JPH08243592A

JPH08243592A - 微生物学的前処理および後処理を備えた光酸化水処理装置

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Publication number: JPH08243592A
Application number: JP7049940A
Authority: JP
Inventors: Teruo Higa; 嘉照夫比; Shiro Miyazaki; 崎史朗宮
Original assignee: II M KENKYU KIKO KK
Current assignee: II M KENKYU KIKO KK
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1996-09-24
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP3860847B2

Abstract

(57)【要約】【目的】より効率の良い水処理が可能な紫外線酸化処
理装置の提供。【構成】水に紫外線を照射する光酸化部、および該光
酸化部に導かれる前の処理水を処理する前処理部および
／または該光酸化部で処理された後の水を処理する後処
理部とを備えてなる水処理装置であって、この前処理部
および後処理部において被処理水は、放線菌、光合成細
菌、乳酸生成菌、糸状菌、および酵母の５つの群のそれ
ぞれから少なくとも一種ずつ選択された、少なくとも計
５種からなる微生物群と接触させられるよう構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】発明の分野本発明は、紫外線による光酸化によって水を処理する水
処理装置に関し、さらに詳しくは紫外線による光酸化に
よって水を処理する水処理装置における微生物学的な前
処理および／または後処理に関する。

【０００２】背景技術ほとんどの物質は紫外線領域に吸収を持ち、その結果、
光反応、光イオン化、生理作用、殺菌作用などが生じ
る。従って、下水、洗浄排水、または使用前の水に紫外
線を照射することで、その中に含まれる有機物、微生物
などを分解し、低分子化して水質の浄化を図ることが出
来る。このような装置は、光酸化処理装置、紫外線酸化
水処理装置などと呼ばれて広く知られている。

【０００３】

【発明の概要】本発明者らは、今般、光酸化処理装置
と、被処理水を特定の微生物群と接触させる前処理およ
び／または後処理とを組み合わせることで、より効率の
良い水処理が出来ることを見出した。本発明はかかる知
見に基づくものである。

【０００４】従って、本発明は、より効率の良い水処理
が可能な紫外線酸化処理装置の提供をその目的としてい
る。

【０００５】本発明による光酸化水処理装置は、被処理
水に紫外線を照射する光酸化部、該光酸化部に導かれる
前の被処理水を、放線菌、光合成細菌、乳酸生成菌、糸
状菌、および酵母の５つの群のそれぞれから少なくとも
一種ずつ選択された、少なくとも計５種からなる微生物
群と接触させる前処理部、および／または該光酸化部で
処理された後の被処理水を、放線菌、光合成細菌、乳酸
生成菌、糸状菌、および酵母の５つの群のそれぞれから
少なくとも一種ずつ選択された、少なくとも計５種から
なる微生物群と接触させる後処理部を備えてなるもの、
である。

【０００６】

【発明の具体的説明】本発明による水処理装置によれ
ば、被処理水のＣＯＤおよびＢＯＤの低減、含有有機物
の分解、殺菌処理、殺藻処理を効率よく行うことが出来
る。本発明による水処理装置は、種々の水系排水の浄化
処理、一次利用水、二次利用水の浄化処理などに適用で
きる。その具体例としては、家庭および店舗排水の処
理；精密機械加工における脱脂洗浄排水処理；メッキ処
理におけるシアン排水処理；プリント配線基板製造にお
ける無電解Ｎｉメッキ浴排水、液体レジスト現像排水処
理；染色加工における有機染料排水処理；半導体製造ま
たは液晶製造などにおける超純水処理の前処理；下水処
理水の再利用のための処理；工業用循環水の処理；有機
塩素系溶剤、アルコール、炭化水素などの有機物を多量
に含んだ排水の有機物分解処理；ゴルフ場排水の処理；
池水、湖水、沼水などの浄化処理；その他高ＣＯＤおよ
び高ＢＯＤの有機系排水処理等が挙げられる。

【０００７】本発明による水処理装置の光酸化部は、紫
外線の酸化力により、有機物を分解、低分子化する機能
を備えたものであれば、特に限定されない。好ましく
は、被処理水に過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、オ
ゾンなどの酸化剤を添加して、その後処理水に紫外線を
照射する態様が好ましい。この態様においては、紫外線
の照射により酸化剤が活性化され、ヒドロキシラジカル
などが発生し、これにより処理水中の有機物は酸化分解
され、低分子化される。さらに、酸化剤を活性化させる
触媒を存在させてもよい。

