JP2016041393A - フェノール類化合物含有排水の処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のフェノール類化合物含有排水の処理方法の特徴構成は、水処理槽内に汚泥とともに収容した担体表面に担持したアルカリゲネス属微生物により、水処理槽内の排水中に含まれるフェノール類化合物を分解処理するフェノール類化合物含有排水の処理方法であって、
ポリプロピレン製糸状体を見かけ比重40g/L〜90g/Lの塊状に集合させてなり、前記ポリプロピレン製糸状体の表面平滑度(Ra)が、0.1μm〜0.5μmであるフェノール類化合物含有排水処理用担体を前記水処理槽内に充填し、
連続曝気条件下で前記フェノール類化合物をアルカリゲネス属微生物により分解処理する点にある。
上記新知見によると、アルカリゲネス属微生物は、汚泥中に存在する他の微生物群に比べて担体に付着する付着能力が高く、連続曝気条件下で常時剥離作用を受ける環境下では、担体に対する付着能力の差も大きくなり、アルカリゲネス属微生物が他の微生物群に対して選択的に増殖しやすい環境となる。つまり、前記担体により、種々の微生物群の中で、アルカリゲネス属微生物にとって特に生存に有利な環境を与えることにより、担体のない場合には、実質的に増殖させられなかったアルカリゲネス属微生物を、他の微生物群に対して選択的に増殖させることができたのである。
前記フェノール類化合物含有排水がクレゾールを含有するものであってもよい。
フェノール類化合物含有排水としては、フェノール、カテコール、クレゾール、クロロフェノール、サリチル酸等のフェノール類化合物を含有する排水が挙げられるが、特に生物毒になりやすく浄化処理が困難なクレゾールに関しては、他に代替となる簡易な浄化方法が少ないため、本発明のアルカリゲネス属微生物の増殖方法により、クレゾール分解性の高いアルカリゲネス属微生物を有効に増殖することができれば、クレゾール含有排水の浄化に有効利用することができるようになるので、利用価値は高い。
前記汚泥が、前記微生物としてアルカリゲネス属微生物を10%〜50%含有するものとすることが好ましい。
上記担体を用いた場合、汚泥を比較的短期間馴養することでアルカリゲネス属微生物を選択的に増加させられる。そこで、アルカリゲネス属微生物の増加した担体上の微生物膜を用いてフェノール類化合物含有排水を処理すればその排水中に含まれるフェノール類化合物を生分解処理することができるのであるが、その増殖度が低いと、安定した処理効率を達成することが困難になることが考えられるため、汚泥全体に占める含有率として10%以上となるまで増殖しておくことで、安定した処理効率が達成できる。なお、アルカリゲネス属微生物の含有率は、多いほど好ましいと考えられるが、現実問題として、含有率の向上には限界があり、また、含有率の向上のためには増殖の工程に時間を要することから、50%程度の含有率を上限としておくことが好ましい。
本発明のフェノール類化合物含有排水の処理方法に用いられるアルカリゲネス属微生物増殖用担体(以下単に担体と称する場合もある)は、表面の粗度が低く、閉塞しにくい構造のものが好適に使用される。具体的には、このような担体としてポリプロピレン製糸状体を塊状に集合させてなる形状の担体、(たとえば、バクターコアB(株式会社森本組製)、1個あたりの見かけ容積1.95L、直径200mm、重量120g、見かけ比重60g/L、総表面積0.39m2、比表面積33cm2/g:図2参照)が好適に用いられる。このような担体は、ポリプロピレンの表面平滑な性質から、一般的な微生物が付着しにくい性質をもつところ、アルカリゲネス属微生物は、汚泥中に存在する他のPseudomonas属等の微生物に比べて、比較的付着しやすいことが本発明者らにより明らかになり、このような担体を用いて汚泥をフェノール類化合物含有排水に馴養させると、その汚泥中におけるフェノール類化合物分解能力を有するアルカリゲネス属微生物存在比率が次第に増加させることができるため、フェノール類化合物分解能力をきわめて高く向上させることができる。
汚泥と上記担体とをフェノール類化合物含有排水を収容する水処理槽内に収容し、連続曝気条件下で、前記水処理槽内にフェノール類化合物のCODcr容積負荷率を経時的に上昇させつつフェノール類化合物含有排水を流通させて、馴養することにより、アルカリゲネス属微生物が選択的に増殖させられる。これは、アルカリゲネス属微生物が他の微生物に比べて上記担体に対して付着育成しやすいことに加えて、上記担体は通気性が高く、担体に対して付着しにくい微生物の剥離が促進されること、アルカリゲネス属微生物自体が大量の酸素存在下で好適に増殖すること、によってきわめて効率よく選択的な増殖が可能になったためと考えられる。
本発明のフェノール類化合物含有排水の処理装置は、図1に示すように、前記担体11を充填してあるとともに、フェノール類化合物含有排水を供給する供給部12および、処理済みの排水を排出する排水部13を有し、フェノール類化合物の生分解処理可能な水処理槽としての接触曝気槽10を備える。前記担体11は、図2に示すように、表面平滑なポリプロピレン樹脂製の糸状体を見かけ比重40g/L〜90g/Lの塊状に集合させて高い通気性を実現可能なものであって、表面平滑度(Ra)が、0.1μm〜0.5μmである。この担体は、前記接触曝気槽内に設けられたエクスパンドメタル等からなるネット状部材14により上下を仕切られた空間内に、十分な通気性を確保できる程度の充填度で保持固定される。また、前記空間下側のネット状部材14の下方側には、散気管15が設けられ、前記散気管からの散気により、前記担体11の全領域に十分な空気を供給し、アルカリゲネス属微生物の良好な育成を維持できるとともに、担体に付着した余剰汚泥を剥離除去して、担体11の適正な通気性を維持できるように構成してある。これにより、前記供給部12より供給されるフェノール類化合物含有排水は、担体11により増殖させたアルカリゲネス属微生物により生分解処理される。
