JPH02241596A - 活性汚泥のバルキング防止方法 - 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］ この発明は、都市下水・産業廃水の生物化学的処理にお
いて、活性汚泥のバルキングを防止する方法に関するも
のである。

〔従来の技術Ｊ 都市下水・産業廃水などに含まれている有機物を除去す
るために、微生物を利用した生物化学的処理方法が広く
用いられている。従来この方法は、活性汚泥処理装置の
曝気槽に活性汚泥（微生物の集合体）を浮遊させて汚濁
物を分解除去し、その後の汚泥沈降槽において活性汚泥
処理水を分離するのが一般的である。

しかし活性汚泥処理は、活性汚泥中りこ糸状細菌や糸状
菌などの微生物が異常に増殖し、汚泥沈降槽ではほとん
ど沈降しなくなる現象（バルキング）がしばしば発生す
る。活性汚泥と処理水との固液分離性が悪化すると、汚
泥沈降槽から活性汚泥が処理水とともに流出し、この結
果処理水質が著しく悪化する。このため従来から活性汚
泥処理のバルキング防止にはさまざまな対策が講じられ
てきた０例えば鉄塩、アルミニウム塩などの無機系凝集
剤、あるいは高分子凝集剤を添加し、汚泥のフロックを
凝集させ、沈降性を改善しようとする方法、及び塩素や
過酸化水素を添加して糸状細菌や糸状菌などの微生物を
死滅させるなどの化学的方法がある。

又曝気量を増やし溶存酸素濃度を増加させる、ＢＯＤ負
荷を下げる、曝気（１を押しだし流れあるいは回分式装
置に改造するなど、活性汚泥処理装置の運転管理の面か
ら改造する方法も提示されている。さらには、糸状細菌
や糸状菌などの微生物を捕食あるいは切断する微生物を
利用する微生物学的方法も検討されている。

このような化学的処理方法、運転管理から改善する方法
、微生物を利用する微生物学的方法については、「活性
汚泥のバルキングとその対策」（アイビーシー、昭和５
３年発行）、及び特開昭５８−９５５９６号公報などに
示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、公知になっているこのような方法は、以下に述
べるような多くの問題点を有している。

まず鉄塩（ＶＡλば塩化第２鉄）、アルミニウム塩（例
えば硫酸バンド）などの無機系凝集剤を添加して汚泥の
沈降性を改善する方法は、−時的な効果を有するものの
長期間毎日の連続添加が必要であり、処理費用の増大を
余１株なくされる。又活性汚泥に含まれる糸状細菌や糸
状菌などの微生物の異常増殖防止に対しては効果がなく
、根本的な解決策とは成り得ない。

高分子凝集剤を使用する方法は、添加量が少なくて済む
もののやはり一時的な効果しか有しておらず、＠日の連
続添加が必要であり、さらには高分子凝集剤の多（が活
性汚泥の機能を阻害する成分を有しているために、下水
、産業排水の汚濁成分の分解不良等の活性汚泥処理の不
調を招きやすい。

また塩素や過酸化水素を添加する方法は、糸状細菌や糸
状菌などの微生物の他に他の有用微生物を弱化ないしは
殺してしまうので、活性汚泥の機能が著しく低下し、そ
の回復が遅れることが多い、このように、化学的方法の
みによって活性汚泥のバルキングを防止するのはかなり
困難である。

次に、曝気量を増やし溶存酸素濃度を増加させたり、Ｂ
ＯＤ負荷を下げたり、或いは曝気槽を押しだし流れ方式
や回分式装置に改造するなどの活性汚泥処理装置の運転
管理装置の改造面から改善する方法であるが、このよう
な方法はバルキングの解消に対して即効性が無く、又効
果についても廃水の種類によってかなりの変動がある。

しかも設備の改造や廃水量の調整が必要となり、処理費
用の増大を招いてしまう。

さらに微生物学的処理方法であるが、選択的に糸状細菌
や糸状菌を捕食や切断する原生動物（例えばＴｒｏｃｈ
ｉｌｉｏｉｄｅｓ　ｒｅｃｔａｌや細菌（例えばＢｄｅ
ｌｌｏｖｉｂｒｉｏ）などが何種類か知見されてはいる
ものの、このような微生物を曝気槽で優先的に増殖させ
るのはかなり困難であり、実際に成功した例はない、こ
のため現在微生物に放射線照射などで突然変異を誘発さ
せ、選択的に糸状細菌や糸状菌を捕食や切断する能力を
有する微生物を繰り返し集積培養して開発した微生物製
剤が各種作られ、使用され始めている。

