JP2002263684A

JP2002263684A - 微生物による廃水の処理方法及び装置

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Publication number: JP2002263684A
Application number: JP2001070391A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Ikechi; 弘見池知
Original assignee: Ikechi Hiromi
Current assignee: Ikechi Hiromi
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-09-17
Anticipated expiration: 2021-03-13
Also published as: JP4734504B2

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、高濃度廃水をバチルス菌を主と
した微生物で処理し、この処理により低濃度化した廃水
を更に生物膜処理して、連続的に効率よく処理すること
を目的としたものである。【解決手段】この発明は、微生物増殖培養槽に、廃水
とバチルス菌を主体とする微生物および該微生物の活性
剤を入れて、好気性条件下で微生物を増殖培養した後、
その処理水を生物膜処理し、沈殿槽に送ると共に、該生
物膜処理で発生した微生物汚泥の一部を沈殿槽から前記
微生物増殖培養槽又生物膜処理槽の何れか一方又は双方
に戻すことを特徴とした微生物による廃水の処理方法に
よりその目的を達成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、産業廃水、家畜
廃水、生活廃水、その他有機物を多量に含んだ廃水中の
ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、窒素及びリンの除去と悪臭など
を連続的に、高機能、高効率で清浄化することを目的と
した微生物による廃水の処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種産業、家庭などから発生する廃水や
下水ないし糞尿などの廃水を浄化する方法については、
従来から種々の方法が検討、実施されてきた。即ち、濾
過・沈殿・吸着などの物理的処理法、オゾン、過酸化水
素、紫外光等を用いた酸化分解などの物理化学処理法、
活性汚泥法・生物膜処理法などの生物処理法などであ
る。これらの方法の中でも特に生物処理法が、他に比べ
て低コストである。小規模から大規模まで適用できる等
の理由で最も普及している。

【０００３】従来汚廃水にバチルス菌を主体とした微生
物及び該微生物の活性剤を入れ、合成樹脂質などの繊維
材による交錯多孔組織回転体を、前記汚廃水に部分浸漬
させた条件下で回転作動させた微生物による汚廃水の浄
化方法及び装置が提案されている（特開平１１−４２４
９６号）。この場合のＢＯＤ容量の負荷は０．８ｋｇ／
ｍ^３・日〜２．０ｋｇ／ｍ^３・日である。

【０００４】また有機汚濁水にバシラス・サブティリス
を主とする微生物発酵生成物及び天然フミン質及び有機
質分解酵素を添加する水の浄化法が提案されている（特
開平５−３０５２９６号）。

【０００５】更にバチルス等の菌類を使用する屎尿また
は廃水の消化処理方法が提案されている（特開平９−２
７６８９５号）。

【０００６】

【発明により解決しようとする課題】前記のような廃水
は排水規準を満たすまで浄化するためには、従来の生物
処理だけでは不充分である場合があり、物理的処理法、
物理化学的処理法などが併用される場合も少なくない。

【０００７】また、窒素を除去するためには、アンモニ
ア性窒素を硝化するための好気性処理槽と脱窒のための
嫌気性処理槽を別個に設けなければならず、そのことが
設備の大型化、処理の長時間化を招き、それに伴い設備
コスト、ランニングコストが高くならざるを得ない。

【０００８】またリン除去についても、嫌気ストレスを
与えた後に好気条件にすることにより細菌へのリンの取
り込みを促進する方法などが提案されているが、リン除
去性能の安定性に欠けることが指摘されている。

【０００９】更に好気性条件で除去されるＢＯＤ、ＣＯ
Ｄ、ＳＳ（Suspended Solids）などの除去に関しても、
従来の好気性処理では処理設備にかけられる負荷をあま
り大きくできないので、一般に大型の処理設備が必要と
なる。従って設備の設置面積に制限がある場合には、余
裕がある処理性能を持った施設を作りにくいので、増産
などで処理の負荷が上がった場合の対応ができない等の
問題が生じる。

【００１０】また廃水によっては悪臭が発生して、設置
環境の制限または脱臭装置の付加による高コスト化など
の問題が生じる場合がある。屎尿、畜舎廃水、高濃度の
油分を含む屠場、食品工場等からの廃水、高濃度の澱粉
質、蛋白質を含む食品工場廃水など従来の生物処理では
分解が困難な廃水の処理施設では、生物処理により良好
な水質の処理水が得られないばかりでなく、未分解の成
分が処理施設に堆積、付着するなどして更にそれらの腐
敗により悪臭を発生する場合がしばしば見られる。

【００１１】前記バチルス菌を用い、これを交錯多孔組
織回転体を前記汚廃水に浸漬させる方法は、効率よく浄
化できるけれども、曝気槽群は処理槽中に生物担体を設
置しない活性汚泥処理槽であるため、曝気槽での負荷を
あまり高くできず、曝気槽部分が大型にならざるを得な
い問題点がある。

【００１２】またバシラス・サブティリスを用いる方法
は、有機質分解酵素を必要とするのみならず、時間が長
くかかる問題点がある。

【００１３】次に蛋白質分解菌等としてバチルス菌等を
使用する発明は、屎尿のすべてを分解する点で優れてい
るが、時間が長くかかる問題点があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、バチルス菌
を主体とする微生物に活性剤を入れて、好気条件下で微
生物を増殖培養させるので、比較的短時間で高濃度の有
機物を分解し、ついで微生物膜により、低濃度の有機物
を分解し、合理的に浄水することにより、前記従来の問
題点を解決したのである。