【０００８】本発明の第一の態様による水処理装置は、
この光酸化部に導かれる前の被処理水を、生物学的に前
処理する。生物学的前処理は、この被処理水を、放線
菌、光合成細菌、乳酸生成菌、糸状菌、および酵母の５
つの群のそれぞれから少なくとも一種ずつ選択された、
少なくとも計５種からなる微生物群と接触させることに
よって行われる。

【０００９】本発明に用いられる微生物の好ましい具体
例を挙げれば次の通りである。放線菌に属するものとし
ては、Streptomyces、Streptoverticillium 、Nocardi
a、Micromonospora、Rhodococcus などの属に属する微
生物が挙げられ、より具体的にはStreptomyces albus
(e.g. ATCC 3004) 、Streptoverticillium baldaccii
(e.g. ATCC 23654) 、Nocardia asteroides (e.g. ATCC
19247) 、Micromonospora chalcea (e.g. ATCC 1245
2)、Rhodococcus rhodochrous(e.g. ATCC 13803)などが
挙げられる。

【００１０】光合成細菌に属するものとしては、Rhodop
seudomonas、Rhodospirillum、Chromatium、Chlorobium
などの属に属する微生物が挙げられ、より具体的にはRh
odopseudomonas sphaeroides (e.g. IFO 12203) 、Rhod
ospirillum rubrum (e.g. IFO 3986) 、Chromatium oke
nii 、Chlorobium limicola などが挙げられる。

【００１１】乳酸生成菌に属するものとしては、Lactob
acillus 、Propionibacterium 、Pediococcus 、Strept
ococusなどの属に属する微生物が挙げられ、より具体的
にはLactobacillus bulgaricus (e.g. ATCC 11842)、Pr
opionibacterium freudenreichii (e.g. IFO 12391) 、
Pediococcus halophilus (e.g. IFO 12172) 、Streptoc
ocus lactis (e.g. IFO 12007)、Storeptococus faecal
is (e.g. IFO 3971)などが挙げられる。

【００１２】糸状菌に属するものとしては、Aspergillu
s 、Mucor などの属に属する微生物が挙げられ、より具
体的にはAspergillus japonicus (e.g. IFO 4060) 、As
pergillus oryzae (e.g IFO 4075) 、Mucor hiemalis
(e.g. IFO 5303)などが挙げられる。

【００１３】酵母に属するものとしては、Saccharomyce
s 、Candida などの属に属する微生物が挙げられ、より
具体的にはSaccharomyces cerevisiae (e.g. IFO 030
4)、Saccharomyces lactis (e.g. IFO 0433)、Candida
utilis (e.g. IFO 0396)などが挙げられる。

【００１４】本発明において５つの群からそれぞれ選ば
れる微生物は一種でも複数でも良い。本発明のより好ま
しい態様によれば、複数の微生物を組み合わせて用いる
のが好ましい。これらの微生物は、それらの微生物の通
常の条件で培養されてよい。

【００１５】このような生物学的前処理によって、後段
の光分解による処理がより効率よく行われる。以下の理
論に拘束されるわけではないが、この前処理によって、
被処理水中に存在する有機物などの固形成分は微生物に
よって、後段の光分解において効率よく分解され得る大
きさの分子まで分解されるのが理由と思われる。

【００１６】微生物と被処理水の接触の態様は特に限定
されないが、本発明の好ましい態様によれば、微生物を
多孔質体に単持させ、その多孔質体と被処理水とを接触
させることで実施されてよい。この多孔質体は、微生物
が生息可能であれば特に限定されないが、例えば粘土鉱
物を焼結して得られた連続気孔を有する多孔質セラミッ
ク、木炭、合成繊維からなるフェルト、合成樹脂からな
る多孔板、多段に重ねた合成樹脂板などを好ましく利用
することが出来る。

【００１７】本発明の第二の態様による水処理装置は、
光酸化部で処理された後の処理水を、生物学的に後処理
する。生物学的後処理は、この処理水を、放線菌、光合
成細菌、乳酸生成菌、糸状菌、および酵母の５つの群の
それぞれから少なくとも一種ずつ選択された、少なくと
も計５種からなる微生物群と接触させることによって行
う。

【００１８】この態様に用いられる微生物の好ましい具
体例としては、上記した生物学的前処理に用いられるも
のが挙げられる。さらに、微生物と被処理水の接触の態
様は特に限定されないが、本発明の好ましい態様によれ
ば、上記した生物学的前処理と同様の態様が挙げられ
る。

