JPH01317595A

JPH01317595A - 活性汚泥処理用固体液体混合物

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Publication number: JPH01317595A
Application number: JP63149305A
Authority: JP
Inventors: Keiji Nagashima; 永島　啓二
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1989-12-22
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2778644B2

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、固体液体混合物に関し、特に、火成岩・沸石
・クエン酸・固体液体混合物又は火成岩・沸石・芳香族
を除くカルボキシル基を含む有機酸固体液体混合物に関
するものである。

〔従来技術〕

近年、流出する合併汚水は１年々多様化された複雑なも
のとなって来ている。この汚水の浄化処理については合
併汚水プラントで処理されているが、この処理方法は微
生物による酸化浄化作用を利用した活性汚水処理方式を
大型浄化槽に流入して微生物を付加し、長時間曝気して
微生物を大量培養されることにより、浄化、脱臭、有機
物の分解を行い浄化された水は河川等に放流し、残った
汚泥は汲み取り海洋投棄又は脱水機により脱水ケーキと
して最終処分地に運んで埋め立て、焼却などの方法で処
分される。また、生産加工製造工場が排水されるものも
同様に、専用施設にて処理し、残余汚泥は最終処分地で
処理を行っている。

【発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、活性汚水処理方式の維持管理上における
重要な問題は、余剰汚泥の引抜きによる汚泥量適正コン
トロールであり、これを無視しては処理不能となる。そ
のほかの問題としては、曝気槽における糸状菌の発生で
ある。

この糸状菌が発生し、優先種になってくると。

他の活性汚泥菌の方が環境変化に弱く退化するため汚泥
の固体と液体との分離（沈降性）が悪くなり汚泥の流出
等が引き起こされる。このため、糸状菌が一度優先種に
繁殖してしまうと、処理施設の維持管理は不可能に近く
なり苦難の状況下になる。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、曝気槽内の溶存酸素量を高め。

有機物の分解促進をなし１発生汚泥を減少させることに
より、余剰汚泥の減少を計り、既存の不活性汚泥を活性
化分解して減少させ、汚泥量をコントロールして均一化
すると共に浄化する火成岩・沸石・クエン酸・固体液体
混合物又は火成岩・沸石・芳香族を除くカルボキシル基
を含む有機酸固体液体混合物を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、火成岩１〜５０重量％、クエン酸０．５〜６
５重量％、沸石１〜２５重量％、沸石粉末０．５〜５重
量％の成分からなる混合物に水を加えて１００重量％と
した組成物を加熱して活性イオンを、抽出した固体液体
混合物である。

また、火成岩１〜５０重量％、芳香族を除くカルボキシ
ル基を含む有機酸０．５〜６５重量％、沸石１〜２５重
量％、沸石粉末０．５〜５重量％の成分からなる混合物
に水を加えて１００重量％とした組成物を加熱して活性
イオンを抽出した固体液体混合物である。

ここで言う沸石粉末は、１００メツシュ通過量９９％以
上の細い粒度の沸石粉末を言い、通過残量１％以上の粗
い粒度を沸石と言う、前記１００メツシユはその孔径が
０．００５８　（インチ〕、メツシュを形成する針金の
直径が０．００４２　（インチ〕のものからなっている
。

〔作用〕

前記火成岩・沸石・クエン酸又は芳香族を除くカルボキ
シル基を含む有機酸固体液体混合物を使用することによ
り、曝気槽内の溶存酸素量を高め。

有機物の分解促進をなし１発生汚泥を減少させるので、
余剰汚泥の減少を計り、既存の不活性汚泥を活性化分解
して減少させ、汚泥量をコントロールして均一化すると
共に浄化することができる。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の組成物の一実施例について説明する。

