JP3836338B2

JP3836338B2 - Novel microorganisms and oil-containing wastewater treatment equipment using the same

Info

Publication number: JP3836338B2
Application number: JP2001188594A
Authority: JP
Inventors: 健一伊藤; 一久嘉茂; 信俊西; 司品田
Original assignee: Nishihara Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Nishihara Environmental Technology Co Ltd
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: JP2003000228A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リパーゼ活性を有する新規微生物およびこれを用いた油脂含有廃水の生物学的処理装置にかかり、とくに製油工場、惣菜工場、揚げ物製菓工場、ケーキ製造工場、ハム・ソーセージ製造工場、缶詰工場、水産物加工工場、食堂・レストラン等の食品関連事業所などから排出される液状の動・植物性油脂を含む高濃度有機性廃水をリパーゼ活性を有する新規微生物で好気性生物学的処理を行う処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から微生物を用いて廃水中の有機物を処理する廃水処理方法が知られている。そのような処理方法の一例として活性汚泥法が知られている。この方法は、好気的条件下で微生物を廃水中で繁殖させ、該微生物が凝集して形成される活性汚泥が廃水中の有機物を吸着することで、微生物の持つ生化学的作用によって該有機物を酸化分解するものであり、微生物による酸化分解や微生物の繁殖を促すために、廃水に空気を吹き込み、かつ撹拌するという単純な機構が採用されている。
【０００３】
しかし、例えば食品加工工場または外食産業から発生する廃水は極めて高濃度の有機物を含んでおり、従来の一般的な活性汚泥法では対処しきれない場合もあるため、各種の処理方法が提案されている（特公昭５８−８３１３号公報、特公昭５７−１２４３６号公報、特公昭５６−５２６３６号公報等）。
【０００４】
この結果、蛋白質あるいは糖類などの有機物は高濃度で存在していても比較的容易に廃水中の有機物を低濃度化することが可能である。
【０００５】
ところが、脂質を多量に含む廃水を活性汚泥処理する場合には、そこに出現する細菌類は脂質、特に飽和脂肪酸を分解除去する酵素活性が弱いために、脂質の吸着の方が勝り、活性汚泥フロックの周囲に脂質が吸着して被膜となり、フロック内に酸素が移送されず酸欠となってしまうため、脂質の分解除去が阻害されてしまう。また、脂質は廃水中で水と混合しエマルジョン化するか、コロイド状で存在するか、あるいはオイルボール化しているかのいずれかであるが、別途油分のみを除去する物理化学処理を行わない場合には実質的に未処理となった油分によって処理施設が汚損されてしまうと共に、油分が処理水に混じって未処理のまま放流されてしまうという問題があった。とくに、廃水中に脂質分が高濃度に存在する場合、流入する負荷変動への対応、適正な運転管理、処理性能の確保、多量に発生する余剰汚泥の処分等が必要となり、単に維持管理上の対応では解決できなかった。そのため、近年高濃度有機性廃水の処理として、酵母等の微生物を用いた好気性処理（特開２０００−２４６２８４公報等）や嫌気性細菌を用いた嫌気性処理（ＵＡＳＢ）（特開平９−１１７９号公報等）が登場し採用されるようになった。
【０００６】
ここで、特開２０００−２４６２８４公報に開示された生物学的有機性廃水処理装置の概略的構成を簡単に説明する。図５に示すように、脂質を含む廃水は流入水としてスクリーン４１を通過して酵母処理に適さない程度のサイズの固形分（夾雑物）が除かれた上で、流量調整槽４２に送られる。この流量調整槽４２から所定量の廃水が生物反応槽としての酵母反応槽４３内に供給される。この酵母反応槽４３には槽内のｐＨを測定するセンサ（図示せず）が取り付けられており、そのｐＨセンサの測定値に応じて槽内のｐＨを脂質資化性酵母の最適ｐＨ３〜７とするために硫酸等の酸性薬剤が添加される。また、この酵母反応槽４３には後述の加圧浮上手段４４で固液分離された酵母のうち、再度廃水処理に用いるための酵母をリサイクルするための返送経路およびポンプ（図示せず）が加圧浮上手段４４との間に設けられている。上記酵母反応槽４３内で一定の滞留時間、酵母により脂質分解処理を受けた廃水（混合液）は加圧浮上手段４４に送られ、固液分離を受ける。固液分離により得られた処理水（液体）は処理水槽４５に送られ、酵母汚泥（固形分）の一部は上述したように酵母反応槽４３に戻され、残りは余剰酵母として汚泥処理系に送られる。処理水槽４５内の処理水は放流先の水質基準などに応じて後処理として活性汚泥処理などの一般的な廃水処理を施すことが可能である。
【０００７】
一方、特開平９−１１７９号公報は、有機性廃水に含まれる固形分を可溶化処理することによって、接触効率が良好で負荷が大きくとれる上向流嫌気性汚泥床処理装置（ＵＡＳＢ）を用いて処理することが可能な高濃度有機性廃水の嫌気性消化処理方法およびそのための処理装置が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の微生物による廃水処理装置および方法は以上のように構成されているので、以下のような解決すべき課題を有する。
【０００９】
すなわち、酵母等の微生物を用いた好気性処理においては、利用する微生物が中温菌である場合が殆どであることから、廃水の水温が中温（常温：概ね１０〜３０℃）での処理となる。そのため、以下のような解決すべき課題がある。
【００１０】
冬季などの低水温時には廃水中に高濃度に含まれる油脂が固形化し易く、油脂の除去が不十分となり処理水質が悪化する。
【００１１】
逆に、夏季などの高水温時には、高濃度有機物廃水中に含まれる有機物の生物分解反応による発熱も加わり水温が上昇し、温度制御装置が設置されている場合を除き、生物反応槽では油脂の固形化は起こらないが、槽内に常在する微生物（中温菌）の活性が抑えられ、結果的に生物処理性能が不良となり処理水質が悪化する。
【００１２】
また、ＵＡＳＢを用いた従来の嫌気性処理においては、以下のような解決すべき課題がある。
【００１３】
嫌気性菌およびメタン菌が混在するグラニュールが形成され、高温もしくは中温で処理を行うため、反応槽では油脂の固形化は起こらないが、何れも難分解性の油脂を高濃度に含有する有機性廃水を十分に分解資化することが難しい。そのため、処理性能が不安定となる。
【００１４】
嫌気性処理で高濃度有機物廃水を十分に処理させるには、長い滞留時間を必要とするため、処理装置が大きくなり建設コストや運転経費が増大し、運転管理や維持管理が煩雑となる。
【００１５】
十分に処理された嫌気性処理水といえども、そのまま直接河川等に放流すると放流先の環境に影響を及ぼす可能性があるため、別途好気的な処理を行う必要がある。
【００１６】
そのため、上記問題を解決し、高濃度有機性廃水中に含まれる油脂が液体の状態で存在し得る高温下で、この油脂を直接微生物処理することを可能とする新規微生物の探索、さらに該新規微生物を利用した油脂含有廃水の生物学的処理装置を提供することが求められている。
【００１７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、油脂を含有する高濃度有機性廃水を処理可能とするリパーゼ活性を有し、かつ高温耐性の新規の微生物を提供することを目的とする。また、このような新規の微生物を用いて、高濃度の有機性廃水中に含まれる油脂を固化させることなく液体状あるいはエマルジョンの状態で反応槽内へ導入し、好気的に安定して効率よく油脂を分解する油脂含有廃水処理装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高濃度有機性廃水処理において有機物質の分解に有用であり、運動性を有し、棹菌の形態を呈する好気性細菌であって、且つ膵リパーゼよりも高いリパーゼ活性を有し、かつ例えば５５℃においても生育可能な高温性を有すると共に、通常温度（例えば２５℃においても）でも生育できる新規のバチルス・スピーシズＢ−３（寄託番号：ＦＥＲＭＢＰ−７５０９）およびラルストニア・ピケッティＢ−４（寄託番号：ＦＥＲＭＢＰ−７５１０）を提供する。また、本発明はこれら新規の微生物を用いた油脂含有廃水処理装置を提供する。
【００１９】
１．探索
はじめに、本発明に係る新規バチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４の探索について説明する。
【００２０】
高濃度有機性廃水として、植物性油脂の一つであるパーム油を含むパーム搾油工場廃水（ＰａｌｍＯｉｌＭｉｌｌＥｆｆｌｕｅｎｔ以下、ＰＯＭＥという）を用意した。次に、このＰＯＭＥを生物反応槽に入れて５０℃で馴養した。その後、生物反応槽から混合液を所定量（１００ｍｌ）採取してから直接白金耳で標準寒天培地（ＮＡ）およびブロモクレゾールパープル（ＢＣＰ）寒天培地に画線し、それぞれ４６、４８、５０℃にて３〜５日間、静置培養した。形成されたコロニーを同条件でさらに２回継代培養を行った。次にこのコロニーについて、油脂分解資化性能の有無を検討した（コロニーを形成した菌株が、油脂分解資化能を有するものとみなす）。すなわち、０．５％の粗パーム油を唯一炭素源としたＢＣＰ寒天培地に塗沫し、さらに４６℃乃至５０℃にて３〜５日間静置培養した。培養後、ＢＣＰ寒天培地上に生じたコロニーを採取し、最終的に細菌２株を分離することができた。これらの細菌株は、それぞれＢ−３およびＢー４とし、後述する菌学的性質の検討に供した。
【００２１】
なお、上記の標準寒天培地（ＮＡ）の組成は、酵母エキス：２．５ｇペプトン：５．０ｇグルコース：１．０ｇ寒天：１５．０ｇ（培地１Ｌ中；ｐＨ７．０）とした。また、ＢＣＰ寒天培地の組成は、粗パーム油：５．０ｇペプトン：０．５ｇ酵母エキス：１．０ｇＢＣＰ（ブロモクレゾールパープル）：０．０６ｇアデカノールＴＳ−９１０：０．１ｇ寒天：１５．０ｇ（培地１Ｌ中；ｐＨ７．０）とした。さらに、同定試験に使用した培地としては、ＢＴＢを添加した培地は、試験する糖：２％酵母エキス：４．５ｇペプトン：７．５ｇ（培地１Ｌ中；ｐＨ７．０）、ＯＦ培地（栄研化学製）等を使用した。リパーゼ産生用培地としては、バチルス属用培地は、ペプトン：１０ｇイースト：５ｇグルコース：３ｇグリセロール：１５ｇＮａＣｌ：３ｇ（培地１Ｌ中；ｐＨ７．０）、ラルストニア属用培地は、プロテオースペプトン：２０ｇイースト：２．５ｇ肉エキス：５ｇグルコース：５ｇグリセロール：１０ｇＮａＣｌ：３ｇ（培地１Ｌ中；ｐＨ７．２）。培養は、好気条件下で行うことができ、基本的に液体培養でも固体培養でもよい。
【００２２】
以下に説明するように、菌学的性質の検討結果から、それぞれ好気性細菌であるバチルス属およびラルストニア属の新規な菌株であることがわかり、上記Ｂ−３およびＢ−４を、後述するようにバチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４とした。次にこのようにして得られたバチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４が新規微生物である根拠について説明する。
【００２３】
２．菌学的性質
本発明で新たに取得された菌株の菌学的性質を表１にまとめる。
【００２４】
【表１】