【００１９】このような生物学的後処理によって、光酸
化部で処理された処理水に存在する有機物をより完全に
分解することが出来る。さらに従来、このような光酸化
部で処理された処理水の後処理として活性炭による濾過
処理が知られているが、本発明によれば、この活性炭と
上記微生物群を組み合わせることで、この活性炭の濾過
能力を長期間に亘り維持することが可能であるとの利点
が得られる。

【００２０】本発明の第三の態様による水処理装置は、
上記の第一の態様および第二の態様を組み合わせたも
の、すなわち生物学的前処理と、生物学的後処理をとも
に備えてなるものである。この態様による水処理装置に
よれば、より効率のよい水処理を行うことが出来る。

【００２１】本発明による水処理装置を図面を用いて説
明する。図１は、本発明による水処理装置を表す。被処
理水は貯留タンク１に導入路２を介して投入される。こ
の貯留タンク１内のｐＨ、温度などの状態は、センサー
手段３を設けて知ることができるよう構成してもよい。
この貯留タンク１の被処理水はポンプ４によりバルブ５
を介して前処理層６に導入される。この前処理層６の断
面図を図２に示す。この前処理層６は、容器７とその中
に充填された多孔質床８とから構成されている。そして
この多孔質床８には上記した微生物群が担持されてい
る。被処理水は導管１０から入り多孔質床８の間隙９を
流れる。その間、被処理水中に存在する有機物などは多
孔質床８に吸着される。そして、微生物群により分解さ
れ、低分子化される。さらに場合によって、バルブ２６
および２７を切り替えて、被処理水を循環路２８を経由
させて循環処理することも可能である。その後被処理水
は導管１１から前処理槽６を出る。前処理を受けた被処
理水は、次に貯留タンク１２に至り溜め置かれ、その後
光酸化処理を受ける。

【００２２】光酸化処理は次のように行われる。貯留タ
ンク１２に溜め置かれた被処理水に、酸化剤タンク１３
からの酸化剤を、投入装置１４を用いて貯留タンク１２
に投入する。貯留タンク１２中で被処理水を攪拌するな
どして酸化剤と被処理水を十分に混合する。酸化剤と混
合された被処理水は、バルブ１５が開けられ、ポンプ１
６によって触媒槽１７に至る。触媒槽１７内には触媒層
が設けられてなる。この触媒層は光酸化処理に用いられ
ている触媒層であってよく、例えばニッケル化合物、鉄
化合物、チタン化合物からなり、充填構造をとるのが好
ましい。また、この触媒層は光酸化部と一体に構成され
てよい。この触媒槽によって酸化剤が活性化され、その
後被処理水は光酸化部１８に至る。この光酸化部１８
は、容器１９と、その内部に収容された紫外線ランプ２
０とから構成される。被処理水は容器１９内に入ると、
紫外線ランプ２０から紫外線の照射を受ける。被処理水
に存在する有機物、微生物などは紫外線により分解さ
れ、低分子化される。これにより、被処理水の浄化、殺
菌などが達成される。光酸化部１８を出た被処理水はバ
ルブ２１を介して再び貯留タンク１２に至る。本発明の
好ましい態様によれば、このような光酸化処理を処理水
を循環させて一定時間継続して行う。酸化剤を適宜追加
しながら行うことも好ましい。被処理水の浄化の程度
は、センサー２２を設け、これによって監視しながら行
うことも可能である。目的とする被処理水の浄化の程度
が達成できたならば、次に被処理水を後処理に付す。

【００２３】バルブ２１を閉めバルブ２３を開けること
で、被処理水を後処理槽２４に導く。ここで、この後処
理層２４は基本的に前処理槽６と同一の構成とされてよ
い。すなわち、この後処理槽は容器内に上記した微生物
群を担持させた多孔質床を収容して構成されてよい。本
発明の好ましい態様によれば、この後処理層２４の多孔
質床は活性炭によって構成されるのが好ましい。被処理
水はこの後処理槽２４内において、多孔質床の間隙を通
過し、その際被処理水内に残存している有機物などが多
孔質床に吸着される。吸着された有機物は多孔質床に担
持された微生物により分解され、低分子化される。これ
によって被処理水のより完全な浄化が達成される。

【００２４】本発明の好ましい態様によれば、貯留槽１
２の底部に多孔質床２５を形成してもよい。この多孔質
床２５に微生物が生息し、その結果、被処理水を貯留し
ている間に有機物の分解、低分子化が行なわれ、光酸化
による水の浄化を補助することが出来る。

