(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリーンラストと、
哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する酵素処理剤と、
を含有する、水処理剤。
【請求項２】
グリーンラストと、
哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する酵素処理剤と、
を混合することで、請求項１に記載の水処理剤を得る、水処理剤の製造方法。
【請求項３】
含窒素化合物を含む被処理水を、請求項１に記載の水処理剤と接触させる、被処理水の処理方法。
【請求項４】
前記窒素化合物が硝酸態窒素を含む、請求項３に記載の被処理水の処理方法。
【請求項５】
前記被処理水が食品工場からの排水である、請求項３または４に記載の被処理水の処理方法。
【請求項６】
グリーンラスト懸濁液が収容された第一の容器と、
哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する酵素処理剤が収容された第二の容器と、
前記グリーンラスト懸濁液と前記酵素処理剤とから請求項１に記載の水処理剤を製造する方法が記載された取扱説明書と
を備える、請求項１に記載の水処理剤を製造するためのキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理剤、水処理剤の製造方法、水処理剤を用いた被処理水の処理方法、及び、水処理剤を製造するためのキットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、黒鉛７０〜４０質量部と、鉄およびフェライト鉄からなる群から選択される少なくとも一つを２０〜５０質量部含む還元触媒体が存在する水を、酸でｐＨ２〜４の範囲として攪拌して酸化還元反応をさせ、第一鉄イオンおよび・または第一鉄化合物を１５〜３００質量部加えて、ｐＨを１０．５±０．５の範囲に調整した時の酸化還元電位値が−400mv〜−950mvの範囲になることを確認して攪拌およびｐＨ調整を終了して前記水中に生成するグリーンラストを得るグリーンラストの製造方法（請求項１）、ならびに、アルミニウム、イットリウム、亜鉛、銅、錫、クロム、ケイ素、鉄、ニッケル、これらのイオンおよびこれらの化合物からなる群から選択される少なくとも一つの汚染物を含む被処理水を、グリーンラスト懸濁液と接触させる、被処理水の処理方法（請求項６）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６３４７８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたグリーンラスト（磁性担体）は、食品工場排水等の含窒素化合物を含む被処理水中の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、浮遊物質量（ＭＬＳＳ）、全リン（Ｔ−Ｐ）等の低減には有効性が認められたものの、全窒素（Ｔ−Ｎ）を十分に低減することができなかった。【０００５】
そこで、本発明は、食品工場排水等のＭＬＳＳ等を低減するとともに、含窒素化合物を含む被処理水の全窒素を低減するために有用な水処理剤、上記水処理剤の製造方法、上記水処理剤を用いた被処理水の処理方法、及び、上記水処理剤を製造するためのキットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、グリーンラストと、哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する酵素処理剤と、を含有する、水処理剤が、食品工場排水等の含窒素化合物を含む被処理水の全窒素を低減するために有用であることを知得し、本発明を完成させた。【０００７】
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。【０００８】
〔１〕  グリーンラストと、
哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する酵素処理剤と、
を混合することで、水処理剤を得る、水処理剤の製造方法。
〔２〕  黒鉛４０質量部〜７０質量部と、鉄およびフェライト鉄からなる群から選択される少なくとも一つを２０質量部〜５０質量部とを含む還元触媒体が存在する水を、酸でｐＨ２〜ｐＨ５の範囲として撹拌して酸化還元反応をさせ、第一鉄イオンおよび／または第一鉄化合物を１５質量部〜３００質量部加えて、ｐＨを１０．５±０．５の範囲に調整した時の酸化還元電位値が−４００ｍＶ〜−９５０ｍＶの範囲になることを確認して撹拌およびｐＨ調整を終了して上記水中に生成するグリーンラストを得るグリーンラスト生成工程と、
上記グリーンラストと酵素処理剤とを混合し、５℃〜３５℃で３日間〜１０日間インキュベートして混合液中に生成する水処理剤を得る水処理剤生成工程と
を備え、
上記酵素処理剤が、哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する、
上記〔１〕に記載の水処理剤の製造方法。
〔３〕  上記還元触媒体に、さらに、アルミニウム、イットリウム、亜鉛、銅、錫、クロムおよびケイ素からなる群から選択される少なくとも一つの添加金属を、金属および／または金属フェライトとして２質量部〜１０質量部含む、上記〔２〕に記載の水処理剤の製造方法。
〔４〕  上記還元触媒体が、黒鉛４０質量部〜７０質量部、鉄およびフェライト鉄からなる群から選択される少なくとも一つを２０質量部〜５０質量部、ならびにケイ素フェライトを２質量部〜１０質量部含む、上記〔２〕または〔３〕に記載の水処理剤の製造方法。
〔５〕  上記グリーンラスト生成工程において、上記還元触媒体が存在する水を、酸でｐＨ３．５〜ｐＨ４．５の範囲として撹拌して酸化還元反応をさせる、上記〔２〕〜〔４〕のいずれかに記載の水処理剤の製造方法。
〔６〕  上記グリーンラスト生成工程において、ｐＨを１０．５±０．５の範囲に調整した時の酸化還元電位値が−６００ｍＶ〜−９５０ｍＶの範囲になることを確認して撹拌およびｐＨ調整を終了する、上記〔２〕〜〔５〕のいずれかに記載の水処理剤の製造方法。
〔７〕  黒鉛４０質量部〜７０質量部と、フェライト鉄２０質量部〜５０質量部と、ケイ素フェライト２質量部〜１０質量部とを含む還元触媒体が存在する水を、酸でｐＨ３．５〜ｐＨ４．５の範囲として撹拌して酸化還元反応をさせ、第一鉄イオンおよび／または第一鉄化合物を１５質量部〜３００質量部加えて、ｐＨを１０．５±０．５の範囲に調整した時の酸化還元電位値が−６００ｍＶ〜−９５０ｍＶの範囲になることを確認して撹拌およびｐＨ調整を終了して上記水中に生成するグリーンラストを得るグリーンラスト生成工程と、
上記グリーンラストと酵素処理剤とを混合し、５℃〜３５℃で３日間〜１０日間インキュベートして混合液中に生成する水処理剤を得る水処理剤生成工程と
を備え、
上記酵素処理剤が、哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する、
上記〔１〕に記載の水処理剤の製造方法。
