JP2001179293A - 廃水中の難分解性物質の除去方法及び装置 - Google Patents

廃水中の難分解性物質の除去方法及び装置

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JP2001179293A
JP2001179293A JP37211099A JP37211099A JP2001179293A JP 2001179293 A JP2001179293 A JP 2001179293A JP 37211099 A JP37211099 A JP 37211099A JP 37211099 A JP37211099 A JP 37211099A JP 2001179293 A JP2001179293 A JP 2001179293A
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wastewater
substances
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JP37211099A
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English (en)
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Yoshiyuki Takashima
美幸 高嶋
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイオキシン類のような難分解性物質を木材
腐朽菌によって効率よく分解することができる廃水中の
難分解性物質の除去方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 チップ状等に細かくした木材あるいはセ
ルロースを主成分とする担体に、担子菌である木材腐朽
菌を付着させたものを充填した固定床型反応槽3及び/
又は4を有することを特徴とする廃水中の難分解性物質
の除去装置及びこの除去装置に通水して処理し、廃水中
の難分解性物質を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、埋立地浸出水処
理、下水および工業廃水処理等の廃水処理方法及び装置
に係り、特に、廃水中の難分解性物質を生物分解する除
去方法及び除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】埋立地浸出水やパルプ工業等の廃水に含
まれる難分解性物質は、従来の活性汚泥法等の生物処理
方法では完全に分解できず、酸化剤及び/又は活性炭吸
着の物理化学的処理方法を付加することによって処理が
行なわれている。木材腐朽菌を利用した水処理技術とし
ては、白色腐朽菌馴養槽で別途増殖させた菌体を反応槽
に添加し、難分解性物質を分解する方法(特開平10−
286588号公報参照)、焼却灰から予め抽出したダ
イオキシン等を腐朽菌で分解する方法(特開平10−3
23646号公報参照)などがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ダイオキシン類のよう
な物質は、物理化学的に非常に安定で生物には極めて分
解されにくい。中でも比較的毒性の低いものについて
は、特定のバクテリアによって分解されることもある
が、塩素原子が多数結合した物質については、これまで
バクテリアによる分解の報告は無い。一方、木材腐朽菌
はセルロース、ヘミセルロース、リグニン等の木質成分
を分解する担子菌であり、近年様々な難分解性化学物質
を分解する能力を保有していることが明らかになってき
ている。本発明は、ダイオキシン類のような難分解性物
質を木材腐朽菌によって効率よく分解することができる
廃水中の難分解性物質の除去方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明による廃水中の難
分解性物質の除去方法は、チップ状等に細かくした木材
あるいはセルロースを主成分とする担体に、担子菌であ
る木材腐朽菌を付着させたものを充填した固定床型反応
槽に通水処理することを特徴とする。本発明の方法にお
いて、上記のような固定床型反応槽を複数系列設け、交
互に廃水を流入させるのが好ましく、また、固定床型反
応槽の前段で易分解性有機物を、例えば、活性汚泥法な
どで生物処理した後、固定床型反応槽に通水処理するの
が好ましい。本発明は、さらに、チップ状等に細かくし
た木材あるいはセルロースを主成分とする担体に、担子
菌である木材腐朽菌を付着させたものを充填した固定床
型反応槽を有することを特徴とする廃水中の難分解性物
質の除去装置を提供するものである。本発明の難分解性
物質の除去装置において、上記のような固定床型反応槽
を複数系列設けて交互に廃水を流入させるのが好まし
く、また、固定床型反応槽の前段に、易分解性有機物の
