JPH01245899A - 人工腐植物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は人工腐植物の製造方法に関し、−層詳細には有
機性物質を含む廃水処理で生じた汚泥を腐植化せしめる
人工腐植物の製造方法に関する。

（背景の技術） 従来この種の人工腐植物を製造する技術はなかった。例
えば有機性物質を含む廃水を活性汚泥法などによって処
理し、生じた汚泥はガス化し分解するため腐植化の方向
には向かなかった。

また、活性汚泥法によって生じた汚泥は有機物がガス化
し分解が行われているため低分子化し、悪臭が発生して
環境を汚染する問題がある。また生じた汚泥は高分子凝
集剤を添化して凝集させるなどしているが、これら高分
子凝集剤が含まれる汚泥をそのまま土壌あるいは土壌改
良剤等として用いるのは好ましくない。また従来におい
ては水分率も多（コンポスト化に数ケ月も要するなどの
問題点がある。

なお発明者は、従来の活性汚泥法などの生物学的処理法
に代る有機性物質を含む廃水の処理方法として、廃水中
の有機物とフェノールおよび／またはフェノール露出基
のある化合物を含む微生物代謝産物、または該代謝産物
並びに活性化した珪酸分を多量に含む物質とを接触・混
合することにより、物理化学的に反応させて、結合、粒
子化、凝集、縮合、重合を含む巨大分子化並びに微細汚
泥の巨大化を惹起させ、これを固液分離することによる
廃水浄化法を提案している。（特願昭６０−１０２６６
８号、特願昭６０４０２６６９号）。

発明者は、上記処理法によって生じた汚泥は巨大分子化
し、キレート構造を有し、抗菌性を有しているので高分
子凝集剤等を添化せずとも９．すなわち無薬注で腐植化
の方向にゆかしめることができるし、塩素等の滅菌をし
なくともよい事に想到した。

（発明の目的） 本発明の目的とするところは、無薬注で、しかも腐植化
期間を大幅に短縮することができ、さらにそのまま土壌
としても、また肥料、飼料としても用いることのできる
優れた腐植物を得ることのできる人工腐植物の製造方法
を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的による本発明では、フェノールおよび／または
フェノール露出基のある化合物を含む微生物代謝産物も
しくは腐植物が充填された充填層、および安山岩質、流
紋岩質等の活性化した珪酸分が含まれる砕石が充填され
た充填層を有する汚泥培養槽に、有機性物質を含む廃水
を処理して得られた返送汚泥を流入して上記各充填層に
接触させて、汚泥を、フェノールおよび／またはフェノ
ール露出基のある化合物を含む微生物代謝産物が更に発
現するよう一次培養し、該一次培養された汚泥を引抜き
親水処理してのち、腐植物を加えて二次発酵を行って腐
植化せしめることを特徴としている。

また二次培養は、一次培養汚泥の珪酸付混入の程度に応
じて、フェノールおよび／またはフェノール露出基のあ
る化合物を含む微生物代謝産物もしくは腐植物の他に粉
砕化した安山岩質、流紋岩質等の活性化した珪酸分が含
まれる砕石を加えて行うことができる。

（作用） 有機性物質を含む廃水の廃水処理から得られた汚泥が汚
泥培養槽中でフェノールおよび／またはフェノール露出
基のある化合物を含む微生物代謝産物もしくは腐植物お
よび安山岩質、流紋岩質等の活性化した珪酸分が含まれ
る砕石に接触して、フェノールおよび／またはフェノー
ル露出基のある化合物を含む微生物代謝産物を発現する
よう一次培養される。この一次培養された汚泥をそのま
乾燥等して腐植化せしめるには９０日程の期間を要する
。

本発明においては上記一次培養された汚泥にフェノール
および／またはフェノール露出基のある化合物を含む微
生物代謝産物もしくは腐植物を添化して腐植化反応（二
次培養）を行わせるのであり、これにより二次培養が著
しく促進される。

