JP2003071479A - Microbiological reactor and method for treating liquid containing nutrition source of microorganism using the same - Google Patents

Microbiological reactor and method for treating liquid containing nutrition source of microorganism using the same

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JP2003071479A
JP2003071479A JP2001263954A JP2001263954A JP2003071479A JP 2003071479 A JP2003071479 A JP 2003071479A JP 2001263954 A JP2001263954 A JP 2001263954A JP 2001263954 A JP2001263954 A JP 2001263954A JP 2003071479 A JP2003071479 A JP 2003071479A
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reaction tank
microbial
tank
reaction
carrier
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陽二 長濱
Kazuo Ebihara
和雄 海老原
Haifun Rin
佩芬 林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low cost microbiological reactor which can improve wastewater treatment efficiency and production efficiency of useful substance produced by microorganisms, has a simple structure, is made and maintained easily, and is free from possibilities of component damage and noise generation. SOLUTION: This microbiological reactor 1 is provided with a first reaction tank 2 and a second reaction tank 3 for treating a liquid containing nutrition sources of microorganisms, such as wastewater, by Bacillus bacteria, etc., a communication means (an opening) 4 communicating the spaces in the first reaction tank 2 and the second reaction tank 3 to each other, microorganism carrier bodies 5, 15 that can carry the microorganisms, oxygen supply means (aeration devices) 8, 18 for releasing oxygen-containing gas (air) into the tanks, and exhaust regulating valves 7, 16 for exhausting the oxygen-containing gas. Operation of the exhaust regulating valves 7, 16, etc., makes the liquid containing the nutrition sources of the microorganisms move alternately between the first reaction tank 2 and the second reaction tank 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性物質等を含
む廃水を処理したり、あるいは、微生物を用いて堆肥や
医薬等の有用物質を生産することのできる微生物反応装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microbial reaction apparatus capable of treating wastewater containing organic substances or the like, or producing useful substances such as compost and pharmaceuticals using microorganisms.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、好気性微生物を増殖させるには、
反応槽内の微生物を浮遊させた栄養液に対してエアレー
ションを行なうか、あるいは、反応槽内の栄養液中に固
定した微生物担持体に対してエアレーションを行なって
いた。しかし、いずれの方法においても、微生物を含む
栄養液中に酸素を供給するものであるため、微生物に対
する酸素の供給が不十分となり、微生物の増殖速度を著
しく高めることはできなかった。特に、微生物担持体を
用いた場合には、微生物担持体に付着した微生物が、微
生物担持体の表面に微生物の集合体である膜体を形成
し、該膜体の厚さが0.3mmを超えると、液体中に浸漬さ
れていることから膜体の内部にまで酸素が十分に行き渡
らなくなり、嫌気状態の部分が生じるという欠点があっ
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to grow aerobic microorganisms,
Aeration is performed on the nutrient solution in which the microorganisms are suspended in the reaction tank, or on the microbial carrier fixed in the nutrient solution in the reaction tank. However, in any of the methods, since oxygen is supplied to the nutrient solution containing the microorganisms, the supply of oxygen to the microorganisms is insufficient and the growth rate of the microorganisms cannot be significantly increased. In particular, when a microbial carrier is used, the microorganisms attached to the microbial carrier form a film body that is an aggregate of microorganisms on the surface of the microbial carrier, and the thickness of the film body exceeds 0.3 mm. Then, since it is immersed in the liquid, there is a drawback that oxygen is not sufficiently distributed to the inside of the film body and an anaerobic state part is generated.

【0003】一方、工場や家庭等からの廃水を浄化する
技術分野においては、特に窒素やリンを除去する方法と
して、従来のA2/O法やSBR法等の活性汚泥法に代
わり、伊那中央衛生センターの村上弘毅・青木満両氏に
よって開発されたバチルス属の細菌を利用した処理方法
が、世界的な注目を集めている。この方法は、好気性の
グラム陽性桿菌であるバチルス属の細菌を利用して、廃
水中の窒素やリンを除去し、低レベルのBOD値を有す
るように廃水を浄化するものである。また、この方法に
よって、バチルス属の細菌を培養し、堆肥や土壌改良剤
として利用することのできる微生物由来物質を生成させ
ることも試みられている。
On the other hand, in the technical field of purifying wastewater from factories, households, etc., in particular, as a method for removing nitrogen and phosphorus, Ina Chuo Sanitation has replaced the conventional activated sludge methods such as A2 / O method and SBR method The processing method using bacteria of the genus Bacillus developed by Hiroki Murakami and Mitsuru Aoki of the center is attracting worldwide attention. This method utilizes bacteria of the genus Bacillus, which is an aerobic gram-positive bacillus, to remove nitrogen and phosphorus in wastewater and purify the wastewater to have a low BOD value. It has also been attempted to cultivate Bacillus bacteria by this method to produce microbial-derived substances that can be used as compost and soil conditioners.

【0004】この方法を効率的に行なう手段として、塩
化ビニリデン繊維からなる回転網状円盤を含む曝気装置
が提案されている。この曝気装置は、微生物を担持させ
た網状円盤を用いるものである。網状円盤は、下半部を
廃水中に浸漬され、上半部を空気中に露出された状態で
鉛直方向に立設される。所定の回転速度で網状円盤を回
転させると、網状円盤に担持されている微生物は、廃水
中に浸漬されて栄養源が供給される状態と、空気中に露
出されて酸素が供給される状態とに、交互に置かれるこ
とになり、増殖速度が著しく高められる。
As a means for efficiently carrying out this method, an aeration apparatus including a rotary reticulated disk made of vinylidene chloride fiber has been proposed. This aeration device uses a reticulated disk supporting microorganisms. The reticulated disk is erected vertically with its lower half part immersed in waste water and its upper half part exposed to the air. When the reticulated disc is rotated at a predetermined rotation speed, the microorganisms carried on the reticulated disc are immersed in waste water to supply a nutrient source and exposed to the air to supply oxygen. The cells are alternately placed on the ground and the growth rate is remarkably increased.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述の回転する網状円
盤を用いた曝気装置を用いた場合、微生物の増殖に伴
い、網状円盤の回転軸の周囲等に微生物の菌体の塊が付
着して、回転軸にかかる負荷が大きくなり、回転軸の破
損が発生する危険が増大する。現に、回転円盤方式は、
過去に世界的に有名なシャフト折れの大きな事故でユー
ザーの信頼を失った経緯があり、近年においても、最新
鋭の表面曝気装置でシャフト折れの事故が報告されてい
るのが現状である。また、回転円盤では、中心部に微生
物がほとんど付着せず、外周部に偏って付着し、増殖が
不均一であるために、微生物の増殖の効率が悪いこと、
所定の形状を保持するために複雑な構造を有し、コスト
が高いこと、網状円盤上の死滅して黒色化した微生物の
塊状体の落下による網状円盤の破損を防止するために、
網状円盤の材質には一定以上の強度が要求され、材質の
種類が狭い範囲に限定されること、スペーサ等の部品の
点数が多く、メンテナンスが煩雑であること、駆動部分
があるため減速機等による騒音やランニングコストが増
大すること等の欠点がある。
When the aerator using the rotating reticulated disc is used, a lump of microbial cells adheres around the rotation axis of the reticulated disc as the microorganism grows. The load on the rotary shaft increases, and the risk of damage to the rotary shaft increases. In fact, the rotating disk system is
In the past, there was a history of losing the user's trust due to the world-famous accident of broken shaft, and in recent years, the accident of broken shaft has been reported by the latest surface aeration device. Further, in the rotating disk, the microorganisms hardly adhere to the central portion, but adhere unevenly to the outer peripheral portion, and because the proliferation is uneven, the efficiency of microorganism proliferation is poor,
Having a complicated structure to hold a predetermined shape, high cost, in order to prevent damage to the reticulated disc due to the fall of the lumps of dead and blackened microorganisms on the reticulated disc,
The material of the mesh disc is required to have a certain strength or more, the type of material is limited to a narrow range, the number of parts such as spacers is large, and maintenance is complicated. There are drawbacks such as noise and running cost increase.

【0006】したがって、本発明の目的は、微生物を含
む微生物栄養源含有液中に単にエアレーションを行なう
場合と比べて著しく微生物の増殖速度を高めることがで
き、廃水の処理の効率や微生物による有用物質の生産効
率を向上させることができるとともに、運転中に部品の
破損等の不測の事故が発生するおそれがなく、簡易な構
造を有し、作製及び保守管理が容易であり、しかも低コ
ストの微生物反応装置を提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is to significantly increase the growth rate of microorganisms as compared with the case where aeration is simply carried out in a microbial nutrient source-containing liquid containing microorganisms, the efficiency of wastewater treatment and useful substances by microorganisms. It is possible to improve the production efficiency of the microbe, and there is no risk of accidents such as breakage of parts during operation, has a simple structure, is easy to manufacture and maintain, and is a low-cost microorganism. It is to provide a reactor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、好気性微生物を担持
した微生物担持体を収容した反応槽を2つ設け、これら
2つの反応槽の相互間で廃水等の微生物栄養源含有液を
移動させることによって、微生物に対する栄養源の供給
と酸素の供給とを十分に行なうことができること、及
び、この方法を簡易な構造によって実現することができ
ることに想到し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above-mentioned problems, the present inventor has provided two reaction tanks containing a microorganism carrier carrying an aerobic microorganism, and these two reaction tanks are provided. It is possible to sufficiently supply the nutrient source and oxygen to the microorganisms by moving the liquid containing the microbial nutrient source such as wastewater between the two, and to realize this method with a simple structure. The present invention has been completed based on the idea that it can be done.

【0008】すなわち、本願請求項1に記載の微生物反
応装置は、微生物栄養源含有液(例えば、畜舎からの廃
水)を微生物によって処理するための第一の反応槽及び
第二の反応槽と、これら第一の反応槽と第二の反応槽の
槽内空間同士を連通し得る連通手段とを備えた微生物反
応装置であって、上記第一の反応槽と上記第二の反応槽
の各々の槽内空間には、微生物を担持し得る微生物担持
体と、槽内に酸素含有ガス(典型的には空気)を放出す
るための酸素供給手段とが配設されており、上記第一の
反応槽と上記第二の反応槽の各々が、槽内の上記酸素含
有ガスを排気するための、上記微生物担持体の上方に設
けられた排気調整弁を有することを特徴とする。このよ
うに構成すれば、排気調整弁等を操作することによっ
て、第一の反応槽と第二の反応槽の間で廃水等の微生物
栄養源含有液を交互に移動させることができるので、微
生物担持体に担持されている微生物は、微生物栄養源含
有液に浸漬されている時には栄養源が供給され、酸素含
有ガス中に曝気されている時には高レベルの好気性雰囲
気下におかれることになり、増殖速度が著しく高められ
る。
That is, the microbial reaction apparatus according to claim 1 of the present application comprises a first reaction tank and a second reaction tank for treating a microbial nutrient source-containing liquid (for example, waste water from a livestock house) with microorganisms, A microbial reaction apparatus comprising a communication means capable of communicating the inner spaces of the first reaction tank and the second reaction tank, wherein each of the first reaction tank and the second reaction tank A microbial carrier capable of supporting microorganisms and an oxygen supply means for releasing an oxygen-containing gas (typically air) are provided in the tank space, and the first reaction is carried out. Each of the tank and the second reaction tank is characterized by having an exhaust control valve provided above the microorganism carrier for exhausting the oxygen-containing gas in the tank. According to this structure, the microbial nutrient source-containing liquid such as wastewater can be alternately moved between the first reaction tank and the second reaction tank by operating the exhaust control valve or the like. The microorganisms carried on the carrier are supplied with a nutrient source when immersed in a microbial nutrient source-containing liquid, and are exposed to a high level of aerobic atmosphere when aerated in an oxygen-containing gas. , The growth rate is significantly increased.

【0009】上記微生物反応装置の上記連通手段の具体
的態様としては、例えば、次のものを挙げることができ
る。すなわち、上記連通手段の具体的態様の一例は、上
記連通手段が、上記第一の反応槽に穿設された開口部
と、上記第二の反応槽に穿設された開口部とを連通する
連通路であり、上記第一の反応槽の開口部及び上記第二
の反応槽の開口部の各々が、上記第一の反応槽内の上記
微生物担持体の下端と、上記第二の反応槽内の上記微生
物担持体の下端のいずれに対しても下方に位置するよう
に設けられたものである(請求項2)。このように構成
すれば、微生物栄養源含有液を2つの反応槽の相互間で
移動させる際に動力が不要であり、省エネルギーになる
とともに、簡易な構造であるため、装置の作製や保守が
容易である。
Specific examples of the communication means of the microbial reaction apparatus include the following. That is, in an example of the specific mode of the communication means, the communication means communicates the opening formed in the first reaction tank with the opening formed in the second reaction tank. It is a communication passage, each of the opening of the first reaction tank and the opening of the second reaction tank, the lower end of the microbial carrier in the first reaction tank, and the second reaction tank It is provided so as to be located below any of the lower ends of the above-mentioned microorganism carrier (claim 2). With this configuration, no power is required to move the microbial nutrient source-containing liquid between the two reaction tanks, which saves energy and has a simple structure, which facilitates the production and maintenance of the device. Is.

