JP5582541B2 - 活性汚泥処理法、活性汚泥処理剤、活性汚泥処理装置および活性汚泥処理システム - Google Patents
活性汚泥処理法、活性汚泥処理剤、活性汚泥処理装置および活性汚泥処理システム Download PDFInfo
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Description
この特許文献1によれば、かかる水処理用微生物粉剤を投入することにより、バルキングを解消し、アンモニアの硝酸化による悪臭防止、脱窒および菌体化を図り、硫化水素、メルカプタン、ガダベリン等の悪臭物質および酢酸等の低級脂肪酸を分解して悪臭の発生を消滅させ、処理水質を安定化して排水処理の維持管理を容易化することができる旨記載されている。
この特許文献2によれば、かかる充填剤を槽内に充填して汚泥と接触させることで、バチルス菌や放線菌等を種菌として優占的に増殖させることができる旨記載されている。そして、これにより、汚泥中の有害菌を十分に除去することができる旨記載されている。
この特許文献3によれば、汚泥の臭気も無くなり、従来の所要日数の半分以下で土壌に戻すことができた旨記載されている。
また、本発明は、活性汚泥を用いて排水処理を行う活性汚泥処理法であって、ストレプトミセス属放線菌を含む排水に腐植酸を投与して前記排水処理を行うことを特徴としている。
前記した本発明は、さらに、銅イオンを投与するのが好ましい。前記ストレプトミセス属放線菌としてストレプトミセス・ガーナエンシスを用いることができる。
また、本発明は、前記した活性汚泥処理法に用いられる活性汚泥処理剤であって、腐植酸を含むことを特徴としている。
前記した本発明は、さらに、銅イオンを含むのが好ましい。前記ストレプトミセス属放線菌としてストレプトミセス・ガーナエンシスを用いることができる。
本発明の一実施形態に係る活性汚泥処理法は、活性汚泥を用いて排水処理を行うものであって、排水にストレプトミセス(Streptomyces)属放線菌を投与して排水処理を行うというものである。このようにすると、排水中にストレプトミセス属放線菌が存在しない場合であっても、排水中でこれを増殖させ、優占化させることが可能となる。
活性汚泥とは、排水に含まれている有機物を酸化分解する微生物を繁殖させて生じる泥状の沈殿物をいう。
処理対象となる排水としては、汚水、厨房排水、雑排水、特殊排水、感染性排水、有害物質含有排水、放射性排水、雨水などが挙げられる。ここで、汚水とは、便器、汚物流しなどに類する衛生器具から排出されるもので、屎尿を含む排水をいう。厨房排水とは、大規模な厨房設備から排出され、多くの有機物質を含む排水をいう。雑排水とは、風呂、洗面台、洗濯機、小規模厨房など比較的汚染物濃度の低い排水をいう。特殊排水とは、工場、病院、研究所などから排出される排水のうち、一般の下水処理場で処理できない物質を含む排水をいう。感染性排水とは、感染性のある細菌等を含む排水をいう。有害物質含有排水とは、有害物質含む排水をいい、放射性排水とは、放射能を含む排水をいう。雨水とは、降雨や湧水などをいう。なお、厨房排水は、含有されている有機物質を減らす前処理を行ったものであるのが好ましく、特殊排水は、一般の下水処理場で処理できない物質を除去する処理を行ったものであるのが好ましい。また、感染性排水は、滅菌などして感染力をなくしたものであるのが好ましく、有害物質含有排水は、有害物質を取り除いたものであるのが好ましく、放射性排水は、放射能が減衰するまで貯留しておくのが好ましい。
ストレプトミセス属放線菌は腐植酸に対して特に高い親和性を示すため、これを同時に投与して排水処理を行うと、汚泥中でストレプトミセス属放線菌が優占化する状況をつくり出すことができる。そのため、汚泥中の抗菌活性物質の濃度が高くなり、スカムの発生を抑制するとともに、硫酸還元菌等の生育を阻害して臭気を抑制することができるようになり、より良好な排水処理を行うことが可能となる。
腐植酸は、前記したように腐植質のうちアルカリ性水溶液に可溶でかつ酸性水溶液に不溶なゲル状沈殿物として得ることができるので、このようにして得られたものを投与することができる。なお、排水処理施設等の状況が許せば、腐植質(腐葉土)をそのまま投与してもよい。
かかる腐植酸の投与量としては、例えば、1〜1000ppmとすることができる。