またフェノールおよび／またはフェノール露出基のある
化合物を含む微生物代謝産物が含有される腐植物は天然
の良質な腐植土に近く、そのまま優れた土壌あるいは土
壌改良剤に用いることができる。また肥料、飼料等とし
ても用いることができる。

二次培養時にフェノールおよび／またはフェノール露出
基のある化合物を含む微生物代謝産物もしくは腐植物と
共に、粉砕した安山岩質、流紋岩質等の活性化した珪酸
分が含まれる砕石を添加することによって腐植化はさら
に促進される。また安山岩質、流紋岩質等の活性化した
珪酸分が含まれる砕石の添加量を調整することによって
さらに天然の腐植土に近い人工腐植物を得ることができ
る。

（実施例） 以下には本発明の好適な一実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。

まず、本発明方法に通用する有機性物質を含む廃水を処
理する処理装置について説明する。

第１図は沈澱分離型処理装置であり、家庭用等における
比較的小型のものもある。図において、１０は有機性物
質を含む廃水が流入される沈澱分離槽であり、流入口に
はスクリーン（図示せず）等が張設されて粗大浮遊物が
除去される。廃水は沈澱分離槽（１〜２槽）１０から曝
気槽１２を経て沈澱槽１４に流入し、沈澱分離槽１０、
曝気槽１２で有機性物質が巨大分子化して、沈澱槽１４
で沈澱する。沈澱分離槽１０．、曝気槽１２で有機物質
が巨大分子化して沈澱槽１４で沈澱する。

沈澱槽１４内に流入した廃水は固液分離をおこし、水は
清澄化されたのち、放流口槽１８から放流されるのであ
る。

２０は汚泥培養槽であり、内部にフェノールおよび／ま
たはフェノール露出基のある化合物を含む微生物代謝産
物もしくは腐植物が充填された充填層２１と、安山岩質
、流紋岩質等の活性化した珪酸分が含まれる砕石が充填
された充填層２２が設けられている。汚泥培養槽２０に
は、上記の沈澱槽１４下部に沈積した汚泥が汚泥返送管
２３によって送り込まれて後記するように一次培養され
る。またこの一次培養された汚泥の一部は汚泥返送管２
４によって沈澱分離槽ｌＯの流入口近傍に送り込まれて
、流入されてくる廃水と混合し、前記したように、廃水
中の有機性物質の巨大分子化を促進する。この点につい
てはさらに後記する。

廃水処理が進行すると汚泥培養槽２０中の一次培養され
る汚泥濃度が次第に増加する。本発明ではこの一次培養
された余剰汚泥を抜き取って腐植化せしめるのである。

この点についても後に説明する。

次に汚泥培養槽２０中の充填層２１．２２に充填された
フェノールおよび／またはフェノール露出基のある化合
物を含む微生物代謝産物もしくは腐植物、および安山岩
質、流紋岩質等の活性化した珪酸分が含まれる砕石の作
用について説明する。

有機物（有機水溶液並びに含水性有機混合物）は、フェ
ノールおよび／またはフェノール露出基のある化合物を
含む微生物代謝産物を添加されることにより、急速に結
合、粒子化、凝集、縮合、重合し、巨大分子化、塊状産
物化する（基本反応ｌ）。

上記反応に際し、活性化された珪酸分を多量に含む物質
が添加されれば、腐植化のための重縮合反応を惹起する
（基本反応２）。

上記した〔フェノール露出基のある化合物〕とは、フェ
ノール露出基をもった有機物一般を指すが、特にフェノ
ール露出基を有する酵素が有効である。また、〔活性化
された珪酸分を多量に含む物質〕とは、安山岩質ないし
は流紋岩質の組成を有し、かつ火山ガラス等の活性度の
高い不安定な物質をいう。

基本反応１と基本反応２の違いは、反応生成物における
キレート構造が、基本反応２により生成される物質にお
いて、より顕著にみられる場合が多く、従って無機イオ
ン性物質の有機廃水からの除去をも目的とする場合にお
いては、活性化した珪酸分を多量に含む物質を反応系に
組み込むのが得策である。なおこのことは、基本反応１
による反応生成物にキレート構造が発達しないという意
味ではなく、キレート構造の発達がより技術的な困難を
伴うという意味にしかすぎない。

