JP2000093988A

JP2000093988A - 微生物担体及び固形有機物含有排水処理装置

Info

Publication number: JP2000093988A
Application number: JP26854398A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Suzuki; 晴彦鈴木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】生ゴミ含有排水等の固形有機物含有排水を効
果的に処理する。【解決手段】木質チップなどの多孔質材１の周囲には
蓄積汚泥２が蓄積されて微生物担体３が構成されてい
る。このような微生物担体３を用いると、蓄積汚泥２自
体も微生物によって次第に分解されて行くが、有機物の
分解によって発生する汚泥が順次蓄積して微生物担体３
の蓄積汚泥２が補充される。このため、微生物担体３の
減少が起こらず、安定的に処理を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固形有機物を含有
する排水の処理に利用される微生物担体及びこれを利用
する固形有機物含有排水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、家庭などから排出される生ゴ
ミについては、これを分別回収し、ゴミ焼却場で焼却処
分している。このような従来型の処分方法では、生ゴミ
の搬送・収集・処理にかかわる労力や負担が大きく、ま
た焼却処理は資源の有効利用や地球環境保護等の観点か
ら好ましいものといえない。一方、生ゴミを破砕する破
砕機としてディスポーザが従来から知られており、この
ディスポーザを利用することによって、生ゴミを排水と
して輸送できる。従って、使用者においては生ゴミを回
収する必要がなくなり非常に便利である。しかし、この
ディスポーザを利用すると、排水中の固形物や有機物濃
度が非常に高くなり、下水管が詰まりやすくなったり下
水処理施設に対する負荷が大きくなりすぎるといった問
題がある。

【０００３】ここで、このディスポーザを用い破砕され
た生ゴミを含む排水を家庭あるいは集合住宅において処
理する装置が提案されている。この装置によれば、各家
庭においてはディスポーザを使用でき、また下水道等に
対する悪影響もない。

【０００４】例えば、特開平９−１１１７号公報には、
このようなディスポーザにより破砕された生ゴミを含む
排水の処理装置が示されている。この装置では、生ゴミ
を含む排水を固形物処理部に流入し、ここで固形物を分
解除去処理する。次に、この固形物処理部からの排水は
排水処理槽に導入され、ここで曝気処理される。このよ
うにして、ディスポーザにより破砕された生ゴミを含有
する排水について、固形物の除去及び好気性の生物処理
を行うことができる。

【０００５】ここで、前記公報に記載の装置では、その
固形物処理部に木質チップやセラミックなどの多孔質材
を充填し、この多孔質材に微生物を担持して固形物含有
排水を接触させることで処理を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような装
置において処理を継続すると、木質チップ自体が分解減
少したり、セラミックでも磨耗したりする。このため、
適当な頻度で、担体の補充や交換等を行わなければなら
なかった。そして、このような維持管理を怠ると、微生
物担体が細かくなり、目詰まりの原因になったりすると
いう問題があった。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、維持管理の手間を楽にして、固形有機物含有排水
を効果的に処理できる微生物担体及びこれを利用した固
形有機物含有排水処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、固形有機物含
有排水処理装置における排水が流通される充填層に充填
される微生物担体であって、前記微生物担体は汚泥から
なることを特徴とする。このように、本発明では生ゴミ
などの有機物を処理することで生じた汚泥を微生物担体
として利用する。このような処理では、汚泥自体も微生
物によって次第に分解されて行くが、一方で有機物の分
解によって発生する汚泥が順次蓄積してくる。そして、
この蓄積汚泥を微生物担体として利用することで、担体
の減少分が補充される。このため、微生物担体の減少が
起こらず、微生物担体の補充や交換などが根本的に必要
ない。また、良好な処理を安定して継続することができ
る。

【０００９】また、前記微生物担体は、その核として固
形有機物や多孔質材を含むことが好適である。このよう
な核が存在することで、微生物担体が所望の径の粒状に
なりやすくなる。また、多孔質材としては、汚泥の付着
や微生物の成育しやすさなどから木質チップが好適であ
る。

