JPH09253700A - Method and apparatus for treating sludge - Google Patents
Method and apparatus for treating sludgeInfo
- Publication number
- JPH09253700A JPH09253700A JP7175196A JP7175196A JPH09253700A JP H09253700 A JPH09253700 A JP H09253700A JP 7175196 A JP7175196 A JP 7175196A JP 7175196 A JP7175196 A JP 7175196A JP H09253700 A JPH09253700 A JP H09253700A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sludge
- enzyme
- tank
- solubilization
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥の処理方法に
関し、更に詳細には、有機性汚泥、例えば、下水処理
場、屎尿処理場などの下水処理プロセスから排出される
生汚泥及び余剰汚泥ならびに生物性汚泥、さらには、食
品工場、化学工場などの製造プロセス及び排水処理プロ
セスから排出される有機性高濃度汚泥を、微生物が生成
する酵素を用いて生物学的に処理する際に好適な方法及
び該処理方法が達成される処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating sludge, and more specifically, to organic sludge, for example, raw sludge and surplus sludge discharged from sewage treatment processes such as sewage treatment plants and human waste treatment plants, and A suitable method for biologically treating biological sludge, and further organic high-concentration sludge discharged from a manufacturing process and a wastewater treatment process of a food factory, a chemical factory, etc., by using an enzyme produced by a microorganism. And a processing apparatus in which the processing method is achieved.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、前掲した有機性汚泥を廃棄処
理するためには、沈殿槽などで固液分離後、液体成分を
適宜排水し、沈殿固形物は、通常、脱水後または脱水及
び焼却後、陸地または海洋に投棄される。しかしなが
ら、汚泥を海洋に投棄することは、環境破壊につながり
好ましくないため、地球環境保護の必要性が認識されて
いる昨今においては、ほとんど禁止されるようになって
きており、また、陸地に投棄するにも埋め立て地の確保
が困難になってきている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to dispose of the above-mentioned organic sludge, the liquid components are appropriately drained after solid-liquid separation in a sedimentation tank, etc., and the precipitated solids are usually dehydrated or dehydrated and incinerated. Later, it is dumped on land or in the ocean. However, dumping sludge into the ocean is not desirable because it leads to environmental destruction, and it is becoming almost banned in recent years when the need for global environmental protection is recognized, and dumping on land. However, securing landfill is becoming difficult.
【0003】そこで、固形物を物理的、化学的もしくは
生物学的に、またはそれらを組み合わせて、可溶化及び
/または低分子化し、その後、嫌気的または好気的に消
化処理を行う方法が考案されてきた。この可溶化及び/
または低分子化は、別途可溶化槽を設けてその中で処理
が行われる場合もある。Therefore, a method is devised in which a solid substance is physically, chemically or biologically combined, or a combination thereof is used to solubilize and / or reduce the molecular weight of the solid substance, and then anaerobically or aerobically digested. It has been. This solubilization and /
Alternatively, in the case of lowering the molecular weight, the treatment may be performed in a solubilization tank separately provided.
【0004】前記可溶化及び/または低分子化のための
物理的な方法としては、例えば、熱分解、昇温に加えて
加圧が行われる、いわゆるジーマンマンプロセスや、汚
泥中の微生物の細胞壁を破砕すべく、ミルや超音波など
を適用して固形物を微細とする方法などが挙げられる
が、可溶化達成効率、時間、コスト、操作の煩雑さなど
の点において欠点を有し、実用化には好ましくないもの
であった。Examples of physical methods for solubilizing and / or lowering the molecular weight include so-called Zieman-man process in which pressure is applied in addition to thermal decomposition and temperature increase, and cell walls of microorganisms in sludge. In order to crush the product, a method such as applying a mill or ultrasonic waves to make the solid substance fine can be mentioned, but it has drawbacks in terms of solubilization achievement efficiency, time, cost, operation complexity, etc. It was unfavorable for chemical conversion.
【0005】次に、化学的な方法としては、例えば熱ア
ルカリ、酸などの薬品による処理法が挙げられる(特開
平2-277597号、特開平5-345200号及び特開平6-99199号
等)。これらの方法ではかなり優れた可溶化が達成され
るようであるが、薬品及び加熱に要するコスト面や作業
従事者への安全性面の問題、また、廃液が強酸性または
強塩基性を呈するため、後処理としてpH調整を施す場合
には更にそれに要する手間を要し、試薬の経費が嵩むこ
と、などの点から、大規模なレベルで実用化するために
は理想的な方法とは言い難い。Next, as a chemical method, for example, a treatment method using a chemical such as a hot alkali or an acid can be mentioned (JP-A-2-277597, JP-A-5-345200 and JP-A-6-99199). . It seems that these methods achieve quite good solubilization, but the cost of chemicals and heating, safety issues for workers, and the waste liquid is strongly acidic or strongly basic. However, it is difficult to say that it is an ideal method for practical application at a large-scale level because pH adjustment is required as a post-treatment and the cost of reagents increases. .
【0006】生物学的方法としては、例えばプロテアー
ゼなどの酵素を用いて汚泥中の成分を分解して低分子化
することにより、固形成分を可溶化する方法が提案され
ている。この方法は比較的穏和な条件下で行われ、安全
性の面からは好ましいと考えられるが、このような酵素
はかなり高価であるため大規模な処理に適用することは
実質的に困難であり、また用いる酵素の各種特性によっ
て適用しうる諸条件(pH、温度等)が厳しく限定され、
操作が煩雑になる傾向があるので、やはり実用化する上
で好ましいとはいえない。As a biological method, there has been proposed a method of solubilizing a solid component by decomposing components in sludge to lower the molecular weight by using an enzyme such as protease. Although this method is performed under relatively mild conditions and is considered to be preferable from the viewpoint of safety, such an enzyme is considerably expensive and practically difficult to apply to large-scale processing. Also, the applicable conditions (pH, temperature, etc.) are severely limited depending on the various characteristics of the enzyme used,
Since the operation tends to be complicated, it is not preferable for practical use.
【0007】しかして、本発明者らは、有機質を分解す
る酵素を得るための酵素生成工程を含む、汚泥の消化処
理方法及び装置を提案した(特願平7-260287号)。この
発明は、例えば汚泥中に含まれる微生物等により生成さ
れる酵素を、汚泥の可溶化及び/または低分子化に利用
する方法を開示するものである。この方法では、酵素生
成のための材料として、処理対象である汚泥、ならびに
可溶化及び/または消化工程後の処理液を用いることが
でき、これら液体により生成された酵素が、汚泥の可溶
化を担い、効率よく汚泥の可溶化及び/または低分子化
が達成される。Therefore, the present inventors have proposed a sludge digestion treatment method and apparatus including an enzyme production step for obtaining an enzyme that decomposes organic matter (Japanese Patent Application No. 7-260287). The present invention discloses a method of utilizing an enzyme produced by, for example, a microorganism contained in sludge to solubilize sludge and / or reduce its molecular weight. In this method, the sludge to be treated and the treatment liquid after the solubilization and / or digestion step can be used as materials for enzyme production, and the enzyme produced by these liquids can solubilize the sludge. Therefore, the sludge can be efficiently solubilized and / or reduced in molecular weight.
【0008】ところが、かかる酵素生成工程を含む汚泥
の消化処理方法においては、酵素生成のための材料とし
て生下水などの溶解性有機性炭素(DOC)濃度が低い液
体(低濃度廃水)を用いた場合には、酵素生成能を有す
る微生物の成育が不充分となるために、酵素の生成量が
格段に低くなり、所望の効果が達成されないことが多い
という欠点があった。また、可溶化工程及び/または消
化工程に付した後の処理液を酵素生成のための材料とし
て用いた場合には、酵素生成の効率には優れるものの、
運転立ち上げ直後には酵素生成材料を適正に安定供給す
ることができず、系が安定して材料が得られるまでに時
間を要するという点や、設備に異常があった際、例えば
可溶化槽に異常が生じた場合、直ちに酵素生成材料の供
給が不可能となってしまうという点で、大きな問題があ
った。また、可溶化処理液中には、汚泥消化酵素の生成
能を有さず、汚泥の可溶化に貢献しない微生物も種々含
まれており、それら雑菌を含む処理液を酵素生成槽に投
入することで、酵素を生成する微生物よりも雑菌が優先
して増殖することがあり、酵素生成の効率が低減せしめ
られるという結果が惹起こされることもあった。However, in the sludge digestion treatment method including the enzyme production step, a liquid having a low concentration of soluble organic carbon (DOC) such as raw sewage (low-concentration wastewater) is used as a material for enzyme production. In this case, the growth of the microorganism capable of producing an enzyme is insufficient, so that the amount of the enzyme produced is remarkably reduced, and the desired effect is often not achieved. Further, when the treatment liquid after being subjected to the solubilization step and / or the digestion step is used as a material for enzyme production, although the efficiency of enzyme production is excellent,
Immediately after the start of operation, the enzyme-producing material cannot be properly and stably supplied, and it takes time until the system is stable and the material is obtained. When an abnormality occurs, there is a big problem in that the enzyme-producing material cannot be supplied immediately. In addition, the solubilization treatment liquid contains various microorganisms that do not have the ability to produce sludge digestive enzymes and do not contribute to the solubilization of sludge, and the treatment liquid containing these miscellaneous bacteria should be added to the enzyme production tank. In some cases, the bacteria may preferentially grow over the microorganisms that produce the enzyme, which may result in the efficiency of the enzyme production being reduced.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】このように、有機質を
含む汚泥の可溶化及び/または低分子化のための処理方
法において酵素生成工程を導入する場合に、酵素生成能
の優れた材料をより安定に供給できる方法が求められて
いる。本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであ
り、以下の方法及び装置を提供することを目的とする。As described above, when introducing an enzyme production step in a treatment method for solubilizing and / or reducing the molecular weight of sludge containing organic matter, a material excellent in enzyme production ability is more preferable. There is a demand for a stable supply method. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide the following method and device.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、有機質を含む
汚泥の処理方法に関わる、従来技術における前記の目的
を達成するために、鋭意研究を重ねた結果成し遂げられ
たものであって、以下の点を特徴とする。The present invention has been accomplished as a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object in the prior art relating to a method for treating sludge containing organic matter. Is characterized by.