汚泥培養層２０中に水と共に供給された汚泥は、フェノ
ールおよび／またはフェノール露出基のある化合物を含
む微生物代謝産物もしくは腐植物と接触して、水および
汚泥中に含まれる一般土壌細菌のうちの好気性細菌およ
び通気性細菌が、その代謝産物中にフェノールおよび／
またはフェノール露出基のある化合物を含むように馴致
されると共に、汚泥自身はフェノールおよび／またはフ
ェノール露出基のある化合物を含む微生物代謝産物もし
くは腐植物および安山岩質、流紋岩質等の活性化した珪
酸分が含まれる砕石の作用により巨大分子化し、一次培
養される。

このように一次培養された汚泥の一部は種菌として沈澱
分離槽１０の流入口付近に返送されて廃水と混合される
。ここでもまた廃水中に含まれる一般土壌細菌のうちの
好気性細菌、および通性嫌気性細菌がその代謝産物中に
フエ、ノールおよび／またはフェノール露出基のある化
合物を含むように馴致される。これら絶えず補給される
フェノールおよび／またはフェノール露出基のある化合
物によって廃水中の有機性物質が巨大分子化し、前述し
たように沈澱槽１４中で沈積するのである。

なお、例えば曝気槽１２中に、汚泥培養槽２０と同じよ
うにフェノールおよび／またはフェノール露出基のある
化合物を含む微生物代謝産物もしくは腐植物が充填され
た充填層（図示せず）を、さらに好ましくは安山岩質、
流紋岩質等の活性化した珪酸分が含まれる砕石が充填さ
れた充填層（図示せず）を併設するようにすることによ
って、曝気槽１２および沈澱槽１４中での汚泥の巨大分
子化をさらに促進することができる。

次に一次培養された汚泥の腐植化方法について説明する
。

まず、汚泥培養槽２０から一次培養された余剰汚泥を、
エアリフトポンプ、モーノポンプ等のポンプ２５で汚泥
の組織を解体しないように引き抜き、第２図に例示する
ような脱水機２６によって水分率６０％〜９０％程度に
まで無薬注で濾布脱水する。脱水機２６は汚泥の組織を
解体しないよう吸引式が好ましい。

この脱水された汚泥は前述のように、フェノールおよび
／またはフェノール露出基のある化合物を含も・微生物
代謝産物を発現している。

この汚泥をそのまま自然乾燥させると腐植化までに約９
０日の長期間を要することは前記した通りである。

本発明では、上記脱水した汚泥に、粉末化したフェノー
ルおよび／またはフェノール露出基のある化合物を含む
微生物代謝産物もしくは腐植物を脱水汚泥に対して５重
量％〜９５重量％加えて腐植化を促進する点に特徴があ
る。

上記脱水した汚泥は前記のように、フェノールおよび／
またはフェノール露出基のある化合物を含む微生物代謝
産物を発現しているが、その活性度はやや低い。そこで
極めて活性度の高いフェノールおよび／またはフェノー
ル露出基のある化合物を含む微生物代謝産物もしくは腐
植物を添加することによって、更に二次発酵期間を考慮
した二次培養における微生物の活動が極めて旺盛になり
、腐植化が加速度的に進行するのである。

この二次培養条件は、ＰＨが６．５〜８．５、温度２０
℃〜６０℃の範囲で、切替し槽（図示せず）中で溶存酸
素量が０．３ｇ／ｒｒｒ程度以下となるように攪拌しな
がら行うのがよい。

腐植化の進行度は加えるフェノールおよび／またはフェ
ノール露出基のある化合物を含む微生物代謝産物もしく
は腐植物の量が増加する程短（なり、５重量％では２〜
３週間を要し、５０重量％では４〜７日、９５重量％で
は１０分程度となり極めて短くなる。