【００２５】
Ａ．バチルス・スピーシズＢ−３
（１）形態的性質
コロニー性状について、コロニーの形態：丸形であり、均一で滑らか、光沢がある。直径１ｍｍより大きく点状、半透明で、色調はクリーム色。細胞性状について、グラム染色性：陽性、細胞の形態：桿菌、芽胞形成能：有り、運動性：有り。
【００２６】
（２）生育温度
生育温度：２０℃〜６０℃
【００２７】
（３）生理的性質
好気性、嫌気性の区別：好気性、嫌気性での生育：陰性、カタラーゼ：陽性、耐塩性試験ＮａＣｌ０％〜７％：陽性、β−ガラクトシダーゼ：陽性、アルギニンジヒドラーゼ：陽性、リジンデカルボキシラーゼ：陰性、オルニチンデカルボキシラーゼ：陰性、クエン酸の利用性：陽性、硫化水素産生：陰性、ウレアーゼ：陰性、トリプトファンデアミナーゼ：陰性、インドール産生：陰性、アセトイン産生：陽性、ゼラチナーゼ：陽性、グルコース酸化：陽性、Ｄ−マンニトール酸化：陽性、イノシット酸化：陽性、Ｄ−ソルビトール酸化：陽性、Ｌ−ラムノース酸化：陰性、サッカロース酸化：陽性、Ｄ−メリビオース酸化：陰性、Ｄ−アミグダリン酸化：陽性、Ｌ−アラビノース酸化：陰性、硝酸塩の還元：陽性、リパーゼ：陽性。以上の菌学的生化学的性質を有することにより、本発明の菌株は、バチルス属に属する菌株であって、以下に説明するようなリパーゼ活性を有するとともに他のバチルス属の菌株よりも高温で生育可能であることから新規の菌株と同定され、バチルス・スピーシズ（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｐ．）に属せしめることが適当であると認められた。なお、本明細書ではこの新規菌株をバチルス・スピーシズＢ−３と称す。
【００２８】
Ｂ．ラルストニア・ピケッティＢ−４
（１）形態的性質
コロニー性状について、コロニーの形態：丸形であり、不均一で凹凸があり、光沢がある。直径１ｍｍより大きく点状、半透明で、色調はクリーム色。細胞性状について、グラム染色性：陰性、細胞の形態：桿菌、芽胞形成能：無し、運動性：有り。
【００２９】
（２）生育温度
生育温度：２０℃〜６０℃
【００３０】
（３）生理的性質
嫌気性での生育：陰性、カタラーゼ：陽性、オキシダーゼ：陽性、耐塩性試験ＮａＣｌ０％〜４％：陽性、ＯＦ試験：酸化、硝酸塩の還元：陰性、インドール産生：陰性、グルコース酸性化：陰性、アルギニンジヒドラーゼ：陰性、ウレアーゼ：陰性、β−グルコシダーゼ：陰性、プロテアーゼ：陰性、β−ガラクトシダーゼ：陰性、グルコース同化：陽性、Ｌ−アラビノース同化：陰性、Ｄ−マンノース同化：陰性、Ｄ−マンニトール同化：陰性、Ｎ−アセチルーＤ−グルコサミン同化：陰性、マルトース同化：陰性、グルコン酸カリウム同化：陰性、ｎ−カプリン酸同化：陰性、アジピン酸同化：陽性、ｄｌ−リンゴ酸同化：陰性、クエン酸ナトリウム同化：陽性、酢酸フェニル同化：陰性、リパーゼ：陽性。以上の菌学的性質を有することにより、ラルストニア属に属する菌株であって、以下に説明するようなリパーゼ活性を有するとともに他のラルストニア属の菌株よりも高温で生育可能であることから新規の菌株と同定され、ラルストニア・スピーシズ（Ｒａｌｓｔｏｎｉａｓｐ．）に属せしめることが適当であると認められた。なお、本明細書ではこの新規菌株をラルストニア・ピケッティＢ−４と称す。また、このようなラルストニア属の菌種はＢＥＲＧＥＹ’ＳＭＡＮＵＡＬ（Ｖｏｌ．１，２１９８６）では、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｐ．）に分類されていた菌種である。
【００３１】
上記菌株の同定に際して、バチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４についてのリパーゼ活性の測定を行った。その結果を表２に示す。
【００３２】
表２
試料リパーゼ活性（Ｕ／Ｌ）
バチルス・スピーシズＢ−３２，６５６
ラルストニア・ピケッティＢ−４７４１
膵リパーゼ２３８
【００３３】
表２に示すように、バチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４は、それぞれ膵リパーゼ活性値よりも高い値を示すことから、リパーゼ活性を有することが確認でき、バチルス・スピーシズＢ−３のリパーゼは、菌体外酵素であった。
【００３４】
バチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピッケティＢ−４は、当業者に周知の一般栄養培地であるならばいかなる培地でも良好に生育する。炭素源としては本菌が同化し得るものなら何でも良い。窒素源としてはペプトン、酵母エキス、麦芽エキス、肉エキスなどの有機窒素源を利用することができる。また、培地はｐＨを２．０〜１２．０、好ましくは４．０〜９．０、より好ましくは５．０〜８．０の範囲内に調整し、滅菌して使用する。培養温度は、バチルス属およびラルストニア属の菌が生育し得る温度であれば良く、２０〜６０℃、好ましくは３５〜５５℃である。
【００３５】
なお、本菌を自然に、もしくは遺伝子組み換え、放射線処理、薬品処理等の人工的手段によって変異させて得られる変異株であっても、良好なリパーゼ活性と高温性とを合わせ持つものであるならば本発明に包含されるものとする。
【００３６】
３．微生物の寄託
本菌は、経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所に平成１３年３月１５日に寄託され、その寄託番号はバチルス・スピーシズＢ−３がＦＥＲＭＢＰ−７５０９、ラルストニア・ピケッティＢ−４がＦＥＲＭＢＰ−７５１０である。
【００３７】
つぎに、本発明にもとづく油脂含有廃水処理装置は新規の高温耐性油脂資化細菌を用いる。
【００３８】
一般に高温性微生物の内性呼吸速度は中温性微生物（常温菌）と比較して非常に大きいと言われている。高温性微生物にとって、より高い連続的なエネルギー要求性があり、また反面、より高頻度で微生物学的な衰退がある。これらの事実によって、高温処理系では、中温処理系よりも余剰汚泥量が減るため、汚泥処分費の節約につながる。
【００３９】
混合液の温度が高温であるということは、培養液中の好気性微生物への酸素供給が困難となることが予想される。一般的に、水中の酸素飽和濃度は、水温が上昇するに従って、低下する（清水水温が２５℃の場合、酸素飽和濃度が８．３ｍｇ／Ｌに対して、６０℃の場合、酸素飽和濃度が４．６ｍｇ／Ｌ）。しかしながら、その酸素拡散係数は、水温を上げるに従って高まる（２５℃の場合、２．５ｘ１０^−５ｃｍ^２／秒。これに対して、６０℃の場合、６．１ｘ１０^−５ｃｍ^２／秒）。それ故、高温下での酸素移動速度は、中温下での場合と同等か、それよりも高いことになる。つまり、混合液中への酸素供給手段として、混合液中の溶存酸素量（ＤＯ）をある程度確保出来れば、空気曝気でも、純酸素でも良いこととなる。純酸素を用いた場合、酸素の使用量を十分考慮する必要がある。
【００４０】
また、混合液の温度が高温であるということは、今まで知られている数多くの中温性の病原微生物を死滅させたり、生物にとって有害な物質が高温下に暴露されることによって、その毒性が弱まったり無毒化したりする可能性があり、従来のような、処理水を塩素滅菌する必要がなくなることも期待される。
【００４１】
さらに、混合液の温度が高温であるということは、液体の粘度を下げることとなり、汚泥沈降性が良くなり、固液分離性の向上が期待されることから、生物反応槽内の微生物量（汚泥量）を高く（高混合液濃度）維持することができ、これにより反応槽では有機物負荷を下げて運転することが可能となり、効率よく有機物も分解、除去できる。つまり、高温耐性好気性微生物による有機性廃水処理は、標準活性汚泥法のような中温性微生物による処理と比較して、運転維持管理上のみならず環境衛生管理上、より利点が多いこととなるわけである。
【００４２】
以下、本発明にもとづく新規微生物がどのような点で有用であるかを具体的に説明するために、本発明のバチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４を用いた油脂含有廃水処理装置を実施例として説明する。
【００４３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明にもとづく新規微生物を用いた油脂含有廃水処理装置について説明する。
【００４４】
まず、本発明にもとづく新規微生物を用いた油脂含有廃水処理装置がとりうる基本的構成を簡単に説明する。
【００４５】
図１は、本発明にもとづく油脂含有廃水処理装置の基本的構成例を説明するためのもので、（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ異なる構成例を示すブロック図である。図１において、２は流入水中に含まれる夾雑物の除去を行うためのスクリーン、３は流入水の流動変動を緩和するための流量調整槽で、内部には流入水の沈降分離を防ぐため、散気または機械的撹拌を行うための手段が設けられている。４ａは押し出し流れ式反応槽（油脂分解槽）であり、浮遊汚泥のみ、または浮遊型担持体の投入、または接触濾材の設置を行う。浮遊型担持体の投入または接触ろ材の設置を行うことで、反応槽内に汚泥量を確保しながら、浮遊汚泥濃度を減らすことが可能となり、後段の沈殿槽における固液分離が良好となり、ひいては処理水の改善が図れる。４ｂは回分式の反応槽（油脂分解槽）であり、反応槽を回分式とすることで、流量調整槽を不要または削減することが可能となる。また、反応槽内の曝気を停止して混合液を静置沈降させ固液分離することが可能となるので、固液分離装置が不要となる。５は固体成分と液体成分とを分離するための固液分離装置である。１０は、流入水中の懸濁物質を除去し、後段の油脂分解処理を容易にする目的から設置される前処理設備であり、具体的には加圧浮上装置、遠心分離機、ろ過装置等を単独または組み合わせて用いる。
【００４６】
本発明の油脂含有廃水処理装置は、高濃度の有機性廃水中に含まれる油脂を固化させることなく液体状あるいはエマルジョンの状態で上記の油脂分解槽４ａ、４ｂに導入することで、油脂分解槽４ａ、４ｂに含まれる微生物の働きによって好気的に安定して効率よく油脂を分解するものである。そのため、油脂分解槽４ａ、４ｂの状態は、以下のようにすることが望まれる。
【００４７】
すなわち、油脂分解槽４ａ、４ｂ内の水温は概ね２０℃乃至６０℃であり、好ましくは３５℃乃至５５℃で油脂分解反応が行われるようにする。
【００４８】
油脂分解槽４ａ、４ｂ内のｐＨは約５乃至８である。油脂分解槽４ａ、４ｂに導入される油脂を含有する有機性廃水（被処理水）のＢＯＤ濃度は概ね５，０００ｍｇ／Ｌ乃至３０，０００ｍｇ／Ｌ（０．５〜３．０％）であり、とくに１０，０００ｍｇ／Ｌ以上の高濃度廃水を効率よく処理することができる。
【００４９】
油脂分解槽４ａ、４ｂに導入される油脂を含有する有機性廃水（被処理水）のヘキサン抽出物質濃度が５００ｍｇ／Ｌ（０．０５％）以上でも良好に処理することができる。
【００５０】
油脂分解槽４ａ、４ｂは、散気手段からの散気により上記微生物等が浮遊する曝気槽、または上記微生物等が担持する流動可能な担体が投入された担体投入型曝気槽、あるいは上記微生物等を担持する接触ろ材が設置された接触曝気槽であることが望ましいが、被処理水を上記微生物等の存在下で好気的に処理できる反応槽であればこれに限られるものではない。
【００５１】
油脂分解槽４ａ、４ｂへは、上記有機性廃水を連続的に導入する押出し流れ式（４ａ）に好気性生物学的処理を行ってもよいし、あるいは上記有機性廃水を回分的に導入する回分流入式（４ｂ）に好気性生物学的処理を行ってもよい。
【００５２】
油脂分解槽４ａ、４ｂでは好気性生物学的処理を行うため散気手段から空気を供給し槽内を曝気撹拌するが、必要な酸素量等に応じて酸素濃度を高めた空気や純酸素を用いてもかまわない。なお、純酸素を用いて曝気撹拌することにより微生物処理に必要な酸素量は得られるが撹拌強度が十分に得らない場合には、撹拌装置を別途併用してもよい。
【００５３】
被処理水に含まれる油脂が植物性油脂や動物性油脂である場合、とくに植物性油脂の場合において効率的に好気性生物学的処理を行うことができる。
【００５４】
次に、本発明にもとづく新規微生物を用いた油脂含有廃水処理装置の一例を具体的に説明する。図１では、１つの反応槽（油脂分解槽）４ａまたは４ｂのみを用い、必要に応じてその前段および／または後段に前処理または後処理のための手段が設けられる構成例を説明した。ここでは、２つの反応槽で生物処理する場合について説明する。
【００５５】
図２は、本発明にもとづく油脂含有廃水処理装置の一例を説明するためのブロック図である。図中、２つの反応槽（油脂分解槽４および生物処理槽６）が示されている。すなわち、油脂分解槽４では、まず油脂分解資化能を有する高温耐性の細菌（バチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４）を用いて廃水中に含まれる油脂を分解資化させ、その処理水を、後段の生物処理槽６で、酵母を用いて高負荷運転で後処理する。生物処理槽６における処理は、例えば図４に示した特開２０００−２４６２８４公報記載の油脂含有廃水処理装置を適用することも可能である。
【００５６】
この実施例の油脂含有廃水処理装置は、いわゆる回分式の装置であり、投入原水１ａに含まれる夾雑物を除去するための夾雑物除去装置２と、該夾雑物除去装置２を介して送られる投入原水１ａの流入量を調節するための流量調整槽３と、空気または純酸素の送気手段および分離汚泥の排出路９が連結され、かつ流量調整槽３によって流量が調整された流入廃水に含まれる油脂成分を分解するための油脂分解槽４と、凝集剤の投入手段１１および分離汚泥の排出路９と連結し、かつ該油脂分解槽４によって油脂分解処理された処理液の固液分離を行うための固液分離装置５と、空気または純酸素の送気手段８および分離汚泥の排出路と連結し、かつ酵母等の微生物による有機物分解処理を行う生物処理槽６とから概略構成される。
【００５７】
このような構成からなる油脂含有廃水処理装置は、以下のように動作する。すなわち、ＰＯＭＥ１ａは、投入原水として、夾雑物除去装置であるスクリーン２を通過し、廃水成分以外の処理に適さない程度のサイズの固形分（夾雑物）が除かれた上で、流路１ｂを経由して流量調整槽３へ移送され、ここで均質化が図られる。次に、流路１ｃを経由して流量調整槽３から一定量の均質化した廃水が、高温耐性油脂資化細菌（すなわちバチルス・スピーシズＢ−３および／またはラルストニア・ピケッティＢ−４）からなる汚泥を含む油脂分解槽４内に流入水として供給される。ここで、油脂分解槽４への流入水供給方式は、流入水を１ヶ所から投入する方法と数カ所から分割投入するいわゆるステップ流入する方法とがあり、どちらを選択しても良い。油脂分解槽４では、高温耐性油脂資化細菌を用いた高温、空気または純酸素曝気を含む好気法による高濃度有機性廃水処理が行われる。そのため、送気手段８から油脂分解槽４へ所定量の空気または純酸素が供給される。高温耐性油脂資化細菌による油脂分解によって得られた処理液は流路１ｄを経由して固液分離装置５にて固液分離される。ここで得られた分離液（処理水）は、さらに流路１ｅを経由して反応槽である酵母等の微生物が含まれる生物処理槽６へ送られる。ここで、分離液は送気手段８から送られる空気または純酸素を利用して好気的に処理される。また、固液分離装置５等で分離した汚泥の一部である分離汚泥（返送汚泥）は、それぞれ排出手段９を経由して再び反応槽に送られ、また残部の汚泥（余剰汚泥）は汚泥処理設備（不図示）へ移送される。最終放流先に既存の嫌気性ポンドあるいは好気性ポンド（酸化池）があった場合、排出手段９による余剰汚泥の引抜を省略して余剰汚泥を上記ポンドへ移送することもあるので汚泥処理設備を省略することもできる。なお、油脂含有廃水処理装置による処理水は、そのまま公共水域へ放流されるか、または上述した生物処理（生物処理槽、図示）や物理化学処理（不図示）等を用いた後段の処理設備で処理される。
【００５８】
図３は、図２に示す油脂含有廃水処理装置においてスクリーン２と流量調整槽３との間に、新たに加圧浮上装置１０を設けた場合を説明するためのブロック図である。スクリーン２を通過して流路１ｆを経由して送られる廃水に凝集剤を凝集剤添加手段１１から添加した後に加圧浮上装置１０内に廃水を貯留する。所定量貯留後、空気または窒素リッチガスを送気手段１２から加圧浮上装置１０内に注入することで、該加圧浮上装置１０内を加圧状態にする。送気手段１２から送られた空気または窒素ガスと廃水とを十分に接触・混和させ、しばらく放置する。放置後、廃水は少なくともフロス部、中間水、および汚泥堆積部（デポジット）の３層に分かれる。フロス部は油分排出手段１３によって油分回収系（不図示）へ、汚泥堆積部は排出手段９によって排出される。中間水は、流路１ｂを経由して流量調整槽３に移送され、さらに油脂分解槽４へと送られ、図２に示す油脂含有廃水処理装置と同様の構成要素によって処理される。
【００５９】
図４は、ＰＯＭＥ処理水中のヘキサン抽出物質除去率の経日変化を示すグラフである。すなわち、図４に示すような油脂含有廃水処理装置を用いて実際に有機性廃水処理を行った一例である。なお、ヘキサン抽出物質除去率は、本発明にもとづく油脂含有廃水処理装置の処理能力を評価するためのものである。また、以下の説明では経時的変化を実際の日時を用いて表す。
【００６０】
投入原水として、ＰＯＭＥから得られた廃水を加圧浮上装置（前処理装置）１０を用いて加圧浮上処理させ、廃水中の夾雑物を除去したものを投入原水として使用した。なぜなら、投入原水中の夾雑物があまりにも多ければ、混合液の正確な（生物処理に伴う）汚泥生成量が見いだされなくなり、また、不必要に反応槽内の汚泥量が増えて生物処理に支障をきたし、さらに適切な汚泥管理が不可能と予想されるからである。
【００６１】
はじめに、以下のような運転条件で４ヶ月にわたり油脂含有廃水処理装置による廃水処理を行った。
【００６２】
この時の運転条件を示す。油脂分解槽実容量：５Ｌ、曝気方式：純酸素のみで曝気投入原水：夾雑物除去したＰＯＭＥ、投入原水量：０．２〜０．５Ｌ／ｄ、油脂分解槽水温：６０℃、油脂分解槽内ｐＨ：ｐＨ５．０以下、溶存酸素量（ＤＯ）：２．０ｍｇ／Ｌ以上、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）容積負荷：１．１〜２．６ｋｇ／ｍ^３・ｄ、投入原水の他に、種汚泥として、廃水経路途中にあるピット内壁と水面との接触部にて生成した汚泥５０ｇ〜１００ｇを採取し、週に１〜２回の割合で油脂分解槽４内に投入した。
【００６３】
このような運転条件下では、ヘキサン抽出物質除去率が約６０％以下であった。このことは、油脂含有廃水処理装置による廃水処理が効率的になされず油脂を含む有機物の分解が不十分であることを示している。
【００６４】
そこで、４月１日に、水酸化ナトリウム水溶液を用いて、油脂分解槽内のｐＨをｐＨ５．６以上に上昇させ、また５月４日より、油脂分解槽水温を６０℃以下に下げて運転を継続したところ、ヘキサン抽出物質除去率が徐々に上昇し、最終的に９０％以上を維持するようになった。また、有機物の生物分解に伴い、油脂分解槽内ｐＨも上昇傾向にあった。さらに、５月１５日以降、種汚泥の投入を中止した。５月１６日から７月１５日までの、処理状況が安定し良好であった時の運転結果を示すと以下の通りである。
【００６５】
油脂分解槽実容量：５Ｌ曝気方式：純酸素のみで曝気、投入原水：夾雑物除去したＰＯＭＥ投入原水量：０．４５〜０．５Ｌ／ｄ、反応終了後の処理水ｐＨ：ｐＨ６．４〜９．０（ｐＨ未調整）ＢＯＤ容積負荷：２．０〜３．０ｋｇ／ｍ^３・ｄ、ヘキサン抽出物質除去率：９６％以上のようになっている。
