JP2001162297A

JP2001162297A - 有機性廃水の処理方法および処理装置

Info

Publication number: JP2001162297A
Application number: JP34977899A
Authority: JP
Inventors: Kazue Takaoka; 一栄高岡; Tatsuo Nakatani; 龍男中谷
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】効果的に発生汚泥量を減少させると共に、沈殿
槽における正常な固液分離を容易ならしめるための有機
性廃水の処理方法および処理装置を提供する。【解決手段】(1) 有機性廃水を曝気槽に供給して好気性
生物処理する方法において、あらかじめ前記有機性廃水
に、内生胞子形成細菌を含む汚泥および／または内生胞
子形成細菌を添加して混合し、該内生胞子形成細菌の胞
子を発芽させて栄養細胞に転換した後、該混合液を、前
記曝気槽に供給する有機性廃水の処理方法。(2) 曝気槽
と固液分離槽を備えた有機性廃水の処理装置において、
曝気槽の前流に、有機性廃水と内生胞子形成細菌を含む
汚泥を混合して該細菌の胞子を発芽させて栄養細胞に転
換する胞子発芽槽および該胞子発芽槽で生成した栄養細
胞を含む混合液を前記曝気槽に供給する配管を設け、さ
らに固液分離槽で分離した汚泥を前記胞子発芽槽に供給
する配管を設けた有機性廃水の処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機性廃水の処理方
法および処理装置に関し、さらに詳しくは下水等の有機
性廃水の好気的生物処理方法において、生物処理の結
果、多量に発生する生物汚泥量を著しく減少させること
ができると共に、活性汚泥の凝集沈降性を向上させて活
性汚泥処理設備の操作性を改善することができる有機性
廃水の処理方法および処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に下水等の有機性廃水の処理は、
活性汚泥法などの生物処理法によって行われている。図
２に従来技術による活性汚泥処理装置の説明図を示し
た。この装置は、有機性廃水を生物処理する曝気槽３
と、該曝気槽３で処理した廃水を処理水と汚泥に分離す
る沈殿槽４とを備えており、有機性廃水は、配管１によ
り汚泥を含む曝気槽３に投入されて好気条件で微生物処
理が行われ、処理された廃水は、配管７により沈殿槽４
に供給されて処理水と汚泥に固液分離され、分離された
汚泥は、返送配管５により上記曝気槽３に返送される。
このような生物処理法では、汚水中の有機物は、生物に
よって異化、同化されて水中から除去されるが、同化さ
れた有機物が汚泥中に蓄積されるため、汚泥量が増大
し、この汚泥の処分のために費用が増大するという問題
があった。この問題に対応するため、発生汚泥量を減少
させる方法が数多く提案されている。生物処理法により
発生汚泥量を減少させる方法としては、長時間曝気する
方法や生物膜法が知られている。しかし、これらの方法
では、有機物負荷や滞留時間等の運転変数を制御して発
生汚泥量が抑制されるが、汚泥の減少量が小さく、処理
槽あたりの処理効率が悪いという欠点があった。

【０００３】これまで、上記欠点について、活性汚泥中
の微生物細胞を破壊して可溶化し、曝気槽内で生物処理
して無機化することにより発生汚泥量を低下させる方法
が提案されている。可溶化技術としては、熱処理、酸ア
ルカリ処理、化学的酸化処理、機械的破砕処理、酵素処
理、微生物処理等の多くの方法が提案されている。例え
ば、特開平８−１０３７８６号公報には、返送汚泥の一
部をオゾン酸化して可溶化した後、曝気槽に返送して余
剰汚泥量を減少させる方法が提案され、また特開平９−
１０７９１号公報には、返送汚泥の一部を高温で可溶化
処理する方法が提案されている。しかし、汚泥の可溶化
処理には、汚泥の主体である微生物細胞を破壊すること
が必要であるが、微生物細胞を覆う細胞壁はかなり強固
であり、穏和な処理条件では細胞壁の破壊が起きず、十
分な可溶化処理ができないため、十分な可溶化効果を得
るためには多量のエネルギーが必要となり、経済的に不
利となる等の問題があった。

