JP2016198763A - 液体処理方法及び微生物最適化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】（１）最適な微生物で液体を処理することができ、（２）液体に変化が生じた場合でも、迅速に対応することができる液体処理方法、及び微生物最適化方法を提供する。【解決手段】微生物が収容された生物処理槽で処理する工程と、生物処理槽で用いる微生物を最適化するための微生物最適化工程と、を備え、微生物最適化工程は、液体取扱系統から排出された原液を含む液体を採取する液体採取工程と、原液を含む液体を培養基質として用いて生物処理槽で行う処理に適した最適微生物をスクリーニングするスクリーニング工程と、スクリーニングされた最適微生物を培養する培養工程と、培養された最適微生物を生物処理槽内に供給する供給工程と、を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、液体処理方法、及び微生物最適化方法に関し、さらに詳しくは、処理する液体に最も適した微生物を用いた液体処理方法、及び微生物最適化方法に関する。

活性汚泥等の微生物を利用して排水等を処理する技術は、これまでに広く利用されている。こうした微生物を利用した処理方法としては、自然に発生した土着微生物を用いて処理する方法が一般に用いられている。こうした微生物を利用した処理方法では、処理される液に含まれる有機物や無機物が微生物の栄養源になり、活性汚泥に生存する微生物は有機物や無機物を次第に減少させ、最終的に除去している。

活性汚泥法は、水中に含まれる様々な物質を短時間に分解でき、且つ除去できる技術であり、水質汚濁防止法で定められているＢＯＤ(生物化学的酸素要求量)や、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）の低減に効果を有する方法である。

ところが、活性汚泥法には、幾つかの問題がある。

第１の問題は、活性汚泥法で使用される微生物が処理対象を処理する微生物として最適な微生物であるとは限らないことである。すなわち、微生物は、上記のように、処理される液中に含まれる有機物や無機物を栄養源としている。そのため、処理される液に含まれる有機物や無機物に適合した微生物が活性汚泥に含まれていない場合には、微生物を利用して液体を効率的に処理することができない。

第２の問題は、活性汚泥法が外的環境の変動要因に非常に弱い点である。一般的に活性汚泥のように高密度な微生物叢を形成している場合、その微生物遷移速度は非常に遅く、急激な外部環境の変化への対応力が低く、一旦活性汚泥の状態が崩れると再び安定するまでに多大な時間（数週間から一か月またはそれ以上）を要する。

しかしながら、水質や環境が変動するリスクを避けることは困難である。液体処理の対象となる原液に何らかの変動があった場合、それまで処理に用いていた微生物は、変動後の処理には適さないものになる。

こうした状況に陥った場合に、早期の状態回復を試みることが提案されている。

例えば、特許文献１により提案されている技術は、曝気強度等の運転条件に加えて人工的に培養された微生物製剤を補助的に添加している。

第３の問題は、処理対象に含まれる一定の物質を処理することが不能になるという問題である。すなわち、処理対象の排水に化学的に安定している物質や、油脂類、生物成育阻害物質（抗生物質）等が含まれている場合、活性汚泥法による処理には限界があった。活性汚泥中には、各々の物質を分解し、且つ資化する能力を有する微生物が存在するが、その微生物が優先的に機能を発揮するとは限らない。もともと活性汚泥を構成する微生物叢は一定でなく、排水負荷や水質、温度、溶存酸素量、ｐＨ等、様々な要因によって変動しており、各条件合った形で優先的に機能する微生物の種類も遷移している。

そのため、一般的な排水では、生物的な活性によって分解されやすい化合物がほとんどを占めているため、それらを分解する微生物のみが優先的に機能し、安定してしまう。その結果、低濃度の物質や上記の難分解性物質に対しては、潜在的に処理可能な微生物が存在したとしても、処理能力を発揮することなく埋没してしまっている。

この問題点に対し、特許文献２では、難分解性物質である有機リン化合物の分解能を有する微生物を活性汚泥から分離し、分離した微生物を培養した後に、再度活性汚泥に添加することによって有機リン化合物を含む排水処理に有効である内容を示した方法が提案されている。

特開２０１１−２００７６５号公報 特開２００２−３０１４９４号公報

しかしながら、特許文献１により提案された技術は、微生物製剤の効果も投入する排水の質や環境によって大きく影響され、期待している効果を必ずしも十分に発揮できるとは限らない。

一方、特許文献２により提案されている技術では、外的要因によって処理される排水が変質等した場合、変質した排水を処理することができない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、第１に処理される液体に最適な微生物で液体を処理することができ、第２に処理される液体に何らかの変化が生じた場合でも、その変化に迅速に対応することができる液体処理方法、及び微生物最適化方法を提供することにある。

（１）上記課題を解決するための本発明に係る液体処理方法は、液体を取り扱う液体取扱系統から排出された液体を処理する液体処理方法であって、微生物が収容された生物処理槽で処理する工程と、前記生物処理槽で用いる微生物を最適化して最適微生物を得るための微生物最適化工程と、を備え、前記微生物最適化工程は、前記液体取扱系統から排出された原液を含む液体を採取する液体採取工程と、前記液体を培養基質として用い、前記生物処理槽内での処理に適した前記最適微生物をスクリーニングするスクリーニング工程と、スクリーニングされた前記最適微生物を培養する培養工程と、培養された前記最適微生物を前記生物処理槽内に供給する供給工程と、を有していることを特徴とする。

この発明によれば、上記の工程を備えた液体処理方法で液体を処理するので、液体を取り扱う液体取扱系統毎に適合した微生物で処理を行うことができる。特に、この発明は、液体取扱系統から排出された原液を含む液体を培養基質として用いて生物処理槽で行う処理に適した最適微生物をスクリーニングするスクリーニング工程を備えているので、液体取扱系統が取り扱う液体に適合した微生物を培養し、その微生物で液体を処理することができる。

本発明に係る液体処理方法において、前記液体取扱系統から排出された原液を取り込んで所定の処理を行う１次処理工程と、前記１次処理後の液体を、前記生物処理槽で処理する２次処理工程と、を備え、前記液体採取工程は、前記液体取扱系統から前記原液を直接採取するか、又は、前記液体取扱系統から前記生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で液体を採取することを特徴とする。

この発明によれば、１次処理工程を備えているので、液体取扱系統から排出された原液を、生物処理槽を利用して行う２次処理工程での処理に適した液体にすることができきる。また、液体採取工程において、液体取扱系統から原液を直接採取するか、又は、液体取扱系統から生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で液体を採取するため、生物処理槽を利用して行う２次処理工程に適した微生物を培養することができる。

本発明に係る液体処理方法において、前記微生物最適化工程は、前記生物処理槽及び前記生物処理槽以外の外部環境のうち、少なくとも前記生物処理槽から微生物を採取する微生物採取工程を備え、前記スクリーニング工程では、前記微生物採取工程で採取した微生物を前記培養基質に添加していることを特徴とする。

この発明によれば、２次処理工程で用いる微生物を前記生物処理槽及び前記生物処理槽以外の外部環境のうち、少なくとも生物処理槽から採取している。生物処理槽には、それまでに、この生物処理槽で処理していた液体に適した微生物が生存する確率が高いので、処理される液体に適した微生物を迅速にスクリーニングすることできる。

本発明に係る液体処理方法において、前記スクリーニング工程は、前記微生物採取工程で採取した微生物を前記培養基質に添加して培養し、添加した微生物の中から成長が早い微生物を選定していることを特徴とする。

この発明によれば、成長が早い微生物を選定している。成長が早い微生物は、培養基質に含有される無機物及び有機物がその微生物にとって最も適した栄養源であると思料される。そのため、成長が早い微生物を選定することによって、処理される液体に最適な微生物をスクリーニングすることができる。

