JP2005262055A - 動物性有機物含有廃水の処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コラーゲン類の製造工場など、動物性有機物を多く含む廃水を、効率的に浄化処理できるようにする。
【解決手段】 動物性有機物を含有する廃水を浄化処理する。廃水として、何れもコラーゲン類の製造過程で発生し動物性有機物であるコラーゲン類を含有するオセイン廃水と石灰廃水とが混合されたｐＨ３〜７の廃水が使用される。廃水を、動物性有機物を代謝する有用微生物群の担持体２２に接触させて浄化処理する。土壌から成形された粒塊物１２などに含まれる動物性有機物分解酵素で、廃水中の動物性有機物を分解する。粒塊物１２に有用微生物群を担持しておける。前記土壌に、コラーゲン類の製造工場の敷地内から採取されたコラーゲン類分解酵素を含む土壌が使用できる。嫌気性微生物を主体とする微生物の組み合わせが使用できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動物性有機物含有廃水の処理方法および処理装置に関し、詳しくは、コラーゲン類の製造工場における廃水のように、動物性有機物が含有される廃水を浄化処理する方法と、このような処理方法に使用される処理装置とを対象にしている。

コラーゲン類の製造工場では、牛や豚などの動物の骨や皮などを原料にして、コラーゲンや、コラーゲンの分解物であるゼラチン、膠などを製造する。前記原料から、リン酸カルシウムなどの無機物を除去して、オセインと呼ばれるコラーゲン主体の物質を得たあと、オセインからコラーゲン類を取り出す場合もある。これら、コラーゲンに由来する製品や中間製品を総称してコラーゲン類と呼ぶ。コラーゲン類の製造工程では、原料に対して、水洗、酸漬、石灰漬、中和、抽出、濾過、精製、濃縮などの処理が行われる。これらの工程からは廃水が生じる。
このようなコラーゲン類の製造工場から生じる廃水には、通常、動物性有機物であるコラーゲン類が含有されている。動物性有機物を含む廃水は、動物性有機物に由来する悪臭がしたり、栄養分に富んでいて環境汚染の原因となったりするため、廃水の浄化処理が必要となる。工場から流出する廃水総量を削減することも要望されている。

従来におけるコラーゲン類製造工場における廃水処理は、通常の各種工場における廃水処理と同様に、中和処理や曝気処理、沈殿濾過処理などを組み合わせて行われていた。
家庭廃水あるいは各種工場廃水などの浄化処理技術として、有機物を代謝して無害化することで水を浄化する機能を有する微生物を利用することが提案されている。廃水を微生物が含まれる汚泥とともに撹拌したり空気を送り込んだりして微生物の活性を高める活性汚泥法が知られ、広く利用されている。
微生物利用の浄化処理法として、特性や機能が異なる複数種類の有用な細菌を組み合わせた細菌群を用いることで、単一種の細菌では困難な浄化機能を実現する技術も提案されている。

特許文献１には、産業廃水などの汚廃水を、バチルス菌を主体とする微生物によって浄化処理する技術が示されている。
このような水浄化処理などに有用な細菌を組み合わせてなる市販製品として「ＥＭ」（商品名：株式会社ＥＭ研究機構）が知られている。
特開平１１−４２４９６号公報

前記したコラーゲン類製造工場の廃水を、前記した微生物によって浄化処理を行おうとしても、十分な性能が達成できないことがある。
例えば、活性汚泥法による浄化処理は、微生物が生成する大量の汚泥が発生し、頻繁に汚泥を取り除く作業の手間がかかる。空気を送り込むために必要なエネルギーコストが高くつく。不快な臭いである泥臭を十分に除去できない場合がある。
特に、コラーゲン類製造工場の廃水のうち、石灰漬工程で発生する石灰廃水は、臭いが強く、従来の浄化処理で臭いを十分に取り除くには多大の手間と費用がかかっていた。
オセイン製造過程で発生する酸処理オセイン廃水は、ｐＨ１．０以下の強酸性であるため、中和処理を行ってから活性汚泥法を適用しなければならないなど、処理工程が複雑になり、処理コストも高くつく。