〔８〕  上記還元触媒体が粉体および／または塊状物である、上記〔２〕〜〔７〕のいずれかに記載の水処理剤の製造方法。
〔９〕  上記グリーンラスト生成工程において、上記グリーンラストをグリーンラスト懸濁液として得る、上記〔２〕〜〔８〕のいずれかに記載の水処理剤の製造方法。
〔１０〕  上記水処理剤生成工程において、上記水処理剤を水処理剤懸濁液として得る、上記〔２〕〜〔９〕のいずれかに記載の水処理剤の製造方法。
〔１１〕  含窒素化合物を含む被処理水を、上記〔１０〕に記載の製造方法で得られた水処理剤懸濁液と接触させる、被処理水の処理方法。
〔１２〕  上記窒素化合物が硝酸態窒素を含む、上記〔１１〕に記載の被処理水の処理方法。
〔１３〕  上記被処理水が食品工場からの排水である、上記〔１０〕または〔１１〕に記載の被処理水の処理方法。
〔１４〕  処理槽中の原水である上記〔１１〕〜〔１３〕のいずれかに記載の被処理水に上記〔１０〕に記載の製造方法によって得られた水処理剤懸濁液を添加し、ｐＨを調製して撹拌する工程１、
工程１で得られる処理水から澱物と処理水とを分離する工程２、
分離した澱物から汚泥を除去する工程３、
汚泥を除去された澱物を、原水である上記〔５〕〜〔７〕のいずれかに記載の被処理水中に一部または全部を添加し、上記〔４〕に記載の製造方法によって得られた水処理剤懸濁液を添加し、ｐＨを調製して撹拌する工程４、
工程４で得られる処理水から澱物と処理水とを分離する工程５、および
工程５の次に工程３および工程４を１回または複数回繰り返した後に、処理水の総量と澱物とを得る工程６
を有する、澱物を循環使用する被処理水の処理方法。
〔１５〕  グリーンラストと、
哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する酵素処理剤と、
を含有する、水処理剤。
〔１６〕  グリーンラスト懸濁液が収容された第一の容器と、
哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する酵素処理剤が収容された第二の容器と、
上記グリーンラスト懸濁液と上記酵素処理剤とから水処理剤懸濁液を製造する方法が記載された取扱説明書と
を備える、水処理剤懸濁液を製造するためのキット。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、食品工場排水等のＭＬＳＳ等を低減するとともに、含窒素化合物を含む被処理水の全窒素を低減するために有用な水処理剤、上記水処理剤の製造方法、上記水処理剤を用いた被処理水の処理方法、及び、上記水処理剤を製造するためのキットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の水処理剤の製造方法を示すフロー図である。
【図２】本発明の水処理剤を用いた被処理水の処理方法を示すフロー図である。
【図３】実施例２、比較例５の活性汚泥試料の粒度分布（体積基準）を表すグラフである。
【図４】実施例３、比較例６の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、全窒素（Ｔ−Ｎ）および全リン（Ｔ−Ｐ）の経時的変動を表すグラフである。
【図５】実施例３、比較例６の浮遊物質量（ＭＬＳＳ）を表すグラフである。
【図６】ＯＲＰ制御混合水処理剤添加状況図表
【図７】ブランク曝気槽水質推移図表
【図８】混合水処理剤添加曝気槽水質推移図表
【図９】ＭＬＳＳ・ＳＶ３０比較実験推移図表
【図１０】ＴＯＣ−ＣＯＤ比較実験推移図表
【図１１】Ｔ−Ｎ・Ｔ−Ｐ比較実験推移図表
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明において、「〜」を用いて表される範囲には、「〜」の両端を含むものとする。例えば、「Ａ〜Ｂ」と表される範囲には、「Ａ」および「Ｂ」を含む。
【００１２】
以下、本明細書で使用する略号は、以下の略称であり、測定条件は以下である。
グリーンラスト懸濁液中の全鉄換算濃度は、ＩＣＰ定量分析で測定した。
【００１３】
ＯＲＰは、酸化還元電位値（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ；単位  ｍＶ）である。Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基準、本明細書では測定される液を苛性ソーダでｐＨ１０．５に調整して測定する。
【００１４】
ＣＯＤは、化学的酸素要求量（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｄｅｍａｎｄ；単位  ｍｇ／Ｌ）である。試料水中の被酸化性物質量を一定の条件下で酸化剤により酸化し、その際使用した酸化剤の量から酸化に必要な酸素量を求めて換算したものである。被酸化物質には、各種の有機物と亜硝酸塩、硫化物などの無機物があるが、おもな被酸化物は有機物である。酸性高温過マンガン酸法（ＣＯＤＭｎ）で測定されている。
【００１５】
ＴＯＣは、全有機炭素量（Ｔｏｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ；単位  ｍｇ／Ｌ）である。試料水中に含まれる有機物態炭素を二酸化炭素に酸化させる。そして、その二酸化炭素量を測定することによってＴＯＣを求める。燃焼酸化方式で測定される。
【００１６】
ＤＯは、溶存酸素量（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ；単位  ｍｇ／Ｌ）である。水に溶解している酸素濃度を意味し、１Ｌの水に何ｍｇの酸素が含まれているかで表す、ウインクラー法で測定する。
【００１７】
ＳＶは、活性汚泥沈澱率（Ｓｌｕｄｇｅ  Ｖｏｌｕｍｅ；単位  ％）である。特に断らない限りＳＶ３０は、３０分間で懸濁液から沈澱する容積比で表す。澱物の沈澱率は懸濁液から固形分が沈澱した容積比で表す。
【００１８】
ＭＬＳＳは、活性汚泥処理におけるばっ気槽（エアレーションタンク）内の汚泥混合液の浮遊物質量（Ｍｉｘｅｄ  Ｌｉｑｕｏｒ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄｓ；単位  ｍｇ／Ｌ）である。
【００１９】
［水処理剤］
本発明の水処理剤は、グリーンラストと、酵素処理剤と、を含有する、水処理剤である。上記グリーンラストは特に制限されないが、上述したグリーンラスト生成工程で製造されるグリーンラストであることが好ましい。
【００２０】
＜グリーンラスト＞
グリーンラストは、水酸化第１鉄と水酸化第２鉄とが層状をなす淡青透明色または淡緑透明色の物質である。グリーンラストの具体例は、特許第６３４７８８６号公報、特許第５１７０４６１号公報等に記載されている。
【００２１】
＜酵素処理剤＞
上記酵素処理剤については後述のとおりである。
【００２２】
水処理剤中のグリーンラストの含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、０．３〜３．０質量％であることが好ましく、０．５〜２．５質量％であることがより好ましい。
また、水処理剤中の酵素処理剤の含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、０．０００２〜０．００３質量％であることが好ましく、０．０００５〜０．００２質量％であることがより好ましい。
