JP2014121692A - Method for treating organic effluent by using activated sludge - Google Patents

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峰生 橘
Ryuichiro Kurane
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable, by quantitatively and qualitatively analyzing the variation of a microbial flora included within an activated sludge of an organic effluent treatment system, of accurately grasping operative states for each treatment system.SOLUTION: The provided method for treating an organic effluent includes: in a treatment system of an organic effluent by using activated sludge, detection means for visualizing and detecting information on genes derived from a microbial flora within the activated sludge of the treatment system; and monitoring means for comparing the gene information obtained by the detection means with data provided by visualizing, detecting, and recording sets of information on genes derived from the microbial flora within the activated sludge and obtained when the treatment system is operated in an activation mode and in a standard mode, respectively so as to determine the operative state of the treatment system. The method for treating an organic effluent also includes control means for executing a control for recovering a stable operation of the treatment system on the basis of the results of the monitoring.

Description

本発明は、活性汚泥を利用した有機性排水の処理方法に関するものである。   The present invention relates to a method for treating organic wastewater using activated sludge.

活性汚泥を利用した有機性排水処理技術は、糞尿や洗浄水、生活排水、工場排水などの多種多様な有機性排水の処理に広く利用されている。しかしながら、処理の主体が多種多様な微生物から構成される微生物叢であるため、安定した活性を維持できるよう微生物叢の変化を的確に把握し処理系の運転状態を管理することが必要である。しかしながら、従来においては、運転中の活性汚泥中の微生物叢の変化を定量的又は定性的に把握する手段がなかったことから、運転管理は熟練者の経験と勘に委ねられていた。そのため、当該処理系の安定運転に当たっては、多くの知識と経験が必要であった。   Organic wastewater treatment technology using activated sludge is widely used to treat a wide variety of organic wastewater such as manure, washing water, domestic wastewater, and factory wastewater. However, since the main treatment is a microflora composed of a wide variety of microorganisms, it is necessary to accurately grasp changes in the microflora and manage the operating state of the treatment system so that stable activity can be maintained. However, in the past, since there was no means for quantitatively or qualitatively grasping the change in the microflora in the activated sludge during operation, operation management was left to the experience and intuition of skilled workers. Therefore, a lot of knowledge and experience are required for stable operation of the treatment system.

近年、活性汚泥を利用する有機性排水処理系において、運転中の活性汚泥に含まれる微生物叢を把握するための方法が報告されている。例えば、含窒素排液の生物的な汚水処理系において、T-RFLPによって活性汚泥の微生物解析を行って生物的な硝化反応系内の硝化能力を測定する方法が報告されている(特許文献1)。これは、特定の制限酵素を使用したT-RFLP解析によって得られるフラグメントサイズに基づいて硝化反応系内の微生物の硝化能力を判定するものである。更に、これを利用して、フラグメントサイズ解析による微生物情報を制御システムに導入することにより、再現性のある硝化システムを構築できることが報告されている(特許文献2)。また、メタン生成細菌由来の遺伝子を網羅的に検出できるプライマーを利用して、汚泥中のメタン生成細菌の微生物叢の構成を総括的に把握する方法が報告されている(特許文献3)。   In recent years, in an organic wastewater treatment system using activated sludge, a method for grasping the microflora contained in the activated sludge during operation has been reported. For example, in a biological sewage treatment system for nitrogen-containing wastewater, a method for measuring the nitrification ability in a biological nitrification reaction system by conducting microbial analysis of activated sludge by T-RFLP has been reported (Patent Document 1). ). This is to determine the nitrification ability of microorganisms in the nitrification reaction system based on the fragment size obtained by T-RFLP analysis using a specific restriction enzyme. Furthermore, it has been reported that a reproducible nitrification system can be constructed by introducing microbial information by fragment size analysis into a control system using this (Patent Document 2). In addition, a method has been reported that comprehensively grasps the structure of the microbial flora of methanogenic bacteria in sludge using primers capable of comprehensively detecting genes derived from methanogenic bacteria (Patent Document 3).

しかしながら、特許文献1及び2に記載の技術は、硝化能力という特定の能力の解析に関するものである。一方、し尿などの有機性排水には多種多様な有機物や窒素化合物が含まれ、これを処理するためには汚泥中に含まれる多種多様な微生物叢の生物活性が利用される。そのため、引用文献1及び2の技術では有機性排水処理系の運転状態を総括的に把握することはできない。また、個別の処理系毎に活性汚泥中に含まれる微生物叢の構成は相違し複雑な微生物生態系を構成するが、特許文献1及び2の技術では個別の処理系に対応するものではない。また、特定の制限酵素処理によるフラグメントサイズと硝化能力との関連を見出したに過ぎず、他の制限酵素を利用した場合にはフラングメントサイズは変動するものであった。したがって、活性汚泥中に含まれる多様性に富む微生物叢の変化を定量的又は定性的に把握するには十分なものではなかった。そして、特許文献3の技術もメタン生成菌のみを対象とするものであり、かかる技術も多様性に富む微生物叢の変化を定量的又は定性的に把握するものではなく、個別の処理系の運転状態を的確に把握することはできなかった。   However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 relate to an analysis of a specific ability called nitrification ability. On the other hand, organic wastewater such as human waste contains a wide variety of organic substances and nitrogen compounds, and the biological activity of a wide variety of microbiota contained in sludge is used to treat this. Therefore, the techniques of the cited documents 1 and 2 cannot comprehensively grasp the operating state of the organic wastewater treatment system. Moreover, although the structure of the microflora contained in activated sludge differs for every individual processing system, and comprises a complicated microbial ecosystem, the technique of patent document 1 and 2 does not respond | correspond to an individual processing system. Moreover, only the relationship between the fragment size by specific restriction enzyme treatment and the nitrification ability was found, and the fragment size fluctuated when other restriction enzymes were used. Therefore, it has not been sufficient for quantitatively or qualitatively grasping the change of the diverse microflora contained in the activated sludge. The technique of Patent Document 3 is also intended only for methanogens, and this technique does not quantitatively or qualitatively grasp changes in the diverse microflora, but operates individual treatment systems. The situation could not be accurately grasped.

特開2006−254747号公報JP 2006-254747 A 特開2006−255548号公報JP 2006-255548 A 特開2003−56081号公報JP 2003-56081 A

依然として、有機性排水処理系の活性汚泥に含まれる微生物叢の変化を定量的及び定性的に解析し、処理系毎に運転状態を的確に把握できる技術の構築が求められていた。   There was still a need for the construction of technology that can quantitatively and qualitatively analyze changes in the microflora contained in the activated sludge of organic wastewater treatment systems and accurately grasp the operating state for each treatment system.

そこで、上記課題を解決するべく本発明者らは鋭意研究した結果、活性汚泥を利用した有機性排水処理系の活性汚泥中の微生物叢由来の遺伝子情報を可視化して検出する検出手段と、前記検出手段によって得られた遺伝子情報を、前記処理系の運転が活性化状態に有る時と標準状態に有る時の前記活性汚泥中の微生物叢由来の遺伝子情報を夫々可視化して検出し記録したデータと比較して前記処理系の運転状態を判定することにより、微生物叢の変遷を的確かつ迅速に把握できることを見出した。更に、その結果に基づき、活性化状態を維持できるように制御することにより、微生物叢の最適化を図れ、処理効率の向上及び処理コストの低減を実現できることを見出し、これらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。   Therefore, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have made a visual detection of the genetic information derived from the microbiota in the activated sludge of the organic wastewater treatment system using activated sludge, and the detection means, Data obtained by detecting and recording the genetic information obtained by the detecting means by visualizing the genetic information derived from the microbiota in the activated sludge when the operation of the treatment system is in the activated state and when in the standard state, respectively. It was found that the transition of the microbiota can be grasped accurately and quickly by determining the operating state of the treatment system as compared with the above. Furthermore, based on the results, it was found that by controlling so that the activated state can be maintained, the microflora can be optimized, and the processing efficiency can be improved and the processing cost can be reduced. The invention has been completed.

即ち、以下の〔1〕〜〔6〕に示す発明を提供する。
〔1〕活性汚泥を利用した有機性排水の処理系において、前記処理系の活性汚泥中の微生物叢由来の遺伝子情報を可視化して検出する検出手段と、前記検出手段によって得られた遺伝子情報を、前記処理系の運転が活性化状態に有る時と標準状態に有る時の前記活性汚泥中の微生物叢由来の遺伝子情報を夫々可視化して検出し記録したデータと比較して前記処理系の運転状態を判定するモニタリング手段を有する有機性排水の処理方法。
〔2〕前記有機性排水が、し尿及び/又は浄化槽汚泥である。
〔3〕前記遺伝子情報が、前記微生物叢由来のDNAを電気泳動して得られたバンドパターンである。
〔4〕前記バンドパターンが、前記微生物叢由来のDNAを変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法に供することによって得られたものである。
〔5〕前記モニタリング手段によって前記処理系の運転状態が前記標準状態若しくはそれに近づく状態であると判断された時に、前記活性化状態の回復のための制御を行う制御手段を有する。
〔6〕前記制御手段が、前記活性汚泥への腐植、腐植抽出物、フミン酸、フルボ酸、硅砂及び硅石のうちの1つ又は2つ以上の供給である。
That is, the invention shown in the following [1] to [6] is provided.
[1] In an organic wastewater treatment system using activated sludge, detection means for visualizing and detecting genetic information derived from microbial flora in the activated sludge of the treatment system, and gene information obtained by the detection means , When the operation of the treatment system is in an activated state and when the treatment system is in a standard state, the genetic information derived from the microbiota in the activated sludge is visualized, compared with data recorded and detected, respectively. An organic wastewater treatment method having a monitoring means for determining a state.
[2] The organic waste water is human waste and / or septic tank sludge.
[3] The gene information is a band pattern obtained by electrophoresis of DNA derived from the microbiota.
[4] The band pattern is obtained by subjecting the microbiota-derived DNA to denaturant concentration gradient gel electrophoresis.
[5] Control means for performing control for recovery of the activated state when the monitoring means determines that the operation state of the processing system is the standard state or a state approaching the standard state.
[6] The control means is supplying one or more of humus, humus extract, humic acid, fulvic acid, cinnabar and aragonite to the activated sludge.