【０００４】さらに汚泥と処理水の固液分離を沈殿槽で
行う場合には、汚泥の凝集沈降性が極めて重要な因子と
なり、良好な凝集沈降性を得るために有能な維持管理者
による適正な運転管理が求められ、また一旦凝集沈降性
が悪化した場合は、処理水質の緊急な回復を図るために
薬剤の投入が行われる。このように汚泥と処理水の固液
分離を沈殿槽で行う処理方法では、絶えず汚泥の凝集沈
降性に配慮した運転管理が必要となり、また薬剤使用に
より運転費が増大する等の問題が生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の問題を解決し、効果的に発生汚泥量を減少さ
せると共に、沈殿槽における正常な固液分離を容易なら
しめるための有機性廃水の処理方法および処理装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意検討した結果、有機物分解能力の高い酵素
を生産する、活性汚泥中に含まれる内生胞子形成細菌、
特にバチルス属細菌の機能、具体的には該細菌の栄養細
胞と胞子の状態を的確に制御することにより、上記課題
を達成できることを見いだし、本発明に到達したもので
ある。すなわち、本願で特許請求される発明は以下のと
おりである。

【０００７】（１）有機性廃水を曝気槽に供給して好気
性生物処理する方法において、あらかじめ前記有機性廃
水に、内生胞子形成細菌を含む汚泥および／または内生
胞子形成細菌を添加して混合し、該内生胞子形成細菌の
胞子を発芽させて栄養細胞に転換した後、該混合液を、
前記曝気槽に供給することを特徴とする有機性廃水の処
理方法。（２）有機性廃水を好気性生物処理する方法であって、
該有機性廃水と内生胞子形成細菌を含む汚泥とを混合
し、該内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞に
転換した後、該混合液を、汚泥を含む曝気槽に投入して
有機性廃水の処理を行い、その後、該処理液を固液分離
装置により処理水と汚泥に分離し、分離した汚泥を前記
内生胞子形成細菌を含む汚泥として再利用することを特
徴とする有機性廃水の処理方法。（３）有機性廃水を好気性生物処理する方法であって、
該有機性廃水に内生胞子形成細菌を添加して混合し、該
内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞に転換し
た後、該混合液を、汚泥を含む曝気槽に投入して有機性
廃水の処理を行い、その後、該処理液を固液分離装置に
より処理水と汚泥に分離し、分離した汚泥を前記曝気槽
に返送することを特徴とする有機性廃水の処理方法。

【０００８】（４）前記有機性廃水と、内生胞子形成細
菌を含む汚泥または内生胞子形成細菌との混合時に発芽
促進物質を添加することを特徴とする（１）〜（３）の
いずれかに記載の有機性廃水の処理方法。（５）前記内生胞子形成細菌が、バチルス属細菌である
ことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の有
機性廃水の処理方法。（６）前記発芽促進物質が、アミノ酸、ポリペプチドお
よび糖質から選ばれた少なくとも一種であることを特徴
とする（４）に記載の有機性廃水の処理方法。（７）前記アミノ酸が、Ｌ−アラニン、Ｌ−アスパラギ
ン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−チロシン、Ｄ，Ｌ−バリ
ン、Ｄ，Ｌ−アスパラギン酸およびカサアミノ酸から選
ばれた少なくとも一種であることを特徴とする（４）に
記載の有機性廃水の処理方法。（８）前記糖質が、Ｄ−グルコース、ガラクトース、フ
ルクトース、マンノースおよびマントースから選ばれた
少なくとも一種であることを特徴とする（４）に記載の
有機性廃水の処理方法。（９）前記糖質が、オリゴ糖、多糖類およびその加水分
解物または酸化物から選ばれた少なくとも一種であるこ
とを特徴とする（４）に記載の有機性廃水の処理方法。

【０００９】（１０）有機性廃水を活性汚泥処理する曝
気槽と、該曝気槽で処理した処理液を処理水と汚泥に分
離する固液分離槽とを備えた有機性廃水の処理装置にお
いて、前記曝気槽の前流に、有機性廃水と内生胞子形成
細菌を含む汚泥とを混合して該内生胞子形成細菌の胞子
を発芽させて栄養細胞に転換するための胞子発芽槽およ
び該胞子発芽槽で生成した内生胞子形成細菌の栄養細胞
を含む混合液を前記曝気槽に供給する配管を設け、さら
に前記固液分離槽で分離した汚泥を前記胞子発芽槽に供
給する配管を設けたことを特徴とする有機性廃水の処理
装置。（１１）前記胞子発芽槽に内生胞子形成細菌を供給する
配管を設けたことを特徴とする（１０）に記載の有機性
廃水の処理装置。（１２）有機性廃水を活性汚泥処理する曝気槽と、該曝
気槽で処理した処理液を処理水と汚泥に分離する固液分
離槽とを備えた有機性廃水の処理装置において、前記曝
気槽の前流に、有機性廃水と内生胞子形成細菌とを混合
して該内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞に
転換するための胞子発芽槽および該胞子発芽槽で生成し
た内生胞子形成細菌の栄養細胞を含む混合液を前記曝気
槽に供給する配管を設け、さらに前記固液分離槽で分離
した汚泥を前記曝気槽に供給する配管を設けたことを特
徴とする有機性廃水の処理装置。（１３）前記胞子発芽槽に発芽促進物質を供給する配管
を設けたことを特徴とする（１０）〜（１２）のいずれ
かに記載の有機性廃水の処理装置。