【0011】(1) 有機質を含む汚泥の生物学的処理
方法であって、前記汚泥の少なくとも一部を加熱処理す
る工程を含み、該加熱処理工程により得られる熱処理汚
泥を、有機質を分解する酵素を生成する微生物のための
培養液として使用することを特徴とする、汚泥の処理方
法。(1) A biological treatment method for sludge containing organic matter, which comprises a step of subjecting at least a part of the sludge to heat treatment, and an enzyme for decomposing organic matter in the heat-treated sludge obtained by the heat treatment step. A method for treating sludge, which is used as a culture solution for a microorganism that produces water.
【0012】(2) 前記生物学的処理方法が、前記熱
処理汚泥を培養液として用いて、汚泥中の有機質を分解
する酵素を得るための酵素生成工程、ならびに前記酵素
生成工程において得られた酵素を利用して、汚泥中の懸
濁固形物を可溶化及び/または低分子化するための可溶
化工程を含む(1)記載の汚泥の処理方法。(2) In the biological treatment method, the heat treatment sludge is used as a culture solution to obtain an enzyme for decomposing an organic matter in the sludge, and the enzyme obtained in the enzyme production step. The method for treating sludge according to (1), which comprises a solubilization step for solubilizing and / or lowering the molecular weight of suspended solids in the sludge.
【0013】(3) 前記生物学的処理方法が、前記懸
濁固形物を可溶化及び/または低分子化した後に、汚泥
及び可溶化物を消化するための消化工程をさらに含むも
のである、(2)記載の汚泥の処理方法。(3) The biological treatment method further comprises a digestion step for digesting the sludge and the solubilized product after solubilizing and / or lowering the molecular weight of the suspended solid. ) The method for treating sludge as described.
【0014】(4) 前記加熱処理により得られる熱処
理汚泥の溶解性有機性炭素濃度が、200〜3,000mg/Lとな
るように希釈する工程を、加熱処理工程の前及び/また
は後にさらに含む、(1)乃至(3)のいずれかに記載
の汚泥の処理方法。(4) The method further comprises a step of diluting the heat-treated sludge obtained by the heat treatment so that the soluble organic carbon concentration becomes 200 to 3,000 mg / L, before and / or after the heat treatment step. The sludge treatment method according to any one of (1) to (3).
【0015】(5) 前記希釈が、200 mg/L未満の溶解
性有機性炭素濃度を有する低濃度廃水を用いて行われ
る、(4)記載の汚泥の処理方法。(5) The sludge treatment method according to (4), wherein the dilution is performed using low-concentration wastewater having a soluble organic carbon concentration of less than 200 mg / L.
【0016】(6) 前記加熱処理が、50〜90℃にて行
われる、(1)乃至(5)のいずれかに記載の汚泥の処
理方法。(6) The method for treating sludge according to any one of (1) to (5), wherein the heat treatment is performed at 50 to 90 ° C.
【0017】(7) 前記加熱処理が、0.5〜24時間
行われる、(1)乃至(6)のいずれかに記載の汚泥の
処理方法。(7) The method for treating sludge according to any one of (1) to (6), wherein the heat treatment is performed for 0.5 to 24 hours.
【0018】(8) 前記生物学的処理方法において、
処理汚泥の一部が直接可溶化工程に付される、(2)乃
至(7)のいずれかに記載の汚泥の処理方法。(8) In the biological treatment method,
The sludge treatment method according to any one of (2) to (7), wherein a part of the treated sludge is directly subjected to the solubilization step.
【0019】(9) 前記生物学的処理方法が、酵素生
成工程前、可溶化工程前または可溶化工程後の段階の少
なくとも1つにおいて固液分離工程をさらに含み、該分
離工程により得られる固形物が前記可溶化工程に付さ
れ、且つ、該分離工程により得られる液体部分は酵素生
成工程に付される、(2)乃至(8)のいずれかに記載
の汚泥の処理方法。(9) The biological treatment method further comprises a solid-liquid separation step in at least one of a step before the enzyme production step, a step before the solubilization step, and a step after the solubilization step, and the solid obtained by the separation step. The sludge treatment method according to any one of (2) to (8), wherein the product is subjected to the solubilization step, and the liquid portion obtained in the separation step is subjected to the enzyme production step.
【0020】(10) 前記固液分離工程が、沈殿、遠
心または濾過のうち少なくとも1つの手段を含む、
(9)記載の汚泥の処理方法。(10) The solid-liquid separation step includes at least one means of precipitation, centrifugation or filtration.
(9) The sludge treatment method described in (9).
【0021】(11) 前記有機質を含む汚泥が下水余
剰汚泥である、(1)乃至(10)のいずれかに記載の
汚泥の処理方法。(11) The sludge treatment method according to any one of (1) to (10), wherein the sludge containing organic matter is sewage surplus sludge.
【0022】(12) 有機質を含む汚泥を生物学的に
処理するための装置であって、処理汚泥の一部または全
部を予め加熱して、次工程の酵素生成槽で有機質を分解
する酵素を生成する微生物の培養液として使用される、
熱処理汚泥を得るための加熱処理槽、前記酵素を生成す
る微生物培養液を用いて、汚泥中の有機質を分解しうる
酵素を得るための、前記加熱処理槽の下流に連結された
酵素生成槽、ならびに、該酵素生成槽の下流に連結され
た、前記酵素生成槽で得られた酵素を利用して汚泥中の
懸濁固形物を可溶化及び/または低分子化するための可
溶化槽、を含む処理装置。(12) A device for biologically treating sludge containing organic matter, wherein a part or all of the treated sludge is preheated and an enzyme for decomposing the organic matter in an enzyme production tank in the next step is used. Used as a culture solution of the microorganisms that produce,
Heat treatment tank for obtaining heat-treated sludge, using a microbial culture solution for producing the enzyme, for obtaining an enzyme capable of decomposing organic matter in sludge, an enzyme production tank connected downstream of the heat treatment tank, And a solubilization tank connected downstream of the enzyme production tank for solubilizing and / or lowering the molecular weight of suspended solids in sludge using the enzyme obtained in the enzyme production tank. Processing equipment including.
【0023】(13) 有機質を含む汚泥を生物学的に
処理するために用いられる装置であって、前記可溶化槽
の下流に連結された、懸濁固形物の可溶化及び/または
低分子化後に汚泥及び可溶化物を消化するための消化槽
をさらに含む、(12)記載の処理装置。(13) A device used for biologically treating sludge containing organic matter, which is solubilized and / or reduced in molecular weight of suspended solids connected downstream of the solubilization tank. The treatment apparatus according to (12), further including a digester tank for later digesting the sludge and the solubilized product.
【0024】(14) 前記装置において、加熱処理槽
と酵素生成槽との連結部分、酵素生成槽と可溶化槽との
連結部分または可溶化槽下流のうち少なくとも1箇所
に、固液分離手段をさらに含み、該分離手段により得ら
れる固形物が前記可溶化槽に付され、且つ、該分離手段
により得られる液体部分は酵素生成槽に付されるよう構
成された、(12)または(13)記載の処理装置。(14) In the above apparatus, a solid-liquid separation means is provided at least at one of the connecting portion between the heat treatment tank and the enzyme producing tank, the connecting portion between the enzyme producing tank and the solubilizing tank, or the downstream of the solubilizing tank. (12) or (13), further comprising: a solid matter obtained by the separating means is attached to the solubilization tank, and a liquid portion obtained by the separating means is attached to the enzyme production tank. The processing device described.
