JP2002205085A - 微生物を固定するための固定体及びその製造方法、並びに、水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、比較的安価に所望の処理効率と
優れた環境性を有する微生物を固定するための固定体及
びその製造方法、並びに、水処理装置を提供することを
例示的な目的とする。 【解決手段】 本発明の固定体は、微生物を固定する担
体と、前記担体に添加され、前記微生物の栄養剤とを有
する。また、本発明の水処理装置は、被処理水が供給さ
れて当該被処理水に含まれる油脂類を分離する第１の槽
と、前記油脂類を分解する微生物が予め固定された担体
と、当該担体を収納し、前記第１の槽に接続されて前記
被処理水が供給され、前記被処理水の油脂分を前記微生
物を介して分解する第２の槽とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工場廃水、厨房廃
水を含む水、廃水又は下水の多段階処理（以下、本出願
では、特に断らない限り、単に「水処理」という。）に
関し、特に、生物処理に関する。本発明は、例えば、切
削油を含む工場廃水の処理するための微生物を固定する
固定体及びその製造方法並びに固定方法と、処理装置に
好適である。

【０００２】

【従来の技術】近年の水処理に対しては、設置及び維持
費用の低減、処理設備の小型化、処理設備の保守の容易
性、処理能力の向上のみならず環境（即ち、エコロジ
ー）に対する優しさなど様々な需要が存在する。例え
ば、従来の自動車工場等においては含油廃液処理に、限
外濾過装置や凝集反応装置等を使用する。限外濾過装置
は油水分離された含油廃液の浮遊物質量（ＳＳ）値やノ
ルマル（Ｎ）−ヘキサン値を下げる効果を有する。ま
た、凝集反応装置は、凝集剤、中和剤、高分子凝集剤を
利用して有害物質を汚泥として沈殿させ、後段の砂濾過
装置を利用してこれを除去することを企図している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、限外濾過装置
は高価であり、保守が煩雑で、処理能力もさほど高くな
い。また、凝集反応装置は、環境に好ましくない汚泥の
生成と廃棄を最終的にもたらす。一方、廃液を微生物に
より処理することが、公開特許公報２０００年第３０１
１９６号、２０００年第７３０８４号、平成１０年第２
１６７３５号、平成１０年第１３７７８６号、平成７年
第３０３８９４号、平成３年第１８１３９５号などによ
り既に提案されている。微生物処理は、汚泥の生成を防
止することができるという長所を有するが、微生物を処
理槽に固定することは必ずしも容易ではないという問題
がある。微生物を処理槽に効果的に固定できなければ、
廃液と共に微生物の殆どが後段に移動するので継続的に
多量の微生物を供給し続けなければならないばかりか処
理能力の低下やランニングコストの増加等の問題も発生
する。この点、公開特許公報平成３年第１８１３９５号
は多孔質粒状担体を微生物固定用の担体として利用する
ことを提案しているが、このような担体は廃液に含まれ
る多種多様な雑菌をも固定する機能を有するため目的の
微生物のみが効果的に固定されるとは限らないという問
題を有する。また、微生物は栄養剤を与えられて増殖す
るが、単に、廃液に微生物を投与して栄養剤を添加して
も上述の雑菌その他の要因から栄養剤が効率的に微生物
に消費されるわけではない。また、栄養剤も処理槽に固
定されなければ被処理水と共に後段に移動してしまう。
このため、微生物が効果的に増殖せず、微生物及び栄養
剤の継続的な供給、処理能力の低下、ランニングコスト
の増加等の問題をもたらす。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、この
ような従来の課題を解決する新規かつ有用な微生物を固
定するための固定体及びその製造方法、並びに、水処理
装置を提供することを概括的な目的とする。

【０００５】より特定的には、本発明は、比較的安価に
所望の処理効率と優れた環境性を有する微生物を固定す
るための固定体及びその製造方法、並びに、水処理装置
を提供することを例示的な目的とする。

【０００６】上記目的を達成するために、本発明の一側
面としての固定体は、微生物を固定する担体と、前記担
体に添加され、前記微生物の栄養剤とを有する。かかる
固定体は、栄養剤が担体に添加されているために、担体
に固定された微生物が容易に増殖することができ、生物
処理における微生物及び栄養剤の供給量の低減に寄与す
る。担体は、アルギン酸カルシウム、多孔性セラミック
ス、イソパラフィン、アンバーライト液体膜、ポリアク
リルアミド、寒天、アクリルアミドモノマー、アクリル
アミド、カラギーナン、アルギン酸ソーダ、ＰＶＡ、硫
酸カリウム等その種類は限定されない。通常は乾燥して
いて水と接触してこれを吸収・膨張する担体（例えば、
ポリアクリルアミド）を有する固定体は、微生物を固定
せずに乾燥した状態で取引されてもよいし、微生物を培
養する培養液に浸漬されて膨張し、微生物を固定した後
で取引されることもできるので便宜である。微生物は、
廃液に含まれる水溶性切削油その他の油脂類を分解する
近年の需要に対応するために、油脂類を資化する好気性
微生物、例えば、バチルスサブティリス属Ａ乃至Ｄやバ
チルスセレウス属Ａ乃至Ｃが好ましいであろう。これら
の微生物の場合、栄養剤は、例えば、有機炭素、窒素、
リン、塩素、ビタミン、アミノ酸、ｐＨ緩衝剤などを含
むであろう。

【０００７】本発明の別の側面としての固定体の製造方
法は、微生物を固定する担体を溶解するステップと、前
記溶解された担体に前記微生物の栄養剤を添加するステ
ップと、前記栄養剤が添加された前記担体を乾燥させる
ステップとを有する。かかる製造方法によれば、栄養剤
が添加された所望の形状の固定体を形成することができ
る。例えば、担体をポリアクリルアミドにより構成する
場合、熱により融解されたポリアクリルアミドに栄養剤
が添加され、所望の形状に加工された後で冷却及び乾燥
されることになるであろう。