【００１０】

【作用】有機性廃水の生物処理は、活性汚泥中の多様な
微生物間の相互作用によって行われ、微生物の中でも細
菌の働きは重要なものと考えられている。活性汚泥中に
生息する細菌は多数確認されているものの、その全てが
明らかになっているわけではなく、従って、個々の細菌
の機能を積極的に活用し、制御して廃水処理に適用して
いるのは窒素除去等の一部に限られている。内生胞子形
成細菌、特にバチルス属細菌は、その産生する酵素の有
機物分解能力の高さから有機性廃水処理には極めて有用
な細菌であると考えられているが、バチルス属細菌が活
性汚泥中に含まれる一般的な細菌であるとの認識はある
ものの、その機能が的確に制御され、十分に活用されて
いる事例はほとんどない。

【００１１】本発明では、有機性廃水を活性汚泥により
生物処理する際に、内生胞子形成細菌の栄養細胞と胞子
の状態を的確に制御して該細菌を発芽した栄養細胞とし
て存在させて生物処理を行うことができるため、内生胞
子形成細菌がこれらの状態の転換時に生産する酵素を、
有機物の分解に積極的に貢献させることができ、発生汚
泥の著しい低減化と汚泥の凝集沈降性改善を図ることが
できる。すなわち、バチルス属細菌に代表される内生胞
子形成細菌は、その生存する環境によって栄養細胞から
胞子、胞子から栄養細胞へと変遷し、細胞の変遷過程で
グルコサミダーゼ、リゾチーム、アミダーゼ、エンドペ
プチダーゼなどの細胞壁溶解酵素を産生する。さらにバ
チルス属細菌に代表される内生胞子形成細菌は、栄養細
胞から胞子への変換段階で、菌体外酵素としてα−アミ
ラーゼ、プロテアーゼを産生する。また内生胞子形成細
菌の胞子は、アミノ酸、ペプチド、糖質等の発芽促進物
質の存在により容易に栄養細胞に転換し、またこの栄養
細胞は、資化できる栄養物質が減少した環境下では胞子
の状態に転換する。

【００１２】上記二つの転換過程を水処理工程の中に適
切に組み込み、内生胞子形成細菌から細胞壁溶解酵素お
よびα−アミラーゼ、プロテアーゼなどの菌体外酵素を
効率的に産生させ、これらを効果的に活用することによ
り、活性汚泥の構成物である微生物の一部が容易に溶解
され、他の生存する微生物に資化されやすくなり、無機
化されるため、発生汚泥量を著しく減少させることが可
能となる。また汚泥に含まれる親水性の高い有機物を分
解することによって汚泥の膨潤化を防ぎ、汚泥の凝集沈
降性の悪化を防止することが可能となる。なお、従来の
活性汚泥法では、活性汚泥中にバチルス属細菌は存在し
ていても、胞子の状態で休眠しているものがほとんどで
あり、上記したバチルス属細菌の持つ有用な作用・効果
を発揮することはできない。製糖廃水などの有機性廃水
には発芽促進物質が含まれているが、従来の活性汚泥法
では、これらの有機性廃水が直接、曝気槽に投入され、
発芽促進物質の濃度が希釈されてしまうため、胞子形成
細菌の発芽確率が低くなり、本発明のような効果を得る
ことはできない。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の処理方法では、有機性廃
水を曝気槽に投入して活性汚泥処理する前に、例えば、
胞子発芽槽において、あらかじめ有機性廃水に、内生胞
子形成細菌を含む汚泥および／または内生胞子形成細菌
を混合し、該内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養
細胞に転換することが必要である。本発明において、有
機性廃水に発芽促進物質に含まれるか否かにより、例え
ば、製糖廃水等のように廃水中に発芽促進物質が含まれ
る場合と、下水のように発芽促進物質が含まれないか極
めて少ない場合とでは、処理方法が異なり、次のような
方法で行われる。

