JP2006341241A

JP2006341241A - 複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いた染色工場廃液分解消失処理方法

Info

Publication number: JP2006341241A
Application number: JP2005199363A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Takashima; 康豪高嶋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2006-12-21

Abstract

【課題】従来は、標準活性汚泥法、ないしそれにいわゆる高度処理技術を付加して処理しているとするが、単なる固液分離に過ぎず、固形物を余剰汚泥として別途陸上処分（埋立、貯留、焼却、コンポスト化等）あるいは海洋投棄処分を行っており、余剰汚泥の発生をなくすこと、処理水内の大腸菌、雑菌、フザリウム、糸状菌等の有害菌（腐敗菌）類を抑制し、塩素殺菌しない環境汚染を伴わない染色廃水の浄化処理が課題である。
【解決手段】上記課題を達成するために、本発明は、複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いて、処理槽内の酸化・変敗・腐敗を止め、すべての好気性及び嫌気性フザリウム属菌群（酸化性細菌群）を抑制し、沈殿槽において固形発酵を起こさせることで、複合微生物の循環サイクル、代謝・共代謝・複合代謝作用を起こさせ、染色廃水に対する分解菌、分解酵素を現生、発現させ浄化処理を実現するものである。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、染色工場廃液の微生物学的処理に関する。

従来は、標準活性汚泥法、ないしそれにいわゆる高度処理技術を付加して処理しているとするが、単なる固液分離に過ぎず、固形物を余剰汚泥として別途陸上処分（埋立、貯留、焼却、コンポスト化等）あるいは海洋投棄処分を行っているのが現状である。

発明が解決しようとする課題

上記のような従来の技術では、フザリウム（酸化性細菌）、糸状菌等腐敗菌の発生を防ぐことができず、定期的なバルキング、キャリーオーバーを免れず、また、処理水にもフザリウム、大腸菌、病原菌、雑菌等が含まれるため、殺菌のため、塩素を投与せざるを得ず、塩素と残存有機物が反応して、環境を汚染する有機塩素化合物が生成されてしまい、浄化した処理水を河川等の環境に戻しているとはいえない状況である。また、余剰汚泥の処理も海洋汚染、大気汚染、土壌汚染を引き起こしているのが現状である。さらに、カチオン染料、酸性染料、合金酸性染料、直接染料、反応性染料、硫化染料、水溶性蛍光染料、分散染料、分散型蛍光染料等化学薬品の分解消失、及び色度の消失は不可能とされ、周辺河川の環境汚染と色の流出による周辺住民への影響も問題となっている。

そこで期待されているのは、染料に対する分解菌であるが、このようなシングルセルモノカルチャーの考え方では、それは数％分解した程度のレベルであって、実用化、工業化には程遠い段階でしかない現状である。また、この考え方、方法ではフザリウム菌群（酸化性細菌群）の抑制ができず、酸化・変敗・腐敗してしまうか、嫌気性菌群と好気性菌群が拮抗を起し、結局、分解菌は死滅・消失してしまうのである。
現在まで、染料に対する分解菌として明らかにされているもの及び以下の複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法によるプラントにおける染色廃水の分解消失の実施実証において、同定特定されているもののうちで代表的なものを従来発見されているものとの相関において、以下に記載する。これらの分解菌の全部または一部を含む微生物群が複合発酵状態において発現・現生することで代謝・共代謝・複合代謝を起こし、分解性微生物、分解酵素が発現・現生し、染色廃水を分解消失するものである。

本発明は、複合微生物体系の複合微生物動態計解析における複合発酵法を用いて、染料、染色廃水を分解消失することによって、余剰汚泥を発生させず、バルキング、キャリーオーバーを起こさず、悪臭の発生を抑制し、さらに処理水に大腸菌、雑菌、フザリウム、糸状菌等の有害菌（腐敗菌）類を含まないものとすることで塩素殺菌を不要とし、環境汚染を伴わない養豚廃液の分解消失処理を目的としている。

課題を解決するための手段

上記目的を達成するために、本発明は、複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いて、処理槽内の酸化・変敗・腐敗を止め、すべての好気性及び嫌気性フザリウム属菌群（酸化性細菌群）を抑制し、沈殿槽において固形発酵を起こさせることで、複合微生物の循環サイクルを起こさせ、微生物に代謝・共代謝・複合代謝作用を起こさせ、染色廃水に対する分解菌、分解酵素を現生、発現させ分解消失処理を実現するものである。

