JP5224502B2

JP5224502B2 - 被処理物質の生分解処理方法

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Publication number: JP5224502B2
Application number: JP2007246401A
Authority: JP
Inventors: 三千雄田端; 淳伊藤; 信宏黒岩; 規夫加納
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: JP2009072739A

Description

本発明は被処理物質の生分解処理方法に関する。

従来、好気性細菌を含む活性汚泥を用いて被処理物質を生分解処理する方法が知られている。

例えば、特許文献１に開示される被処理物質の生分解処理方法では、処理槽内に好気性細菌を含む活性汚泥と被処理物質とを投入し、その後、処理槽内を曝気することにより処理槽内の溶存酸素量を制御している。かかる好気性細菌は、被処理物質中の汚濁物質（ＢＯＤ、ＳＳなど）を分解して、安定的に被処理物質を分解浄化している。
特開平４−２６８０００号公報

しかし、特許文献１に開示される被処理物質の生分解処理方法では、例えば、メッキ工場排水、βデンプン、リグニンのように生分解処理できない物質があるという問題があった。また、細菌が汚濁物質（ＢＯＤ、ＳＳなど）を分解せずに吸着する場合があるため、処理槽内に余剰汚泥が大量に発生してしまう。これによると、連続的に生分解処理を行う際の管理指標である処理槽内の汚泥濃度を所定値とするために、処理槽内の汚泥の除去を頻繁に行わなくてはならないという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来、生分解処理では分解が困難とされていた難分解性である被処理物質の生分解処理を可能とし、かつ余剰汚泥の発生を低減できる被処理物質の生分解処理方法を提供することにある。

すなわち、本発明は、
〔１〕好気性細菌および嫌気性細菌が無機物質に凝集した粒状体と、被処理物質とを溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上の条件下に接触させる、被処理物質の生分解処理方法、ならびに
〔２〕好気性細菌および嫌気性細菌を溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上の環境下で無機物質に凝集させてなる粒状体に関する。

本発明によれば、難分解性である被処理物質の生分解処理を可能とし、かつ余剰汚泥の発生を低減できるという優れた効果を奏する。

本発明の被処理物質の生分解処理方法は、好気性細菌および嫌気性細菌が無機物質に凝集した粒状体と、被処理物質とを溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上の条件下に接触させるものである。

また、本発明は、好気性細菌および嫌気性細菌を溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上の環境下で無機物質に凝集させてなる粒状体である。

本発明において、粒状体を調製するには好気性細菌および嫌気性細菌を含む汚泥を含んだ水中に、両細菌を凝集させる無機物質を混合することにより行うことができる。これにより、好気性細菌および嫌気性細菌が無機物質に凝集して、まず凝集体を形成する。この凝集体を溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上の環境下に置くことにより、凝集体の表面側には主として好気性細菌が存在し、凝集体の内部（中心）側には主として嫌気性細菌が存在する粒状体がさらに形成される。その結果、好気性細菌と嫌気性細菌が共存した状態の粒状体が、被処理物質と接触し、被処理物質の生分解処理を行うことができる。なお、ここで言う粒状体とは直径が１ｍｍ〜５ｍｍ程度のものをいう。

本発明において、溶存酸素量は、粒状体を形成させる観点から、２ｍｇ／Ｌ以上であり、３ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましい。また、粒状体が形成される以上の溶存酸素量は不必要であるため、８ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、７ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、６ｍｇ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。かかる溶存酸素量は、DOメーターOM12（株式会社堀場製作所製）等を用いて測定することができ、処理槽内へ空気を送るファンの回転数の調整等により容易に制御することができる。

本発明に用いられる好気性細菌および嫌気性細菌は、特に限定はされないが、特定の酸素条件下で無機物質と凝集体を形成し、粒状体となるものであればよく、さらに、かかる粒状体によって被処理物質を生分解処理するものであればよい。

また、粒状体に好気性細菌と嫌気性細菌とが共存しているため、好気性細菌の分解に適した被処理物質も、嫌気性細菌の分解に適した被処理物質も処理することができ、処理可能な被処理物質の種類が増加させることができる。特に嫌気性細菌による処理が適した窒素、リンなどの分解にも効果的である。