上記〔1〕の構成によれば、活性汚泥中の微生物叢の変化を遺伝子情報として視覚的に解析しモニタリングすることができる。これによって、活性汚泥中の微生物叢の変遷の確認、優占微生物種等の特定微生物種の比較等を視覚的に行える。したがって、活性汚泥中の微生物叢の変化を簡便かつ迅速に確認することができ、活性汚泥を利用した有機性排水処理系の運転状態をリアルタイムにモニタリングすることができる。かかるモニタリング結果に基づいて、当該処理系の微生物叢の最適化を図れ、処理効率の向上及び処理コストの低減を実現することができる。さらに、上記構成によれば、個別の処理系毎に、運転が活性化状態及び標準状態に有る時の微生物叢の遺伝子情報を取得して記録するものである。そして、かかる遺伝子情報と運転中の活性汚泥の微生物叢の遺伝子情報と比較することから、当該処理系の運転状態を的確に把握することができる。   According to the configuration of [1] above, changes in the microflora in the activated sludge can be visually analyzed and monitored as genetic information. This allows visual confirmation of changes in the microflora in activated sludge, comparison of specific microbial species such as dominant microbial species, and the like. Therefore, the change of the microflora in activated sludge can be confirmed simply and rapidly, and the operation state of the organic waste water treatment system using activated sludge can be monitored in real time. Based on the monitoring result, the microflora of the treatment system can be optimized, and the treatment efficiency can be improved and the treatment cost can be reduced. Furthermore, according to the said structure, the genetic information of the microflora at the time of driving | running | working in an activation state and a standard state is acquired and recorded for every separate processing system. And since this gene information and the gene information of the microflora of the activated sludge in operation are compared, the operation state of the treatment system can be accurately grasped.

上記〔2〕の構成によれば、硝化と脱窒による窒素除去等の複雑な微生物叢の生態系を利用するし尿処理施設の安定運転に貢献することができる。   According to the configuration of [2] above, it is possible to contribute to stable operation of a human waste treatment facility using a complex microbiota ecosystem such as nitrogen removal by nitrification and denitrification.

上記〔3〕の構成によれば、活性汚泥中の微生物叢の遺伝子情報をバンドパターンとして可視化して取得できる。これにより、微生物叢の構成を簡便かつ確実に確認することができる。そして、バンドパターンにおいて一本のバンドは1種類の微生物に対応し、バンドの強度は微生物種の菌体量を反映することから、種の優占性等を判断することができる。したがって、経時時間によるバンドパターンを観察することにより、微生物叢の変遷、優占微生物種等の特定微生物種の比較等を視覚的に解析することができる。また、運転が活性化状態及び標準状態に有る時の微生物叢の遺伝子情報との比較もバンドパターンの比較により行うことができることから、簡便かつ迅速に処理系の運転状態を確認でき、当該処理系の最適化を図ることができる。   According to the configuration of [3] above, the genetic information of the microflora in the activated sludge can be visualized and acquired as a band pattern. Thereby, the structure of a microflora can be confirmed simply and reliably. In the band pattern, one band corresponds to one type of microorganism, and the intensity of the band reflects the amount of the microbial species, so that the dominance of the species can be determined. Therefore, by observing the band pattern over time, it is possible to visually analyze changes in the microbial flora, comparison of specific microbial species such as dominant microbial species, and the like. In addition, since the comparison with the genetic information of the microflora when the operation is in the activated state and the standard state can also be performed by comparing the band pattern, the operation state of the treatment system can be confirmed easily and quickly, and the treatment system Can be optimized.

上記〔4〕の構成によれば、汎用技術である変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(DGGE)を利用することから、簡便な操作により微生物叢由来の遺伝子情報を取得することができる。   According to the configuration of [4] above, gene information derived from the microflora can be obtained by a simple operation because the denaturant concentration gradient gel electrophoresis (DGGE), which is a general-purpose technique, is used.

上記〔5〕の構成によれば、上記モニタリング手段の判定結果に基づいて、上記処理系を制御する制御手段を備えることができる。これにより、リアルタイムに微生物叢の変化をモニタリングしながら制御できることから、更なる当該処理系の微生物叢の最適化、並びに処理効率の向上及び処理コストの低減を実現することができる。   According to the configuration of [5], it is possible to provide a control means for controlling the processing system based on the determination result of the monitoring means. Thereby, since it can control, monitoring the change of microflora in real time, further optimization of the microflora of the said processing system, improvement of processing efficiency, and reduction of processing cost are realizable.

上記〔6〕の構成によれば、腐植、腐植抽出物、フミン酸、フルボ酸、硅砂及び硅石のうちの1つ又は2つ以上を供給することにより、上記処理系の制御を行うことができる。これにより、微生物叢の最適化、汚泥の沈降性の改善や悪臭の発生の抑制等を通して当該処理系が好適に制御され、更なる処理効率の向上及び処理コストの低減を実現することができる。   According to the configuration of [6] above, the treatment system can be controlled by supplying one or more of humus, humus extract, humic acid, fulvic acid, cinnabar, and meteorite. . Thus, the treatment system is suitably controlled through optimization of the microflora, improvement of sludge sedimentation, suppression of malodor generation, and the like, and further improvement in treatment efficiency and reduction in treatment cost can be realized.

図1は本発明の方法を適用した高負荷膜分離方式によるし尿処理施設の概略構成の模式図である。(実施例1)FIG. 1 is a schematic diagram of a schematic configuration of a human waste treatment facility using a high-load membrane separation system to which the method of the present invention is applied. Example 1 図2は本発明の方法を適用した高負荷膜分離方式によるし尿処理施設の活性汚泥の固液分離性を確認した結果を示すグラフと活性汚泥の写真である。(実施例2)FIG. 2 is a graph showing the results of confirming the solid-liquid separability of activated sludge in a human waste treatment facility by a high-load membrane separation method to which the method of the present invention is applied, and a photograph of the activated sludge. (Example 2) 図3は本発明の方法を適用した高負荷膜分離方式によるし尿処理施設の活性汚泥中の微生物叢をDGGEによって解析した結果を示す電気泳動パターンである。(実施例3)FIG. 3 is an electrophoresis pattern showing the result of analyzing the microflora in the activated sludge of the human waste treatment facility by the high load membrane separation method to which the method of the present invention is applied, by DGGE. (Example 3)

本発明の有機性排水の処理方法は、活性汚泥を利用した有機性排水の処理系において、前記処理系の活性汚泥中の微生物叢由来の遺伝子情報を可視化して検出する検出手段と、前記検出手段によって得られた遺伝子情報を、前記処理系の運転が活性化状態に有る時と標準状態に有る時の前記活性汚泥中の微生物叢由来の遺伝子情報を夫々可視化して検出し記録したデータベースと比較して前記処理系の運転状態を判定するモニタリング手段を有して構成される。このように構成することにより、活性汚泥中の微生物叢の変化を遺伝子情報として視覚的に解析しモニタリングすることができる。これによって、活性汚泥中の微生物叢の変遷の確認、優占微生物種等の特定微生物種の比較等を視覚的に行える。したがって、活性汚泥中の微生物叢の変化を簡便かつ迅速に確認することができ、前記処理系の運転状態をリアルタイムにモニタリングすることができる。かかるモニタリング結果に基づいて、前記処理系の微生物叢の最適化を図れ、例えば、悪臭の発生や汚泥発生量等を軽減でき、処理効率の向上及び処理コストの低減を実現することができる。さらに、本発明の方法は、個別の処理系毎に、運転が活性化状態及び標準状態に有る時の微生物叢の遺伝子情報を取得して記録するものである。そして、かかる遺伝子情報と運転中の活性汚泥の微生物叢の遺伝子情報と比較することから、運転状態を的確に把握することができる。   The organic wastewater treatment method of the present invention comprises a detecting means for visualizing and detecting microbiota-derived gene information in the activated sludge of the treatment system in the treatment system of organic wastewater using activated sludge, and the detection A database in which the genetic information obtained by the means is visualized, detected and recorded, respectively, from the microbiota-derived genetic information in the activated sludge when the operation of the treatment system is in an activated state and in a standard state; It has a monitoring means for determining the operating state of the processing system by comparison. By comprising in this way, the change of the microflora in activated sludge can be visually analyzed and monitored as gene information. This allows visual confirmation of changes in the microflora in activated sludge, comparison of specific microbial species such as dominant microbial species, and the like. Therefore, the change of the microflora in activated sludge can be confirmed simply and rapidly, and the operation state of the treatment system can be monitored in real time. Based on the monitoring result, the microflora of the treatment system can be optimized, for example, the generation of malodor and sludge generation can be reduced, and the treatment efficiency can be improved and the treatment cost can be reduced. Furthermore, the method of the present invention acquires and records the genetic information of the microflora when the operation is in the activated state and the standard state for each individual processing system. And since this gene information and the gene information of the microflora of the activated sludge during driving | operation are compared, the driving | running state can be grasped | ascertained correctly.

有機性排水処理における活性汚泥法とは、汚泥を人為的に有機性排水に加えて、汚泥の構成成分である微生物群の生物分解作用により排水中の有機物等を分解浄化させた後、汚泥を固液分離で除去することにより清浄な水を得るものである。なお、本発明の対象となる有機性排水は有機物を含有する排水のことであり、例えば、し尿、浄化槽汚泥、生活排水、下水、有機系の産業排水等が挙げられる。   The activated sludge method in organic wastewater treatment means that sludge is artificially added to organic wastewater, and organic matter in the wastewater is decomposed and purified by the biodegradation action of microorganisms that are constituents of sludge. By removing by solid-liquid separation, clean water is obtained. In addition, the organic waste water used as the object of the present invention is waste water containing organic matter, and examples thereof include human waste, septic tank sludge, domestic waste water, sewage, and organic industrial waste water.

活性汚泥法に基づく処理系の基本的構成は、生物処理槽、及び固液分離槽を含む。まず、排水は、流量調整槽等として構成される流量調節手段により下流への流出が量的及び質的に調整される。続いて、排水は生物処理槽に受け入れられ汚泥と混和される。生物処理槽では、汚泥中の微生物群の生物分解作用によって排水中に含まれる有機物が分解処理される。ここで十分な接触時間を保った後、処理水と汚泥との混合物は固液分離槽に導かれる。固液分離槽で汚泥は固液分離され、処理水は必要に応じて消毒等の処理を経て外部に放流される。汚泥は、返送汚泥として生物処理槽に返され、再び有機物分解作業に供される。一方で、増殖した微生物に相当する量の汚泥は余剰汚泥として回収され、適宜処理されるように構成される。   The basic configuration of the treatment system based on the activated sludge method includes a biological treatment tank and a solid-liquid separation tank. First, the outflow of the waste water downstream is quantitatively and qualitatively adjusted by a flow rate adjusting means configured as a flow rate adjusting tank or the like. Subsequently, the wastewater is received in a biological treatment tank and mixed with sludge. In the biological treatment tank, the organic matter contained in the wastewater is decomposed by the biodegradation action of the microorganisms in the sludge. Here, after maintaining a sufficient contact time, the mixture of treated water and sludge is guided to a solid-liquid separation tank. Sludge is solid-liquid separated in the solid-liquid separation tank, and the treated water is discharged to the outside through treatment such as disinfection as required. The sludge is returned to the biological treatment tank as return sludge and again used for organic matter decomposition work. On the other hand, an amount of sludge corresponding to the grown microorganisms is collected as excess sludge and is appropriately treated.