【０００８】本発明の更に別の側面としての水処理装置
は、被処理水が供給されて当該被処理水に含まれる油脂
類を分離する第１の槽と、前記油脂類を分解する微生物
が予め固定された担体と、当該担体を収納し、前記第１
の槽に接続されて前記被処理水が供給され、前記被処理
水の油脂分を前記微生物を介して分解する第２の槽とを
有する。水処理装置は、このように、被処理水の油脂類
の分離と分解を第１及び第２の槽を介して行う。かかる
水処理装置の担体には予め微生物が固定されている。微
生物や菌は担体に群生し、先に群生した微生物等はその
後に他の菌等が担体に固定されることを排除する。この
ため、担体に予め微生物を固定しておけば微生物は被処
理水に含まれるであろう雑菌が担体に固定化されること
を排除する。本発明の水処理装置は微生物のかかる性質
を利用して微生物を効果的に第２の槽に固定している。

【０００９】かかる水処理装置は、前記第２の槽を経た
前記被処理水の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）及び／又は
浮遊物質量（ＳＳ）を下げる多孔質セラミックスと、前
記第２の槽に接続されて当該第２の槽から前記被処理水
が供給され、前記多孔質セラミックスを収納する第３の
槽とを更に有してもよい。これにより、水処理装置は、
限外濾過装置を省略することができる。また、多孔質セ
ラミックスはその多孔性から第２の槽を経た被処理水に
含まれる微生物を固定化する担体としても機能し、第３
の槽は被処理水のＣＯＤ及び／又はＳＳを下げるだけで
なく、第２の槽を経て残った油脂分を更に分解すること
ができる。

【００１０】前記第２の槽は、前記微生物と当該微生物
の栄養剤とを収納してもよい。これにより、水処理装置
は第１の槽において油脂分の分離と分解を同時に行うこ
とができる。また、前記水処理装置は、前記第２の槽に
接続されて当該第２の槽に前記微生物を供給する微生物
活性化装置を更に有してもよい。前記微生物活性化装置
は、例えば、前記微生物を培養する培養液を収納する手
段と、当該培養液に投入された微生物製剤から前記微生
物を分離する手段と、分離された前記微生物を培養及び
活性化する手段とを有する。これにより、水処理装置は
第２の槽において油脂分の分解を行うことができる。な
お、微生物自動活性化装置は第１の槽に接続されてもよ
く、これにより、水処理装置は第１の槽において油脂分
の分離と分解を同時に行うことができる。

【００１１】前記担体は、例えば、遠赤外線放射セラミ
ックスである。これにより、担体は、微生物を固定化す
るだけでなく、被処理水の生化学的酸素要求量（ＢＯ
Ｄ）、ＣＯＤ及びＮ−ヘキサンを低減する機能も有す
る。

【００１２】前記多孔質セラミックスは、前記微生物を
予め固定しておいてもよい。これにより、第３の槽は、
第２の槽を経て被処理水に残った油脂分を微生物を介し
て更に分解することもできる。前記多孔質セラミックス
の例は、前記被処理水中の有機物を吸収し、及び／又
は、所定の分子を酸化還元する触媒を有する複合半導体
セラミックスである。

【００１３】微生物は、廃液に含まれる水溶性切削油そ
の他の油脂類を分解する近年の需要に対応するために、
油脂類を資化する好気性微生物、例えば、バチルスサブ
ティリス属Ａ乃至Ｄやバチルスセレウス属Ａ乃至Ｃが好
ましいであろう。

【００１４】前記水処理装置は、前記被処理水のＳＳを
下げる濾過槽を更に有したりしてもよい。これにより、
水処理装置は、被処理水を更に環境に優しい状態に処理
することができる。なお、かかる濾過槽と代替的に高速
遠心分離機を更に有したり、前記被処理水を濾過するポ
リプロピレン不織布からなるフィルタを更に有したりし
てもよい。

【００１５】本発明の更に別の側面としての水処理装置
は、被処理水と、当該被処理水に含まれる油脂類を分解
する微生物と、当該微生物の栄養剤とが供給され、前記
被処理水から前記油脂類を分離する槽と、当該槽に収納
され、前記微生物が予め固定された担体とを有する。こ
れにより、水処理装置は槽において油脂分の分離と分解
を同時に行うことができる。また、本発明の更に別の側
面としての水処理装置は、油脂類を分解する微生物が予
め固定された担体と、当該担体を収納し、被処理水が供
給され、当該被処理水に含まれる前記油脂類を前記微生
物を介して分解する槽とを有する。更に、本発明の別の
側面としての水処理装置は、微生物が予め固定された担
体と、当該担体を収納し、被処理水が供給され、当該被
処理水に含まれる所定の成分を前記微生物を介して分解
する槽とを有する。これらの水処理装置の担体には予め
微生物が固定されている。微生物や菌は担体に群生し、
先に群生した微生物等はその後の菌などが担体に固定さ
れることを排除する。このため、担体に予め微生物を固
定しておけば微生物は被処理水に含まれるであろう雑菌
が担体に固定化されることを排除する。本発明の水処理
装置は微生物のかかる性質を利用して微生物を効果的に
槽に固定している。これらの水処理装置の前記担体は、
当該担体に前記栄養剤が予め添加された固定体の一部で
あってもよい。かかる固定体は、栄養剤が担体に添加さ
れているために、担体に固定された微生物が容易に増殖
することができ、生物処理における微生物及び栄養剤の
供給量の低減に寄与する。担体は、アルギン酸カルシウ
ム、多孔性セラミックス、イソパラフィン、アンバーラ
イト液体膜、ポリアクリルアミド、寒天、アクリルアミ
ドモノマー、アクリルアミド、カラギーナン、アルギン
酸ソーダ、ＰＶＡ、硫酸カリウム等その種類は限定され
ない。水処理装置が被処理水の所定の成分を微生物を介
して分解する場合、所定の成分は、例えば、下水排除基
準の対象物質又は項目（即ち、カドミウム、シアン、有
機燐、鉛、六価クロム、砒素、水銀、アルキル水銀、Ｐ
ＣＢ、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジ
クロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、
１，１−ジクロロエチレン、シス１，２−ジクロロエチ
レン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−ト
リクロロエタン、チウラム、シマジン、チオベンカル
ブ、ベンゼン、セレン、クロム、銅、亜鉛、フェノー
ル、鉄、マンガン、弗素、ＢＯＤ、ＳＳ、Ｎ−ヘキサ
ン、窒素含有量、燐含有量、水素イオン濃度、沃素消費
量など）から選択される物質又は項目であってもよい。