表１は本発明の組成物の一実施例の成分を示す。

表１の単位は重量％である。

表１において、特に、各実施例の組成物の岩石成分を示
すと、Ａは火成岩を使用せず、Ｂ、Ｄ。

Ｈは火成岩（石英閃緑岩）、Ｃは火成岩（変性岩）、Ｅ
は火成岩（玄武岩）、Ｆは火成岩（ハンレイ岩）、Ｇは
火成岩（安山岩）をそれぞれ使用したものである。

次に、前記各実施例の組成物における本発明の火成岩・
沸石・クエン酸固体・液体混合物の製造方法の一実施例
を説明する。

火成岩の成分中含有率のもっとも高いものはＳｉＯ２で
あり、しかもそれはきわめて広い範ＩＩ（はぼ３５重量
％〜８０重量％）にわたって変化しているが。

火成岩の化学的分類の一つとして、岩石中に含まれるＳ
ｉＯ□の重量百分率に基づき６６重量％、５２重量％、
４５重量％で区切って火成岩を４区分する方法がある。

この分類法でＳｉｎ、　６６重量％以上を含む１群の火
成岩にケイ質岩と言われる粗粒酸性岩（水素イオン濃度
とは全く関係がない、化学用語との混同を避けるために
酸性岩のかわりにケイ質岩と言う）の石英閃緑岩があり
、この岩石を使用した。

他に好しくは変性塩基性岩・変性火山岩と言う５ｉＯ８
の重量百分率が４２〜５２重量％のもの（玄武岩。

ハンレイ岩、安山岩等を含む）がある。

石英閃緑岩（火成岩）２５ｇ沸石３ｇ沸岩粉末５ｇを水
５７ｃｃに浸漬し、クエン酸結晶が溶解すると加熱を停
止し、冷却して終了する。

また、前記加熱方法は如何なる方法でもよい。

必ずしも煮沸させる必要はなくクエン酸結晶が溶解でき
ればよい０例えば太陽熱で長期間加熱してクエン酸結晶
を溶解してもよい、ただし、この場合クエン酸結晶溶解
後は遮光して数時間岩石・沸石に対する反応時間の必要
がある。このようにして製造された火成岩・沸石・クエ
ン酸・固体液体混合物は、液体部分が淡黄色で日光によ
り分解され透明となり活性化を失うので保存する場合は
遮光状態にして保存することが必要である。

他の実施例においても同様の工程で製造する。

次に１本実施例の火成岩・沸石・クエン酸・固体液体混
合物（以下、単に固体液体混合物という）の作用につい
て説明する。

（１）本実施例の固体液体混合物中の沸石には多くの種
類があって、その数は８０種に及ぶ、その１種の珪酸塩
であり、ネソ珪酸塩、ソロ珪酸塩に大別され珪素酸素四
面体（Ｓｉｎ４）が構造の基本となっている。沸石の代
表的化学分析値（％）を表２に示し、物理的特性（２８
〜６０メツシユ）を表３に示す。

一以下余白一表３沸石は連結酸素をもっており、珪素（ＳＬ）の−部とア
ルミニウム（Ａｌ）　、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂ
ｅ）などに置換したイオンを持ち、その隙間に金属イオ
ンが入っていて置換で不足した正電荷を補う形になって
いる。そして、立体網状構造になり大きな隙間があるた
め種々の重金属の吸着が行われる。また、沸石の結晶は
、立方体になっており、ジャングルジム状のところにナ
トリウム、カルシウムイオンが含まれていて、外部の同
種のイオンとその部分でイオン交換され、浄水などがな
されて行くのである。

（２）本実施例の固体液体混合物中のクエン酸結晶溶液
は、沸石の１部を酸化分解し、淡黄色の液体を作り、珪
酸イオン（Ｓｉｎ、）’−を遊離せしめ活性イオン液に
する役目をしている。

（３）次に１本実施例りの固体液体混合物中１重量％の
定量分析値を表４に示す。

表−４表４に示す各物質のイオンのうち珪酸イオン（ＳｉＯ２
）’°、ヒドロカルボン酸イオン（ＣＨ，Ｃ００−）は
アミン系のイオン交換が速やかであり。

特に、金属の陽イオンが元の構造の連結酸素のイオン半
径にしたがって行われ、Ｃａ”ｅ　Ｍｇ”。

Ｆ　ｅ”の相互置換Ａｌ”とＦｅ３”などと置換する。

有機物質にかかえられていた無機物が移行すると。

有機物質は解離しゃすくなり浄化に寄与する。

次に１石英閃緑岩（火成岩）の定量分析を表５に示す。

の内容は沸石と近い値を示し、　Ｉｇ、Ｌｏｓｓは沸石
（１１゜５５）に対してきわめて小さく、使用上便利性
が高い、ミネルイオン濃度のバランスがとりゃすい等で
ある。