【００１０】また、前記微生物担体は、単位容積当たり
の重量が０．５ｇ／ｃｍ³以下、好ましくは０．４ｇ／
ｃｍ³以上であることが好適である。また、微生物担体
は、開口の大きさが４．７５ｍｍ角のふるいで分離した
場合、ふるいに残る割合が６０％以下であることが好適
である。また、ふるいに残った微生物担体の平均粒径は
１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上であることが好適
である。なお、微生物担体は、完全な丸形を意味するも
のではない。また、ふるいに残った微生物担体の１粒当
たりの平均重量は１ｇ以下、好ましくは０．０８ｇ以上
であることが好適である。さらに、前記多孔質材は、主
に短手方向の大きさが１．５ｍｍ〜２ｍｍ程度のもので
構成されていることが好適である。

【００１１】このような微生物担体は、粒子が比較的細
かく、そぼろ状となる。そこで、充填層を好気的状態に
保って、効果的な有機物の分解処理を行うことができ
る。また、微生物担体の１粒内に多孔質材が１または２
個、すなわち数個以下であることが好適である。他方、
悪い状態では、１０〜１５個程度となった。

【００１２】また、本発明に係る固形有機物含有排水処
理装置は、排水が流通される充填層を有し、この充填層
の充填材として、上述のような微生物担体を用いること
を特徴とする。また、汚泥からなる微生物担体を予め準
備し、これを用いて処理を行うことが好適である。多孔
質材または／及び固形有機物を核とし、核の表面に汚
泥、例えば蓄積汚泥またはこれと類似の組成からなるも
のが付着した微生物担体を予め準備し、運転初期にこれ
を用いることで、装置の立ち上げを効果的に行うことが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る微生物担体の構成を
示す図である。木質チップなどの多孔質材１の周囲には
蓄積汚泥２が蓄積されて微生物担体３が構成されてい
る。

【００１５】このような微生物担体３を用いると、蓄積
汚泥２自体も微生物によって次第に分解されて行くが、
有機物の分解によって発生する汚泥が順次蓄積して微生
物担体３の蓄積汚泥２が補充される。このため、微生物
担体の減少が起こらず、安定的に処理を行うことができ
る。

【００１６】また、微生物担体３の蓄積汚泥２は目の細
かなフィルタの役目も果たす。すなわち、排水中に含ま
れる微細有機物４を捕捉する機能を有する。このため、
木質チップなど多孔質材１のみを利用するのに比べ、排
水中のＳＳ（浮遊性固形物）やＢＯＤ（生物化学的酸素
要求量）の除去を促進することができる。さらに、蓄積
汚泥２は、適宜攪拌することで、木質チップを核として
粒状になるので、汚泥による目詰まりは起こりにくい
上、空隙率も確保でき、適正な通気性を維持することが
できる。そこで、排水中の有機物の好気的分解を効果的
に行うことができる。

【００１７】このような微生物担体は、所定の条件で排
水処理を行うことで、形成することができる。一例につ
いて説明する。まず、処理槽内に平均粒径１．５ｍｍ程
度の木質チップを５ｋｇ充填した。この処理槽に対し、
破砕生ゴミ含有排水を０．６２５ｋｇ（生ゴミ）／１
２．５Ｌ（水）／ｄａｙの割合で毎日投入した。運転を
継続して半年以降に処理槽内の木質チップ表面に汚泥が
蓄積した微生物担体ができた。このとき、処理槽は３０
℃、相対湿度６０％の雰囲気に設置した。

【００１８】上述のようにして、木質チップを利用して
形成した微生物担体は、次のような範囲に維持して破砕
生ゴミ含有排水を処理することで、有機物を効率よく分
解して良好な処理を継続することができる。なお、以下
は、破砕生ゴミ含有排水を投入して３日後に、槽内を攪
拌した後の木質チップと汚泥が絡んだ状態における値で
ある。