複合発酵法とは、情報微生物工学、情報生命工学、分子生物学より構成された複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法という科学技術を言い、微生物の機能性と基質性と情報性による発酵法、増殖法、誘導法を用い、単発酵、復発酵、並行復発酵、平衡復発酵、固体（固形）発酵を同時に行い、好気性菌と嫌気性菌及び通性嫌気性菌類のすべての微生物群の共存、共栄、共生を可能にするものである。

複合発酵法の微生物プロセスは次のとおりである。まず、微生物酵素と植物酵素による抗酸化効果を用いて酸化・変敗・腐敗を抑制する。すると好気性発酵微生物である酵母、乳酸菌などがビタミン、ミネラル、アミノ酸などの生理活性物質をつくり、大腸菌や糸状菌などの好気性有害菌を抑制する。次に、通性嫌気性乳酸菌へとリレーして放線菌が現れる。この放線菌は、抗菌性物質をつくり、細菌、病原菌、ウィルス、リケッチャなどの嫌気性有害菌を浄菌する。この二つの淨菌作用が連動すると、アゾトバクター、アミロバクターや根瘤菌などの窒素固定菌が空気中の窒素を取り込んで固定する働きをし、最後に光合成細菌や藻類、藻菌類などの合成型の微生物が気体を培地として置換と交換を行なう。これらの微生物が強く連動することで、複合発酵という理想的な生態系へと導かれる。

複合発酵状態になると、発酵→分解→合成のサイクルが生れ、好気性及び嫌気性有害菌は抑制される。このような生態系が生じると、すべての微生物を、共存、共栄、共生させることが可能となり、フザリウム属の占有率がゼロになり、酸化、変敗、腐敗を断ち切り、生態系内における微生物群の死滅率がゼロになることによって、すべての微生物群を発酵から発酵合成、そして合成に導き、生菌数を１ミリリットルあたり１０のｎ乗から無限大とし、同時に生菌数が１種類１ミリリットルあたり１０の９乗を超えると、菌のスケールが１０分の１以下となり、凝集化（固形化）を生じ、数千種、数万種の増殖が可能となる。これにより、微生物の高密度化が起こり、微生物のＤＮＡ核内に一酸化窒素、二酸化窒素及び高分子タンパク結晶による情報接合とエネルギー接合を引き起こし、その結果、微生物間でのＤＮＡ融合が生じ、融合微生物による対抗性菌、耐衡性菌により獲得した酵素及びタンパク質の高分子結合結晶が発生し、微生物の代謝・共代謝・複合代謝作用を起こさせ、情報触媒の作用として情報とエネルギーを現生・発現させ、すべての物質、分子、原子レベルに対する分解菌並びに分解酵素を現生させて、染色廃水の分解消失を可能にするものである。

さらに前記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明の複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いた染色廃水分解消失処理方法は、染色廃水原液の質と濃度によって発酵、発酵合成、合成のそれぞれの段階における複合発酵の進行過程が異なることから、必要な数が決定される微生物処理槽と、その槽の後に連結した沈殿槽からなる微生物処理装置を、染色廃水の処理に必要な発酵、発酵合成、合成の過程の数に応じて設置した染色廃水浄化設備であって、各微生物処理槽には、それぞれ所定の微生物が現生・発現するための菌床を投入しかつエアーを供給するように構成し、各微生物処理槽に一定量の排水が流入するようにし、各微生物処理装置で処理を終えた処理水をそれぞれ次の段階の微生物処理装置へ滞留が起きない様に水の流れを造って送り、それぞれの沈殿槽において沈殿して固形発酵した菌床をそれぞれ前段階の微生物処理装置の最初の槽へ個別にあるいは同時に返送する様に構成し、最後の沈殿槽において、上澄水を放流水としてオーバーフローさせる構造を持つことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載した複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いた染色廃水分解消失処理方法は、請求項１に記載した染色廃水分解消失処理方法において、合成槽の後に染色廃水の質と濃度によって設置する数が決定されるマテリアル触媒タンク、カーボン触媒タンクを設けることによって、リサイクル可能な処理水とすることを特徴とするものである。