【0010】上記連通手段の具体的態様の他の例は、上
記連通手段が、上記第一の反応槽内の微生物栄養源含有
液を上記第二の反応槽に供給するための第一の連通手段
と、上記第二の反応槽内の微生物栄養源含有液を上記第
一の反応槽に供給するための第二の連通手段とからな
り、上記第一の連通手段が、上記第一の反応槽内で上記
微生物担持体の下方に配設された取水部と、上記第二の
反応槽内で上記微生物担持体の上方に配設された散水部
と、これら取水部と散水部とを連絡する管路とを備えて
おり、上記第二の連通手段が、上記第二の反応槽内で上
記微生物担持体の下方に配設された取水部と、上記第一
の反応槽内で上記微生物担持体の上方に配設された散水
部と、これら取水部と散水部とを連絡する管路とを備え
たものである(請求項3)。このように構成すれば、微
生物担持体の上方に配設された散水部から、微生物栄養
源含有液が散布されるため、微生物栄養源含有液中の微
生物が微生物担持体に担持され易くなり、微生物担持体
における微生物の増殖速度をより一層高めることができ
る。
In another example of the specific embodiment of the communicating means, the communicating means supplies the microbial nutrient source-containing liquid in the first reaction tank to the second reaction tank. Means and a second communication means for supplying the microbial nutrient source-containing liquid in the second reaction tank to the first reaction tank, the first communication means, the first reaction A water intake section arranged below the microorganism carrier in the tank, a water sprinkling section arranged above the microorganism carrier in the second reaction tank, and the water intake section and the water sprinkling section are connected to each other. The second communication means, a water intake section disposed below the microorganism carrier in the second reaction tank, and the microorganisms in the first reaction tank. It is provided with a water sprinkling portion arranged above the carrier and a pipe line connecting the water intake portion and the water sprinkling portion (claim) 3). If configured in this way, from the watering section disposed above the microbial carrier, since the microbial nutrient source-containing liquid is sprayed, the microorganisms in the microbial nutrient source-containing liquid are easily carried by the microbial carrier, The growth rate of microorganisms in the microorganism carrier can be further increased.

【0011】上記微生物反応装置において、上記第一の
反応槽と上記第二の反応槽の各々は、上記微生物担持体
の上方に、上記微生物栄養源含有液の液面が所定の高さ
に到達したことを検出するための液面センサを有するこ
とができる(請求項4)。このように液面センサを備え
ることによって、液面センサと排気調整弁等とを連動さ
せて、2つの反応槽の相互間における微生物栄養源含有
液の移動を円滑かつ迅速に行なうことができる。
In the above-mentioned microbial reaction apparatus, in each of the first reaction tank and the second reaction tank, the liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid reaches a predetermined height above the microbial carrier. It is possible to have a liquid level sensor for detecting the fact (claim 4). By providing the liquid level sensor in this manner, the liquid level sensor and the exhaust control valve and the like can be interlocked with each other to smoothly and quickly move the microbial nutrient source-containing liquid between the two reaction tanks.

【0012】本願請求項5に記載の微生物栄養源含有液
の処理方法は、微生物栄養源含有液を微生物によって処
理するための第一の反応槽及び第二の反応槽を用いた微
生物栄養源含有液の処理方法であって、上記第一の反応
槽及び上記第二の反応槽の各々の槽内空間に微生物担持
体を配設し、かつ、該微生物担持体に所定の微生物を担
持させた後、上記第一の反応槽と上記第二の反応槽の相
互間で上記微生物栄養源含有液を交互に移動させること
によって、上記第一の反応槽内の上記微生物担持体が、
上記微生物栄養源含有液中に浸漬され、かつ、上記第二
の反応槽内の上記微生物担持体が、酸素含有ガス中に曝
気された状態と、上記第一の反応槽内の上記微生物担持
体が、酸素含有ガス中に曝気され、かつ、上記第二の反
応槽内の上記微生物担持体が、上記微生物栄養源含有液
中に浸漬された状態とが、交互に現れるように構成した
ことを特徴とする。ここで、上記微生物の例としては、
好気性のグラム陽性桿菌であるバチルス属の細菌を挙げ
ることができる(請求項6)。
The method for treating a microbial nutrient source-containing liquid according to claim 5 of the present application is a method for treating a microbial nutrient source-containing liquid with a microorganism, which comprises using a first reaction tank and a second reaction tank. A method for treating a liquid, wherein a microbial carrier is disposed in the inner space of each of the first reaction tank and the second reaction tank, and a predetermined microorganism is carried on the microbial carrier. After that, by alternately moving the microbial nutrient source-containing liquid between the first reaction tank and the second reaction tank, the microbial carrier in the first reaction tank,
Immersed in the microbial nutrient source-containing liquid, and the microbial carrier in the second reaction tank, a state aerated in oxygen-containing gas, the microbial carrier in the first reaction tank Is aerated in an oxygen-containing gas, and the microbial carrier in the second reaction tank, the state of being immersed in the microbial nutrient source-containing liquid, configured to appear alternately. Characterize. Here, as an example of the microorganism,
An example is a bacterium belonging to the genus Bacillus, which is an aerobic gram-positive bacillus (claim 6).

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の微生物反応装置による処
理の対象となる微生物栄養源含有液としては、例えば、
各種廃水や、微生物の培養に適した栄養成分を含む栄養
液等が挙げられる。廃水としては、例えば、養豚畜舎の
屎尿等を含む廃水、食品製造工場の廃水、一般家庭から
の廃水等が挙げられる。微生物の培養に適した栄養成分
を含む栄養液としては、例えば、デンプン等の多糖類、
単糖類、蛋白質、アミノ酸、脂肪酸、窒素含有化合物、
リン酸含有化合物、各種ミネラル類等を含むものが用い
られる。栄養液は、畜舎からの屎尿を殺菌したもの等を
ベースにして、追加の栄養成分を添加し、調製してもよ
いし、あるいは、全ての栄養成分を水に添加して調製し
てもよい。なお、廃水を処理の対象とする場合、廃水の
浄化が主目的となり、栄養液を処理の対象とする場合、
微生物の培養による抗生物質等の有用物質の生産が主目
的となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Examples of the microbial nutrient source-containing liquid to be treated by the microbial reaction apparatus of the present invention include:
Examples include various wastewaters and nutrient solutions containing nutrient components suitable for culturing microorganisms. Examples of the wastewater include wastewater containing human waste from pig farms, wastewater from food manufacturing plants, wastewater from ordinary households, and the like. As a nutrient solution containing nutrient components suitable for culturing microorganisms, for example, polysaccharides such as starch,
Monosaccharides, proteins, amino acids, fatty acids, nitrogen-containing compounds,
A compound containing a phosphoric acid-containing compound and various minerals is used. The nutrient solution may be prepared by adding additional nutritional ingredients based on sterilized human waste from a livestock barn or the like, or may be prepared by adding all nutritional ingredients to water. . When wastewater is treated, the main purpose is to purify wastewater, and when nutrient solution is treated,
The main purpose is to produce useful substances such as antibiotics by culturing microorganisms.

【0014】本発明の微生物反応装置において用いられ
る微生物としては、好気性の微生物が用いられる。中で
も、バチルス属に属する細菌や酵母菌等が好ましく用い
られる。バチルス属に属する細菌は、グラム陽性桿菌で
あり、胞子形成能力を有する点で特に好ましく用いられ
る。バチルス属に属する細菌としては、例えば、Bacill
us thuringiensisBacillus pumilusBacillus megat
eriumBacillus subtilisBacillus amyloquefacien
sBacillus natanusBacillus licheniformisBacil
lus polymyxaBacillus maceransBacillus coagulan
sBacillus pasteuriiBacillus sphaericusBacill
us fastidiosusBacillus alceiBacillus brevisB
acillus scirculans等が挙げられる。
As the microorganisms used in the microbial reaction apparatus of the present invention, aerobic microorganisms are used. Among them, bacteria belonging to the genus Bacillus, yeasts and the like are preferably used. Bacteria belonging to the genus Bacillus are Gram-positive bacilli and are particularly preferably used because they have a sporulation ability. Examples of bacteria belonging to the genus Bacillus include Bacill
us thuringiensis , Bacillus pumilus , Bacillus megat
erium , Bacillus subtilis , Bacillus amyloquefacien
s , Bacillus natanus , Bacillus licheniformis , Bacil
lus polymyxa , Bacillus macerans , Bacillus coagulan
s , Bacillus pasteurii , Bacillus sphaericus , Bacill
us fastidiosus , Bacillus alcei , Bacillus brevis , B
acillus scirculans and the like.

【0015】バチルス属の細菌が廃水等を効率的に処理
することのできる仕組みについて説明すると、次の通り
である。バチルス属の細菌は、原核微生物であるため、
デンプン等の多糖類、単糖類、蛋白質、ペプチド類、ペ
クチン、アミノ酸、油脂類等を分解消化する酵素を体外
に分泌し、微生物栄養源含有液中の有機物を分解する能
力が大きいという特徴がある。また、バチルス属の細菌
は、硫化水素、ジエチルアミン、アンモニア等の悪臭成
分を分解し吸収したり、尿酸、リグニン、色素等を分解
することも知られている。さらに、バチルス属の細菌
は、高度な好気性雰囲気下において、多くの病原菌が含
まれる嫌気性微生物が死滅した際に、その死骸を消化吸
収することも知られている。
The mechanism by which the bacteria of the genus Bacillus can efficiently treat wastewater is as follows. Bacillus bacteria are prokaryotic microorganisms,
It is characterized by its ability to secrete enzymes that decompose and digest polysaccharides such as starch, monosaccharides, proteins, peptides, pectins, amino acids, oils and fats to the outside of the body and to decompose organic substances in the liquid containing microbial nutrients. . It is also known that Bacillus bacteria decompose and absorb malodorous components such as hydrogen sulfide, diethylamine, and ammonia, and decompose uric acid, lignin, pigments, and the like. Furthermore, it is also known that Bacillus bacteria digest and absorb the carcasses of anaerobic microorganisms containing many pathogenic bacteria in a highly aerobic atmosphere.

【0016】また、バチルス属の細菌は、貧栄養状態と
低酸素状態の条件下で、Spo0からSpoVIまでの胞子形成
遺伝子カスケードが働いて内生胞子化する過程で、胞子
形成のための栄養源を確保するために、微生物栄養源含
有液からの脱窒と脱リンを促進する。この際、内生胞子
を形成しない好気性微生物は、貧栄養状態と低酸素状態
の条件下におかれているために大部分が死滅し、生き残
ったものも、バチルス属の細菌が内生胞子化する過程の
初期段階で分泌されるポリミキシン等の抗生物質によっ
て死滅する。そのため、結果的にバチルス属の細菌の優
占化が起きることになる。胞子化(スポア化)したバチ
ルス属の細菌は、比重が1より大きいので、沈澱し、容
易に回収することができる。なお、バチルス属の細菌の
胞子化に際しては、フロック形成に必要な酸化珪素と硫
酸マグネシウムを主成分とする無機物質が必要である。
したがって、上流側の反応槽にて栄養に富みかつ好気性
の条件下でバチルス属の細菌を増殖させた後、下流側の
反応槽にて貧栄養かつ低酸素状態の条件下でバチルス属
の細菌を内生胞子化させれば、廃水等の微生物栄養源含
有液を効率的に処理することができる。
Bacteria belonging to the genus Bacillus are a nutrient source for sporulation in the process of sporulation by the sporulation gene cascade from Spo0 to SpoVI under conditions of hypotrophy and hypoxia. In order to secure the above, denitrification and dephosphorization from the microbial nutrient source-containing liquid are promoted. At this time, most of the aerobic microorganisms that do not form endospores are killed because they are under conditions of oligotrophic and hypoxic conditions, and the surviving ones are bacteria of the genus Bacillus. It is killed by antibiotics such as polymyxin that is secreted in the early stages of the transformation process. As a result, the bacteria of the genus Bacillus are dominant. Bacteria of the genus Bacillus that have been sporulated (spores) have a specific gravity of greater than 1, and therefore can be precipitated and easily recovered. In addition, in sporulation of Bacillus bacteria, an inorganic substance containing silicon oxide and magnesium sulfate as main components, which is necessary for floc formation, is required.
Therefore, after the Bacillus bacteria are grown in the upstream reaction tank under nutrient-rich and aerobic conditions, the Bacillus bacteria are grown in the downstream reaction tank under oligotrophic and hypoxic conditions. If the endospores are transformed into endospores, a liquid containing a microbial nutrient source such as waste water can be efficiently treated.