【００１５】即ち方法の発明は、微生物増殖培養槽に、
廃水とバチルス菌を主体とする微生物および該微生物の
活性剤を入れて、好気性条件下で微生物を増殖培養した
後、その処理水を生物膜処理し、沈殿槽に送ると共に、
該生物膜処理で発生した微生物汚泥の一部を沈殿槽から
前記微生物増殖培養槽又生物膜処理槽の何れか一方又は
双方に戻すことを特徴とした微生物による廃水の処理方
法であり、微生物増殖培養槽に、廃水とバチルス菌を主
体とする微生物および該微生物の活性剤を入れて、好気
性条件下で微生物を増殖培養した後、その処理水を生物
膜処理し、続いて生物処理し、沈澱槽に送ると共に、該
生物処理で発生した微生物汚泥の一部を前記微生物増殖
培養槽又は生物膜処理槽の何れか一方又は双方に戻すこ
とを特徴とした微生物による廃水の処理方法である。

【００１６】また他の発明は、微生物増殖培養槽に、廃
水とバチルス菌を主体とする微生物および該微生物の活
性剤を入れて、好気性条件下で微生物を増殖培養した
後、その処理水を活性汚泥処理し、続いて生物膜処理
し、沈殿槽に送ると共に、該生物膜処理で発生した微生
物汚泥の一部を前記微生物増殖培養槽又は活性汚泥槽の
何れか一方又は双方に戻すことを特徴とした微生物によ
る廃水の処理方法であり、微生物増殖培養槽に、廃水と
バチルス菌を主体とする微生物および該微生物の活性剤
を入れて、好気性条件下で微生物を増殖培養した後、そ
の処理水を活性汚泥処理し、続いて生物膜処理し、更に
生物処理し、沈殿槽に送ると共に、該生物処理で発生し
た微生物汚泥の一部を前記微生物増殖培養槽又は活性汚
泥処理槽の何れか一方又は双方に戻すことを特徴とした
微生物による廃水の処理方法である。次に微生物の増殖
培養槽は、多孔組織繊維体よりなる生物膜担体を用いる
ものであり、バチルス菌を主体とした微生物は、バチル
ス属（Bacillus spp．）に属する細菌及びその他の細菌
であって、微生物増殖培養槽中の液体部分におけるバチ
ルス菌の濃度を１０^７〜１０^１０個／ｍｌであるもので
あり、微生物増殖培養槽による増殖培養と、生物膜処理
はそれぞれ１回又は複数回とするものであり、微生物増
殖培養槽による増殖培養、生物膜処理及び生物処理はそ
れぞれ１回又は複数回とするものである。更に微生物増
殖培養槽による増殖培養、活性汚泥処理及び生物膜処理
はそれぞれ１回又は複数回とするものであり、微生物増
殖培養槽による増殖培養、活性汚泥処理、生物膜処理及
び生物処理はそれぞれ１回又は複数回とするものであ
り、生物膜処理は、浸漬濾床処理である。

【００１７】また装置の発明は、散気手段と、多孔組織
繊維体よりなる生物膜担体を有する微生物増殖培養槽
に、生物膜処理槽及び沈殿槽を順次連結し、前記微生物
増殖培養槽には、廃水の流入手段と、バチルス菌を主体
とする微生物及びその活性剤の添加手段を連結し、前記
沈殿槽には、微生物汚泥の一部を前記微生物増殖培養槽
及び生物膜処理槽に戻す返送手段を付設したことを特徴
とする微生物による廃水の処理装置であり、散気手段
と、多孔組織繊維体よりなる生物膜担体を有する微生物
増殖培養槽に、生物膜処理槽、生物処理槽及び沈殿槽を
順次連結し、前記微生物増殖培養槽には、廃水の流入手
段と、バチルス菌を主体とする微生物及びその活性剤の
添加手段を連結し、前記沈殿槽には、微生物汚泥の一部
を前記微生物増殖培養槽及び生物膜処理槽に戻す返送手
段を付設したことを特徴とする微生物による廃水の処理
装置である。また散気手段と、多孔組織繊維体よりなる
生物膜担体を有する微生物増殖培養槽に、活性汚泥槽、
生物膜処理槽及び沈殿槽を順次連結し、前記微生物増殖
培養槽には、廃水の流入手段と、バチルス菌を主体とす
る微生物及びその活性剤の添加手段を連結し、前記沈殿
槽には、微生物汚泥の一部を前記微生物増殖培養槽及び
活性汚泥槽に戻す返送手段を付設したことを特徴とする
微生物による廃水の処理装置であり、散気手段と、多孔
組織繊維体よりなる生物膜担体を有する微生物増殖培養
槽に、活性汚泥槽、生物膜処理槽、生物処理槽及び沈殿
槽を順次連結し、前記微生物増殖培養槽には、廃水の流
入手段と、バチルス菌を主体とする微生物及びその活性
剤の添加手段を連結し、前記沈殿槽には、微生物汚泥の
一部を前記微生物増殖培養槽及び活性汚泥槽に戻す返送
手段を付設したことを特徴とする微生物による廃水の処
理装置である。次に生物膜処理槽は、浸漬濾床処理槽と
したものであり、微生物増殖培養槽と、生物膜処理槽は
それぞれ単数又は複数とするものであり、微生物増殖培
養槽、生物膜処理槽及び生物処理槽はそれぞれ単数又は
複数とするものである。更に微生物増殖培養槽、活性汚
泥処理槽及び生物膜処理槽はそれぞれ単数又は複数とす
るものであり、微生物増殖培養槽、活性汚泥処理槽、生
物膜処理槽及び生物処理槽はそれぞれ単数又は複数とす
るものである。また廃水流入手段は、廃水槽と微生物増
殖培養槽を結ぶポンプ付き廃水パイプとしたものであ
り、活性汚泥の返送手段は、沈殿槽と、微生物増殖培養
槽及び生物膜処理槽又は活性汚泥槽とを結ぶポンプ付き
返送パイプとしたものである。