【００１６】本発明の更に別の側面としての水処理装置
は、油脂類を分解する微生物が予め固定され、被処理水
のＣＯＤ及び／又はＳＳ一を下げる多孔質セラミックス
と、前記被処理水が供給され、前記多孔質セラミックス
を収納する槽とを有する。これにより、水処理装置は槽
において、被処理水のＣＯＤ及び／又はＳＳを下げると
共に微生物を介して油脂分を分解することもできる。か
かる多孔質セラミックスの例は、前記被処理水中の有機
物を吸収し、及び／又は、所定の分子を酸化還元する触
媒を有する複合半導体セラミックスである。

【００１７】本発明の他の目的及び更なる特徴は、以
下、添付図面を参照して説明される実施例により明らか
にされるであろう。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明による切削油の廃水処理システム１００について説明
する。なお、同一の参照番号にアルファベットを付した
ものはアルファベットのない参照番号の変形例であり、
特に断らない限り、アルファベットのない参照番号はア
ルファベットを付した参照番号を総括するものとする。
廃水処理システム１００は、図１に示すように、原水受
入槽１１０と、油脂分解槽（バイオリアクター）１２０
と、触媒反応槽１３０と、濾過槽１４０と、濾過水槽１
４５と、活性炭吸着槽１５０と、微生物自動活性化装置
２００と、バイオ製剤供給部２８０と、栄養剤供給部２
９０と、空気ブロア３００と、ばっ気ブロア３１０と、
水質計測装置３２０とを有する。ここで、図１は、廃水
処理システム１００のブロック図である。図２は、図１
に示す廃水処理システム１００の微生物自動活性装置２
００の内部構造を示す概略側面図である。

【００１９】微生物自動活性化装置２００は、水槽２０
２内の培養液中で被処理水中の油脂類を分解する微生物
を培養して十分に活性化し、活性化した微生物を含んだ
培養液（以下、活性化培養液と略称する）を油脂分解槽
１２０に送水する。微生物自動活性化装置２００は、培
養液を収容し、更にその培養液中で微生物を活性化させ
る水槽２０２と、充填された微生物製剤を水槽２０２に
供給する微生物製剤ホッパー２０４と、充填された活性
化剤を水槽２０２に供給する活性化剤槽２０６と、水槽
２０２中の活性化培養液を原水受入槽１１０に送水する
送水ポンプ２０８と、空気ポンプ２１０と、上記した各
装置の電源回路等を自動的に開閉する図示しない制御盤
とを備えている。本実施例では、油脂類を資化する好気
性微生物、例えば、バチルスサブティリス属Ａ乃至Ｄや
バチルスセレウス属Ａ乃至Ｃが使用されるが、本発明は
微生物の種類を限定するものではない。バチルスサブテ
ィリス属Ａ乃至Ｄやバチルスセレウス属Ａ乃至Ｃを利用
する微生物自動活性化装置２００は、例えば、東京都港
区のコスモ総合開発株式会社製のバイオフローラ等とし
て商業的に入手可能である。

【００２０】水槽２０２には、図示しない水道水の給水
口２１４、培養液液面制御用のフロートスイッチ２１
６、培養液の温度を計測し、計測データを制御盤に入力
する温度計２１８、水槽２０２に収容された培養液を加
熱するヒータ２２０が設けられている。給水口２１４は
ゴムホース等で水道の蛇口に接続され、フロートスイッ
チ２１６の信号によって開閉する電磁弁が組み込まれた
構造になっている。フロートスイッチ２１６は水槽２０
２の水面の上限及び下限となる位置にそれぞれ検出部が
設けられ、水槽２０２に一定量の水を張り込むように給
水口２１４の電磁弁を制御している。

【００２１】微生物製剤ホッパー２０４及び活性化剤槽
２０６は水槽の水面上方に取り付けられ、送水ポンプ２
０８は水中ポンプであって、水槽２０２の底部に取り付
けられている。微生物製剤ホッパー２０４は、円筒容器
本体とロート状の下部とからなり、その円筒容器内には
微生物製剤をかき落とすスクレーパが設けられ、ロート
状下部の下端開口にロータリーフィーダ２２２が設けら
れている。ロータリーフィーダ２２２は、スパイラル状
の溝が設けられた縦方向のロータを備え、このロータに
連動するスクレーパにかき落とされた微生物製剤は、自
然にその溝に入り、ロータの回転により下部に下降し、
出口端から落下するようにされたフィーダであって、微
生物製剤が定量的に供給されるようになっている。微生
物製剤ホッパー２０４に充填する微生物製剤は、油脂分
を分解する菌体等の微生物を珪藻土、ゼオライト、多孔
質セラミック、土壌等から選ばれる１種又は２種以上の
混合物に担持させ、その水分を減じて微生物の増殖を一
時的に抑止したものである。

【００２２】ロータリーフィーダ２２２の下方には金網
箱２２４が設けられ、金網箱２２４はその大部分が培養
液に浸漬するように配置されている。金網箱２２４の金
網は、網目が５０から１５０メッシュ程度のステンレス
金網であるが、特に１００メッシュのステンレス金網で
形成するのが望ましい。また、本実施例では、金網箱２
２４を使用したが、これに限定するものではなく、微生
物が通ってゼオライト等の微粉が通らない不織布等の容
器や袋等を使用しても良い。

【００２３】微生物製剤ホッパー２０４のロータリーフ
ィーダ２２２は、制御盤からの駆動信号によって駆動
し、一定量の微生物製剤を微生物製剤ホッパー２０４か
ら金網箱２２４の中に落下させる。微生物製剤の粉粒体
が金網箱２２４の中に入ると、微生物は水分によって活
性化し、金網箱２２４の網目を通って水槽２０２に張ら
れた培養液中に分散する。水槽２０２内の培養液に微生
物製剤を添加する量は、ロータリーフィーダ２２２の回
転数及び回転時間を制御盤に設定するプログラムによっ
て制御することにより任意に調整可能にしている。金網
箱２２４を使用することにより、微生物を担持していた
ゼオライト等の微粉ないし微粒担体は金網箱２２４を通
過することなくその内部に残存するので、水槽２０２の
内部を清掃する場合には、金網箱２２４を単に引き上げ
ることによって大部分のゼオライト等の微粉ないし微粒
担体を除去できる。従って、水槽２０２の清掃を効率的
に行うことができる。