【００１９】（ｉ）単位容積当たりの平均重量：
０．４〜０．５ｇ／ｃｍ³ 実験によれば、例えば良好な処理槽で０．４６ｇ／ｃｍ
³（９２．４ｇ／２００ｃｍ³（サンプル数７の平均
値））程度、不良気味な処理槽で０．５５ｇ／ｃｍ
³（１１０．５ｇ／２００ｃｍ³（サンプル数７の平均
値））程度であった。

【００２０】（ｉｉ）開口幅４．７５ｍｍのふるいで分
離した場合においてふるいに残る割合：６０％以下実験によれば、良好な処理槽で５６．６％（５１．４ｇ
／９０．８ｇ）程度、不良気味な処理槽で８８．２％
（８０．０ｇ／９０．７ｇ）程度であった。

【００２１】（ｉｉｉ）ふるいに残った４．７５ｍｍ以
上の径の粒子の平均粒径：５ｍｍ〜１０ｍｍ実験によれば、良好な処理槽で７．１ｍｍφ（サンプル
数ｎ＝２５０）程度、不良気味な処理槽で１０．５ｍｍ
φ（サンプル数ｎ＝６８）程度であった。

【００２２】（ｉｖ）ふるいに残った４．７５ｍｍ以上
の径の粒子の平均重量：０．０８ｇ〜１ｇ以下実験によれば、良好な処理槽で０．２１ｇ／粒（サンプ
ル数ｎ＝２５０）程度、不良気味な処理槽で１．１８ｇ
／粒（サンプル数ｎ＝６８）程度であった。

【００２３】（ｖ）１粒当たりの木質チップの含有数
：数ケ以下実験によれば、良好な処理槽で、１〜２ヶ／７ｍｍφ程
度、不良気味な処理槽で１０〜１５ヶ／１０ｍｍφ程度
であった。

【００２４】ここで、（ｉ）の単位体積当たり重量が小
さいことは、空隙率が大きいことを意味しており、これ
によって好気的状態が維持されやすい。（ｉｉ）の値が
小さいことは、粒が細かくそぼろ状であり、団子状でな
いことを意味し、やはり好気的状態が維持されやすい。
（ｉｉｉ）（ｉｖ）の値が大きくなることは、空隙率が
低下し、通気性通水性が悪化したことを意味しており、
処理が不良になることを意味している。

【００２５】従って、排水処理において、上述の条件を
維持することによって、本実施形態の汚泥を蓄積した微
生物担体を用いて好適な処理を継続できる。

【００２６】図２は、本発明の実施形態に係る固形有機
物含有排水処理装置の全体構成を示す図である。この実
施形態の装置では、固形有機物含有排水として生ごみ含
有排水を処理する。家庭の流し（シンク）の排水口には
ディスポーザが設けられており、生ゴミは、このディス
ポーザにより破砕される。このディスポーザの使用中
は、水道水を流しておき、生ゴミの破砕物は水中に分散
された状態で排水管を流れてくる。なお、各家庭の流し
の直下に本装置を設ける場合には、排水管は不要とな
る。そして、この生ゴミの破砕物を含有する生ごみ含有
排水は、一次処理装置として機能する第１処理槽１０に
流入される。なお、このような生ごみ含有排水と同様の
性状の排水であれば、本実施形態の装置で好適な処理が
可能である。

【００２７】この第１処理槽１０は、図２及び図３に示
されているように、下部がホッパ状で上方が解放された
矩形の容器１２を有している。そして、この容器１２の
内部に充填層１４が形成されている。この充填層１４
は、杉材のオガクズ等の木質チップの周囲に汚泥を蓄積
して形成した微生物担体を充填したものであり、その粒
径は数ｍｍ程度のものが採用されている。なお、微生物
担体の核となる多孔質材は、固形有機物をろ過でき、水
分を保持することができ、有機物を分解する微生物が付
着生育しやすいものであれば、多孔性のプラスチックや
多孔質のガラス材、メッシュ材等でもよい。また、木質
チップや生物分解性のプラスチックなどで、充填層１４
を形成することで、廃棄する場合にこれをコンポストと
して利用することが可能になる。充填層１４は、例えば
１５ｃｍ程度の厚みとする。