本発明の課題は、前記したコラーゲン類の製造工場など、動物性有機物を多く含む廃水を、効率的に浄化処理できるようにすることである。

本発明にかかる動物性有機物含有廃水の処理方法のうち、第１の方法は、動物性有機物を含有する廃水を浄化処理する方法であって、前記廃水として、何れもコラーゲン類の製造過程で発生し前記動物性有機物であるコラーゲン類を含有する酸処理オセイン廃水と石灰廃水とが混合されたｐＨ３〜７の廃水を得る工程（ａ）と、前工程（ａ）で得られた廃水を、動物性有機物を代謝する有用微生物群の担持体に接触させて浄化処理する工程（ｂ）とを含む。
第２の方法は、動物性有機物を含有する廃水を浄化処理する方法であって、前記廃水中の前記動物性有機物を動物性有機物分解酵素により分解する工程（ｆ）と、前記廃水を、ｐＨ３〜７の環境下で、動物性有機物を代謝する有用微生物群の担持体に接触させて浄化処理する工程（ｇ）とを含む。

第３の方法は、動物性有機物を含有する廃水を浄化処理する方法であって、前記廃水を、動物性有機物分解酵素を含む土壌から成形され動物性有機物を代謝する有用微生物群が担持されてなる粒塊物に、ｐＨ３〜７の環境下で接触させて浄化処理する工程（ｍ）を含む。
〔動物性有機物を含有する廃水〕
動物性有機物とは、動物に由来する有機物質である。動物の肉や骨、皮などを取り扱う工場や飼育場、処理場などの廃水には、必然的に、蛋白質、脂肪その他の動物性有機物が含まれる。動物食品を取り扱う調理工場や料理店、さらには、家庭から出る廃水にも、動物性有機物が多く含まれる場合がある。

＜コラーゲン類の製造工場の廃水＞
コラーゲンは、動物の結合組織を構成するたんぱく質である。動物の皮、骨、腱、あるいは魚鱗などに多く含まれる。分子量約１０万程度の高分子鎖が３本絡み合った複雑な立体構造を有する高分子である。コラーゲンの高分子鎖を解き外すように分解すればゼラチンや膠が得られる。ゼラチンよりもさらに分解された水溶性ゼラチンや分解コラーゲン、ペプチドと呼ばれる製品を得ることもある。これらコラーゲンに関連する物質を総称してコラーゲン類と呼ぶ。
コラーゲン類の製造工場では、コラーゲンの原料として動物の骨や皮あるいは魚鱗を利用する。したがって、廃水には、動物性有機物であるコラーゲン類が多く含まれている。

廃水には、洗浄水や空調排水、蒸気排水、工場作業者の生活廃水などが含まれる。大量に発生し、浄化処理が必要とされる廃水として、酸処理オセイン廃水および石灰廃水がある。
酸処理オセイン廃水は、オセイン製造過程で生じる廃水である。オセイン製造工程は、動物の骨や皮あるいは魚鱗などのコラーゲン含有組織から、リン酸カルシウムなどの無機質等を取り除いて、コラーゲンを主体とする「オセイン」を得る。オセインを原料にすることで、目的のコラーゲン類が効率的に製造できる。オセイン製造工程で取り除かれた物質の一部または全部が、廃水に含有される。オセイン製造工程で使用された副材料や薬剤も含まれる。オセイン製造工程は、通常、塩酸などの酸を使用して処理を行う。酸処理において発生する酸処理オセイン廃水には、塩酸などの酸が含まれ、酸処理オセイン廃水のｐＨは強酸性になる。通常、酸処理オセイン廃水は、ｐＨ１．０以下である。

石灰廃水は、石灰漬工程で生じる廃水である。石灰漬工程は、コラーゲン原料を消石灰縣濁液に浸漬してアルカリ性にし、コラーゲン類の抽出を行い易くする作用がある。廃水は強いアルカリ性を示し、コラーゲン原料から除去されたコラーゲン類の一部など動物性有機物が含まれる。石灰廃水のｐＨは、ｐＨ１２〜１３である。
さらに、原料の洗浄工程や、酸処理工程、酵素処理工程、抽出工程、精製工程、濃縮工程などでも、コラーゲン類などの動物性有機物を含む廃水が発生する。
廃水に含まれるコラーゲン類には、コラーゲンそのもののほか、前記したように、コラーゲンが分解したゼラチンや、ゼラチンよりもさらに分子量が小さな分解コラーゲン、ペプチド、アミノ酸などもある。