【００１８】この発明においてバチルス菌を主体とした
微生物とは、大部分がバチルス属（Bacillus spp．）に
属する細菌、例えばBacillus lichniforrmis, Bacillus
polymixa, Bacillus coagulansなどであるが、バチル
ス属以外の細菌、原生動物等の微生物の共存が認められ
る。また、この発明において微生物の活性剤とは珪藻
土、硫酸マグネシウムなどを成分とするものである。

【００１９】この発明における処理の立ち上げの際、先
ず微生物増殖培養槽に、廃水とバチルス菌を主体とした
微生物と活性剤を投入することにより、バチルス菌が該
培養槽中で優占化される。バチルス菌の優占化とは、バ
チルス菌単独にならないまでも、バチルス菌の菌体濃度
が、微生物増殖培養槽中の液体部分において１０^７〜１
０^１０個／ｍｌ程度になる状態のことである。このバチ
ルスの菌体濃度が立ち上げ及び通常運転時に維持され
る。立ち上げに用いるバチルス菌を主体とした微生物と
しては、既にバチルス菌で優占化された処理施設より排
出されるスラッジ等を利用することができる。

【００２０】バチルス菌が優占化した微生物は、肉片、
蛋白質、澱粉、脂肪などを分解すると共に、アンモニ
ア、硫化水素、アミン類などの悪臭成分を分解する。ま
た貧栄養状態になっても胞子を形成して死滅しないし、
バチルス菌の細胞壁が粘性物質で覆われているため、吸
着、凝集し易いなどの特性がある。

【００２１】近年水質規制が益々強化される傾向にあ
り、特にＣＯＤ、窒素、リンに対する規制が厳しくなり
つつある。このような状況下密集地帯、工場の限られた
敷地内、ビルなどの建造物中等限られた空間で高度なレ
ベルの浄化性能を発揮する装置が求められている。

【００２２】この発明は、微生物増殖培養槽の後に生物
膜処理槽を少なくとも単数を含む、単数又は複数の生物
処理槽を連結することにより、処理効率が著しく上がる
ことを見出したことに基づき、その結果ＢＯＤ、ＣＯ
Ｄ、ＳＳ、ｎ−ヘキサン抽出物質、窒素、リンに対する
良好な浄化性能を保ったまま、処理設備のコンパクトを
達成することができた。

【００２３】前記発明における微生物増殖培養槽には、
槽内の好気性増殖を促進する為に、散気手段を設けると
共に、微生物を付着させる為に生物膜担体として多孔組
織繊維体が設置してあるが、この生物膜担体は、生物膜
の肥大による閉塞が起りにくく、生物膜の表面積が大き
くとれるような担体の形状、設置方式を用いることが要
点であり、その要請を満足させる特性を持つ担体なら
ば、必ずしも多孔組織繊維体のみに制約されない。

【００２４】前記繊維状担体の場合には、該担体の嵩体
積は、前記培養槽の槽容量の５〜５０％が実用的であ
り、好ましくは、５〜３０％を用いる。この場合に嵩体
積が５％未満であると、付着する生物量が少なく、担体
を入れる効果が小さい。また嵩体積が５０％を越える
と、液の流動が妨げられるため、液体への接触が妨げら
れて性能が低下する。

【００２５】前記多孔組織繊維体を用いる場合には、担
体の設置方式を、浸漬濾床方式とすることが好ましい。

【００２６】この発明において、微生物増殖培養槽に用
いられる多孔組織繊維体は、代表的には塩化ビニリデン
系繊維で適度の硬度を持った合成樹脂繊維材を不規則緩
解状態にカール化した状態で、所定の板厚を形成するよ
うに圧縮すると共に同じく塩化ビニリデン系接着剤の如
きを散布付着させた状態で、特に繊維相互の交点を結着
させて一体化したもので、空隙率が９５％以上の嵩高な
板状体である。前記多孔組織繊維体においては、立体的
網状組織が安定して確保され、物理的化学的に安定な組
織を形成し、該組織中へ導入された廃水は勿論、添加さ
れた有機物、増殖促進剤および気泡が、多孔組織繊維体
に付着しているバチルス菌を主体とした微生物に供給さ
れて、それらの培養増殖が促進される。また該微生物に
より多孔組織繊維体上に形成される生物膜は肥大化のお
それなく、従って多孔組織繊維体を閉塞させることはな
い。

【００２７】前記のような合成樹脂繊維材は吸水性、吸
湿性がほとんど認められず、廃水中において長期使用に
よっても重量変化やカビ、腐食の発生も認められないの
で、長期多年に亘る連続運転も可能である。