【0017】以下、本発明の微生物反応装置を図面に基
づいて説明する。図1は、本発明の微生物反応装置の一
例(第一の実施形態)を示す断面図、図2は、図1中の
A−A線で切断した状態を示す矢視断面図、図3は、本
発明の微生物反応装置の他の例(第二の実施形態)を示
す断面図、図4は、図3中のB−B線で切断した状態を
示す矢視断面図、図5は、図3に示す微生物反応装置を
含む廃水処理システムの一例を示す概略図、図6は、図
3に示す微生物反応装置を含む有用物質生産システムの
一例を示す概略図である。
The microbial reaction apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view showing an example (first embodiment) of the microbial reaction device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. A cross-sectional view showing another example (second embodiment) of the microbial reaction device of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a wastewater treatment system including the microbial reaction device shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a useful substance production system including the microbial reaction device shown in FIG.

【0018】まず、本発明の微生物反応装置の第一の実
施形態について説明する。図1及び図2中、微生物反応
装置1は、第一の反応槽2と第二の反応槽3とを主要構
成部分として含む。第一の反応槽2と第二の反応槽3
は、各々、直方体状の箱体として形成されており、微生
物栄養源含有液(例えば、廃水や栄養液)を収容するた
めの槽内空間(空洞部)を有する。また、第一の反応槽
2と第二の反応槽3は、槽内空間同士を連通路4によっ
て連通させた状態で配置されている。
First, a first embodiment of the microbial reaction device of the present invention will be described. 1 and 2, the microbial reaction apparatus 1 includes a first reaction tank 2 and a second reaction tank 3 as main constituent parts. First reaction tank 2 and second reaction tank 3
Each is formed as a rectangular parallelepiped box, and has a tank internal space (cavity) for containing a microbial nutrient source-containing liquid (for example, waste water or nutrient liquid). Further, the first reaction tank 2 and the second reaction tank 3 are arranged in a state in which the tank internal spaces are communicated with each other by the communication passage 4.

【0019】なお、第一の反応槽2と第二の反応槽3
は、連通路4用の開口部を下部に有する箱体として別個
に作製した後、溶接等によって連結させて作製してもよ
いし、あるいは、直方体状に形成した一つの箱体におい
て、その天井壁の下面の中央から隔壁を垂下させ、隔壁
の下端と底面との間に連通路4を形成させることによっ
て作製してもよい。第一の反応槽2と第二の反応槽3を
別個に作製した場合、連通路4は、図1に示すもの以外
に、第一の反応槽2と第二の反応槽3の各々の下部に開
口部を設け、これらの開口部の間を適宜の長さを有する
管路で接続することによって形成することもできる。ま
た、これらの反応槽2,3は、直方体状ではなく、円柱
状、六角柱状等の形態に作製してもよい。
The first reaction tank 2 and the second reaction tank 3
May be separately manufactured as a box having an opening for the communication passage 4 at the bottom and then connected by welding or the like, or in the case of one box formed in a rectangular parallelepiped shape, its ceiling The partition wall may be made to hang down from the center of the lower surface of the wall, and the communication path 4 may be formed between the lower end and the bottom surface of the partition wall. When the first reaction tank 2 and the second reaction tank 3 are produced separately, the communication passage 4 is provided in the lower part of each of the first reaction tank 2 and the second reaction tank 3 other than that shown in FIG. It is also possible to form by forming an opening in each of the openings and connecting the openings with a conduit having an appropriate length. Further, these reaction tanks 2 and 3 may be formed in a columnar shape, a hexagonal columnar shape or the like, instead of the rectangular parallelepiped shape.

【0020】第一の反応槽2は、槽内に固定された直方
体状の輪郭を有する微生物担持体5と、微生物栄養源含
有液を流入させるための流入口6と、槽内のガスを抜く
ための排気調整弁7と、エアレーション装置(酸素含有
ガス供給手段)8と、液面センサ9と、放熱板10とを
備えている。
The first reaction tank 2 has a rectangular parallelepiped-shaped microbial carrier fixed in the tank, an inlet 6 for introducing a microbial nutrient source-containing liquid, and a gas for evacuating the tank. For this purpose, an exhaust control valve 7, an aeration device (oxygen-containing gas supply means) 8, a liquid level sensor 9, and a heat dissipation plate 10 are provided.

【0021】微生物担持体5は、微生物を担持すること
のできる構造であれば、任意の構造を採用することがで
きる。例えば、繊維からなる汎用のフィルターを立体的
に積み重ねたもの、繊維からなる粗い網状の布を鉛直方
向に畳み込んだもの、多孔質の小さな球体や立方体を多
数集合させて相互に固着し一体的に形成したもの、断面
が波形の多孔質板を重ね合わせてハニカム構造にしたも
の、網目状の板からなる直方体状の枠体の中に多孔質の
小さな球体や立方体を多数入れたもの(ただし、多孔質
の小さな球体や立方体は、比較的小さな比重を有し、液
体中に浸漬された場合に枠体の中を自由に浮遊すること
ができるように構成される。)等を挙げることができ
る。
The microorganism carrier 5 may have any structure as long as it can support microorganisms. For example, three-dimensionally stacked general-purpose filters made of fibers, vertically folded coarse net-like cloth made of fibers, and a large number of small porous spheres or cubes that are assembled and fixed together , A honeycomb structure made by stacking porous plates with corrugated cross sections, and a large number of small porous spheres and cubes in a rectangular parallelepiped frame made of mesh plates (however, , Small porous spheres and cubes have a relatively small specific gravity and are configured so that they can freely float in a frame when immersed in a liquid). it can.

【0022】なお、可撓性の繊維を用いる場合は、粗い
網目状等の直方体の枠体によって可撓性の繊維の周囲を
囲って、微生物担持体5を構成するようにする。また、
ハニカム構造の微生物担持体を用いる場合は、ハニカム
構造の開口部が鉛直方向を向いた状態で、微生物担持体
5を反応槽2,3内に配設するようにする。微生物担持
体5の材質としては、バイオ親和性を有し、微生物によ
って侵食されず、一定以上の強度を有するものを用いる
ことが必要である。ここで、バイオ親和性とは、微生物
の帯電極性と反対の極性を有し、当該微生物を付着させ
易いこと、及び、水に対する親和性を有し、水を保持す
る傾向があることを意味する。
When the flexible fiber is used, the microbial carrier 5 is constructed by surrounding the flexible fiber with a rectangular parallelepiped frame body having a rough mesh shape or the like. Also,
When using a microbial support having a honeycomb structure, the microbial support 5 is arranged in the reaction tanks 2 and 3 with the openings of the honeycomb structure oriented in the vertical direction. As a material of the microorganism carrier 5, it is necessary to use a material having biocompatibility, not being eroded by microorganisms, and having a certain strength or more. Here, the bio-affinity means that it has a polarity opposite to the charged polarity of the microorganism, that the microorganism is easily attached, and that it has an affinity for water and tends to retain water. .

【0023】また、微生物担持体5の材質は、材質自体
に酸素透過性があること、塩素等の原子を含まず、廃棄
後に環境を汚染しないこと(環境適合性を有するこ
と)、被覆層を形成したり繊維状や粒状等の形態にする
ことが容易であること、低価格であること等の条件を満
たすものであれば、より好ましい。微生物担持体5の材
質の具体例としては、例えば、塩化ビニリデン、ポリプ
ロピレン等の合成樹脂、ゼオライト、酸化珪素、ガラ
ス、炭素材料等の無機物質等が挙げられる。微生物担持
体5は、反応槽2,3内において当該微生物担持体5の
上方、下方、側方の各々に適当な空間が形成されるよう
な位置にて、支持棒等の支持手段によって反応槽2,3
内に固定される。
The material of the microorganism carrier 5 has oxygen permeability, does not contain atoms such as chlorine, does not pollute the environment after disposal (has environmental compatibility), and has a coating layer. It is more preferable as long as it can be easily formed or formed into a fibrous shape or a granular shape, and that the price is low. Specific examples of the material of the microorganism carrier 5 include vinylidene chloride, synthetic resins such as polypropylene, and inorganic substances such as zeolite, silicon oxide, glass, and carbon materials. The microbial carrier 5 is provided in the reaction tanks 2 and 3 at positions such that appropriate spaces are formed above, below, and laterally of the microbial carrier 5 by a supporting means such as a supporting rod. A few
Fixed inside.

【0024】流入口6は、微生物担持体5の上面に微生
物栄養源含有液が落下するように配置される。流入口6
を有する流入管11には、反応槽2の外部において流入
調整バルブ12が設けられており、微生物栄養源含有液
を1クール(1回の処理当たりの所定の液量)毎に供給
及び停止するようになっている。
The inflow port 6 is arranged so that the microbial nutrient source-containing liquid falls on the upper surface of the microbial carrier 5. Inlet 6
An inflow adjusting valve 12 is provided outside the reaction tank 2 in the inflow pipe 11 having the above, and supplies and stops the microbial nutrient source-containing liquid every 1 cool (a predetermined amount of liquid per treatment). It is like this.

【0025】排気調整弁7は、微生物担持体5の上方に
設けられる。より詳しくは、排気調整弁7は、微生物栄
養源含有液を外部に流出させることのないように、微生
物担持体5の上方に位置する液面センサ9の液面検出部
よりも上方に配置されている。排気調整弁7は、電磁弁
でコンピュータ制御されるが、液面センサ9と連携して
リレー式または機械式の制御を行なってもよい。排気調
整弁7から槽外に排出される酸素含有ガスは、エアレー
ション装置8の吸気部(図示せず)に送って、再利用す
ることができる。
The exhaust control valve 7 is provided above the microorganism carrier 5. More specifically, the exhaust control valve 7 is arranged above the liquid level detection portion of the liquid level sensor 9 located above the microbial carrier 5 so as not to let the microbial nutrient source-containing liquid flow out. ing. The exhaust control valve 7 is computer-controlled by an electromagnetic valve, but may be controlled in a relay type or a mechanical type in cooperation with the liquid level sensor 9. The oxygen-containing gas discharged from the exhaust control valve 7 to the outside of the tank can be sent to an intake section (not shown) of the aeration device 8 and reused.

【0026】エアレーション装置(酸素供給手段)8
は、酸素含有ガスを槽内に放出するための多孔質のエア
レーション本体部と、エアレーション本体部に酸素含有
ガスを供給するためのエア供給管と、吸気部からの酸素
含有ガスの流量を調整しまたは停止するための流入エア
調整バルブ13と、吸気部(図示せず)とを含む。エア
レーション装置8としては、例えば、従来の活性汚泥法
で用いられている汎用のエアレーション装置を用いるこ
とができる。ただし、廃水等の微生物栄養源含有液中の
BOD値が大きく、微生物担持体5に微生物が付着し過
ぎるおそれがある場合には、微生物を吹き飛ばすべく、
強いエアレーション能力を持つ装置を用いる必要があ
る。
Aeration device (oxygen supply means) 8
Is a porous aeration main body for releasing the oxygen-containing gas into the tank, an air supply pipe for supplying the oxygen-containing gas to the aeration main body, and a flow rate of the oxygen-containing gas from the intake part. Alternatively, it includes an inflow air adjusting valve 13 for stopping and an intake portion (not shown). As the aeration device 8, for example, a general-purpose aeration device used in the conventional activated sludge method can be used. However, when the BOD value in the microbial nutrient source-containing liquid such as wastewater is large and there is a possibility that the microorganisms are excessively attached to the microorganism carrier 5, the microorganisms should be blown off.
It is necessary to use a device with strong aeration ability.

【0027】液面センサ9は、反応槽2内の微生物栄養
源含有液の液面が上昇して、微生物担持体5の上方の所
定の位置に達すると、液面検出部によって検出し、液面
の更なる上昇を防止するように構成されている。放熱板
10は、微生物の増殖に伴う発熱による温度の上昇を抑
制するために、必要に応じて設けられるものである。
The liquid level sensor 9 detects when the liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid in the reaction tank 2 rises and reaches a predetermined position above the microbial carrier 5 by the liquid level detecting section, It is configured to prevent further elevation of the surface. The heat radiating plate 10 is provided as necessary in order to suppress a temperature increase due to heat generation due to the growth of microorganisms.

【0028】第二の反応槽3は、流入口6の代わりに、
排水口14を設けた他は、第一の反応槽2と同様に構成
されている。すなわち、第二の反応槽3は、微生物担持
体15と、排水口14と、排気調整弁16と、流入エア
調整バルブ17を有するエアレーション装置(酸素含有
ガス供給装置)18と、液面センサ19と、放熱板20
とを備えている。また、排水口14を有する排水管21
には、微生物栄養源含有液を1クール毎に排出及び停止
することのできるように、第二の反応槽3の外部におい
て流出調整バルブ22が取り付けられている。第一の反
応槽2及び第二の反応槽3は、各々、例えば、直方体状
に形成する場合、底部が1〜1.5m四方程度で、高さ4m程
度の寸法を有することが好ましい。
In the second reaction tank 3, instead of the inflow port 6,
The first reaction tank 2 is configured similarly to the first reaction tank 2 except that the drain port 14 is provided. That is, the second reaction tank 3 includes an aeration device (oxygen-containing gas supply device) 18 having a microorganism carrier 15, a drainage port 14, an exhaust control valve 16, and an inflow air control valve 17, and a liquid level sensor 19. And the heat sink 20
It has and. Further, a drain pipe 21 having a drain port 14
An outflow adjusting valve 22 is attached to the outside of the second reaction tank 3 so that the liquid containing the microbial nutrient source can be discharged and stopped for each cool. When each of the first reaction tank 2 and the second reaction tank 3 is formed in, for example, a rectangular parallelepiped shape, it is preferable that the bottom has a dimension of about 1 to 1.5 m square and a height of about 4 m.