〔動物性有機物を代謝する有用微生物群〕
通常の廃水処理に利用されている微生物の中から、動物性有機物を捕食し消化し代謝して無害化する機能を備えた微生物群を用いる。
微生物の種類として、光合成細菌、放線菌、乳酸菌、糸状菌、酵母などが挙げられる。
微生物には、空気が存在する環境で活発に活動する好気性微生物と、空気が存在しない環境で活発に活動する嫌気性微生物がある。好気性微生物は、動物性有機物を代謝する際に呼吸にともなって大量の汚泥を発生する傾向がある。また、好気性微生物が生成する物質には悪臭の元になる物質が多い傾向がある。嫌気性微生物は、発酵によって動物性有機物を代謝するので汚泥の発生が少ない。発酵により発生する臭いは、味噌などの発酵食品の臭いと知られており、比較的問題になり難い。嫌気性微生物のうち、発酵生成物が臭いの少ない物質であるものが好ましい。

本発明では、嫌気性微生物を主体にして用いることが望ましい。特に、発酵によって臭いの少ない物質を生成する嫌気性微生物を主にする。勿論、一部に好気性微生物が含まれていてもよい。好気性微生物の代謝で生成する物質を嫌気性微生物が代謝して無害化するような複合的な浄化処理を果たす組み合わせを採用することもできる。
有用微生物群は、廃水のｐＨ条件によって性能に違いが生じる。本発明では、ｐＨ３〜７の範囲で有用な微生物群を用いる。このｐＨ範囲では、主に嫌気性微生物の活動が活発になり、好気性微生物の活動は少なくなる。ｐＨが７を超えるアルカリ性領域では、臭いの元になる物質が生成され易い。

廃水処理の能力が高い有用微生物群の具体例として、商品名「ＥＭ」「ＥＭ菌」などと名付けられ、株式会社ＥＭ研究機構から入手できる市販製品が使用できる。「ＥＭ」には、前記した光合成細菌等からなる１０属８０種類以上の微生物が含まれる。また、好気性微生物よりも嫌気性微生物を主体として多く含んでいる。
＜有用微生物群の活性化＞
粉体や溶液の形態で入手された有用微生物群をそのまま使用して廃水の浄化処理を行うには、大量の有用微生物群を用いなければならない。また、入手した段階の有用微生物群は、活動性が弱い状態である場合がある。

そこで、有用微生物群を増殖させたり活動性を高めたりする活性化を図ることが有効である。通常の微生物利用技術における活性化方法が適用できる。
例えば、有用微生物群に糖蜜などの栄養源を加えて一定時間置いておくことが有効である。米のとぎ汁を加えて常温下で発酵させることも有効である。
〔有用微生物群の担持〕
有用微生物群は、そのままで廃水に供給すると、廃水中に分散したり溶けこんだりして散逸して失われてしまう。
そこで、有用微生物群を、ある程度の大きさがある担体に担持させた担持体の形態で使用すれば、散逸することなく、経時的に安定して機能させることができる。担体に担持された状態の微生物は、安定した棲家を得ることで、代謝機能も活発になる。

担体としては、通常の水質浄化処理や微生物利用技術で使用されている材料および形態が採用できる。担体として、廃水のｐＨ、例えば、ｐＨ３〜７において化学的に不溶性な材質のものが好ましい。また、多孔質材料を使用すれば、有用微生物群を高い密度で担持することができ、有用微生物群の生息環境も良好で、効果的に動物性有機物の浄化処理機能を発揮させることができる。
担体の具体例として、備長炭などの炭が有効である。珪藻土などの多孔質無機材料も使用できる。セラミックの成形物や焼成物も使用できる。粘土などの土壌を成形し乾燥させた団子状の粒塊物も使用できる。土壌として、有用微生物群の生息に適した土壌を使用すれば効果的である。担体の形状として、球状、棒状、板状、管状などが挙げられる。繊維を編織したり集積させたりした布状の担体もある。

〔動物性有機物分解酵素〕
動物性有機物のうちコラーゲンは、前記したように分子量が非常に大きく複雑な立体構造を有する高分子であるため、有用微生物群が代謝して分子量の小さな物質に分解し無害化するのに、時間がかかったり、処理効率が悪かったりする。コラーゲンの他にも、動物性有機物には、分子量が大きな蛋白質などが含まれ、有用微生物群による浄化処理が困難な場合がある。
動物性有機物分解酵素は、コラーゲンなどの動物性有機物に作用して、化学的に分解する機能を有する。有用微生物群が代謝によって分解する作用よりも、迅速かつ効率的に、動物性有機物を分解することができる。但し、動物性有機物分解酵素は、動物性有機物を一定の分子量まで分解できるが、完全に無害化するまでには至らない場合が多い。