本発明に係る液体処理方法において、前記微生物最適化工程は、前記スクリーニング工程を実行するタイミングを決定するタイミング決定工程を有する。

この発明によれば、タイミング決定工程により、スクリーニング工程を実行するタイミングが決定されるので、微生物のスクリーニングを適切な時期に行うことができる。

本発明に係る液体処理方法において、前記タイミング決定工程は、定期的に、又は、前記液体採取工程で採取した前記原液若しくは前記液体における予め定めた所定の物性が予め設定された管理レベルに到達したときに、前記スクリーニング工程の実行を促していることを特徴とする。

この発明によれば、タイミング決定工程が、上記のように、スクリーニング工程の実行を促しているので、処理される液体の水質に変化が生じた場合でも、変化後の液体に適合した微生物の迅速なスクリーニングを行って、適切な処理を行うことができる。

本発明に係る液体処理方法において、前記微生物最適化工程は、前記タイミング決定工程により決定された前記タイミングによって複数回実行可能であり、前記スクリーニング工程は、前記タイミング決定工程で決定された最新のタイミングで実行された最新スクリーニング工程によりスクリーニングされた微生物と、前記最新のタイミングよりも以前に実行された前記微生物最適化工程で培養された微生物と、を比較して、前記最新のタイミングにおける前記２次処理工程の処理のために適した微生物を選択する微生物選択工程を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、上記の微生物選択工程を備えているので、最新のタイミングで実行されたスクリーニング工程でスクリーニングされた微生物と、それ以前のスクリーニング工程でスクリーニングされた微生物とのいずれが適切な微生物であるかを選択することができるので、最も適した微生物で液体を処理することができる。

本発明に係る液体処理方法において、前記微生物最適化工程は、前記液体採取工程で採取した前記原液又は前記液体を滅菌又は殺菌する滅菌処理工程又は殺菌処理工程を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、滅菌又は殺菌された原液又は液体を培養基質として用いることができるので、微生物最適化工程において微生物の成長が妨げられることを防止することができる。

（２）上記課題を解決するための本発明に係る微生物最適化方法は、液体を取り扱う液体取扱系統から排出される原液に所定の処理を行った１次処理後の液体に対し、生物処理槽で生物的処理を行う際に用いる微生物を最適化して最適微生物を得るための微生物最適化方法であって、前記液体取扱系統から前記原液を直接採取するか、又は、前記液体取扱系統から前記生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で液体を採取する、液体採取工程と、前記液体取扱系統で採取した前記原液又は前記液体取扱系統から前記生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で採取した前記液体を培養基質として用いて前記１次処理後の液体の処理に適した前記最適微生物をスクリーニングするスクリーニング工程と、スクリーニングされた前記最適微生物を培養する培養工程と、培養された前記最適微生物を前記生物処理槽内に供給する供給工程と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、液体を取り扱う液体取扱系統毎に適合した微生物をスクリーニングすることができる。具体的に、この発明は、液体取扱系統で採取した原液、又は液体取扱系統から生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で採取した液体を培養基質として用いて１次処理後の液体の処理に適した最適微生物をスクリーニングするので、液体取扱系統が取り扱う液体に適合した微生物を培養し、その微生物で液体を処理することができる。

本発明に係る微生物最適化方法において、前記培養基質に添加する微生物は、前記生物処理槽及び前記生物処理槽以外の外部環境のうち、少なくとも前記生物処理槽から採取した微生物を含むことを特徴とする。

この発明によれば、微生物を生物処理槽及び生物処理槽以外の外部環境のうち、生物処理槽から採取している。生物処理槽には、それまでに、この生物処理槽で処理していた液体に適した微生物が生存する確率が高いので、処理される液体に適した微生物を迅速にスクリーニングすることできる。

本発明に係る微生物最適化方法において、前記スクリーニング工程を実行するタイミングを決定するタイミング決定工程を有する。

この発明によれば、スクリーニングを実行するタイミングが決定されるので、微生物のスクリーニングを適切な時期に行うことができる。

本発明に係る微生物最適化方法において、前記タイミング決定工程は、定期的に、又は、前記液体採取工程で採取した前記原液若しくは前記液体における予め定めた所定の物性が予め設定された管理レベルに到達したときに、前記スクリーニング工程の実行を促していることを特徴とする。

この発明によれば、タイミング決定工程が、上記のように、スクリーニング工程の実行を促しているので、処理される液体の物性に変化が生じた場合でも、変化後の液体に適合した微生物の迅速なスクリーニングを行って、適切な処理を行うことができる。

本発明に係る微生物最適化方法において、前記タイミング決定工程により決定された前記タイミングによって前記スクリーニング工程は複数回実行可能であり、前記スクリーニング工程は、前記タイミング決定工程で決定された最新のタイミングで実行された最新スクリーニング工程によりスクリーニングされた微生物と、前記最新のタイミングよりも以前に実行された前記スクリーニング工程でスクリーニングされた微生物と、を比較して、前記最新のタイミングにおける前記１次処理後の液体を処理するために適した微生物を選択する微生物選択工程を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、上記の微生物選択工程を備えているので、最新のタイミングで実行されたスクリーニング工程でスクリーニングされた微生物と、それ以前のスクリーニング工程でスクリーニングされた微生物とのいずれが適切な微生物であるかを選択することができるので、最も適した微生物で液体を処理することができる。

本発明に係る微生物最適化方法において、前記スクリーニング工程は、前記培養基質及び前記微生物をスクリーニング容器に収容して微生物を培養することを繰り返す複数の培養ステップを含むことを特徴とする。

この発明によれば、スクリーニング工程が上記のように複数の培養ステップを含むので、培養ステップを繰り返し行う間に最適な微生物を確実にスクリーニングすることができる。

本発明に係る微生物最適化方法において、前記液体取扱系統から採取された原液、又は、前記液体取扱系統から前記生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で採取した液体を滅菌又は殺菌する滅菌処理工程又は殺菌処理工程を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、殺菌又は殺菌された原液又は液体を培養基質として用いることができるので、微生物の最適化を行うときに微生物の成長が妨げられることを防止することができる。

本発明によれば、第１に処理される液体に最適な微生物で液体を処理することができ、第２に処理される液体に何らかの変化が生じた場合でも、その変化に迅速に対応することができる。

本発明に係る液体処理方法の工程の概要を示す概要図である。 本発明に係る液体処理方法に用いる装置の概略を示す構成図である。 本発明に係る微生物最適化方法の工程の概要を示す概要図である。 本発明に係る微生物最適化方法に用いる微生物最適化処理部の概略を示す構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面のみに限定されるものではない。

［液体処理方法の基本工程］
本発明に係る液体処理方法、液体を取り扱う液体取扱系統から排出された液体を処理する方法である。この液体処理工程を構成する最も基本的な工程は、微生物が収容された生物処理槽で液体を処理する工程と、この生物処理槽で用いる微生物を最適化するための微生物最適化工程と、を備えている。微生物最適化工程は、液体取扱系統から排出された原液を含む液体を採取する液体採取工程と、原液を含む液体を培養基質として用いて生物処理槽で行う処理に適した最適微生物をスクリーニングするスクリーニング工程と、スクリーニングされた最適微生物を培養する培養工程と、培養された最適微生物を生物処理槽内に供給する供給工程と、を有している。本明細書において、微生物最適化工程は、液体処理を行うのに最適な最適微生物を得るための工程であり、最適微生物は、微生物最適化工程により得られた微生物を意味する。

本発明に係る液体処理方法について図１を参照し、全体の流れを説明する。液体処理方法は、図１に示すように、液体取扱系統（図示せず）から排出された原液を取り込んで所定の処理を行う１次処理工程と、所定の処理がなされた１次処理後の液体を、微生物が収容された生物処理槽で処理する２次処理工程と、１次処理後の液体の処理に用いる微生物を最適化するための微生物最適化工程と、を備えている。

なお、図１において、微生物最適化工程に向けて延びる矢印の起点の部分は、「ＳＴＡＲＴ」を含む２次処理工程よりも上流側を囲む点線の部分である。この意味は、２次処理工程よりも上流側であって、液体取扱系統で原液が発生するタイミングも含むことを明確にするために示したものである。