【0025】本発明者らは、生汚泥や余剰汚泥などの有
機質を含む汚泥の処理に際して、汚泥中の有機質を分解
する酵素を生成させ、該酵素を用いて汚泥の可溶化及び
/または低分子化を行う場合に、酵素生成に先がけて、
処理対象汚泥を加熱して熱処理汚泥を得、これを酵素を
生成する微生物のための培養液として利用することによ
り、酵素が安定に且つ高い効率にて得られ、従って、汚
泥中の懸濁固形分の可溶化/及びまたは低分子化とそれ
に続く消化を充分に達成しうることを見出し、本発明を
完成するに至った。The inventors of the present invention produce an enzyme that decomposes organic matter in sludge when treating sludge containing organic matter such as raw sludge and surplus sludge, and solubilize sludge and / or low molecular weight using the enzyme. When performing oxidization, prior to enzyme production,
By heating the sludge to be treated to obtain heat-treated sludge and using this as a culture solution for microorganisms that produce enzymes, the enzymes can be obtained stably and with high efficiency. Therefore, suspended solids in sludge can be obtained. It was found that the solubilization / and / or depolymerization of the fraction and the subsequent digestion can be sufficiently achieved, and the present invention has been completed.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0027】本発明の汚泥の処理方法は、有機質を含む
汚泥の生物学的処理方法であって、前記汚泥の少なくと
も一部を加熱処理する工程を含み、該加熱処理工程によ
り得られる熱処理汚泥を、有機質を分解する酵素を生成
する微生物のための培養液として使用することを特徴と
する。かかる加熱処理によって、有機質を分解する酵素
を生成する微生物の増殖に好適な環境の液体、すなわ
ち、汚泥中の固形物の可溶化に伴って可溶性有機性炭素
濃度が高くなり、且つ、酵素生成に好ましくない、時に
その増殖を阻む微生物(雑菌)の含有量が低くなった液
体が得られる。可溶性有機性炭素濃度が高すぎる場合、
ならびに/または、所望の微生物の成育及び該微生物に
よる酵素生成を阻害しうる物質(例えば、塩類など)の
濃度が高すぎると考えられる場合には、適宜、至適な濃
度を得るべく、希釈を行えばよく、酵素を生成する微生
物のために好ましい培養液が、前記加熱処理汚泥を用い
て自在に得られる。The sludge treatment method of the present invention is a biological treatment method of sludge containing organic matter, which comprises a step of heat-treating at least a part of the sludge, and the heat-treated sludge obtained by the heat-treatment step is It is characterized by being used as a culture solution for a microorganism that produces an enzyme that decomposes organic matter. By such a heat treatment, an environmental liquid suitable for the growth of a microorganism that produces an enzyme that decomposes organic matter, that is, the concentration of soluble organic carbon increases with the solubilization of solid matter in sludge, and A liquid having a low content of microorganisms (miscellaneous bacteria), which is unfavorable and sometimes prevents its growth, can be obtained. If the soluble organic carbon concentration is too high,
And / or, if the concentration of a substance capable of inhibiting the growth of a desired microorganism and the enzyme production by the microorganism (for example, salts) is considered to be too high, dilute appropriately to obtain an optimum concentration. It suffices to carry out, and a preferable culture solution for the microorganism that produces the enzyme can be freely obtained by using the heat-treated sludge.
【0028】前記加熱処理の材料は、有機性汚泥、例え
ば、下水処理場、屎尿処理場などの下水処理プロセスか
ら排出される生汚泥及び余剰汚泥ならびに生物性汚泥、
さらには、食品工場、化学工場などの製造プロセス及び
排水処理プロセスから排出される有機性汚泥を用いるこ
とができ、その溶解性有機性炭素濃度は特に限定されな
い。前記材料として、デンプン、ビール、薬品等の製造
プロセスから排出される有機性汚泥が好適に用いられ、
下水余剰汚泥が特に好適に用いられる。The material of the heat treatment is organic sludge, for example, raw sludge and surplus sludge discharged from a sewage treatment process such as a sewage treatment plant and a human waste treatment plant, and biological sludge,
Furthermore, organic sludge discharged from a manufacturing process such as a food factory or a chemical factory and a wastewater treatment process can be used, and the concentration of soluble organic carbon is not particularly limited. As the material, starch, beer, organic sludge discharged from manufacturing processes such as chemicals is preferably used,
Sewage surplus sludge is particularly preferably used.
【0029】前記材料の加熱処理は、好ましくは50〜90
℃、最も好ましくは60〜70℃の温度範囲にて行うとよ
い。処理温度が低すぎると、酵素生成にとって好ましく
ない微生物の除去率が低くなることがあり、また可溶化
が不充分になって、次の工程で酵素生成の効率が劣る要
因となりうる。また、必要以上に高温処理に付すこと
は、エネルギー消費が大きく、経済面において不利であ
る。The heat treatment of the material is preferably 50 to 90.
C., most preferably in the temperature range of 60 to 70.degree. If the treatment temperature is too low, the removal rate of microorganisms unfavorable for enzyme production may be low, and solubilization may be insufficient, which may be a factor of inferior efficiency of enzyme production in the next step. In addition, subjecting it to high temperature treatment more than necessary consumes a large amount of energy and is economically disadvantageous.
【0030】加熱処理時間は、好ましくは0.5〜24時
間、最も好ましくは3〜12時間である。処理時間が短す
ぎると、前記と同様に、酵素生成にとって好ましくない
微生物の除去率が低くなり、また、固形物の可溶化がな
されず、酵素生成にとって好ましい濃度の溶解性有機物
質が得られないため、次の工程で酵素生成の効率が劣る
可能性がある。加熱処理時間が長すぎると、酵素生成に
不利な好熱性の雑菌が増加する場合があり、且つ、コス
トも嵩むので好ましくない。The heat treatment time is preferably 0.5 to 24 hours, most preferably 3 to 12 hours. If the treatment time is too short, the removal rate of microorganisms unfavorable for enzyme production will be low, and the solid matter will not be solubilized, so that a soluble organic substance having a preferable concentration for enzyme production cannot be obtained. Therefore, the efficiency of enzyme production may be poor in the next step. If the heat treatment time is too long, thermophilic miscellaneous bacteria, which are disadvantageous for enzyme production, may increase, and the cost also increases, which is not preferable.
【0031】加熱は常圧にて行えばよく、液体全体が均
一な温度となるように加熱するために、撹拌しながら加
熱することが好ましい加熱は、通常、嫌気的条件の下に
行われる。The heating may be carried out at normal pressure. In order to heat the entire liquid to a uniform temperature, it is preferable to heat the liquid while stirring. Usually, the heating is carried out under anaerobic conditions.
【0032】加熱処理槽への汚泥の供給は、連続式でも
回分式でもよい。The sludge may be supplied to the heat treatment tank either continuously or batchwise.
【0033】かかる加熱処理によって得られた熱処理汚
泥は、次いで、生物学的処理に付されるが、この生物学
的処理における第一工程は、酵素生成工程である。酵素
生成工程のための培養液として、前記のように、熱処理
汚泥は適切な濃度に希釈されたものが好適に用いられ、
200〜3,000mg/L、好ましくは500〜1,500 mg/L の範囲の
溶解性有機性炭素濃度となるように、ならびに/また
は、所望の微生物の成育及び該微生物による酵素生成を
阻害しうる物質(例えば、塩類など)の濃度を低くする
ために、希釈されたものが好ましい。希釈後の溶解性有
機性炭素濃度が低すぎると、酵素を生成する微生物の繁
殖が充分になされず、酵素生成量が極めて減少する。ま
た、溶解性有機性炭素濃度が高すぎると、かかる微生物
以外の雑菌が繁殖する可能性が高くなり、また、酵素を
生成する微生物に害のある物質の濃度も高くなる可能性
があるので、酵素生成量の低下を招くことがある。The heat-treated sludge obtained by such heat treatment is then subjected to a biological treatment, and the first step in this biological treatment is the enzyme production step. As the culture solution for the enzyme production step, as described above, the heat-treated sludge is preferably used by diluting it to an appropriate concentration,
A substance capable of inhibiting the growth of a desired microorganism and the enzyme production by the microorganism so that the concentration of the soluble organic carbon is in the range of 200 to 3,000 mg / L, preferably 500 to 1,500 mg / L ( For example, a diluted product is preferable in order to reduce the concentration of salts and the like. If the soluble organic carbon concentration after dilution is too low, the microorganisms that produce the enzyme will not be sufficiently propagated, and the amount of the enzyme produced will be extremely reduced. Further, if the concentration of soluble organic carbon is too high, it is highly likely that miscellaneous bacteria other than such microorganisms will propagate, and the concentration of substances that are harmful to the microorganisms that produce the enzyme may also increase, This may lead to a decrease in enzyme production.
【0034】前記希釈は、溶解性有機性炭素濃度が200
mg/L未満である低濃度廃水を用いて行うことができる
が、その他、地下水、河川水または工場内雑用水等を用
いて希釈してもよい。The dilution has a soluble organic carbon concentration of 200.
It can be performed using low-concentration wastewater of less than mg / L, but may be diluted with groundwater, river water, miscellaneous water in factories, or the like.