さらにまた、処理槽における被処理物質の分解時の臭気を防止することができる。臭気を防止できる理由として、通常、嫌気性細菌による生分解処理時にはメタン等の臭気物質が発生するが、本発明では、粒状体の中心部で嫌気性細菌が発生させた臭気物質を嫌気性細菌の周囲に位置する好気性細菌が酸化するため、臭気物質の放出が防止できること、また、処理槽内が好気性であることが臭気の防止に大きく寄与していることが挙げられる。

本発明は、被処理物質が処理対象物質を含む廃液であり、該粒状体および該廃液が含まれる処理槽内の溶存酸素量を制御する方法であってもよい。

本発明において、処理槽は、該粒状体および該廃液が含まれる処理槽であって、被処理物質を分解する槽のことをいう。具体的には、曝気槽などが処理槽として使用されるが、曝気槽は、１つまたは複数を使用してもよく、廃液を溜めておく原水槽と組み合わせてもよい。

また、処理槽に用いられる液中膜は、特に限定は無いが、中空糸膜あるいは平膜が好ましい。

本発明において、好気性細菌および嫌気性細菌が無機物質に凝集した粒状体と、被処理物質とを溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上の条件下に接触させた後に、さらに処理槽の液中膜でろ過してもよい。

また、本発明では、一つの処理槽内で好気性細菌による処理と、嫌気性細菌による処理とを同時に行うことができるため、処理槽の増加を防止することができ、処理設備、処理工程を低減することができる。

本発明において、処理槽内における汚泥浮遊物質量（ＭＬＳＳ）は、ろ過用の膜に与える負荷の観点から、好ましくは５０００〜１０００００ｍｇ／Ｌ、より好ましくは３００００〜６００００ｍｇ／Ｌであり、これらの値は処理槽内を数回測定した平均値であってもよい。ここで、汚泥浮遊物質量（ＭＬＳＳ）は、ＪＩＳＫ０１０２に規定する懸濁物質として規定した値である。

さらに、本発明において、処理槽内における汚泥有機性浮遊物質量（ＭＬＶＳＳ）は、ろ過用の膜に与える負荷の観点から、好ましくは１０００〜３００００ｍｇ／Ｌ、より好ましくは５０００〜１００００ｍｇ／Ｌであり、これらの値は処理槽内を数回測定した平均値であってもよい。ここで、汚泥有機性浮遊物質量（ＭＬＶＳＳ）は、ＭＬＳＳのうちＪＩＳＫ０１０２に規定する強熱減量として規定した値である。

本発明において、好気性細菌および嫌気性細菌が無機物質に凝集し、粒状体となるため、汚泥浮遊物質量および汚泥有機性浮遊物質量は、一般の汚泥に比べて極めて大きくすることができる。従って、被処理物質と粒状体（好気性細菌および嫌気性細菌）との接触機会を増大させることができ、難分解性である被処理物質も生分解処理することができる。

また、本発明の粒状体を用いた生分解処理において、高いＭＬＳＳ値であったとしても液体の粘度を低くすることができるため、処理槽内の攪拌効果が高くなり、酸素が隅々まで行き渡ることにより、特に好気性細菌の働きを活性化させることができる。

本発明は、好気性細菌と嫌気性細菌とを含む細菌群と、好気性細菌と嫌気性細菌とを凝集させる無機物質とを混合する工程を含むことが好ましい。

本発明において、粒状体における無機物質の割合は、好気性細菌と嫌気性細菌とを充分に凝集させる観点から、好ましくは２０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは３０〜６０重量％、さらに好ましくは４０〜５０重量％であることが好ましい。かかる無機物質の割合は、組成分析、具体的には乾燥により有機分を除去した後の物質を、蛍光Ｘ線分析などを用いることで算出することができる。

本発明に用いられる無機物質は、細菌の凝集、保持が可能な空間を形成できる物質であればよく、カルシウム、アルミニウム、マグネシウムであることが好ましい。さらに、カルシウムは、細菌を凝集、保持するための空間を形成する観点から、方解石型炭酸カルシウムであることがより好ましい。

加えて、無機物質が好気性細菌と嫌気性細菌とを凝集させるため、自己凝集性能を持たない細菌をも凝集させ、粒状化させることができ、自己凝集能によらず被処理物質に適した細菌を用いて生分解処理を行うことができる。