活性汚泥は、細菌類や菌類を主な構成成分とし、原生生物等を含む多種多様な微生物が混在する複合微生物生態系を形成し、有機性排水中に含まれる有機物等の分解に寄与しつつ増殖を続ける。そして、活性汚泥は、土壌、堆肥、汚泥等から集積培養や馴化培養によって取得することができる。   Activated sludge is mainly composed of bacteria and fungi, forms a complex microbial ecosystem that contains a wide variety of microorganisms, including protists, and contributes to the decomposition of organic matter contained in organic wastewater. Continue to grow. And activated sludge can be acquired from soil, compost, sludge, etc. by accumulation culture or acclimatization culture.

上記処理系に、腐植、腐植抽出物、フミン酸、フルボ酸、硅砂、硅石等のうちの1つ又は2つ以上を充填したリアクターを設置することができる。汚泥の一部をリアクターに導き、上記腐植等により汚泥を改質して生物処理槽に供給するように構成する。活性汚泥に上記腐植等を継続的に添加することで、活性汚泥を構成する微生物叢が変化する。こうして、汚泥の腐敗が抑制され処理系内の汚泥の濃縮性並び沈殿性が改善し悪臭を防除すると共に、汚泥発生量を低減することができる。ここで、腐植とは、動植物および微生物の遺体が土壌中で生物群集により分解を受けて生成したポリフェノール類、キノン類、アミノ化合物が、酵素、微生物の酸化酵素、無機イオン、粘土鉱物などの触媒作用により重縮合し、土壌固有の暗色無定形コロイド状高分子化合物に変化していた物質、及び分解過程にある生物遺体成分であり、土壌性微生物を優先維持できると共に、汚泥の凝集作用や悪臭成分の除去作用等を有する。つまり、上記リアクターの設置により土壌菌群を誘導することができる。   In the treatment system, a reactor filled with one or more of humus, humus extract, humic acid, fulvic acid, cinnabar, aragonite and the like can be installed. A part of the sludge is guided to the reactor, and the sludge is reformed by the humus or the like and supplied to the biological treatment tank. By continuously adding the humus and the like to the activated sludge, the microflora constituting the activated sludge is changed. Thus, the decay of sludge can be suppressed, the concentration and sedimentation of the sludge in the treatment system can be improved, the malodor can be controlled, and the amount of sludge generated can be reduced. Here, humus refers to polyphenols, quinones, and amino compounds produced by the decomposition of animal and plant bodies and microorganism bodies in the soil by biological communities, which are catalysts such as enzymes, microorganism oxidases, inorganic ions, and clay minerals. It is a substance that has been polycondensed by the action, and has changed to a dark amorphous colloidal polymer compound unique to soil, and a biological remains component in the process of decomposition, which can preferentially maintain soil-based microorganisms, and coagulate sludge and odor Has a component removing action. That is, the soil fungus group can be induced by installing the reactor.

生物処理槽では、有機性排水中に含まれる有機物等を汚泥中の微生物の生物活性作用により分解する。生物処理槽には、排水と汚泥を混合するための攪拌手段、活性汚泥を好気的雰囲気に調整するための曝気装置等の酸素供給手段、嫌気的条件に調整するための空気遮断手段等を含んで構成される。し尿処理を行う場合には、し尿には、BODの他に、アンモニア性窒素、有機性窒素等の窒素を含む化合物を大量に含んでいることから、汚泥中の硝酸菌と脱窒菌の2系統の微生物を利用した硝化脱窒反応が進行するように生物処理槽を構成する。例えば、深層反応槽として構成される硝化槽および脱窒槽を設けることができる。そして、硝化槽を好気的雰囲気下で硝酸菌及び亜硝酸菌によりアンモニア性窒素を酸化して硝酸を生成すると共にBODを酸化分解するように構成し、脱窒槽を嫌気的雰囲気下で硝化槽にて生じた硝酸を脱窒菌系微生物によって還元するように構成することができ、硝化槽と脱窒素の間は硝酸が硝化液として循環する手段を設ける。これにより、し尿中の総窒素、BOD及びCOD等を除去することができる。   In the biological treatment tank, the organic matter contained in the organic waste water is decomposed by the biological activity of microorganisms in the sludge. The biological treatment tank has stirring means for mixing wastewater and sludge, oxygen supply means such as an aeration device for adjusting activated sludge to an aerobic atmosphere, air shut-off means for adjusting to anaerobic conditions, etc. Consists of including. When human waste is treated, human waste contains a large amount of nitrogen-containing compounds such as ammonia nitrogen and organic nitrogen in addition to BOD. The biological treatment tank is configured so that the nitrification / denitrification reaction using the microorganisms of the above progresses. For example, a nitrification tank and a denitrification tank configured as a deep reaction tank can be provided. The nitrification tank is configured to oxidize ammonia nitrogen by nitrifying bacteria and nitrite bacteria in an aerobic atmosphere to generate nitric acid and oxidatively decompose BOD. The denitrification tank is nitrified tank in an anaerobic atmosphere. The nitric acid produced in step 1 can be reduced by denitrifying microorganisms, and means for circulating the nitric acid as a nitrifying solution is provided between the nitrification tank and the denitrification. Thereby, total nitrogen, BOD, COD, etc. in human waste can be removed.

固液分離槽では、前段の生物処理槽において生物分解処理された処理水を活性汚泥と分離する。固液分離槽は、生物処理槽内の汚泥と処理水の混合液を静置させ、汚泥をフロックとして沈降させて固液分離するように構成しても、精密ろ過膜を設置して汚泥と処理水の混合物をろ過することにより固液分離するように構成してもよい。精密ろ過膜としては、例えば孔径0.1〜0.4μmの微細な孔を有する中空糸膜や平膜を使用することができ、数十〜数百枚(数百〜数千本)の膜を組み合わせて膜ユニットとして構成することが好ましい。ろ過膜は、固液分離槽として設置する他、生物処理槽内に設置してもよく、浸漬膜方式、外部膜分離方式等は特に問わない。   In the solid-liquid separation tank, the treated water biodegraded in the preceding biological treatment tank is separated from the activated sludge. Even if the solid-liquid separation tank is configured so that the mixed liquid of sludge and treated water in the biological treatment tank is allowed to stand, and sludge is allowed to settle as a flock for solid-liquid separation. You may comprise so that solid-liquid separation may be carried out by filtering the mixture of treated water. As the microfiltration membrane, for example, a hollow fiber membrane or a flat membrane having fine pores with a pore diameter of 0.1 to 0.4 μm can be used, and tens to hundreds (several hundreds to thousands) of membranes are combined. It is preferable to configure as a membrane unit. In addition to being installed as a solid-liquid separation tank, the filtration membrane may be installed in a biological treatment tank, and there is no particular limitation on the immersion membrane method, the external membrane separation method, and the like.

本発明は、上記のように構成された処理系の生物処理槽から汚泥を採取し、汚泥を構成する微生物由来の遺伝子情報を可視化して検出することにより取得するものである。遺伝子情報の解析に先立って、DNAを顕在化せしめることを目的として、公知の核酸抽出等を行った後に適用することが好ましい。例えば、汚泥から遠心分離等の方法により微生物群を分離した後、SDS等の界面活性剤処理、リゾチーム及びプロテインナーゼ等の酵素処理、熱処理、超音波処理、カオトロピック塩での処理等、或いはこれらの組み合わせにより微生物の細胞等を破壊し、DNAを単離することが例示できる。   The present invention is obtained by collecting sludge from the biological treatment tank of the treatment system configured as described above, and visualizing and detecting gene information derived from microorganisms constituting the sludge. Prior to the analysis of gene information, it is preferable to apply after performing known nucleic acid extraction or the like for the purpose of revealing DNA. For example, after separating microorganisms from sludge by a method such as centrifugation, treatment with a surfactant such as SDS, enzyme treatment such as lysozyme and proteinase, heat treatment, ultrasonic treatment, treatment with chaotropic salt, etc. It can be exemplified that DNA is isolated by destroying microbial cells and the like by combination.

遺伝子情報を可視化して検出する検出手段は、微生物叢由来のDNAの遺伝子情報を可視化して検出できる手段であれば特に制限はない。例えば、電気泳動装置を利用してバンドパターンとして微生物叢の状態を可視化することにより行うことができる。電気泳動結果は活性汚泥を構成する微生物叢の構成により変化するため、バンドパターンにより微生物叢の構成を確認することができる。そして、バンドパターンにおいて一本のバンドは1種類の微生物に対応し、バンドの強度は微生物種の菌体量を反映することから、種の優占性等を判断することができる。したがって、経時時間によるバンドパターンを観察することにより、微生物叢の変遷、優占微生物種等の特定微生物種の比較等を視覚的に解析することができる。また、運転が活性化状態及び標準状態に有る時の微生物叢の遺伝子情報との比較も視覚的に行うことができることから、簡便かつ迅速に処理系の運転状態を確認でき、処理系の最適化を図ることができる。   The detection means for visualizing and detecting genetic information is not particularly limited as long as it can visualize and detect genetic information of DNA derived from the microbiota. For example, it can be performed by visualizing the state of the microflora as a band pattern using an electrophoresis apparatus. Since the electrophoresis result changes depending on the structure of the microflora constituting the activated sludge, the structure of the microbiota can be confirmed by the band pattern. In the band pattern, one band corresponds to one type of microorganism, and the intensity of the band reflects the amount of the microbial species, so that the dominance of the species can be determined. Therefore, by observing the band pattern over time, it is possible to visually analyze changes in the microbial flora, comparison of specific microbial species such as dominant microbial species, and the like. In addition, since it is possible to visually compare the genetic information of the microflora when the operation is in the activated state and the standard state, the operation state of the treatment system can be confirmed easily and quickly, and the treatment system can be optimized. Can be achieved.