微生物製剤は粉末状あるいは液状であり、１ｇ中に数億
個の微生物を含む場合もあるため、継続添加により、容
易にこのような微生物を曝気槽で優先的に増殖させるこ
とが可能である。なかでも米国のＰＯＬＹＢＡＣ社の微
生物製剤は長年の実績を有し、米国では廃水処理の分野
で広く活用されてい６、Ｃ例えば「用水と廃水Ｊ　Ｖｏ
ｌ、３０．Ｎｏ１Ｏ，１９８８）しかし、このような微
生物製剤を使用する方法も、以下の欠点を有している。

まず糸状菌を死滅させて有用菌を育成し、バルキングの
解消を図るためには即効性がなく、長期間の連続添加が
必要であり、緊急時のバルキング対策には成り得す、ま
た処理費用の増大を招いてしまう、又廃水の性状によっ
て微生物製剤の添加方法が大幅に異なってくるために運
用方法が難しく１例えば微生物製剤の添加量が多すぎる
場合。

活性汚泥が糊状になり、沈降性が悪化する現象が、又添
加量が少ない場合、はとんどバルキングに対して効果を
発揮しえないことがしばしば知見される。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、活性汚泥処理
においてバルキングを防止する方法を提供する。

［ｉ！！題を解決するための手段１ 本発明の活性汚泥のバルキング防止方法は、都市下水及
び／又は産業廃水の活性汚泥処理において、曝気槽に微
生物の固定化担体とともに１選択的に糸状細菌を捕食あ
るいは切断する微生物及び／又はこれらを有する微生物
製剤を添加して固定化担体上に微生物を固定化増殖せし
め、さらに微生物に対して毒性の少ない無機凝集剤と高
分子凝集剤を併用して添加することにより活性汚泥のバ
ルキングを防止することを特徴とする。

〔作　用１ 以下に作用とともに本発明の詳細な説明する。

本発明者等は、活性汚泥処理のバルキングを抑制する方
法について研究する過程において、曝気槽に微生物の固
定、化担体と微生物製剤を併用して添加することにより
、下水・産業廃水の汚濁成分の分解に関与する有用微生
物、及び糸状細菌等を捕食切断する微生物が固定化担体
に固定化され、汚泥の沈降性を改善して活性汚泥を高濃
度化させる結果、安定した処理と処理効率の向上が可能
となることを知見し、さらに凝集剤を併用することによ
り、汚泥の沈降性が直ちに改善され、同時に長期間効果
を有するバルキング抑制方法を開発したものである。

この活性汚泥のバルキングを抑制する方法は、以下のよ
うな特徴を有している。

まず曝気槽に添加する微生物の固定化担体であるが、例
えば高炉水砕、珪砂、活性炭、コークス、ゼオライト、
シャモット、クリストバライト、セラミックス、軽量骨
材、ナイロン、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂など、表
面に微生物を固定化できるものであれば使用可能である
。なかでも高炉水砕は、本発明者等が活性汚泥の固定化
担体として開発に成功したものであり、（特開昭６３−
６２５９４号公報）多孔質であると同時に鉄、マグネシ
ウムなどの微生物の微量栄養源を含んでおり、その上主
成分のカルシウムが徐々に溶は出すことによりｐＨ調整
作用も有しているため、微生物製剤に含まれる微生物の
固定化担体として最も望ましいものである。

又固定化担体と微生物の付着性との関係は、固定化担体
の粒子が細かくなるほど微生物が付着しやすいが、細か
くなるほど汚泥沈降槽からも流出しやすくなる。したが
ってこの点から、粒径は０．０２ｍｍ以上が望ましい、
又固定化担体の粒径と曝気槽での分散性の関係は、固定
化担体の粒径が０．５ｍｎ＋を越えるものは分散性が十
分でなく、曝気槽に均一に分散させるのが困難である。

