JPH09131596A - 河川環境浄化法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 『水質汚濁に係わる環境基準』に示される
『生活環境の保全に関する環境基準』に不適合の河川、
または、その類型が低位にある河川の浄化を行い、その
環境基準に適合させ、または、類型のグレードアップを
行いうる方法を提供する。 【解決手段】 糸状性微生物を天然固定化基剤に付着、
吸着させ、それが流出しないように、工夫した容器に入
れて、河川の水面下に固定し、河川水と所定時間接触す
ることにより、ＢＯＤなどの汚染物質を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】 『水質汚濁に関する環境基
準』が制定されているが、そのうちの『生活環境の保全
に関する環境基準』におよばないか、またはその類型が
低位にある河川が多数認められる現状にある。本発明
は、河川水の浄化を行い、河川環境を大きく改善し、生
活環境を整えようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】 河川環境、とくに汚染物質の代表的数
値であるＢＯＤ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ
Ｄｅｍａｎｄ，生物学的酸素要求量）を減少せしめる
ために、浄化する目的で、流水中または河川底部に生息
する好気的微生物の機能を発揮させ、それを利用するた
めに、人工的に通気するか、または純酸素の供給行われ
てきた。

【０００３】 酸素供給の具体的な方法の一つが、河川
の水流を人為的に乱して、空気中の酸素を流水に供給す
る方法である。この方法は経済的であるが、供給された
酸素が限られものであり、微生物に十分な酸素を供給し
えない場合が多く、そのために、河川環境浄化において
は大きな効果は期待できない。

【０００４】 ＢＯＤ減少において効果を発揮する微生
物、たとえば活性汚泥中の微生物は、本発明者の研究に
よれば、溶存酸素が２ｐｐｍまでに、その濃度に比例し
て酸素消費速度が増大する。（滝口洋：水処理技術 １
２（Ｎｏ．７）３３（１９７１））したがって、微生物
に最も効果的にＢＯＤを除去させようとするならば、溶
存酸素を２ｐｐｍ以上にすることが効果的である。

【０００５】 そこで、十分量の酸素を供給して、流水
中に生息する好気的微生物の機能を十分に、かつ効果的
に発揮させるために、河川の一部に散気式などの通気装
置を設置して強制的に酸素を供給しようとの試みを野外
で実施した例がある。しかし、これには相当の費用を要
するために、河川全体にこの装置を設置することはでき
ず、その一部にしか設置していない。したがって、水量
が多く、広大な水域を有する河川環境の浄化の点では効
果を上げていない。

【０００６】 流水中のＢＯＤを十分に除去するために
は、溶存酸素のほか、多数の好適な微生物が必要であ
る。しかるに流水中にも微生物が生息するが、一般には
低濃度であり、しかも、その微生物のほとんどは流水と
とも流されて行ってしまう。したがって、従来技術で
は、ＢＯＤを速やかに、かつ効果的に除去するために十
分な微生物量が確保されておらず、そのために河川環境
浄化に十分な効果がえられていない。

【０００７】 好気的微生物を利用する、ＢＯＤの除去
方法として、最も優れた方法として、広く採用されてい
る方法として、活性汚泥法がある。最も例の多い、都市
下水処理においては、ＢＯＤ約２００ｐｐｍの流入水を
処理して、その約９０％のＢＯＤを除去して約２０ｐｐ
ｍの処理水を、河川等の公共用水域に放出している。

【０００８】 河川水の中のＢＯＤは、一般的に、そこ
に流入する生活排水に由来する場合が多い、このほか
に、処理された産業排水、都市下水、屎尿の処理水など
にも由来する。これらは、あらかじめ好気的微生物によ
り、処理しやすいＢＯＤが十分に除去さえれた後河川に
放流されているので、一般的には処理しにくいＢＯＤが
残余している。したがって、上述のような、低濃度の微
生物を用いる従来技術では十分に河川環境を浄化しえな
い。

【０００９】 全国一級河川のなかで、最も汚濁してい
る場合のＢＯＤ値は約１５ｐｐｍであり、それに続いて
はＢＯＤ値が１２ｐｐｍの河川がある。それ続く河川の
ＢＯＤ値は約７ｐｐｍ、あるいは６ｐｐｍである。これ
らのＢＯＤ値は、清流河川のＢＯＤ値（０．５−０．６
ｐｐｍ）に比較しては、高いが、ＢＯＤを処理する立場
の微生物からみると、極めて希薄であり、そのためにＢ
ＯＤを捕捉することが難しい。ましては 低濃度の微生
物を用いる従来技術では十分に河川環境を浄化すること
は困難である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】 河川水は水道水とし
て、また、工業用水として利用されており、さらに水産
生物用にも利用されている。環境庁からの告示『水質汚
濁に係る環境基準について』では、河川のそれぞれの利
用目的により、それぞれＢＯＤ値が定められている。水
道を例にとると、以下の通りである。すなわち、水道１
級（ろ過等のよる簡易の浄水操作を行うもの）ではＢＯ
Ｄは１ｍｇ／ｌ（ｐｐｍ）以下、水道２級（沈殿ろ過等
による通常の浄水操作を行うもの）は２ｐｐｍ以下、水
道３級（前処理等を伴う高度の浄水操作を行うもの）は
３ｐｐｍ以下が基準値である。