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明である複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いた染色廃水分解処理方法を説明するための概略立面図である。
原水を原水パイプ１を通じて、スクリーン３９に通し、原水に含まれる糸屑、繊維屑等を除去して、安全のため原水戻りパイプ４を設置した流量調整槽２に導き、処理の第一段階として、後述のＭＬＳＳ発酵液を、流量調整槽２に流量の重量比３％投入し、流量調整槽２内で腐敗を防止する。処理水移送パイプを通じて混合計量槽３６に導き、ブロワー３０から空気管３１を通じて散気管３２によってエアレーションした混合槽５に原水を流入させる。原水の質と濃度によって数が決定される第１曝気槽６を本実施例では３基設置し、それぞれブロワー３０から空気管３１を通じて散気管３２によってエアレーションし、処理水移送パイプ３によって自然流下で、各第１曝気槽６を経て、同様に原水の質と濃度によって数が決定され、ブロワー３０から空気管３１を通じて散気管３２によってエアレーションした第２曝気槽７、本実施例では４基設置、へ流入させ、自然流下で順次４基の第２曝気槽７を通過させ、処理水移送パイプ３を通じて第１沈殿槽８に流入させる。これらの第１曝気槽、及び第２曝気槽において原水を完全に発酵させるのである。第１沈殿槽８で上澄水と沈殿した菌床を分離し、菌床を固形菌床返送ポンプ２３を使って固形菌床返送パイプ２７を通じて第１固型発酵槽３７へ移送し、菌床をさらに発酵させて第１バイオ混合槽へ流入させ、ブロワー３０から空気管３１を通じ、散気管３２によってエアレーションした増殖液槽２２でＥＭＢＣモルトを容量の３％投入して増殖した増殖液を増殖液供給パイプ２９を通じ増殖液ポンプ２５によって第１バイオ混合槽１８に投入し、第１バイオ混合槽１８で菌床と十分に混合し、自然流下でブロワー３０から空気管３１を通じ、散気管３２によってエアレーションした第１ＭＬＳＳ発酵槽１６に流入させ、再度十分に発酵させる。このＭＬＳＳ発酵液をＭＬＳＳ返送パイプ２８を通じて混合計量槽３６に返送し、原水の腐敗を防止し、第１曝気槽６、及び第２曝気槽７における発酵を促進させるのである。第１沈殿槽８から自然流下で原水の質と濃度によって設置する数が決定され、ブロワー３０から空気管３１を通じ、散気管３２によってエアレーションした第３曝気槽９、本実施例では４基設置に流入させ、処理水移送パイプ３を通じて第２沈殿槽１０に流入させる。この第３曝気槽では原水を発酵合成に導くのである。第２沈殿槽１０で上澄水と沈殿した菌床を分離し、菌床を固形菌床返送ポンプ２３を使って固形菌床返送パイプ２７を通じて第２バイオ混合槽１９とＭＬＳＳ消失槽２０へ分けて移送し、菌床をさらに発酵させて、ブロワー３０から空気管３１を通じ、散気管３２によってエアレーションした増殖液槽２２でＥＭＢＣモルトを容量の３％投入して増殖した増殖液を増殖液供給パイプ２９を通じ増殖液ポンプ２５によって第２バイオ混合槽１９に投入し、第２バイオ混合槽１９で菌床と十分に混合し、自然流下でブロワー３０から空気管３１を通じ、散気管３２によってエアレーションした第２ＭＬＳＳ発酵槽１７に流入させ、再度十分に発酵させる。このＭＬＳＳ発酵液をＭＬＳＳ返送パイプ２８を通じて混合計量槽３６及び第３曝気槽９に返送し、原水の腐敗を防止し、第１曝気槽６、及び第２曝気槽７における発酵を促進させ、第３曝気槽９における発酵合成を促進させるのである。ＭＬＳＳ消失槽２０では、ブロワー３０から空気管３１を通じ、散気管３２によってエアレーションしており、ＭＬＳＳを発酵合成から合成に導くことによって消失させ、吸引ポンプ２６によって、ＭＬＳＳ消失槽２０内の中空糸膜ユニット２１によって水分のみを取り出し、処理水パイプ３３を通じて放流する。
第２沈殿槽１０から処理水移送パイプ３によって、ブロワー３０から空気管３１を通じて散気管３２によってエアレーションし、不織布を原水の質と濃度によって密度を決定して垂直に固定したバイオ触媒槽１１へ処理水を流入させる。