本発明において、被処理物質は、界面活性剤含有廃液、リグニン含有廃液、豆清含有廃液およびβデンプン含有廃液からなる群より選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。

本発明において、被処理物質の生分解処理用添加剤として、マグネシウム化合物、ケイ素化合物、および細菌培養の栄養剤を使用して、粒状体における細菌を活性化させてもよい。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。処理対象物質を含む廃液を、図１に示される処理プラントで処理した。以下、各部材の符号は、図１に基づく。具体的には、処理対象物質を含む廃液を、水中ポンプ２（エバラ社製、商品名：水中ポンプＤＷＶ６．１５Ｓ）で、５００Ｌ容量タンクからなる原水槽１に逐次的に移送した。なお、原水槽１には、リグニン含有廃液３５０Ｌが貯留されるようにした。また、原水槽１において、処理対象物質を含む廃液に、堀場製作所製ｐＨ計（Ｂ−２１）で測定しながら、２５重量％水酸化ナトリウム又は１８重量％硫酸を添加することにより、ｐＨを所定値に調整した。

処理対象物質を含む廃液を、エアレーション下で攪拌しながら、水中ポンプ２で、原水槽１から、３４０Lの曝気槽３（５００×４５０×１６００mm、有効体積３４０Ｌ）に移送した。曝気槽３には、好気性細菌、嫌気性細菌およびこれらを凝集させる無機物質が導入されている。なお、原水槽１から曝気槽３への廃水の移送は、曝気槽３に設けた水位センサー５（電極棒）を用い、曝気槽３における処理対象物質を含む廃液の滞留時間が所定時間となるように行なわれた。

曝気槽３は、処理液をろ過するための中空糸膜（１ｍ²、東レ株式会社製、商品名：ＳＵＲ１３４）１０枚からなる中空糸膜ユニット４と、エアー曝気するための散気管６とから構成される。散気管６からのエアーによって曝気槽３内が溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上に保たれる。これによって、無機物質に好気性細菌および嫌気性細菌が凝集した凝集体の表面側には主として好気性細菌が存在し、凝集体の内部（中心）側には主として嫌気性細菌が存在する粒状体となる。この粒状体は直径が１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

本実施形態では、粒状体と処理対象物質とを含む廃液とを接触させることにより生分解処理を行っている。この粒状体は、次のように生成されると考えられる。粒状体の生成過程について図２を用いて説明する。まず、好気性細菌１０１、嫌気性細菌１０２を含む廃液中に無機物質１０３としてのカルシウム、より詳しくは方解石型炭酸カルシウムを投入する。これにより、無機物質１０３に好気性細菌１０１および嫌気性細菌１０２が凝集して、凝集体１１０を形成する。

次に、この凝集体１１０を溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上として処理する。これによって、凝集体の表面側には主として好気性細菌１０１が存在し、凝集体１１０の内部（中心）側には主として嫌気性細菌１０２が存在する粒状体１００が形成される。つまり、好気性細菌１０１と嫌気性細菌１０２が共存した状態の粒状体１００が形成される。

中空糸膜ユニット４は、曝気槽３において、散気管６の直上に、曝気槽３内の中心に配置され、散気管６からのエアー曝気を十分うけるように配置される。散気管６は、曝気槽３の下部に配置され、エアー曝気により、曝気槽３全体を攪拌しうる。曝気槽３において、曝気は、散気管から供給されるエアーが中空糸膜ユニット４を通り、曝気槽３壁面を降下し、粒状体も同様に対流する。

曝気槽３内の処理対象物質を含む廃液の処理物におけるＭＬＳＳは、曝気槽内を数回測定した平均値で１００００ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、２００００ｍｇ／Ｌ以上がより好ましい。また、ＭＬＶＳＳの平均値は８０００ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、１００００ｍｇ／Ｌ以上がより好ましい。

さらに、曝気槽３では、粒状体と処理対象物質を含む廃液との混合物に、マグネシウム化合物、ケイ素化合物、Ｅｔ−ＯＨおよび燐酸二アンモニウムの少なくとも一つを含む処理剤として、珪藻土、硫酸マグネシウム及びニュートリエントブロス〔極東製薬製；ゼラチン部分加水分解物５：肉抽出物３で含有〕、Ｅｔ−ＯＨおよび燐酸二アンモニウムを逐次的に添加した。曝気槽３への供給空気量は、８０Ｌ／分とし、それにより、混合物中における溶存酸素量（ＤＯ）を、２ｍｇ／Ｌ以上に維持した。