具体的な遺伝子情報を可視化して検出する検出手段としては、例えば、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis:DGGE)、温度勾配ゲル電気泳動法(Temperature Gradient Gel Electrophoresis:TGGE)、末端蛍光修飾制限酵素断片多型分析法(Terminal-Restriction Fragment Length Polymorphism:T-RFLP)を利用することができる。DGGEは、変性剤に対する二本鎖DNAの安定性の相違に基づいて、DNAを分離する電気泳動法である。二本鎖DNAの変性剤に対する安定性は塩基配列に依存するので、例え分子量及び電荷が同じであっても塩基配列の相違に従って二本鎖DNAを分離することができる。TGGEは、熱安定性に対する二本鎖DNAの安定性の相違に基づいてDNAを分離する電気泳動法であり、温度上昇に伴う二本鎖DNAの熱変性過程を利用する。T-RFLPは、DNAの特定の塩基配列部位を切断する性質を持つ制限酵素を利用するものであり、適切な制限酵素を用いることにより、塩基配列の相違に基づいてDNAを異なる長さの断片として分離するものである。   Examples of detection means for visualizing and detecting specific genetic information include, for example, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), temperature gradient gel electrophoresis (TGGE), A terminal-fluorescence modified restriction enzyme fragment polymorphism (T-RFLP) can be used. DGGE is an electrophoresis method that separates DNA based on the difference in stability of double-stranded DNA against denaturing agents. Since the stability of the double-stranded DNA to the denaturant depends on the base sequence, the double-stranded DNA can be separated according to the difference in the base sequence even if the molecular weight and charge are the same. TGGE is an electrophoresis method that separates DNA based on the difference in stability of double-stranded DNA with respect to thermal stability, and utilizes the thermal denaturation process of double-stranded DNA that accompanies an increase in temperature. T-RFLP uses a restriction enzyme that has the property of cleaving a specific base sequence site of DNA. By using an appropriate restriction enzyme, DNA of different lengths can be obtained based on the difference in base sequence. Are to be separated.

DGGEを用いて汚泥中の微生物叢の遺伝子解析を行う場合には、例えば、汚泥から抽出したDNAをPCR等の核酸増幅技術を用いて増幅させる。増幅に用いるプライマーの一方にはGC塩基の含量に富んだ配列(GCクランプ)を含むように設計される。これにより、増幅断片の片側の末端部分にはGCクランプが付加される。そして、増幅断片を変性剤の濃度勾配をもたせたゲル中で電気泳動を行う。濃度勾配は進行方向に対して平行であっても垂直であってもよいが、好ましくは、電気泳動の進行方向に向かって変性剤濃度が高くなるように調製した変性剤濃度勾配ゲル中で電気泳動を行う。変性剤としては二本鎖DNAの一部分を解離できる限り特に制限はないが、尿素やホルムアミドやこれらの組み合わせを好適に利用することができ、ゲルとしてはポリアクリルアミドゲルを好適に利用することができる。ゲル上の一定位置で二本鎖DNAの水素結合の一部が解離し、一方でGCクランプ部分は結合力が強いため二本鎖を維持するため、部分的に一部が解離した形態になる。部分的に一部が解離すると抵抗の増加によりゲル内を泳動する速度が落ちる。二本鎖DNAの塩基配列により部分解離する変性剤濃度が異なるため泳動度によって二本鎖DNAを塩基配列に基づいて分離することができる。詳細には、二本鎖DNAのG-C間結合は、A-T間結合よりも強いことから、二本鎖DNAのGC含量、つまり塩基配列の相違に基づいてゲル上の移動度に差が生じバンドとして各微生物由来のDNAを分離することができる。なお、試薬、ゲルの作成手順、試料のアプライ量、電気泳動、染色、及び検出は、常法に従って行うことできる。   When genetic analysis of microbial flora in sludge is performed using DGGE, for example, DNA extracted from sludge is amplified using a nucleic acid amplification technique such as PCR. One of the primers used for amplification is designed to contain a sequence rich in GC bases (GC clamp). Thereby, a GC clamp is added to the terminal portion on one side of the amplified fragment. Then, the amplified fragment is electrophoresed in a gel having a denaturant concentration gradient. The concentration gradient may be parallel or perpendicular to the direction of travel, but is preferably electrophoresed in a denaturant concentration gradient gel prepared such that the concentration of the denaturant increases in the direction of electrophoresis. Perform electrophoresis. The denaturing agent is not particularly limited as long as a part of the double-stranded DNA can be dissociated, but urea, formamide, or a combination thereof can be preferably used, and polyacrylamide gel can be preferably used as the gel. . Part of the hydrogen bond of the double-stranded DNA dissociates at a certain position on the gel, while the GC clamp part has a strong binding force and maintains the double-stranded state, so the part is partially dissociated. . When a part of the gel dissociates, the speed of migration in the gel decreases due to an increase in resistance. Since the concentration of the denaturing agent that is partially dissociated differs depending on the base sequence of the double-stranded DNA, the double-stranded DNA can be separated based on the base sequence according to the mobility. Specifically, since the binding between double-stranded DNAs is stronger than the binding between ATs, the mobility on the gel varies depending on the GC content of double-stranded DNA, that is, the difference in base sequence. DNA from each microorganism can be isolated. Reagents, gel preparation procedures, sample application amounts, electrophoresis, staining, and detection can be performed according to conventional methods.

プライマーは、細菌や真菌といった幅広い微生物群が共通して保有する遺伝子を標的とするユニバーサルプライマーとして設計することができ、若しくは、特定の微生物群、例えば属及び種レベルで標的とするように設計することもできる。特に、16S rRNA遺伝子や18S rRNA遺伝子等のリボソームRNA遺伝子を標的とすることが好ましい。リボソームRNA遺伝子は、全ての微生物に普遍的に保存された保存領域と、種特異的に変異した配列を含む可変領域を有する。したがって、微生物群集を幅広く検出したい場合、特定の微生物種に焦点を合わせて検出したい場合等、目的に応じて標的領域を設定することができる。   Primers can be designed as universal primers that target genes commonly held by a wide range of microorganisms such as bacteria and fungi, or designed to target at a specific microorganism group, eg, genus and species level You can also. In particular, it is preferable to target ribosomal RNA genes such as 16S rRNA gene and 18S rRNA gene. The ribosomal RNA gene has a conserved region that is universally conserved among all microorganisms and a variable region that includes a species-specific mutated sequence. Therefore, the target region can be set according to the purpose, for example, when it is desired to detect a wide range of microbial communities or to focus on a specific microbial species.

増幅の標的領域が定まったならば、当該領域を増幅するため当該領域に相補的な配列を含むようにプライマーを設計する。プライマーの設計は、例えばプライマー設計支援ソフト等を利用して設計することもできる。そして、プライマーは、常法に基づいて調製することができる。例えば、ホスホアミダイト法等に用いた固相合成により化学合成することができ、市販の自動核酸合成装置により自動的に合成することも可能である。合成後のプライマーは、必要に応じてHPLC等の公知の方法により精製される。また市販のプライマーを目的に応じて選択し使用してもよい。このようなプライマーとしては、標的となる核酸分子の塩基配列に基づき、所望の増幅領域を挟んで設計され、10以上、好ましくは15以上、更に好ましくは約20〜50の塩基からなるオリゴヌクレオチドが例示される。そして、DGGEのためのプライマーは上述の通り一方にGCクランプ配列が付加される。   Once the amplification target region has been determined, a primer is designed to include a sequence complementary to that region in order to amplify the region. Primer design can also be designed using, for example, primer design support software. And a primer can be prepared based on a conventional method. For example, it can be chemically synthesized by solid phase synthesis used in the phosphoramidite method or the like, and can be synthesized automatically by a commercially available automatic nucleic acid synthesizer. The synthesized primer is purified by a known method such as HPLC as necessary. Commercially available primers may be selected and used according to the purpose. As such a primer, an oligonucleotide composed of 10 or more, preferably 15 or more, more preferably about 20 to 50 bases is designed with a desired amplification region sandwiched based on the base sequence of the target nucleic acid molecule. Illustrated. As described above, a GC clamp sequence is added to one of the primers for DGGE.

ここで、相補的とは、プライマーと標的核酸分子とが塩基対合則に従って特異的に結合し安定な二重鎖構造を形成できることを意味する。ここで、完全な相補性のみならず、プライマーと標的核酸分子が互いに安定な二重鎖構造を形成し得るのに十分である限り、いくつかの核酸塩基のみが塩基対合則に沿って適合する部分的な相補性であっても許容される。その塩基数は、標的核酸分子を特異的に認識するために十分に長くなければならないが、長すぎると逆に非特異的反応を誘発するので好ましくない。したがって、適当な長さはGC含量等の標的核酸の配列情報、並びに、反応温度、反応液中の塩濃度等の増幅反応条件など多くの因子に依存して決定される   Here, the term “complementary” means that the primer and the target nucleic acid molecule can specifically bind according to the base pairing rule to form a stable duplex structure. Here, not only perfect complementarity, but only a few nucleobases fit along the base-pairing rules as long as the primer and target nucleic acid molecule are sufficient to form a stable duplex structure with each other Even partial complementarity is acceptable. The number of bases must be long enough to specifically recognize the target nucleic acid molecule. However, if the length is too long, a nonspecific reaction is induced, which is not preferable. Therefore, the appropriate length is determined depending on many factors such as target nucleic acid sequence information such as GC content and amplification reaction conditions such as reaction temperature and salt concentration in the reaction solution.