また、水処理剤中のグリーンラストの含有量に対する酵素処理剤の含有量の割合（酵素処理剤の含有量／グリーンラストの含有量）は、本発明の効果がより優れる理由から、０．００１〜１０質量％であることが好ましく、０．０１〜１質量％であることがより好ましく、０．０５〜０．５質量％であることがさらに好ましい。
【００２３】
なお、被処理水中の窒素の種類（例えば、有機態窒素、硝酸態窒素、アンモニア窒素）によりグリーンラストの含有量の好適な範囲は変わると推測される。
例えば、アンモニア窒素の場合は、グリーンラスト懸濁液をアンモニア含有水溶液に添加するとアンモニア（ＮＨ３）は、窒素原子に水素原子が引き寄せられる。その電気陰性度は窒素（Ｎ）が３．０、水（Ｈ２Ｏ）は酸素原子に水素原子が引き寄せられているため電気陰性度は３．５である。窒素（Ｎ）３．０＜酸素（Ｏ）３．５でそこに水分子の共有電子対が電気陰性度（ＯＨ−）のより大きい原子の方に偏って存在し、分子内の電荷の偏りによってアンモニアの窒素原子と水素原子は電気陰性度の強い酸素原子（ＯＨ−希ガスのため定義外）に引き寄せられ水（Ｈ２Ｏ）になり窒素（Ｎ２）として大気に放出して無害化を達成するものと考えられる。
また、硝酸態窒素はグリーンラスト懸濁液添加して、プロトンの放出反応
ＯＨ  ＋  ＯＨ−  →  −Ｏ−  ＋  Ｈ２Ｏ  を行い、オキシアニオンイオンを分解すると推測される。
また、有機態窒素は、アンモニアとの同じ働きと推測され、含有配合値はアンモニアより多いと考えられる。
含有量の範囲は、最小値はアンモニアの場合であり、最大値は硝酸態窒素の場合と考えられる。
【００２４】
［水処理剤の製造方法］
本発明の水処理剤の製造方法は、グリーンラストと、酵素処理剤と、を混合することで、上述した本発明の水処理剤を得る、水処理剤の製造方法である。
なお、グリーンラストおよび酵素処理剤の詳細については後述する。
【００２５】
本発明の効果がより優れる理由から、本発明の水処理剤の製造方法は、グリーンラスト生成工程と、水処理剤生成工程とを備えるのが好ましい（図１）。
【００２６】
＜グリーンラスト生成工程＞
グリーンラスト生成工程の好適な態様としては、黒鉛４０質量部〜７０質量部と、鉄およびフェライト鉄からなる群から選択される少なくとも一つを２０質量部〜５０質量部とを含む還元触媒体が存在する水を、酸でｐＨ２〜ｐＨ５の範囲として撹拌して酸化還元反応をさせ、第一鉄イオンおよび／または第一鉄化合物を１５質量部〜３００質量部加えて、ｐＨを１０．５±０．５の範囲に調整した時の酸化還元電位値が−４００ｍＶ〜−９５０ｍＶの範囲になることを確認して撹拌およびｐＨ調整を終了して前記水中に生成するグリーンラストを得るグリーンラスト生成工程が挙げられる。このようなグリーンラスト生成工程の具体例は、例えば、特許第６３４７８８６号公報に記載されている。
グリーンラスト生成工程においては、グリーンラストをグリーンラスト懸濁液として得ることが好ましい。
【００２７】
（還元触媒体）
還元触媒体は、黒鉛４０質量部〜７０質量部と、鉄およびフェライト鉄からなる群から選択される少なくとも一つを２０質量部〜５０質量部とを含む。
還元触媒体は、さらに、アルミニウム、イットリウム、亜鉛、銅、錫、クロムおよびケイ素からなる群から選択される少なくとも一つの添加金属を、金属および／または金属フェライトとして２質量部〜１０質量部含んでもよい。
還元触媒体は、黒鉛４０質量部〜７０質量部、鉄およびフェライト鉄からなる群から選択される少なくとも一つを２０質量部〜５０質量部、ならびにケイ素フェライトを２質量部〜１０質量部含むことが好ましく、黒鉛４０質量部〜７０質量部と、フェライト鉄２０質量部〜５０質量部と、ケイ素フェライト２質量部〜１０質量部とを含むことがより好ましい。
【００２８】
還元触媒体は、粉体および／または塊状物であり得るが、粉体であることが好ましい。
【００２９】
黒鉛は特に限定されず、天然黒鉛および人造黒鉛のいずれでもよいが、天然黒鉛が好ましい。また、黒鉛は、表面積が大きい方が反応性が向上するため、粉末状のものが好ましい。
【００３０】
フェライト鉄は特に限定されないが、例えば、特許第６３４７８８６号公報の段落［００２６］に記載されるように、グリーンラスト（懸濁液）を用いた排水処理の際に沈殿槽で生成した澱物から取り出したフェライト鉄を利用することができる。また、フェライト鉄の市販品を購入してもよい。また、フェライト鉄は、表面積が大きい方が反応性が向上するため、粉末状のものが好ましい。
【００３１】
ケイ素フェライトは特に限定されないが、例えば、特許第６３４７８８６号公報の段落［００２６］に記載されるように、グリーンラスト（懸濁液）を用いた排水処理の際に沈殿槽で生成した澱物から取り出したケイ素フェライトを利用することができる。また、ケイ素フェライトの市販品を購入してもよい。また、ケイ素フェライトは、表面積が大きい方が反応性が向上するため、粉末状のものが好ましい。
【００３２】
（酸化還元反応）
グリーンラスト生成工程において、酸化還元反応は、上記還元触媒体が存在する水を、酸でｐＨ２〜ｐＨ５の範囲として撹拌して酸化還元反応をさせるが、ｐＨは、ｐＨ３．５〜ｐＨ４．５の範囲とすることが好ましい。
【００３３】
（酸化還元電位値）
グリーンラスト生成工程において、ｐＨを１０．５±０．５の範囲に調整した時の酸化還元電位値は−４００ｍＶ〜−９５０ｍＶの範囲であるが、酸化還元電位値は、−６００ｍＶ〜−９５０ｍＶの範囲であることが好ましい。
【００３４】
＜水処理剤生成工程＞
水処理剤生成工程は、グリーンラスト生成工程において生成したグリーンラスト（懸濁液であってもよい）と酵素処理剤とを混合し、５℃〜３５℃で３日間〜１０日間インキュベートして混合液中に生成する水処理剤を得る工程である。
水処理剤は懸濁液として得られてもよい。なお、懸濁液として得た水処理剤を単に「水処理剤」とも言う。
【００３５】
（酵素処理剤）
上記酵素処理剤は、特許第５９６３２４１号公報に記載された「酵素処理剤」である。
酵素処理剤は、哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素と、水と、を含有する水系組成物である。
酵素処理剤は、哺乳動物（ヒトを除く）の肝臓抽出液と、酵母溶解酵素と、乳酸脱水素酵素と、グルコース脱水素酵素とを混合して、混合液（Ａ）を調製し、前記混合液（Ａ）をそのままで、または固形物を取り除いて、混合液（Ｂ）を調製し、前記混合液（Ｂ）をそのまま、または水と混合して、混合液（Ｃ）を調製することによって、製造することができる。
酵素処理剤のより具体的な製造方法としては、特許第５９６３２４１号公報の実施例１に記載された製造方法が挙げられる。
【００３６】
原材料（ａ）〜（ｄ）を準備する。
（ａ）豚肝臓抽出液（ＣＴ−３０００，インテック株式会社製）
（ｂ）酵母溶解酵素（関東化学社製；５０００Ｕ／ｇ）
（ｃ）乳酸脱水素酵素（豚心臓）（ＥＣ  １．１．１．２７；２０００Ｕ／ｍＬ）
（ｄ）グルコース脱水素酵素（ＥＣ  １．１．１．４７；２５０Ｕ／ｍｇ）
手順（１）〜（８）に従って製造する。
（１）豚肝臓抽出液をフィルター（高分子分離膜、孔径１．２〜２０μｍ）でろ過する。