そこで、有用微生物群による浄化処理を行う前に、動物性有機物分解酵素によって、動物性有機物を、有用微生物群が有効に機能する程度の小さな分子量の物質に分解しておくことが有効である。
動物性有機物分解酵素としては、各種の蛋白質分解酵素が使用できる。コラゲナーゼはコラーゲンの分解に有効である。ゼラナーゼはゼラチンの分解に有効である。動物性有機物分解酵素は、化学的に合成された材料を使用することもできるし、微生物が生成する材料を利用することもできる。前記した有用微生物群の中にも、動物性有機物分解酵素を生成する微生物がある。但し、微生物が生成する動物性有機物分解酵素の量は少ないので、微生物と廃水を短い時間で接触させただけでは、高分子量の動物性有機物を効率的に分解することが難しい。予め、微生物に生成させて蓄積した動物性有機物分解酵素を使用することが好ましい。

動物性有機物分解酵素の供給源として、動物性有機物分解酵素の生成機能を有する微生物が生息する土壌が利用できる。土壌中に生息する微生物が時間をかけて生成した十分な量の動物性有機物分解酵素が得られる。
動物性有機物分解酵素は、粉体、溶液、固形物などの形態で廃水と接触させることができる。動物性有機物分解酵素を別の物質に担持させた形態で使用すれば、廃水とともに流れ出すことが防止できる。
＜コラーゲン類製造工場の土壌＞
コラーゲン類の製造工場の敷地には、コラーゲン原料や製造過程で発生する中間物、こられの物質を含む水などが存在する。これらの物質が土壌に含まれていると、自然発生的に、コラーゲン類の分解酵素を生成する微生物が生息し易くなる。微生物が生成したコラーゲン類分解酵素は土壌中に蓄積される。土壌には大量のコラーゲン類分解酵素が含有されている。

そこで、動物性有機物分解酵素の供給源として、コラーゲン類製造工場の土壌を利用することができる。
コラーゲン類製造工場の土壌を、団子状に成形して粒塊物の形態にすれば、取扱いが容易である。成形された粒塊物を自然乾燥などで乾燥させておけば、形状維持性が高くなり、廃水と接触しても崩壊し難くなる。粒塊物の形状は、球状のほか、棒状、板状なども採用できる。粒塊物の大きさを、粒塊径０．５〜５ｃｍに設定すれば、取扱い易い。
〔廃水のｐＨ調整〕
有用微生物群に接触させる廃水のｐＨを、有用微生物群による浄化処理が効率的に発揮されるｐＨ範囲に設定しておくことが有効である。また、有用微生物群以外の、有害な臭いを発生したり腐敗を進行させたりする微生物が活発に活動し難いｐＨ範囲に設定しておくことも有効である。

具体的には、廃水のｐＨを、ｐＨ３〜７に設定しておくことが好ましい。このｐＨ範囲では、腐敗菌が活動し難く、有用微生物群が活動し易い。
元々の廃水のｐＨが、上記範囲にあれば、特別なｐＨ調整処理は不要である。前記ｐＨ範囲から外れる廃水には、ｐＨ調整剤を加えてｐＨ調整することができる。複数系統から生成したｐＨの異なる廃水を適切な割合で混合することで、所定のｐＨ範囲の混合廃水を得ることもできる。
＜酸処理オセイン廃水と石灰廃水の混合＞
コラーゲン類の製造過程あるいは製造工場で発生する廃水のうち、本発明の方法で処理する廃水として、酸処理オセイン廃水と石灰廃水との混合廃水が使用できる。