【００１１】 河川環境の浄化、とくにＢＯＤの除去を
行って生活環境を保全し、併せて、水道にも使用しうる
水質の河川水質をうることを目的として、本発明は、効
果的で、かつ経済的で、現実的に河川水の処理に採用可
能な方法を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】 本発明者は、上記の目
的を達成すべく、好気的微生物を用いる、河川水の浄化
について長年鋭意研究を行ってきた。その結果、以下に
示す事実を見いだし、本発明を完成した。

【００１３】 本発明者は、活性汚泥法におけるバルキ
ングが発生について長年研究を行ってきた。なお、この
現象が発生すると、活性汚泥が自然沈降により分離する
ことが困難となり、その結果実装置が運転不能に陥って
しまう。この研究の過程で、本発明者は、バルキングが
発生した実装置の沈澱槽液を遠心分離して、その上澄液
を採取してその分析を行ったところ、ＢＯＤは十分に除
去されていることを見いだした。さらに、データを重ね
たところ、意外にも、いずれの場合においても、ＢＯＤ
値は、バルキングが発生する前より発生後のほうがむし
ろも低く、処理水の水質は優れていたことを見いだし
た。なお、活性汚泥のバルキング発生時には、活性汚泥
中には、極めて多量の糸状性微生物が観察された 。

【００１４】 糸状性微生物は、活性汚泥の沈降を阻害
するので、活性汚泥法を実施する上に無用で、かつ邪魔
な微生物を考えられてきた。しかし、発明者により見い
だされた、上述の事実から、糸状性微生物は、意外にも
ＢＯＤ除去性能が優れ、活性汚泥の中にあって、ＢＯＤ
除去においては大いに貢献していることになる。

【００１５】 そこで、発明者は、上記の目的を達成
し、上記の課題を解決する手段として、糸状性微生物の
機能、特徴を生かし、利用して、河川環境の浄化技術を
完成することを意図して、鋭意研究を続けた。なお、糸
状性微生物は、活性汚泥中だけでなく、河川を含む水域
にも多種類が生息している。

【００１６】

【発明の実施形態】 発明者は、上述の、糸状性微生
物、とくにバルキングの代表的な原因微生物である、Ｓ
ｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ ｎａｔａｎｓ を例に挙げ
て、その特性を中心に、糸状性微生物の性能、特徴のう
ち、本発明に係わるものを列挙するば、以下のようにな
る。低濃度のＢＯＤ物質を資化して増殖しうる。低濃度
の溶存酸素で生育できる。嫌気的状態にも耐えられる。
広範な水温で増殖しうる。広範なｐＨで増殖しうる。付
着性があり、流水を好む。発明者は、これらに着目し
て、本発明を完成した。このような特徴を有する微生物
であれば、いずれも本発明の目的には採用することがで
きる。これらの性質、特徴について順次以下に説明す
る。

【００１７】 活性汚泥などの中の微生物の大部分は凝
集性であるが、これらに比較して、糸状性微生物は、微
生物細胞の数の割合には表面積が広く、そのためか、希
薄なＢＯＤでも増殖することができる。その結果とし
て、糸状性微生物は希薄なＢＯＤを除去しうることか
ら、河川環境浄化には好適な微生物である。ちなみに、
Ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ ｎａｔａｎｓ は、糖分１
−５ｐｐｍ，窒素０．５ｐｐｍ，リン０．００１ｐｐｍ
でも増殖しうるとの結果を得ている。糸状性微生物は、
低濃度のＢＯＤのうちでも、水溶性のものを好んで資化
するので、この点でも、河川環境の浄化に好適である。

【００１８】 発明者は、糸状性微生物のなかには、
Ｓ．ｎａｔａｎｓ のように、ＢＯＤの濃度に依存し
て、微生物の形態が大きく変化する事実を見いだした。
（Ｈｉｒｏｊｉ Ｙｏｓｈｉｋａｗａ，Ｙｏ Ｔａｋｉ
ｇｕｃｈｉ：Ａｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎ
ｍｅｎｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ３８ ２０
０（１９７９）） ちなみに、Ｓ．ｎａｔａｎｓ は、
ＢＯＤ ３００ｐｐｍ を含有する廃水中では単細胞と
して増殖するが、ＢＯＤ ６０ ｐｐｍ以下のそれで
は、完全に糸状に増殖する。この特徴は、低濃度のＢＯ
Ｄを含む河川水の環境浄化に好適である。

【００１９】 糸状性微生物は表面積が大であるため、
低濃度の溶存酸素を採り入れて生育することができる。
代表的な糸状性細菌である Ｓ．ｎａｔａｎｓは、溶存
酸素が０．１−１ｐｐｍの低濃度の溶存酸素で十分に生
育することができる。したがって、河川において大気か
ら溶解してくる限られた酸素でも十分に生育することが
できるので、糸状性細菌は、実際に河川環境の浄化には
効果的である。