【0029】次に、図1及び図2に示す微生物反応装置
1の運転方法について説明する。まず、流入調整バルブ
12を開いて、微生物栄養源含有液(具体的には、廃水
や、微生物培養のための栄養液等)を流入口6から第一
の反応槽2の中に流入させる。この時、排気調整弁16
と流出調整バルブ22を閉じ、排気調整弁7を開いてお
く。また、流入エア調整バルブ17を閉じ、流入エア調
整バルブ13を開いて、エアレーション装置8のみを動
作させておく。
Next, a method of operating the microbial reaction apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described. First, the inflow adjusting valve 12 is opened to allow a liquid containing a microbial nutrient source (specifically, wastewater, a nutrient liquid for culturing microorganisms, etc.) to flow into the first reaction tank 2 from the inlet 6. At this time, the exhaust control valve 16
The outflow adjusting valve 22 is closed, and the exhaust adjusting valve 7 is opened. Further, the inflow air adjusting valve 17 is closed, the inflow air adjusting valve 13 is opened, and only the aeration device 8 is operated.

【0030】この場合、第二の反応槽3は、酸素含有ガ
ス(空気)で満たされ、かつ密閉されている。したがっ
て、微生物栄養源含有液の液面が連通路4の上端まで上
昇した後は、第一の反応槽2の中でのみ、微生物栄養源
含有液の液面は上昇していく。そして、微生物栄養源含
有液の液面が、第一の反応槽2の中で上昇を続け、微生
物担持体5の上端を越えた後、流入調整バルブ12が閉
じられ、第一の反応槽2内への微生物栄養源含有液の供
給が停止される。以上を工程(A)とする。
In this case, the second reaction tank 3 is filled with oxygen-containing gas (air) and is hermetically sealed. Therefore, after the liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid rises to the upper end of the communication passage 4, the liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid rises only in the first reaction tank 2. Then, the liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid continues to rise in the first reaction tank 2 and, after exceeding the upper end of the microbial carrier 5, the inflow adjusting valve 12 is closed and the first reaction tank 2 The supply of the liquid containing the microbial nutrient source to the inside is stopped. The above is a process (A).

【0031】次に、排気調整弁7を閉じて、排気調整弁
16を開き、かつ、流入エア調整バルブ13と流入エア
調整バルブ17を共に開いて、第一の反応槽2及び第二
の反応槽3におけるエアレーションを開始する。この場
合、排気調整弁7が閉じられ、排気調整弁16が開いて
いるため、第一の反応槽2内の上部に酸素含有ガスが溜
まり、第一の反応槽2内の微生物栄養源含有液の液面が
下降していくとともに、第二の反応槽3内の微生物栄養
源含有液の液面が上昇していく。そして、微生物栄養源
含有液の液面が、第二の反応槽3の中で上昇を続け、微
生物担持体15の上端を越え、最後に、液面センサ19
の液面検出部によって検知される。以上を工程(B)と
する。
Next, the exhaust adjusting valve 7 is closed, the exhaust adjusting valve 16 is opened, and both the inflow air adjusting valve 13 and the inflow air adjusting valve 17 are opened, and the first reaction tank 2 and the second reaction Aeration in the tank 3 is started. In this case, since the exhaust control valve 7 is closed and the exhaust control valve 16 is open, the oxygen-containing gas is accumulated in the upper part of the first reaction tank 2 and the microbial nutrient source-containing liquid in the first reaction tank 2 is stored. The liquid level of the liquid containing the microbial nutrient source in the second reaction tank 3 rises as the liquid level of the liquid decreases. Then, the liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid continues to rise in the second reaction tank 3, exceeds the upper end of the microbial carrier 15, and finally, the liquid level sensor 19
Is detected by the liquid level detection unit. The above is a process (B).

【0032】液面センサ19で検知された後、排気調整
弁16を閉じ、排気調整弁7を開く。すると、微生物栄
養源含有液は、工程(B)とは逆に、第二の反応槽3内
の上部に酸素含有ガスが溜まり、第二の反応槽3内の微
生物栄養源含有液の液面が下降していくとともに、第一
の反応槽2内の微生物栄養源含有液の液面が上昇してい
く。そして、微生物栄養源含有液の液面が、第一の反応
槽2の中で上昇を続け、微生物担持体5の上端を越え、
最後に、液面センサ9の液面検出部によって検知され
る。以上を工程(C)とする。工程(C)の後、さらに
上述の工程(B)及び工程(C)と同様の工程を交互に
繰り返す。所定の時間の経過後、第二の反応槽3の中に
微生物栄養源含有液が貯留された状態にある時に、第二
の反応槽3の流出調整バルブ22を開き、処理済みの微
生物栄養源含有液を排水口14から排水管21を通して
排出する。微生物反応装置1内における微生物栄養源含
有液の滞留時間は、反応槽の容積や微生物栄養源含有液
中の有機性物質等の濃度によって異なるが、通常、8〜6
0分程度である。また、第一の反応槽2と第二の反応槽
3間の微生物栄養源含有液の移動は、反応槽の大きさ等
によって異なるが、通常、0.1〜5回/分程度(ただし、
往復の移動で1回とする。)である。
After being detected by the liquid level sensor 19, the exhaust adjusting valve 16 is closed and the exhaust adjusting valve 7 is opened. Then, in the microbial nutrient source-containing liquid, contrary to the step (B), the oxygen-containing gas is accumulated in the upper part of the second reaction tank 3, and the liquid surface of the microbial nutrient source-containing liquid in the second reaction tank 3 And the liquid level of the liquid containing the microbial nutrient source in the first reaction tank 2 rises. Then, the liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid continues to rise in the first reaction tank 2 and exceeds the upper end of the microbial carrier 5,
Finally, it is detected by the liquid level detection unit of the liquid level sensor 9. The above is a process (C). After the step (C), the same steps as the steps (B) and (C) are alternately repeated. After the elapse of a predetermined time, when the liquid containing the microbial nutrient source is stored in the second reaction tank 3, the outflow adjusting valve 22 of the second reaction tank 3 is opened to treat the treated microbial nutrient source. The contained liquid is discharged from the drain port 14 through the drain pipe 21. The residence time of the microbial nutrient source-containing liquid in the microbial reaction apparatus 1 varies depending on the volume of the reaction tank and the concentration of organic substances and the like in the microbial nutrient source-containing liquid, but is usually 8 to 6
It takes about 0 minutes. The movement of the microbial nutrient source-containing liquid between the first reaction tank 2 and the second reaction tank 3 varies depending on the size of the reaction tank and the like, but is usually about 0.1 to 5 times / minute (however,
One round trip is required. ).

【0033】次に、本発明の微生物反応装置の第二の実
施形態について、図3、図4に基づいて説明する。図3
及び図4中、微生物反応装置31は、第一の反応槽32
と第二の反応槽33とが分離されて配設されている。第
一の反応槽32と第二の反応槽33の各々の槽内に微生
物担持体5,15、エアレーション装置8,18、排気
調整弁7,16、液面センサ9,19、放熱板10,2
0が設けられている点は、図1及び図2に示す第一の実
施形態と同様である。
Next, a second embodiment of the microbial reaction device of the present invention will be described with reference to FIGS. Figure 3
Further, in FIG. 4, the microbial reaction device 31 includes a first reaction tank 32.
And the second reaction tank 33 are arranged separately. In each of the first reaction tank 32 and the second reaction tank 33, the microorganism carrier 5,15, the aeration devices 8,18, the exhaust control valves 7,16, the liquid level sensors 9,19, the heat radiating plate 10, Two
The point that 0 is provided is the same as in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2.

【0034】第二の実施形態においては、第一の実施形
態における連通路4に代えて、第一の反応槽32内の微
生物栄養源含有液を第二の反応槽33に供給するための
第一の連通手段34と、第二の反応槽33内の微生物栄
養源含有液を第一の反応槽32に供給するための第二の
連通手段35とを備えている。
In the second embodiment, in place of the communication passage 4 in the first embodiment, a microbial nutrient source-containing liquid in the first reaction tank 32 is supplied to the second reaction tank 33. It is provided with one communication means 34 and second communication means 35 for supplying the microbial nutrient source-containing liquid in the second reaction tank 33 to the first reaction tank 32.

【0035】第一の連通手段34は、第一の反応槽32
内で微生物担持体5の下方に配設される取水部36と、
第二の反応槽33内で微生物担持体15の上方に配設さ
れる散水部37と、これら取水部36と散水部37とを
連絡する管路38と、管路38の途中に設けられた散水
調整バルブ39とを備えている。第二の連通手段35
は、第二の反応槽33内で上記微生物担持体15の下方
に配設される取水部40と、第一の反応槽32内で微生
物担持体5の上方に配設される散水部41と、これら取
水部40と散水部41とを連絡する管路42と、管路4
2の途中に設けられる散水調整バルブ43とを備えてい
る。
The first communication means 34 is the first reaction tank 32.
A water intake section 36 disposed below the microbial carrier 5;
In the second reaction tank 33, a water sprinkler 37 arranged above the microorganism carrier 15, a pipe 38 connecting the water intake 36 and the water sprinkler 37, and a pipe 38 provided in the middle of the pipe 38. The water spray adjusting valve 39 is provided. Second communication means 35
Is a water intake section 40 arranged below the microorganism carrier 15 in the second reaction tank 33, and a water sprinkling section 41 arranged above the microorganism carrier 5 in the first reaction tank 32. , A pipe line 42 connecting the water intake unit 40 and the sprinkler unit 41, and a pipe line 4
2 is provided with a water spray adjusting valve 43.

【0036】散水部41には、微生物栄養源含有液を流
入させるための流入管44が連結されており、流入管4
4の途中には、1クール毎に微生物栄養源含有液を供給
及び停止するための流入調整バルブ12が設けられてい
る。取水部40には、微生物栄養源含有液を排出するた
めの排水管45が連結されており、排水管45の途中に
は、1クール毎に微生物栄養源含有液を排出及び停止す
るための流出調整バルブ22が設けられている。
An inflow pipe 44 for inflowing the microbial nutrient source-containing liquid is connected to the sprinkling section 41, and the inflow pipe 4
In the middle of 4, an inflow adjustment valve 12 for supplying and stopping the microbial nutrient source-containing liquid is provided for each cool. A drainage pipe 45 for discharging the microbial nutrient source-containing liquid is connected to the water intake unit 40, and an outflow for discharging and stopping the microbial nutrient source-containing liquid is performed in each course of the drainage pipe 45. A regulating valve 22 is provided.

【0037】次に、図3及び図4に示す微生物反応装置
31の運転方法について説明する。まず、散水調整バル
ブ43を閉じ、排気調整弁7を開いた状態で、流入調整
バルブ12を開いて流入管44から微生物栄養源含有液
を第一の反応槽32内に供給する。この時、流入エア調
整バルブ17を閉じ、流入エア調整バルブ13を開い
て、エアレーション装置8のみから酸素含有ガスが放出
されるようにしておく。この場合、微生物栄養源含有液
は、第一の反応槽32の中にのみ貯留されていく。微生
物栄養源含有液の液面は、第一の反応槽32の中で上昇
を続け、微生物担持体5の上端を越えた後、流入調整バ
ルブ12が閉じられ、第一の反応槽32内への微生物栄
養源含有液の供給が停止される。以上を工程(A)とす
る。
Next, a method of operating the microbial reaction device 31 shown in FIGS. 3 and 4 will be described. First, with the sprinkling adjustment valve 43 closed and the exhaust adjustment valve 7 open, the inflow adjustment valve 12 is opened to supply the microbial nutrient source-containing liquid from the inflow pipe 44 into the first reaction tank 32. At this time, the inflow air adjusting valve 17 is closed and the inflow air adjusting valve 13 is opened so that the oxygen-containing gas is released only from the aeration device 8. In this case, the microbial nutrient source-containing liquid is stored only in the first reaction tank 32. The liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid continues to rise in the first reaction tank 32, and after passing over the upper end of the microbial carrier 5, the inflow adjustment valve 12 is closed and enters the first reaction tank 32. The supply of the liquid containing the microbial nutrient source is stopped. The above is a process (A).