【００２５】上記の装置において、前処理槽および後処
理槽の大きさ、光酸化部の紫外線ランプの出力などは被
処理水の種類および量、光酸化処理時に光酸化部を通過
する被処理水の流量などを勘案して適宜決定されてよ
い。本発明の好ましい態様によれば、ポリオキシエチレ
ン（ＯＰＥ）系洗浄液含有排水（ＣＯＤ３００ｍｇ／
ｌ）のような排水の場合、前処理槽における多孔質床を
１００リットル、後処理槽における活性炭からなる多孔
質床を１００リットル³、紫外線ランプの出力を２ｋ
ｗ、紫外線酸化部に導入される被処理水の循環流量を
１．８ｍ³／時としたとき、約１２５リットル／時程度
の量の排水処理を行うことが出来る。

【００２６】

【実施例】実施例１図１に記載の装置と同一の装置を用いて水処理を行っ
た。紫外線の出力は２ｋＷとし、酸化剤は３５％過酸化
水素水を下記の表に記載の量添加した。前処理槽は、次
の微生物群を、粘土鉱物を主原料に高温焼結して得られ
た連続気孔を有する多孔質セラミック担体（比重０．４
〜０．５、吸水率１７０％以上、気孔率７５％以上、表
面積２ｍ²／ｇ）に担持させたものを使用した。

【００２７】微生物群放線菌：Streptomyces albus (ATCC 3004) 、Streptov
erticillium baldaccii(ATCC 23654) 、Nocardia aste
roides (ATCC 19247) 、Micromonospora chalcea (ATC
C 12452) 、Rhodococcus rhodochrous(ATCC 13803) 。光合成細菌：Rhodopseudomonas sphaeroides (IFO 1220
3) 、Rhodospirillum rubrum (IFO 3986) 、Chromati
um okenii 、Chlorobium limicola 。乳酸生成菌：Lactobacillus bulgaricus (ATCC 11842)
、Propionibacterium freudenreichii (IFO 12391)
、Pediococcus halophilus (IFO 12172) 、Streptoco
cus lactis (IFO 12007) 、Storeptococus faecalis (I
FO 3971) 。糸状菌：Aspergillus japonicus (IFO 4060) 、Asperg
illus oryzae (IFO 4075) 、Mucor hiemalis (IFO 530
3) 。酵母：Saccharomyces cerevisiae (IFO 0304) 、Saccha
romyces lactis (IFO 0433) 、Candida utilis (IFO 03
96) 。

【００２８】上記の装置に原排水として種々のＣＯＤ値
を有するＰＯＥ系洗浄液含有排水を導入し、３０リット
ル／分の流量で原排水を前処理槽６に導入した。処理水
３０リットルを貯留槽１２に貯留し、その後光酸化処理
を行った。光酸化槽を循環させる際の流量は１０リット
ル／分、処理時間は１時間とした。原排水、および光酸
化処理前後の貯留槽１２の処理水のＣＯＤ値を測定し
た。また、更に前処理装置を有さない、光酸化槽のみに
よる処理も行った。それらの結果は、次の表に示される
通りであった。

【００２９】第１表被処理水原排水前処理過酸化水素光酸化処理前光酸化処理後 COD 値(mg/l) の有無 (g/l) COD 値(mg/l) COD 値(mg/l) １１０７有り０．６１０４１１無し０．６１０７２０２９８有り０．６９４７無し０．６９８２０３１５４有り０．９１５１１９無し０．９１５４３１４１５６有り０．９１５１１３無し０．９１５６２５５３０２有り１．２２９８２７無し１．２３０２４３

【００３０】実施例２実施例１と同様の装置によってＰＯＥ系洗浄液含有排水
を処理し、前処理および光酸化処理によりＣＯＤ値１２
ｐｐｍの処理水を得た。この処理水を、多孔質セラミッ
ク担体を粒状活性炭に代えた以外は実施例１の前処理装
置と同様の後処理装置に、１０リットル／分の流量で導
入した。この後処理後の処理水のＣＯＤ値を測定し、そ
の値が１２ｐｐｍとなるまでの時間を測定した。また、
上記微生物を担持させなかった以外は上記と同様の後処
理装置を構成し、これに上記と同様の排水を１０リット
ル／分の流量で導入した。この場合も、この後処理後の
処理水のＣＯＤ値を測定し、その値が１２ｐｐｍとなる
までの時間を測定した。それらの結果は、次の表に示さ
れる通りであった。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光酸化水処理装置の全体の模式図
である。