【００６６】
以上説明してきたように、従来の処理装置では流入する廃水に油脂が含まれると生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）も高くなってしまい、安定した生物処理に支障をきたした。そのため、廃水を希釈するなどの措置がとられたが、廃水希釈により処理装置の設置面積や処理時間の増大をまねき、またランニングコストが高騰するという問題が生じ、もはや効率的な生物処理を行うことができず、とくに分解されにくい廃水中の油脂は充分に分解・処理できなかった。これに対して、本実施例にもとづく新規の高温耐性油脂資化細菌を用いた油脂含有廃水の生物学的処理装置は、油脂と高温耐性油脂資化細菌とを接触させ、油脂が固形状にならない高温下で効率的に油脂を直接生物学的に分解除去できるものである。そのため、図４に示す例では、高温耐性油脂資化細菌の油脂分解資化処理に最適なｐＨおよび温度と、本発明にもとづく酵母による有機物分解資化処理に最適なｐＨおよび温度とが考慮された運転条件下で油脂含有廃水処理装置による廃水処理が効率的に行われることを示している。
【００６７】
上記油脂含有廃水処理装置では、リパーゼ活性するバチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４の両方を油脂分解槽４において用いたが、どちらか一方の微生物のみを用いることも可能である。
【００６８】
また、上記の新規の高温耐性油脂資化細菌を用いた油脂含有廃水の生物学的処理装置は、通常油脂分解槽に上述した微生物以外にも微生物が存在するため、それらの微生物により油脂のみならず廃水中の有機物を分解除去することができ、これにより良好な処理水を得ることができる。なお、油脂分解槽内で雑多な微生物を共存させるには、油脂分解槽内の水温や溶存酸素（ＤＯ）やｐＨなどの管理（＝運転管理）が重要となる。
【００６９】
なお、上記実施例では、投入原水をスクリーン２による夾雑物除去処理を施した後に油脂分解槽４に投入したが、これに限定されることなくスクリーン２による夾雑物処理を省くことも可能である。また、純酸素を使わずに、空気、空気と純酸素の併用、酸素濃度を高めた空気などによる曝気で高温下で有機性廃水処理してもよい。
【００７０】
また、投入原水であるＰＯＭＥの水温を気温程度まで下げた後で、夾雑物除去処理したものと、夾雑物除去処理しないもので、空気曝気または純酸素曝気を行い、有機性廃水を処理することも可能である。
【００７１】
さらに、投入原水を中温下や高温下において本発明の油脂含有廃水処理装置で処理を行い得られた処理水を、活性汚泥処理装置でさらに処理を行い、最終処理水のＢＯＤ濃度を２０ｍｇ／Ｌまで下げることも可能である。
【００７２】
また、油脂分解槽内に微生物を担持する担体を投入し、純酸素および／または空気曝気方式にて、ＰＯＭＥの連続投入を行うことも可能である。例えば、担体としては、岩石（例えば、真珠岩、珪藻土）またはその粉砕物、砂利、砂、プラスチックス、セラミックス（例えば、アルミナ、シリカ、天然ゼオライト、合成ゼオライト）、タルク等、特に多孔質セラミックス、多孔質プラスチックスのような連続通気孔を有する多孔質材料が好ましいが、油脂分解槽内で曝気により流動できるものであればこれに限るものではない。
【００７３】
また、処理水の夾雑物濃度を低減できない場合には、固液分離装置５および凝集剤を供給する凝集剤投入手段１１を用いて処理水中の夾雑物を取り除くことができる。通常用いられる固液分離装置５としては、当業者に周知の装置、例えば真空ろ過機、加圧浮上ろ過機、遠心分離機、またはベルトプレス型脱水機を用いることも可能である。なお、凝集剤としては、塩化第二鉄や消石灰などの無機凝集剤、高分子凝集剤が用いられる。
【００７４】
実施例について説明したことをここでまとめると、本実施例の油脂含有廃水処理装置は、新規の微生物であるバチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４を高温下で好気的にパーム油等の油脂を含有する高濃度有機性廃水と接触させることによって、廃水中に含まれる油脂等の有機物を効率良く、速やかに分解・除去するのみならず、中温性生物処理と比較して、高濃度混合液の固液分離性の向上、汚泥発生量の削減、加圧浮上処理したＰＯＭＥから得られたフロス部分中に高濃度に含まれるパーム油の回収、さらに加圧浮上処理したＰＯＭＥから得られた沈殿物および余剰脱水汚泥の、魚類・甲殻類の飼育用としての有効利用が期待できる。また、回分運転を実施しているので、油脂分解槽を固液分離装置（沈殿槽）として利用するため、油脂分解槽の後段に、改めて沈殿槽を設ける必要が無く、さらに固液分離性がよいため油脂分解槽内の混合液濃度を高く（１０，０００ｍｇ／Ｌ以上）維持して処理を行うことができるので、ＢＯＤ負荷を下げた運転ができ、また、余剰汚泥を濃縮する必要がないので汚泥濃縮槽も省け、直接汚泥貯留槽にて、貯留後、汚泥脱水装置へ比較的新鮮な汚泥の状態で移送することができる。このことにより、水処理設備のみならず汚泥処理設備においてもコンパクト化がはかられ、総合的に設置面積の小さな処理装置を実現することが可能となる。またさらに、もともとＰＯＭＥのｐＨが約ｐＨ４と酸性側であるので、油脂分解槽内ｐＨ調整用の硫酸注入設備および高濃度有機性廃水に高頻度に発生する発泡も殆ど生じないことから、消泡剤注入設備も不要となる。病原性微生物、ウイルスおよび寄生虫卵の熱による死滅が期待されるため、次亜塩素酸ナトリウム注入設備を設ける必要がなくなる可能性があり、使用薬品量に対するランニングコストの節減、さらには、熱に不安定な毒性物質を熱により無毒化し、処理水の放流先を汚染しないといった地域環境に配慮した施設が可能である。またさらに、該微生物の産生するリパーゼの性状に着目すると、５０℃以上という高水温下においても、耐性（高温耐性）を示し、ｐＨ４乃至ｐＨ６付近でも失活しなかった。少なくともバチルス・スピーシズＢ−３やラルストニア・ピケッティＢ−４の産生するリパーゼが菌体外酵素であり、高水温下でもリパーゼが産生される。将来、遺伝子工学的手法を含めた、このような酵素の多量抽出精製技術等の研究開発が進展すれば、廃水処理業界のみならず、学術的にも、また油脂の分解加工精製業界および洗剤・界面活性剤業界あるいは食品加工業界等にとっても大変貴重な生体触媒となりうる、という副次的な効果も奏する。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、新規バチルス・スピーシズＢ−３（寄託番号：ＦＥＲＭＢＰ−７５０９）および／または新規ラルストニア・ピケッティＢ−４（寄託番号：ＦＥＲＭＢＰ−７５１０）は生物学的処理が難しい高水温（例えば、５５℃においても）下のみならず、通常の水温（例えば、２５℃においても）下でも、膵リパーゼよりも高いリパーゼ活性を有し、運動性を有し、棹菌の形態を呈する微生物（好気性細菌）であることから、生物分解しにくい難分解性の油脂を含有する廃水を、とくに物理化学的処理を必要とせず、油脂を効率よく分解して生物学的に処理することが可能となる。
【００７６】
この発明によれば、油脂含有廃水処理装置は、生物学的処理が難しい高水温下でもリパーゼ活性を有する微生物である新規バチルス・スピーシズＢ−３および／または新規ラルストニア・ピケッティＢ−４を用いることから、生物分解しにくい難分解性の油脂を含有する廃水を、とくに物理化学的処理を必要とせず、油脂を直接効率よく分解して生物学的に処理することが可能となる。また、高温下で油脂含有廃水を処理することができるので、油脂を固形化させずに効率よく安定して分解することができる。さらに高水温下で処理する場合、混合液の固液分離性が向上するため、油脂分解槽での混合液濃度を高く維持できるのでＢＯＤ負荷を下げて安定した処理を行うことができる。
【００７７】
この発明によれば、油脂含有廃水処理装置は、油脂分解槽が好気性処理を行う曝気槽であり、空気、酸素濃度を高めた気体または純酸素を供給可能とすることで、よりいっそう好気的に安定して効率よく油脂を分解することが可能となる。
【００７８】
この発明によれば、油脂含有廃水処理装置は、油脂分解槽がバチルス・スピーシズＢ−３およびラルストニア・ピケッティＢ−４の少なくとも１種を担持する浮遊担体が投入された好気性処理を行う曝気槽、またはバチルス・スピーシズＢー３およびラルストニア・ピケッティＢ−４の少なくとも１種を担持する接触ろ材が設置され好気性処理を行う接触酸化槽であることから、微生物を安定して保持できるので、よりいっそう好気的に安定して効率よく油脂を分解することが可能となる。
【００７９】
この発明によれば、油脂含有廃水処理装置は、散気手段が油脂分解槽内に空気、酸素濃度を高めた気体または純酸素を供給する曝気装置であることから、よりいっそう好気的に安定して効率よく油脂を分解することが可能となる。
【００８０】
この発明によれば、油脂含有廃水処理装置は、油脂含有廃水が植物性油脂および／または動物性油脂を含有する有機性廃水であることから、高温下で油脂を液状の状態で効率よく分解することが可能であり、食品関連事業所等での生物学的油脂含有廃水処理が従来に比べて効率よく処理することが可能となる。
【００８１】
この発明によれば、油脂含有廃水処理装置は、油脂分解槽によって処理された処理水に対して微生物による有機物処理を行う生物処理槽を有することで、より良好な処理水質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづく油脂含有廃水処理装置の基本的構成例を説明するためのもので、図１（ａ）乃至図１（ｆ）はそれぞれ異なる構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明にもとづく油脂含有廃水処理装置の一例を説明するためのブロック図である。
【図３】図２に示す油脂含有廃水処理装置においてスクリーン２と流量調整槽３との間に、新たに加圧浮上装置１０を設けた場合を説明するためのブロック図である。
【図４】ＰＯＭＥ処理水中のヘキサン抽出物質除去率の経日変化を示すグラフである。
【図５】特開２０００−２４６２８４公報に開示された油脂含有廃水処理装置の概略的構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１ａ投入原水（ＰＯＭＥ）
１ｂ〜１ｆ流路
２スクリーン（夾雑物除去装置）
３流量調整槽
４，４ａ，４ｂ反応槽（油脂分解槽）
５固液分離装置
６反応槽（生物処理槽）
７処理水
８，１２送気手段
９排出手段
１０加圧浮上装置（前処理設備）
１１凝集剤投入手段
１３油分排出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel microorganism having a lipase activity and a biological treatment apparatus for oil-containing wastewater using the same, and in particular, an oil refinery factory, a side dish factory, a fried confectionery factory, a cake manufacturing factory, a ham / sausage manufacturing factory, a canning factory , Aerobic biological treatment of highly concentrated organic wastewater containing liquid animal and vegetable oils and fats discharged from marine products processing factories, food-related establishments such as canteens and restaurants with new microorganisms with lipase activity It relates to the device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a wastewater treatment method for treating organic matter in wastewater using microorganisms is known. An activated sludge method is known as an example of such a treatment method. In this method, microorganisms are propagated in wastewater under aerobic conditions, and the activated sludge formed by aggregation of the microorganisms adsorbs organic matter in the wastewater, so that the organic matter is produced by the biochemical action of the microorganism. In order to promote oxidative degradation by microorganisms and the propagation of microorganisms, a simple mechanism is employed in which air is blown into and stirred in wastewater.
[0003]
However, for example, wastewater generated from food processing factories or the restaurant industry contains extremely high concentrations of organic matter, and there are cases where conventional general activated sludge methods cannot cope with it, so various treatment methods have been proposed. (Japanese Patent Publication No. 58-8313, Japanese Patent Publication No. 57-12436, Japanese Patent Publication No. 56-52636, etc.).
[0004]
As a result, even if organic substances such as proteins or saccharides are present at a high concentration, the organic substances in the waste water can be reduced relatively easily.
[0005]
However, when wastewater containing a large amount of lipids is treated with activated sludge, the bacteria that appear there are weak in enzymatic activity to decompose and remove lipids, particularly saturated fatty acids, so that the adsorption of lipids is superior, and activated sludge. Lipids adsorb around the flocs to form a film, and oxygen is not transferred into the flocs, resulting in oxygen deficiency. Lipids are either mixed with water in the wastewater to be emulsified, colloidal, or oil balled, but when physicochemical treatment to remove only the oil is not performed separately However, there is a problem that the treatment facility is polluted by the oil which has been substantially untreated, and the oil is mixed with the treated water and discharged untreated. In particular, when there is a high concentration of lipids in the wastewater, it is necessary to deal with incoming load fluctuations, to ensure proper operation management, to ensure treatment performance, and to dispose of a large amount of excess sludge. It was not possible to solve it by the correspondence of. Therefore, in recent years, aerobic treatment using microorganisms such as yeast (JP 2000-246284 A) and anaerobic treatment using anaerobic bacteria (UASB) (UASB) (JP 9-1179 A) are used as treatments for high-concentration organic wastewater. No. Gazette etc.) appeared and was adopted.
[0006]