【0038】次に、排気調整弁7と散水調整バルブ43
と流出調整バルブ22を閉じて、排気調整弁16と散水
調整バルブ39を開く。また、流入エア調整バルブ13
と流入エア調整バルブ17を開いて、第一の反応槽32
及び第二の反応槽33におけるエアレーションを開始す
る。この場合、排気調整弁7が閉じ、排気調整弁16が
開いているため、第一の反応槽32の上部に酸素含有ガ
スが溜まり、第一の反応槽32内の微生物栄養源含有液
の液面が押し下げられ、微生物栄養源含有液は、第一の
反応槽32の取水部36から取水され、管路38中を上
昇し、散水部37から第二の反応槽33内に散布され
る。散布された微生物栄養源含有液は、微生物担持体1
5上に落下した後、微生物担持体15に沿って流下し、
第二の反応槽33内の底部に落下する。第二の反応槽3
3内の微生物栄養源含有液の液面は、上昇していき、微
生物担持体15の上端を越え、最後に、液面センサ19
の液面検出部によって検知される。以上を工程(B)と
する。
Next, the exhaust adjusting valve 7 and the sprinkling adjusting valve 43
The outflow adjusting valve 22 is closed, and the exhaust adjusting valve 16 and the sprinkling adjusting valve 39 are opened. In addition, the inflow air adjustment valve 13
And the inflow air adjusting valve 17 are opened, and the first reaction tank 32 is opened.
And aeration in the second reaction tank 33 is started. In this case, since the exhaust control valve 7 is closed and the exhaust control valve 16 is open, the oxygen-containing gas is accumulated in the upper part of the first reaction tank 32, and the liquid of the microbial nutrient source-containing liquid in the first reaction tank 32 is stored. The surface is pushed down, and the microbial nutrient source-containing liquid is taken from the water intake portion 36 of the first reaction tank 32, rises in the pipe 38, and is sprayed from the water spray portion 37 into the second reaction tank 33. The microbial nutrient source-containing liquid sprayed is the microbial carrier 1
After dropping on 5, it flows down along the microbial carrier 15,
It falls to the bottom of the second reaction tank 33. Second reaction tank 3
The liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid in 3 rises and exceeds the upper end of the microbial carrier 15, and finally, the liquid level sensor 19
Is detected by the liquid level detection unit. The above is a process (B).

【0039】液面センサ19で検知された後、排気調整
弁16と散水調整バルブ39を閉じ、排気調整弁7と散
水調整バルブ43を開く。すると、工程(B)とは逆
に、第二の反応槽33の上部に酸素含有ガスが溜まり、
第二の反応槽33内の微生物栄養源含有液の液面が押し
下げられ、微生物栄養源含有液は、第二の反応槽33の
取水装置40から取水され、管路42中を上昇し、散水
装置41から第一の反応槽32内に散布される。散布さ
れた微生物栄養源含有液は、微生物担持体5上に落下し
た後、微生物担持体5に沿って流下し、第一の反応槽3
2内の底部に落下する。第一の反応槽32内の微生物栄
養源含有液の液面は、上昇していき、微生物担持体5の
上端を越え、最後に、液面センサ9の液面検出部によっ
て検知される。以上を工程(C)とする。
After being detected by the liquid level sensor 19, the exhaust adjusting valve 16 and the sprinkling adjusting valve 39 are closed, and the exhaust adjusting valve 7 and the sprinkling adjusting valve 43 are opened. Then, contrary to the step (B), the oxygen-containing gas accumulates in the upper part of the second reaction tank 33,
The liquid surface of the microbial nutrient source-containing liquid in the second reaction tank 33 is pushed down, and the microbial nutrient source-containing liquid is taken from the water intake device 40 of the second reaction tank 33, rises in the pipe line 42, and is sprinkled. It is sprayed from the device 41 into the first reaction tank 32. The sprayed microbial nutrient source-containing liquid drops on the microbial carrier 5 and then flows down along the microbial carrier 5 to form the first reaction tank 3
2 falls to the bottom. The liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid in the first reaction tank 32 rises, crosses the upper end of the microbial carrier 5, and finally is detected by the liquid level detection unit of the liquid level sensor 9. The above is a process (C).

【0040】工程(C)の後、さらに上述の工程(B)
及び工程(C)を交互に繰り返す。所定の時間(微生物
反応のための滞留時間)が経過した後、第二の反応槽3
3の中に微生物栄養源含有液が貯留された状態にある
時、散水調整バルブ43を閉じ、排気調整弁16、流出
調整バルブ22を開いて、処理済みの微生物栄養源含有
液を排水管45を通して排出する。処理済みの微生物栄
養源含有液の排出と同時に、次に処理される1クールの
微生物栄養源含有液を流入管44から第一の反応槽32
内に流入させる。この際、流入エア調整バルブ17を閉
じ、流入エア調整バルブ13を開いて、第一の反応槽3
2内でのみエアレーションを行なう。微生物反応装置3
1内における微生物栄養源含有液の滞留時間、及び、第
一の反応槽32と第二の反応槽33間の微生物栄養源含
有液の移動回数は、第一の実施形態(微生物反応装置
1)と同様である。
After the step (C), the above step (B) is further performed.
And step (C) are alternately repeated. After a predetermined time (residence time for microbial reaction) has passed, the second reaction tank 3
When the microbial nutrient source-containing liquid is stored in 3, the sprinkle adjusting valve 43 is closed, the exhaust adjusting valve 16 and the outflow adjusting valve 22 are opened, and the treated microbial nutrient source-containing liquid is drained by the drain pipe 45. Exhaust through. Simultaneously with the discharge of the treated microbial nutrient source-containing liquid, one cool of the microbial nutrient source-containing liquid to be treated next is supplied from the inflow pipe 44 to the first reaction tank 32.
Let it flow in. At this time, the inflow air adjusting valve 17 is closed, the inflow air adjusting valve 13 is opened, and the first reaction tank 3 is closed.
Aerate only within 2. Microbial reactor 3
The residence time of the microbial nutrient source-containing liquid in 1 and the number of times of transfer of the microbial nutrient source-containing liquid between the first reaction tank 32 and the second reaction tank 33 are the same as those in the first embodiment (microorganism reaction apparatus 1). Is the same as.

【0041】次に、図3に示す本発明の微生物反応装置
31を用いた廃水処理システムについて、説明する。図
5中、廃水処理システムは、上流側から下流側に向かっ
て順に、貯留槽51、微生物反応装置31(第一の反応
槽32及び第二の反応槽33)、第一曝気槽52、第二
曝気槽53、脱窒・スポア化槽54、沈澱槽55が配置
されることによって構成されている。
Next, a wastewater treatment system using the microbial reactor 31 of the present invention shown in FIG. 3 will be described. In FIG. 5, the wastewater treatment system includes a storage tank 51, a microbial reactor 31 (first reaction tank 32 and second reaction tank 33), a first aeration tank 52, and a first aeration tank 52 in order from the upstream side to the downstream side. The second aeration tank 53, the denitrification / sporification tank 54, and the precipitation tank 55 are arranged.

【0042】廃水は、まず、ごみ等を除去するための濾
過器56を通して貯留槽51内に流入する。貯留槽51
は、流入速度が一定でない汚廃水を貯留し、廃水処理シ
ステム中の微生物栄養源含有液の流量を調整する役割を
有する。貯留槽51内にはエアレーション装置57が配
設されており、脱窒及びスポア化槽54や沈澱槽55か
ら返送される微生物が、貯留槽51内で増殖することの
できるようになっている。なお、貯留槽51内の廃水中
の微生物濃度は、MLSS値で5,000mg/リットル以上
の高密度状態となるようにする。それによって、微生物
の糸状化による微生物担持体5,15(図3参照)の目
詰まりを防止することができる。
The wastewater first flows into the storage tank 51 through the filter 56 for removing dust and the like. Storage tank 51
Has a role of storing foul wastewater having a non-uniform inflow rate and adjusting the flow rate of the microbial nutrient source-containing liquid in the wastewater treatment system. An aeration device 57 is arranged in the storage tank 51 so that the microorganisms returned from the denitrification / sporification tank 54 and the precipitation tank 55 can grow in the storage tank 51. The concentration of microorganisms in the waste water in the storage tank 51 is set to a high density state of 5,000 mg / liter or more in MLSS value. As a result, it is possible to prevent clogging of the microbial carrier 5, 15 (see FIG. 3) due to filamentation of the microorganism.

【0043】貯留槽51内の廃水は、流入調整バルブ1
2を開き、流量調整装置58によって流量を調整され
て、微生物反応装置31の中に流入する。この時、貯留
槽51内で増殖した微生物も、廃水と共に微生物反応装
置31の中に流入する。微生物反応装置31の中では、
十分な酸素と栄養源(廃水中の有機性物質等)を与えら
れた微生物が活発に活動して増殖し、排水中の有機性物
質等が分解され、微生物に吸収される。微生物反応装置
31内で処理された廃水は、流出調整バルブ22を開い
て、第一曝気槽52の中に供給される。
The waste water in the storage tank 51 is supplied to the inflow adjusting valve 1
2 is opened, the flow rate is adjusted by the flow rate adjusting device 58, and the mixture flows into the microbial reaction device 31. At this time, the microorganisms grown in the storage tank 51 also flow into the microbial reaction device 31 together with the waste water. In the microbial reaction device 31,
Microorganisms given sufficient oxygen and nutrients (organic substances in wastewater, etc.) actively grow and proliferate, and organic substances in wastewater are decomposed and absorbed by microorganisms. The wastewater treated in the microbial reaction device 31 is supplied into the first aeration tank 52 by opening the outflow adjusting valve 22.

【0044】第一曝気槽52は、微生物反応装置31内
で形成された微生物の糸状の塊のフロック化を促進する
ためのものである。微生物は、フロックになることによ
って、胞子になり易くなる。フロック化を促進するため
に、酸化珪素と硫酸マグネシウムを主体とするミネラル
剤が第1曝気槽52内に投入される。第一曝気槽52に
おいて、有機物が徹底的に除去され、廃水が貧栄養状態
になり、微生物の胞子化の条件が整えられる。第一曝気
槽51内にはエアレーション装置59が配設されてお
り、比較的多量の酸素が廃水中に供給される。
The first aeration tank 52 is for promoting the flocculation of the filamentous mass of microorganisms formed in the microbial reactor 31. By becoming flocs, microorganisms are more likely to become spores. In order to promote flocking, a mineral agent mainly containing silicon oxide and magnesium sulfate is put into the first aeration tank 52. In the first aeration tank 52, the organic matter is thoroughly removed, the wastewater becomes in an oligotrophic state, and the conditions for sporulation of microorganisms are adjusted. An aeration device 59 is arranged in the first aeration tank 51, and a relatively large amount of oxygen is supplied to the waste water.

【0045】第二曝気槽53は、エアレーション装置6
0から供給される酸素の量を第一曝気槽52の10〜20%
程度に絞って、微生物による脱窒と微生物の胞子化を誘
導し、また、抗生物質の放出のための準備を行なうため
のものである。第二曝気槽53において、微生物は、胞
子の形成のための遺伝子カスケードを開始する。
The second aeration tank 53 is the aeration device 6
The amount of oxygen supplied from 0 is 10 to 20% of that of the first aeration tank 52.
It is intended to induce denitrification by microorganisms and sporulation of microorganisms, and to prepare for release of antibiotics. In the second aeration tank 53, the microorganism initiates the gene cascade for spore formation.

【0046】脱窒・スポア化槽54は、溶存酸素を1mg
以下にするためにエアレーション装置61から供給され
る酸素の量を第一曝気槽52の10%程度に絞って、NOx
の本格的な脱窒と抗生物質の放出とを行ない、微生物の
本格的な胞子化(スポア化)を進行させるためのもので
ある。この過程で、残存している窒素やリンが、ペプチ
ドグリカン、ジピコリン酸、ポリリン酸、DNA等の形
で胞子に取り込まれ、窒素と燐が除去されることにな
る。
The denitrification / sporification tank 54 contains 1 mg of dissolved oxygen.
To reduce the amount of oxygen supplied from the aeration device 61 to about 10% of the first aeration tank 52,
The purpose is to carry out full-scale denitrification and release of antibiotics, and to promote full-scale spore formation (spore formation) of microorganisms. In this process, the remaining nitrogen and phosphorus are taken up by the spores in the form of peptidoglycan, dipicolinic acid, polyphosphoric acid, DNA, etc., and nitrogen and phosphorus are removed.

【0047】脱窒・スポア化槽54には、廃水を貯留槽
51及び第一曝気槽52に返送するための返送用管路6
2が設けられている。返送用管路62は、流量調整装置
63で分岐して、流入調整バルブ64を通って貯留槽5
1内に導かれる部分と、流入調整バルブ65を通って第
一曝気槽52内に導かれる部分とに分かれている。貯留
槽51に返送される液量は、貯留槽51内の廃水のBO
D濃度に応じて適宜定められる。
In the denitrification / sporification tank 54, a return conduit 6 for returning the wastewater to the storage tank 51 and the first aeration tank 52.
Two are provided. The return conduit 62 is branched by the flow rate adjusting device 63, passes through the inflow adjusting valve 64, and enters the storage tank 5.
1 is divided into a part that is guided into the first aeration tank 52 and a part that is guided into the first aeration tank 52 through the inflow adjustment valve 65. The amount of liquid returned to the storage tank 51 depends on the BO of the waste water in the storage tank 51.
It is appropriately determined according to the D concentration.