ＥＭＢＣ増殖液は、増殖液槽２２で増殖され、増殖液ポンプ２５によって増殖液供給パイプ２９を通じて第１バイオ混合槽１８と第２バイオ混合槽１９に投入される。このＥＭＢＣ増殖液は、ＥＭＢＣ酵素液を重量比０．１〜１％使用し、重量比１％の糖蜜と重量比３％の嫌気基礎を原材料として複合発酵を起こさせ、複合微生物を増殖させて製造する。

バイオ触媒槽１１では、第２曝気槽７の最後部、第１沈殿槽８、第３曝気槽の最後部、第２沈殿槽１０の順で固形発酵の度合いが高まっているため、複合微生物の働きで、処理水全体を合成の状態にし、発酵−発酵合成−合成のサイクルを起こす複合発酵の状態を創り上げる。バイオ触媒槽１１から処理水パイプ３３を通じて、ここまでの処理で排水基準をクリアーしている場合に処理水を放流すると共に、さらに高度な処理を行なうため、処理水移送パイプ３を通じて第２固型発酵槽に自然流下させ、下部に設置した中継槽１２に流下させ、中継ポンプ２４を使用し処理水移送パイプ３を通じてマテリアル触媒槽１３に流入させ、自然流下で中継槽１２に流下させ、中継ポンプ２４を使用し、並行に設置した第１カーボン触媒タンク１４と第２カーボン触媒タンク１５を通過させる。これらの触媒タンクは、逆洗浄水パイプを通じて逆洗浄する構造となっており、第１カーボン触媒タンク１４と第２カーボン触媒タンク１５を交互に使用し、処理水を処理水パイプ３３を通じて放流し、逆洗浄水を逆洗浄排水パイプ３５を通じて第１曝気槽６の頭に返送するのである。これにより、バイオ触媒槽１１の合成系微生物群処理によって処理し切れなかった場合に残留するＣＯＤ、色度を、マテリアル触媒槽１３に処理水を衝突させることによって、処理水のクラスターを切り、その状態でカーボン触媒槽１４，１５を通すことによって、エネルギー触媒反応を起させてさらに分解消失するものである。また、逆洗浄によって合成系微生物群を回収し、第１曝気槽６に戻すことによって、第１段階の発酵を促進する効果をもたらすものである。

前記ＥＭＢＣ酵素液は、水９０重量％、松、笹、梅、無花果、栗、桃、柿の葉から抽出した抽出液６重量％、オカラ３重量％、糖蜜１重量％からなる原液に、空気中から微生物を混入させて、１ｃｃあたりの微生物数（生菌数）が、１０^７〜１０^８から１０^９に増加すると菌の死滅がなくなり、それによって、１０^２０〜１０^３０へと飛躍的に増大し、微生物の高密度化がおき、さらにこの水溶液内で微生物酵素の高濃度化が起き、前記松、笹、無花果、栗、桃、柿の葉に含まれる植物酵素とともに結合結晶化（合成融合）し、誘導体たる抗酸化物質が生成される。この抗酸化物質を含む溶液を濾過して微生物を除去し、前記酵素液を得るのである。