【００２８】また微生物増殖培養槽では、前記のように
効率的な増殖培養が行われるため、小型でも多量の菌体
の保持と排出が可能となる。前記微生物増殖培養槽を金
属板または合成樹脂成形材の如きを用いた軽量構造材に
より成形することにより、必ずしも基礎上に設置する必
要がないと共に、適宜の他の槽上に載置し、あるいは適
当な２階部分などを利用した設置ができるので、限られ
た敷地、空間を有効に利用した装置の設置ができる。

【００２９】前記微生物増殖培養槽の槽容量は通常０．
５〜５ｍ^３であるが、目的によりこの範囲に制約される
ことはない。微生物増殖培養槽１ｍ^３に対して後続の活
性汚泥、生物膜処理槽および生物処理槽の体積は通常１
０〜２００ｍ^３程度である。微生物増殖培養槽の体積と
後続の生物膜処理槽および生物処理槽の体積のバランス
により複数の微生物増殖培養槽を設置することもでき
る。微生物増殖培養槽を複数設置する場合は、槽に液を
順次受け入れるように設置（直列）してもよいし、液を
分配してから同時に受け入れるように設置（並列）して
もよい。この発明の、生物膜処理としては、浸漬濾床法
が好ましい。

【００３０】浸漬濾床法の生物担体としては、粒状、板
状、繊維状などどのような形状のものを用いてもよい
が、繊維状担体がより好ましく、液体と気泡が行き渡り
易い空隙を持つ網状（多孔組織繊維状）、格子状等がよ
り好ましい。前記担体の空隙率の実用範囲は７０〜９９
％であるが、より好ましくは９０〜９９％である。７０
％より少ないと、閉塞が起こり易くなり、液の担体への
接触が妨げられて性能が低下する。９９％を超えると担
体の強度が弱くなり、実用的でなくなる。担体の嵩体積
は、処理槽の容量の５〜６０％が実用の範囲であり、好
ましくは１０〜３０％である。５％より少ないと付着す
る生物量が少なく、担体を設置する効果が小さい。６０
％を越えると液の流動が妨げられてそれ以上担体量を増
加させても得られる効果が小さい。

【００３１】この発明の発明者らは、生物膜を形成した
バチルス菌が著しく高い処理性能を有することを見出し
た。即ちバチルス菌の優占化が行われて良好な状態に維
持されている生物膜処理槽においては、ＢＯＤ容量負荷
が５〜４０ｋｇ／（ｍ^３・日）のような、従来の好気性
生物処理に比べて著しい高負荷処理が行われる。高濃度
に担体上に集積されたバチルス菌が著しい高活性を示す
ことが認められた。又、担体上に集積されたバチルス菌
が、窒素除去やＳＳの処理に極めて有効であるばかりで
なく、従来の生物処理法では分解が難しい生物難分解性
の成分の処理にも有効であることを見出した。

【００３２】前記生物膜処理槽中のＤＯ（溶存酸素濃
度）は、処理の目的によって適当な濃度に調整されるこ
とが必要である。例えばＢＯＤ処理が主の場合には高め
（１〜２ｍｇ/ｌｉｔ）に設定し、窒素除去を主とする
場合には低め（１．０ｍｇ/ｌｉｔ以下）に設定する。
従って窒素除去を行う場合においても、処理槽の撹拌に
散気管、ディフューザー等による曝気を用いることがで
きる。この場合のＤＯは、１ｍｇ／ｌｉｔ以下ならばよ
く、場合によってはほとんど０ｍｇ／ｌｉｔに近い場合
もある。

【００３３】バチルス菌を主体としない従来の生物処理
では、窒素除去のために硝化・脱窒のそれぞれをＢＯＤ
処理とは別の複数の工程（即ち好気性の硝化工程、嫌気
性の脱窒工程）で行うのが普通である。バチルス菌を主
体とした微生物を用いることでこの発明では、硝化・脱
窒を好気性条件のみで行うので、従来に比べてすこぶる
簡易な工程で窒素除去を達成できる。工程が簡易である
ために、処理槽工程が単純になり処理・設備コストが大
幅に低減されるという利点を生じる。又、バチルス菌増
殖培養槽と生物膜処理槽を用いることにより、極めて高
い窒素除去性能を達成することが出来る。

【００３４】窒素濃度が高く生物膜処理槽１槽だけでは
窒素除去が不充分な場合や、ＣＯＤ、ＳＳ等を更に除去
する必要がある場合のように、より高度な処理が要求さ
れる場合には、生物膜処理槽の前に活性汚泥処理槽及び
／又は後に１つ以上の生物処理槽を連結する。

【００３５】生物膜処理槽に連結される生物処理槽は、
従来使用されている活性汚泥処理や生物膜処理等どのよ
うな方式を採用してもよく、処理の目的によって適宜選
定される。

【００３６】この発明の各処理槽への供給空気量の配分
は、微生物増殖培養槽において過半量を供給して旺盛な
増殖培養を行わせる。

【００３７】前記生物膜処理槽及び後続の生物処理槽で
発生した微生物汚泥は、微生物増殖培養槽に返送される
ことにより再び活性化される。返送は生物膜処理槽中の
液を返送してもよいし、生物膜処理槽の後に沈殿槽を設
けて、そこでの沈降汚泥を返送することもできる。前記
生物膜処理槽に一つ以上の生物処理槽が連結される場合
は、最後の生物処理槽の後に沈殿槽を設けて、そこでの
汚泥の一部を返送する。