その後、曝気槽３を通した処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ等を測定した。生物化学的酸素要求量(ＢＯＤ)、化学的酸素要求量(ＣＯＤ)、全窒素量及び全リン量のそれぞれを測定した。ＢＯＤは、慣用の手法により、５日間培養後の試料中における溶存酸素量と、培養前の試料中における溶存酸素量とを、商品名：ＤＯメーターＯＭ１２(株式会社堀場製作所製)を用いて測定し、得られた培養前後の溶存酸素量の数値に基づき算出した。ＣＯＤは、過マンガン酸カリウムを用いて化学的に消費される酸素量を測定することにより、評価した。ＴＯＣ（全有機炭素）は、島津製作所製全有機体炭素計ＴＯＣ−４１１０を使用して測定した。

全窒素量（Ｔ−Ｎ）は、紫外吸光光度法に従い、水酸化ナトリウムとペルオキソニ硫酸カリウムとを処理対象物質を含む廃液に添加し、得られた混合物を、１２０℃、３０分間加熱した。それにより得られた産物に塩酸を添加し、得られた産物の２２０ｎｍにおける吸光度を測定することにより評価した。全リン量（Ｔ−Ｐ）は、硝酸一硫酸分解法に従い、処理対象物質を含む廃液に、硝酸を添加して、加熱し、濃縮後、得られた産物に、硝酸と硫酸とを添加し、加熱してリン化合物をリン酸イオンに変え、かつ有機物を分解し、得られた産物中におけるリン酸イオンを、モリブデン青(アスコノレピン酸還元)吸光光度法で測定することにより評価した。

次に具体的に処理対象物質としての難分解性物質を生分解処理した例を複数示し、その結果を表１〜３に示す（ただし、実施例１及び４は参考例である。）。

（実施例１）
本実施例では、処理対象物質は界面活性剤を含むメッキ工場廃液である。このメッキ工場廃液は、ジプロピレングリコールエーテル、アルキルベンズイミダゾール、ベンズイミダゾール誘導体、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、モノエタノールアミン、ポリオクチルフェニルエーテル、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、Ｎ,Ｎ'−ジメチルホルムアミド等を少なくとも含有していた。

メッキ工場廃液の原水中のｐＨは７．０、ＢＯＤ５０００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ３３００ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣ３４００ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ７９０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｐ１４０ｍｇ／Ｌであった。

メッキ工場廃液中と、好気性細菌および嫌気性細菌を含む汚泥との混合液体に好気性細菌、嫌気性細菌を凝集させる無機物質（カルシウム）を投入し、さらにこのメッキ工場廃液のｐＨが７．０〜９．０、溶存酸素量が２．０〜６．０ｍｇ／Ｌ、滞留時間が２４時間となるように曝気槽３内の処理条件を制御した。これにより、粒状体が形成された。また、処理中におけるＭＬＳＳは、平均４２５００ｍｇ／Ｌ（振れ幅１１０００〜１３００００ｍｇ／Ｌ）であり、ＭＬＶＳＳは平均１００００ｍｇ／Ｌ（振れ幅２５００〜２６０００ｍｇ／Ｌ）であった。

さらに、曝気槽３では、粒状体とメッキ工場廃液との混合物に、珪藻土、硫酸マグネシウム及びニュートリエントブロス〔極東製薬製；ゼラチン部分加水分解物５：肉抽出物３で含有〕、Ｅｔ−ＯＨおよび燐酸二アンモニウムを逐次的に添加した。曝気槽３への供給空気量は、８０Ｌ／分とし、それにより、混合物中における溶存酸素量（ＤＯ）を、２ｍｇ／Ｌ以上に維持した。