（５）脱水素的作用浄化とは腐敗性有機物が分解され無機化されることであ
るが、主として酸素の働きを中心とじてその変化がおこ
ることである。いわゆるこれが脱水素的作用であり、浄
化分解の基本である。

次に、好気性分解の説明用モデルを示す。

−以下余白− 量ＪＬＪｔ撫カルボン酸のあるものは、環境上のバクテリヤの作用と
併行して、遊離又は誘導体として有機化合物を酸化分解
し、アシル解烈されたものは有機物の脱水素をはかり無
機化する。

（６）汚泥の減少汚水が浄化されて行くことは、Ｂ　ＯＤ　（Ｂ　ｉｏｃ
ｈａｍｉｃａｌ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄａｍａｎｄ　）すな
わち腐敗性有機物を分解し簡単な物質にするバクテリヤ
の水中酸素の消費を意味するので、腐敗性物質を食物源
としている細菌又は微小動物（原生動物）はＢＯＤが高
い程増殖し、汚泥は無限に増え続ける。

一般的に、ＢＯＤ汚泥転換率は、０．５〜１．０と言わ
れている。基本的には溶存酸素存在下の水中において、
腐敗性有機物を食物源として増殖した細菌を微小動物で
ある原生動物が補食すると、生物量としては約１／、２
になり、汚泥生成量は減少する。

そこで、汚水をＢＯＤ流入負荷の時点でＢＯＤを減少す
ることが１発生汚泥の減少につながるので。

本実施例の固体液体混合物は、腐敗性物質を曝気水中に
おいて、化学的に分解してＢＯＤ値を下げることによ、
り汚泥の減少に寄与するものである。

本実施例の固体液体混合物は、有機酸及び無害ミネラル
イオン態で緩衝性が高いので、好気性細菌及び微小動物
への悪影響が全くない。

（７）本実施例の固体液体混合物に無機酸の添加による
汚泥の減少環境中の汚泥蛋白質は１等電点よりもアルカリ側のＰＨ
値を持つ溶液中（水中）では陰性荷電となり、雌側のＰ
Ｈ値を持つ溶液中（水中）では陽性荷電となる。水素イ
オンは陽性であり、水酸イオンは陰性であるから、陽性
荷電の蛋白質に対しては水酸イオンが吸着し、水素イオ
ンが反発されるし、陰性荷電の蛋白質に対しては水素イ
オンが吸着し、水酸イオンが反発されることになる。

この原理からみて、汚水汚泥蛋白の脱水素をより効率よ
くするために、有機酸類、無機酸類の１種又は２種以上
の組合せで使用する１例えば１本実施例の固体液体混合
物に無機酸類を添加し、その実験をしてみたら、第１図
に示すような結果が得られた。

第１図は、４１１準活性汚泥方式で、曝気槽に本実施例
の固体液体混合物と無機酸類を添加した実験結果を示す
グラフである。

この実験条件は、浄化槽汚泥濃度４．５００１１ＩｇＩ
Ｑ、流入汚水ＢＯＤ値５５０■、ｌ、日量流入汚水量ｌ
、０００ｎ？である。

第１図において、（イ）は本実施例の固体液体混合物４
０■ＩＱ、連続添加３０日の場合。

（ロ）は１２Ｍ純濃塩酸（比重１．１９）ｌｏｃｃと本
実施例の固体液体混合物２０Ｍとの組成物であり、（イ
）と同様の添加条件の場合、（ハ）は１８Ｍ濃硫酸（比重１．８４）Ｌｏｃｅと本実
施例の固体液体混合物２０Ｍとの組成物であり、（イ）
と同様の添加条件の場合である。

（イ）の場合は、添加後３０日で余剰汚泥（汚泥増加）
はほとんどなく平均化している。

（ロ）の場合は、汚泥濃度が３．９５０ｍｇＩ　Ｑで減
少し安定している。

（ハ）の場合は、汚泥濃度が３．１７０ｍｇ／　Ｑで減
少し安定している。

第１図かられかるように、本実施例の固体液体混合物を
添加することにより、添加しない場合に比較して汚泥を
減少することができ、浄化分解の効率を向上することが
できる。特に、前記（ロ）。