【００２４】活性化剤槽２０６は円筒容器本体からな
り、下端には電磁弁２２６を有するパイプが取り付けら
れた構造になっている。活性化剤槽２０６には、微生物
の栄養分となって微生物を活性化する活性化剤、例え
ば、使用する微生物の特質に応じて、窒素、リン酸、カ
リが適度に配合された園芸用肥料（固体肥料、粉体肥
料、液体肥料）やヨーグルト等が充填されている。活性
化剤槽２０６の電磁弁２２６は制御盤からの駆動信号に
よって開閉作動し、一定量の活性化剤を活性化剤槽２０
６から水槽２０２内に落下させている。また、電磁弁２
２６は後述する微生物自動活性化装置２００ａの様にロ
ータリーポンプ２３４に置換されても良い。ロータリー
ポンプ２３４は電磁弁２２６と同様、一定量の活性化材
を活性化剤槽２０６から水槽２０２内に落下させる機能
を有する。

【００２５】空気ポンプ２１０は、鑑賞魚の水槽内飼育
用のものが使用され、この空気ポンプ２１０には空気を
送り出す２本の空気ホース２２８が設けられ、更にそれ
ぞれの空気ホース２２８の先端には多孔質の空気透過性
の石できたいわゆるエアストーン２３０が取り付けられ
ている。なお、かかる構成は例示的であって後述する微
生物自動活性化装置２００ａのように空気ホース２２８
aを使用し、エアストーン２３０を省略することも可能
である。但し、空気ホース２２８aはその先端に小さな
孔を有し、散気管の機能を有するものである。空気ポン
プ２１０は、空気ホース２２８と協働して、水槽２０２
内の培養液中に空気を吹き込み、エアレーションを行
う。エアレーションは、微生物製剤の添加に先立って水
槽２０２内の培養液を撹拌して均一にする働きをすると
ともに、水槽２０２内の培養液に空気を送り込み、培養
液に酸素を溶存させて、微生物の培養を促進するために
働きをする。

【００２６】温度計２１８は水槽２０２内の培養液の温
度を計測して、計測データを制御盤に入力している。制
御盤は温度計２１８の計測データに基づいてヒータ２２
０を制御し、水槽２０２内の培養液の温度を最適に調整
して微生物の培養を促進させている。ヒータ２２０は、
電熱ヒータであって、冬季の間に水槽２０２内の水温が
約１時間で最適になる加熱能力を有するものが使用され
ている。ヒータ２２０は水槽２０２内の水温を３０℃乃
至３５℃に維持するように制御盤によって制御される。
なお、かかる水温は例示的な値を示すものであって、水
槽２０２内の水温は微生物を最適に活性させる温度に設
定されることが好ましい。本実施例では水槽２０２内の
温度を温度計２１８で測定する構成であるが、かかる構
成は例示的であって後述する微生物自動活性化装置２０
０ａのようにサーモスタットによって代替されてもよ
い。また、水槽２０２内の水温を制御可能であるなら
ば、当該周知のセンサの使用を排除するものではない。

【００２７】送水ポンプ２０８は、水中ポンプ型であっ
て、制御盤からの制御信号に基づいて駆動し、水槽２０
２内の活性化培養液をヘッダー２３２に通して油脂分解
槽１２０に送水している。なお、本実施例では送水ポン
プ２０８を使用したが、微生物自動活性化装置２００を
原水受入槽１１０よりも高い位置に配置し、水槽２０２
の底部に開閉弁を取り付けることにより、送水ポンプ２
０８を不要にしてもよい。

【００２８】制御盤は、水槽２０２の外部に設けられ、
予め組み込まれたプログラムに従って駆動し、油脂分解
槽１２０の大きさ及び毎日の被排水処理量のデータに応
じて、油脂分解槽１２０に供給する活性化培養液の供給
量、水槽２０２内の培養液に添加する微生物製剤量及び
活性化剤量、微生物を水槽２０２内で活性させる時間、
水槽２０２内の培養液の水温及び培養液の空気含有量等
を最適な値に自動的に調整している。

【００２９】図３及び図４を参照するに、微生物自動活
性化装置２００は微生物自動活性化装置２００ａに置換
されても良い。ここで、図３は、図２に示す微生物自動
活性化装置２００の変形例である微生物自動活性化装置
２００ａの内部構造を示す概略側面図である。図４は、
図３に示す微生物自動活性装置２００ａの内部構造を示
す別の概略側面図である。微生物自動活性化装置２００
ａは微生物自動活性化装置２００の変形例であって同一
の構成に関する説明は省略するものとし、上述した微生
物自動活性化装置２００と異なる部分に関してのみ説明
をする。

【００３０】微生物自動活性化装置２００ａは上述した
金網箱２２４が省略され、かかる場所に筒２３６を有す
る。筒２３６は、例えば、断面形状が円の筒であって、
ロータリーフィーダ２２２の下方に設けられる。筒２３
６はロータリーフィーダ２２２、より詳細にはロータリ
ーフィーダ２２２の出口端より落下する微生物製剤を当
該筒２３６を介し、水槽２０２に導入する機能を有す
る。なお、かかる機能を達成可能であるならば、筒２３
６はその形状に限定を有するものではなく、例えば矩形
等の任意の形状を有する物であっても良い。なお、金網
箱２２４は微生物製剤の微粉を除去する機能を有した
が、微生物自動活性化装置２００ａではエアレーション
によってかかる微粉を粉砕する及び／又は送水ポンプ２
０８の図示しないスクリューによって粉砕することで、
ヘッダー２３２が目詰まりを起こすことなく油脂分解槽
１２０に送水することが可能である。