強酸性の酸処理オセイン廃水と強アルカリ性の石灰廃水とを混合することで、混合廃水のｐＨは、酸処理オセイン廃水と石灰廃水との中間値を示すことになる。酸処理オセイン廃水と石灰廃水の混合割合によって、混合廃水のｐＨ値が変わる。
本発明の処理方法に供するには、混合廃水のｐＨを、前記した浄化処理に適したｐＨ範囲、具体的にはｐＨ３〜７の範囲に設定することが好ましい。
〔浄化処理後の廃水〕
本発明の浄化処理が施された廃水は、水質環境基準を評価する各種の評価値が、処理前に比べて格段に改善する。廃水の種類や特性と、使用する有用微生物群の種類や組み合わせ、処理条件によって、改善される項目は異なる。具体的には、例えば、臭い、特に不快な泥臭を弱くできる。ＣＯＤ（化学的酸素要求量）が低下する。縣濁物質、全リン量、全窒素量などが低減できる。

処理後の廃水すなわち処理水が、再利用可能な水質基準を満足していれば、処理水をそのまま再利用できる。飲用には適さなくても、工場などの洗浄水や、トイレ用水、庭への散水などとして再利用できる。再利用できない場合も、外部環境に放出されることが許される水質基準を満足していれば、河川などに放流したり、下水道に流したりすることができる。
本発明の浄化処理だけでは目的とする水質基準を満足できない場合は、本発明の浄化処理に加えて、別の各種浄化処理技術を組み合わせることができる。例えば、一般的な活性汚泥法を組み合わせることができる。

〔処理装置〕
基本的には、通常の廃水浄化に使用されている浄化処理装置と共通する技術が適用できる。
複数種類の廃水を混合する工程には、それぞれの廃水を供給する配管が接続された混合撹拌槽が使用できる。複数の配管を合流させると同時に混合させる連続混合装置も使用できる。廃水の混合割合を調整するバルブや弁装置を設けておくことができる。
廃水を、動物性有機物を代謝する有用微生物群の担持体に接触させて浄化処理する工程には、有用微生物群の担持体を収容し、廃水が導入可能なタンクや容器からなる処理槽を備えておくことができる。処理槽には、処理済の廃水を取り出す取出配管を設けておく。廃水の取り出し時に有用微生物群の担持体が漏れ出さないように、フィルターなどを備えておくことができる。処理槽内の液体を撹拌する撹拌手段や、温度調整用の加熱冷却器などを備えておくこともできる。

動物性有機物分解酵素による動物性有機物の分解を行う工程には、酵素処理用の処理槽を備えておくことができる。酵素処理用の処理槽も、基本的な構造は、微生物処理用の処理槽と共通している。動物性有機物分解酵素を含む粒塊物を用いる場合は、この粒塊物を収容できるタンクや容器構造が採用される。粒塊物が流れ出したり移動したりしないように、堰や仕切り、固定網などを設けることができる。
酵素処理用の処理槽は、微生物処理用の処理槽の上流側に配置して、酵素処理を終えた廃水が微生物処理を施されるようにしておくことが望ましい。
一つの処理槽で、動物性有機物分解酵素による動物性有機物の分解と有用微生物群による浄化処理とを兼用することもできる。この場合、処理槽内に、動物性有機物分解酵素を含む粒塊物と有用微生物群の担持体との両方を収容しておくことができる。動物性有機物分解酵素を含む粒塊物であって有用微生物群が担持されたものを用いれば、両方の機能が兼用できる。

本発明の浄化処理工程を行う装置系統を、別の各種浄化処理系統や処理装置と組み合わせて構成することもできる。例えば、通常の活性汚泥処理を行う装置や処理系統を組み合わせることができる。

本発明にかかる動物性有機物含有廃水の処理方法は、動物性有機物を代謝する有用微生物群に、所定のｐＨ範囲の廃水を接触させて浄化処理することにより、有用微生物群が有効に機能して、効果的に浄化処理が行える。
廃水として、コラーゲン類の製造過程で発生し動物性有機物であるコラーゲン類を含有する酸処理オセイン廃水と石灰廃水とを混合することでｐＨ調整された廃水を用いれば、特別なｐＨ調整剤やｐＨ調整処理を行うことなく、コラーゲン類の製造過程で発生する廃水を効率的に浄化処理できる。
有用微生物群による浄化処理の前に、廃水中の動物性有機物を動物性有機物分解酵素により分解しておくことで、有用微生物群による浄化処理が行い易い比較的に低分子量の動物性有機物を、有用微生物群が効率的に浄化処理することができる。