Here, a schematic configuration of the biological organic wastewater treatment apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-246284 will be briefly described. As shown in FIG. 5, the waste water containing lipid passes through a screen 41 as inflow water and is sent to a flow rate adjustment tank 42 after removing solids (contaminants) of a size not suitable for yeast treatment. . A predetermined amount of waste water is supplied from the flow rate adjusting tank 42 into a yeast reaction tank 43 as a biological reaction tank. The yeast reaction tank 43 is equipped with a sensor (not shown) for measuring the pH in the tank, and the pH in the tank is adjusted to the optimum pH 3-7 for lipid-assimilating yeast according to the measured value of the pH sensor. In order to achieve this, an acidic agent such as sulfuric acid is added. Further, the yeast reaction tank 43 is provided with a return path and a pump (not shown) for recycling yeast to be used for wastewater treatment again among the yeasts solid-liquid separated by the pressure levitation means 44 described later. It is provided between the pressure levitation means 44. Waste water (mixed liquid) that has been subjected to lipid decomposition treatment by yeast for a certain residence time in the yeast reaction tank 43 is sent to the pressure flotation means 44 and subjected to solid-liquid separation. The treated water (liquid) obtained by the solid-liquid separation is sent to the treated water tank 45, a part of the yeast sludge (solid content) is returned to the yeast reaction tank 43 as described above, and the remainder is the sludge treatment system as surplus yeast. Sent to. The treated water in the treated water tank 45 can be subjected to general wastewater treatment such as activated sludge treatment as post-treatment according to the water quality standards of the discharge destination.
[0007]
On the other hand, JP-A-9-1179 uses an upflow anaerobic sludge bed treatment device (UASB) that has good contact efficiency and a large load by solubilizing solids contained in organic wastewater. An anaerobic digestion treatment method of high-concentration organic wastewater that can be treated by the method and a treatment apparatus therefor are disclosed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional waste water treatment apparatus and method using microorganisms are configured as described above, they have the following problems to be solved.
[0009]
That is, in the aerobic treatment using microorganisms such as yeast, since the microorganisms to be used are mostly mesophilic bacteria, the waste water is treated at an intermediate temperature (normal temperature: approximately 10 to 30 ° C.). . Therefore, there are problems to be solved as follows.
[0010]
When the water temperature is low, such as in winter, the fats and oils contained in the wastewater are easily solidified, and the removal of the fats and oils becomes insufficient and the quality of the treated water deteriorates.
[0011]
Conversely, during high water temperatures such as in summer, heat generated by biodegradation reactions of organic matter contained in high-concentration organic wastewater also increases and the water temperature rises, except in the case where a temperature control device is installed. Although solidification does not occur, the activity of microorganisms (mesophilic bacteria) that are resident in the tank is suppressed, resulting in poor biological treatment performance and deteriorated treated water quality.
[0012]
Moreover, in the conventional anaerobic process using UASB, there are problems to be solved as follows.
[0013]
Since a mixture of anaerobic bacteria and methane bacteria is formed and the treatment is performed at high or medium temperature, the fats and oils do not solidify in the reaction tank, but both of them are organic containing high-degradability fats and oils. It is difficult to fully decompose and utilize wastewater. Therefore, processing performance becomes unstable.
[0014]
In order to sufficiently treat high-concentration organic wastewater by anaerobic treatment, a long residence time is required. Therefore, the treatment apparatus becomes large, construction costs and operation costs increase, and operation management and maintenance management become complicated.
[0015]
Even a well-treated anaerobic treated water may affect the environment of the discharge destination if it is discharged directly into a river or the like, so it is necessary to perform aerobic treatment separately.
[0016]
Therefore, in order to solve the above problems, the search for new microorganisms capable of directly treating the fats and oils at high temperatures where the fats and oils contained in the high-concentration organic wastewater can exist in a liquid state, and further There is a need to provide a biological treatment apparatus for oil-containing wastewater using microorganisms.
[0017]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a novel microorganism having a lipase activity capable of treating high-concentration organic wastewater containing fats and oils and having high-temperature resistance. Objective. In addition, using these new microorganisms, fats and oils contained in high-concentration organic wastewater are introduced into the reaction tank in a liquid or emulsion state without solidifying, and aerobically stable and efficient. An object is to provide an oil-containing wastewater treatment apparatus that decomposes oil and fat well.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is useful for the decomposition of organic substances in the treatment of highly concentrated organic wastewater.Is an aerobic bacterium that has motility and takes the form of Neisseria gonorrhoeae, and is higher than pancreatic lipase.Has ase activity, andFor example, it can grow even at 55 ° CHigh temperatureAlong with this, it can grow even at normal temperatures (eg at 25 ° C).Nori Bacillus Species B-3(Deposit number: FERM BP-7509)And Ralstonia Picketti B-4(Deposit number: FERM BP-7510)I will provide a. Moreover, this invention provides the fat-and-oils containing wastewater treatment apparatus using these novel microorganisms.
[0019]
1. search
First, the search for new Bacillus species B-3 and Ralstonia pickety B-4 according to the present invention will be described.
[0020]
As high-concentration organic wastewater, palm oil mill wastewater (hereinafter referred to as POME) containing palm oil which is one of vegetable oils and fats was prepared. Next, this POME was put in a biological reaction tank and conditioned at 50 ° C. After that, a predetermined amount (100 ml) of the mixed solution is collected from the biological reaction tank, and then streaked directly on a standard agar medium (NA) and bromocresol purple (BCP) agar medium with a platinum loop, respectively at 46, 48, and 50 ° C. For 3 to 5 days. The formed colonies were subcultured twice more under the same conditions. Next, this colony was examined for the presence or absence of the ability to assimilate fats and oils (the strain that formed the colonies is considered to have the ability to assimilate fats and oils). That is, 0.5% crude palm oil was smeared on a BCP agar medium containing only carbon as a carbon source, and further statically cultured at 46 ° C to 50 ° C for 3 to 5 days. After culturing, colonies formed on the BCP agar medium were collected, and finally two bacterial strains could be isolated. These bacterial strains were designated as B-3 and B-4, respectively, and subjected to examination of mycological properties described later.
[0021]
The composition of the standard agar medium (NA) was yeast extract: 2.5 g peptone: 5.0 g glucose: 1.0 g agar: 15.0 g (in 1 L of medium; pH 7.0). The composition of the BCP agar medium was as follows: crude palm oil: 5.0 g peptone: 0.5 g yeast extract: 1.0 g BCP (bromocresol purple): 0.06 g adecanol TS-910: 0.1 g agar: 15.0 g (In 1 L of medium; pH 7.0). Furthermore, as a medium used for the identification test, a medium to which BTB was added was sugar to be tested: 2% yeast extract: 4.5 g peptone: 7.5 g (in 1 L of medium; pH 7.0), OF medium (Eiken) Chemical) etc. were used. As the lipase production medium, the Bacillus medium is peptone: 10 g yeast: 5 g Glucose: 3 g Glycerol: 15 g NaCl: 3 g (in 1 L of medium; pH 7.0), and the Ralstonia medium is proteose peptone: 20 g yeast. : 2.5 g Meat extract: 5 g Glucose: 5 g Glycerol: 10 g NaCl: 3 g (in 1 L of medium; pH 7.2). The culture can be performed under aerobic conditions, and basically may be liquid culture or solid culture.
[0022]
As will be described below, the results of the examination of mycological properties indicate that the strains are novel strains of the genus Bacillus and Ralstonia, which are aerobic bacteria, respectively, and the above B-3 and B-4 will be described later. And Bacillus species B-3 and Ralstonia pickety B-4. Next, the grounds for the Bacillus species B-3 and Ralstonia pickety B-4 thus obtained are novel microorganisms will be described.
[0023]
2. Mycological properties
Table 1 summarizes the mycological properties of the strains newly obtained in the present invention.
[0024]
[Table 1]