【００１４】有機性廃水中に発芽促進物質が含まれる場
合には、あらかじめ、内生胞子形成細菌を含む汚泥を胞
子発芽槽で有機性廃水と混合し、内生胞子形成細菌の胞
子を栄養細胞に転換した後、この栄養細胞を含む混合液
を曝気槽に投入して有機性廃水の処理が行われる。曝気
槽では、内生胞子形成細菌の栄養細胞は処理の進行と共
に胞子に転換する。この内生胞子形成細菌の二つの転換
過程で生産された有益な酵素の上述した作用により、汚
泥を構成する微生物の可溶化や、有機物分解酵素の作用
で水処理が効果的に行われることで、発生汚泥量を著し
く減少することができる。一方、下水などのような有機
性廃水中に発芽促進物質が含まれないか、またはその量
が少ない場合には、あらかじめ有機性廃水に、内生胞子
形成細菌を含む汚泥とともに発芽促進物質を添加して混
合し、内生胞子形成細菌の胞子を栄養細胞に転換させ
る。

【００１５】発芽促進物質としては、内生胞子形成細菌
の胞子の発芽を促進する効果を有するものであれば特に
限定されないが、アミノ酸、ペプチド、糖質のうち少な
くとも一種を用いるのが好ましい。アミノ酸としては、
Ｌ−アラニン、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−イソロイシン、
Ｌ−チロシン、Ｄ，Ｌ−バリン、Ｄ，Ｌ−アスパラギン
酸、カサアミノ酸などが好ましい。また糖質としては、
Ｄ−グルコース、ガラクトース、フルクトース、マンノ
ース、マントースなどが好ましいが、オリゴ糖、多糖
類、これらの加水分解物または酸化物の少なくとも一種
を用いてもよい。

【００１６】内生胞子形成細菌は、活性汚泥中に一般的
に含まれる細菌であるが、必ずしも優占的に存在する細
菌種ではない。活性汚泥中に含まれる内生胞子形成細菌
の数が少ない場合または含まれない場合には、外部から
内生胞子形成細菌を添加することが有効である。該内生
胞子形成細菌としては、現時点でバチルス属にカテゴリ
ーされる細菌が好ましく用いられる。

【００１７】曝気槽で処理された処理液は、固液分離装
置で処理水と汚泥に分離され、分離された汚泥は、胞子
発芽槽に返送され再利用される。該胞子発芽槽は、汚泥
返送ライン途中の曝気槽の前流に設置されるが、曝気槽
が多段式の場合にはその一部を胞子発芽槽として利用す
ることも可能である。また汚泥の代わりに外部から内
生胞子形成細菌を添加して有機性廃水と混合する場合に
は、上記分離した汚泥は曝気槽に返送するのが好まし
い。

【００１８】図１は、本発明の一実施例を示す有機性廃
水の処理装置の説明図である。図１において、この処理
装置は、有機性廃水に内生胞子形成細菌を含む汚泥を混
合して該内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞
に転換するための胞子発芽槽２と、有機性廃水を活性汚
泥処理するための曝気槽３と、該曝気槽３で処理した処
理液を処理水と汚泥に分離する沈殿槽４と、該沈殿槽４
で分離した汚泥を前記胞子発芽槽２と曝気槽３に返送す
る汚泥返送配管５と、有機性廃水を前記胞子発芽槽２と
曝気槽３に供給する廃水供給配管１と、前記胞子発芽槽
２で生成した栄養細胞を含む混合液を前記曝気槽３に供
給する混合液供給配管６と、前記曝気槽３で処理した処
理液を沈殿槽４に供給する処理液供給配管７と、前記胞
子発芽槽２に胞子発芽剤を供給するための胞子発芽剤供
給配管８を備えている。