動物性有機物分解酵素の供給源として、動物性有機物分解酵素を含む土壌から成形された粒塊物を廃水と接触させれば、動物性有機物分解酵素を別に用意することなく、低コストで効率的に、動物性有機物分解酵素による動物性有機物の分解が果たされる。粒塊物に動物性有機物の分解物を代謝する有用微生物群を担持しておけば、動物性有機物分解酵素による動物性有機物の分解と分解された動物性有機物の有用微生物群による浄化処理とが、効率的に果たされることになる。
動物性有機物分解酵素を含む土壌として、コラーゲン類の製造工場における敷地内の土壌を使用すれば、必然的に土壌に供給されるコラーゲン類を栄養にし増殖する微生物が生成するコラーゲン類分解酵素が大量に含まれるので、動物性有機物分解酵素による動物性有機物の分解が、コスト安価に効率的に達成される。

これらの手段を組み合わせることで、従来の活性汚泥法のように、大量の汚泥を生成することなく、長期間にわたって高い性能で廃水の浄化処理を行うことができる。

図１に示す廃水処理装置は、コラーゲン類の製造工場から排出される廃水を浄化処理する。
酵素処理槽１０は、酵素含有粒塊物１２を堆積させたタンクからなる。酵素処理槽１０には、酸処理オセイン廃水と石灰廃水とが混合状態で供給される。
酵素含有粒塊物１２は、コラーゲン類製造工場の敷地から採取された土壌を、団子状に成形し、乾燥して得られたものである。外径約３ｃｍのほぼ球状をなす。
微生物処理槽２０の、酵素処理槽１０と同様のタンク状をなす。酵素処理槽１０で処理を終えた廃水が、微生物処理槽２０に送られる。微生物処理槽２０には、微生物担持体２２が収容されている。微生物担持体２２は、備長炭などの多孔質材に、廃水浄化処理に有用な微生物群を担持させたものである。

有用微生物群として、商品名「ＥＭ」（株式会社ＥＭ研究機構製）を使用する。溶液や粉体の形態で入手された有用微生物群を、糖蜜や米のとぎ汁とともに一定期間寝かせた活性液を前記多孔質材に含浸させている。
微生物処理槽２０からは、浄化処理水が取り出される。浄化処理水は、十分に浄化処理されていれば、そのまま再利用することができる。再利用できるほどには浄化されていなくても、外部環境に放流できる程度まで浄化されている。
〔別の実施形態〕
図２に示す廃水処理装置は、基本的な構成は前記実施形態と共通するので、異なる構成を主にして説明する。

酸処理オセイン廃水と石灰廃水との混合廃水は、中和沈殿槽３０に供給される。中和沈殿槽３０は、廃水を中和させて、その際に発生する固形物を沈殿させる。
中和沈殿槽３０の上澄み液の一部を、前記同様の酵素処理槽１０から微生物処理槽２０に送る。微生物処理槽２０から取り出された処理水は、原水槽３２に送られる。中和沈殿槽３０の上澄み液の残りも、原水槽３２に送られて、微生物処理槽２０からの処理水と合流する。原水槽３２で、活性汚泥法に利用される微生物と接触する。
原水槽３２から曝気槽３３に送られ、曝気処理が施される。曝気処理された廃水は、曝気槽３３から沈殿槽３４に送られる。沈殿槽３４では、沈殿物が生成する。沈殿物の上方の上澄み液は、沈殿槽３４から処理水槽３６に送られる。沈殿物を含む液体は、沈殿槽３４から濾過装置３５に送られる。濾過装置３５で固形物が除去されたあとの液体は、濾過装置３５から処理水槽３６に送られる。濾過装置３５で除去された固形物のほうは、別に回収されて廃棄されたり、固形物に含まれる微生物を再使用したりする。処理水槽３６に回収された処理水は、再利用されたり、外部環境に放流されたりする。

以上に説明した装置構成では、酵素処理槽１０および微生物処理槽２０への流れを除けば、通常の活性汚泥法による廃水の浄化処理装置と共通している。
この実施形態では、酵素処理槽１０および微生物処理槽２０を用いることで、効率的な浄化処理が可能になる。微生物処理槽２０からの処理水に、酵素処理槽１０および微生物処理槽２０では浄化し難い物質が残存していても、さらに、原水槽３２から処理水槽３６に至る経路で浄化処理を加えることで、より浄化された処理水を得ることができる。

