JP3793795B2

JP3793795B2 - 微生物担体の再生方法

Info

Publication number: JP3793795B2
Application number: JP10747796A
Authority: JP
Inventors: 守朗中村; 守廣長谷部; 洋滝口; 昭彦嶺
Original assignee: 株式会社樹蓉
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2016-04-26
Also published as: JPH09290284A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物担体の再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、都市下水や諸種の産業廃水を処理する方法としては、例えば、微生物を用いる廃水処理方法が知られている。該方法では、廃水を連続又は間欠的に通気しながら撹拌して、それらの含有有機物に対する資化能、酸化能の高い種々の好気性微生物を増殖させ、得られる泥状の物質（即ち、活性汚泥）のうち、一部をつぎの廃水浄化に利用することにより効率的に廃水の処理を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、細孔を有するような担体を微生物担体として用いる廃水処理方法において、高いＢＯＤ廃水の処理を長時間行うと、該細孔内に過剰な量の微生物が繁殖し、この過剰な微生物が原因となり該担体に存在している細孔の目づまりを生じ、廃水の浄化効率を低下させてしまうことがあった。
【０００４】
本発明者らは、上記の状況に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、特定な微生物担体を使用し、かつある処理を行うことにより、微生物担体を容易に再生させることを見出し、本発明に至った。
本発明は、
１）その木口面に於いて導管又は仮導管の断面が実質的に破壊されていない木質細片を微生物担体として用いる廃水処理方法において、廃水処理後、廃水から該微生物担体に付着させた、土壌から得られる好気性微生物を主とする有機付着物を微生物担体と共に分離し、該分離物を大気下で１０℃以上４０℃以下の空気に接触させ、微生物担体に増殖培養した前記有機付着物を分解することを特徴とする微生物担体の再生方法（以下、本発明方法と記す。）、
２）その木口面に於いて導管又は仮導管の断面が実質的に破壊されていない針葉樹由来の木質細片を微生物担体として用いる廃水処理方法において、廃水処理後、廃水から該微生物担体に付着させた、土壌から得られる好気性微生物を主とする有機付着物を微生物担体と共に分離し、該分離物を大気下で１０℃以上４０℃以下の空気に接触させ、微生物担体に増殖培養した前記有機付着物を分解することを特徴とする微生物担体の再生方法
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる微生物は、例えば、廃水処理や生ごみ処理に用いる場合には、土壌から得られる複数種の好気性微生物が適している。必要に応じて通性嫌気性微生物や嫌気性微生物を前記微生物と共に用いることもできる。尚、これら微生物を人為的環境条件下にて増殖培養して得られる微生物群として用いると、各種被処理物の変化にも適切に対応した優れた処理能力を示し、かつその能力を持続させることが可能になる。これら微生物は、例えば、山林、畑地、魚介類加工場、豚舎、牛舎、鶏舎、漁港、魚市場、青果園、青果市場、糞尿処理場、食品加工場、化学工場等から採取された土壌、即ち、多くの微生物群が長年にわたり有機物を分解し続け存在している土壌から通常の方法により採取した微生物を、例えば、通気条件下で被処理物と同質の栄養分を栄養源とした液体培養、半固体又は固体培養等の人為的環境条件下での増殖培養を行い、あるいは、それぞれの微生物を選択的に増殖培養し、効率よく調製することができる。
さらに微生物群のうち、高温菌（５５℃以上の温度範囲で繁殖可能なもの）の存在割合を３割以下に調製することが好ましい。