（ハ）の場合はその効率をより高くすることができる。

次に、本実施例の固体液体混合物Ａ−Ｈを使用した合併
水処理場の処理手順を第２図に示す。

第２図において、処理条件は次のとおりである。

（１）ＢＯＤ流人員荷は、５００ｐｐｍである。

（２）流入量は、１，２００　（耐７日）である。

（３）送気量（ｄ）／汚水量（ｎ？）は、１８　（ｎｆ
／耐）である。

（４）本実施例の固体液体混合物の添加場所は。

曝気槽流入口である。

（５）本実施例の固体液体混合物の添加量は、４０ｐｐ
ｍ＋／流入汚水量であり、連続３０日間添加する。

（６）曝気槽汚泥濃度は、添加開始日において３゜５０
０ｐｐｍであり、前記条件にて汚泥の増減の変化を測定
し比較した。その結果を第３図に示す。

前記の本実施例の固体液体混合物Ａ−Ｈ種の８種を第３
図を用いて比較してみると、固体液体混合物りは、添加
日数１５日間での経過では汚泥が増しているが、これは
槽壁付着汚泥の剥離によるものであり、再び２５日間後
の測定日では減少し３１日迄安定３，３００ｍｇ／Ωと
なっている。

固体液体混合物Ｃも同様に最終３，８００ｍｇ／　Ｑ附
近で安定している。

固体液一体温合物Ｅも同様に最終４　、０００■ｇ／ｊ
ｌ附近で安定している。

固体液体混合物Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｆもかなりの効果が認めら
れる。火成岩と沸石の組成比を増加することにより、固
体液体混合物り、Ｃ，Ｅの効果と同様の効果が得られた
。

一般的に、汚泥は汚水浄化に比例して増え続けることが
通例であり、本実施例の固体液体混合物の無添加曲線Ｘ
にも示す通りである。

また、本実施例の固体液体混合物を添加した場合は、第
３図に示すように、余剰汚泥の引抜きはほとんどなく浄
化処理施設の運転ができる。

無添加運転では適正汚泥３，５００−ｇ／Ｑに対し３０
日間で７，５６０＋＊ｇ／Ωの汚泥の増加があり、余剰
汚泥として引抜き処分が必要となる。

次に１本実施例の固体液体混合物りの組成物を食品製造
工場廃水浄化施設の曝気槽に添加した場合の処理結果を
表６に示す。

その処理条件は１次のとおりである。

（１）原水量（廃水量）は１２０ｒｒ？／日である。

（２）ＢＯＤは３００ｐｐｍ　テある。

（３）固体液体混合物りの使用量は、４０ｐｐ■／１２
０Ｍである。

表６表６において、５Ｖ３０，５Ｖ６Ｇ、５Ｖ１２０はそれ
ぞれ同一汚泥体積（％）で３０分、　６０分、　１２０
分の経過時間を示す。

透視度は透視度計（透視度計３０ｍ／■φ、３２Ｇ！Ｉ
Ｈ）による処理水清澄度で表している。

ＭＬＳＳ　（汚泥濃度）は曝気槽内混合汚泥を１０５℃
で乾燥させた時の重量−ｇ／Ｑ又はｐｐｍで表している
。

スカムは曝気槽水面浮上の汚泥（％）で表している。

表６かられかるように、本実施例の固体液体混合物りの
組成物を食品製造工場廃水浄化施設の曝気槽に添加する
ことにより、添加口から３００日経過しても汚泥の増加
はほとんどなく、少々減少した処で安定し余剰汚泥の引
抜きがなく、適性汚泥濃度で運転されている。微生物層
も活性化となり良好である。

次に、本実施例の固体液体混合物りの組成物を洗罎工場
廃水の曝気槽に添加した場合の処理結果を表７に示す。

この処理条件は、廃水量（原水）４００ｍ／日、固体液
体混合物り添加量４０ｐｐｍ／４００ｒｒｒである。

表７汚泥中に混入しているため、使用した場合には。

余剰汚泥の引抜量はｌＯｎ？／月であり、使用前の引抜
量の１７１０に減少している。

次に１本実施例の固体液体混合物の沸石粉末添加量（ｇ
）に対する亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、カドミウム（Ｃ
ｄ）、鉛（ｐｂ）等の重金属の吸着率（％）を計測する
と、第４図に示すような結果が得られた。第３図に示す
ように重金属は１００％吸着して沈殿させることができ
る。