（２）豚肝臓抽出液のろ過液２０００ｇに、酵母溶解酵素２００ｇと、乳酸脱水素酵素１５ｍｇと、グルコース脱水素酵素１０ｍｇを添加し、撹拌・混合する。
（３）この混合液を、０〜５℃で冷蔵しながら、１０日間静置する。
（４）その後、さらに、３８〜４０℃で保温しながら、３日間静置する。
（５）この混合液をフィルター（高分子分離膜、孔径０．４５〜１．２μｍ）でろ過する。
（６）精製水２０００ｇに、ろ過した混合液５００ｇを添加し、さらに精製水で全量を２００００ｇとして、撹拌・混合する。
（７）この混合液を、常温（５〜３５℃）に保ちながら、３日間静置する。
（８）静置後、直射日光を避け、常温で保存する。
【００３７】
［被処理水の処理方法］
本発明の被処理水の処理方法は、含窒素化合物を含む被処理水を、本発明の水処理剤と接触させることを特徴とする（図２）。
本発明の水処理剤は、被処理水と混合されるため、水処理の初期段階で被処理水と混合されることが好ましく、例えば、曝気槽で被処理水と混合されることが好ましいが、水が循環する場合はどこで混合してもかまわない。
本発明の水処理剤を被処理水と接触させる時の本発明の水処理剤のｐＨは、特に限定されないが、ｐＨ７．２±０．５〜ｐＨ９．２±０．５の範囲が好ましく、ｐＨ７．２±０．２〜ｐＨ９．２±０．２の範囲がより好ましい。
【００３８】
上記記窒素化合物は硝酸態窒素を含むことが好ましい。本発明の水処理剤は、硝酸態窒素も含む全窒素量（Ｔ−Ｎ）の低減に有用である。
【００３９】
また、上記被処理水は食品工場からの排水（食品工場排水）であることが好ましい。本発明の水処理剤は、食品工場排水のように、全窒素量（Ｔ−Ｎ）が多い被処理水の全窒素量（Ｔ−Ｎ）の低減に有用である。
【００４０】
本発明の被処理水の処理方法においては、澱物を循環使用することが好ましい。
澱物を循環使用する被処理水の処理方法は、被処理水に本発明の水処理剤を添加し、ｐＨを調製して撹拌する工程１、工程１で得られる処理水から澱物と処理水とを分離する工程２、分離した澱物から汚泥を除去する工程３、汚泥を除去された澱物を、被処理水中に一部または全部を添加し、本発明の水処理剤を添加し、ｐＨを調製して撹拌する工程４、工程４で得られる処理水から澱物と処理水とを分離する工程５、および工程５の次に工程３および工程４を１回または複数回繰り返した後に、処理水の総量と澱物とを得る工程６を有する。
【００４１】
［キット］
本発明のキットは、グリーンラスト懸濁液が収容された第一の容器と、酵素処理剤が収容された第二の容器と、グリーンラスト懸濁液と酵素処理剤とから上述した本発明の水処理剤を製造する方法が記載された取扱説明書とを備える、上述した本発明の水処理剤を製造するためのキットである。
上記グリーンラストは特に制限されないが、上述したグリーンラスト生成工程で製造されるグリーンラストであることが好ましい。
上記酵素処理剤については上述のとおりである。
グリーンラスト懸濁液と酵素処理剤をそれぞれ別容器に収容したキットとすることで、グリーンラスト懸濁液と酵素処理剤との混合比をユーザーが自由に設定することができ、使用の現場に合わせたカスタマイズが可能となる。
【実施例】
【００４２】
以下では実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明の範囲は以下に記載する実施例に限定されるものではない。【００４３】
［製造例１］グリーンラスト（懸濁液）の製造
水槽に１０Ｌの水を入れて、黒鉛６００ｇとフェライト鉄（Ｆｅ３Ｏ４）４００ｇを混合撹拌した材料（還元触媒体）を筒長状のパンチングステンレスの内側にろ過布に入れて水中に固定没水させ、水を撹拌しながら、希硫酸を用いてｐＨをｐＨ３．５〜ｐＨ４．５の範囲に調整した。
４０時間撹拌した後、水を撹拌しながら、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）１２００ｇを加えた。添加時の酸化還元電位値（ＯＲＰ）は４００ｍＶ以下に下がっていた。
この間のｐＨおよびＯＲＰの変化を以下の表に示す。【００４４】
【表１】
0006815617.tif 000002
【００４５】
さらに４０時間撹拌した後、水を撹拌しながら、水酸化ナトリウム水溶液（４８％（ｗ／ｖ））を添加してｐＨを１０．５に調整して、還元試験を行い、酸化還元電位値（ＯＲＰ）が−７００ｍＶ〜−８００ｍＶの範囲であることを確認して、撹拌およびｐＨ調整を終了した。グリーンラストの生成を、色相が淡青透明色または淡緑透明色であることにより確認した。槽内のグリーンラスト懸濁液を移送ポンプを使用してろ過フィルターでろ過を行なって保管容器に保管した。【００４６】
［製造例２］ケイ素フェライトの製造
＜材料および方法＞
５００ｍＬビーカーにグリーンラスト懸濁液（製造例１で製造したもの；全鉄濃度３２０００ｍｇ／Ｌ，ｐＨ１０．５，ＯＲＰ  −７２０ｍＶ）を５００ｍＬ入れ、撹拌を行いながら、水酸化ナトリウム水溶液（４８％（ｗ／ｖ））２．８ｍＬを添加してグリーンラスト懸濁液のｐＨをｐＨ１０．５に調整した。ｐＨを調製したグリーンラスト懸濁液に、撹拌を行いながら、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）粉末５ｇを穏やかに添加した。【００４７】
二酸化ケイ素粉末を添加した時から２時間毎に１４時間後まで、撹拌を行いながら、グリーンラスト懸濁液のｐＨ、酸化還元電位（ＯＲＰ）、溶存酸素量（ＤＯ）および色相をモニタした。モニタした結果を以下の表に示す。なお、ケイ素含有量（Ｓｉ）は二酸化ケイ素添加時にＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；融合結合プラズマ）法により定量分析を行って求めた。【００４８】
【表２】
0006815617.tif 000003
【００４９】
グリーンラスト懸濁液に二酸化ケイ素粉末を添加した時から１４時間後に撹拌を停止した。【００５０】
撹拌を停止した時から２時間毎に６時間後まで、グリーンラスト懸濁液の上澄のｐＨ、酸化還元電位（ＯＲＰ）、溶存酸素量（ＤＯ）、色相および沈降率をモニタした。モニタした結果を以下の表に示す。なお、上澄分離液中のケイ素含有量（Ｓｉ）は撹拌終了時から６時間後にＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；融合結合プラズマ）法により定量分析を行って求めた。【００５１】
【表３】
0006815617.tif 000004
【００５２】
グリーンラスト懸濁液により二酸化ケイ素の酸素が離れ溶存酸素量（ＤＯ）が上昇したが、１２時間経過で沈降が始まり、ケイ素を含むグリーンラスト澱物の沈殿により上澄の溶存酸素量（ＤＯ）が低下し、上澄分離水中のケイ素量は０．０１ｍｇ／Ｌ以下に減少したことが示された。
二酸化ケイ素のオキシアニオンが放出されることによりグリーンラストの酸化が進行してフェライト生成が進行していることが分かった。【００５３】
沈降澱物にネオジム磁石（表面磁束密度（Ｔ）０．４２  吸着力（Ｎ）２５．４８  径１０ｍｍ）を入れたところ沈降澱物は全て吸着した。【００５４】