微生物最適化工程は、液体採取工程と、スクリーニング工程と、培養工程と、供給工程と、を有している（図３を参照）。

液体採取工程は、液体取扱系統から原液を直接採取するか、又は、液体取扱系統から生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で液体を採取する工程である。スクリーニング工程は、液体取扱系統で採取した原液又は液体取扱系統から生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で採取した液体を培養基質として用いて１次処理後の液体の処理に適した最適微生物をスクリーニングする工程である。培養工程は、スクリーニングされた最適微生物を培養する工程である。供給工程は、培養された最適微生物を生物処理槽内に供給する工程である。

また、本発明に係る微生物最適化方法は、図２に示すように、液体を取り扱う液体取扱系統から排出される原液に所定の処理を行った１次処理後の液体に対し、生物処理槽２１，２２，２３で生物的処理を行う際に用いる微生物を最適化する微生物最適化方法であって、原液、１次処理中の液体、又は１次処理後の液体を採取して培養基質とし、培養基質に微生物を添加し、添加された微生物の中から成長が早い上位の微生物をスクリーニングするスクリーニング工程を有している。

なお、上記の１次処理工程及び２次処理工程で処理されなかった含有物は、後述する３次処理工程（図１を参照）によって処理される。

本発明に係る液体処理方法及び微生物最適化方法によれば、第１に処理される液体に最適な微生物で液体を処理することができ、第２に処理される液体に何らかの変化が生じた場合でも、その変化に迅速に対応することができる。

なお、本明細書では、液体取扱系統を流れる流体及び液体取扱系統から排出された流体を「原液」、１次処理部１０に取り込まれ、１次処理部１０で処理されている途中の液体を「１次処理中の液体」、１次処理部１０により所定の処理がなされた後の液体を「１次処理後の液体」として説明する。

［液体処理方法及び液体処理方法に用いる装置］
液体処理方法は、例えば、図２に示す液体処理装置１を用いて行われる。この液体処理装置１は、図２に示すように、１次処理部１０、２次処理部２０、微生物最適化処理部４０を備えている。微生物最適化処理部４０は、スクリーニング処理部５０と培養処理部６０とで構成されている。また、液体処理装置１は、２次処理部２０よりも下流側に３次処理部３０を備えている。こうした処理部を備えた液体処理装置１は、図１に示すように、各処理部で１次処理工程、２次処理工程及び３次処理工程を実行する。また、液体処理方法は、液体処理装置に設けられた微生物最適化処理部４０によって実行される微生物最適化工程を有している。この微生物最適化工程は、処理対象の液体を処理するのに最適な微生物をスクリーニングすると共に培養する工程である。さらに、液体処理装置１は、１次処理部１０、２次処理部２０及び３次処理部３０から生じた汚泥を排出するための汚泥排出部７０を備えている。この図２に示した各構成について適宜に図面を参照しながら具体的に説明する。

［１次処理部］
１次処理部１０は、上記の１次処理工程を実行する。この１次処理部１０は、この液体処理装置１により処理される原液を排出している液体取扱系統（図示せず）に接続されており、原液を最初に取り込んで処理する処理部である。１次処理部１０で実行される処理工程が１次処理工程である。この１次処理部１０は、上流から、スクリーン部１１、調整槽１２、反応槽１３及び凝集物除去槽１４が順に配置されることによって構成されている。この１次処理部１０では所定の処理を液体に行っている。具体的に、１次処理部１０は、処理される液体に含まれる相対的に大きなゴミを取り除く処理、液体処理装置１で処理する液体の流量を一定に維持する処理及びｐＨ値を調整する処理、薬注を行い凝集させる処理及び凝集フロックを沈殿または浮上させる処理等を行っている。

（スクリーン部）
スクリーン部１１は、１次処理工程で行う所定の処理のうち、原液に含まれる相対的な大きなゴミをろ過する処理を行っている。このスクリーン部１１は、原液の入り口の直後に配置されており、液体処理装置１の最も上流に位置している。スクリーン部１１は、複数のバーが並列に配置してなるろ過部を有するバースクリーン、液体の流路にろ過部を浸漬させ、レーキで掻き上げる構成の掻き上げスクリーン、ワイヤーによって形成されたろ過板が流路に傾斜して配置され、液体をろ過板から流下させる傾斜式ワイヤースクリーン等の中から、処理される液体やろ過するゴミの種類に応じた構造のものが選定される。

（調整槽）
調整槽１２は、１次処理工程で行う所定の処理のうち、液体を一定の流量で下工程に送り出す処理を行う。この調整槽１２は、液体処理装置１に取り込まれた液体の流量を一定に維持する。この調整槽１２は、容積が相対的に大きいタンクで構成されており、タンクに設けられた流出口から液体を一定の流量で流出している。調整槽１２は、スクリーン部１１から流れてくる、不均一な流量の液体を内部に一端貯留し、貯留した液体を流出部から一定の流量で流出させている。

（反応槽）
反応槽１３は、１次処理工程で行う所定の処理のうち、ｐＨ値の調整等の処理を行っている。具体的に、この反応槽１３は、調整槽１２から送り込まれた液体のｐＨ値を調整している。また、反応槽１３は、その内部に所定の薬品を添加して撹拌し、液体に含まれる不純物をフロック状に凝集させている。

（凝集物除去槽）
凝集物除去槽１４は、１次処理工程で行う所定の処理のうち、反応槽１３で凝集された凝集物を除去する処理を行う。この凝集物除去槽１４は、凝集物を凝集物除去槽１４の下部に沈殿させて液体から凝集物を除去したり、微細な気泡を利用して、凝集物を液面に浮上させることによって液体から凝集物を除去したりしている。

［２次処理部］
２次処理部２０は、微生物を利用し、１次処理後の液体を生物的に処理する。この２次処理部２０で実行される処理工程が２次処理工程である。図２に示す例では、２次処理部２０は、嫌気処理槽２１、無酸素処理槽２２及び好気処理槽２３とで構成された生物処理槽２１，２２，２３を備えている。生物処理槽２１，２２，２３は、上流から嫌気処理槽２１、無酸素処理槽２２、好気処理槽２３の順番に配置されている。好気処理槽２３と無酸素処理槽２２とは、配管２４でつながれている。そして、微生物を含む液体が好気処理槽２３と無酸素処理槽２２との間で循環される。

（嫌気処理槽）
嫌気処理槽２１は、２次処理工程のうち、溶解性の有機性物質を微生物によって分解する処理を行っている。この嫌気処理槽２１は、処理される１次処理後の液体に酸素が全く存在しない状態が必要な微生物の代謝作用を利用して有機物を分解するための処理槽である。嫌気処理槽２１内部には、溶存酸素も結合性の酸素も存在しない。この嫌気処理槽２１では、溶解性の有機性物質が微生物によって分解され、分解された有機物の約１０％から約２０％が微生物菌体、すなわち余剰汚泥に変換する。

（無酸素処理槽）
無酸素処理槽２２は、２次処理工程のうち、無酸素状態で脱窒処理を行っている。すなわち、無酸素処理槽２２では、無酸素状態で、通性嫌気性細菌の一種である脱窒細菌が有機物をエネルギー源として亜硝酸態窒素や硝酸態窒素等を窒素ガスなどに還元している。無酸素処理槽２２には、溶存酸素がなく、亜硝酸又は硝酸の中の酸素だけが存在する処理槽である。

（好気処理槽）
好気処理槽２３は、溶存酸素の存在のもとで、基質（排水中のＢＯＤ成分）と異種個体群の微生物によって構成されるフロックとを十分に接触させることによって、処理対象を好気的に酸化及び分解する処理を行っている。好気処理は、一般には、活性汚泥法と生物膜法とに大別される。活性汚泥法は、曝気によって生物フロックを浮遊させた状態で有機物質を酸化分解する方法である。一方、生物膜法は、担体に付着させた微生物を増殖させることによって生物膜を形成し、この生物膜を液体に接触させて酸化分解する方法である。この実施形態の液体処理装置１の好気処理槽２３により実施される方法は、活性汚泥法の一種である。