本実施例の曝気槽３には、直径約２ｍｍ程度の粒状体が観察された。この粒状体をマイクロアレイで分析し、遺伝子情報を分析すると、好気性細菌と嫌気性細菌とが存在していることが確認された。粒状体の表面には主として好気性細菌が存在し、内部には主として嫌気性細菌が存在することが推定できた。また、粒状体の組成を確認すると、Ｃ（有機物）が２４．４重量％、Ｃａが４３．６重量％、その他、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｋ、Ｆｅが数重量％〜０．１重量％ずつ確認された。ここでカルシウムは、形状から推定して方解石型炭酸カルシウムであると推定できた。

実施例１の曝気槽３を通した処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ等を測定した。その結果、ＢＯＤ１５ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ２００ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣ１４０ｍｇ／Ｌ、全窒素量（Ｔ−Ｎ）１３０ｍｇ／Ｌ、全リン量（Ｔ−Ｐ）３０ｍｇ／Ｌであった。ＢＯＤ等が顕著に減少しており、また下水、公共水域等に放流するに適した水質を得ることができた。
ここで、「下水、公共水域に放流するに適した水質」は、地域等により基準が異なる場合もあるが、例えば、２００５年時点における日本国岐阜県大垣市の下水放流基準〔ｐＨ：５．０〜９．０、ＢＯＤ：（河川放流ＢＯＤ＋２×懸濁浮遊物質量）６００ｍｇ／Ｌ以下、全窒素量２４０ｍｇ／Ｌ以下、全リン量３２ｍｇ／Ｌ以下〕の条件を満たす水質等が挙げられる。

（比較例１〜３）
２ヶ所の下水処理場から採取した汚泥、および化学工場の廃液処理場から採取した汚泥を曝気槽３中に導入して、メッキ工場廃液を処理した。この時、曝気槽３中に粒状体は観察できなかった。また、曝気槽３中の溶存酸素量をおおむね２．０ｍｇ／Ｌ以上とするとスカムが発生し、排水処理ができなくなった。

次に、曝気槽３中の汚泥の組成を観察した。比較例１〜３のいずれの汚泥においても、Ｃａ（有機物を凝集させる無機物質）の割合が実施例１と比べて極めて低い値であった。

（比較例４）
実施例１と同様の処理方法であるが、曝気槽３中の溶存酸素量を０．２〜１．９ｍｇ／Ｌとした。実施例１と比較して処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＯＣ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐの値が悪化していた。

（実施例２）
本実施例では、処理対象物質は製紙工場廃液である。この製紙工場廃液は、リグニンを少なくとも含有していた。この製紙工場廃液を２０〜２５倍に希釈して原水とした。

製紙工場廃液と、好気性細菌および嫌気性細菌を含む汚泥との混合液体に好気性細菌、嫌気性細菌を凝集させる無機物質（カルシウム）を投入した。製紙工場廃液の原水中のｐＨ７．０、ＢＯＤ６４２９ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ７３３８ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣ４１７０ｍｇ／Ｌ、リグニン量２１００ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ２３７ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｐ３０５ｍｇ／Ｌであった。

この製紙工場廃液のｐＨが８．０前後、溶存酸素量が５．０ｍｇ／Ｌ、滞留時間が１４４時間となるように曝気槽３内の処理条件を制御した。これにより、粒状体が形成された。この粒状体をマイクロアレイで分析し、遺伝子情報を分析すると、好気性細菌と嫌気性細菌とが存在していることが確認された。また、処理中におけるＭＬＳＳは、平均４２５００ｍｇ／Ｌであり、ＭＬＶＳＳは平均１４２５０ｍｇ／Ｌであった。

さらに、曝気槽３では、粒状体とリグニンを含む製紙工場廃液とに、珪藻土、硫酸マグネシウム及びニュートリエントブロス〔極東製薬製；ゼラチン部分加水分解物５：肉抽出物３で含有〕、Ｅｔ−ＯＨおよび燐酸二アンモニウムを逐次的に添加した。曝気槽３への供給空気量は、８０Ｌ／分とし、それにより、混合物中における溶存酸素量（ＤＯ）を、２ｍｇ／Ｌ以上に維持した。

本実施例の曝気槽３にも、直径約２ｍｍ程度の粒状体が観察された。この粒状体を実施例１と同様に観察すると、粒状体の表面に主として好気性細菌が存在すること、および内部に主として嫌気性細菌が存在することが推定できた。また、粒状体の組成を確認すると、Ｃ（有機物）が３６．６重量％、Ｃａが３８．３重量％、その他、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｋ、Ｆｅが数重量％〜０．１重量％ずつ確認された。ここでカルシウムは、形状から推定して方解石型炭酸カルシウムであると推定できた。

