JP3691102B2 - 排水処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、排水処理方法に関するものであり、更に詳細には、高濃度排水を効率的に処理ししかも余剰汚泥の生成量を大幅に減少することのできる新規な排水処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機性排水の処理方法としては、従来より、生物学的方法、化学的方法、物理的ないし機械的方法が知られており、例えば食品製造排水、醸造排水、農産製造排水等の処理には活性汚泥法といった生物学的方法が多用されている。しかしながら、これら既知の方法は、まだ充分に満足できるものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
河川の汚濁防止等公害防止上の観点から、近年、特に排水に対する規制が強化され、当業界において、効率の高いすぐれた排水処理方法の確立が強く望まれている。
【０００４】
一方、活性汚泥法等生物学処理においては、排水処理後に多量の汚泥が副生し、排水自体の処理だけでなく副生汚泥も効率的に処理しなければ二次公害が発生する危険性にも本発明者らははじめて着目した。
【０００５】
本発明は、これらの問題点を一挙に解決する目的でなされたものである。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】
上記目的達成のために各方面から検討の結果、高濃度排水を効率的に処理するためには、直接活性汚泥で処理する前に酵母で処理する方法あるいは酵母単独で処理する方法が必要であることに先ず着目した。
【０００７】
酵母としては、排水中の汚濁質に対して分解能の高い酵母であればすべての酵母が単用又は２種以上併用することができる。使用可能な酵母は、例えば、ハンゼヌラ属酵母、例えばハンゼヌラ・アノラマ、及びクルイベロマイセス属酵母、例えばクルイベロマイセス・マルキシアヌス、Ｋ．ラクチス、及びキャンディダ属酵母、及びトリコスポロン属酵母である。
【０００８】
代表菌株としては、次のものが例示される：ハンゼヌラ・アノラマ（Ｈａｎｓｅｎｕｌａ ａｎｏｍａｌａ）Ｊ−２２４（ＦＥＲＭＰ−７６７１）、同Ｊ６２２、同Ｊ−４５−０、ハンゼヌラ・ファビアニ（Ｈ．ｆａｂｉａｎｉｉ）Ｊ−６４０：クルイベロマイセス・マルキシアヌス（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ ｍａｒｘｉａｎｕｓ）Ｊ−６７３（ＦＥＲＭ Ｐ−１０３８５）：キャンディダ スピーシーズ（Ｃａｎｄｉｄａ ｓｐ．）（ＦＥＲＭ Ｐ−３９６５）：トリコスポロン スピーシーズ（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ ｓｐ．）ＡＮ−１６１。
【０００９】
このようにして酵母処理することによって有機排水は充分に処理されるが、更に高度に処理したりあるいは酵母だけでは充分に処理し得ない成分が含まれる場合には、活性汚泥処理を更に併用すればよい。活性汚泥処理は常法にしたがって適宜実施することができる。
【００１０】
しかしながら、本発明においては、酵母処理によって排水を浄化した後、更に酵母溶解菌で処理したところ、増殖した酵母が溶解することはもちろんのこと、排水中の固形分の消化が大幅に促進され、ＢＯＤ値も大幅に減少して、更に高度な排水処理が行われるという有用な新知見を得た。また、酵母溶解菌処理を併用することによって余剰汚泥の発生を大幅に抑制し、汚泥に起因する二次公害の発生が防止できることも確認した。しかも更に、酵母溶解菌処理が活性汚泥処理にも何らの悪影響を及ぼさないことを確認し、これらの有用新知見に基づき、効率的な総合的排水システムが構築されたのである。
【００１１】
本発明においては、酵母を溶解しうる微生物であればすべてのものが使用できるが、例えば酵母溶解菌ＹＬＭ−１（Rarobacter faecitabidusと命名された）は本発明において使用する微生物として好適なもののひとつである。
【００１２】
ＹＬＭ−１は、下記の性質を有する比較的小型のグラム陰性の桿菌であって、胞子は観察されなかった。
（１）細胞の形 桿菌
（２）細胞の大きさ ０.３〜０.４×０.９〜１.８μｍ
（３）細胞の多形成の有無 なし
（４）運動性 あり
（５）鞭毛の着生状態 極鞭毛
（６）グラム染色性 陽性
