JPH04126595A - 廃水処理法 - 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、光合成細菌およびメタン生成細菌を利用して
有機性廃水を処理する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

食品工場廃水、都市下水等、有機性廃水の浄化処理にお
いて、廃水から炭素化合物を除去することは好気的微生
物処理やそれと嫌気性微生物処理（いわゆるメタン醗酵
処理）との組み合わせによってかなりの程度まで可能で
あるが、それに比べると窒素化合物の除去は困難であっ
て、有効かつ実際的な方法はまだ確立されていない。

すなわち、浄化処理に通常利用される好気性微生物や嫌
気性微生物は、炭素化合物を分解または同化する能力に
は優れているが、窒素化合物はあまり利用しないから、
従来、被処理廃水中の窒素化合物のかなりの部分は除去
されることなく放流水中に残り、河川や湖沼の富栄養化
の原因になっていた。

窒素化合物の除去に有効な手段の一つとして、光合成細
菌を利用する浄化処理法が知られている。この九理法は
、嫌気的条件下で非酸素発生をの光合成を行う光合成細
菌の、他の嫌気性微生物よりは顕著に優れた窒素吸収能
力を利用するものであって、特に、ＢＯＤが１０００ｐ
ｐ鳳以上という濃厚有機性廃水の処理にも適用可能であ
るという特長がある。しかしながら、光合成細菌は光合
成反応により空気中の二厳化炭素を取り込んで炭素源と
するため、廃水中の炭素化合物を除去する能力はない。

そこで、光合成細菌を利用する浄化処理法と他の浄化処
理法とを組み合わせて行うことにより炭素化合物と窒素
化合物の両方を高率で除去しようとする廃水処理法が検
討された。しかしながら、適当な撹拌機付き培養槽に被
処理廃水を供給し、照明下に光合成細菌を増殖させて窒
素、リン等を吸収させる従来の光合成細菌処理は、供給
する廃水中の栄養分濃度の変動や菌体の流出が原因で、
槽内細菌数が著しく低い水準まで低下してしまい、処理
目的を達成できなくなることがある。そのような場合は
別に培養した菌体を補充するか、培養槽を洗浄して装置
の立ち上げをやり直す必要が生じる。また、光合成細菌
処理と他の微生物処理とを別々の処理槽で行うことによ
り設備費、電力費、管理費等がかさむという問題点もあ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明の目的は、炭素化合物分解能の優れた微生
物と窒素化合物吸収能の優れた光合成細菌とを単一のリ
アクターで安定的に増殖させながら廃水を処理すること
により従来よりも簡単に炭素化合物と窒素化合物を廃水
から除去する手段を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明が採択した手段は、内部
に照明手段を備え且つ微生物の担体が充填されたリアク
ターの担体に光合成細菌およびメタン生成細菌を固定し
、リアクター内を嫌気状態に保ち且つ上記照明手段によ
る照明を行いなから廃水をリアクターｌこ供給して上記
微生物固定化担体充填層を通過させることからなる。

以下、本発明実施のためのリアクターの概略を示す図面
を参照しながら本発明を説明する。

リアクターｌは、本体２（縦長円筒状の塔状部分）とそ
の中に充填された担体３からなる。担体３としては、多
孔質のセラミックス、合成樹脂等からなる円筒形、サド
ル形、球形のものなど、微生物固定に適したものが使わ
れる。

本体２は、底部に被処理廃水供給口４、側壁の頂部に近
い部分に処理済み廃水流出口５、頂部にガス排出口６を
持つ。

リアクター１の中心部には、担体３の中に埋設されるよ
うにして照明装置７がある。照明装置７としては、電灯
のほか、光ファイバーを用いて太陽光をリアクター１内
に導入し照明する装置を用いてもよい。

このリアクター１を用いて廃水浄化処理を行うには、最
初に担体３に対する微生物固定を行う。そのためには、
まず任意の嫌気性消化槽から排出された消化汚泥を本体
２内に満たし、嫌気状態にして約３７℃の温度を保つ。

これにより、担体３の表面にメタン生成細菌が固定され
る。その後、または上記と並行して、照明装置７による
照明を行い、照明装置７付近の担体３の表面に光合成細
菌を着生させる（照明装置７からの光は担体３に遮られ
て遠方までは到達しないから、照明装置７の周辺の担体
だけに光合成細菌が着生する）。

光合成細菌は、それを優先種化させた菌懸濁液をあらか
じめ別の培養槽で調製して本体１に供給すると、菌固定
を短時間で行うことができる。この場合に用いる光合成
細菌としては、紅色非硫黄細菌などが適当である。

この後、光照射を続は且つリアクター１内を約３７℃に
保温しながら、被処理廃水を供給口４から連続的に供給
する。供給速度は、ＨＲＴ　（滞留日数）が２〜５日程
度になるように選ぶ。