【0048】脱窒・スポア化槽54には排水口が設けら
れており、流入調整バルブ66を開くことによって、脱
窒・スポア化槽54内の廃水が沈澱槽55内に流入する
ようになっている。沈澱槽55は、胞子化された微生物
を回収し除去するためのものである。沈澱槽55内の廃
水の液面付近の部分(胞子化された微生物を含まない部
分)は、排水口から排出される。また、沈澱槽55に
は、沈澱槽55の底面付近の廃水(胞子化された微生物
が沈澱している部分)を貯留槽51に返送し、かつ脱水
装置67に供給するための管路68が設けられている。
管路68は、流量調整装置69で分岐して、流入調整バ
ルブ70を通って貯留槽51内に導かれる部分と、流入
調整バルブ71を通って脱水装置67内に導かれる部分
とに分かれている。貯留槽51に返送される液量は、貯
留槽51内の廃水のBOD濃度に応じて適宜定められる 脱水装置67は、胞子化された微生物の菌体からなる余
剰汚泥を脱水するためのものである。脱水された余剰汚
泥は、堆肥や土壌改良剤等として利用することができ
る。
A drainage port is provided in the denitrification / sporification tank 54, and by opening the inflow adjusting valve 66, the wastewater in the denitrification / spore formation tank 54 flows into the precipitation tank 55. ing. The settling tank 55 is for collecting and removing sporulated microorganisms. A portion near the liquid surface of the waste water in the settling tank 55 (a portion not containing sporulated microorganisms) is discharged from the drain port. Further, in the settling tank 55, there is provided a pipe line 68 for returning the wastewater (a part where the sporulated microorganisms are settled) near the bottom surface of the settling tank 55 to the storage tank 51 and supplying it to the dehydrator 67. It is provided.
The pipe line 68 is branched by the flow rate adjusting device 69 and divided into a part that is guided into the storage tank 51 through the inflow adjusting valve 70 and a part that is passed through the inflow adjusting valve 71 into the dehydrating device 67. There is. The amount of liquid returned to the storage tank 51 is appropriately determined according to the BOD concentration of the waste water in the storage tank 51. The dehydration device 67 is for dehydrating excess sludge composed of sporulated microbial cells. is there. The dehydrated surplus sludge can be used as a compost or a soil conditioner.

【0049】次に、微生物を培養して微生物由来の有用
物質を得るための有用物質生産システムについて説明す
る。図4は、図2に示す微生物反応装置31を含む有用
物質生産システムの全体を示す図である。栄養液貯留槽
81には、培養の対象となる微生物の栄養源である糖
類、澱粉類、蛋白質、アミノ酸、脂肪酸、窒素含有化合
物、リン酸、ミネラル類等を含む無菌の栄養液が貯留さ
れている。なお、バチルス属の細菌を培養する場合は、
栄養液として、雑食性の動物の屎尿を殺菌したものをベ
ースとしたものを使用することが望ましい。栄養液は、
流入調整バルブ82を開いて、栄養液貯留槽81の上部
から供給される。栄養液貯留槽81内には、流入エア調
整バルブ83を開いて、エアレーション装置84から酸
素含有ガスが供給される。
Next, a useful substance production system for culturing a microorganism to obtain a useful substance derived from the microorganism will be described. FIG. 4 is a diagram showing an entire useful substance production system including the microbial reaction device 31 shown in FIG. The nutrient solution storage tank 81 stores a sterile nutrient solution containing sugars, starches, proteins, amino acids, fatty acids, nitrogen-containing compounds, phosphoric acid, minerals, etc., which are nutrient sources of microorganisms to be cultured. There is. When culturing bacteria of the genus Bacillus,
As the nutrient solution, it is desirable to use a solution obtained by sterilizing the human waste of omnivorous animals. The nutrient solution is
It is supplied from the upper part of the nutrient solution storage tank 81 by opening the inflow adjustment valve 82. The inflow air adjusting valve 83 is opened and the oxygen-containing gas is supplied from the aeration device 84 into the nutrient solution storage tank 81.

【0050】栄養液貯留槽81の下部には、排水用の管
路が取り付けられており、流量調整装置85を介して微
生物反応装置31に接続されている。微生物反応装置3
1は、上述の通り、微生物を増殖させるための装置であ
り、微生物担持体5,15(図3参照)に予め培養の対
象となる微生物を付着させておく。微生物反応装置31
の下流側に配置される胞子化促進装置86は、流入エア
調整バルブ87によってエアレーション装置88のエア
レーション量を段階的に調整するように構成されてい
る。第1段階では、十分に空気を供給し、微生物を増殖
させる。第2段階では、溶存酸素量が1mg/L以下になる
ように酸素の供給量を低減し、増殖した微生物を胞子化
させる。なお、胞子化促進装置86内の栄養液中には、
必要に応じて胞子化促進剤を添加することができる。
A drainage conduit is attached to the lower portion of the nutrient solution storage tank 81, and is connected to the microbial reaction device 31 via a flow rate adjusting device 85. Microbial reactor 3
As described above, 1 is a device for growing microorganisms, and microorganisms to be cultured are attached to the microorganism carriers 5, 15 (see FIG. 3) in advance. Microbial reactor 31
The sporulation promoting device 86 disposed on the downstream side of is configured to adjust the aeration amount of the aeration device 88 stepwise by the inflow air adjusting valve 87. In the first stage, sufficient air is supplied to grow microorganisms. In the second step, the oxygen supply is reduced so that the dissolved oxygen content becomes 1 mg / L or less, and the grown microorganisms are sporulated. In the nutrient solution in the sporulation promoting device 86,
If necessary, a sporulation promoter can be added.

【0051】胞子化促進装置86の底面付近の栄養液
(胞子化された微生物を含む。)は、返送用管路89に
よって栄養液貯留槽81に返送される。返送用管路89
には、流量調整装置90及び流入調整バルブ91が備え
られている。胞子化促進装置86内の栄養液は、返送用
管路89で取水されたものを除き、流入調整バルブ92
を開いて、胞子分離装置93に送られる。胞子分離装置
93の底面付近の栄養液(胞子化された微生物が沈澱し
ている。)は、管路95によって栄養液貯留槽81及び
脱水装置94に供給される。管路95は、流量調整装置
96で分岐して、流入調整バルブ92を通って栄養液貯
留槽81内に導かれる部分と、流入調整バルブ97を通
って脱水装置94内に導かれる部分とに分かれている。
脱水装置94で脱水された微生物菌体は、堆肥や土壌改
良剤等として利用することができる。胞子分離装置93
内の栄養液の液面付近から排水して得た処理済みの液体
は、胞子化された微生物を含まず、かつ、微生物によっ
て生産された有用物質(抗生物質等)を含むものであ
る。有用物質は、処理済みの液体から分離して回収され
る。
The nutrient solution in the vicinity of the bottom surface of the sporulation promoting device 86 (including sporulated microorganisms) is returned to the nutrient solution storage tank 81 by the return conduit 89. Return line 89
Is provided with a flow rate adjusting device 90 and an inflow adjusting valve 91. The nutrient solution in the sporulation promoting device 86, except for the water taken in the return conduit 89, is an inflow adjusting valve 92.
And sent to the spore separation device 93. The nutrient solution in the vicinity of the bottom surface of the spore separating device 93 (the sporulated microorganisms are precipitated) is supplied to the nutrient solution storage tank 81 and the dehydrating device 94 by the conduit 95. The pipe line 95 is branched by the flow rate adjusting device 96 into a part that is guided into the nutrient solution storage tank 81 through the inflow adjusting valve 92 and a part that is guided into the dehydrating device 94 through the inflow adjusting valve 97. I know.
The microbial cells dehydrated by the dehydrator 94 can be used as compost, soil improver, or the like. Spore separation device 93
The treated liquid obtained by draining the nutrient liquid in the vicinity of the liquid surface does not contain sporulated microorganisms and contains useful substances (antibiotics etc.) produced by the microorganisms. The useful substance is separated and recovered from the treated liquid.

【0052】[0052]

【実施例】[廃水処理システムの作製]微生物反応装置
31(図3参照)として、底部が0.5m四方で、高さ3mの
反応槽を2つ連結して、図3に示す態様の第一の反応槽
32及び第二の反応槽33を含むものを用意した。一
方、直径0.4mm、2.5mmメッシュで高さ2.4mの金属製のネ
ットを、一辺が2cmの蛇腹状に折り畳んだものを、各辺
が正三角形の一辺となるように引き伸ばし、それを平面
状のネットと互い違いに積み重ねて張り合わせ、正三角
形の縦孔が多数あるような形状にした。これをポリプロ
ピレンの希釈液中に浸漬して、ポリプロピレンの被覆層
を表面に有する微生物担持体5,15を作製した。この
微生物担持体の生物膜面積は1,480m2であり、MLSS換算
で29,160mg/L相当の性能を有する。
Example [Production of wastewater treatment system] As the microbial reaction apparatus 31 (see FIG. 3), two reaction tanks having a bottom of 0.5 m square and a height of 3 m are connected to each other, and the first embodiment shown in FIG. A reactor including the reaction tank 32 and the second reaction tank 33 was prepared. On the other hand, a metal net with a diameter of 0.4 mm and a 2.5 mm mesh and a height of 2.4 m is folded into a bellows shape with a side of 2 cm and stretched so that each side becomes one side of an equilateral triangle, and it is flattened. Alternately stacked and pasted with the net of No. 3, and formed into a shape with many vertical triangular holes. This was immersed in a polypropylene diluting solution to prepare microbial carrier 5, 15 having a polypropylene coating layer on the surface. The biofilm area of this microbial carrier is 1,480 m 2 , and has a performance equivalent to 29,160 mg / L in terms of MLSS.

【0053】排気調節弁7,16は、電磁弁を使用し
て、液面センサ9,19と連動させて制御するように構
成した。エアレーション装置8,18は、複数の多孔質
板を並列に配置して構成した。散水部37,41は、微
生物担持体5,15上に均一に微生物栄養源含有液を散
布することができるように、各々、複数の孔を穿設した
管を6本作製し、反応槽32,33内の上部に固定する
ことによって構成した。取水部36,40は、反応槽3
2,33の底部に傾斜した2枚の鉄板で断面がV字形状
の谷を作ったうえで、谷の底部に配設した(図4参
照)。取水部を構成する取水管としては、8mm径の取水
孔を10個有するものを用いた。
The exhaust control valves 7 and 16 are constructed by using solenoid valves so as to be controlled in conjunction with the liquid level sensors 9 and 19. The aeration devices 8 and 18 are configured by arranging a plurality of porous plates in parallel. The water sprinkling parts 37, 41 are each formed with six tubes each having a plurality of holes so that the microbial nutrient source-containing liquid can be uniformly sprayed on the microbial carriers 5, 15, and the reaction tank 32 , 33, and fixed at the top. The water intake parts 36 and 40 are the reaction tank 3
After forming a valley having a V-shaped cross section with two inclined iron plates at the bottom of Nos. 2 and 33, the valleys were arranged at the bottom of the valley (see FIG. 4). As the water intake pipe constituting the water intake part, one having 10 water intake holes with a diameter of 8 mm was used.

【0054】作製した微生物反応装置は、19.8m3/日の
微生物栄養源含有液の最大処理能力を有し、BODを4.
3kg/日処理する能力を有していた。このように大きな
処理能力を有する理由は、次の通りである。すなわち、
好気性微生物が密集して付着した微生物担持体を完全に
空気中に置くことと、酸素リッチな微生物栄養源含有液
中に浸すことを2つの反応槽を利用して交互に繰り返す
ことによって、ちょうど肺呼吸のように微生物が効率よ
く酸素交換を行なうことが可能になる。それによって、
微生物担持体上に付着する微生物の膜体に酸素が浸透す
る深さは、酸素を供給する微生物栄養源含有液中では、
表面から0.3mmが限界であったが、本方法では1.2mm程度
になった。このことは、反応の効率が3〜4倍程度に高
まることを意味する。例えば、微生物栄養源含有液中の
微生物の膜体は、MLSSに換算して6,200mg/Lであるが、
本発明の方法における微生物の膜体は、MLSSに換算して
22,320mg/Lである。なお、バチルス属の細菌の優占化と
原水適合化には、通常、15〜20日を要した。優占化と原
水適合化が実現した後、廃水は、安定的に処理されるよ
うになった。原水の負荷変動(例えば、微生物栄養成分
の濃度の変動等)に対しても、廃水処理システムの運転
に問題が生じないことを確認した。
The prepared microbial reactor has a maximum treatment capacity of 19.8 m 3 / day of the microbial nutrient source-containing liquid and a BOD of 4.
It was capable of handling 3 kg / day. The reason for having such a large processing capacity is as follows. That is,
By completely placing the microbial carrier on which the aerobic microorganisms are densely attached and in the air and immersing the microbial carrier in the oxygen-rich microbial nutrient-containing solution by alternately using two reaction tanks, Microorganisms can efficiently exchange oxygen as in lung breathing. Thereby,
The depth at which oxygen permeates the microbial membrane attached to the microbial carrier is determined by the microbial nutrient source-containing liquid that supplies oxygen.
The limit was 0.3 mm from the surface, but with this method it was about 1.2 mm. This means that the efficiency of the reaction is increased about 3 to 4 times. For example, the microbial membrane in the microbial nutrient source-containing liquid is 6,200 mg / L in terms of MLSS,
The microbial membrane in the method of the present invention is converted to MLSS.
It is 22,320 mg / L. It usually took 15 to 20 days to dominate the Bacillus bacterium and adapt it to raw water. After achieving the dominance and adaptation to raw water, the wastewater became stable. It was confirmed that there is no problem in the operation of the wastewater treatment system even with changes in the load of raw water (for example, changes in the concentration of microbial nutrient components).