【図２】本発明による光酸化水処理装置の前処理槽また
は後処理槽の断面図である。

【符号の説明】

１貯留槽６前処理槽７容器８多孔質床１２貯留槽１３酸化剤槽１４酸化剤投入装置１７触媒槽１８光酸化部２０紫外線ランプ２４後処理槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 1/72 １０１Ｃ０２Ｆ 1/72 １０１ 3/34 3/34 ＡＺ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水に紫外線を照射する光酸化部、お
よび該光酸化部に導かれる前の被処理水を、放線菌、光
合成細菌、乳酸生成菌、糸状菌、および酵母の５つの群
のそれぞれから少なくとも一種ずつ選択された、少なく
とも計５種からなる微生物群と接触させる前処理部を備
えてなる、光酸化水処理装置。
【請求項２】被処理水に紫外線を照射する光酸化部、お
よび該光酸化部で処理された後の被処理水を、放線菌、
光合成細菌、乳酸生成菌、糸状菌、および酵母の５つの
群のそれぞれから少なくとも一種ずつ選択された、少な
くとも計５種からなる微生物群と接触させる後処理部を
備えてなる、光酸化水処理装置。
【請求項３】被処理水に紫外線を照射する光酸化部、該光酸化部に導かれる前の被処理水を、放線菌、光合成
細菌、乳酸生成菌、糸状菌、および酵母の５つの群のそ
れぞれから少なくとも一種ずつ選択された、少なくとも
計５種からなる微生物群と接触させる前処理部、および
該光酸化部で処理された後の被処理水を、放線菌、光合
成細菌、乳酸生成菌、糸状菌、および酵母の５つの群の
それぞれから少なくとも一種ずつ選択された、少なくと
も計５種からなる微生物群と接触させる後処理部を備え
てなる、光酸化水処理装置。
【請求項４】前処理部および／または後処理部における
微生物が、多孔質担体に担持されている、請求項１〜３
のいずれか一項記載の水処理装置。
【請求項５】前処理部および後処理部における微生物
が、放線菌に属するStreptomyces、Streptoverticillium 、
Nocardia、およびMicromonospora、Rhodococcus の属に
属する微生物、光合成細菌に属するRhodopseudomonas、Rhodospirillu
m、Chromatium、およびChlorobiumの属に属する微生
物、乳酸生成菌に属するLactobacillus 、Propionibacteriu
m 、Pediococcus 、およびStoreptococus の属に属する
微生物、糸状菌に属するAspergillus 、およびMucor の属に属す
る微生物、並びに酵母に属するSaccharomyces 、および
Candida の属に属する微生物からなる群から選択される
ものである、請求項１〜４のいずれか一項記載の水処理
装置。
【請求項６】微生物が、放線菌に属するStreptomyces albus、Streptoverticill
ium baldaccii 、Nocardia asteroides 、Micromonospo
ra chalcea、およびRhodococcus rhodochrous、光合成細菌に属するRhodopseudomonas sphaeroides、Rh
odospirillum rubrum、Chromatium okenii 、およびChl
orobium limicol、乳酸生成菌に属するLactobacillus bulgaricus、Propio
nibacterium freudenreichii、Pediococcus halophilu
s、Streptococus lactis 、およびStreptococusfaecali
s 、糸状菌に属するAspergillus japonicus 、Aspergillus
oryzae、およびMucorhiemalis、並びに酵母に属するSac
charomyces cerevisiae、Saccharomyces lactis、およ
びCandida utilisからなる群から選択されるものであ
る、請求項５記載の水処理装置。
【請求項７】光酸化部に導く前の被処理水を貯留する貯
留部をさらに有してなる、請求項１〜６のいずれか一項
記載の水処理装置。
【請求項８】光酸化部に導く前の被処理水に酸化剤を添
加する酸化剤添加手段をさらに有してなる、請求項１〜
７のいずれか一項記載の水処理装置。
【請求項９】前記水貯留部にある被処理水に、酸化剤を
添加する酸化剤添加手段が設けられてなる、請求項７記
載の水処理装置。
【請求項１０】前記貯留部内に多孔質床をさらに有して
なる、請求項７、または９記載の水処理装置。
【請求項１１】酸化剤が添加された被処理水を触媒と接
触させる触媒部をさらに有してなる、請求項８〜９のい
ずれか一項記載の水処理装置。