JP2002126786A

JP2002126786A - 廃水処理法

Info

Publication number: JP2002126786A
Application number: JP2000360296A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Yokouchi; 弘雄横内
Original assignee: NARITA KOKI KK
Current assignee: NARITA KOKI KK
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2002-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の活性汚泥処理が有する次の３つの欠点を
なおす。１基質の巾がせまい。２律速せざるを得ない運転管理から脱却する。３余剰汚泥が多い。欠点をなおす方法として、活性汚泥にバチルス菌を配合
したいが、従来の配合法では、かなりの量を必要とする
ので、コストが高くついて実用にならない。【解決手段】活性汚泥処理槽の前に、バチルス菌の培養
供給槽を設置する。そこで、大豆、特に安価な小割大豆
を使ってバチルス菌を５０倍以上に増殖させて、安く、
そして、大量のバチルス菌を連続して活性汚泥処理槽に
送り込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は微生物を利用する廃
水処理において、大豆の特性を生かして微生物を培養
し、培養した微生物を活性汚泥と組合せて処理する方法
に関する。大豆の荷扱い、精選の過程に格外品として除
かれる割れた大豆を生かして、廃水処理に必要な微生物
の培養に使う材料として使用する。

【０００２】

【従来の技術】従来、微生物を利用する廃水の処理法と
して、広く活性汚泥処理法が普及しているが、活性汚泥
処理法は、処理に伴って派生する余剰汚泥が多過ぎるこ
と、および、処理の後段における固液分離のおそいこと
が律速となり、負荷（処理水量）が制限され、そのため
比較的装置を大きくしなければならない。又、活性汚泥
処理法は分解可能な有機物の範囲がせまく、そして、環
境の変化に対する順応性が弱いといった欠点を持ってい
る。微生物を利用する廃水の処理法として、光合成細
菌、あるいは、土壊細菌を利用する方法があるが、いず
れも小規模の廃水処理に限られ、しかも、栄養補給を含
めた培養管理がむつかしく、環境の変化にも対応しにく
いなどの欠点がある。

【０００３】最近、活性汚泥処理において、処理を二段
階にわけて、前段で細菌によって、廃水中の有機物を分
解除去し、後段で、前段で役目を果した分散細菌を、沈
降性のよい原生動物に捕食させる二相処理法が考案され
ているが、前段に使用する細菌の選定と接種の方法に工
夫が足りないため、確実な効果が得られていない。この
場合バチルス菌を使うとよいことがわかったので、活性
汚泥と共存させてみた。たしかに効果を認めたが、いき
なり大容量の活性汚泥槽に入れると、菌濃度がうすま
り、活力がなく、菌本来の機能を発揮することがむつか
しい。投入量を増し、接種の瀕度を増せばよいことがわ
かったが、バチルス菌は高價（商品１ｋｇの値が５００
０円以上）なので、大量に使うことは、採算上できない
ことである。バチルス菌を使うには、活性汚泥槽に入れ
る前に、商品のバチルス菌を元菌として、あらかじめ、
１０倍以上に増殖させることが必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の活性汚泥処理法
が将来に向って普及を広めてゆくための必要な課題は次
の３点である。１律速から解放されること２余剰汚泥を少くすること３基質の巾を広くすること活性汚泥にバチルス菌を混合することは、活性汚泥処理
法に望まれる前記の３つの改良を要する課題の解決に役
立つ方法であるが、現在のままでは実用にならない。大
量を安価に連続して送って、活性汚泥槽内の菌密度を高
めることが必要である。この点が本発明に課せられた解
決の課題である。本発明はバチルス菌が活性汚泥処理法
の改良に有効なことを認め、バチルス菌使用上、現在悩
んでいる欠点を大豆を使って解消し、活性汚泥にバチル
ス菌を混合して処理を行う廃水処理法を提供するもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】微生物界に見られる現象
に、次のようなことがある。ある種の微生物を定めて、
その微生物を増殖させようとするときは、その微生物に
適した環境をつくり、その微生物が好むエサだけを与え
続けると、その微生物は増殖し集積するようになる。
又、その集積が高って生息密度を増すと、たくさんの種
類の微生物と共存しても、その微生物が優占して活力を
保つ。課題を解決する手段として、本発明はこの自然界
における微生物の挙動に着目した。活性汚泥槽の前にバ
チルス菌の増殖に適した培養槽を設け、そこで、元菌
（商品としてのバチルス菌）を５０倍以上に増殖させ、
増殖したバチルス菌を連続して活性汚泥処理槽に送り込
む。かたよったエサとして大豆をあたえて、大豆が含む
養分を利用する。これが本発明の処理法である。