【００２０】 糸状微生物は一般に嫌気的状態にも耐え
られる特性を有する。実際的な環境、そこにおける処理
装置においては、常に好気的に保たれるとは限らない。
ところが好気的微生物のなかには、嫌気的状態になると
死滅してしまう場合が多い。このような好気的微生物
は、河川環境浄化の目的には、実際的ではない。その点
では、糸状微生物の、嫌気的状態に耐えられる特性は、
河川環境浄化の点では、実際的な意義が大である。

【００２１】 糸状微生物は一般に広範な水温で増殖し
うる特性を有する。代表的な糸状性細菌である Ｓ．ｎ
ａｔａｎｓは、8-37°Cの広範囲の温度で増殖しうる。
自然環境の、 特に河川の場合の温度は、 大抵この範囲に
おさまることから、 いずれの河川の水温においてもよく
増殖しうることになる。 この微生物の最適増殖温度は25
-28°Cである。 なお、 糸状微生物の耐えられる温度はさ
らに広く、 糸状微生物はその条件でよく耐えて、 条件が
好転するとふたたび増殖を開始することになる。

【００２２】 糸状微生物は一般に広範なｐＨで増殖し
うる特性を有する。代表的な糸状性細菌である Ｓ．ｎ
ａｔａｎｓは、５．６−１１の広範囲のｐＨで増殖しう
る。 自然環境の、 特に河川の場合のｐＨは大抵この範囲
にはいることから、糸状微生物は大抵の河川でよく増殖
しうることになる。 この微生物の最適増殖ｐＨは６．７
−７．５である。 なお、 耐えられるｐＨはさらに広く、
糸状微生物はその条件で耐えて、 条件が好転すると増殖
を開始することになる。

【００２３】 河川において環境浄化を実施しようとす
る場合には、 そのために用意した微生物が流れ去ってし
まっては目的を達することができないので、 糸状微生物
が固定化されていることが必須の条件となる。 有用微生
物を固定化する方法としては、一般に包括法、架橋法、
吸着法などがある。河川水などの、極めて多量の水を効
率よく処理するためには、多量の微生物を固定化しなけ
ればならない。包括法および架橋法は、そのために用い
る基材が高価であり、固定化のための加工のコストも高
く、河川環境の浄化を計画するためには現実的な方法で
はない。

【００２４】 発明者は、微生物の固定化について比較
検討、研究を繰り返した結果、水処理ためのコストおよ
び固定化菌体の必要量を考慮すると、吸着法が好適であ
るとの結論に到達するに至った。一方、 糸状微生物は、
固形物に付着して増殖しうことに着目して固定化するこ
とにより本発明を完成した。 この固定化により、 流水と
ともに流れ去ることがなく、 上流からの水の浄化に効果
を発揮し続けることが可能である。 この点からも糸状微
生物は好適である。

【００２５】 糸状微生物は、 また、 流水を好む性質が
ある。流水は、 糸状微生物に栄養源を連続的に供給して
くれるとともに、 その老廃物を持ち去ってくれるので、
糸状微生物にとって好適な条件である。 ちなみに、 代表
的な糸状性細菌である Ｓ．ｎａｔａｎｓ は２０ｃｍ
／秒の流速でよく増殖しうる。

【００２６】 さらに本発明者は研究を進めた結果、本
発明に採用しうる、微生物の吸着固定化の基材としては
幾つかの条件があることを明らかした。 すなわち、
（１）糸状微生物が付着、 吸着できること。これは、本
発明の目的から、最低必要な条件である。ただし、ただ
吸着するだけでなく、その微生物の機能を失わず、その
機能を十分に発揮できる状態で吸着されなければならな
い。 （２）固定化基材は適当の比重を有すること。微生物吸
着後、流水中で沈殿してしまったり、 浮上してしまった
りせずに、 水流に乗って、河川水とよく接触することが
必要であり、 そのためには、 固定化基材が適当な比重を
有することが大切な条件となる。 （３）水流により破壊、摩耗しないこと。河川環境にお
いて浄化を開始したら、半永久的に実施し続けなければ
ならないので、その処理コストを廉価に保つために、 な
らびにその下流の汚染をさけるためにも、 固定化基材が
丈夫であることが必須の条件となる。 （４）表面積が大きいこと。河川環境の浄化効率を考え
ると、できるだけ多量の微生物を固定化することが大切
であるが、微生物の付着、固定化は、 その基材の表面積
に依存するので、これも重要な条件である。 （５）天然物であること。自然環境のなかの河川におい
て、 環境浄化を実施することから、 その環境になじみ、
その美観を損なわず、 受け入れられるものでなければな
らない。 また、 万一固定化基材が公共用水域で流出する
ことがあっても、環境を汚染せず、 それが生分解され、
消失するものでなければならない。 これらの条件を満足
するのは天然物である。