【００３１】微生物自動活性化装置２００ａはエアレー
ションを行うために散気管として機能するホース２２８
ａを使用するが、上述した微生物自動活性化装置２００
のようにホース２２８の先端にエアストーン２３０を設
けるとした構成であっても良い。また、微生物自動活性
化装置２００ａは活性化剤槽２０６の活性化剤を落下さ
せるためにロータリーポンプ２３４を使用するが、上述
した微生物自動活性化装置２００のように電磁弁２２６
を使用する構成であってもよい。更に、微生物自動活性
化装置２００ａは培養液の温度を計測するためにサーモ
スタット２３８を使用するが、上述した微生物自動活性
化装置２００のように温度計２１８を使用する構成であ
ってもよい。以上説明した微生物自動活性化装置２００
ａは、上述した微生物自動活性化装置２００と同様な機
能を有する装置であって、本発明の廃水処理システム１
００にどちらの装置を使用するかは選択的である。

【００３２】栄養剤供給部２９０は、微生物の栄養剤を
原水受入槽１１０及び油脂分解槽１２０に供給する。栄
養剤供給部２９０には当業界で周知のいかなる構成をも
適用することができるのでここでは詳しい説明は省略す
る。また、栄養剤供給部２９０は、微生物自動活性化装
置２００の活性化剤槽２０６として構成されるなど、微
生物自動活性化装置２００と一体的に構成されてもよ
い。好ましくは、栄養剤供給部２９０は栄養剤の供給量
を制御する。本実施例に使用される微生物がバチルスサ
ブティリス属Ａ乃至Ｄやバチルスセレウス属Ａ乃至Ｃで
あれば、栄養剤は、例えば、有機炭素、窒素、リン、塩
素、ビタミン、アミノ酸、ｐＨ緩衝剤などを含むであろ
う。

【００３３】原水受入槽１１０は、被処理水としての原
水（廃油、廃水）が供給されて当該廃水に含まれる油脂
類を分離する。なお、本実施例では微生物自動活性化装
置２００より供給される微生物は油脂分解槽１２０に供
給されるが、選択的に、微生物自動活性化装置２００よ
り微生物の一部又は全部を原水受入槽１１０に供給して
も良い。この結果、原水受入槽１１０は、原水の油脂類
を分離するだけでなく、微生物を介して油脂類を分解す
ることもできる。かかる場合において、原水受入槽１１
０は栄養剤供給部２９０から栄養剤を供給されてもよ
い。更に、原水受入槽１１０に予め栄養剤を供給するこ
とは、工程において次段に位置する油脂分解槽１２０に
栄養剤を斑なく供給可能であるという長所を有する。

【００３４】原水受入槽１１０は、空気ブロア３００に
接続された一又は複数の空気ノズルパイプ１１２と排出
部１１４とを有する。空気ノズルパイプ１１２は、外部
の空気ポンプから供給される空気を好気性微生物に供給
する。排出部１１４は、少なくとも一のポンプと排出管
とを有し、油脂類が分離された廃水を次段の油脂分解槽
１２０に供給する。

【００３５】油脂分解槽１２０は、原水受入槽１１０の
排出部１１４に接続されて排出部１１４から廃水及び微
生物自動活性化装置１００から微生物が供給され、廃水
に含まれる油脂類を微生物を介して分解する。図１によ
く示されるように、微生物自動活性化装置２００及び栄
養剤供給部２９０は油脂分解槽１２０に接続されてこれ
に微生物及び栄養剤を継続的に供給する。廃水処理シス
テム１００は、油脂分解槽１２０の（微生物の）働きに
より従来の凝集反応槽等により生成された汚泥を生成し
ないので優れた環境性を有する。油脂分解槽１２０は、
ばっ気ブロア３１０に接続された一又は複数の空気ノズ
ルパイプ１２２と、排出部１２４と、バイオリアクター
１２６と、担体１２８とを有する。空気ノズルパイプ１
２２は、外部の空気ポンプから供給される空気を好気性
微生物が固定された担体１２８に供給する。排出部１２
４は、少なくとも一のポンプと排出管とを有し、油脂類
が分解された廃水を次段の触媒反応槽１３０に供給す
る。バイオリアクター１２６は二段構造を有して各段に
担体１２８を収納するが、段数や棚の構造、位置等は例
示的であり、油脂分解槽１２０の形状その他の条件によ
って決定される。担体１２８は、油脂類を分解する微生
物が予め固定化されている。

【００３６】担体１２８への微生物の固定化は、例え
ば、微生物の培養液に担体１２８を浸漬することによっ
て行われる。微生物や菌は担体１２８に群生し、先に群
生した微生物等はその後に他の菌等が担体１２８に固定
されることを排除する。このため、担体１２８に予め微
生物を固定しておけば微生物は廃水に含まれるであろう
雑菌が担体１２８に固定化されることを排除する。廃水
処理システム１００は微生物のかかる性質を利用して微
生物を効果的に原水受入槽１１０に固定する。

【００３７】この場合、担体１２８は、それに栄養剤が
予め添加された固定体の一部であってもよい。かかる固
定体は、栄養剤が担体１２８に添加されているために、
担体１２８に固定された微生物が容易に増殖することが
でき、生物処理における微生物及び栄養剤の供給量の低
減に寄与する。かかる担体１２８の例は、例えば、通常
は乾燥していて水と接触してこれを吸収・膨張するポリ
アクリルアミドである。

【００３８】固定体は、一般に、担体を溶解するステッ
プと、溶解された担体に微生物の栄養剤を添加するステ
ップと、栄養剤が添加された担体を乾燥させるステップ
により所望の形状に製造可能である。例えば、担体がポ
リアクリルアミドである場合、熱により融解されたポリ
アクリルアミドに栄養剤が添加され、所望の形状に加工
された後で冷却及び乾燥されることになる。

【００３９】上述したように、担体１２８に予め微生物
を固定しておけば微生物は廃水に含まれるであろう雑菌
が担体に固定化されることを排除する。廃水処理システ
ム１００は微生物のかかる性質を利用して微生物を効果
的に油脂分解槽１２０に固定する。担体１２８は、アル
ギン酸カルシウム、多孔性セラミックス、イソパラフィ
ン、アンバーライト液体膜、ポリアクリルアミド、寒
天、アクリルアミドモノマー、アクリルアミド、カラギ
ーナン、アルギン酸ソーダ、ＰＶＡ、硫酸カリウム等そ
の種類は限定されないが、本実施例では、遠赤外線セラ
ミックスを使用する。遠赤外線セラミックスは、ＢＯ
Ｄ、ＣＯＤ及びＮ−ヘキサンを低減する、多孔質のため
親水性が高く、好気性微生物が付着しやすい、耐圧性や
耐熱性に優れるなどの特徴を有する。遠赤外線セラミッ
クスは、例えば、高知県高知市の宇治電化学工業株式会
社製セラパワーストーンやセラミックスボール等として
商業的に入手可能である。

