JPH0137987B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、廃水中の窒素化合物を微生物学的に
硝化処理するための、硝化活性の高い廃水処理剤
及び製造方法に関する。

廃水中の窒素化合物を硝化処理するには、従
来、硝化菌（Nitrosomonas、Nitrobactor等）
のフロツクを曝気槽内に浮遊させて用いる浮遊型
活性汚泥法、又は硝化菌を膜の形で用い、接触曝
気法、回転円板法、散水床法等が実施されてい
る。このような方法では、硝化菌が廃水と直接接
触するために、細菌を摂取する、廃水中の大型の
生物である糸ミミズ、輪虫、つりがね虫等により
硝化菌が食べられ、硝化菌の量が減少し、アンモ
ニア態の窒素化合物を長期間安定して酸化できな
い欠点があつた。

また、最近では、各種の菌をポリアクリルアミ
ド、カラギーナン、アルギン酸等のゲルに包括固
定化した廃水処理剤が提案されている。これらの
ゲルに菌を固定化した処理剤では、比較的大型の
微生物に菌が摂取される欠点は解消されるが、固
定化した菌の活性低下及び長期間廃水処理に用い
た際の耐久性が題となる。カラギーナン、アルギ
ン酸等の自然界に存在する毒性の少ない物質をゲ
ルとして使用した場合には、固定化した菌の活性
低下は軽微であるが、物理的強度が小さく、耐久
性に題がある。一方、ポリアクリルアミドゲルを
使用した場合には、物理的強度は大きく、耐久性
は良いが、固定化する際に使用するアクリルアミ
ドモノマー、架橋剤、重合開始剤等が菌に毒性作
用を及ぼすので、活性低下を招きやすいという欠
点がある。

特に、硝化菌は増殖速度が遅く、毒性物質に対
して鋭敏な性質を有しているので、活性低下が著
しい。このため、硝化活性が高く、物理的耐久性
の大きい廃水処理剤が望まれている。

本発明の目的は、前記の従来技術の欠点を解消
し、比較的大型の微生物の摂食による硝化菌の減
少を防止でき、硝化活性が高く、物理的強度が大
きい廃水処理剤及びその製造方法を提供すること
にあり、この目的は本発明によれば、硝化菌の凝
集物をポリアクリルアミドゲルで固定化すること
によつて達成される。

即ち、本発明の廃水処理剤は、有機高分子凝集
剤を用いて硝化菌をフロツク状に凝集させて得た
凝集物をポリアクリルアミドゲル内部に包括固定
化して成ることを特徴とする。

本発明に使用する有機高分子凝集剤は、カチオ
ン性、アニオン性及びノニオン性のいずれでもよ
い。カチオン性高分子凝集剤としては、例えばポ
リビニルピリジン塩酸塩、ポリエチレンイミン等
が挙げられる。アニオン性高分子凝集剤として
は、ポリアクリル酸ナトリウム、マレイン酸共重
合物塩、ポリアクリルアミド部分加水分解物塩等
が挙げられ、また、ノニオン性高分子凝集剤とし
ては、ポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン
等が挙げられる。

前記のような凝集剤を用いて硝化菌を凝集させ
て100μｍ以上の大きさのフロツク状の凝集物を
作り、その後、ポリアクリルアミドゲル内部に包
括固定化する。

硝化菌の凝集物を固定化するには、アクリルア
ミドモノマー、架橋剤、重合促進剤及び重合開始
剤等を含む溶液に凝集菌を混合し、重合反応を行
う。アクリルアミドの架橋剤としては、Ｎ，
N′−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，N′−プ
ロピレンビスアクリルアミド、ジアクリルアミド
ジメチルエーテル、１，２−ジアクリルアミドエ
チレングリコール又はＮ，N′−ジアリル酒石酸
ジアミド等を使用することができる。重合促進剤
としては、β−ジメチルアミノプロピオニトリ
ル、Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチルエチレンジ
アミン等を使用することができる。また、重合開
始剤としては、通常、ペルオクソ二硫酸カリウム
を使用する。

重合により得られたゲルを２〜４mmの大きさの
球、円柱、板、繊維、中空維持等の形状に成形す
る。

このようにして予め硝化菌のフロツクを作つて
からアクリルアミドの重合溶液に混合して重合さ
せると、長期間にわたつて高い硝化活性を示し、
強度においても優れ、高い耐久性を示す固定化硝
化菌が得られる。これは、使用した高分子凝集剤
が硝化菌を包み込み、その結果、重合反応の際に
アクリルアミドモノマーや重合開始剤の毒性がフ
ロツクの内部まで侵入しないため、硝化菌の死滅
する割合を著しく減少するためと考えられてい
る。