ストレプトミセス属放線菌、特にストレプトミセス・ガーナエンシスは、自然界や活性汚泥処理施設などから単離したものを用いることができるが、市販品を用いることもできる。ストレプトミセス・ガーナエンシスは、例えば、NBRC(NITE Biological Resource Center)からNBRC番号15414にて購入可能である。
このような態様とすれば、排水中にもともと含まれているストレプトミセス属放線菌を増殖させて優占化し、排水を処理させることができるため、より簡便な方法である点で好ましい。
次に、本発明の一実施形態に係る活性汚泥処理剤について説明する。
なお、かかるストレプトミセス属放線菌としてストレプトミセス・ガーナエンシスを用いることができることは既に述べたとおりである。
ペレット剤の場合は、培養したストレプトミセス属放線菌を遠心分離等して沈殿物を得た後、必要に応じて乾燥を行って半乾燥状態から乾燥状態とし、市販の造粒機等によって任意の形状に成形することでこれを製造することができる。ペレット剤の大きさは、例えば、数mmから数cm程度であればよい。
水剤の場合は、ストレプトミセス属放線菌の培養液をそのまま用いることもできるし、必要に応じて遠心分離等を行って濃縮させたものを用いることもできる。
活性汚泥処理剤には、必要に応じてpH調節剤や賦形剤等の添加剤を添加させておくこともできる。
また、腐植酸および/または金属イオンは、活性汚泥処理剤と別体で添加することも可能である。この場合、腐植酸や金属イオンの的確な維持、管理、添加量の調整が可能になる点で好ましい。
次に、図1を参照して本発明に係る活性汚泥処理装置について説明する。
本発明に係る活性汚泥処理装置は、前記した活性汚泥処理法に用いられる装置である。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る活性汚泥処理装置10は、頂点を下にした四角斜錘体の保持部11と、頂点部分に設けられた排出口12と、排出口12を開閉するシャッター13とを有してなる。
なお、送気ポンプ21は空気を送ることのできる市販されている一般的なポンプであればどのようなものでも用いることができる。また、保持部24は、送気ポンプ21からの送気によって容易に内圧を高められる程度の気密性を実現できる蓋体26とともに使用するのが好ましい。図2による図示では、この蓋体26に送気管22と導出管25を貫通させて設けているが、これらのうちの少なくとも一方を、保持部24を貫通させて設けることもできる。
次に、図3を参照して本発明に係る活性汚泥処理システムについて説明する。
本発明に係る活性汚泥処理システムは、前記した活性汚泥処理法に用いられるシステムである。
図3に示すように、本発明の一実施形態に係る活性汚泥処理システム30は、排水が流入されてこれを一時的に貯留する流入タンク31と、流入タンク31から流入された排水中の砂や小さな石を沈降除去させる沈砂槽32と、沈砂槽32で砂等が除去された排水に空気を曝す曝気槽33と、曝気槽33で処理した処理水に含まれる汚泥を沈殿させ、処理水のみを放流する汚泥沈殿槽34と、汚泥沈殿槽34で沈殿させた汚泥を貯留する汚泥貯留槽35と、を有してなる排水処理施設において、各槽および各槽を繋ぐ配管のうちの少なくとも一つに、前記した活性汚泥処理装置10が設けられている。なお、汚泥沈殿槽34で回収された処理水や汚泥は曝気槽33に戻される場合があり、汚泥貯留槽35で貯留された汚泥や処理水は、曝気槽33や流入タンク31に戻される場合もある。また、汚泥貯留槽35で貯留された汚泥は、いわゆる余剰汚泥として廃棄されるものもある。
図3に示す活性汚泥処理システム30では、活性汚泥処理装置10に替えて、またはこれとともに図3において図示しない、活性汚泥処理剤23を収めた活性汚泥処理装置20(図2参照)を併用することもできる。以下、代表的に活性汚泥処理装置10を用いた場合について説明する。
なお、信号は、SV(活性汚泥沈殿率:sludge volume)30を指標として発信させるようにすることもできる。ここで、SV30とは、曝気槽混合液を1Lのメスシリンダーに1L入れ、30分静置した後の沈殿汚泥の容積(mL)の割合(%)をいう。
プログラムによって発信される信号の所定の間隔としては、数時間から数週間の間で任意に設定することができる。
これらの所定の信号は、各排水処理施設にて通常運行できる範囲を維持できるように設定され、発信されればよい。
〔1〕予備的な検証