【００４０】代替的に、担体１２８は、それに栄養剤が
予め添加された固定体の一部であってもよい。かかる固
定体は、栄養剤が担体に添加されているために、担体１
２８に固定された微生物が容易に増殖することができ、
生物処理における微生物及び栄養剤の供給量の低減に寄
与する。かかる担体１２８の例は、例えば、ポリアクリ
ルアミドである。固定体の製造方法は上述の通りであ
る。

【００４１】触媒反応槽１３０は、油脂分解槽１２０の
排出部１２４に接続されて排出部１２４から廃水が供給
され、廃水に含まれる化学的酸素要求量（ＣＯＤ）及び
／又は浮遊物質量（ＳＳ）を下げる。また、触媒反応槽
１３０は、廃水の色を透明にする機能も有する（色除
去）。廃水処理システム１００は、触媒反応槽１３０の
（多孔質セラミックスの）働きにより従来の限外濾過装
置を省略することができ、優れた経済性を有する。触媒
反応槽１３０は、廃水のＣＯＤ及び／又はＳＳを下げる
多孔質セラミックス１３２と、排出部１３４と、返送手
段１３６とを有する。本実施例の多孔質セラミックス１
３２は、廃水中の有機物（界面活性剤や微生物により分
解された結果物等）を吸収、及び／又は、塩素などの所
定の分子を酸化還元する触媒を有する複合半導体セラミ
ックスである。複合半導体セラミックスは、ＰＨ、ＢＯ
Ｄ、ＣＯＤ、ＳＳ、全窒素等、下水排除基準の対象物質
及び項目を当該基準を満足するように機能する。多孔質
セラミックス１３２は、例えば、東京都港区の西松建設
株式会社製マリンストーン等として商業的に入手可能で
ある。

【００４２】また、多孔質セラミックス１３２は、その
多孔性から油脂分解槽１２０を経た廃水に含まれる微生
物が固定化しやすく、微生物にとって担体として機能す
る。微生物が多孔質セラミックス１３２に固定化するこ
とにより、触媒反応槽１３０は廃水のＣＯＤ及び／又は
ＳＳを下げるだけでなく、油脂分解槽１２０を経て残っ
た廃水の油脂分を微生物を介して更に分解することがで
きる。

【００４３】好ましくは、多孔質セラミックス１３２に
は油脂類を分解する微生物が予め固定される。上述した
ように、多孔質セラミックス１３２に予め微生物を固定
しておけば微生物は廃水に含まれるであろう雑菌が担体
に固定化されることを排除する。この場合、触媒反応槽
１３０の多孔質セラミックス１３２に固定される微生物
のために図示しない空気ポンプから空気を供給すること
が好ましい。

【００４４】排出部１３４は、少なくとも一のポンプと
排出管とを有し、油脂類が分解された廃水を次段の濾過
槽１４０に供給する。返送手段１３６は、逆送が必要な
場合に機能し、触媒反応槽１３０が収納する廃水を原水
受入槽１１０及び／又は油脂分解槽１２０に供給する。

【００４５】触媒反応槽１３０を経た廃水が所定の基準
（例えば、下水排除基準）を満足すれば放流され、触媒
反応槽１３０に残ったカスやゴミは焼却される。

【００４６】濾過槽１４０は触媒反応槽１３０を経た廃
水が所定の基準（例えば、下水排除基準）を満足しない
場合にＳＳ値を下げる。即ち、濾過槽１４０は、油脂分
解槽１２０や触媒反応槽１３０において発生するスカム
（有機物の浮遊固形物）を濾過装置１４２で除去する。
活性炭吸着槽１５０は濾過槽１４０を経た廃水の色を更
に透明に近づける場合に（即ち、色除去用に）使用され
る。なお、このとき、濾過槽１４０を経た廃水は濾過水
槽１４５に排出され、かかる廃水は少なくとも一のポン
プと排出管とを有する排気部１４６より活性炭吸着槽１
５０に送られる。

【００４７】なお、本実施例においては濾過槽１４０を
使用したが、かかる形態は例示的であり、これと同様な
いかなる技術をも適用することができる。例えば、触媒
反応槽１３０に高速遠心分離機を取り付けて使用しても
良い。濾過装置１４０、活性炭吸着槽１５０及び高速遠
心分離機は、当業界で周知のいかなる構造をも使用する
ことができるのでここでは詳しい構造及び動作の説明は
省略する。本実施例では、このように、油脂分解槽１２
０から直接に活性炭吸着槽１５０による除去プロセスを
導入せずに、一旦、触媒反応によりできる限り分解させ
ることにより、活性炭への付加を最小限にしている。濾
過槽１４０、活性炭吸着槽１５０及び高速遠心分離機を
経た廃水が所定の基準（例えば、下水排除基準）を満足
すれば放流され、残ったカスやゴミは焼却される。

【００４８】触媒反応槽１３０に濾過槽１４０又は高速
遠心分離機を取り付ける代わりに、又は、濾過槽１４０
又は高速遠心分離機に活性炭吸着槽１５０を取り付ける
代わりに、微粒子保持能力と吸油性の高い、例えば、ポ
リプロピレン不織布からなるフィルタを設けてもよい。
かかるフィルタは、例えば、東京都世田谷区の住友スリ
ーエム株式会社製リキッドフィルタシステム等として商
業的に入手可能である。