本発明の浄化方法で達成できる浄化機能を確認する試験を行なった。
〔有用微生物群活性液の作製〕
水２０ｍｌに砂糖５ｇと食塩０．５ｇとを溶解した水溶液を作製した。別に用意した米のとぎ汁に前記水溶液２０ｍＬを混合して、全量を１．８Ｌにし、２．０Ｌ容量のペットボトルに収容した。このペットボトルに、有用微生物群製品であるＥＭ−Ｗ（商品名：ＥＭ研究機構社より入手）を２０ｍＬ投入して混合し、密栓状態で、日当たりの良い屋外に１０日間放置した。この間、毎日、ペットボトルの栓を緩めて、発酵臭（甘酸っぱい臭い）を確認し、ペットボトル内に溜まったガスを抜いた後、再び密栓した。１０日後に、十分に発酵が進み、有用微生物群が活性された液体が得られた。

〔廃水〕
新田ゼラチン株式会社、大阪工場において、オセイン処理工程および石灰漬工程から得られた廃水を用いた。
酸処理オセイン廃水はそのまま使用した。ｐＨ１．０未満であった。石灰廃水は、塩酸を加えてｐＨ３．５に調整したものを用いた。
〔試験の実施〕
得られた石灰廃水および酸処理オセイン廃水のそれぞれに、前記活性液を所定量で加えて合計１．０Ｌにし、１．５Ｌ容量のペットボトルに投入し、軽く蓋をして、屋外に放置した。活性液を加えない廃水のみを投入したペットボトルも作って、比較した。

試験開始から経時後の状態を評価した。
ペットボトルの蓋をあけて中の液体を嗅ぎ、下記の４段階で評価した。
×＝泥臭が強い。△＝泥臭がある。○＝泥臭が弱くなった。◎＝泥臭が消えた。
また、ＪＩＳ−Ｋ０１０２に準拠して、ＣＯＤＭｎ、縣濁物質、全リン量、全窒素量をそれぞれ測定した。
試験結果を、下記表１（石灰廃水）および表２（酸処理オセイン廃水）に示す。活性液／全量の割合を、倍量という単位で表している。

〔試験結果の評価〕
＜石灰廃水の場合＞
(1) 試験前の廃水には特有の悪臭である泥臭があったが、有用微生物群を含む活性水を加えた試験例２〜４では、迅速に泥臭が除去できた。活性水を加えない試験例１は、不快な泥臭が残ったままである。
(2) 全窒素量は、活性水を加えることで低減できている。有用微生物群が、窒素成分を代謝して窒素ガスとして放出したものであると推測できる。
(3) ＣＯＤＭｎについては、活性水を加えたほうが増えている。これは、微生物の存在によって酸素消費が増えるためであると考えられる。試験終了後の廃水を濾過して微生物を分離すれば、ＣＯＤＭｎについても低減できるものと予想できる。

(4) 縣濁物質は、活性水を加えることによって低減している。但し、試験例４では、備長炭の破片が混ざってしまったため、縣濁物質が増えている。この場合も、試験終了後の廃水を濾過して備長炭の破片を分離すれば、縣濁物質は低減できる。
(5) 全リン量は、活性水を加えたほうが増えている。これは、添加した米のとぎ汁に由来するリン量の影響である。しかし、活性水を加えた場合の全リン量も、わずか数ｍｇ／Ｌであるので、環境基準を十分に満足している。試験終了後の廃水からリンを除去する処理を加えれば、全リン量を低減することも可能である。
(6) 総合的に評価すれば、活性水による石灰廃水の浄化処理は、泥臭の除去には非常に有効であることが判る。他の環境評価項目も、活性水による浄化処理の後で、通常の濾過や活性汚泥法などの浄化処理を組み合わせることで、向上できるものと推定できる。

(7) 石灰廃水は、塩酸でｐＨ調整して使用したが、塩酸の代わりに、強酸性を示す酸処理オセイン廃水を加えてｐＨ調整しても、同様の効果が達成できることが予想できる。
＜酸処理オセイン廃水の場合＞
(1) 酸処理オセイン廃水の場合、元々悪臭はないので、活性水を加えたことによる効果は認められない。また、縣濁物質も存在しなかったので、活性水の効果は不明である。
(2) 全リン量は、活性水を加えることで大幅に減っている。前記石灰廃水に比べて大量のリンを含む酸処理オセイン廃水でも、環境基準を満足する程度まで、全リン量を低減できることが判る。