[0025]
A. Bacillus species B-3
(1) Morphological properties
Regarding colony properties, colony morphology: round, uniform, smooth and shiny. It is larger than 1 mm in diameter, is spot-like, translucent, and has a cream color. Regarding cell properties, Gram stainability: positive, cell morphology: Neisseria gonorrhoeae, spore-forming ability: yes, motility: yes.
[0026]
(2) Growth temperature
Growth temperature: 20-60 ° C
[0027]
(3) Physiological properties
Differentiation between aerobic and anaerobic: aerobic, anaerobic growth: negative, catalase: positive, salt tolerance test NaCl 0% to 7%: positive, β-galactosidase: positive, arginine dihydrase: positive, lysine Carboxylase: negative, ornithine decarboxylase: negative, citrate availability: positive, hydrogen sulfide production: negative, urease: negative, tryptophan deaminase: negative, indole production: negative, acetoin production: positive, gelatinase: positive, glucose oxidation: Positive, D-mannitol oxidation: positive, inositol oxidation: positive, D-sorbitol oxidation: positive, L-rhamnose oxidation: negative, saccharose oxidation: positive, D-melibiose oxidation: negative, D-amygdalin oxidation: positive, L-arabinose Oxidation: negative, nitrate reduction: positive, lipase: positive. By having the above bacteriological and biochemical properties, the strain of the present invention belongs to the genus Bacillus, has a lipase activity as described below, and at a higher temperature than other strains of the genus Bacillus. Since it was able to grow, it was identified as a novel strain and it was recognized that it was appropriate to belong to Bacillus sp. In the present specification, this new strain is referred to as Bacillus species B-3.
[0028]
B. Ralstonia Pickety B-4
(1) Morphological properties
Regarding colony properties, the form of colonies is round, uneven, uneven, and shiny. It is larger than 1 mm in diameter, is spot-like, translucent, and has a cream color. Regarding cell properties, Gram stainability: negative, cell morphology: Neisseria gonorrhoeae, spore-forming ability: none, motility: yes.
[0029]
(2) Growth temperature
Growth temperature: 20-60 ° C
[0030]
(3) Physiological properties
Anaerobic growth: negative, catalase: positive, oxidase: positive, salt tolerance test NaCl 0% to 4%: positive, OF test: oxidation, nitrate reduction: negative, indole production: negative, glucose acidification: negative, Arginine dihydrase: negative, urease: negative, β-glucosidase: negative, protease: negative, β-galactosidase: negative, glucose assimilation: positive, L-arabinose assimilation: negative, D-mannose assimilation: negative, D-mannitol assimilation : Negative, N-acetyl-D-glucosamine assimilation: negative, maltose assimilation: negative, potassium gluconate assimilation: negative, n-capric acid assimilation: negative, adipic acid assimilation: positive, dl-malic acid assimilation: negative, sodium citrate Assimilation: positive, phenyl acetate assimilation: negative, lipase: positive. A strain belonging to the genus Ralstonia, having the above bacteriological properties, and having a lipase activity as described below and capable of growing at a higher temperature than other strains of the genus Ralstonia And it was found appropriate to belong to Ralstonia sp. In the present specification, this new strain is referred to as Ralstonia pickety B-4. In addition, such bacterium species of the genus Ralstonia are categorized as Pseudomonas sp. In BERGEY'S MANUAL (Vol. 1, 2 1986).
[0031]
Upon identification of the above strains, lipase activity was measured for Bacillus sp. B-3 and Ralstonia picketi B-4. The results are shown in Table 2.
[0032]
Table 2
Sample Lipase activity (U / L)
Bacillus Spices B-3 2,656
Ralstonia Picketti B-4 741
Pancreatic lipase 238
[0033]
As shown in Table 2, since Bacillus sp. B-3 and Ralstonia picketi B-4 each show a value higher than the pancreatic lipase activity value, it can be confirmed that it has lipase activity, and Bacillus sp. The lipase of 3 was an extracellular enzyme.
[0034]
Bacillus species B-3 and Ralstonia pickety B-4 grow well in any medium that is a general nutrient medium well known to those skilled in the art. Any carbon source can be used as long as the bacteria can be assimilated. As the nitrogen source, organic nitrogen sources such as peptone, yeast extract, malt extract and meat extract can be used. The medium is adjusted to a pH of 2.0 to 12.0, preferably 4.0 to 9.0, more preferably 5.0 to 8.0, and sterilized before use. The culture temperature may be a temperature at which bacteria of the genus Bacillus and Ralstonia can grow, and is 20 to 60 ° C, preferably 35 to 55 ° C.
[0035]
In addition, even if it is a mutant strain obtained by mutating this bacterium naturally or by artificial means such as genetic recombination, radiation treatment, chemical treatment, etc., it should have good lipase activity and high temperature resistance. To be included in the present invention.
[0036]
3. Deposit of microorganisms
This fungus was deposited with the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (METI), Biotechnology Institute of Technology on March 15, 2001, with the deposit numbers of Bacillus Spices B-3 as FERMBP-7509 and Ralstonia Pickettti B- 4 is FERM BP-7510.
[0037]
Next, the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus according to the present invention uses a novel high-temperature resistant oil-fat assimilating bacterium.
[0038]
In general, it is said that the internal respiratory rate of thermophilic microorganisms is very large compared to mesophilic microorganisms (thermophilic bacteria). For thermophilic microorganisms, there is a higher continuous energy requirement and, on the other hand, there is a more frequent microbiological decline. Due to these facts, the amount of excess sludge is reduced in the high temperature treatment system than in the medium temperature treatment system, which leads to saving of sludge disposal costs.
[0039]
The high temperature of the mixed solution is expected to make it difficult to supply oxygen to the aerobic microorganisms in the culture solution. In general, the oxygen saturation concentration in water decreases as the water temperature increases (when the fresh water temperature is 25 ° C., the oxygen saturation concentration is 8.3 mg / L, whereas when the water temperature is 60 ° C., the oxygen saturation concentration is 4.6 mg / L). However, its oxygen diffusion coefficient increases with increasing water temperature (at 25 ° C., 2.5 × 10 5^-5cm²Per second. In contrast, at 60 ° C., 6.1 × 10 6^-5cm²/ Sec). Therefore, the oxygen transfer rate at a high temperature is equal to or higher than that at a medium temperature. That is, as a means for supplying oxygen into the mixed solution, air aeration or pure oxygen may be used as long as the amount of dissolved oxygen (DO) in the mixed solution can be secured to some extent. When pure oxygen is used, it is necessary to sufficiently consider the amount of oxygen used.
[0040]
In addition, the high temperature of the liquid mixture means that its toxicity is caused by killing many known mesophilic pathogenic microorganisms or exposing substances harmful to living organisms to high temperatures. It may be weakened or detoxified, and it is expected that the treatment water need not be sterilized with chlorine as in the prior art.
[0041]
Furthermore, the fact that the temperature of the liquid mixture is high means that the viscosity of the liquid is lowered, the sludge sedimentation property is improved, and the improvement of the solid-liquid separation property is expected. The amount of sludge) can be maintained high (high liquid mixture concentration), which makes it possible to operate the reaction tank with a reduced organic load, and to efficiently decompose and remove organic matter. In other words, organic wastewater treatment with high-temperature-tolerant aerobic microorganisms has more advantages in terms of not only operational maintenance but also environmental hygiene management compared to treatment with mesophilic microorganisms such as the standard activated sludge process. That is why.
[0042]
Hereinafter, in order to specifically explain the usefulness of the novel microorganisms based on the present invention, treatment of oil-containing wastewater using Bacillus sp. B-3 and Ralstonia picketi B-4 of the present invention The apparatus will be described as an example.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an oil and fat-containing wastewater treatment apparatus using a novel microorganism based on the present invention will be described.
[0044]
First, a basic configuration that can be taken by an oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus using a novel microorganism according to the present invention will be briefly described.
[0045]
FIG. 1 is a block diagram for illustrating a basic configuration example of an oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus based on the present invention, wherein (a) to (f) are different configuration examples. In FIG. 1, 2 is a screen for removing contaminants contained in the inflowing water, 3 is a flow rate adjusting tank for reducing the flow fluctuation of the inflowing water, and in order to prevent sedimentation and separation of the inflowing water, Means are provided for performing aeration or mechanical agitation. 4a is an extrusion flow type reaction tank (oil and fat decomposition tank), in which only floating sludge or a floating carrier is charged, or a contact filter medium is installed. By introducing a floating carrier or installing a contact filter medium, it is possible to reduce the concentration of suspended sludge while ensuring the amount of sludge in the reaction tank, and solid-liquid separation in the subsequent sedimentation tank is improved, and consequently Improve treated water. 4b is a batch type reaction tank (oil decomposing tank). By making the reaction tank a batch type, it becomes possible to eliminate or reduce the flow rate adjusting tank. In addition, since the aeration in the reaction tank is stopped and the mixed solution is allowed to settle and settle to perform solid-liquid separation, a solid-liquid separation device becomes unnecessary. Reference numeral 5 denotes a solid-liquid separator for separating a solid component and a liquid component. 10 is a pretreatment facility installed for the purpose of removing suspended substances in the inflowing water and facilitating the subsequent oil and fat decomposition treatment. Specifically, a pressure levitation device, a centrifuge, a filtration device, etc. Use alone or in combination.
[0046]
The fat and oil-containing wastewater treatment apparatus of the present invention introduces the fat and oil contained in the high-concentration organic wastewater into the oil and