【００４９】本実施例では、微生物自動活性化装置２０
０から供給される微生物、原水受入槽１１０、油脂分解
槽１２０及び触媒反応槽１３０に固定される又は固定さ
れることが好ましい微生物は同一の好気性微生物である
が、必要があれば、異なる種類の微生物が使用されても
よい。また、本発明は、廃水に含まれる所定の成分、例
えば、下水排除基準の対象物質又は項目（即ち、カドミ
ウム、シアン、有機燐、鉛、六価クロム、砒素、水銀、
アルキル水銀、ＰＣＢ、トリクロロエチレン、テトラク
ロロエチレン、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−
ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス１，
２−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタ
ン、１，１，２−トリクロロエタン、チウラム、シマジ
ン、チオベンカルブ、ベンゼン、セレン、クロム、銅、
亜鉛、フェノール、鉄、マンガン、弗素、ＢＯＤ、Ｓ
Ｓ、Ｎ−ヘキサン、窒素含有量、燐含有量、水素イオン
濃度、沃素消費量など）から選択される物質又は項目を
微生物を解して分解又は減少する槽と、当該槽に収納さ
れてかかる微生物を予め固定した担体にも適用すること
ができることが理解されるであろう。

【００５０】次に、本実施例の廃水処理システム１００
によって工場廃水を処理する手順について説明する。微
生物自動活性化装置２００では、主電源を入れると、フ
ロートスイッチ２１６によって水道水の蛇口である供給
口２１４の電磁弁が開いて水槽２０２に一定量の浄水が
流入する。続いて、空気ポンプ２１０が駆動し、水槽２
０２内の培養液が撹拌されると同時に、水槽２０２内の
培養液に酸素が供給される。このとき、活性化剤槽２０
６の電磁弁２２６は所定時間だけ開いて水槽２０２内の
培養液に一定量の液体肥料が添加される。次に、微生物
製剤ホッパー２０４のロータリーフィーダ２２２が駆動
して金網箱２２４の中に微生物製剤が添加される。

【００５１】随時、温度計２１８によって水槽２０２内
の水温が計測され、この計測データに基づいて制御盤が
ヒータ２２０を制御し、水槽２０２内の水温は冬季でも
約２５℃前後に調整される。水槽２０２内で微生物が培
養、活性化されると、所定時間毎に制御盤から送水ポン
プ２０８へ駆動信号が送出され、送水ポンプ２０８が駆
動する。このように送水ポンプ２０８が駆動すると、水
槽２０２内の培養液は原水受入槽１１０へ送水される。

【００５２】原水受入槽１１０は、廃水を受け入れて廃
水に含まれる油脂分を所定時間（例えば、半日）放置す
ることにより分離する。なお、例示的に、原水受入槽１
１０は、微生物自動活性化装置２００及び栄養剤供給部
２９０から微生物及び栄養剤を受け入れてもよい。かか
る場合において、原水受入槽１１０においても微生物は
増殖する。原水受入槽１１０には図示しない空気ポンプ
からの空気が微生物に供給されるので、微生物の働きは
促進される。微生物が予め固定された担体が原水受入槽
１１０に収納されれば、廃水に含まれるであろう雑菌に
拘らず微生物は原水受入槽１１０に安定して固定されて
経済性と処理効率は向上する。

【００５３】原水受入槽１１０を経た廃水は排出部１１
４によって油脂分解槽１２０に排出される。油脂分解槽
１２０は、微生物自動活性化装置２００及び栄養剤供給
部２９０から微生物及び栄養剤を受け入れ、微生物によ
って廃水の油脂類を分解する。油脂分解槽１２０にも図
示しない空気ポンプからの空気が微生物に供給されるの
で、微生物の働きは促進される。微生物が予め固定され
た担体１２８が油脂分解槽１２０に収納されているの
で、廃水に含まれるであろう雑菌に拘らず微生物は油脂
分解槽１２０に安定して固定されて経済性と処理効率は
向上する。

【００５４】油脂分解槽１２０を経た廃水は排出部１２
４によって触媒反応槽１３０に排出され、廃水のＣＯＤ
値及びＳＳ値を複合半導体セラミックスを利用して下げ
ると共に廃水の色を透明に近づける。多孔質セラミック
ス１３２の多孔性から油脂分解槽１２０から供給される
廃水に含まれる微生物が多孔質セラミックス１３２に固
定され、触媒反応槽１３０においても廃水中に残った油
脂分を微生物を介して分解することができる。多孔質セ
ラミックス１３２に微生物を予め固定して触媒反応槽１
３０に収納しておけば、廃水に含まれるであろう雑菌に
拘らず微生物は多孔質セラミックス１３２に安定して固
定されて経済性と処理効率は向上する。

【００５５】触媒反応槽１３０を経た廃水は、排出部１
３４によって、直接に、又は、必要があれば次段の高速
遠心分離機１４０若しくはフィルタを介して、放流され
る。濾過槽１４０、活性炭吸着槽１５０及び図示しない
高速遠心分離機、及び、フィルタにより、廃水中のＳＳ
値その他の要件が所定の基準（例えば、下水排除基準）
を満足するように処理される。

【００５６】本実施例の廃水処理システム１００を使用
すれば、微生物を使って切削油を含む幅広い油を分解で
きるので環境上好ましくない汚泥の形成、汚泥による排
水溝の詰まりや悪臭などを防止することができる。ま
た、人が分離、浮上した臭い油脂分を除去せずに油脂類
は微生物により油脂分が分解されるので、油脂分の廃棄
等に伴う２次公害の問題もない。

【００５７】

【実施例】以下の表１に示されるＮ−ヘキサン値、ＢＯ
Ｄ、ＣＯＤ、ＳＳ等を含む廃水を図１に示す廃水処理シ
ステム１００によって処理した場合の実施例を説明す
る。

【００５８】

【表１】

【００５９】表１に示す廃水１５０ｍ³を２００ｍ³の大
きさを有する原水受入槽１１０に供給し、同時に、微生
物製剤マックマイクローブＺ−１と栄養剤マックマイク
ローブＭＴを一日／一回各１００ｇを投入した。原水受
入槽１１０には、空気３００ｌ／分の流量で空気を供給
した。次に、原水受入槽１１０から４０ｍ³を５０ｍ³の
大きさを有する油脂分解槽１２０に移された。この時の
廃水は黒ずんだねずみ色をしていた。油脂分解槽１２０
に収納される担体は、宇治電化学工業（株）製のセラパ
ワーストーン（商品名）６０ｋｇであった。そして、油
脂分解槽１２０には微生物自動活性化装置２００から４
時間に一回／１５０ｌの培養液を、栄養剤供給部２９０
から一日／一回／５００ｇの栄養剤を油脂分解槽１２０
に供給した。油脂分解槽１２０には、空気ポンプから、
１，３００ｌ／分の流量で空気を供給した。微生物自動
活性化装置２００の水槽内には３００ｌ の水道水が溜
まるようにセットした。微生物製剤はマックマイクロー
ブＺ−１を使用し、微生物製剤の添加量は最初の１箇月
間は一日当たり３００ ｇとし、その後は一日当たり１
５０ ｇとした。活性化剤はマックマイクローブＨ を
使用し、４時間に一回／２４ｍｌを添加した。また、微
生物自動活性化装置２００の水槽２０２には空気ポンプ
２１０により ６０ｌ／分の流量で空気を供給した。油
脂分解槽１２０中の廃水の温度は約１５ ℃（常温）で
あり、廃水は油脂分解槽１２０において６日間放置され
てその油脂分が分解された。６日間放置された廃水はじ
ゃっかん黒ずんだ黄色い液であった。