【００２７】 これらの条件に合致する吸着基材を求め
て研究を続行した結果、稲わらなどの農業廃棄物、枯れ
葉などが利用することができることが明らかとなった。
しかし、機能面、供給面、ハンドリング、美観などの点
で、意外にも木質細片が最も好適であることを見いだし
た。

【００２８】 そこで、糸状微生物の吸着剤として木質
細片などの天然吸着基剤を適当なる容器に入れたる後、
それに糸状微生物を付着、吸着するか、または、あらか
じめ糸状微生物を吸着したる後、それを充填して、河川
環境に設置、固定して、河川水中の汚染物質を除去する
ことを特徴とする河川環境浄化法をを完成した。

【００２９】 糸状微生物を固定化した木質細片などの
天然吸着基剤を収納する容器としては、河川水との接
触、流出を防ぐためには、鉄、ステンレスなどの金属製
の枠に、化学繊維または金属製の網を張った容器が好適
であった。浄化対象となる河川があまり大きくない場合
には、網製の袋に天然吸着基剤を収納して用いることも
できる。

【００３０】 天然吸着基剤を収納せる容器は、河川に
設置することになるが、河川が浅い場合には、それが流
出しないように、その底部に固定するか、または、一端
をしっかり固定し、流れにまかせる方法を選択すること
ができる。河川が深い場合には、天然吸着基剤を収納せ
る容器が水面より上に出ないよう、水面に近い所に固定
する。なお、水面が乱れていたり、溶存酸素が多い河川
においては、水面から比較的低い位置に固定することが
できる。

【００３１】 天然吸着基剤を収納せる容器の設置量、
河川水流沿って設置する長さは、河川水に含まれるＢＯ
Ｄなどの汚染物質の種類および量、その除去目標、なら
びに天然吸着基剤との接触時間により定まってくる。こ
の接触時間は、その設置量のほか、河川の流速などによ
って定まってくる。

【００３２】 河川敷が広く、河川の流速が比較的早い
場合には、目的によっては、バイパスを作り、そこに糸
状性微生物を固定化した木材細片を金網、プラスチック
製の篭などの適当な容器に積めて、適当な間隔で、敷き
詰めて作成した固定層に河川水を導くことにより、浄化
するすることができる。

【００３３】 河川水の汚染の程度、浄化処理期間によ
っては、天然吸着基剤に多量の糸状微生物が付着してし
まい、水流を阻害し、時に菌体が流れ出す場合がある。
その時は、その天然吸着基剤を河川から上げて静かに数
日間攪拌することにより、糸状微生物の菌体が溶菌し、
好気的に分解し、使用前の天然吸着基剤にまでに再生さ
れるので、再び使用することができる。このような再生
には、木質細片がもっとも好適であった。

【００３４】発明者は、木質細片に吸着させて河川環境
浄化に用いるために好適な糸状微生物について鋭意研究
した結果、バルキングをおこした活性汚泥から、その原
因微生物として分離された糸状菌であればいずれも用い
る事ができることを明にした。具体できには、以下の微
生物を用いることができる。Ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ
ｎａｔａｎｓ、Ｓ．ｄｉｃｈｏｔｏｍｕｓ、Ｓ．ｆｌ
ｕｉｔａｎｓ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｅｇａｔｅｒｉｕ
ｍ、Ｂ．ｃｅｒｅｕｓ、Ｂ．ｃｅｒｅｕｓ ｖａｒ．ｍ
ｙｃｏｉｄｅｓ、Ｂ．ａｌｖｅｉ、Ｂ．ａｎｔｈｒａｃ
ｉｓ、Ｂ．ｂａｄｉｕｓ、Ｂ．ｐｕｍｉｌｅｓ、Ｂ．ｔ
ｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ、Ｂ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒ
ｍｏｐｈｉｌｕｓ、Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｕｓ、Ｂ．ｃｏａ
ｇｕｌａｎｓ、Ｂ．ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ、Ｂｅ
ｇｇｉａｔｏａ ａｌｂａ、Ｂ．ａｒａｃｈｎｏｉｄｅ
ａ、Ｂ．ｌｅｐｔｏｍｉｔｉｆｏｒｍｉｓ，Ｂ．ｍｉｎ
ｉｍａ，Ｂ．ｇｉｇａｎｔｅａ，Ｂ．ｍｉｌａｂｉｌｉ
ｓ、Ｔｈｉｏｔｈｒｉｘ ｓｐ．、Ｔｈｉｏｓｐｈａｅ
ｒａ ｏｅｒｓｉｃａ、Ｓｕｌｐｈｏｂａｃｔｅｒ ｐ
ｏｌｙｍｏｒｐｈａ、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ
ａｑｕａｔｉｌｅ、Ｆ．ａｒｂｒｅｓｃｅｎｓ、Ｆ．ｓ
ｏｌａｒｅ、Ｆ．ｏｋｅａｎｏｋｏｉｔｅｓ、Ｆ．ｍａ
ｒｉｎｏｖｉｒｏｓｕｍ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃ
ａｌｃｉｓ、Ｐ．ｄｅｌｐｈｉｎｉｉ、Ｐ．ｍａｃｕｌ
ｉｃｏｌａ、Ｐ．ｍａｒｔｙｎｉａｅ、Ｐ．ｍｅｄｉｃ
ａｇｉｎｉｓ、Ｐ．ｐｈａｓｅｏｌｉｃｏｌａ、Ｐ．ｃ
ｏｌｕｒｎａｅ、Ｐ．ｐｓｅｕｄｏｚｏｏｌｏｅａｅ、
Ｐ．ｃｕｍｉｎｉ、Ｐ．ｐａｎａｃｉｓ、Ｍｉｃｒｏｔ
ｈｒｉｘ ｐａｒｖｉｃｅｌｌａ、Ｈａｌｉｓｃｏｍｅ
ｎｏｂａｃｔｅｒ ｈｙｄｏｓｓｉｓ、Ｇｅｏｔｒｉｃ
ｈｕｍ ｃａｎｄｉｄｕｍ、およびｎｏｃａｒｄｉａｆ
ｏｒｍｓ。