【００３８】この発明によれば、廃水のＢＯＤが２０，
０００ｐｐｍ程度まで無希釈で処理することが可能にな
り、併せて窒素、リン、ｎ−ヘキサン抽出物質、ＳＳ、
臭気などが好気性処理のみで高効率で除去される。バチ
ルス菌を主体とする微生物を用いる本発明の方が、特に
窒素、ＳＳ、臭気の除去に優れ、更に生物処理で分解が
難しい生物難分解性の成分の除去率も向上する。

【００３９】また、沈殿性の良好な汚泥が得られ、凝集
剤を使わなくても濁りが少ない透明な処理液が得られ
る。汚泥の圧密性が向上し脱水機による高効率脱水が実
現するため余剰汚泥の排出量が低減される。

【００４０】この発明による処理は、処理温度の変化に
よって大きな影響を受けにくく、外気温が−１０℃付近
（処理槽液温数℃）から４０数℃まで良好な処理性能を
維持することができる。またこの発明による処理は、ｐ
Ｈ４〜９の広い範囲にわたって高活性を維持できるので
原水のｐＨの変化に対して処理性能が大きく影響を受け
ることがない。

【００４１】

【発明の実施の形態】この発明の方法は、微生物増殖培
養槽に、廃水とバチルス菌を主体とする微生物および活
性剤を入れて好気性条件下で微生物を増殖培養した後、
その処理水を０回、１回又は複数回の活性汚泥処理し、
続いて少なくとも１回の生物膜処理し、更に０回、１回
又は複数回の生物処理で浄水し、該生物膜処理又は生物
処理により生じた汚泥の一部を、沈殿槽から前記微生物
増殖培養槽又は生物膜処理槽或いは活性汚泥処理槽の何
れか一方又は双方に戻すようにした微生物による廃水の
処理方法である。

【００４２】前記のように、先ずバチルス菌により有機
物等を分解し、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳなどの濃度を低下
させた後、微生物膜処理するので、高い効率で合理的に
処理することができる。

【００４３】この発明の装置は、散気手段と、多孔組織
繊維体よりなる生物膜担体を有する微生物増殖培養槽
に、生物膜処理槽を連結し、０個、１個又は複数の活性
汚泥処理槽を、続いて少なくとも１槽の生物膜処理槽
を、更に０個、１個又は複数の生物処理槽を連結し、前
記微生物増殖培養槽には廃水の流入手段と、バチルス菌
を主体とする微生物及びその活性剤の添加手段を連結
し、前記沈殿槽には、微生物汚泥の一部を、前記微生物
増殖培養槽及び生物膜処理槽、或いは活性汚泥処理槽に
戻す返送手段を付設した微生物による廃水の処理装置で
ある。

【００４４】この発明の装置は、前記方法の発明の実施
装置であって、前記多孔組織繊維体よりなる生物膜担体
を有する培養槽に生物膜処理槽を連結して、０個、１個
又は複数の活性汚泥処理槽を、続いて少なくとも１槽の
生物膜処理槽を、更に０個、１個又は複数の生物膜処理
槽を順次連結し、高濃度廃水を低濃度に変化させ、これ
を生物処理する技術思想を実施装置としたものである。

【００４５】

【実施例１】この実施例は、お菓子の工場廃水の処理で
あって、微生物増殖培養槽と生物膜処理槽による連続式
処理を行ったものである。

【００４６】小麦粉、植物性油脂、バター、卵、餡、ク
リーム等を使うお菓子工場の廃水の一部と、バチルス菌
を主体とした微生物および該微生物の活性剤を、生物膜
担体として塩化ビニリデン製多孔組織繊維体（槽容量の
１５％の嵩体積）を用いた微生物増殖培養槽（容量３
Ｌ）に入れて１週間馴養した後、廃水全量の処理を開始
した。廃水を微生物増殖培養槽（ＤＯ約２ｐｐｍ）に３
０Ｌ／日で連続的に流入させ、前記培養槽からの排出水
を、塩化ビニリデン性多孔組織繊維体を嵩体積として槽
容量の１０％含む生物膜処理槽（容量２４Ｌ）で好気性
条件（ＤＯ１ｐｐｍ以下）で処理した。前記生物膜処理
槽に連結した沈殿槽の汚泥の一部を、前記培養槽に返送
した。前記培養槽への活性剤の添加量は約１．５ｇ／日
であった。また液の滞留時間は１．１日であった。

【００４７】表１に実施例１の原水と処理水の各水質の
数値を示す。

【００４８】

【表１】（比較例１）生物膜処理の代りに活性汚泥処理槽(容量
７５Ｌ)を用いたこと以外は、実施例１と同様に行なっ
た。液の滞留時間は２．６日であった。表２に比較例１
の原水と処理水の各水質の数値を示す。