【００６０】次に、油脂分解槽１２０から廃水が１ｍ³
の大きさを有する触媒反応槽１３０に移された。触媒反
応槽１３０に収納される半導体触媒は、西松建設株式会
社製のマリンストーン（商品名）６枚（直径２５０ｍｍ
×厚２５ｍｍ）であった。触媒反応１３０中廃水の温度
は １５℃（常温）であり、廃水は触媒反応槽１３０に
おいて４８時間空気撹拌した。触媒反応槽１３０では、
磁気や圧力エネルギーにより、電気分極をおこし、電流
を発生させ、マリンストーン表面で、正孔や電子による
酸化・還元反応により、不安定で酸化力の強い「酸素
（アニオン）」や「水酸基（ラジカル）」を生成する。
そして、Ｏ₂や−ＯＨは有機化合物を構成するＣ−Ｃ、
Ｃ−Ｈ等の結合を切り離し、炭酸ガスと水に分解する。
このような触媒反応によってＢＯＤ値、ＣＯＤ値、Ｎ−
ヘキサン及びＳＳ値が下げられた。４８時間空気撹拌さ
れた廃水は乳白色であった。

【００６１】次に、触媒反応槽１３０から廃水を濾過器
１４０、住友スリーエム株式会社製のリキッドフィルタ
ーバック（商品名）にて微小のＳＳ値とＮ−ヘキサン値
を除去した。濾過した廃水は薄い乳白色であった。そし
て、濾過器１４０廃水を活性炭吸着槽１５０にて最終的
に廃水処理された。このときの廃水は透明な水であっ
た。

【００６２】

【表２】

【００６３】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可
能である。例えば、本実施例は、工場廃水を例に説明し
たが、本発明は厨房廃水、下水処理など被処理水の種類
は限定されない。

【００６４】

【発明の効果】本発明の固定体は、担体に固定された微
生物を容易に増殖することができ、生物処理における微
生物及び栄養剤の供給量の低減に寄与する。従って、本
発明の固定体は、微生物を使用して汚泥の生成を防止す
ることによる優れた環境性を提供するだけでなく優れた
経済性を提供している。本発明の固定体の製造方法は、
処理対象や処理槽の形状に適宜対応すると共に生物処理
における微生物及び栄養剤の供給量の低減に寄与する固
定体を提供することができる。

【００６５】本発明の水処理装置は、微生物を効果的に
（第２の）槽に固定して優れた経済性を提供することが
できる。また、別の水処理装置は槽において油脂分の分
離と分解を同時に行うことができ、更に別の処理装置は
被処理水のＣＯＤ及び／又はＳＳを下げると共に微生物
を介して油脂分を分解することもでき、高い処理効率を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による廃水処理システムの
ブロック図である。

【図２】 図１に示す廃水処理システムの微生物自動活
性装置の内部構造を示す概略側面図である。

【図３】 図２に示す微生物自動活性化装置の変形例で
ある微生物自動活性化装置の内部構造を示す概略側面図
である。

【図４】 図３に示す微生物自動活性装置の内部構造を
示す別の概略側面図である。

【符号の説明】

１００ 廃水処理システム １１０ 原水受入槽 １２０ 油脂分解槽 １２８ 担体 １３０ 触媒反応槽 １４０ 濾過槽 ２００ 微生物自動活性化装置

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4B029 AA02 AA21 BB02 CC03 CC10 DA06 4B033 NA03 NA11 NA12 NB27 NB68 NC04 ND04 4D003 AA01 AB02 BA02 CA02 EA01 EA21 EA22 EA24 EA30 4D051 AA01 AB02 BA09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物を固定する担体と、 前記担体に添加され、前記微生物の栄養剤とを有する固
   定体。
2. 【請求項２】 微生物を固定する担体を溶解するステッ
   プと、 前記溶解された担体に前記微生物の栄養剤を添加するス
   テップと、 前記栄養剤が添加された前記担体を乾燥させるステップ
   とを有する固定体の製造方法。
3. 【請求項３】 被処理水が供給されて当該被処理水に含
   まれる油脂類を分離する第１の槽と、 前記油脂類を分解する微生物が予め固定された担体と、 当該担体を収納し、前記第１の槽に接続されて前記被処
   理水が供給され、前記被処理水の油脂分を前記微生物を
   介して分解する第２の槽とを有する水処理装置。
4. 【請求項４】 被処理水と、当該被処理水に含まれる油
   脂類を分解する微生物と、当該微生物の栄養剤とが供給
   され、前記被処理水から前記油脂類を分離する槽と、 当該槽に収納され、前記微生物が予め固定された担体と
   を有する水処理装置。
5. 【請求項５】 油脂類を分解する微生物が予め固定され
   た担体と、 当該担体を収納し、被処理水が供給され、当該被処理水
   に含まれる前記油脂類を前記微生物を介して分解する槽
   とを有する水処理装置。
6. 【請求項６】 微生物が予め固定された担体と、 当該担体を収納し、被処理水が供給され、当該被処理水
   に含まれる所定の成分を前記微生物を介して分解する槽
   とを有する水処理装置。
7. 【請求項７】 油脂類を分解する微生物が予め固定さ
   れ、被処理水の化学的酸素要求量及び／又は浮遊物質量
   を下げる多孔質セラミックスと、 前記被処理水が供給され、前記多孔質セラミックスを収
   納する槽とを有する水処理装置。