【００１９】このような処理装置において、胞子発芽槽
２には、廃水供給配管１により有機性廃水の一部が供給
され、さらに汚泥返送配管５により沈殿槽４で分離され
た内生胞子形成細菌を含む汚泥の一部が供給され、さら
にまた胞子発芽剤供給配管８により胞子発芽剤が供給さ
れて混合される。これらの混合により内生胞子形成細菌
の胞子が有機性廃水に含まれる胞子発芽剤または外部か
ら供給された胞子発芽剤と接触して発芽し、栄養細胞に
転換する。該栄養細胞を含む胞子発芽槽２の混合液は混
合液供給配管６により曝気槽３に供給される。該曝気槽
３では、前記汚泥と有機性廃水の一部も供給されて生物
処理が行われる。処理された処理液は処理液供給配管７
により沈殿槽４に供給されて処理水と汚泥に分離され
る。分離された汚泥は汚泥返送配管５により、その一部
が前記胞子発芽槽２に返送されて内生胞子形成細菌を含
む汚泥として再利用される。なお、分離した汚泥に内生
胞子形成細菌が含まれない場合、または少ない場合には
外部から内生胞子形成細菌が前記胞子発芽槽２に添加さ
れる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明する。実施例１（汚泥と発芽促進物質含有廃水の場合）ＴＯＣとして１
００〜３００ppm が含まれている製糖廃水には発芽促進
物質（糖質）が豊富に含まれているため、この製糖廃水
のモデル廃水としてグルコースを含む人工廃水培地を用
いて図１に示す処理装置によりモデル実験を行った。調
整した人工廃水培地の各種分析結果は、ＴＯＣ１００pp
m 、ＢＯＤ２６０ppm 、ＴＰ７．６ppm 、ＴＮ２３ppm
であった。廃水処理は、曝気槽（５リットル）の汚泥を
ＭＬＳＳ４０００(mg/l)に維持して汚泥滞留時間０．３
３（日）、汚泥返送比（＝汚泥返送量／流入水量）０．
５の条件で運転を行った。流入水（グルコースを含む人
工廃水）および返送される沈殿槽の汚泥は半継続的に胞
子発芽槽に投入した。

【００２１】胞子発芽槽は攪拌、曝気および加温ができ
るようになっており、常に汚泥中の内生胞子形成細菌が
廃水中の成分によって刺激を受け、発芽し、栄養細胞と
して生育できる条件を維持した。この胞子発芽槽での汚
泥滞留時間は０．３３（日）とし、温度を３０℃として
胞子形成細菌の発芽を行った。運転中のＢＯＤ−ＳＳ負
荷は０．２(kg/kg/ 日) 、ＢＯＤ容積負荷が０．７８(k
g/m³/day) であった。このような運転条件で２週間運転
を行った。運転開始から運転終了までの曝気槽の汚泥に
ついて、ＳＶＩ、ＭＬＳＳ、バチルス属細菌全菌数およ
び胞子数を測定し、また胞子発芽槽についてもバチルス
属細菌全菌数および胞子数を測定し、運転状況および汚
泥性状について解析を行った。処理水については、ＢＯ
Ｄ、ＴＯＣ、ＴＮを測定して解析に供した。

【００２２】汚泥量の増減は余剰汚泥発生率として次式
(1) により算出した。なお、式中のＡは運転開始時のML
SS(mg/l)を、Ｂは運転終了時のMLSS(mg/l)を表す。余剰汚泥発生率（％）＝〔（Ｂ−Ａ）／Ａ〕×１００ (1) また、発芽槽の内生胞子形成細菌の発芽状況については
胞子発芽率として次式(2) により算出した。なお、式中
のＣはバチルス属細菌全菌数を、Ｄはバチルス属胞子菌
数を表す。胞子発芽率（％）＝〔（Ｃ−Ｄ）／Ｃ〕×１００ (2)

【００２３】その解析の結果、ＳＶＩは開始時２３４か
ら終了時２０７に向上した。余剰汚泥発生率は５．１３
％あった。曝気槽の胞子発芽率は０．０５％、胞子発芽
槽の発芽率は７３％であり、バチルス属細菌が本発明の
処理方法により栄養細胞と胞子の転換を行っていること
が確認された。この処理水のＢＯＤは１０ppm 、ＴＯＣ
は２２ppm 、ＴＮは６ppm であった。

【００２４】実施例２（汚泥と発芽促進物質を含まない廃水の場合）処理廃水
を一般下水とした場合は、発芽促進に関わる成分含量が
極端に低いため、発芽促進物質を添加して汚泥中の内生
胞子形成細菌の胞子の発芽を促進させた。実験に供した
一般下水の各分析値はおおむねＴＯＣ２８０ppm 前後、
ＢＯＤは２００ppm 前後、ＴＮ３０ppm 、ＴＰ６ppm で
あった。実験は実施例１と同様の処理装置で行い、曝気
槽の汚泥はＭＬＳＳ４０００(mg/l)に維持し、汚泥滞留
時間０．３３（日）、汚泥返送比０．５の条件で運転を
行った。曝気槽の前段に位置する胞子発芽槽に返送汚泥
と流入水（一般下水）を半継続的に投入し、さらに発芽
促進物質としてそれぞれ流入水中にてＤ−グルコース５
０ppm およびＬ−アラニンが５ppm となるように添加し
た。