本発明者らは、実稼働している複数の排水処理施設において、汚泥の沈降と臭気の抑制が良好なものとそうでないものがあることに気づいた。そこで、これらの施設に存在する微生物の種類に着目した予備的な検証を行った。なお、検証はキノンプロファイル分析により行った。
キノンプロファイル分析は、アセトンに試料を溶解して沈殿してくる油脂成分を除去する前処理法を採用した。
Microbial.Biotech.,2,p.343−360,2009)によれば、ストレプトミセス属放線菌は銅酵素リジルオキシダーゼの活性を介して菌体の凝集・沈降を引き起こすことが報告されている。従って、蛋白質分子を架橋することで繊維構造の物性を変化させることが知られる本酵素の働きが銅イオンの添加によって促進され、それによって菌体の凝集が引き起こされ、汚泥の沈降性を向上させている可能性が考えられる。
以上の予備的な検証から、実稼働している排水処理施設の曝気槽の良好な運転にストレプトミセス属放線菌が関与していることが示唆された。当該菌群は、抗菌活性物質をはじめとする様々な生理活性物質を生産することで知られる産業微生物であり、特にその抗菌活性物質生産のメカニズムとカビに似た形態を形成する分化メカニズムについて分子生物学的な研究が詳しく進められてきたが、その一方で環境動態に関する知見は乏しい。
また、ストレプトミセス属放線菌のもつこれらの特性を活かした活性汚泥処理法、活性汚泥処理剤、活性汚泥処理装置および活性汚泥処理システムを実現すれば、排水処理施設の曝気槽における排水処理において、汚泥の沈降性を優れたものとすることができることが強く示唆された。
11 保持部
12 排出口
13 シャッター
14 活性汚泥処理剤
20 活性汚泥処理装置
21 送気ポンプ
22 送気管
23 活性汚泥処理剤
24 保持部
25 導出管
25a、25b 開口端
26 蓋体
30 活性汚泥処理システム
31 流入タンク
32 沈砂槽
33 曝気槽
34 汚泥沈殿槽
35 汚泥貯留槽
Claims (10)
- 活性汚泥を用いて排水処理を行う活性汚泥処理法であって、
排水にストレプトミセス属放線菌および腐植酸を投与して前記排水処理を行う
ことを特徴とする活性汚泥処理法。 - 活性汚泥を用いて排水処理を行う活性汚泥処理法であって、
ストレプトミセス属放線菌を含む排水に腐植酸を投与して前記排水処理を行う
ことを特徴とする活性汚泥処理法。 - 請求項1または2に記載の活性汚泥処理法であって、
さらに、銅イオンを投与することを特徴とする活性汚泥処理法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性汚泥処理法であって、
前記ストレプトミセス属放線菌がストレプトミセス・ガーナエンシスである
ことを特徴とする活性汚泥処理法。 - 請求項1、3または4に記載の活性汚泥処理法に用いられる活性汚泥処理剤であって、
ストレプトミセス属放線菌および腐植酸を含む
ことを特徴とする活性汚泥処理剤。 - 請求項2に記載の活性汚泥処理法に用いられる活性汚泥処理剤であって、
腐植酸を含む
ことを特徴とする活性汚泥処理剤。 - 請求項5または6に記載の活性汚泥処理剤であって、
さらに、銅イオンを含む
ことを特徴とする活性汚泥処理剤。 - 請求項5に記載の活性汚泥処理剤であって、
前記ストレプトミセス属放線菌がストレプトミセス・ガーナエンシスである
ことを特徴とする活性汚泥処理剤。 - 請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載の活性汚泥処理法に用いられる活性汚泥処理装置であって、
ストレプトミセス属放線菌および腐植酸を含む活性汚泥処理剤または腐植酸を含む活性汚泥処理剤を保持する保持部を有する
ことを特徴とする活性汚泥処理装置。 - 請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載の活性汚泥処理法に用いられる活性汚泥処理システムであって、
排水に空気を曝す曝気槽と、
前記曝気槽に臨んで設けられ、ストレプトミセス属放線菌および腐植酸を含む活性汚泥処理剤または腐植酸を含む活性汚泥処理剤を保持する保持部を有する活性汚泥処理装置と、を有し、
所定の信号に基づいて、前記保持部から前記曝気槽内へ前記活性汚泥処理剤を投与させる
ことを特徴とする活性汚泥処理システム。
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