メタン生成細菌は絶対嫌気性菌であって０　、１　ｐｐ
ｍ程度の酸素濃度でも死滅するが、リアクター内に共存
する光合成細菌が酸素を消費する反応を行うため、また
リアクター底部の担体３には強い還元反応を行う細菌も
付着するので、廃水中の酸素濃度はリアクター１内を上
方に流れるに従って急速に減少し、メタン生成細菌に必
要な高度の嫌気状態が形成される。その結果、リアクタ
ー１内では光合成細菌による窒素化合物の摂取とメタン
生成細菌による炭素化合物の分解反応とが並行して生起
し、窒素化合物濃度と炭素化合物濃度とが低下した廃水
は最後に廃水流出口５から装置外に排出される。

この間、被処理廃水の組成（特に窒素化合物濃度）に応
じて照明装置７による照明の強さや分布を調節し、リア
クタ−１内光合成細菌の活動度を最適状態に調整すると
、消費電力を節約し効率のよい処理を行うことができる
。

メタン生成細菌の作用により炭素化合物から生成したメ
タンガスは、担体３間の隙間を通ってリアクター１内を
上昇し、最後にガス排出口６から装置外に排出される。

以上により、単一の処理装置による高度の浄化処理が達
成される。

処理中に増殖した微生物は、少しずつ担体３や本体２側
壁から離れて廃水中に入り、処理済み廃水とともに装置
外に排出されるが、一部は担体３上や担体３間に過剰に
蓄積され、それにより被処理廃水の流通抵抗を増加させ
る。この過剰の菌体は、リアクター１内に水道水を数回
流すことにより排除することができる。

〔実施例〕

以下、実施例を示して本発明を説明する。

実施例１ 前述のものと同様のリアクターによる人口下水の処理実
験を行なった。リアクター１としてはアクリル樹脂製で
容量３０１の本体２の内部にサドル形の多孔質セラミッ
クス製担体３を充填したものを用いた。

このリアクターに、都市下水処理場の嫌気性消化槽から
排出された消化汚泥を満たし、嫌気状態にして、３７°
Ｃで３日間静置した。その後、被処理廃水供給口から人
工下水（酢酸４．０００ｍｇＩＱ％ペプトンｌ、５００
　ｗａｘ／Ｌ　シュークロース１．ｏ　ｏ　ＯＨ／１１
）をＨＲＴ３日の流速で供給し、約２週間で、消化汚泥
由来のメタン生成細菌が担体表面に固定されたことを確
認した。

別に、消化汚泥を嫌気状態で３７℃に保ちながら約２．
０ＯＯＬＵＸの光を７日間照射し、それにより光合成細
菌が優先種化した汚泥ｌｌを上記メタン生成細菌固定後
のリアクターに供給し、中心部に設置した照明装置によ
る照明を開始した（リアクター中心部における平均照度
的２，０ＯＯＬＵＸ）。

２週間経過後、昼間のみ人工光源による照明を行いなが
ら上記条件で人工下水の供給を再開し、３０日間、連続
的な処理を行なった。処理済み廃水流出口から出た下水
は沈降槽に溜めて静置し、上溝を処理水として分析した
。また、ガス排出口からのガス流出量を流量計により測
定して処理によるガス発生量を求め、さらにガスクロマ
トグラフィーにより発生ガス中のメタン含有率を求めた
。

実験結果（３０日間の運転中の平均値）を表１に示す。

比較のため、光合成細菌のみを固定したほかは同様にし
たリアクターによる処理結果を併せて示した。

表１の結果から明らかなように、メタン生成細菌と光合
成細菌を共生させたリアクターによる処理を行う本発明
の処理法は、炭素化合物と窒素化合物の両方を単一のリ
アクターで効率よく除去することができる。

表１ 〔発明の効果〕 上述のように、担体を充填したリアクターに光合成細菌
およびメタン生成細菌を固定し、内部を部分的に照明し
て光合成細菌を適度に活動させながら廃水処理を行う本
発明によれば、有機酸等の炭素化合物と窒素化合物の両
方を単一の装置で効率よく除去することが可能であり、
有機性廃水の高度処理を低廉な装置維持費と管理費でき
わめて効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用するリアクターの概略説明
図である。 ｌ：リアクタ−２＝リアクタ一本体 ３：担体　　　　　　　　　４：被処理廃水供給口５：
処理済み廃水流出孔　　６：ガス排出ロア：照明装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部に照明手段を備え且つ微生物の担体が充填されたリ
   アクターの担体に光合成細菌およびメタン生成細菌を固
   定し、リアクター内を嫌気状態に保ち且つ上記照明手段
   による照明を行いながら廃水をリアクターに供給して上
   記微生物固定化担体充填層を通過させることを特徴とす
   る廃水処理法。