【００４９】

【表２】この発明による方法の方が、短い滞留時間にもかかわら
ず良好な水質を示した。特に脱窒性能が良好であると認
める。

【００５０】

【実施例２】この実施例は、養豚場廃水の処理について
微生物増殖培養槽、生物膜処理槽と活性汚泥処理槽によ
る連続式処理を行ったものである。

【００５１】養豚場廃水（豚尿水）の一部とバチルス菌
を主体とした微生物および該微生物の活性剤を、生物膜
担体として塩化ビニリデン製多孔組織繊維体（槽容量の
１５％の嵩体積）を用いた微生物増殖培養槽（容量２５
０Ｌ）に入れて１週間馴養した後、廃水全量の処理を開
始した。廃水を微生物増殖培養槽（ＤＯ約２ｐｐｍ）に
３００Ｌ／日で連続的に流入させ、前記培養槽からの排
出水を、塩化ビニリデン製多孔組織繊維体を嵩体積とし
て槽容量の１０％含む生物膜処理槽（容量７５０Ｌ）で
好気性条件（ＤＯ約１ｐｐｍ）で処理した。前記生物膜
処理槽の後に、活性汚泥処理槽（容量４００Ｌ）を２槽
（順に第１曝気槽、第２曝気槽と呼ぶ。ＤＯ１ｐｐｍ以
下）設けて順次液を通過させた。前記第２曝気槽の汚泥
の一部を前記培養槽に返送した。処理槽中のＭＬＳＳ
（Mixed Liquor Suspended Solids）は４，０００〜
６，０００ｍｇ／Ｌであった。前記培養槽への活性剤の
添加量は、約３０ｇ／日であった。前記における液の滞
留時間は６日であった。表３に実施例２の原水と処理水
の各水質の数値を示す。

【００５２】

【表３】この発明によれば、従来の活性汚泥処理法の約３〜５倍
の高負荷処理にもかかわらず良好な水質を示した。また
特別な硝化・脱窒槽を設けなくても良好な脱窒性能を示
した。

【００５３】

【実施例３】この実施例は化学薬品工場廃水の処理につ
いて、微生物増殖培養槽、生物膜処理槽を利用したもの
である。

【００５４】低級脂肪酸等の有機酸を多く含む化学薬品
工場廃水の一部とバチルス菌を主体とした微生物および
該微生物の活性剤を、生物膜担体として塩化ビニリデン
製多孔組織繊維体（槽容量の１５％の嵩体積）を用いた
微生物増殖培養槽（容量５０Ｌ）に入れて１週間馴養し
た後、廃水全量の処理を開始した。廃水を微生物増殖培
養槽（ＤＯ約２ｐｐｍ）に５００Ｌ／日で連続的に流入
させ、該培養槽からの排出水を、塩化ビニリデン製多孔
組織繊維体を嵩体積として槽容量の１５％含む生物膜処
理槽（容量３００Ｌ）で好気性条件（ＤＯ約１ｐｐｍ）
で処理した。この場合のＭＬＳＳは５，０００〜７，０
００ｍｇ／Ｌであった。生物膜処理槽の後に、活性汚泥
処理槽に連結した沈殿槽（容量２００Ｌ）を１槽（ＤＯ
１ｐｐｍ以下）設けて液を通過させた。活性汚泥処理槽
の汚泥の一部を前記培養槽に返送した。前記培養槽への
活性剤の添加量は、約４０ｇ／日であった。また液の滞
留時間は１．１日であった。表４に実施例３の原水と処
理水の各水質の数値を示す。

【００５５】（比較例２）実施例３において、微生物増
殖槽への廃水の流入量を１００Ｌ／日とし、生物膜処理
槽の代わりに活性汚泥処理槽（容量３００Ｌ）を用いた
以外は、実施例３と同様に行った。液の滞留時間は５．
５日であった。表４に比較例２の原水と処理水の水質の
数値を示す。

【００５６】（比較例３）実施例３において、微生物と
して、バチルス菌を主体としない通常の活性汚泥を用
い、活性剤を用いず、微生物増殖槽への廃水の流入量を
１００Ｌ／日とした。生物処理液に無機および有機の凝
集剤を加えて凝集沈殿処理を行った。それ以外は、実施
例３と同様に行った。液の滞留時間は５．５日であっ
た。表４に比較例３の原水と処理水の水質の数値を示
す。

【００５７】

【表４】この発明によれば、ＢＯＤ容量負荷１１．５ｋｇ／（ｍ
^３・日）という従来の活性汚泥処理の十数倍の高負荷処
理にもかかわらず良好な水質であった。

【００５８】またＳＳ、ｎ−ヘキサン抽出物質を、凝集
沈殿処理のような３次処理を付加することなしに、低レ
ベルまで処理でき、好気性処理のみにもかかわらず良好
な脱窒性能を示した。

【００５９】実施例３と比較例２の比較により、バチル
ス菌を主体とする微生物を用いた場合、培養槽と活性汚
泥処理を用いる方法（比較例２）より、培養槽と生物膜
処理を用いるこの発明の方がＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＯＣ、
ＳＳ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの処理性能に格段の向上が見られ
ることが分かる。

【００６０】比較例３で残存するＴＯＣ（Total Organi
c Carbon）は、凝集沈殿処理でも処理し切れない難分解
性のＴＯＣと推定される。実施例３、比較例２および３
の処理水のＴＯＣ値の比較により、この発明の方法が、
特に通常の微生物では分解されにくい生物難分解性成分
の分解に優れていることが分かる。