［微生物最適化処理部］
微生物最適化処理部４０は、図３に示す液体採取工程と、最適微生物をスクリーニングするスクリーニング工程と、最適微生物を培養する培養工程と、培養された最適微生物を生物処理槽内に供給する供給工程とを含む微生物最適化工程を実行する。この微生物最適化処理部４０は、図４に示すように、１次処理後の液体の処理に適した最適微生物をスクリーニングするスクリーニング処理部５０と、スクリーニングされた最適微生物を培養する培養処理部６０とにより構成されている。

なお、図２に示すように、微生物最適化処理部４０で行われる微生物最適化処理工程は、嫌気処理槽２１で用いられる微生物、無酸素処理槽２２で用いられる微生物、及び好気処理槽２３で用いられる微生物ごとに、別々に行われる。

液体採取工程（図３参照）は、液体取扱系統から原液を直接採取するか、又は、液体取扱系統から生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で液体を採取する工程である。スクリーニング工程は、液体取扱系統で採取した原液又は液体取扱系統から生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で採取した液体を培養基質として用いて２次処理に適した微生物をスクリーニングする工程である。培養工程は、スクリーニングされた最適微生物を培養する工程である。

〈スクリーニング処理部〉
スクリーニング処理部５０は、２次処理部２０で行われる液体の処理に最適な微生物をスクリーニングするスクリーニング工程を実行する。スクリーニング処理部５０は、液体を取り扱うプラント等の液体取扱系統から直接採取した原液、又は、液体取扱系統から生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置から採取した液体を培養基質として用いる。このスクリーニング処理部５０の詳細について図４を参照して説明する。なお、図４は、スクリーニング処理部５０の一例を示している。また、図４において、点線で囲んだ部分は１ユニットとして構成されている。

このスクリーニング処理部５０は、液体に酸化剤を供給するための酸化剤が貯留された酸化剤貯留タンク５２と、液体に含まれる細菌を熱によって殺菌する熱殺菌処理部５３と、殺菌された液体を貯留する被殺菌液貯蔵槽５４と、２個のスクリーニング容器５５，５６とを備えている。スクリーニングするために１ユニットとして構成された構成部は、上流側から熱殺菌処理部５３、被殺菌液貯蔵槽５４、２個のスクリーニング容器５５，５６の順に配置されている。なお、本実施形態では、殺菌処理部として熱殺菌処理部５３を用いているが、熱殺菌処理部５３に代えて紫外線殺菌処理部、オゾン殺菌処理部その他の殺菌処理部を用いることもできる。

このスクリーニング処理部５０は、図４に示すように、例えば、液体貯留タンク５１につながれており、この液体貯留タンク５１から液体が供給されるように構成されている。この液体貯留タンク５１は、処理される液体を取り扱うプラント等の液体取扱系統から排出された液体等を一定期間貯留しておくためのタンクである。この液体貯留タンク５１は、例えば、処理される液体を取り扱うプラント等の液体取扱系統処理系に設けられたタンクが用いられる。なお、図４は、液体をスクリーニング処理部５０に供給する１つの例を示した図である。液体の採取は、この液体貯留タンク５１で行うことは必須ではない。液体の採取は、液体取扱系統処理系の流路管からポンプ等で採取したり、１次処理工程からポンプ等で直接採取したりすることにより行うこともできる。なお、液体の採取の詳細は後述する。

（酸化剤貯留タンク）
酸化剤貯留タンク５２は、液体に酸化剤を供給するための酸化剤を貯留している。この酸化剤貯留タンク５２には配管１０２が接続されており、この配管１０２は、液体貯留タンク５１と熱殺菌処理部５３とをつないでいる配管１０１に、ポンプ１１１と熱殺菌処理部５３との間の位置で接続されている。配管１０２は、開閉バルブ１０３を介して配管１０１に接続されている。また、配管１０２には、ポンプ１１２が設けられており、酸化剤貯留タンク５２内の酸化剤を、配管１０１に供給している。なお、酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム溶液、ジクロロイソシアヌール酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素、ヨウ素、臭素等が用いられる。

（液体の採取）
ここで、培養基質として用いる液体を採取する位置について説明する。

この液体処理装置１では、スクリーニングを行うときに、処理される液体を微生物の培養基質として用いている。培養基質として用いられる液体は、処理される液体を取り扱うプラント等の液体取扱系統から採取する原液、１次処理部１０のいずれかの位置で採取する１次処理中の液体、又は１次処理がされた後、２次処理部２０に取り込まれる前の１次処理後の液体である。１次処理部１０で液体を採取する場合、採取位置としては、例えば、調整槽１２が挙げられる。

（紫外線殺菌処理部及び被殺菌液貯蔵槽）
熱殺菌処理部５３は、配管１０１で液体貯留タンク５１とつながれている。この熱殺菌処理部５３は、配管１０１の途中に設けられたポンプ１１１によって、液体貯留タンク５１から液体が供給される。

熱殺菌処理部５３は、培養基質となる液体を加熱して細菌を殺菌処理している。被殺菌液貯蔵槽５４は、熱殺菌処理部５３で殺菌された液体を貯蔵している。熱殺菌処理部５３と被殺菌液貯蔵槽５４とは、配管１０４によってつながれており、液体が配管１０４を通って熱殺菌処理部５３から被殺菌液貯蔵槽５４に送られる。また、熱殺菌処理部５３と被殺菌液貯蔵槽５４とは、配管１０５によってつながれている。配管１０５は、被殺菌液貯蔵槽５４に一旦送られた液体を熱殺菌処理部５３に戻すためリターンラインとして用いられている。液体は、熱殺菌処理部５３と被殺菌液貯蔵槽５４との間を循環することにより殺菌される。熱殺菌処理部５３が液体を殺菌することによって、微生物をスクリーニング及び培養するときに、微生物の成長が妨げられることを防止している。

なお、図４に示した微生物最適化処理部４０の例では、熱殺菌処理部５３を用いて、培養基質となる液体に含まれる細菌を殺菌処理する殺菌処理工程を実行している。しかしながら、微生物最適化処理部４０は、培養基質となる液体に含まれる細菌を完全に殺滅又は除去された状態まで滅菌できるように、滅菌装置を備えることによって滅菌処理工程を実行するようにしてもよい。

（微生物のスクリーニング）
微生物のスクリーニングは、採取した微生物を培養基質に添加して培養し、添加した微生物の中から成長が早い微生物を選定している。微生物のスクリーニングは、培養基質及び微生物をスクリーニング容器５５，５６に収容して微生物を培養することを繰り返して行う複数の培養ステップにより行われる。複数の培養ステップにおいて、２回目以降の培養ステップでは、直前の培養ステップで培養された微生物と培養基質とを、直前の培養ステップで用いた第１スクリーニング容器５５とは異なる第２スクリーニング容器５６に移して微生物を培養する。具体的に、図４に示した２個のスクリーニング容器５５，５６を用い、培養基質となる液体と微生物とを２個のスクリーニング容器５５，５６に収容し、その内部で微生物を一定の時間培養してスクリーニングを行っている。

２個のスクリーニング容器５５，５６は、上流側に配置された第１スクリーニング容器５５と、下流側に配置された第２スクリーニング容器５６とにより構成されている。第１スクリーニング容器５５は、被殺菌液貯蔵槽５４と配管１０６で接続されている。この配管１０６には、ポンプ１１３が設けられている。このスクリーニング処理部５０では、必要なときにポンプ１１３を作動させ、被殺菌液貯蔵槽５４に貯められている被殺菌液を第１スクリーニング容器５５に供給している。

第１スクリーニング容器５５と第２スクリーニング容器５６とは、２本の配管１０７，１０８で接続されている。２本の配管１０７，１０８のうち一方の配管１０７は、第１スクリーニング容器５５に収容された培養基質となる液体と微生物とを第１スクリーニング容器５５から第２スクリーニング容器５６に供給する際に用いられている。他方の配管１０８は、第２スクリーニング容器５６に収容された培養基質となる液体と微生物とを、第２スクリーニング容器５６から第１スクリーニング容器５５に戻す際に用いられている。