ここで、処理系の運転が活性化状態に有る時とは、活性汚泥中の微生物叢が有用微生物種の優占状態にあり、生物処理によってBOD、窒素化合物等が効果的に除去されている状態にあることを意味する。例えば、汚泥の固液分離性を確認することにより活性化状態にあるか否かを判断することができ、処理後の汚泥の濃縮性が向上し良好に沈降する場合には、当該処理系の運転は活性化状態にあると判断することができる。固液分離性は、SV60、SV30等の活性汚泥沈殿率、SVI等の汚泥容量指標等を求めることにより確認することができる。そして、汚泥のフロックの大きさを観察することによっても活性化状態にあるか否かを判断することができ、大きなフロックの形成が確認された場合には汚泥の凝集性及び濃縮性が向上しているとして活性化状態にあると判断することができる。また、余剰汚泥の発生量、悪臭の発生や処理水の透明性等を確認することによっても活性化状態にあるか否かを判断することができ、この場合には余剰汚泥の発生量の低減、悪臭の発生の抑制、処理水の透明度の向上をもって活性化状態にあると判断する。   Here, when the operation of the treatment system is in an activated state, the microflora in the activated sludge is in a dominant state of useful microorganism species, and BOD, nitrogen compounds, etc. are effectively removed by biological treatment. It means being in a state. For example, it can be determined whether or not it is in an activated state by confirming the solid-liquid separation property of sludge, and when the concentration of sludge after treatment improves and settles well, It can be determined that the driving is in an activated state. Solid-liquid separation can be confirmed by determining the activated sludge sedimentation rate such as SV60 and SV30, and sludge capacity index such as SVI. It is also possible to determine whether or not the activated flocs are in the activated state by observing the size of the flocs of the sludge. When the formation of large flocs is confirmed, the cohesiveness and concentration of the sludge are improved. It can be determined that it is in an activated state. It is also possible to determine whether or not the activated sludge is in an activated state by confirming the amount of surplus sludge generated, the generation of malodors or the transparency of the treated water. In this case, the amount of surplus sludge generated is reduced. It is judged to be in an activated state by suppressing the generation of malodor and improving the transparency of treated water.

標準状態とは、活性化状態に比べ活性汚泥中の微生物叢の有用微生物が減衰した状態あることを意味する。活性化状態の判断と同様にして、標準状態にあるか否かを判断することができる。例えば、汚泥の固液分離性、フロックの大きさ、余剰汚泥の発生量、悪臭の発生や処理水の透明性等を確認することによって標準状態にあるか否かを判断することができる。したがって、固液分離性の低下、フロック形成能の低下、余剰汚泥の発生量の増加、悪臭の発生、処理水の透明度の低下等をもって標準状態にあると判断する。   The standard state means that the useful microorganisms of the microflora in the activated sludge are attenuated compared to the activated state. In the same manner as the determination of the activation state, it can be determined whether or not it is in the standard state. For example, it is possible to determine whether or not it is in the standard state by confirming the solid-liquid separation property of sludge, the size of floc, the amount of excess sludge generated, the generation of malodor, the transparency of treated water, and the like. Therefore, it is determined that the product is in the standard state due to a decrease in solid-liquid separation property, a decrease in floc-forming ability, an increase in the amount of surplus sludge, generation of malodor, a decrease in transparency of treated water, and the like.

そして、活性化状態に有る時の遺伝子情報、及び標準状態に有る時の遺伝子情報は、個別の処理系毎に取得する。各処理系は、その処理対象物、処理条件、使用する活性汚泥等に応じて微生物叢の構成は異なる。したがって、活性化状態及び標準状態に有る時の汚泥の微生物叢の構成は個別の処理系毎に異なることから、その遺伝子情報も個別の処理系毎に異なる。そのため個別の処理系毎に遺伝子情報を取得することにより、処理系毎に適切な運転状態を制御することができる。   The gene information when in the activated state and the gene information when in the standard state are acquired for each individual processing system. Each treatment system has a different microflora configuration depending on the treatment object, treatment conditions, activated sludge used, and the like. Accordingly, the composition of the sludge microflora in the activated state and the standard state is different for each individual processing system, and thus the genetic information is also different for each individual processing system. Therefore, by acquiring genetic information for each individual processing system, it is possible to control an appropriate operating state for each processing system.

処理系の運転中の汚泥から採取した微生物叢の遺伝子情報と、活性化状態及び標準状態に有る時の汚泥の微生物叢の遺伝子情報を比較することにより、処理系の運転が活性化状態にあるのか、標準状態にあるのか、若しくは何れの状態に近づきつつあるのか等、処理系の運転状態をリアルタイムにモニタリングすることができる。そして、検索及び比較等の容易化のために、取得した遺伝子情報を記録したデータをデータベース等として管理してもよい。   By comparing the genetic information of the microflora collected from the sludge during the operation of the treatment system with the genetic information of the microflora of the sludge when in the activated state and the standard state, the operation of the treatment system is in the activated state The operating state of the processing system can be monitored in real time, such as whether it is in the standard state or in which state it is approaching. In order to facilitate search and comparison, data obtained by recording the acquired gene information may be managed as a database or the like.

さらに、本発明の有機性排水の処理方法は、上記モニタリング手段の判定結果に基づき、当該処理系を制御する制御手段を備える。運転状態が前記標準状態若しくはそれに近づく状態であると判断された時に、活性化状態へ回復のための制御を行う。例えば、腐植、腐植抽出物、フミン酸、フルボ酸、硅砂、硅石等のうちの1つ又は2つ以上を添加することにより制御を行うことができる。リアルタイムに微生物叢の変化を確認しながら制御できることから、上記腐植等の添加のタイミング及び添加量の最適化を図ることができる。また、返送汚泥の量の調節、有用微生物の添加、好気的雰囲気、嫌気的雰囲気を初めとした処理条件の最適化等、活性化状態に有る時の汚泥の微生物叢を維持するように制御を行うことができる。これにより、更なる処理系の微生物叢の最適化、並びに処理効率の向上及び処理コストの低減を実現することができる。   Furthermore, the organic wastewater treatment method of the present invention includes a control means for controlling the treatment system based on the determination result of the monitoring means. When it is determined that the operating state is the standard state or a state approaching the standard state, control for recovery to the activated state is performed. For example, control can be performed by adding one or more of humus, humus extract, humic acid, fulvic acid, cinnabar, aragonite and the like. Since it can be controlled while confirming changes in the microflora in real time, the timing and amount of addition of the humus and the like can be optimized. Also, control to maintain the sludge microbial flora when activated, such as adjustment of the amount of returned sludge, addition of useful microorganisms, optimization of treatment conditions such as aerobic atmosphere and anaerobic atmosphere It can be performed. Thereby, further optimization of the microflora of a processing system, improvement of processing efficiency, and reduction of processing cost can be realized.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。ここでは、一例として、高負荷膜分離方式によるし尿処理施設に本発明の方法を適用した場合の実施態様を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, these Examples do not limit this invention. Here, as an example, an embodiment in which the method of the present invention is applied to a human waste treatment facility using a high-load membrane separation method is shown.

(実施例1)
本実施例では、本発明の方法を適用した高負荷膜分離方式によるし尿処理施設について説明する。図1は、高負荷膜分離方式によるし尿処理施設の概略構成の模式図である。脱窒槽1、硝化槽2、膜原水槽3、4、膜ユニット槽5、混和槽6、凝集槽7、凝集沈殿槽8、返送汚泥槽9、汚泥調質槽10、汚泥貯留槽11を備える。脱窒槽1、硝化槽2、膜原水槽3、4が活性汚泥による生物分解処理が施される生物処理系統となる。
Example 1
In this embodiment, a human waste treatment facility using a high-load membrane separation system to which the method of the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a schematic configuration of a human waste treatment facility using a high-load membrane separation method. A denitrification tank 1, a nitrification tank 2, a membrane raw water tank 3, 4, a membrane unit tank 5, a mixing tank 6, a coagulation tank 7, a coagulation sedimentation tank 8, a return sludge tank 9, a sludge conditioning tank 10, and a sludge storage tank 11. . The denitrification tank 1, the nitrification tank 2, and the membrane raw water tanks 3 and 4 serve as a biological treatment system in which biodegradation treatment with activated sludge is performed.

処理対象であるし尿及び/又は浄化槽汚泥は、流量調節槽等により流入量が質及び量的に調整されながら生物処理系統に流入する。まず、脱窒槽1に流入し、脱窒槽1では、脱窒菌が、し尿、浄化槽汚泥を電子供与体として硝化槽2で生成された硝酸を嫌気的雰囲気下において窒素に還元する。そして、硝化槽2では、し尿及び/又は浄化槽汚泥中のアンモニアを硝酸菌により好気的雰囲気下において硝酸に変換する。そして、硝化槽2と脱窒槽1との間を硝酸は硝化液として循環するように構成されており、し尿及び/又は浄化槽汚泥中の有機物(BOD)を二酸化炭素まで分解する。なお、脱窒槽1と硝化槽2は深層反応槽として構成される。脱窒槽1及び硝化槽2の下流に設けられた膜原水槽3では、硝化槽2で処理しきれず残存したアンモニアがあれば、好気的雰囲気下で硝化細菌により硝酸に変換する。膜原水槽4では、脱窒槽1で処理しきれず残存した硝酸があれば、嫌気的雰囲気下で窒素に還元する。その際、電子供与体としてメタノール等を添加する。このようにして、脱窒槽1、硝化槽2及び膜原水槽3、4では、し尿に含まれる有機物及び窒素化合物が生物学的分解される。詳細には脱窒槽1及び硝化槽2ではBOD及び窒素化合物で90%、膜原水槽3、4では残りの10%が分解除去される。そして、分解処理された処理水は汚泥と共に膜ユニット槽5に送られる。膜ユニット槽5では、処理水と汚泥とを平膜により固液分離すると共に、前段で生成された窒素を脱気する。   Human waste and / or septic tank sludge to be treated flows into the biological treatment system while the inflow is adjusted in quality and quantity by a flow rate control tank or the like. First, it flows into the denitrification tank 1, and in the denitrification tank 1, the denitrifying bacteria reduce nitric acid produced in the nitrification tank 2 to nitrogen in an anaerobic atmosphere using human waste and septic tank sludge as an electron donor. And in the nitrification tank 2, ammonia in human waste and / or septic tank sludge is converted into nitric acid by nitric acid bacteria in an aerobic atmosphere. And it is comprised so that nitric acid may circulate as a nitrification liquid between the nitrification tank 2 and the denitrification tank 1, and decomposes organic matter (BOD) in human waste and / or septic tank sludge to carbon dioxide. The denitrification tank 1 and the nitrification tank 2 are configured as a deep reaction tank. In the membrane raw water tank 3 provided downstream of the denitrification tank 1 and the nitrification tank 2, if there is residual ammonia that cannot be treated in the nitrification tank 2, it is converted into nitric acid by nitrifying bacteria in an aerobic atmosphere. In the membrane raw water tank 4, if there is residual nitric acid that cannot be treated in the denitrification tank 1, it is reduced to nitrogen in an anaerobic atmosphere. At that time, methanol or the like is added as an electron donor. In this way, in the denitrification tank 1, the nitrification tank 2, and the membrane raw water tanks 3 and 4, organic substances and nitrogen compounds contained in human waste are biologically decomposed. Specifically, in the denitrification tank 1 and the nitrification tank 2, 90% of BOD and nitrogen compounds are decomposed and in the membrane raw water tanks 3 and 4, the remaining 10% is decomposed and removed. And the treated water decomposed | disassembled is sent to the membrane unit tank 5 with sludge. In the membrane unit tank 5, the treated water and the sludge are solid-liquid separated by a flat membrane, and the nitrogen produced in the previous stage is degassed.