【０００６】
本発明で用いられる微生物担体は、その木口面に於いて導管又は仮導管の断面が実質的に破壊されていない木材細片（以下、本木材細片と記す。）である。
【０００７】
ここで、「その木口面に於いて導管又は仮導管の断面が実質的に破壊されていない木質細片」とは、例えば、木質細片の表面が図１に示したような状態であるものを意味し、導管又は仮導管の木口面に現れる断面が実質的に閉ざされることなく、液体を容易に通導できる機能を有し、水に入れた場合に水中において水が内部に浸み込んで比重が１以上となって沈下するものをいう。
導管又は仮導管の木口面に現れる各断面の大きさとしては、例えば、直径として約１０μｍから５００μｍ、好ましくは約１０μｍから１００μｍ程度になるものが適している。
木質細片の比重は約０．３から０．７（ｇ／立方ｃｍ）程度であればよく、好ましくは約０．３から０．５（ｇ／立方ｃｍ）程度であるとより優れた効果を得ることができる。
該木質細片は、木材を複数の刃を有する切削機により、導管又は仮導管の木口面に現れる断面が実質的に破壊されないように粒度として約０．２ｍｍから約１０ｍｍ程度に切削して製造されればいかなる方法で製造されてもよいが、例えば、スギ、ヒバ、ナラ等の樹木を製材した木質部からなる木材を、その木材の元となる樹木の軸方向に対して約４０°から約６０°程度の範囲に複数の刃をセットした丸鋸を用いて約１８００回転数から約２０００回転数／分間という高速回転で切削する方法が適する製造方法としてあげられる。
尚、該木材細片の特に好ましい樹種としては、例えば、木質部の大部分が液体を容易に通導できる機能を有する組織（仮導管）である針葉樹をあげることができる。
【０００８】
上記の木材細片に微生物を担持させるには、例えば、あらかじめ充分な量の水を含浸させた木材細片約１０Ｌから約１００Ｌに、微生物を含有する液体を約１Ｌ程度の割合で添加し充分に混合する。尚、必要に応じて微生物の栄養源を配合することもできる。微生物の栄養源としては、通常の微生物培養に使用されるもの、例えば、米ぬか、ふすま、油かす、魚粉、魚かす、骨粉、ビールかす、醤油かす、酵母抽出物、ペプトン、アミノ酸類、ビタミン類、グルコース、糖蜜等の糖類、あるいは硫安、尿素、過リン酸石灰、熔リン、塩化カリ、液肥、複合肥料等の肥料成分等を使用することができる。
混合後、混合物を堆積し約３日間から約１か月間程度放置することにより微生物を増殖させる。この間、堆積物の中心部温度が、例えば、約３０℃から約５０℃、好ましくは約３０℃から約４０℃程度に維持されるように該堆積物の積みかえ（切り返し）を数回程度行うとよい。尚、微生物の増殖程度は、堆積物の中心部温度により判断し、発熱の程度が低くなった時点で終了するとよい。
このようにして木材細片の細孔内に微生物を充分に繁殖させることにより、木材細片に微生物を担持させることができる。
以下、上記のようにして製造された、微生物を担持した木材細片を本微生物製剤と記す。
【０００９】
本微生物製剤を用いる廃水処理は、通常の方法、例えば、本微生物製剤に廃水を通気条件下で接触させることにより行うことができる。
具体的には、例えば、約６０ｍ³から約１０００ｍ³程度の容量であり、かつ通気手段を有する処理槽内に本微生物製剤を処理媒質として１００Ｌ容量当たり約１５Ｌから約８０Ｌ程度、約４０Ｌから約６０Ｌ程度充填する。この処理槽内に約１重量部の処理媒質に対して約３重量部乃至約７重量部の廃水（例えば、BOD:1000mg/Lから2000mg/L程度の場合）を流下させ、約１２時間から約２日間程度滞留させる。処理された廃水は、処理槽の排水口から除去する。
尚、本微生物製剤の施用量は用いられる微生物の活性の強さ、廃水の種類、処理温度、処理時間等の諸条件によって異なり、上記の範囲にかかわることなく適宜増加させたり、減少させることができる。
【００１０】
このようにして廃水を処理した後、廃水から前記の微生物担体に付着した不溶物を微生物担体と共に分離し、該分離物を大気下で１０℃以上４０℃以下、好ましくは約２０℃から約３５℃程度の空気に接触させ、微生物担体に付着した有機付着物を分解することによって微生物担体を再生する。