【０００６】バチルス菌は納豆菌といわれる程、大豆と
なじみが深い。大豆を与えると、きわめてよく増殖す
る。その理由はいくつかあるが、大豆に含まれるグリシ
ンは他の微生物はそれほどとらないがバチルス菌は好ん
でよく摂取する。バチルス菌は大豆に接すると、大豆に
含まれているグリシン（アミノ酸の一種）を酸化する。
その酸化能が最高に達したとき、バチルス菌の増殖は最
大になる。グリシンの分解が最大限に至ると、大豆に含
まれるグリシン以外のアミノ酸の分解も進みそれによっ
てバチルス菌は増殖に必要なエネルギーを十分にため込
む。大豆に含まれる炭水化物とリン、および、カリはバ
チルス菌の体質づくりに仂き、ビタミン群は分裂を促進
する生長因子となってバチルス菌を増殖に導く。大豆に
含まれているレシチンは界面活性に仂き、サポニンはバ
チルス菌体表面における栄養と老廃物の代謝交換に仂
く。

【０００７】採用する大豆は、丸粒の外皮をかぶった状
態では、外皮が邪魔をして中の養分が利用できない。従
って、外皮を取り除いたものを使う必要がある。この場
合、小割大豆は最初から外皮が除かれた状態で中味が既
に露出しているから、取除く手間を要しない。小割大豆
とは、大豆の輸送、選別など荷扱の過程に生ずる半割状
の大豆で、一般に格外扱いされているが、含まれる養分
は丸粒大豆と変りない。大豆を使用して廃水を処理する
ことは、大豆の有する栄養を利用することであるが、そ
れに加えて、大豆の水浸後の形態の変化が、バチルス菌
の培養にきわめて有利に仂くということが挙げられる。

【０００８】外皮の除かれた大豆を水に漬けると、大豆
の外郭を形成する毛管多孔の海綿組織に水が入り細菌が
出入する。細菌のうちでもバチルス菌が特に大豆を好ん
でよく集り、海綿体の孔隙を埋めて集落をつくる。固定
されて密度が高まる程バチルス菌の活性は強まり多様化
する。大豆は海綿状の柔組織の内側が多孔性の胚乳組織
で、その下、すなわち、大豆の芯をなす子葉も毛管多孔
体で細菌が出入し固着する。子葉にはおよそ２０％ほど
の脂質が含まれているので、脂質の分解に仂くリパーゼ
酵素を持つバチルス菌は、特によく入り込んで増殖す
る。大豆はバチルス菌があると侵蝕される。そして、形
がくずれて水中に分散して原形をとどめない状態にな
る。従って、セラミックスや活性炭のように、廃棄物と
して処分に困るようなことはない。しかし、同じように
大豆を水に漬けておいても、バチルス菌が存在しない場
合は、残渣が水中に廃棄物として残る。

【０００９】バチルス菌を大豆を使って培養し、増殖し
たバチルス菌を反応槽に送って、活性汚泥と混合させる
には、培養装置に種々の配慮が必要である。例えば、バ
チルス菌は呼吸作用が活発である。従って、通気をよく
してやらなければならない。又、循環を活溌にして大豆
との接触瀕度を増すことが必要である。そして、培養と
供給を一体化し、培養しながら連続的にバチルス菌を、
大量に活性汚泥槽に送り込める構造になっていなければ
ならない。それ故に本発明は図１に示す構造の装置を採
用する。