（７）抗酸性 陽性
（８）酵母の溶解性 あり
（９）増殖ｐＨ ７〜９（増殖最適ｐＨ７）
（10）増殖最適温度 ３０〜３５℃
【００１３】
ＹＬＭ−１の分離法は次のとおりである：ＹＮＢ（イーストナイトロジェンベース、Ｄｉｆｃｏ社）に寒天１％と酵母Ｈａｎｓｅｎｕｌａ ａｎｏｍａｌａ Ｊ−４５−０を２×１０⁷ｃｅｌｌｓ／ｍｌ程度となるように添加する。ＹＮＢ寒天培地はオートクレーブ滅菌後、５０℃程度まで冷してから、酵母の生菌体を添加する。分離源試料を適当に希釈して、酵母と同時に接種し、混合後、シャーレに流し込み培養する。３５℃で５〜１０日培養してＹＬＭ−１菌を分離し、これを寄託した（ＦＥＲＭ Ｐ−６７８１）。
【００１４】
ＹＬＭ−１は、酵母生菌体寒天培地に穿刺培養すると、３０℃３日間の培養で、培地の表面より酵母の溶菌が観察され、約一週間後、試験管内の培地全体の酵母が溶菌した。また、ＹＬＭ−１を酵母生菌体寒天培地に接種し、試験管中で固めて３０℃で培養した結果、一週間で全面にコロニー及び溶菌斑を検出した。溶菌スペクトルは、下記表１、表２に示すとおりである。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
上記結果から明らかなように、ＹＬＭ−１は、これらの表に表示した各種酵母で有機排水を処理した後、使用済酵母を効率的に溶菌することができる。また酵母溶解菌が酵母を溶菌するだけでなくその他すぐれた排水処理効果を奏することは既に述べたとおりである。
【００１８】
酵母溶解菌としては、上記したＹＬＭ−１菌のほか、酵母を溶解しうる微生物であればすべてのものが使用可能であって、例えば、オエルスコフィア・ツルバータ（Ｏｅｒｓｋｏｖｉａ ｔｕｒｂａｔａ，ＩＦＯ １３５０６）、オエルスコフィア・キサンチネオリチカ（Ｏｅｒｓｋｏｖｉａ ｘａｎｔｈｉｎｅｏｌｙｔｉｃａ）、オエルスコフィア・シトリア（Ｏｅｒｓｋｏｖｉａ ｃｉｔｒｅａ，ＦＥＲＭ Ｐ−２００３）、オエルスコフィア スピーシーズ ＹＳ−０１６（Ｏｅｒｓｋｏｖｉａ ｓｐ．ＹＳ−０１６，ＦＥＲＭ Ｐ−１１７３７）等が使用可能である。
【００１９】
オエルスコフィア・シトリアは、酵母細胞壁溶解酵素を産生し、すぐれた酵母溶菌性を示す特徴を有し、次のような菌学的性質を示す。
（１）形態：培養初期に菌糸を形成し、その後（約２４時間）断裂により細菌状細胞になる細菌細胞の平均の大きさは０．４〜０．６×１．０〜３．０μであり両端はまる味を帯びている。古い培養（７２時間以後）では球状または不定形に変化し平均の大きさは０．８〜１．０×０．８〜１．０μである。
（２）気菌糸：形成しない。
（３）運動性：菌糸の断裂により生じた細菌状細胞中に運動性の観察されるものが存在する。
（４）内生胞子：形成しない。
（５）鞭毛：細菌状細胞１ケあたり１〜３本の側毛を着生する。
（６）グラム染色性：陽性
（７）抗酸性：なし
（８）酵母の溶解性：あり
【００２０】
オエルスコフィア ＹＳ−０１６は、子のう菌酵母のほか担子菌類酵母、不完全菌類酵母を溶解することができ、広い溶菌スペクトルを有し、次のような菌学的性質を示す。
（１）形態：培養初期から中期にかけて菌糸状を呈し、その後、断裂により短桿菌状から球菌状に分裂する。その平均の大きさは０．３〜０．６×１．３〜３．０≦である。
（２）気菌糸 ：なし
（３）運動性 ：あり
（４）胞子の有無 ：なし
（５）鞭毛 ：極鞭毛
（６）グラム染色性：陽性
（７）抗酸性 ：なし
（８）酵母の溶解性：あり
【００２１】
酵母も同様であるが、酵母溶解菌も、単用又は２種以上の併用が可能であり、生菌体はもとより、死菌体、培養物、及び／又は処理物等が使用可能である。処理物としては、酵母溶解菌を培養して得た培養物の濃縮物、ペースト化物、乾燥物、希釈物、固液分離して得た固形物、及び／又は同液体部等培養物の各種処理物がすべて包含される。
【００２２】
このように本発明によれば、排水を酵母で処理した後、酵母溶解菌で処理し、必要あれば次に活性汚泥処理を行い（酵母溶解処理と活性汚泥処理とを同時に平行して行ってもよい）、排水を効率的に浄化することができる。例えば下記表３に示した処理フローのように、排水に汚濁質分解能の高い酵母を加えて浄化し、次に、浄化に伴い、増殖した酵母を酵母溶解菌で溶菌処理して、酵母処理した排水中の固形分を消化し、更に、ＢＯＤを減少させた後、必要あれば低濃度排水と合わせ、そして活性汚泥で処理すればよい。
【００２３】
【表３】

