JP2009279515A - 活性汚泥に有用微生物を導入する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】活性汚泥を酵素処理する工程A、工程Aで得られた活性汚泥に少なくとも有用微生物を添加する工程B、及び、活性汚泥を超音波処理する工程Cを有することを特徴とする活性汚泥に有用微生物を導入する方法。工程Bにおいては、有用微生物とともに有用微生物を活性汚泥中に安定に維持する作用を持つ微生物を活性汚泥に添加することが好ましい。
【選択図】なし
Description
本発明において、「有用微生物」とは廃水中の汚濁物質を分解、消化することにより廃水の浄化に寄与する微生物のことをいう。
上記超音波処理の適用は工程Bの後に限られず、工程A又は工程Bと同時に行ってもよい。
これらの細菌は単独で使用しても、複数を組み合わせて使用してもよい。
当該廃水処理方法は、従来の活性汚泥法で処理が行われている有機性廃水の浄化処理に適用できる。さらに本発明によって導入した有用微生物の種類によっては、従来の活性汚泥法では処理が困難であった芳香族炭化水素のような難分解性の有機物廃水にも適用が可能となる。
活性汚泥法には従来法である標準活性汚泥法のほか、回分式活性汚泥法及び膜分離活性汚泥法など種々の変法があるが、本発明のスウィング法により有用微生物を導入した活性汚泥は、特に制限なく、活性汚泥法及びその変法に使用できると考えられ、効率のよい廃水処理に寄与することができる。
<活性汚泥へのスウィング法の適用>
実験室内にて希釈豆乳で馴致した活性汚泥(以下、「活性汚泥」と略す。)200mL(MLSS:2,000 mg/L)に終濃度が100ppmとなるようにパパイン(和光純薬工業株式会社製)を加え、1時間、35℃にて酵素処理した。
表1の組成のモデルフェノール廃水(以下、「フェノール廃水」と略す。)を調製し、CODCr(化学的酸素要求量)、BOD(生化学的酸素要求量)及びTOC(全有機炭素)の分析を行った。分析値を表2に示す。
反応容器:三角フラスコ(200mL)
処理方式:回分方式
活性汚泥濃度(MLSS):2,000 mg/L
廃水成分:フェノール 0.1kg/kg-SS/日
曝気槽滞留時間(HRT):2日(100 mL/日入替)
汚泥滞留時間(SRT):40日(5 mL/日)
試験期間:8日間
また、試験開始から8日後のフェノール廃水中の421Y株由来のフェナントレン分解遺伝子量をリアルタイムPCR法により定量した。その結果を表4に示す。
活性汚泥へのスウィング法の適用において、有用微生物として421Y株とともに、ロードコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)KR−S−1株(以下、「S1株」と略す。)の両方を合わせて終濃度100 mg DrySS/L使用したこと以外は実施例1と同様にして、活性汚泥にスウィング法を適用し、処理後の活性汚泥を実施例1と同様にしてフェノール廃水に添加し、フェノール廃水中のフェノール分解率の経日変化を測定した。結果を図1に示す。
また、試験開始から8日後のフェノール廃水中の421Y株由来のフェナントレン分解遺伝子量を表4に示す。
なお、S1株は、バイオポリマー生産菌として知られている菌株である。
活性汚泥へのスウィング法の適用において、酵素としてパパインの代わりにアミラーゼを使用したこと以外は実施例1と同様にして、活性汚泥にスウィング法を適用し、処理後の活性汚泥を実施例1と同様にしてフェノール廃水に添加し、フェノール廃水中のフェノール分解率の経日変化を測定した。結果を図1に示す。
また、試験開始から8日後のフェノール廃水中の421Y株由来のフェナントレン分解遺伝子量を表4に示す。
活性汚泥にスウィング法を適用しなかったこと以外は実施例1と同様にして、フェノール廃水に活性汚泥を添加、処理し、フェノール廃水中のフェノール分解率の経日変化を測定した。結果を図1に示す。
また、試験開始から8日後のフェノール廃水中の421Y株由来のフェナントレン分解遺伝子量を表4に示す。
以上の結果より、活性汚泥に本発明のスウィング法を適用することにより、フェノール廃水中のフェノール分解を促進し、かつ、フェノール分解率を向上できることが明らかとなった。
また、421Y株とS1株の両方を使用した実施例2では、421Y株のみを使用した実施例1及び実施例3と比べて2倍程度のフェナントレン分解遺伝子が存在した。この結果は、421Y株に加えてバイオポリマーを分泌するS1株を用いてスウィング法を行うことにより、活性汚泥への421Y株の導入効率および定着効率が向上することを示している。
<活性汚泥へのスウィング法の適用>
実験室内にて希釈豆乳で馴致した活性汚泥400mL(MLSS:5,000 mg/L)に終濃度が100ppmとなるようにパパインを加え、1時間、35℃にて酵素処理した。
豆腐工場から排出された豆乳廃水(以下、「豆乳実廃水」と略す。)に上記活性汚泥を添加し、後述の手順で処理を行った。