【0035】前記生物学的処理方法は、前記熱処理汚泥
が、汚泥中の有機質を分解する酵素を生成する微生物の
培養液として用いられる酵素生成工程、ならびに、汚泥
中の懸濁固形物を、前記酵素生成工程において得られた
酵素を利用して可溶化及び/または低分子化するための
可溶化工程を含むものである。前記生物学的処理方法
は、さらに、前記懸濁固形物を可溶化及び/または低分
子化した後に、汚泥及び可溶化物を消化するための消化
工程を含むことができる。In the biological treatment method, the heat-treated sludge is used as a culture solution of a microorganism that produces an enzyme that decomposes organic matter in the sludge, and a suspended solid matter in the sludge is treated as described above. It includes a solubilization step for solubilizing and / or lowering the molecular weight using the enzyme obtained in the enzyme production step. The biological treatment method may further include a digestion step for digesting sludge and a solubilized product after solubilizing and / or depolymerizing the suspended solids.
【0036】この生物学的処理方法において、処理対象
となる汚泥の一部が、直接可溶化工程に付されてもよ
い。In this biological treatment method, a part of the sludge to be treated may be directly subjected to the solubilization step.
【0037】前記酵素生成工程は、後述する可溶化及び
消化の工程とは別個に、独立した酵素生成槽を設けて、
微生物の成育とそれにともなう酵素の分泌が至適となる
条件にて微生物の培養を行う工程である。In the enzyme production step, an independent enzyme production tank is provided separately from the solubilization and digestion steps described below.
This is a step of culturing a microorganism under conditions that optimize the growth of the microorganism and the accompanying secretion of an enzyme.
【0038】酵素生成工程において、汚泥中の有機質を
分解する酵素を生成する微生物の培養液として、前記加
熱工程で得られる熱処理汚泥が用いられ、かかる微生物
が生育するに伴って、所望の酵素が得られる。また、酵
素生成工程において、コンポスト菌、消化菌などの、汚
泥を可溶化することのできる好適な微生物を添加、増殖
することで、効率的に酵素を生成せしめることもでき
る。In the enzyme production step, the heat-treated sludge obtained in the heating step is used as a culture solution of a microorganism that produces an enzyme that decomposes organic matter in sludge, and a desired enzyme is produced as the microorganism grows. can get. In addition, in the enzyme production step, an enzyme can be efficiently produced by adding and proliferating a suitable microorganism capable of solubilizing sludge, such as compost bacterium and digestive bacterium.
【0039】前記酵素生成のための微生物の培養温度
は、培養される微生物の種類及び使用する原材料の種類
に依存し、その特性に従った温度で、微生物の生育速度
及び酵素分泌の速度ならびに得られた酵素の安定性を考
慮して適宜設定すべきであるが、通常は、50〜90℃にて
行われる。例えば、バチルス・ステアロサーモフィラス
(Bacillus stearothermophilus)に属するSPT2-1 株
[受託番号:FERM P-15395](特願平8-42496号参照)を
イースト−ペプトン培地にて培養する場合には、60〜70
℃の温度範囲で行うとよく増殖し、この温度範囲であれ
ば、微生物の生育速度及び酵素分泌の速度、また得られ
た酵素の安定性の面からも好ましい。The temperature for culturing the microorganism for producing the enzyme depends on the kind of the microorganism to be cultivated and the kind of raw material to be used. It should be appropriately set in consideration of the stability of the obtained enzyme, but it is usually performed at 50 to 90 ° C. For example, SPT2-1 strain belonging to Bacillus stearothermophilus
When culturing [Accession number: FERM P-15395] (see Japanese Patent Application No. 8-42496) in yeast-peptone medium, 60 to 70
Proper growth occurs in the temperature range of ° C, and this temperature range is preferable in terms of the growth rate of microorganisms, the rate of enzyme secretion, and the stability of the obtained enzyme.
【0040】使用される液のpHは中性付近とすること
が、微生物の生育速度及び酵素分泌の速度の双方の面か
ら好ましい。pH調整は、水酸化ナトリウム、水酸化カル
シウムなどの塩基または塩酸、硫酸などの酸を適宜添加
することにより行うことができる。It is preferable that the pH of the liquid used is near neutral in terms of both the growth rate of microorganisms and the rate of enzyme secretion. The pH can be adjusted by appropriately adding a base such as sodium hydroxide or calcium hydroxide or an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid.
【0041】培養時間は、反応槽内に含まれる微生物濃
度及び添加される有機物質の量に応じて適宜選択すべき
であるが、概して、24時間以上培養を行っても、それ以
上効率良く酵素は得られないので、培養は好ましくは0.
5〜24時間、さらに好ましくは3〜12時間行う。The culturing time should be appropriately selected according to the concentration of the microorganisms contained in the reaction tank and the amount of the added organic substance. Generally, the culturing time is 24 hours or more, and the enzyme is more efficient. The culture is preferably 0.
It is carried out for 5 to 24 hours, more preferably 3 to 12 hours.
【0042】培養は常圧下で行われ、好ましくは好気的
に、また培養される微生物の種類によっては嫌気的に、
撹拌しながら行うとよい。撹拌は、通常の撹拌装置を酵
素生成槽内に設けることにより行われる。Culturing is carried out under normal pressure, preferably aerobically and anaerobically depending on the type of microorganism to be cultured,
It is good to do it with stirring. Stirring is performed by providing a normal stirring device in the enzyme production tank.
【0043】但し、かかる酵素生成工程における最適な
培養条件が、培養されるべき微生物の種類に依存して決
定されるべきであることは言うまでもない。However, it goes without saying that the optimum culture conditions in the enzyme production step should be determined depending on the type of the microorganism to be cultured.
【0044】酵素生成槽において得られる汚泥分解酵素
とは、汚泥中の有機質を分解しうる酵素を言い、これに
はタンパク質分解酵素すなわちプロテアーゼ(例えばト
リプシン)、脂質分解酵素(例えばリパーゼ)及び糖質
分解酵素(例えばアミラーゼ)などが含まれるが、これ
らのみに限定されることはない。The sludge-degrading enzyme obtained in the enzyme-producing tank means an enzyme capable of decomposing organic matter in sludge, which includes a proteolytic enzyme or protease (eg trypsin), a lipolytic enzyme (eg lipase) and a carbohydrate. Examples include, but are not limited to, degrading enzymes (eg amylase).
【0045】本発明の方法における可溶化工程とは、前
記酵素生成工程で得られた酵素が、汚泥の低分子化、分
解反応を担い、よって可溶化が成し遂げられる工程であ
る。可溶化は、酵素反応に適した条件を適宜選択して行
われる。具体的には、50〜90℃の温度範囲、好ましくは
60〜70℃の範囲で操作するようにする。また、ここで可
溶化槽内のpHは、中性付近の条件で操作するのが好まし
い。なお、pH値を適正値とするためには、前記したよう
な酸または塩基を適宜添加して調整する。可溶化の時間
は、可溶化対象汚泥の分解性、濃度などに応じて選択す
べきであるが、好ましくは3〜48時間、最も好ましくは6
〜24時間程度行う。可溶化は常圧下で、嫌気性、好気性
のいずれで行ってもよく、好気的反応の場合には曝気装
置を具備する反応槽が採用されうる。嫌気性にて可溶化
する場合、酵素により低分子化、分解されるべき有機物
質と酵素とが充分混和接触するよう、撹拌しながら行う
ことが特に好ましい。撹拌は、通常の撹拌装置を槽内に
設けることにより行われることができる。The solubilization step in the method of the present invention is a step in which the enzyme obtained in the above-mentioned enzyme production step is responsible for lowering the molecular weight of sludge and a decomposition reaction, thereby achieving solubilization. The solubilization is performed by appropriately selecting the conditions suitable for the enzymatic reaction. Specifically, the temperature range of 50 ~ 90 ℃, preferably
Try to operate in the range of 60-70 ℃. The pH in the solubilization tank is preferably operated under neutral conditions. In addition, in order to adjust the pH value to an appropriate value, the acid or base as described above is appropriately added and adjusted. The solubilization time should be selected according to the degradability of the sludge to be solubilized, the concentration, etc., but is preferably 3 to 48 hours, and most preferably 6 hours.
~ Do about 24 hours. The solubilization may be carried out under normal pressure either anaerobically or aerobically, and in the case of aerobic reaction, a reaction tank equipped with an aeration device can be adopted. In the case of anaerobic solubilization, it is particularly preferable to carry out with stirring so that the organic substance to be depolymerized and decomposed by the enzyme and the enzyme are sufficiently mixed and contacted. Stirring can be performed by providing an ordinary stirring device in the tank.
【0046】本発明における消化工程は、10〜50℃の温
度範囲、好ましくは35〜40℃の範囲で操作するとよい。
また、ここで消化槽内のpHは、中性付近の条件とするこ
とが好ましい。pH値を適性値とするために、前記と同様
に適宜、酸または塩基を添加して調整する。消化の時間
は、有機物の分解性及び濃度などに応じて適宜選択すべ
きであるが、好ましくは3〜48時間、さらに好ましくは6
〜24時間行う。消化反応は常圧下で、撹拌しながら行
う。撹拌は、通常の撹拌装置を消化槽内に設けることに
より行われることができる。前記したように酵素生成槽
における反応環境は、酵素を生成する微生物の種類によ
り好気性または嫌気性を選択すべきであるが、可溶化槽
及び消化槽における反応は、エネルギー消費の面から嫌
気的に行う方がより有利である。The digestion step in the present invention may be carried out in a temperature range of 10 to 50 ° C, preferably 35 to 40 ° C.