なお脱水した汚泥に上記フェノールおよび／またはフェ
ノール露出基のある化合物を含む微生物代謝産物もしく
は腐植物と共に、粉砕した安山岩質、流紋岩質等の活性
化した珪酸分が含まれる砕石を加えることによって腐植
化反応はさらに促進され、また安山岩質、流紋岩質等の
活性化した珪酸分が含まれる砕石の添加量を調整するこ
とによって自然の腐植土に近い珪酸分を含有する人工腐
植土に形成することができる。

安山岩質、流紋岩質等の活性化した珪酸分が含まれる砕
石の添加量は得るべき腐植物の用途によっても相違する
が、上記脱水した汚泥に対して約１０重量％程度までと
する。なお、廃水処理して得られた上記脱水汚泥中には
、廃水の種類によってはあらかじめ無機成分が混入され
ているので、添加する安山岩質、流紋岩質等の活性化し
た珪酸分が含まれる砕石の量は一次培養汚泥中のこれら
無機成分の量を考慮して調整するのがよい。

このようにして得られた人工腐植物は団粒構造をなし、
そのまま土壌として利用できる他、土壌改良剤、肥料等
として用いることができる。また珪酸分の含有量を低く
抑えて、ブタ等の飼料とすることもできる。

フェノールおよび／またはフェノール露出基のある化合
物を含む微生物代謝産物を発現している前述の一次培養
汚泥やこれに添加するフェノールおよび／またはフェノ
ール露出基のある化合物を含む微生物代謝産物もしくは
腐植物は、無臭であり、腐植化への二次培養段階も勿論
悪臭の発生はない。

なお、汚泥培養槽２０や腐植化への二次培養で用いるフ
ェノールおよび／またはフェノール露出基のある化合物
を含む微生物代謝産物もしくは腐植物の入手方法は次の
通りである。

上記の利用可能細菌群は、畜産廃水等の排水路等におい
て、生成汚泥が排水路等に設けられたくぼみ等に沈積し
ており、汚泥沈積面の上をゆっくりとした流れがたえず
継続して起こり、かつ数年以上の長期にわたって上記条
件が継続しつづけている地点にお、いて、比較的容易に
採収されうる。

このような場所において、汚泥がフェノールおよび／ま
たはフェノール露出基のある化合物を含有していれば、
汚泥沈積面と排水との境目から汚泥まじりの排水を採取
することにより、種菌として利用可能な細菌群が入手で
きる。なお、フェノールおよび／またはフェノール露出
基のある化合物の存在は、通常、フェノール臭の発生に
より、感覚的にも確認されうるちのである。

上記のようにして、フェノールおよび／またはフェノー
ル露出基のある化合物を含む微生物代謝産物あるいは該
代謝産物を産出するよう馴致された細菌を得ることがで
きる。

もちろん、以後は汚泥培養槽２０で濃縮培養されたもの
を種菌として用いることができる。

そして、天然にもそれらの優れた反応を示す腐植物は存
在する。

第３図は廃水処理槽の他の例を示し、アパート等の集団
住宅用に好適であり、第１図のものよりは大型である。

本実施例においては曝気槽１２に曝気装置が設けられて
いる。

なお汚泥培養槽２０から一次培養された汚泥（フェノー
ルおよび／またはフェノール露出基のある化合物を含む
微生物代謝産物を発現している）が種菌として原水流入
口槽ＩＯの流入口付近に汚泥返送管２４を介して返送さ
れる点は前記実施例と同じである。

また本実施例においても曝気槽１２にフェノールおよび
／またはフェノール露出基のある化合物を含む微生物代
謝産物もしくは腐植物、安山岩質、流紋岩質等の活性化
した珪酸分が含まれる砕石を充填する充填槽を設けるこ
とができる。