上記方法により得られたケイ素フェライト懸濁液を、真空ろ過し、殿物を乾燥炉を用いて９０℃で４時間加熱した後、炉内より取り出して自然放冷させて、ケイ素フェライト（粉末）を得た。【００５５】
［実施例１］水処理剤の製造
黒鉛粉末、フェライト鉄粉末およびケイ素フェライト粉末（製造例２で製造したもの）を以下の表に示す割合で混合撹拌した材料（還元触媒体）のそれぞれ（Ａ、Ｂ、Ｃ、及び、Ｄ）について、還元触媒体を筒長状のパンチングステンレスの内側にろ過布に入れて水中に固定没水させ、水を撹拌しながら、希硫酸を用いてｐＨをｐＨ３．５〜ｐＨ４．５の範囲に調整した。なお、水１Ｌ中の黒鉛粉末、フェライト鉄粉末およびケイ素フェライト粉末の合計の含有量は１００ｇである。
１時間撹拌した後、さらに水を撹拌しながら、水１Ｌにつき、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）１２０ｇを添加した。水溶液を撹拌しながら、添加の１時間後、２時間後、および３時間後に水溶液をサンプリングして、水酸化ナトリウム水溶液（４８％（ｗ／ｖ））を用いて水溶液のｐＨをｐＨ１０．５±０．５に調整して、酸化還元電位値（ＯＲＰ）を測定した。以下の表に、各還元触媒体の組成とそれぞれの例のＯＲＰ測定値を示す。このようにしてグリーンラスト懸濁液を製造した。【００５６】
【表４】
0006815617.tif 000005
【００５７】
酸化還元電位値（ＯＲＰ）は、反応時間３時間で、炭素５５質量％、フェライト鉄４０質量％ケイ酸フェライトが５％とフェライト鉄４０％の配合比が最良の結果であった。【００５８】
黒鉛粉末５５質量％、フェライト鉄粉末４０質量％、およびケイ素フェライト粉末（製造例２で製造したもの）５質量％を混合撹拌した材料（還元触媒体）について、還元触媒体を筒長状のパンチングステンレスの内側にろ過布に入れて水中に固定没水させ、水を撹拌しながら、希硫酸を用いてｐＨをｐＨ３．５〜ｐＨ４．５の範囲に調整した。
１時間撹拌した後、さらに水を撹拌しながら、水１Ｌにつき、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を６０ｇ（Ｅ）、９０ｇ（Ｆ）、１２０ｇ（Ｇ）、１５０ｇ（Ｈ）、または１８０ｇ（Ｉ）添加した。水溶液を撹拌しながら、添加の１時間後、２時間後、および３時間後に水溶液をサンプリングして、水酸化ナトリウム水溶液（４８％（ｗ／ｖ））を用いて水溶液のｐＨをｐＨ１０．５±０．１に調整して、酸化還元電位値（ＯＲＰ）を測定した。以下の表に、硫酸第一鉄の添加量とそれぞれ例のＯＲＰ測定値を示す。【００５９】
【表５】
0006815617.tif 000006
【００６０】
硫酸第一鉄の添加量が多いほどＯＲＰの低下が遅く、少ないほどＯＲＰの低下が早い傾向が見られた。【００６１】
上記Ｃにより製造したグリーンラスト懸濁液と、特許第５９６３２４１号公報の実施例１に記載した製造方法に従って製造し、ｐＨをｐＨ７．２±０．２に調整した酵素処理剤とを、９０：１０の体積比で混合し、撹拌した。撹拌後、別の容器に移し替えて、恒温庫内にて、２２℃で５日間インキュベートし、水処理剤を懸濁液の状態で製造した。水処理剤中のグリーンラストの含有量はおよそ１．０質量％、水処理剤中の酵素処理剤の含有量はおよそ０．００１質量％であった。
水酸化ナトリウム水溶液（４８％（ｗ／ｖ））を添加してｐＨを１０．５に調整して酸化還元電位値（ＯＲＰ）を測定したところ、−７０３ｍＶであった。【００６２】
なお、上記酵素処理剤（酵素処理剤Ｚ）は、以下に記載する材料および方法で製造した。
＜材料＞
（１）豚肝臓抽出液（ＣＴ−３０００，インテック株式会社製）
（２）酵母溶解酵素（関東化学社製；５０００Ｕ／ｇ）
（３）乳酸脱水素酵素（豚心臓）（ＥＣ  １．１．１．２７；２０００Ｕ／ｍＬ）
（４）グルコース脱水素酵素（ＥＣ  １．１．１．４７；２５０Ｕ／ｍｇ）
＜方法＞
（１）豚肝臓抽出液をフィルター（高分子分離膜、孔径１．２〜２０μｍ）でろ過した。
（２）豚肝臓抽出液のろ過液２０００ｇに、酵母溶解酵素２００ｇと、乳酸脱水素酵素１
５ｍｇと、グルコース脱水素酵素１０ｍｇを添加し、撹拌・混合した。
（３）この混合液を、０〜５℃で冷蔵しながら、１０日間静置した。
（４）その後、さらに、３８〜４０℃で保温しながら、３日間静置した。
（５）この混合液をフィルター（高分子分離膜、孔径０．４５〜１．２μｍ）でろ過した
。
（６）精製水２０００ｇに、ろ過した混合液５００ｇを添加し、さらに精製水で全量を２００００ｇとして、撹拌・混合した。
（７）この混合液を、常温（５〜３５℃）に保ちながら、３日間静置した。
（８）静置後、直射日光を避け、常温で保存した。【００６３】
製造した酵素処理剤（酵素処理剤Ｚ）の成分名および配合量を以下の表に示す。【００６４】
【表６】
0006815617.tif 000007
【００６５】
［比較例１］グリーンラスト（懸濁液）の製造
黒鉛粉末５５質量％、フェライト鉄粉末４０質量％、およびケイ素フェライト粉末（製造例２で製造したもの）５質量％を混合撹拌した材料（還元触媒体）について、還元触媒体を筒長状のパンチングステンレスの内側にろ過布に入れて水中に固定没水させ、水を撹拌しながら、希硫酸を用いてｐＨをｐＨ３．５〜ｐＨ４．５の範囲に調整した。
１時間撹拌した後、さらに水を撹拌しながら、水１Ｌにつき、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を１２０ｇ添加した。【００６６】
さらに４０時間撹拌した後、水を撹拌しながら、水酸化ナトリウム水溶液（４８％（ｗ／ｖ））を添加してｐＨを１０．５に調整して、還元試験を行い、酸化還元電位値（ＯＲＰ）が−７００ｍＶ〜−８００ｍＶの範囲であることを確認して、撹拌およびｐＨ調整を終了した。グリーンラストの生成を、色相が淡青透明色または淡緑透明色であることにより確認した。槽内のグリーンラスト懸濁液を移送ポンプを使用してろ過フィルターでろ過を行なって保管容器に保管した。【００６７】
［参考例２〜４］活性汚泥に対するグリーンラスト懸濁液の反応
製造例１で製造し、保管してあったグリーンラスト懸濁液のｐＨを、水酸化ナトリウム水溶液（４８％（ｗ／ｖ））を用いて、ｐＨ４．２からｐＨ７．２（参考例２）またはｐＨ９．２（参考例３）に調整した。【００６８】
食品加工工場の廃水処理場の曝気槽汚泥混合液を採取して活性汚泥試料として使用した。採水した活性汚泥試料の性状および上澄分離水の性状は以下の通りであった。ただし、ＭＬＳＳは、下水試験方法  第３章６節に、ＭＬＶＳＳは下水試験方法  第３章７節に準拠した。【００６９】
【表７】
0006815617.tif 000008
【００７０】
【表８】
0006815617.tif 000009
【００７１】
２０００ｍＬ容量のビーカーに撹拌装置と通気装置を装着して、通気撹拌を行える試験水槽を３セット準備した。【００７２】
＜参考例２＞
活性汚泥試料（上記したもの）２０００ｍＬを上記試験水槽に入れ、通気量０．５Ｌ／分で通気しながら、１時間撹拌した。
活性汚泥試料を通気撹拌しながら、ｐＨ７．２に調整したグリーンラスト懸濁液（上記したもの）を、活性汚泥試料１Ｌあたり５００ｍｇ添加し、さらに、通気撹拌を継続した。試験水槽内の試料溶液のｐＨ、ＭＬＳＳ、ＳＶ３０、ＳＶ９０、鉄、リン、Ｔ−Ｎ、ＴＯＣ、およびＣＯＤをモニタして、グリーンラスト懸濁液を添加してから２４時間後、４８時間後、および７２時間後の測定値を記録した。以下の表にモニタ結果を示す。【００７３】