In addition, the pH in the digestion tank is preferably set to a neutral condition. In order to adjust the pH value to an appropriate value, an acid or a base is appropriately added and adjusted as described above. The digestion time should be appropriately selected according to the decomposability and concentration of organic substances, but is preferably 3 to 48 hours, more preferably 6 hours.
Perform for ~ 24 hours. The digestion reaction is performed under normal pressure with stirring. Stirring can be performed by providing an ordinary stirring device in the digestion tank. As described above, the reaction environment in the enzyme production tank should be selected aerobic or anaerobic depending on the type of the microorganism that produces the enzyme, but the reaction in the solubilization tank and the digestion tank is anaerobic in terms of energy consumption. It is more advantageous to do this.
【0047】本発明の生物学的処理の各工程は、回分式
または連続式のいずれの形態でも行うことができる。Each step of the biological treatment of the present invention can be performed in either a batch system or a continuous system.
【0048】また、前記生物学的処理は、酵素生成工程
前、可溶化工程前または可溶化工程後の各段階のうち少
なくとも1つにおいて、固液分離工程をさらに含むこと
ができ、該固液分離工程により得られる固形物が前記可
溶化工程に付され、且つ、該分離工程により得られる液
体部分は酵素生成工程に付されるとよい。Further, the biological treatment can further include a solid-liquid separation step in at least one of the steps before the enzyme production step, before the solubilization step or after the solubilization step. The solid matter obtained by the separation step may be subjected to the solubilization step, and the liquid portion obtained by the separation step may be subjected to the enzyme production step.
【0049】前記固液分離工程は、沈殿、遠心または濾
過(膜分離を含む)のうち少なくとも1つの手段を含む
ものである。これらのうち、特別に高価な装置や手間を
必要としないことから、沈殿または遠心分離が好まし
く、処理液の性状により分離が容易であれば、沈殿槽に
おける沈殿が最も好ましい。The solid-liquid separation step includes at least one means of precipitation, centrifugation or filtration (including membrane separation). Of these, precipitation or centrifugation is preferred because it does not require a particularly expensive device or labor, and precipitation in a precipitation tank is most preferred if the separation is easy depending on the properties of the treatment liquid.
【0050】さらに本発明は、有機質を含む汚泥を生物
学的に処理するための装置であって、処理汚泥の一部ま
たは全部を予め加熱して、次工程の酵素生成槽で有機質
を分解する酵素を生成する微生物のための培養液として
使用される熱処理汚泥を得る加熱処理槽、前記酵素を生
成する微生物培養液から汚泥中の有機質を分解しうる酵
素を得るための、前記加熱処理槽の下流に連結された酵
素生成槽、ならびに、該酵素生成槽の下流に連結され
た、前記酵素生成槽で得られた酵素を利用して汚泥中の
懸濁固形物を可溶化及び/または低分子化するための可
溶化槽を含む処理装置に関する。上記装置において、前
記可溶化槽の下流に連結された、懸濁固形物の可溶化及
び/または低分子化後に汚泥及び可溶化物を消化するた
めの消化槽をさらに含むことができる。Furthermore, the present invention is an apparatus for biologically treating sludge containing organic matter, wherein a part or all of the treated sludge is preheated and the organic matter is decomposed in the enzyme production tank of the next step. A heat treatment tank for obtaining a heat-treated sludge used as a culture solution for a microorganism that produces an enzyme, in order to obtain an enzyme capable of decomposing organic matter in sludge from a microorganism culture solution that produces an enzyme, Enzyme production tank connected downstream, and solubilization of suspended solids in sludge and / or low molecular weight using the enzyme obtained in the enzyme production tank connected downstream of the enzyme production tank The present invention relates to a processing device including a solubilization tank for liquefaction. The above apparatus may further include a digestion tank connected downstream of the solubilization tank for digesting sludge and solubilized product after solubilization and / or depolymerization of suspended solids.
【0051】また、前記装置における、加熱処理槽と酵
素生成槽との連結部分、酵素生成槽と可溶化槽との連結
部分または可溶化槽下流のうち少なくとも1箇所に、固
液分離手段をさらに含み、該分離手段により得られる固
形物が前記可溶化槽に付され、且つ、該分離手段により
得られる液体部分は酵素生成槽に付されるよう構成され
るとよい。Further, a solid-liquid separation means is further provided in at least one of the connecting portion between the heat treatment tank and the enzyme producing tank, the connecting portion between the enzyme producing tank and the solubilizing tank, or the downstream of the solubilizing tank in the above apparatus. It is preferable that the solid material obtained by the separation means is included in the solubilization tank, and the liquid portion obtained by the separation means is included in the enzyme production tank.
【0052】本発明の生物学的処理の各工程において用
いられる酵素生成槽、可溶化槽及び消化槽などの反応槽
の構造は、特に限定されるものではなく、好気的な反応
を行う槽においては曝気手段及び撹拌手段、嫌気的な反
応を行う槽においては撹拌手段などを具備するものであ
ればよい。The structure of the reaction tank such as the enzyme production tank, the solubilization tank and the digestion tank used in each step of the biological treatment of the present invention is not particularly limited, and a tank for performing an aerobic reaction. In the above, as long as it is equipped with an aeration means and a stirring means, and a tank for performing an anaerobic reaction, a stirring means and the like may be used.
【0053】以下、本発明の実施の形態を図1〜3に基
づいて説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0054】図1の態様では、まず、本発明の汚泥の処
理方法の第一工程である加熱処理槽1において、有機質
を含む汚泥が加熱され、酵素を生成する微生物の培養液
として用いられる熱処理汚泥が得られる。希釈が必要で
ある場合には、加熱処理工程の前または後のいずれにお
いて行ってもよい。熱処理汚泥は、酵素生成槽2に配送
され、ここで培養されることにより、有機質を分解、可
溶化しうる酵素が微生物によって生成及び分泌される。
酵素生成槽2に、別途、酵素生成能を有する微生物を添
加することもできる。次いで、得られた酵素を含む液を
可溶化槽3に移す。可溶化槽3には前記有機質を含む汚泥
の残余の部分があればそれを投入することができる。可
溶化槽3にて可溶化及び/または低分子化した後、得ら
れた混液を次の消化槽4に供し、消化が完了すれば液体
及び気体として廃棄することができる。In the embodiment of FIG. 1, first, in the heat treatment tank 1 which is the first step of the sludge treatment method of the present invention, the sludge containing organic matter is heated and used as a culture solution of a microorganism that produces an enzyme. Sludge is obtained. If dilution is required, it may be done either before or after the heat treatment step. The heat-treated sludge is delivered to the enzyme production tank 2 and cultured therein, whereby the enzyme capable of decomposing and solubilizing the organic matter is produced and secreted by the microorganism.
It is also possible to separately add a microorganism having an enzyme-producing ability to the enzyme-producing tank 2. Next, the obtained liquid containing the enzyme is transferred to the solubilization tank 3. If there is a residual portion of the sludge containing the organic matter in the solubilization tank 3, it can be charged. After being solubilized and / or depolymerized in the solubilization tank 3, the obtained mixed liquid is supplied to the next digestion tank 4, and when digestion is completed, it can be discarded as a liquid or a gas.
【0055】次に図2の態様では、図1にて示した本発
明の態様の加熱処理槽1における処理及び適宜の希釈後
に、熱処理汚泥が沈殿槽5における固液分離に供され、
ここで得られる上澄が、酵素生成槽2に配送される。前
記沈殿槽5で得られる沈殿物は、可溶化槽3に投入され、
酵素生成槽2からの酵素含有液を利用して、有機質を含
む汚泥の残余とともに、可溶化及び/または低分子化が
なされる。次いで、消化槽4における処理が施され、気
体及び液体にまで消化されて、汚泥は廃棄可能となる。
このように加熱処理槽1の次の段階に沈殿槽5を導入して
酵素生成槽2に流入する固形分を減少させることによ
り、酵素生成がより潤滑に達成されることが期待され
る。Next, in the embodiment of FIG. 2, after the treatment in the heat treatment tank 1 of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and appropriate dilution, the heat-treated sludge is subjected to solid-liquid separation in the settling tank 5,
The supernatant obtained here is delivered to the enzyme production tank 2. The precipitate obtained in the settling tank 5 is charged into the solubilization tank 3,
Utilizing the enzyme-containing liquid from the enzyme production tank 2, solubilization and / or molecular weight reduction are performed together with the remaining sludge containing organic matter. Next, the treatment in the digestion tank 4 is performed, the gas and liquid are digested, and the sludge can be discarded.
In this way, by introducing the precipitation tank 5 to the next stage of the heat treatment tank 1 to reduce the solid content flowing into the enzyme production tank 2, it is expected that the enzyme production can be achieved more smoothly.