【００３５】

【実施例】 つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳
しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。 実施例１ バルキング活性汚泥中の代表的な糸状微生物である、Ｓ
ｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ ｎａｔａｎｓ の付着、固定
化の実施例を以下に示す。Ｓ．ｎａｔａｎｓはバルキン
グを起こした活性汚泥から分離することも容易である
が、すでに分離保存してある微生物を用いいることもで
きる。

【００３６】 ペプトン２ｇ、酵母エキス１ｇおよびグ
ルコース０．５ｇを１リットルの水道水に溶解し、ｐＨ
を７．０に調節し、この１００ｍｌを５００ｍｌ容エレ
ンマイヤーフラスコに採り、１２０°Ｃで１５分間滅菌
し、これに保存中の微生物を接種し、２５°Ｃで３日間
２００ｒｐｍで振盪培養して十分に増殖させる。その増
殖の程度は、５６０ｎｍでの透過光で測定するか、分離
して乾燥菌体量を秤量することにより知ることができ
る。

【００３７】 木質細片を上記の培地に浸漬し、８０°
Ｃで加熱滅菌し、十分冷却後、その２ｋｇに、上記フラ
スコ内の培養液を振りかけて、よく混合してから小山状
にし、室温（２０−２５°Ｃ）で７２時間静置すること
により、Ｓ．ｎａｔａｎｓ 固定化木質細片が得られ
る。

【００３８】 つぎに、別に上記培地浸漬済みの木質細
片４０ｋｇを用意しておき、これに、上記の Ｓ．ｎａ
ｔａｎｓ 固定化木質細片２ｋｇをよく混合し、同様に
室温で４８時間培養して、多量の糸状微生物固定木質細
片が得られる。

【００３９】実施例２ 活性汚泥からしばしば分離される糸状性硫黄細菌、Ｂｅ
ｇｇｉａｔｏａ ｓｐ．の固定化について以下に実施例
を示す。Ｓ．ｎａｔａｎｓ のかわりに、Ｂｅｇｇｉａ
ｔｏａ ｓｐ．を用いて、実施例１に示すとまったく同
様な条件、操作を行うことによって、Ｂｅｇｇｉａｔｏ
ａ ｓｐ．を固定化した木質細片をうることができる。

【００４０】ここでは木質細片への糸状微生物 Ｓ．ｎ
ａｔａｎｓおよびＢｅｇｇｉａｔｏａ ｓｐ．の付着、
固定化について示したが、別の天然固定化基剤、稲わ
ら、枯れ葉などに各種糸状微生物を付着、固定化する場
合も同様に実施することができる。

【００４１】実施例３ 糸状性微生物固定化木質細片による河川水の室内浄化試
験法をここに示す。内容積５０リットルの容器に河川水
を採り、ここに空気ポンプを用いて通気を行い、溶存酸
素を飽和しておく。テフロン製チューブの一次側をこの
容器にを入れ、その二次側は送液ポンプを経由して、糸
状性微生物固定化木質細片を充填してある、内径１０ｍ
ｍ、長さ１０００ｍｍのガラス管に連結する。以下この
ガラス管に相当する部分をバイオリアクターと称する。

【００４２】 上記のように一晩通気することにより、
河川水中のＢＯＤなどの汚染物質の濃度が大きくは変化
しないことを確かめておく。もし変化する場合には、河
川水容器（５０リットル）には通気せず、上記のガラス
管に流入する直前だけ通気できるように、河川水の容器
の次に０．５リットルの容器をおき、そこに通気するこ
とにする。

【００４３】 ＢＯＤ１０ｐｐｍ程度の河川水の場合、
バイオリアクター内での糸状微生物との接触時間を５分
程度を標準として、そこからの流出水のＢＯＤ値を浄化
目標値と比較しながら、室温で流速を変化させて検討
し、目的を達成しうるための最小滞留時間を決定するこ
とができる。この最小接触時間は、河川水中のＢＯＤ値
が由来する有機物の種類によっても大きく変化する。