そして、膜ユニット槽5で固液分離された膜透過液は混和槽6に送られる。混和槽6では、強攪拌雰囲気でポリ硫酸第二鉄を添加し、マイナスに帯電、分散しているコロイダル状の混濁物質の表面荷電を中和し凝結させる。続いて、下流に設置された凝集槽7では、弱攪拌雰囲気で高分子凝集剤を添加し、混和槽6で発生したプラスに帯電した微細状の凝結汚泥に対し、表面荷電を中和すると共に架橋吸着作用にて微細粒子汚泥を凝集させて粗大フロックを作る。そして、凝集沈殿槽8では、生物処理しきれなかったCOD、リンを凝集剤により凝集汚泥化させ、凝集汚泥を膜透過液(処理水)から除去する。そして、凝集汚泥化後の上澄みについて、前段で凝集沈殿処理しきれなかったCOD及び色度等を活性炭により除去する。続いて、処理水の消毒を行い施設外の河川等に放流する。   Then, the membrane permeate separated in the membrane unit tank 5 is sent to the mixing tank 6. In the mixing tank 6, ferric sulfate is added in a strong stirring atmosphere to neutralize and condense the surface charge of the colloidal turbid material charged and dispersed negatively. Subsequently, in the coagulation tank 7 installed downstream, the polymer coagulant is added in a weakly stirred atmosphere to neutralize the surface charge against the positively charged fine condensed sludge generated in the mixing tank 6. A coarse floc is formed by agglomerating fine particle sludge by the cross-linking adsorption action. In the coagulation sedimentation tank 8, COD and phosphorus that could not be biologically processed are coagulated by the coagulant, and the coagulated sludge is removed from the membrane permeate (treated water). And about the supernatant after coagulation sludge, COD, chromaticity, etc. which could not be coagulated and settled in the previous stage are removed by activated carbon. Subsequently, the treated water is disinfected and discharged into a river outside the facility.

膜ユニット槽5で固液分離された濃縮汚泥は返送汚泥槽9に送られる。そこで、濃縮汚泥の一部は返送汚泥として、前段の生物処理系統で生物分解処理が効率的に進行可能な汚泥濃度を維持するため脱窒槽1に返送される。一方、前段の生物処理系統で増殖した汚泥の内、上記濃度維持のため必要な汚泥を超える量の汚泥は余剰汚泥とされ汚泥調質槽10に送られる。汚泥調質槽10では余剰汚泥を散気することで減容する。つまり、汚泥が好気性消化により自己分解する。続いて、下流の汚泥貯留槽11は、余剰汚泥を後段の脱水機に投入するためのポンプ槽である。続いて、余剰汚泥を脱水機で脱水し、その後、乾燥し有機肥料等として再利用することができる。   The concentrated sludge that has been solid-liquid separated in the membrane unit tank 5 is sent to the return sludge tank 9. Therefore, a part of the concentrated sludge is returned to the denitrification tank 1 in order to maintain a sludge concentration at which the biodegradation process can proceed efficiently in the previous biological treatment system. On the other hand, of the sludge grown in the biological treatment system in the previous stage, the amount of sludge exceeding the sludge necessary for maintaining the above concentration is regarded as surplus sludge and sent to the sludge refining tank 10. In the sludge refining tank 10, the volume is reduced by aeration of excess sludge. That is, the sludge is self-decomposed by aerobic digestion. Subsequently, the downstream sludge storage tank 11 is a pump tank for introducing excess sludge into a subsequent dehydrator. Subsequently, the excess sludge can be dehydrated with a dehydrator, then dried and reused as organic fertilizer or the like.

実施例1のし尿処理施設に、2011年11月2日に誘導剤として腐植及び硅石を添加して有用微生物の優先化を図った。そして、2012年3月15日に腐植及び硅石を充填したリアクターを膜ユニット槽に設置した。当該リアクターから腐植及び硅石が継続的に処理系統内に添加され、このようにして有用微生物の優先維持を図った。   To the human waste treatment facility of Example 1, humus and meteorite were added as inducers on November 2, 2011 to prioritize useful microorganisms. On March 15, 2012, a reactor filled with humus and meteorite was installed in the membrane unit tank. Humus and meteorites were continuously added from the reactor into the treatment system, thus preserving useful microorganisms.

実施例2.固液分離性の改善
本実施例では、実施例1のし尿処理施設に誘導剤として腐植及び硅石を添加した後の誘導期間中の汚泥の沈降性の変化を観察した。
Example 2 Improvement of Solid-Liquid Separation In this example, changes in sludge settling during the induction period after adding humus and meteorite as inducers to the human waste treatment facility of Example 1 were observed.

<手順>
実施例1の尿処理施設の膜原水槽4の汚泥を採取し、汚泥の沈降性の変化を観察した。
1Lのガラス製メスシリンダーに上記汚泥を1,000mL添加し、60分後の汚泥界面の数値を読み取り、その数値を10で割った数値をSV60とした。なお、観察期間中の汚泥濃度は概ね10,000mg/Lであった。
<Procedure>
The sludge in the membrane raw water tank 4 of the urine treatment facility of Example 1 was collected, and the change in sludge sedimentation was observed.
1,000 mL of the above sludge was added to a 1 L glass graduated cylinder, the value at the sludge interface after 60 minutes was read, and the value divided by 10 was SV60. The sludge concentration during the observation period was approximately 10,000 mg / L.

<結果>
結果を図2に示す。図2中のグラフは汚泥のSV60値の経時的変化を示し、写真は各日時における汚泥の拡大写真(×40)である。2011年11月2日の誘導剤投入直後は、汚泥のフロックが小さくSV60値も高く沈降性は良くなかった。同年11月24日の汚泥のSV60値及び形態は誘導剤投入直後と同程度であり沈降性は良くなかった。誘導剤投入約1ヶ月後からSV60値が低下し汚泥の沈降性が向上し、同年12月8日頃にはSV60値は70%ほどになった。同年12月26日に汚泥を観察したところ大きなフロックを少し確認できた。その後、2012年2月1日頃にSV60値が誘導剤投入直後と同程度に戻った。そして、同年3月15日のリアクター設置後、汚泥の沈降性が再び改善し始め、その後はSV60値が50%以下になる等、汚泥は良好な沈殿性を維持し続けた。リアクターの設置約2ヵ月後の同年5月17日の汚泥を観察したところ大きなフロックを確認できた。
<Result>
The results are shown in FIG. The graph in FIG. 2 shows the change over time in the SV60 value of sludge, and the photographs are enlarged photographs (× 40) of sludge at each date and time. Immediately after the introduction of the inducer on November 2, 2011, the sludge floc was small, the SV60 value was high, and the sedimentation was not good. The SV60 value and form of the sludge on November 24 of the same year were similar to those immediately after the introduction of the inducer, and the sedimentation was not good. About one month after the introduction of the inducer, the SV60 value decreased and the sedimentation property of sludge improved, and the SV60 value reached about 70% around December 8 of the same year. Observing the sludge on December 26 of the same year, a large floc was confirmed. After that, around February 1, 2012, the SV60 value returned to the same level as immediately after the introduction of the inducer. After the reactor installation on March 15 of the same year, the sludge settling started to improve again, and after that, the sludge continued to maintain good settling, with the SV60 value falling below 50%. When the sludge on May 17 of the same year was observed about two months after the installation of the reactor, a large floc was confirmed.

実施例3.活性汚泥の微生物叢解析
本実施例では、実施例1のし尿処理施設に誘導剤として腐食及び硅石を添加した後の誘導期間中の汚泥の微生物叢の変化を解析した。解析手段としてPCR-DGGEを用い、汚泥に含まれる微生物(細菌)のバンドパターンの解析を行った。PCR-DGGEにより得られたバンドパターンにおいて一本のバンドは1種類の微生物に対応しており、バンドの強度は種の優占性を示し、バンドパターンは試料中の微生物叢の構成を示している。以下に本実験に用いる手法並びに条件、用いる製品等を示す。
Example 3 Analysis of microflora of activated sludge In this example, changes in the microflora of sludge during the induction period after adding corrosion and meteorite as inducers to the human waste treatment facility of Example 1 were analyzed. PCR-DGGE was used as an analysis means, and the band pattern of microorganisms (bacteria) contained in the sludge was analyzed. In the band pattern obtained by PCR-DGGE, one band corresponds to one type of microorganism, the intensity of the band indicates species dominance, and the band pattern indicates the composition of the microflora in the sample. Yes. The methods and conditions used in this experiment, the products used, etc. are shown below.