【0056】図3に記載の態様は、図2に記載の態様に
おける可溶化槽3の次に沈殿槽5bにおける沈殿の工程が
付加されたものであり、ここで得られる上澄は次工程の
消化槽4に付され、沈殿として得られる未分解汚泥は可
溶化槽3に返送して、再度可溶化反応に供し、これによ
り分解率を向上させることができる。The embodiment shown in FIG. 3 is obtained by adding a step of precipitation in the precipitation tank 5b after the solubilization tank 3 in the embodiment shown in FIG. 2, and the supernatant obtained here is the supernatant of the next step. The undecomposed sludge, which is attached to the digestion tank 4 and obtained as a precipitate, is returned to the solubilization tank 3 and is again subjected to the solubilization reaction, whereby the decomposition rate can be improved.
【0057】上記した本発明の実施の態様は、あくまで
例示を意図したに過ぎないものであって、本発明の実施
に際して、各工程の反復回数等、種々に変更可能であ
り、本発明は、もとよりこれら態様に限定されるもので
はない。The above-described embodiments of the present invention are intended only as examples, and in carrying out the present invention, the number of times each step is repeated can be variously changed. Of course, it is not limited to these embodiments.
【0058】このように、生汚泥や余剰汚泥などの有機
質を含む汚泥の処理に際して、処理対象である汚泥に加
熱処理を施し、適宜の希釈を行うことにより、酵素を生
成する微生物の増殖にとって好適な可溶性有機性炭素濃
度を有し、且つ雑菌の含有量が低い、前記微生物培養液
として好ましい液体を得ることで、酵素生成の材料を安
定に供給することが可能ならしめられる。かくして、酵
素による有機物分解反応を利用した汚泥中の懸濁固形分
の可溶化/及びまたは低分子化が、充分に効率よく達成
される。従って、汚泥の処理に要する滞留時間が減じら
れて迅速な処理完遂が可能となる。As described above, when treating sludge containing organic matter such as raw sludge and excess sludge, the sludge to be treated is subjected to heat treatment and appropriately diluted, so that it is suitable for the growth of microorganisms that produce enzymes. It is possible to stably supply the enzyme-producing material by obtaining a liquid having a high soluble organic carbon concentration and a low content of various bacteria, which is preferable as the microorganism culture liquid. Thus, the solubilization / and / or reduction of the molecular weight of the suspended solids in the sludge utilizing the enzymatic decomposition reaction of the organic matter can be achieved sufficiently efficiently. Therefore, the residence time required for treating sludge is reduced, and the treatment can be completed quickly.
【0059】[0059]
【実施例】実施例1 :加熱処理による溶解性有機性炭素(DOC:Dis
solved Organic Carbon)濃度の変化 本発明の汚泥の処理方法に従い、下水処理場から排出さ
れた余剰汚泥(揮発性懸濁固形物質を2%(重量/容量)
含有)200 mlを、500 mlの三角フラスコ中で、70℃にて
6時間、50 rpmで振盪しながら加熱処理した後、DOC濃
度の変化を測定した。[Example] Example 1 : Soluble organic carbon (DOC: Dis) by heat treatment
Solved Organic Carbon) Change in concentration According to the sludge treatment method of the present invention, excess sludge (2% (weight / volume) of volatile suspended solid matter) discharged from a sewage treatment plant.
200 ml (containing) was heat-treated in a 500 ml Erlenmeyer flask at 70 ° C. for 6 hours while shaking at 50 rpm, and then the change in DOC concentration was measured.
【0060】DOC濃度は、熱処理汚泥を18,000 Gで15分
間高速遠心分離し、その上澄液中のTOC(全有機性炭
素:Total Organic Carbon)を JISK0102 に従って測定
して求めた。The DOC concentration was determined by subjecting heat-treated sludge to high-speed centrifugation at 18,000 G for 15 minutes, and measuring the TOC (Total Organic Carbon) in the supernatant thereof according to JIS K0102.
【0061】加熱処理前のDOC濃度は、約200 mg/Lであ
ったが、加熱処理後のDOC濃度は約3,500 mg/Lに上昇し
た。この結果から、有機質を含む汚泥を加熱処理するこ
とによって、固形物のうち15〜20%が可溶化されて、DO
C濃度が高められることが明らかになった。The DOC concentration before the heat treatment was about 200 mg / L, but the DOC concentration after the heat treatment increased to about 3,500 mg / L. From this result, by heating the sludge containing organic matter, 15 to 20% of the solid matter was solubilized, and
It was revealed that the C concentration was increased.
【0062】実施例2:培養液中の溶解性有機性炭素濃
度のプロテアーゼ生成活性に対する影響 汚泥中の固形分の可溶化能を有する菌として同定、分離
された菌によるプロテアーゼ生成に対して、培養液中の
DOC濃度がどのような影響を及ぼすかを調べるために、
以下の実験を行った。 Example 2 Effect of Soluble Organic Carbon Concentration in Culture Solution on Protease-Producing Activity Identification of protease as a bacterium capable of solubilizing solid content in sludge In liquid
To find out how DOC concentration affects
The following experiment was performed.
【0063】培養液としては、熱処理汚泥希釈液と、Y-
P(イースト−ペプトン)培地とを用いた。熱処理汚泥
希釈液は、揮発性懸濁固形物質を2%(重量/容量)含有
する、下水処理場から排出された余剰汚泥を、70℃にて
5時間加熱し、次いで水道水を用いて、所定のDOC濃度
(図4参照)に希釈した。Y-P培地は、イーストエキス
(DIFCO社製):ペプトン(DIFCO社製)を1:2の重量
比で混合した後、各DOC濃度(図4参照)に調整してお
いた。熱処理汚泥希釈液及びY-P培地の、各々所定DOC濃
度の培養液を、1 Lの三角フラスコに各々200 mlずつ入
れておいた。As the culture solution, a diluted solution of heat-treated sludge and Y-
P (east-peptone) medium was used. The heat-treatment sludge dilution liquid contains 2% (weight / volume) of volatile suspended solids, excess sludge discharged from a sewage treatment plant is heated at 70 ° C for 5 hours, and then tap water is used. It was diluted to the prescribed DOC concentration (see Figure 4). The YP medium was prepared by mixing yeast extract (manufactured by DIFCO) and peptone (manufactured by DIFCO) at a weight ratio of 1: 2, and then adjusting each DOC concentration (see FIG. 4). 200 ml each of the heat-treated sludge dilution liquid and the YP medium culture liquid having a predetermined DOC concentration were placed in a 1 L Erlenmeyer flask.
【0064】プロテアーゼ生成能を有する菌として、前
記SPT2-1株を採用し、Y-P培地を用いて、70℃にて15時
間、100 rpmで振盪しながら前培養した。The SPT2-1 strain was used as a bacterium having a protease-producing ability, and precultured in YP medium at 70 ° C. for 15 hours while shaking at 100 rpm.
【0065】このSPT2-1株の前培養液を、上記所定濃度
に調整した培養液が入れられた三角フラスコに、それぞ
れ2容量%添加した。次いで、70℃にて5時間、100 rpm
で振盪しながら培養した後、それぞれの液体を採取し
て、プロテアーゼ活性を測定した。2% by volume of each of the preculture liquid of the SPT2-1 strain was added to an Erlenmeyer flask containing the culture liquid adjusted to the above predetermined concentration. Then, at 70 ℃ for 5 hours, 100 rpm
After culturing with shaking at 1, each liquid was collected and the protease activity was measured.
【0066】プロテアーゼ活性は以下の方法に従って定
量した。すなわち、非特異的なプロテアーゼアッセイ用
の基質であるアゾコール(商品名、Sigma社製)をpH 7.
0のリン酸緩衝液に懸濁した液(5 mg/ml) 0.7 mlに、
等量の試料を加え、70℃にて30分間インキュベートし
た。反応終了後、520 nmにおける吸光度を測定した。こ
の測定法でトリプシン(約400 BAEE U/mg、和光純薬(株)
製)のリン酸緩衝液(pH7.0)溶液30μg/mlを試料とし
て同様に測定すると、520 nmにおける吸光度は1.0であ
った。Protease activity was quantified according to the following method. That is, azochol (trade name, manufactured by Sigma), which is a substrate for non-specific protease assay, was added to pH 7.
To 0.7 ml of a solution (5 mg / ml) suspended in 0 phosphate buffer,
An equal amount of sample was added and incubated at 70 ° C for 30 minutes. After the reaction was completed, the absorbance at 520 nm was measured. Trypsin (about 400 BAEE U / mg, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(30 μg / ml) in phosphate buffer solution (pH 7.0) was measured in the same manner, and the absorbance at 520 nm was 1.0.