【００１０】図１に従って説明する。図１において槽を
区画して培養槽Ａと供給槽Ｂが隣接する。培養槽Ａに循
環兼送り出し用のポンプ３が取付けられ、槽内に大豆充
填用のチヤンバー１がセットされる。供給槽Ｂも同様に
循環兼送り出し用のポンプ４が取付けられ、槽内に大豆
充填用のチヤンバー２がセットされる。通気管６，６’
７，７’は、コンタクトチヤンバー１，２のほかに、循
環水路１４，１５にも設置する。１と２のコンタクトチ
ヤンバーに外皮のとれた大豆（小割大豆）を入れる。培
養層Ａ供給槽Ｂ共、循環ポンプで汲上げられる槽内水
は、水路（１４あるいは１５）を通り、コンタクトチヤ
ンバー１、あるいは、２の中の３室並んだチヤンバーを
直列に順次通りながら、チヤンバー内の大豆と接触す
る。コンタクトチヤンバーを通過してポンプサクシヨン
のある水路１４’、あるいは、１５’にもどり、再び循
環をくりかえす。培養槽では、およそ、３〜７日で増殖
が果される。その時点で循環送り出しポンプ３で、培養
水の全量は供給槽Ｂに移される。供給槽Ｂでは、循環送
り出し用ポンプ４で槽内循環をかけて、コンタクトチヤ
ンバーに入っている大豆との接触を密にしながら一部を
バルブ１３で制御し、流量計５で計量しながら連続して
活性汚泥槽に送る。流量計は培養槽の培養期間である７
日に合せて、その間（７日）で、供給槽に培養槽から送
り込まれた培養水が活性汚泥槽に送り込られるように配
分した流量（Ｌ／分）にセットする。このように操作す
ると、培養と供給を一致させながら、活性汚泥槽に連続
して増殖させたバチルス菌を送ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２について発明の実施の形態を
示す。活性汚泥処理槽Ｃの前にバチルス菌の培養供給槽
Ｍを置く。培養供給槽Ｍは培養槽Ａと供給槽Ｂとから成
立つ。培養槽Ａにバチルス菌の元菌を入れ、５０倍ある
いは、それ以上に増殖させて、ポンプで供給槽Ｂに送
る。培養期間は７日で、培養７日目ごとに、培養を済ま
せた培養水の全量を培養槽Ａから供給層Ｂに送るように
する。その全量を供給槽Ｂから活性汚泥処理槽Ｃに７日
間連続して均等な水量（Ｌ／分）で送り、７日間で、丁
度、培養槽から７日前に受入れた全水量が活性汚泥処理
槽に送ることができるように、流量計５を使って調節す
る。

【００１２】このように操作する事によって、バチルス
菌培養供給槽Ｍの、培養と供給の需給のバランスが成立
つ。活性汚泥処理槽Ｃに入る原水３に、供給槽Ｂから送
られる培養水が合さることによって、原水中のバチルス
菌数は１×１０^６個／ｃｃ以上になる。１×１０^６個／
ｃｃ以上であれば、活性汚泥処理槽Ｃにおけるバチルス
菌数は、確実に１×１０^５個／ｃｃ以上が保てる。この
菌数でバチルス菌を活性汚泥に組合せると、活性汚泥処
理法の従来の欠点である後段における凝集性から開放さ
れ、基質の巾が広くなり、そして、余剰汚泥も少くな
る。

【００１３】

【実施例】１日５０ｍ^３の廃水を活性汚泥で処理してい
る給食センターにおいて、活性汚泥処理槽の前に、バチ
ルス菌を増殖して活性汚泥槽に送る本発明にもとづく培
養供給槽を設置した。培養槽に当初加える元菌となる商
品のバチルス菌は、ＢＮクリーンと呼称する明治製菓の
商品（液状）である。その中に含まれるバチルス菌数
は、１ｃｃ当り５×１０^８個であった。活性汚泥槽にお
けるバチルス菌の所要量は事前のテストで、１．２×１
０^５個／ｃｃ以上必要であることが、わかっていたの
で、それをもとに活性汚泥槽に入れる前に、２００ｃｃ
の元菌を培養槽で、２００ｃｃに含まれているバチルス
菌が５０倍に増殖するように培養槽で増殖させてから、
活性汚泥槽に入れることにした。