【００２８】この充填層１４の下には、補助層（充填層
１４を支持する支持層）として機能する発泡ガラス層１
６が設けられている。この発泡ガラス層１６は、粒状の
発泡ガラスを充填して形成されている。ここで、粒状の
発泡ガラスの粒径は５ｍｍ程度であり、充填層１４を形
成する木質チップに比べ粒径が大きく設定されている。
従って、この発泡ガラス層１６の空隙率は、充填層１４
に比べて大きい。なお、この粒状の発泡ガラスは、天然
ガラス系岩石を破砕し、高温で焼成発泡されたもので、
植物の根腐れ防止、土壌改良資材として用いられている
ものなどが好適である。この発泡ガラス層１６は、例え
ば１０ｃｍ程度の厚さとする。

【００２９】発泡ガラス層１６の下には、同じく補助層
として機能する繊維状構成物層１８が設けられている。
この繊維状構成物層１８は、発泡ガラス層１６よりもさ
らに粗く、空隙率が大きくなるものが採用されている。
繊維状構成物層１８は、線径０．５ｍｍ程度の硬いプラ
スチック繊維を絡ませて形成したマット状のものが採用
されている。例えば、観賞魚の水槽内水のろ過材として
用いられるマット材のうち目の粗いものなどが好適であ
る。

【００３０】この繊維状構成物層１８の下方には、一次
処理液収集排出用の波板材２０が設けられている。この
波板材２０は、排水口２２に向かって配置されており、
排水が下方に向かって流れやすくなっている。この繊維
状構成物層１８は例えば２〜３ｃｍ程度の厚さとする。
この波板材２０も補助層の一部と考えてもよい。

【００３１】さらに、容器１２の底部は、その長手方向
は一定の深さになっており、この底部に排水口２２が設
けられている。なお、容器１２の長手方向にも若干の傾
斜をつけ、最下部に排水口２２を配置するようにしても
よい。

【００３２】さらに、充填層１４の表層部には、これを
すき返すすき返し装置２４が設けられている。この実施
形態では、すき返し装置２４としてパドル状のものを示
した。このすき返し装置２４は回転してもよいし、往復
回動してもよい。また、すき返し装置２４は、熊手状や
櫛形のものを表層に押しつけた状態で移動するものな
ど、表層部を固まらないようにすき返せるものであれば
どのようなものでもよい。なお、すき返し装置２４は、
充填材をそぼろ状に保持する役目を果たす。

【００３３】このような第１処理槽１０に生ゴミ含有排
水が流入されると、固形分である生ゴミ破砕物は、充填
層１４によって濾過分離される。一方、液体分が充填層
１４、発泡ガラス層１６、及び繊維状構成物層１８を透
過する。そして、繊維状構成物層１８を透過してきた処
理液は、この波板材２０の谷部を流れ中央部に至り、処
理液がこの排水口２２を介し、その下方のリザーブタン
ク２６に落下貯留される。

【００３４】さらに、このリザーブタンク２６には、空
気ポンプ２８から圧縮空気が供給されるようになってお
り、内部に貯留されている第１処理槽１０の一次処理液
は、ここで曝気処理される。これによって、リザーブタ
ンク２６内において、腐敗することを防止できる。

【００３５】ここで、充填層１４の充填材は、多孔質材
の周囲に汚泥が蓄積された微生物担体であり、吸水能力
があり表面積の大きな多孔質材料である。また、粒子間
の空隙があるため、充填層１４内は好気的な状態に保持
されている。また、充填層１４において濾過分離された
固形物や、液体分中の有機物により、充填層１４内には
有機物が豊富にある。そこで、充填層１４内には、好気
性微生物が繁殖する。そこで、充填層１４内に分離保持
された固形物（生ゴミの破砕物）や、微生物担体に接触
した溶解性のＢＯＤ成分は、好気性微生物によって分解
される。