前記嫌気基礎は、重量比で鶏糞５０％、乾燥オカラ４０％、米糠１０％を原料とし、上記ＥＭＢＣ酵素液を１％添加し、攪拌混合したものである。

発明の効果

以上のように、本発明によれば、複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いて、第１段階の好気性菌類による発酵系優先微生物処理と、第２段階の好気性菌類及び嫌気性菌類の乳酸菌、放線菌による発酵合成系微生物群処理と、第３段階の嫌気性菌類による合成系微生物群処理により、抗酸化作用による酸化、変敗、腐敗の抑制、アミノ酸、糖類、ビタミン、ミネラル等の生理活性物質の生成及び大腸菌、雑菌、一般細菌の抑制、ストレプトマイセス・ペニシリウム等抗生物質の生成及びウィルス、病原菌、リケッチャーの滅菌、増殖抑制を行い、また、光合成細菌、藻菌類、光合成微生物が、光源の光によって、炭酸ガス、窒素ガスを取り込んで光合成等のエネルギー置換及び交換を行う。このバイオ処理とエネルギー置換及び交換によって、処理水のほぼ完全な酸化・変敗・腐敗の防止を実現し、好気性・嫌気性フザリウム属を消滅させ、微生物のすべての有害作用を有効作用に導くのである。
さらに、第１沈殿槽８、第３曝気槽９の最後の部分、第２沈殿槽１０、及びバイオ触媒槽１１において、固形発酵（嫌気発酵）を起こさせ、地球の３６億〜４０億年前の、大気が６００℃、酸素はなく、濃硫酸の海で、放射線、γ線、Ｘ線、有害電磁波、有害物質及び重金属のみの、ほとんど有機基質が存在しない、現在で言うエントロピーのみの世界であった、そのような有機的代謝、交代がない状態で、直接エネルギーの置換と交換によって増殖していた微生物を現生させ、あらゆる物質に対する対抗性な情報接合を生じさせ、分解菌、分解酵素を現生させ、代謝、共代謝、複合代謝を起こさせ、物質構造レベル、分子構造レベル、分子レベル、原子団レベル、原子レベル、イオンレベルの各段階に応じて、それぞれ分解、合成、融合を起こさせ、染色廃水を分解消失するものである。これによって、余剰汚泥を発生させず、バルキング、キャリーオーバーを起こさず、悪臭の発生を抑制し、さらに処理水に大腸菌、雑菌、フザリウム、糸状菌等の有害菌（腐敗菌）類を含まないものとすることで塩素殺菌を不要とし、環境汚染を伴わない染色廃水の分解消失処理を実現したものである。

本発明である複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いた染色廃水分解消失処理方法を説明するための概略立面図

符号の説明

１原水パイプ
２流量調整槽
３処理水移送パイプ
４原水戻りパイプ
５混合槽
６第１曝気槽
７第２曝気槽
８第１沈殿槽
９第３曝気槽
１０第２沈殿槽
１１バイオ触媒槽
１２中継槽
１３マテリアル触媒槽
１４第１カーボン触媒タンク
１５第２カーボン触媒タンク
１６第１ＭＬＳＳ発酵槽
１７第２ＭＬＳＳ発酵槽
１８第１バイオ混合槽
１９第２バイオ混合槽
２０ＭＬＳＳ消失槽
２１中空糸膜ユニット
２２増殖液槽
２３固形菌床返送ポンプ
２４中継ポンプ
２５増殖液ポンプ
２６吸引ポンプ
２７固形菌床返送パイプ
２８ＭＬＳＳ返送パイプ
２９増殖液供給パイプ
３０ブロワー
３１空気管
３２散気管
３３処理水パイプ
３４逆洗浄パイプ
３５逆洗浄排水パイプ
３６混合計量槽
３７第１固型発酵槽
３８第２固型発酵槽
３９スクリーン

Claims

複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いた染色廃水分解消失処理方法は、染色廃水原液の質と濃度によって発酵、発酵合成、合成のそれぞれの段階における複合発酵の進行過程が異なることから、必要な数が決定される微生物処理槽と、その槽の後に連結した沈殿槽からなる微生物処理装置を、染色廃水の処理に必要な発酵、発酵合成、合成の過程の数に応じて設置した染色廃水浄化設備であって、各微生物処理槽には、それぞれ所定の微生物が現生・発現するための菌床を投入しかつエアーを供給するように構成し、各微生物処理槽に一定量の排水が流入するようにし、各微生物処理装置で処理を終えた処理水をそれぞれ次の段階の微生物処理装置へ滞留が起きない様に水の流れを造って送り、それぞれの沈殿槽において沈殿して固形発酵した菌床をそれぞれ前段階の微生物処理装置の最初の槽へ個別にあるいは同時に返送する様に構成し、最後の沈殿槽において、上澄水を放流水としてオーバーフローさせる構造を持つことを特徴とするものである。
複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法を用いた染色廃水分解消失処理方法は、請求項１に記載した染色廃水分解消失処理方法において、合成槽の後に染色廃水の質と濃度によって設置する数が決定されるマテリアル触媒タンク、カーボン触媒タンクを設けることによって、リサイクル可能な処理水とすることを特徴とするものである。