各配管１０７，１０８にはポンプ１１５，１１６がそれぞれ設けられている。配管１０７に設けられているポンプ１１５は、必要なときに作動させることによって、第１スクリーニング容器５５に収容された培養基質となる液体と微生物とを第１スクリーニング容器５５から第２スクリーニング容器５６に供給する。これに対し、配管１０８に設けられているポンプ１１６は、必要なときに作動させることによって、第２スクリーニング容器５６に収容された培養基質となる液体と微生物とを第２スクリーニング容器５６から第１スクリーニング容器５５に戻している。また、各配管１０７，１０８には、各配管１０７，１０８と後述する培養処理部６０とをつなぐ配管１２１，１２２が開閉バルブ１２３，１２４を介してそれぞれ接続されている。

第２スクリーニング容器５６は、さらに、配管１０９によって、ポンプ１１３よりも下流側で配管１０６に接続されている。配管１０９は、バルブ１１０を介して配管１０６に接続されている。この配管１０９は、第１スクリーニング容器５５を通すことなく、直接第２スクリーニング容器５６に被殺菌液貯蔵槽５４に貯蔵された液体を供給するときに用いられる。

スクリーニング処理部５０で実行されるスクリーニング工程は、上述したように、培養基質及び微生物をスクリーニング容器５５，５６に収容して微生物を培養することを繰り返す複数の培養ステップによって構成されている。２回目より後の培養ステップでは、直前の培養ステップで培養された微生物と培養基質とを、直前の培養ステップで用いた第１スクリーニング容器５５とは異なる第２スクリーニング容器５６に移して微生物を培養する。図４に示した例では、各培養ステップは、第１スクリーニング容器５５及び第２スクリーニング容器５６を用いて次のように行われる。

まず、被殺菌液が被殺菌液貯蔵槽５４から第１スクリーニング容器５５に送り込まれる。この被殺菌液が培養基質として利用される。また、第１スクリーニング容器５５には、微生物が添加される。このスクリーニング処理部５０で行うスクリーニング工程では、添加された微生物の中から成長が早い上位の微生物をスクリーニングする。添加する微生物は、生物処理槽２１，２２，２３から採取する。ただし、添加する微生物は、生物処理槽２１，２２，２３から採取したものには限定されず、生物処理槽２１，２２，２３以外の外部環境から採取することもできる。

なお、ここでいう、「生物処理槽２１，２２，２３以外の外部環境」は、液体処理装置１により行われる生物処理工程を除く工程を実行する場所、及び液体処理装置１以外の場所をいう。例えば、生物処理工程以外の工程を実行する第１処理部等から採取した微生物、液体処理装置１以外の全く別の場所で採取した微生物、又は市販されている微生物を用いたりすることができる。

スクリーニング工程の最初の第１培養ステップでは、第１スクリーニング容器５５に微生物及び被殺菌液を収容し、微生物を一定時間成長させる。この第１培養ステップが終了した後、成長した微生物を第２スクリーニング容器５６に移して次の第２培養ステップを実行する。第２培養ステップでは、被殺菌液貯蔵槽５４から配管１０９を通して送られた被殺菌液と、成長した微生物とを第２スクリーニング容器５６に収容し、第２スクリーニング容器５６内で微生物を一定時間成長させる。次いで、第２培養ステップで成長した微生物を再び第１スクリーニング容器５５に戻すと共に、被殺菌液貯蔵槽５４から被殺菌液を第１スクリーニング容器５５に送り、第１スクリーニング容器５５で微生物を成長させる第３培養ステップが実行される。

このスクリーニング工程では、第１スクリーニング容器５５と第２スクリーニング容器５６とに、培養基質である被殺菌液と微生物とを交互に収容し、各スクリーニング容器５５，５６で微生物を成長させることにより、最初に添加された微生物の中から成長が早い上位の微生物をスクリーニングする。なお、各培養ステップは、数時間から２４時間程度実行される。

〈培養処理部〉
培養処理部６０は、スクリーニング処理部５０でスクリーニングされた微生物を大量に培養するための処理部である。培養処理部６０は、状況に応じた容積を有する培養槽６１と、エアポンプ６２とを備えている。エアポンプ６２は、好気処理槽２３で用いる微生物を培養する際に、培養槽６１にエアを送るためのものである。

培養処理部６０は、配管１２０によって被殺菌液貯蔵槽５４につながれている。配管１２０には、ポンプ１１４が設けられている。また、培養処理部６０は、配管１２１，１２２が接続されている。配管１２１，１２２は、開閉バルブ１２３，１２４を介して配管１０７，１０８にそれぞれつながれている。さらに、培養処理部６０は、培養槽６１と生物処理槽２１，２２，２３とをつないでいる配管１２５を備えている。この配管１２５には、ポンプ１１７が設けられている。培養された微生物は、ポンプ１１７によって配管１２５を通し、それぞれのケースに応じて生物処理槽２１，２２，２３を構成する嫌気処理槽２１、無酸素処理槽２２又は好気処理槽２３に供給される。

この培養処理部６０の培養槽６１には、被殺菌液が被殺菌液貯蔵槽５４から送り込まれる。被殺菌液の被殺菌液貯蔵槽５４から培養槽６１への供給は、配管１２０に設けられたポンプ１１４を作動させて行われる。この被殺菌液は、培養基質として用いられる。また、培養槽６１には、スクリーニング処理部５０でスクリーニングされた微生物が添加される。微生物の添加は、開閉バルブ１２３又は開閉バルブ１２４を開くと共にポンプ１１５又はポンプ１１６を作動させ、第１スクリーニング容器５５又は第２スクリーニング容器５６から微生物を培養槽６１に供給することにより行われる。この培養処理部６０では、培養槽６１に被殺菌液とスクリーニングされた微生物とを収容し、数時間から２４時間程度の時間をかけて最適な微生物を大量に培養する。また、被殺菌液貯蔵槽から連続的に一定量の培養基質を供給し、連続的に培養物を生物処理槽へ供給することによって、連続培養を行うこともできる。

液体処理装置１は、培養処理部６０によって培養された微生物を生物処理槽２１，２２，２３に供給する微生物供給工程を実行する。この微生物供給工程は、配管１２５に設けられたポンプ１１７を作動させることによって、培養槽６１に収容されている微生物を生物処理槽２１，２２，２３に供給することにより行う。

（タイミング決定手段及びタイミング決定工程）
以上、微生物最適化処理部４０の基本的な構成及び微生物最適化処理部４０で行われる基本的な工程について説明した。この液体処理装置では、上述したスクリーニング工程を実行するタイミングを決定するタイミング決定工程を実行する、タイミング決定手段を有している。具体的には、図２に示したコントローラ８０がタイミングを決定している。

タイミング決定手段は、定期的に、又は、液体採取工程で採取した原液若しくは液体における予め定めた所定の物性が予め設定された管理レベルに到達したときに、スクリーニング工程の実行を促している。タイミング決定手段がスクリーニング工程を実行するタイミングを決定し、適切な時期にスクリーニング工程を実行することによって、この液体処理装置１では、種々のリスクを回避している。

すなわち、工場等から排出される排水は、日々の原液の負荷変動が激しい。こうした排水等を生物的に処理する場合、業種や地域を問わず、以下のような処理能力の低下や処理不全のリスクを常に抱えている。

（１）環境要因が変動するリスク
季節の移り変わりや急激な温度変化等に伴って環境要因が変動する。こうしたリスクは、培養温度を水温に合わせながら、その時々の最適微生物を選定することによって、その時々の排水環境および温度変化に対応した微生物を得ることができる。