(実施例1)アルカリゲネス属微生物の増殖
担体として上述のバクターコアBを、みかけ体積率55%で充填した直径130mm、有効水深450mm、有効容積6Lの円筒型水槽に、フェノール、クレゾールを含む排水と水道水と化学工場から採取した汚泥を添加し、フェノール濃度600mg/L、クレゾール濃度300mg/L、CODcr濃度3400mg/L、SS濃度3000mg/Lとなるように模擬排水を添加した。
すなわち、接触曝気槽に供給するフェノール類化合物のCODcr容積負荷率を経時的に上昇させつつフェノール類化合物含有排水を流通させて、汚泥を馴養した。なお、本実施例においては、供給量を段階的に増加させてCODcr容積負荷率を上昇させたが、フェノール類化合物濃度を低濃度から次第に高濃度に調整して供給しても構わない。
実施例1において、処理前の汚泥からランダムに採取した96の微生物についてクローンライブラリー法により遺伝子を解析し、微生物の属、種を特定したところ、アルカリゲネス属微生物は検出されなかった。
実施例1の手順にしたがって汚泥を馴養し、アルカリゲネス属微生物を付着させてある担体を充填した接触曝気槽を用い、CODcr容積負荷率9.1kg/m3・日でフェノール濃度600mg/L、クレゾール濃度300mg/L、CODcr濃度3400mg/Lの排水を処理したところ、平均CODcr除去率70%、フェノール除去率98%、クレゾール除去率98%であった。
化学工場の汚泥をそのまま用い、直径130mm、有効水深450mm、有効容積6Lの円筒型水槽に、上記担体を充填することなく、CODcr容積負荷率3.4kg/m3・日の条件下、フェノール濃度710mg/L、クレゾール濃度350mg/L、CODcr濃度3400mg/Lの排水を処理したところ、CODcr除去率6%とほとんど処理されなかった。
実施例1の手順にしたがって汚泥を馴養し、アルカリゲネス属微生物を付着させてある担体を充填した接触曝気槽を用い、CODcr容積負荷率6.9kg/m3・日でフェノール濃度900mg/L、クレゾール濃度450mg/L、CODcr濃度4600mg/Lの排水を処理したところ、CODcr除去率79%、フェノール除去率93%、クレゾール除去率93%であった。
実施例1の手順にしたがって汚泥を馴養し、アルカリゲネス属微生物を付着させてある担体を充填した接触曝気槽を用い、CODcr容積負荷率9.1kg/m3・日の条件下、フェノール濃度1500mg/L、クレゾール濃度1000mg/L、CODcr濃度8600mg/Lの排水を処理したところ、CODcr除去率31%、フェノール除去率36%、クレゾール除去率51%であった。
実施例2において用いるフェノール類化合物含有排水を、クレゾール濃度を単独で1300mg/L含有するものに変更し、同様に排水を処理したところ、72時間後のクレゾール除去率は85%であった。
比較例2において用いるフェノール類化合物含有排水を、クレゾール濃度を単独で1100mg/L含有するものに変更し、同様に排水を処理したところ、72時間後のクレゾール除去率は41%であった。
比較例2において用いるフェノール類化合物含有排水を、クレゾール濃度を単独で520mg/L含有するものに変更し、同様に排水を処理したところ、72時間後のクレゾール除去率が84%であった。
実施例1において用いるフェノール類化合物含有排水を、フェノール濃度900mg/Lクレゾール濃度450mg/Lのものに変更し、長期的に排水処理をおこなったところ、排水中のTOC濃度が図3のように推移した。
11 :担体
12 :供給部
13 :排水部
14 :ネット状部材
15 :散気管
20 :活性汚泥処理槽
21 :受入部
22 :排水部
23 :散気管
30 :沈殿槽
31 :受入部
32 :放流部
33 :汚泥返送部
40 :返送部
Claims (3)
- 水処理槽内に汚泥とともに収容した担体表面に担持したアルカリゲネス属微生物により、水処理槽内の排水中に含まれるフェノール類化合物を分解処理するフェノール類化合物含有排水の処理方法であって、
ポリプロピレン製糸状体を見かけ比重40g/L〜90g/Lの塊状に集合させてなり、前記ポリプロピレン製糸状体の表面平滑度(Ra)が、0.1μm〜0.5μmであるフェノール類化合物含有排水処理用担体を前記水処理槽内に充填し、
連続曝気条件下で前記フェノール類化合物をアルカリゲネス属微生物により分解処理するフェノール類化合物含有排水の処理方法。 - 前記フェノール類化合物含有排水がクレゾールを含有するものである請求項1に記載のフェノール類化合物含有排水の処理方法。
- 前記汚泥が、前記微生物としてアルカリゲネス属微生物を10%〜50%含有するものとする請求項1または2に記載のフェノール類化合物含有排水の処理方法。
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