また、浄化槽常在菌と酪酸菌の相乗活性化効果が発揮されたことが認められた。
【００５０】
実施例１
浄化槽管理会社が管理し、既に稼動している、図１に示す様な合併浄化槽に、酪酸菌を添加して、汚水中の有機物の浄化試験を行った。
酪酸菌の培養液を、浄化槽の嫌気濾床槽に、図２に示す酪酸菌菌床を用いて添加した。下記の表３に示す条件で試験を行った。
【００５１】
【表３】
0004038808.tif 000004
【００５２】
（注）
（１）ＢＯＤは、標準希釈法により測定した値を示す。
（２）臭気指数は、臭気定量鑑定法により測定した値を示す。
【００５３】
上記の稼動中の浄化槽においては、浄化槽管理会社が管理技術を駆使しても負荷（有機物）が多く、ＢＯＤおよび臭気指数等を規制値（ＢＯＤは２０ｐｐｍ以下）内に抑えることが困難であったが、酪酸菌を添加した結果、浄化槽在来菌と酪酸菌の相乗作用および酪酸菌の活性化が図られ、ＢＯＤは平均６０ｐｐｐｍが２０ｐｐｍに低下し、臭気指数は平均１０００が１００に低下した。
【００５４】
実施例２
浄化槽管理会社が管理し、既に稼動している、図１に示す様な合併浄化槽に、酪酸菌を添加して、汚水中の有機物の浄化試験を行った。
酪酸菌の培養液を、浄化槽の嫌気濾床槽にそのまま添加した。下記の表４に示す条件で試験を行った。
【００５５】
【表４】
0004038808.tif 000005
【００５６】
上記の稼動中の浄化槽においては、浄化槽管理会社が管理技術を駆使しても負荷（有機物）が多く、ＢＯＤおよび臭気指数等を規制値内に抑えることが困難であったが、酪酸菌を添加した結果、浄化槽在来菌と酪酸菌の相乗作用および酪酸菌の活性化が図られ、ＢＯＤは平均５０ｐｐｐｍが１４ｐｐｍに低下し、臭気指数は平均８００が５０に低下した。
【００５７】
実施例３
浄化槽管理会社が管理し、既に稼動している、図１に示す様な合併浄化槽に、酪酸菌を添加して、汚水中の有機物の浄化試験を行った。
下記の表５に示す条件で試験を行った。
【００５８】
【表５】
0004038808.tif 000006
【００５９】
上記の稼動中の浄化槽においては、浄化槽管理会社が管理技術を駆使しても負荷（有機物）が多く、ＢＯＤおよび臭気指数等を規制値内に抑えることが困難であったが、酪酸菌を添加した結果、浄化槽在来菌と酪酸菌の相乗作用および酪酸菌の活性化が図られ、ＢＯＤは平均４５ｐｐｐｍが１７ｐｐｍに低下し、臭気指数は平均１０００が１００に低下した。
【００６０】
実施例４
浄化槽管理会社が管理し、既に稼動している、図１に示す様な合併浄化槽に、酪酸菌を添加して、汚水中の有機物の浄化試験を行った。
下記の表６に示す条件で試験を行った。
【００６１】
【表６】
0004038808.tif 000007
【００６２】
上記の稼動中の浄化槽いおいては、浄化槽管理会社が管理技術を駆使しても負荷（有機物）が多く、ＢＯＤおよび臭気指数等を規制値内に抑えることが困難であったが、酪酸菌を添加した結果、浄化槽在来菌と酪酸菌の相乗作用および酪酸菌の活性化が図られ、ＢＯＤは平均５０ｐｐｐｍが２０ｐｐｍに低下し、臭気指数は平均１０００が１００に低下した。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、酪酸菌を浄化槽の浄化剤として用いることにより、浄化槽の臭気の抑制およびＢＯＤを低下させて浄化することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄化槽の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に用いられる酪酸菌菌床の一例を示す概略図である。
【図３】本発明に用いられる酪酸菌菌床の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  浄化槽
２  嫌気濾床槽
３  接触ばっ気槽
４  沈澱槽
５  消毒槽
６  汚水
７  流入管
８ａ，８ｂ，８ｃ  隔壁
９  送風機
１０  散気管
１１  流出管
１２  返送汚泥
１３  循環水
２１  酪酸菌菌床
２２  柔軟な帯状体
２３  繊維
２４  帯状担体
【図１】
0004038808.tif 000008
【図２】
0004038808.tif 000009
【図３】
0004038808.tif 000010