【００４４】実施例４ 糸状微生物を固定化した木質細片を、 化学繊維で作って
ある直径２６ｃｍ、長さ３ｍの網袋に積めて、川幅４
ｍ、水深５０ｃｍ、流速１０ｃｍ／秒の河川の流れに直
角に、できるだけ水面に近く、かつそれが水面から出な
いように５７本連結して設置しただけで、その上流のＢ
ＯＤが６ｐｐｍであった河川が、木質細片の下流ではＢ
ＯＤが１．８ｐｐｍまで減少していた。

【００４５】 この場合、河川水の糸状微生物との接触
時間は約１分である。なお、木質細片入り網袋は５７本
連続して設置したところ、天然物、特に木質細片であっ
たために、河川の美観、雰囲気を乱さず、その設置には
人々の大きな反対はなかった。なお、木質細片入り網袋
は、必ずしも全部連結して設置する必要ははなく、河川
の状況によっては、２カ所以上に分けて設置することも
できる。

【００４６】実施例５ 縦横１００ｃｍ，深さ５０ｃｍの鉄製の枠に金網を張っ
て作った容器に、糸状性微生物固定化木質細片を詰め
て、これをモジュールとする。ＢＯＤ８ｐｐｍ、流速２
０ｃｍ、水深８０ｃｍ、川幅８ｍの河川に、できるだけ
水面に近く、かつそれが水面からでないように、このモ
ジュールを水流と直角に８個、数流方向に１２個それぞ
れ互いに連結して設置したところ、その下流では、ＢＯ
Ｄは１．９ｐｐｍであった。

【００４７】 木質細片であったために、河川の美観、
雰囲気を乱さないため、近隣民家からの反対もなくそれ
を設置することができた。なお、河川の設置場所によっ
ては、木質細片入りのモジュールは全部連結して設置す
る必要はなく、２カ所以上に分けて設置することができ
る。

【００４８】実施例６ 実勢例５に示す、木質細片のかわりに稲わらを用いて、
まったく同様に処理を行ったところ、ほぼ同様の結果を
得た。

【００４９】実施例７ ＢＯＤ９ｐｐｍ、流速１０ｃｍ，水深１００ｃｍ，川幅
１０ｍの河川に、実施例５で示されたモジュールを水流
と直角に１０個、数流方向に７個それぞれ互いに連結し
て設置したが、流速が遅く水面からの酸素の溶け込みが
不十分で、しかも水深も比較的深いので、そこの溶存酸
素が０．１ｐｐｍであった。そのために、その下流のＢ
ＯＤが除去目標（２ｐｐｍ）に達しいなかった。

【００５０】そこで、モジュールの下部の底ににエアー
・コンプレッサーで通気して、溶存酸素を１ｐｐｍ程度
に保持したところ、モジュールの下流のＢＯＤは１．８
ｐｐｍにまで低下していた。

【発明の効果】本発明の方法を用いて河川環境の浄化を
行うことにより、廉価の設備で、美観を損なわず、２次
的汚染も伴わずに、廉価の運転管理費で『水質汚濁に係
わる環境基準』のうちの『生活環境の保全に関する環境
基準』に合格させるか、またはそこに示される類型をグ
レイドアップすることができる。