fat decomposition tanks

4a and 4b in a liquid or emulsion state without solidifying the fat and oil decomposition tank. Oils and fats are decomposed aerobically and efficiently by the action of microorganisms contained in 4a and 4b. Therefore, the state of the oil /

fat decomposition tanks

4a and 4b is desired to be as follows.
[0047]
That is, the water temperature in the oil and

fat decomposition tanks

4a and 4b is approximately 20 ° C to 60 ° C, and preferably the oil and fat decomposition reaction is performed at 35 ° C to 55 ° C.
[0048]
The pH in the fat and

oil decomposition tanks

4a and 4b is about 5 to 8. The BOD concentration of the organic waste water (treated water) containing fats and oils introduced into the fat and

oil decomposition tanks

4a and 4b is approximately 5,000 mg / L to 30,000 mg / L (0.5 to 3.0%). In particular, high-concentration wastewater of 10,000 mg / L or more can be efficiently treated.
[0049]
Even if the hexane extract substance concentration of the organic waste water (treated water) containing fats and oils introduced into the fat and

oil decomposition tanks

4a and 4b is 500 mg / L (0.05%) or more, it can be treated well.
[0050]
The fat and

oil decomposition tanks

4a and 4b are an aeration tank in which the microorganisms or the like are suspended by aeration from the aeration means, a carrier input type aeration tank in which a flowable carrier carried by the microorganisms or the like is introduced, or the microorganisms or the like Although it is desirable that the contact aeration tank is provided with a contact filter medium supporting the water, the reaction tank is not limited to this as long as it is capable of aerobically treating the water to be treated in the presence of the microorganisms.
[0051]
The fat and