（２）液体処理設備条件の変更又は変化に伴う処理条件が変動するリスク
例えば、前処理工程を実施するための機器に不具合が生じたり、劣化したりすることによって、前処理条件が変化することがある。こうしたリスクは、定期的に処理の対象になる液体の諸条件を調査し、水質の変化を検知したときに、その条件に適用した微生物を選定することで、解消又は軽減することができる。

（３）微生物槽のバランスが崩れるリスク
例えば、正月やお盆等の工場ラインが長期間停止する時期では、微生物槽に新たな処理の対象になる液体がなくなることがある。その場合、微生物槽のバランスが崩れる。こうしたリスクは、液体処理装置を立ち上げるときに処理の対象となる液体に適応した微生物をスクリーニング、培養、添加することで、短期間に処理装置を立ち上げることできる。

（４）工場稼働要因により生じるリスク
液体取扱系統である工場は、定期な清掃、生産量の増減などによって処理対象となる液体が変質することがある。液体が変質した場合、微生物に過負荷がかかるか、又は貧栄養の状態になることがある。このように、通常と異なる性質の液体が排された場合でも、水質を検査し、水質が変化したときに、変化した条件にあった微生物を選定することで、生物処理槽の異常リスクを解消もしくは軽減することができる。

（５）予期しないリスク
予期しない難分解性物質や生物成育阻害能を持つ物質（抗生物質等）が処理の対象となる液体に流入することがある。一時的もしくは中長期的に、難分解性物質や生物成育阻害能を持つ物質が流入した場合、定期的に最適微生物を選定することにより、微生物槽の処理能力を維持することができる。

この液体処理装置１において、タイミング処理決定手段が、スクリーニングを定期的に実行するように促した場合、環境が刻々と変化する液体取扱系統の排水を処理する場合に、変化に適用した微生物で処理することができる。その一方、液体採取工程で採取した原液若しくは液体における予め定めた所定の物性が予め設定された管理レベルに到達したときに、スクリーニング工程の実行を促す場合、急激な変化にも適切に対応することができる。

定期的にスクリーニングを行う場合、スクリーニングは、１週間から２週間毎に行うとよい。

なお、水質を検出するための手段としては、例えば、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＯＣ又は濁度等を検出するためのセンサーを挙げることができる。

また、液体処理装置１が上記のタイミング決定手段を備えることによって、過去に行われたスクリーニング工程で最適化された微生物と、現在行うスクリーン工程で最適化される微生物とのどちらが、現在の１次処理された液体を処理するのに適しているかを選択することができる。

すなわち、液体処理装置１は、タイミング決定手段によりスクリーニング工程を行うタイミングを複数回決定することができる。スクリーニング工程は、決定されたタイミングの回数に応じて複数回実行される。

スクリーニング処理部５０は、タイミング決定手段で決定された最新のタイミングで実行された最新スクリーニング工程によりスクリーニングされた微生物と、最新のタイミングよりも以前に実行されたスクリーニング工程でスクリーニングされた微生物と、を比較する。そして、両者を比較することによって、現在の１次処理された液体を処理するために適切な微生物は、どちらであるかを選択する。

なお、以前にスクリーニング工程でスクリーニングされた微生物は、その微生物に適した方法によって保管される。新スクリーニング工程によりスクリーニングされた微生物と、以前にスクリーニング工程でスクリーニングされた微生物とを比較する場合、以前にスクリーニング工程でスクリーニングされた微生物は、保管されている微生物を利用する。

液体処理装置１がこうした工程を実行することにより、最も適切な微生物を選択して１次処理された後の液体を処理することができる。

［３次処理部］
３次処理部３０は、１次処理部１０及び２次処理部２０で処理されなかった含有物等を処理する３次処理工程を実行する。この３次処理部３０は、例えば、凝集沈殿槽３１と砂ろ過装置３２とを備えている。なお、図２に示した３次処理部は、一例を示すものである。３次処理部３０は、凝集沈殿槽３１と砂ろ過装置３２以外の処理手段を設けることもできる。例えば、３次処理部３０では、液体を酸化処理するための処理手段を設けてもよい。

３次処理部３０では、２次処理部２０で処理された液体を、例えば、凝集沈殿槽３１に送り込み、浮遊物を凝集させて沈殿させる。その後、処理目的に応じて、凝集、沈殿、浮上、ろ過、吸着、酸化等の手段により不純物の除去を行う。このようにして、生物処理後の処理水中に含まれるフロック（微生物の塊）を凝集沈殿槽にて沈殿させ、その一部を嫌気処理槽２１に返送汚泥として戻す。凝集沈殿槽にて沈殿された残りの汚泥は後述する汚泥排出部７０に送られる。

砂ろ過装置３２は、凝集沈殿槽３１で処理された液体に含まれる不純物等を取り除く処理手段である。この砂ろ過装置３２は、送り込まれた液体が内部に充填された砂を通ることによって液体に含まれる不純物等をろ過している。この砂ろ過装置３２により処理された液体は、図２に示すように、放流される。なお、３次処理部３０によって処理された液体は、必要に応じて再利用される。

１次処理部１０、２次処理部２０、及び３次処理部３０で発生した汚泥は、汚泥排出部７０に送られる。汚泥排出部７０は、汚泥を溜めておく汚泥タンク７１と脱水機７２とを備えている。汚泥は、汚泥タンク７１に一時的に溜められる。汚泥タンク７１に貯められた汚泥は、水分を含んでいる。水分を含んでいる汚泥は、汚泥タンクから脱水機７２に送られ、脱水機７２で脱水される。脱水された汚泥は、産業廃棄物として廃棄されたり、焼却されたりして適切に処理される。

以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。

［テスト１］
テスト１では、図２に示した液体処理装置１を利用して、ＣＯＤ除去率の高い微生物の最適化を行った。液体取扱系統は石鹸工場である。最適微生物のスクリーニング及び培養に使用した培養基質は、活性汚泥処理前の石鹸工場の排水を１２１℃に加熱し、１５分間滅菌したものを用いた。また、スクリーニングに用いた微生物は、石鹸工場から採取した。具体的には、石鹸工場から採取した活性汚泥中の担体を用いた。テスト１では、上記の条件により培養された微生物を用いてＣＯＤ除去能力を調査した。

（実施例１）
実施例１では、微生物のスクリーニングは、次の工程で行った。

まず、石鹸工場で採取した微生物が添加された活性汚泥担体を１粒、５０ｍＬの培養基質と共にスクリーニング容器５５収容した。スクリーニング容器５５の内部の温度は、２３℃である。微生物が添加された活性汚泥担体は、１辺が１ｃｍの立方体である。

次いで、スクリーニング容器５５を１分間に７０回振動させて、２４時間振とう培養してすることを繰り返し行った。なお、１回の振とう培養が終了した後、培養液０．５ｍＬを新しい培養基質５０ｍＬに植え継いで同様に培養し、一連の作業を９日間連続で実施した。

その後、平板培地上に何種類の菌が発育しているかを肉眼で観察した。また、同定キットによる簡易性状検査も実施した。

このスクリーニングにより得られた微生物は、シュワネラ・プトレファシエンス（Ｓｈｅｗａｎｅｌｌａ ｐｕｔｒｅｆａｃｉｅｎｓ）とアグロバクテリウム・ツメファシエンス（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ）であった。

そして、得られた微生物のうち、菌の数が多かったシュワネラ・プトレファシエンスを最適微生物として用いて培養を行った。培養は、培養基質１Ｌに対し、菌体添加数が約１×１０^５ＣＦＵ／ｍＬになるように、最適微生物及び活性汚泥をそれぞれ添加し、２３℃の室温で、１分間に７０回振動させて、振とう培養を４時間かけて行った。

なお、「ＣＦＵ／ｍＬ」は、コロニー形成単位のことであり、微生物学において、ある量の微生物（細菌等）を、それが生育する固体培地上にまいた時に生じるコロニーの数を表す。