【００２５】胞子発芽槽での汚泥滞留時間は０．３３
（日）、温度３０℃として内生胞子形成細菌の発芽を行
った。運転中の曝気槽のＢＯＤ−ＳＳ負荷は０．１５(k
g/kg/日) 、ＢＯＤ容積負荷が０．６(kg/m³/day) であ
った。以上のような運転条件で、２週間運転を行なっ
た。その結果、ＳＶＩは１９９から１９５に向上した。
余剰汚泥発生率は８．３％であった。曝気槽の胞子発芽
率は０．０５％、胞子発芽槽の発芽率は８５％であり、
バチルス属細菌が本プロセスで栄養細胞と胞子の転換を
行っていることが確認された。この処理水のＢＯＤは１
０ppm 、ＴＯＣは２０ppm 、ＴＮは６ppm であった。

【００２６】実施例３（バチルス属細菌添加と発芽促進物質含有廃水の場合）
実施例１と同様の廃水を使用し、汚泥とともにバチルス
属細菌を添加して処理を行った。ここで添加したバチル
ス属細菌は汚泥から単離したもので、１６ＳｒＲＮＡの
解析結果、Bacillus subtilis にカテゴリーされるもの
であった。曝気槽の汚泥はＭＬＳＳ４０００(mg/l)に維
持し、汚泥滞留時間０．３３（日）、汚泥返送比０．５
の条件で運転を行った。返送される沈殿槽の汚泥と流入
水は半継続的に胞子発芽槽に投入した。またこの胞子発
芽槽に汚泥中から単離したBacillus subtilis を流入水
に対して乾燥重量で５(mg/l)となるように投入した。

【００２７】この胞子発芽槽での温度を３０℃に保ち、
汚泥滞留時間は０．３３（日）で汚泥中の胞子形成細菌
および投入したBacillus subtilis の胞子の発芽を行っ
た。曝気槽はおおむねＭＬＳＳ４０００(mg/l)を維持
し、運転中のＢＯＤ−ＳＳ負荷は０．１９５(kg/kg/
日) 、ＢＯＤ容積負荷が０．７８(kg/m³/day) であっ
た。以上のような運転条件で、２週間運転を行った。そ
の結果、ＳＶＩは２２５から１８５に向上した。余剰汚
泥発生率は４．０２％であった。胞子発芽率は０．０５
％から３８％に増加し、汚泥中の内生胞子形成細菌が栄
養細胞として存在する割合が増えたことを確認した。こ
の処理水のＢＯＤは９ppm 、ＴＯＣは１１ppm 、ＴＮは
６ppm であった。

【００２８】実施例４（バチルス属細菌添加と発芽促進物質添加の場合）実施
例３と同様の一般下水を使用し、汚泥とともにバチルス
属細菌を添加して処理を行った。ここでも実施例３と同
様に一般下水中には発芽促進に関わる成分含量が極端に
低いため、発芽促進物質を添加して汚泥中の内生胞子形
成細菌および添加したバチルス属細菌の発芽を促進させ
た。実験に供した一般廃水の各分析値はおおむねＴＯＣ
２６０ppm 前後、ＢＯＤは２００ppm 前後、ＴＮ３０pp
m 、ＴＰ６ppm であった。実験は実施例１と同様の処理
装置で行い、曝気槽の汚泥はＭＬＳＳ４０００(mg/l)に
維持し、汚泥滞留時間０．３３（日）、汚泥返送比０．
５の条件で運転を行った。曝気槽の前段に位置する胞子
発芽槽に返送汚泥と流入水（一般下水）を半継続的に投
入し、さらに発芽促進物質としてそれぞれ流入水中にて
Ｄ−グルコース１００ppm およびＬ−アラニンが５ppm
となるように添加した。さらに汚泥中から単離したBaci
llus subtilis を流入水に対して乾燥重量で５(mg/l)と
なるように添加した。

【００２９】この胞子発芽槽での汚泥滞留時間０．３３
（日）、温度３０℃として汚泥中の内生胞子形成細菌お
よび投入したBacillus subtilis の胞子の発芽を行っ
た。運転中の曝気槽のＢＯＤ−ＳＳ負荷は０．１５(kg/
kg/ 日) 、ＢＯＤ容積負荷が０．６(kg/m³/day) であっ
た。以上のような運転条件で、２週間運転を行なった。
その結果、ＳＶＩは１９９から１８４に向上した。余剰
汚泥発生率は１．０２％で運転開始時のＭＬＳＳを維持
した。胞子発芽率は０．０５％から４１．７５％に増加
し、汚泥中の内生胞子形成細菌が栄養細胞として存在す
る割合が増えたことを確認した。この処理水のＢＯＤは
４ppm 、ＴＯＣは９ppm 、ＴＮは６ppmであった。