＜参考例３＞
活性汚泥試料（上記したもの）２０００ｍＬを上記試験水槽に入れ、通気量０．５Ｌ／分で通気しながら、１時間撹拌した。
活性汚泥試料を通気撹拌しながら、ｐＨ９．２に調整したグリーンラスト懸濁液（上記したもの）を、活性汚泥試料１Ｌあたり５００ｍｇ添加し、さらに、通気撹拌を継続した。試験水槽内の試料溶液のｐＨ、ＭＬＳＳ、ＳＶ３０、ＳＶ９０、鉄、リン、Ｔ−Ｎ、ＴＯＣ、およびＣＯＤをモニタして、グリーンラスト懸濁液を添加してから２４時間後、４８時間後、および７２時間後の測定値を記録した。以下の表にモニタ結果を示す。【００７４】
＜参考例４＞
活性汚泥試料（上記したもの）２０００ｍＬを上記試験水槽に入れ、通気量０．５Ｌ／分で通気しながら、１時間撹拌した。
活性汚泥試料を通気撹拌しながら、水を、活性汚泥試料１Ｌあたり５００ｍｇ添加し、さらに、通気撹拌を継続した。試験水槽内の試料溶液のｐＨ、ＭＬＳＳ、ＳＶ３０、ＳＶ９０、鉄、リン、Ｔ−Ｎ、ＴＯＣ、およびＣＯＤをモニタして、グリーンラスト懸濁液を添加してから２４時間後、４８時間後、および７２時間後の測定値を記録した。以下の表にモニタ結果を示す。【００７５】
【表９】
0006815617.tif 000010
【００７６】
参考例２〜４のＳＶ３０およびＳＶ９０の経時的変動を以下の表に示す。【００７７】
【表１０】
0006815617.tif 000011
【００７８】
判定の「△」は少しながら沈降率が改善したことを表し、「○」は沈降率改善が著明であったことを表す。
グリーンラスト懸濁液のｐＨはＳＶ３０およびＳＶ９０に影響を与えなかった。
グリーンラスト懸濁液添加時から４８時間経過時以降に沈降性が改善された。【００７９】
参考例２〜４の活性汚泥量の経時的増減を以下の表に示す。【００８０】
【表１１】
0006815617.tif 000012
【００８１】
判定の「×」は活性汚泥（ＭＬＳＳ）の減量が無いことを表し、「△」は少しながら減量したことを表し、「○」は改善が著明であったことを表す。
グリーンラスト懸濁液のｐＨはＭＬＳＳに影響を与えなかった。
グリーンラスト懸濁液添加時から４８時間経過後にＭＬＳＳが減量され、その後も減量状態は継続した。【００８２】
参考例２〜４の溶解性鉄含有量（Ｆｅ）の変動を以下の表に示す。【００８３】
【表１２】
0006815617.tif 000013
【００８４】
判定の「△」は少しながら溶解量が増加したことを表し、「○」は溶解量が減少したことを表す。
グリーンラスト懸濁液を添加した直後には鉄の溶解量が一時的に増加したが、時間が経過するにつれ、グリーンラスト懸濁液がマグネタイト（磁性担体）化され、溶解性鉄含有量が減少した。【００８５】
参考例２〜４のリン含有量（Ｐ）の変動を以下の表に示す。【００８６】
【表１３】
0006815617.tif 000014
【００８７】
判定の「×」は水質規制値を超えたことを表し、「△」は少しながらリン含有量が増加したことを表し、「○」はリン含有量が減少したことを表し、「◎」は参考例１，２においてリン含有量が大幅に減少したことを表す。【００８８】
参考例２〜４の全窒素（Ｔ−Ｎ）の変動を以下の表に示す。【００８９】
【表１４】
0006815617.tif 000015
【００９０】
判定の「×」はＴ−Ｎ値が０時間の値を超えたことを表し、「△」は少しながら増加したことを表す。
参考例２〜４のすべてで、全窒素（Ｔ−Ｎ）が増加した。
全窒素（Ｔ−Ｎ）の増加は、経時的に増加する傾向があることから、硝化反応によるものと考えられた。【００９１】
参考例２〜４のＴＯＣおよびＣＯＤの変動を以下の表に示す。【００９２】
【表１５】
0006815617.tif 000016
【００９３】
判定の「〇」はＴＯＣおよびＣＯＤが０時間の値よりも減少したことを表す。【００９４】
［実施例２／比較例５／比較例２］
上述した参考例２〜４で用いた活性汚泥と同じ食品加工工場の廃水処理場の曝気槽汚泥混合液を採取して活性汚泥試料として使用した。【００９５】
２０００ｍＬ容量のビーカーに撹拌装置と通気装置を装着して、通気撹拌を行える試験水槽を２セット準備した。【００９６】
＜実施例２＞
実施例１で製造した水処理剤に水酸化ナトリウム水溶液（４８％（ｗ／ｖ））を添加して、ｐＨを７．２±０．２に調整した。【００９７】
活性汚泥試料（上記したもの）２０００ｍＬを上記試験水槽に入れ、通気量０．５Ｌ／分で通気しながら、１時間撹拌した。
活性汚泥試料を通気撹拌しながら、ｐＨを調製した水処理剤を、活性汚泥試料１Ｌあたり５００ｍｇ添加し、さらに、通気撹拌を継続した。試験水槽内の試料溶液の全窒素量（Ｔ−Ｎ）をモニタして、水処理剤の添加直後（０日）から７日後まで、１日毎に測定値を記録した。以下の表にモニタ結果を示す。【００９８】
＜比較例５＞
比較例１で製造したグリーンラスト懸濁液に水酸化ナトリウム水溶液（４８％（ｗ／ｖ））を添加して、ｐＨを７．２±０．２に調整した。【００９９】
活性汚泥試料（上記したもの）２０００ｍＬを上記試験水槽に入れ、通気量０．５Ｌ／分で通気しながら、１時間撹拌した。
活性汚泥試料を通気撹拌しながら、ｐＨを調製したグリーンラスト懸濁液を、活性汚泥試料１Ｌあたり５００ｍｇ添加し、さらに、通気撹拌を継続した。試験水槽内の試料溶液の全窒素量（Ｔ−Ｎ）をモニタして、グリーンラスト懸濁液の添加直後（０日）から７日後まで、１日毎に測定値を記録した。以下の表にモニタ結果を示す。【０１００】
【表１６】
0006815617.tif 000017
【０１０１】
判定の「×」は全窒素（Ｔ−Ｎ）が０日の値よりも低減されなかったことを表し、「〇」は全窒素（Ｔ−Ｎ）が０日の値よりも低減されたことを表す。
実施例２では、全窒素（Ｔ−Ｎ）を減少させることに成功した。被処理水中での硝化反応を回避できたことによると思われる。
また、後述する［実施例３／比較例６］に準じてＭＬＳＳを評価したところ、比較例５よりも実施例２の方がよりＭＬＳＳが低減していた。【０１０２】
＜比較例２＞
活性汚泥試料（上記したもの）２０００ｍＬを上記試験水槽に入れ、通気量０．５Ｌ／分で通気しながら、１時間撹拌した。
活性汚泥試料を通気撹拌しながら、上述した実施例１で使用された酵素処理剤を、実施例２で使用された水処理剤中の酵素処理剤の含有量に相当する量添加し、さらに、通気撹拌を継続した。試験水槽内の試料溶液の全窒素量（Ｔ−Ｎ）をモニタして、酵素処理剤の添加直後（０日）から７日後まで、１日毎に測定値を記録した。
その結果、全窒素は減少するものの、その減少量は実施例２ほど大きくなかった。
また、後述する［実施例３／比較例６］に準じてＭＬＳＳを評価したところ、比較例２のＭＬＳＳは大きく変化しなかった。【０１０３】
＜粒度分布の測定＞
実施例２の実験３日目の活性汚泥試料および比較例５の実験３日目の活性汚泥試料の粒度分布（体積基準）を測定した。
（測定方法・測定条件）
計測機器：  光学台  ＭＴ３３００（Ｌｏｗ−ＷＥＴ）
計量試料：  実施例２の実験３日目の活性汚泥試料
比較例５の実験３日目の活性汚泥試料
測定上限（μｍ）：  ２０００
測定下限（μｍ）：  ０．０２１