生物処理槽を設置するのが好ましい。
【0005】木材腐朽菌を利用して連続的に水処理を行
うためには、菌体の活性を安定して長期間保持する必要
があるが、菌体を固定化する担体として木質を利用する
と、菌糸が非常に付着しやすいうえ、木材の主成分であ
るセルロース等を資化して増殖することもできるため、
流入負荷の変動が激しく基質の流入が無くなった時に
も、菌の活性を維持することができる。木材腐朽菌は、
樹木の主要成分セルロース、ヘミセルロース、リグニン
を分解する菌であり、シイタケ、エノキダケ、マイタ
ケ、カワラタケ(Trametes versicolor)、Phanerochae
te chrysosporiumなどが知られている。豊富な有機物存
在下で急速に増殖するが、木粉のみといった条件でも増
殖が可能であり、乾燥にも強い。
【0006】ダイオキシン等の難分解性物質の分解に
は、リグニンの分解に関与する酵素が作用する。リグニ
ン分解に関与する酵素には、ラッカーゼ(Lac)、リ
グニンペルオキシダーゼ(LiP)、マンガンペルオキ
シダーゼ(MnP)などがある。これらの酵素は菌体外
に放出されるが、貧栄養、特に窒素制限条件下で生産が
促され、富栄養条件ではあまり生産されにくい。ペルオ
キシダーゼによる難分解性物質分解機構は、過酸化水素
がペルオキシダーゼによって分解されることでラジカル
が生成し、これがダイオキシン等に作用し、酸化分解す
るものと考えられる。
【0007】予め用意した木材腐朽菌の菌体外酵素と難
分解性物質との反応では、2〜3時間の作用で高い除去
率が得られるが、増殖を伴う木材腐朽薗による難分解性
物質の分解回分実験では、ダイオキシン類の場合3〜7
日の培養で約50%の除去率しか得られない。このため
菌糸の増殖に適した富栄養条件で急速に菌体を増殖させ
たのち、酵素生産に適した貧栄養・窒素制限条件で酵素
による難分解性物質の酸化を行うと効率が良い。しか
し、富栄養条件では他の微生物との競合に負けることも
あるため、他の微生物が生育しにくい低窒素濃度培地や
セルロース、リグニンのような木質成分を炭素源とした
培地で培養する方が維持管理が容易である。
【0008】また、処理時間を短縮し、活性を長期間保
持するためには、木材腐朽菌を反応槽内に固定化するこ
とが必要である。担体としては多孔性の樹脂等も考えら
れるが、おがくず状、チップ状、ブレイク状等に細かく
された木材あるいはセルロースを主成分とする多孔性の
素材を用いると、菌糸が非常に付着しやすいうえ、セル
ロース等を資化して増殖することもできる。また、木質
以外に易分解性有機物のほとんど存在しない条件下で
は、木材腐朽菌と競合する雑菌類が増殖困難であるた
め、木材腐朽菌だけを優占化できる。さらに、流入負荷
の変動が激しく基質の流入が無くなった時にも、菌の活
性を維持することが可能である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において、固定床型反応槽
としては、例えば、散水ろ床型反応槽、好気性ろ床型反
応槽などがあり、特に制限はない。このような反応槽に
充填するろ材であり、木材腐朽菌を付着させる担体とな
る木片チップは、一辺が3〜5cm程度の大きさで、ブ
ナ、シイ、ナラ、カシ、マツ等の何れの種類でもかまわ
ない。木材以外に多孔性セルロース担体を用いても、木
材腐朽菌は容易に生育し、使用できる。ポテトデキスト
ロース培地等で2〜3日培養した菌糸を、木片チップあ
るいは多孔性セルロースに塗布し、3日間30℃前後に
保持すると、担体表面は菌糸で真っ白に覆われる。これ
を散水ろ床にろ床高さ2m程度に充填するのが好まし
い。
【0010】本発明の一実施例を示す難分解性物質の除
去装置の系統図を図1に示す。ゴミ埋立地浸出水等の原
水を生物処理槽1に導入し、活性汚泥法等の一般的な生
物処理によって易分解性有機物及びアンモニアを除去
し、沈殿槽2で固液分離した後、並列に配置した2系列
の固定床型反応槽(散水ろ床)3及び4に交互に流入さ
せる。2系列の散水ろ床は、菌糸増殖運転と難分解性物
質分解酵素誘導運転に6時間以上の間隔で交互に切り替
えることができる。難分解性物質分解酵素誘導系の散水
ろ床には、活性汚泥処理水を接触時間1時間以上となる
ように連続的に注水した。循環は行わない。易分解性有
機物及びアンモニア濃度の低い条件では、ろ材に付着し
た腐朽菌は、ペルオキシダーゼ、ラッカーゼ等の酵素を
菌体外に放出し、これがダイオキシン等の難分解性物質
に作用する。図2に示したように、このろ床において5
0%を超えるダイオキシン除去率が得られ、ダイオキシ
ン濃度は30pg−TEQ/Lから10〜15pg−T
EQ/Lにまで低減できた。処理の対象とする難分解性
物質の除去が不十分な場合には、過酸化水素を添加する
ことが望ましい。
【0011】もう一方のろ床では、木材腐朽菌の増殖を
促す運転を行う。ポテトデキストロース等の培地をろ床
に注水し、通風を良くし、湿らせた状態で放置すると、