更に、本発明による廃水処理剤は、硝化菌が比
較的大型の微生物による摂食から保護されてお
り、物理的耐久性において優れているので、長期
間にわたつて高い硝化活性を示す。

次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、
本発明はこれに限定されるものではない。

実施例 １ 下水を活性汚泥処理した二次処理水（NH₄−
N15〜30mg／）を原水とし、滞留時間６時間で
馴養した硝化菌を使用した。この菌を菌体濃度
40000mg／に濃縮し、高分子凝集剤プレストー
ル444K（ニユーメタルス・エンド・ケミカル社
製）を菌体乾燥量当たり0.5％添加し、凝集菌を
作つた。別に、アクリルアミドモノマー32％及び
Ｎ，N′−メチレンビスアクリルアミド２％を含
む溶液を作り、この溶液と凝集菌懸濁液と同容積
比で混合し、次いで重合促進剤としてβ−ジメチ
ルアミノプロピオニトリルを0.5％になるように
添加し、更に重合開始剤としてペルオクソ二硫酸
カリウムを0.25％になるように添加し、凝集菌を
包括固定した。この包括固定した凝集菌を含むポ
リアクリルアミドゲルを直径３mm、高さ３mmの円
柱に成形した。

こうして得た廃水処理剤を第１図に示す曝気槽
に充填率35％に充填した。第１図に示した曝気槽
１は上昇管２及び下降管３からなり、廃水は廃水
入口４から注入され、処理水出口５から流出す
る。空気は送気管６から送られ、気泡は上昇管２
を上昇し、エアリフト効果により廃水処理剤を流
動させ、廃水と接触してアンモニア態窒素化合物
を硝化処理する。NH₄−N15〜30mg／の廃水
を滞留時間６時間で処理した結果を第２図に７で
示す。

比較のため、従来法として、菌体濃度2000mg／
での浮遊型の活性汚泥法により前記の廃水と同
じ廃水を処理し、結果を第２図に８で示す。な
お、第２図において９は原水のNH₄−Ｎ濃度を
示す。

第２図から判るように、従来法では運転20日目
以後に糸ミミズが大量に発生し、硝化菌の量が減
少し、処理水質が悪化した。これに対し、本発明
の廃水処理剤を用いた場合には、廃水中に糸ミミ
ズが発生しても、処理水質は安定して良好であつ
た。

実施例 ２ 実施例１と同様にして硝化菌のフロツクを作つ
たが、径の異なるフロツクを種々製造し、それぞ
れ実施例１と同様に包括固定し、直径３mm、長さ
３mmの円柱に成形した。得られた廃水処理剤の硝
化菌の活性を測定し、結果を第３図に示す。

硝化菌の活性は酸素摂取速度γ〓（mgO₂／ｈ）で
測定した。活性の残存率は包括固定する前の硝化
菌のγ〓と包括固定した硝化菌のγ〓との比率であ
る。

第３図から明らかなとおり、フロツク径100μ
ｍ未満の硝化菌（高分子凝集剤を添加しない）を
包括固定した廃水処理剤の活性の残存率は10％以
下であつたが、高分子凝集剤を添加し、フロツク
径を100μｍ以上とした凝集菌を包括固定した廃
水処理剤の活性の残存率は15〜40％であり、活性
を大幅に向上できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に使用した曝気槽の略
示断面図、第２図は実施例１における廃水及び処
理水のアンモニア態窒素化合物の濃度の経時変化
図、第３図はフロツク径と硝化菌の活性の残存率
との関係図である。 ２……上昇管、３……下降管、６……送気管、
７……本発明の廃水処理剤での処理水のNH₄−
Ｎ濃度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 廃水中の窒素化合物を微生物学的に硝化する
   廃水処理剤において、有機高分子凝集剤を用いて
   硝化菌をフロツク状に凝集させて得た凝集物をポ
   リアクリルアミドゲル内部に包括固定化して成る
   ことを特徴とする廃水処理剤。 ２ 有機高分子凝集剤を用いて硝化菌をフロツク
   状に凝集させ、得られた凝集物をポリアクリルア
   ミドゲル内部に包括固定化することを特徴とする
   廃水処理剤の製造方法。 ３ 硝化菌の凝集物を100μｍ以上の大きさのフ
   ロツクに凝集させる特許請求の範囲第２項記載の
   方法。