溶媒名：  水
溶媒屈折率：  １．３３３
分布表示：  体積
残分比（％）：  ０．００
粒子屈折率：  １．６０
ＤＶ値：  ０．２４８４
透過率（ＴＲ）：  ０．９１５【０１０４】
測定により得られた活性汚泥試料の粒度分布（体積基準）を以下の表およびグラフ（図３）に示す。【０１０５】
【表１７】
0006815617.tif 000018
【０１０６】
実施例２の活性汚泥試料の粒径分布において相対粒子量が最大となった粒子径は９５μｍであったが、比較例５の活性汚泥試料の粒径分布において相対粒子量が最大となった粒子径は１０μｍであった。【０１０７】
実施例２と比較例５と比較例２との対比から、グリーンラストと特定の酵素処理剤とを併用する実施例２の水処理剤は、グリーンラストのみを使用した比較例５、及び、特定の酵素処理剤のみを使用した比較例２と比較して、ＭＳＬＬを低減する効果、及び、全窒素量を低減する効果の両方が、より優れることが確認された。【０１０８】
本発明の水処理剤を活性汚泥試料に添加すると、水処理剤中のグリーンラスト（磁性担体）が保有する水分子の共有電子対の電子が電気陰性度（ＯＨ−）のより大きい原子の方に偏って存在し、分子内に電荷の偏りによってコロイド粒子（活性汚泥微生物）は電気化学的に電子が供給され生育過程においての活動を促進させ吸着・同化作用を行い、磁性担体に含有された鉄（Ｆｅ（＋２）⇔Ｆｅ（＋３））が価数相互変換を終え、鉄が時間・空間的に原子間揺動作用により磁性を保有するフェライト鉄化して活性汚泥混濁液に混濁して微生物細胞外電子伝達を活発に（マグネタイト）して汚泥に混在することにより、フェライト粒子内を電気が流れ共生的代謝が高まり電子生産微生物の成長が促進され、微生物の群集能力が大幅に増強され、磁性担体に活性汚泥の汚泥沈降率及び沈降速度が改善し、色素・リン・窒素等の水質値も低減することができる。
本発明の水処理剤は、一切外部電源を使用しないで、有機廃棄物をエネルギーとして、電子受容体として、フェライト鉄に電子を伝達する生物種は鉄還元菌で、鉄還元菌は細胞の内側で作られた電子を細胞膜に通じて外側に伝えることができ、この働きにより、従来の排水処理の高エネルギーを使用せず廃棄有機物をエネルギー（電子供与体）とすることにより省エネルギー化を達成し従来の活性汚泥処理の能力を増大することが可能になる。【０１０９】
［実施例３／比較例６］
食品工場排水を被処理水として処理を行った。
食品工場排水の被処理水（流入原水）の水質と処理水の水質目標を以下の表に示す。【０１１０】
【表１８】
0006815617.tif 000019
【０１１１】
食品排水処理設備に流入する原水量および設備容積を以下の表に示す。【０１１２】
【表１９】
0006815617.tif 000020
【０１１３】
＜実施例３＞
食品工場排水処理設備の嫌気槽に、定量ポンプを用いて、実施例１で製造した水処理剤を３００ｍｇ／Ｌ添加した。
食品工場排水は製造品の変動があることから、負荷が大きい場合には、処理水の水質が基準値を超えてしまうことがあった。
処理開始後、処理水の化学的酸素必要量（ＣＯＤ）、全窒素（Ｔ−Ｎ）および全リン（Ｔ−Ｐ）を測定した。処理開始日（０日）から９０日後まで、５日毎に記録したＣＯＤ，Ｔ−ＮおよびＴ−Ｐの測定値を以下の表に示す。また、グラフを図４に示す。【０１１４】
＜比較例６＞
食品工場排水処理設備を用いて食品工場排水を処理した。水処理剤は添加していない。
処理開始後、処理水の化学的酸素必要量（ＣＯＤ）、全窒素（Ｔ−Ｎ）および全リン（Ｔ−Ｐ）を測定した。処理開始日（０日）から９０日後まで、５日毎に記録したＣＯＤ、Ｔ−ＮおよびＴ−Ｐの測定値を以下の表に示す。また、グラフを図４に示す。【０１１５】
【表２０】
0006815617.tif 000021
【０１１６】
水処理剤を使用した実施例３ではＴ−Ｎが低減され、Ｔ−Ｎ低減目標も達成された。一方、水処理剤を使用しなかった比較例６ではＴ−Ｎが低減されず、Ｔ−Ｎ低減目標も達成されなかった。【０１１７】
＜浮遊物質量＞
実施例３および比較例６において、処理開始後、処理水の浮遊物質量（ＭＬＳＳ）を測定し、処理開始日（０日）から９０日後まで、１０日毎に記録した。測定値を以下の表に示す。また、グラフを図５に示す。【０１１８】
【表２１】
0006815617.tif 000022
【０１１９】
浮遊物質量（ＭＬＳＳ）は、実施例３では穏やかに減少していたが、比較例６では増加傾向が認められた。実施例６では、水処理剤中の磁性担体の微細粒子の表面に汚泥が吸着・同化したものと考えられる。【０１２０】
［追加実験］
酵素処理剤の効果を確認するためにさらに詳細な追加実験を行ったので以下に示す。【０１２１】
活性汚泥試料は、食品加工工場の廃水処理場の曝気槽汚泥混合液を採取して使用した。活性汚泥試料の性状は以下の通りであった。【０１２２】
(活性汚泥の性状)【０１２３】
【表２２】
0006815617.tif 000023
【０１２４】
ＭＬＳＳ：下水試験方法  第３章６節
ＭＬＶＳＳ：下水試験方法  第３章７節【０１２５】
(上澄分離水)
【表２３】
0006815617.tif 000024
【０１２６】
本試料を使用して以下の比較実験を行った。【０１２７】
（酵素処理剤の最適添加量比較実験方法）
上記活性汚泥試料２０００ｍｌを２０００ｍｌの容器に入れ、通気装置を装着して試料の攪拌し、通気量を０．５Ｌ／ｍｉｎ通気攪拌を行う容器を３つ用意して、それぞれの容器を１時間攪拌後、酵素処理剤を１０倍の精製水で希釈して任意量（０ｍｇ／ｌ・１００ｍｇ／ｌ・２００ｍｇ／ｌ）を添加して２４〜７２時間活性汚泥の水質・性状を追跡計量を行い最適添加量を求めた。【０１２８】
（酵素処理剤添加実験）【０１２９】
【表２４】
0006815617.tif 000025
【０１３０】
(実験結果)(汚泥沈降率)【０１３１】
【表２５】
0006815617.tif 000026
【０１３２】
判定の×は沈降率が改善されてない、△は少しながら沈降率改善、○は沈降率改善が著明である。
酵素処理剤の添加量よる汚泥沈降性に変動は無く、反応時間についても変動は無い結果であった。【０１３３】
（実験結果）
浮遊汚泥濃度（ＭＬＳＳ）  単位  ｍｇ／ｌ【０１３４】
【表２６】
0006815617.tif 000027
【０１３５】
判定の×はＭＬＳＳ値が改善されてない、△はブランク試料に対して少しながらＭＬＳＳ値が改善、○はＭＬＳＳ値改善が著明である。
酵素処理剤の添加量２００ｍｇ／ｌ試料が浮遊汚泥ＭＬＳＳ値はブランク試料に対して約４％削減されていた。【０１３６】
（実験結果）
リン含有量（Ｐ）の変動  単位  ｍｇ／ｌ【０１３７】
【表２７】
0006815617.tif 000028
【０１３８】
判定の×は水質規制値を超えた、△はブランク試料に対して少しながらリン含有量が低下した試料  ○はリン含有量が削減された試料。
リン含有量が反応時間により微量であるが全試料が減っている。【０１３９】
（実験結果）
Ｔ−Ｎ（窒素）含有量の変動  単位  ｍｇ／ｌ【０１４０】
【表２８】
0006815617.tif 000029
【０１４１】
判定の×はスタートフランク値を超えた試料、△は少しながら増加した試料  ○は全窒素量が減少された試料。