したがってこれらのことを勘案すると、曝気槽に添加す
る固定化担体の粒径は、０．０２〜０．５ｗｍの範囲が
最適である。

次に本発明で用いる固定化担体の添加量について説明す
る。固定化担体の添加量は、主に人工下水や産業廃水を
用いた活性汚泥処理実験から決定できる。この結果、固
定化担体を添加せず、微生物製剤単独添加の場合と比較
して、固定化担体を曝気槽１ｒｎ’あたり　０．１Ｋｇ
以上添加すると処理水質の向上が著しく、又微生物製剤
の添加期間も短縮できることが明らかになった。したが
って固定化担体は、曝気槽１ｒｒｌ’あたり　０．１Ｋ
ｇ以上添加する必要がある。

次に本発明で使用する無機系凝集剤について説明する。

無機系凝集剤の種類としては、従来から一般に凝集剤と
して使用されている薬品で十分である０例＾ば鉄塩とし
ては、塩化第２鉄、硫酸第２鉄、硫酸第１鉄、ポリ硫酸
第２鉄などが、またアルミニウム塩としては、硫酸アル
ミニウム、Ｐ　Ａ　Ｃ（ｐｏｌｙ−ａｌｕｍｉｎｉｕｍ
　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　）などがあげられる。

又本発明で使用する高分子凝集剤としては、アニオン性
またはノニオン性の有機高分子凝集剤が望ましい、これ
はカチオン性凝集剤が活性汚泥に対して毒性が強く、活
性汚泥の機能を著しく阻害することを本発明者等が知見
したためである。

以下図面を用いて説明する。第１図は活性汚泥の機能に
及ぼすカチオン系高分子凝集剤の影響を示すグラフであ
り１人工下水（ＢＯＤ　：　　２００　ｍｇ／Ｌ）に所
定量の市販のカチオン系高分子凝集剤を添加したのち活
性汚泥を植種し、クーロメータを用いて酸素消費量を測
定したものである。

このグラフから明らかなように、カチオン系高分子凝集
剤を添加した試料（Ｎｏ、　ｌ　＝　Ｎｏ、　５１は、
いずれの場合も添加していない試料（Ｎｏ、　６１と比
較すると、酸素消費累積曲線の立ち上がりが遅れており
、即ち植種した活性汚泥の対数増殖が起る時間が長くな
っており、活性汚泥の機能が阻害されていることを示し
ている。

一方第２図の活性汚泥の機能に及ぼすアニオン系高分子
凝集剤の影響を示すグラフのように、アニオン系高分子
凝集剤を添加した場合は、添加した試料（Ｎｏ、１−Ｎ
ｏ、５１も添加していない試料（Ｎｏ、６１も、酸素消
費累積曲線はほぼ一致しており、活性汚泥に対する毒性
はほとんど無い、ノニオン系高分子凝集剤もアニオン系
高分子凝集剤と同様に活性汚泥に対する毒性はほとんど
無い。

次にこれらの凝集剤の糸状菌性バルキングが起っている
活性汚泥への添加効果であるが、例えば塩化第２鉄の場
合、５０〜２００ｍｇへの添加で十分に凝集効果がある
。又アニオン系高分子凝集剤、またはノニオン系高分子
凝集剤を５〜ｂ無機凝集剤とアニオン系及び／又はノニ
オン系高分子凝集剤とを凝集剤と併用して添加すること
により、凝集作用をさらに高めることが可能になる。さ
らに凝集剤の添加によってｐＨの低下が予期される場合
には、アルカリ剤の添加が必要となるが、アルカリ剤と
しては、消石灰、ソーダ灰あるいは苛性ソーダのいずれ
かを添加すれば問題が無い。

なおこれらの凝集剤や高分子凝集剤などの添加方法は、
特に限定されるものでは無く、例えばこれらの薬品類を
あらかじめ所定の割合に混合して、同時に曝気槽に添加
しても、また別々に順序を決めて添加してもかまわない
、又薬品類を、高炉水砕などの固定化担体や微生物製剤
と混合して添加してもかまわない、第３図は本発明に用
いるバルキング抑制剤が活性汚泥の機能に及ぼす影響を
示すグラフであり、このグラフが示すように、固定化担
体を５０重量％、無機系凝集剤を３３重量％、高分子凝
集剤を１６重量％、微生物製剤を１重量％混合したもの
を０．３〜１．８ｇ／Ｌ添加しても、活性汚泥に対する
毒性は全く認められない。