【００３６】また空気供給部材を第１処理槽１０に取り
付ければ、好気性分解を促進し、固形物分解に好適な含
水率（４０〜８０％）に調節することが可能で、目詰ま
り防止に役立つ。

【００３７】このようにして、第１処理槽１０におい
て、処理された一次処理液は、リザーブタンク２６に貯
留される。そして、本実施形態の装置においては、二次
処理装置として機能する第２処理槽３０において、第１
処理槽１０の一次処理液をさらに処理する。

【００３８】本実施形態の第２処理槽３０は、図２及び
図４に示すように、円筒状の容器３２内に充填層３４が
複数積層された４層構造となっており、各充填層３４の
下に補助層として機能する発泡ガラス層３６が配置され
ている。すなわち、第１充填層３４ａ及び第１発泡ガラ
ス層３６ａからなる第１層と、第２充填層３４ｂ及び第
２発泡ガラス層３６ｂからなる第２層と、第３充填層３
４ｃ及び第３発泡ガラス層３６ｃからなる第３層と、第
４充填層３４ｄ及び第４発泡ガラス層３６ｄからなる第
４層からなっている。ここで、充填層３４には、第１処
理槽１０の充填層１４に使用したものと同じ木質チップ
が微生物担体として充填されている。また、発泡ガラス
層３６には、発泡ガラス層１６と同じ粒状の発泡ガラス
が充填されている。

【００３９】第１、２、３、４発泡ガラス層３６ａ、３
６ｂ、３６ｃ、３６ｄには、エアパイプ３８が接続され
ており、このエアパイプ３８の他端は、空気ポンプ２８
に接続されている。従って、空気ポンプ２８からの圧縮
空気が各発泡ガラス層３６を介し、各充填層３４に供給
される。

【００４０】また、容器３２の上部には、水ポンプ４０
を介し、リザーブタンク２６に接続される一次処理液供
給パイプ４２が開口しており、リザーブタンク２６内一
次処理液が、第１充填層３４ａに上方から供給される。
また、容器３２の底部には、排水パイプ４４が接続され
ており、ここから処理水が排出される。

【００４１】さらに、一次処理液供給パイプ４２の第２
処理槽３０内の先端部には、散水装置４６が設けられて
いる。この散水装置４６は、供給されてくる一次処理液
を充填層３４ａの表面に向けて散水供給する。この散水
装置４６は、円筒やドーナツ状で、底面に穴があいてい
るものや、上縁から越流するような構成でもよい。

【００４２】さらに、発泡ガラス層３６ｄの下方であっ
て容器３２の底面上には、繊維状構成物層４８が設けら
れている。この繊維状構成物層４８は、第１処理槽の繊
維状構成物層１８と同様の構成を有しており、これを配
置することによって、第２処理槽３０からの処理水の排
出をスムーズなものにできる。

【００４３】また、この実施形態においては、第１充填
層３４ａの上部に目詰まり防止層５０を配置している。
この目詰まり防止層５０は、下から粒径２ｍｍ、３ｍ
ｍ、５ｍｍの木質チップの層で形成されている。この目
詰まり防止層５０は、例えば５ｃｍ程度の厚さとする。

【００４４】このような構成において、水ポンプ４０を
駆動して、リザーブタンク２６内の一次処理液を第２処
理槽３０に供給すると、この一次処理液は容器３２内の
第１充填層３４ａの表面全体に散水装置４６を介し散水
される。そして、４段の充填層３４及び発泡ガラス層３
６を下降する。これによって、充填層３４を構成する木
質チップと接触される。一方、第２処理槽３０内には、
空気ポンプ２８からの空気が供給されており、充填層３
４内は好気的状態に維持されている。そこで、充填層３
４内の微生物担体には、好気性微生物が付着繁殖し、下
降してくる第１処理槽１０における一次処理液に含まれ
ているＢＯＤ成分を効果的に酸化分解する。