【手続補正書】

【提出日】平成８年５月１４日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】 ＢＯＤ減少において効果を発揮する微生
物、たとえば活性汚泥中の微生物は、本発明者の研究に
よれば、溶存酸素が２ｐｐｍまでは、その濃度に比例し
て酸素消費速度が増大する。（滝口洋：水処理技術 １
２（Ｎｏ．７）３３（１９７１））したがって、微生物
に最も効果的にＢＯＤを除去させようとするならば、溶
存酸素を２ｐｐｍ以上にすることが効果的である。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】 好気的微生物を利用する、ＢＯＤの除去
方法として、最も優れ、広く採用されている方法とし
て、活性汚泥法がある。最も例の多い、都市下水処理に
おいては、ＢＯＤ約２００ｐｐｍの流入水を処理して、
その約９０％のＢＯＤを除去して約２０ｐｐｍの処理水
を、河川等の公共用水域に放出している。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】 河川水の中のＢＯＤは、一般的に、そこ
に流入する生活排水に由来する場合が多い。このほか
に、処理された産業排水、都市下水、屎尿の処理水など
にも由来する。これらは、あらかじめ好気的微生物によ
り、処理しやすいＢＯＤが十分に除去された後河川に放
流されているので、一般的には処理しにくいＢＯＤが残
余している。したがって、上述のような、低濃度の微生
物を用いる従来技術では十分に河川環境を浄化しえな
い。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】 本発明者は、活性汚泥法におけるバルキ
ングの発生について長年研究を行ってきた。なお、この
現象が発生すると、活性汚泥が自然沈降により分離する
ことが困難となり、その結果実装置が運転不能に陥って
しまう。この研究の過程で、本発明者は、バルキングが
発生した実装置の沈澱槽液を遠心分離して、その上澄液
を採取してその分析を行ったところ、ＢＯＤは十分に除
去されていることを見いだした。さらに、データを重ね
たところ、意外にも、いずれの場合においても、ＢＯＤ
値は、バルキングが発生する前より発生後のほうがむし
ろ低く、処理水の水質は優れていることを見いだした。
なお、活性汚泥のバルキング発生時には、活性汚泥中に
は、極めて多量の糸状性微生物が観察された。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】 これらの条件に合致する吸着基材を求め
て研究を続行した結果、稲わらなどの農業廃棄物、枯れ
葉、などが利用することができることが明らかとなっ
た。しかし、機能面、供給面、ハンドリング、美観など
の点で、意外にも木質細片および多孔性軽質石材が最も
好適であることを見いだした。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】 そこで、糸状性微生物の吸着剤として木
質細片、多孔性軽質石材などの天然吸着基剤を適当なる
容器に入れたる後、それに糸状性微生物を付着、吸着す
るか、または、あらかじめ糸状性微生物を吸着したる
後、それを充填して、河川環境に設置、固定して、河川
水中の汚染物質を除去することを特徴とする河川環境浄
化法をを完成した。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】 天然吸着基剤を収納せる容器は、河川に
設置することになるが、河川が浅い場合には、それが流
出しないように、水流を邪魔しないように、その底部に
固定するか、または、一端をしっかり固定し、流れにま
かせる方法を選択することができる。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】 河川敷が広く、河川の流速が比較的早い
場合には、目的によっては、バイパスを作り、そこに糸
状性微生物を固定化した木材細片または多孔性軽質石材
を金網、プラスチック製の籠などの適当な容器に積め
て、適当な間隔で、底に敷き詰めて作成した固定層に河
川水を導くことにより、浄化するすることができる。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】

【実施例】 つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳
しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。 実施例１ バルキング活性汚泥中の代表的な糸状性微生物である、
Ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ ｎａｔａｎｓ の付着、固
定化の実施例を以下に示す。Ｓ．ｎａｔａｎｓはバルキ
ングをおこした活性汚泥から分離することも容易である
が、すでに分離保存してある微生物を用いることもでき
る。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】 木質細片または多孔性軽質石材を上記の
培地に浸漬し、８０゜Ｃで加熱滅菌し、十分冷却後、そ
の２ｋｇに、上記フラスコ内の培養液を振りかけて、よ
く混合してから小山状にし、室温（２０−２５゜Ｃ）で
７２時間静置することにより、Ｓ．ｎａｔａｎｓ 固定
化木質細片が得られる。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】 つぎに、別に上記培地浸漬済みの木質細
片または多孔性軽質石材４０ｋｇを用意しておき、これ
に、上記の Ｓ．ｎａｔａｎｓ 固定化木質細片または
多孔性軽質石材２ｋｇをよく混合し、同様に室温で４８
時間培養して、多量の糸状性微生物が固定化した木質細
片または多孔性軽質石材が得られる。

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】ここでは木質細片への糸状性微生物 Ｓ．
ｎａｔａｎｓおよびＢｅｇｇｉａｔｏａ ｓｐ．の付
着、固定化について示したが、別の天然固定化基剤、稲
わら、枯れ葉、多孔性軽質石材などに各種糸状性微生物
を付着、固定化する場合も同様に実施することができ
る。

【手続補正２１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】実施例４ 糸状性微生物を固定化した木質細片を、化学繊維で作っ
てある直径２６ｃｍ、長さ３ｍの網袋に積めて、川幅４
ｍ、水深０．５ｍ、流速１ｍ／秒の河川の流れに直角
に，水面から出ないように実験的に５５７本連結して設
置した。その結果、上流のＢＯＤが６ｐｐｍであった河
川水だが、その木質細片の下流ではＢＯＤが１．８ｐｐ
ｍまで減少していた。

【手続補正２２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４５

【補正方法】削除

【手続補正２３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】実施例５ 縦横１００ｃｍ，深さ５０ｃｍの鉄製の枠に金網を張っ
て作った容器に、糸状性微生物固定化木質細片を詰め
て、これをモジュールとする。ＢＯＤ８ｐｐｍ、流速１
ｍ／秒、水深８０ｃｍ、川幅４ｍの河川に、このモジュ
ールを水流と直角に８個、水流方向に１１２個それぞれ
互いに連結して実験的に設置したところ、その下流で
は、ＢＯＤは１．９ｐｐｍであった。

【手続補正２４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】削除

【手続補正２５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】実施例７ ＢＯＤ９ｐｐｍ、流速１ｍ／秒，水深０．８ｍ，川幅４
ｍの河川に、実施例５で示されたモジュールの木質細片
のかわりに多孔性軽質石材を詰めたものを、河川の底部
に水流と直角に３個、流水方向に７０個それぞれ互いに
連結して設置したところ、その下流ではＢＯＤが４ｐｐ
ｍであった。