〔実施例１ 次に本発明の実施例について説明する。

実施例１　（都市下水処理への適用） タイプ０２１Ｎ型の糸状菌が大量発生してバルキング状
態となっている都市下水処理の活性汚泥に、本発明によ
る方法を適用して効果を検証した０表１に示す条件で、
塩化第２鉄高分子凝集剤、高炉水砕、消石灰は１日毎に
５日間、微生物製剤は１０日間連続して適用したところ
、表２３表３に示す結果が得られた。

当初活性汚泥（７）ＳＶＩは４００〜６００、ＭＬＶＳ
Ｓハロ００〜８００ｍｇ／Ｌと完全なバルキング状態で
あったが、添加直後に凝集剤の作用で沈降性が急激に改
善され、さらに１０日後にはＳＶＩが１１０、ＭＬＶＳ
Ｓが１２６０ｍｇ／Ｌと活性汚泥の性状は完全に健全な
状態まで回復した。

また処理水質も汚泥の流出が止まったため大幅に改善さ
れ、添加１０日後の処理水質は、ＢＯＤ５が５．５ｍｇ
／Ｌ、　ＣＯＤ　ｖｎが１２．７ｍｇ／Ｌ％Ｓ　Ｓが８
．５ｍｇ／Ｌと非常に良好である。

表１　曝気槽１００ｒｒ？あたりの添加量表２　本発明
適用前後の活性汚泥性状の変化表３ 本発明適用前後の処理水質の変化 止まったため、ＢＯＤ５が８．４ｍｇ／Ｌ、　ＣＯＤ　
ｖＬｌが３０．４ｍｇ／Ｌ、　Ｓ　Ｓが８．７ｍｇ／Ｌ
と、処理水質も著しく改善された。

表４ 乳業排水の水質分析 実施例２（産業廃水処理への適用） 実施例１と同様の方法で、乳業廃水の活性汚泥処理のバ
ルキング抑制のため本発明を適用した。

この設備は、表４に示すように水質の負荷変動が極めて
大きいため（ＢＯＤ容積負荷０，３４〜１．０３）バル
キングが発生しやすく、しばしば汚泥が処理水中に流出
し、処理水質の悪化を招いていた。

そこで本発明を適用したところ、添加直後に汚泥の沈降
性が向上し、当初ＳＶＩが４８０であったものが１０日
後には２３０まで改善された。また活性汚泥濃度は、Ｍ
ＬＶＳＳ″ｃ１６００ｍｇルから３２００ｍｇ／Ｌｔ、
　ｔ’増加した。しかも表５に示すように汚泥の流出が
内は、 平均値 表５　　　　処理水の水質分析 ［発明の効果ｊ 以上説明したごとく本発明は、都市下水や産業廃水の活
性汚泥処理において、バルキングが発生して処理水質の
悪化を招いている場合に、迅速にバルキングを抑制する
ことができ、さらに固定化担体上に有用微生物を固定化
増殖せしめているため、バルキング抑制効果を長期間継
続させることが可能になった。このため処理水質を著し
く向上させることが可能となり、しかも従来から広く用
いられているバルキング抑制方法と比較して短期間で効
果がでるため、ランニングコストの削減も可能となった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、活性汚泥の機能に及ぼすカチオン系高分子凝
集剤の影響を示すグラフ、第２図は活性汚泥の機能に及
ぼすアニオン系高分子凝集剤の影響を示すグラフ、第３
図は本発明に用いるバルキング抑制剤が活性汚泥の機能
に及ぼす影響を示すグラフである。 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名 ；Ｘ？１図 弁２図 ５ｕ’ｌ定Ｂ’Ｆｆ間（時間） ボ３図 漕１定ｖｒ間（時間）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）都市下水及び／又は産業廃水の活性汚泥処理にお
   いて、曝気槽に微生物の固定化担体とともに、選択的に
   糸状細菌を捕食あるいは切断する微生物及び／又はこれ
   らを有する微生物製剤を添加して固定化担体上に微生物
   を固定化増殖せしめ、さらに微生物に対して毒性の少な
   い無機凝集剤と高分子凝集剤を併用して添加することに
   より活性汚泥のバルキングを防止することを特徴とする
   活性汚泥のバルキング防止方法。