（実施例２）
実施例２の微生物も、ＣＯＤ除去率の高い微生物である。実施例２では、実施例１と同様に、液体取扱系統として石鹸工場を選んだ。

実施例２の微生物をスクリーニング及び培養する工程では、石鹸工場で採取した微生物が添加された活性汚泥担体３粒、５０ｍＬを培養基質に添加した。なお、使用した培養基質及び微生物のスクリーニング及び培養の他の工程は、実施例１と同様である。このスクリーニングにより得られた微生物は、実施例１と同様であった。

そして、実施例１と同様に、シュワネラ・プトレファシエンスを最適微生物として用いて培養を行った。

（実施例３）
実施例３の微生物も、ＣＯＤ除去率の高い微生物である。実施例３では、実施例１と同様に、液体取扱系統として石鹸工場を選んだ。そして、石鹸工場から採取したスカムを用いて、ＣＯＤ除去率の高い微生物の最適化を行った。

実施例３の微生物をスクリーニング及び培養する工程では、石鹸工場で採取した微生物が添加されたスカム０．１５グラム、５０ｍＬを培養基質に添加した。なお、使用した培養基質及び微生物のスクリーニング及び培養の他の工程は、実施例１と同様である。このスクリーニングにより得られた微生物は、実施例１と同様であった。

そして、実施例１と同様に、シュワネラ・プトレファシエンスを最適微生物として用いて培養を行った。

（実施例４）
実施例４は、最適微生物を活性汚泥に混ぜて使用することを想定し、実施例１と同様の工程を経て得られた最適微生物と活性汚泥とを約１×１０^５ＣＦＵ／ｍＬずつ加えた混合検体について、実施例１と同様の方法で４時間培養を行った。

（比較例１）
比較例は、一般の活性汚泥を用いた。

＜ＣＯＤ除去能力テスト＞
実施例１から実施例３で得られた最適微生物、及び実施例４の微生物を用いてＣＯＤ除去能力テストを行った。テストは、ＣＯＤの濃度の変化を測定し、ＣＯＤの除去率を算出して行った。なお、最適微生物と一般の活性汚泥とを比較するためには、添加菌体濃度を同程度の量にしておく必要がある。そのため、最適微生物及び活性汚泥液の菌数を測定し、両者の菌体濃度を、あらかじめ、そろえておいた。

ＣＯＤ濃度の測定は、石鹸工場から排出された原液を対象にして行った。測定対象にした原液のＣＯＤ濃度は、当初１４０ｍｇ／Ｌであった。

表１は、ＣＯＤの測定結果をまとめたものである。表１に示すように、ＣＯＤ濃度は、活性汚泥による処理では１３５ｍｇ／Ｌまでしか低下せず、ＣＯＤの除去率は、わずか３．６％であった。これに対し、最適微生物を使用した実施例１から実施例３では、ＣＯＤ濃度は、９１ｍｇ／Ｌまで低下し、ＣＯＤの除去率は、３５％であった。また、最適微生物と活性汚泥の混合サンプルで培養した実施例４でも、ＣＯＤ濃度は、８７ｍｇ／Ｌまで低下し、ＣＯＤ除去率は３８％であった。活性汚泥による処理ではこれに対し、ＣＯＤ除去率は、３８％であった。

このテストの結果から、実施例１から実施例３によれば、短時間でＣＯＤを低減させることができることが判明した。また、実施例４のように、既存の活性汚泥を加えても、ＣＯＤの除去率が低下しないことが判明したので、既存の活性汚泥は、最適微生物と競合したり、処理の妨害をしたりすることがないことが分かった。

［テスト２］
テスト２では、本願特許出願人が製作したスクリーニング試験機を用いて微生物のスクリーニングを行い、スクリーニングした微生物が全有機炭素（以下、「ＴＯＣ（Ｔｏｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｂｏｎ）」という。）をどの程度除去することができるのかについての測定を行った。具体的に、テスト２では、ＴＯＣ除去率を求めた。なお、ＴＯＣとは、水中の酸化されうる有機物の全量を炭素の量で示したものである。

テスト２に用いたクリーニング試験機４０の基本的な構造は、図４に示した装置と同様である。そのため、スクリーニング試験符号は、４０を用いている。テスト２では、微生物を培養するに当たり、第１スクリーニング容器５５と第２スクリーニング容器５６の２個のスクリーニング容器を用いた。具体的には、微生物を第１スクリーング容器５５と第２スクリーニング容器５６との間で交互に移し替え、最適微生物を各スクリーング容器５５，５６で微生物を徐々に増幅させるように培養することによりスクリーニングを実行した。

（実施例５）
実施例５は、石鹸工場から採取した活性汚泥を用いた。また、培養基質としては、活性汚泥による処理を行う前の工場排水を、９５℃で１０分間加熱殺菌したものを用いた。そして、上記の活性汚泥をスクリーニングすることによりＴＯＣ除去率の高い微生物である実施例５の微生物を得た。

スクリーニングの具体的な内容について説明する。このテスト２では、スクリーニング試験機４０を用いて、石鹸工場から採取した活性汚泥をスクリーニングして、ＴＯＣ除去率の高い微生物を得るテストを行った。微生物の培養は、第１スクリーニング容器５５に１Ｌの培養基質を投入すると共に、活性汚泥１ｍＬを添加して、２４時間行った。培養したときの条件は、雰囲気の温度が２５℃であり、曝気空気量が１Ｌ／分であり、１分間に２００回転の回転速度（２００ｒｐｍ）で第１スクリーニング容器５５の内部を撹拌した。

第１スクリーニング容器５５を用いて微生物を培養した後、この微生物が培養された培養液を第２スクリーニング容器５６に移し替えて、培養を続けた。その際、第２スクリーニング容器５６に、培養基質を１Ｌ入れ、第１スクリーニング容器５５から１ｍＬの培養液を移し替え、植継ぎを行った。植継ぎ後、第２スクリーニング容器５６にて、上記の条件と同様の同条件で培養を行った。こうした第１スクリーニング容器５５と第２スクリーニング容器５６との間で培養液を移し替える一連の操作を４回繰り返した。以上の操作を実行することにより実施例５を得た。そして、４回目の培養開始前と培養終了後の培養基質のＴＯＣを測定し、除去率を求めた。また、培養終了後の一般細菌数測定を行った。

（比較例２）
比較例２は、一般に市販されている微生物製剤を用いた。比較例２では、微生物製剤を１Ｌの培養基質に添加し、菌体添加数が約１×１０^５ＣＦＵ／ｍＬとした。微生物の培養は、第１スクリーニング容器５５に１Ｌの培養基質を投入すると共に、活性汚泥１ｍＬを添加して２４時間行った。

（比較例３）
比較例３では、活性汚泥について比較例２と同様の操作を行って微生物の培養を行った。

この比較例２で、培養開始前と培養終了後の培養基質のＴＯＣを測定し、除去率を求めた。また、培養終了後の一般細菌数測定を行った。

［テスト結果］
スクリーニングに用いる培養基質が殺菌されていることを確認するために、培養基質を９５℃で１０分間殺菌し、一般細菌数測定を３回実施した。その結果、いずれも平板培地上に菌の生育は認められなかった。この結果から、コンタミネーションによるスクリーニング工程の妨害は防止されていると思料される。

表２は、ＴＯＣ値の測定結果を示したものである。表２に示した値は、実施例５、比較例２（微生物製剤）、比較例３（活性汚泥）の培養開始前と培養終了後のＴＯＣ値である。

表２に示すように、微生物を培養する前、すなわち、培養時間が０時間では、実施例５、比較例２、比較例３のＴＯＣ値は、それぞれ、６４４ｍｇ／Ｌ、６４８ｍｇ／Ｌ、６２７ｍｇ／Ｌであった。そして、微生物を培養して２４時間たった後における、実施例５、比較例２、比較例３のＴＯＣ値は、それぞれ、５０８ｍｇ／Ｌ、５５７ｍｇ／Ｌ、５５５ｍｇ／Ｌとなった。実施例５、比較例２、比較例３のＴＯＣ除去率は、それぞれ、２１％、１４％、１１％であり、最適微生物である実施例５のＴＯＣ除去率が２１％と最も高く、微生物製剤のＴＯＣ除去率が１４％と次に高く、活性汚泥のＴＯＣ除去率が１１％と、最も低かった。この表２に示す結果から分かるように、本発明に係るスクリーニングの方法を行った場合、微生物製剤を利用した場合や活性汚泥を利用した場合に比べ、ＴＯＣを効果的に除去する微生物を培養できることが判明した。なお、今後の課題として、培養された具体的な微生物を特定することを挙げることができる。