【0055】廃水処理システムは、図5に示すように構
成した。貯留槽51に対しても、脱窒・スポア化槽54
等から微生物を含む廃水の返送を行なったので、貯留槽
51内においても微生物が活動し、貯留槽51からの臭
気はほとんど感じられなかった。以下、種々の廃水を用
いた実験例を詳述する。
The wastewater treatment system was constructed as shown in FIG. Also for the storage tank 51, the denitrification / sporification tank 54
Since the waste water containing microorganisms was returned from the above, the microorganisms were active in the storage tank 51, and the odor from the storage tank 51 was hardly sensed. Hereinafter, experimental examples using various wastewaters will be described in detail.

【0056】[実施例1]作製した微生物反応装置31
を含む廃水処理システムを用いて、養豚畜舎の廃水を処
理対象として、浄化能力を確認する実験を行なった。養
豚畜舎の1日の廃水量は3.8m3であり、廃水のBOD(生物
化学的酸素要求量)は11,631mg/L、COD(化学的酸素要
求量)は6,822mg/L、懸濁物質(SS)は12,106mg/L、全窒
素量(T-N)は4,614mg/L、全リン量(T-P)は402mg/Lであっ
た。0.75mmの微細目スクリーン56(図5参照)でごみ
等を除去した後、沈澱槽55から容積が9.3m3の貯留槽
51に返送汚泥の80容量%を戻し、高菌密度状態にする
と共に、エアレーション装置57から0.15m3/分で空気
を供給した。この段階で悪臭はほとんど皆無になった。
次に、貯留槽51から1クール(1回の処理単位量)の
廃水を微生物反応装置31の第一の反応槽32に供給し
た。第一の反応槽32(容積:0.75m3)と第二の反応槽
33(容積:0.75m3)の間で、4.4回/分の繰り返し速
度となるように、廃水を反応槽間で交互に移動させた。
廃水の滞留時間(微生物反応時間)は28分間であった。
滞留後、第二の反応槽33から排出された廃水を採取し
て分析したところ、廃水中のBODは465ml/L、CODは396ml
/L、懸濁物質は472mg/L、全窒素量は138mg/L、全リン量
は10.8mg/Lであった。
[Example 1] Microbial reactor 31 prepared
An experiment was conducted to confirm the purification capacity of wastewater from pig farms using a wastewater treatment system that includes the above. Pig wastewater daily amount of livestock pens is 3.8 m 3, the waste water of BOD (biochemical oxygen demand) is 11,631mg / L, COD (chemical oxygen demand) of 6,822mg / L, suspended solids ( The SS) was 12,106 mg / L, the total nitrogen content (TN) was 4,614 mg / L, and the total phosphorus content (TP) was 402 mg / L. After removing dust and the like with a 0.75 mm fine mesh screen 56 (see FIG. 5), 80% by volume of the returned sludge was returned from the settling tank 55 to the storage tank 51 having a volume of 9.3 m 3 to make the bacterial density high. Air was supplied from the aeration device 57 at 0.15 m 3 / min. At this stage, the stench almost disappeared.
Next, one cool (one treatment unit amount) of waste water was supplied from the storage tank 51 to the first reaction tank 32 of the microbial reaction apparatus 31. Waste water is alternated between the first reaction tank 32 (volume: 0.75 m 3 ) and the second reaction tank 33 (volume: 0.75 m 3 ) at a repetition rate of 4.4 times / minute. Moved to.
The retention time of the wastewater (microorganism reaction time) was 28 minutes.
After the retention, the waste water discharged from the second reaction tank 33 was collected and analyzed. The BOD in the waste water was 465 ml / L and the COD was 396 ml.
/ L, suspended solids were 472 mg / L, total nitrogen content was 138 mg / L, and total phosphorus content was 10.8 mg / L.

【0057】微生物反応装置31の第二の反応槽33か
ら排出された廃水は、3つに区画された曝気槽のうちの
1番目の曝気槽である第一曝気槽52(容積:6m3)に
供給された。第一曝気槽52には、微生物の成長と胞子
化を促進するためのミネラル成分(珪酸、マグネシウ
ム、カルシウム、マンガン、セレン等を含む。)を6.6k
g/日の供給量で添加した。また、第一曝気槽52には、
3つの曝気槽全体のエアレーション量(供給空気量)中
の70%の空気を割り当て、高レベルの好気性雰囲気とし
た。これによって、微生物反応装置31で処理されなか
った残りのBODが除去され、廃水が貧栄養状態になっ
た。
The waste water discharged from the second reaction tank 33 of the microbial reactor 31 is the first aeration tank 52 (volume: 6 m 3 ) which is the first aeration tank among the three aeration tanks. Was supplied to. The first aeration tank 52 contains 6.6k of mineral components (including silicic acid, magnesium, calcium, manganese, selenium, etc.) for promoting the growth and sporulation of microorganisms.
It was added at a feed rate of g / day. In addition, in the first aeration tank 52,
70% of the aeration volume (supply air volume) of the entire three aeration tanks was allocated to create a high level aerobic atmosphere. As a result, the remaining BOD that was not treated by the microbial reactor 31 was removed, and the wastewater became oligotrophic.

【0058】次に、2番目の曝気槽である第二曝気槽5
3(容積:3m3)では、3つの曝気槽全体のエアレーシ
ョン量中の20%の空気を供給し、さらに貧栄養化を促進
するとともに、微生物に脱窒と胞子化の準備の場を与え
た。3番目の曝気槽である脱窒・スポア化槽54(容
積:3m3)では、3つの曝気槽全体のエアレーション量
中の10%の空気を供給し、微生物に窒素の放出と胞子形
成を行なわせた。脱窒・スポア化槽54から排出された
廃水を採取して分析したところ、廃水中のBODは9.8ml/
L、CODは12ml/L、懸濁物質は11mg/L、全窒素量は2.1mg/
L、全リン量は0.5mg/Lであった。大腸菌は、処理前に30
0,000個/mL存在していたが、この段階で皆無になってい
た。
Next, the second aeration tank 5 which is the second aeration tank
In 3 (volume: 3 m 3 ), 20% of the aeration volume of the three aeration tanks was supplied to further promote oligotrophic conditions and to provide microorganisms with a place for denitrification and sporulation. . The third aeration tank, the denitrification / sporification tank 54 (volume: 3 m 3 ), supplies 10% of the aeration volume of the three aeration tanks to release nitrogen and sporulate microorganisms. Let When the wastewater discharged from the denitrification / sporification tank 54 was collected and analyzed, the BOD in the wastewater was 9.8 ml /
L, COD is 12 ml / L, suspended matter is 11 mg / L, total nitrogen content is 2.1 mg / L.
The amount of L and total phosphorus was 0.5 mg / L. E. coli 30% before treatment
There were 000 cells / mL, but at this stage they were all gone.

【0059】廃水は、脱窒・スポア化槽54から沈澱槽
55に送られた。廃水中の胞子化された微生物は、沈澱
槽55内で沈下した。沈澱槽55中の底部付近から、取
水口を有する管路68によって、微生物の胞子を含む廃
水を回収し、その一部(20容量%)を脱水装置67に供
給した。脱水装置67に送られた廃水は、脱水して、余
剰汚泥として蓄積された。得られた余剰汚泥の量は、1
日当たり6.17kgであった。この余剰汚泥は、土壌改良剤
等として有効利用することができる。養豚畜舎において
は、廃水から各種の悪臭成分が生じる。悪臭成分は、ア
ンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、ジメチルア
ミン、トリメチルアミン、低級脂肪酸等を含む。これら
の悪臭成分は、廃水の処理過程で全て除去することがで
きた。なお、上述の測定値は、10回の廃水処理で測定さ
れた値を平均したものである。上述の測定値をまとめ
て、表1及び表2に示す。
The wastewater was sent from the denitrification / sporification tank 54 to the settling tank 55. The sporulated microorganisms in the wastewater settled in the settling tank 55. Wastewater containing spores of microorganisms was recovered from near the bottom of the settling tank 55 through a pipe 68 having a water intake port, and a part (20% by volume) thereof was supplied to a dehydrator 67. The wastewater sent to the dehydrator 67 was dehydrated and accumulated as excess sludge. The amount of surplus sludge obtained is 1
It was 6.17 kg per day. This excess sludge can be effectively used as a soil conditioner and the like. In pig farms, various odorous components are generated from wastewater. The malodorous components include ammonia, hydrogen sulfide, methyl mercaptan, dimethylamine, trimethylamine, lower fatty acids and the like. All of these malodorous components could be removed during the wastewater treatment process. In addition, the above-mentioned measured value is an average of the values measured in the wastewater treatment 10 times. The measured values described above are summarized in Tables 1 and 2.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】[0061]

【表2】 [Table 2]

【0062】[実施例2]乳飲料製造工場の廃水を処理
対象として、実施例1と同様にして、廃水を浄化した。
廃水量は6m3/日であった。微生物反応装置中の廃水の
滞留時間は、23分間、第一の反応槽と第二の反応槽間の
廃水の移動回数は、1.3回/分であった。その結果を表
3に示す。表3中の測定値は、10回の廃水処理で測定さ
れた値を平均したものである。
[Example 2] Wastewater of a milk beverage manufacturing plant was treated, and the wastewater was purified in the same manner as in Example 1.
The amount of wastewater was 6 m 3 / day. The residence time of wastewater in the microbial reactor was 23 minutes, and the number of times wastewater was transferred between the first reaction tank and the second reaction tank was 1.3 times / minute. The results are shown in Table 3. The measured values in Table 3 are averages of the values measured in the wastewater treatment 10 times.

【0063】[0063]

【表3】 [Table 3]

【0064】[実施例3]乳飲料製造工場の廃水を処理
対象として、実施例1と同様にして、廃水を浄化した。
廃水量は10m3/日であった。微生物反応装置中の廃水の
滞留時間は、25分間、第一の反応槽と第二の反応槽間の
廃水の移動回数は、2.6回/分であった。その結果を表
4に示す。表4中の測定値は、10回の廃水処理で測定さ
れた値を平均したものである。
[Example 3] Waste water from a dairy beverage manufacturing plant was treated, and the waste water was purified in the same manner as in Example 1.
The amount of waste water was 10 m 3 / day. The residence time of the wastewater in the microbial reactor was 25 minutes, and the number of times the wastewater was transferred between the first reaction tank and the second reaction tank was 2.6 times / minute. The results are shown in Table 4. The measured values in Table 4 are averages of the values measured in the wastewater treatment 10 times.

【0065】[0065]

【表4】 [Table 4]

【0066】[実施例4]生活廃水を処理対象として、
実施例1と同様にして、廃水を浄化した。廃水量は4m3
/日であった。微生物反応装置中の廃水の滞留時間は、
8分間、第一の反応槽と第二の反応槽間の廃水の移動回
数は、0.1回/分であった。その結果を表5に示す。表
5中の測定値は、10回の廃水処理で測定された値を平均
したものである。
[Embodiment 4] As a treatment target of domestic wastewater,
Waste water was purified in the same manner as in Example 1. Waste water volume is 4m 3
/ Day. The residence time of wastewater in the microbial reactor is
The number of transfers of the waste water between the first reaction tank and the second reaction tank was 0.1 times / minute for 8 minutes. The results are shown in Table 5. The measured values in Table 5 are the averages of the values measured in the wastewater treatment 10 times.