<1>DNA抽出
<1>−1. UltraClean(登録商標) Microbial DNA Isolation Kitを用いたDNA抽出
<1>−1−1.使用試薬
DNA抽出キット(MO BIO製 UltraClean(登録商標) Microbial DNA Isolation Kit)
<1> DNA extraction <1> -1. DNA extraction using UltraClean (registered trademark) Microbial DNA Isolation Kit <1> -1-1. Reagents used
DNA extraction kit (Ultra Clean (registered trademark) Microbial DNA Isolation Kit from MO BIO)

<1>−1−2.使用機器
(a)遠心機
遠心力10000×g以上の出力、及び冷却能力を有する遠心機
(b)Vortexミキサー
<1> -1-2. Equipment used (a) Centrifuge Centrifuge with centrifugal force output of 10000 xg or more and cooling capacity (b) Vortex mixer

<1>−1−3.手順
(a)2mLマイクロチューブ(DNA抽出キット内)に1.8mLの実施例1のし尿処理施設の膜原水槽4から採取した汚泥を加え、10000×gで30秒間、常温で遠心した。上清を捨てた後、再度10000×gで30秒間、常温で遠心して沈殿を得た。なお、上清を捨てる際には、ピペットマンを用いた。
(b)沈殿にMicroBeadSolution(MBS)を300μL加え、緩やかにVortexし撹拌した。続いて、これをMicroBeadTubeに全量移した。
(c)MicroBeadTubeに試薬MD1を50μL加えた。なお、試薬MD1に沈殿が認められた場合には、60℃で沈殿を溶してから添加した。
(d)MicroBeadTubeを最大出力で10分間Vortexした。
(e)MicroBeadTubeが遠心機に対応できるかを確かめ、10000×gで30秒間、常温で遠心して上清を得た。なお、MicroBeadTubeが破損する可能性があるので10000×g以上の遠心力にしないように配慮した。
(f)上清を2mLマイクロチューブに移した(約300〜350μL程度)。
(g)マイクロチューブに試薬MD2を100μL加え、5秒間Vortexした後、ヒートブロックにて4℃で5分間培養した。
(h) 10000×gで1分間、常温で遠心した。
(i)沈殿物を避けながら上清の全量を2mLマイクロチューブに移した(約450μL程度
)。
(j)マイクロチューブに、試薬MD3を900μL加え5秒間Vortexした。なお、使用前に試薬MD3を振って混和させてから使用した。
(k)前記工程(j)の試料の700μLをSpinFilterに分注し、10000×gで30秒間、常温で遠心し、遠心後の流下液を捨てた。残りの試料を同様の操作でSpinFilterに分注、遠心し、流下液を捨てた。
(l)更に、試薬MD4を300μL加え、10000×gで30秒間、常温で遠心し、遠心後の流下液を捨てた。
(m)液の吹きこぼれに留意しながらSpinFilterを新しい2mLマイクロチューブにセットした。
(n)SpinFilterのフィルター中心に試薬MD5を50μL加え、10000×gで30秒間、常温で遠心し、DNA抽出液を流下させた。なお、フィルターは廃棄した。
(o)得られたDNA抽出液は使用まで-30℃で冷却保存した。
<1> -1-3. Procedure (a) 1.8 mL of sludge collected from the membrane raw water tank 4 of the human waste treatment facility of Example 1 was added to a 2 mL microtube (in the DNA extraction kit), and centrifuged at room temperature for 30 seconds at 10,000 × g. After discarding the supernatant, it was centrifuged again at 10000 × g for 30 seconds at room temperature to obtain a precipitate. When discarding the supernatant, Pipetman was used.
(B) 300 μL of MicroBeadSolution (MBS) was added to the precipitate, gently vortexed and stirred. Subsequently, the entire amount was transferred to the MicroBeadTube.
(C) 50 μL of reagent MD1 was added to MicroBeadTube. When precipitation was observed in reagent MD1, it was added after dissolving the precipitate at 60 ° C.
(D) Vortex the MicroBeadTube at maximum power for 10 minutes.
(E) It was confirmed whether MicroBeadTube was compatible with a centrifuge and centrifuged at 10,000 × g for 30 seconds at room temperature to obtain a supernatant. In addition, since MicroBeadTube may be damaged, consideration was given to avoiding centrifugal force of 10,000 xg or more.
(F) The supernatant was transferred to a 2 mL microtube (about 300 to 350 μL).
(G) 100 μL of the reagent MD2 was added to the microtube, vortexed for 5 seconds, and then cultured at 4 ° C. for 5 minutes in a heat block.
(H) Centrifuged at 10000 × g for 1 minute at room temperature.
(I) The entire amount of the supernatant was transferred to a 2 mL microtube while avoiding the precipitate (about 450 μL)
).
(J) 900 μL of reagent MD3 was added to the microtube and vortexed for 5 seconds. The reagent MD3 was shaken and mixed before use.
(K) 700 μL of the sample of the step (j) was dispensed into a SpinFilter, centrifuged at 10000 × g for 30 seconds at room temperature, and the flowing-down solution after centrifugation was discarded. The remaining sample was dispensed into SpinFilter and centrifuged in the same manner, and the falling liquid was discarded.
(L) Further, 300 μL of the reagent MD4 was added, and centrifuged at 10,000 × g for 30 seconds at room temperature, and the falling liquid after centrifugation was discarded.
(M) SpinFilter was set in a new 2 mL microtube while paying attention to liquid spillage.
(N) 50 μL of the reagent MD5 was added to the filter center of the SpinFilter, and centrifuged at 10,000 × g for 30 seconds at room temperature to allow the DNA extract to flow down. The filter was discarded.
(O) The obtained DNA extract was stored at −30 ° C. until use.

<2>PCR
<2>−1.使用試薬
(a)PCR mix(日本ジーン製 GENE RED PCR mix)
(b)BSA(20mg/mL)(TaKaRa製 Bovine Serum Albumin溶液)
なお、BSAは、汚泥中に含まれる腐食成分によるPCR阻害を防ぐために添加した。
(c)Template DNAとしては、上記<1>の「DNAの抽出」の項で得たDNAを使用した。
(d)滅菌蒸留水
<2> PCR
<2> -1. Reagents used (a) PCR mix (GENE GENE RED PCR mix)
(B) BSA (20 mg / mL) (TaKaRa Bovine Serum Albumin solution)
BSA was added to prevent PCR inhibition by corrosive components contained in the sludge.
(C) As the template DNA, the DNA obtained in the section “DNA extraction” in <1> above was used.
(D) Sterilized distilled water

<2>−2.プライマー
(a)細菌の場合
F984GC(10μM)、R1378(10μM)を用いた。このプライマーは、細菌の16S rRNA遺伝子V6-8可変領域を標的として設計されたものである。なお、プライマーの配列情報は表1に要約した。
<2> -2. Primer (a) For bacteria
F984GC (10 μM) and R1378 (10 μM) were used. This primer was designed to target the bacterial 16S rRNA gene V6-8 variable region. The primer sequence information is summarized in Table 1.

<2>−3.使用機器
サーマルサイクラー(ABI製 GeneAmp(登録商標)PCRシステム9700)
<2> -3. Equipment used Thermal cycler (ABI GeneAmp (registered trademark) PCR system 9700)

<2>−4.手順
全工程に亘り、手袋を着用して行った。
(a)0.2mLチューブに表2の通りに試薬を添加した。なお、DNAの増幅効率が悪い場合にはTemplate DNAの添加量を適宜調節することができる。また、ネガティブコントロールはTemplate DNAを添加せず、同容量の滅菌蒸留水を添加することにより調製した。
(b)サーマルサイクラーを起動し、ヒートブロックに0.2mLチューブをセットした。
(c)サーマルサイクラーを以下の反応サイクルに設定し、PCRを行なった。反応サイクルは、以下の通りである。
細菌 :94℃-2分間→[94℃-15秒間、55℃-30秒間、68℃-30秒間]×34
<2> -4. Procedure Gloves were worn throughout the process.
(A) Reagents were added to a 0.2 mL tube as shown in Table 2. When the amplification efficiency of DNA is poor, the amount of Template DNA added can be adjusted as appropriate. The negative control was prepared by adding the same volume of sterile distilled water without adding Template DNA.
(B) The thermal cycler was started and a 0.2 mL tube was set on the heat block.
(C) The thermal cycler was set to the following reaction cycle, and PCR was performed. The reaction cycle is as follows.
Bacteria: 94 ℃-2 minutes → [94 ℃ -15 seconds, 55 ℃ -30 seconds, 68 ℃ -30 seconds] x 34

<3>DGGE
<3>−1.使用機器
(a)DCodeシステム(BIORAD製)
(b)パワーサプライ
<3> DGGE
<3> -1. Equipment used (a) DCode system (manufactured by BIORAD)
(B) Power supply

<3>−2.手順
(a)ゲル作成条件
(a)−1.ゲル濃度を6%、変性剤濃度勾配を50→70%に設定した。
(a)−2.固化時間を、室温3時間に設定した。
<3> -2. Procedure (a) Gel preparation conditions (a) -1. The gel concentration was set to 6%, and the denaturant concentration gradient was set from 50 to 70%.
(A) -2. The solidification time was set at room temperature for 3 hours.

(b)電気泳動及び染色条件
(b)−1.ゲルへのアプライ量は5μLとした。
(b)−2.泳動電圧は50V、泳動温度は58℃、泳動時間は18時間に設定した。
(b)−3.電気泳動後、SYBR GOLD(20分)で染色した後、10分間洗浄した。
(b)−4.マーカーとしては、DGGE Marker III(ニッポンジーン製)を使用した。
(b)−5.他所で実施された土壌微生物活性化法(ASB)(商標登録出願中)で実施したし尿処理施設から採取された汚泥についても同様に微生物叢の解析を行った。ここで、土壌微生物活性化法(ASB)は、標準活性汚泥法に土壌微生物群の生物活性による処理を付加した方法であり、処理系内に設置されたリアクターで土壌菌群を誘導、培養することにより、有機物の分解及び浄化を行う方法である。
(B) Electrophoresis and staining conditions (b) -1. The amount applied to the gel was 5 μL.
(B) -2. The electrophoresis voltage was set to 50 V, the electrophoresis temperature was set to 58 ° C., and the electrophoresis time was set to 18 hours.
(B) -3. After electrophoresis, it was stained with SYBR GOLD (20 minutes) and then washed for 10 minutes.
(B) -4. As a marker, DGGE Marker III (manufactured by Nippon Gene) was used.
(B) -5. Microbial flora was analyzed in the same manner for sludge collected from human waste treatment facilities implemented by the soil microorganism activation method (ASB) (trademark registration pending) conducted elsewhere. Here, the soil microorganism activation method (ASB) is a method in which the treatment by the biological activity of the soil microorganism group is added to the standard activated sludge method, and the soil fungus group is induced and cultured in a reactor installed in the treatment system. This is a method for decomposing and purifying organic matter.