次に、乳酸飲料製造工場における廃水処理場の浄化施設
の曝気槽に本実施例の固体液体混合物を添加した場合の
糸状菌汚泥流出防止効果を観測した結果を、表８に示す
。

表８表８において、　ＰＨは水素イオン濃度、ＢＯＤは生物
化学的酸素消量（ｐｐｍ）、　ＳＳは有機浮遊含有量（
ｐｐｍ）、５Ｖ３Ｇは３０分間に１０００鵬ａのメスシ
リンダーにおける汚泥沈降の高さを％で表したものであ
る。

表８かられかるように、乳酸飲料製造工場における廃水
処理場の浄化施設の曝気槽に本実施例の固体液体混合物
を添加したことにより１次のような糸状菌汚泥流出防止
効果が得られた。

（ａ）本実施例の固体液体混合物添加前の状態を３日間
観測し、その５日間後から５目間隔で４回本実施例の固
体液体混合物１５ｎ１日添加した結果。

即当日から汚泥の沈降性に改善がみられた。

（ｂ　、）糸状菌が減少し、添加第２回目には糸状菌が
本実施例の固体液体混合物で死滅させられることが観測
できた。

（ｃ）ＭＬＳＳの増加もなく　２，８５０ｐｐｍから２
，５００ＰＰ＠に減少して安定した。

（ｄ）添加前の微生物相は、糸状菌に優先されて不活性
であったが、添加後は好気性微生物の増殖環境が改善さ
れ、増殖時間に従って適格に増え活性化が観測された。

また、曳行の酸化が進めば、好気性脱室が発生し亜硝酸
化して弱酸性となる。これを化学式で示すと次のように
なる。

ＮＨ４”＋３／２０□→Ｎｏ１−＋Ｈ，＋２Ｈ”ＮＯ３
−＋１／２０．４ＮＯ，。

すなわち、アンモニヤ臭は消失する。

また、有機物が好気性分解され最終産物になった環境上
のＳ　Ｏ，−と本実施例の固体液体混合物中の鉄イオン
Ｆ　ａ”との作用により、消臭に寄与する。更に１本実
施例の固体液体混合物の無機酸（硫酸）の添加によって
も消臭の効果がある。

これを化学式で示すと。

Ｆｅ５０．＋Ｈ２Ｓ＝ＦｅＳ＋Ｈ，ＳＯ２となる。

生成する硫化鉄は、黒色沈殿を形成する。同様に、汚水
処理場（特に合併汚水処理場）で発生するメルカプタン
等も２価鉄と反応してメカルプチッドを生じ消臭する。

以上１本発明を実施例にもとすき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように１本発明によれば、火成岩・沸石
・クエン酸又は芳香族を除くカルボキシル基を含む有機
酸固体液体混合物を使用することにより、曝気槽内の溶
存酸素量を高め、有機物の分解促進をなし１発生汚泥を
減少させるので、余剰汚泥の減少を計り既存の不活性汚
泥を活性化し分解減少させ、汚泥量のコントロールをな
し均一化と共に浄化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、標準活性汚泥方式で、曝気槽に本実施例の固
体液体混合物を添加した実験結果を示すグラフ。第２図は１本実施例の固体液体混合物Ａ−Ｈ種の８積結
使用した合併汚水処理場の処理手順を示すフロノオ第３図は、本実施例の固体液体混合物Ａ−Ｈ種の添加後
の経過と曝気槽汚泥濃度を示す実験結果を示すグラフ。第４図は、本実施例の固体液体混合物の沸石粉末添加量
（ｇ）に対する亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）。カドミウム（Ｃｄ）、鉛（ｐｂ）等の重金属の吸着率（
％）を計測した結果を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）火成岩１〜５０重量％、クエン酸０．５〜６５重
量％、沸石１〜２５重量％、沸石粉末０．５〜５重量％
の成分からなる混合物に水を加えて１００重量％とした
組成物を加熱して活性イオンを抽出した固体液体混合物
。
（２）火成岩１〜５０重量％、芳香族を除くカルボキシ
ル基を含む有機酸０．５〜６５重量％、沸石１〜２５重
量％、沸石粉末０．５〜５重量％の成分からなる混合物
に水を加えて１００重量％とした組成物を加熱して活性
イオンを抽出した固体液体混合物。