【0067】[0067]

【表5】 [Table 5]

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明の微生物反応装置によれば、微生
物に十分な栄養源と酸素を供給することができるので、
畜舎、工場、家庭等から排出される廃水中から、有機性
物質、窒素、リン、病原菌、悪臭物質等を除去し、これ
らの排出基準値を大幅に下回る浄化水を得ることができ
る。具体的には、高濃度(20,000mg/L)から低濃度(25
0mg/L)までのBOD値を有する廃水を、10mg/L以下の
BOD値にまで浄化することができるとともに、窒素や
リンを90%以上除去することができる。また、増殖した
微生物の菌体に由来する余剰汚泥は、有用な土壌微生物
として無農薬栽培や疲弊した土地の土壌改良剤として有
効であり、海洋不法投棄のような問題が生じることもな
い。さらに、浄化水には、バチルス属の微生物が胞子化
する際に母細胞のアポトーシスによって放出される動植
物の病気に有用な物質が含まれるので、この有用物質を
浄化水中から分離して利用することもできる。
According to the microbial reaction apparatus of the present invention, it is possible to supply sufficient nutrients and oxygen to the microorganisms,
Organic substances, nitrogen, phosphorus, pathogenic bacteria, malodorous substances, etc. can be removed from wastewater discharged from livestock houses, factories, households, etc., and purified water that is significantly below the emission standard values can be obtained. Specifically, from high concentration (20,000mg / L) to low concentration (25mg / L)
Wastewater having a BOD value of 0 mg / L) can be purified to a BOD value of 10 mg / L or less, and nitrogen and phosphorus can be removed by 90% or more. In addition, the excess sludge derived from the bacterial cells of the propagated microorganisms is effective as a useful soil microorganism as a pesticide-free cultivation or soil amendment agent for a soiled land, and does not cause problems such as illegal dumping in the ocean. In addition, purified water contains substances useful for animal and plant diseases that are released by apoptosis of mother cells when Bacillus microorganisms sporulate.Therefore, use this useful substance after separating it from purified water. You can also

【0069】また、本発明の微生物反応装置によれば、
微生物に十分な栄養源と酸素を供給することができるの
で、好気性の微生物を大きな増殖速度で培養して、堆肥
(コンポスト)や抗生物質等の医薬を効率的に製造する
ことができる。また、本発明の微生物反応装置は、簡易
な構造を有し、製作及び保守が容易であり、低コストで
ある。特に、モータや減速機等の駆動部分を有していな
いので、騒音が出ず、運転時に故障することもない。ま
た、従来の網状回転円盤方式では、消費電力のコストと
構造上の強度の面から、円盤の直径を3m以上にすること
ができなかったが、本発明の微生物反応装置では、動力
を用いていないため、高さを10m以上にしたり、あるい
は、蜂の巣状等の形態で内部に多数の反応槽を設けるな
どして、処理の効率及び安定性を向上させることができ
る。さらに、微生物反応装置中の微生物担体の材料や形
状を自由に選択することができるため、広範囲の種類の
微生物を扱うことができ、多様な廃水、栄養液等に対処
することができる。
According to the microbial reaction device of the present invention,
Since sufficient nutrients and oxygen can be supplied to the microorganisms, aerobic microorganisms can be cultivated at a high growth rate to efficiently produce medicines such as compost (compost) and antibiotics. Further, the microbial reaction device of the present invention has a simple structure, is easy to manufacture and maintain, and is low in cost. In particular, since it does not have a drive part such as a motor or a speed reducer, it does not generate noise and does not break down during operation. Further, in the conventional reticulated rotary disk system, from the viewpoint of the cost of power consumption and structural strength, the diameter of the disk could not be 3 m or more, but in the microbial reactor of the present invention, power is used. Therefore, the efficiency and stability of the treatment can be improved by increasing the height to 10 m or more, or by providing a large number of reaction tanks inside in the form of a honeycomb or the like. Furthermore, since the material and shape of the microbial carrier in the microbial reaction device can be freely selected, a wide variety of microorganisms can be handled, and various wastewaters, nutrient solutions, etc. can be dealt with.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の微生物反応装置の一例(第一の実施形
態)を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example (first embodiment) of a microbial reaction device of the present invention.

【図2】図1中のA−A線で切断した状態を示す矢視断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG.

【図3】本発明の微生物反応装置の他の例(第二の実施
形態)を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example (second embodiment) of the microbial reaction device of the present invention.

【図4】図3中のB−B線で切断した状態を示す矢視断
面図である。
FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB in FIG.

【図5】図3に示す微生物反応装置を含む廃水処理シス
テムの一例を示す概略図である。
5 is a schematic view showing an example of a wastewater treatment system including the microbial reaction device shown in FIG.

【図6】図3に示す微生物反応装置を含む有用物質生産
システムの一例を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a useful substance production system including the microbial reaction device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,31 微生物反応装置 2,32 第一の反応槽 3,33 第二の反応槽 4 連通路 5,15 微生物担持体 6 流入口 7,16 排気調整弁 8,18,57,59,60,61,84,88 エア
レーション装置(酸素含有ガス供給手段) 9,19 液面センサ 10,20 放熱板 11,44 流入管 12,64,65,66,70,71,82,91,9
2,97 流入調整バルブ 13,17,83,87 流入エア調整バルブ 14 排水口 21,45 排水管 22 流出調整バルブ 34 第一の連通手段 35 第二の連通手段 36,40 取水部 37,41 散水部 38,42,68,95 管路 39,43 散水調整バルブ 51 貯留槽 52 第一曝気槽 53 第二曝気槽 54 脱窒・スポア化槽 55 沈澱槽 56 濾過器 58,63,69,85,90,96 流量調整装置 62,89 返送用管路 67,94 脱水装置 81 栄養液貯留槽 86 胞子化促進装置 93 胞子分離装置
1,31 Microbial reactor 2,32 First reaction tank 3,33 Second reaction tank 4 Communication passage 5,15 Microorganism carrier 6 Inflow port 7,16 Exhaust regulating valve 8,18,57,59,60, 61,84,88 Aeration device (oxygen-containing gas supply means) 9,19 Liquid level sensor 10,20 Radiating plate 11,44 Inflow pipe 12, 64, 65, 66, 70, 71, 82, 91, 9
2,97 Inflow adjustment valve 13, 17, 83, 87 Inflow air adjustment valve 14 Drain port 21, 45 Drain pipe 22 Outflow adjustment valve 34 First communication means 35 Second communication means 36, 40 Water intake portion 37, 41 Water spray Parts 38, 42, 68, 95 Pipe lines 39, 43 Water sprinkling adjustment valve 51 Storage tank 52 First aeration tank 53 Second aeration tank 54 Denitrification / sporification tank 55 Precipitation tank 56 Filter 58, 63, 69, 85, 90,96 Flow rate adjusting device 62,89 Returning pipe 67,94 Dehydrating device 81 Nutrient solution storage tank 86 Sporulation promoting device 93 Spore separating device

───────────────────────────────────────────────────── 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) C12N 1/20 C12N 1/20 F //(C12M 1/00 C12R 1:07 C12R 1:07) (C12N 1/20 C12R 1:07) (72)発明者 林 佩芬 中華人民共和国上海市楊浦区市光三村155 −101 Fターム(参考) 4B029 AA03 AA05 BB02 CC02 CC10 DB15 DC07 DG06 4B065 AA15X BB40 BC06 BC41 BC50 CA49 CA55 4D003 AA01 AB02 BA01 BA04 DA08 DA29 DA30 EA03 EA14 EA16 FA01 4H061 AA03 CC47 CC51 GG49 GG67 GG70 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C12N 1/20 C12N 1/20 F // (C12M 1/00 C12R 1:07 C12R 1:07) (C12N 1/20 C12R 1:07) (72) Inventor, Lin Feng Feng, People's Republic of China 155-101 F-term, Kosanmura, Yangpu-gu, Shanghai, China (reference) 4B029 AA03 AA05 BB02 CC02 CC10 DB15 DC07 DG06 4B065 AA15X BB40 BC06 BC41 BC50 CA49 CA55 4D003 AA01 AB02 BA01 BA04 DA08 DA29 DA30 EA03 EA14 EA16 FA01 4H061 AA03 CC47 CC51 GG49 GG67 GG70

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 微生物栄養源含有液を微生物によって処
理するための第一の反応槽及び第二の反応槽と、これら
第一の反応槽と第二の反応槽の槽内空間同士を連通し得
る連通手段とを備えた微生物反応装置であって、 上記第一の反応槽と上記第二の反応槽の各々の槽内空間
には、微生物を担持し得る微生物担持体と、槽内に酸素
含有ガスを放出するための酸素供給手段とが配設されて
おり、 上記第一の反応槽と上記第二の反応槽の各々が、槽内の
上記酸素含有ガスを排気するための、上記微生物担持体
の上方に設けられた排気調整弁を有することを特徴とす
る微生物反応装置。
1. A first reaction tank and a second reaction tank for treating a liquid containing a microbial nutrient source with microorganisms, and the tank spaces of the first reaction tank and the second reaction tank are communicated with each other. A microbial reactor provided with a communicating means to obtain, in the inner space of each of the first reaction tank and the second reaction tank, a microbial carrier capable of supporting microorganisms, and oxygen in the tank. Oxygen supply means for releasing the contained gas is arranged, each of the first reaction tank and the second reaction tank, for exhausting the oxygen-containing gas in the tank, the microorganism A microbial reaction device having an exhaust control valve provided above a carrier.
【請求項2】 上記連通手段が、上記第一の反応槽に穿
設された開口部と、上記第二の反応槽に穿設された開口
部とを連絡する連通路であり、 上記第一の反応槽の開口部及び上記第二の反応槽の開口
部の各々が、上記第一の反応槽内の上記微生物担持体の
下端と、上記第二の反応槽内の上記微生物担持体の下端
のいずれに対しても下方に位置するように設けられてい
る請求項1に記載の微生物反応装置。
2. The communication means is a communication passage that connects an opening formed in the first reaction tank and an opening formed in the second reaction tank, Each of the opening of the reaction tank and the opening of the second reaction tank, the lower end of the microorganism carrier in the first reaction tank, the lower end of the microorganism carrier in the second reaction tank The microbial reaction device according to claim 1, wherein the microbial reaction device is provided so as to be located below both of them.
【請求項3】 上記連通手段が、上記第一の反応槽内の
微生物栄養源含有液を上記第二の反応槽に供給するため
の第一の連通手段と、上記第二の反応槽内の微生物栄養
源含有液を上記第一の反応槽に供給するための第二の連
通手段とからなり、 上記第一の連通手段が、上記第一の反応槽内で上記微生
物担持体の下方に配設された取水部と、上記第二の反応
槽内で上記微生物担持体の上方に配設された散水部と、
これら取水部と散水部とを連絡する管路とを備えてお
り、 上記第二の連通手段が、上記第二の反応槽内で上記微生
物担持体の下方に配設された取水部と、上記第一の反応
槽内で上記微生物担持体の上方に配設された散水部と、
これら取水部と散水部とを連絡する管路とを備えてい
る、請求項1に記載の微生物反応装置。
3. The first communication means for supplying the microbial nutrient source-containing liquid in the first reaction tank to the second reaction tank, and the communication means in the second reaction tank. A second communication means for supplying a microbial nutrient source-containing liquid to the first reaction tank, wherein the first communication means is arranged below the microbial carrier in the first reaction tank. A water intake section provided, and a water sprinkling section disposed above the microorganism carrier in the second reaction tank,
It is provided with a pipe line that connects these water intake section and water sprinkling section, the second communication means, the water intake section disposed below the microorganism carrier in the second reaction tank, and A sprinkling section arranged above the microorganism carrier in the first reaction tank,
The microbial reaction apparatus according to claim 1, comprising a pipe line that connects the water intake section and the water sprinkling section.
【請求項4】 上記第一の反応槽と上記第二の反応槽の
各々が、上記微生物担持体の上方に、上記微生物栄養源
含有液の液面が所定の高さに到達したことを検出するた
めの液面センサを有する請求項1〜3のいずれか1項に
記載の微生物反応装置。
4. The first reaction tank and the second reaction tank each detect that the liquid level of the microbial nutrient source-containing liquid reaches a predetermined height above the microbial carrier. The microbial reaction device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a liquid level sensor for performing the operation.
【請求項5】 微生物栄養源含有液を微生物によって処
理するための第一の反応槽及び第二の反応槽を用いた微
生物栄養源含有液の処理方法であって、 上記第一の反応槽及び上記第二の反応槽の各々の槽内空
間に微生物担持体を配設し、かつ、該微生物担持体に所
定の微生物を担持させた後、 上記第一の反応槽と上記第二の反応槽の相互間で上記微
生物栄養源含有液を交互に移動させることによって、上
記第一の反応槽内の上記微生物担持体が、上記微生物栄
養源含有液中に浸漬され、かつ、上記第二の反応槽内の
上記微生物担持体が、酸素含有ガス中に曝気された状態
と、上記第一の反応槽内の上記微生物担持体が、酸素含
有ガス中に曝気され、かつ、上記第二の反応槽内の上記
微生物担持体が、上記微生物栄養源含有液中に浸漬され
た状態とが、交互に現れるように構成したことを特徴と
する微生物栄養源含有液の処理方法。
5. A method for treating a microbial nutrient source-containing liquid using a first reaction tank and a second reaction vessel for treating a microbial nutrient source-containing liquid with a microorganism, comprising: After arranging a microorganism carrier in each tank space of the second reaction tank, and supporting a predetermined microorganism on the microorganism carrier, the first reaction tank and the second reaction tank By alternately moving the microbial nutrient source-containing liquid, the microbial carrier in the first reaction tank is immersed in the microbial nutrient source-containing liquid, and the second reaction The microbial carrier in the tank is aerated in an oxygen-containing gas, the microbial carrier in the first reaction tank is aerated in an oxygen-containing gas, and the second reaction tank The above-mentioned microbial carrier in the state of being immersed in the above-mentioned microbial nutrient source-containing liquid. DOO is processing method microbial nutrient-containing solution, characterized by being configured to alternately appear.
【請求項6】 上記微生物としてバチルス属の細菌を用
いる請求項5に記載の微生物栄養源含有液の処理方法。
6. The method for treating a microbial nutrient-containing solution according to claim 5, wherein a bacterium of the genus Bacillus is used as the microorganism.
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