oil decomposition tanks

4a and 4b may be subjected to aerobic biological treatment in the extrusion flow method (4a) for continuously introducing the organic waste water, or the organic waste water is introduced batchwise. The aerobic biological treatment may be performed on the batch inflow type (4b).
[0052]
In the fat and

oil decomposition tanks

4a and 4b, air is supplied from the aeration means to perform aerobic biological treatment, and the inside of the tank is aerated and stirred, but air or pure oxygen with an increased oxygen concentration according to the required amount of oxygen or the like is used. You can use it. In addition, the amount of oxygen necessary for microbial treatment can be obtained by aeration and stirring using pure oxygen, but if the stirring strength is not sufficiently obtained, a stirring device may be used in combination.
[0053]
When the fats and oils contained in the water to be treated are vegetable oils and animal fats and oils, the aerobic biological treatment can be performed efficiently particularly in the case of vegetable fats and oils.
[0054]
Next, an example of an oil-containing wastewater treatment apparatus using a novel microorganism based on the present invention will be specifically described. In FIG. 1, a configuration example is described in which only one reaction tank (oil decomposition tank) 4a or 4b is used, and a means for pretreatment or posttreatment is provided in the former stage and / or the latter stage as necessary. Here, a case where biological treatment is performed in two reaction vessels will be described.
[0055]
FIG. 2 is a block diagram for explaining an example of the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus based on the present invention. In the figure, two reaction tanks (oil decomposing tank 4 and biological treatment tank 6) are shown. That is, in the fat and oil decomposition tank 4, first, the fats and oils contained in the wastewater are decomposed and assimilated using high-temperature-resistant bacteria (Bacillus sp. B-3 and Ralstonia picketi B-4) having the ability to assimilate fats and oils. The treated water is post-treated at high load operation using yeast in the biological treatment tank 6 at the subsequent stage. For the treatment in the biological treatment tank 6, for example, an oil-containing wastewater treatment apparatus described in JP-A-2000-246284 shown in FIG. 4 can be applied.
[0056]
The oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus of this embodiment is a so-called batch-type apparatus, and is sent through the contaminant removal apparatus 2 for removing the contaminants contained in the input raw water 1a, and the contaminant removal apparatus 2. The inflow wastewater whose flow rate is adjusted by the flow rate adjusting tank 3 is connected to the flow rate adjusting tank 3 for adjusting the inflow amount of the input raw water 1a, the air or pure oxygen air supply means, and the separation sludge discharge path 9. Solid-liquid separation of a processing liquid which is connected to an oil / fat decomposition tank 4 for decomposing the oil / fat components contained therein, a flocculant charging means 11 and a separation sludge discharge passage 9 and subjected to the oil / fat decomposition treatment by the oil / fat decomposition tank 4 And a biological treatment tank 6 that is connected to an air or pure oxygen air supply means 8 and a separation sludge discharge passage and that performs an organic matter decomposition process using microorganisms such as yeast. The
[0057]
The fat and oil-containing wastewater treatment apparatus having such a configuration operates as follows. That is, the POME 1a passes through the screen 2, which is a contaminant removal device, as input raw water, and after removing solids (contaminants) having a size unsuitable for treatment other than waste water components, Then, it is transferred to the flow rate adjusting tank 3 where homogenization is achieved. Next, a certain amount of homogenized wastewater from the flow rate adjusting tank 3 via the flow path 1c is composed of high temperature resistant oil and fat assimilating bacteria (ie, Bacillus sp. B-3 and / or Ralstonia picketi B-4). The oil and fat decomposition tank 4 containing sludge is supplied as inflow water. Here, there are two methods for supplying the inflowing water to the fat and oil decomposition tank 4: a method of introducing the inflowing water from one place, and a method of so-called step-inflow in which the inflowing water is dividedly introduced from several places. In the fat and oil decomposition tank 4, high-concentration organic wastewater treatment is carried out by an aerobic method including high-temperature, air or pure oxygen aeration using high-temperature resistant oil and fat assimilating bacteria. Therefore, a predetermined amount of air or pure oxygen is supplied from the air supply means 8 to the fat and oil decomposition tank 4. The treatment liquid obtained by the oil and fat decomposition by the high temperature resistant oil and fat assimilating bacteria is solid-liquid separated by the solid-liquid separation device 5 via the flow path 1d. The separation liquid (treated water) obtained here is further sent to the biological treatment tank 6 containing microorganisms such as yeast as a reaction tank via the flow path 1e. Here, the separation liquid is aerobically processed using air or pure oxygen sent from the air feeding means 8. Separated sludge (return sludge), which is part of the sludge separated by the solid-liquid separator 5 or the like, is sent again to the reaction tank via the discharge means 9, and the remaining sludge (excess sludge) is sludge. It is transferred to a processing facility (not shown). If there is an existing anaerobic pond or aerobic pond (oxidation pond) at the final discharge destination, the excess sludge may be transferred to the above-mentioned pond by omitting the extraction of the excess sludge by the discharge means 9, so the sludge treatment facility is installed. It can be omitted. In addition, the treated water by the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus is directly discharged into public water areas, or in a subsequent treatment facility using the above-described biological treatment (biological treatment tank, illustrated), physicochemical treatment (not shown), or the like. It is processed.
[0058]
FIG. 3 is a block diagram for explaining a case where a pressure levitation device 10 is newly provided between the screen 2 and the flow rate adjusting tank 3 in the fat and oil-containing wastewater treatment apparatus shown in FIG. After the flocculant is added from the flocculant adding means 11 to the wastewater that passes through the screen 2 and is sent via the flow path 1 f, the wastewater is stored in the pressurized flotation device 10. After storing a predetermined amount, air or nitrogen-rich gas is injected into the pressurized levitation device 10 from the air supply means 12 to bring the pressurized levitation device 10 into a pressurized state. The air or nitrogen gas sent from the air feeding means 12 and the waste water are sufficiently brought into contact and mixed and left for a while. After being left, the waste water is divided into at least three layers of a floss part, intermediate water, and a sludge accumulation part (deposit). The floss portion is discharged to the oil recovery system (not shown) by the oil discharge means 13, and the sludge accumulation portion is discharged by the discharge means 9. The intermediate water is transferred to the flow rate adjusting tank 3 via the flow path 1b, further sent to the oil and fat decomposition tank 4, and processed by the same components as the oil and fat-containing wastewater treatment apparatus shown in FIG.
[0059]
FIG. 4 is a graph showing the daily change of the hexane extractable substance removal rate in the POME-treated water. That is, it is an example in which organic wastewater treatment was actually performed using an oil-containing wastewater treatment apparatus as shown in FIG. The hexane extractable substance removal rate is for evaluating the treatment capacity of the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus based on the present invention. In the following description, changes over time are expressed using actual dates and times.
[0060]
As the input raw water, waste water obtained from POME was subjected to a pressure levitation treatment using a pressure levitation device (pretreatment device) 10 to remove impurities in the waste water, and used as the input raw water. This is because if there are too many contaminants in the input raw water, the amount of sludge generated in the mixed liquid (accompanying biological treatment) will not be found, and the amount of sludge in the reaction tank will increase unnecessarily for biological treatment. This is because it is expected to be difficult and more appropriate sludge management is impossible.
[0061]
First, wastewater treatment was carried out with an oil-containing wastewater treatment apparatus over 4 months under the following operating conditions.
[0062]
The operating conditions at this time are shown. Oil and fat decomposition tank actual capacity: 5 L, aeration method: aeration only with pure oxygen Input raw water: POME with impurities removed, input raw water amount: 0.2-0.5 L / d, oil decomposition tank water temperature: 60 ° C., oil decomposition tank Internal pH: pH 5.0 or less, dissolved oxygen amount (DO): 2.0 mg / L or more, biochemical oxygen demand (BOD) volumetric load: 1.1-2.6 kg / m³・ D, In addition to the input raw water, as seed sludge, 50 g to 100 g of sludge generated at the contact portion between the pit inner wall and the water surface in the middle of the wastewater path is collected, and the fat and oil decomposition tank is once or twice a week. 4 was put in.
[0063]
Under such operating conditions, the hexane extractant removal rate was about 60% or less. This indicates that the wastewater treatment by the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus is not efficiently performed and the decomposition of the organic matter containing the fats and oils is insufficient.
[0064]
Therefore, on April 1, sodium hydroxide aqueous solution was used to raise the pH in the oil decomposition tank to pH 5.6 or higher, and from May 4, the oil decomposition tank water temperature was lowered to 60 ° C. or lower. As a result, the hexane extractable substance removal rate gradually increased and finally maintained 90% or more. In addition, with the biodegradation of organic matter, the pH in the oil and fat decomposition tank also tended to increase. Furthermore, after May 15, the introduction of seed sludge was stopped. The operation results when the processing state is stable and good from May 16 to July 15 are as follows.
[0065]
Oil / fat decomposition tank actual capacity: 5L Aeration system: aeration only with pure oxygen, input raw water: POME with impurities removed, input raw water amount: 0.45-0.5 L / d, treated water pH after reaction: pH 6.4- 9.0 (pH unadjusted) BOD volumetric load: 2.0-3.0 kg / m³D, hexane extraction substance removal rate: 96% or more.
[0066]
As described above, in the conventional treatment apparatus, if the inflowing wastewater contains fats and oils, the biochemical oxygen demand (BOD) also increases, which hinders stable biological treatment. For this reason, measures such as diluting wastewater were taken, but the wastewater dilution caused an increase in the installation area and processing time of the processing equipment, and a problem that the running cost increased, resulting in efficient biological treatment. In particular, fats and oils in wastewater that are not easily decomposed cannot be sufficiently decomposed and treated. On the other hand, the biological treatment apparatus for fat-containing wastewater using the novel high-temperature resistant oil-assimilating bacteria based on this example brings the fat and fat into contact with the high-temperature-resistant oil-assimilating bacteria, Oils and fats can be directly biologically decomposed and removed efficiently at high temperatures. Therefore, in the example shown in FIG. 4, the optimum pH and temperature for the fat degradation assimilation treatment of the high temperature resistant fat assimilation bacteria and the optimum pH and temperature for the organic matter degradation assimilation treatment by yeast based on the present invention are considered. It shows that the wastewater treatment by the fat and oil containing wastewater treatment device is efficiently performed under the operating conditions.
[0067]
In the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus, both the Bacillus sp. B-3 and Ralstonia picketi B-4, which are lipase-activated, are used in the oil-decomposing tank 4, but only one of the microorganisms can be used.
[0068]
In addition, the biological treatment apparatus for fat-containing wastewater using the above-mentioned novel high-temperature-resistant oil-fat assimilating bacteria usually contains microorganisms in addition to the above-mentioned microorganisms in the fat-and-oil decomposition tank. Therefore, it is possible to decompose and remove organic substances in the wastewater, thereby obtaining good treated water. In order to allow various microorganisms to coexist in the oil and fat decomposition tank, management (= operation management) of the water temperature, dissolved oxygen (DO) and pH in the oil and fat decomposition tank is important.
[0069]
In addition, in the said Example, although input raw | natural water was thrown into the fats-and-oils decomposition tank 4 after performing the contaminant removal process by the screen 2, it is also possible to omit the contaminant process by the screen 2 without being limited to this. . Alternatively, organic wastewater treatment may be performed at a high temperature by aeration with air, a combination of air and pure oxygen, air with an increased oxygen concentration, or the like without using pure oxygen.
[0070]
In addition, after reducing the temperature of POME as raw water to about the temperature, those that have been subjected to the contaminant removal treatment and those that have not been subjected to the contaminant removal treatment, are subjected to air aeration or pure oxygen aeration to treat organic wastewater Is also possible.
[0071]
Further, the treated water obtained by treating the input raw water with the oil-containing wastewater treatment apparatus of the present invention at medium temperature or high temperature is further treated with the activated sludge treatment apparatus, and the BOD concentration of the final treated water is 20 mg / L. It is also possible to lower it.
[0072]
It is also possible to put a carrier carrying microorganisms into the fat and oil decomposition tank and continuously feed POME by pure oxygen and / or air aeration. For example, as a carrier, rocks (for example, pearlite, diatomaceous earth) or a pulverized product thereof, gravel, sand, plastics, ceramics (for example, alumina, silica, natural zeolite, synthetic zeolite), talc, etc., particularly porous ceramics, A porous material having continuous ventilation holes such as porous plastics is preferable, but the material is not limited to this as long as it can flow by aeration in an oil and fat decomposition tank.
[0073]
Further, when the concentration of impurities in the treated water cannot be reduced, the impurities in the treated water can be removed using the solid-liquid separator 5 and the flocculant charging means 11 for supplying the flocculant. As the normally used solid-liquid separation device 5, it is also possible to use a device well known to those skilled in the art, for example, a vacuum filter, a pressurized flotation filter, a centrifuge, or a belt press type dehydrator. As the flocculant, inorganic flocculants such as ferric chloride and slaked lime, and polymer flocculants are used.
[0074]
Summarizing the description of the examples here, the oil and fat-containing wastewater treatment apparatus of the present example is an aerobic palm of Bacillus sp. B-3 and Ralstonia picketi B-4, which are novel microorganisms, at high temperatures. By contacting with high-concentration organic wastewater containing fats such as oil, organic substances such as fats and oils contained in the wastewater are not only efficiently decomposed and removed, but compared to mesophilic biological treatment, Improvement of solid-liquid separation of high-concentration liquid mixture, reduction of sludge generation amount, recovery of palm oil contained in high concentration in the floss part obtained from pressure-floating POME, and further pressure-floating POME The resulting sediment and excess dewatered sludge can be expected to be used effectively for fish and crustacean breeding. In addition, since the batch operation is carried out, the oil / fat decomposition tank is used as a solid-liquid separation device (precipitation tank), so there is no need to provide a precipitation tank after the oil / fat decomposition tank. Because it is good, the concentration of the liquid mixture in the oil and fat decomposition tank can be maintained at a high level (10,000 mg / L or more), so that the operation can be performed with a reduced BOD load, and there is no need to concentrate excess sludge. Therefore, the sludge concentration tank can be omitted, and after storing in the direct sludge storage tank, it can be transferred to the sludge dewatering device in a relatively fresh sludge state. As a result, not only water treatment equipment but also sludge treatment equipment can be made compact, and a treatment apparatus having a small installation area can be realized comprehensively. Furthermore, since the pH of POME is originally about pH 4 and acidic, there is almost no foaming that frequently occurs in the sulfuric acid injection equipment for adjusting the pH in the oil decomposition tank and the high-concentration organic wastewater. Agent injection equipment is also unnecessary. The pathogenic microorganisms, viruses and parasite eggs are expected to be killed by heat, so it may not be necessary to install sodium hypochlorite injection equipment. A facility that takes into consideration the local environment, such as detoxifying unstable toxic substances with heat and not polluting the treated water discharge destination, is possible. Furthermore, when focusing on the properties of the lipase produced by the microorganism, it exhibited resistance (high temperature resistance) even at a high water temperature of 50 ° C. or higher, and was not inactivated even in the vicinity of pH 4 to pH 6. The lipase produced by at least Bacillus sp. B-3 or Ralstonia picketi B-4 is an extracellular enzyme, and lipase is produced even under high water temperature. In the future, if research and development such as large-scale extraction and purification technology for such enzymes including genetic engineering techniques progress, not only in the wastewater treatment industry, but also academically, the oil degradation and purification industry and the detergent / There is also a secondary effect that it can be a very valuable biocatalyst for the surfactant industry or the food processing industry.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the novel Bacillus species B-3(Deposit number: FERM BP-7509)And / or new Ralstonia pickety B-4(Deposit number: FERM BP-7510)High water temperature that is difficult to biologically process(For example, even at 55 ° C)underNot only under normal water temperature (for example, even at 25 ° C)ButHigher than pancreatic lipaseHas lipase activityIt has motility and takes the form of gonococciMicroorganism(Aerobic bacteria)Therefore, wastewater containing hardly decomposable fats and oils that are difficult to biodegrade can be processed biologically by efficiently decomposing fats and oils without requiring physicochemical treatment.
[0076]
According to the present invention, the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus uses the novel Bacillus species B-3 and / or the new Ralstonia pickety B-4, which are microorganisms having lipase activity even at high water temperatures where biological treatment is difficult. Therefore, wastewater containing hardly degradable oils and fats that are difficult to biodegrade can be biologically treated by directly and efficiently decomposing oils and fats without requiring physicochemical treatment. Moreover, since the fat-and-oil containing waste water can be processed under high temperature, it can decompose | disassemble efficiently and stably, without making fats and oils solidify. Furthermore, when processing at high water temperature, since the solid-liquid separability of a liquid mixture improves, since the liquid mixture density | concentration in a fat and oil decomposition tank can be maintained high, a BOD load can be lowered | hung and the stable process can be performed.
[0077]
According to the present invention, the fat-and-oil-containing wastewater treatment apparatus is an aeration tank in which the fat-and-oil decomposition tank performs an aerobic treatment, and by making it possible to supply air, gas with increased oxygen concentration, or pure oxygen, it is even more aerobic. Therefore, it becomes possible to decompose oil and fat stably and efficiently.
[0078]
According to this invention, the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus is an aeration tank that performs an aerobic treatment in which an oil-and-fat decomposition tank is charged with a floating carrier carrying at least one of Bacillus species B-3 and Ralstonia pickety B-4. Or a contact oxidation medium carrying at least one of Bacillus species B-3 and Ralstonia pickety B-4 and performing an aerobic treatment, so that microorganisms can be stably retained, so that It becomes possible to more stably aerobically and efficiently decompose fats and oils.
[0079]
According to this invention, the fat-and-oil-containing wastewater treatment apparatus is more aerobically stable because the aeration means is an aeration apparatus that supplies air, oxygen-enriched gas, or pure oxygen into the oil-decomposition tank. Thus, it becomes possible to efficiently decompose the fats and oils.
[0080]
According to this invention, the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus efficiently decomposes oils and fats in a liquid state at high temperatures because the oil-and-fat-containing wastewaters are organic wastewaters containing vegetable oils and / or animal oils and fats. Therefore, it is possible to treat biological oil and fat-containing wastewater at food-related establishments more efficiently than before.
[0081]
According to this invention, the fat-and-oil-containing wastewater treatment apparatus can obtain better treated water quality by having the biological treatment tank that performs organic matter treatment with microorganisms on the treated water treated by the fat and oil decomposition tank.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining a basic configuration example of an oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus based on the present invention, and FIGS. 1 (a) to 1 (f) are block diagrams showing different configuration examples.
FIG. 2 is a block diagram for explaining an example of an oil and fat-containing wastewater treatment apparatus based on the present invention.
3 is a block diagram for explaining a case where a pressure levitation device 10 is newly provided between the screen 2 and the flow rate adjustment tank 3 in the fat and oil-containing wastewater treatment apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is a graph showing changes over time in the removal rate of hexane extractables in POME-treated water.
FIG. 5 is a block diagram for explaining a schematic configuration of an oil-and-fat-containing wastewater treatment device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-246284.
[Explanation of symbols]
1a Raw water input (POME)
1b-1f flow path
2 screen (contaminator)
3 Flow control tank
4,4a, 4b Reaction tank (oil and fat decomposition tank)
5 Solid-liquid separator
6 reaction tank (biological treatment tank)
7 treated water
8,12 Air supply means
9 Discharge means
10 Pressure levitation equipment (pretreatment equipment)
11 Flocculant charging means
13 Oil discharge means