実施例２の曝気槽３を通した処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ等を測定した。その結果、ＢＯＤ１３ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ２６０ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣ１１８ｍｇ／Ｌ、リグニン量１ｍｇ／Ｌ以下、全窒素量（Ｔ−Ｎ）２３ｍｇ／Ｌ、全リン量（Ｔ−Ｐ）１０４ｍｇ／Ｌであった。処理水では、ＢＯＤ、リグニン量が顕著に減少している。

（比較例５）
実施例２において、溶存酸素量を０．２ｍｇ／Ｌとした。その結果、処理水中のリグニン量が３００ｍｇ／Ｌとなり、リグニンの処理能力が低下した。また、比較例５では、粒状体におけるカルシウムの割合が１７．１重量％であった。

（実施例３）
本実施例では、処理対象物質はβデンプン含有廃液である。この廃液の原水中のｐＨは６．４、ＢＯＤ９６ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ４２４０ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣ４０００ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ４２ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｐ１ｍｇ／Ｌ以下であった。

このβデンプン含有廃液のｐＨが７．２〜９．１、溶存酸素量が２．０〜６．６ｍｇ／Ｌ、滞留時間が４８時間となるように曝気槽３内の処理条件を制御した。また、処理中におけるＭＬＳＳは、平均３００００ｍｇ／Ｌ（振れ幅２５０００〜５４０００ｍｇ／Ｌ）であり、ＭＬＶＳＳは平均１４６６７ｍｇ／Ｌ（振れ幅１１０００〜３４０００ｍｇ／Ｌ）であった。

さらに、曝気槽３では、粒状体とリグニンを含む製紙工場廃液との混合物に、珪藻土、硫酸マグネシウム及びニュートリエントブロス〔極東製薬製；ゼラチン部分加水分解物５：肉抽出物３で含有〕、Ｅｔ−ＯＨおよび燐酸二アンモニウムを逐次的に添加した。曝気槽３への供給空気量は、８０Ｌ／分とし、それにより、混合物中における溶存酸素量（ＤＯ）を、２ｍｇ／Ｌ以上に維持した。

なお、本実施例の曝気槽３にも、直径約２ｍｍ程度の粒状体が観察された。この粒状体をマイクロアレイで分析し、遺伝子情報を分析すると、粒状体に好気性細菌と嫌気性細菌とが共存することが確認でき、粒状体の表面に主として好気性細菌が存在し、内部に主として嫌気性細菌が存在することが推定できた。また、粒状体の組成を確認すると、Ｃ（有機物）が３７．１重量％、Ｃａが３２．６重量％、その他、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｋ、Ｆｅが数重量％〜０．１重量％ずつ確認された。ここでカルシウムは、形状から推定して方解石型炭酸カルシウムであると推定できた。

（実施例４）
本実施例では、処理対象物質は豆清（豆乳ホエー）含有廃液である。豆清含有廃液の原水中のｐＨは４．１、ＢＯＤ１２２５０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ９７００ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣ７９２８ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ８７０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｐ１７５ｍｇ／Ｌであった。

この豆清含有廃液と、好気性細菌および嫌気性細菌を含む汚泥との混合液体に好気性細菌、嫌気性細菌を凝集させる無機物質（カルシウム）を投入し、ｐＨが７．９〜８．５、溶存酸素量が２．７〜６．２ｍｇ／Ｌ、滞留時間が７２時間となるように曝気槽３内の処理条件を制御した。これにより、粒状体が形成された。また、処理中におけるＭＬＳＳは、平均２１０００ｍｇ／Ｌ（振れ幅１７０００〜２５０００ｍｇ／Ｌ）であり、ＭＬＶＳＳは平均８４５０ｍｇ／Ｌ（振れ幅８０００〜９０００ｍｇ／Ｌ）であった。