【００４５】「装置の設置場所」本実施形態の装置は、
上述のように基本的に処理槽１０、３０からなってい
る。そして、家庭の流し（シンク）の排水口に設けられ
るディスポーザからの生ゴミ破砕物を含有する排水を処
理する。そこで、本実施形態の装置を台所のシンクの下
方空間に収容することができる。また、本実施形態の装
置を屋外に設置することもでき、この場合にはディスポ
ーザから本装置の配管を接続すればよい。この配管は、
重力で生ゴミ破砕物を含有する排水を輸送できる構成と
することが好ましい。

【００４６】「装置の変形」本実施形態の装置は、上述
のように、ディスポーザからの生ゴミ破砕物を含有する
排水を処理する。しかし、ディスポーザが装置と別体と
して設けられている必要はなく、一体的に形成されてい
てもよい。すなわち、第１処理槽１０の上方にディスポ
ーザを一体的に形成しておき、流しから排出される生ゴ
ミを受け入れ、これを破砕再処理して、第１処理槽１０
に流入するように構成することができる。このようなデ
ィスポーザ一体型の装置は、流しの直下に設けることが
好適であるが、屋外に設置して、生ゴミを水と共に本装
置形成されたディスポーザに流入するようにしてもよ
い。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
木質チップなどの多孔質材の周囲には蓄積汚泥が蓄積さ
れて微生物担体が構成されている。そこで、蓄積汚泥自
体も微生物によって次第に分解されて行くが、有機物の
分解によって発生する汚泥が順次蓄積して微生物担体の
蓄積汚泥が補充される。このため、微生物担体の減少が
起こらず、安定的に処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】木質チップと蓄積汚泥を利用した微生物担体
の概念図である。

【図２】実施形態に係る固形有機物含有排水処理装置
を正面から見た構成を模式的に示す図である。

【図３】第１処理槽の側面から見た構成を模式的に示
す図である。

【図４】第２処理槽を斜めから見た構成を模式的に示
す図である。

【符号の説明】

１多孔質材、２蓄積汚泥、３微生物担体、４微
細有機物、１０第１処理槽、１２容器、１４充填
層、１６発泡ガラス層、１８繊維状構成物層、２０
波板材、２２排水口、２４すき返し装置、２６
リザーブタンク、３０第２処理槽、３２容器、３４
充填層、３６発泡ガラス層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固形有機物含有排水処理装置における排
水が流通される充填層に充填される微生物担体であっ
て、前記微生物担体は汚泥からなることを特徴とする微生物
担体。
【請求項２】請求項１に記載の微生物担体において、前記微生物担体は、その核として固形有機物を含むこと
を特徴とする微生物担体。
【請求項３】請求項１または２に記載の微生物担体に
おいて、前記微生物担体は、その核として多孔質材を含むことを
特徴とする微生物担体。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つに記載の微
生物担体において、前記微生物担体は、単位容積当たりの重量が０．５ｇ／
ｃｍ³以下であることを特徴とする微生物担体。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１つに記載の微
生物担体において、微生物担体は、開口の大きさが４．７５ｍｍ角のふるい
で分離した場合、ふるいに残る割合が６０％以下である
ことを特徴とする微生物担体。
【請求項６】請求項５に記載の微生物担体において、ふるいに残った微生物担体の平均粒径は１０ｍｍ以下で
あることを特徴とする微生物担体。
【請求項７】請求項５または６に記載の微生物担体に
おいて、ふるいに残った微生物担体の１粒当たりの平均重量は１
ｇ以下であることを特徴とする微生物担体。
【請求項８】固形有機物を含有する排水を処理する固
形有機物含有排水処理装置において、前記排水が流通される充填層を有し、この充填層の充填材として、請求項１〜７のいずれか１
つに記載の微生物担体を用いることを特徴とする固形有
機物含有排水処理装置。
【請求項９】請求項８に記載の装置において、汚泥からなる微生物担体を予め準備し、これを用いて処
理を行うことを特徴とする固形有機物含有排水処理装
置。