反応槽:曝気沈殿一体型水槽
反応槽容量:4.0L(沈降部分容積:1.0L)
処理方式:連続方式
曝気槽温度:25℃
処理開始時のMLSS:5,000 mg/L
BOD負荷量:3.0 kg/m3/日
活性汚泥に本発明のスウィング法を適用しなかったこと以外は、実施例4と同様にして、豆乳実廃水の処理及び測定を行った。処理水中のBODの経日変化を図2に、処理開始時から70日後までのBODの平均値及びMLSSの平均値を表6に、各菌株由来のゲノム量の変化を表7に示す。
処理開始から30日後のSVIは、340mL/gであった。このときの汚泥の顕微鏡写真を図化したものを図4に示す。
豆乳実廃水の処理において、BOD負荷量を0.6kg/m3/日としたこと以外は、比較例2と同様にして、豆乳実廃水の処理及び測定を行った。処理水のBODの経日変化を図2、処理開始時から70日後までのBODの平均値及びMLSSの平均値を表6に示す。
一方、活性汚泥に本発明のスウィング法を適用しなかった場合、処理開始から30日後の処理水中では、図4から明らかなように固形分が分散しフロックが少なく(デフロック現象)、ツリガネムシなどの原生動物も見当たらなかった。SVIは340mL/gと異常に増加していた。
<活性汚泥へのスウィング法の適用>
実験室内にて希釈豆乳で馴致した活性汚泥400mL(MLSS:5,000 mg/L)に終濃度が100ppmとなるようにパパインを加え、1時間、35℃にて酵素処理した。
表8の組成のモデル食品油廃水(以下、「食品油廃水」と略す。)を調製し、CODCr、CODMn、BOD、TOC、T−P、K−N及びn−Hex(ノルマルヘキサン抽出物質)の分析を行った。分析値を表9に示す。
反応槽:曝気沈殿一体型水槽
反応槽容量:4.0L(沈降部分容積:1.0L)
処理方式:連続方式
処理水量:2.0L/日
曝気槽温度:25℃
処理開始時のMLSS:5,000 mg/L
SRT:14日
BOD負荷量:1.25 kg/m3/日
活性汚泥に本発明のスウィング法を適用しなかったこと以外は、実施例5と同様にして、食品油廃水の処理及び測定を行った。処理水中のn−Hex濃度の経日変化を図5に、処理期間中のn−Hex濃度の平均値及びMLSSの平均値を表10に、処理開始の日と処理開始から30日後のCWT−4株由来のゲノム量を表11に示す。
n−Hex負荷量を0.04kg/m3/日と設定したこと以外は、比較例4と同様にして、食品油廃水の処理及び測定を行った。処理水中のn−Hex濃度の経日変化を図5に、処理期間中のn−Hex濃度の平均値及びMLSSの平均値を表10に示す。
Claims (10)
- 以下の工程A〜Cを有することを特徴とする活性汚泥に有用微生物を導入する方法:
工程A:活性汚泥を酵素処理する工程;
工程B:工程Aで得られた活性汚泥に少なくとも有用微生物を添加する工程;及び、
工程C:活性汚泥を超音波処理する工程。 - 工程Bにおいて、有用微生物とともに有用微生物を活性汚泥中に安定に維持する作用を持つ微生物を活性汚泥に添加する請求項1に記載の方法。
- 上記有用微生物を活性汚泥中に安定に維持する作用を持つ微生物が、バイオポリマー生産菌である請求項2に記載の方法。
- バイオポリマー生産菌が、ロードコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)KR−S−1株(FERM P-3530)である請求項3に記載の方法。
- 上記酵素が、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、ペプチダーゼ、グルカナーゼ、リゾチーム又はセルラーゼのいずれかである請求項1に記載の方法。
- 上記有用微生物が、多環芳香族分解菌を少なくとも含む請求項1に記載の方法。
- 多環芳香族分解菌が、シュウドモナス・プウシモビルス(Pseudomonas paucimobilis)421Y株(FERM BP-5122)である請求項6に記載の方法。
- 上記有用微生物が、シュウドモナス(Pseudomonas)属に属する菌株、アエロモナス(Aeromonas)属に属する菌株、アシネトバクター(Acinetobacter)属に属する菌株、レインへイメラ(Rheinheimera)属に属する菌株及びフラボバクテリウム(Flavobacterium)属に属する菌株からなる群より選ばれる1種以上の微生物を少なくとも含む請求項1に記載の方法。
- 上記有用微生物が、ステノトロホモナス マルトフィリア(Stenotrophomonas maltophilia)CWT−4株(FERM P-15162)を少なくとも含む請求項1に記載の方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法で活性汚泥に有用微生物を導入し、該活性汚泥を用いて廃水処理をすることを特徴とする廃水処理方法。
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