【００１１】
廃水から微生物担体に付着した有機付着物を微生物担体と共に分離するには、普通分離、遠心分離等の沈澱分離や砂濾過、多層濾過、スクリ−ン濾過等の濾過分離等の通常の固液分離法を用いればよい。
具体的には、例えば、スクリ−ンとなる包括体（ポリスチレン、ポリエチレン、硬質塩化ビニル、ポリプロピレン等の樹脂、ステンレス等の金属製の多孔板からなる槽や容器、ナイロン等の樹脂、ステンレス等の金属、麻等の植物繊維製の網状面を有する容器や袋）にあらかじめ微生物担体を充填し、廃水を処理した後、この包括体を廃水から取り出せばよい。具体的な取り出し方法としては、例えば、該包括体を廃水中から引き上げる方法、廃水を減じ水面を下げる方法等があげられる。
尚、包括体の材質や大きさ、孔や網の大きさや数は、廃水の種類、処理量、微生物担体の大きさ等の各種条件により適宜設定することができる。
【００１２】
つぎに、分離物を大気下で１０℃以上４０℃以下の空気に接触させ、微生物担体に付着した有機付着物を分解するには、例えば、あらかじめ充分に脱水した分離物を、温度コントロ−ルが可能である通気装置を有する槽や容器や適切な温度範囲である空気を分離物内に取り込ませる攪拌装置を有する槽や容器内に回収し、該分離物を間欠的に空気を送り込むことで、液相条件下ではなく、大気下で空気に接触させればよい。必要に応じて、上記包括体を回転（例えば、１分間あたり２回転程度）させることにより該分離物と空気との接触を効率良く行うこともできる。
また、微生物担体に付着した有機付着物を前述のようなスクリ−ンとなる包括体として分離した分離物の場合には、該分離物を包括状態のまま、適切な温度範囲である大気下に放置することで、液相条件下ではなく、大気下で空気に接触させればよい。
尚、分離物を大気下で１０℃以上４０℃以下の空気に接触させる時間は、微生物担体に付着した有機付着物の量、空気の温度や供給量、微生物の状態等の各種条件により変化するが、例えば、約２４時間から約７日間程度、さらに具体的な例として空気温度が約２５℃以上約３５℃以下の場合、約２４時間から２日間程度、をあげることができる。
このような方法により、微生物担体に付着した有機付着物は、各種微生物が有する自己分解酵素の作用による自己分解、好気性微生物による代謝、嫌気性微生物による代謝が生じて、最終的には、例えば、メタンガス、二酸化炭素、窒素ガス、水素ガス、硫化ガス等の気体や、アンモニア、リン、硝酸塩等を高度に含む脱離液に分解し、微生物担体から分離・除去される。
以上、上記操作によって微生物担体を再生すると共に有機付着物の処分が可能となる。
尚、上記処理後の微生物担体は、不溶物中の炭化水素化合物の分解によって発生した水や栄養源が適度に保持された状態にあり、このため該微生物担体に保持されたリサイクル微生物はきわめて安定で高活性な状態を維持することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、製造例および試験例についてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１４】
参考製造例１（木材細片の調製）
その木口面に於いて導管又は仮導管の断面が実質的に破壊されていない木材細片は、スギの原木を製材した木材を、その木材の元となる樹木の軸方向に対して６０°に枚の刃をセットした丸鋸を用いて高速回転（２０００回転数／分間）で切削することによって製造された。
このようにして製造された木材細片の一部をサンプリングし、倒立型光学顕微鏡で該サンプリングの木口面の表面を観察すると、大部分がものが仮導管の木口面に現れる断面が実質的に破壊されていない木材細片であることが確認された。さらに、一部のサンプルについて、電子顕微鏡で観察したところ、木材細片は、図１の如く、仮導管の木口面に現れる断面は実質的に破壊されることなく、整然としてぎっしり並列な状態で存在していた。尚、仮導管の木口面に現れる各断面の大きさは、直径として約２０μｍから５０μｍ程度であり、該木材細片の比重は約０．３５から０．４０ (g/cm³) 程度であった。