【００３０】比較例１図２に示した曝気槽（５リットル）と沈殿槽からなる処
理装置を用い、流入水と汚泥を発芽槽で混合せずに内生
胞子形成細菌の発芽促進を行わずに実験を行った。この
実験には実施例１の廃水と同様に調整したデキストリン
系人工廃水培地を用いた。この人工廃水培地の各種分析
結果はＴＯＣ１００ppm 、ＢＯＤ２６０ppm 、ＴＰ６．
３ppm 、ＴＮ２５ppm であった。曝気槽の汚泥はＭＬＳ
Ｓ４０００(mg/l)に維持し、汚泥滞留時間０．３３
（日）、汚泥返送比０．５の条件で運転を行った。流入
水は半継続的に直接曝気槽に投入した。運転中のＢＯＤ
−ＳＳ負荷は０．１９５(kg/kg/ 日) 、ＢＯＤ容積負荷
が０．７８(kg/m³/day) であった。以上のような運転条
件で、２週間運転を行った。その結果、ＳＶＩは２２
１、余剰汚泥発生率は３０．５％で実施例より汚泥増加
の割合が高かった。胞子発芽率は０．０５％と変化なか
ったことから、汚泥中の内生胞子形成細菌がほとんど胞
子として存在することを確認した。この処理水のＢＯＤ
は５ppm 、ＴＯＣは９ppm 、ＴＮは７ppm であった。

【００３１】比較例２処理廃水を一般下水とし、比較例１と同様の処理装置を
用いて発芽促進物質を添加せずに直接曝気槽に流入水を
投入して実験を行った。実験に供した一般廃水の各分析
値はおおむねＴＯＣ２６０ppm 前後、ＢＯＤは２００pp
m 前後、ＴＮ３０ppm 、ＴＰ６ppm であった。実験は比
較例１と同様に曝気槽の汚泥はＭＬＳＳ４０００(mg/l)
に維持し、汚泥滞留時間０．３３（日）、汚泥返送比
０．５の条件で運転を行った。運転中の曝気槽のＢＯＤ
−ＳＳ負荷は０．１５(kg/kg/ 日) 、ＢＯＤ容積負荷が
０．６(kg/m³/day) であった。以上のような運転条件
で、２週間運転を行った。その結果、ＳＶＩは２００と
変化なかった。余剰汚泥発生率は２６．３％で実施例よ
り汚泥発生率が高かった。胞子発芽率は０．０２％で変
化なく、汚泥中の内生胞子形成細菌がほとんど胞子で存
在していることを確認した。この処理水のＢＯＤは４pp
m 、ＴＯＣは１４ppm 、ＴＮは６ppm であった。

【００３２】

【発明の効果】本発明の有機性廃水の処理方法および処
理装置によれば、下水等の有機性廃水の好気的生物処理
方法における生物処理の結果、多量に発生する生物汚泥
量を著しく減少させることができると共に、活性汚泥の
凝集沈降性を向上させて活性汚泥処理設備の操作性を改
善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す有機性廃水の処理装置
の説明図である。

【図２】従来技術による活性汚泥処理装置の説明図。

【符号の説明】

１…廃水供給配管、２…胞子発芽槽、３…曝気槽、４…
沈殿槽、５…汚泥返送配管、６…混合液供給配管、７…
処理液供給配管、８…胞子発芽剤供給配管。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】汚泥量の増減は余剰汚泥発生率として次式
(1) により算出した。なお、式中のＡは運転開始時の装
置内ＭＬＳＳ総量を、Ｂは運転終了時の装置内ＭＬＳＳ
総量を、Ｃは運転期間中に処理されたＢＯＤ総量を示
す。余剰汚泥発生率（％）＝〔（Ｂ−Ａ）／Ｃ〕×１００ (1) また、発芽槽の内生胞子形成細菌の発芽状況については
胞子発芽率として次式(2) により算出した。なお、式中
のＤはバチルス属細菌全菌数を、Ｅはバチルス属胞子菌
数を表す。胞子発芽率（％）＝〔（Ｄ−Ｅ）／Ｄ〕×１００ (2)