表３は、微生物を２４時間培養した後の一般細菌数をまとめたものである。

表３に示すように、微生物を２４時間培養した後の一般細菌数は、実施例５、比較例２及び比較例３において、それぞれ、３．６×１０^９、４．０×１０^３、１．６×１０^７であり、実施例５である最適微生物を培養した容器内の一般微生物数が最も多いことが分かる。

すなわち、表３に示すように、このテスト２の結果から、この実施例５の微生物を得るために採用した方法によってスクリーニングを実施した場合、比較例２に用いた微生物製材や活性汚泥よりも、培養基質に対して高い処理能力を有する最適微生物が選定されていることが分かった。

以上のテストの結果からも分かるように、処理の対象になる施設等から活性汚泥を採取し、この採取した活性汚泥に含まれる微生物をスクリーニングして最適微生物を培養した場合、一般的な活性汚泥を用いた場合や微生物製剤を１Ｌの培養基質に添加して微生物を培養した場合に比べ、ＣＯＤの処理、及びＴＯＣ処理は格段に高い能力を有することが判明した。

１ 液体処理装置
１０ １次処理部
１１ スクリーン部
１２ 調整槽
１３ 反応槽
１４ 凝集物除去槽
２０ ２次処理部
２１ 嫌気処理槽（生物処理槽）
２２ 無酸素処理槽（生物処理槽）
２３ 好気処理槽（生物処理槽）
３０ ３次処理部
３１ 凝集沈殿槽
３２ 砂ろ過装置
４０ 微生物最適化処理部
５０ スクリーニング処理部
５１ 液体貯留タンク
５２ 酸化剤貯留タンク
５３ 熱殺菌処理部
５４ 被殺菌液貯蔵槽
５５ 第１スクリーニング容器
５６ 第２スクリーニング容器
６０ 培養処理部
６１ 培養槽
６２ エアポンプ
７０ 汚泥排出部
７１ 汚泥タンク
７２ 脱水機
８０ コントローラ
１０１，１０２，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８ 配管
１０３ 開閉バルブ
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７ ポンプ
１２０，１２１，１２２，１２５ 配管
１１０，１２３，１２４ 開閉バルブ

Claims (15)

1. 液体を取り扱う液体取扱系統から排出された液体を処理する液体処理方法であって、
   微生物が収容された生物処理槽で処理する工程と、
   前記生物処理槽で用いる微生物を最適化して最適微生物を得るための微生物最適化工程と、を備え、
   前記微生物最適化工程は、
   前記液体取扱系統から排出された原液を含む液体を採取する液体採取工程と、
   前記液体を培養基質として用い、前記生物処理槽内での処理に適した前記最適微生物をスクリーニングするスクリーニング工程と、
   スクリーニングされた前記最適微生物を培養する培養工程と、
   培養された前記最適微生物を前記生物処理槽内に供給する供給工程と、を有していることを特徴とする液体処理方法。
2. 前記液体取扱系統から排出された原液を取り込んで所定の処理を行う１次処理工程と、
   前記１次処理後の液体を、前記生物処理槽で処理する２次処理工程と、を備え、
   前記液体採取工程は、前記液体取扱系統から前記原液を直接採取するか、又は、前記液体取扱系統から前記生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で液体を採取する、請求項１に記載の液体処理方法。
3. 前記微生物最適化工程は、前記生物処理槽及び前記生物処理槽以外の外部環境のうち、少なくとも前記生物処理槽から微生物を採取する微生物採取工程を備え、
   前記スクリーニング工程では、前記微生物採取工程で採取した微生物を前記培養基質に添加している、請求項１又は２に記載の液体処理方法。
4. 前記スクリーニング工程は、前記微生物採取工程で採取した微生物を前記培養基質に添加して培養し、添加した微生物の中から成長が早い微生物を選定している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体処理方法。
5. 前記微生物最適化工程は、前記スクリーニング工程を実行するタイミングを決定するタイミング決定工程を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体処理方法。
6. 前記タイミング決定工程は、定期的に、又は、前記液体採取工程で採取した前記原液若しくは前記液体における予め定めた所定の物性が予め設定された管理レベルに到達したときに、前記スクリーニング工程の実行を促している、請求項５に記載の液体処理方法。
7. 前記微生物最適化工程は、前記タイミング決定工程により決定された前記タイミングによって複数回実行可能であり、
   前記スクリーニング工程は、
   前記タイミング決定工程で決定された最新のタイミングで実行された最新スクリーニング工程によりスクリーニングされた微生物と、前記最新のタイミングよりも以前に実行された前記微生物最適化工程で培養された微生物と、を比較して、前記最新のタイミングにおける前記２次処理工程のために適した微生物を選択する微生物選択工程を備えている、請求項５又は６に記載の液体処理方法。
8. 前記微生物最適化工程は、前記液体採取工程で採取した前記原液又は前記液体を滅菌又は殺菌する滅菌処理工程又は殺菌処理工程を備えている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体処理方法。
9. 液体を取り扱う液体取扱系統から排出される原液に所定の処理を行った１次処理後の液体に対し、生物処理槽で生物的処理を行う際に用いる微生物を最適化して最適微生物を得るためのする微生物最適化方法であって、
   前記液体取扱系統から前記原液を直接採取するか、又は、前記液体取扱系統から前記生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で液体を採取する、液体採取工程と、
   前記液体取扱系統で採取した前記原液又は前記液体取扱系統から前記生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で採取した前記液体を培養基質として用いて前記１次処理後の液体の処理に適した前記最適微生物をスクリーニングするスクリーニング工程と、
   スクリーニングされた前記最適微生物を培養する培養工程と、
   培養された前記最適微生物を前記生物処理槽内に供給する供給工程と、を有することを特徴とする微生物最適化方法。
10. 前記培養基質に添加する微生物は、前記生物処理槽及び前記生物処理槽以外の外部環境のうち、少なくとも前記生物処理槽から採取した微生物を含む、請求項９に記載の微生物最適化方法。
11. 前記スクリーニング工程を実行するタイミングを決定するタイミング決定工程を有する、請求項９又は１０に記載の微生物最適化方法。
12. 前記タイミング決定工程は、定期的に、又は、前記液体採取工程で採取した前記原液若しくは前記液体における予め定めた所定の物性が予め設定された管理レベルに到達したときに、前記スクリーニング工程の実行を促している、請求項１１に記載の微生物最適化方法。
13. 前記タイミング決定工程により決定された前記タイミングによって前記スクリーニング工程は複数回実行可能であり、
    前記スクリーニング工程は、
    前記タイミング決定工程で決定された最新のタイミングで実行された最新スクリーニング工程によりスクリーニングされた微生物と、前記最新のタイミングよりも以前に実行された前記スクリーニング工程でスクリーニングされた微生物と、を比較して、前記最新のタイミングにおける前記１次処理後の液体を処理するために適した微生物を選択する微生物選択工程を備えている、請求項１１又は１２に記載の微生物最適化方法。
14. 前記スクリーニング工程は、前記培養基質及び前記微生物をスクリーニング容器に収容して微生物を培養することを繰り返す複数の培養ステップを含む、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の微生物最適化方法。
15. 前記液体取扱系統から採取された原液、又は、前記液体取扱系統から前記生物処理槽の流入口までの間のいずれかの位置で採取した液体を滅菌又は殺菌する滅菌処理工程又は殺菌処理工程を備えている、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の微生物最適化方法。
    
    

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