<4>結果
結果を図3に示す。レーン1は2011年11月1日、レーン2は同年11月5日、レーン3は同年12月8日、レーン4は2012年2月1日、レーン5は同年2月21日、レーン6は同年3月28日、レーン7は土壌微生物活性化法(ASB)施設、Mは分子量マーカーの電気泳動結果を示す。誘導直後の2011年11月1日及び同年11月5日のバンドパターンは類似しており(レーン1、2)、また優占微生物種も同一であった(レーン1、2の丸囲み)。この微生物種は本実験のし尿処理施設特有の微生物であり、上述の土壌微生物活性化法(ASB)施設では当該微生物種は確認できなった(レーン7)。しかし、同年12月8日のバンドパターンは誘導直後とは微生物叢が変化し(レーン3とレーン1、2の比較)、優占微生物も変化したことが確認された(レーン3の丸囲み)。そして、この微生物種は、上述の土壌微生物活性化法(ASB)施設でも確認された(レーン7の丸囲み、下方)。2012年2月1日及び同年2月21日で確認されたバンドパターンは誘導直後と類似しており(レーン4、5とレーン1、2の比較)、微生物叢が元に戻ったことが確認できた。また、誘導直後に確認された本実験のし尿処理施設特有の微生物も確認された(レーン4、5の丸囲み)。その後、同年3月15日のリアクター設置の2週間後の同年3月28日のバンドパターンから、微生物叢が変化し、さらに優占微生物も変化していることが判明した(レーン6とレーン1〜5の比較)。そしてこの優占微生物種は上述の土壌微生物活性化法(ASB)施設でも確認されたものである(レーン7の丸囲み、常法)。2011年12月8日及び2012年3月28日に確認された優占微生物種は、もともとの活性汚泥中には極微量しか生息していなかったものが、腐植の添加により優占化したものと考えられる。上述の土壌微生物活性化法(ASB)施設でも確認されていることから、し尿処理過程において有用な微生物種である可能性があり、このような有用な知見を本発明の方法により遺伝子情報を可視化できたことから簡便かつ迅速に確認することができた。
<4> Results The results are shown in FIG. Lane 1 is November 1, 2011, Lane 2 is November 5, 2011, Lane 3 is December 8, 2012, Lane 4 is February 1, 2012, Lane 5 is February 21, 2012, and Lane 6 is On March 28, the lane 7 shows the results of electrophoresis of the soil microorganism activation method (ASB) facility, and M shows the molecular weight marker electrophoresis. The band patterns on November 1, 2011 and November 5, 2011 immediately after the induction were similar (lanes 1 and 2), and the dominant microbial species were also the same (circles in lanes 1 and 2). This microbial species is unique to the human waste treatment facility of this experiment, and the microbial species could not be confirmed in the above-mentioned soil microorganism activation method (ASB) facility (lane 7). However, the band pattern on December 8 of the same year confirmed that the microbial flora changed immediately after induction (comparison between lane 3 and lanes 1 and 2), and the dominant microorganisms also changed (circled in lane 3). . And this microbial species was confirmed also in the above-mentioned soil microorganisms activation method (ASB) facility (circled lane 7, the lower part). The band pattern confirmed on February 1, 2012 and February 21, 2012 was similar to that immediately after induction (comparison between lanes 4 and 5 and lanes 1 and 2), confirming that the microbiota was restored. did it. In addition, microorganisms specific to the human waste treatment facility of this experiment confirmed immediately after the induction were also confirmed (circles in lanes 4 and 5). Subsequently, from the band pattern on March 28 of the same year two weeks after the installation of the reactor on March 15 of the same year, it was found that the microbiota changed and the dominant microorganisms also changed (lane 6 and lane 1). ~ 5 comparison). This dominant microbial species was also confirmed in the above-mentioned soil microorganism activation method (ASB) facility (circled in lane 7, ordinary method). The dominant microbial species confirmed on December 8, 2011 and March 28, 2012, which were inhabited in trace amounts in the original activated sludge, were dominated by the addition of humus it is conceivable that. Since it has been confirmed in the soil microorganism activation method (ASB) facility described above, it may be a useful microbial species in the process of human waste treatment, and such useful knowledge is used to visualize genetic information by the method of the present invention. As a result, it could be confirmed easily and quickly.

次に、本実施例3の結果と実施例2の結果とを考察したところ、本発明の方法によって解析された可視化された遺伝子情報に基づいて、微生物叢の変化と汚泥の沈降性の相関を明らかにすることができた。例えば、実施例3において、誘導直後の微生物叢とは変化したことが確認された2011年12月8日の汚泥が、実施例2によって示されるように良好な沈降性を示す。また、同様に誘導直後の微生物叢とは変化したことが確認された2012年3月28日の汚泥が、実施例2によって示されるように良好な沈降性を示す。また、実施例3において微生物叢が類似すると判断された2011年11月1日及び同年11月5日、2012年2月1日及び2月21の汚泥の沈降性は類似したものであった。したがって、汚泥中の微生物叢の変化を追跡することにより、汚泥の状態や優占微生物種を的確に把握することができることが判明した。   Next, when the result of Example 3 and the result of Example 2 were considered, based on the visualized genetic information analyzed by the method of the present invention, the correlation between the change in the microflora and the sedimentation property of the sludge was obtained. I was able to clarify. For example, in Example 3, the sludge of December 8, 2011, which was confirmed to have changed from the microflora immediately after induction, showed good sedimentation properties as shown in Example 2. Similarly, the sludge on March 28, 2012, which was confirmed to have changed from the microbiota immediately after induction, showed good sedimentation properties as shown in Example 2. Moreover, the sedimentation properties of the sludge on November 1, 2011, November 5, 2011, February 1, 2012 and February 21, in which the microflora was judged to be similar in Example 3, were similar. Therefore, it was found that the state of the sludge and the dominant microbial species can be accurately grasped by tracking the change in the microbial flora in the sludge.

このようにして、本発明の方法により、し尿処理施設の運転状態を的確に判断することができる。具体的には、2011年12月8日(レーン3)及び2012年3月28日(レーン6)が活性化状態にあり、その他の時点(レーン1〜2、4〜5)は標準状態にあると判断することができる。これを裏付けるため、種々の指標により運転状態を評価した結果を表3に示す。表3中、効果1のSV60(%)は、実施例2の記載に基づいて算出した。効果2の余剰汚泥発生量は、本施設に投入したし尿、浄化槽汚泥1kL当たりの余剰汚泥発生量であり乾燥重量により算出した。効果3、4は、夫々消泡剤及び次亜塩素酸ソーダの使用量を示した。   In this way, the operation state of the human waste treatment facility can be accurately determined by the method of the present invention. Specifically, December 8, 2011 (lane 3) and March 28, 2012 (lane 6) are in the activated state, and other time points (lanes 1-2, 4-5) are in the standard state. It can be judged that there is. In order to support this, Table 3 shows the results of evaluation of the driving state using various indicators. In Table 3, SV60 (%) of effect 1 was calculated based on the description in Example 2. The surplus sludge generation amount of effect 2 is the surplus sludge generation amount per 1 liter of human waste and septic tank sludge that was put into this facility, and was calculated by dry weight. Effects 3 and 4 indicate the amounts of antifoaming agent and sodium hypochlorite used, respectively.

表3の結果より、DGGEにおいて活性化状態で有ると判断された場合には、汚泥の固液分離性が良好であり、余剰汚泥や泡の発生量及び臭気が低減し、良好な運転状態であることが理解できる。したがって、本発明の方法によりし尿処理施設の運転状態を的確に判断できることが、かかる結果によっても裏付けられた。   From the results in Table 3, when it is determined that DGGE is in the activated state, the solid-liquid separation property of sludge is good, the amount of surplus sludge and bubbles generated and the odor are reduced, and in a good operating state. I can understand. Therefore, it was supported by this result that the operation state of the human waste treatment facility can be accurately determined by the method of the present invention.

本発明の方法は、し尿処理施設等の有機性排水の処理方法が要求される全ての技術分野において利用可能である。   The method of the present invention can be used in all technical fields where a method for treating organic wastewater such as human waste treatment facilities is required.

1 脱窒槽
2 硝化槽
3 膜原水槽
4 膜原水槽
5 膜ユニット槽
6 混和槽
7 凝集槽
8 凝集沈殿槽
9 返送汚泥槽
10 汚泥調質槽
11 汚泥貯留槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Denitrification tank 2 Nitrification tank 3 Membrane raw water tank 4 Membrane raw water tank 5 Membrane unit tank 6 Mixing tank 7 Coagulation tank 8 Coagulation sedimentation tank 9 Return sludge tank 10 Sludge refining tank 11 Sludge storage tank

Claims (6)

活性汚泥を利用した有機性排水の処理系において、前記処理系の活性汚泥中の微生物叢由来の遺伝子情報を可視化して検出する検出手段と、前記検出手段によって得られた遺伝子情報を、前記処理系の運転が活性化状態に有る時と標準状態に有る時の前記活性汚泥中の微生物叢由来の遺伝子情報を夫々可視化して検出し記録したデータと比較して前記処理系の運転状態を判定するモニタリング手段を有する有機性排水の処理方法。   In the organic wastewater treatment system using activated sludge, the detection means for visualizing and detecting the gene information derived from the microflora in the activated sludge of the treatment system, and the genetic information obtained by the detection means, the treatment The genetic information derived from the microbiota in the activated sludge in the activated sludge when the system is in the activated state and when in the standard state is respectively visualized, detected, and compared with the recorded data to determine the operational state of the treatment system An organic wastewater treatment method having a monitoring means. 前記有機性排水が、し尿及び/又は浄化槽汚泥である請求項1に記載の有機性排水の処理方法。   The method for treating organic wastewater according to claim 1, wherein the organic wastewater is human waste and / or septic tank sludge. 前記遺伝子情報が、前記微生物叢由来のDNAを電気泳動して得られたバンドパターンである請求項1又は2に記載の有機性排水の処理方法。   The organic wastewater treatment method according to claim 1 or 2, wherein the genetic information is a band pattern obtained by electrophoresis of DNA derived from the microbiota. 前記バンドパターンが、前記微生物叢由来のDNAを変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法に供することによって得られたものである請求項3に記載の有機性排水の処理方法。   The organic wastewater treatment method according to claim 3, wherein the band pattern is obtained by subjecting the DNA derived from the microbiota to a denaturing gradient gel electrophoresis method. 前記モニタリング手段によって前記処理系の運転状態が前記標準状態若しくはそれに近づく状態であると判断された時に、前記活性化状態の回復のための制御を行う制御手段を有する請求項1〜4の何れか一項に記載の有機性排水の処理方法。   The control unit according to any one of claims 1 to 4, further comprising a control unit that performs control for recovery of the activated state when the monitoring unit determines that the operation state of the processing system is the standard state or a state approaching the standard state. The method for treating organic waste water according to one item. 前記制御手段が、前記活性汚泥への腐植、腐植抽出物、フミン酸、フルボ酸、硅砂及び硅石のうちの1つ又は2つ以上の供給である請求項5に記載の有機性排水の処理方法。   The method for treating organic waste water according to claim 5, wherein the control means is supply of one or more of humus, humus extract, humic acid, fulvic acid, cinnabar, and aragonite to the activated sludge. .
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