さらに、曝気槽３では、粒状体と処理対象物質を含む廃液との混合物に、珪藻土、硫酸マグネシウム及びニュートリエントブロス〔極東製薬製；ゼラチン部分加水分解物５：肉抽出物３で含有〕を、ケイ酸、硫酸マグネシウム、ニュートリエントブロスＥｔ−ＯＨおよび燐酸二アンモニウムを逐次的に添加した。曝気槽３への供給空気量は、８０Ｌ／分とし、それにより、混合物中における溶存酸素量（ＤＯ）を、２ｍｇ／Ｌ以上に維持した。

本実施例の曝気槽３には、直径約２ｍｍ程度の粒状体が観察された。この粒状体をマイクロアレイで分析し、遺伝子情報を分析すると、粒状体に好気性細菌と嫌気性細菌とが共存することが確認でき、粒状体の表面に主として好気性細菌が存在し、内部に主として嫌気性細菌が存在することが推定できた。その後、実施例４の曝気槽３を通した処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ等を測定した。その結果、ＢＯＤ１９ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ２０ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣ８．７ｍｇ／Ｌ、全窒素量（Ｔ−Ｎ）１１０ｍｇ／Ｌ、全リン量（Ｔ−Ｐ）２８ｍｇ／Ｌであった。ＢＯＤ等が顕著に減少しており、また下水、公共水域等に放流するに適した水質を得ることができた。なお、実施例４では余剰汚泥が発生しなかった。

（比較例６）
実施例４と同様の原水を粒状体に代えて活性汚泥を用い、さらに無機物質（カルシウム）の投入無しで処理した。処理中におけるＭＬＳＳは、４０００〜８０００ｍｇ／Ｌであり、ＭＬＶＳＳは２０００〜６０００ｍｇ／Ｌであった。ただし、滞留時間が１８５時間となるように曝気槽３内の処理条件を制御しなければ、下記処理水を得られなかった。

比較例６の曝気槽３を通した処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ等を測定した。その結果、ＢＯＤ５０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ３００ｍｇ／Ｌであった。なお、本比較例では余剰汚泥が５．３Ｌ／ｍ^３発生した。

以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、廃液が導入される処理槽３内で粒状体と被処理物質とを接触させる例を示した。しかし、例えば処理槽内に好気性細菌と嫌気性細菌とを含むウッドチップを入れ、さらに無機物質を投入して、攪拌によって処理槽内の溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上に調整することによっても、上述した作用効果を発揮することができる。本実施形態は、いわゆるバイオトイレなどに用いることができる。

図１は、実施形態の廃液処理プラントを示す概略図である。図２は、実施形態の粒状体の生成過程を模式的に示す図である。

符号の説明

１原水槽
２水中ポンプ
３曝気槽
４中空糸膜ユニット
５水位センサー
６散気管
１００粒状体
１０１好気性細菌
１０２嫌気性細菌
１０３無機物質（カルシウム、方解石型の炭酸カルシウム）
１１０凝集体

Claims

好気性細菌および嫌気性細菌が無機物質に凝集した粒状体と、被処理物質とを溶存酸素量２ｍｇ／Ｌ以上の条件下に接触させる、被処理物質の生分解処理方法であって、
好気性細菌と嫌気性細菌とを含む細菌群と、好気性細菌と嫌気性細菌とを凝集させる無機物質とを曝気槽内で混合し、該粒状体を形成させる工程を含み、
該被処理物質が、リグニン含有廃液およびβデンプン含有廃液からなる群より選ばれる少なくとも１つである、処理方法。
被処理物質が処理対象物質を含む廃液であり、該粒状体および該廃液が含まれる曝気槽内の溶存酸素量を制御する、請求項１記載の処理方法。
曝気槽内における汚泥浮遊物質量（ＭＬＳＳ）が５０００〜１０００００ｍｇ／Ｌである、請求項２記載の処理方法。
曝気槽内における汚泥有機性浮遊物質量（ＭＬＶＳＳ）が１０００〜３００００ｍｇ／Ｌである、請求項２記載の処理方法。
マグネシウム化合物、ケイ素化合物及び細菌培養の栄養剤をさらに曝気槽に添加する、請求項１〜４いずれかに記載の処理方法。
粒状体における無機物質の割合が２０重量％以上である、請求項１〜５いずれかに記載の処理方法。
無機物質がカルシウムである、請求項１〜６いずれかに記載の処理方法。
カルシウムが方解石型炭酸カルシウムである、請求項７記載の処理方法。