菌糸が再ひろ材表面を白く覆った。なお、木材腐朽菌は
セルロース等を資化するため、充填ろ材は次第に分解さ
れる。半年に10%程度の補充が必要である。補充する
ろ材には、前述の方法で予め菌糸を付着させておく。増
殖用培地は、増殖用培地貯槽5内に貯蔵しておくのが好
ましい。固定床型反応槽からの流出水は、活性炭、オゾ
ン等を用いる物理化学的処理槽6に流入させて物理化学
的処理を行うことによって、最終処理水ダイオキシン濃
度を1pg−TEQ/Lにまで低減することができた。
【0012】図3は、本発明の別の実施例を示す難分解
性物質の除去装置の説明図であり、図4は、ろ床の説明
図である。この実施例では、散水ろ床の代わりに、槽の
下部から通気する好気性接触ろ床7を用いている。この
場合、装置をコンパクト化することが可能である。ただ
し、担体の大きさは5mmから1cm程度のものが好ま
しい。また、菌糸増殖運転時には、散水ろ床と同様に水
を抜き、培地を添加した後、自然乾燥させ、雑菌の繁殖
を抑えて腐朽菌を優占化させる。上記の好気性接触ろ床
は、図4に示したように、接触ろ材10の表面が木材腐
朽菌の生物膜11で覆われたものが充填されており、原
水と接触して原水中の難分解性物質は木材腐朽菌によっ
て酸化分解される。汚泥12は接触ろ材の間隙に捕捉さ
れる。
【0013】図5は、本発明の別の実施例を示す難分解
性物質の除去装置の系統図である。この実施例は、原水
BODが高い場合、菌体増殖のための培地として原水を
用いるものであり、原水流入ライン8が設けられてい
る。ただし、原水のアンモニア濃度も高い場合には、硝
化のために流出水を生物処理槽1に返送するのが好まし
い。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、埋立地浸出水あるいは
下水、工業廃水中に含まれる様々な難分解性化学物質を
分解する能力を持った木材腐朽菌を木材あるいはセルロ
ースから成る担体に付着増殖させることによって難分解
性物質の効率のよい分解除去が可能となり、さら、複数
系列の固定床型反応槽を増殖用・分解酵素誘導用に交互
に運転を繰り返すことによって、安定的に木材腐朽菌の
活性を維持することができ、難分解性物質を効率よく分
解除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す廃水中の難分解性物質
の除去装置の系統図である。
【図2】本発明の図1に示した除去装置を用いて行った
ダイオキシン除去実験の結果示すグラフである。
【図3】本発明の別の実施例を示す廃水中の難分解性物
質の除去装置の系統図である。
【図4】図3に示した装置の好気性接触ろ床の説明図で
ある。
【図5】本発明の別の実施例を示す廃水中の難分解性物
質の除去装置の系統図である。
【符号の説明】
1 生物処理槽 2 沈殿槽 3 固定床型反応槽 4 固定床型反応槽 5 培養用培地貯槽 6 物理化学的処理槽 7 好気性接触ろ床 8 原水導入用ライン 10 接触ろ材 11 生物膜 12 汚泥

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チップ状等に細かくした木材あるいはセ
    ルロースを主成分とする担体に、担子菌である木材腐朽
    菌を付着させたものを充填した固定床型反応槽に通水処
    理することを特徴とする廃水中の難分解性物質の除去方
    法。
  2. 【請求項2】 チップ状等に細かくした木材あるいはセ
    ルロースを主成分とする担体に、担子菌である木材腐朽
    菌を付着させたものを充填した固定床型反応槽を複数系
    列設け、交互に廃水を流入させる請求項1記載の難分解
    性物質の除去方法。
  3. 【請求項3】 固定床型反応槽の前段で易分解性有機物
    を生物処理した後、固定床型反応槽に通水処理する請求
    項2又は3記載の難分解性物質の除去方法。
  4. 【請求項4】 チップ状等に細かくした木材あるいはセ
    ルロースを主成分とする担体に、担子菌である木材腐朽
    菌を付着させたものを充填した固定床型反応槽を有する
    ことを特徴とする廃水中の難分解性物質の除去装置。
  5. 【請求項5】 固定床型反応槽を複数系列設けた請求項
    4記載の難分解性物質の除去装置。
  6. 【請求項6】 固定床型反応槽の前段に、易分解性有機
    物の生物処理槽を設置した請求項4又は5記載の難分解
    性物質の除去装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014237104A (ja) * 2013-06-10 2014-12-18 中国電力株式会社 水の浄化装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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