(3) 全窒素量も、活性水を加えることで減る傾向にあるが、試験例３については増加している。その理由は不明である。
(4) ＣＯＤＭｎは、活性水を加えることで大きく増加している。これは、有用微生物群が活発に活動していることを示す。この場合も、試験後の廃水を濾過したりして微生物を分離すれば、低減させることが可能であると考えられる。
(5) 総合的に評価すると、全リン量の低減には顕著な効果が認められた。他の環境評価項目も、活性水による浄化処理の後で、通常の濾過や活性汚泥法などの浄化処理を組み合わせることで、向上できるものと推定できる。

(6) 酸処理オセイン廃水は、強酸性を示しているので、中和処理などを行って、ｐＨを中性付近に調整しなければ、再利用や放流はできない。前記した石灰廃水と混合すれば、特別なｐＨ調整剤などを使用しなくても良いことが判る。

本発明は、例えば、コラーゲン類の製造工場から排出される廃水を、効率的に浄化処理して、そのまま再利用したり、環境汚染を少なくして環境に放出したりすることができる。

本発明の実施形態を表す廃水処理装置の装置構成図 別の実施形態を表す廃水処理装置の装置構成図

符号の説明

１０ 酵素処理槽
１２ 酵素含有粒塊物
２０ 微生物処理槽
２２ 微生物担持体

Claims (7)

1. 動物性有機物を含有する廃水を浄化処理する方法であって、
   前記廃水として、何れもコラーゲン類の製造過程で発生し前記動物性有機物であるコラーゲン類を含有する酸処理オセイン廃水と石灰廃水とが混合されたｐＨ３〜７の廃水を得る工程（ａ）と、
   前工程（ａ）で得られた廃水を、動物性有機物を代謝する有用微生物群の担持体に接触させて浄化処理する工程（ｂ）と
   を含む動物性有機物含有廃水の処理方法。
2. 動物性有機物を含有する廃水を浄化処理する方法であって、
   前記廃水中の前記動物性有機物を動物性有機物分解酵素により分解する工程（ｆ）と、
   前記廃水を、ｐＨ３〜７の環境下で、動物性有機物を代謝する有用微生物群の担持体に接触させて浄化処理する工程（ｇ）と
   を含む動物性有機物含有廃水の処理方法。
3. 動物性有機物を含有する廃水を浄化処理する方法であって、
   前記廃水を、動物性有機物分解酵素を含む土壌から成形され動物性有機物を代謝する有用微生物群が担持されてなる粒塊物に、ｐＨ３〜７の環境下で接触させて浄化処理する工程（ｍ）を含む
   動物性有機物含有廃水の処理方法。
4. 前記工程（ｍ）で得られ、前記粒塊物と分離された前記廃水を、ｐＨ３〜７の環境下で、動物性有機物を代謝する有用微生物群の担持体に接触させて浄化処理する工程（ｎ）をさらに含む
   請求項３に記載の動物性有機物含有廃水の処理方法。
5. 前記工程（ｍ）の前に、工程（ｍ）に供給する廃水として、何れもコラーゲン類の製造過程で発生し前記動物性有機物であるコラーゲン類を含有する酸処理オセイン廃水と石灰廃水とが混合されたｐＨ３〜７の廃水を得る工程（ｌ）をさらに含み、
   前記工程（ｍ）で使用する前記土壌が、コラーゲン類の製造工場の敷地内から採取され、前記動物性有機物分解酵素であるコラーゲン類分解酵素を含む土壌である
   請求項３または４に記載の動物性有機物含有廃水の処理方法。
6. 前記有用微生物群が、嫌気性微生物を主体とする微生物の組み合わせからなる
   請求項１〜５の何れかに記載の動物性有機物含有廃水の処理方法。
7. 前記請求項４〜５の何れかの処理方法に用いられる処理装置であって、
   動物性有機物分解酵素を含む土壌から成形され動物性有機物を代謝する有用微生物群が担持されてなる粒塊物が収容され、前記廃水が供給される第１の処理槽と、
   前記第１処理槽で処理された廃水が供給され、前記有用微生物群が担持された多孔質材が収容されてなる第２の処理槽と
   を備える動物性有機物含有廃水の処理装置。
   

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