ブランク試料のスタートＴ−Ｎ値を７２時間後に維持できた試料は１００ｍｇ／ｌ、２００ｍｇ／ｌ添加試料共に減少されたが２００ｍｇ／ｌ試料の低減効果は高い。【０１４２】
（実験結果）
ＴＯＣ／ＣＯＤの反応（ＴＯＣ／ＣＯＤ）    単位  ｍｇ／ｌ【０１４３】
【表２９】
0006815617.tif 000030
【０１４４】
△はブランクより微少であるが改善されている。〇はフランク値よりも低減している。
ブランク試料に対して、酵素処理剤を添加した１００ｍｇ／ｌ、２００ｍｇ／ｌ試料は、各時間においてＴＯＣ・ＣＯＤともに改善されているが２００ｍｇ／ｌの改善効果が高い結果であった。
実験結果より、酵素処理剤の添加効果として、原水の負荷変動を起因とする全窒素（Ｔ−Ｎ）の、硝化反応による水質の悪化対策として７２時間後ブランク値２４．８ｍｇ／ｌに対して酵素処理剤１００ｍｇ／ｌ添加試料１４．７ｍｇ／ｌ、２００ｍｇ／ｌ添加試料１１．３ｍｇ／ｌと水質基準値を達成できた。また、硝化抑制が達成することにより、相乗効果として水質ＴＯＣ値２０％・ＣＯＤ値２６％改善され、ＭＬＳＳ値が４％改善されていた。【０１４５】
グリーンラストと酵素処理剤を混合液を使用した混合水処理剤の実験【０１４６】
食品製造排水のグリーンラスト懸濁液と酵素処理剤の混合水処理剤を添加した。試料は添加を行わない試料（ブランク）と２基の連続通水装置（容量５０００ｍｌ）を使用して実験を行った。
使用した混合水処理剤はグリーンラスト懸濁液と酵素処理剤の混合比率９０％：１０％混合液をｐＨ値７．０に水酸化ナトリウムにて調整して使用した。
原水は食品製造排水の原水調整槽より採水し、供給タンク（容量２０Ｌ）に入れて曝気槽（容量５０００ｍｌ）へ定量ポンプで送水し反応後、沈降バッフル（邪魔壁）を通過して沈殿して上澄水を処理水として計量して、沈殿汚泥を返送汚泥として曝気槽入口に定量ポンプで移送した。
曝気槽の攪拌は通気ボンプ（０．８Ｌ／ｍｉｎ）を使用した。
活性汚泥試料は、食品加工工場の廃水処理場の曝気槽汚泥混合液を採取して使用した。採水した性状は以下の通りであった。【０１４７】
（活性汚泥の性状）【０１４８】
【表３０】
0006815617.tif 000031
【０１４９】
ＭＬＳＳ：下水試験方法  第３章６節
ＭＬＶＳＳ：  下水試験方法  第３章７節【０１５０】
（上澄分離水）【０１５１】
【表３１】
0006815617.tif 000032
【０１５２】
本試料を使用して以下の比較実験を行った。【０１５３】
（原水調整槽採水試料）【０１５４】
【表３２】
0006815617.tif 000033
【０１５５】
原水平均水質【０１５６】
【表３３】
0006815617.tif 000034
【０１５７】
スタート前に採水曝気液を２４時間調質曝気を行って連続通水実験を実施した。【０１５８】
（通水負荷量）【０１５９】
原水通水量＝５０００ｍｌ／２４時間【０１６０】
【表３４】
0006815617.tif 000035
【０１６１】
（実験結果）
混合水処理剤の添加は曝気槽に設置したＯＲＰ値が＋３０ｍｖにてＯＮ／ＯＦＦ制御で定量ポンプにて添加を行う。【０１６２】
【表３５】
0006815617.tif 000036
【０１６３】
４日目にブランク曝気槽の通気ポンプ（０．８Ｌ／ｍｉｎ）１基を１基追加して合計２基とした。【０１６４】
ブランク通気量  １．６Ｌ／ｍｉｎ【０１６５】
（混合水処理剤の添加量）
添加期間  スタート２．５ｍｌ含めて１４日間で１０．５ｍｌであった。【０１６６】
結果を図６〜８に示す。【０１６７】
（実験結果）
汚泥濃度（ＭＬＳＳ）・汚泥沈降率（ＳＶ３０）の比較【０１６８】
【表３６】
0006815617.tif 000037
【０１６９】
〇はブランクに対して改善されている。【０１７０】
ブランク試料：混合水処理剤試料の平均ＭＬＳＳとＳＶ３０は以下の通りであった。【０１７１】
【表３７】
0006815617.tif 000038
【０１７２】
結果を図９に示す。【０１７３】
ＭＬＳＳ・ＳＶ３０比較実験結果より、汚泥沈降率（ＳＶ３０）はブランク試料に対して混合懸濁液を添加した試料は４〜５日目以降に改善傾向が確認された混合懸濁液をＯＲＰ値＋３０ｍｖでのＯＮ／ＯＦＦ制御で添加され１４日間で１０．５ｍｌ添加されていた。浮遊汚泥量（ＭＬＳＳ）は、ブランク、混合懸濁液試料共に３日目以降に増減を示した。その後、ブランク試料の攪拌能力不足と判断して４日目に通気ポンプ（０．８Ｌ／ｍｉｎ）１基を追加して２基運転で実施し、ブランク試料は５日目以降緩やかに増殖を示した。【０１７４】
（実験結果）
ＭＬＳＳ−ＭＬＶＳＳ値の各試料を追跡調査行った。【０１７５】
【表３８】
0006815617.tif 000039
【０１７６】
（実験結果）
有機体炭素（ＴＯＣ）・化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の比較
採水場所  沈降分離上澄水
原水濃度（平均値）    ＴＯＣ１２３８ｍｇ／ｌ    ＣＯＤ１１７７ｍｇ／ｌ【０１７７】
【表３９】
0006815617.tif 000040
【０１７８】
〇はブランクに対して改善されている。
１４日間の平均処理水質を表す。【０１７９】
【表４０】
0006815617.tif 000041
【０１８０】
結果を図１０に示す。【０１８１】
（実験結果）
全窒素（Ｔ−Ｎ）・全リン（Ｔ−Ｐ）の比較
採水場所  沈降分離上澄水
原水濃度（平均値）    Ｔ−Ｎ６４．５ｍｇ／ｌ    Ｔ−Ｐ６．２ｍｇ／ｌ【０１８２】
【表４１】
0006815617.tif 000042
【０１８３】
〇はブランクに対して改善されている。
１４日間の平均処理水質を表す。【０１８４】
【表４２】
0006815617.tif 000043
【０１８５】
結果を図１１に示す。【０１８６】
（実験結果）
アンモ二ア態窒素（ＮＨ４−Ｎ）硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）の変動
採水場所  沈降分離上澄水
計量方法  イオン分析装置【０１８７】
【表４３】
0006815617.tif 000044
【０１８８】
イオン分析結果より、ブランク試料は４日目に処理水質の不良で通気ポンプを１基増設した要因も含めてそれ以降は硝酸態窒素が増加し硝化状態であった。混合水処理剤添加試料は、有機体窒素分のアンモニア態窒素はスタート前の値より１４日目まで低減されており、硝酸態窒素はスタート前値より上昇しているが微量であった。
曝気液の硝化反応の回避対策として混合水処理剤添加で達成できた。
【図１】
0006815617.tif 000045
【図２】
0006815617.tif 000046
【図３】
0006815617.tif 000047
【図４】
0006815617.tif 000048
【図５】
0006815617.tif 000049
【図６】
0006815617.tif 000050
【図７】
0006815617.tif 000051
【図８】
0006815617.tif 000052
【図９】
0006815617.tif 000053
【図１０】
0006815617.tif 000054
【図１１】
0006815617.tif 000055