【００６１】

【実施例４】この発明の装置の実施例を図５、６に基づ
いて説明する。

【００６２】図５の実施例は、原水ピット１の廃水１２
を、廃水パイプ１３により、調整槽２に送り、該調整槽
２で、バチルス菌、活性剤を入れて調整する。必要に応
じ濃度調整もすることができる。調整槽２で調整した廃
水は、廃水パイプ１４で微生物増殖培養槽６（予めバチ
ルス菌と活性剤を入れておくこともある）に送られ、微
生物の増殖により有機物が分解処理され、急速に低濃度
化する。この場合に、生物膜担体９により、微生物は均
等に増殖し、廃水と接触する。このようにして生じた処
理水は、パイプ１５を介して生物膜処理槽３に送られ
る。この生物膜処理槽にも生物膜担体１０があり、微生
物は均等に増殖して処理水を更に浄化処理し、これを沈
殿槽４に移す。沈殿槽４で汚泥を沈殿し、その上澄液
は、オーバーフローして排水ピット５に入る。

【００６３】前記において、微生物増殖培養槽６および
生物膜処理槽３には、送気パイプ８により必要な空気を
送り込み、バチルス菌などの好気性増殖が十分できるよ
うにしてある。また沈殿槽４で生成された汚泥の一部は
送泥パイプ１６により微生物増殖培養槽６と、生物膜処
理槽３に送り、バチルス菌等が活性を維持して十分増殖
できるように配慮してある。

【００６４】前記原水ピット１、調整槽２，微生物増殖
培養槽６、生物膜処理槽３、沈殿槽４、および排水ピッ
ト５のセットにより、微生物による廃水処理装置１１を
構成している。

【００６５】図６によれば、廃水１２は、原水ピット１
から廃水パイプ１３により調整槽２に送られ、バチルス
菌および活性剤を入れて調整（濃度調整を要する場合は
濃度も調整する）後、廃水パイプ１４により、微生物増
殖培養槽６に送る。ここで微生物処理した処理水は、パ
イプ１５を経て生物膜処理槽３に送られ、ついで活性汚
泥処理槽７に移り、更に沈殿槽４へ移し、そのオーバー
フローを排水ピット５に移し、排水する。

【００６６】前記において、微生物増殖培養槽６、生物
膜処理槽３および活性汚泥処理槽７には、夫々必要量の
空気を送気パイプ８で送り込み、バチルス菌などの好気
性増殖に必要な十分の空気を送り込むようにしてある。

【００６７】また沈殿槽４の汚泥の一部は、送泥パイプ
１６により微生物増殖培養槽６と、生物膜処理槽３に送
り、常時活性のあるバチルス菌等の増殖が継続されるよ
うにしてある。

【００６８】

【発明の効果】この発明によれば、バチルス菌を用いた
生物膜処理により、従来の数倍から十数倍の効率で廃液
処理ができる効果がある。

【００６９】また処理装置は、技術的に安定し、故障を
生じるおそれがなく、連続自動運転できるとともに、目
的とする廃水処理が高い効率で実施できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例のブロック図。