【0067】得られた結果を図4に示す。DOC濃度の低
い培養液(100〜 200 mg/L)を用いた場合には、プロテ
アーゼはほとんど生成されていないが、500 mg/Lより高
いDOC濃度の培養液を用いると、Y-P培地、熱処理汚泥希
釈液のいずれにおける場合でも、高レベルにて酵素が生
成されることが明らかになった。特に、500〜1,500 mg/
LのDOC濃度において、酵素生成の効率が高いことが示唆
された。The obtained results are shown in FIG. Almost no protease was produced when the culture medium with low DOC concentration (100-200 mg / L) was used, but when using the culture medium with DOC concentration higher than 500 mg / L, YP medium and heat-treated sludge were used. It was revealed that the enzyme was produced at a high level in each of the diluted solutions. In particular, 500-1,500 mg /
It was suggested that the enzyme production efficiency was high at L DOC concentration.
【0068】実施例3:加熱処理による可溶化率に対す
る処理温度の影響 実施例1と同様に、2%の揮発性懸濁固形物質を含有す
る余剰汚泥200 mlを500mlの三角フラスコに投入して、
図5に示す各温度にて24時間、50 rpmで振盪しながら
加熱処理を実施した。 Example 3 : Effect of treatment temperature on solubilization rate by heat treatment As in Example 1, 200 ml of excess sludge containing 2% of volatile suspended solids was placed in a 500 ml Erlenmeyer flask. ,
Heat treatment was carried out at each temperature shown in FIG. 5 for 24 hours while shaking at 50 rpm.
【0069】処理後、各処理汚泥を採取して、可溶化率
を測定した。可溶化率は、加熱処理前後の試料中の揮発
性懸濁固形物質(VSS:Volatile Suspended Solids)を
JISK0102に準じた方法で測定した後、以下の式に従って
算出した。After the treatment, each treated sludge was sampled and the solubilization rate was measured. The solubilization rate is determined by measuring the volatile suspended solids (VSS) in the sample before and after heat treatment.
After measuring by the method according to JIS K0102, it was calculated according to the following formula.
【0070】[0070]
【数1】 [Equation 1]
【0071】この結果を図5に示す。50〜90℃での加熱
処理により、汚泥が高率に可溶化されることが示され
た。従って、かかる温度範囲にて加熱処理を施すことに
より、可溶化率上昇にともなってDOC濃度が高まり、所
望の、酵素生成能を有する微生物の培養液として好適な
熱処理汚泥が得られることが明示された。The results are shown in FIG. It was shown that sludge was solubilized at a high rate by heat treatment at 50-90 ℃. Therefore, by performing heat treatment in such a temperature range, the DOC concentration increases with an increase in solubilization rate, and it is clarified that a desired heat-treated sludge suitable as a culture solution of a microorganism having an enzyme-producing ability can be obtained. It was
【0072】実施例4:加熱処理による可溶化率に対す
る処理時間の影響 実施例3と同様に、2%の揮発性懸濁固形物質を含有す
る余剰汚泥200 mlを500mlの三角フラスコに投入し、70
℃にて50 rpmで振盪しながら加熱処理を継続した。図6
に示す各時間毎に試料を採取して、各試料の可溶化率を
実施例3に記載の方法で測定した。 Example 4 : Effect of treatment time on solubilization rate by heat treatment As in Example 3, 200 ml of excess sludge containing 2% of volatile suspended solids was placed in a 500 ml Erlenmeyer flask, 70
The heat treatment was continued while shaking at 50 rpm at 50 ° C. FIG.
Samples were collected at each time shown in, and the solubilization rate of each sample was measured by the method described in Example 3.
【0073】この結果を図6に示す。70℃にて加熱処理
を行った場合、1時間で10%の可溶化が達成され、24時
間処理すれば、およそ25%もの可溶化がなされることが
わかった。The results are shown in FIG. It was found that 10% solubilization was achieved in 1 hour when heat treatment was performed at 70 ° C, and about 25% solubilization was achieved after 24 hours treatment.
【0074】[0074]
【発明の効果】本発明の汚泥の処理法によれば、生汚泥
や余剰汚泥などの有機質を含む汚泥の生物学的処理に際
して、汚泥分解酵素による有機物分解反応を利用する場
合に、かかる酵素を生成、分泌しうる微生物の生育に好
適な培養液が、極めて簡便で経済性に優れた方法により
得られる。すなわち、処理対象の汚泥を加熱処理するこ
とによって、溶解性有機性炭素濃度が高められ、その結
果、前記微生物が充分に増殖して、酵素生成能を発揮で
きる液体が得られる。しかも、加熱処理の結果、かかる
液体中には、該微生物の増殖にとって好ましくない、時
にその増殖の妨げとなるような他の微生物の含有量が減
じられているので、汚泥分解能を有する酵素を生成、分
泌する微生物を優先的に増殖させることができる。得ら
れる培養液の溶解性有機性炭素の濃度が高すぎる場合に
は、該濃度の低い液体を用いて希釈することにより、好
ましい溶解性有機性濃度の培養液が自在に調整できる。According to the sludge treatment method of the present invention, in the biological treatment of sludge containing organic matter such as raw sludge and surplus sludge, when utilizing an organic substance decomposition reaction by a sludge decomposing enzyme, such enzyme is used. A culture solution suitable for growth of microorganisms that can be produced and secreted can be obtained by an extremely simple and economical method. That is, by heating the sludge to be treated, the concentration of soluble organic carbon is increased, and as a result, a liquid is obtained in which the microorganisms sufficiently proliferate and the enzyme-producing ability is exhibited. Moreover, as a result of the heat treatment, the content of other microorganisms that are not preferable for the growth of the microorganisms and sometimes hinder the growth of the microorganisms is reduced in the liquid, so that an enzyme having sludge-decomposing ability is produced. , The secreted microorganisms can be preferentially grown. When the concentration of soluble organic carbon in the obtained culture broth is too high, the culture broth having a preferable soluble organic concentration can be freely adjusted by diluting with a liquid having a low concentration.
【0075】従って、前記培養液を利用することにより
所望の酵素が充分に得られ、該酵素を用いた汚泥中の懸
濁固形分の可溶化及び/または低分子化と、それに続く
消化が効率よく達成されるという効果が奏される。Therefore, the desired enzyme can be sufficiently obtained by utilizing the above culture solution, and the solubilization and / or molecular weight reduction of the suspended solids in the sludge using the enzyme and the subsequent digestion are efficient. The effect is achieved well.
【0076】また、本発明によれば、微生物を用いて酵
素を生成させ、かかる酵素を汚泥の処理に利用する方法
において、例え運転立ち上げ時や設備の途中に異常が生
じて可溶化槽等の運転が不良となった場合にでも、酵素
生成のための培養液が好ましい状態で安定に供給され
る。本発明の方法により培養液を供給するためには、特
に高価な試薬や危険な試薬を大量に用いる必要もないの
で、コスト及び安全性の点でも優れた方法及び装置が本
発明により提供される。Further, according to the present invention, in a method of producing an enzyme by using a microorganism and utilizing the enzyme for treating sludge, for example, an abnormality occurs at the time of start-up of operation or in the middle of equipment, so that a solubilization tank or the like is generated. Even when the operation of (3) becomes defective, the culture solution for enzyme production is stably supplied in a preferable state. In order to supply the culture solution by the method of the present invention, it is not necessary to use a particularly large amount of expensive reagents or dangerous reagents, so that the present invention provides a method and apparatus excellent in terms of cost and safety. .
【図1】本発明の汚泥の処理方法の一実施態様の概略図
である。FIG. 1 is a schematic view of one embodiment of the sludge treatment method of the present invention.
【図2】本発明の汚泥の処理方法の他の実施態様の概略
図である。FIG. 2 is a schematic view of another embodiment of the sludge treatment method of the present invention.
【図3】本発明の汚泥の処理方法の他の実施態様の概略
図である。FIG. 3 is a schematic view of another embodiment of the sludge treatment method of the present invention.
【図4】培養液中の溶解性有機性炭素濃度の、プロテア
ーゼ生成活性に対する影響を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the influence of the concentration of soluble organic carbon in the culture medium on the protease-producing activity.
【図5】加熱処理による可溶化率に対する処理温度の影
響を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the influence of treatment temperature on the solubilization rate by heat treatment.
【図6】加熱処理による可溶化率に対する処理時間の影
響を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the influence of treatment time on the solubilization rate by heat treatment.
1…加熱処理槽 2…酵素生成槽 3…可溶化槽 4…消化槽 5、5a、5b…沈殿槽 1 ... Heat treatment tank 2 ... Enzyme production tank 3 ... Solubilization tank 4 ... Digestion tank 5, 5a, 5b ... Precipitation tank
Claims (14)
あって、 前記汚泥の少なくとも一部を加熱処理する工程を含み、
該加熱処理工程により得られる熱処理汚泥を、有機質を
分解する酵素を生成する微生物のための培養液として使
用することを特徴とする、汚泥の処理方法。1. A method of biologically treating sludge containing organic matter, comprising the step of heat-treating at least a part of the sludge,
A method for treating sludge, which comprises using the heat-treated sludge obtained by the heat treatment step as a culture solution for a microorganism that produces an enzyme that decomposes organic matter.