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１２Ｍ 1/02 Ｃ１２Ｍ 1/02 ＡＣ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｎ 1/20 ＤＦＡ //(Ｃ１２Ｎ 1/20 (Ｃ１２Ｎ 1/20 ＤＣ１２Ｒ 1:07）Ｃ１２Ｒ 1:07）Ｆターム(参考） 4B029 AA02 BB01 BB02 CC01 DB11 DF03 DG06 DG10 4B065 AA01X AA15X AC13 BB12 BB14 BB15 BB17 BB18 BB19 BB22 BB40 BC05 BC08 BC18 CA55 4D028 AA02 AB03 AC06 AC09 BA00 BC18 BC24 BC28 BD06 BD12 BD16 CA05 CA11 CD02 4D040 DD03 DD24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性廃水を曝気槽に供給して好気性生
物処理する方法において、あらかじめ前記有機性廃水
に、内生胞子形成細菌を含む汚泥および／または内生胞
子形成細菌を添加して混合し、該内生胞子形成細菌の胞
子を発芽させて栄養細胞に転換した後、該混合液を、前
記曝気槽に供給することを特徴とする有機性廃水の処理
方法。
【請求項２】有機性廃水を好気性生物処理する方法で
あって、該有機性廃水と内生胞子形成細菌を含む汚泥と
を混合し、該内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養
細胞に転換した後、該混合液を、汚泥を含む曝気槽に投
入して有機性廃水の処理を行い、その後、該処理液を固
液分離装置により処理水と汚泥に分離し、分離した汚泥
を前記内生胞子形成細菌を含む汚泥として再利用するこ
とを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【請求項３】有機性廃水を好気性生物処理する方法で
あって、該有機性廃水に内生胞子形成細菌を添加して混
合し、該内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて栄養細胞
に転換した後、該混合液を、汚泥を含む曝気槽に投入し
て有機性廃水の処理を行い、その後、該処理液を固液分
離装置により処理水と汚泥に分離し、分離した汚泥を前
記曝気槽に返送することを特徴とする有機性廃水の処理
方法。
【請求項４】前記有機性廃水と、内生胞子形成細菌を
含む汚泥または内生胞子形成細菌との混合時に発芽促進
物質を添加することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項５】前記内生胞子形成細菌が、バチルス属細
菌であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
載の有機性廃水の処理方法。
【請求項６】前記発芽促進物質が、アミノ酸、ポリペ
プチドおよび糖質から選ばれた少なくとも一種であるこ
とを特徴とする請求項４に記載の有機性廃水の処理方
法。
【請求項７】前記アミノ酸が、Ｌ−アラニン、Ｌ−ア
スパラギン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−チロシン、Ｄ，Ｌ
−バリン、Ｄ，Ｌ−アスパラギン酸およびカサアミノ酸
から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請
求項４に記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項８】前記糖質が、Ｄ−グルコース、ガラクト
ース、フルクトース、マンノースおよびマントースから
選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項
４に記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項９】前記糖質が、オリゴ糖、多糖類およびそ
の加水分解物または酸化物から選ばれた少なくとも一種
であることを特徴とする請求項４に記載の有機性廃水の
処理方法。
【請求項１０】有機性廃水を活性汚泥処理する曝気槽
と、該曝気槽で処理した処理液を処理水と汚泥に分離す
る固液分離槽とを備えた有機性廃水の処理装置におい
て、前記曝気槽の前流に、有機性廃水と内生胞子形成細
菌を含む汚泥とを混合して該内生胞子形成細菌の胞子を
発芽させて栄養細胞に転換するための胞子発芽槽および
該胞子発芽槽で生成した内生胞子形成細菌の栄養細胞を
含む混合液を前記曝気槽に供給する配管を設け、さらに
前記固液分離槽で分離した汚泥を前記胞子発芽槽に供給
する配管を設けたことを特徴とする有機性廃水の処理装
置。
【請求項１１】前記胞子発芽槽に内生胞子形成細菌を供
給する配管を設けたことを特徴とする請求項１０に記載
の有機性廃水の処理装置。
【請求項１２】有機性廃水を活性汚泥処理する曝気槽
と、該曝気槽で処理した処理液を処理水と汚泥に分離す
る固液分離槽とを備えた有機性廃水の処理装置におい
て、前記曝気槽の前流に、有機性廃水と内生胞子形成細
菌とを混合して該内生胞子形成細菌の胞子を発芽させて
栄養細胞に転換するための胞子発芽槽および該胞子発芽
槽で生成した内生胞子形成細菌の栄養細胞を含む混合液
を前記曝気槽に供給する配管とを設け、さらに前記固液
分離槽で分離した汚泥を前記曝気槽に供給する配管を設
けたことを特徴とする有機性廃水の処理装置。
【請求項１３】前記胞子発芽槽に発芽促進物質を供給す
る配管を設けたことを特徴とする請求項１０〜１２のい
ずれかに記載の有機性廃水の処理装置。