【００１４】使用した装置は図１と同じ構造である。図
示番号１と２に入れる大豆は小割大豆で、その充填量
は、使用元菌の総量が有するバチルス菌量（１０×１０
^１１個）に対してアミノ酸負荷を０．１４ｇ／１×１０
^８とし、大豆から溶出するアミノ酸量を大豆１００ｇ当
り２２．２ｇとして算出した。その値は１２．６ｋｇで
ある。１２．６ｋｇを培養槽と供給槽に各室均等にわ
け、１室２．１ｋｇ宛入れた。培養槽に水道水をコンタ
クトチヤンバーがかくれる程度に入れた。培養槽Ａの循
環ポンプ３を動かして、槽内水を循環させる。循環させ
た状態で、あらかじめ計量しておいた２００ｃｃの元菌
（商品ＢＮクリーン）を入れた。その後、循環水量を毎
分２５Ｌにセットし、槽内の散気用デフユザーに加える
空気量を２５Ｌ／分として７日間その状態にしておいた
ら、バチルス菌数は当初元菌が持込んだ値より５０倍ふ
えて、１ｃｃ当り５０×１０^１１個になっていた。この
時点で隣接の供給槽にポンプ３を使って送り出した。送
った水量は４２０Ｌである。

【００１５】４２０Ｌのバチルス菌培養水を供給槽に送
った後、培養槽に４２０Ｌの清水を入れて、再び同じ操
作で培養をくりかえした。４２０Ｌのバチルス菌培養水
を受入れて、供給槽は２５Ｌ／分の風量で通気しなが
ら、循環ポンプを動かして毎分２５Ｌの水量で循環をか
けながら、流量計を使って２５Ｌのうちから毎分４２ｃ
ｃを活性汚泥槽に送った。送水中のバチルス菌の菌数は
４２ｃｃについて１．３×１０^８個であったので、活性
汚泥槽に入る原水１ｍ^３当りの菌数は３．７×１０^９個
となり当初予定の１．０×１０^６個／ｍ^３をはるかに上
廻った。そのため、活性汚泥槽は、活性汚泥の濃度が、
ＭＬＳＳの値で３０００^ｍｇ／Ｌであるのに対して、バ
チルス菌数は２．８×１０^８個／Ｌを示したので当初に
必要とした値（１．０×１０^６個／Ｌ）を大きく上まわ
った。

【００１６】大きく上まわったことによって、活性汚泥
槽の処理成績はよく、処理水のＢＯＤは８５^ｍｇ／Ｌの
値を示した。流入原水のＢＯＤは１２９５^ｍｇ／Ｌであ
ったから、ＢＯＤ除去率は９３％である。又、検鏡によ
って調べたところ、非常にボルテセラの繁殖が目立ち、
凝集性あるいは非沈降性のアミーバや糸状菌は、ほとん
ど見受けなかった。繁殖していたボルテセラのバチルス
菌の老化物に対する捕食性と、ボルテセラ自体の沈降性
はきわめてよく、そのため処理水はきわめて清澄であっ
た。

【００１７】

【比較例】本発明にもとづく方法、および、本発明にも
とづく装置を使わず、従来行われている方法で、直接バ
チルス菌を活性汚泥処理槽に入れた。使用したバチルス
菌は、実施例で使用したものと同じ明治製菓のＢＮクリ
ーンである。実施例と相違して、増殖操作を行わず、元
菌を２００ｃｃ（実施例の場合と同じ元菌量）をそのま
ま７日間連続注入したが、活性汚泥処理槽内で何の変化
も見られなかった。２００ｃｃすなわち、実施例と同じ
使用量では不足であった。そこで、実施例と同じ効果が
得られるところ迄注入量を増していったところ、７日間
に１０Ｌが使われた。その所要量は実施例の場合の５０
倍に相当する量であった。