【００２４】
このような処理フローを具体化した１例を図１に示す。図１は、本発明に係る排水処理方法を実施するための装置の１実施例であって、その操作は次のとおりである。先ず、原水槽からポンプＰによって有機排水を酵母槽に導入する。酵母槽において有機排水を酵母と充分に接触せしめて排水の浄化を行う。必要あれば槽内を攪拌し、ブロワーＢを稼働して通気を行う。また、酵母槽は、ｐＨコントローラーによって、槽内のｐＨを測定し、アルカリ側に傾いたときには硫酸等の酸をポンプＰによって槽内に導入し、最適ｐＨを維持する。更にまた所望するのであれば、酵母槽とは別に調整槽（図示せず）を設け、ｐＨのコントロール、排水濃度のコントロール等を行ってもよい。
【００２５】
このようにして、ハンゼヌラ及びキャンディダに属する酵母を各種排水（洗米排水（ｐＨ４．０）：Ａ、澱粉製造プラントからのクラリファイアー水：Ｂ、モルトウィスキー蒸留廃液：Ｃ、希釈した清酒（１０倍）：Ｄ）で通気攪拌処理した場合の増殖収率は、下記表４のとおりである。
【００２６】
【表４】

【００２７】
酵母溶解菌の混入を防止しつつ酵母処理によって浄化された排水は、消化槽に導入される。消化槽内においては、酵母槽の場合と同様に、攪拌、通気が行われ、酵母溶解菌（ＹＬＭ−１等）の作用によって酵母の溶菌が行われるだけでなく、排水中の固形分が消化され、また、ＢＯＤも減少される。ハンゼヌラ酵母を基質とし、酵母溶解菌としてＹＬＭ−１を用いた場合の増殖収率を下記表５に示す。なおこの場合、酵母菌体のみを通気攪拌処理しても酵母の内生呼吸のため、ＴＯＣが減少するので、ＹＬＭ−１の増殖収率を初発の酵母のＴＯＣを基準にした場合と酵母のみを振とう培養した後のＴＯＣを基準とした場合の平均値として算出した。
【００２８】
【表５】

【００２９】
消化槽で処理した後、直接、活性汚泥槽で処理してもよいが、一旦、調整槽内で低濃度排水を添加したり、ｐＨや濃度の調整等各種の調整を行った後、活性汚泥処理してもよい。
【００３０】
活性汚泥処理は常法にしたがって行えばよい。例えば、ポンプＰによって調整槽から排水を活性汚泥槽内に導入し、ブロワーＢから通気しながら活性汚泥と充分に接触せしめて、排水を処理するとともに、酵母溶解菌の集積、増殖も行う。活性汚泥処理後、沈降槽に移して固液を分離し、液状部は処理水槽や移送して河川等に放流する一方、固体部はその一部は返送汚泥として活性汚泥槽に返送する。このようにして、バッチ処理はもとより連続処理することも可能となった。
【００３１】
本発明においては、各種の有機排水が効率的に処理され、例えば、洗米排水等の清酒製造排水；各種の焼酎蒸留廃液；ウィスキー、ブランデー蒸留廃液；ディスチラーズソリュブル；澱粉製造廃液等各種農産製造廃液；厨房排水；その他各種の有機排水を広範に処理することができる。以下、本発明の実施例について述べる。
【００３２】
【実施例１】
図１に示した装置を用い、下記表６に示す性状を有する麦焼酎蒸留粕を濾過して得た濾液（麦焼酎蒸留粕脱水濾液：その性状を下記表７に示す）を処理した。
【００３３】
【表６】

【００３４】
【表７】

【００３５】
酵母処理、消化処理、活性汚泥処理を、下記表８に示す条件で処理した。酵母としては、Ｈａｎｓｅｎｕｌａ ａｎｏｍａｌａ Ｊ−４５−０を用い、酵母溶解菌としてはＹＬＭ−１（ＦＥＲＭ Ｐ−６７８１）を用いた。
【００３６】
【表８】

【００３７】
６０日間本装置の稼働を行い、酵母槽、消化槽における処理水のＢＯＤ及び固形分の経日変化を測定して、それぞれ図２、図３の結果を得た。
【００３８】
また、酵母処理水及び消化処理水の性状についても測定を行い、下記表９の結果を得た。更に、酵母処理に及ぼす容積負荷の影響及び消化処理による固形分の可溶化については、それぞれ下記表１０、表１１の結果が得られた。
【００３９】
【表９】

【００４０】
【表１０】

【００４１】
【表１１】

【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、酵母処理と酵母溶菌処理とを組合わせるという新規な構成を採用することによって、各種の有機性排水を効率的に処理できるだけでなく、増殖した酵母を溶菌することによって余剰汚泥の生成を抑制して汚泥の処理を大幅に軽減して、汚泥に起因する二次公害を未然に抑制ないし防止することができる。
【００４３】
また酵母溶解菌処理によって、使用済の酵母を溶菌するだけでなく、排水中の固形分を更に消化し、ＢＯＤも減少させるという予期せざる新規な効果も奏され、非常に効率的な排水処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排水処理を実施するための装置の１実施例を示す。
【図２】酵母槽、消化槽の処理水ＢＯＤの経日変化を示す。
【図３】酵母槽、消化槽での固形分の経日変化を示す。

Claims (1)

1. 麦焼酎蒸留排液中の汚濁質に対して、分解能の高い酵母を用いて浄化し、次に、浄化に伴い、増殖した酵母を、ＹＬＭ−１（ＦＥＲＭ Ｐ−６７８１）を用いて溶菌処理して、酵母処理した排水中の固形分を消化し、ＢＯＤも減少させた後、低濃度排水を加えて活性汚泥処理すること、を特徴とする排水処理方法。

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