第４図は廃水処理槽のさらに他の実施例を示すもので、
都市の下水を処理するさらに大型のものに形成され、活
性汚泥処理装置に形成されている。

３０は最初沈澱池、３２は曝気槽、３３は最終沈澱池、
３４は放流口槽である。最終沈澱池３３で沈澱した汚泥
は汚泥返送管３５により前記実施例と同様な汚泥培養槽
３６に供給され、ここでフェノールおよび／またはフェ
ノール露出基のある化合物を含む微生物代謝産物もしく
は腐植前駆物質および安山岩質、流紋岩質等の活性化し
た珪酸分が含まれる砕石と接触して、フェノールおよび
／またはフェノール露出基のある化合物を含む微生物代
謝物を発現するよう馴致されると共に巨大分子化される
のである。

なお本実施例でも汚泥培養槽３６中で一次培養させた汚
泥の一部が種菌として最初沈澱池３０の廃水流入口付近
に返送される。

上記各実施例に示す廃水処理装置で生じた一次培養汚泥
を腐植化する装置（脱水機や二次培養槽等を含む）は、
該廃水処理装置の近くに固定して設置してもよいし、あ
るいは車輌上に搭載して、各地の廃水処理装置を巡回し
て一次培養汚泥を集積して腐植化処理を行うようにする
こともできる。

また第４図に示す廃水処理装置は都市の海岸線近くに設
置して、腐植化処理装置を搭載した船舶により各都市を
巡って一次培養した汚泥を集め、−時に腐植化処理を行
う大規模なものとすることもできる。

以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発
明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るの
はもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明においては、フェノールおよび／またはフェノー
ル露出基のある化合物を含む微生物代謝産物を発現する
よう一次培養された汚泥にフェノールおよび／またはフ
ェノール露出基のある化合物を含む微生物代謝産物もし
くは腐植物を添加することによって腐植化を著しく促進
することができる。

またフェノールおよび／またはフェノール露出基のある
化合物を含む微生物代謝産物が含有される腐植物は天然
の腐植土に近く、そのまま優れた土壌あるいは土壌改良
剤に用いることができる。

また肥料、飼料等としても用いることができる。

二次培養時にフェノールおよび／またはフェノール露出
基のある化合物を含む微生物代謝産物もしくは腐植前駆
物質と共に安山岩質、流紋岩質等の活性化した珪酸分が
含まれる砕石を添加することによって腐植化をさらに促
進することができる。

また安山岩質、流紋岩質等の活性化した珪酸分が含まれ
る砕石の添加量を調整することによってさらに天然の腐
植土に近い人工腐植物を得ることができる。

またさらには腐植化の工程において悪臭の発生がないと
いう著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は廃水処理装置の概略的な断面図、第２図は脱水
機の一例を示す説明図である。 第３図および第４図は廃水処理装置のそれぞれ他の実施
例を示す概略的な断面図である。 ＩＯ・・・沈澱分離槽、１２・・・曝気槽、１４・・・
沈澱槽、　　１６・・・充填層、１８・・・放流口槽、
　２０・・・汚泥培養槽、２１・・・充填層、　２２・
・・充填層、２３・・・汚泥返送管、　２４・・・汚泥
返送管、３０・・・最初沈澱池、　３２・・・曝気層、
３３・・・最終沈澱池、　３５・・・汚泥返送管、３６
・・・汚泥培養層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フェノールおよび／またはフェノール露出基のある
   化合物を含む微生物代謝産物もしくは腐植物が充填され
   た充填層、および安山岩質、流紋岩質等の活性化した珪
   酸分が含まれる砕石が充填された充填層を有する汚泥培
   養槽に、有機性物質を含む廃水を処理して得られた返送
   汚泥を流入して上記各充填層に接触させて、汚泥を、フ
   ェノールおよび／またはフェノール露出基のある化合物
   を含む微生物代謝産物が更に発現するよう一次培養し、
   該一次培養された汚泥を引抜き脱水処理してのち、腐植
   物を加えて二次発酵を行って腐植化せしめることを特徴
   とする人工腐植物の製造方法。 ２、フェノールおよび／またはフェノール露出基のある
   化合物を含む微生物代謝産物もしくは腐植物の他に粉砕
   した安山岩質、流紋岩質等の活性化した珪酸分が含まれ
   る砕石を加えて二次発酵を行うことを特徴とする請求項
   １記載の人工腐植物の製造方法。