【図２】同じく他の実施例のブロック図。

【図３】同じく生物処理槽を連結した実施例（請求項
３）のブロック図。

【図４】同じく装置の実施例（請求項４）の概念図。

【図５】同じく他の装置の実施例の概念図。

【図６】同じく他の装置の実施例の概念図。

【図７】同じく他の装置の実施例（請求項１４）の概念
図。

【図８】同じく他の装置の実施例（請求項１５）の概念
図。

【符号の説明】

１原水ピット２調整槽３生物膜処理槽４沈殿槽５排水ピット６微生物増殖培養槽７活性汚泥処理槽８送気管９生物膜担体１０生物膜担体１１処理装置１２廃水１３、１４廃水パイプ１５パイプ１６送泥パイプ１７生物処理槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微生物増殖培養槽に、廃水とバチルス菌
を主体とする微生物および該微生物の活性剤を入れて、
好気性条件下で微生物を増殖培養した後、その処理水を
生物膜処理し、沈殿槽に送ると共に、該生物膜処理で発
生した微生物汚泥の一部を沈殿槽から前記微生物増殖培
養槽又生物膜処理槽の何れか一方又は双方に戻すことを
特徴とした微生物による廃水の処理方法。
【請求項２】微生物増殖培養槽に、廃水とバチルス菌
を主体とする微生物および該微生物の活性剤を入れて、
好気性条件下で微生物を増殖培養した後、その処理水を
生物膜処理し、続いて生物処理し、沈澱槽に送ると共
に、該生物処理で発生した微生物汚泥の一部を前記微生
物増殖培養槽又は生物膜処理槽の何れか一方又は双方に
戻すことを特徴とした微生物による廃水の処理方法。
【請求項３】微生物増殖培養槽に、廃水とバチルス菌
を主体とする微生物および該微生物の活性剤を入れて、
好気性条件下で微生物を増殖培養した後、その処理水を
活性汚泥処理し、続いて生物膜処理し、沈殿槽に送ると
共に、該生物膜処理で発生した微生物汚泥の一部を前記
微生物増殖培養槽又は活性汚泥槽の何れか一方又は双方
に戻すことを特徴とした微生物による廃水の処理方法。
【請求項４】微生物増殖培養槽に、廃水とバチルス菌
を主体とする微生物および該微生物の活性剤を入れて、
好気性条件下で微生物を増殖培養した後、その処理水を
活性汚泥処理し、続いて生物膜処理し、更に生物処理
し、沈殿槽に送ると共に、該生物処理で発生した微生物
汚泥の一部を前記微生物増殖培養槽又は活性汚泥処理槽
の何れか一方又は双方に戻すことを特徴とした微生物に
よる廃水の処理方法。
【請求項５】微生物の増殖培養槽は、多孔組織繊維体
よりなる生物膜担体を用いることを特徴とした請求項
１、２、３又は４記載の微生物による廃水の処理方法。
【請求項６】バチルス菌を主体とした微生物は、バチ
ルス属（Bacillus spp．）に属する細菌及びその他の細
菌であって、微生物増殖培養槽液中のバチルス菌の濃度
を１０^７〜１０^１０個／ｍｌであることを特徴とする請
求項１、２、３又は４記載の微生物による廃水の処理方
法。
【請求項７】微生物増殖培養槽による増殖培養と、生
物膜処理はそれぞれ１回又は複数回とすることを特徴と
した請求項１記載の微生物による廃水の処理方法。
【請求項８】微生物増殖培養槽による増殖培養、生物
膜処理及び生物処理はそれぞれ１回又は複数回とするこ
とを特徴とした請求項２記載の微生物による廃水の処理
方法。
【請求項９】微生物増殖培養槽による増殖培養、活性
汚泥処理及び生物膜処理はそれぞれ１回又は複数回とす
ることを特徴とした請求項３記載の微生物による廃水の
処理方法。
【請求項１０】微生物増殖培養槽による増殖培養、活
性汚泥処理、生物膜処理及び生物処理はそれぞれ１回又
は複数回とすることを特徴とした請求項４記載の微生物
による廃水の処理方法。
【請求項１１】生物膜処理は、浸漬濾床処理であるこ
とを特徴とした請求項１、２、３、４、７、８、９又は
１０記載の微生物による廃水の処理方法。
【請求項１２】散気手段と、多孔組織繊維体よりなる
生物膜担体を有する微生物増殖培養槽に、生物膜処理槽
及び沈殿槽を順次連結し、前記微生物増殖培養槽には、
廃水の流入手段と、バチルス菌を主体とする微生物及び
その活性剤の添加手段を連結し、前記沈殿槽には、微生
物汚泥の一部を前記微生物増殖培養槽及び生物膜処理槽
に戻す返送手段を付設したことを特徴とする微生物によ
る廃水の処理装置。
【請求項１３】散気手段と、多孔組織繊維体よりなる
生物膜担体を有する微生物増殖培養槽に、生物膜処理
槽、生物処理槽及び沈殿槽を順次連結し、前記微生物増
殖培養槽には、廃水の流入手段と、バチルス菌を主体と
する微生物及びその活性剤の添加手段を連結し、前記沈
殿槽には、微生物汚泥の一部を前記微生物増殖培養槽及
び生物膜処理槽に戻す返送手段を付設したことを特徴と
する微生物による廃水の処理装置。
【請求項１４】散気手段と、多孔組織繊維体よりなる
生物膜担体を有する微生物増殖培養槽に、活性汚泥槽、
生物膜処理槽及び沈殿槽を順次連結し、前記微生物増殖
培養槽には、廃水の流入手段と、バチルス菌を主体とす
る微生物及びその活性剤の添加手段を連結し、前記沈殿
槽には、微生物汚泥の一部を前記微生物増殖培養槽及び
活性汚泥槽に戻す返送手段を付設したことを特徴とする
微生物による廃水の処理装置。
【請求項１５】散気手段と、多孔組織繊維体よりなる
生物膜担体を有する微生物増殖培養槽に、活性汚泥槽、
生物膜処理槽、生物処理槽及び沈殿槽を順次連結し、前
記微生物増殖培養槽には、廃水の流入手段と、バチルス
菌を主体とする微生物及びその活性剤の添加手段を連結
し、前記沈殿槽には、微生物汚泥の一部を前記微生物増
殖培養槽及び活性汚泥槽に戻す返送手段を付設したこと
を特徴とする微生物による廃水の処理装置。
【請求項１６】生物膜処理槽は、浸漬濾床処理槽とし
たことを特徴とする請求項１２、１３、１４又は１５記
載の微生物による廃水の処理装置。
【請求項１７】微生物増殖培養槽と、生物膜処理槽は
それぞれ単数又は複数とすることを特徴とした請求項１
２記載の微生物による廃水の処理装置。
【請求項１８】微生物増殖培養槽、生物膜処理槽及び
生物処理槽はそれぞれ単数又は複数とすることを特徴と
した請求項１３記載の微生物による廃水の処理装置。
【請求項１９】微生物増殖培養槽、活性汚泥処理槽及
び生物膜処理槽はそれぞれ単数又は複数とすることを特
徴とした請求項１４記載の微生物による廃水の処理装
置。
【請求項２０】微生物増殖培養槽、活性汚泥処理槽、
生物膜処理槽及び生物処理槽はそれぞれ単数又は複数と
することを特徴とした請求項１５記載の微生物による廃
水の処理装置。
【請求項２１】廃水流入手段は、廃水槽と微生物増殖
培養槽を結ぶポンプ付き廃水パイプとしたことを特徴と
する請求項１２、１３、１４又は１５記載の微生物によ
る廃水の処理装置。
【請求項２２】活性汚泥の返送手段は、沈殿槽と、微
生物増殖培養槽及び生物膜処理槽又は活性汚泥槽とを結
ぶポンプ付き返送パイプとしたことを特徴とする請求項
１２、１３、１４又は１５記載の微生物による廃水の処
理装置。