【手続補正２６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】削除

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 Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｄ (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:085） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:10） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:20） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:645） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:11） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:125） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:07） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:38）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 糸状性微生物またはそれを含有する微生
   物群を、天然系固定化剤に定着し、増殖せしめ、それに
   河川水流に接触せしめて、水中の汚染物質を分解、除去
   する方法。
2. 【請求項２】 網または網を張った容器に天然固定化剤
   を積め、そこに糸状性微生物を吸着、増殖せしめるか、
   または、あらかじめ糸状微生物を付着、固定化したる後
   容器に充填し、河川の水面または水面近くにに浮遊させ
   るか、または固定し、河川水流と接触せしめることを特
   徴とする河川環境浄化法。
3. 【請求項３】 天然固定化剤付近の溶存酸素が０．１ｐ
   ｐｍ以上１ｐｐｍ以下の河川水流と接触せしめることを
   特徴とする請求項２の河川環境浄化法。
4. 【請求項４】 糸状性微生物を木質細片に定着、増殖さ
   せることを特徴とする、請求項１記載の河川環境浄化
   法。
5. 【請求項５】 糸状性微生物を木質細片に定着、増殖さ
   せることを特徴とする、請求項２記載の河川環境浄化
   法。
6. 【請求項６】 糸状性微生物を木質細片に定着、増殖さ
   せることを特徴とする、請求項３記載の河川環境浄化
   法。
7. 【請求項７】 河川水また活性汚泥から分離された糸状
   性微生物をあらかじめ固定化して用いることを特徴とす
   る、請求項１、同２、同３、同４、同５および同６記載
   の河川環境浄化法。
8. 【請求項８】 糸状性微生物、 Ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌ
   ｕｓ ｎａｔａｎｓ、Ｓ．ｄｉｃｈｏｔｏｍｕｓ、
   Ｓ．ｆｌｕｉｔａｎｓ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｅｇａｔ
   ｅｒｉｕｍ、Ｂ．ｃｅｒｅｕｓ、Ｂ．ａｌｖｅｉ、Ｂ．
   ｃｅｒｅｕｓ ｖａｒ．ｍｙｃｏｉｄｅｓ、Ｂ．ａｎｔ
   ｈｒａｃｉｓ、Ｂ．ｂａｄｉｕｓ、Ｂ．ｐｕｍｉｌｅ
   ｓ、Ｂ．ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ、Ｂ．ｓｔｅａｒ
   ｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ、Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｕｓ、
   Ｂ．ｃｏａｇｕｌａｎｓ、Ｂ．ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍ
   ｉｓ、Ｂｅｇｇｉａｔｏａ ａｌｂａ、Ｂ．ａｒａｃｈ
   ｎｏｉｄｅａ、Ｂ．ｌｅｐｔｏｍｉｔｉｆｏｒｍｉｓ、
   Ｂ．ｍｉｎｉｍａ、Ｂ．ｇｉｇａｎｔｅａ、Ｂ．ｍｉｌ
   ａｂｉｌｉｓ、Ｔｈｉｏｔｈｒｉｘ ｓｐ．、Ｔｈｉｏ
   ｓｐｈａｅｒａ ｏｅｒｓｉｃａ、Ｓｕｌｐｈｏｂａｃ
   ｔｅｒ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅ
   ｒｉｕｍ ａｑｕａｔｉｌｅ、Ｆ．ａｒｂｒｅｓｃｅｎ
   ｓ、Ｆ．ｓｏｌａｒｅ、Ｆ．ｏｋｅａｎｏｋｏｉｔｅ
   ｓ、Ｆ．ｍａｒｉｎｏｖｉｒｏｓｕｍ、Ｐｓｅｕｄｏｍ
   ｏｎａｓ ｃａｌｃｉｓ、Ｐ．ｄｅｌｐｈｉｎｉｉ、
   Ｐ．ｍａｃｕｌｉｃｏｌａ、Ｐ．ｍａｒｔｙｎｉａｅ、
   Ｐ．ｍｅｄｉｃａｇｉｎｉｓ、Ｐ．ｐｈａｓｅｏｌｉｃ
   ｏｌａ、Ｐ．ｐｓｅｕｄｏｚｏｏｌｏｅａｅ、Ｐ．ｃｕ
   ｍｉｎｉ、Ｐ．ｐａｎａｃｉｓ、Ｐ．ｃｏｌｕｒｎａ
   ｅ、Ｍｉｃｒｏｔｈｒｉｘ ｐａｒｖｉｃｅｌｌａ、Ｈ
   ａｌｉｓｃｏｍｅｎｏｂａｃｔｅｒｈｙｄｏｓｓｉｓ、
   Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ ｃａｎｄｉｄｕｍ、および ｎ
   ｏｃａｒｄｉａｆｏｒｍｓ のいずれかまたはこれらの
   複数の組み合わせの糸状体を含む微生物群を木質断片上
   で増殖させ、これに河川水流に接触させることを特徴と
   する河川環境浄化法。