Claims

An aerobic bacterium having motility and exhibiting the form of Neisseria gonorrhoeae , capable of growing at 25 ° C. and 55 ° C. and having a lipase activity higher than that of pancreatic lipase (B. sp. B-3) Deposit number: FERM BP-7509).

An aerobic bacterium having motility and exhibiting the form of Neisseria gonorrhoeae , capable of growing at 25 ° C. and 55 ° C. and having a lipase activity higher than that of pancreatic lipase Ralstonia picketi B-4 ( Deposit number: FERM BP-7510).

Raw water introduction means for introducing oil-containing wastewater,
An oil and fat decomposition tank for contacting the oil-containing waste water with Bacillus sp. B-3 (deposit number: FERM BP-7509) and / or Ralstonia Picketti B-4 (deposit number: FERM BP-7510) ;
Aeration means for aeration of the fat and oil decomposition tank;
An oil-containing wastewater treatment apparatus characterized by comprising:

The fat and oil decomposition tank is a reaction tank that performs an aerobic treatment, and includes an aeration tank, an aeration tank in which a floating carrier supporting microorganisms is charged, and a contact oxidation tank in which a contact filter medium supporting microorganisms is installed. It is either, The fat-and-oils-containing wastewater treatment apparatus of Claim 3 characterized by the above-mentioned.

The aeration means is an aeration apparatus that supplies one or more of air, air with an increased oxygen concentration, and pure oxygen gas into the oil and fat decomposition tank. Contained wastewater treatment equipment.

The fat-and-oil-containing wastewater treatment apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein the fat-and-oil-containing wastewater is an organic wastewater containing vegetable oils and / or animal fats and oils.