【００１５】
参考製造例２（微生物製剤の調製）
長年にわたり有機物を分解してきた廃物処理場からから採取された土壌２０Ｌを１０メッシュ以下に篩分けた。つぎに、この分級された土壌と、米ぬか、魚粉、蒸製骨粉からなる栄養源４ｋｇ、あらかじめ充分な量の井戸水を含浸させた製造例１で得られた木材細片１００Ｌ、及び井戸水１５０Ｌを約７８５Ｌ用容器（直径１ｍ、深さ１ｍ）に加えよく混合した。該混合物を１５℃から２５℃の範囲の大気下で放置することにより微生物を繁殖させた。尚、放置中、該混合物には６０Ｌ／分間の空気を送り込んだ。放置３日間後、容器の底部にある排出口から液体のみを選択的に回収した。
つぎに、あらかじめ充分な量の井戸水を含浸させた製造例１で得られた木材細片１０００Ｌに、上記で回収された液体（微生物を含有する）を３０Ｌ及びふすま、魚粉、糖からなる栄養源１２ｋｇを添加し充分に混合した。混合後、この混合物を堆積し３日間放置することにより微生物を増殖した。この間、堆積物の中心部温度が約３０℃から約４０℃に維持されるように、該堆積物の積みかえ（切り返し）を５回行なった。
その後、堆積物における発熱の程度が低くなり、堆積物の中心部温度が約３０℃から約４０℃の範囲に安定した時点で放置を終了した。このようにして木材細片の細孔内に微生物を充分に繁殖させた。
【００１６】
実施例
参考製造例２により得られた微生物製剤（微生物を担持した木材細片）６Ｌを充填したステンレス製の網かご（メッシュ径：１ｍｍ×１ｍｍ）を、４０Ｌアクリル製処理槽に高負荷の工場廃水（BOD:1500ｍg/L)３０Ｌと共に入れ、処理槽の下部から空気を毎分３０Ｌで４８時間送気し常温下で処理を行った。
処理槽の中の液を観察したところ、初期の立ち上がり時点から廃水の色が減色し始め、短時間のうちに薄くなった。また臭気も同様に薄くなった。そして４８時間後には、BOD が15ｍg/L にまで低下し、臭気も無くなった。
つぎに、処理槽から処理済みの廃水のみを除去した後、該処理槽に再び上記と同じ工場廃水（BOD:1500ｍg/L)３０Ｌを入れ、上記と同様に処理槽の下部から空気を毎分３０Ｌで４８時間送気し常温下で処理を行ったところ、上記と同様な結果が得られた。
さらに同様な操作を繰り返しを続けると、木材細片に付着した有機付着物の量が増加し、廃水処理能力が低下し始めた。
そこで、上記の該木材細片を充填したステンレス製の網かごを処理槽から引上げ、通気装置を有しかつ充分な空間を有する槽内（槽内の温度は、２５℃以上３５℃以下であり、槽は１分間当たり２回転させる）に４８時間吊し、木材細片に付着した有機付着物を分解させる。
このようにして木材細片を再生させる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明方法より、微生物担体の細孔の目づまりを解消し、微生物担体の再生を可能にする。このため、再生された微生物担体は、廃水の浄化効率を低下させることなく、再使用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、その木口面に於いて導管又は仮導管の断面が実質的に破壊されていない木材細片（樹種：スギ）の電子顕微鏡写真である。

Claims

その木口面に於いて導管又は仮導管の断面が実質的に破壊されていない木質細片を微生物担体として用いる廃水処理方法において、廃水処理後、廃水から該微生物担体に付着させた、土壌から得られる好気性微生物を主とする有機付着物を微生物担体と共に分離し、該分離物を大気下で１０℃以上４０℃以下の空気に接触させ、微生物担体に増殖培養した前記有機付着物を分解することを特徴とする微生物担体の再生方法。
その木口面に於いて導管又は仮導管の断面が実質的に破壊されていない針葉樹由来の木質細片を微生物担体として用いる廃水処理方法において、廃水処理後、廃水から該微生物担体に付着させた、土壌から得られる好気性微生物を主とする有機付着物を微生物担体と共に分離し、該分離物を大気下で１０℃以上４０℃以下の空気に接触させ、微生物担体に増殖培養した前記有機付着物を分解することを特徴とする微生物担体の再生方法。