【００１８】１日５０ｍ^３、１ヶ月１５００ｍ^３処理の
場合について、実施例と比較例の運転実績を比べてみる
と、実施例の場合のバチルス菌使用量は、商品（ＢＮク
リーン）で１ヶ月に１Ｌ。これに対して、比較例の場合
は５０Ｌ、商品（ＢＮクリーン）の価格は１Ｌ３０００
円（液状の商品形態であったので、粉態に換算すると１
ｋｇ５０００円）であった。比較例の場合の１ヶ月の商
品購入費は１５万円。実施例の場合は、大豆を月に５ｋ
ｇ使う。大豆の価格は１ｋｇが１９０円。大豆に払う費
用を差引いて、１ヶ月に使う費用は３９５０円であっ
た。比較例の場合は１５万円であるから、本発明を採用
する実施例の場合よりも、採用しない比較例の場合は８
倍も高くつくことがわかった。

【００１９】又、１ヶ月１Ｌ扱う本発明の場合に比べ
て、１ヶ月に５０Ｌを扱う本発明を採用しない従来法と
では、ハンドリング（扱う手間）において大きく相違
し、５０Ｌでは、かなり手間賃が割高になることもたし
かである。

【００２０】

【発明の効果】本発明を実施することによって次の効果
がある。１活性汚泥槽内に高密度でバチルス菌を集積させるこ
とができる。それによって活性汚泥従来の欠点である、律速せざるを得ない運転管理が解消できる。従来の活性汚泥処理における悩みのバルキング現象が
なくなる。余剰汚泥が少くとも従来より３０％は減少する。コストがイニシヤル、および、ランニング、いづれも
大巾に安くなる。そして、基質の巾が広がり、ＢＯＤの除去率が少くと
も、従来より２０％は増大する。２バチルス菌を、安価に大量に供給できる。それによ
って、バチルス菌を活性汚泥と組合せる場合望まれるバ
チルス菌濃度を１ｃｃ当りの菌数で１×１０^５個以上に
容易に保てるから、従来の活性汚泥だけの場合より違っ
た生物相が得られる。それにもとづく活性汚泥処理法の
改善効果は大きい。３格外の半割大豆が、有効に利用できる。４装置がコンパクトで、従来の活性汚泥処理槽に簡単
に併設できる。５培養と供給を同時に行なうことができる。６使用が経過して老化した大豆は、バチルス菌によっ
て侵蝕され、崩壊して、水中にとけて消滅する。従っ
て、取出して廃棄物として処分する手間がいらない。

【図面の簡単な説明】

【図１】培養供給槽を示した正面図である。

【図２】本発明の処理系統を示した系統図である。

【符号の説明】

Ｍバチルス菌の培養供給槽Ａ培養槽Ｂ供給槽１培養槽コンタクトチヤンバー２供給槽コンタクトチヤンバー３培養槽循環送り出し用ポンプ４供給槽循環送り出し用ポンプ５流量計６培養槽通気管７供給槽通気管８仕切り壁（培養槽コンタクトチヤンバー）入口サ
イド８’ 仕切り壁（培養槽コンタクトチヤンバー）出口サ
イド９仕切り壁（培養槽コンタクトチヤンバー内）１０仕切り壁（供給槽コンタクトチヤンバー）入口
サイド１０’ 仕切り壁（供給槽コンタクトチヤンバー）出口
サイド１１仕切り壁（供給槽コンタクトチヤンバー内）１２培養槽循環送り出し切換え用のバルブ１３供給槽循環と送り出し水量の制御コントロール
バルブ１４培養槽循環水路１５供給槽循環水路Ｃ活性汚泥処理槽１６供給槽送りの培養水１７活性汚泥処理槽送りの培養水１８活性汚泥処理槽流入原水１９活性汚泥処理槽流出処理水

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/00 Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｈ (Ｃ１２Ｎ 1/20 (Ｃ１２Ｎ 1/20 ＡＣ１２Ｒ 1:07）Ｃ１２Ｒ 1:07）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大豆を利用して特定の微生物を培養し、
培養した微生物を利用して廃水を処理する方法。
【請求項２】採用する大豆が、小割大豆であることを
特長とする大豆を使用する廃水の処理法。