を分解する酵素を得るための酵素生成工程、ならびに前
記酵素生成工程において得られた酵素を利用して、汚泥
中の懸濁固形物を可溶化及び/または低分子化するため
の可溶化工程を含む、請求項1記載の汚泥の処理方法。2. The biological treatment method, wherein the heat treatment sludge is used as a culture solution, an enzyme production step for obtaining an enzyme that decomposes organic matter in sludge, and an enzyme obtained in the enzyme production step. The sludge treatment method according to claim 1, further comprising a solubilization step for solubilizing and / or lowering the molecular weight of suspended solids in the sludge by utilizing the solubilization step.
に、汚泥及び可溶化物を消化するための消化工程をさら
に含むものである、請求項2記載の汚泥の処理方法。3. The biological treatment method further comprises a digestion step for digesting sludge and a solubilized product after solubilizing and / or depolymerizing the suspended solids. The described sludge treatment method.
の溶解性有機性炭素濃度が、200〜3,000mg/Lとなるよう
に希釈する工程を、加熱処理工程の前及び/または後に
さらに含む、請求項1乃至3のいずれかに記載の汚泥の
処理方法。4. The step of further diluting the heat-treated sludge obtained by the heat treatment so that the soluble organic carbon concentration becomes 200 to 3,000 mg / L, before and / or after the heat treatment step. Item 4. The sludge treatment method according to any one of Items 1 to 3.
性炭素濃度を有する低濃度廃水を用いて行われる、請求
項4記載の汚泥の処理方法。5. The method for treating sludge according to claim 4, wherein the dilution is performed using a low-concentration wastewater having a soluble organic carbon concentration of less than 200 mg / L.
る、請求項1乃至5のいずれかに記載の汚泥の処理方
法。6. The sludge treatment method according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at 50 to 90 ° C.
る、請求項1乃至6のいずれかに記載の汚泥の処理方
法。7. The sludge treatment method according to claim 1, wherein the heat treatment is performed for 0.5 to 24 hours.
泥の一部が直接可溶化工程に付される、請求項2乃至7
のいずれかに記載の汚泥の処理方法。8. The biological treatment method according to claim 2, wherein a part of the treated sludge is directly subjected to the solubilization step.
The method for treating sludge according to any one of 1.
前、可溶化工程前または可溶化工程後の段階の少なくと
も1つにおいて固液分離工程をさらに含み、該分離工程
により得られる固形物が前記可溶化工程に付され、且
つ、該分離工程により得られる液体部分は酵素生成工程
に付される、請求項2乃至8のいずれかに記載の汚泥の
処理方法。9. The solid product obtained by the biological treatment method further comprising a solid-liquid separation step in at least one of a step before the enzyme production step, a step before the solubilization step, and a step after the solubilization step. Is applied to the solubilization step, and the liquid portion obtained in the separation step is subjected to an enzyme production step.
は濾過のうち少なくとも1つの手段を含む、請求項9記
載の汚泥の処理方法。10. The method for treating sludge according to claim 9, wherein the solid-liquid separation step includes at least one means of precipitation, centrifugation or filtration.
である、請求項1乃至10のいずれかに記載の汚泥の処
理方法。11. The sludge treatment method according to claim 1, wherein the sludge containing organic matter is sewage surplus sludge.
るための装置であって、 処理汚泥の一部または全部を予め加熱して、次工程の酵
素生成槽で有機質を分解する酵素を生成する微生物の培
養液として使用される、熱処理汚泥を得るための加熱処
理槽、 前記酵素を生成する微生物培養液を用いて、汚泥中の有
機質を分解しうる酵素を得るための、前記加熱処理槽の
下流に連結された酵素生成槽、ならびに、 該酵素生成槽の下流に連結された、前記酵素生成槽で得
られた酵素を利用して汚泥中の懸濁固形物を可溶化及び
/または低分子化するための可溶化槽、を含む処理装
置。12. An apparatus for biologically treating sludge containing organic matter, wherein a part or all of the treated sludge is preheated to produce an enzyme that decomposes the organic matter in an enzyme production tank in the next step. A heat treatment tank for obtaining a heat-treated sludge, which is used as a culture solution of microorganisms, and a heat treatment tank for obtaining an enzyme capable of decomposing organic matter in sludge using the enzyme-producing microorganism culture solution And a solubilizing and / or reducing suspended solids in sludge using the enzyme production tank connected downstream of the enzyme production tank and the enzyme obtained in the enzyme production tank connected downstream of the enzyme production tank. A processing apparatus including a solubilization tank for molecularizing.
るために用いられる装置であって、 前記可溶化槽の下流に連結された、懸濁固形物の可溶化
及び/または低分子化後に汚泥及び可溶化物を消化する
ための消化槽をさらに含む、請求項12記載の処理装
置。13. A device used for biologically treating sludge containing organic matter, which is connected downstream of the solubilization tank after solubilization and / or depolymerization of suspended solids. The treatment apparatus according to claim 12, further comprising a digester tank for digesting sludge and solubilized products.
生成槽との連結部分、酵素生成槽と可溶化槽との連結部
分または可溶化槽下流のうち少なくとも1箇所に、固液
分離手段をさらに含み、該分離手段により得られる固形
物が前記可溶化槽に付され、且つ、該分離手段により得
られる液体部分は酵素生成槽に付されるよう構成され
た、請求項12または13記載の処理装置。14. A solid-liquid separation means is further provided in at least one of a connecting portion between the heat treatment tank and the enzyme producing tank, a connecting portion between the enzyme producing tank and the solubilizing tank, or a downstream side of the solubilizing tank in the apparatus. 14. The treatment according to claim 12 or 13, which is configured so that the solid matter obtained by the separating means is applied to the solubilization tank, and the liquid portion obtained by the separating means is applied to the enzyme production tank. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7175196A JPH09253700A (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Method and apparatus for treating sludge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7175196A JPH09253700A (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Method and apparatus for treating sludge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09253700A true JPH09253700A (en) | 1997-09-30 |
Family
ID=13469557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7175196A Pending JPH09253700A (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Method and apparatus for treating sludge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09253700A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001017989A (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-23 | Ebara Corp | Anaerobic treatment of oil and fat-containing waste water or oil and fat-containing sludge |
KR100973349B1 (en) * | 2008-06-20 | 2010-07-30 | 경기도(보건환경연구원) | Enzymatic hydrolysis of food waste and methane fermentation by UASB bioreactor |
CN110305775A (en) * | 2019-07-03 | 2019-10-08 | 河南攸行环保科技有限公司 | A kind of hydrolysis reactor and its application method handling solid waste |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP7175196A patent/JPH09253700A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001017989A (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-23 | Ebara Corp | Anaerobic treatment of oil and fat-containing waste water or oil and fat-containing sludge |
KR100973349B1 (en) * | 2008-06-20 | 2010-07-30 | 경기도(보건환경연구원) | Enzymatic hydrolysis of food waste and methane fermentation by UASB bioreactor |
CN110305775A (en) * | 2019-07-03 | 2019-10-08 | 河南攸行环保科技有限公司 | A kind of hydrolysis reactor and its application method handling solid waste |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100818575B1 (en) | New microorganism and method of treating sludge by using the same | |
García et al. | Biodegradation of phenol compounds in vinasse using Aspergillus terreus and Geotrichum candidum | |
EP1302446B1 (en) | Method for sludge reduction in a waste water treatment system | |
Sangave et al. | Enhancement in biodegradability of distillery wastewater using enzymatic pretreatment | |
JPH0899098A (en) | Waste disposal method by oxidation | |
JP2016175064A (en) | Improved digestion of biosolids in wastewater | |
EP1008558B1 (en) | A method for treating organic waste water | |
JP2003019490A (en) | Treatment method for organic sewage and treatment equipment for the same | |
JPH0999298A (en) | Treatment of sludge | |
JP2001162297A (en) | Method and apparatus for treating organic waste water | |
JPH09253700A (en) | Method and apparatus for treating sludge | |
JP3450719B2 (en) | Biological treatment method and apparatus for organic wastewater | |
US8603339B2 (en) | Activated sludge material, method for reducing excess sludge production in bioreactor, and method of controlling bioreactor | |
JP2006043649A (en) | Treatment method of organic waste and its treatment apparatus | |
JP3251843B2 (en) | Solubilization method in biological treatment of sludge | |
JP2001269656A (en) | Method for treating food waste | |
JP2003164840A (en) | Method and apparatus for treating organic matter | |
JPH09308494A (en) | Production of lactic acid | |
JP2003039098A (en) | Acclimation method for microorganisms and sludge volume reduction method using the same | |
JP2005193122A (en) | Anaerobic hydrogen fermentation treatment system | |
JP2002316130A (en) | Method and apparatus for treating organic solid waste | |
KR100967639B1 (en) | METHOD FOR REDUCING EXCESS SLUDGE USING THERMOMONAS SP. GSlyso-1 STRAIN | |
Jung et al. | Nitrogenous compounds transformation by the sludge solubilization under alternating aerobic and anaerobic conditions | |
JP2003205295A (en) | Treatment method of organic waste water and apparatus therefor | |
JP3697533B2 (en) | Method and apparatus for solubilizing sludge |